| 专利名称： | 被动式弹簧滚边组件 | ||
| 专利名称(英文)： | Passive spring binding assembly | ||
| 专利号： | CN201610098265.9 | 申请时间： | 20160223 |
| 公开号： | CN105728528A | 公开时间： | 20160706 |
| 申请人： | 武汉德宝装备股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 430000 湖北省武汉市武汉经济技术开发区12C2地块经开万达广场B区第S5-1幢17层B1-6号房 | ||
| 发明人： | 占朝阳 | ||
| 分类号： | B21D19/14; B21C51/00 | 主分类号： | B21D19/14 |
| 代理机构： | 武汉智权专利代理事务所(特殊普通合伙) 42225 | 代理人： | 沈林华 |
| 摘要： | 本发明公开了一种被动式弹簧滚边组件，其与汽车待滚边的板体接触，包括支架，其上部设有与机械手臂相连的法兰顶盖，下部通过第一铰链与底板铰接；弹簧缓冲器，其设置在所述法兰顶盖与所述底板之间；筒体，其设置在所述弹簧缓冲器与所述底板之间，所述筒体的上部与所述弹簧缓冲器的下部连接，所述筒体具有容纳导杆的内部空间，所述导杆的上端与所述弹簧缓冲器相抵触；第一滚边体，其设置在所述底板的下部，所述第一滚边体包括多个不同形状的滚轮。本发明具有滚压力稳定、调试简单、成本较低等优点。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a passive spring binding assembly, with the automobile to be binding of the contact of the plate, comprises a bracket, the upper portion is equipped with a mechanical arm of a flange connected to the top cover, the lower part of the 1st hinge and is articulated with the bottom plate; a spring buffer, which is disposed in the flange between the top cover and the bottom plate; the cylinder, which is disposed in the spring buffer and the bottom plate, the upper part of the cylinder with the spring is connected to the lower part of the buffer, with holding the cylinder internal space of the guide rod, the upper end of the guide rod is inconsistent with the spring buffer; edge body 1st, which is disposed in the lower part of the motherboard, the 1st binding body which comprises a plurality of different shapes. The invention has the advantages of stable trundle strength, debugging is simple, low cost, and the like. | ||
