一种汽车滚边装置的制作方法

1.本发明属于机械技术领域，涉及一种汽车滚边装置。


背景技术：

2.汽车的侧围门洞区域是汽车车身的重要部分。一般采用外钣金包裹内钣金的结构，其中外钣金采用铝制材料，内钣金采用钢制材料。现有技术中针对侧围门洞区域的装配最常采用的点焊连接或者spr自冲铆连接的方式，但是点焊连接的方式无法应用于铝制外板包裹内板的结构，spr自冲铆连接受门洞区域搭接宽度及厚度的限制，无法很好工作。
3.对此可以考虑采用包边工艺进行包边，滚边作为包边工艺中的一种，是采用与机械臂连接的滚边装置将外钣金的折边进行滚压并包裹住内钣金实现装配。滚边装置就是用于将外钣金进行折边和滚压的装置。
4.如中国专利[申请号：202011432919]公开的气伺服飞行滚边工具，包括具有空腔的外部安装座和安装有若干滚轮的工作基体，外部安装座与机械臂相连，外部安装座内固定设置有第一气缸，第一气缸的导杆与工作基体之间通过应变传感器相连，工作基体上滑动设置在外部安装座内，第一气缸上连接有第一比例阀，第一比例阀连接有阀岛，第一气缸、应变传感器、第一比例阀和阀岛组成一套闭环的气伺服系统。
[0005]
上述的滚边工具在使用中，应变传感器感应工作基体施加到钣金工件上的压力，应变传感器将信号传输到阀岛上，再通过阀岛输出模块传输到第一比例阀上，第一比列阀进行力的比较，在对第一气缸气压进行调节，以达到力的平衡状态，力平衡后滚边精度会提高。
[0006]
但是在上述的滚边工具中，在机械臂对滚边工具进行姿态调整状态下和在滚边工作状态下，该滚边工具均是通过第一气缸进行调节实现力平衡，由于工作基体本身自重较大，工作基体上还设置有若干个滚轮，滚轮会增加工作基体的重量，第一气缸始终保持较大的承重力这样会影响自身的调节精度，会导致滚边轨迹不平整，滚边精度较差；而且工作基体上设置有若干组滚轮，每组滚轮朝向不一致，工作基体在进行滚边时会因为受力方向不同发生倾斜，工作基体在倾斜状态下继续进行滚边工作，第一气缸的导杆会受压发生磨损、弯曲甚至断裂，影响第一气缸的稳定性。


技术实现要素：

[0007]
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车的滚边装置，本发明所要解决的技术问题是：现有汽车的滚边装置无法在保证滚边精度的同时保证驱动件的稳定性。
[0008]
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车滚边装置，包括壳体和用于钣金滚边的滚边头，所述滚边头通过导轨组件滑动连接在壳体上，所述壳体上还固定有能够驱动滚边头滑动的驱动件，其特征在于，所述壳体上还固定有支撑气缸，所述支撑气缸的活塞杆沿导轨组件的长度方向设置并与滚边头相连接，所述导轨组件位于驱动件的侧部并
靠近驱动件。
[0009]
当滚边头在滚边工作状态下受钣金表面粗糙度影响产生波动影响滚边轨迹时，驱动件反向驱动滚边头滑动使滚边头的滚边轨迹回到理想轨迹，即驱动件用于调整滚边头在滚边工作中的实时位置。本滚边装置中支撑气缸不仅能够在滚边装置姿态调整时抵消重力分力，在滚边工作中与驱动件配合维持驱动件稳定，导轨组件则在滚边工作时能有效校正滚边头因受力不均发生的失衡，以此保证驱动件的调整精度。
[0010]
