CN101530883B - 用于将车辆内外面板折边的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将车辆内外面板折边的设备。公开了一种使用机器人将车辆内外面板折边的设备。该折边设备包括辊组件，该辊组件包括以90°间隔安装在辊头内的45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊。所述辊在外面板的将要向内面板内侧折叠的边缘上运动。一底座固定在所述面板上并且被布置成支撑通过所述辊折边的所述面板的一侧。所述45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊分别对插设在所述辊和所述底座之间的所述外面板进行第一45°折边加工、第二90°折边加工、以及第三卷曲折边加工。所述卷曲折边辊包括大直径部分和小直径部分，所述小直径部分的直径比所述大直径部分小。

Description

用于将车辆内外面板折边的设备

技术领域

本发明涉及一种用于将车辆面板折边的设备，更具体地说，本发明涉及一种通过使用机器人进行辊压从而更有效地将车辆内外面板折边的设备。

背景技术

通常，在制造车辆的第一步骤中制造车体。也就是通过各种压力设备生产出各种不同的面板，之后将它们输送到车体制造厂，在那里将面板的相应部分组装成为白车身(white body，B.I.W)形式的车体。

为了形成面板，使用各种压力设备将面板压力成形为特定的形状。之后，在修整、穿孔、翻边和折边处理中进行例如切割、钻孔、弯曲等机加工处理。

另外，要通过折边加工处理端部部分，例如车门、引擎罩、车尾行李箱(trunk lead)、轮罩拱、挡泥板等。为了补充折边加工中的结合强度不足，在局部紧固焊接面并实施表面焊接加工以确保得到足够的结合强度。

另外，在折边加工的过程中，将内面板的边缘向内翻边并钳紧，随后将折边密封料涂覆到钳紧部分的缝隙中。在将内面板插入到该缝隙中的情况下进行折边加工。此时，折边密封料被加热并凝固，从而通过涂覆加工提供结合强度。

在传统的折边加工中，通常将面板模安装在指定的压力机上。在将内外面板插入模具后，压模下降而折叠面板的端部并使它们彼此结合。

在这些折边加工的情况下，要制造与面板形状相似的昂贵的模具，因此导致初始设施成本较高并且压力体尺寸较大，因此不利于在工厂内的布局设计。

此外，在各种不同类型车辆的生产线中，需要更换不同的模具。模具的更换需要大量的时间和劳动力，这会导致生产率降低。

为了解决这些问题，最近采用了使用机器人的辊折边加工。

在这种加工中，将折边辊安装在机器人上，辊根据机器人的动作滚动从而进行折边作业。内面板位于具有凸缘的外面板内。将该凸缘折叠45°并且通过折边冲头施压，从而使得内外面板通过塑性变形而彼此牢固地固定。

然而，在上述使用机器人的折边加工中，限制在于成形步骤应用于单个机器人。因此，需要单独的后续加工来完成折边工作，从而导致需要大量的工作时间并因此不适合大批量生产。

另外，各成形步骤之间形成不了平滑的连接，因此难以获得理想的折边质量。

发明内容

因此，本发明考虑了现有技术中存在的上述问题，并且本发明的目的是提供一种用于将车辆内外面板折边的设备，其中安装在多关节机器人上的辊头组件顺序地进行逐步折边加工以减少加工时间，从而可以大批量生产以改善产量并提高折边质量。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种使用机器人将车辆内外面板折边的设备。该折边设备包括：辊组件，该辊组件包括以90°间隔安装在辊头内的45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊，所述45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊在外面板的将要向内面板内侧折叠的边缘上运动；以及底座，该底座固定在所述面板上并且被布置成支撑通过所述45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊折边的所述面板的一侧。所述45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊分别对插设在所述45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊和所述底座之间的所述外面板进行第一45°折边加工、第二90°折边加工、以及第三卷曲折边加工。所述卷曲折边辊包括大直径部分和小直径部分，所述小直径部分靠近所述辊头并且直径比所述大直径部分小。

