PL191164B1 - Urządzenie do montażu karoserii pojazdów mechanicznych lub ich podzespołów i sposób montażu karoserii pojazdów mechanicznych lub ich podzespołów z wykorzystaniem tego urządzenia - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do montazu karoserii pojazdów mecha- nicznych lub ich podzespolów, zawierajace stanowisko montazowe wyposazone w programowalne srodki monta- zowe, srodki przenosnikowe wprowadzajace przynajmniej czesci konstrukcji przeznaczonej do montazu na stanowi- sko montazowe i odprowadzajace konstrukcje po zmon- towaniu ze stanowiska montazowego, przynajmniej jedna pare bramek ustalajacych i mocujacych (6, 7) umieszczo- nych (…) w którym urzadzenia ustalajace i mocujace moga byc polaczone z montowana konstrukcja, znamien- ne tym, ze kazda bramka ustalajaca i mocujaca (6, 7) jest niezaleznym zespolem ……………………………………..… 8. Sposób montazu karoserii pojazdów mechanicz- nych lub ich podzespolów, w którym dostarcza sie stano- wisko montazowe zaopatrzonego w programowalne srod- ki montazowe, dostarcza sie srodki przenosnikowe do- prowadzajace przynajmniej jedna czesc konstrukcji prze- znaczonej do montazu na stanowisko montazowe oraz odprowadzajace konstrukcje po zmontowaniu na stanowi- sku montazowym, dostarcza sie przynajmniej jedna pare bramek ustalajacych i mocujacych, umieszczonych po przeciwnych stronach stanowiska montazowego zaopa- trzonych w srodki ustalajace i mocujace (8) do utrzymy- wania elementów skladowych konstrukcji przeznaczonej do montazu w odpowiednim polozeniu montazowym, podczas wykonywania operacji montazu, (…) w którym srodki ustalajace i mocujace (8) moga sie polaczyc z montowana konstrukcja (4), znamienny tym, ze zaopa- truje kazda bramke ustalajaca ………………………………. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do montażu karoserii pojazdów mechanicznych lub ich podzespołów i sposób montażu karoserii pojazdów mechanicznych lub ich podzespołów z wykorzystaniem tego urządzenia zwłaszcza do montażu elementów samochodów osobowych i ciężarowych wykonanych z tłoczonych blach, metodą elektrycznego zgrzewania punktowego, jak również do każdego innego systemu montażowego, na przykład w drodze klejenia, a także do dowolnego innego materiału jak na przykład materiały plastyczne lub kompozyty.

Z opisów patentowych USA 4256 957 i DE 28 10 822 znany jest uniwersalny system zgrzewalniczy „ROBOGATE”.

W podstawowej wersji system ten zawiera co najmniej dwie pary bramek ustalających szybko zmieniających swe położenia na stanowisku zgrzewalniczym, przystosowanych do pracy z odnośnymi typami karoserii. System ten może pracować nawet w karoseriach znacznie zróżnicowanych względem siebie, w związku z czym ta sama linia może być wykorzystana do produkcji różnych modeli. Ma on możliwość przystosowania w stosunkowo prosty i szybki sposób, a zatem przy bardzo niskich nakładach inwestycyjnych, do produkcji nowego modelu karoserii, a także umożliwia uzyskanie jednorodnej jakości dla wszystkich modeli tego samego typu, w których system ten jest stosowany.

W przypadku opisanych powyżej znanych urządzeń środki montażowe obejmują programowalne roboty zaopatrzone w głowice do elektrycznego zgrzewania punktowego.

Następną cechą opisanego powyżej znanego urządzenia jest to, że konstrukcja przeznaczona do zgrzewania jest wprowadzana na stanowisko zgrzewania po uprzednim luźnym zmontowaniu. Znane są również urządzenia tego samego typu, w których tylko część konstrukcji przeznaczonej do zgrzewania jest wprowadzana na stanowisko zgrzewalnicze, a pozostałe części niezbędne dla utworzenia pełnej konstrukcji przeznaczone do zgrzewania są doprowadzane oddzielnie do stanowiska zgrzewania i łączone tu wzajemnie ze sobą.

