Автоматизированная поточная линия для сборки и сварки кузовов автомобилей

)5 В 23 К 37/04.,(5 ТЕК 27 ОО 73 11 2.86 Бюл. У 43санлаген унд Робо ммер (ВЕ)88.8)Г М 281082204, 1984. ПОТОЧНАЯКУЗОВОВ А ВТОМАТИЗИРО ВАННАЯНИЯ ДЛЯ МОБИЛЕ (57) Изобрет билестроению номия произв снижение сто нескольких о На поточной вающие узлы ьный разрез на Фиг.З; нна Фиг.б - . - сечениесечение ч обработки, продолзел 1 подают пуей (палеты). Вадут свободно и очнын2 детты 2 носи япон ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОткРытиямпРи Гкнт сссР ИСАНИЕ ИЕНТУ;(86) РСТ/ЕР 8 (22) 08.10.86 (31) Р 350631 (32) 22.02,85 (33) ВЕ (46) 23.11.90 (71) Кука Швей ГмбХ (ВЕ) (72) Эрнст Ци (53) 621,794((56) Заявка. ф кл. В 23 К 37 ение относится к автомоЦель изобретения. - экоодственных площадей и имости путем проведения пераций на одной позиции, линии имеются обрабатыдля соединения и обра 7 Изобретение относится к автом лестроению и может быть использовано в автоматизированных поточных ли ниях при сборке и сварке кузовов.Цель изобретения - экономия прои водственных площадей и снижение сто имости путем проведения нескольких операций на одной позиции.На фиг.1 изображена схема автома ътической линии с тремя обрабатывающими узлами; на фиг.2 - носитель с несколькими деталями; на фиг.З -2ботки деталей, состоящих из нескольких частей, закрепленных на палетах, Части деталей сначала забирают только в обрабатывающем узле с носителя деталей, приводят в положение соединения с другими частями и подвергают их обработке прихватка или окончательная сварка . Обрабатывающий узел имеет несколько носителей инструментов, имеющих по меньшей мере три оси перемещения, Носители инструментов расположены в параллельной плоскости над и под носителем деталей и выполнены с возможностью свободного перемещения. На носителях установлены отдельные инструменты, автоматически заменяемые на неподвижных магазинах инструментов, Благодаря свободно программируемым сервоприводам для независимого перемещения отдельных носителей инструментов можно мозаично образовать новый набор инструментов для различных операций и при замене типа деталей. 5 з.11. -лы, 9 ил.1609440 Составитель А,Сушкиндактор В.Бугренкова Техред Л.Сердюкова Корректор Т,Ма ая ГКНТ С Производственно-издательскиц комбинат "Патент", г. Ужго ул, Гагарина, 1 О Заказ 3626НИИПИ Государс енного комит 13035, Иоскв 644 Подписноеа но изобретениям и открытиямЖ, Раушская наб, д. 45;дом друг с другом отдельные части(подвергаемых сварке деталей 3 и 4,В данном случае эши детали 3 и 4представляют собой (фиг,2 и 5) боковые стенки кузова транспортного сред 5ства. Деталь 3 представляет собой бо"ковую стенку с двумя дверьми, а детель 4 - боковую стенку с четырьмя,дверьми того же транспортного средства, Однако в автоматической поточной линии можно также обрабатыватьразличные детали транспортньы средствЧто же касается числа и различий конфигурации различных деталей то автоматическая поточная линия являетсянеограниченно изменяемой. Из сборочного узла палеты перемещают в одиниз трех установленных параллельноРяцом друг с другом обрабатывающийузел 5. В обрабатывающем узле 5 отдельные детали перемещают с палеты,приводят и держат их в положении сое -динения одну с другой. Затем деталицентрируют одна с другой в их окончательном положении, зажимают, подвергают сварке или обработке. Затемизготовленные детали перемещают напалетах с обрабатывающих узлов иснова размещают их на палетах с другими деталями кузова или их оставляют в положении ожидания для дальнейшей обработки.В обоих правых обрабатывающих узлах 5 Фиг.1) изображены палеты 2 сразличными деталями 3 и 4 в уже сваренном состоянии. В одном .из обрабатывающих узлов 5 деталь 4 изготовлена только частично.На Фиг,2 изображена палета с де Оталью 3 в виде боковой стенки с двумя дверями. Деталь 3 состоит из нескольких отдельных частей, которыеследует сваривать одна с другой. Приэтом речь идет о переднем верхнемлонжероне 6, заднем верхнем лонжероне 7 и нижней части 8 боковой стенки транспортного средства с двумядверьми, На Фиг,2 штрихованной линией изобрат:ено положение деталей после сварки,Палета 2 имеет замкнутую раму, изкоторой во внутреннем направлении поступают опорные элементы 9, на которых установлены и держаться детали556 - 8. Верхние лонжероны 6 и 7 следует перемещать для сварки с нижнейдеталью 8 из положения ожидания части. С целью обеспечения