CN100586780C - 车体组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车体组装方法，目的在于减少侧件与车顶夹具的尺寸与重量，并简化与车体侧件与顶件简易组装有关之分析问题。在步骤一中，使用夹具，而左侧件与右侧件相对定位于一底壳的一位置上(即定位在一车体生产线之预定位置上)，并焊接之。接着在步骤二中，释放夹持夹具之后，车顶放置于左侧件与右侧件的上方焊接边缘，并使用悬吊夹具定位之后，焊接之。

Description

车体组装方法
技术领域
本发明是有关于一种车体组装方法，且特别是有关于一种(1)使用于左侧件与右侧件焊接于一底壳(underbody)的组装方法；(2)焊接左侧件与右侧件于一底壳的组装方法，及放置一顶件(cross-member)例如是一车顶(roof)位于两侧件的顶端且焊接于完全分离的地方；及(3)使用于跳焊(tack-welding)一顶件例如是一车顶，前车箱(header)或后车架(frame-back)位于左侧件与右侧件的顶端且配置在一底壳上的方法。
背景技术
车体的主要构件包括一底壳、左侧件及右侧件与一车顶。这些主要构件的相对位置必须使用不同的定位夹具(positioning jig)来操作，且以焊接机械手臂(welding robot)点焊(spot-welding)所在的位置，之后再进行最后焊接的制作工艺。
然而，在公知车体组装方法中，粗略定位夹具(coarse positioning jig)一般用以定位主要构件。在其它方面，大型的可折叠式夹具(folding screen-typejip)用以定位侧件与车顶。在车体组装方法上，使用大型夹具用于车体生产线上的左右两侧，如此侧件夹具可前后移动，而用于车体生产线上方的车顶夹具可上下移动。
左侧件与右侧件可由输送带传送到相对应的夹具的前方，并以夹具夹持。接着夹具往前移动左侧件与右侧件，使其组装到底壳的预定位置上，再焊接到底壳上。侧件仍由定位夹具所支撑，而车顶仍由另一独立分开的夹具所支撑，其横跨于侧件的顶部，且车顶左右焊接边缘(weld edge)则分别焊接于左侧件与右侧件的上方焊接边缘。
由于可折叠的夹具非常大且太重，使得机器设备的费用增加。当生产模具改变与更换工具(retooling)时，目前所用的夹具必须先由夹具驱动机构(jigdrive mechanism)上移除，再组装新的。这是非常耗时的工作，也会使整个生产线停摆。
一些传统的车体组装方法使用旋转夹具(revolving jig)来加快更换工具的工作。然而，当使用旋转夹具时，由于必须以三角柱(triangular column)来支撑三个车体模型与一正方柱(square column)来支撑四个车体模型，其所使用的设备更大且更重于折叠式夹具所使用的设备，且机器设备的成本也会更高。
此外，左侧件夹具与右侧件夹具以及车顶夹具是独立分开的，以精确定位/焊接车顶于侧件上，这三个夹具必须相对于参考地面(ground)一固定***(stationary system)以精确地定位车体的位置。侧件夹具组装在驱动装置上以使侧件夹具能前后移动，而车顶夹具则组装在一驱动装置上以使车顶夹具能上下移动；这些驱动装置本身的定位精确度也会影响车顶与侧件焊接时的精确度。由于这些驱动装置必须要移动庞大且笨重的夹具以高速前后或上下移动，因此要维持其定位精确度的技术非常高且要定期保养。，
定位精确度随着时间而逐渐下降(gradual degradation)，尤其当驱动装置的移动件开始损耗时。
左侧件夹具与右侧件夹具以及车顶夹具是独立分开的，但由于三个夹具的焊接边缘同时接触车辆的左侧件、右侧件与车顶，因此容易引起外力干扰(interfering force)于三个夹具之间。当车辆左右两侧所受到的外力一样时，则不会有问题，但夹具定位准确性改变、不当的夹持(clamping anomalies)等会造成作用在左侧板与右侧板的外力偏斜。当外力偏斜发生时，侧件将会向左或向右倾斜，而前窗口(front window)与后窗口(rear window)开口会变形(distort)，使得挡风玻璃(windshield glass)与后窗口独璃(rear windowglass)无法适当地组装在开口上。
由于车顶与侧件之间的定位不精确而明显地(prominently)造成前后窗口开口的变形，如此小误差的定位将会造成挡风玻璃与后窗口玻璃在安装上的大问题。传统利用夹具来定位车顶的方法，是不可能同时均匀压住车顶与左侧件与右侧件的焊接边缘的，其原因为车顶的焊接边缘仅能与侧件焊接边缘之一形成第一次接触。当不均匀的接触产生于车顶与左、右侧件之间时，车顶与左、右侧件之间的定位精准度会小幅下降。
