一种车门涂胶自动化设备及车门涂胶方法与流程

本发明涉及车门涂胶领域，具体涉及一种车门涂胶自动化设备及车门涂胶方法。

背景技术：

国内主流的车厂(如：上海大众、上海通用、一汽大众、东风本田等)车门防水密封胶均由人工涂布或粘贴，操作人员使用手动胶枪进行涂布，凭经验目视保证涂布品质，然而，车门密封胶涂布轨迹形状、胶型直径人手控制波动较大，且人手涂布劳务成本高、涂布效率低，不利于成本控制及胶型品质的稳定。国外汽车企业(如：本田等)采用机器人代替人工作业，实现车门防水密封胶自动化涂布，但需要在运行稳定性较高的地板链上进行随行涂布。若以同样方式实现该功能，需对输送线进行全面适配改造，投资费用非常高。

技术实现要素：

本发明提供了一种车门涂胶自动化设备及车门涂胶方法，其自动化程度高、且可降低涂胶成本、保证涂胶的品质。

为实现上述目的，本发明提供了一种车门涂胶自动化设备，包括机架、涂胶机器人、运输机构、车门吊具、用于将所述车门吊具固定的固定装置和控制器，所述运输机构水平设置并与所述机架相对固定连接，所述车门吊具与所述运输机构连接并可随运输机构作水平运动，所述固定装置与所述机架连接并位于所述运输装置的下方，所述涂胶机器人位于所述固定装置的侧部，所述涂胶机器人、运输机构和固定装置分别与所述控制器电性连接。

作为优选方案，所述车门涂胶自动化设备还包括视觉识别机器人，所述视觉识别机器人与所述控制器电性连接，所述视觉识别机器人设置于所述涂胶机器人的侧部且视觉识别机器人包括第一机械臂和多个摄像头，多个所述摄像头分别安装于所述第一机械臂的运动输出端。

作为优选方案，所述固定装置包括支撑部和夹持部，所述支撑部包括底座、第二驱动结构和支撑柱，所述支撑柱位于所述底座的上方并垂直于底座的上表面设置，所述第二驱动结构固定安装于所述底座上且第二驱动结构的动力输出端与所述支撑柱连接并可带动支撑柱作升降运动；

所述夹持部包括外伸支架、转动杆、夹持机构和第三驱动结构，所述外伸支架的一端与所述底座的上表面的边缘固定连接，所述转动杆的一端与所述外伸支架的另一端可转动连接，所述转动杆的另一端与所述夹持机构连接并可带动夹持机构转动，所述第三驱动结构与所述转动杆连接并可带动转动杆相对于所述外伸支架转动。

作为优选方案，所述夹持机构包括第一夹臂、第二夹臂、第二连接板和第一气缸，所述第二连接板垂直于所述转动杆设置并与所述转动杆固定连接，所述第二连接板的两端分别与所述第一夹臂的中部、第二夹臂的中部可转动连接，所述第一气缸的两端分别与所述第一夹臂的下端、第二夹臂的下端可转动连接并可带动夹持机构夹紧或张开；

所述第一夹臂的上端和第二夹臂的上端各设有一个夹板，两个所述夹板相对设置并可作相向或反向运动；

所述第三驱动结构为第三气缸，所述第三气缸的缸体与所述外伸支架的下端可转动连接且第三气缸的活塞杆与所述转动杆通过第三连接板连接，所述第三连接板的截面呈“l”形且第三连接板的两端分别与所述第三气缸的活塞杆、转动杆可转动连接；

所述第三连接板的拐点处通过第一连接板与所述外伸支架连接，所述第一连接板的两端分别与所述第三连接板、外伸支架可转动连接。

作为优选方案，所述第二驱动结构为第二气缸，所述支撑柱的数量为4，所述第二气缸的缸体与所述底座固定连接，所述支撑柱与第二气缸的活塞杆之间通过截面呈矩形的升降板连接，所述第二气缸的活塞杆与所述升降板下端的中部固定连接并可带动升降板作升降运动，4个所述支撑柱分别垂直于所述升降板的上表面设置并分别位于升降板的上端面的四角处；

所述支撑柱的上端嵌设于电磁铁；

所述底座呈长方体状的框架状并包括位于上端且与所述升降板平行设置的支撑板，所述支撑板上固定设有贯穿所述支撑板设置并与所述第二气缸平行的导向套，所述导向套内穿设有有导向杆，所述导向杆的上端与所述升降板的下端面固定连接。

