专利名称：机器人滚边工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车白车身内外板件的包边工具，特别涉及一种以滚边方式作业的机器人滚边工具。
背景技术：
目前，汽车白车身门盖内外板、机舱盖、后备箱盖等的包边工艺主要有三种方式，即压机压合包边、专机压合包边和机器人滚压包边。压机压合包边是在压机的作用下，通过压机上安装的上、下两副模具对门盖内外板件进行包边。压机包边生产效率高，包边质量稳定，成型美观。但是，压机包边设备占地面积较大，对地基基础要求很高，不便于安装，难于实现零件的自动化上、下料，灵活性差， 一次性投入成本高，上、下模具后期修配困难等。专机压合包边就是将压机压合包边设备进行简化处理，将整体模具变成分块模具，压机用小的油缸或气缸代替。这种改进后的设备占地面积小，安装简单、灵活，易于实现零件的自动化上、下料，生产效率高，一次性投入成本低。但是，相对较小的包边压力，使产品成型质量较差，一台专机只生产一种零件，不具备柔性生产的能力。机器人滚压包边技术是通过机器人携带专用的滚边工具，完成门盖类等工件的内外板件包边。机器人滚压包边设备一次性投入成本低，生产效率高，成型美观，便于实现柔性化生产，而且设计和开发的周期短，能够很好地适应汽车工业快速发展的需求。如何对现有机器人滚边工具进行结构改进，就成为本实用新型的主要目的。
发明内容鉴于上述现有情况，本实用新型旨在提供一种生产效率高、柔性化生产能力强，使用简单、方便地机器人滚边工具。本实用新型是通过以下技术方案来实现的一种机器人滚边工具，包括机器人转接板、主轴安装座、压力传感器、传感器触发块、TCP探针、工作头和可弹性收缩主轴，工作头包括滚轮轴、滚轮轴安装座、轴承、锥形滚轮和圆形滚轮；滚轮轴中部通过轴承支撑在滚轮轴安装座上，锥形滚轮和圆形滚轮分别固定在滚轮轴安装座外侧的滚轮轴两端；TCP探针固定在滚轮轴安装座顶部；可弹性收缩主轴包括主轴体、弹簧、弹簧压块和主轴导向轴承；主轴安装座上设有开口空腔,主轴体通过主轴导向轴承插接在主轴安装座的空腔中；弹簧、弹簧压块、传感器触发块和压力传感器分别位于主轴安装座空腔的底部，主轴体后端通过弹簧压在弹簧压块上，弹簧压块通过传感器触发块压在压力传感器上；主轴体前端固定在滚轮轴安装座上，滚轮轴安装座与主轴安装座之间留有间隙；主轴体后端设有防止主轴体向外滑出的单向阻挡棱；主轴安装座固定在机器人转接板上。所述主轴安装座与滚轮轴安装座之间还设有工作头转接板，工作头转接板固定在滚轮轴安装座的底面上，主轴前端固定在工作头转接板上，工作头转接板与主轴安装座之间留有间隙。所述主轴安装座与滚轮轴安装座之间还包括至少两个辅助轴，辅助轴底部固定在主轴安装座外侧，辅助轴顶部通过导向轴承插接在滚轮轴安装座和工作头转接板外侧对应的轴孔中；辅助轴对称排列，辅助轴中心线与主轴体中心线平行。所述可弹性收缩主轴上还包括一个导引螺栓，导引螺栓穿过弹簧压块和弹簧后固定在王轴体的后端面上。本实用新型所述的机器人滚边工具，利用弹性支撑的主轴体及工作头进行滚边加工，使滚边过程的压力不仅可以随时探测取得，并进行随时调整和控制，还可使滚边压力过 大时，利用弹簧的弹性收缩起到保护滚边加工过程的作用。其结果大大提高了机器人滚边工具的使用效果，保证了加工质量，提高了生产效率，而且实现了滚边过程的柔性化控制，简化了操作过程，其结构可满足不同工艺要求下的滚边加工需要，提高了产品加工的适用性。
