CN104625702B - 一种汽车门条自动滚压设备 - Google Patents
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Abstract
一种汽车门条自动滚压设备属于汽车制造领域，目的在于解决现有技术中由于人为不确定性造成的滚压力可靠性和均匀性存在差异，影响汽车装配线生产效率和产品质量的问题。本发明包括设备外框、全自动滚压设备和手动滚压设备；全自动滚压设备整体位于设备外框内部，全自动滚压设备包括基础支架、车型识别单元、车位置识别单元、热辐射单元、自动滚压机械单元和控制柜；汽车通过自动化输送链输送至基础支架内部，分别通过车型识别单元和位置识别单元识别车型以及判断车身的位置，门条通过热辐射单元自动加热后，通过自动滚压机械单元进行滚压，实现自动实时在线控制；手动滚压设备作为故障响应的应急预案，通过手动操作完成汽车门条装配的滚压工作。
Description
技术领域
本发明属于汽车制造领域，具体涉及一种汽车门条自动滚压设备。
背景技术
在汽车制造装配过程中，为了整车的美观或防护作用，需要为某型汽车装配门条，其中门条是指汽车门的装饰条、防护条、亮条、门槛条或防基石护条，门条的安装是汽车生产过程的一道工艺装配工序。国内企业安徽飞彩(集团)公司为X110型车门设计开发的“车门框条的滚压成型工艺”，将滚压技术引入车门框条生产过程，主要实现的是门框条滚压成型。这种工艺使一种门框条型材可以适用多种车型或一种车型多次变形的车门制作，该研究成果发表在《模具工业》杂志2002第四期，但其主要滚压工艺是金属型材的成型滚压，而非汽车门防护条的自动识别滚压，也不是在线实时检测。另外，《模具工业》杂志2010年第36卷第3期发表的“汽车密封条钢带滚压成形辊轮设计”，介绍了板料滚压成形技术的原理，通过实例介绍了滚压成形辊轮的设计过程和设计要点，主要针对的是汽车门窗密封条钢带滚压成形辊轮设计，现有技术中没有对汽车门条自动滚压的设备。
目前生产过程中，汽车亮条、防护条或装饰条等门条配件安装过程中主要靠人工安装、人工加热和人工滚压，由于生产工人的个体差异，滚压力的可靠性和均匀性也存在差异，影响汽车装配线的生产效率和产品质量。
发明内容
本发明的目的在于提出一种汽车门条自动滚压设备，解决现有技术中由于人为不确定性造成的滚压力的可靠性和均匀性存在差异，影响汽车装配线的生产效率和产品质量的问题。
为实现上述目的，本发明的一种汽车门条自动滚压设备包括设备外框和全自动滚压设备；所述全自动滚压设备整体位于设备外框内部，所述全自动滚压设备包括基础支架、车型识别单元、车位置识别单元、热辐射单元、自动滚压机械单元和控制柜；汽车通过自动化输送链输送至基础支架内部，分别通过车型识别单元和车位置识别单元识别车型以及判断车身的位置，门条通过热辐射单元自动加热后，通过自动滚压机械单元进行滚压，通过所述控制柜实现自动控制；
所述汽车门条自动滚压设备左右两侧各设置有一套所述自动滚压机械单元，所述自动滚压机械单元包括滚压单元、前推力机械单元、动力单元和支撑单元；所述滚压单元包括滚轮A、十字轴承A和可调支杆A，所述前推力机械单元包括前推板、光轴夹套、光轴、弹簧、直线导套和带帽光轴；所述滚轮A两端分别通过十字轴承A与一个可调支杆A连接，两个可调支杆A的另一端固定在前推板A的一侧，所述两个可调支杆A平行设置，所述前推板A的另一侧的两端通过光轴夹套与所述光轴固定连接，所述光轴分别通过短导套和长导套与中推板和后推板连接，所述带帽光轴轴端镶嵌在直线导套内，轴帽端端面与填充物接触，直线导套与带帽光轴轴帽端之间设置有弹簧；
所述动力单元包括直线导轨A、直线滑块A和气缸A，所述直线导轨A和直线滑块A滑动配合，所述直线导轨A端部通过导轨推板A与后推板固定连接，所述气缸A通过气缸推板A与所述直线导轨A连接，所述直线滑块A和气缸A通过气缸固定座A固定在所述支撑单元上。
所述自动滚压机械单元还包括标定用传感器、压力传感器和填充物，所述标定用传感器或填充物通过传感器安装板B固定在中推板上，所述压力传感器设置在所述中推板和后推板之间，通过传感器安装板A固定在后推板上。
所述汽车门条自动滚压设备还包括手动滚压设备，所述手动滚压设备包括滚轮B、前推板B、直线导轨B、直线滑块B和气缸B；所述滚轮B两端分别通过十字轴承B与一个可调支杆B连接，两个可调支杆B的另一端固定在前推板B的一侧，所述两个可调支杆B平行设置，所述前推板B的另一侧通过导轨推板B与所述直线导轨B端部固定连接，所述直线导轨B与所述直线滑块B滑动配合，所述直线滑块B固定在气缸固定座B上，所述气缸B通过气缸推板B与所述直线导轨B固定连接，所述气缸B通过气缸固定座B固定在悬臂B上，所述悬臂B另一端依次与前立柱和后立柱固定连接，通过设置在所述后立柱上端的手动控制单元控制滚轮B进行滚压。
