车身装配站的制作方法

本申请要求2018年1月9日提交的欧洲专利申请ep18382008.3的权益。

本公开涉及在汽车生产线上车身及其部件的装配，在该汽车生产线上，车身通过传输装置传送通过一个或更多个装配站，装配机器人(robot)在该一个或更多个装配站对车身执行操作。

本文还描述了一种用于通过一个装配站或多个装配站装配车身的方法。

背景技术：

在汽车工业中，汽车生产线通常包括用于装配车身的至少一个装配站，在该至少一个装配站，装配操作员和机器人进行操作，以装配诸如座椅、车门、挡风玻璃、车轮、转向机构等部件。在许多情况下，车身通过装配线中适当的传输装置连续前进。

上述装配机器人通常布置成根据需要随着传输装置在装配线的一侧或两侧上(即在传输装置的一侧或两侧上)的移动在对应的装配站中前进。

当通过所述传输装置沿车身装配线前进的车身到达装配站时，在考虑传送机中的车身的行进速度的情况下，沿车身装配线驱动一个装配机器人或多个装配机器人。当装配机器人移动时，它们的手臂被适当地驱动，以对车身执行操作。

us20060167587中公开了上述车身装配站的一个示例。该文档中公开的装配站包括至少一个装配机器人，该至少一个装配机器人被布置成在车身中装配部件。在传送机驱动器的轴上设置有数字编码器，并且装配机器人被控制成跟踪传送机的移动，从而采用相对于车身有效静止的位置。为了校正由于传送机运动不如传送机驱动轴运动那样平稳而产生的误差，在传送机上设置有光学传感器，该光学传感器比较若干个周期内相对移动的频率和幅度，并且将机器人装配动作与传送机移动的峰值同步。诸如测量激光器的机器人引导传感器测量末端执行器到达车身上的目标所需的位移。在其他实施方式中，车身停在机器人前面，并且使用测量激光器确定目标点的坐标。

尽管使用了传感装置，但是已经发现在装配操作期间仍会出现不精确的情况，这是很难避免的。这种不精确主要是由诸如例如车身在运输工具或传送机上的可变落座等许多因素引起的，也是由车身的行进运动引起不希望的横向移动、在主要移动方向上缺乏稳定性、振动、卡嗒声(rattle)等引起的。

当前(present)车身装配站的另一个缺点是，装配机器人通常不与传送机中车身的行进速度同步精确地驱动，从而产生进一步的不精确，这对装配线中的装配操作的效率产生不利影响。

鉴于上述情况，本公开的目的是提供一种至少部分克服上述缺点的车身装配站。

本公开的目的还在于提供一种通过所述装配站装配车身的方法。

技术实现要素：

本文公开了一种车身装配站，在该车身组装站，车身通过传输装置连续前进，利用该车身装配站解决了上述缺点并获得了进一步的优点，如下所述。

当前车身装配站旨在在车辆生产线中装配车身的部件，例如座椅、车门、挡风玻璃、车轮、转向机构等。本文公开的装配站包括用于沿第一方向传送一个车身或多个车身的主传输装置。该第一方向是指通过当前车身装配站中的一个或更多个的纵向方向。

如本文所使用的，术语“站”是指在车辆装配线中执行车辆装配操作的一部分的区域。同样在本公开的含义范围内，“线”包括工厂中具有机器、设备、工人等的一系列站，以用于通过将机动车的部件(诸如，例如车身)从一个站传递到下一个站来装配机动车。部件和材料被供应到这些站。

同样在本公开的含义范围内，术语“安装”是指直接地或通过中间部件，直接或间接地接合、结合、附接、联接、适配(fit)或以其他方式安装到另一结构，并且在某些情况下能够保持沿另一结构自由移动。

在本公开中，“与……同步操作”的表述是指，通过暂时(temporary)传输装置并且在新坐标参考系下(在该新坐标参考系下对车身执行操作)使车身前进的同时，一个机构操作。所述新坐标参考系由所述暂时传输装置创建或限定，这将在下文中描述。

