车体装配方法

专利名称：车体装配方法
技术领域：
本发明涉及车体的装配方法。特别是，本发明涉及在将侧梁焊接在汽车的下车身上时，这些部件间的定位方法。
背景技术：
作为主要部件，汽车的车体包含下车身、左右侧梁和车顶。当由这些部件构成车体时，首先，通过利用定位夹具等，使要固定的部件彼此互相定位。其次，在利用点焊进行部件间的临时固定后，利用正式焊接，使部件彼此完全固定。
在现有的车体装配方法中，为了进行主要部件的定位，使用相当大型的定位夹具。例如，在侧梁定位时，使用整个比侧梁大的夹具。这种定位夹具可自由地接近车体装配线和从该装配线后退。在将侧梁放置在定位夹具中后，使该夹具向着车体装配线前进，固定在给定位置。在这个状态下，将侧梁临时焊接在作为安装对象的下车身上。
由于上述现有的定位夹具尺寸大而且重量重，带来各种问题。例如，初期设备投资大。另外，当生产车种变更时，更换定位夹具的作业非常费事，此外，在更换作业中，还必要完全停止生产线。

发明内容
本发明是考虑到上述问题而提出的，其目的是要使侧梁用的定位夹具尺寸减小和重量减轻。
本发明提供了一种车体装配方法，其将纵向放置的侧梁的下边缘部与在车体装配线的给定位置上定位的下车身的边缘对合，在该下边缘部的至少两个位置，将上述侧梁定位固定在上述下车身上，在该固定状态下，将上述下车身和上述侧梁临时焊接。
根据该方法，在上述车体装配线的附近，配置可向着该线和离开该线的方向移动的滑动台；将可自由装卸地搭载在上述滑动台上，进行上述侧梁的定位的定位器配置在上述车体装配线附近；当上述滑动台位于离开上述车体装配线的位置上时，将上述定位器搭载在上述滑动台上的升降机配置在上述车体装配线附近；当上述升降机位于上方位置上时，将上述定位器搭载在上述升降机上，同时，通过使上述升降机下降，使上述定位器移动至上述滑动台上；在将上述侧梁支承在上述定位器上的同时，通过使上述滑动台向着上述车装配线移动，使上述侧梁相对于上述下车身定位。
侧梁的运送由运送操作者的手操作或使用运送装置等进行。装配操作者将运送至装配操作者处的侧梁安装在至少两个定位器上。在这个状态下，将侧梁移动至下车身的给定位置(侧梁纵向放置)。安装在两个定位器上的侧梁的下边缘与下车身连接，至少在两个位置进行临时焊接。现有的侧梁用定位夹具，由于是夹紧侧梁全体的方式，因此不得不做得很大。采用本发明，只在侧梁的下边缘的至少两个地方用多个定位器支承(纵向放置的侧梁的横倒，可以利用运送用的起重机等暂时地承受)。这样，各个定位器可作得重量轻和紧凑。
优选在使上述升降机上升并将上述定位器与上述滑动台分离，上述升降机位于上述上方位置时，从上述升降机上除去上述定位器，另一方面，将另外的定位器搭载在上述升降机上，然后，使升降机下降，将第2个定位器移动至滑动台上。
采用上述方法，可以高效率地进行定位器的更换。
优选当在垂直方向和与上述车体装配线的运送方向平行的方向看时，定位器的尺寸比侧梁小。
优选在滑动台上设置向上方突出的多个定位销，在定位器上作出与上述定位销对应的多个插入孔。
优选在定位器的底面上设置使定位器容易移动的多个车轮。
优选升降机包含互相离开的两个支承板，定位器通过车轮搭载在该支承板上。
优选两个支承板离开足够的距离，使滑动台可进入其间。
优选在升降机的各个支承板上设置与定位器的车轮接合的定位部件。
优选两个定位器利用连接棒互相连接，同时，通过该连接棒同步地移动。


