CN113385844A - 一种汽车侧围总成的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车制造技术领域，公开了一种汽车侧围总成的焊接方法，其包括：S1、通过AGV将焊钳分别运送至焊接工作站A和焊接工作站B；S2、通过AGV将夹具运送至上件工位C和上件工位D；S3、通过AGV将位于上件工位C上的侧围总成运送至焊接工作站A；S4、对位于焊接工作站A上的侧围总成进行焊接，焊接完成后通过AGV将侧围总成运送至上件工位C；S5、将步骤S4中位于上件工位C的侧围总成运送至上件工位D上，通过AGV将位于上件工位D上的侧围总成运送至焊接工作站B；S6、对位于焊接工作站B上的侧围总成进行焊接。本发明的焊接方法能够适应多种车型的焊接工作，在新产品投产时能降低整体设备及场地的投入，进而减少改造的成本和生产周期。

Description

一种汽车侧围总成的焊接方法
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，特别是涉及一种汽车侧围总成的焊接方法。
背景技术
随着车型的日益增多，多品种的车型生产需求也随之增加，这对汽车的生产制造方面有了更高的要求。现有汽车侧围焊接多采用固定工位、使用固定夹具对侧围总成实现焊接，工序一般在3序以上，不能够实现小批量多品种车型的左/右侧围总成焊接，在新产品投入时，需要进行产线工装改造、输送系统改造、通用设备增减、公用动力增加等的投入，这使得生产周期长、制造成本高。
发明内容
本发明的目的是：提供一种汽车侧围总成的焊接方法，能够适应多种车型的焊接工作，在新产品投产时能降低整体设备及场地的投入，进而减少改造的成本和生产周期。
为了实现上述目的，本发明提供了一种汽车侧围总成的焊接方法，其包括以下步骤：
S1、通过AGV将焊钳分别运送至焊接工作站A和焊接工作站B，其中，焊接工作站A用于焊接侧围外板，焊接工作站B用于焊接侧围内板；
S2、通过AGV将夹具运送至上件工位C和上件工位D，将需要焊接的侧围总成置于上件工位C上并用夹具夹紧定位；
S3、通过AGV将位于上件工位C上并通过夹具夹紧定位的侧围总成运送至焊接工作站A；
S4、对位于焊接工作站A上的侧围总成进行焊接，焊接完成后通过AGV将侧围总成运送至上件工位C；
S5、将步骤S4中位于上件工位C的侧围总成运送至上件工位D上并用夹具夹紧定位，通过AGV将位于上件工位D上并通过夹具夹紧定位的侧围总成运送至焊接工作站B；
S6、对位于焊接工作站B上的侧围总成进行焊接，焊接完成后通过AGV将侧围总成运送至上件工位D。
进一步的，在上述步骤S4及步骤S6中，对侧围总成进行焊接具体为：通过具有重复误差补偿功能的机器人对侧围总成进行焊接。
进一步的，所述通过具有重复误差补偿功能的机器人对侧围总成进行焊接包括：
a、智能检测模块SLS测量AGV上的夹具基准面的校正孔，得到校正孔的X、Y、Z坐标；
b、根据检测到的校正孔的X、Y、Z坐标，描述出AGV的实物状态，形成一个AGV实物坐标数据；
c、计算AGV实物状态与其理论位置的误差，并将误差数据发送至控制器PLC；
d、控制器PLC将误差数据与机器人的预设的焊接轨迹进行耦合，形成具有重复误差补偿的机器人的焊接轨迹，并控制机器人进行焊接。
进一步的，在上述步骤S2中，将需要焊接的侧围总成置于上件工位C上包括：采用人工和助力吊具配合将需要焊接的侧围总成置于上件工位C上。
进一步的，在上述步骤S5中，将步骤S4中位于上件工位C的侧围总成运送至上件工位D上包括：采用人工和助力吊具配合将步骤S4中位于上件工位C的侧围总成运送至上件工位D上包括。
进一步的，上述方法还包括：在焊接工作站A的焊接任务完成后，通过AGV将夹具运送至夹具库，通过AGV将焊钳运送至焊钳库。
