CN103878094A - 轿车空调自动涂胶生产线 - Google Patents

Abstract

本发明属于车用空调涂胶技术领域，具体都说是一种轿车空调自动涂胶生产线。包括上下料工位、工件检测单元、等离子表面处理单元、视觉单元、涂胶单元、烘干单元、冷却单元及传输机构，在上下料工位将工件放置到工装托盘上，所述传输机构通过传送带将放置有工件的工装托盘输送到工件检测单元中，所述工件检测单元对工件的放置平稳性进行检测，检测完后工件被输送到等离子表面处理单元中，工件被等离子表面处理单元进行表面处理后依次输送至视觉单元、涂胶单元，涂胶机对工件进行涂胶，涂完胶的工件依次被输送至烘干单元和冷却单元，最后由上下料工位下料。本发明实现涂胶工件的连续自动化生产，在保证产品合格率的基础上提高生产效率。

Description

轿车空调自动涂胶生产线

技术领域

本发明属于车用空调涂胶技术领域，具体都说是一种轿车空调自动涂胶生产线。

背景技术

现在国际上流行的涂胶机系统一般分为三种，第一种是一般涂胶机，这种涂胶机只适合于对简单的平面进行涂胶，因为它只有一个运动轴，只能作往复运动，被涂胶的工件一般均在自动线上运动，这样，涂胶机与自动线配合起来就可以完成对一个平面的涂胶。第二种是机械硬仿形涂胶机，这种涂胶机的喷枪运动是靠安装存涂胶机内部的仿形导轨来引导喷枪运动的，这种仿形是按照被涂胶对象的外表面设计而成的，喷枪沿着导轨运动与被喷的对象相吻合。第三种是软仿形涂胶系统，这种涂胶系统在被涂胶表面运动时，一般需要三个运动轴同时运动。胶枪运动的轨迹是靠计算机的软件编程来控制，以达到对不同的涂胶对象涂胶时，只须使用不同的运动程序，这样，使用一套软仿形涂胶设备就可以完成对不同的涂胶对象进行相应的喷涂。但是现有的涂胶系统生产效率低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种轿车空调自动涂胶生产线。该轿车空调自动涂胶生产线实现涂胶工件的连续自动化生产，在保证产品合格率的基础上提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种轿车空调自动涂胶生产线，包括上下料工位、工件检测单元、等离子表面处理单元、视觉单元、涂胶单元、烘干单元、冷却单元及设置于各工位之间的传输机构，在上下料工位处，将工件放置到工装托盘上，所述传输机构通过传送带将放置有工件的工装托盘输送到工件检测单元中，所述工件检测单元对工件的放置平稳性进行检测，检测完后工件被输送到等离子表面处理单元中，工件被等离子表面处理单元进行表面处理后依次输送至视觉单元、涂胶单元，所述涂胶单元中涂胶机对工件进行涂胶，完成涂胶后的工件依次被输送至烘干单元和冷却单元进行烘干和冷却，最后由上下料工位下料。

所述视觉单元和涂胶单元的下部均设有顶升定位装置。所述顶升定位装置包括顶升定位装置机架、挡停器、定位基板、顶升气缸、导向轴、导轨支座及削边销，其中导轨支座设置于顶升定位装置机架上，所述顶升气缸安装在导轨支座下方、并输出端穿过导轨支座与定位基板连接，所述定位基板通过四个导向轴与导轨支座滑动连接，定位基板的两侧设有挡停器，所述削边销设置于定位基板上。

涂胶机包括混胶系统、混胶管、跟踪传感器、检测传感器、涂胶头、铅垂移动机构、水平横向移动机构、水平纵向移动机构、旋转伺服电机及转动机构，其中水平横向移动机构通过X向滑台与水平纵向移动机构滑动连接，所述铅垂移动机构通过Y向滑台与水平横向移动机构滑动连接，所述涂胶头通过Z轴滑台与铅垂移动机构连接，涂胶头通过喷胶管与混胶系统连接，所述跟踪传感器和检测传感器通过转动机构转动安装于喷胶管的外侧，转动机构与旋转伺服电机连接。