图1为表示将汽车的侧梁临时焊接在下车身上用的临时焊接位置的概略立体图；图2为表示车体装配线的结构的概略平面图；图3为表示支承在两个运送用惯性运转装置上的下车身，和固定在相同下车身上的侧梁的概略图；图4A为表示运送图3所示的下车身的滚子传送带的概略侧视图；图4B为表示用于滚子传送带的高度调节的升降机构的概略侧视图；图5为表示上述惯性运转装置的概略立体图；图6A为在一个侧梁上使用三个定位器的情况的说明图；图6B为沿着图6A的A-A线的截面图；图7为表示临时焊接位置中的侧梁的侧视图；图8为表示装在侧梁用的定位器上的车轮，和载置该车轮的升降机的一部分的简图；图9为表示可以同时载置两个定位器的滑动台的上部结构的立体图；图10A为表示连接两个滑动台的连接棒的一个例子的侧视图；图10B为表示滑动台的定位夹紧机构的正视图；图11为说明将定位器载置在滑动台上的方法，和使用该定位器，使侧梁相对于下车身定位的方法的简图；图12为说明定位器的更换方法的简图；图13为表示在车顶临时安放位置中的车体状态的概略立体图；图14为表示车顶临时焊接位置的概略立体图；图15为表示车顶临时焊接位置的概略侧视图；图16为表示车顶临时焊接位置的概略正视图；图17为表示车顶临时焊接位置的概略平面图；图18A为表示在车顶临时焊接位置中使用的梁状定位夹具的运送系统的概略正视图；
图18B为表示使运送系统的可动轨道下降的状态的图；图19A为表示图18B所示的可动轨道的防止摇动机构的简图；图19B为表示防止摇动机构的主要部分的侧视图；图20A为表示设在图18B所示的可动轨道上的防止滑轮脱落装置的正视图；图20B为表示防止滑轮脱落装置的挡块在松开位置的状态的图；图21为表示梁状定位夹具的定位夹紧机构的图；图22A为说明设在运送线附近的定位装置的动作的正视图；图22B为表示设置追加的定位装置的空间的侧视图。
具体实施例方式
以下，参照附图，具体地说明本发明的优选实施例。
图1表示侧梁临时焊接位置1的大致结构。该侧梁临时焊接位置1配置在车体装配线2(参见图2)中的给定位置上。车体装配线2在侧梁临时焊接位置1的上游(图2的左侧)具有下车身载置位置(图中省略)。在该下车身载置位置中，下车身3放置在惯性运转装置13a，13b(参见图3)上。然后，在使其后部向着车体装配线2的下游的状态下，利用滚子传送带11，运送下车身3(图4A)，将它送至下车身安放位置5(#0)和侧梁临时焊接位置1(#1)等处。滚子传送带11包含可自由转动的多个滚子11a，这些滚子沿着下车身3等的运送方向，以给定间隔配置。
如图2所示，在侧梁临时焊接位置1(#1)的下游，配置车顶临时安放位置6(#2)和车顶临时焊接位置7(#3)。在车顶临时安放位置6中，除了将车顶临时安放在侧梁4上以外，进行侧梁4与下车身3的正式焊接。在车顶临时焊接位置7(#3)的下游，配置车顶正式焊接位置(#4)。如图所示，在车顶的正式焊接部位多的情况下，通过设置多个车顶正式焊接位置8-1(#4)～8-3(#6)，可使每个操作者一人的正式焊接作业量不过大。在车顶正式焊接位置的下游，配置配备焊接机器人的正式焊接位置9(#7)和卸载位置10(#8)。
在侧梁临时焊接位置1和车顶临时安放位置6中，根据车种不同必须调节下车身3的高度位置。为了可以调节该高度，分别在位置1和6中，设置传送带11用的升降机构。该升降机构为图4B所示的缩放仪机构14。该缩放仪机构14包含多个支承部件14a(利用销子14b可自由转动地结合)，气缸14c和滑动机构14d。一个支承部件14a的下端，通过滑动机构14d，由气缸14c驱动在水平方向作往复运动，结果，传送带11上升或下降。
图5表示放置着下车身3的惯性运转装置13a(13b)。惯性运转装置13a(13b)包含与传送带11的滚子11a接合的矩形台座131。在台座131的上面上竖立支承下车身3的两个支承部件133。该支承部件在台座131的宽度方向(与运送方向垂直)互相离开。台座131的宽度比滚子11a的长度短。为了防止运送时惯性运转装置在横方向偏移，利用螺钉等将角材132固定在台座131的宽度方向的一端上。在台座131的相反侧的端部上设置同样的角材也可以。
如图4A所示，惯性运转装置13a，13b支承下车身3的前后，如上所述，各个惯性运转装置具有两个支承部件133(图5)。因此，下车身3由惯性运转装置13a，13b在4个部位支承。操作者通过用手按压下车身3，可将下车身3在滚子传送带11上运送。
