CN116423245B - 关键工序自动化的方舱总装脉动生产线及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种关键工序自动化的方舱总装脉动生产线及其生产方法，包括线体基础、滑橇安装工位、拼舱工位、角铝安装工位、自动钻铆工位、角件安装工位和附件安装工位，以及方舱转运车；自动钻铆工位包括安全光栅、顶升升降机构、机器人地轨、机器人底座、机器人、固定于机器人末端的自动钻铆末端执行器、位于机器人底座上的换刀台、位于机器人底座上的送钉装置、胶泵和位于机器人底座上的胶管送钉管吊装立柱，通过机器人和自动钻铆末端执行器末端完成方舱角铝的定位、钻孔、换刀、涂胶、拉铆安装工序。本发明可实现外角铝安装关键生产过程的自动化和智能化，提高生产效率，提升物料流动性及生产资源利用效率，降低人力劳动强度。

Description

关键工序自动化的方舱总装脉动生产线及其生产方法

技术领域

本发明涉及方舱自动化生产领域，尤其涉及一种关键工序自动化的方舱总装脉动生产线及其生产方法。

背景技术

方舱作为指控系统等军事设备或医疗等民用设施的主要高机动载体，其在军用、民用市场的需求不断提高，鉴于方舱产品的应用场景，方舱产品普遍具有定制化程度高、多品种、小批量的特点。

方舱的总装是方舱生产制作过程中的最重要环节，现阶段方舱总装主要依赖于人工班组式单点作业，生产效率低下，生产占地面积大、物料流动不畅；物料吊装主要依赖车间行车等大型设备，受限于设备数量，作业人员往往需要相互等待，生产资源利用率低；对于外角钻孔、涂胶、铆接这一直接决定方舱总装尺寸和整体强度的关键工序，由于缺乏必要的自动化作业设备，主要依赖于人工作业，作业强度大，且需要人工切换钻孔工具、涂胶工具、铆接工具，往往需要多人配合完成，作业效率低，人力资源浪费严重。现有的自动化设备末端执行器往往只能解决钻孔、涂胶、铆接某一道工序的自动化问题，同样需要多台装备配合使用，造成自动化生产设备建设成本高昂，生产效率提升有限，且会产生较大的累积误差，引起方舱生产质量缺陷，因此难以在实际生产中应用，同时由于方舱产品在拼装时往往会产生一定尺寸、角度误差，现有自动化工艺装备末端执行器难以自适应方舱拼装时造成的误差，进一步降低了产品质量和一致性。

少量方舱企业使用的总装过程所采用的自动化施胶、铆接自动化设备，普遍借鉴汽车总装行业机器人设备，只适用于大批量生产，柔性程度差，难以匹配当前方舱行业的实际生产需求，利用率极低。当前方舱总装已成为一众方舱制造企业的瓶颈工序，且由于劳动强度大，人力成本的提高，方舱制造企业也普遍面临着招人难，用人成本高的问题。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种生产效率高的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线。

本发明的第二目的是提供该键工序自动化的方舱总装脉动生产线的生产方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，包括线体基础、依次沿线体基础直线型排布的滑橇安装工位、拼舱工位、角铝安装工位、自动钻铆工位、角件安装工位和附件安装工位，以及方舱转运车；所述自动钻铆工位包括围住自动钻铆工位所在区域的安全光栅、用于升高待安装方舱的顶升升降机构、围绕待安装方舱四周铺设的机器人地轨、可沿着机器人地轨移动的机器人底座、位于机器人底座上的机器人、固定于机器人末端的自动钻铆末端执行器、位于机器人底座上的换刀台、位于机器人底座上的送钉装置、胶泵和位于机器人底座上的胶管送钉管吊装立柱，通过机器人和自动钻铆末端执行器完成方舱角铝的定位、钻孔、换刀、涂胶、拉铆安装工序。

其中，顶升升降机构共有模块化的3组，顶升升降机构包括安装基础板、升降电机、底座、蜗轮蜗杆升降机、顶块、导向杆、连杆、联轴器和维修遮板，其中安装基础板、升降电机及底座均预先安装在线体地面下，安装基础板与混凝土固定，升降电机及底座固定在安装基础板上，联轴器与蜗轮蜗杆升降机通过键连接，连杆与联轴器之间通过键连接，顶块固定在蜗轮蜗杆升降机顶部，导向杆与顶块相互连接，维修遮板放置在地面上；根据方舱长度选择合适间距的前、后两组顶升升降机构中升降电机启动，带动其中一个蜗轮蜗杆升降机转动，蜗轮蜗杆升降机通过联轴器及连杆带动其余蜗轮蜗杆升降机转动，在导向杆的导向下，顶块升起，将方舱转运车顶起至机器人后续钻孔和铆接适合的高度。

优选的，自动钻铆末端执行器包括X轴伺服定位模块、Z轴伺服定位模块和Y轴伺服定位模块，Y轴伺服定位模块上设置有3D相机模块、钻孔工具模块、涂胶拉铆工具模块和快换接口模块；3D相机模块对方舱角铝进行扫描，根据扫描结果确定角铝位置，得到钻铆位置；再依据钻铆位置与当前位置偏移值，控制X轴伺服定位模块、Y轴伺服定位模块和Z轴伺服定位模块动作，实现X轴、Y轴和Z轴方向的精确调节，完成定位工序；在完成钻孔位置的精确定位后，钻孔工具模块对方舱角铝及方舱钻孔；再将自动钻铆末端执行器运输至换刀台，将钻孔工具模块放置预留的工具存放位置，同时将自动钻铆末端执行器运输至预置的涂胶拉铆工具模块处，将快换接口模块对准涂胶拉铆工具模块，实现将钻孔工具模块切换为涂胶拉铆工具模块，将涂胶拉铆工具模块驱动至钻孔处后，完成换刀、涂胶、拉铆作业，将角铝与方舱带胶铆接固定。

再者，线体基础包括柔性轨道起重机工业桁架钢构和方舱转运车导向地轨，柔性轨道起重机工业桁架钢构为方舱总装脉动生产线中滑橇安装工位、拼舱工位、角铝安装工位、角件安装工位及附件安装工位的物料辅助吊装机构的安装基础，柔性轨道起重机工业桁架钢构与方舱总装脉动生产线边缘混凝土地面固定，方舱转运车导向地轨与方舱总装脉动生产线地面固定，方舱转运车和方舱转运车导向地轨相适配，方舱转运车可沿着方舱转运车导向地轨来回移动。

进一步，滑橇安装工位包括方舱底板料车、滑橇料车、滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁、滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨、舱板翻转吊具和滑橇安装工位电动葫芦，底板料车和滑橇料车可推动至滑橇安装工位，方舱转运车可沿方舱转运车导向地轨推至滑橇安装工位中央；2组滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁前后间隔设置，滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁包括横向设置的梁架、位于梁架上的横移电机以及在横移电机的驱动下与梁架一同沿着滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨移动的滑动机构，梁架为“工”字型结构，梁架由矩形管焊接而成，梁架包括横梁和两个纵梁，两个纵梁上固定有横移电机，横移电机主轴通过键连接有电机齿轮，与滑动机构的齿轮啮合，带动滑动机构和梁架一同沿柔性轨道起重机平移导轨滑动；滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨紧固在柔性轨道起重机工艺桁架钢构之上；滑橇安装工位电动葫芦挂装在滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁的梁架上，可沿滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁的梁架滑动，舱板翻转吊具的吊环挂装在前后两个滑橇安装电动葫芦之上，舱板翻转吊具设有左右2组。

优选的，拼舱工位包括方舱舱板料车、拼舱工位人工塌台、拼舱工位柔性轨道起重机主梁、拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨、吸盘吊具和锁紧夹具；方舱转运车可沿方舱转运车导向地轨移动，拼舱工位人工塌台两端固定有锁紧夹具，推至方舱转运车两侧，拼舱工位人工塌台通过锁紧夹具与方舱夹紧固定；拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨紧固在柔性轨道起重机工艺桁架钢构之上，拼舱工位电动葫芦挂装在拼舱工位柔性轨道起重机主梁的梁架上，可沿拼舱工位柔性轨道起重机主梁的梁架滑动；吸盘吊具通过吊环吊装在拼舱工位电动葫芦之上，可在拼舱工位电动葫芦的带动下升降、平移；

