CN107618591A

CN107618591A - 用于安装前端模块的方法和设备

Info

Publication number: CN107618591A
Application number: CN201710565059.9A
Authority: CN
Inventors: 难波伸广; 吉本惠; 吉本一惠; 木村博文
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2018-01-23
Anticipated expiration: 2037-07-12
Also published as: CN107618591B; JP6247723B1; JP2018008651A; US20180015973A1; CA2973397C; CA2973397A1

Abstract

本发明涉及用于安装前端模块的方法和设备。针对第一位置调节机器人(64L)和第二位置调节机器人(64R)的相应前端臂设置感测单元、螺母扳手(120L、120R)和位置调节构件(122L、122R)。首先，通过第一位置调节机器人(64L)和第二位置调节机器人(64R)的感测单元来确定车身(10)的位置。第一位置调节机器人(64L)和第二位置调节机器人(64R)通过位置调节构件(122L、122R)、基于车身(10)的位置信息将前端模块(12)移动到前端模块(12)可移动到车身(10)的前部中的开口(18)中的位置。

Description

用于安装前端模块的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于将前端模块安装于车身的方法和设备。

背景技术

在制造汽车时，可将前端模块安装于在前部具有大开口的车身(例如，参见日本专利No.3747811)。在这一点上，前端模块是包括前保险杠、前保险杠横梁、前照灯、前格栅等的组件。在这种状态下，前端模块被运输到用于将前端模块安装于车身的工位。

为了将前端模块安装于车身，首先，将前端模块移动进入车身前部中形成的开口中。此时，当在车身宽度方向上出现车身和前端模块之间的相对位置移位时，难以将前端模块移动进入开口中。为了克服该问题，在日本专利No.3765254中，提出了提供使得可以调节前端模块的位置的位置调节机构。

发明内容

在日本专利No.3765254中描述的技术中，由操作人员执行使用位置调节机构来调节前端模块的位置的操作。换句话讲，此操作用人力手动地执行并且带给操作人员繁重的负担。

本发明的主要目的是提供一种安装前端模块的方法，该方法使得可以执行相对于车身的前端模块位置调节，并且后续将前端模块自动地紧固于车身。

本发明的另一个目的是提供一种安装前端模块的方法，该方法使得可以减轻操作人员的负担。

本发明的另一个目的是提供一种用于执行以上安装方法的安装设备。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种将前端模块安装于车身的方法。所述前端模块包括前保险杠和前照灯。该方法包括以下步骤：由针对保持机器人设置的保持夹具保持所述前端模块，并且将所述前端模块转移到所述车身；由第一位置调节机器人和第二位置调节机器人，基于由位置信息采集机构采集的所述车身的位置信息，调节所述前端模块在宽度方向上的位置，以使得由所述保持机器人保持的所述前端模块能够移动到在所述车身的前部中形成的安装空间中；将位置已经被调节的所述前端模块移动到所述安装空间中；以及使用分别针对所述第一位置调节机器人和所述第二位置调节机器人设置的螺母扳手将所述前端模块紧固于所述车身。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种用于将前端模块安装于车身的前端模块安装设备。所述前端模块包括前保险杠和前照灯。所述前端模块安装设备包括：保持机器人，所述保持机器人包括被配置成保持所述前端模块的保持夹具；位置信息采集机构；以及第一位置调节机器人和第二位置调节机器人，所述第一位置调节机器人和所述第二位置调节机器人被配置成基于由所述位置信息采集机构采集的所述车身的位置信息，调节所述前端模块在宽度方向上的位置，以使得由所述保持机器人保持的所述前端模块能够移动到在所述车身的前部中形成的安装空间中。

所述第一位置调节机器人和所述第二位置调节机器人中的每个都具有螺母扳手，所述螺母扳手被配置成将已移动到所述安装空间中的所述前端模块紧固于所述车身。

如上所述，在本发明中，通过第一位置调节机器人和第二位置调节机器人来自动执行前端模块与车身的位置对准。因此，减轻了操作人员的负担。另外，第一位置调节机器人和第二位置调节机器人用作将前端模块紧固于车身的紧固机器人(用于紧固螺母的机器人)。在该结构中，由于不需要附加设置任何位置调节机器人和紧固机器人，因此可以避免资金投入增加，并且简化了安装设备的结构。

