CN105945164A - 五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车制造领域,具体的说是本发明涉及一种汽车覆盖件包边装置，尤其是涉及一种五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边装置，主要包括：底座；实现X/Y/Z直角坐标系直线运动的X轴系、Y轴系、Z轴系；实现A/B球面坐标系旋转运动的A轴系、B轴系；实现滚压包边工艺的滚压臂及滚压轮；定位压紧机构等。本发明具有设备和模具投资成本低、滚压包边质量好，不仅适合于批量单一品种生产，也可配合换模台做多品种生产，而且本发明无悬臂，刚性好，滚压包边工作效率高和滚压包边质量稳定，编程时间短，编程成本低，既适合于批量单一品种生产，也可配合换模台做多品种生产。

Description

五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边装置

技术领域

本发明涉及一种汽车覆盖件包边装置，尤其是涉及一种五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边装置。

背景技术

包边是为了结合外板与内板，将内板放入外板翻边内进行包合的加工工序。目前，汽车覆盖件包边设备主要有:包边模具+压力机、专用折边包边机、工业搬运机器人滚压包边等。包边模具+压力机：适合于大批量多品种生产，单机效率最高，包边质量稳定，但设备和模具投资成本大。专用折边包边机：适合于单一品种生产，且由于分段进行预包边和终包边压合，造成分段接合处的包边质量差。工业搬运机器人滚压包边：适合于批量单一品种生产，也可配合换模台做多品种生产，但工业搬运机器人基本上是五轴或六轴旋转运动副结构，工作时悬臂较长，造成承载力和刚性低，从而降低滚压包边工作效率和滚压包边质量，且编程技术复杂，不适合一般技术人员编程，编程时间很长，编程成本很高。

发明内容

为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边装置，具有投资成本低、刚性好、包边效率高、包边质量稳定的特点。

本发明所采用的技术方案是：五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边装置,包括：

一底座，所述底座包括一工作台，该工作台的四周装有多组定位夹紧机构，用于将待包边工件固定在所述工作台上，所述定位夹紧机构采用分布式夹紧，其夹紧或松开动作通过气缸来实现；所述工作台两侧分别设有侧梁，所述侧梁顶部装有一部龙门式XYZ三轴电动直线滑台；

一滚压包边总成，所述滚压包边总成包括A轴系和B轴系；所述A轴系挂装于所述三轴电动直线滑台的Z轴系下端，并能在电机驱动下沿自身轴线旋转；所述B轴系铰接于所述A轴系的下端，并能在电机驱动下沿铰接点作正负90°转动；所述B轴系下端装有二～四根滚压臂，所述滚压臂分别与所述B轴系相垂直，在所述滚压臂的轴颈分别装有滚压轮；

一可编程控制器，用于精确控制所述龙门式XYZ三轴电动直线滑台的运动轨迹，以及精确控制所述A轴和B轴的旋转角度及方位，将所述滚压轮准确地移动到待包边区域进行滚压作业；同时控制相应的定位夹紧机构依次松开，避开滚压轮。

进一步的，在滚包过程中，由于滚边包边底模制造精度影响，以及待包或已包覆盖件的材质不均匀性，往往产生的竖直向上的反作用力波动和竖直方向(Z向)的位置变化，会严重影响包边的质量。为了使滚压包边时减少乃至杜绝上述的负面影响,在滚压预包边和滚压终包边过程中保持相对恒定的滚压作用力，因而在所述Z轴系与A轴系之间，加装一Z向补偿装置；所述Z向补偿装置包括一补偿油缸，所述补偿油缸的缸体通过一下联接座固定在所述A轴系的轴座上，所述补偿油缸的活塞杆通过一上联接座固定在所述Z轴系的滑块座上；所述Z轴系与所述A轴系的轴座之间设有一直线运动导轨副，使所述所述A轴系只能在所述直线运动导轨副允许的范围内作直线往复运动；所述补偿油缸的滑塞下腔进油口通过带控制阀的液压管路与一液压囊式蓄能器相连通，所述液压管路还设有充油口。

液压囊式蓄能器由油液部分和带有气密隔离件的胶囊(内装氮气)构成，其压力预先设定为一适当值，使补偿油缸的活塞在正常包边时处于油缸的中间位置，便于其上下运动。当滚压装置受到反作用力波动，产生竖直方向(Z向)的位置变化，压力升高时，油液进入囊式蓄能器，气体被压缩；当压力下降时，压缩气体膨胀，进而将油液压入回路。由于Z轴系与A轴系采用非刚性连接，设定好压力的囊式蓄能器能将反作用力波动产生的Z向位置变化，通过胶囊予以吸收，保证滚压包边质量的稳定。

