CN107160127A

CN107160127A - 汽车内饰门板的自动装配方法

Info

Publication number: CN107160127A
Application number: CN201710303941.6A
Authority: CN
Inventors: 孔啸; 孔飞; 张伟建
Original assignee: Jiangsu Yi Ying Intelligent Equipment Industry Innovation Research Institute Co Ltd
Current assignee: JIANGSU RUNMO AUTOMOTIVE INSEPECTION EQUIPMENT CO.,LTD.
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2017-09-15
Anticipated expiration: 2037-05-03
Also published as: CN107160127B

Abstract

本发明涉及汽车装配领域，具体涉及一种汽车内饰门板的自动装配方法。该方法包括5段独立的工位区：门板总成装夹区、超声波焊接区、自动螺钉安装区、自动卡扣安装区、取料区，各工位区可按步骤顺序使用，也可将工位区从流线上拆下，作为一个独立的工作单元使用。通过伺服模组、机械手、超声波焊接机、自动螺丝机、气缸、电机等设备元件在控制器程序控制下，实现自动化作业。目的在于节省人工成本，增加产能，提高生产效率。

Description

汽车内饰门板的自动装配方法

技术领域

本发明涉及汽车装配领域，具体是一种汽车内饰门板的自动装配方法。

背景技术

内饰门板作为最重要的汽车内饰部件，每年有上千万的市场需求。内饰门板的装配部件繁多，尺寸规格大，目前市场上门板的装配制作都以手工方式完成。随着人工成本压力的增大和市场品质要求的不断提高，不断的压缩着门板制作商的利润空间。

现阶段的门板装配工艺主要采用以下步骤：1)手工方式将水切条、中饰板、高音和低音网罩、高音和低音亮条、地图袋分别装入门板的相应位置，用手持式焊枪进行焊接；2)手工将拉手盒、肘靠、拉手骨架分别装入相应位置，用手持式螺钉枪进行螺钉安装；3)隔音棉铺设，再用手持式焊枪进行隔音棉焊接；4)手动卡扣安装。现有的门板装配工艺一般配置15-25个装配人员，5-10把手持式焊枪，3-5把手持式螺钉枪。按照每天10小时工作时间，一年300个工作日，年产量为6.5万套，生产效率较低。而且由于各个装配人员技能的高低，产品质量控制也无法把控。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种自动超声波焊接、自动螺钉安装、自动卡扣安装的汽车内饰门板的装配方法，通过伺服模组、机械手、超声波焊接机、自动螺丝机、气缸、电机等设备元件在控制器程序控制下，实现自动化作业。目的在于节省人工成本，增加产能，提高生产效率。

一种汽车内饰门板的自动装配方法，包括5段独立的工位区：门板总成装夹区、超声波焊接区、自动螺钉安装区、自动卡扣安装区、取料区，具体包括以下步骤：

1)前期准备工作：将汽车内饰门板配件分别放入相应位置；

2)门板总成装夹区：门板总成装夹区一端设有升降机，底部设有流水线，将准备安装的汽车内饰门板放入胎膜工装，将胎膜工装放入门板总成装夹区升降台完成装夹，在确定超声波焊接工位区装配完毕或无产品后，通过输送托辊，将汽车内饰门板移至超声波焊接工位区作业；

3)超声波焊接区：汽车内饰门板到达超声波焊接区指定位置后，触发接近开关，通过控制器启动阻拦装置和定位装置，将汽车内饰门板顶起并定位，伺服模组在控制器程序指令下带动超声波焊机，完成X`Y`Z`三维空间内的定位移动至焊点位置完成焊接，焊接完成后，阻拦机构、定位机构复位，汽车内饰门板在流水线上流向自动螺丝安装区；

4)自动螺丝安装区：汽车内饰门板到达自动螺丝安装区指定位置后，触发接近开关，通过控制器启动阻拦装置和定位装置，将汽车内饰门板顶起并定位，伺服模组在控制器程序指令下将螺钉安装头运输到安装位置，安装完成后，阻拦机构、定位机构复位，汽车内饰门板在流水线上流向自动卡扣安装区；

5)自动卡扣安装区：汽车内饰门板到达自动卡扣安装区指定位置后，触发接近开关，通过控制器启动阻拦装置和定位装置，将汽车内饰门板顶起并定位，四周臂机械手在控制器程序指令下启动螺钉安装头，机械手逐点对汽车内饰门板安装卡扣，安装完成后，阻拦机构、定位机构复位，汽车内饰门板在流水线上流向自动卡扣安装区的末端升降机；

