專利名稱：多車型共線柔性總拼的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車白車身焊接生產(chǎn)線上的合拼エ位，特別涉及一種可適合多種車型共同使用的多車型共線柔性總拼，屬于汽車制造設備領域。
背景技術：
未來汽車是向著多品種、小批量、高產(chǎn)能的趨勢發(fā)展，根據(jù)這種趨勢，對每款車型新建一條生產(chǎn)線是不太現(xiàn)實的，因此，在一條生產(chǎn)線上同時生產(chǎn)多款車型是未來汽車裝備業(yè)的趨勢，多車型共線柔性總拼能夠?qū)崿F(xiàn)白車身的地板總成、左側(cè)圍總成、右側(cè)圍總成及頂蓋總成的焊裝，是汽車白車身柔性生產(chǎn)線上最核心的設備。
目前，國內(nèi)各大汽車廠應用的多車型共線柔性總拼基本都是國外進ロ或外資企業(yè)直接提供，國內(nèi)企業(yè)在這一領域尚沒有太大競爭力，即使國外的幾種柔性總拼解決方案，也都存在著一定的缺陷，如占地面積大、生產(chǎn)節(jié)拍慢、不能隨線切換、對共線車型有限制或造價成本高等缺陷，不能很好滿足國內(nèi)汽車廠家的生產(chǎn)需要，對我國汽車生產(chǎn)行業(yè)的進步帶來了較大影響。對現(xiàn)有多車型共線柔性總拼進行結(jié)構和性能改進，形成一套適合我國汽車生產(chǎn)エ藝的多車型共線焊接自動生產(chǎn)線，就成為本發(fā)明想要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明g在提供ー種生產(chǎn)效率高、節(jié)奏快、適用性廣、使用靈活方便的多車型共線柔性總拼，以滿足汽車白車身自動化焊接生產(chǎn)的需要。本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的多車型共線柔性總拼，包括機器人焊接系統(tǒng)和高速輸送系統(tǒng)，還包括底板智能柔性定位系統(tǒng)和側(cè)圍柔性定位及切換系統(tǒng)；底板智能柔性定位系統(tǒng)對應連接在高速輸送系統(tǒng)的傳送軌道上，底板智能柔性定位系統(tǒng)負責定位和固定車身底板；側(cè)圍柔性定位及切換系統(tǒng)負責定位和固定車身側(cè)圍及頂蓋，側(cè)圍柔性定位及切換系統(tǒng)包括側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)、夾具儲存系統(tǒng)、夾具切換及軌道系統(tǒng)，側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)的側(cè)面；夾具儲存系統(tǒng)沿著聞速輸送系統(tǒng)的傳送方向排列在側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)的兩側(cè)；夾具切換及軌道系統(tǒng)連接在側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)與夾具儲存系統(tǒng)之間。所述側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)包括滑臺、側(cè)圍夾具定位平臺和基座，滑臺上設有用干支撐側(cè)圍夾具的支撐軌道；滑臺和側(cè)圍夾具定位平臺分別連接在基座上，側(cè)圍夾具定位平臺對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)的側(cè)面，滑臺的滑動方向與底板智能柔性定位系統(tǒng)相垂直；側(cè)圍夾具定位平臺可將側(cè)圍夾具與白車身定位。所述夾具儲存系統(tǒng)包括兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺，兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺沿著高速輸送系統(tǒng)的傳送方向?qū)植荚趥?cè)圍夾具合拼系統(tǒng)的兩側(cè)，四面體翻轉(zhuǎn)臺的每個エ位上分別設有用于側(cè)圍夾具切換的旋轉(zhuǎn)軌道，側(cè)圍夾具定位連接在旋轉(zhuǎn)軌道上。