Ze zgłoszenia patentu europejskiego EP-A-0 642 878, znane jest stanowisko zgrzewania o konstrukcji znacznie mniej skomplikowanej, lżejszej i bardziej uniwersalnej w porównaniu z wcześniejszymi przykładami wykonania systemu ROBOGATE. W większości konwencjonalnych rozwiązań wspomniane powyżej bramki ustalające są prowadzone ślizgowo, dla umożliwienia szybkiej ich wymiany na stanowisku zgrzewania na bramki stosowane do innych typów karoserii, na podwieszonych prowadnicach biegnących równolegle do kierunku linii przenośnika na stanowisku zgrzewania, co wymaga wprowadzenia podpór w postaci ciężkich nieruchomych kratownic podtrzymujących. Kratownice te oprócz znacznego zwiększenia kosztów i gabarytów stanowiska zgrzewania utrudniają również znalezienie niezbędnej przestrzeni dla robotów zgrzewalniczych podczas pracy na zgrzewanej karoserii. W rozwiązaniu opisanym w europejskim zgłoszeniu patentowym EP-A-0 642 878 każda bramka ustalająca jest przemieszczana niezależnie od innych bramek ponieważ jest zaopatrzona w dolny wózek z własnym napędem prowadzony po szynie umieszczonej na posadzce wzdłuż stanowiska zgrzewalniczego. W związku z tym bramki ustalające nie wymagają stosowania podłużnych podwieszonych prowadnic przebiegających na całej długości pomiędzy ich położeniem roboczym na stanowisku zgrzewania i położeniem oczekiwania odsuniętym od tego stanowiska, w związku z czym nie jest już wymagana ciężka i duża kratownica podtrzymująca, zwykle wykonywana w postaci bramowych konstrukcji połączonych ze sobą wzdłużnie. Uzyskano w ten sposób ogromny wzrost przestrzeni dostępnej dla robotów zgrzewalniczych, co umożliwia również zwiększenie liczby robotów według potrzeby, w celu zwiększenia ilości punktowych zgrzein wykonywanych w zakresie danego czasu. Robot może uzyskać znacznie łatwiejszy dostęp do wszystkich regionów karoserii przeznaczonych do zgrzewania w celu wykonania poprawnej zgrzeiny. Ponadto, ponieważ bramka ustalająca jest ruchoma niezależnie od innych bramek odstęp pomiędzy dana bramką i następną wzdłuż linii jest swobodny i zmienny, co daje większą wszechstronność w zakresie konstrukcji i instalacji tego urządzenia. I w końcu montaż samego urządzenia jest znacznie tańszy w porównaniu z bardziej konwencjonalnymi rozwiązaniami. Znany jest system tego rodzaju z europejskiego zgłoszenia patentowego EP-A-0 642 878 dotyczący pierwszego przykładu wykonania, który dotyczy przypadku gdy wszystkie elementy wstępnie zmontowanej konstrukcji zgrzewanej są doprowadzane do stanowiska zgrzewania na linii przenośnikowej, bądź w każdym razie z różnymi elementami podpartymi niezależnie od siebie, w położeniach zbliżonych do ostatecznego położenia montażowego. Ze zgłoszenia patentowego Nr 97830456.6 znana jest linia przenośnikowa, która doprowadza

PL 191 164 B1 każdorazowo tylko cześć konstrukcji przeznaczonej do zgrzewania (typowo płytę podłogową) na stanowisko zgrzewania, natomiast boki karoserii są formowane bezpośrednio na bramkach ustalających, które następnie sprowadzają je do połączenia z płytą podłogową podczas przemieszczania bramek do zamkniętego położenia roboczego. Wyeliminowano tu stanowiska prowizorycznego łączenia, które występowały w większości konwencjonalnych rozwiązań przed stanowiskiem zgrzewania, w celu luźnego łączenia karoserii przed zgrzewaniem. Ponadto linia przenośnikowa została uproszczona i stała się tańsza w porównaniu z przykładem ujawnionym w europejskim zgłoszeniu EP-A-0 642 878, ponieważ cała konstrukcja karoserii jest wytwarzana począwszy od pojedynczych elementów wyłącznie na stanowisku zgrzewania, a nie przed tym stanowiskiem.

W konwencjonalnych stanowiskach ROBOGATE, w którym dwie bramki ustalające wyposażono w środki sztywnego podtrzymywania kratownic, gdy konstrukcja przeznaczona do zgrzewania zostanie zamocowana pomiędzy bramkami ustalającymi wymuszone jest przyjęcie konfiguracji teoretycznej. W związku z tym po wykonaniu zgrzewania i otwarciu bramek ustalających pozostawiających w swobodnym stanie zgrzaną konstrukcję występuje zjawisko relaksacji wprowadzające stan odbiegający od założonego teoretycznie. Aby poprawić dokładność systemu w drodze analizy odkształceń zgrzewanej konstrukcji należy zastosować skomplikowany system detekcyjny z tensometrami lub analizę pomiarową, co jest kosztowne i łączy się z nieco kłopotliwymi czynnościami testowymi.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia montażowego zaopatrzonego w zintegrowany system detekcji szerokości montowanej konstrukcji, który jest prosty, tani i efektywny w zastosowaniu.

Urządzenie do montażu karoserii pojazdów mechanicznych lub ich podzespołów, zawierające stanowisko montażowe wyposażone w programowalne środki montażowe, środki przenośnikowe wprowadzające przynajmniej części konstrukcji przeznaczonej do montażu na stanowisko montażowe i odprowadzające konstrukcję po zmontowaniu ze stanowiska montażowego, przynajmniej jedną parę bramek ustalających i mocujących umieszczonych po dwóch przeciwnych stronach stanowiska montażowego, zaopatrzoną w urządzenia ustalające i mocujące utrzymujące elementy składowe konstrukcji we właściwym położeniu montażowym, podczas wykonywania operacji montażu, przy czym bramki są umocowane ruchomo w kierunku do i od siebie, pomiędzy otwartym położeniem nieroboczym, w którym urządzenia ustalające i mocujące są odsunięte od konstrukcji przeznaczonej do montażu, i zamkniętym położeniem roboczym, w którym urządzenia ustalające i mocujące mogą być połączone z montowaną konstrukcją, według wynalazku charakteryzuje się tym, że każda bramka ustalająca i mocująca jest niezależnym zespołem posiadającym podstawę ruchomą na stanowisku montażowym i przystosowaną do sztywnego zamocowania na stałej strukturze stanowiska w roboczym położeniu bramki, i część aktywną, na której zamocowano środki ustalające i mocujące, wystającą z części podstawy i niepołączoną bezpośrednio ze stałą konstrukcją stanowiska w roboczym stanie bramki, zachowując swobodę mikroodkształceń w kierunku poprzecznym względem podłużnego kierunku stanowiska, wskutek niewielkich zmian poprzecznego wymiaru montowanej konstrukcji w stosunku do wymiaru ustalonego teoretycznie, a pomiędzy częścią aktywną każdej bramki ustalającej i mocującej i strukturą stałą są usytuowane środki czujnikowe wykrywające mikroprzemieszczenia części aktywnej względem stałej struktury, wynikające z mikroodkształcenia na określonej odległości od regionu zamocowania podstawy do stałej struktury, przy czym urządzenie zawiera ponadto środki do przetwarzania sygnałów przychodzących ze środków czujnikowych i do obliczania przemieszczenia różnych regionów aktywnej części każdej bramki ustalającej i mocującej w funkcji odległości od regionu mocowania, jak również do obliczania sił występujących pomiędzy każdą bramką i montowaną konstrukcją.

