用于組裝不同金屬板元件的可適配設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可適配設(shè)備，該可適配設(shè)備用于組裝金屬板零件，以構(gòu)成多種類型的金屬板元件，所述設(shè)備包括：·成排的一系列組裝工位(2-9)，每個工位專用于組裝一種類型的元件；·至少一個組裝軌道(11和12)，其平行于成排的一系列組裝工位(2-9)延伸，并承載至少一個組裝機(jī)器人(13-15)，至少一個組裝機(jī)器人可沿著承載它的軌道(11和12)從一個工位移動到另一個工位，以在每個工位(2-9)處將金屬板零件組裝在一起；以及·至少一個操作軌道(17)，其沿著組裝軌道(11和12)延伸，并承載至少一個操作機(jī)器人(18、19)，以向每個工位(2-9)供給待要組裝的金屬板零件，并從各個工位(2-9)取出已經(jīng)組裝好的元件。
【專利說明】用于組裝不同金屬板元件的可適配設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及可適配的自動化組裝線，其用于通過(例如)使各種金屬板零件互相焊接來組裝金屬板元件。本發(fā)明是納入在自動化生產(chǎn)線的范圍內(nèi)，其中，由執(zhí)行操作和運(yùn)動的呈鉸接臂形式的機(jī)器人執(zhí)行操作和組裝，所執(zhí)行的操作和運(yùn)動由中央單元進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制。
[0002]本發(fā)明涉及組裝用于機(jī)動車輛的金屬板元件，諸如車體側(cè)面，或諸如引擎罩、側(cè)門或后備箱蓋的打開構(gòu)件，它們通常需要例如通過焊接將殼體和內(nèi)襯組裝在一起，以構(gòu)成剛性的單元。
[0003]如此的安裝期望是完全可適配的:它必須能夠以任何順序生產(chǎn)出各種類型的元件，既能針對生產(chǎn)量較小的，也能適用可能高達(dá)每小時90輛車輛的較高的生產(chǎn)率。
[0004]舉例來說，各種類型給定的元件對應(yīng)于各種樣式的給定車輛，例如有頂車輛、私家轎車、旅行車。具體來說，對于給定樣式的車輛，有頂車類型的后備箱蓋、私家轎車類型的后備箱蓋，或旅行車類型的后備箱蓋都不盡相同。
[0005]由于車輛的訂單是不可預(yù)計的，所以，生產(chǎn)線要設(shè)計成完全可適配的，以便能夠在車輛生產(chǎn)線的全部使用期限內(nèi)適應(yīng)要求的生產(chǎn)量。如此的生產(chǎn)線還要能運(yùn)行成組裝不同樣式車輛的打開構(gòu)件，以便適應(yīng)所考慮車輛的要求，而該要求也是不能預(yù)計的。
[0006]本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于金屬板組裝線的結(jié)構(gòu)，其完全是可匹配的且成本是低的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為此目的，本發(fā)明提供用于組裝金屬板零件的可適配設(shè)備，以構(gòu)成多種類型的金屬板元件，所述設(shè)備包括:
[0008].成排的一系列組裝工位，每個工位專用于組裝一種類型的元件；
[0009].至少一個組裝軌道，其平行于成排的一系列組裝工位延伸，并承載至少一個組裝機(jī)器人，組裝機(jī)器人可沿著軌道從一個工位移動到另一個工位，以便在各個工位處將金屬板零件組裝在一起；
[0010].至少一個操作軌道，其沿著組裝軌道延伸并承載至少一個操作機(jī)器人，以向每個工位供給金屬板零件，并從各個工位中取出已經(jīng)組裝好的元件，所述操作軌道沿著組裝軌道延伸，該組裝軌道位于操作軌道和該系列組裝工位之間。
[0011]本發(fā)明還提供如上所述的設(shè)備，該設(shè)備包括在成排的該系列工位的兩側(cè)延伸的兩個組裝軌道。
