CN107716745A - 一种汽车覆盖件自动滚压包边系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滚压包边系统，尤其涉及一种汽车覆盖件自动滚压包边系统，该系统包括数控定位夹紧装置、数控滚压头、上料/卸料机械手、滚压座角度调节机构、在线扫描及识别装置、扫码标签或电子标签、PLC控制器、输送装置。在PLC控制器控制下，对待包边的汽车覆盖件在线扫描及识别，将信息传输至PLC控制器，PLC控制器指令数控顶针阵列分别形成下模腔和上模腔，上料/卸料机械手将汽车覆盖件搬运到下模腔内，上模腔向下运动实施定位夹紧，数控滚压机构在PLC控制器控制下自动进行滚压包边，包边完成后上料/卸料机械手将汽车覆盖件搬走，实现了根据输送装置上的不同汽车覆盖件进行自动识别、上下模腔自适应变化、自动滚压包边、自动取放的自动运行。

Description

一种汽车覆盖件自动滚压包边系统

技术领域

本发明涉及一种滚压包边机，尤其涉及一种汽车覆盖件自动滚压包边系统。

背景技术

目前，汽车制造过程的车门包边工艺主要采用压力机型的模压包边、机器人型的滚压包边两大类型，压力机型的模压包边主要采用推边模块+上下模具方式、推边模块及包边模块+包边底模的方式，机器人型的滚压包边主要采用机器人或类似机器人+滚边底模方式。压力机型的模压包边效率高，质量稳定，但难以进行工艺调整；机器人型的滚压包边可以方便地进行工艺调整，但随着汽车市场个性化定制趋势的发展，未来汽车生产不可能像现在批量生产，而是以有限数量甚至单台生产，使基于模具的压力机型模压包边和机器人滚压包边均不能适应包边工艺发展需求。同时随着工业化生产的高度集中，改变现在汽车自动化生产线上只能生产单一品牌、单一规格产品生产模式，而是将不同品牌、不同方位的汽车覆盖件包边工序放在同一条智能化生产线上完成。

发明内容

为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种汽车覆盖件自动滚压包边系统，以解决上述问题。

本发明所采用的技术方案是：一种汽车覆盖件自动滚压包边系统，包括以下部件：

一数控定位夹紧装置，包括上模座、下模座，所述下模座周边至少设有四根用于支撑所述上模座的活动立柱，每根所述活动立柱上端均与对应的立柱气缸活塞杆联接，所述立柱气缸的缸体安装在所述上模座上，所述下模座上设有多个与所述活动立柱一一对应的联接孔，所述立柱气缸能驱动所述活动立柱端部下行至所述下模座联接孔内，所述下模座周边设有锁紧块和锁紧气缸，所述锁紧气缸用于驱动所述锁紧块在所述下模座上表面作水平往复运动，所述锁紧块用于跟所述活动立柱下端的环形槽配合，将所述活动立柱锁紧于所述下模座联接孔内；所述上模座、下模座内分别设有相互对应的数控顶针阵列，所述数控顶针阵列由多根数控顶针紧密排列而成，每根所述数控顶针均包括：顶针头、导向杆、滚珠丝杆副、伺服电机及减速器，所述顶针头由弹性材料制成，镶嵌在所述导向杆前端，所述导向杆套装在所述滚珠丝杠副的丝杆外，一端与所述滚珠丝杆副的螺母固接；所述导向杆前端套装有一个定位用的导向套，所述导向杆与所述导向套内孔滑动配合且二者截面均为形状一致的多边形，所述伺服电机通过减速器驱动所述滚珠丝杆副的丝杆旋转时，所述导向杆在所述导向套内作直线运动，使所述数控顶针阵列形成与待加工的汽车覆盖件的模腔并将其固定夹紧；