应该注意，左前照灯和右前照灯是重的。因此，担心在进行前端模块的位置调节以及将前端模块移动到开口中的过程中，由于前端模块本身的重量而导致会出现前端模块的向下位置移位。优选地，针对保持夹具设置前照灯托架，并且前照灯被前照灯托架从下方支撑。这是因为，通过以这种方式支撑前照灯，可避免前照灯向下的位置移位。

另外，在调节所述前端模块在所述宽度方向上的位置时，所述第一位置调节机器人和所述第二位置调节机器人中的一个可对所述前端模块施压，并且所述第一位置调节机器人和所述第二位置调节机器人中的另一个可阻止所述前端模块的移动。通过简单操作，可以使前端模块和车身之间位置对准。

在本发明中，用于将前端模块紧固于车身的紧固机器人也用作用于进行前端模块和车身之间的位置对准的位置调节机器人。因此，用小资金投入和简单结构，可以自动地进行位置对准。另外，减轻了为此带给操作人员的负担。

通过以下结合附图进行的描述，本发明的以上和其他目的、特征和优点将变得更清楚，在附图中，通过例示示例示出了本发明的优选实施方式。

附图说明

图1是示意性示出车身的主要部件和前端模块的立体图；

图2是示出车身的主要部件和前端模块的放大立体图，其中，前端模块的左前照灯周围的部分被放大；

图3是示意性示出根据本发明的实施方式的用于安装前端模块的设备的平面图；

图4是示意性示出保持夹具的主要部件和前端模块的侧视图，保持夹具是针对图3的安装设备的保持机器人设置的；以及

图5是示意性示出位置调节构件的主要部件和前端模块的平面图，位置调节构件是针对图3的安装设备的第一位置调节机器人和第二位置调节机器人设置的。

具体实施方式

下文中，将参照附图，针对用于执行根据本发明的安装前端模块的方法的设备来详细描述安装方法的优选实施方式。在下面的描述中，除非另外指明，否则“前”、“后”、“右”和“左”指示从坐在驾驶员座位上的驾驶员分别观察的向前方向、向后方向、右侧方向和左侧方向。

首先，将参照图1来简要描述车身10和前端模块12。车身10在其前侧包括左前侧构件16L和右前侧构件16R。左前侧构件16L从左A柱14L伸出，右前侧构件16R从右A柱14R伸出。在这种情况下，在左前侧构件16L和右前侧构件16R之间没有设置前横梁。因此，在左前侧构件16L和右前侧构件16R之间形成大开口18。开口18用作用于安装前端模块12的安装空间。

在左前侧构件16L和右前侧构件16R的前端面上分别地形成左前表面螺栓孔20L、右前表面螺栓孔20R和销孔26。将为左前照灯22L和右前照灯22R设置的钩接销24(参见图2)插入销孔26中。在图2中，只示出左前照灯22L的部分上的销孔26和钩接销24。

在被发动机罩30覆盖的左前侧构件16L和右前侧构件16R的上端面上，分别形成左上表面螺栓孔32L和右上表面螺栓孔32R(参见图1)。左上表面螺栓孔32L、右上表面螺栓孔32R、左前表面螺栓孔20L和右前表面螺栓孔20R是用于检测车身10的位置的基准位置。

前端模块12是包括前保险杠40、前保险杠横梁42、左前照灯22L、右前照灯22R、前格栅44等的组件。在前保险杠40中形成左螺栓插入孔46L和右螺栓插入孔46R。左螺栓插入孔46L和右螺栓插入孔46R分别与左前表面螺栓孔20L和右前表面螺栓孔20R重叠。另外，在前保险杠横梁42中形成左上螺栓插入孔48L和右上螺栓插入孔48R。左上螺栓插入孔48L和右上螺栓插入孔48R分别与左上表面螺栓孔32L和右上表面螺栓孔32R重叠。