所述前立柱和后立柱固定在小车底盘上，所述小车底盘上设置有万向轮，所述后立柱上设置有配重块；所述手动控制单元包括设置在后立柱上的分气块、调压阀、手杆阀和把手，所述分气块、调压阀和手杆阀通过安装板连接在一起，压缩空气接到分气块上再转接到调压阀，手动滚压设备的压力通过调压阀来进行调节，调节后的压缩空气接入手杆阀，通过手杆阀控制气缸方向，进而控制滚轮B的伸出与收回。
所述滚轮B的结构形式为圆柱型或球型；所述滚轮A的结构形式为圆柱形或球型。
所述基础支架包括主支架和烤灯支架，所述烤灯支架上固定设置有热辐射单元；所述自动滚压机械单元的支撑单元包括立柱、支架底座和悬臂A，所述悬臂A一端与所述立柱固定连接，所述立柱下端与所述支架底座固定连接；所述气缸固定座A固定在所述悬臂A上；所述支撑单元的立柱与所述基础支架的主支架固定连接。
所述车型识别单元和所述车位置识别单元采用数据载体识别技术、照相识别技术、光栅识别技术或光电开关识别技术。
所述车型识别单元采用光电开关识别技术，包括五个光电开关传感器，所述五个光电开关传感器分别通过传感器安装板C安装在传感器安装支架上，所述传感器安装支架与基础支架的主支架固定连接。
所述车位置识别单元采用光电开关识别技术，包括三个热辐射位置识别传感器和两个滚压位置识别传感器，所述三个热辐射位置识别传感器和两个滚压位置识别传感器分别通过传感器安装板C安装在传感器安装支架上，所述传感器安装支架与基础支架的主支架固定连接。
所述热辐射单元包括热辐射器A1、热辐射器B1、热辐射器C1和红外线温度传感器；所述热辐射器A1、热辐射器B1和热辐射器C1对亮条进行加热，所述红外线温度传感器实时采集加热后的亮条温度，控制柜接收采集后的信号并控制所述热辐射器A1、热辐射器B1和热辐射器C1的加热温度。
所述设备外框由铝型材和有机玻璃板组成。
本发明的有益效果为：本发明的一种汽车门条自动滚压设备可以实现汽车柔性生产，生产线的车型不同，门条自然不同，本设备可以根据对车型的实时检测，调用不同的滚轮进行滚压，实现生产线实时在线控制。本设备采用非接触传感器——光电开关传感器来完成车型、车身定位识别判断，并采用不同形式的滚压头来实现滚压工艺，灵活性高。本设备的控制实现了程序化的可视控制，可以对温度、压力参数进行实时调节，记录数据参数。本设备具有手动控制模式，当设备由于故障不能正常使用时，手动滚压设备作为故障响应的应急预案，可以通过手动操作的方式完成门条的滚压工作。手动滚压装置设计为可移动的形式，在需要使用时可以牢固地固定在现场，在不需要使用时可以移至库房进行保管。本设备的压力及温度采用的是闭环控制方式，避免了车身在输送链的滑板橇上不居中而导致两侧滚压力不均衡的问题，避免了由于环境温度温差较大而导致加热温度不稳定的问题。设备设计标准采用德国大众汽车工业奥迪规划设计标准，在电气、机械、程序等方面都实现了标准化与模块化。
本发明的一种汽车门条自动滚压设备利用自动识别检测装置及智能滚压力、温度控制技术，对汽车门条的安装滚压进行实时、在线、连续均匀的自动识别滚压，为汽车在线生产提供快速自动化装配方法，满足汽车装配自动化的需要，实现快速检测和柔性生产，保证门条滚压的可靠性和合格率，相较手工操作，可以降低劳动强度，提高效益，避免人工滚压造成的安装差异，可以为企业带来巨大的经济效益。
附图说明
图1为本发明的一种汽车门条自动滚压设备整体结构俯视图；
图2为本发明的一种汽车门条自动滚压设备整体结构侧视图；
图3为本发明的一种汽车门条自动滚压设备中自动滚压机械单元结构示意图；
图4为本发明的一种汽车门条自动滚压设备中手动滚压设备结构示意图；
图5为本发明的一种汽车门条自动滚压设备中手动滚压设备结构侧视图；
图6为本发明的一种汽车门条自动滚压设备中基础支架结构示意图；
图7为本发明的一种汽车门条自动滚压设备中车型识别单元结构示意图；
图8为本发明的一种汽车门条自动滚压设备中车身位置识别单元结构示意图；
图9为本发明的一种汽车门条自动滚压设备中热辐射单元结构示意图；
图10为本发明的一种汽车门条自动滚压设备工作流程图；
图11为本发明的一种汽车门条自动滚压设备门条滚压装备控制系统组成原理图；
图12为本发明的一种汽车门条自动滚压设备控制机构PROFINET总线与PLC通信接线图；
其中：1、光电开关传感器Ⅰ，2、光电开关传感器Ⅱ，3、光电开关传感器Ⅲ，4、光电开关传感器Ⅳ，5、光电开关传感器Ⅴ，6、热辐射位置识别传感器Ⅰ，7、热辐射位置识别传感器Ⅱ，8、滚压位置识别传感器Ⅰ，9、热辐射位置识别传感器Ⅲ，10、滚压位置识别传感器Ⅱ，11、传感器安装板C，12、传感器安装支架，13、烤灯支架，14、主支架，15、自动滚压机械单元，15-1、滚轮A，15-2、十字轴承A，15-3、可调支杆A，15-4、前推板A，15-5、光轴夹套，15-6、填充物，15-7、短导套，15-8、光轴，15-9、导轨推板A，15-10、直线导轨A，15-11、传感器安装板A，15-12、直线滑块A，15-13、气缸固定座A，15-14、气缸A，15-15、中推板，15-16、传感器安装