进一步的，一种五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边专用设备，还包括多组定位压紧机构；所述定位压紧机构包括定位压紧臂、气缸及带齿条的定位压紧座，所述定位压紧臂上端设有一向前突出的定位压紧块，所述定位压紧臂的末端固定在一齿轮的转轴上，所述齿轮与底座上的齿条啮合，所述转轴上还套装有一转轴座，所述转轴座安装在直线运动导轨副的滑块上，所述直线运动导轨副的导轨安装在所述底座上，所述滑块与导轨形成直线运动导轨副；所述转轴座一侧与所述气缸的活塞杆固接，所述活塞杆在气压作用下拉动或推动所述转轴座沿所述直线运动导轨副作往复直线运动，带动所述齿轮沿齿条作往复旋转运动，所述定位压紧臂随所述转轴同时作往复直线运动和往复旋转运动。固定在所述定位压紧臂顶端的所述定位压紧块的运动合成轨迹为正弦曲线，在所述气缸活塞杆完全伸出时，所述定位压紧块正好将所述待包或已包覆盖件(车门)压紧固定，通过设计所述气缸活塞杆的行程，使所述气缸活塞杆完全缩入时，所述定位压紧臂退回到最外侧，在所述滚压臂、所述滚压轮在预包边、终包边过程中及时避让。

进一步的，所述滚压臂数量为四根，且所述四个滚压臂之间相互垂直。

进一步的，所述滚压轮为圆锥台形的预包滚压轮或圆柱形的终包滚压轮。

一种汽车覆盖件的五轴联动柔性滚压包边工艺，包括以下步骤:

放置待包或已包覆盖件:通过人工、半自动或全自动将待包或已包覆盖件放置于滚压包边底模内的处于高位的顶升机构上；顶升机构下降，待包或已包覆盖件落到滚压包边底模的包边面上，待包或已包覆盖件就位等待包边；

定位、压紧：随着滚压包边数控程序执行，分布于滚压包边底模周边的定位夹紧机构的气缸活塞杆依次伸出，推动定位压紧块对待包或已包覆盖件实施压紧、定位；

滚压预包边：在设定的数控程序控制下，B轴系旋转到0度位置，使刚性联接于B轴系主轴的滚压臂的主臂轴线与A轴系主轴中心线同心；X轴系、Y轴系、Z轴系和A轴系四轴联动，根据滚压预包边工艺要求，实时调用不同预包角度的预包滚压轮；X轴系、Y轴系、Z轴系合成运动完成覆盖件外形轮廓的空间曲线，A轴系被数控程序设定为持续调整并保证预包滚压轮的运动方向与预包滚压轮内的滚压臂的轴颈中心线垂直，且使预包滚压轮的运动方向始终与被滚压点处微分段曲线切向相一致，使预包滚压时预包滚压轮与待包或已包覆盖件的预包边之间为滚动摩擦而无滑动摩擦；滚压一周后预包边完成，X轴系、Y轴系、Z轴系和A轴系四轴运动合成，使预包滚压轮前端圆台的工作母线形成一封闭的空间预包曲面，从而使待包或已包覆盖件预包效果达到终包前要求；在滚压预包边过程中，定位压紧装置在可编程控制器控制下即时打开，避让工作中的滚压臂及预包滚压轮，避让后定位压紧装置及时关闭，保持定位压紧状态；

滚压终包边：滚压预包边完成后，在可编程控制器控制下，立即进入滚压终包边；X轴系、Y轴系、Z轴系和A轴系、B轴系五轴联动，根据滚压终包边工艺要求调用不同终包角度的终包滚压轮；X轴系、Y轴系、Z轴系和A轴系合成运动，能完成待包或已包覆盖件外形轮廓的空间曲线，A轴系控制终包滚压轮的运动方向与终包滚压轮内的滚压臂的轴颈中心线垂直，且使终包滚压轮的运动方向始终与被滚压点处微分段曲线切向相一致，使终包滚压时，终包滚压轮与待包或已包覆盖件的终包边之间为滚动摩擦；B轴系控制滚压终包边滚轮轴向倾角，使终包滚压轮内的滚压臂的轴颈中心线始终与被滚压点处微分段曲线径向相一致；滚压一周后滚压终包边完成，X轴系、Y轴系、Z轴系和A轴系、B轴系五轴运动合成，使终包滚压轮的圆柱工作母线形成与待包或已包覆盖件包边面完全一致的空间曲面；在滚压终包边过程中，定位压紧装置在可编程控制器控制下即时打开，避让工作中的滚压臂及预包滚压轮，避让后定位压紧装置及时关闭，保持定位压紧状态；

