專利名稱：機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車制造領(lǐng)域，特別涉及汽車制造業(yè)中的一種機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，汽車車身門蓋內(nèi)外板的連接通常使用包邊工藝。使用傳統(tǒng)的模具和壓機(jī)進(jìn)行沖壓包邊時(shí)，由于外板的包邊輪廓要根據(jù)車身外形的變化而變化，沿整個(gè)輪廓包邊的角度也不同，包邊過(guò)渡急劇的區(qū)域和包邊角度過(guò)大的區(qū)域，包邊都會(huì)非常困難。同時(shí)，傳統(tǒng)的沖壓包邊模具占地多，成本高，柔性差，為縮短汽車開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，新型內(nèi)外板連接技術(shù)和機(jī)器人滾邊技術(shù)逐漸應(yīng)用于車身生產(chǎn)中。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型旨在提供一種克服上述已有技術(shù)不足之處的機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)，以便于縮短汽車產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)成本。本實(shí)用新型提供一種機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)，包括六自由度并聯(lián)式機(jī)器人、滾壓機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、壓合底模、自控設(shè)備及安全圍欄，所述機(jī)器人兩側(cè)放置旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述安全圍欄外周分別布置機(jī)器人控制柜、電氣控制柜、氣動(dòng)三聯(lián)件及操作臺(tái)，所述安全圍欄內(nèi)周布置有激光掃描儀，其中所述六自由度并聯(lián)式機(jī)器人具有六個(gè)伺服軸，其包括機(jī)器人本體、機(jī)器人動(dòng)力電纜、信號(hào)電纜、機(jī)器人控制柜、示教器及板卡；所述滾壓機(jī)構(gòu)包括法蘭盤、連接桿、滾輪安裝塊、平滾輪、直滾輪、階梯輪、圓柱銷、卡環(huán)擋圈及軸承，所述直滾輪通過(guò)上下卡環(huán)固定于所述滾輪安裝塊中間，所述平滾輪和階梯輪安裝于所述直滾輪兩側(cè)，所述安裝塊通過(guò)圓柱銷定位連接于所述連接桿上再通過(guò)法蘭盤與所述機(jī)器人連接；所述回轉(zhuǎn)工作臺(tái)通過(guò)所述機(jī)器人伺服控制，利用伺服電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)，其包括工作臺(tái)、主體及其襯套緊固件、主軸及其襯套緊固件、大齒輪、小齒輪及調(diào)整螺栓，所述機(jī)器人端發(fā)出數(shù)據(jù)控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)量，通過(guò)所述主軸和齒輪轉(zhuǎn)換成所述工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度及速度；所述壓合底模包括底模模型、頂升氣缸、定位氣缸、頂升支架、定位支架及夾合支架，所述底模模型對(duì)應(yīng)其所需壓合車板設(shè)置，所述底模模型的中部位置安裝頂升機(jī)構(gòu)，所述頂升機(jī)構(gòu)與氣缸相連，所述氣缸固定于所述底模模型上，且所述底模模型通過(guò)控制氣缸的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)定位與夾合等功能。優(yōu)選地，電氣控制通過(guò)總線將機(jī)器人的輸入輸出信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)模塊信號(hào)對(duì)應(yīng)。優(yōu)選地，所述激光掃描儀的檢測(cè)區(qū)包括安全區(qū)、警報(bào)區(qū)及危險(xiǎn)區(qū)。本實(shí)用新型提供的所述機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)，其通過(guò)機(jī)器人與滾壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工件的滾邊壓合具有高精度的優(yōu)點(diǎn)，工作臺(tái)的可控性使得系統(tǒng)對(duì)形狀各異的工件具有更大的靈活性，并可避免多次裝夾引入的設(shè)置誤差，縮短加工時(shí)間，從而提高包邊效率及包邊質(zhì)量，采用激光掃描儀的區(qū)域劃分檢測(cè)，與機(jī)器人的工作區(qū)域設(shè)定功能相互配合，在保證安全的情況下高效的完成壓料板的更換工作，電氣控制方面通過(guò)總線方式，將機(jī)器人輸入輸出信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)模塊信號(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)，更換壓合底模也只需適量增減現(xiàn)場(chǎng)模塊即可，使得工藝方法應(yīng)用范圍廣，柔性高，工藝 效果好，工作節(jié)拍短，適應(yīng)整個(gè)汽車行業(yè)發(fā)展潮流，操作簡(jiǎn)單，安全可靠。

