CN113153874A - 一种粘胶系统及粘胶方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种粘胶系统及粘胶方法，所述粘胶系统包括：至少一个固定夹具，用于固定待粘胶部件；协作机器人，所述协作机器人包括机械臂和固定设置于所述机械臂上的粘胶单元，所述机械臂用于带动所述粘胶单元沿与所述待粘胶部件匹配的预设轨迹运动，所述粘胶单元包括胶带料盘固定机构、限位轮、吸盘机构和切刀机构；所述料盘固定结构用于可转动地固定胶带料盘，所述限位轮可转动地固定于所述机械臂，所述胶带料盘上胶带的开头部分通过所述限位轮吸附于所述吸盘机构。采用上述技术方案后，可以有效提升胶带粘接的效率，减少人工成本，提升粘接质量。

Description

一种粘胶系统及粘胶方法

技术领域

本发明涉及产品装配技术领域，尤其涉及一种粘胶系统及粘胶方法。

背景技术

现有技术中，在车灯的装配过程中，需要将胶带粘贴到汽车尾灯装饰框上，以便于汽车尾灯装饰框与其它车辆部件通过胶带粘接。

现在技术的胶带，需要根据汽车尾灯装饰框的形状结构进行定制，定制成特定的形状即长度，成本大，周期长。且现有的装配流程如下：作业员将装饰框放置在定位夹具内，取圆弧条状胶带手动放置在上工装使用吸盘上吸附，手动撕下胶带贴纸后合下夹具压合在一起形成组件。因胶带的宽度只有1cm撕的过程中很容易将胶带条拉下，导致吸附不成功，重新开始，工艺效率低；且在装配过程容易出现胶带粘贴不到位、粘贴不牢、出现气泡等现象，粘胶质量差。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种减少胶带成本、提升工艺效率和粘胶质量的粘胶系统及粘胶方法。

本发明公开了一种粘胶系统，包括：

至少一个固定夹具，用于固定待粘胶部件；

协作机器人，所述协作机器人包括机械臂和固定设置于所述机械臂上的粘胶单元，所述机械臂用于带动所述粘胶单元沿与所述待粘胶部件匹配的预设轨迹运动，所述粘胶单元包括胶带料盘固定机构、限位轮、吸盘机构和切刀机构；

所述料盘固定结构用于可转动地固定胶带料盘，所述限位轮可转动地固定于所述机械臂，所述胶带料盘上胶带的开头部分通过所述限位轮吸附于所述吸盘机构。

优选地，所述粘胶系统还包括压紧轮机构，所述压紧轮机构包括第一气缸和压紧轮，所述第一气缸固定连接于所述机械臂，所述压紧轮可转动地固定于所述第一气缸的活塞杆，所述压紧轮表面设置有柔性层，所述压紧轮机构用于对粘贴到所述待粘胶部件上的胶带进行压紧。

优选地，所述切刀机构包括第二气缸和切刀，所述第二气缸固定连接于所述机械臂，所述切刀固定连接于所述第二气缸的活塞杆，所述切刀机构设置于所述吸盘机构和所述压紧轮之间，用于切断所述胶带。

