CN104907749B - 空中存储的车型总拼柔性成型机的使用方法 - Google Patents

空中存储的车型总拼柔性成型机的使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空中存储的车型总拼柔性成型机的使用方法，包括根据具体的车型选择定位夹具，在对第二车型进行预读，同时提前准备所需的定位夹具，使其从固定存放库中移动至中央定位机构处，完成对夹具的更换，从而实现只需要12m×18m的空间进行车身定位夹具的摆放，结构简单，操作灵活且方便，可与生产线节拍完全吻合，实现多种车型的任意混流的同步化生产。

Description

空中存储的车型总拼柔性成型机的使用方法
技术领域
本发明涉及一种汽车生产线中的汽车焊接领域，尤其涉及一种空中存储的车型总拼柔性成型机的使用方法。
背景技术
世界汽车发展的趋势是由大批量生产向多品种、小批量生产转化，为了满足汽车消费者广泛而多样化的需求，适应汽车市场的激烈竞争，世界各大汽车生产厂家不断缩短车型变换周期，加快车种的更新，柔性车体焊装线(FBL)就是为适应这一发展趋势而设计制造的。它能在一条生产线上混流生产两个以上车型的车体，具有换型生产简单快捷、开发时间短、二次投入费用少和生产效率高的优点，因此被各大汽车公司广泛地采用。
汽车焊接生产线上的焊接设备主要分三类：手工焊接设备、自动焊专机及焊接机器人。手工焊接是通过工人操作点焊钳完成焊接工作，因其独立性较强，便于安装、调整及维修，并且价格低廉，所以有着比较广泛的应用。自动焊专机结构复杂、动作简单、程序基本固定、制造成本及维修费用高，所以只有在单一品种、产量极高的汽车焊接生产线上采用。焊接机器人是一种机体独立、动作自由度较多、程序可灵活变更、自动化程度高的操作机械，是全柔性的焊接设备。现在的焊接机器人具有功能多用、重复定位精度高、抓取重量大、运动速度快、动作稳定可靠等优势，决定其是柔性设备的最佳选择。
车型定位夹具是车身总成及其分总成完成装焊工作所用的定位与夹紧机械，它与车身总成件的外型接触，不同的车型具有不同的外型，因此要使工装夹具具有柔性去适应多品种及换型生产是相当困难的。目前，在国外一些汽车厂的柔性装焊生产线上，工装夹具的柔性多数是以替换柔性方式实现的。主要采用以下几种形式实现装焊夹具的更换：1、旋转分度工作台；2、滚筒式工作台；3、台车式随行夹具；4、自动更换式装焊夹具，在车身总成装焊线上，辊床滑橇贯通式输送系统具有承载力大、稳定性好、机动性强、结构简单、易于制造等优点而被广泛采用。在这种传输方式下采用更换装焊夹具实现多品种生产比较方便。车身总成生产线一般采用门式夹具，它是将车身总成组装定位夹具制造成两个侧面夹具框架，每条生产线可以安装多种车型夹具框架，以组织任意混流生产。换型生产时，可以更换新车型的夹具框架。
目前，车型定位夹具自动更换的主要方式有如下几种：
A、采用旋转分度工作台作为车型定位夹具框架存放库，回转到所需车型定位夹具框架存放位置通过平移到车身装焊工位；只能满足4车型混流生产，采用A方式的车型定位夹具存放系统需要22m×18m的空间进行车型定位夹具的摆放，占地面积较大，而且能够焊接的车型少；
B、采用滚筒式工作台作为车型定位夹具框架存放库，翻转到所需夹具框架存放位置后，再通过平移到车身装焊工位，采用B方式的车型定位夹具存放系统，虽然只需要22m×13m的空间进行车型定位夹具的摆放，但是由于滚筒式工作台的结构比较复杂，而且制造成本较高，导致整个系统的投资成本增加，而且需要在生产线上设置很高的滚筒式工作台，具有安全隐患；
C、是通过左右两个能够在X及Y向运动的小车平移搬运的方式更换夹具框架，采用C方式的车型定位夹具存放系统，至少需要29m×18m的空间进行车型定位夹具的摆放，占地面积非常大，导致整个系统的投资成本过高。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种空中存储的车型总拼柔性成型机的使用方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种空中存储的车型总拼柔性成型机的使用方法的使用方法，包括以下步骤：