作为优选方案，所述运输机构包括水平设置的导轨和设置于所述导轨内的推动组件，所述导轨与所述机架固定连接并包括开口朝下设置的滑槽，所述车门吊具的上端设有滑动小车，所述滑动小车安装于所述滑槽内并与所述滑槽滑动连接，所述推动组件可与所述滑动小车接触或脱离并可提供所述车门吊具作水平运动的驱动力，所述车门吊具上设有至少一个用于卡持车门的卡持位。

作为优选方案，所述涂胶机器人包括第二机械臂、胶枪、储胶箱、柱塞泵、截止阀、定量泵、输胶管和压力传感器，所述胶枪与所述第二机械臂的运动输出端相对固定连接，所述柱塞泵设置于所述储胶箱的出胶口处，所述柱塞泵、截止阀、定量泵和胶枪依次通过所述输胶管连接，所述压力传感器设置于所述定量泵的出胶口处。

作为优选方案，所述车门吊具还包括4个所述卡持位，4个所述卡持位呈两排两列布置于所述车门吊具的下部；所述涂胶机器人的数量为2，2个所述涂胶机器人相对设置，所述车门吊具可运动至2个所述涂胶机器人之间；所述视觉识别机器人的数量为2，2个所述视觉识别机器人相对设置，所述车门吊具可运动至2个所述视觉识别机器人之间。

作为优选方案，所述机架包括钢骨架和设置于钢骨架上的外壳。

为实现上述相同目的，本实施例还提供了一种车门涂胶方法，包括以下步骤：(1)将车门安装于车门吊具上并识别所述车门的车型，控制器根据车门的车型规划所述涂胶机器人的运动轨迹；(2)运输机构带动所述车门吊具运动至涂胶工位，车门吊具停止运动；(3)控制器控制固定装置将车门吊具的位置锁定；(4)视觉识别机器人采集安装于车门吊具上的车门的位置信息并将位置信息传递至控制器，控制器根据车门的位置信息对涂胶机器人的运动轨迹进行修正并生成涂胶机器人的动作指令；(5)涂胶机器人根据所述动作指令对车门进行涂胶工序；(6)完成涂胶工序后运输机构带动车门吊具离开涂胶工位。

上述技术方案所提供的一种车门涂胶自动化设备及车门涂胶方法，在对车门进行涂胶时，将车门安装于车门吊具上并识别所述车门的车型，控制器根据车门的车型规划所述涂胶机器人的运动轨迹；运输机构带动所述车门吊具运动至涂胶工位，车门吊具停止运动；控制器控制固定装置将车门吊具的位置锁定，如此，可避免在涂胶过程中吊具带动车门发生晃动，提高涂胶的质量；视觉识别机器人采集安装于车门吊具上的车门的位置信息并将位置信息传递至控制器，控制器根据车门的位置信息对涂胶机器人的运动轨迹进行修正并生成涂胶机器人的动作指令，如此，可保证涂胶机器人动作过程的精确性，进一步提高涂胶的质量；涂胶机器人根据所述动作指令对车门进行涂胶工序；完成涂胶工序后运输机构带动车门吊具离开涂胶工位。上述过程导入自动化设备取代人工作业，并将机器人技术与视觉识别技术相结合，实现车门的3d定位、夹紧及密封胶的高精度自动涂布。机器人作业取代人工作业，削减人员岗位，减轻作业强度和削减人员成本；同时，其自动化程度高、且可保证涂胶的品质。

