新型汽車結(jié)構(gòu)中引入海量的輕質(zhì)金屬、復(fù)合材料和塑料，使得汽車用膠粘劑和密封膠連續(xù)快速增長。汽車內(nèi)飾件亦是膠粘劑用量增長的一個行業(yè)。日前我國轎車每輛用膠約20 公斤，中型車16 公斤，重型車約22 公斤。至2010年，我國汽車工業(yè)對各樣類型的膠粘劑和密封膠的總需要量超過了10萬 t。膠粘劑和密封膠在汽車行業(yè)通常應(yīng)用在焊裝工序、涂裝工序及總裝工序等。

圖1和圖2是廣東鴻圖科技股份有限機(jī)構(gòu)搖臂室罩零件總成，需要在鉚接防濺板之前，在鉚接結(jié)合面進(jìn)行涂膠，搖臂室罩零件總成裝配工藝流程為清洗→壓管→涂膠→鉚接防濺板→安裝密封圈→總成試漏→包裝入庫。

1. 零件涂膠工藝分析

臂室罩零件是典型的薄殼壓鑄件，材料牌號為YL112，設(shè)計年需要量為38萬件，零件總成質(zhì)量為3.6 公斤。零件的形狀為淺U形薄殼體，外形和內(nèi)腔比較繁雜，按照裝配工藝需求，零件需要鉚接裝配的防濺板有兩塊，不在同一個平面，零件鉚接防濺板前需要在裝配平面涂膠，工件涂膠軌跡形狀為由多段的曲線所構(gòu)成，因此呢需求涂膠機(jī)能夠完成各樣繁雜幾何形狀的三維涂膠、點(diǎn)膠工作。

涂膠設(shè)備人的選取擁有X軸、Y軸和Z軸三軸聯(lián)動功能的全封閉直角坐標(biāo)設(shè)備人，設(shè)備人掌控系統(tǒng)的選取，需求擁有三軸聯(lián)動功能，國產(chǎn)擁有三軸聯(lián)動功能的加工中心NC掌控系統(tǒng)。國產(chǎn)設(shè)備人制品和設(shè)備人NC掌控系統(tǒng)在技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性方面，擁有比較優(yōu)良，是設(shè)計涂膠機(jī)的理想的選取。涂膠的技術(shù)需求：涂膠必須按圖樣規(guī)定的涂膠軌跡線1和2運(yùn)行，涂膠形狀為半圓形，涂膠直徑為φ 2～φ 3mm，涂膠膠線必須均勻，不準(zhǔn)許涂膠膠線直徑忽大忽小，更加不準(zhǔn)許斷膠。涂膠必須貼近制品涂膠位置，不得離開制品。不論是裝配過程，還是運(yùn)輸、存儲，都必須保證密封膠條處在圖示的正確位置，涂膠后制品可見表面不準(zhǔn)許留膠，任何部位不準(zhǔn)許殘留異物。本設(shè)備適合通常所見的UV膠、AB膠及導(dǎo)電膠等種類的密封膠，本制品所用密封膠為樂泰999。

圖3為搖臂室罩全自動數(shù)控涂膠機(jī)（局部）。因?yàn)?/span>零件批量很強(qiáng)，全部零件總成涂膠工作節(jié)拍為2min，根據(jù)計算需要投入2臺涂膠機(jī)才能夠滿足38萬件的年產(chǎn)能需要，經(jīng)過技術(shù)和質(zhì)量評定，采用雙工位設(shè)計，可滿足產(chǎn)能設(shè)計需求，擁有比較好的質(zhì)量穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

2. 涂膠機(jī)設(shè)計方法

（1）涂膠機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計：按照搖臂室罩零件涂膠工藝分析，涂膠機(jī)的形成由底座、機(jī)架、雙工位涂膠夾具及氣動掌控系統(tǒng)和電器掌控系統(tǒng)部分構(gòu)成。設(shè)備結(jié)構(gòu)采用典型的全鋁型材框架結(jié)構(gòu)。且涂膠工裝夾具為快換結(jié)構(gòu)，方便制品轉(zhuǎn)型后的調(diào)試。采用站姿操作，工件手動上下料雙手起動設(shè)備自動進(jìn)行涂膠工作。設(shè)備安全防護(hù)安裝采用安全防護(hù)門及安全光柵，以保準(zhǔn)操作者的安全。供膠系統(tǒng)采用美國固瑞克（GRACO）的標(biāo)準(zhǔn)制品，其最大增壓比為 63∶1，經(jīng)過氣動轉(zhuǎn)換掌控，能夠供給穩(wěn)定的供膠壓力，并可按照密封膠的粘度區(qū)別，調(diào)節(jié)增壓比，適應(yīng)區(qū)別種類密封膠。

