CN111136143B - 用于快速回弹补偿的机器人柔性翻边半模成形的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于快速回弹补偿的机器人柔性翻边半模成形的装置及方法，包括：半模具本体、镶块、带有滚轮的工业六轴机器人、定位装置和夹紧装置，其中：待成形件通过定位装置精确设置于半模具本体与夹紧装置之间，镶块位于半模具本体的工作端部，工业六轴机器人通过滚轮对待成形件的待翻边部分施加成形力以实现柔性翻边；本发明整体结构简单、操作方便，加工柔性高，镶块形状简单、易于加工，避免了传统模具开发的高成本；回弹补偿量调整量较小时，可以在现有镶块斜面上放置特定厚度的钢片改变回弹补偿量，避免了对镶块尺寸进行修改。

Description

用于快速回弹补偿的机器人柔性翻边半模成形的装置及方法
技术领域
本发明涉及的是一种机器人制造领域的技术，具体是一种用于快速回弹补偿的机器人柔性翻边半模成形的装置及方法。
背景技术
钣金结构在航空、汽车领域有着广泛的应用，对于小批量产品通常借助型胎通过人工锤击法进行翻边成形，劳动强度大，成形效率低，噪声大。随着市场需求进一步扩展，钣金结构件的制造工艺也亟待更新，用机器人替代人工进行翻边成为发展趋势。
中国专利文献号CN109909346A(公开日2019年6月21日)中记载了一种机器人柔性翻边成形的回转工作台装置：机器人通过滚轮控制翻边角度，待成形件固定在与零件型面相同的胎模上，胎模沿一定轨迹回转，压制待成形件逐渐贴近胎模的翻边部分，实现翻边件成形。现有方法中，胎模为整体胎模(包括平面部分、过渡圆角和翻边部分)，待成形件沿过渡圆角弯曲后产生回弹，造成型面误差，需要根据回弹量的大小对胎模进行整体修模，实现回弹补偿。反复修模费时费力，因此亟待开发能快速回弹补偿的装置及方法。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种用于快速回弹补偿的机器人柔性翻边半模成形的装置及方法，实现回弹补偿量的精确控制，并进行回弹的快速补偿。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种用于快速回弹补偿的机器人柔性翻边半模成形的装置，包括：半模具本体、镶块、带有滚轮的工业六轴机器人、定位装置和夹紧装置，其中：待成形件通过定位装置精确设置于半模具本体与夹紧装置之间，镶块位于半模具本体的工作端部，工业六轴机器人通过滚轮对待成形件的待翻边部分施加成形力以实现柔性翻边。
所述的半模具本体为整体胎模的一部分，包括平面部分及过渡圆角部分，其中：过渡圆角部分为半圆结构，该半圆结构的直径小于等于待成形件的预设过渡圆角的内径，半圆结构的开角大于待成形件的预设弯曲角度以实现考虑回弹补偿的翻边成形。
所述的镶块的斜面的延长线与半模具本体的过渡圆角部分相切。
所述的定位装置为与半模具本体配合的定位销。
所述的夹紧装置包括：多个肘夹和压板，其中：肘夹沿半模具本体提供的翻边线均匀排列并通过与压板相连将压紧力施加于待成形件上。
本发明涉及一种机器人柔性翻边半模成形的方法，在工业六轴机器人上设置滚轮的工作轨迹，将待成形件定位压紧，以示教点作为轨迹的标示并为每个示教点设置相应补偿量的镶块，滚轮下压直至待成形件翻边部分与镶块贴合以完成示教，将待成形件翻边成形为翻边件，再测量翻边件的贴模数据以调整示教点的回弹补偿量，重复示教、翻边和测量直至获得贴模合格的翻边件，进而获得滚轮的工作轨迹以便于该规格的待成形件重复利用。
所述的标示是指轨迹各段圆弧的起点、中点和终点。
所述的贴模数据是指：将翻边件定位夹紧，使用塞尺测量得到的翻边部分与检具之间的间隙。
所述的贴模合格，采用但不限于翻边件的翻边部分各点的贴模数据均为0mm～0.5mm。
技术效果
本发明整体解决了机器人柔性翻边成形件的快速回弹补偿问题以及反复修模导致的模具开发周期长的问题。本发明采用不含翻边部分的半模具本体，实际翻边角度可以大于预设弯曲角度，通过“过弯曲”实现回弹补偿；不需要整体修模，只需调整示教点的回弹补偿量，对机器人进行示教，即可以实现翻边件贴模间隙小于0.5mm。
与现有技术相比，本发明整体结构简单、操作方便，加工柔性高，镶块形状简单、易于加工，当所需回弹补偿量与现有镶块补偿量相差小于1mm时，可以在现有镶块斜面上放置特定厚度的钢片改变回弹补偿量，无需对镶块尺寸进行修改。
附图说明
图1为本发明翻边件的截面图；
图2为本发明装置的结构示意图；
图3为本发明半模具本体的仰视图；
图4为本发明镶块的结构示意图；
图5为机器人柔性翻边半模成形的多次调整补偿量的贴模间隙曲线图；
图中：半模具本体1、模具过渡圆角11、安装槽12、螺纹孔13、销钉孔14、镶块2、斜面21、通孔22、待成形件3、压板4、滚轮5、定位销6、肘夹7、翻边件8、翻边件平面部分81、翻边件过渡圆角82、翻边件翻边部分83。
具体实施方式