在本公开的含义范围内，术语“机器人轨道”是指任何类型的底座、轨道或合适的结构，一个或更多个设备或单元可以在其上线性前进。机器人轨道也可以被配置成传送带结构。

主传输装置可以是传送机，诸如，例如传送带、板条传送机、牵引链、滑橇式(skid)传送机、悬挂式高架传送机、吊链吊架等。用于传送车身的其他类型的主传输装置也是可能的，诸如例如可以在地面上移动的自动引导车辆(agv)，诸如例如在汽车生产线上的不规则地板上，沿跟随例如地板上的标记或其他合适的信号的路径移动。

本文公开的车身装配站包括至少一个装配机器人。装配机器人可以是适于对车身执行装配操作的任何机器人。当前装配站中一个装配机器人或多个装配机器人被布置成使得所述装配机器人的至少一部分(诸如，例如机器人臂、整个机器人结构等)可以沿第二方向移动。装配机器人在操作中沿其移动的第二方向优选地可以是至少基本上平行于车身在操作中沿其前进的第一方向。本文所使用的上述第一方向和第二方向涉及与车身通过装配线的通道相对应的直线段。

如上所述，暂时传输装置被设置为：在一个或更多个装配机器人对车身执行操作的同时，独立于主传输装置移动车身。暂时传输装置的操作比主传输装置的操作更精确。

在本公开的含义范围内，与在装配机器人在其上执行操作的汽车生产线上将车身传输或传送通过不同装配站的已知车身装配站中使用的标准主传输装置相比，暂时传输装置的“更精确的操作”涉及在传送车身时在减少的振动或没有振动的情况下的更精细的运动和更高的精度。

暂时传输装置包括可以可移位地安装在对应的机器人轨道上的至少一个移动设备。上述装配机器人中的至少一个装配机器人可以安装在所述对应的机器人轨道上，以沿所述第二方向移动。当在主传输装置的两侧的机器人轨道上设置有移动设备时，移动设备中的至少一些可以被配置成彼此同步地暂时操作，即，主传输装置的一侧的移动设备可以被配置成相对于主传输装置的另一侧的那些移动设备同步地暂时操作。

移动设备被布置成在装配机器人对所述车身执行操作的同时独立于所述主传输装置移动车身。因此，暂时传输装置创建或定义了上述新坐标参考系，在该新坐标参考系下，至少一个装配机器人可以对车身执行操作。

在第一示例中，主传输装置包括适于在地面上移动的自动引导车辆(agv)，诸如，例如在汽车生产线上的不规则地板上移动。agv被配置成沿所述第一方向(例如，跟随地板上的标记或其他合适的信号)传送车身。在所述第一示例中，暂时传输装置还包括至少一个机器人轨道。可以沿机器人轨道前进的设备或单元的示例可以是装配机器人和提升机构，这将在下面详细描述。装配机器人中的至少一个可以安装在机器人轨道上，从而允许所述装配机器人中的至少一个基本上如同车身未与主传输装置断开连接一样沿第二方向相对于机器人轨道移动。

在所述示例中，暂时传输装置包括由机器人轨道上的所述移动设备可移位地支撑的承载平台。

承载平台适于将该承载平台上放置的车身沿第二方向、独立于主传输装置移位。承载平台被定位在agv行进路径上方。

在第一示例中，承载平台可以在该承载平台的相反的(opposite)两侧由机器人轨道上的对应的移动设备直接地或间接地支撑，该承载平台可以沿第二方向、沿机器人轨道移位。至少一个装配机器人可以被布置成沿所述第二方向在机器人轨道上移动。所述至少一个装配机器人和所述承载平台可以例如在对放置在承载平台上的车身执行操作的同时，彼此独立地并且相对于所述一个机器人轨道或多个机器人轨道进行移位。在一种变型中，至少一个装配机器人可以被布置成固定至承载平台。在另一变型中，当允许装配机器人沿着一个或更多个机器人轨道移动时，承载平台可被布置成固定到该一个或更多个机器人轨道。

可以设置有至少一个坡道，用于进入承载平台。所述至少一个坡道可以与承载平台的至少一个边缘相关联，例如附接到承载平台的至少一个边缘。在一个实际示例中，入口坡道和出口坡道以允许车身与agv一起在承载平台上爬上爬下的方式附接到承载平台的相反的边缘。

