高密度焊接組裝機器本發(fā)明是申請日為2009年5月12日、申請?zhí)枮?00910140595.X、發(fā)明名稱為“高密度焊接組裝機器”的發(fā)明專利申請的分案申請。對于相關申請的交互參考本申請要求在2008年5月13日提交的美國臨時專利申請no.61/052,764的權益。技術領域本發(fā)明涉及機動車制造，并且更具體地說，涉及一種便于機動車車身的組裝元件的制造的高密度焊接機器。

背景技術：
在裝配線基礎上機動車的批量生產中，必須使各種組裝元件以高效和有序方式來到一起以進行最后組裝過程。當前組裝過程，盡管總體是滿意的，但往往是人力密集的，往往要求大量工廠占地面積，有時存在維護復雜性，要求過大資金花費，并會存在安全性和/或環(huán)境影響。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種用于機動車用途的改進高密度焊接組裝機器。具體而言，本發(fā)明旨在一種高密度焊接組裝機器，該高密度焊接組裝機器要求最小工廠占地面積、要求最小操作人力，要求較低初始資金投資，提供容易的維護，并使安全性和/或環(huán)境影響最小。本發(fā)明提供一種在焊接站處焊接機動車元件的方法。方法包括：設置托臺，該托臺具有用于接納元件組件的多個連續(xù)的子站；在加載/卸載站與焊接站之間往復地前后移動托臺；在托臺位于加載/卸載站處的同時，將在每個子站處的元件組件移動到下一個相鄰的子站，并且將另一元件添加到每個被移動的元件組件上；以及在托臺位于焊接站處的同時，焊接在托臺的每個子站處的每個元件組件。根據本發(fā)明方法過程的另一特征，焊接站子站包括與多個子站相對應的多個子站；當托臺到達焊接站時，托臺子站分別與焊接站子站對準；并且在每一焊接站子站處進行焊接操作，所述焊接操作專用于在該焊接站子站處的所述托臺上定位的所述元件組件。根據本發(fā)明方法過程的另一特征，所述步驟——在焊接站與加載/卸載站之間前后移動托臺；在托臺位于焊接站處的同時，焊接在托臺的每個子站處的每個元件組件；以及在托臺在加載/卸載站處的同時，將每個焊接元件組件移動到托臺的相鄰的下一個焊接站，并且將另一元件添加到被移動的組件上——被重復，直到最終的焊接組件呈現(xiàn)在最終子站處，使托臺定位在加載/卸載站處，此后最終的焊接組件從托臺移除，以便用在進一步的機動車組裝過程中。根據本發(fā)明方法過程的另一特征，托臺具有至少第一子站、第二子站及第三子站，并且其中，當托臺定位在加載/卸載站處時，將由元件A/B/C/D構成的組件從第三子站移除；將由元件A/B/C構成的組件從第二子站移動到第三子站；將新元件D添加到位于第三子站處的組件A/B/C上；將由元件A/B構成的組件從第一子站移動到第二子站；將新元件C添加到位于第二子站處的組件A/B上；并且將新元件A和B加載到第一子站上。根據本發(fā)明方法過程的另一特征，托臺包括第一托臺，并且方法還包括：設置第二托臺，該第二托臺能夠在加載/卸載站與焊接站之間往復移動，并且具有用于接納元件組件的多個連續(xù)的子站；在將每個托臺從其加載/卸載站移動到焊接站的同時，交替地將另一托臺從焊接站移動到其加載/卸載站；以及在每個托臺位于加載/卸載站處的同時，將在每個子站處的元件組件移動到下一個相鄰的子站，并且將另一元件添加到被移動的組件上。根據本發(fā)明方法過程的另一特征，每個托臺具有其自己的加載/卸載站，并且各加載/卸載站和焊接站排列成直線，焊接站位于各加載/卸載站之間。本發(fā)明還提供一種用來在焊接站處焊接機動車元件的設備。本發(fā)明的設備包括：焊接站；加載/卸載站；托臺，安裝成用于在加載/卸載站與焊接站之間往復移動，并且在其上具有用于接納元件組件的多個連續(xù)的托臺子站；以及移動系統(tǒng)，與加載/卸載站相鄰，能夠操作在加載/卸載站處定位的托臺，以將在每個子站處的元件組件移動到下一個相鄰的子站，并且將另一元件添加到每個被移動的組件上，從而在特定托臺子站處的元件組件與在前面緊鄰的子站處的元件組件相比多包括一個元件、并且與在后面緊鄰的子站處的元件組件相比少包括一個元件。