CN112676468A - 一种汽车白车身闭合件的自动滚边设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车白车身闭合件的自动滚边设备，包括机架、胎膜、滚道小车及滚边滚轮，机架上设有支撑定位结构，胎膜上设有滚道，滚道小车上至少设有一个车轮行走电机，滚道小车在车轮行走电机的作用下可沿所述滚道行走；滚轮驱动机构包括用于调整滚边滚轮的内、外位置及高度的位置驱动机构及用于调整滚边滚轮的滚边角度的角度驱动机构，滚边滚轮通过位置驱动机构与滚道小车连接。本发明结构简单，安装调整方便，自动化滚边，沿轨道运行省时省力，滚边效率高，滚道小车可重复利用，降低加工成本，适用于多车型小批量冲压件的柔性化滚边加工。

Description

一种汽车白车身闭合件的自动滚边设备

技术领域

本发明涉及一种汽车白车身闭合件的自动滚边设备，属于汽车冲压件加工技术领域。

背景技术

汽车白车身冲压件中的闭合件通常是由外板包合内板，内板放好之后对外板的翻边或折边进行包边，滚边是汽车白车身闭合件常用的加工技术之一，现有采用压力机进行包边，压力机的上模具压着下模具，利用模具的合模将折边压紧，实现对折边的折弯，使得外板包裹内板达到装配的目的，这种方式尽管能实现内外板装配的目的，但是压力机价格昂贵，投入成本高。

现有的还有采用机器人携带滚边工具进行滚边，通过机器人驱动滚轮将冲压件工件10的外板101的折边辊压并包裹住内板102，还可以达到保证作业面积小，柔性化制造，尤其是在一些小批量件的包边上，但是这种滚边增加了额外的机器人，另外机器人联动滚边调试需要耗费非常长的时间，因此，现有的无论是采用压力机还是机器人进行滚边前期投入成本过高，导致冲压件的加工成本高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单，操作方便，自动滚边，滚边效率高，省时省力，加工成本低，尤其适用于小批量件的滚边加工的汽车白车身闭合件的自动滚边设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种汽车白车身闭合件的自动滚边设备，包括机架、设置在机架上的用于定位支撑工件的胎膜、设置在胎膜上的滚道小车及通过滚轮驱动机构设置在滚道小车上的滚边滚轮，所述机架上设有用于稳定定位工件的支撑定位结构，所述胎膜上设有滚道，所述滚道小车上至少设有一个车轮行走电机，所述滚道小车在所述车轮行走电机的作用下可沿所述滚道行走；

所述滚轮驱动机构包括用于调整所述滚边滚轮的内、外位置及高度的位置驱动机构及用于调整所述滚边滚轮的滚边角度的角度驱动机构，所述滚边滚轮通过所述位置驱动机构与所述滚道小车连接。

本发明的有益效果是：先根据工件翻边或折边前的角度，确定本次冲压件是几道工序的滚边，不论是采用几道工序，只需要利用角度驱动机构将安装在滚道小车上的滚边滚轮的滚边角度调整为要求的对应角度即可，位置驱动机构动作可对滚边滚轮的高度及横向内外位置进行调整。具体加工时待滚边的工件在支撑定位结构的作用下稳定的放置在胎膜上，由于胎膜是根据工件制作，故工件放置在胎膜上能与胎膜完全贴合，将滚道小车嵌入胎膜的滚道内，车轮行走电机动作，驱动滚道小车沿胎膜的滚道行走，滚道小车上已调整好角度的的滚边滚轮作用于工件的折边，便可以通过滚边滚轮实现对工件的折边的施力将折边滚边成要求的角度。滚道小车与滚道统一化，小车可重复利用，提高滚道小车的使用效率，降低成本。总之，本发明结构简单，便于安装及调整，自动化滚边，沿轨道运行省时省力，滚边效率高，滚道小车可重复利用，降低加工成本，尤其适用于多车型小批量冲压件的柔性化滚边加工。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述滚道的轨迹与待加工工件的折边的轨迹相适配。

