CN102837138A - 多车型共线柔性总拼 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多车型共线柔性总拼，包括机器人焊接***、高速输送***、底板智能柔性定位***和侧围柔性定位及切换***。底板智能柔性定位***对应连接在高速输送***的传送轨道上，侧围柔性定位及切换***包括侧围夹具合拼***、夹具储存***、夹具切换及轨道***，侧围夹具合拼***对应于底板智能柔性定位***的侧面，夹具储存***沿着高速输送***的传送方向排列在侧围夹具合拼***的两侧，夹具切换及轨道***连接在侧围夹具合拼***与夹具储存***之间。改进后的结构相对简洁、实用，切换时间少、生产效率高，占地面积小，可使用焊接机器人数量多，充分满足了汽车厂60JPH的产能要求。

Description

多车型共线柔性总拼
技术领域
本发明涉及一种汽车白车身焊接生产线上的合拼工位，特别涉及一种可适合多种车型共同使用的多车型共线柔性总拼，属于汽车制造设备领域。
背景技术
未来汽车是向着多品种、小批量、高产能的趋势发展，根据这种趋势，对每款车型新建一条生产线是不太现实的，因此，在一条生产线上同时生产多款车型是未来汽车装备业的趋势，多车型共线柔性总拼能够实现白车身的地板总成、左侧围总成、右侧围总成及顶盖总成的焊装，是汽车白车身柔性生产线上最核心的设备。
目前，国内各大汽车厂应用的多车型共线柔性总拼基本都是国外进口或外资企业直接提供，国内企业在这一领域尚没有太大竞争力，即使国外的几种柔性总拼解决方案，也都存在着一定的缺陷，如占地面积大、生产节拍慢、不能随线切换、对共线车型有限制或造价成本高等缺陷，不能很好满足国内汽车厂家的生产需要，对我国汽车生产行业的进步带来了较大影响。
对现有多车型共线柔性总拼进行结构和性能改进，形成一套适合我国汽车生产工艺的多车型共线焊接自动生产线，就成为本发明想要解决的问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种生产效率高、节奏快、适用性广、使用灵活方便的多车型共线柔性总拼，以满足汽车白车身自动化焊接生产的需要。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
多车型共线柔性总拼，包括机器人焊接***和高速输送***，还包括底板智能柔性定位***和侧围柔性定位及切换***；底板智能柔性定位***对应连接在高速输送***的传送轨道上，底板智能柔性定位***负责定位和固定车身底板；侧围柔性定位及切换***负责定位和固定车身侧围及顶盖，侧围柔性定位及切换***包括侧围夹具合拼***、夹具储存***、夹具切换及轨道***，侧围夹具合拼***对应于底板智能柔性定位***的侧面；夹具储存***沿着高速输送***的传送方向排列在侧围夹具合拼***的两侧；夹具切换及轨道***连接在侧围夹具合拼***与夹具储存***之间。
所述侧围夹具合拼***包括滑台、侧围夹具定位平台和基座，滑台上设有用于支撑侧围夹具的支撑轨道；滑台和侧围夹具定位平台分别连接在基座上，侧围夹具定位平台对应于底板智能柔性定位***的侧面，滑台的滑动方向与底板智能柔性定位***相垂直；侧围夹具定位平台可将侧围夹具与白车身定位。
所述夹具储存***包括两个四面体翻转台，两个四面体翻转台沿着高速输送***的传送方向对应分布在侧围夹具合拼***的两侧，四面体翻转台的每个工位上分别设有用于侧围夹具切换的旋转轨道，侧围夹具定位连接在旋转轨道上。
