轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于車用空調(diào)涂膠【技術領域】，具體都說是一種轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線。包括上下料工位、工件檢測單元、等離子表面處理單元、視覺單元、涂膠單元、烘干單元、冷卻單元及傳輸機構，在上下料工位將工件放置到工裝托盤上，所述傳輸機構通過傳送帶將放置有工件的工裝托盤輸送到工件檢測單元中，所述工件檢測單元對工件的放置平穩(wěn)性進行檢測，檢測完后工件被輸送到等離子表面處理單元中，工件被等離子表面處理單元進行表面處理后依次輸送至視覺單元、涂膠單元，涂膠機對工件進行涂膠，涂完膠的工件依次被輸送至烘干單元和冷卻單元，最后由上下料工位下料。本發(fā)明實現(xiàn)涂膠工件的連續(xù)自動化生產(chǎn)，在保證產(chǎn)品合格率的基礎上提高生產(chǎn)效率。
【專利說明】轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于車用空調(diào)涂膠【技術領域】，具體都說是一種轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線?！颈尘凹夹g】
[0002]現(xiàn)在國際上流行的涂膠機系統(tǒng)一般分為三種，第一種是一般涂膠機，這種涂膠機只適合于對簡單的平面進行涂膠，因為它只有一個運動軸，只能作往復運動，被涂膠的工件一般均在自動線上運動，這樣，涂膠機與自動線配合起來就可以完成對一個平面的涂膠。第二種是機械硬仿形涂膠機，這種涂膠機的噴槍運動是靠安裝存涂膠機內(nèi)部的仿形導軌來引導噴槍運動的，這種仿形是按照被涂膠對象的外表面設計而成的，噴槍沿著導軌運動與被噴的對象相吻合。第三種是軟仿形涂膠系統(tǒng)，這種涂膠系統(tǒng)在被涂膠表面運動時，一般需要三個運動軸同時運動。膠槍運動的軌跡是靠計算機的軟件編程來控制，以達到對不同的涂膠對象涂膠時，只須使用不同的運動程序，這樣，使用一套軟仿形涂膠設備就可以完成對不同的涂膠對象進行相應的噴涂。但是現(xiàn)有的涂膠系統(tǒng)生產(chǎn)效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線。該轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線實現(xiàn)涂膠工件的連續(xù)自動化生產(chǎn)，在保證產(chǎn)品合格率的基礎上提高生產(chǎn)效率。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0005]一種轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線，包括上下料工位、工件檢測單元、等離子表面處理單元、視覺單元、涂膠單元、烘干單元、冷卻單元及設置于各工位之間的傳輸機構，在上下料工位處，將工件放置到工裝托盤上，所述傳輸機構通過傳送帶將放置有工件的工裝托盤輸送到工件檢測單元中，所述工件檢測單元對工件的放置平穩(wěn)性進行檢測，檢測完后工件被輸送到等離子表面處理單元中，工件被等離子表面處理單元進行表面處理后依次輸送至視覺單元、涂膠單元，所述涂膠單元中涂膠機對工件進行涂膠，完成涂膠后的工件依次被輸送至烘干單元和冷卻單元進行烘干和冷卻，最后由上下料工位下料。
[0006]所述視覺單元和涂膠單元的下部均設有頂升定位裝置。所述頂升定位裝置包括頂升定位裝置機架、擋停器、定位基板、頂升氣缸、導向軸、導軌支座及削邊銷，其中導軌支座設置于頂升定位裝置機架上，所述頂升氣缸安裝在導軌支座下方、并輸出端穿過導軌支座與定位基板連接，所述定位基板通過四個導向軸與導軌支座滑動連接，定位基板的兩側設有擋停器，所述削邊銷設置于定位基板上。
[0007]涂膠機包括混膠系統(tǒng)、混膠管、跟蹤傳感器、檢測傳感器、涂膠頭、鉛垂移動機構、水平橫向移動機構、水平縱向移動機構、旋轉伺服電機及轉動機構，其中水平橫向移動機構通過X向滑臺與水平縱向移動機構滑動連接，所述鉛垂移動機構通過Y向滑臺與水平橫向移動機構滑動連接，所述涂膠頭通過Z軸滑臺與鉛垂移動機構連接，涂膠頭通過噴膠管與混膠系統(tǒng)連接，所述跟蹤傳感器和檢測傳感器通過轉動機構轉動安裝于噴膠管的外側，轉動機構與旋轉伺服電機連接。
