CN114104646B - 浮动托盘结构、合装托盘和整车合装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮动托盘结构、合装托盘和整车合装方法。该浮动托盘结构，包括设置在输送线上的支撑板，用于随所述输送线流动；浮动设于所述支撑板上的浮动板，用于承载工件；依次贯穿插入所述浮动板和所述支撑板的从动销杆，用于限制所述浮动板的浮动；固定设置在所述工件的加工工位对应的所述输送线的下方的斜轨道，用于将从其表面接触滑过的所述从动销杆的底端向上抬高。通过支撑板和浮动板组成浮动托盘，并在输送线上流动，在工件到达加工工位的时候，从动销杆的底端在斜轨道上接触滑动到达相对高点并停止，向上推动从动销杆使其滑离与浮动托盘的嵌合位置，进而自动的打开浮动托盘的浮动功能，结构简单，无需人工操作。

Description

浮动托盘结构、合装托盘和整车合装方法

技术领域

本发明涉及托盘技术领域，具体涉及一种浮动托盘结构、合装托盘和整车合装方法。

背景技术

目前底盘与车身合装，有以下两种方式：一种是动态合装，指AGV (AutomatedGuidedVehicle，简称AGV，即自动导引车)小车连同托盘及零件与车身吊具运行速度同步后，举升装置将底盘零件举升，与车身合装的过程。另一种是静态合装，指底盘零件与车身输送至合装工位后，合装工位的举升装置将托盘及工件举升至一定高度与车身合装的过程。

在上述两种合装方式中，前者不仅对托盘定位精度要求较高，还受到随行精度的制约，合装后难以布置自动拧紧，为保证产品质量对现场管控要求较高以及AGV小车价格和维护成本高，未大规模应用。后者在实际生产中广泛应用，但其对车身精度、零部件精度、托盘精度和定位系统的要求也均较高，在车企实际生产中，不同车型混流生产时，差异化零件导致底盘与车身合装困难，需要人工干预，影响生产节拍，托盘采用浮动机构来固定，能够有效提高合装成功率，具体浮动方式有：子托盘浮动、下层整体式底板浮动和主框架浮动等，可以根据需要灵活设计。

现有的浮动托盘结构，一般都设置有浮动锁定机构，在合装工位上需要的时候才打开对浮动托盘的限位，使其能够浮动，在其他工位上浮动托盘都是固定不动的，比如在放置底盘合装零件及输送时，托盘固定不动，不会出现晃动、磕碰。但是，这些浮动锁定机构大都需要人工干预，进行打开或关闭浮动功能，影响生产节拍，费时费力，或者需要复杂的自动化机构实现，结构复杂，成本高，对整个合装托盘的集成度要求也较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种浮动托盘结构、合装托盘和整车合装方法，能够在合装工位自动的打开对托盘浮动功能的限制，提高生产效率，且结构简单、可靠，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明的一种浮动托盘结构，包括：

支撑板，设置在输送线上，用于随所述输送线流动；

浮动板，浮动设于所述支撑板上，用于承载工件；

从动销杆，依次贯穿插入所述浮动板和所述支撑板，用于限制所述浮动板的浮动；

斜轨道，固定设置在所述工件的加工工位对应的所述输送线的下方，用于将从其表面接触滑过的所述从动销杆的底端向上抬高，解除所述从动销杆对所述浮动板浮动的限制。优选的，所述斜轨道的轨道面为光滑的平面或曲面，且沿所述输送线的流动方向斜向上。

在上述浮动托盘结构中，通过支撑板和浮动板组成浮动托盘，并在输送线上流动，实现对工件的搬运，通过在浮动托盘上插入从动销杆关闭浮动功能，但在工件到达加工工位的时候，从动销杆的底端在斜轨道上接触滑动到达相对高点并停止，向上推动从动销杆使其滑离与浮动托盘的嵌合位置，进而自动的打开浮动托盘的浮动功能，结构简单，无需人工操作。

作为本发明浮动托盘结构的改进，所述支撑板与所述浮动板之间设置有浮动机构，所述浮动机构用于支撑所述浮动板，并使所述浮动板在设定平面内相对于所述支撑板作平面移动。对于托盘而言，其浮动功能主要是指能够使工件在某个安装基准面内移动，弥补工件的尺寸误差造成的定位问题，因此浮动机构的作用就是实现浮动板在设定平面内相对于支撑板移动，这个设定平面一般就是浮动板主体所在的平面，也可能与浮动板主体平面不同的某个安装基准面。

