CN104884206B - 通过升降圆台快速更换工具的机动车辆车身元件焊接方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焊接车身零件(2，3，4)的设备(1)，所述设备包括：设置有自动焊接装置(6)的至少一个组装位(5)；向所述设备供应待组装零件的加载位(7)；向组装位(5)运送成型工具(10)的输送机(15)，所述成型工具设置用于接收一组待组装零件(2，3，4)；以及成型工具的自动更换位(20)。所述自动更换位包括：自动升降转台(21)，所述自动升降转台具有旋转轴(ZZ’)基本竖直的运输转子(22)，所述运输转子包括围绕所述轴(ZZ’)分布的多个工具架(23，23，223，323)，每个工具架都设置用于接收成型工具(10)；以及至少一个升降构件(24)，所述至少一个升降构件能够使与输送机(15)垂直的至少一个工具架(23)竖直移动，以能够在所述输送机上交替地取下或放置新的工具(10)。

Description

通过升降圆台快速更换工具的机动车辆车身元件焊接方法和 装置

技术领域

本发明涉及车身元件组装流水线的大体领域，所述流水线尤其但不唯一用于配备在车辆制造工厂内。

更具体地，本发明涉及适用于制造机动车辆车身侧部的焊接组装设备的配置，以及能够通过这种设备来实施的组装方法。

背景技术

已知使用自动化流水线来组装车辆零件。

通常，将待组装零件布置在成型工具上，所述成型工具包括的底架支承有不同的定位和紧固构件，例如柱销、活钩等，以在例如通过焊接来最终固定之前，能够将所述零件暂时保持在组装构造中。

可以理解，需要采用涉及车辆(四门轿车、双门轿车、宽敞性小汽车、旅行汽车等)型号和轮廓的成型工具，更具体地，在改变制造范围的情况下需要更换工具。

为此，已知在组装线边缘设置包括一排固定储存平板的储存区，多轴自动手臂式的自动操控装置可将从组装线上提取的工具放置在所述固定储存平板上，然后提取用于在所述组装线上替换所述工具的另一工具。

这些设备通常是令人满意的，然而这些设备可具有一些缺点。

更具体地，自动手臂通常具有良好的精确度和极佳的重复性，然而对于所述自动手臂的搬运能力、或对于所述自动手臂的执行速率而言，尤其在所述自动手臂需要传送具有大惯性的重物时存在一些限制。

更换工具的时间有时可造成停机，影响生产率。

另外，沿组装线的储存区和自动操控装置的增多趋向于使所述组装线的占地面积以及实施和运行成本明显增加。

而且尤其通过文件US-2008/0220955已知，在占据组装位的输送导轨端部处使用圆台型旋转储存区，所述旋转储存区装有多个平板，所述多个平板可移动地安装在多个储存导轨上并且每个平板都可接收成型工具和待组装零件组。

为了更换工具，需要在圆台上使在组装线上接合的平板回到原处并且使所有平板枢转，以使支承合适工具的平板与输送导轨对齐，然后使该新选择的平板在所述输送机上接合以向相关位置运送工具。

然而，这种储存和运输方法可同样具有一些缺点。

首先，该方法需要在每次更换工具时使载有输送平板和装在输送平板上的工具的旋转储存区刻板地移动。实施很重的整体的移动因此要求大量消耗能量，并且需要减缓速率以对于惯性效应保持对所述移动的控制。

其次，使用的旋转储存区需要在地面上抽出很大空间，以能够使平板移动而不干扰所述储存区的周围环境，更具体地，不干扰邻近的自动装置或输送导轨。然而，可以理解，这样的展开与希望得到结构紧凑的设备以使相关工厂范围内生产区域密度最大化是相矛盾的。

最后，无论所考虑的哪种方法，成型工具从工具储存区到组装位的传送必要地导致机械基准的变化，因此可具有关于面对自动组装装置的工具的定位精确度和重复性的难度。

而且，有时不足的是需要在定位有效精确度、即组装质量和执行速率之间找到折衷，与任选添加的对齐装置相关联的设备的复杂性和体积能够改善所述精确度，所述执行速率可被实施这种附加对齐装置影响。

