CN114905176B - 一种超高柔性岛式焊装产线及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超高柔性岛式焊装产线及生产方法，生产线由仓储区域、上件区域、2个分总成点定岛、2个分总成补焊岛、总成合拼区、总成补焊区以及夹具存放库组成；生产方法包括器具上件、散件上件、二次上件、分总成点定岛区、分总成补焊岛、总成合拼区、总成补焊区以及夹具存放库。本发明产线及生产方法使得无人化人工成本降低，线体柔性程度高，混流生产车型多，产品一致性可比传统线体，线体灵活程度高，生产工艺可随意调整，新产品导入时间、时间、试错成本较低，线体生产成本较低：工厂内可实现智能照明，多数时处于黑灯状态。另外对厂房内温度、清洁、通风、班组园地面积等需求会进一步降低，可以有效缩减生产成本。
Description
技术领域
本发明属于汽车白车身焊装技术领域，具体涉及一种超高柔性岛式焊装产线及生产方法。
背景技术
为满足用户不同需求，主机厂生产车型越来越细分，并出现多种衍生车型。以宝马品牌为例，在10年前国内只有宝马3系、5系等少数车型生产，现在不仅3系、5系推出标准、长轴版本生产，也已生产1系、X1、X2、X3等车型，并计划推出X5国产化，实现近二十款车型国产化生产。而未来可见3系GT、X4、X6、7系及对应phev、纯电车型均有可能国产化。
考虑到各细分车型销量及投产成本，在一条生产线柔性生产尽可能多的车型是降低时间、资金成本的最优选择。而传统四大工艺冲压、焊装、涂装、总装中，焊装自动化程度最高，工件最为复杂，想要实现多车型混流难度也越大。
传统焊装生产线一般最多容纳3-4款车型生产，在生产线对应产品销量较低时，容易造成生产线使用率不足，导致投资浪费。传统生产线即便要导入新车型，也需要有较多产品化改造内容及较长的改造周期。另外，传统生产线即便生产均使用机器人等形式，但是上件仍需要较多人员，以国内60JPH自动化率95％某焊装生产线，单班工人仍需40-50人左右。
在工业4.0及电动化浪潮下，利用空闲线体为电动车企业代工可能是我国重要汽车生产模式，而传统生产线有较强专属产品、品牌特色，混入非本平台产品较为困难，容易造成周期、成本大量增加。
综合未来汽车生产车型数量日益增长趋势、传统生产线生产数量及产品专属弊端，研发一种超高柔性甚至一定程度上无限柔性焊装生产方式，并进一步提高少人化最终达到无人化是有非常重大意义。也是汽车焊装行业进入工业4.0的前提。
国外头部焊装线体商已进行了非常多的尝试，致力于尝试矩阵式生产方法，其中，典型工作原理为AGV装载抓具、产品，运输到某个工艺岛后，由岛内机器人抓起产品进行工艺操作，及产品但无法解决其专属抓具点定精度及强度等问题，且工作效率低下，难以推广。
国内部分主机厂的AGV岛式生产线，使用1台AGV途径多个功能岛完成点定、补焊等工艺内容，多台相同AGV同时循环的方式。这种方法存在产品的生产点定夹具组合数量过多，产品一致性难以保证的重大缺陷，后期调试存在巨大困难。目前为止，国内外还未有成熟满足量产需求的超高柔性生产方法。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种无人化超高柔性白车身焊装产线，还提供一种无人化超高柔性白车身焊装生产方法，以解决汽车白车身中大型零件的焊装生产中，传统焊装生产线混流车型数量少，需要较多操作工人，人工成本及生产成本较高，生产线比较固化呆板、改造困难，导入新车型成本大周期长的问题，同时解决了普通AGV岛式生产线存在一个产品有多套点定夹具分批组合生产，产品一致性无法保障，单个AGV夹具途径过多岛式工位进行点定及补充焊接，点定夹具部件单元过多导致焊点可焊性较差等严重的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种超高柔性岛式焊装产线，由仓储区域1、上件区域2、2个分总成点定岛、2个分总成补焊岛、总成合拼区7、总成补焊区8以及夹具存放库9组成；
所述仓储区域1用于实现来件器具的存储及分配；所述上件区域2用于将器具零件进行涂胶后，抓取到点定AGV夹具上；2个分总成点定岛用于将多个零件完成点定工作；2个分总成补焊岛用于对点定完零件进行补焊；所述总成合拼区7用于将分总成零件进行特殊工艺后进行点定；所述总成补焊区8用于将总成零件补焊、特殊工艺及在线测量；所述夹具存放库9用于存放无法混流的点定夹具。
进一步地，所述上件区域2包括安装在地面上的立体仓库1-1、7轴机器人系统2-1、2个固定涂胶设备、2个点定夹具AGV停靠站、抓具停靠站2-6和中转台2-7；所述立体仓库1-1共5层，立体仓库1-1的立体仓库上下件口1-2分为上下两层；所述7轴机器人系统2-1包括与地面连接的7轴支架、连接在7轴支架上的7轴和与7轴连接的机器人。
进一步地，所述每个分总成点定岛由2个分总成点定夹具AGV等待位、分总成点定岛AGV焊接、2个分总成点定岛焊接机器人系统以及分总成点定岛焊接与伺服抓具系统组成。