所述夾具切換及軌道系統(tǒng)包括四個夾具切換小車、夾具切換輸送軌道和夾具返還軌道；夾具切換輸送軌道固定在地面，并與兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺輸出位上的旋轉(zhuǎn)軌道以及側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)中滑臺的支撐軌道相拼接；夾具返還軌道固定在空中，并與兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺輸入位上的旋轉(zhuǎn)軌道相拼接；夾具切換輸送軌道、夾具返還軌道、支撐軌道以及輸入、輸出位上的旋轉(zhuǎn)軌道組成封閉的軌道系統(tǒng)；四個夾具切換小車分別對應在兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺的輸入位和輸出位的封閉軌道上。所述夾具切換小車為摩擦輪帶動下的軌道傳送車。所述底板智能柔性定位系統(tǒng)包括高速滾床和八個智能定位単元，高速滾床和八個智能定位単元分別固定在基座上，高速滾床與高速輸送系統(tǒng)相對應，智能定位単元呈兩列均勻分布在高速滾床兩側(cè)，滑臺的滑動方向與高速滾床的傳動方向相垂直。所述智能定位単元為三軸向定位夾緊機構，定位夾緊機構可從不同方向?qū)④嚨装鍔A緊。 與已有技術相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在I、在實現(xiàn)相同數(shù)量車型共線生產(chǎn)時，本發(fā)明占地面積最少。2、本發(fā)明可使用焊接機器人數(shù)量顯著增加，提高總拼エ位的利用率。3、在所有具有隨機切換的方案中，本系統(tǒng)切換時間最少，可增加在ー個焊接節(jié)拍內(nèi)的焊接時間，提高生產(chǎn)線的產(chǎn)能。4、在所有方案中，本發(fā)明的結(jié)構相對簡潔，成本較低。5、本發(fā)明能夠滿足汽車廠60JPH產(chǎn)能要求。


圖I為本發(fā)明的整體結(jié)構示意圖；圖2為本發(fā)明中側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；圖3為本發(fā)明中單個四面體翻轉(zhuǎn)臺的結(jié)構示意圖；圖4為本發(fā)明中夾具切換及軌道系統(tǒng)和側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)的組合結(jié)構示意簡圖；圖5為本發(fā)明中底板智能柔性定位系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進ー步的詳細描述如圖I所示，本發(fā)明所述的多車型共線柔性總拼，包括機器人焊接系統(tǒng)、高速輸送系統(tǒng)3、底板智能柔性定位系統(tǒng)2和側(cè)圍柔性定位及切換系統(tǒng)I。其中，機器人焊接系統(tǒng)用于定位后車身的焊接工作，是本エ序的最后執(zhí)行機構；高速輸送系統(tǒng)3負責汽車白車身的傳送，以便由上一エ序自動進入下ーエ序；底板智能柔性定位系統(tǒng)2與高速輸送系統(tǒng)3相配合，負責定位和固定車身底板，以便在流水作業(yè)中對車身底板進行加工；側(cè)圍柔性定位及切換系統(tǒng)I與底板智能柔性定位系統(tǒng)2相配合，完成自動焊接前的車身側(cè)圍定位和固定，同時，保持多車型共線柔性拼接，提高總拼適用性。其中，機器人焊接系統(tǒng)由伺服點焊機器人和自適應一體式伺服焊槍組成。機器人焊接系統(tǒng)是焊接過程的實施系統(tǒng)，其由伺服點焊機器人攜伺服焊接槍進行焊接，是本エ序的最后加工階段，焊接完成的汽車車身將自動送入到下ーエ序。高速輸送系統(tǒng)3主要采用相互配合的滾床和臺車進行白車身輸送，其中，高速輸送過程可利用高精度光柵編碼尺和光柵編碼器形成雙閉環(huán)控制，編碼尺反饋臺車位置，編碼器反饋臺車速度。在速度與位置的雙閉環(huán)作用下，精確控制臺車的速度及位置精度，目前，此方式可實現(xiàn)位置精度±0. 7mm，輸送節(jié)拍4. 7s，均已達到國際先進水平。底板智能柔性定位系統(tǒng)2對應連接在高速輸送系統(tǒng)3的傳送軌道上，底板智能柔性定位系統(tǒng)2包括高速滾床4和八個智能定位単元5。側(cè)圍柔性定位及切換系統(tǒng)I包括側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)6、夾具儲存系統(tǒng)7、夾具切換及軌道系統(tǒng)8。