定位、夹紧松开：完成滚压包边后，在可编程控制器控制下，分布于滚压包边底模周边的定位夹紧机构的气缸活塞杆依次缩入，定位压紧松开，在气缸活塞杆完全缩入时，定位压紧臂缩回至最外侧；顶升机构向上顶出待包或已包覆盖件，通过人工、半自动或全自动方式将待包或已包覆盖件取出，进入下一道工作循环。

有益效果：本发明提供一种五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边专用设备，具有设备和模具投资成本低、滚压包边质量好，不仅适合于批量单一品种生产，也可配合换模台做多品种生产，而且本发明无悬臂，刚性好，滚压包边工作效率高和滚压包边质量稳定，编程时间短，编程成本低，既适合于批量单一品种生产，也可配合换模台做多品种生产，符合柔性与可重构车身生产线技术要求，特别适应现代汽车市场个性化需求，缩短汽车新产品开发周期，降低开发成本。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明的总体结构图

图2为图1的A向视图，

图3为图1的B向视图，

图4为Z向补偿装置结构图，

图5为A轴系结构图，

图6为B轴系及滚压臂结构图，

图7为图6的D-D剖面图,

图8为定位压紧机构结构图，

图9为图8的E-E剖面图。

图中：1底座、2X轴系、3X轴系滑块座、4Y轴系、5Y轴系滑块座、6Z轴系、7Z轴系滑块座、8Z向补偿装置、9A轴系、10B轴系、11滚压臂、12滚压轮、13定位压紧机构、14待包或已包覆盖件(车门)、15顶升机构、16滚边包边底模、801Z向补偿装置直线运动导轨副的导轨、802Z向补偿装置直线运动导轨副的滑块、803Z向补偿油缸上联接座、804Z向补偿油缸、805液压囊式蓄能器、806联接管路、807控制阀、808充液口、809Z向补偿油缸下联接座、901A轴系轴座、902A轴系伺服电机、903A轴系减速装置、904A轴系伺服电机联接座、905轴承、906A轴系主轴、1001B轴系轴座、1002B轴系伺服电机、1003B轴系减速装置、1004B轴系主轴、1201第一预包滚压轮1202轴承、1203第二预包滚压轮、1204第一终包滚压轮、1205第二终包滚压轮、1301定位压紧块、1302定位压紧臂、1303转轴、1304齿轮、1305转轴座、1306齿条、1307直线运动导轨副导轨、1308直线运动导轨副滑块、1309气缸、1310定位压紧座、1310定位压紧座、1311轴承。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1至图9，一种五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边专用设备，包括：

一台用来支撑和固定附属结构的底座1，包括底梁、两根侧梁、两个工作台(参见图1-3)。本发明中采用双工作台布局，是为了交替轮流滚压包边，目的为提高工作效率。工作台的四周装有多组定位夹紧机构13，用于将待包边工件14固定在工作台上，定位夹紧机构13采用分布式夹紧，其夹紧或松开动作通过气缸来实现；工作台两侧分别设有侧梁，侧梁顶部装有一部龙门式XYZ三轴电动直线滑台(现有技术，不作详细说明)。龙门式XYZ三轴电动直线滑台具有X、Y、Z三个轴系，3为X轴系滑块座，4为Y轴系，5为Y轴系滑块座，6为Z轴系，7为Z轴系滑块座。

一滚压包边总成，滚压包边总成包括A轴系9和B轴系10；A轴系9挂装于三轴电动直线滑台的Z轴系6下端，并能在A轴系伺服电机902驱动下沿自身轴线旋转；B轴系10铰接于A轴系9的下端，并能在B轴系伺服电机1002驱动下沿铰接点作正负90°转动；B轴系下端装有四根滚压臂11，滚压臂11分别与B轴系主轴1004相垂直，在滚压臂11的轴颈分别装有滚压轮12。

