CN216655159U - 基于六轴机械手点胶机的高精度点胶工艺控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于六轴机械手点胶机的高精度点胶工艺控制系统，所述高精度点胶工艺控制系统包括运动控制卡、点胶系统和六轴机械手系统，所述运动控制卡是整个系统的总控制单元，所述点胶系统和六轴机械手系统采集六轴机械手点胶机的状态信号发送给运动控制卡并执行运动控制卡的指令，所述运动控制卡控制点胶流程；本实用新型能够提高生产效率，扩大生产产能，提高控制精度，保证产品一致性，提升产品良率，还可以针对不同类型和尺寸的消费电子产品进行学习点胶，满足不同规格和形状的点胶工艺要求，点胶工艺更智能化、自动化。

Description

基于六轴机械手点胶机的高精度点胶工艺控制系统

技术领域

本实用新型涉及高精度点胶工艺控制系统，尤其涉及一种基于六轴机械手点胶机的高精度点胶工艺控制系统。

背景技术

消费电子产品生产行业广泛地应用点胶设备，完成消费电子产品的密封、固化。这类点胶工艺，传统点胶一般采用手动或者半自动的方式，这类点胶方式存在以下缺陷：1.传统手工消费电子产品点胶效率低下。操作人员需要手动提前排出胶水，再利用手持式点胶器将胶水打在产品上。整个环节都是人员主导，容易出现点胶不均匀，产品一致性无法保证，效率低下。2.半自动化的点胶工艺控制系统，仅依靠各运动模块组成，自动化集成度低。无法满足点胶工艺日益复杂的需求。3.生产过程中，半自动化的点胶工艺控制系统，易出现定位精度不高的问题，无法满足高精度定位控制，易造成大量不良品。

现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

为了解决现在技术存在的缺陷，本实用新型提供了基于六轴机械手点胶机的高精度点胶工艺控制系统。

本实用新型提供的技术文案，基于六轴机械手点胶机的高精度点胶工艺控制系统，所述高精度点胶工艺控制系统包括运动控制卡、点胶系统和六轴机械手系统，所述运动控制卡是整个系统的总控制单元，所述点胶系统和六轴机械手系统采集六轴机械手点胶机的状态信号发送给运动控制卡，所述运动控制卡控制点胶流程。

优选地，所述六轴机械手系统包括六轴机械手、六轴机械手控制器和取料手爪，取料手爪包括真空吸和产品夹持气缸，所述六轴机械手控制器可接受运动控制卡的指令使六轴机械手和取料手抓运行。

优选地，所述点胶系统包括用户界面、点胶控制器单元、产品翻转控制单元、产品上料控制单元、点胶控制单元和点胶辅助模块，所述用户界面负责对点胶流程进行参数设定、监控和调节，所述点胶控制器单元包括点胶控制器和胶阀，所述点胶控制器通过调整胶管气压能将不同种类的胶水在单位时间内的滴数控制到一样准确控制不同种类胶水的流量，所述点胶控制单元包括点胶X轴、点胶Z轴、点胶相机和激光，所述激光为测高激光，所述点胶相机和激光反映了点胶控制单元坐标系，所述点胶相机建立点胶视觉系统，所述产品上料控制单元包括上料X轴、上料Y轴、上料升降气缸、上料C轴、对位相机，所述对位相机反映了产品上料控制单元的坐标位置，所述对位相机建立对位视觉系统，所述产品翻转控制单元包括升降气缸、第一产品到位检测、第二产品到位检测，所述第一产品到位检测和第二产品到位检测反应了产品翻转控制单元的工作状态。

优选地，所述点胶辅助模块包括针头对针控制单元、针头清胶控制单元和胶水流量控制单元，所述针头对针控制单元包括对针相机和对刀仪，所述对针相机负责提取针头XY方向坐标，所述对刀仪负责提取针头Z方向坐标，所述对针相机建立对针视觉系统，所述针头清胶控制单元包括清胶步进马达和清胶电磁阀，所述清胶步进马达在清胶时带动清胶滚轮转动，所述清胶电磁阀开启通过气嘴对针头吹气，所述清胶滚轮与气嘴配合对针头进行清胶，所述胶水流量控制单元包括对射光纤，所述对射光纤用于胶水滴速测定，所述点胶辅助模块可通过软件设定或者通过机台外侧清胶按钮启动清胶。

