全自动机器人涂胶装备及工艺技术研究

全自动机器人涂胶装备及工艺技术研究

杨庆华

东莞市李群自动化技术有限公司 广东东莞 523000

[摘要]伴随现代工业技术持续进步发展，对涂胶装备和工艺技术也提出更高要求。故本文主要探讨一种全自动机器人的涂胶装备与其工艺技术，期望能够为更多研究者及技术员开展此方面课题实践研究工作提供重要参考。

[关键词]机器人；全自动；涂胶装备；工艺技术；

前言：

在机器人辅助下开展涂胶作业，不但可确保涂胶作业效率得到有效提升，且可实现对整个工艺的自动化操控，使得涂胶装备与其工艺技术的总体水平得以提升。因而，针对全自动机器人的涂胶装备与其工艺技术开展综合分析较为必要，且有一定的现实价值。

1、关于机器人涂胶装备的概述

机器人涂胶装备，即机器人替代人工实施涂胶作业的一种装备，做工精细，且呈较高质量及效率好。尤其是机器人，是一种轻量类型高端工业的机器人，更属于世界级的轻量型机器人，应用效果十分显著。积极开展全自动机器人的涂胶装备设计研发，并推广应用下去，对现代产品涂装制造整个行业发展而言有着重要作用[1]。

2、全自动机器人的涂胶装备与其工艺技术

2.1 涂胶装备总体结构

全自动机器人的涂胶装备，其除内设三轴或四轴、五轴、六轴的机器人外，且设有供胶装置、等离子式处理装置、自动旋转多工位涂胶操作台或自动涂胶双工位操作台、双组份涂胶头、清洗废液集中回收装置及智能化控制系统等。

2.2 重要设备

2.2.1 在三轴或四轴、五轴、六轴的机器人层面

选定龙门式或是悬臂线性机器人，在三轴或四轴机器人上面固定安装双组份涂胶头及等离子的处理头，促使X、Y及Z三轴实现联动；针对运动传动主要部件，则选定直线导轨及轴承、步进或是伺服电机、齿形带、齿轮或齿轮齿条、滚珠丝杠；四轴的机器人，在其自动涂胶双工位操作台或是自动旋转多工位涂胶操作台上面，放置好相应工件，工件同时沿单个坐标轴持续旋转或移动、摆动，促使四轴联动得以实现，对复杂轨迹工件实施涂胶作业；五轴的机器人，为五关节类型机器人，在其自动涂胶双工位操作台或是自动旋转多工位涂胶操作台上面，放置好相应工件，工件沿着单个的自由度或是两个自由度持续旋转或移动、摆动，工件也可固定，或是双组份涂胶头及等离子的处理头二者之间借助五轴的机器人达到联动目的；六轴的机器人，属于六关节类型机器人，在其自动涂胶双工位操作台或是自动旋转多工位涂胶操作台上面放置好工件，工件沿着单个的自由度或是两个自由度持续旋转或移动，工件也可维持固定状态，或双组份涂胶头及等离子的处理头二者之间借助五轴的机器人促使联动运行得以实现。全自动QKM三轴或四轴、五轴、六轴的机器人，其均具备着自动操控系统功能，能够实现可编程各项操作，完成自动涂胶及等离子的处理操作；工件简单涂胶轨迹之下，适宜选定三轴或是四轴的机器人实施涂胶作业[2]；工件复杂涂胶轨迹之下，则适宜选定五轴或是六轴的机器人实施涂胶作业；全自动机器人的涂胶装备实际作业期间，工件选定一种多曲面体或多面体类型的供胶装置，内含A及B胶桶、管路支架、供胶管路、胶管、A及B胶计量泵等。A胶自动化上料装置，把A胶料桶内部A胶自动输送至A胶桶当中；而B胶自动化上料装置把B胶料桶内部B胶自动输送至B胶桶当中；A胶桶内A胶经A胶的计量泵、B胶桶内B胶则经B胶的计量泵，各自输送至双组份涂胶头当中，双组份涂胶头内部A胶及B胶混合之后，被涂至相应工件上面。

2.1.3 在双组份涂胶头层面

双组份涂胶头，可选用聚氨酯多组份针阀水的清洗类型涂胶头或是多通道的水清洗多功能双组份涂胶头，涂胶头妥善固定至三轴或四轴、五轴或六轴机器人上面，实现自动化涂胶作业，先用水予以清洗处理，再借助压缩空气这种清洗方式，确保溶剂不会威胁到操作者的身体健康，更不会污染到周边环境。

