CN110340197A - 一种用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置 - Google Patents
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- B21D19/08—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws
Abstract
本发明涉及一种用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置，包括工作台，所述的工作台上设有压边胎具、支撑腿和L型杆；所述的支撑腿上设有摆动旋转气缸和伸缩气缸；所述的L型杆包括横杆与竖杆，所述的横杆端部设有压头，横杆的中部与摆动旋转气缸的摆动杆铰接，所述的伸缩气缸的可调节伸缩杆铰接于支撑腿上，伸缩气缸另一端铰接于竖杆的端部；所述的支撑腿、摆动旋转气缸、伸缩气缸和L型杆构成一个四连杆机械机构。与现有技术相比，本发明利用四连杆机械机构原理将伸缩杆直线运动和气缸摆臂转动的力传递给压边头进行压合翻边，整个工作过程简单高效；两步就可实现包边过程，包边角度可调节，显著的提高了车门的包边工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造领域，尤其是涉及一种适用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置。
背景技术
门盖包边作为汽车制造焊装工艺的重要组成部分，传统的汽车门盖内外板包边成型工艺主要有手工包边、压力机模具包边和机器人滚轮包边等。
手工包边是指由工人用工具敲打包边成型的工艺，这种工艺在过去经常采用，主要依靠工人的技术熟练程度稳定性差；压力机模具包边采用压力机加复合包边模具的方式进行包边；机器人滚轮卷边是指门盖在包边胎具上通过机器人和滚边工具使门盖外板折边包住内板并紧密压合使之成为一体的工艺，但机器人效率低，难以实现大批量的工业化生产，导致单位时间的产量不高。传统包边成型工艺存在工作效率低、设备占地空间大、设备投入资金多、柔性生产适应能力弱和调整复杂等。因此亟需设计一种可以可调节的灵活机械压边的装置。
CN201275568Y公开了一种具有增力铰链杆机构的汽车车门包边机，该包边机包括压刀，刀座，支基，支撑板，液压缸，该包边机具有增力铰链杆机构，其中增力铰链杆机构包括铰链连接的第一连杆和第二连杆，液压缸推动第一连杆，第一连杆推动第二连杆，第二连杆与铅垂线夹角为1°～26°。该技术方案中虽然采用了增力铰链代替了液压缸来实现最终包边压力的增加，但是该装置仅能实现简单动作的预压与主压，难以实现翻边角度的灵活调整。
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用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置，包括工作台，所述的工作台上设有压边胎具、支撑腿和L型杆；
所述的压边胎具用于待压边的门盖外板件的放置固定；
所述的支撑腿上设有摆动旋转气缸和伸缩气缸；
所述的L型杆包括横杆与竖杆，所述的横杆端部设有压头，横杆的中部与摆动旋转气缸的摆动杆铰接，所述的伸缩气缸的可调节伸缩杆铰接于支撑腿上，伸缩气缸远离可调节伸缩杆的一端铰接于竖杆的端部；
所述的支撑腿、摆动旋转气缸、伸缩气缸和L型杆构成一个四连杆机械机构，通过摆动杆和伸缩杆的运动可实现压头的压边位置和角度的调节。
进一步地，摆动旋转气缸与伸缩气缸形成互锁运动；
当摆动旋转气缸旋转运动时伸缩气缸运动自由度被锁定；
当伸缩气缸作直线运动时摆动旋转气缸的运动自由度被锁定。根据机械原理自由度计算公式F＝3n-2PL-PH，通过计算公式可知：两个驱动当任意一个运动自由度被锁定时，自由度F＝1，满足机械运动的准则。
进一步地，所述的摆动杆的摆动角度范围为0～15°。
进一步地，所述的压头的截面与压边胎具相匹配。
进一步地，所述的工作台上还设有限位挡块，所述的限位挡块设于竖杆一侧，并用于限制伸缩气缸的最大行程。
进一步地，所述的限位挡块上可以增加垫片，实现对伸缩气缸最大行程的调整。
进一步地，所述的摆动旋转气缸和伸缩气缸均通过气阀岛来控制给气量或给气压力，以此实现摆动旋转气缸和伸缩气缸的运行动作的控制。
进一步地，所述的气阀岛与ARM处理器电连接，所述的ARM处理器根据预设的程序向气阀岛发出指令电信号。
