CN115009396B - 一种仪表板总成装配系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仪表板总成装配系统，包括仪表板夹具、车门铰链定位机构、对中精度数据采集系统，仪表板夹具、车门铰链定位机构、对中精度数据采集系统采用同一固定中点为基准，确保各子系统运动和检测基准统一；仪表板夹具相对车门铰链定位机构中心固定，仪表板夹具中心点相对车门铰链定位机构中心固定，车门铰链定位机构中心点同时作为测量调整基准点；仪表板夹具用于夹持仪表板并将仪表板相对仪表板夹具居中；车门铰链定位机构用于与左右车门铰链孔进行定位，在定位过程中同步实现仪表板夹具相对车门铰链基准的居中；对中精度数据采集系统用于检测仪表板夹具及车门铰链定位机构位居中位移数据，并计算实际对中精度。

Description

一种仪表板总成装配系统

技术领域

本发明属于汽车仪表板装配技术领域，具体涉及一种仪表板总成装配系统，其具有高精度居中装配及智能对中精度数据分析功能。

背景技术

使用现有技术将仪表板总成合装到车身后，仪表板总成左右端与左右车门护板间隙不对称。此区域为整车外观重点评价区域，影响顾客对整车装配质量的第一印象评价。根据整车尺寸链技术分析，仪表板总成合装时，需保证与左右车门的相对居中装配，且居中精度要求小于0.5mm，且此工序需在车门尚未装配的条件下完成，需选取车门铰链处为左右对中基准进行装配。行业中仪表板总成装配以纯助力为主，无高精度的对中和对中数据采集功能。

传统的仪表板总成装配系统，仅有助力装配功能，在仪表板总成合装到车身时，无法判断仪表板总成与左右前车门的居中位置关系。由于仪表板总成在与车身用螺栓紧固之前，仪表板总成可相对车身Y向移动调整，目前仅利用额外的定位销，将仪表板总成骨架上的孔与车身上的孔进行定位。此定位基准与车门尺寸链没有直接关系，无法实现仪表板总成装配后与左右前车门的左右居中，导致左右间隙不均，影响整车外观精细度评价。且后续装配车门后，需人工重新调整左右间隙，作业效率极低，并严重影响了生产秩序和整车准时交付计划。

CN211728161U公开了一种汽车天窗和仪表板安装通用助力设备。包括单臂吊底座、液压缸、吊臂；所述单臂吊底座与吊臂铰接在吊臂旋转点处，单臂吊底座与吊臂能够相对转动；所述液压缸上下两端分别固定在吊臂和单臂吊底座上，液压缸中的液压杆能够伸缩，液压缸中的液压杆带动吊臂绕着吊臂旋转点转动。

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发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种仪表板总成装配系统，设计了双层机械式同步对中机构，同时配备对中精度数据采集系统，在高精度对中功能基础上，实现了关键参数的数字化采集和过程可追溯，在高生产节拍、多车型混流生产情况下，实现高精度(≤0.5mm)居中合装。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图：

一种仪表板总成装配系统，包括仪表板夹具1、车门铰链定位机构2、对中精度数据采集系统，仪表板夹具1、车门铰链定位机构2、对中精度数据采集系统采用同一固定中点为基准，确保各子系统运动和检测基准统一；仪表板夹具1相对车门铰链定位机构2中心固定，仪表板夹具中心点相对车门铰链定位机构2中心固定，车门铰链定位机构中心点同时作为测量调整基准点；仪表板夹具1用于夹持仪表板并将仪表板相对仪表板夹具1居中；车门铰链定位机构2用于与左右车门铰链孔进行定位，在定位过程中同步实现仪表板夹具相对车门铰链基准的居中；对中精度数据采集系统用于检测仪表板夹具及车门铰链定位机构位居中位移数据，并计算实际对中精度。