2.1.4 在自动涂胶操作台层面

双工位的自动涂胶操作台，借助步进或伺服电机、气缸驱动等，设一个涂胶操作工位及一个上下料操作工位，把工件分别放置于两个移动操作台上面实施交替涂胶作业；针对自动旋转多工位的涂胶操作台，工位设置应当超过2个，涂胶作业期间，操作工作台旋转停止，涂胶作业完成的操作台则旋转至下个工位；操作台工装夹具部位固定好工件，工件也可沿着单个或两个的自由度移动或旋转，借助工装夹具实施夹紧定位作业，确保工件及各轴机器人之间联动运行。

2.1.5 在等离子的处理装置层面

等离子的处理装置当中，设等离子的发生装置及处理头，要求等离子的处理头与工件轨迹对准，依托于压缩空气，确保等离子的火焰喷向于工件表面部位，等离子的处理头经管路连接着等离子的发生装置；在各轴机器人上面固定好离子的处理头，确保等离子的处理头实际运行轨迹能够与涂胶轨迹相一致。借助等离子的处理装置对于工件表面实施等离子自动处理，确保聚氨酯的胶条及工件更具附着力和粘结强度。

2.1.6 在清洗废液集中回收装置层面

清洗废液集中回收装置内设回收桶，自动回收处理双组份涂胶头经清洗处理过后的水及溶剂。自动上及下工件系统装置当中，设上下工件相应机械手，借助机械手，促使工件上料和涂胶之后工件的下料任务得以自动完成。

2.1.7 在智能化控制系统层面

智能化控制系统当中，设机器人的控制柜、工控装置、电控柜、控制软件、触摸屏等。该控制系统总体呈智能设计，对所有实施设备及工位操作台实施智能化控制。依托于数控编码科技手段，并且，以PC控制及总线端子系统模块、TwinCAT的自动软件、EtherCAT以太网实施方案，实现自动化及智能化的控制；可借助智能手机及电脑等设备，通过GPS、Wi-Fi、无线网络、互联网等通信，实现远程智能化控制、监控及故障问题诊断分析，确保现场问题可得到快速解决。

2.3 工艺技术

全自动机器人的涂胶工艺技术原理详细如下：依托于数控编码科学技术，巧妙合理地实施设施设备总体布局，集成等离子的处理及涂胶作业各项工艺技术于一套装备上面，借助三轴、四轴、五轴或六轴机器人，还有双工位的自动涂胶操作台、多工位的自动化旋转涂胶操作台相互配合，促使等离子的处理及涂胶任务整个操作过程得以自动化控制，实现对整个涂装工艺的合理简化，各工序均可实现自动化及智能化的控制[3]。经工业的计算机辅助控制机械联动，可对粘结胶实际粘度、压力、温度、配比、反应固化具体时间等实施有效控制，借助精确计量技术，把双组份的聚氨酯依照着特定比例，予以定量均匀地涂胶作业。双工位的自动涂胶操作台及多工位的自动化旋转涂胶操作台相互配合，促使各轴QKM机器有效联动，充分满足涂胶工装夹具的精准定位及夹紧作业需求，确保涂胶操作台及机器人的涂胶装备达到完美结合目的。

3、结语

综上所述，此次所研究全自动机器人的涂胶装备与其工艺技术，所含设施设备、技术相对较多，如三轴或四轴、五轴、六轴的机器人，等离子式处理装置、自动旋转多工位涂胶操作台或自动涂胶双工位操作台、双组份涂胶头、清洗废液集中回收装置及智能化控制系统等，能够充分满足涂胶作业实际需求，值得持续推广应用下去。

参考文献：

[1] 韩毅军, 时丕林, 刘桂红. 五轴机器人涂胶设备及工艺技术, CN104971862B[P]. 2017.

[2] 梅雪川, 葛光军, 林粤科,等. 涂胶机器人技术现状与发展趋势[J]. 现代制造技术与装备, 2016(1):2.

[3] 陈忠海. 一种自主调节胶液粘稠度的全自动机器人涂胶设备, CN108816655A[P]. 2018.