一数控滚压机构，该机构包括三轴伺服数控平台，该三轴伺服数控平台具有X轴系、Y轴系和Z轴系，其中Z轴系的滑块上装有一数控滚压头；所述数控滚压头包括一滚压座，所述滚压座的前端设有一固定轴，所述固定轴前端装有一固定滚压轮，所述滚压座内还设有一滚压臂，所述滚压臂包括活动轴及连杆机构，所述活动轴前端装有一活动滚压轮，所述活动滚压轮的下侧面与所述固定滚压轮的上侧面共同形成带有夹角的上、下滚压面；所述活动轴由一根转轴定位于所述滚压座中间，该活动轴能绕所述转轴自由转动；所述活动轴的自由端与所述连杆机构一端铰接，所述连杆机构的另一端与一角度调节机构铰接，所述活动轴能在所述角度调节机构作用下绕所述转轴轴线旋转，达到上下自由摆动的目的，实时调整所述活动滚压轮的俯仰角；

一上料/卸料机械手，用于将汽车覆盖件从输送装置搬运到所述数控顶针阵列中间进行滚压包边，并在完成包边工序后将成品搬运至输送装置上；

一输送装置,用于将不同系列、不同方位的汽车覆盖件按设定工艺要求输送到一定工位。

一在线扫描及识别装置，用于对输送装置上的待包边的汽车覆盖件的扫码标签或电子标签进行在线扫描、识别并将信息传送至PLC控制器，所述扫码标签或电子标签用于记录或储存待包边的汽车覆盖件的各类信息，包括：数据模型信息、材料及物理信息、产品及工序信息、姿态及方位信息；

一PLC控制器，所述PLC控制器通过信号线缆分别与所述数控定位夹紧装置的所述立柱气缸、锁紧气缸的供气系统开关、所述下数控顶针阵列及上数控顶针阵列的伺服电机的控制端连接；与所述数控滚压机构的所述三轴伺服数控平台、所述数控滚压头连接；与所述上料/卸料机械手连接；与滚压座角度调节机构7连接；与所述输送装置连接；与所述在线扫描及识别装置连接。用于控制所述数控定位夹紧装置的所述活动立柱进行轴向运动、定位并自动锁紧，并在滚压包边时，控制所述立柱气缸提升对应的活动立柱以避让数控滚压头或上料/卸料机械手，控制所述上数控顶针阵列、下数控顶针阵列进行轴向运动，形成与待包边覆盖件匹配的模腔并将其固定夹紧，同时在滚压包边时实时提升对应的所述数控顶针，避让所述数控滚压头或上料/卸料机械手；控制所述数控滚压机构所述三轴伺服数控平台、所述数控滚压头的运动轨迹，控制所述数控滚压头的所述固定滚压轮与所述活动滚压轮形成的滚压面之间的间距、夹角随滚边工艺要求实时变化；控制所述上料/卸料机械手完成取放料；控制所述滚压座角度调节机构，使所述固定滚压轮及所述固定轴的中心线始终与被滚压点处微分段曲线径向相一致；控制所述输送装置对所述待包边覆盖件的输送；控制所述在线扫描及识别装置对所述待包边覆盖件上的所述扫码标签或电子标签进行在线扫描、识别、信息传送；

进一步的，所述数控定位夹紧装置整体固定在一伺服旋转台上，该伺服旋转台控制端通过信号线缆与所述PLC控制器的信号输出端连接，在所述PLC控制器控制下进行旋转，使所述固定滚压轮的运动方向与所述固定轴中心线垂直，且使所述固定滚压轮的运动方向始终与被滚压点处微分段曲线切向相一致，使所述固定滚压轮与所述汽车覆盖件之间为滚动摩擦；

进一步的，所述角度调节机构包括伺服电机及减速器、滚珠丝杆副、两个直线导轨副，所述直线导轨副的导轨、伺服电机及减速器均固定在所述滚压座内，角度控制螺母座与所述滚珠丝杆副的螺母、所述直线导轨副的滑块紧固联接，所述角度控制螺母座与所述连杆机构通过滑动铰链连接。当所述角度调节机构的伺服电机及减速器驱动滚珠丝杆副的丝杆转动时滚珠丝杆副的螺母带动所述角度控制螺母座和连杆机构运动，使所述活动轴绕所述转轴旋转，改变所述活动滚压轮的下侧面与所述固定滚压轮的上侧面形成的上、下滚压面夹角，满足预包边、终包边的工艺要求。

