CN106163734A - 车身组装系统以及车身组装方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种车身组装系统以及车身组装方法，与以往相比能够削减设备空间以及设备费用。车身组装系统(1)将由构成车身的一个以上部件来形成的组件彼此焊接而组装车身构造体，其特征在于，所述车身组装系统具有：上夹具(41、51、61)，其在能够维持作为组件的相关位置以及姿势的状态下将一个以上部件固定安装；下夹具(81)，其与固定安装于上夹具(41、51、61)的组件连结；和焊接机器人(7)，上夹具(41、51、61)和下夹具(81)分别具有相互连结的上夹具连结部(413、513、613)以及下夹具连接部(813)，焊接机器人(7)在维持组件与下夹具(81)的连结以及上夹具(41、51、61)与下夹具(81)的连结的状态下，将形成组件的一个以上部件之间以及组件彼此之间焊接。

Description

车身组装系统以及车身组装方法
技术领域
本发明涉及车身组装系统以及车身组装方法。
背景技术
以往，作为焊接车身的构成部件来组装车身的技术，例如公开了专利文献1以及专利文献2。在这些车身组装技术中，例如构成包括组装主底板的主底板工序等。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2013-159125号公报
专利文献2：日本特开2000-61647号公报
但是，主底板由前组件、前底板组件以及后底板组件构成，在上述专利文献所公开的技术中，需要在主底板工序的上游设置前组件工序、前底板组件工序以及后底板组件工序，并预先焊接各个组件。因此，在这些上游的各个工序中，需要用于对形成组件的部件进行焊接的焊接用夹具以及焊接机器人。即，在这些上游的各个工序中需要一套专用的焊接设备，所以从设备空间以及设备费用的观点来看需要改善。
发明内容
本发明以上述情况为鉴，其目的在于，提供一种车身组装方法以及车身组装系统，与以往相比能够削减设备空间以及设备费用。
为了实现上述目的，本发明的车身组装系统(例如后述的车身组装系统1)将由构成车身的一个以上部件(例如后述的前侧车架11、轮罩壳体12、隔板13、仪表板14、前底板、后侧车架31、第一横梁32、第二横梁33)来形成组件(例如后述的前组件10、前底板组件20、后底板组件30)，并将该组件彼此焊接而组装车身构造体(例如后述的主底板)，其特征在于，所述车身组装系统具有：上夹具(例如后述的上夹具41、51、61)，其在能够维持作为所述组件的相关位置以及姿势的状态下将所述一个以上部件固定安装；下夹具(例如后述的下夹具81)，其与固定安装于所述上夹具的组件连结；和焊接装置(例如后述的焊接机器人7)，所述上夹具和所述下夹具分别具有相互连结的连结部(例如后述的上夹具连结部413、513、613、下夹具连接部813)，所述焊接装置在维持所述组件与所述下夹具的连结以及所述上夹具与所述下夹具的连结的状态下，将形成所述组件的所述一个以上部件之间以及所述组件彼此之间焊接。
在本发明的车身组装系统中设有：上夹具，其在能够维持作为组件的相关位置以及姿势的状态下将一个以上部件固定安装；和下夹具，其与固定安装于上夹具的组件连结，并且与上夹具连结。并且，在维持组件与下夹具的连结以及上夹具与下夹具的连结的状态下，通过焊接装置将形成组件的一个以上部件之间以及组件彼此之间焊接。
根据本发明的车身组装系统，由于将形成组件的一个以上部件之间的焊接与组件彼此之间的焊接并行地进行，所以不需要以往那样地先进行焊接组装的各个组件工序。因此，根据本发明能够集约工序并能够削减设备空间以及设备费用。
另外，为了实现上述目的，本发明提供一种车身组装方法，其由构成车身的一个以上部件来形成组件，并将该组件彼此焊接而组装车身构造体，其特征在于，所述车身组装方法具有：上夹具安装工序，其在能够维持作为所述组件的相关位置以及姿势的状态下将所述一个以上部件固定安装于上夹具；连结工序，其将在所述上夹具安装工序中固定安装于所述上夹具的组件与下夹具连结，并且将所述上夹具与所述下夹具连结；和焊接工序，其在维持所述组件与所述下夹具的连结以及所述上夹具与所述下夹具的连结的状态下，将形成所述组件的所述一个以上部件之间以及所述组件彼此之间焊接。
根据本发明的车身组装方法，首先，在能够维持作为组件的相关位置以及姿势的状态下将一个以上部件固定安装于上夹具。接着，将固定安装于上夹具的组件与下夹具连结，并且将上夹具与下夹具连结。然后，在维持这些连结状态下将形成组件的一个以上部件之间以及组件彼此之间焊接。