板B，15-17、夹板，15-18、弹簧，15-19、直线导套，15-20、气缸推板A，15-21、带帽光轴，15-22、压力传感器，15-23、后推板，15-24、长导套，15-25、立柱，15-26、支架底座，15-27、悬臂A，16、手动滚压设备，16-1、滚轮B，16-2、十字轴承B，16-3、可调支杆B，16-4、前推板B，16-5、导轨推板B，16-6、直线导轨B，16-7、气缸推板B，16-8、直线滑块B，16-9、气缸固定座B，16-10、气缸B，16-11、悬臂B，16-12、前立柱，16-13、配重块，16-14、万向轮，16-15、后立柱，16-16、分气块，16-17、调压阀，16-18、安装板，16-19、手杆阀，16-20、把手，17、红外线温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
参见附图1、附图2和附图10，本发明的一种汽车门条自动滚压设备包括设备外框和全自动滚压设备；所述全自动滚压设备整体位于设备外框内部，所述全自动滚压设备包括基础支架、车型识别单元、车位置识别单元、热辐射单元、自动滚压机械单元15和控制柜；汽车通过自动化输送链输送至基础支架内部，分别通过车型识别单元和车位置识别单元识别车型以及判断车身的位置，门条的位置经过热辐射单元时，通过热辐射单元自动加热，以保证粘结工艺对温度的要求，当车身门条达到自动滚压机械单元15的滚轮位置时，通过自动滚压机械单元15进行滚压，滚压完成后，滚轮自动收回，通过所述控制柜实现自动控制；
参见附图3，所述自动滚压设备左右两侧各设置有一套所述自动滚压机械单元15，所述自动滚压机械单元15包括滚压单元、前推力机械单元、动力单元和支撑单元；所述滚压单元包括滚轮A15-1、十字轴承A15-2和可调支杆A15-3，所述前推力机械单元包括前推板A15-4、光轴夹套15-5、光轴15-8、弹簧15-18、直线导套15-19和带帽光轴15-21；所述滚轮A15-1两端分别通过十字轴承A15-2和夹板15-17与一个可调支杆A15-3连接，两个可调支杆A15-3的另一端固定在前推板A15-4的一侧，所述两个可调支杆A15-3平行设置，所述前推板A15-4的另一侧的两端通过光轴夹套15-5与所述光轴15-8固定连接，所述光轴15-8分别通过短导套15-7和长导套15-24与中推板15-15和后推板15-23连接，所述带帽光轴15-21轴端镶嵌在直线导套15-19内，轴帽端端面与填充物15-6接触，直线导套15-19与带帽光轴15-21轴帽端之间设置有弹簧15-18；
所述动力单元包括直线导轨A15-10、直线滑块A15-12和气缸A15-14，所述直线导轨A15-10和直线滑块A15-12滑动配合，所述直线导轨A15-10端部通过导轨推板A15-9与后推板15-23固定连接，所述气缸A15-14通过气缸推板A15-20与所述直线导轨A15-10连接，所述直线滑块A15-12和气缸A15-14通过气缸固定座A15-13固定在所述支撑单元上。
所述自动滚压机械单元15还包括标定用传感器、压力传感器15-22和填充物15-6，所述标定用传感器或填充物15-6通过传感器安装板B15-16固定在中推板15-15上，所述压力传感器15-22设置在所述中推板15-15和后推板15-23之间，通过传感器安装板A15-11固定在后推板15-23上。
所述填充物15-6外形尺寸和安装尺寸与标定用传感器相同，当需要标定设备时，将填充物15-6拆下来，安装标定用传感器，不标定设备时，拆下标定用传感器，在安装标定用传感器的相应位置安装填充物15-6，用来填充这部分空间，起到传递力的作用。弹簧15-18和带帽光轴15-21是减轻标定用传感器受到冲击而损坏的一套缓冲保护装置，标定用传感器和压力传感器15-22位于同一条直线上，保证标定用传感器和压力传感器15-22在同一直线上受到相同的力，标定用传感器当标定设备时才可以安装，安装前要到计量部门检定，以用来定期标定设备。
在生产过程中由于输送链滑板橇的偏差及车身弧度而产生的落差会导致压力的不稳定，达不到工艺要求，因此整个滚压单元采用的是闭环控制，其工作原理是气缸推动气缸推板A15-20带动直线导轨A15-10及整个滚压单元向前运动，当滚轮A15-1压到门条后形成一个反方作用力，这样两个方向的力通过前推力机械结构与后推力机械结构作用到压力传感器15-22上，压力传感器15-22将采集到的信号传送给控制柜中的PLC，PLC经过运算后输出控制信号控制比例方向流量阀，比例方向流量阀再控制气缸的运动方向，如压力值超过标准力，气缸向后运动，压力值小于标准力，气缸向前运动，这种控制方式弥补了由于外部原因而导致压力不稳定的问题，其中后推力机械结构包括后推板15-23、长导套15-24、导轨推板A15-9、直线导轨A15-10和气缸推板A15-20。
