六軸機器人塗膠系統及工藝方法與流程
2023-06-12 07:21:51
本發明涉及自動塗膠技術領域，用於單、雙組份聚氨酯、矽樹脂等塗膠,尤其涉及一種六軸機器人塗膠系統及工藝方法。
背景技術：
目前，大多汽車、機櫃、照明、電子、過濾器等廠家仍然採用傳統貼膠條密封或人工塗膠密封，採用傳統密封方法，效率低下、產品質量穩定性差，外觀質量不好，防護等級很難達到現在標準要求，很難滿足企業批量化生產要求。在競爭日益激烈的今天，急需研發一種自動化、智能化的新設備、新工藝。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明提出一種六軸機器人塗膠系統及工藝方法。將六軸機器人、光電檢控系統、自動下料系統、自動供膠系統、自動等離子活化系統、自動輸送線等先進技術相結合，完整的系統執行部位聯動，完成直線塗膠，曲線塗膠，空間曲面塗膠。主要用於汽車、機櫃、照明、電子和過濾器等行業，本機器人塗膠系統及工藝方法可以用於單、雙、多組份發泡膠水的現場發泡塗膠。
一種六軸機器人塗膠系統，包括雙工位塗膠工作檯2、工件自動輸送線26、活化系統、塗膠裝置、工件抓取系統、供膠系統、控制系統、自動清洗系統、物料恆溫系統、安全防護裝置25；
所述的雙工位塗膠工作檯2上設工件定位夾具27；雙工位塗膠工作檯2採用伺服電機驅動，直線導軌結構，通過同步齒形帶驅動工作檯面往復運動；待加工工件35安裝在工件定位夾具27上，然後變換工位，通過操作者、六軸機器人6、塗膠六軸機器人14、工件抓取六軸機器人21，依次完成上料、等離子活化、塗膠、下料作業；
所述自動輸送線26，包括皮帶輸送機、皮帶、輸送架、伺服電機及驅動器和光電檢測裝置；用來把工件抓取六軸機器人21從雙工位塗膠工作檯2上取下來的完成塗膠的工件輸送到人工下料位置；工件抓取六軸機器人21可將已完成塗膠工件23進行碼垛；自動輸送線26間歇運送，同時工件在運送過程中，膠條迅速固化，人工下料時已經完成初步固化，膠條已經表幹，可以進行包裝工序；
所述的活化系統包括活化六軸機器人6、活化六軸機器人底座30、主支架7、等離子活化管線路支架29、自動等離子活化頭1、等離子活化管線路28、等離子發生器4；活化六軸機器人6設置在活化六軸機器人底座30；自動等離子活化頭1安裝在活化六軸機器人6上；等離子活化管線路28通過主支架7、等離子活化管線路支架29進行固定；活化系統用於塑料工件待塗膠表面預處理作業，增加膠條與工件之間的附著力；
所述塗膠裝置包括塗膠六軸機器人14、塗膠六軸機器人底座33、供膠管線路支架32、集成塗膠頭20、供膠管線路31；
所述工件抓取系統包括工件抓取六軸機器人21、工件抓取六軸機器人底座34、安裝自動下料工裝夾具24；所述自動下料工裝夾具24，包括工裝夾具體、真空發生器、真空吸盤、電磁閥、氣壓監測裝置、光電監控裝置，用於把工件按要求放置在工作檯上和將完成加工的工件取下放到自動輸送線上；可以監測工件是否被抓牢，工件滑落報警；不同工件自動切換抓取吸盤；
所述自動供膠系統，包括A膠料桶11，B膠料桶9，A膠大桶自動供膠裝置16、B膠大桶自動供膠裝置15，A膠供膠齒輪泵10，B膠供膠齒輪泵8，供膠料管31，集成塗膠頭20；A膠大桶自動供膠裝置16將A膠大桶裡面的A膠輸送到A膠料桶11裡，B膠大桶自動供膠裝置15將B膠大桶裡面的B膠輸送到B膠料桶9裡；A膠料桶11裡的A膠經過A膠供膠齒輪泵10，以及B膠料桶9裡的B膠經過B膠供膠齒輪泵8分別輸送到集成塗膠頭20中，A膠和B膠在集成塗膠頭20裡混合後塗到工件上；
