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文章作者：沈陽力拓自動化控製技術有限公司 楊樹彬
關鍵詞：直角坐標機器人、塗膠機、伺服運動、運動控製
suizhejiqirenjishudefazhan，zhijiaozuobiaojiqirenjishuzaigexinggeyezhongdedaoleguangfandeyingyong。zhijiaozuobiaojiqirenzuoweizhixingjigou，juyongkongzhifangbian，zhixingdongzuolinghuo，keyishixianfuzadekongjianguijikongzhi。shenyanglituozidonghuakongzhijishuyouxiangongsizaiduonianjiqirenjishuyingyong、數控技術和產品研發基礎上，依托德國BAHR公司直線定位係統性及機械手臂開發出了價比優良的係列數控塗膠機器人，廣泛應用在汽車、家電等行業，是汽車等行業重要的加工裝備。
在(zai)汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)業(ye)領(ling)域(yu)，塗(tu)膠(jiao)機(ji)器(qi)人(ren)有(you)著(zhe)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)和(he)需(xu)求(qiu)。隨(sui)著(zhe)汽(qi)車(che)工(gong)業(ye)需(xu)求(qiu)的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)，對(dui)汽(qi)車(che)塗(tu)膠(jiao)機(ji)器(qi)人(ren)也(ye)不(bu)斷(duan)地(di)提(ti)出(chu)新(xin)的(de)要(yao)求(qiu)。下(xia)麵(mian)就(jiu)是(shi)我(wo)們(men)依(yi)據(ju)客(ke)戶(hu)要(yao)求(qiu)開(kai)發(fa)的(de)一(yi)台(tai)在(zai)汽(qi)車(che)發(fa)動(dong)機(ji)上(shang)塗(tu)膠(jiao)的(de)直(zhi)角(jiao)坐(zuo)標(biao)機(ji)器(qi)人(ren)
要求：在汽車發動機蓋上連續均布塗膠，
塗膠曲線為空間三維曲線。共有兩條塗膠曲線，空間夾角為16度
每個曲線基本由直線和圓弧組成。如圖1
塗膠速度為100mm/s，回原點速度為500mm/s
最小圓弧半徑：5mm
塗膠精度：0.1mm
塗膠行程：600X400X100。
機器人組成：
該機器人由安裝架、機器人定位係統、伺服驅動係統、供膠係統及塗膠槍、控製係統及電控配電係統、安全防護裝置等組成。
1、機器人安裝架
機器人安裝架由鋁型材搭建。上半部分用玻璃罩將核心部件罩住。使用鋁型材安裝架的好處是設計簡單、美觀、安裝方便、運輸成本低。該部分完全在國內設計製造，成本低。
2、機器人定位係統
機器人定位係統是整台設備的核心，為德國bahr公司產品，三坐標均為滾珠絲杠驅動，單坐標重複定位精度為0.025mm，最快直線運動速度：500mm/s。其中X坐標軸為兩根長度為800mm，跨度為600mm的定位係統ELK40，由同步傳輸器保證兩根定位係統運動的同步，由一台伺服電機驅動。Y軸選用ELK40和ELR40雙定位係統，，將Z軸夾在中間，這種安裝方式具有非常好的穩定性，兩根定位係統由一台伺服電機驅動。Z軸選用ELK40shuanghuakuaiquanbaoweidingweixitong，laoguwending，youyitaidaibaozhadesifudianjiqudong。meigedingweixitongdouweimifengjiegou，huichenheshuibuhuijindaodingweixitongneibujiechugunzhusigang。
3、伺服驅動係統
該塗膠機器人的選用日本鬆下伺服電機MHMA係列，每個運動軸配有一台伺服電機，其中垂直運動軸為帶抱閘伺服電機。
4、供膠係統及塗膠膠槍
