机器人滚边在汽车行业中的实际运用
浅谈汽车行业机器人滚边设备技术要求
浅谈汽车行业机器人滚边设备技术要求摘要：当前汽车行业为了追求产品更加动感的外形造型需要，对比传统车身门盖内外板的连接工艺上使用传通模具和压机进行包边，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，包边过渡急剧变化的区域和包边角度过大的区域，传统压合包边工艺已经非常困难，难以满足汽车造型需要要求和工艺质量要求。
同时传统的冲压包边模具占地多，设备投入成本高，车型共用型柔性差。
如今主流汽车厂为了缩短汽车开发周期、提高产品竞争力，大量采用新型内外板的连接技术—机器人滚边技术逐渐应用于汽车焊装门盖、侧围、顶盖的生产中。
关键词：机器人滚边、滚边胎膜。
1．术语和定义滚边（或叫辊边）是包边的一种，机器人滚边工艺是机器人按预定的程序和轨迹控制滚边工具的运动，将部件按相应程序进行折边处理的工艺过程。
按照滚边成型类型分标准式滚边、水滴式滚边、楔边式包边、特殊式包边；按照滚边头设备分为普通滚边、飞行滚边。
2.滚边工装设备技术要求2.1滚边胎膜技术要求2.1.1 滚边胎模的设计基于产品闭合数据，滚边胎膜的形状被设计成一个整体式结构，中间设计有相应的加强筋。
胎膜设计时需要考虑外板的打开角度、翻边高度、折边缩进量（Roll in）,在胎膜正式设计前其一般是确定的。
常见胎膜外轮廓面设计，一种设计形式为胎模的轮廓尺寸相对产品轮廓大0.3mm～1.0mm；另一种为胎膜的轮廓尺寸与产品轮廓同样大小，胎膜调试基准面是否采用60°倒角不做强制要求；胎膜轮廓线与零件是否平齐不做强制要求。
2.1.2 滚边胎膜的公差和型面以及外轮廓有关，在滚边胎膜中需要设计四个基准孔用于胎膜精度标定使用，基准孔需要设置盖板，防止灰尘等进入基准孔从而影响测量精度。
2.1.3 胎模表面不允许有粘砂、夹砂、飞边、毛刺，浇冒口和氧化皮在出厂前需要清理干净，不允许存在影响胎膜铸件性能的裂纹、缩孔、夹渣、穿透性气孔等。
2.1.4 螺纹孔与螺丝孔、螺纹孔与销孔之间的尺寸公差为±0.2mm,销孔到基准孔之间的尺寸公差为±0.02mm。
工业机器人在汽车制造中的应用案例
工业机器人在汽车制造中的应用案例工业机器人是一种能够自动执行重复性、危险性或高精度工作的智能机械设备。
它们在各个行业的生产线上发挥着重要作用，尤其在汽车制造领域。
本文将介绍几个工业机器人在汽车制造中的应用案例，以展示其在提高生产效率、质量控制和安全性方面的优势。
案例一：焊接机器人焊接是汽车制造中必不可少的工序之一，而工业机器人在焊接作业中的应用已经得到广泛应用。
以某汽车制造公司的生产线为例，他们引入了焊接机器人，用于汽车车身的焊接工艺。
这些机器人通过激光传感器和视觉系统，能够精确检测并找到焊接位置，然后自动执行焊接工作。
相比于传统的手工焊接，机器人的工作效率更高且具有更高的一致性和准确性，从而提高了焊接质量和生产效率。
案例二：装配机器人汽车的装配过程需要进行大量的零部件组装和安装工作，而装配机器人能够在这个过程中发挥重要作用。
例如，在发动机装配工序中，工业机器人通过视觉识别系统和机械手臂来执行发动机部件的组装工作。
机器人可以准确、稳定地拿取零部件并进行组装，避免了人为因素所引发的误差，并且能够快速完成高精度的任务。
装配机器人在提高生产效率的同时，还能够减少员工的劳动强度和提高工作安全性。
案例三：喷涂机器人在汽车制造中，车身的喷涂是一个关键的工序，而工业机器人在喷涂过程中的应用可以提高喷涂效果和工作效率。
传统的喷涂往往会受到施工者技术水平和环境因素的影响，而喷涂机器人可以通过预先设置的程序来实现一致、均匀的喷涂。
它们能够根据车身的形状和尺寸，自动调整喷涂角度和压力，从而实现高质量的喷涂效果。
此外，机器人喷涂也可以避免了有害气体的释放，提高了工作环境的安全性。
案例四：搬运机器人汽车制造过程中需要大量的物料搬运和仓储工作，而搬运机器人的引入可以提高生产效率和人力资源利用率。
以某汽车制造工厂的物流中心为例，他们使用搬运机器人来完成货物的搬运和摆放工作。
这些机器人通过激光导航系统和传感器，能够准确地识别和定位货物，并通过机械臂进行搬运操作。
机器人水滴滚边技术的研究和应用探讨
机器人水滴滚边技术的研究和应用探讨机器人水滴滚边技术是指机器人自主地沿着边缘移动的能力，类似于水滴在平面上滚动的方式。
这种技术对于机器人在复杂环境中的导航和运动控制具有重要意义，可以帮助机器人更灵活地适应各种场景，提高其自主感知和决策能力。
