CN1085125C - 点焊由金属件构成的结构件的点焊设备 - Google Patents

点焊由金属件构成的结构件的点焊设备 Download PDF

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Abstract

一种用于点焊由金属件构成的结构件的点焊设备，其包括一焊接台，例如用于焊接机动车体的焊接台，从一传送线接收仅仅一部分要被焊接的结构，借助两个定位门(6，7)将该结构的剩余构件与所述部分(3)在焊接台上组装起来，所述定位门接收来自操作机械手(10)的所述元件，一旦所述结构已由所述定位门(6，7)组装并锁定在合适的焊接位置，所述机械手也用来对该结构进行点焊。该定位门提供有在轨道上被引导的下方自推动小车，为了与另一对适合于不同类型车体的定位门迅速交换。

Description

点焊由金属件构成的结构件的点焊设备
本发明涉及一种用于点焊由金属件构成的结构件，尤其是机动车体或者其分总成的点焊设备，其已知类型的设备包括：
一焊接台，其提供有自动点焊装置，
一传输线，用来将离开焊接台的焊接结构依次送入其下游，
至少第一和第二定位门，它们在焊接台可迅速地更换，且将用于夹紧要焊接的所述结构的构件的设备带进一合适的相互装配位置，
所述定位门适合于分别操作要被焊接的两个不同类型的结构，
每次在焊接台工作区域的定位门还可横向移动到在一操作位置和一非操作位置之间的所述传送线，在所述操作位置，由所述门带着的夹紧设备将在焊接台上的结构构件置于所述合适的相互位置，在所述非操作位置，定位门允许已焊接的结构离开焊接台，
每一定位门提供有下方自推动小车，该小车在沿着焊接台的底板提供的轨道上被导引，以便在焊接台的工作位置和与之分开的一等候位置之间活动，所以该焊接台没有导引定位门的构件移动所用的支撑框架。
上述类型的设备已构成由相同申请人申请的欧洲专利申请EP-A-0642878的主题。后者已被制造和销售多年，适应性强的焊接系统，用商标“ROBOGATE”识别，其基本概念已最初例如在美国专利No.4256957和与之相对应的德国专利No.2810822中披露，在一段时间内对比已进行了许多随后的改进和变形，这些构成了本申请人各种专利的主题。所述的ROBOGATE系统确实确定了机动车体焊接技术的一工作周期，该系统一般干完七十多个后就用坏了，而且该系统代替了全世界许多汽车制造厂家使用的先前的设备。在这种系统的一基本形式中，包括两对或多对定位门，它们在焊接台的工作位置可被迅速地更换，并对相应类型的车体进行操作。该系统可对甚至相互间非常不同的车体进行操作，以便同一生产线可用于不同类型车体的生产。ROBOGATE系统的进一步的优点在于它适合于用相对简单而迅速的操作，这样就用非常少的投资生产新类型的车体。另一优点在于保证系统进行操作的相同类型的所有样品具备均匀的质量。
由ROBOGATE系统构成的现有技术提供了要被焊接的每一车体在一松散的未组装状况进入焊接台。确实，在ROBOGATE焊接台的上游提供了一个或多个折边台，在这些折边台上构成车体的各种构件由弯曲连接接头松散地相互组装在一起。这些暂时连接自然是一松散连接，即，它允许每一构件相对相邻件小范围的活动。正是由于这一原因，在焊接台提供的定位门有许多夹紧设备，该夹紧设备与车体的各部分连接以便在由机械手进行点焊操作之前将它们夹紧在合适的组装位置，所述机械手通常构成焊接台上提供的焊接装置。一旦在车体上点焊许多焊点是以提供一具有稳定的几何结构的车体，该车体向前进入下一工作台而完成焊接，焊接时不需使用夹紧设备。