легкого снятия верхние лонжероны 6 и 7 держатся с возможностью разъема на опорных элементах 9 защелками. Детали уста-новлены вблизи края на палете 2, имеющей достаточно большие габариты, чтобы таким образом образовать сравнительно большое, свободное от опорных элементов внутреннее пространст" во, Опорные элементы 9 выполнены в качестве сравнительно неточных приемных элементов и имеют для деталей лишь опорную или держательную функции без точной юстировки, После транспорта, точного центрирования и зажи" ма деталей в обрабатывающем узле достаточно лишь малое количество опорных элементов,поддерживающих детали и держащих их для носителей инструментов с возможностью захвата и зажима. При этом детали 6 - 8 в их положении ожидания без повреждения могут провисать или иначе гибко деформироваться, Налеты 2 имеют еще свободные опорные элементы 9, поддерживающие затем окончательно обработанную деталь.На Фиг.3 показан обрабатывающий узел. При этом стрелка О показывает транспортное направление, в котором палеты проходят через обрабатывающий узел.Обрабатывающий узел (фиг.3 - 5) имеет станину 10, состоящую в основном из четырех, установленных прямоугольно, вертикальных стоек 11, соединенных одна с другой в транспортном направлении с обеих сторон палеты 2 одной парой продольных траверс 12 и 13, В дальнейшем стойки 11 наверху поддерживаются поперечным соединением при образовании портала, Палеты 2 перемещают на рольганге, соединяющем отдельные узлы автоматической поточной линии друг с другом. Кроме того, в обрабатывающем узле предусмотрена также простирающаяся в продольном направлении и выступающая сбоку вовнутрь направляющая 14 палет с роликами 5. Кроме того, предусмотрены также центрирующие средства для Фиксирования палеты в положении относительно обрабатывающего узла. Привод для перемещения палеты не показан на чертеже. Ролики 5 могут быть выполнены, например, с возможностью вращения. Продольные траверсы 12 и 13 установлены на расстоянии под или над направляющей 15 и палетой 2, На5 16нижних продольных траверсах 12 установлены с возможностью продольногоперемещения поперечные траверсы 6 и17, траверсы 12 образуют для траверс16 и 17 направляющую 18. На верхних продольных траверсах 13 установлены двепоперечные траверсы 19 и 20 с возможностью продольного перемещения.Поперечные траверсы 16 - 20 имеют ходовые механизмы 21 для направленияна их продольных траверсах 12 и 13,а также точный сервопривод 22, Сервопривод состоит из электродвигателя,предпочтительно шагового двигателяили дискового ротора, приводящего вдействие траверсу через беззазорнуюременную или реечную передачи.На поперечных траверсах установлены носители 23 - 28 инструментовс возможностью перемещения поперек ктранспортному направлению. Носители23 - 26 инструментов выполнены с возможностью перемещения независимо другот друга и образуют деталь, выполненную с возможностью перемещения в совместной, горизонтальной плоскости нарасстоянии ниже и параллельно к главной плоскости палеты 2. Верхцие носители 27 и 28 также образуют деталь,выполненную с возможностью перемещения на расстоянии выше и параллельно от главной плоскости палеты 2,На поперечных траверсах 16 и 17беээазорно направляются ходовым механизмом 29 и установлены на противополокных сторонах по два носителя ин -струмецтов, В противоположность этомуна верхних поперечных траверсах 19 и20 установлелишь один носитель 27,28 инструмента через соот,етствующиеходовые механизмы 26,Поперечные .траверсы 16-20 выполнены в качестве балок, на которых носители инструментов закреплены односторонне. Кроме того, поперечную траверсу можно выполнять в виде мостикадвумя параллельными и расположеннымина расстоянии одна от другой балкамии размещать и направлять по обеимсторонам между ними носителч инструментовоНосители 23-28 инструментов беззазорно и отдельно приводятся в действие тем же самым образом, как поперечные траверсы 16-20, т.е. сервоприводами 30.