[0012]本發(fā)明還提供如上所述的設(shè)備，該設(shè)備包括在兩個組裝軌道的兩側(cè)延伸的兩個操作軌道。
[0013]本發(fā)明還提供如上所述的設(shè)備，其中，組裝機(jī)器人是點焊機(jī)器人。

【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明基于這樣的思路:提供包括成排的一系列組裝工位的結(jié)構(gòu)，還連同承載組裝機(jī)器人和操作機(jī)器人的各種軌道，因而，操作機(jī)器人可獨立于組裝機(jī)器人運(yùn)動，每種機(jī)器人在其中一個工位中運(yùn)行。操作機(jī)器人能夠獨立于組裝機(jī)器人到達(dá)所有的組裝工位，并且反之亦然。
[0015]本發(fā)明通過以下方式來達(dá)到這一點:提供介于承載組裝機(jī)器人的兩個軌道之間的成排的專用工位以及提供由沿著兩個軌道之一延伸的第三個軌道承載的操作機(jī)器人。
[0016]在唯一附圖中顯示并且附圖標(biāo)記為I的組裝線包括一系列八個固定的工位，它們成一排并用附圖標(biāo)記2至9表示。
[0017]這些固定的工位2至9中的每一個布置成用于組裝一種類型的打開構(gòu)件，使它能夠組裝多達(dá)八個不同類型的打開構(gòu)件。在該唯一的附圖中，這些打開構(gòu)件顯示為呈相同元件的形式，但實際上它們是不同的形狀。
[0018]各個固定的工位2至9沿著組裝線的主方向排成一排，該主方向標(biāo)以附圖標(biāo)記AX，其對應(yīng)于在唯一附圖中從頂部延伸到底部的軸線。附圖標(biāo)記為11和12的兩個軌道位于由固定的工位2至9定義的中心排的各側(cè)上，所述兩個軌道11和12平行于方向AX延伸，同時位于固定的工位的各側(cè)上。
[0019]軌道11構(gòu)成組裝軌道，在該實例中，其承載沿著所述軌道可動的點焊機(jī)器人，組裝軌道能使機(jī)器人從工位2至9之一移動到另一個工位，以便在該一個工位或另一個工位處進(jìn)行點焊操作。
[0020]如此的機(jī)器人包括承載基板的基部，該基板可圍繞垂直軸線轉(zhuǎn)動地運(yùn)動，并且承載鉸接臂，該基板安裝在承載它的軌道上，以便沿著該軌道平移運(yùn)動。
[0021]鉸接臂具有底部和頂部，底部鉸接在基板上，以圍繞水平軸線可轉(zhuǎn)動地運(yùn)動，而頂部鉸接到底部上，其延伸成可圍繞與底部和基板之間的鉸接軸線平行的軸線轉(zhuǎn)動。
[0022]臂的頂部分通過頭部延伸，該頭部相對于它所延伸的臂的頂部可轉(zhuǎn)動，該組件在其各個鉸接處是機(jī)動的，以使鉸接臂連同其頭部能夠?qū)⒆陨矸胖迷谌魏卫硐氲奈恢谩?br> [0023]對于點焊機(jī)器人來說，該頭部配裝有焊槍，機(jī)器人可沿三位方向移動該焊槍，以形成位于編程好的位置和按預(yù)定順序進(jìn)行的各種系列的點焊。
[0024]同樣地，組裝軌道12承載與機(jī)器人13同樣類型的另外兩個點焊機(jī)器人14和15，該兩個機(jī)器人可沿軌道12移動，以便能夠在各個固定的工位2至9處進(jìn)行操作。
[0025]此外，第三軌道17沿著軌道11延伸，同時與軌道11偏移，因此，軌道11位于軌道17和成排的工位2至9之間。
[0026]該第三軌道構(gòu)成操作軌道，其承載兩個操作機(jī)器人18和19。它構(gòu)成沿著組裝軌道11延伸的外部軌道，同時定位成該組裝軌道11位于操作軌道17和該系列的固定的工位2至9之間。
[0027]操作機(jī)器人是與上述機(jī)器人同樣類型的機(jī)器人:它們均包括基部，該基部可沿承載它的軌道移動，并承載可圍繞垂直軸線回轉(zhuǎn)的基板，該基板承載具有兩個部分的鉸接臂，該臂在其頂部處由頭部來延伸，該頭部圍繞不同軸線可轉(zhuǎn)動地運(yùn)動。