6)人工方式在末端升降机取走汽车内饰门板，胎膜工装通过升降机和底部流水线的运输，从末端升降机流向总成装夹区升降机，实现循环使用。

进一步地，上述各工位区可按步骤2)-5)顺序使用，也可将工位区从流线上拆下，作为一个独立的工作单元使用。

进一步地，上述装配方法还包括CCD影像检测系统，CCD影像检测系统安装在末端升降机上部，用于检测超声波焊接、螺钉安装、卡扣安装的加工情况，如果检测不合格，系统指示灯报警；当末端升降机上的汽车内饰门板被取走后，胎膜工装由末端升降机和底部流水线输送至门板总成装夹区升降机。

进一步地，上述汽车门板配件包括水切条、中饰板、高音和低音网罩、高音和低音亮条、地图袋、拉手盒、肘靠、拉手骨架。

进一步地，上述定位机构由气缸顶起，利用定位机构和胎膜工装的嵌套设计实现X`、Y`向定位；所述定位机构与设备机架边缘设置的Z`限制定位产品的定位块设有的Z`定位块，实现Z`定位和压紧。

进一步地，上述阻拦装置用于当产品到达接近开关附近，接近开关被触发，控制器控制阻挡气缸立起阻挡工装在流水线上的位置移动。

进一步地，上述超声波焊接区包括以下设备：线性导轨、用于上下层输送的托辊、定位机构、阻拦机构、用于上下层导向的流利条、X’伺服模组、Y’伺服模组、Z’伺服模组、超声波焊接机，其中X’、Y’、Z’伺服模组与超声波焊接机相连，在控制器控制下带动超声波焊接机进行精准运动；所述线性导轨用于运动定位，保证X’、Y’、Z’伺服模组运动的稳定性；所述流利条用于运动导向；所述阻拦机构用于阻拦汽车内饰门板；所述定位机构用于汽车内饰门板的定位和固定；所述超声波焊接机实现超声波焊接加工。

进一步地，上述自动螺丝安装区包括以下设备：线性导轨、用于上下层输送的托辊、定位机构、阻拦机构、用于上下层导向的流利条、X’伺服模组、Y’伺服模组、Z’伺服模组、螺丝机，其中X’、Y’、Z’伺服模组与螺丝机相连，在控制器控制下带动螺丝机进行精准运动；所述线性导轨用于运动定位，保证X’、Y’、Z’伺服模组运动的稳定性；所述流利条用于运动导向；所述阻拦机构用于阻拦汽车内饰门板；所述定位机构用于汽车内饰门板的定位和固定；所述螺丝机用于实现自动螺丝安装加工。

进一步地，上述自动卡扣安装区包括以下设备：用于上下层输送的托辊、电机、阻拦机构、定位机构、用于上下层导向的流利条、X’伺服模组、Y’伺服模组、Z’伺服模组、四周臂机械手，其中X’、Y’、Z’伺服模组与四周臂机械手相连，在控制器控制下带动四周臂机械手进行精准运动；所述流利条用于运动导向；所述阻拦机构用于阻拦汽车内饰门板；所述定位机构用于汽车内饰门板的定位和固定；所述电机用于带动托辊运动；所述四周臂机械手用于实现卡扣安装。

本发明加入了自动化超声波焊接工段,自动化螺钉安装工段，自动化卡扣安装工段，此工艺需要配置8个协助装配人员，自动化装配线上分别设置4把超声波焊枪，4把自动化螺钉机，两个机械手臂，在人员配置仅为8个的情况下，按照每天10小时工作时间，一年300个工作日，自动化生产线的年产量将达到10万套。极大地节省了人力成本，提高了生产效率，同时，保证了产品的质量。

附图说明

图1设备整体流线图；

图2自动超声波焊接工位；

图3自动螺钉安装工位；

图4自动卡扣安装工位。

具体实施方式

本发明可完成对内饰门板的焊接、自动螺钉安装、自动卡扣安装等工序。具体工艺步骤如附图1所示。

1)前期准备工作：水切条,中饰板,高音和低音网罩,高音和低音亮条,地图袋,拉手盒,肘靠,拉手骨架分别放入相应位置，将准备安装的的汽车内饰门板放入胎膜工装上，按启动按钮。

