重卡風(fēng)窗玻璃全自動(dòng)涂膠粘接裝配工藝設(shè)計(jì)

王曉鋒

摘 要：隨著重卡技術(shù)的發(fā)展，對(duì)風(fēng)窗玻璃安裝安全性提出了更高的要求，風(fēng)窗玻璃粘接工藝就在該背景下產(chǎn)生，該裝配工藝將風(fēng)窗玻璃與車身結(jié)為一體，加強(qiáng)了車體的剛性，同時(shí)由于粘接劑直接密封，提高了風(fēng)窗玻璃的密封效果。文章對(duì)重卡風(fēng)窗玻璃自動(dòng)涂膠與裝配的工藝進(jìn)行研究，制定了適合于重卡風(fēng)窗玻璃自動(dòng)涂膠與裝配的工藝方案。

關(guān)鍵詞：工藝布局；自動(dòng)涂膠；自動(dòng)裝配；視覺(jué)識(shí)別

中圖分類號(hào)：U466 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988（2018）12-150-03

Abstract： With the development of technology of heavy truck， windshield glass installation safety put forward higher requirements， windshield glass bonding process is produced in the background， the assembly process will wind the window glass and the body as a whole， to strengthen the body's rigidity， at the same time as the direct sealing adhesive， improve the sealing effect of wind window glass. The paper studies the process of automatic gumming and assembly of heavy car windshield glass， and formulating a process scheme suitable for automatic gumming and assembling of heavy car windshield glass.

Keywords： Process layout； automatic gumming； automatic assembly； visual recognition

CLC NO.： U466 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2018）12-150-03

前言

風(fēng)窗玻璃是駕駛室保持密封性的最主要的部件之一。風(fēng)窗玻璃的裝配直接影響著整車的防漏水、防噪聲的品質(zhì)，影響用戶及市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的客觀評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)的風(fēng)窗玻璃裝配工藝一般由人工或機(jī)器人進(jìn)行涂膠，人工或助力機(jī)械臂輔助安裝。而自動(dòng)涂膠粘接裝配工藝方案實(shí)現(xiàn)了全程自動(dòng)化，消除了人力對(duì)涂膠、安裝的影響，保證了風(fēng)窗玻璃裝配質(zhì)量的穩(wěn)定性。

1 風(fēng)窗玻璃全自動(dòng)涂膠粘接裝配工藝方案概述

本工藝方案結(jié)合重卡單元風(fēng)窗玻璃涂膠現(xiàn)狀及未來(lái)戰(zhàn)略發(fā)展需求，旨在提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高裝配自動(dòng)化水平、降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度、降低后期使用成本、減少生產(chǎn)線人員數(shù)量，采用機(jī)器人配合相關(guān)設(shè)備設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)窗玻璃自動(dòng)上線、清潔、底涂、輸送、烘干、涂膠、前風(fēng)窗玻璃自動(dòng)裝配與后風(fēng)窗人工裝配等功能。

2 內(nèi)飾線體情況

內(nèi)飾線為U型滑板線，電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑板推動(dòng)線體穩(wěn)定平順的封閉式運(yùn)行，駕駛室與滑板之間的相對(duì)位置通過(guò)銷軸定位，駕駛室相對(duì)位置誤差在±25mm以內(nèi)。生產(chǎn)節(jié)拍3分鐘。

3 風(fēng)窗玻璃全自動(dòng)涂膠粘接裝配工藝流程

風(fēng)窗玻璃自動(dòng)涂膠與裝配工藝流程：物料到達(dá)設(shè)定位置—自動(dòng)上料—自動(dòng)清潔—自動(dòng)底涂—自動(dòng)烘干—自動(dòng)涂膠—前風(fēng)窗玻璃自動(dòng)裝配/后風(fēng)窗玻璃輸送處作業(yè)區(qū)域人工裝配。

4 整體工藝布局

玻璃全自動(dòng)涂膠粘接裝配系統(tǒng)區(qū)域設(shè)置內(nèi)飾線30工位，東側(cè)4000*20000，如下圖示意：整個(gè)區(qū)域包含30-1玻璃前處理；30-2玻璃輸送系統(tǒng)；30-3玻璃烘干區(qū)；30-4玻璃涂膠與裝配（注：后風(fēng)窗玻璃涂膠完成后，輸送出前風(fēng)窗作業(yè)區(qū)域）。整體工藝布局詳見(jiàn)圖1：全自動(dòng)涂膠粘接裝配工藝布局圖。

5 玻璃前處理區(qū)域：包含玻璃自動(dòng)上線、清潔、底涂

5.1 玻璃前處理區(qū)域布局

玻璃上線區(qū)域，物料存放、機(jī)器人上料、切換抓取玻璃、活化劑、底圖工具區(qū)域設(shè)置在下圖示意4000*8000區(qū)間，工具切換設(shè)置在機(jī)器人正前方（機(jī)器動(dòng)作原點(diǎn)）。詳見(jiàn)圖2：玻璃前處理工藝布局。

