Flexible Robotic Hemming - ABB柔性机器人滚边
基于ABB机器人滚边技术的研究与应用
基于ABB机器人滚边技术的研究与应用ABB机器人滚边技术是一项先进的机器人技术，以其高精度和高效率而被广泛应用于工业生产中的滚边作业。
本文旨在对基于ABB机器人滚边技术的研究与应用进行介绍。
滚边技术是一种将边缘滚动到理想位置的技术，常用于金属板材的边缘处理。
传统的滚边作业通常需要人工操作，费时费力且效果不一，因此机器人滚边技术的出现极大地提高了生产效率和产品质量。
ABB机器人滚边技术主要包括以下几个方面。
机器人的控制系统。
ABB机器人采用先进的控制系统，具有高性能和灵活性。
通过编程设定滚边的参数，机器人能够准确地控制辊子的滚动速度和力度，实现精确的滚边作业。
机器人的传感系统。
滚边过程需要机器人能够感知工件的位置和形状。
ABB机器人配备了先进的视觉和力触传感器，能够实时感知工件的边缘位置和材质，从而根据实际情况进行滚边作业。
机器人的编程和控制软件。
ABB机器人配备了先进的编程和控制软件，提供了丰富的滚边功能和工艺参数的设定选项。
通过简单的编程操作，操作人员可以轻松地设定滚边的路径和参数，实现滚边作业的自动化和智能化。
研究滚边的工艺参数和最优化控制方法。
通过对滚边过程的深入研究和分析，可以确定适当的滚边参数和控制策略，以提高滚边的效率和质量。
研究滚边过程中机器人和工件的交互力学特性。
通过对机器人滚边过程中力学特性的研究，可以进一步优化滚边的控制策略，提高滚边的精度和稳定性。
研究机器人滚边技术的自动化和智能化。
基于人工智能和机器学习等技术，可以进一步提高机器人滚边技术的自动化水平，实现滚边作业的智能化和自适应控制。
基于ABB机器人滚边技术的研究和应用具有重要的意义和广阔的前景。
通过持续的研究和探索，将进一步推动机器人滚边技术的发展和应用，为工业生产提供更高效、更精确和更智能的解决方案。
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。
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
焊装技术相关英语
自动化 设备
焊接/包 边设备
焊装生 产线
输送设 备
焊机焊钳 soldering turret 包边滚轮组 roll hemming tools 机器人/转台 Robot/revolving stage 涂胶设备 gluing equipment
工装夹 具
手工焊钳
涂胶设备
滚边工具
机器人焊钳
二、工艺设备及工装夹具 Equipment/Jig and Fixture
507026-295857
3
3 SUBASSY-HEADER-FRONT Sp. 0.7
507048-288483
A S S Y -R E IN F -R O O F -B -P IL LA R
Header
Sideframe-LH
2
506001-287415 A S S Y -S ID E -F R A M E -LH
6
一、焊装工艺同步工程 Simultaneous Engineering of Welding Process
工艺同步工程分析主要包括RPS定位点的开发设计、零件及分总成的公差 定义、车身尺寸链分析、产品工艺性分析等主要工作内容。
焊装同步工 程
工艺性分析
车身精度
工艺分级
可焊性
可装配性
RPS基准点 开发
各级总成公 差
装配结构及 尺寸链
车身技术室
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一、焊装工艺同步工程 Simultaneous Engineering of Welding Process
焊装工艺分级（Technical Classification）
合理的工艺分级是焊装工程开发的核心技术（ core technology ）；
基于ABB机器人滚边技术的研究与应用
基于ABB机器人滚边技术的研究与应用随着工业自动化的不断发展，机器人技术在制造业中的应用越来越广泛。
在传统的生产中，对于产品的生产工艺要求较高，而一些需要进行滚边处理的产品，传统的人工滚边技术成本高、效率低，不仅生产周期长，而且还存在一定的安全隐患。
基于ABB机器人的滚边技术成为了一种新的选择。
本文将就基于ABB机器人滚边技术的研究与应用进行探讨。
一、ABB机器人滚边技术的原理滚边技术是利用机器设备将产品边缘进行滚边处理，使产品的边缘更加光滑、整齐。
