CN110201840A - 一种自动涂胶系统及其涂胶方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动涂胶系统，包括至少一对顺序排列的自动安装设备，自动安装设备的一侧设置涂胶机械手，涂胶机械手与灌胶设备相连；自动安装设备、涂胶机械手及灌胶设备均与PLC电连接。本发明打胶后实现自动加热。产品胎膜可整体替换，通用性强，替换方便快捷，适用不同的产品。原来涂胶过程一个中等规格尺寸的扰流板其胶料的凝固要9分钟，现在只需3～4分钟，极大地提高了涂胶的效率。

Description

一种自动涂胶系统及其涂胶方法

技术领域

本发明涉及一种自动涂胶系统及其涂胶方法。

背景技术

因为车体一般是一个不规则流线体，车辆将空气分开，空气从车辆四周流过，而当流过车顶后，这部分空气会开始向下流动，而这里气流的流动速度会根据车尾的形状决定，比如车尾为了更加漂亮，所以很多车尾造型都比较陡峭，所以气流速度也会越快，也就会形成如机翼一样的效果得到向上的升力，而后扰流板的作用就是在不增加车体重量的前提下降低车辆行驶中所受到的上升力。具体原因是因为：汽车侧面视图类似于机翼，它的侧面截图上下是不对称的，是底部较平、顶部弯曲。那么它在高速运动时，车的前部也会把气流分隔开来，一部分从车体的上方流过，另一部分从下方流过，这样也使它处在和机翼一样的情形中，导致车体上、下表面的气流速度不一样，即上方的流速大于下方的流速，从而导致向上的压力大于向下的压力。二者的压力差也会形成一个升力，使汽车在高速运动时受力情况就象一个机翼，受到向上的一个升力，而且根据伯努力方程可得车速越大升力也会越大，这样就会减小汽车的抓地力(即汽车对地面的压力)。在极端情况下，如速度极大的情况下完全有可能使升力大于车体重力，那就会出现车体离地，造成发动机空转的情况，浪费燃油，有时甚至会出现危险，特别是在拐弯处。如果出现这种情况，就会出现汽车做离心运动的情形，造成车辆翻车的事故。为了避免这种情况的出现，人们想到了为什么不能把一个“反机翼”安装在汽车上，从而形成一个与机翼升力相反的下压力F。这里的所谓反机翼指的是在汽车上装一个倒置的机翼，它的特征是顶部较平，而底部弯曲，使它在高速的气流中上方的气流速度小于下方的气流速度，进而使上方的气压大于下方的气压，形成一个向下的压力，从而可以抵消车体本身运动所产生的升力，这就是尾翼(扰流板)的空气动力学原理。而扰流板一般都是由上板、内板及下板三块板通过涂胶的方式粘接而成的，目前大都采用人工涂胶的方式，效率太低。

公开号为CN108816648A的专利：一种汽车塑料件的金属加强件涂胶组装设备，包括机器人：用于编程控制其机械臂自由活动，替代人工操作；涂胶装置：该涂胶装置的涂胶头固定于所述机器人的机械臂上，通过所述机器人机械臂的带动其完成金属加强件的涂胶操作，所述涂胶装置采用的双组份涂胶系统，本发明通过机器人带着涂胶装置按照精确的涂胶轨迹，对汽车金属件进行涂胶，能够减少人工操作，而且涂胶精准连续，效率较人工相比也显著提高，同时避免了人工操作时胶水所带来的危害。但其如果对不同产品涂胶，需要来回拆装，容易导致精度下降，并且来回拆装造成效率的下降。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种自动涂胶系统，打胶后实现自动加热。产品胎膜可整体替换，通用性强，替换方便快捷，适用不同的产品。原来涂胶过程一个中等规格尺寸的扰流板其胶料的凝固要9分钟，现在只需3～4分钟，极大地提高了涂胶的效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种自动涂胶系统，包括至少一对顺序排列的自动安装设备，自动安装设备的一侧设置涂胶机械手，涂胶机械手与灌胶设备相连；自动安装设备、涂胶机械手及灌胶设备均与PLC电连接。两个自动安装设备依次排列能够依次实现上板与内板的粘接以及后续将下板粘接上以及连接好的上板与内板。并可以根据后期产能扩充设备(如两对或三对顺序排列的自动安装设备)，涂胶机械手主要通过与灌胶设备及PLC系统通讯实现自动打胶等动作。