所述夹具切换及轨道***包括四个夹具切换小车、夹具切换输送轨道和夹具返还轨道；夹具切换输送轨道固定在地面，并与两个四面体翻转台输出位上的旋转轨道以及侧围夹具合拼***中滑台的支撑轨道相拼接；夹具返还轨道固定在空中，并与两个四面体翻转台输入位上的旋转轨道相拼接；夹具切换输送轨道、夹具返还轨道、支撑轨道以及输入、输出位上的旋转轨道组成封闭的轨道***；四个夹具切换小车分别对应在两个四面体翻转台的输入位和输出位的封闭轨道上。
所述夹具切换小车为摩擦轮带动下的轨道传送车。
所述底板智能柔性定位***包括高速滚床和八个智能定位单元，高速滚床和八个智能定位单元分别固定在基座上，高速滚床与高速输送***相对应，智能定位单元呈两列均匀分布在高速滚床两侧，滑台的滑动方向与高速滚床的传动方向相垂直。
所述智能定位单元为三轴向定位夹紧机构，定位夹紧机构可从不同方向将车底板夹紧。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、在实现相同数量车型共线生产时，本发明占地面积最少。
2、本发明可使用焊接机器人数量显著增加，提高总拼工位的利用率。
3、在所有具有随机切换的方案中，本***切换时间最少，可增加在一个焊接节拍内的焊接时间，提高生产线的产能。
4、在所有方案中，本发明的结构相对简洁，成本较低。
5、本发明能够满足汽车厂60JPH产能要求。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中侧围夹具合拼***的结构示意图；
图3为本发明中单个四面体翻转台的结构示意图；
图4为本发明中夹具切换及轨道***和侧围夹具合拼***的组合结构示意简图；
图5为本发明中底板智能柔性定位***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
如图1所示，本发明所述的多车型共线柔性总拼，包括机器人焊接***、高速输送***3、底板智能柔性定位***2和侧围柔性定位及切换***1。其中，机器人焊接***用于定位后车身的焊接工作，是本工序的最后执行机构；高速输送***3负责汽车白车身的传送，以便由上一工序自动进入下一工序；底板智能柔性定位***2与高速输送***3相配合，负责定位和固定车身底板，以便在流水作业中对车身底板进行加工；侧围柔性定位及切换***1与底板智能柔性定位***2相配合，完成自动焊接前的车身侧围定位和固定，同时，保持多车型共线柔性拼接，提高总拼适用性。
其中，机器人焊接***由伺服点焊机器人和自适应一体式伺服焊枪组成。机器人焊接***是焊接过程的实施***，其由伺服点焊机器人携伺服焊接枪进行焊接，是本工序的最后加工阶段，焊接完成的汽车车身将自动送入到下一工序。
高速输送***3主要采用相互配合的滚床和台车进行白车身输送，其中，高速输送过程可利用高精度光栅编码尺和光栅编码器形成双闭环控制，编码尺反馈台车位置，编码器反馈台车速度。在速度与位置的双闭环作用下，精确控制台车的速度及位置精度，目前，此方式可实现位置精度±0.7mm，输送节拍4.7s，均已达到国际先进水平。
底板智能柔性定位***2对应连接在高速输送***3的传送轨道上，底板智能柔性定位***2包括高速滚床4和八个智能定位单元5。侧围柔性定位及切换***1包括侧围夹具合拼***6、夹具储存***7、夹具切换及轨道***8。侧围夹具合拼***6对应于底板智能柔性定位***2的侧面，夹具储存***7通过夹具切换及轨道***8与侧围夹具合拼***6相连接。底板智能柔性定位***2和侧围柔性定位及切换***1配合完成白车身底板和侧围的定位过程。
