RU2221683C1

RU2221683C1 - Robotized complex for welding subassemblies of automobile body

Info

Publication number: RU2221683C1
Application number: RU2002124714/02A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Уткин; С.Г. Кашкин; Г.Н. Вахутин; А.Е. Хабаров
Original assignee: Открытое акционерное общество "ГАЗ"
Priority date: 2002-09-16
Filing date: 2002-09-16
Publication date: 2004-01-20

Abstract

FIELD: welding, namely robotized complexes used in lines for assembling - welding bodies of automobiles. SUBSTANCE: robotized complex includes wheeling out tables supporting stations for charging, welding, discharging. Welding robots are placed between wheeling out tables and they are provided with welding jigs. Discharging apparatus is in the form of robot arranged between wheeling out tables. Robot used for discharging and charging for next technological operation is also used for afterwelding by means of stationary welding apparatus that may rotate around its vertical axis and it is provided with several welding tongs of the same or different types. Method provides loading of welding equipment used in line by 100%. EFFECT: simplified design, improved efficiency of robotized complex, reduced manufacturing areas. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к сварке, а именно к робототехническим комплексам, которые могут встраиваться в линии для сборки- сварки кузовов автомобилей в качестве устройств, предназначенных для сварки кузовных подсборок. The invention relates to welding, and in particular to robotic complexes that can be built into lines for assembly-welding of car bodies as devices for welding body subassemblies.

Известен робототехнический комплекс (РТК) для сварки листоштамповочных элементов кузова автомобиля, который в количестве трех единиц входит в линию сборки-сварки кузовов и кузовных узлов автомобиля "Соболь" (см. пат. 2164201, МПК В 23 К 37/04). Known robotic complex (RTK) for welding sheet-stamping elements of the car body, which in the amount of three units is included in the assembly-welding line of bodies and body components of the Sobol automobile (see Pat. 2164201, IPC 23 K 37/04).

Робототехнический комплекс содержит поворотно-выкатные столы с приемными секциями, являющимися позициями загрузки, на которых расположены спутники с возможностью возвратно-поступательного перемещения и выката на планшайбы поворотно-выкатных столов. Сварочные роботы расположены между поворотно-выкатными столами для поочередной или одновременной сварки подсборок, находящихся в сварочных кондукторах, смонтированных на спутниках. Спутники после выката и фиксации на планшайбах имеют возможность поворота на определенные углы в процессе сварки. Устройство для разгрузки свариваемых подсборок выполнено в виде портального манипулятора с вертикально перемещающимся захватом, который с указанных планшайб, являющихся одновременно позициями сварки и разгрузки, транспортирует сваренные изделия на следующую технологическую позицию. Приемные секции могут быть расположены по одну или по обе стороны от поворотно-выкатных столов, а также радиально относительно центра последних, при этом захват портального манипулятора в крайнем верхнем положении установлен на уровне, превышающем высоту сварочных роботов в рабочем положении. The robotic complex contains swing-out tables with receiving sections, which are loading positions, on which satellites are located with the possibility of reciprocating movement and roll-out onto the face plates of the swing-out tables. Welding robots are located between the swing-out tables for sequential or simultaneous welding of subassemblies located in the welding conductors mounted on satellites. Satellites after rolling out and fixing on the faceplates have the ability to rotate at certain angles during the welding process. The device for unloading the welded subassemblies is made in the form of a portal manipulator with a vertically moving grip, which from these faceplates, which are both welding and unloading positions, transports the welded products to the next technological position. The receiving sections can be located on one or on either side of the rotary-roll-out tables, as well as radially relative to the center of the latter, while the gantry gantry in the highest position is set higher than the height of the welding robots in the working position.