側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)6對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)2的側(cè)面，夾具儲存系統(tǒng)7通過夾具切換及軌道系統(tǒng)8與側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)6相連接。底板智能柔性定位系統(tǒng)2和側(cè)圍柔性定位及切換系統(tǒng)I配合完成白車身底板和側(cè)圍的定位過程。如圖2所示，側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)包括滑臺11、側(cè)圍夾具定位平臺12和基座10。偵U圍夾具定位平臺12固定在基座10上，側(cè)圍夾具定位平臺12對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)的側(cè)面，其對側(cè)圍夾具14進行最后的三維方向的位置調(diào)整和控制，保證夾具定位準確性?；_11連接在基座10上，滑臺11可相對基座10進行滑動。為方便定位和滑動控制，滑臺11的滑動方向與底板智能柔性定位系統(tǒng)相垂直?；_11上設有支撐側(cè)圍夾具14的支撐軌 道13，滑臺11可將接收到的側(cè)圍夾具14傳送到側(cè)圍夾具定位平臺12上，并對側(cè)圍夾具14施加垂直方向的壓カ，保證夾具定位可靠。夾具儲存系統(tǒng)主要用于待使用側(cè)圍夾具的存儲，以保證焊接過程能高效、快速、有節(jié)奏的進行。夾具儲存系統(tǒng)包括兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺，由于隨時需有ー個空位進行側(cè)圍夾具的更換，故兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺可同時攜帶七套側(cè)圍夾具。兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺沿著高速輸送系統(tǒng)的傳送方向?qū)植荚趥?cè)圍夾具合拼系統(tǒng)的兩側(cè)，其中，ー個四面體翻轉(zhuǎn)臺上的空位用于接收已加工完成的側(cè)圍夾具，另ー個四面體翻轉(zhuǎn)臺用于待加工側(cè)圍夾具的供應，通過翻轉(zhuǎn)臺的翻轉(zhuǎn)即可實現(xiàn)待用側(cè)圍夾具的隨時調(diào)整和更換。如圖3所示，ー個四面體翻轉(zhuǎn)臺20上帯有四個エ位，每個エ位上分別設有用于側(cè)圍夾具14切換的旋轉(zhuǎn)軌道21，側(cè)圍夾具14定位連接在旋轉(zhuǎn)軌道21上，其中，位于翻轉(zhuǎn)臺20前方下側(cè)的エ位為輸出位，待用側(cè)圍夾具由此位輸出；位于翻轉(zhuǎn)臺20后方上側(cè)的エ位為輸入位，用于接收或調(diào)換新側(cè)圍夾具。為保證待用側(cè)圍夾具更換過程的順利進行，在夾具儲存系統(tǒng)和側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)之間還設有夾具切換及軌道系統(tǒng)。如圖4所示，夾具切換及軌道系統(tǒng)包括四個夾具切換小車30、夾具切換輸送軌道31和夾具返還軌道32。其中，夾具切換輸送軌道31固定在地面，并與兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺20輸出位上的輸出旋轉(zhuǎn)軌道22以及側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)中滑臺11的支撐軌道13相拼接；夾具返還軌道32固定在空中，并與兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺20輸入位上的輸入旋轉(zhuǎn)軌道23相拼接，從而形成夾具切換輸送軌道31、夾具返還軌道32、支撐軌道13、輸入旋轉(zhuǎn)軌道23和輸出旋轉(zhuǎn)軌道22組成的封閉軌道系統(tǒng)，使各系統(tǒng)間形成相互有效的聯(lián)系，保證了側(cè)圍夾具的連續(xù)供給和使用。為側(cè)圍夾具更換過程提供動カ的是四個夾具切換小車30，夾具切換小車30為摩擦輪帶動下的軌道傳送車，其通過摩擦輪與軌道產(chǎn)生摩擦力，帶動車體進行運動。四個夾具切換小車30分別對應在兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺20的輸入位和輸出位的封閉軌道上，為輸入、輸出位側(cè)圍夾具的調(diào)整和更換過程提供動カ支持。