專利名稱：用于組裝的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在具有至少一個工業(yè)機器人的組裝設備中組裝車身或其至少一部分的方法。為形成車身或其部分，車身零件被帶入彼此相對的預定位置，這些零件在該位置被聯(lián)接在一起。
本發(fā)明還涉及一種組裝設備，用于根據許多車身零件組裝車身或其至少一部分，并且包括許多操縱器和控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括的至少一個程序模塊和多個處理器根據計算機程序練習以便實現(xiàn)操縱器的運動，操縱器包括一些裝置，用于使車身零件移動，用于定位和固定這些車身零件，以及用于把這些車身零件聯(lián)接在一起。
背景技術：
在根據現(xiàn)有技術的車身組裝中，通常利用工業(yè)機器人，使用大量的固定設備以使車身零件定位于其中，然后定位在固定設備內的車身零件通過焊接聯(lián)接在一起，焊接設備由工業(yè)機器人承載和操縱。通常，這樣的組裝是基于相對大量的相對小的車身零件發(fā)生的，出于這個原因，需要大量的固定設備。這些固定設備需要以這種方式定制的模型，使得一組固定設備可用于組裝一個特定的車身類型。結果是，車身類型的變化需要重新加工固定設備，這是費時且昂貴的工作。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是實現(xiàn)通過引言說明的方法以使組裝的精度得到改善，并使在車身類型變化之間的停工期大大地縮短和免除昂貴的專門制造的固定設備。
如果該方法被賦予根據后附的權利要求1所述的特征，那么形成本發(fā)明的基礎的目的將得以實現(xiàn)。
利用保持裝置將提供的主要優(yōu)點在于不需要大量的模型定制的固定設備。該保持裝置“一方面”具有耦合部件以便定位地固定并與定位和固定裝置相互連接，并且該保持裝置“另一方面”具有夾緊部件以便與車身零件接合。
由于保持裝置在用于聯(lián)接操作的時間過程中被提供有車身零件，所以一個和相同的工業(yè)機器人既用于操縱保持裝置，又用于操縱聯(lián)接裝置，使循環(huán)時間減少，同時對機器部分的數(shù)量要求降低。
本發(fā)明的另一個目的是增加組裝過程的速度。
如果該方法被賦予根據后附的權利要求3所述的特征，那么該目的就可實現(xiàn)。
作為這些特征的結果，將提供的主要優(yōu)點在于，幾個保持裝置可通過它們各自的工業(yè)機器人同時進行操作，并且當保持裝置被提供有新的車身零件時，這些工業(yè)機器人可用于聯(lián)接操作。
如果該方法還被賦予根據后附的權利要求7所述的特征，那么將實現(xiàn)組裝操作的循環(huán)時間的進一步縮短。
作為這些特征的結果，所提供的主要優(yōu)點在于，聯(lián)接操作可分成兩個不同的步驟，其中第一步驟只要求定位和固定裝置中的車身的“幾何保證”，也就是說，聯(lián)接操作只進行到這樣的程度，即，車身零件在釋放后沒有相對位置變化的危險，而聯(lián)接操作的最后階段可在定位和固定裝置外部進行。


本發(fā)明將參考附圖在下文中詳細描述。附圖中圖1示意性地表示了根據本發(fā)明的組裝設備的規(guī)劃；以及圖2是包括在組裝設備內的定位和固定裝置的透視圖。
具體實施例方式
下面，本發(fā)明將結合卡車駕駛室的組裝來描述，但是對于本發(fā)明技術領域的技術人員來說，本發(fā)明明顯也可用于任何類型的車身或其至少一部分的組裝。
在所示的規(guī)劃方案中，組裝設備分別包括三個不同的組裝或工作站1，2和3，它們沿卡車駕駛室在組裝過程中的通流方向4以相互次序分別布置。每個工作站分別包括定位和固定裝置5，6和7。在通流方向4的縱向方向上，一傳送路徑8還延伸貫穿整個組裝設備，沿著該傳送路徑，許多可驅動的托架或托盤、所謂的滑動件，都可在通流方向4上驅動。托架是可升可降的，在第一階段，計劃用于輸送卡車駕駛室的基板或完整的基底，但漸漸地也可用于支承處于組裝過程中的卡車駕駛室。