Korzystnie, część aktywna każdej bramki ustalającej wystaje do góry z podstawy.

Korzystnie, środki montażowe są utworzone przez programowalne roboty zaopatrzone w głowice do elektrycznego zgrzewania punktowego.

Korzystnie, środki czujnikowe zawierają czujnik trzpieniowy umieszczony bezpośrednio ponad podstawą bramki ustalającej.

Korzystnie, środki czujnikowe obejmują pierwsze środki czujnikowe i drugie środki czujnikowe występujące odpowiednio w przednim i tylnym końcu każdej bramki ustalającej i mocującej, w wyniku czego detekcja odbywa się w czterech narożach stanowiska montażowego przednim lewym, przednim prawym, tylnym lewym i tylnym prawym.

Korzystnie, ze środkami przetwarzającymi związane są środki obrazujące schemat urządzenia montażowego w rzucie z góry, z wyświetlaniem wartości parametru wybranego spośród: przemiesz4

PL 191 164 B1 czenia wykrywanego przez środki czujnikowe, przemieszczenia obliczonego w górnej części każdej bramki, lub siły występującej pomiędzy każdą bramką i montowaną konstrukcją, odpowiednio w przednim lewym, przednim prawym, tylnym lewym i tylnym prawym narożu tego urządzenia, podawane są również wartości średnie obliczone pomiędzy wartościami przedniego lewego i przedniego prawego naroża, pomiędzy wartościami tylnego lewego i tylnej prawego naroża, pomiędzy wartościami przedniego prawego i tylnego prawego naroża, i pomiędzy wartościami przedniego lewego i tylnego lewego naroża.

Korzystnie, na wyświetlanym obrazie z każdą wartością związany jest jeden kolor, zgodnie z kodem kolorowym, przypisujący podane kolory danym zakresom zmian wspomnianego parametru.

Sposób montażu karoserii pojazdów mechanicznych lub ich podzespołów, w którym dostarcza się stanowisko montażowe zaopatrzonego w programowalne środki montażowe, dostarcza się środki przenośnikowe doprowadzające przynajmniej jedną część konstrukcji przeznaczonej do montażu na stanowisko montażowe oraz odprowadzające konstrukcje po zmontowaniu na stanowisku montażowym, dostarcza się przynajmniej jedną parę bramek ustalających i mocujących, umieszczonych po przeciwnych stronach stanowiska montażowego zaopatrzonych w środki ustalające i mocujące do utrzymywania elementów składowych konstrukcji przeznaczonej do montażu w odpowiednim położeniu montażowym, podczas wykonywania operacji montażu, bramki są ruchome w kierunku do i od siebie, pomiędzy nieroboczym położeniem rozsuniętym, w którym urządzenia ustalające i mocujące są odłączone od montowanej konstrukcji i zamkniętym położeniem roboczym, w którym środki ustalające i mocujące mogą się połączyć z montowaną konstrukcją, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zaopatruje każdą bramkę ustalającą i mocującą w podstawę ruchomą na stanowisku montażowym i przystosowaną do sztywnego zamocowania na stałej strukturze stanowiska w położeniu roboczym bramki oraz część aktywną, w której umieszcza się środki ustalające i mocujące, wystającą z podstawy i niepołączoną bezpośrednio ze stałą strukturą stanowiska w roboczym położeniu bramki, przez co pozostaje ona swobodna w zakresie mikroodkształceń w kierunku poprzecznym do podłużnego kierunku stanowiska, w wyniku niewielkich zmian poprzecznego wymiaru konstrukcji w stosunku do wymiaru określonego teoretycznie, a po sprowadzeniu bramek i zamocowaniu w zamkniętym położeniu roboczym wykrywa się mikroprzemieszczenia w części aktywnej każdej bramki względem struktury stałej, w wyniku mikroodkształceń na określonej odległości od obszaru mocowania podstawy do struktury, oblicza się mikroprzemieszczenia na podstawie wykrytego mikroodkształcenia w różnych regionach aktywnej części każdej bramki ustalającej w funkcji odległości od regionu mocowania i oblicza się siły występującej pomiędzy każdą bramką i montowaną konstrukcją.