接着上述提到的专利，该申请人又进一步申请了与各种改进形式的ROBOGATE系统有关的专利。这些改进形式的最后一种构成了上述已提到的欧洲专利申请EP-A-0642878的主题。在这一文件中披露了一焊接台，这一焊接台相对于ROBOGATE系统的现有实施例具有非常简单、轻便且灵活的结构。在最通用的解决方法中，为了使所述定位门在工作位置与为要焊接的不同类型车体提供的门进行互换，所述定位门在指向与在焊接台的传送线方向平行的上方导向装置上可滑动地被导引，这就需要提供坚固的支撑框架。这些框架，除造成成本的大大增加和焊接台的笨重之外，同时也造成了焊接机械手难于找到对要被焊接的车体实施操作所必需的空间。在欧洲专利申请No.EP-A-0642878中披露的解决方法中，每一定位门和另一定位门相分离地活动，因为在其下方部位提供了一自推动小车，该小车沿焊接台的底板提供的轨道被导引。因此，这些定位门不需要提供纵向导向装置，所述纵向导向装置延伸贯穿它们的工作位置和等候位置之间的整个长度，因而就不需要提供笨重松散的由沿纵向相互连接起来的台架结构构成支撑框架，这在典型的ROBOGATE解决方法中也必然被取代。这样，焊接机械手可得到的空间大大增加，如果需要的话，也使机械手数量增加，以便在一定的时间间隔内得到增加所实施操作的点焊点。机械手本身可更容易地进入要被焊接的车体的各部分，以便实施合适的焊接。进一步，由于每一定位门相对于另一定位门可单独活动，在每一门和线上的其后的门之间的间距是自由且可改变的，这就提供一在设计上的大大的灵活性和设备安装的灵活性。另外，设备的安装相对于传统的设备来说具有更加降低的成本。
在上述提到的欧洲专利申请EP-A-0642878中已披露的实施例涉及一种情况，其中要被焊接的结构的所有构件，具体情况是要被焊接的是一种机动车体，从所述传送线被带到焊接台，该焊接台具有任何类型的支撑装置，在这些支撑装置上车体的各种构件互相紧接着被悬挂在其位置上。当要进行焊接的车体构件到达焊接台时，定位门在这些构件上闭合并将它们放在合适的装配位置，在该装配位置机械手可进行点焊。
可是，使用在其下方提供了自推动小车的定位门，结果在焊接台能省去传统的固定支撑结构，为设计者揭示出提供也能根据不同的规范尺寸进行操作的焊接台的可能性，同时还保持上面已描述的解决方法的相同优点。在下述两种情况下这是真实的，一种情况是系统必须在其上操作的结构是一整个机动车体，另一种情况是仅由一单一车体分总成取代。
本发明的目的是进一步改善上面提到的已知系统，同时保存它们的优点。
本发明一种用于点焊由金属件构成的结构件的点焊设备，所述设备能以至少两种不同类型的结构进行操作，所述设备包括：一焊接台，其提供有自动点焊装置，一传送线，用来将离开所述焊接台的焊接结构依次送入其下游，至少第一和第二定位门，它们可在所述焊接台迅速地更换，并将用于夹紧要焊接的所述结构的构件的设备带进一合适的相互装配位置，所述定位门提供用来分别对要焊接的两种不同类型的结构进行操作，每次在焊接台的工作区域的定位门还可横向移动到在一操作位置和一非操作位置之间的所述传送线，在所述操作位置，由所述门带着的夹紧设备将在焊接台上的结构构件置于所述合适的相互位置，在所述非操作位置，定位门允许已焊接结构离开焊接台，每一定位门提供有下方自推动小车，该小车在沿着焊接台的底板提供的轨道上被导引，以便在焊接台的一工作位置和与之相分开的一等候位置之间活动，所以该焊接台没有用来导引定位门活动的支撑框架，所述设备的特征在于，所述的传送线每一次仅将要被焊接的结构的一部分送入焊接台，所述设备进一步包括从相应的装料库中拾起构成要被焊接的结构件的另外的构件的操作装置，所述的另外构件与由所述传送线将其带到那里的已在焊接台上的部分形成所述结构，所述操作装置能够将从所述装料库拾起的所述元件传送到在焊接台上的定位门，所述的定位门能够借助其夹紧装置接收并支撑这些构件，所以当所述定位门被带到其操作位置时，它使得被带到那里的构件与已经在焊接台的部分组装起来，以便使整个结构定位并焊接。
由于所述特点，车体的组装操作进一步简化。为了在进行焊接之前形成一松散的预装配体，在大部分通用解决方法中提供的ROBOGATE操作台上游的弯边台的确被完全省略了。更进一步，相对于欧洲专利申请EP-A-0642878所示的实施例传送线也被简化并具有低成本，因为所述的完整结构仅从其在焊接台的单一构件开始形成，而不是从其上游。
最好是，所述的自动点焊装置包括提供有焊接头同时也构成所述操作装置的程序可控机械手，所述的操作装置将要焊接的结构组件传送到在焊接台上的定位门，所述机械手提供有与所述焊接头可相互替换的操作装置。
