CN103144697A - 车身装配*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车身装配***，其包括移动单元，装载有车身的地板，被配置为将地板移动到主装配工序的工作区。机器人吊架从被传送到工作区的侧板的内侧夹持侧板并转动侧板。设置夹具布置在工作区的每个侧部上且可上下移动，并且将由机器人吊架转动的侧板设置在竖立位置。侧面通用夹具安装于操作机器人并被配置为将侧板夹持在设置夹具上。最后，侧面柱单元布置在地板的每一侧上，夹持侧面通用夹具并且将侧面通用夹具移动到地板的每一侧。

Description

车身装配***

技术领域

本发明涉及一种车身装配***。更特别地，本发明涉及一种经历车身构造工序的车身装配***。

背景技术

通常，在车辆制造工序的第一阶段，板件在通过各种挤压装置制造之后被送到车身工厂。板件彼此装配以形成白车身(B.I.W)形状的车身。

车身通常包括用来支撑诸如发动机等驾驶部，驱动轴和座椅的地板、形成车身侧部的两个侧板、形成车身上部的顶板、多个上边梁(roofrail)、前围板、后围板、杂物盘(package tray)。

在车身构造工序(也称为主装配工序)中，通过这些元件装配车身。在车身构造工序中，将地板与后围板装配在一起，然后通过车身装配***利用焊接将其他板件、顶板、上边梁、前围板和杂物盘装配起来。

车身装配***通过侧吊架和侧门夹持侧板并设置在地板上，在侧板上设置顶板、上边梁、前围板和杂物盘，然后利用焊接机器人将每个元件焊接在一起。

然而，在现有技术中，侧门具有用于夹持侧板的单元、用于将侧板与顶板以及侧板与地板连接起来的焊枪。因此夹具基座的尺寸需要许多组件，因此侧门的尺寸和重量必须因此而增大。因此，在传统技术中，装配该设备所需的时间被低估了，焊接特性劣化且投资成本因此增加了。

此外，在传统技术中，由于侧门的重量相当重，侧门被固定到主转动台面的四个不同表面。因此，利用传统设备只能装配四种不同的车型。

背景技术部分公开的以上信息仅仅用于增强对本发明背景技术的理解，因此其可包含不构成在这个国家本领域技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明努力提供一种经历车身构造工序的车身装配***，其通过利用相同的通用机器人来装配5个以上的不同车型。

根据本发明一个示例性实施例的车身装配***可包括：移动单元，具有装载在车身的地板，被配置为将地板移动到主装配工序的工作区；机器人吊架，可被配置为从被传送到工作区的侧板的内侧夹持侧板并相应地转动侧板；设置夹具，可被布置在工作区的每个侧部上并被配置为可上下移动，且将由机器人吊架转动的侧板设置在竖立位置；侧面通用夹具，可被安装于操作机器人并被配置为将侧板夹持在设置夹具上；和侧面柱单元，可被布置在地板的每一侧上并被配置为夹持侧面通用夹具并且将侧面通用夹具移动到地板的每一侧。

车身装配***还包括侧后专用夹具，往复移动地布置在侧板的后侧并被配置为夹持被设置在地板上的侧板的后部。车身装配***还可包括移动装置，布置在侧板的后侧并可被配置为往复移动侧后专用夹具。车身装配***还可包括存储单元，与移动装置对应布置，并且各种车型的侧后专用夹具存储在其中。更具体地，存储在存储单元中的侧后专用夹具通过操作机器人被传送到移动装置。

车身装配***还可包括第一夹具单元，其被安装到位于地板前部的操作机器人。第一夹具单元可被配置为夹持前上边梁并且将前上边梁设置在侧板上。第二夹具单元可被安装到位于地板后部的操作机器人，并被配置为夹持后上边梁和杂物盘并将后上边梁和杂物盘设置在侧板上。

车身装配***还可包括移动吊架，其可以沿着布置在所述工作区的每一侧上的移动导轨移动，并被配置为将侧板传送到所述工作区。多个焊接机器人可被布置在工作区的每一侧上，并被配置为焊接车身的每个连接部。

机器人吊架可以包括：安装到机器人端部的吊架框架；和多个夹持器，安装于吊架框架并被配置为夹持侧板的内侧。设置夹具可以夹持侧板的内侧。侧面通用夹具夹持侧板的外侧。

根据本发明的具体实施例，在车身装配线的主装配工序中，利用通用机器人可以装配各种主装配(buck)元件，并且通过利用用于装配各种车型的通用机器人至少可以装配5种车型。因此，可以更灵活地装配，以便可以更容易地进行各种车型的大规模生产，减少用于设备装备的工作时间，并且降低初始投资成本。