优选地，所述吸盘机构包括第三气缸和真空吸盘，所述第三气缸固定连接于所述机械臂，所述真空吸盘固定连接于所述第三气缸的活塞杆，所述吸盘机构用于吸附所述胶带。

优选地，所述固定夹具包括支撑部、第一夹持侧壁、第二夹持侧壁和第四气缸；

所述支撑部上设置有与所述待粘胶部件形状匹配的仿形槽，所述支撑部用于支撑、定位所述待粘胶部件；

所述第四气缸用于驱动所述第一夹持侧壁和所述第二夹持侧壁相向运动，夹持所述待粘胶部件。

优选地，所述待粘胶部件为汽车灯具的条/带状零部件。

本发明还公开了一种粘胶方法，基于上述的粘胶系统，包括如下步骤：

S1:将胶带料盘安装到所述料盘固定机构，将胶带开头部分通过限位轮在吸盘机构处吸附；将待粘胶的部件固定到所述固定夹具；

S2:控制机械臂带动粘胶单元沿预设轨迹运动，吸盘机构将胶带粘贴至待粘胶部件，压紧轮机构对粘贴至待粘胶部件的胶带进行压紧；

S3:当所述粘胶单元运动至第一预设位置时，控制所述切刀机构切断胶带。

优选地，所述步骤S3之后还包括：

S4:控制机械臂带动粘胶单元继续运动至第二预设位置，当粘胶单元运动至所述第二预设位置时，所述压紧轮将切断处的胶带压紧至所述待粘胶区域。

优选地，在所述步骤S2中，当所述粘胶单元运动至待粘胶部件上的初始粘胶位置时，所述吸盘机构将胶带压至待粘胶区域并停止吸附；

在所述步骤S3中，当所述粘胶单元运动至第一预设位置时，所述吸盘机构吸附所述胶带，所述切刀机构切断胶带，所述吸盘机构带动吸附的胶带沿远离所述待粘胶部件的方向移动预设距离。

优选地，所述待粘胶部件为汽车灯具的条/带状零部件。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.通过协作机器人的机械臂带动粘胶单元沿与所述待粘胶部件匹配的预设轨迹运动进行粘胶，不需对胶带进行定制，较少了胶带成本，提升了粘胶效率。

2.设置压紧轮对粘贴至待粘胶部件的胶带进行压紧，极大减少气泡产生，避免粘贴不均匀的现象出现，显著提升了粘胶质量。

3.粘胶及胶带切断等过程均通过协作机器人根据预设程序完成，减少了操作人员的工作量，减少了人工成本，且粘胶质量得到显著提高。

4.可以通过设置多个固定夹具固定多个待粘胶部件依次进行粘胶，实现连续化生产，进一步提高粘胶效率。

附图说明

图1为本发明一实施例中粘胶系统的正视图；

图2为本发明一实施例中粘胶系统的立体视图；

图3为本发明一实施例中粘胶单元的结构示意图。

附图标记：

100-设备框架，200-协作机器人，210-机械臂，220-粘胶单元，221-安装板，222-胶带料盘固定结构，223-胶带料盘，223’-胶带，224、225-限位轮，226-吸盘机构，227-切刀机构，228-压紧轮机构，230-控制单元，300-固定夹具，400-待粘胶部件。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

参见附图1、2，为本发明一实施例中粘胶系统的结构示意图，所述粘胶系统包括设备框架100，所述设备框架100包括一工作台，并半开放式环绕所述工作台形成一工作空间。所述粘胶系统还包括设置在工作台上的：

-协作机器人200

所述协作机器人200包括机械臂210和固定设置于所述机械臂210上的粘胶单元220，所述机械壁的底座固定设置在所述工作台上，所述机械臂210至少具有三个自由度，优选地，具有六个自由度，用于带动所述粘胶单元220沿与所述待粘胶部件400匹配的预设轨迹运动。所述协作机器人200还包括控制单元230，所述控制单元230用于接收操作人员的控制程序输入并根据所述控制程序控制机械臂210运动，所述控制程序用于控制所述机械臂210带动所述粘胶单元220沿与所述待粘胶部件400上待粘胶区域形状匹配的预设轨迹运动，从而使胶带223’可以准确到位的粘贴到所述待粘胶部件400上待粘胶区域。

