CN102069859B - 一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车玻璃的附件领域，特别是一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置和方法。该装置包括机架、预定位机构、粘结机构、加热机构，还包括计算机、图像采集机构、放置机构。该方法包括预定位玻璃，抓取后视镜座或支架，采集和分析图像，调整抓取装置的位置，执行粘结动作，加热所述后视镜座或支架，完成粘结动作。本发明采用的装置和方法安装后视镜座及支架以印刷图案为定位基准，粘结机构可以控制后视镜座及支架在X轴、Y轴、Z轴旋转方向上精确定位，使粘结位置精度达到X轴和Y轴偏差≤±0.5mm，Z轴旋转角度偏差≤±1.0°，从而实现了准确粘结，安装精度高，生产批次的稳定性高，提高了产品整体质量。

Description

一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置和方法

技术领域

本发明涉及汽车玻璃的附件领域，特别是一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置和方法。 

背景技术

随着科学技术的发展，汽车玻璃的功能也日益增多，汽车玻璃上按照需要安装了各种附件，比如光感器、雨感器、湿度传感器、后视镜等，而安装后视镜的后视镜座和固定各种传感器的支架的粘结位置精度也随着客户要求的提高从≤±2.0mm提高到≤±0.5mm，旋转角度偏差≤±1.0°。现有安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置，如图1所示，包括： 

机架01，在底部四脚处分别安装一个轮子011，用于安装其他工作机构和放置玻璃； 

预定位机构02，包括三根圆柱定位杆021和一个水平调整杆022，用于对放置于机架上的玻璃进行定位； 

粘结机构03，包括一个顶起气缸031、弯臂032、支撑杆033和底座套034，弯臂032一端连接顶起气缸031活塞杆顶端，另一端为向下的表面带有圆柱凹槽的圆柱体，底座套034固定在该圆柱凹槽里，弯臂032拐角处与支撑杆033铰链连接，底座套034对着玻璃的表面有一形状与后视镜座或者支架形状相同的凹槽； 

加热机构04，包括高频发生器041和位于玻璃上后视镜座或者支架的粘结位置正下方的圆盘形螺旋线圈042，用于感应加热底部带有粘结介质PVB膜或者3M胶带的后视镜座或支架，加热能够促进粘结介质PVB膜或3M胶带充分浸润，提高粘结性能。 

采用上述现有装置安装汽车玻璃后视镜座及支架的方法包含以下步骤： 

步骤1：根据玻璃的形状大小，调整三根圆柱定位杆021的相对位置； 

步骤2：将玻璃放置于机架01上，使玻璃的边缘紧靠三根圆柱定位杆021的外圆从而实现对玻璃的三点定位； 

步骤3：将底部带有PVB膜或3M胶带的后视镜座或支架放置于底座套034的凹槽里固定； 

步骤4：启动顶起气缸031，气缸的活塞杆向上运动带动弯臂032一端向上运动，而带有后视镜座或支架的一端向下运动，从而将后视镜座或支架粘结到玻璃上； 

步骤5：当后视镜座或支架粘结到玻璃上的时候，启动加热机构04使圆盘形螺旋线圈042对后视镜座或支架感应加热； 

步骤6：加热结束后，顶起气缸031的活塞杆向下运动，带动弯臂032另一端的底座套一起回复原位，取下玻璃，完成粘结。 

上述现有装置和方法，对玻璃的定位是根据三个圆柱定位杆进行三点定位的，其定位基准是玻璃边缘，这种定位方式和定位基准无法满足粘结位置精度从≤±2.0mm提高到≤±0.5mm、旋转角度偏差≤±1.0°，为了满足粘结位置精度的要求，现定位基准改为印刷图案，若仍采用现有装置和方法，则基准不统一，后视镜座或支架粘结位置容易出现偏差，装配精度不高，产品质量波动较大。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有装置和方法无法满足粘结位置精度从以玻璃边缘为定位基准的≤±2.0mm提高到以印刷图案为定位基准的≤±0.5mm、旋转角度偏差≤±1.0°的不足，提供一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置和方法。 

