CN101204765B - 用于组装由模压片材元件制成的结构的系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于组装由模压片材元件制成的结构的柔性系统，用于焊接机动车辆车体或其子组件，该系统构想到多对侧边框架(4A-4E)，其上设置有用于在焊接过程中将待组装结构保持于正确位置内的定位与夹紧装置(3)。对于每种待组装的不同类型的车体，提供有不同对的侧边框架(4A-4E)，其上装备有适于相应类型的车体的定位与夹紧装置。每对侧边框架(4A-4E)与基本结构(5A-5E)相关，并且与基本结构(5A-5E)形成整体的定位与夹紧模块(8A-8E)。所述模块可穿过组装平台(1)而移动，以便根据待焊接车体的类型而在运行焊接位置内一个接一个地跟随着。待组装结构或者其至少一部分借助传送线(17)而馈给到焊接平台，传送线(17)完全独立并且与定位与夹紧模块(8A-8E)的基本结构(5A-5E)分离。

Description

用于组装由模压片材元件制成的结构的系统
技术领域
本发明涉及用于组装，尤其是通过焊接而组装由模压片材元件制成的结构，比如机动车辆车体或其子组件的系统。
背景技术
特别地，本发明涉及一种组装系统，其设计成自动地在多个不同类型的待组装结构上运行，比如在该类型的不同型号的车体上运行，其包括：
平台，其用于组装尤其是通过焊接而组装；
传送装置，其用于将待组装结构的至少一部分运送给组装平台，并且用于将组装后的结构从组装平台运走；以及
多对侧边框架，其设置有用于对待组装结构进行定位与夹紧的位置定位与夹紧装置，位置定位与夹紧装置设置在每对侧边框架上，其适于对应类型的待组装结构的配置；
其中，根据待组装结构的类型，该对侧边框架可在导向装置上移动，用于使存在于组装平台内的该对侧边框架的替换成为可能；
其中，每对侧边框架由相应的基本结构所承载，该基本结构可穿过组装平台而移动，从而与两个框架形成整体的可移动的位置定位与夹紧模块，所述侧边框架这样安装在相应的基本结构上，从而使它们可相对于所述基本结构的纵向方向而横向地在打开状态与闭合状态之间移动，在打开位置，侧边框架设置成隔开较大的一段距离，在该距离处，待组装结构可在该框架之间被接收，或者组装后的结构可从包含于所述框架之间的空间内出去，在该闭合位置，两个框架坚固地连接起来，并且它们的位置定位与夹紧装置可与待组装结构接合起来。
上述类型的已知系统具有相对复杂的结构的缺点，以及在处于组装平台内部的运行位置内的该对侧边框架的替换方面要求相对复杂及昂贵的运行的缺点。
发明内容
为了克服上述缺点，本发明的主题为组装系统，其具有上面已提到的所有特性，并且其特征更加在于：上述用于将待组装结构的至少一部分运送给组装平台，并且用于将组装后的结构从组装平台运走的传送装置完全独立，并且与上述定位与夹紧模块的基本结构分离。
由于上述特性，相对于在文献中展示的已知方案，获得系统的极其简化是可能的，在该已知方案中，用于传送车体的线的一部分限定于定位与夹紧模块的基本结构上方。取而代之，在根据本发明的系统中，位于组装平台内的定位与夹紧模块的替换，可相对于将待组装的新结构运送到组装平台内，并且用于将组装后的结构从组装平台运走的运动，而独立且没有任何干涉地，并且如果需要的话，甚至同时地执行。典型地，组装平台设置有一个或多个可编程焊接机器人，用于在结构已经利用定位与夹紧模块而定位于位置并且夹紧之后，对预先设置在组装平台内的该结构执行自动焊接。理论上讲，本发明在任何情况下都可应用于不同的焊接技术(比如电性点焊及激光焊)，并且也可应用于不同的组装技术(比如也可通过铆接的方式)。
在优选实施例中，上述用于传送待组装结构与组装后的结构的装置包括架空传送线，其特别包括至少一个架空导轨及多个用于支撑待传送结构的支撑部件，该部件可移动地沿着架空导轨而安装。