在这种情况下，即要被焊接的结构是机动车体的情况下，本发明设备的特征在于，按照本质上已知的技术，在传送线的两侧提供两对定位门，它们可在焊接台迅速地被替换，在焊接台上的这对所述的定位门在所述操作位置相互闭合，在所述非操作位置它们相互分离开。在这种情况，传送线给焊接台送入要被焊接的车体底板，而在另一方面，定位门从操作装置接收两个相应的侧板，所述的侧板与所述底板以及与在顶部连接两个侧板的一个或多个横向件一起形成要被焊接的车体。按照进一步优选的特点，形成车体的这些横向件中的至少一个由一桥式横向结构带着，所述桥式横向结构被安装以便当侧门在它们的闭合操作位置时相互连接该两侧门的上部分。为了支撑和定位车体的相应的横向件所述横向结构确实也提供有夹紧设备。
根据进一步优选的特点，根据要被焊接的另一种类型的车体提供有用另一对定位门更换在等候位置的一对定位门的装置，这另一对门是与进一步不同类型的车体相适应，从额外的定位门库中提取出来的。
由于上述指出的特点，按照本发明的系统保留了ROBOGATE系统的所有优点，这一系统构成了欧洲专利申请No.EP-A-0642878的主题。与此同时，从设备的简单化和合理化的观点出发，该系统进一步被改进。尤其是，在本发明的这种情况，要焊接的结构的各种构件被组装在一起，在焊接台本身进行焊接，因而不需要提供将要焊接的整个结构送入该操作台的传送线，因为所述定位门也起从操作机械手接收结构构件并将这些构件带过装配位置的作用，在装配位置定位门本身提供将它们夹紧用来焊接。
通过下面的仅以非限定的实施例方式的描述并参考附图，本发明的进一步的特点和优点将变得更加明白。其中
图1是本发明焊接台的横断面图，及
图2是图1所示焊接台的平面图。
在这些图中，标记号1一般表示本发明的焊接台，其用于用点焊装配由金属件制成的机动车辆体。这里所用的“装配”意思是利用许多焊点是以使车辆体形成一稳定的几何轮廓。当然也可以提供不止一个焊接台1这样的操作台而进行装配。确实，可以用一个操作台进行整个机动车辆体的装配，或者例如依次用两个操作台，一个装配车体的内部结构，而另一个装配位于车体内部结构上的车体外部构件。当完成装配操作后，车体以一已知的方式被向前送往进一步的操作台而完成焊接，焊接台的结构更简单，因为它们不需要锁定设备而将要被焊接的构件保持在合适的焊接位置。
在所述实施例这种情况，焊接台1可以焊接两种不同类型的车体。本发明也适用于一个操作台焊接两种以上不同类型车体的情况，因为一般必须提供一些等于所包含的类型数量的那么多对定位门。
标记号2图解表示出一传送线，该传送线把要焊接的车体4上的底板3依次传送通过所述焊接台1。传送线的具体结构及其构造的细节可以任何已知的方式制造，而不单独落入本发明的范围。为此，这些细节在这里和附图中就不描述和表示了，以便使得后面易于理解。仅以实施例的方式，图1表示每一底板3被运送到一支撑平台或平板5上的情况，所述平台或平板5上提供有将底板锁定到焊接台上准确位置的装置。
在传送线2的两侧(同时看图2)，按照本身已知的技术，提供有两对定位门6L，6R和7L，7R，在这些定位门上提供有适合于将要焊接的两种不同类型的车体的组件部分设置在焊接台的适当位置的夹紧设备。同样按照实质上已知的技术，这两对门6、7可由它们在线两侧的纵向运动迅速替换，因此，每对门在焊接台上的工作位置和与其相隔开的等候位置之间移动，相应地在焊接台的上游和下游(图2)。定位门6、7的结构可以任何已知方式制造，但最好是如相同申请人申请的先前欧洲专利申请EP-A-0642878中描述的那种类型。本发明的一个必要特征进一步在于每一定位门6、7上提供有下方自推动小车8，该小车8在平行于传送线2设置在焊接台两侧的各自的纵轨9上被导引。所述自推动小车和轨道9的详细结构为简单起见在这里不作描述，因为它们具有与上述提到的由同一申请人申请的欧洲专利申请中描述的类型相同的类型。由于这一特点，如已讨论的那样，该定位门6、7可活动，用于在焊接台提供所述替换，起为了焊接而置于操作台上的这种类型车体的作用，而不需要在传统的ROBOGATE操作台上所提供的松散，笨重和复杂的支撑框架，以便导引定位门的活动。
