CN113058811A - 应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统 - Google Patents

应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统 Download PDF

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Abstract

应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统属于全自动注胶设备技术领域，包括导向机构、Z向支撑结构、伺服旋转机构、主定位销、传动机构、天窗到位传感器、注胶量检测激光传感器、Z向夹紧机构、尼龙导向机构、挡停机构、Z向底部仿形支撑、基板、固定底座和控制器。本发明具有全自动电控的传动系统与定位系统，应用新兴的传感器技术来取代人工目视产品质量，使产品质量更加稳定。应用伺服技术实现全自动的旋转定位，使产品的精准定位，实现定位的全自动化，精准化。全自动的注胶系统及胶量检测系统使注胶适量，减少返工返修成本，保证质量的前提下，为企业节约成本。

Description

应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统
技术领域
本发明属于全自动注胶设备技术领域，特别是涉及到一种应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统。
背景技术
在工业自动化的大背景下，为企业减少人力成本，节省开销，产品高度的自动化，精准化已成为企业的发展趋势。使用高效、高速、精准的传感系统，快速、精准、安全的伺服运动控制系统、高度集成及可控制的工业步序控制系统，是工业自动化的大趋势，这样不仅会较少企业对人员的投入，节省企业的开销，而且可以实现高效、精准、节约、安全的生产出合格产品。
现有的密封系统大多为人工注射胶体，即使存在注胶系统及定位系统以及胶量的控制系统，其大多数为程序控制步续，其余的如胶量、位置等仍需要人工目视控制，不能做到精准控制。目视胶体或胶量的注射效果是否满足工艺要求，这样就导致了很多人为的不确定因素，例如，注胶道或注胶口注射轨迹可能出现偏差，导致产品注胶量达不到注胶工艺要求，需要返工返修，或者导致产品损坏直接报废；人工目视注胶量的多少，可能会出现人员疲惫，导致人员出现误判或者失误，进而导致注胶不足或者注胶量过多，可能最终导致产品漏水，出现质量问题。当出现定位不精确时，需要经常手动调节注胶位置来满足工艺要求，这样会影响产品的稳定性及生产节拍，出现注胶量不足时需要返修或返工，严重的需要报废，这样会影响产品的质量及成本。
因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统用于解决现有的注胶系统及定位系统以及胶量的控制系统，其大多数为程序控制步续，其余的如胶量、位置等仍需要人工目视控制，不能做到精准控制影响产品的质量及成本的技术问题。
应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统，包括导向机构、Z向支撑结构、伺服旋转机构、主定位销、传动机构、天窗到位传感器、注胶量检测激光传感器、Z向夹紧机构、尼龙导向机构、挡停机构、Z向底部仿形支撑、基板、固定底座和控制器，
所述导向机构包括型材框架和导向传输带；所述型材框架位于基板上并水平布置，型材框架的上部对称设置有导向传输带；
所述传动机构包括传动伺服电机、传动杆和举升气缸；所述传动伺服电机通过固定安装在型材框架的一端下部，传动伺服电机与传动杆连接；所述传动杆的两端分别与导向传输带连接；所述举升气缸的一端与基板固定连接，举升气缸的一端与型材框架固定连接；
所述伺服旋转机构包括旋转伺服电机和旋转轴；所述旋转轴的一端与固定底座连接，旋转轴的另一端通过法兰盘与基板的中部连接，旋转轴通过减速器以及角度器与旋转伺服电机连接；
所述Z向支撑结构为伸缩杆，伸缩杆的下部固定安装在基板上，伸缩杆的上部沿与基板垂直的Z轴方向伸缩调节，伸缩杆的上部表面设置有橡胶软性材质，伸缩杆的上部表面与天窗框架零件接触式连接；
所述天窗到位传感器安装在基板上并且位于挡停机构的一侧；
