特別用於組裝板金零件的裝配工場的製作方法
2023-10-07 04:13:09 1
專利名稱：特別用於組裝板金零件的裝配工場的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製作金屬板組件的工場。在這種工場中，以預定和精確的相對位置而保持的各零件被分階段地裝配起來。
在車身的製造中，車身分部件是這樣構成的，採用彼此以一定位置關係設置於一種夾具中的各零件，然後將這種夾具輸送並定位於一個工位中，在那裡，夾持在一起的各零件被固定於一起，尤其是使用點焊法。因此而裝成一種分部件，如果需要的話，將該分部件輸送到一第二預備工位，以加入其它各零件。而後，用點焊將新添加後的部件裝配起來。
這種操作順序可以根據需要而重複多次，以獲得一完整的組件。
通常，用來構成這種組件的各工位沿一個總方向而設置，該方向由總傳送裝置所限定，總傳送裝置為各預備工位、裝配工位和精加工工位傳送配件。因此，構成一條裝配線，其中的各工位互相控制。在這一裝配線上，由於工位很多，並且它們是連續設置的，因此不適於製造互不相同的板金組件。另外，由於每個工位周圍可以使用的空間有限，因此很難接近這一裝配線的各工位。
本發明的一個目的在於，通過提供一種組合式工場機構來消除傳統的板金組件裝配工場所存在的缺陷，這種組合式工場機構中的所有模件組均具有標準的模式，並且每個模件組具有準備、裝配和精加工各分部件所需要的所有功能，該工場機構只需增加模件組的數量，作為構成最終組件的複雜性機能和零件數機能，來滿足這種類型的工業所存在的幾乎所有需要。
為此，本發明提供了一種特別用於裝配板金零件的裝配工場，該工場具有用於將零件以一定相對位置配置到位的預備工位、用於將準備好的零件固定於一起的裝配工位、和用於完成零件固定於一起工作的供選擇進行精加工的工位。更準確地說，所述工場由多個模件組構成，它們用至少一條延伸於一個預定方向上的總傳送裝置互相連接，每個模件組具有一由總傳送裝置通過的中央裝卸工位、一通過基本垂直於傳送裝置的一傳送器連接於中央工位的側部預備工位、一通過基本垂直於總傳送裝置的一傳送器連接於中央工位的裝配工位、和至少一個沿總傳送裝置而固定於中央工位下遊的精加工工位。
這種結構的一個優點在於，可使需要供給的設備和工具更為合理化，因為它們可以是標準的，而與需要製造的板金組件的類型無關。
有利的是，可將構成工場的模件組的裝配工位固定在總傳送裝置的同一側。當裝配工場具有兩套模件組用於製造至少兩種不同板金組件時，這可使一套中的各模件組的裝配工位能被另一套中的相應模件組分享。
通常，需要裝配起來以構成分部件或組件的板金零件被定位於夾具型的支架上，這種支架可採取各種形式。它們可以是託板，需要裝配起來的零件放置夾持於上面，並在同一模件組中從一個工位輸送到另一個工位。它們還可以是更輕的支架(稱作「盒子」)，在組件構成過程中始終保持與被裝配的零件相聯。當使用託板時，只有零件在模件組間傳送，而當使用盒子時，它們與零件一起在模件組間傳送。
因此，有利的是，本發明的工場具有用來處理託板的裝置，該裝置將託板設置在每個模件組的裝卸工位與位於所述工位附近的儲存區之間。該處理裝置最好是在總傳送裝置的方向上延伸於裝卸工位與至少一個託板儲存區之間。在一較佳實施例中，所述儲存工位位於總傳送裝置的下方和裝卸工位的下遊，並且如果在那一段設有一精加工工位，則所述儲存工位位於所述精加工工位的下方。
其它特點和優點將在下面對本發明的一非限制性實施例的描述後而變得更為明了。
圖1是本發明的工場所採用的基本模件組的示意圖；圖2到圖9表示本發明的模件組的各個不同的操作階段；圖10是一裝配工場的一部分的示意圖，它包括兩條製造兩種板金組件的裝配線，它們相似但並不相同。
