專利名稱：車身的搬運(yùn)和裝配系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工站和車身裝配系統(tǒng)。
在現(xiàn)有技術(shù)的用來(lái)焊接汽車車身和類似物的這種系統(tǒng)和裝配站中，可編程的機(jī)器人在成形站進(jìn)行點(diǎn)焊(所謂“制成幾何形狀”)，然后在完成站進(jìn)行光整。
這種系統(tǒng)一般具有多個(gè)搬運(yùn)托板，每一托板都設(shè)有找準(zhǔn)銷，可將由一系列沖壓鈑金屬型板制成的預(yù)裝配車身的下表面定位在其上。托板具有一系列鎖緊件可用來(lái)將車身保持在預(yù)定的位置上。通常托板在其結(jié)構(gòu)上固定著一系列基準(zhǔn)銷，車身停留在其上。有一搬運(yùn)系統(tǒng)支承著托板并使它們沿著一條通過(guò)一個(gè)或多個(gè)焊接站的流水線移動(dòng)。
每一焊接站包括用來(lái)完成焊接操作的一系列可編程的機(jī)器人和在焊接時(shí)用來(lái)將在托板上運(yùn)送的零件保持在位的固定設(shè)備。
上述系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是，車身參照托板而被準(zhǔn)確地定位在其上，而托板本身還必須準(zhǔn)確地對(duì)固定設(shè)備定位。這樣車身就須通過(guò)托板結(jié)構(gòu)間接地對(duì)固定設(shè)備定位。由于托板被大量使用，為了提供十分準(zhǔn)確的托板結(jié)構(gòu)需要化費(fèi)大量費(fèi)用。
另外，由于托板的尺寸精度能變化，因此車身的定位精度地能變化。這會(huì)影響到焊接的質(zhì)量和可復(fù)制性，給最終的產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)有害的影響。
另一個(gè)缺點(diǎn)是必須將托板的搬運(yùn)和重新定位裝置保持在良好的狀態(tài)以便防止托板定位精度的變化。
本發(fā)明的一般目的是采用一種托板生產(chǎn)精度不會(huì)影響到支承在其上的車身的定位精度的裝配系統(tǒng)和站來(lái)避免發(fā)生上述缺點(diǎn)。此外另一目的是使所采用的裝配系統(tǒng)和站不需將托板或搬運(yùn)系統(tǒng)準(zhǔn)確地定位，并可允許各該托板和搬運(yùn)系統(tǒng)之間有變化。另一個(gè)目的是不需連續(xù)將裝配系統(tǒng)的構(gòu)件如托板或搬運(yùn)系統(tǒng)保持在優(yōu)化狀態(tài)仍可保證車身在站內(nèi)的定位精度。
有鑒于上述這些目的、按照本發(fā)明所提供的設(shè)有工作站的車身裝配系統(tǒng)和設(shè)在工作站之間的車身搬運(yùn)系統(tǒng)具有以適合的方式安裝在搬運(yùn)設(shè)施上的基準(zhǔn)件，在工作站之間運(yùn)動(dòng)時(shí)可用來(lái)支承在搬運(yùn)設(shè)施上的車身；和安裝在工作站內(nèi)的夾緊裝置，可用來(lái)夾緊基準(zhǔn)件并將它們準(zhǔn)確地定位，同時(shí)使它們暫時(shí)與搬運(yùn)設(shè)施脫離接合而將支承在基準(zhǔn)件上的車身準(zhǔn)確地定位在站的空間內(nèi)。
為了清晰地說(shuō)明本發(fā)明的創(chuàng)新的原理及其與現(xiàn)有技術(shù)比較的優(yōu)點(diǎn)，下面借助于附圖以不限定的方式說(shuō)明一個(gè)可能的實(shí)施例。在附圖中

圖1為按照本發(fā)明的、具有一個(gè)工作單元或站的系統(tǒng)的概略透視圖，圖2為圖1中的工作單元的部分前立視圖，圖3為一個(gè)基準(zhǔn)銷和相關(guān)的鎖緊單元的立視圖，及圖4為圖3中的基準(zhǔn)銷和相關(guān)的鎖緊單元的平面視圖。