附图说明

附图示出了本发明的具体实施例且不构成为限制本发明的任意方面。

图1是根据本发明示例性实施例的车身装配***的概览图；

图2是示出应用于根据本发明示例性实施例的车身装配***的移动吊架和机器人吊架的图；

图3是示出应用于根据本发明示例性实施例的车身装配***的设置夹具的图；

图4是示出应用于根据本发明示例性实施例的车身装配***的侧面通用夹具的图；

图5是示出应用于根据本发明示例性实施例的车身装配***的侧面柱单元的图；

图6是示出应用于根据本发明示例性实施例的车身装配***的侧后专用夹具的图。

<附图标记>

110：移动单元        130：移动吊架

131：移动导轨        150：机器人吊架

151：吊架框架        170：设置夹具

171：基底部          173：第一夹持单元

190：侧面通用夹具    191：第一夹具架

193：第二夹持单元    210；侧面柱单元

211：柱架            213：移动部件

215；第三夹持单元    230：后专用夹具

231；第二夹具架      233：第四夹持单元

240：移动装置        250：存储单元

260：第一夹具单元    261：第五夹持单元

270：第二夹具单元    271；第六夹持单元

290：焊接机器人

R1，R2，R3，R4，R5：操作机器人

具体实施方式

在下文中，本发明将参考附图更全面地进行说明，其中示出了本发明的具体实施例。如本领域技术人员应该知道的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所示出的实施例进行各种不同的改进。

在此省略对解释本发明没有必要的部件的说明，并且在说明书中利用相同的附图标记来表示相同的组成元件。

此外，为了更好的理解并且易于说明，附图中示出的部件的尺寸和厚度与部件的实际尺寸和实际厚度可以不同。因此，本发明不局限于附图中所示的那些情况。

可以理解的是术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常如乘用车的机动车辆，包括运动型多用途汽车(SUV)、公交车、卡车、各种商用车、包括各种艇和船的船只，航行器等等，并包括混合动力车、电动车、***式混合电动车、氢动力车和其它可替代燃料车辆(例如从除了石油之外的其它源获得的燃料)。

图1是根据本发明具体实施例的车身装配***的概览图。参考图1，根据本发明具体实施例的车身装配***100被应用于车身构造工序(对本领域技术人员来说称为“主装配(buck)工序”)，其中通过焊接工序将从子生产线输送的主装配装配元件装配到车身。

通常地，主装配装配元件包括地板、侧板、顶板、前围板、上边梁和杂物盘。更具体地，上边梁可以包括前上边梁和后上边梁。地板可通过移动搬运车被输送到车身构造工序的工作间，并且侧板可以经由主装配***的侧门与地板匹配。

在下文中，车身的移动方向被定义为地板沿其移动的方向。通常，将车身的移动方向定义为“T方向”，将车身的宽度方向定义为“L方向”并且将车身的高度方向定义为“H方向”。然而，在本发明的具体实施例中，将根据车身的移动方向、车身的宽度方向和车身的高度方向进行描述。

根据本发明的具体实施例，在车身装配线的主装配工序中，车身装配***100可利用通用机器人来装配各种类型的主装配元件以便可装配至少5种不同的车型。

根据本发明具体实施例的车身装配***100包括移动单元110、移动吊架130、机器人吊架150、设置夹具170、侧面通用夹具190、侧面柱单元210、侧后专用夹具230、第一夹具单元260、第二夹具单元270和焊接机器人290。在主装配工序的车身装配线中，每个组成元件可安装到一个基底框架或分离的基底框架上。

在本发明的具体实施例中，基底框架可以是基底框架支撑构件且可包括支架、支撑块等等。因此，在本具体实施例中，以上每个构件可以表示为基底框架。

在本发明的具体实施例中，当装载车身的地板1时，移动单元110可以被配置为将地板1输送到主装配工序的工作区。移动单元110可以沿主装配工序的基底框架(未示出)移动，并且多个夹具可以被布置以支撑地板1。

在本发明的一个具体实施例中，移动吊架130可被配置为将待装配到地板1的每侧的侧板3传送到主装配工序的工作区(在下文中，为了方便称为“工作区”)。移动吊架130可移动地布置在移动导轨131上，移动导轨131沿着移动单元110的移动方向布置在工作区的每一侧。

