專利名稱：多車型共線柔性總拼的制作方法
技術領域：
多車型共線柔性總拼技術領域[0001]本實用新型涉及一種汽車白車身焊接生產線上的合拼工位，特別涉及一種可適合多種車型共同使用的多車型共線柔性總拼，屬于汽車制造設備領域。
背景技術：
[0002]未來汽車是向著多品種、小批量、高產能的趨勢發(fā)展，根據這種趨勢，對每款車型新建一條生產線是不太現(xiàn)實的，因此，在一條生產線上同時生產多款車型是未來汽車裝備業(yè)的趨勢，多車型共線柔性總拼能夠實現(xiàn)白車身的地板總成、左側圍總成、右側圍總成及頂蓋總成的焊裝，是汽車白車身柔性生產線上最核心的設備。[0003]目前，國內各大汽車廠應用的多車型共線柔性總拼基本都是國外進口或外資企業(yè)直接提供，國內企業(yè)在這一領域尚沒有太大競爭力，即使國外的幾種柔性總拼解決方案，也都存在著一定的缺陷，如占地面積大、生產節(jié)拍慢、不能隨線切換、對共線車型有限制或造價成本高等缺陷，不能很好滿足國內汽車廠家的生產需要，對我國汽車生產行業(yè)的進步帶來了較大影響。[0004]對現(xiàn)有多車型共線柔性總拼進行結構和性能改進，形成一套適合我國汽車生產工藝的多車型共線焊接自動生產線，就成為本實用新型想要解決的問題。發(fā)明內容[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本實用新型旨在提供一種生產效率高、節(jié)奏快、適用性廣、使用靈活方便的多車型共線柔性總拼，以滿足汽車白車身自動化焊接生產的需要。[0006]本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)的[0007]多車型共線柔性總拼，包括機器人焊接系統(tǒng)和高速輸送系統(tǒng)，還包括底板智能柔性定位系統(tǒng)和側圍柔性定位及切換系統(tǒng)；底板智能柔性定位系統(tǒng)對應連接在高速輸送系統(tǒng)的傳送軌道上，底板智能柔性定位系統(tǒng)負責定位和固定車身底板；側圍柔性定位及切換系統(tǒng)負責定位和固定車身側圍及頂蓋，側圍柔性定位及切換系統(tǒng)包括側圍夾具合拼系統(tǒng)、夾具儲存系統(tǒng)、夾具切換及軌道系統(tǒng)，側圍夾具合拼系統(tǒng)對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)的側面；夾具儲存系統(tǒng)沿著聞速輸送系統(tǒng)的傳送方向排列在側圍夾具合拼系統(tǒng)的兩側；夾具切換及軌道系統(tǒng)連接在側圍夾具合拼系統(tǒng)與夾具儲存系統(tǒng)之間。[0008]所述側圍夾具合拼系統(tǒng)包括滑臺、側圍夾具定位平臺和基座，滑臺上設有用于支撐側圍夾具的支撐軌道；滑臺和側圍夾具定位平臺分別連接在基座上，側圍夾具定位平臺對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)的側面，滑臺的滑動方向與底板智能柔性定位系統(tǒng)相垂直; 側圍夾具定位平臺可將側圍夾具與白車身定位。[0009]所述夾具儲存系統(tǒng)包括兩個四面體翻轉臺，兩個四面體翻轉臺沿著高速輸送系統(tǒng)的傳送方向對應分布在側圍夾具合拼系統(tǒng)的兩側，四面體翻轉臺的每個工位上分別設有用于側圍夾具切換的旋轉軌道，側圍夾具定位連接在旋轉軌道上。