從圖中傳送路徑8的左端，有一個返回路徑來使托架9回到固定位置10。
如上所示，傳送路徑8延伸通過不同的工作站1，2和3，而且通過定位和固定裝置5，6和7，這些定位和固定裝置設計成跨距架，使得在第一階段，完整的駕駛室基底11和其后的處于組裝過程中的卡車駕駛室可沿著通流方向4運送通過該設備。
在每個工作站1，2和3，都分別有至少一個路徑12，沿該路徑有至少一個工業(yè)機器人13是在與通流方向4平行的方向上可驅動的。每個各自的機器人路徑12延伸穿過每個各自的定位和固定裝置，并且靠近該定位和固定裝置以使工業(yè)機器人在機器人路徑上可移動到達定位和固定裝置內，以能在其內實施各種操作。
圖1中明顯可見，一條機器人路徑12用于定位和固定裝置的每一側，至少是在某些不同的工作站1，2和3。結果是兩個工業(yè)機器人13可同時地并且從卡車駕駛室的相對側面實施不同的操作，該卡車駕駛室處于組裝過程中。
在背離定位和固定裝置5，6和7的機器人路徑的一側，分別具有許多起始位置14，15，16，它們分別用于相應數(shù)量的保持裝置17，18，19，這些保持裝置將在下面詳細描述，包括如功能和構造。
明顯的是，在成對機器人路徑12用于每個工作站的情況下，兩組起始位置用于保持裝置也是可能的。
不同的保持裝置17，18，19各自位于它們的起始位置14，15，16，保持就位，這些位置被輸入用于控制組裝設備的控制系統(tǒng)。這表示，機器人13“知道”不同保持裝置處于它們的起始位置時的確切定位。
保持裝置設置有導向和夾緊部件，通過這些部件，車身零件可相對于保持裝置精確定位和固定。在這樣的例子中，可以發(fā)現(xiàn)只有導向和夾緊部件的布置需要直接適合于將在每個保持裝置中被定位和加緊的車身零件。另外，保持裝置是標準化的和相同的。
每個保持裝置具有一耦合部件以與工業(yè)機器人13上的轉臺相互連接。耦合部件在一方面包括純機械耦合件，而且還包括用于為保持裝置提供操縱介質的耦合件，例如電纜，壓縮空氣管線等。
操縱介質的外部供給源也適合于保持裝置的不同起始位置14，15和16，使得已位于起始位置的不同的車身零件可用定位地固定的方式導向和夾緊在每個各自的保持裝置中。
可沿傳送路徑8移動的不同的托架9顯示了導向裝置，例如采取導向短軸的形式，該短軸與基板或駕駛室基底11內的相對應導向孔接合。這說明，沿橫向機器人路徑21可驅動的工業(yè)機器人20的完整的駕駛室基底可用于將駕駛室基底放置到位于起始位置10的托架9上。結果是，相對托架9的駕駛室基底的布置可建立起來。
保持在托架9上的駕駛室基底11沿傳送路徑8并沿通流方向4移至第一工作站1中，在該處，托架9相對于該處的定位和固定裝置5被精確定位。然后，駕駛室基底11被升高到定位和固定裝置中的正確的垂直位置。
包括在第一工作站1中的至少一個，但是優(yōu)選更多個工業(yè)機器人13可夾緊和保持住一保持裝置，車身零件定位并固定該保持裝置內，使得以后可移動該保持裝置和該零件到某個位置以便將保持裝置緊固到定位和固定裝置5中。為此，定位和固定裝置以及保持裝置具有相互接合的連接部件，通過這些部件，保持裝置可以一種精確方式定位和固定到定位和固定裝置中。這也自然使車身零件被精確定位和固定到定位和固定裝置中。
優(yōu)選地，至少兩個保持裝置同時固定到定位和固定裝置中，傳送路徑8的每一側有一個。
為了車身零件沒有相對于保持裝置定位錯位或可能從保持裝置中完全落出的危險，在定位和固定裝置中布置了將操縱介質耦合到保持裝置的耦合器，以使這些保持裝置可由該介質連續(xù)供應。
在完成以上提到的步驟后，機器人13可從它們各自的保持裝置中脫離開，之后，機器人移動到可與聯(lián)接裝置連接的工具儲存處22，由工業(yè)機器人承載和操縱的該聯(lián)接裝置然后用于把位于定位和固定裝置內的車身零件聯(lián)接在一起。
截至到現(xiàn)在，一旦把駕駛室基底11和其上面布置的車身零件聯(lián)接在一起，在釋放之后，它們將不會再有承受彼此位置變化的危險，包括駕駛室基底和固定在其上的車身零件的該組件可通過托架9和傳送路徑8被轉移出定位和固定裝置，在另外的一個或更多工業(yè)機器人13以及由其承載和操縱的聯(lián)接裝置的協(xié)助下，到達最終聯(lián)接發(fā)生的聯(lián)接位置23。
