CN105081761B - 用于在组装部件时进行无固定件的部件定位的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于组装第一部件和第二部件的系统，包括操作性地支撑第一部件而没有任何固定件的支撑件；视觉系统，配置为观察第一部件和第二部件且确定其位置；机器人系统，配置为人第二部件相对于第一部件运动和定位；和控制器，操作性地连接到视觉系统和机器人系统，且可操作为控制机器人系统，以基于通过视觉系统确定的位置将第二部件相对于第一部件定位。提供组装第一部件和第二部件的各种方法，以在随后组装操作形成结构接头之前形成过程接头。

Description

用于在组装部件时进行无固定件的部件定位的系统和方法

技术领域

本发明一般地包括用于在组装多个部件物品的组装期间进行部件定位的系统和方法，所述部件物品例如是但不限于是车辆本体部件、船、建设设备、草坪设备或机器人。

背景技术

车辆本体包括许多结构部件，所述部件必须以足够的精确度被彼此组装，以用于适当功能和美观要求。本体包括多个子组件，其每一个具有多个子部件。通常，专用固定件设计为用于让每一个子部件相对于其要组装的一个或多个子部件呈现(present)并定位。这些固定件要求很长的提前时间和大量投资以在用在组装本体部件之前进行设计和制造。另外，固定件占据大量地面空间。

发明内容

一种用于将第一部件和第二部件彼此组装的系统，包括在没有任何固定件的情况下操作性地支撑第一部件的支撑件。在一些实施例中，部件可以是金属(钢、铝、镁和其合金)、塑料、或例如碳纤维或玻璃纤维的复合材料的。另外，部件可以是车辆结构部件，例如车辆本体部件，但不限于此。部件可以用于汽车车辆，或非汽车载具，例如农场载具、航海载具、航空载具等。还应理解，代替载具，部件可组装以形成设施、构造、设备、草坪设备、机器人等。支撑件的目的或功能是防止在组装操作期间第一部件不期望地移位、偏向或变形。在一些实施例中，针对用于不同部件，支撑件是可重构的。系统包括视觉系统，其配置为观察支撑的第一部件和第二部件且确定其位置。机器人系统配置为将第二部件相对于第一部件运动和定位。控制器操作性地连接到视觉系统和机器人系统，且可操作为控制机器人系统以基于通过视觉系统确定的位置将第二部件相对于第一部件定位。过程连结系统可以用于在部件已经相对于彼此定位之后通过一个或多个“过程接头”将部件连结(即保持)在一起，以便形成正确的子组件几何(subassembly geometry)(即几何设定(geo-set))。

如在本文使用的，“过程接头”包括任何机构或模式，第一部件和第二部件通过该机构或模式保持在预定相对位置。在不同实施例，过程接头可以通过机械特征部、机械连接方法、熔接结合方法、固态结合方法、粘接剂或通过机器人手臂的协作定位控制而建立。机械连接方法包括铆钉、自攻螺钉和机械铆接。熔接结合方法包括激光焊接和电阻点焊。固态结合方法包括搅拌摩擦焊和超声波焊接。可以利用包括各种方法和其组合的其他混合连接方法。在机械特征部建立过程接头时可以利用弹性平均(elastic averaging)。控制器可以使用定位和力控制的混合来让一个或多个机器人手臂运动，以满足力限制条件和定位需求。各种过程接头和视觉系统可以实现快速单面或双面点焊，例如但不限于远程激光焊接或电阻点焊。

在一实施例中，第一部件具有第一特征部，且第二部件具有与第一特征部互补的第二特征部，使得第一特征部和第二特征部建立过程接头，所述过程接头配置为具有预定强度，该预定强度足以维持第二车辆部件相对于第一车辆部件位于通过视觉系统确定的位置。

在一实施例中，第一特征部是第一紧固特征部，且第二特征部是第二紧固特征部，其配置为接合第一紧固特征部。

在一实施例中，粘接剂定位在第一部件和第二部件之间，建立过程接头，所述过程接头配置为具有足以维持第二车辆部件相对于第一车辆部件位于通过视觉系统确定的位置的预定强度。例如，粘接剂可以具有在第一部件和第二部件之间建立相隔距离的厚度，且相隔距离可以与第一部件到第二部件的随后结构焊接部关联。

在一实施例中，涂有粘合剂的颗粒定位在第一部件和第二部件之间，建立配置为具有预定强度的过程接头，预定强度足以将第二车辆部件相对于第一车辆部件保持在通过视觉系统确定的位置。涂有粘合剂的颗粒可以具有建立第一部件和第二部件之间相隔距离的厚度，且相隔距离可以与第一部件到第二部件的随后结构焊接部关联。

在一实施例中，可释放粘接剂定位在第一部件和第二部件之间，建立过程接头，所述过程接头配置为具有足以维持第二车辆部件相对于第一车辆部件位于通过视觉系统确定的位置的预定强度。可释放粘接剂建立第一部件和第二部件之间的相隔距离，且相隔距离与第一部件到第二部件的随后结构焊接部关联。

在一实施例中，支撑件包括形状记忆聚合物材料，其具有临时形状和永久形状。形状记忆聚合物在应用预定激活刺激时建立永久形状。临时形状与第一部件的外表面的至少一部分互补。支撑件在第一和第二部件组装期间保持临时形状。

在一实施例中，支撑件包括符合(conform to)第一部件的外表面的三维打印塑料芯部，和覆盖三维打印塑料芯部的表面的衬里。

在一实施例中，机器人系统具有力传感器，且控制器控制机器人系统，以使用从力传感器确定的力水平建立第二部件抵靠第一部件的预定保持力。

在一实施例中，机器人系统建立第一部件和第二部件之间的相隔距离，且相隔距离与第一部件到第二部件的随后结构焊接部关联。

在一实施例中，机器人系统包括第一机器人手臂和第二机器人手臂，第一机器人手臂操作性地将第二部件保持在通过视觉系统确定的位置，以通过支撑件建立过程接头，且第二机器人手臂配置为将第一部件焊接到第二部件，同时第一机器人手臂配置为将第二部件保持在通过视觉系统确定的位置。在这样的实施例中，支撑件可以是另一机器人手臂或可重新定位的支撑件。

在一实施例中，支撑件包括多个可滑动销，其配置为在第一部件置于可滑动销上时一致地滑动不同的相应距离而与第一部件的外表面相符合，支撑件由此符合第一部件的外表面。

组装部件的方法包括,经由视觉系统和经由控制器确定未固定第一部件的位置，视觉系统具有至少一个摄像头，控制器操作性地连接到摄像头。方法可以进一步包括,基于确定的位置用第一机器人获取第一部件，且使用第一机器人将第一部件置于支撑件上，而没有固定件。支撑件上第一部件的位置和第二部件的位置随后经由相同或不同视觉系统和控制器确定。方法随后包括使用第一机器人或第二机器人且基于第一部件在支撑件上的确定位置将第二部件相对于第一部件定位。第一部件随后经由无固定件的过程接头根据所述定位相对于第二部件保持。定位可以包括提供部件之间的适当相隔距离(即间隙)，以便实现随后激光焊接过程。例如，在焊接部区域中材料之间存在约0.3mm的相隔距离时，镀锌钢的激光焊接可以具有改进的质量和减小的多孔性。该相隔距离可以通过允许在固化之前焊接气体从焊接区域逃逸而改善焊接质量。在一些情况下，相隔距离应该被最小化。例如铝对铝的激光焊接应该在焊接部区域中相隔距离小于约0.125mm的情况下完成。

在一实施例中，通过用具有第一预定强度的过程接头将第一部件连结到第二部件而进行所述保持，且所述连结之后，用具有大于第一预定强度的第二预定强度的结构接头将第一部件焊接到第二部件。在所述焊接期间仅通过过程接头而不使用固定件保持第二部件相对于第一部件的定位。

在一实施例中，定位是经由一个机器人(即第一机器人)实现的，且在第一机器人保持定位时通过额外机器人(即第二机器人)将第一部件焊接到第二部件。

在该方法下，将第一部件相对于第二部件保持可以包括保持第二部件抵靠第一部件的预定力。

一种用于使用可释放粘接剂系统组装第一部件和第二部件的系统，可释放粘接剂系统用于将第一部件与第二部件连结，包括主材料，具有(i)第一部分，第一部分配置为定位为与第一部件的第一表面接触，和(ii)与第一部分相对的第二部分，其配置为定位为与第二部件的第二表面接触；定位为与第一表面的部分接触的主材料的第一部分配置为(i)维持与第一部件的第一表面的结合，直至第一预定剪切力施加在第一表面上，(ii)维持与第一部件的第一表面结合，直至第一预定拉力施加在第一表面上，和(iii)响应于施加在第一表面上的至少第一预定剥离力，释放与第一部件的第一表面结合。

在一实施例中，定位为与第二部件的第二表面接触的主材料的第二部分配置为：(i)维持与第二部件的第二表面的结合，直至第二预定剪切力施加在第二表面上，(ii)维持与第二部件的第二表面的结合，直至第二预定拉力被施加在第二表面上，且(iii)响应于施加在第二表面上的至少第二预定剥离力，释放与第二部件的第二表面的结合。

在一实施例中，用于组装第一部件和第二部件的系统包括配置为在没有任何固定件的情况下支撑第一部件的支撑件。第一部件包括第一紧固特征部。系统包括定位系统，所述定位系统确定第一部件在被支撑件支撑时第一部件的位置和确定第二部件相对于第一部件的位置。第二部件包括第二紧固特征部。系统包括机器人系统，其将第二部件相对于第一部件移动和定位。系统包括与定位系统和机器人系统通信的控制器，以操作机器人系统，所述机器人系统基于通过定位系统确定的位置将第二部件的第二紧固特征部相对于第一部件的第一紧固特征部定位。第一和第二紧固特征部彼此接合以将第一和第二部件固定在一起，以形成具有预定强度的过程接头，所述过程接头将第二部件相对于第一部件保持。系统可以具有多个第一紧固特征部和多个第二紧固特征部。

在一实施例中，第一紧固特征部和第二紧固特征部彼此接合以建立第一部件和第二部件之间的相隔距离。相隔距离与随后的结构焊接部的置放关联，所述结构焊接部将第一和第二部件固定在一起。

在一实施例中，第一和第二紧固特征部中的一个包括凸片，而第一和第二紧固特征部中的另一个限定洞。凸片设置在洞中以形成过程接头。第一紧固特征部和第二紧固特征部可以彼此接合以建立第一部件和第二部件的相隔距离，且第一和第二紧固特征部中邻近洞的那个和凸片中的至少一个包括延伸部，以限制凸片插入到洞的距离，以建立相隔距离。

在一实施例中，第一和第二紧固特征部中的一个包括突出部而第一和第二紧固特征部中的另一个限定开口。突出部定位在开口中以形成过程接头。第一紧固特征部和第二紧固特征部彼此接合以建立第一部件和第二部件之间的相隔距离。第一和第二部件中的至少一个包括延伸部，以限制突出部插入到开口中的距离，以建立相隔距离。。

在一实施例中，第二紧固特征部包括限定开口的保持构件，保持构件是柔性的，使得在突出部和保持构件彼此接合时突出部使得保持构件变形。

在一实施例中，第一紧固特征部和第二紧固特征部彼此接合以建立第一部件和第二部件之间的相隔距离。突出部包括限定了沟槽的外周边，保持构件接合所述沟槽，以限制突出部插入到保持构件的开口中的距离以建立相隔距离。

在一实施例中，第一紧固特征部包括第一凸片且第二紧固特征部包括第二凸片，第一和第二凸片彼此接合以形成过程接头。例如，第一紧固特征部和第二紧固特征部可以彼此接合以建立第一部件和第二部件之间的相隔距离。第一和第二凸片中的至少一个包括延伸部，以限制第一和第二凸片彼此接合的距离，以建立相隔距离。

在一实施例中，第一和第二紧固特征部中的一个包括第一突出部且第一和第二紧固特征部中的另一个包括限定了中空部的第二突出部，第一突出部设置在第二突出部的中空部中以形成过程接头。例如，第一紧固特征部和第二紧固特征部可以彼此接合以建立第一部件和第二部件之间的相隔距离，且第一和第二突出部中的至少一个可以是锥形的以限制第一突出部插入到中空部分中的距离，以建立相隔距离。

在一实施例中，定位系统可以包括视觉系统以定位第一部件。视觉系统可以包括摄像头，所述摄像头观察第一部件以识别第一部件的位置。摄像头可以观察第二部件，以识别第二部件的位置。

组装第一部件和第二部件的方法包括，使用机器人将第一部件置于没有固定件的支撑件上，第一部件包括第一紧固特征部，经由定位系统在第一部件位于支撑件时确定第一部件的位置，和经由定位系统确定第二部件的位置，第二部件包括第二紧固特征部。方法进一步包括，使用机器人基于经由定位系统确定的第一部件在支撑件上的位置而将第二部件相对于第一部件定位，且基于通过定位系统确定的位置根据第二部件相对于第一部件的定位将第一部件的第一紧固特征部和第二部件的第二紧固特征部接合在一起，以形成具有第一预定强度的过程接头，过程接头将第二部件相对于第一部件保持。

在一实施例中，方法进一步包括将第一部件和第二部件焊接在一起，以在形成过程接头之后形成结构接头，结构接头具有大于第一预定强度的第二预定强度。在第一部件和第二部件彼此焊接期间通过过程接头在没有固定件的情况下保持第一部件和第二部件的相对位置。

在一实施例中，将第一部件的第一紧固特征部和第二部件的第二紧固特征部接合在一起进一步包括将凸片插入到洞中，以形成过程接头。

在一实施例中，将第一部件的第一紧固特征部和第二部件的第二紧固特征部接合在一起进一步包括将突出部插入到开口中，以形成过程接头。例如，将突出部插入开口以形成过程接头进一步包括，将突出部插入限定了开口的保持构件。方法可以进一步包括在突出部插入到开口中时使保持构件变形。

在一实施例中，将第一部件的第一紧固特征部和第二部件的第二紧固特征部接合在一起进一步包括将第一凸片和第二凸片接合在一起，以形成过程接头。

在一实施例中，将第一部件的第一紧固特征部和第二部件的第二紧固特征部接合在一起进一步包括将第一突出部插入第二突出部的中空部，以形成过程接头。

在一实施例中，将第一部件的第一紧固特征部和第二部件的第二紧固特征部接合在一起进一步包括将多个第一紧固特征部与相应第二紧固特征部接合在一起。

用于组装第一部件和第二部件的系统包括配置为支撑第一部件而没有任何固定件的支撑件。组件系统还包括定位系统，所述定位系统确定第一部件在被支撑件支撑时第一部件的位置和确定第二部件相对于第一部件的位置。组装系统进一步包括机器人系统和施加器系统，机器人系统将第二部件相对于第一部件运动和定位，施加器系统将粘接剂施加到第一部件和第二部件中的至少一个。组装系统包括与定位系统和机器人系统通信的控制器，以操作机器人系统，机器人系统基于通过定位系统确定的位置将第二部件相对于第一部件定位，以将第一和第二部件粘接在一起，以形成具有预定强度的过程接头，过程接头将第二部件相对于第一部件保持。

在一实施例中，粘接剂具有建立第一部件和第二部件之间相隔距离的厚度。相隔距离与随后的结构焊接部的置放关联，所述结构焊接部将第一和第二部件固定在一起。

在一实施例中，粘接剂施加到第二部件，且第二部件粘接到第一部件，使得粘接剂定位在第一部件和第二部件之间，以形成过程接头。

在一实施例中，第一和第二部件相对于彼此定位且粘接剂施加到第二部件的边缘，这使得粘接剂位于第一和第二部件之间以形成过程接头。

在一实施例中，在将第一和第二部件粘接在一起之后，过程接头从约1.0秒到约50.0秒固化。系统可以进一步包括施加到过程接头的加速手段，以减少固化过程接头的时间。

在一实施例中，定位系统包括视觉系统，以定位第一部件，且视觉系统可以包括摄像头，其观察第一部件以识别第一部件的位置。摄像头观察第二部件以识别第二部件的位置。

在一实施例中，机器人系统包括与控制器通信的力传感器，以在将第一和第二部件粘接在一起时测量施加到第一部件和第二部件中的至少一个的力的量。

组装第一部件和第二部件的方法包括使用机器人将第一部件置于没有固定件的支撑件上，经由定位系统在第一部件位于支撑件时确定第一部件的位置，和经由定位系统确定第二部件的位置。方法进一步包括将粘接剂施加到第一部件和第二部件中的至少一个，且基于经由定位系统确定的第一部件在支撑件上的位置使用机器人将第二部件相对于第一部件定位。方法进一步包括基于通过定位系统确定的位置根据第二部件相对于第一部件的定位将第一部件和第二部件粘接在一起，以形成具有第一预定强度的过程接头，过程接头将第二部件相对于第一部件保持。

在一实施例中，方法进一步包括将第一部件和第二部件焊接在一起，以在形成过程接头之后形成结构接头，结构接头具有大于第一预定强度的第二预定强度。在第一部件和第二部件焊接在一起期间通过过程接头在没有固定件的情况下保持第一部件和第二部件相对位置。

在一实施例中，将粘接剂施加到第一部件和第二部件中的至少一个进一步包括将粘接剂施加到第二部件的边缘，使得粘接剂位于第一和第二部件之间以形成过程接头。

在一实施例中，方法进一步包括在将第一和第二部件粘接在一起之后，过程接头从约1.0秒到约50.0秒固化。方法可以进一步包括对过程接头施加加速手段，以减少固化过程接头的时间。