吸盘吊具包括框架、均布在框架的下表面且用于吸附舱板的吸盘、伸缩气缸和一组旋转快夹，框架由标准型材搭接而成，框架顶端焊接有两个吊环，可通过吊环将框架吊装在拼舱工位电动葫芦上；吸盘均匀分布在框架上，与框架连接固定，伸缩气缸固定在框架上，与框架螺钉连接固定，框架四角螺接固定有旋转快夹；旋转快夹包括90度回转夹紧气缸和L型夹具；伸缩气缸可带动框架上吸盘和旋转快夹压紧舱板，回转夹紧气缸可带动L型夹具90度翻转夹紧舱板。

再者，角铝安装工位包括角铝辅助施胶设备、角铝料车、角铝安装工位人工塌台、角铝安装工位柔性轨道起重机主梁和角铝安装工位柔性轨道起重机平移导轨；方舱转运车可沿方舱转运车导向地轨由人工推至角铝安装工位中心，角铝安装工位人工塌台可由人工推至方舱转运车两侧与地面固定；角铝安装工位柔性轨道起重机平移导轨紧固在柔性轨道起重机工艺桁架钢构之上；角铝安装工位电动葫芦挂装在角铝安装工位柔性轨道起重机主梁的梁架上，可沿角铝安装工位柔性轨道起重机主梁的梁架滑动。

进一步，角件安装工位包括角件料车和角件安装工位人工塌台，角件料车推至角件安装工位一侧，方舱转运车推至角件安装工位中央位置，角件安装工位人工塌台推至线体基础两侧锁紧。

优选的，附件安装工位包括附件料车、附件安装工位人工塌台、附件安装工位柔性轨道起重机平移导轨、附件安装工位柔性轨道起重机主梁和附件安装工位电动葫芦，物料转运放置在线体四周，方舱转运车可沿方舱转运车导向地轨推至附件安装工位中央；附件安装工位柔性轨道起重机平移导轨紧固在柔性轨道起重机工艺桁架钢构之上，附件安装工位电动葫芦挂装在附件安装工位柔性轨道起重机主梁的梁架上，可沿附件安装工位柔性轨道起重机主梁的梁架滑动。

本发明一种关键工序自动化的方舱总装脉动生产线的生产方法，包括如下步骤：

在工作开始时，首先将方舱转运车推到滑橇安装工位中央，并将方舱转运车定位锁紧，操作滑橇安装工位电动葫芦，通过舱板翻转吊具将底板吊装至方舱转运车之上，从滑橇料车中取出滑橇，将滑橇放置在舱板之上，划线并使用拉铆枪带胶铆接安装滑橇，安装完毕后，操作滑橇安装工位电动葫芦，在滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁及滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨上滑动，将方舱底板吊起，并通过舱板翻转吊具，将方舱底部翻转360度后，重新放置在方舱转运车之上，解锁方舱转运车；

将方舱转运车移动至拼舱工位中央，并将方舱转运车锁紧，使用吸盘吊具，将侧板、端板、顶板通过吸盘吸牢，再通过伸缩气缸顶升，进而带动旋转快夹，将舱板两侧夹持牢固，再通过拼舱工位柔性轨道起重机主梁和拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨，移动舱板，将舱板搬运至方舱转运车上方，插入滑橇后伸缩气缸回退，旋转快夹和吸盘松开；在拼舱工位人工塌台上对舱板进行拼装，拼装前在舱板拼接处施胶，拼装完成后，使用锁紧夹具将舱板夹紧，方舱转运车解锁；

将方舱转运车人工沿方舱转运车导向地轨，推至角铝安装工位中央，从角铝料车中拿出角铝，将角铝放置在角铝辅助施胶设备上，输入角铝参数，通过角铝辅助施胶设备对角铝进行施胶，施胶完成后，通过角铝安装工位电动葫芦将角铝吊起，再通过角铝安装工位柔性轨道起重机主梁及角铝安装工位柔性轨道起重机平移导轨带动角铝至方舱转运车上方，登至角铝安装工位人工塌台，将角铝取下，放置在方舱安装位置，将角铝与方舱贴合牢固后，使用拉铆枪在端头初步拉铆固定角铝，保证角铝不掉落；

操作人员将方舱转运车沿方舱转运车导向地轨推至自动钻铆工位中央，锁紧后退出当前工位，安全光栅启动；在方舱总装生产管理系统，选择对应的产品型号和方舱参数，启动自动钻铆；顶升升降机构依据方舱总装生产管理系统中所选择的方舱型号参数，若参数中方舱长度大于5m，则前、后两组顶升升降机构中升降电机启动，带动1个蜗轮蜗杆升降机转动，蜗轮蜗杆升降机通过联轴器及连杆带动其余蜗轮蜗杆升降机转动，在导向杆的导向下，顶块升起，将方舱转运车顶起至机器人后续钻孔、铆接较为适合的高度；机器人在机器人底座的带动下沿机器人地轨滑动，通过自动钻铆末端执行器自动对角铝进行安装，主要过程包括定位、钻孔、换刀、涂胶、拉铆五个阶段；

在定位阶段，主要通过机器人带动自动钻铆末端执行器运动到一条棱上的角铝附近，首先根据3D相机模块对方舱角铝的扫描结果，确定角铝位置，进一步的再确认钻铆位置，再依据钻铆位置与当前位置偏移值，发送信号至X轴伺服电机，X轴伺服电机转动并带动X轴传动齿轮组转动，由X轴传动齿轮组带动X轴丝杠运动副的X轴丝杠转动，X轴丝杠带动X轴丝杠滑块滑动，X轴丝杠滑块进而通过Y轴固定块带动Y轴滑块，在X轴线性导轨上线性滑动，实现X轴方向的精确调节；Y轴伺服电机依据当前Y位置偏差值，带动Y轴丝杠运动副转动，带动Y轴丝杠运动副的Y轴丝杠转动，Y轴丝杠带动Y轴丝杠滑块滑动，Y轴丝杠滑块进而通过Z轴固定块带动Z轴滑块在Y轴线性导轨上做直线运动，实现在Y方向的尺寸精确调节；Z轴伺服电机转动并带动Z轴传动齿轮组转动，由Z轴传动齿轮组带动Z轴丝杠运动副的Z轴丝杠转动，Z轴丝杠带动Z轴丝杠滑块滑动；

在完成钻孔位置的精确定位后，在钻孔阶段通过主轴电机带动排钻对方舱角铝及方舱钻孔，每次可同时钻四个孔；再通过自动化工艺装备将自动钻铆末端执行器运输至换刀台，将钻孔工具模块，放置预留的工具存放位置，同时将钻孔快换盘处于开启状态，放下钻孔工具模块，同时将自动钻铆末端执行器运输至涂胶拉铆工具模块处，将快换接口模块对准涂胶拉铆工具模块，将涂胶拉铆工具模块涂胶拉铆机构快换盘关闭，将涂胶拉铆工具模块夹起，实现将钻孔工具模块切换为涂胶拉铆工具模块，将涂胶拉铆工具模块驱动至钻孔处后，涂胶气缸带动胶枪运动，对前面两个孔完成涂胶作业，对孔先进行涂胶，涂胶拉铆气缸回退，完成涂胶作业，同时拉铆气缸带动铆枪对已施胶的两个孔在涂胶的同时进行拉铆，将角铝与方舱带胶铆接固定，如此循环直至完成所有方舱角铝与方舱大板的铆接固定；