圖I為本實(shí)用新型提出的一種機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)的正視圖；圖2為本實(shí)用新型提出的一種機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)的俯視圖；圖3為本實(shí)用新型提出的一種機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)中滾壓機(jī)構(gòu)的正視圖；圖4為本實(shí)用新型提出的一種機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)中滾壓機(jī)構(gòu)的剖視圖；圖5為本實(shí)用新型提出的一種機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)中回轉(zhuǎn)工作臺(tái)示意圖；圖6為本實(shí)用新型提出的一種機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)中激光掃描儀工作范圍示意圖；圖7為本實(shí)用新型提出的一種機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)中車身前蓋板底模示意圖；圖8為本實(shí)用新型提出的一種機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)中翼子板底模示意圖；圖9為本實(shí)用新型提出的一種機(jī)器人智能滾邊壓合工藝方法的流程示意圖。圖中1-機(jī)器人；2_包邊滾頭；3_翼子板底模；4_前蓋板底模；5_組合底座；6-回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)工作臺(tái)；7_安全圍欄；8-機(jī)器人控制柜；9-氣動(dòng)三聯(lián)件；10-操作臺(tái)；11_入口激光檢測(cè)區(qū)；12_激光掃描儀；13_電磁閥組；201_連接法蘭盤；202_連接桿；203_滾輪安裝塊；204_平滾輪；205_直滾輪；206_階梯輪；207_圓柱銷；208_卡環(huán)擋圈I ;209_軸承I ;210-軸承II ;211-卡環(huán)擋圈II ;V1-V19分別為車身前蓋板底模上的頂升氣缸及定位氣缸；V31-V45為翼子板底模的頂升氣缸及定位氣缸；601-工作臺(tái)；602_主體及其襯套緊固件；603-主軸及其襯套緊固件；604_齒輪及襯套件；605_調(diào)整螺栓。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案請(qǐng)參照?qǐng)DI及圖2，本實(shí)用新型提供一種機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)，包括六自由度并聯(lián)式機(jī)器人I、滾壓機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)6、壓合底模、自控設(shè)備及安全圍欄7，所述機(jī)器人I兩側(cè)放置旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述安全圍欄7外周分別布置機(jī)器人控制柜8、電氣控制柜、氣動(dòng)三聯(lián)件9及操作臺(tái)10，所述安全圍欄7內(nèi)周布置有激光掃描儀12，其中所述六自由度并聯(lián)式機(jī)器人具有六個(gè)伺服軸，其包括機(jī)器人本體、機(jī)器人動(dòng)力電纜、信號(hào)電纜、機(jī)器人控制柜8、示教器及板卡；請(qǐng)參照?qǐng)D3及圖4，所述滾壓機(jī)構(gòu)包括法蘭盤201、連接桿202、滾輪安裝塊203、平滾輪204、直滾輪205、階梯輪206、圓柱銷207、卡環(huán)擋圈I 208、軸承I 209、軸承II 210及卡環(huán)擋圈II 