Wspomniana powyżej właściwość polegająca na tym, że każda bramka ustalająca i mocująca jest niezależnym urządzeniem posiadającym podstawę ruchomą na stanowisku montażowym i przystosowaną do sztywnego zamocowania na stałej strukturze stanowiska w wymienionym powyżej roboczym stanie bramki, i cześć aktywną, na której zamocowano urządzenia ustalające i mocujące, która wystaje z podstawy i nie jest połączona bezpośrednio ze stałą strukturą stanowiska w roboczym stanie bramki, w związku z czym pozostaje swobodna w zakresie mikroodkształceń wzdłuż kierunku poprzecznego do podłużnego kierunku stanowiska, wskutek zmian wymiaru poprzecznego konstrukcji zgrzewanej w stosunku do wymiaru określonego teoretycznie, jako taka i typowa dla stanowisk montażowych „OPEN-ROBOGATE” typu. Analizy i badania przeprowadzone przez twórcę wykazały, że bramki ustalające zastosowane na stanowiskach tego typu, podatne w zakresie mikroodkształceń (które są zasadniczo mniejsze niż 1 mm/100 Newtonów) związane z połączeniem bramek do zgrzewanej konstrukcji, mogą być korzystnie wykorzystane do detekcji, w bardzo prosty i szybki sposób, sił wywieranych na zgrzewaną konstrukcję przy zamocowaniu przez bramki ustalające. Tak więc przykładowo poprzez umieszczenie czujnika trzpieniowego na stałej strukturze stanowiska każdej bramki ustalającej, bezpośrednio ponad regionem mocowania, gdzie bramka jest zamocowana na stałej konstrukcji, możliwe jest wykrywanie mikroprzemieszczenia (typowo rzędu poniżej 0,1 mm) jakie występuje wskutek połączenia bramki z konstrukcją zgrzewaną. Detekcja ta umożliwia obliczenie z dużą dokładnością przemieszczenia swobodnej części bramki ustalającej, w różnych odległościach od regionu zamocowania. Na podstawie liniowej relacji mogą być określone siły występujące pomiędzy zgrzewaną konstrukcją i bramką w kierunku poprzecznym.

Możliwe jest zatem sprawdzenie tego zjawiska w sposób prosty i dokładny, co pozwala na regulację stanowiska ze znacznie większą dokładnością na szerokości montowanej konstrukcji niż jaka jest obecnie możliwa do uzyskania. Możliwe będzie również wykrycie w ten sposób sił tak

PL 191 164 B1 dużych, że powodują rozłączenie części podstawy bramek ustalających względem stałej struktury, do której są zamocowane, gdy bramki te zostały zamknięte na zgrzewanej konstrukcji.

Jak już podano, zastosowanie prostego czujnika w dowolnym punkcie pomiędzy stałą strukturą i przyległym regionem bramki ustalającej umożliwi detekcję długości i kierunku mikroodkształcenia jakie występuje na konstrukcji bramki, w związku z czym może być ustalona wartość siły występującej na zgrzewanej konstrukcji, skierowanej zewnętrznie lub wewnętrznie w zależności od tego, czy montowana konstrukcja jest szersza czy węższa od wymiaru teoretycznego. Detekcja mikroodkształcenia bramek ustalających może być wykorzystana do obliczenia z bardzo duża dokładnością wartości sił oddziaływujących na konstrukcję, bez konieczności wprowadzania kosztownych i nieco kłopotliwych systemów detekcji tensometrycznej itp.

System może być wykorzystany do określenia sił oddziaływujących na konstrukcję w poszczególnych zabiegach operacyjnych tego stanowiska, na przykład w początkowym stadium, gdy poszczególne części składowe konstrukcji zgrzewanej są ustalane, gdy poszczególne części składowe są mocowane, i podczas następującego zabiegu zgrzewania oraz później po rozłączeniu bramek ustalających i otwarciu na zakończenie operacji zgrzewania. Dzięki systemowi według wynalazku możliwe jest ustalenie głównych źródeł występowania siły wykrywanej podczas operacji montażu.

Obliczenie sił wzdłuż poprzecznego kierunku (skierowanych do wewnątrz lub na zewnątrz) oddziaływujących na konstrukcję podczas montażu stanowi istotny czynnik w zakresie prognozowania zjawiska sprężynowania konstrukcji po odłączeniu bramek ustalających. System według wynalazku umożliwia kontrolowanie tego zjawiska i analizę w sposób łatwy i dokładny, w wyniku czego montaż oraz wcześniejsze stanowiska montażowe i operacje tłoczenia mogą być określone w najlepszy sposób.

Urządzenie według wynalazku jest więc urządzeniem montażowym posiadającym zintegrowany system detekcji szerokości montowanej konstrukcji, umożliwiający analizę zjawiska ewentualnych odkształceń występujących w konstrukcji podczas operacji montażu, w celu umożliwienia działania tego stanowiska z bardzo dużą dokładnością, gdy na przykład błędy wymiaru poprzecznego na zgrzanej karoserii będą leżały poniżej 1 mm. Wynalazek przedstawia również sposób montażu karoserii pojazdów mechanicznych lub ich podzespołów z wykorzystaniem opisanego powyżej urządzenia.

W korzystnym przykładzie wykonania urządzenia według wynalazku wspomniane powyżej środki czujnikowe obejmują pierwsze i drugie środki czujnikowe umieszczone odpowiednio w przednim i tylnym końcu każdej bramki ustalającej i mocującej, w wyniku czego detekcja odbywa się w czterech narożach stanowiska montażowego: przednim lewym, przednim prawym, tylnym lewym i tylnym prawym narożu stanowiska montażowego.

