CN108687198A - 一种汽车覆盖件五轴滚压包边仿形编程方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车覆盖件五轴滚压包边仿形编程方法及其装置，依据实际加工工艺动作需要，通过外力驱动仿形机械进行动作，形成运动轨迹，并指令伺服系统读取编码器输出的运动轨迹上的若干点各轴坐标参数，由此生成与实际生产工艺动作吻合的工作程序，再将此程序提取导入生产设备。本发明克服了现有技术的不足，克服了现有技术的不足，对汽车覆盖件五轴滚压包边有效、可靠的仿形编程方法及装置，大幅提高编程效率，有益于汽车覆盖件先进的滚压包边工艺的推广和应用。

Description

一种汽车覆盖件五轴滚压包边仿形编程方法及其装置

技术领域

本发明涉及机械零件加工技术领域，具体涉及一种汽车覆盖件五轴滚压包边仿形编程方法及其装置。

背景技术

因滚压工艺具有效率高、可减少大量模具等优点，现已成为汽车覆盖件包边加工发展方向，汽车覆盖件滚压包边因是多曲面成型的复杂加工过程，其原理是利用滚压头工作母线的空间运动轨迹对工件进行挤压来实现包边的。因其工艺特性尚无直接依据设计图纸机器编程的成熟技术，采用现有的通用的五轴数控系统或机器人示教系统人工进行汽车覆盖件滚压编程虽可以实现，但因滚压轨迹十分庞杂，人工编程过于依赖人员对包边工艺和装备掌握程度，工作量大、耗时长、需反复加工验证、修改，初编的程序更改变动量大，无法适应实际生产需求，约束了滚压包边工艺新技术推广和应用。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种汽车覆盖件五轴滚压包边仿形编程方法及其装置，克服了现有技术的不足，对汽车覆盖件五轴滚压包边有效、可靠的仿形编程方法及装置，大幅提高编程效率，有益于汽车覆盖件先进的滚压包边工艺的推广和应用。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种仿形编程方法，所述方法，依据实际加工工艺动作需要，通过外力驱动仿形机械进行动作，形成运动轨迹，并指令伺服系统读取编码器输出的运动轨迹上的若干点各轴坐标参数，由此生成与实际生产工艺动作吻合的工作程序，再将此程序提取导入生产设备。

一种汽车覆盖件五轴滚压包边仿形编程装置，包括机架、X轴传动机构、Y轴传动机构、Z轴传动机构、B轴传动机构和C轴传动机构，所述机架是由上横梁、下横梁、立柱连接而成；

所述X轴传动机构的X轴滑架悬挂于机架上横梁下端，通过机架上横梁下端上的X轴导轨与设置于X轴滑架上的X轴滑块配合，X轴滑架通过X轴皮带压板连接在X轴同步皮带上，由设置于机架上的X轴同步皮带、X轴信号轮、X轴涨紧轮组成X轴传动机构，编码器设置于纵移信号轮轴一端；

所述Y轴传动机构的Y轴滑架设置于X轴滑架一侧，通过X轴滑架上的Y轴导轨与设置于Y轴滑架上的Y轴滑块配合，Y轴滑架通过Y轴皮带压板连接在Y轴同步皮带上，由设置于X轴滑架上的Y轴同步皮带、Y轴信号轮、Y轴涨紧轮等组成Y轴传动机构，Y轴编码器设置于Y轴信号轮轴一端；

所述Z轴传动机构的包括设置于Y轴滑架上的Z轴导轨、主轴座上的Z轴滑块、Z轴信号轮、Z轴涨紧轮、Z轴同步皮带、Z轴编码器；设置于Y轴滑架上的Z轴导轨与主轴座上的Z轴滑块形成Z轴运动付，主轴座底部通过Z轴皮带压板连接Z轴同步皮带，由设置于Y轴滑块上的Z轴同步带、Z轴信号轮、Z轴涨紧轮组成Z轴传动机构，Z轴编码器设置于Z轴信号轮轴的一端；