Недостатком известного робототехнического комплекса является сложность его конструкции, обусловленная выполнением выкатных столов с поворотными планшайбами, снабженными элементами фиксации в определенных угловых положениях, а также блокировочными устройствами, исключающими несанкционированный поворот планшайб при нахождении спутников на позициях загрузки (в случае применения энергетических цепей). Кроме того, поскольку сварочные работы оснащены, как правило, только одними сварочными клещами, а планшайбам столов требуется время на фиксацию и расфиксацию в угловых положениях, существенно снижается производительность комплекса. Вместе с тем, даже наличие поворотных планшайб не всегда позволяет проваривать все необходимые точки подсборки, например на РТК 1 известной линии, в результате чего требуется доварочная позиция с соответствующим сварочным оборудованием, в данном случае - двумя сварочными роботами и необходимыми площадями для их установки. Следует также сказать, что устройство для разгрузки подсборок с поворотно-выкатных столов выполнено в виде сложного и металлоемкого портального манипулятора, требующего для своей установки свободных площадей и значительной высоты, что также усложняет конструкцию РТК в целом. A disadvantage of the known robotic complex is the complexity of its design, due to the implementation of roll-out tables with rotary faceplates equipped with locking elements in certain angular positions, as well as locking devices that prevent unauthorized rotation of the faceplates when satellites are at loading positions (in the case of energy circuits). In addition, since welding works are equipped, as a rule, with only one welding pliers, and table faces require time to fix and unlock in angular positions, the performance of the complex is significantly reduced. At the same time, even the presence of rotary faceplates does not always allow you to boil all the necessary assembly points, for example, on the RTK 1 of a known line, which requires a welding position with the corresponding welding equipment, in this case, two welding robots and the necessary areas for their installation. It should also be said that the device for unloading the subassemblies from the swing-out tables is made in the form of a complex and metal-intensive portal manipulator, which requires free space and considerable height for its installation, which also complicates the design of the RTK as a whole.

Задачей заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение конструкции робототехнического комплекса, повышение его производительности при сохранении 100% загрузки входящего в него сварочного оборудования, сокращение производственных площадей для размещения РТК и расширение его технологических возможностей путем использования одного и того же робота для транспортировки и окончательной доварки свариваемой подсборки, в результате чего существенно снижается себестоимость РТК. The task of the claimed invention is to eliminate these drawbacks, namely, simplifying the design of the robotic complex, increasing its productivity while maintaining 100% load of the welding equipment included in it, reducing the production area for the RTK and expanding its technological capabilities by using the same robot for transportation and final completion of the welded subassembly, as a result of which the cost of the RTK is significantly reduced.

Для решения вышеперечисленных задач в известном робототехническом комплексе для сварки подсборок кузова автомобиля, содержащем выкатные столы с позициями загрузки, сварки и разгрузки подсборок, спутники, снабженные сварочными кондукторами и установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещения по выкатным столам, сварочные роботы, размещенные между выкатными столами с возможностью одновременного или поочередного с ними взаимодействия, и устройство для разгрузки свариваемых подсборок и их загрузки на следующую технологическую позицию, позиции загрузки, сварки и разгрузки на выкатных столах расположены последовательно, а устройство для разгрузки выполнено в виде робота, размещенного между выкатными столами с возможностью его взаимодействия после разгрузки со стационарным сварочным устройством, путем поворота осей робота на необходимые углы в процессе доварки свариваемой подсборки. При этом стационарное сварочное устройство также выполнено с возможностью поворота вокруг своей вертикальной оси и снабжено несколькими сварочными клещами одного или разных типов, а сварочные кондукторы на спутниках смонтированы с наклоном в сторону сварочных роботов. To solve the above problems in a well-known robotic complex for welding subassemblies of a car body, containing roll-out tables with positions for loading, welding and unloading of sub-assemblies, satellites equipped with welding conductors and installed with the possibility of reciprocating movement on roll-out tables, welding robots placed between roll-out tables with the possibility of simultaneous or alternate interaction with them, and a device for unloading the welded subassemblies and loading them onto the next technol position, loading, welding and unloading positions on the withdrawable tables are arranged sequentially, and the device for unloading is made in the form of a robot placed between the withdrawable tables with the possibility of its interaction after unloading with a stationary welding device, by turning the axis of the robot to the necessary angles during welding subassemblies. Moreover, the stationary welding device is also rotatable around its vertical axis and equipped with several welding tongs of the same or different types, and the welding conductors on the satellites are mounted with an inclination towards the welding robots.