[0028]對于操作機(jī)器人來說，機(jī)器人的頭部固定到機(jī)器人抓持器上，機(jī)器人可借助于該抓持器來操作金屬板元件和零件。這些操作機(jī)器人18和19可有利地與更換裝置配裝在一起，這些更換裝置能使這些操作機(jī)器人18和19更換成機(jī)器人抓持器，以能夠操作各種金屬板零件和/或各種類型組裝的金屬板元件。
[0029]對于唯一附圖中所示的示例，附圖標(biāo)記為18的機(jī)器人確保各種固定的工位2至9設(shè)有待組裝的金屬板零件。在位于組裝線端部處的供給工位處(未示出)，機(jī)器人抓持各個金屬板零件，并且它將這些金屬板零件放置在組裝工位2至9中的一個工位或另一個工位上。
[0030]一旦金屬板元件已經(jīng)組裝好，操作機(jī)器人19便從固定的工位中取出各個金屬板元件(金屬板元件在該固定的工位內(nèi)通過由機(jī)器人13至15執(zhí)行的點焊而組裝在一起)，以將它傳送到另一個未在圖中示出的生產(chǎn)單元，但該生產(chǎn)單元位于生產(chǎn)線的與供給工位所在的端部相對的端部處。
[0031]如唯一圖中所可見的，借助于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)布置，由第三軌道17承載的操作機(jī)器人18和19可供給一個工位，并從另一個工位中取出組裝好的元件，與此同時，由軌道11和12承載的點焊機(jī)器人13至15在另一個工位處焊接金屬板零件，以組裝另一元件。
[0032]在實踐中，點焊機(jī)器人13至15和操作機(jī)器人18和19可彼此獨立地受控，這能夠供給一個固定的工位，同時，焊接機(jī)器人正在另一固定的工位處完成元件的組裝。
[0033]因此，借助于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)布置，由于不再受供給和取出所需時間的不利影響，所以可增加焊接循環(huán)時間，供給和取出的操作現(xiàn)可與焊接操作并行執(zhí)行，因為操作機(jī)器人獨立于焊接機(jī)器人。
[0034]借助于沿位于該排固定的工位2至9的兩側(cè)上的兩個軌道11和12之一延伸的第三軌道17，由所述第三軌道17承載的操作機(jī)器人可在固定的工位2至9上作用，固定的工位2至9位于仍然足夠靠近的距離處，但也不會干擾到介入在所述同樣的固定的工位2至9上的點焊機(jī)器人。
[0035]如唯一圖中所可見的，為了進(jìn)一步減小不同機(jī)器人之間可能的干擾可能性，離承載操作機(jī)器人的軌道17最遠(yuǎn)的軌道12可承載兩個焊接機(jī)器人14和15。
[0036]相比之下，對于彼此鄰近且互相靠近延伸的軌道11和17來說，軌道11承載單個焊接機(jī)器人13，而軌道17承載兩個操作機(jī)器人18和19。
[0037]正如唯一附圖中示意地所示，本發(fā)明因此能夠使機(jī)器人18起初對固定的工位9供給有需要彼此焊接以組裝某種類型元件的金屬板零件，而焊接機(jī)器人13至15在另一工位中運(yùn)行以焊接零件。
[0038]一旦焊接機(jī)器人13至15變得可供使用，則它們沿著軌道11和12移動，以使它們本身面向固定的工位9，從而執(zhí)行預(yù)定的點焊循環(huán)，以組裝對應(yīng)于所述固定的工位9類型的元件。
[0039]當(dāng)操作機(jī)器人13至15正在執(zhí)行該焊接程序時，操作機(jī)器人18向另一固定工位，即第二工位供給有待焊接的金屬板零件，以組裝對應(yīng)于所述固定的工位2類型的元件。
[0040]一旦焊接循環(huán)在工位9處結(jié)束，則焊接機(jī)器人移動到工位2以執(zhí)行另一點焊循環(huán)，從而組裝對應(yīng)于工位2的金屬板元件。
