汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统，包括输送挡风玻璃的输送线工作台，工作台上按顺序设置有底胶涂胶工位，翻转工位，第二涂胶工位，底胶涂胶工位与第二涂胶工位之间设有烘干工位，烘干工位上设有烘干装置，烘干装置用于烘干底胶涂胶后的挡风玻璃，翻转工位设有翻转装置，翻转装置用于对底胶涂胶后的挡风玻璃进行翻转，底胶涂胶工位上设置有助力机械臂，用于拿取挡风玻璃至底胶涂胶工位；第二涂胶工位上设置有滑板装配系统，滑板装配系统包括工业机器人，驾驶室，滑板，视觉定位系统，机器人抓具，驾驶室设置在滑板上。本实用新型具有系统自保护功能，符合柔性化要求，精度确更高，显著提高了设备工作节拍。
【专利说明】
汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及机器人【技术领域】，尤其涉及一种汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展和社会的进步，汽车工业也迅速发展起来，对汽车生产线设备的高效性、灵活性、智能化提出了更高的要求。
[0003]用于汽车挡风玻璃机器人自动涂胶生产线是汽车自动化生产线必不可少的生产设备，现有机器人涂胶设备的灵活性和高效性还存在一定的缺陷，因此，建立一种柔性化程度高，精确度好，且生产节拍快的汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统，对于提高汽车生产线自动化水平具有重大意义。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种具有系统自保护功能，符合柔性化要求，精度确更高，能显著提高设备工作节拍的汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统。
[0005]为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案是:一种汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统，包括输送挡风玻璃的输送线工作台，工作台上按顺序设置有底胶涂胶工位，翻转工位，烘干工位，第二涂胶工位，所述翻转工位设有翻转装置，翻转装置用于对底胶涂胶后的挡风玻璃进行翻转，所述烘干工位上设有烘干装置，烘干装置用于烘干底胶涂胶后的挡风玻璃。
[0006]所述底胶涂胶工位上设置有助力机械臂，用于拿取挡风玻璃至底胶涂胶工位；所述助力机械臂包括立柱，主机臂杆，加强斜拉杆，气管，夹具，回转关节，关节刹车，所述立柱上设置有轨道、回转关节和关节刹车，所述主机臂杆通过立柱上的关节刹车与立柱相连，关节刹车对主机臂杆进行锁定，主机臂杆与立柱成直角，通过轨道在立柱上下运动，主机臂杆末端设置有加强斜拉杆，加强斜拉杆，主机臂杆，立柱三者成三角形，所述夹具为真空吸附式夹具，设置在主机臂杆上，与气管相连；所述第二涂胶工位上设置有滑板装配系统和第二涂胶系统，所述滑板装配系统包括工业机器人，驾驶室，滑板，视觉定位系统，机器人抓具、机器人控制柜和视觉控制柜，驾驶室设置在滑板上。
[0007]优选地，所述是所述烘干工位上设有输送线对中装置，包括对中台、对中夹具、真空吸盘、气缸和传感器，对中装置上设置有玻璃凹面仿形滚珠，真空吸盘用于固定挡风玻
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[0008]优选地，所述助力机械臂配有配有误操作保护装置和手动卸载装置，只有在挡风玻璃被有效支承面支承后才能卸载，从而保障挡风玻璃卸载时挡风玻璃和操作人员安全。
