预滚边工装及预滚边方法与流程

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1.本发明涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种预滚边工装。另外，本发明还涉及一种预滚边方法。

背景技术：

2.随着汽车制造业的发展，汽车外观的多样化、特性化需求也逐渐增加，尤其是汽车门盖的造型更新愈加频繁，且更具特性。如此一来，门盖边缘的包边造型就会频繁使用，门盖上会经常出现大范围、大角度的包边结构，门盖上需要滚压弯折的边部，其滚压弯折的角度、尺寸也需要经常调整，这样就必须对应具体工件结构特点设计专用的工件压紧机构和滚边工具。
3.但是，针对这些不同特点的零件及其特定的形态和包边结构，对应开发专用的压紧和滚边工具存在工艺实现上的困难。滚边设备开发具有周期长、成本高、生产节拍长、滚边质量优化困难等诸多问题。
4.对于门盖等边部需要大角度包边的待加工件，其边部一般需要经过多道滚边工序以逐步弯折其边部的角度，最终完成包边处理。因此，在最终滚压成型的工序之前，会设置一道或多道预滚边工序。为了将待预滚边处理的工件可靠地固定在胎膜上，一般会设置压紧轮，同时设置一个用于弯折工件边部的滚边轮。两个滚压轮的行动路径不同，因此，需要分别设置两套驱动机构，分别驱动它们进行压紧和弯折动作。
5.现有的上述设计，不仅需要配备多个机器人，分别驱使压紧轮和滚边轮动作，而且需要分别为各机器人设计不同的驱动行进路径。致使整个预滚边设备的结构复杂，设计和制造成本高，而且不同工序的压紧轮和滚边轮的更换及其调试操作量大，严重影响生产的效率。

技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明旨在提出一种预滚边工装，以提供一种结构集成度高的预滚边工装设计思路，有利于降低驱动机构的配备难度和数量。
7.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
8.一种预滚边工装，包括基座，以及设于所述基座上的压紧轮和滚边轮；
9.所述压紧轮可导向移动地设于所述基座上，且所述压紧轮和所述基座之间设有弹性伸缩件，所述压紧轮和所述滚边轮之间设有传动机构；
10.在所述基座趋近待预滚边处理的工件时，所述压紧轮能首先抵接在所述工件的内板上，并在所述基座继续趋近的过程中因所述弹性伸缩件的缩短而停留在压紧所述工件的位置；且，因相对于所述基座的移动，所述压紧轮能通过所述传动机构驱使所述滚边轮移动，以对所述工件的外板的边部做出抵压动作，而将所述边部向着所述内板一侧弯折一个预设角度。
11.进一步的，所述基座包括上下间隔设置的下基座和上基座，所述下基座和所述上
基座之间设有导向柱，所述导向柱上滑动设置有移动架，所述压紧轮设于所述移动架上，所述弹性伸缩件设于所述移动架和所述上基座之间。
12.进一步的，所述弹性伸缩件为套设于所述导向柱上的压簧。
13.进一步的，所述下基座上铰接有摆杆，所述滚边轮设于所述摆杆上，所述传动机构设于所述移动架和所述摆杆之间，所述摆杆能随所述移动架在所述导向柱上的滑动而摆动，以驱使所述滚边轮做出所述抵压动作。
14.进一步的，所述传动机构包括两端分别铰接于所述摆杆和所述移动架上的连杆。
15.进一步的，所述基座上设有限位架，所述限位架限定出所述移动架在所述导向柱上滑动的极限位，且当所述移动架滑动至所述极限位时，所述滚边轮将所述边部弯折至所述预设角度的位置。
16.进一步的，当所述移动架滑动至所述极限位时，所述连杆与所述导向柱垂直。
17.进一步的，所述预滚边工装还包括用于监测所述抵压动作的监测单元，所述监测单元能够在所述滚边轮将所述边部弯折至所述预设角度的位置时向外部发送信号。