Zgodnie z następną korzystną właściwością obecnego wynalazku ze środkami przetwarzającymi związane są środki zobrazowania, ukazujące widok stanowiska montażowego w rzucie z góry, gdzie wyświetlane są wartości wybranego parametru spośród następujących: przemieszczenie wykryte przez wspomniane środki czujnikowe, przemieszczenie obliczone w górnej części każdej bramki lub siła wypadkowa występująca pomiędzy bramką i karoserią odpowiednio w czterech narożach: przednim lewym, przednim prawym, tylnym lewym i tylnym prawym stanowiska montażowego, na ekranie podawane są również wartości średnie obliczone odpowiednio pomiędzy wartościami naroża przedniego lewego i przedniego prawego, pomiędzy wartościami naroża tylnego lewego i tylnego prawego, pomiędzy wartościami naroża przedniego prawego i tylnego prawego i pomiędzy wartościami naroża przedniego lewego i tylnego lewego.

Ponadto, korzystnie każda wyświetlana wartość jest związana z kolorem, stosownie do kodu, który łączy określone kolory z określonymi zakresami zmian danego parametru. Wten sposób użytkownicy mogą szybko określić poprawne działanie systemu lub mogą przeprowadzić według potrzeby niezbędne regulacje, jeśli wystąpi anormalna sytuacja, jak na przykład niepożądane otwieranie obu bramek w miejscu ich sztywnego zamocowania wskutek nadmiernego wymiaru poprzecznego karoserii.

Ponadto wynalazek ten znajduje zastosowanie zarówno dla stanowiska typu wymienionego powyżej, który jest uniwersalny, tzn. zawiera wiele par bramek ustalających szybko zmieniających swe wzajemne położenie w celu dostosowania do różnych typów zgrzewanej karoserii, a także w odniesieniu do specjalistycznego stanowiska zawierającego jedną parę bramek ustalających przeznaczonych dla jednego modelu karoserii. Wadą wcześniejszych stanowisk zgrzewalniczych typu opisanego powyżej było to, że szerokość montowanej konstrukcji, tzn. wymiar poprzeczny do

PL 191 164 B1 kierunku podłużnego stanowiska zgrzewania, nie zawsze odpowiadał założonemu wymiarowi teoretycznemu. Nawet w najbardziej nowoczesnych i skomplikowanych przykładach wykonania nie uniknięto odchyłek od założonej szerokości, które wynosiły minimum parę milimetrów.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia stanowisko zgrzewania według dotychczasowego stanu techniki, w rzucie poprzecznym do podłużnego kierunku tego stanowiska, fig. 2 - stanowisko zgrzewania według obecnego wynalazku w powiększeniu, fig. 3 - szczegół według fig. 2, fig. 4, 5 - wykresy przedstawiające zasadę działania urządzenia według wynalazku, fig. 6 - obraz wyświetlany na terminalu wideo związanym ze środkami przetwarzającymi, zastosowanymi w urządzeniu według wynalazku.

Na fig. 1 przedstawiono ogólnie stanowisko montażowe do zgrzewania karoserii pojazdów mechanicznych, typu „OPEN-ROBOGATE”.

Zgodnie ze znaną metodą jako taką, w skład urządzenia wchodzi stanowisko zgrzewania 1 zawierające stałą strukturę 2 wyposażoną w środki 3 do wprowadzania, ustalania i zamocowania dolnej części karoserii pojazdu 4 doprowadzanej na stanowisko 1 na linii przenośnikowej 5. Szczegóły budowy tych części nie są tu opisane i zilustrowane ponieważ części te mogą być wykonane w każdy znany sposób i nie leżą w zakresie tego wynalazku. Wynalazek dotyczy zarówno przypadku, w których karoseria 4 jest montowana przed stanowiskiem zgrzewania i wprowadzana tu na linii przenośnikowej 5, oraz przypadku, w którym linia przenośnikowa 5 doprowadza tylko dolną część karoserii 4 do stanowiska zgrzewania, a pozostałe części (zasadniczo boki karoserii i górne poprzecznice łączące) są dodawane do płyty podłogowej na stanowisku zgrzewania.

Również zgodnie ze znanym sposobem gdy karoseria 4 dojdzie do stanowiska zgrzewania, zostaje ustalona i zamocowana za pomocą pary bramek ustalających i mocujących 6, 7.

Każda z bramek ustalających i mocujących 6, 7 jest zaopatrzona w urządzenia ustalające i mocujące schematycznie oznaczone jako 8 na fig. 2, przystosowane do połączenia z karoserią 4 przy przestawieniu bramek 6, 7z otwartego położenia nieroboczego (pokazanego linią przerywaną na fig. 1) do zamkniętego położenia roboczego (pokazanego linią ciągłą na fig. 1,2).

Po zamocowaniu karoserii 4 w położeniu odpowiednim do montażu może być wykonane zgrzewanie za pomocą środków zgrzewających, jak na przykład programowalne roboty 9 wyposażone w głowice do elektrycznego zgrzewania punktowego. Po zgrzewaniu otwierane są urządzenia ustalające i mocujące 8 a bramki ustalające 6, 7 powracają do otwartego położenia nieroboczego, co umożliwia odprowadzenie zgrzanej karoserii 4 ze stanowiska zgrzewania, przy jednoczesnym doprowadzeniu nowej konstrukcji przeznaczonej do zgrzewania na to stanowisko.