圖1中，標號1表示總傳送裝置，其方向(用箭頭A表示)是確定的，它構成生產流程的總的方向。按照本發明，總傳送裝置1與多個模件組2、 3互相連接，利用這些模件組，板金組件逐步地被放置於一起並進行裝配。這樣，由總傳送裝置1供給零部件的多個諸如模件組2和3之類的模件組便構成了一個工場，其中每個模件組以標準的方式組織起來，如下面參照模件組2所描述的。
模件組2具有一中央工位4，總傳送裝置1通過該工位。該中央工位裝有裝卸裝置5和6，在該實例中為裝卸機器人。模件組2還具有一側部預備工位7，它通過一傳送器8連接於中央工位4，該傳送器8延伸於一個基本垂直總傳送裝置1的方向A的方向上。在該預備工位中，需要固定於一起的各種不同的零件和分部件，在從位於工位7附近的儲料槽9和10或同樣位於工位7附近的輔助預備工位11中取出後，被放置於適當位置。這種預備工作由「操作員」12來進行，它們既可以是操作人員，也可以是裝卸和定位裝置，例如機器人。有利的是，各種不同的零件可以以集中的形式聚集於一起，以減少將它們放置到位所需的時間。在工位7中，利用支架將各種需要固定於一起的零件放置到位，這些支架形成夾持夾具，用來以零件預定的相對位置來夾持零件。
模件組2還具有一裝配工位13，它通過一傳送器14連接於中央工位4，該傳送器14基本垂直於總傳送裝置1的方向A。該裝配工位13裝有焊接機器人15，或其它任何等效的裝配裝置，它們被編程，將預備在工位7中的零件連接固定於一起。
最後，模件組2具有一工位16，它由總傳送裝置1為其供給零配件，位於工位4的下遊，它構成一精加工工位，即，例如用地面工具17進行諸如點焊、粘結、衝孔、插螺栓等之類的附加操作。在該工位16加工過的零件通過總傳送裝置來運送到卸料工位4，在本實例中所採用的傳送裝置是機器人6，該機器人本身安裝成能通過工位16移動，首先是為夾緊工具17供給配件，其次是到達位置6A處，以構成用來為模件組3的一裝卸工位4A裝部件的裝料裝置，模件組3在總傳送裝置1的方向A上緊隨模件組2。當然，裝卸裝置6可以由固定於工位16的定位裝置來幫助，諸如與地面工具17相聯的定位座。
假如模件組2是裝配線上的第一個模件組，則裝料機器人5在工位4上放置一夾具，該夾具是盒子型的，用於將一定數量的待裝配零件以一定相對位置定位，也就是一個保持固定在諸零件上並與它們一起在模件組間移動的支架。利用傳送器8，盒子被傳送到工位7，在那裡操作員12將待裝配的零部件裝於該盒子上。然後，裝了零部件的盒子利用傳送器8和傳送器14的裝置，通過裝卸工位4而傳送到工位13。在工位13處，機器人15將裝在盒子上的零件固定於一起。該工位13是一種「幾何」工位，也就是說，它具有用於將盒子非常精確地放置到焊接機器人15的坐標系統中的構件，和/或用於將所有或一部分裝在盒子上的零件定位的定位裝置，在工位13處，這些零件可以從盒子至少部分脫離，使其直接由與工位13相聯的幾何工具進行加工。在這種固定操作進行的同時，工位4例如由機器人5裝上另一個待裝零件的盒子。
一旦分部件在工位13中裝配完成，它便通過傳送器14輸送到工位4，同時，位於工位4處的盒子被輸送到工位7來裝零件。機器人6從工位4卸下裝配好的分部件，並將其放置到對著焊接夾具17，以完成將在工位13中裝配的分部件的各零件互相固定於一起。
在位置6A處，機器人6將裝配好的分部件(也可連同其盒子)放置於緊隨的模件組3的中央工位4A處。當分部件沒有同一盒子相連時，它便被單獨地放置於模件組3的中央工位4A中，該工位具有一接收它的夾具。在模件組3中，分部件在工位7A處添加其它零件，並且，以與模件組2相同的方式，將新的零件在工位13A中進行裝配。
