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：
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[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
论文作者:阮俊叠
论文发表刊物:《科技新时代》2019年5期
论文发表时间:2019/7/25
标签：涂胶论文; 风挡论文; 玻璃论文; 机器人论文; 视觉论文; 系统论文; 车体论文; 《科技新时代》2019年5期论文;