CN201366605Y - 装配车辆车身结构的系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于装配车辆车身结构的系统。该系统包括用于分别定位第一和第二车身结构部件的第一和第二末端执行器。第二末端执行器与第一末端执行器结合用于将第二车身结构部件相对于第一车身结构部件定位。

Description

装配车辆车身结构的系统
技术领域
本实用新型涉及一种装配车辆车身结构的方法和系统。
背景技术
在第6,931,730号美国专利中发现了一种制造车辆车身的方法的示例。在该公开的方法中，提供了用于车辆的空间构架，利用铆螺母将至少一个车身板附着到该空间构架。铆螺母的头部被碾压(milled)以校正被测量的车身坐标和参考的车身坐标之间的偏差。
在第6,438,842号美国专利中发现了另一种制造车辆车身的方法的示例。在该公开的方法中，通过将车身的底板附着到底板支撑单元，利用多个单独的车身部件构造车身，然后，通过机器人或者类似的设备将单独的车身部件的至少一部分与底板接合。
实用新型内容
在本实用新型至少一个实施方案中公开了一种装配车辆车身结构的系统。该系统包括具有用于定位第一车身结构部件的第一末端执行器的第一操纵器，和具有用于定位第二车身结构部件的第二末端执行器的第二操纵器。第二末端执行器与第一末端执行器结合用于将第二车身结构部件相对于第一车身结构部件定位。
在至少一个实施例中，用于组装车辆车身结构的系统可包括一组末端执行器。该组末端执行器可包括第一分组和第二分组。第一分组和第二分组的每个部件可配置用于抓住一组车身结构部件的组件。第二分组的每个组件与多于一个的第一分组组件相结合用于将该组车身结构部件定位于组装位置处。
在本实用新型的至少一个实施例中，公开了一种组装车辆车身结构的方法。该方法包括提供多组末端执行器和多组车身结构部件，将一组末端执行器的每个部件与一组车身结构部件的不同部件相结合，将该组末端执行器的第一分组和第二分组定位，将该第二分组的组件与该第一分组的至少一个组件相结合，并执行组装操作用于将车身结构部件相连接。
附图说明
图1为用于装配车辆车身结构的系统的立体图。
图2为第一末端执行器的侧面图。
图3为第二末端执行器的侧面图。
图4为第三末端执行器的俯视图。
图5A和5B为第一对接接口的立体图。
图6A和6B为第二对接接口的立体图。
图7为用本实用新型的系统装配车辆车身结构的方法的流程图。
具体实施方式
这里公布了本实用新型的详细实施方案，然而，应理解的是所披露的实施例仅为本实用新型的范例，其可以以不同的以及替代的形式体现。附图不是必须依据比例绘制，可能一些附图被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此这里公开的特殊结构或功能方面的细节不应释为对权利要求的限制，而仅仅是作为权利要求和/或指导本技术领域的技术人员以各种方式实施本实用新型的代表性基础。
参考图1，显示了装配车身结构12的示意性系统10。该系统10可为车辆车身装配流水线的部分。系统10可用于定位和/或装配车辆车身结构12的一个或多个部件，例如可用于机动车辆比如汽车或卡车。在图1中，示意性显示的车辆车身结构12带有第一侧结构20、第二侧结构22、后侧结构24、顶侧结构26以及底侧结构28。这些侧面结构中的一个或多个可至少部分形成车辆的乘客厢。
系统10可以以多种结构设立以适应一个或多个车辆车身结构设计。另外，系统10可包括多种部件，例如一组末端执行器、一组操纵器以及可选地一组基础对接单元。
