CN202087956U - 一种用于安装天窗密封条的工装装置 - Google Patents

Abstract

一种用于安装天窗密封条的工装装置，涉及用于安装密封条的工装装置。包括机架、天窗定位装置及固定在机架上的四维运动机构，其特征在于还包括与所述四维运动机构上Z轴伺服电机的输出轴固定连接的密封条卡装装置，四维运动机构驱动该工装装置沿天窗外围运动；密封条卡装装置包括联轴套、基座、压轮顶出装置及密封条导向及展开装置，压轮顶出装置包括压轮、压轮支架和气缸组成，气缸顶出卡装密封条到天窗玻璃边缘上，密封条导向及展开装置包括导向座、调节块及定位头，其作为密封条进给导向的通道，其中该装置上定位头上V形块头部展开密封条槽口。利用该工装实现稳定的安装密封条到天窗玻璃上，其自动化程度高，减轻工人的劳动强度。

Description

一种用于安装天窗密封条的工装装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于安装密封条的工装装置，尤其适用于一种用于安装天窗密封条的工装装置。

背景技术

随着汽车科学技术的发展，汽车天窗玻璃的应用越来越多。天窗玻璃不仅增加了车内光线，而且能够有效地使车内空气流通，增加新鲜空气进入，为驾驶员带来健康、舒适的享受，而天窗玻璃位于汽车车身顶部，其密封至关重要。目前天窗玻璃的密封方法是：在天窗玻璃周边注塑一圈塑料如PVC或PU等，该圈塑料作为密封条装配的基体，再将密封条与该塑料基体胶接或者卡接，密封条在塑料基体与车框之间挤压产生变形来实现密封。目前主要采用密封条卡接，而燕尾槽式密封条卡接到天窗玻璃周边注塑塑料基体上，传统是通过简易工装靠手工进行密封条的安装，该简易工装包括机架及天窗玻璃定位装置，该天窗玻璃定位装置固定在所述机架上，该装置采用真空吸盘定位，安装密封条时，真空开启吸盘吸住天窗玻璃使之不产生移动。其安装过程为，天窗玻璃在天窗定位装置上定位，安装工手工展开密封条把密封条安装到天窗玻璃周边注塑塑料基体上。

手工卡装密封条到天窗玻璃周边注塑塑料基体上，主要存在以下缺陷：

1.装配时人工用力不均，导致密封条拉伸不一致，同时密封条易发生扭转使装配后轮廓尺寸波动大，增加密封失效概率；

2.天窗玻璃周边注塑塑料材料硬度较大，装配时将密封条套装到天窗玻璃周边注塑塑料基体上所需的力大，造成装配的劳动强度大，生产效率低下。

要实现自动化封装，工装要实现其沿玻璃四周边作上下、左右、前后平动以及转动的四维复合运动，而本公司玻璃切割机按绘图曲线切割玻璃，其上切割头在切割玻璃时就是利用四维运动机构驱动其作四维复合运动；图1中，机架01上固定有四维运动机构，其包括X轴运动机构02、Y轴运动机构03、Z轴气缸04及绕Z轴旋转运动机构05。

如图2所示，X轴运动机构02包括X轴伺服电机1、X轴齿轮2、X轴齿条3、X轴滑架4及与所述X轴滑架4上线性导轨呈动配合套合的X轴移动座5，所述X轴伺服电机1固定在所述X轴移动座5正面上并与所述X轴齿轮2相连，该X轴齿轮2与固定在所述X轴滑架4上的X轴齿条3啮合。

如图3所示，Y轴运动机构03包括Y轴伺服电机6、转向器7、Y轴齿轮11、Y轴齿条12、Y轴滑架13及与所述Y轴滑架13上线性导轨呈动配合套合的Y轴移动座14，所述Y轴伺服电机6输出轴与固定在所述X轴滑架4背面上的转向器7输入端相连，所述转向器7左右两端输出轴通过联轴器8分别与轴端上套合固定有所述Y轴齿轮11的左右两连接轴9相连，所述每个连接轴9上轴端往里套合有带轴承的轴承座10该轴承座10固定在所述Y轴移动座14上，左右两个所述Y轴移动座14分别固定在所述X轴滑架4的两端，左右两个所述连接轴9上的Y轴齿轮11分别与固定在所述Y轴滑架13上的Y轴齿条12啮合，所述Y轴滑架13固定在所述机架01上。