[0009]优选地，所述助力机械臂配有失气保护装置，当主供气源意外断气时，钢丝绳不会突然坠落。
[0010]优选地，所述机器人抓具与工业机器人连接，机器人抓具两端安装位移传感器、真空吸盘、玻璃凸面的仿形顶块和机械限位装置，所述位移传感器反馈信号给工业机器人，修正机器人装配轨迹，辅助装配；所述真空吸盘固定风挡玻璃；所述玻璃凸面的仿形顶块，在吸附挡风玻璃时，玻璃凸面的仿形顶块避免玻璃攒动同时对玻璃进行辅助整型；所述机械限位装置，避免压爆挡风玻璃。
[0011]优选地，所述输送线工作台上设有备用涂胶装置，包括挡风玻璃手动涂胶工作台以及附属的真空吸盘、罐装胶加热烘箱以及电动胶枪。
[0012]上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:
[0013]1、自动涂胶系统的设备布置区域内物流顺畅，无干涉、交叉。
[0014]2、系统具有自保护功能:整套系统的设计必须考虑到突然停电、停气状态下的预防和保护手段，不得在此情况下出现诸如玻璃从机器人抓具上掉落、滑落的现象。系统设计时，夹具，助力机械臂都设置有失气保护装置，手动卸载装置。
[0015]3、系统柔性化要求:助力机械臂采用真空吸盘夹持，每一个吸盘配备独立的真空发生器，机械臂整体作软化处理，避免对玻璃以及周边设备造成磕碰和划伤。挡风玻璃输送、涂胶、装配过程中，不会造成玻璃本体的划伤和破损。
[0016]4、精确度更高:在烘干动作进行的同时，输送线对中装置对挡风玻璃进行对中定位，以确保机器人每次抓取玻璃的位置精度。
[0017]5、可靠性更强:在驾驶室停止等待装配的位置处增加电动机器人抓具一套，确保在机器人装配过程中，驾驶室所在滑板不会发生位移。机器人抓具夹紧动作在驾驶室到位后自动进行，夹紧完成后反馈信号至机器人系统。
[0018]6、机器人在接收到驾驶室到位夹紧信号后，从输送线上抓取玻璃，并携带玻璃在胶泵上进行涂胶作业。胶泵出胶动作与机器人运行动作互锁，即当机器人携带玻璃到达涂胶位置时，胶泵自动开始出胶，至玻璃涂胶完成后，胶泵自动停止出胶。从机器人抓取玻璃至涂胶完毕整个工作流程的工作时间小于50秒。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]附图1为本实用新型实施例的连接结构示意图；
[0021]附图2为本实用新型实施例的助力机械臂结构示意图；
[0022]附图3为本实用新型实施例的助力机械臂操作示意图；
[0023]图中1、助力机械臂；2、旋转升降台；3、挡风玻璃上料站；4、输送小车；5、运行按钮盒；6、翻转装直；7、对中台；8、机器人抓具；9、弟_■涂I父设备；10、工业机器人；11、自动清胶系统；12、安全门；13、机器人控制柜；14、视觉控制柜；15、胶泵系统控制柜；16、胶泵；17、供气单元；18、操作箱；19、废料输送平台；20、废料支架；21、机器人工作区；22、底胶涂胶工位；23、翻转工位；24、烘干工位。25、夹具；26、立柱；27、关节刹车；28、回转关节；29、气管；30、加强斜拉杆；31、主机臂杆。
【具体实施方式】
[0024]本实用新型实施例提供的一种汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统的用途在于:在I人操作的前提下，挡风玻璃取件助力机械臂满足将挡风玻璃从工位器具上抓取并放置到涂胶输送线上的功能；挡风玻璃涂胶输送线可实现挡风玻璃玻璃的对中、输送功能，同时在输送线上能够满足人工进行底胶涂抹和密封条装配的作业需求；挡风玻璃涂胶/工业机器人、第二涂胶设备以及机器人视觉定位系统能够实现下述操作:
[0025]a、工业机器人从输送线上抓取玻璃；
[0026]b、工业机器人携带玻璃在第二涂胶设备上进行玻璃胶涂抹；
[0027]C、机器人携带已涂胶玻璃装配到驾驶室上。
[0028]当自动涂胶系统出现故障时，备用涂胶工作台可满足人工进行挡风玻璃涂胶、装配的整个工作流程。
[0029]本实用新型实施例提供的一种汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统特别适用于东风汽车集团股份有限公司D760系列，零件号为:5206019-C6100，尺寸(长X宽X厚):2.4mX1.0mX0.006m，车身定位精度:前后定位精度:+/_100丽，右定位精度:+/_60丽，偏转误差:5。，可以利用机械方式如利用车身自身的定位孔，特征位置提高车身精度，也可以采用机械加电气方式予以提高车身精度。
[0030]下面通过具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0031]如图1所示，一种汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统，包括输送挡风玻璃的输送线工作台，工作台上按顺序设置有底胶涂胶工位22，翻转工位23，烘干工位24，底胶涂胶工位22上设置有助力机械臂I，用于拿取挡风玻璃至底胶涂胶工位22，如图3和图2所示，助力机械臂I包括立柱26，主机臂杆31，加强斜拉杆30、气管29、夹具25、回转关节28、关节刹车27，立柱26上设置有轨道(未示出)、回转关节28和关节刹车27，主机臂杆31通过立柱26上的关节刹车27与立柱26相连，关节刹车27对主机臂杆31进行锁定，主机臂杆31与立柱26成直角，通过轨道在立柱26上下运动，主机臂杆31末端设置有加强斜拉杆30，加强斜拉杆30，主机臂杆31，立柱26三者成三角形，夹具25为真空吸附式夹具，每一个吸盘配备独立的真空发生器，机械臂整体作软化处理，避免对玻璃以及周边设备造成磕碰和划伤，夹具25设置在主机臂杆31上，与气管29相连。挡风玻璃取件助力机械臂I能够满足单人方便的取件操作，且助力机械臂配备失气保护装置和手动卸载装置，当总气源意外断气时，主机臂杆31不会突然坠落，夹具25不会松开，当工人将前挡风玻璃移动到安全位置时，可操作卸载按钮，将前挡风玻璃安全放下。只有在挡风玻璃被有效支承面支承后才能卸载，从而保障挡风玻璃卸载时挡风玻璃和操作人员安全。夹具25采用空载平衡/负载平衡自动切换控制方式，当挡风玻璃被有效夹持后，系统由空载平衡状态自动切换为预先设定的负载平衡状态并设置状态指示灯，助力机械臂I在行程内任何位置均处于浮动状态，操作者可轻松用手拉动助力机械臂I上下移动，实现挡风玻璃的定位。同时机械臂配安全阀误操作保护装置，只有当玻璃被放置到位，按松开按钮，挡风玻璃才可被卸载，保障作业安全。
[0032]助力机械臂I运行控制盒5采用IRB-158型气动平衡睛，系统采用UP/D0WN控制方式，按UP按钮，挡风玻璃上升；按DOWN按钮，挡风玻璃下降。适于可变负载精确操作。运行控制盒配有负载显示器，当负载被提起后，显示器呈红色。助力机械臂系统额定负载为:G=158kg(7kgf供气压力下)，可提升行程为:H=2000mm，服务半径为:R=2000mm。
[0033]如图1所示，挡风玻璃上料站3，这一部分主要是进行挡风玻璃密封条的安装及玻璃底胶涂抹，上料端工作台为旋转升降台2，避免输送小车4的干涉，
[0034]具备旋转及旋转锁死功能。升起工作台，同时升起初定位装置，安装挡风玻璃，真空吸盘固定，初定位装置降下，凹面向上，一面操作结束，旋转工作台，继续另一面工作。操作结束时，操作箱18里设有控制按钮，按下按钮，工作台降下，挡风玻璃置于输送小车4吸盘上，输送小车4吸盘固定挡风玻璃送至翻转工位23，整个操作过程，人工按钮控制。