参见附图4和附图5，所述汽车门条自动滚压设备还包括手动滚压设备16，所述手动滚压设备16包括滚轮B16-1、前推板B16-4、直线导轨B16-6、直线滑块B16-8和气缸B16-10；所述滚轮B16-1两端分别通过十字轴承B16-2与一个可调支杆B16-3连接，两个可调支杆B16-3的另一端固定在前推板B16-4的一侧，所述两个可调支杆B16-3平行设置，所述前推板B16-4的另一侧通过导轨推板B16-5与所述直线导轨B16-6端部固定连接，所述直线导轨B16-6与所述直线滑块B16-8滑动配合，所述直线滑块B16-8固定在气缸固定座B16-9上，所述气缸B16-10通过气缸推板B16-7与所述直线导轨B16-6固定连接，所述气缸B16-10通过气缸固定座B16-9固定在悬臂B16-11上，所述悬臂B16-11另一端依次与前立柱16-12和后立柱16-15固定连接，通过设置在所述后立柱16-15上端的手动控制单元控制滚轮B16-1进行滚压。
所述前立柱16-12和后立柱16-15固定在小车底盘上，所述小车底盘上设置有万向轮16-14，所述后立柱16-15上设置有配重块16-13；所述手动控制单元包括设置在后立柱16-15上的分气块16-16、调压阀16-17、手杆阀16-19和把手16-20，所述分气块16-16、调压阀16-17和手杆阀16-19通过安装板16-18连接在一起，压缩空气接到分气块16-16上再转接到调压阀16-17，手动滚压设备16的压力通过调压阀来进行调节，调节后的压缩空气接入手杆阀16-19，通过手杆阀16-19控制气缸方向，进而控制滚轮B16-1的伸出与收回。
所述滚轮B16-1的结构形式为圆柱型或球型；所述滚轮A15-1的结构形式为圆柱形或球型。
手动滚压设备16是通过气缸驱动，人工识别车型与滚轮伸出收回的位置，只需要手动控制一个手杆阀16-19就可以操作的设备，伸出收回的方向可以通过手杆阀16-19进行控制，滚压力可以通过调压阀16-17进行调整，虽然控制精度没有闭环控制那样精准，但也能保证滚压力控制在工艺范围内。手动滚压设备16只有在自动滚压设备不能正常使用时才启用，为了节省现场工位空间，手动滚压设备16基础部分设计成一个可以移动的小车，可以在不使用时将它移动到其它地方，使用时将他移动到现场并固定，固定方式与气源连接方式采用快速连接，可以快速安装使用，起到了应急的目的。
参见附图6，本发明的一种汽车门条自动滚压设备左右两侧各有一套固定底座的基础支架，基础支架部分是整套自动滚压设备的基础，所述基础支架包括主支架14和烤灯支架13，采用工业铝型材，所述烤灯支架13上固定设置有热辐射单元；所述自动滚压机械单元15的支撑单元包括立柱15-25、支架底座15-26和悬臂A15-27，所述悬臂A15-27一端与所述立柱15-25固定连接，所述立柱15-25下端与所述支架底座15-26固定连接；所述气缸固定座A15-13固定在所述悬臂A15-27上；所述支撑单元的立柱15-25与所述基础支架的主支架14固定连接。
所述车型识别单元和所述车位置识别单元采用数据载体识别技术、照相识别技术、光栅识别技术或光电开关识别技术。
参见附图7，通常一条生产线将会生产多种车型，要先识别出车型来判断亮条位置。所述车型识别单元采用光电开关识别技术，包括五个光电开关传感器，即光电开关传感器Ⅰ1、光电开关传感器Ⅱ2、光电开关传感器Ⅲ3、光电开关传感器Ⅳ4和光电开关传感器Ⅴ5，所述五个光电开关传感器分别通过传感器安装板C11安装在传感器安装支架12上，所述传感器安装支架12与基础支架的主支架14固定连接。所述光电开关传感器Ⅴ5所在基准点为其他四个光电开关传感器所在基点的辅点，当车身正好到这个位置时所有的光束都被遮挡，满足了输出条件，车型也就判定出来了，具体位置要根据车型而定，如光电开关传感器Ⅰ1和光电开关传感器Ⅱ2识别顶棚，光电开关传感器Ⅲ3和光电开关传感器Ⅳ4识别前杠。
本发明中的车型识别单元主要通过车身的轮廓来识别车型，当车身前端底部到达基准点时，即光电开关传感器Ⅴ5所在位置，车身识别点即光电开关传感器Ⅳ4、底盘识别点即光电开关传感器Ⅲ3、顶棚识别点即光电开关传感器Ⅱ2、背箱识别点及光电开关传感器Ⅰ1同时被挡住时，五个光电开关传感器输出信号均为1，通过设备的主控制系统PLC进行逻辑判断后输出车型。
参见附图8，所述车位置识别单元采用光电开关识别技术，包括三个热辐射位置识别传感器即热辐射位置识别传感器Ⅰ6、热辐射位置识别传感器Ⅱ7及热辐射位置识别传感器Ⅲ9和两个滚压位置识别传感器即滚压位置识别传感器Ⅰ8及滚压位置识别传感器Ⅱ10，位置的控制程序是通过歩序来控制的，只有当车型识别后，车身前杠分别挡住热辐射位置识别传感器Ⅰ6、热辐射位置识别传感器Ⅱ7及热辐射位置识别传感器Ⅲ9，相对应的热辐射器A1、热辐射器B1和热辐射器C1依次加热，当后杠脱离热辐射位置识别传感器Ⅰ6、热辐射位置识别传感器Ⅱ7及热辐射位置识别传感器Ⅲ9时，热辐射器A1、热辐射器B1和热辐射器C1依次关闭。所述三个热辐射位置识别传感器和两个滚压位置识别传感器分别通过传感器安装板C11安装在传感器安装支架12上，所述传感器安装支架12与基础支架的主支架14固定连接。