根據本發(fā)明設備的另一特征，移動系統(tǒng)包括在加載/卸載站處定位的機器人裝置。根據本發(fā)明設備的另一特征，設備還包括存儲結構，該存儲結構定位成接近加載/卸載站，并且存儲在形成元件組件時使用的元件存貨。根據本發(fā)明設備的另一特征，設備還包括輸送機，該輸送機定位在存儲結構與加載/卸載站之間，并且包括與存儲結構相鄰地定位的用來從存貨接收元件的運送器、和與加載/卸載站相鄰地定位的運送器，該與加載/卸載站相鄰地定位的運送器用來將元件運送到加載/卸載站，以便由移動系統(tǒng)加載到托臺子站上。根據本發(fā)明設備的另一特征，托臺包括初始子站、最終子站以及中間子站；移動系統(tǒng)能操作以將元件組件從初始子站連續(xù)地移動到最終子站；并且移動系統(tǒng)能進一步操作以將最終焊接元件組件從最終子站移除，以便用在進一步的機動車組裝過程中。根據本發(fā)明設備的另一特征，加載/卸載站包括第一加載/卸載站，托臺包括第一托臺，并且移動系統(tǒng)包括第一移動系統(tǒng)；并且設備還包括第二加載/卸載站、第二托臺、及第二移動系統(tǒng)，該第二托臺安裝成用于在第二加載/卸載站與焊接站之間往復移動，并且具有多個連續(xù)的子站，該第二移動系統(tǒng)能操作在第二加載/卸載站處定位的第二托臺，以將在每個子站處的元件組件移動到下一個相鄰的子站，并且將另一元件添加到每個被移動的組件上。根據本發(fā)明設備的另一特征，設備還包括在每個托臺子站處的工具，該工具構造成接納并準確地放置在該子站處的特定元件組件的元件。根據本發(fā)明設備的另一特征，在一個托臺在其加載/卸載站處在連續(xù)的子站之間進行移動的同時，另一托臺在焊接站處用來在子站處焊接元件組件。附圖說明這里參照附圖進行描述，圖中類似的附圖標記貫穿幾個視圖指代類似的部分，并且其中：圖1是本發(fā)明的組裝機器的立體圖；圖2、3及4是略為示意性的圖，表示在本發(fā)明方法過程中的步驟；圖5是形成本發(fā)明焊接機器的一部分的焊接站的立體圖；圖6是本發(fā)明焊接機器的另一個立體圖；圖7是焊接站的正視圖；圖8、9及10是表示組件啟動器詳細視圖；并且圖11、12、13及14是表明本發(fā)明方法過程的圖示。具體實施方式本發(fā)明的高密度焊接組件10，廣義地考慮，包括焊接站12、左加載/卸載站14、右加載/卸載站16、左移動系統(tǒng)17、及右移動系統(tǒng)18。焊接站12包括：一對沿縱向延伸的、橫向間隔開的腳手架結構19，在它們之間限定焊接區(qū)域WA；和多個機器人20，支撐在腳手架結構上。例如，每個腳手架結構可以支撐定位在腳手架結構的基座21上并且以縱向間隔關系從基座向上延伸的第二焊接機器人20c、和以縱向間隔關系從腳手架結構的頂部壁22向下延伸的三個倒置的第一焊接機器人20b。每個腳手架結構19還包括腿支撐結構23，這些腿支撐結構從頂部壁22向下延伸，從而在頂部壁的下方限定敞開的工作空間WS，由頂部壁22承載的倒置的第一焊接機器人20b向下延伸進入工作空間WS。倒置的第一焊接機器人20b的下部的可操作工作端20a延伸進入在橫向間隔開的各腳手架結構19之間的焊接區(qū)域WA中，以便在位于焊接區(qū)域中的元件上進行焊接或者定位操作。焊接站包括多個連續(xù)的子站，并且可以例如包括五個子站，這五個子站包括焊接站子站10(WSS10)、WSS20、WSS30、WSS40及WSS50，每個包括一個或多個焊接機器人和一個或多個定位機器人。每個腳手架結構還包括適當控制面板24a，該控制面板24a定位在接近腳手架結構的舷外正面的頂部壁22上。在每個子站處機器人的間隔和功能當然將依據具體用途而變化。左加載/卸載站14包括托臺24，該托臺24安裝在基座托臺結構26上，用于被驅動而在加載/卸載站14與焊接站12之間的導軌或輥上進行往復運動，并且包括多個連續(xù)的托臺子站，這些連續(xù)的托臺子站與焊接站子站相對應，并且包括左托臺子站10(LPSS10)、LPSS20、LPSS30、LPSS40及LPSS50。