上述问题可在原型式样(prototyping)期间来检测，校正与调整，但必须花大量时间与努力来分析问题的来源。
发明内容
因此，本发明的第一目的就是在减少侧件夹具的尺寸与重量，而侧件可跳焊到车辆底壳的左右两侧，以减少机器设备的成本投资并提供更快与更简易的更换工具。
本发明的第二目的是提供一种车体组装方法，能使用更小且更轻的夹具来夹持侧件与车顶，也能减少机器设备的成本投资并提供更快与更简易的更换工具，且利于分析组装侧件与车顶的相关问题。
本发明的第三目的是提供一种车辆组装方法，能减少车顶夹具的尺寸与重量，以减少机器设备的成本投资并提供更快与更简易的更换工具，且利于精确对位与跳焊顶件(车顶、前车箱、后车架等)到侧件上，而不需使用大型的驱动装置来升降夹具。
为达本发明的上述目的，本发明提出一种车体组装的方法，其方法在于底壳定位在一车体生产线的一预定位置上，而左侧件与右侧件藉由传送机械手臂进行传送且放置在一垂直直立状态下，以使其下方焊接边缘能对齐于底壳的左右两侧的焊接边缘。至少四个相对于垂直直立的左侧件与右侧件的下方焊接边缘的前端位置与后端位置与底壳接合在一起，并由至少四个夹持夹具所夹持进行夹持定位，使得在接合与夹持状态下能焊接侧件至底壳的一预定位置，其中，该夹具仅在该左侧件与该右侧件的下方焊接边缘的前端位置与后端位置限制其左右、前后与上下的方向，而不需要夹持整个所述左侧件与所述右侧件。
侧件的输送与垂直放置可由一般用途机械手臂来达成，而侧件被带到机械手臂所在位置的附近时能被机械手臂举起，并移动到垂直底壳且直立放置的一预定位置上。在垂直直立的状态下，四个预先定位夹持夹具(pre-positionedclamping jig)可接合并夹持左侧件与右侧件的下方焊接边缘到底壳的至少四个前端位置与后端位置上，之后再以焊接机械手臂进行焊接。
公知夹具是用来夹持整个侧件所设计的，也就是说夹具的尺寸必须是侧件的两倍大。然而，在本发明中，不需要夹持整个侧件，只需以一般用途的输送机械手臂，限制侧件的倾斜，而仅能在下方焊接边缘的前端部分与后端部分以四个夹持夹具限制其左右、前后与上下的方向。即夹持夹具的尺寸可缩小且重量轻，以减少机器设备的成本。也由于夹持夹具可更小更轻，因此容易以一般用途的机械手臂来带动，也能够更轻易更快更换工具，以减少更换工具的设备成本。也由于夹持夹具较小，可节省贮存区域的空间，而不会占用生产线。
本发明的第二种车体组装的方法，其方法在于底壳定位在一车体生产线的一预定位置上，而左侧件与右侧件藉由传送机械手臂进行传送且放置在一垂直直立状态下，以使其下方焊接边缘能对齐于底壳的左右两侧的焊接边缘。至少四个位在相对于垂直直立的左侧件与右侧件的下方焊接边缘的前端位置与后端位置与底壳接合在一起，并由至少四个夹持夹具所夹持进行夹持定位，使得在接合与夹持状态下能焊接侧件至底壳的一预定位置，该夹具仅在该左侧件与该右侧件的下方焊接边缘的前端位置与后端位置限制其左右、前后与上下的方向，而不需要夹持整个所述左侧件与所述右侧件。其中，提供二个前端与二个后端的滑动板(slide plate)定位在车体生产线的左右两侧的预定位置上，并固定底壳，其面对生产线的方向前后移动以供配置/释放负载的夹持夹具之用；以及一可上升/下降的升降平台(elevator platform)在每一滑动板的缩回位置(retracted position)上，以供配置/释放负载的夹持夹具之用；该方法能使升降平台上升并将夹持夹具传送(以下包括整个手动传送、使用辅助设备如起吊机(hoist)的半自动传送以及使用传送设备例如机械手臂的自动化传送等皆是)到此上升的升降平台，并由机械手臂所承载，以传送夹持夹具到一滑动板的缩回位置进而降低升降平台。滑动件再向前移动，而侧件通过夹持夹具与底壳相互结合与夹持。当升降平台配置另一个夹持夹具时再度升起，并再以一机械手臂所传送，以供更换工具之用。更换工具时，夹持夹具在滑动板的前端位置上被一机械手臂举起，而空的(empty)滑动件在升降平台下降之后则缩回，以供传送下一个于滑动板上的夹持夹具。
侧件的输送与垂直放置可由一般用途机械手臂来达成，而侧件被带到机械手臂所在位置的附近时能被机械手臂举起，并移动到垂直底壳且直立放置的一预定位置上。在垂直直立的状态下，四个预先定位夹持夹具可接合并夹持左侧件与右侧件的下方焊接边缘到底壳的至少四个前端位置与后端位置上，之后再以焊接机械手臂进行焊接。