参见附图9，所述热辐射单元包括热辐射器A1、热辐射器B1、热辐射器C1和红外线温度传感器17；所述热辐射器A1、热辐射器B1和热辐射器C1对亮条进行加热，所述红外线温度传感器17实时采集加热后的门条温度，控制柜接收采集后的信号并控制所述热辐射器A1、热辐射器B1和热辐射器C1的加热温度。
汽车门条的粘接工艺中温度要保证在30℃-70℃，正常稳定在35℃，由于北方地区冬季温度较低，车间的环境温度达不到工艺温度要求范围，所以要在滚压之前为门条预热。由于热辐射器升温较快，很容易出现超温的问题，因此配备了红外温度传感器，红外温度传感器一直采集加热后门条温度，将采集后的信号连到PLC内部，PLC经过运算后输出控制信号控制功率模块，功率模块继而控制了热辐射器的加热温度，形成了一套完整的温度闭环控制单元。
当车身前端基准点到达热辐射位置识别传感器Ⅰ6时，A1组热辐射器加热，当车身基准点到达热辐射位置识别传感器Ⅱ7时，B1组热辐射器加热，当车身基准点到达热辐射位置识别传感器Ⅲ9时，C1组热辐射器加热。当车身尾端基准点离开热辐射位置识别传感器Ⅰ6时，A1组热辐射器加热结束，当车身基准点离开热辐射位置识别传感器Ⅱ7时，B1组热辐射器加热结束，当车身基准点离开热辐射位置识别传感器Ⅲ9时，C组热辐射器加热结束。这种阶段式控制方式其目的是更好的控制温度的精准度，同时可以节约电力能源。当车身前端基准点到达滚压位置识别传感器Ⅱ10时，同时滚压位置识别传感器Ⅰ8常闭识别点被挡住，滚轮A15-1伸出正好压在门条的最前端，当车身离开滚压位置识别传感器Ⅰ8时，滚轮收回，整个门条滚压完成。
所述设备外框由铝型材和有机玻璃板组成。
本发明的一种汽车门条自动滚压设备中滚压机构的拆卸与安装具体为：
1)固定底座是由锚栓固定在地面上的。
2)立柱15-25：不可移动，拆卸需要先把固定底座拆下。
3)悬臂A15-27：调整滚轮的水平基准高度和伸出的基准长度，通过调整连接与立柱15-25连接的铝角进行调节。
4)气缸固定座A15-13：连接悬臂A15-27、直线轴承和气缸的部分，其上下各有四个螺丝用来连接悬臂A15-27和直线滑块A15-12。拆卸安装时调整对应的螺丝。
5)直线导轨A15-10和直线滑块A15-12：整体使用不要将其拆下，注油时可通过直线滑块A15-12上的注油孔。
6)气缸推板A15-20和前推板A15-4：连接气缸运动部件和滚头安装部件的连接件。拆卸时拧下螺丝。
7)弹簧15-18和测力机构：测力机构为一个滚头两组测力传感器同轴安装方式，一个用来测力另一个用来标定，压力传感器15-22为500Ncm2桥式四线制电阻应变片，测力机构是指中推板15-15、传感器安装板B15-16和填充物15-6。
8)滚轮机构：滚轮A15-1采用聚氨酯橡胶轮加工而成，圆柱型和球型设计，能够有效的避免门条的划伤。安装方式采用，轴承+关节轴承+通丝的方式，能够使滚轮A15-1部分多角度安装并保证滚动时的摩擦力较小，滚轮A15-1选用的材料都比门条要软，所以不会刮伤门条。
聚氨酯橡胶轮更换时需先卸下滚轮上下的M10螺丝；前推板A15-4的中部有调节滚轮安装高度的螺丝孔，同时也是其连接测力机构的螺丝孔，共两组每组有6个孔；聚氨酯滚轮与固定板是由通丝连接，能够调节滚轮的倾斜角度。
气驱动系统：主要采用了FESTO公司的DSNU系列气缸，MPYE系列比例方向控制阀、调压阀16-17、与一些附属器件。这些器件稳定性好，可控性强，根据比例阀的特性曲线，能够有效的控制气缸的直线运动方向，符合闭环控制系统的驱动需求；根据实际要求，选取200N±10％作为设备工作值：需要保证主气源气压达到最小值，减压阀进行流量微调才能获得更好的压力稳定性，主气源和减压阀的预设参数为：
| 减压阀 | 最小 | 最大 |
| 主气源 | 5bar | 6bar |
| K30侧 | 4.9bar | 4.9bar |
| K31侧 | 4.9bar | 4.9bar |
在柔性生产时，需要对车型进行识别检测，实施方案采用多点位光电传感器(对射型或反射型)识别检测，识别检测点位可以是车身长度、车高度、车头尾基准点、A柱、B柱、前后车轮。为保证滚压实时准确，需要对汽车在输送线上的位置进行实时检测，进而控制滚压设备启动/停止。热辐射器的作用是对车体表面加热，促进门条和胶粘剂可靠粘接，为实现无接触测量，研究方案可采用红外线测温仪进行温度检测，并通过调压控制热辐射器温度。滚压力控制环节要求实时采集滚压力数据，并将此数据反馈给控制系统，控制系统通过判断实际滚压力与设定滚压力范围的偏差，进一步调整滚压力，从而保证整个滚压过程压力稳定均匀等，压力调节环节要求快速可靠，研究拟采用比例控制阀控制气缸方式来驱动滚压轮。
本发明的一种汽车门条自动滚压设备的技术指标为：