涂膠設(shè)備人采用天津市中馬設(shè)備人技術(shù)有限機(jī)構(gòu)的全封閉電動機(jī)內(nèi)置系列的直角坐標(biāo)設(shè)備人，全封閉電動機(jī)內(nèi)置結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)車間比較繁雜的含有必定粉塵和油污的工作環(huán)境，保準(zhǔn)設(shè)備人工作靠譜性。涂膠設(shè)備人的X軸、Y軸和Z軸采用龍門布局，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，擁有更好的剛性，涂膠設(shè)備人NC掌控系統(tǒng)采用廣州數(shù)控GSK980MDa，能夠方便地實(shí)現(xiàn)三維涂膠、點(diǎn)膠的運(yùn)行速度等各項工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)。

電器掌控系統(tǒng)設(shè)計了自動模式和手動模式，選取自動涂膠模式后，將工件預(yù)裝于工作臺板的夾具定位銷上后按雙手起步按鈕，設(shè)備自動進(jìn)行涂膠工作。

涂膠設(shè)備人帶動GRACO的膠嘴按預(yù)設(shè)編程好的軌跡進(jìn)行自動涂膠工作。當(dāng)工件自動涂膠完成，設(shè)備人自動回歸到初始原點(diǎn)后，方可進(jìn)行下料工作。

（2）涂膠機(jī)夾具設(shè)計：雙工位涂膠夾具采用分體式結(jié)構(gòu)，即兩個相同的涂膠夾具，按需求分別安裝固定在機(jī)架平板上，方便兩個零件分別調(diào)試。

零件在夾具上的定位采用典型的一面二銷方式，依靠零件的重量和夾具四周部署的粗限位，同期在夾具的區(qū)別的定位點(diǎn)上部署了傳感器，實(shí)現(xiàn)零件在夾具中的快速上下料和靠譜地定位，當(dāng)顯現(xiàn)員工零件裝夾不符合工藝需求時，設(shè)備將沒法起步，避免了意外狀況的出現(xiàn)。

為防止顯現(xiàn)夾具上無零件涂膠的反常的狀況出現(xiàn)，在夾具上部署了紅外線檢測安裝。即當(dāng)程序自動模式起步時，夾具上的紅外線接收和發(fā)射安裝僅有檢測到存在零件時，程序才可起步。一樣為防止顯現(xiàn)零件重復(fù)涂膠的反常的狀況出現(xiàn)，當(dāng)零件自動涂膠完成后，涂膠設(shè)備人自動回歸到初始原點(diǎn)后，必須進(jìn)行下料工作，員工倘若忘記了，重新起步自動模式運(yùn)行，設(shè)備將會報警，沒法起步，必須將設(shè)備運(yùn)行模式轉(zhuǎn)到手動模式下，消除報警后，設(shè)備才可重新工作。

（3）涂膠機(jī)氣壓掌控系統(tǒng)設(shè)計：圖4為搖臂室罩全自動數(shù)控涂膠機(jī)氣動掌控工作原理圖，本設(shè)備所用氣源為車間統(tǒng)一氣源，氣源壓力約0.6MPa，為保準(zhǔn)設(shè)備壓力的穩(wěn)定性，在氣源引入端，加裝了一個40L的儲氣罐總成1，壓縮空氣經(jīng)過氣源三聯(lián)件2的過濾潤滑，再經(jīng)過調(diào)壓閥調(diào)節(jié)到一個需要的穩(wěn)定的壓力（0.5MPa）。設(shè)備設(shè)計了低壓報警功能，當(dāng)設(shè)備進(jìn)氣源小于報警設(shè)定值時會進(jìn)行報警提示操作者。

供膠系統(tǒng)采用美國 GRACO的標(biāo)準(zhǔn)制品，其增壓比為 63∶1，以壓縮空氣為動力源， 在供膠系統(tǒng)的接入端安裝了可調(diào)流量手動開關(guān)閥4-1和氣動帶表減壓閥3-2，可調(diào)節(jié)和掌控進(jìn)入供膠系統(tǒng)的壓縮空氣。