进一步的，上述方法还包括：在焊接工作站B的焊接任务完成后，通过AGV将夹具运送至夹具库，通过AGV将焊钳运送至焊钳库。
上述技术方案所提供的一种汽车侧围总成的焊接方法，与现有技术相比，其有益效果在于：上述方法通过AGV运送焊钳和夹具，在新产品投入时，只需要通过切换对应的夹具，同时在焊接工作站A和焊接工作站B中适当调整切换焊钳，即可将现有产线用于新车型的侧围总成的焊接，而不需要再投入新的场地、公用动力、二次公用动力、基础建设等，实现了工艺设备的通用性，多车型的焊接高度柔性化，能降低整体设备及场地的投入，进而减少改造的成本和生产周期。
通过采用布置两个焊接工作站和配合两个上件工位的方式，对侧围外板和侧围内板分开焊接，能够避免对侧围外板和侧围内板不同焊接工装的切换，且两个焊接工作站配合两个上件工位同时焊接、循环工作，能够适应更快速的焊接节拍，提高焊接效率。
附图说明
图1是本发明实施例的汽车侧围总成的焊接方法的工艺布置示意图。
其中，1－焊接工作站A，2－焊接工作站B，3－上件工位C，4－上件工位D，5－机器人。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例所提供的是一种汽车侧围总成的焊接方法，其包括以下步骤：
S1、通过AGV将焊钳分别运送至焊接工作站A1和焊接工作站B2，其中，焊接工作站A1用于焊接侧围外板，焊接工作站B2用于焊接侧围内板；
S2、通过AGV将夹具运送至上件工位C3和上件工位D4，将需要焊接的侧围总成置于上件工位C3上并用夹具夹紧定位；夹具可采用型号为SB010L/R的夹具；
S3、通过AGV将位于上件工位C3上并通过夹具夹紧定位的侧围总成运送至焊接工作站A1；
S4、对位于焊接工作站A1上的侧围总成进行焊接，焊接完成后通过AGV将侧围总成运送至上件工位C3；
S5、将步骤S4中位于上件工位C3的侧围总成运送至上件工位D4上并用夹具夹紧定位，通过AGV将位于上件工位D4上并通过夹具夹紧定位的侧围总成运送至焊接工作站B2；C位置继续上侧围外板总成的件，上完后进入A站进行焊接，完成工作循环；
S6、对位于焊接工作站B2上的侧围总成进行焊接，焊接完成后通过AGV将侧围总成运送至上件工位D4，然后再将焊接完并在上件工位D4上的侧围总成放置在料架上。上件工位D4要继续上件，上件定位夹紧后进入B工作站继续焊接，完成工作循环。
基于上述方法，通过AGV运送焊钳和夹具，在新产品投入时，只需要通过切换对应的夹具，同时在焊接工作站A1和焊接工作站B2中适当调整切换焊钳，即可将现有产线用于新车型的侧围总成的焊接，而不需要再投入新的场地、公用动力、二次公用动力、基础建设等，实现了工艺设备的通用性，多车型的焊接高度柔性化，能降低整体设备及场地的投入，进而减少改造的成本和生产周期。
通过采用布置两个焊接工作站和配合两个上件工位的方式，对侧围外板和侧围内板分开焊接，能够避免对侧围外板和侧围内板不同焊接工装的切换，且两个焊接工作站配合两个上件工位同时焊接、循环工作，能够适应更快速的焊接节拍，提高焊接效率。
如图1所示，在上述步骤S4及步骤S6中，对侧围总成进行焊接具体为：通过具有重复误差补偿功能的机器人5对侧围总成进行焊接。
需要说明的是，因为AGV的运行会产生重复定位误差，而机器人5的焊接轨迹是按照标准尺寸设计，这样在焊接过程中势必会标准的焊接轨迹与重复定位误差之间的不一致，产生微小冲击和干涉，会进一步增加本工序的制造误差，进而影响整车精度。上述采用具有重复误差补偿功能的机器人5焊接就是为了降低本工序的制造误差。
具体的，上述通过具有重复误差补偿功能的机器人5对侧围总成进行焊接包括以下步骤：
a、智能检测模块SLS测量AGV上的夹具基准面的校正孔，得到校正孔的X、Y、Z坐标；
b、智能检测模块SLS根据检测到的校正孔的X、Y、Z坐标，描述出AGV的实物状态，形成一个AGV实物坐标数据；
