CN109848314B - 一种机器人滚边压合校正装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人滚边压合校正装置及其工作方法，该滚边压合校正装置包括滚边工具、用于支撑滚边压合操作的安装支架、置于所述安装支架水平面上的底座，所述滚边工具包括连接件及安装在所述连接件末端的滚边头，所述连接件内安装有压力缓冲装置，所述压力缓冲装置为弹簧，所述连接件上端连接法兰盘，所述弹簧的一端安装在所述法兰盘、另一端安装在所述滚边头，所述底座上表面嵌设有纵长圆形校正块，所述校正块一端安装有压力按钮，所述压力按钮设置于所述底座上并与所述校正块留有间隙。该发明对滚边头进行压力校正并检验其滚动情况，方便设备维护。

Description

一种机器人滚边压合校正装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及机器人滚边技术领域，特别涉及一种用于机器人滚边压合校正装置及其工作方法。

背景技术

机器人滚边压合成形技术是广泛应用于汽车白车身门盖制造的总成技术，通过工业机器人驱动滚边工具使外板边缘发生折弯，产生塑性变形将内板包住，从而使内、外板固定。相对于传统的专压机包边方式，机器人滚边压合包边方式具有占地面积小、节省模具成本、高柔性生产能力等特点，采用离线编程技术后其调试效率也比传统的专压机高很多，在国内外各大汽车主机厂中得到了广泛应用。机器人滚边压合成形技术契合多车型共线生产所亟需的柔性化生产线，成为门盖制造的主流方向。

由于滚轮在包边过程中直接与外板覆盖件滚边部分接触，所以对滚轮的表面硬度和质量要求较高。主要是以下原因：随着滚边零件产量的增加，滚轮比较容易磨损；在滚边压合过程中，随着滚边的进行，钣金碎屑会粘附在胎模上，从而影响到滚轮，导致滚边零件的表面质量受损。因此，为了保证滚轮的质量和使用寿命，需对滚轮表面进行淬火处理，硬度要达到HRC55。

机器人滚边压合零件的好坏与否，与其包边方式一样，将会直接影响车身装配尺寸的精度、车身覆盖件的表面质量，以及整车外观的强度和美观性。一般包边过程中，主要三种典型的包边质量问题：1.轮廓边缘内移或外移；2.包边轮廓附近的卷曲以及包边外板件的面内翘曲；3.回弹现象。

摩擦在滚压包边过程中也是一个重要因素，它影响滚轮力/位移、局部应变以及应变分布，摩擦量的大小由摩擦系数μ定义。摩擦系数对滚边结果具有影响，在滚边过程中，滚轮与外板的接触压力大，尤其在终包边过程中，采用不同的摩擦系数，判定其对外板面缺陷(翘曲、边缘卷入量或卷出量)的影响，随着摩擦系数的逐渐增大，对预滚边和终滚边过程的卷入量都有影响。

鉴于此，有必要提供一种机器人滚边压合校正装置及其工作方法，针对滚边头进行压力校正并检验其滚动情况，从而确保后续机器人滚边压合作业的顺利进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人滚边压合校正装置及其工作方法，针对滚边头进行压力校正并检验其滚动情况，从而确保后续机器人滚边压合作业的顺利进行。

为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：该机器人滚边压合校正装置，其包括机械手臂、安装在所述机械手臂末端的滚边工具、用于支撑滚边压合操作的安装支架、置于所述安装支架水平面上的底座，所述滚边工具包括连接件及安装在所述连接件末端的滚边头，所述连接件内安装有压力缓冲装置，所述压力缓冲装置为弹簧，所述连接件上端连接法兰盘，所述弹簧的一端安装在所述法兰盘、另一端安装在所述滚边头，所述底座上表面嵌设有纵长圆形校正块，所述校正块一端安装有压力按钮，所述压力按钮设置于所述底座上并与所述校正块留有间隙。

所述滚边头包括滚轮，所述滚轮包括同步滚动且分别设置于所述滚边头的大滚轮与小滚轮。

所述校正块为嵌设在所述底座上表面的聚氨酯脊。

该机器人滚边压合校正装置的工作方法：

步骤S1,所述滚轮自其初始位置移动于所述压力按钮上，向下加压至指定压力值，记录所述滚轮所在初始位置到加压至指定压力值时所在位置的第一测试路径；

步骤S2,所述滚轮自压力按钮滚动至纵长圆形校正块上，所述滚轮的圆心与所述校正块端部的水平距离到达第一预设值时，向下挤压所述校正块至第三位置，直至压力预设的指定值，记录所述滚轮自所述压力按钮滚动到所述校正块端部第三位置的第二测试路径；