[0035]如图1所示，翻转工位23设有翻转装置6，翻转装置6用于对底胶涂胶后的挡风玻璃进行翻转。烘干工位23上设有输送线对中装置和烘干装置，烘干装置用于烘干底胶涂胶后的挡风玻璃。输送线对中装置包括对中台7、对中夹具、真空吸盘、气缸和传感器，对中装置上设置有玻璃凹面仿形滚珠，精度大于+/-0.15mm,在挡风玻璃进行精确对中之前，要充分考虑到人工放置玻璃的不确定性，进行预对中处理。对中夹具上设置的真空吸盘用于固定挡风玻璃，烘干装置设在对中装置对中台7上。人工通过按钮控制玻璃前进到翻转位置，挡风玻璃落在输送小车上，小车上真空吸盘固定风挡玻璃，翻转装置6将挡风玻璃送至对中装置烘干位置处(玻璃凸面向上)，热风烘干范围能够满足玻璃边缘所有底胶涂抹的位置，自下向上对玻璃进行烘干处理。采用热风烘干，可认为保护性装置，挥发性气体的浓度远低于燃烧和爆炸的浓度，烘干温度控制在35±5°，可通过开关进行其是否烘干的控制。当选择烘干时，烘干装置检测玻璃到位信号，自动进行烘干处理，烘干动作持续3min后自动停止，烘干时间参数具备人工设置功能，并传输信号给工业机器人，可以抓取玻璃。在玻璃底胶涂抹及烘干的区域，设置底胶挥发气体抽排装置，包含过滤器和活性炭，以避免对现场环境造成影响。活性炭的净化吸附效果达到90%，同时气体抽排装置的整体外观设计美观，满足工厂的形象要求。在烘干动作进行的同时，输送线对中装置对挡风玻璃进行对中定位，以确保工业机器人每次抓取玻璃的位置精度。
[0036]挡风玻璃的第二次涂胶是通过工业机器人10来实现的，在机器人工作区21完成。第二涂胶工位上设置有滑板装配系统和第二涂胶系统。
[0037]滑板装配系统包括工业机器人10，驾驶室，滑板，视觉定位系统，机器人抓具8、机器人控制柜13和视觉控制柜14，驾驶室设置在滑板上，工业机器人10与机器人抓具8连接，机器人抓具两端安装位移传感器，反馈信号给工业机器人10，机器人抓具的设置确保在工业机器人装配过程中，驾驶室所在滑板不会发生位移。工业机器人10抓取挡风玻璃并进行涂胶的动作在接收到驾驶室的到位信号后，再进行启动，避免由于停线等因素导致的过早涂胶，滑板线到位信号加车身位置传感器信号作为启动信号。机器人抓具夹紧动作在驾驶室到位后自动进行，夹紧完成后反馈信号至视觉定位系统开始扫描。视觉定位系统对驾驶室挡风玻璃止口特征部位进行扫描，通过扫描数据与基准值的比较，确定挡风玻璃止口平面，计算出当前平面和理论方位平面的矫正矢量(X，Y，Z, RX, RY, RZ)，并将计算结果反馈给机器人控制系统，校准、调整其装配玻璃时的工作轨迹，辅助装配，视觉定位系统的定位精度为±0.1_。视觉控制柜14设置有控制按钮，可对视觉定位系统进行设置和调整。机器人控制柜13设置有控制按钮，可对工业机器人动作进行控制和调整。机器人抓具8设置有真空吸盘，固定风挡玻璃；机器人抓具8设置有玻璃凸面的仿形顶块，在吸附玻璃时，玻璃凸面的仿形顶块避免玻璃攒动同时对玻璃进行辅助整型；机器人抓具8上设置有机械限位,避免压爆挡风玻璃。