优选地，所述运动控制卡监控针头对针控制单元，针头清胶控制单元、点胶控制单元、产品上料控制单元、产品翻转控制单元和六轴机械手系统的状态信号，然后输出控制指令，通过驱动各个单元的步进电机和伺服电机完成各执行机构产品夹取、移载定位和点胶等动作并通过控制伺服电机方式实现两轴联动和定量点胶控制，所述运动控制卡通过点对点和以太网通信方式，接收和发送六轴机械手系统的运行状态信号完成运动控制卡与六轴机械手系统的信号交互。

优选地，所述六轴机械手点胶机正式运行之前需要对整机进行标定，所述点胶控制单元坐标系与六轴机械手坐标系的关联、点胶视觉系统与六轴机械手坐标系的关联、对位视觉系统与六轴机械手坐标系的关联，建立坐标关联后，所述点胶视觉系统和对位视觉系统就可以通过抓取MARK的方式对产品位置和点胶位置进行补偿。

相对于现有技术的有益效果，本实用新型是基于六轴机械手点胶机的高精度点胶工艺控制系统，能够提高生产效率，扩大生产产能，提高控制精度，保证产品一致性，提升产品良率。本发明还可以针对不同类型和尺寸的消费电子产品进行学习点胶，满足不同规格和形状的点胶工艺要求，点胶工艺更智能化、自动化。

附图说明

图1为本实用新型功能模块示意图；

图2为本实用新型系统流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

如图1至图2所示，基于六轴机械手点胶机的高精度点胶工艺控制系统，所述高精度点胶工艺控制系统包括运动控制卡、点胶系统和六轴机械手系统，所述运动控制卡是整个系统的总控制单元，所述点胶系统和六轴机械手系统采集六轴机械手点胶机的状态信号发送给运动控制卡并执行运动控制卡的指令，所述运动控制卡控制点胶流程。

所述六轴机械手系统包括六轴机械手、六轴机械手控制器和取料手爪，取料手爪包括真空吸和产品夹持气缸，所述六轴机械手控制器可接受运动控制卡的指令使六轴机械手和取料手抓运行。

所述点胶系统包括用户界面、点胶控制器单元、产品翻转控制单元、产品上料控制单元、点胶控制单元和点胶辅助模块，所述用户界面负责对点胶流程进行参数设定、监控和调节，所述点胶控制器单元包括点胶控制器和胶阀，所述点胶控制器通过调整胶管气压能将不同种类的胶水在单位时间内的滴数控制到一样准确控制不同种类胶水的流量，所述点胶控制单元包括点胶X轴、点胶Z轴、点胶相机和激光，所述激光为测高激光，所述点胶相机和激光反映了点胶控制单元坐标系，所述点胶相机建立点胶视觉系统，所述产品上料控制单元包括上料X轴、上料Y轴、上料升降气缸、上料C轴、对位相机，所述对位相机反映了产品上料控制单元的坐标位置，所述对位相机建立对位视觉系统，所述产品翻转控制单元包括升降气缸、第一产品到位检测、第二产品到位检测，所述第一产品到位检测和第二产品到位检测反应了产品翻转控制单元的工作状态。

所述点胶辅助模块包括针头对针控制单元、针头清胶控制单元和胶水流量控制单元，所述针头对针控制单元包括对针相机和对刀仪，所述对针相机负责提取针头XY方向坐标，所述对刀仪负责提取针头Z方向坐标，所述对针相机建立对针视觉系统，所述针头清胶控制单元包括清胶步进马达和清胶电磁阀，所述清胶步进马达在清胶时带动清胶滚轮转动，所述清胶电磁阀开启通过气嘴对针头吹气，所述清胶滚轮与气嘴配合对针头进行清胶，所述胶水流量控制单元包括对射光纤，所述对射光纤用于胶水滴速测定，所述点胶辅助模块可通过软件设定或者通过机台外侧清胶按钮启动清胶。