[0010]所述夾具切換及軌道系統(tǒng)包括四個夾具切換小車、夾具切換輸送軌道和夾具返還軌道；夾具切換輸送軌道固定在地面，并與兩個四面體翻轉臺輸出位上的旋轉軌道以及側圍夾具合拼系統(tǒng)中滑臺的支撐軌道相拼接；夾具返還軌道固定在空中，并與兩個四面體翻轉臺輸入位上的旋轉軌道相拼接；夾具切換輸送軌道、夾具返還軌道、支撐軌道以及輸入、 輸出位上的旋轉軌道組成封閉的軌道系統(tǒng)；四個夾具切換小車分別對應在兩個四面體翻轉臺的輸入位和輸出位的封閉軌道上。[0011]所述夾具切換小車為摩擦輪帶動下的軌道傳送車。[0012]所述底板智能柔性定位系統(tǒng)包括高速滾床和八個智能定位單元，高速滾床和八個智能定位單元分別固定在基座上，高速滾床與高速輸送系統(tǒng)相對應，智能定位單元呈兩列均勻分布在高速滾床兩側，滑臺的滑動方向與高速滾床的傳動方向相垂直。[0013]所述智能定位單元為三軸向定位夾緊機構，定位夾緊機構可從不同方向將車底板夾緊。[0014]與已有技術相比，本實用新型有益效果體現(xiàn)在[0015]I、在實現(xiàn)相同數量車型共線生產時，本實用新型占地面積最少。[0016]2、本實用新型可使用焊接機器人數量顯著增加，提高總拼工位的利用率。[0017]3、在所有具有隨機切換的方案中，本系統(tǒng)切換時間最少，可增加在一個焊接節(jié)拍內的焊接時間，提高生產線的產能。[0018]4、在所有方案中，本實用新型的結構相對簡潔，成本較低。[0019]5、本實用新型能夠滿足汽車廠60JPH產能要求。


[0020]圖I為本實用新型的整體結構示意圖；[0021]圖2為本實用新型中側圍夾具合拼系統(tǒng)的結構示意圖；[0022]圖3為本實用新型中單個四面體翻轉臺的結構示意圖；[0023]圖4為本實用新型中夾具切換及軌道系統(tǒng)和側圍夾具合拼系統(tǒng)的組合結構示意簡圖；[0024]圖5為本實用新型中底板智能柔性定位系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施方式
[0025]
以下結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述[0026]如圖I所示，本實用新型所述的多車型共線柔性總拼，包括機器人焊接系統(tǒng)、高速輸送系統(tǒng)3、底板智能柔性定位系統(tǒng)2和側圍柔性定位及切換系統(tǒng)I。其中，機器人焊接系統(tǒng)用于定位后車身的焊接工作，是本工序的最后執(zhí)行機構；高速輸送系統(tǒng)3負責汽車白車身的傳送，以便由上一工序自動進入下一工序；底板智能柔性定位系統(tǒng)2與高速輸送系統(tǒng)3 相配合，負責定位和固定車身底板，以便在流水作業(yè)中對車身底板進行加工；側圍柔性定位及切換系統(tǒng)I與底板智能柔性定位系統(tǒng)2相配合，完成自動焊接前的車身側圍定位和固定， 同時，保持多車型共線柔性拼接，提高總拼適用性。[0027]其中，機器人焊接系統(tǒng)由伺服點焊機器人和自適應一體式伺服焊槍組成。機器人焊接系統(tǒng)是焊接過程的實施系統(tǒng)，其由伺服點焊機器人攜伺服焊接槍進行焊接，是本工序的最后加工階段，焊接完成的汽車車身將自動送入到下一工序。[0028]高速輸送系統(tǒng)3主要采用相互配合的滾床和臺車進行白車身輸送，其中，高速輸送過程可利用高精度光柵編碼尺和光柵編碼器形成雙閉環(huán)控制，編碼尺反饋臺車位置，編碼器反饋臺車速度。在速度與位置的雙閉環(huán)作用下，精確控制臺車的速度及位置精度，目前，此方式可實現(xiàn)位置精度±0. 