CN107000801A - 汽车车身的组装方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车车身的组装方法，其具备：姿势维持工序，使外侧面板(2)和顶盖(3)以保持规定的姿势的方式抵接到内骨架(1)的规定部位上；以及，接合工序，使在该姿势维持工序中抵接的外侧面板(2)和顶盖(3)与内骨架(1)接合，直到成为至少能够维持作为汽车车身的姿势的状态为止，从而形成汽车车身。

Description

汽车车身的组装方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车车身的组装方法及组装装置。

背景技术

近年，汽车车身能够通过夹具和机器人进行自动组装。作为上述的组装方法已知有下述一种技术：将被称作覆盖件(skin)的外装部件定位于被称作汽车车身的内骨架或者内框架的内侧结构上，通过焊接等接合的方式组装汽车车身(参照专利文献1的图2等)。在外装部件中，至少包含外侧面板和顶盖。

另外，在上述专利文献1中还记载有下述形态：通过焊接底板与侧面板，并且将顶盖载置到侧面板上实施焊接的方式来组装汽车车身(参照专利文献1的图1等)。由此，不必担心车身在焊接后发生弹性形变，能够提高以顶盖为基准的汽车车身的位置精度。

现有技术文献

专利文献

专利文献：日本特开2014-129024号公报

发明内容

然而，在上述专利文献1公开的技术中构成有能够共用于下述2种形态的组装设备：该组装设备不仅能够对应将各外壳部件接合于内骨架(结构体)上的组装形态；还能够对应通过对由构成内骨架的内侧部件与其外侧的外装部件构成的被称为组件(complete)的组装体相互焊接来形成汽车车身的形态。此时，由内侧面板和外侧面板构成的侧面板和具有顶盖拱板的顶盖构成该组装体。

因此，在焊接组装体的形态中，需要在焊接组装体之前确立组装体之间的接合姿势，这成为了导致设备的大型化和专用化的原因。

另外，在将覆盖件接合到内骨架上的形态中，也需要在焊接前为了对覆盖件进行定位而对每个覆盖件使用专用的夹具，这成为了导致设备的大型化和复杂化的原因。

本发明是鉴于上述背景而作出的，目的在于能提供一种够通过以汽车车身的内骨架为基准用简单的构成就能够对各覆盖件进行定位、从而能够避免设备的大型化和/或设备增加而造成的负担的汽车车身的组装方法及组装装置。

本发明的汽车车身的组装方法的特征在于具备：姿势维持工序，使构成汽车车身的覆盖件部分的部件以保持规定的姿势的方式抵接到该汽车车身的内骨架的规定部位上；以及，接合工序，使在该姿势维持工序中抵接到所述内骨架的所述部件与该内骨架接合，直到成为至少能够维持作为汽车车身的姿势的状态为止。

根据本发明，由于是在将构成该汽车车身的覆盖件部分的部件以保持规定的姿势的方式抵接到汽车车身的内骨架的规定部位上的状态下，，将上述部件接合到所述内骨架上，直到成为至少能够维持作为汽车车身的姿势的状态为止。所以能够简单地构成组装设备。

另外，在焊接前用于对构成覆盖件部分的部件进行定位的夹具不仅限于各部件专用的夹具，也可以是通用的夹具。

本发明的汽车车身的组装装置的特征在于具备：外侧面板用夹具，在使汽车车身的外侧面板以保持规定的姿势的方式抵接到汽车车身的内骨架的基准部位上的状态下，该外侧面板用夹具与该内骨架和该外侧面板卡合；以及，顶盖用夹具，在通过所述外侧面板用夹具保持所述外侧面板相对于所述内骨架的姿势的状态下，使所述汽车车身的顶盖与所述外侧面板抵接，并具有调节该顶盖的位置的调节机构。

根据本发明，通过外侧面板用夹具来保持使汽车车身的外侧面板以保持规定的姿势的方式抵接到内骨架的基准部位上的状态。并且，在该状态下，顶盖抵接于外侧面板，顶盖的位置被调节。

