通過升降圓臺快速更換工具的機(jī)動車輛車身元件焊接方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車身元件組裝流水線的大體領(lǐng)域，所述流水線尤其但不唯一用于配備在車輛制造工廠內(nèi)。
[0002]更具體地，本發(fā)明涉及適用于制造機(jī)動車輛車身側(cè)部的焊接組裝設(shè)備的配置，以及能夠通過這種設(shè)備來實(shí)施的組裝方法。
【背景技術(shù)】
[0003]已知使用自動化流水線來組裝車輛零件。
[0004]通常，將待組裝零件布置在成型工具上，所述成型工具包括的底架支承有不同的定位和緊固構(gòu)件，例如柱銷、活鉤等，以在例如通過焊接來最終固定之前，能夠?qū)⑺隽慵簳r(shí)保持在組裝構(gòu)造中。
[0005]可以理解，需要采用涉及車輛(四門轎車、雙門轎車、寬敞性小汽車、旅行汽車等)型號和輪廓的成型工具，更具體地，在改變制造范圍的情況下需要更換工具。
[0006]為此，已知在組裝線邊緣設(shè)置包括一排固定儲存平板的儲存區(qū)，多軸自動手臂式的自動操控裝置可將從組裝線上提取的工具放置在所述固定儲存平板上，然后提取用于在所述組裝線上替換所述工具的另一工具。
[0007]這些設(shè)備通常是令人滿意的，然而這些設(shè)備可具有一些缺點(diǎn)。
[0008]更具體地，自動手臂通常具有良好的精確度和極佳的重復(fù)性，然而對于所述自動手臂的搬運(yùn)能力、或?qū)τ谒鲎詣邮直鄣膱?zhí)行速率而言，尤其在所述自動手臂需要傳送具有大慣性的重物時(shí)存在一些限制。
[0009]更換工具的時(shí)間有時(shí)可造成停機(jī)，影響生產(chǎn)率。
[0010]另外，沿組裝線的儲存區(qū)和自動操控裝置的增多趨向于使所述組裝線的占地面積以及實(shí)施和運(yùn)行成本明顯增加。
[0011]而且尤其通過文件US-2008/0220955已知，在占據(jù)組裝位的輸送導(dǎo)軌端部處使用圓臺型旋轉(zhuǎn)儲存區(qū)，所述旋轉(zhuǎn)儲存區(qū)裝有多個(gè)平板，所述多個(gè)平板可移動地安裝在多個(gè)儲存導(dǎo)軌上并且每個(gè)平板都可接收成型工具和待組裝零件組。
[0012]為了更換工具，需要在圓臺上使在組裝線上接合的平板回到原處并且使所有平板樞轉(zhuǎn)，以使支承合適工具的平板與輸送導(dǎo)軌對齊，然后使該新選擇的平板在所述輸送機(jī)上接合以向相關(guān)位置運(yùn)送工具。
[0013]然而，這種儲存和運(yùn)輸方法可同樣具有一些缺點(diǎn)。
[0014]首先，該方法需要在每次更換工具時(shí)使載有輸送平板和裝在輸送平板上的工具的旋轉(zhuǎn)儲存區(qū)刻板地移動。實(shí)施很重的整體的移動因此要求大量消耗能量，并且需要減緩速率以對于慣性效應(yīng)保持對所述移動的控制。
[0015]其次，使用的旋轉(zhuǎn)儲存區(qū)需要在地面上抽出很大空間，以能夠使平板移動而不干擾所述儲存區(qū)的周圍環(huán)境，更具體地，不干擾鄰近的自動裝置或輸送導(dǎo)軌。然而，可以理解，這樣的展開與希望得到結(jié)構(gòu)緊湊的設(shè)備以使相關(guān)工廠范圍內(nèi)生產(chǎn)區(qū)域密度最大化是相矛盾的。
[0016]最后，無論所考慮的哪種方法，成型工具從工具儲存區(qū)到組裝位的傳送必要地導(dǎo)致機(jī)械基準(zhǔn)的變化，因此可具有關(guān)于面對自動組裝裝置的工具的定位精確度和重復(fù)性的難度。