A轴系9包括：A轴系伺服电机联接座904通过A轴系轴座901与Z向补偿装置直线运动导轨副的滑块802刚性联接，在A轴系伺服电机902驱动下经A轴系减速装置903输出驱动由轴承905支承于A轴系轴座901的A轴系主轴906实时旋转并将转矩传递于与其刚性联接的B轴系轴座1001的A轴系9。(参见图5)

B轴系10包括：B轴系轴座1001刚性联接于A轴系主轴906，在B轴系伺服电机1002驱动下，经B轴系减速装置1003驱动B轴系主轴1004旋转，并将转矩传递于与其刚性联接的滚压臂11。(参见图6、7)滚压臂11一端与B轴系主轴1004刚性联接，另一端是通过轴承1202与不同预包角度的预包滚压轮一1201、第二预包滚压轮1203、及不同终包角度的第一终包滚压轮1204、第二终包滚压轮1205相联接。

可编程控制器，通过控制X轴系伺服电机、Y轴系伺服电机及Z轴系伺服电机的转动，从而精确控制X、Y、Z轴的运动轨迹，通过控制A轴系伺服电机902、B轴系伺服电机1002，从而精确控制A轴和B轴的旋转角度及方位，最终实现将第一预包滚压轮1201、第二预包滚压轮1203、第一终包滚压轮1204、第二终包滚压轮1205中的一个，准确地移动到待包边区域进行滚压作业；同时通过控制气缸1309的进气阀和排气阀，控制正处于包边作业区域内的定位夹紧机构13打开，避开滚压轮。

在滚包过程中，由于滚边包边底模制造精度影响，以及待包或已包覆盖件的材质不均匀性，往往产生的竖直向上的反作用力波动和竖直方向(Z向)的位置变化，会严重影响包边的质量。为了使滚压包边时减少乃至杜绝上述的负面影响,因而在所述Z轴系与A轴系之间，加装一套Z向补偿装置。

Z向补偿装置包括Z向补偿装置直线运动导轨副的导轨801、Z向补偿装置直线运动导轨副的滑块802、Z向补偿油缸上联接座803、Z向补偿油缸804、Z向补偿油缸下联接座809，Z向补偿油缸804的滑塞下腔进油口通过联接管路806、控制阀807与充液口808、液压囊式蓄能器805相连接，Z向补偿油缸804的活塞杆通过Z向补偿油缸上联接座803与Z轴系滑块座7联接，Z向补偿油缸804的缸体通过Z向补偿油缸下联接座809与A轴系轴座901联接。

液压囊式蓄能器805由油液部分和带有气密隔离件的胶囊(内装氮气)构成，位于胶囊周围的油液与液压回路相通。因此，当作用力波动和竖直方向的位置变化时压力升高，油液进入液压囊式蓄能器，气体被压缩；当压力下降时，压缩气体膨胀，进而将油液压入回路。由于Z轴系与A轴系采用非刚性连接，设定好压力的囊式蓄能器能将反作用力波动产生的Z向位置变化，通过胶囊予以吸收，保证滚压包边质量的稳定(参见图4)。本发明设置Z向补偿装置8是，为了在滚压预包边和滚压终包边过程中保持相对恒定的滚压作用力，不仅有利于保证包边质量稳定，同时提高滚压臂11、第一预包滚压轮1201、第二预包滚压轮1203、第一终包滚压轮1204、第二终包滚压轮1205、滚压包边底模16的寿命，减少本发明的***故障。

本实施例采用的定位夹紧机构13，其结构参见参见图8、9：定位压紧块1301固定在定位压紧臂1302一端，定位压紧臂1302的另一端固定在转轴1303的一端，转轴1303通过轴承1311支承于转轴座1305的内孔中，转轴1303的另一端，刚性联接有齿轮1304，齿轮1304与固定于定位压紧座1310的齿条1306啮合，转轴座1305安装在直线运动导轨副滑块1308上，直线运动导轨副滑块1308与安装在定位压紧座1310上的直线运动导轨副导轨1307形成直线运动导轨副，转轴座1305与气缸1309活塞杆相连接，气缸1309的缸体与定位压紧座1310相联。气缸1309活塞杆在气压作用下在气缸1309缸体内作伸缩运动时，推动或拉动转轴座1305沿直线运动导轨副作往复直线运动，安装在转轴座1305内孔中的转轴1303一端的齿轮1304与齿条1306啮合，使转轴1303随转轴座1310作往复直线运动的同时，随齿轮1304作往复旋转运动，安装在转轴1303另一端的定位压紧臂1302既作往复直线运动又作往复旋转运动，固定在定位压紧臂1302另一端的定位压紧块1301既作往复直线运动又作往复旋转运动，运动合成轨迹为正弦曲线。使在气缸1309活塞杆完全伸出时，定位压紧块1301正好对待包或已包覆盖件(车门)14实现定位、压紧。