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置，包括机架、预定位机构、粘结机构、加热机构，其特征在于：还包括计算机、图像采集机构、放置机构，所述粘结机构由支撑臂、X轴机械滑台、Y轴机械滑台、Z轴偏转装置、Z轴气缸和抓手装置组成，所述X轴机械滑台包括X轴电机、X轴丝杠、X轴滑座和位于所述X轴滑座下面的X轴滑台，所述X轴滑座固定在所述支撑臂水平臂的下表面；所述Y轴机械滑台包括Y轴电机、Y轴丝杠、Y轴滑座和位于所述Y轴滑座下面的Y轴滑台，所述Y轴滑座固定在所述X轴滑台的下表面；所述Z轴偏转装置包括固定座和固定在所述固定座上的Z轴电机，所述固定座固定在所述Y轴滑台的下表面；所述Z轴气缸的外壳固定在所述Z轴偏转装置的Z轴电机的电机轴末端；所述抓手装置包括平行气爪和一对形状相同的抓手手指，所述平行气爪的壳体固定在所述Z轴气缸的活塞杆末端，所述抓手手指上部为平板、下部为从上部平板中央延展向下的宽度一致的L形板，所述L形板的夹持部位有一开口，所述抓手手指的上部平板固定在所述平行气爪的夹爪的下表面且所述两个抓手手指夹持部位的开口相对；所述图像采集机构包括固定臂、照明光源和摄像头，所述照明光源位于玻璃上粘结区域下方，固定安装在所述固定臂的水平臂下表面的所述摄像头位于玻璃上粘结区域上方；所述放置机构包括放置底座和升降气缸，所述升降气缸固定在所述机架上，所述放置底座为矩形板状，其一端固定在所述升降气缸的活塞杆顶端，另一端用于放置后视镜座或支架的部位位于所述抓手手指复位位置的正下方。 

本发明中，用于安装后视镜座及支架的方法包括： 

步骤01：根据玻璃的形状大小，调整所述预定位机构的三根圆柱定位杆的位置； 

步骤02：将玻璃放置于所述机架上，根据步骤01调整的三根所述圆柱定位杆进行定位； 

其特征在于：还包括， 

步骤03：将底部贴有PVB膜或3M胶带的后视镜座或支架放置于所述放置机构的所述放置底座上定位； 

步骤04：复位所述粘结机构，所述放置机构的所述升降气缸向上运动一段距离使步骤03中的后视镜座或支架到达能够被复位的所述抓手手指水平抓取的高度； 

步骤05：所述抓手手指抓取步骤04中的后视镜座或支架，所述升降气缸向下运动使所述放置机构复位； 

步骤06：启动所述图像采集机构，采集玻璃上的印刷图案，同时将采集到的印刷图案的图像传输到所述计算机中； 

步骤07：所述计算机自动将步骤06中采集到的印刷图案的图像与所述计算机里保存的标准图像进行比对，判断采集图像是否在所述计算机设定的标准范围里； 

步骤08：计算采集图像的中心位置和中心轴位置与所述计算机中保存的标准图像的中心位置和中心轴位置的偏差； 

步骤09：根据步骤08计算的偏差，调整所述抓手装置的位置； 

步骤10：上述步骤09结束后，所述Z轴气缸向下运动执行粘结动作，使所述抓手手指夹持的后视镜座或支架下表面的PVB膜或3M胶带与玻璃的上表面接触贴合，保持贴合时间5-15秒； 

步骤11：启动所述加热机构对步骤10中的后视镜座或支架进行加热，保持加热时间5-15秒； 

步骤12：所述抓手手指分开，所述Z轴气缸复位并带动所述抓手装置一起向上运动，粘结动作完成。 

本发明由于采取了上述技术方案，其具有如下有益效果： 

本发明采用的装置和方法安装后视镜座及支架以印刷图案为定位基准，粘结机构可以控制后视镜座及支架在X轴、Y轴、Z轴旋转方向上精确定位，使粘结位置精度达到X轴和Y轴偏差≤±0.5mm，Z轴旋转角度偏差≤±1.0°，从而实现了准确粘结，安装精度高，生产批次的稳定性高，提高了产品整体质量。 

附图说明：

图1为现有用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置的结构示意图； 

图2为本发明用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置的结构示意图； 

图3为本发明中所述粘结机构的结构示意图； 

图4为本发明中所述粘结机构的X轴机械滑台的结构示意图； 

图5为本发明中所述粘结机构的Y轴机械滑台的结构示意图； 

图6为本发明中所述粘结机构的Z轴偏转装置的结构示意图； 

图7为本发明中所述粘结机构的抓手装置的结构示意图； 

图8为本发明中所述图像采集机构的结构示意图； 

图9为本发明中所述放置机构的结构示意图； 

图10为本发明中计算机控制示意图； 

图11为本发明中用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的方法的流程示意图。 

具体实施方式：

以下结合附图对本发明内容作进一步说明。 

如图2所示，一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置，包括机架1、预定位机构2、粘结机构3、加热机构4，还包括计算机5、图像采集机构6、放置机构7。 