Таким образом носители 23-28 инструментов выполнены с возможностью 09440 6свободного горизонтального перемещения по двумя осям, т,е, под или надпалетой и их можно приводит в точноеположение.5С целью свободного перемещенияносители 23-28 инструментов имеют ещетретью вертикальную ось перемещения,Кроме того, носйтели 23 - 28 инструментов имеют еще головку 31,выполненную с возможностью регулирования по высоте посредством точногосервопривода 32,Кроме того, третья ось перемещениядля носителей инструментов может бытьобразована иначе, например качающейся головкой илц выполнением продольных траверс 12-13 с возмо"постыл регулирования ;о высоте.20 Носители 23-28 инструментов имеют заменяемые через автоматическиемуфты 33 и 34 инструменты 35 - 40,или 41-43. Инструменты 23-28 выполнены вачестве цецтрцруюшцх зажимцых25 приспособлений с цесколькцмц отдельными зажимамц, входящими в зацепление с деталями 44 - 47 боковой детали 4. На фиг.5 изображена боковая деталь в ниде боковоц степки трацспорт 30 ного средства с четырьмя дверямт.В протцвополокцость этому оба верхних носителя 27 и 28 инструментовснабжены двухточечными сварочными клещами 39 ц 41 пц захватами 40 и 43.Нижние носители 23, 24 и 26 инструментов приподцимают по меньшей мереодним зажимом их эажцмцых приспособлений 35, 36 и 38 ццжцюю часть 47 цаопределенную заданную меру от опорного элемента 9 палеты Ииг.З). Крометого, носитель 25 инструмента перемещается вверх вместе с пустым зажимнымприспособлением 35. Все носители 2326 инструментов находятся уже в рабо 45 чем положенииВерхний носитель 27 инструмента перемещает своим захватом 40 заднийверхний лонжерон 46 иэ положения ожидания на палету в положение напротив50 нижней детали 47 и транспортируетверхний лонжерон к нижней детали иразмещает его в свободных зажимах зажимного приспособления 35. Тем жесамым образом другой верхний держатель 28 инструмента, замененный сварочными клещами 39 (фиг.4) захватом43. транспортирует дверной лонжерон45 к нижней детали и в еще свободный отдельный зажим зажимного прц609440способления 36 и в свободный зажимзажимного приспособления 37. Затемпосле размещения верхь 1 его лонжеронаснова свободный носитель инструмента захватывает своим захватом 40 передний верхний лонжерон 44 и размещает его в еще свободные отдельныезажимы зажимных приспособлений 37 и38, После замыкания всех зажимньгхприспособлений 35-38 детали 44-47 занимают правильное положение друг относительно друга и их можно годвергать сварке в месте стыка. Для этойцели на верхнем носителе 27, 28 инструментов захваты 40 и 43 заменяютсварочными клецами 39 и 4. Таким образом, в обрабатывающем узле детальможно подвергать сварке без предварительной прихватки, 1осле готовойСваРКИ 3 ЯжИЛЫ Раз.01 ка 10 т С 51 И пОСИ -тели 23 - 26 инструментов опускаютсявместе с деталью 4 дс тех ггор, покаони не разместятся на опорных элементах 9 палаты. Носители затем далееопускают до тех пор, пока они инструментами не обеспечат перемещение палеты 4,1(роме того, имеется еще возмож,ность опускать палету при помощи приспособления 48 (фиг,3) относительноимеющихся в рабочем положении зажимных приспособлений 35-38, причем нижнюю часть 47 насаживают на открытыезажимные приспособле гня 35, Зб и 38и она центрируется сама. После сварки палета поднимается снова со. всейдеталью.Носителями 23-26 инструмента плоскости перемещени 51 образуются центрирующее и зажимное приспособления дляподвергаемых сварке деталей 44 - 47.Затем носители 27 и 8 инструментовверхней плоскости перемещения выполняют йункции транспорта и обработкиВ других случаях эти 1 Ьункции могут выполнять другие элементы. Так,например, различные задачи не толькомогут быть распределены на плоскости перемещения, но также в плоскостяхперемещения на отдельные носители инструментов.Для сложного управления и обработки для дальнейших горизонтальных носителей 49 инструментов могут бытьпредусмотрены третья или даже четвертая плоскости перемещения. Б данном случае носители 49 инструментоввыполнены с возможностью перемещения по высоте по одной или несколькимверхним траверсам, в то время какверхние траверсы 50 установлены свозможностью перемещения в продольном 5направлении на соответствующих продольных траверсах, Такую Форму выполнения рекомендуется использоватьпрежде всего в том случае, если детали следует перемещать в вертикальномнаправлении по такому пути, которыйбольше, чем самый большой путь перемещения по высоте выполненных с возможностью горизонтального перемещенияносителей инструментов или, если речьидет о деталях с большей плоскостью, как например, о целых кузовахтранспортных средств 1,Фиг.9). Принципиально возможно и то, что носите 51 и инструментов взаимно работают втой же самой иг 1 и различных плоскостях и, например, для поворота, сначала поднимают одну деталь, а затемее передают на другой носитель.25 