CN101543932B - 设有可独立移动的托架的焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种焊接设备。具体地说，提供了一种设有可独立移动的托架的焊接设备，其中，在车身焊接处理中使用的门架和用于运送所述门架的托架彼此分离，并且设置了能够独立移动的可拆卸的通用门架移动装置，在该门架移动装置中，能够以简单的往复方式移动各种类型的门架，从而显著减小所述托架的移动区域。根据该焊接设备，能够更快速有效地对到达焊接位置的车身进行诸如门架复位、更换、准备和放置之类的一系列门架更换处理。另外，可简化处理，提高操作效率，而且可以显著降低更换门架所需要的区域和设备、处理时间和总设备成本。

Description

设有可独立移动的托架的焊接设备

技术领域

本发明涉及一种用于车辆装配线的车身焊接处理的焊接设备，更具体地说，本发明涉及这样一种焊接设备，该焊接设备设有多个安装有焊枪的焊接机器人并且构造成操作所述焊接机器人在定位门架结合并固定到焊接操作的相应固定位置的状态下在车身上进行点焊处理。

背景技术

在通常的汽车中，车身是形成汽车的除了发动机和动力传输部分之外的外部的部分。车身通过一体装配各种板和构件而形成，并且为乘客、发动机和货物提供空间。

在汽车大规模生产过程中，诸如地板框架、侧框架、车顶和车颈框架之类的车身框架部分单独制造，然后，对这些部分进行装配以完成除了例如门、行李舱盖和发动机罩之类的打开和关闭部分之外的车身框架。

在车辆装配线中，在焊接处理中对暂时装配的车身进行焊接以完成车身框架的装配。将构成车身的板在这些板预先松散装配的状态下移动到焊接设备，并且通过多个焊接机器人对这些板进行点焊来将这些板装配成一个车身。

通常，焊接设备包括多个安装有焊枪的焊接机器人。在焊接设备中，用于焊接车身的门架结合并且固定到操作处理固定部位，然后，焊接机器人操作以在通过输送器而移动的车身上进行点焊操作。

汽车制造公司不仅仅生产单一车型，而且根据消费者及其喜好来生产各种车型。因而，需要装备用于生产各种车型的设备。结果，为此而增加了很大的经济负担。

因而，提供普遍适用于生产尽可能多的车型的设备在经济上是非常有利的。

车辆装配线中的焊接处理无一例外地使用多车型混合生产系统。根据在焊接处理中将要生产的车型来准备各种门架，然后，当车身到达时，利用适于该车型车身的门架来更换门架，以进行焊接处理。

作为用于对车身或车身的部分进行点焊的公知的ROBOGATE系统包括在焊接处理中可快速更换并且在各种车身处彼此联合来操作的两个或更多个门架。

由于ROBOGATE系统可对各种车身进行操作，因此同一生产线可用于不同车型的车身，并且ROBOGATE系统可相对容易并且快速地操纵。因而，当生产新车身车型时，可显著降低制造成本。另外，具有相同形式的所有车型可具有相同的品质。

在使用ROBOGATE系统的公知技术中，车身在车身松散装配(拼接(tab))之后到达焊接处理。也就是说，车身在一个或多个积木拼接(toy-tabbing)处理之后到达焊接处理，在该积木拼接处理中，通过弯曲连接接头暂时装配好诸如形成车身的板之类的各部分。暂时连接状态表示其中各部分的位置彼此略微间隔开的松散连接状态。

结果，设置在焊接设备中的各个门架均包括设有焊接单元(即将车身的各部分彼此连接，以在焊接机器人进行点焊之前将车身锁定在适当装配位置的锁定单元)的机器人。

但是，由于门架系统必须根据目标车型使用，因此需要根据到达焊接位置的车型更换门架。即，根据车型，布置适用于当前车型的门架，同时将不使用的门架移动到备用位置。因而，由于其中将要使用的门架投入到焊接位置中并且将不使用的门架移动到备用位置的处理而使得该处理和装置复杂化。而且，在空间和经济效益方面不利。

