CN103691786B - 可变角度机器人滚边工具 - Google Patents

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    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/02—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
    • B21D39/021—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors
    • B21D39/023—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors using rollers

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Abstract

本发明公开了一种可变角度机器人滚边工具，其特征是设置机器人连接框架，在机器人连接框架的上部设置有第一铰链，并有上位气缸是以其活塞杆的杆端安装在第一铰链上，使上位气缸能够在第一铰链上以铰链轴为中心摆动；与上位气缸通过连接板背靠背安装有下位气缸，下位气缸是以其活塞杆的杆端通过第二铰链与连杆的尾部相连接，连杆的前端过第三铰链与机器人连接框架相连接，滚轮固定设置在连杆的前端面上。本发明利用背靠背安装的上位气缸和下位气缸使设置在连杆前端的滚轮实现角度的变化，大大减少了机器人滚边过程中的姿态变化，有效降低了夹具的设计难度，提高机器人的运动效率。

Description

可变角度机器人滚边工具
技术领域
本发明涉及一种机器人滚边工具，具体来说是一种能够根据需要改变滚轮角度的机器人滚边工具；应用于汽车白车身前后门、发动机舱盖、行李箱盖或后背门的内外板包边。
背景技术
随着各汽车主机厂对投入成本的控制，压机包边由于一次投入高、柔性差的原因逐渐淡出车身门盖等部分的包边工艺，而与之相比机器人滚边系统由于其一次投入少、柔性高、维护成本低等优点，逐渐被各汽车主机厂所关注。
在机器人滚边系统中，机器人作为运动驱动部件，包边工具安装于机器人末端，作为包边的执行部件；在机器人滚边过程中，为了保证板件翻边整齐、美观，包边通常分成三个步骤进行滚边，每步完成30°～50°的翻边，最终实现将外板折边包住内板的边缘，完成白车身门盖的内外板包边。现有技术中，由于每步30°～50°的翻边是通过机器人姿态的变化来实现，所以导致机器人在整个滚边过程中需要多次大幅度地变换姿态，引起与滚边夹具的干涉和机器人运动速度的降低。因此为避免干涉，需要在设计时进行反复的验证，甚至有时都无法实现，导致对产品的更改或牺牲质量以满足制造。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种可变角度机器人滚边工具，以期既能降低设计难度，又能提高设计和生产效率，提高滚边质量的稳定性。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明可变角度机器人滚边工具的结构特点是：设置机器人连接框架，在所述机器人连接框架的上部设置有第一铰链，并有上位气缸是以其活塞杆的杆端安装在所述第一铰链上，使上位气缸能够在所述第一铰链上以铰链轴为中心摆动；与所述上位气缸通过连接板背靠背安装有下位气缸，所述下位气缸是以其活塞杆的杆端通过第二铰链与连杆的尾部相连接，连杆的前端过第三铰链与机器人连接框架相连接，滚轮固定设置在连杆的前端面上。
本发明可变角度机器人滚边工具的结构特点也在于：
设置滚轮的轴线与连杆成一角度α，并且0°<α<90°。
设置所述滚轮与上位气缸及下位气缸之间的对应位置关系为：
上位气缸和下位气缸的活塞杆均伸出，滚轮的轴线与水平面呈90°夹角；
上位气缸的活塞杆缩回，下位气缸的活塞杆伸出，滚轮的轴线与水平面呈60°夹角；
上位气缸的活塞杆伸出，下位气缸的活塞杆缩回，滚轮的轴线与水平面呈30°夹角；
上位气缸和下位气缸的活塞杆均缩回，滚轮的轴线与水平面呈0°夹角。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明利用背靠背安装的上位气缸和下位气缸使设置在连杆前端的滚轮实现角度的变化，大大减少了机器人滚边过程中的姿态变化，有效降低了夹具的设计难度，提高机器人的运动效率；
2、本发明以气缸为驱动，通过设置比例阀等控制器件可以使气体压力保持在恒定范围，具备压力恒定的能力，提高每步滚边过程中滚边压力的精度，有利于滚边质量的控制。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中气动控制回路示意图；
图3a、图3b、图3c和图3d为本发明中滚轮角度与气缸对应位置示意图；
图中标号：1机器人连接框架；2a第一铰链，2b第二铰链，2c第三铰链；3上位气缸；4下位气缸；5连接板；6连杆；7滚轮；8比例阀；9a上位气缸控制阀，9b下位气缸控制阀。
具体实施方式
参见图1，本实施例中可变角度机器人滚边工具的结构形式是：
设置机器人连接框架1，在机器人连接框架1的上部设置有第一铰链2a，并有上位气缸3是以其活塞杆的杆端安装在第一铰链2a上，使上位气缸3能够在第一铰链2a上以铰链轴为中心摆动；与上位气缸3通过连接板5背靠背安装有下位气缸4，下位气缸4是以其活塞杆的杆端通过第二铰链2b与连杆6的尾部相连接，连杆6的前端过第三铰链2c与机器人连接框架1相连接，滚轮7固定设置在连杆6的前端面上。
为了避免干扰，如图1所示，本实施例中设置滚轮7的轴线与连杆6成一角度α，并且0°<α<90°。
根据滚边要求，可以设置滚轮7与上位气缸3及下位气缸4之间的对应位置关系为：
如图3a所示，上位气缸3和下位气缸4的活塞杆均伸出，滚轮7的轴线与水平面呈一90°夹角。
如图3b所示，上位气缸3的活塞杆缩回，下位气缸4的活塞杆伸出，滚轮7的轴线与水平面呈一60°夹角。
如图3c所示，上位气缸3的活塞杆伸出，下位气缸4的活塞杆缩回，滚轮7的轴线与水平面呈一30°夹角。
如图3d所示，上位气缸3和下位气缸4的活塞杆均缩回，滚轮7的轴线与水平面呈一0°夹角。
具体实施中，如图2所示，在气缸的控制气路中设置比例阀8，以控制进入气缸的气体压力,使其能够随控制信号的变化而变化，同时又能保证进入气缸的气体压力保持在恒定范围。比例阀8根据控制信号A将输出压力调整到需要的状态，实现滚轮7不同角度时压力调整。同时比例阀8根据输出压力的反馈和比较，实时控制输出压力在规定的范围内，通过保证进入气缸压力的恒定，实现滚轮在滚边过程中滚压力的恒定。
上位气缸控制阀9a和下位气缸控制阀9b根据控制信号A分别用于控制上位气缸3和下位气缸4的动作，实现两个气缸的四个位置的变换。