方法可以进一步包括在将第一和第二部件粘接在一起时经由力传感器测量施加到第一部件和第二部件中的至少一个的力的量。

用于组装第一部件和第二部件的系统包括配置为操作性地支撑第一部件而没有任何固定件的无固定件的支撑件。系统包括定位系统，其配置为确定第一部件的位置和将第一部件位置结果返回且确定第二部件位置和将第二部件位置结果返回。系统包括机器人系统，其配置为将第二部件拾取和运动且进一步配置为将第二部件相对于第一部件定位。系统包括施加器，其散布涂有粘合剂的颗粒且将涂有粘合剂的颗粒施加到第一部件和第二部件中的至少一个。系统包括与定位系统、机器人系统和施加器系统每一个通信的控制器。控制器具有处理器和实体的非瞬时存储器，在其上记录有指令，所述指令用于基于第一部件位置结果和第二部件位置结果联接第一部件和第二部件以形成过程接头，从而涂有粘合剂的颗粒在过程接头处设置在第一部件和第二部件之间。涂有粘合剂的颗粒建立和第二部件之间的相隔距离，使得相隔距离与随后的焊接结构接头的位置关联，结构接头将第一部件和第二部件牢固地(rigidly)固定。

系统可以配置为使得过程接头具有将第二部件相对于第一部件保持的第一预定强度，且焊接结构接头具有大于第一预定强度的第二预定强度。

在系统的实施例中，第一部件具有第一过程接头界面，且第二部件具有第二过程接头界面。在机器人系统在第一过程接头界面和第二过程接头界面处将第一部件与第二部件联接时，过程接头被形成，使得第一部件与第二部件的联接使得涂有粘合剂的颗粒与第一过程接头界面和第二过程接头界面每一个接触。

在该系统的实施例中，施加器系统施加单层涂有粘合剂的颗粒到第一过程接头界面和第二过程接头界面中之一，且单层涂有粘合剂的颗粒具有一厚度，该厚度建立激光焊接所需的相隔距离，从而单层涂有粘合剂的颗粒联接第一部件和第二部件且其厚度保持所需相隔距离。

在该系统的一实施例中，施加器系统施加至少一层涂有粘合剂的颗粒到第一过程接头界面处的第一部件和第二过程接头界面处的第二部件的每一个。施加器系统可以施加第一层涂有粘合剂的颗粒和第二层涂有粘合剂的颗粒到第一过程接头界面和第二过程接头界面每一个，使得第二层的涂有粘合剂的颗粒间断置于第一层涂有粘合剂的颗粒上和之间。

在系统的一实施例中，施加第一层和第二层的涂有粘合剂的颗粒，以便沿第一过程接头界面和第二过程接头界面之一限定多个颗粒空腔。施加第一层和第二层的涂有粘合剂的颗粒，以便沿第一过程接头界面和第二过程接头界面之另一限定多个颗粒柱体，使得在第一过程接头界面和第二过程接头界面联接以形成过程接头时，每一个颗粒空腔配置为接收多个颗粒柱体中之一，在它们之间形成集合体。

在系统的实施例中，多个颗粒空腔和多个颗粒柱体的集合体联接第一部件和第二部件，同时将至少一个第二部件相对于第一部件对准。多个颗粒空腔和多个颗粒柱体的集合体保持激光焊接所需的相隔距离。

在系统的一实施例中，第一过程接头界面沿其限定多个沟道。施加器系统可以至少将第一层和第二层的涂有粘合剂的颗粒施加到第二过程接头界面。第一层的涂有粘合剂的颗粒可以在第二过程接头界面上间断地间隔开，且第二层的颗粒可以间断且直接置于第一层颗粒上，使得第一层和第二层形成沿第二过程接头界面彼此间隔开的多个涂有粘合剂的颗粒柱体。

在系统的实施例中，通过第一过程接头界面限定的相应沟道每一个配置为接收通过施加到第二过程接头界面的涂有粘合剂的颗粒形成的多个柱体中之一，在它们之间形成连接，使得多个沟道和多个柱体的连接将第一部件和第二部件联接且保持激光焊接所需的相隔距离。

在系统的一实施例中，定位系统包括至少一个摄像头，其观察第一部件以确定第一部件的位置，且该至少一个摄像头还观察第二部件，以确定第二部件的位置。该至少一个摄像头可以将第一部件位置结果返回到控制器且将第二部件位置结果返回到控制器。

在该系统的实施例中，机器人系统包括与控制器通信的力传感器，以在第一部件和第二部件联接时测量施加到第一部件和第二部件中至少一个的力的量。

在该系统的实施例中，第一部件和第二部件包括镀锌钢，且相隔距离为约0.3毫米。

组装第一部件和第二部件的方法包括，经由控制器信号通知定位系统以确定第一部件在无固定件的支撑件上的位置，且将第一部件位置结果返回到控制器。方法进一步包括，经由控制器信号通知定位系统以确定第二部件位置且将第二部件位置结果返回到控制器。方法包括经由控制器命令施加器系统将涂有粘合剂的颗粒施加到第一过程接头界面处的第一部件和第二过程接头界面处的第二部件中的至少一个，且经由控制器命令机器人系统基于通过定位系统返回的第一部件位置结果将第二部件相对于第一部件定位。方法进一步包括，经由控制器命令机器人系统在第一过程接头界面和第二过程接头界面处联接第一部件和第二部件，以形成具有第一预定强度的过程接头，其将第二部件相对于第一部件维持。

在一实施例中，方法进一步包括，经由控制器命令焊接设备在过程接头处将第一部件焊接到第二部件，以形成具有第二预定强度的结构接头，第二预定强度大于第一预定强度。在结构接头形成期间仅通过过程接头且在没有固定件的情况下将第一部件和第二部件相对于彼此保持。

在一实施例中，命令施加器系统将涂有粘合剂的颗粒施加到在第一过程接头界面处的第一部件和在第二过程接头界面处的第二部件的至少一个进一步包括，通过施加器系统将单层涂有粘合剂的颗粒(其具有限定的厚度)施加到第一过程接头界面和第二过程接头界面中之一，使得单层涂有粘合剂的颗粒联接第一部件和第二部件，且单层涂有粘合剂的颗粒的厚度保持激光焊接所需的相隔距离。

在一实施例中，命令施加器系统将涂有粘合剂的颗粒施加到第一过程接头界面处的第一部件和在第二过程接头界面处的第二部件中的至少一个进一步包括，通过施加器系统将第一层涂有粘合剂的颗粒和第二层涂有粘合剂的颗粒施加到第一过程接头界面和第二过程接头界面的每一个，使得第二层涂有粘合剂的颗粒间断置于第一层涂有粘合剂的颗粒上和之间，以便沿第一过程接头界面和第二过程接头界面中之一限定多个颗粒空腔，且沿第一过程接头界面和第二过程接头界面之另一限定多个颗粒柱体。第一部件和第二部件联接以形成过程接头，多个颗粒空腔每一个配置为接收多个颗粒柱体中的一个，在它们之间形成集合体，使得多个颗粒空腔和多个颗粒柱体的集合体联接第一部件和第二部件且保持激光焊接所需的相隔距离。

在一实施例中，命令施加器系统将涂有粘合剂的颗粒施加到在第一过程接头界面处的第一部件和在第二过程接头界面处的第二部件中的至少一个一个进一步包括，通过施加器系统将至少第一层和第二层涂有粘合剂的颗粒施加到第二过程接头界面。第一层的颗粒在第二过程接头界面上间断间隔开，且第二层颗粒间断且直接置于第一层颗粒上，使得第一层和第二层沿第二过程接头界面形成彼此间隔开的多个柱体。第一过程接头界面沿其限定多个沟道，使得通过第一过程接头界面限定的相应沟道每一个配置为接收通过涂有粘合剂的颗粒形成的多个柱体中的一个，所述涂有粘合剂的颗粒施加到第二过程接头界面，在它们之间形成连接，使得多个沟道和多个柱体的连接将第一部件和第二部件联接同时将第二部件相对于第一部件对准。多个颗粒柱体和多个沟道的连接保持激光焊接所需的相隔距离。

用于组装第一部件和第二部件的系统包括，操作性地支撑第一部件而没有任何固定件的支撑件；机器人系统，配置为将第二部件相对于第一部件保持就位；控制器，操作性地连接到机器人系统且可操作为控制机器人系统，以将第二部件相对于第一部件定位；和焊接器，配置为在第二部件保持就位时将第一和第二部件彼此焊接。

在用于组装第一部件和第二部件的系统的实施例中，第二部件相对于第一部件的位置建立部件之间的相隔距离。相隔距离与通过焊接器将第一部件与第二部件进行随后的激光焊接关联。

在用于组装第一部件和第二部件的系统的实施例中，机器人系统具有力传感器。控制器控制机器人系统，以建立第二部件抵靠第一部件的预定保持力。

在用于组装第一部件和第二部件的系统的实施例中，机器人系统包括第一机器人手臂和第二机器人手臂，第一机器人手臂操作性地将第二部件保持在通过视觉系统确定的位置，且第二机器人手臂配置为将第一部件焊接到第二部件，同时第一机器人手臂配置为将第二部件保持在通过视觉系统确定的位置。

在一实施例中，支撑件可以是另一机器人手臂或可重新定位的支撑件。焊接器可以整合在机器人手臂的末端执行器中，所述机器人手臂还保持第二部件。在用于组装第一部件和第二部件的系统的实施例中，视觉系统配置为观察被支撑的第一部件和第二部件且确定其位置。控制器操作性地连接到视觉系统，且进一步基于通过视觉系统确定的位置控制机器人系统。

组装第一部件和第二部件的方法包括，经由第一机器人将第一部件置于没有固定件的支撑件上，确定第一部件在支撑件上的位置和第二部件的位置，且使用第一机器人或第二机器人且基于第一部件在支撑件上的被确定的位置将第二部件相对于第一部件定位。方法进一步包括，根据定位将第二部件相对于第一部件保持以建立过程接头，且在将第二部件相对于第一部件保持期间将第一部件与第二部件焊接。在所述焊接期间在没有固定件的情况下保持第一部件和第二部件的相对位置。

在一实施例中，将第二部件相对于第一部件保持是经由一个机器人实现的，且在保持期间第一部件与第二部件的焊接经由额外机器人实现。

在一实施例中，将第二部件相对于第一部件保持和在保持期间将第一部件与第二部件焊接经由单个机器人实现。

在一实施例中，将第二部件相对于第一部件保持包括保持第二部件抵靠第一部件的预定力。

本文所述的系统和方法可以降低生产成本和提前时间，例如引入包括例如新的车辆模块这样的部件的新的产品时，其中部件是车辆本体部件。生产成本和提前时间可以减小，因为不需要用于不同阶段的专用固定件和夹持件。复杂的零件保持托盘和固定件不被需要，因为视觉系统能获得部件和定位部件，而不需要其精确的初始定位。另外，因为本文公开的许多无固定件支撑件和末端执行器是可重构的，所以实现用于不同子组件的灵活且快速重构。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是以分解视图显示的车辆本体部件的组件的示意图。

图2是图1的组件的示意性透视图。

图3是组装车辆本体部件的方法流程图。

图4是利用图3方法的本体车间组装系统的示意图。

图5是基于来自视觉系统的信息获得第一车辆本体部件的机器人的示意图。

图6是图4的一部分系统的示意图，包括无固定件的支撑件、视觉系统和机器人系统，如包括在图4的系统中的那些。

图7是第一实施例的可重构无固定件的支撑件的部分截面示意图，所述支撑件显示为支撑第一车辆本体部件。

图8是第二实施例的可重构无固定件的支撑件的部分截面示意图，所述支撑件显示为支撑第一车辆本体部件。

图9是第三实施例的可重构无固定件的支撑件的部分截面示意图，所述支撑件显示为支撑第一车辆本体部件。

图10是第四实施例的可快速制造的无固定件的支撑件的部分截面示意图，所述支撑件显示为支撑第一车辆本体部件。

图11是第五实施例的可重构无固定件的支撑件的透视示意图，所述支撑件显示为支撑第一车辆本体部件。

图12是保持了一些第二车辆本体部件的无固定件箱的透视示意图。

图13是具有机械过程接头的第一和第二车辆本体部件的部分分解示意图。

图14是在机械过程接头处连结的第一和第二车辆本体部件的部分截面示意图。

图15是具有粘接过程接头的第一和第二车辆本体部件的部分截面示意图。

图16是具有通过涂有粘合剂的颗粒层建立的过程接头的第一和第二车辆本体部件的部分截面示意图。

图17是通过机器人建立的过程接头且显示了协作远程激光焊接的示意性部分侧视图。

图18是彼此间隔开的第一紧固特征部和第二紧固特征部的实施例的示意性部分侧视图。

图19是彼此接合的图18实施例的第一和第二紧固特征部的示意性部分侧视图。

图20是图18-19的第一和第二紧固特征部的示意性部分侧视图。

图21是彼此间隔开的另一实施例的第一紧固特征部和第二紧固特征部的示意性部分侧视图。

图22是彼此接合的图21实施例的第一和第二紧固特征部的示意性部分侧视图。

图23是彼此间隔开的另一实施例的第一紧固特征部和第二紧固特征部的示意性透视图。

图24是彼此间隔开的图23实施例的第一和第二紧固特征部的示意图。

图25是彼此接合图23-24的实施例的第一和第二紧固特征部的示意图。

图26是彼此接合的图23-25的实施例的第一和第二紧固特征部的示意性侧视图。

图27是另一实施例的第一紧固特征部和第二紧固特征部的示意图。

图28是彼此接合的图27的实施例的第一和第二紧固特征部的示意图。

图29是第一和第二本体部件的示意性分解透视图。

图30是结构上连结在一起的第一和第二本体部件的示意性部分截面图。

图31是组装多个本体部件的方法的示意性流程图。

图32是施加到第一本体部件的粘接剂的示意性透视图。

图33是具有粘接剂的第一和第二本体部件的示意性部分截面图，在它们之间形成过程接头。

图34是施加到第二本体部件的粘接剂的示意性部分截面图。

图35是第一和第二本体部件的示意性部分侧视图，粘接剂施加到第二本体部件的边缘。

图36是第一和第二本体部件的示意性部分截面图，具有形成相隔距离的过程接头。

图37是组装多个本体部件的方法的示意性流程图。

图38是组装系统的示意图，包括无固定件的支撑件、定位系统、机器人系统和施加器系统，如被包括在图4的本体车间系统中的。

图39是以单层施加到第一部件和第二本体部件中的至少一个的涂有粘合剂的颗粒的第一示意图。

图40是第一部件和第二部件的部分截面示意图。在它们之间具有涂有粘合剂的颗粒，如在图39中所施加的。

图41是第一部件和第二部件的部分截面示意图，在它们之间具有涂有粘合剂的颗粒，如在图39所施加的，使得单层涂有粘合剂的颗粒的厚度保持激光焊接所需的相隔距离。

图42是以多层施加到第一部件和第二本体部件每一个的涂有粘合剂的颗粒的第二示意图。

图43是第一部件和第二部件的部分截面示意图，在它们之间具有涂有粘合剂的颗粒，如在图42中所施加的。

图44是第一部件和第二部件的部分截面示意图，在它们之间具有涂有粘合剂的颗粒，如在图42所施加的，使得施加到第一部件的涂有粘合剂的颗粒层和施加到第二部件的涂有粘合剂的颗粒层的集合体保持激光焊接所需的相隔距离。

图45是以多层施加到与第一部件关联的第二部件每一个的涂有粘合剂的颗粒的第三示意图，所述第一部件沿其第一过程接头界面限定多个沟道。

图46是第一部件和第二部件的部分截面示意图，在它们之间具有涂有粘合剂的颗粒，如在图45中所施加的。

图47是第一部件和第二部件的部分截面示意图，在它们之间具有涂有粘合剂的颗粒，如在图45所施加的，使得施加到第二部件的涂有粘合剂的颗粒层和通过第一部件限定的多个沟道的集合体保持激光焊接所需的相隔距离。

图48是组装多个本体部件的本发明方法的步骤的详细流程图。

图49是组装车辆本体部件的方法流程图。

图50是系统一部分的侧视示意图，包括无固定件的支撑件、视觉系统和机器人系统，以建立过程接头和实施协作焊接。

图51是系统一实施例的侧视示意图，其使用可重构无固定件的支撑件和具有可重构末端执行器的机器人手臂，以建立过程接头和实现协作电阻点焊。

图52是系统一实施例的侧视示意图，其使用可重构无固定件的支撑件和具有可重构末端执行器的机器人手臂以建立过程接头，且具有与末端执行器整合的焊接头以实现协作激光焊接。

图53示出了根据本发明实施例的可拆卸粘接剂的侧视图。

图54是图53的可拆卸粘接剂的替换实施例透视图的。

图55是图53的可拆卸粘接剂的第二替换实施例的侧视图。

图56是图53的可拆卸粘接剂的第三替换实施例的透视图。

图57是图53用于施加图53的可释放粘接剂的胶带布散器的平面示意图。

图58是在无固定件应用中使用图57的胶带布散器将第一和第二部件彼此固定的过程的透视示意图。

图59是进一步显示了图58的过程的透视示意图。

具体实施方式

参见附图，其中相同的附图标记在附图中表示相同的部件，图1显示了第一部件10和多个第二部件12A、12B、12C的分解视图。在所示实施例中，第一部件10是第一车辆本体部件10，且可以如此称谓。更具体地，第一车辆本体部件10为行李箱盖内板。第二部件12A、12B、12C为用于第一车辆本体部件10的加强部件，且可以称为第二车辆本体部件。附图标记12也可以用于指任何第二车辆部件12A、12B、12C。图2显示了在完成组装之后的第一部件10和第二部件12A、12B、12C。如本文描述的，在不使用专用固定件以呈现(present)、定位或保持部件10、12A、12B、12C的情况下，实现了第一车辆部件10和第二车辆部件12A、12B、12C的组装。代替地，一个或多个视觉引导的机器人将部件相对于彼此置放就位。如此，不需要要被彼此组装的每一个部件的确切位置的精确几何设定，因为视觉系统能在机器人操作期间将相对部件位置通知给机器人。