Wynalazek dotyczy zarówno przypadku, w którym stanowisko zgrzewania 1 zawiera jedną parę bramek ustalających 6,7 przeznaczonych dla określonego modelu karoserii, jak i przypadku, w którym stanowisko to jest zaopatrzone w liczne pary bramek ustalających 6, 7 szybko zmieniające swe wzajemne położenia na stanowisku roboczym i przystosowane do różnych typów karoserii pojazdów mechanicznych. W tym przypadku gdy bramki ustalające 6, 7 znajdują się w swym otwartym położeniu nieroboczym (pokazanym liniami przerywanymi na fig. 1) mogą być przesunięte wzdłużnie, umożliwiając wprowadzenie nowej pary bramek ustalających (nie pokazanej na rysunku) na stanowisko zgrzewania. W tym celu, również zgodnie ze znaną metodą, każda bramka 6, 7 jest zaopatrzona w dolny wózek 10z własnym napędem, prowadzony po szynach 11 ułożonych wzdłuż posadzki stanowiska.

Gdy bramki ustalające 6, 7 znajdują się w zamkniętym położeniu roboczym, są sztywno połączone i zablokowane do stałej struktury 2 za pomocą urządzeń blokujących (nie pokazano na rysunkach).

Według fig. 1, 2 każda z bramek 6, 7 posiada podstawę 12, która jest mocowana do stałej struktury 2. Mianowicie, w zamocowanym położeniu podstawa 12 każdej bramki 6, 7 jest poprzecznie dociśnięta do stałej struktury 2 na dwóch pionowych podporach 13,14 wzajemnie wycentrowanych względem siebie pionowo (pokazanych schematycznie na fig. 2).

Jak wynika z powyższego opisu, w każdej bramce ustalającej 6, 7 występuje część aktywna 15 pionowo wystająca z części podstawy 12, wolna od bezpośredniego połączenia do stałej struktury 2 stanowiska zgrzewania.

Zgodnie z wynalazkiem w każdej z bramek ustalających 6, 7 występuje trzpieniowe urządzenie czujnikowe S umieszczone nieco powyżej górnej podpory 13. W urządzeniu S o konstrukcji dowolnego znanego typu, występuje trzpień 16 (fig. 3) przystosowany do współpracy ze stopką 17 sztywno połączony do odnośnej bramki ustalającej, co umożliwia wykrywanie przemieszczeń bramki 7 względem stałej struktury 2 stanowiska wzdłuż kierunku A (fig. 3) poprzecznego względem

PL 191 164 B1 podłużnego kierunku stanowiska zgrzewania. Czujnik S emituje sygnał, który jest podawany do środków przetwarzania 18 (fig. 3) dowolnego typu, dostosowanych do przetwarzania i zobrazowania tego sygnału, a także do wykonywania obliczeń, które będą opisane poniżej.

Jak wspomniano, szerokość zgrzewanej karoserii 4, to znaczy wymiar w poprzecznym kierunku A, może być dłuższa lub krótsza od wymiaru teoretycznego. W wyniku tego po dojściu bramek ustalających 6, 7 do zamkniętego położenia roboczego oraz po połączeniu urządzeń ustalających i mocujących 8z karoserią 4 mogą wystąpić mikroodkształcenia (które jednakże nie przekraczają 1 mm/1000 Newtonów) górnych swobodnych części 15 obu bramek ustalających 6, 7. Takie mikroodkształcenia mogą być korzystnie wykorzystane, ponieważ umożliwiają one określenie sił występujących pomiędzy bramkami ustalającymi 6, 7i konstrukcją 4 wzdłuż poprzecznego kierunku A. Następuje to w drodze detekcji mikroodkształceń każdej bramki 6, 7w miejscu czujnika S, to znaczy na odległości L1 wzdłuż pionowego kierunku od górnej podpory 13 stałej struktury 2. Pozwala to na detekcję mikroodkształceń różnych części każdej bramki 6, 7 na różnych odległościach L wzdłuż kierunku pionowego od podpory 13 oraz umożliwia proporcjonalne obliczenie sił wzdłuż poprzecznego kierunku pomiędzy bramkami 6, 7 i karoserią.

Urządzenie według wynalazku jest zatem zaopatrzone w zintegrowany system detekcji poprzecznych wymiarów karoserii i sił oddziaływujących podczas operacji montażu, co umożliwia uzyskanie w bardzo łatwy i równocześnie dokładny sposób pełnego obrazu zjawiska odkształceń, jakim podlega karoseria podczas operacji montażu.

Dzięki zastosowaniu urządzenia według wynalazku jest zatem możliwe poprawienie ustawienia systemu zgrzewającego poprzez analizę odkształceń wywołanych w konstrukcji, określenie źródeł i wytwarzanych sił oraz wprowadzenie korekty, dla uzyskania jakości wymiarowej zgrzewalnej konstrukcji, co jest specyficzne dla obecnych norm.