具体地说，在相关技术领域的焊接处理中，由于门架和用于支撑门架的托架一体结合，在多项处理(例如五项处理)中使用门架的备用区域。因此，存在使用可沿左、右、前和后方向移动的许多装置的限制，从而增加空间和成本。

发明内容

因此，本公开提供一种设有可独立移动的托架的焊接设备，其中，门架和用于运送所述门架的托架彼此分离，并且设置了能够独立移动的可拆卸的通用门架传送装置以更快速和有效地对到达焊接位置的车身进行诸如门架复位、更换、准备和放置之类的一系列门架更换处理，从而简化处理，提高操作效率，并且显著降低更换门架所需要的区域和设备、处理时间和总设备成本。

根据本发明的一方面，提供了一种设有可独立移动的托架的焊接设备，所述焊接设备包括：焊接处理部分；更换处理部分；门架传送装置，该门架传送装置包括：所述托架，该托架能够在门架拆下的状态下或安装有门架的状态下移动；和托架移动单元，该托架移动单元用于使所述托架在所述焊接处理部分和所述更换处理部分之间移动；其中，所述焊接处理部分将从所述更换处理部分传送的门架结合到被传送到焊接位置的车身，以进行焊接操作，并且将使用过的门架传送到所述门架传送装置，并且所述焊接处理部分包括焊接处理部分的操纵机器人，该焊接处理部分的操纵机器人用于拾取被安装至所述托架的门架，将所述门架从所述托架分离，并将所述门架移动到所述车身中以将所述门架结合并且固定到所述车身，在车身焊接操作完成后所述焊接处理部分将所述门架从所述车身移动到所述托架以安放所述门架；并且其中，所述更换处理部分使用新的门架来更换从所述焊接处理部分传送的使用过的门架，以将所述新的门架提供给所述门架传送装置。

附图说明

附图示出了本发明的实施方式并用于与说明书一起说明本发明的原理，所包含的附图用于提供对本发明的进一步理解，并且被结合在本说明书中而构成本说明书的一部分。

图1是根据本发明的焊接设备的立体图；

图2是示出根据本发明的焊接设备的门架传送装置的立体图；和

图3到11是示出根据本发明的焊接设备的各部分的操作状态的立体图。

具体实施方式

在下面的描述中，技术术语仅用于说明具体的示例性实施方式，这些示例性实施方式并不限制本发明。单数形式的术语可包括复数形式，除非另有说明。“包括”、“包含”、“包括有”或“包含有”的意思明确说明特性、固定数量、步骤、操作、元件、部分及其组合，但是不排除其他特性、固定数量、步骤、操作、元件、部分及其组合。

下文将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。

本发明涉及一种焊接设备，所述焊接设备设有多个安装有焊枪的焊接机器人，并且操作所述焊接机器人在这种状态下，即，用于焊接车身的门架被结合并且固定到操作处理的相应固定位置，在车身上执行点焊。

根据本发明的焊接设备包括彼此分离的托架(能够沿将在后面描述的传送装置的轨道移动的部分)和门架(安装到所述托架以移动到焊接处理部分的手动夹具)。而且，所述焊接设备包括能够独立移动的可拆卸的通用门架传送装置，在该通用门架传送装置中，各种类型的门架都可以以简单的往复运动方式移动，从而显著减小托架的移动区域。

在根据本发明的焊接设备中，托架可在门架分离的状态下独立移动。因而，由于可以将后续操作的门架预先准备好，因此总操作时间没有增加。

结果，在本发明的焊接设备中，可对在拼接(tabbing)处理之后到达焊接位置的车身更快更有效地进行诸如门架复位、更换、准备和放置之类的一系列门架更换处理。另外，可以简化处理，提高操作效率，并且可以显著降低更换门架所需的区域和设备、处理时间和总设备成本。

图1是根据本发明的焊接设备的立体图，图2是根据本发明的焊接设备的门架传送装置的立体图。

本发明的焊接设备包括焊接处理部分120、更换处理部分110、130和门架传送装置140。焊接处理部分120将从更换处理部分110和130传送的门架20结合到由输送器系统传送到焊接位置的车身10以执行车身焊接操作。而且，焊接处理部分120将使用过的门架20传送到门架传送装置140。更换处理部分110和130安装从焊接处理部分120传送的使用过的门架20，并且使用新的门架来更换使用过的门架20以为门架传送装置140提供新的门架。门架传送装置140包括可在门架20拆下或安装的状态下移动的托架143和用于使托架143在焊接处理部分120和更换处理部分110、130之间移动的托架移动单元。