一旦部件相对于彼此定位，则建立过程接头以将部件保持在相对位置(包括材料之间的相隔距离)，直到结构接头在随后的处理操作中形成。过程接头可以用机械特征部、机械连结方法、熔接结合方法、固态结合方法、粘接剂、通过一个或多个机器人提供的保持力或以其他方式实现。换句话说，不需要或不使用夹持件，因为它们被一个或多个过程接头所代替。过程接头具有第一强度，且结构接头具有更大的第二强度。结构接头可以是激光焊接部、电阻点焊部、其他熔接焊接部(例如MIG焊接部)、固态结合部(例如超声波焊接部或摩擦搅拌焊接部)、机械接头(例如铆钉、自攻螺钉)、结构粘接剂、或上述方法的混合方法，其配置为在组件在安装在车辆上时的可用寿命期间将第一和第二部件彼此保持在一起。如果激光焊接用于结构接头，则过程接头可以提供预定的相隔距离。例如，在材料在焊接部区域中在它们之间具有约0.3mm的相隔距离时，镀锌钢板的激光焊接可以具有改进的质量和减小的多孔性。该相隔距离可以通过允许焊接气体在固化之前从焊接区域逃逸而改善焊接质量。在一些情况下，相隔距离应该被最小化。例如铝对铝的激光焊接应该在焊接部区域中相隔距离小于约0.125mm的情况下完成。在本文公开了用于定位部件和用于形成过程接头的各种模式。

图3显示了组装方法100的流程图，且图4显示了从部件引入到完成卷边(hem)的过程中利用方法100的组装系统200的一个例子(显示为本体车间组装系统)。在图3中，方法100包括图框110，其中机器人从不被固定的初始支撑件13拾取并置放第一部件10，初始支撑件例如是标准平坦传动带输送器、存储箱或运输架。初始支撑件13在图4中显示为运输架。多个相似的第一车辆本体部件10显示为堆叠在初始支撑件13中。在该系统中各第一车辆本体部件显示为处于方法100的不同阶段。控制器C(如图5所示)使用任何合适的定位系统确定不被固定的第一部件10在初始支撑件13上的位置，所述定位系统例如具有至少一个摄像头18的视觉系统16。视觉系统16的各种结构中的任何一个或多个可以用于将视觉信息提供到控制器C。在图5所示的在一个例子中，视觉系统16包括三维静止摄像头18，其在视野20上提供光，在第一部件10在传送带14上于摄像头18下方经过时跨经第一部件10形成光条纹(或其他样式)。在各种实施例中，光可以是激光束。摄像头18和控制器C可以配置为定位各种特征，例如部件10的孔或凸缘。替换地或额外地，控制器C可以基于光在部件10表面上的各种深度而记录部件10的轮廓。

在一些实施例中，多个摄像头18可位于组装单元中的固定位置，或可以安装在机器人手臂22上。图6显示了两个摄像头18，其在框架19上彼此邻近安装，以提供在机器人手臂22上的部件10和部件12A、12B、或12C的立体视觉。在实施例任何中，摄像头(一个或多个)18操作性地连接到控制器C，控制器C还控制机器人系统24的一个或多个机器人23。基于从摄像头18接收的信息，控制器C则提供控制信号，所述控制信号促动在方法100中使用的一个或多个机器人的机器人手臂(一个或多个)22。

控制器C可包括处理器和在其上记录指令的存储器，所述指令用于与视觉系统16、机器人系统24、传感器(一个或多个)等通信。控制器C配置为经由处理器执行来自存储器的指令。例如，控制器C可以是主机或分布式系统，例如数字计算机或微电脑这样的计算机，其用作具有处理器的车辆的控制模块，且作为存储器，例如只读存储器(ROM)或闪速存储器这样的实体非瞬时计算机可读存储器。控制器C还可具有随机访问存储器(RAM)、电可消除可编程只读存储器(EEPROM)、高速时钟、模拟-数字(A/D)和/或数字-模拟(D/A)电路，和任何所需的输入/输出电路和相关的装置，以及任何所需的信号调节和/或信号缓冲电路。因此，控制器C可包括对于监测和控制视觉系统16来说必要的所有软件、硬件、存储器、算法、连接件、传感器等。如此，控制方法可实施为与控制器C相关的软件或固件。应理解，控制器C还可包括能分析来自各种传感器的数据、比较数据、作出控制和监测视觉系统16、机器人系统24、传感器等所需的必要决定的任何装置。

如图5所示，手臂22上的末端执行器26可以包括定位为连接到部件10的一系列抓持器28。机器人手臂22则被控制器C促动，以通过末端执行器26将部件10从传送带14退回，使用从视觉系统16的视觉位置数据确定的位置将末端执行器26定位在部件10上。抓持器28可以包括可重构吸盘、让吸盘相对于彼此运动的滑动销、类似于针对图7所述的适形材料(conformable material)、磁体等。在图6中，末端执行器26保持要被定位在部件10上的部件12B，如箭头A1所示。部件12A、12C仅出于参考目的被示意性地示出，且其每一个将通过相同或不同的机器人手臂22被分别运动到在被支撑的第一部件10上的位置，如箭头A2和A3示出。

可适于使用的末端执行器的其他实施例包括如下公开的那些，其每一个通过参考以其全部内容并入：Lin等人的美国专利No.8,684,418；Lin等人的美国专利No.8,496,425；Lin的美国专利No.8,371,631；Lin等人的美国专利No.8,087,845；Lin等人的美国专利No.8,033,002；Lin等人的美国专利No.8,025,277；Lin等人的美国专利No.7,971,916；Lin等人的美国专利申请公开No.20120280527；Lin等人的美国专利申请公开No.20110182655；和Lin等人的美国专利申请公开No.20110017007。

再次参见图3和4，在方法100的图框120中，第一部件10被机器人系统24置于无固定件(fixtureless)的支撑件30上，如图6所示。无固定件的支撑件30可以称为零件搁置结构(part rest)，且在基部32上。在一个实施例中，基部32可以是缓慢运动传送带，其在图4的组装系统200的工作站之间运动。替换地，基部32可以是静止的，且所使用的各种机器人23可朝向基部32和支撑件30运动，以实现一系列组装步骤。在各种实施例中，无固定件的支撑件30可以是可重构的支撑件，使其在不同组装过程中用于不同配置的本体部件。在其他实施例中，无固定件的支撑件可以是不可重构的，但是具有相对便宜的材料。在所有实施例中，无固定件的支撑件30仅需要将部件10支撑到相对不太精确(与所使用的机器人系统是“盲的”的组装系统相比)的位置。这是因为，得益于从视觉系统16收集的位置信息，机器人23能相对于第一部件10定位第二车辆本体部件12A、12B、或12C。

图7显示了图6的无固定件的支撑件30的一个实施例，其被标记为附图标记30A。支撑件30A是可重构的柔性容器40，其限定了填充有颗粒44的空腔42，类似于豆包(beanbag)。容器40具有聚合物或其他耐久平滑材料的柔性衬里。颗粒44可以具有各种形状，其至少一些可以是非球形的。在控制器C促动可开闭阀46以打开阀46时，真空源V操作性地置于与空腔42流体连通。样本第一部件10可被压靠容器40，而真空V作用在空腔42中以从该空腔42除去空气。颗粒44由于真空V而被彼此拉近抵靠且抵靠部件10，且符合部件10的外表面的形状。形成在容器40中的凹部48由此足够地符合部件10，以支撑部件10，用于方法100的随后阶段。支撑件30A由此提供机械灵活性(flexibility)和可重构性。例如，为了重构支撑件30A，使得真空V的应用去除，且通气阀(未示出)允许空气进入空腔42。颗粒44和容器40随后松弛且可重新塑形以重构支撑件30A。在具有与部件10不同形状或相同形状的不同部件被压靠柔性容器40时，真空V可随后被应用。

图8显示了图6的无固定件的支撑件30的另一实施例，其被标记为附图标记30B。支撑件30B是可重构的柔性容器40A。容器40A具有聚合物或其他耐久平滑材料的柔性衬里。一丛(a bed of)刚性销50包含在容器40A的空腔42中。销50布置为彼此平行。每一个销50的底部可固定到受控制器控制的相应促动器52，以朝向部件10提供预定高度和/或力。销50可以伸缩，或可以具有固定长度，促动器52根据需要延伸。促动器52可以是电磁的、液压、气动或任何其他合适类型的促动器。样本部件10可置于容器40A上。一旦被促动，与部件10的一部分对准的那些销50将由于部件10而经历反作用力，且将停止向上运动。以这种方式，容器40A将提供与部件10的外表面的形状符合的凹部48。压力P可被维持以便在方法100的随后阶段期间充分地支撑部件10。替换地，销50可锁定到该位置，以使用适当轴锁定方法(例如液压锁或机械楔形锁)维持该形状。该方法可以在制造具有相同几何结构的批量组件时使用。支撑件30B由此提供机械灵活性和可重构性，因为促动器52的去激活允许销50滑动或运动到不促动位置，且容器40A可重新塑形以用于不同形状的部件。

图9显示了图6的无固定件的支撑件30的另一实施例，其被标记为附图标记30C。支撑件30C是可重构柔性容器40B。容器40B可以是聚合物或其他耐久平滑材料的柔性衬里。容器40B的空腔42填充有形状记忆聚合物58。形状记忆聚合物58可被涂有耐久材料而形成涂层作为衬里56。在一些实施例中，形状记忆聚合物可以足够耐久以使得其不必被置于容器中。在形状记忆聚合物58处于第一永久(即已记忆)形状时，样本部件10被压靠容器40B。形状记忆聚合物58随后被激活，例如通过将聚合物58加热到激活温度以上而热激活，以使得形状记忆聚合物获得符合部件10外表面的临时形状。凹部48符合部件10的外表面的形状。临时形状显示在图9中。支撑件30C随后冷却到室温，使得形状记忆聚合物保持临时形状，直到再次被激活，例如通过再次加热到激活温度以上。支撑件30C由此提供械灵活性和重构性，因为重新激活允许容器40B重新塑形以用于不同形状的部件。

图10显示了图6的无固定件的支撑件30的另一实施例，其被标记为附图标记30D。支撑件30D具有实心塑料芯部60，所述芯部基于部件10的尺寸规格用三维打印机打印。换句话说，芯部60被打印为提供符合部件10的外表面的形状的凹部48。例如被涂层塑料表面40C的衬里被施加到芯部60，以具有耐久性。支撑件30D可被快速制造，且与具有固定件的支撑件相比相对便宜。

图11显示了图6的无固定件的支撑件30的额外实施例。在图11中，支撑件30的实施例被标记为附图标记30E。支撑件30E具有磁性基部70，也称为磁性卡盘，其可以包括多个磁性构件71，磁场可被选择性地应用到所述磁性构件。在磁场去除时，磁性的多部件定位元件72可被重新塑形且重新定位在基部32上，以提供用于具体成形的车辆本体部件的支撑，例如部件10A。在磁场被重新应用时，定位元件72通过磁场被保持为在基部70上固定就位。

在另一实施例中，支撑件可以具有基部，相协作配置的互连支撑构件可安装到基部。支撑构件可具有各种形状和大小，且可以以各种构造卡扣安装到基部且安装到彼此，以提供与车辆本体部件10形状互补的期望构造，以通过基于视觉的机器人系统24以适度的精确性将部件10支撑就位，以用于部件10的随后定位。

应理解，与非视觉系统所需的相比，支撑件30A、30B、30C、30D、30E的任何实施例在被支撑部件10的几何置放方面可提供提供较小程度的精确性，因为视觉系统16可使机器人系统24定位部件10，用于与第二车辆部件12进行组装。另外，如果支撑件30A、30B、30C、30D、30E用于仅在过程接头的形成期间支撑部件10，则与随后的结构接头形成期间相比，需要较少的精确性。

可适于使用的可重构支撑件的其他实施例包括下面公开的，其每一个通过参考以其全部内容并入：Lin的美国专利No.7,210,212；Lin等人的美国专利No.7,201,059；Shen等人的7,055,679；Kramarczyk等人的美国专利No.7,000,966；Lin等人的美国专利No.6,877,729；Kramarczyk等人的美国专利No.6,712,348；和Shen等人的美国专利No.6,644,637。

应理解，支撑件30A、30B、30C、30D、30E的任何实施例还可应用于使机器人手臂22上的可重构末端执行器26能够支撑第二部件12A、12B、或12C，以用于相对于第一部件10定位。例如，填充有颗粒44且可经由真空V而符合构型(conformable)的柔性容器40可以被调整尺寸，以用于连接到机器人末端执行器，用于在通过机器人手臂22定位期间抓持第二部件12A。

再次参见图3和4，一旦第一部件10定位在支撑件30上，则继续图框120，使用视觉系统16以确定第一部件10在支撑件上的位置和第二车辆本体部件(一个或多个)12A、12B、12C的位置(一个或多个)。方法100设计为使得第二车辆本体部件12A、12B、12C是尺寸比第一部件10更小的部件。第二车辆本体部件可以足够小以用于在无固定件的箱90中组装，如图4和12所示。图4显示了完整的箱90，其在传送带14上运动到相同或不同的机器人23。在图6中更详细示出的视觉系统16辅助机器人23将第二部件12A、12B或12C定位在相应的箱90中，且让其运动到保持在支撑件30中的第一部件10附近。控制器C处理从视觉系统16接收的位置信息且控制机器人手臂22，以每次一个地将第二部件12A、12B、或12C相对于第一部件10定位。

方法100随后前进到图框130，其中过程接头设置为维持第二部件12A、12B、或12C相对于第一部件10的期望位置。换句话说，过程接头是这样的机构：在建立一个或多个最终结构接头之前，通过该机构将部件10和12A、12B和/或12C相对于彼此保持。支撑件30和过程接头由此在建立结构接头之前用作第一部件10和第二部件12A、12B、或12C的地理位置设定特征(geography setting feature)。

可以在方法100的范围内提供过程接头的许多不同实施例。图13显示了第一部件10具有第一特征部302，且第二部件12A具有与第一特征部302互补的第二特征部304、306，使得第一特征部302和第二特征部304、306压配合到彼此，以建立过程接头J1，如图14所示。第一特征部302被显示为相对于第二特征部304、306从插入位置转动90度，在插入位置中轴线307和309平行，如图14所示。过程接头J1配置为具有预定的强度，其足以维持通过视觉系统16确定的第二车辆部件12A相对于第一车辆部件10的位置。具体说，第一特征部302是突出部且可以如此称谓，且第二特征部为邻近凹部304被冲压到第二部件12A中的多个柔性保持构件306，且可以如此称谓。多个保持构件306配置为柔性柄脚(tang)或凸片，随机器人手臂22将第二部件12A运动到相对于第一部件10的确定的位置而将突出部302插入到凹部304中时，所述柄脚或凸片弹性地变形，建立卡扣的过程接头J1。接头J1可以配置为按照需要将第二车辆部件12A维持为距第一部件10预定的相隔距离，用于随后的激光焊接操作，例如在激光焊接被用于建立结构接头时，如进一步在本文描述。接头J1消除了在随后的激光焊接或电阻点焊操作期间对将部件10、12A彼此保持的夹持件的需要。部件12B、12C可配置为具有相似的特征部304、306，以接收第一部件10的额外突出部302。替换地，第一部件10可配置为具有特征部304、306，且部件12A、12B、12C可配置为具有特征部302。

具有保持构件306的凹部304允许在突出部302相对于凹部304的中心定位方面存在一些差异或游隙。换句话说，突出部302具有比凹部304的最大宽度W略小的直径。在需要将几个突出部302定位在部件10上的不同位置以将几个凹部34与部件12A上的保持构件36对准时，用于以一些游隙将相应每一对突出部302和凹部304对准的能力使得部件10、12A在特征部302、304、306的尺寸公差范围内装配到彼此。例如，如果突出部302的中心轴线307略微与凹部304的中心轴线309偏开，则周向地围绕轴线309的保持构件306的弹性变形将倾向于使得部件10、12A彼此自对准。所有成对的第一车辆本体构件10的突出部302和第二车辆本体构件12A的保持特征部306之间的平均弹性变形使得第一车辆本体构件10相对于第二车辆本体构件12A对准。

图15显示了通过置于第一部件10和第二部件12A之间的粘接剂308建立的过程接头J2的另一实施例。粘接剂308可以在相对定位之前预先施加到部件10、12A中之任一。粘接剂可以是快干结构粘接剂，具有的预定强度足以将第二部件12A维持在期望预定位置，直到例如通过激光焊接或电阻点焊设置随后的结构接头。粘接剂308可以配置为在干燥时具有厚度T1，在干燥时，其足以将第二车辆部件12A维持随后激光焊接操作所需的预定相隔距离T1，例如在激光焊接被用于建立本文进一步描述的结构接头时。

另外，通过在机器人手臂22上的末端执行器26处集成力传感器31，可控制第二部件12A在第一部件10上施加的力，如图6所示。力传感器31操作性地连接到控制器C，且被控制为确保通过末端执行器26施加的用于形成过程接头的力保持在预定临界值以下。例如，在使用粘接剂308时，力传感器31可以被控制为确保适当的施加力作用在粘接剂308上，而不使得部件10、12A变形。在所有实施例中，如果形成过程接头期间部件10、12A之间存在操作性接触，直接接触或通过粘接剂或以其他方式的间接接触，则控制器C可控制机器人手臂22，以允许在垂直于力的平面中运动(例如如果力沿Z方向则是在X-Y平面中)，由此在建立过程接头时允许优先针对位置信息采取力的控制。以这种方式，部件10、12A的定位和保持被整合在机器人手臂运动和力的混合控制中。