一种五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边专用设备工作过程包括以下步骤:

放置待包或已包覆盖件(车门)14:通过人工、半自动或全自动将待包或已包覆盖件(车门)14放置于滚压包边底模16内的处于上位的顶升机构15上；

待包或已包覆盖件(车门)14就位：顶升机构15下降，待包或已包覆盖件(车门)14落到滚压包边底模16的包边面上，待包或已包覆盖件(车门)14就位等待包边；

定位、压紧：随着滚压包边数控程序执行，分布于滚压包边底模16周边的定位夹紧机构13的气缸1309的活塞杆依次伸出，推动转轴座1305沿直线运动导轨副导轨1307和直线运动导轨副滑块1308组成的直线运动导轨副作直线运动，安装在转轴座1305内孔中的转轴1303一端的齿轮1304与齿条1306啮合，使转轴1303随转轴座1305作直线运动的同时，随齿轮1304作旋转运动，安装在转轴1303另一端的定位压紧臂1302既作直线运动又作旋转运动，固定在定位压紧臂1302另一端的定位压紧块1301既作直线运动又作旋转运动，运动合成轨迹为正弦曲线，在气缸1309活塞杆完全伸出时定位压紧块1301正好对待包或已包覆盖件(车门)14实施定位、压紧。

滚压预包边：在设定的数控程序控制下，B轴系10旋转到0度位置，使刚性联接于B轴系主轴1004的滚压臂11的主臂中心线与A轴系主轴906中心线同心。X轴系2、Y轴系4、Z轴系6和A轴系9四轴实时联动，根据滚压预包边工艺要求数控程序实时调用不同预包角度的第一预包滚压轮1201、第二预包滚压轮1203，以满足预包边质量要求。X轴系2、Y轴系4、Z轴系6合成运动完成覆盖件外形轮廓的空间曲线，A轴系依据数控程序实时调整第一预包滚压轮1201、第二预包滚压轮1203的运动方向与第一预包滚压轮1201、第二预包滚压轮1203内的滚压臂的轴颈中心线垂直，且使第一预包滚压轮1201、第二预包滚压轮1203的运动方向始终与被滚压点处微分段曲线切向相一致，使预包滚压时第一预包滚压轮1201、第二预包滚压轮1203与待包或已包覆盖件(车门)14的预包边之间为滚动摩擦而无滑动摩擦，确保预包质量。滚压一周后滚压预包边完成，X轴系2、Y轴系4、Z轴系6和A轴系9四轴运动合成，使第一预包滚压轮1201或第二预包滚压轮1203前端的圆台的工作母线形成一封闭的空间预包曲面，从而使待包或已包覆盖件(车门)14预包效果达到终包前要求。在数控程序中***特定代码，使滚压预包边过程中定位压紧机构13实时打开以避让工作中的滚压臂11及第一预包滚压轮1201、第二预包滚压轮，避让后定位压紧机构13实时关闭，以实施定位、压紧功能。

滚压终包边：滚压预包边完成后，在数控***控制下，立即进入滚压终包边。X轴系2、Y轴系4、Z轴系6和A轴系9、B轴系10五轴实时联动，根据滚压终包边工艺要求数控程序实时调用不同终包角度的第一终包滚压轮1204、第二终包滚压轮1205，以满足终包边质量要求。X轴系2、Y轴系4、Z轴系6合成运动完成待包或已包覆盖件(车门)14外形轮廓的空间曲线，A轴系依据数控程序实时调整第一终包滚压轮1204、第二终包滚压轮1205的运动方向与第一终包滚压轮1204、第二终包滚压轮1205内的滚压臂的轴颈中心线垂直，且使第一终包滚压轮1204、第二终包滚压轮1205的运动方向始终与被滚压点处微分段曲线切向相一致，使终包滚压时第一终包滚压轮1204、第二终包滚压轮1205与待包或已包覆盖件(车门)14的终包边之间为滚动摩擦而无滑动摩擦，确保终包质量。B轴系4依据数控程序实时改变第一终包滚压轮1204、第二终包滚压轮1205轴向倾角，使第一终包滚压轮1204、第二终包滚压轮1205的滚压臂的轴颈中心线始终与被滚压点处微分段曲线径向相一致。滚压一周后滚压终包边完成，X轴系2、Y轴系4、Z轴系6和A轴系9、B轴系10五轴运动合成，使第一终包滚压轮1204、第二终包滚压轮1205的圆柱工作母线形成与待包或已包覆盖件(车门)14包边面完全一致的空间曲面，包边效果非常好。在数控程序中***特定代码，使滚压终包边过程中定位夹紧机构13实时松开，以避让工作中的滚压臂11及第一终包滚压轮1204、第二终包滚压轮1205，避让后定位压紧机构13实时关闭，以实施定位、压紧功能。