211，所述直滾輪205通過(guò)上下卡環(huán)固定于所述滾輪安裝塊203中間，所述平滾輪204和階梯輪206安裝于所述直滾輪205兩側(cè)，所述安裝塊203通過(guò)圓柱銷207定位連接于所述連接桿202上再通過(guò)法蘭盤201與所述機(jī)器人I連接；請(qǐng)參照?qǐng)D5，所述回轉(zhuǎn)工作臺(tái)6通過(guò)所述機(jī)器人I伺服控制，利用伺服電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)，其包括工作臺(tái)601、主體及其襯套緊固件602、主軸及其襯套緊固件603、大小齒輪及其襯套件604及調(diào)整螺栓605，所述機(jī)器人I端發(fā)出數(shù)據(jù)控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)量，通過(guò)所述主軸603和齒輪604轉(zhuǎn)換成所述工作臺(tái)601的旋轉(zhuǎn)角度及速度；請(qǐng)參照?qǐng)D6，所述激光掃描儀的檢測(cè)區(qū)11包括安全區(qū)、警報(bào)區(qū)及危險(xiǎn)區(qū)。請(qǐng)參照?qǐng)DI、圖2、圖7及圖8，本實(shí)施例中所述壓 合底模具體包括翼子板底模3與前蓋板底模4，所述翼子板底模包括底模模型、頂升氣缸及定位氣缸V31-V45、頂升支架、定位支架及夾合支架，所述底模模型對(duì)應(yīng)其所需壓合車板設(shè)置，所述底模模型的中部位置安裝頂升機(jī)構(gòu)，所述頂升機(jī)構(gòu)與氣缸相連，所述氣缸固定于所述底模模型上，且所述底模模型通過(guò)控制氣缸的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)定位與夾合等功能，所述前蓋板底模4亦包括所述翼子板底模的結(jié)構(gòu)，其頂升氣缸及定位氣缸為V1-V19。電氣控制通過(guò)總線將機(jī)器人I的輸入輸出信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)模塊信號(hào)對(duì)應(yīng)。請(qǐng)參照?qǐng)DI至圖9，機(jī)器人I位于組合底座5上的中間位置，用螺栓連接，底座兩邊裝有兩個(gè)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)6，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)6的平臺(tái)601上放置前蓋板底模4和翼子板底模3各一套，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)6即為回轉(zhuǎn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式的變位機(jī)。工作臺(tái)601位于主體的正上方，主體602主要由伺服電機(jī)及外部齒輪連接機(jī)構(gòu)組成，通過(guò)主軸603將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)移到齒輪604及其襯套件上，從而使工作臺(tái)601進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。調(diào)整螺栓機(jī)構(gòu)605通過(guò)調(diào)整可以改變主軸襯套調(diào)整墊圈及齒輪的初始位置狀態(tài)，從而調(diào)整軸心的準(zhǔn)確性。機(jī)器人I通過(guò)添加外部伺服控制器的方法控制轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)與機(jī)器人I配合工作。包邊滾頭2通過(guò)連接法蘭盤201與機(jī)器人I相連接，滾輪安裝塊203通過(guò)圓柱銷207與緊固于法蘭盤上的連接桿202定位連接，平滾輪204、直滾輪205和階梯輪206安裝在滾輪安裝塊203上，其中直滾輪205穿過(guò)兩個(gè)軸承209和210，用卡環(huán)擋圈I 208和卡環(huán)擋圈II 211雙卡環(huán)形式進(jìn)行固定鎖緊。電源和氣源準(zhǔn)備就緒之后，按下操作臺(tái)10的雙啟動(dòng)按鈕之后，系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行。首先，前蓋板底模V16、V17頂升氣缸頂起，工件放在前蓋板底模4上后，兩個(gè)接近檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到車板到位信號(hào)，V16、V17頂升氣缸頂起下降，然后由V3兩個(gè)對(duì)稱到位氣缸將車板前后左右推到位，再關(guān)閉V18、V19定位氣缸，定位支架圓柱插入車板預(yù)留孔內(nèi)進(jìn)行定位，隨后 VI、V2A、V2B、V4、V5、V6、V7、V9A、V9B、V10, VII、V12、V13、V14、V15 所有氣缸關(guān)閉，將車板固定死。