图16显示了过程接头J3的另一实施例，其中具有粘合剂涂层312的颗粒310置于第一部件10和第二部件12A之间。涂有粘合剂的颗粒310的层可以在相对定位之前预先施加到部件10、12A中之任一，且可以配置为在第二部件12A运动抵靠第一部件10时快速设定(set)。可以经由图6的力传感器31使用力控制。涂有粘合剂的颗粒310可以在设定时具有预定强度，以足以将第二部件12A维持在期望的预定位置，直到设置随后的结构接头，例如通过激光焊接或电阻点焊。涂有粘合剂的颗粒310的层可以配置为在固化时具有厚度T1，其足以将第二车辆部件12A维持处于随后的激光焊接操作所需的预定相隔距离T1处，例如在激光焊接用于建立本文进一步描述的结构接头时。

作为部件10、12A的结构特征的替换，或对例如粘接剂或涂有粘合剂的颗粒的替换，一个或多个机器人可被协作地控制，以将第二车辆部件12A保持在相对于第一车辆部件10的期望位置，由此建立过程接头。在图17中，第一机器人23具有第一机器人手臂22，所述第一机器人手臂具有保持部件12A的末端执行器26，且还具有实现混合力和位置控制的力传感器31。第二机器人23A具有保持第一部件10的第二机器人手臂22A。第二手臂22A的末端执行器26A可以是一个或多个夹持件。机器人23、23A由此提供类似于传统夹持件的功能，所述传统夹持件用于保持部件10、12A的相对位置。如果要应用激光焊接，则相对位置可以包括预定的相隔距离T1。替换地，并非机器人的可调整支撑件可用于支撑部件10。具有第三机器人手臂22B的第三机器人23B可用于提供一个或多个焊接部，以将部件彼此保持。第三机器人23B显示为实现远程激光焊接，激光焊接头35和3D摄像头18包括在末端执行器26B中。另外，可动镜子系统37可包括在末端执行器26B中且被控制器C控制，以按期望偏转激光束B。控制器C由此经由镜子系统37远程地让激光束B转向。镜子系统37具有促动器39，所述促动器让镜子41相对于光束B运动。在所示位置，镜子41与光束B偏开且不使得光束B转向。通过让镜子系统37运动，快速焊接可在部件10和部件12A之间的不同界面位置处实现。机器人手臂22B可随后运动到相对于部件10、12A的新的位置，且镜子系统37被控制为提供部件10、12A的另一系列远程激光焊接部。替换地，机器人手臂22、22A可使得部件10、12A置于彼此接触，且第三机器人23B可被配置为提供电阻焊接。

可通过以机器人方式定位“传统的”激光焊接头实现焊接，所述焊接头不同于远程激光焊接头。传统的激光焊接头将具有“固定”光学结构，其仅相对于机器人末端执行器朝向单个方向指向。“传统的”激光焊接器也通常具有能提供距焊接点相对短的相隔距离(例如100mm)的光学结构。

也可以通过机器人方式定位的“远程”激光焊接头实现焊接，其中激光束和光学结构在焊接头内部。光学结构具有相对长的焦距，其还包括可控制的镜子，允许激光束快速重新朝向距远程激光焊接头约1米距离的不同位置。可从静止机器人位置焊接许多位置。随后机器人可按照需要将远程激光焊接头重新定位到新的位置，以在位于视野外的位置中进行焊接。

进一步地，可通过一个或多个静止(固定)远程激光焊接器实现焊接，所述焊接器安装在固定件上(而不是在机器人上)。每一个远程激光焊接头具有激光束和光学结构，所述光学结构具有相对长的焦距，其还包括可控制的镜子，允许激光束快速重新朝向距远程激光焊接头约1米或更远距离的不同位置。因为远程激光焊接头具有有限的覆盖窗(windowof coverage)(由于镜子角度的限制)(例如1sq.m窗)，故按照需要使用额外焊接头，以确保焊接部在零件表面上的完全覆盖。

参考图3和4，在于图框130中建立过程接头之后，部件10、12A、12B、12C被认为相对于彼此按几何方式定位，且方法100前进到图框140。组件10可从支撑件30去除且被置于例如输送器14这样的可动支撑件上。在图框140执行组件的最终结构连接，例如通过用激光或电阻点焊接焊接。图4显示了可以通过用位于扫描工作站202的三维视觉系统126进行扫描来检查具有过程接头的组件。视觉系统126基本上可以类似于视觉系统16，且或可以用在组装系统200中。如果经由过程接头的定位充分，则组件可被另一机器人23从输送器14移动到远程激光焊接工作站204，在该处激光焊接可通过远程激光焊接器执行，该远程激光焊接器具有末端执行器26B，其具有视觉系统和镜子系统，如图17所示和所述的。在部件10已经运动离开输送器14的情况下，轮廓11显示了输送器14上部件10的之前位置。

在焊接之后，机器人23将组件返回到输送器14。在粘接剂工作站206，粘接剂可被施加到另一车辆本体部件，例如行李箱盖外板15，且机器人23将外板运动到内板10和结构部件12A、12B、12C的组件上的位置。机器人23、视觉系统和柔性末端执行器可被控制器C协作地控制，以实现粘接剂的快速施加。可随后在扫描工作站208通过用类似于在扫描工作站202使用的三维视觉系统的三维视觉系统126进行扫描而检查被粘接的部件10、15是否符合预定的定位规范。如果经由粘接剂的定位充分，则组件可被另一机器人23从输送器14运动到一个或多个额外处理工作站，例如用于让附接部件10、15卷边的卷边压机210。

参见图18-31，本发明的一些方面被显示，其中第一部件10包括第一紧固特征部454A，454B、或454D(在本文通常被称为454)，且第二部件12A、12B、或12C(在本文通常被称为12)包括第二紧固特征部456A、456B、或456D(在本文通常称为456)。第一和第二紧固特征部454、456彼此接合，以将第一和第二部件10、12A、12B、12C固定或附接在一起。在一些实施例中，第一紧固特征部454进一步限定为多个第一紧固特征部454，且第二紧固特征部456进一步限定为多个第二紧固特征部456。在利用多个紧固特征部454、456时，第二紧固特征部456中的至少一个接合第一紧固特征部454中的至少一个。因此，在一些实施例中，多个第二紧固特征部456可接合第一紧固特征部454中的一个，且反过来也可以。替换地，第二紧固特征部456中的一个可接合第一紧固特征部454中的一个，且第二紧固特征部456中的另一个可接合第一紧固特征部454中的另一个，等。第一和第二紧固特征部454、456可以以任何合适的方式彼此接合，例如摩擦或干涉配合、压配合、卡扣配合、弹性配合等。

第一和第二紧固特征部454、456可与相应的第一和第二部件10、12A、12B、12C整合，即形成一个部件或单元，或可通过任何合适的方法附接到相应第一和第二部件10、12A、12B、12C，即通过焊接、粘接剂、紧固件等。在附接第一和第二紧固特征部454、456时，这可在形成了第一和第二部件10、12A、12B、12C之后的任何时候发生，例如正好在将第一和第二部件10、12A、12B、12C固定在一起之前。第一和第二紧固特征部454、456提供第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10的最小保持力。第一和第二紧固特征部454、456消除了专用固定件(其用于呈现、定位或保持部件10、12A、12B、12C)的使用。

视觉系统16可用于将第一紧固特征部454和第二紧固特征部456相对于彼此对准。在利用多个紧固特征部时，视觉系统16可用于将第一紧固特征部454和第二紧固特征部456相对于彼此对准。因此，视觉系统16(例如摄像头18)可用于找出一位置，该位置处第一和第二紧固特征部454、456或坐标定位器可被利用以将第一紧固特征部(一个或多个)454和第二紧固特征部(一个或多个)456对准到具体位置以彼此接合。第一紧固特征部(一个或多个)454和第二紧固特征部(一个或多个)456可具有许多不同构造，这些构造中的一些在下文描述。

一旦部件10、12A、12B、12C相对于彼此定位，则过程接头482被形成或建立，以将部件10、12A、12B、12C保持在相对位置(在期望时包括材料之间的相隔距离)，直到结构接头496(见图30)或结构焊接部在随后的操作中形成。结构接头496提供部件10、12A、12B、12C之间的永久附接。

夹持件被一个或多个过程接头482代替。换句话说，第一和第二紧固特征部454、456形成过程接头482，而不需要使用夹持件来在随后的激光焊接或电阻点焊操作期间将部件10、12A、12B、12C彼此保持住。过程接头482具有如上所述的预定强度，其可被称为第一预定强度。在结构接头496形成时，结构接头496具有大于第一预定强度的第二预定强度。因此，结构接头496提供部件10、12A、12B、12C之间更永久的附接。通常，第一和第二紧固特征部454、456，且具体说是过程接头482，提供足以将第二部件12A、12B、12C保持或维持在期望预定位置的预定强度，直到例如通过激光焊接、电阻点焊等提供随后的结构接头496。

结构接头496可以是激光焊接的、电阻点焊的、其他熔接结合或焊接的(例如金属惰性气体(MIG)焊接)、固态结合的(例如超声波焊接或摩擦搅拌焊接)、机械连结的(例如铆钉、自攻螺钉或机械铆紧)、结构粘接的或上述方法的混合(一个或多个上述方法的组合)，其配置为在组件安装在车辆、器具等上时在组件的可用寿命中将第一和第二部件10、12A、12B、12C保持到彼此。在一些实施例中，过程接头482和视觉系统16可实现快速的单面或双面再点焊(re-spot weld)，例如但不限于远程激光焊接或电阻点焊。再点焊在过程接头482之后执行，且再点焊可在不使用夹持件的支撑件30上或固定件上执行，这可降低复杂性和成本，以及改善对焊接可用性。

结构接头496或焊接部可位于相对于过程接头482的任何合适位置。在一些情况下，结构接头496可形成为远离过程接头482，即彼此间隔开。在其他情况下，结构接头496可形成为靠近或接近过程接头482。在其他情况下，结构接头496可形成在过程接头482上。

转到不同的紧固特征部454、456，图18-20示出了一个实施例。在该实施例中，第一和第二紧固特征部454A、456A中的一个包括凸片461，而第一和第二紧固特征部454A、456A中的另一个限定洞462。凸片461设置在洞462中，以形成过程接头482。例如，第一紧固特征部454A可限定洞462且第二紧固特征部456A可以是凸片461。第一部件10可包括围绕洞462的内壁463，同时凸片461接合内壁463以将第一和第二部件10、12固定在一起。凸片461可偏置以对第一部件10，例如内壁463，施加力，以维持第二部件12相对于第一部件10的相对位置。通常，凸片461卡扣配合到第一部件10。应理解，凸片461可被冲压和弯曲成期望的取向。凸片461可在第一或第二部件10、12形成期间或之后被冲压。

转到图23-26的实施例，第一和第二紧固特征部454B、456B中的一个包括突出部464，而第一和第二紧固特征部454B、456B中的另一个限定开口465。突出部464设置在开口465中以形成过程接头482。例如，第一紧固特征部454B可以是突出部464且第二紧固特征部456B可以被限定为开口465。具体说，在该实施例中，第二紧固特征部456B可包括限定了开口465的保持构件466。保持构件466可以是柔性的，从而在彼此接合时突出部64使得保持构件466变形。具体说，保持构件466弹性地可变形，从而在突出部464与保持构件466脱离时保持构件466返回到其原始构造。

保持构件466可形成到第二部件12中或可以是附接到第二部件12的插入件。保持构件466可具有与第二部件12不同的厚度或相同的厚度。图24和25显示了具有与第二部件12不同厚度的保持构件466。开口465可以具有任何合适构造，且图23和26示出了开口465，其具有从开口465中心径向地延伸离开的多个凹部467，使得保持构件466呈现有多个指状物468，指状物468是柔性的。凹部467提供指状物468之间的额外柔性，使得指状物468可偏压和变形。因此，通常，突出部464卡扣配合或压配合到保持构件466。

通过保持构件466限定的凹部467允许突出部464相对于开口465中心定位时的一些差异或游隙。换句话说，突出部464具有比中心开口465的最大宽度略小的直径。在几个突出部464定位在第一部件10上的不同位置时，这些突出部464必须对准保持构件466的几个不同的中心开口465。通过允许存在一些游隙而实现使得相应每一对突出部464和开口465对准的能力，所述游隙使得部件10、12能在特征部454B、456B的尺寸公差范围内彼此装配。例如，如果突出部464中的一个从相应开口465略微偏开，则保持构件466的指状物468可弹性地变形以使得部件10、12彼此自对准。所有成对的突出部464和保持构件466之间的平均弹性变形使得第一部件10相对于第二部件12对准。因此，在图23-26的实施例中，第一和第二紧固特征部454B、456B可设计为提供弹性平均以使得第二部件12相对于第一部件10自对准。

突出部464可与第一部件10整体地形成或附接至第一部件。例如，突出部464可焊接或冲压到第一部件10。突出部464可从第一部件10向外延伸到远端469。可选地，远端469可以是锥形的，以有助于插入和/或将突出部464与开口465对准。

参见图21和22的实施例，第一紧固特征部454C包括第一凸片471且第二紧固特征部456C包括第二凸片473。第一和第二凸片471、473彼此接合以形成过程接头482。第一和第二凸片471、473可偏置以彼此抵靠施加力，以维持第二部件12相对于第一部件10的相对位置。通常，第一和第二凸片471、473彼此卡扣配合。应理解，第一和第二凸片471、473可被冲压和弯曲到期望的取向。

转到图27和28的实施例，第一和第二紧固特征部454D、456D中的一个包括第一突出部474，而第一和第二紧固特征部454D、456D中的另一个包括限定中空部分476的第二突出部475。第一突出部474设置在第二突出部475的中空部分476中以形成过程接头482。因此，第二突出部475大于第一突出部474从而第一突出部474可装配到中空部分476中。例如，第一紧固特征部454D可包括第一突出部474，且第二紧固特征部456D可包括限定中空部分476的第二突出部475。第一突出部474插入到第二突出部475的中空部分476直到第一和第二突出部474、475彼此接合。具体说，第一和第二突出部474、475在它们之间形成摩擦配合或压配合。第一突出部474可选地限定中空部分。应理解，第一和第二突出部474、475的中空部分476可完全地或整个地穿过第一和第二部件10、12。

在一些实施例中，参见图19、22、25和28，过程接头482可建立第一部件10和第二部件12之间的相隔距离498(即间隙)。在一些实施例中，第一和第二紧固特征部454、456可建立相隔距离498。例如，在一些实施例中，第一紧固特征部454和第二紧固特征部456彼此接合以建立第一部件10和第二部件12之间的相隔距离498。

相隔距离498可有助于随后的焊接过程。相隔距离498与随后的结构焊接部的置放相关联，所述结构焊接部将第一和第二部件10、12固定在一起。例如，如果激光焊接用于结构接头496，则可期望在部件10、12之间具有相隔距离498。例如，当在焊接部区域中材料具有约0.1毫米(mm)到约0.2mm的相隔距离498时，镀锌钢板的激光焊接可具有改进的质量，具有减小的多孔性。通过允许焊接气体在固化之前从焊接区域逃逸，该相隔距离498可改善焊接质量。

在一些情况下，相隔距离498应该被最小化。例如铝到铝的激光焊接应该在在焊接部区域中相隔距离498被最小化(e.g.,小于约0.125mm)的情况下进行。

对于图18-20的实施例，相隔距离498可通过延伸部477建立。第一和第二紧固特征部454A、456A中邻近洞462的那个和凸片461中的至少一个包括延伸部477，以限制插入到洞462的距离，以建立相隔距离498。在一个实施例中，第一部件10的第一紧固特征部454A包括在图18和19中以实线示出的延伸部477。例如，延伸部477可设置为邻近洞462，如此，延伸部477可从邻近洞462的第一部件10延伸。在另一实施例中，凸片461包括以477A示出的延伸部，如图18的虚线所示。在其他实施例中，凸片461和第一部件10两者可包括延伸部477或477A。应理解，一个或多个延伸部477或477A可在任何合适位置被使用和设置。通过改变延伸部477或477A的厚度，相隔距离498因此改变。本文使用的短语“至少一个”应该理解为包括非排他的逻辑“或”，即第一和第二紧固特征部454A、456A中的一个或凸片461中的至少一个。因此，在一些实施例中，凸片461包括延伸部477或477A，或第一和第二紧固特征部454A、456A中的一个包括延伸部477。在其他实施例中，凸片461和第一和第二紧固特征部454A、456A中的一个包括延伸部477或477A。与短语“至少一个”有关的相同原则适用于整个说明书。

对于图23-26的实施例，可通过沟槽478建立相隔距离498。具体说，突出部464可包括限定沟槽478的外周边479。保持构件466接合沟槽478以限定突出部464插入到保持构件466的开口465中的距离，以建立相隔距离498。通过改变沟槽478的位置，相隔距离498因此改变。

作为利用沟槽478建立相隔距离498的额外或替换方案，可通过在图24中以虚线所示的延伸部建立相隔距离498。第一和第二部件10、12中的至少一个包括延伸部480，以限制突出部464插入到开口465的距离，以建立相隔距离498。例如，延伸部480可从第二部件12、第一部件10或第一和第二部件10、12两者延伸。在图24中，仅出于展示的目的，延伸部480从第二部件12延伸。再次，通过改变延伸部480的厚度，相隔距离498因此改变。延伸部480可处于任何合适位置，且一个合适位置可邻近保持构件466。

对于图21和22的实施例，相隔距离498可通过延伸部481建立。第一和第二凸片471、473中的至少一个包括延伸部481，以限制第一和第二凸片471、473彼此接合的距离，以建立相隔距离498。因此，在一个实施例中，第一凸片471包括延伸部481。在另一实施例中，第二凸片473包括延伸部481。在另一实施例中，第一和第二凸片471、473每一个包括延伸部481。可选的延伸部481在图21中以虚线示出。