计算机5集成有数据传输端口和运动控制卡以及安装了分析控制程序，其中该数据传输端口为数据传输接口，该运动控制卡为控制接口，该分析控制程序对粘结机构3具有定位分析功能和自动调整控制功能，该计算机5主要用于接收存储图像数据，对接收到的图像数据通过分析程序进行对比分析以及收发控制指令使粘结机构3、图像采集机构6等执行动作。 

如图3所示，粘结机构3由支撑臂31、X轴机械滑台32、Y轴机械滑台33、Z轴偏转装置34、Z轴气缸35和抓手装置36组成，所述支撑臂31固定在机架1靠近玻璃粘结位置一边的中部，所述粘结机构3主要用于对后视镜座或支架的粘结位置进行精细调整以及执行粘结动作。 

如图4所示，所述X轴机械滑台32包括X轴电机321、X轴丝杠322、X轴滑座323和位于所述X轴滑座323下面的X轴滑台324，，所述X轴滑座323固定在所述支撑臂31水平臂的下表面，所述X轴电机321由计算机5通过运动控制卡发送指令控制工作，X轴电机321电机轴旋转带动X轴丝杠322旋转，从而使丝杆螺母带动X轴滑台324沿着X轴滑座323的直线导轨在X轴方向上做直线运动，所述X轴机械滑台32主要用于对后视镜座或支架的粘结位置在X轴方向上的精细调整。 

如图5所示，所述Y轴机械滑台33包括Y轴电机331、Y轴丝杠332、Y轴滑座333和位于所述Y轴滑座333下面的Y轴滑台334，所述Y轴滑座333固定在所述X轴滑台324的下表面，使得Y轴机械滑台33跟随X轴滑台324一起运动，所述Y轴电机331由计算机5通过 运动控制卡发送指令控制工作，Y轴电机331电机轴旋转带动Y轴丝杠332旋转，从而使丝杆螺母带动Y轴滑台334沿着Y轴滑座333的直线导轨在Y轴方向上做直线运动，所述Y轴机械滑台33主要用于对后视镜座或支架的粘结位置在Y轴方向上的精细调整。 

如图6所示，所述Z轴偏转装置34包括固定座341和固定在所述固定座341上的Z轴电机342，所述固定座341固定在所述Y轴滑台334的下表面，使得Z轴偏转装置34跟随所述Y轴滑台334一起运动，所述Z轴电机342的电机轴工作旋转角度为0～180°，所述Z轴偏转装置34主要用于对后视镜座或支架的粘结位置在Z轴旋转角度上的精细调整。 

所述Z轴气缸35的外壳固定在所述Z轴偏转装置34的Z轴电机342的电机轴末端，使得所述Z轴气缸35跟随所述Z轴偏转装置34一起运动且能够跟随Z轴电机342的电机轴一起旋转，所述Z轴气缸35主要用于对后视镜座或支架执行粘结动作。 

如图7所示，所述抓手装置36包括平行气爪361和一对形状相同的抓手手指362，所述平行气爪361的型号为费斯托(Festo)的HGPP-20-A，所述平行气爪361的壳体固定在所述Z轴气缸35的活塞杆末端，所述抓手手指362上部为平板、下部为从上部平板中央延展向下的宽度一致的L形板，所述L形板的夹持部位有一开口3621，所述抓手手指362的上部平板固定在所述平行气爪361的夹爪3611的下表面且所述两个抓手手指362夹持部位的开口3621相对，使得抓手手指362跟随平行气爪361的夹爪3611一起分开收紧，主要用于对后视镜座或支架抓取夹紧。 

所述抓手手指362夹持部位的开口3621的形状在本实施例中为三角形，还可以根据后视镜座或支架用于被夹持部位的不同形状设计成半圆形、梯形以及符合要求的其他形状。 

如图8所示，所述图像采集机构6包括固定臂61、摄像头62和照明光源63，所述固定臂61位于两个支撑臂31之间且高度低于所述Z轴偏转装置34的固定座341下表面，所述照明光源63位于玻璃上粘结区域下方，固定安装在所述固定臂61的水平臂下表面的所述摄像头62位于玻璃上粘结区域上方，所述图像采集机构6主要用于采集玻璃印刷图案的图像。 

