专利名称：用于各种车型的完整底板焊接系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及可应用于车辆制造的底盘装配线的完整底板焊接系统。
背景技术：
通常，车辆制造过程包含车辆的诸多部件的组装。特别是，在底盘组装工序中，通过压制生产的底盘板组装成底盘作为白车身，并且底板、门、行李箱盖、发动机罩以及挡泥板随后安装在其上。近来，输送托架系统已用于各种车辆的底盘组装工序，以迅速满足由于车型改变而带来的需求。这种车辆输送托架系统将底盘板和部件输送至对应于各种车辆类型的工序以使工序自动化。在典型的托架系统中，在底盘制造厂中在部件被夹持到底盘上的同时，夹具和部件在两道工序之间移动。术语“完整底板”此处的意思是形成底盘底侧的前部、中部和后部底板部件的组装已完成的状态。除了使用输送托架系统的组装工序，典型的车辆制造过程还包含焊接工序。图1 示出常规的完整底板焊接生产线，其包括点焊工序10和关键焊接工序11，并在很大程度上倚靠机器人。常规的完整底板焊接系统存在一些问题。首先，在新车型要求车辆板件的尺寸和形状的相当大调整的情况下，不容易重新设计现有的与机器人行为有关的焊接相关程序。其次，关键焊接工序要求使用四个机器人的自动焊枪，因此投资成本会增加并且维护和修理该系统会变得困难。
发明内容
本发明提供了一种用于各种车型的完整底板焊接系统，其要求通过组合用于部件焊接的几个外部单元而获得的新颖类型的完整底板关键焊接系统，其中每个单元包括配置成根据车型确定焊点的三轴滑动单元、部件固定销夹具、和配置成焊接部件的自动单侧点焊枪，该完整底板焊接系统主动地适应各种车型并提高整个焊接工序的效率。一方面，本发明提供了一种用于各种车型的完整底板焊接系统，其适于在根据车型确定和调整焊点的位置之后执行焊接操作，并且包括至少一个外部单元，用于焊接布置在完整底板焊接生产线的关键焊接工序中的多个部件并且具有自动点焊枪，该外部单元配置成根据车型确定位置并且从完整底板的三个侧边进入完整底板以执行焊接操作；用于安装外部单元的支柱结构；和配置成控制外部单元的控制器。优选地，外部单元包括三轴滑动单元，具有X轴线性运动部、Y轴线性运动部和Z 轴线性运动部，并且配置成根据车型确定位置；部件固定销夹具，安装在三轴滑动单元的Y 轴线性运动部的一端，并且配置成调整部件的位置；安装在三轴滑动单元的Y轴线性运动部上的自动枪线性运动部；安装在自动枪线性运动部的一侧与自动枪线性运动部交叉的伺服电机；以及自动单侧点焊枪，安装在自动枪线性运动部上与自动枪线性运动部一起移动， 并且配置成在X轴方向上移动的同时执行焊接操作。
根据本发明的用于各种车型的完整底板焊接系统具有以下优点。第一，密封侧焊接/背板焊接外部单元安装在完整底板焊接生产线的完整底板关键焊接工序中以执行焊接操作，以便根据车型单侧搜寻并进入焊点，使得能够容易地适应车型的变化。第二，由于总共六个部件焊接外部单元根据焊点的顺序执行焊接操作，因此可有效地执行焊接操作。特别是，与通过现有机器人的自动焊接相比，设备的投资成本可大幅降低，同时与维护和修理相关的管理效率能够提高。第三，六个部件焊接外部单元分别布置在完整底板的三个侧边，由此与工厂布局的设计相关的自由度能够提高。例如，布局上的空间占有率能够降低。
现在将参照附图中示出的某些示例性实施例详细说明本发明的上述和其它特征， 附图在下文中仅以例示的方式给出且因此不限制本发明，并且其中图1是示出常规的完整底板焊接生产线的俯视图；图2是示出根据本发明的实施例的用于各种车型的完整底板焊接系统的部件焊接外部单元的透视图；图3A至3C是分别示出图2的部件焊接外部单元的X轴、Y轴和Z轴的操作状态的透视图；图4是示出根据本发明的实施例的用于各种车型的完整底板焊接系统的部件焊接外部单元的焊线的俯视图；图5是示出根据本发明的实施例的用于各种车型的完整底板焊接系统的部件焊接外部单元安装在焊接生产线中的状态的俯视图；并且图6示出根据本发明的实施例的用于各种车型的完整底板焊接系统的部件焊接外部单元的操作和焊接状态的示意图。