更进一步地，所述分总成点定岛AGV焊接和分总成点定岛AGV焊接位内有AGV定位设备；所述分总成点定岛焊接机器人系统内包括焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip及修模器；所述分总成点定岛焊接与伺服抓具系统包括焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器、伺服抓具、抓具及焊钳停靠站。
进一步地，所述每个分总成补焊岛由分总成补焊AGV接件位、分总成补焊岛AGV焊接位、2个分总成补焊岛焊接机器人系统、分总成补焊岛焊接与伺服抓具系统组成。
更进一步地，所述分总成补焊岛焊接机器人系统内，包含焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器；所述分总成补焊岛焊接与伺服抓具系统包含焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器、伺服抓具、抓具及焊钳停靠站。
进一步地，所述总成合拼区由合拼料车AGV接件位Ⅰ7-1、合拼料车AGV接件位Ⅱ7-2、总拼合成区AGV送件位7-3、总拼合成区特殊工艺机器人7-4、总拼合成区特殊工艺设备7-5、总拼合成区夹具台7-6、总拼合成区点定焊接机器人7-7以及总拼合成区点定焊接与伺服抓具系统7-8组成；所述总拼合成区点定焊接与伺服抓具系统7-8包含焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器、伺服抓具、抓具及焊钳停靠站。
进一步地，所述总成补焊区由总成补焊区AGV接件位8-1、2个总成补焊区补焊位、4个总成补焊区补焊机器人系统、总成补焊区AGV送件位8-8、总成补焊区7轴机器人系统8-9、总成补焊区特殊工艺设备8-10、总成补焊区机器人在线测量系统8-11、2个总成补焊区总成件料箱存放口组成；所述总成补焊区AGV接件位8-1、总成补焊区AGV送件位8-8、2个总成补焊区补焊位设有视觉补焊系统；所述4个总成补焊区补焊机器人系统内均包括焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器；所述总成补焊区7轴机器人系统8-9包含机器人、7轴、7轴支架三部分；所述总成补焊区机器人在线测量系统8-11包含1台机器人、1个视觉检测设备及对应检测支架。
一种超高柔性岛式焊装产线生产方法，包括以下步骤：
A、器具上件：由AGV或无人叉车将带件器具运至立体仓库1-1的立体仓库上下件口1-2的第一层，再从第二层取空件器具，完成一次搬运件，根据生产车型零件将对应器具放入7轴机器人系统2-1的第一第二层库位；
B、散件上件：7轴机器人系统2-1根据产品需求排布3-5台7轴机器人，7轴机器人通过伺服抓具及视觉系统，从立体仓库1-1中取出对应零件，由固定涂胶设备处进行涂胶，再将零件放入点定夹具AGV停靠站的AGV夹具上，完成1序散件上件工作；
C、二次上件：当1序散件上件产品需要二次上件时，点定AGV携带1序成品件进入2个点定夹具AGV停靠站，由7轴机器人系统2-1抓起后放入中转台2-7进行暂存，对1序点定夹具继续完成散件上件，等待2序AGV夹具进入2个点定夹具AGV停靠站后，由7轴机器人系统2-1将1序成品件从中转台2-7抓起放入2序夹具，并从立体仓库1-1上其他对应散件；
D、分总成点定岛区：当1序总成AGV空夹具运动到2个点定夹具AGV停靠站，等待7轴机器人系统2-1上件，2序总成AGV夹具带件运动到2个分总成点定岛AGV焊接位点定岛位置，由4个岛内分总成点定岛焊接机器人系统进行点定焊接后由2个分总成点定岛焊接与伺服抓具系统抓起，放到2个分总成补焊AGV接件位的补焊AGV夹具上，2序总成AGV夹具无件运动到分总成点定夹具AGV等待位；当1序总成AGV夹具完成上件后，运行到另2个分总成点定夹具AGV等待位，1序2序AGV夹具交错后，1序AGV进入2个分总成点定岛AGV焊接位位置进行焊接，2序AGV进入2个点定夹具AGV停靠站进行上件，进行循环；
E、分总成补焊岛：
2个补焊AGV夹具在2个分总成补焊AGV接件位接点定完成产品零件，另2个补焊AGV夹具在2个分总成补焊岛AGV焊接位由4个分总成补焊岛焊接机器人系统进行焊接，并由2个分总成补焊岛焊接与伺服抓具系统将产品零件放入2个合拼料车AGV接件位的料车AGV中；
F、总成合拼区：
料车AGV在2个合拼料车AGV接件位接到不同零件后，进入总拼合成区AGV送件位7-3，总拼合成区特殊工艺机器人7-4将产品零件抓起到总拼合成区特殊工艺设备7-5进行涂胶、螺柱工艺后放入总拼合成区夹具台7-6，由总拼合成区点定焊接机器人7-7及总拼合成区点定焊接与伺服抓具系统7-8对产品进行点定，再由总拼合成区点定焊接与伺服抓具系统7-8将产品放入总成补焊区AGV接件位8-1；
