前后风挡玻璃智能化装配
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16610.16638/ki.1671-7988.2019.19.058浅谈汽车前风挡安装设计及装配工艺刘小兵,刘艳坤,陶廷君(浙江合众新能源汽车有限公司,浙江 桐乡 314500)摘 要:前风挡是汽车上的安全部件之一,安装设计结构的合理性和装配工艺的严谨性,直接影响着汽车密封性、隔音效果和驾驶员舒适度、安全性。
关键词:前风挡玻璃;设计;装配工艺中图分类号:U466 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2019)19-166-03Installation design and assembly process of front windshield of automobileLiu Xiaobing, Liu Yankun, Tao Tingjun( Zhejiang Hezhong New Energy Automobile Co., Ltd., Zhejiang Tongxiang 314500 )Abstract: According to the composition and flow direction of the door, the water-proof, water-conducting and drainage design is carried out for the inner and outer panel and the inner and outer decorations of the door to realize the sealing and waterproof function of the door.Keywords: Front windshield glass; Design; Assembly processCLC NO.: U466 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)19-166-03引言随着汽车制造行业的发展,制造产能和装配质量则考验组装厂整体实力,也给产品设计者提出挑战,设计出在一定节拍条件下操作者能轻便、准确的进行装配来满足其功能的产品。
【关键字】大学合肥工业大学毕业论文提高汽车挡风玻璃淋雨试验合格率班级08-04姓名陈传俊指导教师张翠红学号学院合工大高职学院课题背景随着世界汽车市场的不断发展,更新与进步。
发达国家的汽车市场已经进入饱和状态。
然而像中国这样的发展中国家汽车市场正在逐步兴起。
中国自主汽车品牌有江淮汽车,奇瑞汽车,比亚迪汽车等等,要想在世界汽车市场立足发展,就必须有合格的品质,优质的性价比。
而汽车的品质是由研发,设计,制造,检验等方方面面所决定的。
这里主要介绍检验中的一个环节如何提高汽车前后挡风玻璃淋雨试验的合格率。
以江淮轿车为例,每一辆新车下线前都要进行淋雨试验,其中最重要的检验就是检查汽车前后挡风玻璃与汽车钣金粘合处是否漏水。
如果不漏水则说明这辆新车淋雨试验基本合格,反之漏水则判定淋雨试验不合格。
不合格的漏水车辆需要经过汽车调试人员特殊调试返修处理,一般处理时间较长,返修比较困难,而且还要再次重上淋雨线以验证漏水返修是否成功。
如果仍然漏水,那么这辆车必须更换漏水的挡风玻璃。
此时处理起来更麻烦,需要用刀和钢丝把漏水的挡风玻璃割下来,在割的过程中极容易割伤划伤车身表面的钣金喷漆,从而损坏车辆的外观。
对于割伤划伤的车辆还需要进行二次钣金喷漆,然后才能将割了挡风玻璃的车辆重新开到生产线挡风玻璃装配岗位进行二次装配。
最后还需要进行淋雨试验。
因为我们必须保证车辆在出厂前各项检测必须合格,只有合格的产品客户才会选择,才会使用,才会喜欢。
我们的自主品牌汽车才能立足,才能发展,才能进步。
据江淮轿车总装技术科统计2009年第一,第二季,第三度每天新车下线淋雨试验合格率仅为60%~80%,其中大部分为挡风玻璃与车身钣金粘合处漏水,为保证合格的品质,这部分车辆调试返修过程复杂,返修周期长,耗费大量人力,物力,工时。
严重影响拖长车辆正常生产,制造,调试,出厂的流程周期。
这不仅影响了企业的正常销售,还增加了每辆车的制造成本。
使企业内外受困,严重制约了汽车制造企业的发展与进步。