发明内容

因此，本发明的目的在于改善上面提及的缺点，并且提供一种新颖的设备和新颖的组装方法，所述设备和组装方法对于适度的成本和体积来说能够实现高速率的可靠生产。

本发明的目的通过用于组装车身零件的设备来实现，所述设备包括：设置有自动焊接装置型自动组装部件的至少一个组装位；设置有加载部件加载位，所述加载部件用于向所述设备供应待组装零件；能够从加载位向组装位运送成型工具的输送机，所述成型工具设置用于根据预定组装构造来接收、成型和紧固需被彼此组装的至少一组拆分的零件，其特征在于，所述设备包括成型工具的自动更换位，所述自动更换位包括具有竖直轴的自动升降转台，所述转台一方面具有旋转轴基本竖直的运输转子，所述运输转子具有围绕所述旋转轴分布并且每个都设置用于接收成型工具的多个工具架，所述转子配置用于通过围绕其轴线的适当角度移动来选择性地带动与输送机垂直的每个工具架，以及所述转台另一方面具有至少一个升降构件，所述至少一个升降构件能够使与输送机垂直的至少一个工具架竖直移动，以能够交替地取下在所述输送机上的工具或将新的工具放置在所述输送机上。

本发明的目的还通过组装车身零件的方法来实现，所述方法包括：选择成型工具步骤，在该步骤中在输送机上放置成型工具，所述成型工具设置用于根据预定组装构造来接收、成型和紧固需被彼此组装的至少一组拆分的零件；加载步骤，在该步骤中根据所述组装构造将待组装零件放置在所述加载工具上；之后的组装步骤，在该步骤中根据所述组装构造例如通过焊接将所述零件彼此固定，其特征在于，所述选择步骤包括：调换成型工具的子步骤，在该子步骤中使旋转轴基本竖直的运输转子转动，所述运输转子具有每个都设置用于接收成型工具的多个工具架，以垂直于输送机带动工具架，所期望的成型工具装在所述工具架上；之后竖直移动、优选地下降移动的子步骤，在该子步骤中使工具架竖直移动，以将选定的成型工具放置在输送机上。

有利地，与旋转储存区联结的带有竖直升降机的符合本发明的运输转台的增大的活动性能够使工具架平衡并且基本水平地分布，该增大的活动性首先提供了明显的空间节省，这是由于储存区可有利地至少部分在输送机上突出，更具体地，储存区旋转移动而不干扰输送机，这能够使组装线的不同功能竖直分层，更具体地根据不同交叠位置自动更换工具。

另外，本发明能够将运输转子的功率、稳定性和良好的平衡性与轨道、旋转选择和基本竖直对接相结合，以在输送机上放置或取下工具，这是特别短暂和精确的。

此外，移动的竖直分量能够沿相对偏离并且容易控制的轨道来同时简单和快速地实现工具的接近，因此该接近是可靠、精确和可重复的。

最后如之后将详细描述的，本发明还能够通过从和向输送机运输单一的成型工具来减轻装在转子上的移动负载，而无需滑架型的多余附件。

所有这些元件有利地通过能够增加工具选择和传送动作的执行速率和/或减小所述动作的幅度或频率来促进生产速率的改善，这导致了工具更换的停产时间减少，因此更具体地，导致了设备生产能力的增强。

另外，符合本发明的配置能够限制所述设备需要布置的面积，以及限制构成所述设备的工位的复杂性和数量，这能够在使用所述设备时实现大量节省。

附图说明

通过阅读以下详细说明和仅作为示意性而非限制性方式给出的附图，本发明的其它目的、特征和优点将更加清楚，在附图中：

图1示出了符合本发明的设备实施例的整体透视图。

图2A，2B和2C示出了用于通过本发明的目标设备来彼此组装的后环、前环和蒙皮型车身零件的顶侧视图。

图3示出了符合本发明的更换位实施例，所带有的转台支承有四个工具架，其中的第一个工具架此处确保将工具布置在输送机上。

图4示出了符合本发明的工具架的详细透视图，所述工具架设置有便于使工具相对于输送机定中心的滚动轴承。

图5A和5B示出了当工具架下降并且与输送机滑架接触时选定工具的自动定中心原理的沿输送机轴线的侧向示意图。

图6示出了可用于符合本发明的设备的成型工具实施例的底侧透视图。

图7A和7B示出了在不同高度上实施连续定向操作，然后通过自动焊接装置在同一组装位上精加工的沿输送机轴线的侧视图。

具体实施方式

本发明涉及用于组装车身零件2，3，4的设备1。

优选地，所述车身零件2，3，4由金属制成，尤其由可焊接金属制成，但不排除所述车身零件可由玻璃、尤其是层状玻璃制成，可由聚碳酸酯或聚丙烯类的聚合物制成，甚至可由复合材料制成，所述复合材料例如为由玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维增强的环氧树脂基质。

