分析机器人滚边工艺

      机器人滚边系统能够针对不同工件，通过对工作程序做出相应改变来适应工作的不同特征，面对不同加工零件时都可以顺利地沿着工件的轮廓运动来进行滚压包边运动。其克服了液压机配一套折边模具工艺难以实现柔性化生产、设备维护成本高以及作业面积较大的问题，也解决了车门折边机折边力相对较小，工件成形质量不是很好的问题。

      1.滚边工装系统
      滚边工装系统主要用来实现包边的外观形状和定位尺寸，也是采用机器人滚边技术进行柔性化生产的中心区域。一般两套工装夹具布置在一台机器人周围，这样机器人可以依次在周边滚边夹具上进行柔性化滚边作业，如果生产节拍允许，可以布置6套夹具在一台机器人周围进行生产，实现普通轿车的4个车门及前后盖的滚边成形。工装系统由滚边底模及定位夹紧部分组成，来实现内板定位、外板定位和包边成形等功能。底模采用整体铸造数控加工而成，其型面与车门外板的型面相吻合，它的精度直接影响着车门的整体尺寸精度。由于底模一般都很重，在保证底模整体强度的前提下，设计中应尽可能减轻它的质量，目前主要采用框架焊接的结构。定位夹紧部分包括车门外板件的定位夹紧及车门内板件的定位夹紧。外板件的定位及夹紧机构跟底模座连接在一起，外板件优先采用孔定位。如果外板件上无定位孔，则选择外形定位。选择外形定位时，定位块的位置及数量要布置得合理、充分，以保证在滚边过程中，当部分定位块打开时外板件不会产生移动。内板件的定位夹紧结构有摆臂式、机器人抓持式等。夹紧单元的夹紧点主要布置在滚边沿线周围，使得内外板件在滚边结合部位很好的贴合。
      2.滚轮系统
      滚轮系统是机器人滚边的执行工具，由各种不同形状的滚轮组合而成。由于滚边技术本身的特点，滚边过程一般分为2～4次顺序完成，因此滚轮通常设计有45°轮、90°轮、成形轮和专用特殊轮。这些滚轮的设计主要是依据包边成形水平分力和垂直分力的匹配关系。如果被包件的形状和包边空间允许，可以通过机器人的轨迹来弥补滚轮的角度，通常45°轮可以省去。
     3.机器人及其控制系统
      机器人及其控制系统是机器人滚边的主体部分，用于控制滚轮的运动轨迹，以及机器人与其他相关系统之间的通信。包边机器人的工作原理是让位于机械臂的终端的滚轮能够沿着被包边工件的轮廓进行运动，通过滚轮所施加的力将工件在冲压过程中预留的翻边，也就是待包边的部分在滚轮的作用下向内侧翻折，从90°到45°最后变成0°，从而将外板的待包边压紧内板，使外板和内板被融合成一体。由于待包边的车门板边缘形状包含各种不规则的曲面，轮廓复杂多变，而且在包边过程中被包边的平面的法线方向是随着包边过程的推进而不断变化的，为了使包边的轮廓始终和被包面沿着法线方向正确接触，从而使得滚轮的力能够准确地传到待包边上，要求滚轮能够随着待包边法线方向的变化而不断进行变化。

    包边工艺质量的研究
    1.滚边工艺对产品设计的整体要求
    原则上，需要滚边的外板凸缘高度应不超过10mm，水滴型包边除外，。滚边完成后，外板与内板交叠部分宽度应不小于3mm，但是多于7mm会有波浪形的危险。内板边缘与外板翻折处距离应为1～2mm。边缘间隙要求为（1＋0.5d）mm，其中d为板厚。由于常见的外板板材均比较薄（0.6～0.8mm），为方便放件和取件，故边缘间隙为（1.5～2.0）mm为宜。需避免过多的尖角，否则会增加滚轮的换向及调整时间，造成节拍的延长。
    2.包边凸缘高度设计现状及经验高度值
    目前，设计部门缺少一个明确的包边凸缘高度的设计标准，在设计时，只有一个设计参考范围，缺少一定的行业设计标准。包边凸缘高度的最终确立，是设计部门根据包边厂家、冲压厂家以及压合设备厂家所能达到的工艺来修正的结果。实践证明，凸缘高度并非越大越好，也并非包住内板（交叠部分）越多越好，以包住内板且保证不窜动为宜。一般情况下，在包边面交叠部分超过7mm时，包边后将存在外板波浪性变形的风险。
    在给定包边凸缘高度之前，我们先确定冲压翻边所能达到的最小高度。以奇瑞汽车股份有限公司的冲压中心为例，冲压中心对板厚为0.6～0.8mm的板件所能达到的最小的凸缘高度为3mm，所以，设计在给定外板翻边时不能低于3mm，低于3mm时将产生翻边形状不稳定、拉痕和毛刺等缺陷。