所述运动控制卡监控针头对针控制单元，针头清胶控制单元、点胶控制单元、产品上料控制单元、产品翻转控制单元和六轴机械手系统的状态信号，然后输出控制指令，通过驱动各个单元的步进电机和伺服电机完成各执行机构产品夹取、移载定位和点胶等动作并通过控制伺服电机方式实现两轴联动和定量点胶控制，所述运动控制卡通过点对点和以太网通信方式，接收和发送六轴机械手系统的运行状态信号完成运动控制卡与六轴机械手系统的信号交互。

所述六轴机械手点胶机正式运行之前需要对整机进行标定，所述点胶控制单元坐标系与六轴机械手坐标系的关联、点胶视觉系统与六轴机械手坐标系的关联、对位视觉系统与六轴机械手坐标系的关联，建立坐标关联后，所述点胶视觉系统和对位视觉系统就可以通过抓取MARK的方式对产品位置和点胶位置进行补偿。

进一步地，所述产品点胶流程分为两部分：产品上下料和产品点胶。所述产品上下料由上下料模块、托盘、翻转模块和对位视觉系统组成。所述产品上下料可以CG面朝上上料流程，也可以BG面朝上上料流程，在用户界面选择后，所述点胶系统就会按用户选择的方式进行上下料。所述CG面朝上上料流程为：人工上料盘，上下料移载机械手取产品并移动到对位视觉系统，产品视觉对位，上料C轴进行位置补偿，等待六轴机械手取料，所述BG面朝上上料流程为：人工上料盘，上下料移载机械手取产品并移动到翻转模块放料，翻转模块对产品进行拍边定位，所述六轴机械手至翻转模块取料，所述六轴机械手携料至对位视觉系统，所述CG面朝上下料流程为：上下料移载机械手至取料位从六轴机械手取料，取料完成后将产品放至料盘，所述BG面朝上下料流程为：六轴机械手将产品BG面朝上放置在翻转模块上，上下料机械手至翻转模块取料，取料完成后将产品放至Tray盘。

所述产品点胶由点胶单元、点胶控制器单元和六轴机械手组成。经过上料过程对产品调整，产品点胶过程统一CG面朝上。产品点胶流程为：所述六轴机械手至上料位取产品，上下料机械手上料，所述六轴机械手取产品至起始位相机拍Mark进行XY方向位置补偿，激光探高进行Z方向位置补偿，点胶作业，点胶完成六轴机械手至下料位。

进一步地，在点胶作业过程中，会出现针头外侧胶水累积、胶水用完、针头使用寿命达到、更换不同种类的胶水。为此专门设计了点胶辅助模块，当针头外侧胶水累积过多后，可通过软件设定或者通过机台外侧清胶按钮启动清胶。清胶启动后，点胶X轴和点胶Z轴带动针头运动至清胶滚轮，清洁滚轮转动、电磁阀开启吹气将针头外侧胶水清洁干净。每次更换完胶管或针头，都需要重新对针头对位，以建立针头坐标系跟其它坐标系的关联，确保点胶位置的准确性。为了准确控制不同种类胶水的流量，点胶辅助模块设计了胶水计量感应单元，胶水计量感应单元对单元时间内胶水的滴数进行计数，再通过点胶控制器的精密调压阀调整胶管气压，就能将不同种类的胶水在单位时间内的滴数控制到一样，从而准确控制不同种类胶水的流量。