所述B轴传动机构包括主轴座、主轴、上下主轴轴承、上下端盖、旋转编码器，在主轴座内由上下两主轴轴承支承主轴，主轴下端锥面连接摆轴支架，主轴上端设置旋转编码器，当人力拖动滚压轴带动主轴产生旋转时，由B轴编码器读取主轴旋转角度；

所述C轴传动机构包括摆轴支架、摆轴、摆臂、摆轴轴承、连杆、调节杆、滚压轴、C轴编码器，摆轴支架通过主轴并帽连接在主轴下端，摆轴支架中部设置一摆轴穿入摆臂的上端孔内，且通过摆轴螺栓锁住，摆臂下端孔与滚压轴配合，滚压轴一端制成工艺所需形状，另一端留出适当长度，便于人工牵引；摆轴产生摆动时，由C轴编码器读取旋转角度；

所述摆轴支架上部两侧分别设置一连杆，两制成有多个腰形孔的调节杆一端连接连杆，一端连接摆臂，当外力牵引滚压轴使其与实际生产相同的在仿形模工作面运动过程中，选点由各轴编码器即时读取数据，复合成滚压工作程序。

(三)有益效果

本发明实施例提供了一种仿形编程方法。具备以下有益效果：本发明通过此仿形编程的基准与产品一致，仿形时工作件压头工作母线线段运动状态与实际工作时一致，大幅减少了程序后期修改工作量，且由外力拖动略去大量的指令输入、调整过程，简化了编程的技术复杂程度，显著提高了初次编程的速度。由此，为汽车覆盖件五轴滚压包边提供了一简便、有效的编程方法和装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明结构示意图；

图2本发明X轴传动局部示意图；

图3本发明Y轴传动局部示意图；

图4本发明Z轴传动局部示意图；

图5本发明B轴传动局部示意图；

图6本发明C轴传动局部示意图。

附图中03摆轴闷盖、04摆轴支架、05摆轴轴承、06摆轴编码器、07摆轴、08摆轴透盖、09连杆、11并帽、12下轴承、13主轴、14下端盖、15主轴座、16B轴编码器、17上端盖、18上轴承、20Z轴滑块、21Z轴皮带压板、22Y轴滑架、23Y轴皮带压板、24Y轴滑块、25Y轴导轨、26Y轴导轨调整块、28上横梁、33X轴涨紧轮轴、34X轴涨紧轮、35X轴涨紧轮座、36X轴调节螺栓、37X轴调节座、40Z轴同步带、41Z轴信号轮座、43Z轴信号轮透盖、44Z轴信号轴、45Z轴编码器、46Z轴信号轮闷盖、47Z轴信号轮、48Z轴信号轴轴承、51Y轴编码器、52Y轴信号轮透盖、53Y轴信号轴轴承、54Y轴同步带、55Y轴信号轮、56Y轴信号轮闷盖、57Y轴信号轴、58Y轴信号轮座、59X轴皮带压板、60X轴信号轮闷盖、61X轴信号轮座、62X轴同步带、63X轴信号轮、65X轴信号轮透盖、66X轴编码器、67X轴信号轴、68X轴信号轴轴承、70X轴导轨调整块、71X轴导轨、72X轴滑块、74Y轴涨紧轮端盖、75Y轴涨紧轮、76Y轴涨紧轮轴承、77Y轴涨紧轮轴、78Y轴涨紧轮座、81Y轴调节座、82Y轴调节螺栓、84调节杆、85调节杆隔套、86摆臂、87滚压轴并帽、88滚压轴、89调节杆螺栓、90摆轴螺栓、92Z轴涨紧轮轴、93Z轴调节螺栓、94Z轴涨紧轮座、95Z轴张紧轮、101X轴滑架、102仿形模、103下横梁、104立柱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作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。

