摘 要：文章针对汽车门盖线的包边技术要求，分析了生产应用中常见的机器人包边常见的缺陷形式，研究了机器人包边系统中影响包边质量的主要因素，重点讲述了外板翻边长度、角度、内r角、内外板整体质量对机器人包边质量的影响及控制方法，为汽车门盖包边质量的提升提供了理论依据。
　　关键词：机器人；包边；影响
　　中图分类号：u468.21 文献标识码：a 文章编号：1006-8937（2012）17-0090-02
　　汽车产业是我国国民经济发展的重要支柱产业，随着生产力的迅速发展，柔性自动化的生产方式是现代企业所追求的目标，面对竞争日益激烈的市场需求，提升汽车白车身生产线的柔性和自动化程度势在必行。机器人柔性滚边技术是白车身焊装技术的重要组成部分，它是通过安装在机器臂上滚边头中的滚轮，在滚边胎模的支撑下沿板件包边型面进行滚压包边的内外板连接技术。机器人滚边零件质量的好坏直接影响车身装配尺寸精度、车身覆盖件的表面质量、整车外观美观和强度，而冲压件质量的好坏是决定滚边质量的好坏重要因素之一，因此，研究冲压件对机器人包边质量的影响及控制对机器人滚边的质量就显得尤为重要。
　　1 机器人包边工艺
　　滚边是包边的一种，机器人滚边工艺是由机器人按预定的程序和轨迹控制滚边工具的运动，按相应程序将零件进行折边处理。其包边过程同传统的包边形式相同，分为三个步骤：翻边，预包边，终包边，如图1（a），（b），（c）。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在工件上，施压过程中预留的翻边向内侧翻折并最终压平或成一定角度。wWw.11665.COm
　　机器人滚边系统主要包括三大部分组成：滚边胎模定位系统、滚边工具系统、机器人及其控制系统。滚边胎模定位系统用于将待滚边零件放置在滚边模具上，然后用定位机构进行定位；而滚边工具系统中，滚边头上面的滚轮根据滚边加工步骤的不同进行选取，通过滚轮将零件外板的翻边沿内扳进行弯曲。机器人及其控制系统主要用于控制滚轮的轨迹、速度和滚边压力，以及机器人与其他相关系统之间的通信。
　　2 机器人包边常见缺陷
　　机器人包边常见的缺陷主要有两大类：尺寸精度缺陷和外观质量缺陷，除此之外，包边失效也是机器人包边在项目初期常见的缺陷。具体的机器人滚边常见缺陷见表1。
　　3 机器人包边的影响因素
　　机器人滚边缺陷的产生，是一种或多种因素共同作用的结果，这些因素的不合理不仅影响了零件的外观质量与尺寸的稳定性，同时，产生缺陷后零件及模具的返修在增加非增值时间的同时也大大增加了生产与制造成本，造成了很大的浪费。因此，研究机器人包边的影响因素显得尤为重要，而在这些影响因素当中，冲压件质量的高低及稳定性将直接决定机器人包边的质量及稳定性。
　　影响机器人包边质量的冲压件主要是门盖的外板和内板。
　　3.1 外板的影响
　　①翻边长度h。翻边长度的大小直接影响到滚压零件的质量。一方面，翻边稍大时，有利于冲压模的设计和制造，有利于板料的生产，并且包边后使得翻边与内板的接触面积增加，有利于包边件的结构强度和稳定性，但是，翻边长度太大时，零件在滚压过程中产生的应力无处释放，容易产生波浪、褶皱、平面变形、特征线不清晰等缺陷。另一方面，翻边长度较小时，由于翻边角部产生的加工硬化，造成翻边与角部加工硬化区域重合，这样在滚边时，产生的应力就要通过内外板一起来消化，容易产生翻边边缘下塌；同时，翻边过短，存在包边包不住的风险，甚至造成包边失效。普通包边的翻边长度一般不大于10mm，角部曲率变化较大的区域一般取2.5～5 mm，水滴包边的翻边长度以13～16 mm为佳，且在较长边中间加窄边过渡以释放应力。
　　②翻边角度θ。外板翻边角度的大小决定了翻边根部的加工硬化状况，由于根部的加工硬化，在进行包边时变形往往优先在根部附近的区域发生，而不直接发生在根部，翻边角度越大，根部产生的加工硬化越不明显，滚边过程中发生变形的区域越不好控制，增加了包边后尺寸的不确定性，影响到尺寸精度的稳定性，同时，也会产生波浪、褶皱、平面变形、特征线不清晰等缺陷。反之，翻边角度越小，根部产生的加工硬化越明显，滚边过程中发生变形的区域越容易控制，包边后尺寸外形尺寸变化较小，产生缺陷的几率也较小。但是，翻边角度过小给冲压件的脱模带来很大的

困难，生产过程中翻边角度θ通常为90°～105°，在某些有特殊要求的被包件上翻边角度θ也会有所不同，需视具体部位调节。
　　③翻边内r角。外板翻边内r角的影响机理与翻边角度相似，内r角越大，加工硬化的区域越大，产生尺寸及外观质量缺陷的几率越大，反之，内r角越小，加工硬化的区域越小，产生尺寸及外观质量缺陷的几率越小，但是，当内r角过小时角部产生加工硬化的区域存在很大的应力集中，而应力集中往往是裂纹容易产生的地方，从而导致包边部位开裂，影响到门盖外观质量及结构稳定性，生产过程中内r角一般在0.2～0.5 mm之间，它往往随着外板板厚δ的变化而变化，常见的内r角通常取δ/2。
　　④外板的质量稳定性。外板的质量是影响包边质量的重要因素，由于通常门盖外板要比内板薄一些，而对于薄板冲压件的成型，由于应力的作用，使得薄板冲压成型后易于变形或者产生回弹，尤其是一些拐角、曲面或特征线部位，同时，在板料成型及物流运输过程中，一些不必要的灰尘和碰撞，可能会造成外板外表面的损伤，这些对于作为汽车覆盖件的外板更是不允许的。因此，对于外板的质量控制要从冲压工艺及模具的质量入手，同时控制物流的运输过程及料架设计，以把对外板的损伤减到最小。
　　3.2 内板的影响
　　包边过程是一个复杂的薄板成型过程，最终包边质量的好坏除受机器人滚边工艺的影响外，更主要的取决于内板的质量。首先是内板的切边，当冲压工艺不当时，切边往往存有波浪变形、开裂、毛刺、凹凸不平、尺寸变化不规律等缺陷，而这些缺陷是造成翻边类似缺陷的重要因素。其次，内板的局部或整体变形会引起包边件的局部或整体变形，甚至会影响铰链安装孔的位置精度及稳定性，严重影响白车身的质量匹配，更有甚者，当变形较大时会造成包边失效。因此，对冲压件内板的控制，必须制定合理的冲压工艺，并严格按照模具的设计要求进行设计，制定合理的定位与反变形策略，以防止内板的变形及保持切边的稳定性。
　　4 结 语
　　在实际的生产应用中，对机器人滚边零件缺陷及其影响因素进行研究，通过对各种不利因素加以调整和控制，不仅有利于减少机器人滚边质量缺陷的产生，提升机器人滚边零件的外观质量与尺寸精度，同时，对于提升整车匹配的质量和尺寸精度以及提高企业的核心竞争力有着非常重要的作用。
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