机器人在玻璃涂胶控制系统的应用

杨欣慧

摘要：本文的研究核心是应用机器人对玻璃进行涂胶，机器人作为执行元件，反应快，且可以长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力强，是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备。机器人控制系统的手腕、肘关节运动通过伺服电机来控制，准确、反应快，零惯性；通过示教作业控制机器人系统的软件操作，指定的机器人语言来控制机器人的涂胶操作。

关键词：机器人 示教作业 伺服电机 再生作业

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1009-5349（2017）07-0033-01

一、机器人系统的硬件结构

机器人系统包括四部分组成：机器人主体、悬式示教操作台、AX控制装置、操作面板。

机器人主体的作用相当于机械手，完成对玻璃的涂胶；关节部分通过伺服电机控制，将输入的电压信号转化成角位移信号，工作稳定性好，精度高，所需要电压小，在0-15V电压作用。伺服电机的控制方式是脉宽调制（PWM）控制方式，通过数字量对模拟量进行控制，经济、抗干扰，节约空间，电机能够迅速制动，无惯性旋转。

旋转示教操作台能够完成手动作业，以“手动操作”将机器人诱导至将要记录的点。旋转方式包括：机器人主体旋转，上腕旋转，下腕前后动作，手掌上下动作，上腕上下动作，手掌旋转。

AX控制装置外接外部紧急停止输入、安全插头輸入、示教动作开关输入等设备。当外部紧急停止输入信号变成开启状态时，机器人立即发生紧急刹车，运转准备（伺服电源）会被硬件电路切断。机器人在动作中，为了预防作业人员未经许可就进入安全防护栅，设有安全插头，当门扉开时，机器人即自动停止，而其连接至机器人控制装置的安全插头输入。

二、机器人系统的软件调试

机器人系统的编程思路是：先进行示教作业，再进行再生作业。示教作业是指教给机器人动作及位置号码，此工作是在现场调试完成的。示教的过程需要确定机器人工作姿势及工作点，在调试中根据玻璃的形状选择内插种类及应用指令。示教结束后，选择再生作业，即机器人按照示教指定的工作轨迹进行再生作业。具体流程图如下图1所示。

图1 编程思路流程图

在机器人软件调试的过程中，示教作业是调试的核心。示教作业需要反复调试，根据玻璃的形状，结合机器人指令、机器人工作姿势及工作点，确定转轴的位置及工作点。调试中出现的问题主要包括两个方面：收尾处的胶形控制和胶形的控制。因涂胶的形状是闭合的曲线，收尾处的轨迹控制需要走外缘切线及适当的调整玻璃的角度，这样才能满足玻璃涂胶胶形的工艺要求。胶形的控制需要采取胶形垂直于地面的方式，否则容易出现倒胶的效果。

三、实验数据

在玻璃粘接中需要先涂玻璃底胶，玻璃底胶相对稳定性好，在使用前需要在室温下放置2-24小时；如果不用时，瓶口应密闭。底胶在空气中自然干燥的时间至少为5min。在涂底胶的过程中，需要先确认胶条有无裂纹、弯曲、变形、变色等外观缺陷，且不能黏附油、水、手纹等污渍。

底胶涂完后，沿着底胶进行涂胶，加热有利于提高胶体的化学性能，提高内聚强度与粘接强度。加热固化的方式有多种：电加热，高频加热及超声波加热等。加压也影响胶粘剂的固化，使胶膜更加均匀地渗透微孔，加快胶粘剂的缩聚反应，同时有利于排除水分、溶剂、气泡等物质，粘接强度高。安装压力一般在玻璃上加压100N—150N，具体情况具体分析。加压过程中会产生剪切力，剪切力是指物体由于载荷、温度等外界因素变化时，胶体产生变形，它的内部任一截面产生的相互作用力，剪切力越大，剪切作用越强，效果也越好。

粘接宽度是指充分挤压的玻璃的有效宽度，黏结宽度越宽，所能承受的剪切力越大。

静负荷是指单位面积上承受的力，由实验可知：温度越高，同等压力下，涂胶的下压量越大；同一温度下，静负荷越大，涂胶的下压量越大。

通过实验可知：玻璃胶截面的形状是三角形，长7mm，高12mm，能够符合基本的工艺要求。

四、结论

总之，系统以机器人控制系统为控制装置的核心，机器人系统通过编制机器人识别的语言，控制机器人的涂胶操作，控制精度高，手臂旋转灵活，可以在恶劣的环境中长期使用；而且可以输入不同的编程指令，来控制不同车型玻璃的涂胶操作，实用性高。因此，在企业的汽车涂胶控制系统中应用很广。

参考文献：

[1]张于明.玻璃涂胶控制系统的调试与安装[J].华北电力大学学报，2015，l0（1）.

[2]王霞.机器人在玻璃涂胶控制系统的应用[J].吉林大学学报，2016，7（5）.

责任编辑：杨国栋