反复直至完成所有棱边外角铝的铆接，机器人在机器人底座的带动下，沿机器人地轨滑动，回到原点，光栅解除，人工进入自动钻铆工位，将方舱转运车解除锁定；

将方舱转运车沿方舱转运车导向地轨推至角件安装工位，并将方舱转运车锁定，人工在角件安装工位人工塌台上，将角件螺接或铆接安装在方舱四角；

将方舱转运车沿方舱转运车导向地轨推至附件安装工位，按方舱图纸从附件料车中拿取安装附件，安装时也可使用附件安装工位电动葫芦将附件吊装，通过附件安装工位柔性轨道起重机平移导轨或附件安装工位柔性轨道起重机主梁将工件吊装至舱顶，站在附件安装工位人工塌台将附件安装到位，完成方舱的一次脉动式总装作业；再依次循环，直至所有方舱均总装完成。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明在线体设计阶段，根据当前方舱总装工艺多品种的特点，总体采用脉动式流水作业，在滑橇安装、拼舱阶段依据舱板特点，设计专用的舱板翻转吊具，充分降低作业强度，提升作业效率；在方舱角铝安装，这一当前方舱的瓶颈工序，设计了专用的自动化工业装备，采用工业机器人带动自动钻铆末端执行器的方式，依照方舱角铝安装必要工艺流程，实现了角铝钻孔、涂胶、铆接的全流程自动化；同时针对采用现有工业机器人示教时间长，方舱拼装过程误差大、尺寸一致性差难以通过普通自动化装备直接加工这一缺陷，采用通过3D线激光扫描，进行角铝位置的自动存储及捕获，为适应方舱角铝铆接工艺的高精度要求，通过3D线激光扫描，通过捕获方舱位置，在自动钻铆机构中伺服调节，实现X、Y和Z三个方向的精度精确调节，保证钻孔、铆接、涂胶过程的精确定位；同时为保证节拍，采用了排钻及铆接、涂胶一体化的末端执行器设计，实现了方舱总装过程的脉动式流水作业，提升了方舱作业的物料流动性、作业标准化及一致性，提升了总装效率；同时本发明针对方舱生产过程，通常具备的多品种、小批量的生产特点，在线体整体布局设计时，结合方舱总装专用的生产管理系统，实现了方舱总装过程的参数化管理，在线体设计时，充分考虑方舱的总装过程的柔性生产需求，依据方舱生产工序的通用性进行线体工位划分，线体布局可兼容3-7m方舱的总装，自动钻铆工位配有3D相机等智能感知设备，可依据方生产管理系统下发的生产任务，适应方舱尺寸及位置变化，自动规划加工路径，可适用于多类型方舱同时总装生产，进一步降低方舱总装生产成本，提升生产效率。

附图说明

图1为本发明的总体布局示意图；

图2为本发明中线体基础结构示意图；

图3为本发明中滑橇安装工位结构示意图；

图4为本发明中拼舱工位结构示意图；

图5为本发明中吸盘吊具结构示意图；

图6为本发明中角铝安装工位结构示意图；

图7为本发明中自动钻铆工位结构示意图；

图8为本发明中顶升升降机构结构示意图；

图9为本发明中顶升升降机构结构中一组升降机机构局部示意图；

图10为本发明中角件安装工位结构示意图；

图11为本发明中附件安装工位结构示意图；

图12为本发明中柔性轨道起重机主梁示意图；

图13为本发明中自动化钻铆末端执行器结构示意图一；

图14为本发明中自动化钻铆末端执行器结构示意图二；

图15为本发明中自动化钻铆末端执行器X轴伺服定位模块结构示意图一；

图16为本发明中自动化钻铆末端执行器X轴伺服定位模块结构示意图二；

图17为本发明中自动化钻铆末端执行器伺服定位模块齿轮及丝杠局部结构示意图；

图18为本发明中自动化钻铆末端执行器Y轴伺服定位模块结构示意图一；

图19为本发明中自动化钻铆末端执行器Y轴伺服定位模块结构示意图二；

图20为本发明中自动化钻铆末端执行器Z轴伺服定位模块结构示意图一；

图21为本发明中自动化钻铆末端执行器Z轴伺服定位模块结构示意图二；

图22为本发明中自动化钻铆末端执行器3D相机模块结构示意图；

图23为本发明中自动化钻铆末端执行器钻孔工具模块结构示意图；

图24为本发明中自动化钻铆末端执行器涂胶拉铆工具模块结构示意图；

图25为本发明中舱板翻转吊具的局部示意图；

图26为本发明中舱板翻转吊具的结构示意图。

滑橇安装工位1、拼舱工位2、角铝安装工位3、自动钻铆工位4、角件安装工位5、附件安装工位6、线体基础7、柔性轨道起重机工业桁架钢构8、方舱转运车导向地轨9、方舱底板料车10、滑橇料车11、方舱转运车12、滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁13、滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨14、舱板翻转吊具15、滑橇安装工位电动葫芦16、拼舱工位人工塌台18、拼舱工位柔性轨道起重机主梁19、拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨20、吸盘吊具21、锁紧夹具22、框架23、吸盘24、伸缩气缸25、旋转快夹26、角铝辅助施胶设备27、角铝料车28、角铝安装工位人工塌台29、角铝安装工位柔性轨道起重机主梁30、角铝安装工位柔性轨道起重机平移导轨31、安全光栅32、顶升升降机构33、机器人地轨34、机器人底座35、机器人36、自动钻铆末端执行器37、换刀台38、送钉装置39、胶泵40、胶管送钉管吊装立柱41、安装基础板42、升降电机43、底座44、蜗轮蜗杆升降机45、顶块46、导向杆47、连杆48、联轴器49、维修遮板50、角件料车51、角件安装工位人工塌台52、附件料车53、附件安装工位人工塌台54、附件安装工位柔性轨道起重机平移导轨55、附件安装工位柔性轨道起重机主梁56、附件安装工位电动葫芦57、梁架58、横移电机59、滑动机构60、X轴伺服定位模块61、Y轴伺服定位模块62、Z轴伺服定位模块63、3D相机模块64、钻孔工具模块65、涂胶拉铆工具模块66、快换接口模块67、X轴安装固定支架68、X轴伺服电机69、X轴传动齿轮组70、X轴丝杠运动副71、X轴线性导轨72、X轴检测传感器73、X轴丝杠74、X轴丝杠滑块75、X轴丝杠固定板76、Y轴安装固定板77、Y轴伺服电机78、Y轴丝杠运动副79、Y轴线性导轨80、Y轴滑块81、Y轴固定块82、Y轴检测传感器83、Y轴丝杠84、Y轴丝杠滑块85、Y轴丝杠固定板86、Z轴安装固定支架87、Z轴伺服电机88、Z轴传动齿轮组89、Z轴丝杠运动副90、Z轴线性导轨91、Z轴检测传感器92、Z轴滑块93、Z轴固定块94、Z轴丝杠95、Z轴丝杠滑块96、Z轴丝杠固定板97、3D相机98、相机固定支架99、主轴100、主轴固定板101、钻孔快换盘102、排钻103、胶枪104、铆枪105、涂胶气缸106、拉铆气缸107、涂胶拉铆机构支架108、涂胶拉铆机构快换盘109、90度回转夹紧气缸110、L型夹具111、X轴齿轮一112、X轴齿轮二113、吊具横梁114、吊具支架115、交流异步电机116、摩擦轮117、从动轮118、摩擦吊绳119

实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明一种关键工序自动化的方舱总装脉动生产线包括线体基础7、依次沿线体基础7直线型排布的滑橇安装工位1、拼舱工位2、角铝安装工位3、自动钻铆工位4、角件安装工位5和附件安装工位6，以及方舱转运车12；

如图2所示，线体基础包括柔性轨道起重机工业桁架钢构8和方舱转运车导向地轨9，柔性轨道起重机工业桁架钢构8为方舱总装脉动生产线中滑橇安装工位1、拼舱工位2、角铝安装工位3、角件安装工位5及附件安装工位6的物料辅助吊装机构的安装基础，柔性轨道起重机工业桁架钢构8通过地脚螺栓与方舱总装脉动生产线边缘混凝土地面固定，方舱转运车导向地轨9通过地脚螺栓与方舱总装脉动生产线地面固定，方舱转运车12和方舱转运车导向地轨9相适配，方舱转运车12可沿着方舱转运车导向地轨9来回移动。

如图3所示，滑橇安装工位包括方舱底板料车10、滑橇料车11、滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁13、滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨14、舱板翻转吊具15和滑橇安装工位电动葫芦16，

方舱底板料车10和滑橇料车11可由人工推动至滑橇安装工位1，方舱转运车12可沿方舱转运车导向地轨9由人工推至滑橇安装工位1中央。

2组滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁13前后间隔设置，滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁13包括横向设置的梁架58、位于梁架58上的横移电机59以及在横移电机59的驱动下与梁架58一同沿着滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨移动的滑动机构60，梁架58为“工”字型结构，梁架58由矩形管焊接而成，梁架58包括横梁和两个纵梁，两个纵梁上螺接固定有横移电机59，横移电机59主轴通过键连接有电机齿轮，与滑动机构60的齿轮啮合，带动滑动机构60和梁架58一同沿滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨14滑动，如图12所示。

滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨14通过螺钉螺接紧固在柔性轨道起重机工艺桁架钢构8之上。

如图25和图26所示，舱板翻转吊具15由吊具横梁114、吊具支架115、交流异步电机116、摩擦轮117、从动轮118、摩擦吊绳119组成，其中吊具横梁114上螺接固定有吊具支架115，吊具支架115上螺接连接固定有交流异步电机116，电机主轴通过键连接有摩擦轮117，吊具支架上固定有两组从动轮118。摩擦吊绳119与摩擦轮117、从动轮118在安装时张紧固定。在使用时，电机带动摩擦轮117转动，进而带动摩擦吊绳119沿着从动轮118运动，通过摩擦吊绳与舱板之间摩擦力，带动舱板做翻转运动。

滑橇安装工位电动葫芦16挂装在滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁13的梁架58上，可沿滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁13的梁架58滑动，舱板翻转吊具15通过其结构上的两个吊环挂装在前后两个滑橇安装工位电动葫芦16之上，舱板翻转吊具15设有左右2组。

如图4所示，拼舱工位2包括方舱舱板料车、拼舱工位人工塌台18、拼舱工位柔性轨道起重机主梁19、拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨20、吸盘吊具21和锁紧夹具22。

方舱舱板料车共有4辆，按方舱前后端板、侧板、顶板的安装位置由人工放置至拼舱工位2四周。方舱转运车12可沿方舱转运车导向地轨9移动，拼舱工位人工塌台18两端螺接固定有锁紧夹具22，由人工推至方舱转运车12两侧，拼舱工位人工塌台18通过锁紧夹具22与方舱夹紧固定。拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨20通过螺钉螺接紧固在柔性轨道起重机工艺桁架钢构8之上。拼舱工位柔性轨道起重机主梁19的结构与滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁13的结构相同，拼舱工位电动葫芦挂装在拼舱工位柔性轨道起重机主梁19的梁架58上，可沿拼舱工位柔性轨道起重机主梁19的梁架58滑动。吸盘吊具21通过吊环吊装在拼舱工位电动葫芦之上，可在拼舱工位电动葫芦的带动下升降、平移。

如图5所示，吸盘吊具21包括框架23、均布在框架23的下表面且用于吸附舱板的吸盘24、伸缩气缸25、一组旋转快夹26组成，框架23由标准型材搭接而成，框架23顶端焊接有两个吊环，可通过吊环将框架吊装在拼舱工位电动葫芦上。吸盘24均匀分布在框架23上，通过螺钉连接与框架23固定，伸缩气缸25与框架23螺钉连接固定，框架四角螺接固定有旋转快夹26。旋转快夹26包括90度回转夹紧气缸110和L型夹具111。伸缩气缸25可带动框架23、吸盘24、旋转快夹26压紧舱板，90度回转夹紧气缸110可带动L型夹具111，90度翻转夹紧舱板。

如图6所示，角铝安装工位3包括角铝辅助施胶设备27、角铝料车28、角铝安装工位人工塌台29、角铝安装工位柔性轨道起重机主梁30和角铝安装工位柔性轨道起重机平移导轨31。方舱转运车12可沿方舱转运车导向地轨9由人工推至角铝安装工位中心，角铝安装工位人工塌台29可由人工推至方舱转运车12两侧与地面固定。角铝安装工位柔性轨道起重机平移导轨31通过螺钉螺接紧固在柔性轨道起重机工艺桁架钢构8之上。角铝安装工位柔性轨道起重机主梁30与滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁13的结构相同，角铝安装工位电动葫芦挂装在角铝安装工位柔性轨道起重机主梁30的梁架58上，可沿角铝安装工位柔性轨道起重机主梁30的梁架58滑动。

如图7所示，自动钻铆工位4包括安全光栅32、顶升升降机构33、机器人地轨34、机器人底座35、机器人36、自动钻铆末端执行器37、换刀台38、送钉装置39、胶泵40和胶管送钉管吊装立柱41。安全光栅32与地面固定，沿自动钻铆工位四周布设，方舱转运车12由人工沿方舱转运车导向地轨9推至自动钻铆工位中央，机器人地轨34通过地脚螺栓固定在线体基础7两侧，机器人底座35通过螺钉与机器人地轨34相连，可沿机器人地轨34滑动，送钉装置39、胶管送钉管吊装立柱41、机器人36、换刀台38通过螺栓固定在机器人底座35上，自动钻铆末端执行器37通过螺盯固定在机器人36末端。如图8和图9所示，顶升升降机构33共有模块化的3组，顶升升降机构33包括安装基础板42、升降电机43、底座44、蜗轮蜗杆升降机45、顶块46、导向杆47、连杆48、联轴器49和维修遮板50，其中安装基础板42、升降电机43及底座44均预先安装在线体地面下，安装基础板42通过地脚螺栓与混凝土固定，升降电机43及底座44在通过螺钉固定在安装基础板42上，联轴器49与蜗轮蜗杆升降机45通过键连接，连杆48与联轴器49之间通过键连接，顶块46通过螺钉固定在蜗轮蜗杆升降机45顶部，导向杆47与顶块46通过螺钉连接，维修遮板50放置在地面上。机器人36共有4台，在作业时可协同作业。

如图13和图14所示，自动钻铆末端执行器37包括X轴伺服定位模块61、Y轴伺服定位模块62、Z轴伺服定位模块63、3D相机模块64、钻孔工具模块65、涂胶拉铆工具模块66和快换接口模块67。

如图15和图16所示，X轴伺服定位模块61包括X轴安装固定支架68、X轴伺服电机69、X轴传动齿轮组70、X轴丝杠运动副71、X轴线性导轨72和X轴检测传感器73。其中X轴安装固定支架68是X轴伺服定位模块61的安装基础，在模块一端预留有可与其他工艺自动化机械设备通过螺钉进行快速安装的安装孔，X轴伺服定位模块61另一端有螺纹孔，用于X轴伺服电机69的安装固定。如图17所示，X轴传动齿轮组70由两个相互啮合的齿轮，X轴齿轮一112及X轴齿轮二113组成。X轴齿轮一与X轴伺服电机69主轴通过键连接，跟随X轴伺服电机69主轴转动。X轴丝杠运动副71包括X轴丝杠74、X轴丝杠滑块75和X轴丝杠固定板76，X轴丝杠74与X轴传动齿轮组70的X轴齿轮二固定，随X轴传动齿轮组70的X轴齿轮二运动，进而带动X轴丝杠滑块75运动，X轴丝杠固定板76螺接固定于X轴安装固定支架68背面。X轴线性导轨72通过螺钉固定于X轴安装固定支架68背面两侧，X轴检测传感器73固定在X轴安装固定支架68一侧，可起到X轴运动极限位置限制的作用。

如图18和图19所示，Y轴伺服定位模块62包括Y轴安装固定板77、Y轴伺服电机78、Y轴丝杠运动副79、Y轴线性导轨80、Y轴滑块81、Y轴固定块82和Y轴检测传感器83。Y轴固定块82与X轴丝杠滑块75通过螺钉螺接固定，可在X轴丝杠滑块75的带动下进行运动，Y轴滑块81可沿X轴线性导轨72滑动，Y轴安装固定板77是与Y轴固定块82及Y轴线性导轨80通过螺钉螺接固定。Y轴安装固定板77一端通过螺接固定有Y轴伺服电机。Y轴丝杠运动副79包括Y轴丝杠84、Y轴丝杠滑块85和Y轴丝杠固定板86，Y轴丝杠84与Y轴伺服电机78主轴通过联轴器连接，可在Y轴伺服电机78的带动下转动进而带动Y轴丝杠滑块85进行直线运动，Y轴丝杠固定板86螺接固定在Y轴安装固定板77一端，Y轴线性导轨80通过螺钉固定于Y轴安装固定板77两侧，Y轴检测传感器83固定在Y轴安装固定板77一侧，可起到Y轴运动极限位置限制的作用。