[0038]第二涂胶系统包括第二涂胶设备9、胶泵16、胶泵系统控制柜15，自动清胶系统11和供气单元17，采用双桶自动切换的结构形式，即玻璃胶的胶泵16使用两桶容器，当第一桶使用完毕后，胶泵16自动切换使用第二桶。在胶桶容器内设定下限容量，提前报警。同时，当胶泵16自动切换胶桶使用后，报警系统提示操作人员进行胶桶更换。胶泵配备自动和手动排胶口 ；胶泵系统控制柜15具备定量参数设定功能，出胶流量可人工设定，流量控制精度为±1% ;胶泵系统控制柜15具备温控器参数人工设定功能，设定范围为20?60° C，采用电加热，温度控制精度为±1° C，对短路、断路、实际温度、供电电源和保险丝进行自动监控，当出现异常时具备报警功能；胶泵系统控制柜15上设有胶型检测装置，用以检测涂胶胶型，当涂胶胶形不满足设定要求时报警提示，将涂胶不合格的玻璃由工业机器人10自动放置在废料输送平台19上，然后由输送小车输送至废料支架20 ;胶泵16具备实时显示涂胶流量、涂胶压力、加热温度以及胶桶剩余容量等信息；第二涂胶系统设有具备自动清胶功能的自动清胶系统11，用于胶枪枪口自动清理，避免在停止工作状态下，造成的堵枪现象；第二涂胶设备9出胶口可以通过按钮调节高度，可以满足操作人员站在地面上进行点检以及易损件更换的高度需求。
[0039]输送线工作台上设有备用涂胶装置，是一种迂回生产的设备，配备挡风玻璃手动涂胶工作台以及附属的真空吸盘、罐装胶加热烘箱以及电动胶枪等。手动涂胶工作台，罐装胶加热烘箱具备温控器参数人工设定功能，设定范围为20?60° C，能够满足20罐胶同时加热的功能，且必须考虑胶罐取放的便易性和胶罐烫手的防护措施。
[0040]工业机器人10在接收到驾驶室到位夹紧信号后，从输送线上抓取挡风玻璃，并携带挡风玻璃在第二涂胶设备9上进行涂胶作业。胶泵16出胶动作与工业机器人10运行动作互锁，即当机器人携带挡风玻璃到达涂胶位置时，胶泵16自动开始出胶，至当挡风玻璃涂胶完成后，胶泵16自动停止出胶。从工业机器人10抓取挡风玻璃至涂胶完毕整个工作流程的工作时间小于50秒。
[0041]挡风玻璃涂胶完成后，工业机器人10依据视觉定位系统的反馈信息，携带挡风玻璃前往驾驶室直接进行挡风玻璃的装配作业。装配时，挡风玻璃胶的压合量为6mm，工业机器人10在挡风玻璃胶压合姿态下保持30秒静止，静止时间具备人工设定功能(O?lmin)。
[0042]工业机器人10动作范围内，有安全护栏及带有安全开关的安全门12，并配有安全门按钮盒。当安全门12打开时，工业机器人10立即停止动作确保人员安全。
[0043]整个系统预留系统内各设备运行状态的实时数据采集接口。用于工厂组网系统对设备实施运行信息的采集。
[0044]实施例的汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统，包括以下操作:
[0045]I)使用助力机械臂用从工位器具抓取挡风玻璃；
[0046]2)使用助力机械臂将挡风玻璃放置在输送线工作台上，凹面向上；
[0047]3)人工清洁挡风玻璃边缘并装配挡风玻璃密封条；
[0048]4)人工涂抹挡风玻璃底胶，然后通过按钮控制将挡风玻璃输送至翻转工位；
[0049]5)输送线翻转装置吸附挡风玻璃进行翻转输送，使挡风玻璃凸面向上；
[0050]6)烘干装置自动检测挡风玻璃到位，均匀烘干挡风玻璃凹面边缘底胶，烘干3分钟后，烘干动作自动停止；
[0051]7)同时输送线对中装置将挡风玻璃对中定位；
[0052]8)工业机器人检测到驾驶室到位信号后，自动从凸面抓取挡风玻璃；
[0053]9)工业机器人携带挡风玻璃到第二涂胶设备处进行挡风玻璃胶涂抹；
[0054]10)工业机器人涂胶同时，视觉定位系统对驾驶室挡风玻璃止口位置进行扫描，并传递扫描数据至机器人控制系统；
[0055]11)工业机器人接收视觉定位系统的扫描数据，自动安装挡风玻璃。
[0056]12)工业机器人保持安装姿态30秒后，进入下一循环。
[0057]滑板装配系统包括以下操作:
[0058]通过人工旋钮开关选择D760或其它车型。
[0059]a、当选择其它车型时，滑板线按现有程序运行。
[0060]b、当选择D760车型时，滑板装配线按照下述工艺流程运行。