公知夹具是用来夹持整个侧件所设计的，也就是说夹具的尺寸必须是侧件的两倍大。然而，在本发明中，不需要夹持整个侧件，只需以一般用途的输送机械手臂，限制侧件的倾斜，而仅能在下方焊接边缘的前端部分与后端部分以四个夹持夹具限制其左右、前后与上下的方向。即夹持夹具的尺寸可缩小且重量轻，以减少机器设备的成本。也由于夹持夹具可更小更轻，因此容易以一般用途的机械手臂来带动，也能够更轻易更快更换工具，以减少更换工具的设备成本。也由于夹持夹具较小，可节省贮存区域的空间，而不会占用生产线。
本发明的第三种车体组装的方法，其特征包括步骤一：使用第一夹具定位一左侧件与一右侧件于车体生产线上相对于一底壳之一预定位置，对齐侧件之下方焊接边缘于底壳之左右焊接边缘并焊接之；以及步骤二释放第一夹具，并放置一顶件如车顶、前车箱或车后架于左侧件与右侧件的上方焊接边缘，且使用一第二夹具定位与对齐顶件的左右焊接边缘于左侧件与右侧件的上方焊接边缘，并焊接定位状态下的上方焊接边缘至左右焊接边缘。
在上述步骤一中，左侧件与右侧件相对定位于底壳上。在步骤二中，当步骤一的第一夹具释放之后，才以第二夹具定位顶件例如是车顶、前车箱或车后架，并加以焊接。因此，第一与第二夹具之间可避免外力干扰的可能性，也大幅减少分析侧件组装至顶件的问题的时间。也因为无外力干扰产生于夹具之间，夹具能更加轻小，以减少机械设备的成本并使更换工具更加快速、简易。
本发明的第四种车体组装的方法，其特征包括：对齐侧件的下方焊接边缘于一底壳的左右焊接边缘，而底壳定位在车体生产线的一预定位置上，并焊接之；接着粗略放置一顶件例如是一车顶、前车箱或一车后架于右侧件与左侧件的上方焊接边缘之间，使得顶件的左右焊接边缘对齐于侧件的上方焊接边缘；横向放置且粗略放置顶件在悬吊夹具的左右两端，一前一后，而该悬吊夹具可配置地/可释放地由地面向上延伸的一悬吊架所支撑；以及使用供给一夹持夹具的左右两端之一能源(common source)至悬吊夹具，以接合并夹持侧件的上方焊接边缘的前端部分与后端部分到顶件的左右焊接边缘的前端部分与后端部分，且在接合与夹持状态下跳焊侧件与顶件的焊接边缘。
当顶件例如为一车顶、前车箱或车后架粗略放置在两侧件的上方之间时，悬吊夹具夹持顶件到侧件上，而顶件与侧件的焊接边缘的部分被定位于固定***之内，并通过悬吊架。因此，侧件的上方与下方焊接边缘相对于固定***皆已定位。四个位在焊接边缘的位置，由顶件的角落到两端，其相对于地面的位置皆已定位。由于在定位状态下，顶件与侧件用跳焊接合，因而不会造成前后窗口开口的扭曲变形，即前后窗口的开口能保持原状。
因悬吊夹具比传统车顶夹具来得更小更轻，故机械设备的成本能大幅减少，也使更换工具贮存区域与夹具传送机械手臂可配置在车顶装配站之外，因此减少夹具输送带之使用，且能达到快速更换工具。
左右夹持夹具配置在每一悬吊夹具上，以相同的电源驱动。顶件的左右焊接边缘的前端部分与后端部分能与左侧件与右侧件的上方焊接边缘的前端部分与后端部分同时接合-夹持(joining-clamping)，以减少接合-夹持时前后窗口开口扭曲变形的可能性。
本发明第四种车体组装的方法的影响略述如下：
在上述的本发明第一种方法中，至少四个位在左侧件与右侧件的上方焊接边缘的前端位置与后端位置，已接合并配置于底壳上，并由至少四个夹持夹具夹持于预定位置上，使得在接合与夹持的状态下焊接侧件至底壳上。因此，相较于传统车体组装方法，其利用大型夹持夹具来夹持整个侧件，而本发明的方法则是大幅减少夹具尺寸、机械设备之成本与快速更换工具的步骤。此外，在公知方法中，需三个步骤：(1)设定侧件相对于夹持夹具的位置(2)操作夹具以夹持侧件(3)通过夹具移动以设定侧件于底壳上。然而，在本发明中，此工作仅需二个步骤即可：(1)设定侧件于底壳上以及(2)操作夹具以夹持侧件。因减少一次侧件操作，因此能大幅减少时间并减少侧件在操作过程中损伤的可能性。
在上述的本发明第二种方法中，至少四个位在左侧件与右侧件的上方焊接边缘的前端位置与后端位置，已接合并配置于底壳上，并由至少四个夹持夹具夹持于预定位置上，使得在接合与夹持的状态下焊接侧件至底壳上。因此，相较于传统车体组装方法，其利用大型夹持夹具来夹持整个侧件，而本发明的方法则是大幅减少夹具尺寸、机械设备的成本与快速更换工具的步骤。特别是，因夹持夹具的尺寸与重量的减少，夹持夹具可由机械手臂操作而切换到不同车体型态的生产线。也可以结合使用滑动板与升降平台来移动夹持夹具，准备更换工具，故使用于下一个车型的夹具能轻易地放置在升降平台上。当目前所使用的夹具出现在滑道(slide guide)的前端时，夹具被机械手臂举起，而滑动板缩回后，升降平台再下降。现在，滑动板仅需要向前移动到可供下一车型夹持即可，故可大幅缩短作业时间。
