专利名称：特别用于组装板金零件的装配工场的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制作金属板组件的工场。在这种工场中，以预定和精确的相对位置而保持的各零件被分阶段地装配起来。
在车身的制造中，车身分部件是这样构成的，采用彼此以一定位置关系设置于一种夹具中的各零件，然后将这种夹具输送并定位于一个工位中，在那里，夹持在一起的各零件被固定于一起，尤其是使用点焊法。因此而装成一种分部件，如果需要的话，将该分部件输送到一第二预备工位，以加入其它各零件。而后，用点焊将新添加后的部件装配起来。
这种操作顺序可以根据需要而重复多次，以获得一完整的组件。
通常，用来构成这种组件的各工位沿一个总方向而设置，该方向由总传送装置所限定，总传送装置为各预备工位、装配工位和精加工工位传送配件。因此，构成一条装配线，其中的各工位互相控制。在这一装配线上，由于工位很多，并且它们是连续设置的，因此不适于制造互不相同的板金组件。另外，由于每个工位周围可以使用的空间有限，因此很难接近这一装配线的各工位。
本发明的一个目的在于，通过提供一种组合式工场机构来消除传统的板金组件装配工场所存在的缺陷，这种组合式工场机构中的所有模件组均具有标准的模式，并且每个模件组具有准备、装配和精加工各分部件所需要的所有功能，该工场机构只需增加模件组的数量，作为构成最终组件的复杂性机能和零件数机能，来满足这种类型的工业所存在的几乎所有需要。
为此，本发明提供了一种特别用于装配板金零件的装配工场，该工场具有用于将零件以一定相对位置配置到位的预备工位、用于将准备好的零件固定于一起的装配工位、和用于完成零件固定于一起工作的供选择进行精加工的工位。更准确地说，所述工场由多个模件组构成，它们用至少一条延伸于一个预定方向上的总传送装置互相连接，每个模件组具有一由总传送装置通过的中央装卸工位、一通过基本垂直于传送装置的一传送器连接于中央工位的侧部预备工位、一通过基本垂直于总传送装置的一传送器连接于中央工位的装配工位、和至少一个沿总传送装置而固定于中央工位下游的精加工工位。
这种结构的一个优点在于，可使需要供给的设备和工具更为合理化，因为它们可以是标准的，而与需要制造的板金组件的类型无关。
有利的是，可将构成工场的模件组的装配工位固定在总传送装置的同一侧。当装配工场具有两套模件组用于制造至少两种不同板金组件时，这可使一套中的各模件组的装配工位能被另一套中的相应模件组分享。
通常，需要装配起来以构成分部件或组件的板金零件被定位于夹具型的支架上，这种支架可采取各种形式。它们可以是托板，需要装配起来的零件放置夹持于上面，并在同一模件组中从一个工位输送到另一个工位。它们还可以是更轻的支架(称作“盒子”)，在组件构成过程中始终保持与被装配的零件相联。当使用托板时，只有零件在模件组间传送，而当使用盒子时，它们与零件一起在模件组间传送。
因此，有利的是，本发明的工场具有用来处理托板的装置，该装置将托板设置在每个模件组的装卸工位与位于所述工位附近的储存区之间。该处理装置最好是在总传送装置的方向上延伸于装卸工位与至少一个托板储存区之间。在一较佳实施例中，所述储存工位位于总传送装置的下方和装卸工位的下游，并且如果在那一段设有一精加工工位，则所述储存工位位于所述精加工工位的下方。
其它特点和优点将在下面对本发明的一非限制性实施例的描述后而变得更为明了。
图1是本发明的工场所采用的基本模件组的示意图；图2到图9表示本发明的模件组的各个不同的操作阶段；图10是一装配工场的一部分的示意图，它包括两条制造两种板金组件的装配线，它们相似但并不相同。
图1中，标号1表示总传送装置，其方向(用箭头A表示)是确定的，它构成生产流程的总的方向。按照本发明，总传送装置1与多个模件组2、 3互相连接，利用这些模件组，板金组件逐步地被放置于一起并进行装配。这样，由总传送装置1供给零部件的多个诸如模件组2和3之类的模件组便构成了一个工场，其中每个模件组以标准的方式组织起来，如下面参照模件组2所描述的。
模件组2具有一中央工位4，总传送装置1通过该工位。该中央工位装有装卸装置5和6，在该实例中为装卸机器人。模件组2还具有一侧部预备工位7，它通过一传送器8连接于中央工位4，该传送器8延伸于一个基本垂直总传送装置1的方向A的方向上。在该预备工位中，需要固定于一起的各种不同的零件和分部件，在从位于工位7附近的储料槽9和10或同样位于工位7附近的辅助预备工位11中取出后，被放置于适当位置。这种预备工作由“操作员”12来进行，它们既可以是操作人员，也可以是装卸和定位装置，例如机器人。有利的是，各种不同的零件可以以集中的形式聚集于一起，以减少将它们放置到位所需的时间。在工位7中，利用支架将各种需要固定于一起的零件放置到位，这些支架形成夹持夹具，用来以零件预定的相对位置来夹持零件。