所述跟踪传感器和检测传感器的跟踪点和检测点与涂胶头的涂胶点在同一条直线上。

所述转动机构包括支架、主动同步带轮、同步齿形带、从动同步带轮、轴承、旋转体、轴承压盖、隔套、螺母，其中主动同步带轮与旋转伺服电机连接，从动同步带轮通过同步齿形带与主动同步带轮传动连接，所述旋转体通过轴承安装在套设于喷胶管外侧的空心轴上，所述轴承的下端依次设有轴承压盖、隔套及螺母，空心轴通过支架与Z轴滑台连接，所述旋转伺服电机设置于支架上，所述跟踪传感器和检测传感器通过传感器支座安装于旋转体上。

所述跟踪传感器沿涂胶方向位于涂胶头的前方，对工件Z轴方向的高度跟踪，所述检测传感器沿涂胶方向位于涂胶头的后方，对工件的涂胶效果进行检测。所述涂胶单元和烘干单元之间设有人工移出不合格产品工位。

本发明的优点及有益效果是：实现涂胶工件的连续自动化生产，在保证产品合格率的基础上提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图；

图2为本发明的工装示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为图2的左视图；

图5为本发明定位顶升装置中托盘下降状态结构示意图；

图6为本发明定位顶升装置中托盘升起状态结构示意图；

图7为图6的侧视图；

图8为本发明胶盒定位支架和调节盘的结构示意图；

图9为本发明涂胶机的结构示意图；

图10为图9的俯视图；

图11为图9的左视图；

图12为本发明直角坐标机器人Z轴移动机构示意图；

图13为本发明直角坐标机器人X轴移动机构示意图；

图14为本发明直角坐标机器人Y轴移动机构示意图；

图15为本发明跟踪检测机构的结构示意图；

图16为图15的侧视图；

图17为工件示意图；

图18为图17的俯视图；

图19为图17的左视图。

其中：1为钢板，2为弯板，3为顶升定位装置机架，4为挡停器支架I，5为挡停器调整板I，6为导轨支座，7为挡停器支架II，8为挡停器调整板II，9为定位基板，10为削边销，11为导向销，12为压板，13为缓冲垫，14为圆柱销，15为零点支架，16为零点调整板，17为胶盒定位架，18为胶盒调节盘，19为过渡板一，20为过渡板二，21为销端压板，22为工件，23为工装托盘，24为机架，30为混胶系统，31为混胶管，32为跟踪传感器，33为检测传感器，34为涂胶头，35为铅垂移动机构，36为水平横向移动机构，37为水平纵向移动机构，38为旋转伺服电机，39为转动机构，40为Z向滑台，41为连接板I，42为X向滑台，43为Y向滑台，44为连接板II，50为混胶阀，51为支架，52为主动同步带轮，53为同步齿形带，54为从动同步带轮，55为轴承，56为旋转体，57为轴承压盖，58为隔套，59为螺母，60为传感器支座，61为空心轴，62为检测点，63为涂胶点，64为跟踪点，65为涂胶截面，66为胶条，101为上下料工位，102为挡停器，103为等离子清洗机，104为线体，105为视觉单元，106为涂胶机，107为传送带，108为烘干单元，109为冷却单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1所示，本发明包括上下料工位101、工件检测单元、等离子表面处理单元、视觉单元105、涂胶单元、人工移出不合格产品、烘干单元108、冷却单元109及传输机构，在上下料工位101，人工将工件22放置到工装托盘23上，所述传输机构通过传送带107将放置有工件22的工装托盘23输送到工件检测单元，工件检测单元通过对射式激光传感器对工件22的放置平稳性进行检测。检测完后工件22被输送到等离子表面处理单元中，等离子表面处理单元通过Plasma Treat表面处理系统(现有技术)对工件22进行表面处理。之后依次输送至视觉单元105和涂胶单元。视觉单元105(照相系统及路径规划)利用智能相机对工件22进行线扫描，生成涂胶路径信息。涂胶单元根据生成的涂胶路径信息，对工件22表面进行涂胶操作。涂胶单元中涂胶机106对工件22进行涂胶，利用一维激光传感器实现对工件Z轴方向的高度跟踪；利用二维激光传感器实现对工件涂胶效果的检测。根据二维激光传感器的检测结果，指示不合格产品，人工移出。涂完胶的工件22依次被输送至烘干单元108和冷却单元109进行烘干和冷却，最后由上下料工位101人工下料。