此外还根据图1，当这些门在使其相互分离开的非操作位置时，轨道9上的定位门6、7移动，如图1中的虚线所示。如在上述提到的所述申请人的先前欧洲专利申请中所指出的那样，在焊接台上轨道9有一些单独分离部分，它们可横过传送线活动，而将在焊接台上的两个定位门6或7从它们相隔开如图1中虚线所示的非操作位置带到图1中实线所示的闭合操作位置，在此操作位置，在这些门上以实质上已知的方式提供的夹紧设备(未示出)能咬合连接要焊接的结构的各种元件，而在适当的位置将它们夹紧。
如上面已讨论的那样，传送线2仅将要焊接的车体的底板带到焊接台。更焊接的车体的组装在焊接台自身完成，因为在该操作台，提供了任何已知型式的程序控制操作机械手10，可从装料台11拾起车体两侧板上的各种元件并将它们送到两个定位门6或7，这些定位门在焊接台上位于其分开的非操作位置。在这种条件下，每一定位门接收各种元件形成车体的各个侧板，并由各自的夹紧设备支撑它们，因此每一侧车体板在每个定位门上预先组装。这时，两个定位门被移动到其闭合操作位置，在该位置，它们将各自的在其上组装的侧板带到一与底板3组装的位置。被组装的车体由在顶部连接两侧板13L、13R的一个或多个横向件12完成组装。每个横向件12借助与定位门6、7上提供的夹紧设备同样类型的夹紧设备14由一桥式横向结构15支撑，当两个定位门6、7在它们的闭合操作位置时所述桥式横向结构15由一个操作机械手10放置在这两个定位门6或者7上。借助自动快速耦合设备，横向结构15的端部与两个定位门6或7的上部分相连。应注意到，上面提到的申请人的先前欧洲专利申请也披露了使用一横向结构在操作条件下连接两个定位门。可是，本发明的特点在于这种横向结构也可用于携带能够支撑作为被组装的车体一部分的横向件的夹紧设备。
一旦车体结构已在焊接台上被组装，借助在定位门上提供的夹紧设备和每一桥式结构15将各种车体构件锁定在精确位置，自然地当操作机械手10已用一焊接头更换其操作工具后，利用实质上已知的完全自动化技术，相同的操作机械手10完成许多点焊操作。
自然地，这也是可能的，即，操作手10用单一操作安装已完全组装后的位于相应定位门上的每一车体侧板，以便能使各自的定位门将侧板带到与车体底板进行组装的工作情况。
一旦车体已被焊接，定位门再一次打开并回到其图1中虚线所示的非操作位置，使得传送线2将焊后的车体送到焊接台下游，并将一新的底板带进该焊接台。如果这块板属于与前面焊好的车体是一种不同类型的车体，在新的底板进入焊接台的同时，更换该焊接台上的两对定位门。自每一定位门上的下方自动小车沿各自轨道9移动以后发生替换。以这种方式，先前在其工作位置的定位门移动到它们的等候位置，而另一对定位门进入焊接台。
按照实质上已知的现有技术，当两个定位门在一与焊接台分开的等候位置时，它们能够与从定位门备用库拾起的另一对定位门互换，例如，按照已在同一申请人的英国专利申请GB-A-2172555中描述的那样，其中提供了以扇形方式排列的定位门的备用库，这就使得焊接台适合于许多不同类型车体(例如8)的操作。
从前面的描述中清楚地得出，按本发明的设备保留了ROBOGATE系统和欧洲专利申请EP-A-0642878中所示的所有优点，同时简化了焊接设备并使其更加合理化。该系统适合于这种情况，即，必须以单一形式开始生产最初的新类型汽车，同时可以预见在一确定的时间内可引入另一种形式。在这种情况下，由单独一对定位门最初安装该设备，但定位门总是提供有与地面轨道相接合的下方自推动小车，以便使得该设备通过引入另一对定位门也易于适合第二种车体形式。在这种状况下，以上面已描述的方式提供的系统(带有安装在轨道的自推动小车的单独一对定位门)将表示附加的权利要求1的设备的等同的再生产，因为很显然为能够导入第二对互换的定位门要使用小车和轨道。
自然地，在保持发明原理相同的条件下，就单纯通过实施例描述的结构细节及其实施例可在很大范围内变换，只要其不偏离本发明的范围即可。

Claims (8)

1、一种用于点焊由金属件构成的结构件的点焊设备，所述设备能以至少两种不同类型的结构进行操作，所述设备包括