承载平台在机器人轨道上的移动提供了精细的运动，并且因此在传送车身时在减少的振动或没有振动的情况下提供了非常高的精度，从而允许装配机器人高效地工作。这在例如在车辆上安装车窗时是非常有利的。

在第一示例中，当已完成对车身的装配操作时，车身和agv可以一起返回地面。

在第二示例中，主传输装置包括传送机，从而不使用agv和承载平台。

在所述第二示例的第一变型中，用于将车身与主传输装置暂时断开连接的装置可以包括至少一个移动设备，该至少一个移动设备能够将车身相对于主传输装置提升给定高度，以将车身与主传输装置断开连接。移动设备还被配置成沿第二方向移动车身。

在所述第二示例的第二变型中，用于将车身与主传输装置暂时断开连接的装置可以包括至少一个提升机器人。所述至少一个提升机器人被适当地配置成通过将车身相对于主传输装置提升给定高度来将车身与主传输装置暂时断开连接。提升机器人还可以被配置成沿第二方向移动车身。提升机器人可以被安装在对应的一个或多个机器人轨道上或布置在地面上。

在这两种情况下，在必要时，都可将车身和不属于车身的一部分的其他元件一起提升。

一旦通过所述暂时断开连接装置将车身与主传输装置暂时断开连接，无论暂时断开连接装置是包括提升机器人还是移动设备，也就是说，一旦车身与主传输装置适当地分离(例如升高给定高度)，使得后者不会使前者前进，一个装配机器人或多个装配机器人可以在与车身一起移动时开始对该车身执行操作。

因此，如上所述，至少一个装配机器人能够在车身上自主地工作或沿对应的机器人轨道运行，车身与主传输装置隔离开或断开连接，并且连接到暂时传输装置。由此限定了伪静态系统。

在此第二示例中，当已完成对车身的装配操作时，车身可以返回到主传输装置上。

还提供一种利用上述站装配车身的方法。当前方法包括由主传输装置将车身传送通过至少一个装配站，在所述至少一个装配站中设置有至少一个装配机器人。在某一点上，暂时传输装置独立于主传输装置移动车身，所述暂时传输装置的操作比主传输装置的操作更精确。然后，至少一个装配机器人可以在由暂时传输装置限定或创建的新坐标参考系下对车身执行装配操作。

在此方法中，主传输装置可以包括agv，该agv被配置成沿第一方向传送车身。在其上承载车身的agv被驱动，以朝向承载平台爬上坡道。当agv和车辆被放置在承载平台上时，agv停止，并且然后装配机器人可在上述由暂时传输装置创建的新坐标参考系下开始装配操作。在这种情况下，当装配操作已完成后，agv以及该agv上的车身一起被再次驱动爬下坡道，以离开承载平台。然后，装配机器人以及在某些情况下还有承载平台被定位，以准备在另一个车身上再次执行装配操作。

参考以下情况：设置有包括传送机的主传输装置，以及将车身与主传输装置暂时断开连接的装置(没有agv且没有承载平台)。在这种特定情况下，一旦车身已暂时与主传输装置断开连接，一个装配机器人或多个装配机器人就可以对车身进行操作，所述车身自主移动(例如在地面上沿上述第二方向移动)或安装在对应的一个机器人轨道或多个机器人轨道上以沿所述第二方向前进。在这种情况下，一旦已完成对车身的装配操作，车身就可以返回到主传输装置上(在主传输装置中对应于如同车身未与主传输装置断开连接的位置)。

最后，暂时断开连接装置由暂时传输装置驱动返回，并且另一车身到达装配站，在装配站处，在装配机器人对所述另一车身执行操作的同时，由上述暂时断开连接装置将所述另一车身从主传输装置上提升，并且由上述暂时传输装置使所述另一车身前进。

在其他不同的情况下，可以设置有至少一个提升机器人，该至少一个提升机器人被配置成用作将车身与主传输装置暂时断开连接的装置。一个提升机器人或多个提升机器人可以适于将车身相对于主传输装置进行提升，并且适于在暂时传输装置创建或限定的新坐标参考系下移动车身，并且在该坐标参考系下对车身执行操作。操作完成后，车身可以返回到主传输装置上对应于如同车身未与主传输装置断开连接的位置处。