而基于ABB机器人的滚边技术是利用ABB机器人的高精度定位和运动控制能力，结合适当的滚边工具，实现对产品的精准滚边处理。
具体流程如下：1.产品定位：ABB机器人需要利用视觉系统或者传感器对产品进行定位，确保滚边的精度和准确性。
2.滚边工具选择：根据产品的特点和要求，选择适合的滚边工具，常见的有滚刀、滚轮和滚压模具等。
3.滚边操作：ABB机器人根据预设的轨迹和动作姿态，控制滚边工具对产品进行精准的滚边处理。
4.质检与调整：滚边完成后，需要进行质量检测，对滚边效果进行评估，必要时进行调整。
相比传统的人工滚边技术，基于ABB机器人的滚边技术有以下几个明显的优势：1.精度高：ABB机器人具有高精度的定位和运动控制能力，可以实现对产品的精准滚边处理，确保产品的质量和外观。
2.效率高：机器人的运行速度和工作稳定性高，可以大大提高滚边处理的效率，缩短生产周期。
3.安全性好：传统的滚边工艺需要操作人员进行手动操作，存在一定的安全隐患，而机器人滚边技术可以减少人员操作，提高安全性。
4.成本低：虽然机器人本身投资比较大，但是在长期运行中可以降低人工成本，减少劳动力需求，提高生产效率。
5.适应性强：ABB机器人具有灵活的编程和操作能力，可以根据不同产品的需求进行调整和适应，适用范围广。
基于ABB机器人的滚边技术已经在多个领域得到了广泛的应用，以下是几个典型的应用案例：1.汽车零部件生产：汽车零部件通常需要进行滚边处理，以确保产品的质量和外观，而基于ABB机器人的滚边技术可以实现对汽车零部件的精准滚边处理，提高生产效率。
基于ABB机器人滚边技术的研究与应用
基于ABB机器人滚边技术的研究与应用
ABB机器人滚边技术是一种先进的自动化技术，可广泛应用于各个领域，为生产过程提供高效、精确和灵活的解决方案。
本文将介绍ABB机器人滚边技术的基本原理、研究进展和应用领域。
ABB机器人滚边技术基于机器人系统的智能控制和先进的感知技术，旨在实现对工件边缘的精确控制。
该技术主要通过机器人在处理过程中实时感知和调整工件位置和姿态，以便确保边缘的完整性和质量。
它基于机器视觉和力控技术，通过对工件边缘的检测和力的反馈来实现对边缘的自动滚动，从而实现高精度的边缘处理。
目前，ABB机器人滚边技术已经取得了一系列的研究进展。
在边缘检测方面，研究人员通过机器视觉技术实现了对工件边缘的快速和准确检测。
他们开发了一系列的算法和软件来识别和分析工件边缘的特征，以便实现自动化的边缘处理。
在力控制方面，研究人员开发了精确的力传感器和控制算法，以便实现对工件边缘的力控制。
他们通过感知和反馈机制，在机器人的处理过程中实时调整力的大小和方向，以确保边缘处理的质量和一致性。
ABB机器人滚边技术已经在多个领域得到了广泛的应用。
在汽车制造业中，它被用于车身焊接过程中对边缘进行修整和涂覆。
在电子制造业中，它被用于芯片和电路板的边缘处理。
它还被应用于医疗器械和食品加工等领域。
ABB机器人滚边技术是一种先进的自动化技术，具有广泛的应用前景。
通过其智能控制和先进的感知技术，它可以实现对工件边缘的高效、精确和灵活的处理。
在未来，随着该技术的进一步发展和应用，它将为各个领域的生产过程带来更大的效益和质量的提升。
基于ABB机器人滚边技术的研究与应用
基于ABB机器人滚边技术的研究与应用近年来，随着自动化技术的不断发展，机器人在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
ABB公司作为国际知名的自动化领域大型企业，其机器人产品在全球范围内得到了广泛的应用。
基于ABB机器人的滚边技术，已经成为许多企业在生产中极为关注的技术领域。
滚边技术是一种用于金属板材加工的技术，通过机器人对金属板进行滚边处理，使得金属板的边缘变得更加平整光滑。
这种技术在汽车制造、航空航天、家电制造等行业中得到了广泛应用，成为提升产品质量和生产效率的重要工艺之一。
在滚边技术中，ABB机器人具有独特的优势。
ABB机器人具有高精度的运动控制系统，能够精确控制滚边刀具的运动轨迹，保证滚边处理的准确度和一致性。
ABB机器人具有高速的运动能力，能够快速完成滚边处理任务，提高生产效率。
ABB机器人还具有灵活的操作性，能够适应不同形状和尺寸的金属板材，满足不同生产场景的要求。
基于ABB机器人的滚边技术在实际应用中取得了显著的成效。
以汽车制造行业为例，汽车车身的制造需要大量的金属板材进行弯曲和连接，而这些金属板材的边缘质量直接影响着整车的外观和质量。
