CN101214613B - 用于装配操作的部件装载工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于将部件装载到与本体相对的所需位置上的工具。这种工具具有适于可拆卸地悬挂在本体上的底座和通过第一轨道组件安装在所述底座上的支撑件，使得所述支撑件可以相对于所述本体沿第一方向移动。托架通过第二轨道组件安装到所述支撑件上，使得所述托架可以相对于所述本体沿第二方向移动。回转台通过枢轴安装到所述托架上，使得所述回转台可以在所述托架上旋转。部件夹紧装置安装到所述回转台上以支撑所述部件。路径导向机构在所述托架和所述底座之间作用，并且界定所述托架朝向本体的运动路径，使得所述部件运送到所述本体上的所需位置处以便附接到其上。

Description

用于装配操作的部件装载工具

技术领域

本发明涉及一种用于将部件装载到附接在其上的本体上的工具，并且更特别地涉及一种用于将诸如制动助力器组件的部件装载到其最终位置以便为附接到车身舱壁上做准备的部件装载工具。

背景技术

在制造工业中，众所周知的是通过使用诸如螺栓、螺钉和铆钉的紧固件将许多部件装配到本体上以装配汽车及其它产品。在制造情况下，这种装配操作以成本有效地方式进行以便缩短循环时间、降低装配人工成本，并且以在人体功率学方面有效的方式进行以便为装配操作人员提供良好的工作状态。

装配操作人员进行典型的装配操作，所述操作人员将部件运送给车辆并且在安装紧固件的同时将所述部件保持在其所需位置上。装配操作必须设计成能解决部件重量，例如可能阻碍部件进入本体路径的相邻结构的障碍物的存在，以及在安装紧固件的同时支撑部件重量的需要。这种装配操作的实例是将制动助力器组件装载和附接到车身舱壁上。典型的制动助力器的重量为几磅并且必须由装配操作人员小心地安排路线，以便无障碍的联接诸如车身金属板避震托的结构。

发明内容

本发明提供了一种用于将部件装载到与本体相对的所需位置上的工具。这种工具具有适于可拆卸地悬挂在本体上的底座和通过第一轨道组件安装在所述底座上的支撑件，使得所述支撑件可以相对于所述本体沿第一方向移动。托架通过第二轨道组件安装到所述支撑件上，使得所述托架可以相对于所述本体沿第二方向移动。回转台通过枢轴安装到所述托架上，使得所述回转台可以在所述托架上旋转。部件夹紧装置安装到所述回转台上以支撑所述部件。路径导向机构在所述托架和所述底座之间作用，并且界定所述托架朝向本体的运动路径，使得所述部件运送到所述本体上的所需位置处以便附接到其上。

通过下面提供的详细说明，本发明的其它应用领域将变得显而易见。应当理解，尽管显示了本发明的示例性实施例，但是所述详细说明和特定实例只是用于说明目的，不用于限制本发明的范围。

附图说明

下面将参照详细说明和附图更充分地理解本发明，其中：

图1是具有装载于其上的制动助力器组件的部件装载工具的透视图，还显示了以虚线表示的车身；

图2是部件装载工具的透视图，其中没有显示制动助力器组件；

图3是类似于图2的视图，但是显示了向后推动并旋转的部件装载工具的某些部分以显示制动助力器组件的移动路径；以及

图4是另一个透视图，但是显示了处于最终位置的部件装载工具，其中，制动助力器组件到达其最终位置以便安装紧固件，从而将制动助力器组件附接到车身舱壁上。

具体实施方式

下文对某些示例性实施例的描述在实质上只是示例性的，而不用于限制本发明、其应用或用途等。

参见图1，部件装载工具通常以10表示，其用于将制动助力器组件12装载到汽车车身的发动机舱内的位置。

通常以14表示的车身以虚线显示并且包括金属板舱壁16，其横跨车身延伸并且形成位于舱壁16后面的客舱与位于舱壁16前面的发动机舱之间的壁板。金属板避震托18邻接舱壁16的左侧，应当理解，车身也具有未显示的右侧避震托。

