CN106040885B - 一种轻量化自动车门内外板包边装置 - Google Patents

一种轻量化自动车门内外板包边装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种轻量化自动车门内外板包边装置，包括胎膜、包边驱动机构、压紧组件、上下料抬升机构和本体框架，所述本体框架包括底座以及立在底座上的工作台面板，所述工作台面板上由上至下依次设有第一安装孔槽和第二安装孔槽，所述胎膜设于工作台面板上并围绕第一安装孔槽设置，所述包边驱动机构设于第一安装孔槽内，所述压紧组件为多个，多个压紧组件均设于工作台面上并围绕胎膜设置，所述上下料抬升机构设于第二安装孔槽内。与现有技术相比，本发明具有轻量化、占用空间较小、调试周期短、包边质量稳定等优点。

Description

一种轻量化自动车门内外板包边装置
技术领域
本发明涉及一种包边装置，尤其是涉及一种轻量化自动车门内外板包边装置。
背景技术
汽车种类繁多，按车型分主要有轿车、卡车、面包车等等，因而就有装配于不同车型的不同种类和品质要求的汽车车门。就同一部汽车而言，其上的车门也有几种，如面包车，就有左右驾驶室门、左右侧滑门及汽车尾部的背门等五个不同形状和装配工艺技术要求的车门。车门形状、品质和装配工艺技术要求的差异决定了所采用包边技术的不同。
一般而言，汽车车门都是由内板和外板包合而成。内板和外板分别由0.7mm～1.0mm厚的薄钢板冲压落料成型，外板沿周边通常有10mm～12mm宽的待包边。包边前，将内、外板沿周边贴合，外板待包边包容内板，用焊钳沿周边点焊几点固定内、外板相对位置，然后再用包边设备将点焊好的内外板复合件包边成型。
根据车身装配工艺技术要求，包边成型后的车门周边必须平滑顺畅，没有波状起伏和明显皱褶，内板和外板包合处必须平实服贴。同时，为了保证整车外观美观，内外板在包边过程中都不允许有任何变形及损伤。
目前汽车行业对于门盖区域的包边形式主要采用大型压机或机器人滚边进行。大型压机对于场地要求要求比较高，需要较大的地坪承载能力，占用面积较大；机器人滚边需要机器人及胎膜机构，占用场地比较大，且需要加入机器人调试，对于机器人工程师要求比较高，调试周期比较长。因此需要一种轻量化的包边设备，占用较小的场地，且调试周期短、包边质量稳定。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种轻量化自动车门内外板包边装置，通过优化机械机构，在保证包边质量的前提下减小压机体积，达到轻量化压机的目的，具有轻量化、占用空间较小、调试周期短、包边质量稳定等优点。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种轻量化自动车门内外板包边装置，包括胎膜、包边驱动机构、压紧组件、上下料抬升机构和本体框架，所述本体框架包括底座以及立在底座上的工作台面板，所述工作台面板上由上至下依次设有第一安装孔槽和第二安装孔槽，所述胎膜设于工作台面板上并围绕第一安装孔槽设置，所述包边驱动机构设于第一安装孔槽内，所述压紧组件为多个，多个压紧组件均设于工作台面上并围绕胎膜设置，所述上下料抬升机构设于第二安装孔槽内。
所述包边驱动机构包括包边斜器、驱动板、竖直滑片组件和包边驱动机，所述包边斜器设于工作台面板上并紧贴胎膜的内侧边缘设置，所述驱动板通过包边驱动机设于第一安装孔槽内，所述驱动板与包边斜器之间通过竖直滑片组件相连接，包边斜器对车门外板进行包边时，包边驱动机带动驱动板缩回，驱动板通过竖直滑片组件推动包边斜器向胎膜水平滑动。
所述包边斜器包括包边滑块、水平滑片组件和氮气弹簧，所述水平滑片组件设于工作台面板上并紧贴胎膜的内侧边缘设置，所述包边滑块设于水平滑片组件上，包边滑块与水平滑片组件相对水平滑动，所述氮气弹簧设于包边滑块与水平滑片组件之间，所述竖直滑片组件设于包边滑块和驱动板之间。
所述竖直滑片组件包括相互紧贴设置的第一竖直滑片和第二竖直滑片，所述第一竖直滑片设于包边斜器上，第一竖直滑片的顶端设有缺角，所述第二竖直滑片设于驱动板的底面上，第二竖直滑片的底端设有缺角，第一竖直滑片和第二竖直滑片相对竖直滑动。
所述包边斜器为多个。
所述工作台面板上设有用于限定压紧组件位置度的限位块。
所述压紧组件包括压紧块、摇臂、压紧驱动机和支座，所述摇臂的臂体与支座转动连接，所述压紧驱动机的机身设于支座上，压紧驱动机的自由端连接摇臂的一端，所述压紧块设于摇臂的另一端上。