进一步地，所述仪表板夹具1包括一号夹爪11、齿轮齿条驱动机构、一号连杆13、一号驱动电缸14、二号夹爪15；一号驱动电缸14输出轴连接一号连杆13，一号连杆13一端连接二号夹爪15，一号连杆13另一端通过齿轮齿条驱动机构连接一号夹爪11，使一号夹爪11与二号夹爪15同步伸缩。

进一步地，所述齿轮齿条驱动机构包括上部齿条、齿轮、下部齿条；齿轮中心固定不动，所述一号连杆13连接上部齿条，上部齿条通过齿轮连接下部齿条，下部齿条连接所述一号夹爪11。

进一步地，，所述车门铰链定位机构包括三号夹爪21、二号驱动电缸22、二号连杆23、驱动齿轮齿条24、三号连杆25、四号夹爪26；二号驱动电缸22输出轴连接二号连杆23，二号连杆23一端连接三号夹爪21，二号连杆23另一端连接驱动齿轮齿条24，驱动齿轮齿条24连接三号连杆25，三号连杆25另一端连接四号夹爪26。

进一步地，所述驱动齿轮齿条24包括输入齿条、固定齿轮、输出齿条；所述二号连杆23连接输入齿条，输入齿条与固定齿轮啮合传动，固定齿轮与输出齿条啮合传动，输出齿条连接三号连杆25。

进一步地，所述对中精度数据采集系统包括一号位移传感器31、二号位移传感器32、三号位移传感器33、四号位移传感器34、PLC控制器以及终端显示器，一号位移传感器31、二号位移传感器32、三号位移传感器33、四号位移传感器34同时与PLC控制器通讯连接；通过各位移传感器检测仪表板夹具1及车门铰链定位机构2终端的位置状态，实时检测仪表板在车身上相对位置，PLC控制器对采集的位移数据进行测算，得出仪表板装配在车身后的居中状态数据，并将结果输出至终端显示器。

进一步地，所述一号位移传感器31及四号位移传感器34分别用于检测车门铰链定位机构2的两个夹爪的位移数据；二号位移传感器32及三号位移传感器33分别用于检测仪表板夹具1的两个夹爪的位移数据。

进一步地，所述对中精度数据采集系统的对中精度计算方法为：

二号位移传感器32及三号位移传感器33分别检测仪表板夹具1的两个夹爪15的位移数据并发送至PLC控制器；

一号位移传感器31及四号位移传感器34分别检测车门铰链定位机构2的两个夹爪的位移数据并发送至PLC控制器；

PLC控制器将接收到的位移数据存储至统计表并进行数据预处理；

PLC控制器对预处理后的位移数据进行换算，获得仪表板对中精度结果；

PLC控制器判断仪表板对中精度结果是否超过阈值；

如果仪表板对中精度结果未超过阈值，则将对中精度结果存储至统计表；

如果仪表板对中精度结果超过阈值，则将结果存储至统计表，并将不合格点位信息输出至终端显示器，提示重新进行对中校准。

本发明的工作原理为：

仪表板夹具、车门铰链定位机构、对中精度数据采集系统用同一固定中点为基准；

首先通过仪表板夹具夹持仪表板总成，左右夹爪同步向中点基准收缩夹紧，实现仪表板总成在仪表板夹具中保持居中；

然后将车门铰链定位机构与左右车门铰链孔进行定位，在定位过程中，可同步实现仪表板夹具(带仪表板总成)相对车门铰链基准的居中；

同时在车门铰链定位机构上集成了对中精度数据采集系统，可实现无论向左还是向右的居中位移数据采集，并将检测采集的数据进行处理，通过算法计算出实际对中精度是否满足整体对中精度要求。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供一种仪表板总成装配系统，包括仪表板夹具、车门铰链定位机构、对中精度数据采集系统，仪表板夹具、车门铰链定位机构、对中精度数据采集系统用同一固定中点为基准，确保各子系统运动和检测基准统一。

