机器人滚边技术与应用
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。
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。
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的滚边技术是指机器人通过自身的滚动来实现沿边移动的一种技术。
它模仿了自然界中水滴在平面上滚动的特点，并将其应用于机器人的移动方式中。
该技术对于机器人的工作效率、适应性和灵活性有着重要意义，因此在科研和工业领域得到了广泛的研究和应用。
目前，机器人水滴滚边技术的研究主要集中在以下几个方面：1. 运动模型推导：研究者们通过对水滴在平面上滚动的物理学规律进行建模和数学推导，推导出机器人滚边过程中的关键参数和方程式。
这些模型可以用于指导机器人的控制算法，实现有效的运动控制。
2. 传感器技术：水滴滚边技术对传感器的要求较高，需要能够准确感知机器人所处环境状态的传感器。
目前常用的传感器包括激光雷达、摄像头、惯性测量单元等，它们可以实时获取机器人周围的信息，并通过数据处理算法为机器人提供准确的定位和导航。
3. 控制算法设计：机器人水滴滚边过程中的运动控制算法是研究的核心内容。
这些算法需要根据传感器获取到的信息进行实时调整，保持机器人在滚动过程中的平衡和稳定。
一些先进的控制算法如PID控制、模糊控制和神经网络控制等已经得到了广泛应用。
1. 工业制造：机器人水滴滚边技术可以应用于工厂生产线上，使机器人能够自由地在产品表面上滚动移动，完成零件加工、装配和检测等任务。
相比传统的机械臂或轮式机器人，滚边机器人更适用于复杂曲面或不规则形状的零件加工。
2. 家庭服务：机器人的水滴滚边技术可以应用于家庭服务领域，比如室内清洁机器人。
通过滚动移动，机器人可以更方便地清洁地板、墙角和家具底部等难以清理的区域。
滚边机器人的使用还可以有效减少传统扫地机器人对地板的摩擦和磨损。
3. 灾害救援：机器人水滴滚边技术在灾害救援中也有广阔的应用前景。
在地震、洪水等灾害发生后，水滴滚边机器人可以通过各种复杂的环境，进入到被困者所处的狭窄空间进行搜救。
相比传统的腿式机器人或轮式机器人，滚边机器人具有更好的适应性和通过性能。
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
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。
机器人滚边技术入门
滚边技术入门1. 简介1.1 定义：滚边技术是指利用机械臂或其他自动化设备，通过特定的算法和传感器来实现对工件表面进行精确控制，并完成沿着边缘移动的操作。
1.2 应用领域：该技术广泛应用于电子产品组装、汽车零部件加工等行业中。
2. 原理与方法2.1 感知系统：- 视觉传感器：使用摄像头获取图像信息，识别目标物体及其位置。
- 接触力传感器：测量接触点处施加在物体上的压力大小，以调整运动轨迹和保证安全性。
2.2 控制策略：- PID控制算法: 根据当前误差值计算出合适的修正量并输出给执行单元。
3.硬件配置要求在进行滚边任务时需要以下硬件配套:- 具有足够能扩展I/O口数量且稳定可靠通信能力；- 高分辨率视觉采集卡；- 快速响应高精度伺服驱动器；- 高精度编码器。
4. 操作步骤4.1 准备工作：- 确保机械臂或自动化设备正常运行。
- 安装并配置所需的传感器和控制系统。
4.2 设置参数：根据具体任务要求，设置滚边速度、力量等相关参数，并进行校准调整。
4.3 运行程序：将开发好的滚边算法加载到控制系统中，并启动执行。
监测实时数据以确保操作正确性与安全性。
5.注意事项在使用滚边技术时需要注意以下事项:- 要定期检查硬件设备是否损坏或松散，及时维修更换；- 对于不同类型的物体表面特征差异大，在选择合适视觉采集卡和图像处理软件上下功夫；6.附件：本文档无涉及附件内容，请参考其他相关资料获取详细信息。
7.法律名词及注释：a) PID 控制算法: Proportional Integral Derivative Control Algorithm 的缩写, 是一种经典反馈控制方法，基于误差信号对比来计算输出值用以纠偏.。
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
力供给 ，如 图 ４ 示 ，采用 比例 阀等 控制 元件进 行 所
压 力控 制 ，将 压力施 加给 滚轮 ，通 过 的滚轮 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， 实现滚边 。 为提高 滚边速度和效率 ， Ｕ Ｋ ＫＡ公司新设 计 出伺服驱动 滚轮 的滚边头 ， 采用伺服器直接对 滚轮
图 ３ 采 用 模 具 引 导 面 的 预 先折 弯 加 工
将几 种滚轮 集 合安 装到 一个滚 边头 中进 行应 用 。ห้องสมุดไป่ตู้
对于 车 门角部 的处理技 术在 整个车 门滚 边 中是一个
【 ２ 第 ３ ５】 ２卷