如图4所示，Z轴气缸04外壳固定在所述X轴移动座5正面上。所述绕Z轴旋转运动机构05包括固定座16和固定在固定座16上的Z轴伺服电机17，所述固定座16固定在与所述Z轴气缸04上活塞杆相连的滑台15上。

玻璃切割机上切割头与所述Z轴伺服电机17的输出轴固定连接，该四维运动机构实现切割头作X轴平动、Y轴平动、Z轴平动、绕Z轴转动的四维复合运动，而如何将四维运动机构用到安装天窗密封条的工装上是我们研究的课题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对手工卡装天窗密封条效率低而且卡装过程用力不均，提供一种用于安装天窗密封条的工装装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于安装天窗密封条的工装装置，包括机架、固定在机架上的天窗定位装置及固定在机架上的四维运动机构，其特征在于：还包括与所述四维运动机构上Z轴伺服电机输出轴固定连接的密封条卡装装置，所述密封条卡装装置包括联轴套、基座、压轮顶出装置及密封条导向及展开装置，所述联轴套为圆柱体状且开设有中央孔，中央孔侧面上设置有键槽，圆柱体底部设有圆盘平台再向下延展出圆凸台，所述联轴套通过其上中央孔及键槽与所述Z轴伺服电机的输出轴套合固定连接；所述基座顶部为开设有定位孔的平板，底部为开设有纵向长槽的平板，上下两平板通过对应的左右两侧板相连，底部平板右侧延展出斜面安装板，所述基座通过所述联接套圆盘平台上的螺栓孔固定在所述联轴套的底部，并且所述联轴套底部延展出的圆凸台外径与所述基座顶部平板上定位孔呈定位配合状态；位于基座内的所述压轮顶出装置包括压轮、压轮支架和气缸，所述压轮为锥形柱体状且中间开设有两头直径大中间直径小的阶梯孔，两端孔口套合固定有轴承，所述U形压轮支架为平板两对应侧延展出两侧板，该两侧板上开设有中央孔，所述U形压轮支架两侧板的内侧面贴合垫有垫套，两垫套间定位装有所述压轮，销轴套合穿过所述压轮内轴承、所述U形压轮支架上中央孔及垫套对应孔并轴向定位，所述U形压轮支架底部平板固定在所述气缸的活塞杆末端，所述气缸通过螺钉穿过所述基座底部平板开设的长槽把其固定在所述基座上；所述密封条导向及展开装置包括导向座、调节块及定位头，所述导向座为五边形块状体，该五边形块状体上开设有沿上表面五边形的长边方向的通孔并贯穿前后两侧面且该通孔轮廓尺寸大于密封条的轮廓尺寸，在该导向座上表面左上角长边的边缘处设有矩形凹台，所述导向座侧面通过L形连接板固定在所述基座底部平板右侧延展出的斜面安装板上，其中所述L形连接板的横向板固定在所述基座底部平板右侧延展出的斜面安装板上而所述导向座侧面固定在所述L形连接板的纵向板上，该导向座上通孔方向斜朝外指向所述压轮并与X方向成一角度a为15°～30°，所述调节块呈Z形块状，其Z形块头部设有矩形通孔且该矩形通孔轮廓尺寸大于密封条的轮廓尺寸，该Z形块底部固定在所述导向座上通孔进给密封条的进口端侧的孔口边缘位置上，该矩形通孔的孔口正对所述导向座上通孔的孔口且该矩形通孔方向与所述导向座上通孔方向一致，并在该矩形通孔靠外侧面中部设有贯穿矩形通孔的扁长凸台，所述定位头前部为V形块且该V形块头部的分叉开度应当满足当V形块套合在密封条槽内其分叉展开密封条槽口的宽度要大于天窗玻璃周边塑料基体的厚度，中部设有轮廓尺寸比V形块小的连体V形加强筋且该V形加强筋中部凸出，后部为从V形加强筋中部凸出位置向上延展出矩形平板，该矩形平板底面与V形块底面平行且成一间距，该定位头上矩形平板设有螺栓孔，所述定位头上矩形平板通过其上螺栓孔贴合固定在所述导向座上矩形凹台处，该定位头上V形块头部始终位于所述压轮的正前方并处于所述导向座通孔的通道方向上，且所述压轮在顶出时与所述V形块头部贴近，所述定位头上V形块与连体V形加强筋的尾部处于所述导向座通孔的通道内并贴合通孔的靠外侧面。