c、计算AGV实物状态与其理论位置的误差(该误差就是该AGV本次定位后的重复定位误差，可以描述出实物相对理论数据的三维误差情况，即有X、Y、Z的线性误差，更有转动误差)，并将误差数据发送至控制器PLC；
d、控制器PLC将误差数据与机器人5的预设的焊接轨迹进行耦合，形成具有重复误差补偿的机器人5的焊接轨迹，并控制机器人5进行焊接。
通过具有重复误差补偿功能的机器人5焊接能够保证在焊接过程中对部件的冲击小，降低焊接误差，提高焊点位置精度。
其中，在上述步骤S2中，将需要焊接的侧围总成置于上件工位C3上包括：采用人工和助力吊具配合将需要焊接的侧围总成置于上件工位C3上。
另外，在上述步骤S5中，将步骤S4中位于上件工位C3的侧围总成运送至上件工位D4上包括：采用人工和助力吊具配合将步骤S4中位于上件工位C3的侧围总成运送至上件工位D4上包括。
上述方法还包括：在焊接工作站A1的焊接任务完成后，通过AGV将夹具运送至夹具库，通过AGV将焊钳运送至焊钳库；相应的，在焊接工作站B2的焊接任务完成后，通过AGV将夹具运送至夹具库，通过AGV将焊钳运送至焊钳库。
结合图1所示，本实施例的工作过程如下：
AGV将侧围总成需要的焊钳运送至侧围工作站A和B，完毕后AGV离开线体；AGV将侧围夹具SB010L/R输送至上件工位C3，人工+吊具上总成件(左/右侧围外板、左/右侧围加强版总成、左/右后门锁加强板总成)，人工定位、夹紧；AGV将侧围夹具SB020L/R输送至上件工位D4，等待将上件工位C3的焊接完成侧围外板总成通过人工+吊具的方式输送至上件工位D4；AGV将夹具及夹好的侧围件输送至焊接工作站A1，并停稳；通过SLS智能检测模块在工位上通过测头测量得到车身总成件RPS孔的X、Y、Z坐标，根据坐标计算出车身的总成位置，总成的实际位置与理论位置进行比的结果发送到控制PLC，机器人5根据计算的差异进行轨迹偏移后开始焊接等操作；焊接完成侧围外板总成采用AGV输送至上件工位C3，采用人工+吊具将侧围外板总成放置在上件工位D4夹具上，将侧围前/后内板总成放入夹具中定位夹紧；上件工位C3继续上侧围总成的件，上完后进入焊接工作站A1进行焊接；焊接工作站A1完成上件—焊接—下件—上件——焊接—下件的工作循环。生产任务完毕后拉回夹具库，焊接工作站A1可焊接另外一侧的侧围外板总成焊接工作。
AGV将侧围夹具SB020L/R输送至上件工位D4，将上件工位C3的焊接完成侧围外板总成通过人工+吊具的方式输送至上件工位D4夹具上，将侧围前/后内板总成放入夹具中定位夹紧，AGV将侧围夹具SB020L/R输送至焊接工作站B2，AGV停住，通过SLS智能检测模块在工位上通过测头测量得到车身总成件RPS孔的X、Y、Z坐标，根据坐标计算出车身的总成位置，总成的实际位置与理论位置进行比的结果发送到控制PLC，机器人5根据计算的差异进行轨迹偏移后开始焊接等操作；AGV将焊接完成后侧围焊接总成输送上件工位D4，采用人工+吊具的方式将侧围焊接总成放置在料架上，上件工位D4继续接受上件工位C3外板总成件，前/后内板总成上件定位夹紧后输送至焊接工作站B2；焊接工作站B2完成上件—焊接—下件—上件—焊接—下件的工作循环。生产任务完毕后拉回夹具库，焊接工作站B2可焊接另外一侧的侧围总成焊接工作。
综上，本发明实施例提供一种汽车侧围总成的焊接方法，具有如下有益效果：
1、能够实现新车型的无限增加：在新产品投入时，只需要在夹具库区增加夹具和夹具切换程序，在焊接作业区(工作站A、B)适当增加机器人5焊钳，在装件区增加工件供给路线和工件安装设备即可。只要在规划阶段将夹具库区、焊接区、装件区布置的足够大。
