CN111204384B - 一种全自动天窗装配方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动天窗装配方法及系统，涉及汽车制造技术领域，包括步骤：获取车型信息，确定车型对应的天窗型号；天窗移载设备选取天窗型号对应的天窗，并将天窗移动至天窗对中设备；天窗对中设备对天窗进行定位，并对其型号进行二次判断；当二次判断的结果与车型对应的天窗型号一致时，天窗装配设备装配天窗至车身上。本发明的全自动天窗装配方法，自动化程度高，根据车型信息确定对应的天窗型号，再通过天窗移载设备、天窗对中设备和天窗装配设备之间的联动完成天窗的装配作业，可提高装配效率和装配精度，减少人工成本。

Description

一种全自动天窗装配方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种全自动天窗装配方法及系统。

背景技术

目前，天窗的安装方式大多为半自动的辅助安装机构，需要操作人员操作多个设备，且要在多个设备间切换，自动化程度不高，操作人员负荷很大。在流水线高节拍刺激下，导致天窗的装配精度变差，从而形成整车天窗部位的异响、漏水等质量缺陷。

另外，随着消费者对汽车配置的要求越来越高，全景天窗已成为主流汽车的标配。全景天窗与普通天窗相比，具有体积大、重量大、装配精度要求高的显著特点。基于上述特点，全景天窗在装配过程中所使用的辅助机构更为复杂，操作人员负荷更大。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷之一，本发明的目的在于提供一种全自动天窗装配方法及系统，自动化程度高，可提高装配效率，减少人工成本。

本发明第一方面提供一种全自动天窗装配方法，其包括步骤：

获取车型信息，确定上述车型对应的天窗型号；

天窗移载设备选取上述天窗型号对应的天窗，并将上述天窗移动至天窗对中设备；

上述天窗对中设备对上述天窗进行定位，并对其型号进行二次判断；

当上述二次判断的结果与车型对应的天窗型号一致时，天窗装配设备装配上述天窗至车身上。

基于第一方面，在可能的实施例中，获取车型信息具体包括：

在车身的滑板上安装RFID载码器，在上述滑板的轨道上沿车身移动方向依次安装RFID编码器和RFID读码器；

在上述滑板带动车身移动至RFID编码器时，上述RFID载码器获取RFID编码器中上述车身对应的车型信息；

在上述车身继续移动至RFID读码器时，上述RFID载码器将上述车型信息发送至RFID读码器；

上述RFID读码器获取上述车型信息。

基于第一方面，在可能的实施例中，确定上述车型对应的天窗型号之后，还包括：

当判断上述天窗型号库存为有货时，激活上述天窗移载设备、天窗对中设备和天窗装配设备。

基于第一方面，在可能的实施例中，天窗对中设备上设有多个驱动缸；

上述天窗对中设备对天窗进行定位，并对其型号进行二次判断，具体包括：

每个驱动缸的驱动端伸出至与上述天窗外轮廓抵接，每个驱动缸的驱动端抵持天窗的特征点；

将每个驱动缸的实际伸出量与理论伸出量进行对比，当二者相同时，判断上述天窗型号正确。

基于第一方面，在可能的实施例中，天窗装配设备设有机械手，上述机械手上设有移动定位销和限位块；

上述天窗装配设备装配上述天窗至车身上，具体包括：

将定位后的天窗与天窗装配设备的装配坐标系统一，使上述移动定位销穿过上述天窗的定位孔，上述限位块与上述天窗的外轮廓卡接。

本发明第二方面提供一种实现上述全自动天窗装配方法的系统，其包括：

天窗识别子系统，其用于获取车型信息；

天窗装配子系统，其用于根据上述车型信息，确定对应的天窗型号；还用于控制天窗移载设备选取并移动上述天窗型号对应的天窗至天窗对中设备，以及控制天窗对中设备对天窗进行定位，并对上述天窗的型号进行二次判断；