所述压轮顶出装置上还设有调节机构，位于气缸后的调节板固定在所述基座底部平板的后端上，所述矩形块状的调节板上旋有调节螺丝并在该调节板两面都贴合旋有螺母，该调节螺丝底部抵住所述气缸外壳后盖上。

所述导向座上开设有沿长边方向的矩形通孔并贯穿前后两侧面，且该矩形通孔轮廓尺寸大于密封条的轮廓尺寸。

与现有技术相比，利用本工装只需在开始时及结束时，手动卡上一小段密封条，然后由计算机控制密封条卡装装置沿天窗玻璃四周运动，同时该装置中的定位头上V形块展开密封条而气缸顶出压轮，实现该装置沿天窗玻璃四周逐步卡装密封条到天窗玻璃周边注塑塑料基体上；卡装时密封条依次穿过调节块，导向座及定位头，使密封条在安装过程中保持自然状态不会扭转，便于密封条稳定的卡装。因此不需要熟练工人就能完成密封条的安装，减轻工人的劳动强度，而且该工装安装密封条自动化程度高可实现批量化生产。

附图说明

图1为固定在机架上的四维运动机构示意图

图2为四维运动机构的X轴运动机构示意图

图3为四维运动机构的Y轴运动机构示意图

图4为四维运动机构的Z轴气缸及绕Z轴旋转运动机构示意图

图5为一种用于安装天窗密封条的工装结构示意图

图6为密封条卡装装置的结构示意图

图7为压轮顶出装置带调节机构的密封条卡装装置示意图

图8为本实用新型的密封条导向及展开装置局部剖视图

图9为图8的A-A剖视图

图10为本实用新型的密封条导向及展开装置结构示意图

图11为本实用新型的密封条导向及展开装置中定位头结构示意图

图12为利用本实用新型的天窗密封条卡装示意图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构作进一步的描述。

如图5所示，本实用新型的结构包括机架01、四维运动机构、密封条卡装装置06、天窗定位装置07及计算机(未示出)。所述固定在机架01上的四维运动机构包括X轴运动机构02，Y轴运动机构03，Z轴气缸04及绕Z轴旋转运动机构05，所述密封条卡装装置06与所述四维运动机构上Z轴伺服电机17的输出轴固定连接；该四维运动机构实现所述密封条卡装装置06由计算机控制沿天窗玻璃08四周运动；所述天窗定位装置07位于所述四维运动机构中沿X轴运动及Y轴运动范围的中央位置，该天窗定位装置07用于定位天窗玻璃08使之在密封条09安装过程不产生移动。

计算机具有数据采集功能及控制运动功能。本工装巧妙地运用了玻璃切割机按绘图曲线切割所需形状玻璃的原理，以与四维运动机构上的Z轴伺服电机17固定相连的密封条卡装装置06视为切割刀头，定义密封条卡装装置06沿着固定在天窗定位装置07上的天窗玻璃08四周运动的轨迹，在天窗玻璃08外围四周取间距相等的若干个点，其中天窗玻璃08转角处取点密集，在每个点处使压轮与天窗玻璃08的外缘距离保持一致，保证密封条卡装装置06上的压轮顶出装置的顶出方向是垂直指向天窗玻璃08边缘并压紧密封条09卡装到天窗玻璃08周边注塑塑料基体上；计算机保存各点位置并设定密封条卡装装置06沿天窗玻璃08四周的运动速度，生成密封条卡装装置06沿着天窗玻璃08四周的运动轨迹。在密封条09卡装到天窗玻璃08周边注塑塑料基体上时，通过计算机控制该工装装置按设定的轨迹运动。