Пружинящая эластичность обрабатывающего узла требует в большинствеслучаях при замене деталей кроме изменения программы управления для перемещения носителей инструмента также замены из инструментов. Для этойцели в обрабатывающем узле предусмотрено несколько магазинов инструментов 51 и 52. Согласно примеру выполнения по фиг,3 - 5 в верхних носителях 27 и 28 установлен верхний магазин инструментов 52, а в н 5 вкних носителях 23-26 установлены два магазина инструментов 5 . Эти магазинысостоят из ряда приспособлений 53 для 40 крепления инструментов, неподвижнозакрепленных в продольном направлении над или под направляющей налет14. Приспособления 53 для крепления инструментов входят сбоку в об рабатывающий узел. Для замены инструментов носители должны перемещатьсядо приспособлений 53, откладыватьбольше ненужный инструмент 1.а свободном месте и на другом месте приниматьновый инструмент, Таким образом, приспособления для крепления инструментов входят в путь перемещения носи. -телей инструментов. Однако, чтобы непрепятствовать свободному перемещениюносителей инструментов, приспособления для крепления инструментов могуттакже иметь поворотные рычаги, припомощи которых их можно выдвигать изпространства перемещения носителей.440 1 О 9 1609Б противоположность этому на фиг.6 и 7 изображен вариант магазинов инструментов 51 и 52. Эти магазины об"разованы закрытым рядом приспособлений 53 для крепления инструментов,которые выполнены с возможностью перемещения вдоль неподвижной направляющей 54 поперек к транспортному направлению О. Овальные направляющие54 со своей стороны установлены свозможностью перемещения по продольным траверсам 12 и 13 в транспортномнаправлении 0 и имеют открытое внутреннее пространство так что Они могут перемещаться за носителем инструментов. В данном случае магазины инструментов 51 и 52 устанавливают относительно носителям инструментов впродольном направлении, старые инструменты подают к врдцаюцемуся приспособлению 53 для крепления инструмента и присоединяют новые инструменты, Как изображено цд Аиг.7 одним магазином инструментов 51 при соот" 25 ветствующем положении приспособлений 53 для крепления инструментов могут быть снабжены как вертикальные носители 23, так и горизонтальные носители 49, Кроме того, носители инстру ментов 27 верхней плоскости могут быть снабжены инструментами из нижнего магазина, если муФта ицструментд 55 направлена вверх.С целью предотвраце 21 ия помех расстояние продольць 2 х трлверс 12 и 13 от палеты больше, чем расстояние согласно примеру выполнения по фиг.3-5. . Кроме того, цродольцые траверсы удлинены с обеих сторон и обеспечивают таким образом положения ожиддш 1 я магазинов 51 и 52, в которых они находятся вне пдлет и рабочего участка носителей инструментов.На Аиг.6 и 7 показана нижняя часть 45 56 транспортного средства в качестве подлежацей сварке детали, имеющей в зависимости от различного варианта выполнения отверстия. Эти отверстия осуществляют заменяемым (неизображенным) штандевальным инструментом.На Аиг.8 изображены автоматические муфты 33, 55 и 34, обеспечивающие самостоятельную замену инструмента. Кроме того, головка 23 носителя инструмента имеет привод (не показан), на ведомом валу которого жестко установлена муфта 33, Муфть. 33, 55 и 34 имеют подсоединительные элементы 57 для подачи всех рабочих сред. Через подсоединительные элементы передаютсяуправляющие сигналы и энергия для инструмента, который может быть выполнен с возможностью перемещения в дальнейших осях, а также иметь соответствующие приводы. Кроме того, через сое=динитель 22 ые элементы передается токдля сварки и хладагент для сварочныхклещей, сжатый воздух или масло дляуправления зажимами или подобная рабочая среда. Рабочую среду подают кголовкам 23 через волочащиеся проводы, скользящие контакты или т.