根据本发明的车身组装方法，能够实现与上述车身组装系统的发明相同的效果。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种车身组装系统以及车身组装方法，与以往相比能够削减设备空间以及设备费用。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的前组件的立体图。
图2是上述实施方式的后底板组件的立体图。
图3是在上述实施方式的车身组装系统中，表示由上夹具握持前组件时的状态的图。
图4是在上述实施方式的车身组装系统中，表示搬运由各个上夹具所握持的各个组件时的状态的图。
图5是在上述实施方式的车身组装系统中，表示由焊接机器人焊接时的状态的图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的一个实施方式。
本实施方式的车身组装系统1是组装汽车车身的主底板的系统。在此，主底板由前组件、前底板组件以及后底板组件构成。
本实施方式的车身组装系统1具有：设置工位2；作为前组件搬运装置的前组件搬运机器人4；作为前底板组件搬运装置的前底板组件搬运机器人5；作为后底板组件搬运装置的后底板组件搬运机器人6；作为焊接装置的焊接机器人7；和组装工位8。
图1是本发明的一个实施方式的前组件10的立体图。
前组件10为矩形框状并安装在汽车的车身前方侧部分。由该前组件10包围的空间构成收纳发动机的发动机室。
如图1所示，前组件10具有一对前侧车架11、11、一对轮罩壳体12、12、隔板13、和仪表板14。即，前组件10由六个部件构成。
一对前侧车架11、11配置在发动机的侧方。
一对轮罩壳体12、12分别配置在一对前侧车架11、11上。
隔板13配置在发动机的前方。
仪表板14配置在发动机的后方。
另外，如图1所示，前组件10在设置工位2所具有的前设置工位2a中，使上述六个部件以再现作为前组件10的相关位置以及姿势的状态，设置在前组件设置台15上。即，设置在该前组件设置台15上的六个部件之间是没有焊接的状态。
在此，本实施方式的设置工位2所具有的前设置工位2a粗略地设定作为前组件10的相关位置以及姿势。即，设置在前组件设置台15上的上述六个部件的相关位置以及姿势的精度不高也行。因此，前组件设置台15由简易的支承台构成，其形状与车型对应地适当变更。
图2是本发明的一个实施方式的后底板组件30的立体图。
后底板组件30安装在汽车的车身后方侧部分上。由该后底板组件30所包围的空间构成后底板。
如图2所示，后底板组件30具有一对后侧车架31、31、第一横梁32、和第二横梁33。即，后底板组件30由四个部件构成。
一对后侧车架31、31配置在后底板的侧方。
与第二横梁33相比在车身前方侧，第一横梁32架设配置在一对后侧车架31、31之间。
与第一横梁32相比在车身后方侧，第二横梁33架设配置在一对后侧车架31、31之间。
另外，如图2所示，后底板组件30在设置工位2所具有的后底板设置工位2c中，使上述四个部件以再现作为后底板组件30的相关位置以及姿势的状态，设置在后底板组件设置台35上。即，设置在该后底板组件设置台35上的四个部件之间是没有被焊接的状态。
在此，本实施方式的设置工位2所具有的后底板设置工位2c粗略地设定作为后底板组件30的相关位置以及姿势。即，设置在后底板组件设置台35上的上述四个部件的相关位置以及姿势的精度不高也行。因此，后底板组件设置台35由简易的支承台构成，其形状与车型对应地适当变更。
另一方面，本实施方式的前底板组件20只由前底板21这一个部件构成。因此，不需要如前组件10或后底板组件30那样地在设置工位2中被设置到设置台上。
图3是在本实施方式的车身组装系统1中，表示由上夹具41握持前组件10时的状态的图。
如图3所示，在前设置工位2a中被设置在前组件设置台15上的前组件10通过前组件搬运机器人4握持并搬运。
前组件搬运机器人4具有：上夹具41，其握持前组件10并将其固定安装；和多轴臂42，其使该上夹具41的三维空间上的位置以及姿势变化。
上夹具41具有上夹具主体411、多个握持部412和上夹具连结部413。
此外，该上夹具41能够与车型对应地适当变更握持部412以及上夹具连结部413的位置或长度。
上夹具主体411是安装在多轴臂42的前端的矩形框状的部件。该上夹具主体411以使各个框部件相对于多轴臂42的前端侧的臂的延伸方向正交的方式延伸设置。