移动吊架130，如图2所示，设有用于支撑侧板3下部的附件133。在此情况下，移动吊架130，支撑侧板3，沿着移动导轨131将侧板3输送到工作区，并且侧板3的内侧被布置成面向工作区。

在本发明的具体实施例中，机器人吊架150可被配置为夹持被输送到工作区的侧板3的内侧并转动侧板3。为使侧面通用夹具190夹持侧板3的外侧并与地板1匹配，机器人吊架150夹持侧板3的内侧并转动侧板3。

如图1所示，机器人吊架150分别布置在工作区的两侧。如图2所示，机器人吊架150包括吊架框架151，其通过工具变换装置152布置在吊架机器人R1的一端；和多个第一夹持器153，其被安装到吊架框架151并夹持侧板3的内侧。第一夹持器153可以是本领域技术人员公知的任意夹持装置，因此将此省略对其的详细说明。

在本发明的具体实施例中，设置夹具170可以被配置为将由机器人吊架150转动的侧板3布置在竖立位置(预定位置)。设置夹具170可上下移动地布置在工作区的侧边，夹持由机器人吊架150转动且外侧朝向上的侧板3的内侧。如图3所示，设置夹具170包括基底部171，基底部171可以通过升降装置(未示出)上下移动，和多个布置在基底部171的第一夹持单元173。

第一夹持单元173可以通过安装支架174布置在基底部171的上部，并且可以通过多个驱动单元173a沿多个方向移动。多个驱动单元173a可以上下、左右、前后(关于图3)地移动第一夹持单元173。例如，多个驱动单元173a可以是三维电动机气缸且可沿车身移动方向、车身的宽度方向、或车身的向上/向下方向移动第一定位销。使得第一夹持单元173可以可交替地夹持各种车型的各种侧板。多个驱动单元173a的配置和操作对本领域技术人员来说是已知的，因此其详细说明将在说明书中省略。

第一夹持单元173支撑侧板3的上部并夹持侧板3的下部，并且通过第一定位销175将侧板3定位在竖立位置。在此情况下，第一夹持单元173沿向上的方向移动并支撑侧板3的上部和下部，同时通过机器人吊架150在向上方向面向侧板3的外侧且基底部171向上移动。然后第一夹持单元173向下移动以夹持侧板3的下部并使用第一定位销175布置侧板3。

参考图2，机器人吊架150的吊架框架151，可以在设置夹具170的安装支架174之间的空间内移动。当第一夹持单元173支撑侧板3的上部和下部时，机器人吊架150释放侧板3并经由安装支架174之间的空间将吊架框架151返回到其初始位置。

在本发明的具体实施例中，侧面通用夹具190可被配置为夹持由设置夹具170支撑的侧板3并将侧板3输送到地板1的侧面。如图4所示，侧面通用夹具190，包括第一夹具架191，其被安装到工作区两侧上的操作机器人R2(参考图1)；和布置在第一夹具架191上的多个第二夹持单元193。

第二夹持单元193可被配置为夹持各种车型的各种侧板3，并可利用多个驱动单元193a沿着多个方向移动。多个驱动单元193a可以上下、左右、前后地移动第二夹持单元193。例如，多个驱动单元193a可以是三维电动机气缸。多个驱动单元193a的配置和操作可以是本领域技术人员已知的任意一种，因此在说明书中省略对其的详细说明。第二夹持单元193夹持侧板3的上、下部并利用第二定位销195将侧板3定位在竖立位置。

侧面通用夹具190将侧板3输送到地板1的侧面，同时夹持通过设置夹具170支撑的侧板3的外部。安装于操作机器人R2的侧面通用夹具190转动侧板3，以使侧板3的内部朝向地板1的侧面并将侧板3输送到地板1的侧面。

在本发明的具体实施例中，侧面柱单元210可被配置为将用于夹持侧板1的侧面通用夹具190定位在工作区的竖立位置，并使侧板3与地板1匹配。侧面柱单元210可分别布置在地板1的两侧上。

侧面柱单元210，如图5所示，包括安装到基座212的柱架211、布置在柱架211朝向地板1的侧面可移动的移动部件213、以及布置在移动部件213上并夹持侧面通用夹具190的第一夹具架191的第三夹持单元215。移动部件213支撑侧面通用夹具190的第一夹具架191，并可以通过多个驱动单元217朝向地板1的侧面沿着图5中箭头所示方向移动。

