專利名稱：特別用于組裝板金零件的裝配工場的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制作金屬板組件的工場。在這種工場中，以預(yù)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。
在車身的制造中，車身分部件是這樣構(gòu)成的，采用彼此以一定位置關(guān)系設(shè)置于一種夾具中的各零件，然后將這種夾具輸送并定位于一個(gè)工位中，在那里，夾持在一起的各零件被固定于一起，尤其是使用點(diǎn)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(yù)備工位，以加入其它各零件。而后，用點(diǎn)焊將新添加后的部件裝配起來。
這種操作順序可以根據(jù)需要而重復(fù)多次，以獲得一完整的組件。
通常，用來構(gòu)成這種組件的各工位沿一個(gè)總方向而設(shè)置，該方向由總傳送裝置所限定，總傳送裝置為各預(yù)備工位、裝配工位和精加工工位傳送配件。因此，構(gòu)成一條裝配線，其中的各工位互相控制。在這一裝配線上，由于工位很多，并且它們是連續(xù)設(shè)置的，因此不適于制造互不相同的板金組件。另外，由于每個(gè)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(fā)明的一個(gè)目的在于，通過提供一種組合式工場機(jī)構(gòu)來消除傳統(tǒng)的板金組件裝配工場所存在的缺陷，這種組合式工場機(jī)構(gòu)中的所有模件組均具有標(biāo)準(zhǔn)的模式，并且每個(gè)模件組具有準(zhǔn)備、裝配和精加工各分部件所需要的所有功能，該工場機(jī)構(gòu)只需增加模件組的數(shù)量，作為構(gòu)成最終組件的復(fù)雜性機(jī)能和零件數(shù)機(jī)能，來滿足這種類型的工業(yè)所存在的幾乎所有需要。
為此，本發(fā)明提供了一種特別用于裝配板金零件的裝配工場，該工場具有用于將零件以一定相對位置配置到位的預(yù)備工位、用于將準(zhǔn)備好的零件固定于一起的裝配工位、和用于完成零件固定于一起工作的供選擇進(jìn)行精加工的工位。更準(zhǔn)確地說，所述工場由多個(gè)模件組構(gòu)成，它們用至少一條延伸于一個(gè)預(yù)定方向上的總傳送裝置互相連接，每個(gè)模件組具有一由總傳送裝置通過的中央裝卸工位、一通過基本垂直于傳送裝置的一傳送器連接于中央工位的側(cè)部預(yù)備工位、一通過基本垂直于總傳送裝置的一傳送器連接于中央工位的裝配工位、和至少一個(gè)沿總傳送裝置而固定于中央工位下游的精加工工位。
這種結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可使需要供給的設(shè)備和工具更為合理化，因?yàn)樗鼈兛梢允菢?biāo)準(zhǔn)的，而與需要制造的板金組件的類型無關(guān)。
有利的是，可將構(gòu)成工場的模件組的裝配工位固定在總傳送裝置的同一側(cè)。當(dāng)裝配工場具有兩套模件組用于制造至少兩種不同板金組件時(shí)，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(yīng)模件組分享。
通常，需要裝配起來以構(gòu)成分部件或組件的板金零件被定位于夾具型的支架上，這種支架可采取各種形式。它們可以是托板，需要裝配起來的零件放置夾持于上面，并在同一模件組中從一個(gè)工位輸送到另一個(gè)工位。它們還可以是更輕的支架(稱作“盒子”)，在組件構(gòu)成過程中始終保持與被裝配的零件相聯(lián)。當(dāng)使用托板時(shí)，只有零件在模件組間傳送，而當(dāng)使用盒子時(shí)，它們與零件一起在模件組間傳送。
因此，有利的是，本發(fā)明的工場具有用來處理托板的裝置，該裝置將托板設(shè)置在每個(gè)模件組的裝卸工位與位于所述工位附近的儲(chǔ)存區(qū)之間。該處理裝置最好是在總傳送裝置的方向上延伸于裝卸工位與至少一個(gè)托板儲(chǔ)存區(qū)之間。在一較佳實(shí)施例中，所述儲(chǔ)存工位位于總傳送裝置的下方和裝卸工位的下游，并且如果在那一段設(shè)有一精加工工位，則所述儲(chǔ)存工位位于所述精加工工位的下方。
其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在下面對本發(fā)明的一非限制性實(shí)施例的描述后而變得更為明了。


圖1是本發(fā)明的工場所采用的基本模件組的示意圖；圖2到圖9表示本發(fā)明的模件組的各個(gè)不同的操作階段；圖10是一裝配工場的一部分的示意圖，它包括兩條制造兩種板金組件的裝配線，它們相似但并不相同。