采用上述进一步方案的有益效果是，保证滚边滚轮在沿滚道行走的滚道小车的作用下能够始终对工件的折边进行滚边作业，保证工件的滚边质量。

进一步的，所述胎膜的顶部设有用于支撑工件的工件随型面，所述滚道与所述工件随型面之间的竖向间距相等。

采用上述进一步方案的有益效果是，当工件放置在胎膜上时，工件能与工件随型面保持处处贴合，所述滚道与所述工件随型面之间的竖向间距处处一致，保证了滚道小车在滚道内顺利的行走，同时保证了在滚边时滚边滚轮对外板的折边的压力，从而保证了折边的质量。

进一步的，所述位置驱动机构包括横向导向齿条、与横向导向齿条啮合的横向齿轮、用于驱动横向齿轮转动的横向伺服电机、竖向导向齿条、与竖向导向齿条啮合的竖向齿轮及用于驱动竖向齿轮转动的竖向伺服电机，所述横向导向齿条与所述滚道小车连接，所述竖向导向齿条通过齿轮安装座与所述横向导向齿条连接，所述横向、竖向伺服电机分别安装在所述齿轮安装座上，所述滚边滚轮的滚轮架铰接安装在所述竖向导向齿条上。

采用上述进一步方案的有益效果是，横向伺服电机动作，驱动滚边滚轮前、后移动，从而调整滚边滚轮的滚边前后位置，竖向伺服电机动作，驱动滚边滚轮上、下动作，从而调整滚边滚轮的滚边高度，故可通过位置驱动机构实现对滚边滚轮的滚边位置的调整。

进一步的，所述角度驱动机构包括角度伺服电机，所述竖向导向齿条的顶部设有销轴，所述滚轮架与所述销轴键连接，所述角度伺服电机的输出轴与所述销轴连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，角度伺服电机安装在竖向导向齿条上，角度伺服电机动作，驱动销轴转动，由于滚轮架与销轴键连接，故滚轮架随销轴同步转动，通过角度伺服电机驱动使得滚边滚轮改变滚压时的角度，实现对每道工序对滚边滚轮的滚边角度的调整。

进一步的，所述滚道小车包括车架、设置在车架上的横向车轮及竖向车轮，所述车轮行走电机安装在所述车架上，所述车轮行走电机的输出轴与所述横向车轮的轮轴连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，车轮行走电机的输出轴与横向车轮的轮轴连接，车轮行走电机动作，驱动滚道小车前进和后退，该车轮可以使用大摩擦系数的车轮，也可以用两个伺服电机联动的方式，同步驱动两个车轮，实现滚道小车在滚道内的自动行走。

进一步的，所述车架包括内安装板及外安装板，所述竖向车轮通过内、外车轮座对应安装在内、外安装板上，所述内、外车轮座之间设有调整螺栓，所述横向车轮包括安装在所述内、外安装板之间的第一横向面车轮及第二横向面车轮，所述竖向车轮包括设置在所述内安装板上的第二竖向面车轮、第三竖向面车轮、设置在外安装板上的第一竖向面车轮及第四竖向面车轮。

采用上述进一步方案的有益效果是，第一竖向面车轮与第二竖向面车轮分别定位在滚道的上挡边的外、内两侧上，第三竖向面车轮及第四竖向面车轮分别定位在滚道的下挡边的内、外两侧上，第一横向面车轮支撑定位在滚道的上挡边的底部，第二横向面车轮支撑定位在滚道的下挡板的顶部。相应车轮之间的间距稳定唯一且精确，调节螺栓的作用是调节内、外安装板之间的间距，从而调整竖向车轮之间的间距。具体的调节螺栓的两端开有螺纹，一端是右旋螺纹，一端是左旋螺纹，实现对滚道小车与滚道配合的调整，从而实现滚道小车在滚道内的稳定定位。滚道小车设置了六个滚轮，每个滚轮都会跟滚道的面贴合接触，从而保证滚道小车的运行轨迹唯一。

