車身橫梁零件的自動(dòng)涂膠設(shè)備

蒙慶根 朱永輝 藍(lán)林鎮(zhèn)

摘? 要：通過(guò)分析人工涂膠與機(jī)器人自動(dòng)涂膠存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)制作了一種低成本的自動(dòng)涂膠設(shè)備。該設(shè)備可自動(dòng)完成橫梁多段涂膠，涂膠質(zhì)量達(dá)到質(zhì)量要求。做到了低成本，高價(jià)值的理念。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)涂膠;出膠控制;車身橫梁

中圖分類號(hào)：U468 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2020）35-0077-02

Abstract： By analyzing the existing problems of manual glue coating and robot automatic glue coating， a kind of low-cost automatic glue coating equipment is designed and made. The equipment can automatically finish the multi-section glue coating of the automobile body crossbeam， and the glue quality meets the quality requirements， in order to achieve the concept of low cost and high value.

Keywords： automatic glue coating; glue discharge control; automobile body crossbeam

前言

在汽車制造中，由于密封防腐減震的需求，需要對(duì)鈑金件進(jìn)行涂膠處理。當(dāng)前汽車制造廠商針對(duì)涂膠工藝主要分為兩種：?jiǎn)T工手工涂膠，機(jī)器人自動(dòng)涂膠。人工涂膠成本低，適應(yīng)性強(qiáng)，但存在工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，涂膠質(zhì)量不穩(wěn)定等情況發(fā)生，造成涂膠質(zhì)量問(wèn)題。機(jī)器人涂膠質(zhì)量高，表現(xiàn)穩(wěn)定。但機(jī)器人涂膠受限于一次投入成本高，同時(shí)對(duì)零件尺寸及維護(hù)要求較嚴(yán)格。根據(jù)我公司實(shí)際工藝分布，秉承低成本，高價(jià)值的理念開(kāi)發(fā)一款針對(duì)橫梁零件的自動(dòng)涂膠設(shè)備。

1 系統(tǒng)要求及設(shè)計(jì)思路

某車型橫梁為頂蓋總成加強(qiáng)橫梁。橫梁與頂蓋鈑金之間共設(shè)計(jì)雙路六段涂膠，涂膠長(zhǎng)度根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)長(zhǎng)度不一致。不同零件涂膠直徑要求不一致。該設(shè)備需要一次完成橫梁所有涂膠槽的涂膠。同時(shí)保證涂膠均勻，出膠直徑滿足尺寸要求，無(wú)溢膠等問(wèn)題。在設(shè)備操作方面要求盡可能簡(jiǎn)便，工裝定位裝夾快速穩(wěn)定，降低設(shè)備故障頻次，穩(wěn)定涂膠設(shè)備表現(xiàn)，如圖1。

同時(shí)需要優(yōu)化提升人工涂膠與機(jī)器人涂膠工藝存在的質(zhì)量問(wèn)題。

（1）涂膠量不均勻產(chǎn)生的溢膠，膠量不足的問(wèn)題;

（2）涂膠質(zhì)量一致性差;

（3）零件尺寸波動(dòng)造成的涂膠錯(cuò)位問(wèn)題;

（4）涂膠直徑及長(zhǎng)度切換造成的涂膠質(zhì)量問(wèn)題。

2 設(shè)備構(gòu)成和工作原理

參考機(jī)器人涂膠動(dòng)作及工廠簡(jiǎn)易自動(dòng)焊設(shè)備，設(shè)計(jì)制作了一款橫梁自動(dòng)涂膠設(shè)備。該設(shè)備由氣缸單元和直線滑軌機(jī)構(gòu)，涂膠支架，涂膠嘴，工作臺(tái)與涂膠泵構(gòu)成。詳細(xì)機(jī)構(gòu)如圖2所示，車身橫梁自動(dòng)涂膠設(shè)備主要由1-設(shè)備底座、2-Z向舉升氣缸、3-Z向直線滑軌單元、4-涂膠嘴安裝座、5-涂膠嘴單元、6-Y向直線滑軌單元、7-Y向安裝框架、8-Y向滑移單元等部分構(gòu)成。