圖1中，標(biāo)號1表示總傳送裝置，其方向(用箭頭A表示)是確定的，它構(gòu)成生產(chǎn)流程的總的方向。按照本發(fā)明，總傳送裝置1與多個(gè)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于一起并進(jìn)行裝配。這樣，由總傳送裝置1供給零部件的多個(gè)諸如模件組2和3之類的模件組便構(gòu)成了一個(gè)工場，其中每個(gè)模件組以標(biāo)準(zhǔn)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(shí)例中為裝卸機(jī)器人。模件組2還具有一側(cè)部預(yù)備工位7，它通過一傳送器8連接于中央工位4，該傳送器8延伸于一個(gè)基本垂直總傳送裝置1的方向A的方向上。在該預(yù)備工位中，需要固定于一起的各種不同的零件和分部件，在從位于工位7附近的儲(chǔ)料槽9和10或同樣位于工位7附近的輔助預(yù)備工位11中取出后，被放置于適當(dāng)位置。這種預(yù)備工作由“操作員”12來進(jìn)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(jī)器人。有利的是，各種不同的零件可以以集中的形式聚集于一起，以減少將它們放置到位所需的時(shí)間。在工位7中，利用支架將各種需要固定于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(yù)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連接于中央工位4，該傳送器14基本垂直于總傳送裝置1的方向A。該裝配工位13裝有焊接機(jī)器人15，或其它任何等效的裝配裝置，它們被編程，將預(yù)備在工位7中的零件連接固定于一起。
最后，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，位于工位4的下游，它構(gòu)成一精加工工位，即，例如用地面工具17進(jìn)行諸如點(diǎn)焊、粘結(jié)、沖孔、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(yùn)送到卸料工位4，在本實(shí)例中所采用的傳送裝置是機(jī)器人6，該機(jī)器人本身安裝成能通過工位16移動(dòng)，首先是為夾緊工具17供給配件，其次是到達(dá)位置6A處，以構(gòu)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(dāng)然，裝卸裝置6可以由固定于工位16的定位裝置來幫助，諸如與地面工具17相聯(lián)的定位座。
假如模件組2是裝配線上的第一個(gè)模件組，則裝料機(jī)器人5在工位4上放置一夾具，該夾具是盒子型的，用于將一定數(shù)量的待裝配零件以一定相對位置定位，也就是一個(gè)保持固定在諸零件上并與它們一起在模件組間移動(dòng)的支架。利用傳送器8，盒子被傳送到工位7，在那里操作員12將待裝配的零部件裝于該盒子上。然后，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(jī)器人15將裝在盒子上的零件固定于一起。該工位13是一種“幾何”工位，也就是說，它具有用于將盒子非常精確地放置到焊接機(jī)器人15的坐標(biāo)系統(tǒng)中的構(gòu)件，和/或用于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(lián)的幾何工具進(jìn)行加工。在這種固定操作進(jìn)行的同時(shí)，工位4例如由機(jī)器人5裝上另一個(gè)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(shí)，位于工位4處的盒子被輸送到工位7來裝零件。機(jī)器人6從工位4卸下裝配好的分部件，并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于一起。
