Автоматизированная поточная линия для сборки и сварки кузовов автомобилей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автомобилестроению. Цель изобретения - экономия производственных площадей и снижение стоимости путем проведения нескольких операций на одной позиции. На поточной линии имеются обрабатывающие узлы для соединения и обработки 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 или подвижных 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.п. ф-лы, 9 ил.

сОюэ сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕЯПУБЛИХ (51)5 В 23 К 37/04., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕКИЯ

И IlATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM пр Гкнт ссср

1 (21) 4028249/25-27

:,(86) РСТ/EP 86/00073 (14.02.86) (22) 08.10.86 (31) P 3506314.9 (32) 22.02.85 (33) DE (46) 23.11.90. Бюл. У 43 (71) Кука Швейсанлаген унд Роботер

ГмбХ (DE) (72) Эрнст Циммер (DE} (53) 621.794(088.8) (56) Заявка ФРГ М 2810822, кл. В 23 К 37/04, 1984. (54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ СБОРКИ И СВАРКИ КУЗОВОВ АВТОМОБИЛЕЙ (57) Изобретение относится к автомобилестроению. Цель изобретения. — экономия производственных площадей и снижение стоимости путем проведения нескольких операций на одной позиции, На поточной линии имеются обрабатывающие узлы для соединения и обраИзобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано в автоматизированных поточных ли" ниях при сборке и сварке кузовов.

Цель изобретения — экономия производственных площадей и снижение сто-.. имости путем проведения нескольких операций на одной позиции.

На фиг.1 изображена схема автоматической линии с тремя обрабатывающими узлами; на фиг.2 — носитель с несколькими деталями; на фиг.3 — по„SU.„1609440 A 3

2 ботки 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 Ж инструментов, Благодаря свободно программируемым сервоприводам для независимого перемещения отдельных носи- { телей инструментов можно мозаично образовать новый набор инструментов ф для различных операций и при замене типа деталей. 5 з.11. ф-лы, 9 ил. ©

3 Ф

СР зиция обработки, продольный разрез на фиг.4 — сечение А-А на фиг.3; на фиг.5 — вид Б на фиг.3 на фиг.б— вид В на фиг.З; на фиг.! — сечение

Г-Г на фиг.б; на фиг.8 — сечение через соединительную муфту между инструментом и держателем инструмента; на фиг.9 — позиция обработки, поперечное сечение.

В сборочный узел 1 подают пустые носители 2 деталей (палеты). В узле

1 на палеты 2 кладут свободно и ря1609440,дом друг с другом отдельные части

l подвергаемых сварке деталей 3 и 4.

В данном случае эши детали 3 и 4 представляют собой (фиг,2 и 5) боковые стенки кузова транспортного сред5 ства. Деталь 3 представляет собой боковую стенку с двумя дверьми, а де тель 4 - боковую стенку с четырьмя

,дверьми тога же транспортного средства, Однако в автоматической поточной линии можно также обрабатывать различные детали транспортньпс средств

Что же касается числа и различий конфигурации различных деталей„та авто- 15 матическая поточная линия является неограниченно изменяемой. Из сборочного узла палеты перемещают в один из трех установленных параллельна рядом друг с другом обрабатывающий узел 5. В обрабатывающем узле 5 отдельные детали перемещают с палеты, приводят и держат их в положении coe— динения одну с другой. Затем детали центрируют одна с другой в их окончательном положении., зажимают, подвергают сварке или обработке. Затем изготовленные детали перемещают на палетах с обрабатывающих узлов и снова размещают лх на палетах с другими деталями кузова или их оставляют в положении ожидания для дальнейшей обработки.

В обоих правых обрабатывающих узлах 5 (фиг.1) изабраясены палеты 2 с различными 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- 40 талью 3 в виде боковой стенки с двумя дверями. Деталь 3 состоит из нескольких отдельных частей, которые следует сваривать одна с другой. При этом речь идет а переднем верхнем лонжероне 6, заднем верхнем лонжероне 7 и нижней части 8 боковой стенки транспортного средства с двумя дверьми, На фиг,2 штрихаваннай линией изображ.ено положение деталей после сварки.