如图1所示，在侧梁临时焊接位置1中，为了进行左右侧梁4的定位，设置多个定位器16。在图示的例子中，相对各个侧梁4设置2个定位器16(参照图7)，这些定位器在装配线的运送方向上互相隔开。各个定位器16有与侧梁4的给定部分接合的接合装置(图中没有示出)。作为接合装置可以使用夹紧机构或负压机构。在利用定位器16定位的状态下，侧梁4的下部，与下车身3临时焊接。如图7所示，当在与垂直方向(图7的上下方向)和与装配线的运送方向平行的方向(图7的左右方向)看时，各个定位器16的尺寸比侧梁4的尺寸小。
在各个定位器16上设置具有在装配线的运送方向上互相离开的两个支承板的升降机15。升降机15可上下运动。在各个升降机15的下方设有与上述支承杆平行延伸的滑动导轨17(参见图1)。在滑动导轨17上配置滑动台18。滑动台18可利用操作者的手操作，沿着滑动导轨17往复运动。
升降机15在放置定位器16的状态下，可以下降(和上升)。定位器16通过放置在升降机15上下降，可以移动至位于下方的滑动台18上。然后，通过沿着滑动导轨17移动滑动台18，可使定位器16接近装配线2(前进)或从装配线2远离(后退)。
从图6B，11和12可看出，在各个定位器16的下面安装4个车轮20，又如图6B所，在定位器16的上述下面上设有调节该定位器的高度用的隔片21。与此对应，在滑动台18的上面上，设有与隔片21接触的隔片24。在定位器16的内部，作出在垂直方向延伸的多个孔22。设在滑动台18上的定位销25插入这些孔中。如图8所示，在升降机15的后端设有防止车轮20脱落的防护装置19，同时，配置与车轮20接触进行定位器16的粗定位的定位部件23。
如图6B所示，升降机15可以上升至最大限度的X位置，在该位置，升降机15的上面与周围的地板面高度相同。另一方面，Y位置为升降机15的最大下降界限位置。在下降至Y位置的过程中，滑动台18的定位销25插入定位器16的孔22中，定位器16放置在滑动台18上。从该图中可以看出，升降机15的两个支承板互相离开很大的距离，使得下降时不与滑动台18干扰。
如图9所示，采用本发明，可以在2个定位器16上使用一个滑动台18。在这种情况下，滑动台18包含一个台座部件18a，在其上面竖立使多个定位器16定位用的定位销25。另外，在台座部件18a上设有当操作者移动滑动台18时握持的手柄18b。与此相对，如图10A和10B所示，可以在每一个定位器16上分别设置另一个滑动台18。这样，操作者可以进入两个定位器16之间，进行临时焊接作业等。在图示的例子中，两个滑动台18由连接棒26可自由装卸地连接，通过该连接棒26，操作者可同时使两个滑动台18前进或后退。整个连接棒26为一直线状也可以，希望如图所示那样，作成在定位器16之间有弯曲部26a的曲柄形。采用这种结构，当弯曲部26a位于下方的状态(图10A的实线)时，在侧梁4的上方部分进行作业时，连接棒26不成为妨碍。当在侧梁4的下方部分进行作业时，使弯曲部26a位于上方的状态(图10A的双点划线)也可以。
如图10B所示，在滑动台18的前方(面向传送带11的一侧)设置立起部件27，可以使挡块28与该立起部件27接触。希望挡块28具有由气缸29操作的开闭颚30。通过利用颚30夹紧立起部件27，可将滑动台18可靠地保持在给定位置。
升降机15可以利用与图4B所示的同样的缩放仪机构，在上述的X位置和Y位置(图6B)之间升降。当使升降机15上升至X位置时，其上面与地板面高度相同。因此，具有车轮20的定位器16容易从地板面移动至升降机15的后端上。又如图11所示，通过使定位器16的车轮20与定位部件23接触，进行粗定位(参见图12的①的状态)。在定位器16的下方配置滑动台18。在这个状态下，当使升降机15下降时(图12的②)，在下降过程中，滑动台18的定位销25嵌合在定位器16的孔25中，定位器16与滑动台18定位接合。通过再使升降机15下降，定位器16的车轮20离开升降机15，定位器16完全放置在滑动台18上。
