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ABB 3BHB002916R0101 机器人滚边在汽车行业中的实际运用

时间:2023-12-20 19:02:30 作者:小编 点击:

当前,车身门盖内外板的连接通常都使用包边工艺,使用传通模具和压机进行冲压包边时,由于外板的包边轮廓要根据车身外形的变化而变化, 沿整个轮廓包边的角度也不同,包边过渡急剧的区域和包边角度过大的区域,包边都会非常困难。同时,传统的冲压包边模具占地多,成本高,柔性差。为缩短汽车开发周期、提高产品竞争力,新型内外板的连接技术—机器人滚边技术逐渐应用于车身生产中。

1 机器人滚边技术及现状

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机器人滚边系统主要包括三大部分:滚边夹具系统、滚轮系统、机器人及其控制系统。滚边夹具系统用于将待滚边钢板固定在滚边模具上,而滚轮系统中,滚边头固定在工业机器人上,滚边头上面的滚轮根据折叠加工步骤的不同进行选取,通过滚轮将外部钢板的边缘绕里面的钢板进行弯曲。机器人及其控制系统主要用于控制滚轮的运动轨迹,以及机器人与其它相关系统间的通信,可根据车身外形变化设定程序,以满足不同零件形状的滚边需求。在滚边时,滚边头通过压力装置将压力传给滚轮,通过滚轮施加作用力将工件在冲压过程中预留的翻边向内侧翻折,从而将外板的待包边紧紧压紧内板,使外板和内板被整合成一体。

与传统的冲压包边相比,机器人滚边由于模具数量少,包边单元的投资和维护费用都相对较低,且其开发时间和投入使用的准备时间比较短。 另外滚边系统具有极高的灵活性,不同型号可以在同一个制造单元中生产,滚边机器人还可以在制造单元中进行其他抓取和涂胶等任务。滚边零件的成形精度高,便面质量好。因此,机器人滚边技术已经成为塑性加工领域的一个研究热点,这得益于国内外许多科研机构和大型汽车制造企业的深入研究。现在国内外一些先进的汽车制造企业已将此项技术应用于制造外挂件,如车门,后盖和发动机罩,其它的应用领域包括天窗开口,以及轮罩包边。

2 滚边机器人现实应用案例

本案例中,零件为发动机盖,将零件外板和内板利用机器人滚边压合在一起。

2.1 工艺方法

本案例中,零件上下侧采用三次滚压成型法,每次压合角度依次为30°、60°、90°,左右采用,四次滚压成型的工艺过程,每次压合角度依次为30°、90°、120°、180°。从以上可以看出本案例为明显的欧式压合风格。

2.2 机器人的选型

选择机器人时只需确定两大参数即机器人的承载大小和机器人的工作范围,机器人的工作范围根据我们的工艺布局和模拟仿真结果来确定,机器人承载大小则根据工艺要求,机器人需要抓多重的物体、机器人工作过程中需施加多大的力及机器人运行速度,目前所采用的滚压工艺方法对机器人的要求只需计算机器人的滚压力即可。机器人滚压过程中,在相同部位,初压和终压的压合力不同,在不同部位的滚压力也不同,根据经验和所了解的多家滚边设备制造厂家所测试结果表明机器人滚边压合所用最大的滚边压合力小于200kg,所以本案例中选择的是能提供 200kg 滚压力的 ABB品牌机器人。

2.3 滚边压合速度

这是机器人滚边压合的关键参数,一般情况下,机器人的滚边速度设置在平均 200mm/s,在滚边曲率变化大、翻边角度大的区域,机器人滚边速度要慢一些, 通常在 50~

50mm/s,相对平直、曲率变化小、翻边角度小的区域滚边速度可适当增大一般在200~300mm/s,机器人轨迹优化较好的也可以达到500mm/s。

2.4 压边模

本案例中滚边底模采用整体铸造形式, 底模具有强度好,装配调试方便,稳定性好等优点。滚边底模具有高的稳定性和耐磨性能,做表面淬火,以满足耐磨性能的要求并且在热处理过程中变形较小具有较高的稳定性。 底模使用球铁材料,在整体加工后做表面淬火,硬度在HRC50 以上,滚边底模是镂空结构。

2.5 滚头

本案例采用机械柔性滚头,连接在机器人六轴上,滚头主要有机器人连接法兰、基板、滚压轮组等组成。

2.6 滚边轨迹模拟编程

应用机器人滚边压合技术必须掌握计算机模拟仿真技术,目前国内广泛应用的仿真软件是 Robcod。使用 Robcod软件按照工艺要求做出离线程序,模拟实际的工作状况,做到预先检查干涉,验证工艺节拍。在现场调试时,将离线程序导入到机器人中,大并且可以将调试好的机器人控制程序导入到计算机中,找出离线程序和在线程序差异,总结经验,提高机器人滚边压合的编程水平。