根据进一步的优选特性，所述传送线在纵向方向上横穿组装平台，并且该系统进一步包括在纵向方向上定向的第二传送线，用于在输入端将定位与夹紧模块传送到组装平台内的运行位置，或者在输出端将定位与夹紧模块从组装平台内的运行位置传走。
根据进一步的优选特性，该第二传送线具有两个分离的端部区段，该端部区段可借助横向传送线，而在与纵向方向对齐的位置与自该纵向方向侧向地隔开一定距离的位置之间相对于纵向方向而横向地移动。
此外，所述系统优选地包括与上述纵向方向平行的旁路线，定位与夹紧模块可沿着该旁路线而移动，从而在上述设定于侧向距离处的位置中的一个位置与另一个位置之间移动。
由于上述特性的缘故，定位与夹紧模块可快速地从组装平台内的运行位置运送到等待位置，该等待位置位于组装平台的上游或下游，该组装平台位于组装运行的末端。同时，另一个与待组装结构有关的模块可从等待位置带到组装平台内的运行位置。
此外，借助旁路线，位于组装平台上游或下游的等待位置内的模块可快速地带到另一个等待位置，该等待位置分别位于平台的下游或上游，并且没有穿过运行位置。
此外，所述横向传送线中的至少一个与包含定位与夹紧模块的机仓连通，定位与夹紧模块对应于不同类型的待组装结构。通过这种方式，系统可适于对大量，甚至更多数量的不同类型的待组装结构进行操作。
在系统设计成对机动车辆的车体组装的情况下，可以预见：用于传送车体的线对已经经历初步临时组装的车体进行馈给，或者仅仅对车体的底盘进行馈给，在仅仅对车体的底盘进行馈给的情况下，提供操作装置，用于当侧边框架处于打开状态的时候，将车体的侧边面板制备于该侧边框架上。
附图说明
结合附图并通过接下来的描述，本发明的进一步特性和优点将出现，附图仅通过非限制性的举例而提供，其中：
图1为根据本发明的组装系统的优选实施例的透视示意图；
图2为形成图1的系统的部分的组装平台的主视示意图；以及
图3为图2中的组装平台的侧视图。
具体实施方式
参考附图，标号1整体上指示组装平台，该组装平台用于通过焊接而组装由模压片材制成的结构，尤其是机动车辆的车体或其子组件。在典型的情况下，平台1为框架成型平台，其设计成形成足够数量的焊接，以便将稳定的几何架构安放于车体上。任何已知类型的焊接机器人2设置在与组装平台1对应的位置内，其编程为用于在组装平台1内的车体上形成预定数量的电焊点。在焊接操作的执行过程中，车体的零件定位(reference)于精确的位置内，并且借助多个定位与夹紧装置而互相夹紧，定位与夹紧装置本身为已知类型的定位与夹紧装置，其在图3中整体上由标号3指定。所展示的系统设计成对不同类型的机动车辆车体进行操作，比如对不同型号的车体或不同版本的车体及相同型号的车体(比如旅行车或轿车)进行操作。设计成对不同类型的车体进行操作的定位与夹紧装置3相互至少部分地不同。结果，根据当前的传统技术，系统可构想出多对夹紧框架4A、4B、4C、4D、4E等，夹紧框架设计成对车体的对应型号A、B、C、D、E等进行操作，并且因此，夹紧框架上设置有与夹紧框架适应的定位与夹紧装置。
夹紧框架4A-4E中的每一对由相应的基本结构5A-5E所承载，该基本结构5A-5E上也设置有定位与夹紧装置3，定位与夹紧装置3中的至少一部分可为将从以下内容明显地清楚的目的而被升起。结果，框架4中的每一对与对应的基本结构5形成了整体上的定位与夹紧模块，其整体上由8A、8B、8C、8D、8E等指示。
如图2所示，每对中的两个框架4(在所展示的特定情况下为框架4A)围绕两个纵向轴线6而铰接安装于基本结构5(在所展示的特定情况下为框架5A)上，以便使它们能够在打开位置与闭合位置(可在图2中看到)之间移动，在打开位置，它们的顶端部互相之间隔开一定距离(参考图1中的框架4B、4C、4D、4E)，而在闭合位置，侧边框架的顶端部利用一个或多个任何已知类型的连接装置7而互相结合起来。