所述注胶量检测激光传感器安装在基板上并且位于型材框架的一侧；
所述天窗框架Z向夹紧机构包括两组以上对应布置的摆头气缸；所述摆头气缸包括旋转气缸和安装在旋转气缸上部的摆头；所述摆头沿周向旋转并沿轴方向升降；
所述尼龙导向机构为天窗带有斜度的导向机构，尼龙导向机构的中上部为斜度结构，下部为垂直结构；
所述挡停机构包括挡停块、缓冲弹片和固定支架；所述挡停块的一端设置有缓冲弹片，挡停块通过缓冲弹片与天窗框架接触，挡停块的另一端与固定支架连接；所述固定支架为气动缓冲支架，固定支架固定安装在基板上部；
所述Z向底部仿形支撑的数量为两个以上，两个以上的Z向底部仿形支撑对称固定安装在基板的上部并且位于型材框架的外部，Z向底部仿形支撑的上部形状与接触处的天窗框架形状匹配；
所述主定位销固定安装在基板上并且位于尼龙导向机构的一侧；
所述控制器分别与举升气缸、传动伺服电机、旋转伺服电机、天窗到位传感器、注胶量检测激光传感器以及旋转气缸电性连接。
所述Z向支撑结构为气压伸缩杆或液压伸缩杆。
所述主定位销的尖端为锥形导向，中部以下为圆柱型。
所述天窗到位传感器为红外传感器。
所述控制器为PLC控制器。
所述固定底座的上部设置有气动锁止机构；所述气动锁止机构与控制器电性连接。
所述基板的下部设置有定位柱；所述固定底座上设置有定位座；所述定位柱与定位座一一对应布置。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：
1、本发明具有全自动电控的传动系统与定位系统，应用新兴的传感器技术来取代人工目视产品质量，使产品质量更加稳定。
2、应用伺服技术实现全自动的旋转定位，使产品的精准定位，实现定位的全自动化，精准化。
3、全自动的注胶系统及胶量检测系统使注胶适量，减少返工返修成本，保证质量的前提下，为企业节约成本。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统的主视结构示意图。
图2为本发明应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统的后视结构示意图。
图3为本发明应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统的侧视结构示意图。
图4为本发明应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统的立体结构示意图一。
图5为本发明应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统的立体结构示意图二。
图中，1-导向机构、2-Z向支撑结构、3-伺服旋转机构、4-主定位销、5-传动机构、6-天窗到位传感器、7-注胶量检测激光传感器、8-Z向夹紧机构、9-尼龙导向机构、10-挡停机构、11-Z向底部仿形支撑、12-基板、13-固定底座1、14-控制器、15-气动锁止机构、101-型材框架、102-导向传输带、301-旋转伺服电机、302-旋转轴、501-传动伺服电机、502-传动杆、503-举升气缸、801-旋转气缸、802-摆头、1001-挡停块、1002-缓冲弹片、1003-固定支架、1201-定位柱、1301-定位座。
具体实施方式
如图所示，应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统，包括导向机构1、Z向支撑结构2、伺服旋转机构3、主定位销4、传动机构5、天窗到位传感器6、注胶量检测激光传感器7、Z向夹紧机构8、尼龙导向机构9、挡停机构10、Z向底部仿形支撑11、基板12、固定底座13和控制器14。
所述导向机构1为天窗框架的导向机构，用于天窗框架前后的粗导向，确保天窗框架顺利进入工作站，导向机构1包括型材框架101和导向传输带102；所述型材框架101位于基板12上并水平布置，型材框架101的上部对称设置有导向传输带102。
所述传动机构5包括传动伺服电机501、传动杆502和举升气缸503；所述传动伺服电机501通过固定安装在型材框架101的一端下部，传动伺服电机501与传动杆502连接；所述传动杆502的两端分别与导向传输带102连接；所述举升气缸的一端与基板12固定连接，举升气缸的一端与型材框架101固定连接，型材框架101、导向传输带102、传动伺服电机501以及传动杆502均同时随着举升气缸的举升或下落而上升或下降。