参见附图3，所述粘胶单元220包括胶带料盘固定机构222、限位轮224、225、吸盘机构226、切刀机构227和压紧轮机构228。在本实施例中，粘胶单元220还包括一安装板221，所述安装板221与所述机械臂210固定连接，所述胶带料盘固定机构222、限位轮224、225、吸盘机构226、切刀机构227和压紧轮机构228均固定于所述安装板221上。在其它的一些实施例中，也可以不设置安装板221，将上述机构直接固定在机械臂210上。所述胶带料盘固定机构222固定设置在所述安装板221上，用于安装胶带料盘223，所述胶带料盘223可以绕所述胶带料盘固定机构222转动。所述限位轮224、225可转动地固定于所述基板；所述胶带料盘223上胶带223’的开头部分通过所述限位轮224、225吸附于所述吸盘机构226。所述胶带223’包括双面胶和粘接于所述双面胶一面的贴纸，贴纸贴合于所述限位轮224、225并被吸盘机构226吸附，双面胶远离贴纸的一面用于与待粘胶部件400粘合。本申请中，所述限位轮设置有两个，在一些实施例中，也可仅设置一个或更多个。所述限位轮224、225一方面用于对胶带223’限位，使胶带223’避开安装板221上的其它部件，避免干涉；另一方面可以减少胶带223’运动的阻力，使其在粘胶过程中可以流畅地粘贴到待粘胶部件400上。所述压紧轮机构228和所述切刀机构227均固定设置于所述安装板221上，所述切刀机构227设置于所述吸盘机构226和所述压紧轮机构228之间，用于切断胶带223’。所述压紧轮机构228用于对粘贴至待粘胶部件400上的胶带223’进行压紧，避免气泡产生。在一些实施例中，也可不设置压紧轮机构，由操作人员手动对粘贴至待粘胶部件上的胶带进行压紧。

具体地，所述压紧轮机构228包括第一气缸和压紧轮，所述第一气缸固定连接于所述安装板221，所述压紧轮可转动地固定于所述第一气缸的活塞杆上，所述压紧轮表面设置有柔性层，所述柔性层优选为橡胶层，所述压紧轮机构228用于对粘贴到所述待粘胶部件400上的胶带223’进行压紧。所述压紧轮的宽度大于等于胶带223’宽度。在其他的一些实施例中，所述压紧轮机构228也可包括弹性伸缩结构和可转动地固定于所述弹性伸缩结构的压紧轮，弹性伸缩结构固定设置在所述安装板221上，弹性伸缩结构用于提供压紧力使压紧轮可以对粘贴到所述待粘胶部件400上的胶带223’进行压紧。所述弹性伸缩结构可以为弹簧伸缩杆。所述切刀机构227包括第二气缸和切刀，所述第二气缸固定连接于所述安装板221，所述切刀固定连接于所述第二气缸的活塞杆，所述切刀机构227设置于所述吸盘机构226和所述压紧轮之间，用于切断所述胶带223’。优选地，所述切刀机构227的切刀紧贴所述吸盘机构226设置，以便更好地切断胶带223’。所述吸盘机构226包括第三气缸和真空吸盘，所述第三气缸固定连接于所述安装板221，所述真空吸盘固定连接于所述第三气缸的活塞杆，所述真空吸盘用于吸附所述胶带223’。

-固定夹具300

所述固定夹具300至少有一个，用于固定待粘胶部件400。在本实施例中，固定夹具300设置有两个，用于固定两个待粘胶部件400以实现连续化生产。所述固定夹具300包括支撑部、第一夹持侧壁、第二夹持侧壁和第四气缸；所述支撑部上设置有与所述待粘胶部件400形状匹配的仿形槽，用于支撑、定位所述待粘胶部件400；所述第一夹持侧壁、第二夹持侧壁位于所述支撑部两侧；所述第四气缸用于驱动所述第一夹持侧壁和所述第二夹持侧壁相向运动，夹持所述待粘胶部件400。具体地，在本实施例中，使第一夹持侧壁固定设置，通过第四气缸驱动第二夹持侧壁向第一夹持侧壁运动，夹持固定所述待粘胶部件400；在粘胶完成时，通过第四气缸驱动第二夹持侧壁向远离第一夹持侧壁的方向运动，解除对所述待粘胶部件400的固定，使操作人员可以取下粘胶完成的待粘胶部件400，并更换未粘胶的待粘胶部件400。在一些实施例中，也可以通过第四气缸同时驱动所述第一夹持侧壁和所述第二夹持侧壁，使其共同相向或相离运动，夹持所述待粘胶部件400或解除对所述待粘胶部件400的夹持。所述待粘胶部件400，原则上没有特定要求，在本实施例中，所述待粘胶部件400为汽车灯具的条/带状零部件，该条/带状零部件上设置有条/带状的待粘胶区域。所述条/带状零部件可以为汽车后尾灯装饰框。