在本描述中，没有展示设计成用于控制侧边框架在它们的打开位置与它们的闭合位置之间的移动的装置，因为它们可以任何已知的方式而制成。将所述细节从附图中消除进一步导致后者更容易理解。在可能的实施例中，所述移动借助杠杆系统，并且通过安装在基本结构上的电动机而得以控制，该基本结构承载有侧边框架。
每个模块8的基本结构5可在纵向方向X内，穿过位于传送线9的组装平台而移动。在所展示的例子中，线9包括位于地板(为简明起见，其在图1中仅仅示意性地展示出来)上的导向结构10，其限定了一对轨道或导轨11。参考图2，具有水平轴线的轮12安装成使得它们可于基本结构5的底部自由地转动，轮12与导轨11接合，而具有垂直轴线的轮13也安装成使得它们可自由地于基本结构5的底部转动，轮13与导轨11的内侧边接合。在图1中，为表达简便，没有展示所述轮。在所展示的例子的情况下，每个基本结构5上再一次设置有电动机14，其设计成对具有垂直轴线15的小齿轮进行致动，小齿轮沿着由地面结构10所承载的静止齿状结构或齿条16而与电动机14滚动并啮合。
优选地，每个模块8的板上设置有电池(未示出)，用于供应马达14。
当然，用于传送模块8的线9可以由本身已知的任何其它方式制成。在任何情况下，所述传送线预先设置成使得任何模块8可在纵向方向X内，在平台1的运行位置与位于平台1的上游或下游的等待位置(参考由图1中的箭头F标示的前进方向)之间移动。所述运动使得可在任何时刻，并在组装平台1的运行位置内提供定位与夹紧模块8，定位与夹紧模块8对应于待焊接车体的类型。
在所展示的例子中，通过使用架空传送线17而将待焊接的车体传送到组装平台内，并且将焊接后的车体从组装平台传走，架空传送线17包括架空导轨18，与相应的支撑部件20两两地相关的承载架19以自身已知的方式而可移动地安装于架空导轨18上，任何类型A、B、C、D、E的相应车体钩挂于该支撑部件20上，系统设计成对该车体进行操作。
实施例的一个例子构想出：架空传送线17在图1中从输入端I开始直到输出端U沿箭头F所标示的方向上对车体进行馈给，车体已经通过将底盘临时地与两个侧边面板结合起来，及与一个或多个顶部横梁结合起来而预先组装起来。在这种情况下，通过将制成车体的零件借助比如铆接方式临时结合起来而在平台上游(未示出)形成车体。备选实施例构想出：架空传送线17仅仅将车体的底盘馈给组装平台1，而每个车体的侧边面板则直接地借助相应的模块8而装备于侧边框架4上，当它们位于等待位置的时候，并且优选地借助操作机器人的辅助。
上述系统的运行在以下内容中描述。
在通过举例的方式而展示于图1中的条件下，A类型的车体位于运行位置内，其借助对应的模块8A而定位并夹紧。在所述条件下，焊接机器人2可通过形成必要的焊点而运行。同时，参考方向F，模块8B位于组装平台上游的等待位置内，并且侧边框架4B处于打开状态。架空传送线17已经将A类型的完整车体运送到模块8内。备选地，线17仅仅运送A类型的底盘，而操作机器人(未示出)则将框架4B与A类型的两个侧边面板装备起来。在每种情况下，框架4B闭合，用于与如此形成的车体A上的定位与夹紧装置3接合。所述移动实际上与由基本结构5B承载的装置3的升起同时发生，其可以这种方式被升起，从而使车体相对于其位于支撑部件20上的剩余部分而升起，并且借助模块8B而定位于位置。
参考上述条件，本发明的重要优点在于这样的事实：当车体B仍然位于接近于焊接平台内的运行位置的时候，车体B可被相应的模块8B定位并夹紧于位置内。
当组装平台1内的车体A焊接完成的时候，侧边框架4A打开，从而脱离夹紧装置3，而用于支撑由基本结构5A承载的车体的装置3则将降低，从而将组装后的车体再次输送给支撑部件20。架空线17然后朝着图1中的箭头U所标示的输出而将焊接后的车体从平台传走。如果待焊接的下一个车体仍然为A类型的车体，那么模块8A将保持于工作位置，等待新的车体。在这种情况下，取而代之，如图中所示，在下一个待组装的车体为B类型车体的场合，当先前焊接的车体由架空线17从平台传走的时候，先前已经与B类型车体接合的模块8B，借助在线9上方的移动而被带到焊接平台内的运行位置内，而模块8A则移动到位于平台下游的等待位置内(参考箭头F)。在所述条件下，由于模块8B已经在车体B的上方闭合，焊接机器人2可马上进入行动中。换句话说，由于根据本发明系统的缘故，停工时间得以避免，当新的待组装结构进入组装平台的时候通常需要停工时间，用于在其上与侧边框架接合起来，该侧边框架设置有定位与夹紧装置。