定位、夹紧松开：完成滚压包边后，随着滚压包边数控程序执行，分布于滚压包边底模16周边的定位夹紧机构13的气缸1309活塞杆依次缩入，定位压紧松开，气缸1309杆拉动转轴座1305沿直线运动导轨副作直线运动，安装在转轴座1305内孔中的转轴1303一端的齿轮1304与齿条1306啮合，使转轴1303随转轴座1305作直线运动的同时，随齿轮1304作旋转运动，安装在转轴1303另一端的定位压紧臂1302既作直线运动又作旋转运动，固定在定位压紧臂1302另一端的定位压紧块1301既作直线运动又作旋转运动，运动合成轨迹为正弦曲线，在气缸1309活塞杆完全缩入时定位压紧块1301、定位压紧臂1302经正弦曲线运动后位置低于气缸1309的缸体最高点，保证滚压臂11、第一预包滚压轮1201、第二预包滚压轮1203、第一终包滚压轮1204、第二终包滚压轮1205在预包和终包过程中与定位压紧块1301、定位压紧臂1302不干涉。

顶升器上升：定位、夹紧松开后，顶升机构15向上顶出待包或已包边覆盖件(车门)14，通过人工、半自动或全自动方式将待包或已包边覆盖件(车门)14取出。进入下一道工作循环。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边装置,其特征在于包括以下部件：

一底座，所述底座包括一工作台，该工作台的四周装有多组定位夹紧机构，用于将待包边工件固定在所述工作台上，所述定位夹紧机构采用分布式夹紧，其夹紧或松开动作通过气缸来实现；所述工作台两侧分别设有侧梁，所述侧梁顶部装有一部龙门式XYZ三轴电动直线滑台；

一滚压包边总成，所述滚压包边总成包括A轴系和B轴系；所述A轴系挂装于所述三轴电动直线滑台的Z轴系下端，并能在电机驱动下沿自身轴线旋转；所述B轴系铰接于所述A轴系的下端，并能在电机驱动下沿铰接点作正负90°转动；所述B轴系下端装有二～四根滚压臂，所述滚压臂分别与所述B轴系相垂直，在所述滚压臂的轴颈分别装有滚压轮；

一可编程控制器，用于精确控制所述龙门式XYZ三轴电动直线滑台的运动轨迹，以及精确控制所述A轴和B轴的旋转角度及方位，将所述滚压轮准确地移动到待包边区域进行滚压作业；同时控制相应的定位夹紧机构依次松开，避开滚压轮。

2.根据权利要求1所述五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边装置，其特征在于：所述Z轴系与A轴系之间，装有一Z向补偿装置；所述Z向补偿装置包括一补偿油缸，所述补偿油缸的缸体通过一下联接座固定在所述A轴系的轴座上，所述补偿油缸的活塞杆通过一上联接座固定在所述Z轴系的滑块座上；所述Z轴系与所述A轴系的轴座之间设有一直线运动导轨副，使所述所述A轴系只能在所述直线运动导轨副允许的范围内作直线往复运动；所述补偿油缸的滑塞下腔进油口通过带控制阀的液压管路与一液压囊式蓄能器相连通，所述液压管路还设有充油口。