一个提升机器人或多个提升机器人可以安装在一个机器人轨道或多个机器人轨道上。在一些示例中，一个提升机器人或多个提升机器人可以在所述机器人轨道或(使用或不使用轨道的)任何其他外部驱动装置上工作。例如，一个提升机器人或多个提升机器人可以被布置为在地面上移动。用于使车身与主传输装置暂时断开连接的其他替代装置也是可能的。

由于车身的装配操作是在车身与主传输装置断开连接的情况下执行的，因此创造了一个极为稳定的环境，以方便车身的装配操作。

当车身由暂时传输装置传送时对车身执行装配操作的事实导致所述操作以比通过主传输装置(例如，安装在传送机上)使车身前进时更精确的方式执行。这是因为使用暂时传输装置时，车身的传输以非常高的精度进行，由此使用主传输装置传输车身时产生的不精确(如使用现有技术装配站所发生的)至少是大大减少的。

在一些示例中，当前装配站可以包括第一装配子站和第二装配子站。然而，设置有一个装配站是该当前装配站的优选实施方式。所述一个装配站可以布置在主传输装置的一侧，或者所述一个装配站可以被分割成布置在主传输装置的两侧的若干个子站。另一个选项是设置有在主传输装置的两侧布置的两个或更多个不同的装配站。

车身相对于主传输装置的提升可以通过单独提升车身或甚至将车身与不属于车身的一部分的其他元件一起提升来执行。例如，当主传输装置包括滑橇式传送机时，可以通过提升机构将车身连同已从传送机上拆卸下的滑橇一起提升。

适当地，暂时断开连接装置包括用于将车身可释放地锁定到暂时传输装置(即，到至少一个移动设备或提升机器人)的装置。当设置有机器人轨道时，暂时断开连接装置可以包括将车身可释放地锁定到暂时传输装置的装置。

在设置有第一装配子站和第二装配子站的上述示例中，装配子站中的至少一个可以包括用于对车身执行装配操作的装配机器人中的至少一个。在暂时传输装置包括设置在机器人轨道上的移动设备的情况下，则上述示例中的装配子站可以包括对应的第一机器人轨道和第二机器人轨道，所述对应的第一机器人轨道和第二机器人轨道可以被配置成彼此同步地暂时操作。

当设置有机器人轨道时，装配机器人可以在机器人轨道上向前移动。在这种情况下，优选地，至少一个移动设备或提升机器人独立于装配机器人操作，也就是说，至少一个移动设备或提升机器人与装配机器人彼此不同步。如上所述，装配机器人相对于上述新坐标参考系移动。

要注意的是，本公开的一个重要特征是，无论使用何种暂时传输装置，该暂时传输装置的操作都比主传输装置的操作更精确，从而在具有暂时传输装置的站中，与主传输装置相比，车身在减少的振动或者没有振动的情况下以更高的精度传送。

