CN102897247A - 自动密封安装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动密封安装，具体地，一种用于将柔性密封件自动化安装到部件的外围的组件和方法。该方法可包括：将该部件的外围定位成与密封件供给组件相邻；利用马达使密封件朝部件的外围移动，直至达到该马达上的预定扭矩为止；当达到该预定扭矩时，停止马达的运动；相对于密封件供给组件移动部件；以及，当部件相对于密封件供给组件移动时，通过朝部件的外围移动密封件，自动地维持马达中的预定扭矩。该部件可以是密封件安装到的车门。

Description

自动密封安装
技术领域
本发明大体涉及将柔性密封件以机器人方式安装到零件上，并且更具体地涉及将柔性密封件以机器人方式安装到车辆部件上。
背景技术
柔性密封件可应用于各种部件，其中密封件包括粘合带，在环绕部件的外围缠绕密封件时，该粘合带压靠部件。例如，车门可具有环绕其外围安装的初级密封件，以便于将门的外围密封到车身。这种密封件可以防止水侵入到车辆中，并且减少车辆移动时的风噪声。这样的密封件可由例如柔性橡皮管制成。这样的密封件可手动安装，但是手动安装缓慢且不能保证将密封件准确地布置在门上。
其它方法通过在机器将密封件分配到门上的同时使用机器人来移动门，使得将初级密封件应用于车门的过程自动化。在这种特殊情况下，当将密封件分配到门上时，密封件沿着压靠门的一侧可具有粘合剂。在机器人移动车门时，该机器以试图匹配门外围移动经过该机器的速度的速率供应密封件。然而，由于车门外围的复杂形状，所利用的机器人倾向于使用六个马达以获得移动车门经过该机器所需的所有自由度。这种复杂性易于引起速度波动，尤其是车门外围上的拐角周围，其中车门外围移动经过机器的速度和从机器供给密封件的速率之差可高达20%。在粘合剂被压到车门上时，这种非预期的速度差异使得柔性密封件变形（伸长或收缩）。然后，在粘合剂已经完全凝固之前，柔性密封件松开，这可能在一些位置处将密封件拉离车门。因此，密封件并不完全附接到车门外围，这就可能引起密封问题。
发明内容
一实施例构思一种将柔性密封件自动化安装到部件的外围的方法，该方法包括步骤：将该部件的外围定位成与密封件供给组件相邻；利用马达使密封件朝部件的外围移动，直至达到该马达上的预定扭矩为止；当达到该预定扭矩时，停止马达的运动；相对于密封件供给组件移动部件；以及当相对于密封件供给组件移动部件时，通过朝部件的外围移动密封件，维持马达中的预定扭矩。
一实施例构思一种用于环绕部件的外围安装密封件的自动化密封件安装器。该安装器可以包括密封件供给组件、机器人和控制器。密封件供给组件可包括：具有的扭矩马达的驱动机构，其连接到传动带，该传动带被配置成用以移动密封件通过密封件供给组件；以及应用轮，其被配置成用以将密封件夹在应用轮和部件的外围之间。机器人沿预定路径相对于部件和密封件供给组件中的一个移动另一个。控制器控制机器人的移动并且为扭矩马达设置扭矩，该扭矩马达被配置成用以当达到预定扭矩时停止并且当扭矩小于预定扭矩时移动传动带。
实施例的优势是，在安装期间，柔性密封件的伸长率得到最小化，因此容许适当地设置粘合剂以将密封附件保持到部件。本发明的另一优势是，用于密封件的自动化安装的逻辑控制通过在从密封件供给组件分配密封件时维持密封件上所期望的特定力（扭矩）而简化，而无需监测门的运动以试图调整密封件供给速率以匹配。维持材料拉伸和粘合要求也可以改进用于密封件的自动化安装的循环时间。
本发明提供如下方案：
1. 一种将柔性密封件自动化安装到部件的外围的方法，所述方法包括步骤：
(a) 将所述部件的外围定位成与密封件供给组件相邻；
(b) 应用马达以使所述密封件朝所述部件的外围移动，直至达到所述马达上的预定扭矩为止；
(c) 当达到所述预定扭矩时，停止所述马达的运动；
(d) 相对于所述密封件供给组件移动所述部件；以及