作为本发明浮动托盘结构的另一种改进，所述从动销杆包括导向部和锁止部，所述导向部滑动贯穿所述支撑板上的开孔，所述锁止部与所述浮动板上的开孔嵌合，并限制所述从动销杆向下移动。从动销杆在插入浮动板和支撑板内时，即锁止部嵌入到浮动板内，导向部嵌入到支撑板内，使从动销杆具有销的功能，对浮动板进行限位，关闭其浮动功能；但后续从动销杆还需向上移动打开浮动功能，因此需要导向部进行导向，便于滑动。

在上述采用锁止部的技术方案中，所述锁止部呈倒置的阶梯结构，且每个阶梯层的底端均向所述从动销杆的轴线收拢，形成斜面结构。锁止部自上向下包括两层，每层的底端都是一个锥形的结构，锥面具有较好的对中性和插入导向性，使得当托盘离开工件加工工位时，锁止部能够快速的进入到浮动板的开孔中，关闭浮动板的浮动功能。

进一步的，所述锁止部的底端截面小于或等于所述导向部的顶端截面。从动销杆上移后，部分导向部会进入到浮动板的开孔中，对浮动板的浮动有一定的限制作用，若锁止部的底端截面小于或等于导向部的顶端截面，则当托盘离开工件加工工位时，重力作用使锁止部最下一层锥面能够自动进入到浮动板的开孔中，从而更快的关闭浮动板的浮动功能。

作为本发明浮动托盘结构的再一种改进，还包括回位机构，所述回位机构用于对所述从动销杆施加向下的作用力。当托盘离开工件的加工工位时，浮动板的位置多样，利用回位机构对从动销杆施加作用力，使其快速、自动回到限制浮动板浮动的位置。

作为本发明浮动托盘结构的又一种改进，还包括托盘主体，所述托盘主体固定在所述浮动板上，用于放置工件。通过在浮动板上设置托盘主体，避让从动销杆的向上运动，使整个浮动托盘结构更加合理。

为了解决上述技术问题，本发明的一种合装托盘，包括设于所述输送线上的框架，所述框架上依次设置有前托盘、中托盘和后托盘，所述前托盘、所述中托盘和所述后托盘中的至少一个包括上述的所述浮动托盘结构。

在上述合装托盘中，通过将前托盘、中托盘和后托盘中的至少一个设置有浮动托盘结构，使之相对于框架浮动，合装时，浮动板上的底盘合装零件能够在车辆X向或Y向移动以消除错位，有效提高合装的成功率，而且具有浮动托盘自动打开浮动功能，结构简单，无需人工操作的优点。

作为上述合装托盘的改进，所述前托盘包括所述浮动托盘结构，所述支撑板和所述框架之间设置有轴距调节机构，所述轴距调节机构用于在整车X方向移动所述浮动托盘结构。在同一个框架上即一个平台上，可以通过轴距调节机构整体移动前托盘，使得同一个合装托盘能够适用于多种轴距的车型，实现轴距的切换，提高合装托盘的实用性，进一步节省工装成本。

为了解决上述技术问题，本发明的一种基于上述合装托盘的整车合装方法，包括如下步骤：

步骤一：将所述从动销杆插入所述浮动板和所述支撑板，对所述浮动板的浮动进行限制；

步骤二：利用轴距调节机构调节所述前托盘的所述浮动托盘结构的位置，使所述前托盘与所述后托盘的距离与即将装配车型的轴距相匹配；

步骤三：将各个底盘合装零件分别通过定位销定位到所述前托盘、所述中托盘或所述后托盘上；

步骤四：将车身吊挂在整车合装工位的上方，并启动所述输送线运送所述框架至整车合装工位，同时所述从动销杆滑动到所述斜轨道的顶部，解除对所述浮动板浮动的限制；

步骤五：举升所述框架或下降所述车身，并在整车X向或整车Y 向移动所述浮动板，使各个所述底盘合装零件与所述车身精确对接，并拧紧固定完成整车合装。

在上述整车合装方法中，不仅具有浮动托盘自动打开浮动功能，结构简单，无需人工操作的优点，而且在合装工位上，通过浮动板实现底盘合装零件在车辆X向或Y向移动，以消除错位，有效提高合装的成功率。

综上所述，采用该浮动托盘结构、合装托盘和整车合装方法，不仅能够提高合装的成功率，并且能够实现在合装工位自动的打开托盘的浮动功能，提高生产效率，且结构简单、可靠，成本低。

