汽车风挡胶型控制技术及常见问题分析

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图1 涂胶机器人系统组成

中小型轿车风挡玻璃涂胶（涂胶机器人涂胶）易出现断胶、倒胶和胶量不均等故障现象，对这些故障现象的原因进行分析后提出的合理解决措施，为进一步提升涂胶机器人涂胶质量和工作效率提供了很好的方法和依据。 国内外的很多汽车企业为了提高汽车风挡玻璃密封性及粘接力稳定性，将风挡装配所用的HV3胶由前期的手动涂胶改为涂胶机器人涂胶，但使用机器人涂胶过程中，设备涂胶质量受气压、模拟电压、温度、点速度、风挡形状（公差差异）和HV3粘度等变化而发生变化，常出现以下故障：轨迹偏移、倒胶、胶量不均、断胶、接头断胶或胶量重叠（胶量过大）、涂胶关枪后甩胶、机器人玻璃不识别和机器人玻璃识别错误、机器人伺服跟踪错误和机器人过载以及真空发生器故障等。 机器人涂胶的工艺要求为：胶宽7～9mm；胶高13～15mm（本文所涉及的具体参数以某款车型为例，仅供其他车型参考）。未达到工艺要求存在以下问题：风挡密封不严导致风挡漏水；胶量过大导致风挡装配后漏黑胶（外观不良）等。若在生产过程中出现以上问题，需对涂胶机器人涂胶参数进行调整来修正胶形，但在设备参数调整时需不断尝试调整后打胶进行验证，在调整过程中会影响正常生产节拍，影响劳动生产率。本文主要针对以上常见涂胶缺陷进行设备参数分析，找出影响涂胶质量的设备各种参数之间的规律，以便对生产中出现的涂胶质量问题快速查找原因并及时修复，减少质量隐患和停线损失。图1所示为涂胶机器人主要结构，图2为涂胶机器人供胶系统。

图2 涂胶机器人供胶系统

常见涂胶故障原因分析及措施 1．轨迹偏移 此问题主要是以下几点引起： （1）机器人的涂胶枪嘴、活结或夹板拆卸后安装不到位。在拆换这些部件时需安装同型号的尺寸备件，不改变安装方式，在进行以上项目后需进行涂胶调试； （2）玻璃定位翻转台定位不到位，主要检查玻璃上下定位和左右对中定位动作是否连贯，齿轮齿条是否正常啮合； （3）玻璃本身的弧度尺寸、胶条存在较大的误差； （4）真空发生器松动，吸气后的工作高度发生改变。 涂胶轨迹偏移分为：整块玻璃轨迹整体向某个方向偏或一块玻璃的某段轨迹偏移等。解决第一种问题一般不需要通过重新示教机器人轨迹，可检查定位装置的对中定位和上下定位的动作过程是否异常，然后检查玻璃的弧度尺寸等；第二个问题一般需要通过重新示教机器人坐标轨迹来调整，调整后的轨迹不要改变机器人速度，以免影响胶量。

图3 前风挡数模

2．倒胶现象 以下几种情况都可能是倒胶的原因： （1）HV3胶的粘度差异（胶厂家不同、季节不同都会引起胶粘度差异）； （2）涂胶枪嘴与玻璃之间的距离过大； （3）涂胶过程中枪嘴的开口方向位置差异。 第一种情况只能通过提高温度进行调节，这种用温度调节流体粘度的方法，设备温度控制非常重要，在流体本身具有一定粘度的情况下以及流动均匀时，其效果是可行的。第二种情况，玻璃与枪嘴间距离越大倒胶的可能性就越大，反之则优，但这个距离过小就有可能增加某轨迹段枪嘴与玻璃干涉的可能，损伤玻璃和枪嘴。一般这个间隙保持在15±2mm最优。第三种情况就是枪嘴的开口，这个问题在机加工枪嘴和更换枪嘴的时候必须注意，对枪嘴的开口基准位置与枪嘴的固定基准位置要严格按照尺寸进行机加工和安装（枪嘴开口呈“V”型，具体尺寸依胶高和胶宽的工艺要求而定）。

图4 胶量与涂胶机器人相关参数特性趋势

3．胶量不均 同一风挡，不同轨迹处胶形不均。以某汽车前风挡为例，常见有3种情况： （1）枪嘴直线运行时胶形不均（如图3 A-C）。此故障现象主要因枪嘴各点运行点速度及模拟电压值不同导致，将各点点速度及模拟电压值调整至相同可解决此问题（参考值：点速度1200～2 500mm/min；模拟电压值7～9V），如表所示。 （2）拐角处胶形不均（如图3 A-B）。为保证拐角处胶形不发生变化（拐角处胶形呈直角，无倒胶现象），玻璃与枪嘴间距离应比A-C段降低15%～20%，点速度应比A-C段降低20%～30%，模拟电压比A-C段降低10%～15%，同时可通过调整枪嘴的开口基准位置角度来不断修正拐角处胶形。胶量与涂胶机器人相关参数特征趋势见图4。 （3）接头处（起枪和收枪接头处）胶形不均（如图3 D-E）。此处常出现胶量过大或断胶现象，收枪晚导致接头处打胶重叠，起枪点速度慢导致胶量过大；通过调整起枪点速度及收枪时机可有效解决此问题（参考值：起枪时的点速度为A-C段的3～4倍，距打胶始点20～30mm时收枪）。