參閱附圖，圖1為整體用標(biāo)號(hào)10指出的一個(gè)系統(tǒng)的部分，該系統(tǒng)具有一個(gè)由軌道11構(gòu)成的搬運(yùn)系統(tǒng)，其上運(yùn)行著輸送器或搬運(yùn)設(shè)施12。輸送器或自行器具有沿著軌道運(yùn)行的電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13和用來(lái)支承要被加工(通常為焊接)的車身15的支承吊架14。吊架輸送器載運(yùn)車身在多個(gè)工作站或單元之間移動(dòng)，其中一個(gè)單元在圖1中用標(biāo)號(hào)16指出。
在總流水線中有一個(gè)類似的搬運(yùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)就不再說(shuō)明或示出。按照本發(fā)明的創(chuàng)新的原理，吊架14具有支承或基準(zhǔn)件17，在其上放置著要被搬運(yùn)的車身。作為一個(gè)例子，支承17被放置在四個(gè)一般為L(zhǎng)形并安排成前后兩對(duì)的臂18上。每一對(duì)臂被各自的倒置的T橫梁19支承著，每一T橫梁又各有一個(gè)臂20以便用來(lái)固定到自行器的縱長(zhǎng)上橫梁21上。
如同下面按照本發(fā)明要說(shuō)明的，支承17以合適的方式被定位在吊架上。而夾持和基準(zhǔn)裝置27被定位在工作站16內(nèi)以便用來(lái)夾緊車身的支承17并將它們從吊架上的休止位置移動(dòng)到一個(gè)位置(被夾持裝置準(zhǔn)確地確定)，該位置可用來(lái)將車身準(zhǔn)確地定位在工作站內(nèi)。這樣在工作站之間移動(dòng)車身時(shí)，支承17的支承車身搬運(yùn)可不需高的定位精度。而在工作站內(nèi)進(jìn)行操作階段時(shí)，可使支承與搬運(yùn)單元脫離接合，并用裝置27將它們定位在工作站內(nèi)使它們成為車身對(duì)工作站的準(zhǔn)確定位的支承。
如從圖2和3可較好地看到，在該較優(yōu)實(shí)施例中，每一支承17具有一個(gè)垂直的定位銷22，其上端帶有錐度(如為圓錐形)，其設(shè)計(jì)使它能準(zhǔn)確地配合在車身15中的一個(gè)合適的基準(zhǔn)座23內(nèi)。被接納在座內(nèi)的那部分銷釘例如可以是圓柱形的或菱形體的。
正好在圓柱形或菱形體的那部分基準(zhǔn)銷22之下安裝著一個(gè)半球形的第五輪24，以便合適地支承在吊架各該臂18的互補(bǔ)的基座25內(nèi)。第五輪的頂面提供一個(gè)支承車身用的平面或圓盤(pán)34。銷釘22繼續(xù)向下延伸并終止在一個(gè)球26上，該球形成球形的夾持面。在進(jìn)行搬運(yùn)操作時(shí)第五輪24擱置在基座25內(nèi)而車身則支承在吊架上。
夾持裝置27設(shè)有兩個(gè)可移動(dòng)的鉗口(供有動(dòng)力使它們可在圖3中的虛線位置和實(shí)線位置之間移動(dòng))，其設(shè)計(jì)使它們能閉合在各該支承17的下部球形端的周圍以便用來(lái)使支承從基座15上提起并準(zhǔn)確地使它相對(duì)于工作站而定位。
為此目的每一鉗口具有多個(gè)滾輪或軸承以便使它們與球26接觸從而可準(zhǔn)確地確定其中心位置。在所示較優(yōu)的實(shí)施例中，每一鉗口具有一對(duì)布置在垂直平面內(nèi)的滾輪或軸承29和30及兩個(gè)布置在水平方向的軸承或滾輪31、32。例如軸承29、30被布置在球的赤道直徑的上、下，而軸承31、32被并排地布置在滾輪或軸承29、30之間的中間位置上。
為了準(zhǔn)確地鎖定球26的旋轉(zhuǎn)并從而準(zhǔn)確地確定銷釘22尖端的位置，鉗口具有兩個(gè)用來(lái)夾緊銷釘?shù)膱A柱形體的端頭33并構(gòu)成約束設(shè)施用來(lái)使基準(zhǔn)件17環(huán)繞球中心在角度上定位以便限定軸線。
