RTV自動(dòng)涂膠工藝和智能照相檢測(cè)技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線的應(yīng)用

常曉軍

【摘要】RTV自動(dòng)涂膠并結(jié)合智能自動(dòng)照相設(shè)備，對(duì)涂膠效果進(jìn)行快速評(píng)估、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、質(zhì)量追溯進(jìn)行研究;了解涂膠及質(zhì)量檢測(cè)向高度自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展

【關(guān)鍵詞】RTV自動(dòng)涂膠;照相;涂膠質(zhì)量;智能化;發(fā)動(dòng)機(jī)

1. 引言

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)密封性能的優(yōu)劣已成為衡量汽車(chē)質(zhì)量的重要標(biāo)志之一。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)正向質(zhì)量輕、體積小、功率大和環(huán)保型方向發(fā)展，導(dǎo)致密封面狹小、異型和螺栓壓緊力不能加大，液態(tài)密封墊技術(shù)正在逐步取代傳統(tǒng)橡膠密封墊、鋼墊片、復(fù)合墊片等。本文重點(diǎn)對(duì)RTV自動(dòng)涂膠和在線智能相機(jī)膠線檢測(cè)進(jìn)行介紹。

2. RTV涂膠過(guò)程控制

2.1. RTV硅膠密封特點(diǎn)

相較傳統(tǒng)的墊片密封技術(shù)，液體密封墊片具有良好的填充特性，能夠?qū)⒚芊饬慵砻嫱拱疾黄降拈g隙完全填平，從而阻斷泄漏;液態(tài)密封膠成液態(tài)狀，并有一定的黏性，對(duì)接合面有良好的黏附效果，能保證所有基面各點(diǎn)黏附在一起，有效地防止界面泄漏;目前發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線主要采用RTV（RoomTemperatureVulcanized）硅膠。

2.2. RTV硅膠涂膠工藝

目前發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線采用RTV涂膠的場(chǎng)合主要包括：缸體、下缸體結(jié)合涂膠，前蓋涂膠，油底殼涂膠，后油封蓋涂膠。

RTV涂膠工藝主要分為4個(gè)部分：涂膠前預(yù)處理、零件結(jié)合面涂膠、連接緊固以總成或部件泄漏測(cè)試。

1）預(yù)處理。接合面在涂膠前，必須保證接合面上無(wú)油、水、鐵銹和灰塵，并且表面無(wú)機(jī)械缺陷，如劃痕、毛刺、氣孔等。可以使用專(zhuān)門(mén)的清潔劑（如無(wú)水乙醇）擦拭或等離子清洗等。

2）RTV涂膠。專(zhuān)門(mén)的自動(dòng)涂膠設(shè)備進(jìn)行涂膠。

3）連接緊固。RTV涂膠完成后需要8min內(nèi)完成裝配緊固。這主要是因?yàn)镽TV膠接觸空氣后，便立即開(kāi)始固化，如果表面結(jié)膜，一定要重新涂膠及裝配，而厭氧膠密封則沒(méi)有要求。裝配時(shí)，兩個(gè)零件需要垂直裝配，不允許平行移動(dòng)。

4）泄漏測(cè)試。一般來(lái)說(shuō)，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)下線前都需要進(jìn)行密封測(cè)試，多數(shù)采用壓縮空氣為介質(zhì)進(jìn)行氣密測(cè)試。

2.3. RTV硅膠涂膠設(shè)備

RTV涂膠系統(tǒng)是一種以壓縮空氣為動(dòng)力源，通過(guò)壓強(qiáng)比的不同，最終將密封膠以較大壓力輸送到操作工位的整套設(shè)備。典型RTV涂膠設(shè)備主要組成：

a） 氣動(dòng)系統(tǒng)：主要由過(guò)濾器、減壓閥、壓力表、高壓軟管組成;

b） 供膠系統(tǒng)：雙泵壓盤(pán)配置、膠槍嘴;

c） 自動(dòng)涂膠系統(tǒng)：由伺服電機(jī)、絲杠、導(dǎo)軌組成;

d） 工件定位工裝夾具;

e） 電氣控制系統(tǒng)：控制程序、感應(yīng)開(kāi)關(guān)、控制器，繼電器;

f） 涂膠視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)。

2.4. RTV自動(dòng)涂膠執(zhí)行系統(tǒng)

目前發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線RTV自動(dòng)涂膠執(zhí)行系統(tǒng)一般采用直角坐標(biāo)機(jī)器人自動(dòng)涂膠系統(tǒng)，直角坐標(biāo)機(jī)器人機(jī)構(gòu)剛度好，精度高，可以在高加速度下實(shí)現(xiàn)高精度點(diǎn)位控制和軌跡控制，廣泛適用于生產(chǎn)效率要求高的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線的RTV涂膠系統(tǒng)。

系統(tǒng)一般由X、Y、Z三方向伺服機(jī)械手（Z方向根據(jù)實(shí)際需求可用氣缸驅(qū)動(dòng)）或者機(jī)器人驅(qū)動(dòng)。

1）驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)安裝位置應(yīng)穩(wěn)定牢固，定位精準(zhǔn)。可以實(shí)現(xiàn)工件平移速度快，每次行走精度高，并能滿足快節(jié)拍生產(chǎn)的需要。。