(1)本设备能够实现汽车门条滚压力实时监控，且滚压力具备稳定的重复精度；
(2)滚压力在50-250N/cm2范围内可调，且滚压力保持恒定，两侧滚压力均匀；在滚压时，设备实时监控滚压力，设备自动通过调整滚轮的伸缩量来调整输出的滚压力，保证滚压力始终保持在设定的范围内，具备稳定的重复精度。设备不允许由于外界故障(如能源故障等)导致设备运行不受控的情况，在压力供应±2Pa内的短时波动不影响设备的正常运行，压力传感器15-22为500N/cm2桥式四线制电阻应变片。
(3)热辐射器的温度在30℃-70℃范围内可调，且能在40±5℃范围内保持温度恒定。
本发明还设置有报警及限位开关和安全门，在设备进车口和出车口分别设有两扇不小于可120°开启的安全门，用来防止进车或出车时人被夹在设备与车之间，当有人触动安全门时门上方的限位开关会报警，设备急停同时板链停止。
设备有自动人车识别功能，能够自动识别人的进入，并报警。防止人员进入产生危险。
本发明的一种汽车门条自动滚压设备滚压车体的防护为：
第一道：气压监测装置，在调压阀16-17后的气口处安装一个压力传感器15-22，一旦失压，压力传感器15-22将给PLC发出信号，PLC将马上报警。
第二道：气缸超程保护，在气缸末端安装一个接近开关，当气缸伸出达到末端时，接近开关将给PLC发出信号，PLC将控制气缸马上收回并报警。
第三道：压力值超限报警,当滚轮进行滚压动作时，压力超过预设压力峰值，PLC做出减力调节并报警。
参见附图11，本发明的一种汽车门条自动滚压设备主要是一个滚压力数据采集闭环控制系统，其次还具有车型识别(只针对柔性生产线)、位置识别和温度控制等检测环节，因此电气控制采用微型机控制系统，其检测控制系统主要应包括：微控制器系统，车型检测系统，位置检测系统，压力监控系统，温度检测控制系统，状态显示系统，报警系统等。微控制器可以采用PLC或单片计算机。本发明先加热后滚压，由于滚压机构与加热机构的距离较近，加热机构的行程较长，所以当滚压时，加热也在同时进行。
本发明主电柜内主要由一组S7-300(西门子可编程序控制器(PLC)315F-2DP/PN)模块机架作为主控制器，调压模块作为滚压机构动作控制器件。控制柜内布局是：
第一排布局依次是熔断器、总断路器；
第二排布局依次是调压模块、直流电源、耦合器；
第三排布局依次是小型断路器、S7-300主控制器(含电源模块和输入/输出模块)、接触器；
第四排布局是小型断路器、安全继电器；
第五排布局是隔离开关，控制柜最下部是两排接线端子。
CPU采用的是：西门子安全型PLC 315F-2DP/PN。
围栏内左右两侧各有一个从站控制箱：内部各设一套S7ET200【西门子可编程序控制器(PLC)】分布式I/O模块，含从站IM151、电源模块、输入输出(I/O)模块、模拟量模块、称重模块和安全模块，模块与滚轮机构中压力传感器15-22直接相连，通过PROFINET总线与PLC通信，实现滚压设备联动、压力输入输出的闭环控制功能。
围栏内左右两侧各有三组红外线烤灯：红外线烤灯主要由红外线烤灯灯管和烤灯控制器组成，红外线烤灯具有每个灯管单独的开关，方便调节烤灯的加热强度，能够更好的适应冬夏的温差变化；还有定时自动关闭功能，能够在加热到机械设定时间自动关闭，防止PLC错误导致长时间加热所造成的安全隐患。
参见附图12，本发明的闭环控制原理为：压力传感器15-22将滚轮作用在车门加宽板上的压力以电信号的形式传送给称重模块；称重模块将采集到的信号经过处理后，发出一个成线性的信号给PLC(可编程序控制器)；PLC经过运算后输出一个模拟量信号来控制比例方向电磁阀，比例方向电磁阀根据特性曲线来控制动作，从而控制气缸的伸出与收回动作。这样就能保证滚轮压到车门加宽板上的力控制在所需的压力范围内，实现了闭环压力控制的要求，并且通过闭环控制的功能来补偿由于车身偏差而导致左右滚轮压力偏差的缺点。
门条滚压设备的温度范围为：30℃-70℃内。取35℃-45℃作为温度的正常工作值，未达到温度或者超温烤灯会相应的做出调整。
门条滚压设备的压力范围为：200N±10％，当设备正常工作时滚轮随着门饰条物理形状运动，将压力保持在设定压力范围内。
红外线烤灯主要由红外线烤灯灯管和烤灯控制器组成，考虑到维修备件的问题，灯盘与灯管为比较通用易采购的产品，避免以后由于器件难以采购而造成维修时间延长的问题。
红外线烤灯具有每个灯管单独的开关，方便调节烤灯的加热强度，能够更好的适应冬夏的温差变化；还有定时自动关闭功能，能够在加热到机械设定时间自动关闭，防止PLC错误导致长时间加热所造成的安全隐患。
设备采用西门子的SIMATIC Manager(step7)软件进行编写，并加有sefaty软件包，设备组态由一个CPU主机架，两个ET200S系列分布式模块，一块MP377系列屏幕和PN/PNcoupler网络耦合器组成。
其中CPU的型号和版本号为：6ES7 315-2FJ14-OABO/V3.2。