值得一提的是，總傳送裝置1可以包括一系列互不相同的傳送裝置，如機器人、地面傳送裝置、空中傳送裝置等。圖1中的示意圖清楚地示出了一模件組的內部機構的一個主要優點，即，預備工位7可以從三個側面來接近，並且它是處於一個沒有任何旋轉機構的區域中，諸如機器人或其它傳送裝置，因此在所述區域內不會對操作人員造成安全問題。這樣，用來接近工位7的空間可以有利地被用來構建為工位7供部件的儲料槽和安裝裝卸裝置。儲料槽9、10和輔助預備工位如工位11同樣也很容易接近，以實現再補充。
圖2到圖9表示當需要裝配於一起的零件是集中在一託板形式的夾具上而不是盒子上時，即不隨零件一起在模件組間移動的夾具，本發明的模件組是如何操作的。上述零件用相同的標號表示。
這些附圖表示採用兩個不同託板P1和P2的兩個不同的分部件S1和S2是如何能在同一模件組中裝配的。當然，下面的描述也針對相同的分部件和相同的託板。圖2表示的階段是，分部件S1正在工位13中進行裝配，同時，託板P2正從儲存工位50輸送到中央工位4，在該實例中儲存工位50是位於支承機器人6用的平臺51的下方。
如圖4所示，一旦組件S1裝配完成，託板P1從工位13輸送到工位4，同時，託板P2從工位4輸送到工位7。
圖5中，託板P2裝上分部件S2的構成零件，同時，組件S1被機器人6從託板P1上移去，該機器人6將其傳送到緊隨的模件組3。
例如，利用機器人5(或任何其它合適的傳送裝置)，空的託板P1被從工位4輸送到一儲存工位52，在此實例中的儲存工位是位於機器人5的支承平臺53的下方。與此同時，操作員繼續向工位7中的託板P2中裝零件。
圖7表示該操作階段的末尾。
一旦託板P2的預備工作完成，所述託板便被輸送到工位13進行零件裝配所必需的焊接操作。圖8便表示這一階段。在焊接過程中，如圖9所示，託板P1被輸送到工位4，以準備在組件S2與託板P2到達工位4時送往工位7。
然後，託板P2與組件S2分離，並儲存於工位50中。最後，託板P1從工位7輸送到工位13，如圖2那樣，循環又一次開始。
如果僅使用一個託板來重複裝配單一類型的分部件，那麼操作工序可以簡化。因而託板僅從工位7去工位13，然後從工位13再到工位7，當中託板停在工位4處卸載。
本發明的組合式工場，尤其是上述各模件組結構的另一個主要優點，表現在圖10中。
圖10表示以上描述的、標號也相同的模件組連續地沿第一總傳送裝置1而設置。圖10中所示的工場具有一平行於總裝配線1的第二裝配線21，它與裝配線1一樣，由連續的模件組22、23形成，每個模件組具有一中央工位24、24A、一預備工位27、27A和一精加工工位36、36A。可以發現，模件組2的裝配工位13也構成模件組22的裝配工位。這樣，既可以以在工位7中準備好的零件和分部件來供給裝配工位13，也可以以工位27中準備好的零件和分部件來供給。在工位13中，只有機器人15的編程會有所不同，取決於待焊接零件是來自工位7還是來自工位27。可以同步地選用合適的編程。工位13能相同程度地適用於兩個分部件中任一件，因此使工位13的佔用時間最佳，這在安裝和使用本發明的工場時，在經濟上具有相當顯著的優點，因為如果這種工位中需要特別嚴格的幾何約束，那麼裝配工位13、13A將意味著很大的投資。
當然，模件組22和23裝有的構件與那些參照模件組2和3所描述的構件相同，它們使用的標號是在模件組2和3中所使用的標號上再加20。
如果由於承載量的原因，相同的組件需要在兩個平行的裝配線上製造，每條裝配線具有由相應的模件組分享的共同裝配工位13，那麼，原來需要兩條用於裝配不同組件的模件組裝配線1和21的便需要更多裝配線了。
