专利名称：车门总成自动矫正机的制作方法
技术领域：
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本实用新型涉及一种车门总成自动矫正机，属于自动化矫正技术领域。
技术背景
目前，车门系统包括4大部分车门开闭系、玻璃升降系、门锁系、车 门密封系。车门质量的好坏对整车质量有很大的影响。轿车门由门外板、门 内板、门窗框、门玻璃导槽、门铰链、门锁及门窗附件等组成。车门总成在 焊装成型过程中，焊接应力造成车门的门窗框不同程度的弯曲变形，对车门 总成产生了多变应力。
以往的车门矫正技术是依靠车门焊接夹具，对车门各焊接工序单件进行 预变形的定位和夹紧，平衡焊接过程产生的多变应力引起的车门变形量。
车门焊接夹具预变形矫正的技术缺陷是
1、 构成车门的门框、门内板、门外板单零件尺寸精度随材料批次变化呈 周期性阶段变化，而各阶段尺寸精度变化值无周期性，是连续型随机变化量。 因此，车门焊接夹具预变形调整量必须经过对批次零件进行焊接变形量测量
后才能得到，而各工序焊接夹具按批次进行预变形调整工作量大，严重影响 生产节拍。
2、 造成车门焊接变形的另一个关键因素是双班生产带来的操作者变化， 即操作方法变化，这一因素使焊接变形按生产班次呈离散型随机变化，而变 形量仍旧是连续型随机变化量。因此，夹具预变形不能彻底解决车门焊接变形问题，车门焊接总成合格率低，零件离线检测及返修工作量大。发明内容
本实用新型的目的在于提供一种车门总成自动矫正机，该装置可通过在线检测自动矫正的方法对车门焊接总成弯曲变形进行冷作矫正，消除单件、操作等因素引起的不同程度的焊接弯曲变形，矫正后车门总成可以达到合格零件标准，合格率提高。
本实用新型的技术方案是这样实现的车门总成自动矫正机，其特征在于由机械系统和电气系统组成；其中机械系统由矫正机基座、气动元件、车门定位夹紧装置、车门窗框矫正装置组成；
气动元件由气缸作为执行元件、气源处理元件和方向控制元件作控制元件、气管和接头作连接元件组成，气缸通过紧固件与车门定位、车门夹紧、车门窗框矫正装置连接，气源处理元件和方向控制元件通过紧固件与矫正机基座连接，并通过气管和接头与气动执行元件连接；
车门定位夹紧装置由2个活动式定位装置、4个固定式定位装置和6个定位夹紧装置组成，通过紧固件与基座连接，定位装置和定位夹紧装置同时通过紧固件与气动执行元件气缸连接；活动式定位装置在车门内板中央位置均布设置2处孔的定位，固定式定位装置在车门内板中央位置均布设置4处面的定位，定位夹紧装置在车门前后边缘长边尺寸方向均布各设定3处面的定位夹紧；
车门窗框矫正装置通过紧固件与矫正机基座连接，并与电气系统执行元件连接，矫正装置在上窗框长边尺寸方向靠近两端的位置，共设置2处；
电气系统部分由可编程控制器PLC、位置传感器、伺服驱动器、伺服电机、人机界面、检测开关、电磁阀组成；位置传感器安装在车门窗框的上边框的两端位置，人机界面与PLC电路连接，信号输入给PLC， PLC输出指令给伺服驱动器、伺服电机、人机界面、检测开关、电磁阀。
所述的车门定位夹紧装置中的2个活动式定位装置、4个固定式定位装置和6个定位夹紧装置分别固定在车门焊接定位点上。
所述的2个位置传感器分别设在车门窗框的上边缘的两端最高点上。
所述的2个车门窗框矫正装置与伺服电机带动的丝杠滑板连接，安装在2个位置传感器的内侧。
本实用新型的有益积极效果是解决了对车门总成预变形，实现批量自动矫正；满足整车车门的功能性和外观尺寸公差要求，达到掌握车门自动矫正的工艺、装备设计的自主开发技术，实现降成本目标；降低单台车制造工时的消耗，降低工人的劳动强度，提高生产率；保证一致性非常可靠的质量。