該設(shè)備通過(guò)氣缸驅(qū)動(dòng)直線滑軌運(yùn)動(dòng)完成涂膠動(dòng)作。三組直線滑軌機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)X，Y，Z三個(gè)方向的單獨(dú)運(yùn)動(dòng)。分段涂膠設(shè)備運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由Z向舉升氣缸13，Z向直線滑軌14，Y向滑移氣缸15，Y向直線滑軌16組成，如圖3。有兩組抱閘氣缸和直線滑軌機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)Y和Z方向移動(dòng)與停止。通過(guò)延時(shí)閥控制通氣時(shí)間進(jìn)而控制氣缸抱閘動(dòng)作。

根據(jù)橫梁數(shù)量設(shè)置氣缸抱閘位置實(shí)施涂膠動(dòng)作。該結(jié)構(gòu)可控制涂膠位置精度2mm，涂膠工作行程300mm。最大可滿足5個(gè)零件的涂膠。

膠嘴安裝座由安裝座17，膠嘴安裝支架18，涂膠嘴19，進(jìn)膠管20組成，如圖4。安裝座設(shè)計(jì)有陣列安裝孔均布，與涂膠嘴螺栓連接。可根據(jù)產(chǎn)品涂膠位置快速安裝相應(yīng)涂膠嘴。做到便捷更換增加。理論上可滿足1處～N處涂膠。

3 控制系統(tǒng)

考慮到設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，降低故障率的要求，通過(guò)調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備表現(xiàn)，簡(jiǎn)單動(dòng)作采用氣路控制更簡(jiǎn)便，故障發(fā)生頻次低。于是針對(duì)此設(shè)備的控制系統(tǒng)大膽采用純氣路控制原理，不采用PLC電控控制。降低對(duì)維修員的故障排查能力，同時(shí)又降低設(shè)備成本投入。

該設(shè)備控制系統(tǒng)通過(guò)純氣路控制，邏輯閥組合完成涂膠動(dòng)作。一個(gè)操作按鈕完成涂膠動(dòng)作以及自動(dòng)復(fù)位，做到簡(jiǎn)便易操作。

橫梁自動(dòng)涂膠設(shè)備工作流程：針對(duì)車型選擇合適膠嘴，調(diào)整膠嘴出膠直徑→專用臺(tái)放置橫梁零件→按下按鈕→Y向氣缸伸出到第一工作位→Z向氣缸下降達(dá)到工作位→涂膠嘴開(kāi)始出膠→出膠時(shí)間結(jié)束→Z向氣缸上升到高位→Y向氣缸伸出到第二工作位→Z向氣缸下降到工作位→涂膠嘴開(kāi)始出膠→出膠時(shí)間結(jié)束→Z向氣缸上升到高位。以此類推，完成所有橫梁涂膠。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

通過(guò)設(shè)計(jì)制造橫梁自動(dòng)涂膠設(shè)備，解決了人工涂膠帶來(lái)的涂膠量不均勻，以及溢膠、斷膠、膠不連續(xù)等質(zhì)量缺陷， 同時(shí)也優(yōu)化提升了機(jī)器人涂膠機(jī)構(gòu)受零件尺寸偏差易出現(xiàn)涂膠粘不上，涂膠錯(cuò)位等質(zhì)量問(wèn)題，降低了對(duì)零件尺寸的高要求。通過(guò)重慶基地某車型車身車間現(xiàn)場(chǎng)的驗(yàn)證，該方案解決了實(shí)際制造問(wèn)題，是有效的。

（1）該自動(dòng)涂膠設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制造和推廣。

（2）整體機(jī)構(gòu)小巧，操作簡(jiǎn)單，使用方便，提高了涂膠效率。

（3）單班次該工位節(jié)約操作時(shí)間5S，縮短制造時(shí)間。

（4）該結(jié)構(gòu)涂膠穩(wěn)定，減少返修頻次。

（5）在生產(chǎn)的過(guò)程中根據(jù)生產(chǎn)車型實(shí)時(shí)的進(jìn)行涂膠工具的切換，避免停線切換情況，減少生產(chǎn)產(chǎn)能損失。

該設(shè)備通過(guò)設(shè)計(jì)制造以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試投產(chǎn)使用，在自動(dòng)化與成本之間找到均衡點(diǎn)。利用少量投資采用經(jīng)典動(dòng)作機(jī)構(gòu)解決了實(shí)際問(wèn)題。給我們?cè)谔嵘更c(diǎn)自動(dòng)化，螺栓擰緊等項(xiàng)目上予以啟發(fā)，提升“自動(dòng)化”不等于投入“機(jī)器人”。

參考文獻(xiàn)：

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