基于本实施例的粘胶系统的粘胶方法包括如下步骤：

S1：将胶带料盘223安装到所述料盘固定机构，将胶带223’开头部分通过限位轮在吸盘机构226处吸附；将待粘胶的部件固定到所述固定夹具300。

S2：启动协作机器人200，协作机器人200的控制单元230控制机械臂210带动粘胶单元220沿预设轨迹运动，吸盘机构226将胶带223’粘贴至待粘胶部件400，压紧轮机构228对粘贴至待粘胶部件400的胶带223’进行压紧。具体地，当所述粘胶单元220运动至待粘胶部件400上的初始粘胶位置时，所述吸盘机构226将胶带223’压至待粘胶区域，并停止吸附，所述机械臂210带动粘胶单元220沿与待粘胶部件400上待粘胶区域轮廓匹配的预设运动轨迹由一侧向另一侧运动，如图3所示，所述粘胶单元220的运动方向为自图中左侧向右侧运动，随着粘胶单元220的运动，胶带223’粘贴至待粘胶部件400上的待粘胶区域，压紧轮机构228对粘贴至待粘胶部件400的胶带223’进行压紧，避免气泡产生。所述步骤S2之前还包括步骤：根据待粘胶部件400上待粘胶区域轮廓，向所述协作机器人200输入控制程序，所述控制程序用于控制机械臂210带动粘胶单元220沿与待粘胶部件400上待粘胶区域轮廓匹配的预设运动轨迹。

S3：当所述粘胶单元220运动至第一预设位置时，控制所述切刀机构227切断胶带223’。所述第一预设位置接近待粘胶部件400上待粘胶区域的终点位置。当所述粘胶单元220运动至第一预设位置时，所述吸盘机构226吸附所述胶带223’，所述切刀机构227切断胶带223’，所述吸盘机构226带动吸附的胶带223’沿远离所述待粘胶部件400的方向移动预设距离。

S4:控制机械臂210带动粘胶单元220继续运动至第二预设位置，当粘胶单元220运动至所述第二预设位置时，所述压紧轮将切断处的胶带223’压紧至所述待粘胶区域，至此所述胶带223’完全粘贴到所述待粘胶部件400上。在其他的一些实施例中，可以不进行S4，在步骤S3之后由操作人员手动将切断处的胶带223’压紧至所述待粘胶区域。

优选地，所述固定夹具300设置有两个，其上分别固定有第一待粘胶部件和第二待粘胶部件，步骤S1到步骤S4完成了对第一固定夹具300上第一待粘胶部件的粘胶，步骤S4之后，重复执行步骤S2到步骤S4，来对第二固定夹具300上的第二待粘胶部件进行粘胶，在对第二待粘胶部件进行粘胶过程中，操作人员可以取下第一固定夹具300上已完成粘胶的第一待粘胶部件，并将未粘胶的第三待粘胶部件固定到第一固定夹具上。如此往复，可以实现连续化生产，显著提高生产效率。

本申请的粘胶系统及粘胶方法，对于操作人员来说，只需要固定未粘胶的待粘胶部件、取下完成粘胶的待粘胶部件、安装及更换胶带，其它工作均由机器人自动完成，且能实现连续化生产，显著提高了生产效率和粘胶质量，减少了操作人员的工作量及人工成本。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种粘胶系统，其特征在于，包括：