Палета 2 имеет замкнутую раму, из которой ва внутреннем направлении поступают опорные элементы 9, на которых установлены и держаться детали

6 — 8. Верхние лонжероны 6 и 7 следует перемещать для сварки с нижней .деталью 8 из палаясения ожидания части, С целью обеспечения легкого снятия верхние лонжероны 6 и 7 держатся с возможностью разъема на опорных элементах 9 защелками. Детали установлены вблизи края на палете 2, имеющей достаточно большие габариты, чтобы таким образом образовать сравнительна большое, свободное от опорных элементов внутреннее пространст" ва, 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 зажима деталей в обрабатывающем узле до статочна 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. Палеты 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 прямаугальна, 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, На

5 16 нижних продольных траверсах 12 установлены с возможностью продольного перемещения поперечные траверсы 16 и

17, траверсы 12 образуют для траверс

16 и 17 направляющую 18 ° На верхних продольных траверсах 13 установлены две поперечные траверсы 19 и 20 с вазможностью продольного перемещения.

Поперечные траверсы 16 — 20 имеют ходовые механизмы 21 для направления на их продольных траверсах 12 и 13, а также точный сервопривод 22. Сервопривод состоит из электродвигателя, предпочтительно шагового двигателя или дискового ротора, приводящего в действие траверсу через беззазорную ременную или реечную передачи.

На поперечных траверсах установлены носители 23 — 28 инструментов с возможностью перемещения поперек к транспортному направлению. Носители

23 — 26 инструментов выполнены с возможностью перемещения независимо друг от друга и образуют деталь, выполненную с вазможностью перемещения в совместной, горизонтальной плоскости на расстоянии ниже и параллельно к главной плоскости палеты 2. Верхние 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 17 беээазорна направляются ходовым меха»измом 29 и установлены на противополо>кных сторонах па два носителя ин— струме»тов. В противоположность этому на верхних поперечных траверсах 19 и

20 установле» лишь один носитель 27, 28 инструмента через соат»етствующие ходовые механизмы 26.

Поперечные .траверсы 16-20 вы олнены в качестве балок, на которых носители инструментов закреплены односторонне. Кроме того, поперечную траверсу можно выполнять в виде мостика двумя параллельными и расположенными на расстоянии одна от другой балками и размещать и направлять по обеим сторонам между ними носители инструментово

Носители 23-28 инструментов беззазорно и отдельно приводятся в действие тем же самым образам, как поперечные траверсы !6-20, т.е. сервоприводами 30.

Таким образом носители 23-28 инструментов выполнены с возможностью

09440 6 свободного горизонтальнога перемещения по двумя осям, т,е, под или над палетой и их можно приводит в точное положение.

С целью свободного перемещения носители 23-28 инструментов имеют еще третью вертикальную ось перемещения.

Кроме того, носйтели 23 — 28 инструментов имеют еще головку 31, выполненную с возможностью регулирования по высоте посредством точного сервапривода 32, Кроме того, третья ось перемещения для носителей инструментов может быть образована иначе, например качающейся головкой или выпал»е»»ем продольных траверс 12 13 с возмо>"»остью регул»рования ;а высоте.

20 Носители 23-28 »»струме»тон имеют заменяемые через автоматические муфты 33 и 34 и»струме»ты 35 — 40, или 41-43. И»струменты 23-28 выполнены в i ачестве це»трируюших зажим»ых

25 приспособлений с »ескольк»м» отдельными зажимам», входящими в зацепление с деталями 44 — 47 боковой детали 4. На фиг.5 изображена боковая деталь в ниде боковой сте»к» тра»спорт3Q ного средства с четырьмя дверям>1.

В прот»вополо>к»ость этому оба верхних носителя 27 » 28 инструме»тов снабжены двухточечными сварочными клещами 39 и 41 л» захватами 40 и 43.

Нижние носители 23, 24 » 26 »»струментов приподнимают по меньшей мере одним зажимам их эаж»м»ых пр»способлений 35, 36 и 38 »»>к»юк> часть 47 »а определенную задан»ую меру от опорно40 го элемента 9 палеты (фиг.3). Кроме того, носитель 25 инструме»та перемещается вверх вместе с пустым зажимным приспособлением 35. Все носители 2326 инструментов находятся уже в рабо45 чем положении

Верхний носитель 27 »нструме»та перемещает своим захватом 40 задний верхний лонжерон 46 иэ положения ожидания на палету в положение напротив

gp нижней детали 47 и транспортирует верхний лонжерон к нижней детали и размещает его в свободных зажимах зажимного приспособления 35. Тем же самым образом другой верхний держатель 28 инструмента, замененный сварочными клещами 39 (фиг.4) захватом

43. транспортирует дверной лон>кера»

45 к нижней детали и в еще свободный отдельный зажим зажим»ага пр»!