图5 打胶断胶

4．断胶 故障现象为打胶轨迹一段断开（见图5），此故障现象主要因柱塞泵（见图6）处和计量泵（见图7）进出口处被活结的HV3胶（呈凝固状）堵塞，导致泵内齿轮运转不灵活（机器人过载），定期（每两月1次）对计量泵和柱塞泵内清理维护可有效解决此问题。

图6 柱塞泵

5．胶量不足或过量 影响供胶量的因素主要有以下几个方面： （1）胶房中的柱塞泵供气参考气压值：0.3～0.64MPa； （2）胶房中的柱塞泵四通阀上的压力值（参考气压值：1800～2 200psi，145psi=1MPa）； （3）计量泵进出口处压力值（参考气压值：进口压力3 000～3 500psi，出口压力2200～2500psi）； 此外，柱塞泵或计量泵效率低、工作不正常，机器涂胶点的速度变化，枪嘴开口的形状大小以及开关枪的位置是否到位等因素也对供胶量有影响。 在调整胶量的过程中优先调整柱塞泵气压，使计量泵的压力在上述范围内，其次考虑调整机器人涂胶点速度。

图7 计量泵

6．涂胶关枪后甩胶 这种情况一般是因为： （1）胶量大、胶粘度稠，关枪后甩胶； （2）关枪后两边的胶没有接头，关枪前一段胶与玻璃之间间隙大，没有粘结。 针对这两种情况，一般都是胶量问题的附带问题，严格控制胶量，辅助调整起枪、关枪速度可有效解决。 7．机器人玻璃不识别和机器人玻璃识别错误 这两个问题的原因在于： （1）翻转台定位位置的磁性开关（气缸上）没有感应信号，安装位置不佳（针对不同型号的玻璃检查相应的磁性开关是否损坏及安装位置是否正确）； （2）玻璃传感器问题； （3）玻璃本身尺寸问题。 第一种情况，针对不同型号的玻璃检查调整相应的磁性开关是否损坏及安装位置是否正确；第二种情况，玻璃传感器损坏，没有感应到玻璃存在，或者玻璃传感器安装位置不合理产生误识别，时常导致机器人误动作，需更换玻璃传感器解决；第三种情况通过控制玻璃尺寸一致性，同时调整磁性开关位置也能实现识别。 8．机器人伺服跟踪错误和过载 一般机器人伺服跟踪错误是因为过载而导致，常见原因是活结的漏胶凝固后导致机器人过载，还有一种情况就是系统识别玻璃错误，导致机器人误动作过载。这种过载导致的伺服跟踪错误一般只需要关闭系统重新上电后即可恢复。对于导致机器人原点丢失和碰撞故障，首先设置系统进入手动状态，示教模式中进入机器人参数设置解除碰撞等级，手动修改将机器人此时位置坐标设置为第二原点坐标，重新上电，手动移动机器人到第一原点，恢复机器人参数设置中的碰撞等级检测，将系统设置成自动状态。

涂胶机器人涂胶量各参数推荐值（图3 A-C段）

9．真空发生器故障 此故障主要由以下两个原因产生： （1）真空发生器上调节按钮未调节到位或损坏，可通过调节按钮将产生真空的速度调整至适当值或对损坏的调节开关及时更换得到有效解决； （2）吸盘上有异物或吸盘边沿破损，可通过清除异物，或对吸盘边沿破损的吸盘及时更换得到有效解决。 需要说明的是，诊断以上部件是否完好的前提是提供稳定的气源和电源信号正常。 设备保养及操作注意事项 为了设备长期运行良好，需对设备进行日常维护，同时设备操作员工应经过相应培训（取得设备操作证）。 1．关机后或超过15min不工作时必须用凡士林将枪嘴密封好，超过两天，应开机排出一部分胶，防止有固化胶堵塞管道； 2．关闭设备时要保证泵不在最高位置或最低位置； 3．当红色指示灯亮，说明胶桶已空，应立即通知设备组更换新胶桶，避免泵空打； 4．每次换桶时间要尽量短，不得超过10min，及时清除固化胶； 5．控制面板上的设定参数未经允许不得擅自更改； 6．严禁调动气缸上行程开关的位置； 7．若设备出现故障，应立即用小支胶代替打胶，及时通知设备组； 8．严禁无证操作设备； 9．每班做好设备日点检和交接班记录。

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