[0041]當(dāng)該另一焊接循環(huán)正在實施時，首先，機(jī)器人19取出已經(jīng)在工位9處組裝好的元件，以將其放置在另一單元(未示出)上，其次，通過將用于焊接的零件放置在機(jī)器人上，供給機(jī)器人18操作成供給另一個固定的工位，例如工位6，從而組裝另一類型的元件。
[0042]還在該實例中，一旦機(jī)器人13至15在工位2處已經(jīng)完成其點焊循環(huán)，機(jī)器人便移動到工位6以開始新的循環(huán)。然后，機(jī)器人19運(yùn)行成從工位2取出組裝好的元件，從而將其帶到另一生產(chǎn)單元(未示出)，此后，機(jī)器人18運(yùn)行成向另一工位供給金屬板零件，以組裝新的元件。
[0043]固定的工位2至9中的每個可構(gòu)造成組裝諸如打開構(gòu)件之類的特殊類型的金屬板元件，以使得唯一附圖中示出的組裝線因此能夠在八個不同類型的元件上提供總體的適配能力。
[0044]在參照附圖所描述的實施例中，組裝機(jī)器人通過執(zhí)行點焊操作將金屬板塊固定在一起。然而，本發(fā)明同樣適用于其它的生產(chǎn)線，其中，機(jī)器人使用粘結(jié)劑或使用將一個金屬板零件固定到另一個零件的任何其它方法(例如，壓接)來組裝金屬板零件。
[0045]此外，唯一附圖中所示的本發(fā)明實施例具有兩個位于一系列固定的工位各側(cè)上的組裝軌道11和12，并連同在軌道11之外延伸的操作軌道17，但其它構(gòu)造也是可能的。
[0046]尤其是，本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)線，其包括沿一系列固定的工位延伸的單個組裝軌道，以及沿組裝軌道延伸的單個操作軌道，其同時以如此的方式定位，以使得組裝軌道定位在一系列固定的工位和操作軌道之間。
[0047]本發(fā)明還涉及提供一系列固定的工位的結(jié)構(gòu)，這些工位位于兩個組裝軌道之間的各側(cè)上，它們本身又介于兩個外部操作軌道之間。
【權(quán)利要求】
1.一種可適配設(shè)備，所述可適配設(shè)備用于組裝金屬板零件，以構(gòu)成多種類型的金屬板元件，所述設(shè)備包括: ?成排的一系列組裝工位(2-9)，每個工位專用于組裝一種類型的元件； ?至少一個組裝軌道(11、12)，所述至少一個組裝軌道平行于成排的一系列組裝工位(2-9)延伸，并承載至少一個組裝機(jī)器人(13-15)，所述組裝機(jī)器人能沿軌道(11、12)從一個工位移動到另一個工位，以在各個工位(2-9)處將金屬板零件組裝在一起；以及 ?至少一個操作軌道(17)，所述至少一個操作軌道沿組裝軌道(11、12)延伸，并承載至少一個操作機(jī)器人(18、19)，以向每個工位(2-9)供給金屬板零件，并從每個工位(2-9)取出已經(jīng)組裝好的元件，所述操作軌道沿所述組裝軌道(11、12)延伸，所述組裝軌道位于所述操作軌道(17)和所述一系列組裝工位(2-9)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，包括在成排的所述一系列組裝工位(2-9)的各側(cè)上延伸的兩個組裝軌道(11、12)。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，包括在所述兩個組裝軌道(11、12)的各側(cè)上延伸的兩個操作軌道(17)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，組裝機(jī)器人(13、14)是點焊機(jī)器人。
【文檔編號】B23K37/047GK104302442SQ201280073079
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月9日
【發(fā)明者】B·奈格, C·赫曼 申請人:Abb技術(shù)股份公司