智能涂膠技術的研究應用

周強

摘要：設計人員將變速器關鍵結合面的鋼墊改成了平面密封膠，有效降低了成本，然而在平面密封膠的推廣應用階段卻出現了諸多弊端，最為顯著的異常為變速器油泄漏。密封膠涂抹量難以控制，直接影響產品的質量，所以引入了智能涂膠技術，相對于手工，不僅能保證關鍵結合面密封膠的連續填充，獲得良好的密封性，又能節省成本。經過批量驗證，智能涂膠技術能夠滿足產品的技術要求，切實可行。

關鍵詞：平面密封膠；泄漏；智能涂膠技術；密封性，節省成本

目前許多變速器的關鍵結合面都已改成了平面密封膠，大部分情況下，都是人工干預進行涂抹，對于不同的結合面有著不同的技術要求，針對盲孔、通孔及銷子孔等不同的產品，所采用的涂膠方式有不同的要求。人工手動涂抹存在著很大的誤差，誤差較大的可在氣密檢測工位被檢出，進行返修，費時費力；誤差較小的在試車、氣密檢測位置都不會被發現，最終會在市場以漏油的方式體現，影響產品的質量，甚至影響公司的聲譽，因此，智能涂膠技術得到了普及應用。

智能涂膠技術原理

將涂膠頭集成于三軸機器人上，通過控制機器人膠針的軌跡從而調整膠線的軌跡。能夠兼容不同機型的高度、涂膠軌跡及絞線寬度等，可通過工位上的讀寫頭，識別當前工位的機型，自動識別出當前機型的涂膠軌跡。為了保證涂膠的精度，采用了伺服定量涂膠技術，將伺服電動機安裝在膠泵與膠管之間，通過控制伺服電動機的轉速控制涂膠量，將機器人的運動速度與伺服電動機控制的出膠體積進行匹配，從而達到使用一臺機器人、一臺涂膠泵和一個涂膠頭，即可滿足上百種機型、多種涂膠軌跡及多種涂膠寬度的需求。最后通過使用照相技術在線檢測，檢測裝置對膠線圖形、寬度進行二維檢測，與標準膠線進行匹配，如果不合格則報警，人工干預調整膠線，保證生產出合格的產品（見圖1）。

工藝優勢

傳統人工涂抹平面密封膠很難控制膠線的粗細及合理的軌跡，容易造成大量密封膠的堆積，擠壓后在殼體表面形成嚴重的膠痕。為保證良好的外觀，需要人工干預將其擦拭干凈，擦拭過程中面積大、范圍廣，大大影響裝配的效率。而智能涂膠技術，針對特定產品的膠線有著特定的寬度和特定的軌跡，使產品有著良好的一致性，從而保證了產品的質量，統一了產品的外觀。在滿足技術要求的前提下，既節省了成本，又大大提高了裝配效率。

以往的涂膠技術只能滿足單一產品的生產需求，若需兼容多種產品，需每次更換膠頭或者增加多個工位，換型效率低，節拍時間長，同時，兼容的機型少，成本高。而智能涂膠技術，柔性程度高，可兼容多種機型，自動識別當前的機型，完成機型與程序的配對，實現智能涂膠。

傳統膠線涂抹完成后，依靠人眼觀測，缺膠、少膠完全依靠人工，涂膠質量存在隱患，尤其是膠線的軌跡，不唯一、易偏離、返修率高。而智能檢測技術，通過對比檢測膠線的軌跡及精度，一次涂膠合格率≥99.8%，成本大大降低，提高了一次性裝箱合格率。

技術應用

需提前選擇好涂膠軌跡，采用圖3所示點位跟蹤控制進行編程，通過控制A1、A2、A3來點動控制機器人的三個軸（點位跟蹤：先選擇點位進行跟蹤，點動到預設定的P點，選擇點位，再點擊跟蹤），從而控制涂膠頭的位置。先使涂膠頭依照選擇的軌跡運動一圈，保存涂膠頭的運動軌跡，然后調整控制伺服電動機的轉速，控制涂膠量，不斷優化涂膠速度、軌跡和涂膠量，最終選擇最佳涂膠參數，確保一次到位。

發動機邊桿

1.方案示例

涂膠位置偏多，此處以取力器結合面加工方案展開說明。圖4所示變速器殼體取力器位置，由于變速器占比大，無法直接在變速器上涂膠，則選擇在取力器蓋板（見圖5）上涂膠（取力器原理類似）。

2. 效果驗證

檢測主要依靠標準涂膠膠線的標定，在進行大量（大于50臺）變速器涂膠后，通過多次修改嘗試，最終選擇出最優的膠線軌跡、膠線寬度及膠針運動速度，將其輸入對比軟件，最終采用輪廓位置偏移補正，圖6所示綠色標志為對比片段（由無多數個對比片段的組合最終形成完整的膠線軌跡），通過CCD相機的圖像識別功能，利用強大的計算能力，識別膠線的輪廓度以及膠線的寬度（2mm）。通過檢測技術反饋給機器人及涂膠系統，自動調整膠針運行速度，以及電動機速度，使涂膠膠線合格，如無法對比修正則報警，需求人工識別調整。

通過一年的實踐檢驗，智能涂膠技術運行正常，密封良好，無泄漏現象，而且節省了密封膠的用量，浪費現象明顯減少。后續可以試驗更小的用膠寬度與密封性的關系，為將來定量用膠量打好基礎（見圖7）。

結語

目前，所用膠針內孔直徑一般為0.5mm和1mm，而涂膠寬度為1～2.5mm不等，膠線的寬度主要取決于膠針內孔的直徑、伺服電動機的轉速以及膠針的運動速度。膠線的軌跡更多依據產品結合面相對的結構，避免裝配后膠線被壓于空心腔內。對于盲孔應繞著孔內壁走膠，避免繞圈的浪費現象，若多次嘗試某處或多處氣密檢測仍然泄露，可能盲孔存在沙眼等現象，應在相應盲孔位置繞圈涂膠。如果為通孔，直接在通孔位置繞圈涂膠。涂膠位置為后軸承蓋、一軸軸承蓋時，應盡量避開回油孔（槽）位置，防止過多的平面密封膠將回油孔（槽）堵住，影響潤滑，降低產品壽命。此智能涂膠技術的研究與應用將會為后續產品的自動化涂膠奠定良好的基礎。