进一步的，所述转轴两端分别由两个位置控制螺母座定位，两个所述位置控制螺母座分别与两套位置控制机构联接，每套所述位置控制机构都设有独立的伺服电机及减速器、滚珠丝杆副、直线导轨副，所述直线导轨副的导轨、伺服电机及减速器均固定在所述滚压座内，所述位置控制螺母座分别与所述滚珠丝杆副的螺母及所述直线导轨副的滑块紧固联接。当所述两套位置控制机构的伺服电机及减速器同时驱动滚珠丝杆副的丝杆转动时，所述滚珠丝杆副的螺母带动两个位置控制螺母座做直线运动，带动所述位置控制螺母座中的所述转轴、安装在所述转轴上的所述滚压臂同时做直线运动，改变所述活动滚压轮的下侧面与所述固定滚压轮的上侧面形成的上、下滚压面间距，满足预包边、终包边的工艺要求。

有益效果：本发明涉及的汽车覆盖件智能滚压包边系统，具有包边工艺过程的高度柔性化、智能化，不同品牌、不同车型的左右4个侧门及引擎盖、后备门，在无需模具的情况下可进行连续滚压包边，无模具制造及使用成本，同时提高生产效率、适应未来汽车市场个性化定制趋势发展。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1为发明的结构示意图，

图2为图1的A向视图，

图3为图1的B向视图，

图4为伺服旋转台的结构图，

图5为数控定位夹紧装置的结构图，

图6为图5中的C-C剖视图，

图7为数控滚压头的主体结构图，

图8为图7的D向视图，

图9为图8的F-F剖视图，

图10为图5中数控顶针的结构图，

图11为本发明的部件分布图。

图中：1X轴底座、2X轴系、3X轴滑块、4伺服旋转台、5数控定位夹紧装置、6汽车覆盖件、7滚压座角度调节机构、8数控滚压头、9Z轴滑块、10Z轴座(即Y轴滑块)、11Z轴系、12Y轴系、13Y轴底座、14上料/卸料机械手、15输送装置、16在线扫描及识别装置、401伺服旋转台轴座、402圆柱滚子、403外圈、404内圈、405伺服电机及减速器、406齿轮、501下模座、502下数控顶针阵列、503下固定板、504上数控顶针阵列、505上固定板、506导向板、507导向套、508上模座、509定位气缸、510活动立柱、511立柱气缸、e定位孔、f导向槽、512导向销、513锁紧块、514锁紧气缸、801滚压座、802固定滚压轮、g固定轴、803活动滚压轮、804转轴、h活动轴、805滚压臂、806连杆机构、807角度控制螺母座、808位置控制螺母座、809位置控制机构、810角度控制机构、50201顶针头、50202导向杆、50203滚珠丝杆副的丝杆、50204滚珠丝杆副的螺母、50205组合轴承、50206滚针轴承、50207伺服电机及减速器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。

参见图1至图11，一种汽车覆盖件自动滚压包边系统，包括以下部件：

一数控定位夹紧装置，包括上模座508、下模座501，下模座501周边设有八根用于支撑上模座508的活动立柱510，每根活动立柱510上端均与对应的立柱气缸511的活塞杆联接，立柱气缸511的缸体安装在上模座508上。下模座501上设有多个与活动立柱510一一对应的联接孔，立柱气缸511能驱动活动立柱510端部下行至下模座联接孔内，下模座501周边设有锁紧块513和锁紧气缸514，锁紧气缸514用于驱动锁紧块513在下模座501上表面水平移动，锁紧块513用于跟活动立柱510下端外圆面的环形槽配合，将活动立柱510锁紧于下模座联接孔内。定位气缸509缸体安装在上模座508上，定位气缸509的滑塞杆前端制成圆柱销状，与滑动立柱510上的定位孔e配合实现滑动立柱510在上模座508中的轴向定位。导向销512安装在上模座508中，导向销512前端制成圆柱状，与滑动立柱510上的导向槽f配合实现滑动立柱510在上模座508中的圆周向定位。锁紧气缸514驱动锁紧块513与滑动立柱510前端的环形斜状槽配合实现滑动立柱510在下模座501中定位锁紧。