因此，在该状态下，能够使外侧面板和顶盖与内骨架相接合直到成为至少能够维持作为汽车车身的姿态的状态为止。由此，能够简单地构成汽车车身的组装装置。

在本发明的汽车车身的组装装置中，具备检测所述内骨架的基准部位的检测机构，所述外侧面板用夹具也可以进行工作，使得所述外侧面板抵接到该检测机构检测到的基准部位上。

由此，不需要设置用于对内骨架进行定位、并将外侧面板定位于该内骨架上的设备，就能够使外侧面板以合适的位置关系与内骨架抵接。因此，能够更简单地构成汽车车身的组装装置。

在本发明的汽车车身的组装装置中，所述外侧面板用夹具和顶盖用夹具也可以安装在搬送用机器人上。由此，通过事先对搬送用机器人进行与各类车型对应的教学(teaching)，就能够应对各类车型的汽车车身的组装。

附图说明

图1中图1A是被称为内骨架的汽车车身的截面图，图1B是表示在内骨架上安装覆盖件(外侧面板、顶盖)的情形的示意图。

图2是表示在本发明的汽车车身的组装装置上刚搬入内骨架后的情形的斜视图。

图3是表示在汽车车身的组装装置中，将外侧面板和顶盖搬送到内骨架上或者其附近后的情形的斜视图。

图4是表示在汽车车身的组装装置中，在外侧面板相对于内骨架的姿势被保持的状态下，相对于外侧面板配置顶盖的情形的斜视图。

图5是表示在汽车车身的组装装置中，检测出在外侧面板相对于内骨架的姿势被保持的状态下的相对应的外侧面板上的基准部位的情形的斜视图。

图6是表示在汽车车身的组装装置中，将顶盖抵接到外侧面板上并调节其位置的情形的斜视图。

图7是表示使用了汽车车身的组装装置的汽车车身组装处理的流程图。

图8是表示将顶盖抵接到外侧面板上的顶盖用夹具的构成的示意图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式的汽车车身的组装方法中，如图1B所示，外侧面板2和顶盖3被安装在图1A所示的内骨架1上，形成汽车车身。事先将内侧面板5安装于底板4上并将顶盖拱板6安装于内侧面板5上，从而形成内骨架1。

如图2所示，汽车车身的组装方法中所使用的汽车车身的组装装置7具有：推车8，其承载汽车车身的内骨架1并被收入在规定的位置；4台基准部位感应机器人9，其在该内骨架1的左右两侧各被配置有2台，并作为分别检测内骨架1的4个不同基准部位的检测机构。另外，在图2～图6中，省略了存在于内骨架1右侧(附图近侧)的2台基准部位感应机器人9。

在位于上述规定位置的推车8的周围配置有：2台搬送各外侧面板2的外侧面板搬送用机器人10；多个外侧面板用夹具11；搬送顶盖3的搬送顶盖用机器人12；具备焊枪13的多个焊接机器人14；以及2台顶盖用夹具15a和15b。搬送外侧面板用机器人10与焊接机器人14中的一部分以在支承架16上通过磁悬浮电机能够在内骨架1的前后方向上移动的方式被设置。

另外，在图2～图6中，虽然仅示出了1台支承架16、1台搬送顶盖用机器人12和4台焊接机器人14，但与这些相同的元件也同样被配置于以位于上述规定位置的推车8为中心的左右对称的位置上。

各外侧面板用夹具11分别由各自的搬送夹具用机器人17搬送。并且，如图3所示，当汽车车身的外侧面板2以保持规定的姿势的方式与内骨架1的上述基准部位抵接的状态下，各外侧面板用夹具11与内骨架1和外侧面板2卡合。进行该卡合的情形如图4～图6所示。

如图4所示，该卡合通过下述方式进行：使各外侧面板用夹具11所具有的嵌合部件18与相对应的内骨架1和外侧面板2的嵌合部嵌合。各嵌合部能够简单地用嵌合部件18嵌合的贯穿孔构成。

具体地，各嵌合部构成为：将销状的嵌合部件18嵌合到各贯穿孔，并且使用适当的力度将外侧面板2向内侧骨架1一侧推压。附加性地，也可以追加使外侧面板2能够夹紧于内骨架1的结构。

顶盖用夹具15a和15b在下述状态下使顶盖3的前部和后部分别抵接于外侧面板2。该状态是指：通过外侧面板用夹具11使外侧面板2相对于内骨架1的姿势被保持的状态。顶盖用夹具15a和15b分别由搬送夹具用机器人19a和19b搬送。