基本上，在本发明的焊接设备中，用于焊接车身10的门架20可与门架传送装置140的托架143分离，并且门架20可从门架传送装置140的托架143拆下。而且，托架143可在门架20分离状态下通过门架传送装置140的托架移动单元而在焊接处理部分120和更换处理部分110、130之间独立地前后往复移动。

焊接处理部分120包括操纵机器人121和122、以及焊接机器人123和124。操纵机器人121和122拾取由门架传送装置140的托架143从更换处理部分110和130传送来的门架20，以将门架20从托架143分离，然后，操纵机器人121和122将分离的门架20放置在相应的操作部位以将门架20结合、固定并且支撑到该操作部位。在门架20通过操纵机器人121和122而相对于车身10结合至操作处理的固定部位的状态下，焊接机器人123和124在该车身上进行点焊操作。

在焊接处理部分120中，用于放置门架20的两个操纵机器人121和122分别设置在车身传送线的两侧，以同时放置用于车身10的两侧表面的两个门架20。即，焊接处理部分120的操纵机器人121和122基本上包括布置在车身10的焊接位置的两侧的一对操纵机器人121和122。

在焊接处理结束后，焊接处理部分120的操纵机器人121和122从操作处理的固定部位相反地移动门架20以将门架20安放在门架传送装置140的托架143上。因而，完成焊接操作的门架20可由托架143移动到更换处理部分110和130。

焊接处理部分120的焊接机器人123和124足够地布置成多个，以对车身10的两侧表面进行预定焊接操作。

更换处理部分110和130包括其上安装有多个门架20的支架113、114、133和134，以及操纵机器人111、112、131和132。操纵机器人111、112、131和132拾取由门架传送装置140的托架143从焊接处理部分120传送来的门架20，以将门架20从托架143分离，然后，操纵机器人111、112、131和132将门架20移动到支架113、114、133和134，并将门架20安装到支架113、114、133和134上。之后，操纵机器人111、112、131和132拾取其他门架20以将所拾取的门架安放在托架143上。

在更换处理部分110和130中，用于安装门架20的支架113、114、133和134和用于更换门架20的操纵机器人111、112、131和132分别设置在车身传送线的两侧，从而能够同时更换将要用于车身10的两侧表面的两个门架20。操纵机器人111、112、131和132依次布置在车身传送线的两侧。

在门架更换处理中，更换处理部分110和130的操纵机器人111、112、131和132拾取使用过的门架20以将该门架20从托架143分离，并且将该门架移动并且安装到支架113、114、133和134上。而且，操纵机器人111、112、131和132从支架113、114、133和134选择并拾取对应于车型的其他门架20，以将所拾取的门架20传送到焊接处理部分120并且安放该门架20。

在上面描述的本发明的焊接设备中，操纵机器人111、112、121、122、131和132均可结合到布置在各个门架20上的结合部分21以拾取或支撑门架20。

在根据本发明的焊接设备的优选实施方式中，焊接处理部分120和更换处理部分110、130的机器人沿着目标车身10的移动方向，即车身传送线布置，并且更换处理部分110和130可根据需要而设置成多个。

例如，更换处理部分110和130沿车身移动方向分别布置在焊接处理部分120之前和之后。而且，第一更换处理部分110、焊接处理部分120和第二更换处理部分130沿车身传送线依次布置。此时，门架传送装置140可在第一更换处理部分110、焊接处理部分120和第二更换处理部分130之间线性地往复传送托架143。

因而，在第一更换处理部分110中更换的门架20可由门架传送装置140的托架143传送到焊接处理部分120，并在焊接处理部分120中使用。之后，使用过的门架20可传送到第二更换处理部分130并安装。在第二更换处理部分130中更换的门架20可由门架传送装置140的托架143逆向传送，并在焊接处理部分120中使用。之后，使用过的门架20可传送到第一更换处理部分110并安装。