如圖5所示，為保持協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性，底板智能柔性定位系統(tǒng)中的高速滾床4和八個智能定位単元5分別固定在側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)的基座10上，高速滾床4與高速輸送系統(tǒng)相對應，用于接收傳送中的白車身底板，側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)中滑臺的滑動方向與高速滾床4的傳動方向相垂直。智能定位単元5呈兩列均勻分布在高速滾床4兩側(cè)，智能定位単元5為三軸向定位夾緊機構，三軸向定位夾緊機構對接收到的白車身底板進行三維方向的調(diào)整定位，以滿足不同車型的定位需要，保證定位過程順利進行。如圖I、圖4所示，實際工作中，白車身底板首先由高速輸送系統(tǒng)3傳送到高速滾床4上，經(jīng)智能定位単元5的三軸向定位夾緊機構進行位置調(diào)整后實現(xiàn)定位；接著，位于四面體翻轉(zhuǎn)臺20輸出位上的側(cè)圍夾具經(jīng)相應夾具切換小車和夾具切換輸送軌道31輸送到滑臺11的支撐軌道13上，滑臺11將接收到的側(cè)圍夾具·沿垂直方向傳送到側(cè)圍夾具定位平臺上，側(cè)圍夾具定位平臺對側(cè)圍夾具進行最后的位置調(diào)整和定位后，側(cè)圍夾具和白車身底板定位完成，機器人焊接系統(tǒng)對底板、側(cè)圍進行焊接，至此，白車身焊接加工過程完成，最后，側(cè)圍夾具定位平臺開啟，側(cè)圍夾具隨著滑臺11退回，并重新與夾具切換輸送軌道31拼接，側(cè)圍夾具在夾具切換小車的作用下送回到四面體翻轉(zhuǎn)臺20的空位上，同時，智能定位単元5開啟后將焊接完成的白車身放入高速滾床4上，并經(jīng)高速輸送系統(tǒng)3傳送到下一加工位中，白車身焊接完成。由于兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺上可同時攜帶七套不同的側(cè)圍夾具，夾具切換過程可在焊接過程中同步進行。如當系統(tǒng)接收到エ廠指令使用B車型時，系統(tǒng)首先識別B車型夾具，然后判斷B車型夾具存儲的具體位置，以及B車型夾具是否在夾具切換的輸出位上，同吋，判斷另ー輸出位上是否為空位，如不符合條件，系統(tǒng)發(fā)出指令，四面體翻轉(zhuǎn)臺將帶有B車型的側(cè)圍夾具旋轉(zhuǎn)到其中一個輸出位上，同時，將空位旋轉(zhuǎn)到另ー輸出位上，空位用于工作中側(cè)圍夾具的接收，B車型側(cè)圍夾具則作為下一輪次的待用夾具使用，至此，側(cè)圍夾具調(diào)整完成，不會影響正常的自動焊接過程。當然，如需將兩個待用側(cè)圍夾具調(diào)整位置，還可利用夾具返還軌道以及輸出位上的空位，進行兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺間的側(cè)圍夾具位置調(diào)整，從而大大提高了側(cè)圍柔性定位及切換系統(tǒng)的使用靈活性和方便性，真正實現(xiàn)了多車型共線柔性拼裝。
權利要求
1.多車型共線柔性總拼，包括機器人焊接系統(tǒng)和高速輸送系統(tǒng)，其特征在于，還包括底板智能柔性定位系統(tǒng)和側(cè)圍柔性定位及切換系統(tǒng)；所述底板智能柔性定位系統(tǒng)對應連接在高速輸送系統(tǒng)的傳送軌道上，底板智能柔性定位系統(tǒng)負責定位和固定車身底板；所述側(cè)圍柔性定位及切換系統(tǒng)負責定位和固定車身側(cè)圍及頂蓋，側(cè)圍柔性定位及切換系統(tǒng)包括側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)、夾具儲存系統(tǒng)、夾具切換及軌道系統(tǒng)，所述側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)的側(cè)面；所述夾具儲存系統(tǒng)沿著高速輸送系統(tǒng)的傳送方向排列在側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)的兩側(cè)；所述夾具切換及軌道系統(tǒng)連接在側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)與夾具儲存系統(tǒng)之間。