同時，將保持裝置放置在定位和固定裝置內的工業(yè)機器人把它們的聯(lián)接裝置沉積到工具儲存處22，并且隨后再次連接到保持裝置并使它們分別返回到各自的起始位置14，15，16，在該起始位置處，新的車身零件已經就位。
在第一工作站1的最終聯(lián)接后，部分組裝的卡車駕駛室被沿著通流方向4傳送到第二工作站2，在該處，新的保持裝置15，15’和15”被提升進入布置在該處的定位和固定裝置6，車身零件定位地固定和緊固在該保持裝置內，于是，重復從第一工作站1開始的程序。
如果第三工作站3應用第三定位和固定裝置7，那么在第二工作站2的最后聯(lián)接之后，部分組裝的卡車駕駛室被傳送到第三工作站，在該處，程序被重復進行。
圖2以透視圖表示了定位和固定裝置的例子。圖中明顯可見，它包括在傳送路徑8的任一側成對布置的垂直柱子24。為設立成對的柱子，使它們在較低區(qū)域連接到連接桿25。柱子形成跨距架，可讓傳送路徑8延伸通過該跨距架。
垂直柱子24顯示出了耦合部件26，它們被固定在柱子24上，用于與那些保持裝置例如14，14’上相應的耦合部件配合工作。這些耦合部件26和在保持裝置14和14’內的相應耦合部件在合適的操縱器或伺服裝置的作用下可靈活操縱，該操縱器或伺服裝置由根據本發(fā)明的設備的主要控制系統(tǒng)來控制。
如上所述，不同的保持裝置具有的耦合部件27用于與工業(yè)機器人13相互連接，該工業(yè)機器人13用于操縱保持裝置。如以上另外提到的，這些耦合部件27一方面具有機械耦合件，另一方面具有用于操縱介質的耦合件。
保持裝置14，14’另外具有導向裝置28和夾緊部件29，通過這些導向裝置和夾緊部件，車身零件可以精確定位的方式被加緊和保持在保持裝置內。這些導向裝置和夾緊部件可布置成與單個車身零件配裝在一起。至少夾緊部件29可以在操縱器的作用下操縱，該操縱器通過以下裝置與運行或操縱介質供給源相連，即，工業(yè)機器人13，定位和固定裝置的運行和操縱介質供應源，或每個相應起始位置14，14’的外部運行或操縱介質供應源。這些操縱器還由根據本發(fā)明的組裝設備的控制系統(tǒng)來控制。
權利要求
1.一種在具有至少一個工業(yè)機器人的組裝設備中組裝車身或其至少一部分的方法，為形成車身或其部分，車身零件被帶入彼此相對的預定位置，這些零件在該位置被聯(lián)接起來，其特征在于，第一車身零件被放置、定位和固定在第一保持裝置(17，18，19)中；帶有第一車身零件的保持裝置被第一工業(yè)機器人(13)移至靜止的定位和固定裝置(分別為5，6，7)并且相對該裝置定位和固定；另外的車身零件(11)被移至定位和固定裝置并且相對該裝置定位和固定；以及通過聯(lián)接裝置將第一車身零件和另外的車身零件聯(lián)接在一起，聯(lián)接至少達到這樣的程度，即，該第一車身零件和另外的車身零件在釋放后不會有相互位置移動的危險，該聯(lián)接裝置由第一工業(yè)機器人或可能由另外的工業(yè)機器人(13)承載和操縱。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，另外的車身零件(11)在第一保持裝置(17)之前位置固定于定位和固定裝置(5)內。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，可能的第二、第三等保持裝置(17，18，19)通過第二、第三等工業(yè)機器人(13)相對于定位和固定裝置(分別為5，6，7)定位和固定，其中第二和第三車身零件分別定位和位置固定在該第二、第三等保持裝置內。
4.根據權利要求1到3中任何一項所述的方法，其特征在于，當?shù)谝槐３盅b置中設置有第一車身零件時，第一工業(yè)機器人(13)與第一保持裝置(17)耦合。