(e) 当所述部件相对于所述密封件供给组件被移动时，通过朝所述部件的外围移动所述密封件，自动地维持所述马达中的预定扭矩。
2. 根据方案1所述的方法，其中步骤(b)还通过驱动一对传动带的扭矩马达而限定，并且所述密封件安装在所述传动带之间，所述传动带使所述密封件朝所述部件的外围移动。
3. 根据方案1所述的方法，包括步骤(f)：在粘合剂涂层接触抵靠所述部件的外围之前，从沿着所述密封件延伸的粘合剂涂层剥离所述粘合剂覆盖件。
4. 根据方案1所述的方法，包括步骤(f)：当所述密封件从所述密封件供给组件延伸时，将所述密封件夹在所述部件的外围和自由旋转应用轮之间。
5. 根据方案1所述的方法，包括步骤(f)：当所述密封件的长度达到足以延伸环绕所述外围的预定量时，启动密封件剪切器以自动地剪切所述密封件。
6. 根据方案1所述的方法，其中所述部件是门，并且所述密封件是环绕所述门的外围安装的挡风雨密封件。
7. 根据方案1所述的方法，包括：
(f) 基于第一区域和第二区域之间的至少几何形状的变化，环绕所述外围布置至少所述第一区域和所述第二区域；以及
(g) 在已经将所述密封件应用于所述第一区域中之后，当开始将所述密封件应用于所述第二区域中时，改变所述预定扭矩的值。
8. 根据方案1所述的方法，其中步骤(d)还由静止的密封件供给组件和相对于所述密封件供给组件提升和移动所述部件的机器人来限定。
9. 一种用于环绕部件的外围安装密封件的自动化密封件安装器，所述安装器包括：
密封件供给组件，其包括：具有扭矩马达的驱动机构，所述扭矩马达驱动地连接到传动带，所述传动带被配置成用以移动密封件通过所述密封件供给组件；以及应用轮，其被配置成用以将所述密封件夹在所述应用轮和所述部件的外围之间；
机器人，其用于将所述部件和所述密封件供给组件中的一个沿预定路径相对于另一个提升和移动；以及
控制器，其被配置成用以控制所述机器人的移动并且被配置成用以为所述扭矩马达设置扭矩，所述扭矩马达被配置成用以当达到所述预定扭矩时停止并且当扭矩小于所述预定扭矩时移动所述传动带。
10. 根据方案9所述的安装器，其中所述密封件供给组件包括：所述扭矩马达驱动地连接到第二传动带，所述第二传动带从所述传动带的相对侧上接触所述密封件并且被配置成用以移动所述密封件通过所述密封件供给组件。
11. 根据方案9所述的安装器，其中所述密封件供给组件包括密封件剪切器，并且所述控制器被配置成用以当通过所述密封件供给组件供给预定长度的密封件时致动所述密封件剪切器。
12. 根据方案9所述的安装器，其中所述密封件供给组件包括一对辊子，所述一对辊子被配置成用以当通过所述密封件供给组件供给所述密封件时从所述密封件拉开粘合剂覆盖件。
13. 根据方案9所述的安装器，其中所述控制器被配置成用以检测所述外围的哪一部分正在接收所述密封件，并且基于所述外围的哪一部分正在接收所述密封件为所述扭矩马达调整所述预定扭矩设置。
附图说明
图1是应用于部件诸如车门的外围的柔性密封件的示意图。
图2是示出了围绕部件（门）外围的区域的示意图，所述区域可具有针对每一个所设计的不同的密封力。
具体实施方式
参照图1，示出大体上以20表示的部件。部件20可以是，例如，车门20（部分示出），其具有外围22，柔性密封件24绕外围22粘附。密封件24可以是，例如，主要的车门密封件（挡风雨密封件），该密封件用于密封在门20和车身（未示出）之间。当将密封件24安装到门20时，门20可以由机器人26支撑，该机器人支撑和移动门通过预定路径。机器人26可以是用于提升和移动部件通过预定路径的常规机器人，因此在此处不作详细讨论。机器人26是自动化密封件安装器18的一部分。
密封件24由诸如例如橡胶的柔性材料制成，并且可以是中空的，但不必是中空的。密封件24也可在一侧上具有一层粘合剂28，并且包括粘合剂覆盖件30。粘合剂覆盖件30的尺寸设计和定位成覆盖密封件24上的粘合剂28，并且恰在密封件24应用于门20之前自动地拉离粘合剂28。在密封件24应用于门20时，密封件24被供给通过密封件供给组件32。