具体来说，本滚边装置在机械臂作用下进行姿态调整时，由于滚边头通过导轨组件滑动设置在机架上，滚边头在机械臂调整过程中会根据姿态变换产生相应的滑动趋势，即滚边头会产生重力分力使整个滚边装置处于失衡，根据滚边头在调整过程中的实际姿态通过机架上的支撑气缸实时反向增大限制滚边头滑动的作用力，即支撑气缸能够抵消滚边头的滑动趋势，使滚边装置的重心始终保持在原先位置，从而抵消重力分力，使本滚边装置处于平衡姿态，避免驱动件受重力分力影响，在后续操作中驱动件能实时调整滚边头位置，使滚边头在理想轨迹上进行滚边，保证后续钣金滚边的平整度，提高本滚边装置的滚边精度；在滚边头进行滚边工作时，驱动件能够实时根据滚边头的姿态进行调整，支撑气缸在维持滚边头稳定状态下跟随驱动件进行相应的调整，支撑气缸分担了驱动件承受的重力以及重力分力，但是对滚边头不额外产生作用力，保证驱动件的调节精度和驱动件的稳定性，同时支撑气缸和导轨组件配合使滚边头和壳体之间形成至少两个支点，在一定程度上能够限制滚边头在滚边工作中发生倾斜，防止驱动件的输出轴因为滚边头的倾斜而受到剪切力发生磨损甚至断裂，导轨组件作为一个辅助件，以驱动件动作为主，不会自动产生运动趋势，既能够有效辅助驱动件工作，维持驱动件驱动滚边头滑动的稳定性，又能够在滚边头发生倾斜状况下，分担滚边头对驱动件的输出轴施加的剪切力，保证驱动件的稳定性。
[0011]
若采用气缸、伸缩电机等驱动件代替导轨组件的话，本滚边装置支撑气缸和驱动件的驱动主要都是通过导轨组件来实现，对于导轨的行程具有要求，行程大的驱动件质量较大，不仅要保证其与驱动件、支撑气缸之间的配合精度，这样会使控制系统更复杂，增加系统控制的延迟，无法实时抵消重力分力，影响滚边精度，而且会增加滚边头的重量，影响驱动件的调节精度。
[0012]
在上述的汽车滚边装置中，所述滚边头包括呈块状的调节座，所述导轨组件和支撑气缸的数量均为两个，两个支撑气缸分别设于调节座上相背的两侧，两个所述导轨组件分别与两个支撑气缸同侧设置。本滚边装置在机械臂作用下调整姿态至倾斜状态时，支撑气缸的活塞杆会承载部分滚边头的重力，与支撑气缸同侧设置的导轨组件能够有效分担支撑气缸的活塞杆受到的重力，减少支撑气缸负载，使支撑气缸能够稳定工作以抵消滚边头的重力分力，保证后续滚边工作中驱动件的调整精度，有效调整滚边头的滚边轨迹，而且两个导轨组件和两个支撑气缸能增加滚边头与壳体之间的连接点，进一步限制滚边头在滚边工作时发生倾斜，保证驱动件的稳定性。
[0013]
在上述的汽车滚边装置中，所述调节座的一端具有凸出并呈长条状的安装部，所述安装部的凸出端具有凹入的凹腔，所述驱动件位于凹腔内，所述导轨组件包括导轨，两个所述导轨分别沿安装部的长度方向固定设置在安装部上且位于驱动件的两侧。导轨设置在调节座的安装部上，使得调节座能够相对壳体滑动对滚边头整体进行位置调节，即调节座是用于调整滚边头的滚边轨迹以及力平衡的主要部件，驱动件设于凹腔内能够使整体结构
更加紧凑，又能使两个导轨分别设置在驱动件的两侧，在滚边头进行滚边工作时，导轨在一定程度上限制滚边头倾斜，若滚边头发生倾斜，两个导轨能在驱动件的两侧均匀分担滚边头对驱动件的输出轴施加的剪切力，进一步保证驱动件的稳定性。其中导轨组件还包括固定在壳体内侧面的滑块，滑块滑动套设在导轨上，实现调节座和壳体之间的滑动配合。导轨组件还可以为固定在壳体内侧面的滑轨和固定在安装部上的滑块，调节座通过滑块滑动套设在滑轨上使调节座滑动设置在壳体内。