在系統(tǒng)操作時(shí)鎖緊裝置處在開(kāi)放位置，吊架和基準(zhǔn)銷17可自由移動(dòng)通過(guò)工作站或單元。當(dāng)需要時(shí)，搬運(yùn)系統(tǒng)可使吊架停止在單元16內(nèi)，吊架對(duì)帶有自行器的搬運(yùn)系統(tǒng)的定位公差通常例如為±20mm，這樣球26就在鎖緊裝置27的鉗口所包圍的區(qū)域內(nèi)。
在車身的工作循環(huán)開(kāi)始之前，鎖緊和定位裝置的保持裝置27將各該銷釘17的球上的鉗口閉合使軸承29.31抵壓在球上。閉合的鉗口使軸承在球表面上滑動(dòng)，這些球上升一直到它們以所需的精度被定位在鎖緊裝置內(nèi)為止。鉗口的端頭將銷鎖定以便防止球的旋轉(zhuǎn)。軸承消除拖拉的磨損。這樣銷釘就可脫離吊架而以所需的精度被定位以便進(jìn)行在該單元內(nèi)要完成的操作。
此時(shí)工作設(shè)備如焊接機(jī)器人或其他(未示出，因?yàn)閷?duì)于本行業(yè)的行家來(lái)說(shuō)可以是任何一種馬上可想到的型式)便可開(kāi)始它們?cè)谲嚿砩系墓ぷ鳎撥嚿砜偸悄鼙粶?zhǔn)確地定位在相同的位置上。
現(xiàn)在可以清楚，通過(guò)提供一個(gè)帶有準(zhǔn)確定位系統(tǒng)的裝置，而該系統(tǒng)與搬運(yùn)設(shè)施的構(gòu)造和定位公差無(wú)關(guān)，上述預(yù)定目的便可達(dá)到。
當(dāng)然，應(yīng)用本發(fā)明的創(chuàng)新原理而可構(gòu)造的實(shí)施例在數(shù)目上是不受限制的，它們都應(yīng)被包括在本發(fā)明所提權(quán)利要求的范圍內(nèi)。例如搬運(yùn)設(shè)施可根據(jù)具體要求而不是如圖所示的那樣。每一夾緊裝置可具有兩個(gè)或三個(gè)鉗口。
權(quán)利要求
1．設(shè)有工作站和在工作站之間的車身搬運(yùn)設(shè)施的車身裝配系統(tǒng)具有以適合的方式安裝在搬運(yùn)設(shè)施上的基準(zhǔn)件(17)，在工作站之間運(yùn)動(dòng)時(shí)可用來(lái)支承在搬運(yùn)設(shè)施上的車身；和安裝在工作站內(nèi)的夾緊裝置(27)，可用來(lái)夾緊基準(zhǔn)件(17)并將它們準(zhǔn)確地定位，同時(shí)使它們暫時(shí)與搬運(yùn)設(shè)施脫離接合而將支承在基準(zhǔn)件上的車身準(zhǔn)確在定位在站的空間內(nèi)。
2．按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征為，基準(zhǔn)件(17)具有一個(gè)在上面的車身(34)支承區(qū)，一個(gè)用來(lái)將基準(zhǔn)件支承在搬運(yùn)設(shè)施上的中間區(qū)(24)，和一個(gè)設(shè)有球形表面(26)和夾緊裝置(27)的下部區(qū)，該夾緊裝置具有兩個(gè)鉗口(28)可在一個(gè)可讓基準(zhǔn)件自由通過(guò)的開(kāi)放位置和在一個(gè)用鉗口夾緊球形表面以便提升中間支承區(qū)(24)并使球形表面曲率中心準(zhǔn)確地定位的閉合位置之間運(yùn)動(dòng)；還具有作用在基準(zhǔn)件上的約束設(shè)施(33)，在鉗口閉合時(shí)可用來(lái)使基準(zhǔn)件(17)環(huán)繞球形表面中心準(zhǔn)確地在角度上定位。
3．按照權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征為，車身支承區(qū)具有一個(gè)垂直的圓柱形部(22)，其帶錐度的端頭可用來(lái)進(jìn)入到車身內(nèi)一個(gè)計(jì)劃好的基座(23)內(nèi)；和一個(gè)用來(lái)支承車身的水平圓盤(pán)(34)。
4．按照權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征為，將基準(zhǔn)件支承在搬運(yùn)設(shè)施上的中間支承區(qū)具有一個(gè)第五輪(24)，該第五輪的下部為半球形并擱置在搬運(yùn)設(shè)施內(nèi)的一個(gè)互補(bǔ)的基座(25)上。