18.进一步的，所述监测单元包括电连接的报警器和检测开关，所述检测开关能够因所述压紧轮或所述滚边轮在所述基座上的移动到位而动作，而控制所述报警器发出报警。
19.相对于现有技术，本发明具有以下优势：
20.本发明的预滚边工装，通过在基座上联动地设置压紧轮和滚边轮，借助压紧轮在压紧工件的过程中相对于基座的移动，由压紧轮驱使滚边轮进行抵压动作，从而可仅为预滚边工装配置一个驱动机构，由驱动机构在驱使预滚边工装进行对工件的压紧动作的同时，完成对工件的边部预设角度的弯折，以便进行后续预滚边工装沿工件的边缘方向进行预滚边处理的工序。这个设计巧妙高效，提供了一种结构集成度高的预滚边工装设计思路，可以有效提升预滚边处理的效率，并降低驱动机构的配备难度和数量。
21.此外，将基座设计为上下间隔的下基座和上基座，通过在两者之间设置导向柱，可以使压紧轮的移动架上下导向滑动于导向柱上，利于压紧轮在基座上的顺利移位，并有助于简化基座趋近工件的行进路线，通过驱动机构驱使预滚边工装沿导向柱的长度方向移动以使基座趋近工件，就可以顺利地使压紧轮抵压到内板上。
22.本发明的另一目的在于提出一种预滚边方法，所述预滚边工装包括：
23.将本发明所述的预滚边工装安装在一个驱动机构上；
24.为所述驱动机构设置驱使所述预滚边工装趋近所述工件并将所述工件压紧在胎膜上的第一驱使路径，以及驱使所述预滚边工装沿所述工件的边缘行进的第二驱使路径；且，
25.所述第一驱使路径包括先后衔接的抵接段和压紧段，所述压紧轮在所述驱动机构行至所述抵接段末尾时抵接在所述内板上，并在所述驱动机构行进在所述压紧段的过程中停留在压紧所述工件的位置；因相对于所述基座的移动，所述压紧轮带动所述滚边轮做出所述抵压动作；
26.在所述第二驱使路径上，所述预滚边工装完成对所述工件的所述预滚边处理。
27.本发明的预滚边方法，通过设置第一驱使路径和第二驱使路径两个路径，利用一个安装预滚边工装的驱动机构，就可以完成对工件的预滚边处理工序，在第一驱使路径上，压紧轮可以完成对内板的压紧，滚边轮可以将边部弯折到预设角度，之后在整个第二驱使
路径上，预滚边工装就能将工件的整个边部滚压到所需要的预设角度的位置，高效地完成对工件的预滚边处理作业。
附图说明
28.构成本发明的一部分的附图，是用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明是用于解释本发明，其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系，均不构成对本发明的不当限定。在附图中：
29.图1为本发明实施例一所述的预滚边工装位于初始状态下的整体结构示意图；
30.图2为本发明实施例一所述的预滚边工装在压紧轮逐渐压紧内板状态下的整体结构示意图；
31.图3为本发明实施例一所述的预滚边工装在移动架到达极限位状态下的整体结构示意图；
32.图4为本发明实施例一所述的预滚边工装在初始状态下的动作原理示意图；
33.图5为本发明实施例一所述的预滚边工装在移动架到达极限位状态下的动作原理示意图；
34.图6为本发明实施例一所述的工件置于胎膜上的剖面结构示意图；
35.附图标记说明：
36.1、工件；10、内板；11、外板；110、边部；
37.20、工具臂；200、连接法兰；
38.30、基座；300、下基座；301、上基座；310、压紧轮；311、移动架；3110、顶块；312、导向柱；313、压簧；320、滚边轮；321、摆杆；322、连杆；323、第一铰接轴；324、第二铰接轴；325、第三铰接轴；330、报警器；331、检测开关；332、限位架；
39.4、胎膜。
具体实施方式
40.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“背”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，亦或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
