項(xiàng)目五工業(yè)機(jī)器人涂膠裝配編程與操作

ABB工業(yè)機(jī)器人編程與操作“十三五”智能制造高級(jí)應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)劃教材

目錄一學(xué)習(xí)目標(biāo)二

工作任務(wù)三

問題探究四五

知識(shí)拓展六

練習(xí)與思考題

實(shí)踐操作一學(xué)習(xí)目標(biāo)123掌握工業(yè)機(jī)器人涂膠裝配的基本知識(shí)；掌握工業(yè)機(jī)器人涂膠裝配的特點(diǎn)及編程方法；掌握業(yè)機(jī)器人涂膠裝配常用I/O信號(hào)的配置。二工作任務(wù)（一）工作任務(wù)的背景涂膠機(jī)器人作為一種典型的涂膠自動(dòng)化裝備，具有工件涂層均勻，重復(fù)精度好，通用性強(qiáng)、工作效率高的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)⒐と藦挠卸?、易燃、易爆的工作環(huán)境中解放出來，已在汽車、工程機(jī)械制造、3C產(chǎn)品及家具建材等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用一工作任務(wù)

裝配是生產(chǎn)制造業(yè)的重要環(huán)節(jié)，而隨著生產(chǎn)制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的提高，傳統(tǒng)裝配已滿足不了日益增長的產(chǎn)量要求。裝配機(jī)器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工裝配成為裝配生產(chǎn)線上的主力軍，可勝任大批量、重復(fù)性的工作。工業(yè)機(jī)器人四巨頭都抓住機(jī)遇研究出了相應(yīng)的裝配機(jī)器人產(chǎn)品。本任務(wù)主要學(xué)習(xí)機(jī)器人涂膠裝配的I/O配置、程序數(shù)據(jù)創(chuàng)建、目標(biāo)點(diǎn)示教、程序編寫及調(diào)試，最終完成整個(gè)涂膠裝配任務(wù)。二工作任務(wù)（二）需要達(dá)到的技術(shù)要求具備較高的運(yùn)行速度；涂膠軌跡的高精準(zhǔn)度；精確地控制涂膠量；保證工件涂層均勻。二工作任務(wù)（二）所需要的設(shè)備涂裝機(jī)器人、機(jī)器人控制器、自動(dòng)膠槍、吸盤、機(jī)器人走行導(dǎo)軌、供膠系統(tǒng)、氣泵等。三實(shí)踐操作知識(shí)儲(chǔ)備運(yùn)動(dòng)規(guī)劃涂膠裝配任務(wù)示教前的準(zhǔn)備

建立程序三實(shí)踐操作-知識(shí)儲(chǔ)備（一）知識(shí)儲(chǔ)備

1、加速度設(shè)置指令A(yù)ccSet指令格式：AccSet100，100；參數(shù)含義參數(shù)1加速度最大值百分比參數(shù)2加速度坡度值三實(shí)踐操作-知識(shí)儲(chǔ)備2．速度設(shè)置指令VelSet指令格式：VelSet100，1000；參數(shù)含義參數(shù)1速度百分比，其針對(duì)的是各個(gè)運(yùn)動(dòng)指令中的速度數(shù)據(jù)參數(shù)2線速度最高限值，即機(jī)器人運(yùn)動(dòng)線速度不能超過1000mm/s說明：此條指令運(yùn)行之后，機(jī)器人所有的運(yùn)動(dòng)指令均受其影響，直至下一條VelSet指令執(zhí)行。此速度設(shè)置與示教器端速度百分比設(shè)置并不沖突，兩者相互疊加，例如示教器端機(jī)器人運(yùn)行速度百分比為50，VelSet設(shè)置的百分比為50，則機(jī)器人實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度為兩者的疊加，即25%；另外，在運(yùn)動(dòng)過程中單憑一味地加大減小速度有時(shí)并不能明顯改變機(jī)器人的運(yùn)行速度，因?yàn)闄C(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中涉及加減速。三實(shí)踐操作-運(yùn)動(dòng)規(guī)劃（二）運(yùn)動(dòng)規(guī)劃三實(shí)踐操作-涂膠裝配任務(wù)

（三）涂膠裝配任務(wù)機(jī)器人接收到涂膠信號(hào)時(shí)，運(yùn)動(dòng)到涂膠起始位置點(diǎn)，膠槍打開，沿著圖中的軌跡一(1-2-3-4-5)涂膠，然后依次完成軌跡二、軌跡三的涂膠任務(wù)，最后回到機(jī)械原點(diǎn)；三實(shí)踐操作-涂膠裝配任務(wù)