转到图27和28的实施例，第一和第二突出部474、475中的至少一个是锥形的，以限制第一突出部474插入到中空部分476的距离，以建立相隔距离498。在一个实施例中，第一突出部474是锥形的。在另一实施例中，第二突出部475是锥形的。在另一实施例中，第一和第二突出部474、475两者是锥形的，如在图27和28中仅出于展示的目的所示的。进而，第一和/或第二突出部474、475可以以期望构造弯曲，以建立相隔距离498。

图31示出了组装多个部件10、12A、12B、12C的方法500的流程图，且图4示出了利用了从引入部件10、12A、12B、12C到完成卷边的方法500的组装系统200的一个例子。

在图31中，方法500可包括图框502，其中机器人23从不被固定的(unfixtured)初始支撑件13(例如标准平坦传送带、存储箱、提包或运输架)拾取第一部件10，。初始支撑件13在图4中显示为运输架。控制器C(在图5和6中示出)使用任何合适的定位系统(例如视觉系统16)确定不被固定的第一部件10在初始支撑件13上的位置。

再次参见图4和31，在方法500的图框504中，使用机器人23将第一部件10置于没有固定件的支撑件30上。机器人手臂22随后被控制器C促动，以通过末端执行器26将第一部件10从传送带14取回。末端执行器26或抓持器28使用从视觉系统16的视觉位置数据确定的位置接合第一部件10。

机器人系统24可选地包括与控制器C通信的力传感器31(见图6)，以在第一和第二紧固特征部454、456彼此接合时测量施加到第一部件10和第二部件12A、12B、12C中的至少一个的力。换句话说，力传感器31测量施加到第一部件10和第二部件12A、12B、12C中的至少一个的载荷。具体说，力传感器31可测量施加到第一和/或第二紧固特征部454、456的载荷。力传感器31可确保第一和第二紧固特征部454、456接合彼此，以将第二部件12A、12B、12C固定到第一部件10。取决于第一和第二紧固特征部454、456的构造，力传感器31可测量载荷的变化，例如力的减少(即力下降)或力的增加，以确定在第一和第二紧固特征部454、456之间发生何种阶段的接合。进而，力传感器31可使得第一和/或第二部件10、12A、12B、12C的不期望变形最小化。如针对图6所述的，通常，力传感器31可设置在末端执行器26上。在一个实施例中，力传感器31设置在一个或多个抓持器28上。应理解，可利用一个或多个力传感器31且力传感器(一个或多个)31可位于任何合适位置。

参见图31，方法500可包括图框506，其中第一部件10的位置在位于支撑件30上时经由视觉系统16确定。在方法500的图框508处，第二部件12A、12B、12C的位置经由视觉系统16确定。与第一和第二部件10、12A、12B、12C的位置有关的数据被通信到控制器C。如上所述，每次定位且放置其中一个第二部件12A、12B、12C，这将在后文进一步描述。应理解，利用多个机器人23每次可置放多于一个的第二部件12A、12B、12C。

再次参见图4和31，一旦第一部件10定位在支撑件30上，则通过使用视觉系统16继续图框506和508，以确定第一部件10在支撑件30上的位置和第二部件12A、12B、12C的位置。一旦第一部件10被置于无固定件的支撑件30上且获得期望的数据，则可拾取其中一个第二部件12A、12B、12C。具体说，第二部件12A、12B、12C的位置被确定且随后被拾取。在一些实施例中，可通过视觉系统16确定第一部件10的多于一个位置和/或可通过定位系统16确定第二部件12A、12B、12C的多于一个的位置。

方法500可被设计为使得第二部件12A、12B、12C是尺寸比第一部件10小的部件。

在方法500的图框510处，使用机器人23，基于经由视觉系统16确定的第一部件10在支撑件30上的位置，将第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10定位。例如，在利用视觉系统时，摄像头(一个或多个)18或激光器(一个或多个)收集关于位置的数据，所述数据被用于准确地经由机器人系统24将第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10置放。

方法500随后前进到图框512，其中第一部件10的第一紧固特征部454和第二部件12A、12B、12C的第二紧固特征部456基于通过视觉系统16确定的位置根据第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10的定位而被接合在一起，以形成过程接头482，其具有将第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10保持的第一预定强度。如上所述，过程接头482设置为保持或维持第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10的期望位置。换句话说，过程接头482是一种机构，在形成一个或多个结构接头496之前，通过该机构，第一部件10和任何第二部件12A、12B、12C相对于彼此保持。支撑件30和过程接头482由此在形成结构接头496之前用作第一部件10和第二部件12A、12B、12C的几何设定特征部。如此，第一和第二紧固特征部454、456将第一和第二部件10、12A、12B、12C固定在一起。使得随后的处理可针对这些部件10、12A、12B、12C执行。通过利用机器人系统24，第一和第二紧固特征部454、456可彼此接合，或替换地，可通过操作者或工人手动地彼此接合。

在一些实施例中，将第一部件10的第一紧固特征部454和第二部件12A、12B、12C的第二紧固特征部456接合在一起(图框512)进一步包括，将凸片461插入到洞462中，以形成过程接头482(见图18和19的实施例)。在其他实施例中，将第一部件10的第一紧固特征部454和第二部件12A、12B、12C的第二紧固特征部56接合在一起(图框512)进一步包括，将突出部464插入开口465，以形成过程接头482(见图23-25的实施例)。更具体地，将突出部464插入开口465以形成过程接头482进一步包括，将突出部464插入限定了开口465的保持构件466。在该实施例中，方法500可前进到图框514，其中随突出部464插入到开口465中，保持构件466变形。

在其他实施例中，将第一部件10的第一紧固特征部454和第二部件12A、12B、12C的第二紧固特征部456接合在一起(图框512)进一步包括，将第一凸片471和第二凸片473接合在一起，以形成过程接头482(见图22的实施例)。在另一实施例中，将第一部件10的第一紧固特征部454和第二部件12A、12B、12C的第二紧固特征部456接合在一起(图框512)进一步包括，将第一突出部474插入第二突出部475的中空部分476，以形成过程接头482(见图28的实施例)。在各种实施例中，可利用多个第一紧固特征部454和多个第二紧固特征部456。在该实施例中，将第一部件10的第一紧固特征部454和第二部件12A、12B、12C的第二紧固特征部456接合在一起(图框512)进一步包括，将第一紧固特征部454与相应的第二紧固特征部456接合在一起。

另外，在方法500的图框516，在将第一和第二紧固特征部454、456接合在一起时，经由力传感器31可测量施加到第一部件10和第二部件12A、12B、12C中的至少一个的力。因此，通过将力传感器31整合在机器人手臂22上的末端执行器26上，第二部件12A、12B、12C在第一部件10上施加的力可被控制和/或监测，如图6所示。应理解图框516是可选的。

一旦第二部件12A、12B、12C中的一个固定到第一部件10以形成过程接头482，则图框506到516可针对第二部件12A、12B、12C中的另一个重复。这些图框针对被使用的第二部件12A、12B、12C的期望数量而重复。一个或多个过程接头482可形成为具有第二部件12A、12B、12C的每一个。在形成期望数量的过程接头482之后，部件10、12A、12B、12C被认为在几何构造上相对于彼此设定就位，且方法500可前进到图框518。

一旦针对期望数量的第二部件12A、12B、12C形成所有过程接头482，则可形成结构接头496或焊接部，以将第一和第二部件10、12A、12B、12C固定在一起。方法500可包括图框518，其中固定在一起的部件10、12A、12B、12C从支撑件30去除且被置于例如输送器14这样的可动支撑件上。替换地，固定在一起的部件10、12A、12B、12C保持在支撑件30上且运动到下一个工作站，以形成结构接头496。

在方法500的图框520处，执行部件10、12A、12B、12C的最终结构连接，例如通过用激光或电阻点焊进行焊接。图4示出了，具有过程接头482的部件10、12A、12B、12C可选地通过用在扫描工作站202的三维视觉系统126进行扫描而被检查。如果经由过程接头482的定位充分，则部件10、12A、12B、12C可通过另一机器人23从输送器14运动到远程激光焊接工作站204，在该处可用远程激光焊接器执行激光焊接。

具体说，在方法500的图框522，第一部件10和第二部件12A、12B、12C被焊接在一起，以在形成过程接头482之后形成结构接头496。如上所述，结构接头496具有大于第一预定强度的第二预定强度。结构接头(一个或多个)96比过程接头(一个或多个)482更强，以更永久地将第一和第二部件10、12A、12B、12C固定在一起。在将第一部件10和第二部件12A、12B、12C焊接在一起期间，在没有固定件的情况下通过过程接头482保持第一部件10和第二部件12A、12B、12C的相对位置。在一些实施例中，第二部件12A、12B、12C每次一个地在结构上焊接到第一部件10。

应理解，如图31的流程图所示的执行方法500的顺序或次序是出于展示的目的，且在本发明的范围内可以使用其他顺序或次序。还应理解，方法500可包括未具体在图31的流程图中示出的其他特征。

参见图1、4和32-34，本体车间组装系统200进一步包括施加器系统638，其将粘接剂680施加到第一部件10和第二部件12A、12B、12C中的至少一个。粘接剂680可以与图15的粘接剂308相同。在本文使用的短语“至少一个”应该被连接为包括非排他的逻辑“或”，即第一部件10或第二部件12A、12B、12C中的至少一个。因此，在一些实施例中，粘接剂680施加到第一部件10或第二部件12A、12B、12C。在其他实施例中，粘接剂680施加到第一部件10和第二部件12A、12B、12C。简单地说，粘接剂680可在部件10、12A、12B、12C相对定位之前施加到本体部件10、12A、12B、12C中的任一或两者。利用粘接剂将第二部件12A、12B、12C固定或附接到第一部件10消除了因固定件或夹持器发生的阻碍。进而，消除阻碍可改善周期时间(cycle time)且对激光焊接应用来说是有用的，其中夹持件会干扰激光线到被焊接部分的路径。

视觉系统16可用于将粘接剂680施加到第一部件10和/或第二部件12A、12B、12C上的期望位置。因此，视觉系统16(包括摄像头18)可用于找出粘接剂680要被应用到部件12A、12B、12C上的位置，或坐标定位器可用于将粘接剂680施加到部件12A、12B、12C上的具体位置。通常，施加器系统638布散粘接剂680。粘接剂680可以以许多不同方式被布散，一些方式在下文描述。

在一个实施例中，施加器系统638可包括桶、箱等，器填充有粘接剂680，且第二部件12A、12B、12C经由机器人23浸入到桶中的粘接剂680中。在该实施例中，第二部件12A、12B、12C的一侧可浸入到粘接剂680中，和/或第二部件12A、12B、12C的一个或多个边缘可浸入到粘接剂680中，等。进而，在该实施例中，第二部件12A、12B、12C可包括从第二部件12A、12B、12C向外延伸的一个或多个突出部，且一个或多个突出部可浸入粘接剂680中。

在另一实施例中，施加器(applicator)系统638可包括布散器，例如刷子、喷嘴、胶枪、喷雾枪、胶气瓶等，其中机器人23用布散器将粘接剂680施加到第一部件10和第二部件12A、12B、12C中至少一个。在一个实施例中，布散器可以是静止的，从而机器人23相对于布散器移动第二部件12A、12B、12C。在另一实施例中，机器人23将布散器相对于第一部件10和/或第二部件12A、12B、12C移动。

在另一实施例中，第二部件12A、12B、12C可浸入到粘接剂680中，和/或粘接剂680可经由工人或操作者通过手用施加器施加。换句话说，粘接剂680可被工人手动地施加。因此，粘接剂680可被手动地施加到第一部件10和/或第二本体部件12A、12B、12C。

使用的粘接剂680的类型具体设计为使得其不影响任何随后的过程或工作站。例如，对于车辆应用，粘接剂680的类型将不会影响施加到一个或多个本体部件10、12A、12B、12C的油漆。通常，所选择的粘接剂680可具有低的收缩性。粘接剂680可以是结构粘接剂、氰基丙烯酸酯粘接剂、热熔粘接剂、热硬化粘接剂、2件(2-part)粘接剂、红外线(IR)硬化粘接剂、紫外线(UV)硬化粘接剂、光硬化粘接剂或任何其他合适粘接剂。例如，粘接剂680可以是可从Henkel Corporation商业获得的粘接剂产品。以下是合适的粘接剂产品的两个表格。表格中列出的剪切强度是基于喷砂钢的。

表格1

表格2

在定位第二部件12A、12B、12C之前，粘接剂680施加到第一和第二本体部件10、12A、12B、12C中之一或两者，且由此第二部件12A、12B、12C粘接到第一部件10。在一些实施例中，粘接剂680施加到第二部件12A、12B、12C，且第二部件12A、12B、12C粘接到第一部件10，使得粘接剂680定位在第一部件10和第二部件12A、12B、12C之间，以形成过程接头682。简单地说，粘接剂680可置于第一部件10和第二部件12A、12B、12C之间。

在其他实施例中，第一和第二本体部件10、12A、12B、12C相对于彼此定位，且粘接剂680施加到第二部件12A、12B、12C的边缘692(见图35)，这使得粘接剂680位于第一和第二本体部件10、12A、12B、12C之间，以形成过程接头682。其他实施例中，粘接剂680可施加到第一部件10的边缘，这使得粘接剂680位于第一和第二本体部件10、12A、12B、12C之间，以形成过程接头682。应理解，粘接剂680可在任何合适位置施加到第一和/或第二本体部件10、12A、12B、12C，以形成过程接头682。

取决于粘接剂680的类型和粘接剂680所用于的应用的类型，粘接剂680应该在合理的时间量内固化或干燥，以不会使得在其他工作站的随后过程有任何延迟等。本文使用的术语“固化”可包括完全固化和部分固化，即不完全固化到完全强度结合。因此，固化可以是在粘接剂680完全固化到完全强度结合时，或部分地固化使得粘接剂680满足预定剪切强度时。换句话说，在第一和第二部件10、12之间发生充分结合时粘接剂固化，以将第二部件12相对于第一部件10保持或维持，这可在完全固化或部分固化时发生。

通常，粘接剂680是快速干燥粘接剂。固化时间可取决于环境条件，例如温度、湿度等，以及粘接剂680的性能、第一和/或第二本体部件10、12A、12B、12C的材料和/或第一和/或第二本体部件10、12A、12B、12C的表面特性。在一些组装操作中，过程接头682在约小于60秒内固化。例如，在将第一和第二本体部件10、12A、12B、12C粘接在一起之后，过程接头682从约1.0秒到约50.0秒固化。作为一个例子，可使用5.0秒或更少的固化时间。合适的固化时间的其他例子在上文列出，在表格中称为“固定时间”。表格中短语“固定时间”是指让粘接剂固化到小于完全强度的预定剪切强度的时间，即不完全固化。在粘接剂680足够干燥以保持或维持第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10的位置时，部件10、12A、12B、12C可运动到下一个工作站或阶段。应理解，固化时间足够长，以将部件10、12A、12B、12C粘接在一起，即不在部件相对于彼此置放之前固化。

本体车间组装系统200还可包括加速手段(accelerator)694(见图33)，其施加到过程接头682，以减少固化过程接头682的时间。加速手段694可以是减少固化过程接头682的时间的任何合适方法、材料、构件等。加速手段694可是热量、压力、湿气、一个或多个催化器和/或一个或多个粘接剂。例如，热量可通过炉子、风扇等施加。作为另一例子，压力可通过构件施加。作为另一例子，添加剂可在粘接剂施加到部件10、12A、12B、12C之前或之后被添加到粘接剂680。加速手段694可使用红外线硬化、温度硬化、化学硬化法等。应理解，加速手段694的类型可基于使用的粘接剂680的类型而被选择，或反之亦然。

一旦部件10、12A、12B、12C相对于彼此定位，则形成或建立过程接头682，以将部件10、12A、12B、12C保持在相对位置(在期望时包括材料之间的相隔距离698)，直到结构接头696(见图36)或结构焊接部在随后操作中形成。结构接头696提供部件10、12A、12B、12C之间的永久附接。

代替夹持件使用一个或多个过程接头682。过程接头682具有如上所述的预定强度，其可被称为第一预定强度。在结构接头696形成时，结构接头696具有大于第一预定强度的第二预定强度。因此，结构接头696提供本体部件10、12A、12B、12C之间更永久的附接。通常，一旦粘接剂680固化，则粘接剂680(具体说是过程接头)提供足以将第二部件12A、12B、12C保持或维持在期望预定位置的预定强度，直到例如通过激光焊接、电阻点焊等提供随后的结构接头696。

结构接头696可以是激光焊接的、电阻点焊的、其他熔接结合或焊接的(例如金属惰性气体(MIG)焊接)、固态结合的(例如超声波焊接或摩擦搅拌焊接)、机械接头(例如铆钉、自攻螺钉或机械铆紧)、结构粘接剂或上述方法的混合(一个或多个上述方法的组合)，其配置为在组件安装在车辆、器具等上时在组件的可用寿命中将第一和第二部件10、12A、12B、12C保持到彼此。在一些实施例中，过程接头682和视觉系统16可实现快速的单面或双面再点焊，例如但不限于远程激光焊接或电阻点焊。再点焊在过程接头682之后执行，且再点焊可在不使用夹持件的支撑件30上或固定件上执行，这可降低复杂性和成本，以及改善对焊接的可达性(accessibility)。

结构接头696或焊接部可位于相对于过程接头682的任何合适位置。在一些情况下，结构接头96可形成为远离过程接头682，即彼此间隔开。在其他情况下，结构接头696可形成为靠近或接近过程接头682。通过将结构接头696形成为远离过程接头682，粘接剂680的加热/燃烧可被最小化且焊接部中的多孔性可被最小化。在其他情况下，结构接头696可形成在过程接头682上。