在一个实施方式中，所述45°折边辊相对于其他垂直直立的辊成45°角倾斜。

在一个实施方式中，所述辊头还包括多个引导球，所述引导球用于在折边加工的过程中在可滚动接触所述底座的同时引导所述45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊相对于所述底座运动。

在一个实施方式中，布置在所述面板外部区域的所述底座被构造为与面板的外侧面和边缘相符合。

在一个实施方式中，所述设备还包括用于将所述底座固定到所述面板上的固定装置，该固定装置包括多个真空垫以及至少一个机械夹具。

在一个实施方式中，所述设备还包括至少一个用于将所述底座装配到所述面板边缘上的主体位置确定销。

在一个实施方式中，所述底座还包括多个用于防止由于底座重量而导致面板变形的底座设定模，该底座设定模包括至少两个机械夹具，所述机械夹具用于在保持所述底座时从下侧支撑底座。

在一个实施方式中，所述设备还包括用于根据面板位置适当安装底座从而确保折边质量的浮动装置，该浮动装置由多关节机器人形成，所述多关节机器人设置在安装有所述辊头的机器人内并包括多个用于夹持底座的机械夹具、多个用于相对于所述面板设定底座位置的底座设定销、用于移动底座的浮动缸，以及用于支撑所述夹具、底座设定销和缸的框架。

在一个实施方式中，所述设备还包括辊头缸，该辊头缸布置在辊头后方并且利用该辊头缸的杆连接到辊头侧面，该辊头缸进行缸的往复操作，从而在折边加工的过程中使得辊头上的45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊与面板侧面接触或者分离。

在如上所述的折边设备中，使用了一套安装在多关节机器人上的辊头以连续的方式进行第一45°折边加工，第二90°折边加工以及第三卷曲折边加工，从而可以建立批量生产线，能够减少折边加工所需的时间。

另外，由于按顺序执行折边加工的各步骤，因此可以获得更高的折边质量。

此外，运用辊头组件可以使设备小型化，从而降低设备成本，有利于在工厂内的布局设计。

附图说明

从下面结合附图对本发明优选实施方式的详细描述，将清楚本发明的前述和其他目的、特征和优点，其中：

图1a和1b是示出根据本发明一个实施方式的折边设备的辊头和浮动装置的立体图；

图2是示出根据本发明一个实施方式的折边设备的底座和底座设定模的立体图；

图3是从底座设定模的内部看去的立体图；

图4是示出根据本发明一个实施方式的折边设备的工作状态的立体图；

图5是示出根据本发明一个实施方式的折边设备在折边工作过程中进行45°折边加工的示意图；

图6是示出根据本发明一个实施方式的折边设备在折边工作过程中进行90°折边加工的示意图；并且

图7是示出根据本发明一个实施方式的折边设备在折边工作过程中进行卷曲折边加工的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图详细叙述本发明的示例性实施方式。

图1是图示根据本发明一个实施方式的折边设备的辊头和浮动装置的立体图。

图1示出了用于对面板进行实际折边加工的头部装置，以及用于优化底座设定的浮动装置。

该折边设备基本上使用机器人，特别是多关节机器人来对车辆的内面板和外面板进行折边加工。根据机器人的运动，操作相应的辊以这样的方式进行折边加工：使得外面板的边缘被折叠并且向内压向内面板。

具体地说，使用辊组件以成批的方式进行三步骤折边加工。所述辊组件以这样的方式构造：使得相应的辊以理想模式布置在单个辊头10上。因此，可以在一次加工中有效地完成逐步折边加工，而不需要任何单独的后续加工。

为此，该辊组件以这样的方式构造：辊头10安装在机器人侧(例如将浮动装置20的框架21上的块组件25安装在机器人侧)，并且包括组装在头部块(head block)内的三个辊。