在阅读说明书后，当前车身装配站和用于装配车身的当前方法的示例的其他目的、优点和特征对于本领域技术人员将变得显而易见，或者可以通过其实践而获知。

附图说明

以下将参考附图，通过非限制性示例来描述当前车身装配站的特定实施方式，其中：

图1是示出了在何处使用agv的当前车身装配站的第一示例的俯视图；

图2是图1中的示例的一般立体图；

图3是使用agv的车身装配站的第一示例的正视图。

图4是示出了车身装配线布局的总体俯视平面图，在该车身装配线布局中设置了车身装配站的第二示例；

图5是图3中的示例的一般立体图，示出了车身装配线的一部分，在该部分中示出了进入车身装配站的车身；以及

图6是一个示例的一般立体图，在该示例中设置了用于将车身从主传输装置暂时断开连接的提升机器人。

具体实施方式

在附图的图中示出的当前车身装配站100的非限制性示例中，车身110在车辆生产线上连续前进。这是由主传输装置120执行的。

如附图的图1至图5所示，装配机器人210布置在车身110的两侧，用于对车身110执行装配操作，诸如例如在车身110中安装座椅、车门、挡风玻璃、车轮、转向机构等。

在图中所示的非限制性示例中，装配机器人210被安装在布置于主传输装置120(即图1至图3的示例中的自动引导车辆(agv)130或图4至图6的示例中的传送机125)的两侧的机器人轨道220上。机器人轨道220连同如附图的图4和图5中所示的可移位地安装在机器人轨道220上的移动设备250是暂时传输装置200的一部分。暂时传输装置200以比主传输装置120更精确的方式来操作，以用于移动车身110。因此，使用暂时传输装置200来传输其上布置有装配机器人210的车身110导致装配操作是以非常高的精度来执行的。在所述图4和图5中，装配机器人210和机器人轨道220上的移动设备250被配置成在装配站100中沿第二方向d2移动。如附图中所示，第二方向d2至少基本上平行于第一方向d1。附图中所示的装配机器人210被直接安装在相应的机器人轨道220上。操作员10可以通过具有相关安全措施的装配站100中的适当通道(access)20进入移动设备250、机器人轨道220和装配机器人210。

在装配站100中，装配机器人210能够在车身110上工作，同时装配机器人210和车身110一起移动，如下所述。

在附图的图1至图3中所示的第一示例中，设置有自动引导车辆(agv)130。在这种情况下，agv130构成主传输装置120。在附图的图1和图2中所示的示例中，agv130被布置在车身110'的下方，该车身110'等待装配机器人210对其执行操作。如图3所示，agv130包括设置有轮子的驱动单元132和适于在其上支撑车身110的托架135。agv托架135通过在垂直方向上自由移动的杆(未示出)附接到agv驱动单元132。可以替换地使用包括单个单元构造的其他agv130。

agv130被配置成在地面上(诸如例如在汽车生产线上的不规则地板上)沿着跟随诸如地板中的标记或线缆、磁体或灯等元件的第一方向d1传送车身110，以用于承载车身110并且使车身110沿所述第一方向d1进行移位。在本示例中，作为暂时传输装置200的一部分的承载平台300被布置在第一方向d1所限定的agv行进路径之上。对应的入口坡道310和出口坡道320附接到承载平台300的相反的边缘，如图2所示。因此，可以通过在其上承载车身110的agv130进入承载平台300。

图1和图2中所示的示例中的承载平台300被布置成由对应的相对的机器人轨道220上的移动设备250通过从承载平台300横向(crosswise)延伸的支撑部分330可移位地支撑。因此，与主传输装置120相比，由承载平台300承载的车身110可以以更精细的运动、更高的精度以及具有减少的振动或没有振动的方式移位。

装配机器人210被布置成沿第二方向d2在机器人轨道220上移动。因此，装配机器人210和承载平台300可以在新坐标系下沿第二方向d2相对于机器人轨道220移位。暂时传输装置200创建或限定所述新坐标参考系，装配机器人210在所述新坐标参考系下对车身110执行这些装配机器人210的操作。

在图1和图2中所示的示例中，agv130可以在其上承载车身110的同时被驱动以移位。在操作中，当其上承载有车身110的agv130从汽车生产线上的不同站通过传送机125到达装配站100时，该agv130到达入口坡道310，并且然后向上爬，以便将该agv130适当地放置在承载平台300上。然后，其上带有车身110的agv130停止。此时，装配机器人210可以在新坐标参考系下开始装配操作，同时移动设备250沿机器人轨道220移动承载平台300。当装配操作已完成时，其上承载有车身110和agv130的承载平台300停止，agv130再次被驱动，以爬下出口坡道320并离开承载平台300。然后，装配机器人210和承载平台300被定位，以准备在下一个车身110'上再次执行装配操作。

在图4和图5所示的第二示例中，一旦车身110已经与主传输装置120断开连接，就对车身110执行装配机器人210对车身110进行的操作。

在这种情况下，主传输装置120包括传送机125，并且如上文所述，作为暂时传输装置200的一部分的移动设备250在这种情况下不仅被配置成沿对应的机器人轨道220移动，而且还被配置成暂时提升车身110以将车身110与传送机125断开连接。与第一示例一样，装配机器人210被安装在装配站100的布置在车身110的两侧的对应机器人轨道220上。