在研究方面，机器人水滴滚边技术主要涉及两个方面：一是环境感知与边缘检测，二是运动规划与控制。
1. 环境感知与边缘检测：机器人需要通过传感器感知周围环境，识别出与机器人所在位置最近的边缘。
这可以通过激光雷达、视觉传感器等实现。
激光雷达可以提供高精度的距离信息，可以用于检测周围环境的边界；视觉传感器可以提供图像信息，通过图像处理算法可以实现对边缘的检测和识别。
2. 运动规划与控制：在感知到边缘之后，机器人需要根据当前位置和环境信息进行路径规划，确定沿边移动的路径。
路径规划可以使用图搜索算法、机器学习算法等方法来实现。
在路径规划确定后，机器人需要进行运动控制，实现沿边移动。
运动控制可以利用轮式机器人的差速控制方法，也可以通过机械臂的移动来实现。
机器人水滴滚边技术的应用可以广泛涉及到各个领域。
以下是一些可能的应用场景：1. 物流仓储：机器人可以在仓库中灵活地滚动，准确地识别货架的边缘，并进行精确的移动和操作，提高仓库的物流效率和自动化程度。
2. 家庭服务机器人：机器人可以自主地在室内环境中滚动，识别家具的边缘，避开障碍物，提供家居服务，如打扫卫生、送餐等。
3. 农业机器人：机器人可以在农田中自主滚动，识别田块的边缘，进行精确的播种、施肥和喷洒等操作，提高农作物生产效率和减少农药的使用。
4. 智能车辆：机器人车辆可以利用水滴滚边技术，在复杂的城市交通环境中自主导航，识别道路边缘，避免碰撞，并进行精确的控制和停车。
滚边机器人在四门二盖中运用
10.16638/ki.1671-7988.2021.011.041滚边机器人在四门二盖中运用刘阳（杭州吉利汽车有限公司，浙江杭州310000）摘要：相比于传统液压机包边，滚边机器人柔性化在汽车制造业得到广泛推广。
滚边技术主要运用在汽车四门二盖制造，四门二盖直接影响白车身整体产品质量，滚边机器人设备构造工艺参数设置选择在生产过程中起到关键性作用，文章主要针对滚边机器人设备组成、工艺和在生产过程中常见影响质量缺陷问题学习，提高设备人员对滚边机器人的掌握水平，进一步提升四门二盖产品质量。
关键词：滚边机器人；四门二盖；质量中图分类号：U466 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)11-129-04The Hemming Robot is Used in Four Doors and Two CoversLiu Yang( Hangzhou Geely Automobile Co., Ltd., Zhejiang Hangzhou 310000 )Abstract: The flexible application of hemming robots has been widely promoted in the automobile manufacturing industry compared with traditional hydraulic presses. Hemming technology is mainly used in the manufacture of four doors and two covers for automobiles. The four doors and two covers directly affect the overall product quality of the body in white. Parameter setting selection plays a key factor in the production process. The article mainly focuses on the composition and technology of the hemming robot and the common quality defects that affect the production process. It increases the equipment personnel to master the hemming robot and improves the quality of the four-door two-cover product. Keywords: Hemming robot; Four doors and two covers; QualityCLC NO.: U466 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)11-129-041 引言汽车四门二盖（左前车门、右前车门、左后车门、右后车门、前盖、后盖）内外板之间装配不能采用焊接工艺[1]，传统四门二盖包边工艺需起重机或其他装（承）载设备将模具吊装搬运到液压机上固定，人员将冲压零部件内外板放入模具内。