5．按照權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征為，鉗口的約束設(shè)施為鉗口的兩個(gè)端頭(33)，它們夾持在基準(zhǔn)件(17)的下面的夾緊區(qū)(26)和中間的支承區(qū)(24)的連接部上。
6．按照權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征為，鉗口(28)上設(shè)有與球形表面接觸的軸承(29-32)。
7．按照權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其特征為，每一個(gè)鉗口都有兩個(gè)在水平平面和兩個(gè)在垂直平面上的軸承。
8．按照權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征為，基準(zhǔn)件由一垂直布置的銷釘構(gòu)成，其上端用來(lái)支承車身，其下端為球形用來(lái)被夾緊裝置夾緊。
9．按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征為，搬運(yùn)設(shè)施具有一個(gè)從運(yùn)行在懸掛軌道(11)上的自行器溜座(13)上懸掛下來(lái)的吊架(14)，吊架上設(shè)有多個(gè)水平臂(18)，在其端頭設(shè)有基準(zhǔn)件(17)，而在基準(zhǔn)件上擱置車身。
10．包括一個(gè)吊架以便將預(yù)裝配車身運(yùn)到工作單元的車身焊接系統(tǒng)具有一系列連接到吊架上的水平臂(18)，并通過(guò)吊架懸垂到一個(gè)支承表面(16)之上，以合適方式可操作也安裝在所說(shuō)水平臂(18)上的基準(zhǔn)銷(17)，可用來(lái)在空間內(nèi)相對(duì)于吊架而支承車身，安裝在支承表面上的特殊夾頭(27)，可用來(lái)相對(duì)于支承表面而準(zhǔn)確地使基準(zhǔn)銷(17)定位和釋放，從而可與搬運(yùn)吊架無(wú)關(guān)地直接使車身在工作單元內(nèi)定位。
11．按照權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其特征為，銷釘(17)的上部為尖端或菱形體，終止在車身的支承表面(34)上，其圓柱形的下部連接到一個(gè)球形部(26)上，而特殊夾頭具有兩個(gè)鉗口(28)，可在一個(gè)開(kāi)放和一個(gè)閉合的位置之間運(yùn)動(dòng)，以便通過(guò)與軸承的接觸鎖定或釋放銷釘?shù)南虏?，該銷釘能使車身直接在工作單元內(nèi)準(zhǔn)確地定位。
全文摘要
設(shè)有工作站和在工作站之間的車身搬運(yùn)設(shè)施的車身裝配系統(tǒng)具有以合適方式安裝在搬運(yùn)設(shè)施上的基準(zhǔn)件(17),以便在工作站之間運(yùn)動(dòng)時(shí)用來(lái)支承在搬運(yùn)設(shè)施上的車身。該系統(tǒng)還具有安裝在工作站內(nèi)的夾緊裝置(27),用來(lái)夾緊基準(zhǔn)件(17)并將它們準(zhǔn)確地定位,同時(shí)使它們暫時(shí)與搬運(yùn)設(shè)施脫離接合而將支承在基準(zhǔn)件上的車身準(zhǔn)確地定位在站的空間內(nèi)?；鶞?zhǔn)件可有利地采用垂直銷的形式,其下端終止在一個(gè)可被夾緊裝置夾緊的球上,以便用來(lái)使擱置在搬運(yùn)設(shè)施上的銷釘提升。
文檔編號(hào)B62D65/00GK1283579SQ9911199
公開(kāi)日2001年2月14日 申請(qǐng)日期1999年8月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月11日
發(fā)明者克里斯蒂亞諾·羅西 申請(qǐng)人:法塔自動(dòng)化股份公司