基于機(jī)器人涂膠生產(chǎn)工藝的汽車(chē)玻璃設(shè)計(jì)約束

李寧

廣州汽車(chē)集團(tuán)乘用車(chē)有限公司 廣東省廣州市 511434

1 引言

在汽車(chē)零部件中，需要進(jìn)行涂膠的玻璃可概述為：擋風(fēng)玻璃、側(cè)窗玻璃、天窗玻璃。傳統(tǒng)手動(dòng)涂膠的生產(chǎn)工藝，靈活性高，故對(duì)玻璃設(shè)計(jì)約束較弱。而采用機(jī)器人自動(dòng)涂膠的生產(chǎn)工藝，對(duì)玻璃設(shè)計(jì)約束較強(qiáng)。

2 對(duì)擋風(fēng)玻璃的設(shè)計(jì)約束

擋風(fēng)玻璃分為前擋風(fēng)玻璃和后擋風(fēng)玻璃，由于尺寸較大，在自動(dòng)涂膠裝配系統(tǒng)中，有兩種涂膠工藝方案。一是“膠槍不動(dòng)、玻璃動(dòng)”的涂膠工藝方案，另一種是“玻璃不動(dòng)，膠槍動(dòng)”的涂膠工藝方案。

機(jī)器人涂膠系統(tǒng)一般包括供膠系統(tǒng)、機(jī)器人、對(duì)中臺(tái)、抓具、膠槍等組成。

2.1 對(duì)玻璃整體尺寸的設(shè)計(jì)約束

對(duì)中臺(tái)的作用是將玻璃固定一個(gè)位置，保證玻璃相對(duì)于膠槍位置的一致性。顯然，對(duì)中臺(tái)X/Y向的尺寸是對(duì)玻璃的設(shè)計(jì)約束。

但這個(gè)約束屬于弱約束，在汽車(chē)造型必要時(shí)，可對(duì)對(duì)中臺(tái)進(jìn)行相對(duì)簡(jiǎn)單的改造。

2.2 對(duì)玻璃精度控制的約束

涂膠軌跡，可以理解為膠槍相對(duì)于玻璃抓具的運(yùn)行軌跡，因?yàn)樽ゾ呤莿傂缘摹?/p>

在某些整車(chē)廠中，由于需要兼容A/B/C多種平臺(tái)、多款車(chē)型，玻璃的抓具一般設(shè)計(jì)成吸盤(pán)居中布置。而玻璃自身的精度檢測(cè)基準(zhǔn)為玻璃的邊緣。于是，機(jī)器人涂膠運(yùn)動(dòng)軌跡的基準(zhǔn)與玻璃檢測(cè)的基準(zhǔn)不一致，導(dǎo)致批量涂膠過(guò)程中，膠槍相對(duì)于玻璃（此時(shí)的玻璃已經(jīng)在抓具上了）的距離起伏波動(dòng)，甚至出現(xiàn)偏膠漏水、玻璃被槍嘴刮花的問(wèn)題。尤其是采用自重成型工藝制造的玻璃，其型面波動(dòng)更大、不可控。

故，在玻璃精度控制的方面，需要著重增加針對(duì)抓具抓取位置的精度管控。

當(dāng)然，為避免不良情況的出現(xiàn)，除了要求玻璃檢測(cè)范圍增加抓具抓取位置外，還可以從要求涂膠過(guò)程中玻璃的穩(wěn)定性，膠槍具有一定的浮動(dòng)性方面考慮優(yōu)化改善。

2.3 對(duì)玻璃定位銷(xiāo)的設(shè)計(jì)約束

（1）玻璃與鈑金定位，一般采用玻璃定位銷(xiāo)配合鈑金孔的方式。在自動(dòng)合裝風(fēng)擋玻璃的生產(chǎn)工藝情況下，基于節(jié)拍需求，機(jī)器人扣裝玻璃的動(dòng)作一般為直線(xiàn)（方向一般為玻璃弧面的法線(xiàn)）。為避免在扣裝過(guò)程中定位銷(xiāo)直接與鈑金干涉，要求玻璃銷(xiāo)的最小間距大于鈑金孔的最小間距。圖示如下：

（2）采用自動(dòng)扣裝玻璃的生產(chǎn)工藝，機(jī)器人的安裝精度一般為±1mm；故要求在設(shè)計(jì)銷(xiāo)孔配合間隙時(shí)，單邊應(yīng)≥1mm。

2.4 對(duì)海綿位置的設(shè)計(jì)約束

為限制密封膠安裝過(guò)程中的擠壓方向，一般玻璃上會(huì)粘貼阻擋海綿。海綿距離密封膠軌跡過(guò)近，不僅影響涂膠品質(zhì)，也影響膠形檢測(cè)功能。一般要求海綿距離涂膠軌跡有2mm以上的距離。

3 對(duì)側(cè)窗玻璃的設(shè)計(jì)約束

側(cè)窗玻璃尺寸小，一般采用工裝定位，機(jī)器人帶膠槍運(yùn)動(dòng)進(jìn)行涂膠。涉及工藝約束如下：

（1）膠槍直徑約r mm，建議涂膠軌跡的最小轉(zhuǎn)彎直徑需大于（r+4）mm；

（2）有明確的收膠口位置，同時(shí)兼顧考慮溢膠風(fēng)險(xiǎn)。

4 對(duì)涂膠軌跡的設(shè)計(jì)約束

4.1 膠形尺寸

不同主機(jī)廠，對(duì)膠形的要求有所不同。常見(jiàn)的有膠形截面為高12mm，寬8mm的等腰三角形；

4.2 收膠口位置

設(shè)計(jì)之初，應(yīng)充分考慮收膠口位置。收膠口有兩種形式，交叉收膠及堆疊收膠。兩種形式的收膠口在該處都會(huì)形成兩倍的膠量，為避免玻璃安裝后出現(xiàn)溢膠風(fēng)險(xiǎn)，收膠口位置要求黑邊、鈑金有足夠?qū)挘瑫r(shí)可以用海綿進(jìn)行輔助阻擋溢膠；

4.3 涂膠軌跡需要有明確的打點(diǎn)標(biāo)識(shí)，包括轉(zhuǎn)角處

4.4 為避免溢膠，涂膠軌跡中心線(xiàn)距離黑邊邊緣至少6mm

5 對(duì)玻璃安裝對(duì)手件的設(shè)計(jì)約束

玻璃安裝之前，需要在對(duì)手件車(chē)身鈑金上涂抹一層底涂。為保證底涂能夠與涂膠軌跡對(duì)齊重合，車(chē)身鈑金有明確的底涂涂抹軌跡標(biāo)識(shí)，便于員工按設(shè)計(jì)軌跡進(jìn)行涂抹底涂。

6 其他約束

（1）對(duì)于采用自動(dòng)合裝玻璃的生產(chǎn)工藝，玻璃銷(xiāo)安裝孔與頂棚間隙不宜過(guò)小，否則視覺(jué)掃描建模效果差；

（2）玻璃黑邊材料光反射率過(guò)高，將影響膠形檢測(cè)功能。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著裝配自動(dòng)化程度的提高，不僅對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的要求提高，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的約束也更多。作為優(yōu)秀的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師，充分把握現(xiàn)有設(shè)備的工藝約束條件，在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品特性的前提下，盡可能減少設(shè)備改造成本，是其必備的能力。