尤其可通过模制成型或冲压使这些车身零件预成型。

所述车身零件2，3，4优选地用于实施车辆、优选地机动车辆、尤其是陆上交通工具的车身或蒙皮面。

所述设备可形成机动车辆的组装设备，但不排除形成根据本发明原理实施其它结构、尤其是金属结构的设备，所述其它结构任选地用于其它工业领域，例如航空领域。

更具体地，设备1可用于车身侧部的组装，所述车身侧部包括至少一个形成蒙皮的第一钢板零件2(图2C)、前环型的形成加强件的第二零件3(图2A)和后环型的形成加强件的第三零件4(图2B)。

根据本发明，如从图1上可见，所述设备1包括设置有自动焊接装置型自动组装部件6的至少一个组装位5。

设备1还可形成焊接岛，生产线需要包括两个对称焊接岛，其中一个用于实施车身左侧部，另一个用于实施车身右侧部。

优选地，每个工位，更具体地整个设备1被自动化，以确保高生产速率和良好的重复性。

可以理解，本发明绝不限于特定的组装类型，一个或多个组装位5可单一或组合地包括的所有组装部件，所述所有组装部件能够在车身零件2，3，4的至少两个之间例如通过焊接(点焊和/或线焊)、钎焊、粘贴、铆接等的来实现永久联接。

根据本发明，设备1还包括设置有加载部件8，9的零件加载位7，所述加载部件用于向所述设备供应待组装零件。

所述加载部件尤其可包括至少一个零件储存区8和六轴自动装置型多轴自动加载臂9，所述自动加载臂设置用于在储存区8中取出所需的零件2，3，4并且将所述零件传送到组装线上，更具体地传送到成型工具10上，所述成型工具设置用于根据预定组装构造来接收、成形和紧固需被彼此组装的至少一组拆分的零件2，3，4。

尤其如图3和6上所示，所述成型工具10优选地包括形成底座的底架11，所述底架支承有柱销、挡块、夹钳、活钩、钳口等类型的多个成型和紧固附件12，所述成型和紧固附件用于将一组待组装零件2，3，4暂时接收、定位和保持在组装构造中以等待焊接。

有利地，所述附件12可例如通过电气或气动起重器13被机动化，所述起重器能够调节所述附件的位置和高度，又或引发或释放对零件2，3，4的紧固。

而且，成型工具10优选地配置用于同时(“结合”)接收和紧固需要实现组装子组件51的所有零件2，3，4，更具体地，实现所有三个前述零件(蒙皮2，前环3和后环4)，以能够使所述零件定向和/或组装在同一组装位5上。

这种配置有利地能够在唯一的加载和成型步骤之后来完整并且快速地处理组装的实施，而无需改变机器基准。这种配置还能够通过避免组装位和自动焊接装置6的增加来节省占地操作面积。

优选地，工具10配置用于能够以该顺序接收和通过上方施加的压力来维持首先蒙皮2，之后前环3和后环4，以将所述零件堆在特别稳定的工作构造上，即“槽式”。

设备1有利地还包括输送机15，所述输送机能够从加载位7向焊接位5运送成型工具10，所述成型工具设置用于根据预定组装构造来接收、成型和紧固需被彼此组装的至少一组拆分的零件2，3，4。

根据本发明，设备1包括成型工具10的自动更换位20，所述自动更换位包括具有竖直轴ZZ’的升降转台。

所述转台21一方面具有旋转轴ZZ’基本竖直的运输转子22，所述运输转子具有围绕所述旋转轴ZZ’分布并且每个都设置用于接收成型工具10的多个工具架23，123，223，323，所述转子22配置用于通过围绕其轴线的适当角度移动来选择性地带动与输送机15垂直的每个工具架23，123，223，323，以及所述转台另一方面具有至少一个升降构件24，所述升降构件能够使与输送机15垂直的至少一个工具架23竖直移动，以能够交替地取下在所述输送机上的工具10或将新的工具10放置在所述输送机15上。