进一步的技术方案是，每对自动安装设备包括用于粘接扰流板上板、内板的设备A及用于粘接扰流板下板的设备B；自动安装设备包括工作台，与工作台可拆卸式连接的产品胎膜，产品胎膜表面呈与待涂胶组装扰流板的仿形表面。产品胎膜通过滑板上的定位销放置在滑板上，定位销固定连接在滑板上，产品胎膜底部设置与定位销适配的销孔，定位销内设置连接件，销孔内设置与连接件适配的快速紧固连接结构；定位销中部设置通孔，销孔其上顶壁中部设置螺纹孔(即快速紧固连接结构)，通过通孔可以使自动安装设备自带的钻头穿过并在钻头上设置螺钉就能实现产品胎膜放上后快速紧固连接。或者定位销的侧表面(即圆弧表面)设置凹槽，凹槽内设置弹簧及半球形限位凸起，与定位销适配的销孔的中部位于孔内壁上设置与半球形限位凸起适配的凹坑，这样在置放产品胎膜时，产品胎膜其销孔先把半球形限位凸起顶进凹槽内，然后到达销孔中部的凹坑时则半球形限位凸起出来，设置好半球形限位凸起及凹坑的高度可以保证胎膜放置到滑板上时恰好凹坑与半球形限位凸起配合好，起到快速紧固产品胎膜和滑板的作用，需要拿起时则用力向上拿起产品胎膜完成与之前相反的动作即可。每个产品配备单独的产品胎膜，由于其与工作台可拆卸式连接，产品胎膜可整体替换，通用性强，替换方便快捷，适用不同的产品。

进一步的技术方案是，产品胎膜内还设置加热元件；加热元件为产品胎膜内设置的电热丝。加热元件还可以是正温度系数的热敏电阻器或微波加热元件。原来涂胶过程一个中等规格尺寸的扰流板其胶料的凝固要9分钟，现在只需3～4分钟。胎膜集成了加热元件，压紧气缸，传感器等元件，打胶后实现自动加热。

进一步的技术方案为，自动安装设备包括呈矩形的设备外框及固定在外框上的工作台，工作台上水平滑动设置滑板，滑板上设置下胎膜，设备外框其两竖直段的内侧壁上固定设置滑轨，滑轨上竖直滑动设置上胎膜，上胎膜由升降电机通过升降机构驱动，升降机构的活动件上固定连接旋转电机，旋转电机上连有减速机，减速机通过传动机构与上胎膜相连。升降机构可以是齿轮齿条机构或丝杆螺母机构；旋转电机及减速机(此处指与旋转电机相连的减速机)固定连接在齿条上，传动机构为齿轮组，减速机的输出轴固定连接齿轮组的驱动齿轮，驱动齿轮与几个齿轮啮合设置，齿轮组中除驱动齿轮外均转动连接在齿条其未设置齿形的平面上，齿轮组其输出齿轮的轮轴固定连接上胎膜的侧表面；工作台可通过自动程序控制胎膜翻转，胎膜升降等动作，工作过程中翻转至不同角度以配合机器人不同角度打胶。

进一步的技术方案为，设备A的下胎膜其表面与待涂胶组装扰流板的上板仿形设置，设备A的上胎膜其表面与待涂胶组装扰流板的内板仿形设置；设备B的下胎膜其表面与待涂胶组装扰流板的上板仿形设置，设备B的上胎膜其表面与待涂胶组装扰流板的下板仿形设置。本涂胶设备共有两台单独的设备，先将上板与内板粘接在一起，再将下板与粘接好的产品在另一台设备上实现粘接。涂胶机械手的工作半径为2000mm，恰好能覆盖设备A及设备B。