G、总成补焊区：总成补焊区AGV接件位8-1接到点定完成的产品，依次进入总成补焊区AGV接件位8-1、2个总成补焊区补焊位，由4个总成补焊区补焊机器人系统进行补焊，随后运动至总成补焊区AGV送件位8-8，由总成补焊区7轴机器人系统8-9抓件到总成补焊区特殊工艺设备8-10进行固定焊、弧焊、螺柱焊工艺，随后放置在总成补焊区机器人在线测量系统8-11进行在线测量，再由总成补焊区7轴机器人系统8-9抓件到2个总成补焊区总成件料箱存放口完成产品下线；
H、夹具存放库：当批量切换车型时，分总成点定岛的点定夹具AGV将目前装载点定夹具送至夹具存放库9进行夹具更换，预留AGV将总拼合成区夹具台夹具送至夹具存放库9进行夹具更换。
进一步地，步骤D，所述每一个分总成点定岛可以容纳至少两序的分总成在同一节拍内生产。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、无人化人工成本降低：线体除物料配送人员外无任何操作工人，机器人在立体仓库内通过视觉定位抓取不同零件放置AGV夹具上，AGV夹具及点定岛内的伺服柔性抓具实现产品的传递，全无人化生产，人工成本降幅巨大；
2、线体柔性程度高，混流生产车型多：本发明生产工具-点定夹具可有专门夹具库切换，生产工具-补焊夹具采用NC形式，生产工具-抓具采用柔性伺服抓具，生产工具-焊钳可使用多种焊钳快换生产，车型混流数量上限取决于夹具库存放夹具数量，可实现传统线体难以达到的车型数量混流；
3、产品一致性可比传统线体：生产线按功能呈现岛式。产品传递在点定位通过机器人+伺服柔性抓具传递，在补焊工位由AGV传递，解决了常规岛式生产中，如果存在n个点定工位的工艺，每个点定工位存在m套点定夹具同时生产，导致一个总成件流经的夹具存在mn种可能性，对总成件精度调整一致性存在巨大困难与风险；
4、线体灵活程度高，生产工艺可随意调整：本线体采用了不同功能岛排列，AGV+机器人伺服抓具对产品进行传递，生产线可随产品变化、工艺增加、车型增加或产能增减使AGV经过不同数量功能岛并改变在不同功能岛停留时间实现，实现生产线的高效利用，提高设备利用率及生产灵活性；
5、新产品导入时间、时间、试错成本较低：生产工具-点定夹具可有专门夹具库切换，生产工具-补焊夹具采用NC形式，生产工具-抓具采用柔性伺服抓具。在全新同类产品进行导入时，只需新增点定夹具，并根据产品状况适当增加生产工具-焊钳即可。生产线采用数字孪生技术，新产品导入前可进行全方位模拟仿真及虚拟调试，新产品导入的成本及周期相较传统线体优势巨大，试错成本小；
6、线体生产成本较低：本发明生产线体由于采用无人化生产，工厂内可实现智能照明，多数时处于黑灯状态。另外对厂房内温度、清洁、通风、班组园地面积等需求会进一步降低，可以有效缩减生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是整体工艺流程简图；
图2是整体工艺平面示意图；
图3是上件区工艺平面示意图；
图4是分总成点定及补焊区工艺平面示意图；
图5是总成合拼区示意图；
图6是总成补焊区示意图。
图中，1.仓储区域2.上件区域3.分总成点定岛Ⅰ4.分总成点定岛Ⅱ5.分总成补焊岛Ⅰ6.分总成补焊岛Ⅱ7.总成合拼区8.总成补焊区9.夹具存放库1-1.立体仓库1-2.立体仓库上下件口2-1.7轴机器人系统，2-2.固定涂胶设备Ⅰ2-3.固定涂胶设备Ⅱ2-4.点定夹具AGV停靠站Ⅰ2-5.点定夹具AGV停靠站Ⅱ2-6.抓具停靠站2-7.中转台3-1.分总成点定夹具AGV等待位Ⅰ3-2.分总成点定夹具AGV等待位Ⅱ3-3.分总成点定岛AGV焊接Ⅰ3-4.分总成点定岛焊接机器人系统Ⅰ3-5.分总成点定岛焊接机器人系统Ⅱ3-6.分总成点定岛焊接与伺服抓具系统Ⅰ4-1.分总成点定夹具AGV等待位Ⅰ4-2.分总成点定夹具AGV等待位Ⅱ4-3.分总成点定岛AGV焊接位Ⅱ4-4.分总成点定岛焊接机器人系统Ⅲ4-5.分总成点定岛焊接机器人系统Ⅳ4-6.分总成点定岛焊接与伺服抓具系统Ⅱ5-1.分总成补焊AGV接件位Ⅰ5-2.分总成补焊岛AGV焊接位Ⅰ5-3.分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅰ5-4.分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅱ5-5.分总成补焊岛焊接与伺服抓具系统Ⅰ6-1.分总成补焊AGV接件位Ⅱ6-2.分总成补焊岛AGV焊接位Ⅱ6-3.分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅲ6-4.分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅳ6-5.分总成补焊岛焊接与伺服抓具系统Ⅱ7-1.合拼料车AGV接件位Ⅰ7-2.合拼料车AGV接件位Ⅱ7-3.总拼合成区AGV送件位7-4.总拼合成区特殊工艺机器人7-5.总拼合成区特殊工艺设备7-6.总拼合成区夹具台7-7.总拼合成区点定焊接机器人7-8.总拼合成区点定焊接与伺服抓具系统8-1.