在上述的本发明第三种方法中，步骤一中，左侧件与右侧件使用第一夹具焊接至底壳上，而步骤二中，第一夹具释放，而车顶使用第二夹具焊接至左侧件与右侧件。因此，可避免外力干扰于第一夹具与第二夹具之间。由于无外力干扰于其中，夹具可做得更小更轻，也减少机械设备成本，且更轻易更快速更换工具。在本方法中，第一夹具可定位侧件于前后与上下方向的位置，而第二夹具可定位侧件于横向倾斜(lateral tilt direction)方向的位置。因此，当前后窗口开口的形状变形发生时，只要分析第一与第二夹具之间因果关系(cause-and-effect)与变形量即可解决问题。
在上述本发明第四种方法中，车顶粗略放置在两侧件的上方之间，且悬吊夹具之夹持夹具接合-夹持于侧件，因而定位接合部分相对于地面的固定***。如此，侧件的上方与下方焊接边缘相对于固定***皆已定位，而四个位在顶件的角落的焊接边缘的位置皆已定位。由于在定位状态下，顶件与侧件用跳焊接合，因而不会造成前后窗口开口的扭曲变形，即前后窗口的开口能保持原状。也由于悬吊夹具相对于传统方法所使用的车顶夹具做得更小更轻，因此能减少机械设备成本、更快速更轻易更换工具。也由于一般用途的机械手臂适于以悬吊夹具来更换工具，因此传统方法中升降夹具用的大型驱动装置不再需要，进而大幅减少机械设备的成本。此外，本发明中，可同步驱动悬吊夹具中左右夹持夹具的开关的电源，以同时激活或关闭左右夹持夹具。换句话说，当车顶接合并夹持于侧件时，其左右两侧能精确地同时夹持，以避免因左右两侧夹持的时间差而造成定位误差发生于车顶与侧件之间。也因此前后窗口开口的形状变形量能降低至最小。
附图说明
图1绘示一种侧件装配站的简易图。
图2绘示车底壳与侧件的简易图。
图3绘示一侧件在侧件装配站的侧视图。
图4绘示一种侧件装配站的平面图。
图5绘示一种车体生产线的简易平面图。
图6绘示滑动板上放置一夹具以及一升降平台的示意图。
图7绘示以夹具交换一侧件夹具的操作过程的侧视图。
图8绘示一车顶粗略放置站的示意图。
图9绘示一车顶装配站的示意图。
图10绘示一车顶装配站的侧视图。
图11(A)绘示一车顶装配站的前视图。
图11(B)绘示一夹持夹具驱动***的简易图。
图12绘示一车顶装配站的平面图。
图式标示说明
1：侧件装配站      2：车体生产线
3：底壳            4：侧件
5：车顶粗略放置站  6：车顶装配站
7：货车            10-1～10-6：机械手臂
11-1～11-4：夹持夹具      12：外遮件
13：滑动板                14：滑道
15：升降平台              20：上升点垂直柱
21：杆体                  22、26：定位梢
23：夹具座                24、25、27：通孔
31：车顶                  32：第三传送机械手臂
33-1、33-2：焊接机械手臂  34：悬吊架
34a：左右二悬吊侧架       34b：横梁
35、36：悬吊夹具          37-1、37-2：第四传送机械手臂
38-1、38-2：焊接机械手臂  39：夹持夹具
40：前窗口开口            41：后窗口开口
42-1、42-2：架子          51：气压缸
52：夹头                  53：空气贮存槽
54：串行电磁阀            55：夹持-打开空气路径
56：夹持-关闭空气路径
具体实施方式
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
图1绘示实现本发明的一种侧件装配站的简易图。如图5所示，侧件装配站1配置在车体生产线的一指定位置。侧件装配站1位在车体生产线2上游，即图2所示的底壳3生产线。车体的后端朝向前面，并传送至侧件装配站。如图5所示的生产线的顺序，侧件装配站1的下游是一车顶粗略放置站(roof coarse placement station)5以及车顶装配站6，用以完成侧件4的下方焊接边缘的最后焊接。车顶装配站6的下游系为一车顶最后焊接站。
如图1所示，在侧件装配站1中提供多个机械手臂10-1～10-6以及多个夹持夹具11-1～11-4。侧件4已经定位在车体生产线2上以跳焊至底壳3左右两侧上，而外遮件(cowl outer member)12则焊接至前端。
