CN1230337C - 用于组装的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于组装车身的方法使得车身零件被移动到相对彼此的预定位置并联接在一起。第一车身零件被放置在第一保持装置内，该第一保持装置由第一工业机器人移动到静止的固定装置，在该处使该第一保持装置位置固定。另一个车身零件被相应地移动到固定装置。两个车身零件通过联接装置联接在一起，该联接装置由工业机器人承载。用于根据许多车身零件组装车身的组装设备包括许多操纵器和控制系统。操纵器具有装置(26，29)，用于把车身零件移动、定位、位置固定以及联接在一起。控制系统具有至少一个程序模块和多个处理器。设备具有静止的定位和固定装置，其具有耦合部件(26)以用于与保持装置上的耦合部件配合。保持装置另外包括夹紧部件(29)并在至少两个位置(14)之间可移动。一种计算机程序包括用于程序模块和多个处理器的指令，以便使操纵器执行以上的方法。

Description

用于组装的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于在具有至少一个工业机器人的组装设备中组装车身或其至少一部分的方法。为形成车身或其部分，车身零件被带入彼此相对的预定位置，这些零件在该位置被联接在一起。
本发明还涉及一种组装设备，用于根据许多车身零件组装车身或其至少一部分，并且包括许多操纵器和控制系统，该控制系统包括的至少一个程序模块和多个处理器根据计算机程序练习以便实现操纵器的运动，操纵器包括一些装置，用于使车身零件移动，用于定位和固定这些车身零件，以及用于把这些车身零件联接在一起。
背景技术
在根据现有技术的车身组装中，通常利用工业机器人，使用大量的固定设备以使车身零件定位于其中，然后定位在固定设备内的车身零件通过焊接联接在一起，焊接设备由工业机器人承载和操纵。通常，这样的组装是基于相对大量的相对小的车身零件发生的，出于这个原因，需要大量的固定设备。这些固定设备需要以这种方式定制的模型，使得一组固定设备可用于组装一个特定的车身类型。结果是，车身类型的变化需要重新加工固定设备，这是费时且昂贵的工作。
发明内容
本发明的目的是实现通过引言说明的方法以使组装的精度得到改善，并使在车身类型变化之间的停工期大大地缩短和免除昂贵的专门制造的固定设备。
如果该方法被赋予根据后附的权利要求1所述的特征，那么形成本发明的基础的目的将得以实现。
利用保持装置将提供的主要优点在于不需要大量的模型定制的固定设备。该保持装置“一方面”具有耦合部件以便定位地固定并与定位和固定装置相互连接，并且该保持装置“另一方面”具有夹紧部件以便与车身零件接合。
由于保持装置在用于联接操作的时间过程中被提供有车身零件，所以一个和相同的工业机器人既用于操纵保持装置，又用于操纵联接装置，使循环时间减少，同时对机器部分的数量要求降低。
本发明的另一个目的是增加组装过程的速度。
如果该方法被赋予根据后附的权利要求3所述的特征，那么该目的就可实现。
作为这些特征的结果，将提供的主要优点在于，几个保持装置可通过它们各自的工业机器人同时进行操作，并且当保持装置被提供有新的车身零件时，这些工业机器人可用于联接操作。
如果该方法还被赋予根据后附的权利要求7所述的特征，那么将实现组装操作的循环时间的进一步缩短。
作为这些特征的结果，所提供的主要优点在于，联接操作可分成两个不同的步骤，其中第一步骤只要求定位和固定装置中的车身的“几何保证”，也就是说，联接操作只进行到这样的程度，即，车身零件在释放后没有相对位置变化的危险，而联接操作的最后阶段可在定位和固定装置外部进行。
附图说明
本发明将参考附图在下文中详细描述。附图中：
图1示意性地表示了根据本发明的组装设备的规划；以及
图2是包括在组装设备内的定位和固定装置的透视图。
具体实施方式
下面，本发明将结合卡车驾驶室的组装来描述，但是对于本发明技术领域的技术人员来说，本发明明显也可用于任何类型的车身或其至少一部分的组装。