上模座508、下模座501内分别设有相互对应的上数控顶针阵列504、下数控顶针阵列502，上数控顶针阵列504、下数控顶针阵列502均由多根数控顶针紧密排列而成，如图10所示，每根数控顶针均包括：顶针头50201、导向杆50202、滚珠丝杆副的丝杆50203、滚珠丝杆副的螺母50204、组合轴承50205、滚针轴承50206、伺服电机及减速器50207，顶针头50201由弹性材料制成，镶嵌在导向杆50202前端，确保对车门不损伤无划痕，同时具有一定的硬度和耐磨性。导向杆50202套装在滚珠丝杠副的丝杆50203外，一端与滚珠丝杆副的螺母50204固接；组合轴承50205为无内圈的深沟球轴承，承受工作轴向力，为方便拆卸将组合轴承50205的外圈制成分体式，滚针轴承50206为无内圈的滚针轴承。导向杆50202前端套装有一个定位用的导向套507，导向杆50202与导向套507的内孔滑动配合且二者截面均为形状一致的多边形，伺服电机通过减速器驱动滚珠丝杆副的丝杆50203旋转时，导向杆50202在导向套507内作直线运动，使上数控顶针阵列504、下数控顶针阵列502相互配合形成与待加工工件6匹配的模腔并将其固定夹紧。导向套507镶嵌在导向板506中，下数控顶针阵列502与上数控顶针阵列504结构相似和功能一致，为增加单位面积内顶针数量，实现错位安装。

一数控滚压机构，该机构包括三轴伺服数控平台，该三轴伺服数控平台包括X轴底座1、X轴系2、X轴滑块3、Z轴滑块9、Z轴座(即Y轴滑块)10、Z轴系11、Y轴系12、Y轴底座13，其中Z轴滑块9上装有一数控滚压头8。

如图7-9所示，数控滚压头包括一滚压座801，滚压座的前端设有一固定轴g，固定轴g为滚压座801的一部分，固定轴g前端装有一固定滚压轮802，滚压座801内还设有一滚压臂805，滚压臂805包括活动轴h及连杆机构806，活动轴h前端装有一活动滚压轮803，活动滚压轮803的下侧面与固定滚压轮802的上侧面共同形成带有夹角的上、下滚压面。

活动轴h由一根转轴804定位于滚压座801中间，活动轴h能绕转轴804自由转动。转轴804两端支撑在位置控制螺母座808上，位置控制螺母座808分别固定在两套位置控制机构809的滑块上，位置控制机构809包括：一伺服电机及减速器、一滚珠丝杆副、一直线导轨副，位置控制机构809的直线导轨副的直线导轨固定在滚压座801上。

活动轴h的自由端与连杆机构806一端铰接，连杆机构806的另一端与角度控制螺母座807滑动铰链联接，角度控制螺母座807固定在角度控制机构810的滑块上，角度控制机构810包括：一伺服电机及减速器、一滚珠丝杆副、两直线导轨副。活动轴能h在角度调节机构作用下沿转轴804轴线上下自由摆动，实时调整活动滚压轮803的俯仰角。

一上料/卸料机械手14，如图11所示，用于将汽车覆盖件6从输送装置15搬运到数控定位夹紧装置5中进行滚压包边，并在完成包边工序后将成品搬运至输送装置15上；

一滚压座角度调节机构7，滚压座角度调节机构7安装在Z轴滑块9上。滚压座角度调节机构7包括：伺服电机及减速器、摆轴，所述摆轴一端与滚压座801联接固定，所述伺服电机及减速器驱动所述摆轴旋转，调节滚压座801的俯仰角。

一伺服旋转台4，伺服旋转台4包括：伺服旋转台轴座401、圆柱滚子402、外圈403、内圈404、伺服电机及减速器405、齿轮406，伺服旋转台4通过伺服旋转台轴座401安装在X轴滑块3上，伺服旋转台轴座401与内圈404紧固联接形成内滚道，并与圆柱滚子402及外圈403形成十字交叉轴承，伺服电机及减速器405安装在内圈404上，齿轮406安装在伺服电机及减速器405的输出轴上，齿轮406与外圈403内的齿圈啮合。伺服旋转台4驱动数控定位夹紧装置5旋转实现水平旋转运动。

