CN108368388B - 用于在车辆车身装配线上将两部件胶合到一起的系统和对应的过程 - Google Patents

Abstract

本文中所描述的是一种用于在车辆车身装配线上胶合两部件的过程，所述过程包括如下步骤：提供第一部件和第二部件；‑将胶合物层施加在所述第一部件上和/或所述第二部件上；‑测量所述第一部件和/或所述第二部件的温度；经由基于所测量的温度来控制的热调节装置对所述第一部件和/或所述第二部件进行热调节和/或对施加在所述第一部件上或所述第二部件上的胶合物进行热调节；以及利用设置在所述第一部件和所述第二部件之间的所述胶合物层将所述第一部件和所述第二部件联接到一起。

Description

用于在车辆车身装配线上将两部件胶合到一起的系统和对应 的过程

技术领域

本发明涉及用于在车辆车身装配线上将两部件胶合到一起的系统和对应的过程。

背景技术

在这个背景下，实际上，首先就机动车辆车身的装配而言，越来越普遍的是使用胶合物来代替更常规的焊接技术。事实上，经由胶合物的连接还能够使得将非金属部件连接在一起并且因此能够在车身的组成中引入新材料，所述新材料通常诸如是碳纤维、玻璃纤维、以及高分子材料。

上述方法存在一系列关键方面，这些关键方面已得到确认并已由已知的胶合系统而得到解决。例如，在使用热激活的胶合物时，一旦已经利用设置在两部件之间的胶合物层联接所述两部件，那么在根本上重要的是保证胶合物达到预定的温度并维持该温度达足够长的时间以便待完成的交联过程，该交联过程设计成建立两部件之间的连接。在这种连接中，德国文件号 DE19941996A1 例如描述了一种胶合系统，所述胶合系统设想出加热单元，所述加热单元具有如下功能：在已被胶合到一起的两部件上进行操作，以便启动前述交联过程并使之达到给定的阶段，使得于是可以在装配线的所有的随后的站中处理装配到一起的两部件而两部件不会有任何发生分离的风险。

再一次关于胶合物的交联问题，德国文件号 DE19941996A1 描述了由机器人臂承载的用于施加胶合物的头部，所述头部配备有加热装置，所述加热装置在胶合物已被施加在部件上之后就立刻运行以便加热胶合物。

发明内容

在上面所概述的背景中，本申请人已发现，通常可以通过实施对至少一个待胶合的部件的温度的测量并基于所检测到的温度对装配过程的一个或多个参数执行校正动作来改进已知的胶合过程。

具体来说，本申请人已理解，不论装配线的环境条件怎样，通过将部件的温度识别为过程控制参数并且通过根据该参数的值对所述过程实施适当的干预，可以保证所获得的装配件的质量一致。

现在，总的来说，本文中所描述的过程包括如下步骤：

- 提供第一部件和第二部件；

- 将胶合物层施加在所述第一部件上和/或所述第二部件上；

- 利用设置在所述第一部件和所述第二部件之间的所述胶合物层将所述第一部件和所述第二部件联接到一起；以及

- 有可能加热施加在所述第一部件上和/或所述第二部件上的所述胶合物层，以便热激活所述胶合物的固化和/或交联反应。

在这一点上，应当注意的是，根据所使用的胶合物类型可以设想有或可以设想没有后面的步骤，即根据该胶合物是否要求或不要求热诱导的化学激活（诸如在双组分胶合物的情况下）设想有或设想没有后面的步骤。

上述过程的特征在于，在将所述胶合物层施加在所述第一部件和所述第二部件上之前，所述过程还设想有如下步骤：

- 测量第一部件和/或第二部件的温度；以及

- 经由基于所测量的温度来控制的热调节装置对所述第一部件和/或所述第二部件进行热调节，以便至少使所述第一部件和/或所述第二部件的将在其上施加胶合物的那部分达到预设温度，甚至在所述胶合物层被施加在所述部分上之前达到预设温度。

本文中所描述的部件的温度的控制来自如下的观察结果：待装配的部件通常可根据难以预见和控制的整个一系列条件和状况（诸如一年的季节、单个部件在设备内的前进路径、部件的储存位置等）呈现变化很大的温度。这种显著的变化性会危害胶合过程和所获得的组件质量，因为在任何情况下这个过程都是参考被识别为标准的环境条件来建立的。

