CN1302752A - 改进的汽车车身自动组装及焊接工位 - Google Patents

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Abstract

一种汽车车身组装及焊接工位,包括一对彼此面对的工具(12)支承成形架(11),该成形架被设计来加工车身,并由一个输送系统(14)将车身送到成形架之间。成形架可在静止位置与加工位置之间移动,在静止位置时车身可自由地进出成形架,而在加工位置时工具靠近车身以便对车身加工。至少一些工具(12)包括测量装置(20),该装置用于测量彼此面对的车身各部分的相对位置,且成形架具有一个介于上述加工位置与静止位置之间的中间位置。控制装置(19)按指令使成形架进入上述中间位置并启动上述测量装置(20),以便确定车身尺寸是否与预定测量间隔一致,并根据测量结果发出车身被接受或被拒绝的信号(22)。

Description

改进的汽车车身自动组装及焊接工位
本发明涉及带有革新特征的自动的汽车车身组装及焊接工位，这些特征可使组装及焊接操作的良好进行，无需将车身送出工位，就得到迅速而精确的检验。
在现有技术中，由彼此面对的成对成形架，即用于车身固定及焊接设备的活动支承架所组成的自动组装及焊接工位，是众所周知的。在成形架之间，有一条用于使车身经受各种加工工序的输送道。当车身到达工位时，成形架就彼此朝着地移动，以便从相反的两侧凑近车身，焊接设备则被纳入对车身加工的位置。当进行了所计划的操作后，成形架就退开，车身则从输送道中自由地被输送到下一个加工工位。
长期以来，有人对此类工位的结构提出了种种变更，主要是为了使成形架的移动更为有效和/或更满足于各种特殊要求。例如，有人就提出了所带成形架围着上水平轴线或下水平轴线转动的工位，还提出了所带成形架的方向由平行于输送道变为垂直于输送道这样的工位，甚至还提出了所带成形架可用取自适当的自动仓库的其他成形架自动替代这样的工位，其目的是使该工位迅速适应对不同车身模式所做的加工。然而，迄今所提出的这些工位的基本原理，总是相同的。
在车身的生产过程中，尤为重要的是要尊重精确的尺寸特性。在现有技术中，为了控制上述那些工位所进行的组装，通常是(往往以采样的方式)把一个已组装的车身放在测量台上(通常是自动地)，并检验按此方式进行的各项测量指标是否在预定公差范围内。如果得出的测量结果是负的，该系统就停下来，并进行检查，以便找出是哪一部分出了错，这种错误通常是由于焊接工位中某个定位构件来设定、有磨损或出故障导致的。
显然，此种方法尽管被广为采纳，但却是耗费颇大的，因为除了其他原因之外，它会使安装久久搁置。在产生错误之后，车身不能被接受而是无用地经受其他加工这一事实所引起的耗费，是应当加以考虑的。对这个问题，还必须考虑到，在某些出错的车身已生产出来之后，如果用采样方法进行检查，那么，就会从统计方面找到错误。本发明总的目的，是要用所带成形架可实时地辨别组装错误及超出公差的产品尺寸参数这样的组装工位，来克服上述缺点。
鉴于这个目的，按照本发明，是寻求提供一种汽车车身的组装及焊接工位，它包括一对彼此面对的工具支承成形架，该成形架被设计得对输送系统送到成形架之间的车身进行加工，使成形架在静止位置与加工位置之间可以移动，在静止位置上，车身自由地出入该工位，而在加工位置上，一些工具在车身附近以便加工车身，这种工位的特征在于：至少有一些工具包括用于相面对的车身各部分的相对位置的测量装置，且成形架具有一个介于上述加工位置与静止位置的中间位置，使控制装置把成形架置于该中间位置，并启动测量装置以预定测量间隔来检测车身尺寸参数的一致性，以及根据检测结果发出车身是被接受或被拒绝的信号。
为了清晰地说明本发明的革新原理及本发明与现有技术相比所具备的优点，下面，借助于附图，以列举采用上述原理的非限制性例子的方式，说明本发明的一个可用实施例。在这些附图中：
图1显示按照本发明所提供的车身组装及焊接工位的示意剖视图；
图2显示装在图1所示工位的成形架上的一件工具的放大示意图；以及
图3显示图1所示工位的成形架所用受限的操纵机构的放大示意图。
参看各幅图纸。图1显示以标号10代表整个符合本发明的工位的示意图。工位10包括一对彼此面对的工具支承成形架11，该成形架以标号12为图示且是用于加工车身13的。车身被输送系统即输送线14送到成形架之间。还可配置其他加工装置例如机器人加工臂15。
从图1可见，成形架11可在静止位置与加工位置之间移动，在以虚线显示的静止位置上，车身自由地出入于该工位，而在以实线显示的加工位置上，有一些工具在车身附近以便加工车身。
