專利名稱：用于裝配操作的部件裝載工具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于將部件裝載到附接在其上的本體上的工具，并 且更特別地涉及一種用于將諸如制動助力器組件的部件裝栽到其最終位 置以便為附接到車身艙壁上做準備的部件裝載工具。
背景技術：
在制造工業中，眾所周知的是通過使用諸如螺栓、螺釘和鉚釘的緊 固件將許多部件裝配到本體上以裝配汽車及其它產品。在制造情況下， 這種裝配操作以成本有效地方式進行以便縮短循環時間、降低裝配人工 成本，并且以在人體功率學方面有效的方式進行以便為裝配操作人員提 供良好的工作狀態。裝配操作人員進行典型的裝配操作，所述操作人員將部件運送給車 輛并且在安裝緊固件的同時將所述部件保持在其所需位置上。裝配操作 必須設計成能解決部件重量，例如可能阻礙部件進入本體路徑的相鄰結 構的障礙物的存在，以及在安裝緊固件的同時支撐部件重量的需要。這 種裝配操作的實例是將制動助力器組件裝載和附接到車身艙壁上。典型 的制動助力器的重量為幾磅并且必須由裝配操作人員小心地安排路線， 以便無障礙的聯接諸如車身金屬板避震托的結構。發明內容本發明提供了一種用于將部件裝載到與本體相對的所需位置上的工 具。這種工具具有適于可拆卸地懸掛在本體上的底座和通過第一軌道組 件安裝在所述底座上的支撐件，使得所述支撐件可以相對于所述本體沿 第一方向移動。托架通過第二軌道組件安裝到所述支撐件上，使得所述 托架可以相對于所述本體沿第二方向移動。回轉臺通過樞軸安裝到所述 托架上，使得所述回轉臺可以在所述托架上旋轉。部件夾緊裝置安裝到 所述回轉臺上以支撐所述部件。路徑導向機構在所述托架和所述底座之 間作用，并且界定所述托架朝向本體的運動路徑，使得所述部件運送到 所述本體上的所需位置處以便附接到其上。通過下面提供的詳細說明，本發明的其它應用領域將變得顯而易 見。應當理解，盡管顯示了本發明的示例性實施例，但是所述詳細說明 和特定實例只是用于說明目的，不用于限制本發明的范圍。
下面將參照詳細說明和附圖更充分地理解本發明，其中 圖l是具有裝載于其上的制動助力器組件的部件裝載工具的透視圖，還顯示了以虛線表示的車身；圖2是部件裝載工具的透視圖，其中沒有顯示制動助力器組件； 圖3是類似于圖2的視圖，但是顯示了向后推動并旋轉的部件裝載工具的某些部分以顯示制動助力器組件的移動路徑；以及圖4是另一個透視圖，但是顯示了處于最終位置的部件裝載工具，其中，制動助力器組件到達其最終位置以便安裝緊固件，從而將制動助力器組件附接到車身艙壁上。
具體實施方式
下文對某些示例性實施例的描述在實質上只是示例性的，而不用于 限制本發明、其應用或用途等。參見圖l，部件裝載工具通常以10表示，其用于將制動助力器組件12裝載到汽車車身的發動機搶內的位置。通常以14表示的車身以虛線顯示并且包括金屬板搶壁16,其橫跨車身延伸并且形成位于艙壁16后面的客艙與位于艙壁16前面的發動機艙之 間的壁板。金屬板避震托18鄰接艙壁16的左側，應當理解，車身也具有 未顯示的右側避震托。制動助力器組件12包括相對龐大的真空動力單元24，其操作主汽缸單元26。部件裝載工具10包括底板30，其通過吊架32懸掛在車身上。吊架32 由多個焊接在一起的管構成，所述管焊接到底板30上并且配置為與車身 10的不同零件接合以將底板30懸掛在車身10上。吊架管34A圍繞避震托18 的頂部放置并且通過水平吊架管34B和豎向吊架管34C和34D連接到底板 30上。