5.根據權利要求1到4中任何一項所述的方法，其特征在于，當?shù)谝槐３盅b置相對定位和固定裝置(5)位置固定時，第一工業(yè)機器人(13)從第一保持裝置(17)處釋放，以便在其后承載和操縱聯(lián)接裝置。
6.根據權利要求1到5中任何一項所述的方法，其特征在于，第一工業(yè)機器人(13)在把車身零件聯(lián)接在一起之后重新與第一保持裝置(17)連接，以便使保持裝置返回到起始位置(14)，在該起始位置，車身零件再次相對保持裝置定位和固定。
7.根據權利要求1到6中任何一項所述的方法，其特征在于，在把車身零件聯(lián)接在一起之后，這些車身零件從定位和固定裝置(5)移開以便進行附加的聯(lián)接。
8.根據權利要求1到7中任何一項所述的方法，其特征在于，在把車身零件聯(lián)接在一起和可能進行的附加聯(lián)接之后，這些車身零件被移至第二定位和固定裝置(分別為6，7)并且相對該第二定位和固定裝置定位和固定；一個或多個額外的保持裝置(分別為18，19)相對于定位和固定裝置定位和固定，其中額外的車身零件定位和固定在該額外的保持裝置內；這些額外的車身零件與前面已聯(lián)接的車身零件聯(lián)接在一起。
9.一種用于根據許多車身零件組裝車身或其至少一部分的組裝設備，其包括許多操縱器和控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括的至少一個程序模塊和多個處理器根據計算機程序練習以便實現(xiàn)操縱器的運動，操縱器包括裝置(9，13，26，29)，用于使車身零件移動，用于定位和位置固定這些車身零件，以及用于把這些車身零件聯(lián)接在一起，其特征在于，至少一個靜止的定位和固定裝置(5，6，7)，其具有連接部件(26)以便與保持裝置(分別為17，18，19)上的相應的連接部件配合，從而相對定位和固定裝置來定位該保持裝置，所述保持裝置具有夾緊部件(29)以便相對保持裝置來定位和位置固定車身零件，并且所述保持裝置可以至少在用于夾緊車身零件的起始位置(分別為14，15，16)以及定位和固定裝置的位置固定的位置之間移動和返回。
10.根據權利要求9所述的組裝設備，其特征在于，操縱器構成工業(yè)機器人(13)，該工業(yè)機器人設置成用于操作保持裝置(17，18，19)以及聯(lián)接裝置，該聯(lián)接裝置用于把定位和位置固定在定位和固定裝置(分別為5，6，7)中的車身零件聯(lián)接在一起。
11.一種計算機程序，其包括用于程序模塊和多個處理器的指令以便致動許多操縱器，從而執(zhí)行根據權利要求1到8中任何一項所述的方法。
12.根據權利要求11所述的計算機程序，其至少部分地通過網絡媒介如互聯(lián)網提供。
13.一種計算機可讀介質，其特征在于，其包括帶有指令的計算機程序以便致動許多處理器，從而執(zhí)行根據權利要求1到8中任何一項所述的方法。
全文摘要
一種用于組裝車身的方法使得車身零件被移動到相對彼此的預定位置并聯(lián)接在一起。第一車身零件被放置在第一保持裝置內，該第一保持裝置由第一工業(yè)機器人移動到靜止的固定裝置，在該處使該第一保持裝置位置固定。另一個車身零件被相應地移動到固定裝置。兩個車身零件通過聯(lián)接裝置聯(lián)接在一起，該聯(lián)接裝置由工業(yè)機器人承載。用于根據許多車身零件組裝車身的組裝設備包括許多操縱器和控制系統(tǒng)。操縱器具有裝置(26，29)，用于把車身零件移動、定位、位置固定以及聯(lián)接在一起?？刂葡到y(tǒng)具有至少一個程序模塊和多個處理器。設備具有靜止的定位和固定裝置，其具有耦合部件(26)以用于與保持裝置上的耦合部件配合。保持裝置另外包括夾緊部件(29)并在至少兩個位置(14)之間可移動。一種計算機程序包括用于程序模塊和多個處理器的指令，以便使操縱器執(zhí)行以上的方法。
文檔編號B23K37/047GK1444532SQ0181366
公開日2003年9月24日 申請日期2001年5月14日 優(yōu)先權日2000年6月5日
發(fā)明者G·艾利松, T·厄斯特加爾德 申請人:Abb股份有限公司