2.根據(jù)權利要求I所述的多車型共線柔性總拼，其特征在于，所述側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)包括滑臺、側(cè)圍夾具定位平臺和基座，所述滑臺上設有用于支撐側(cè)圍夾具的支撐軌道；所述滑臺和側(cè)圍夾具定位平臺分別連接在基座上，側(cè)圍夾具定位平臺對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)的側(cè)面，滑臺的滑動方向與底板智能柔性定位系統(tǒng)相垂直；所述側(cè)圍夾具定位平臺可將側(cè)圍夾具與白車身定位。
3.根據(jù)權利要求I所述的多車型共線柔性總拼，其特征在于，所述夾具儲存系統(tǒng)包括兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺，所述兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺沿著高速輸送系統(tǒng)的傳送方向?qū)植荚趥?cè)圍夾具合拼系統(tǒng)的兩側(cè)，四面體翻轉(zhuǎn)臺的每個工位上分別設有用于側(cè)圍夾具切換的旋轉(zhuǎn)軌道，側(cè)圍夾具定位連接在旋轉(zhuǎn)軌道上。
4.根據(jù)權利要求I所述的多車型共線柔性總拼，其特征在于，所述夾具切換及軌道系統(tǒng)包括四個夾具切換小車、夾具切換輸送軌道和夾具返還軌道；所述夾具切換輸送軌道固定在地面，并與兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺輸出位上的旋轉(zhuǎn)軌道以及側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)中滑臺的支撐軌道相拼接；所述夾具返還軌道固定在空中，并與兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺輸入位上的旋轉(zhuǎn)軌道相拼接；所述夾具切換輸送軌道、夾具返還軌道、支撐軌道以及輸入、輸出位上的旋轉(zhuǎn)軌道組成封閉的軌道系統(tǒng)；所述四個夾具切換小車分別對應在兩個四面體翻轉(zhuǎn)臺的輸入位和輸出位的封閉軌道上。
5.根據(jù)權利要求4所述的多車型共線柔性總拼，其特征在于，所述夾具切換小車為摩擦輪帶動下的軌道傳送車。
6.根據(jù)權利要求I所述的多車型共線柔性總拼，其特征在于，所述底板智能柔性定位系統(tǒng)包括高速滾床和八個智能定位單元，所述高速滾床和八個智能定位單元分別固定在基座上，高速滾床與高速輸送系統(tǒng)相對應，智能定位單元呈兩列均勻分布在高速滾床兩側(cè)，滑臺的滑動方向與高速滾床的傳動方向相垂直。
7.根據(jù)權利要求6所述的多車型共線柔性總拼，其特征在于，所述智能定位單元為三軸向定位夾緊機構，定位夾緊機構可從不同方向?qū)④嚨装鍔A緊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多車型共線柔性總拼，包括機器人焊接系統(tǒng)、高速輸送系統(tǒng)、底板智能柔性定位系統(tǒng)和側(cè)圍柔性定位及切換系統(tǒng)。底板智能柔性定位系統(tǒng)對應連接在高速輸送系統(tǒng)的傳送軌道上，側(cè)圍柔性定位及切換系統(tǒng)包括側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)、夾具儲存系統(tǒng)、夾具切換及軌道系統(tǒng)，側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)的側(cè)面，夾具儲存系統(tǒng)沿著高速輸送系統(tǒng)的傳送方向排列在側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)的兩側(cè)，夾具切換及軌道系統(tǒng)連接在側(cè)圍夾具合拼系統(tǒng)與夾具儲存系統(tǒng)之間。改進后的結(jié)構相對簡潔、實用，切換時間少、生產(chǎn)效率高，占地面積小，可使用焊接機器人數(shù)量多，充分滿足了汽車廠60JPH的產(chǎn)能要求。
文檔編號B23K37/00GK102837138SQ201210285218
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權日2012年8月13日
發(fā)明者潘繼文, 姚維兵, 孫志成, 賀毅, 李彪, 楊猛, 黃海 申請人:廣州明珞汽車裝備有限公司