前端模块12和车身10是在不同加工工位制造的，并且被转移到图3中示出的用于安装前端模块12的设备50(下文中也被简称为“安装设备”)。此后，如随后描述的，将前端模块12安装于车身10的前部。

接下来，将参照图1和图3至图5来描述根据本发明的实施方式的安装设备50。图3是示意性示出安装设备50的主要部件的平面图。安装设备50包括用于悬挂并且运输车身10的运输机构60和三个机器人62、64L和64R。

运输机构60包括导轨66L、66R和悬轨70，导轨66L、66R在车身10的左上位置和右上位置处平行延伸，悬轨70用于通过传动滑块(未示出)支撑悬挂车身10的吊架68。针对吊架68设置与导轨66L、66R可滑动接合的多个从动轮(未示出)。在该结构中，传动滑块沿着悬轨70移位，因此，吊架68和车身10沿着导轨移位。在图3中，车身10的行进方向是图3的左侧。

这三个机器人62、64L和64R是例如具有六个轴的通用多关节机器人。这三个机器人62、64L和64R设置在没有阻碍车身10移动的位置处。

这三个机器人中的一个是保持机器人62，保持机器人62用于保持多个前端模块12中暂时设置在原料场72中的一个前端模块并且将该前端模块12运输到车身10。在原料场72中，前端模块12被支撑于支架(未示出)。如图4所示，前端模块12直立，其中，前保险杠40处于下侧，并且左前照灯22L、前格栅44和右前照灯22R处于上侧。

图1和图4中示出的保持夹具80设置在保持机器人62的前端臂处。保持夹具80包括用于从下方支撑前保险杠40的两个保险杠托架82L、82R、用于支撑左前照灯22L的LHD托架(左前照灯托架)84L和用于支撑右前照灯22R的RHD托架(右前照灯托架)84R。

保险杠托架82L、82R与连接梁86形成一体并且从前方位置延伸到后方位置，连接梁86在车身的宽度方向上延伸。在保险杠托架82L、82R的后端处设置接合部件88L、88R(参见图4)。通过将前保险杠40的下端插入接合部件88L、88R中来支撑前保险杠40。另外，两个圆柱形立柱90L、90R(参见图1)直立于连接梁86。在圆柱形立柱90L、90R的上部前端处设置与连接梁86大体平行延伸的支撑杆92。

在圆柱形立柱90L、90R的上部前端处设置面板构件93，使得面板构件93被圆柱形立柱90L、90R和支撑杆92包围。针对面板构件93设置第一支撑件94、第二支撑件95和第三支撑件96。另外，第一支架98附接于第三支撑件96，并且针对第一支架98设置第二支架100。保持机器人62的前端臂联接到第二支架100。

支撑杆92的左端和右端对应于左前照灯22L和右前照灯22R相对于前格栅44的倾斜度而略微弯曲。LHD托架84L和RHD托架84R分别设置在支撑杆92的弯曲的左端和右端处。

LHD托架84L包括吊挂部件102和水平部件104，吊挂部件102从支撑杆92左端处的下端面竖直向下吊挂，水平部件104从吊挂部件102向后延伸。向上定向的弯曲凸起106从水平部件104的端部伸出(参见图4)。凸起106从下方支撑左前照灯22L。RHD托架84R与LHD托架84L具有相同的结构。因此，RHD托架84R的与LHD托架84L的构成部件相同的构成部件标记有相同的参考符号，并且省略详细描述。

第一支架98包括具有基准销110的保持器部件112。保持器部件112具有可移位面板116，可移位面板116可在空气气缸114的操作下竖直地移位。可移位面板116设置有基准销110。

除了保持机器人62外的两个机器人是第一位置调节机器人64L和第二位置调节机器人64R。如随后描述的，第一位置调节机器人64L和第二位置调节机器人64R进行位置调节，以将前端模块12的位置与车身10的位置对准。

在第一位置调节机器人64L和第二位置调节机器人64R的前端臂处设置螺母扳手120L、120R。螺母扳手120L、120R具有将螺母相对于插入预定螺栓插入孔和上述螺栓孔中的螺栓旋转的功能。也就是说，第一位置调节机器人64L和第二位置调节机器人64R也用作紧固机器人。