1.一种被动式弹簧滚边组件，其与汽车待滚边的板体接触，其特征在于， 包括： 支架，其上部设有与机械手臂相连的法兰顶盖，下部通过第一铰链与底板铰 接，所述法兰顶盖与所述底板平行且相对设置； 弹簧缓冲器，其设置在所述法兰顶盖与所述底板之间，所述弹簧缓冲器的上 部通过第二铰链与所述法兰顶盖铰接； 筒体，其设置在所述弹簧缓冲器与所述底板之间，所述筒体的上部与所述弹 簧缓冲器的下部连接，所述筒体具有容纳导杆的内部空间，所述导杆的上端与所 述弹簧缓冲器相抵触，所述筒体的下端通过第三铰链与所述底板铰接； 压力传感器，其设置在所述导杆与所述第三铰链之间；以及 第一滚边体，其设置在所述底板的下部，所述第一滚边体包括竖向设置的大 滚轮和小滚轮及与竖直方向呈一定倾角的水滴形滚轮。
2.如权利要求1所述的被动式弹簧滚边组件，其特征在于，所述筒体内设 有限制所述导杆左右晃动的无油衬套。
3.如权利要求2所述的被动式弹簧滚边组件，其特征在于，所述弹簧缓冲 器设有注油孔。
4.如权利要求3所述的被动式弹簧滚边组件，其特征在于，所述第一至第 三铰链均由对称阶梯轴和轴承组成，所述轴承套设在所述对称阶梯轴的一端，所 述轴承的两侧面套设内圈和外圈。所述轴承的外侧设置端盖密封。
5.一种被动式弹簧滚边组件，其与汽车待包边板体接触，其特征在于，包 括： 支架，其上部设有与机械手臂相连的法兰顶盖，其垂直于所述支架所在的平 面； 弹簧缓冲器，其设置在所述法兰顶盖下方，所述弹簧缓冲器的上部通过第四 铰链与所述法兰顶盖铰接； 筒体，其设置在所述弹簧缓冲器下方，所述筒体的上部与所述弹簧缓冲器的 下部连接，所述筒体具有容纳导杆的内部空间，所述导杆的上端与弹簧缓冲器相 抵触；以及 第二滚边体，其设置在所述筒体下方，所述第二滚边体上部与所述筒体的下 部通过第五铰链铰接，所述第二滚边体的一侧与所述支架的下部通过第六铰链铰 接，所述第二滚边体包括竖向设置的大滚轮和小滚轮及与竖直方向呈一定倾角的 水滴形滚轮。
6.如权利要求5所述的被动式弹簧滚边组件，其特征在于，所述筒体内设 有限制所述导杆左右晃动的无油衬套。
7.如权利要求6所述的被动式弹簧滚边组件，其特征在于，所述弹簧缓冲 器设有注油孔。
8.如权利要求7所述的被动式弹簧滚边组件，其特征在于，所述第四至第 五铰链均由对称阶梯轴和轴承组成，所述轴承套设在所述对称阶梯轴的一端，所 述轴承的两侧面套设内圈和外圈。所述轴承的外侧设置端盖密封。
1.一种被动式弹簧滚边组件，其与汽车待滚边的板体接触，其特征在于， 包括： 支架，其上部设有与机械手臂相连的法兰顶盖，下部通过第一铰链与底板铰 接，所述法兰顶盖与所述底板平行且相对设置； 弹簧缓冲器，其设置在所述法兰顶盖与所述底板之间，所述弹簧缓冲器的上 部通过第二铰链与所述法兰顶盖铰接； 筒体，其设置在所述弹簧缓冲器与所述底板之间，所述筒体的上部与所述弹 簧缓冲器的下部连接，所述筒体具有容纳导杆的内部空间，所述导杆的上端与所 述弹簧缓冲器相抵触，所述筒体的下端通过第三铰链与所述底板铰接； 压力传感器，其设置在所述导杆与所述第三铰链之间；以及 第一滚边体，其设置在所述底板的下部，所述第一滚边体包括竖向设置的大 滚轮和小滚轮及与竖直方向呈一定倾角的水滴形滚轮。
2.如权利要求1所述的被动式弹簧滚边组件，其特征在于，所述筒体内设 有限制所述导杆左右晃动的无油衬套。
3.如权利要求2所述的被动式弹簧滚边组件，其特征在于，所述弹簧缓冲 器设有注油孔。
4.如权利要求3所述的被动式弹簧滚边组件，其特征在于，所述第一至第 三铰链均由对称阶梯轴和轴承组成，所述轴承套设在所述对称阶梯轴的一端，所 述轴承的两侧面套设内圈和外圈。所述轴承的外侧设置端盖密封。
5.一种被动式弹簧滚边组件，其与汽车待包边板体接触，其特征在于，包 括： 支架，其上部设有与机械手臂相连的法兰顶盖，其垂直于所述支架所在的平 面； 弹簧缓冲器，其设置在所述法兰顶盖下方，所述弹簧缓冲器的上部通过第四 铰链与所述法兰顶盖铰接； 筒体，其设置在所述弹簧缓冲器下方，所述筒体的上部与所述弹簧缓冲器的 下部连接，所述筒体具有容纳导杆的内部空间，所述导杆的上端与弹簧缓冲器相 抵触；以及 第二滚边体，其设置在所述筒体下方，所述第二滚边体上部与所述筒体的下 部通过第五铰链铰接，所述第二滚边体的一侧与所述支架的下部通过第六铰链铰 接，所述第二滚边体包括竖向设置的大滚轮和小滚轮及与竖直方向呈一定倾角的 水滴形滚轮。
6.如权利要求5所述的被动式弹簧滚边组件，其特征在于，所述筒体内设 有限制所述导杆左右晃动的无油衬套。