然后，将侧梁4保持在定位器16中，使滑动台18沿着滑动导轨17，向着装配线前进(图12的③)。这样，如图11的双点划线所示，侧梁4相对于待机的下车身3定位。在这个状态下，使侧梁4与下车身3临时焊接。
然后，解除定位器16对侧梁4的固定状态，使滑动台18后退给定的距离(图12的④)。在该位置(以下称为“待机位置”)上，将另一个侧梁4保持在定位器16中待机，以进行与下一个下车身3的临时焊接。
在运送至侧梁临时打击位置1的下车身3与上一次的下车身为不同形式的情况下，必须将上一次使用的定位器更换成另一种形式的定位器。该更换作业可如下这样进行。
首先，在使滑动台18和上次的定位器16位于上述“待机位置”的状态下，使升降机15上升(图12的⑤)。在这个过程中，定位器16的车轮20放在升降机15上，通过再使升降机15上升，定位器16与滑动台18脱离。在使升降机15上升至与地板面高度相同后，利用车轮20，使定位器16从升降车15上移动到地板面上。然后，定位器16返回至车体装配线2附近的定位器储存区域中。
在上一次的定位器16因升降机15的上升而脱离后，滑动台18后退至滑动导轨17的后端(图12的⑥)。另一方面，另一个定位器16放置在位于上限位置(图6B的X位置)的升降机15的后端。在这个状态下，通过使升降机15下降，可将定位器16移动至滑动台18上。
在上述方法中，与现有的方法比较，可以使用紧凑的定位器。因此可以在车体装配线2的附近常备多个(同种或不同种类的)定位器，对作业没有妨碍。另外，由于在定位器16的底部装有车轮20，操作者容易移动定位器。与此相对，现有的大型夹具通常是保管在离开车体装配线2的位置，必要时使用专用的运送线，从保管地方运送至侧梁临时焊接位置1。采用本发明不需要设置这种夹具运送线。
在图1所示的例子中，在各个侧梁4上使用两个定位器16，但本发明不限于此。例如，图6A所示，在一个侧梁4上，使用3个(或4个以上)的定位器16也可以。在这种情况下，各个定位器中的每一个上使用一个滑动导轨17和一个滑动台18也可以。或者，在多个定位器上使用一个长形状的滑动台也可以。
相互临时焊接的下车身3和侧梁4从临时焊接位置1运送至车顶临时安放位置6。在位置6中，临时安放车顶31，使它横跨在左右侧梁4的上端(参见图13)。另外，在位置6中，对下车身3和两个侧梁4进行正式焊接。车顶31的临时安放可由操作者手操作或利用起重机等装置进行。
在车顶31临时安放后，在车顶临时焊接位置7中，进行车顶31的临时焊接。如图14所示，在车顶临时焊接位置7中，在运送线的两侧，设有一对框架体34。在该框架体上，可自由装卸地横跨着在运送方向离开的一对梁状夹具35，36。另外，该图中没有示出，在位置7中还设有运送夹具35，36用的起重机和将车顶31临时固定在侧梁4上用的点焊机等。在图示的例子中，设想车顶31作为安装在侧梁4上的对象，但本发明不限于此。不限于车顶31，对于横跨安装在两个侧梁4上的部件(车头或框架背部)，也可以使用本发明。另外，在两个框架体34之间，横跨强度增强用的部件也可以。
如图15所示，各个框架体34包含在运送方向上互相离开的垂直部分，和连接该垂直部分的水平部分。在该水平的上面上，设有用于可自由装卸地固定梁状夹具35，36的夹紧机构。
如图16所示，在各个梁状夹具35，36的下面配置两个夹紧臂39。通过利用手动操作或使用气缸等驱动，夹紧臂39使各个侧梁4的上位焊接边缘和车顶31的焊接边缘互相连接。