2)工装压板闭合，将产品压之胎膜工装上。确定下个工位装配完毕(或者确定下个工位无产品)，汽车内饰门板在输送机构作用下，移动至下个工位(超声波焊接工位区)作业。

3)超声波焊接完毕，确定下个工位装配完毕(或者确定下个工位无产品)，汽车内饰门板在输送机构作用下，移动至下个工位(自动螺丝安装工位区)作业。

4)自动螺丝安装完毕，确定下个工位装配完毕(或者确定下个工位无产品)，汽车内饰门板在输送机构作用下，移动至下个工位(自动卡扣安装工位区)作业。

5)自动卡扣安装完毕，确定下个工位装配完毕(或者确定下个工位无产品)，汽车内饰门板在输送机构作用下，移动至下个工位(取料区)。

6)人工方式取走汽车内饰门板，按启动按钮，胎膜工装有升降机送至底部循环输送机构。

其中自动超声波焊接区的工装步骤包括：

1)将汽车内饰门板在门板总成装夹区完成装夹，启动升降机的水平运输按键，汽车内饰门板在电机带动流水线的托辊转动下流入超声波焊接区工位；

2)汽车内饰门板到达超声波焊接区工位的指定位置后，触发接近开关，通过控制器启动阻拦装置和定位装置，将汽车内饰门板顶起并定位，其中，托辊转动并不停止；

3)对汽车内饰门板完成定位后，伺服模组在控制器程序指令下带动超声波焊机，完成X`Y`Z`三维空间内的定位移动至焊点位置完成焊接，完成一个焊接后，运输到下一个焊点；

4)焊接全部完成后，阻拦机构、定位机构复位，汽车内饰门板在流水线上流向下一个工序。

其中自动安装螺钉去工位步骤包括：

1)汽车内饰门板到达自动安装螺钉区工位指定位置后，触发接近开关，通过控制器启动阻拦装置和定位装置，将汽车内饰门板顶起并定位，其中，托辊转动并不停止。

2)对汽车内饰门板完成定位后，伺服模组在控制器程序指令下将螺钉安装头运输到安装位置，在完成一个安装后，运输到下一个安装点。

3)安装全部完成后，阻拦机构、定位机构复位，汽车内饰门板流向下一个工序。

其中自动安装卡扣区工位步骤如下：

1)汽车内饰门板到达自动安装卡扣工位指定位置后，触发接近开关，通过控制器启动阻拦装置和定位装置，将汽车内饰门板顶起并定位，其中，托辊转动并不停止。

2)对汽车内饰门板完成定位后，四周臂机械手在控制器程序指令下启动螺钉安装头，机械手逐点对汽车内饰门板安装卡扣。

3)安装完成后，阻拦机构、定位机构复位，汽车内饰门板在流水线上流向自动卡扣安装区的末端升降机。

上述各工位区可按步骤顺序使用，也可将工位区从流线上拆下，作为一个独立的工作单元使用。

上述定位机构由气缸顶起，利用定位机构和胎膜工装的嵌套设计实现X`、Y`定位；所述定位机构与设备机架边缘设置的Z`定位块，实现Z`定位和压紧。

上述阻拦装置用于当产品到达接近开关附近，接近开关被触发，控制器控制阻挡气缸立起阻挡工装在流水线上的位置移动。

如图2所示的超声波焊接区包括以下设备：线性导轨、用于上下层输送的托辊、定位机构、阻拦机构、用于上下层导向的流利条、X’伺服模组、Y’伺服模组、Z’伺服模组、超声波焊接机，其中X’、Y’、Z’伺服模组与超声波焊接机相连，在控制器控制下带动超声波焊接机进行精准运动；所述线性导轨用于运动定位，保证X’、Y’、Z’伺服模组运动的稳定性；所述流利条用于运动导向；所述阻拦机构用于阻拦汽车内饰门板；所述定位机构用于汽车内饰门板的定位和固定，所述超声波焊接机实现超声波焊接加工。

如图3所示的自动螺丝安装区包括以下设备：线性导轨、用于上下层输送的托辊、定位机构、阻拦机构、用于上下层导向的流利条、X’伺服模组、Y’伺服模组、Z’伺服模组、螺丝机，其中X’、Y’、Z’伺服模组与螺丝机相连，在控制器控制下带动螺丝机进行精准运动；所述线性导轨用于运动定位，保证X’、Y’、Z’伺服模组运动的稳定性；所述流利条用于运动导向；所述阻拦机构用于阻拦汽车内饰门板；所述定位机构用于汽车内饰门板的定位和固定。作为本发明的优选实施例，自动螺丝安装区还包括有配套机构—振动盘，用于螺丝供料。