当上述二次判断的结果与车型对应的天窗型号一致时，上述天窗装配子系统还用于控制天窗装配设备将上述天窗装配至车身上。

基于第二方面，在可能的实施例中，上述天窗识别子系统包括：

RFID编码器，设置于车身的滑板所在的轨道上，其用于从MES系统获取车身对应的车型信息；

RFID载码器，其设置于车身滑板上，其用于在上述滑板带动车身移动至RFID编码器时，读取上述RFID编码器中上述车身对应的车型信息；

RFID读码器，设置于上述轨道上，且位于上述RFID编码器沿车身移动方向的后方，其用于获取上述RFID载码器上的上述车型信息；

天窗识别模块，其用于接收上述RFID读码器发送的车型信息，并将其发送至天窗装配子系统。

基于第二方面，在可能的实施例中，当上述天窗装配子系统判断上述天窗型号库存为有货时，天窗装配子系统还用于激活上述天窗移载设备、天窗对中设备和天窗装配设备。

基于第二方面，在可能的实施例中，上述天窗对中设备上设有多个驱动缸；

上述天窗对中设备用于控制每个驱动缸的驱动端伸出至与上述天窗外轮廓抵接，每个驱动缸的驱动端抵持天窗的特征点；

上述天窗对中设备还用于将每个驱动缸的实际伸出量与理论伸出量进行对比，当二者相同时，判断上述天窗型号正确，并将判断结果发送至天窗装配子系统。

基于第二方面，在可能的实施例中，上述天窗装配设备设有机械手，上述机械手上设有移动定位销和限位块；

上述天窗装配子系统还用于将定位后的天窗与天窗装配设备的装配坐标系统一，上述天窗装配设备用于根据统一的坐标系控制上述移动定位销穿过上述天窗的定位孔，以及上述限位块与上述天窗的外轮廓卡接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的全自动天窗装配方法，自动化程度高，根据车型信息确定对应的天窗型号，再通过天窗移载设备、天窗对中设备和天窗装配设备之间的联动完成天窗的装配作业，可提高装配效率和装配精度，减少人工成本。

(2)本发明的全自动天窗装配方法，以天窗识别模块根据车型信息选择对应的天窗作为天窗型号一次判断，然后在天窗对中设备对天窗进行对中定位过程中，对天窗型号进行二次判断，通过二次判断对一次判断的选取进行验证，提高了天窗选取的准确性和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例中天窗移载设备、天窗对中设备和天窗装配设备的组成示意图；

图2为本发明实施例中天窗对中设备的结构示意图；

图3为本发明实施例中全自动天窗装配系统的示意图。

图中：1-天窗移载设备，2-天窗对中设备，21-驱动缸，3-天窗装配设备。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1和图2所示，本发明提供一种全自动天窗装配方法的实施例，其包括步骤：

S1.获取车型信息，确定该车型对应的天窗型号。

S2.天窗移载设备1选取天窗型号对应的天窗，并将天窗移动至天窗对中设备2。

S3.天窗对中设备2对天窗进行定位，并对该天窗的型号进行二次判断。

S4.当二次判断的结果与车型对应的天窗型号一致时，天窗装配设备3将该天窗装配至车身上。

本实施例的全自动天窗装配方法，自动化程度高，首先根据车型信息确定对应的天窗型号，再通过天窗移载设备、天窗对中设备和天窗装配设备之间的联动完成天窗的装配作业，可提高装配效率和装配精度，减少人工成本。

在上述实施例的基础上，本实施例中，上述步骤S1的获取车型信息具体包括：

首先，在车身的滑板上安装RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)载码器，滑板位于轨道上。车身可固定在滑板上，进而由滑板带动在轨道上移动。在轨道上沿车身移动方向依次安装RFID编码器和RFID读码器。

其中，MES(Manufacturing Execution System，制造企业生产过程执行系统)将制造系统的车型信息通过有线网络传递给RFID编码器，由RFID编码器将MES的编码转化为RFID编码，该RFID编码携带上述车型信息。

其次，在滑板带动车身移动至RFID编码器时，滑板上的RFID载码器获取RFID编码器中车身对应的车型信息。具体地，由RFID编码器通过无线射频将上述RFID编码传递给RFID载码器。

然后，在车身继续移动至RFID读码器时，RFID载码器将车型信息发送至RFID读码器。

最后，RFID读码器通过无线射频获取RFID载码器中的RFID编码。通过RFID读码器获取的车型信息即可确定对应的天窗型号。

本实施例的装配方法适用于普通天窗和全景天窗。上述步骤S1中，确定车型对应的天窗型号之后，还包括：当判断对应的天窗型号库存为有货时，即可激活天窗移载设备1、天窗对中设备2和天窗装配设备3。