此外可以看出，在根据本发明的系统中，提供一种用于传送车体的线，该线完全独立并且相对于夹紧模块的基本结构而分离。换句话说，在根据本发明的系统中，与上述已知方案相反，用于传送模块8的基本结构5上的车体的线的部分没有限定，从而使定位与夹紧模块8的移动及车体的移动可执行，如果需要的话，甚至可以同时执行，并且在任何情况下，它们之间没有任何干涉。
为了增加系统的灵活性和效率，从而使任何模块8可迅速地从位于焊接平台上游的等待位置传送到位于焊接平台下游的等待位置，或者相反，并且没有穿过平台，即在焊接机器人的后面并且在其端部而穿过，线9的地面导向结构10包括分离的端部21，端部21中的每一个可相对横向传送线的导轨22上的纵向方向X，而横向地在一个位置与另一个位置P之间移动，其中一个位置P在X方向上对齐，而另一个位置P则与该位置侧向地隔开一定距离。此外，系统包括旁路线23其由与线9的结构10类似的地面导向结构形成，其平行于X方向，从而使模块8能够在两个位置P之间移动。通过这种方式，位于线9的端部21的其中一个上的任何模块8可横向地平移到位置P，沿着结构23运行到另一个位置P，然后再次横向地移动，从而被带回到线9上，但位于线9相对于开始位置的另一个端部上。
此外，由导轨22形成的横向线可具有用于许多模块8的等待平台Q、R，模块8设计成用于不同类型的车体。此外，横向线可与包含定位与夹紧模块的机仓(magazine)连通，该定位与夹紧模块对应于另一种类型的车体，在能够使车体型号的数量可观地增加的事实上，该系统可以运行。
当然，在没有偏离本发明原理的情况下，并且在没有脱离本发明范围的情况下，构造和实施例的细节可相对于仅仅通过举例的方式而在文中描述并展示的构造与实施例广泛地不同。

Claims (12)

1.一种用于组装由模压金属片元件制成的结构(A-E)的系统，所述系统设计成自动地在多个不同类型的待组装结构(A-E)上运行，所述系统包括：
组装平台(1)；
传送装置(17)，用于将所述待组装结构(A-E)的至少部分运送给所述组装平台(1)，并且用于将组装后的结构(A-E)从所述组装平台(1)运走；
多对侧边框架(4A-4E)，其设有用于对所述待组装结构(A-E)进行定位与夹紧的位置定位与夹紧装置(3)，所述定位与夹紧装置(3)设置在每对的侧边框架(4A-4E)上，所述侧边框架(4A-4E)适于对应类型的待组装结构的配置；
其中，根据待组装结构的类型，所述对侧边框架(4A-4E)可在导向装置上移动，用于使存在于所述组装平台(1)内的所述对侧边框架的替换成为可能；
每对侧边框架(4A-4E)由相应的基本结构(5A-5E)所承载，所述基本结构(5A-5E)可穿过所述组装平台(1)而移动，从而与所述两个框架形成整体的可移动的定位与夹紧模块(8A-8E)，所述侧边框架(4A-4E)这样安装在所述相应的基本结构(5A-5E)上，从而使它们可相对于所述基本结构(5A-5E)的纵向方向而横向地在打开状态与闭合状态之间移动，在所述打开状态，所述侧边框架设置成隔开较大的一段距离，其中待组装结构(A-E)可在所述侧边框架(4A-4E)之间被接收，或者组装后的结构(A-E)可从包含于所述侧边框架(4A-4E)之间的空间内出去，在所述闭合状态，所述两个侧边框架(4A-4E)坚固地连接起来，并且它们的定位与夹紧装置(3)可与待组装结构接合起来，
