專利名稱：車門總成自動矯正機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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本實(shí)用新型涉及一種車門總成自動矯正機(jī)，屬于自動化矯正技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
目前，車門系統(tǒng)包括4大部分車門開閉系、玻璃升降系、門鎖系、車 門密封系。車門質(zhì)量的好壞對整車質(zhì)量有很大的影響。轎車門由門外板、門 內(nèi)板、門窗框、門玻璃導(dǎo)槽、門鉸鏈、門鎖及門窗附件等組成。車門總成在 焊裝成型過程中，焊接應(yīng)力造成車門的門窗框不同程度的彎曲變形，對車門 總成產(chǎn)生了多變應(yīng)力。
以往的車門矯正技術(shù)是依靠車門焊接夾具，對車門各焊接工序單件進(jìn)行 預(yù)變形的定位和夾緊，平衡焊接過程產(chǎn)生的多變應(yīng)力引起的車門變形量。
車門焊接夾具預(yù)變形矯正的技術(shù)缺陷是
1、 構(gòu)成車門的門框、門內(nèi)板、門外板單零件尺寸精度隨材料批次變化呈 周期性階段變化，而各階段尺寸精度變化值無周期性，是連續(xù)型隨機(jī)變化量。 因此，車門焊接夾具預(yù)變形調(diào)整量必須經(jīng)過對批次零件進(jìn)行焊接變形量測量
后才能得到，而各工序焊接夾具按批次進(jìn)行預(yù)變形調(diào)整工作量大，嚴(yán)重影響 生產(chǎn)節(jié)拍。
2、 造成車門焊接變形的另一個(gè)關(guān)鍵因素是雙班生產(chǎn)帶來的操作者變化， 即操作方法變化，這一因素使焊接變形按生產(chǎn)班次呈離散型隨機(jī)變化，而變 形量仍舊是連續(xù)型隨機(jī)變化量。因此，夾具預(yù)變形不能徹底解決車門焊接變形問題，車門焊接總成合格率低，零件離線檢測及返修工作量大。發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種車門總成自動矯正機(jī)，該裝置可通過在線檢測自動矯正的方法對車門焊接總成彎曲變形進(jìn)行冷作矯正，消除單件、操作等因素引起的不同程度的焊接彎曲變形，矯正后車門總成可以達(dá)到合格零件標(biāo)準(zhǔn)，合格率提高。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的車門總成自動矯正機(jī)，其特征在于由機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成；其中機(jī)械系統(tǒng)由矯正機(jī)基座、氣動元件、車門定位夾緊裝置、車門窗框矯正裝置組成；
氣動元件由氣缸作為執(zhí)行元件、氣源處理元件和方向控制元件作控制元件、氣管和接頭作連接元件組成，氣缸通過緊固件與車門定位、車門夾緊、車門窗框矯正裝置連接，氣源處理元件和方向控制元件通過緊固件與矯正機(jī)基座連接，并通過氣管和接頭與氣動執(zhí)行元件連接；
車門定位夾緊裝置由2個(gè)活動式定位裝置、4個(gè)固定式定位裝置和6個(gè)定位夾緊裝置組成，通過緊固件與基座連接，定位裝置和定位夾緊裝置同時(shí)通過緊固件與氣動執(zhí)行元件氣缸連接；活動式定位裝置在車門內(nèi)板中央位置均布設(shè)置2處孔的定位，固定式定位裝置在車門內(nèi)板中央位置均布設(shè)置4處面的定位，定位夾緊裝置在車門前后邊緣長邊尺寸方向均布各設(shè)定3處面的定位夾緊；
車門窗框矯正裝置通過緊固件與矯正機(jī)基座連接，并與電氣系統(tǒng)執(zhí)行元件連接，矯正裝置在上窗框長邊尺寸方向靠近兩端的位置，共設(shè)置2處；
電氣系統(tǒng)部分由可編程控制器PLC、位置傳感器、伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、人機(jī)界面、檢測開關(guān)、電磁閥組成；位置傳感器安裝在車門窗框的上邊框的兩端位置，人機(jī)界面與PLC電路連接，信號輸入給PLC， PLC輸出指令給伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、人機(jī)界面、檢測開關(guān)、電磁閥。
