Page 69 - 《橡塑技术与装备》2023年12期
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车用制品技术与应用 徐庶庚 等·工业机器人卡扣装配与超声波焊接集成运用
速熔化，继而填充于接口间的空隙，塑胶焊接的同时
根据机器人 TCP 坐标系继续向下缓慢移动，一直移动
到设定的焊接深度，超声波发功结束震动停止，工件
在机器人一定的压力下同时吹气冷却定形，便达成合
格的焊接工艺。
4.3 自动化设备构成
（1）机器人单元。
由 A 和 B 两台 ABB 工业 机器 人（IRC5 Single）
组成多机联动，工业机器人型号 IRB1410、承载能力
5 kg、到达距离 1.45 m，A 机器人完成金属卡扣的全
图 9 设备改造整体布局示意图 自动夹取及安装，B 机器人完成 USB 支架超声波焊接
及取放产品、卡扣漏装识别。
4 集成设备系统构成 （2）旋转供料台一套，待加工塑胶产品放在旋转
4.1 设备改造基本参数 胎模上，便于机器人实现连续不间断加工。
（1）设备安装尺寸，如图 10 示。 （3）控制系统采用西门子 SIEMENS 系列
SMART S7-200 PLC 及 SMART LINE 触摸屏，并实
现与机器人联络通讯，实现信号交互。
（4）震动筛选供料盘 2 套，待安装金属卡扣有序
排列至前端，便于机器人自动夹取卡扣。
（5）输送线 2 条（合格品和不合格品各一条输送
线），B 机器人焊接完成把加工完成的产品放在输送带
上，自动运至安全区。
4.4 设备各模组展示介绍，如图 11 示。
（1）A 模块，金属卡扣抓取安装夹具，实现 A、
B 两种金属卡扣的全自动抓取及安装。
（2）B 模块，金属卡扣上料系统，实现震动筛选
图 10 设备改造安装尺寸示意图 全自动不间断供料。
（3）C 模块 , 卡扣安装产品固定工装夹具，安装
（2）要求生产节拍小于 60 s。
于旋转供料台，实现产品稳固定位，便于 A 机器人安
（3）要求产品合格率 99.9%。
装卡扣。
（4）工作电压 AC380 V/AC220 V 50 HZ。
（4）D 模块，旋转供料台，塑胶产品上料后旋转
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（5）工作气源压力 0.5~0.7 kgf/cm 。
至工作位，便于机器人实现不间断加工。
（6）设备功率小于 5 kw。
（5）E 模块，产品抓取工装夹具及超声波焊枪，
实现 B 机器人把产品由旋转供料台抓取至焊接工位，
4.2 超声波单元
同时集成有超声波焊枪。
系统使用一套 30KHz JINCHIC 超声波设备，根
（6）F 模块，超声波焊接产品固定工装夹具，安
据 USB 底座片筋形状特制配套的超声波焊头组合。当
装于焊接工位，实现产品稳固定位，便于 B 机器人定
机器人自动定位于各片筋上方，超声波发功，由发生
位焊接。
器产生 30 KHz 的高压、高频信号，通过换能系统，
把信号转换为高频机械振动，加于塑胶制品工件上，
5 集成设备工作原理及工艺流程
在工件表面及分子间的磨擦而使传递到接口的温度升
5.1 系统工作原理
高，当温度达到此工件本身的熔点时，使工件接口迅
系统改造后，塑胶产品实现机器人全自动超声波
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