为了使成形架在上述实施例的加工位置与静止位置之间移动，成形架围着在其一个上侧附近的水平轴线16转动，且成形架由于致动器17而被指令围着该轴线倾斜。那些工具实际上包括已知的夹持装置，该装置抓住车身的各个部分以便它们如业界已知的那样，被其他工具及机器人加工臂焊接。除了用于理解本发明之外，这些工具既未显示，也未作更详细的说明，因为就它们的一般范围而言，专业人员都知道且容易想象得到。
与本发明的原理相一致，成形架具有一个位置，该位置仅在右边那个成形架上以点划线描绘出来，它介于上述加工位置与静止位置之间，且由控制装置19的指令而能到达。
这个中间位置离加工位置远得足以使车身免受工具12的干扰。例如，工具移动离加工位置的距离，有2至3公分就足够了。
从图2可见，至少一些工具12包括测量装置20，该装置用来测量彼此面对的一些车身部分的相对位置。这些装置可以是光学装置，或者如推荐的那样是电感阻抗装置。这些测量装置连接着控制装置19，控制装置按指令将成形架移动到中间位置，以便使车身从工具上松开，并使测量装置读取车身的尺寸参数以测定其是否符合预定可接受的数值。控制装置19根据测量结果发出接受或拒绝车身的信号22。便利之处在于，在车身退出工位之前，当成形架朝着静止位置移动时，控制装置就会暂时启动。换句话说，一旦车身已被工位上的各种工具处理过，成形架就离开加工位置而向中间位置移动，且测量装置会进行测量，于是，成形架就继续移向静止位置。如果车身被接受，它就沿着输送线继续移向下一道加工线，但却有一些预防措施使车身在该下一道加工线上免受检测，如果必要，就把车身送到一个修理工位上，该工位能被迅速检查，且能在不可接受的错误之原因免除之后返回操作。
为了准确地参照测量装置20的测量结果，该工位有利地包括一些传感器，这些传感器用于读取成形架所到达的中间位置，与所认为不变的预定基准点相对的空间座标。这些在图1中以标号18标示的传感器，能检测例如成形架围着水平轴线16的角转动。这些传感器可安置在该轴线附近(如虚线所示)，或安置在成形架的相反那一端。在前一种情况下，这些传感器能直接检测围着轴线的角转动，而在后一种情况下，则能检测成形架末端的线性移动，并计算出成形架的转动情况。
传感器18所产生的信号被送给补偿装置21，该装置根据这些位置传感器18的检测记录，修正测量装置20的读数，从而修正由于成形架在中间位置上定位不精确而产生的测量错误。
从图2可见，如果含有测量装置的工具是车身加工工具，那么，就便利地把测量装置20设计成在退出非加工位置与退出测量位置之间移动，退出非加工位置是成形架处于加工位置时的那个位置，而退出测量位置则是成形架处于中间位置时的那个位置。以这种方式，测量装置就不干扰加工了。专业人员很容易想到可回退的传感器。参看图3，图中显示了提供在上述3个位置之间移动的成形架操纵装置的一个便利实施例。
根据这个实施例，成形架具有主移动装置23，用于使成形架在加工位置与静止位置之间移动。这些主移动装置可制造得带有例如液压的、电动的或相似的致动器。主移动装置可有足够的移动使成形架在加工位置与静止位置之间移动。
从图3可见，主移动装置23连接着成形架，使受限移动装置24处于中间位置，后一装置用于使成形架按照相应于成形架在加工位置与静止位置之间移动的量，相对于主移动装置而受限移动。在此实施例中显示的受限移动装置24，包括一个主动接头，该接头处于一根连杆与例如一个动力轮构成的曲轴之间。
动力轮装在成形架上，主移动装置23以偏心位置连接着该轮。从图3可见，当成形架处于加工位置例如被前止动件26限定时，动力轮被转动，使成形架相应于围主移动装置23的枢转而前进。为了使成形架移到中间位置，动力轮转动，使成形架回来并向主移动装置23的枢转点前进(见图3b)。成形架的精确位置，例如相对于止动件26的位置，由传感器18测量。当已进行了测量，就使主移动装置运行，并使成形架回到静止位置。
以这种方式，无需启动主移动装置，就可使成形架移到中间位置，因此，这实际上与常规的加工工位情况相似。
现在已经清楚，采用一种加工工位达到了预定目的，这种工位也对组装操作的精确性进行测量。要注意的是，循环周期实际上依然与已知工位的相同，在千分之几秒钟内进行测量，并不妨碍成形架的移动。
应用本发明的革新原理的一个实施例已在上面做了说明，这种说明，当然是以举述该原理的非限制性例证进行的，此例证属于所要求的独立权利范围之内。例如，成形架的枢转轴线可往下一点儿，或可如专业人员易于想到的那样使成形架水平移动。如果有任何特定的移动，成形架的位置测量装置当然适合于此种移动。控制装置19、21要由合适的电子电路，例如合适的编程传感器所提供，甚至能结合在工位的控制器中。