所述控制系統，包括總控制系統5、活化六軸機器人控制系統18、塗膠六軸機器人控制系統17、工件抓取六軸機器人控制系統22，人機互動界面3，用於控制各部組協調運轉，完成工藝要求指令，檢測設備各項參數，遠程調試與監控；
所述自動清洗系統，包括水清洗系統和/或環保溶劑清洗系統；水清洗系統主要包括高壓水泵13、過濾器、供水管路、高壓水閥、廢料和廢水桶裝置；環保溶劑清洗系統主要包括溶劑泵，廢料桶-溶劑桶-循環過濾裝置19、溶劑閥、溶劑循環管路；
所述物料恆溫系統，主要包括工業水冷機12、保溫管路、保溫料桶，用於對物料進行加熱/製冷的恆溫控制，確保膠性能穩定；該系統可獨立控制，在停產期間仍可開啟；
所述安全防護裝置25，主要包括安全圍欄，安全光柵，圍欄門安全開關；設備周邊被安全圍欄所圍，斷開人員與設備間的直接接觸；在人工上料工位布由安全光柵，人工上料操作時，操作者必然碰到安全光柵，此時雙工位自動塗膠工作檯2臺面禁止運動，保護操作者與工件安全。
一種六軸機器人塗膠工藝方法，包括以下步驟：
1)人工上料；人工確認工件種類，選擇對應的工件定位夾具30，把待加工工件放置在工件定位夾具上，工件被鎖緊，之後雙工位自動塗膠工作檯2攜帶工件運送到等離子活化工位；
2)機器人自動等離子活化；等離子發生器4產生等離子體，通過等離子活化管線路28、活化六軸機器人6、自動等離子活化頭1對待塗膠工件35進行等離子活化處理；
3)機器人自動塗膠；所述塗膠裝置包括塗膠六軸機器人14、塗膠六軸機器人底座33、供膠管線路支架32、集成塗膠頭20、供膠管線路31；
4)機器人自動下料並碼垛；所述工件抓取系統包括工件抓取六軸機器人21、工件抓取六軸機器人底座34、安裝自動下料工裝夾具24；所述自動下料工裝夾具24，包括工裝夾具體、真空發生器、真空吸盤、電磁閥、氣壓監測裝置、光電監控裝置，用於把工件按要求放置在工作檯上和將完成加工的工件取下放到自動輸送線上；可以監測工件是否被抓牢，工件滑落報警，不同工件自動切換抓取吸盤；
5)工件自動輸送線運送塗膠完成工件；
6)人工下料。
本發明優點：
1、整體布局緊湊，塗膠機器人和等離子活化機器人交叉作業，可以實現等離子活化和塗膠同時進行，大幅節約塗膠等待時間與物料損耗，生產效率大幅提高。因為膠水反應時間很短，等待時間過長時，必須將混合好的膠水排除塗膠頭混合室，以免固化反應堵塞混合室及塗膠噴嘴，造成生產停頓，人工清理費用增加。
2、工件自動輸送線，減少人工下料、搬運工序，機器人下料並在輸送線上碼垛，碼垛位置到人工下料位置距離較長，使塗完膠水工件在輸送線上有足夠時間反應、固化，節省工件擺放晾曬空間，減少搬運次數，生產效率高，節約成本。
3、工件定位夾具，採用全新結構設計，定位精確，結構緊湊，操作簡單，鋁合金材質重量較輕，具備多種不同工件的定位加緊，通用性比較好，比目前一種夾具配一種工件，多種工件需要多套夾具的情況減少夾具製作費用，減少了更換夾具的時間。
4、物料恆溫裝置，可以使膠水在整個塗膠過程中始終保持最佳溫度，讓膠條成型更穩定，綜合性能更佳。
5、通過等離子活化預處理工藝，大幅增加膠條與塗膠工件之間的附著力。
