机器人滚边技术入门

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。

机器人滚边技术浅析张云;农明满;雷志华【摘要】针对几种常见的包边工艺进行研究分析,并对其优缺点进行归纳总结.详细阐述了机器人滚边技术相比传统包边技术的优势,重点介绍了机器人滚边系统的设备组成和功能,根据实际生产中机器人滚边技术的质量缺陷,归纳了滚边质量的控制方法和问题解决措施,以指导高柔性的滚边技术更好地应用于汽车制造领域.【期刊名称】《汽车工艺与材料》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】6页(P1-5,10)【关键词】滚边技术;机器人;质量缺陷;控制方法【作者】张云;农明满;雷志华【作者单位】上汽通用五菱汽车股份有限公司,柳州545007;上汽通用五菱汽车股份有限公司,柳州545007;上汽通用五菱汽车股份有限公司,柳州545007【正文语种】中文【中图分类】U466汽车行业竞争愈来愈激烈，为满足消费者多样化需求，汽车制造商需要在短周期、低成本的前提下制造出高品质、多外形的汽车，这样才能立于不败之地。

车身覆盖件（尤其是汽车左/右前车门、左/右后车门，发动机罩盖和行李箱盖，即称四门两盖）作为汽车车身的主要外观部件，其外观质量和轮廓精度的重要性不言而喻。

包边工艺作为门盖零件在车身生产线的最后一道工序，决定了门盖总成装配到白车身的均匀间隙性、良好面差度及产品稳定性。

机器人滚边技术作为一项新包边技术，具有柔性化制造、生产率高、设备一次性投入小及维护成本低、作业面积小等显著特点，适应当前汽车制造业潮流，为汽车行业所青睐。

汽车生产工艺中的包边技术是指车身外板折边后包住内板的成型工艺，即通过外板四周边缘的翻边弯曲变形，将内板四周包压在其内形成牢固的连接，见图1。

1.1 包边工艺分类常见的门盖包边工艺可分为四种形式，即手工包边工艺、压力模具包边工艺、桌式包边工艺以及机器人滚边工艺。

前三种可归为传统包边工艺，而机器人滚边技术是近年发展的新技术。

以上四种包边工艺的包边过程大同小异，即翻边、预滚边、终滚边。

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。

机器人滚边机安全操作规程一、控制系统上电条件1、光栅复位：红色柱灯熄灭；2、安全门关闭；3、急停复位；4、按下启动按钮，机器人上电。

二、安全操作流程1、胎膜在上件位置，转台处于正转到位，绿色柱灯闪烁；2、操作工上外板工件，然后上内板工件；3、工件到位之后，关闭手动汽缸A1和BI，确保四个零件检测传感器都检测到位后，退出光栅区域，按下工位操作盒确认按钮；4、机器人开始进行边门滚边程序，在此过程中操作者严禁进入机器人及滚边机作业范围；5、滚边完成后，转台旋转180度，转台回转到位，气缸全部打开，工位操作盒绿色柱灯闪烁，操作工方可进入光栅区域，H组吸盘停止吸气，操作工取下边门工件。

注：手动自动开关打到自动，自动指示灯闪烁，按启动按钮，自动指示灯长亮，说明系统已经进入自动模式。

三、电机转动条件：1、不管是正转还是反转，以下3个条件必须满足：a.光栅被确认b.机器人在Home位置c.没有急停2、另外要想正转或反转，条件如下：-----正转（或反转）（自动模式）：右门（或左门）胎膜从上件位置转动到滚边位置，左门（或右门）从滚边位置转动到上（或下）件位置。

a、右门（或左门）工件已上好，右门（或左门）胎膜气缸全部夹紧；左门（或右门）门胎膜没有件，左门（或右门）胎膜气缸全部打开；b、右门（或左门）工件已上好，右门（或左门）胎膜气缸全部夹紧，左门（或右门）有件并且滚边结束，左门（或右门）胎膜气缸全部夹紧或B组定位销气缸不夹紧；c、右门（或左门）胎膜没有件，右门（或左门）胎膜气缸全部打开，左门（或右门）胎膜气缸全部夹紧或B组定位销气缸不夹紧。

