滚压包边装置、拉压双向滚压包边装置及滚压包边系统的制作方法

1.本发明涉及汽车加工领域，尤其涉及滚压包边装置、拉压双向滚压包边装置及滚压包边系统。


背景技术：

2.众所周知，汽车是目前主流交通工具之一。滚边工艺是汽车生产加工过程中必不可少的一部分，其原理是由机器人按预定的程序和轨迹控制滚边工具的运动，将部件按相应的程序进行折边处理。该工艺对于大规模流水线生产来说具有诸多优点，比如设备投入成本低、容易安装调试、设备的寿命长、可以实现高节拍生产并对车身件的形状具有一般性。
3.然而现有用于滚边工艺的滚压包边设备中，在滚压的过程中，车件之间的胶水在挤压后会直接溢出，并随着滚轮沾到车件上，在滚边完成后，再通过工人对每个车件进行擦拭除胶，费时费力；此外属于易损单元的工作轮部件不方便拆卸、更换以及后期设备维护。因此设计一种带有清胶装置，且对于易损单元方便拆卸和更换的滚压包边装置是很有必要的。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种滚压包边装置、拉压双向滚压包边装置及滚压包边系统。
5.实现本发明目的的技术方案是：一种滚压包边装置，包括与工件表面接触并对其进行滚压的滚边单元、与滚边单元上端连接且为滚边单元提供柔性浮动支撑的主体组件，主体组件的上端通过连接组件与机器人手臂连接；所述滚边单元包括固定块和多个可拆卸布置在固定块周向的滚轮；所述固定块上端与主体组件可拆卸连接；所述主体组件包括主轴和一端置于主轴内腔且可上下移动的浮动头；所述固定块的上端与浮动头为可拆卸连接；所述固定块侧壁可拆卸布置有与滚轮端面贴合的自动清胶装置。
6.更优地，所述自动清胶装置包括基座和与基座连接的刮片；所述基座与固定块连接；所述刮片与滚轮滚边端面贴合设置。
7.更优地，与所述固定块连接处的基座上开设有腰型调节孔。
8.更优地，所述主体组件包括主轴和一端置于主轴内腔且可上下移动的浮动头；所述固定块的上端与浮动头为可拆卸连接。
9.更优地，所述主轴和浮动头的外壁加装有压力显示单元；所述压力显示单元平行于主轴和浮动头的轴心设置。
10.更优地，所述浮动头纵向截面为i字型；所述浮动头的上端开设有辅助槽；所述浮动头的下端径向开设有连接槽；平行于连接槽槽体方向的浮动头下端侧壁切削为平面；对向两个所述平面上贯穿开设有锁紧孔。
11.更优地，所述压力显示单元包括安装于主轴外周的压力指针和安装于浮动头上的
刻度板；所述刻度板上标记有刻度线；初始状态下所述压力指针指向刻度板上的“0”刻度线。
12.更优地，所述刻度板布置于同一平面上的两个锁紧孔之间。
13.更优地，所述压力指针的下半部弯折成倒l型所述压力指针下部尾端横向弯折成平钩。
14.更优地，所述固定块包括中心本体和设置于中心本体上方的凸起；所述凸起卡装于连接槽中并通过塞打螺栓侧向定位锁紧。
15.一种拉压双向滚压包边装置，包括弹性滚压包边装置包括与工件表面接触并对其进行滚压的滚边单元、与滚边单元上端连接且为滚边单元提供柔性浮动支撑的主体组件，主体组件的上端通过连接组件与机器人手臂连接；所述主体组件中还设置有拉压双向组件；所述主体组件包括主轴和一端置于主轴内腔且可上下移动的浮动头；所述浮动头的下端可拆卸连接有滚边单元。
16.更优地，所述主轴包括从外到内同心布置的外套筒以及中空的中心轴。
17.更优地，所述拉压双向组件包括中间体、分布在中间体两侧的侧组件以及布置在中间体上下方向上的弹簧；所述中间体横向截断中心轴；所述侧组件横向贯穿外套筒并与中间体两侧接触。
18.一种滚压包边系统，包括机械手，还包括所述的拉压双向弹性滚压包边装置；所述拉压双向弹性滚压包边装置与机械手连接，并由机械手控制进行拉压操作。
19.更优地，所述连接组件选用连接法兰；所述连接法兰的径向上安装有注油嘴；所述注油嘴对内贯穿连接法兰并与主轴内腔连通。
20.更优地，多个所述滚轮包括第一滚轮、搭载在第一滚轮上的第二滚轮以及第三滚轮；所述第二滚轮安装在第一滚轮的对向；所述第三滚轮通过外接块固定在固定块的上半段。
21.采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：
22.(1)本发明中的滚边单元与浮动头通过侧向固定方式连接，便于后续拆装、更换和维护滚边单元；此外加装在主轴和浮动头外侧的压力显示单元可供操作人员直观地获取滚边单元工作时所施加的压力。