第一位置调节机器人64L和第二位置调节机器人64R以适宜方式进行操作，以改变前臂的位置。按照该改变，螺母扳手120L、120R的姿势从螺母扳手120L、120R如图1中实线所表示的从车身10的前方位置延伸到后方位置的紧固姿势变为螺母扳手120L、120R如虚线所表示的从下方位置延伸到上方位置的位置。

在第一位置调节机器人64L和第二位置调节机器人64R的相应前端臂处设置图5中示出的位置调节构件122L、122R。当螺母扳手120L、120R采取位置调节姿势时，这些位置调节构件122L、122R面对略低于左前照灯22L和右前照灯22R的侧面部分的位置。当螺母扳手120L、120R采取紧固姿势时，这些位置调节构件122L、122R面对宽度方向上的车身10的外部。

在前端臂处，分别设置感测单元(未示出)(位置信息采集机构)。主要地，感测单元检测形成在车身10中的左上表面螺栓孔32L、右上表面螺栓孔32R、左前表面螺栓孔20L和右前表面螺栓孔20R。

在以上结构中，传动滑块、保持机器人62、第一位置调节机器人64L、第二位置调节机器人64R、基准销110、感测单元、螺母扳手120L、120R等电连接到控制单元(未示出)。

根据本发明的实施方式的安装设备50基本上具有如上所述的结构。接下来，将针对根据本发明的安装前端模块12的方法来描述安装设备50的效果和优点。在控制单元的控制操作下，执行以下步骤和操作。

如上所述，在不同的加工工位制造前端模块12和车身10。在前端模块12被支架(未示出)支撑的状态下，前端模块12被暂时设置在原料场72中且直立，并且车身被吊架68悬挂。当驱动针对吊架68设置的传动滑块时，传动滑块沿着悬轨70移位，并且从动轮沿着导轨66L、66R移位。结果，吊架68和被吊架68保持的车身10缓慢向着图3中的左侧(前侧)移动。此时，发动机罩30和后行李箱130是打开的。

当车身10到达预定位置(安装位置)时，车身10在必要时停止。同时，保持机器人62的臂部分转动，并且保持机器人62的前端臂面对原料场72，如图4所示。然后，前端臂以适宜方式进行操作，以将保险杠托架82L、82R移动到前保险杠40下方的位置，并且致使前保险杠40被插入接合部件88L、88R中。

同时，LHD托架84L移动到左前照灯22L下方的位置，RHD托架84R移动到右前照灯22R下方的位置。然后，凸起106的上端面与左前照灯22L和右前照灯22R的下方位置接触。以这种方式，从下方支撑左前照灯22L和右前照灯22R。

然后，空气气缸114进行操作，并且空气气缸114的杆向下延伸。因此，基准销110下降并且与前端模块12的预定位置接触。结果，前端模块12被保持器部件112保持，同时，检测基准销110是否位于预定基准位置。如果基准销110位于基准位置，则控制单元识别到“前端模块12已被保持夹具80保持”。

同时，第一位置调节机器人64L和第二位置调节机器人64R以适宜方式进行操作。此时，由感测单元来检测形成在车身10中的左上表面螺栓孔32L、右上表面螺栓孔32R、左前表面螺栓孔20L和右前表面螺栓孔20R的位置。已接收到这些位置作为信息的控制单元确定车身10的位置。

此后，保持机器人62的臂部分转动，并且如图1所示，运输前端模块12，使得前端模块12得后侧设置在车身10的前侧。换句话讲，前端模块12设置在位于左前侧构件16L和右前侧构件16R之间的开口18中。

在这一点上，当在车身10中没有出现位置移位时，左前表面螺栓孔20L和右前表面螺栓孔20R分别与形成在前保险杠40中的左螺栓插入孔46L和右螺栓插入孔46R重叠。相比之下，在控制单元基于以上确定的位置信息而识别到在车身10中已出现位置移位的情况下，进行位置对准，以将左前表面螺栓孔20L的位置与左螺栓插入孔46L的位置对准，并且将右前表面螺栓孔20R的位置与右螺栓插入孔46R的位置对准。