如图8所示，顶盖用夹具15a具备：与左右的外侧面板2的前部接触的左右的接触部件20，以及与顶盖3前部的左右凸缘部3a接触的左右的接触部件21。左右的接触部件20相对于外侧面板2的上端部从其左右外侧与其接触。

顶盖3的凸缘部3a由下述两部分构成：在顶盖3被载置于外侧面板2上的状态下朝向近乎垂直方向弯折90°的部分，以及进一步朝向水平方向弯折的部分。接触部件21相对于朝向该垂直方面弯折的部分的上部(凸缘部3a的根部)，从其左右外侧与其接触。

顶盖3以下述方式被载置于外侧面板2上：使朝向凸缘部3a的水平方向弯折的部分与朝向外侧面板2的上部内侧的水平方向弯折的接合部2a相接触。并且，通过调节该载置位置，实现了顶盖3相对于外侧面板2的准确的抵接。

左右的接触部件20分别由在车宽方向(左右方向)上具有冲程(stroke)的左右的伺服缸22a驱动。左右的接触部件21分别由在车宽方向上具有冲程的左右的伺服缸22b驱动。将顶盖3的后部抵接到外侧面板2的顶盖用夹具15b也同样地由接触部件20、接触部件21、伺服缸22a以及伺服缸22b构成。

当顶盖用夹具15a和15b将顶盖3抵接到外侧面板2时，由伺服缸22a使接触部件20与外侧面板2接触，从而掌握外侧面板2在车宽方向上的位置。

并且，根据上述掌握的位置，通过伺服缸22b使接触部件21与顶盖3的凸缘部3a的根部(凸缘部3a中朝向垂直方向弯折部分的上端部)相接触，通过使顶盖3在车宽方向上移动，能够对顶盖3相对于外侧面板2在车宽方向上的位置适当地进行调节。

即，由接触部件21和伺服缸22b构成了对顶盖3相对于外侧面板2的位置进行调节的调节机构。在进行该调节时，通过对左右的接触部件21的移动量设置差值，对顶盖3被载置于外侧面板2上时顶盖3由于自重产生的向车宽方向的弹性形变进行矫正。由此，能够进一步实现顶盖3对外侧面板2的准确的抵接。

如图6所示，通过这种方式对相对于外侧面板2被进行了位置调整的顶盖3和外侧面板2，通过焊接机器人13进行焊接，能够得到维持作为汽车车身的姿势的状态。

根据本实施方式的汽车车身的组装方法组装汽车车身时，通过汽车车身的组装装置7的未图示的控制部，进行如图7所示的汽车车身的组装处理。该组装处理中包含后述的姿势维持工序和接合工序。

即，当控制部开始进行组装处理时，首先，通过将载有内骨架1的推车8收入到汽车车身的组装装置7的规定位置，将内骨架1搬入组装装置7内(步骤S1)。在图2中示出了被收入在规定位置的推车8。

接着，开始进行通过左右的搬送外侧面板用机器人10对外侧面板2的搬送，以及通过搬送顶盖用机器人12对顶盖3的搬送(步骤S2)。在图2中示出了这些搬送过程中的情形。另外，在该搬送过程中，通过4台基准部位感应机器人9分别对内骨架1中的4处基准部位进行检测，并储存该位置(步骤S3)。

然后，根据储存的基准部位的位置，通过搬送外侧面板用机器人10将各外侧面板2配置于内骨架1的对应的基准部位(步骤S4)。在图3中，虽然没有示出右侧的搬送外侧面板用机器人10，但示出了由该右侧的搬送外侧面板用机器人10配置的右侧的外侧面板2。

接着，通过相对应的外侧面板用夹具11将被配置于内骨架1的基准部位的各外侧面板2与内骨架1卡合(步骤S5)。由此形成外侧面板2以保持规定的姿势的方式抵接于内骨架1的基准部位的状态。

该内骨架1与外侧面板2的卡合通过下述方式进行：根据步骤S3中储存的基准部位的位置，驱动搬送夹具用机器人17，使各外侧面板用夹具11的嵌合部件18嵌合于对应的内骨架1和外侧面板2的嵌合部，使外侧面板2以适当的力度推压内骨架1。该卡合的进行情况如图4所示。