[0008]所述跟蹤傳感器和檢測傳感器的跟蹤點和檢測點與涂膠頭的涂膠點在同一條直線上。
[0009]所述轉動機構包括支架、主動同步帶輪、同步齒形帶、從動同步帶輪、軸承、旋轉體、軸承壓蓋、隔套、螺母，其中主動同步帶輪與旋轉伺服電機連接，從動同步帶輪通過同步齒形帶與主動同步帶輪傳動連接，所述旋轉體通過軸承安裝在套設于噴膠管外側的空心軸上，所述軸承的下端依次設有軸承壓蓋、隔套及螺母，空心軸通過支架與Z軸滑臺連接，所述旋轉伺服電機設置于支架上，所述跟蹤傳感器和檢測傳感器通過傳感器支座安裝于旋轉體上。
[0010]所述跟蹤傳感器沿涂膠方向位于涂膠頭的前方，對工件Z軸方向的高度跟蹤，所述檢測傳感器沿涂膠方向位于涂膠頭的后方，對工件的涂膠效果進行檢測。所述涂膠單元和烘干單元之間設有人工移出不合格產(chǎn)品工位。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是:實現(xiàn)涂膠工件的連續(xù)自動化生產(chǎn)，在保證產(chǎn)品合格率的基礎上提高生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明的工裝示意圖；
[0014]圖3為圖2的俯視圖；
[0015]圖4為圖2的左視圖；
[0016]圖5為本發(fā)明定位頂升裝置中托盤下降狀態(tài)結構示意圖；
[0017]圖6為本發(fā)明定位頂升裝置中托盤升起狀態(tài)結構示意圖；
[0018]圖7為圖6的側視圖；
[0019]圖8為本發(fā)明膠盒定位支架和調(diào)節(jié)盤的結構示意圖；
[0020]圖9為本發(fā)明涂膠機的結構示意圖；
[0021]圖10為圖9的俯視圖；
[0022]圖11為圖9的左視圖；
[0023]圖12為本發(fā)明直角坐標機器人Z軸移動機構示意圖；
[0024]圖13為本發(fā)明直角坐標機器人X軸移動機構示意圖；
[0025]圖14為本發(fā)明直角坐標機器人Y軸移動機構示意圖；
[0026]圖15為本發(fā)明跟蹤檢測機構的結構示意圖；
[0027]圖16為圖15的側視圖；
[0028]圖17為工件示意圖；
[0029]圖18為圖17的俯視圖；
[0030]圖19為圖17的左視圖。
[0031]其中:I為鋼板，2為彎板，3為頂升定位裝置機架，4為擋停器支架I，5為擋停器調(diào)整板I，6為導軌支座，7為擋停器支架II，8為擋停器調(diào)整板II，9為定位基板，10為削邊銷，11為導向銷，12為壓板，13為緩沖墊，14為圓柱銷，15為零點支架，16為零點調(diào)整板，17為膠盒定位架，18為膠盒調(diào)節(jié)盤，19為過渡板一，20為過渡板二，21為銷端壓板，22為工件，23為工裝托盤，24為機架，30為混膠系統(tǒng)，31為混膠管，32為跟蹤傳感器，33為檢測傳感器，34為涂膠頭，35為鉛垂移動機構，36為水平橫向移動機構，37為水平縱向移動機構，38為旋轉伺服電機，39為轉動機構，40為Z向滑臺，41為連接板I，42為X向滑臺，43為Y向滑臺，44為連接板II，50為混膠閥，51為支架，52為主動同步帶輪，53為同步齒形帶，54為從動同步帶輪，55為軸承，56為旋轉體，57為軸承壓蓋，58為隔套，59為螺母，60為傳感器支座，61為空心軸，62為檢測點，63為涂膠點，64為跟蹤點，65為涂膠截面，66為膠條，101為上下料工位，102為擋停器，103為等離子清洗機，104為線體，105為視覺單元，106為涂膠機，107為傳送帶，108為烘干單元，109為冷卻單元。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明包括上下料工位101、工件檢測單元、等離子表面處理單元、視覺單元105、涂膠單元、人工移出不合格產(chǎn)品、烘干單元108、冷卻單元109及傳輸機構，在上下料工位101，人工將工件22放置到工裝托盤23上，所述傳輸機構通過傳送帶107將放置有工件22的工裝托盤23輸送到工件檢測單元，工件檢測單元通過對射式激光傳感器對工件22的放置平穩(wěn)性進行檢測。檢測完后工件22被輸送到等離子表面處理單元中，等離子表面處理單元通過Plasma Treat表面處理系統(tǒng)(現(xiàn)有技術)對工件22進行表面處理。