也就是说，在控制单元识别到车身10从基准位置向左或向右偏离的情况下，控制单元通过第一位置调节机器人64L和第二位置调节机器人64R对前端模块12进行位置调节。具体地，每个臂部分以适宜方式进行操作，因此，螺母扳手120L、120R采取如图1中的虚线所示的位置调节姿势。因此，如图5所示，设置在第一位置调节机器人64L的前端臂处的位置调节构件122L面对略低于左前照灯22L的侧面部分的位置，设置在第二位置调节机器人64R的前端臂处的位置调节构件122R面对略低于右前照灯22R的侧面部分的位置。

例如，在车身10从基准位置向右偏离的情况下，第一位置调节机器人64L的臂部分移动至更靠近左前照灯22L。结果，位置调节构件122L与略低于左前照灯22L的侧面部分的位置接触，并且朝向第二位置调节机器人64R对该位置施压。通过该施压，前端模块12向右移动。在移动之后，前端模块12与第二位置调节机器人64R的位置调节构件122R接触。

相反，在车身10从基准位置向左偏离的情况下，第二位置调节机器人64R的臂部分移动至更靠近右前照灯22R。因此，位置调节构件122R与略低于右前照灯22R的侧面部分的位置接触，并且朝向第一位置调节机器人64L对该位置施压。结果，前端模块12向左移动。在移动之后，前端模块12与第一位置调节机器人64L的位置调节构件122L接触。

通过该接触，防止前端模块12进一步移动。换句话讲，通过位置调节构件122R或位置调节构件122L来阻止前端模块12的移动。因此，前端模块12被定位为左前表面螺栓孔20L与左螺栓插入孔46L重叠并且右前表面螺栓孔20R与右螺栓插入孔46R重叠。

接下来，保持机器人62的前端臂进一步移动至更靠近车身10。如上所述，由于前端模块12的位置与车身10的位置对准，因此前端模块12移动到车身10的开口18中，而没有干扰左侧构件或右侧构件。结果，左前表面螺栓孔20L与左螺栓插入孔46L重叠，并且右前表面螺栓孔20R与右螺栓插入孔46R重叠。此时，左上表面螺栓孔32L与左上螺栓插入孔48L重叠，并且右上螺栓插入孔48R与右上表面螺栓孔32R重叠。

另外，由于左前照灯22L和右前照灯22R分别由LHD托架84L和RHD托架84R支撑，因此可以防止左前照灯22L和右前照灯22R由于其自重而出现向下的位置移位。因此，图2中示出的钩接销24被插入销孔26中，并且前端模块12被固定地定位于车身10。

接下来，将螺栓分别地插入彼此重叠的左前表面螺栓孔20L和左螺栓插入孔46L中以及彼此重叠的右前表面螺栓孔20R和右螺栓插入孔46R中。另外，第一位置调节机器人64L和第二位置调节机器人64R的臂部分以适宜方式进行操作，以允许螺母扳手120L、120R采取紧固姿势。另外，螺母扳手120L、120R将螺母(未示出)紧固于螺栓。

另外，螺栓也分别地插入左上表面螺栓孔32L和左上螺栓插入孔48L中以及右上螺栓插入孔48R和右上表面螺栓孔32R中。还通过针对第一位置调节机器人64L和第二位置调节机器人64R设置的螺母扳手120L、120R将螺母紧固于这些螺栓。通过以上的紧固操作，将前端模块12安装于车身10。

如上所述，在本发明的该实施方式中，通过第一位置调节机器人64L和第二位置调节机器人64R来自动进行前端模块12与车身10的相对位置对准。因此，可以减轻操作人员的负担。

另外，第一位置调节机器人64L和第二位置调节机器人64R具有将前端模块12紧固于车身10的功能。因此，避免机器人的数量增加。因此，可以减少资金投入，并且简化安装设备50的结构。