44.实施例一
45.本实施例涉及一种预滚边工装，从而提供了一种结构集成度高的预滚边工装设计思路，有利于降低驱动机构的配备难度和数量；其一种示例性结构如图1、图2和图3所示。
46.整体而言，该预滚边工装包括基座30、以及均可移动地设于基座30上的压紧轮310和滚边轮320。其中，压紧轮310可导向移动地设于基座30上，且压紧轮310和基座30之间设有弹性伸缩件，压紧轮310和滚边轮320之间设有传动机构。在基座30趋近待预滚边处理的工件1时，压紧轮310能首先抵接在工件1的内板10上，并在基座30继续趋近的过程中因弹性伸缩件的缩短而停留在压紧工件1的位置；而且，因相对于基座30的移动，压紧轮310能通过传动机构驱使滚边轮320移动，以对工件1的外板11的边部110做出抵压动作，而将边部110向着内板10一侧弯折一个预设角度。
47.具体来说，本实施例的基座30包括上下间隔设置的下基座300和上基座301，并且，在下基座300和上基座301之间设有导向柱312，导向柱312上滑动设置有移动架311，压紧轮310则设于移动架311上，弹性伸缩件设于移动架311和上基座301之间。优选地，导向柱312竖直布置，移动架311的底部绕过下基座300而位于下基座300的下方；上述的压紧轮310通过滚轮架固装于移动架311底部。当然，压紧轮310可以自由转动地设置在滚轮架上，以便预滚边工装在沿工件1的边缘行进过程中，压紧轮310在内板10上滚动。
48.将基座30设计为上下间隔的下基座300和上基座301，通过在两者之间设置导向柱312，可以使压紧轮310的移动架311上下导向滑动于导向柱312上，利于压紧轮310在基座30上的顺利移位，并有助于简化基座30趋近工件1的行进路线，通过驱动机构驱使预滚边工装沿导向柱312的长度方向移动以使基座30趋近工件1，就可以顺利地使压紧轮310抵压到内板10上。
49.弹性伸缩件的设置，是为了在压紧轮310抵接内板10后，基座30继续趋近工件1的过程中，能够受移动架311的挤压而缩短，从而容许移动架311在导向柱312上滑动上移，以使压紧轮310停留在压紧工件1的位置。并且，随着弹性伸缩件被挤压缩短，弹性伸缩件施加给移动架311的力会逐渐增大，进而传递到压紧轮310上，可以逐渐增加压紧轮310对内板10的压紧力度。
50.基于上述的功能需要，弹性伸缩件可以采用压缩气缸、橡胶垫等，优选地，本实施例中的弹性伸缩件为套设在导向柱312上的压簧313，该压簧313的两端分别抵接在上基座301和移动架311上。使用压簧313作为弹性伸缩件使用，便于配备；而且，在压紧轮310抵压在内板10上后，随着基座30继续趋近工件1，压簧313可以随着移动架311在导向柱312上的上移而被压缩，从而传递给压紧轮310的弹性力逐渐增加，以使压紧轮310施加给工件1一个越来越大的压紧力，不仅满足移动架311的移位要求，而且可保障工件1被稳固地定位在胎膜4上。
51.对于滚边轮320在基座30上的设置结构，有多种选择。在本实施例中，下基座300上铰接有摆杆321，滚边轮320设于摆杆321上，传动机构设于移动架311和摆杆321之间，摆杆321能随移动架311在导向柱312上的滑动而摆动，以驱使滚边轮320做出抵压动作。将滚边轮320设置在摆杆321上，通过合理设置传动机构可将移动架311的上下移动转变为对摆杆321摆动的驱使，而且，根据弯折边部110的抵压方向需要，将摆杆321铰接在下基座300上的合理位置，即可实现滚边轮320对边部110的抵压弯折，整体结构设计简单高效，且具有良好的结构稳定性。
