CN101522510A - 用于连接汽车的车身部件的工作站、具有这样的工作站的生产线及用于在工作站中进给/更换夹紧框架的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于连接汽车的车身部件(3、9)的生产线的工作站，特别是连接至少一个侧面部件(9)与一个车身结构(3、51)，包括一个用于准备夹紧框架(A、B、C、D)的夹紧框架库(39)，在该夹紧框架库(39)中设置至少一个滑座(37)，该滑座在夹紧框架库(39)中移动至少一个夹紧框架(A、B、C、D)，并且包括一个升降装置(35)，该升降装置在夹紧框架库(39)与工作站(5)之间移动夹紧框架(A)。根据本发明，滑座(37)与升降装置(35)一起构成一个运动连接的结构单元(47)，夹紧框架(A、B、C、D)保持在该结构单元中。

Description

用于连接汽车的车身部件的工作站、具有这样的工作站的生产线及用于在工作站中进给/更换夹紧框架的方法

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于连接汽车的车身部件的生产线的工作站、一种按照权利要求14所述的包括一个这样的工作站的生产线及一种按照权利要求15所述的用于在一个工作站中进给/更换夹紧框架的方法。

背景技术

在已知的生产线中，向相继的各工作台输送汽车白车身，在各工作站中加工白车身和/或将各车身部件焊接在一个沿生产线输送的车身结构上。在一个焊接站，借助夹紧框架将待焊接到车身结构上的各车身部件送到一个确定的相对于车身结构焊接正确的位置。

由DE 38 23 947 C2已知一种这样的生产线的此类工作站。工作站具有一个进给装置，用于将至少一个夹紧框架向车身结构进给。进给装置具有至少一个滑座，它将在至少一个夹紧框架库内的夹紧框架沿横向方向移向生产线。此外进给装置还具有一个升降装置，它在夹紧框架库与工作站之间移动夹紧框架。

具体地说，在DE 38 23 947 C2中所示的工作站配置有一个上面的夹紧框架库和一个下面的夹紧框架库，在其中分别有两个彼此隔开距离的横向滑座可横向于车身结构的输送线路移动并且支承不同框架类型的夹紧框架。为了进给，借助夹紧装置将其中一个夹紧框架从横向滑座转到升降滑座上，该升降滑座沿垂直方向将夹紧框架移到工作站中。紧接着借助夹紧机构将夹紧框架从相应的升降滑座取出并转到工作站中的进给工作滑座上。借助该工作滑座使夹紧框架向车身结构进给。夹紧框架库的横向滑座、升降滑座及进给工作滑座是彼此分开的装置，在它们之间以费时的方式和借助夹紧机构在结构上和过程技术上耗费很大地传送夹紧框架。

由EP 0 585 584 B1已知一条生产线的另一工作站，该生产线配置有一个夹紧框架库，在其中垂直重叠设置的各夹紧框架借助一个升降滑座可沿垂直方向移动。具有进给滑座的工作站位于夹紧框架库的中间平面内，这些进给滑座从升降滑座中接收夹紧框架并且可以向一个车身结构进给。

由EP 0 582 117 B1已知一条生产线的一个工作站，其中，一个进给装置侧面设置在汽车车体旁边。进给装置具有一个水平的容纳框架，它可绕一个垂直的回转轴摆动。在框架更换时，由一个与进给装置分开的输送装置转送一个夹紧框架。接着将该夹紧框架以一种绕垂直轴的回转运动转向汽车车体并且借助一个可伸缩移动的进给装置向汽车车体进给。由另外的DE 102 15 016 B4同样已知一种夹紧框架回转单元，它被一个单独的输送装置装备上一些夹紧框架。夹紧框架回转装置将夹紧框架送到一个升降装置，该升降装置将夹紧框架升到工作站中。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种工作站、一条生产线和一种用于在一个工作站中进给和/或更换夹紧框架的方法，其中省时地和过程可靠地实现夹紧框架更换或夹紧框架进给。

通过权利要求1、权利要求14或权利要求15的特征达到本发明的目的。本发明的有利的进一步构成公开在各相应的从属权利要求中。

按照权利要求1的特征部分，在夹紧框架库中设置的滑座与升降装置一起构成一个运动连接的结构单元，它保持夹紧框架，升降装置将夹紧框架从夹紧框架库移向工作站。由夹紧框架库的滑座和升降装置构成的按照本发明的结构单元能够以双倍功能实现夹紧框架的进给和更换，而不必借助附加的夹紧机构在横向移动的进给滑座和/或升降滑座之间传送夹紧框架，如在现有技术中的情况那样。按这种方式，可以过程可靠地和省时地实现夹紧框架的进给和/或夹紧框架的更换。