接着，根据在步骤3中被储存的基准部位，通过搬送顶盖用机器人12将搬送来的顶盖3配置于左右的外侧面板2之上(步骤S6)。图4中示出了进行了该配置后的情形。

此时，顶盖3由于自重产生的挠曲能够通过事先安装在顶盖3上的顶盖拱板和安装在内骨架1的内侧面板5上的顶盖拱板6而受到一定程度的抑制。但是，一旦搬送顶盖用机器人12离开顶盖3，顶盖3会由于自重发生一定程度的弹性形变，在车宽方向上扩展。

接着，如图5所示，在撤走搬送外侧面板用机器人10和搬送顶盖用机器人12的同时，通过各基准部位感应机器人9检测相对应的外侧面板2上的基准部位，并储存该位置(步骤S7)。

接着，根据储存的位置，驱动各搬送夹具用机器人19a和19b，使顶盖用夹具15a和15b配置于外侧面板2上的规定位置。接着，利用顶盖用夹具15a和15b调节顶盖3的位置，使得顶盖3以正确的车宽方向的位置关系与外侧面板2抵接(步骤S8)。

即，如图8所示，由顶盖用夹具15a和15b的左右的伺服缸22a使左右的接触部件20与外侧面板2的上端部相接触，从而掌握外侧面板2在车宽方向上的位置。并且，根据上述掌握的位置，在车宽方向上移动顶盖3的位置，使得顶盖3的位置位于相对于外侧面板2的正确的车宽方向的位置。

该移动通过下述方式进行：利用顶盖用夹具15a和15b的左右的伺服缸22b使左右的接触部件21与顶盖3的左右的凸缘部3a的根部相接触，在车宽方向上推动顶盖3。此时，通过使左右的伺服缸22b的驱动量上产生差值，能够同时对顶盖3因自重产生的弹性形变而向车宽方向扩展的尺寸也进行矫正。由此，顶盖3能够形成相对于外侧面板2以正确的车宽方向位置抵接的状态。

由此，形成作为该汽车车身的覆盖件部分的外侧面板2和顶盖3以保持规定的姿势的方式抵接在汽车车身的内骨架1的规定部位上的状态，姿势维持工序结束。即，在姿势维持工序中包含步骤S3～S8的处理。

接着，进行接合工序。即，利用各焊接机器人14将通过步骤S4、S5、S8被抵接在内骨架1的规定部位上的外侧面板2和顶盖3焊接到内骨架1上进行接合(步骤S9)。焊接各处被设定为通过该焊接至少能够维持作为汽车车身的姿势的状态的位置各处。

图6中示出了由一部分焊接机器人14进行该焊接的情形。当该焊接结束时，汽车车身从汽车车身的组装装置7被移送至其他装置上，提供给其他的工序。

如上所述，根据本实施方式，在将构成汽车车身的覆盖件部分的外侧面板2和顶盖3以保持规定的姿势的方式抵接到汽车车身的内骨架1的规定部位的状态下，将外侧面板2和顶盖3接合到内骨架1上，直到成为至少能够维持作为汽车车身的姿势的状态为止，因此能够简单地构成组装设备。

并且，保持下述状态：将汽车车身的外侧面板2以保持规定的姿势的方式抵接到内骨架1的基准部位上的状态，并在该状态下，调节顶盖3的位置，使顶盖3抵接于外侧面板2。因此，在该状态下，能够使外侧面板2和顶盖3与内骨架1接合，直到成为至少能够维持作为汽车车身的姿势的状态为止。由此，能够简单地构成汽车车身的组装装置7。

另外，由于外侧面板用夹具11工作使得外侧面板2抵接到被检测到的内骨架1的基准部位上，所以不需要用于对内骨架1进行定位、并将外侧面板2定位到该内骨架1上的设备。因此，能够更简单地构成汽车车身的组装装置7。

另外，由于外侧面板用夹具11和顶盖用夹具15a、15b被安装在搬送夹具用机器人17和19a、19b上，所以通过对搬送夹具用机器人17和19a、19b进行与各类车型对应的教学，就能够应对各类车型的汽车车身的组装。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不仅限于此。例如，在焊接前用于对构成覆盖件部分的部件进行定位的夹具，不仅限于各部件专用的夹具，也可以是通用的夹具。

附图标记说明

1 内骨架

2 外侧面板(覆盖件部分)