所述上下料抬升机构包括抬升驱动机、导向杆、滑动连接件和车件托面架，所述导向杆穿过第二安装孔槽设置在工作台面板上，所述车件托面架通过滑动连接件与导向杆滑动连接，所述抬升驱动机设于第二安装孔槽内，抬升驱动机的自由端连接滑动连接件。
所述车件托面架包括三个由上至下依次水平设置的滚轮安装支架，每个滚轮安装支架上分别设有多个车件托面滚轮。
所述工作台面板竖直倾斜设于底座上。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)相比现有包边装置，本发明通过优化机械机构，在轻量化的前提下保证包边质量，减少包边装置占用面积、减少加工成本，同时，在实际使用中质量、精度都能达到其他包边设备的同等效果，适用于汽车工业里的白车身焊接。
2)本体框架采用立式的工作台面板，使得包边装置的水平占用面积减小，合理利用整个立体空间，同时工作台面板竖直倾斜设于底座上，工作台面板的后面可形成包边驱动机、抬升驱动机的安装空间，结构紧凑。
3)采用多个压紧组件替换传统的上模结构，实现结构的轻量化，且可以保证车门内板的稳定固定，从而保证包边的高精度。
4)设计包边驱动机构，使得每部分子结构的包边作用最大化，氮气弹簧实现包边滑块包边后的回退功能，氮气弹簧首次使用充气形式，后续无需再次充气，相比其他刚性弹簧，不仅使用寿命长而且质量轻，包边驱动机构的包边原理简单有效，有利于缩短调试周期，且限位块进一步保证包边质量稳定。
5)上下料抬升机构采用上下抬升的进出料方式，加快包边效率，导向杆保证气缸在伸缩过程中的直线度，利用车件托面滚轮形成车件的托面，可保证上下料的精度，同时防止对车件的划伤。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本体框架的结构示意图；
图3为胎膜的结构示意图；
图4为包边斜器的结构示意图；
图5为包边斜器与胎膜之间安装示意图；
图6为驱动板与包边驱动机的结构示意图；
图7为压紧组件的结构示意图；
图8为包边原理示意图；
图9为上下料抬升机构的结构示意图；
图10为上下料抬升结构的工作原理示意图。
图中：1、胎膜，2、包边驱动机构，3、压紧组件，4、上下料抬升机构，5、本体框架，11、胎膜感应器，21、驱动板，22、包边驱动机，23、包边滑块，24、水平滑片组件，25、氮气弹簧，26、第一竖直滑片，27、第二竖直滑片，28、限位块，29、斜器回位感应器，31、压紧块，32、摇臂，33、压紧驱动机，34、支座，35、止块，36、安装立板，41、抬升驱动机，42、导向杆，43、滑动连接件，44、滚轮安装支架，45、车件托面滚轮，46、抬升感应器，51、底座，52、工作台面板，53、第一安装孔槽，54、第二安装孔槽，6、车门外板，7、车门内板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种轻量化自动车门内外板包边装置，包括用于贴合车门外板6的胎膜1、包边驱动机构2、压紧组件3、上下料抬升机构4和本体框架5，本体框架5包括底座51以及立在底座51上的工作台面板52，工作台面板52上由上至下依次设有第一安装孔槽53和第二安装孔槽54，胎膜1设于工作台面板52上并围绕第一安装孔槽53设置，包边驱动机构2设于第一安装孔槽53内，压紧组件3为多个，多个压紧组件3均设于工作台面上并围绕胎膜1设置，上下料抬升机构4设于第二安装孔槽54内。
如图2所示，本体框架5中，工作台面板52竖直倾斜设于底座51上，在工作台面板52后侧面形成放置包边驱动机构2和上下料抬升机构4中驱动部分的空间，减小整个包边装置的占地面积，本体框架5的机构强度影响到所有设备精度的稳定性。
如图3所示，胎膜1的形状是和车门外板6相匹配，是决定包边质量的关键，需定制开模后一体成型，且精度要求极高，后期为保证与工件完全贴合需要经过多次打磨。在胎膜1和上下料抬升机构4之间的工作台面板52上设有两个胎膜感应器11，用于感应工件是否移动到胎膜1上。
如图4、图5和图6所示，包边驱动机构2包括包边斜器、驱动板21、竖直滑片组件和包边驱动机22，包边斜器设于工作台面板52上并紧贴胎膜1的内侧边缘设置，驱动板21通过包边驱动机22设于第一安装孔槽53内，驱动板21与包边斜器之间通过竖直滑片组件相连接，包边斜器对车门外板6进行包边时，包边驱动机22带动驱动板21缩回，驱动板21通过竖直滑片组件推动包边斜器向胎膜1水平滑动，包边斜器直接作用于外板实现包边，其切入角度的精度直接影响包边质量。