如图20和图21所示，Z轴伺服定位模块63包括Z轴安装固定支架87、Z轴伺服电机88、Z轴传动齿轮组89、Z轴丝杠运动副90、Z轴线性导轨91、Z轴检测传感器92，Z轴滑块93和Z轴固定块94。Z轴安装固定支架87是Z轴伺服定位模块63的安装基础，一端通过螺钉固定有Z轴滑块93及Z轴固定块94，Z轴固定块94通过螺接与Y轴丝杠滑块85紧固，可在Y轴丝杠滑块85的带动下，带动Z轴滑块93在Y轴线性导轨80上进行滑动。Z轴伺服电机88通过螺钉固定在Z轴安装固定支架87另一侧。Z轴传动齿轮组89由两个相互啮合的Z轴齿轮一及Z轴齿轮二组成。Z轴齿轮一与Z轴伺服电机88主轴通过键连接，跟随Z轴伺服电机88主轴转动。Z轴丝杠运动副90包括Z轴丝杠95、Z轴丝杠滑块96和Z轴丝杠固定板97，Z轴丝杠95与Z轴传动齿轮组89的Z轴齿轮二啮合，随Z轴传动齿轮组89的Z轴齿轮二运动，进而带动Z轴丝杠滑块96动，Z轴丝杠固定板97固定于Z轴安装固定支架87背面。Z轴线性导轨91通过螺钉固定于Z轴安装固定支架87背面两侧，Z轴检测传感器92固定在Z轴安装固定支架87一侧，可起到Z轴运动极限位置限制的作用。

如图22所示，3D相机模块64包括3D相机98和相机固定支架99，3D相机98采用线激光相机，相机固定支架99固定于Y轴安装固定板77之上，通过3D相机拍照可实现方舱钻铆位置的精确调节。

如图23所示，钻孔工具模块65包括主轴100、主轴固定板101、钻孔快换盘102和排钻103。其中排钻103与主轴100通过主轴100内部的气动夹头夹紧，可在主轴100带动下进行钻孔。主轴固定板101一端与主轴100螺接紧固，另一端螺接固定有钻孔快换盘102。

如图24所示，涂胶拉铆工具模块66包括胶枪104、铆枪105、涂胶气缸106、拉铆气缸107、涂胶拉铆机构支架108和涂胶拉铆机构快换盘109。其中铆枪105与拉铆气缸107通过螺钉紧固，胶枪104与涂胶气缸106通过螺钉固定，涂胶气缸106和拉铆气缸107分别与涂胶拉铆机构支架108通过螺钉紧固，涂胶拉铆机构支架108另一端与涂胶拉铆机构快换盘109螺接紧固。

如图10所示，角件安装工位5包括角件料车51和角件安装工位人工塌台52，角件料车51人工推至角件安装工位一侧，方舱转运车12由人工推至角件安装工位中央位置，角件安装工位人工塌台52再由人工推至线体基础两侧锁紧。

如图11所示，附件安装工位6包括附件料车53、附件安装工位人工塌台54、附件安装工位柔性轨道起重机平移导轨55、附件安装工位柔性轨道起重机主梁56和附件安装工位电动葫芦57，物料转运可由人工推动放置在线体四周，方舱转运车12可沿方舱转运车导向地轨9，人工推至附件安装工位中央。附件安装工位柔性轨道起重机平移导轨55通过螺钉螺接紧固在柔性轨道起重机工艺桁架钢构8之上。附件安装工位柔性轨道起重机主梁56与滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁13的结构相同，附件安装工位电动葫芦57挂装在附件安装工位柔性轨道起重机主梁56的梁架58上，可沿附件安装工位柔性轨道起重机主梁56的梁架58滑动。

本发明具有方舱总装生产管理系统，由一台计算机主机、显示大屏及定制软件组成，软件具有可视化系统、工艺参数库和任务管理系统。工艺参数库由工艺管理人员在后台进行维护，将方舱的图纸在参数库内进行编号，记录方舱型号、方舱类型、方舱尺寸等信息。任务管理系统由生产管理人员在前台或后台进行维护，具备生产任务信息的输入、查询、统计、显示功能。可视化系统具有一个显示大屏作为工位显示终端，可以显示当前生产任务信息，并可以调用显示MES系统的工程设计文件和工艺规程文件。在实际进行方舱总装作业时，可通过线体附件的HMI屏幕选择当前生产型号，方舱角铝自动辅助施胶设备，可依据方舱尺寸型号，自动生成方舱角铝信息，并进行施胶。钻铆机器人系统获取方舱的坐标信息，并依据方舱的坐标信息自动规划机器人扫描路径，并依据扫描路径捕获方舱位置及方舱钻铆位置，进一步的，自动规划钻孔、施胶、拉铆轨迹，直至完成所有拉铆作业，实现方舱总装过程关键工序的智能化、自动化。

本发明的工作过程包括方舱底板滑橇安装、舱板拼装、方舱外角铝固定、方舱外角铝自动钻铆、方舱角件安装、方舱附件安装共6个阶段。

在工作开始时，人工首先将方舱转运车12推到滑橇安装工位1中央，并将方舱转运车12定位锁紧，人工操作滑橇安装工位电动葫芦16，通过舱板翻转吊具15将底板吊装至方舱转运车12之上，从滑橇料车11中取出滑橇，将滑橇放置在舱板之上，划线并使用拉铆枪带胶铆接安装滑橇，安装完毕后，人工操作滑橇安装工位电动葫芦16，在滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁13及滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨14上滑动，将方舱底板吊起，并通过舱板翻转吊具15，将方舱底部翻转360度后，重新放置在方舱转运车12之上，解锁方舱转运车12。

将方舱转运车12移动至拼舱工位2中央，并将方舱转运车12锁紧，人工使用吸盘吊具21，将侧板、端板、顶板通过吸盘24吸牢，再通过伸缩气缸25顶升，进而带动旋转快夹26，将舱板两侧夹持牢固，再通过拼舱工位柔性轨道起重机主梁19和拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨20，移动舱板，将舱板搬运至方舱转运车12上方，插入滑橇后伸缩气缸25回退，旋转快夹26和吸盘24松开。由人工在拼舱工位人工塌台18上对舱板进行拼装，拼装前在舱板拼接处需人工施胶，拼装完成后，使用锁紧夹具22将舱板夹紧，方舱转运车12解锁。

将方舱转运车人工沿方舱转运车导向地轨9，推至角铝安装工位3中央，从角铝料车28中拿出角铝，将角铝放置在角铝辅助施胶设备27上，输入角铝型号、长度、角度等参数，通过角铝辅助施胶设备27对角铝进行施胶，施胶完成后，通过角铝安装工位电动葫芦将角铝吊起，再通过角铝安装工位柔性轨道起重机主梁30及角铝安装工位柔性轨道起重机平移导轨31带动角铝至方舱转运车上方，人工登至角铝安装工位人工塌台，将角铝取下，放置在方舱安装位置，将角铝与方舱贴合牢固后，人工使用拉铆枪在端头初步拉铆固定角铝，保证角铝不掉落。

将方舱转运车12人工沿方舱转运车导向地柜9，推至自动钻铆工位4中央，锁紧后，人工退出当前工位，安全光栅32启动。在方舱总装生产管理系统，选择对应的产品型号和方舱参数，启动自动钻铆系统。方舱总装生产管理系统由一台计算机主机、显示大屏及定制软件组成，软件具有可视化系统、工艺参数库和任务管理系统。顶升升降机构33依据方舱总装生产管理系统中所选择的方舱型号参数，若参数中方舱长度大于5m，则前、后两组顶升升降机构33中升降电机43启动，带动1个蜗轮蜗杆升降机45转动，蜗轮蜗杆升降机通过联轴器及连杆带动其余蜗轮蜗杆升降机转动，在导向杆47的导向下，顶块46升起，将方舱转运车顶起至机器人36后续钻孔，铆接较为适合的高度。机器人36在机器人底座35的带动下沿机器人地轨34滑动，通过自动钻铆末端执行器37自动对角铝进行安装，主要过程包括定位、钻孔、换刀、涂胶、拉铆五个阶段。