附图说明

图1车门涂胶自动化设备的俯视图；

图2为涂胶工位的俯视图；

图3为车门涂胶自动化设备的内部结构示意图；

图4为车门涂胶自动化设备的整体结构示意图；

图5为涂胶工位的主视图；

图6为涂胶工位的侧视图；

图7为视觉识别机器人的结构示意图；

图8为涂胶机器人的结构示意图；

图9为固定装置的结构示意图(一)；

图10为固定装置的结构示意图(二)；

图11为夹持机构和第三驱动结构的形成组合结构与底座连接时的结构示意图；

图12为图11中夹持机构和第三驱动结构的形成组合结构部分的局部放大图(一)；

图13为图11中夹持机构和第三驱动结构的形成组合结构部分的局部放大图(二)；

图14为夹持机构的结构示意图；

图15为运输机构与车门吊具之间的连接关系图；

图16为运输机构与车门吊具连接处的局部放大图；

图17为安装有车门的车门吊具的结构示意图。

其中：1、底板；2、车门；3、视觉识别机器人；4、涂胶机器人；5、运输机构；6、骨架；7、储胶箱；8、控制器；9、固定装置；10、外壳；11、车门吊具；31、摄像头；32、第一机械臂；41、胶枪；42、第二机械臂；51、积放式输送链；52、推车机；53、滑槽；54、滑动小车；521、推头；91、支撑部；901、底座；902、螺栓；903、第一连接板；904、第二连接板；905、第一夹臂；906、第二夹臂；907、第一气缸；908、外伸支架；909、升降板；910、支撑柱；911、第二气缸；912、导向套；913、导向杆；914、第三气缸；915、第一转轴；916、第二转轴；917、第三转轴；918、第三连接板；919、第四转轴；920、转动杆；921、第五转轴；922、限位槽；923、夹板；924、第六转轴；925、第七转轴；926、第八转轴；927、脚垫；928、垫板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

请参见图1-17为本实施例所提供的一种车门涂胶自动化设备，包括机架、底板1、涂胶机器人4、运输机构5、车门吊具11、用于将所述车门吊具11固定的固定装置9和控制器8，所述运输机构5水平设置并与所述机架相对固定连接，所述车门吊具11与所述运输机构5连接并可随运输机构5作水平运动，所述固定装置9与所述机架连接并位于所述运输装置的下方，所述涂胶机器人4位于所述固定装置9的侧部，所述涂胶机器人4、运输机构5和固定装置9分别与所述控制器8电性连接。所述车门涂胶自动化设备还包括视觉识别机器人3，所述视觉识别机器人3与所述控制器8电性连接，所述视觉识别机器人3设置于所述涂胶机器人4的侧部且视觉识别机器人3包括第一机械臂32和多个摄像头31，多个所述摄像头31分别安装于所述第一机械臂32的运动输出端。优选地，本实施例中，所述第一机械臂32采用六自由度机械臂，所述摄像头31的数量为3，3个摄像头31呈三角形布置的形式安装于所述第一机械臂32的运动输出端，所述车门2上提前加工有3个与所述摄像头31位置相对应的定位孔，当所述车门2运动至涂胶工位时，所述视觉识别机器人3动作并识别3个定位孔的位置，从而确定车门2所在位置。其中，所述控制器8采用plc，所述摄像头31采用ccd相机。

具体地，在对车门2进行涂胶时，将车门2安装于车门吊具11上并识别所述车门2的车型，控制器8根据车门2的车型规划所述涂胶机器人4的运动轨迹；运输机构5带动所述车门吊具11运动至涂胶工位，车门吊具11停止运动；控制器8控制固定装置9将车门吊具11的位置锁定，如此，可避免在涂胶过程中吊具带动车门2发生晃动，提高涂胶的质量；视觉识别机器人3采集安装于车门吊具11上的车门2的位置信息并将位置信息传递至控制器8，控制器8根据车门2的位置信息对涂胶机器人4的运动轨迹进行修正并生成涂胶机器人4的动作指令，如此，可保证涂胶机器人4动作过程的精确性，进一步提高涂胶的质量；涂胶机器人4根据所述动作指令对车门2进行涂胶工序；完成涂胶工序后运输机构5带动车门吊具11离开涂胶工位。上述过程导入自动化设备取代人工作业，并将机器人技术与视觉识别技术相结合，实现车门2的3d定位、夹紧及密封胶的高精度自动涂布。机器人作业取代人工作业，削减人员岗位，减轻作业强度和削减人员成本；同时，其自动化程度高、且可保证涂胶的品质。

进一步地，请参见图9-14，所述固定装置9包括支撑部91和夹持部，所述支撑部91包括底座901、第二驱动结构和支撑柱910，所述支撑柱910位于所述底座901的上方并垂直于底座901的上表面设置，所述第二驱动结构固定安装于所述底座901上且第二驱动结构的动力输出端与所述支撑柱910连接并可带动支撑柱910作升降运动；所述夹持部包括外伸支架908、转动杆920、夹持机构和第三驱动结构，所述外伸支架908的一端与所述底座901的上表面的边缘固定连接，所述转动杆920的一端与所述外伸支架908的另一端可转动连接，所述转动杆920的另一端与所述夹持机构连接并可带动夹持机构转动，所述第三驱动结构与所述转动杆920连接并可带动转动杆920相对于所述外伸支架908转动。具体地，当固定有车门2的吊具转移至固定装置9的正上方时，控制器8控制吊具停止运动，第二驱动结构控制所述支撑柱910向上运动并顶住所述吊具的下端，然后所述第三驱动结构控制转动杆920带动夹持机构转动，并使夹持机构转动至所述吊具的侧部，夹持机构夹持住吊具的侧部，如此，即可实现对吊具的位置锁定，从而避免车门2随吊具晃动，进而保证对车门2的涂胶效果。如图10所示，当完成涂胶工序后，所述第二驱动结构控制所述支撑柱910向下运动并使支撑柱910与所述吊具的下端脱离，然后所述夹持机构张开，所述第三驱动结构控制转动杆920带动夹持机构逆时针90度，使得所述夹持机构运动至水平位置，如此，即可方便固定有车门2的吊具转移至其他位置。