如图4所示，包边斜器为多个，每个包边斜器包括包边滑块23、水平滑片组件24和氮气弹簧25，水平滑片组件24设于工作台面板52上并紧贴胎膜1的内侧边缘设置，包边滑块23设于水平滑片组件24上，包边滑块23与水平滑片组件24相对水平滑动，氮气弹簧25设于包边滑块23与水平滑片组件24之间，竖直滑片组件设于包边滑块23和驱动板21之间，氮气弹簧25斜器作用类似于弹簧，但弹力远超弹簧，实现包边后的斜器回退功能，氮气弹簧25采用首次使用充气形式，后续无需再次充气，气体为氮气，包边滑块23的强度直接关系到设备的使用寿命，因此在设计过程中需要对其进行多次受力分析，经过多次计算及优化后方能进行出图制造，最终包边滑块23形成用于包边的凸起，在凸起部分的强度相比其他部分强度更大。
如图8所示，竖直滑片组件包括相互紧贴设置的第一竖直滑片26和第二竖直滑片27，第一竖直滑片26设于包边斜器上，第一竖直滑片26的顶端设有缺角，第二竖直滑片27设于驱动板21的底面上，第二竖直滑片27的底端设有缺角，第一竖直滑片26和第二竖直滑片27相对竖直滑动。
本实施例中，工作台面板52上设有四个限位块28，限位块28控制压紧组件3的位置度，分别围绕包边驱动机22设置；水平滑片组件24包括两个相互紧贴设置的第一水平滑片和第二水平滑片，第一水平滑片设于工作台面板52上，第二水平滑片设于包边滑块23上；水平滑片组件24为三组，形成V型水平滑道，保证水平滑动的稳定性，水平滑片组件24和竖直滑片组件均采用高精度耐磨滑片制作而成；包边驱动机22采用油缸，其输出力的大小决定了包边部分贴合的质量；包边斜器为两个，每个包边斜器上还设有斜器回位感应器29，用于感应包边是否结束。
如图7所示，压紧组件3保证工件在进行包边时不产生滑移，控制工件各方向的位置度，包括压紧块31、摇臂32、压紧驱动机33和支座34，摇臂32的臂体与支座34转动连接，压紧驱动机33的机身设于支座34上，压紧驱动机33的自由端连接摇臂32的一端，压紧块31设于摇臂32的另一端上。本实施例中，采用四个压紧组件3，分别分布于工件的顶面和两个侧面，其作用是在包边时对工件起到位置固定，防止工件窜动；压紧块31包括T型部和L型部，T型部的头部一端连接L型部的一端，T型部的头部另一端连接摇臂32，利用T型部的底部端和L型部的另一端压紧车门内板7，并与车门内部的形成相配合；压紧驱动机33采用气缸，支座34上设有安装立板36，气缸通过安装立板36设于支座34上，安装立板36上设有止块35，摇臂32的臂体通过止块35与安装立架转动连接。
如图9所示，上下料抬升机构4为工件进出包边装置的载体，方便人工取放料，包括抬升驱动机41、导向杆42、滑动连接件43和车件托面架，导向杆42穿过第二安装孔槽54设置在工作台面板52上，车件托面架通过滑动连接件43与导向杆42滑动连接，抬升驱动机41设于第二安装孔槽54内，抬升驱动机41的自由端连接滑动连接件43。
车件托面架包括三个由上至下依次水平设置的滚轮安装支架44，每个滚轮安装支架44上分别设有多个车件托面滚轮45，车件托面滚轮45的滚面作为托住车件的接触面，通过抬升驱动机41的伸缩控制车件到达上下料位和工作位，导向杆42保证气缸在伸缩过程中的直线度。本实施例中，抬升驱动机41采用气缸，在中间位置的一个滚轮安装支架44上设有抬升感应器46，抬升感应器46感应到车件放置到车间托面架后，向抬升驱动机41发出抬升的命令，以进行后续的包边；导向杆42采用三根，呈三角形相互平行设置，滑动连接件43对应设计成T型结构，顶角处的导向杆42连接上边的一个滚轮安装支架44，底角处的两个导向杆42连接中部的一个滚轮安装支架44，下边的一个滚轮安装支架44连接中部的滚轮安装支架44，以保证上下料抬升的稳定性。
工作过程：
1、如图10所示，车件通过机器人抓手放置到抬升机构的A处上下料位，抬升感应器46感应到工件，通过抬升机构气缸的作用车件移动至B处工作位；
2、胎膜感应器11感应到工件，随后如图8所示，压紧块31压紧车件内板，油缸开始注油，包边驱动机构2在油缸的作用下往a方向退回，通过竖直滑片组件的接触挤压，包边斜器往b包边方向前进，从而使包边滑块23挤压车件外板，车件外板翻边，达到包边的作用，油缸行程完全走完后保持数秒钟，从而达到包边效果，提高包边质量；