在折边加工的过程中，上述三个辊在外面板的边缘上运动的同时向面板施压。该三个辊包括用于进行第一45°折边加工的45°折边辊11、用于进行第二90°折边加工的90°折边辊12、以及用于第三卷曲折边加工的卷曲折边辊。

具体地说，这三个辊以理想的角度间隔布置并进行相应的折边加工。例如，从前侧看时，45°折边辊11、90°折边辊12和卷曲折边辊13按上述顺序以90°间隔布置，从而可以顺序进行第一45°折边加工、第二90°折边加工以及第三卷曲折边加工。

在这里，将所述45°折边辊11组装为相对于其他垂直辊成45°角倾斜。因此，在由该45°折边辊11执行的折边加工中，在折边之前以90°的角度馈送的外面板的边缘被折叠45°。

特别地，卷曲折边辊13包括沿其轴向的台阶，从而被分为两个直径不同的部分。因此，可以通过单次挤压操作更加平滑地进行面板的卷曲折边。更具体地，卷曲折边辊13由大直径部分和小直径部分形成。也就是说，使靠近辊头10的辊下部的直径小于辊上部的直径。因此，在第二90°折边加工完成之后，当执行最后的第三卷曲折边加工时，只有外面板100的弯曲部分的一端被大直径部分施加压力并与内面板120相结合。外面板的没有与内面板120结合的另一端与卷曲折边辊13的小直径部分相接触。因此，可以形成均匀的“R”，从而可以形成卷曲折边，其中面板的折边端部整体倒圆。

另外，设置辊头缸24，从而在辊头10执行折边加工之前和之后，相应的辊可以与面板侧面相接触或者分离。

辊头缸24布置在辊头10后方并且通过它的杆与辊头10相连。随着辊头缸24的往复工作，辊头10上的辊与面板侧面相接触以进行折边，或者在完成折边加工后与面板侧面分离。

另外，辊头10包括多个引导球(在图5至7中用标记15表示)，用于在辊运动时进行精确的引导。

引导球15以部分插入头部块中的方式可滚动地安装在头部块上，并且面对相应的辊与所述辊相对布置。当折边过程中通过辊施压时，所述引导球用于支撑相对侧。

例如，当辊沿着面板边缘运动以进行折边加工时，引导球15与辊一起运动，同时可滚动地接触底座14的内表面。因此，在折边加工的过程中，可以在面板的两侧保持力的适当平衡，因此可以确保在整个折边区域上得到均匀的质量。

在本实施方式中，引导球被容易地安装在头部块上并用作引导辊运动的装置。因此，这些引导球可以避免用于引导辊的任何复杂的结构(在复杂结构中各个折边辊中都布置有单独的引导辊)，因此可以使辊头尺寸减小或小型化。

在将底座安装到面板上时，浮动装置20工作以设立最佳位置。就是说，可以根据面板的位置来适当地安装底座，从而保证在折边加工的过程中能获得更高的质量。

为此，浮动装置20由多关节机器人形成，其设置在安装有辊头10的机器人内。例如，多关节机器人包括在机器人输送底座时用于夹持底座并作为安全装置的多个机械夹具17c，相对于面板保持底座位置的多个设定销22，用于移动底座的浮动缸23，用于支撑这些元件17c、22和23的框架等。

在浮动装置20的工作过程中，机械夹具17c夹持由例如吊架等直线输送工具供应的底座。随后，所述底座通过机器人的移动而靠近面板侧。之后该底座通过设定销22保持在接近的位置。

在面板的位置在这一设定操作过程中变化的情况下，所述浮动缸沿着面板自动工作以调整所述底座的位置，使该位置与面板的标准孔相符合。这样，如果浮动装置20确定了面板上的底座设定位置，该底座会通过属于底座本身的吸附垫、机械夹具、主体位置确定销等设定在精确的位置。其中的细节将在下文叙述。