步骤S3,所述滚轮水平滚动至所述校正块的尾部，直至所述滚轮圆心与所述校正块的尾部水平距离到达第二预设值时，在所述校正块上滚动时，保持压力为指定值；

步骤S4,将所述滚轮圆心滚动至所述校正块之外，直至所述滚轮圆心与所述校正块尾部水平距离到达第三预设值时，并向上抬起所述滚轮，到达第四位置，所述第四位置为所述滚轮最低点处与所述校正块上表面同一水平面，记录所述滚轮自所述校正块尾部到第四位置的第三测试路径；

步骤S5,第三测试路径记录完成后，所述滚轮移到所述压力按钮之上的悬空位置，向下移动至所述压力按钮上，升起并移动到所述校正块上，保持压力低于指定值，所述滚轮自所述校正块的端部滚动至尾部，直到离开所述校正块尾部。

所述滚轮在所述校正块上滚动过程中，所述滚轮的中心轴与所述校正块相互垂直。

所述第一预设值与所述第二预设值相等，所述第二预设值小于第三预设值。

与现有技术相比，本发明一种机器人滚边压合校正装置及其工作方法的有益效果：针对滚边头进行滚边压合过程中的间隙调整及压力校正，并检验其滚动情况，从而确保后续机器人滚边压合作业的顺利进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，其中：

图1是本发明机器人滚边压合校正装置示意图；

图2是本发明校正装置工作过程中滚轮与压力按钮位置图；

图3是本发明校正装置工作过程中滚轮与聚氨酯脊的端部位置图；

图4是本发明校正装置工作过程中滚轮与聚氨酯脊的尾部位置图；

图5是本发明校正装置工作过程中滚轮滚出聚氨酯脊的端部位置图。

具体实施方式

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。

请参看图1，本发明的一种机器人滚边压合校正装置包括机械手臂(未图示)、安装在机械手臂末端的滚边工具1、连接滚边工具1与机械手臂的法兰盘2、安装支架3、置于安装支架3水平面上的底座4、数字显示装置5。

滚边工具1包括连接于法兰盘2下端的连接件11和安装在连接件11末端的滚边头12。滚边头12包括滚轮(大滚轮121、小滚轮122)，其中大滚轮121与小滚轮122同步滚动，滚轮的形状并不固定，根据板件的类型不同，选择不同形状的滚轮，对产品适应能力强。滚轮在滚边过程中，通过滚轮直接传输压力，来保证包边外板的轮廓形状精度。为了保证滚轮的质量和使用寿命，需对滚轮表面进行淬火处理，硬度要达到HRC55，同时需保证在滚边过程中，滚轮能够绕其轴线顺滑滚动，为降低滚压过程中滚轮和板件的摩擦，需对其进行抛光处理。连接件11内安装有压力缓冲装置，本发明采用的压力缓冲装置为现有技术产品，在此不做过多累述，所述压力缓冲装置可以为弹簧，所述弹簧的一端安装在法兰盘2、另一端安装在滚边头12，通过弹簧的压缩量。压力缓冲装置可以为气缸、液压缸，通过调节气缸、液压缸的压力值改变滚边过程的作用力，保护滚边工具1。

底座4上表面嵌设有纵长圆形校正块，本实施例中，所述校正块为圆柱形长条状聚氨酯脊41，底座4内安装有压力传感器及摩擦力测试组件(图中未显示)，压力传感器能检测聚氨酯脊41上表面是否与滚轮接触以及滚轮对聚氨酯脊41施加的压力是否为预设压力值。摩擦力测试组件能够检测出滚轮在聚氨酯脊41上表面的滚轮运动的摩擦力，进而判断滚轮是否为滚动状态。底座4上安装有压力按钮42，且压力按钮42位于聚氨酯脊41一端并与聚氨酯脊41留有间隙，所述聚氨酯脊41靠近所述压力按钮42为端部，聚氨酯脊41另一端为尾部。

随着滚边零件产量的增加，滚轮比较容易磨损；在滚边压合过程中，随着滚边的进行，钣金碎屑会粘附在胎模上，从而影响到滚轮，导致滚边零件的表面质量受损。经过长时间使用，需调整滚边压合过程的间隙，针对机器人滚边压合装置的滚边头进行压力校正并检验其滚动状况，从而确保后续机器人滚边压合作业的顺利进行。

为实现对机器人滚边压合装置的滚边头进行压力校正并检验其滚动状况，本发明机器人滚边压合校正装置的工作方法如下：

步骤S1,滚轮自其初始位置移动于所述压力按钮上，如图2所示，向下加压至指定压力值M，记录所述滚轮所在初始位置到加压至指定压力值时所在位置的第一测试路径，本实施例中,指定压力值M为1110N。

本步骤中，滚轮初始位置为所述压力按钮上方的悬空位置，滚轮加压至指定压力值时的下压距离为K1,根据滚轮下压的指定压力值M和下压距离为K1，测算出连接件内的弹簧压缩量与滚边压力大小的关系，可通过控制弹簧的压缩量实现对滚边压力的控制与校正。