供膠系統(tǒng)的出膠壓力和流量，可經(jīng)過位置于出膠口的膠泵流量壓力調(diào)節(jié)閥總成10進(jìn)行調(diào)節(jié)，壓力的體積可觀察調(diào)壓閥上的壓力表。涂膠槍7和流量可調(diào)節(jié)涂膠槍開關(guān)閥總成9設(shè)計為一體，經(jīng)過涂膠槍固定板8，將兩個涂膠槍7固定聯(lián)接起來，實(shí)現(xiàn)雙工位涂膠功能。流量可調(diào)節(jié)涂膠槍開關(guān)閥總成9的膠線連、斷實(shí)時掌控，經(jīng)過與NC系統(tǒng)相連的電磁開關(guān)閥11的DT1實(shí)現(xiàn)。為防止涂膠機(jī)停止工作時，涂膠機(jī)噴嘴的密封膠凝固，需將涂膠機(jī)噴嘴浸入油杯6中，油杯6的升降掌控氣缸5和可調(diào)流量手動開關(guān)閥4-2實(shí)現(xiàn)。

（4）涂膠槍膠線直徑的調(diào)節(jié)：涂膠機(jī)設(shè)備的膠線直徑有三種調(diào)節(jié)辦法，分別是改變供膠壓力、涂膠速度和膠嘴直徑。通常狀況下，膠線直徑調(diào)好后，禁止非技術(shù)人員再進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于調(diào)節(jié)其中任何一項，均會改變原有的涂膠線徑。改變供膠壓力的調(diào)節(jié)辦法，膠泵流量壓力調(diào)節(jié)閥總成10為固瑞克供膠系統(tǒng)自帶的，膠泵加壓后用內(nèi)六角板手順時針方向擰壓力會加大，逆時針方向擰壓力會減小，壓力體積可觀察調(diào)壓閥上的壓力表。調(diào)節(jié)完成后取下擰緊扳手就可。

微調(diào)供膠系統(tǒng)壓力可改變線徑體積，為使膠線直徑調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)，亦可經(jīng)過改變膠嘴直徑的方式，調(diào)節(jié)線徑體積（注：膠嘴直徑的改變必須相應(yīng)調(diào)節(jié)膠嘴距離涂膠表面的高度，否則涂出的膠線可能不直）。改變膠嘴直徑辦法，GRACO供膠系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置的膠嘴直徑為0.15mm，可按零件的詳細(xì)形狀和需求設(shè)計加工外形，并按照實(shí)質(zhì)需要打出膠孔。改變涂膠速度亦能夠改變線徑體積，涂膠速度的掌控方式是經(jīng)過涂膠設(shè)備人NC掌控系統(tǒng)參數(shù)體積設(shè)置，掌控涂膠設(shè)備人的X軸、Y軸和Z軸的走刀（膠槍）運(yùn)行速度，達(dá)到掌控涂膠線徑體積的目的。

（5）涂膠系統(tǒng)的清洗工藝：隨著現(xiàn)場涂膠密封工藝在汽車裝配工藝等行業(yè)的持續(xù)應(yīng)用，現(xiàn)場自動化涂膠機(jī)的運(yùn)用已然越來越普及。而保準(zhǔn)設(shè)備穩(wěn)定靠譜運(yùn)行的涂膠機(jī)系統(tǒng)的自動清洗工藝，亦越來越受到運(yùn)用者的注重，作為設(shè)備設(shè)計和管理中，非常重要的一個環(huán)節(jié)。

日前重點(diǎn)清洗辦法：①傳統(tǒng)的涂膠機(jī)的清洗工藝，都數(shù)是采用化學(xué)溶劑如二氯甲烷、三氯甲烷等揮發(fā)性溶劑進(jìn)行涂膠槍的噴嘴和管路的清洗。該清洗辦法擁有清洗徹底、花費(fèi)偏低的特點(diǎn)。然則因?yàn)?/span>化學(xué)品的揮發(fā)性、毒性、不可回收型及污染環(huán)境等原因的限制，溶劑清洗的運(yùn)用已然越來越受限。②采用可循環(huán)環(huán)保溶劑清洗。采用與設(shè)備配套運(yùn)用的單獨(dú)的自動清洗循環(huán)系統(tǒng)。該辦法擁有溶劑可回收多次運(yùn)用、清洗效果好的特點(diǎn)，已逐步發(fā)展為涂膠機(jī)清洗工藝的主流方式。

3. 結(jié)語

發(fā)動機(jī)搖臂室罩全自動數(shù)控涂膠機(jī)投入生產(chǎn)后，經(jīng)過現(xiàn)場約兩年的運(yùn)用和驗(yàn)證，制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率比較圓滿地達(dá)到了年供貨需要量為38萬件的初始設(shè)計需求，此涂膠機(jī)的成功設(shè)計，對機(jī)構(gòu)后續(xù)關(guān)聯(lián)機(jī)型的設(shè)計，擁有必定的參考價值。

原文刊發(fā)于：《金屬加工（冷加工）》2014年第19期75頁，金屬加工版權(quán)所有。

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