其中，全景天窗具有体积大、重量大、装配精度要求高的特点。通过天窗移载设备1、天窗对中设备2和天窗装配设备3对全景天窗进行装配，可有效提高全景天窗的装配效率和装配精度，避免人工安装过程中存在的安全风险。

当判断天窗型号为全景天窗，且全景天窗库存为有货时，激活天窗移载设备1、天窗对中设备2和天窗装配设备3，此时，天窗移载设备1、天窗对中设备2和天窗装配设备3进入联动状态，可无需安排固定人员在线识别工位车辆是否需要全景天窗，节省人力和时间。

在上述实施例的基础上，本实施例中，天窗对中设备2上设有多个驱动缸21。可选地，驱动缸21设有8个，且8个驱动缸21位于天窗对中设备2上端面，且沿周向设置。

进一步地，上述步骤S3中，天窗对中设备2对天窗进行定位，并对天窗型号进行二次判断，具体包括：

首先将每个驱动缸21的驱动端伸出至与天窗外轮廓抵接，且每个驱动缸21的驱动端抵持天窗的特征点，以便于识别天窗的外轮廓。

本实施例中，天窗对中设备2为长方体框体结构，其顶面为长方形框架，长方形框架的每个边均设有2个驱动缸。每个驱动缸的伸缩轴均朝向天窗对中设备2的中部设置。当天窗被放置在天窗对中设备2上时，每个驱动缸的伸缩轴均可朝向天窗伸出。天窗在被放置的初始位置，可在伸缩轴的作用下在水平面内移动，直至定位位置。

当每个驱动缸21的伸缩轴均伸出到位，即天窗移动至定位位置后，将每个驱动缸21的实际伸出量与理论伸出量进行对比，若二者相同，则判断天窗型号正确，即与车型对应的天窗型号一致。此时，完成天窗对中设备2与天窗的坐标系统一。

其中，当通过天窗对中设备2定位正确的天窗时，驱动缸21的伸出量为理论伸出量。

本实施例中，以根据车型信息选择对应的天窗作为天窗型号一次判断，然后在天窗对中设备2对天窗进行对中定位过程中，对天窗型号进行二次判断，通过二次判断对一次判断的选取进行验证，提高了天窗选取的准确性和可靠性。

本实施例中，天窗对中设备2上还设有两个行程开关，通过行程开关可检测天窗在天窗对中设备2上的曲面度及竖向高度，来进一步判断天窗的型号。

在上述实施例的基础上，本实施例中，上述天窗装配设备3设有机械手，机械手上设有移动定位销和限位块。

上述步骤S4的天窗装配设备3装配天窗至车身上，具体包括：

将对中定位后的天窗与天窗装配设备3的装配坐标系统一，然后控制移动定位销穿过天窗的定位孔，以及限位块与天窗的外轮廓卡接。以此，实现天窗对中设备2、定位后的天窗以及天窗装配设备3的坐标系统一。

可选地，在天窗移载设备、天窗装配设备和天窗对中设备上还设置有检测开关及光电开关，以便于对天窗的特征点进行辅助检测，从而实现通过一个或多个固定特征点辅助信号识别天窗型号。

本发明还提供一种实现上述全自动天窗装配方法的系统的实施例，该系统包括天窗识别子系统和天窗装配子系统，主要应用于汽车生产过程中的总装车间。

上述天窗识别子系统用于获取车型信息，并将该车型信息发送至天窗装配子系统。

上述天窗装配子系统用于根据上述车型信息，确定对应的天窗型号。上述天窗装配子系统还用于控制天窗移载设备1选取并移动天窗型号对应的天窗至天窗对中设备2，以及控制天窗对中设备2对天窗进行定位，并对天窗型号进行二次判断。

当二次判断的结果与车型对应的天窗型号一致时，天窗装配子系统还用于控制天窗装配设备3将天窗装配至车身上。

本实施例的系统适用于高节拍的生产流水线作业，可优化生产线布局，降低混流生产工位达到平衡的难度，提高生产效率及天窗装配质量，进而减少返修成本及召回成本。

参见图3所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，天窗识别子系统包括RFID编码器、RFID载码器、RFID读码器以及天窗识别模块。