汽车各种夹具及包边、滚边系统应用
1.汽車包邊專機包邊—中國第一台車門包邊機是由被授與中國國務院表彰獎的研究員級高工–戴崇強(南京耀國機電工程有限公司)於廠發明生產完成的。
从此解决了工人直接用工具敲打成形的手工包边的劳动强度大, 噪声高, 而且产品的一致性差, 生产效率低, 质量难以保证, 不能适题。
從此解決了工人直接用工具敲打成形的手工包邊的勞動強度大, 噪聲高, 而且產品的一致性差, 生產效率低, 質量難以保證, 不問題。
车门包边工艺技术要求包边机是把冲压后的外板包住内板, 使之联成一体。
車門包邊工藝技術要求包邊機是把沖壓後的外板一辆汽车所要包的门有: 左右驾驶室车门，左右后车门, 后备箱门, 发动机罩。
每一輛汽車所要包的門有: 左右駕駛室車門，左右後车门包边机的构成与用途如下：車門包邊機的構成與用途如下：
设备构成：汽车门盖液压包边机由三部分构成, 包边主机、液压站和电气控制柜。
設備構成：汽車門蓋液壓包邊機由三部分構成, 包
设备用途：本设备适用于各类汽车车门、发动机罩、散热器面罩框等汽车覆盖件总成的包边成型工艺，也可以用于其它薄板零件備適用於各類汽車車門、發動機罩、散熱器面罩框等汽車覆蓋件總成的包邊成型工藝，也可以用於其它薄板零件的包邊成型。
设气动升降工件、PLC程序控制完成工艺操作。
設備採用氣動夾緊、液壓包邊、氣動升降工件、PLC程序控製完成工藝操作。
车身关键部件制造的柔性化技术——机器人滚边技术
２ 滚 边 设 备
２ １ 滚边 夹具 系统 不 同车 型 的零件 差 别很 大 ，零件 不 同部 位材 料成 形特 点迥 然 不 同 ，所 以确定
具体 的压 合参 数 要从 实 际 出发 ，充 分考 虑诸 多 因素 的 影 响 ，切 不可 盲 目照 搬 。 图 １ 是顶 盖 天 窗 滚 边 的成 形
个过 程 中没 有窜动 。 内板定 位优选 专 用定位 孔 ，因为
滚 边过程 中 ，定位 孔每 个 方向上都 可 能 受力 ，而且 受
求 ，确 定 不 同部位 的压 合 参数 （ 包括 压合 角 度 、压合
过 程。
天 窗外 板
力、压 合 轨迹 、压 合 轮 的极 限参 数等 ） 冲 压件 相 关 和 部 位 的要 求。
（ａ）
ｂ）
在 生 产 四 门、 前 盖 、后 盖 、 乙字 板 等 部 件 时 ，
滚 边过 程 ～般 分 ２ ４ 完成 ：在 生产 顶 盖 时 ，滚 边过 ～ 次
本 ，也能 给） ｑ 、安装 带来 方便 。 ３ － ｎ （ 定位 夹 紧机构 ２）
项 盖外板
底 模
顶盖 内板
定 位夹 紧机构
图２ 顶 盖滚 边夹具 系统
图３ 后盖 滚 边 夹具 系统 。底 模 是整 体铸 造 数控 是
加 工成 形 的。外板 定位 用 外板 的外形 和外 板型 面 ，内 板 选用基 ； 隹孔做 定 位。定 位夹 紧机 构采用 摆动机 构。
定位 夹紧 机构 的作用 是保 证工 件 的准 确定 位和 可
靠 夹紧 ，是保 证滚 边质 量 的重要 组成 部分 。定位 方式
机器人滚边压合技术应用
这 项 柔 性 化 生 产 技 术 成 为轿 车产 目前 有分 四次压合 和六 次压合 两种 滚压成 型法 ，欧式压 合
品开发首选应 用技术 。 主要 体 现 在 两 方 面 ：一 方 面 该 技
方 法。 图３ 示分 六 次滚 压成 型 过 压 成型 法 ；轮罩 、翼 子书 显 用３ 滚压成 型法。 次
机 器人 滚边 压合 技术 的柔 性化 程 ，每次 压 合 角度 依 次 为３ 。 、 ０
术可 以根 据 实 际 生 产 节 拍 需 要 ，
采 用 一机 多 模 或 一 模 多机 的工 艺
压合技术。
Ｆｅ ｉｌ ｏ ｏ ｎ ｎ ｃ ｄ ｌ ｓ ｄ ｉ ｋ ｙｐ ｔ ｒ ｄｕ ｔ ｎｏ ｉ ｏ ． ｉ ｒｃｌ ｔ ｃ ｌｘｂｅ ｒ ｂ ｔ ｄｉｇ ｔ ｈ ｉ ｗｉｅｙｕ ｅ ｅ ａｒ ｐ ｏ ｃ ｉ ｆ ｂｉ ｅ ｓ ｎ ｓ ｏ ｗｈｔ ｂ ｄｙ Ｔｈｓａ ｔ ｅ ｉ ｒ ｅ ｉ ｎｏ
臣量譬盈
Ｉ 机器人滚边压合技术应用
机器 人滚 边压 合 技 术应 用
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｂ ｔＢｉｄｉｇ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｐｉ ｔ ｆＲｏ ｏ ｎ ｎ ｃ ｎ ｌｑ ｃ ｏ