进一步的，所述滚道包括滚道定位腔、设置在滚道定位腔开口处的上挡边及下挡边。

进一步的，所述上挡边包括第一竖向面、第二竖向面及连接第一、第二竖向面的第一横向面，所述下挡边包括第三竖向面、第四竖向面及连接第三、第四竖向面的第二横向面，所述第一横向面、第二横向面分别与所述工件随型面平行，所述第一竖向面与第二竖向面、第三竖向面及第四竖向面平行。

采用上述进一步方案的有益效果是，滚道与胎膜上工件随型面的曲率变化一致，竖向面与随型面始终保持垂直，且随型面的外轮廓线与工件的折边轮廓线一致，滚道的竖向面能始终保持与外轮廓线的间距一致。无论工件随型面如何变化，第一竖向面与第二竖向面之间的间距是唯一且精确的，是保持不变的，第三竖向面与第四竖向面之间的间距也是相同的，保持不变的，横向面与随型面之间始终保持平行，无论随型面怎么变化，第一、第二横向面之间的间距是恒定的且精确的，即二者之间的间距处处相同，始终保持一致，从而保证了在滚边时滚边滚轮对外板的折边的压力，从而保证了折边的质量。

进一步的，所述支撑定位结构包括用于压紧工件的工件压块。

采用上述进一步方案的有益效果是，压块能保证内板件的位置精度，同时辅助并保证外板件的定位精度，从而保证工件的滚边质量。

进一步的，多个所述工件压块安装在压块安装架上。

采用上述进一步方案的有益效果是，便于工件压块快速高效的压紧工件，提高工件的定位效率。

进一步的，所述支撑定位结构包括至少一个用于吸附工件的吸盘，所述吸盘通过吸盘安装架设置在所述机架上。

采用上述进一步方案的有益效果是，工件放置在胎膜上，胎膜与工件对应贴合，然后可通过吸盘吸附固定工件的外板件，保证外板件在受力变形时不发生位移，避免影响工件的滚边质量及滚边效果。

进一步的，所述支撑定位结构还包括至少一个工件定位块，所述工件定位块通过定位块安装架设置在所述机架上。

采用上述进一步方案的有益效果是，所述吸盘为环形结构，吸盘在吸附工件时，工件容易下陷，而工件定位块的设置却能稳定支撑工件，避免工件下陷，从而保证工件的定位位置精度。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的右视结构示意图；

图3为本发明的立体结构示意图；

图4为本发明吸盘的结构示意图；

图5为本发明胎膜的结构示意图；

图6为图5中沿A-A方向的剖视图；

图7为图5中沿B-B方向的剖视图；

图8为本发明胎膜安装在机架上的结构示意图；

图9为本发明滚道小车及滚边滚轮的结构示意图；

图10为本发明滚道小车的分体结构示意图；

图11为本发明滚边滚轮升高的结构示意图；

图12为本发明的工件的立体结构示意图；

图13为本发明的工件的剖面结构示意图；

图14为图13中C处的局部放大图；

图15为本发明滚边滚轮加工工件俯视状态的结构示意图；

图16为本发明滚边滚轮加工工件仰视状态的结构示意图；

图中，1、机架；2、胎膜；201、滚道；202、随型面；203、滚道定位腔；204、上挡边；205、下挡边；3、滚道小车；301、车轮行走电机；302、内安装板；303、外安装板；304、第一横向面车轮；305、第二横向面车轮；306、第二竖向面车轮；307、第三竖向面车轮；308、第一竖向面车轮；309、第四竖向面车轮；310、调节螺栓；311、横向导向齿条；312、横向伺服电机；313、竖向导向齿条；314、竖向伺服电机；315、齿轮安装座；316、角度伺服电机；317、销轴；4、滚边滚轮；401、滚轮架；5、吸盘；6、工件定位块；7、定位块安装架；8、工件压块；9、压块安装架；10、工件；101、外板；102、内板。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1-图16所示，一种汽车白车身闭合件的自动滚边设备，包括机架1、设置在机架上的用于定位支撑工件的胎膜2、设置在胎膜上的滚道小车3及通过滚轮驱动机构设置在滚道小车上的滚边滚轮4，所述机架上设有用于稳定定位工件的支撑定位结构，所述胎膜上设有滚道201，所述滚道小车上至少设有一个车轮行走电机301，所述滚道小车在所述车轮行走电机的作用下可沿所述滚道行走；