5.2 機(jī)器人動(dòng)作節(jié)拍分析

機(jī)器人動(dòng)作節(jié)拍分析詳見(jiàn)表1。

核算結(jié)果：通過(guò)節(jié)拍分析，機(jī)器人完成前風(fēng)窗、后風(fēng)窗自動(dòng)上線、清潔與底涂完成時(shí)間約165s，可以滿足180s生產(chǎn)節(jié)拍且機(jī)器人利用率較高（91%）。

5.3 料架設(shè)計(jì)及定位要求

1）新設(shè)計(jì)料架2種，滿足前風(fēng)窗，后風(fēng)窗存放。

2）玻璃存放形式玻璃立放，每個(gè)料架布置20件。

3）地面設(shè)置定位裝置，檢測(cè)開(kāi)關(guān)，確保料架位置準(zhǔn)確。

4）機(jī)器人配備檢測(cè)工具（超聲波、激光等）檢測(cè)玻璃位置，精確抓取玻璃，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料。

6 玻璃輸送系統(tǒng)

輸送系統(tǒng)包括輸送線、舉升臺(tái)、對(duì)中識(shí)別裝置、翻轉(zhuǎn)裝置、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)接裝置等，根據(jù)不同的玻璃的類型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中與定位，滿足機(jī)器人抓取上料、清潔、底涂、翻轉(zhuǎn)、抓取涂膠、輸送需求。

7 玻璃烘干區(qū)域

根據(jù)底涂劑的干燥溫度和干燥時(shí)間，配置相應(yīng)的風(fēng)干烘干設(shè)備，滿足環(huán)境溫度較低時(shí)晾置時(shí)間要求；考慮到清潔底涂液對(duì)環(huán)境的影響，需配備排風(fēng)裝置，滿足環(huán)保要求。

8 玻璃涂膠與裝配區(qū)域：包含1臺(tái)機(jī)器人+視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)+供膠系統(tǒng)

8.1 涂膠與裝配區(qū)域布局

機(jī)器人（ABB/FANUC）安裝至內(nèi)飾30工位南側(cè)區(qū)域（機(jī)器人臂展不小于3m，應(yīng)能覆蓋至駕駛流水線方向，滑板正中，滿足前風(fēng)窗玻璃裝配；在機(jī)器人東側(cè)設(shè)置人工確認(rèn)區(qū)/不合品存放區(qū)，用于失效件確認(rèn)與返工；后風(fēng)窗玻璃涂膠完成后，放置在輸送線上，自動(dòng)輸送出前風(fēng)窗玻璃作業(yè)區(qū)域（后風(fēng)窗輸送線單獨(dú)設(shè)計(jì)）。涂膠與裝配區(qū)域布局詳見(jiàn)圖3：涂膠與裝配區(qū)域工藝布置圖。

8.2 風(fēng)窗玻璃涂膠與裝配節(jié)拍核算

風(fēng)窗玻璃涂膠與裝配節(jié)拍分析詳見(jiàn)：

核算結(jié)果：通過(guò)節(jié)拍分析，機(jī)器人完成前風(fēng)窗、后風(fēng)窗自動(dòng)涂膠，前風(fēng)窗自動(dòng)裝配時(shí)間約160s，可以滿足180s生產(chǎn)節(jié)拍且機(jī)器人利用率較高（88%）

8.3 視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)

駕駛室三維方位的確定主要通過(guò)固定攝像頭識(shí)別駕駛室的固有特征標(biāo)記點(diǎn)（孔、角、邊沿等）的二維圖像坐標(biāo)，同時(shí)根據(jù)各個(gè)攝像頭之間的方位關(guān)系及特征點(diǎn)在駕駛室坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，確定駕駛室方位，并計(jì)算出當(dāng)前方位與理論方位之間的差異并傳遞到機(jī)器人控制系統(tǒng)，機(jī)器人調(diào)整其工作軌跡，正確安裝風(fēng)窗玻璃。

8.4 供膠系統(tǒng)

供膠系統(tǒng)包括供膠泵系統(tǒng)、定量系統(tǒng)、供膠軟管、膠槍、加熱系統(tǒng)。供膠泵系統(tǒng)一般采用雙立柱泵體的雙泵供膠系統(tǒng)；定量系統(tǒng)定量缸系統(tǒng)，配比相對(duì)誤差±1%；供膠軟管采用TEFLON材質(zhì)耐高壓軟管；加熱系統(tǒng)根據(jù)用戶使用環(huán)境及需求的不同，可分別對(duì)不同位置進(jìn)行分區(qū)加熱。

9 結(jié)語(yǔ)

重卡單元風(fēng)窗玻璃自動(dòng)涂膠及裝配工藝作為目前行業(yè)內(nèi)前沿技術(shù)，可以極大的提升產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品一致性大大提升，方便技術(shù)人員及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況，控制產(chǎn)品質(zhì)量，減少人為操作失誤造成產(chǎn)品超差，可追溯性強(qiáng)，為行業(yè)工廠建設(shè)，自動(dòng)化改造提供一定的幫助。

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