本发明相比现有技术，可提高仪表板总成合装后精良性合格率80％，减少装调工时300秒以上，按60JPH双班250天标准工作日计算，每年可节约人工成本150万元。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述一种仪表板总成装配系统结构示意图；

图2为本发明实施例所述一种仪表板总成装配系统主视图；

图3为本发明实施例所述一种仪表板总成装配系统俯视图；

图4为本发明实施例所述仪表板夹具结构示意图；

图5为本发明实施例所述车门铰链定位机构结构示意图；

图6为本发明实施例所述对中精度数据采集系统原理图；

图7为本发明实施例所述一种仪表板总成装配系统左视图；

图中：

1-仪表板夹具；2-车门铰链定位机构；3-对中精度数据采集系统；

11-一号夹爪；12-一号齿轮齿条机构；13-一号连杆；14-一号驱动电缸；15-二号夹爪；16-直线导轨；

21-三号夹爪；22-二号驱动电缸；23-二号连杆；24-驱动齿轮齿条；25-三号连杆；26-四号夹爪；

31-一号位移传感器；32-二号位移传感器；33-三号位移传感器；34-四号位移传感器。

具体实施方式

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。

实施例

如图1至图7所示，一种仪表板总成装配系统，包括仪表板夹具1、车门铰链定位机构2、对中精度数据采集系统，仪表板夹具1、车门铰链定位机构2、对中精度数据采集系统采用同一固定中点为基准，确保各子系统运动和检测基准统一；仪表板夹具1相对车门铰链定位机构2中心固定，仪表板夹具中心点相对车门铰链定位机构2中心固定，车门铰链定位机构中心点同时作为测量调整基准点；仪表板夹具1用于夹持仪表板并将仪表板相对仪表板夹具1居中；车门铰链定位机构2用于与左右车门铰链孔进行定位，在定位过程中同步实现仪表板夹具相对车门铰链基准的居中；对中精度数据采集系统用于检测仪表板夹具及车门铰链定位机构位居中位移数据，并计算实际对中精度。

如图4所示，仪表板夹具1包括一号夹爪11、一号齿轮齿条12、一号连杆13、一号驱动电缸14、二号夹爪15、直线导轨16。

首先一号齿轮齿条12的齿轮中心固定不动，一号驱动电缸14输出轴连接一号连杆13，一号连杆13一端连接二号夹爪15，一号连杆13另一端连接一号齿轮齿条机构的上部齿条，一号齿轮齿条机构的下部齿条连接一号夹爪11；一号夹爪11及二号夹爪15分别滑动连接在各自的直线导轨16上。

当驱动电缸14工作时，带动一号连杆13，一号连杆13带动一号齿轮齿条机构的上部齿条，上部齿条驱动齿轮，进而带动下部齿条运动，实现左右两侧夹爪的共同伸缩，实现了夹具夹爪夹持仪表板后仪表板相对夹具居中。

如图5所示，车门铰链定位机构包括三号夹爪21、二号驱动电缸22、二号连杆23、驱动齿轮齿条24、三号连杆25、四号夹爪26。

二号驱动电缸22输出轴连接二号连杆23，二号连杆23一端连接三号夹爪21，二号连杆23另一端连接驱动齿轮齿条24的输入齿条，输入齿条与固定齿轮啮合传动，固定齿轮与输出齿条啮合传动，输出齿条连接三号连杆25，三号连杆25另一端连接四号夹爪26。

车门铰链定位机构2通过二号驱动电缸22驱动输入齿条，输入齿条带动固定齿轮，齿轮带动另一侧输出齿条，实现输入输出齿条同步运动，左右两侧夹爪分别与输入输出齿条固定，实现同步伸缩。实现了夹具挂接在车身后，车门铰链定位机构2整体相对车身挂接点居中。

在定位系统中心校准完成，各部分精度标定完成下，三号夹爪及四号夹爪分别通过定位销挂接在车门铰链内，二号驱动电缸22驱动夹爪收缩，左右两侧夹爪同步运动，带动仪表板夹具及仪表板向两侧车门铰链中心位置移动，实现仪表板相对车门铰链居中。