有利地，所述转台21还作为工具10的圆台形旋转储存区，所述旋转储存区具有多个工具架位置，例如三个、四个(图1和3)或六个，所述多个工具架位置优选地围绕旋转轴ZZ’均匀分布并且优选地具有基本相同的结构和配置，转台还基本具有旋转不变性。

成型工具10的调换有利地通过将空载工具架23带动、此处为下降到输送机15处来进行，然后在提升所述工具架之前使在所述输送机上的工具10与所述工具架接合，以提升所述工具10并将其从输送机分离，直到转子22到达足够的脱离高度，以能够使转台连带地转动所有工具架23，123，223，323，而不与输送机15干扰，在该高度上启动适当的顺时针或逆时针旋转，转子优选地为双向的，直到装有所期望的新工具10的工具架23，123，223，323与所述输送机定位垂直。

在所述输送机15上布置的新工具10有利地通过相关工具架的简单下降来实现，直到新工具10与所述输送机接触并从所述工具架分离，以随后被运送到加载位7和之后的组装位5。

根据如图1和3上所示的设备1的优选配置，可使用工具的自动更换位20与加载位7共同的位置为输送机15(以下表示为“平板32”)的位置，这能够直接装配与拆分零件2，3，4重新安装在一起的工具10，并缩短了所述工具10的路径，有利于设备的紧凑性和速率。

为此，输送机15可在对应于加载位7的第一端部和对应于组装位5的第二端部之间以直线方向延伸，转台21邻近第一端部以使转子22的工具架能够与输送机的所述第一端部切向重叠。

转子22尤其可包括中心转动杆25，在所述中心转动杆上以基本布置成星形的分支的方式连结有工具架23，123，223，323。

优选地，每个工具架是独立的，即设置用于仅接收唯一的工具10，更具体地接收唯一的底架11，所述底架可被标准化以能够无区别地装有每个所述工具架。

可用所有适当的尤其是直线平移机构来形成升降构件24，所述机构例如液压起重器，或与齿轮或蜗杆配合的齿条系统，所述机构可配置用于可使杆25本身相对于地面、更具体地相对于转台定子竖直移动，并且必要时使与所述杆连结的所有工具架23，123，223，323连带地相对于地面、更具体地相对于转台定子竖直移动，又或配置用于能够单独或集体调节工具架相对于本身高度固定的所述杆25的不同高度。

可通过滑槽或齿条型的平移引导柱26来确保在杆25与每个对应的工具架之间的连接，所述平移引导柱固定在所述杆25上并且平行于旋转轴ZZ’定向，如图3和4所示。

优选地，转子22通过围绕旋转轴ZZ’旋转以及沿所述旋转轴ZZ’竖直平移连带地装上所有工具架23，123，223，323。

有利地，还可使用唯一的供应部件来操控所有工具架，因此来集体传送所有工具10，这使得能够设置集中的大机械功率，同时使转台的体积和复杂性最小化。

更具体地，转台21、更具体地更换位20可具有并且满足于被机动化和控制的两个自由度，其中一个为围绕轴ZZ’旋转以及另一个为沿同一轴ZZ’平移。

另外，这种配置能够具有平衡良好并且特别坚固的转子22。

转台21、更具体地所述设备的执行可靠性和快速性被有利地改善。

另外，如图3和4上所示，每个工具架23，123，223，323优选地都包括由间隙口31彼此分开的优选地基本平行的至少一对或者仅一对铲件(pelle)30，所述间隙口允许输送机15的接收板32两侧的所述工具架竖直通过。

有利地，这种配置可通过工具10的上部重心从输送机15向工具架23自动传输，反之亦然。

事实上，为放置工具10，铲件30需在输送机15的上端之下、即在平板32的位置之下下降例如达到50毫米或60毫米的空载行程，在所述平板32两侧侧向通过，当工具架处于低位置时，所述平板占据在所述铲件30之间的间隙口31。

为了与工具10重新接触，然后使其从平板脱离以使其从输送机15分离，需重新提升铲件来实现，然后超过所述输送机上端，以使所述铲件重新与底架11接触然后将其提起，直到达到允许操控旋转的高位置。

有利地如图6所示，工具10的底架11具有分层结构，所述分层结构一方面包括中央底架下部11I，所述中央底架下部用于与输送机15配合，更具体地抵靠在平板32上，所述中央底架下部11I由上侧部11S限界，并且形成设置用于由铲件30利用的抵靠边缘。