采用ABB机器人的滚边技术，能够提高车身板材的加工精度和表面质量，使得整车的外观更加美观，达到了提升产品质量的效果。
由于ABB机器人的高速和灵活性，可以大幅缩短车身板材的加工周期，提高生产效率，降低生产成本。
除了在汽车制造行业，基于ABB机器人的滚边技术在航空航天和家电制造等领域也得到了广泛应用。
在航空航天领域，飞机零部件通常需要对铝合金板材进行滚边处理，以提高其强度和耐久性。
采用ABB机器人的滚边技术，能够保证零部件的加工精度和一致性，提高零部件的质量和可靠性。
在家电制造领域，家电产品的外观质量对消费者的购买决策有着重要影响。
采用ABB机器人的滚边技术，能够提高家电产品的外观品质，增强其市场竞争力。
除了在制造业中的应用，基于ABB机器人的滚边技术还在一些特殊领域展现出了巨大的潜力。
机器人滚边工艺浅析
Automobile Parts 2021.04107Analysis of the Roll Edge Process of the Robot机器人滚边工艺浅析收稿日期:2020-10-14作者简介:李俊峰(1985 ),男,本科,工程师,研究方向为机器人滚边工艺设计开发㊁方案规划及现场调试㊂E-mail:55108965@㊂DOI :10.19466/ki.1674-1986.2021.04.024机器人滚边工艺浅析李俊峰,张东强,张辰(长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心,河北保定071000)摘要:详细阐述了机器人滚边工具结构㊁内外板定位夹紧方式以及胎模重要部件的设计参数,结合现场实际案例,对连杆的结构㊁滚轴的材质以及滚轮的保养周期进行分析㊂通过夹紧方式的工作原理,对比各种结构的优缺点,并介绍结构设计时的注意事项㊂为其他厂家设计生产提供参考㊂关键词:机器人;滚边工艺;夹具定位中图分类号:U466;U468.2+2Analysis of the Roll Edge Process of the RobotLI Junfeng,ZHANG Dongqiang,ZHANG Chen(R&D Center of Great Wall Motor Company,Automotive EngineeringTechnical Center of Hebei,Baoding Hebei 071000,China)Abstract :The roller side tool structure,the internal and external plate positioning and clamping mode and the design parameters of the important parts of the tire mold were elaborated in bined with the actual cases in the field,the structure of the connecting rod,the material of the roller and the maintenance cycle of the roller were analyzed.Through the working principle of the clamping way,the advanta-ges and disadvantages of various structures were compared,and the matters needing attention in the structure design were introduced.It pro-vides reference for the design and production of other manufacturers.Keywords :Robot;Roll edge process;Fixture positioning0㊀引言随着汽车市场进入红海,各大车企纷纷投放大量新车型以提高竞争力㊂这时,每款车型是否能及时上市,上市后是否能及时更新换代就成为一款车型是否成功的一个重要因素㊂为此,各大车企采用柔性化线体对多种车型在同一条生产线体上进行生产㊂以五门一盖的包边工艺为例,传统一般使用液压机通过包边模进行包边,但在柔性线体上,由于液压机占用空间大,车型切换困难,在多车型共线时无法满足车型切换需求㊂如今已被切换方便㊁使用空间小㊁调试周期短的机器人滚边工艺所替代㊂1㊀滚边工艺滚边工艺即机器人滚边工艺(Robot