吊架管支架34E和3W從水平吊架管34B伸出并且支撐在由艙壁16 提供的凸肩上。吊架管支腿34G與艙壁16的表面接合。支撐板40通過線性軌道組件42和44安裝到底板30上，所述線性軌道 組件在圖4中最佳顯示并且將支撐板40安裝到底板30上，使得支撐板40 可以相對于底板30和車身10橫向移動。如圖4所示，軌道組件42包括附接 到底板30上的下軌46和附接到支撐板40下側的上軌48。上軌48在下軌46 上滑動。軌道組件44包括附接到底板30上的下軌50和附接到支撐板40下 側的上軌52。上軌52在下軌50上滑動。軌道組件42和44可以位于水平面 上或者可以傾斜于水平方向，使得支撐板40在其橫向移動期間具有豎向 移動分量。托架板6 O通過線性軌道組件62和64安裝到支撐板4 0上，使得托架板 60可以沿前后方向，車輛10的縱向移動。軌道組件62包括附接到支撐板 40上的下軌66和附接到托架板60下側的上軌68。上軌68在下軌66上滑 動。軌道組件64包括附接到支撐板40上的下軌70和附接到托架板60下側 的上軌72。上軌72在下軌70上滑動。軌道組件62和64可以位于水平面上 或者可以傾斜于水平方向，使得托架板60在其前后移動期間具有豎向移 動分量。回轉臺8 O通過樞銷82安裝到托架板6 0上，使得回轉臺8 0可以在托架 板60上圍繞由樞銷82形成的豎軸旋轉。回轉臺延伸部84從回轉臺80向上 伸出。通常以9O表示的部件夾緊裝置安裝到回轉臺8O上用于夾持制動助力 器組件12 。夾具9O具有通過通常以94表示的軌道組件連接到回轉臺80的 回轉臺延伸部84上的夾盤92。軌道組件94包括安裝到回轉臺延伸部84上 的下軌96和安裝到夾盤92下側的上軌98。上軌98在下軌96上滑動，使得 夾盤92可以在回轉臺80上縱向移動。部件夾緊裝置90還具有從夾盤92橫向伸出的左臂102和右臂104。助 力器支撐左叉106通過旋轉座架108連接到左臂102上，所述旋轉底架使左 叉106圍繞沿車輛縱向延伸的軸線旋轉。同樣，助力器支撐右叉112通過 旋轉底架114連接到右臂104上，所述旋轉底架使左叉106圍繞沿車輛10 的縱向延伸的軸線旋轉。頸部116從夾盤92向上伸出并且攜帶吸盤118， 所述吸盤與制動助力器組件12接合以將制動助力器組件12保持在叉106 和112上。如圖2最佳顯示的那樣，左凸輪導向裝置120和右凸輪導向裝置122 安裝到底板30上并且界定了制動加力器12朝向其位于艙壁16上的安裝位置的復雜運動路徑。凸輪導向裝置120具有前部126和后部128，所述前部 朝向避震托18略微向左傾斜，所述后部朝向避震托18更為明顯地向左傾 斜。對凸輪導向裝置122進行類似地配置。形式為凸輪滾子132的凸輪隨 動件安裝在托架板60的左上角上并且在左凸輪導向裝置120上運動。形式導向裝置122上運動。 操作參考圖2，顯示了處于空載情況的部件裝載工具。部件裝載工具具有 可觀的重量，因此將被安裝到高空起重機、或負載平衡臂、或可能是機 器人上，以便輔助車輛裝配人員將部件裝載工具抬起并移動到圖1所示位 置，其中，部件裝栽工具10通過吊架32支撐在車身14上。在工具10已經放置在車身14上之前或之后，制動助力器組件12可以 放在部件裝栽工具10的夾具90上。制動助力器組件12的重量由叉106和 112支撐，并且所述叉在需要吊起制動助力器組件U時可以圍繞他們各自 的樞軸108和114旋轉。吸盤118與制動助力器組件12表面相連以將制動助 力器組件12保持在夾具90的叉106和112上的適當位置處。