在所示的规划方案中，组装设备分别包括三个不同的组装或工作站1，2和3，它们沿卡车驾驶室在组装过程中的通流方向4以相互次序分别布置。每个工作站分别包括定位和固定装置5，6和7。在通流方向4的纵向方向上，一传送路径8还延伸贯穿整个组装设备，沿着该传送路径，许多可驱动的托架或托盘、所谓的滑动件，都可在通流方向4上驱动。托架是可升可降的，在第一阶段，计划用于输送卡车驾驶室的基板或完整的基底，但渐渐地也可用于支承处于组装过程中的卡车驾驶室。
从图中传送路径8的左端，有一个返回路径来使托架9回到固定位置10。
如上所示，传送路径8延伸通过不同的工作站1，2和3，而且通过定位和固定装置5，6和7，这些定位和固定装置设计成跨距架，使得在第一阶段，完整的驾驶室基底11和其后的处于组装过程中的卡车驾驶室可沿着通流方向4运送通过该设备。
在每个工作站1，2和3，都分别有至少一个路径12，沿该路径有至少一个工业机器人13是在与通流方向4平行的方向上可驱动的。每个各自的机器人路径12延伸穿过每个各自的定位和固定装置，并且靠近该定位和固定装置以使工业机器人在机器人路径上可移动到达定位和固定装置内，以能在其内实施各种操作。
图1中明显可见，一条机器人路径12用于定位和固定装置的每一侧，至少是在某些不同的工作站1，2和3。结果是两个工业机器人13可同时地并且从卡车驾驶室的相对侧面实施不同的操作，该卡车驾驶室处于组装过程中。
在背离定位和固定装置5，6和7的机器人路径的一侧，分别具有许多起始位置14，15，16，它们分别用于相应数量的保持装置17，18，19，这些保持装置将在下面详细描述，包括如功能和构造。
明显的是，在成对机器人路径12用于每个工作站的情况下，两组起始位置用于保持装置也是可能的。
不同的保持装置17，18，19各自位于它们的起始位置14，15，16，保持就位，这些位置被输入用于控制组装设备的控制系统。这表示，机器人13“知道”不同保持装置处于它们的起始位置时的确切定位。
保持装置设置有导向和夹紧部件，通过这些部件，车身零件可相对于保持装置精确定位和固定。在这样的例子中，可以发现只有导向和夹紧部件的布置需要直接适合于将在每个保持装置中被定位和加紧的车身零件。另外，保持装置是标准化的和相同的。
每个保持装置具有一耦合部件以与工业机器人13上的转台相互连接。耦合部件在一方面包括纯机械耦合件，而且还包括用于为保持装置提供操纵介质的耦合件，例如电缆，压缩空气管线等。
操纵介质的外部供给源也适合于保持装置的不同起始位置14，15和16，使得已位于起始位置的不同的车身零件可用定位地固定的方式导向和夹紧在每个各自的保持装置中。
可沿传送路径8移动的不同的托架9显示了导向装置，例如采取导向短轴的形式，该短轴与基板或驾驶室基底11内的相对应导向孔接合。这说明，沿横向机器人路径21可驱动的工业机器人20的完整的驾驶室基底可用于将驾驶室基底放置到位于起始位置10的托架9上。结果是，相对托架9的驾驶室基底的布置可建立起来。
保持在托架9上的驾驶室基底11沿传送路径8并沿通流方向4移至第一工作站1中，在该处，托架9相对于该处的定位和固定装置5被精确定位。然后，驾驶室基底11被升高到定位和固定装置中的正确的垂直位置。
包括在第一工作站1中的至少一个，但是优选更多个工业机器人13可夹紧和保持住一保持装置，车身零件定位并固定该保持装置内，使得以后可移动该保持装置和该零件到某个位置以便将保持装置紧固到定位和固定装置5中。为此，定位和固定装置以及保持装置具有相互接合的连接部件，通过这些部件，保持装置可以一种精确方式定位和固定到定位和固定装置中。这也自然使车身零件被精确定位和固定到定位和固定装置中。
优选地，至少两个保持装置同时固定到定位和固定装置中，传送路径8的每一侧有一个。
为了车身零件没有相对于保持装置定位错位或可能从保持装置中完全落出的危险，在定位和固定装置中布置了将操纵介质耦合到保持装置的耦合器，以使这些保持装置可由该介质连续供应。