附图说明

在附图中：

图1为本发明浮动托盘结构的示意图。

图2为本发明浮动托盘结构的从动销杆安装结构图。

图3为本发明浮动结构的结构图。

图4为本发明浮动托盘结构的从动销杆另一角度安装结构图。

图5为本发明浮动托盘结构的从动销杆立体结构图。

图6为本发明合装托盘的结构图。

图7为本发明合装托盘的轴距调节机构结构图。

图8为本发明整车合装时的示意图。

图中，1、支撑板；11、导向孔；12、导向套；2、浮动板；21、锁止孔；22、锁紧套；3、从动销杆；31、导向部；32、锁止部；33、第二万向滚动体；4、斜轨道；51、第一万向滚动体；52、挡块；6、回位机构；61、压盘；62、弹性元件；7、托盘主体；8、框架；81、前托盘；82、中托盘；83、后托盘；91、底板；92、转动板；93、第一连接板；94、第二连接板；95、传力杆；96、手柄。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1

如图1所示，本发明一种浮动托盘结构，包括：

支撑板1，设置在输送线上，用于随输送线流动；

浮动板2，浮动设于支撑板1上，用于承载工件；

从动销杆3，依次贯穿插入浮动板2和支撑板1，用于限制浮动板 2的浮动；

斜轨道4，固定设置在工件的加工工位对应的输送线的下方，用于将从其表面接触滑过的从动销杆3的底端向上抬高，解除从动销杆 3对浮动板2浮动的限制。优选的，斜轨道4的轨道面为光滑的平面或曲面，且沿输送线的输送方向斜向上。

使用时，初始时的从动销杆3处于插入浮动板2和支撑板1的状态，起到销的定位作用，对浮动板2的浮动进行限制。然后将工件放置在浮动板2上，随着输送线带着支撑板1运动，实现工件的流转。当工件流转到其加工工位时，从动销杆3的底端从斜轨道4的轨道面上接触滑过，斜轨道4的轨道面设计为沿输送线的输送方向不断升高的倾斜状态，这样从动销杆3滑过轨道面并停止在斜轨道4的顶部时，不断的向上移动，最终脱离与支撑板1、浮动板2插入嵌合的位置，解除对浮动板2浮动的限制。接着在加工工位对工件进行装配作业时候，可以利用浮动板2的浮动功能，略微移动工件，弥补安装面之间的错位，使安装更加高效。最后，安装完成后，输送线继续运转，移动支撑板1，从动销杆3的底端将离开斜轨道4，解除对从动销杆3 的支撑。总之，该浮动托盘结构，在工件加工工位自动的打开浮动托盘的浮动功能，结构简单，无需人工操作。

如图2所示，该浮动托盘结构还包括托盘主体7，托盘主体7固定在浮动板2上，用于放置工件。具体的，在浮动板2的上方固定托盘主体7，用来直接放置工件，从而避免从动销杆3向上运动时与工件发生干涉，使整个浮动托盘结构更加合理。可选的，托盘主体7可以由两块板结构组成。

如图3所示，支撑板1与浮动板2之间设置有浮动机构，浮动机构用于支撑浮动板2，并使浮动板2能够在设定平面内相对于支撑板1 作平面移动。在进行工件的安装作业时候，往往需要的是在工件的某个安装基准面内的浮动，弥补由于工件的加工误差的造成的安装面错位，提高安装的效率和成功率，而不是需要在三维空间里的浮动，三维的浮动反而不利于安装的定位、拧紧操作。

可选的，浮动机构包括设于支撑板1和浮动板2之间的若干第一万向滚动体51，以及用于限制浮动板2在设定平面内相对于支撑板1 移动范围的挡块52。通常浮动板2支撑工件后，工件都保持着安装的姿态，以节省生产节拍方便到加工工位后直接安装，也就是浮动板2 的主体平面就是它的一个安装基准面，所以将浮动板2设计为能够在支撑板1的顶面上移动，具体可以在两块板之间设置若干第一万向滚动体51，可以是万向轮、万向球等结构，同时通过若干挡块52限制浮动板2的可浮动范围，达到浮动板2在适当的范围内浮动的目的。挡块52可以是L型板结构，固定在支撑板1的四个方向的边缘处，也可以是固定在浮动板2的四个方向的边缘处。

如图4和图5所示，从动销杆3包括导向部31和锁止部32，导向部31滑动贯穿支撑板1上的开孔，锁止部32与浮动板2上的开孔嵌合，并限制从动销杆3向下移动。导向部31位于从动销杆3的底部，在支撑板1的开孔内可以上下的自由滑动，优选的，为圆柱杆结构，在从动销杆3向下插入或者向上移动的过程中都能起到良好的导向作用，方便上下移动。锁止部32位于从动销杆3的顶端，它与浮动板2 的嵌合不光要限制浮动板2的浮动，还要阻止从动销杆3继续向下滑动。二者之间通过螺钉连接。