进一步的技术方案为，在设备A及设备B的一侧分别设有产品胎膜互换车；自动安装设备位于产品胎膜互换车与涂胶机械手之间，滑板沿产品胎膜互换车向涂胶机械手方向滑动且靠近涂胶机械手的滑动位置为涂胶工装位置，滑板其靠近胎膜互换车的位置为外侧工位；所述滑板呈矩形板状，滑板的四角处固定或一体设置呈长方体状的凸块，凸块的顶面设置高度调整块，沿滑板的长度方向设有两个长方体块，每个长方体块位于两个凸块之间，长方体块的中部设置盲孔；上胎膜包括与传动机构固定连接的矩形板，矩形板的中部突出设置扰流板仿形件，扰流板仿形件上设有与待涂胶组装扰流板的仿形表面，矩形板的四角处固定或一体设置呈长方体状的凸块，凸块的底面设置高度调整块，沿矩形板的长度方向设有两根导柱，每根导柱位于两个凸块之间，导柱与盲孔适配设置。通过导柱的设置保证上胎膜与下胎膜对位的过程不出现偏差，高度调整块的设置则能够满足不同厚度规格扰流板涂胶连接的要求。加热时间和保压时间均由PLC控制。高度调整块为现有技术，通过丝杆螺母机构能够实现调整块的高度可调，且调整后调整块高度固定，不同产品需要不同高度时再调整(也可采用类似千斤顶的结构实现调整块高度的调整)。

进一步的技术方案为，灌胶设备包括供料单元、计量单元及注胶单元，供料单元包括两个不同组分胶水原料桶，每个胶水原料桶分别对应连接一个压盘泵，压盘泵的出胶口设置调压阀，出胶口与计量单元的计量头相连，计量头包括计量缸筒，出胶口与计量缸筒相连的胶管上设置进料阀，计量缸筒内滑动设置计量活塞，计量缸筒通过胶管与注胶单元的注胶头相连且此胶管上设置出料阀，注胶头由步进电机驱动，注胶头其输出端与涂胶机械手相连。注胶头其单行程注胶量为40g；一旦计量缸筒被充满，驱动单元上的感应开关确认进料完成，则关闭进料阀；出料阀打开后，驱动单元同步下左侧/右侧活塞，胶水经由出胶嘴，打出。注胶时的主要技术指标如下：注胶量：30g；注胶速度：0.1-0.5g/second；注胶重量精度：±3％。混合比精度：±5％。灌胶设备结构紧凑，在计量单元与混合部分没有管路连接。因为这个原因，设备的表现非常稳定；步进马达驱动，精确的注胶速度与量的控制；维修工作仅仅是更换密封膜片(进/出料阀部分)和活塞密封，操作简单方便，成本低。出胶口处配备一件调压阀，确保恒定的输出压力；