一种汽车覆盖件五轴滚压包边仿形编程方法，利用所需包边的汽车覆盖件包边摸具，依据实际滚压包边工艺，外力驱动进行机械仿形，并人工指令伺服系统读取编码器输出的运动轨迹上的若干点各轴坐标参数，由此生成与实际生产滚压工艺基本吻合的滚压程序，再将此程序提取导入滚压生产设备，此仿形编程的基准与产品一致，仿形时滚压头工作母线线段运动状态与实际工作时一致，大幅减少了程序后期修改工作量，且由外力拖动略去大量的指令输入、调整过程，简化了编程的技术复杂程度，显著提高了初次编程的速度。由此，为汽车覆盖件五轴滚压包边提供了一简便、有效的编程方法和装置。

一种汽车覆盖件五轴滚压包边仿形编程装置，包括由立柱104、上横梁28、下横梁103组成的装置机架；

上横梁28下端通过设置于上横梁28上的X轴导轨71与设置于X轴滑架101上端的X轴滑块72配合连接X轴滑架101，在X轴滑架101一侧中部通过X轴皮带压板59连接在X轴同步皮带62上，X轴同步皮带62一端连接由X轴信号轮座61、X轴信号轮闷盖60、X轴信号轮、X轴信号轮透盖65、X轴信号轴67、X轴信号轴轴承68等组成的信号轮组件，一端连接由X轴涨紧轮轴33、X轴涨紧轮34、X轴涨紧轮座35组成的涨紧轮组件，并通过设置于上横梁28上的X轴涨紧轮座35，由X轴调节螺栓36调整X轴同步带62；当X轴滑架101运动时，通过同步带62转化为X轴信号轴67的旋转运动，并由X轴信号轴端X轴编码器读取相关数据；

X轴滑架101一侧上下对称设置两水平Y轴导轨25与Y轴滑架101上设置的Y轴滑块24形成滚动运动付，X轴滑架22两端中部分别设置由Y轴信号轮座58、Y轴信号轮闷盖56、Y轴信号轮55、Y轴信号轮透盖52、Y轴信号轴57、Y轴信号轴轴承53等组成的信号轮组件，另一端有Y轴涨紧轮座78上设置的Y轴涨紧轮轴承76支承Y轴涨紧轮轴77、Y轴涨紧轮75运动，并由Y轴涨紧座81上设置的调节螺栓82调整Y轴同步带54的松紧，由Y轴皮带压板23将Y轴同步带54与Y轴滑架22连接，当Y轴滑架22运动时，通过Y轴同步带54带动Y轴信号轮55Y、轴信号轴57旋转，并由设置于轴信号轴57一端的Y轴编码器读取相关数据；

Y轴滑架101一侧对称设置两垂直Z轴导轨49与设置于主轴座15底面上的Z轴滑块20形成滚动运动付；主轴座15底面中部通过Z轴皮带压板21连接在Z轴同步带40上，Z轴同步带40和由设置于Y轴滑架上22上端的由Z轴信号轮47、Z轴信号轮闷盖46、Z轴信号轮轴44、Z轴信号轮透盖43、Z轴信号轮座等信号轮组件与设置于滑架22下端的由Z轴涨紧轮93、Z轴涨紧轮轴92、Z轴涨紧轮座94等组成的涨紧轮组件形成皮带传动，并由设置于Y轴滑架101上的Z轴调节螺栓调整Z轴同步带40松紧，当主轴座15运动时通过Z轴同步带40、Z轴信号轮轴44、Z轴信号轮47由Z轴编码器读取相关数据；

主轴座15由上端盖17、下端盖14分别固定上轴承18、下轴承12支承主轴13的旋转运动，主轴13下端的一锥面连接一制成叉形的摆轴支架04，且通过并帽锁紧，主轴上端连接B轴编码器16，当滚压轴88带动摆轴支架04旋转时，通过主轴13随动由B轴编码器16读取B轴运动数据；