总成补焊区AGV接件位8-2.总成补焊区补焊位Ⅰ8-3.总成补焊区补焊机器人系统Ⅰ8-4.总成补焊区补焊机器人系统Ⅱ8-5.总成补焊区补焊位Ⅱ8-6.总成补焊区补焊机器人系统Ⅲ8-7.总成补焊区补焊机器人系统Ⅳ8-8.总成补焊区AGV送件位8-9.总成补焊区7轴机器人系统，8-10.总成补焊区特殊工艺设备8-11.总成补焊区机器人在线测量系统8-12.总成补焊区总成件料箱存放口Ⅰ8-13.总成补焊区总成件料箱存放口Ⅱ。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明超高柔性岛式焊装产线，由仓储区域1、上件区域2、分总成点定岛Ⅰ3、分总成点定岛Ⅱ4、分总成补焊岛Ⅰ5、分总成补焊岛Ⅱ6、总成合拼区7、总成补焊区8以及夹具存放库9组成。
所述仓储区域1用于实现来件器具的存储及分配。所述上件区域2负责将器具零件进行涂胶等特殊工艺后，抓取到点定AGV夹具上，分总成点定岛将多个零件完成点定工作，分总成补焊岛对点定完零件进行补焊，总成合拼区将分总成零件进行特殊工艺后进行点定，总成补焊区将总成零件补焊、特殊工艺及在线测量，夹具存放库负责存放无法混流的点定夹具。上述9部分可根据场地形状、面积、产能、产品等特性进行不同部分数量、大小、位置的优化调整，但核心依旧是上述流程实现无人、超高柔性、灵活、一致性高等本发明特点。
所述上件区域2由立体仓库1-1、立体仓库上下件口1-2、7轴机器人系统2-1、固定涂胶设备Ⅰ2-2、固定涂胶设备Ⅱ2-3、点定夹具AGV停靠站Ⅰ2-4、点定夹具AGV停靠站Ⅱ2-5、抓具停靠站2-6以及中转台2-7组成。
所述分总成点定岛Ⅰ3由分总成点定夹具AGV等待位Ⅰ3-1、分总成点定夹具AGV等待位Ⅱ3-2、分总成点定岛AGV焊接Ⅰ3-3、分总成点定岛焊接机器人系统Ⅰ3-4、分总成点定岛焊接机器人系统Ⅱ3-5、分总成点定岛焊接+伺服抓具系统Ⅰ3-6组成。所述分总成点定岛Ⅱ4由分总成点定夹具AGV等待位Ⅰ4-1、分总成点定夹具AGV等待位Ⅱ、4-2、分总成点定岛AGV焊接位Ⅱ4-3、分总成点定岛焊接机器人系统Ⅲ4-4、分总成点定岛焊接机器人系统Ⅳ4-5以及分总成点定岛焊接+伺服抓具系统Ⅱ4-6组成。
所述分总成补焊岛由分总成补焊AGV接件位Ⅰ5-1、分总成补焊岛AGV焊接位Ⅰ5-2、分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅰ5-3、分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅱ5-4、分总成补焊岛焊接+伺服抓具系统Ⅰ5-5、分总成补焊AGV接件位Ⅱ6-1、分总成补焊岛AGV焊接位Ⅱ6-2、分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅲ6-3、分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅳ6-4以及分总成补焊岛焊接+伺服抓具系统Ⅱ6-5组成。
所述总成合拼区由合拼料车AGV接件位Ⅰ7-1、合拼料车AGV接件位Ⅱ7-2、总拼合成区AGV送件位7-3、总拼合成区特殊工艺机器人7-4、总拼合成区特殊工艺设备7-5、总拼合成区夹具台7-6、总拼合成区点定焊接机器人7-7以及总拼合成区点定焊接+伺服抓具系统7-8组成。
所述总成补焊区由总成补焊区AGV接件位8-1、总成补焊区补焊位Ⅰ8-2、总成补焊区补焊机器人系统Ⅰ8-3、总成补焊区补焊机器人系统Ⅱ8-4、总成补焊区补焊位Ⅱ8-5、总成补焊区补焊机器人系统Ⅲ8-6、总成补焊区补焊机器人系统Ⅳ8-7、总成补焊区AGV送件位8-8、总成补焊区7轴机器人系统8-9、总成补焊区特殊工艺设备8-10、总成补焊区机器人在线测量系统8-11、总成补焊区总成件料箱存放口Ⅰ8-12以及总成补焊区总成件料箱存放口Ⅱ8-13组成。
如图3所示，立体仓库1-1通过化学锚栓安装在地面上，共计5层，其中第一第二层为取件位，可由机器人进行抓件，第三-五层为储备位，按照生产订单存储4小时生产所需零件数。立体仓库上下件口1-2为立体仓库1-1一部分，分为上下两层，上层为空料箱存放位，下层为满料箱存放位。
所述7轴机器人系统2-1包含机器人、7轴、7轴支架三部分，机器人通过螺栓连接在7轴上，7轴通过螺栓连接在7轴支架上，7轴支架通过化学锚栓连接在地面。所述固定涂胶设备Ⅰ2-2和固定涂胶设备Ⅱ2-3通过易钉得安装在地面上，点定夹具AGV停靠站Ⅰ2-4、点定夹具AGV停靠站Ⅱ2-5、抓具停靠站2-6以及中转台2-7通过化学锚栓安装在地面上。