在位置6A處，機(jī)器人6將裝配好的分部件(也可連同其盒子)放置于緊隨的模件組3的中央工位4A處。當(dāng)分部件沒有同一盒子相連時(shí)，它便被單獨(dú)地放置于模件組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，并且，以與模件組2相同的方式，將新的零件在工位13A中進(jìn)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(jī)器人、地面?zhèn)魉脱b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(nèi)部機(jī)構(gòu)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)，即，預(yù)備工位7可以從三個(gè)側(cè)面來接近，并且它是處于一個(gè)沒有任何旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的區(qū)域中，諸如機(jī)器人或其它傳送裝置，因此在所述區(qū)域內(nèi)不會(huì)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(gòu)建為工位7供部件的儲(chǔ)料槽和安裝裝卸裝置。儲(chǔ)料槽9、10和輔助預(yù)備工位如工位11同樣也很容易接近，以實(shí)現(xiàn)再補(bǔ)充。
圖2到圖9表示當(dāng)需要裝配于一起的零件是集中在一托板形式的夾具上而不是盒子上時(shí)，即不隨零件一起在模件組間移動(dòng)的夾具，本發(fā)明的模件組是如何操作的。上述零件用相同的標(biāo)號表示。
這些附圖表示采用兩個(gè)不同托板P1和P2的兩個(gè)不同的分部件S1和S2是如何能在同一模件組中裝配的。當(dāng)然，下面的描述也針對相同的分部件和相同的托板。圖2表示的階段是，分部件S1正在工位13中進(jìn)行裝配，同時(shí)，托板P2正從儲(chǔ)存工位50輸送到中央工位4，在該實(shí)例中儲(chǔ)存工位50是位于支承機(jī)器人6用的平臺(tái)51的下方。
如圖4所示，一旦組件S1裝配完成，托板P1從工位13輸送到工位4，同時(shí)，托板P2從工位4輸送到工位7。
圖5中，托板P2裝上分部件S2的構(gòu)成零件，同時(shí)，組件S1被機(jī)器人6從托板P1上移去，該機(jī)器人6將其傳送到緊隨的模件組3。
例如，利用機(jī)器人5(或任何其它合適的傳送裝置)，空的托板P1被從工位4輸送到一儲(chǔ)存工位52，在此實(shí)例中的儲(chǔ)存工位是位于機(jī)器人5的支承平臺(tái)53的下方。與此同時(shí)，操作員繼續(xù)向工位7中的托板P2中裝零件。
圖7表示該操作階段的末尾。
一旦托板P2的預(yù)備工作完成，所述托板便被輸送到工位13進(jìn)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，托板P1被輸送到工位4，以準(zhǔn)備在組件S2與托板P2到達(dá)工位4時(shí)送往工位7。
然后，托板P2與組件S2分離，并儲(chǔ)存于工位50中。最后，托板P1從工位7輸送到工位13，如圖2那樣，循環(huán)又一次開始。
如果僅使用一個(gè)托板來重復(fù)裝配單一類型的分部件，那么操作工序可以簡化。因而托板僅從工位7去工位13，然后從工位13再到工位7，當(dāng)中托板停在工位4處卸載。
本發(fā)明的組合式工場，尤其是上述各模件組結(jié)構(gòu)的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)在圖10中。
圖10表示以上描述的、標(biāo)號也相同的模件組連續(xù)地沿第一總傳送裝置1而設(shè)置。圖10中所示的工場具有一平行于總裝配線1的第二裝配線21，它與裝配線1一樣，由連續(xù)的模件組22、23形成，每個(gè)模件組具有一中央工位24、24A、一預(yù)備工位27、27A和一精加工工位36、36A?？梢园l(fā)現(xiàn)，模件組2的裝配工位13也構(gòu)成模件組22的裝配工位。這樣，既可以以在工位7中準(zhǔn)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(zhǔn)備好的零件和分部件來供給。在工位13中，只有機(jī)器人15的編程會(huì)有所不同，取決于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能相同程度地適用于兩個(gè)分部件中任一件，因此使工位13的占用時(shí)間最佳，這在安裝和使用本發(fā)明的工場時(shí)，在經(jīng)濟(jì)上具有相當(dāng)顯著的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槿绻@種工位中需要特別嚴(yán)格的幾何約束，那么裝配工位13、13A將意味著很大的投資。
當(dāng)然，模件組22和23裝有的構(gòu)件與那些參照模件組2和3所描述的構(gòu)件相同，它們使用的標(biāo)號是在模件組2和3中所使用的標(biāo)號上再加20。