[0014]
在上述的汽车滚边装置中，所述滚边头还包括设有若干组滚边轮的工作头，所述工作头滑动设置在调节座上，所述调节座具有安装部的一端固定设置有能驱动工作头滑动的倍力气缸，所述倍力气缸位于安装部的侧部，且两个所述支撑气缸分别设于倍力气缸的两侧。倍力气缸仅在钣金进行终压滚边时驱动滚边头滑动，其余状态下通过自锁对工作头进行定位，终压滚边即最后一道滚边，0度滚边。由于工作头上设有若干滚边轮且工作头需要对钣金进行滚边操作，倍力气缸需要承载较大的重量，因此倍力气缸的整体体积和质量会相对较大，本滚边装置无论在机械臂作用下进行姿态调整还是在滚边头进行滚边工作时，倍力气缸都会产生较大重力分力，通过将支撑气缸设置在倍力气缸的两侧，使滚边头上倍力气缸安装位置的周侧受支撑气缸的充分支撑，保证本滚边状的处于平衡姿态，避免驱动件受重力分力影响，保证后续操作中驱动件的调整精度，同时驱动件也对调节座具有一定支撑效果，驱动件、两个支撑气缸分别围绕倍力气缸设置，抑制倍力气缸对调节座的稳定性影响，保证调节座后续的调节精度，保证滚边轨迹与理想轨迹相匹配，从而保证滚边精度。
[0015]
在上述的汽车滚边装置中，所述工作头位于调节座上设有安装部的相对一端，所述支撑气缸的活塞杆固定在调节座上靠近工作头处。由于工作头和倍力气缸的设置，在进行终压滚边时，工作头会在倍力气缸的作用下移动并进行滚边操作时会发生波动，也会带动调节座波动，为了保证调节座的稳定性，将支撑气缸的活塞杆靠近工作头设置，即支撑气缸的活塞杆靠近波动位置，在一定程度上抑制调节座波动，保证调节座的稳定性，从而保证最终滚边轨迹的平衡性，提高滚边精度。
[0016]
在上述的汽车滚边装置中，所述驱动件具有两个相背设置的输出轴，所述驱动件的其中一输出轴位于凹腔内并与凹腔内底面相连，所述驱动件的另一输出轴伸出凹腔并与倍力气缸的缸体相连，当所述驱动件的其中一输出轴输出动力时，另一输出轴停止动力输出。驱动件的两个输出轴分别作用于调节座上两个不同的部件，由于驱动件固定在壳体上，相当于增加壳体和调节座之间的连接点，且壳体和调节座之间的连接点错开设置，能够有效限制滚边头因受力不均导致的倾斜，使调节座在滑动中保持平衡，即使在滚边头进行滚边工作时，滚边头受力不均发生倾斜，两个输出轴也能够分担滚边头对驱动件的输出轴施加的剪切力，进一步保证驱动件的稳定性，而且驱动件的其中一输出轴输出动力时，另一输出轴停止动力输出，这样设置两个输出轴中一个输出轴工作时，另一个输出轴不工作辅助工作的输出轴进行工作，保证调节座滑动的稳定性，而且两个输出轴轮流工作，降低各驱动件输出轴的工作磨损，还能保证驱动件自身稳定性，从而保证后续滚边工作中驱动件的调整精度。
[0017]
在上述的汽车滚边装置中，所述调节座上固定设置有能伸缩的稳定杆，所述稳定杆的伸缩方向与倍力气缸的驱动方向相同，所述稳定杆的另一端与工作头固连。稳定杆与
倍力气缸稳定配合能够增加工作头在滑动中的稳定性，在进行终压滚边时，工作头能够稳定朝倍力气缸移动对工件进行滚边，从而保证滚边的平整性。
[0018]
