汽車(chē)橋殼自動(dòng)定位及涂膠系統(tǒng)的研發(fā)

王一風(fēng)

(安徽擎天偉嘉裝備制造有限公司，安徽滁州 239500)

?

汽車(chē)橋殼自動(dòng)定位及涂膠系統(tǒng)的研發(fā)

王一風(fēng)

(安徽擎天偉嘉裝備制造有限公司，安徽滁州 239500)

摘要：開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)適用于各類(lèi)汽車(chē)橋殼的柔性化涂膠作業(yè)，由機(jī)器人自動(dòng)涂膠，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)橋殼自吊裝就位、定心、校平、裝夾到機(jī)器人涂膠等工序無(wú)人化作業(yè)，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境。相對(duì)傳統(tǒng)的人工涂膠作業(yè)，生產(chǎn)效率更高，產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定可靠，而且產(chǎn)能提高近1倍。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)橋殼;自動(dòng)涂膠；連桿定心機(jī)構(gòu)

0引言

隨著汽車(chē)生產(chǎn)向多品種、小批量方向發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。在汽車(chē)制造領(lǐng)域，汽車(chē)橋殼主減速器密封面涂膠是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，因?yàn)橥磕z形狀及位置控制的好壞直接影響橋殼和減速器結(jié)合面的密封性能，對(duì)提高車(chē)橋總成的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率起著舉足輕重的作用。汽車(chē)橋殼自動(dòng)定位及機(jī)器人涂膠系統(tǒng)具有人工無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，它運(yùn)行靈巧，精度極高，可以對(duì)橋殼法蘭連接面自動(dòng)拾取，一次性對(duì)中，自動(dòng)控制涂膠軌跡進(jìn)行生產(chǎn)，極大地提高了車(chē)橋總成的密封性能，提高了汽車(chē)整車(chē)質(zhì)量。

1系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)介紹

此系統(tǒng)適用于各類(lèi)汽車(chē)橋殼的柔性化涂膠作業(yè)，它包括控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、機(jī)器人應(yīng)用、供膠系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、定位校正系統(tǒng)設(shè)計(jì)等技術(shù)，并對(duì)各部分技術(shù)進(jìn)行集成和創(chuàng)新。

系統(tǒng)主要包括機(jī)械基礎(chǔ)部分(涂膠工作臺(tái))、控制部分、機(jī)器人、供膠部分、定位校正等。其優(yōu)點(diǎn)主要有：適合機(jī)器人自動(dòng)涂膠，相對(duì)傳統(tǒng)的人工涂膠作業(yè)，生產(chǎn)效率更高；在相同的工作時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)能提高近一倍；實(shí)現(xiàn)橋殼自吊裝就位、定心、校平、裝夾到機(jī)器人涂膠等工序無(wú)人化作業(yè)，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境。連桿定心機(jī)構(gòu)，適應(yīng)性、通用性強(qiáng)，在不更換任何零部件的情況下，通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)和位移信號(hào)傳感器實(shí)現(xiàn)多種直徑尺寸橋殼的定心。

1.1系統(tǒng)主要組成

系統(tǒng)主要組成如表1所示，主要包括基礎(chǔ)底座、六軸機(jī)器人、橋殼定位及自動(dòng)校正組件、橋殼手動(dòng)夾緊及支撐組件、供膠部分、涂膠嘴、氣動(dòng)控制部分等。

1.2汽車(chē)橋殼主減總成結(jié)合面自動(dòng)涂膠工藝流程

橋殼吊裝放入移載工作臺(tái)，橋殼壓緊校平裝置移入→壓緊橋殼主減安裝面→壓緊及校平機(jī)構(gòu)降入橋殼孔→壓緊及校平橋殼→手動(dòng)夾緊橋殼兩端，保持橋殼水平及夾緊狀態(tài)→移載工作臺(tái)移位到涂膠工位(保證重復(fù)精度誤差不大于0.2 mm)→壓緊及校平機(jī)構(gòu)退出→橋殼一面機(jī)器人涂膠→機(jī)器人復(fù)位→機(jī)架由油缸整體移出工位，涂膠機(jī)器人處回原位→人工翻轉(zhuǎn)工件180°→重復(fù)前面動(dòng)作(后蓋如需涂膠)→涂膠動(dòng)作完成，吊裝至橋線安裝主減速器。