具体实施例方式以下，将参照附图详细说明本发明的示例性实施例，使得所属领域的技术人员能够容易地实现本发明。图2是示出根据本发明的实施例的用于各种车型的完整底板焊接系统的部件焊接外部单元的透视图。如图2中所示，完整底板焊接系统包括用于执行焊接操作的部件焊接外部单元 15、用于支承部件焊接外部单元15的支柱结构(未示出)、以及用于控制部件焊接外部单元 15的控制器(未示出)。完整底板焊接系统适于在确定根据车型而有所不同的焊点并调整部件的位置之后执行焊接操作。特别地，部件焊接外部单元15布置在完整底板焊接生产线的关键焊接工序11中。 不同于使用机器人的常规焊接系统，部件焊接外部单元15布置在完整底板的三个侧边，并且适于焊接单向进入关键焊接工序11的部件的焊点。这种部件焊接外部单元15，S卩，密封侧和背板焊接外部单元可用于各种车型。各单元包括配置成根据车型确定完整底板的位置的三轴滑动单元18，部件固定销夹具19，和配置成将密封侧部件焊接到底板部件并将背板部件焊接到底板部件的自动单侧点焊枪14。部件焊接外部单元15的详细结构如下。三轴滑动单元18在开始焊接操作之前调整部件(即，完整底板)的位置。当安装在完整底板托架12上的完整底板沿着焊接生产线被输送至关键焊接工序11时，三轴滑动单元18在X轴、Y轴和Z轴方向上操作以固定完整底板的位置。为了实现这一目的，三轴滑动单元18包括可在各自的方向上移动以根据车型确定完整底板的位置的X轴线性运动部18a和电机23a、Y轴线性运动部18b和电机23b、 以及Z轴线性运动部18c和电机23c。即，X轴运动导向部2 平行于X轴方向安装在适于支承三轴滑动单元18的支柱结构16的前表面上。X轴线性运动部18a和电机23a连接于X轴运动导向部25a以便能够沿着X轴运动导向部2 在X轴方向上移动。Z轴运动导向部25c平行于Z轴方向安装在X轴线性运动部18a上。Z轴线性运动部18c和电机23c连接于Z轴运动导向部25c以便能够沿着Z轴运动导向部25c在Z轴方向上移动。Y轴运动导向部2 平行于Y轴方向安装在Z轴线性运动部18c上。Y轴线性运动部1 8b和电机2 连接于Y轴运动导向部25b以便能够沿着Y轴运动导向部2 在Y 轴方向上移动。因此，三轴滑动单元18通过线性运动部的移动而如图3A至3C中所示进行操作， 以使用部件固定销夹具19调整完整底板的位置。例如，如图3A中所示，如果电机23a操作，则X轴线性运动部18a沿着X轴运动导向部2 在X轴方向上移动。 作为结果，所有的X轴线性运动部18a和电机23a，Z轴线性运动部18c和电机23c， Y轴线性运动部18b和电机23b，自动单侧点焊枪14，以及部件固定销夹具19均通过电机 23a的操作在X轴方向上移动。如图;3B中所示，如果电机23c操作，则Z轴线性运动部18c沿着Z轴运动导向部 25c在Z轴方向上移动。作为结果，所有的Z轴线性运动部18c和电机23c，Y轴线性运动部18b和电机23b， 自动单侧点焊枪14，以及部件固定销夹具19均通过电机23c的操作在Z轴方向上移动。如图3C中所示，如果电机2 操作，则Y轴线性运动部18b沿着Y轴运动导向部 2 在Y轴方向上移动。作为结果，所有的Y轴线性运动部18b和电机23b，自动单侧点焊枪14，以及部件固定销夹具19均通过电机23b的操作在Y轴方向上移动。部件固定销夹具19直接插入到完整底板的位置调整孔(未示出)中以固定完整底板，并且安装在三轴滑动单元18的Y轴线性运动部18b的一端，使得部件固定销夹具19 通过三轴滑动单元18的操作搜寻用以固定完整底板的固定点。自动单侧点焊枪14在X轴方向上移动的同时，对完整底板的焊点执行焊接操作。 为了实现这一目的，沿着X轴方向延伸的自动枪线性运动部21设置在Y轴线性运动部18b 上与Y轴线性运动部18b交叉，并且伺服电机20安装在自动枪线性运动部21的一侧以操作自动枪线性运动部21。自动单侧点焊枪14安装在自动枪线性运动部21上一起移动，以便在X轴方向上移动的同时对焊点执行焊接操作。