(1)预拼完成的车身通过汽车输送辊床输送到汽车装焊工位，柔性定位系统根据预读出的车型情况切换至适应当前车身车型的位置后，进行底部定位；
(2)中央定位机构驱动已切换到工作小车上的当前车型的定位夹具从工作轨道的待换点滑动到工作点，并由到中央定位机构上的柔性定位系统锁紧定位，定位后机器人开始进行焊接；
(3)车身随升降辊床降入夹具后，预装工位预读出第二车型，两侧升降存放库通过Z向升降机构带动升降存放轨道提升到二层平台；
(4)位于二层的固定存放库将所需的第二车型的定位夹具套装在自身轨道上的X向行走小车推至轨道切换机构，轨道切换机构中的防滑插销将定位夹具锁在轨道切换机构中的过渡轨道上；
(5)轨道切换机构通过装在Y向动力装置带动Y向导轨及其上的车身定位夹具移动到与升降存放库的升降存放轨道对接的位置；
(6)升降存放库中未存放定位夹具侧的X向行走小车将轨道切换机构上的定位夹具拖至自身存放库；另一侧升降存放库中的X向行走小车将存放在其上的定位夹具推至轨道切换机构上；
(7)轨道切换机构通过Y向动力装置带动Y向导轨及其上的车身定位夹具移动到与固定存放库的轨道对接的位置，然后其中空出的固定存放库中的X向行走小车将存放在轨道切换机构上的定位夹具拖至其自身存放库，同时两侧的升降存放库通过Z向升降机构带动升降存放轨道降落到一层与中央定位机构对接位置；
(8)完成焊接后，工作锁紧装置松开当前车型定位夹具，中央定位机构驱动工作小车将工作完的当前车型定位夹具从工作轨道的工作点滑动到待换点，中央定位机构一侧的升降存放库上的X向行走小车将工作完的当前车型定位夹具拖到本侧的升降存放轨道上，另一侧的移动存放机构上的X向行走小车将已就位的第二车型定位夹具推至工作小车上，中央定位机构驱动已切换到工作小车上的第二车型定位夹具从工作轨道的待换点滑动到工作点，并由到中央定位机构上的工作紧装置锁紧定位；定位后机器人开始进行焊接。
优选地，上述步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)同时进行，在步骤(3)中，若第二车型所需定位夹具已经位于升降存放库中，则跳过步骤(4)、步骤(5)、步骤(6)和步骤(7)，等待焊接完成后直接跳转至步骤(8)。
具体地，在步骤(8)中，每次机器人焊接完成后，控制系统控制输送辊床升起，将焊接完成的车身输入其它工位，并将上工位车身输送至本工位，两侧X向行走小车的工作顺序可根据需求车型定位夹具存放位置的进行互换。
本发明的有益效果在于：
1、本发明采用可X向、Y向和Z向移动夹具存储机构，只需要12m×18m的空间进行车身定位夹具的摆放，结构简单，操作灵活且方便，可与生产线节拍完全吻合，实现1-4种车型的任意混流的同步化生产。
2、本发明设有与Z向动力装置、X向动力装置和Y向动力装置的控制端连接的电气控制装置，可以通过预设值控制X向、Y向、Z向行走动力装置的工作参数，可形成自动化连续化的操作。
3、通过工作小车在工作轨道上的运动实现车身定位夹具的工作和换取，操作方便，结构简单。
附图说明
图1是本发明所述空中存储的车型总拼柔性成型机的使用方法的结构俯视图；
图2是本发明所述升降存放库的结构示意图；
图3是本发明所述X向行走机构的结构示意图；
图4是本发明所述轨道切换机构的结构示意图；
图5是本发明所述中央定位机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，提供本发明所使用的空中存储的车型总拼柔性成型机的结构示意图，所述成型机包括中央定位机构1和夹具存储机构，两套对称设置的中央定位机构1之间的区域构成汽车装焊工位，夹具存储机构包括升降存放库2、固定存放库3和轨道切换机构4，两套升降存放库2和固定存放库3分别设置在中央定位机构1的两侧，并沿汽车装焊工位中的汽车输送辊对称，且固定存放库3位于升降存放库2的外侧，轨道切换机构4设置在中央定位机构1的上方。