在圖l中，制動助力器組件12位于其在搶壁16上的最終安裝位置縱向 向前幾英寸，以及其在艙壁16上的最終安裝位置的橫向向右幾英寸的位 置處。操作人員沿向后方向推動夾緊裝置90或制動助力器組件12，以便 使制動助力器組件12朝向其安裝位置移動。當夾緊裝置90朝向艙壁16向 后推動時，由于將托架板60安裝在支撐板40上的軌道組件62和64的緣 故，回轉臺80和與此相連的托架板60也向后移動。在托架板60縱向向后 移動期間，凸輪滾子132和134起到凸輪隨動件的作用，沿凸輪導向裝置 120和122運動并且導致托架板60和支撐板40沿向左方向朝向避震托18橫 向移動。參考圖3，可以看到在制動助力器組件12朝向其安裝位置的向后移動 期間，裝配人員還可以使回轉臺80和夾具90圍繞在回轉臺80和托架板60 之間動作的樞軸82旋轉。另外，由于軌道組件94的緣故，將夾具90安裝 在回轉臺80上的夾盤92可以相對于回轉臺80往復移動。因此，可以看到，部件裝栽工具10提供許多不同的運動和操作自由 度，由此為制動助力器組件12提供復雜的運動路徑，其將有效地使制動助力器組件12越過避震托18和任何其它障礙，并且使制動助力器組件到 達用于附接到艙壁16上的最終位置。凸輪導向裝置120和122與凸輪滾子 132和134配合以形成路徑導向機構，所述路徑導向機構將自動引導托架 板60的運動，從而使制動助力器組件12接近所需位置。另外，裝配人員 具有額外的自由以使回轉體80圍繞樞銷82旋轉，以及在需要時通過軌道 組件94使夾緊裝置90相對于回轉臺80滑動，從而使制動助力器組件12圍 繞任何障礙進行進一步的引導并且到達用于安裝螺栓或其它緊固件的最 終位置。在制動助力器組件12已經到達其最終位置時，吸盤118從制動助力器 組件12上拆下，并且部件夾持工具10從車身14上拆下。本發明的在先描述本質上只是示例性的，因此，其變形落入本發明 的范圍之內。盡管此處顯示的實例是將制動助力器組件裝載到車身艙壁 中，但是應當理解，部件裝載工具可以用于將任何裝置裝栽到通常安裝 部件的車身或其它本體中。另外，應當理解，支撐板40可以通過縱向延伸的軌道組件安裝到底 板30上，在這種情況下，托架板60將通過橫向延伸的軌道組件安裝到支 撐板40上。由希望的運動路徑所決定，這些軌道組件優選但不必要地布 置為彼此成90度。另外，這些軌道組件不限于嚴格的縱向和橫向朝向， 并且可以根據希望的運動路徑略微傾斜。此外，軌道組件不限于附圖顯示的特定滑軌，而是可以從工業生產 中已知的滑道、軌道、滾子、滾珠絲桿或其它軌道裝置中選取。盡管底 板30、支撐板40和托架板60在附圖中顯示為實心金屬板，但是底板30、 支撐板40和托架板60可以由具有較輕重量的棒材或管材構造而成。
權利要求
1.一種用于將部件裝載到與本體相對的所需位置上的工具，包括底座，其適于可拆卸地懸掛在所述本體上；支撐件，其通過第一軌道組件安裝到所述底座上，使得所述支撐件可以相對于所述本體沿第一方向移動；托架，其通過第二軌道組件安裝到所述支撐件上，使得所述托架可以相對于所述本體沿第二方向移動；回轉臺，其通過樞軸安裝到所述托架上，使得所述回轉臺可以在所述托架上旋轉；部件夾緊裝置，其安裝到所述回轉臺上以支撐所述部件；和路徑導向機構，其在所述托架和所述底座之間作用，并且界定所述托架的移動路徑以將所述部件運送至所需位置。