当然，门架20可仅在一个更换处理部分中更换。例如，在第一更换处理部分110中更换的门架20可传送至焊接处理部分120并且在焊接处理部分120中使用，之后，门架20可再次传送并安装到第一更换处理部分110上。而且，在第二更换处理部分130中更换的门架20可传送至焊接处理部分120并且在焊接处理部分120中使用，之后，门架20可再次传送并且安装到第二更换处理部分130上。

门架传送装置140包括托架143和用于使托架143在焊接处理部分120和更换处理部分110和130之间移动的托架移动单元，由操纵机器人111、112、131、132、121和122拾取的门架20可安装到所述托架143上和从托架143拆下。托架移动单元可包括能够使托架143在这些处理部分之间线性往复移动的电驱动单元。

在优选实施方式中，该线性驱动单元可纵向布置在所述处理部分之间。线性驱动单元可包括滑轨141、142和电机145，托架143可滑动地结合至滑轨141、142，电机145结合至托架143，用于驱动托架143以便为托架143提供驱动力，从而使得托架143沿滑轨141和142往复移动。

滑轨141、142沿车身传送线纵向布置，以在其两侧将各处理部分彼此连接。结合到滑轨141、142的托架143通过电机145的驱动力而在选定方向上沿滑轨141和142可滑动地移动。

在焊接设备包括三个处理部分，即第一更换处理部分110、焊接处理部分120和第二更换处理部分130的情况下，托架143可设置有两个托架。此时，两个托架143可同时或按顺序沿相同方向移动或沿彼此相反方向移动。托架143的数量和其间的相互作用可进行各种各样的改变和控制。

在本发明的焊接设备中，各处理部分的机器人(操纵机器人和焊接机器人)和托架移动单元(电机等)可由控制器(未示出)控制。控制器控制受控目标元件，使得机器人和托架移动单元有组织地操作以在相应的处理位置处充分地进行门架更换、移动、放置和固定，以及分离。

在基本操作状态下，控制器获取目标车型以确定第一更换处理部分110和第二更换处理部分130中安装有与当前车型对应的门架20的更换处理部分，然后操作相应更换处理部分的操纵机器人111、112、131和132以从支架113、114、133和124选择与该车型对应的门架20，并且将所选择的门架20安装在托架143上。

电机145操作以将托架143移动到焊接处理部分120，然后，焊接处理部分120的操纵机器人121和122从托架143拾取门架20以将所拾取的门架20放置在焊接处理部分上。此时，焊接机器人123和124在门架20结合到操作处理的固定部位的状态下操作以进行车身焊接处理。在焊接处理过程中，操纵机器人121和122在它们结合到门架20的状态下固定并支撑门架20。

当焊接处理结束时，在焊接处理中使用的门架20利用焊接处理部分120的操纵机器人121和122再次安装在托架143上以更换门架20。安装在托架143上的门架20再次移动到更换处理部分110和130以将门架20安装在支架113、114、133和134上。

优选的是，可使用重型负载机器人作为在该焊接设备中使用的操纵机器人。由于机器人技术的发展，安装到每一个机器人上的可操作物体的重量可随着用于焊接的门架20的移动范围而增加。因而，固定到当前托架上的门架20可以按这样的方式进行更换，即利用重型负载机器人将门架20拆下以显著减少所需要的区域和装置。

参照图1，焊接处理部分120布置在第一更换处理部分110和第二更换处理部分130之间的中间部位。而且，门架更换和安装区域布置在车身传送线的两侧，位于各更换处理部分110和130处，以在总共四个区域处进行门架更换和安装处理。

重型负载操纵机器人111、112、131、132、121和122依次布置在车身传送线的两侧。因而，在三个处理部分上，即第一更换处理部分110、焊接处理部分120、和第二更换处理部分130上总共布置有六个操纵机器人。

焊接处理部分120的两个操纵机器人121和122将门架20移动到车身10以将门架20结合/固定到焊接处理的操作位置。前后两个更换处理部分110和130的四个操纵机器人111、112、131和132为用于更换门架20的机器人。