摆动旋转气缸和伸缩气缸作为装置的两个驱动装置。本机械压边装置驱动的互锁方案：压边动作第一步：摆动旋转气缸旋转运动时，伸缩气缸锁定自由度运动；压边动作第二步：伸缩气缸作直线运动时，摆动旋转气缸锁定自由度运动。
进一步地，两个驱动装置的运动的行程位置可以通过传感器来识别，判断动作是否达到设定位置。
进一步地，本压边机构可通过PLC或单片机编程，控制阀岛来实现气缸驱动动作执行；既可集成到线体中，又可以单独做成工作站。
进一步地，本机构可通过多机构并联来实现长边翻边的压边工艺。
进一步地，第三铰链10关节内部设计为带自润滑功能的石墨内衬块。
本发明可通过压头的两个步骤的压合动作而完成压边的整个工艺过程。
当翻边角度在85-95°之间时，通过两步翻边完成动作，作为本机械压边装置动作的第一步：压边动作的第一步压头可使外板的翻边角度从85-95°转为压边后的30-60°，压边后的角度范围通过可调节伸缩杆的长度来调整；作为本机械压边装置动作的第二步：压边动作的第二步压头可使外板的翻边角度从30-60°转为压边后的0°，终压边的角度内可通过调整限位挡块上的垫片或位置来实现；
当翻边角度在95-135°之间时，需增加预翻遍动作，使翻边工艺分为三个步骤实现。具体方式为：在第一步翻边动作前，在工作台上增加滑台运动或摆臂旋转运动来实现预翻边。前置动作可使法兰的翻边角度从95-135°转为压边后的80-95°。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明装置可通过两步操作即可实现包边动作，而且包边角度可调节，显著的提高了车门的包边工作效率。
2)本发明装置利用四连杆机械机构原理将伸缩杆直线运动和气缸摆臂转动的力传递给压边头进行压合翻边，整个工作过程简单高效。
3)本发明针对包边工作效率显著的提升，投资规模降低，压头扣合灵活度提高，节约工位空间等优点；对不宜于机器人操作的卷边位置，翻边效率和质量有显著提升。
附图说明
图1为本发明中四连杆机械压边装置的初始位置结构示意图；
图2为本发明中四连杆机械压边装置的第一步骤运动位置状态示意图；
图3为本发明中四连杆机械压边装置的第二步骤运动位置状态示意图；
图4为门盖外板平翻边形式实体图；
图5为门盖外板平翻边形式侧视图；
图6为平翻边机械压边装置的压头截面图。
图中：1-工作台撑杆、2-工作台、3-压边胎具、4-支撑腿、5-限位挡块、6-摆动旋转气缸、7-伸缩气缸、8-第一铰链、9-第二铰链、10-第三铰链、11-可调节伸缩杆、12-摆动杆、13-L型杆、14-压头、15-门盖外板、131-横杆、132-竖杆。
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。
实施例
一种用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置，包括工作台2，所述的工作台2上设有压边胎具3、支撑腿4和L型杆13，参见图1。
压边胎具3用于待压边的门盖外板件15的放置固定，参见图1。
支撑腿4上设有摆动旋转气缸6和伸缩气缸7；摆动旋转气缸6与伸缩气缸7形成互锁运动；当摆动旋转气缸6旋转运动时伸缩气缸7运动自由度被锁定；当伸缩气缸7作直线运动时摆动旋转气缸6的运动自由度被锁定。根据机械原理自由度计算公式F＝3n-2PL-PH，通过计算公式可知：两个驱动当任意一个运动自由度被锁定时，自由度F＝1，满足机械运动的准则。所述的摆动杆12的摆动角度范围为0～15°。所述的摆动旋转气缸6和伸缩气缸7均通过气阀岛来控制给气量或给气压力，以此实现摆动旋转气缸6和伸缩气缸7的运行动作的控制。所述的气阀岛与ARM处理器电连接，所述的ARM处理器根据预设的程序向气阀岛发出指令电信号。两个驱动装置的运动的行程位置可以通过传感器来识别，判断动作是否达到设定位置。本压边机构可通过PLC或单片机编程，控制阀岛来实现气缸驱动动作执行；既可集成到线体中，又可以单独做成工作站。
L型杆13：包括横杆131与竖杆132，所述的横杆131端部设有压头14，横杆131的中部与摆动旋转气缸6的摆动杆12通过第三铰链10铰接，所述的伸缩气缸7的可调节伸缩杆11通过第一铰链8铰接于支撑腿4上，伸缩气缸7远离可调节伸缩杆11的一端通过第二铰链9铰接于竖杆132的端部；所述的压头14的截面与压边胎具3相匹配，参见图6。所述的支撑腿4、摆动旋转气缸6、伸缩气缸7和L型杆13构成一个四连杆机械机构，通过摆动杆12和伸缩杆11的运动可实现压头14的压边位置和角度的调节。其中第三铰链10关节内部设计为带自润滑功能的石墨内衬块。