所述滚轮驱动机构包括用于调整所述滚边滚轮的内、外位置及高度的位置驱动机构及用于调整所述滚边滚轮的滚边角度的角度驱动机构，所述滚边滚轮通过所述位置驱动机构与所述滚道小车连接。

所述滚道的轨迹与待加工工件的折边的轨迹相适配。保证滚边滚轮在沿滚道行走的滚道小车的作用下能够始终对工件的折边进行滚边作业，保证工件的滚边质量。

所述胎膜2的顶部设有用于支撑工件的工件随型面201，所述滚道与所述工件随型面之间的竖向间距相等。当工件放置在胎膜上时，工件能与工件随型面保持处处贴合，所述滚道与所述工件随型面之间的竖向间距处处一致，保证了滚道小车在滚道内顺利的行走，同时保证了在滚边时滚边滚轮对外板的折边的压力，从而保证了折边的质量。

所述位置驱动机构包括横向导向齿条311、与横向导向齿条啮合的横向齿轮、用于驱动横向齿轮转动的横向伺服电机312、竖向导向齿条313、与竖向导向齿条啮合的竖向齿轮及用于驱动竖向齿轮转动的竖向伺服电机314，所述横向导向齿条与所述滚道小车连接，所述竖向导向齿条通过齿轮安装座315与所述横向导向齿条连接，所述横向、竖向伺服电机分别安装在所述齿轮安装座上，所述滚边滚轮的滚轮架铰接安装在所述竖向导向齿条上。横向伺服电机动作，驱动滚边滚轮前、后移动，从而调整滚边滚轮的滚边前后位置，竖向伺服电机动作，驱动滚边滚轮上、下动作，从而调整滚边滚轮的滚边高度，故可通过位置驱动机构实现对滚边滚轮的滚边位置的调整。

所述角度驱动机构包括角度伺服电机316，所述竖向导向齿条的顶部设有销轴317，所述滚轮架与所述销轴键连接，所述角度伺服电机的输出轴与所述销轴连接。角度伺服电机安装在竖向导向齿条上，角度伺服电机动作，驱动销轴转动，由于滚轮架与销轴键连接，故滚轮架随销轴同步转动，通过角度伺服电机驱动使得滚边滚轮改变滚压时的角度，实现对每道工序对滚边滚轮的滚边角度的调整。

所述滚道小车包括车架、设置在车架上的横向车轮及竖向车轮，所述车轮行走电机安装在所述车架上，所述车轮行走电机的输出轴与所述横向车轮的轮轴连接。车轮行走电机的输出轴与横向车轮的轮轴连接，车轮行走电机动作，驱动滚道小车前进和后退，该车轮可以使用大摩擦系数的车轮，也可以用两个伺服电机联动的方式，同步驱动两个车轮，实现滚道小车在滚道内的自动行走。

所述车架包括内安装板302及外安装板303，所述竖向车轮通过内、外车轮座对应安装在内、外安装板上，所述内、外车轮座之间设有调整螺栓310，所述横向车轮包括安装在所述内、外安装板之间的第一横向面车轮304及第二横向面车轮305，所述竖向车轮包括设置在所述内安装板上的第二竖向面车轮306、第三竖向面车轮307、设置在外安装板上的第一竖向面车轮308及第四竖向面车轮309。第一竖向面车轮与第二竖向面车轮分别定位在滚道的上挡边的外、内两侧上，第三竖向面车轮及第四竖向面车轮分别定位在滚道的下挡边的内、外两侧上，第一横向面车轮支撑定位在滚道的上挡边的底部，第二横向面车轮支撑定位在滚道的下挡板的顶部。相应车轮之间的间距稳定唯一且精确，调节螺栓的作用是调节内、外安装板之间的间距，从而调整竖向车轮之间的间距。具体的调节螺栓的两端开有螺纹，一端是右旋螺纹，一端是左旋螺纹，实现对滚道小车与滚道配合的调整，从而实现滚道小车在滚道内的稳定定位。滚道小车设置了六个滚轮，每个滚轮都会跟滚道的面贴合接触，从而保证滚道小车的运行轨迹唯一。