门架传送装置140的滑轨141和142依次布置在车身传送线的两侧，因而总共设置两个滑轨，并且设置在所述三个处理部分上方。

两个托架143沿前后方向可滑动地结合到各滑轨141和142。各托架143均可在门架20安装的状态(门架传送状态)下移动，并且各托架143均可在各托架143与门架20分离的状态下移动以提供托架空置的状态(其中仅托架在适当位置移动的状态)。

当托架143在托架空置的状态下沿滑轨141和142移动时，门架20可变成其中门架20由更换处理部分110、130和焊接处理部分120的操纵机器人111、112、131、132、121和122拾取的状态或者其中门架在焊接处理部分120处结合至操作处理的固定部位的状态(车身由焊接机器人焊接的状态)。

在本发明的焊接设备中，左右两个操纵机器人121和122将门架20从托架143拆下，然后将门架20安装到操作处理的固定部位以在焊接处理中使用门架20。此时，托架143空置，因而托架143可独立移动。

在焊接处理过程中，由于托架143可在空置的状态下移动，因此，如果需要，可预先安装用于下一处理的门架20以提高生产率。

下面将依次参照图3到10描述焊接处理。

拼好的车身10由输送器传送到焊接处理部分120，焊接处理部分120的操纵机器人121和122从沿滑轨141和142自第二更换处理部分130传送来的托架143上拾取并分离门架20(参见图3)。之后，门架20被移动到车身10并安装到操作处理的固定部位。

之后，包括在各门架20中的单元将车身10固定，然后若干个焊接机器人123和124对松散装配的车身10进行焊接。

在该处理过程中，在第一更换处理部分110中，操纵机器人111和112从托架143拾取并分离之前在焊接处理部分120中使用的门架20，以将门架20移动到支架113和114，并将门架20安装在支架113和114上(参见图4)。

两个空置的托架143沿滑轨141和142在彼此相反的方向上移动，即焊接处理部分120的托架143移动到第二更换处理部分130，而第一更换处理部分110的托架143移动到焊接处理部分120(参见图5)。

在第二更换处理部分130中，操纵机器人131和132从支架133和134选择并拾取对应于下一个车型的新的门架20(参见图6)，然后，将所述门架20安装到从焊接处理部分120传送来的托架143上以提供这样一种状态，即，其中托架143可移动以用于放置新的门架20的状态(第二更换处理部分的门架更换)。

当焊接处理部分120中的焊接处理完成时，包括在各个门架20中的单元将车身10放置成提供一种可拆卸的状态，然后，操纵机器人121和122将门架20从固定部位分离，以将分离的门架20安放在托架143上，由此提供其中托架143可移动而更换门架20的状态。

焊接的车身10移动到下一个处理，并且后面的车身移动到焊接处理部分20。

此时，焊接处理部分120的托架143和第二更换处理部分130的托架143在门架20安装到其上的状态下沿滑轨141和142分别移动到第一更换处理部分110和焊接处理部分120(参见图7)。

第一更换处理部分110的操纵机器人111和112从自焊接处理部分120传送来的托架143拾取并分离之前使用过的门架20，然后，操纵机器人111和112将所述门架20移动到支架113和114以将门架20安装到其上。

在该处理过程中，在焊接处理部分120中，操纵机器人121和122从自第二更换处理部分130传送来的托架143拾取并分离门架20，以将门架20移动到车身10，并且将门架20安装到固定部位。

之后，包括在各个门架20中的单元将车身10固定，然后，若干个焊接机器人123和124对松散装配的车身10进行焊接(参见图8)。

第一更换处理部分110的操纵机器人111和112安装之前使用过的门架20，并且根据车型信息从支架113和114选择并拾取与下一个车型对应的新的门架20，并且将新的门架20安装到托架143，由此形成这样一种状态，即，托架143可移动以用于放置新的门架20的状态(第一更换处理部分的门架更换)(参见图9和10)。

当焊接处理部分120中的焊接处理完成时，包括在各个门架20中的单元将车身10放置成提供一种可拆卸的状态，然后，操纵机器人121和122从固定部位分离门架20以将所分离的门架安放在托架143上，由此形成托架143可移动以用于放置门架20的状态。