一输送装置15,用于将不同系列、不同方位的汽车覆盖件6按设定工艺要求输送到一定工位。

一在线扫描及识别装置16，用于对输送装置上的待包边的汽车覆盖件6的扫码标签或电子标签进行在线扫描、识别并将信息传送至PLC控制器。

若干扫码标签或电子标签，用于传输、储存待包边的汽车覆盖件6的各类信息，包括：数据模型信息、材料及物理信息、产品及工序信息、姿态及方位信息等。

一PLC控制器，所述PLC控制器通过信号线缆分别与数控定位夹紧装置5的立柱气缸511、锁紧气缸514的供气系统开关、下数控顶针阵列502及上数控顶针阵列504的伺服电机的控制端连接；与所述数控滚压机构的所述三轴伺服数控平台、数控滚压头8连接；与上料/卸料机械手14连接；与滚压座角度调节机构7连接；与伺服旋转台4连接；与输送装置15连接；与在线扫描及识别装置16连接。用于控制数控定位夹紧装置5的活动立柱510进行轴向运动、定位并自动锁紧，并在滚压包边时，控制立柱气缸511提升对应的活动立柱510以避让数控滚压头8或上料/卸料机械手14，控制下数控顶针阵列502、上数控顶针阵列504进行轴向运动，形成与待包边覆盖件6匹配的模腔并将其固定夹紧，同时在滚压包边时实时提升对应的下数控顶针阵列502、上数控顶针阵列504，避让数控滚压头8或上料/卸料机械手14；控制所述数控滚压机构所述三轴伺服数控平台、数控滚压头8的运动轨迹，控制数控滚压头8的固定滚压轮802与活动滚压轮803形成的滚压面之间的间距、夹角随滚边工艺要求实时变化；控制上料/卸料机械手14完成取放料；控制滚压座角度调节机构7，使固定滚压轮802及固定轴g的中心线始终与被滚压点处微分段曲线径向相一致；控制伺服旋转台4，使固定滚压轮802的运动方向与固定轴g中心线垂直，且使固定滚压轮802的运动方向始终与被滚压点处微分段曲线切向相一致，使固定滚压轮802与汽车覆盖件6之间为滚动摩擦；控制输送装置15对待包边覆盖件6的输送；控制在线扫描及识别装置16对待包边的汽车覆盖件6上的扫码标签或电子标签进行在线扫描、识别、信息传送。

本系统工作过程，包括以下步骤：

(一)输送装置运行

系统启动时，输送装置15运行，将待包边的汽车覆盖件6输送到在线扫描及识别装置16的工作范围内。

(二)在线扫描、识别、信息传送

当待包边的汽车覆盖件6到达在线扫描及识别装置16的工作范围时，在线扫描及识别装置16对待包边的汽车覆盖件6上的扫码标签或电子标签进行扫描、识别，读取并向所述PLC控制器传送数据模型信息、材料及物理信息、产品及工序信息、姿态及方位信息等。

(三)形成下模腔

所述PLC控制器接收到在线扫描及识别装置16的信息后，指令数控定位夹紧装置5的下模座501内的下数控顶针阵列502的伺服电机及减速器50207驱动滚珠丝杆副的丝杆50203旋转，滚珠丝杆副的螺母50204在组合轴承50205及滚针轴承50206的支撑下带动导向杆50202及顶针头50201在导向套507内作直线运动。大量的下数控顶针阵列502的顶针头50201的顶端及其侧面在所述PLC控制器控制下达到程序中要求的相应位置后，形成汽车覆盖件6滚压包边时定位的下模腔。

(四)打开上料通道

在所述PLC控制器指令下：数控定位夹紧装置5中的一个锁紧气缸514驱动锁紧块513脱离滑动立柱510的轴向运动范围；定位气缸509的滑塞杆从定位孔e中退出并脱离滑动立柱510的轴向运动范围；立柱气缸511驱动滑动立柱510在导向槽f及导向销512的控制下向上脱离下模座501，退回到上极限位置，为后续上料打开通道。