在上述的汽车滚边装置中，所述调节座的外侧面上固定设置有零位传感器，所述壳体的一侧侧面沿导轨组件的长度方向贯穿开设有呈长条状的长孔，所述零位传感器穿出长孔并能在调节座的带动下在长孔内滑动，所述壳体上固定设置有能与零位传感器进行信号传输并能报警的超行程传感器。在进行滚边工作时，调节座滑动用以调节滚边头滚边轨迹，零位传感器在调节座的带动下滑动，当调节座滑动超过设定行程，零位传感器进入超行程传感器的信号传递范围，超行程传感器能够报警提醒使用者滚边轨迹偏离，在实际使用中将超行程传感器和零位传感器能感应的距离设置为实际能够允许的滚边轨迹偏离距离。
[0019]
与现有技术相比，本汽车滚边装置具有以下优点：
[0020]
1、支撑气缸能够抵消滚边头的重力分力，使支撑气缸始终对滚边头进行有效支撑，减少驱动件受到的重力分力，保证驱动件的驱动精度。
[0021]
2、支撑气缸与导轨组件配合能够支撑滚边头，限制滚边头在滚边工作中的倾斜角度，防止驱动件的输出轴因为滚边头的倾斜而受到剪切力发生磨损甚至断裂，保证驱动件的稳定性，从而保证驱动件的驱动精度，以及滚边头的滚边精度。
[0022]
3、导轨组件和驱动件配合使得导轨组件在滚边头发生的倾斜状态下能够有效分担滚边头对驱动件的输出轴施加的剪切力，保证驱动件的稳定性。
附图说明
[0023]
图1是本汽车滚边装置的立体结构示意图。
[0024]
图2是图1中的a处放大结构示意图。
[0025]
图3是本汽车滚边装置的打开一侧壳体的立体结构示意图。
[0026]
图4是本汽车滚边装置中壳体内结构的立体结构示意图。
[0027]
图5是本汽车滚边装置中壳体内结构的立体结构示意图。
[0028]
图6是本汽车滚边装置中壳体内结构的侧视图。
[0029]
图7是图6中b
‑
b剖视图。
[0030]
图8是滚边头的立体结构示意图。
[0031]
图9是调节座的立体结构示意图。
[0032]
图中，1、壳体；1a、长孔；2、滚边头；2a、调节座；2a1、安装部；2a2、凹腔；2b、工作头；3、驱动件；3a、输出轴；4、支撑气缸；5、导轨；6、滚边轮；7、倍力气缸；8、稳定杆；9、零位传感器；10、超行程传感器；11、滑块；12、滚轮。
具体实施方式
[0033]
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0034]
本汽车滚边装置，如图3、图4所示，包括壳体1和用于钣金滚边的滚边头2，滚边头2包括呈块状的调节座2a和设置有若干组滚边轮6的工作头2b，调节座2a的滑动设置在壳体1内，工作头2b滑动设置在调节座2a的外端，调节座2a通过导轨组件滑动连接在壳体1内，壳体1内还固定有能够驱动滚边头2滑动的驱动件3，壳体1内还固定有支撑气缸4，支撑气缸4
的活塞杆沿导轨组件的长度方向设置并与滚边头2相连接，导轨组件位于驱动件3的侧部并靠近驱动件3。
[0035]
如图8、图3所示，调节座2a相背的两侧分别设置有一个支撑气缸4和一个导轨组件，即本滚边装置具有两个支撑气缸4和两个导轨组件，支撑气缸4和导轨组件同侧设置，且支撑气缸4的活塞杆固定在调节座2a的外侧面上且靠近工作头2b设置，以减缓工作头2b在滑动中带动调节座2a同步发生波动，导轨组件和支撑气缸4能够配合保持调节座2a的平衡。
[0036]
具体来说，如图3、图4所示，每个导轨组件均包括呈长条状的导轨5和滑动设置在导轨5上的滑块11，调节座2a的内端具有凸出的并呈长条状的安装部2a1，两个导轨5沿安装部2a1的长度方向固定设置在安装部2a1相背的两个外侧面上，滑块11固定设置在壳体1上的内侧面上，壳体1和调节座2a通过导轨5和滑块11配合实现滑动连接，在机械臂作用下调整姿态至倾斜状态时，支撑气缸4的活塞杆会承载部分滚边头2的重力，与支撑气缸4同侧设置的导轨5和滑块11配合能够有效分担支撑气缸4的活塞杆受到的重力，减少支撑气缸4负载。