请参见图14，本实施例中，所述夹持机构包括第一夹臂905、第二夹臂906、第二连接板904和第一气缸907，所述第二连接板904垂直于所述转动杆920设置并与所述转动杆920固定连接，所述第二连接板904的两端分别与所述第一夹臂905的中部、第二夹臂906的中部可转动连接，所述第一气缸907的两端分别与所述第一夹臂905的下端、第二夹臂906的下端可转动连接并可带动夹持机构夹紧或张开，其中，所述第一气缸907的缸体通过第七转轴925与所述第二夹臂906的下端可转动连接，所述第一气缸907的活塞杆通过第六转轴924与所述第一夹臂905的下端可转动连接。优选地，所述第一夹臂905的上端和第二夹臂906的上端各设有一个夹板923，两个所述夹板923相对设置并可作相向或反向运动。具体地，当所述第一气缸907伸出时，所述夹持机构夹紧，当所述第一气缸907缩回时，所述夹持机构张开。

请参见图13，本实施例中，所述第三驱动结构为第三气缸914，所述第三气缸914的缸体与所述外伸支架908的下端通过第一转轴915可转动连接且第三气缸914的活塞杆与所述转动杆920通过第三连接板918连接，所述第三连接板918的截面呈“l”形且第三连接板918的两端分别与所述第三气缸914的活塞杆、转动杆920可转动连接，其中，所述第三连接板918与所述第三气缸914的活塞杆通过第三转轴917可转动连接，所述第三连接板918与转动杆920通过第八转轴926可转动连接。优选地，所述第三连接板918的拐点处通过第一连接板903与所述外伸支架908连接，所述第一连接板903的两端分别与所述第三连接板918、外伸支架908可转动连接，其中，所述第一连接板903与所述第三连接板918通过第四转轴919可转动连接，所述第一连接板903与所述外伸支架908通过第五转轴921可转动连接。如此，即可保证转动杆920转动顺畅、同时可保证转动杆920转动过程中的稳定性，防止转动杆920发生偏摆。

本实施例中，所述外伸支架908呈矩形板状，所述外伸支架908背向底座901的一端的下部设有向外侧延伸的连接板，所述转动杆920的一端通过第二转轴916与所述连接板可转动连接，所述转动杆920朝向外伸支架908一侧的侧面上设有可与外伸支架908插接且截面呈u形的限位槽922，当所述转动杆920转动至与所述支撑柱910平行时，所述外伸支架908背向底座901的一端的上部插接于所述限位槽922的u口内并与限位槽922的槽底相抵，如此，即可实现对转动杆920的定位，同时也可防止转动杆920转动过度与吊具发生碰撞，当需要夹持吊具时，所述转动杆920转动至图9所示位置。

请参见图9-10，本实施例中，所述第二驱动结构为第二气缸911，所述支撑柱910的数量为4，所述第二气缸911的缸体与所述底座901固定连接，所述支撑柱910与第二气缸911的活塞杆之间通过截面呈矩形的升降板909连接，所述第二气缸911的活塞杆与所述升降板909下端的中部固定连接并可带动升降板909作升降运动，4个所述支撑柱910分别垂直于所述升降板909的上表面设置并分别位于升降板909的上端面的四角处，如此，可保证对吊具支撑的稳定性。由于吊具通常时由钢材制成，本实施例中，所述支撑柱910的上端嵌设于电磁铁，当需要支撑吊具时，给电磁铁通电，支撑柱910顶住吊具的同时，电磁铁吸住吊具，如此，可进一步保证对吊具固定的效果；当涂胶工序结束后，先使电磁铁断电，然后控制所述支撑柱910向下运动。