7.如权利要求6所述的被动式弹簧滚边组件，其特征在于，所述弹簧缓冲 器设有注油孔。
8.如权利要求7所述的被动式弹簧滚边组件，其特征在于，所述第四至第 五铰链均由对称阶梯轴和轴承组成，所述轴承套设在所述对称阶梯轴的一端，所 述轴承的两侧面套设内圈和外圈。所述轴承的外侧设置端盖密封。
翻译：技术领域
本发明涉及用于汽车制造的夹具，更具体地说，本发明涉及一种被动式弹 簧滚边组件。
背景技术
汽车门盖包边技术现已成为汽车制造过程中的一项重要工艺，在车身中应用 包边工艺的主要包括车门、机盖、翼子板和天窗版顶盖等，门盖线的包边方式主 要有压力机模压包边、台式包边机包边及机器人滚压包。机器人滚边技术是一项 新型包边技术，具有成形美观、容易实现柔性化生产、投入及维护成本低、作业 面积小、包边质量稳定且调试周期相对较短等显著特点。
目前，机器人滚边设备中滚轮直接与被连接板接触，也是压力直接传输的部 件，用以保证外板的包边轮廓形状精度。滚轮系统通常采用弹簧缓冲系统、气囊 缓冲系统和刚性系统等，但一般弹簧缓冲系统易出现滚压力不稳定、调试困难、 成本较高等缺陷；气囊缓冲系统复杂，需要管线包，价格高，尺寸较大，干涉区 域大；刚性系统易产生冲击和磨损，使用久后对滚边质量产生不利影响。
预滚边(45°)时，滚轮在重载弹簧800N的预压力下工作，一般而言，对 于0.7～0.8mm的外板，预滚边压力都在700～800N，此时滚头可以认为是刚性 的，只是当轮廓急剧变化的区域才会略高，此时滚轮在弹簧、导套和导杆作用下 做缓冲。可以调整轨迹，缓解冲击，使滚边力控制在800N以内。
为了避免回弹，终滚边力一般在1600N～1700N，终滚边时，滚轮在重载和 轻载两个弹簧的作用下工作，预压力1700N，此时滚头的工作与预滚边类似。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和缺陷，并提供后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种被动式弹簧滚边组件，通过将支架、弹簧 缓冲器、导杆及滚边体之间的连接采用铰链连接，构成平面四杆机构，结构简单、 易于使用，解决车身开闭件内外板机器人包边压力控制问题，提高控制精度﹑运 动位置和速度精确，节能效果好。
本发明还有一个目的是通过设置压力传感器，可根据滚边效果和滚边压力 采集器获得的压力数据对轨迹进行修正，实时读取压力，保证机器人的轨迹和滚 轮的轨迹保持一致，适应性强。
本发明还有一个目的是通过将滚头支架的高度变小，筒体直接与滚边体通 过铰链连接，简化结构后可保证滚头整体的刚性，滚头到机器人末端的传力更为 准确，方便滚头的更换。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种被动式弹簧滚边组 件，其与汽车待滚边的板体接触，包括：
支架，其上部设有与机械手臂相连的法兰顶盖，下部通过第一铰链与底板铰 接，所述法兰顶盖与所述底板平行且相对设置；
弹簧缓冲器，其设置在所述法兰顶盖与所述底板之间，所述弹簧缓冲器的上 部通过第二铰链与所述法兰顶盖铰接；
筒体，其设置在所述弹簧缓冲器与所述底板之间，所述筒体的上部与所述弹 簧缓冲器的下部连接，所述筒体具有容纳导杆的内部空间，所述导杆的上端与所 述弹簧缓冲器相抵触，所述筒体的下端通过第三铰链与所述底板铰接；
压力传感器，其设置在所述导杆与所述第三铰链之间；以及
第一滚边体，其设置在所述底板的下部，所述第一滚边体包括竖向设置的大 滚轮和小滚轮及与竖直方向呈一定倾角的水滴形滚轮。
优选地，所述筒体内设有限制所述导杆左右晃动的无油衬套。
优选地，所述弹簧缓冲器设有注油孔。
优选地，所述第一至第三铰链均由对称阶梯轴和轴承组成，所述轴承套设在 所述对称阶梯轴的一端，所述轴承的两侧面套设内圈和外圈。所述轴承的外侧设 置端盖密封。
本发明还提供了另一种被动式弹簧滚边组件，其与汽车待包边板体接触，包 括：
支架，其上部设有与机械手臂相连的法兰顶盖，其垂直于所述支架所在的平 面；
弹簧缓冲器，其设置在所述法兰顶盖下方，所述弹簧缓冲器的上部通过第四 铰链与所述法兰顶盖铰接；