－
Ｉ
一
一
一
撰 文 ／长 春 大 正 博 凯 汽 车设 备 有 限
机器人滚边压合技术在轿车白车身关键部件的包边生产工位中得到广泛应用 ，该技术具有灵活 性化特点 ，在 当前汽车行业快速 发展 的今天更显示出其独特 的优势 。本文从 多方面简要介绍机：
区域翻 边 角度 达 到 １ ０ ，也 可 以 ２。
机器人滚边技术的研究与应用
机器人 滚边 质量 的影 响 因素主要 有 四大类 ：包 生起 皱 ，降低 零件滚 边质 量 。如果滚 压速 度慢 则会 边起 皱 、包边 失效 、外观 质量 和包边 尺 寸不符 合要 增 加零 件制造 时 间 ，从而 影 响制造 成本 。因此 针对 求 。其 控制 要素主 要有 ：冲压 件翻 边高 度 、滚 边胎 不 同零件 ，合理 选择零 件滚 压速度 是机 器人 滚边 质 膜 设计 和理 性 、滚 边压 力 、滚 边速 度和 机器 人滚边 量控 制 的途 径之 一 。
［］方波，侯斌 ，刘百党．浅谈车身包边 的基 本条件 ．模具 ４ ４
制 造 ．２ ０ （） ３３ ． ０ ５３＝３ 。５
【】陈 代 技 ．汽 车 门盖 包边 工 艺及 设 备选 用 ．机 械 工人 ． ５
２ ０ （２ ：２ －８ ０ ０ １） ６２ ． ［】 ｉｏ ｎ ｄ Ｄｒ Ｐ ｔ ｌ ｐ ｒ Ａ ａ Ｏ ｅＡＧ． ｎ ｕ￣ ６ Ｈｅ Ｈｅｋ ， ． ｅ ｒ ａ ｅ， ｄ ｍ ｐ ｉ ｋ ｅＰ ｐ Ｉｄ ｓｙ
ｑ ａｉ ｏ ｔ １ ｕ ｌ ｃｎ ｏ． ｙ ｔ ｒ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｂ ｔ ｙ ｒ ｓ Ｒｏ ｏ ；Ｒｏｌｒｈ ｍｍｉ ｇ Ｑｕ ｌｙｃ ｎ ｒ ｌ ｌ ｅ ｅ ｎ； ａｉ ｏ ｔｏ ｔ
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机器人滚边在汽车行业中的实际运用
【字体：大中小】时间：2014-11-16 11:32:05 点击次数：20次
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
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。
3 机器人滚边技术在实际应用中遇到的问题
3.1 对冲压件质量要求高
冲压件的翻边高度一般要控制在11mm以下，在曲率变化大形状陡变区域翻边高度控制在4mm 左右为宜。
冲压件的最大外形尺寸与滚边压合后的总成外形尺寸变化不大，压合预留量为0~0.1mm。
采用机器
人滚边压合对工件的内板要求也较高，在工件内外板的结合面，要求工件内板平整，无明显波浪、凹坑、凸起等缺陷.当冲压件发生不稳定时，会导致各种包边不良，对产品质量影响较大，也给后期调试带来较大的工作量。
3.2 机器人滚边生产效率低于传统包边压力机。
在本案例中机器人每滚边生产单个零件节拍为2分钟30秒，且大部分轨迹较好的滚边速度已经优化大500mm/s，而传统的压力机生产单个零件生产节拍为30 秒。
从中可以看出，如果对生产速度较高、滚边量大的零件，并不一定适合机器人滚边这种生产方式。
3.3 典型滚边不良的处理
发动机盖板两个下角经常出现滚边皱褶或挤出现场积累的解决经验：（1）滚边顺序上，建议不要采取一圈完整滚下来的方式，而是首先对角落滚压再对平坦区域滚压的方式；（2）跟第一种方法类似，也是先处理角落的难点，但是通过在滚边的夹具上增加定位台面，相应的在机器人臂的滚轮旁边增加配合定位面，让机器人臂以该台面定位用滚轮先把角落的地方压一下（注意是压而不是滚），然后再周圈滚边。
3.4 常见包边不良的处理
机器人包边不良大部分原因是由于冲压件外板翻边预留变短和内板尺寸变小，导致现象为包边被挤出。
在冲压件模具短期内不能修复情况下的处理方法:修改机器人预包边角度，通过角度的调整来来弥补零件翻边和内板的尺寸变化。
3.5 对维护技术人员的要求
目前机器人滚边的调试对技术人员的要求较高，应用机器人滚边压合不仅要熟知机器人滚边压合工艺、熟练掌握应用机器人技术，而且还要对出现不同的包边质量问题拿出对策。
4 结束语
机器人滚边压合技术是多方面技术结合到一起的一项柔性化生产技术，要想掌握这项技术，必须在多方面打好基础，并将其融合在一起，这样才能真正发挥其效用，在实际运用总结经验不断完善，从而推动国内汽车制造业的发展。