如图4所示，所述分总成点定夹具AGV等待位Ⅰ3-1、分总成点定夹具AGV等待位Ⅱ3-2、分总成点定夹具AGV等待位Ⅰ4-1及分总成点定夹具AGV等待位Ⅱ4-2为分总成点定夹具AGV等待位，分总成点定岛AGV焊接Ⅰ3-3和分总成点定岛AGV焊接位Ⅱ4-3内有AGV定位设备，通过化学锚栓连接在地面。所述分总成点定岛焊接机器人系统Ⅰ3-4、分总成点定岛焊接机器人系统Ⅱ3-5、分总成点定岛焊接机器人系统Ⅲ4-4及分总成点定岛焊接机器人系统Ⅳ4-5内，包含焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器等设备，其中机器人通过螺栓连接在机器人底座上，其余设备通过易钉得或者化学锚栓安装在地面上。所述分总成点定岛焊接+伺服抓具系统Ⅰ3-6和分总成点定岛焊接+伺服抓具系统Ⅱ4-6包含焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器、伺服抓具、抓具及焊钳停靠站等设备，其中伺服抓具、机器人通过螺栓依次连接在机器人及机器人底座上，其余设备通过易钉得或者化学锚栓安装在地面上。
所述分总成补焊AGV接件位Ⅰ5-1、分总成补焊岛AGV焊接位Ⅰ5-2、分总成补焊AGV接件位Ⅱ6-1、分总成补焊岛AGV焊接位Ⅱ6-2内有AGV定位设备，通过化学锚栓连接在地面。所述分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅰ5-3、分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅱ5-4、分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅲ6-3及分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅳ6-4内，包含焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器等设备，其中机器人通过螺栓连接在机器人底座上，其余设备通过易钉得或者化学锚栓安装在地面上。5-5/6-5、分总成补焊岛焊接+伺服抓具系统包含焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器、伺服抓具、抓具及焊钳停靠站等设备，其中伺服抓具、机器人通过螺栓依次连接在机器人及机器人底座上，其余设备通过易钉得或者化学锚栓安装在地面上。
如图5所示，合拼料车AGV接件位Ⅰ7-1、合拼料车AGV接件位Ⅱ7-2、总拼合成区AGV送件位7-3、总拼合成区特殊工艺机器人7-4、总拼合成区特殊工艺设备7-5、总拼合成区夹具台7-6、总拼合成区点定焊接机器人7-7通过化学锚栓安装在地面上。所述总拼合成区点定焊接+伺服抓具系统7-8包含焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器、伺服抓具、抓具及焊钳停靠站等设备，其中伺服抓具、机器人通过螺栓依次连接在机器人及机器人底座上，其余设备通过易钉得或者化学锚栓安装在地面上。
如图6所示，总成补焊区AGV接件位8-1及总成补焊区AGV送件位8-8、总成补焊区补焊位Ⅰ8-2和总成补焊区补焊位Ⅱ8-5、有视觉补焊系统，通过易钉得安装在地面。所述总成补焊区补焊机器人系统Ⅰ8-3、总成补焊区补焊机器人系统Ⅱ8-4、总成补焊区补焊机器人系统Ⅲ8-6、总成补焊区补焊机器人系统Ⅳ8-7内，包含焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器等设备，其中机器人通过螺栓连接在机器人底座上，其余设备通过易钉得或者化学锚栓安装在地面上。总成补焊区7轴机器人系统8-9包含机器人、7轴、7轴支架三部分，机器人通过螺栓连接在7轴上，7轴通过螺栓连接在7轴支架上，7轴支架通过化学锚栓连接在地面。所述总成补焊区特殊工艺设备8-10通过化学锚栓安装在地面。所述总成补焊区机器人在线测量系统8-11包含1台机器人、1个视觉检测设备及对应检测支架。其中机器人及检测支架通过化学锚栓安装在地面上，该处地面需要进行防震措施，检测设备通过螺栓安装在机器人6轴上。所述总成补焊区总成件料箱存放口Ⅰ8-12和总成补焊区总成件料箱存放口Ⅱ8-13通过易钉得安装在地面上。
如图2所示，夹具存放库9通过化学锚栓安装在地面上。
所有来料均有无人叉车、AGV等形式将带件器具从物流中心送至立体仓库上下件口1-2，并将对应空料箱返还。仓储中心的立体仓库1-1面对机器人侧地面1-2层为上件区，7轴机器人可以将产品抓出进行上件。立体仓库调度系统接受生产订单后自动调整1-2层料箱保证对应车型生产，并根据所存零件数量及生产订单情况呼叫物流中心定时定量送货，保证生产连续线，最终实现生产线无操作人员的无人化生产。
所有上件均通过7轴机器人系统2-1实现，该系统的机器人配备视觉引导设备，可对立体仓库内粗定位的器具进行引导抓件。机器人使用伺服抓具进行抓件，伺服抓具通过电缸进行定位销与定位夹紧部件的位置切换实现同类产品柔性抓取。并在7轴机器人另一侧配备了抓具停靠站2-6，实现不同类型抓具的切换，以实现超高柔性抓取方案。