本发明还提供的技术方案为，采用所述自动涂胶系统进行涂胶的方法，包括如下步骤：

S1：将扰流板上板安装至设备A的下胎膜；

S2：按下设备A的启动按钮，PLC发出指令，设备A的下胎膜移动至涂胶工作位置，下胎膜移动到位后，涂胶机械手执行涂胶的动作；

S3：上胎膜下降至设定高度，旋转电机动作，上胎膜旋转135°后，操作人员安装内板至上胎膜；

S4：再按下设备A的启动按钮，上胎膜上升至初始位置；

S5：涂胶结束后，下胎膜移动至外侧工位，上胎膜下降，直至上胎膜的高度调整块与下胎膜的高度调整块抵靠，PLC执行动作使得加热原件加热，开始上板与内板的加热粘接；

S6：上板与内板粘接好后通过胎膜互换车转移放置至设备B的下胎膜上；

S7：按下设备B的启动按钮，下胎膜移动至涂胶工作位置，下胎膜移动到位后，涂胶机械手执行涂胶的动作；

S8：PLC发出指令，上胎膜下降，旋转电机动作，上胎膜旋转135°，操作人员安装下板至上胎膜；

S9：再次按下设备B的启动按钮，上胎膜上升至初始位置；

S10：涂胶结束后，下胎膜移动至外侧工位，上胎膜下降，直至上胎膜的高度调整块与下胎膜的高度调整块抵靠，PLC执行动作使得加热原件加热，开始加热粘接。

本发明的优点和有益效果在于：打胶后实现自动加热。产品胎膜可整体替换，通用性强，替换方便快捷，适用不同的产品。原来涂胶过程一个中等规格尺寸的扰流板其胶料的凝固要9分钟，现在只需3～4分钟，极大地提高了涂胶的效率；两个自动安装设备依次排列能够依次实现上板与内板的粘接以及后续将下板粘接上以及连接好的上板与内板。并可以根据后期产能扩充设备(如两对或三对顺序排列的自动安装设备)，涂胶机械手主要通过与灌胶设备及PLC系统通讯实现自动打胶等动作。每个产品配备单独的产品胎膜，由于其与工作台可拆卸式连接，产品胎膜可整体替换，通用性强，替换方便快捷，适用不同的产品。工作台可通过自动程序控制胎膜翻转，胎膜升降等动作，工作过程中翻转至不同角度以配合机器人不同角度打胶；通过导柱的设置保证上胎膜与下胎膜对位的过程不出现偏差，高度调整块的设置则能够满足不同厚度规格扰流板涂胶连接的要求。灌胶设备结构紧凑，在计量单元与混合部分没有管路连接。因为这个原因，设备的表现非常稳定；步进马达驱动，精确的注胶速度与量的控制；维修工作仅仅是更换密封膜片(进/出料阀部分)和活塞密封，操作简单方便，成本低。

附图说明

图1是本发明一种自动涂胶系统的俯视图；

图2是图1中设备A或设备B的示意图；

图3是图2中上胎膜部分的放大示意图；

图4是图3上胎膜旋转135°后的示意图；

图5是图1中设备A、设备B的立体示意图；

图6是本发明中设备A刚开始的状态示意图；

图7是图6设备A上胎膜下降后的状态示意图；

图8是图7中上胎膜与下胎膜压合后的放大示意图；

图9是待涂胶组装加工扰流板的分解示意图；

图10是图2中下部的示意图；

图11是本发明中灌胶设备的示意图。

图中：1、涂胶机械手；2、上板；3、内板；4、设备A；5、下板；6、设备B；7、工作台；8、加热元件；9、设备外框；10、滑板；11、下胎膜；12、上胎膜；13、升降电机；14、旋转电机；15、胎膜互换车；16、凸块；17、高度调整块；18、长方体块；19、矩形板；20、导柱；21、胶水原料桶；22、压盘泵；23、调压阀；24、计量缸筒；25、进料阀；26、注胶头；27、出料阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图11所示，本发明是一种自动涂胶系统，包括至少一对顺序排列的自动安装设备，自动安装设备的一侧设置涂胶机械手1，涂胶机械手1与灌胶设备相连；自动安装设备、涂胶机械手1及灌胶设备均与PLC电连接。每对自动安装设备包括用于粘接扰流板上板2、内板3的设备A4及用于粘接扰流板下板5的设备B6；自动安装设备包括工作台7，与工作台7可拆卸式连接的产品胎膜，产品胎膜表面呈与待涂胶组装扰流板的仿形表面。产品胎膜内还设置加热元件8；加热元件8为产品胎膜内设置的电热丝。自动安装设备包括呈矩形的设备外框9及固定在外框上的工作台7，工作台7上水平滑动设置滑板10，滑板10上设置下胎膜11，设备外框9其两竖直段的内侧壁上固定设置滑轨，滑轨上竖直滑动设置上胎膜12，上胎膜12由升降电机13通过升降机构驱动，升降机构的活动件上固定连接旋转电机14，旋转电机14上连有减速机，减速机通过传动机构与上胎膜12相连。设备A4的下胎膜11其表面与待涂胶组装扰流板的上板2仿形设置，设备A4的上胎膜12其表面与待涂胶组装扰流板的内板3仿形设置；设备B6的下胎膜11其表面与待涂胶组装扰流板的上板2仿形设置，设备B6的上胎膜12其表面与待涂胶组装扰流板的下板5仿形设置。在设备A4及设备B6的一侧分别设有产品胎膜互换车15；自动安装设备位于产品胎膜互换车15与涂胶机械手1之间，滑板10沿产品胎膜互换车15向涂胶机械手1方向滑动且靠近涂胶机械手1的滑动位置为涂胶工装位置，滑板10其靠近胎膜互换车15的位置为外侧工位；所述滑板10呈矩形板19状，滑板10的四角处固定或一体设置呈长方体状的凸块16，凸块16的顶面设置高度调整块17，沿滑板10的长度方向设有两个长方体块18，每个长方体块18位于两个凸块16之间，长方体块18的中部设置盲孔；上胎膜12包括与传动机构固定连接的矩形板19，矩形板19的中部突出设置扰流板仿形件，扰流板仿形件上设有与待涂胶组装扰流板的仿形表面，矩形板19的四角处固定或一体设置呈长方体状的凸块16，凸块16的底面设置高度调整块17，沿矩形板19的长度方向设有两根导柱20，每根导柱20位于两个凸块16之间，导柱20与盲孔适配设置。灌胶设备包括供料单元、计量单元及注胶单元，供料单元包括两个不同组分胶水原料桶21，每个胶水原料桶21分别对应连接一个压盘泵22，压盘泵22的出胶口设置调压阀23，出胶口与计量单元的计量头相连，计量头包括计量缸筒24，出胶口与计量缸筒24相连的胶管上设置进料阀25，计量缸筒24内滑动设置计量活塞，计量缸筒24通过胶管与注胶单元的注胶头26相连且此胶管上设置出料阀27，注胶头26由步进电机驱动，注胶头26其输出端与涂胶机械手1相连。