因此利用本发明的工作站将用于进给或更换夹紧框架的对接过程或脱接过程减到最短。只在车型更换时才将夹紧框架机械地在一个定位和锁定单元上对接或脱接。

为了在大批量生产中使用，本发明的工作站这样设计，使得在车身结构向工作站的输送时间内实现夹紧框架的更换。如已提到的那样，通过更换单元的紧凑的实施形式，生产面积需要是很小的，因为在工作站之前和以后不需要附加的空站。

为了工作站在生产平面内的最小的面积需要，配置的夹紧框架库可以作为一个龙门横向于车身结构的输送线路节省空间地设置在工作站的上方。

按照本发明，在装配平面内很小的面积需要情况下，只在工作站内实现夹紧框架的进给和/或更换，而不需要附加的前置的或后置的空站。

为了将夹紧框架紧凑地设置在框架库中或为了过程技术上简单地更换框架，在框架库中可移动的滑座或结构单元支承至少两个不同框架类型的夹紧框架。为了能够在升降装置中彼此独立地移动两个夹紧框架，由滑座和升降装置构成的结构单元可以附加地对于每一夹紧框架具有一个单独的升降装置，该升降装置可独立于另一升降装置进行控制。

结构单元的为至少一个夹紧框架配置的升降装置可以将夹紧框架从一个在框架库内的准备位置例如向一个工作站垂直移动，其中，夹紧框架设置在工作站中。从该工作位置开始可以紧接着借助滑座将夹紧框架沿一个进给方向移到一个夹紧位置，在该夹紧位置，夹紧框架与车身结构焊接正确地贴靠。由于该进给运动通过设置在框架库中的滑座实现，所以在工作站的区域内不需要单独的进给装置。

为了位置正确地固定车身结构，工作站可以在底面具有一个包括一些连接点的基本框架，车身结构可固定在其上。基本框架的各连接点必要时可以是可移动的，以适应不同的车身结构。

优选具有基本框架、定位支柱和/或定位和锁定单元的工作站以模块构造方式构成。由此工作站对于不同的车型按积木原理是可普遍使用的。由于工作站的模块化，可以优选只有夹紧框架是与类型有关的，而其他的模块可以是与类型无关的。

如上所述，移动到工作站的夹紧框架通过一个在框架库中的滑座的相应的进给运动向车身进给。为了位置正确地定位夹紧框架，工作站具有一些定位支柱，它们固定在工作站的底面上。在夹紧位置，滑座将夹紧框架定位在各定位支柱上，保持在夹紧框架中的车身部件在该夹紧位置位置正确地与车身结构贴靠。接着借助各锁定元件将夹紧框架锁定在各定位支柱上。

有利的是，供给工作站的车身结构分别配置有一对相邻的滑座，其中每一个支承至少一个夹紧框架，分别用于一个车身侧面部件。通过两个相邻的滑座的相应的控制，可以这样在两侧将车身侧面部件向车身结构进给。

对于在生产线中的车身类型更换的情况，需要的是更换用于侧面车身部件的夹紧框架。为了在此确保快速的框架更换，优选的是，至少一个滑座分别配置有至少一个第一框架类型的夹紧框架和一个第二框架类型的夹紧框架。不同框架类型的两个夹紧框架分配适应一种第一或一种第二车身类型。

只要在夹紧框架库中设置至少一对相邻的滑座，则第一对滑座可以具有第一和第二框架类型的夹紧框架，而第二对滑座可以具有第三和第四框架类型的夹紧框架。按这种方式，可以用相应车身类型的对置的车身侧面部件分别装备四个不同框架类型的夹紧框架和/或将它们位置正确地定位。因此车身结构可以在工作站中同时与一个左边的车身侧面部件和一个对置的右边的车身侧面部件位置正确地相连接。

在一个滑座对的各相邻的滑座中，优选的是，各滑座可相互对向地移近或彼此远离。按这种方式，各相邻的滑座可以分别实施夹紧框架到夹紧位置的进给运动或夹紧框架的相反的打开运动。