[0017]而且，有時(shí)不足的是需要在定位有效精確度、即組裝質(zhì)量和執(zhí)行速率之間找到折衷，與任選添加的對齊裝置相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的復(fù)雜性和體積能夠改善所述精確度，所述執(zhí)行速率可被實(shí)施這種附加對齊裝置影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]因此，本發(fā)明的目的在于改善上面提及的缺點(diǎn)，并且提供一種新穎的設(shè)備和新穎的組裝方法，所述設(shè)備和組裝方法對于適度的成本和體積來說能夠?qū)崿F(xiàn)高速率的可靠生產(chǎn)。
[0019]本發(fā)明的目的通過用于組裝車身零件的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，所述設(shè)備包括:設(shè)置有自動焊接裝置型自動組裝部件的至少一個(gè)組裝位；設(shè)置有加載部件加載位，所述加載部件用于向所述設(shè)備供應(yīng)待組裝零件；能夠從加載位向組裝位運(yùn)送成型工具的輸送機(jī)，所述成型工具設(shè)置用于根據(jù)預(yù)定組裝構(gòu)造來接收、成型和緊固需被彼此組裝的至少一組拆分的零件，其特征在于，所述設(shè)備包括成型工具的自動更換位，所述自動更換位包括具有豎直軸的自動升降轉(zhuǎn)臺，所述轉(zhuǎn)臺一方面具有旋轉(zhuǎn)軸基本豎直的運(yùn)輸轉(zhuǎn)子，所述運(yùn)輸轉(zhuǎn)子具有圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸分布并且每個(gè)都設(shè)置用于接收成型工具的多個(gè)工具架，所述轉(zhuǎn)子配置用于通過圍繞其軸線的適當(dāng)角度移動來選擇性地帶動與輸送機(jī)垂直的每個(gè)工具架，以及所述轉(zhuǎn)臺另一方面具有至少一個(gè)升降構(gòu)件，所述至少一個(gè)升降構(gòu)件能夠使與輸送機(jī)垂直的至少一個(gè)工具架豎直移動，以能夠交替地取下在所述輸送機(jī)上的工具或?qū)⑿碌墓ぞ叻胖迷谒鲚斔蜋C(jī)上。
[0020]本發(fā)明的目的還通過組裝車身零件的方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括:選擇成型工具步驟，在該步驟中在輸送機(jī)上放置成型工具，所述成型工具設(shè)置用于根據(jù)預(yù)定組裝構(gòu)造來接收、成型和緊固需被彼此組裝的至少一組拆分的零件；加載步驟，在該步驟中根據(jù)所述組裝構(gòu)造將待組裝零件放置在所述加載工具上；之后的組裝步驟，在該步驟中根據(jù)所述組裝構(gòu)造例如通過焊接將所述零件彼此固定，其特征在于，所述選擇步驟包括:調(diào)換成型工具的子步驟，在該子步驟中使旋轉(zhuǎn)軸基本豎直的運(yùn)輸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，所述運(yùn)輸轉(zhuǎn)子具有每個(gè)都設(shè)置用于接收成型工具的多個(gè)工具架，以垂直于輸送機(jī)帶動工具架，所期望的成型工具裝在所述工具架上；之后豎直移動、優(yōu)選地下降移動的子步驟，在該子步驟中使工具架豎直移動，以將選定的成型工具放置在輸送機(jī)上。
[0021]有利地，與旋轉(zhuǎn)儲存區(qū)聯(lián)結(jié)的帶有豎直升降機(jī)的符合本發(fā)明的運(yùn)輸轉(zhuǎn)臺的增大的活動性能夠使工具架平衡并且基本水平地分布，該增大的活動性首先提供了明顯的空間節(jié)省，這是由于儲存區(qū)可有利地至少部分在輸送機(jī)上突出，更具體地，儲存區(qū)旋轉(zhuǎn)移動而不干擾輸送機(jī)，這能夠使組裝線的不同功能豎直分層，更具體地根據(jù)不同交疊位置自動更換工具。
[0022]另外，本發(fā)明能夠?qū)⑦\(yùn)輸轉(zhuǎn)子的功率、穩(wěn)定性和良好的平衡性與軌道、旋轉(zhuǎn)選擇和基本豎直對接相結(jié)合，以在輸送機(jī)上放置或取下工具，這是特別短暫和精確的。