根据图3和4所对应的实施例，每个工具架23，123，223，323都可包括与中央杆25连接的至少一个主梁33，所述主梁形成基本径向的分支，并且支承至少一个、优选地两个铲件30，所述铲件例如由金属角形材形成并且以叉形结构基本正交地布置，所述叉形结构能够将输送机15跨设在所述输送机的输送轴上以及能够将所述输送机的平板32包围在低位置上。

转子22还可具有例如十字形配置，该配置具有良好的紧凑性并且具有极可靠的功能，以能够使每个工具架围绕尤其是侧向极高效率传送和保持的工具，并且抵制离心力效应。

而且，根据可构成本发明完整部分的优选特性，设备1包括自动定中心部件40，所述自动定中心部件设置用于当工具架23，123，223，323下降时在此作用下沿相对于移动的竖直分量V横向的至少一个、优选地两个分量来自发调节成型工具10相对于输送机15的位置，如图5A和5B所示。

为此，例如从图4，5A，5B和6上可见，所述自动定中心部件可优选地包括：非阻挡支承构件41，例如滚动轴承，所述非阻挡支承构件布置在工具架上，更具体地布置在铲件30的上表面上，以能够使工具10竖直固定，同时允许工具10可沿预定调节行程水平移动；以及至少一个销钉、圆锥或斜面型的第一定中心构件42，所述至少一个第一定中心构件由所述工具10支撑并且当所述工具接近竖直运动V时用于与和输送机的基准相关联的第二定中心构件43配合，以逐渐调节所述工具的横向位置以及将所述工具带到在所述输送机15的基准上预定的参考位置上。

优选地，所述工具10抵靠在铲件上而且未与输送机15接合时，支承零件41限定平面抵靠(appui-plan)型的联结，所述联结能够使工具10保持此处在与转台旋转轴ZZ’垂直的水平面上横向平移的至少两个不同的自由度，或者在所述平面上的方位旋转自由度。

可通过所述适当的止挡系统，尤其通过销钉44有利地界定根据所述自由度的所述工具10的承压行程幅度，销钉44优选地插在邻近滚动轴承41的铲件30中，所述销钉带有侧向间隙J地穿入设置在对应垫块46上的开孔45中，所述垫块46本身被固定在底架下部11I的下表面上，以能够使底架11抵靠、更具体地滚动于所述滚动轴承41上。

作为示例，最大自由横向行程T可为+/-0.6毫米至+/-1毫米，而在有效定中心时，通过将一个或多个第一定中心构件42与对应的一个或多个第二定中心构件43接合，所得到的精确度可有利地小于或等于0.20毫米(十分之二)，更具体地为+/-0.1毫米。

尽管工具从一个支座传送到另一个支座，相对于输送机15、以及因此相对于加载位7和尤其是组装位5的机器基准来放置工具10是非常精确和完全可重复的，同时由于在重力作用下的自动定中心，这有利地是自动的并且实施起来简单经济。

另外，为了避免工具10在从输送机脱离时，尤其在旋转阶段例如在所述旋转紧急停止的情况下振动或摇晃，可有利地设置棘轮挂钩、楔块或夹钳型的卡挡构件47，所述卡挡构件设置用于通过禁止上面提及的横向自由度使所述工具10面对所述工具架23，123，223，323固定。

优选地，可通过(未示出的)凸轮和/或拉杆系统来启动所述卡挡构件47，所述凸轮和/或拉杆系统配置用于当工具架接近输送机并下降到预定接近高度之下时优选地与回复弹簧相反地自动控制工具10的解锁，从该高度起需要自动定中心部件40保持运行，以及反之当所述工具架从预定阈值高度使工具10远离输送机15时，用于将工具10锁定或通过回复弹簧锁定在工具架上。

根据可构成本发明的优选特征，输送机15包括优选地唯一一个移动滑架50，所述移动滑架被可互换的多个成型工具10共用，并且所述滑架50设置用于在更换位20上交替地接收每个成型工具10并且将选定的工具传送到加载位7和组装位5上。

而且，将唯一的输送滑架50分配给所有工具10、更具体地分配给所有底架11是可能的，所述输送滑架永久保留在输送机15上，所述输送机确保从一个工位向另一个工位的移动，或是沿环状路线的连续运动，或是优选地尤其如图1上所示的往返方式的线性来回运动。