在一个滑座对中，其中两个滑座的每一个都支承一个第一框架类型的夹紧框架和一个第二框架类型的夹紧框架，由于从第一到第二车身类型的车身类型更换，框架类型更换可以如下进行：第一滑座的一个第一升降装置和第二滑座的一个第一升降装置将仍处于使用的第一框架类型的夹紧框架返回到夹紧框架库中。同时第一滑座的一个第二升降装置和第二滑座的一个第二升降装置可以将第二框架类型的夹紧框架移向工作站。可以由所述滑座对优选同时实施该用于夹紧框架更换的进给和返回过程。

按照一种实施形式，夹紧框架库可以与一个装备站相连接，借助该装备站可以把车身部件装入存放在框架库中的夹紧框架。作为备选方案，可以在工作站之前设置一个装备站，在其中可松动地连接各车身部件。亦即将各车身部件松动地保持在车身结构上，随后将车身结构输送到工作站。在工作站中各相应的夹紧框架将各车身部件送到一个相对于车身结构的焊接正确的位置。

附图说明

以下借助附图描述本发明的一个实施例。其中：

图1 具有一个带配置的夹紧框架库的焊接站的生产线的一部分的透视图；

图2 设置在焊接站中用于位置精确地固定夹紧框架和汽车车体的固定标准组件的视图；

图3 在图2中所示的用于固定汽车车体的固定标准组件的基本框架的视图；

图4 用于保持一个车身部件的夹紧框架的透视图；以及

图5和6 具有配置的夹紧框架库的工作站在夹紧框架更换期间的各大致示意的局部侧视图。

具体实施方式

在图1中示出一条生产线1的一部分，一个第一车型的汽车车体3在该生产线上被输送到相继的工作站，其中图1中示例性地示出一个焊接站5。一个未示出的装备站设置在焊接站5之前，在其中将第一车型的各车身部件9松动地保持或预定位在车身结构3的两个侧面上。工作站5是一个焊接站，其具有用于加工汽车车体3的相应的机械手应用。为此工作站5以已知方式具有一些焊接机械手7，它们只在图5和6中示意地示出。

按照图1，工作站5具有一个固定标准组件11，它单独地示于图2中。固定标准组件11基本上两件式地由在图3中所示的基本框架13和一个用于以后描述的夹紧框架A、B、C、D的定位和锁定单元15构成。按图3，基本框架13具有不同结构形式的各连接点19，引导到工作站5的汽车车体3固定在这些连接点上。在各连接点19中，两个后面的端侧的连接点19安装到一些移动单元21上，由此各连接点的位置沿x方向可以适应不同的车身类型。

按图2，在两个纵向侧面在基本框架13之外的定位和锁定单元15分别利用一块底板23固定在工作站5的底面上。每一侧面的底板23在其侧外角上具有定位支柱25。如以后描述的那样，夹紧框架A、B、C、D在沿横向方向y的进给运动以后在外侧相对各定位支柱25定位到一个夹紧位置，并且借助示出的各锁定元件27位置正确地锁定于该夹紧位置。在定位和锁定单元15的两个侧面的底板23的每一个中分别设置三个彼此隔开距离的高度止挡29，用于沿z方向位置正确地对夹紧框架A、B、C、D进行高度定位。

在图4中示例性示出了用于第一车型的各车身侧面部件9的第一框架类型的夹紧框架A。夹紧框架A具有一个基本框架30，它包括多个用点划线示出的类型特定的夹紧位置区域31，以便将相应的车身侧面部件9相对车身结构3夹紧在一个要求的接合位置。在图4中所示的夹紧框架A是工作站5的几何确定的部件，借其确定待焊接的车身部件的稳定性和质量。第一框架类型的夹紧框架A以专门制造的形式准备用于所述第一车型。

其他的夹紧框架B、C、D分别属于一种第二、第三和第四框架类型。如同夹紧框架A那样，夹紧框架B、C、D作为专门制造也分别适应一种第二、第三和第四车型。但原则上夹紧框架B、C、D属于与夹紧框架A相同的结构。

在图4中所示的夹紧框架A在其上面构成有一个对接框架33，借其将夹紧框架A保持在一个横向滑座37的一个以后描述的升降装置35上。按照图1，总共四个这样的横向滑座37设置在一个夹紧框架库39中并且沿一个横向于输送方向x的y方向可移动地保持在各导轨41上。夹紧框架库39在此龙门状在工作站5上方延伸。各滑座37的升降装置35示出在图5和6中。为清晰起见，在图1中省略了各升降装置35。