图l是车门总成自动矫正机的结构示意图。图2是车门总成自动矫正机的立体示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1所示，车门总成自动矫正机，其特征在于由机械系统和电气系统组成；其中机械系统由矫正机基座l、气动元件、车门定位夹紧装置、车门窗框矫正装置4组成；
气动元件由气缸作为执行元件、气源处理元件和方向控制元件作控制元件、气管和接头作连接元件组成，气缸通过紧固件与车门定位、车门夹紧、车门窗框矫正装置4连接，气源处理元件和方向控制元件通过紧固件与矫正机基座1连接，并通过气管和接头与气动执行元件连接；车门定位夹紧装置由2个活动式定位装置2-l、4个固定式定位装置2-2和6 个定位夹紧装置3组成，通过紧固件与基座l连接，活动式定位装置2-l和定位 夹紧装置2-2同时通过紧固件与气动执行元件气缸连接；活动式定位装置2-1 在车门内板中央位置均布设置2处孔的定位，固定式定位装置2-2在车门内板 中央位置均布设置4处面的定位，定位夹紧装置3在车门前后边缘长边尺寸方 向均布各设定3处面的定位夹紧；
车门窗框矫正装置4通过紧固件与矫正机基座1连接，并与电气系统执行 元件连接，车门窗框矫正装置4在上窗框长边尺寸方向靠近两端的位置，共设 置2处；
电气系统部分由可编程控制器PLC、位置传感器5、伺服驱动器、伺服电 机6、人机界面、检测幵关、电磁阀组成；位置传感器5安装在车门窗框的上 边框的两端位置，人机界面与PLC电路连接，信号输入给PLC， PLC输出指令 给伺服驱动器、伺服电机6、人机界面、检测开关、电磁阀。
所述的车门定位夹紧装置中的2个活动式定位装置2-1、4个固定式定位装 置2-2和6个定位夹紧装置3分别固定在车门焊接定位点上。
所述的2个位置传感器5分别设在车门窗框的上边缘的两端最高点上。
所述的2个车门窗框矫正装置4与伺服电机6带动的丝杠滑板连接，安装在 2个位置传感器5的内侧。
如图l、 2所示，车门矫正有手动操作矫正和自动操作矫正两种操作方式； 当完成矫正机初次使用前的初始化、调试和开机检查、空载检査操作后，操 作者可以选择手动或自动操作矫正，两种操作方式的具体操作步骤如下
(1)手动操作车门矫正机首先操作者目视检査矫正机各功能装置在原位 状态(非工作位)。然后操作者按下述步骤进行手动操作矫正①在"车门矫正状态监视"窗口下，按"A原点搜索"和"B原点搜索"按钮，矫正机完成 对应的2台伺服电机原点搜索；②在"车门矫正状态监视"窗口下，按"伺 服A前进"和"伺服B前进"按钮，伺服电机运转，到达工作位(伺服电机原 点)，"原位指示"灯开；③按矫正机车门固定定位装置位置将待矫正车门总 成安装在矫正机上，并且目视检查安装正确； 在"车门矫正状态监视"窗 口下，按"定位气缸"按钮，活动定位装置气缸动作，2个活动定位销2-l同 时伸出，完成车门精确定位，按钮显示绿色闪烁；④按"夹具气缸"按钮， 定位夹紧装置6个夹紧气缸动作到达工作位夹紧车门，按钮显示绿色闪烁；⑤ 按"A平移"和"B平移"按钮，2个平移气缸动作到达工作位，按钮显示绿色 闪烁，位置传感器读5取窗框位置数据，可编程控制器PLC计算并记录其与位 置传感器5原点的差值；⑥按"A夹持"和"B夹持"按钮，2个夹持气缸动作 到达工作位夹紧车门窗框，按钮显示绿色闪烁；⑦按"图形显示"区(蓝色 区域)右上角，触摸屏显示"调试"窗口；按屏幕显示的"A点实时检测距离" 