侧件装配站1包括滑道(slide guide)14，其位于车体生产线2相对于左右两侧的位置上，以引导滑动板13前后移动；升降平台15，其配置于这些滑道14的后端；夹具交换机械手臂10-1、10-2用以放置四个将使用的夹持夹具11-1～11-4于升降平台15上，并将已使用的夹持夹具11-1～11-4移除于滑动板13；一第一传送机械手臂10-3，其配置于夹具交换机械手臂10-1、10-2之间，以传送侧件4；一焊接机械手臂10-4，其配置于滑道14之间，略低于平台表面；一独立分开的焊接机械手臂10-5，其配置于滑道14的前端；以及一第二传送机械手臂10-6，其配置在滑道14之后端，以设定外遮件12于车体之前后端。
如图4所示，滑道14配置在垂直于车体生产线2的方向上，且位于夹具交换机械手臂10-1、10-2之间。滑动板13配置于滑道14上，且可随滑动驱动装置(slide drive mean)前后移动。夹持夹具11-1～11-4可移除地/更换地放置于滑动板13上，而这些夹持夹具11-1～11-4夹持于底壳3左右两侧的焊接边缘的前端部分与后端部分至侧件4下方焊接边缘之前端部分与后端部分，并同时定位至相对于地面的一固定***(有关夹持夹具的夹持部分不再详细描述)。连接器(未绘示)放置于滑动板13的上表面，以连接至一气压***(air system)以及至一电气控制***，作为驱动夹持夹具11-1～11-4的夹持部分的来源。也可利用快速连接/拆除的连接器于执行夹持功能的夹持夹具11-1～11-4上。
如图6所示，每一升降平台15位于滑道14的后端，且配置于上升点垂直柱(upward-pointing vertical cylinder)20的杆体21的上方，以使升降平台15能通过伸缩杆体21以上升或下降。多个定位梢(positioning pin)22配置于升降平台15的上方。当夹具交换机械手臂10-1、10-2承载下一组将使用的夹持夹具11-1～11-4于升降平台15上，而每一个定位梢22与夹具座(jig seat)23所提供的通孔(through hole)24套合，而通孔25形成于每一滑道14的中心点，其大于升降平台15的面积。多个定位梢26配置于通孔25的周围表面上，以作为锁固之用。当滑动板13缩回至滑道14的后端且升降平台15下降时，夹具11-1～11-4传送至滑动板13上，且定位梢26***于夹具座23的周围表面的通孔27中。当升降平台15下降时，其通过滑动板13的通孔25而到达一停止位置，其略低于滑动板13的水平移动路径。
为支持更换工具的要求，多个不同类型的夹持夹具11-1～11-4配置在夹具交换机械手臂10-1、10-2的附近，而这些机械手臂承载在升降平台15之上，如图7之(1)所示。当升降平台15下降之时，夹具11-1～11-4承载于升降平台15上，并传送于滑道14末端的滑动板13上，如图7之(2)所示。同时连接气压与电气***。配置有夹具11-1～11-4的滑动板13通过滑动驱动装置向前移动，如图7之(5)所示，而底壳3的焊接边缘传送至侧件装配站1，且侧件4由第一传送机械手臂10-3传送并夹持四个位置：二前端位置与二后端位置。在夹持状态下，底壳3与侧件4以焊接机械手臂10-4、10-5跳焊，之后夹持夹具11-1～11-4释放并稍微缩回，与滑动板13一起由图7的虚线所指的位置向实线所指的位置移动，以等待下一个即将跳焊的底壳3与侧件4。当要执行更换工具时，夹持夹具留在其等待位置上，而夹具交换机械手臂10-1、10-2移除夹具11-1～11-4，如图7之(2)所示，并回到这些机械手臂附近的夹具贮存区域的位置。当夹持夹具11-1～11-4凭借夹具交换机械手臂10-1、10-2承载于升降平台15上之后，再由相同的机械手臂移除而成为‘完全使用’的状态，如图7之(2)所示。因此，在更换工具之下，一个夹具交换机械手臂10-1(10-2)负责执行一个夹持夹具，但下一个要更换的夹具11-1～11-4已经承载于升降平台15上，之后再移除‘完全使用’的夹具11-1～11-4，如图7之(2)所示。当滑动板13缩回而升降平台15下降时，滑动板13仅需要向前移动到装配站，以准备开始在极短时间内进行新车型的夹持步骤。
由于夹具11-1～11-4相对于传统方法所使用的更小，而供更换工具用的夹具11-1～11-4贮存也维持在夹具交换机械手臂10-1、10-2之附近，也就是指更换工具期间，可立即将需要的夹具由交换机械手臂送出。关于这点，传统方法以大型夹具要维持适当的贮存空间邻近于车体生产线2是有困难的。正常下，夹具放置在与车体生产线2分开一段距离的位置上，并藉由输送带传送到侧件装配站上。本发明使用密集的夹持夹具11-1～11-4代替输送带，因此就不需利用到传统方法的输送带。