7mm，輸送節(jié)拍4. 7s，均已達到國際先進水平。[0029]底板智能柔性定位系統(tǒng)2對應連接在高速輸送系統(tǒng)3的傳送軌道上，底板智能柔性定位系統(tǒng)2包括高速滾床4和八個智能定位單元5。側圍柔性定位及切換系統(tǒng)I包括側圍夾具合拼系統(tǒng)6、夾具儲存系統(tǒng)7、夾具切換及軌道系統(tǒng)8。側圍夾具合拼系統(tǒng)6對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)2的側面，夾具儲存系統(tǒng)7通過夾具切換及軌道系統(tǒng)8與側圍夾具合拼系統(tǒng)6相連接。底板智能柔性定位系統(tǒng)2和側圍柔性定位及切換系統(tǒng)I配合完成白車身底板和側圍的定位過程。[0030]如圖2所示，側圍夾具合拼系統(tǒng)包括滑臺11、側圍夾具定位平臺12和基座10。側圍夾具定位平臺12固定在基座10上，側圍夾具定位平臺12對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)的側面，其對側圍夾具14進行最后的三維方向的位置調整和控制，保證夾具定位準確性。 滑臺11連接在基座10上，滑臺11可相對基座10進行滑動。為方便定位和滑動控制，滑臺 11的滑動方向與底板智能柔性定位系統(tǒng)相垂直?；_11上設有支撐側圍夾具14的支撐軌道13，滑臺11可將接收到的側圍夾具14傳送到側圍夾具定位平臺12上，并對側圍夾具14 施加垂直方向的壓力，保證夾具定位可靠。[0031]夾具儲存系統(tǒng)主要用于待使用側圍夾具的存儲，以保證焊接過程能高效、快速、有節(jié)奏的進行。夾具儲存系統(tǒng)包括兩個四面體翻轉臺，由于隨時需有一個空位進行側圍夾具的更換，故兩個四面體翻轉臺可同時攜帶七套側圍夾具。兩個四面體翻轉臺沿著高速輸送系統(tǒng)的傳送方向對應分布在側圍夾具合拼系統(tǒng)的兩側，其中，一個四面體翻轉臺上的空位用于接收已加工完成的側圍夾具，另一個四面體翻轉臺用于待加工側圍夾具的供應，通過翻轉臺的翻轉即可實現(xiàn)待用側圍夾具的隨時調整和更換。如圖3所示，一個四面體翻轉臺 20上帶有四個工位，每個工位上分別設有用于側圍夾具14切換的旋轉軌道21，側圍夾具14 定位連接在旋轉軌道21上，其中，位于翻轉臺20前方下側的工位為輸出位，待用側圍夾具由此位輸出；位于翻轉臺20后方上側的工位為輸入位，用于接收或調換新側圍夾具。[0032]為保證待用側圍夾具更換過程的順利進行，在夾具儲存系統(tǒng)和側圍夾具合拼系統(tǒng)之間還設有夾具切換及軌道系統(tǒng)。如圖4所示，夾具切換及軌道系統(tǒng)包括四個夾具切換小車30、夾具切換輸送軌道31和夾具返還軌道32。其中，夾具切換輸送軌道31固定在地面， 并與兩個四面體翻轉臺20輸出位上的輸出旋轉軌道22以及側圍夾具合拼系統(tǒng)中滑臺11 的支撐軌道13相拼接；夾具返還軌道32固定在空中，并與兩個四面體翻轉臺20輸入位上的輸入旋轉軌道23相拼接，從而形成夾具切換輸送軌道31、夾具返還軌道32、支撐軌道13、 輸入旋轉軌道23和輸出旋轉軌道22組成的封閉軌道系統(tǒng)，使各系統(tǒng)間形成相互有效的聯(lián)系，保證了側圍夾具的連續(xù)供給和使用。為側圍夾具更換過程提供動力的是四個夾具切換小車30，夾具切換小車30為摩擦輪帶動下的軌道傳送車，其通過摩擦輪與軌道產生摩擦力，帶動車體進行運動。