模件组2还具有一装配工位13，它通过一传送器14连接于中央工位4，该传送器14基本垂直于总传送装置1的方向A。该装配工位13装有焊接机器人15，或其它任何等效的装配装置，它们被编程，将预备在工位7中的零件连接固定于一起。
最后，模件组2具有一工位16，它由总传送装置1为其供给零配件，位于工位4的下游，它构成一精加工工位，即，例如用地面工具17进行诸如点焊、粘结、冲孔、插螺栓等之类的附加操作。在该工位16加工过的零件通过总传送装置来运送到卸料工位4，在本实例中所采用的传送装置是机器人6，该机器人本身安装成能通过工位16移动，首先是为夹紧工具17供给配件，其次是到达位置6A处，以构成用来为模件组3的一装卸工位4A装部件的装料装置，模件组3在总传送装置1的方向A上紧随模件组2。当然，装卸装置6可以由固定于工位16的定位装置来帮助，诸如与地面工具17相联的定位座。
假如模件组2是装配线上的第一个模件组，则装料机器人5在工位4上放置一夹具，该夹具是盒子型的，用于将一定数量的待装配零件以一定相对位置定位，也就是一个保持固定在诸零件上并与它们一起在模件组间移动的支架。利用传送器8，盒子被传送到工位7，在那里操作员12将待装配的零部件装于该盒子上。然后，装了零部件的盒子利用传送器8和传送器14的装置，通过装卸工位4而传送到工位13。在工位13处，机器人15将装在盒子上的零件固定于一起。该工位13是一种“几何”工位，也就是说，它具有用于将盒子非常精确地放置到焊接机器人15的坐标系统中的构件，和/或用于将所有或一部分装在盒子上的零件定位的定位装置，在工位13处，这些零件可以从盒子至少部分脱离，使其直接由与工位13相联的几何工具进行加工。在这种固定操作进行的同时，工位4例如由机器人5装上另一个待装零件的盒子。
一旦分部件在工位13中装配完成，它便通过传送器14输送到工位4，同时，位于工位4处的盒子被输送到工位7来装零件。机器人6从工位4卸下装配好的分部件，并将其放置到对着焊接夹具17，以完成将在工位13中装配的分部件的各零件互相固定于一起。
在位置6A处，机器人6将装配好的分部件(也可连同其盒子)放置于紧随的模件组3的中央工位4A处。当分部件没有同一盒子相连时，它便被单独地放置于模件组3的中央工位4A中，该工位具有一接收它的夹具。在模件组3中，分部件在工位7A处添加其它零件，并且，以与模件组2相同的方式，将新的零件在工位13A中进行装配。
值得一提的是，总传送装置1可以包括一系列互不相同的传送装置，如机器人、地面传送装置、空中传送装置等。图1中的示意图清楚地示出了一模件组的内部机构的一个主要优点，即，预备工位7可以从三个侧面来接近，并且它是处于一个没有任何旋转机构的区域中，诸如机器人或其它传送装置，因此在所述区域内不会对操作人员造成安全问题。这样，用来接近工位7的空间可以有利地被用来构建为工位7供部件的储料槽和安装装卸装置。储料槽9、10和辅助预备工位如工位11同样也很容易接近，以实现再补充。
图2到图9表示当需要装配于一起的零件是集中在一托板形式的夹具上而不是盒子上时，即不随零件一起在模件组间移动的夹具，本发明的模件组是如何操作的。上述零件用相同的标号表示。
这些附图表示采用两个不同托板P1和P2的两个不同的分部件S1和S2是如何能在同一模件组中装配的。当然，下面的描述也针对相同的分部件和相同的托板。图2表示的阶段是，分部件S1正在工位13中进行装配，同时，托板P2正从储存工位50输送到中央工位4，在该实例中储存工位50是位于支承机器人6用的平台51的下方。
如图4所示，一旦组件S1装配完成，托板P1从工位13输送到工位4，同时，托板P2从工位4输送到工位7。
图5中，托板P2装上分部件S2的构成零件，同时，组件S1被机器人6从托板P1上移去，该机器人6将其传送到紧随的模件组3。
例如，利用机器人5(或任何其它合适的传送装置)，空的托板P1被从工位4输送到一储存工位52，在此实例中的储存工位是位于机器人5的支承平台53的下方。与此同时，操作员继续向工位7中的托板P2中装零件。
图7表示该操作阶段的末尾。
一旦托板P2的预备工作完成，所述托板便被输送到工位13进行零件装配所必需的焊接操作。图8便表示这一阶段。在焊接过程中，如图9所示，托板P1被输送到工位4，以准备在组件S2与托板P2到达工位4时送往工位7。
然后，托板P2与组件S2分离，并储存于工位50中。最后，托板P1从工位7输送到工位13，如图2那样，循环又一次开始。
如果仅使用一个托板来重复装配单一类型的分部件，那么操作工序可以简化。因而托板仅从工位7去工位13，然后从工位13再到工位7，当中托板停在工位4处卸载。
本发明的组合式工场，尤其是上述各模件组结构的另一个主要优点，表现在图10中。
