本發明專利技術公開一種新型的數控滾壓包邊機，其通過工作臺的三軸聯動及滾壓磙子動力頭的隨形轉動共同完成車身覆蓋件內外板翻邊的包邊工藝，包括數控滾壓機床的基本原理和詳細結構，并補充說明了數控滾壓機床的工藝特點和基本過程。目的在于簡化傳統車身覆蓋件翻邊包邊工藝與包邊模具設計，提高包邊效率，降低包邊成本。本機床只需對不同包邊路徑進行數控編程，除了根據不同車身覆蓋件的形狀配套相應結構的包邊胎模外，不再需要特殊的工具，就可以對多車型的各類車身覆蓋件內外板進行包邊，并且可以采用一臺數控滾壓機床同時完成裝卸、封涂、包邊、焊接等多個工藝過程，提高了設備的自動化和包邊工藝的柔性化程度，數控系統的通用性使該設備可以非常方便的普及應用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種新型的數控滾壓包邊機的結構設計及其工藝方法特征說明。
技術介紹
包邊是一種連接汽車車身部件外板和內板的常見加工方法，是車門類總成(如 門、蓋等)的重要裝配工序。傳統的包邊方法主要有手工包邊、液壓專用包邊機包邊和模壓 包邊。手工包邊生產效率低，產品外觀質量差，勞動強度大，噪音高，現已被淘汰。液壓專用 包邊機包邊，由于分段進行預翻邊和翻邊壓合，造成分段接合處的壓合質量差，現在大型汽 車廠和外觀質量要求很高的轎車廠已不用此方法包邊。雖然模壓包邊能得到很好的包邊質 量和外觀，但是投資大，成本高，常用于產品質量要求較高的大批量生產中，不適應現代汽 車個性化和小批量生產的要求。近年來還出現了一種采用機器人帶動滾壓機構進行包邊的 新工藝，機器人壓滾包邊可以針對不同形狀的零件通過軌跡編程規劃對應的包邊路徑，具 有很高的制造柔性，該技術既適用于產品開發試制階段，也適用于大批量生產。針對機器人 包邊工藝和設備，國內外相關研究機構已申請了一些專利。串聯機器人運動靈活，比較容易 實現包邊運動，因此迄今為止機器人包邊技術采用的大多為串聯機器人，但是其懸臂梁式 的結構降低了設備的剛度，從而影響板件的壓合成型質量，如周邊不光滑、起皺等。另一方 面，串聯機器人的關節式結構，造成了誤差的傳遞和積累，因而軌跡精度較低，目前還有少 數研究人員提出采用并聯機器人作為包邊工作臺以實現機器人包邊的工藝設想，但是并聯 機器人工作空間較小，預計在實際工作中可能會受到一定的限制。 本專利技術為一種用于滾壓包邊的柔性數控滾壓包邊系統，為輕量化車身的制造提供 具有柔性的先進加工工藝和設備。數控滾壓包邊系統可以面向汽車工業生產企業，作為新 車型開發試制和為輕量化車門制造的關鍵技術裝備。
技術實現思路
本專利技術公開一種通過數控滾壓包邊機工作臺的三軸聯動及滾壓磙子動力頭的隨形轉動共同完成車身覆蓋件內外板翻邊的包邊工藝，包括數控滾壓包邊的工藝方法和數控滾壓包邊機的結構設計。目的在于簡化傳統車身覆蓋件翻邊包邊工藝與包邊模具設計，提高包邊效率，降低包邊成本。 —、柔性數控滾壓包邊設備結構設計 數控滾壓包邊設備由兩大子部分組成三坐標數控工作臺，數控分度滾輪機構。其 結構特征包括如下所述的幾個組成部分 1、機床床身為L型結構，其中水平床身部分上安裝了Y向運動導軌，用于安裝Y軸 運動工作臺，在Y軸工作臺導軌上安裝X軸運動工作臺；直立床身部分安裝有Z向運動導 軌，用于安裝Z軸運動工作臺。 2、 Y軸運動工作臺，該工作臺安裝在水平床身上，通過傳動螺母與滾珠絲杠聯接， 在步進電機或伺服電機驅動下進行Y向的直線運動。 