所述传送装置(17)包括架空传送线，所述架空传送线包括至少一个架空导轨(18)及多个用于支撑待传送结构的支撑部件(20)，所述支撑部件(20)可移动地沿着所述架空导轨(18)而安装，使得上述传送装置(17)完全独立，并且与上述定位与夹紧模块(8A-8E)的所述基本结构(5A-5E)分离；
所述架空传送线在纵向方向(X)上横穿所述组装平台(1)，并且所述系统进一步包括在所述纵向方向(X)上定向的第二传送线(9)，用于在输入端将所述定位与夹紧模块(8A-8E)传送到所述组装平台(1)内的运行位置，或者在输出端将所述定位与夹紧模块(8A-8E)从所述组装平台(1)内的运行位置传走；
所述第二传送线(9)具有两个分离的端部区段(21)，所述两个端部区段(21)可借助横向传送线(22)而在与所述纵向方向(X)对齐的位置与自所述纵向方向(X)侧向地隔开一定距离的位置(P)之间相对于所述纵向方向而横向地移动；并且
所述系统还包括与上述纵向方向(X)平行的旁路线(23)，所述定位与夹紧模块(8A-8E)可沿着所述旁路线(23)而移动，从而在上述设定于侧向距离处的位置(P)中的一个位置移动到另一个位置。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述横向传送线(22)的至少一个与包含定位与夹紧模块(8A-8E)的机仓连通，所述定位与夹紧模块(8A-8E)对应于不同类型的待组装结构。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统用于组装机动车辆车体，用于传送车体的所述架空传送线预先设置成对已经经历初步临时组装的车体进行馈给。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统用于组装机动车辆车体，用于传送车体的所述架空传送线预先设置成对所述车体的底盘进行馈给，并且提供操作装置，用于当所述侧边框架处于打开状态的时候，将所述车体的侧边面板制备于所述侧边框架上。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述组装平台(1)设有一个或多个焊接机器人(2)。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位与夹紧模块(8A-8E)的所述基本结构(5A-5E)中的每一个设有沿着所述第二传送线(9)而导向的底部轮(12、13)。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述基本结构(5A-5E)中的每一个都设有电动机(14)，用于控制小齿轮(15)，所述小齿轮(15)设计成沿着静止齿条齿状结构(16)滚动接合，所述静止齿条齿状结构(16)沿着所述第二传送线(9)而预先设置。
8.如上述权利要求中任何一项所述的系统，其特征在于，与所述基本结构(5A-5E)中的每一个相关的所述两个侧边框架(4A-4E)在所述打开状态与所述闭合状态之间的所述移动，通过杠杆系统并借助安装在所述基本结构上的电动机而得以控制。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在它们的闭合状态下，由每个基本结构(5A-5E)承载的所述两个侧边框架(4A-4E)借助一个或多个连接装置(7)而互相连接起来。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述组装是通过焊接而组装的。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述结构是机动车辆车体或其子组件。
12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述组装平台是焊接平台。
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