图1绘示第一传送机械手臂10-3接收由输送带(未绘示)所传送的侧件4，并且如图2配置侧件于底壳3的一预定位置上，而底壳3已经传送到侧件装配站1。侧件4以其下方焊接边缘与底壳3的左右两侧焊接边缘相互接触来设定。在此阶段，侧件4的定位是由第一传送机械手臂10-3精确定位，但由于机械手臂的定位精确度有其限制，因此侧件4使用更精确的夹持夹具11-1～11-4来定位，如上所述。
在传统方法中，需三个步骤：(1)设定侧件4相对于夹持夹具的位置(2)操作夹具以夹持侧件4(3)通过夹具移动以设定侧件4于底壳3上。然而，在本发明中，此工作仅需二个步骤即可：(1)设定侧件4于底壳3上以及(2)操作夹具以夹持侧件4。因减少一次侧件4操作，因此能大幅减少时间并减少侧件4在操作过程中损伤的可能性。
接着，图8绘示与车顶粗略放置站5相关的图标。此站的目的是悬吊车顶31以粗略放置车顶31于两侧件4的上方并跳焊两侧件4至底壳3的左右两侧。车顶粗略放置站5有一第三传送机械手臂32以供传送车顶31并放置车顶31于侧件4上，以及二焊接机械手臂33-1、33-2位在每一侧，共四个焊接机械手臂，以供最后焊接侧件4下方焊接边缘之用。注意的是，公知的车顶31与侧件4以公母配合结构(male-female mating structure)来避免前后方向上之内定位误差(inter-positioning error)。
然而，在本发明中，车顶粗略放置站5也可支撑除了车顶31以外的顶件(前车箱、后车架等)于左侧件4与右侧件4之间。前车箱与后车架例如可装在车顶31中预留的底面，或在车顶31放在侧件4上之前，先装在侧件4之间的前端或后端。本发明的装配站5亦可利用其它模式来进行。
此外，图9～12所示的车顶装配站6，在装配站6中，车顶31悬吊于车顶粗略放置站5的侧件4之间，且适当地定位于侧件4上的跳焊位置。本站包括一悬吊架34横跨于车体生产线2上；一前方与后方的悬吊夹具35、36可移除地/可配置地位在悬吊架34上；第四传送机械手臂37-1、37-2用以传送悬吊夹具35、36；以及焊接机械手臂38-1、38-2用以点焊车顶31至侧件4上。
悬吊架34由一组左右二悬吊侧架(left-right pair of suspension frame sidesection)34a与一横梁(cross-connection beam)34b横跨于车体生产线2上且连接于左右二悬吊侧架34a的中点，所组成的定位***。悬吊夹具35、36的端部可移除地/可配置地位在悬吊侧架34a上方的预定位置上，而横梁34b主要是改善悬吊架34的横向硬度。若不使用横梁34b且能获得不错的横向硬度时，则只需要侧架的部分即可。也就是说，虽然我们称之为悬吊架，若不需要横梁34b时，则建议为框架(framework)。只要有适当的横向硬度确保只需要侧架34a即可时，就不需要特别解释(strict interpretation)悬吊架。任何功能相同之结构均可使用，只要合乎工作所需。如图11(A)所示，左右二夹持夹具39位于每一悬吊夹具35、36的底面的两端。这些夹持夹具39的用途是夹持车顶31的焊接边缘的前后、左右两侧到侧件4的上方焊接边缘的前后位置，而夹头(clamp jaw)52的开关通过气压缸51来驱动，如图11(B)所示。为使左右二夹持夹具39的打开/关闭的时间同步化，夹具39可连接到同一气压供给***(air supply system)作为同一驱动来源，并连接至一电性控制***。连接至气压或电性控制***的方式可透过***上的连接器(coupler)，其位在每一悬吊夹具35、36的底面的两端，如此当悬吊夹具35、36放置在悬吊架34上时，能快速连接/拆除连接至悬吊架34上的气压***或电性***，如图11(B)所示的空气贮存槽(reserve air tank)53、串行电磁阀(tandem electromagnetic valve)54、一夹持-打开空气路径(clamp-opening airflow route)55以及一夹持-关闭空气路径(clamp-closing air flow route)56。