3、X軸運動工作臺，該工作臺安裝在Y軸工作臺導軌上，通過傳動螺母與滾珠絲杠聯接，在步進電機或伺服電機驅動下進行X向的直線運動。 4、Z軸運動工作臺，該工作臺安裝在Z向運動導軌上，通過傳動螺母與滾珠絲杠聯接，在步進電機或伺服電機驅動下進行Z向的直線運動。 5、數控分度裝置，該裝置固聯在Z軸運動工作臺上，隨Z軸運動工作臺進行Z向的直線運動。 6、包邊胎模，根據不同的包邊零件形狀進行設計，用于定位安裝包邊零件，該模具固聯在X軸運動工作臺上，通過X軸工作臺和Y軸工作臺的合成運動實現包邊輪廓的投影曲線平面運動。 7、包邊滾輪機構，該機構通過聯軸方式與數控分度裝置的輸出軸聯結，通過Z軸運動工作臺實現Z向上下直線運動，該運動與包邊胎模平面運動合成包邊的三維輪廓，并通過數控分度方式實現滾輪相對于包邊曲線的隨形轉動，注該隨形運動保證滾輪始終保持與包邊軌跡作相切運動。 8、分布式夾緊機構，將多個氣壓或液壓夾緊裝置沿包邊輪廓盡量均布，夾緊工件，保證工件在滾壓過程中不出現松動或變形現象。 該專利技術描述的數控滾壓機床通過四軸聯動的方式實現車身覆蓋件的包邊加工。 三坐標數控工作臺的配置與一般的三坐標數控銑床有相似之處，但是不包括銑床的銑削動力頭裝置，拆除普通立式數控銑床上的銑削動力頭，將數控分度頭安裝于Z軸滑臺上。包邊胎模固定在水平運動工作臺上，通過水平工作臺的X向和Y向運動可以合成任意平面曲線運動，實現包邊軌跡投影曲線輪廓；而主軸驅動臺的Z向運動與平面曲線運動進行合成則可以實現任意三維曲線輪廓運動，從而可以保證滾輪機構沿所需的零件外輪廓曲線運動。 滾輪機構安裝在數控分度頭中，通過數控程序控制滾輪的方向，使滾輪始終保持與包邊軌跡作相切運動，為了順序實現預包邊及包邊過程，滾輪機構上安裝了兩個滾輪，預包邊滾輪實現零件的45 60度預包邊，在循環一周后，包邊滾輪進入工作位置，實現零件的終包邊； 在滾壓過程中，通過夾具的及時松開退讓消除包邊運動的干涉現象，待滾輪通過夾緊點后重新夾緊，夾具的布置可以根據包邊零件的輪廓形狀自由調節，保持合適的分布夾緊方式。 零件的上料和卸料作業通過裝卸料機構完成，在零件包邊之前必須按要求堆放于指定位置，裝卸料機構上的真空吸盤從堆放位置將零件吸提至包邊胎模的指定位置上，在包邊工作完成后，又將零件吸提至卸料位置堆放。 數控分度滾輪機構是將一套剛性或彈性滾子機構安裝于一個可以通過數控分度頭進行受控轉動的動力頭上，數控分度滾輪機構安裝于三坐標數控工作臺的Z向主軸驅動臺上并能隨驅動臺進行垂直方向的往復運動，滾輪必須始終以外圓滾切的方式沿著被包邊工件的輪廓曲線運動，這一運動由數控分度裝置帶動并隨著被包邊工件的輪廓曲線改變滾輪的滾切方向來實現。為防止磙子在滾壓過程中出現打滑現象，數控分度裝置具備自鎖功能，該功能通過一個蝸輪蝸桿傳動裝置實現。附圖說明 圖1為三坐標數控工作臺系統示意圖； 圖2為數控分度滾輪機構示意圖； 圖3為數控滾壓包邊機結構示意圖； 圖4為安裝了包邊胎模的數控滾壓包邊機三維圖。圖5為數控滾壓包邊工藝過程原理圖。 二、數控滾壓包邊機床的工藝特點說明 本專利技術所描述的數控滾壓機床，其包邊工藝的特點按如下所述的過程實現零件包邊 a、通過裝卸料機構上的真空吸盤將被包邊零件定位安裝于包邊胎模上； b、通過分布式夾緊裝置將被包邊零件進行夾緊； c、通過數控編程控制數控滾壓包邊機工作臺的三軸聯動，實現被包邊零件三維空間曲線運動軌跡，確保運動軌跡滿足各種不同形狀的車身覆蓋件包邊輪廓 d、在被包邊零件運動過程中，包邊磙子隨被包邊零件外輪廓的軌跡進行隨動的分度運動，保證包邊磙子外圓始終與零件外輪廓處于相切運動狀態。 