密封件供给组件32包括驱动机构34，该驱动机构34包括两对旋转轮36，每一对均支撑并驱动传动带38。密封件24夹在传动带38之间并且由传动带38通过组件32供给。旋转轮36由可变扭矩马达40 驱动。可变扭矩马达40能够被设置成即使当旋转轮36的速度变化时也提供预定扭矩输出。
密封件供给组件32还可包括密封件剪切器44和应用轮42。应用轮42将密封件24夹在应用轮42和门20的外围22之间。 该轮42可以是自由旋转轮，无需控制其旋转。密封件剪切器44可包括刀片46和刀片致动器48，当达到覆盖门20的外围期望的量所需的密封件长度时，刀片致动器48驱动刀片46剪切密封件24。
密封件供给组件32还可包括一对辊子50，在密封件24被应用于门20的同时，该一对辊子50将粘合剂覆盖件30从密封件24拉掉并且远离门20。
控制器52与可变扭矩马达40、密封件剪切器44和机器人26通信以控制自动化密封件安装过程。控制器可以是用于控制自动化过程的硬件和软件的任意适当组合。人机接口54与控制器通信以从技术人员接纳输入。该人机接口可包括触摸屏、鼠标、键盘、或其它典型类型的容许信息在技术人员和控制器之间传达的接口。
图2示出图1的门20的一部分，具有被指示环绕车门外围22的一部分的不同的区域（Z1至Z5）。这些区域表示车门外围22的区域，其中当密封件24正被应用于每个特定区域时，控制器可以改变可变扭矩马达40的扭矩设置。这些区域可以与车门外围22上的不同的形状特征相关联，所述不同的形状特征诸如例如拐角、直段，或弯段。扭矩变化可以为在应用期间最小化任何潜在的密封件变形而提供，并且因此也为粘合剂到门20的最佳粘合作而提供。例如，当正环绕拐角应用密封件24时，如与车门外围22的直段不同，可以增加扭矩设置。另外，马达40的扭矩设置可基于其它因素改变，所述其它因素诸如例如机器人总体速度、密封件的类型和形状以及密封件的材料。控制器52能够基于机器人的位置确定特定区域，所述机器人的位置表示密封件24正被应用的车门外围22上的位置。基于密封件正对其提供的具体部件，区域的数量可以变化。
现在将讨论自动化密封安装器18的操作。可将具体部件（例如，车门）和将应用的柔性密封件的类型（例如，挡风雨密封件）输入到人机接口54中。控制器52中的软件可包括表，该表针对密封件的具体类型和尺寸使马达40中的扭矩与密封件24压靠部件20的力相关联。
密封件24被加载到密封件供给组件32中，并且机器人26抓取和提升部件20到自动化密封安装即将开始的预定位置。 马达40上的扭矩被设置成用以提供抵靠具体区域的外围22推动密封件24的力。当达到扭矩（并且因此期望的力）时，马达40停止（不再运转）。当部件20相对于密封件24不移动时，密封件24上的力不足以保持密封件24移动。仅当力（以及因此扭矩）下降到低于预定水平时，密封件24才分配，这种情形当机器人26移动部件20时发生。
在机器人26移动部件时，密封件24上的力以及因此马达40上的扭矩下降，使得马达40驱动传动带38，并且进而朝部件驱动密封件24。马达40运转以维持其上的当前扭矩设置，其运转以在密封件24上维持压靠外围22的基本恒定的力。在朝部件驱动密封件24时，辊子50从粘合剂拉掉粘合剂覆盖件30。在密封件24夹在应用轮42和外围22之间时，密封件24的粘合剂侧被压靠外围22。因此，在机器人26移动部件20时，密封件24被供给并且抵靠外围22被固定。
在环绕外围22应用密封件24时，控制器52跟踪部件20上的位置，并且当开始在新区域应用密封件时调整马达40的扭矩设置。该过程继续直到密封件24被应用环绕外围22的期望的量为止。当达到足以覆盖外围22的期望量的密封件的长度时，密封件剪切器44被致动以从密封件库的剩余部分剪切密封件24。
