一种碳纤维汽车尾翼粘接装置的制作方法

1.本发明属于自动化设备技术领域，具体涉及一种碳纤维汽车尾翼粘接装置。


背景技术：

2.根据气体动力学原理可知，汽车在行驶过程中遇到空气阻力，这种空气阻力可以分为纵向、侧向以及垂直向上的三个作用力，且车速与空气阻力的平方成正比，因此车速越快，空气阻力就越大，通常当车速超过60km/h时，空气阻力对汽车产生的影响较为明显。为了减小汽车高速行驶时空气阻力对其的影响，可在汽车上安装尾翼，汽车尾翼可使空气对汽车产生一个向下的压力，其可抵消一部分垂直向上的作用力，使风阻系数减小，汽车能紧贴道路行驶，从而提高汽车行驶过程中的稳定性。近几年，随着高速公路、高架路及其他高等级道路的建设及投入使用，汽车的车速也有了较大的提高，因此汽车尾翼的作用也越来越重要。以排气量为1.8升的轿车为例，如果安装有汽车尾翼，则空气阻力系数将降低20％，其在高速公路上以120km/h的速度行驶时能够省油14％。
3.碳纤维汽车尾翼是一种新颖的汽车尾翼，其具有刚性好、耐久性好、重量轻等优点。目前，常见的碳纤维汽车尾翼包括碳纤维汽车尾翼外板32、碳纤维汽车尾翼内板31，碳纤维汽车尾翼外板32主要通过热压罐工艺制成，其顶部具有开口，两侧具有翻边320，碳纤维汽车尾翼内板31主要通过smc模压工艺制成，其上开设有型面孔310，将碳纤维汽车尾翼内板31和碳纤维汽车尾翼外板32粘接后可获得碳纤维汽车尾翼总成，具体为碳纤维汽车尾翼内板31粘接在碳纤维汽车尾翼外板32的开口处，如图11和图12所示。由于碳纤维汽车尾翼属于外观件，没有明显的型面特征，并且碳纤维材料的成本高昂，因此目前碳纤维汽车尾翼在进行粘接时大多采用手工粘接的方式。但是手工粘接过程中，操作人员在涂胶时不能保持胶面的均匀性，因此在完成粘接后还需要进行清胶工作，并且涂胶速度也较慢，工作效率低下，人工成本较高，导致生产效率较低，另外手工粘接时无法保证碳纤维汽车尾翼外板和碳纤维汽车尾翼内板之间的定位精度，导致产品的合格率较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种高精度的自动化碳纤维汽车尾翼粘接装置，用于解决现有技术中存在的问题。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种碳纤维汽车尾翼粘接装置，包括涂胶机械手、定位工装，所述的定位工装包括：
7.机架：所述的机架包括上机架、下机架，所述的下机架的两侧均设置有支撑架，所述的上机架连接在所述的支撑架的顶部；
8.下主体：所述的下主体设置在所述的下机架的顶部，且所述的下主体可相对所述的下机架沿水平方向移动；
9.上主体：所述的上主体的两侧分别连接在两侧所述的支撑架上，且所述的上主体
可相对所述的支撑架沿竖直方向移动；
10.定位组件：所述的定位组件包括内板上定位件、内板下定位件、外板上定位件以及外板下定位件，所述的内板上定位件、外板上定位件沿水平方向分布在所述的上主体的底部，所述的内板下定位件、外板下定位件均设置在所述的下主体的顶部，且所述的内板下定位件的位置与所述的内板上定位件的位置相匹配，所述的外板下定位件的位置与所述的外板上定位件的位置相匹配，所述的内板下定位件、外板下定位件的顶部均具有凸出部，所述的内板下定位件的凸出部的形状至少部分与碳纤维汽车尾翼内板外表面的形状匹配，所述的外板下定位件的凸出部的形状至少部分与碳纤维汽车尾翼外板内表面的形状匹配，所述的外板上定位件的底部具有腔体，所述的腔体的形状至少部分与碳纤维汽车尾翼外板外表面的形状匹配。
11.优选地，所述的外板上定位件、外板下定位件均具有多段，多段所述的外板下定位件沿碳纤维汽车尾翼外板的延伸方向分布在所述的下主体的顶部，多段所述的外板上定位件沿碳纤维汽车尾翼外板的延伸方向分布在所述的上主体的底部。将所述的外板上定位件、外板下定位件设置为多段可降低其生产难度和生产成本，且便于安装和调节。
12.优选地，所述的外板上定位件内设置有用于吸附碳纤维汽车尾翼外板的吸附通道，所述的吸附通道具有吸附入口、吸附出口，所述的吸附入口位于所述的腔体的侧壁上，所述的吸附出口位于所述的外板上定位件的侧部。