2、能够实现装焊生产线的高柔性：装焊生产线的刚性最强，基本是每投入一个新产品就需要进行产线工装改造、输送系统改造、通用设备增减、公用动力增加。即使进行混线规划，一般也会在2－3个产品，还需要提前明确产品，进行预留。本实施例的方法方案中，夹具可以随时增加，解决与AGV的连接即可；输送系统有AGV承担，后期无需改造；通用设备、公用动力首次投入就基本布置到位，个别增加焊钳即可。
3、能够实现新产品投入对产线的最低影响时间，没有改造停产期，基本不会影响其他产品的量产。
4、实现多产品无缝切换，随意更换生产的车型。通过增加AGV的数量，实现装件区、焊接区、途中运送、库区更换的同时作业。实现多产品的同时生产，甚至左右件在同工位生产。
5、能够实现低产量产品的高自动化、低制造成本、高制造精度，多个低产量产品混线自动化生产，共享通用设备、公用动力、物流体系，实现自动化生产，提高制造精度，保证产品质量。
6、能够减少场地面积：通过以上的工艺设计，减少侧围线体场地投入面积21＊8.54＝179.34平米。
7、能够减少操作人员的数量，节约用工成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种汽车侧围总成的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过AGV将焊钳分别运送至焊接工作站A和焊接工作站B，其中，焊接工作站A用于焊接侧围外板，焊接工作站B用于焊接侧围内板；
S2、通过AGV将夹具运送至上件工位C和上件工位D，将需要焊接的侧围总成置于上件工位C上并用夹具夹紧定位；
S3、通过AGV将位于上件工位C上并通过夹具夹紧定位的侧围总成运送至焊接工作站A；
S4、对位于焊接工作站A上的侧围总成进行焊接，焊接完成后通过AGV将侧围总成运送至上件工位C；
S5、将步骤S4中位于上件工位C的侧围总成运送至上件工位D上并用夹具夹紧定位，通过AGV将位于上件工位D上并通过夹具夹紧定位的侧围总成运送至焊接工作站B；
S6、对位于焊接工作站B上的侧围总成进行焊接，焊接完成后通过AGV将侧围总成运送至上件工位D。
2.根据权利要求1所述的汽车侧围总成的焊接方法，其特征在于，在上述步骤S4及步骤S6中，对侧围总成进行焊接具体为：通过具有重复误差补偿功能的机器人对侧围总成进行焊接。
3.根据权利要求2所述的汽车侧围总成的焊接方法，其特征在于，所述通过具有重复误差补偿功能的机器人对侧围总成进行焊接包括：
a、智能检测模块SLS测量AGV上的夹具基准面的校正孔，得到校正孔的X、Y、Z坐标；
b、根据检测到的校正孔的X、Y、Z坐标，描述出AGV的实物状态，形成一个AGV实物坐标数据；
c、计算AGV实物状态与其理论位置的误差，并将误差数据发送至控制器PLC；
d、控制器PLC将误差数据与机器人的预设的焊接轨迹进行耦合，形成具有重复误差补偿的机器人的焊接轨迹，并控制机器人进行焊接。
4.根据权利要求1所述的汽车侧围总成的焊接方法，其特征在于，在上述步骤S2中，将需要焊接的侧围总成置于上件工位C上包括：采用人工和助力吊具配合将需要焊接的侧围总成置于上件工位C上。
5.根据权利要求1所述的汽车侧围总成的焊接方法，其特征在于，在上述步骤S5中，将步骤S4中位于上件工位C的侧围总成运送至上件工位D上包括：采用人工和助力吊具配合将步骤S4中位于上件工位C的侧围总成运送至上件工位D上包括。
6.根据权利要求1所述的汽车侧围总成的焊接方法，其特征在于，还包括：在焊接工作站A的焊接任务完成后，通过AGV将夹具运送至夹具库，通过AGV将焊钳运送至焊钳库。
7.根据权利要求1所述的汽车侧围总成的焊接方法，其特征在于，还包括：在焊接工作站B的焊接任务完成后，通过AGV将夹具运送至夹具库，通过AGV将焊钳运送至焊钳库。
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