筒体，其设置在所述弹簧缓冲器下方，所述筒体的上部与所述弹簧缓冲器的 下部连接，所述筒体具有容纳导杆的内部空间，所述导杆的上端与弹簧缓冲器相 抵触；以及
第二滚边体，其设置在所述筒体下方，所述第二滚边体上部与所述筒体的下 部通过第五铰链铰接，所述第二滚边体的一侧与所述支架的下部通过第六铰链铰 接，所述第二滚边体包括竖向设置的大滚轮和小滚轮及与竖直方向呈一定倾角的 水滴形滚轮。
优选地，所述筒体内设有限制所述导杆左右晃动的无油衬套。
优选地，所述弹簧缓冲器设有注油孔。
优选地，所述第四至第六铰链均由对称阶梯轴和轴承组成，所述轴承套设在 所述对称阶梯轴的一端，所述轴承的两侧面套设内圈和外圈。所述轴承的外侧设 置端盖密封。
本发明至少包括以下有益效果：
1、通过将支架、弹簧缓冲器、导杆及滚边体之间的连接采用铰链连接，构 成平面四杆机构，结构简单、易于使用，解决车身开闭件内外板机器人包边压力 控制问题，提高控制精度﹑运动位置和速度精确，节能效果好。
2、可根据滚边效果和滚边压力采集器获得的压力数据对轨迹进行修正，实 时读取压力，保证机器人的轨迹和滚轮的轨迹保持一致，适应性强。
3、通过将滚头支架的高度变小，筒体直接与滚边体通过铰链连接，简化结 构后可保证滚头整体的刚性，滚头到机器人末端的传力更为准确，方便滚头的更 换。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通 过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为图1的右视图；
图3为图1的剖视图；
图4为本发明实施例2的结构示意图；
图5为图5的右视图；
图6为图5的剖视图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说 明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出 一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
如图1-3所示，一种被动式弹簧滚边组件，其与汽车待滚边的板体接触，包 括：
支架1，其上部设有与机械手臂相连的法兰顶盖3，下部通过第一铰链21 与底板12铰接，所述法兰顶盖3与所述底板12平行且相对设置；
弹簧缓冲器5，其设置在所述法兰顶盖3与所述底板12之间，所述弹簧缓 冲器5的上部通过第二铰链22与所述法兰顶盖3铰接；
筒体6，其设置在所述弹簧缓冲器5与所述底板12之间，所述筒体6的上 部与所述弹簧缓冲器5的下部连接，所述筒体6具有容纳导杆13的内部空间， 所述导杆13的上端与所述弹簧缓冲器5相抵触，所述筒体6的下端通过第三铰 链与所述底板12铰接；
压力传感器11，其设置在所述导杆13与所述第三铰链23之间；以及
第一滚边体7，其设置在所述底板12的下部，所述第一滚边体7包括竖向 设置的小滚轮8和大滚轮9及与竖直方向呈一定倾角的水滴形滚轮10。
所述筒体6内设有限制所述导杆13左右晃动的无油衬套14。
所述弹簧缓冲器5设有注油孔4。
所述第一铰链21、第二铰链22以及第三铰链23均由对称阶梯轴和轴承组 成，所述轴承套设在所述对称阶梯轴的一端，所述轴承的两侧面套设内圈和外圈。 所述轴承的外侧设置端盖密封。
在本实施例中，所述支架1与法兰顶盖3采用螺栓连接固定，所述法兰顶盖 3下端与第二锁链22上端通过法兰盘相连接，所述第二锁链22下端与弹簧缓冲 器5上部通过法兰盘相连接，所述压力采集器11下端与第三锁链23上方通过法 兰盘相连接，所述压力采集器11上端端盖由螺栓密封,所述第三锁链23下方与 底板12上侧采用螺栓连接，底板12下侧与滚边体7采用螺栓连接，法兰盘均采 用螺栓连接。
本实施例的被动式弹性滚边头组装时，将法兰顶盖3安装在滚头支架1上端， 法兰顶盖3下部与滚头支架1上端采用螺栓固定，第二锁链22放置在法兰顶盖 3下部以螺栓连接，弹簧缓冲器5安装在第二锁链22下方以螺栓连接，筒体6 安装在弹簧缓冲器5下端，筒体6上部与弹簧缓冲器5下端采用螺栓固定，压力 采集器11安装在第三锁链23上方以螺栓连接，第三锁链23安装在底板12上部 以螺栓连接，底板12与支架1通过第一锁链21完成连接，滚边体7安装在底板 12下端，滚边体7与底板12采用螺栓连接，法兰顶盖3也通过螺栓与机器人手 臂(图中未示出)连接，即完成被动式弹性滚边头安装。