在一些实施例中，参见图36，过程接头682可建立第一部件10和第二部件12A、12B、12C之间的相隔距离698(即间隙)。在一些实施例中，粘接剂680可建立相隔距离698。例如，在一些实施例中，粘接剂680具有厚度697(见图33)，其建立第一部件10和第二部件12A、12B、12C之间的相隔距离698。粘接剂680的粘性也可影响相隔距离698。因此，粘接剂680可基于粘接剂680的粘性而被选择，以形成期望的相隔距离698。在其他实施例中，代替或除了使用过程接头682形成相隔距离698，相隔距离698可通过第一和/或第二本体部件10、12A、12B、12C的表面中的一个或多个突出部或凹痕获得。应理解，粉剂(powder)可用于辅助相隔距离698的控制。

相隔距离698可有助于随后的焊接过程。相隔距离698与随后的结构焊接部的置放有关，所述焊接部将第一和第二本体部件10、12A、12B、12C固定在一起。例如，如果激光焊接用于结构接头696，则期望的是在部件10、12A、12B、12C之间具有相隔距离698。例如，在焊接部区域中材料具有约0.1毫米(mm)到约0.2mm的相隔距离98时，镀锌钢板的激光焊接可具有改进的质量，具有减小的多孔性。通过允许焊接气体在固化之前从焊接区域逃逸，该相隔距离698可改善焊接质量。

在一些情况下，相隔距离698应该被最小化。例如铝对铝的激光焊接应该在在焊接部区域中将相隔距离698最小化(例如小于约0.125mm)的情况下进行。

图37示出了组装多个本体部件10、12A、12B、12C的方法700的流程图，且图4示出了利用了从引入部件10、12A、12B、12C到完成卷边的方法700的本体车间系统200的一个例子。

在图37中，方法700可包括图框702，其中机器人23从不被固定的初始支撑件13(例如标准平坦传送带、存储箱、提包或运输架)拾取第一部件10。初始支撑件13在图4中显示为运输架。

再次参见图4和37，在方法700的图框704中，使用机器人23将第一部件10置于没有固定件的支撑件30上。方法700可包括图框706，其中第一部件10的位置在其位于支撑件30上时经由视觉系统16确定。在方法700的图框708，第二部件12A、12B、12C的位置经由视觉系统16确定。与第一和第二本体部件10、12A、12B、12C的位置有关的数据被通信到控制器C。一旦第一部件10定位在支撑件30上，则通过使用视觉系统16继续图框708，以确定第一部件10在支撑件30上的位置和第二部件12A、12B、12C的位置。

方法700可被设计为使得第二本体部件12A、12B、12C是尺寸比第一部件10小的部件。第二本体部件12A、12B、12C足够小以用于在无固定件的箱90中组装，如图4所示。

方法700随后前进到图框710，其中粘接剂680施加到第一部件10和第二部件12A、12B、12C中的至少一个。如上所述，粘接剂680可被施加到第一和/或第二本体部件10,12A、12B、12C。在一个实施例中，粘接剂680施加到第二部件12A、12B、12C。在另一实施例中，粘接剂680施加到第一部件10。在存在多个第二本体部件12A、12B、12C时，粘接剂680每次施加到一个本体部件12A、12B、12C。在粘接剂680施加到第一部件10时粘接剂680可在确定第二部件12A、12B、12C的位置之前施加。粘接剂680可以以许多不同方式施加，如上所述。例如，粘接剂680可被施加到第一和/或第二本体部件10,12A、12B、12C的侧部。作为另一例子，粘接剂680可施加到第二部件12A、12B、12C的边缘，使得粘接剂680位于第一和第二本体部件10、12A、12B、12C之间。

在方法700的图框712处，使用机器人23基于经由视觉系统16确定的第一部件10在支撑件30上的位置将第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10定位。例如，在利用视觉系统16时，摄像头(一个或多个)18或激光器(一个或多个)收集关于位置的数据，所述数据被用于经由机器人系统24将第二部件12A、12B、12C准确地相对于第一部件10置放。第二部件12A、12B、12C在施加粘接剂680之后相对于第一部件10定位。

方法700随后前进到图框714，其中第一部件10和第二部件12A、12B、12C基于通过视觉系统16确定的位置根据第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10的定位被粘接在一起，以形成过程接头682，其具有将第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10保持的第一预定强度。如上所述，过程接头682设置为保持或维持第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10的期望位置。换句话说，过程接头682是一种机构，在形成一个或多个结构接头696之前通过该机构第一部件10和任何第二部件12A、12B、12C相对于彼此保持。支撑件30和过程接头682由此在形成结构接头696之前用作第一部件10和第二部件12A、12B、12C的几何设定特征部。

另外，在方法700的图框716，在将第一和第二部件12A、12B、12C粘接在一起时，经由力传感器31可测量施加到第一部件10和第二部件12A、12B、12C中的至少一个的力。因此，通过将力传感器31整合在机器人手臂22上的末端执行器26处，第二部件12A、12B、12C在第一部件10上施加的力可被控制和/或监测，如图6所示。力传感器31与控制器C通信且被控制为确保通过末端执行器26施加的用于形成过程接头682的力保持在预定临界值以下。例如，在使用粘接剂680时，力传感器31可被控制为确保期望的力作用在粘接剂680上，而不使得部件10、12A、12B、12C变形，和/或确保粘接剂680的期望厚度697形成过程接头682的期望相隔距离698。

在施加粘接剂680以由此形成过程接头682时，一个或多个机器人23可被协作地控制以将第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10保持在期望位置。换句话说，控制器C可与一个或多个机器人23通信，使得机器人23协作以将第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10保持在期望位置。因此，方法700可进一步包括图框718，其中在将第一和第二本体部件10、12A、12B、12C粘接在一起之后过程接头682被固化。例如，机器人23可保持第二部件12A、12B、12C相对于第一部件10的位置，直到粘接剂680固化得足以使得第二部件12A、12B、12C维持在其相对于第一部件10的位置。以上描述了各种固化时间，且作为一个例子，在将第一和第二本体部件10、12A、12B、12C粘接在一起之后，过程接头682可从约1.0秒到约50.0秒固化。

方法700可选地包括图框720，其中加速手段694施加到过程接头682，以减少让过程接头682固化的时间。本文描述了加速手段694的不同类型的例子。加速手段694可在将粘接剂680施加到第一和第二本体部件10、12A、12B、12C中的至少一个之后或在任何其他合适时间施加。

一旦第二部件12A、12B、12C中的一个粘接到第一部件10以形成过程接头682，则图框706到720可针对第二部件12A、12B、12C中的另一个重复。这些图框针对被使用的第二本体部件12A、12B、12C的期望数量被重复。一个或多个过程接头682可用第二本体部件12A、12B、12C每一个形成。在形成期望数量的过程接头682之后，部件10、12A、12B、12C被认为在几何构造上相对于彼此设定就位，且方法700可前进到图框722。

一旦针对期望数量的第二本体部件12A、12B、12C形成所有过程接头682，则可形成结构接头696或焊接部，以将第一和第二部件10、12A、12B、12C固定在一起。方法700可包括图框722，其中被粘接在一起的部件10、12A、12B、12C从支撑件30去除且被置于例如输送器14这样的可动支撑件上。替换地，粘接的部件10、12A、12B、12C可保持在支撑件30上且被运动到下一个工作站，以形成结构接头696。

在方法700的图框724处，执行部件10、12A、12B、12C的最终结构连接，例如通过用激光或电阻点焊进行焊接。图4示出了，具有过程接头682的部件10、12A、12B、12C可选地通过用在扫描工作站202的三维视觉系统126进行扫描而被检查。如果经由过程接头682的定位充分，则部件10、12A、12B、12C可通过另一机器人23从输送器14运动到远程激光焊接工作站204，在该处，可用远程激光焊接器执行激光焊接。

具体说，在方法700的图框724，第一部件10和第二部件12A、12B、12C被焊接在一起，以在形成过程接头682之后形成结构接头696。如上所述，结构接头696具有大于第一预定强度的第二预定强度。结构接头(一个或多个)696比过程接头(一个或多个)682更强，以更永久地将第一和第二本体部件10、12A、12B、12C固定在一起。在将第一部件10和第二部件12A、12B、12C焊接在一起期间，在没有固定件的情况下通过过程接头682保持第一部件10和第二部件12A、12B、12C的相对位置。在一些实施例中，第二本体部件12A、12B、12C每次一个地在结构上焊接到第一部件10。

应理解，如图37的流程图所示的执行方法700的顺序或次序是出于展示的目的，且在本发明的范围内可以使用其他顺序或次序。还应理解，方法700可包括未具体在图37的流程图中示出的其他特征。

参见图38，部件组装系统800被提供。部件组装系统800配置为用于联接至少两个本体部件，即第一部件10和至少一个第二部件12。如图38所示，部件组装系统800包括无固定件的支撑件30、视觉系统16、机器人系统24、施加器系统822和控制器C。

在组装完成之后，第一部件10和至少一个第二部件12可以通过过程接头826连结(图40、43、46)。如本文所述，在不使用专用固定件或夹持件以呈现、定位或保持部件10、12的情况下实现第一部件10和至少一个第二部件12的组装。

机器人系统24配置为拾取至少一个第二部件12并使其运动，且基于第一部件的位置结果和第二部件的位置结果而将至少一个第二部件12相对于第一部件10定位。如此，不需要被组装的部件10、12每一个的确切位置的精确几何设定，因为机器人系统24已经通过第一部件位置结果和第二部件位置结果从控制器C向机器人系统24的传递而得知了部件10、12的相对位置。利用第一部件位置结果和第二部件位置结果，机器人系统24可以以相对于第一部件10位置的期望取向让至少一个第二部件12运动和定位。

再次参见图38，部件组装系统800包括施加器系统822。施加器系统822可以将粘合剂843与多个颗粒841混合，以形成涂有粘合剂的颗粒844，其被从施加器系统布散出去。颗粒841和粘合剂843可以与图16的相同。施加器系统822配置为将具有预定尺寸的涂有粘合剂的颗粒844(图39-47)布散，所述预定尺寸是基于第一部件10和第二部件12的材料构成而选择的。所布散的涂有粘合剂的颗粒844的预定尺寸可以通过施加器系统822控制。例如，施加器系统822可以具有可调整喷嘴815，其可以将额外的粘合剂843施加到从其布散出去的颗粒841，所述颗粒的尺寸比预定尺寸小。

施加器系统822可以将预混合的涂有粘合剂的颗粒844施加到在第一过程接头界面852处的第一部件10和在第二过程接头界面854处的至少一个第二部件12的至少一个。在本文使用的短语“至少一个”应该被连接为包括非排他的逻辑“或”，即第一部件10中或所述至少一个第二部件12的至少一个。在其他实施例中，涂有粘合剂的颗粒844可以既在第一过程接头界面852处施加到第一部件10且在第二过程接头界面854处施加到至少一个第二部件12。简单地说，在部件10、12的相对定位和过程接头826的形成之前，涂有粘合剂的颗粒844可在相应过程接头界面852、854处施加到本体部件10、12中之任一或两者。

过程接头826可以是在经由激光焊接处理等形成结构接头846之前的具有涂有粘合剂的颗粒844的第一部件10和至少一个第二部件12的初始联接部。粘合剂843和颗粒841可以用任何合适的、与激光焊接过程兼容的材料形成。如此，涂有粘合剂的颗粒844的预定强度必须足够强以将至少一个第二部件12相对于第一部件保持，即使部件装配条件不理想或不必精确亦如此。由此，粘合剂843在固定或固化时的预定强度足以将至少一个第二部件12相对于第一部件10维持在期望位置，形成过程接头826。粘合剂843的固化或固定时间被选择为允许部件10、12有时间相对于彼此定位，但又足够快以加速添加剂制造过程，以便不使得其他工作站的随后过程有任何延迟等。

通常，粘合剂843和颗粒841是快速固化材料的。粘合剂843和颗粒841可以为相同材料或不同材料的。在一些组装操作中，过程接头826从60.0秒到约90秒固化。涂有粘合剂的颗粒844可以利用各种技术固化或固定，例如空气固化、热固化、和紫外线固化。

作为例子，颗粒841可以用嵌入陶瓷硅基体的磁性材料，例如铁氧化物，形成。替换地，颗粒841可以用另一合适的非磁性材料形成。粘合剂843可以是与激光焊接过程兼容且保持粘接和非迁移特点的任何合适的粘合材料。例如，粘合剂843可以是基于聚合物的、基于有机物的或基于陶瓷的。粘合剂843也可以是合适的粘接剂。

在机器人系统24在第一过程接头界面852和在第二过程接头界面854处将第一部件10与至少一个第二部件12联接时形成过程接头826，使得第一部件10与至少一个第二部件12的联接使得涂有粘合剂的颗粒844接触第一过程接头界面852和第二过程接头界面854每一个且设置在它们之间，且使得涂有粘合剂的颗粒844固化或固定。

视觉系统16可用于定位第一过程接头界面852和第二过程接头界面854，使得施加器系统822可以将涂有粘合剂的颗粒844施加到第一部件10和/或至少一个第二部件12上的期望位置。因此，视觉系统16，例如摄像头18或坐标定位器，可用于找出第一过程接头界面852和/或第二过程接头界面854。预混合的涂有粘合剂的颗粒844可以以许多不同方式布散和施加到相应第一过程接头界面852和第二过程接头界面854，其中的一些在下文描述。

在一个实施例中，施加器系统822可包括布散器，例如刷子、喷嘴、胶枪、胶瓶等，其被机器人23使用，以将涂有粘合剂的颗粒844施加到第一过程接头界面852和第二过程接头界面854中的至少一个。布散器可以是静止的，从而机器人23将本体部件10、12中的一个相对于布散器运动。替换地，机器人23使布散器相对于相应本体部件10、12运动。在另一应用中，涂有粘合剂的颗粒844可以经由工人或操作者由手用施加器施加。换句话说，涂有粘合剂的颗粒844可以通过工人手动地施加。

涂有粘合剂的颗粒844可以应用于各种构造(图39-47)，以有助于形成期望的过程接头826。在一个示例性实施例中，如图39-41所示，涂有粘合剂的颗粒844出于几何设定和激光焊接间隙控制的目的而被利用和施加。在这样的实施例中，施加器系统822和机器人系统24将单层856的涂有粘合剂的颗粒844施加到第一过程接头界面852和第二过程接头界面854中的一个，如图39所示。

如图40所示，在视觉系统16的辅助下，机器人系统24在第一过程接头界面852和第二过程接头界面854处联接第一部件10与至少一个第二部件12。力传感器31测量在将第一和第二本体部件10、12粘接在一起时施加到第一部件10和至少一个第二部件12中至少一个的力的量。换句话说，力传感器31测量施加到第一部件10和第二部件12中的至少一个的载荷。力传感器31可使得第一和/或第二本体部件10、12的不期望变形最小化。进而，力传感器31可提供数据，以确保在第一和第二本体部件10、12之间在第一过程接头界面852和第二过程接头界面854处发生期望的涂有粘合剂的颗粒844的接触。

如图40-41所示，在该例子中，单个层856的涂有粘合剂的颗粒844具有厚度T11，其建立激光焊接所需的相隔距离D11。结果，单个层856的涂有粘合剂的颗粒844固化以联接第一部件10和至少一个第二部件12，形成过程接头826，其保持用于激光焊接的所需相隔距离D11(图41)。例如，当材料在焊接部区域中在它们之间具有约0.3mm的相隔距离D11时，镀锌钢板的激光焊接可以具有改进的质量和减小的多孔性。该相隔距离D11可以通过允许焊接气体在固化之前从焊接区域逃逸而改善焊接质量。在一些情况下，相隔距离应该被最小化。例如铝对铝的激光焊接应该在焊接部区域中相隔距离小于约0.125mm的情况下进行。在激光焊接过程和结构接头848的形成期间，涂有粘合剂的颗粒844存在于第一部件10和第二部件12之间，用于维持相隔距离D11。在结构接头848的形成期间，涂有粘合剂的颗粒844可以溶解、消散、升华或蒸发。例如，颗粒841可以溶解到粘合剂843中。

在另一示例性实施例中，如图42-44所示，涂有粘合剂的颗粒844出于激光焊接间隙控制和几何设定的自我定位的目的而被利用和施加。在这样的实施例中，施加器系统822和机器人系统24将至少一层864、866、868、870的涂有粘合剂的颗粒844施加到第一过程接头界面852和第二过程接头界面854的每一个，如图42所示。

具体说，在如图42所示的例子中，施加器系统822和机器人系统24将第一层864、868的涂有粘合剂的颗粒844和第二层866、870的涂有粘合剂的颗粒844施加到第一过程接头界面852和第二过程接头界面854的每一个。施加到第一过程接头界面852的、第一层864的涂有粘合剂的颗粒844被置于与第一过程接头界面852接触。施加到第一过程接头界面852的、第二层866的涂有粘合剂的颗粒844被施加且间断地置于第一层864的涂有粘合剂的颗粒844上和其之间。施加第一层864和第二层866的涂有粘合剂的颗粒844，以便沿第一过程接头界面852限定多个颗粒空腔872。涂有粘合剂的颗粒844的形成可以通过颗粒841的磁性性能(如果是磁性的)和粘合剂841粘接特点中之一或其他合适的手段保持。

施加到第二过程接头界面854的第一层868的涂有粘合剂的颗粒844置于与第二过程接头界面854接触。施加到第二过程接头界面854的第二层870的涂有粘合剂的颗粒844被施加且间断地置于第一层868的涂有粘合剂的颗粒844上和其之间。第一层868和第二层870的涂有粘合剂的颗粒844被施加为沿第二过程接头界面854限定多个颗粒柱体874。