所述点定AGV夹具在点定夹具AGV停靠站Ⅰ2-4和点定夹具AGV停靠站Ⅱ2-5与分总成点定岛AGV焊接Ⅰ3-3和分总成点定岛AGV焊接位Ⅱ4-3传递时，使用十字形错位路径，即1个节拍前半段，一个点定AGV在上件区上件，另一个点定AGV在焊接岛点焊。而后半段，先完成工作的AGV(如上件完成)出十字上下的工作区进入十字左右等待区，等待另一台AGV进入先完成AGV的工作区域区域(如上件区)，错位后再进入后续工位(如焊接区)。此种方式避免了AGV绕3/4分总成点定岛大圈运动造成节拍浪费，也节约物流面积，减少与其他AGV交叉拥堵。
当车型零件需要多序(>3序)上件时，可使用上件区多序点定夹具AGV停靠站Ⅰ2-4和点定夹具AGV停靠站Ⅱ2-5接件位上件形式，如1、2序在点定夹具AGV停靠站Ⅰ2-4接件位上件，3、4序在点定夹具AGV停靠站Ⅱ2-5接件位上件，中间使用抓件机器人配合伺服抓具中转台2-7实现。
不同功能岛传递均使用伺服抓具抓起后放入后续AGV中。产品从1、仓储区域传递到上件区域2，从3/4、分总成点定岛传递到5/6、分总成补焊岛，从5/6、分总成补焊岛传递到总成合拼区7，从总成合拼区7传递到8、总成补焊区均如此。这种传递方式将传统AGV岛式生产的1台AGV穿梭不同区域，多台同时循环的方式分隔成不同小循环。点定夹具循环中，AGV携带复杂专一车型的点定夹具，使用2t负载AGV，每台点定夹具仅1套。在补焊循环中，夹具使用NC等混流形式，每个补焊岛使用2-N台混流补焊夹具循环，实现不同车型共用，使用1t负载AGV。5/6、分总成补焊岛传递到总成合拼区7传递中采用500kg负载AGV传递零件，无夹具。不同小循环内可根据循环特色使用不同形式夹具及AGV，提高一致性及降低成本。
可根据产能、产品工艺变化对整体工艺流程做优化。如原A车型产能缩小一倍，同时新增B车型生产情况下。可通过批量切换将立体仓库中料箱及对应点定夹具整体切换生产，也可将原2个分总成点定岛、2个分总成补焊岛生产A车型，改为各1个点定、1个补焊岛生产A车型。剩余的1个点定、1个补焊岛生产B车型，每个岛节拍延长1倍时间。
本发明无人操作，工厂照明使用智能照明，通过红外、超声波对人员可能出现的检修位、观察位进行智能照明，检测人员进入后进行照明。
本发明超高柔性白车身焊装生产方法，包括以下步骤：
1、器具上件：
通过AGV或无人叉车将带件器具运至立体仓库上下件口1-2，所述立体仓库上下件口1-2分为两层，此时立体仓库1-1已将空件器具存放在第二层。AGV或无人叉车将满件器具放置在第一层后，从第二层取空件器具，完成一次搬运件。所述立体仓库1-1共分2排5层，其中，面向7轴机器人系统2-1的第一第二层库位为立体仓库1-1的取件库位，立体仓库系统根据生产车型零件将对应器具放入取件库位。
2、散件上件：
通用流程：7轴机器人系统2-1根据产品需求排布3-5台7轴机器人，7轴机器人通过伺服抓具及视觉系统，从立体仓库1-1中取出对应零件，来到2-2/2-3、固定涂胶设备处进行涂胶，涂胶完成后将零件放入2-4/2-5、点定夹具AGV停靠站的AGV夹具上，完成1序散件上件工作。
3、二次上件：
当1序散件上件产品需要二次上件时，点定AGV携带1序成品件进入点定夹具AGV停靠站Ⅰ2-4和点定夹具AGV停靠站Ⅱ2-5，由7轴机器人系统2-1抓起后放入中转台2-7进行暂存。此时，对1序点定夹具继续完成散件上件。等待2序AGV夹具进入点定夹具AGV停靠站Ⅰ2-4和点定夹具AGV停靠站Ⅱ2-5后，由7轴机器人系统2-1将1序成品件从中转台2-7抓起放入2序夹具，并从立体仓库1-1上其他对应散件。不同类型零件抓具存放在抓具停靠站2-6。
4、分总成点定岛区：
每一个分总成点定岛可以容纳至少两序的分总成在同一节拍内生产。当1序总成AGV空夹具运动到点定夹具AGV停靠站Ⅰ2-4和点定夹具AGV停靠站Ⅱ2-5，等待7轴机器人系统2-1上件，此时2序总成AGV夹具带件运动到分总成点定岛AGV焊接位Ⅰ3-3和分总成点定岛AGV焊接位Ⅱ4-3点定岛位置，由岛内分总成点定岛焊接机器人系统Ⅰ3-4、分总成点定岛焊接机器人系统Ⅱ3-5、分总成点定岛焊接机器人系统Ⅲ4-4、分总成点定岛焊接机器人系统Ⅳ4-5进行点定焊接。焊接完成后由分总成点定岛焊接+伺服抓具系统Ⅰ3-6和分总成点定岛焊接+伺服抓具系统Ⅱ4-6抓起后，放到分总成补焊AGV接件位Ⅰ5-1和分总成补焊AGV接件位Ⅱ6-1的补焊AGV夹具上。2序总成AGV夹具无件运动到分总成点定夹具AGV等待位Ⅰ3-1和分总成点定夹具AGV等待位Ⅰ4-1。此时，当1序总成AGV夹具完成上件后，运行到分总成点定夹具AGV等待位Ⅱ3-2和分总成点定夹具AGV等待位Ⅱ4-2。1序2序AGV夹具交错后，1序AGV进入分总成点定岛AGV焊接位Ⅰ3-3和分总成点定岛AGV焊接位Ⅱ4-3位置进行焊接，2序AGV进入点定夹具AGV停靠站Ⅰ2-4和点定夹具AGV停靠站Ⅱ2-5进行上件，进行循环。
5、分总成补焊岛：
