重卡風(fēng)窗玻璃全自動涂膠粘接裝配工藝設(shè)計

王曉鋒

摘 要：隨著重卡技術(shù)的發(fā)展，對風(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，加強了車體的剛性，同時由于粘接劑直接密封，提高了風(fēng)窗玻璃的密封效果。文章對重卡風(fēng)窗玻璃自動涂膠與裝配的工藝進行研究，制定了適合于重卡風(fēng)窗玻璃自動涂膠與裝配的工藝方案。

關(guān)鍵詞：工藝布局；自動涂膠；自動裝配；視覺識別

中圖分類號：U466 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：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)，影響用戶及市場對產(chǎn)品的客觀評價。傳統(tǒng)的風(fēng)窗玻璃裝配工藝一般由人工或機器人進行涂膠，人工或助力機械臂輔助安裝。而自動涂膠粘接裝配工藝方案實現(xiàn)了全程自動化，消除了人力對涂膠、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)狀及未來戰(zhàn)略發(fā)展需求，旨在提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高裝配自動化水平、降低員工勞動強度、降低后期使用成本、減少生產(chǎn)線人員數(shù)量，采用機器人配合相關(guān)設(shè)備設(shè)施，實現(xiàn)了風(fēng)窗玻璃自動上線、清潔、底涂、輸送、烘干、涂膠、前風(fēng)窗玻璃自動裝配與后風(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，電機驅(qū)動滑板推動線體穩(wěn)定平順的封閉式運行，駕駛室與滑板之間的相對位置通過銷軸定位，駕駛室相對位置誤差在±25mm以內(nèi)。生產(chǎn)節(jié)拍3分鐘。

3 風(fēng)窗玻璃全自動涂膠粘接裝配工藝流程

風(fēng)窗玻璃自動涂膠與裝配工藝流程：物料到達設(shè)定位置—自動上料—自動清潔—自動底涂—自動烘干—自動涂膠—前風(fēng)窗玻璃自動裝配/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）。整體工藝布局詳見圖1：全自動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)置在機器人正前方（機器動作原點）。詳見圖2：玻璃前處理工藝布局。

5.2 機器人動作節(jié)拍分析

機器人動作節(jié)拍分析詳見表1。

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

5.3 料架設(shè)計及定位要求

1）新設(shè)計料架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，每個料架布置20件。

3）地面設(shè)置定位裝置，檢測開關(guān)，確保料架位置準(zhǔn)確。

4）機器人配備檢測工具（超聲波、激光等）檢測玻璃位置，精確抓取玻璃，實現(xiàn)自動上料。

6 玻璃輸送系統(tǒng)

輸送系統(tǒng)包括輸送線、舉升臺、對中識別裝置、翻轉(zhuǎn)裝置、旋轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)接裝置等，根據(jù)不同的玻璃的類型，可以實現(xiàn)對中與定位，滿足機器人抓取上料、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)境溫度較低時晾置時間要求；考慮到清潔底涂液對環(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臺機器人+視覺識別系統(tǒng)+供膠系統(tǒng)

8.1 涂膠與裝配區(qū)域布局

機器人（ABB/FANUC）安裝至內(nèi)飾30工位南側(cè)區(qū)域（機器人臂展不小于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；在機器人東側(cè)設(shè)置人工確認區(qū)/不合品存放區(qū)，用于失效件確認與返工；后風(fēng)窗玻璃涂膠完成后，放置在輸送線上，自動輸送出前風(fēng)窗玻璃作業(yè)區(qū)域（后風(fēng)窗輸送線單獨設(shè)計）。涂膠與裝配區(qū)域布局詳見圖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：

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

8.3 視覺識別系統(tǒng)

駕駛室三維方位的確定主要通過固定攝像頭識別駕駛室的固有特征標(biāo)記點（孔、角、邊沿等）的二維圖像坐標(biāo)，同時根據(jù)各個攝像頭之間的方位關(guān)系及特征點在駕駛室坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，確定駕駛室方位，并計算出當(dāng)前方位與理論方位之間的差異并傳遞到機器人控制系統(tǒng)，機器人調(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，可分別對不同位置進行分區(qū)加熱。

9 結(jié)語

重卡單元風(fēng)窗玻璃自動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)人員及時了解現(xiàn)場實際生產(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，為行業(yè)工廠建設(shè)，自動化改造提供一定的幫助。

參考文獻

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