Hemming Process ),是一种依靠程序控制机器人,带动机器人上的辊边工具,对其放置在胎模上的车门㊁机盖等制件进行包边的工艺[1]㊂其中,辊边工具㊁胎模及胎模上的夹具是滚边工艺的重点和难点㊂2㊀滚边工具滚边工具是连接在机器人端头的机构,主要由连杆㊁滚轴㊁滚轮这三部分组成(图1),是实现机器人滚边的重要组成部分㊂图1㊀滚边工具2.1㊀连杆连杆是将滚轴与机器人连接起来的部分,是力量传输和控制的关键部件㊂按结构形式主要分为刚性结构(图2)㊁弹簧式结构(图3)和气控式结构(图4)㊂刚性结构在实际应用时,由于周围没有管线㊁轨迹调试灵活,适用于空间狭小㊁轨迹复杂的滚边㊂但由于是刚性接触,滚头在接触胎模或制件时力量很大,对滚边工具的寿命和机器人的精度都有很大的影响㊂弹簧式结构是在刚性结构的基础上,在内部增加弹簧,以保证滚轮在刚性接触时有一个缓冲力㊂这种结构的滚边力源为弹簧力,弹簧的压缩量靠装配精度来保证,装配精度直接影2021.04 Automobile Parts 108Trend & Summary响着力源大小,导致滚边压力不可控,调试困难㊂最后一种为气控式结构,它是在弹簧式结构的基础上,将弹簧更换成气缸,由可编程序控制器(Progammable Logic Controller,PLC)系统控制比例阀,通过比例阀更改气压的大小来控制滚边压力㊂这样因滚压力引起品质问题时可不更改轨迹,通过更改输入气压来解决,缩短调试周期㊂且滚边力是由气缸控制,只要气压恒定,对其装配精度要求不高㊂因此,气控式结构被广泛应用㊂㊀㊀图2㊀刚性结构㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图3㊀弹簧式结构图4㊀气控式结构2.2㊀滚轴滚轴在使用过程中冲击力大,因此,对材料的韧性和抗疲劳强度要求都很高,通过各种材质性能对比和实际生产验证㊂42CrMo具有高强度的韧性,抗疲劳极限和抗多次冲击能力强,可用于滚轴㊂2.3㊀滚轮滚轮是直接接触制件的部位,它的精度直接影响着产品质量㊂在实际生产过程中,滚轮与板件摩擦,当生产一定数量后,滚轮开始磨损变小,接触面偏移,产品质量下降㊂因此,在量产时,每生产5000台份后,需要对滚轮直径进行测量,当磨损量大于0.2mm时,就需要更换新的滚轮,以保证产品质量㊂3 夹具定位滚边是由机器人完成机盖内外板包合的工艺,在滚边之前,内外板是分开的,因此,在夹具定位设计时,内外板需要分别进行控制定位㊂3.1㊀内板定位及夹紧通常内板采用孔定位的方式进行定位,为保证最终车门总成精度,减少公差累计,选取的内板定位孔需与内板检具㊁焊装内板总成夹具和总成检具的定位孔保持一致㊂而在冲压生产制件时,定位孔的孔精度会比其他孔的孔位精度高一些,故内板定位孔直接沿用前工序的定位孔即可㊂为保证在滚边过程中内板位置不会窜动,需在夹具上增加压紧装置㊂常用的压紧方式如图5 7所示㊂㊀㊀㊀图5㊀气缸压紧方式㊀㊀㊀㊀㊀图6㊀定位抓手压紧方式图7㊀翻板机构压紧方式气缸压紧方式是在产品周围安装6~8个翻转气缸,采用压块对其内板进行压紧㊂这种方式结构简单成本低,维护保养方便㊂但在机器人滚边过程中压紧臂需随机器人滚头而打开防止干涉,对节拍影响较大㊂定位抓手压紧方式是将压紧点分布在抓手上,待制件放到位后由机器人将抓手放至内板上[2],再由2~3个气缸压紧抓手,使内板固定㊂这种方式较气缸压紧方式来说压紧更牢固,稳定性高㊂但由于机器人滚边过程中需要避开气缸压紧位置,导致轨迹避让点多,滚边程序复杂,影响节拍㊂翻板机构压紧方式是在抓手定位压紧方式的基础上,将压紧气缸改为翻转气缸㊂不仅提高了压紧的稳定Automobile Parts 2021.04109性,对机器人滚边轨迹调试限制少,可有效提升节拍时间,提高滚边质量[3]㊂3.2㊀外板定位及夹紧通常外板制件造型简单,很少甚至没有孔位,按内板的孔定位方式已无法实现㊂需采用边定位和吸盘相结合的方式进行外板定位㊂常用的边定位方式有两种,分别是翻转导向块定位(图8)和弹簧块定位(图9)㊂翻转导向块是通过气缸将导向块翻转至外板边沿,在机器人滚边过程中,滚头经过时导向块需临时打开避免与滚头干涉㊂这种方式由于需要多次打开,外板定位精度相对较低㊂弹簧块定位是定位块由弹簧支撑安装在外板边沿,当机器人滚头经过时,定位块被滚轮压下,滚轮离开后,定位块通过弹簧弹力顶起[4]㊂相比翻转导向块定位,弹簧块定位结构简单㊁成本低,不影响节拍时间,被厂家广