所述的車門定位夾緊裝置中的2個(gè)活動式定位裝置、4個(gè)固定式定位裝置和6個(gè)定位夾緊裝置分別固定在車門焊接定位點(diǎn)上。
所述的2個(gè)位置傳感器分別設(shè)在車門窗框的上邊緣的兩端最高點(diǎn)上。
所述的2個(gè)車門窗框矯正裝置與伺服電機(jī)帶動的絲杠滑板連接，安裝在2個(gè)位置傳感器的內(nèi)側(cè)。
本實(shí)用新型的有益積極效果是解決了對車門總成預(yù)變形，實(shí)現(xiàn)批量自動矯正；滿足整車車門的功能性和外觀尺寸公差要求，達(dá)到掌握車門自動矯正的工藝、裝備設(shè)計(jì)的自主開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)降成本目標(biāo)；降低單臺車制造工時(shí)的消耗，降低工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率；保證一致性非?？煽康馁|(zhì)量。


圖l是車門總成自動矯正機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是車門總成自動矯正機(jī)的立體示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。如圖1所示，車門總成自動矯正機(jī)，其特征在于由機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成；其中機(jī)械系統(tǒng)由矯正機(jī)基座l、氣動元件、車門定位夾緊裝置、車門窗框矯正裝置4組成；
氣動元件由氣缸作為執(zhí)行元件、氣源處理元件和方向控制元件作控制元件、氣管和接頭作連接元件組成，氣缸通過緊固件與車門定位、車門夾緊、車門窗框矯正裝置4連接，氣源處理元件和方向控制元件通過緊固件與矯正機(jī)基座1連接，并通過氣管和接頭與氣動執(zhí)行元件連接；車門定位夾緊裝置由2個(gè)活動式定位裝置2-l、4個(gè)固定式定位裝置2-2和6 個(gè)定位夾緊裝置3組成，通過緊固件與基座l連接，活動式定位裝置2-l和定位 夾緊裝置2-2同時(shí)通過緊固件與氣動執(zhí)行元件氣缸連接；活動式定位裝置2-1 在車門內(nèi)板中央位置均布設(shè)置2處孔的定位，固定式定位裝置2-2在車門內(nèi)板 中央位置均布設(shè)置4處面的定位，定位夾緊裝置3在車門前后邊緣長邊尺寸方 向均布各設(shè)定3處面的定位夾緊；
車門窗框矯正裝置4通過緊固件與矯正機(jī)基座1連接，并與電氣系統(tǒng)執(zhí)行 元件連接，車門窗框矯正裝置4在上窗框長邊尺寸方向靠近兩端的位置，共設(shè) 置2處；
電氣系統(tǒng)部分由可編程控制器PLC、位置傳感器5、伺服驅(qū)動器、伺服電 機(jī)6、人機(jī)界面、檢測幵關(guān)、電磁閥組成；位置傳感器5安裝在車門窗框的上 邊框的兩端位置，人機(jī)界面與PLC電路連接，信號輸入給PLC， PLC輸出指令 給伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)6、人機(jī)界面、檢測開關(guān)、電磁閥。
所述的車門定位夾緊裝置中的2個(gè)活動式定位裝置2-1、4個(gè)固定式定位裝 置2-2和6個(gè)定位夾緊裝置3分別固定在車門焊接定位點(diǎn)上。
所述的2個(gè)位置傳感器5分別設(shè)在車門窗框的上邊緣的兩端最高點(diǎn)上。
所述的2個(gè)車門窗框矯正裝置4與伺服電機(jī)6帶動的絲杠滑板連接，安裝在 2個(gè)位置傳感器5的內(nèi)側(cè)。
如圖l、 2所示，車門矯正有手動操作矯正和自動操作矯正兩種操作方式； 當(dāng)完成矯正機(jī)初次使用前的初始化、調(diào)試和開機(jī)檢查、空載檢査操作后，操 作者可以選擇手動或自動操作矯正，兩種操作方式的具體操作步驟如下