機(jī)器人此時(shí)通過(guò)判斷各信號(hào)之后開(kāi)始轉(zhuǎn)向前蓋板側(cè)進(jìn)行工作，請(qǐng)參照?qǐng)D9，前蓋板壓合工藝步驟如下(I)預(yù)壓C-D邊，用平輪貼著模具從C-D滾，與模具距離為0mm，滾輪的一側(cè)沿著模具走，把外邊從Iio度折到90度；(2)用平輪沿著模具從F-A邊，滾輪貼著模具走，與模具間距為0mm，從90度邊折到60度角；(3)用平輪沿著模具從A-F邊，滾輪距離模具間距為1mm，角度為30度，從60度邊折到30度角；(4)用平輪沿著模具從F-A邊,滾輪距離模具間距為4. 5mm,角度為O度,從30度邊折到O度角；(5)用階梯輪沿著模具從A-F邊，滾輪距離模具間距為1mm，角度為O度，使A-F邊滾出水滴形狀；(6)用平輪沿著模具從F-E-D-C-B-A邊，滾輪貼著模具走，與模具間距為0mm，從90度邊折到60度角；(7)用平輪沿著模具從A-B-C-D-E-F邊，滾輪貼著模具走，與模具間距為1mm，從60度邊折到30度角；(8)用平輪沿著模具從F-E-D-C-B-A邊，滾輪貼著模具走，和模具間距為0mm，從30度邊折到O度角； (9)用直輪沿著模具從A-B-C-D-E-F邊，滾輪貼著模具走，滾輪距離模具間距為板厚加上O. 2mm的膠厚。其中，平滾輪貼合模具用于將工件折合成預(yù)設(shè)角度，階梯輪貼合模具用于將工件折合呈預(yù)設(shè)形狀，直滾輪貼合模具用于將工件最終壓合成型。所述機(jī)器人I滾壓過(guò)程中，氣缸按順序依次打開(kāi)關(guān)閉。例如機(jī)器人從Vl I至V15過(guò)程中，首先Vll打開(kāi)，當(dāng)機(jī)器人滾壓頭運(yùn)行到Vll和V12之間不干涉Vll動(dòng)作時(shí)，Vll關(guān)閉，V12準(zhǔn)備打開(kāi)，過(guò)了 V12之后V12關(guān)閉，V13準(zhǔn)備打開(kāi)，依次運(yùn)行下去。壓合完成之后，所有氣缸打開(kāi)，V16、V17頂升,確定安全無(wú)誤后進(jìn)行換件。翼子板壓合過(guò)程頂升氣缸V38A、V38B先上升，放下工件后下降，V31A、V31B進(jìn)行推到位，隨后V39A、V39B兩氣缸壓合定位，四周其余氣缸V40、V41、V42、V43、V44、V45、V36、V35、V34、V33、V32同時(shí)關(guān)閉到位，將車板固定。然后按照滾邊工藝要求進(jìn)行控制氣缸打開(kāi)關(guān)閉動(dòng)作。其他板的壓合過(guò)程大致也和上述前蓋板壓合過(guò)程一致，本文在此不再贅述。位于兩側(cè)的操作臺(tái)10上有啟動(dòng)、停止、報(bào)警、急停等操作按鈕及顯示燈，如工作需要停止，直接按下停止按鈕，繼續(xù)工作則復(fù)位再啟動(dòng)即可。遇緊急故障控制柜急停按鈕、機(jī)器人急停按鈕和兩操作臺(tái)急停都可使系統(tǒng)立刻停止，解除故障后消除故障報(bào)警，復(fù)位再啟動(dòng)即可。通過(guò)激光掃描儀12掃描范圍判斷，將機(jī)器人工作范圍鎖定，從而保證操作過(guò)程中的人身安全。根據(jù)仿真時(shí)間數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)間來(lái)看，機(jī)器人滾壓前蓋板的時(shí)間為2分鐘左右，翼子板側(cè)位I分鐘左右，而人員換件時(shí)間一般為I分鐘，前蓋板比較大，在疲勞情況下需
I.5分鐘左右。這樣從很大程度上提高了生產(chǎn)效率，為整車的生產(chǎn)速度的提升奠定了良好的基礎(chǔ)。本實(shí)用新型提供的所述機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)及工藝方法，其通過(guò)機(jī)器人與滾壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工件的滾邊壓合具有高精度的優(yōu)點(diǎn)，工作臺(tái)的可控性使得系統(tǒng)對(duì)形狀各異的工件具有更大的靈活性，并可避免多次裝夾引入的設(shè)置誤差，縮短加工時(shí)間，從而提高包邊效率及包邊質(zhì)量，采用激光掃描儀的區(qū)域劃分檢測(cè)，與機(jī)器人的工作區(qū)域設(shè)定功能相互配合，在保證安全的情況下高效的完成壓料板的更換工作，電氣控制方面通過(guò)總線方式，將機(jī)器人輸入輸出信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)模塊信號(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)，更換壓合底模也只需適量增減現(xiàn)場(chǎng)模塊即可，使得工藝方法應(yīng)用范圍廣，柔性高，工藝效果好，工作節(jié)拍短，適應(yīng)整個(gè)汽車行業(yè)發(fā)展潮流，操作簡(jiǎn)單，安全可靠。