为了使从动销杆3能够限制浮动板2的浮动，如果锁止部32是圆柱结构则至少有两个从动销杆3插在浮动板2和支撑板1上，如果锁止部32都是棱柱结构，则从动销杆3至少有一个。

进一步的，锁止部32呈倒置的阶梯结构，且每个阶梯层的底端均向从动销杆3的轴线收拢，形成斜面结构。这样设计使得锁止部32 自下向上位逐渐的增大，在插入或者从动销杆3复位的时候，便于锁止部32快速的与浮动板2的开孔嵌合。

更进一步的，锁止部32的底端截面小于或等于导向部31的顶端截面。从动销杆3上移后，部分导向部31会进入到浮动板2的开孔中，对浮动板2的浮动有一定的限制作用，若锁止部32的底端截面小于或等于导向部31的顶端截面，则当托盘离开工件加工工位时，锁止部 32最下一层锥面能够自动进入到浮动板2的开孔中，从而更快的关闭浮动板2的浮动功能。

可选的，从动销杆3的底端设置有第二万向滚动体33。第二万向滚动体33可以是万向轮、万向球等，使从动销杆3的底端在斜轨道4 的轨道面上为滚动摩擦，减小摩擦力，运转流畅。

可选的，支撑板1上设置有导向孔11，导向孔11的内侧壁上设置有导向套12，导向套12的中孔与从动销杆3滑动嵌套，导向套12 的顶端外侧设置有法兰环。导向套12与导向部31滑动配合，插入导向孔11后通过法兰环固定在支撑板1上，且导向套12主体伸出支撑板1一定长度，为导向部31提供足够的导向作用。使其在竖直方向滑动。优选的，导向套12位圆柱套筒结构。

浮动板2上设置有锁止孔21，锁止孔21的内侧壁上设置有锁紧套22，锁紧套22的中孔顶端设置有喇叭形开口，锁紧套22的顶端外侧设置有法兰环。锁紧套22用来与锁止部32嵌合，锁紧套22插入浮动板2的开孔后也通过端部的法兰环固定，喇叭形开口用来与锁止部32上阶梯层的锥形面贴合，向下限位，也具有一定的导向作用，便于插入从动销杆3.

在图4中，该浮动托盘结构还包括回位机构6，回位机构6用于对从动销杆3施加向下的作用力。当托盘离开工件的加工工位时，浮动板2的位置多样，利用回位机构6对从动销杆3施加作用力，使其快速、自动回到限制浮动板2浮动的位置。

回位机构6包括压盘61和弹性元件62，压盘61固定在从动销杆 3的底端，弹性元件62设于压盘61上，用于通过弹性力使从动销杆3 回到限制浮动板2浮动的位置。从动销杆3向上滑动的时候，带动压盘61压缩弹性元件62，当第二万向滚动体33脱离斜轨道4后，弹性元件62弹性伸长，带动从动销杆3向下移动复位。

如图6所示本发明的一种合装托盘，包括设于输送线上的框架8，框架8上依次设置有前托盘81、中托盘82和后托盘83，前托盘81、中托盘82和后托盘83中的至少一个包括上述的浮动托盘结构。

合装托盘由框架8、前托盘81、中托盘82和后托盘83构成，其中框架8承载所有的子托盘和底盘件，适配合装输送线等，以燃油车型为例，前托盘81一般装配冷却模块、前悬总成发动机、变速器、副车架和前悬，中托盘82装配排气管、隔热罩、油管和制动管等，后托盘83装配后悬、油箱及排气管后段，能满足底盘件分装上件，并承载输送到合装工位。具体的，上述介绍的浮动托盘结构可以作为前托盘 81、中托盘82或后托盘83一个子托盘，提高合装成功率。

如图7所示，前托盘81包括浮动托盘结构，支撑板1和框架8 之间设置有轴距调节机构，轴距调节机构用于在整车X方向移动浮动托盘结构。在一个平台上实现轴距切换，提高生产效率。驾驶人坐在驾驶室，往前看是X正向，向上看是Z正向，往右看是Y正向。

具体的，轴距调节机构包括设置在支撑板1底部的底板91，支撑板1沿X方向滑动设置在底板91上，具体可以是滑轨等其他机构实现单向的滑动，底板91在固定在输送线上。在底板91与支撑板1之间设置有手动转换机构，手动转换机构包括转动板92、第一连接板93、第二连接板94：第一连接板93固定在底板91上；第二连接板94成L 型，固定在支撑板1上，且一条边与第一连接板93沿车辆X方向平齐，另一条边上设置有长圆孔；转动板92与第一连接板93转动连接，且其中部固定有传力杆95，末端固定有手柄96，传力杆的95的顶端深入到第二连接板94的长圆孔内。

使用时，当需要改变轴距时，握住手柄96，用力推动转动板92 使其绕第一连接板93的末端转动90度，同时带动传力杆95转动，使得第二连接板94受到力的作用，从而推动支撑板1在底板91上沿车辆X方向滑动，实现轴距的调节。

本发明一种基于上述合装托盘的整车合装方法，，包括如下步骤：

步骤S01：将从动销杆3插入浮动板2和支撑板1，对浮动板2 的浮动进行限制.