在完成以上提到的步骤后，机器人13可从它们各自的保持装置中脱离开，之后，机器人移动到可与联接装置连接的工具储存处22，由工业机器人承载和操纵的该联接装置然后用于把位于定位和固定装置内的车身零件联接在一起。
截至到现在，一旦把驾驶室基底11和其上面布置的车身零件联接在一起，在释放之后，它们将不会再有承受彼此位置变化的危险，包括驾驶室基底和固定在其上的车身零件的该组件可通过托架9和传送路径8被转移出定位和固定装置，在另外的一个或更多工业机器人13以及由其承载和操纵的联接装置的协助下，到达最终联接发生的联接位置23。
同时，将保持装置放置在定位和固定装置内的工业机器人把它们的联接装置沉积到工具储存处22，并且随后再次连接到保持装置并使它们分别返回到各自的起始位置14，15，16，在该起始位置处，新的车身零件已经就位。
在第一工作站1的最终联接后，部分组装的卡车驾驶室被沿着通流方向4传送到第二工作站2，在该处，新的保持装置15，15’和15”被提升进入布置在该处的定位和固定装置6，车身零件定位地固定和紧固在该保持装置内，于是，重复从第一工作站1开始的程序。
如果第三工作站3应用第三定位和固定装置7，那么在第二工作站2的最后联接之后，部分组装的卡车驾驶室被传送到第三工作站，在该处，程序被重复进行。
图2以透视图表示了定位和固定装置的例子。图中明显可见，它包括在传送路径8的任一侧成对布置的垂直柱子24。为设立成对的柱子，使它们在较低区域连接到连接杆25。柱子形成跨距架，可让传送路径8延伸通过该跨距架。
垂直柱子24显示出了耦合部件26，它们被固定在柱子24上，用于与那些保持装置例如14，14’上相应的耦合部件配合工作。这些耦合部件26和在保持装置14和14’内的相应耦合部件在合适的操纵器或伺服装置的作用下可灵活操纵，该操纵器或伺服装置由根据本发明的设备的主要控制系统来控制。
如上所述，不同的保持装置具有的耦合部件27用于与工业机器人13相互连接，该工业机器人13用于操纵保持装置。如以上另外提到的，这些耦合部件27一方面具有机械耦合件，另一方面具有用于操纵介质的耦合件。
保持装置14，14’另外具有导向装置28和夹紧部件29，通过这些导向装置和夹紧部件，车身零件可以精确定位的方式被加紧和保持在保持装置内。这些导向装置和夹紧部件可布置成与单个车身零件配装在一起。至少夹紧部件29可以在操纵器的作用下操纵，该操纵器通过以下装置与运行或操纵介质供给源相连，即，工业机器人13，定位和固定装置的运行和操纵介质供应源，或每个相应起始位置14，14’的外部运行或操纵介质供应源。这些操纵器还由根据本发明的组装设备的控制系统来控制。

Claims (18)

1.一种在具有至少一个工业机器人的组装设备中组装车身或其至少一部分的方法，为形成车身或其部分，车身零件被带入彼此相对的预定位置，这些零件在该位置被联接起来，其特征在于，第一车身零件被放置、定位和固定在第一保持装置(17，18，19)中；带有第一车身零件的保持装置被第一工业机器人(13)移至静止的定位和固定装置(分别为5，6，7)并且相对该装置定位和固定；另外的车身零件(11)被移至定位和固定装置并且相对该装置定位和固定；以及通过联接装置将第一车身零件和另外的车身零件联接在一起，联接至少达到这样的程度，即，该第一车身零件和另外的车身零件在释放后不会有相互位置移动的危险，该联接装置由第一工业机器人或可能由另外的工业机器人(13)承载和操纵，使得同一个工业机器人(13)既用于操纵保持装置(17，18，19)，又用于操纵联接装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当第一保持装置相对定位和固定装置(5)位置固定时，第一工业机器人(13)从第一保持装置(17)处释放，以便在其后承载和操纵联接装置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第一工业机器人(13)在把车身零件联接在一起之后重新与第一保持装置(17)连接，以便使保持装置返回到起始位置(14)，在该起始位置，车身零件再次相对保持装置定位和固定。