ET200S分布式的接口模块型号和版本号为：6ES7 151-3BA23-0AB0/V7.0。
本设备的压力调节执行机构采用气动驱动系统，还可以采用液压驱动系统，均可以实现符合闭环控制系统的驱动需求。
测力机构为一个滚头两组测力传感器同轴安装方式，亦可以不同轴安装。
本设备的基础固定支架采用的是铝合金型材，外框防护结构采用有机玻璃板组成，本设备外框还可以采用角钢、方钢材料和铸造材料实现，外框防护结构还可以采用玻璃、有机树脂PVC板等形式。
设备围栏内左右两侧各有三组红外线烤灯：红外线烤灯主要由红外线烤灯灯管和烤灯控制器组成，红外线烤灯具有每个灯管单独的开关，方便调节烤灯的加热强度，能够更好的适应冬夏的温差变化；还有定时自动关闭功能，能够在加热到机械设定时间自动关闭，防止PLC错误导致长时间加热所造成的安全隐患。此外烤灯还可以采用电阻丝加热形式的烤灯，或白炽灯加热。烤灯组数可以是一组、二组、三组、四组、五组、六组的形式。
本设备的微控制器CPU采用的是西门子可编程序控制器(PLC)实现的，设备采用西门子的SIMATIC Manager(step7)软件进行编写，并加有sefaty软件包，设备组态由一个CPU主机架，两个ET200S系列分布式模块，一块MP377系列屏幕和PN/PN coupler网络耦合器组成。
作为微控制器CPU，还可以采用其他控制器实现，如：东芝PLC，西屋PLC，三菱：FX系列，Q系列；西门子：S7-200，S7-300，S7-400，S7-1200系列PLC；欧姆龙：CQM1系列PLC，C200H系列PLC，CS1系列PLC，CJ1系列PLC；施耐德：Modicon M340，Modicon M218，Modicon M238，Modicon M258；ABB公司：AC31，AC500，AC800F，AC800M；松下：FP-e/FP0/FP∑/FP1/FP-M/FP2/FP2SH/FP3/FP10SH/FP-x；和利时：LM，LK；海为：E系列，S系列；台达：DVP-EX/EX2/ES2/ES/EH2/SS；富士：Flex NS/NJ/NB NWO系列；MICREX-SX SPB系列。AB公司PLC。
微控制器还可以采用单片机如：ATMEL89C51/52系列单片机，AVR系列单片机，MICROCHIP公司的PIC单片机，TI公司开发的16位单片机MSP430系列单片机，Intel公司推出8051/31类单片，PHILIPS公司的单片机是基于80C51内核的单片机，德州仪器提供了TMS370和MSP430两大系列通用单片机，Motorola公司的68系列单片机，TI公司的数字信号处理器(DSP)实现。
以上为本发明的具体实施方式，但绝非对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种汽车门条自动滚压设备，其特征在于，包括设备外框和全自动滚压设备；所述全自动滚压设备整体位于设备外框内部，所述全自动滚压设备包括基础支架、车型识别单元、车位置识别单元、热辐射单元、自动滚压机械单元(15)和控制柜；汽车通过自动化输送链输送至基础支架内部，分别通过车型识别单元和车位置识别单元识别车型以及判断车身的位置，门条通过热辐射单元自动加热后，通过自动滚压机械单元(15)进行滚压，通过所述控制柜实现自动控制；
所述汽车门条自动滚压设备左右两侧各设置有一套所述自动滚压机械单元(15)，所述自动滚压机械单元(15)包括滚压单元、前推力机械单元、动力单元和支撑单元；所述滚压单元包括滚轮A(15-1)、十字轴承A(15-2)和可调支杆A(15-3)，所述前推力机械单元包括前推板、光轴夹套(15-5)、光轴(15-8)、弹簧(15-18)、直线导套(15-19)和带帽光轴(15-21)；所述滚轮A(15-1)两端分别通过十字轴承A(15-2)与一个可调支杆A(15-3)连接，两个可调支杆A(15-3)的另一端固定在前推板A(15-4)的一侧，所述两个可调支杆A(15-3)平行设置，所述前推板A(15-4)的另一侧的两端通过光轴夹套(15-5)与所述光轴(15-8)固定连接，所述光轴(15-8)分别通过短导套(15-7)和长导套(15-24)与中推板(15-15)和后推板(15-23)连接，所述带帽光轴(15-21)轴端镶嵌在直线导套(15-19)内，轴帽端端面与填充物(15-6)接触，直线导套(15-19)与带帽光轴(15-21)轴帽端之间设置有弹簧(15-18)；
所述动力单元包括直线导轨A(15-10)、直线滑块A(15-12)和气缸A(15-14)，所述直线导轨A(15-10)和直线滑块A(15-12)滑动配合，所述直线导轨A(15-10)端部通过导轨推板A(15-9)与后推板(15-23)固定连接，所述气缸A(15-14)通过气缸推板A(15-20)与所述直线导轨A(15-10)连接，所述直线滑块A(15-12)和气缸A(15-14)通过气缸固定座A(15-13)固定在所述支撑单元上。