23.(2)本发明中的自动清胶装置适用于多滚轮结构，且基座上开设的腰型调节孔有利于在外侧无其他结构的干涉下快速进行刮片与滚轮滚边端面之间距离的调整；此外还可避免因多次拆卸自动清胶装置导致的滚轮与固定块之间安装精度的问题。
24.(3)本发明通过注油嘴向主轴内腔中添加润滑油，可以对主轴内腔起到一个润滑的作用，从而避免通过拆卸的方式进行添加润滑油，确保工作精度；此外传统维护方式操作一次，预计需要30-60分钟，而本发明内容所采用的技术方案只需1分钟就能完成维护，不仅大大地缩短了维护时间，还降低了人工成本以及维护难度；最后注油嘴的位置选择于连接法兰，在添加润滑油的过程中，润滑油在重力的作用下会向下渗透，从而使得内部润滑的更充分更彻底，其避免了润滑油设置在主轴中下段所导致的润滑空间小的问题。
25.(4)本发明拉压双向组件的优点在于滚头可以承受下压和拉伸双向压力，具有双向浮动功能，在滚边过程中可以极大的改善滚边机器人的可达性。例如全景天窗由于尺寸比较大，由于机器人可达性问题滚边过程中使用常规滚头需要2台机器人，而使用拉压双向
滚头可使用1台机器人完成滚边，其生产成本大大降低。
附图说明
26.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
27.图1为本发明的整体立体图；
28.图2为本发明的第一视角立体分散图；
29.图3为本发明的纵向剖面图；
30.图4为本发明的主视图；
31.图5为本发明的第一视角立体分散图；
32.图6为本发明的注油嘴分布示意图；
33.图7为本发明的自动清胶装置布置结构图；
34.图8为本发明的自动清胶装置侧视图；
35.图9为本发明的拉压双向组件结构图；
36.图10为本发明的拉压双向组件内部结构示意图；
37.图11为本发明的拉压双向组件内部结构图。
38.附图中标号为：滚边单元100、固定块110、中心本体111、凸起112、通孔113、塞打螺栓114、滚轮120、第一滚轮121、第二滚轮122、第三滚轮123、外接块130、主体组件200、主轴210、外套筒211、中心轴213、挡边214、行程腔215、浮动头220、辅助槽221、连接槽222、平面223、锁紧孔224、连接组件300、压力显示单元400、压力指针410、平钩411、刻度板420、注油嘴500、自动清胶装置600、基座610、刮片620、拉压双向组件700、中间体710、侧组件720。
具体实施方式
39.(实施例1)
40.见图1和图2，本发明包括与工件表面接触并对其进行滚压的滚边单元100、与滚边单元100上端连接且为滚边单元100提供柔性浮动支撑的主体组件200，主体组件200的上端通过连接组件300与机器人手臂连接；滚边单元100包括固定块110和多个可拆卸布置在固定块110周向的滚轮120；固定块110上端与主体组件200可拆卸连接；固定块110侧壁可拆卸布置有与滚轮120端面贴合的自动清胶装置600。
41.(实施例2)
42.见图7和图8，在一具体实施例中，自动清胶装置600包括基座610和与基座610连接的刮片620，其中基座610与刮片620为一体成型；基座610与固定块110连接；刮片620与滚轮120滚边端面贴合设置。
43.本实施例中更具体地，与固定块110连接处的基座610上开设有腰型调节孔。自动清胶装置600是可拆卸布置于固定块110周向的滚轮上方，周向的布置优点在于：该布置方式适用于多滚轮结构，且基座610上开设的腰型调节孔有利于在外侧无其他结构的干涉下快速进行刮片620与滚轮120滚边端面之间距离的调整；此外还可避免因多次拆卸自动清胶装置600导致的滚轮120与固定块110之间安装精度的问题。
44.本实施例中更具体地，滚轮120可以是直角滚轮，也可以是斜滚轮，本实施例以斜
滚轮为例，刮片620的设置与滚轮120的滚边端面贴合。现有的操作方法是无自动清胶装置600，在最后一道滚边工序完成后，车件之间的胶水在挤压后直接溢出，并随着滚轮120沾到车件上，在滚边完成后，再通过工人对每个车件进行擦拭除胶，费时费力；加装自动清胶装置600后，通过刮片620将滚轮120上附着的胶水刮除，从而防止滚轮120上的胶水沾到车件上，优选地是，将自动清胶装置600布置在最后一道工序对应的滚轮120上，最后一道滚边工序完成后也无需人工对每个车件进行擦拭，只需要每周清理一次刮片620即可，在很大程度上减少了工作量。