该组末端执行器可包括每个均被配置用于驱动至少一个车身结构部件的多个末端执行器。在图1所显示的实施方案中，该组末端执行器包括第一侧面末端执行器30、第二侧面末端执行器32、后侧末端执行器34以及顶侧末端执行器36。当然，该实用新型也考虑了可设有不同数量的末端执行器，这些末端执行器可具有与图1中所示的相似或不同的配置。而且，该组末端执行器可分为第一分组和第二分组，如下文所要详细讨论的。
每个末端执行器可关联有操纵器。为清楚起见，字母M用于代表图1中的操纵器。每个操纵器M沿一根或多根轴可定位末端执行器。例如多轴机器人操纵器可用于定位相关的末端执行器。操纵器M可根据所需的定位运动具有相同或不同的配置。在至少一个实施方案中，操纵器M可基本上被标准化以减少复杂程度。
该组基础对接单元可结合、定位以及固持该组末端执行器的某个分组。这样，该组基础对接单元可协助末端执行器及其相关的车身结构部件更为精确地定位，如下文将要描述的。在图1所示的实施方案中显示了四组基础对接单元40，并成对地位于装配流水线的相对侧。每个基础对接单元40可设于固定位置来适应具有类似长度的车身结构和/或末端执行器。可替代地，一个或多个基础对接单元40可被设为适合更多种类的车身结构和/或末端执行器。
将参考图2-4更为详细地描述各种示意性末端执行器。图2-4中的每个均从“外侧”观察角度(例如从车身结构部件将被装配处的相对侧)显示了末端执行器。
参考图2，显示了不带有车身结构部件的第一末端执行器30。第一侧末端执行器30可配置为用于接收车身结构部件，例如第一侧结构20，该第一侧结构20可包括如图1所示的至少一个车门开口42。第一侧末端执行器30可包括框架50、操纵器支架52、一个或多个夹具54、一个或多个定位器56、第一对接元件58、第二对接元件60以及一个或多个衬垫62。
框架50可具有任何合适的配置并可由任何合适的材料制成。例如，框架50可由金属管材制成，用于提供相对坚硬的结构以提供稳定性和可重复结合以及车身结构部件的定位。
操纵器支架52可处于框架50上并协助与相关操纵器M的结合。操纵器支架52可具有快速连接配置，以允许操纵器M选择不同的末端执行器来适应不同的车辆类型并提供生产便利性。
夹具54可处于框架50上并可适合用于抓住车身结构部件。夹具54可为任何合适的类型并可以以任何合适的方式被驱动，例如通过气动或电动装置。另外，夹具54可被设置成不干涉装配操作，例如不干涉其它操纵器和其相关加工装备的定位以及运行。
定位器56可相对于框架50固定地或可移动地定位，并可具有任何合适的配置。例如，一个或多个定位器56可设为带有有助于定位和/或支持车身结构部件的栓销或表面。
第一对接元件58可位于框架50上并可适合结合其它部件，例如结合基础对接单元40。在图2所示的实施方案中，一对第一对接元件58设在操纵器支架52的相对侧。这样，第一对接元件58可定位成帮助减少关于操纵器支架52的力矩。
第一对接元件58可具有任何合适的配置，例如与在基础对接单元40上的相关对接单元相配的公配置或母配置。例如，第一对接元件58可具有接收位于基础对接单元40上的相配的对接元件的母配置或插口配置，如下文将详细讨论的。
第二对接元件60可位于框架50上并可适合结合其它末端执行器。在图2所示的实施方案中，一对第二对接元件60被设为与不同的末端执行器相结合，例如与后侧和顶侧末端执行器34、36相结合。第二对接元件60可具有不同于第一对接元件58的配置，如下文将详细讨论的。
一个或多个衬垫62可位于框架50上并可适于接触其它末端执行器。在图2所示的实施例中，设有衬垫62用于与另一个末端执行器结合，例如与后侧或顶侧末端执行器34、36结合。衬垫62可具有任何合适的配置，例如平面的或非平面的配置。
第二侧末端执行器32可具有与第一侧末端执行器30相似的配置。例如，第二侧末端执行器32可基本上配置为第一侧末端执行器30的镜像，如图1所显示。第二侧末端执行器32可配置为接收车身结构部件，例如接收包括一个或多个车门开口的第二侧结构22。