609440 спосабления 36 и в свободный зажим зажимного приспособления 37. Затем после размещения верх1- его лонжерона снова свободный носитель инструмента захватывает своим захватом 40 передний верхний лонжерон 44 и размещает его в еща свободные отдельные зажимы зажимных приспособлений 37 и

38. После замыкания всех зажимнь|х приспособлений 35-38 детали 44-47 занимают правильное положение друг относительно друга и их можно годвергать сварке в месте стыка. Для этой цели на верхнем носителе 27, 28 инструментов захваты 40 и 43 заменяют сварочными клецами 39 и 41. Таким образом, в обрабатывающем узле деталь можно подвергать сварке без предварительной прихватки, 1. .осле готовой сварки 3 яжимы р аз 1bI Kc310 à ся и носи тели 23 — 26 инструме. тов опускаются вместе с деталью 4 дс тах пор, пока они не разместятся на опорных элементах 9 палаты. Носители затем далее опускают до тех пор, пока они инструментами не обеспечат перемещение палеты 4.

Кроме того, имеется еща возмож,ность опускать палету при помощи приспособления 48 (фиг,3) относительно имеющихся в рабочем положении зажимных приспособлений 35-38, причем нижнюю часть 47 насаживают на открытые зажимные приспособления 35, 36 и 38 и она центрируется сама. 11осле сварки палета поднимается снова со- всей деталью.

Носителями 23-26 инструмента плоскости перемец1ения образуются центрирующее и зажимное приспособления для подвергаемых сварке деталей 44 — 47.

Затем носители 27 и ?8 инструментов верхней плоскости перемещения выполняют функции транспорта и обрабстки„

В других случаях эти функции могут выполнять другие элементы. Так, например, различные зада и не только могут быть распределены на плоскости перемещения, но также в плоскостях неремец|ения на-отдельные носители инструментов.

Для сложного управления и обработки для дальнейших горизонтальных носителей 49 инструментов могут быть предусмотрены третья или даже четвертая плоскости перемещения. Б данном случае носители 49 инструментов выполнены с возможностью перемещения по высоте по одной или нескольким верхним траверсам, в то время как верхние траверсы 50 установлены с возможностью перемещения в продольном

5 направлении на соответствующих продольных траверсах. Такую форму выполнения рекомендуется использовать прежде всего в том случае, если детали следует перемещать в вертикальном направлении по такому пути, который больше, чем самый большой путь перемещения по высоте выполненных с возможностью горизонтального перемещения носителей инструментов или, если речь идет о деталях с большей плоскостью, как например, о целых кузовах транспортных средств (фиг.9). Принципиально возможно и то, что носители инструментов взаимно работают в той же самой или различных плоскостях и, например, для поворота, сначала поднимают одну деталь, а затем ее передают на другой носитель.

25 Пружинящая эластичность обрабатывающего узла требует в большинстве случаях при замене деталей кроме изменения программы управления для перемещения носителей инструмента также замены из инструментов. Для этой цели в обрабатывающем узле предусмотрено насколько магазинов инструментов 51 и 52. Согласно примеру выполнения по фиг 3 — 5 в верхних носителях 27 и 28 установлен верхний ма35 газин инструментов 52, а в некиих носителях 23-26 установлены два магазина инструментов 5 l . Эти магазины состоят из ряда приспособлений 53 для

40 крепления инструментов, неподвижно закрепленных в продольном направлении над или под направляющей палет

14. Приспособления 53 для крепления инструментов входят сбоку в об45 рабатывающий узел. Для замены инстру ментов носители должны перемещаться до приспособлений 53, откладывать больше ненужный инструмант ка свободном месте и на другом месте принимать новый инструмент. Таким образом, приспособления для крепления инструментов входят в путь перемещения носи.— телей инструментов. Однако, чтобы не препятствовать свободному перемещению носителей инструментов, приспособления для крепления инструментов могут также иметь поворотные рычаги, при помощи которых их можно выдвигать из пространства перемещения носителей.

440

9 1609

Б противоположность этому на фиг.б и 7 изображен вариант магазинов инструментов 51 и 52. Эти магазины об" разованы sBKpblTbIM рядом приспособлений 53 для крепления инструментов, которые выполнены с возможностью перемещения вдоль неподвижной направляющей 54 поперек к транспортному направлению О. Овальные направляющие

54 со своей стороны установлены с возможностью перемещения по продольным траверсам 12 и 13 в транспортном направлении 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 в продольном направлении, старые инструменты подают к врац1ающемуся приспособлению 53 для крепления инструмента и присоединяют новые инструменты. Как изображено на фиг.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- 30 ментов 27 верхней плоскости могут быть снабжены инструментами из нижнего магазина, если муфта инструмента

55 направлена Вверх.