本发明的生产线体由传输机线连接在一起，构成一个封闭的循环结构。视觉单元105和涂胶单元的下部均设有顶升定位装置，如图5-7所示，顶升定位装置包括顶升定位装置机架3、挡停器102、定位基板9、顶升气缸、导向轴11、导轨支座6及削边销10，其中导轨支座6设置于顶升定位装置机架3上，所述顶升气缸安装在导轨支座6下方、并输出端穿过导轨支座6与定位基板9连接，定位基板9通过四个导向轴11与导轨支座6滑动连接，定位基板9的两侧设有挡停器102，削边销10设置于定位基板9上。

顶升定位装置确保顶升平台与直角坐标系XY平面平行。当工装托盘23走行至该工位时，由挡停器102对工装托盘23进行阻挡止停并粗定位，然后顶升气缸升起并由定位销和工装托盘23上的销孔进行精确定位，待本工序结束后落下顶升机构，拔出定位销并放下挡停器完成一次定位工作。

视觉单元105布置在涂胶系统之前，是通过线性扫描的相机对工装托盘23进行拍照，将拍照后的照片进行点坐标分析，并通过网络将坐标信息上传至上位机。视觉系统主要由康耐视线扫描相机、条形光源、单轴伺服系统、定位升降台以及传输系统构成。

涂胶单元由涂胶机106和双组份供胶系统组成。涂胶机106是以直角坐标机器人为执行单元，通过双组份供胶系统对工件22进行均匀涂布。其中直角坐标机器人与视觉单元相结合，由视觉单元105提供工件X(线体水平方向)、Y(线体垂直方向)方向坐标，使机械手能够根据每次工件的摆放位置调整运行轨迹。同时，Z(线体高度方向)方向高度修正通过安装在涂胶头34前端的高度跟踪传感器进行实时调整。

直角机器人采用龙门式结构，通过集成的直线定位单元搭建而成。运动空间为三维，四自由度运动。

如图9-11所示，涂胶机106包括混胶系统30、混胶管31、跟踪传感器32、检测传感器33、涂胶头34、铅垂移动机构35、水平横向移动机构36、水平纵向移动机构37、旋转伺服电机38及转动机构39，其中水平横向移动机构36通过X向滑台42与水平纵向移动机构37滑动连接，铅垂移动机构35通过Y向滑台43与水平横向移动机构36滑动连接，涂胶头34通过Z轴滑台40与铅垂移动机构35连接。涂胶头34通过喷胶管31与混胶系统30连接，跟踪传感器32和检测传感器33通过转动机构39转动安装于喷胶管31的外侧，转动机构39与旋转伺服电机38连接。转动机构39包括支架51、主动同步带轮52、同步齿形带53、从动同步带轮54、轴承55、旋转体56、轴承压盖57、隔套58、螺母59，其中主动同步带轮52与旋转伺服电机38连接，从动同步带轮54通过同步齿形带53与主动同步带轮52传动连接。旋转体56通过轴承55安装在套设于喷胶管31外侧的空心轴61上，轴承55的下端依次设有轴承压盖57、隔套58和螺母59。空心轴61通过支架51与Z轴滑台40连接，旋转伺服电机38设置于支架51上，跟踪传感器32和检测传感器33通过传感器支座安装于旋转体56上。