Исключение из конструкции выкатных столов поворотных планшайб и последовательное расположение на указанных столах позиций загрузки, сварки и разгрузки свариваемых подсборок позволяет разместить разгрузочное устройство между столами и выполнить его в виде робота, который, наряду с выполнением функции разгрузки и последующей загрузки свариваемой подсборки на следующую технологическую позицию, одновременно используется в качестве захватного и поворотного устройства для осуществления процесса доварки подсборки путем ее взаимодействия со стационарным сварочным устройством, входящим в робототехнический комплекс. Причем выполнение стационарного сварочного устройства поворотным вокруг его вертикальной оси и снабжение его несколькими сварочными клещами одного или разных типов позволяет без потери времени на смену оснастки и с высокой производительностью проваривать все необходимые точки подсборки. Кроме того, выполнение сварочных кондукторов на спутниках с наклоном в сторону сварочных роботов также позволяет последним проваривать наиболее удаленные точки подсборки на позициях сварки выкатных столов и не применять для этого более дорогостоящих сварочных роботов с удлиненной рукой. Все это в целом упрощает конструкцию робототехнического комплекса, делает его более компактным, технологичным и производительным. The exception from the design of the roll-out tables of the rotary plates and the sequential arrangement on the indicated tables of the loading, welding and unloading positions of the welded subassemblies allows you to place the unloading device between the tables and perform it in the form of a robot, which, along with the discharge function and the subsequent loading of the welded subassembly to the next technological position , is simultaneously used as a gripping and rotary device for the process of welding the subassembly by its interaction ia with a stationary welding device included in the robotic complex. Moreover, the implementation of a stationary welding device rotatable around its vertical axis and supplying it with several welding tongs of the same or different types allows without loss of time to change equipment and with high productivity boil all the necessary points of assembly. In addition, the execution of welding conductors on satellites with an inclination towards the welding robots also allows the latter to weld the most distant subassembly points at the welding positions of the roll-out tables and not to use more expensive welding robots with an extended arm for this. All this, on the whole, simplifies the design of the robotic complex, makes it more compact, technological and productive.

На фиг. 1 показана автоматизированная линия для сборки-сварки основания кабины авт. ГАЗ 3302 с входящим в нее РТК, предназначенным для сварки каркаса пола данного автомобиля. In FIG. 1 shows an automated line for assembly-welding of the base of a cabin auth. GAZ 3302 with the RTK included in it, designed for welding the floor frame of this car.

На фиг.2 показан выносной элемент А на фиг.1 - РТК сварки каркаса пола. In Fig.2 shows a remote element A in Fig.1 - RTK welding of the floor frame.

На фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.2 - вид сбоку на спутник с наклонным сварочным кондуктором. In FIG. 3 is a section BB in FIG. 2 is a side view of a satellite with an inclined welding conductor.