如图14和图15所示，通过使车顶31在两个侧梁4上定位，作出前窗开口40和后窗开口41。采用本发明，这些开口不变形，可成为所希望的形状。其理由是，由于车顶31和侧梁4各自的定位是以共同的静止地面作为基准的，因此可以适当地进行车顶31和各个侧梁4的相对位置定位。具体地说，各个侧梁4载位置6中相对于下车身3进行正式焊接。另外，支承下车身3的惯性运转装置13a，13b，放置在包含地面的静止系统中。即各个侧梁4可以间接地固定在该静止系统中。另一方面，车顶31也可以通过框架体34(和梁状夹具35，36)固定在相同的静止系统中。因此，车顶31和各个侧梁4可以相互正确地定位，结果，前窗开口40和后窗开口41具有所希望的形状。
设在梁状夹具35，36上的夹紧臂39为每个车种的专用品，当变更车种时，必须使用新的夹紧臂39。在图示的例子中，整个包含夹紧臂39的梁状夹具35，36为每个车种的专用品，在车体装配线附近，可以贮备多种梁状夹具35，36。梁状夹具35，36安装在框架体34的水平部件上。因此，如图16和图17所示，梁状夹具35，36的储存区域希望配置在与车体装配线邻近构筑的架台42-1或42-2(具有与框架体34大致相同的高度)上。
梁状夹具35，36的储存区域可以配置在任一个架台42-1或42-2上。在这种情况下，例如，将贮备新安装在框架体34上的夹具的区域设在架台42-1上，则将储备从框架体34取出的使用完的夹具的区域设在另一个架台42-2上。这样，可以高效率地进行夹具的更换。
由于梁状夹具35，36在车顶31的前后离开地设置，因此可以确保宽广的作业空间。由于这样，操作者容易进行焊接，另外，可以与临时焊接机一起，配置正式焊接机。另外，由于容易进入焊接的部位，因此可以使用伸长较短的焊接机。
由于现有的车顶用夹具比车顶大，因此设备投资大，夹具更换所需的时间长。而本实施例的车顶用夹具细长，不论场所如何，都可贮存在车体装配线附近，对作业没有妨碍。另外，如上所述，可以高效率地进行夹具的更换。
图18A表示在梁状夹具35，36更换时利用的运送装置(符号50)。在图中51为顶部轨道，起重机52从该轨道悬挂下来。利用起重机52，可使可动轨道53升降(参见图18B)。在顶部轨道51的下方配置固定轨道54，在其一部分上设置可动轨道54进入的间隙55。在固定轨道54上设置规定可动轨道53的上升位置的挡块56。夹具35(36)利用多个滑轮57悬挂。滑轮57可沿着可动轨道53和固定轨道54移动。
如图18A所示，悬挂梁状夹具35(36)的滑轮57沿着固定轨道54，被运送至可动轨道53的位置。然后，如图18(B)所示，可动轨道53利用起重机52下降，梁状夹具35(36)设置在框架体34上。
为了防止梁状夹具35(36)下降时可动轨道53摇动，希望设置如图19A，19B所示的防止轨道摇动的机构60。图示的机构60包含从顶部垂下的固定导轨61、从可动轨道53向上延伸的立起部件62和可转动地安装在各个立起部件62上的滚子63。如图19B所示，与立起部件62的上下运动相适应，滚子63在固定导轨61的内壁面上转动。
当可动轨道53下降时(参见图18B)，必须使滑轮57不能从轨道53脱落。因此，在可动轨道53的两端设置如图20A，20B所示的挡块58。挡块58可以围绕中心的轴心转动，在可动轨道53的下降中，利用弹簧(图中省略)的作用力得到图20A所示的姿势。如图20B所示，当可动轨道53上升，进入固定轨道54的间隙55中时，挡块58的上端被部件56压紧。结果，挡块58成为水平状态，滑轮57可从可动轨道53向着固定轨道54(或反向)移动。
图21表示将梁状夹具35(36)固定在框架体34上的定位机构70。在图示的例子中，使定位销71在框架体34的上面上突出出来，同时，在梁状夹具35(36)上作出插入该定位销71的孔72。在定位销71插入孔72中后，利用夹紧臂73，将梁状夹具35(36)固定在框架体34上。