四個夾具切換小車30分別對應在兩個四面體翻轉臺20的輸入位和輸出位的封閉軌道上，為輸入、輸出位側圍夾具的調整和更換過程提供動力支持。[0033]如圖5所示，為保持協(xié)調性和穩(wěn)定性，底板智能柔性定位系統(tǒng)中的高速滾床4和八個智能定位單元5分別固定在側圍夾具合拼系統(tǒng)的基座10上，高速滾床4與高速輸送系統(tǒng)相對應，用于接收傳送中的白車身底板，側圍夾具合拼系統(tǒng)中滑臺的滑動方向與高速滾床4 的傳動方向相垂直。智能定位單元5呈兩列均勻分布在高速滾床4兩側，智能定位單元5 為三軸向定位夾緊機構，三軸向定位夾緊機構對接收到的白車身底板進行三維方向的調整定位，以滿足不同車型的定位需要，保證定位過程順利進行。[0034]如圖I、圖4所示，實際工作中，白車身底板首先由高速輸送系統(tǒng)3傳送到高速滾床 4上，經智能定位單元5的三軸向定位夾緊機構進行位置調整后實現(xiàn)定位；接著，位于四面體翻轉臺20輸出位上的側圍夾具經相應夾具切換小車和夾具切換輸送軌道31輸送到滑臺 11的支撐軌道13上，滑臺11將接收到的側圍夾具沿垂直方向傳送到側圍夾具定位平臺上， 側圍夾具定位平臺對側圍夾具進行最后的位置調整和定位后，側圍夾具和白車身底板定位完成，機器人焊接系統(tǒng)對底板、側圍進行焊接，至此，白車身焊接加工過程完成，最后，側圍夾具定位平臺開啟，側圍夾具隨著滑臺11退回，并重新與夾具切換輸送軌道31拼接，側圍夾具在夾具切換小車的作用下送回到四面體翻轉臺20的空位上，同時，智能定位單元5開啟后將焊接完成的白車身放入高速滾床4上，并經高速輸送系統(tǒng)3傳送到下一加工位中，白車身焊接完成。[0035]由于兩個四面體翻轉臺上可同時攜帶七套不同的側圍夾具，夾具切換過程可在焊接過程中同步進行。如當系統(tǒng)接收到工廠指令使用B車型時，系統(tǒng)首先識別B車型夾具， 然后判斷B車型夾具存儲的具體位置，以及B車型夾具是否在夾具切換的輸出位上，同時， 判斷另一輸出位上是否為空位，如不符合條件，系統(tǒng)發(fā)出指令，四面體翻轉臺將帶有B車型的側圍夾具旋轉到其中一個輸出位上，同時，將空位旋轉到另一輸出位上，空位用于工作中側圍夾具的接收，B車型側圍夾具則作為下一輪次的待用夾具使用，至此，側圍夾具調整完成，不會影響正常的自動焊接過程。當然，如需將兩個待用側圍夾具調整位置，還可利用夾具返還軌道以及輸出位上的空位，進行兩個四面體翻轉臺間的側圍夾具位置調整，從而大大提高了側圍柔性定位及切換系統(tǒng)的使用靈活性和方便性，真正實現(xiàn)了多車型共線柔性拼裝。
權利要求1.多車型共線柔性總拼，包括機器人焊接系統(tǒng)和高速輸送系統(tǒng)，其特征在干，還包括底板智能柔性定位系統(tǒng)和側圍柔性定位及切換系統(tǒng)；所述底板智能柔性定位系統(tǒng)對應連接在高速輸送系統(tǒng)的傳送軌道上，底板智能柔性定位系統(tǒng)負責定位和固定車身底板；所述側圍柔性定位及切換系統(tǒng)負責定位和固定車身側圍及頂蓋，側圍柔性定位及切換系統(tǒng)包括側圍夾具合拼系統(tǒng)、夾具儲存系統(tǒng)、夾具切換及軌道系統(tǒng)，所述側圍夾具合拼系統(tǒng)對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)的側面；所述夾具儲存系統(tǒng)沿著高速輸送系統(tǒng)的傳送方向排列在側圍夾具合拼系統(tǒng)的兩側；所述夾具切換及軌道系統(tǒng)連接在側圍夾具合拼系統(tǒng)與夾具儲存系統(tǒng)之間。