在图5和6中分别为供给工作站5的车身结构3配置一个包括一个第一和一个第二横向滑座37的滑座对43，这些横向滑座在夹紧框架库39中沿横向方向y引导。两个横向滑座37的每一个都具有两个升降装置35，它们分别经由一个未更详细示出的升降带系统可以与一个高度可调的支承柱45嵌接。四个横向滑座37的每一个都与其两个配置的升降装置35一起构成一个运动连接的结构单元47。因此按照图1，总共四个可横向移动的结构单元47设置在夹紧框架库39中。

在第一和第二横向滑座37的升降装置35的支承柱45的下端部上分别保持第一框架类型的夹紧框架A和第二框架类型的夹紧框架B。第一框架类型的夹紧框架A或第二框架类型的夹紧框架B相互这样定位，以致可以分别夹紧第一车型的各对置的车身侧面部件9或第二车型的各对置的车身侧面部件53。

借助图5和6描述用于从第一框架类型的夹紧框架A到第二框架类型的夹紧框架B的夹紧框架进给和/或更换的方法：

这样，按图5，示例性将第一车身类型的汽车车体3与已松动地接合的各车身侧面部件9一起设置在工作站5中。为了使在工作站5的上方仍存放在夹紧框架库39中的相应的第一框架类型的夹紧框架A进给，首先借助相邻的滑座37将其横向移动并且送到在图5中所示的准备位置I。

接着按图5，借助第一和第二滑座37的各左边的升降装置35将配置的各支承柱45连同各夹紧框架A垂直向下移到一个在工作站5内的工作位置II。各彼此对置的夹紧框架A按图5用虚线示出其工作位置II。

紧接着相互对向地移动两个相邻的横向滑座37，以便将在工作位置II的各夹紧框架A送到一个夹紧位置，在该夹紧位置，各夹紧框架A与只大致示出的各定位支柱25压力贴靠。接着利用图2中所示的各锁定元件27锁定各夹紧框架A。

在该未示出的夹紧位置，各夹紧框架A将第一车型的各车身侧面部件9相对于汽车车体3定位到一个确定的焊接正确的位置。紧接着借助焊接机械手7将各车身侧面部件9与汽车车体3焊接起来。在焊接过程以后，借助各滑座37将各夹紧框架A从其夹紧位置重新移回到工作位置II并且将车身结构3供给下一个工作站。

图6示出在完成从第一车身类型的车身结构3到一个具有各相应的侧面部件53的第二车身类型的车身结构51的车身更换以后的工作站5。各侧面部件53如在第一车身类型那样在一个设置在工作站5之前的装备站中已松动地接合在汽车车体51上。随着车身更换，也实现夹紧框架更换，其中用第二框架类型的各夹紧框架B替换处于使用中的第一框架类型的各夹紧框架A。

为了这样的框架更换，首先借助配置的各升降装置35将第一框架类型的各夹紧框架A从工作位置II沿z方向垂直提升返回到准备位置I。接着，滑座对43沿横向方向y(即从图5开始向左)移动一段调节位移s₁。借此将第二框架类型的各夹紧框架B移到相应的准备位置I，如图6中所示。两个滑座37的在图6中的各右边的升降装置35接着将各夹紧框架B沿垂直方向从准备位置I向下朝工作站5移到用虚线表示的工作位置II。

紧接着沿y方向相互对向地移动两个相邻的滑座37，由此两个夹紧框架B将各车身侧面部件53相对于汽车车体51送到一个焊接正确的位置。在完成各车身侧面部件53的定位以后，借助焊接机械手7将它们与第二车身类型的车身结构51焊接。紧接着返回各夹紧框架B并且继续向下一个工作站输送已加工的车身结构51。

如由图1可看出的那样，总共两个滑座对43，亦即四个单滑座37设置在夹紧框架库39中。相应地可以在这里示例性地利用两个滑座对43在夹紧框架库39中以紧凑的设置以及省时地为四种不同车身类型准备夹紧框架A、B、C、D。

这样，如同在图5中那样，在图1中示出了在其准备位置I的各夹紧框架A。在从第一框架类型的各夹紧框架A到第三框架类型的各夹紧框架C的框架更换过程中，将图1中所示的两个滑座对43在框架库39中移动一段调节位移s₂(即按图1向右)。由此第三框架类型的各夹紧框架C处于准备位置I。