在这个背景下，本文中所描述的提供在所述过程中的热调节功能因此是使部件进入到预定的热状态中，该热状态被设计成保证在受控且可重复的条件下的胶合步骤的正确执行。温度的测量明显具有识别与预设热状态偏离的那些状态的功能，并且优选地在两部件上实施温度的测量。应当注意的是，不仅在将两部件胶合之前进行上述温度测量和调节的步骤，而且也在将胶合物恰当地施加在两部件上之前进行上述温度测量和调节的步骤，并且即使本文中所描述的过程有可能设想有如下步骤：在胶合物的施加随后加热胶合物以热激活胶合物，但仍执行上述温度测量和调节的步骤。

附图说明

通过示例，本文所公开的过程的可能的应用将会在用于将顶盖装配在机动车辆框架上的系统的框架中进行描述。如接下来将会变得明显的，装配系统被适当地精确地预布置以便实施所讨论的过程。

具体实施方式

图1中示出的是胶合站100，胶合站100配备有辅助工作站10以辅助所述胶合过程，所述胶合过程设想有支撑结构111，静置在支撑结构111上的是板件或顶盖S，在此之前，板件或顶盖S已从存放结构拾取。辅助工作站设想有传感器装置12，传感器装置12用于测量板件的温度。这些装置可例如由红外传感器组成。优选地，传感器12由可移动的结构（例如机械臂）承载，以便能够检测板件的不同部位中的温度。所讨论的传感器在任何情况下也可以由固定的结构承载，并且在这种情况下所讨论的传感器被设计成检测在设置于结构B上的各种板件的总是差不多同一部位中的温度。在替代性实施例中，这些传感器装置替代性地由热成像相机组成，经由热成像相机获得板件的延伸部分的完整的温度图。

所讨论的工作站10还包括用于板件的热调节的装置14，根据特定的应用，装置14可设想有加热单元或冷却单元中的任一者，或者可设想有具有每一种类型的单元。在加热单元的情况下，这可由一个或多个红外发射器、鼓风机、或经加热的气体的鼓风机等组成。在冷却单元的情况下，这可由例如一个或多个风扇组成。优选地，这些调节装置由可移动的结构承载（例如，也是在该情况下，由机械臂承载），以能够将它们的作用选择性地集中在板件的不同部分上。

此外，所述系统设想有控制单元117，控制单元117构造成基于由传感器装置检测的温度控制上文所提到的调节装置，以使板件将与胶合物层接触的部分达到预设温度。这些调节装置只有在有必要时才会进行干预，即当板件的所测量的温度表明该板件处于与前面所述的预设温度不同的温度。

这些装置的作用目的是使板件进入到预定热状态中，因为这样可以保证胶合步骤在受控且可重复的条件下的正确表现。在这一点上，实际上本申请人已注意到，板件的热惯性本身能够显著影响胶合过程，即使在胶合物例如在被施加之前被加热或在被施加之后立刻被加热的情况下，一将胶合物施加在部件上，胶合物的温度就立刻改变。因此，部件的温度的检测和由前述装置提供的可能的调节作用保证使胶合过程正确实施所必要的条件。

在各种实施例中，控制单元具有储存在其内的一个或多个参考值并且被构造成建立所测量的温度与这些参考值之间的关系并且基于在所测量的温度与参考值之间的所确定的关系来确定调节装置的激活和非激活状态。在各种优选的实施例中，控制单元具有储存在其内的温度范围，并且控制单元被构造成如果且只要部件的所测量的温度（在特定的情况下是板件的温度）没有落入上述范围内时控制调节装置的作用。

此外，控制单元可构造成根据所测量的温度来调整前述调节装置的操作参数，以便使所述系统的操作时间适于预设的循环时间，而不考虑在所述部件上检测到的实际温度。所讨论的参数可由电力消耗、调节装置相对板件的位移速率、这些装置的作用的持续时间等代表。

通过示例，在设置所述系统的阶段中，因此可以针对所述板件在操作期间可能处于的不对应于前述预设状态的不同温度来识别调节装置的一系列激活状态和对应的操作参数，所述一系列激活状态和对应的操作参数使得板件能够在预设时间内进入到所述预设状态中。这个设置阶段可优选地产生一幅或多幅控制图，所述控制图与如下的一组值关联，所述值指示所测量的温度与调节装置的一个或多个操作参数的值和状态的对应关系。