在先前步骤中，底壳3与侧件4焊接在一起成为单一件，而底壳3固定在一货车(cart)7上并位在一固定***(包括地面在内)之一固定位置上。在此状态下，当侧件4与车顶31已经粗略放置在侧件4的上方，且以悬吊夹具35、36接合在一起时，四个位在车顶31与侧件4的焊接边缘的位置，其相对于固定***的位置通过悬吊架34来加以定位。据此，八个位在侧件4上方与下方焊接边缘的前端与后端的位置，其相对于固定***的位置也全部定位，且四个位在车顶31角落的焊接边缘位置，其相对于固定***的位置也全部定位，故侧件4与车顶31在此定位状态下进行跳焊时，前窗口开口40或后窗口开口41不易扭曲变形，因而前后窗口开口40、41的形状也就能保持一定。
在传统车顶31装配方法上，左侧件与右侧件配置在车顶上时，侧件必须以大型夹具夹持，而左侧件4与右侧件4的上方焊接边缘与车顶31必须同时接合。因此之故，当左侧件4与右侧件4夹持于车顶31的时间稍有偏差时，容易造成前后窗口开口40、41的扭曲变形。据此，本发明的改善之道，因左右夹持夹具39位在悬吊夹具35或36上且以相同的气压***所驱动，因此前窗口开口40与后窗口开口41附近的上方左右角落的位置可同时被夹持，以减少前后窗口开口40、41的变形量至最小值。
此外，传统上的侧件4/车顶31的组装方法中，当侧件4到达底壳3之前，侧件4被传送于处理单元(handling unit)之间两次。侧件4容易产生轻微的变形(slight warping)，且会造成侧件4夹持于车顶31上时的轻微的夹持定位误差。另外，车顶31放下于侧件4的上方时，且被大型夹具的底部夹持而支撑时，要使如此大型且笨重的夹具保持准确的尺寸控制则需要复杂的机构与高度技术的保养。最后，在原型期间，将玻璃固定在前窗口开口40与后窗口开口41的能力是要检测的，但要检测并调整修正已经出现的玻璃固定缺陷时，甚至当更精确地使用测试与分析设备时，是无法再减少底壳3、侧件4或车顶31产生缺陷定位的可能因素。
然而，本发明的改善之道中，侧件4仅传送一次，因而大幅降低变形的可能性。也由于使用固定***作为夹持车顶31的角落到侧件4的上方焊接边缘的前端部位与后端部位的参考位置，因此提高前后窗口开口40、41的形状与尺寸的可靠性。特别是，车顶31的外型为向上的凸圆且具有可挠性，能膨胀与收缩，因此一旦侧件4的上方焊接边缘的前端部位与后端部位已经正确定位于固定***的地面时(以悬吊夹具35、36与悬吊架34定位)，甚至车顶31有残留一些后挤压(post-press)的扭曲或变形于一些区域上，除了窗口开口40、41的周围以外，由于不会影响窗口开口40、41的形状，甚至假使，有玻璃固定的问题发生时，要分析隔离问题的来源，且要正确地处理来说，就比传统方法来得容易多了。
夹持夹具39使用于悬吊夹具35、36上是车型-特定的(model-specific)，也就是说更换一组新的车型需要一组夹持夹具39。在本发明中，多个悬吊夹具35、36与夹持夹具39的设立可使其车型-特定，且贮存供不同车型用的悬吊夹具35、36使其靠近于第四传送机械手臂37-1、37-2。悬吊架34配置悬吊夹具35、36的高度高于地面。因此，悬吊夹具35、36的贮存区域以及第四传送机械手臂37-1、37-2的固定位置，最好能在与悬吊架34同样高度的架子(rack)42-1、42-2上，且邻近于车体生产线2。如图11(A)所示，设立机械手臂与悬吊夹具35、36于这些架子上。悬吊夹具35/36贮存区域与传送机械手臂37-1/37-2可位在一架子上(架子42-1或架子42-2)，但为了能支撑多个更换工具以减少更换工具的时间，架子42-2位在生产线2的另一侧上(架子42-1之对侧)，且贮存区域与机械手臂37-1、37-2可位置在架子42-2上，如图12所示。基本上，单一个传送机械手臂37-1(37-2)能处理在更换工具中悬吊夹具35(36)的移除与放置的动作，但若使用多个独立分开的传送机械手臂，在效率上则能改善更换工具的时间(例如在生产线的另一侧的架子42-2上)，以进行悬吊夹具35、36的移除与放置的动作。
此外，由于悬吊夹具35、36放置于车顶31的前端部分与后端部分，当直接朝向一侧件4时，要有相当大的通行空间(accessible space)于左侧件4与右侧件4的上方焊接边缘，且其位于悬吊夹具35、36的前方与后方之间。因此之故，当焊接机械手臂38-1、38-2放置在传送机械手臂之间时，车顶31能以极短距离跳焊至侧件4上。因而减少焊接机械手臂的尺寸，且简化焊接夹具的结构。也由于车顶31与侧件4之间有良好的通行性(accessibility)，最后焊接机械手臂能与跳焊机械手臂放置于此，因而可增加一装配站的工作量，且减少整个车体生产线2的装配站的数量，并缩短车体生产线2。