Роботехнический комплекс содержит выкатные столы 1, на которых последовательно расположены позиции загрузки 2, сварки 3 и разгрузки 4 свариваемых подсборок 5. Сварочные роботы 6 размещены между выкатными столами 1, на каждом из которых с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим 7 установлен спутник 8, снабженный приводом 9 и сварочным кондуктором 10, смонтированным с наклоном в сторону сварочных роботов 6. Для подачи энергии к спутникам 8 используются энергетические цепи 11. Устройство для разгрузки свариваемых подсборок 5 выполнено в виде робота 12, также установленного между выкатными столами 1, при этом указанный робот, кроме разгрузки подсборок и загрузки их на следующую технологическую позицию 13, используется также для доварки подсборок с помощью стационарного сварочного устройства 14. Причем последнее выполнено с возможностью поворота вокруг своей вертикальной оси и снабжено расположенными на разной высоте сварочными клещами одного или разных типов, например - "С"-образными и "Х"-образными. The robotic complex contains roll-out tables 1, on which loading positions 2, welding 3 and unloading positions 4 of the welded subassemblies 5 are sequentially located. Welding robots 6 are placed between the roll-out tables 1, each of which is equipped with a satellite 8 equipped with a drive 9 and a welding jig 10 mounted with an inclination towards the welding robots 6. To supply energy to the satellites 8, energy circuits 11 are used. Device for unloading the welded subs rock 5 is made in the form of a robot 12, also installed between the roll-out tables 1, while the indicated robot, in addition to unloading the subassemblies and loading them to the next technological position 13, is also used to weld the subassemblies using a stationary welding device 14. Moreover, the latter is rotatable around its vertical axis and equipped with welding tongs of different or different types located at different heights, for example, “C” -shaped and “X” -shaped.

Робототехнический комплекс работает следующим образом. Robotic complex operates as follows.

На позиции загрузки 2 одного из выкатных столов 1 элементы подсборки 5 кузова автомобиля вручную загружаются в сварочный кондуктор 10 спутника 8. Далее происходит зажим элементов подсборки в сварочном кондукторе, после чего спутник 8 с помощью привода 9 по направляющим 7 выкатывается на позицию сварки 3 и стопорится в этом положении. Зажим и разжим элементов подсборки в сварочных кондукторах, перемещение спутников по выкатным столам и их фиксация и расфиксация на соответствующих позициях происходит за счет подачи энергии от источников питания (не показаны) к спутникам через энергетические цепи 11. После фиксации спутника на позиции сварки сварочными роботами 6 производится сварка элементов подсборки 5. В это же время, на позиции загрузки 2, относящейся к другому выкатному столу 1, производится загрузка элементов очередной подсборки 5, после чего аналогичным образом спутник 8 выкатывается на соответствующую сварочную позицию 3. Поскольку сварочные кондукторы 10 спутников 8 наклонены в сторону сварочных роботов 6, последние достают до всех удаленных сварочных точек, предусмотренных на данном этапе сварки. По окончании процесса сварки на первом выкатном столе сварочные роботы, разворачиваясь вокруг своей оси, сражу же начинают сварку на другом выкатном столе, причем если один робот закончил сварку раньше другого, то он, не дожидаясь последнего, начинает сварку на втором выкатном столе, т.е. в данном случае сварка одними и теми же роботами ведется на двух столах одновременно. После окончания сварки на любом выкатном столе 1 спутник 8 расфиксируется и выкатывается на позицию разгрузки 4, на которой снова фиксируется. Одновременно происходит разжим свариваемой подсборки 3, после чего она захватывается роботом 12 и перемещается к стационарному сварочному устройству 14, с помощью которого осуществляется доварка подсборки 5. При этом, наряду с поворотом осей робота 12 на определенные углы, стационарное сварочное устройство, при необходимости, также поворачивается вокруг своей вертикальной оси, в результате чего окончательно провариваются все точки подсборки 5. Причем использование в стационарном сварочном устройстве нескольких сварочных клещей одного или разных типов позволяет на одной сварочной позиции без смены оснастки проваривать сразу все труднодоступные точки подсборки, обусловленные ее формой. После окончания процесса доварки робот 12 загружает подсборку 5 на следующую технологическую позицию 13. Далее робот 12 захватывает сваренную подсборку 5 с другого выкатного стола 1, после чего, аналогичным образом осуществив ее доварку, также загружает подсборку на позицию 13. После этого цикл повторяется. At the loading position 2 of one of the roll-out tables 1, the sub-assembly elements 5 of the car body are manually loaded into the welding conductor 10 of satellite 8. Next, the sub-assembly elements are clamped in the welding conductor, after which the satellite 8 is rolled out onto guiding position 7 along guides 7 and stopped in this position. Clamping and unclenching of the subassembly elements in the welding conductors, the movement of the satellites on the draw-out tables and their fixation and unlocking at the corresponding positions is done by supplying energy from power sources (not shown) to the satellites through energy chains 11. After fixing the satellite at the welding position by welding robots 6 welding of the subassembly 5 elements is performed. At the same time, at the loading position 2 related to another roll-out table 1, the elements of the next subassembly 5 are loaded, after which, in a similar way, nick 8 rolls on the proper welding position 3. Since the welding jigs 10 satellites 8 are inclined toward the welding robots 6, the latter to take out all remote welding points provided at this stage of welding. At the end of the welding process on the first roll-out table, the welding robots, turning around their axis, start the battle on the other roll-out table, and if one robot finished welding earlier than the other, then, without waiting for the last, it starts welding on the second roll-out table, t. e. in this case, welding by the same robots is carried out on two tables at the same time. After welding is completed, on any withdrawable table 1, satellite 8 is unlocked and rolled out to discharge position 4, at which it is again fixed. At the same time, the welded subassembly 3 is expanded, after which it is captured by the robot 12 and moves to the stationary welding device 14, by means of which the subassembly 5 is welded. Moreover, along with the rotation of the axes of the robot 12 at certain angles, the stationary welding device, if necessary, also it rotates around its vertical axis, as a result of which all points of the sub-assembly are finally boiled 5. Moreover, the use of several welding tongs in a stationary welding device various types of welding allows one position without change of tooling boil thoroughly once all remote points subassembly due to its shape. After the completion of the welding process, the robot 12 loads the sub-assembly 5 to the next technological position 13. Next, the robot 12 captures the welded sub-assembly 5 from another roll-out table 1, after which, after completing its welding, it also loads the sub-assembly to position 13. After this, the cycle repeats.