一焊接台(1)，其提供有自动点焊装置(10)，
一传送线(2)，用来将离开所述焊接台的焊接结构(4)依次送入其下游，
至少第一和第二定位门(6、7)，它们可在所述焊接台迅速地更换，并将用于夹紧要焊接的所述结构(4)的构件(13L，13R)的设备带进一合适的相互装配位置，
所述定位门(6，7)提供用来分别对要焊接的两种不同类型的结构进行操作，
每次在焊接台的工作区域的定位门(6，7)还可横向移动到在一操作位置和一非操作位置之间的所述传送线(2)，在所述操作位置，由所述门带着的夹紧设备将在焊接台上的结构构件置于所述合适的相互位置，在所述非操作位置，定位门允许已焊接结构离开焊接台，
每一定位门(6，7)提供有下方自推动小车(8)，该小车在沿着焊接台的底板提供的轨道(9)上被导引，以便在焊接台的一工作位置和与之相分开的一等候位置之间活动，所以该焊接台没有用来导引定位门活动的支撑框架，
所述设备的特征在于，所述的传送线(2)每一次仅将要被焊接的结构(4)的一部分送入焊接台(1)，所述设备进一步包括从相应的装料库(11)中拾起构成要被焊接的结构件(4)的另外的构件(13L，13R)的操作装置(10)，所述的另外构件与由所述传送线(2)将其带到那里的已在焊接台(1)上的部分(3)形成所述结构(4)，所述操作装置(10)能够将从所述装料库(11)拾起的所述元件(13L，13R)传送到在焊接台上的定位门(6，7)，所述的定位门(6，7)能够借助其夹紧装置接收并支撑这些构件，所以当所述定位门被带到其操作位置时，它使得被带到那里的构件与已经在焊接台(1)的部分(3)组装起来，以便使整个结构定位并焊接。
2、按照权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述的自动点焊装置包括以一种本身已知的方式，提供有焊接头的程序可控机械手(10)，所述机械手(10)也构成将要被焊接的结构(4)的构件传送到在焊接台的所述定位门(6，7)的操作装置，所述机械手(10)上提供有与所述焊接头更换的操作工具。
3、按照权利要求2所述的焊接设备，所述设备用于焊接机动车体或者其分总成，能对两种不同类型的车体进行操作，其特征在于，以一本身已知的方式，在传送线(2)的两侧提供了两对定位门(6L，6R；7L，7R)，这些定位门在焊接面上迅速替换，在焊接台上的这对定位门在所述操作位置相互闭合，在所述非操作位置它们相互分离开，所述传送线(2)仅仅将要被焊接的车体(4)的底板(3)送入焊接台，而在另一方面所述一对在焊接位置的定位门(6，7)接收来自操作装置(10)的两个相应的侧板(13L，13R)，定位形成要被焊接的车体(4)。
4、按照权利要求3所述的焊接设备，其特征在于，要被焊接的车体包括一个或多个横向件，该横向件在顶部连接所述侧板(13L，13R)，形成车体的所述横向件(12)中的至少一个由一横向桥式结构(15)带着，该横向桥式结构被安装起来以便当定位门在它们的闭合位置时连接该两个定位门(6L，6R)的上方部分。
5、按照权利要求4所述的焊接设备，其特征在于，所述横向桥式结构(15)也提供有夹紧装置(14)，以便支撑并定位车体相应的横向件(12)。
6、按照权利要求5所述的焊接设备，其特征在于提供所述桥式横向结构(15)，以便由所述操作机械手(10)将其传送并安装在所述定位门(6L，6R)之上。
7、按照权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，提供有用另一对定位门替换位于等候位置的一对定位门(6，7)的装置，这另一对定位门与要被焊接的另一种类型的结构相对应，其是从与不同类型的结构相对应的不同的定位门的库中提取出来的。
8、按照权利要求3所述的焊接设备，其特征在于，提供有用另一对定位门替换位于等候位置的一对定位门(6，7)的装置，这另一对定位门与要被焊接的另一种类型的车体相对应，其是从与不同类型的车体相对应的不同的定位门的库中提取出来的。
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