供膠係統是美國 Nordson的(de)產(chan)品(pin)，以(yi)穩(wen)定(ding)的(de)壓(ya)力(li)，將(jiang)膠(jiao)壓(ya)送(song)到(dao)自(zi)動(dong)塗(tu)膠(jiao)槍(qiang)的(de)槍(qiang)頭(tou)。膠(jiao)泵(beng)驅(qu)動(dong)氣(qi)源(yuan)的(de)壓(ya)力(li)可(ke)調(tiao)，經(jing)加(jia)壓(ya)後(hou)膠(jiao)的(de)壓(ya)力(li)也(ye)可(ke)作(zuo)適(shi)應(ying)性(xing)調(tiao)整(zheng)，通(tong)過(guo)選(xuan)擇(ze)適(shi)當(dang)孔(kong)徑(jing)的(de)塗(tu)膠(jiao)咀(ju)達(da)到(dao)最(zui)佳(jia)的(de)控(kong)製(zhi)效(xiao)果(guo)，保(bao)證(zheng)膠(jiao)型(xing)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)。通(tong)過(guo)對(dui)出(chu)膠(jiao)量(liang)和(he)運(yun)行(xing)速(su)度(du)的(de)調(tiao)整(zheng)，保(bao)證(zheng)所(suo)塗(tu)膠(jiao)形(xing)均(jun)勻(yun)一(yi)致(zhi)，達(da)到(dao)理(li)想(xiang)的(de)塗(tu)膠(jiao)效(xiao)果(guo)。
塗膠槍為密封膠專用，具有倒吸膠功能。采用矽油杯對塗膠嘴進行浸入式防護，每次塗膠後塗膠嘴浸入矽油杯中。
5、控製係統及電控配電係統
控製係統由工控機、運動控製卡組成。該係統可預置多種工件的塗膠程序，更換品種時可在觸摸屏上調用相應程序。
運動控製卡有豐富的函數庫，可以任意設定運動特性，如加速曲線形狀，空間曲線的插補運動，能過實現平滑的運動特性
6、安全防護裝置
該機具有故障提示及報警功能，並且每次出現故障時都能準確的反映出故障具體位置，便於迅速排除故障，主要包括：機器人碰撞保護功能；工件安裝到位檢測；膠桶的缺膠報警；光幕安全保護。
編程方法：
1、 示教編程：
在發動機蓋塗膠軌跡上，先描出數個特征點（如直線與直線的銜接點，直線與圓弧的連接點，圓弧與圓弧的聯結點），ranhoushoudongcaozuojiqishou，shijiaoqiangzhuyiduizhuntezhengdian，querenbingjiyizhexiediandezuobiao，kongzhixitongzidongjiangzhexiedianlianjiechengyitiaowanzhengdepinghuadequxian。shijiaobianchengfangshikefuleshukongbianchengyitujiaoguijishujushuru，bixujiezhuzhunquedelingjiantuzhijishixianjisuanchuguijiquxianjiediandezuobiao，zhubushurudefansuofangshi。caiyongshijiaobianchengfangshihou，jinxugongjianshiwujikekuaijiefangbiandiwanchengbiancheng。shiyongyusanweikongjianneirenyiquxianguijidetujiaohecailiaojunyuntubu。jiqirenshijiaobianchengfangshi，shishebeidecaozuogengqurouxinghuayuzhinenghua，keyisuiyitiaoyonghexiugaitujiaochengxu，quedianshizhenduigaojingmitujiaobunengwanhaodebaozhengtujiaojingdu。
2、按圖編程
按照繪好的機械圖紙，將複雜的曲線分割成若幹標準的直線、圓弧（圓橢圓等）、拋(pao)物(wu)線(xian)等(deng)，確(que)保(bao)這(zhe)些(xie)線(xian)單(dan)元(yuan)能(neng)夠(gou)用(yong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)固(gu)有(you)函(han)數(shu)描(miao)述(shu)。用(yong)固(gu)有(you)的(de)函(han)數(shu)按(an)順(shun)序(xu)描(miao)述(shu)這(zhe)些(xie)線(xian)單(dan)元(yuan)，使(shi)圖(tu)紙(zhi)描(miao)繪(hui)的(de)曲(qu)線(xian)變(bian)為(wei)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)運(yun)動(dong)曲(qu)線(xian)。
影響塗膠效果的因數：
塗膠的效果與很多因素有關：機器手的重複精度、運動速度、機械剛性、軌跡的特性、膠的特性、供膠係統的特性、控製係統的特性等。所以在設計塗膠機器人時，必須把所有的問題分析透徹，才有可能設計出好用的產品。
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