裝配任務(wù)機(jī)器人接收到裝配信號(hào)時(shí)，運(yùn)動(dòng)到裝配起始位置點(diǎn)，末端吸盤開啟，分別把圖中的工件放置到對(duì)應(yīng)的槽內(nèi)，再把黑色的箱蓋裝配到箱體上，裝配完成后機(jī)器人回到機(jī)械原點(diǎn)，完成涂膠裝配任務(wù)。三實(shí)踐操作-建立程序1）首先建立一個(gè)主程序“main”，然后單擊“確定”。2）建立相關(guān)例行程序，例行程序的功能見表5-5。3）到“手動(dòng)操縱”菜單內(nèi)，確認(rèn)已選擇要使用的工具坐標(biāo)與工件坐標(biāo)。4）回到程序編輯器菜單，進(jìn)入“rHome”例行程序，選擇＜SMT＞為插入指令的位置。三實(shí)踐操作-建立程序5）單擊“添加指令”，添加“MoveJ”指令，并雙擊“*”。6）進(jìn)入指令參數(shù)修改畫面（選擇相應(yīng)示教點(diǎn)）。7）通過新建或選擇對(duì)應(yīng)的參數(shù)數(shù)據(jù)，設(shè)定為橢圓圈中所示的數(shù)值。8）將機(jī)器人的機(jī)械原點(diǎn)作為機(jī)器人的空閑等待點(diǎn)（pHome）。三實(shí)踐操作-建立程序9）選擇“pHome”目標(biāo)點(diǎn)，單擊修改位置，將機(jī)器人的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)記錄下來。10）單擊“修改”更改位置。11）單擊“例行程序”標(biāo)簽。12）選擇“rInitAll”例行程序，然后單擊“顯示例行程序”。三實(shí)踐操作-建立程序13）在此例行程序中添加程序正式運(yùn)行前初始化的內(nèi)容，如速度限定、夾具復(fù)位等。具體根據(jù)實(shí)際需要添加。在此例行程序rInitAll中只增加了兩條速度控制的指令（在添加指令列表的Settings類別中）。14）調(diào)用回等待位的例行程序“rHome”，再單擊“例行程序”標(biāo)簽。15）選擇“rTujiao”例行程序，然后單擊“顯示例行程序”。16）添加“MoveJ”指令，并將參數(shù)設(shè)定為圖中所示。

三實(shí)踐操作-建立程序17）選擇合適的動(dòng)作模式，使機(jī)器人移動(dòng)至圖中所示涂膠起始處的接近位置，作為機(jī)器人的p10點(diǎn)。18）選擇p10，單擊“修改位置”，將機(jī)器人的當(dāng)前位置記錄到p10中去。19）添加“MoveL”指令，并將參數(shù)設(shè)定為圖中所示。20）選擇合適的動(dòng)作模式，使用操作桿將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到圖中所示涂膠起始位置，作為機(jī)器人的p20點(diǎn)。

三實(shí)踐操作-建立程序21）選擇p20點(diǎn)，單擊“修改位置”，將機(jī)器人的當(dāng)前位置記錄到p20中去。22）添加“Set”指令，置位涂膠信號(hào)“dotujiao”，開始涂膠。23）添加“MoveL”指令，并將參數(shù)設(shè)置為圖中所示。24）選擇合適的動(dòng)作模式，使用操作桿將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到圖中所示涂膠軌跡的p30點(diǎn)。

三實(shí)踐操作-建立程序25）選擇p30點(diǎn)，單擊“修改位置”，將機(jī)器人的當(dāng)前位置記錄到p30中去。26）添加“MoveL”指令，并將參數(shù)設(shè)置為圖中所示。27）選擇合適的動(dòng)作模式，使用操作桿將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到圖中所示涂膠軌跡的p40點(diǎn)。28）選擇p40點(diǎn)，單擊“修改位置”，將機(jī)器人的當(dāng)前位置記錄到p40中去。

三實(shí)踐操作-建立程序29）添加“MoveL”指令，并將參數(shù)設(shè)置為如圖中所示。30）選擇合適的動(dòng)作模式，使用操作桿將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到如圖中所示涂膠軌跡的p50點(diǎn)。31）選擇p50點(diǎn)，單擊“修改位置”，將機(jī)器人的當(dāng)前位置記錄到p50中去，如圖中所示。32）添加“MoveL”指令，并將參數(shù)設(shè)置為如圖中所示。

三實(shí)踐操作-建立程序33）選擇合適的動(dòng)作模式，使用操作桿將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到如圖中所示涂膠軌跡的p60點(diǎn)。34）選擇p60點(diǎn)，單擊“修改位置”，將機(jī)器人的當(dāng)前位置記錄到p60中去，如圖中所示。35）添加“Reset”指令，復(fù)位“dotujiao”，停止涂膠，如圖中所示。36）添加“MoveL”指令，并將參數(shù)設(shè)置為如圖中所示。