本实施例的待成形件3为厚度2mm的5A06铝合金板料，其目标形成的翻边件8的尺寸为：圆弧直径2800mm、弧长900mm、翻边件过渡圆角82的内径6mm、翻边件平面部分81和翻边件翻边部分83之间的夹角110°，如图1所示。
本实施例中的半模具本体1优选的圆弧直径2800mm、弧长大于900mm、模具过渡圆角11直径6mm、厚度15mm。
本实施例中的滚轮5的直径优选为50mm、长度为34mm。
如图2所示，本实施例涉及一种机器人柔性翻边半模成形的装置，包括：半模具本体1、镶块2、带有滚轮5的工业六轴机器人、定位销6、肘夹7和压板4，其中：待成形件3通过肘夹7和压板4的固定以精确设置于半模具本体1上，肘夹7沿翻边线均匀排列并与压板4相连，螺栓通过通孔22将镶块2设置于半模具本体1的端部，工业六轴机器人通过滚轮5对待成形件3的待翻边部分施加成形力以实现柔性翻边。
如图3所示，所述的模块1的边缘为翻边线并设有相互配合的镶块2的安装槽12和螺纹孔13，以及以阵列方式排列的两排肘夹7安装螺纹孔13，在肘夹7安装螺纹孔13和镶块2安装槽12之间还设有销钉孔14。
所述的镶块2的斜面21宽度优选为8mm。
所述的镶块2的斜面21的延长线与模具过渡圆角11相切。
所述的压板4与待成形件3的预设翻边件过渡圆角82之间相距优选为2mm。
本实施例涉及一种机器人柔性翻边半模成形的方法，具体包括以下步骤：
步骤1、在工业六轴机器人上设置滚轮5的工作轨迹，将滚轮5轨迹的圆弧部分分为两段圆弧，五个示教点为两段圆弧的起点、中点和终点；
步骤2、在示教点安装相应补偿量的镶块2，调整滚轮5姿态，下压至翻边件翻边部分83与镶块2完全贴合，保存示教点的滚轮5姿态和位置的坐标信息；
步骤3、拆卸所有镶块2，根据定位销6放置待成形件3和压板4，肘夹7夹紧待成形件3与压板4，启动机器人进行多次翻边成形以获得翻边件8；
步骤4、测量翻边件8的贴模间隙，调整各示教点的回弹补偿量，更换镶块2，重复步骤2和步骤3步，直至获得贴模间隙满足要求的合格翻边件8，即获得翻边件8成形的最终滚轮5的轨迹。
本实施例涉及的机器人柔性翻边半模成形的方法，采用多道次翻边成形，对于上述待成形件3，成形分为八道次，前七道次折弯角度均为10°，最后一道次的折弯角度由各点的回弹补偿量决定。
如图4所示，所述的镶块2的尺寸根据待成形件3的翻边尺寸与示教点的回弹补偿量决定。
本实施例通过上述方法，能迅速获得翻边的回弹补偿方案，避免了传统模具开发的高成本、长周期的问题；半模具本体1没有翻边部分，因此待成形件3的翻边部分在翻边成形过程中没有空间限制，可以发生总翻边角度大于70°的过变形后回弹至翻边件8预设角度。
本实施例通过工业六轴机器人调整滚轮5倾角后下压待成形件3，当达到下压极限时，若待成形件3与镶块2之间的间隙刚好为所需回弹补偿量与镶块2补偿量的差值，则滚轮5倾角正好合适，在机器人的世界坐标系下将滚轮5平移出来，再移至该示教点附近的任意一点，则可获得一个新的虚拟示教点。因此本发明的实现不拘泥于镶块2的尺寸，也不拘泥与示教点的个数与位置，总是可以利用本发明的装置、通过多次调整滚轮轨迹，获得贴模合格的翻边件8。
经过具体实际实验，半模成形得到的翻边件8在同一测量位置的贴模数据极差最大为0.3mm，即贴模数据的重复性较好。在全模具上进行七道次翻边成形，半模成形前七道次的滚轮5轨迹与全模成形相同，启动工业六轴机器人对待成形件进行翻边。如图5所示，得到的实验数据是：全模成形获得的翻边件8贴模间隙最大可达2.85mm，而半模成形通过4次调整各示教点的回弹补偿量，便得到贴模数据在0～0.3mm范围内的翻边件8。
相比于全模成形方案中一次修模所需要的8小时工时，半模成形方案中最后一道次滚轮5轨迹的重新示教所需要的工时仅为0.5小时，极大地缩短了工艺周期；与现有的机器人柔性翻边得到的翻边件8的最大贴模间隙2.85mm相比，本发明可以使得翻边件8的贴模间隙均小于0.5mm。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (10)

1.一种用于快速回弹补偿的机器人柔性翻边半模成形的装置，其特征在于，包括：半模具本体、镶块、带有滚轮的工业六轴机器人、定位装置和夹紧装置，其中：待成形件通过定位装置精确设置于半模具本体与夹紧装置之间，镶块位于半模具本体的工作端部，工业六轴机器人通过滚轮对待成形件的待翻边部分施加成形力以实现柔性翻边；
所述的半模具本体包括平面部分及过渡圆角部分，其中：过渡圆角部分为半圆结构，该半圆结构的直径小于等于待成形件的预设过渡圆角的内径，半圆结构的开角大于待成形件的预设弯曲角度以实现考虑回弹补偿的翻边成形；