制动助力器组件12包括相对庞大的真空动力单元24，其操作主汽缸单元26。

部件装载工具10包括底板30，其通过吊架32悬挂在车身上。吊架32由多个焊接在一起的管构成，所述管焊接到底板30上并且配置为与车身10的不同零件接合以将底板30悬挂在车身10上。吊架管34A围绕避震托18的顶部放置并且通过水平吊架管34B和竖向吊架管34C和34D连接到底板30上。吊架管支架34E和34F从水平吊架管34B伸出并且支撑在由舱壁16提供的凸肩上。吊架管支腿34G与舱壁16的表面接合。

支撑板40通过线性轨道组件42和44安装到底板30上，所述线性轨道组件在图4中最佳显示并且将支撑板40安装到底板30上，使得支撑板40可以相对于底板30和车身10横向移动。如图4所示，轨道组件42包括附接到底板30上的下轨46和附接到支撑板40下侧的上轨48。上轨48在下轨46上滑动。轨道组件44包括附接到底板30上的下轨50和附接到支撑板40下侧的上轨52。上轨52在下轨50上滑动。轨道组件42和44可以位于水平面上或者可以倾斜于水平方向，使得支撑板40在其横向移动期间具有竖向移动分量。

托架板60通过线性轨道组件62和64安装到支撑板40上，使得托架板60可以沿前后方向，车辆10的纵向移动。轨道组件62包括附接到支撑板40上的下轨66和附接到托架板60下侧的上轨68。上轨68在下轨66上滑动。轨道组件64包括附接到支撑板40上的下轨70和附接到托架板60下侧的上轨72。上轨72在下轨70上滑动。轨道组件62和64可以位于水平面上或者可以倾斜于水平方向，使得托架板60在其前后移动期间具有竖向移动分量。

回转台80通过枢销82安装到托架板60上，使得回转台80可以在托架板60上围绕由枢销82形成的竖轴旋转。回转台延伸部84从回转台80向上伸出。

通常以90表示的部件夹紧装置安装到回转台80上用于夹持制动助力器组件12。夹具90具有通过通常以94表示的轨道组件连接到回转台80的回转台延伸部84上的夹盘92。轨道组件94包括安装到回转台延伸部84上的下轨96和安装到夹盘92下侧的上轨98。上轨98在下轨96上滑动，使得夹盘92可以在回转台80上纵向移动。

部件夹紧装置90还具有从夹盘92横向伸出的左臂102和右臂104。助力器支撑左叉106通过旋转座架108连接到左臂102上，所述旋转底架使左叉106围绕沿车辆纵向延伸的轴线旋转。同样，助力器支撑右叉112通过旋转底架114连接到右臂104上，所述旋转底架使左叉106围绕沿车辆10的纵向延伸的轴线旋转。颈部116从夹盘92向上伸出并且携带吸盘118，所述吸盘与制动助力器组件12接合以将制动助力器组件12保持在叉106和112上。

如图2最佳显示的那样，左凸轮导向装置120和右凸轮导向装置122安装到底板30上并且界定了制动加力器12朝向其位于舱壁16上的安装位置的复杂运动路径。凸轮导向装置120具有前部126和后部128，所述前部朝向避震托18略微向左倾斜，所述后部朝向避震托18更为明显地向左倾斜。对凸轮导向装置122进行类似地配置。形式为凸轮滚子132的凸轮随动件安装在托架板60的左上角上并且在左凸轮导向装置120上运动。形式为凸轮滚子134的凸轮随动件安装在托架板60的右下角上并且在右凸轮导向装置122上运动。

操作

参考图2，显示了处于空载情况的部件装载工具。部件装载工具具有可观的重量，因此将被安装到高空起重机、或负载平衡臂、或可能是机器人上，以便辅助车辆装配人员将部件装载工具抬起并移动到图1所示位置，其中，部件装载工具10通过吊架32支撑在车身14上。

