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        機(jī)器人滾邊壓合工藝及常見缺陷處理方法

        2021-05-06 07:09:14郝俊偉謝躍文王蘋蘋董功杰中國第一汽車股份有限公司工程與生產(chǎn)物流部
        鍛造與沖壓 2021年4期
        關(guān)鍵詞:外板電控夾具

        文/郝俊偉,謝躍文,王蘋蘋,董功杰·中國第一汽車股份有限公司工程與生產(chǎn)物流部

        機(jī)器人滾邊壓合工藝是如今主機(jī)廠四門兩蓋生產(chǎn)時(shí)采用較多的一種生產(chǎn)工藝,但是由于滾邊成形的獨(dú)特性,例如機(jī)器人滾邊時(shí)的壓力、角度及速率等都會(huì)影響產(chǎn)品成形質(zhì)量,為確保產(chǎn)品高質(zhì)量的交付用戶,生產(chǎn)線需要大量時(shí)間調(diào)試??偨Y(jié)歸納機(jī)器人滾邊壓合常見缺陷及處理方法,為滿足生產(chǎn)線工藝要求,從而獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。

        隨著市場競爭日益激烈,汽車開發(fā)周期不斷縮短,新車型不斷涌現(xiàn),生產(chǎn)模式從之前的大批量、單一品種發(fā)展為如今的小批量、多品種化。因此,提高生產(chǎn)線柔性,使生產(chǎn)線適用于多種車型,是主機(jī)廠降低生產(chǎn)成本,縮短生準(zhǔn)周期的關(guān)鍵因素之一。為縮短汽車開發(fā)周期、提高產(chǎn)品競爭力,機(jī)器人滾邊技術(shù)大量應(yīng)用于白車身生產(chǎn)中。

        壓合工藝

        四門兩蓋是乘用車白車身的重要表面覆蓋件,一般情況下,四門兩蓋都會(huì)采用壓合包邊工藝。壓合過程實(shí)際上是外板通過塑性變形與內(nèi)板連接在一起的工藝過程,即通過外板四周邊緣的翻邊彎曲變形,將內(nèi)板四周包壓在其內(nèi)形成牢固的連接,如圖1 所示。

        機(jī)器人滾邊壓合系統(tǒng)

        機(jī)器人滾邊壓合系統(tǒng)主要包括三大部分:滾邊壓合模夾具、機(jī)器人及其控制系統(tǒng)、滾邊工具,如圖2所示。

        圖1 包邊示意圖

        圖2 機(jī)器人滾邊壓合工作站

        滾邊壓合模夾具

        滾邊壓合模夾具由滾邊胎模及其定位夾緊部分組成,如圖3 所示。胎模根據(jù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)及外板的型面采用整體鑄造數(shù)控加工而成,主要是作為滾邊壓合過程中內(nèi)、外板總成的支撐,它的精度要求很高,設(shè)計(jì)中對外板有定位作用,直接影響著門蓋成形的整體尺寸精度。

        圖3 滾邊壓合模夾具

        夾具的作用主要是定位夾緊。外板定位通常有2種:外板上如果有定位孔,采用定位孔定位,如車門外板,可采用車門下護(hù)板安裝孔作為定位孔使用;外板上如果沒有定位孔,則需要設(shè)計(jì)歸邊定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位,如圖4 所示。夾緊定位一般設(shè)計(jì)在滾壓面的附近,根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)不同而不同,原則上要求保證在滾輪壓合過程中內(nèi)、外板不產(chǎn)生移動(dòng)或者相互竄動(dòng)。

        圖4 歸邊定位機(jī)構(gòu)

        胎模和夾具應(yīng)單獨(dú)加工,為保證加工和組裝的精度,胎模和夾具上都有基準(zhǔn)孔,將其作為三坐標(biāo)檢測的基準(zhǔn)。胎模和夾具在現(xiàn)場組裝后,采用三坐標(biāo)測量儀,用胎模的定位基準(zhǔn)重新校正夾具的基準(zhǔn)和精度,以保證整體系統(tǒng)的加工組裝精度。

        機(jī)器人及其控制系統(tǒng)

        機(jī)器人及其控制系統(tǒng)主要有滾邊機(jī)器人、機(jī)器人編程程序及其整個(gè)電控程序和安全電控(光柵、掃描儀等)裝置。機(jī)器人的動(dòng)作程序是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心,通過PLC 電控連接,與整個(gè)工作站的安全保護(hù)系統(tǒng)及人工取放工件操作的工藝要求連接在一起成為一個(gè)完整安全的電控系統(tǒng)。

        滾邊工具

        滾邊工具一般為滾頭,是機(jī)器人滾邊壓合中的另一重要組成部分,見圖5。滾邊壓合工藝,一般根據(jù)滾邊對象的不同情況,需滾壓2 ~4 序,實(shí)際應(yīng)用最多的是3 道序,由機(jī)器人程序控制滾頭的滾壓角度,分別實(shí)現(xiàn)60°、30°、0°的包邊,如圖6 所示。對應(yīng)采用的3 種滾頭安裝在滾頭支架上,通過與機(jī)器人6 軸法蘭的連接,隨機(jī)器人的動(dòng)作程序完成滾邊過程。

        圖5 滾頭

        常見缺陷及處理方法

        機(jī)器人滾邊壓合相較于傳統(tǒng)壓合包邊方式而言,由于其滾邊過程是逐段發(fā)生塑性變形,且滾邊過程中,滾邊壓力及角度在每個(gè)軌跡點(diǎn)都會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致制件出現(xiàn)不同程度的缺陷。影響滾邊壓合成形質(zhì)量的因素很多,分析問題成因比較困難,解決問題周期較長?,F(xiàn)對常見滾邊壓合缺陷及處理方法作簡要說明,如表1 所示。

        結(jié)束語

        機(jī)器人滾邊壓合制件的成形質(zhì)量與多種因素息息相關(guān):沖壓件的質(zhì)量、滾邊壓合工裝的精度、機(jī)器人的移動(dòng)軌跡等等。每項(xiàng)質(zhì)量問題的出現(xiàn)不一定是一項(xiàng)原因造成的,很可能是多種因素共同作用的結(jié)果。在實(shí)際的調(diào)試應(yīng)用過程中,需結(jié)合實(shí)際情況,制定合理的調(diào)試計(jì)劃,從多個(gè)維度想問題,快速準(zhǔn)確地解決滾邊壓合質(zhì)量問題。

        表1 常見滾邊壓合缺陷及處理方法

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