13.进一步优选地，所述的吸附通道设置有多个，多个所述的吸附通道分布在所述的腔体的相对两侧，且多个所述的吸附通道沿所述的外板上定位件的延伸方向分布，保证碳纤维汽车尾翼外板整体均可紧密贴附在所述的腔体内，提高了定位效果。
14.优选地，所述的定位组件还包括压紧件，所述的压紧件的一端连接在所述的上机架的底部，所述的压紧件的另一端将碳纤维汽车尾翼外板的翻边压紧在所述的外板上定位件上，防止碳纤维汽车尾翼外板从所述的腔体内掉落。
15.优选地，所述的定位组件还包括下伸缩件，所述的下伸缩件可沿竖直方向伸缩，所述的下伸缩件的底部连接在所述的下主体上，所述的下伸缩件的顶部连接在所述的外板下定位件上，所述的下伸缩件可进一步提高碳纤维汽车尾翼外板的定位精度。
16.进一步优选地，所述的下伸缩件设置有多个，每段所述的外板下定位件的底部均设置有所述的下伸缩件。
17.优选地，所述的内板下定位件具有多段，多段所述的内板下定位件沿碳纤维汽车尾翼内板的延伸方向分布在所述的下主体的顶部；所述的内板上定位件设置有多个，多个所述的内板上定位件沿碳纤维汽车尾翼内板的延伸方向分布在所述的上主体的底部。将所述的内板下定位件设置为多段、将所述的内板上定位件设置为多个可降低其生产难度和生产成本，且便于安装和调节。
18.优选地，所述的定位工装还包括加热件，所述的内板下定位件的侧部、外板上定位件的侧部均开设有安装孔，所述的加热件设置在所述的安装孔内，所述的加热件用于加热所述的内板下定位件、外板上定位件。通过所述的加热件可使所述的内板下定位件、外板上定位件达到粘接的温度要求，并且后续的制作过程中，保持此温度，可以大幅度减少预热的时间，进一步提升工作效率。
19.进一步优选地，所述的加热件设置有多个，每段所述的内板下定位件、外板上定位
件上均设置有所述的加热件。
20.优选地，所述的定位组件还包括上伸缩件，所述的上伸缩件可沿竖直方向伸缩，所述的上伸缩件的顶部连接在所述的上主体上，所述的上伸缩件的底部连接在所述的内板上定位件上，所述的上伸缩件可进一步提高碳纤维汽车尾翼内板的定位精度。
21.进一步优选地，所述的上伸缩件设置有多个，每个所述的内板上定位件的顶部均设置有所述的上伸缩件。
22.优选地，所述的上机架上设置有上驱动件，所述的上驱动件的输出轴与所述的上主体连接，用于驱动所述的上主体沿竖直方向移动带动所述的内板上定位件、外板上定位件沿竖直方向移动。
23.优选地，所述的上主体的侧部、支撑架的侧部中的一个上设置有滑槽，所述的上主体的侧部、支撑架的侧部中的另一个上设置有滑轨，且所述的滑轨、滑槽之间形成滑动配合。
24.优选地，所述的下机架的侧部设置有下驱动件，所述的下驱动件的输出轴与所述的下主体连接，用于驱动所述的下主体沿水平方向移动带动所述的内板下定位件、外板下定位件沿水平方向移动。
25.优选地，所述的下主体的底部、下机架的顶部中的一个上设置有滑槽，所述的下主体的底部、下机架的顶部中的另一个上设置有滑轨，且所述的滑轨、滑槽之间形成滑动配合。
26.优选地，所述的上主体的底部、下主体的顶部中的一个上设置有导柱，所述的上主体的底部、下主体的顶部中的另一个上设置有导套，所述的导柱、导套之间相互配合。
27.优选地，所述的内板下定位件的顶部具有多个凸出部，多个所述的凸出部沿水平方向分布。优选地，所述的外板下定位件的顶部具有多个凸出部，多个所述的凸出部沿水平方向分布，所述的外板上定位件的底部具有多个腔体，多个所述的腔体沿水平方向分布，且每个所述的腔体均对应所述的外板下定位件上一个所述的凸出部。
28.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
29.本发明通过设置高精度的定位组件，并使内板上定位件、内板下定位件、外板上定位件以及外板下定位件之间可相互移动配合，可保证碳纤维汽车尾翼外板和碳纤维汽车尾翼内板在胶粘过程中的定位精度，提升了粘接后产品的合格率，且整体结构简单，便于安装和操作，成本较低，提高了工作效率，降低了人工成本，可满足批量化生产需求。