图I为本实用新型的结构剖视图。
具体实施方式
以下结合附图I对本实用新型做进一步的描述本实用新型所述的机器人滚边工具，包括机器人转接板I、主轴安装座2、压力传感器3、传感器触发块4、TCP探针18、工作头、工作头转接板11、两个辅助轴15和可弹性收缩主轴。主轴安装座2固定在机器人转接板I上，机器人转接板I用于与外界机器人连接，以实现滚边工具的移动和自动定位。可弹性收缩主轴卡在主轴安装座2内，可弹性收缩主轴的前端通过工作头转接板11与工作头连接，工作头通过可弹性收缩主轴完成对工件的柔性滚边过程。其中，工作头包括滚轮轴17、滚轮轴安装座12、轴承20、锥形滚轮16和圆形滚轮19。锥形滚轮16和圆形滚轮19分别针对不同的滚边要求进行使用，锥形滚轮16和圆形滚轮19分别固定在滚轮轴17的两端，滚轮轴中部通过轴承20支撑在滚轮轴安装座12上，滚轮轴17、锥形滚轮16和圆形滚轮19可同时在滚轮轴安装座12上做旋转运动。TCP探针18固定在滚轮轴安装座12的顶部，其主要用于机器人滚边调试过程中建立工具坐标系，进而方便示教仿真。可弹性收缩主轴包括主轴体9、弹簧6、弹簧压块5、导引螺栓7和主轴导向轴承10。主轴安装座2上设有一个垂直方向的开口空腔，主轴体9通过主轴导向轴承10插接在主轴安装座2的空腔中，主轴体9顶部位于空腔外侧。弹簧6、弹簧压块5、传感器触发块4和压力传感器3分别位于主轴安装座空腔的底部，其中，主轴体9的后端面通过弹簧6压在弹簧压块5上，弹簧压块5通过传感器触发块4压在压力传感器3上。为保证弹簧6在变形过程中不发生偏斜，在弹簧6和弹簧压块5中还穿有导引螺栓7，导引螺栓7的螺母底部与弹簧压块5底面相接触，导引螺栓7前端固定连接在主轴体9的后端面上。工作头转接板11用于工作头和主轴体9之间的过渡连接，露在空腔外侧的主轴体9前端通过沉头螺钉与工作头转接板11固定连接，工作头转接板11固定在滚轮轴安装座12的底面上。为保证工作头可以沿主轴体9方向伸缩，工作头转接板11与主轴安装座2之间留有至少等于或大于主轴体9可伸缩长度的空隙，同时，为防止主轴体9从主轴安装座空腔中脱出，在主轴体9后端的圆柱面上还设有向外突出的单向阻挡棱8，单向阻挡棱8卡在主轴安装座空腔的内表面上，防止主轴体9从空腔中脱出的同时还可保持主轴体9向空腔底部的移动。为进一步提高工作头伸缩过程的稳定性和可靠性，在主轴安装座2、工作头连接板11以及滚轮轴安装座12的外侧还设有两个对称排列的辅助轴15，辅助轴15的中心线与主轴体9的中心线平行，用于辅助主轴体9的伸缩过程。具体结构为辅助轴15底部固定在主轴安装座2外侧的支撑台上，辅助轴15顶部通过上、下导向轴承14，13分别穿过滚轮轴安装座12和工作头转接板11外侧的轴孔，从而将主轴安装座2、滚轮轴安装座12和工作头转接板11相互串联，使得滚轮轴安装座12和工作头转接板11通过轴孔可在辅助轴15上上、下移动，以配合主轴体9的伸缩过程。当然，对称分布的辅助轴15的数量也可为更多个，其具体数量可根据实际使用的需要而定。