之后依次輸送至視覺單元105和涂膠單元。視覺單元105 (照相系統(tǒng)及路徑規(guī)劃)利用智能相機對工件22進行線掃描，生成涂膠路徑信息。涂膠單元根據(jù)生成的涂膠路徑信息，對工件22表面進行涂膠操作。涂膠單元中涂膠機106對工件22進行涂膠，利用一維激光傳感器實現(xiàn)對工件Z軸方向的高度跟蹤；利用二維激光傳感器實現(xiàn)對工件涂膠效果的檢測。根據(jù)二維激光傳感器的檢測結果，指示不合格產(chǎn)品，人工移出。涂完膠的工件22依次被輸送至烘干單元108和冷卻單元109進行烘干和冷卻，最后由上下料工位101人工下料。
[0034]本發(fā)明的生產(chǎn)線體由傳輸機線連接在一起，構成一個封閉的循環(huán)結構。視覺單元105和涂膠單元的下部均設有頂升定位裝置，如圖5-7所示，頂升定位裝置包括頂升定位裝置機架3、擋停器102、定位基板9、頂升氣缸、導向軸11、導軌支座6及削邊銷10，其中導軌支座6設置于頂升定位裝置機架3上，所述頂升氣缸安裝在導軌支座6下方、并輸出端穿過導軌支座6與定位基板9連接,定位基板9通過四個導向軸11與導軌支座6滑動連接,定位基板9的兩側設有擋停器102，削邊銷10設置于定位基板9上。
[0035]頂升定位裝置確保頂升平臺與直角坐標系XY平面平行。當工裝托盤23走行至該工位時，由擋停器102對工裝托盤23進行阻擋止停并粗定位，然后頂升氣缸升起并由定位銷和工裝托盤23上的銷孔進行精確定位，待本工序結束后落下頂升機構，拔出定位銷并放下?lián)跬Ｆ魍瓿梢淮味ㄎ还ぷ鳌?br> [0036]視覺單元105布置在涂膠系統(tǒng)之前，是通過線性掃描的相機對工裝托盤23進行拍照，將拍照后的照片進行點坐標分析，并通過網(wǎng)絡將坐標信息上傳至上位機。視覺系統(tǒng)主要由康耐視線掃描相機、條形光源、單軸伺服系統(tǒng)、定位升降臺以及傳輸系統(tǒng)構成。
[0037]涂膠單元由涂膠機106和雙組份供膠系統(tǒng)組成。涂膠機106是以直角坐標機器人為執(zhí)行單元，通過雙組份供膠系統(tǒng)對工件22進行均勻涂布。其中直角坐標機器人與視覺單元相結合，由視覺單元105提供工件X (線體水平方向)、Y(線體垂直方向)方向坐標，使機械手能夠根據(jù)每次工件的擺放位置調(diào)整運行軌跡。同時，Z(線體高度方向)方向高度修正通過安裝在涂膠頭34前端的高度跟蹤傳感器進行實時調(diào)整。
[0038]直角機器人采用龍門式結構，通過集成的直線定位單元搭建而成。運動空間為三維，四自由度運動。
[0039]如圖9-11所示，涂膠機106包括混膠系統(tǒng)30、混膠管31、跟蹤傳感器32、檢測傳感器33、涂膠頭34、鉛垂移動機構35、水平橫向移動機構36、水平縱向移動機構37、旋轉伺服電機38及轉動機構39，其中水平橫向移動機構36通過X向滑臺42與水平縱向移動機構37滑動連接，鉛垂移動機構35通過Y向滑臺43與水平橫向移動機構36滑動連接，涂膠頭34通過Z軸滑臺40與鉛垂移動機構35連接。涂膠頭34通過噴膠管31與混膠系統(tǒng)30連接，跟蹤傳感器32和檢測傳感器33通過轉動機構39轉動安裝于噴膠管31的外側，轉動機構39與旋轉伺服電機38連接。轉動機構39包括支架51、主動同步帶輪52、同步齒形帶53、從動同步帶輪54、軸承55、旋轉體56、軸承壓蓋57、隔套58、螺母59，其中主動同步帶輪52與旋轉伺服電機38連接，從動同步帶輪54通過同步齒形帶53與主動同步帶輪52傳動連接。旋轉體56通過軸承55安裝在套設于噴膠管31外側的空心軸61上，軸承55的下端依次設有軸承壓蓋57、隔套58和螺母59?？招妮S61通過支架51與Z軸滑臺40連接，旋轉伺服電機38設置于支架51上，跟蹤傳感器32和檢測傳感器33通過傳感器支座安裝于旋轉體56上。
[0040]跟蹤傳感器32和檢測傳感器33的跟蹤點64和檢測點62與涂膠點63，三點在同一條直線上。跟蹤傳感器32沿涂膠方向位于涂膠頭34的前方，對工件22Z軸方向的高度跟蹤，檢測傳感器33沿涂膠方向位于涂膠頭34的后方，對工件22的涂膠效果進行檢測。
[0041]直線定位系統(tǒng)