若比较悬吊夹具35、36与公知的车顶夹具，可发现侧件4夹具、习知的车顶夹具的尺寸大于车顶31的尺寸，因而增加机械设备的成本与更换工具的时间。然而，本发明中，车顶夹具的形状为矩形(oblong)，且体积较小。若有适当的架子在传送机械手臂37-1、37-2的附近，多个悬吊夹具35、36可配置在极小的区域上，因此可减少公知方法中更换工具的时间，与减少传送夹具的设备。
虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许之更动与润饰。例如，侧件4以一第一传送机械手臂10-3设立于底壳上，而任何与传送机械手臂10-3功能相同者均可使用之。当然，夹具11-1～11-4的数量不一定是四个，必要时也可使用不同数量的夹具，以支撑不同的车型。因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种车体组装方法，其特征在于，一底壳定位在一车体生产线的一预定位置上，而一左侧件与一右侧件藉由传送机械手臂进行传送且放置在一垂直直立状态下，以使其下方焊接边缘能对齐于该底壳的左右两侧的焊接边缘；以及至少四个位在相对于垂直直立的该左侧件与该右侧件的下方焊接边缘的前端位置与后端位置与该底壳接合在一起，并由至少四个夹持夹具所夹持进行夹持定位，使得在接合与夹持状态下能焊接该些侧件至该底壳的一预定位置，
其中，该夹具仅在该左侧件与该右侧件的下方焊接边缘的前端位置与后端位置限制其左右、前后与上下的方向，而不需要夹持整个所述左侧件与所述右侧件。
2.一种车体组装的方法，其特征在于，一底壳定位在一车体生产线的一预定位置上，而一左侧件与一右侧件藉由传送机械手臂进行传送且放置在一垂直直立状态下，以使其下方焊接边缘能对齐于该底壳的左右两侧的焊接边缘；以及至少四个位在相对于垂直直立的该左侧件与该右侧件的下方焊接边缘的前端位置与后端位置与该底壳接合在一起，并由至少四个夹持夹具所夹持进行夹持定位，使得在接合与夹持状态下能焊接该些侧件至该底壳的一预定位置，该夹具仅在该左侧件与该右侧件的下方焊接边缘的前端位置与后端位置限制其左右、前后与上下的方向，而不需要夹持整个所述左侧件与所述右侧件；其中，
提供二个前端与二个后端的滑动板，其定位在车体生产线的左右两侧的预定位置上，并固定该底壳，该些滑动板面对生产线的方向前后移动以供配置/释放负载的夹持夹具之用；以及
一可上升/下降的升降平台位在每一该些滑动板的缩回位置上，以供配置/释放负载的夹持夹具之用；
该方法能使该升降平台上升并将一夹持夹具传送到该上升的升降平台，并由一机械手臂所承载，以传送该夹持夹具到一滑动板的缩回位置进而降低升降平台；
该滑动件再向前移动，而该些侧件通过该夹持夹具与该底壳相互结合与夹持；
当该升降平台配置另一个夹持夹具时再度升起，并再以一机械手臂所传送，以供更换工具之用；以及
更换工具时，该夹持夹具在该滑动板的前端位置上被一机械手臂举起，而空的滑动件在该升降平台下降之后则缩回，以供传送下一个于该滑动板上的夹持夹具。
3.如权利要求1或2所述的车体组装的方法，其特征包括：
步骤一：使用一第一夹具定位一左侧件与一右侧件于一车体生产线上相对于一底壳的一预定位置，对齐该些侧件的下方焊接边缘于该底壳的左右焊接边缘并焊接之；以及
步骤二：释放该第一夹具，并放置一顶件于该左侧件与该右侧件的上方焊接边缘，且使用一第二夹具定位与对齐该顶件的左右焊接边缘于该左侧件与该右侧件的上方焊接边缘，并焊接定位状态下的该上方焊接边缘至该左右焊接边缘。
4.如权利要求3所述的车体组装的方法，其特征在于：该顶件包括车顶、前车箱或车后架。
5.如权利要求1或2所述的车体组装的方法，其特征包括：
对齐一左侧件与一右侧件的下方焊接边缘于一底壳的左右焊接边缘，而该底壳定位在一车体生产线的一预定位置上，并焊接之；
接着，粗略放置一顶件于该右侧件与该左侧件的上方焊接边缘之间，使得该顶件的左右焊接边缘对齐于该些侧件的上方焊接边缘；
横向放置且粗略放置该顶件在悬吊夹具的左右两端，一前一后，而该悬吊夹具可配置地/可释放地由地面向上延伸的一悬吊架所支撑；以及
使用供给一夹持夹具的左右两端之一能源至该悬吊夹具，以接合并夹持该些侧件的上方焊接边缘的前端部分与后端部分到该顶件的左右焊接边缘的前端部分与后端部分，且在接合与夹持状态下跳焊该侧件与该顶件的焊接边缘。
6.如权利要求5所述的车体组装的方法，其特征在于：该顶件包括车顶、前车箱或车后架。
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