在工具10已经放置在车身14上之前或之后，制动助力器组件12可以放在部件装载工具10的夹具90上。制动助力器组件12的重量由叉106和112支撑，并且所述叉在需要吊起制动助力器组件12时可以围绕他们各自的枢轴108和114旋转。吸盘118与制动助力器组件12表面相连以将制动助力器组件12保持在夹具90的叉106和112上的适当位置处。

在图1中，制动助力器组件12位于其在舱壁16上的最终安装位置纵向向前几英寸，以及其在舱壁16上的最终安装位置的横向向右几英寸的位置处。操作人员沿向后方向推动夹紧装置90或制动助力器组件12，以便使制动助力器组件12朝向其安装位置移动。当夹紧装置90朝向舱壁16向后推动时，由于将托架板60安装在支撑板40上的轨道组件62和64的缘故，回转台80和与此相连的托架板60也向后移动。在托架板60纵向向后移动期间，凸轮滚子132和134起到凸轮随动件的作用，沿凸轮导向装置120和122运动并且导致托架板60和支撑板40沿向左方向朝向避震托18横向移动。

参考图3，可以看到在制动助力器组件12朝向其安装位置的向后移动期间，装配人员还可以使回转台80和夹具90围绕在回转台80和托架板60之间动作的枢轴82旋转。另外，由于轨道组件94的缘故，将夹具90安装在回转台80上的夹盘92可以相对于回转台80往复移动。

因此，可以看到，部件装载工具10提供许多不同的运动和操作自由度，由此为制动助力器组件12提供复杂的运动路径，其将有效地使制动助力器组件12越过避震托18和任何其它障碍，并且使制动助力器组件到达用于附接到舱壁16上的最终位置。凸轮导向装置120和122与凸轮滚子132和134配合以形成路径导向机构，所述路径导向机构将自动引导托架板60的运动，从而使制动助力器组件12接近所需位置。另外，装配人员具有额外的自由以使回转体80围绕枢销82旋转，以及在需要时通过轨道组件94使夹紧装置90相对于回转台80滑动，从而使制动助力器组件12围绕任何障碍进行进一步的引导并且到达用于安装螺栓或其它紧固件的最终位置。

在制动助力器组件12已经到达其最终位置时，吸盘118从制动助力器组件12上拆下，并且部件夹持工具10从车身14上拆下。

本发明的在先描述本质上只是示例性的，因此，其变形落入本发明的范围之内。尽管此处显示的实例是将制动助力器组件装载到车身舱壁中，但是应当理解，部件装载工具可以用于将任何装置装载到通常安装部件的车身或其它本体中。

另外，应当理解，支撑板40可以通过纵向延伸的轨道组件安装到底板30上，在这种情况下，托架板60将通过横向延伸的轨道组件安装到支撑板40上。由希望的运动路径所决定，这些轨道组件优选但不必要地布置为彼此成90度。另外，这些轨道组件不限于严格的纵向和横向朝向，并且可以根据希望的运动路径略微倾斜。

此外，轨道组件不限于附图显示的特定滑轨，而是可以从工业生产中已知的滑道、轨道、滚子、滚珠丝杆或其它轨道装置中选取。尽管底板30、支撑板40和托架板60在附图中显示为实心金属板，但是底板30、支撑板40和托架板60可以由具有较轻重量的棒材或管材构造而成。

Claims (17)

1.一种用于将部件装载到与本体相对的所需位置上的工具，包括：

底座，其适于可拆卸地悬挂在所述本体上；

支撑件，其通过第一轨道组件安装到所述底座上，使得所述支撑件可以相对于所述本体沿第一方向移动；

托架，其通过第二轨道组件安装到所述支撑件上，使得所述托架可以相对于所述本体沿第二方向移动；

回转台，其通过枢轴安装到所述托架上，使得所述回转台可以在所述托架上旋转；

部件夹紧装置，其安装到所述回转台上以支撑所述部件；和

路径导向机构，其在所述托架和所述底座之间作用，并且界定所述托架的移动路径以将所述部件运送至所需位置，所述路径导向机构具有至少一个凸轮导向装置和至少一个凸轮随动件，其中所述凸轮导向装置安装在所述底座上，所述凸轮随动件安装在所述托架上并且在所述凸轮导向装置上运动以引导所述托架的移动。

