[发明专利]模块化可重新配置的车辆组装托盘系统及其组装方法

说明书

本申请涉及一种模块化可重新配置的车辆组装托盘系统及组装方法。组装托盘系统包括：支撑托盘，其具有多个接收器；第一模块化板；和第二模块化板，第一和第二模块化板中的每个可替代地、选择性地且可移除地与支撑托盘接合，以及可操作以将相应的产品第一配置和产品第二配置定位和支撑在相对于支撑托盘的预定X、Y和Z坐标位置。本申请提供快速适应不同车身风格的灵活性，并且保持了现代车辆组装系统所需的必要准确度和精确度。

技术领域

本公开一般涉及机器或产品的组装。

背景技术

参见图1，其示出了常规托盘系统10的示例，其用于支撑部分完成的车辆，例如客运车辆(未示出)的金属板主体。托盘10支撑部分车身并通过输送机(未示出)以顺序方式沿组装线通过多个组装站(未示出)传送，例如点焊和钎焊站。

在常规的托盘系统10中，托盘12通常包括沿纵向轴线22(X坐标方向)定向并限定托盘的第一端14和第二端16的一对纵向轨道20。横向构件26沿着横向轴线32(Y坐标方向)横向跨越在轨道20之间，限定刚性托盘结构。

为了升高和支撑车身，若干根支撑梁30将横跨轨道20而定位，每根支撑梁30包括一对沿垂直轴线44(Z坐标方向)垂直延伸的立管40，通常大致所示(四根支撑梁和总共八根立管40如图1所示作为示例)。支撑梁30和立管40的数量以及支撑梁30和立管40的位置取决于车身的大小、长度和宽度以及汽车制造商的规格。尽管每根支撑梁30示出了每根支撑梁使用两根立管40，但是应当理解，取决于应用，每根支撑梁30可以使用一根立管40或多于两根立管40。

如在图1A最佳看出，常规的托盘12支撑梁30包括精密机加工的定位垫34，用于接收和安装在其上的立管40。立管40包括基部46和若干安装螺栓50(示出四个)，该安装螺栓50用于将每根立管40固定到支撑梁30，防止立管40和支撑梁30之间的相对运动。附加的锁定螺栓或销钉60(示出两个)将插入穿过基部46并进入支撑梁30的预钻孔中，以将立管 40锁定在预定位置，这是对现有设计的位置准确度和可重复性的改进。每根立管40将包括定位销54(如图1所示)，该定位销54定位成在车身上的预定位置处接合车身并在整个各种组装过程中将车身牢固地保持在适当位置。

在车辆托盘系统中，至关重要的是定位销54在所有三个坐标维度X、Y和Z中准确且精确地定位，以便将车身定位在相对于托盘12和各个组装站的已知尺寸位置，使得精密设备(例如可编程工业机器人)可以在车身上进行各种操作。当前的工业尺寸公差标准要求定位销54 距预定设计位置在0.1-0.13毫米(mm)内。

常规的托盘系统10还包括在立管40和定位销54内的钩和衔铁连杆以及定位在支撑梁 30上的驱动器80。在驱动器80处的驱动器臂(未示出)旋转时，横跨支撑梁30并且在中空立管40内部定位的连杆64将操纵定位在中空定位销54内部的钩(未示出)以延伸钩、接合车身并将车身锁定在立管上，防止车身距立管的相对移动，直到驱动器80移动以使钩回缩并脱离。在转让给本申请人的美国专利No.8,839,507中描述了合适的驱动器80和钩系统的示例，其全部内容通过引用并入本文。

早期的托盘系统10将每根支撑梁30和其上立管40刚性固定(例如焊接)到轨道20，以防止立管和定位销54距其固定位置的相对移动。由于车身的许多不同大小、长度和形状，由于托盘12的支撑梁30、立管40和定位销54的固定位置，早期的托盘系统10仅可用于一部车辆。

近年来，改进的托盘设计允许一根支撑梁30沿着轨道20的纵向轴线22移动。这将允许托盘12将一组立管移动到不同的纵向轴线22(X维度)，以便适应不同的车身，该车身在金属板中具有一组处于不同纵向位置的孔，因此托盘可以适应具有不同孔样式的车身。然而，如果对于两种车身型号不同的车辆使用相同大小/直径的立管定位销54，这些改进的托盘仅对另一车身有用。因此，这种改进的托盘在适应不同的车身型号和型号生产顺序的变化的灵活性方面也受到限制。