2.根据权利要求1所述的一种汽车门条自动滚压设备，其特征在于，所述自动滚压机械单元(15)还包括标定用传感器、压力传感器(15-22)和填充物(15-6)，所述标定用传感器或填充物(15-6)通过传感器安装板B(15-16)固定在中推板(15-15)上，所述压力传感器(15-22)设置在所述中推板(15-15)和后推板(15-23)之间，通过传感器安装板A(15-11)固定在后推板(15-23)上。
3.根据权利要求1所述的一种汽车门条自动滚压设备，其特征在于，所述汽车门条自动滚压设备还包括手动滚压设备(16)，所述手动滚压设备(16)包括滚轮B(16-1)、前推板B(16-4)、直线导轨B(16-6)、直线滑块B(16-8)和气缸B(16-10)；所述滚轮B(16-1)两端分别通过十字轴承B(16-2)与一个可调支杆B(16-3)连接，两个可调支杆B(16-3)的另一端固定在前推板B(16-4)的一侧，所述两个可调支杆B(16-3)平行设置，所述前推板B(16-4)的另一侧通过导轨推板B(16-5)与所述直线导轨B(16-6)端部固定连接，所述直线导轨B(16-6)与所述直线滑块B(16-8)滑动配合，所述直线滑块B(16-8)固定在气缸固定座B(16-9)上，所述气缸B(16-10)通过气缸推板B(16-7)与所述直线导轨B(16-6)固定连接，所述气缸B(16-10)通过气缸固定座B(16-9)固定在悬臂B(16-11)上，所述悬臂B(16-11)另一端依次与前立柱(16-12)和后立柱(16-15)固定连接，通过设置在所述后立柱(16-15)上端的手动控制单元控制滚轮B(16-1)进行滚压。
4.根据权利要求3所述的一种汽车门条自动滚压设备，其特征在于，所述前立柱(16-12)和后立柱(16-15)固定在小车底盘上，所述小车底盘上设置有万向轮(16-14)，所述后立柱(16-15)上设置有配重块(16-13)；所述手动控制单元包括设置在后立柱(16-15)上的分气块(16-16)、调压阀(16-17)、手杆阀(16-19)和把手(16-20)，所述分气块(16-16)、调压阀(16-17)和手杆阀(16-19)通过安装板(16-18)连接在一起，压缩空气接到分气块(16-16)上再转接到调压阀(16-17)，手动滚压设备(16)的压力通过调压阀来进行调节，调节后的压缩空气接入手杆阀(16-19)，通过手杆阀(16-19)控制气缸方向，进而控制滚轮B(16-1)的伸出与收回。
5.根据权利要求3或4所述的一种汽车门条自动滚压设备，其特征在于，所述滚轮B(16-1)的结构形式为圆柱型或球型，所述滚轮A(15-1)的结构形式为圆柱形或球型。
6.根据权利要求1所述的一种汽车门条自动滚压设备，其特征在于，所述基础支架包括主支架(14)和烤灯支架(13)，所述烤灯支架(13)上固定设置有热辐射单元；所述设备外框由铝型材和有机玻璃板组成；所述自动滚压机械单元(15)的支撑单元包括立柱(15-25)、支架底座(15-26)和悬臂A(15-27)，所述悬臂A(15-27)一端与所述立柱(15-25)固定连接，所述立柱(15-25)下端与所述支架底座(15-26)固定连接；所述气缸固定座A(15-13)固定在所述悬臂A(15-27)上；所述支撑单元的立柱(15-25)与所述基础支架的主支架(14)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种汽车门条自动滚压设备，其特征在于，所述车型识别单元和所述车位置识别单元采用数据载体识别技术、照相识别技术、光栅识别技术或光电开关识别技术。
8.根据权利要求7所述的一种汽车门条自动滚压设备，其特征在于，所述车型识别单元采用光电开关识别技术，包括五个光电开关传感器，所述五个光电开关传感器分别通过传感器安装板C(11)安装在传感器安装支架(12)上，所述传感器安装支架(12)与基础支架的主支架(14)固定连接。
9.根据权利要求7所述的一种汽车门条自动滚压设备，其特征在于，所述车位置识别单元采用光电开关识别技术，包括三个热辐射位置识别传感器和两个滚压位置识别传感器，所述三个热辐射位置识别传感器和两个滚压位置识别传感器分别通过传感器安装板C(11)安装在传感器安装支架(12)上，所述传感器安装支架(12)与基础支架的主支架(14)固定连接。
10.根据权利要求1所述的一种汽车门条自动滚压设备，其特征在于，所述热辐射单元包括热辐射器A1、热辐射器B1、热辐射器C1和红外线温度传感器；所述热辐射器A1、热辐射器B1和热辐射器C1对门条进行加热，所述红外线温度传感器实时采集加热后的门条温度，控制柜接收采集后的信号并控制所述热辐射器A1、热辐射器B1和热辐射器C1的加热温度。
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