《装备维修技术》2021年第2期
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刘洋
（上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司，山东 青岛 266555）
1 引言
现代化汽车的车速越来越高, 对车窗玻璃安装安全性的要求也越来越高. 为了提高汽车的安全性, 保障乘员的安全, 防止在高速行进中急刹车或撞车时因车窗玻璃装配不牢而使乘客受到伤害, 国内外均采用了风挡玻璃直接粘接工艺. 这种装配工艺使得车窗玻璃与车身结合成为一个整体, 大大增加了安全性.机器人自动涂胶正是此前提下发展起来的, 机器人自动涂胶系统具有材料成本低廉、节拍快、一致性好、柔性大等特点。 2 机器人涂胶工作站组成
机器人涂胶工作站平面布局如图1所示. 本工作站共分8个工位, 包括安全围栏、输送设备、自动翻转台、精密对中台、涂胶塔、机器人及抓手、下料台和供胶系统。详见图
1：
图1 2.1输送设备
构成：该工位主要是将玻璃输送到指定位置。设备采用链条
带托块形式，可以输送纵向宽度290mm-980mm 、横向宽度
1200mm-1500mm 玻璃，人员将玻璃检查完成后放置在设备的第一
工位，按完成按钮确认摆放完成，这时输送设备会根据后部工位
的使用情况输送玻璃。
设计要点：1）输送设备的运送条件应该严格，对前后工位的
存储状态做连锁控制；2）输送设备响应玻璃到位信号的动作应迅
速；3）输送设备每次运行的误差在5 mm 以内；4）手动控制输送
设备时应为一键式前进，避免手动操作下的失误；5）输送链条的
张紧程度应合适，且可调节；6）输送设备的末端应安装极限开关，
防止因玻璃越位造成损坏；
2.2自动翻转台
构成：自动翻转台的作用为将已输送完成的玻璃翻转至精密
对中台。机械手取走玻璃后，翻转台自动抓取下一块玻璃。翻转
装置由变频调速交流电机驱动，电机带有制动器，在发生异常情
况时，翻转臂能在任意位置紧急停止，翻转速度可以根据实际使
用情况进行调节。翻转工位主要由翻转电机、真空吸盘、变频器
等组成。
设计要点：1）应使用风琴式吸盘且位置可调，满足在翻转角
度出现小的偏差时，仍有可压缩量，避免吸盘对玻璃的冲击过大。
2）翻转臂可控制位置，重复定位的误差应在±1°左右。3）翻转
极限位置，应该具有机械极限死档，在翻转电机失控时，可以强
制停止。
2.3精密对中台
构成：该工位为整个系统的重点工位，用于玻璃的定位及识
别，保证同类型的玻璃夹紧后状态一致。其识别原理为通过夹紧
工位定位柱夹紧时移动的距离判断玻璃类型，因此，在对玻璃的
读数范围进行设置时，应该对同类型的玻璃进行多次夹紧，充分
识别横向及纵向夹紧的距离均值，并对所有类型玻璃的读数范围
进行统筹管理，避免重复。夹紧对中识别装置主要由对中定位装
置、升降架、位移传感器和真空吸盘组件等构成。
设计要点：
1）夹紧工位的夹紧顺序应该根据现场实物进行判断，避免玻
璃被夹至翘起。2）驱动定位柱的气缸速度应该合适，齿轮齿条的
配合应该精确。3）计算定位柱前进距离的位移传感器应准确迅速，
汽车挡风玻璃系统对距离的读取时机应合适且重复定位精度应在±1mm。4）当出现读数相近的玻璃时，对玻璃的识别可以依照读数及外部的其
它信号综合考虑。5）真空吸盘的真空度应该保持稳定，尽量避免
吸紧后玻璃的变形量不一致。6）轨道应该要求高度平行，气缸动
作时定位柱的移动应该平顺快速。7）应设置玻璃固定吸盘，防止