(五)上料

在所述PLC控制器指令下：上料/卸料机械手14将待包边的汽车覆盖件6的外板和内板依次放置于下模腔内，等待滚压包边。

(六)形成上模腔

在所述PLC控制器指令下：数控定位夹紧装置5的上模座508内的上数控顶针阵列504在数控系统的伺服电机及减速器50207驱动滚珠丝杆副的丝杆50203旋转，滚珠丝杆副的螺母50204在组合轴承50205及滚针轴承50206的支撑下带动导向杆50202及顶针头50201在导向套507内作直线运动。大量的下数控顶针阵列502、上数控顶针阵列504的顶针头50201的顶端及其侧面在数控系统控制下达到程序中要求的相应位置后，形成汽车覆盖件6滚压包边时定位的上模腔。

(七)关闭上料通道

在所述PLC控制器指令下：数控定位夹紧装置5中的一个立柱气缸511驱动滑动立柱510在导向槽f及导向销512的控制下向下插入下模座501，定位气缸509的滑塞杆端部插入定位孔e中对滑动立柱510的进行定位，锁紧气缸514驱动锁紧块513对滑动立柱510的端部进行锁紧，关闭上料通道。

(八)定位、夹紧

在所述PLC控制器指令下：数控定位夹紧装置5的上模座508内的形成上模腔的上数控顶针阵列504的伺服电机及减速器50207驱动滚珠丝杆副的丝杆50203旋转，滚珠丝杆副的螺母50204在组合轴承50205及滚针轴承50206的支撑下带动导向杆50202及顶针头50201在导向套507内作直线运动，使上模腔向下运动，对待包边的汽车覆盖件6实施定位夹紧。

(九)滚压包边

在所述PLC控制器指令下：

1)根据滚边工艺要求，在设定的数控程序控制下，数控滚压头8的位置控制机构809的伺服电机及减速器驱动滚珠丝杆副，从而驱动位置控制螺母座808在直线导轨副约束下运动，位置控制螺母座808拉动转轴804直线运动，滚压臂805及活动轴h随转轴804直线运动，活动滚压轮803随活动轴h直线运动，达到设定位置后停下，目的是调整活动滚压轮803与固定滚压轮802的间距。数控滚压头8的角度控制机构810的伺服电机及减速器驱动滚珠丝杆副，从而驱动角度控制螺母座807在直线导轨副约束下运动，角度控制螺母座807通过连杆机构806拉动滚压臂805及活动轴h绕转轴804旋转，达到设定位置后停下，目的是调整活动滚压轮803与固定滚压轮802的夹角。

2)在设定的控制程序下，数控滚压头8在X轴系2、Y轴系12、Z轴系11及滚压座角度调节机构7的驱动下接近数控定位夹紧装置5上下模腔内的汽车覆盖件轮廓附近，同时，在接近数控滚压头8设定距离范围内的上模座508及下模座501内的下数控顶针阵列502、上数控顶针阵列504退出定位夹紧状态；滑动立柱510退回到上极限位置，以实时避让数控滚压头8。数控滚压头8远离后，下数控顶针阵列502、上数控顶针阵列504实时恢复定位夹紧状态；滑动立柱510实时恢复定位锁紧状态。

3)在设定的数控程序控制下，X轴系2、Y轴系12、Z轴系11合成运动完成汽车覆盖件6外形轮廓的空间曲线，伺服旋转台4通过驱动下模座501实现对汽车覆盖件6的角度控制，使固定滚压轮802的运动方向与固定轴g中心线垂直，且使固定滚压轮802的运动方向始终与被滚压点处微分段曲线切向相一致，使固定滚压轮802与汽车覆盖件6之间为滚动摩擦；滚压座角度调节机构7控制固定滚压轮802及固定轴g的轴向倾角，使固定轴g中心线始终与被滚压点处微分段曲线径向相一致；滚压一周后汽车覆盖件6的外板向内变化设定角度。

4)多次重复以上1)、2)、3)过程，且每次调整活动滚压轮803与固定滚压轮802之间的距离和夹角，满足滚压包边的工艺要求。最终使固定滚压轮802、活动滚压轮803的圆柱工作母线平行，且间距满足滚边压实需要，使滚压过程形成与汽车覆盖件6包边面完全一致的空间曲面，完成滚压包边工艺过程。