e、在包邊過程中，當磙子運動接近某個夾緊點時，該處的夾緊裝置進行松開退讓，保證磙子運動與夾具之間不碰撞，磙子過去后，夾緊裝置重新夾緊。 f 、在一個數控循環后完成對被包邊零件的預包邊加工，磙子機構此時正好處于終包邊加工的起始點，重復c e的過程，完成零件的終包邊。 g、卸料機構將零件從工作臺卸下，完成整個包邊過程。 本系統只需對不同包邊路徑進行數控編程，除了根據不同車身覆蓋件的形狀配套相應結構的包邊胎模外，不再需要特殊的工具，就可以對多車型的各類車身覆蓋件內外板進行包邊，并且可以采用一臺數控滾壓機床同時完成裝卸、封涂、包邊、焊接等多個工藝過程，提高了設備的自動化和包邊工藝的柔性化程度，數控系統的通用性使該設備可以非常方便的普及應用。 數控包邊工藝方法的特征為所述的數控包邊運動為四軸聯動，其中包邊磙子通過數控分度頭按相切運動要求進行分度運動，同時在Z軸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
滾壓包邊系統與工藝是實現汽車車身生產自動化的重要方法之一。滾壓包邊方法主要是使滾輪沿內外板外邊緣的壓滾實現內外板的預包邊和包邊過程。滾壓包邊可以實現車門等車身覆蓋件包邊的高效化及靈活性，提高車身覆蓋件的包邊精度和成型質量。 本專利技術公開一種新型的數控滾壓包邊機結構設計，包括數控滾壓包邊工作臺的三個線性運動軸的聯動及分度控制的滾壓磙子動力頭隨形轉動機構，四個運動合成共同完成車身覆蓋件內外板包邊過程，同時包括對該數控滾壓包邊機的包邊工藝過程說明。目的在于簡化傳統車身覆蓋件翻邊包邊工藝與包邊模具設計，提高包邊效率，降低包邊成本。 一種新型的數控滾壓包邊設備，其結構特征包括如下所述的幾個組成部分： ①、機床床身為Ｌ型結構，其中水平床身部分上安裝了Ｙ向運動導軌，用于安裝Ｙ軸運動工作臺，在Ｙ軸工作臺導軌上安裝Ｘ軸運動工作臺；直立床身部分安裝有Ｚ向運動導軌，用于安裝Ｚ軸運動工作臺。 ②、Ｙ軸運動工作臺，該工作臺安裝在水平床身上，通過傳動螺母與滾珠絲杠聯接，在步進電機或伺服電機驅動下進行Ｙ向的直線運動。 ③、Ｘ軸運動工作臺，該工作臺安裝在Ｙ軸工作臺導軌上，通過傳動螺母與滾珠絲杠聯接，在步進電機或伺服電機驅動下進行Ｘ向的直線運動。 ④、Ｚ軸運動工作臺，該工作臺安裝在Ｚ向運動導軌上，通過傳動螺母與滾珠絲杠聯接，在步進電機或伺服電機驅動下進行Ｚ向的直線運動。 ⑤、數控分度裝置，該裝置固聯在Ｚ軸運動工作臺上，隨Ｚ軸運動工作臺進行Ｚ向的直線運動。 ⑥、包邊胎模，根據不同的包邊零件形狀進行設計，用于定位安裝包邊零件，該模具固聯在Ｘ軸運動工作臺上，通過Ｘ軸工作臺和Ｙ軸工作臺的合成運動實現包邊輪廓的投影曲線平面運動。 ⑦、包邊滾輪機構，該機構通過聯軸方式與數控分度裝置的輸出軸聯結，通過Ｚ軸運動工作臺實現Ｚ向上下直線運動，該運動與包邊胎模平面運動合成包邊的三維輪廓，并通過數控分度方式實現滾輪相對于包邊曲線的隨形轉動，注：該隨形運動保證滾輪始終保持與包邊軌跡作相切運動。⑧、分布式夾緊機構，將多個氣壓或液壓夾緊裝置沿包邊輪廓盡量均布，夾緊工件，保證工件在滾壓過程中不出現松動或變形現象。 該專利技術描述的數控滾壓機床通過四軸聯動的方式實現車身覆蓋件的包邊加工。...