摘要装配机器人现在已经在工业生产中扮演着一个重要的角色。
本文针对汽车装配行业的生产使用要求,同时结合机器人的发展情况,对用于装配汽车玻璃的机器人的结构进行了设计说明。
本次设计基于机器人结构紧凑、工作可靠、结构简单、易于装配和控制的设计原则,对机器人的手部、腕部、小臂、大臂、底座的结构分别进行了设计和强度校核。
该机器人可以在微机的控制下通过编程,驱动直流司服电机工作,进而带动各关节的运动,实现对汽车玻璃的准确装配。
本文对汽车装配机器人进行了较全面的设计,对机械系统的各部分的系统结构进行了详细的介绍和设计,并对系统的通用性、可靠性以及经济性进行了分析。
关键词:谐波减速器装配机器人喷气式吸盘自由度AbstractIn industry, the robot assembles now already play a char- acter of an important role.This text aims at requests of usage and profession of the production in the car assemble, And joining together the development circumstance of the combina- tine designed a robot construction useding for assembling cars the vitreous at the same time.This design according to the principle of construction tightly packed, working dependable, the construction simple and apting to design,assembling with the control, proceededing the design with the construction of the bottom respectively to the hand, wrist a conjunction for, small arm with big and brachial conjunction, big arm with bottom of the robot.The robot of this design under the control of the tiny machine can pass to weave the distance, driving the direct current department an electrical engineering work, then arousing the sport of each joint, realizing to the vitr- eous and accurate assemble in car.This text assembles to the car the design that robot proceeded more completely, proceeded the detailed introduc- tion to each part of systems construction of the machine system with design, and proceeded the analysis to the in general use, dependable and economic of the system.Key words :Overtone reduction gear The robot of assemble The type sucker of blowing out gas Free degree目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1机器人的概念 (1)1.2装配机器人的结构 (1)1.3选题背景 (2)1.3.1装配机器人的发展 (2)1.3.2 装配机器人的发展方向 (3)1.4装配机器人研究的意义 (3)第2章装配机器人的总体设计方案 (4)2.1设计目标和研究内容 (4)2.2设计方案 (5)2.2.1运动方案的确定 (5)2.2.2传动方式的选择 (5)2.2.3驱动电机的选择 (6)第3章装配机器人各部分的结构设计 (6)3.1基本设计参数 (6)3.2载荷的初步确定 (7)3.3手部结构的设计 (7)3.3.1手部的分类及工作原理 (7)3.3.2末端执行器的设计要求 (8)3.3.3吸盘吸力的计算 (8)3.3.4吸盘式手爪结构的确定 (9)3.3.5手部及载荷总体质量的确定 (9)3.4腕部的结构设计 (10)3.4.1腕部的概况及设计要求 (10)3.4.2腕部结构的确定 (10)3.4.3驱动电机的选择 (11)3.4.4锥齿轮的设计计算 (14)3.4.5轴的强度校核 (19)3.4.6传动同步带的选择 (24)3.5手臂的结构设计 (26)3.5.1手臂的设计要求 (26)3.5.2小臂的结构确定 (26)3.5.3电机的选择 (26)3.5.4联轴器的选择 (29)3.5.5传动同步带的选择 (29)3.5.6轴的校核 (30)3.5.7小臂的强度校核 (33)3.6大臂的结构设计 (34)3.6.1大臂的结构确定 (34)3.6.2驱动电机的选择 (35)3.6.3平衡汽缸的选择 (36)3.7底座的结构设计 (37)3.7.1底座的结构确定 (37)3.7.2电机的选择 (38)3.7.3传动直齿轮的设计 (39)第4章装配机器人的使用和维护 (41)4.1使用规程 (41)4.2维护和保养 (42)第5章经济分析 (42)第6章致谢 (44)结论 (44)参考文献 (45)附录1 (46)基本行为的隐含设计及其在机器人足球系统中的应用 (46)附录2 (55)BEHAVIOR-BASED IMPLICIT PLANNING METHODAND ITS APPLICATION TO ROBOT SOCCER SYSTEM (55)附录3 (68)机器人参数的初步确定 (68)第1章绪论1.1机器人的概念机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。
前后风窗玻璃装配技术条件编制:审核:会签:批准:日期:年月日1、装配示意图:前风窗玻璃后风窗玻璃2、装配明细表:KCDS 拧紧力矩使用点备注序号零件号零件名称单车数量01 60004104 前风窗玻璃总成 1 见图纸N/A Trim202 60006540 后风窗玻璃总成 1 见图纸N/A Trim203 60004897 玻璃胶(桶装)0.669 L 见图纸N/A Trim2Beta seal 18150.037 L N/A N/A Trim205 60004900 车身底涂Beta primer 540406 60004901 玻璃清洗剂0.002 L N/A N/A Trim2Beta clean 33000.040 L N/A N/A Trim207 60007048 玻璃底涂Beta primer 55003、装配技术要求1,环境要求1.1储藏运输环境要求玻璃胶、底涂、清洁剂及相关产品的运输及存储温度应当在5-25℃之间,避免阳光直晒,避免雨淋。
具体存储条件和保质期详见供应商提供的产品技术说明书。
1.2总装装配环境要求由于玻璃胶固化为吸湿固化,故玻璃胶的固化速率和车间环境的温度和湿度有很大的关系,车间温度建议保持在15-40℃,湿度保持在20%-45%,有利于车身底涂和玻璃底涂中溶剂的挥发,降低装配过程中的风险。
并且玻璃胶施工后可以保证较高的固化速率,降低在后序中由于外力造成的玻璃移位的质量风险。
如果生产中出现温湿度组合处于红色区域时,建议车间保温增湿,可以通过在玻璃胶施工30min后在挡风玻璃周边喷水的方法进行增湿。
红色:不可接受,蓝色:可以接受,绿色:合格。
2.总装装配要求及规范生产前准备:①开启底涂前,需要震荡包装罐,在罐内钢珠活动后至少再摇动60S。
②将底涂和清洁剂分装备用,注意准备好后一定要在瓶上贴好(或写好)标识,防止药水用错。
分装后要写上分装时间,4小时后废弃,要有专门的废弃化学品处理。
1.汽车装配概念及其特点汽车装配是汽车全部制造工艺过程的最终环节,是把经检验合格的数以千万计的各类零件,按规定的精度标准和技术要求组合成分总成、总成、整车,并经严格的检测程序,确认其是否合格的整个工艺过程。
汽车产品要求有好的动力性、经济性和耐久性,以实现在各种复杂环境中的运载功能,现代汽车产品更要求安全可靠、造型美观、乘坐舒适并满足环保要求。