上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性的描述，顯然本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用 于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)，其特征在于，包括六自由度并聯(lián)式機(jī)器人、滾壓機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、壓合底模、自控設(shè)備及安全圍欄，所述機(jī)器人兩側(cè)放置旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述安全圍欄外周分別布置機(jī)器人控制柜、電氣控制柜、氣動(dòng)三聯(lián)件及操作臺(tái)，所述安全圍欄內(nèi)周布置有激光掃描儀，其中 所述六自由度并聯(lián)式機(jī)器人具有六個(gè)伺服軸，其包括機(jī)器人本體、機(jī)器人動(dòng)力電纜、信號(hào)電纜、機(jī)器人控制柜、示教器及板卡； 所述滾壓機(jī)構(gòu)包括法蘭盤、連接桿、滾輪安裝塊、平滾輪、直滾輪、階梯輪、圓柱銷、卡環(huán)擋圈及軸承，所述直滾輪通過(guò)上下卡環(huán)固定于所述滾輪安裝塊中間，所述平滾輪和階梯輪安裝于所述直滾輪兩側(cè)，所述安裝塊通過(guò)圓柱銷定位連接于所述連接桿上再通過(guò)法蘭盤與所述機(jī)器人連接； 所述回轉(zhuǎn)工作臺(tái)通過(guò)所述機(jī)器人伺服控制，利用伺服電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)，其包括工作臺(tái)、主體及其襯套緊固件、主軸及其襯套緊固件、大齒輪、小齒輪及調(diào)整螺栓，所述機(jī)器人端發(fā)出數(shù)據(jù)控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)量，通過(guò)所述主軸和齒輪轉(zhuǎn)換成所述工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度及速度； 所述壓合底模包括底模模型、頂升氣缸、定位氣缸、頂升支架、定位支架及夾合支架，所述底模模型對(duì)應(yīng)其所需壓合車板設(shè)置，所述底模模型的中部位置安裝頂升機(jī)構(gòu)，所述頂升機(jī)構(gòu)與氣缸相連，所述氣缸固定于所述底模模型上，且所述底模模型通過(guò)控制氣缸的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)定位與夾合等功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)，其特征在于，電氣控制通過(guò)總線將機(jī)器人的輸入輸出信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)模塊信號(hào)對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)，其特征在于，所述激光掃描儀的檢測(cè)區(qū)包括安全區(qū)、警報(bào)區(qū)及危險(xiǎn)區(qū)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)器人智能滾邊壓合系統(tǒng)及工藝方法，包括六自由度并聯(lián)式機(jī)器人，滾壓機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、壓合底模及自控設(shè)備、安全設(shè)備。滾壓機(jī)構(gòu)由法蘭盤、連接桿、滾頭安裝塊及安裝于安裝塊上的平滾輪、直滾輪、階梯輪組成。主體的連接關(guān)系為六自由度并聯(lián)式機(jī)器人通過(guò)法蘭盤聯(lián)接并驅(qū)動(dòng)滾壓機(jī)構(gòu)使?jié)L子沿包邊方向移動(dòng)，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上放置工件，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)使工件另一邊成為待包邊。本實(shí)用新型具有高精度的優(yōu)點(diǎn)；直接保證了包邊成形質(zhì)量好，精度高，工作臺(tái)的可控性使得工作臺(tái)對(duì)形狀各異的工件具有更大的靈活性；避免了多次裝夾引入的設(shè)置誤差，縮短加工時(shí)間，從而提高包邊效率和包邊質(zhì)量。
文檔編號(hào)B21D39/02GK202762870SQ20122047704
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者黃釗雄, 楊漾, 王尚榮, 朱栗波, 曹俊標(biāo), 魏建華 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙長(zhǎng)泰機(jī)器人有限公司