所述的镶块的斜面的延长线与半模具本体的过渡圆角部分相切。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的定位装置为与半模具本体配合的定位销。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的夹紧装置包括：多个肘夹和压板，其中：肘夹沿半模具本体提供的翻边线均匀排列并通过与压板相连将压紧力施加于待成形件上。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的镶块的斜面宽度为8mm。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述的镶块斜面的延长线与模具过渡圆角相切。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征是，所述的压板与待成形件的预设过渡圆角之间相距2mm。
7.一种根据上述任一权利要求所述装置的机器人柔性翻边半模成形的方法，其特征在于，在工业六轴机器人上设置滚轮的工作轨迹，将待成形件定位压紧，以示教点作为轨迹的标示并为每个示教点设置相应补偿量的镶块，滚轮下压直至待成形件翻边部分与镶块贴合以完成示教，将待成形件翻边成形为翻边件，再测量翻边件的贴模数据以调整示教点的回弹补偿量，重复示教、翻边和测量直至获得贴模合格的翻边件，进而获得滚轮的工作轨迹以便于该规格的待成形件重复利用。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述的标示是指轨迹各段圆弧的起点、中点和终点。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述的贴模数据是指：将翻边件定位夹紧，使用塞尺测量得到的翻边部分与检具之间的间隙。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述的重复是指：采用八道次翻边成形，前七道次折弯角度均为10°，最后一道次的折弯角度由各点的回弹补偿量决定。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113714361B (zh) * 2021-09-02 2022-09-30 上海交通大学 基于机器人的柔性渐进翻边成形方法
CN113714359B (zh) * 2021-09-02 2022-07-22 上海交通大学 多道次机器人柔性翻边全模成形方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101239366A (zh) * 2007-02-07 2008-08-13 本田技研工业株式会社 折边加工方法及折边加工装置
JP2015167959A (ja) * 2014-03-06 2015-09-28 日産自動車株式会社 ロールヘミング加工装置
WO2016116414A1 (de) * 2015-01-19 2016-07-28 Fft Produktionssysteme Gmbh & Co. Kg Bördelsystem, bördeleinheit und bördelverfahren für ein autarkes bördeln
CN107344191A (zh) * 2016-05-06 2017-11-14 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种z形截面零件分步成形的方法
CN110270618A (zh) * 2019-06-26 2019-09-24 上海瑞挚汽车模具有限公司 一种控制背门外板下段拐角回弹的工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101239366A (zh) * 2007-02-07 2008-08-13 本田技研工业株式会社 折边加工方法及折边加工装置
JP2015167959A (ja) * 2014-03-06 2015-09-28 日産自動車株式会社 ロールヘミング加工装置
WO2016116414A1 (de) * 2015-01-19 2016-07-28 Fft Produktionssysteme Gmbh & Co. Kg Bördelsystem, bördeleinheit und bördelverfahren für ein autarkes bördeln
CN107344191A (zh) * 2016-05-06 2017-11-14 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种z形截面零件分步成形的方法
CN110270618A (zh) * 2019-06-26 2019-09-24 上海瑞挚汽车模具有限公司 一种控制背门外板下段拐角回弹的工艺

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