汽车装配行业越来越多的工厂采用机器人代替人工完成大部分工序，不仅降低了生产成本，还能大幅度提高生产速度和产品的合格率。所有车辆都要进行前、后挡风玻璃的涂胶及装配的工序，而且装配的质量是由涂胶质量和安装质量共同决定，同时涂胶质量和装配质量还会影响整车的降噪能力、防漏水能力。所以采用机器人进行涂胶，不仅能够降低人工劳动，还能够提高生产工艺的自动化程度，同时能够保证车辆挡风玻璃装配质量的稳定程度。
1 工作站的搭建
利用RobotStudio软件中的功能CAD导入、自动路径生成、自动分析伸展能力和碰撞检测与模拟仿真功能来完成一系列工作。RobotStudio自带模型主要以机器人为主，大部分完成工作的所需的模型还需自行利用SolidWorks等软件完成绘制并且导入到RobotStudio中。首先导入IRB2600机器人和IRB1410机器人，吸盘夹具工装，挡风玻璃模型，涂胶泵，产品流水线等组件，并按照预定的设计方案进行摆放，完成工作站的搭建。并将工作站调整到机器人的工作空间，仿真涂胶工作站如图1所示。
2 系统的I/O信号与动态组件
2.1 配置I/O信号
在完成工作站布局后，建立工具数据和工件坐标系，完成机器人系统的创建，然后创建机器人的I/O板（本项目采用DSQC651板）和I/O信号，并且将Smart组件的I/O信号与机器人的I/O信号相关联，Smart就可以当做一个与机器人I/O通讯的PLC。图2为仿真流程图。
2.2 动态组件搭建
利用Smart组件完成整体动画效果展示，利用Smart组件之间信号的关联，本体和子组件之间运动属性的连接。完成擋风玻璃上料、夹取、涂胶、释放。通过流水线上的传感器机器人得到上料信号后夹取物料，然后对物料进行涂胶，最后将完成的物料释放到目标放料处。通过观看Smart组件的动画过程来检验涂胶的效果。Smart组件设计连线如图3所示。
3 程序设计与离线仿真
首先将工件坐标和工具坐标设定好，因为挡风玻璃的喷涂胶轨迹是空间曲线，所以应用自动生成路径的功能生成涂胶轨迹，将生产的挡风玻璃边缘的路径和目标点修改好后检查其可达能力，确认所有目标点都为绿色打勾标记，并将其存在Track子程序中。在RobotStudio中利用RAPID功能来编辑该项目的程序，将编辑好程序输入到机器人示教器中使机器人能够完成涂胶过程。
以下是截取的机器人涂胶工作站的部分程序：
PROC Main（）
MoveJ Target_390，v1000，fine，GripGlass＼WObj：=wobj0; 改变末端操作器姿态
MoveJ phome，v1000，fine，GripGlass＼WObj：=wobj0; 机器人移动到设置原点
MoveJ Target_10，v1000，fine，GripGlass＼WObj：=wobj0; 末端操作器移动到上料点
Set dos; 打开气息夹手
WaitTime 0.5; 等待放置时间
MoveJ tujiaodian，v1000，fine，GripGlass＼WObj：=wobj0; 机器人抓取物料移动到涂胶点
MoveJ Target_400，v1000，fine，GripGlass＼WObj：=wobj0;
Set dot; 打开胶枪进行喷涂
Track; 调用沿边缘涂胶的子程序
Reset dot; 关闭胶枪完成喷涂
WaitTime 0.5; 等待放置时间
MoveJ Offs（tujiaodian，0，0，100），v1000，fine，GripGlass＼WObj：=wobj0; 末端操作器移动到下料点
MoveJ Target_20，v1000，fine，GripGlass＼WObj：=wobj0;
Reset dos; 关闭气息夹手
WaitTime 0.5; 等待放置时间
MoveJ Target_390，v1000，fine，GripGlass＼WObj：=wobj0;
MoveL Target_400，v1000，fine，GripGlass＼WObj：=wobj0;
MoveJ phome，v1000，z100，GripGlass＼WObj：=wobj0; 机器人回到设置原点
ENDPROC
ENDMODULE
在完成程序后在仿真选项卡中“I/O仿真器”，并且设置碰撞检测，检查涂胶过程中发生碰撞，通过播放仿真动画来观察喷涂效果。
4 结语
本文主要的研究内容是涂胶机器人工作站的设计与仿真。在本次设计中，涂胶工作站的数模使用的是Solidworks来设计模型。之后将设计好的数模导入RobotStudio中，并按照实际情况对这些数模进行布局。工作站的核心工作是smart组件的设计和涂胶动作设计。涂胶工作站的仿真依靠的是工作站的逻辑设计，正确的逻辑编辑使整个工作站的动态效果得以实现。
离线编程可以提高涂胶工作站的设计效率，同时更加灵活地控制涂胶工作轨迹，也为工作人员现场编程调试，提供了安全方便的环境，大大提高了工作站的应用范围。这不仅提升了涂胶工作站的设计效率，也提升了工作站的稳定性。涂胶工作站的编程仿真过程对于实际的生产操作有着巨大的现实意义，加大对机器人的离线编程仿真可以较大的提升整体的生产效率。
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基金项目：湖北省自然科学基金研究项目，项目编号：2018CFC810
作者简介：李冲霄（1998-），男，河北廊坊人，本科，研究方向：先进制造及工业机器人。