如图2所示，以成型机的竖直方向为Z向，系统的汽车输送辊方向为X向，与X向和Z向垂直的方向为Y向，升降存放库2包括Z向升降机构22、升降存放轨道21和X向行走机构23，X向行走机构23设置在升降存放轨道21上，升降存放轨道21设置在Z向升降机构22上并可沿其上下移动。
Z向升降机构22包括升降框架、平衡块24和Z向动力装置26，升降框架包括两个竖直设置的升降机构轨道25和多个固定升降机构轨道25的支撑立柱27，Z向动力装置26设置在升降框架的底部，且其动力输出端通过传动带28与升降存放轨道21连接，平衡块24通过连接件与Z向动力装置26和升降框架连接。
如图3所示，X向行走机构23包括X向行走小车231和X向动力装置232，X向行走小车231安装在升降存放轨道21上，并通过X向动力装置232带动其沿升降存放轨道21移动，X向行走小车231上设置有与车型定位夹具连接的拖挂机构234，X向行走小车231上还设置有X向行走滚轮和X向导向机构235。
如图4所示，轨道切换机构4包括Y向导轨41、活动框架42、Y向存放轨道44和Y向动力装置43，Y向存放轨道44安装在活动框架42上，活动框架42安装在Y向导轨41上，Y向动力装置43安装在活动框架42上，并带动活动框架42沿Y向导轨41移动。
如图5所示，中央定位机构1包括工作轨道11、工作小车13、工作小车动力机构12和柔性定位系统14，工作导轨设置在两套升降存放库2之间，工作小车13设置在工作导轨上，并通过工作小车动力机构12带动其在工作轨道11上的车型定位夹具工作点与车型定位夹具待换点之间移动。
成型机还包括电气控制装置，电器控制装置的控制端分别与Z向动力装置26、X向动力装置232和Y向动力装置43的控制端连接，X向行走机构23和轨道切换机构4之间设置有过渡轨道。
一种空中存储的车型总拼柔性成型机的使用方法的使用方法，包括以下步骤：
(1)预拼完成的车身通过汽车输送辊床输送到汽车装焊工位，柔性定位系统14根据预读出的车型情况切换至适应当前车身车型的位置后，进行底部定位；
(2)中央定位机构1驱动已切换到工作小车13上的当前车型的定位夹具从工作轨道11的待换点滑动到工作点，并由到中央定位机构1上的柔性定位系统14锁紧定位，定位后机器人开始进行焊接；
(3)在步骤(2)进行的同时，车身随升降辊床降入夹具后，预装工位预读出第二车型，两侧升降存放库2通过Z向升降机构带动升降存放轨道21提升到二层平台；
(4)在步骤(3)进行的同时，位于二层的固定存放库3将所需的第二车型的定位夹具套装在自身轨道上的X向行走小车231推至轨道切换机构4，轨道切换机构4中的防滑插销将定位夹具锁在轨道切换机构4中的过渡轨道上；
(5)轨道切换机构4通过装在Y向动力装置43带动Y向导轨41及其上的车身定位夹具移动到与升降存放库2的升降存放轨道21对接的位置；
(6)升降存放库2中未存放定位夹具侧的X向行走小车231将轨道切换机构4上的定位夹具拖至自身存放库；另一侧升降存放库2中的X向行走小车231将存放在其上的定位夹具推至轨道切换机构4上；
(7)轨道切换机构4通过Y向动力装置43带动Y向导轨41及其上的车身定位夹具移动到与固定存放库3的轨道对接的位置，然后其中空出的固定存放库3中的X向行走小车231将存放在轨道切换机构4上的定位夹具拖至其自身存放库，同时两侧的升降存放库2通过Z向升降机构带动升降存放轨道21降落到一层与中央定位机构1对接位置；