3 顶盖(覆盖件部分)

4 底板

7 组装装置

9 感应机器人(检测机构)

11 外侧面板用夹具

15a、15b 顶盖用夹具

17、19a、19b 搬送夹具用机器人

21 接触部件(调节机构)

22b 伺服缸(调节机构)。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(删除)

2.(修改后)一种汽车车身的组装装置，其特征在于，具备：

外侧面板用夹具，在使该汽车车身的外侧面板以保持规定的姿势的方式抵接到汽车车身的内骨架的基准部位上的状态下，使该外侧面板用夹具与该内骨架和该外侧面板卡合；

以及，顶盖用夹具，在通过所述外侧面板用夹具保持所述外侧面板相对于所述内骨架的姿势的状态下，使所述汽车车身的顶盖与所述外侧面板抵接，并具有调节该顶盖的位置的调节机构，

所述顶盖用夹具具备：在下述状态下从左右外侧与所述顶盖的垂直弯折的部分相接触的接触部件；以及在所述状态下从左右外侧与左右的所述外侧面板的上端部相接触的接触部件，

所述状态是指：在所述顶盖以使其左右的凸缘部的水平弯折的部分与所述外侧面板的上部内侧的被朝向水平方向弯折的接合部相接触的方式被载置于该外侧面板上的状态，其中，所述左右的凸缘部由所述垂直弯折的部分和所述水平弯折的部分构成，

所述顶盖用夹具安装在夹具搬送用机器人上。

3.根据权利要求2所述的汽车车身的组装装置，其特征在于，具备检测所述内骨架的基准部位的检测机构，所述外侧面板用夹具进行工作，使得所述外侧面板抵接到该检测机构检测到的基准部位上。

4.(修改后)根据权利要求2所述的汽车车身的组装装置，其的特征在于，所述外侧面板用夹具安装在所述夹具搬送用机器人上。

说明或声明(按照条约第19条的修改)

依据条约第19条(1)的说明书

申请人将权利要求1删除，并对权利要求2和4进行了修改。

权利要求2的下述记载是以提出申请时的说明书第【0025】至【0029】段以及提出申请时的附图8中所记载的事项为根据的。

“所述顶盖用夹具具备在下述状态下从左右外侧与所述顶盖的垂直弯折的部分相接触的接触部件；以及在所述状态下从左右外侧与左右的所述外侧面板的上端部相接触的接触部件，

所述状态是指：在所述顶盖以使其左右的凸缘部的水平弯折的部分与所述外侧面板的上部内侧的被朝向水平方向弯折的接合部相接触的方式被载置于该外侧面板上的状态，其中，所述左右的凸缘部由所述垂直弯折的部分和所述水平弯折的部分构成，

所述顶盖用夹具安装在夹具搬送用机器人上。”

在权利要求4中删除了【和顶盖用夹具】是因为该内容已在权利要求2中进行了记述。

Claims (4)

1.一种汽车车身的组装方法，其的特征在于，具备：

姿势维持工序，使构成汽车车身的覆盖件部分的部件以保持规定的姿势的方式抵接到该汽车车身的内骨架的规定部位上；以及，

接合工序，使在该姿势维持工序中抵接到所述内骨架的所述部件与该内骨架接合，直到成为至少能够维持作为汽车车身的姿势的状态为止，从而形成汽车车身。

2.一种汽车车身的组装装置，其特征在于，具备：

外侧面板用夹具，在使该汽车车身的外侧面板以保持规定的姿势的方式抵接到汽车车身的内骨架的基准部位上的状态下，使该外侧面板用夹具与该内骨架和该外侧面板卡合；以及，

顶盖用夹具，在通过所述外侧面板用夹具保持所述外侧面板相对于所述内骨架的姿势的状态下，使所述汽车车身的顶盖与所述外侧面板抵接，并具有调节该顶盖的位置的调节机构。

3.根据权利要求2所述的汽车车身的组装装置，其特征在于，具备检测所述内骨架的基准部位的检测机构，所述外侧面板用夹具进行工作，使得所述外侧面板抵接到该检测机构检测到的基准部位上。

4.根据权利要求2所述的汽车车身的组装装置，其特征在于，所述外侧面板用夹具和顶盖用夹具安装在搬送用机器人上。