[0037]
为了对钣金进行终压滚边，即滚边的最后一道0度滚边，如图7所示，在调节座2a上设置有安装部2a1的一端固定设置有活塞杆能够沿导轨组件长度方向设置得倍力气缸7，倍力气缸7的活塞杆贯穿调节座2a并与工作头2b固连，工作头2b和调节座2a之间设置有用于钣金终压滚边的滚轮组件，滚轮组件为两个轮面相对设置的滚轮12，两个滚轮12分别转动设置在调节座2a和工作头2b上，待滚边钣金放置在两个滚轮之间，当倍力气缸7驱动工作头2b朝调节座2a移动时，两个滚轮12相互靠近挤压钣金实现钣金的压合。
[0038]
为了保证倍力驱动件3驱动工作头2b滑动的稳定性，如图7所示，调节座2a上还固定设置有能伸缩的稳定杆8，稳定杆8的伸缩方向与倍力气缸7的驱动方向相同，稳定杆8的另一端与工作头2b固连。
[0039]
为了保持调节座2a的稳定性，如图4、图5所示，倍力气缸7设于安装部2a1的侧部，两个支撑气缸4分别位于倍力气缸7的两侧，驱动件3设置在安装部2a1上，驱动件3和两个支撑气缸4将倍力气缸7合围起来，在倍力气缸7周侧对调节座2a进行有效支撑，两个支撑气缸4的活塞杆固定在调节座2a上靠近工作头2b处。
[0040]
如图6、图7所示，本驱动件3具有两个相背设置的输出轴3a，安装部2a 1的凸出端具有凹入设置的凹腔2a2，凹腔2a2的凹入方向与导轨5的长度方向相同，驱动件3位于凹腔2a2内，且驱动件3的一端输出轴3a伸入凹腔2a2并与凹腔2a2的内底面相连，驱动件3的另一端伸出凹腔2a2与倍力气缸7的缸体相连，驱动件3的两个输出轴3a只会存在一个输出轴3a工作，以保证驱动件3的调节精度。
[0041]
如图2所示，调节座2a的外侧面上固定设置有零位传感器9，壳体1的一侧侧面沿导轨组件的长度方向贯穿开设有呈长条状的长孔1a，零位传感器9穿出长孔1a并能在调节座2a的带动下在长孔1a内滑动，壳体1上固定设置有能与零位传感器9进行信号传输并能报警的超行程传感器10。当零位传感器9滑动进入超行程传感器10的信号传输范围，即可与超行程传感器10感应进行信号传递，告诉使用者当前滚边轨迹偏离理想轨迹。
[0042]
本滚边装置会处在两个状态，一个是在机械臂作用下调整姿态的状态，另一个是进行滚边工作的状态。
[0043]
工作过程：本滚边装置会预先根据带滚边钣金的位置采用机械臂对滚边装置的姿
态进行调整，支撑气缸4根据滚边装置的实时姿态增加与滚边装置倾斜方向相反一侧的作用力抑制滚边头2滑动，保持滚边头2的重心位置；在姿态调整完成后，进行滚边工作，在滚边工作状态下，驱动件3根据滚边头2在滚边中的滑动方向和滑动位移，在滚边头2滑动方向相反的一侧对调节座2a进行调整，使滚边头2的实际滚边轨迹与理想滚边轨迹相匹配，以保证滚边精度。
[0044]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0045]
尽管本文较多地使用了滚边头、调节座等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。