这些要求,最终是通过装配工艺来保证的。
若装配不当,以昂贵的代价制造出的高精度的合格零件,不一定能装出合格的汽车。
因此装配是保证产品质量的重要环节。
汽车装配的特点是零件种类多、数量大、作业内容复杂,装配零部件除发动机、传动系、车身、悬架、车轮、转向系、制动系、空凋系等之外,还有大量内外饰件、电器、线束、软管、硬管、玻璃、各类油液加注等。
汽车总装工作量约占全部制造工作量的20%-25%。
其操作内容包括过盈配合、焊接、铆接、粘接、镶嵌、配管、配线、螺纹连接、各类油液定量加注等。
图一为各类装配作业所占比例。
综上所述,除产品设计先进、零件制造精良外,好的装配工艺是保证汽车产品水平、质量、降低生产成本和提高劳动生产率的重要因素。
装配的生产组织、生产线、设备、工具、检测手段的配备以及提高装配自动化程度的问题,也是汽车制造的重要课题。
上述因素,也必然要追溯到车辆结构的合理性和产品没计的工艺性。
图一装配作业的分配比2.装配的种类汽车产品结构比较复杂,通常生产批量较大,为保证装配质量。
提高劳动生产率,根据产品的结构特点,从装配工艺角度将其分解成为可单独组织装配的单元,以便合理地安排人员、设备和工作地点,组织平行、流水作业。
故装配可以分为部装(分装)和总装(含内、外装饰)。
其成品分别称为分总成、总成和整车。
为保证最终产品的质量,对每一级装配成品都要设有试验、检测工序即总成试验与整车试验。
图二为装配单元示意图。
图二装配单元示意图3.装配生产组织形式对于整车和可以单独组织装配的大型总成(例如发动机等)其装配生产组织、可以分为固定式装配和流水式装配两大类。
前后风挡玻璃智能化装配
发表时间:2019-07-25T10:09:36.033Z 来源:《科技新时代》2019年5期作者:阮俊叠
[导读] 前后挡涂胶机的智能化生产不仅是汽车制造领域自动化程度的提高,更是汽车制造领域生产员工满意度的提升。
广州汽车集团乘用车有限公司广东广州 511434
摘要:汽车总装装配过程中,前后风挡玻璃的涂胶与安装工艺对作业的品质、人员的劳动负荷有着很高的要求。
本文从广州汽车集团乘用车有限公司整车制造二部总装科前后风挡涂胶机设备(以下简称前后挡涂胶机)的全自动化生产过程,阐明新颖的自动化技术在汽车工业生产中如何满足高效率、高品质、少人化等要求。
关键词:前后挡涂胶机;风挡玻璃智能化涂胶与安装;高效率;高品质;低劳动负荷
前言:在汽车总装批量生产的过程中,其汽车重点部位的密封性要求直接关系到产品的安全性和可靠性。
风挡玻璃的密封性能是生产品质保证的重要项目,在装配过程中出现涂胶品质不良或者风挡玻璃安装精度不足都会引起汽车漏水批量重大品质问题。
针对汽车总装领域高产量生产、高品质涂胶、与高精度安装的要求,前后挡涂胶机结合机器人自动化技术、视觉技术、信息化技术,解决了其重点问题。
一、前后挡涂胶机自动化涂胶安装工艺介绍
前后挡涂胶机由2台6700型ABB机器人、2套玻璃自动上料装置,2套定量供胶系统、车型判断系统以及1套视觉系统组成的,整体工艺流程:AGV自动搬送供给玻璃,通过自动上料装置转载与定位玻璃,机器人通过车型识别系统获取车型信息,抓取并判别玻璃类型进行定量涂胶(激光测量胶型、胶量),再经过视觉系统扫描车身数据获取定位误差,机器人自动安装前后风挡玻璃的系统结构。
交接通讯,上料装置自动将玻璃零件转载至对中台定位,并识别玻璃类别反馈给机器人。
玻璃零件的自动化供给,不仅提高物流的有效率,同时也大大减低了生产员工的劳动负荷。
AGV搬送玻璃自动上料
2.2玻璃涂胶自动化与安装自动化
前后风挡玻璃涂胶沿用传统的机器人自动涂胶模式,改善的是,采用一套ABB机涂胶与玻璃安装工艺集成在同一机器人完成。
前后挡涂胶机选用了臂展更长、工作范围更大、承重能力更强的ABB6700型号的机器人。
三、品质先行,打造高质量产品
3.1常见风挡玻璃安装质量问题
结合实际生产制造经验,常见的风挡玻璃装配问题有以下几种:1、涂胶品质不良,涂胶过程出现断胶、气泡等不良现象;2、涂胶轨迹精度误差,导致玻璃与车体钣金密封性不良;3、玻璃安装精度误差,导致玻璃与车体钣金密封性不良;此外,玻璃涂胶不可追溯,难于开展品质不良分析与跟踪。
针对以上常见问题,前后挡涂胶机敢于应用行业新技术,不断提高设备品质保证能力。
3.2前后挡涂胶机品质保证对策
3.2.1精确稳定的胶型检测功能