这样，通过使用浮动装置，可以更容易并且更精确地进行底座设定，并且可以根据面板的位置适当地安装底座。

就是说，不同的车体(面板)具有不同的位置(在垂直和水平方向上为大约2mm)。当底座设定在车体内时，浮动缸23工作以使得底座跟随车体调节底座位置。

这里，附图标记25表示用于控制浮动缸的垂直方向压力的装置。

图2是示出根据本发明一个实施方式的折边设备的底座和底座设定模的立体图。图3是从底座设定模的内部看去的立体图。

如图2和3所示，底座14固定在面板上，即外面板上，并且在通过辊11、12和13折边时，底座用作基准板来支撑外面板的外表面。

该底座14布置在面板的外部区域上，即在外面板的外侧，并且为了实现稳定支撑，其形状与外面板的外表面轮廓以及其边缘的外周相符合。

例如，在外面板是车身面板的轮罩拱部分的情况下，底座的外形与轮罩拱的外围路径相符合并且与轮罩拱外面板外形的相反面相符合。

底座14包括多个主体位置确定销18，这些销与外面板上的孔(未示出)相结合。

因此，底座14布置到面板上的精确位置，并且与将要进行折边加工的面板边缘相符合。

另外，底座14设有固定装置，其由多个真空垫16、至少一个机械夹具17a等组成。因此，由于真空垫16的吸附和机械夹具17a的夹持，可以将底座14保持在面板上。

例如，真空垫16以一定的间隔设置在两侧，并且利用外部提供的真空力沿着外面板的边缘外围吸附固定。同时，操作机械夹具17a夹持底座内侧使其抵靠面板侧面，从而将底座14紧紧地固定在面板上。

特别地，本发明提供了用于以更稳定的方式支撑底座14的装置。

在车体中，面板表面没有标准化的平滑面，而是各种曲面和突起，以显示独特的美学效果或外观。因此，在任何情况下都不应损坏面板表面。

为此，本发明的实施方式提供了用于从下侧以更稳定的方式支撑底座14的至少两个底座设定模19，随之还带有用于夹持底座14的多个机械夹具17b。

底座设定模19以直立的方式安装在地板上，并因此在底座14借助于固定装置固定在面板上的情况下可以支撑底座的两侧。

因此，可以减少底座14的重量，从而防止由于底座的重量造成的面板变形。

图4是示出根据本发明一个实施方式的折边设备的工作状态的立体图。

如图4所示，以下述方式在车辆面板上进行折边加工：首先，将车体安置在工作区域中，随后借助于机器人将底座14固定在面板上。这时，通过浮动装置，将底座设定在面板侧面上的精确位置，同时通过固定装置(例如底座本身的垫)将底座14固定。之后，固定在面板上的底座14由底座设定模19支撑。安装在机器人内的辊头10靠近底座14的内侧和面板边缘并进行折边加工。

这时，在设置并固定底座后，浮动装置20的框架21的姿势转变180°。因此，在辊头10置于上侧的情况下进行折边加工。

图4示出了在设定底座之后向后缩回的机器人。这样，利用浮动装置进行底座设定，以便可以根据车辆面板的相应部分将底座设定在精确的位置。

图5至7示出了在根据本发明实施方式的折边设备进行折边工作的过程中，进行45°折边加工、90°折边加工和卷曲折边加工的示意图。

如图5至7所示，顺序进行45°折边、90°折边和卷曲折边的三步骤折边加工。

在折边前，提供90°弯曲状态的车辆面板。外面板100的边缘，即弯曲部110与辊的施压面一起并排设置，将内面板120的端部插入弯曲部110的内侧，然后通过折边加工使该端部与外面板100相结合。