实际工作时，利用机器人转接板I将机器人滚边工具与外界机器人连接，待加工 工件固定在夹具上，通过机器人的移动带动机器人滚边工具进行折边，如利用锥形滚轮16进行滚边时，锥形滚轮16在滚轮轴17、轴承20及滚轮轴安装座12的支撑下，通过滚动过程对待加工工件边沿进行折边，由于工作头和工作头转接板11通过上、下导向轴承14，13和辅助轴15、以及主轴体9和主轴安装座空腔的相互配合插接在主轴安装座空腔中，故，折边过程产生的压力会通过主轴体9、弹簧6、弹簧压块5、传感器触发块4传递到压力传感器3上，从而随时完成压力信息的采集，为机器人的压力控制提供了及时、准确地数据依据，保证了滚边过程顺利进行；同时，位于主轴体9后端圆柱面上的向外突出的单向阻挡棱8还可防止主轴体9从空腔体中滑出，保证了主轴体9使用的可靠性。由于主轴体9与主轴安装座2之间为弹性连接，所以，通过弹簧6收缩，还可消除滚边过程压力过大对待加工工件的影响，保证了滚边过程的柔性化进行，提高了产品的加工质量和加工稳定性。
权利要求1.一种机器人滚边工具，其特征在于，包括机器人转接板、主轴安装座、压力传感器、传感器触发块、TCP探针、工作头和可弹性收缩主轴，所述工作头包括滚轮轴、滚轮轴安装座、轴承、锥形滚轮和圆形滚轮；所述滚轮轴中部通过轴承支撑在滚轮轴安装座上，锥形滚轮和圆形滚轮分别固定在滚轮轴安装座外侧的滚轮轴两端；所述TCP探针固定在滚轮轴安装座顶部；所述可弹性收缩主轴包括主轴体、弹簧、弹簧压块和主轴导向轴承；所述主轴安装座上设有开口空腔，主轴体通过主轴导向轴承插接在主轴安装座的空腔中；所述弹簧、弹簧压块、传感器触发块和压力传感器分别位于主轴安装座空腔的底部，主轴体后端通过弹簧压在弹簧压块上，弹簧压块通过传感器触发块压在压力传感器上；所述主轴体前端固定在滚轮轴安装座上，滚轮轴安装座与主轴安装座之间留有间隙；所述主轴体后端设有防止主轴体向外滑出的单向阻挡棱；所述主轴安装座固定在机器人转接板上。
2.根据权利要求I所述的机器人滚边工具，其特征在于，所述主轴安装座与滚轮轴安装座之间还设有工作头转接板，所述工作头转接板固定在滚轮轴安装座的底面上，主轴前端固定在工作头转接板上，工作头转接板与主轴安装座之间留有间隙。
3.根据权利要求2所述的机器人滚边工具，其特征在于，还包括至少两个辅助轴，所述辅助轴底部固定在主轴安装座外侧，辅助轴顶部通过导向轴承插接在滚轮轴安装座和工作头转接板外侧对应的轴孔中；所述辅助轴对称排列，辅助轴中心线与主轴体中心线平行。
4.根据权利要求1、2或3所述的机器人滚边工具，其特征在于，所述可弹性收缩主轴上还包括一个导引螺栓，所述导引螺栓穿过弹簧压块和弹簧后固定在主轴体的后端面上。
专利摘要本实用新型公开了一种机器人滚边工具，包括机器人转接板、主轴安装座、压力传感器、传感器触发块、TCP探针、工作头和可弹性收缩主轴。工作头包括滚轮轴、滚轮轴安装座、轴承、锥形滚轮和圆形滚轮。可弹性收缩主轴包括主轴体、弹簧、弹簧压块和主轴导向轴承，主轴体通过主轴导向轴承插接在主轴安装座的空腔中，弹簧、弹簧压块、传感器触发块和压力传感器分别位于主轴安装座空腔的底部，主轴体前端固定在滚轮轴安装座上。其结构大大提高了机器人滚边工具的加工效率，保证了加工质量，并且柔性化控制过程还可满足不同工艺要求下的滚边加工需要，扩大了产品加工的适用性。
文档编号B21D39/02GK202621741SQ201220215478
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者李彪 申请人:广州明珞汽车装备有限公司