焊接车身10移动到下一个处理，并且后面的车身移动到焊接处理部分120。

此时，第一更换处理部分110的托架143和焊接处理部分120的托架143在门架20安装到其上的状态下沿滑轨141和142分别移动到焊接处理部分120和第二更换处理部分130。在焊接处理部分120中利用新的门架20对车身10进行焊接处理，并且在第二更换处理部分130中更换该新的门架(参见图11)。

虽然在该实施方式中在第一更换处理部分110和第二更换处理部分130中都进行门架更换处理，但是本发明不限于此。例如，可在两个更换处理部分110和130中的一个更换处理部分中进行门架更换处理。而且，可在两个更换处理部分110和130中交替地进行门架更换处理，并且如果需要，可在两个更换处理部分110和130中的任一个中连续地进行门架更换处理。

如上所述，能够切确地获取下一个目标对象的车型信息以及安装所需门架的位置，以精确地操作各个驱动单元，由此精确地利用适用于当前车身的门架。

已经示出并描述了本发明的具体优选实施方式。

根据本发明的焊接设备，可以更快速有效地对到达焊接位置的车身进行诸如门架复位、更换、准备和投入之类的一系列门架更换处理。另外，可简化处理，提高操作效率，而且能够显著地降低更换门架所需要的区域和设备、处理时间和总设备成本。

但是，本发明不限于前述实施方式，本领域技术人员应理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以对本发明进行各种形式及细节上的改变。

Claims (7)

1.一种焊接设备，该焊接设备设有可独立移动的托架，所述焊接设备包括：

焊接处理部分；

更换处理部分；

门架传送装置，该门架传送装置包括：所述托架，该托架能够在门架拆下的状态或安装有门架的状态下移动；和托架移动单元，该托架移动单元用于使所述托架在所述焊接处理部分和所述更换处理部分之间移动；

其中，所述焊接处理部分将从所述更换处理部分传送来的门架结合到被传送到焊接位置的车身，以进行焊接操作，并且所述焊接处理部分将使用过的门架传送到所述门架传送装置，并且

所述焊接处理部分包括焊接处理部分的操纵机器人，该焊接处理部分的操纵机器人用于拾取被安装至所述托架的门架，将门架从所述托架分离，并将门架移动到所述车身中以将门架结合并且固定到所述车身，在车身焊接操作完成后所述焊接处理部分将门架从所述车身移动到所述托架以安放门架；并且

其中，所述更换处理部分使用新的门架来更换从所述焊接处理部分传送来的使用过的门架，以将所述新的门架提供给所述门架传送装置。

2.根据权利要求1所述的焊接设备，其中，所述焊接处理部分和所述更换处理部分沿车身传送线布置。

3.根据权利要求1所述的焊接设备，其中，所述焊接处理部分还包括用于对结合有门架的车身进行焊接的焊接机器人，并且所述焊接处理部分的操纵机器人和所述焊接机器人都布置在所述车身的焊接位置的两侧。

4.根据权利要求1所述的焊接设备，其中，所述更换处理部分包括：

支架，门架安装在该支架上；和

更换处理部分的操纵机器人，所述更换处理部分的操纵机器人用于从所述托架拾取并分离门架以将门架移动并安装到所述支架上，所述更换处理部分的操纵机器人拾取被安装在所述支架上的门架以将门架移动并放置在所述托架上；并且

其中，所述支架和所述更换处理部分的操纵机器人都布置在车身传送线的两侧。

5.根据权利要求1所述的焊接设备，其中，所述更换处理部分沿车身传送线在所述焊接处理部分的前后方向上布置，并且按照第一更换处理部分、所述焊接处理部分和第二更换处理部分的顺序布置。

6.根据权利要求1所述的焊接设备，其中，所述托架移动单元包括：

滑轨，一个或多个托架以单个或多个的方式可滑动地结合到该滑轨，所述滑轨纵向布置在所述更换处理部分和所述焊接处理部分之间；和

用于驱动的电机，其结合到所述托架以为所述托架提供驱动力，从而使所述托架沿所述滑轨往复移动。

7.根据权利要求6所述的焊接设备，其中，在所述托架与所述滑轨相结合的状态下，所述滑轨分别布置在车身传送线的两侧。

Images