如图2所示，侧围夹具合拼***包括滑台11、侧围夹具定位平台12和基座10。侧围夹具定位平台12固定在基座10上，侧围夹具定位平台12对应于底板智能柔性定位***的侧面，其对侧围夹具14进行最后的三维方向的位置调整和控制，保证夹具定位准确性。滑台11连接在基座10上，滑台11可相对基座10进行滑动。为方便定位和滑动控制，滑台11的滑动方向与底板智能柔性定位***相垂直。滑台11上设有支撑侧围夹具14的支撑轨道13，滑台11可将接收到的侧围夹具14传送到侧围夹具定位平台12上，并对侧围夹具14施加垂直方向的压力，保证夹具定位可靠。
夹具储存***主要用于待使用侧围夹具的存储，以保证焊接过程能高效、快速、有节奏的进行。夹具储存***包括两个四面体翻转台，由于随时需有一个空位进行侧围夹具的更换，故两个四面体翻转台可同时携带七套侧围夹具。两个四面体翻转台沿着高速输送***的传送方向对应分布在侧围夹具合拼***的两侧，其中，一个四面体翻转台上的空位用于接收已加工完成的侧围夹具，另一个四面体翻转台用于待加工侧围夹具的供应，通过翻转台的翻转即可实现待用侧围夹具的随时调整和更换。如图3所示，一个四面体翻转台20上带有四个工位，每个工位上分别设有用于侧围夹具14切换的旋转轨道21，侧围夹具14定位连接在旋转轨道21上，其中，位于翻转台20前方下侧的工位为输出位，待用侧围夹具由此位输出；位于翻转台20后方上侧的工位为输入位，用于接收或调换新侧围夹具。
为保证待用侧围夹具更换过程的顺利进行，在夹具储存***和侧围夹具合拼***之间还设有夹具切换及轨道***。如图4所示，夹具切换及轨道***包括四个夹具切换小车30、夹具切换输送轨道31和夹具返还轨道32。其中，夹具切换输送轨道31固定在地面，并与两个四面体翻转台20输出位上的输出旋转轨道22以及侧围夹具合拼***中滑台11的支撑轨道13相拼接；夹具返还轨道32固定在空中，并与两个四面体翻转台20输入位上的输入旋转轨道23相拼接，从而形成夹具切换输送轨道31、夹具返还轨道32、支撑轨道13、输入旋转轨道23和输出旋转轨道22组成的封闭轨道***，使各***间形成相互有效的联系，保证了侧围夹具的连续供给和使用。为侧围夹具更换过程提供动力的是四个夹具切换小车30，夹具切换小车30为摩擦轮带动下的轨道传送车，其通过摩擦轮与轨道产生摩擦力，带动车体进行运动。四个夹具切换小车30分别对应在两个四面体翻转台20的输入位和输出位的封闭轨道上，为输入、输出位侧围夹具的调整和更换过程提供动力支持。
如图5所示，为保持协调性和稳定性，底板智能柔性定位***中的高速滚床4和八个智能定位单元5分别固定在侧围夹具合拼***的基座10上，高速滚床4与高速输送***相对应，用于接收传送中的白车身底板，侧围夹具合拼***中滑台的滑动方向与高速滚床4的传动方向相垂直。智能定位单元5呈两列均匀分布在高速滚床4两侧，智能定位单元5为三轴向定位夹紧机构，三轴向定位夹紧机构对接收到的白车身底板进行三维方向的调整定位，以满足不同车型的定位需要，保证定位过程顺利进行。
如图1、图4所示，实际工作中，白车身底板首先由高速输送***3传送到高速滚床4上，经智能定位单元5的三轴向定位夹紧机构进行位置调整后实现定位；接着，位于四面体翻转台20输出位上的侧围夹具经相应夹具切换小车和夹具切换输送轨道31输送到滑台11的支撑轨道13上，滑台11将接收到的侧围夹具沿垂直方向传送到侧围夹具定位平台上，侧围夹具定位平台对侧围夹具进行最后的位置调整和定位后，侧围夹具和白车身底板定位完成，机器人焊接***对底板、侧围进行焊接，至此，白车身焊接加工过程完成，最后，侧围夹具定位平台开启，侧围夹具随着滑台11退回，并重新与夹具切换输送轨道31拼接，侧围夹具在夹具切换小车的作用下送回到四面体翻转台20的空位上，同时，智能定位单元5开启后将焊接完成的白车身放入高速滚床4上，并经高速输送***3传送到下一加工位中，白车身焊接完成。