附图说明
30.附图1为本实施例的粘接装置的立体示意图；
31.附图2为本实施例的定位工装的立体示意图；
32.附图3为本实施例的定位工装的主视示意图；
33.附图4为本实施例的下主体、下机架以及定位组件的立体示意图；
34.附图5为附图4中a处的局部放大示意图；
35.附图6为附图4中b处的局部放大示意图；
36.附图7为本实施例的上主体、上机架、支撑架以及定位组件的立体示意图；
37.附图8为附图7中c处的局部放大示意图；
38.附图9为附图7中d处的局部放大示意图；
39.附图10为附图7中e处的局部放大示意图；
40.附图11为碳纤维汽车尾翼的俯视示意图；
41.附图12为附图11中f-f的剖视示意图。
42.以上附图中：1、涂胶机械手；2、定位工装；21、机架；211、上机架；212、下机架；213、支撑架；22、下主体；221、滑槽；222、滑轨；223、导柱；23、上主体；231、滑槽；232、滑轨；233、导套；24、定位组件；241、内板上定位件；242、内板下定位件；2421、凸出部；2422、安装孔；243、外板上定位件；2431、腔体；2432、吸附通道；2433、吸附入口；2434、吸附出口；244、外板下定位件；2441、凸出部；245、压紧件；246、下伸缩件；247、上伸缩件；25、加热件；26、上驱动件；27、下驱动件；31、碳纤维汽车尾翼内板；310、型面孔；32、碳纤维汽车尾翼外板；320、翻边。
具体实施方式
43.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。
45.一种碳纤维汽车尾翼粘接装置，如图1所示，包括涂胶机械手1、定位工装2，涂胶机械手1设置在定位工装2的前部，涂胶机械手1可实现在零部件的表面均匀涂抹胶水，是一种常见的自动化设备，因此其具体结构在此不再赘述。定位工装2用于在涂胶机械手1进行涂胶前对碳纤维汽车尾翼内板31和碳纤维汽车尾翼外板32进行精确定位，并在涂胶完成后将两者粘接。
46.如图2所示，定位工装2包括机架21、下主体22、上主体23以及定位组件24，下主体22、上主体23均设置在机架上，定位组件24包括内板上定位件241、内板下定位件242、外板上定位件243以及外板下定位件244，内板上定位件241和外板上定位件243设置在上主体23上，内板下定位件242和外板下定位件244设置在下主体24上。具体而言：
47.机架21具体包括上机架211、下机架212以及支撑架213，如图3所示，下机架212的两侧均设置有支撑架213，支撑架213的底部与下机架212的顶部连接，上机架211连接在两侧的支撑架213的顶部，使机架21整体形成框架式结构。
48.下主体22设置在下机架212的顶部，如图4所示，且下主体22可相对下机架212沿水平方向移动。具体地，下主体22的底部设置有滑槽221，下机架212的顶部设置有滑轨222，滑槽221和滑轨222均沿前后方向延伸，且滑槽221和滑轨222之间形成滑动配合，使下主体22可相对下机架212沿前后方向移动。滑槽221和滑轨222可设置有多个，多个滑槽221和滑轨222沿左右方向分布。下机架212的侧部设置有下驱动件27，下驱动件27的输出轴与下主体22连接，下驱动件27用于驱动下主体22沿前后方向移动，带动位于下主体22上的内板下定
位件242、外板下定位件244沿前后方向移动。
49.上主体23的左右两侧分别连接在两侧的支撑架213上，如图7所示，且上主体22可相对支撑架213沿上下方向移动。具体地，如图8所示，上主体23的侧部设置有滑槽231，支撑架213的侧部设置有滑轨232，滑槽231和滑轨232均沿上下方向延伸，且滑槽231和滑轨232之间形成滑动配合，使上主体23可相对支撑架213沿上下方向移动。上机架211上设置有上驱动件26，上驱动件26的输出轴与上主体23连接，上驱动件26用于驱动上主体211沿上下方向移动，带动位于上主体23上的内板上定位件241、外板上定位件243沿上下方向移动。