泛应用㊂㊀㊀图8㊀翻转导向块定位㊀㊀㊀㊀㊀㊀图9㊀弹簧块定位均匀支撑结构如图10所示㊂图10㊀均匀支撑结构吸盘是外板定位的辅助机构㊂它是通过真空发生器将吸盘和外板形成的腔体抽成真空,通过真空吸附外板,达到固定的作用㊂一般会在吸盘周围设计支撑结构,当支撑不均匀时,吸盘吸力会造成外板倾斜,这样不仅会在外板制件上留下硌痕,也会造成制件与胎模不贴合,导致滚边质量下降[5]㊂因此,在吸盘位置设计时,需要在吸盘周围均匀设计支撑结构(图10)保证制件稳定㊂4㊀胎模型面主要工作部位参数滚边是依靠滚轮对外板进行2~4次压合,最终完成内外板滚边包合的工艺[6],在滚边过程中,胎模四周边沿是主要工作部分,其结构样式直接影响着滚边质量,经过多种车型验证和现场经验累积,将其参数标准化,为后期设计提供方便(图11)㊂图11㊀胎模型面参数5㊀结束语滚边工艺已越来越多应用在各大车企中,为保证最终产品质量,需要对滚边工艺深入分析,对滚边工具㊁压紧定位方式以及胎模结构参数等进行总结,了解每种结构对滚边质量的影响㊂另外,内板法兰面的质量和外板的翻边高度等都对滚边质量有影响㊂这就需要在整改问题的同时不断分析总结,进而提升其工艺水平㊂参考文献:[1]周天剑,刘敦敦,逯志浩,等.高柔性滚边岛的规划布局设计[J].制造业自动化,2017,39(1):104-111.ZHOU T J,LIU D D,LU Z H,et yout design of highly flexible hemming island [J].Manufacturing Automation,2017,39(1):104-111.[2]张云,农明满,雷志华.机器人滚边技术浅析[J].汽车工艺与材料,2016(1):1-5,10.[3]林卫明.用于车门的机器人辊边工艺[J].汽车工艺与材料,2014(6):10-12,17.[4]尹洪宝,陈素平,田坤.用于白车身制造的机器人辊边工艺[J].现代零部件,2013(6):86-87.[5]王健强,张婧慧.机器人滚边技术及应用研究[J].现代制造技术与装备,2010(3):3-5.WANG J Q,ZHANG J H.Research on the technology and application of robotic roller hemming [J].Modern Manufacturing Technology and Equipment,2010(3):3-5.[6]朱西产,王洪杰.机器人滚边压合工作岛的应用[J].世界制造技术与装备市场,2016(3):67-77.Analysis of the Roll Edge Process of the Robot机器人滚边工艺浅析。
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ABB has developed and patented a unique hemming tool suited to the robotic process which easily
provides very high hemming quality.
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Pre-hemming operations in the corners of the part are eliminated.
The continuous action of the roller on the part ensures reliable hemming, perfectly closed along the full length, with no contour discontinuity. The surface quality and regularity of the hemming radius are guaranteed by the principle of the hemming tool.
Bonnet/hood
Rear doors
Front doors
Wheel arches
Trunk/tailgate
Wings
Roof
Output
Number of parts/hour
140
120
FlexiHem 3R-2O 100
FlexiHem 2R-2O
64
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