多个握持部412从上夹具主体411向前端侧延伸。这些多个握持部412分别握持前组件10的固定位置。
上夹具连结部413从上夹具主体411的一端向前端侧延伸。该上夹具连结部413与后述的组装工位8的下夹具81所具有的下夹具连结部813连结。即，上夹具连结部413形成有嵌合孔414，该嵌合孔414供构成下夹具连结部813的连杆814嵌合。
此外，上夹具连结部413以及下夹具连结部813分别在车身的左右方向设有一对。
同样地，虽然省略图示，但是在后底板设置工位2c中被设置在后底板组件设置台35上的后底板组件30通过后底板组件搬运机器人6握持并搬运。
另外，虽然省略图示，但是前底板组件20通过前底板组件搬运机器人5握持并搬运。
此外，前底板组件搬运机器人5以及后底板组件搬运机器人6除了上夹具的握持部的位置或长度不同以外，是与前组件搬运机器人相同的构成。
即，前底板组件搬运机器人5具有：上夹具51，其握持前底板组件20并将其固定安装；和多轴臂52，其使该上夹具51的三维空间上的位置以及姿势变化。
后底板组件搬运机器人6具有：上夹具61，其握持后底板组件30并将其固定安装；和多轴臂62，其使该上夹具61的三维空间上的位置以及姿势变化。
图4是在本实施方式的车身组装系统1中，表示搬运通过各个上夹具所握持的各个组件时的状态的图。
如图4所示，前组件搬运机器人4握持前组件10并将其搬运到组装工位8。前底板组件搬运机器人5握持前底板组件20并将其搬运到组装工位8。后底板组件搬运机器人6握持后底板组件30并将其搬运到组装工位8。
更具体来说，这些搬运机器人以使前组件10配置在一端侧，使前底板组件20配置在中央，并使后底板组件30配置在另一端侧的方式将各个组件搬运到组装工位8。
在此，如图4所示，组装工位8具有下夹具81。
下夹具81具有下夹具主体811、多个定位销812和三个下夹具连结部813。
下夹具主体811构成组装工位8的基台。
多个定位销812以能够插入到形成在各个组件的下表面的定位孔中的方式设置。分别具有能够使这些多个定位销812沿上下滑动移动的液压缸机构。另外，这些多个定位销812以能够沿水平方向滑动方式设置，并根据车型能够沿水平方向移动。
三个下夹具连结部813分别在前端具有连杆814。各个连杆814分别与形成在各个搬运机器人的上夹具连结部413、513、613的前端的嵌合孔414、514、614嵌合。分别具有能够使这些三个下夹具连结部813沿上下滑动移动的液压缸机构。另外，这些多个定位销812以能够沿水平方向滑动的方式设置，并根据车型能够沿水平方向移动。
因此，如图4所示，各个搬运机器人以使各个上夹具41、51、61所具有的上夹具连结部413、513、613的嵌合孔414、514、614与三个下夹具连结部813的各个连杆814嵌合的方式搬运各个组件。
另外，各个搬运机器人以将下夹具81的定位销812引导插入到各个组件的定位孔内的方式搬运各个组件。
图5是在本实施方式的车身组装系统1中，表示由焊接机器人7焊接时的状态的图。
如图5所示，各个搬运机器人的上夹具41、51、61通过使上夹具连结部413、513、613的嵌合孔414、514、614与下夹具81所具有的下夹具连结部813的各个连杆814嵌合，而与下夹具81连结。
同时，各个组件通过下夹具81的定位销812引导插入到定位孔内，而与下夹具81连结。
由此，各个组件相对于上夹具41、51、61以及下夹具81精度良好地定位。
如图5所示，本实施方式的车身组装系统1具有焊接机器人7。具体来说，车身组装系统1具有十台焊接机器人7(在图5中为了方便只记载了两台)。
焊接机器人7具有：点焊焊接机71；和臂72，其使该点焊焊接机71的三维空间上的位置以及姿势变化。
本实施方式的焊接机器人7如上所述地使各个搬运机器人的上夹具41、51、61和下夹具81连结，并且在各个组件与下夹具81连结的状态下，对形成各个组件的部件之间进行焊接，并且对各个组件间进行焊接。
关于基于具有上述构成的本实施方式的车身组装系统1所进行的车身组装方法的步骤进行说明。基于本实施方式的车身组装系统1所进行的车身组装方法具有设置工序、上夹具安装工序、连结工序和焊接工序。
首先，将构成各个组件的一个以上部件，以再现作为组件的相关位置以及姿势的方式配置在各个组件的设置台上(设置工序)。但是，在如上所述的实施方式中，不需要将前底板组件20设置到设置台上。