50.此外，为了提高上主体23的移动导向性，提升定位精度，上主体23的底部、下主体22的顶部中的一个上设置有导柱223，上主体23的底部、下主体22的顶部中的另一个上设置有导套233，导柱223、导套233之间可相互配合。在本实施例中：如图3所示，下主体22的顶部设置有导柱223，上主体23的底部设置有导套233，导柱223、导套233均设置由多个，多个导柱223、导套233分别分布在下主体22顶部的四周、上主体23顶部的四周。
51.如图4和图7所示，内板上定位件241、外板上定位件243沿前后方向分布在上主体23的底部，内板下定位件242、外板下定位件244沿前后方向分布在下主体22的顶部，且内板下定位件242的位置与内板上定位件241的位置相匹配，外板下定位件244的位置与外板上定位件243的位置相匹配，也就是说，上主体22向下移动时可同时使内板下定位件242和外板下定位件244压合定位、外板下定位件244和外板上定位件243压合定位。
52.外板下定位件244的顶部具有凸出部2441，如图6所示，且外板下定位件244的凸出部2441的形状与碳纤维汽车尾翼外板32的内表面的形状匹配。为了降低生产难度和生产成本，提高安装和调节的便捷性，外板下定位件244设置有多段，多段外板下定位件244沿碳纤维汽车尾翼外板32的延伸方向分布在下主体22的顶部，即多段外板下定位件244沿左右方向分布。
53.外板上定位件243的底部具有腔体2431，如图10所示，且外板上定位件243的腔体2431的形状与碳纤维汽车尾翼外板32的外表面的形状匹配。为了降低生产难度和生产成本，提高安装和调节的便捷性，外板上定位件243设置有多段，多段外板上定位件243沿碳纤维汽车尾翼外板32的延伸方向分布在上主体23的底部，即多段外板上定位件243沿左右方向分布，且每段外板上定位件243上均开设有腔体2431。外板上定位件234内设置有吸附通道2432，吸附通道2432用于将碳纤维汽车尾翼外板32吸附在腔体2431内。吸附通道2432具有吸附入口2433、吸附出口2434，吸附入口2433位于腔体2431的侧壁上，吸附出口2434位于外板上定位件243的侧部，吸附出口2434可连接真空吸附设备。吸附通道2432设置有多个，多个吸附通道2432分布在腔体2431的相对两侧，且多个吸附通道2432沿碳纤维汽车尾翼外板32的延伸方向分布，即沿左右方向分布，保证碳纤维汽车尾翼外板32的整体均可紧密贴附在腔体2431内，提高定位效果。在本实施例中：每段外板上定位件234上均设置有四个吸附通道2432，四个吸附通道2432两两对称分布在腔体2431的左右两侧。
54.为了防止吸附通道2432未工作时碳纤维汽车尾翼外板32从腔体2431内掉落，定位组件24还包括压紧件245，如图7所示，压紧件245的一端连接在上机架211的底部，压紧件245的另一端将碳纤维汽车尾翼外板32的翻边320压紧在外板上定位件243上。压紧件245设置有多个，每个碳纤维汽车尾翼外板32的翻边320处均设置有一个压紧件245。
55.此外，为了进一步提高定位精度，并给外板下定位件244和外板上定位件243压合
定位时提供缓冲，定位组件24还包括下伸缩件246，如图6所示，下伸缩件246设置在下主体22与外板下定位件244之间。具体而言：下伸缩件246可沿竖直方向伸缩，下伸缩件246的底部连接在下主体22的顶部，下伸缩件246的顶部连接在外板下定位件244的底部；下伸缩件246设置有多个，每段外板下定位件244的底部均设置有下伸缩件246。在本实施例中：下伸缩件246具体采用气缸。
56.内板下定位件242的顶部具有凸出部2421，如图5所示，且内板下定位件242的凸出部2421的形状与碳纤维汽车尾翼内板31的外表面的形状匹配。为了降低生产难度和生产成本，提高安装和调节的便捷性，内板下定位件242设置有多段，多段内板下定位件242沿碳纤维汽车尾翼内板31的延伸方向分布在下主体22的顶部，即多段内板下定位件242沿左右方向分布。