在定位阶段，主要通过机器人36带动自动钻铆末端执行器37运动到一条棱上的角铝附近，首先根据3D相机模块64对方舱角铝的扫描结果，确定角铝位置，进一步的再确认钻铆位置，再依据钻铆位置与当前位置偏移值，发送信号至X轴伺服电机69，X轴伺服电机69转动并带动X轴传动齿轮组70转动，由X轴传动齿轮组70带动X轴丝杠运动副71的X轴丝杠74转动， X轴丝杠74带动X轴丝杠滑块75滑动， X轴丝杠滑块75进而通过Y轴固定块82带动Y轴滑块81，在X轴线性导轨72上线性滑动，实现X轴方向的精确调节。类似的，Y轴伺服电机78依据当前Y位置偏差值，带动Y轴丝杠运动副79转动，带动Y轴丝杠运动副79的Y轴丝杠84转动， Y轴丝杠84带动Y轴丝杠滑块85滑动，Y轴丝杠滑块85进而通过Z轴固定块94带动Z轴滑块93在Y轴线性导轨80上做直线运动，实现在Y方向的尺寸精确调节。类似的Z轴伺服电机88转动并带动Z轴传动齿轮组89转动，由Z轴传动齿轮组89带动Z轴丝杠运动副90的Z轴丝杠95转动，Z轴丝杠95带动Z轴丝杠滑块96滑动。

在完成钻孔位置的精确定位后，在钻孔阶段通过主轴100带动排钻103对方舱角铝及方舱钻孔，每次可同时钻四个孔。再通过自动化工艺装备将自动钻铆末端执行器37运输至换刀架，将钻孔工具模块65，放置预留的工具存放位置，同时将钻孔快换盘102处于开启状态，放下钻孔工具模块65，同时将自动钻铆末端执行器37运输至涂胶拉铆工具模块66处，将快换接口模块67对准涂胶拉铆工具模块66，将涂胶拉铆工具模块66涂胶拉铆机构快换盘109关闭，将涂胶拉铆工具模块66夹起，实现将钻孔工具模块65切换为涂胶拉铆工具模块66，将涂胶拉铆工具模块66驱动至钻孔处后，涂胶气缸106带动胶枪104运动，对前面两个孔完成涂胶作业，对孔先进行涂胶，涂胶气缸106回退，完成涂胶作业，同时拉铆气缸107带动铆枪105对已施胶的两个孔在涂胶的同时进行拉铆，将角铝与方舱带胶铆接固定，如此循环直至完成所有方舱角铝与方舱大板的铆接固定。

如此反复直至完成所有棱边外角铝的铆接，机器人36在机器人底座35的带动下，沿机器人地轨滑动，回到原点，光栅解除，人工进入自动钻铆工位4，将方舱转运车12解除锁定。

将方舱转运车12沿方舱转运车导向地轨9推至角件安装工位5，并将方舱转运车锁定，人工在角件安装工位人工塌台52上，将角件螺接或铆接安装在方舱四角。

将方舱转运车12沿方舱转运车导向地轨9推至附件安装工位6，按方舱图纸从附件料车53中人工拿取门框；窗框等安装附件，安装时也可使用附件安装工位电动葫芦57将附件吊装，通过附件安装工位柔性轨道起重机平移导轨55或附件安装工位柔性轨道起重机主梁将工件吊装至舱顶，人工站在附件安装工位人工塌台54将附件安装到位，完成方舱的一次脉动式总装作业；再依次循环，直至所有方舱均总装完成。

本发明提供了一种关键工序自动化的方舱总装脉动生产线及其生产方法，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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，其特征在于，包括线体基础（7）、依次沿线体基础（7）直线型排布的滑橇安装工位（1）、拼舱工位（2）、角铝安装工位（3）、自动钻铆工位（4）、角件安装工位（5）和附件安装工位（6），以及方舱转运车（12）；所述自动钻铆工位（4）包括围住自动钻铆工位所在区域的安全光栅（32）、用于升高待安装方舱的顶升升降机构（33）、围绕待安装方舱四周铺设的机器人地轨（34）、可沿着机器人地轨（34）移动的机器人底座（35）、位于机器人底座（35）上的机器人（36）、固定于机器人（36）末端的自动钻铆末端执行器（37）、位于机器人底座（35）上的换刀台（38）、位于机器人底座（35）上的送钉装置（39）、胶泵（40）和位于机器人底座（35）上的胶管送钉管吊装立柱（41），通过机器人（36）和自动钻铆末端执行器（37）完成方舱角铝的定位、钻孔、换刀、涂胶、拉铆安装工序；

所述顶升升降机构（33）共有模块化的3组，顶升升降机构（33）包括安装基础板（42）、升降电机（43）、底座（44）、蜗轮蜗杆升降机（45）、顶块（46）、导向杆（47）、连杆（48）、联轴器（49）和维修遮板（50），其中安装基础板（42）、升降电机（43）及底座（44）均预先安装在线体地面下，安装基础板（42）与混凝土固定，升降电机（43）及底座（44）固定在安装基础板（42）上，联轴器（49）与蜗轮蜗杆升降机（45）通过键连接，连杆（48）与联轴器（49）之间通过键连接，顶块（46）固定在蜗轮蜗杆升降机（45）顶部，导向杆（47）与顶块（46）相互连接，维修遮板（50）放置在地面上；根据方舱长度选择合适间距的前、后两组顶升升降机构（33）中升降电机（43）启动，带动其中一个蜗轮蜗杆升降机（45）转动，蜗轮蜗杆升降机（45）通过联轴器（49）及连杆（48）带动其余蜗轮蜗杆升降机（45）转动，在导向杆（47）的导向下，顶块（46）升起，将方舱转运车顶起至机器人（36）后续钻孔和铆接适合的高度；

所述自动钻铆末端执行器（37）包括X轴伺服定位模块（61）、Z轴伺服定位模块（63）和Y轴伺服定位模块（62），Y轴伺服定位模块（62）上设置有3D相机模块（64）、钻孔工具模块（65）、涂胶拉铆工具模块（66）和快换接口模块（67）；3D相机模块（64）对方舱角铝进行扫描，根据扫描结果确定角铝位置，得到钻铆位置；再依据钻铆位置与当前位置偏移值，控制X轴伺服定位模块（61）、Y轴伺服定位模块（62）和Z轴伺服定位模块（63）动作，实现X轴、Y轴和Z轴方向的精确调节，完成定位工序；在完成钻孔位置的精确定位后，钻孔工具模块（65）对方舱角铝及方舱钻孔；再将自动钻铆末端执行器（37）运输至换刀台（38），将钻孔工具模块（65）放置预留的工具存放位置，同时将自动钻铆末端执行器（37）运输至预置的涂胶拉铆工具模块（66）处，将快换接口模块（67）对准涂胶拉铆工具模块（66），实现将钻孔工具模块（65）切换为涂胶拉铆工具模块（66），将涂胶拉铆工具模块（66）驱动至钻孔处后，完成换刀、涂胶、拉铆作业，将角铝与方舱带胶铆接固定；

所述线体基础（7）包括柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）和方舱转运车导向地轨（9），柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）为方舱总装脉动生产线中滑橇安装工位（1）、拼舱工位（2）、角铝安装工位（3）、角件安装工位（5）及附件安装工位（6）的物料辅助吊装机构的安装基础，柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）与方舱总装脉动生产线边缘混凝土地面固定，方舱转运车导向地轨（9）与方舱总装脉动生产线地面固定，方舱转运车（12）和方舱转运车导向地轨（9）相适配，方舱转运车（12）可沿着方舱转运车导向地轨（9）来回移动。

2.根据权利要求1所述的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，其特征在于，所述滑橇安装工位（1）包括方舱底板料车（10）、滑橇料车（11）、滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）、滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨（14）、舱板翻转吊具（15）和滑橇安装工位电动葫芦（16），方舱底板料车（10）和滑橇料车（11）可推动至滑橇安装工位（1），方舱转运车（12）可沿方舱转运车导向地轨（9）推至滑橇安装工位（1）中央；2组滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）前后间隔设置，滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）包括横向设置的梁架（58）、位于梁架（58）上的横移电机（59）以及在横移电机（59）的驱动下与梁架（58）一同沿着滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨移动的滑动机构（60），梁架（58）为“工”字型结构，梁架（58）由矩形管焊接而成，梁架（58）包括横梁和两个纵梁，两个纵梁上固定有横移电机（59），横移电机（59）主轴通过键连接有电机齿轮，与滑动机构（60）的齿轮啮合，带动滑动机构（60）和梁架（58）一同沿滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨（14）滑动；滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨（14）紧固在柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）之上；滑橇安装工位电动葫芦（16）挂装在滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）的梁架（58）上，可沿滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）的梁架（58）滑动，舱板翻转吊具（15）的吊环挂装在前后两个滑橇安装工位电动葫芦（16）之上，舱板翻转吊具（15）设有左右2组。