不同类型或型号的车辆具有不同的车辆宽度和左前照灯22L、右前照灯22R等的不同安装位置。因此，优选地，应该将保持夹具80的保险杠托架82L、82R和支撑杆92变成具有按照车辆类型或型号的尺寸/形状。以这种方式，保持夹具80可具有优异的通用性。

本发明不具体限于以上描述的实施方式，并且可在不偏离本发明主旨的情况下进行各种修改。

例如，可在不设置位置调节构件122L、122R的情况下，通过螺母扳手120L、120R来对前端模块12施压或阻止前端模块12。

Claims

1.一种将前端模块(10)安装于车身(10)的方法，所述前端模块(12)包括前保险杠(40)和前照灯(22L、22R)，该方法包括以下步骤：

由针对保持机器人(62)设置的保持夹具(80)保持所述前端模块(12)，并且将所述前端模块(12)转移到所述车身(10)；

由第一位置调节机器人(64L)和第二位置调节机器人(64R)，基于由位置信息采集机构采集的所述车身(10)的位置信息，调节所述前端模块(12)在宽度方向上的位置，以使得由所述保持机器人(62)保持的所述前端模块(12)能够移动到在所述车身(10)的前部中形成的安装空间(18)中；

将位置已经被调节的所述前端模块(12)移动到所述安装空间(18)中；以及

使用分别针对所述第一位置调节机器人(64L)和所述第二位置调节机器人(64R)设置的螺母扳手(120L、120R)将所述前端模块(12)紧固于所述车身(10)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述前端模块(12)由所述保持夹具(80)保持的同时，由所述保持夹具(80)的前照灯托架(84L、84R)从下方支撑所述前照灯(22L、22R)。

3.根据权利要求1所述的方法，为了调节所述前端模块(12)在所述宽度方向上的位置，由所述第一位置调节机器人(64L)和所述第二位置调节机器人(64R)中的一个对所述前端模块(12)施压，并且由所述第一位置调节机器人(64L)和所述第二位置调节机器人(64R)中的另一个阻止所述前端模块(12)的移动。

4.一种用于将前端模块(10)安装于车身(10)的前端模块安装设备(50)，所述前端模块(12)包括前保险杠(40)和前照灯(22L、22R)，所述前端模块安装设备(50)包括：

保持机器人(62)，所述保持机器人(62)包括被配置成保持所述前端模块(12)的保持夹具(80)；

位置信息采集机构；以及

第一位置调节机器人(64L)和第二位置调节机器人(64R)，所述第一位置调节机器人(64L)和所述第二位置调节机器人(64R)被配置成基于由所述位置信息采集机构采集的所述车身(10)的位置信息，调节所述前端模块(12)在宽度方向上的位置，以使得由所述保持机器人(62)保持的所述前端模块(12)能够移动到在所述车身(10)的前部中形成的安装空间(18)中，

其中，所述第一位置调节机器人(64L)和所述第二位置调节机器人(64R)中的每个都具有螺母扳手(120L、120R)，所述螺母扳手(120L、120R)被配置成将已移动到所述安装空间(18)中的所述前端模块(12)紧固于所述车身(10)。

5.根据权利要求4所述的前端模块安装设备(50)，其中，所述保持夹具(80)包括被配置成从下方支撑所述前照灯(22L、22R)的前照灯托架(84L、84R)。

6.根据权利要求4所述的前端模块安装设备(50)，其中，所述第一位置调节机器人(64L)和所述第二位置调节机器人(64R)中的一个被配置成对所述前端模块(12)施压，并且所述第一位置调节机器人(64L)和所述第二位置调节机器人(64R)中的另一个被配置成阻止所述前端模块(12)的移动以调节所述前端模块(12)在所述宽度方向上的位置。

7.根据权利要求4所述的前端模块安装设备(50)，其中，针对所述第一位置调节机器人(64L)和所述第二位置调节机器人(64R)中的每个都设置位置调节构件(122L、122R)，所述位置调节构件(122L、122R)被配置成调节所述前端模块(12)在所述宽度方向上的位置。

8.根据权利要求4所述的前端模块安装设备(50)，其中，所述保持夹具(80)包括被配置成从下方支撑所述前保险杠(40)的保险杠托架(82L、82R)。