4.根据权利要求1到3中任何一项所述的方法，其特征在于，在把车身零件联接在一起之后，这些车身零件从定位和固定装置(5)移开以便进行附加的联接。
5.根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于，在把车身零件联接在一起和可能进行的附加联接之后，这些车身零件被移至第二定位和固定装置(分别为6，7)并且相对该第二定位和固定装置定位和固定；一个或多个额外的保持装置(分别为18，19)相对于定位和固定装置定位和固定，其中额外的车身零件定位和固定在该额外的保持装置内；这些额外的车身零件与前面已联接的车身零件联接在一起。
6.根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于，定位和固定装置包括用于操纵送到保持装置的介质的装置以使这些保持装置被连续地供以这种介质。
7.根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于，另外的车身零件(11)在第一保持装置(17)之前被位置固定在该定位和固定装置(5)中。
8.一种用于根据许多车身零件组装车身或其至少一部分的组装设备，其包括：许多操纵器和控制系统，该控制系统包括的至少一个程序模块和多个处理器根据计算机程序练习以便实现操纵器的运动，操纵器包括的装置(9，13，26，29)用于使车身零件移动，用于定位和位置固定这些车身零件，以及用于把这些车身零件联接在一起，其特征在于，至少一个静止的定位和固定装置(5，6，7)，其具有连接部件(26)以便与保持装置(分别为17，18，19)上的相应的连接部件配合，从而相对定位和固定装置来定位该保持装置，所述保持装置可以至少在用于夹紧车身零件的起始位置(分别为14，15，16)以及定位和固定装置的位置固定的位置之间移动和返回，并且所述保持装置具有夹紧部件(29)以便相对保持装置来定位和位置固定车身零件，所述保持装置包括用于将操纵介质供应到夹紧部件(29)的耦合件。
9.根据权利要求8所述的组装设备，其特征在于，操纵器构成工业机器人(13)，该工业机器人设置成用于操作保持装置(17，18，19)以及联接装置，该联接装置用于把定位和位置固定在定位和固定装置(分别为5，6，7)中的车身零件联接在一起。
10.根据权利要求8或9所述的组装设备，其特征在于，布置成用于操纵送到保持装置(17，18，19)的介质的装置。
11.根据权利要求10所述的组装设备，其特征在于，至少该夹紧部件(29)通过工业机器人(13)连接到运行或操纵介质供给源上。
12.根据权利要求10所述的组装设备，其特征在于，至少该夹紧部件(29)通过定位和固定装置的运行和操纵介质供应源而连接到运行或操纵介质供给源上。
13.根据权利要求10所述的组装设备，其特征在于，至少该夹紧部件(29)通过每个相应起始位置(14，14’)的外部运行或操纵介质供应源而连接到运行或操纵介质供给源上。
14.根据权利要求10所述的组装设备，其特征在于，布置成用于操纵送到定位和固定装置的连接部件的介质的装置。
15.根据权利要求10所述的组装设备，其特征在于，定位和固定装置的连接部件(26)布置成在由控制系统控制的装置的作用下可灵活操纵。
16.一种计算机程序，其包括用于程序模块和多个处理器的指令以便致动许多操纵器，从而执行根据权利要求1到7中任何一项所述的方法。
17.根据权利要求16所述的计算机程序，其至少部分地通过网络媒介如互联网提供。
18.一种计算机可读介质，其包括带有指令的计算机程序以便致动许多处理器，从而执行根据权利要求1到7中任何一项所述的方法。
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