2.根據權利要求I所述的多車型共線柔性總拼，其特征在于，所述側圍夾具合拼系統(tǒng)包括滑臺、側圍夾具定位平臺和基座，所述滑臺上設有用于支撐側圍夾具的支撐軌道；所述滑臺和側圍夾具定位平臺分別連接在基座上，側圍夾具定位平臺對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)的側面，滑臺的滑動方向與底板智能柔性定位系統(tǒng)相垂直；所述側圍夾具定位平臺可將側圍夾具與白車身定位。
3.根據權利要求I所述的多車型共線柔性總拼，其特征在于，所述夾具儲存系統(tǒng)包括兩個四面體翻轉臺，所述兩個四面體翻轉臺沿著高速輸送系統(tǒng)的傳送方向對應分布在側圍夾具合拼系統(tǒng)的兩側，四面體翻轉臺的每個エ位上分別設有用于側圍夾具切換的旋轉軌道，側圍夾具定位連接在旋轉軌道上。
4.根據權利要求I所述的多車型共線柔性總拼，其特征在于，所述夾具切換及軌道系統(tǒng)包括四個夾具切換小車、夾具切換輸送軌道和夾具返還軌道；所述夾具切換輸送軌道固定在地面，并與兩個四面體翻轉臺輸出位上的旋轉軌道以及側圍夾具合拼系統(tǒng)中滑臺的支撐軌道相拼接；所述夾具返還軌道固定在空中，并與兩個四面體翻轉臺輸入位上的旋轉軌道相拼接；所述夾具切換輸送軌道、夾具返還軌道、支撐軌道以及輸入、輸出位上的旋轉軌道組成封閉的軌道系統(tǒng)；所述四個夾具切換小車分別對應在兩個四面體翻轉臺的輸入位和輸出位的封閉軌道上。
5.根據權利要求4所述的多車型共線柔性總拼，其特征在干，所述夾具切換小車為摩擦輪帶動下的軌道傳送車。
6.根據權利要求I所述的多車型共線柔性總拼，其特征在于，所述底板智能柔性定位系統(tǒng)包括高速滾床和八個智能定位単元，所述高速滾床和八個智能定位単元分別固定在基座上，高速滾床與高速輸送系統(tǒng)相對應，智能定位単元呈兩列均勻分布在高速滾床兩側，滑臺的滑動方向與高速滾床的傳動方向相垂直。
7.根據權利要求6所述的多車型共線柔性總拼，其特征在干，所述智能定位單元為三軸向定位夾緊機構，定位夾緊機構可從不同方向將車底板夾緊。
專利摘要本實用新型公開了一種多車型共線柔性總拼，包括機器人焊接系統(tǒng)、高速輸送系統(tǒng)、底板智能柔性定位系統(tǒng)和側圍柔性定位及切換系統(tǒng)。底板智能柔性定位系統(tǒng)對應連接在高速輸送系統(tǒng)的傳送軌道上，側圍柔性定位及切換系統(tǒng)包括側圍夾具合拼系統(tǒng)、夾具儲存系統(tǒng)、夾具切換及軌道系統(tǒng)，側圍夾具合拼系統(tǒng)對應于底板智能柔性定位系統(tǒng)的側面，夾具儲存系統(tǒng)沿著高速輸送系統(tǒng)的傳送方向排列在側圍夾具合拼系統(tǒng)的兩側，夾具切換及軌道系統(tǒng)連接在側圍夾具合拼系統(tǒng)與夾具儲存系統(tǒng)之間。改進后的結構相對簡潔、實用，切換時間少、生產效率高，占地面積小，可使用焊接機器人數量多，充分滿足了汽車廠60JPH的產能要求。
文檔編號B23K37/04GK202804503SQ20122039739
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權日2012年8月13日
發(fā)明者潘繼文, 姚維兵, 孫志成, 賀毅, 李彪, 楊猛, 黃海 申請人:廣州明珞汽車裝備有限公司