п. Муфты выполнены в качестве прямоцлправленного штепсельного соедц 2 ы 2 И 21, црцкоторых подсоедць 1 ительцые элементывводят Один в д 12 у 1 Оц и вз д 11 м 210 открываются в случае соедцце шя жидкихили газообразных сред. 1 рц открытоймуфте в ддццом случае соедц 21 цтольные элементы 57 сл;юстоятел 1,цо закрываются. Соедш 1 еш 1 е соединительныхэлементов осуществляется посредствомштыкового и резьбового злтворд 58,с целью соединения муАты 34 поворачивают в положецце соед 2 И 1 ецця и затем головку прцб 1 шждют тдк дллеко кэлементам 33, 55, что п 1 тыковой затвор 58 заццмдет положение ожцдаш 1 яц Фиксатор 59 Для предотгрдще 2 п 1 я повордчцвлция нл муфте 34 вхоцц 1 в соответствующее отверстие муфть 1 33. Тдким образом обеспечивается прямоцапряжеш 1 с, цеобходцмое для штокерного соедццеш 2 я цо 1 сосд 1 пц 1 теч 2 цыхэлементов. Затем поцордпц 1 дют 2 ц 1 утреннюю часть 60 и приводят в зацепление здтвор 58. Кроме то 1 о, внутренняя частя 60 устдцовлецл с возможностью вращения в цлружцой чдст 2 61,21 есуцеЙ фиксатор 59 для предо 221 рлщения поворачцвания, и соедш 1 сцд с цлружной частью 61 нлгружеьцньмц пружинами, разъемными Ф 2 ксл 1 ордмц 62 вначальном и конечном положе 1 шях вращения Фиксатор 59 предотвращлет вращение наружной части 61, вследств 11 ечего Фиксатор разъедццяется, есливнутренняя часть 60 вращается относительно неподвижь 1 ой цлружцой части61 ц штыковой затвор 58 неподвижносоединяет части муфты. Дчя рлзъедице.ния вышеописанную операцию осуществляют наоборот. Инструменты вместе счастями муфты установлены проц 1 о ндскручивание в приспособлениях длякрепления инструментов. В случае ес 1609440ли из-за больших скручиааюших уси. - лий, цействующих на инструменты вокруг средней оси 63, имеется опасность разъединения затвора э 8, то предусматривается один или дополнительный, например, электропневматически управляемый Фиксатор 64. 13 ы" полненный в качестве арретирующего болта 65 поршень выдвигается из отверстия бб или с целью Фиксирования вводится а это отверстие бб двойподействующим электромагнитным клапаном 67 посредством сжатого воздуха в начале и на конце вращения внутренней части 60 а наружной части 61,Линия позволяет .экономить произ-. водственные площади и повысить производительность труда.формула из о брет енияАвтоматизированная поточная линия для сборки и сварки кузовов автомобилей, содержащая позицию загрузки и позицию выгрузки, соединенные между собой транспортером с размещенными на нем палетами., и расположенные между ними захватывающее, транспортирующее, зажимное и сварочное устройства, о т л и ч а и щ а я с я тем, что, с целью экономии производственных площадей и снижения стоимости путем проведения нескольких операций на одной позиции, одна технологическая позиция снабжена продольными траверсами, на которых с возможностью перемещения установлена по меньшей мере одна поперечная траверса, на которой установлены захватывающие, транспортирующее, зажимное и сварочное устройства, выполненные а виде по меньшей мере одного носителя инструментов с приводом его перемещения, снабженного муфтой, подключенной к магистралям подачи рабочих сред с соединительными элементами, и выполненного с возможностью регулирования5 10 15 20 25 30 35 40 5 длины, причем линия снабжена по меньшей мере одним магазином заменяемого инструмента, установленным на той же технологической позиции.2. Поточная линия по п.1, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что продольные траверсы установлены попарно по обе стороны от рабочей плоскости транспортера, при этом палеты выполнены в виде замкнутых рам с расположенными на них элементами Фиксации деталей.3. Поточная линия по пп. 1 и 2, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что привод перемещения носителей выполнен в виде сервопривода с беззазорной реечной или ремекной передачей,4. Поточная линия по п.1, о т - л и ч а ю щ а я с я тем; что инструмент снабжен первой полумуфтой с ориентирующими отверстиями по периферии, неподвижным резьбовым стержнем внутри и соецинительными элементами для подачи рабочих сред, а носитель инструмента снабжен вращающимся валом, оканчивающимся втулкой с внутренней резьбой, на котором установлена вторая полумуфта с направляющими стержнями по периферии и подсоединительными элементами для подачи рабочих сред, при этом между второй полумуфтой и валом установлен подпружиненный шариковый фиксатор и/ или управляемый фиксатор.5, Поточная линия по пп.1 - 4, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что магазин инструментов выполнен в виде балки с расположенными на ней элементами крепления инструментов, установленный вдоль транспортера.6. Поточная линия по пп.1-4, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что магазин инструментов выполнен в ниде замкнутой овальной направляющей, на которой с возможностью перемещения установлены элементы крепления инструментов, при этом плоскость направляющей перпендикулярнч продольной траверсе.