进一步地，为了保证整个点胶系统的精度，所述点胶系统的执行机构均采用高精度硬件。点胶X轴、点胶Y轴采用高精度滚珠磨制丝杆，重复定位精度为±0.005mm；上料X轴、上料Y轴采用N级滚珠磨制丝杆，重复定位精度±0.01mm。点胶X轴、点胶Y轴、上料X轴和上料Y轴在装配完成后采用千分尺打表或激光干涉仪检测重复定位精度。对刀仪采用高精度接触式传感器，重复定位精度为±0.005mm。点胶视觉系统采用高像素CCD,对针视觉系统和对位视觉系统采用130W像素CCD。探高激光为点激光，重复定位精度为±0.005mm。视觉系统CCD和点激光均采用标定板检测重复定位精度，标定板的精度为0.001mm。六轴机械手重复定位精度为±0.01mm。六轴机械手的重复定位精度通过精度验证块和精密检测传感器检测，采用超高精度的精度验证块,精密检测传感器精度为μm级。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.基于六轴机械手点胶机的高精度点胶工艺控制系统，其特征在于，所述高精度点胶工艺控制系统包括运动控制卡、点胶系统和六轴机械手系统，所述运动控制卡是整个系统的总控制单元，所述点胶系统和六轴机械手系统采集六轴机械手点胶机的状态信号发送给运动控制卡并执行运动控制卡的指令，所述运动控制卡控制点胶流程，点胶系统的执行机构均采用高精度硬件，点胶X轴、点胶Y轴采用高精度滚珠磨制丝杆，重复定位精度为±0.005mm；上料X轴、上料Y轴采用N级滚珠磨制丝杆，重复定位精度±0.01mm；点胶X轴、点胶Y轴、上料X轴和上料Y轴在装配完成后采用千分尺打表或激光干涉仪检测重复定位精度；对刀仪采用高精度接触式传感器，重复定位精度为±0.005mm；点胶视觉系统采用高像素CCD,对针视觉系统和对位视觉系统采用130W像素CCD，探高激光为点激光，重复定位精度为±0.005mm，视觉系统CCD和点激光均采用标定板检测重复定位精度，标定板的精度为0.001mm，六轴机械手重复定位精度为±0.01mm，六轴机械手的重复定位精度通过精度验证块和精密检测传感器检测，采用超高精度的精度验证块,精密检测传感器精度为μm级。

2.根据权利要求1所述基于六轴机械手点胶机的高精度点胶工艺控制系统，其特征在于，所述六轴机械手系统包括六轴机械手、六轴机械手控制器和取料手爪，取料手爪包括真空吸和产品夹持气缸，所述六轴机械手控制器可接受运动控制卡的指令使六轴机械手和取料手抓运行。

3.根据权利要求1所述基于六轴机械手点胶机的高精度点胶工艺控制系统，其特征在于，所述点胶系统包括用户界面、点胶控制器单元、产品翻转控制单元、产品上料控制单元、点胶控制单元和点胶辅助模块，所述用户界面负责对点胶流程进行参数设定、监控和调节，所述点胶控制器单元包括点胶控制器和胶阀，所述点胶控制器通过调整胶管气压能将不同种类的胶水在单位时间内的滴数控制到一样准确控制不同种类胶水的流量，所述点胶控制单元包括点胶X轴、点胶Z轴、点胶相机和激光，所述激光为测高激光，所述点胶相机和激光反映了点胶控制单元坐标系，所述点胶相机建立点胶视觉系统，所述产品上料控制单元包括上料X轴、上料Y轴、上料升降气缸、上料C轴、对位相机，所述对位相机反映了产品上料控制单元的坐标位置，所述对位相机建立对位视觉系统，所述产品翻转控制单元包括升降气缸、第一产品到位检测、第二产品到位检测，所述第一产品到位检测和第二产品到位检测反应了产品翻转控制单元的工作状态。

4.根据权利要求3所述基于六轴机械手点胶机的高精度点胶工艺控制系统，其特征在于，所述点胶辅助模块包括针头对针控制单元、针头清胶控制单元和胶水流量控制单元，所述针头对针控制单元包括对针相机和对刀仪，所述对针相机负责提取针头XY方向坐标，所述对刀仪负责提取针头Z方向坐标，所述对针相机建立对针视觉系统，所述针头清胶控制单元包括清胶步进马达和清胶电磁阀，所述清胶步进马达在清胶时带动清胶滚轮转动，所述清胶电磁阀开启通过气嘴对针头吹气，所述清胶滚轮与气嘴配合对针头进行清胶，所述胶水流量控制单元包括对射光纤，所述对射光纤用于胶水滴速测定，所述点胶辅助模块可通过软件设定或者通过机台外侧清胶按钮启动清胶。

Images