对中装置打开时玻璃移位。 2.4机器人及抓手 构成：机器人系统是整个系统中的重要组成部分，主要功能为按照对中工位识别的玻璃型号进行抓取涂胶，所涂胶型应满足工艺要求。机器人系统主要由6 轴机器人、拾取抓手、真空吸盘等组成。本系统使用FANUC 6轴机器人。 设计要点：1）涂胶轨迹当中对于转角的控制应当精确。2）机器人在出现意外停留在途中时，系统应能够辨别机器人所处的
物理位置，并有相应程序让机器人安全快捷的回到原点。3）机器人在原点时，系统应回到主程序首条，并认为机器人处于安全位置。4）在机器人自动涂胶过程中，系统出现急停或安全门被打开时，整个系统控制电源被切断，机器人停留在子程序当中，当急
停和安全门恢复时，系统可以在子程序的断开点自动循环。5）机器人的程序应该简洁清楚，涂胶点的选取及距离的掌握应恰当，涂胶轨迹建议选用直线程序，涂胶速度可结合定量泵的转数而定，涂胶速度
一搬控制在350mm/s，非涂胶速度一般控制在机器人最高速度的70%左右。6）拾取抓手上的吸盘位置可调。7）应使用风琴式吸盘满足在玻璃定位高度出现小的偏差时，仍有可压缩量，
避免吸盘对玻璃的冲击过大。8）真空吸盘应至少布置6个，可以
实现大小玻璃区别使用。9）真空发生器应使用常闭式，防止断电时真空消失。10）负压真空部分应安装压力识别装置，在压力达到时方可动作。 2.5涂胶塔 构成：涂胶塔是关系到胶型质量的关键部位，主要功能为控制出较量、出胶方向、开胶、关胶等。主要由胶嘴、旋转机构、伺服电机、涂胶开关阀、清胶装置等组成。 设计要点：1）胶嘴应使用特氟龙材质，确保不会划伤玻璃。2）胶嘴开口宽度、高度、内径设计应根据工艺需求的胶型设计。3）胶嘴固定机构可上下浮动，作为玻璃轻微变形的补偿措施。4）旋转机构可完成720°旋转，且旋转机构应该转动灵活，不能出现卡滞现象。5)伺服采用FANUC 机器人配套电机，与机器人使用同一套控制系统，实现控制无延迟。5)头开闭气缸应该反应迅速，对于出胶及断胶应该快速有效。6）清胶装置使用压缩空气吹胶嘴方式，应可以胶嘴上临时附着的胶清除干净。 2.6下料台 构成：下料台的作用为将已涂胶完成的玻璃翻转至防护网外，便于操作者提取。操作者取走玻璃后，机器人抓手将下一块玻璃放置在下料台并翻转到防护网外。 设计要点：1）下料台上的吸盘位置可调。8）应使用风琴式吸盘满足在玻璃定位高度出现小的偏差时，仍有可压缩量，避免吸盘对玻璃的冲击过大。9）真空吸盘应至少布置6个，可以实现大小玻璃区别使用。4）真空发生器应使用常闭式，防止断电时真空消失。10）负压真空部分应安装压力识别装置，在压力达到时动作。 2.7供胶系
统 供胶系统的作用为将机器人所需的玻璃胶准确输送到胶，并且供胶系统全过程加热，分段控制温度，具有提前预热、空桶状态下自动切换等功能。供胶系统一般由55 加仑双供胶模组、计量式精密流量泵等组成。 2.7.1 供胶泵的供胶压力。气动马达的压力决定马达上下动作的速率，是影响供胶量的主要因素。马达的压力应根据现场使用节拍、胶管长度等需求决定。 2.7.2齿轮泵的涂胶压力。系统的出胶量主要决定于齿轮泵的转速。齿轮泵采用交流伺服电机通过减速器、连轴器带动齿轮计量泵进行供胶. 齿轮计量泵靠每个齿的啮合均匀供胶, 通过电机控制齿轮计量泵的转速进行胶流量的实时控制. 3 结束语
对风挡玻璃自动涂胶系统各个部分的详细设计要点、常见问题的处理及目前前沿的高节拍设计方案做了说明。通过该系统，可以有效降低涂胶成本，大幅提升生产效率，提升淋雨合格率，降低劳动负荷。
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