由于两个四面体翻转台上可同时携带七套不同的侧围夹具，夹具切换过程可在焊接过程中同步进行。如：当***接收到工厂指令使用B车型时，***首先识别B车型夹具，然后判断B车型夹具存储的具***置，以及B车型夹具是否在夹具切换的输出位上，同时，判断另一输出位上是否为空位，如不符合条件，***发出指令，四面体翻转台将带有B车型的侧围夹具旋转到其中一个输出位上，同时，将空位旋转到另一输出位上，空位用于工作中侧围夹具的接收，B车型侧围夹具则作为下一轮次的待用夹具使用，至此，侧围夹具调整完成，不会影响正常的自动焊接过程。当然，如需将两个待用侧围夹具调整位置，还可利用夹具返还轨道以及输出位上的空位，进行两个四面体翻转台间的侧围夹具位置调整，从而大大提高了侧围柔性定位及切换***的使用灵活性和方便性，真正实现了多车型共线柔性拼装。

Claims (7)

1.多车型共线柔性总拼，包括机器人焊接***和高速输送***，其特征在于，还包括底板智能柔性定位***和侧围柔性定位及切换***；所述底板智能柔性定位***对应连接在高速输送***的传送轨道上，底板智能柔性定位***负责定位和固定车身底板；所述侧围柔性定位及切换***负责定位和固定车身侧围及顶盖，侧围柔性定位及切换***包括侧围夹具合拼***、夹具储存***、夹具切换及轨道***，所述侧围夹具合拼***对应于底板智能柔性定位***的侧面；所述夹具储存***沿着高速输送***的传送方向排列在侧围夹具合拼***的两侧；所述夹具切换及轨道***连接在侧围夹具合拼***与夹具储存***之间。
2.根据权利要求1所述的多车型共线柔性总拼，其特征在于，所述侧围夹具合拼***包括滑台、侧围夹具定位平台和基座，所述滑台上设有用于支撑侧围夹具的支撑轨道；所述滑台和侧围夹具定位平台分别连接在基座上，侧围夹具定位平台对应于底板智能柔性定位***的侧面，滑台的滑动方向与底板智能柔性定位***相垂直；所述侧围夹具定位平台可将侧围夹具与白车身定位。
3.根据权利要求1所述的多车型共线柔性总拼，其特征在于，所述夹具储存***包括两个四面体翻转台，所述两个四面体翻转台沿着高速输送***的传送方向对应分布在侧围夹具合拼***的两侧，四面体翻转台的每个工位上分别设有用于侧围夹具切换的旋转轨道，侧围夹具定位连接在旋转轨道上。
4.根据权利要求1所述的多车型共线柔性总拼，其特征在于，所述夹具切换及轨道***包括四个夹具切换小车、夹具切换输送轨道和夹具返还轨道；所述夹具切换输送轨道固定在地面，并与两个四面体翻转台输出位上的旋转轨道以及侧围夹具合拼***中滑台的支撑轨道相拼接；所述夹具返还轨道固定在空中，并与两个四面体翻转台输入位上的旋转轨道相拼接；所述夹具切换输送轨道、夹具返还轨道、支撑轨道以及输入、输出位上的旋转轨道组成封闭的轨道***；所述四个夹具切换小车分别对应在两个四面体翻转台的输入位和输出位的封闭轨道上。
5.根据权利要求4所述的多车型共线柔性总拼，其特征在于，所述夹具切换小车为摩擦轮带动下的轨道传送车。
6.根据权利要求1所述的多车型共线柔性总拼，其特征在于，所述底板智能柔性定位***包括高速滚床和八个智能定位单元，所述高速滚床和八个智能定位单元分别固定在基座上，高速滚床与高速输送***相对应，智能定位单元呈两列均匀分布在高速滚床两侧，滑台的滑动方向与高速滚床的传动方向相垂直。
7.根据权利要求6所述的多车型共线柔性总拼，其特征在于，所述智能定位单元为三轴向定位夹紧机构，定位夹紧机构可从不同方向将车底板夹紧。
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