3、包边结束后油缸反向注油，油缸回退，包边斜器在氮气弹簧25的作用下回到原位，斜器回程感应器感应包边结束后抬升机构工作，气缸进气，在气缸的作用下把工件抬升出胎膜1，移动至A处上下料位。
综上所述，本发明包边装置通过优化机械机构，在保证包边质量的前提下减小占用体积，达到轻量化的目的。

Claims (10)

1.一种轻量化自动车门内外板包边装置，其特征在于，包括胎膜(1)、包边驱动机构(2)、压紧组件(3)、上下料抬升机构(4)和本体框架(5)，所述本体框架(5)包括底座(51)以及立在底座(51)上的工作台面板(52)，所述工作台面板(52)上由上至下依次设有第一安装孔槽(53)和第二安装孔槽(54)，所述胎膜(1)设于工作台面板(52)上并围绕第一安装孔槽(53)设置，所述包边驱动机构(2)设于第一安装孔槽(53)内，所述压紧组件(3)为多个，多个压紧组件(3)均设于工作台面上并围绕胎膜(1)设置，所述上下料抬升机构(4)设于第二安装孔槽(54)内。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化自动车门内外板包边装置，其特征在于，所述包边驱动机构(2)包括包边斜器、驱动板(21)、竖直滑片组件和包边驱动机(22)，所述包边斜器设于工作台面板(52)上并紧贴胎膜(1)的内侧边缘设置，所述驱动板(21)通过包边驱动机(22)设于第一安装孔槽(53)内，所述驱动板(21)与包边斜器之间通过竖直滑片组件相连接，包边斜器对车门外板(6)进行包边时，包边驱动机(22)带动驱动板(21)缩回，驱动板(21)通过竖直滑片组件推动包边斜器向胎膜(1)水平滑动。
3.根据权利要求2所述的一种轻量化自动车门内外板包边装置，其特征在于，所述包边斜器包括包边滑块(23)、水平滑片组件(24)和氮气弹簧(25)，所述水平滑片组件(24)设于工作台面板(52)上并紧贴胎膜(1)的内侧边缘设置，所述包边滑块(23)设于水平滑片组件(24)上，包边滑块(23)与水平滑片组件(24)相对水平滑动，所述氮气弹簧(25)设于包边滑块(23)与水平滑片组件(24)之间，所述竖直滑片组件设于包边滑块(23)和驱动板(21)之间。
4.根据权利要求2所述的一种轻量化自动车门内外板包边装置，其特征在于，所述竖直滑片组件包括相互紧贴设置的第一竖直滑片(26)和第二竖直滑片(27)，所述第一竖直滑片(26)设于包边斜器上，第一竖直滑片(26)的顶端设有缺角，所述第二竖直滑片(27)设于驱动板(21)的底面上，第二竖直滑片(27)的底端设有缺角，第一竖直滑片(26)和第二竖直滑片(27)相对竖直滑动。
5.根据权利要求2所述的一种轻量化自动车门内外板包边装置，其特征在于，所述包边斜器为多个。
6.根据权利要求2所述的一种轻量化自动车门内外板包边装置，其特征在于，所述工作台面板(52)上设有用于限定压紧组件(3)位置度的限位块(28)。
7.根据权利要求1所述的一种轻量化自动车门内外板包边装置，其特征在于，所述压紧组件(3)包括压紧块(31)、摇臂(32)、压紧驱动机(33)和支座(34)，所述摇臂(32)的臂体与支座(34)转动连接，所述压紧驱动机(33)的机身设于支座(34)上，压紧驱动机(33)的自由端连接摇臂(32)的一端，所述压紧块(31)设于摇臂(32)的另一端上。
8.根据权利要求1所述的一种轻量化自动车门内外板包边装置，其特征在于，所述上下料抬升机构(4)包括抬升驱动机(41)、导向杆(42)、滑动连接件(43)和车件托面架，所述导向杆(42)穿过第二安装孔槽(54)设置在工作台面板(52)上，所述车件托面架通过滑动连接件(43)与导向杆(42)滑动连接，所述抬升驱动机(41)设于第二安装孔槽(54)内，抬升驱动机(41)的自由端连接滑动连接件(43)。
9.根据权利要求8所述的一种轻量化自动车门内外板包边装置，其特征在于，所述车件托面架包括三个由上至下依次水平设置的滚轮安装支架(44)，每个滚轮安装支架(44)上分别设有多个车件托面滚轮(45)。
10.根据权利要求1所述的一种轻量化自动车门内外板包边装置，其特征在于，所述工作台面板(52)竖直倾斜设于底座(51)上。
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