因此，车身110可以由移动设备250进行独立于主传输装置120的移位，即与主传输装置120隔离开，使得装配机器人210能够以更高的精度(相比于该车身110由主传输装置120承载时)对车身110执行操作。以对应于如同车身110未与主传输装置120断开连接的速度的速度来驱动车身110的同时对车身110执行所述操作。

在附图的图4和图5中示意性地例示出了移动设备250。在这种情况下，如上所述，移动设备250被配置成相对于传送机125提升车身110，以便使车身110与传送机125断开连接。在这种情况下，四个移动设备250被安装在机器人轨道220上，在每个机器人轨道220上安装两个移动设备250。

在图6所示的一个替代示例中，在车身110的一侧设置有可以作为暂时传输装置200的提升机器人255，以用于相对于主传输装置120提升车身110。在车身110的另一侧设置有一个装配机器人210。尽管提升机器人255被示出为安装在机器人轨道220上，但是提升机器人255可以独立于机器人轨道220而自主地驱动。例如，提升机器人255可以被布置成在地面上移动。

在操作中，来自汽车生产线上的不同站的车身110通过传送机125到达装配站100。当车身110到达装配站100时，根据示例，通过移动设备250或提升机器人255将车身110与传送机125暂时断开连接。这是在车身110沿第二方向d2前进的同时执行的，所述第二方向d2平行于与传送机125相关联的第一方向d1。

如上文所述，在这种情况下，将车身110与传送机125暂时断开连接涉及将车身110从传送机125升高给定高度，这由移动设备250或提升机器人255来执行。然后，车身110被定位成使得装配机器人210能够在该车身110上正常工作。然后，在暂时传输装置200限定的上述新坐标参考系下，以与如同车身110未与传送机125断开连接(传送机125未停止)的速度相同或至少基本上相同的速度，在车身110从传送机125分离的同时由装配机器人210执行操作，从而导致伪静态系统。

然后，将机器人轨道220上的移动设备250快速地驱动返回，并且当另一车身110到达装配站100时，所述另一车身110被从传送机125上提升并且沿机器人轨道220在移动设备250上前进，同时装配机器人210与前一个车身110一样在所述另一车身110上执行相同的操作。

当对车身110的装配操作已完成时，移动设备250被操作以将车身110降低到传送机125上对应于如同车身110未从传送机125断开连接一样的位置。然后，可以将移动设备250或提升机器人255驱动返回以接收新的车身110，并且装配机器人210可以被定位成准备在下一个车身110’上再次执行装配操作。

在上述两个示例中，装配线都没有停止。根据示例，主传输装置120和移动设备250、提升机器人255(并且因此它们所承载的部件，诸如车身110和装配机器人210)的操作都如同车身110未从传送机125上断开连接一样。

通过上述车身装配站100，由装配机器人210在与传送机125断开连接的车身110上执行的装配操作以比通过传送机125使车身110前进时更精确的方式执行。

尽管本文仅公开了当前车身装配站的多个特定实施方式和示例，但是本领域技术人员将理解，其他替代示例和/或用途以及明显的修改和等同方案是可能的。

例如，其他主传输装置可以用于使车辆沿第一方向主体(body)(诸如板条传送机、传送带、牵引链、滑橇传送机、悬挂式高架传送机、吊链吊架)前进。

另一方面，尽管为了清楚起见，附图中仅示出一个车身，但传送机可根据需要传送多个车身。

此外，尽管移动设备被描述为配置成沿机器人轨道移动，并且也被描述为暂时提升车身以将该车身与传送机断开连接，但是所述功能可以由不同设备执行。例如，移动设备可以适于与车身和/或承载平台(若存在)一起仅沿机器人轨道移动，同时设置有诸如提升设备之类的单独设备以将车身与主传输装置暂时断开连接。

最后，虽然车身可以被传送通过沿着除线性以外的不同路径的车辆生产线，但是为了简单起见，假设车身沿着与如附图中的图所示的所述第一方向相对应的线性路径进行传送。

因此，本公开涵盖了所述特定示例的所有可能组合。本公开的范围不应由特定示例限制，而应仅通过所附权利要求书的正确解读来确定。

权利要求书中与附图有关并置于括号内的附图标记仅是为了试图增加权利要求书的可理解性，不应当被解释为限制权利要求书的范围。