如果由于承載量的原因，相同的組件需要在兩個(gè)平行的裝配線上制造，每條裝配線具有由相應(yīng)的模件組分享的共同裝配工位13，那么，原來需要兩條用于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(shí)被用來將分部件沿它們的裝配線從一個(gè)模件組輸送到另一個(gè)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(fā)明范圍的情況下，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(dòng)臺(tái)等)。
本發(fā)明能尤為有利地用于汽車制造領(lǐng)域，尤其是用于裝配諸如車身側(cè)部之類的車身分部件的裝配線中。也可能采用變化的實(shí)施例，其中，例如分部件可以用工位7從裝配線上移去。
最后，當(dāng)有兩個(gè)托板時(shí)，可以在工位50或52中的一個(gè)工位處提供一個(gè)滿的托板，而不是空的托板。而后，該托板直接被送到工位13用于裝配，然后通過工位4卸載，再到工位7，在那里，托板再次被裝零部件，直到裝滿。在一個(gè)托板正在裝零部件的同時(shí)，另一個(gè)托板從儲(chǔ)料處移出，而在裝完零部件的托板從工位7送往工位4的同時(shí)，從儲(chǔ)料處移出的托板被輸送到工位13。
權(quán)利要求
1.一種用于將板金零件裝配于一起的裝配工場，該裝配工場具有用于將零件以一定相對位置配置到位的預(yù)備工位、用于將準(zhǔn)備好的零件固定于一起的裝配工位，其特征在于，所述工場由多個(gè)模件組(2、3、22、23)構(gòu)成，它們用至少一條延伸于一個(gè)預(yù)定方向(A)上的總傳送裝置(1、21)互相連接，每個(gè)模件組具有一由總傳送裝置(1)通過的中央卸料工位(4、24)、一通過基本垂直于傳送裝置(1、21)的一傳送器(8、28)連接于中央工位(4、24)的側(cè)部預(yù)備工位(7、27)、一通過基本垂直于總傳送裝置(1、21)的一傳送器(14、34)連接于中央工位(4、24)的裝配工位(13)。
2.如權(quán)利要求1所述的工場，其特征在于，每個(gè)模件組具有至少一個(gè)用于儲(chǔ)存一托板(P1)的儲(chǔ)存工位(53)，該托板用于支承在模件組中加工的零件，還具有用于將該托板置于儲(chǔ)存工位(53)與裝卸工位之間的裝卸裝置(5)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的工場，其特征在于，該至少一個(gè)模件組還具有至少一個(gè)精加工工位(16、36)，它沿總傳送裝置(1、21)而固定于中央工位(4、24)的下游。
4.如權(quán)利要求3所述的工場，其特征在于，儲(chǔ)存工位(50)位于精加工工位(16)的下方。
5.如以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝配工場，其特征在于，構(gòu)成該工場的每個(gè)模件組(2、3)的裝配工位(13、13a)位于總傳送裝置(1)的同一側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝配工場，包括兩套用于裝配至少兩種板金組件的模件組(2、3；22、23)，其特征在于，一套中的每個(gè)模件組(2)的裝配工位(13)與另一套中的相應(yīng)模件組(22)共享。
全文摘要
一種用于將板金零件裝配于一起的裝配工場,該裝配工場具有用于將零件以一定相對位置配置到位的預(yù)備工位、用于將準(zhǔn)備好的零件固定于一起的裝配工位、和用于完成零件固定于一起工作的輔助精加工工位,其特征在于,所述工場由多個(gè)模件組(2、3、22、23)構(gòu)成,它們用至少一條延伸于一個(gè)預(yù)定方向(A)上的總傳送裝置(1、21)互相連接,每個(gè)模件組具有一由總傳送裝置(1)通過的中央裝卸工位(4、24)、一通過基本垂直于傳送裝置(1、21)的一傳送器(8、28)連接于中央工位(4、24)的側(cè)部預(yù)備工位(7、27)、一通過基本垂直于總傳送裝置(1、21)的一傳送器(14、34)連接于中央工位(4、24)的裝配工位(13)、和至少一個(gè)沿總傳送裝置(1、21)而固定于中央工位(4、24)下游的精加工工位(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(yōu)先權(quán)日1994年12月29日
發(fā)明者貝爾納·內(nèi)格爾, 熱拉德·潘雄 申請人:Abb普里西弗萊克斯體系公司