第 １ 期
２ １－１ ００
务ｌ
难 点 ，可 采用 手指 状 的滚轮 进行 点 压 ，从 而保 证 零
机 器人 滚边 过程 中 ，如 何合理 控 制滚压 头施 加
由度并联 式机 器人通 过法 兰盘联 接并驱 动滚压 机构 使滚 子沿 包边 方 向移 动 ，回转工 作 台上 放 置工 件 ， 回转工 作 台的转动 使工 件 另一边 成为待 包边 。具 有 高精 度的优 点 ；工作 台的可控 性使 得工 作 台对 形状 各异 的工件 具有 更大 的灵活 性 ；避 免 了多次 装夹 引
常设 计有 ４ 度 轮 、 Ｏ ５ ９ 度轮 、 成形 轮和 专用 特殊 轮等 如 图 ５所示 。对 于水 滴法 兰滚 边的 内外板 连接 ，可
采用 ４ 度滚 轮 ，以制 造水 滴效 果 。 于 直边法 兰滚 ５ 对 边 ，可 采用 成形轮 以保 证 翻边外 板紧贴 内板 。也可
图 ２ 预 先 折 弯 加 工
訇 似 秒
序调 试 及优 化 工作 ，要 求机 器人 调试 工程 师具 备 丰
件 外观 美观 性和 车身 装配 精 度 。
富 的现 场 调 试 经验 ， 以应对 现 场 出现 的各种 问题 。 整 个程序 编 制 以及调 试优 化得 是否 合理 、 否完 善 ， 是 对 车 门滚边 成形 有 着 至关重 要 的影 响 。因此 ，提 高 机 器人 滚边 的 离线 编程 能 力是 缩短 调试 时 间 ，降 低
图 ４ 不 同类 型 的 滚 边 头
通 的滚边预 折弯方 法 ， 滚轮不 与滚边 模具直 接接 触 ，
滚轮 的 位置 与压 力 完全 由输 入 机器 人 的程 序 决定 ，
２３ 滚轮 ．
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 。针对 待包 边零 件 的形状 不 同 ，滚 边过 程一 般分 为 ２至 ４次顺 序完 成 ，所 用滚轮 的形 状和 尺寸 也不 相 同 ，滚 轮通
２ 机器人滚边设备
２１ 滚边 模具 ．
滚边 底模 采用整 体铸 造数控 加 工而成 ，其型 面
与车 门外板 的 型面相 吻合 ，它 的精度直 接影 响着 车 门的整体尺 寸精 度 。为获 得稳 定 的滚边 精度 ，在 预
折弯 过程 中 ，滚 边模具 起 着不 同的作 用 。图 ２ 普 为
勺
需 多个示 教 点 。图 ３ 所示 为 采用模 具 引导面 的预先
折 弯加 工 ，滚边 模具 上设 置导 向面 ，部分滚 轮 与模
具 直接 接触 ，即使是 少量 指令 点 的情 况 ，也 能在 不
影 响板 材性 状 （ 凹） 提下 提供 稳定 的滚边 压 力。 凸 前 ２２ 滚 边 头 ．
国 外对 机 器 人 滚 边 技 术 的研 究较 为 深 入 ，ｓ ． Ｔ ｕｌｅＥ ｈ ｉｉ ｌ ｒ 等采用 有限元数值 模拟对 镁铝合 金滚边 工 艺进 行 了分 析 ，研 究 了不 同类 型 的本构 方程 对数值 模拟 的影 响 ，比较 了预 滚边和 滚边 与传 统翻边 情 况 下翻 边处 的力及位 移 。Ｄｏ ｇ ｋＫｉ 用数值 模拟 ｎ ｏ ｍＩ 采
、 Ｉ
间曲面进行分析， 用刊弱 曲面 方程 推导 出滚压机 构所 走的包边 曲面 ， 做 出运动 学分析 。 并 上海 交通大 学林 忠钦等 申请 了具有 回转工作 台 的并 联式 机器人 包边 系统 的专利 ， 】 该专 利 系统 包括 ：６自由度并联 式机
器 人 、滚压机 构 、回转 工作 台 。其连接 关 系为 ： ６自
入 的设 置误 差 ，缩短加 工时 间 。
的压 力是取 得 良好滚 边质 量的关 键之 一 ，因此 ，各 机 器人 滚边 设备 公 司设计 了不 同种类 的 滚压头 ，以 提 高 压 力 控 制 的稳 定 性 。其 中 ，ＡＢＢ，ＥＤＡＧ，
Ｃ ＯＭＡ Ｕ机器 人滚 边头 装置 采用 气囊 或气缸 进 行压
投 资成 本 的有 效手 段 。
３３ 机 器人 滚 边质 量控 制 。
滚边 质 量直 接影 响车 身装 配精 度和 整车外 观 美
观性 。然 而 ，机 器 人滚 边过 程 中 ，影 响滚 边质 量 的
因 素很 多 ，如 机器 人 滚边程 序 编制 与优 化 、滚 边头
压 力控制 、滚 轮尺 寸 及形状 、滚轮 行 进路 线及 方式
进 行驱动 ，具 有 良好的控制精 度 ，滚边效 率高 。
技术 和试验 相结合 的方 法分析 了进行 铝合 金板滚 边
后板 料 中的应 力情况 。亦有汽 车 公司及 滚边设 备 供
应商 对滚轮 尺寸 、形状 及滚压 参数 等对 滚边 质量 的
影 响进行 实验 研 究。 日本 的长谷 川 荣作 等 申请 了 辊子 卷边 方法 和辊子 卷边 装置 专 利 。Ｓｍｏ ｈ ｋ ｒ ｉ ｎＣ ａ ｅ
等 『申请 了滚 边压 力监 测方 法 的专利 ，滚边 工具 上 ８
装有 一个可 压缩 流体减 震器 装置 ，通过 减震 器和 控 制面板 来监 测压 力 ， 从而提 高包 边效 率和 包边质 量 。
一 ●
（）ＡＢ ａ Ｂ滚 边 头 （）Ｅ Ｇ 滚 边头 ｂ ＤＡ
（）ＣＯＭ ＡＵ 滚 边 头 ｃ （ ）ＫＵＫＡ 伺 服 滚 边 头 ｄ