С целью предотврацения помех расстояние продольных трлверс 12 и 13 от палеты больше, чем расстояние согласно примеру выполнения по фиг.3-5. . Кроме того, продольные траверсы удлинены с обеих сторон и обеспечивают таким образом положения ожидания магазинов 51 и 52, в которых они находятся вне палет и рабочего участка носителей инструментов.

На фиг.б и 7 показана нижняя часть 45

56 транспортного средства в качестве подлежащей сварке детали, имеющей в зависимости от различного варианта выполнения отверстия. Эти отверстия осуществляют заменяемым (неизображенным) штанцевальным инструментом.

На Аиг. 8 из о бр ажены 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, Муфты 33, 55 и 34 имеют подсоединительные элементы 57 для подачи всех рабочих сред. Через подсоединительные элементы передаются управляющие сигналы и энергия для инструмента, который может быть выполнен с возможностью перемещения в дальнейших осях, а также иметь соответствующие приводы. Кроме того, через coe= динительные элементы передается ток для сварки и хладагент для сварочных клещей, сжатый воздух или масло для управления зажимами или подобная рабочая среда. Рабочую среду подают к головкам 23 через волочащиеся проводы, скользящие контакты или т.п. Муфты выполнены H качестве прямонлправленного штепсельного соед шенин, II/III которых подсоеди.штель элементы вводят один В другой и взапмно открываются в случае соедине шя жидких или газообразных сред. !1рп открытой муфте в.данном случае соединительные элементы 57 сл;юстоятелт,но закрыВаются. Соедш.ение соединитель ы элементов осуществляется посредством штыкового и резьбового затвора 58, с целью соединения муАты 34 полорачивакт В положение соединения и затем головку приб1п1жлют тлк далеко к элементам 33, 55, что штыковой затвор 58 з апимает положение о>ы1дания и фиксатор 59 для предотгращевил поВорлчпВяния нл II Àòñ 34 Вхо,li 1 В со ответствующее отверстие м) ITII 33. Таким образом обеспечивается прямо» напряжение, необход»мое дчл штокерного cnepiiiiel»III »o;I,con!IIIIII;тельных элементов. Затем поворачивают Внутреннюю часть 60 и приводят В зацепление затвор 58. 1<роме т п.о, В утренняя часть 60 установлена с возможностью вращения в нлружной члcTII 61 несуцей фиксатор 59 для предотвращения поворачпвания, ll соедипс.i;I с наружной частью 61 илгjsvAQIIIIll lil пружинами, разъемными фиксаторами 62 в начальном и конечном полoxeiIII»x вращения „Фиксатор 59 предотвращлет вращение наружной части 61, вследствие чего фиксатор разъединяется, если внутренняя часть 60 вращается относительно неподвижной наружной части

61 и штыковой затвор 58 неподвижно соединяет части муфты. Дчя рл-.úåäèíåния вышеописанную операцию осуществляют наоборот. Инструменты вместе с частями муфты установлены прочно нл скручивание в приспособлениях для крепления инструментов. В случае ес1609440 ли из-за больших скручивающих усилий, цействующих на инструменты вокруг средней оси 63, имеется опасность разъединения затвора 58, то предусматривается один или дополни-. тельный, например, электропневмати= чески управляемый фиксатор 64. )3ы" полненный в качестве арретирующего болта 65 поршень выдвигается из отверстия 66 или с целью фиксирования вводится в это отверстие 66 двойнодействующим электромагнитным клапаном

67 посредством сжатого воздуха в начале и на конце вращения внутренней части 60 в наружной части 61, Линия позволяет . экономить произ-водственные площади и повысить производительность труда.

Формула изобретения

Автоматизированная 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 сТОНМо-" сти путем проведения нескольких операций на одной позиции, одна технологическая позиция снабжена продольными траверсами, на которых с возможностью перемещения станоилена по меньшей мере одна поперечная травер— са, на которой установлены захватывающие, транспортирующее, зажимное и сварочное устройства, выполненные в 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 регулирования

l5

3S

15 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 ра» 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 à Fn щ а я с я тем, что магазин инструментов выполнен в виде замкнутой овальной направляющей, на которой с возможностью перемещения установлены элементы крепления инструментов, при этом плоскость направляющей перпендикулярн ч прод льной траверсе.

1609440

1б09440

1609440

1609440

1á 09440

1609140

С

Я

Составитель А.Сушкин

Редактор В.Бугренкова Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Малец

Заказ 3626 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательскии комбинат "Патент", F, Ужгород, ул. Гагарина, 101