獨特元件工具LAB、LABC、LABCD、LABCDE、及LABCDEF分別定位在五個左托臺子站處。左移動系統(tǒng)17包括：機器人基座支撐結構28/30，在托臺基座結構的相對兩側上；相間隔的加載機器人32/34，可滑動地定位在機器人基座結構28上；卸載機器人36，可滑動地定位在機器人基座結構30上；及卸載機器人38，安裝在機器人滑動基座結構40上，用來選擇性地朝向和遠離托臺結構而滑動運動。右加載/卸載站16類似于站14，并且包括托臺50，該托臺50安裝在托臺基座結構52上，用于被驅動而在加載/卸載站16與焊接站12之間的導軌或輥上進行往復運動，并且包括多個連續(xù)的托臺子站，這些連續(xù)的托臺子站與焊接站子站以及左托臺子站相對應，并且包括右托臺子站10(RPSS10)、RPSS20、RPSS30、RPSS40及RPSS50。獨特元件工具RAB、RABC、RABCD、RABCDE、及RABCDEF(分別與工具LAB、LABC、LABCD、LABCDE、及LABCDEF相對應)分別定位在五個右托臺子站處。右移動系統(tǒng)18包括：機器人基座結構54/56，在托臺基座結構的相對兩側上；一對縱向相間隔的加載機器人58、60，可滑動地安裝在機器人基座結構54上；及卸載機器人64，安裝在滑動器66上，用來朝向和遠離托臺基座結構滑動運動。組裝機器10還包括：環(huán)形輸送機70，定位成接近左移動系統(tǒng)17的機器人基座28；另一個環(huán)形輸送機72，定位成接近右移動系統(tǒng)18的機器人基座54；元件存貨存儲結構，其形式為一排襯板容器或支架74，這些襯板容器或支架位于輸送機70、72的外側；及多個襯板支架76，定位在每個滑動器40/66的相對兩側上。環(huán)形輸送機70包括定位成接近存貨容器74并與其相平行的運送器70a、和定位成接近機器人基座28并與其相平行的運送器70b。環(huán)形輸送機72包括定位成接近存貨容器74并與其相平行的運送器72a、和定位成接近機器人基座54并與其相平行的運送器72b。操作總體而言，在來自站14的托臺24上的元件被定位在適于焊接操作的焊接站中的同時(圖3)，在加載/卸載站16中的托臺50上的元件組件正在被卸載和加載，此后，在對于在托臺24上定位的元件組件的焊接操作完成以后，該托臺梭動回到適于卸載和加載的加載/卸載站14(圖2)，而在托臺50上的元件組件梭動到適于焊接操作的焊接站，并且這種工序繼續(xù)進行，直到所進行的工作完成。為了便于托臺的梭動運動，站12、14、16的縱向中心線被對準，從而托臺的梭動是線性直線和直接的。具體而言，在某一特定工作的開始時，托臺24/50是空的。首先，具體地參照圖11、12、13及14，兩個車身薄片金屬元件A/B利用從輸送機72取回零件的加載機器人58/60被加載到托臺50的子站RPSS10上，此后托臺梭動到焊接站，在焊接站子站WSS10處進行元件A/B的焊接。在這種焊接操作正在發(fā)生的同時，元件A/B利用從輸送機運送器70b取回零件的加載機器人32/34被加載到托臺24的LPSS10上。當焊接操作完成時，托臺50梭動回到站16，并且托臺24移動到焊接站，在WSS10處進行元件A/B的焊接。當這種焊接正在發(fā)生時，焊接元件A/B被移動到RPSS20，第三元件C在RPSS20處被添加到元件A/B上，并且新元件A/B被加載到RPSS10上，此后在焊接完成以后，托臺24梭動回到站14，并且托臺50梭動到焊接站，在WSS20處進行元件A/B/C的焊接，并在WSS10處進行元件A/B的焊接。在這種焊接正在發(fā)生的同時，在托臺24的LPSS10處的焊接元件A/B被移動到LPSS20，第三元件C在LPSS20處被添加到元件A/B上，并且新元件A/B被加載到LPSS10上，此后，在焊接完成以后，托臺50梭動回到站16，并且托臺24梭動到在WSS20處用于元件A/B/C焊接和在WSS10處用于元件A/B焊接的焊接站。