参考图3，显示了示意性的后侧末端执行器34。该后侧末端执行器34可配置为接收车身结构部件，例如接收后侧结构24。该后侧末端执行器34可包括与其它末端执行器相似的元件，例如框架50′、操纵器支架52、一个或多个夹具54、一个或多个定位器56、第二对接元件60′及一个或多个衬垫62。框架50′以及第二对接元件60′可具有与第一和第二侧末端执行器30、32相关的不同配置，如下文将详细讨论的。
参考图4，显示了示意性的顶侧末端执行器36。该顶侧末端执行器36可配置用于接收至少一个车身结构部件，例如接收可至少部分形成车辆的车顶或车顶支撑部分的顶侧结构26。该顶侧末端执行器36可包括与其它端部执行器相似的元件，例如框架50″、操纵器支架52、一个或多个夹具54、一个或多个定位器56、第二对接元件60′及一个或多个衬垫62。
如前所述，可将该组末端执行器分为第一分组和第二分组。每个分组具有至少一个组件。例如，第一分组可包括第一和第二侧面末端执行器30、32，而第二分组可包括后侧末端执行器34和顶侧末端执行器36。当然，本实用新型考虑了该组末端执行器可包括不同数量的末端执行器且这些末端执行器可以以任何合适的方式组织为分组。
第一分组的组件可配置为使用第一类的对接接口70与基础对接单元40结合或互锁。在图5A和5B中显示了对接接口70的一个例子。例如，基础对接单元40可包括在第一或第二侧面末端执行器30、32上结合第一对接元件58的基础对接元件72。第一对接元件58和基础对接元件72可具有任何相配合的配置，例如公配置、母配置或其结合。在所示的实施例中，基础对接元件72具有总体上为球形的公配置，而第一对接元件58具有接收该基础对接元件72的总体上为球形的插口。该基础对接单元40也可包括可在开放位置和闭合位置之间被驱动的臂74。在例如图5A中所示的闭合位置，该臂74可接触接近第一对接元件58的末端执行器来协助一起保持第一类型对接接口70。在例如图5B中所示的开放位置，第一类型对接接口70可以脱离。
另外，第一分组的组件可以配置为用第二类型对接接口80与第二分组的组件相结合或互锁。第二类型对接接口80可具有与第一类型对接接口70不同的配置，以简化末端执行器对末端执行器的结合。在图6A和6B中显示了第二类型对接接口80的一个例子。例如，末端执行器例如第一和/或第二侧面末端执行器30、32可包括第二对接元件60，而后侧和/或顶侧末端执行器34、36可包括对接元件60′。在所示实施例中，第二对接元件60具有基本上为圆柱形的公配置，而第二对接元件60′具有接收该第二对接元件60的开放侧面的母插口。第二类型对接元件80可允许至少一个末端执行器在如图6A所示的脱离位置和如图6B所示的结合位置之间线性移动而无需与末端执行器互相夹住。
参考图7，显示了一种利用本实用新型的系统装配车辆车身结构的方法。开始时，该方法假定适当的末端执行器与其相应的操纵器相结合，且每个末端执行器没有负载(即，每个末端执行器没有接合车身结构部件)。
在框图100处，该方法开始于将末端执行器与相配的车身结构部件相结合。例如，每个操纵器可将相关联的末端执行器邻近于车辆结构部件定位。随后驱动每个末端执行器上的夹具使其至闭合位置，以将车身结构部件抓住并固定至相关联的末端执行器。
在框图102处，与该组末端执行器的第一分组相关联的一个或多个操纵器可将相关联的末端执行器移动至所需位置。例如，与第一和第二侧面末端执行器30、32相关联的操纵器可移动以通过对接接口70结合基础对接单元40。这样，将与这些末端执行器相关联的车身结构部件放置在所需位置。
