玻璃涂胶点胶智能机器人的制作方法

本实用新型属于智能工业机器人，具体涉及一种玻璃涂胶点胶智能机器人。

背景技术：

目前用于涂胶的工业机器人大多采用的是固定安装的多关节机器人，如对汽车车窗玻璃周边进行涂胶的工业机器人。这类工业机器人移动的范围有限，不能对较大尺寸（2m×5m甚至更大）的大型玻璃进行边框涂胶或者平面多点点胶工艺，现有涂胶方式大多是采用的分段涂胶或点胶的方式，对每段涂胶路线之间的定位精度要求很高，并且效率低。另外，现有的涂胶工艺过程中的涂胶速度较低，涂胶工作效率还有待进一步提高。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是：针对现有的涂胶机器人在大型玻璃涂胶点胶过程中存在的不足之处，提供一种新型的玻璃涂胶点胶智能机器人，实现大型玻璃的高效自动涂胶点胶。

本实用新型采用如下技术方案实现：

玻璃涂胶点胶智能机器人，包括：

用于玻璃固定放置的工作平台；

具有三轴运动系统的桁架机器人，包括沿工作平台其中一个水平方向平行固定的x轴模组以及悬于工作平台上方的y轴模组和z轴模组，所述x轴模组和y轴模组之间设有x轴驱动组件，所述y轴模组和z轴模组之间设有y轴驱动组件，实现z轴模组在工作平台上方任意位置的平移；

供胶系统，包括胶枪以及对胶枪进行供胶的胶桶，所述胶枪安装于z轴模组上，通过z轴模组驱动胶枪上升和下降。

进一步的，所述x轴驱动组件和x轴模组之间、所述y轴驱动组件和y轴模组之间均采用齿轮齿条传动连接+滚轮导向装配的组合装配结构。

进一步的，所述x轴模组包括沿x轴方向平行布置的x轴齿条和x轴导轨，所述x轴驱动组件包括x轴驱动电机、x轴移动小车、x轴驱动齿轮和x轴滚轮，其中，所述x轴驱动齿轮和x轴滚轮分别安装于x轴移动小车上，所述x轴驱动齿轮与x轴齿条啮合传动，所述x轴滚轮与x轴导轨导向滚动装配，所述x轴驱动电机固定安装在x轴移动小车上并与x轴驱动齿轮传动连接。

进一步的，所述x轴滚轮包括在x轴导轨上前后装配的至少两组。

进一步的，所述x轴模组为平行布置在工作平台两侧的两组，所述y轴模组通过立柱固定支承在x轴驱动组件的x轴移动小车上。

进一步的，所述y轴模组包括沿y轴方向平行布置的y轴齿条和y轴导轨，所述y轴驱动组件包括y轴驱动电机、y轴移动小车、y轴驱动齿轮和y轴滚轮，其中，所述y轴驱动齿轮和y轴滚轮分别安装于y轴移动小车上，所述y轴驱动齿轮与y轴齿条啮合传动，所述y轴滚轮与y轴导轨导向滚动装配，所述y轴驱动电机固定安装在y轴移动小车上并与y轴驱动齿轮传动连接。

进一步的，所述y轴滚轮包括在y轴导轨前后装配的至少两组，每组y轴滚轮分为上下两个，分别与y轴导轨的上下导轨面滚动装配。

进一步的，所述z轴模组包括z轴直线驱动件和z轴移动板，所述z轴直线驱动件固定安装在y轴移动小车，所述z轴移动板通过沿z轴方向布置的z轴导轨竖直导向装配在y轴移动小车上，并与z轴直线驱动件在z轴方向上连接，所述胶枪的出胶口朝下固定安装于z轴移动板上。

进一步的，所述胶桶固定安装在y轴移动小车上。

进一步的，所述x轴驱动电机和y轴驱动电机采用带有伺服控制器的伺服电机，所述智能机器人还包括控制伺服电机的运动控制系统，采用plc控制器或运动控制器。

本实用新型利用桁架结构的机器人作为对玻璃平面进行涂胶点胶的移动结构，胶枪的移动范围能够全面覆盖整个玻璃表面，能够对大型玻璃表面进行一次连续涂胶点胶作业，甚至还可以多块玻璃一同排布在同一工作平台上进行多块玻璃批量涂胶点胶作业。同时，本实用新型的驱动组件采用齿轮齿条传动连接+滚轮导向装配的组合装配结构，通过滚轮导向技术可消除桁架机器人的驱动组件产生的自震荡问题，因此可以采用更大惯量的伺服电机驱动，提高了涂胶点胶的移动速度，进而提高了整个玻璃涂胶点胶作业的效率。通过运动控制系统实现各个驱动组件的动作，通过对运动控制系统的编程可实现不同玻璃所需要的涂胶点胶路线，实现玻璃涂胶点胶的数控智能化加工。

综上所述，本实用新型的玻璃涂胶点胶智能机器人能够适应不同尺寸的玻璃涂胶点胶作业，特别是对大型玻璃技术优势更加明显，并且涂胶点胶结构紧凑、效率高。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的玻璃涂胶点胶智能机器人的整体结构示意图。

