车门自动化滚边工作站设计要点
张懃;李爽;黄利文
【摘 要】介绍了车门内外板滚边工作站的设计方法,其中重点叙述了胎模夹具的结构,内外板的滚边定位,站桩的夹紧,滚边的顺序,滚边的调整及安全要求等内容,希望它能对初次使用者提供有益的参考. 【期刊名称】《模具制造》
【年(卷),期】2017(017)009
【总页数】6页(P34-39)
【作 者】张懃;李爽;黄利文
【作者单位】布卫生巾湖北齐星模具制造股份有限公司 湖北随州 441300;湖北齐星模具制造股份有限公司 湖北随州 441300;湖北齐星模具制造股份有限公司 湖北随州 441300
【正文语种】中 文
【中图分类】led数码管显示屏TG385.2
构成轿车车身的大型外覆盖件，共有11个零件，它们是：左右翼子板、左右整体侧围，和4门3盖，其中4个车门，发动机罩和后背箱盖共6件，都和内板压合构成薄壁型封闭组合件，它们和车身使用铰链连接起来，可以随时开合。有的车型，其前围上板和内板也需要用包边方法组装。内外板的组合，由于外表面的特殊要求，不能用点焊方法，只能用压合包边工艺方法组合，因而产生了一种特殊的包边工艺。
目前，内外板的包边方法有3种形式：①采用专用包边模；②采用滚弯方法包边；③采用自动包边生产线包边。目前这3种方法现在都在应用，国内采用包边模方法较多，滚边方法则多用在批量较小的专用车上，而自动包边生产线，则非常适用于大批量生产的轿车，在国外已经广泛采用。包边时要求将外板件周边事先弯成90°角，最大105°，该角度应方便装入内板。第①种方法，需要配置一台专用的800t左右液压机，其包边模结构复杂，合模时预弯镶块首先将翻边弯成45°，然后马上打开，最后由垂直刀块压合；第②种方法，需要采购一台机器人，机器人带动滚轮沿制件外形滚动，其滚边一般分3步进行，第一步将翻边内角 滚成60°，第二步滚成30°，最后滚成0°，完成包边；第③种方法，建立自动生产线，这是一种先进方法，但调试非常复杂，一旦出现故障，常常会影响生产。
本文只介绍车门内外板自动化滚边工作站的设计要点。
2.1 车门滚边工作站的基本结构
滚边工作站在结构上，由胎膜夹具和机器人两大部分组成，前者用于内外板组件的安装、定位和夹紧，并为滚边工作提供一个适宜的操作空间与角度，后者则驱动滚轮靠近胎膜边缘对制件进行滚边，逐渐改变翻边角度直至压合。图1所示是正在工作的滚边工作站图片，其左边的夹具安装在转台上，与水平面倾斜45°，右边的机器人，则布置在夹具长边中间的翻边位置，这样可以使机器人更容易沿模具周边进行滚边作业。
刹车蹄块2.2 夹具
（1）胎模。
胎模的主要用途是托住安装车门的，胎模的外形和图2a车门相似，每边要大出滚轮的导向
斜面，此时的车门是一个内外板已经组合在一起的组件（见图2b），内外板的相互位置需要通过检具校准，并已用胶合方法初步固定，只差包边工序需要在本滚边工作站上进行最后的滚边压合。
胎膜的型面是和车门外板表面相贴合的凹面，周围宽80mm左右为全型面，中间只有较窄的筋条加强，但不符型，只在中间2点用聚胺酯块托浮，胎膜是用FMC实型铸造方法铸出，并进行最大限度的减轻。胎膜固定在45钢下固定板上（见图3），胎模高度应为安装夹紧站桩和滚轮运动创造条件，一般设计高度为350～400mm左右，如图4所示，周围60°倒角为第一道滚轮导向面，其形状尺寸如图5所示。
（2）定位方法。
扁蓿豆
车门内外板在滚边机上的定位非常重要，它决定滚边质量。内板位置是采用2个手气动定位销，其定位孔设在内板下部，采用人工手动定位，电磁阀控制夹紧缸进气压紧，待所有滚边工序完成后由模块控制所有夹紧缸全部打开，结构如图6所示。
在胎膜周围共安装活动定位板8个，每边2个，结构如图7所示，定位板在弹簧作用下，向
上伸出，定位外板件，当滚轮经过时，定位板下弹簧被压缩，定位板缩回，并不影响滚边。制作纪念章
图8所示胎膜周围的斜角，该斜角是滚轮前进的滑动面，它可以控制滚边时内收量的均匀性，保证滚边质量。
（3）夹紧站桩。
滚边时制件要固定夹紧，以防止制件移动，夹紧点一共设置约20个，外周设置8个夹紧点，内部通过窗框或工艺孔，设置12个夹紧点，其中6个在窗框内，6个在工艺孔内。夹紧点数量，在调试时可适当增减。站桩和夹紧机构，如图9所示。