45.本实施例中更具体地，刮片620选用金属材质，选用的金属材质比滚轮120的材质软，从而避免刮片620将滚轮120的滚边端面刮花。
46.(实施例3)
47.见图2，在一具体实施例中，主轴210和浮动头220的外壁加装有压力显示单元400；主轴210与浮动头220同轴心设置；压力显示单元400平行于主轴210和浮动头220的轴心设置。压力显示单元400的作用便于操作人员更直观地对压力进行监控。
48.本实施例中更具体地，见图2，压力显示单元400包括通过螺栓锁紧安装于主轴210外周的压力指针410和安装于浮动头220上的刻度板420；刻度板420上标记有刻度线；初始状态下压力指针410指向刻度板420上的“0”刻度线，上述初始状态指的是滚边单元100不受力作用下的状态。
49.本实施例中更具体地，见图2，刻度板420通过螺钉辅助布置于同一平面223上的两个锁紧孔224之间；将浮动头220下端侧壁切削成平面223有助于刻度板420的固定，避免浮动头220侧壁在弧面状态下，为了使刻度板420与浮动头220侧壁贴合而增加折弯工序。
50.本实施例中更具体地，见图4，压力指针410的下半部弯折成倒l型，压力指针410的根部通过螺栓锁紧固定于主轴210的外周表面，由于主轴210外径与平面223存在一个径向差，为了使操作员更直观、更精准地从刻度板420上读取压力指数，遂将压力指针410的下半部分折弯成倒l型，这样压力指针410可以近距离靠近刻度板420，从而避免两者相距较远而产生的读数误差的问题；压力指针410下部尾端横向弯折成平钩411，即平钩411的整体是与平面223平行的且平钩411指向平行于刻度板420上的刻度线。
51.本实施例中更具体地，见图3，浮动头220纵向截面为i字型；浮动头220的上端开设有辅助槽221；浮动头220的下端径向开设有连接槽222；连接槽222内竖直向上开设有螺纹孔；平行于连接槽222槽体方向的浮动头220下端侧壁切削为平面223；对向两个平面223上贯穿开设有锁紧孔224。
52.本实施例中更具体地，见图5，固定块110包括中心本体111和设置于中心本体111上方的凸起112；凸起112的形状及大小与连接槽222互补；凸起112上开设有通孔113；通孔113与锁紧孔224同轴心；凸起112卡装于连接槽222中并通过塞打螺栓114侧向定位锁紧。现有技术中的固定块110与主轴210下端的连接为平行于轴向上锁紧连接，即竖直方向锁紧连接，由于固定块110与主轴210下端的连接间隙较小，这种竖直方位的安装不利于固定块110与主轴210下端的的安装和拆卸，对于用于挂载易损件的固定块110来说是急需解决的问题。此外现有技术中的定位是通过外围四个螺栓锁紧，加上中心两个定位销进行定位，这种连接方式，在侧向受力时，由于螺栓比螺栓孔小，所以会产生位移，那么在工作的过程中，侧向长时间受力会导致定位销断裂，螺栓滑牙，严重影响设备的寿命和工作的精度；此外现有
的连接结构在滚边的过程中，浮动头220为主要受力点。本实施例中通过塞打螺栓进行定位和锁紧的方式，其减小了浮动头220的受力，并将受力转移到凸起112和连接槽222上，从而避免了现有技术中出现的问题；此外塞打螺栓114的锁紧功能还可避免长时间震动所导致的可拆卸结构连接处松动问题，从而提高可拆卸结构连接处的机械强度。此外现有技术中还有通过单个定位销进行连接，单个定位销在使用过程中会出现振动磨损现象，且在磨损后，其定位和锁紧效果会减弱，最终导致定位销滑出，严重的可能会出现定位销断裂的问题。
53.本实施例中更具体地，见图3，主轴210包括从外到内同心布置的外套筒211以及中空的中心轴213，具体的中空部位为中心轴213中上部；外套筒211的下端面加设有挡边214，挡边214通过螺栓与外套筒211进行连接，此处挡边214的内径小于浮动头220上端的外径；外套筒211的上端与连接组件300连接；外套筒211下段内腔中设置有供浮动头220上下移动的行程腔215。更具体地，行程腔215形成于挡边214上端的外套筒211与中心轴213之间；浮动头220上端放置于行程腔215中；中心轴213的下端放置于辅助槽221中并通过螺栓配合螺纹孔进行锁紧固定；连接组件300通过螺栓与外套筒211锁紧连接。
54.(实施例4)