[0042]三坐標均為同步帶驅(qū)動，單坐標重復定位精度為0.025mm,最快直線運動速度:500mm/so其中X坐標軸由兩梁組成通過兩根同步帶由一臺伺服電機驅(qū)動。Y軸由上下兩根梁組成，Z軸鉛垂布置在Y軸側面，這種安裝方式具有非常好的穩(wěn)定性，Y軸由一臺伺服電機驅(qū)動。Z軸選用雙滑全包圍的結構，牢固穩(wěn)定，由一臺帶抱閘的伺服電機驅(qū)動。每個定位系統(tǒng)都為密封結構，灰塵和水不會進入系統(tǒng)內(nèi)部。旋轉軸安裝在Z軸下部
[0043]雙組份供膠系統(tǒng)用于雙組分膠的定比的涂膠，為雙組份物料提供精確高效的配比和輸送，輸送部分采用氣動控制，配比部分則采用伺服電機驅(qū)動的定量缸進行出膠控制。本系統(tǒng)主要由輸送部分，配比部分，混合部分三部分組成。兩種組分在進入混合部分之前是完全獨立,互不接觸。
[0044]高度跟蹤系統(tǒng)是通過非接觸式激光測距傳感器采集高度值，并將高度值傳送至上位機，經(jīng)過上位機運算后調(diào)整Z軸做高度補償運動。
[0045]該傳感器感測頭部分采用高速、高精度CCD激光測頭。具有從20uS-1000uS的6種采樣周期；測量范圍可以達到±15mm ；F.S.的±0.03%的高精度；0.0lum的高再現(xiàn)性；耐彎曲的柔性電纜；IP67的防護等級。具體參數(shù)如下:
[0046]測量距離:80_
[0047]測量范圍:±15mm
[0048]采樣周期:20/50/100/200/500/1000us
[0049]線形度:F.S.的 ±0.05% (F.S.= ±15mm)[0050]防護等級IP67
[0051]重量:390g
[0052]控制器選用一體化數(shù)顯控制器，該控制器支持RS_232C、USB、模擬量等多種接口形式，方便于PLC或PC的連接；內(nèi)置65000點存儲空間；可以在PC上進行簡易設置和分析。
[0053]質(zhì)量檢測系統(tǒng)是通過高精度2D激光位移傳感器來實現(xiàn)對膠體輪廓的測量，從而判斷出涂膠后的高度、寬度是否超差。該傳感器特征具有精度高達±0.1% F.S ;采樣速率高達3.8ms ；
[0054]可同時在8個點進行測量；可穩(wěn)定測量所有目標，具體參數(shù)如下:
[0055]測量距離:80_
[0056]測量范圍:Z軸(高度)±23mm，X軸(寬度)參考距離32mm，
[0057]再現(xiàn)性:Z軸 lum, X 軸 5um
[0058]采樣頻率:3.8ms
[0059]防護等級IP67
[0060]溫度特性:0.02% F.S./0C
[0061]重量:350g
[0062]高度跟蹤與質(zhì)量檢測系統(tǒng)有數(shù)據(jù)存儲功能可以將數(shù)據(jù)傳送至PLC，并通過網(wǎng)絡由上位機實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的記錄存儲。
[0063]本發(fā)明的涂膠工作過程是:
[0064]工裝托盤23通過輸送帶107運動至涂膠工位，擋停器102升起；工裝托盤23停止運動，涂膠機106啟動，跟蹤傳感器32檢測工件22的高度；如圖2-4所示，每個工裝托盤23上固定四個工件，涂膠機106依次對每個工件23進行涂膠；涂膠過程中跟蹤傳感器32對準工件22的零點，然后向前運動，根據(jù)跟蹤傳感器32檢測出工件22的相對涂膠頭34的位置，涂膠頭34實時調(diào)整自身高度進行涂膠。檢測傳感器33在涂膠頭34的后面，實時檢測膠條66的寬度和高度，合格的工件進入下道工序，不合格的工件人工處理。涂膠方向改變時，涂膠頭34上的伺服電機38啟動，帶動跟蹤傳感器32和檢測傳感器33旋轉，以適應涂膠的變化。
【權利要求】
1.一種轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線，其特征在于:包括上下料工位(101)、工件檢測單元、等離子表面處理單元、視覺單元(105)、涂膠單元、烘干單元(108)、冷卻單元(109)及設置于各工位之間的傳輸機構，在上下料工位(101)處，將工件(22)放置到工裝托盤(23)上，所述傳輸機構通過傳送帶(107)將放置有工件(22)的工裝托盤(23)輸送到工件檢測單元中，所述工件檢測單元對工件(22)的放置平穩(wěn)性進行檢測，檢測完后工件(22)被輸送到等離子表面處理單元中，工件(22)被等離子表面處理單元進行表面處理后依次輸送至視覺單元(105)、涂膠單元，所述涂膠單元中涂膠機(106)對工件(22)進行涂膠，完成涂膠后的工件(22)依次被輸送至烘干單元(108)和冷卻單元(109)進行烘干和冷卻，最后由上下料工位(101)下料。
