[发明专利]直接车身锁定传感器设备和方法

说明书

技术领域

本发明的装置和方法整体涉及制造和组装领域。

背景技术

制造和组装工艺中的准确性和精度越来越重要，尤其在客车领域。对于较高容积的车辆以及这种车辆的高效制造和组装的需求也日益增长，这进一步拉紧了最终产品的准确度、精度和质量的目标。

在客车的组装中，构件是骨架本体，通常仍然由成形片材钢部件和子组件制成。现代组装工厂需要沿着渐进组装线的数百个顺序构建工位。当构件车身时，必要的是，车身准确地且精确地定位在每个单独组装工位处，使得自动机器人或人工操作者能够准确地且精确地在每个工位定位和安装各部件或子组件。

已经以许多方式实现了车身的运输和定位。优选的方式是借助于具有支柱或立管的移动托盘（通常一个托盘具有四个或六个），骨架本体定位和座置在该托盘顶部上，以便其在托盘上从一个工位运动到另一个工位。为了实现在任何一个顺序构建工位处可预计地且准确地放置车身，骨架车身必须首先固定地定位到托盘，然后托盘和固定的车身必须在特定构建工位处定位在预定三维位置中，使得该工位处的组装操作可以被执行。在这个意义上，车身必须沿着组装线在多个位置处装载到托盘上和从托盘移除，例如传送到另一个托盘或装置以用于沿着另一个组装线进一步处理，对于车身而言有利的是装载和锁定到托盘，或者从托盘解锁或松动以及从托盘移除。

已经提出了用于将车身固定到托盘和将托盘定位在顺序构建工位处的多种系统和操作。一个例子是转让给本发明的受让人Comau公司的美国专利申请公开No.2009/0289043中描述和示出的单个几何结构托盘化框架系统，该公开的全部内容以引用方式并入本文中。转让给本发明的受让人Comau公司的美国专利申请公开No.2011/0138601中描述和示出了用于将车身远程地固定到托盘的额外系统和操作，该公开的全部内容以引用方式并入本文中。

现有系统中的缺陷涉及固定在移动托盘上的复杂的液压、气动和其它机构，该移动托盘根据需要沿着组装路径将车身固定地固定到托盘和使车身松动。这些系统需要托盘增加额外的部件，并且这些额外的部件在整个组装过程中与托盘一起运动。

另一个缺陷是，用来将车身固定到立管的系统，例如钩部，可能不会按照设计接合车身。例如，由于车身和托盘之间的不对准、构建差异或者系统故障，钩部中的一个或多个可能不会接合车身或者不会按照设计接合车身。现有系统将需要视觉检查，该视觉检查需要额外的人员或昂贵的视觉设备来查看不同的区域，以便在托盘持续沿着组装线运动时检查车身下方。尽管某些常规系统指示用于钩部的致动机构的位置，但是它们不提供钩部是否实际上与车身接合的明确指示。

有利的是改进现有的系统，其将车身固定到沿着组装线运动的托盘或结构，并且将托盘和固定的车身准确地定位在车辆构建工位处。有利的是提供远程系统，其用于选择性地将车身固定或锁定到托盘，不需要气动或液压机构来致动托盘上的部件以固定车身。还有利的是提供固定车身的系统，其提供钩部中的每个打开（处于非接合位置，以允许车身安装在立管上或从立管移除）或闭合（与车身处于接合位置）的明确指示。还有利的是设计替代的方法，以用于将托盘定位和固定在车辆工位处，从而更好地适应具体车辆构建和车身风格。

发明内容

本发明包括装置和方法，其提供车身固定装置（例如钩部）的位置的明确视觉指示，用来将车身接合和锁定到定位在可动托盘上的立管。

在一个例子中，定位在车身下方的托盘立管的一部分包括反射指示器，该反射指示器定位在立管中且连接到一装置，该装置与车身钩部一起在打开位置（钩部不与车身接合）和闭合位置（钩部与车身接合）之间进行铰接运动。静止地定位在钩部被致动的工位处的光学传感器用来将光束投射在朝向反射指示器对准的立管上的目标位置处。如果光束被反射回到光学传感器，那么由传感器接收钩部处于特定位置（根据期望的指示器处于打开或闭合位置）中的明确信号，从而提供钩部处于期望位置的明确指示。

在可选的和优选的例子中，两个传感器与立管上的两个单独的目标区域一起使用。第一传感器的目标指向打开钩部指示器目标区域，其中当钩部处于打开位置中时定位指示器，第二传感器的目标指向闭合钩部指示器目标区域，其中当钩部处于闭合位置中时定位指示器。这提供辅助或冗余的系统检查。例如，第一传感器将确认钩部不处于打开/接合位置，且第二传感器将确认钩部实际上处于将车身锁定到托盘的闭合/接合位置。当期望将车身从托盘移除时，双传感器系统具有等同的优点。第二传感器将确认钩部不处于闭合/接合位置，且第一传感器确认钩部实际上处于打开/接合位置，从而提供车身是自由的或从托盘移除的双明确指示。