夹紧着力点，要布置在滚边最宽边缘以内，即外板边缘向内约15mm处，如图9所示。
外周设置的8个夹紧点，在滚边时，要自动分段打开，滚边后要及时自动夹紧；内部12点滚边时始终处于夹紧状态，不可松弛。所有夹紧均依靠气缸完成。
（4）胎模组合安装。
胎模制造好后，要固定在如图10的安装支架上。支架的2个45°斜面，分别固定左右车门的滚边模具，当靠进机器人的一侧进行滚边时，另一侧可以拆卸和安装车门制件，以备下一轮滚边，这样可以节省装卸时间，充分发挥机器人效率。支架下方的平面，用于安装转台。
2.3 转台
转台是用于左右车门滚边胎模旋转换位的装置。转台实际是一个变速箱，其原理是应用涡轮涡杆机构，将电动机转速进行大比例减速，图11是转台的外形，图12是其剖面图，图中涡轮涡杆清晰可见，最上的转盘由涡轮带动，可以进行180°往返运动，其重复定位精度需达到±0.10mm。
2.4 夹具与转台安装
滚边机构整机安装后，如图13所示，机器机构轻盈，制造简单，它非常适用于小批量专用车的生产上。我公司历年来研制的数十种专用车，全都采用滚边方法进行内外板包边压合，包边质量完好。
2.5 机器人
本滚边机构采用ABB公司的机器人，机器人的指端安装有包边滚轮，滚轮的运行程序，必须由经过严格培训，并经考核合格的编程人员编制，编好的程序还要经过认真、仔细的调整，才能用于试生产，图14是滚轮立体图，图15是机器人滚轮结构图，其A-A剖面是滚轮与机器人之间的安装支架，B-B是滚轮剖面，右端用于滚制60°和30°角，左端用于滚制0°角。由图16可知，车门周围的滚边，既有直线段，也有凸曲线和凹曲线段，其中5个拐角既有大圆角D，也有小圆角A,B,C。其滚边不会一蹴而就，调整会非常复杂、麻烦。
滚边顺序结合图16，叙述如下：
（1）A-B段：从A点顺时针开始滚边至B点，在转台到位时，气缸AA1，AA2就打开，机器人在进入A点时发出Wait for Segment1等待命令,在B点时发出Finish Segment1结束命令。
（2）B-C段：从B点开始到C点，打开气缸BB1，同时先关闭A组气缸，机器人在B点等待，机器人在进入B点时发出Wait for Segment2等待命令,在C点时发出Finish Segment2结束命令。
（3）C-D段：从C点开始到D点，打开气缸CC1，CC2，DD1，DD2，DD3，同时先关闭B组气缸，机器人在C点等待，机器人在进入D点时发出Wait for Segment3等待命令,在D点时发出Finish Segment3结束命令。
（4）D-A段：从D点开始到A点，打开气缸HH1，HH2，GG1，FF1，同时先关闭C组气缸，机器人在D点等待，机器人在进入D点时发出Wait for Segment4等待命令，在A点时发出Finish Segment4结束命令。
一个车门的滚边需要按上述程序，分3道反复进行，分别完成60°、30°和0°滚边，如图17所示，图17上图将外板翻边滚为60°内角，图17中图将内角缩小到30°，图17下图完成包边。左右车门滚边顺序及信号相同。
siro-1967滚边精度和外板翻边圆角R，板面形状，材料性能，预翻边进刀角度等因素有关，一般滚边后外形内收0.1～0.2mm左右，这种精度很高，可以满足各种车型的车门安装质量要求。
4.1 调整要求
（1）滚边时，外板翻边的内圆角（Sharp）要尽量小，一般取R=t/2，特殊情况取R=0.1～
0.2mm。小圆角对滚边有好处，可以减小内缩量。
（2）制件与胎模贴合要好，如果不匹配，存在间隙，对滚边不好。内板修边边缘不得有毛刺，有毛刺的零件，包边后外板表面会出现压伤痕迹。
（3）外板翻边与内板法兰沿周要留有间隙，不能贴在一起，否则需要调整定位销，包边后，内板法兰边缘距外板包边内边缘要保证1～2mm间隙，不得与外板弯边R干涉。包边后内外板叠加宽度不小于3mm，如图18所示。
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