和"B点实时检测距离"，在伺服电机6手动区"A点输入值"和"B点输入值" 框分别输入对应伺服电机6的精确走位距离，分别按"A点前进"和"B点前进" 按钮，设定伺服电机6走位方向后，分别按"A电机启动"和"B电机启动"按 钮，2个伺服电机6分别按照设定的走位距离和方向动作；当屏幕显示"A点实 时检测距离"和"B点实时检测距离"都为"0"时，完成矫正；按"退出" 按钮，触摸屏返回显示"车门矫正状态监视"窗口；⑧依次按"平移气缸"、 "定位气缸"、"A夹持"、"B夹持"、"夹具气缸"、"伺服A后退"和"伺服B后 退"按钮，按钮颜色和相关指示灯颜色显示非工作状态；⑨取下矫正合格的 车门总成，完成车门矫正机手动操作矫正。
手动状态下以上的各步操作都是独立的，应判断操作是否合理。当出现紧急情况时，操作者应迅速按下控制柜或是小操作盒上的急停按钮。当人机界面显示故障已清除后，可以重新按下急停按钮恢复工作。如果人机界面显示故障不能清除时，必须关闭总电源，硬件维修完成后可以重新送电工作。
(2)车门矫正机自动操作矫正首先操作者按以下步骤进行自动矫正前准备①进入手动操作窗口旋转主控制柜的"手动自动"按钮到手动侧，触摸屏显示主页面工作窗口；按"状态信息"按钮或"进入"按钮，触摸屏显示"车门矫正状态监视"窗口；②设定矫正优先顺序在"车门矫正状态监
视"窗口下，按"A点先矫正"(或"B点先矫正")按钮，按钮显示红色，完
成2个车门窗框矫正装置4动作顺序设定；如果不触摸或同时触摸两个按钮，
可以完成2个车门窗框矫正装置4同时动作设定，两个按钮都显示原来的颜色(蓝色)；③设定产品允许的偏差范围在"车门矫正状态监视"窗口下，按"图形"区(蓝色区域)右上角，触摸屏显示"调试"窗口；在"产品允许偏差范围"框中输入产品偏差范围值；如果待矫正车门2个被检测点的变形量在偏差范围内，矫正机判断车门合格，不进行矫正；如果待矫正车门其中l个被检测点的变形量在偏差范围内，矫正机判断车门该点合格，不进行此点矫正；④设定平移气缸延时打开时间车门自动矫正合格，机械系统各功能装置依次返回非工作位，夹持气缸返回到达非工作位后平移气缸经过延时时间开始动作返回到达非检测位；在"调试"窗口的"延时打开平移气缸时间"框输入延时时间；为了便于自动矫正操作观测和记录车门偏移量， 一般设定延时时间》300S;⑤设定位置传感器5的极限值在"调试"窗口的"A检测
头极限"和"B检测头极限"框分别输入2个位置传感器的测量接近极限值；当位置传感器5的测量接近值超过极限值时，平移气缸动作由工作位返回到达
非工作位，位置传感器5上升；⑥伺服电机6原点搜索在"车门矫正状态监视"窗口下，按"A原点搜索"和"B原点搜索"按钮，矫正机完成伺服电机6 原点搜索，完成自动矫正前准备操作。然后，操作者按以下步骤进行自动矫
正操作①旋转主控制柜的"手动自动"按钮到自动侧，"自动"指示灯亮;
如果触摸屏首先显示对话框要求确认伺服电机6原点，说明伺服电机6不在原 点，旋转主控制柜的"手动自动"按钮到手动侧，完成伺服电机6原点搜索 手动操作；②按动主控制柜的"自动启动"按钮，"自动启动"灯亮；③操作 者目视检查机械系统各功能气缸都在位置原位，小操作盒"原点"指示灯亮； ④按矫正机车门固定定位装置位置将待矫正车门总成安装在矫正机上，并且 目视检查安装正确；⑤按小操作盒"自动启动"按钮，矫正机开始按照预定 的工艺完成一次自动循环(活动精确定位一夹紧一平移检测一伺服进给一夹 持一伺服矫正一夹持打开一平移返回一伺服返回原点一夹紧打开一活动定位 返回)，小操作盒的"工作完成"指示灯开；⑥操作者取下矫正后车门，小操 作盒"工作完成"指示灯关，操作者完成一个车门的自动矫正操作。