52.基于摆杆321的设置，本实施例的传动机构包括两端分别铰接于摆杆321和移动架311上的连杆322。其中，摆杆321的中部通过第一铰接轴323铰接在下基座300上，连杆322的一端通过第二铰接轴324铰接于摆杆321顶部，连杆322的另一端通过第三铰接轴325铰接在移动架311的一侧。滚边轮320则通过滚轮架固装于摆杆321底部。当然，滚边轮320和压紧轮310一样，也是可以自由转动地设置在滚轮架上，以便预滚边工装在沿工件1的边缘行进过程中，滚边轮320在外板11的边部110上滚动，并完成对边部110的滚压。
53.将传动机构设计为连杆322的形式，连杆322可随着移动架311的移动而改变姿态角度，进而形成对摆杆321的推拉，从而驱使摆杆321摆动，力的转动路径简洁，传动部件数量少，具有传动高效的特点。
54.此外，如图3所示，基座30上设有限位架332。具体来说，连杆322设置在上基座301上，可以同时在移动架311的顶部加装一个与连杆322相对的顶块3110。当移动架311在导向柱312上滑动上移，直到顶块3110和限位架332抵接时，则移动架311上移到达极限位。可见，限位架332限定出了移动架311在导向柱312上滑动的极限位；同时，该极限位应该与滚边轮320对边部110的抵压动作到位位置对应，即当移动架311滑动至极限位时，滚边轮320将边部110正好弯折至预设角度的位置。
55.通过在基座30上设置限位架332，可以限定出移动架311上升的极限位置，而且限位架332的位置优选设计为可调的形式，则移动架311的极限位就能够根据预设角度的大小要求对应调整，可以很好地控制边部110的弯折角度(即预滚边的滚压变化角度)，而且有利于保证滚压弯折角度的一致性和稳定性。
56.基于上述的设置，优选设计适合长度的连杆322，并将其铰接位置进行合理的安排；以使当移动架311滑动至极限位时，连杆322与导向柱312垂直。通过合理设计连杆322的长度以及其在移动架311和摆杆321上的铰接位置，使移动架311到达极限位时连杆322和导向柱312垂直，可以在该位置状态下形成传动机构的机械自锁，即连杆322施加到移动架311上的力基本全部传递到导向柱312上，而不会分解到导向柱312的长度方向上，从而避免了因为传动机构的力传递影响压紧轮310对工件1的压紧力度。
57.另外，在本实施例的预滚边工装中还设有用于监测抵压动作的监测单元，并且，监测单元能够在滚边轮320将边部110弯折至预设角度的位置时向外部发送信号。在预滚边工装上设置监测单元，可以及时反应移动架311到达极限位或者滚边轮320对边部110的弯折抵压动作到位的情况，以便控制预滚边工装进行后续地沿工件1的边缘走向移动，来完成对工件1的预滚边处理作业。
58.具体而言，监测单元包括通过电路连接的报警器330和检测开关331，检测开关331能够因压紧轮310或滚边轮320在基座30上的移动到位而动作，而控制报警器330发出报警。例如，报警器330可采用常见的声光报警器，检测开关331则可采用行程开关。安装时，可将检测开关331安装在限位架332上，并且使顶块3110到达抵接限位架332的位置(即移动架311到达极限位)时可以触发检测开关331动作即可。
59.通过设置检测开关331，可以及时发出移动架311到达极限位或者滚边轮320对边部110的弯折抵压动作到位的信号，报警器330的设置，则便于现场操作人员及时了解设备的运转状态。检测开关331被触发动作后，声光报警器会得电，声光报警器的灯光闪烁，蜂鸣器鸣叫，提示预滚边工装已处于理想状态和位置，可以开始预滚边工作。
60.在实际应用预滚边工装时，驱动机构可采用机器人，将预滚边工装安装在机器人的工具臂20上，工具臂20则通过自身顶部的连接法兰200安装到机器人上，由机器人驱动预滚边工装整体移位，做两个驱动路径上的运动，其中，第一驱使路径为驱使预滚边工装趋近工件1并将工件1压紧在胎膜4上的过程，第二驱使路径为驱使预滚边工装沿工件1的边缘行进以对工件1进行预滚边处理的过程。