图2为实施例中的x轴模组与x轴驱动组件的立体结构示意图。

图3为实施例中的x轴模组与x轴驱动组件的侧视图。

图4为实施例中的y轴模组与y轴驱动组件以及z轴模组的立体结构示意图。

图5为实施例中的y轴模组与y轴驱动组件的侧视图。

图中标号：

1-工作平台，

21-x轴模组，211-x轴齿条，212-x轴导轨，213-地脚安装架，22-y轴模组，221-y轴齿条，222-y轴导轨，23-z轴模组，231-z轴直线气缸，232-z轴移动板，233-弹性连接件，24-x轴驱动组件，241-x轴驱动电机，242-x轴移动小车，243-x轴驱动齿轮，244-x轴滚轮，25-y轴驱动组件，251-y轴驱动电机，252-y轴移动小车，253-y轴驱动齿轮，254-y轴滚轮，26-立柱，27-z轴导轨；

31-胶桶，32-胶枪，

4-运动控制系统。

具体实施方式

实施例

参见图1，图示中的玻璃涂胶点胶智能机器人为本实用新型的具体实施方案，具体包括工作平台1、桁架式机器人、供胶系统以及运动控制系统4，其中工作平台1用于固定放置待涂胶点胶的玻璃产品，桁架式机器人用于将供胶系统中的出胶终端沿玻璃产品表面设计的涂胶路线或点胶位置移动，供胶系统保证胶水流出到玻璃表面需要涂胶或点胶的指定位置，运动控制系统4则用于桁架机器人的运动控制以及供胶系统的启停控制。

具体的，本实施例中的工作平台1为一个方形平台，其上用于固定铺放玻璃产品，如果是大型的平面玻璃产品，可以在将玻璃与工作平台的对齐后利用自重直接铺放在工作平台1上，小型较轻的玻璃产品或者带有弧度的异形玻璃可以通过吸盘等夹具固定在工作平台1上，保证待涂胶点胶的表面朝上。

本实施例的桁架机器人采用直角坐标机器人，即具有空间直角三轴运动系统的桁架机器人。其三轴运动系统具体包括x轴模组21、y轴模组22、z轴模组23、x轴驱动组件24、y轴驱动组件25、立柱26和z轴导轨27。

其中x轴模组21、y轴模组22和z轴模组23各自的x轴方向、y轴方向和z轴方向呈空间直角坐标布置，其中x轴方向沿工作平台1的长度方向，y轴方向沿工作平台1的宽度方向，z轴方向沿工作平台1的高度方向。

实际实施中桁架机器人可采用架空安装和地面安装两种结构，其中架空安装是指将整个桁架机器人均置于工作平台的上方空间。本实施例的桁架机器人采用地面安装的形式。其中x轴模组21为两组，分别沿工作平台的长度方向布置在工作平台1的两侧，x轴模组21的长度要超过工作平台1的长度，y轴模组22两端通过两组立柱26支承在两组x轴模组21上并且将y轴模组22的主体悬于工作平台21上方，整个y轴模组22相对工作平台1可沿x轴方向平移，z轴模组23滑动安装于y轴模组22上并于y轴模组22一同悬于工作平台1上方，整个z轴模组23相对工作平台1可以沿y轴方向平移，供胶系统的胶枪安装在z轴模组23上，通过x轴模组21和y轴模组22的组合运动可以实现胶枪相对工作平台1上平面的任意路线和任意位置的移动，同时z轴模组23本身具备沿z轴方向的竖直直线驱动件，通过该竖直驱动件驱动胶枪沿z轴方向升降，靠近对工作平台1上的玻璃表面进行涂胶和点胶作业。

结合参见图2-5，本实施例的x轴模组21和y轴模组22之间设有x轴驱动组件24，y轴模组22和z轴模组23之间设有y轴驱动组件25，并且所述x轴驱动组件24和x轴模组21之间、所述y轴驱动组件25和y轴模组22之间均采用齿轮齿条传动连接+滚轮导向装配的组合装配结构。

具体参见图2和图3，所述x轴模组21包括沿x轴方向平行布置的x轴齿条211和x轴导轨212，x轴齿条211和x轴导轨212组成的模组整体通过地脚安装架213与打入地下的地脚螺钉固定安装，所述x轴驱动组件24包括x轴驱动电机241、x轴移动小车242、x轴驱动齿轮243和x轴滚轮244，其中，所述x轴驱动齿轮243和x轴滚轮244分别转动安装于x轴移动小车242底部，所述x轴驱动齿轮243与x轴齿条211啮合传动，所述x轴滚轮244与x轴导轨212导向滚动装配，即x轴滚轮244只能够沿着x轴导轨212的方向滚动，x轴滚轮244竖向布置作为x轴移动小车242在竖直方向导向支撑结构，x轴驱动齿轮243横向布置与x轴齿条211啮合，避免了齿轮齿条之间额外承受竖向的载荷，保证了齿轮齿条之间的传动可靠性。x轴驱动电机241固定安装在x轴移动小车242上并与x轴驱动齿轮243直接传动连接。

x轴移动小车242底部沿x轴导轨212设置有前后至少两组x轴滚轮244，这样可以将x轴移动小车242加长，保证其支承稳定性。

y轴模组22的两端通过两根竖直布置的立柱26分别支承固定在x轴驱动组件24的x轴移动小车242上，立柱26的两端分别通过法兰连接件与x轴移动小车242和y轴模组22的主体两端固定连接。