(8)完成焊接后，工作锁紧装置松开当前车型定位夹具，中央定位机构1驱动工作小车13将工作完的当前车型定位夹具从工作轨道11的工作点滑动到待换点，中央定位机构1一侧的升降存放库2上的X向行走小车231将工作完的当前车型定位夹具拖到本侧的升降存放轨道21上，另一侧的移动存放机构上的X向行走小车231将已就位的第二车型定位夹具推至工作小车13上，中央定位机构1驱动已切换到工作小车13上的第二车型定位夹具从工作轨道11的待换点滑动到工作点，并由到中央定位机构1上的工作紧装置锁紧定位；定位后机器人开始进行焊接。
并且在每次机器人焊接完成后，控制系统控制输送辊床升起，将焊接完成的车身输入其它工位，并将上工位车身输送至本工位，两侧X向行走小车231的工作顺序可根据需求车型定位夹具存放位置的进行互换
在步骤(3)中，若第二车型所需定位夹具已经位于升降存放库2中，则跳过步骤(4)、步骤(5)、步骤(6)和步骤(7)，等待焊接完成后直接跳转至步骤(8)。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种空中存储的车型总拼柔性成型机的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)预拼完成的车身通过汽车输送辊床输送到汽车装焊工位，柔性定位系统根据预读出的车型情况切换至适应当前车身车型的位置后，进行底部定位；
(2)中央定位机构驱动已切换到工作小车上的当前车型的定位夹具从工作轨道的待换点滑动到工作点，并由到中央定位机构上的柔性定位系统锁紧定位，定位后机器人开始进行焊接；
(3)车身随升降辊床降入夹具后，预装工位预读出第二车型，两侧升降存放库通过Z向升降机构带动升降存放轨道提升到二层平台；
(4)位于二层的固定存放库将所需的第二车型的定位夹具套装在自身轨道上的X向行走小车推至轨道切换机构，轨道切换机构中的防滑插销将定位夹具锁在轨道切换机构中的过渡轨道上；
(5)轨道切换机构通过装在Y向动力装置带动Y向导轨及其上的车身定位夹具移动到与升降存放库的升降存放轨道对接的位置；
(6)升降存放库中未存放定位夹具侧的X向行走小车将轨道切换机构上的定位夹具拖至自身存放库；另一侧升降存放库中的X向行走小车将存放在其上的定位夹具推至轨道切换机构上；
(7)轨道切换机构通过Y向动力装置带动Y向导轨及其上的车身定位夹具移动到与固定存放库的轨道对接的位置，然后其中空出的固定存放库中的X向行走小车将存放在轨道切换机构上的定位夹具拖至其自身存放库，同时两侧的升降存放库通过Z向升降机构带动升降存放轨道降落到一层与中央定位机构对接位置；
(8)完成焊接后，工作锁紧装置松开当前车型定位夹具，中央定位机构驱动工作小车将工作完的当前车型定位夹具从工作轨道的工作点滑动到待换点，中央定位机构一侧的升降存放库上的X向行走小车将工作完的当前车型定位夹具拖到本侧的升降存放轨道上，另一侧的移动存放机构上的X向行走小车将已就位的第二车型定位夹具推至工作小车上，中央定位机构驱动已切换到工作小车上的第二车型定位夹具从工作轨道的待换点滑动到工作点，并由到中央定位机构上的工作紧装置锁紧定位；定位后机器人开始进行焊接。
2.根据权利要求1所述的空中存储的车型总拼柔性成型机的使用方法，其特征在于：上述步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)同时进行，在步骤(3)中，若第二车型所需定位夹具已经位于升降存放库中，则跳过步骤(4)、步骤(5)、步骤(6)和步骤(7)，等待焊接完成后直接跳转至步骤(8)。
3.根据权利要求1所述的空中存储的车型总拼柔性成型机的使用方法，其特征在于：在步骤(8)中，每次机器人焊接完成后，控制系统控制输送辊床升起，将焊接完成的车身输入其它工位，并将上工位车身输送至本工位，两侧X向行走小车的工作顺序可根据需求车型定位夹具存放位置的进行互换。
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