61.本实施例的预滚边工装，压紧轮310和滚边轮320的联动设置主要在预滚边工装运动在第一驱使路径上的过程中发挥作用。具体来说，可以将第一驱使路径划分为抵接段和压紧段两个阶段。预滚边工装在驱动机构驱使下行进到抵接段末尾时，如图1所示，压紧轮310抵接在内板10上。
62.此后，驱动机构继续驱使预滚边工装行进到压紧段，在压紧段过程中，如图2并结合图4所示，移动架311压缩压簧313并相对基座30上移(沿着图4中a’所示的方向)，带动连杆322上摆，使得连杆322向着图4中b’所示的方向顶推摆杆321，从而使滚边轮320有一个图2或图4中b所示方向的运动。与此同时，由于预滚边工装整体在下行，故滚边轮320还在做着图2或图4中a所示方向的运动。
63.当移动架311到达极限位时，如图3并结合图5所示，滚边轮320下行到了边部110的右侧，并向着边部110的方向抵压边部110，从而完成对边部110的抵压动作。此刻，连杆322垂直于导向柱312，实现了传动机构的机械自锁。
64.综上所述，本实施例的预滚边工装，通过在基座30上联动地设置压紧轮310和滚边轮320，借助压紧轮310在压紧工件1的过程中相对于基座30的移动，由压紧轮310驱使滚边轮320进行抵压动作，从而可仅为预滚边工装配置一个驱动机构，由驱动机构在驱使预滚边工装进行对工件1的压紧动作的同时，完成对工件1的边部110如图6中e所示预设角度的弯折，以便进行后续预滚边工装沿工件1的边缘方向进行预滚边处理的工序。这个设计巧妙高效，提供了一种结构集成度高的预滚边工装设计思路，可以有效提升预滚边处理的效率，并降低驱动机构的配备难度和数量。
65.实施例二
66.本实施例涉及一种预滚边方法，该预滚边工装首先将实施例一所提供的预滚边工装安装在一个驱动机构上，并为驱动机构设置两个驱动路径。这两个驱动路径分别为驱使预滚边工装趋近工件1并将工件1压紧在胎膜4上的第一驱使路径、以及驱使预滚边工装沿工件1的边缘行进的第二驱使路径。
67.其中，第一驱使路径包括先后衔接的抵接段和压紧段，压紧轮310在驱动机构行至抵接段末尾时抵接在内板10上，并在驱动机构行进在压紧段的过程中停留在压紧工件1的位置。而且，由于停留，压紧轮310会相对于基座30移动，进而利用压紧轮310的移动带动滚边轮320做出抵压动作。
68.在滚边轮320完成抵压动作后，则将边部110弯折到预设角度的位置；之后，驱动机构驱使预滚边工装在第二驱使路径上运动，从而完成对工件1的预滚边处理。
69.本实施例的预滚边方法，通过在机器人上配设实施例一的预滚边工装，适于对汽车门盖等工件的边部做大角度包边前的预处理。通过设置第一驱使路径和第二驱使路径两个路径，利用一个安装预滚边工装的驱动机构，就可以完成对工件1的预滚边处理工序，在第一驱使路径上，压紧轮310可以完成对内板10的压紧，滚边轮320可以将边部110弯折到预
设角度，之后在整个第二驱使路径上，预滚边工装就能将工件1的整个边部110滚压到所需要的预设角度的位置，高效地完成对工件1的预滚边处理作业。
70.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种预滚边工装，其特征在于：包括基座(30)，以及设于所述基座(30)上的压紧轮(310)和滚边轮(320)；所述压紧轮(310)可导向移动地设于所述基座(30)上，且所述压紧轮(310)和所述基座(30)之间设有弹性伸缩件，所述压紧轮(310)和所述滚边轮(320)之间设有传动机构；在所述基座(30)趋近待预滚边处理的工件(1)时，所述压紧轮(310)能首先抵接在所述工件(1)的内板(10)上，并在所述基座(30)继续趋近的过程中因所述弹性伸缩件的缩短而停留在压紧所述工件(1)的位置；且，因相对于所述基座(30)的移动，所述压紧轮(310)能通过所述传动机构驱使所述滚边轮(320)移动，以对所述工件(1)的外板(11)的边部(110)做出抵压动作，而将所述边部(110)向着所述内板(10)一侧弯折一个预设角度。