如图4所示的自动卡扣安装区包括以下设备：用于上下层输送的托辊、电机、阻拦机构、定位机构、用于上下层导向的流利条、X’伺服模组、Y’伺服模组、Z’伺服模组、四周臂机械手，其中X’、Y’、Z’伺服模组与四周臂机械手相连，在控制器控制下带动四周臂机械手进行精准运动；所述流利条用于运动导向；所述阻拦机构用于阻拦汽车内饰门板；所述定位机构用于汽车内饰门板的定位和固定；所述电机用于带动托辊运动。所述四周臂机械手用于实现卡扣安装。作为本发明的优选实施例，自动卡扣安装区还包括有配套机构—振动盘，用于卡扣供料。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明专利保护范围内。

Claims

1.一种汽车内饰门板的自动装配方法，其特征在于，包括5段独立的工位区：门板总成装夹区、超声波焊接区、自动螺钉安装区、自动卡扣安装区、取料区，具体包括以下步骤：

1)前期准备工作：将汽车内饰门板配件分别放入相应位置；

2.如权利要求1所述的汽车内饰门板的自动装配方法，其特征在于，所述各工位区可按步骤2)-5)顺序使用，也可将工位区从流线上拆下，作为一个独立的工作单元使用。

3.如权利要求1所述的汽车内饰门板的自动装配方法，其特征在于，所述装配方法还包括CCD影像检测系统，CCD影像检测系统安装在末端升降机上部，用于检测超声波焊接、螺钉安装、卡扣安装的加工情况，如果检测不合格，系统指示灯报警；当末端升降机上的汽车内饰门板被取走后，胎膜工装由末端升降机和底部流水线输送至门板总成装夹区升降机。

4.如权利要求1所述的汽车内饰门板的自动装配方法，其特征在于，所述汽车门板配件包括水切条、中饰板、高音和低音网罩、高音和低音亮条、地图袋、拉手盒、肘靠、拉手骨架。

5.如权利要求1所述的汽车内饰门板的自动装配方法，其特征在于，所述定位机构由气缸顶起，利用定位机构和胎膜工装的嵌套设计实现X`、Y`定位；所述定位机构与设备机架边缘设置的Z`定位块，实现Z`定位和压紧。

6.如权利要求1所述的汽车内饰门板的自动装配方法，其特征在于，所述阻拦装置用于当产品到达接近开关附近，接近开关被触发，控制器控制阻挡气缸立起阻挡工装在流水线上的位置移动。

7.如权利要求1所述的汽车内饰门板的自动装配方法，其特征在于：所述超声波焊接区包括以下设备：线性导轨、用于上下层输送的托辊、定位机构、阻拦机构、用于上下层导向的流利条、X’伺服模组、Y’伺服模组、Z’伺服模组、超声波焊接机，其中X’、Y’、Z’伺服模组与超声波焊接机相连，在控制器控制下带动超声波焊接机进行精准运动；所述线性导轨用于运动定位，保证X’、Y’、Z’伺服模组运动的稳定性；所述流利条用于运动导向；所述阻拦机构用于阻拦汽车内饰门板；所述定位机构用于汽车内饰门板的定位和固定；所述超声波焊接机实现超声波焊接加工。

8.如权利要求1所述的汽车内饰门板的自动装配方法，其特征在于：所述自动螺丝安装区包括以下设备：线性导轨、用于上下层输送的托辊、定位机构、阻拦机构、用于上下层导向的流利条、X’伺服模组、Y’伺服模组、Z’伺服模组、螺丝机，其中X’、Y’、Z’伺服模组与螺丝机相连，在控制器控制下带动螺丝机进行精准运动；所述线性导轨用于运动定位，保证X’、Y’、Z’伺服模组运动的稳定性；所述流利条用于运动导向；所述阻拦机构用于阻拦汽车内饰门板；所述定位机构用于汽车内饰门板的定位和固定；所述螺丝机用于实现自动螺丝安装加工。

9.如权利要求1所述的汽车内饰门板的自动装配方法，其特征在于：所述自动卡扣安装区包括以下设备：用于上下层输送的托辊、电机、阻拦机构、定位机构、用于上下层导向的流利条、X’伺服模组、Y’伺服模组、Z’伺服模组、四周臂机械手，其中X’、Y’、Z’伺服模组与四周臂机械手相连，在控制器控制下带动四周臂机械手进行精准运动；所述流利条用于运动导向；所述阻拦机构用于阻拦汽车内饰门板；所述定位机构用于汽车内饰门板的定位和固定；所述电机用于带动托辊运动；所述四周臂机械手用于实现卡扣安装。