本涂胶站中结合ABB软件技术与进口日本LV-7000高速激光扫描仪系统,形成在线实时监控涂胶质量的胶型检测功能。
LV-7000胶型检测:采用固定于胶枪轴平台的激光仪(胶枪的旋转与激光仪同步转动),对前/后风挡玻璃的PU胶条进行跟踪扫描,实时检测涂胶的质量,整理的工作流程如下:LV-7000激光扫描仪控制器通讯线与系统工控机主机通过千兆网连接。
当机器人开始涂胶时,向胶型检测系统送出程
序号(预定义的胶条检测码),视觉系统选初始化并选定各车型SETTING程序,进入就绪状态。
机器人自动涂胶的过程中,激光仪连续扫描及计算,并将数据发送给视觉系统软件。
机器人涂胶结束时,向视觉系统发送测量结束信号,视觉系统停止扫描和计算,开始启动存档功能,存储图像、测量结果,立即向机器人送出本次的检测结果,等待下一次测量信号,如此循环。
本站的胶型检测功能可以实现对印刷玻璃(非透明)上的胶条宽度(上窄下宽,底部宽度不超过15mm)、高度、截面积的检测,有效工作距离为50-80mm,激光仪的扫描频率1KHz(即当机器人涂胶速度不超过400mm/s时扫描线间隔≤0.025mm),视觉系统对胶条的位置、宽度、截面积进行检测,检测精度为±0.2mm。
此外,胶型检测系统将每次循环记录的胶型的高度、宽度的数据存储在视觉工控机,能实现统计分析及不良追溯。
3.2.2视觉精准定位,国内自主品牌汽车行业首例风挡玻璃自动合车工艺
由于输送线系统的误差,涂胶机工位内车体不可能每次都能停止于完全一样的方位,同时前后风挡窗框相对于不同的车体可能会有不同的偏差,本涂胶站中采用视觉检测定位系统来实现对生产线上的车体风挡窗框的自动无接触的三维方位的精确定位。
通过计算确定其当前方位偏差,即6个自由度的坐标转换(X,Y,Z,RX,RY,RZ),并将该方位矫正矢量传送给前后挡安装机器人,使得机器人能够准确定位风挡框并将风挡玻璃准确地安装到窗框上。
车身视觉扫描定位
本视觉系统采用视觉+激光组合的方式来检测车身位置。
车身三维方位粗定位摄像头:采用固定安装的摄像头,分别从4个不同角度“看”车身的4个不同部位,并从这些图像中搜索车身的固有特征标记点的二维图像坐标,同时根据各个摄像头之间的方位关系以及标记点在车体坐标系下的坐标,进而判断出工位内的车体的车型信息,并初步判断车体的定位误差。
粗定位完成后,机器人带着激光仪对车体的边缘进行扫描、测量。
风挡窗框的三维方位精定位激光仪:采用3个固定于机器人抓手上的激光仪分别依次对风挡窗框的边缘轮廓进行扫描测量,从而精确定位窗框的三维方位,并把相对于机器人示教位置的矫正量送到相应的机器人,机器人就能够对风挡玻璃进行准确装配了。
其中4个固定式摄像头对车身位置进行粗判断,精度可达±1.5mm,并且可对车型进行判断。
粗定位时间约为1s;安装在机器人上的激光仪自身扫描精度可达±0.15mm,视觉系统在经过优化稳定以后的测量成功率在99.9%以上,风挡玻璃安装精度可达±0.5mm,安装精度远超于人工手动安装。
四、以人为本,降低作业劳动负荷
“以人为本”是广汽传祺的企业理念,前后挡涂胶机的自动化、智能化生产从降低员工的劳动负荷出发,从根本层面上体现了公司企业理念。
玻璃的人工搬运上料改善为AGV机器人自动搬送,避免了员工长期搬运玻璃上料而出现腰肌劳损的职业病因素;激光测量仪同步检测涂胶质量,避免了员工长时间仰头而导致的颈椎劳损职业病因素;玻璃的自动安装更是直接削减了风挡玻璃安装岗位工位,相对比手动操作机械手安装,极大的减低了作业的劳动负荷。
前后挡涂胶机的智能化生产不仅是汽车制造领域自动化程度的提高,更是汽车制造领域生产员工满意度的提升。
结束语:
随着机器人自动化技术、视觉技术日趋完善稳定,其功能在汽车行业装配与品质方向上的作用的日益凸显。
本文重点剖析广汽传祺二线总装车间的前后挡涂胶机设备结构,将其自动上料系统、机器人系统、视觉系统等功能作了详细的说明。
如何让风挡玻璃的安装工艺自动化程度与品质保证能力不断提高,需要不断结合实际生产和先进技术,不断探索,形成高效率、高品质、低劳动负荷的智能化生产。
参考文献:
[1]曹铁林,姜涛,郭志恒,枊宗遂,李立华.机器人在风挡玻璃涂胶系统中的成功应用.机器人技术与应用.2006年:14-17
[2]尹仕斌,任永杰,刘涛,郭思阳,赵进,邾继贵.机器视觉技术在现代汽车制造中的应用综述.光学学报.2018年:11-22。