所述滑架50尤其可由导轨来引导，在所述导轨上所述滑架例如可通过滚轮、滚柱或滚筒来滚动。

在图3上注意到滑架50已退出并且在唯一组装位5上，仅为了便于描述，可以理解所述滑架实际上位于工具10下方，在更换位20上。

有利地，唯一的滑架50的使用能够降低设备1的成本和重量，更具体地减轻装置在转台21的转子22上的物体质量，这是由于滑架50不在输送机15上而是优选地作为该输送机的一部分，而单一的可替换的成型工具10用于通过被取出于所述导轨之外而从所述输送机上被提取，然后由所述转台来操控。

作为示例，工具节省的重量可达到至少50％到60％，事实上通过试验已表明单一工具空载重量通常小于1吨，例如为900千克，以及由工具10和对应滑架50形成的整体通常超过2吨，尤其可达到2.5吨。

不仅还可减少工具和零件运输所需消耗的能量，还可加快工具更换的动作，而没有由于工具10和/或转台21的太过明显的惯性特性使所述运动出错的风险。

另外，输送机的承压滑架50的使用确保了零件2，3，4在所述工位上的成型和定位的精确性和可重复性，所述承压滑架与相对于加载位和组装位完全限定并且稳定的基准相关联，工具10在所述导轨50上的简单自动定中心足以使工具10的基准和所述工位5，7对应于适当的准确度。

有利地，滑架50和成型工具10、更具体地底架11设置有自动可逆联接构件(未示出)，所述自动可逆联接构件能够当通过转台21将所述工具10放置在所述滑架50上时将工具10、更具体地成型和紧固附件12，13交替地与例如电气和/或气动的滑架上可用的一个或多个能量供应网络联接，以及当通过所述转台取下所述工具时使所述工具10与所述网络断开。

这些自动连接可通过适当的拉削或自动阻塞连结来实现，其中分别与底架11和滑架50连成一体的公部分和母部分配置用于当工具架垂直于输送机15下降时进行嵌入。

可以理解，本发明还涉及一种组装车身零件的方法，所述方法包括：选择成型工具的步骤(a)，在该步骤中在输送机15上放置成型工具10，所述成形工具设置用于根据预定组装构造接收、成型和紧固需被彼此组装的至少一组拆分的零件2，3，4；加载步骤(b)，在该步骤中根据所述组装构造将待组装零件2，3，4放置在所述成型工具10上；之后的组装步骤(c)，在该步骤中根据所述组装构造例如通过焊接将所述零件2，3，4彼此固定。

根据本发明，选择步骤(a)包括：调换工具的子步骤(a1)，在该子步骤中使旋转轴ZZ’基本竖直的运输转子22转动，所述运输转子22具有每个都设置用于接收成型工具10的多个工具架23，123，223，323，以垂直于输送机15带动工具架23，所期望的成型工具10装在所述工具架上；之后竖直移动、优选地下降移动的子步骤(a2)，在该子步骤中使工具架23竖直移动，以将选定的成型工具10放置在输送机15上。

有利地，工具架的高度变化能够使得传送起来非常简单，有利地伴有工具10在输送机15的平板32上、更具体地在滑架50上的自动定中心，尤其如图5A和5B上所示。

可以理解，在选择步骤(a)之前可为去除步骤，所述去除步骤用于在更换位20上通过从滑架50上取下工具10来将位置上的所述工具与输送机15分离。

为此，激活升降构件24，以使所述铲件30从预先放置在平板32处的空载工具容置部沿可为50毫米至60毫米的空载行程逐渐升高，直至所述铲件30与底架11的侧边缘11S接合，然后，通过继续向上运动来提升底架11，以及因此提升包括所述底架的工具10，直至所述铲件达到允许所述工具架旋转的操控高度。

如前面已提及的，选择步骤(a)优选地包括自动定中心的子步骤(a3)，在该子步骤中当成型工具10竖直运动以停靠在输送机15上时，通过分别与所述成型工具10和所述输送机15相关联的第一定中心构件42和第二定中心构件43之间的配合，使所述成型工具在输送机基准上预定的参考位置上横向定中心。

为此，可有利地通过所有适当的触头、尖头或倾斜斜面系统来将工具10的竖直重力转换成趋向于迫使所述工具10横向移动的切向力，例如通过在滚动轴承41上滚动来进行，以调节其相对于平板32的位置。