Claims

1. Робототехнический комплекс для сварки подсборок кузова автомобиля, содержащий выкатные столы с позициями загрузки, сварки и разгрузки подсборок, спутники, снабженные сварочными кондукторами и установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещения по выкатным столам, сварочные роботы, размещенные между выкатными столами с возможностью одновременного или поочередного с ними взаимодействия, и устройство для разгрузки свариваемых подсборок и их загрузки на следующую технологическую позицию, отличающийся тем, что позиции загрузки, сварки и разгрузки на выкатных столах расположены последовательно, а устройство для разгрузки выполнено в виде робота, размещенного между выкатными столами с возможностью его взаимодействия после разгрузки со стационарным сварочным устройством в процессе доварки свариваемой подсборки.1. Robotic complex for welding subassemblies of a car body, containing roll-out tables with positions for loading, welding and unloading of sub-assemblies, satellites equipped with welding conductors and installed with the possibility of reciprocating movement on roll-out tables, welding robots placed between roll-out tables with the possibility of simultaneous or alternate interactions with them, and a device for unloading the welded subassemblies and loading them to the next technological position, characterized in that loading, welding and unloading on the roll-out tables are arranged in series, and the device for unloading is made in the form of a robot placed between the roll-out tables with the possibility of its interaction after unloading with a stationary welding device in the process of welding the welded subassembly.

2. Роботехнический комплекс по п.1, отличающийся тем, что стационарное сварочное устройство выполнено с возможностью поворота вокруг своей вертикальной оси и снабжено несколькими сварочными клещами одного или разных типов.2. The robotic complex according to claim 1, characterized in that the stationary welding device is rotatable around its vertical axis and is equipped with several welding tongs of the same or different types.

3. Робототехнический комплекс по п.1, отличающийся тем, что сварочные кондукторы на спутниках смонтированы с наклоном в сторону сварочных роботов.3. The robotic complex according to claim 1, characterized in that the welding conductors on the satellites are mounted with an inclination towards the welding robots.