跟踪传感器32和检测传感器33的跟踪点64和检测点62与涂胶点63，三点在同一条直线上。跟踪传感器32沿涂胶方向位于涂胶头34的前方，对工件22Z轴方向的高度跟踪，检测传感器33沿涂胶方向位于涂胶头34的后方，对工件22的涂胶效果进行检测。

直线定位系统

三坐标均为同步带驱动，单坐标重复定位精度为0.025mm，最快直线运动速度：500mm/s。其中X坐标轴由两梁组成通过两根同步带由一台伺服电机驱动。Y轴由上下两根梁组成，Z轴铅垂布置在Y轴侧面，这种安装方式具有非常好的稳定性，Y轴由一台伺服电机驱动。Z轴选用双滑全包围的结构，牢固稳定，由一台带抱闸的伺服电机驱动。每个定位系统都为密封结构，灰尘和水不会进入系统内部。旋转轴安装在Z轴下部

双组份供胶系统用于双组分胶的定比的涂胶，为双组份物料提供精确高效的配比和输送，输送部分采用气动控制，配比部分则采用伺服电机驱动的定量缸进行出胶控制。本系统主要由输送部分，配比部分，混合部分三部分组成。两种组分在进入混合部分之前是完全独立，互不接触。

高度跟踪系统是通过非接触式激光测距传感器采集高度值，并将高度值传送至上位机，经过上位机运算后调整Z轴做高度补偿运动。

该传感器感测头部分采用高速、高精度CCD激光测头。具有从20us-1000us的6种采样周期；测量范围可以达到±15mm；F.S.的±0.03％的高精度；0.01um的高再现性；耐弯曲的柔性电缆；IP67的防护等级。具体参数如下：

测量距离：80mm

测量范围：±15mm

采样周期：20/50/100/200/500/1000us

线形度：F.S.的±0.05％(F.S.＝±15mm)

防护等级IP67

重量：390g

控制器选用一体化数显控制器，该控制器支持RS-232C、USB、模拟量等多种接口形式，方便于PLC或PC的连接；内置65000点存储空间；可以在PC上进行简易设置和分析。

质量检测系统是通过高精度2D激光位移传感器来实现对胶体轮廓的测量，从而判断出涂胶后的高度、宽度是否超差。该传感器特征具有精度高达±0.1％F.S；采样速率高达3.8ms；

可同时在8个点进行测量；可稳定测量所有目标，具体参数如下：

测量距离：80mm

测量范围：Z轴(高度)±23mm，X轴(宽度)参考距离32mm，

再现性：Z轴1um，X轴5um

采样频率：3.8ms

防护等级IP67

温度特性：0.02％F.S./℃

重量：350g

高度跟踪与质量检测系统有数据存储功能可以将数据传送至PLC，并通过网络由上位机实现对数据的记录存储。

本发明的涂胶工作过程是：

工装托盘23通过输送带107运动至涂胶工位，挡停器102升起；工装托盘23停止运动，涂胶机106启动，跟踪传感器32检测工件22的高度；如图2-4所示，每个工装托盘23上固定四个工件，涂胶机106依次对每个工件23进行涂胶；涂胶过程中跟踪传感器32对准工件22的零点，然后向前运动，根据跟踪传感器32检测出工件22的相对涂胶头34的位置，涂胶头34实时调整自身高度进行涂胶。检测传感器33在涂胶头34的后面，实时检测胶条66的宽度和高度，合格的工件进入下道工序，不合格的工件人工处理。涂胶方向改变时，涂胶头34上的伺服电机38启动，带动跟踪传感器32和检测传感器33旋转，以适应涂胶的变化。

Claims (8)