當這種焊接正在發(fā)生時，在托臺50的RPSS20處的焊接元件A/B/C被移動到RPSS30，第四元件D在RPSS30處被添加到焊接元件A/B/C上，在RPSS10處的焊接元件A/B被移動到RPSS20，第三元件C在RPSS20處被添加到焊接元件A/B上，并且新元件A/B被加載到RPSS10上。這種梭動和加載工序繼續(xù)進行，直到焊接元件A/B被定位在每個托臺的子站10處，焊接元件A/B/C被定位在每個托臺的每個子站20處，焊接元件A/B/C/D被定位在每個托臺的子站30處，焊接元件A/B/C/D/E被定位在每個托臺的子站40處，并且焊接元件A/B/C/D/E/F被定位在每個托臺的子站50處。一旦每一個托臺的每一個子站都已充分加載，工序就如在圖11中看到的那樣，其中，就托臺50而論，并且在充分加載的托臺24定位在用于焊接相應元件A/B、A/B/C、A/B/C/D、A/B/C/D/E、及A/B/C/D/E/F的焊接站中的情況下，來自RPSS50的焊接元件組件A/B/C/D/E/F由機器人64移除以便放置在襯板74中，在RPSS40處的焊接元件組件A/B/C/D/E被移動到RPSS50以便添加元件F，在RPSS30處的焊接元件組件A/B/C/D被移動到RPSS40以便添加元件E，在RPSS20處的焊接元件組件A/B/C被移動到RPSS30以便添加元件D，在RPSS10處的焊接元件組件A/B被移動到RPSS20以便添加元件C，新元件A/B被放置在RPSS10處，并且在帶有已充分焊接的元件的托臺24梭動回到加載/卸載站14時，托臺50梭動回到焊接站以便對各種元件組合進行焊接操作?？梢岳斫獾氖?，在每種情況下，適當元件A、B、C、D、E、F的存貨被提供在排74中的適當支架或料箱中，并且由加載機器人加載到輸送機運送器70a/70b上，以便從輸送機運送器70b/72b取回，并且利用在站16處的加載機器人58/60和在站14處的加載機器人32/34進行在子站之間的元件運動和在子站處的元件添加。從LPSS50卸載焊接元件組件ABCDEF在站14處利用卸載機器人36/38進行，使機器人36從LPSS50取回焊接元件組件ABCDEF，可滑動地沿導軌30至導軌40運動，并將組件移動到機器人38以便運送到襯板76。焊接元件組件ABCDEF從RPSS50的卸載在站16處利用卸載機器人64進行，以便輸送到襯板76?？梢岳斫獾氖牵诟魍信_的各個子站處的各個元件的定位使用專用工具進行，使工具LAB/RAB被設計成適配在每個托臺子站10處定位的元件A和B；工具LABC/RABC被設計成適配在每個托臺子站20處定位的元件A、B及C；工具LABCD/RABCD被設計成適配在每個托臺子站30處定位的元件A、B、C及D；工具LABCDE/RABCDE被設計成適配在每個托臺子站40處定位的元件A、B、C、D及E；并且工具LABCDEF/RABCDEF被設計成適配在每個托臺子站50處定位的元件A、B、C、D、E及F。還可以理解的是，與每個焊接站子站相關聯(lián)的機器人20可以包括攜帶諸如在圖9中看到的工具60之類的定位工具的定位機器人、以及攜帶在圖8和10中看到的焊接槍62的焊接機器人，并且也可以采用既攜帶定位工具又攜帶焊接槍的機器人。本發(fā)明機器的典型用途包括車身側內部右側和左側、前底板組件、中央底板組件、控制板組件、車頭罩頂部和車頭罩側部組件、后輪組件、后底盤組件、后門左側和右側組件、前門左側和右側組件、天窗和行李艙蓋板組件、機罩組件、及關于門、機罩、艙板及行李艙的閉合卷邊的形成。本發(fā)明的高密度焊接機器具有許多優(yōu)點，其中的主要優(yōu)點是能夠顯著地減小對于特定工作功能的實現(xiàn)所需的占地面積。而且，本發(fā)明的機器要求最少的人力和最少的啟動資金，并且便于工具的維護和更換，這是因為，不在焊接站處的托臺工具是容易接近的，以便維護和更換。按照專利法的條款，采用被認為代表本發(fā)明的優(yōu)選實施例對本發(fā)明做了描述。然而，應該注意，本發(fā)明可以采用在此明確說明和圖示的內容之外而不脫離本發(fā)明的精神或范圍的方式來實施。