第三夹持单元215可以是第二夹持器219，装载在移动部件213上用来夹持侧面通用夹具190的第一夹具架191。侧面通用夹具190的第一夹具架191可以由装载在移动部件213上的第二夹持器219夹持，通过移动部件213输送到地板1的两侧，并使侧板3与地板1匹配。

在本发明的具体实施例中，侧后专用夹具230被配置为夹持侧板3的后侧，其通过侧面柱单元210设置于地板1。侧后专用夹具230可以通过移动装置240移动到侧板3的后侧，如图6所示，包括第二夹具架231和安装到第二夹具架231的第四夹持单元233。第四夹持单元233夹持侧板3的后部。

移动装置240可被配置为朝向侧板3的后侧往复移动侧后专用夹具230，如图1所示，并可以被布置在侧板3的后侧。移动装置240支撑侧后专用夹具230并包括沿导轨241移动的滑动器243。移动装置240可以是将电动机的扭矩转变成直线运动并线性地传送滑动器243的装置。该运动对本领域技术人员是已知的，因此其在此省略对其的详细说明。

根据本发明的具体实施例的车身装配***，如图1所示，还包括存储单元250，用于存储各种车型的侧后专用夹具230。存储单元250可被布置在与移动装置240相对应的工作区的两侧，并包括用于短暂存储侧后专用夹具230的缓冲夹具(未示出)。存储在存储单元250中的侧后专用夹具230可以通过操作机器人R3传送到移动装置240。

在本发明的具体实施例中，第一夹具单元260，如图1所示，安装于操作机器人R4，可被配置为夹持前上边梁5并设置在侧板3上。第一夹具单元260可被布置在地板1的前侧，且包括第五夹持单元261，安装于操作机器人R4，用于夹持前上边梁5。第五夹持单元261可被配置为支撑前上边梁5，夹持前上边梁5，并且将前上边梁5定位在竖立位置。

在本发明的具体实施例中，第二夹具单元270，如图1所示，其安装于操作机器人R5，可以用于夹持后上边梁7和杂物盘9，并在侧板3上设置后上边梁7和杂物盘9。第二夹具单元270可被布置在地板1的后侧，并可包括第六夹持单元271，第六夹持单元271夹持后上边梁7和杂物盘9。第六夹持单元271可被安装到操作机器人R5。第六夹持单元271被构造为用于夹持后上边梁7和杂物盘9并沿竖立位置定位后上边梁7和杂物盘9。

在本发明的具体实施例中，焊接机器人290，如图1所示，沿移动单元110的侧面布置，且焊接被设置在地板1上的侧板3与设置在侧板3上的前、后上边梁5和7以及杂物盘9的每个连接部。焊接机器人290可以在其端部设置点焊枪，或者本领域技术人员已知的其它任一种焊接机构，因此在说明将省略对焊接机器人的详细的说明。

在下文中，将参考附图描述根据本发明具体实施例的车身装配***100的操作。

在本发明的具体实施例中，通过移动单元110将在子装配线中装配的地板1传送到工作区。移动吊架130将待装配到地板1的侧板3传送到主装配工序的工作区。在此情况下，侧板3的内侧面向工作区。机器人吊架150通过第一夹持器153夹持侧板3的内侧并转动侧板3。然后，设置夹具170将侧板3布置在竖立位置。

在此情况下，设置夹具170的第一夹持单元173向上移动以支撑侧板3的上部和下部，同时侧板的上侧面向上且基底部171向上移动。第一夹持单元173向下移动以夹持侧板3的下部并通过第一定位销175夹持侧板3的前部和后部。

在此情况下，机器人吊架150的吊架框架151布置在安装支架174和设置夹具170之间的空间内。在第一夹持单元173支撑侧板3和吊架框架151从安装支架174之间的空间返回到原始位置之后(自夹持状态)释放侧板3。然后，侧面通用夹具190通过操作机器人R2被传送到设置夹具170。侧面通用夹具190然后通过第二夹持单元193夹持在设置夹具170上的侧板3，且通过操作机器人R2侧板3传被送到地板1的侧面。

侧面通用夹具190通过操作机器人R2转动侧板3并将侧板3传送到地板1的侧面，同时侧板3的内侧面向地板1。接着，侧面通用夹具190通过操作机器人R2被装载到侧面柱单元210的移动部件213上。然后侧面柱单元210的第三夹持单元215夹持侧面通用夹具190，且通过移动部件213将侧面通用夹具190输送到地板1的侧面。用于夹持侧板3的侧面通用夹具190移动到地板1的侧面并使侧板3与地板1匹配。