1.一种轿车空调自动涂胶生产线，其特征在于：包括上下料工位(101)、工件检测单元、等离子表面处理单元、视觉单元(105)、涂胶单元、烘干单元(108)、冷却单元(109)及设置于各工位之间的传输机构，在上下料工位(101)处，将工件(22)放置到工装托盘(23)上，所述传输机构通过传送带(107)将放置有工件(22)的工装托盘(23)输送到工件检测单元中，所述工件检测单元对工件(22)的放置平稳性进行检测，检测完后工件(22)被输送到等离子表面处理单元中，工件(22)被等离子表面处理单元进行表面处理后依次输送至视觉单元(105)、涂胶单元，所述涂胶单元中涂胶机(106)对工件(22)进行涂胶，完成涂胶后的工件(22)依次被输送至烘干单元(108)和冷却单元(109)进行烘干和冷却，最后由上下料工位(101)下料。

2.按权利要求1所述的轿车空调自动涂胶生产线，其特征在于：所述视觉单元(105)和涂胶单元的下部均设有顶升定位装置。

3.按权利要求2所述的轿车空调自动涂胶生产线，其特征在于：所述顶升定位装置包括顶升定位装置机架(3)、挡停器(102)、定位基板(9)、顶升气缸、导向轴(11)、导轨支座(6)及削边销(10)，其中导轨支座(6)设置于顶升定位装置机架(3)上，所述顶升气缸安装在导轨支座(6)下方、并输出端穿过导轨支座(6)与定位基板(9)连接，所述定位基板(9)通过四个导向轴(11)与导轨支座(6)滑动连接，定位基板(9)的两侧设有挡停器(102)，所述削边销(10)设置于定位基板(9)上。

4.按权利要求1所述的轿车空调自动涂胶生产线，其特征在于：涂胶机(106)包括混胶系统(30)、混胶管(31)、跟踪传感器(32)、检测传感器(33)、涂胶头(34)、铅垂移动机构(35)、水平横向移动机构(36)、水平纵向移动机构(37)、旋转伺服电机(38)及转动机构(39)，其中水平横向移动机构(36)通过X向滑台(42)与水平纵向移动机构(37)滑动连接，所述铅垂移动机构(35)通过Y向滑台(43)与水平横向移动机构(36)滑动连接，所述涂胶头(34)通过Z轴滑台(40)与铅垂移动机构(35)连接，涂胶头(34)通过喷胶管(31)与混胶系统(30)连接，所述跟踪传感器(32)和检测传感器(33)通过转动机构(39)转动安装于喷胶管(31)的外侧，转动机构(39)与旋转伺服电机(38)连接。

5.按权利要求4所述的轿车空调自动涂胶生产线，其特征在于：所述跟踪传感器(32)和检测传感器(33)的跟踪点(64)和检测点(62)与涂胶头(34)的涂胶点(63)在同一条直线上。

6.按权利要求4所述的轿车空调自动涂胶生产线，其特征在于：所述转动机构(39)包括支架(51)、主动同步带轮(52)、同步齿形带(53)、从动同步带轮(54)、轴承(55)、旋转体(56)、轴承压盖(57)、隔套(58)、螺母(59)，其中主动同步带轮(52)与旋转伺服电机(38)连接，从动同步带轮(54)通过同步齿形带(53)与主动同步带轮(52)传动连接，所述旋转体(56)通过轴承(55)安装在套设于喷胶管(31)外侧的空心轴(61)上，所述轴承(55)的下端依次设有轴承压盖(57)、隔套(58)及螺母(59)，空心轴(61)通过支架(51)与Z轴滑台(40)连接，所述旋转伺服电机(38)设置于支架(51)上，所述跟踪传感器(32)和检测传感器(33)通过传感器支座安装于旋转体(56)上。

7.按权利要求4所述的轿车空调自动涂胶生产线，其特征在于：所述跟踪传感器(32)沿涂胶方向位于涂胶头(34)的前方，对工件(22)Z轴方向的高度跟踪，所述检测传感器(33)沿涂胶方向位于涂胶头(34)的后方，对工件(22)的涂胶效果进行检测。

8.按权利要求1所述的轿车空调自动涂胶生产线，其特征在于：所述涂胶单元和烘干单元(108)之间设有人工移出不合格产品工位。

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