Claims (8)

1．汽车车身组装及焊接工位，包括一对彼此面对的工具(12)支承成形架(11)，该成形架被设计来加工车身，并由一个输送系统(14)将车身送到成形架之间，成形架则在静止位置与加工位置之间可移动，在静止位置时车身可自由地进出该工位，而在加工位置时工具靠近车身以便对车身加工，其特征在于：至少一些工具(12)包括测量装置(20)，该装置用于测量彼此面对的车身各部分的相对位置，且成形架具有一个介于上述加工位置与静止位置之间的中间位置，控制装置(19)使成形架进入该中间位置并启动上述测量装置(20)，以便确定车身尺寸是否与预定测量间隔一致，并根据测量结果发出车身被接受或被拒绝的信号(22)。
2．根据权利要求1所述的工位，其特征在于：在车身退出工位之前，当成形架向静止位置移动时，控制装置(19)被暂时启动。
3．根据权利要求1所述的工位，其特征在于：该工位包括一些传感器(18)，这些传感器用于读取成形架所到达的中间位置、与预定基准点相对的空间座标；该工位还包括补偿装置(21)，该装置根据上述位置传感器的检测记录，处理测量装置的检测记录，其方式是修正由于成形架在中间位置上定位不精确而产生的测量错误。
4．根据权利要求1所述的工位，其特征在于：为了使成形架在加工位置与静止位置之间移动，成形架围着其上方或下方附近的水平轴线(16)转动，且成形架受指令围着该轴线倾斜。
5．根据权利要求3和4所述的工位，其特征在于：上述传感器(18)检测围着上述水平轴线(16)的成形架的角转动。
6．根据权利要求1所述的工位，其特征在于：上述至少一些工具(12)是具有测量装置(20)的车身加工工具，该测量装置在成形架处于加工位置时的非加工位置与成形架处于上述中间位置时的测量位置之间可移动。
7．根据权利要求1所述的工位，其特征在于：为了提供上述中间位置，成形架，为了在加工位置与静止位置之间移动，具有主移动装置(23)，该装置连接着成形架，用受控装置(24)进行干预，使成形架按照相应于成形架在加工位置与静止位置之间移动的量，相对于上述主移动装置而受限移动，其方式是，当成形架处于加工位置时，启动受限移动装置，使它移到中间位置，而不需要启动主移动装置。
8．根据权利要求7所述的工位，其特征在于：对于每个成形架来说，受限移动装置包括一个接头(25)，该接头位于连杆与曲轴之间，该曲轴位于提供主移动装置(23)的致动器17与成形架之间，连杆与曲轴之间的接头被赋能以便按指令转动，并使成形架相对于主移动装置作上述相对移动。
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