[发明专利]车身装配锁定装置和方法

说明书

技术领域

本发明的装置和方法涉及一般的制造和装配领域。

发明背景

重点强调客车制造和装配工艺的准确度与精密度。同时，需求更多较大容量车辆及此类车辆的有效制造和装配，也进一步强化了最终产品的准确度、精密度和质量目标。

装配客车时，结构块通常采用由型钢部件和分组件构成的骨架本体。现代装配厂需要数百个沿流水装配线设置的连续工位。车身制成时，当然，最重要的是车身应准确且精确地位于各个工位上，使机器人或操作员能在各个工位上将部件和分组件准确且精确地定位和安装。

车身的运输和定位的方式很多。优选方式是移动有立柱或角支架的托盘；通常一个托盘设有四个或六个立柱或角支架，车身骨架定位于托盘顶部，并在托盘上沿一个个的工位移动。为了能将车身骨架放置在可预先准确定位的某一个连续工位上，车身骨架必须首先在托盘上灵活的定位，然后将托盘和固定的车身放置在指定工位上的预定三维位置，以便在该工位进行装配作业。某种程度上，必须沿装配线各点将车身从托盘拆下，例如，转移到另一托盘以便沿另一装配线作进一步处理；有利的做法是将车身与托盘解锁和脱开并从托盘上拆下。

已经提出各种系统和操作方式将车身固定到托盘上并将托盘放置在连续工位上，美国专利12／257，922阐明的单一几何形状托盘化框架系统是一个实例；该专利转让给本发明的受让人Comau，Inc.，其全部内容均以引用的方式并入本文。

先前系统的缺点包括移动托盘上固定在移动托盘上复杂的液压、气动及其它机构，这些机构能按要求沿装配路径将车身固定到托盘上和从托盘松开车身。这些系统需要在托盘上增加额外部件并在整个装配过程中沿托盘移动。

有利的做法是改良之前的系统，将车身固定到托盘或某种结构上；所述托盘或某种结构沿装配线移动，从而将托盘和固定的车身精确放置在工位上。也可以设置远程系统，选择性地将车身固定或锁定到托盘上，而不需要使用气动或液压机构驱动托盘上的构件来固定车身。此外，还能设计替代方法将托盘放置和固定到车辆工位，以更好地适应特种车辆制造和不同的车身式样。

发明内容

本发明包括将车身选择性地固定到可移动结构(例如，按装配线依次装配车辆时支撑车身的托盘或平台)的装置和方法。在某一实例中，在所选择的工位将一个或多个伺服马达固定到位。伺服马达包括一个曲柄轴，它可选择性地围绕轴线或旋转而转动。可移动车身支架或托盘包括车身锁定机构，该机构包括设置在支撑车身的中空立柱或角支架内的锁臂和连杆。当托盘被移动到某一特定工艺或工位时，托盘便对准马达曲柄臂，以在马达旋转时使曲柄臂接触和旋转锁臂；锁臂移动连杆铰接车身上的夹爪或爪钩，使车身啮合同时将车身暂时锁定到托盘上。在车身夹爪紧爪钩的一个实例中，连接爪钩到曲柄臂的连杆包括柔顺构件；该柔顺构件能适应待夹爪紧的金属板车身的制造偏差与厚度，进而保持可重复正夹爪紧压力。

在某一实例中，锁臂位于固定在托盘上的横梁顶部。锁臂连接至曲柄机构，其具有一个与锁定组件的弯管啮合的偏置。将锁臂旋转，例如180°会带动曲柄销旋转，从而使中空立柱中的杆升出，铰接爪钩移动第一个行程，同时使爪钩处于升起或开启位置，由此将爪钩置于车身支撑立柱顶部的中空定位销内。在开启位置车身可随意安装或将其从托盘的定位销上拆下。

为了将车身啮合和锁定到托盘上，伺服马达反向旋转，例如180°时，锁臂处于相反方向。反向旋转使爪钩移动第二个行程，向下拉抓爪钩使其一部分暴露在定位销外，朝向待啮合车身相邻部分(例如车身部件内暴露在外的外凸缘或孔)。一旦锁臂旋转回到原先位置，爪钩即与部分车身啮合，使其向下朝向定位销和托盘；因此可将车身固定或锁定到托盘上，实质上防止了车身相对于托盘的移动。为了解除锁定机构与托盘的锁定同时将车身从托盘拆下，应再次将锁臂旋至打开位置，解开车身与夹爪抓或抓爪钩的连接。

将车身锁定到托盘上的某一个实施方法中，可将进入工位的托盘垂直下移，对准带曲柄轴的伺服马达。在另一实例中，伺服马达及其相关结构附件可以沿装配线重新定位，而当托盘进入工位时即对准托盘和锁臂。

本发明还包括准确且精确地将托盘或支撑车身的其它结构置于特定工位以进行其它制造和装配作业的方法。在某一实例中，采用设有四向或两向接收机构的若干个固定立柱。当某一托盘在工位上大体就位时，相应的接收装置将垂直定位于该托盘下方的给定位置。在另一实例中，将托盘下移使装在托盘上的落位块由接收机构的滚轮导向并在托盘的三个方向上精确定位。这能使托盘有效而精确地定位并锁定托盘上的车身结构。