三實(shí)踐操作-建立程序37）選擇合適的動(dòng)作模式，使用操作桿將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到如圖中所示的p70點(diǎn)，涂膠結(jié)束，離開工件，移動(dòng)至涂膠終點(diǎn)的上方。38）選擇p70點(diǎn)，單擊“修改位置”，將機(jī)器人的當(dāng)前位置記錄到p70中去，如圖中所示。39）添加“ProcCall”指令，調(diào)用“rHome”程序，機(jī)器人移動(dòng)到工作原位，如圖中所示。三實(shí)踐操作-建立程序裝配40）選擇圖中的“rzhuangpei”例行程序，然后單擊顯示例行程序。41）添加“MoveJ”指令，并將參數(shù)設(shè)置為如圖中所示。42）選擇合適的動(dòng)作模式，使用操作桿將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到如圖中所示的裝配起始處的接近位置，作為機(jī)器人的p80點(diǎn)。43）選擇p80點(diǎn)，單擊“修改位置”，將機(jī)器人的當(dāng)前位置記錄到p80中去，如圖中所示。

三實(shí)踐操作-建立程序44）添加“MoveL”指令，并將參數(shù)設(shè)置為如圖中所示。45）選擇合適的動(dòng)作模式，使用操作桿將機(jī)器人末端的吸盤接觸到箱蓋，作為機(jī)器人的p90點(diǎn)，如圖中所示。46）選擇p90點(diǎn)，單擊“修改位置”，將機(jī)器人的當(dāng)前位置記錄到p90中去，如圖中所示。47）添加“Set”指令，置位裝配信號(hào)“dozhuangpei”，開始裝配，如圖中所示。

三實(shí)踐操作-建立程序48）添加“MoveL”指令，并將參數(shù)設(shè)置為如圖中所示。49）選擇合適的動(dòng)作模式，吸盤吸住箱蓋移動(dòng)初始位置的正上方，使用操作桿將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到圖中位置，作為機(jī)器人的p100點(diǎn)，如圖中所示。50）選擇p100點(diǎn)，單擊“修改位置”，將機(jī)器人的當(dāng)前位置記錄到p100中去，如圖中所示。51）添加“MoveL”指令，并將參數(shù)設(shè)置為如圖中所示。

三實(shí)踐操作-建立程序52）選擇合適的動(dòng)作模式，使用操作桿將機(jī)器人移動(dòng)到箱體的正上方，作為機(jī)器人的p110點(diǎn)，如圖中所示。53）選擇p110點(diǎn)，單擊“修改位置”，將機(jī)器人的當(dāng)前位置記錄到p110中去，如圖中所示。54）添加“MoveL”指令，并將參數(shù)設(shè)置為如圖中所示。55）選擇合適的動(dòng)作模式，使用操作桿移動(dòng)機(jī)器人到箱體上，使箱體與箱蓋完全配合，作為機(jī)器人的p120點(diǎn)，如圖中所示。

三實(shí)踐操作-建立程序56）選擇p120點(diǎn)，單擊“修改位置”，將機(jī)器人的當(dāng)前位置記錄到p120中去，如圖中所示。57）添加“Reset”指令，復(fù)位裝配信號(hào)“dozhuangpei”，吸盤不再吸取物體，如圖中所示。58）添加“MoveL”指令，并將參數(shù)設(shè)置為如圖中所示。59）裝配結(jié)束，機(jī)器人離開箱體，移動(dòng)到裝配終點(diǎn)的正上方，作為機(jī)器人的p130點(diǎn)，如圖中所示。

三實(shí)踐操作-建立程序61）添加“ProcCall”指令，調(diào)用“rHome”程序，機(jī)器人移動(dòng)到工作原位。60）選擇p130點(diǎn)，單擊“修改位置”，將機(jī)器人的當(dāng)前位置記錄到p130中去。三實(shí)踐操作-建立程序62）單擊圖5-68中的例行程序標(biāo)簽，再選擇圖中的“main”主程序，進(jìn)行程序執(zhí)行主體架構(gòu)的設(shè)定。63）添加“ProcCall”指令，調(diào)用初始化例行程序“rInitAll”，如圖中所示。64）添加“WHILE”指令，并將條件設(shè)定為“TRUE”，如圖中所示。65）調(diào)用“WaitDI”指令，等待涂膠啟動(dòng)信號(hào)“ditujiao”變?yōu)?，如圖中所示。

三實(shí)踐操作-建立程序66）添加“ProcCall”指令，調(diào)用涂膠例行程序“rTujiao”，如圖中所示。67）調(diào)用“WaitDI”指令，等待裝配信號(hào)“dizhuangpei”為1，如圖中所示。68）添加“ProcCall”指令，調(diào)用裝配例行程序“rZhuangpei”，如圖中所示。