所述滚道包括滚道定位腔203、设置在滚道定位腔开口处的上挡边204及下挡边205。

所述上挡边包括第一竖向面、第二竖向面及连接第一、第二竖向面的第一横向面，所述下挡边包括第三竖向面、第四竖向面及连接第三、第四竖向面的第二横向面，所述第一横向面、第二横向面分别与所述工件随型面平行，所述第一竖向面与第二竖向面、第三竖向面及第四竖向面平行。滚道与胎膜上工件随型面的曲率变化一致，竖向面与随型面始终保持垂直，且随型面的外轮廓线与工件的折边轮廓线一致，滚道的竖向面能始终保持与外轮廓线的间距一致。无论工件随型面如何变化，第一竖向面与第二竖向面之间的间距是唯一且精确的，是保持不变的，第三竖向面与第四竖向面之间的间距也是相同的，保持不变的，横向面与随型面之间始终保持平行，无论随型面怎么变化，第一、第二横向面之间的间距是恒定的且精确的，即二者之间的间距处处相同，始终保持一致，从而保证了在滚边时滚边滚轮对外板的折边的压力，从而保证了折边的质量。

所述支撑定位结构包括用于压紧工件的工件压块8。压块能保证内板件的位置精度，辅助并保证外板件的定位精度，从而保证工件的滚边质量。

多个所述工件压块安装在压块安装架9上。便于工件压块快速高效的压紧工件，提高工件的定位效率。

所述支撑定位结构包括至少一个用于吸附工件的吸盘5，所述吸盘通过吸盘安装架设置在所述机架上。所述吸盘设置在所述胎膜的内部。工件放置在胎膜上，胎膜与工件对应贴合，然后可通过吸盘吸附固定工件的外板件，保证外板件在受力变形时不发生位移，避免影响工件的滚边质量及滚边效果。

所述支撑定位结构还包括至少一个工件定位块6，所述工件定位块通过定位块安装架7设置在机架上。所述吸盘为环形结构，吸盘在吸附工件时，工件容易下陷，而工件定位块的设置却能稳定支撑工件，避免工件下陷，从而保证工件的定位位置精度。

胎膜四周围有线圈，包含电线和信号线，滚道小车上装有碳刷，利用碳刷与线路相连，保证其电信号和通信信号的供应。

滚道小车在车轮行走电机驱动自动沿滚道行走，滚边滚轮由滚道小车带动，滚边滚轮的内部安装有轴承，滚动更顺畅，根据工艺要求可通过角度伺服电机将滚边滚轮调整成相应的滚边角度，如要结合板件的厚度，折边前角度等确定分几次滚边，如图12-图14所示，90度的翻边压平成0度，可以第一道滚轮将90先压成45度，第二道滚轮将45压成0度，图14局部放大图中已经呈现出第一道、第二道滚边后外板的折边状态；当然也可以分三道，可以第一道工序选用对应角度的滚轮将90度折边先压成60度折边，第二道工序选用对应角度的滚轮将60度折边压成30度，第三道工序采用对应角度的滚轮将30度折边压成0度从而完成工件的滚边；总之有几道滚边，滚道小车上的滚边滚轮就可以调整成几个姿态，即滚边滚轮在角度伺服电机的作用下调整成对应滚边角度，还可以在胎膜上安装几个滚道小车，滚道小车上可通过角度伺服电机将滚边滚轮调整成相应的滚边角度。