如图3所示，对中精度数据采集系统包括一号位移传感器31、二号位移传感器32、三号位移传感器33、四号位移传感器34、PLC控制器以及终端显示器，一号位移传感器31、二号位移传感器32、三号位移传感器33、四号位移传感器34同时与PLC控制器通讯连接；通过各位移传感器检测仪表板夹具1及车门铰链定位机构2终端的位置状态，实时检测仪表板在车身上相对位置，PLC控制器对采集的位移数据进行测算，得出仪表板装配在车身后的居中状态数据，并将结果输出至终端显示器。

一号位移传感器31用于检测车门铰链定位机构2的三号夹爪21的位移数据；二号位移传感器32用于检测仪表板夹具1的一号夹爪11的位移数据；三号位移传感器33用于检测仪表板夹具1的二号夹爪15的位移数据；四号位移传感器34用于检测车门铰链定位机构2的四号夹爪26的位移数据。

如6所示，为PLC控制器判断及计算流程图，PLC将检测数据进行后台判断及换算处理，将结果输出并显示在终端显示器。

所述对中精度数据采集系统的对中精度计算方法为：

一号位移传感器31检测车门铰链定位机构2的三号夹爪21的位移数据并发送至PLC控制器；四号位移传感器34检测车门铰链定位机构2的四号夹爪26的位移数据并发送至PLC控制器；

二号位移传感器32检测仪表板夹具1的一号夹爪11的位移数据并发送至PLC控制器；三号位移传感器33检测仪表板夹具1的二号夹爪15的位移数据并发送至PLC控制器；

PLC控制器将接收到的位移数据存储至统计表并进行数据预处理；

PLC控制器对预处理后的位移数据进行换算，获得仪表板对中精度结果；

PLC控制器判断仪表板对中精度结果是否超过阈值0.5mm；

如果仪表板对中精度结果未超过阈值，则将对中精度结果存储至统计表；

如果仪表板对中精度结果超过阈值，则将结果存储至统计表，并将不合格点位信息输出至终端显示器，提示重新进行对中校准。

所述对中数据采集系统在仪表板夹具1及车门铰链定位机构2的夹爪部位增加位移传感器，通过位移传感器检测夹具终端的位置状态，实时检测仪表板在车身上相对位置，以及仪表板安装后在车身上的状态结果输出，最终测算后得出仪表板装配在车身后的居中状态数据。设置检测阈值，超出阈值后设备自动提示，进行设备校准。

当设备合装紧固后，对中数据采集系统检测仪表板夹具及车门铰链定位机构位移数据，将位移数据输出并换算，将换算结果输出并与车身绑定，判断结果是否满足设定上限0.5mm要求；若结果合格，将结果存储到数据库；若结果不合格，设备提示，并将结果存储在数据库；数据库按数量阈值统计不合格点，当超出阈值后，将提示进行设备标定。