在各种优选的实施例中，如在所示出的那个实施例中，在胶合站的上游也可提供有站120以用于车身的准备，其被预设置以用于验证车身的温度并且有可能以用于进行干预，以便改变车身的热状态，具体的是改变待接收作为目标的（也就是后续的胶合操作的）板件的框架的部分的热状态。为了这个目的，站120包括与上文参考站10所描述的传感器装置和调节装置是同一类型的传感器装置112和调节装置114。同样地，上面所描述的控制单元或另外的控制单元被构造成用于基于由传感器装置112检测到的温度来控制调节装置114，再次以便确保胶合过程将在预设热条件下实施。应当注意的是，替代地，也可以在胶合站本身处提供测量装置和调节装置。在这种情况下，可以在设备中直接集成这些装置，利用所述设备，该站已配备好以便实施胶合操作。在各种实施例中，在可能的热条件与上文所提到的预设状态不同的情况下，该系统也可设想出基于车身和/或板件的所检测的温度改变胶合过程的参数本身，在这种情况下以使得利用对实施胶合操作所采用的特定方法的适当修改来间接补偿前述的不同条件。例如，所述系统可适当地改变所递送的胶合物的温度、量、密度等，或部件上胶合物所施加的地方的面积。这种由所述系统进行的关于对胶合操作的控制的干预在由调节装置实施的所指示的干预中起到了辅助作用。

现在回到图1，在板件和车身已经受温度检测之后以及在它们可能已经被热调节之后，板件和车身因此可以在胶合站100中被装配到一起。

该站具有用于将胶合物施加在车身的将接收板件的部分上的常规装置110。在各种优选的实施例中，如在所示出的那个实施例中，这些装置由机械臂机器人代表，机械臂机器人承载用于胶合物的受控递送的头部。然而，这些装置可明显地由用于实现所提到的功能的本领域中常规使用的任何其他设备和系统组成。

此外，胶合站100包括单元102，单元102也由机械臂机器人104承载并且具有如下功能：加热存在于装配到一起的两部件之间的胶合物以便热激活胶合物。在各种优选的实施例中，单元102设想有由机器人104承载的单个框架，连接在其上的是一系列红外源。然而，也是在这种情况下，这些加热装置可明显地由用于实现所提到的功能的在本领域中常规使用的任何其他的设备和系统组成。上面所描述的系统能够总是以预设条件实施受控胶合过程，以便在不考虑装配线正在操作所处的环境条件的情况下保证所获得的装配体的质量一致。在这一点上，应当注意的是，对于与最优环境条件不对应的装配线的环境条件来讲，如果不发生故障的话，则已知的胶合系统目前反而显现出显著的关键方面。例如本申请人已经能够注意到由于装配线不能够正确地实施胶合操作而导致装配线完全不能够操作的情况的发生，这在由于假日期间导致的长期的活动中断之后立即发生，其与以特别低的温度（低于0℃）为特征的天气条件相伴发生。因此这些由已知的胶合系统所显示的问题对生产量和整个生产线的制造质量明显具有持续影响。

清楚的是，所述设备的特定构造在任何情况下可根据特定需求和各种应用的特点从上文示出和描述的构造发生变化。例如，在替代性实施例中，可以设想的是，单元102自身由机器人104承载，机器人104执行对板件的初步调节并且在两部件被装配到一起后加热胶合物。再一次在这些替代性实施例中，板件可由车身自身运送到胶合站而不是直接从存放处供给到胶合站，以使得在这种情况下，板件将会在胶合站处从车身拾取并且立刻送运到邻近用于运送车身的装配线的工作站中，以被单元102加热。因此，在这些实施例中，与附图所示出的工作站10不同，之前所提到的工作站10将设想仅有传感器装置12和用于从车身拾取板件并在板件已被调节之后将板件放回在车身上的设备。

最后，会注意到的是，上文所提到的控制单元总体形成了装配设备的控制系统的一部分。这些单元可由一个或多个模块组成，所述一个或多个模块在物理上连接或分离并且设置在涉及这些单元控制的过程的传感器和/或致动器附近，或者设置在远离所述传感器和/或致动器的位置中。