Na fig. 4, 5 pokazano dwa wykresy przedstawiające zależność pomiędzy liniowym przemieszczeniem wykrywanym przez czujnik S oznaczonym jako d, siłą wypadkową f (fig. 4) występującą pomiędzy bramką 6 lub 7i karoserią pojazdu, i w przypadku fig. 5, przemieszczenie D obliczone w sposób opisany powyżej, w górnym końcu bramki. Oba wykresy przedstawiają liniowe korelacje ze zmianą pochylenia w punkcie P dla wartości odkształcenia, przy której występuje niepożądane otwarcie bramek ustalających 6, 7 na podporach 13, 14 w wyniku wystąpienia zbyt dużego wymiaru karoserii. Na wykresach oznaczono cztery obszary, I, II, III, IV, odpowiadające czterem różnym zakresom zmian wspomnianych powyżej parametrów. Obszar I przedstawia działanie idealne, natomiast obszar IV jest zakresem działania anormalnego, które wymaga natychmiastowej interwencji operatorów. Jak będzie to oczywiste poniżej, każdemu z obszarów przypisano w celach praktycznych inny kolor, co daje bezpośrednio dostrzegalne zobrazowanie warunków roboczych systemu. Przykładowo, obszarom I, II, III i IV przypisano kolejno następujące kolory: zielony, żółty, pomarańczowy i czerwony. Przykład uzyskania tego wyniku pokazano na fig. 6. Jest to schematyczny obraz pokazywany na terminalu video połączonym z urządzeniem sterującym zgodnie w wynalazkiem. Przedstawiono tu schematycznie stanowisko zgrzewania w rzucie z góry. W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku dla każdej z bramek 6, 7 zastosowano po dwa czujniki, które umieszczono w przednim i tylnym końcu bramek. W związku z tym detekcja odbywa się w czterech narożach stanowiska: przednim lewym, przednim prawym, tylnym lewym i tylnym prawym. Wyświetlany obraz (fig. 6) zawiera pole centralne oraz pole lewe i prawe. Wpolu lewym pokazywane są dwie wartości dla określonego parametru (w zilustrowanym przykładzie parametr ten jest obliczoną wartością przemieszczenia górnej części bramki, choć pokazany wynik odnosi się również do wartości przemieszczenia wykrywanego przez czujniki i siły pomiędzy karoserią i każdą bramką), w przednim końcu i w tylnym końcu lewej bramki. Podobnie w polu prawym pokazywane są obliczone wartości przemieszczenia w górnej części prawej bramki, w przednim końcu i w tylnym końcu tej bramki. W obszarze środkowym podawane są wartości średnie z dwóch wartości lewej przedniej i prawej przedniej, lewej tylnej i prawej tylnej, lewej przedniej i lewej tylnej, prawej przedniej i prawej tylnej. Oprócz tego komórka, w której wyświetlana jest każda z wartości ma kolor odpowiadający ustalonemu kodowi, który łączy kolory z danymi zakresami zmian parametrów, w czterech zakresach I-IV wspomnianych powyżej. Wten sposób użytkownik uzyskuje bezpośrednio dostrzegalną informację o warunkach roboczych systemu. W przypadku przykładu kodu kolorowego wspomnianego powyżej idealne warunki robocze występują wtedy, gdy wszystkie pokazywane pola mają kolor zielony, lub również zielony albo żółty. System pracuje na pograniczu akceptowalnych warunków roboczych,

PL 191 164 B1 gdy niektóre pola mają kolor pomarańczowy, natomiast gdy co najmniej jedno pole ma kolor czerwony, wymagana jest bezpośrednia interwencja obsługujących.

Dzięki środkom opisanym powyżej występuje możliwość kontrolowania systemu i regulacji w przypadku konieczności w sposób łatwy i bezpośredni.

