重卡風窗玻璃全自動涂膠粘接裝配工藝設計

王曉鋒

摘 要：隨著重卡技術的發展，對風窗玻璃安裝安全性提出了更高的要求，風窗玻璃粘接工藝就在該背景下產生，該裝配工藝將風窗玻璃與車身結為一體，加強了車體的剛性，同時由于粘接劑直接密封，提高了風窗玻璃的密封效果。文章對重卡風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窗玻璃自動涂膠與裝配的工藝方案。

關鍵詞：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

風窗玻璃是駕駛室保持密封性的最主要的部件之一。風窗玻璃的裝配直接影響著整車的防漏水、防噪聲的品質，影響用戶及市場對產品的客觀評價。傳統的風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了全程自動化，消除了人力對涂膠、安裝的影響，保證了風窗玻璃裝配質量的穩定性。

1 風窗玻璃全自動涂膠粘接裝配工藝方案概述

本工藝方案結合重卡單元風窗玻璃涂膠現狀及未來戰略發展需求，旨在提高產品質量、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、減少生產線人員數量，采用機器人配合相關設備設施，實現了風窗玻璃自動上線、清潔、底涂、輸送、烘干、涂膠、前風窗玻璃自動裝配與后風窗人工裝配等功能。

2 內飾線體情況

內飾線為U型滑板線，電機驅動滑板推動線體穩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。生產節拍3分鐘。

3 風窗玻璃全自動涂膠粘接裝配工藝流程

風窗玻璃自動涂膠與裝配工藝流程：物料到達設定位置—自動上料—自動清潔—自動底涂—自動烘干—自動涂膠—前風窗玻璃自動裝配/后風窗玻璃輸送處作業區域人工裝配。

4 整體工藝布局

玻璃全自動涂膠粘接裝配系統區域設置內飾線30工位，東側4000*20000，如下圖示意：整個區域包含30-1玻璃前處理；30-2玻璃輸送系統；30-3玻璃烘干區；30-4玻璃涂膠與裝配（注：后風窗玻璃涂膠完成后，輸送出前風窗作業區域）。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 玻璃前處理區域：包含玻璃自動上線、清潔、底涂

5.1 玻璃前處理區域布局

玻璃上線區域，物料存放、機器人上料、切換抓取玻璃、活化劑、底圖工具區域設置在下圖示意4000*8000區間，工具切換設置在機器人正前方（機器動作原點）。詳見圖2：玻璃前處理工藝布局。

5.2 機器人動作節拍分析

機器人動作節拍分析詳見表1。

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

5.3 料架設計及定位要求

1）新設計料架2種，滿足前風窗，后風窗存放。

2）玻璃存放形式玻璃立放，每個料架布置20件。

3）地面設置定位裝置，檢測開關，確保料架位置準確。

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，實現自動上料。

6 玻璃輸送系統

輸送系統包括輸送線、舉升臺、對中識別裝置、翻轉裝置、旋轉臺、轉接裝置等，根據不同的玻璃的類型，可以實現對中與定位，滿足機器人抓取上料、清潔、底涂、翻轉、抓取涂膠、輸送需求。

7 玻璃烘干區域

根據底涂劑的干燥溫度和干燥時間，配置相應的風干烘干設備，滿足環境溫度較低時晾置時間要求；考慮到清潔底涂液對環境的影響，需配備排風裝置，滿足環保要求。

8 玻璃涂膠與裝配區域：包含1臺機器人+視覺識別系統+供膠系統

8.1 涂膠與裝配區域布局

機器人（ABB/FANUC）安裝至內飾30工位南側區域（機器人臂展不小于3m，應能覆蓋至駕駛流水線方向，滑板正中，滿足前風窗玻璃裝配；在機器人東側設置人工確認區/不合品存放區，用于失效件確認與返工；后風窗玻璃涂膠完成后，放置在輸送線上，自動輸送出前風窗玻璃作業區域（后風窗輸送線單獨設計）。涂膠與裝配區域布局詳見圖3：涂膠與裝配區域工藝布置圖。

8.2 風窗玻璃涂膠與裝配節拍核算

風窗玻璃涂膠與裝配節拍分析詳見：

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

8.3 視覺識別系統

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記點（孔、角、邊沿等）的二維圖像坐標，同時根據各個攝像頭之間的方位關系及特征點在駕駛室坐標系下的坐標，確定駕駛室方位，并計算出當前方位與理論方位之間的差異并傳遞到機器人控制系統，機器人調整其工作軌跡，正確安裝風窗玻璃。

8.4 供膠系統

供膠系統包括供膠泵系統、定量系統、供膠軟管、膠槍、加熱系統。供膠泵系統一般采用雙立柱泵體的雙泵供膠系統；定量系統定量缸系統，配比相對誤差±1%；供膠軟管采用TEFLON材質耐高壓軟管；加熱系統根據用戶使用環境及需求的不同，可分別對不同位置進行分區加熱。

9 結語

重卡單元風窗玻璃自動涂膠及裝配工藝作為目前行業內前沿技術，可以極大的提升產品質量，產品一致性大大提升，方便技術人員及時了解現場實際生產情況，控制產品質量，減少人為操作失誤造成產品超差，可追溯性強，為行業工廠建設，自動化改造提供一定的幫助。

參考文獻

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