支承块沈安装在Y轴线性运动部18b的一端。自动枪线性运动部21的运动导向部21a沿着X轴方向纵长地安装在支承块沈上，并且自动单侧点焊枪14安装在沿着运动导向部21a移动的运动块21b上。因此，如果伺服电机20操作，则自动单侧点焊枪14与运动块21b —起沿着X轴方向移动以固定其位置。由此，如果部件固定销夹具19的位置通过三轴滑动单元ISaUm3和18c以及驱动电机23a、2!3b和23c的操作而被固定，从而使完整底板固定，则线性运动导向部21通过伺服电机20的操作在X轴方向上移动。于是，自动单侧点焊枪14沿着X轴方向移动，从而对焊点执行焊接操作。图4是示出根据本发明的实施例的用于各种车型的完整底板焊接系统的部件焊接外部单元的焊线的俯视图。图4示出配置成对完整底板100执行焊接操作的六个部件焊接外部单元15的布置和焊接图。三对部件焊接外部单元I5布置在位于关键焊接工序11中的完整底板100的外围，即三个侧边，并且两台单侧焊机2 和22b控制部件焊接外部单元15的焊接操作。此处，每对部件焊接外部单元15可安装在单个框架结构16上。三个部件焊接外部单元I5分别连接于由控制器17控制的两台单侧焊机2 和 22b，并且三个外部单元15以操作之间的预定时间间隔执行焊接操作。接地装置M以自动单侧焊机2 和22b中的夹具的形式连接于底板托架12的基座。图5是示出根据本发明的实施例的用于各种车型的完整底板焊接系统的部件焊接外部单元安装在焊接生产线中的状态的俯视图。如图5中所示，完整底板焊接系统包括点焊工序10和关键焊接工序11，并且完整底板托架12沿着整个完整底板焊接生产线移动。在点焊工序10中自动焊枪13使用机器人执行焊接操作，并且在关键焊接工序11 中三个部件焊接外部单元15执行焊接操作。因此，当对不同车型执行关键焊接工序11时，部件焊接外部单元15可通过三轴操作适当地调整该车型的完整底板的位置，并且自动单侧点焊枪在X轴方向上移动的同时可对该车型的焊点执行焊接操作。图6示出根据本发明的实施例的用于各种车型的完整底板焊接系统的部件焊接外部单元的操作和焊接状态的示意图。部件固定销夹具19a和19b的位置通过部件焊接外部单元1 和1 的三轴操作， 对于车型A固定至XI、Yl和Zl处且对于车型B固定至X2、Y2和Z2处。随着部件固定销夹具19a和19b被固定至完整底板，自动单侧点焊枪1 和14b 根据焊点的顺序在X轴方向上移动，使得对于车型A在xl、yl和Zl处且对于车型B在X2、 y2和z2处执行焊接操作。如上所述，根据本发明的用于各种车型的完整底板焊接系统包括几组部件焊接外部单元，其各自包括配置成根据车型确定焊点的三轴滑动单元、部件固定销夹具、和配置成焊接部件的自动单侧点焊枪，使得能够在完整底板焊接生产线中执行关键焊接工序，从而使该系统与各种车型兼容并有效地执行整个焊接工序。 已参照其优选实施例对本发明进行了详细说明。然而，本领域技术人员将会理解的是，可在这些实施例中做出变化而不脱离本发明的原理和精神，本发明的范围限定在所附权利要求及其等效形式中。此外，可对具体情况和材料做出多种修改而不脱离本发明的本质。