如图43所示，在视觉系统16的辅助下，机器人系统24在第一过程接头界面852和第二过程接头界面854处联接第一部件10和至少一个第二部件12。力传感器31测量在将第一和第二本体部件10、12粘接在一起时施加到第一部件10和至少一个第二部件12中至少一个的力F的量。换句话说，力传感器31测量施加到第一部件10和第二部件12中至少一个的载荷。力传感器31可使得第一和/或第二本体部件10、12的不期望变形最小化。进而，力传感器31可提供数据，以确保在第一和第二本体部件10、12之间在第一过程接头界面852和第二过程接头界面854处发生期望的涂有粘合剂的颗粒844的接触。在第一过程接头界面852和第二过程接头界面854被联接以形成过程接头826时，每一个颗粒空腔872配置为接收多个颗粒柱体874中的一个，在它们之间形成集合体876。多个空腔872和多个柱体874可以是一对配合特征，在第一部件10和第二部件12联接时，其集合体876经由弹性平均(elasticaveraging)的原理而辅助将第一部件10和第二部件12相对于彼此准确对准。

如图44所示，在该例子，多个颗粒空腔872和多个颗粒柱体874的集合体876限定且保持激光焊接所需的相隔距离D11。结果，多个层864、866、868、870的涂有粘合剂的颗粒844固化以联接第一部件10和至少一个第二部件12，形成过程接头826，其保持激光焊接所需的相隔距离D11(图44)。例如，当材料在焊接部区域中在它们之间具有约0.3mm的相隔距离D11时，镀锌钢板的激光焊接可以具有改进的质量和减小的多孔性。该相隔距离D11可以通过允许焊接气体在固化之前从焊接区域逃逸而改善焊接质量。在一些情况下，相隔距离应该被最小化。例如铝对铝的激光焊接应该在在焊接部区域中相隔距离小于约0.125mm的情况下进行。在激光焊接过程和结构接头848的形成期间，涂有粘合剂的颗粒844存在于第一部件10和第二部件12之间，用于维持相隔距离D11。在形成结构接头848期间，涂有粘合剂的颗粒844可以溶解、消散、升华或蒸发。例如，颗粒841可以溶解到粘合剂843中。

在另一示例性实施例中，如图45-47所示，涂有粘合剂的颗粒844出于几何设定和激光焊接间隙控制的目的而被利用和施加,其中本体部件10、12中的一个具有不规则的过程接头界面852、854。在这样的实施例中，施加器系统822和机器人系统24施加多个层878、880的涂有粘合剂的颗粒844到第二过程接头界面854，如图45所示。

具体说，在如图45所示的例子中，第一过程接头界面852沿其限定多个机加工的沟道。如此，施加器系统822和机器人系统24对第二过程接头界面854施加至少第一层878和第二层880的涂有粘合剂的颗粒844。第一层878的涂有粘合剂的颗粒844沿第二过程接头界面854间断地间隔开。第二层880的涂有粘合剂的颗粒844在第一层878的涂有粘合剂的颗粒844上方间断地间隔开且直接置于其上。在这样的构造中，第一层878和第二层880形成沿第二过程接头界面854彼此间隔开的多个涂有粘合剂的颗粒柱体884。涂有粘合剂的颗粒844的形式可以通过颗粒841的磁性性能(如果是磁性的)和粘合剂843粘接特点中之一或其他合适手段保持。

如图41所示，在视觉系统16的辅助下，机器人系统24在第一过程接头界面852和第二过程接头界面854处联接第一部件10和至少一个第二部件12。力传感器31测量在将第一和第二本体部件10、12粘接在一起时施加到第一部件10和至少一个第二部件12中至少一个的力F的量。换句话说，力传感器31测量施加到第一部件10和第二部件12中至少一个的载荷。力传感器31可使得第一和/或第二本体部件10、12的不期望变形最小化。进而，力传感器31可提供数据，以确保在第一和第二本体部件10、12之间在第一过程接头界面852和第二过程接头界面854处发生期望的涂有粘合剂的颗粒844的接触。在第一过程接头界面852和第二过程接头界面854被联接以形成过程接头826时，通过第一过程接头界面852限定的每一个相应沟道882配置为接收由施加到第二过程接头界面854的涂有粘合剂的颗粒844形成的多个柱体884中的一个。在每一个相应沟道882接收相应柱体884中的一个时，在它们之间形成连接部886。

如图47所示，在该例子中，多个沟道882和多个颗粒柱体884的连接部886限定且保持激光焊接所需的相隔距离D11。结果，多个层878、880的涂有粘合剂的颗粒844固化，以联接第一部件10和至少一个第二部件12，形成过程接头826，其保持用于激光焊接的所需相隔距离D11(图47)。例如，当材料在焊接部区域中在它们之间具有约0.3mm的相隔距离D11时，镀锌钢板的激光焊接可以具有改进的质量和减小的多孔性。该相隔距离D11可以通过允许焊接气体在固化之前从焊接区域逃逸而改善焊接质量。在一些情况下，相隔距离应该被最小化。例如铝对铝的激光焊接应该在焊接部区域中相隔距离小于约0.125mm的情况下进行。在激光焊接过程和结构接头848的形成期间，涂有粘合剂的颗粒844存在于第一部件10和第二部件12之间，用于维持相隔距离D11。在结构接头848的形成期间，涂有粘合剂的颗粒844可以溶解、消散、升华或蒸发。例如，颗粒841可以溶解到粘合剂843中。

通过每一个上述施加策略形成的过程接头826具有第一预定强度，其将至少一个第二部件12相对于第一部件10保持。相应地，结构接头848具有第二预定强度，其大于第一预定强度。过程接头826单独设计为在结构接头846的形成期间在没有固定件的情况下将第一部件10和至少一个第二部件12相对于彼此维持。通过利用涂有粘合剂的颗粒844来形成过程接头826和固定或附接至少一个第二部件12到第一部件10消除了会因固定件或夹持件而发生的阻碍。进而，消除阻碍可改善周期时间且对于激光焊接应用是有用的。涂有粘合剂的颗粒844建立激光焊接操作所需的在第一部件10和至少一个第二部件12之间的相隔距离D11，且其中相隔距离D11与随后的结构接头848的置放关联，所述结构接头刚性地固定第一部件10和至少一个第二部件12。

控制器C与视觉系统16、机器人系统24和施加器系统822每一个通信。控制器C具有处理器和实体的非瞬时存储器，所述存储器上记录了指令，从而被记录指令的执行使得处理器执行图48所示的方法900。控制器C配置为经由处理器执行来自存储器的指令。通常，执行被记录的指令使得控制器C与视觉系统16、机器人系统24和施加器系统822每一个通信，以基于第一部件位置结果和第二部件位置结果而将第一部件10和第二部件12联接，以由此形成过程接头826，所述过程接头具有将第二部件相对于第一部件10维持的第一预定强度。具体说，被记录指令的执行使得处理器执行组装多个本体部件的本方法900的步骤，如图48所示。

在图框901，处理器使得控制器C向视觉系统16发送信号以确定第一部件10在无固定件支撑件30上的位置。一旦定位了第一部件10，视觉系统16将第一部件位置结果返回到控制器C。

在图框902，处理器使得控制器C向视觉系统16发出信号以确定第二部件12的位置。一旦定位了第二部件12，视觉系统16将第二部件位置结果返回到控制器C。

在图框903，处理器使得控制器C命令施加器系统822将预混合的涂有粘合剂的颗粒844施加到在第一过程接头界面52处的第一部件10且在第二过程接头界面854处的第二部件12的至少一个。涂有粘合剂的颗粒844可以被如上针对39-47所述地施加。

在图框904，处理器使得控制器C基于由视觉系统16返回的第一部件位置结果命令机器人系统24将第二部件12相对于第一部件10定位。再次，对于第二部件12，至少一个第二部件12通过至少一个视觉引导的机器人23的至少一个机器人手臂22而运动。在任何实施例中，摄像头(一个或多个)18与控制器C通信，控制器C还控制机器人系统24的一个或多个机器人23。基于通过控制器C从视觉系统16(即摄像头18)接收的第一部件位置结果和第二部件位置结果，控制器C随后提供控制信号，该控制信号命令机器人系统24将部件10、12相对于彼此定位，如此促动一个或多个机器人(一个或多个)23的机器人手臂(一个或多个)22。

在图框905，处理器使得控制器C命令机器人系统24在第一过程接头界面852和第二过程接头界面854处联接第一部件10和第二部件12，以形成具有第一预定强度的过程接头826，其将第二部件12相对于第一本体部件12保持。如图38所示，第一部件10可在制造过程接头时被保持在无固定件的支撑件30上，或如图39-40所示，在过程接头826形成期间，第一部件10和第二部件12可被机器人手臂22形式的分开的无固定件支撑件支撑，所述机器人手臂具有末端执行器26。

机器人系统24可包括与控制器C通信的力传感器31(图39)，以当用涂有粘合剂的颗粒844将第一和第二本体部件10、12粘接在一起时测量施加到第一部件10和第二部件12中至少一个的力的量。换句话说，力传感器31测量施加到第一部件10和第二部件12中至少一个的载荷。力传感器31监测在过程接头826的形成期间存在的夹持力F，以确保期望的应用力作用在涂有粘合剂的颗粒844上，而不引起部件10、12的变形。力传感器31可使得第一和/或第二本体部件10、12的不期望变形最小化。进而，力传感器31可提供数据，以确保在过程接头826的形成期间在第一过程接头界面852、第二过程接头界面854和涂有粘合剂的颗粒844之间发生期望的接触并确保过程接头26的期望相隔距离D11。应理解，可利用一个或多个力传感器31且力传感器(一个或多个)31可位于任何合适位置。通常，力传感器31可设置在末端执行器26上。

如上所述，过程接头826设置为维持第二部件12相对于第一部件10的期望位置。换句话说，过程接头826是一机构，在建立一个或多个结构接头848之前，第一部件10和任何第二本体部件10通过该机构相对于彼此保持。过程接头882由此在形成结构接头848之前用作第一部件10和第二部件12的地理位置设定特征。

在所有实施例中，如果在过程接头826的形成期间在部件10、12之间存在接触，不论是直接接触或是通过涂有粘合剂的颗粒844的间接接触，则控制器C可控制机器人手臂22，以允许在垂直于力F的平面中(例如如果力沿Z方向则在X-Y平面中)的运动，由此在形成过程接头826时允许力的控制优先于位置信息。

在图框906，处理器使得控制器C命令焊接设备896在过程接头826处将第一部件10焊接到第二部件12，以形成具有第二预定强度的结构接头848，所述第二预定强度大于过程接头826的第一预定强度。结构接头848提供本体部件10、12之间的永久附接。结构接头848可通过激光焊接、电阻点焊、其他熔接结合或焊接(例如金属惰性气体(MIG)焊接)、固态结合(例如超声波焊接或摩擦搅拌焊接)、机械连结(例如铆钉、自攻螺钉或机械铆紧)或以上的混合方法(一个或多个上述方法的组合)形成，其配置为在组件安装在车辆上时在组件的可用寿命中将第一和第二本体部件10、12保持到彼此。

结构接头848或焊接部可位于相对于过程接头826的任何合适位置。在一些情况下，结构接头848可形成为远离过程接头826。在其他情况下，结构接头848可形成为靠近或接近过程接头826。在其他情况下，结构接头848可形成在过程接头826上。

组装系统200和方法900可降低生产成本和引入新的车辆模块的提前时间，因为不需要用于不同的组装阶段的专用固定件和夹持件。复杂的零件保持托盘和固定件不被需要，因为视觉系统16实现了第一部件10和第二部件12的获取和置放，而不需要其精确的初始定位。另外，本文公开的许多无固定件支撑件30和末端执行器26是可重构、灵活性的，由此实现了用于与不同子组件一起使用的快速重构性。

应理解，如图48的流程图所示的执行方法900的顺序或次序是出于展示的目的，且在本发明的范围内可以使用其他顺序或次序。还应理解，方法900可包括未具体在图48的流程图中示出的其他特征。

图49显示了车辆本体部件的组装方法1000的流程图，且包括图框1010，其中机器人从不被固定的位置(例如标准平坦传动带输送器、存储箱或运输架)拾取并置放第一部件10。基于从摄像头18接收的信息，控制器C随后提供控制信号，所述控制信号促动在方法1000中使用的一个或多个机器人的机器人手臂(一个或多个)22。

参见图49和50，在方法1000的图框1020中，第一部件10被机器人系统24置于无固定件的支撑件30上，如图50所示。在图50中，支撑件30包括伺服马达1040，其让基部1041沿直线Z方向(即，如在图50观察的向上和向下)运动。促动器1042可分别让可调整和可锁定的销1044运动，以符合第一部件10的外表面，由此发挥可重构支撑件的功能。

一旦第一部件10定位在支撑件30上，则通过使用视觉系统16继续图框1020，以确定第一部件10在支撑件上的位置和第二部件(一个或多个)12A、12B、12C的位置(一个或多个)。方法1000设计为使得第二车辆本体部件12A、12B、12C是尺寸比第一部件10更小的部件。另外，第一部件10布置在部件12A、12B、12C的固定件30上，如在图50-52中针对部件12C示出的，以实现通过机器人23对部件进行的打开和灵活访问(flexible access)。

方法1000随后前进到图框1030，其中过程接头设置为维持第二部件12A、12B、或12C到第一部件10的期望相对位置。换句话说，过程接头是一种机构，在建立的一个或多个最终结构接头之前，第一部件10和任何第二部件12A、12B、12C通过该机构而相对于彼此保持。支撑件30支撑车辆本体部件10的一侧，且如图50的12C所示，第二车辆本体部件使用机器人23的末端执行器26而被保持就位。如果激光焊接随后用于提供结构接头，则部件10、12C可以保持在预定相隔距离T11。替换地，如果电阻点焊用于提供结构接头，则在一些实施例中，末端执行器26可以确保第一部件10和第二部件12C之间的接触，如针对图51所示和所述的。机器人保持的过程接头消除了对于在随后的激光焊接或电阻点焊操作期间用夹持件将部件10、12C保持到彼此的需要。例如图51-52所示的焊接器也被包括在图50的系统中。

在第二部件12C接触第一部件10的实施例中，例如在电阻点焊执行时，可以通过将力传感器31整合在机器人手臂22上的末端执行器26处而控制第二部件12C施加在第一部件10上的力。如图51所示，力传感器31操作性地连接到控制器C，且被控制为，确保通过末端执行器26施加的、形成过程接头的力维持预定值，以确保用于随后结构结合过程的部件接触，或低于阈值以防止部件10、12C的变形。在所有实施例，如果在过程接头形成期间存在部件10、12C之间的操作性接触，则控制器C可控制机器人手臂22，以允许在垂直于力的平面中(例如如果力沿Z方向则是在X-Y平面中)的运动，由此在建立过程接头时允许力控制优先于位置信息。以这种方式，部件10、12A、12B、12C的定位和保持被整合在机器人手臂运动和力的混合控制中。通过第一部件10和第二部件12C之间的由力控制的接触所形成的过程接头使得另一机器人手臂22A能够控制电阻点焊焊接器1035A，以形成部件10、12C到彼此的结构焊接部。图50的视觉系统16或机器人安装的视觉系统也包括在图51的系统。

图52显示了具有末端执行器26的系统的实施例，所述系统整合了可调整的定位销1028，该定位销可以被单独控制长度，以提供可调整界面，以匹配部件12C的外表面。磁体1032可以附接在每一个销1028的端部处。另外，激光焊枪1035整合在末端执行器26中且在其上可动。力传感器31也整合到末端执行器26中。

参考图49，在图框1030中，在部件12A、12B、12C每一个和部件10之间建立了过程接头、且部件12A、12B、12C焊接到部件10之后，部件10、12A、12B、12C被认为在几何结构上相对于彼此设定就位，且方法1000前进到图框1037。部件10可从支撑件30去除且运动到单独的焊接单元，或可保持支撑在支撑件30上，使得在与几何点焊过程(geo-spot process)相同的单元中执行再点焊过程。在图框1037，执行组件的最终结构连接，例如通过用激光或电阻点焊进行焊接。例如，激光焊接可用具有末端执行器26B的远程激光焊接器执行，该末端执行器具有图17所示和所述的视觉系统和镜子系统37。焊接之后，可以发生额外的处理，例如通过将粘接剂材料布散到连结的第一和第二车辆本体部件10、12A、12B、12C(即经组装的内行李箱盖板)。机器人23、视觉系统16和柔性末端执行器26可被控制器C协作地控制，以实现粘接剂的快速施加。粘接的部件可随后通过三维视觉系统126在扫描工作站针对是否符合预定定位规范来检查。如果经由粘接剂的定位充分，则组件可被另一机器人运动到一个或多个额外处理工作站，例如用于将带有经组装的内行李箱盖板的外行李箱板进行卷边。

图53示出了可释放粘接剂1100，其允许通过使用范德瓦尔斯力(van der Waalsforce)进行可逆结合。可释放的粘接剂1100将第一表面1110和第二表面1120粘接和从其释放，所述第一表面和第二表面基本上是用各种材料制成且具有各种纹理的固体表面。例如，第一表面1110可以是第一部件10的表面，且第二表面1120可以是第二部件12的表面。

可释放的粘接剂1100包括主材料1111，主材料具有布置为与第一表面1110和第二表面1120上的颗粒接触的颗粒(例如分子、原子、离子等)。如图53的标注所示，主材料1111的分子1115在附接位置处接触第二表面1120的分子1125。例如，主材料1111的表面通常平行于第一表面1110，且主材料1111的另一表面通常平行于第二表面1120。范德瓦尔斯力允许主材料1111的分子1115粘附到第二表面1120。具体说，主材料1111的分子1115抵抗拉力1180和剪切力1185而维持可释放粘接剂1100和附接表面(例如第二表面1120)之间的结合。