所述伺服旋转机构3包括旋转伺服电机301和旋转轴302；所述旋转轴302的一端与固定底座13连接，旋转轴302的另一端通过法兰盘与基板12的中部连接，轻便且方便拆卸，旋转轴302通过减速器以及角度器与旋转伺服电机301连接；旋转伺服电机301接收到PLC控制器14的信号指令后开始转动并带动天窗框架旋转，旋转到指定位置后停止，并由气动锁止机构15锁止，保证位置的精度，控制器14接收到锁止信号后，输出指令到与本系统配套使用的注胶机的注胶用电磁阀，电磁阀换向，注胶机头向下运动至硬停位置。
所述Z向支撑结构2为带有Z向可调节功能的伸缩杆，确保框架落入后Z向完全贴合，伸缩杆的下部固定安装在基板12上，伸缩杆的上部沿与基板12垂直的Z轴方向伸缩调节，伸缩杆的上部表面与天窗框架零件接触式连接，伸缩杆的上部表面设置有橡胶软性材质，避免磕碰伤框架零件。
所述天窗到位传感器6安装在基板12上并且位于挡停机构10的一侧，用于检测天窗是否到达指定位置。
所述注胶量检测激光传感器7安装在基板12上并且位于型材框架101的一侧，用于检测天窗注胶量是否满足要求，当检测到胶从注胶工艺孔益处时，注胶量检测激光传感器7发送信号给控制器14，控制器14接收到指令后控制注胶机停止注胶。
所述天窗框架Z向夹紧机构8包括两组以上对应布置的摆头气缸；所述摆头气缸包括旋转气缸801和安装在旋转气缸801上部的摆头802；所述摆头802沿周向旋转并沿轴方向升降完成对天窗框架的夹持，夹紧并保持天窗框架稳定。
所述尼龙导向机构9为天窗带有斜度的导向机构，尼龙导向机构9的中上部为斜度结构，下部为垂直结构，上部用于天窗下落时的粗导向，允许一定的下落误差后也可以保证天窗的初步定位，下部垂直结构来确保天窗精准进入主定位销4来精定位。
所述挡停机构10用于使天窗框架停止前进，做下落准备，挡停机构10包括挡停块1001、缓冲弹片1002和固定支架1003；所述挡停块1001的一端设置有缓冲弹片1002，挡停块1001通过缓冲弹片1002挡停天窗框架，挡停块1001的另一端与固定支架1003连接；所述固定支架1003为气动缓冲支架，固定支架1003固定安装在基板12上部；该机构由气动加机械结构组成，将前后方向的运动转换为机械结构的上下运动，既能做到Z轴方向上的避让，又能起到阻挡作用。
所述Z向底部仿形支撑11的数量为两个以上，两个以上的Z向底部仿形支撑11对称固定安装在基板12的上部并且位于型材框架101的外部，Z向底部仿形支撑11的上部形状与接触处的天窗框架形状匹配，在型材框架101下落至最低点后，天窗框架下落至Z向支撑结构2和Z向底部仿形支撑11上，Z向底部仿形支撑11与Z向支撑结构2共同支撑整个天窗框架。
所述主定位销4固定安装在基板12上并且位于尼龙导向机构9的一侧，用于天窗框架的定位，主定位销4的尖端为锥形导向，中部以下为精定位圆柱型，确保精定位作用。
所述控制器14分别与举升气缸503、传动伺服电机501、旋转伺服电机301、天窗到位传感器6、注胶量检测激光传感器7以及旋转气缸801电性连接。
所述Z向支撑结构2为气压伸缩杆或液压伸缩杆。
所述天窗到位传感器6为红外传感器。
所述控制器14为PLC控制器14。
所述固定底座13的上部设置有气动锁止机构15；所述气动锁止机构15与控制器14电性连接。
所述基板12的下部设置有定位柱1201；所述固定底座13上设置有定位座1301；所述定位柱1201与定位座1301一一对应布置，用于系统定位是否准确的视觉粗判断，同时用于保持基板12的稳定。
具体操作流程：
天窗框架由前一工站由传动机构5传动，由导向机构1导向进入注胶工站，天窗框架传递至挡停机构10后，经挡停一侧的天窗到位传感器6检测到后，天窗框架执行下落步续，天窗框架经尼龙导向机构9导向下落，下落后经天窗到位传感器6检测到位后，由主定位销4定位，由Z向支撑结构2和Z向底部仿形支撑11进行支撑，天窗定位完成后由Z向夹紧机构8夹紧，此后注胶机到达第一注胶点开始注胶，经注胶量检测激光传感器7检测注胶量后，输出信号到注胶机，注胶机停止注胶，注胶完成，注胶机脱离，天窗框架经伺服旋转机构3旋转至第二注胶点，注胶机运行至第二注胶点，重复以上注胶步续，完成注胶。