Choć zasada wynalazku pozostaje ta sama, szczegóły budowy oraz przykłady wykonania mogą się znacznie różnić w stosunku do opisanego i zilustrowanego wyłącznie w drodze przykładu, bez odstępstwa od zakresu obecnego wynalazku.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do montażu karoserii pojazdów mechanicznych lub ich podzespołów, zawierające stanowisko montażowe wyposażone w programowalne środki montażowe, środki przenośnikowe wprowadzające przynajmniej części konstrukcji przeznaczonej do montażu na stanowisko montażowe i odprowadzające konstrukcję po zmontowaniu ze stanowiska montażowego, przynajmniej jedną parę bramek ustalających i mocujących (6, 7) umieszczonych po dwóch przeciwnych stronach stanowiska montażowego (1), zaopatrzoną w urządzenia ustalające i mocujące (8) utrzymujące elementy składowe konstrukcji (4) we właściwym położeniu montażowym, podczas wykonywania operacji montażu, przy czym bramki (6, 7) są umocowane ruchomo w kierunku do i od siebie, pomiędzy otwartym położeniem nieroboczym, w którym urządzenia ustalające i mocujące są odsunięte od konstrukcji przeznaczonej do montażu, i zamkniętym położeniem roboczym, w którym urządzenia ustalające i mocujące mogą być połączone z montowaną konstrukcją, znamienne tym, że każda bramka ustalająca i mocującą (6, 7) jest niezależnym zespołem posiadającym podstawę (12) ruchomą na stanowisku montażowym (1) i przystosowana do sztywnego zamocowania na stałej strukturze (2) stanowiska (1) w roboczym położeniu bramki (6, 7), i cześć aktywną (15), na której zamocowano środki ustalające i mocujące (8), wystającą z części podstawy (12) i niepołączoną bezpośrednio ze stałą konstrukcją (2) stanowiska w roboczym stanie bramki, zachowując swobodę mikroodkształceń w kierunku poprzecznym A względem podłużnego kierunku stanowiska, wskutek niewielkich zmian poprzecznego wymiaru montowanej konstrukcji w stosunku do wymiaru ustalonego teoretycznie, a pomiędzy częścią aktywną (15) każdej bramki ustalającej i mocującej (6, 7)i strukturą stałą (2) są usytuowane środki czujnikowe (6) wykrywające mikroprzemieszczenia części aktywnej (15) względem stałej struktury (2), wynikające z mikroodkształcenia na określonej odległości (L1) od regionu zamocowania podstawy (12) do stałej struktury (2), przy czym urządzenie zawiera ponadto środki (18) do przetwarzania sygnałów przychodzących ze środków czujnikowych (S) i do obliczania przemieszczenia różnych regionów aktywnej części (15) każdej bramki ustalającej i mocującej (6, 7) w funkcji odległości od regionu mocowania, jak również do obliczania sił występujących pomiędzy każdą bramką (6, 7) i montowaną konstrukcją (4).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że część aktywna (15) każdej bramki ustalającej (6) wystaje do góry z podstawy (12).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że środki montażowe (9) są utworzone przez programowalne roboty zaopatrzone w głowice do elektrycznego zgrzewania punktowego.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że środki czujnikowe (S) zawierają czujnik trzpieniowy umieszczony bezpośrednio ponad podstawą (12) bramki ustalającej (6, 7).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że środki czujnikowe (S) obejmują pierwsze środki czujnikowe i drugie środki czujnikowe występujące odpowiednio w przednim i tylnym końcu każdej bramki ustalającej i mocującej (6, 7), w wyniku czego detekcja odbywa się w czterech narożach stanowiska montażowego przednim lewym, przednim prawym, tylnym lewym i tylnym prawym.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że ze środkami przetwarzającymi związane są środki obrazujące schemat urządzenia montażowego w rzucie z góry, z wyświetlaniem wartości parametru wybranego spośród: przemieszczenia wykrywanego przez środki czujnikowe (S), przemieszczenia obliczonego w górnej części każdej bramki (6, 7), lub siły występującej pomiędzy każdą bramką (6, 7) i montowaną konstrukcją, odpowiednio w przednim lewym, przednim prawym, tylnym lewym i tylnym prawym narożu tego urządzenia, podawane są również wartości średnie obliczone pomiędzy wartościami przedniego lewego i przedniego prawego naroża, pomiędzy wartościami tylnego lewego i tylnej prawego naroża, pomiędzy wartościami przedniego prawego i tylnego prawego naroża, i pomiędzy wartościami przedniego lewego i tylnego lewego naroża.

   PL 191 164 B1
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że na wyświetlanym obrazie z każdą wartością związany jest jeden kolor, zgodnie z kodem kolorowym, przypisujący podane kolory danym zakresom zmian wspomnianego parametru.
8. 8. Sposób montażu karoserii pojazdów mechanicznych lub ich podzespołów, w którym dostarcza się stanowisko montażowe zaopatrzonego w programowalne środki montażowe, dostarcza się środki przenośnikowe doprowadzające przynajmniej jedną część konstrukcji przeznaczonej do montażu na stanowisko montażowe oraz odprowadzające konstrukcje po zmontowaniu na stanowisku montażowym, dostarcza się przynajmniej jedną parę bramek ustalających i mocujących, umieszczonych po przeciwnych stronach stanowiska montażowego zaopatrzonych w środki ustalające i mocujące (8) do utrzymywania elementów składowych konstrukcji przeznaczonej do montażu w odpowiednim położeniu montażowym, podczas wykonywania operacji montażu, bramki (6, 7) są ruchome w kierunku do i od siebie, pomiędzy nieroboczym położeniem rozsuniętym, w którym urządzenia ustalające i mocujące (8) są odłączone od montowanej konstrukcji (4) i zamkniętym położeniem roboczym, w którym środki ustalające i mocujące (8) mogą się połączyć z montowaną konstrukcją (4), znamienny tym, że zaopatruje każdą bramkę ustalającą i mocującą (6, 7) w podstawę (12) ruchomą na stanowisku montażowym (1) i przystosowaną do sztywnego zamocowania na stałej strukturze (2) stanowiska w położeniu roboczym bramki oraz część aktywną (15), w której umieszcza się środki ustalające i mocujące (8), wystającą z podstawy i niepołączoną bezpośrednio ze stalą strukturą (2) stanowiska w roboczym położeniu bramki, przez co pozostaje ona swobodna w zakresie mikroodkształceń w kierunku poprzecznym do podłużnego kierunku stanowiska, w wyniku niewielkich zmian poprzecznego wymiaru konstrukcji (4) w stosunku do wymiaru określonego teoretycznie, a po sprowadzeniu bramek (6, 7) i zamocowaniu w zamkniętym położeniu roboczym wykrywa się mikroprzemieszczenia w części aktywnej (15) każdej bramki (6, 7) względem struktury stałej, w wyniku mikroodkształceń na określonej odległości od obszaru mocowania podstawy (12) do struktury (2), oblicza się mikroprzemieszczenia na podstawie wykrytego mikroodksztalcenia w różnych regionach aktywnej części każdej bramki ustalającej (6, 7) w funkcji odległości od regionu mocowania i oblicza się siły występującej pomiędzy każdą bramką i montowaną konstrukcją.