将底座14的内端面布置为与外面板100的弯曲部110附近的外表面紧密接触。此时，底座端部的外表面与辊头10内的引导球15相接触。

在第一至第三折边步骤中，面板边缘通过各辊的角度布置(特别是包括在第三步骤中压力面的形状)以预定的角度折边。

例如，在图5所示的第一45°折边加工中，外面板100的90°弯曲的边缘被45°折边辊11向着内面板120侧进行45°折边。在图6所示的第二90°折边加工中，已经进行了45°折边的外面板100的边缘，通过90°折边辊进行90°折边从而与内面板120分开。在图7所示的第三卷曲折边加工中，卷曲折边辊13的大直径部分只挤压已90°折边的外面板100的边缘部分，从而使该部分与内面板120相结合，而卷曲折边辊13的小直径部分则在滚动接触内面板120的未结合的其他端部的同时进行卷曲折边加工。

在相应的步骤中，将辊和底座14布置并固定在其间具有面板的空间中。通过辊运动在面板边缘的整个区域(长度)上执行这些步骤。

这样，根据本发明的折边设备，基本上可以不使面板变形地将面板边缘折边。另外，利用多关节机器人的运动以及具有能够执行三步骤折边加工的辊的辊头的运动，可以有效地对具有不同形状的面板进行折边。45°折边、90°折边和卷曲折边可以顺序进行，从而可以显著减少折边所需的时间并确保良好的折边质量。

虽然已经参考特别示出的实施方式描述了本发明，但是不是用实施方式而是用所附的权利要求对本发明进行限定。本领域技术人员应当理解的是，可以在不背离本发明范围和精神的情况下对实施方式进行改变或修正。

Claims (9)

1.一种使用机器人将车辆内外面板折边的设备，该设备包括：

辊组件，该辊组件包括以90°间隔安装在辊头内的45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊，所述45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊在所述外面板的将要向所述内面板内侧折叠的边缘上运动，所述辊头安装在机器人侧，所述45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊根据机器人的动作滚动从而进行折边作业；以及

底座，该底座借助于机器人被固定在所述面板上，并且被布置成支撑通过所述45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊折边的所述面板的一侧，

其中所述45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊分别对插设在所述45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊和所述底座之间的所述外面板进行第一45°折边加工、第二90°折边加工、以及第三卷曲折边加工，并且

其中所述卷曲折边辊包括大直径部分和小直径部分，所述小直径部分靠近所述辊头并且直径比所述大直径部分小。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述45°折边辊相对于垂直直立的其他辊倾斜45°。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述辊头还包括多个引导球，所述引导球用于在折边加工的过程中在可滚动接触所述底座的同时引导所述45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊相对于所述底座运动。

4.如权利要求1所述的设备，其中布置在所述面板外部区域的所述底座被构造为与所述面板的外侧面和边缘相符合。

5.如权利要求1或4所述的设备，该设备还包括用于将所述底座固定到所述面板上的固定装置，该固定装置包括多个真空垫以及至少一个机械夹具。

6.如权利要求1或4所述的设备，该设备还包括至少一个用于将所述底座装配到所述面板边缘上的主体位置确定销。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述底座还包括多个用于防止由于该底座重量而导致所述面板变形的底座设定模，该底座设定模包括至少两个机械夹具，所述机械夹具用于在保持所述底座时从下侧支撑所述底座。

8.如权利要求1所述的设备，该设备还包括用于根据面板位置适当安装所述底座从而确保折边质量的浮动装置，该浮动装置由多关节机器人形成，所述多关节机器人设置在安装有所述辊头的机器人内并包括多个用于夹持所述底座的机械夹具、多个用于相对于所述面板设定所述底座位置的底座设定销、用于移动所述底座的浮动缸，以及用于支撑所述夹具、底座设定销和缸的框架。

9.如权利要求1所述的设备，该设备还包括辊头缸，该辊头缸布置在所述辊头后方并且利用该辊头缸的杆连接到所述辊头的侧面，该辊头缸进行缸的往复操作，从而在折边加工的过程中使得所述辊头上的所述45°折边辊、90°折边辊和卷曲折边辊与所述面板的侧面接触或者分离。

Images