(十)定位、夹紧松开：

在所述PLC控制器指令下：通过设定的数控程序，完成滚压包边后，数控定位夹紧装置5的上模座508内的形成上模腔的上数控顶针阵列504退回到设定的原点位置，定位、夹紧松开。

(十一)下料

在所述PLC控制器指令下：通过设定的数控程序，数控定位夹紧装置5中的一个锁紧气缸514驱动锁紧块513脱离滑动立柱510的轴向运动范围；定位气缸509的滑塞杆从定位孔e中退出并脱离滑动立柱510的轴向运动范围；立柱气缸511驱动滑动立柱510在导向槽f及导向销512的控制下向上脱离下模座501，退回到上极限位置，为后续下料打开通道。上料/卸料机械手14将汽车覆盖件6从下模腔内取出，放置于输送装置15上。

(十二)复位：

在所述PLC控制器指令下：一个滚压程序完成后，X轴系2、Y轴系12、Z轴系11、滚压座角度调节机构7、伺服旋转台4恢复到设定的原位；数控滚压头8的位置控制机构808、角度控制机构810恢复到设定的原位；上模腔、下模腔内的下数控顶针阵列502、上数控顶针阵列504恢复到设定的原位；滑动立柱510处于定位锁紧状态，完成一件汽车覆盖件的滚压包边，进入下一次滚压包边工序。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种汽车覆盖件自动滚压包边系统，其特征在于包括以下部件：一数控定位夹紧装置，包括上模座、下模座，所述下模座周边至少设有四根用于支撑所述上模座的活动立柱，每根所述活动立柱上端均与对应的立柱气缸活塞杆联接，所述立柱气缸的缸体安装在所述上模座上，所述下模座上设有多个与所述活动立柱一一对应的联接孔，所述立柱气缸能驱动所述活动立柱端部下行至所述下模座联接孔内，所述下模座周边设有锁紧块和锁紧气缸，所述锁紧气缸用于驱动所述锁紧块在所述下模座上表面作水平往复运动，所述锁紧块用于跟所述活动立柱下端的环形槽配合，将所述活动立柱锁紧于所述下模座联接孔内；所述上模座、下模座内分别设有相互对应的数控顶针阵列，每个所述数控顶针阵列均由多根数控顶针紧密排列而成，每根所述数控顶针均包括：顶针头、导向杆、滚珠丝杆副、伺服电机及减速器，所述顶针头由弹性材料制成，镶嵌在所述导向杆前端，所述导向杆套装在所述滚珠丝杠副的丝杆外，一端与所述滚珠丝杆副的螺母固接；所述导向杆前端套装有一个定位用的导向套，所述导向杆与所述导向套内孔滑动配合且二者截面均为形状一致的多边形，所述伺服电机通过减速器驱动所述滚珠丝杆副的丝杆旋转时，所述导向杆在所述导向套内作直线运动，使所述数控顶针阵列形成与待包边的汽车覆盖件匹配的模腔并将其固定夹紧；

一数控滚压机构，该机构包括三轴伺服数控平台，该三轴伺服数控平台具有X轴系、Y轴系和Z轴系，其中Z轴系滑块上装有一数控滚压头；所述数控滚压头包括一滚压座，所述滚压座的前端设有一固定轴，所述固定轴前端装有一固定滚压轮，所述滚压座内还设有一滚压臂，所述滚压臂包括活动轴及连杆机构，所述活动轴前端装有一活动滚压轮，所述活动滚压轮的下侧面与所述固定滚压轮的上侧面共同形成带有夹角的上、下滚压面；所述活动轴由一根转轴定位于所述滚压座中间，该活动轴能绕所述转轴自由转动；所述活动轴的自由端与所述连杆机构一端铰接，所述连杆机构的另一端与一角度调节机构铰接，所述活动轴能在所述角度调节机构作用下绕所述转轴轴线旋转，实时调整所述活动滚压轮的俯仰角；

一上料/卸料机械手，用于将汽车覆盖件从输送装置搬运到所述数控顶针阵列中进行滚压包边，并在完成包边工序后将汽车覆盖件搬运至输送装置上；

一滚压座角度调节机构，所述滚压座角度调节机构安装在所述Z轴滑块上。所述滚压座角度调节机构包括：伺服电机及减速器、摆轴，所述摆轴一端与所述滚压座联接固定，伺服电机及减速器驱动所述摆轴旋转，调节所述滚压座的俯仰角：