3.根据权利要求2所述五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边装置，其特征在于：所述定位压紧机构包括定位压紧臂、气缸及带齿条的定位压紧座，所述定位压紧臂上端设有一向前突出的定位压紧块，所述定位压紧臂的末端固定在一齿轮的转轴上，所述齿轮与定位压紧座上的齿条啮合，所述转轴上还套装有一转轴座，所述转轴座安装在直线运动导轨副的滑块上，所述直线运动导轨副的导轨安装在所述定位压紧座上，所述滑块与导轨形成直线运动导轨副；所述转轴座一侧与所述气缸的活塞杆固接，所述活塞杆在气压作用下拉动或推动所述转轴座沿所述直线运动导轨副作往复直线运动，带动所述齿轮沿齿条作往复旋转运动，所述定位压紧臂随所述转轴同时作往复直线运动和往复旋转运动。

4.根据权利要求1-3任一项所述五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边装置，其特征在于：所述滚压臂数量为四根，且所述四个滚压臂之间相互垂直。

5.根据权利要求1-3任一项所述五轴联动汽车覆盖件柔性滚压包边装置，其特征在于：所述滚压轮为圆锥台形的预包滚压轮或圆柱形的终包滚压轮。

6.一种权1所述包边装置的五轴联动柔性滚压包边工艺，包括以下步骤:

(1)放置待包或已包覆盖件:通过人工、半自动或全自动将待包或已包覆盖件放置于滚压包边底模内的处于高位的顶升机构上；顶升机构下降，待包或已包覆盖件落到滚压包边底模的包边面上，待包或已包覆盖件就位等待包边；

(2)定位、压紧：随着滚压包边数控程序执行，分布于滚压包边底模周边的定位夹紧机构的气缸活塞杆依次伸出，推动定位压紧块对待包或已包覆盖件实施压紧、定位；

(3)滚压预包边：在设定的数控程序控制下，B轴系旋转到0度位置，使刚性联接于B轴系主轴的滚压臂的主臂轴线与A轴系主轴中心线同心；X轴系、Y轴系、Z轴系和A轴系四轴联动，根据滚压预包边工艺要求，实时调用不同预包角度的预包滚压轮；X轴系、Y轴系、Z轴系合成运动完成覆盖件外形轮廓的空间曲线，A轴系被数控程序设定为持续调整并保证预包滚压轮的运动方向与预包滚压轮内的滚压臂的轴颈中心线垂直，且使预包滚压轮的运动方向始终与被滚压点处微分段曲线切向相一致，使预包滚压时预包滚压轮与待包或已包覆盖件的预包边之间为滚动摩擦而无滑动摩擦；滚压一周后预包边完成，X轴系、Y轴系、Z轴系和A轴系四轴运动合成，使预包滚压轮前端圆台的工作母线形成一封闭的空间预包曲面，从而使待包或已包覆盖件预包效果达到终包前要求；在滚压预包边过程中，定位压紧装置在可编程控制器控制下即时打开，避让工作中的滚压臂及预包滚压轮，避让后定位压紧装置及时关闭，保持定位压紧状态；

(4)滚压终包边：滚压预包边完成后，在可编程控制器控制下，立即进入滚压终包边；X轴系、Y轴系、Z轴系和A轴系、B轴系五轴联动，根据滚压终包边工艺要求调用不同终包角度的终包滚压轮；X轴系、Y轴系、Z轴系和A轴系合成运动，能完成待包或已包覆盖件外形轮廓的空间曲线，A轴系控制终包滚压轮的运动方向与终包滚压轮内的滚压臂的轴颈中心线垂直，且使终包滚压轮的运动方向始终与被滚压点处微分段曲线切向相一致，使终包滚压时，终包滚压轮与待包或已包覆盖件的终包边之间为滚动摩擦；B轴系控制滚压终包边滚轮轴向倾角，使终包滚压轮内的滚压臂的轴颈中心线始终与被滚压点处微分段曲线径向相一致；滚压一周后滚压终包边完成，X轴系、Y轴系、Z轴系和A轴系、B轴系五轴运动合成，使终包滚压轮的圆柱工作母线形成与待包或已包覆盖件包边面完全一致的空间曲面；在滚压终包边过程中，定位压紧装置在可编程控制器控制下即时打开，避让工作中的滚压臂及预包滚压轮，避让后定位压紧装置及时关闭，保持定位压紧状态；

(5)定位、夹紧松开：完成滚压包边后，在可编程控制器控制下，分布于滚压包边底模周边的定位夹紧机构的气缸活塞杆依次缩入，定位压紧松开，在气缸活塞杆完全缩入时，定位压紧臂缩回至最外侧；顶升机构向上顶出待包或已包覆盖件，通过人工、半自动或全自动方式将待包或已包覆盖件取出，进入下一道工作循环。