1.3涂膠工作臺(tái)

橋殼涂膠工作臺(tái)具備一定精度要求，氣動(dòng)夾緊橋殼兩端，保持橋殼水平及夾緊狀態(tài)，每個(gè)工件平面度及中心誤差不大于0.15 mm，自動(dòng)移載工作臺(tái)移位到涂膠工位保證重復(fù)精度誤差不大于0.1 mm?！皾q模”模芯、橋殼壓緊裝置移位及機(jī)架整體移位推動(dòng)的動(dòng)力由氣缸提供，保證極限狀況(涂膠工位)下橋殼的定位精度和夾緊后精度不丟失。

“漲?！痹诩嫒荻嗥贩N的情況下具有適應(yīng)性和通用性且漲緊可靠，漲模不用時(shí)在橋殼涂膠工作臺(tái)上可以方便放置、拿取，“漲模”更換時(shí)采用專(zhuān)用工具且更換方便。

1.4機(jī)器人

采用6軸機(jī)器人線外涂膠，觸摸屏編程；人工上下件，一鍵啟動(dòng)，采取機(jī)器人自動(dòng)涂膠、自動(dòng)作業(yè)方式。設(shè)備研發(fā)中采用大量模塊設(shè)計(jì)，易于拆裝，控制板高度集成，可靠性大大提高，便于維修和更換。提供大量的FMC和PMC功能指令，增加了編程的靈活性；而且具有很強(qiáng)的DNC功能，控制系統(tǒng)提供串行RS232C傳輸接口，使通用計(jì)算機(jī)和機(jī)床之間的數(shù)據(jù)傳輸更方便。

機(jī)器人是涂膠系統(tǒng)最重要的組成部分，通過(guò)示教器準(zhǔn)確地控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，達(dá)到人工無(wú)法實(shí)現(xiàn)的速度和精度，而且該機(jī)器人具有高性能的碰撞檢測(cè)機(jī)能，大大降低了因碰撞造成的損害程度。

1.5供膠涂膠部分

供膠部分有壓力調(diào)節(jié)裝置，通過(guò)調(diào)節(jié)可控制輸出膠的壓力，并保證壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的壓力準(zhǔn)確、穩(wěn)定。膠線直徑可以通過(guò)控制涂膠速度或者調(diào)節(jié)壓膠泵壓力來(lái)控制，操作簡(jiǎn)單方便。供膠系統(tǒng)能保證不受外界環(huán)境溫度影響，保證涂膠質(zhì)量。

涂膠機(jī)涂膠嘴有密封裝置，在涂膠結(jié)束和關(guān)機(jī)時(shí)，涂膠嘴自動(dòng)歸零位，并自動(dòng)浸入到盛有硅油的容器中，保證下次涂膠膠嘴不堵塞。使用時(shí)用升降裝置將涂膠嘴從油杯中提出，通過(guò)刮板將膠嘴前段清理干凈，然后進(jìn)行工作。

涂膠參數(shù)：

(1)密封劑采用硅橡膠(膠桶規(guī)格20 L/筒)；

(2)膠條直徑為φ2～4 mm，并可根據(jù)客戶(hù)要求進(jìn)行調(diào)整；

(3)涂膠速度30 ～250 mm/s可調(diào)，重復(fù)定位精度為0.05 mm；

(4)此涂膠工位為離線工位，床身帶調(diào)平螺栓、設(shè)有鋁合金框架安全防護(hù)網(wǎng)，自動(dòng)涂膠槍采用六軸機(jī)器人帶動(dòng)作軌跡移動(dòng)，采用20 L壓盤(pán)泵供膠。