2.如权利要求1所述的工具，所述凸轮随动件为凸轮滚子，所述凸轮导向装置安装在位于所述托架的相对横向侧面上的所述底座上，所述凸轮滚子安装在所述托架的每一侧上并且在所述凸轮导向装置上运动以引导所述托架。

3.如权利要求1所述的工具，还包括所述部件夹紧装置通过第三轨道组件安装在所述回转台上，使得所述部件夹紧装置可以相对于所述回转台移动。

4.如权利要求1所述的工具，还包括所述部件夹紧装置具有用于夹持所述部件的吸盘。

5.如权利要求1所述的工具，还包括所述部件夹紧装置具有一对用于夹持所述部件的叉。

6.如权利要求5所述的工具，还包括所述叉通过旋转座架附接到所述部件夹紧装置上。

7.如权利要求1所述的工具，还包括所述部件夹紧装置具有用于夹持所述部件的至少一个叉和一个吸盘。

8.如权利要求1所述的工具，还包括由所述第一轨道组件界定的运动方向与由第二轨道组件界定的运动方向成90度地延伸。

9.如权利要求1所述的工具，还包括所述第一轨道组件横向于所述本体延伸，并且所述第二轨道组件纵向于所述本体延伸。

10.一种用于将制动助力器组件装载到车身舱壁上的所需位置以便为附接到所述舱壁上做准备的工具，包括：

工具底板，其具有将所述工具底板可拆卸地悬挂在所述车身上的吊架；

支撑板，其通过一对第一轨道组件安装到所述工具底板上，使得所述支撑板可以沿横向于所述车身的第一方向移动；

托架板，其通过一对第二轨道组件安装到所述支撑板上，使得所述托架板可以沿纵向于所述车身的第二方向移动；

回转台，其通过枢轴安装到所述托架板上，使得所述回转台可以在所述托架板上旋转；

制动助力器夹紧装置，其安装到所述回转台上用于支撑所述制动助力器组件；和

至少一个凸轮随动件，其由所述托架板支承并与安装在所述工具底板上的凸轮导向装置接合，从而界定托架板朝向和远离所述舱壁的横向和纵向运动路径。

11.如权利要求10所述的工具，所述凸轮随动件为凸轮滚子，所述凸轮滚子安装在所述托架板的每一相对侧上，所述凸轮导向装置安装在位于所述托架板的运动路径的每一侧上的工具底板上，所述凸轮滚子与所述凸轮导向装置接合以界定所述托架板朝向和远离所述舱壁的横向和纵向运动路径。

12.如权利要求10所述的工具，还包括将所述制动助力器夹紧装置安装到所述回转台上的第三轨道组件。

13.如权利要求10所述的工具，还包括所述制动助力器夹紧装置具有用于夹持所述制动助力器组件的吸盘和一对叉。

14.如权利要求13所述的工具，还包括所述叉通过旋转座架附接到所述制动助力器夹紧装置上。

15.如权利要求10所述的工具，还包括所述制动助力器夹紧装置具有用于夹持所述制动助力器组件的至少一个叉和一个吸盘。

16.如权利要求10所述的工具，还包括由所述第一轨道组件界定的运动方向与由所述第二轨道组件界定的运动方向成90度地延伸。

17.如权利要求10所述的工具，还包括所述制动助力器夹紧装置具有用于夹持所述制动助力器组件的一对叉和吸盘，并且所述制动助力器夹紧装置通过第三轨道组件安装到所述回转台上，使得所述制动助力器夹紧装置可以相对于所述回转台运动。

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