该操作方法不需要任何人试图匹配密封件24的分配速度和部件外围22的移动速度。因此，在安装密封件24时，机器人的马达的马达速度的变化并不影响密封件24的安装，从而最小化对密封件24的任何拉伸或收缩。通过避免拉伸或收缩密封件24，粘合剂28将粘附并凝固，而无需放松密封件24从外围22拉掉粘合剂28。
作为替代，部件20能够保持静止，并且密封件供给组件由机器人26环绕外围22移动--最终结果本质上相同，因为其是改变正被维持的力（扭矩）的相对移动。
虽然已经详细地描述了本发明的某些实施例，但是本发明的所涉及的领域的那些人将会意识到用于实践由所附权利要求所限定的本发明的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1. 一种将柔性密封件自动化安装到部件的外围的方法，所述方法包括步骤：
(a) 将所述部件的外围定位成与密封件供给组件相邻；
(b) 应用马达以使所述密封件朝所述部件的外围移动，直至达到所述马达上的预定扭矩为止；
(c) 当达到所述预定扭矩时，停止所述马达的运动；
(d) 相对于所述密封件供给组件移动所述部件；以及
(e) 当所述部件相对于所述密封件供给组件被移动时，通过朝所述部件的外围移动所述密封件，自动地维持所述马达中的预定扭矩。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)还通过驱动一对传动带的扭矩马达而限定，并且所述密封件安装在所述传动带之间，所述传动带使所述密封件朝所述部件的外围移动。
3. 根据权利要求1所述的方法，包括步骤(f)：在粘合剂涂层接触抵靠所述部件的外围之前，从沿着所述密封件延伸的粘合剂涂层剥离所述粘合剂覆盖件。
4. 根据权利要求1所述的方法，包括步骤(f)：当所述密封件从所述密封件供给组件延伸时，将所述密封件夹在所述部件的外围和自由旋转应用轮之间。
5. 根据权利要求1所述的方法，包括步骤(f)：当所述密封件的长度达到足以延伸环绕所述外围的预定量时，启动密封件剪切器以自动地剪切所述密封件。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述部件是门，并且所述密封件是环绕所述门的外围安装的挡风雨密封件。
7. 根据权利要求1所述的方法，包括：
(f) 基于第一区域和第二区域之间的至少几何形状的变化，环绕所述外围布置至少所述第一区域和所述第二区域；以及
(g) 在已经将所述密封件应用于所述第一区域中之后，当开始将所述密封件应用于所述第二区域中时，改变所述预定扭矩的值。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中步骤(d)还由静止的密封件供给组件和相对于所述密封件供给组件提升和移动所述部件的机器人来限定。
9. 一种用于环绕部件的外围安装密封件的自动化密封件安装器，所述安装器包括：
密封件供给组件，其包括：具有扭矩马达的驱动机构，所述扭矩马达驱动地连接到传动带，所述传动带被配置成用以移动密封件通过所述密封件供给组件；以及应用轮，其被配置成用以将所述密封件夹在所述应用轮和所述部件的外围之间；
机器人，其用于将所述部件和所述密封件供给组件中的一个沿预定路径相对于另一个提升和移动；以及
控制器，其被配置成用以控制所述机器人的移动并且被配置成用以为所述扭矩马达设置扭矩，所述扭矩马达被配置成用以当达到所述预定扭矩时停止并且当扭矩小于所述预定扭矩时移动所述传动带。
10. 根据权利要求9所述的安装器，其中所述密封件供给组件包括：所述扭矩马达驱动地连接到第二传动带，所述第二传动带从所述传动带的相对侧上接触所述密封件并且被配置成用以移动所述密封件通过所述密封件供给组件。
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