如图6所示，所述密封条卡装装置06包括联轴套21、基座22、压轮顶出装置及密封条导向及展开装置，所述联轴套21为圆柱体状且开设有中央孔，中央孔侧面上设置有键槽，圆柱体底部设有圆盘平台再向下延展出圆凸台，所述联轴套21通过其上中央孔及键槽与所述Z轴伺服电机17的输出轴套合固定连接；所述基座22顶部为开设有定位孔的平板，底部为开设有纵向长槽的平板，上下两平板通过对应的左右两侧板相连，底部平板右侧延展出斜面安装板，所述基座22通过所述联接套21圆盘平台上的螺栓孔固定在所述联轴套21底部，并且所述联轴套21底部延展出的圆凸台外径与所述基座22顶部平板上定位孔呈定位配合状态。

如图7，9示，位于基座内的所述压轮顶出装置优选带调节机构，包括压轮23、压轮支架24、气缸25和调节板26，所述压轮23为锥形柱体状且中间开设有两头直径大中间直径小的阶梯孔，两端孔口套合固定有轴承并在轴向上用孔用卡簧定位，所述U形压轮支架24为平板两对应侧延展出两侧板，该两侧板上开设有中央孔，所述U形压轮支架24两侧板的内侧面贴合垫有垫套，两垫套间定位装有所述压轮23，销轴套合穿过所述压轮23内轴承、所述U形压轮支架24中央孔及垫套对应孔并轴向定位，所述U形压轮支架24底部平板固定在所述气缸的活塞杆的末端，所述气缸25通过螺钉穿过所述基座22底部平板开设的长槽把其固定在所述基座22上，所述位于气缸25后的调节板26固定在所述基座22底部平板的后端上，该调节板26上旋有调节螺丝并在所述调节板26两面都旋合有螺母，调节螺丝的底部抵住所述气缸25外壳后盖上；通过调节螺丝方便调节气缸25在顶出状态下压轮23的推出位置，确保密封条09有受到力卡装到天窗玻璃08周边注塑塑料基体上，图12中由于天窗玻璃08为双曲面玻璃则玻璃边缘面切线与水平方向成一个角度，则通过锥形柱状压轮23推压保证密封条09槽口正对准天窗玻璃08周边注塑塑料基体进行卡装。