2.根据权利要求1所述的预滚边工装，其特征在于：所述基座(30)包括上下间隔设置的下基座(300)和上基座(301)，所述下基座(300)和所述上基座(301)之间设有导向柱(312)，所述导向柱(312)上滑动设置有移动架(311)，所述压紧轮(310)设于所述移动架(311)上，所述弹性伸缩件设于所述移动架(311)和所述上基座(301)之间。3.根据权利要求2所述的预滚边工装，其特征在于：所述弹性伸缩件为套设于所述导向柱(312)上的压簧(313)。4.根据权利要求2所述的预滚边工装，其特征在于：所述下基座(300)上铰接有摆杆(321)，所述滚边轮(320)设于所述摆杆(321)上，所述传动机构设于所述移动架(311)和所述摆杆(321)之间，所述摆杆(321)能随所述移动架(311)在所述导向柱(312)上的滑动而摆动，以驱使所述滚边轮(320)做出所述抵压动作。5.根据权利要求4所述的预滚边工装，其特征在于：所述传动机构包括两端分别铰接于所述摆杆(321)和所述移动架(311)上的连杆(322)。6.根据权利要求5所述的预滚边工装，其特征在于：所述基座(30)上设有限位架(332)，所述限位架(332)限定出所述移动架(311)在所述导向柱(312)上滑动的极限位，且当所述移动架(311)滑动至所述极限位时，所述滚边轮(320)将所述边部(110)弯折至所述预设角度的位置。7.根据权利要求6所述的预滚边工装，其特征在于：当所述移动架(311)滑动至所述极限位时，所述连杆(322)与所述导向柱(312)垂直。8.根据权利要求1至7中任一项所述的预滚边工装，其特征在于：所述预滚边工装还包括用于监测所述抵压动作的监测单元，所述监测单元能够在所述滚边轮(320)将所述边部(110)弯折至所述预设角度的位置时向外部发送信号。9.根据权利要求8所述的预滚边工装，其特征在于：所述监测单元包括电连接的报警器(330)和检测开关(331)，所述检测开关(331)能够因所述压紧轮(310)或所述滚边轮(320)在所述基座(30)上的移动到位而动作，而控制所述报警器(330)发出报警。10.一种预滚边方法，其特征在于，所述预滚边工装包括：将权利要求1至9中任一项所述的预滚边工装安装在一个驱动机构上；
为所述驱动机构设置驱使所述预滚边工装趋近所述工件(1)并将所述工件(1)压紧在胎膜(4)上的第一驱使路径，以及驱使所述预滚边工装沿所述工件(1)的边缘行进的第二驱使路径；且，所述第一驱使路径包括先后衔接的抵接段和压紧段，所述压紧轮(310)在所述驱动机构行至所述抵接段末尾时抵接在所述内板(10)上，并在所述驱动机构行进在所述压紧段的过程中停留在压紧所述工件(1)的位置；因相对于所述基座(30)的移动，所述压紧轮(310)带动所述滚边轮(320)做出所述抵压动作；在所述第二驱使路径上，所述预滚边工装完成对所述工件(1)的所述预滚边处理。

技术总结

本发明提供了一种预滚边工装及预滚边方法。本发明的预滚边工装包括基座、以及设于基座上的压紧轮和滚边轮。其中，压紧轮可导向移动地设于基座上，且压紧轮和基座之间设有弹性伸缩件，压紧轮和滚边轮之间设有传动机构；在基座趋近待预滚边处理的工件时，压紧轮能先抵接在工件的内板上，并在基座继续趋近的过程中停留在压紧工件的位置，并因相对于基座的移动而通过传动机构驱使滚边轮移动，以对工件的外板的边部做出抵压动作。本发明的预滚边工装，通过在基座上联动地设置压紧轮和滚边轮，借助压紧轮在压紧工件的过程中相对于基座的移动，由压紧轮驱使滚边轮进行抵压动作，可以有效提升预滚边处理的效率，并降低驱动机构的配备难度和数量。度和数量。度和数量。