而且，根据可构成本发明完整部分的优选特征，组装步骤(c)包括：定向子步骤(c1)，在该子步骤中根据组装构造通过第一组附接点(图7A)将零件2，3，4彼此相固定；之后的提取子步骤(c2)，在该子步骤中通过提升子组件51来从成型工具10提取如此预组装的零件的子组件51，以例如借助于为此设置的操控臂52将所述子组件从初始的低位置传送到上部高度的高位置上；之后的精加工子步骤(c3)，在该子步骤中通过实施在高位置上的第二组附接点(图7B)并且优选地借助同一自动焊接装置来完成和加强零件2，3，4在同一工位(此处为组装位5)上的固定。

优选地，在精加工子步骤(c3)中成型工具10返回到加载位7并且加载新的拆分零件2，3，4以及/或者更换成型工具10在至少部分隐蔽时间内进行。

有利地，一旦实施定向步骤，即一旦子组件51形成并且本身通过第一组附接点维持而不再要求紧固附件12的辅助，这种装置能够通过使工具10脱离零件2，3，4来减少循环时间，所述紧固附件因此松开与所述零件2，3，4的接合并且释放所述子组件51。

还可简单地借助于操控臂52通过将子零件51保持在任意其中一点上来完成和加强组装，必要时对精确度要求不严格。

通过在同一组装位5上进行定向精加工，可有利地使用相同的自动焊接装置6以及减小占地面积和设备的布置和运行成本。

最后，在组装过程中成型工具10被很早释放，在至少部分隐蔽时间内所述成型工具述可被快速地更换和/或重新装配，这改善了流水线的可重复性。

作为示例，发明人观察到符合本发明的配置能够相对于传统的线性布置实现15％的面积节省和明显的循环时间节省，例如工具架的上升/下降时间小于2秒(本实施例中为1.8秒)，以及旋转(+/-90度或+/-180度)时间小于5秒(本实施例中为4.8秒)。

有利地，符合本发明的该新颖配置尤其能够通过在唯一的加载位上实施单一的加载和成型步骤来准备然后组装形成车身侧部的所有(此处为三个)零件2，3，4，所述步骤对于所述零件共用并且使用共用的成型工具，这有助于不仅显著减少循环时间还相对于现有技术的设备减小了设备的占地面积。

可以理解，本发明不限于特定的实施变型，本领域技术人员尤其能够独立或自由组合前面所描述的其中一个和/或另一个特征。

Claims (15)

1.一种用于组装车身零件(2，3，4)的设备(1)，所述设备包括：设置有自动焊接装置型自动组装部件(6)的至少一个组装位(5)；设置有加载部件(8，9)的加载位(7)，所述加载部件用于向所述设备供应待组装零件；能够从加载位(7)向组装位(5)运送成型工具(10)的输送机(15)，所述成型工具设置用于根据预定组装构造来接收、成型和紧固需被彼此组装的至少一组拆分的零件(2，3，4)，其特征在于，所述设备包括成型工具的自动更换位(20)，所述自动更换位包括具有竖直轴的自动升降转台(21)，所述转台一方面具有旋转轴(ZZ’)基本竖直的运输转子(22)，所述运输转子具有围绕所述旋转轴(ZZ’)分布并且每个都设置用于接收成型工具(10)的多个工具架(23，123，223，323)，所述运输转子(22)配置用于通过围绕其轴线的适当角度移动来选择性地带动与输送机(15)垂直的每个工具架(23，123，223，323)，以及所述转台另一方面具有至少一个升降构件(24)，所述至少一个升降构件能够使与输送机(15)垂直的至少一个工具架竖直移动，以能够交替地取下在所述输送机上的工具(10)或将新的工具(10)放置在所述输送机上。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，运输转子(22)通过围绕旋转轴(ZZ’)旋转以及沿所述旋转轴(ZZ’)竖直平移连带地装上所有工具架(23，123，223，323)。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，每个工具架(23，123，223，323)都包括由间隙口(31)彼此分开的至少一对铲件(30)，所述间隙口允许所述输送机(15)的接收板(32)两侧的所述工具架竖直通过。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，每个工具架(23，123，223，323)都包括由间隙口(31)彼此分开的基本平行的至少一对铲件(30)，所述间隙口允许所述输送机(15)的接收板(32)两侧的所述工具架竖直通过。