RFID编码器设置于车身的滑板所在的轨道上，RFID编码器用于从MES系统获取车身对应的车型信息。

RFID载码器设置于车身滑板上，RFID载码器用于在滑板带动车身移动至RFID编码器时，读取RFID编码器中车身对应的车型信息。

RFID读码器也设置于轨道上，且RFID读码器位于RFID编码器沿车身移动方向的后方。RFID读码器用于获取RFID载码器上的车型信息，以及将车型信息发送至天窗识别模块。

天窗识别模块用于接收RFID读码器发送的车型信息，并将其发送至天窗装配子系统。

具体的，RFID读码器通过有线网络将上述携带车型信息的RFID编码发送至天窗识别模块。天窗识别模块接收后，对该RFID编码依次进行RFID码解析、RFID码转VID(vehicleidentification，车辆识别)码、以及VID码转PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)码，然后将携带车型信息的PLC码输出给天窗装配子系统。

本实施例中，当天窗装配子系统判断天窗型号对应的天窗库存为有货时，天窗装配子系统还用于激活天窗移载设备1、天窗对中设备2和天窗装配设备3。

本实施例中，天窗对中设备2上设有多个驱动缸。当天窗装配子系统控制天窗移载设备1将天窗移动至天窗对中设备2后，天窗对中设备2用于根据天窗装配子系统发出的指令，控制每个驱动缸的驱动端伸出至与天窗外轮廓抵接，且每个驱动缸的驱动端抵持天窗的特征点。

天窗对中设备2还用于将每个驱动缸的实际伸出量与理论伸出量进行对比，当二者相同时，判断天窗型号正确，并将判断结果发送至天窗装配子系统。

本实施例中，在天窗对中设备2对天窗进行对中定位过程中，通过天窗的特征进行识别和判断，确定天窗对中设备2上的实物天窗与天窗装配子系统解析出的天窗型号特征一致，保证了天窗装配子系统获取的天窗相关的参数的准确性。

本实施例中，天窗装配设备3设有机械手，机械手上设有移动定位销和限位块。

上述天窗装配子系统还用于将定位后的天窗与天窗装配设备3的装配坐标系统一。具体地，以定位后的天窗为基准，将天窗与天窗装配设备3配合的点的坐标输入到机械手对应的点，利用软件完成坐标转化。

然后，天窗装配设备3用于根据天窗装配子系统发出的指令，根据统一的坐标系控制移动定位销穿过天窗的定位孔，以及控制限位块与天窗的外轮廓卡接。

本实施例的系统，通过天窗识别子系统实现RFID编码到PLC编码的转换，并将PLC编码发送给天窗装配子系统。

然后，天窗装配子系统给天窗移载设备1发出操作指令，天窗移载设备1执行指令，即从料框中抓取天窗，将天窗放至天窗对中设备，而后将执行结果反馈给天窗装配子系统，天窗装配子系统判断执行完成后，发出回位指令，天窗移载设备1自动回位。同时，天窗装配子系统给天窗对中设备2发出对中指令，天窗对中设备2执行对中指令后将执行结果反馈给天窗装配子系统，天窗装配子系统判断执行完成后，给天窗装配设备3发出操作指令，天窗装配设备3执行指令后将执行结果反馈给天窗装配子系统，天窗装配子系统判断执行完成后，发出回位指令，天窗对中设备2和天窗装配设备3均自动回位，完成一次装配。

本实施例的系统，适用于上述各装配方法，天窗装配子系统根据RFID数据信息可激活天窗移载设备1、天窗对中设备2和天窗装配设备3，并实现三者的联动，天窗的移载、对中和装配过程均由天窗装配子系统的判断逻辑完成，无需操作人员参与。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种全自动天窗装配方法，其特征在于，其包括步骤：

获取车型信息，确定所述车型对应的天窗型号；

天窗移载设备(1)选取所述天窗型号对应的天窗，并将所述天窗移动至天窗对中设备(2)；

所述天窗对中设备(2)对所述天窗进行定位，并对其型号进行二次判断；

当所述二次判断的结果与车型对应的天窗型号一致时，天窗装配设备(3)装配所述天窗至车身上；

所述天窗对中设备(2)为长方体框体结构，其顶面为长方形框架，长方形框架的每个边均设有2个驱动缸，每个驱动缸的驱动端均朝向所述天窗对中设备(2)的中部；所述天窗对中设备(2)上还设有两个行程开关，通过行程开关可检测天窗在天窗对中设备上的曲面度和竖向高度；