在此工序中，通过移动装置240将侧后专用夹具230传送到侧板3的后侧，并通过第四夹持单元233夹持侧板3的后部。在此情况下，存储在存储单元250中的侧面后定位夹具230根据特定车型通过操作机器人R3被传送到移动装置240。

在将侧板3设置在地板3上之后，安装于操作机器人R4的第一夹具单元260通过第五夹持单元261夹持前上边梁5，然后将前上边梁5设置在侧板3上。安装于操作机器人R5的第二夹具单元270通过第六夹持单元271夹持后上边梁7和杂物盘9，并将后边梁7和杂物盘9设置在侧板3上。

如上所述，在将侧板3设置在地板1上以及将前后上边梁5和7和杂物盘9设置在侧板3上之后，焊接机器人290焊接每个连接部。

有利地，根据本发明具体实施例的车身装配***100可以利用通用机器人在车身装配线的主装配工序中装配各种主装配元件。尽管在传统技术中，侧板被固定到主转动装配台的四个平面，利用传统***只能装配不超过四种不同的车型。然而，在本发明所示的实施例中，利用侧面通用夹具190和侧面柱单元210可以夹持5个以上不同的车型的不同侧板。因此，在该***中可以更灵活地装配各种车型，各种车型的大规模生产更容易、用于准备装备的时间减少，同时降低初始投资。

尽管已经结合目前被认为是最实际的具体实施例对本发明进行了说明，然而可以理解的是，本发明不局限于所公开的实施例，而是相反地，本发明意在涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同设置。

Claims (12)

1.一种车身装配***，包括：

移动单元，装载有车身的地板，被配置为将所述地板移动到主装配工序的工作区；

机器人吊架，被配置为从被传送到所述工作区的侧板的内侧夹持所述侧板并转动所述侧板；

设置夹具，可上下移动地布置在所述工作区的每个侧部上并且将由所述机器人吊架转动的所述侧板设置在竖立位置；

侧面通用夹具，安装于操作机器人并被配置为将所述侧板夹持在所述设置夹具上；和

侧面柱单元，布置在所述地板的每一侧上，并被配置为夹持所述侧面通用夹具并且将所述侧面通用夹具移动到所述地板的每一侧。

2.如权利要求1所述的车身装配***，其中所述车身装配***还包括侧后专用夹具，往复移动地布置在所述侧板的后侧并被配置为夹持被设置在所述地板上的所述侧板的后部。

3.如权利要求2所述的车身装配***，其中所述车身装配***还包括移动装置，布置在所述侧板的后侧并往复地移动所述侧后专用夹具。

4.如权利要求3所述的车身装配***，其中所述车身装配***还包括存储单元，与所述移动装置对应布置，并且各种车型的侧后专用夹具存储在其中。

5.如权利要求4所述的车身装配***，其中存储在所述存储单元中的侧后专用夹具通过操作机器人被传送到所述移动装置。

6.如权利要求2所述的车身装配***，其中所述车身装配***还包括第一夹具单元，其被安装到位于所述地板前部的操作机器人，并被配置为夹持前上边梁并且将所述前上边梁设置在所述侧板上。

7.如权利要求6所述的车身装配***，其中所述车身装配***还包括第二夹具单元，其被安装到位于所述地板后部的操作机器人，并被配置为夹持后上边梁和杂物盘并将所述后上边梁和杂物盘设置在所述侧板上。

8.如权利要求2所述的车身装配***，其中所述车身装配***还包括移动吊架，其可以沿着布置在所述工作区的每一侧上的移动导轨移动，并被配置为将所述侧板传送到所述工作区。

9.如权利要求2所述的车身装配***，其中所述车身装配***还包括多个焊接机器人，其被布置在所述工作区的每一侧上，并被配置为焊接车身的每个连接部。

10.如权利要求1所述的车身装配***，其中所述机器人吊架包括：

安装到机器人端部的吊架框架；和

多个夹持器，安装于所述吊架框架并被配置为夹持所述侧板的内侧。

11.如权利要求1所述的车身装配***，其中所述设置夹具夹持所述侧板的内侧。

12.如权利要求1所述的车身装配***，其中所述侧面通用夹具夹持所述侧板的外侧。

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