(1)手動操作車門矯正機(jī)首先操作者目視檢査矯正機(jī)各功能裝置在原位 狀態(tài)(非工作位)。然后操作者按下述步驟進(jìn)行手動操作矯正①在"車門矯正狀態(tài)監(jiān)視"窗口下，按"A原點(diǎn)搜索"和"B原點(diǎn)搜索"按鈕，矯正機(jī)完成 對應(yīng)的2臺伺服電機(jī)原點(diǎn)搜索；②在"車門矯正狀態(tài)監(jiān)視"窗口下，按"伺 服A前進(jìn)"和"伺服B前進(jìn)"按鈕，伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，到達(dá)工作位(伺服電機(jī)原 點(diǎn))，"原位指示"燈開；③按矯正機(jī)車門固定定位裝置位置將待矯正車門總 成安裝在矯正機(jī)上，并且目視檢查安裝正確； 在"車門矯正狀態(tài)監(jiān)視"窗 口下，按"定位氣缸"按鈕，活動定位裝置氣缸動作，2個(gè)活動定位銷2-l同 時(shí)伸出，完成車門精確定位，按鈕顯示綠色閃爍；④按"夾具氣缸"按鈕， 定位夾緊裝置6個(gè)夾緊氣缸動作到達(dá)工作位夾緊車門，按鈕顯示綠色閃爍；⑤ 按"A平移"和"B平移"按鈕，2個(gè)平移氣缸動作到達(dá)工作位，按鈕顯示綠色 閃爍，位置傳感器讀5取窗框位置數(shù)據(jù)，可編程控制器PLC計(jì)算并記錄其與位 置傳感器5原點(diǎn)的差值；⑥按"A夾持"和"B夾持"按鈕，2個(gè)夾持氣缸動作 到達(dá)工作位夾緊車門窗框，按鈕顯示綠色閃爍；⑦按"圖形顯示"區(qū)(藍(lán)色 區(qū)域)右上角，觸摸屏顯示"調(diào)試"窗口；按屏幕顯示的"A點(diǎn)實(shí)時(shí)檢測距離" 和"B點(diǎn)實(shí)時(shí)檢測距離"，在伺服電機(jī)6手動區(qū)"A點(diǎn)輸入值"和"B點(diǎn)輸入值" 框分別輸入對應(yīng)伺服電機(jī)6的精確走位距離，分別按"A點(diǎn)前進(jìn)"和"B點(diǎn)前進(jìn)" 按鈕，設(shè)定伺服電機(jī)6走位方向后，分別按"A電機(jī)啟動"和"B電機(jī)啟動"按 鈕，2個(gè)伺服電機(jī)6分別按照設(shè)定的走位距離和方向動作；當(dāng)屏幕顯示"A點(diǎn)實(shí) 時(shí)檢測距離"和"B點(diǎn)實(shí)時(shí)檢測距離"都為"0"時(shí)，完成矯正；按"退出" 按鈕，觸摸屏返回顯示"車門矯正狀態(tài)監(jiān)視"窗口；⑧依次按"平移氣缸"、 "定位氣缸"、"A夾持"、"B夾持"、"夾具氣缸"、"伺服A后退"和"伺服B后 退"按鈕，按鈕顏色和相關(guān)指示燈顏色顯示非工作狀態(tài)；⑨取下矯正合格的 車門總成，完成車門矯正機(jī)手動操作矯正。
手動狀態(tài)下以上的各步操作都是獨(dú)立的，應(yīng)判斷操作是否合理。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，操作者應(yīng)迅速按下控制柜或是小操作盒上的急停按鈕。當(dāng)人機(jī)界面顯示故障已清除后，可以重新按下急停按鈕恢復(fù)工作。如果人機(jī)界面顯示故障不能清除時(shí)，必須關(guān)閉總電源，硬件維修完成后可以重新送電工作。
(2)車門矯正機(jī)自動操作矯正首先操作者按以下步驟進(jìn)行自動矯正前準(zhǔn)備①進(jìn)入手動操作窗口旋轉(zhuǎn)主控制柜的"手動自動"按鈕到手動側(cè)，觸摸屏顯示主頁面工作窗口；按"狀態(tài)信息"按鈕或"進(jìn)入"按鈕，觸摸屏顯示"車門矯正狀態(tài)監(jiān)視"窗口；②設(shè)定矯正優(yōu)先順序在"車門矯正狀態(tài)監(jiān)
視"窗口下，按"A點(diǎn)先矯正"(或"B點(diǎn)先矯正")按鈕，按鈕顯示紅色，完
成2個(gè)車門窗框矯正裝置4動作順序設(shè)定；如果不觸摸或同時(shí)觸摸兩個(gè)按鈕，