如图8，10所示，所述密封条导向及展开装置包括导向座28、调节块27及定位头29，所述导向座28为五边形块状体，优选该五边形块状体上开设有沿上表面五边形的长边方向的矩形通孔并贯穿前后两侧面且该矩形通孔轮廓尺寸大于密封条的轮廓尺寸且满足密封条能够穿过，并且在该导向座28上表面左上角长边的边缘处设有矩形凹台，所述导向座28侧面通过L形连接板固定在所述基座22底部平板右侧延展出的斜面安装板上，其中所述L形连接板的横向板固定在所述基座底部平板右侧延展出的斜面安装板上而所述导向座侧面固定在所述L形连接板的纵向板上，该导向座28上矩形通孔方向斜朝外指向所述压轮23并与X方向成一角度a为15°～30°，所述调节块27呈Z形块状，其Z形头部设有矩形通孔且该矩形通孔轮廓尺寸大于密封条的轮廓尺寸且满足密封条能够穿过，该Z形块底部固定在所述导向座28上矩形通孔进给密封条的进口端侧的孔口边缘位置上，该矩形通孔的孔口正对所述导向座28上矩形通孔的孔口且该矩形通孔的方向与所述导向座上矩形通孔方向一致，并在该矩形通孔靠外侧面中部设有贯穿矩形通孔的扁长凸台，其套合在密封条槽口对密封条起到定位微展开作用；如图11中，所述定位头29前部为V形块且该V形块头部分叉使密封条槽口呈展开状态，并且该分叉的开度应当满足当V形块套合在密封条槽内其分叉展开密封条槽口的宽度要大于天窗玻璃四周塑料基体的厚度，中部设有轮廓尺寸比V形块小的连体V形加强筋，该V形加强筋中部凸出，后部为从V形加强筋中部凸出位置向上延展出矩形平板，该矩形平板底面与V形块底面平行且成一间距，该定位头29上矩形平板设有螺栓孔，所述定位头29上矩形平板通过其上螺栓孔贴合固定在所述导向座28上矩形凹台处，该定位头29上V形块头部始终位于所述压轮23的正前方并处于所述导向座28通孔的通道方向上，且所述压轮在顶出时与所述V形块头部贴近，所述定位头上V形块与连体V形加强筋的尾部处于所述导向座28通孔的通道内并贴合通孔的靠外侧面。卡装时密封条09穿过调节块27定位密封条09，再穿过导向座28，然后穿过定位头29其上的V形头展开密封条09，不但使密封条09在卡装过程中不会产生翻转保持自然状态，而且由于导向座28安装到斜面安装板时与水平面呈一倾角，使密封条09槽口正对双曲面天窗玻璃08周边塑料基体上，结合锥形柱体状的压轮23保证密封条09正对天窗玻璃08周边注塑料基体并稳定的卡装到天窗玻璃08周边注塑塑料基体上。

生产时先手工将密封条09的一端先后穿过调节块27、导向座28、定位头29，密封条09燕尾槽口朝向天窗玻璃08外缘，定位头29上的V形块位于密封条09的燕尾槽通道内使密封条09槽口展开(见图12)，其展开宽度大于对应天窗玻璃08周边注塑塑料基体的厚度；手动拉动密封条09，使密封条09长出定位头29一小段，再将长出定位头29的这一小段密封条09手工卡装到天窗玻璃08周边注塑塑料基体上。

启动计算机运动程序，四维运动机构驱动密封条卡装装置06沿着已定义好的轨迹运动，同时气缸25顶出压轮23，密封条09被压轮23推向天窗玻璃08周边注塑塑料基体上，同时密封条09凹槽展开且展开宽度大于天窗玻璃08周边注塑塑料基体的厚度，将塑料基体含在密封条09凹槽内，随着密封条卡装装置06上的定位头29在密封条09的凹槽内移动，当定位头29的V形块头部经过密封条09后，凹槽宽度回复原样小于天窗玻璃周边塑料基体的厚度并将塑料基体包住。在密封条卡装装置06沿轨迹运动，密封条卡装即将完成，剩下一小段密封条未卡装时，计算机控制气缸25缩回，密封条卡装装置06回到起始位置，而剩下的一小段密封条09通过手动卡装到天窗玻璃08周边注塑塑料基体上。完成卡装，去除真空，取下安装好密封条09的天窗玻璃08，并准备下一片天窗玻璃08的定位及密封条的卡装09。

Claims (3)