Claims (7)

1.应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统，其特征是：包括导向机构(1)、Z向支撑结构(2)、伺服旋转机构(3)、主定位销(4)、传动机构(5)、天窗到位传感器(6)、注胶量检测激光传感器(7)、Z向夹紧机构(8)、尼龙导向机构(9)、挡停机构(10)、Z向底部仿形支撑(11)、基板(12)、固定底座(13)和控制器(14)，
所述导向机构(1)包括型材框架(101)和导向传输带(102)；所述型材框架(101)位于基板(12)上并水平布置，型材框架(101)的上部对称设置有导向传输带(102)；
所述传动机构(5)包括传动伺服电机(501)、传动杆(502)和举升气缸(503)；所述传动伺服电机(501)通过固定安装在型材框架(101)的一端下部，传动伺服电机(501)与传动杆(502)连接；所述传动杆(502)的两端分别与导向传输带(102)连接；所述举升气缸的一端与基板(12)固定连接，举升气缸的一端与型材框架(101)固定连接；
所述伺服旋转机构(3)包括旋转伺服电机(301)和旋转轴(302)；所述旋转轴(302)的一端与固定底座(13)连接，旋转轴(302)的另一端通过法兰盘与基板(12)的中部连接，旋转轴(302)通过减速器以及角度器与旋转伺服电机(301)连接；
所述Z向支撑结构(2)为伸缩杆，伸缩杆的下部固定安装在基板(12)上，伸缩杆的上部沿与基板(12)垂直的Z轴方向伸缩调节，伸缩杆的上部表面设置有橡胶软性材质，伸缩杆的上部表面与天窗框架零件接触式连接；
所述天窗到位传感器(6)安装在基板(12)上并且位于挡停机构(10)的一侧；
所述注胶量检测激光传感器(7)安装在基板(12)上并且位于型材框架(101)的一侧；
所述天窗框架Z向夹紧机构(8)包括两组以上对应布置的摆头气缸；所述摆头气缸包括旋转气缸(801)和安装在旋转气缸(801)上部的摆头(802)；所述摆头(802)沿周向旋转并沿轴方向升降；
所述尼龙导向机构(9)为天窗带有斜度的导向机构，尼龙导向机构(9)的中上部为斜度结构，下部为垂直结构；
所述挡停机构(10)包括挡停块(1001)、缓冲弹片(1002)和固定支架(1003)；所述挡停块(1001)的一端设置有缓冲弹片(1002)，挡停块(1001)通过缓冲弹片(1002)与天窗框架接触，挡停块(1001)的另一端与固定支架(1003)连接；所述固定支架(1003)为气动缓冲支架，固定支架(1003)固定安装在基板(12)上部；
所述Z向底部仿形支撑(11)的数量为两个以上，两个以上的Z向底部仿形支撑(11)对称固定安装在基板(12)的上部并且位于型材框架(101)的外部，Z向底部仿形支撑(11)的上部形状与接触处的天窗框架形状匹配；
所述主定位销(4)固定安装在基板(12)上并且位于尼龙导向机构(9)的一侧；
所述控制器(14)分别与举升气缸、传动伺服电机(501)、旋转伺服电机(301)、天窗到位传感器(6)、注胶量检测激光传感器(7)以及旋转气缸(801)电性连接。
2.根据权利要求1所述的应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统，其特征是：所述Z向支撑结构(2)为气压伸缩杆或液压伸缩杆。
3.根据权利要求1所述的应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统，其特征是：所述主定位销(4)的尖端为锥形导向，中部以下为圆柱型。
4.根据权利要求1所述的应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统，其特征是：所述天窗到位传感器(6)为红外传感器。
5.根据权利要求1所述的应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统，其特征是：所述控制器(14)为PLC控制器(14)。
6.根据权利要求1所述的应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统，其特征是：所述固定底座(13)的上部设置有气动锁止机构(15)；所述气动锁止机构(15)与控制器(14)电性连接。
7.根据权利要求1所述的应用于天窗的全自动注胶及胶量检测系统，其特征是：所述基板(12)的下部设置有定位柱(1201)；所述固定底座(13)上设置有定位座(1301)；所述定位柱(1201)与定位座(1301)一一对应布置。
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