5.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述设备包括自动定中心部件(40)，所述自动定中心部件设置用于当工具架(23，123，223，323)下降时以及在此作用下沿相对于移动的竖直分量(V)横向的至少一个分量来自发调节成型工具(10)相对于输送机(15)的位置，所述自动定中心部件(40)包括：非阻挡支承构件，所述非阻挡支承构件布置在工具架上，以能够使工具(10)竖直固定，同时允许工具(10)可沿预定调节行程水平移动(T)；以及至少一个销钉、圆锥或斜面型的第一定中心构件(42)，所述至少一个第一定中心构件由所述工具支承并且当所述工具接近竖直运动时用于与和输送机(15)的基准相关联的第二定中心构件(43)配合，以逐渐调节所述工具(10)的横向位置以及将所述工具带到在输送机的所述基准上预定的参考位置上。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述自动定中心部件设置用于当工具架(23，123，223，323)下降时以及在此作用下沿相对于移动的竖直分量(V)横向的两个分量来自发调节成型工具(10)相对于输送机(15)的位置。

7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述非阻挡支承构件为滚动轴承。

8.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述输送机包括唯一一个移动滑架(50)，所述移动滑架被可互换的多个成型工具(10)共用并且设置用于在更换位上交替地接收每个成型工具以及将选定的工具传送到加载位(7)和组装位(5)上。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，滑架(50)和成型工具(10)设置有自动可逆联接构件，所述自动可逆联接构件能够当通过转台(21)将所述工具(10)放置在所述滑架(50)上时将工具(10)交替地与滑架(50)上可用的一个或多个能量供应网络联接，以及当通过所述转台取下所述工具时使所述工具(10)与所述网络断开。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述滑架(50)是电气和/或气动的。

11.根据权利要求1、2和9中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备用于组装车身侧部，所述车身侧部包括形成蒙皮的至少一个第一钢板零件(2)、前环型的形成加强件的第二零件(3)和后环型的形成加强件的第三零件(4)，以及所述成型工具(10)用于同时接收和紧固所有所述三个零件(2，3，4)，以能够将所述三个零件在同一组装位(5)上定向和/或组装。

12.一种组装车身零件的方法，所述方法包括：选择成型工具的步骤(a)，在所述步骤中在输送机(15)上放置成型工具(10)，所述成型工具设置用于根据预定组装构造来接收、成型和紧固需被彼此组装的至少一组拆分的零件(2，3，4)；加载步骤(b)，在所述步骤中根据所述组装构造将待组装零件放置在所述成型工具上；之后的组装步骤(c)，在所述步骤中根据所述组装构造通过焊接将所述零件彼此固定，其特征在于，选择步骤(a)包括：调换成型工具(10)的子步骤(a1)，在所述子步骤中使旋转轴(ZZ’)基本竖直的运输转子(22)转动，所述运输转子具有每个都设置用于接收成型工具(10)的多个工具架(23，123，223，323)，以垂直于输送机带动工具架，选定的成型工具(10)装在所述工具架上；之后竖直移动的子步骤(a2)，在所述子步骤中使工具架竖直移动，以将选定的成型工具(10)放置在输送机(15)上。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述子步骤(a2)为竖直下降移动的子步骤。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述选择步骤包括自动定中心的子步骤(a3)，在所述子步骤中当成型工具(10)竖直运动以停靠在输送机(15)上时，通过分别与所述成型工具(10)和所述输送机(15)相关联的第一定中心构件(42)和第二定中心构件(43)之间的配合，使所述成型工具在输送机基准上预定的参考位置上横向定中心。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，组装步骤(c)包括：定向子步骤(c1)，在所述子步骤中根据组装构造通过第一组附接点将零件(2，3，4)彼此相固定；之后的提取子步骤(c2)，在所述子步骤中通过提升子组件(51)来从成型工具(10)中提取如此预组装的零件的所述子组件，以将所述子组件从初始的低位置传送到上部高度的高位置上；之后的精加工子步骤(c3)，在所述子步骤中通过实施在高位置上的第二组附接点来完成和加强零件在同一组装位(5)上的固定，以及在精加工子步骤(c3)中成型工具(10)返回到加载位(7)并且加载新的拆分零件以及/或者更换成型工具(10)在至少部分隐蔽时间内进行。