不同于典型粘接剂所需的传统化学结合过程，可释放粘接剂1100不需要固化，由此允许可释放粘接剂1100几乎即刻地粘接到表面1110、1120。可释放粘接剂1100还可粘接到表面1110、1120，而不使用外部电源、促动器或其他手段。

范德瓦尔斯力还允许主材料1111的分子1115和附接表面(例如第二表面1120的分子1125)的分子之间的结合在剥离力1190施加到附接表面或可释放粘接剂1100时分离。如图53的标注所示，在主材料1111不接触第二表面1120的地方，主材料1111的接触分子1115的表面通常不平行于接触分子1125的第二表面1120。

在一些实施例中，主材料1111包括微结构和/或纳米结构聚合物，例如尤其是硅树脂和聚二甲硅氧烷(PDMS)。在一些实施例中，主材料1111包括聚合物，例如(功能化的)聚碳酸脂、聚烯烃(例如聚乙烯和聚丙烯)、聚酰胺(例如尼龙)、聚丙烯酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯。

在一些实施例中，主材料1111包括复合材料，例如强化塑料，其中塑料可以包括任何上文列出的示例性聚合物的任何，且加强物可以包括以下的一个或多个：粘土、玻璃、碳、颗粒形式的聚合物、纤维(例如纳米、短的或长的纤维)、小片(platelet)(例如纳米尺寸或微米尺寸的)和细须，等。

主材料1111可包括合成或无机分子。尽管所谓生物聚合物(或绿色聚合物)的使用在许多行业变得流行，但是基于石油的聚合物仍然在平常使用中更常见。主材料1111也可以包括回收材料，例如聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)聚合物，其为约百分之八十五的消费后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在一个实施例中，主材料1111包括某种塑料。在一个实施例中，材料包括热朔性材料。

在一个实施例中，主材料1111包括复合材料。例如，主材料1111可包括纤维强化聚合物(FRP)复合材料，例如碳纤维强化聚合物(CFRP)或玻璃纤维强化聚合物(GFRP)。复合材料可以是玻璃纤维复合材料，例如。在一个实施例中，FRP复合材料是混合塑料-金属复合材料(例如含有金属强化纤维的塑料复合材料)。主材料1111在一些实施方式中包括聚酰胺等级聚合物(polyamide-grade polymer)，其可通常被称为聚酰胺。在一个实施例中，主材料1111包括丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。

在一个实施例中，主材料1111包括聚碳酸脂(PC)。主材料1111也可以包括一类树脂。示例性树脂包括玻璃纤维强化的聚丙烯(PP)树脂、PC/PBT树脂和PC/ABS树脂。

在如图53所示的实施例中，可释放粘接剂1100包括多个刚毛1130(例如合成刚毛)。范德瓦尔斯力使用主材料1111和表面1110、1120的颗粒(例如原子、分子、离子)之间的吸引和排斥而允许每一个刚毛1130中/上的主材料1111粘接和释放到表面1110、1120。刚毛1130从基部1113的两侧延伸，这允许可释放粘接剂1100用作双侧粘接剂。

如上所述，范德瓦尔斯力允许主材料1111的分子1115与附接表面的分子(例如第二表面1120的分子1125)附接和分离，取决于主材料1111的分子1115和附接表面分子的取向。具体说，范德瓦尔斯力允许刚毛1130中或上的主材料1111附接到表面1110、1120和从其剥离，以逆转(释放)刚毛1130中/上的主材料1111与表面1110、1120之间形成的结合。

表面1110、1120上或中的杂质(例如污垢、油和空气穴(air pocket))不大幅度使得通过可释放粘接剂1100形成的总体结合变弱，因为在刚毛1130和表面1110、1120之间存在许多接触面积。具体说，刚毛1130形成与表面1110、1120形成多个独立结合，这甚至在存在一些影响界面的一个或多个极限点处的结合的杂质的情况下允许可释放粘接剂1100结合。

可释放粘接剂1100(包括每一个刚毛1130)可被设计为具有预定载荷承受能力。例如，在要被承载的载荷来自在张力载荷下的小物体的情况下，可释放粘接剂1100的载荷承载能力可以为约每平方厘米0.1磅的力(lbs/cm²)到约1.0lb/cm²，其中面积测量(cm²)是每一个刚毛1130中/上的主材料1111的表面面积。然而，在物体处于剪切载荷下的情况中，可释放粘接剂1100的载荷承载能力可以为约1.0到约20lbs/cm²。

在一些实施例中，还如图53所示，主材料1111被注入嵌入材料1121。替换地，嵌入材料1121可以是具有与主材料1111不同性能的材料。

嵌入材料1121可包括注入到主材料1111的分子结构的颗粒或路径。嵌入材料1121可以注入主材料1111中的每一个刚毛1130中。替换地，嵌入材料1121可以注入被选择的刚毛1130，如图53所示。

在一些实施例中，嵌入材料1121可以用于增加主材料1111的导电性。例如，掺杂(doping)(例如改变分子结构中任何数量电子和空穴的位置)可用于增加主材料1111的导电性。增加主材料的导电性且由此增加可释放粘接剂1100的导电性在表面1110、1120需要导电的应用中很重要。例如，主材料1111的掺杂可以适用于其中可释放粘接剂1100用作蓄电池应用中的导体的应用。

嵌入材料1120可包括导电填充物，例如但不限于碳纳米管、碳黑、金属纳米颗粒(例如铜、银和金)或其组合。

在可释放粘接剂1100A的另一实施例中，如图54所示，刚毛1130A形成到截头棱柱(truncated prism)1132的阵列中。每一个截头棱柱1132包括至少一侧1134和顶部1136(见图54的标注)，其用作平坦、大致平坦、或平滑的表面，以使得与附接表面(例如第一表面1110)的接触最大化。可施加到附接表面的范德瓦尔斯力在具有更大的接触区域的情况下更高，且如此，使得与附接表面的接触最大化在粘接剂1100设计中是优先的。

在一些实施例中，截头棱柱的几何形状可变化。例如，如在54所示，截头棱柱阵列可形成为截断金字塔形，其中每一个金字塔包括两侧1134和顶部1136，其用于产生用于粘接表面1110、1120的充分的范德瓦尔斯力。然而，截头棱柱阵列可以是截断圆锥形(倾斜或截头圆锥形表面)的形式，其中侧1134绕圆形基部的圆周延伸。

表面1110、1120上或中的杂质(例如污垢、油和空气穴)不使得总体结合大幅度变弱，因为在截头棱柱1132和表面1110、1120之间存在许多接触面积。具体说，截头棱柱1132形成与表面1110、1120的多个独立结合，这甚至在存在影响界面的一个或多个极限点处结合的杂质的情况下允许可释放粘接剂1100结合。

截头棱柱1132的阵列跨限定的宽度1140延伸。宽度1140可为大约1mm到20mm。截头棱柱沿限定的长度1142重复，所述限定的长度具有类似于宽度1140的范围。每一个棱柱1132之间的间距应该足以允许接触表面(例如第一表面1110)。例如，第一棱柱1132的一个边缘和随后的棱柱1132之间的间隔1138可以为10纳米(nm)到200微米(μm)。

在一些实施例中，截头棱柱1132可以包括嵌入材料1121。嵌入材料1121可以添加(掺杂)到截头棱柱1132的微细构造。通过包括从主材料的基部(例如图53的基部1153)延伸的截头棱柱1132的另一阵列(其与如图54所示的阵列相对)，可释放粘接剂1100A可用作双侧粘接剂。

在另一实施例中，如图55所示，可释放粘接剂1100B可以包括多个层，包括粘接垫1150、表皮1160和腱1170。共同地，多个层使得与表面1110、1120的接触区域最大化，同时维持沿施加载荷方向(例如沿表皮1160的织物的纤维)的刚度。

在该实施例中，粘接垫1150(例如聚合物弹性体)附接到表皮1160(例如纺织织物)，所述表皮附接到腱1170(例如纺织织物)。将粘接垫1150附接到表皮1160和腱1170提供了实现粘接的强度，以维持抵抗剪切力1185和拉力1180。图55的例子示出了第一表面1110如何通过可释放粘接剂1100B中的织物(例如纤维)的刚度而维持抵抗剪切力1185和拉力1180。另外，多个层提供沿剥离载荷(例如剥离力1190)方向的刚度，由此实现从附接表面(例如图55所示的第二表面1120)的释放。

粘接垫1150可以包括材料，所述材料在期望应用的预定力能力范围中具有弹性特征。材料应该确保粘接垫1150材料的变形损失(例如粘弹性、塑性或折断性)被最小化或减小。粘接垫1150可以包括例如但不限于硅树脂、PDMS等的材料。粘接垫1150可以具有10nm到100nm之间的厚度。

表皮1160可以包括相似的弹性材料，其使得与粘接垫1150相关的变形损失最小化。表皮1160可以包括纺织织物材料，例如碳纤维织物、纤维玻璃、(KEVLAR是美国特拉华州的威明顿的E.I.du Pont de Nemoursand Company的注册商标)等。表皮1160可以具有10nm到1mm的厚度。

腱1170可以包括纺织织物材料，其尤其具有高硬度纤维，例如玻璃纤维、尼龙和碳纤维。腱1170应该具有足以将垫1150附接到表皮1160的厚度。例如，腱1170可具有1mm到100mm的长度。

腱1170和粘接垫1150之间的连接可以根据具体期望应用而具有预定尺寸、取向和空间位置。预定尺寸可被改变，以使得对于期望的应用，剪切和法向载荷需求平衡。

在导电应用中，垫1150可与嵌入材料1121掺杂。例如，嵌入材料1121可包括如上所述的金属纳米颗粒。在一些实施例中，表皮1160和/或腱1170还可掺杂导电材料(例如碳纤维织物)。

其中附接到垫1150的腱1170可影响可释放粘接剂1100的功能性。例如腱1170的厚度、腱1170的材料成分、腱1170相对于垫1150的定位这样的特点可以以各种方式设定，以实现用于各种应用中期望性能的不同结果。例如，腱1170的定位可影响悬挂能力。将腱1170附接在垫1150的边缘允许增加可释放粘接剂1100沿剪切方向的(即剪切力1185的方向)强度，如图55所示。然而，将腱1170附接在垫1150的内表面上允许增加可释放粘接剂1100沿拉动方向(即拉力1180方向)的强度。

在另一实施例中，如图56所示，可释放粘接剂1100(例如刚毛1130、棱体1132)可以形成为柔性结构，其可模制为围绕或连接表面。例如，可释放粘接剂1100功能可以类似于单面胶带。

在一些实施例中，可释放粘接剂1100、1100A、1100B等可包括在多于一个表面上，以用于粘接的目的。例如，可释放粘接剂1100和可释放粘接剂1100B可以用作到表面1120的双面粘接表面。通过包括从与所示刚毛1130A相对的基部1113延伸的另一刚毛1130A阵列，可释放粘接剂1100A和/或1100C还可配置为用作双面胶带。

单面或双面胶带可以用于将表面1110、1120定位、夹捏在一起、包围或保持在一起。

单面或双面胶带可以利用非导电形式或使用嵌入材料1120而具有导电掺杂物质的可释放粘接剂1100、1100A、1100B、1100C。例如，可释放粘接剂1100、1100A、1100B、1100C可以是导电、单面胶带形式，其可以用于将表面1110、1120固定到彼此和让电流经过彼此和单面胶带，如图56所示。

图57示出了胶带布散器1200，用于将可释放粘接剂1100施加到部件或子部件。在具有第一表面1110的第一部件10和具有第二表面1120的第二部件12需要在随后制造操作之前暂时地被保持在一起的情况下，可释放粘接剂1100可以用作过程接头，以允许部件和子部件的组装，而不使用固定件(无固定件)。胶带布散器1200可以是用于将胶带(例如单面的)施加到表面的现成的布散器。胶带布散器1200可以替换地用于施加可释放粘接剂1100A、1100B或1100C。本文所述的任何可释放粘接剂可以用于建立过程接头。

在一些无固定件实施例中，可释放粘接剂1100是单面胶带，其可附接到第一表面1110且随后绕回或转回以附接到第二表面1120。在其他无固定件实施例中，可释放粘接剂1100为如上所述的双面胶带形式，其将第一表面1110附接到胶带的一面且将第二表面1120附接到胶带的第二面。

在一些实施例中，如图57所示，包括可释放粘接剂1100的胶带包括通气孔1131，以允许气体、废气和其他沉积物在随后的制造过程中逃逸。通气孔1131大小设置为且间隔为允许气体和废气通过，同时保持将第一表面1110粘接到第二表面1120的强度。一旦表面1110、1120通过可释放粘接剂1100固定，则表面1110、1120可焊接或以其他方式永久地连结。

在可释放粘接剂1100为胶带形式的实施例中，胶带的厚度可以取决于表面的期望装配(例如在第一表面1110和第二表面1120之间是否期望相隔距离)。在部件在消费者看得见的表面处或附近的情况下，表面1110、1120的紧密装配(例如间隙最小或没有间隙)是期望的，而在在消费者不可见的表面上或凹入槽道处或附近连结的情况下，间隙可以是期望的。例如，当在表面1110、1120之间期望紧密装配时，可释放粘接剂1100的厚度可为大约100μm。然而，在表面1110、1120之间期望间隙时，可释放粘接剂1100的厚度为200μm到2mm。

图58和59显示了使用可释放粘接剂1100的无固定件应用的过程。如图所示，双面胶带形式的可释放粘接剂1100用于将较小的第二部件12A、12B、12C固定到较大的第一部件10，以在将第二部件12A、12B、12C焊接到第一部件10之前形成过程接头。

首先，含有可释放粘接剂1100的双面胶带附接到第一部件10。胶带的分布可以是一个连续长度或是几个小的分段体，以将第一部件10连结到第二部件12A、12B、12C。连续长度可以是期望的，其中至少一个表面1110、1120(例如在第一部件10或任何第二部件12A、12B、12C之任一上)具有大的平坦区域。然而，小的分段部件可以是期望的，其中表面1110、1120包括曲率。

接下来，通过连接连结表面的双面胶带上的可释放粘接剂1100，第二部件12A、12B、12C被固定到第一部件10。双面胶带可在随后处理期间去除或在更永久的连接过程(例如焊接)将第一部件10和第二部件12A、12B、12C固定之后保持。

尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年5月20日递交的美国临时专利申请NO.62/000,829；于2014年6月6日递交的美国临时申请No.62/008,659；于2014年6月6日递交的美国临时申请No.62/008,660；于2014年6月6日递交的美国临时申请No.62/008,663；于2014年5月20日递交的美国临时申请No.62/000,823；和于2014年11月13日递交的美国临时申请No.62/079,326的权益，这些申请通过引用全部合并于此。

Claims (10)

1.一种用于组装第一部件和第二部件的系统，所述系统包括：

支撑件，操作性地支撑第一部件而没有任何固定件；

视觉系统，配置为观察第二部件和被支撑的第一部件且确定其位置；

机器人系统，配置为将第二部件相对于第一部件移动和定位；和

控制器，操作性地连接到视觉系统和机器人系统，且可操作为控制机器人系统以基于通过视觉系统确定的位置将第二部件相对于第一部件定位。

2.如权利要求1所述的系统，其中第一部件具有第一特征部，且第二部件具有第二特征部，所述第二特征部与第一特征部互补，使得第一特征部和第二特征部建立过程接头，所述过程接头配置为具有足以将第二部件相对于第一部件维持在通过视觉系统确定的位置中的预定强度。

3.如权利要求2所述的系统，其中第一特征部是第一紧固特征部且第二特征部是第二紧固特征部，所述第二紧固特征部配置为接合所述第一紧固特征部。

4.如权利要求1所述的系统，进一步包括粘接剂，该粘接剂定位在第一部件和第二部件之间，建立过程接头，所述过程接头配置为具有足以将第二部件相对于第一部件维持在通过视觉系统确定的位置中的预定强度。

5.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

涂有粘合剂的颗粒，定位在第一部件和第二部件之间，建立过程接头，所述过程接头配置为具有足以将第二部件相对于第一部件维持在通过视觉系统确定的位置中的预定强度；其中涂有粘合剂的颗粒具有建立第一部件和第二部件之间的相隔距离的厚度；且

其中，所述相隔距离与第一部件到第二部件的随后结构焊接部关联。

6.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

可释放粘接剂，定位在第一部件和第二部件之间，建立过程接头，所述过程接头配置为具有足以将第二部件相对于第一部件维持在通过视觉系统确定的位置中的预定强度；其中可释放粘接剂建立第一部件和第二部件之间的相隔距离；且

其中，所述相隔距离与第一部件到第二部件的随后结构焊接部关联。

7.如权利要求1所述的系统，其中机器人系统建立第一部件和第二部件之间的相隔距离；且

其中相隔距离与第一部件到第二部件的随后结构焊接部关联。

8.如权利要求1所述的系统，其中机器人系统，包括：

第一机器人手臂，操作性地将第二部件保持在通过视觉系统确定的位置，以通过支撑件建立过程接头；和

第二机器人手臂，配置为在第一机器人手臂将第二部件保持在通过视觉系统确定的位置时将第一部件焊接到第二部件。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述支撑件是另一机器人手臂或可重新定位的支撑件。

10.一种组装部件的方法，包括：

经由具有至少一个摄像头的视觉系统，确定不被固定的第一部件的位置；

基于确定的位置通过第一机器人获取第一部件；

使用第一机器人将第一部件置于没有固定件的支撑件上；

经由视觉系统确定第一部件在支撑件上的位置和第二部件的位置；

使用第一机器人或第二机器人且基于被确定的第一部件在支撑件上的位置，将第二部件相对于第一部件定位；和

根据所述定位，将第一部件相对于第二部件保持。