步骤S02：利用轴距调节机构调节前托盘81的浮动托盘结构的位置，使前托盘81与后托盘83的距离与即将装配车型的轴距相匹配。

步骤S03：将各个底盘合装零件分别通过定位销定位到前托盘81、中托盘82或后托盘83上。

步骤S04：如图8所示，将车身吊挂在整车合装工位的上方，并启动输送线运送框架8至整车合装工位，同时从动销杆3滑动到斜轨道4的顶部，解除对浮动板2浮动的限制。

步骤S05：举升框架8或下降车身，并在整车X向或整车Y向移动浮动板2，使各个底盘合装零件与车身精确对接，并拧紧固定完成整车合装。

最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种浮动托盘结构，其特征在于，包括：

支撑板(1)，设置在输送线上，用于随所述输送线流动；

浮动板(2)，浮动设于所述支撑板(1)上，用于承载工件；

从动销杆(3)，依次贯穿插入所述浮动板(2)和所述支撑板(1)，用于限制所述浮动板(2)的浮动；

斜轨道(4)，固定设置在所述工件的加工工位对应的所述输送线的下方，用于将从其表面接触滑过的所述从动销杆(3)的底端向上抬高，解除所述从动销杆(3)对所述浮动板(2)浮动的限制；

所述支撑板(1)与所述浮动板(2)之间设置有浮动机构，所述浮动机构用于支撑所述浮动板(2)，并使所述浮动板(2)在设定平面内相对于所述支撑板(1)作平面移动；

所述从动销杆(3)包括导向部(31)和锁止部(32)，所述导向部(31)滑动贯穿所述支撑板(1)上的开孔，所述锁止部(32)与所述浮动板(2)上的开孔嵌合，并限制所述从动销杆(3)向下移动；

所述锁止部(32)呈倒置的阶梯结构，且每个阶梯层的底端均向所述从动销杆(3)的轴线收拢，形成斜面结构；所述锁止部(32)的底端截面小于或等于所述导向部(31)的顶端截面；

还包括回位机构(6)，所述回位机构(6)用于对所述从动销杆(3)施加向下的作用力，当托盘离开工件的加工工位时，使所述从动销杆(3)回到限制所述浮动板(2)浮动的位置。

2.根据权利要求1所述的一种浮动托盘结构，其特征在于，还包括托盘主体(7)，所述托盘主体(7)固定在所述浮动板(2)上，用于放置工件。

3.一种合装托盘，其特征在于，包括设于输送线上的框架(8)，所述框架(8)上依次设置有前托盘(81)、中托盘(82)和后托盘(83)，所述前托盘(81)、所述中托盘(82)和所述后托盘(83)中的至少一个包括权利要求1或2所述浮动托盘结构。

4.根据权利要求3所述的一种合装托盘，其特征在于，所述前托盘(81)包括所述浮动托盘结构，所述支撑板(1)和所述框架(8)之间设置有轴距调节机构，所述轴距调节机构用于在整车X方向移动所述浮动托盘结构。

5.一种基于权利要求4所述合装托盘的整车合装方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将所述从动销杆(3)插入所述浮动板(2)和所述支撑板(1)，对所述浮动板(2)的浮动进行限制；

步骤二：利用轴距调节机构调节所述前托盘(81)的所述浮动托盘结构的位置，使所述前托盘(81)与所述后托盘(83)的距离与即将装配车型的轴距相匹配；

步骤三：将各个底盘合装零件分别通过定位销定位到所述前托盘(81)、所述中托盘(82)或所述后托盘(83)上；

步骤四：将车身吊挂在整车合装工位的上方，并启动所述输送线运送所述框架(8)至整车合装工位，同时所述从动销杆(3)滑动到所述斜轨道(4)的顶部，解除对所述浮动板(2)浮动的限制；

步骤五：举升所述框架(8)或下降所述车身，并在整车X向或整车Y向移动所述浮动板(2)，使各个所述底盘合装零件与所述车身精确对接，并拧紧固定完成整车合装。