对于从图1中的运行位置开始拟使第四框架类型的各夹紧框架D处于准备位置I的情况，将两个滑座对43向右移动调节位移s₃。

在第一框架类型的各夹紧框架A与第二框架类型的各夹紧框架B之间进行框架更换时，更换时间的数量级为大约10秒。

由于较大的调节位移s₂、s₃，在夹紧框架B与C之间、在夹紧框架B与D之间或在夹紧框架A与D之间进行框架更换时，更换时间略增加直到最大3秒。

Claims (15)

1.用于连接汽车的车身部件(3、9)的生产线的工作站，特别是连接至少一个侧面部件(9)与一个车身结构(3、51)，包括一个用于准备夹紧框架(A、B、C、D)的夹紧框架库(39)，在该夹紧框架库(39)中设置至少一个滑座(37)，该滑座在夹紧框架库(39)中移动至少一个夹紧框架(A、B、C、D)，并且包括一个升降装置(35)，该升降装置在夹紧框架库(39)与工作站(5)之间移动夹紧框架(A)，其特征在于，滑座(37)与升降装置(35)一起构成一个运动连接的结构单元(47)，夹紧框架(A、B、C、D)保持在该结构单元中。

2.按照权利要求1所述的工作站，其特征在于，夹紧框架库(39)沿一个横向方向(y)设置在工作站(5)上方。

3.按照权利要求1或2所述的工作站，其特征在于，由滑座(37)和升降装置(35)构成的结构单元(47)分别配置有至少一个第一框架类型的夹紧框架(A)和一个第二框架类型的夹紧框架(B)，这些夹紧框架分别适应一种第一或一种第二车身类型。

4.按照权利要求3所述的工作站，其特征在于，两个夹紧框架(A、B)的每一个分别配置有一个升降装置(35)，使得两个夹紧框架(A、B)沿升降方向(z)可彼此独立地移动。

5.按照上述权利要求之一所述的工作站，其特征在于，升降装置(35)在夹紧框架库中的一个准备位置(I)与一个工作位置(II)之间移动夹紧框架(A、B)，在工作位置，夹紧框架(A、B)设置在工作站(5)中。

6.按照权利要求5所述的工作站，其特征在于，夹紧框架(A)在其工作位置(II)借助滑座(37)沿朝车身结构(9、51)的进给方向(y)可移到一个夹紧位置。

7.按照上述权利要求之一所述的工作站，其特征在于，工作站(5)在底面具有一个基本框架(13)，用于固定供给工作站的车身结构(9、51)。

8.按照上述权利要求之一所述的工作站，其特征在于，工作站(5)配置有多个定位止挡(25)，依靠这些定位止挡，夹紧框架(A、B、C、D)借助滑座(37)定位在夹紧位置并且夹紧框架(A、B、C、D)锁定在各锁定元件(27)上。

9.按照上述权利要求之一所述的工作站，其特征在于，供给工作站(5)的车身结构(9、51)分别配置有一对(43)相邻的滑座(37)或结构单元(47)。

10.按照权利要求9所述的工作站，其特征在于，滑座对(43)的每一滑座分别配置有一个第一和第二框架类型的夹紧框架(A、B、C、D)，使得相同的框架类型的两个夹紧框架(A、B、C、D)保持相应车身类型的各对置的车身侧面部件(9、53)。

11.按照权利要求10所述的工作站，其特征在于，为了夹紧框架(A、B、C、D)从工作位置(II)到夹紧位置的进给运动，各相邻的滑座(37)可相互对向地移近，或为了相反的打开运动，可彼此远离地移动。

12.按照权利要求4至11之一所述的工作站，其特征在于，在车身结构(3、51)从第一到第二车身类型进行更换时，一个第一升降装置(35)使处于使用的第一框架类型的夹紧框架(A)返回到夹紧框架库(39)中，而一个第二升降装置(35)使第二框架类型的夹紧框架(B)移向工作站(5)。

13.按照上述权利要求之一所述的工作站，其特征在于，在工作站(5)之前设置一个装备站，在该装备站中，车身部件(9、53)可以松动地与车身结构(3、51)连接。

14.包括一个按照上述权利要求之一所述的工作站的生产线。

15.用于在一个特别是按照上述权利要求1至14之一所述的工作站(5)中进给和/或更换夹紧框架(A、B、C、D)的方法，在该方法中，在车身结构(3、51)从一个第一车身类型到一个第二车身类型进行更换时，结构单元(47)的一个第一升降装置(35)使第一框架类型的与第一车身类型相应的夹紧框架(A)返回，而结构单元(47)的一个第二升降装置(35)使第二框架类型的与第二车身类型相应的夹紧框架(B)移到工作站(5)中。

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