工件10安放在胎膜后，吸盘吸附，再将压块安装架的工件压块安放上去后，工件放置前，可通过角度伺服电机转动使得滚边滚轮翻起远离工件，避免影响工件取放，按照预先设定次序，第一种姿态的滚轮，滚道小车带第一种姿态的滚轮走一圈；接着改变第二种姿态，小车再带着第二中姿态的滚轮走第二圈，直至所有的姿态都走完了之后，滚边即完成，内板102、外板101滚压在一起后，吸盘泄气，压块安装架取下来，最后将冲压件取出即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车白车身闭合件的自动滚边设备，其特征在于，包括机架、设置在机架上的用于定位支撑工件的胎膜、设置在胎膜上的滚道小车及通过滚轮驱动机构设置在滚道小车上的滚边滚轮，所述机架上设有用于稳定定位工件的支撑定位结构，所述胎膜上设有滚道，所述滚道小车上至少设有一个车轮行走电机，所述滚道小车在所述车轮行走电机的作用下可沿所述滚道行走；

所述滚轮驱动机构包括用于调整所述滚边滚轮的内、外位置及高度的位置驱动机构及用于调整所述滚边滚轮的滚边角度的角度驱动机构，所述滚边滚轮通过所述位置驱动机构与所述滚道小车连接。

2.根据权利要求1所述的自动滚边设备，其特征在于，所述滚道的轨迹与待加工工件的折边的轨迹相适配。

3.根据权利要求2所述的自动滚边设备，其特征在于，所述胎膜的顶部设有用于支撑工件的工件随型面，所述滚道与所述工件随型面之间的竖向间距相等。

4.根据权利要求3所述的自动滚边设备，其特征在于，所述位置驱动机构包括横向导向齿条、与横向导向齿条啮合的横向齿轮、用于驱动横向齿轮转动的横向伺服电机、竖向导向齿条、与竖向导向齿条啮合的竖向齿轮及用于驱动竖向齿轮转动的竖向伺服电机，所述横向导向齿条与所述滚道小车连接，所述竖向导向齿条通过齿轮安装座与所述横向导向齿条连接，所述横向、竖向伺服电机分别安装在所述齿轮安装座上，所述滚边滚轮的滚轮架铰接安装在所述竖向导向齿条上。

5.根据权利要求4所述的自动滚边设备，其特征在于，所述角度驱动机构包括角度伺服电机，所述竖向导向齿条的顶部设有销轴，所述滚轮架与所述销轴键连接，所述角度伺服电机的输出轴与所述销轴连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的自动滚边设备，其特征在于，所述滚道小车包括车架、设置在车架上的横向车轮及竖向车轮，所述车轮行走电机安装在所述车架上，所述车轮行走电机的输出轴与所述横向车轮的轮轴连接。

7.根据权利要求6所述的自动滚边设备，其特征在于，所述车架包括内安装板及外安装板，所述竖向车轮通过内、外车轮座对应安装在内、外安装板上，所述内、外车轮座之间设有调整螺栓，所述横向车轮包括安装在所述内、外安装板之间的第一横向面车轮及第二横向面车轮，所述竖向车轮包括设置在所述内安装板上的第二竖向面车轮、第三竖向面车轮、设置在外安装板上的第一竖向面车轮及第四竖向面车轮。

8.根据权利要求6所述的自动滚边设备，其特征在于，所述滚道包括滚道定位腔、设置在滚道定位腔开口处的上挡边及下挡边。

9.根据权利要求8所述的自动滚边设备，其特征在于，所述上挡边包括第一竖向面、第二竖向面及连接第一、第二竖向面的第一横向面，所述下挡边包括第三竖向面、第四竖向面及连接第三、第四竖向面的第二横向面，所述第一横向面、第二横向面分别与所述工件随型面平行，所述第一竖向面与第二竖向面、第三竖向面及第四竖向面平行。

10.根据权利要求1-5任一项所述的自动滚边设备，其特征在于，所述支撑定位结构包括用于压紧工件的工件压块。

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