实施例2
如图4-6所示，一种被动式弹簧滚边组件，其与汽车待包边板体接触，包括：
支架1，其上部设有与机械手臂相连的法兰顶盖3，其垂直于所述支架1所 在的平面；
弹簧缓冲器5，其设置在所述法兰顶盖3下方，所述弹簧缓冲器5的上部通 过第四铰链24与所述法兰顶盖3铰接；
筒体6，其设置在所述弹簧缓冲器5下方，所述筒体6的上部与所述弹簧缓 冲器5的下部连接，所述筒体6具有容纳导杆61的内部空间，所述导杆61的上 端与弹簧缓冲器5相抵触；以及
第二滚边体7，其设置在所述筒体下方，所述第二滚边体7上部与所述筒体 6的下部通过第五铰链25铰接，所述第二滚边体的一侧与所述支架1的下部通 过第六铰链26铰接，所述第二滚边体7包括竖向设置的大滚轮9和小滚轮8及 与竖直方向呈一定倾角的水滴形滚轮10。
所述筒体6内设有限制所述导杆61左右晃动的无油衬套62。
所述弹簧缓冲器5设有注油孔4。
所述第四至第六铰链均由对称阶梯轴和轴承组成，所述轴承套设在所述对称 阶梯轴的一端，所述轴承的两侧面套设内圈和外圈。所述轴承的外侧设置端盖密 封。
所述支架1上部与法兰顶盖3采用螺栓连接固定，所述法兰顶盖3下端与第 四铰链24上端通过法兰盘相连接，所述第四铰链24下端与弹簧缓冲器5上部通 过法兰盘相连接，所述弹簧缓冲器5下部与筒体6上部通过法兰盘相连，筒体6 下部采用螺栓密封。
利用本发明进行机器人滚边操作时，滚边过程由机器人抓持滚边工具执行滚 边程序，沿零件轮廓运动依次完成整个车门的滚边，以上技术对于本领域普通技 术人员而言都是可知的。在滚边过程中，随着机器手臂沿滚边轮廓运动，只有滚 轮转动，其余滚边头组件相对不运动，这一过程通过滚边体内轴承来实现，即轴 承实现运动的分离。滚边压力通过导杆传递到弹簧上，当滚边压力小于或等于弹 簧弹力时，弹簧不压缩也不伸长，弹簧与滚筒轴相对静止，此时滚边压力恒定， 滚头在刚性状态下工作。当滚边压力大于弹簧弹力时，导杆向上运动，压缩弹簧， 弹簧弹力增大，当滚边压力与弹簧弹力平衡时，二者相对静止，保持恒定压力滚 边，滚头处于弹性保护阶段，可减轻滚头和工件的冲击。当滚边压力减少，在压 缩弹簧的，滚边轴向下运动，当达到平衡时，二者相对静止。具体运动如下，滚 边体中的小滚轮或大滚轮接触工件沿轮廓滚动时，受到滚边压力作用于滚头，预 滚压力较小，弹簧缓冲器中的弹簧不变形，各铰链不发生转动，整个滚头处于刚 性系统阶段。当终压力较大，滚边压力大于设定的弹簧压力时，导杆向上运动导 致弹簧缓冲器中的弹簧变形，各铰链利用平面四杆原理转动，进入另外一个刚性 系统阶段，滚边体与工件之间的摩擦力将工件在冲压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，实现滚压包边。
本发明的工业实用性
1、通过将支架、弹簧缓冲器、导杆及滚边体之间的连接采用铰链连接，构 成平面四杆机构，结构简单、易于使用，解决车身开闭件内外板机器人包边压力 控制问题，提高控制精度﹑运动位置和速度精确，节能效果好。
2、可根据滚边效果和滚边压力采集器获得的压力数据对轨迹进行修正，实 时读取压力，保证机器人的轨迹和滚轮的轨迹保持一致，适应性强。
3、通过将滚头支架的高度变小，筒体直接与滚边体通过铰链连接，简化结 构后可保证滚头整体的刚性，滚头到机器人末端的传力更为准确，方便滚头的更 换。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式 中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人 员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的 一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