步骤S2,滚轮自压力按钮滚动至所述聚氨酯脊上，所述滚轮的圆心与所述聚氨酯脊端部的水平距离到达第一预设值时，向下挤压所述聚氨酯脊至第三位置，直至压力预设的指定值，如图3所示，记录所述滚轮自所述压力按钮滚动到所述聚氨酯脊端部第三位置的第二测试路径，本实施例中,第一预设值L1为6mm，压力预设指定值为1.5。

步骤S3,滚轮水平滚动至所述聚氨酯脊的尾部，直至滚轮圆心与所述聚氨酯脊的尾部水平距离到达第二预设值时，如图4所示，在所述聚氨酯脊上滚动时，保持压力为指定值，本实施例中,第二预设值L2为6mm；

本步骤中，滚轮在所述聚氨酯脊上滚动过程中，滚轮的中心轴与所述聚氨酯脊相互垂直。

步骤S4,将滚轮圆心滚动至所述聚氨酯脊之外，直至滚轮圆心与所述聚氨酯脊尾部水平距离到达第三预设值时，如图5所示，并向上抬起所述滚轮，到达第四位置，所述第四位置为所述滚轮最低点处与所述校正块上表面同一水平面，记录所述滚轮自所述校正块尾部到第四位置的第三测试路径，本实施例中,第三预设值L3为10mm。

步骤S5,第三测试路径记录完成后，滚轮移到压力按钮之上的悬空位置，向下移动至压力按钮上并保持1秒钟，升起并移动到聚氨酯脊上，保持低于压力预设指定值，滚轮自聚氨酯脊的端部滚动至尾部，直到离开聚氨酯脊尾部，回到机器人HOME位。

本发明的机器人滚边压合装置对滚边头进行间隙调整和压力校正，通过记录第一次测试路径、第二次测试路径和第三次测试路径，以调整滚边头的滚轮滚边压合过程的间隙，同时对滚边头进行压力校正，滚轮保持压力为指定值的情况下在聚氨酯脊上滚动，并被测试路径记录下来。测试路径编程完毕后，通过机器人控制滚边头的运动，按照编制的程序完成指定的运动轨迹。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (4)

1.一种机器人滚边压合校正装置，其包括机械手臂、安装在所述机械手臂末端的滚边工具、用于支撑滚边压合操作的安装支架、置于所述安装支架水平面上的底座，其特征在于：所述滚边工具包括连接件及安装在所述连接件末端的滚边头，所述滚边头包括滚轮，所述滚轮包括同步滚动且分别设置于所述滚边头的大滚轮与小滚轮；所述连接件内安装有压力缓冲装置，所述压力缓冲装置为弹簧，所述连接件上端连接法兰盘，所述弹簧的一端安装在所述法兰盘、另一端安装在所述滚边头，所述底座上表面嵌设有纵长圆形校正块，所述校正块一端安装有压力按钮，所述压力按钮设置于所述底座上并与所述校正块留有间隙；其工作方法为：步骤S1,所述滚轮自其初始位置移动于所述压力按钮上，向下加压至指定压力值，记录所述滚轮所在初始位置到加压至指定压力值时所在位置的第一测试路径；

步骤S2,所述滚轮自压力按钮滚动至纵长圆形校正块上，所述滚轮的圆心与所述校正块端部的水平距离到达第一预设值时，向下挤压所述校正块至第三位置，直至压力预设的指定值，记录所述滚轮自所述压力按钮滚动到所述校正块端部第三位置的第二测试路径；

步骤S3,所述滚轮水平滚动至所述校正块的尾部，直至所述滚轮圆心与所述校正块的尾部水平距离到达第二预设值时，在所述校正块上滚动时，保持压力为指定值；

步骤S4,将所述滚轮圆心滚动至所述校正块之外，直至所述滚轮圆心与所述校正块尾部水平距离到达第三预设值时，并向上抬起所述滚轮，到达第四位置，所述第四位置为所述滚轮最低点处与所述校正块上表面同一水平面，记录所述滚轮自所述校正块尾部到第四位置的第三测试路径；

步骤S5,第三测试路径记录完成后，所述滚轮移到所述压力按钮之上的悬空位置，向下移动至所述压力按钮上，升起并移动到所述校正块上，保持压力低于指定值，所述滚轮自所述校正块的端部滚动至尾部，直到离开所述校正块尾部。

2.如权利要求1所述的机器人滚边压合校正装置，其特征在于：所述校正块为嵌设在所述底座上表面的聚氨酯脊。

3.如权利要求1所述的机器人滚边压合校正装置，其特征在于：所述滚轮在所述校正块上滚动过程中，所述滚轮的中心轴与所述校正块相互垂直。

4.如权利要求3所述的机器人滚边压合校正装置，其特征在于：所述第一预设值与所述第二预设值相等，所述第二预设值小于第三预设值。