在框图104处，与该组末端执行器的第二分组相关联的一个或多个操纵器可移动相关联的末端执行器以与第一分组的一个或多个组件相结合。例如，与后侧和顶侧末端执行器34、36相关联的操纵器的每个均可移动以通过对接接口80结合第一和第二侧面末端执行器30、32。当完成该步骤时，可将末端执行器和其关联的车身结构部件放置在所需位置以供后续装配操作。第二分组的组件可不互相结合以简化定位和减少公差积累，并避免将末端执行器锁定成难以脱离的配置。
在框图106处，可在车身结构部件上实施一个或多个操作。例如，可实施一个或多个装配操作来将每个车身结构部件至少与另一个车身结构部件相结合。这些装配操作可包括但不限于点焊、紧固结合、和/或应用粘合剂。另外，也可实施其它与连接车身结构部件无关的装配操作。例如，可装配其它组件或子配件，或实施涂层操作。
在操作完成后，可驱动每个末端执行器上的夹具将末端执行器从车身结构部件上松开。松开的车身结构部件可随后以任何合适的方式移动至其它位置，例如通过使用材料处理系统例如图1中所示的托盘传送设备90。该方法各步骤随后可重复用于组装另外的车辆车身结构。
虽然已经详细讨论了实施本实用新型的最佳方式，但是本实用新型所属技术领域的技术人员将认识到多种替代的设计和实施例可用于实现由权利要求所界定的本实用新型。

Claims (10)

1、一种用于装配车辆车身结构的系统，该系统包含：
具有用于放置第一车身结构部件的第一末端执行器的第一操纵器；和
具有用于放置第二车身结构部件的第二末端执行器的第二操纵器；
其中，所述第二末端执行器与所述第一末端执行器结合用于相对于所述第一车身结构部件定位所述第二车身结构部件。
2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述第一末端执行器和所述第二末端执行器的每个均包括多个用于分别抓住所述第一车身结构部件和第二车身结构部件的夹具。
3、根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述第二末端执行器和所述第一末端执行器的结合将所述第二车身末端执行器和所述第二车身结构部件置于沿三维轴线的固定位置。
4、根据权利要求1所述的系统，其特征在于进一步包括基础对接单元，所述基础对接单元具有接收位于所述第一末端执行器上的对接元件以定位所述第一末端执行器的基础对接元件。
5、根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述第一车身结构部件为车身侧面子部件，所述第二车身结构部件为后侧框架子部件。
6、一种用于组装车辆车身的系统，该系统包含：
一组末端执行器，包括：
所述一组末端执行器的第一分组，所述第一分组的每个组件配置用于抓住一组车身结构部件中的不同组件；且
所述一组末端执行器的第二分组，所述第二分组的每个组件配置用于抓住所述一组车身结构部件的不同组件；
其中，所述第二分组的每个组件与所述第一分组的多于一个的组件相结合用于将所述一组车身结构部件的所述部件定位于装配位置。
7、根据权利要求6所述的系统，其特征在于进一步包含一组机器人操纵器，其中，所述一组机器人操纵器的每个组件相结合并被配置用于将所述一组末端执行器的不同部件定位。
8、根据权利要求6所述的系统，其特征在于所述第二分组的部件不与所述第二分组的另一个部件相结合。
9、根据权利要求6所述的系统，其特征在于进一步包含一组位于地板上且互相分隔开的基础对接单元，其中，在所述第二分组的组件与所述第一分组的组件结合之前，所述第一分组的每个组件与所述一组基础对接单元的组件互锁。
10、根据权利要求9所述的系统，其特征在于进一步包含将所述第一分组的组件与所述一组基础对接单元的组件相结合的第一对接接口，以及与所述第一对接接口不同且将所述第一分组的组件与所述第二分组的组件互相结合的第二对接接口。
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