图10表示以上描述的、标号也相同的模件组连续地沿第一总传送装置1而设置。图10中所示的工场具有一平行于总装配线1的第二装配线21，它与装配线1一样，由连续的模件组22、23形成，每个模件组具有一中央工位24、24A、一预备工位27、27A和一精加工工位36、36A。可以发现，模件组2的装配工位13也构成模件组22的装配工位。这样，既可以以在工位7中准备好的零件和分部件来供给装配工位13，也可以以工位27中准备好的零件和分部件来供给。在工位13中，只有机器人15的编程会有所不同，取决于待焊接零件是来自工位7还是来自工位27。可以同步地选用合适的编程。工位13能相同程度地适用于两个分部件中任一件，因此使工位13的占用时间最佳，这在安装和使用本发明的工场时，在经济上具有相当显著的优点，因为如果这种工位中需要特别严格的几何约束，那么装配工位13、13A将意味着很大的投资。
当然，模件组22和23装有的构件与那些参照模件组2和3所描述的构件相同，它们使用的标号是在模件组2和3中所使用的标号上再加20。
如果由于承载量的原因，相同的组件需要在两个平行的装配线上制造，每条装配线具有由相应的模件组分享的共同装配工位13，那么，原来需要两条用于装配不同组件的模件组装配线1和21的便需要更多装配线了。
值得一提的是，装卸装置5、6；25、26同时被用来将分部件沿它们的装配线从一个模件组输送到另一个模件组和将需要用来夹持分部件的夹具从工位4、24移去。
在不脱离本发明范围的情况下，可以为夹具P1、P2提供装卸装置，而不是为所示的装置5、6、25、26(地面链条、移动台等)。
本发明能尤为有利地用于汽车制造领域，尤其是用于装配诸如车身侧部之类的车身分部件的装配线中。也可能采用变化的实施例，其中，例如分部件可以用工位7从装配线上移去。
最后，当有两个托板时，可以在工位50或52中的一个工位处提供一个满的托板，而不是空的托板。而后，该托板直接被送到工位13用于装配，然后通过工位4卸载，再到工位7，在那里，托板再次被装零部件，直到装满。在一个托板正在装零部件的同时，另一个托板从储料处移出，而在装完零部件的托板从工位7送往工位4的同时，从储料处移出的托板被输送到工位13。
权利要求
1.一种用于将板金零件装配于一起的装配工场，该装配工场具有用于将零件以一定相对位置配置到位的预备工位、用于将准备好的零件固定于一起的装配工位，其特征在于，所述工场由多个模件组(2、3、22、23)构成，它们用至少一条延伸于一个预定方向(A)上的总传送装置(1、21)互相连接，每个模件组具有一由总传送装置(1)通过的中央卸料工位(4、24)、一通过基本垂直于传送装置(1、21)的一传送器(8、28)连接于中央工位(4、24)的侧部预备工位(7、27)、一通过基本垂直于总传送装置(1、21)的一传送器(14、34)连接于中央工位(4、24)的装配工位(13)。
2.如权利要求1所述的工场，其特征在于，每个模件组具有至少一个用于储存一托板(P1)的储存工位(53)，该托板用于支承在模件组中加工的零件，还具有用于将该托板置于储存工位(53)与装卸工位之间的装卸装置(5)。
3.如权利要求1或2所述的工场，其特征在于，该至少一个模件组还具有至少一个精加工工位(16、36)，它沿总传送装置(1、21)而固定于中央工位(4、24)的下游。
4.如权利要求3所述的工场，其特征在于，储存工位(50)位于精加工工位(16)的下方。
5.如以上任一项权利要求所述的装配工场，其特征在于，构成该工场的每个模件组(2、3)的装配工位(13、13a)位于总传送装置(1)的同一侧。
6.如权利要求5所述的装配工场，包括两套用于装配至少两种板金组件的模件组(2、3；22、23)，其特征在于，一套中的每个模件组(2)的装配工位(13)与另一套中的相应模件组(22)共享。
全文摘要
一种用于将板金零件装配于一起的装配工场,该装配工场具有用于将零件以一定相对位置配置到位的预备工位、用于将准备好的零件固定于一起的装配工位、和用于完成零件固定于一起工作的辅助精加工工位,其特征在于,所述工场由多个模件组(2、3、22、23)构成,它们用至少一条延伸于一个预定方向(A)上的总传送装置(1、21)互相连接,每个模件组具有一由总传送装置(1)通过的中央装卸工位(4、24)、一通过基本垂直于传送装置(1、21)的一传送器(8、28)连接于中央工位(4、24)的侧部预备工位(7、27)、一通过基本垂直于总传送装置(1、21)的一传送器(14、34)连接于中央工位(4、24)的装配工位(13)、和至少一个沿总传送装置(1、21)而固定于中央工位(4、24)下游的精加工工位(16、36)。
文档编号B23P21/00GK1171753SQ9519723
公开日1998年1月28日 申请日期1995年12月22日 优先权日1994年12月29日
发明者贝尔纳·内格尔, 热拉德·潘雄 申请人:Abb普里西弗莱克斯体系公司