1.6控制系統(tǒng)

系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)有EtherNet和DeviceNet以及硬接線組成。DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)既是一個(gè)開(kāi)放通信網(wǎng)絡(luò)，又是一種全分布控制系統(tǒng)。它把作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的機(jī)器人、涂膠系統(tǒng)以及自動(dòng)定位裝置等設(shè)備連接成自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了此項(xiàng)目產(chǎn)品的基礎(chǔ)控制、補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化的綜合自動(dòng)化功能。采用光電傳感器檢測(cè)工件是否安裝到位，涂膠程序由人工選擇，系統(tǒng)由橋殼上線、橋殼定位、開(kāi)始涂膠及橋殼移出涂膠區(qū)之間的連續(xù)控制子系統(tǒng)組成，可靠穩(wěn)定；開(kāi)始由光電傳感器檢測(cè)是否有工件，否則無(wú)法啟動(dòng)，系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

1.7涂膠系統(tǒng)設(shè)備平面圖及照片

涂膠系統(tǒng)設(shè)備平面圖如圖2所示，設(shè)備的實(shí)物照片如圖3所示。

2系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用前景

汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，迫切需要生產(chǎn)設(shè)備能夠滿足柔性化的要求。發(fā)達(dá)國(guó)家在橋殼裝配作業(yè)上，均采用不同類(lèi)型的自動(dòng)化作業(yè)設(shè)備和生產(chǎn)線。在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)中，一般采用人工涂膠和自動(dòng)化程度較低的生產(chǎn)設(shè)備，難以控制涂膠量與軌跡，產(chǎn)品質(zhì)量難以控制且效率低下，這與激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和快速發(fā)展的科技水平極不相稱(chēng)。所以，在汽車(chē)生產(chǎn)中采用自動(dòng)涂膠系統(tǒng)將是一種必然趨勢(shì)。

近幾年，從汽車(chē)橋殼涂膠系統(tǒng)的發(fā)展來(lái)看，自動(dòng)涂膠毋庸置疑，并且向著更高精度、更高自動(dòng)化方向發(fā)展，向著更多使用國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)方向發(fā)展。這也能看出，我國(guó)的自動(dòng)化裝備研制水平與國(guó)外的差距正在逐步縮小。

參考文獻(xiàn):

【1】郭勇,帥業(yè)，莊嚴(yán),等.CJY6421D汽車(chē)后橋殼自動(dòng)焊接設(shè)備的研制[J].電焊機(jī),2001,31(5):3-7.

【1】郗安民,劉穎,狄春良,等.汽車(chē)玻璃涂膠機(jī)器人工作站[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新,2004,17(5):39-40.

Development of Automatic Positioning and Gluing System for Automobile Axle Housings

WANG Yifeng

(Anhui Kinte-Weijia Equipment Manufacturing Co., Ltd.，Chuzhou Anhui 239500,China)

Keywords:Automobile axle housing；Automatic gluing; Rod centering mechanism

Abstract:The designed system was suitable for flexible gluing operation of various kinds of automobile axle housings, gluing was completed by robot automatically, unmanned operations including automobile axle housings lifting in place, centering, leveling, clipping to robot to coat were realized, so labor intensity of workers was greatly reduced, the working environment was improved. Comparing to transmission manual gluing operation, high production efficiency, more stable and reliable product quality and nearly double productivity are achieved.

收稿日期：2016-01-19

作者簡(jiǎn)介：王一風(fēng)(1966—)，男，本科學(xué)歷，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)闄C(jī)電一體化設(shè)備及生產(chǎn)線。E-mail:2324256173@qq.com。

中圖分類(lèi)號(hào):U463.82

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1674-1986(2016)04-056-03