[0061]I)滑板携带驾驶室进入快速前进位置时，发送到位信号至工业机器人；
[0062]2)滑板携带驾驶室完全进入升降机提升位置处停止，机器人抓具夹紧滑板，同时发送信号给视觉定位系统；
[0063]3)工业机器人在接收到驾驶室到位信号后，携带挡风玻璃开始涂胶；
[0064]4)视觉定位系统接收到滑板夹紧信号后，开始扫描驾驶室位置；
[0065]5)工业机器人自动安装挡风玻璃；
[0066]6)系统自动检测挡风玻璃安装结束，工业机器人离开，此时机器人抓具打开，滑板装配线恢复现有程序运行，进入下一循环。
【权利要求】
1.一种汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统，包括输送挡风玻璃的输送线工作台，工作台上按顺序设置有底胶涂胶工位，翻转工位，烘干工位，第二涂胶工位，所述翻转工位设有翻转装置，翻转装置用于对底胶涂胶后的挡风玻璃进行翻转，所述烘干工位上设有烘干装置，烘干装置用于烘干底胶涂胶后的挡风玻璃；其特征在于: 所述底胶涂胶工位上设置有助力机械臂，用于拿取挡风玻璃至底胶涂胶工位；所述助力机械臂包括立柱，主机臂杆，加强斜拉杆，气管，夹具，回转关节，关节刹车，所述立柱上设置有轨道、回转关节和关节刹车，所述主机臂杆通过立柱上的关节刹车与立柱相连，关节刹车对主机臂杆进行锁定，主机臂杆与立柱成直角，通过轨道在立柱上下运动，主机臂杆末端设置有加强斜拉杆，加强斜拉杆，主机臂杆，立柱三者成三角形，所述夹具为真空吸附式夹具，设置在主机臂杆上，与气管相连；所述第二涂胶工位上设置有滑板装配系统和第二涂胶系统，所述滑板装配系统包括工业机器人，驾驶室，滑板，机器人视觉定位系统，机器人抓具、机器人控制柜和视觉控制柜，驾驶室设置在滑板上。
2.根据权利要求1所述的一种汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统，其特征是所述烘干工位上设有输送线对中装置，包括对中台、对中夹具、真空吸盘、气缸和传感器，对中装置上设置有玻璃凹面仿形滚珠，真空吸盘用于固定挡风玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统，其特征是所述助力机械臂配有配有误操作保护装置和手动卸载装置。
4.根据权利要求1所述的汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统，其特征是:所述助力机械臂配有失气保护装置。
5.根据权利要求1所述的一种汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统，其特征在于:所述机器人抓具与工业机器人连接，机器人抓具两端安装位移传感器、真空吸盘、玻璃凸面的仿形顶块和机械限位装置，所述位移传感器反馈信号给工业机器人，修正机器人装配轨迹，辅助装配；所述真空吸盘固定风挡玻璃；所述玻璃凸面的仿形顶块，在吸附挡风玻璃时，玻璃凸面的仿形顶块避免玻璃攒动同时对玻璃进行辅助整型；所述机械限位装置，避免压爆挡风玻璃。
6.根据权利要求1所述的一种汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统，其特征其特征在于:所述输送线工作台上设有备用涂胶装置，包括挡风玻璃手动涂胶工作台以及附属的真空吸盘、罐装胶加热烘箱以及电动胶枪。
【文档编号】B05C9/04GK204182538SQ201420597109
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】许振东, 于明哲 申请人:湖南艾博特机器人系统有限公司