叉形的摆轴支架04中部设置一由摆轴轴承05支承的摆轴07，摆臂86的上端孔穿连摆轴07上，并有摆轴螺栓90紧固，下端孔内连接滚压轴88，由摆轴并帽87将滚压轴88锁紧于摆臂86；摆轴支架04上部两侧设置两连杆09，两制有数个腰形孔的调节杆84各自一端连接连杆09，另一端连接摆臂86，由人力牵引拖动滚压轴88沿仿形模102工作面变换空间姿态、位置时各轴随动，逐一选点由各编码器读取数据，形成滚压轴88与实际工作状态一致的控制程序，实现快速编程。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种仿形编程方法，其特征在于：所述方法，依据实际加工工艺动作需要，通过外力驱动仿形机械进行动作，形成运动轨迹，并指令伺服系统读取编码器输出的运动轨迹上的若干点各轴坐标参数，由此生成与实际生产工艺动作吻合的工作程序，再将此程序提取导入生产设备。

2.一种汽车覆盖件五轴滚压包边仿形编程装置，包括机架、X轴传动机构、Y轴传动机构、Z轴传动机构、B轴传动机构和C轴传动机构，其特征在于：所述机架是由上横梁、下横梁、立柱连接而成；

所述X轴传动机构的X轴滑架悬挂于机架上横梁下端，通过机架上横梁下端上的X轴导轨与设置于X轴滑架上的X轴滑块配合，X轴滑架通过X轴皮带压板连接在X轴同步皮带上，由设置于机架上的X轴同步皮带、X轴信号轮、X轴涨紧轮组成X轴传动机构，编码器设置于纵移信号轮轴一端；

所述Y轴传动机构的Y轴滑架设置于X轴滑架一侧，通过X轴滑架上的Y轴导轨与设置于Y轴滑架上的Y轴滑块配合，Y轴滑架通过Y轴皮带压板连接在Y轴同步皮带上，由设置于X轴滑架上的Y轴同步皮带、Y轴信号轮、Y轴涨紧轮等组成Y轴传动机构，Y轴编码器设置于Y轴信号轮轴一端；

所述Z轴传动机构的包括设置于Y轴滑架上的Z轴导轨、主轴座上的Z轴滑块、Z轴信号轮、Z轴涨紧轮、Z轴同步皮带、Z轴编码器；设置于Y轴滑架上的Z轴导轨与主轴座上的Z轴滑块形成Z轴运动付，主轴座底部通过Z轴皮带压板连接Z轴同步皮带，由设置于Y轴滑块上的Z轴同步带、Z轴信号轮、Z轴涨紧轮组成Z轴传动机构，Z轴编码器设置于Z轴信号轮轴的一端；

所述B轴传动机构包括主轴座、主轴、上下主轴轴承、上下端盖、旋转编码器，在主轴座内由上下两主轴轴承支承主轴，主轴下端锥面连接摆轴支架，主轴上端设置旋转编码器，当人力拖动滚压轴带动主轴产生旋转时，由B轴编码器读取主轴旋转角度；

所述C轴传动机构包括摆轴支架、摆轴、摆臂、摆轴轴承、连杆、调节杆、滚压轴、C轴编码器，摆轴支架通过主轴并帽连接在主轴下端，摆轴支架中部设置一摆轴穿入摆臂的上端孔内，且通过摆轴螺栓锁住，摆臂下端孔与滚压轴配合，滚压轴一端制成工艺所需形状，另一端留出适当长度，便于人工牵引；摆轴产生摆动时，由C轴编码器读取旋转角度；

所述摆轴支架上部两侧分别设置一连杆，两制成有多个腰形孔的调节杆一端连接连杆，一端连接摆臂。当外力牵引滚压轴使其与实际生产相同的在仿形模工作面运动过程中，选点由各轴编码器即时读取数据，复合成滚压工作程序。