可以完成2個(gè)車門窗框矯正裝置4同時(shí)動作設(shè)定，兩個(gè)按鈕都顯示原來的顏色(藍(lán)色)；③設(shè)定產(chǎn)品允許的偏差范圍在"車門矯正狀態(tài)監(jiān)視"窗口下，按"圖形"區(qū)(藍(lán)色區(qū)域)右上角，觸摸屏顯示"調(diào)試"窗口；在"產(chǎn)品允許偏差范圍"框中輸入產(chǎn)品偏差范圍值；如果待矯正車門2個(gè)被檢測點(diǎn)的變形量在偏差范圍內(nèi)，矯正機(jī)判斷車門合格，不進(jìn)行矯正；如果待矯正車門其中l(wèi)個(gè)被檢測點(diǎn)的變形量在偏差范圍內(nèi)，矯正機(jī)判斷車門該點(diǎn)合格，不進(jìn)行此點(diǎn)矯正；④設(shè)定平移氣缸延時(shí)打開時(shí)間車門自動矯正合格，機(jī)械系統(tǒng)各功能裝置依次返回非工作位，夾持氣缸返回到達(dá)非工作位后平移氣缸經(jīng)過延時(shí)時(shí)間開始動作返回到達(dá)非檢測位；在"調(diào)試"窗口的"延時(shí)打開平移氣缸時(shí)間"框輸入延時(shí)時(shí)間；為了便于自動矯正操作觀測和記錄車門偏移量， 一般設(shè)定延時(shí)時(shí)間》300S;⑤設(shè)定位置傳感器5的極限值在"調(diào)試"窗口的"A檢測
頭極限"和"B檢測頭極限"框分別輸入2個(gè)位置傳感器的測量接近極限值；當(dāng)位置傳感器5的測量接近值超過極限值時(shí)，平移氣缸動作由工作位返回到達(dá)
非工作位，位置傳感器5上升；⑥伺服電機(jī)6原點(diǎn)搜索在"車門矯正狀態(tài)監(jiān)視"窗口下，按"A原點(diǎn)搜索"和"B原點(diǎn)搜索"按鈕，矯正機(jī)完成伺服電機(jī)6 原點(diǎn)搜索，完成自動矯正前準(zhǔn)備操作。然后，操作者按以下步驟進(jìn)行自動矯
正操作①旋轉(zhuǎn)主控制柜的"手動自動"按鈕到自動側(cè)，"自動"指示燈亮;
如果觸摸屏首先顯示對話框要求確認(rèn)伺服電機(jī)6原點(diǎn)，說明伺服電機(jī)6不在原 點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)主控制柜的"手動自動"按鈕到手動側(cè)，完成伺服電機(jī)6原點(diǎn)搜索 手動操作；②按動主控制柜的"自動啟動"按鈕，"自動啟動"燈亮；③操作 者目視檢查機(jī)械系統(tǒng)各功能氣缸都在位置原位，小操作盒"原點(diǎn)"指示燈亮； ④按矯正機(jī)車門固定定位裝置位置將待矯正車門總成安裝在矯正機(jī)上，并且 目視檢查安裝正確；⑤按小操作盒"自動啟動"按鈕，矯正機(jī)開始按照預(yù)定 的工藝完成一次自動循環(huán)(活動精確定位一夾緊一平移檢測一伺服進(jìn)給一夾 持一伺服矯正一夾持打開一平移返回一伺服返回原點(diǎn)一夾緊打開一活動定位 返回)，小操作盒的"工作完成"指示燈開；⑥操作者取下矯正后車門，小操 作盒"工作完成"指示燈關(guān)，操作者完成一個(gè)車門的自動矯正操作。
3.其他操作(1)如果自動矯正操作的過程中有緊急事故可以按下主控制 柜的"急停"按鈕，同時(shí)可以在"車門矯正狀態(tài)監(jiān)視"窗口進(jìn)行消音操作； 當(dāng)事故處理完后，可以在手動狀態(tài)下對設(shè)備進(jìn)行手動復(fù)位，同時(shí)對兩臺伺服 電機(jī)進(jìn)行原點(diǎn)搜索；(2)當(dāng)自動矯正操作自動循環(huán)未完成時(shí)，不能設(shè)定設(shè)備 參數(shù)；(3)每次自動矯正操作開始時(shí)，可以修改偏移量。