当然，在不损害本发明的原理的情况下，关于本文中仅通过非限制性的示例所示出的内容，可以改变甚至显著改变构造和实施例的细节，而不由此偏离如所述权利要求中限定的本发明的范围。

Claims (12)

1.一种用于在车辆车身装配线上胶合两部件的方法，包括如下步骤：

- 提供第一部件和第二部件；

- 将胶合物层施加在所述第一部件上和/或所述第二部件上；以及

- 利用设置在所述第一部件和所述第二部件之间的所述胶合物层将所述第一部件和所述第二部件联接到一起；

- 加热施加在所述第一部件上的所述胶合物层和/或所述第二部件上的所述胶合物层，以便热激活所述胶合物的固化和/或交联反应；

所述方法的特征在于，在将所述胶合物层施加在所述第一部件和所述第二部件上之前，所述方法还包括如下步骤：

- 测量所述第一部件和/或所述第二部件的温度；以及

- 经由基于所测量的温度来控制的热调节装置对所述第一部件和/或所述第二部件进行热调节，以便至少使所述第一部件和/或所述第二部件的将在其上施加胶合物的那部分达到预设温度，并在所述胶合物层被施加在所述部分上之前达到预设温度，

其中，所述方法包括在胶合站中实施所述将胶合物层施加在所述第一部件上和/或所述第二部件上的步骤和所述利用设置在所述第一部件和所述第二部件之间的所述胶合物层将所述第一部件和所述第二部件联接到一起的步骤，同时所述方法包括在如下站中实施所述测量所述部件的温度的步骤和所述对所述部件进行热调节的步骤，所述站为位于所述胶合站上游的站或对所述胶合站进行辅助的工作站，其被设计成接收部件中的一者。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法使用控制单元，所述控制单元建立所测量的温度与一个或多个参考值的关系并且根据所确定的关系确定所述调节装置的激活状态或非激活状态。

3.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，所述方法包括基于所测量的温度改变用于将胶合物施加在所述第一部件和/或所述第二部件上的一个或多个参数。

4.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其中，所述第一部件是车辆车身并且所述第二部件是车辆顶盖。

5.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其中，所述热调节步骤包括经由加热单元或设备加热所述第一部件和/或所述第二部件。

6.一种用于在车辆车身装配线上进行装配的系统，包括：

- 用于将第一部件和第二部件胶合到一起的站；

其中，所述站具有用于将胶合物层施加在所述第一部件上和/或所述第二部件上的设备，并且具有用于加热施加在所述第一部件上和/或所述第二部件上的所述胶合物层的设备，以便热激活所述胶合物的固化和/或交联反应；

所述系统的特征在于，其还包括：

- 用于控制温度的器件，所述用于控制温度的器件包括用于检测所述第一部件和/或所述第二部件的温度的至少一个温度传感器，以及至少一个热调节单元，其中，所述用于控制温度的器件设置在所述用于将第一部件和第二部件胶合到一起的站的上游的站中或设置在对所述用于将第一部件和第二部件胶合到一起的站进行辅助的工作站中，其被设计成接收待胶合的部件中的一者；以及

- 控制单元，所述控制单元构造成用于控制所述调节单元，以便基于由所述温度传感器检测的温度对所述第一部件和/或所述第二部件进行热调节，以便至少使所述第一部件和/或所述第二部件的将在其上施加胶合物的那部分达到预设温度，并在所述胶合物层被施加在所述部分上之前达到预设温度。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述调节单元由机器人承载。

8.根据权利要求6-7中的任一项所述的系统，其中，所述调节单元包括一个或多个红外灯或者一个或多个鼓风机。

9.根据权利要求6-7中的任一项所述的系统，其中，所述用于控制温度的单元包括一个或多个红外传感器或者至少一个红外成像相机。

10.根据权利要求6-7中的任一项所述的系统，其中，所述用于施加胶合物的设备包括机器人，优选地包括机械臂机器人，其承载用于胶合物的受控递送的头部。

11.根据权利要求6-7中的任一项所述的系统，其中，所述用于加热施加在所述第一部件上和/或所述第二部件上的所述胶合物层的设备包括配备有一个或多个红外灯的加热单元。

12.根据权利要求6所述的系统，其中，所述调节单元由机械臂机器人承载。

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