限位挡块5：限位挡块5设于竖杆132一侧，并用于限制伸缩气缸7的最大行程。所述的限位挡块5上可以增加垫片，实现对伸缩气缸7最大行程的调整。
摆动旋转气缸6和伸缩气缸7作为装置的两个驱动装置。本机械压边装置驱动的互锁方案：压边动作第一步16：摆动旋转气缸6旋转运动时，伸缩气缸7锁定自由度运动；压边动作第二步17：伸缩气缸作7直线运动时，摆动旋转气缸6锁定自由度运动。两个气缸在非工作姿态时互锁，气缸的动作可通过传感器识别运动是否达到设定位置。
此外，本装置可通过多机构并联来实现长边翻边的压边工艺。
具体运行时，本发明可通过压头14的两个步骤的压合动作而完成压边的整个工艺过程。
当翻边角度在85-95°之间时，通过两步翻边完成动作，作为本机械压边装置动作的第一步：压边动作的第一步压头14可使外板的翻边角度从85-95°转为压边后的30-60°，参见图2与，压边后的角度范围通过可调节伸缩杆11的长度来调整；作为本机械压边装置动作的第二步：压边动作的第二步压头14可使外板的翻边角度从30-60°转为压边后的0°，参见图3、图4与图5，终压边的角度内可通过调整限位挡块5上的垫片或位置来实现。
当翻边角度在95-135°之间时，需增加预翻遍动作，使翻边工艺分为三个步骤实现。具体方式为：在第一步翻边动作前，在工作台2上增加滑台运动或摆臂旋转运动来实现预翻边。前置动作可使法兰的翻边角度从95-135°转为压边后的80-95°。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置，其特征在于，包括工作台(2)，所述的工作台(2)上设有压边胎具(3)、支撑腿(4)和L型杆(13)；
所述的压边胎具(3)用于待压边的门盖外板件(15)的放置固定；
所述的支撑腿(4)上设有摆动旋转气缸(6)和伸缩气缸(7)；
所述的L型杆(13)包括横杆(131)与竖杆(132)，所述的横杆(131)端部设有压头(14)，横杆(131)的中部与摆动旋转气缸(6)的摆动杆(12)铰接，所述的伸缩气缸(7)的可调节伸缩杆(11)铰接于支撑腿(4)上，伸缩气缸(7)远离可调节伸缩杆(11)的一端铰接于竖杆(132)的端部；
所述的支撑腿(4)、摆动旋转气缸(6)、伸缩气缸(7)和L型杆(13)构成一个四连杆机械机构，通过摆动杆(12)和伸缩杆(11)的运动可实现压头(14)的压边位置和角度的调节。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置，其特征在于，摆动旋转气缸(6)与伸缩气缸(7)形成互锁运动；
当摆动旋转气缸(6)旋转运动时伸缩气缸(7)运动自由度被锁定；
当伸缩气缸(7)作直线运动时摆动旋转气缸(6)的运动自由度被锁定。
3.根据权利要求1所述的一种用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置，其特征在于，所述的摆动杆(12)的摆动角度范围为0～15°。
4.根据权利要求1所述的一种用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置，其特征在于，所述的压头(14)的截面与压边胎具(3)相匹配。
5.根据权利要求1所述的一种用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置，其特征在于，所述的工作台(2)上还设有限位挡块(5)，所述的限位挡块(5)设于竖杆(132)一侧，并用于限制伸缩气缸(7)的最大行程。
6.根据权利要求5所述的一种用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置，其特征在于，所述的限位挡块(5)上可以增加垫片，实现对伸缩气缸(7)最大行程的调整。
7.根据权利要求5所述的一种用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置，其特征在于，所述的摆动旋转气缸(6)和伸缩气缸(7)均通过气阀岛来控制给气量或给气压力，以此实现摆动旋转气缸(6)和伸缩气缸(7)的运行动作的控制。
8.根据权利要求7所述的一种用于汽车门盖翻边的单压边头四连杆机械装置，其特征在于，所述的气阀岛与ARM处理器电连接，所述的ARM处理器根据预设的程序向气阀岛发出指令电信号。
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