Claims (3)

1.可变角度机器人滚边工具，其特征是：设置机器人连接框架(1)，在所述机器人连接框架(1)的上部设置有第一铰链(2a)，并有上位气缸(3)是以其活塞杆的杆端安装在所述第一铰链(2a)上，使上位气缸(3)能够在所述第一铰链(2a)上以铰链轴为中心摆动；与所述上位气缸(3)通过连接板(5)背靠背安装有下位气缸(4)，所述下位气缸(4)是以其活塞杆的杆端通过第二铰链(2b)与连杆(6)的尾部相连接，连杆(6)的前端通过第三铰链(2c)与机器人连接框架(1)相连接，滚轮(7)固定设置在连杆(6)的前端面上。
2.根据权利要求1所述的可变角度机器人滚边工具，其特征是：设置滚轮(7)的轴线与连杆(6)成一角度α，并且0°<α<90°。
3.根据权利要求1或2所述的可变角度机器人滚边工具，其特征是：设置所述滚轮(7)与上位气缸(3)及下位气缸(4)之间的对应位置关系为：
上位气缸(3)和下位气缸(4)的活塞杆均伸出，滚轮(7)的轴线与水平面呈90°夹角；
上位气缸(3)的活塞杆缩回，下位气缸(4)的活塞杆伸出，滚轮(7)的轴线与水平面呈60°夹角；
上位气缸(3)的活塞杆伸出，下位气缸(4)的活塞杆缩回，滚轮(7)的轴线与水平面呈30°夹角；
上位气缸(3)和下位气缸(4)的活塞杆均缩回，滚轮(7)的轴线与水平面呈0°夹角。
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