3.其他操作(1)如果自动矫正操作的过程中有紧急事故可以按下主控制 柜的"急停"按钮，同时可以在"车门矫正状态监视"窗口进行消音操作； 当事故处理完后，可以在手动状态下对设备进行手动复位，同时对两台伺服 电机进行原点搜索；(2)当自动矫正操作自动循环未完成时，不能设定设备 参数；(3)每次自动矫正操作开始时，可以修改偏移量。
权利要求1、车门总成自动矫正机，其特征在于由机械系统和电气系统组成；其中机械系统由矫正机基座(1)、气动元件、车门定位夹紧装置、车门窗框矫正装置(4)组成；气动元件由气缸作为执行元件、气源处理元件和方向控制元件作控制元件、气管和接头作连接元件组成，气缸通过紧固件与车门定位、车门夹紧、门框矫正装置连接，气源处理元件和方向控制元件通过紧固件与矫正机基座(1)连接，并通过气管和接头与气动执行元件连接；车门定位夹紧装置由2个活动式定位装置(2-1)、4个固定式定位装置(2-2)和6个定位夹紧装置(3)组成，通过紧固件与基座(1)连接，活动式定位装置(2-1)和定位夹紧装置(3)同时通过紧固件与气动执行元件气缸连接；活动式定位装置(2-1)在车门内板中央位置均布设置2处孔的定位，固定式定位装置(2-2)在车门内板中央位置均布设置4处面的定位，定位夹紧装置(3)在车门前后边缘长边尺寸方向均布各设定3处面的定位夹紧；车门窗框矫正装置(4)通过紧固件与矫正机基座(1)连接，并与电气系统执行元件连接，车门窗框矫正装置(4)在上窗框长边尺寸方向靠近两端的位置，共设置2处；车门窗框矫正装置(4)上固定连接在电气系统执行元件上；电气系统部分由PLC、位置传感器(5)、伺服驱动器、伺服电机(6)、人机界面、检测开关、电磁阀组成。位置传感器(5)安装在车门窗框的上边框的两端位置，人机界面与PLC电路连接，信号输入给PLC，PLC输出指令给伺服驱动器、伺服电机(6)、人机界面、检测开关、电磁阀。
2、 根据权利要求l所述的车门总成自动矫正机，其特征在于所 述的车门定位夹紧装置中的2个活动式定位装置(2-1)、 4个固定式 定位装置(2-2)和6个定位夹紧装置(3)分别固定在车门焊接定 位点上。
3、 根据权利要求l所述的车门总成自动矫正机，其特征在于所 述的2个位置传感器(5)分别设在车门窗框的上边缘的两端最高点 上。
4、 根据权利要求l所述的车门总成自动矫正机，其特征在于所 述的2个车门窗框矫正装置(4)与伺服电机(6)带动的丝杠滑板 连接，安装在2个位置传感器(5)的内侧。
专利摘要本实用新型涉及一种车门总成自动矫正机，其特征在于车门定位夹紧装置由2个活动式定位装置、4个固定式定位装置和6个定位夹紧装置通过紧固件与基座连接与气动执行元件气缸连接；车门窗框矫正装置通过紧固件与矫正机基座连接，并与电气系统执行元件连接，在上窗框长边尺寸方向靠近两端的位置；位置传感器安装在车门窗框的上边框的两端位置，人机界面与PLC电路连接，信号输入给PLC，PLC输出指令给伺服驱动器、伺服电机、人机界面、检测开关、电磁阀。解决了对车门总成预变形，实现批量自动矫正；实现降成本目标；降低单台车制造工时的消耗，降低工人的劳动强度，提高生产率；保证一致性非常可靠的质量。
文档编号B21D1/12GK201399509SQ20092009356
公开日2010年2月10日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者丁士祥, 孙红英, 王剑宇, 卯 赵 申请人:中国第一汽车集团公司;一汽轿车股份有限公司