值得一提的是，裝卸裝置5、6；25、26同時被用來將分部件沿它們的裝配線從一個模件組輸送到另一個模件組和將需要用來夾持分部件的夾具從工位4、24移去。
在不脫離本發明範圍的情況下，可以為夾具P1、P2提供裝卸裝置，而不是為所示的裝置5、6、25、26(地面鏈條、移動臺等)。
本發明能尤為有利地用於汽車製造領域，尤其是用於裝配諸如車身側部之類的車身分部件的裝配線中。也可能採用變化的實施例，其中，例如分部件可以用工位7從裝配線上移去。
最後，當有兩個託板時，可以在工位50或52中的一個工位處提供一個滿的託板，而不是空的託板。而後，該託板直接被送到工位13用於裝配，然後通過工位4卸載，再到工位7，在那裡，託板再次被裝零部件，直到裝滿。在一個託板正在裝零部件的同時，另一個託板從儲料處移出，而在裝完零部件的託板從工位7送往工位4的同時，從儲料處移出的託板被輸送到工位13。
權利要求
1.一種用於將板金零件裝配於一起的裝配工場，該裝配工場具有用於將零件以一定相對位置配置到位的預備工位、用於將準備好的零件固定於一起的裝配工位，其特徵在於，所述工場由多個模件組(2、3、22、23)構成，它們用至少一條延伸於一個預定方向(A)上的總傳送裝置(1、21)互相連接，每個模件組具有一由總傳送裝置(1)通過的中央卸料工位(4、24)、一通過基本垂直於傳送裝置(1、21)的一傳送器(8、28)連接於中央工位(4、24)的側部預備工位(7、27)、一通過基本垂直於總傳送裝置(1、21)的一傳送器(14、34)連接於中央工位(4、24)的裝配工位(13)。
2.如權利要求1所述的工場，其特徵在於，每個模件組具有至少一個用於儲存一託板(P1)的儲存工位(53)，該託板用於支承在模件組中加工的零件，還具有用於將該託板置於儲存工位(53)與裝卸工位之間的裝卸裝置(5)。
3.如權利要求1或2所述的工場，其特徵在於，該至少一個模件組還具有至少一個精加工工位(16、36)，它沿總傳送裝置(1、21)而固定於中央工位(4、24)的下遊。
4.如權利要求3所述的工場，其特徵在於，儲存工位(50)位於精加工工位(16)的下方。
5.如以上任一項權利要求所述的裝配工場，其特徵在於，構成該工場的每個模件組(2、3)的裝配工位(13、13a)位於總傳送裝置(1)的同一側。
6.如權利要求5所述的裝配工場，包括兩套用於裝配至少兩種板金組件的模件組(2、3；22、23)，其特徵在於，一套中的每個模件組(2)的裝配工位(13)與另一套中的相應模件組(22)共享。
全文摘要
一種用於將板金零件裝配於一起的裝配工場,該裝配工場具有用於將零件以一定相對位置配置到位的預備工位、用於將準備好的零件固定於一起的裝配工位、和用於完成零件固定於一起工作的輔助精加工工位,其特徵在於,所述工場由多個模件組(2、3、22、23)構成,它們用至少一條延伸於一個預定方向(A)上的總傳送裝置(1、21)互相連接,每個模件組具有一由總傳送裝置(1)通過的中央裝卸工位(4、24)、一通過基本垂直於傳送裝置(1、21)的一傳送器(8、28)連接於中央工位(4、24)的側部預備工位(7、27)、一通過基本垂直於總傳送裝置(1、21)的一傳送器(14、34)連接於中央工位(4、24)的裝配工位(13)、和至少一個沿總傳送裝置(1、21)而固定於中央工位(4、24)下遊的精加工工位(16、36)。
文檔編號B23P21/00GK1171753SQ9519723
公開日1998年1月28日 申請日期1995年12月22日 優先權日1994年12月29日
發明者貝爾納·內格爾, 熱拉德·潘雄 申請人:Abb普裡西弗萊克斯體系公司