55.见图9至图10，本实施例中，在与拉压双向组件700位置相对应的中心轴213处横向开设有贯穿中心轴213的通槽，拉压双向组件700包括中间体710、分布在中间体710两侧的侧组件720以及分布在中间体710上下两侧中心轴213内腔中的弹簧730；中间体710横向布置在通槽中，通槽在上下方向上的高度大于中间体710在上下方向上的高度；侧组件720横向贯穿外套筒211并与中间体710两侧接触，侧向组件720与外套筒211之间通过螺栓锁紧连接，中间体710为一体成型的x型；中间体710上方的弹簧730的上方盖压有封顶，封顶通过螺栓安装于中心轴213的上端。
56.工作时，当进行下压滚边时，放置在中间体710下方中心轴213内腔中的弹簧730被压缩，中间体710上方的弹簧730处于自然状态；当进行拉压滚边时，放置在中间体710下方中心轴213内腔中的弹簧730处于自然状态，中间体710上方的弹簧730处于压缩状态。
57.见图11，本实施例中的拉压双向组件700的设置，其解决了单台机器人若想对平放状态下对面的天窗进行滚边，每一道都要从外侧滚边，而外侧滚边要么选择较长的臂展，长臂展成本高，至少翻倍，精度较差，灵活性也会差，而且长臂展在滚就近侧也会产生影响，如滚就近侧只需要1米，臂长4米，就需要通过各种调节缩短臂展，此时机械臂2、3、4、5轴之间趋近于干涉状态，会导致运行时奇异点较多、轨迹不稳、甚至轨迹跳动的问题，从而使滚边质量大幅降低，大大影响滚边精度；要么采用两台机器人对天窗进行滚边，然而两台机器人滚边的生产成本较高，而且在场地占用方面也需要较大的场地；采用本技术带有拉压双向功能的弹性滚压包边装置后，可以在不改变原有臂展的情况下，实现第1、2道使用滚头压缩功能在外侧滚边，第3、4道使用滚头拉伸功能在内侧滚边，极大的改善了机器人的可达性及稳定性，大大的提高了滚边质量并降低成本。
58.此外，需要注意的是，因汽车生产工艺不同，有的车架需要整车进行滚边，整车车架形成后，后轮罩滚边空间变小，无法实现内部压着滚的方式，可采用本技术中拉压双向的拉动滚模式。
59.(实施例5)
60.见图6，在一具体实施例中，连接组件300选用连接法兰，主要是将载有滚边单元100的主体组件200与机器人手臂进行固定安装。连接法兰的径向上安装有注油嘴500；注油嘴500对内贯穿连接法兰并与主轴210内腔连通，注油嘴500对外可与供油装置连接，当供油装置抵住注油嘴500时，注油通道打开，此时可以向主轴210内腔中添加润滑油，可以对主轴210内腔起到一个润滑的作用，从而避免通过拆卸的方式进行添加润滑油，确保工作精度。传统多次拆卸方式添加润滑油维护，往往会导致定位孔及定位销磨损或受力变形，丧失精度，从而导致产品的性能不稳定；此外传统维护方式操作一次，预计需要30-60分钟，而本发明内容所采用的技术方案只需1分钟就能完成维护，不仅大大地缩短了维护时间，还降低了人工成本以及维护难度；此外注油嘴500的位置选择于连接法兰，在添加润滑油的过程中，润滑油在重力的作用下会向下渗透，从而使得内部润滑的更充分更彻底，其避免了润滑油设置在主轴210中下段所导致的润滑空间小的问题。
61.(实施例6)
62.见图3和5，在一具体实施例中，多个滚轮120包括第一滚轮121、搭载在第一滚轮121上的第二滚轮122以及第三滚轮123；第一滚轮121与固定块110轴承连接且第一滚轮121布置在固定块110的下半段；第二滚轮122通过螺栓安装在第一滚轮121的对向；第三滚轮123通过外接块130固定在固定块110的上半段且第三滚轮123与外接块130轴承连接，外接块130通过螺栓固定在固定块110的上半段。
63.本发明的工作原理为：安装工作，将凸起112卡装进连接槽222中并通过塞打螺栓114进行锁紧固定即可；滚轮120的安装，第一滚轮121与中心本体111轴承连接且两端加装限位结构，具体的限位结构可参考现有结构，第三滚轮123通过外接块130连接到中心本体111上；初始状态下压力指针410指向“0”刻度线处，整个弹性滚压包边装置通过连接组件300连接到机器人手臂上，由控制中心发送控制指令来驱动机器人手臂，机器人手臂就会带着弹性滚压包边装置按照预先设定的路径对工件进行滚边操作，在滚边过程中施加的压力可直接通过压力显示单元400显示。
64.以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。