接着，将形成各个组件的一个以上部件，以维持作为组件的相关位置以及姿势的方式通过各个搬运机器人的手即上夹具握持并支承(上夹具安装工序)。此时，不进行各个部件之间的焊接。
接着，通过各个搬运机器人的动作而使固定并安装了各个部件的上夹具向着下夹具移动，并使下夹具所具有的下夹具连结部的各个连杆与上夹具所具有的上夹具连结部的嵌合孔嵌合(连结工序)。此时，下夹具的定位销被引导插入至在形成各个组件的各个部件上所形成的定位孔内。
由此，能够实现基于下夹具的在规定位置上的固定，并与由上夹具的固定握持相结合地，能够高精度地决定形成各个组件的各个部件的位置以及姿势。同时，高精度地决定各个组件彼此的位置以及姿势。
接着，在维持如下状态的情况下各个焊接机器人进行点焊焊接，该状态为各个搬运机器人的上夹具与下夹具连结且各个组件与下夹具连结的状态(焊接工序)。由此，组装作为车身构造体的主底板。
此外，在生产台数多的工厂等中，对不使焊接机器人以及上夹具躲避就能够焊接的焊点进行焊接，直到至少姿势维持为主底板，并在下个工序中焊接剩下的焊点。
另外，在生产台数少的工厂等中，在使焊接机器人退避后，完成主底板的所有焊点的焊接，由此能够废止下个工序。
根据本实施方式实现以下的效果。
在本实施方式的车身组装系统中设有：上夹具，其在能够维持作为组件的相关位置以及姿势的状态下将一个以上部件固定安装；和下夹具，其与固定安装于上夹具的组件连结，并且与上夹具连结。并且，通过焊接机器人在维持组件与下夹具的连结以及上夹具与下夹具的连结的状态下，将形成组件的所述一个以上部件之间以及组件彼此之间焊接。
根据本实施方式的车身组装系统，由于使形成组件的一个以上部件之间的焊接与组件彼此之间的焊接并行进行，所以不需要以往那样地先行焊接组装的各个组件工序。因此，根据本实施方式能够集约工序并能够削减设备空间以及设备费用。
另外，在本实施方式的车身组装方法中，首先，在能够维持作为组件的相关位置以及姿势的状态下将一个以上部件固定安装于上夹具。接着，将固定安装于上夹具的组件与下夹具连结，并且将上夹具与下夹具连结；然后，在维持这些连结状态下，将形成组件的一个以上部件之间以及组件彼此之间焊接。
根据本实施方式的车身组装方法，能够实现与上述车身组装系统的发明相同的效果。
此外，本发明并不限定于上述实施方式，本发明还包括在能够实现本发明目的的范围内的变形、改良。
在上述实施方式中，虽然没有设置前底板设置工位，但在前底板组件是由一个以上部件构成的情况下，也可以设置前底板设置工位。另外，如果能够直接地决定位置以及姿势，而使各个部件握持在各个搬运机器人的上夹具上的话，也可以废止设置工位自身。
附图标记说明
1…车身组装系统
7…焊接机器人(焊接装置)
10…前组件(组件)
11…前侧车架(部件)
12…轮罩壳体(部件)
13…隔板(部件)
14…仪表板(部件)
20…前底板组件(组件)
21…前底板(部件)
30…后底板组件(组件)
31…后侧车架(部件)
32…第一横梁(部件)
33…第二横梁(部件)
41、51、61…上夹具
81…下夹具
412、512、612…握持部
413、513、613…上夹具连结部(连结部)
812…定位销
813…下夹具连结部(连结部)

Claims (2)

1.一种车身组装系统，其由构成车身的一个以上部件来形成组件，并将该组件彼此焊接而组装车身构造体，其特征在于，所述车身组装系统具有：
上夹具，其在能够维持作为所述组件的相关位置以及姿势的状态下将所述一个以上部件固定安装；
下夹具，其与固定安装于所述上夹具的组件连结；和
焊接装置，
所述上夹具和所述下夹具分别具有相互连结的连结部，
所述焊接装置在维持所述组件与所述下夹具的连结以及所述上夹具与所述下夹具的连结的状态下，将形成所述组件的所述一个以上部件之间以及所述组件彼此之间焊接。
2.一种车身组装方法，其由构成车身的一个以上部件来形成组件，并将该组件彼此焊接而组装车身构造体，其特征在于，所述车身组装方法具有：
上夹具安装工序，其在能够维持作为所述组件的相关位置以及姿势的状态下将所述一个以上部件固定安装于上夹具；
连结工序，其将在所述上夹具安装工序中固定安装于所述上夹具的组件与下夹具连结，并且将所述上夹具与所述下夹具连结；和
焊接工序，其在维持所述组件与所述下夹具的连结以及所述上夹具与所述下夹具的连结的状态下，将形成所述组件的所述一个以上部件之间以及所述组件彼此之间焊接。
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