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机器人滚边已成为门盖包边生产的发展方向

  因汽车门盖等外覆盖件对外观要求非常高,门盖总成在生产中通常情况下不进行焊接,而是靠内外板之间的折边进行固定,故现汽车门盖件制造通常都使用包边工艺。为适应现在各汽车制造厂一线多品的汽车门盖生产线,实现门盖总成生产的柔性化,节约生产线占地空间,降低调试及制造成本,同时改善包边质量,并提高整个制造过程的自动化,机器人滚边的使用已成为门盖包边生产的发展方向,并在生产中陆续取代压机及包边模。为了更好地使用机器人滚边技术,提高门盖的包边质量,需要有针对性地对机器人滚边工艺进行优化。

  1. 机器人滚边工艺
  机器人滚边工艺是指采用智能机械臂,通过编制程序,沿预设路线,使位于机械臂终端的滚轮沿车门轮廓进行滚动,同时机械臂在滚轮上施加压合力,这样滚轮在车门轮廓运动的同时将车门外板的翻边向内翻折180° 弯曲。门盖外板在冲压成型以后,外边缘有整周的翻边(高度7~12mm),翻边与外板本体成90° (实际角度参考包边生产时,内板能否顺利投入外板中,以及外板冲压模具的工序数量两个方面综合考虑)。包边过程一般分为三步:①定位夹紧:将焊接好的内板总成放入已涂好折边胶的外板总成中,通过夹具进行定位夹紧(见图1)。②预包边:使用机器人45° 滚轮将外板翻边由90° 内折成45° 包住内板(见图2)。③包边压合:使用滚边机器人0° 滚轮将剩余的45° 翻边继续内折至0° ,使内外板压紧贴合,实现内外板装配(见图3)。

  由于机器人滚边能够通过修改程序来改变机械臂运动轨迹,故针对不同形状的车门,可以快速地进行更换,同时调试简单,成本较低,周期较短,滚边质量光顺优良,具有很高的柔性化程度,是今后包边技术的发展方向。

  2. 机器人滚边需注意的工艺优化
  由于机器人滚边技术的应用越来越多,一些原应用于模具包边(含包边机)的冲压件要求及涂胶工艺要求也需进行优化以适应机器人滚边,避免相应的质量问题。通过在机器人滚边多年的实际应用,笔者将这一工艺所需优化事项进行一些简单的介绍。

  (1)门板形状的要求  由于机器人滚边工具(滚轮)一般采用标准化、统一化,同时为了提高生产效率,在不同门盖滚边的时候,滚轮通常不变,这就造成在造型突变时,由于滚轮直径较大,翻边滚压不到的情形,当外形设计不可避免的时候,需从工艺进行改善,比如减小翻边,增加涂胶量。

  车门、机盖等的尖锐角处(R≤5mm),棱线等复杂造型区域容易造成褶皱,一般不做包边,可使用滚轮对此处的90° 翻边进行45° ~60° 的内折,同时与翻边区做光顺过渡(见图4、图5)。

  (2)门外板冲压件翻边的要求  机器人滚边与模具包边在进行内外板压合时,外板的受力情况会有很大不同。机器人滚边时,滚轮沿外板轮廓进行滚动压合,瞬时压合力为一点,且压合力相对较小;模具包边(含包边机)时,外板整个翻边同时受力,且压合力相对较大。故机器人滚边对外板翻边的要求与包边模具对翻边的要求有差异,反映在车门外板在冲压成型的工艺要求,如图6、图7所示。

  (3)包边处内外板空隙要求  由于门盖件内外板之间不能仅靠折边进行固定连接,为了增强门盖件内外板之间的连接强度,减少噪声,在包边前,需在外板翻边内侧与内板外周边涂布折边胶的工艺。由于机器人滚边时,机械臂终端的滚轮压合力相对模具包边较小。所以进行机器人滚边时需增大折边胶的容积,提高内外板结合强度(见图8、图9)。

  (4)门盖内板定位孔要求  由于机器人滚边时,机械臂带动滚轮沿门盖外轮廓进行压合,门盖在滚边过程中,定位孔的受力非常不均衡,各个方向在不同的时期都受力,这时原适用于模具包边(含包边机)的圆形定位孔很容易产生变形。所以当确定门盖包边使用机器人滚边工艺时,需设计专用定位孔,形状为方形,并且孔的尺寸相对较大,同时充分考虑定位孔的位置,使其受力分布状况比较好,在滚边过程中不易产生变形(见图10)。

  3. 结语
  当前我国汽车工业的蓬勃发展,机器人滚边工艺作为新型的技术工艺,具有产品外观光顺、制造柔性化、生产环境优良、调试及维护成本低、周期短、作业占地面积小等优点,也已进入到汽车制造行业中。随着该项技术的逐步推广及应用,越来越多的制造技术人员同时也开展了相应的工艺研究,将不断地优化发展机器人滚边工艺。在保证了中国的汽车制造业技术升级的同时,能够进行更多的自主创新。


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