【技術特征摘要】
一種新型的數控滾壓包邊設備，其結構特征包括如下所述的幾個組成部分①、機床床身為L型結構，其中水平床身部分上安裝了Y向運動導軌，用于安裝Y軸運動工作臺，在Y軸工作臺導軌上安裝X軸運動工作臺；直立床身部分安裝有Z向運動導軌，用于安裝Z軸運動工作臺。②、Y軸運動工作臺，該工作臺安裝在水平床身上，通過傳動螺母與滾珠絲杠聯接，在步進電機或伺服電機驅動下進行Y向的直線運動。③、X軸運動工作臺，該工作臺安裝在Y軸工作臺導軌上，通過傳動螺母與滾珠絲杠聯接，在步進電機或伺服電機驅動下進行X向的直線運動。④、Z軸運動工作臺，該工作臺安裝在Z向運動導軌上，通過傳動螺母與滾珠絲杠聯接，在步進電機或伺服電機驅動下進行Z向的直線運動。⑤、數控分度裝置，該裝置固聯在Z軸運動工作臺上，隨Z軸運動工作臺進行Z向的直線運動。⑥、包邊胎模，根據不同的包邊零件形狀進行設計，用于定位安裝包邊零件，該模具固聯在X軸運動工作臺上，通過X軸工作臺和Y軸工作臺的合成運動實現包邊輪廓的投影曲線平面運動。⑦、包邊滾輪機構，該機構通過聯軸方式與數控分度裝置的輸出軸聯結，通過Z軸運動工作臺實現Z向上下直線運動，該運動與包邊胎模平面運動合成包邊的三維輪廓，并通過數控分度方式實現滾輪相對于包邊曲線的隨形轉動，注該隨形運動保證滾輪始終保持與包邊軌跡作相切運動。⑧、分布式夾緊機構，將多個氣壓或液壓夾緊裝置沿包邊輪廓盡量均布，夾緊工件，保證工件在滾壓過程中不出現松動或變形現象。該發明描述的數控滾壓機床通過四軸聯動的方式實現車身覆蓋件的包邊加工。1. 一種新型的數控滾壓包邊設備，其結構特征包括如下所述的幾個組成部分① 、機床床身為L型結構，其中水平床身部分上安裝了 Y向運動導軌，用于安裝Y軸運動工作臺，在Y軸工作臺導軌上安裝X軸運動工作臺；直立床身部分安裝有Z向運動導軌，用于安裝z軸運動工作臺。② 、Y軸運動工作臺，該工作臺安裝在水平床身上，通過傳動螺母與滾珠絲杠聯接，在步 進電機或伺服電機驅動下進行Y向的直線運動。③ 、X軸運動工作臺，該工作臺安裝在Y軸工作臺導軌上，通過傳動螺母與滾珠絲杠聯 接，在步進電機或伺服電機驅動下進行X向的直線運動。④ 、Z軸運動工作臺，該工作臺安裝在Z向運動導軌上，通過傳動螺母與滾珠絲杠聯接， 在步進電機或伺服電機驅動下進行Z向的直線運動。⑤ 、數控分度裝置，該裝置固聯在Z軸運動工作臺上，隨Z軸運動工作臺進行Z向的直 線運動。⑥ 、包邊胎模，根據不同的包邊零件形狀進行設計，用于定位安裝包邊零件，該模具固 聯在X軸運動工作臺上，通過X軸工作臺和Y軸工作臺的合成運動實現包邊輪廓的投影曲 線平面運動。⑦ 、包邊滾輪機構，該機構通過聯軸方式與數控分度裝置的輸出軸聯結，通過Z軸運動 工作臺實現Z向上下直線運動，該運動與包邊胎模平面運動合成包邊的三維輪廓，并通過數控分度方式實現滾輪相對于包邊曲線的隨形轉動，注該隨形運動保證滾輪始終保持與 包邊軌跡作相切運動。⑧ 、分布式夾緊機構，將多個氣壓...
【專利技術屬性】
技術研發人員：繆建成，魏本建，
申請(專利權)人：繆建成，魏本建，
類型：發明
國別省市：32[中國|江蘇]
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