1.一种用于安装天窗密封条的工装装置，包括机架(01)、固定在机架上的天窗定位装置(07)及固定在机架(01)上的四维运动机构，其特征在于：还包括与所述四维运动机构上Z轴伺服电机(17)输出轴固定连接的密封条卡装装置(06)，所述密封条卡装装置(06)包括联轴套(21)、基座(22)、压轮顶出装置及密封条导向及展开装置，所述联轴套(21)为圆柱体状且开设有中央孔，中央孔侧面上设置有键槽，该圆柱体底部设有圆盘平台再向下延展出圆凸台，所述联轴套(21)通过其上中央孔及键槽与所述Z轴伺服电机(17)的输出轴套合固定连接；所述基座(22)顶部为开设有定位孔的平板，底部为开设有纵向长槽的平板，上下两平板通过对应的左右两侧板相连，且底部平板右侧延展出斜面安装板，所述基座(22)通过所述联接套(21)圆盘平台上的螺栓孔固定在所述联轴套(21)的底部，并且所述联轴套(21)底部延展出的圆凸台外径与所述基座(22)顶部平板上定位孔呈定位配合状态；位于基座(22)内的所述压轮顶出装置包括压轮(23)、压轮支架(24)和气缸(25)，所述压轮(23)为锥形柱体状且中间开设有两头直径大中间直径小的阶梯孔，两端孔口套合固定有轴承，所述U形压轮支架(24)为平板两对应侧延展出两侧板，该两侧板上开设有中央孔，所述U形压轮支架(24)两侧板的内侧面贴合垫有垫套，两垫套间定位装有所述压轮(23)，销轴套合穿过所述压轮(23)内轴承、所述U形压轮支架(24)上中央孔及垫套对应孔并轴向定位，所述U形压轮支架(24)底部平板固定在所述气缸(25)的活塞杆末端，所述气缸(25)通过螺钉穿过所述基座(22)底部平板开设的长槽把其固定在所述基座(22)上；所述密封条导向及展开装置包括导向座(28)、调节块(27)及定位头(29)，所述导向座(28)为五边形块状体，该五边形块状体上开设有沿上表面五边形的长边方向的通孔并贯穿前后两侧面且该通孔轮廓尺寸大于密封条的轮廓尺寸，在该导向座(28)上表面左上角长边的边缘处设有矩形凹台，所述导向座(28)侧面通过L形连接板固定在所述基座(22)底部平板右侧延展出的斜面安装板上，其中所述L形连接板的横向板固定在所述基座(22)底部平板右侧延展出的斜面安装板上而所述导向座(28)侧面固定在所述L形连接板的纵向板上，该导向座(28)上通孔方向斜朝外指向所述压轮并与X方向成一角度a为15°～30°，所述调节块(27)呈Z形块状，其Z形块头部设有矩形通孔且该矩形通孔轮廓尺寸大于密封条的轮廓尺寸，该Z形块底部固定在所述导向座(28)上通孔进给密封条的进口端侧的孔口边缘位置上，该矩形通孔的孔口正对所述导向座(28)上通孔的孔口且该矩形通孔方向与所述导向座(28)上通孔方向一致，并在该矩形通孔靠外侧面中部设有贯穿矩形通孔的扁长凸台，所述定位头(29)前部为V形块且该V形块头部的分叉开度应当满足当V形块套合在密封条槽内其分叉展开密封条槽口的宽度要大于天窗玻璃四周塑料基体的厚度，中部设有轮廓尺寸比V形块小的连体V形加强筋且该V形加强筋中部凸出，后部为从V形加强筋中部凸出位置向上延展出矩形平板，该矩形平板底面与V形块底面平行且成一间距，该定位头(29)上矩形平板设有螺栓孔，所述定位头(29)上矩形平板通过其上螺栓孔贴合固定在所述导向座(28)上矩形凹台处，该定位头(29)上V形块头部始终位于所述压轮(23)的正前方并处于所述导向座(28)通孔的通道方向上，且所述压轮(23)在顶出时与所述V形块头部贴近，所述定位头上V形块与连体V形加强筋的尾部处于所述导向座(28)通孔的通道内并贴合通孔的靠外侧面。

2.根据权利要求1所述的一种用于安装天窗密封条的工装装置，其特征是所述压轮顶出装置设有调节机构，位于气缸(25)后的调节板(26)固定在所述基座(22)底部平板的后端上，所述矩形块状的调节板(26)上旋有调节螺丝并在所述调节板(26)两面都贴合旋有螺母，调节螺丝的底部抵住所述气缸(25)外壳后盖上。

3.根据权利要求1所述的一种用于安装天窗密封条的工装装置，其特征是所述导向座(28)上开设有沿长边方向的矩形通孔并贯穿前后两侧面，且该矩形通孔轮廓尺寸大于密封条的轮廓尺寸。

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