请参见图10，本实施例中，所述底座901呈长方体状的框架状并包括位于上端且与所述升降板909平行设置的支撑板，所述支撑板上固定设有贯穿所述支撑板设置并与所述第二气缸911平行的导向套912，所述导向套912内穿设有有导向杆913，所述导向杆913的上端与所述升降板909的下端面固定连接。其中，所述导向套912的数量为2，2个所述导向套912关于所述第二气缸911对称设置，两个所述导向套912内均设有所述导向杆913，如此设置，可方便所述第二气缸911带动升降板909平稳的作升降运动。

请进一步参见图9-10，本实施例中，所述底座901的下端的四角处各设有一个板状的脚垫927，每个所述脚垫927的下方均设有一个与脚垫927平行设置的垫板928，所述脚垫927与其下方的垫板928之间通过螺栓902连接。如此设置，可方便本实施例所提供的固定装置9与其他相对于地面固定的钢板或机架等固定连接。

请参见图15-17，本实施例中，所述运输机构5包括水平设置的导轨和设置于所述导轨内的推动组件，所述导轨与所述机架固定连接并包括开口朝下设置的滑槽53，所述车门吊具11的上端设有滑动小车54，所述滑动小车54安装于所述滑槽53内并与所述滑槽53滑动连接，所述推动组件可与所述滑动小车54接触或脱离并可提供所述车门吊具11作水平运动的驱动力，所述车门吊具11上设有至少一个用于卡持车门2的卡持位。其中，所述推动组件包括积放式输送链51和推车机52，所述积放式输送链51位于所述导轨的内部且与所述滑槽53平行设置，所述推车机52相对固定安装于所述积放式输送链51上并朝向所述滑槽53设置，所述推车机52包括可与所述滑动小车54接触或脱离的推头521，运输工况下，所述推头521与所述滑动小车54接触，所述推头521带动所述车门吊具11沿滑槽53运动；当车门吊具11运动至涂胶工位时，控制器8控制所述积放式输送链51抬高，所述推头521与滑动小车54脱离时，车门吊具11停止运动。

更进一步地，所述涂胶机器人4包括第二机械臂42、胶枪41、储胶箱7、柱塞泵、截止阀、定量泵、输胶管和压力传感器，所述胶枪41与所述第二机械臂42的运动输出端相对固定连接，所述柱塞泵设置于所述储胶箱7的出胶口处，所述柱塞泵、截止阀、定量泵和胶枪41依次通过所述输胶管连接，所述压力传感器设置于所述定量泵的出胶口处。优选地，所述第二机械臂42采用六自由度机械臂并固定安装于底板上，如此，在输胶管末端位置设置截止阀和定量泵，定量泵出入胶口处设置压力传感器，通过检测出入口压力获得密封胶流量信息，主控plc根据出胶压力调节涂胶速度，从而实现胶型的闭环控制。

本实施例中，所述车门吊具11还包括4个所述卡持位，4个所述卡持位呈两排两列布置于所述车门吊具11的下部；所述涂胶机器人4的数量为2，2个所述涂胶机器人4相对设置，所述车门吊具11可运动至2个所述涂胶机器人4之间；所述视觉识别机器人3的数量为2，2个所述视觉识别机器人3相对设置，所述车门吊具11可运动至2个所述视觉识别机器人3之间。如此，可进一步提高对车门2涂胶的效率。所述机架包括钢骨架6和设置于钢骨架6上的外壳10，从而避免外界环境对涂胶自动化设备的干扰。

本实施例还提供了一种车门涂胶方法，包括以下步骤：(1)将车门2安装于车门吊具11上并识别所述车门2的车型，控制器8根据车门2的车型规划所述涂胶机器人4的运动轨迹；(2)运输机构5带动所述车门吊具11运动至涂胶工位，车门吊具11停止运动；(3)控制器8控制固定装置9将车门吊具11的位置锁定；(4)视觉识别机器人3采集安装于车门吊具11上的车门2的位置信息并将位置信息传递至控制器8，控制器8根据车门2的位置信息对涂胶机器人4的运动轨迹进行修正并生成涂胶机器人4的动作指令；(5)涂胶机器人4根据所述动作指令对车门2进行涂胶工序；(6)完成涂胶工序后运输机构5带动车门吊具11离开涂胶工位。上述过程导入自动化设备取代人工作业，并将机器人技术与视觉识别技术相结合，实现车门2的3d定位、夹紧及密封胶的高精度自动涂布。机器人作业取代人工作业，削减人员岗位，减轻作业强度和削减人员成本；同时，其自动化程度高、且可保证涂胶的品质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。