權(quán)利要求1、車門總成自動矯正機(jī)，其特征在于由機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成；其中機(jī)械系統(tǒng)由矯正機(jī)基座(1)、氣動元件、車門定位夾緊裝置、車門窗框矯正裝置(4)組成；氣動元件由氣缸作為執(zhí)行元件、氣源處理元件和方向控制元件作控制元件、氣管和接頭作連接元件組成，氣缸通過緊固件與車門定位、車門夾緊、門框矯正裝置連接，氣源處理元件和方向控制元件通過緊固件與矯正機(jī)基座(1)連接，并通過氣管和接頭與氣動執(zhí)行元件連接；車門定位夾緊裝置由2個(gè)活動式定位裝置(2-1)、4個(gè)固定式定位裝置(2-2)和6個(gè)定位夾緊裝置(3)組成，通過緊固件與基座(1)連接，活動式定位裝置(2-1)和定位夾緊裝置(3)同時(shí)通過緊固件與氣動執(zhí)行元件氣缸連接；活動式定位裝置(2-1)在車門內(nèi)板中央位置均布設(shè)置2處孔的定位，固定式定位裝置(2-2)在車門內(nèi)板中央位置均布設(shè)置4處面的定位，定位夾緊裝置(3)在車門前后邊緣長邊尺寸方向均布各設(shè)定3處面的定位夾緊；車門窗框矯正裝置(4)通過緊固件與矯正機(jī)基座(1)連接，并與電氣系統(tǒng)執(zhí)行元件連接，車門窗框矯正裝置(4)在上窗框長邊尺寸方向靠近兩端的位置，共設(shè)置2處；車門窗框矯正裝置(4)上固定連接在電氣系統(tǒng)執(zhí)行元件上；電氣系統(tǒng)部分由PLC、位置傳感器(5)、伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)(6)、人機(jī)界面、檢測開關(guān)、電磁閥組成。位置傳感器(5)安裝在車門窗框的上邊框的兩端位置，人機(jī)界面與PLC電路連接，信號輸入給PLC，PLC輸出指令給伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)(6)、人機(jī)界面、檢測開關(guān)、電磁閥。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車門總成自動矯正機(jī)，其特征在于所 述的車門定位夾緊裝置中的2個(gè)活動式定位裝置(2-1)、 4個(gè)固定式 定位裝置(2-2)和6個(gè)定位夾緊裝置(3)分別固定在車門焊接定 位點(diǎn)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車門總成自動矯正機(jī)，其特征在于所 述的2個(gè)位置傳感器(5)分別設(shè)在車門窗框的上邊緣的兩端最高點(diǎn) 上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車門總成自動矯正機(jī)，其特征在于所 述的2個(gè)車門窗框矯正裝置(4)與伺服電機(jī)(6)帶動的絲杠滑板 連接，安裝在2個(gè)位置傳感器(5)的內(nèi)側(cè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種車門總成自動矯正機(jī)，其特征在于車門定位夾緊裝置由2個(gè)活動式定位裝置、4個(gè)固定式定位裝置和6個(gè)定位夾緊裝置通過緊固件與基座連接與氣動執(zhí)行元件氣缸連接；車門窗框矯正裝置通過緊固件與矯正機(jī)基座連接，并與電氣系統(tǒng)執(zhí)行元件連接，在上窗框長邊尺寸方向靠近兩端的位置；位置傳感器安裝在車門窗框的上邊框的兩端位置，人機(jī)界面與PLC電路連接，信號輸入給PLC，PLC輸出指令給伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、人機(jī)界面、檢測開關(guān)、電磁閥。解決了對車門總成預(yù)變形，實(shí)現(xiàn)批量自動矯正；實(shí)現(xiàn)降成本目標(biāo)；降低單臺車制造工時(shí)的消耗，降低工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率；保證一致性非?？煽康馁|(zhì)量。
文檔編號B21D1/12GK201399509SQ20092009356
公開日2010年2月10日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者丁士祥, 孫紅英, 王劍宇, 卯 趙 申請人:中國第一汽車集團(tuán)公司;一汽轎車股份有限公司