四問題探究（一）如何選擇合適的涂膠機(jī)器人

選用涂膠機(jī)器人，首先應(yīng)了解涂膠的膠體性能，是否需要加熱、流量控制和粘性調(diào)節(jié)等，再確定點(diǎn)涂的工件特征，所需運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)過程，根據(jù)這些因素確定工作的幅面和有效運(yùn)動(dòng)范圍；如果是多種工件的涂膠，需考慮最大工件所需的空間，還應(yīng)保證夾具和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的配合，是否需要電子到位等信號(hào)；最后需考慮有什么特殊的工作屬性，比如是否需要兩把或者多把膠槍，工作后是否需要換槍，膠槍及附屬結(jié)構(gòu)的重量，這樣完全地將機(jī)械的結(jié)構(gòu)勾勒出來，并準(zhǔn)確的選取。四問題探究

在電控上，需確定運(yùn)動(dòng)的速度屬性，在合適的電氣配置上根據(jù)膠體的濃度和流量來控制速度?？刂葡到y(tǒng)的使用是難點(diǎn)，因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)構(gòu)需要較多的電氣信號(hào)，如安全信號(hào)、工件到位信號(hào)、涂膠開始信號(hào)、緊急停止信號(hào)、涂膠任務(wù)完成信號(hào)，這都需要通過I/O來完成，需外接PLC，可以節(jié)省成本，減少發(fā)生故障時(shí)的檢測復(fù)雜性。一般的涂膠機(jī)都是伺服控制，所以系統(tǒng)有多種選擇，控制信號(hào)有數(shù)字量或模擬量，根據(jù)自己習(xí)慣選擇即可。四問題探究-工具數(shù)據(jù)tooldata的建立（二）如何選用膠體溫度控制系統(tǒng)對(duì)于不同的膠體，膠體最適溫度不同，所以在不同行業(yè)選擇不同的膠體時(shí)應(yīng)該注意選擇合適的涂膠加熱系統(tǒng)。在汽車行業(yè)，主要用丙烯酸型黏合劑對(duì)車窗等進(jìn)行密封涂膠，分析此膠體材料的特性，得出以下結(jié)論：當(dāng)膠體溫度低于25℃時(shí)，膠體的溫度與黏度成反比，膠體的流速在恒壓條件下明顯下降；當(dāng)膠體溫度在25～30℃之間時(shí)，膠體的溫度與黏度的相關(guān)性較小，黏度基本保持不變，膠體的流速在恒壓條件下比較穩(wěn)定、無明顯波動(dòng)；當(dāng)膠體溫度在30～35℃之間時(shí)，膠體的溫度與黏度成反比，膠體的流速在恒壓條件下明顯上升；當(dāng)膠體溫度高于35℃時(shí)，膠體開始由液態(tài)逐步轉(zhuǎn)化成固態(tài)顆粒狀（塑化）。據(jù)此將涂膠系統(tǒng)的膠體溫度值設(shè)定為27℃。為了能使整個(gè)涂膠系統(tǒng)達(dá)到最佳的工藝溫度，整個(gè)供膠系統(tǒng)分別采用供膠管路溫控系統(tǒng)、WEINREICH加熱系統(tǒng)、GUN加熱系統(tǒng)和DOSER加熱系統(tǒng)對(duì)膠體溫度進(jìn)行控制。四問題探究（三）如何構(gòu)建膠體流量控制系統(tǒng)

膠體流量控制系統(tǒng)是涂膠工藝的核心，直接影響涂膠的質(zhì)量和膠體使用的成本。膠體流量控制系統(tǒng)必須滿足兩個(gè)條件：a.速度變化響應(yīng)快；b.準(zhǔn)確的流量計(jì)量。因此，膠體流量控制以BECKHOFF（TwinCATPLC/NC技術(shù)）作為主控制器——執(zhí)行1000條PLC命令所需時(shí)間只有0.9μs，執(zhí)行100個(gè)伺服軸指令所需時(shí)間為20μs。膠體流量的計(jì)量通過Indramat伺服控制器、伺服電動(dòng)機(jī)和絲桿活塞組成的計(jì)量執(zhí)行器進(jìn)行，其最小控制精度可以達(dá)到0.1mL。五知識(shí)拓展涂膠機(jī)器人在艾瑞澤7車身上的應(yīng)用1.涂膠機(jī)器人簡介

奇瑞汽車股份公司艾瑞澤7白車身主焊線五個(gè)工位涂膠機(jī)器人系統(tǒng)使用的是Nachi機(jī)器人和SCA品牌涂膠機(jī)組合成涂膠