所述天窗对中设备(2)对天窗进行定位，并对其型号进行二次判断，具体包括：

每个驱动缸的驱动端伸出至与所述天窗外轮廓抵接，天窗在驱动缸的作用下从初始位置水平移动至定位位置，使得每个驱动缸的驱动端抵持天窗的特征点；

将每个驱动缸的实际伸出量与理论伸出量进行对比，当二者相同时，判断所述天窗型号正确；

其中，当天窗通过天窗对中设备(2)定位正确时，驱动缸的伸出量为理论伸出量；

所述天窗装配设备(3)设有机械手，所述机械手上设有移动定位销和限位块；

所述天窗装配设备(3)装配所述天窗至车身上，具体包括：

将定位后的天窗与天窗装配设备(3)的装配坐标系统一，使所述移动定位销穿过所述天窗的定位孔，所述限位块与所述天窗的外轮廓卡接。

2.如权利要求1所述的全自动天窗装配方法，其特征在于，所述获取车型信息具体包括：

在车身的滑板上安装RFID载码器，在所述滑板的轨道上沿车身移动方向依次安装RFID编码器和RFID读码器；

在所述滑板带动车身移动至RFID编码器时，所述RFID载码器获取RFID编码器中所述车身对应的车型信息；

在所述车身继续移动至RFID读码器时，所述RFID载码器将所述车型信息发送至RFID读码器；

所述RFID读码器获取所述车型信息。

3.如权利要求1所述的全自动天窗装配方法，其特征在于，确定所述车型对应的天窗型号之后，还包括：

当判断所述天窗型号库存为有货时，激活所述天窗移载设备(1)、天窗对中设备(2)和天窗装配设备(3)。

4.一种实现权利要求1所述全自动天窗装配方法的系统，其特征在于，其包括：

天窗识别子系统，其用于获取车型信息；

天窗装配子系统，其用于根据所述车型信息，确定对应的天窗型号；还用于控制天窗移载设备(1)选取并移动所述天窗型号对应的天窗至天窗对中设备(2)，以及控制天窗对中设备(2)对天窗进行定位，并对所述天窗的型号进行二次判断；

当所述二次判断的结果与车型对应的天窗型号一致时，所述天窗装配子系统还用于控制天窗装配设备(3)将所述天窗装配至车身上；

所述天窗对中设备(2)上设有多个驱动缸；

所述天窗对中设备(2)用于控制每个驱动缸的驱动端伸出至与所述天窗外轮廓抵接，每个驱动缸的驱动端抵持天窗的特征点；

所述天窗对中设备(2)还用于将每个驱动缸的实际伸出量与理论伸出量进行对比，当二者相同时，判断所述天窗型号正确，并将判断结果发送至天窗装配子系统；

所述天窗对中设备(2)上还设有两个行程开关，通过行程开关可检测天窗在天窗对中设备上的曲面度和竖向高度；

所述天窗装配设备(3)设有机械手，所述机械手上设有移动定位销和限位块；

所述天窗装配子系统还用于将定位后的天窗与天窗装配设备(3)的装配坐标系统一，所述天窗装配设备(3)用于根据统一的坐标系控制所述移动定位销穿过所述天窗的定位孔，以及所述限位块与所述天窗的外轮廓卡接。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述天窗识别子系统包括：

RFID编码器，设置于车身的滑板所在的轨道上，其用于从MES系统获取车身对应的车型信息；

RFID载码器，其设置于车身滑板上，其用于在所述滑板带动车身移动至RFID编码器时，读取所述RFID编码器中所述车身对应的车型信息；

RFID读码器，设置于所述轨道上，且位于所述RFID编码器沿车身移动方向的后方，其用于获取所述RFID载码器上的所述车型信息；

天窗识别模块，其用于接收所述RFID读码器发送的车型信息，并将其发送至天窗装配子系统。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于：

当所述天窗装配子系统判断所述天窗型号库存为有货时，天窗装配子系统还用于激活所述天窗移载设备(1)、天窗对中设备(2)和天窗装配设备(3)。

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