3.根据权利要求1所述的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，其特征在于，所述拼舱工位（2）包括方舱舱板料车、拼舱工位人工塌台（18）、拼舱工位柔性轨道起重机主梁（19）、拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨（20）、吸盘吊具（21）和锁紧夹具（22）；方舱转运车（12）可沿方舱转运车导向地轨（9）移动，拼舱工位人工塌台（18）两端固定有锁紧夹具（22），推至方舱转运车（12）两侧，拼舱工位人工塌台（18）通过锁紧夹具（22）与方舱夹紧固定；拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨（20）紧固在柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）之上，拼舱工位电动葫芦挂装在拼舱工位柔性轨道起重机主梁（19）的梁架（58）上，可沿拼舱工位柔性轨道起重机主梁（19）的梁架（58）滑动；吸盘吊具（21）通过吊环吊装在拼舱工位电动葫芦之上，可在拼舱工位电动葫芦的带动下升降、平移；

吸盘吊具（21）包括框架（23）、均布在框架（23）的下表面且用于吸附舱板的吸盘（24）、伸缩气缸（25）和一组旋转快夹（26），框架（23）由标准型材搭接而成，框架（23）顶端焊接有两个吊环，可通过吊环将框架吊装在拼舱工位电动葫芦上；吸盘（24）均匀分布在框架（23）上，与框架（23）连接固定，伸缩气缸（25）与框架（23）螺钉连接固定，框架四角螺接固定有旋转快夹（26）；旋转快夹（26）包括90度回转夹紧气缸（110）和L型夹具（111）；伸缩气缸（25）可带动框架（23）上吸盘（24）和旋转快夹（26）压紧舱板，90度回转夹紧气缸（110）可带动L型夹具（111）90度翻转夹紧舱板。

4.根据权利要求1所述的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，其特征在于，所述角铝安装工位（3）包括角铝辅助施胶设备（27）、角铝料车（28）、角铝安装工位人工塌台（29）、角铝安装工位柔性轨道起重机主梁（30）和角铝安装工位柔性轨道起重机平移导轨（31）；方舱转运车（12）可沿方舱转运车导向地轨（9）由人工推至角铝安装工位中心，角铝安装工位人工塌台（29）可由人工推至方舱转运车（12）两侧与地面固定；角铝安装工位柔性轨道起重机平移导轨（31）紧固在柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）之上；角铝安装工位电动葫芦挂装在角铝安装工位柔性轨道起重机主梁（30）的梁架（58）上，可沿角铝安装工位柔性轨道起重机主梁（30）的梁架（58）滑动。

5.根据权利要求1所述的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，其特征在于，所述角件安装工位（5）包括角件料车（51）和角件安装工位人工塌台（52），角件料车（51）推至角件安装工位一侧，方舱转运车（12）推至角件安装工位中央位置，角件安装工位人工塌台（52）推至线体基础两侧锁紧。

6.根据权利要求1所述的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，其特征在于，所述附件安装工位（6）包括附件料车（53）、附件安装工位人工塌台（54）、附件安装工位柔性轨道起重机平移导轨（55）、附件安装工位柔性轨道起重机主梁（56）和附件安装工位电动葫芦（57），物料转运放置在线体四周，方舱转运车（12）可沿方舱转运车导向地轨（9）推至附件安装工位中央；附件安装工位柔性轨道起重机平移导轨（55）紧固在柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）之上，附件安装工位电动葫芦（57）挂装在附件安装工位柔性轨道起重机主梁（56）的梁架（58）上，可沿附件安装工位柔性轨道起重机主梁（56）的梁架（58）滑动。

7.一种根据权利要求1所述的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线的生产方法，其特征在于，

滑橇安装工位（1）包括方舱底板料车（10）、滑橇料车（11）、滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）、滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨（14）、舱板翻转吊具（15）和滑橇安装工位电动葫芦（16），方舱底板料车（10）和滑橇料车（11）可推动至滑橇安装工位（1），方舱转运车（12）可沿方舱转运车导向地轨（9）推至滑橇安装工位（1）中央；2组滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）前后间隔设置，滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）包括横向设置的梁架（58）、位于梁架（58）上的横移电机（59）以及在横移电机（59）的驱动下与梁架（58）一同沿着滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨移动的滑动机构（60），梁架（58）为“工”字型结构，梁架（58）由矩形管焊接而成，梁架（58）包括横梁和两个纵梁，两个纵梁上固定有横移电机（59），横移电机（59）主轴通过键连接有电机齿轮，与滑动机构（60）的齿轮啮合，带动滑动机构（60）和梁架（58）一同沿滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨（14）滑动；滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨（14）紧固在柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）之上；滑橇安装工位电动葫芦（16）挂装在滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）的梁架（58）上，可沿滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）的梁架（58）滑动，舱板翻转吊具（15）的吊环挂装在前后两个滑橇安装工位电动葫芦（16）之上，舱板翻转吊具（15）设有左右2组；

拼舱工位（2）包括方舱舱板料车、拼舱工位人工塌台（18）、拼舱工位柔性轨道起重机主梁（19）、拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨（20）、吸盘吊具（21）和锁紧夹具（22）；方舱转运车（12）可沿方舱转运车导向地轨（9）移动，拼舱工位人工塌台（18）两端固定有锁紧夹具（22），推至方舱转运车（12）两侧，拼舱工位人工塌台（18）通过锁紧夹具（22）与方舱夹紧固定；拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨（20）紧固在柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）之上，拼舱工位电动葫芦挂装在拼舱工位柔性轨道起重机主梁（19）的梁架（58）上，可沿拼舱工位柔性轨道起重机主梁（19）的梁架（58）滑动；吸盘吊具（21）通过吊环吊装在拼舱工位电动葫芦之上，可在拼舱工位电动葫芦的带动下升降、平移；

吸盘吊具（21）包括框架（23）、均布在框架（23）的下表面且用于吸附舱板的吸盘（24）、伸缩气缸（25）和一组旋转快夹（26），框架（23）由标准型材搭接而成，框架（23）顶端焊接有两个吊环，可通过吊环将框架吊装在拼舱工位电动葫芦上；吸盘（24）均匀分布在框架（23）上，与框架（23）连接固定，伸缩气缸（25）与框架（23）螺钉连接固定，框架四角螺接固定有旋转快夹（26）；旋转快夹（26）包括90度回转夹紧气缸（110）和L型夹具（111）；伸缩气缸（25）可带动框架（23）上吸盘（24）和旋转快夹（26）压紧舱板，90度回转夹紧气缸（110）可带动L型夹具（111）90度翻转夹紧舱板；

角铝安装工位（3）包括角铝辅助施胶设备（27）、角铝料车（28）、角铝安装工位人工塌台（29）、角铝安装工位柔性轨道起重机主梁（30）和角铝安装工位柔性轨道起重机平移导轨（31）；方舱转运车（12）可沿方舱转运车导向地轨（9）由人工推至角铝安装工位中心，角铝安装工位人工塌台（29）可由人工推至方舱转运车（12）两侧与地面固定；角铝安装工位柔性轨道起重机平移导轨（31）紧固在柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）之上；角铝安装工位电动葫芦挂装在角铝安装工位柔性轨道起重机主梁（30）的梁架（58）上，可沿角铝安装工位柔性轨道起重机主梁（30）的梁架（58）滑动；

角件安装工位（5）包括角件料车（51）和角件安装工位人工塌台（52），角件料车（51）推至角件安装工位一侧，方舱转运车（12）推至角件安装工位中央位置，角件安装工位人工塌台（52）推至线体基础两侧锁紧；

附件安装工位（6）包括附件料车（53）、附件安装工位人工塌台（54）、附件安装工位柔性轨道起重机平移导轨（55）、附件安装工位柔性轨道起重机主梁（56）和附件安装工位电动葫芦（57），物料转运放置在线体四周，方舱转运车（12）可沿方舱转运车导向地轨（9）推至附件安装工位中央；附件安装工位柔性轨道起重机平移导轨（55）紧固在柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）之上，附件安装工位电动葫芦（57）挂装在附件安装工位柔性轨道起重机主梁（56）的梁架（58）上，可沿附件安装工位柔性轨道起重机主梁（56）的梁架（58）滑动；