本实施例的工作原理为：

仪表板夹具、车门铰链定位机构、对中精度数据采集系统用同一固定中点为基准；

首先通过仪表板夹具夹持仪表板总成，左右夹爪同步向中点基准收缩夹紧，实现仪表板总成在仪表板夹具中保持居中；

然后将车门铰链定位机构与左右车门铰链孔进行定位，在定位过程中，可同步实现仪表板夹具(带仪表板总成)相对车门铰链基准的居中；

同时在车门铰链定位机构上集成了对中精度数据采集系统，可实现无论向左还是向右的居中位移数据采集，并将检测采集的数据进行处理，通过算法计算出实际对中精度是否满足整体对中精度要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种仪表板总成装配系统，其特征在于，包括仪表板夹具(1)、车门铰链定位机构(2)、对中精度数据采集系统，仪表板夹具(1)、车门铰链定位机构(2)、对中精度数据采集系统采用同一固定中点为基准，确保各子系统运动和检测基准统一；仪表板夹具(1)相对车门铰链定位机构(2)中心固定，仪表板夹具中心点相对车门铰链定位机构(2)中心固定，车门铰链定位机构中心点同时作为测量调整基准点；仪表板夹具(1)用于夹持仪表板并将仪表板相对仪表板夹具(1)居中；车门铰链定位机构(2)用于与左右车门铰链孔进行定位，在定位过程中同步实现仪表板夹具相对车门铰链基准的居中；对中精度数据采集系统用于检测仪表板夹具及车门铰链定位机构位居中位移数据，并计算实际对中精度；

所述仪表板夹具(1)包括一号夹爪(11)、齿轮齿条驱动机构、一号连杆(13)、一号驱动电缸(14)、二号夹爪(15)；一号驱动电缸(14)输出轴连接一号连杆(13)，一号连杆(13)一端连接二号夹爪(15)，一号连杆(13)另一端通过齿轮齿条驱动机构连接一号夹爪(11)，使一号夹爪(11)与二号夹爪(15)同步伸缩；所述齿轮齿条驱动机构包括上部齿条、齿轮、下部齿条；齿轮中心固定不动，所述一号连杆(13)连接上部齿条，上部齿条通过齿轮连接下部齿条，下部齿条连接所述一号夹爪(11)；

所述车门铰链定位机构包括三号夹爪(21)、二号驱动电缸(22)、二号连杆(23)、驱动齿轮齿条(24)、三号连杆(25)、四号夹爪(26)；二号驱动电缸(22)输出轴连接二号连杆(23)，二号连杆(23)一端连接三号夹爪(21)，二号连杆(23)另一端连接驱动齿轮齿条(24)，驱动齿轮齿条(24)连接三号连杆(25)，三号连杆(25)另一端连接四号夹爪(26)；所述驱动齿轮齿条(24)包括输入齿条、固定齿轮、输出齿条；所述二号连杆(23)连接输入齿条，输入齿条与固定齿轮啮合传动，固定齿轮与输出齿条啮合传动，输出齿条连接三号连杆(25)；

所述对中精度数据采集系统包括一号位移传感器(31)、二号位移传感器(32)、三号位移传感器(33)、四号位移传感器(34)、PLC控制器以及终端显示器；一号位移传感器(31)、二号位移传感器(32)、三号位移传感器(33)、四号位移传感器(34)同时与PLC控制器通讯连接；通过各位移传感器检测仪表板夹具(1)及车门铰链定位机构(2)终端的位置状态，实时检测仪表板在车身上相对位置，PLC控制器对采集的位移数据进行测算，得出仪表板装配在车身后的居中状态数据，并将结果输出至终端显示器；所述一号位移传感器(31)及四号位移传感器(34)分别用于检测车门铰链定位机构(2)的两个夹爪的位移数据；二号位移传感器(32)及三号位移传感器(33)分别用于检测仪表板夹具(1)的两个夹爪的位移数据。

2.如权利要求1所述的一种仪表板总成装配系统，其特征在于，所述对中精度数据采集系统的对中精度计算方法为：

二号位移传感器(32)及三号位移传感器(33)分别检测仪表板夹具(1)的两个夹爪15的位移数据并发送至PLC控制器；

一号位移传感器(31)及四号位移传感器(34)分别检测车门铰链定位机构(2)的两个夹爪的位移数据并发送至PLC控制器；

PLC控制器将接收到的位移数据存储至统计表并进行数据预处理；

PLC控制器对预处理后的位移数据进行换算，获得仪表板对中精度结果；

PLC控制器判断仪表板对中精度结果是否超过阈值；

如果仪表板对中精度结果未超过阈值，则将对中精度结果存储至统计表；

如果仪表板对中精度结果超过阈值，则将结果存储至统计表，并将不合格点位信息输出至终端显示器，提示重新进行对中校准。