6、設備周邊被安全圍欄所圍，斷開人員與設備間的直接接觸。在人工上料工位布置安全光柵，人工上料操作時，操作者必然碰到安全光柵，此時雙工位自動塗膠工作檯臺面禁止運動，保護操作者與工件安全。
附圖說明
圖1是本發明系統總體結構俯視示意圖。
圖2是本發明系統等離子活化結構側視示意圖。
圖3是本發明系統塗膠工序結構側視示意圖。
圖4是本發明系統機器人下料結構側視示意圖。
具體實施方式
實施方案一：
一種六軸機器人塗膠系統，包括雙工位塗膠工作檯2、工件自動輸送線26、活化系統、塗膠裝置、工件抓取系統、供膠系統、控制系統、自動清洗系統、物料恆溫系統、安全防護裝置25。
所述的雙工位塗膠工作檯2上設工件定位夾具27；雙工位塗膠工作檯2採用伺服電機驅動，直線導軌結構，通過同步齒形帶驅動工作檯面往復運動；待加工工件35安裝在工件定位夾具27上，然後變換工位，通過操作者、六軸機器人6、塗膠六軸機器人14、工件抓取六軸機器人21，依次完成上料、等離子活化、塗膠、下料作業；待加工工件35放置在雙工位塗膠工作檯2上的定位夾具27上，活化六軸關節機器人6用於安裝自動等離子活化頭1，對其工位上面的待加工工件35進行等離子活化處理。塗膠六軸機器人14把集成塗膠頭20送至距離工件設置好的位置，按照工件密封軌跡進行二維或三維線形行走，行走同時自動供膠系統進行塗膠。工件抓取六軸機器人21安裝自動下料工裝夾具24，用於將完成塗膠的工件23自工件定位夾具27上取下，放置在工件自動輸送線26上，並根據預先設定程序進行碼垛作業。所述工件定位夾具27，主要包括胎具支撐板、氣動鉤銷鎖緊系統、電磁閥、光電監控裝置等部件，用於多種待塗膠工件的自動定位及夾緊，待塗膠工件變化時，夾具可快速自動切換，夾具具有檢測工件有無，工件鎖緊情況反饋功能。
所述自動輸送線26，包括皮帶輸送機、皮帶、輸送架、伺服電機及驅動器和光電檢測裝置；用來把工件抓取六軸機器人21從雙工位塗膠工作檯2上取下來的完成塗膠的工件輸送到人工下料位置；工件抓取六軸機器人21可將已完成塗膠工件23進行碼垛；自動輸送線26間歇運送，同時工件在運送過程中，膠條迅速固化，人工下料時已經完成初步固化，膠條已經表幹，可以進行包裝工序。
所述的活化系統包括活化六軸機器人6、活化六軸機器人底座30、主支架7、等離子活化管線路支架29、自動等離子活化頭1、等離子活化管線路28、等離子發生器4；活化六軸機器人6設置在活化六軸機器人底座30；自動等離子活化頭1安裝在活化六軸機器人6上；等離子活化管線路28通過主支架7、等離子活化管線路支架29進行固定；活化系統用於塑料工件待塗膠表面預處理作業，增加膠條與工件之間的附著力。
所述塗膠裝置包括塗膠六軸機器人14、塗膠六軸機器人底座33、供膠管線路支架32、集成塗膠頭20、供膠管線路31。
所述工件抓取系統包括工件抓取六軸機器人21、工件抓取六軸機器人底座34、安裝自動下料工裝夾具24；所述自動下料工裝夾具24，包括工裝夾具體、真空發生器、真空吸盤、電磁閥、氣壓監測裝置、光電監控裝置，用於把工件按要求放置在工作檯上和將完成加工的工件取下放到自動輸送線上；可以監測工件是否被抓牢，工件滑落報警；不同工件自動切換抓取吸盤。