采用所述自动涂胶系统进行涂胶的方法，包括如下步骤：

S1：将扰流板上板2安装至设备A4的下胎膜11；

S2：按下设备A4的启动按钮，PLC发出指令，设备A4的下胎膜11移动至涂胶工作位置，下胎膜11移动到位后，涂胶机械手1执行涂胶的动作；

S3：上胎膜12下降至设定高度，旋转电机14动作，上胎膜12旋转135°后，操作人员安装内板3至上胎膜12；

S4：再按下设备A4的启动按钮，上胎膜12上升至初始位置；

S5：涂胶结束后，下胎膜11移动至外侧工位，上胎膜12下降，直至上胎膜12的高度调整块17与下胎膜11的高度调整块17抵靠，PLC执行动作使得加热原件加热，开始上板2与内板3的加热粘接；

S6：上板2与内板3粘接好后通过胎膜互换车15转移放置至设备B6的下胎膜11上；

S7：按下设备B6的启动按钮，下胎膜11移动至涂胶工作位置，下胎膜11移动到位后，涂胶机械手1执行涂胶的动作；

S8：PLC发出指令，上胎膜12下降，旋转电机14动作，上胎膜12旋转135°，操作人员安装下板5至上胎膜12；

S9：再次按下设备B6的启动按钮，上胎膜12上升至初始位置；

S10：涂胶结束后，下胎膜11移动至外侧工位，上胎膜12下降，直至上胎膜12的高度调整块17与下胎膜11的高度调整块17抵靠，PLC执行动作使得加热原件加热，开始加热粘接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动涂胶系统，其特征在于，包括至少一对顺序排列的自动安装设备，自动安装设备的一侧设置涂胶机械手，涂胶机械手与灌胶设备相连；自动安装设备、涂胶机械手及灌胶设备均与PLC电连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动涂胶系统，其特征在于，每对自动安装设备包括用于粘接扰流板上板、内板的设备A及用于粘接扰流板下板的设备B；自动安装设备包括工作台，与工作台可拆卸式连接的产品胎膜，产品胎膜表面呈与待涂胶组装扰流板的仿形表面。