分总成补焊AGV夹具采用混流多车型柔性形式，每个岛配备2个及以上，可实现多个同类型补焊夹具定位。其中1/2号补焊AGV夹具在分总成补焊AGV接件位Ⅰ5-1和分总成补焊AGV接件位Ⅱ6-1接点定完成产品零件，3/4号补焊AGV夹具在分总成补焊岛AGV焊接位Ⅰ5-2和分总成补焊岛AGV焊接位Ⅱ6-2由分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅰ5-3、分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅱ5-4、分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅲ6-3、分总成补焊岛焊接机器人系统Ⅳ6-4进行焊接。补焊完成后由分总成补焊岛焊接+伺服抓具系统Ⅰ5-5和分总成补焊岛焊接+伺服抓具系统Ⅱ6-5将产品零件放入合拼料车AGV接件位Ⅰ7-1和合拼料车AGV接件位Ⅱ7-2的料车AGV中。
6、总成合拼区：
料车AGV在合拼料车AGV接件位Ⅰ7-1和合拼料车AGV接件位Ⅱ7-2接到不同零件后，进入总拼合成区AGV送件位7-3。总拼合成区特殊工艺机器人7-4将产品零件抓起到总拼合成区特殊工艺设备7-5进行涂胶、螺柱等特殊工艺，完成后放入总拼合成区夹具台7-6，由总拼合成区点定焊接机器人7-7以及总拼合成区点定焊接+伺服抓具系统7-8对产品进行点定。点定完成后，总拼合成区点定焊接+伺服抓具系统7-8将产品放入总成补焊区AGV接件位8-1。总拼合成区夹具台7-6可由AGV切换成不同车型的夹具台以满足混流需求。
7、总成补焊区：
总成补焊AGV夹具采用混流多车型柔性形式，共有4台。首先在总成补焊区AGV接件位8-1接到点定完成的产品，依次进入总成补焊区AGV接件位8-1、总成补焊区补焊位Ⅰ8-2、总成补焊区补焊位Ⅱ8-5，由总成补焊区补焊机器人系统Ⅰ8-3、总成补焊区补焊机器人系统Ⅱ8-4、总成补焊区补焊机器人系统Ⅲ8-6及总成补焊区补焊机器人系统Ⅳ8-7进行补焊。随后运动至总成补焊区AGV送件位8-8，由总成补焊区7轴机器人系统8-9抓件到总成补焊区特殊工艺设备8-10进行固定焊、弧焊、螺柱焊等特殊工艺，随后放置在总成补焊区机器人在线测量系统8-11进行在线测量，完成后由总成补焊区7轴机器人系统8-9抓件到总成补焊区总成件料箱存放口Ⅰ8-12以及总成补焊区总成件料箱存放口Ⅱ8-13完成产品下线。
8、夹具存放库：
当批量切换车型时，分总成点定岛的点定夹具AGV将目前装载点定夹具送至夹具存放库9进行夹具更换。预留AGV将总拼合成区夹具台夹具送至夹具存放库9进行夹具更换。实现点定夹具通过AGV配合完成切换的过程，实现生产线全柔性需求。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (3)
1.一种超高柔性岛式焊装产线，其特征在于：由仓储区域（1）、上件区域（2）、2个分总成点定岛、2个分总成补焊岛、总成合拼区（7）、总成补焊区（8）以及夹具存放库（9）组成；
所述仓储区域（1）用于实现来件器具的存储及分配；所述上件区域（2）用于将器具零件进行涂胶后，抓取到点定AGV夹具上；2个分总成点定岛用于将多个零件完成点定工作；2个分总成补焊岛用于对点定完零件进行补焊；所述总成合拼区（7）用于将分总成零件进行特殊工艺后进行点定；所述总成补焊区（8）用于将总成零件补焊、特殊工艺及在线测量；所述夹具存放库（9）用于存放无法混流的点定夹具；
所述上件区域（2）包括安装在地面上的立体仓库（1-1）、7轴机器人系统（2-1）、2个固定涂胶设备、2个点定夹具AGV停靠站、抓具停靠站（2-6）和中转台（2-7）；所述立体仓库（1-1）共5层，立体仓库（1-1的立体仓库上下件口（1-2）分为上下两层；所述7轴机器人系统（2-1）包括与地面连接的7轴支架、连接在7轴支架上的7轴和与7轴连接的机器人；
所述每个分总成点定岛由2个分总成点定夹具AGV等待位、分总成点定岛AGV焊接、2个分总成点定岛焊接机器人系统以及分总成点定岛焊接与伺服抓具系统组成；所述分总成点定岛AGV焊接和分总成点定岛AGV焊接位内有AGV定位设备；所述分总成点定岛焊接机器人系统内包括焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip及修模器；所述分总成点定岛焊接与伺服抓具系统包括焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器、伺服抓具、抓具及焊钳停靠站；
所述每个分总成补焊岛由分总成补焊AGV接件位、分总成补焊岛AGV焊接位、2个分总成补焊岛焊接机器人系统、分总成补焊岛焊接与伺服抓具系统组成；所述分总成补焊岛焊接机器人系统内，包含焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器；所述分总成补焊岛焊接与伺服抓具系统包含焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器、伺服抓具、抓具及焊钳停靠站；