如图9所示，所述放置机构7包括放置底座71和升降气缸72，所述升降气缸72固定在所述机架1上，所述放置底座71为矩形板状，其一端固定在所述升降气缸72的活塞杆顶端，另一端用于放置后视镜座或支架的部位711位于所述抓手手指362复位位置的正下方，所述放置底座71跟随升降气缸72的活塞杆一起运动，放置机构7主要用于放置固定后视镜座或支架，便于抓手手指362复位后抓取后视镜座或支架。 

所述放置机构7的放置底座71上用于放置后视镜座或支架的部位711的结构在本实施例中为能够对后视镜座或支架进行定位三根圆柱凸台，还可以为圆形凹槽，矩形凹槽以及其他能与所放置的后视镜座或支架的形状结构相配合的形状结构。 

应用本发明装置安装后视镜座及支架的方法包含以下步骤： 

步骤01：根据所要加工的玻璃的形状大小，调整三根圆柱定位杆21的相对位置从而满足对玻璃进行预定位的要求； 

步骤02：将玻璃放置于机架1上，使玻璃的边缘紧靠三根圆柱定位杆21的外圆，对玻璃进行预定位； 

步骤03：将底部带有PVB膜或3M胶带的后视镜座或支架放置于放置机构7的放置底座71上的放置部位711进行定位； 

步骤04：复位粘结机构3，使抓手装置36回到预设的位置，此时抓手手指362正好位于放置机构7的放置底座71上用于放置后视镜座或支架的部位711的正上方，抓手手指362处于分开状态，放置机构7的升降气缸72活塞杆向上运动一段距离使步骤03中的后视镜座或支架到达能够被复位的抓手手指362水平收紧而夹取的位置； 

步骤05：抓手手指362收紧以夹取后视镜座或支架，然后升降气缸72的活塞杆向下运动带着放置底座71复位； 

步骤06：计算机5通过分析控制程序发出指令启动图像采集机构6，打开照明光源63和摄像头62，照明光源63位于玻璃下方，使得印刷图案更加清楚，便于摄像头62采集印刷图案的图像，计算机5收集并存储采集到的图像； 

步骤07：计算机5通过分析控制程序将步骤06中采集到的印刷图案的图像与计算机5里保存的标准图像进行比对，判断采集图像是否在计算机5设定的标准范围里； 

若否，则回到步骤01重新调整三根圆柱定位杆21的相对位置； 

若是，则进行步骤08； 

步骤08：计算机5通过分析控制程序计算采集图像的中心位置和中心轴位置与计算机中保存的标准图像的中心位置和中心轴位置的X轴偏差、Y轴偏差以及Z轴旋转角度偏差； 

步骤09：根据步骤08计算的偏差，计算机5通过分析控制程序发出指令通过运动控制卡控制X轴机械滑台32、Y轴机械滑台33修正抓手装置36在X轴和Y轴方向上移动的距离从而修正X轴偏差和Y轴偏差以及Z轴偏转装置34的Z轴电机342旋转抓手装置36一定角度以修正Z轴旋转角度偏差； 

步骤10：上述步骤09结束后，Z轴气缸35的活塞杆向下运动带动抓手装置36执行粘结动作，使抓手手指362夹持的后视镜座或支架下表面的PVB膜或者3M胶带与玻璃的上表面接触贴合，保持贴合时间5-15秒； 

步骤11：在使抓手手指362夹持的后视镜座或支架下表面的PVB膜或者3M胶带与玻璃的上表面接触贴合的同时，启动加热机构4使圆盘形螺旋线圈对后视镜座或支架进行加热， 保持加热时间5-15秒； 

步骤12：平行气爪361的夹爪3611打开带动抓手手指362张开，Z轴气缸35的活塞杆复位并带动抓手装置一起向上运动，粘结动作完成。 

进一步地，在完成粘结动作之后检验粘结位置精度是否满足要求，当粘结有偏差时，通过计算机5修改所述步骤07中的设定的标准范围。 

进一步地，所述步骤11的加热时间与所述步骤10的贴合时间保持一致。 

以上内容对本发明的一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置的结构和方法的步骤以及优点进行了描述，但是本发明并不受以上描述的具体实施方式内容的局限，所以凡依据本发明的技术要点进行的任何改进、等同修改和替换等，均属于本发明保护的范围。 

Claims (7)