2）為防止膠嘴在移動(dòng)中碰傷，涂膠閥在每次涂膠過(guò)程中都要有升起下降動(dòng)作，故機(jī)床設(shè)置了涂膠槍升降裝置，涂膠閥的升降一般采用氣缸驅(qū)動(dòng)，移動(dòng)位置準(zhǔn)確。

3）在機(jī)器手運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)膠嘴自動(dòng)清理裝置，接膠盒上方配有刮膠裝置，將膠刮斷后，通過(guò)毛刷檫拭裝置將膠嘴清理干凈后方可進(jìn)行涂膠。刮斷的膠設(shè)計(jì)引流至接膠盒內(nèi)，保證臺(tái)面干凈。

2.5. 涂膠針頭

各種不同類(lèi)型和尺寸的涂膠針頭必須適合于所涂產(chǎn)品并與所使用的涂膠閥相一致：

1）聚乙稀錐形針頭，用于高粘度產(chǎn)品和涂膠量較大的產(chǎn)品;

2）不銹鋼針頭，適用于低粘度和UV光固涂膠的產(chǎn)品（尤其用于點(diǎn)膠）;

3）聚乙稀柔性針頭;

4）線性聚四氟乙烯不銹鋼針頭，適用于快速固化產(chǎn)品。

因涂膠嘴較細(xì)，為防止膠嘴處硅膠固化阻塞涂膠嘴，待機(jī)狀態(tài)時(shí)涂膠嘴浸入到硅油液內(nèi)，涂膠嘴可在Z軸方向由氣缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行上下移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)防止膠嘴凝固保護(hù)及調(diào)整涂膠嘴與涂膠平面間的距離。另外，設(shè)置自動(dòng)回油杯報(bào)警功能，為防止因長(zhǎng)時(shí)間停頓造成阻塞涂膠嘴，超過(guò)一定時(shí)間，設(shè)備會(huì)自動(dòng)報(bào)警并自動(dòng)慢速回油杯，防止膠嘴固化。

3. RTV涂膠智能相機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)

3.1. RTV涂膠智能相機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)

智能相機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)主要包括：工業(yè)智能相機(jī)、相機(jī)線纜、組合光源、光源框架、IO模塊、In-Sight視覺(jué)工具、VisionView及IPC、視覺(jué)Server等。主要用于RTV涂膠系統(tǒng)涂膠效果好差與否的在線檢測(cè)，并將涂膠照片上傳服務(wù)器永久存儲(chǔ)，用于系統(tǒng)追溯。

3.2. 檢測(cè)原理

1）測(cè)試基本原理：通過(guò)2次拍照檢測(cè);涂膠前第一次照相，并保存圖片內(nèi)容;涂膠后，第二次照，通過(guò)兩次照相進(jìn)行相減，得出膠線軌跡，對(duì)整個(gè)軌跡進(jìn)行檢測(cè)，任意點(diǎn)出現(xiàn)軌跡偏移或斷膠則報(bào)警。如圖3.1a所示：

2）膠寬的測(cè)量：由于涂膠的軌跡為曲線，必須將膠軌跡劃分為多條線段，逐一在每一條線段上進(jìn)行測(cè)量。在每一條線段上測(cè)量時(shí)，再將該線段按照一定長(zhǎng)度劃分成若干條小線段，再采用測(cè)量視覺(jué)工具直接測(cè)量。最后綜合每條線段的測(cè)量結(jié)果，即可判斷膠條寬度是否合格。

3）膠線的偏移檢測(cè)：在灰度圖上，測(cè)量某段膠線的中心線到基準(zhǔn)線的距離，根據(jù)設(shè)置的膠線到基準(zhǔn)線的合格范圍，即可判斷膠線位置是否偏移。

4）斷膠檢測(cè)：在灰度圖上，對(duì)膠線連續(xù)的某個(gè)區(qū)域統(tǒng)計(jì)連續(xù)的膠線線段存在，根據(jù)工藝要求當(dāng)丟失線段達(dá)到某一數(shù)值，則認(rèn)為存在斷膠。

5）對(duì)點(diǎn)膠起始、終止位置、膠線交叉位置或者膠線形狀不規(guī)則位置，點(diǎn)膠成一個(gè)“圓點(diǎn)”或者不規(guī)則形狀，且點(diǎn)膠寬度明顯超過(guò)正常點(diǎn)膠寬度。因此，采用單獨(dú)的測(cè)量視覺(jué)工具進(jìn)行測(cè)量該處點(diǎn)膠是否合格。

4. 結(jié)束語(yǔ)

目前發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線廣泛應(yīng)用RTV硅膠對(duì)上下缸體、前蓋、油底殼等進(jìn)行密封。本文對(duì)RTV硅膠的密封特點(diǎn)、涂膠工藝和典型涂膠系統(tǒng)以及在線智能相機(jī)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行介紹。

由于RTV膠物理特性受時(shí)間、溫度、濕度不同造成粘度不一，再加上零件、夾具工裝差異，容易出現(xiàn)膠條直徑超差，特別是斷膠等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，這對(duì)智能相機(jī)的檢出率要求很高。而智能相機(jī)受光源、零件表面質(zhì)量、RTV膠不同批次反光度差異，如何提高RTV涂膠設(shè)備和照相檢測(cè)FTA將是我們下一步工作重點(diǎn)。

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