因此，本发明不限于优选实施例的详细说明，而是包括所附权利要求的范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种用于各种车型的完整底板焊接系统，配置成在确定和调整根据车型而不同的焊点的位置之后执行焊接操作，并且包括至少一个外部单元，用于焊接布置在完整底板焊接生产线的关键焊接工序中的多个部件，所述至少一个外部单元具有自动单侧点焊枪，其中所述外部单元配置成根据车型确定执行焊接操作的位置并且从所述完整底板的三个侧边安装完整底板以便执行焊接操作； 用于安装所述外部单元的支柱结构；和配置成控制所述至少一个外部单元的控制器。
2.如权利要求1所述的完整底板焊接系统，其中所述外部单元包括三轴滑动单元，具有X轴线性运动部、Y轴线性运动部和Z轴线性运动部，并且配置成根据车型确定位置；部件固定销夹具，安装在所述三轴滑动单元的Y轴线性运动部的一端，并且配置成调整部件的位置；安装在所述三轴滑动单元的Y轴线性运动部上的自动枪线性运动部； 安装在所述自动枪线性运动部的一侧与所述自动枪线性运动部交叉的伺服电机；以及自动单侧点焊枪，安装在所述自动枪线性运动部上与所述自动枪线性运动部一起移动，并且配置成在X轴方向上移动的同时执行焊接操作。
3.如权利要求1所述的完整底板焊接系统，其中三个外部单元分别连接于由所述控制器控制的两台单侧焊机，以在时间间隔内执行焊接操作。
4.如权利要求1所述的完整底板焊接系统，其中设置六个外部单元使得两个所述外部单元形成一对，其中三对外部单元安装在所述支柱结构上并且分别布置在所述完整底板的三个侧边。
5.一种用于焊接各种车型的完整底板的完整底板焊接系统，包括 用于焊接各种车型的部件的多个外部单元，其中每个外部单元包括三轴滑动单元，配置成通过控制器根据车型确定所述完整底板上的一个或多个焊点， 调整所述完整底板的位置的部件固定销夹具，以及自动单侧点焊枪，配置成将密封侧部件焊接到所述完整底板的底板部件，并且将背板部件焊接到所述底板部件。
6.如权利要求5所述的完整底板焊接系统，还包括 用于安装所述外部单元的支柱结构。
7.如权利要求5所述的完整底板焊接系统，其中所述三轴滑动单元还包括X轴线性运动部、Y轴线性运动部和Z轴线性运动部，所述部件固定销夹具安装在所述三轴滑动单元的 Y轴线性运动部的一端，并配置成调整部件的位置；并且自动枪线性运动部安装在所述三轴滑动单元的Y轴线性运动部上。
8.如权利要求7所述的完整底板焊接系统，其中每个所述外部单元还包括安装在所述自动枪线性运动部的一侧与所述自动枪线性运动部交叉的伺服电机；并且所述自动单侧点焊枪安装在所述自动枪线性运动部上与所述自动枪线性运动部一起移动，并且配置成在X轴方向上移动的同时执行焊接操作。
9.如权利要求5所述的完整底板焊接系统，其中三个外部单元分别连接于由所述控制器控制的两台单侧焊机，以在时间间隔内执行焊接操作。
10.如权利要求5所述的完整底板焊接系统，其中设置六个外部单元使得两个所述外部单元形成一对，其中三对外部单元安装在支柱结构上并且分别布置在所述完整底板的三个侧边。
全文摘要
本发明涉及应用于车辆底盘装配线的焊接系统，且更具体地涉及一种用于各种车型的完整底板焊接系统。该用于各种车型的完整底板焊接系统适于在确定和调整根据车型而不同的焊点的位置之后执行焊接操作，并且包括至少一个外部单元，用于焊接布置在完整底板焊接生产线的关键焊接工序中的多个部件并且具有自动点焊枪，该外部单元配置成根据车型确定位置并且从完整底板的三个侧边进入完整底板以执行焊接操作；用于安装外部单元的支柱结构；和配置成控制外部单元的控制器。
文档编号B23K28/02GK102476246SQ20111021857
公开日2012年5月30日 申请日期2011年6月24日 优先权日2010年11月23日
发明者权泰庸 申请人:现代自动车株式会社