[0023]此外，移動的豎直分量能夠沿相對偏離并且容易控制的軌道來同時(shí)簡單和快速地實(shí)現(xiàn)工具的接近，因此該接近是可靠、精確和可重復(fù)的。
[0024]最后如之后將詳細(xì)描述的，本發(fā)明還能夠通過從和向輸送機(jī)運(yùn)輸單一的成型工具來減輕裝在轉(zhuǎn)子上的移動負(fù)載，而無需滑架型的多余附件。
[0025]所有這些元件有利地通過能夠增加工具選擇和傳送動作的執(zhí)行速率和/或減小所述動作的幅度或頻率來促進(jìn)生產(chǎn)速率的改善，這導(dǎo)致了工具更換的停產(chǎn)時(shí)間減少，因此更具體地，導(dǎo)致了設(shè)備生產(chǎn)能力的增強(qiáng)。
[0026]另外，符合本發(fā)明的配置能夠限制所述設(shè)備需要布置的面積，以及限制構(gòu)成所述設(shè)備的工位的復(fù)雜性和數(shù)量，這能夠在使用所述設(shè)備時(shí)實(shí)現(xiàn)大量節(jié)省。
【附圖說明】
[0027]通過閱讀以下詳細(xì)說明和僅作為示意性而非限制性方式給出的附圖，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加清楚，在附圖中:
[0028]圖1示出了符合本發(fā)明的設(shè)備實(shí)施例的整體透視圖。
[0029]圖2A，2B和2C示出了用于通過本發(fā)明的目標(biāo)設(shè)備來彼此組裝的后環(huán)、前環(huán)和蒙皮型車身零件的頂側(cè)視圖。
[0030]圖3示出了符合本發(fā)明的更換位實(shí)施例，所帶有的轉(zhuǎn)臺支承有四個(gè)工具架，其中的第一個(gè)工具架此處確保將工具布置在輸送機(jī)上。
[0031]圖4示出了符合本發(fā)明的工具架的詳細(xì)透視圖，所述工具架設(shè)置有便于使工具相對于輸送機(jī)定中心的滾動軸承。
[0032]圖5A和5B示出了當(dāng)工具架下降并且與輸送機(jī)滑架接觸時(shí)選定工具的自動定中心原理的沿輸送機(jī)軸線的側(cè)向示意圖。
[0033]圖6示出了可用于符合本發(fā)明的設(shè)備的成型工具實(shí)施例的底側(cè)透視圖。
[0034]圖7A和7B示出了在不同高度上實(shí)施連續(xù)定向操作，然后通過自動焊接裝置在同一組裝位上精加工的沿輸送機(jī)軸線的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明涉及用于組裝車身零件2，3，4的設(shè)備I。
[0036]優(yōu)選地，所述車身零件2，3，4由金屬制成，尤其由可焊接金屬制成，但不排除所述車身零件可由玻璃、尤其是層狀玻璃制成，可由聚碳酸酯或聚丙烯類的聚合物制成，甚至可由復(fù)合材料制成，所述復(fù)合材料例如為由玻璃纖維、碳纖維或芳族聚酰胺纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂基質(zhì)。
[0037]尤其可通過模制成型或沖壓使這些車身零件預(yù)成型。
[0038]所述車身零件2，3，4優(yōu)選地用于實(shí)施車輛、優(yōu)選地機(jī)動車輛、尤其是陸上交通工具的車身或蒙皮面。
[0039]所述設(shè)備可形成機(jī)動車輛的組裝設(shè)備，但不排除形成根據(jù)本發(fā)明原理實(shí)施其它結(jié)構(gòu)、尤其是金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)備，所述其它結(jié)構(gòu)任選地用于其它工業(yè)領(lǐng)域，例如航空領(lǐng)域。
[0040]更具體地，設(shè)備I可用于車身側(cè)部的組裝，所述車身側(cè)部包括至少一個(gè)形成蒙皮的第一鋼板零件2 (圖2C)、前環(huán)型的形成加強(qiáng)件的第二零件3 (圖2A)