四、手动气缸动作条件：1、上下件位置：光栅被确认；2、滚边位置：机器人在Home位置五、自动气缸动作条件：1、上下件位置：光栅被确认。

2、机器人没有在任何一个segment中运行，或任意滚边segment运行完成，或者机器人在home位置。

六、光栅被闯之后有以下影响：1、电机不能转动。

机器人滚边应用中的常见问题及解决思路吴飞;皮智波【摘要】本文主要介绍机器人滚边工艺在株洲分公司车门生产应用中常见的问题,阐述质量问题与滚边系统、滚边工艺、冲压件状态及机器人调试等的关联,总结经验为机器人滚边常见质量问题提供解决思路.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2018(000)008【总页数】3页(P143-145)【关键词】滚边缺陷;柔性;系统设计;系统结构;调试【作者】吴飞;皮智波【作者单位】北京汽车股份有限公司株洲分公司,株洲 412000;北京汽车股份有限公司株洲分公司,株洲 412000【正文语种】中文1 机器人滚边系统概述机器人滚边工艺具有柔性强、滚边质量好、调试便捷、生产节拍快等优势，是目前主机厂经常采用的车身覆盖件的包边方式之一。

机器人滚边系统主要有以下几个部分构成：机器人及其控制系统；定位夹具及切换系统；滚边胎模；滚边工具；PLC控制系统及相关安全生产附件。

随着技术的成熟发展，目前先进的滚边岛生产节拍能够达到60JPH。

株洲分公司轿车线的滚边节拍经过2016年技改技措项目改造后能达到62JPH，单个滚边岛每个小时能够生产62个车门/岛。

目前，四门两盖只有3个滚边岛，能够配套主线31JPH生产节拍。

2 机器人滚边应用中常见缺陷机器人滚边质量与冲压件、设备状态、机器人轨迹等各个环节都相关，因此，其中的某一个环节出问题都有可能造成滚边质量问题，给产品造成缺陷，下面对机器人滚边应用的常见问题予以剖析，并阐述其解决思路。

2.1 与滚边系统设计相关的缺陷2.1.1 机器人选型时，负载偏小车身覆盖件目前大都采用冷轧板，要求预包边的压力在700～800N，终包边的压力在1500N。

包边的压力都是来源于滚边机器人，因此，滚边机器人的选型一定要符合滚边工艺的要求。

在负载满足工艺要求的前提下，机器人的手腕扭矩也应满足滚边要求。

如ABB6700-200的负载是200kg，手腕扭矩981Nm，而ABB 6700-235的负载是235kg，手腕扭矩1324Nm。

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.。

车门、机盖等是汽车制造的核心部位，而辊边工艺则是对其成型的关键工艺，工作模式、滚压机构是影响最终效果的两个重要因素，汽车行业拥有多样性的辊边体系，大体可以归为3种模式。

第一种工作模式主要应用于单独模具长期生产单一制件的情形。

即采用1台机器人+旋转工作台+整体模具压紧结构，支撑模置于可旋转的工作台上，上模由气缸、导轨构成的升降机构上下移动。

这种模式的缺点是上模采用整体仿形模，尚未脱离冲压翻边的模式，加工成本较高[1]。

第二种工作模式主要应用于生产对节拍没有特殊要求的情形。

即1台机器人+旋转工作台+整体多点压紧结构，其优势在于：上模改进为6点压紧，结构简化，质量、加工成本大幅降低。

第三种工作模式主要应用于大批量生产特定制件，并对生产节拍有一定要求的情形。

采用1台机器人+旋转工作台模式+分体多点压紧结构，其优势在于省去了上模的垂直升降机构；缺点为辊压行走与12~14个气缸夹紧块构成干涉，气缸、夹紧块需随着辊压行走依次开合，造成辊压行走轨迹的不连续，需等待每个气缸打开，动作时间为2~3s ，导致每个工件至少增加1min 的加工时间。

1辊边体系简介辊边体系主要包含辊边设备体系、滚轮体系、机器人控制和安全体系。

1.1辊边设备体系辊边设备体系是工业机器人在制造业进行可变性、效率性生产的主要内容，本套体系由胎模和限位压紧气缸组成。

胎模主要源自于整体铸铁精工铸造而成，其外观曲率要与待加工金属板材的型面高度匹配，胎膜精度可影响金属板材的成型尺寸。

限位压紧气缸起到对金属板材上板、下板的限位作用，下板件的限位压紧气缸与胎膜底座接连在一块，下板件最好为孔式限位。

如果金属板材下板件无限位孔，则选用下板件外轮廓限位，下板件外轮廓限位块的位置和数量要分配得当、高效，以确保在滚轮滚压运动中，一些限位块打开后金属板材整体不会偏移，避免出现误差。

1.2滚轮体系滚轮体系主要是对金属板材的下板件进行滚压、折边，滚轮体系由各种不同形状的凸轮构成，为保障包边质量提高外观品质，滚压、折边的过程分为2~4次完成，因此凸轮通常由30°轮、45°轮、90°轮、专用特殊轮和成型轮组合而成。