一输送装置,用于将不同系列、不同方位的待包边的汽车覆盖件按工艺要求输送到对应工位；

一在线扫描及识别装置，用于对输送装置上的待包边的汽车覆盖件的扫码标签或电子标签进行在线扫描、识别并将信息传送至PLC控制器，所述扫码标签或电子标签用于记录或储存待包边的汽车覆盖件的各类信息，包括：数据模型信息、材料及物理信息、产品及工序信息、姿态及方位信息；

一PLC控制器，所述PLC控制器通过信号线缆分别与所述数控定位夹紧装置的所述立柱气缸、锁紧气缸的供气系统开关、所有所述数控顶针伺服电机的控制端连接；与所述数控滚压机构的所述三轴伺服数控平台、所述滚压头连接；与所述上料/卸料机械手连接；与滚压座角度调节机构连接；与所述输送装置控制端连接；与所述在线扫描及识别装置信号的输出端连接；用于控制所述数控定位夹紧装置的所述活动立柱进行轴向运动、定位并自动锁紧，并在滚压包边时，控制所述立柱气缸提升对应的活动立柱以避让滚压头或机械手，控制所有所述数控顶针进行轴向运动，形成与待包边的汽车覆盖件匹配的模腔并将其固定夹紧，同时在滚压包边时实时提升对应的所述数控顶针，避让所述数控滚压头或上料/卸料机械手；控制所述滚压座角度调节机构，使所述固定滚压轮及所述固定轴的中心线始终与被滚压点处微分段曲线径向相一致；控制所述数控滚压机构所述三轴伺服数控平台、所述数控滚压头的运动轨迹；控制所述上料/卸料机械手完成取放料；控制所述输送装置对所述待包边覆盖件的输送；控制所述在线扫描及识别装置对待包边的所述汽车覆盖件的所述扫码标签或电子标签进行在线扫描、识别、信息传送。

2.根据权利要求1所述一种汽车覆盖件自动滚压包边系统，其特征在于：所述数控定位夹紧装置整体固定在一伺服旋转台上，该伺服旋转台控制端通过信号线缆与所述PLC控制器的信号输出端连接，在所述PLC控制器控制下进行旋转。

3.根据权利要求1所述一种汽车覆盖件自动滚压包边系统，其特征在于：所述角度调节机构包括伺服电机及减速器、滚珠丝杆副、两个直线导轨副，所述直线导轨副的导轨、伺服电机及减速器均固定在所述滚压座内，角度控制螺母座与所述滚珠丝杆副的螺母、所述直线导轨副的滑块紧固联接，所述角度控制螺母座与所述连杆机构通过滑动铰链连接。

4.根据权利要求1所述一种汽车覆盖件自动滚压包边系统，其特征在于：所述转轴两端分别由两个位置控制螺母座定位，两个所述位置控制螺母座分别与两套位置控制机构联接，每套所述位置控制机构都设有独立的伺服电机及减速器、滚珠丝杆副、直线导轨副，所述直线导轨副的导轨、伺服电机及减速器均固定在所述滚压座内，所述位置控制螺母座分别与所述滚珠丝杆副的螺母及所述直线导轨副的滑块紧固联接。

5.根据权利要求1所述一种汽车覆盖件自动滚压包边系统，其特征在于：每根所述活动立柱的中间位置设有一定位气缸，该定位气缸的缸体安装在上模座上，所述定位气缸的活塞杆前端制成圆柱销状，与所述活动立柱上的定位孔配合，实现所述活动立柱的轴向定位；所述定位气缸的供气系统开关与所述PLC控制器通过信号线缆连接。

6.根据权利要求1所述一种汽车覆盖件自动滚压包边系统，其特征在于：所述滚压座角度调节机构安装在所述Z轴滑块上。所述滚压座角度调节机构包括：伺服电机及减速器、摆轴，所述摆轴一端与所述滚压座联接固定，伺服电机及减速器驱动所述摆轴旋转，调节所述滚压座的俯仰角。