1.一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置，包括机架、预定位机构、粘结机构、加热机构，其特征在于：还包括计算机、图像采集机构、放置机构，所述粘结机构由支撑臂、X轴机械滑台、Y轴机械滑台、Z轴偏转装置、Z轴汽缸和抓手装置组成，所述X轴机械滑台包括X轴电机、X轴丝杠、X轴滑座和位于所述X轴滑座下面的X轴滑台，所述X轴滑座固定在所述支撑臂水平臂的下表面；所述Y轴机械滑台包括Y轴电机、Y轴丝杠、Y轴滑座和位于所述Y轴滑座下面的Y轴滑台，所述Y轴滑座固定在所述X轴滑台的下表面；所述Z轴偏转装置包括固定座和固定在所述固定座上的Z轴电机，所述固定座固定在所述Y轴滑台的下表面；所述Z轴汽缸的外壳固定在所述Z轴偏转装置的Z轴电机的电机轴末端；所述抓手装置包括平行气爪和一对形状相同的抓手手指，所述平行气爪的壳体固定在所述Z轴汽缸的活塞杆末端，所述抓手手指上部为平板、下部为从上部平板中央延展向下的宽度一致的L形板，所述L形板的夹持部位有一开口，所述抓手手指的上部平板固定在所述平行气爪的夹爪的下表面且所述两个抓手手指夹持部位的开口相对；所述图像采集机构包括固定臂、照明光源和摄像头，所述照明光源位于玻璃上粘结区域下方，固定安装在所述固定臂的水平臂下表面的所述摄像头位于玻璃上粘结区域上方；所述放置机构包括放置底座和升降汽缸，所述升降气缸固定在所述机架上，所述放置底座为矩形板状，其一端固定在所述升降气缸的活塞杆顶端，另一端用于放置后视镜座或支架的部位位于所述抓手手指复位位置的正下方。 

2.根据权利要求1所述的一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置，其特征在于：所述抓手装置的抓手手指L形板的夹持部位的开口的形状为三角形、半圆形、梯形的其中之一。 

3.根据权利要求1所述的一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置，其特征在于：所述Z轴偏转装置的Z轴电机的电机轴工作角度为0～180°。 

4.根据权利要求1所述的一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的装置，其特征在于：所述放置底座的用于放置后视镜座或支架的部位为三根圆柱凸台、圆形凹槽、矩形凹槽的其中之一。 

5.一种采用根据权利要求1所述的装置安装汽车玻璃后视镜座及支架的方法，包括： 

步骤01：根据玻璃的形状大小，调整所述预定位机构的三根圆柱定位杆的位置； 

步骤02：将玻璃放置于所述机架上，根据步骤01调整的三根所述圆柱定位杆进行定位； 

其特征在于：还包括， 

步骤03：将底部贴有PVB膜或3M胶带的后视镜座或支架放置于所述放置机构的所述放置底座上定位； 

步骤04：复位所述粘结机构，所述放置机构的所述升降气缸向上运动一段距离使步骤 03中的后视镜座或支架到达能够被复位的所述抓手手指水平抓取的高度； 

步骤05：所述抓手手指抓取步骤04中的后视镜座或支架，所述升降气缸向下运动使所述放置机构复位； 

步骤06：启动所述图像采集机构，采集玻璃上的印刷图案，同时将采集到的印刷图案的图像传输到所述计算机中； 

步骤07：所述计算机自动将步骤06中采集到的印刷图案的图像与所述计算机里保存的标准图像进行比对，判断采集图像是否在所述计算机设定的标准范围里； 

步骤08：计算采集图像的中心位置和中心轴位置与所述计算机中保存的标准图像的中心位置和中心轴位置的偏差； 

步骤09：根据步骤08计算的偏差，调整所述抓手装置的位置； 

步骤10：上述步骤09结束后，所述Z轴气缸向下运动执行粘结动作，使所述抓手手指夹持的后视镜座或支架下表面的PVB膜或3M胶带与玻璃的上表面接触贴合，保持贴合时间5-15秒； 

步骤11：启动所述加热机构对步骤10中的后视镜座或支架进行加热，保持加热时间5-15秒； 

步骤12：所述抓手手指分开，所述Z轴气缸复位并带动所述抓手装置一起向上运动，粘结动作完成。 

6.根据权利要求5所述的一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的方法，其特征在于：在完成粘结动作之后检验粘结位置精度是否满足要求，当粘结有偏差时，通过计算机修改所述步骤07中的设定的标准范围。 

7.根据权利要求5所述的一种用于安装汽车玻璃后视镜座及支架的方法，其特征在于：所述步骤11的加热时间与所述步骤10的贴合时间保持一致。 

Images