57.此外，为了保证粘接时温度符合要求，定位工装2还包括加热件25，如图5所示，加热件25用于加热内板下定位件242、外板上定位件243，使碳纤维汽车尾翼内板31和碳纤维汽车尾翼外板32在胶粘时温度符合要求，内板下定位件242、外板上定位件243的侧部均开设有安装孔2422，加热件25设置在安装孔2422内。每段内板下定位件242、外板上定位件243上均开设有多个安装孔2422，加热件25设置有多个，每个安装孔2422均设置有一个加热件25。通过设置加热件25使内板下定位件242、外板上定位件243达到粘接的温度要求，并且后续的制作过程中，保持此温度，可以大幅度减少预热的时间，进一步提升工作效率。
58.内板上定位件241设置有多个，如图7所示，多个内板上定位件241沿碳纤维汽车尾翼内板31的延伸方向分布在上主体23的底部，将内板上定位件241设置为多个可降低其生产难度和生产成本，且便于安装和调节。为了进一步提高定位精度，并给内板上定位件241和内板下定位件242压合定位时提供缓冲，定位组件24还包括上伸缩件247，上伸缩件247设置在上主体23与内板上定位件241之间。具体而言：上伸缩件247可沿竖直方向伸缩，上伸缩件247的顶部连接在上主体23的底部，上伸缩件247的底部连接在内板上定位件242的顶部；上伸缩件247设置有多个，每个内板上定位件241的顶部均设置有上伸缩件247。在本实施例中：上伸缩件247具体采用气缸。
59.此外，为了提高粘接工作效率，内板下定位件242的顶部可设置多个凸出部2421，多个凸出部2421沿前后方向分布，内板上定位件241也设置多个，且其数量和位置与内板下定位件242的凸出部2421的数量和位置一致。外板下定位件244的顶部也设置有多个凸出部2441，多个凸出部2441沿前后方向分布，外板上定位件243的底部具有多个腔体2431，多个腔体2431沿前后方向分布，且每个的腔体2431均对应外板下定位件244的一个凸出部2441。并且，内板下定位件242的凸出部2421、内板上定位件241、腔体2431、外板下定位件244的凸出部2441的数量一致，可实现同时粘接多个碳纤维汽车尾翼。
60.以下具体阐述本实施例的粘接装置的工作过程：
61.s1：将碳纤维汽车尾翼外板32放入外板上定位件243的腔体2431内，使其外表面与腔体2431的侧壁贴合，为了防止其掉落，通过压紧件245进行固定，安装完成后打开外部真空吸附设备，通过吸附通道2433使碳纤维汽车尾翼外板32进一步固定；
62.s2：将碳纤维汽车尾翼内板31安装在内板下定位件242的凸出部2421上，使其内表面与凸出部2421贴合；
63.s3：通过上驱动件26驱动上主体211向下移动，带动内板上定位件241、外板上定位
件243向下移动，使内板下定位件242和外板下定位件244压合定位、外板下定位件244和外板上定位件243压合定位，此时碳纤维汽车尾翼外板32被精确定位在外板下定位件244与外板上定位件243之间，碳纤维汽车尾翼内板31被精确定位在内板下定位件242与内板上定位件241之间，并且在此过程中在上伸缩件246和下伸缩件247的伸缩调节下进一步精确定位；
64.s4：通过上驱动件26驱动上主体211向上移动，带动内板上定位件241、外板上定位件243向上移动，再通过下驱动件27驱动下主体22向前移动，带动内板下定位件242向前移动至靠近涂胶机械手1的位置，涂胶机械手1按照设置好的程序对碳纤维汽车尾翼内板31进行涂胶，使结构胶均匀的涂抹在碳纤维汽车尾翼内板31上表面的两侧；
65.s5：涂胶结束后，通过下驱动件27驱动下主体22向后移动，带动内板下定位件242向后移动，使内板下定位件242的位置与外板上定位件243的位置相对应，再通过上驱动件26驱动上主体211向下移动，带动外板上定位件243向下移动，使碳纤维汽车尾翼内板31和碳纤维汽车尾翼外板32粘接在一起，并通过加热件25进行保温加压，等待粘接结束后通过上驱动件26驱动上主体211向上移动，此时操作人员可取出粘接完成的碳纤维汽车尾翼。
66.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。