所述总成合拼区由合拼料车AGV接件位Ⅰ（7-1）、合拼料车AGV接件位Ⅱ（7-2）、总拼合成区AGV送件位（7-3）、总拼合成区特殊工艺机器人（7-4）、总拼合成区特殊工艺设备（7-5）、总拼合成区夹具台（7-6）、总拼合成区点定焊接机器人（7-7）以及总拼合成区点定焊接与伺服抓具系统（7-8）组成；所述总拼合成区点定焊接与伺服抓具系统（7-8）包含焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器、伺服抓具、抓具及焊钳停靠站；
所述总成补焊区由总成补焊区AGV接件位（8-1）、2个总成补焊区补焊位、4个总成补焊区补焊机器人系统、总成补焊区AGV送件位（8-8）、总成补焊区7轴机器人系统（8-9）、总成补焊区特殊工艺设备（8-10）、总成补焊区机器人在线测量系统（8-11）、2个总成补焊区总成件料箱存放口组成；所述总成补焊区AGV接件位（8-1）、总成补焊区AGV送件位（8-8）、2个总成补焊区补焊位设有视觉补焊系统；所述4个总成补焊区补焊机器人系统内均包括焊接机器人、机器人底座、机器人焊钳、Rip、修模器；所述总成补焊区7轴机器人系统（8-9）包含机器人、7轴、7轴支架三部分；所述总成补焊区机器人在线测量系统（8-11）包含1台机器人、1个视觉检测设备及对应检测支架。
2.根据权利要求1所述的一种超高柔性岛式焊装产线的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、器具上件：由AGV或无人叉车将带件器具运至立体仓库（1-1）的立体仓库上下件口（1-2）的第一层，再从第二层取空件器具，完成一次搬运件，根据生产车型零件将对应器具放入7轴机器人系统（2-1）的第一第二层库位；
B、散件上件：7轴机器人系统（2-1）根据产品需求排布3-5台7轴机器人，7轴机器人通过伺服抓具及视觉系统，从立体仓库1-1中取出对应零件，由固定涂胶设备处进行涂胶，再将零件放入点定夹具AGV停靠站的AGV夹具上，完成1序散件上件工作；
C、二次上件：当1序散件上件产品需要二次上件时，点定AGV携带1序成品件进入2个点定夹具AGV停靠站，由7轴机器人系统（2-1）抓起后放入中转台（2-7）进行暂存，对1序点定夹具继续完成散件上件，等待2序AGV夹具进入2个点定夹具AGV停靠站后，由7轴机器人系统（2-1）将1序成品件从中转台（2-7）抓起放入2序夹具，并从立体仓库（1-1）上其他对应散件；
D、分总成点定岛区：当1序总成AGV空夹具运动到2个点定夹具AGV停靠站，等待7轴机器人系统（2-1）上件，2序总成AGV夹具带件运动到2个分总成点定岛AGV焊接位点定岛位置，由4个岛内分总成点定岛焊接机器人系统进行点定焊接后由2个分总成点定岛焊接与伺服抓具系统抓起，放到2个分总成补焊AGV接件位的补焊AGV夹具上，2序总成AGV夹具无件运动到分总成点定夹具AGV等待位；当1序总成AGV夹具完成上件后，运行到另2个分总成点定夹具AGV等待位，1序2序AGV夹具交错后，1序AGV进入2个分总成点定岛AGV焊接位位置进行焊接，2序AGV进入2个点定夹具AGV停靠站进行上件，进行循环；
E、分总成补焊岛：
2个补焊AGV夹具在2个分总成补焊AGV接件位接点定完成产品零件，另2个补焊AGV夹具在2个分总成补焊岛AGV焊接位由4个分总成补焊岛焊接机器人系统进行焊接，并由2个分总成补焊岛焊接与伺服抓具系统将产品零件放入2个合拼料车AGV接件位的料车AGV中；
F、总成合拼区：
料车AGV在2个合拼料车AGV接件位接到不同零件后，进入总拼合成区AGV送件位（7-3），总拼合成区特殊工艺机器人（7-4）将产品零件抓起到总拼合成区特殊工艺设备（7-5）进行涂胶、螺柱工艺后放入总拼合成区夹具台（7-6），由总拼合成区点定焊接机器人（7-7）及总拼合成区点定焊接与伺服抓具系统（7-8对产品进行点定，再由总拼合成区点定焊接与伺服抓具系统（7-8）将产品放入总成补焊区AGV接件位（8-1）；
G、总成补焊区：总成补焊区AGV接件位（8-1）接到点定完成的产品，依次进入总成补焊区AGV接件位（8-1）、2个总成补焊区补焊位，由4个总成补焊区补焊机器人系统进行补焊，随后运动至总成补焊区AGV送件位（8-8），由总成补焊区7轴机器人系统（8-9）抓件到总成补焊区特殊工艺设备（8-10）进行固定焊、弧焊、螺柱焊工艺，随后放置在总成补焊区机器人在线测量系统（8-11）进行在线测量，再由总成补焊区7轴机器人系统（8-9）抓件到2个总成补焊区总成件料箱存放口完成产品下线；
H、夹具存放库：当批量切换车型时，分总成点定岛的点定夹具AGV将目前装载点定夹具送至夹具存放库（9）进行夹具更换，预留AGV将总拼合成区夹具台夹具送至夹具存放库（9）进行夹具更换。
3.根据权利要求2所述的一种超高柔性岛式焊装产线的生产方法，其特征在于：步骤D，所述每一个分总成点定岛可以容纳至少两序的分总成在同一节拍内生产。
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