至少一个固定夹具，用于固定待粘胶部件；

协作机器人，所述协作机器人包括机械臂和固定设置于所述机械臂上的粘胶单元，所述机械臂用于带动所述粘胶单元沿与所述待粘胶部件匹配的预设轨迹运动，所述粘胶单元包括胶带料盘固定机构、限位轮、吸盘机构和切刀机构；

所述料盘固定结构用于可转动地固定胶带料盘，所述限位轮可转动地固定于所述机械臂，所述胶带料盘上胶带的开头部分通过所述限位轮吸附于所述吸盘机构。

2.如权利要求1所述的粘胶系统，其特征在于，

所述粘胶系统还包括压紧轮机构，所述压紧轮机构包括第一气缸和压紧轮，所述第一气缸固定连接于所述机械臂，所述压紧轮可转动地固定于所述第一气缸的活塞杆，所述压紧轮表面设置有柔性层，所述压紧轮机构用于对粘贴到所述待粘胶部件上的胶带进行压紧。

3.如权利要求2所述的粘胶系统，其特征在于，

所述切刀机构包括第二气缸和切刀，所述第二气缸固定连接于所述机械臂，所述切刀固定连接于所述第二气缸的活塞杆，所述切刀机构设置于所述吸盘机构和所述压紧轮之间，用于切断所述胶带。

4.如权利要求1所述的粘胶系统，其特征在于，

所述吸盘机构包括第三气缸和真空吸盘，所述第三气缸固定连接于所述机械臂，所述真空吸盘固定连接于所述第三气缸的活塞杆，所述吸盘机构用于吸附所述胶带。

5.如权利要求1所述的粘胶系统，其特征在于，

所述固定夹具包括支撑部、第一夹持侧壁、第二夹持侧壁和第四气缸；

所述支撑部上设置有与所述待粘胶部件形状匹配的仿形槽，所述支撑部用于支撑、定位所述待粘胶部件；

所述第四气缸用于驱动所述第一夹持侧壁和所述第二夹持侧壁相向运动，夹持所述待粘胶部件。

6.如权利要求1-5中任一项所述的粘胶系统，其特征在于，

所述待粘胶部件为汽车灯具的条/带状零部件。

7.一种粘胶方法，其特征在于，基于如权利要求1-6中任一项所述的粘胶系统，包括如下步骤：

S1:将胶带料盘安装到所述料盘固定机构，将胶带开头部分通过限位轮在吸盘机构处吸附；将待粘胶的部件固定到所述固定夹具；

S2:控制机械臂带动粘胶单元沿预设轨迹运动，吸盘机构将胶带粘贴至待粘胶部件，压紧轮机构对粘贴至待粘胶部件的胶带进行压紧；

S3:当所述粘胶单元运动至第一预设位置时，控制所述切刀机构切断胶带。

8.如权利要求7所述的粘胶方法，其特征在于，

所述步骤S3之后还包括：

S4:控制机械臂带动粘胶单元继续运动至第二预设位置，当粘胶单元运动至所述第二预设位置时，所述压紧轮将切断处的胶带压紧至所述待粘胶区域。

9.如权利要求7所述的粘胶方法，其特征在于，

在所述步骤S2中，当所述粘胶单元运动至待粘胶部件上的初始粘胶位置时，所述吸盘机构将胶带压至待粘胶区域并停止吸附；

在所述步骤S3中，当所述粘胶单元运动至第一预设位置时，所述吸盘机构吸附所述胶带，所述切刀机构切断胶带，所述吸盘机构带动吸附的胶带沿远离所述待粘胶部件的方向移动预设距离。

10.如权利要求7-9中任一项所述的粘胶方法，其特征在于，

所述待粘胶部件为汽车灯具的条/带状零部件。

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