结合参见图4和图5，y轴模组22包括沿y轴方向平行布置的y轴齿条221和y轴导轨222，所述y轴驱动组件25包括y轴驱动电机251、y轴移动小车252、y轴驱动齿轮253和y轴滚轮254，其中，所述y轴驱动齿轮253和y轴滚轮254分别安装于y轴移动小车252上，所述y轴驱动齿轮253与y轴齿条221啮合传动，所述y轴滚轮254与y轴导轨222导向滚动装配，即y轴滚轮254只能够沿着y轴导轨222的方向滚动，y轴滚轮254竖向布置作为y轴移动小车252在竖直方向导向支撑结构，y轴驱动齿轮253横向布置与y轴齿条221啮合，避免了齿轮齿条之间额外承受竖向的载荷，保证了齿轮齿条之间的传动可靠性。所述y轴驱动电机251固定安装在y轴移动小车252上并与y轴驱动齿轮253直接传动连接，本实施例中的x轴驱动电机241和y轴驱动电机251均采用带伺服控制器的伺服电机，可以实现驱动齿轮的转速直接控制。

y轴移动小车252上沿y轴导轨222设置有前后至少两组y轴滚轮254，每组y轴滚轮254又分为上下两个，分别与y轴导轨222的上下导轨面滚动装配，通过上向两组y轴滚轮254与y轴导轨222对滚导向，保证了导向装配的强度，进一步提高了y轴驱动组件以及其上安装的z轴模组以及供胶系统的可靠性。

再次参见图4，本实施例中的z轴模组23包括z轴直线气缸231、z轴移动板232以及弹性连接件233，z轴直线气缸231作为z轴模组23的直线驱动件沿竖直方向固定安装在y轴移动小车252上，z轴移动板232通过沿z轴方向（竖直方向）布置的z轴导轨27竖直导向装配在y轴移动小车252上，y轴移动小车252与z轴导轨27之间可采用滚轮导向结构或者直接采用滑轨结构，z轴移动板232的顶部与z轴直线气缸231的活塞杆端在竖直方向连接，并在连接处设置弹性连接件233，供胶系统的胶枪32的出胶口朝下固定安装于z轴移动板232底部，通过z轴直线气缸231带动胶枪32下降对工作平台1上的玻璃表面进行涂胶点胶。

再次参见图1，本实施例的供胶系统包括胶枪32以及对胶枪32进行供胶的胶桶31，胶桶31固定安装在y轴移动小车252上，胶桶31的出胶口通过胶管连接到胶枪32，胶桶31利用压缩空气进行供胶到胶枪31，根据涂胶和点胶的不同，涂胶用的胶枪32采用无开关胶枪，利用胶桶31的压力控制出胶和停止，点胶用的胶枪32采用一支或多支带脉冲阀的可关断胶枪，具体的供胶方案可参考现有的玻璃涂胶点胶方案，本实施例在此不做赘述。

本实施例中桁架机器人采用xyz三轴结构，其中x轴方向和y轴方向的移动采用伺服电机和伺服驱动器驱动。y轴模组位于工作平台的上方，玻璃工件放置在工作平台上，以玻璃工件的角点定位。工作平台的工作平面两直角边调整到与机器人xy两轴分别平行，调整完毕后正式使用之前测量出全工作平面内各点与机器人坐标系的微量偏差值，并输入到机器人控制系统的驱动参数中，进行机器人坐标系与工件坐标系的零点偏移调整。

整个桁架机器人三轴的运动控制系统4采用plc控制器或运动控制器控制，参数的输入输出的人机界面采用触摸屏或一体机。以plc控制器为例，在plc控制器中预装涂胶和点胶两种不同的工艺程序，玻璃长宽尺寸(l*b)、厚度尺寸(s)、所用胶体动力粘度(r)、涂胶或点胶宽度(b)及厚度(s)、拐角插补步长(st)等工艺参数由人机界面输入（人工或由用户的上位机系统导入）。参数输入后，plc控制器自动计算当前作业中玻璃的边界尺寸，以及三轴的运动控制参数，包括：三轴运动轨迹、速度和插补方式，并驱动三轴携带胶枪进行涂胶或点胶作业。具体的plc控制器以及运动控制器的编程可根据不同型号和厂家的控制器进行设计，本实施例在此不对涂胶点胶过程的编程方法进行赘述。

机器人作业时：plc控制器控制桁架机器人携带胶枪运动到工作平台面上的玻璃工件原点，然后打开供胶系统胶枪针阀的同时，按plc控制器计算出来的运动轨迹和速度进行涂胶和点胶作业。

上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。