图22A和22B表示配置在车体装配线附近的定位机构80。该机构80包含上方部件81和下方部件82。下方部件82固定在地板面上，同时，利用销子83，可自由转动地将上方部件81与上方部件82结合。如图22A所示，在下方部件82上安装气缸84，气缸84的驱动杆与上方部件81连接。通过使该杆在气缸的本体中出入，可以使上方部件81在垂直姿势(实线)或倾斜姿势(虚线)。在上方部件81上设置两个隔片85和一个定位销86。
如上所述，通过使上方部件81自由倾斜，可以防止在装配线上运送的物体和定位机构80干扰。如图22A中的双点划线所示，惯性运转装置13c具有横向悬臂大的支承部件133a。在这种情况下，通过使上方部分81成倾斜姿势，惯性运转装置13c可以沿装配线适当地运送，不会对定位机构80造成妨碍。
采用本发明，除了上述定位机构80以外，也可以设置另一种形式的定位机构。在这种情况下，如图22B所示，在机构80的附近(或其他地方)设置追加的机构用的空间S。
如以上所述本发明还可以有其他各种改变形式。这种改变都没有超出本发明的思想和范围，所有的变更，都包含在以下的权利要求书中。
权利要求
1.一种车体装配方法，其特征为，将纵向放置的侧梁的下边缘部与在车体装配线的规定位置上定位的下车身的边缘对合，在该下边缘部的至少两个部位，将所述侧梁定位固定在所述下车身上，在该固定状态下，将所述下车身和所述侧梁临时焊接，在所述车体装配线的附近，配置可向着该线和离开该线的方向移动的滑动台；将可自由装卸地搭载在所述滑动台上，进行所述侧梁的定位的定位器配置在所述车体装配线的附近；当所述滑动台位于离开所述车体装配线的位置上时，将把所述定位器搭载在所述滑动台上而构成的升降机配置在所述车体装配线的附近；当所述升降机位于上方位置时，将所述定位器搭载在所述升降机上，同时，通过使所述升降机下降，使所述定位器移动至所述滑动台上；在将所述侧梁支承在所述定位器上的同时，通过使所述滑动台向着所述车体装配线移动，使所述侧梁相对于所述下车身定位。
2.如权利要求1所述的方法，其特征为，在使所述升降机上升并将所述定位器与所述滑动台分离，所述升降机位于所述上方位置时，从所述升降机上除去所述定位器，另一方面，将另外的定位器搭载在所述升降机上，然后，使所述升降机下降，将所述另外的定位器移动至滑动台上。
3.如权利要求1所述的方法，其特征为，当在垂直方向和与所述车体装配线的运送方向平行的方向看时，所述定位器的尺寸比所述侧梁小。
4.如权利要求1所述的方法，其特征为，在所述滑动台上设置向上方突出的多个定位销，在所述定位器上形成与所述定位销对应的多个插入孔。
5.如权利要求1所述的方法，其特征为，在所述定位器的底面上设置使所述定位器容易移动的多个车轮。
6.如权利要求5所述的方法，其特征为，所述升降机包含互相离开的两个支承板，所述定位器通过所述车轮搭载在该支承板上。
7.如权利要求6所述的方法，其特征为，所述两个支承板仅离开足够的距离，以使所述滑动台可进入其间。
8.如权利要求6所述的方法，其特征为，在所述升降机的各个支承板上设置与所述车轮接合的定位部件。
9.如权利要求1所述的方法，其特征为，通过所述定位器和一个另外的定位器的双方支承，所述侧梁相对于所述下车身定位。
10.如权利要求9所述的方法，其特征为，两个定位器利用连接棒互相连接，同时，借助该连接棒同步地移动。
全文摘要
一对侧梁(4)分别利用两个定位器(16)相对于下车身(3)定位。各个定位器利用升降机(15)下降，载置在滑动台(18)上。滑动台沿着滑动导轨(17)在接近运送传送带(11)的方向和远离它的方向移动。
文档编号B62D65/02GK1705584SQ20038010178
公开日2005年12月7日 申请日期2003年10月17日 优先权日2002年10月22日
发明者井上忍, 齐藤正治, 狭间明佳, 细川泰宏, 新井琢磨, 喜夛功, 泉谷卓司, 池田和人 申请人:大发工业株式会社