3.根据权利要求2所述的一种自动涂胶系统，其特征在于，所述产品胎膜内还设置加热元件；加热元件为产品胎膜内设置的电热丝。

4.根据权利要求3所述的一种自动涂胶系统，其特征在于，所述自动安装设备包括呈矩形的设备外框及固定在外框上的工作台，工作台上水平滑动设置滑板，滑板上设置下胎膜，设备外框其两竖直段的内侧壁上固定设置滑轨，滑轨上竖直滑动设置上胎膜，上胎膜由升降电机通过升降机构驱动，升降机构的活动件上固定连接旋转电机，旋转电机上连有减速机，减速机通过传动机构与上胎膜相连。

5.根据权利要求4所述的一种自动涂胶系统，其特征在于，所述设备A的下胎膜其表面与待涂胶组装扰流板的上板仿形设置，设备A的上胎膜其表面与待涂胶组装扰流板的内板仿形设置；设备B的下胎膜其表面与待涂胶组装扰流板的上板仿形设置，设备B的上胎膜其表面与待涂胶组装扰流板的下板仿形设置。

6.根据权利要求5所述的一种自动涂胶系统，其特征在于，在所述设备A及设备B的一侧分别设有产品胎膜互换车；自动安装设备位于产品胎膜互换车与涂胶机械手之间，滑板沿产品胎膜互换车向涂胶机械手方向滑动且靠近涂胶机械手的滑动位置为涂胶工装位置，滑板其靠近胎膜互换车的位置为外侧工位；所述滑板呈矩形板状，滑板的四角处固定或一体设置呈长方体状的凸块，凸块的顶面设置高度调整块，沿滑板的长度方向设有两个长方体块，每个长方体块位于两个凸块之间，长方体块的中部设置盲孔；上胎膜包括与传动机构固定连接的矩形板，矩形板的中部突出设置扰流板仿形件，扰流板仿形件上设有与待涂胶组装扰流板的仿形表面，矩形板的四角处固定或一体设置呈长方体状的凸块，凸块的底面设置高度调整块，沿矩形板的长度方向设有两根导柱，每根导柱位于两个凸块之间，导柱与盲孔适配设置。

7.根据权利要求6所述的一种自动涂胶系统，其特征在于，所述灌胶设备包括供料单元、计量单元及注胶单元，供料单元包括两个不同组分胶水原料桶，每个胶水原料桶分别对应连接一个压盘泵，压盘泵的出胶口设置调压阀，出胶口与计量单元的计量头相连，计量头包括计量缸筒，出胶口与计量缸筒相连的胶管上设置进料阀，计量缸筒内滑动设置计量活塞，计量缸筒通过胶管与注胶单元的注胶头相连且此胶管上设置出料阀，注胶头由步进电机驱动，注胶头其输出端与涂胶机械手相连。

8.采用如权利要求1至7任一项所述自动涂胶系统进行涂胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将扰流板上板安装至设备A的下胎膜；

S2：按下设备A的启动按钮，PLC发出指令，设备A的下胎膜移动至涂胶工作位置，下胎膜移动到位后，涂胶机械手执行涂胶的动作；

S3：上胎膜下降至设定高度，旋转电机动作，上胎膜旋转135°后，操作人员安装内板至上胎膜；

S4：再按下设备A的启动按钮，上胎膜上升至初始位置；

S5：涂胶结束后，下胎膜移动至外侧工位，上胎膜下降，直至上胎膜的高度调整块与下胎膜的高度调整块抵靠，PLC执行动作使得加热原件加热，开始上板与内板的加热粘接；

S6：上板与内板粘接好后通过胎膜互换车转移放置至设备B的下胎膜上；

S7：按下设备B的启动按钮，下胎膜移动至涂胶工作位置，下胎膜移动到位后，涂胶机械手执行涂胶的动作；

S8：PLC发出指令，上胎膜下降，旋转电机动作，上胎膜旋转135°，操作人员安装下板至上胎膜；

S9：再次按下设备B的启动按钮，上胎膜上升至初始位置；

S10：涂胶结束后，下胎膜移动至外侧工位，上胎膜下降，直至上胎膜的高度调整块与下胎膜的高度调整块抵靠，PLC执行动作使得加热原件加热，开始加热粘接。