X轴伺服定位模块（61）包括X轴安装固定支架（68）、X轴伺服电机（69）、X轴传动齿轮组（70）、X轴丝杠运动副（71）、X轴线性导轨（72）和X轴检测传感器（73），X轴丝杠运动副（71）包括X轴丝杠（74）、X轴丝杠滑块（75）和X轴丝杠固定板（76）；Y轴伺服定位模块（62）包括Y轴安装固定板（77）、Y轴伺服电机（78）、Y轴丝杠运动副（79）、Y轴线性导轨（80）、Y轴滑块（81）、Y轴固定块（82）和Y轴检测传感器（83），Y轴丝杠运动副（79）包括Y轴丝杠（84）、Y轴丝杠滑块（85）和Y轴丝杠固定板（86）；Z轴伺服定位模块（63）包括Z轴安装固定支架（87）、Z轴伺服电机（88）、Z轴传动齿轮组（89）、Z轴丝杠运动副（90）、Z轴线性导轨（91）、Z轴检测传感器（92），Z轴滑块（93）和Z轴固定块（94），Z轴丝杠运动副（90）包括Z轴丝杠（95）、Z轴丝杠滑块（96）和Z轴丝杠固定板（97）；钻孔工具模块（65）包括主轴（100）、主轴固定板（101）、钻孔快换盘（102）和排钻（103），涂胶拉铆工具模块（66）包括胶枪（104）、铆枪（105）、涂胶气缸（106）、拉铆气缸（107）、涂胶拉铆机构支架（108）和涂胶拉铆机构快换盘（109）；

包括如下步骤：

在工作开始时，首先将方舱转运车（12）推到滑橇安装工位（1）中央，并将方舱转运车（12）定位锁紧，操作滑橇安装工位电动葫芦（16），通过舱板翻转吊具（15）将底板吊装至方舱转运车（12）之上，从滑橇料车（11）中取出滑橇，将滑橇放置在舱板之上，划线并使用拉铆枪带胶铆接安装滑橇，安装完毕后，操作滑橇安装工位电动葫芦（16），在滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）及滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨（14）上滑动，将方舱底板吊起，并通过舱板翻转吊具（15），将方舱底部翻转360度后，重新放置在方舱转运车（12）之上，解锁方舱转运车（12）；

将方舱转运车（12）移动至拼舱工位（2）中央，并将方舱转运车（12）锁紧，使用吸盘吊具（21），将侧板、端板、顶板通过吸盘（24）吸牢，再通过伸缩气缸（25）顶升，进而带动旋转快夹（26），将舱板两侧夹持牢固，再通过拼舱工位柔性轨道起重机主梁（19）和拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨（20），移动舱板，将舱板搬运至方舱转运车（12）上方，插入滑橇后伸缩气缸（25）回退，旋转快夹（26）和吸盘（24）松开；在拼舱工位人工塌台（18）上对舱板进行拼装，拼装前在舱板拼接处施胶，拼装完成后，使用锁紧夹具（22）将舱板夹紧，方舱转运车（12）解锁；

将方舱转运车人工沿方舱转运车导向地轨（9），推至角铝安装工位（3）中央，从角铝料车（28）中拿出角铝，将角铝放置在角铝辅助施胶设备（27）上，输入角铝参数，通过角铝辅助施胶设备（27）对角铝进行施胶，施胶完成后，通过角铝安装工位电动葫芦将角铝吊起，再通过角铝安装工位柔性轨道起重机主梁（30）及角铝安装工位柔性轨道起重机平移导轨（31）带动角铝至方舱转运车上方，登至角铝安装工位人工塌台，将角铝取下，放置在方舱安装位置，将角铝与方舱贴合牢固后，使用拉铆枪在端头初步拉铆固定角铝，保证角铝不掉落；

操作人员将方舱转运车（12）沿方舱转运车导向地轨（9）推至自动钻铆工位（4）中央，锁紧后退出当前工位，安全光栅（32）启动；在方舱总装生产管理系统，选择对应的产品型号和方舱参数，启动自动钻铆；顶升升降机构（33）依据方舱总装生产管理系统中所选择的方舱型号参数，若参数中方舱长度大于5m，则前、后两组顶升升降机构（33）中升降电机（43）启动，带动1个蜗轮蜗杆升降机（45）转动，蜗轮蜗杆升降机通过联轴器及连杆带动其余蜗轮蜗杆升降机转动，在导向杆（47）的导向下，顶块（46）升起，将方舱转运车顶起至机器人（36）后续钻孔、铆接较为适合的高度；机器人（36）在机器人底座（35）的带动下沿机器人地轨（34）滑动，通过自动钻铆末端执行器（37）自动对角铝进行安装，主要过程包括定位、钻孔、换刀、涂胶、拉铆五个阶段；

在定位阶段，主要通过机器人（36）带动自动钻铆末端执行器（37）运动到一条棱上的角铝附近，首先根据3D相机模块（64）对方舱角铝的扫描结果，确定角铝位置，进一步的再确认钻铆位置，再依据钻铆位置与当前位置偏移值，发送信号至X轴伺服电机（69），X轴伺服电机（69）转动并带动X轴传动齿轮组（70）转动，由X轴传动齿轮组（70）带动X轴丝杠运动副（71）的X轴丝杠（74）转动，X轴丝杠（74）带动X轴丝杠滑块（75）滑动，X轴丝杠滑块（75）进而通过Y轴固定块（82）带动Y轴滑块（81），在X轴线性导轨（72）上线性滑动，实现X轴方向的精确调节；Y轴伺服电机（78）依据当前Y位置偏差值，带动Y轴丝杠运动副（79）转动，带动Y轴丝杠运动副（79）的Y轴丝杠（84）转动，Y轴丝杠（84）带动Y轴丝杠滑块（85）滑动，Y轴丝杠滑块（85）进而通过Z轴固定块（94）带动Z轴滑块（93）在Y轴线性导轨（80）上做直线运动，实现在Y方向的尺寸精确调节；Z轴伺服电机（88）转动并带动Z轴传动齿轮组（89）转动，由Z轴传动齿轮组（89）带动Z轴丝杠运动副（90）的Z轴丝杠（95）转动，Z轴丝杠（95）带动Z轴丝杠滑块（96）滑动；

在完成钻孔位置的精确定位后，在钻孔阶段通过主轴（100）带动排钻（103）对方舱角铝及方舱钻孔，每次可同时钻四个孔；再通过自动化工艺装备将自动钻铆末端执行器（37）运输至换刀台，将钻孔工具模块（65），放置预留的工具存放位置，同时将钻孔快换盘（102）处于开启状态，放下钻孔工具模块（65），同时将自动钻铆末端执行器（37）运输至涂胶拉铆工具模块（66）处，将快换接口模块（67）对准涂胶拉铆工具模块（66），将涂胶拉铆工具模块（66）涂胶拉铆机构快换盘（109）关闭，将涂胶拉铆工具模块（66）夹起，实现将钻孔工具模块（65）切换为涂胶拉铆工具模块（66），将涂胶拉铆工具模块（66）驱动至钻孔处后，涂胶气缸（106）带动胶枪（104）运动，对前面两个孔完成涂胶作业，对孔先进行涂胶，涂胶气缸（106）回退，完成涂胶作业，同时拉铆气缸（107）带动铆枪（105）对已施胶的两个孔在涂胶的同时进行拉铆，将角铝与方舱带胶铆接固定，如此循环直至完成所有方舱角铝与方舱大板的铆接固定；

反复直至完成所有棱边外角铝的铆接，机器人（36）在机器人底座（35）的带动下，沿机器人地轨滑动，回到原点，光栅解除，人工进入自动钻铆工位（4），将方舱转运车（12）解除锁定；

将方舱转运车（12）沿方舱转运车导向地轨（9）推至角件安装工位（5），并将方舱转运车锁定，人工在角件安装工位人工塌台（52）上，将角件螺接或铆接安装在方舱四角；

将方舱转运车（12）沿方舱转运车导向地轨（9）推至附件安装工位（6），按方舱图纸从附件料车（53）中拿取安装附件，安装时也可使用附件安装工位电动葫芦（57）将附件吊装，通过附件安装工位柔性轨道起重机平移导轨（55）或附件安装工位柔性轨道起重机主梁将工件吊装至舱顶，站在附件安装工位人工塌台（54）将附件安装到位，完成方舱的一次脉动式总装作业；再依次循环，直至所有方舱均总装完成。