所述自動供膠系統，包括A膠料桶11，B膠料桶9，A膠大桶自動供膠裝置16、B膠大桶自動供膠裝置15，A膠供膠齒輪泵10，B膠供膠齒輪泵8，供膠料管31，集成塗膠頭20；A膠大桶自動供膠裝置16將A膠大桶裡面的A膠輸送到A膠料桶11裡，B膠大桶自動供膠裝置15將B膠大桶裡面的B膠輸送到B膠料桶9裡；A膠料桶11裡的A膠經過A膠供膠齒輪泵10，以及B膠料桶9裡的B膠經過B膠供膠齒輪泵8分別輸送到集成塗膠頭20中，A膠和B膠在集成塗膠頭20裡混合後塗到工件上。
所述控制系統，包括總控制系統5、活化六軸機器人控制系統18、塗膠六軸機器人控制系統17、工件抓取六軸機器人控制系統22，人機互動界面3，用於控制各部組協調運轉，完成工藝要求指令，檢測設備各項參數，遠程調試與監控。
所述自動清洗系統，包括水清洗系統和/或環保溶劑清洗系統；本實施例中使用環保溶劑清洗系統主要包括溶劑泵，廢料桶-溶劑桶-循環過濾裝置19、溶劑閥、溶劑循環管路。
所述物料恆溫系統，主要包括工業水冷機12、保溫管路、保溫料桶，用於對物料進行加熱/製冷的恆溫控制，確保膠性能穩定；該系統可獨立控制，在停產期間仍可開啟。
所述安全防護裝置25，主要包括安全圍欄，安全光柵，圍欄門安全開關；設備周邊被安全圍欄所圍，斷開人員與設備間的直接接觸；在人工上料工位布由安全光柵，人工上料操作時，操作者必然碰到安全光柵，此時雙工位自動塗膠工作檯2臺面禁止運動，保護操作者與工件安全。
實施方案二：將實施方案一中的環保溶劑清洗系統，替換為水清洗系統，水清洗系統主要包括高壓水泵、過濾器、供水管路、高壓水閥(含在集成塗膠頭裡面)、廢料和廢水桶裝置。其餘同實施方案一。此實施方案與實施方案一相比，自動清洗效果略低，但是生產成本可降低。
實施方案三：將實施方案一中的活化用機器人6去掉，將等離子活化頭1安裝到塗膠機器人14上，同時安裝輔助的防轉氣缸，可做到等離子頭1與集成塗膠頭20可以交替對工件進行等離子活化與塗膠作業。此生產效率略低於實施方案一，單設備成本降低，能耗降低。
實施方案四：將實施方案三中的環保溶劑清洗系統，替換為水清洗系統，水清洗系統主要包括高壓水泵、過濾器、供水管路、高壓水閥(含在集成塗膠頭裡面)、廢料和廢水桶裝置。其餘同實施方案三。此實施方案與實施方案三相比，自動清洗效果略低，但是生產成本可降低。
實施方案五：將實施方案一中的工件自動輸送線26去掉，在下料機器人21下料碼垛位置處安裝平臺，對應圍欄位置開口，並安裝安全光柵，作為人工下料工位。此實施方案，與實施方案一相比，僅需要增加下料操作人員，而設備成本降低。
實施方案六：將實施方案五中的環保溶劑清洗系統，替換為水清洗系統，水清洗系統主要包括高壓水泵、過濾器、供水管路、高壓水閥(含在集成塗膠頭裡面)、廢料和廢水桶裝置。其餘同實施方案一。此實施方案與實施方案一相比，自動清洗效果略低，但是生產成本可降低。
實施方案七：將實施方案三中的工件自動輸送線26去掉，在下料機器人21下料碼垛位置處安裝平臺，對應圍欄位置開口，並安裝安全光柵，作為人工下料工位。此實施方案，與實施方案一相比，僅需要增加下料操作人員，而設備成本降低。
實施方案八：將實施方案七中的環保溶劑清洗系統，替換為水清洗系統，水清洗系統主要包括高壓水泵、過濾器、供水管路、高壓水閥(含在集成塗膠頭裡面)、廢料和廢水桶裝置。其餘同實施方案一。此實施方案與實施方案一相比，自動清洗效果略低，但是生產成本可降低
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。