重卡风窗玻璃全自动涂胶粘接装配工艺设计

王晓锋

摘 要：随着重卡技术的发展，对风窗玻璃安装安全性提出了更高的要求，风窗玻璃粘接工艺就在该背景下产生，该装配工艺将风窗玻璃与车身结为一体，加强了车体的刚性，同时由于粘接剂直接密封，提高了风窗玻璃的密封效果。文章对重卡风窗玻璃自动涂胶与装配的工艺进行研究，制定了适合于重卡风窗玻璃自动涂胶与装配的工艺方案。

关键词：工艺布局；自动涂胶；自动装配；视觉识别

中图分类号：U466 文献标识码：A 文章编号：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

风窗玻璃是驾驶室保持密封性的最主要的部件之一。风窗玻璃的装配直接影响着整车的防漏水、防噪声的品质，影响用户及市场对产品的客观评价。传统的风窗玻璃装配工艺一般由人工或机器人进行涂胶，人工或助力机械臂辅助安装。而自动涂胶粘接装配工艺方案实现了全程自动化，消除了人力对涂胶、安装的影响，保证了风窗玻璃装配质量的稳定性。

1 风窗玻璃全自动涂胶粘接装配工艺方案概述

本工艺方案结合重卡单元风窗玻璃涂胶现状及未来战略发展需求，旨在提高产品质量、提高装配自动化水平、降低员工劳动强度、降低后期使用成本、减少生产线人员数量，采用机器人配合相关设备设施，实现了风窗玻璃自动上线、清洁、底涂、输送、烘干、涂胶、前风窗玻璃自动装配与后风窗人工装配等功能。

2 内饰线体情况

内饰线为U型滑板线，电机驱动滑板推动线体稳定平顺的封闭式运行，驾驶室与滑板之间的相对位置通过销轴定位，驾驶室相对位置误差在±25mm以内。生产节拍3分钟。

3 风窗玻璃全自动涂胶粘接装配工艺流程

风窗玻璃自动涂胶与装配工艺流程：物料到达设定位置—自动上料—自动清洁—自动底涂—自动烘干—自动涂胶—前风窗玻璃自动装配/后风窗玻璃输送处作业区域人工装配。

4 整體工艺布局

玻璃全自动涂胶粘接装配系统区域设置内饰线30工位，东侧4000*20000，如下图示意：整个区域包含30-1玻璃前处理；30-2玻璃输送系统；30-3玻璃烘干区；30-4玻璃涂胶与装配（注：后风窗玻璃涂胶完成后，输送出前风窗作业区域）。整体工艺布局详见图1：全自动涂胶粘接装配工艺布局图。

5 玻璃前处理区域：包含玻璃自动上线、清洁、底涂

5.1 玻璃前处理区域布局

玻璃上线区域，物料存放、机器人上料、切换抓取玻璃、活化剂、底图工具区域设置在下图示意4000*8000区间，工具切换设置在机器人正前方（机器动作原点）。详见图2：玻璃前处理工艺布局。

5.2 机器人动作节拍分析

机器人动作节拍分析详见表1。

核算结果：通过节拍分析，机器人完成前风窗、后风窗自动上线、清洁与底涂完成时间约165s，可以满足180s生产节拍且机器人利用率较高（91%）。

5.3 料架设计及定位要求

1）新设计料架2种，满足前风窗，后风窗存放。

2）玻璃存放形式玻璃立放，每个料架布置20件。

3）地面设置定位装置，检测开关，确保料架位置准确。

4）机器人配备检测工具（超声波、激光等）检测玻璃位置，精确抓取玻璃，实现自动上料。

6 玻璃输送系统

输送系统包括输送线、举升台、对中识别装置、翻转装置、旋转台、转接装置等，根据不同的玻璃的类型，可以实现对中与定位，满足机器人抓取上料、清洁、底涂、翻转、抓取涂胶、输送需求。

7 玻璃烘干区域

根据底涂剂的干燥温度和干燥时间，配置相应的风干烘干设备，满足环境温度较低时晾置时间要求；考虑到清洁底涂液对环境的影响，需配备排风装置，满足环保要求。

8 玻璃涂胶与装配区域：包含1台机器人+视觉识别系统+供胶系统

8.1 涂胶与装配区域布局

机器人（ABB/FANUC）安装至内饰30工位南侧区域（机器人臂展不小于3m，应能覆盖至驾驶流水线方向，滑板正中，满足前风窗玻璃装配；在机器人东侧设置人工确认区/不合品存放区，用于失效件确认与返工；后风窗玻璃涂胶完成后，放置在输送线上，自动输送出前风窗玻璃作业区域（后风窗输送线单独设计）。涂胶与装配区域布局详见图3：涂胶与装配区域工艺布置图。

8.2 风窗玻璃涂胶与装配节拍核算

风窗玻璃涂胶与装配节拍分析详见：

核算结果：通过节拍分析，机器人完成前风窗、后风窗自动涂胶，前风窗自动装配时间约160s，可以满足180s生产节拍且机器人利用率较高（88%）

8.3 视觉识别系统

驾驶室三维方位的确定主要通过固定摄像头识别驾驶室的固有特征标记点（孔、角、边沿等）的二维图像坐标，同时根据各个摄像头之间的方位关系及特征点在驾驶室坐标系下的坐标，确定驾驶室方位，并计算出当前方位与理论方位之间的差异并传递到机器人控制系统，机器人调整其工作轨迹，正确安装风窗玻璃。

8.4 供胶系统

供胶系统包括供胶泵系统、定量系统、供胶软管、胶枪、加热系统。供胶泵系统一般采用双立柱泵体的双泵供胶系统；定量系统定量缸系统，配比相对误差±1%；供胶软管采用TEFLON材质耐高压软管；加热系统根据用户使用环境及需求的不同，可分别对不同位置进行分区加热。

9 结语

重卡单元风窗玻璃自动涂胶及装配工艺作为目前行业内前沿技术，可以极大的提升产品质量，产品一致性大大提升，方便技术人员及时了解现场实际生产情况，控制产品质量，减少人为操作失误造成产品超差，可追溯性强，为行业工厂建设，自动化改造提供一定的帮助。

参考文献

[1] 朱志林.湖南长丰猎豹汽车有限公司.工艺设计对风窗玻璃胶粘剂粘接力的影响.汽车工程师.2013年10月.

[2] 高峰.上海交通大学机械系统与振动国家重点实验.中国机器人发展战略思考.机械工程学报.2016年4月.

[3] 陈旭.汽车股份有限公司技术中心.总装车间风窗玻璃涂胶设备的布局.汽车与配件.2015 No.41.