2.按權利要求1所述的轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線，其特征在于:所述視覺單元(105)和涂膠單元的下部均設有頂升定位裝置。
3.按權利要求2所述的轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線，其特征在于:所述頂升定位裝置包括頂升定位裝置機架(3)、擋停器(102)、定位基板(9)、頂升氣缸、導向軸(11)、導軌支座(6)及削邊銷(10)，其中導軌支座(6)設置于頂升定位裝置機架(3)上，所述頂升氣缸安裝在導軌支座(6)下方、并輸出端穿過導軌支座(6)與定位基板(9)連接,所述定位基板(9)通過四個導向軸(11)與導軌支座(6)滑動連接，定位基板(9)的兩側設有擋停器(102)，所述削邊銷(10)設置于定位基板(9)上。
4.按權利要求1所述的轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線，其特征在于:涂膠機(106)包括混膠系統(tǒng)(30)、混膠管(31)、跟蹤傳感器(32)、檢測傳感器(33)、涂膠頭(34)、鉛垂移動機構(35)、水平橫向移動機構(36)、水平縱向移動機構(37)、旋轉伺服電機(38)及轉動機構(39)，其中水平橫向移動機構(36)通過X向滑臺(42)與水平縱向移動機構(37)滑動連接，所述鉛垂移動機構(35)通過Y向滑臺(43)與水平橫向移動機構(36)滑動連接，所述涂膠頭(34)通過Z軸滑臺(40)與鉛垂移動機構(35)連接，涂膠頭(34)通過噴膠管(31)與混膠系統(tǒng)(30)連接，所述跟蹤傳感器(32 )和檢測傳感器(33)通過轉動機構(39)轉動安裝于噴膠管(31)的外側，轉動機構(39)與旋轉伺服電機(38)連接。
5.按權利要求4所述的轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線，其特征在于:所述跟蹤傳感器(32)和檢測傳感器(33)的跟蹤點(64)和檢測點(62)與涂膠頭(34)的涂膠點(63)在同一條直線上。
6.按權利要求4所述的轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線，其特征在于:所述轉動機構(39)包括支架(51)、主動同步帶輪(52)、同步齒形帶(53)、從動同步帶輪(54)、軸承(55)、旋轉體(56)、軸承壓蓋(57)、隔套(58)、螺母(59)，其中主動同步帶輪(52)與旋轉伺服電機(38)連接，從動同步帶輪(54)通過同步齒形帶(53)與主動同步帶輪(52)傳動連接,所述旋轉體(56)通過軸承(55)安裝在套設于噴膠管(31)外側的空心軸(61)上，所述軸承(55)的下端依次設有軸承壓蓋(57)、隔套(58)及螺母(59)，空心軸(61)通過支架(51)與Z軸滑臺(40)連接，所述旋轉伺服電機(38)設置于支架(51)上，所述跟蹤傳感器(32)和檢測傳感器(33)通過傳感器支座安裝于旋轉體(56)上。
7.按權利要求4所述的轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線，其特征在于:所述跟蹤傳感器(32)沿涂膠方向位于涂膠頭(34)的前方，對工件(22)Z軸方向的高度跟蹤，所述檢測傳感器(33)沿涂膠方向位于涂膠頭(34)的后方，對工件(22)的涂膠效果進行檢測。
8.按權利要求1所述的轎車空調(diào)自動涂膠生產(chǎn)線，其特征在于:所述涂膠單元和烘干單元(108)之間設有 人工移出不合格產(chǎn)品工位。
【文檔編號】B05C9/08GK103878094SQ201210559454
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權日:2012年12月20日
【發(fā)明者】徐志剛, 昌成剛, 李峰, 甘洪巖, 徐永利 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所