2. 如權利要求l所述的工具，還包括所述路徑導向機構具有至少一個 凸輪導向裝置和至少一個凸輪隨動件，其中所述凸輪導向裝置安裝在所 述底座上，所述凸輪隨動件安裝在所述托架上并且在所述凸輪導向裝置 上運動以引導所述托架的移動。
3. 如權利要求l所述的工具，還包括所述路徑導向機構具有凸輪導向 裝置和凸輪滾子，所述凸輪導向裝置安裝在位于所述托架的相對橫向側 面上的所述底板上，所述凸輪滾子安裝在所述托架的每一側上并且在所 述凸輪導向裝置上運動以引導所述托架。
4. 如權利要求l所述的工具，還包括所述夾緊裝置通過第三軌道組件 安裝在所述回轉臺上，使得所述夾緊裝置可以相對于所述回轉臺移動。
5. 如權利要求l所述的工具，還包括所述夾緊裝置具有用于夾持所述 部件的吸盤。
6. 如權利要求l所述的工具，還包括所述夾緊裝置具有一對用于夾持 所述部件的叉。
7. 如權利要求5所述的工具，還包括所述叉通過旋轉座架附接到所述 夾緊裝置上。
8. 如權利要求l所述的工具，還包括所述部件夾緊裝置具有用于夾持 所述部件的至少一個叉和一個吸盤。
9. 如權利要求l所述的工具，還包括由所述第一軌道組件界定的運動 方向與由第二軌道組件界定的運動方向成大約90度地延伸。
10. 如權利要求l所述的工具，還包括所述第一軌道組件橫向于所述本體延伸，并且所述第二軌道組件縱向于所述本體延伸。
11. 一種用于將制動助力器組件裝載到車身艙壁上的所需位置以便為附接到所述艙壁上做準備的工具，包括工具底板，其具有將所述工具底板可拆卸地懸掛在所述本體上的吊架；支撐板，其通過第一對軌道組件安裝到所述工具底板上，使得所述支撐板可以沿橫向于所述車身的第一方向移動；托架板，其通過一對第二軌道組件安裝到所述支撐板上，使得所述 托架板可以沿縱向于所述車身的第二方向移動；回轉臺，其通過樞軸安裝到所述托架板上，使得所述回轉臺可以在 所述托架板上旋轉；制動助力器夾緊裝置，其安裝到所述回轉臺上用于支撐所述制動助 力器；和至少一個凸輪隨動件，其由所述托架板支承并與安裝在所述底板上 的凸輪導向裝置接合，從而界定托架朝向和遠離所述艙壁的橫向和縱向 運動路徑。
12. 如權利要求11所述的工具，還包括凸輪滾子和凸輪導向裝置，所 述凸輪滾子安裝在所述托架的每一相對側上，所述凸輪導向裝置安裝在 位于所述托架的運動路徑的每一側上的底板上，所述凸輪滾子與所述凸 輪導向裝置接合以界定所述托架朝向和遠離所述艙壁的橫向和縱向運動 路徑。
13. 如權利要求ll所述的工具，還包括將所述夾緊裝置安裝到所述回 轉臺上的第三軌道組件。
14. 如權利要求ll所述的工具，還包括所述制動助力器夾緊裝置具有用于夾持所述制動助力器的吸盤和一對叉。
15. 如權利要求14所述的工具，還包括所述叉通過旋轉座架附接到所述夾緊裝置上。
16. 如權利要求ll所述的工具，還包括所述部件夾緊裝置具有用于夾 持所述部件的至少一個叉和一個吸盤。
17. 如權利要求ll所述的工具，還包括由所述笫一軌道組件界定的運 動方向與由所述第二軌道組件界定的運動方向成大約9 0度地延伸。
18.如權利要求11所述的工具，還包括所述制動助力器夾緊裝置具 有用于夾持所述制動助力器的一對叉和吸盤，并且所述制動助力器夾緊 裝置通過第三軌道組件安裝到所述回轉臺上，使得所述制動助力器夾緊 裝置可以相對于所述回轉臺運動。
全文摘要
本發明提供一種用于將部件裝載到與本體相對的所需位置上的工具。這種工具具有適于可拆卸地懸掛在本體上的底座和通過第一軌道組件安裝在所述底座上的支撐件，使得所述支撐件可以相對于所述本體沿第一方向移動。托架通過第二軌道組件安裝到所述支撐件上，使得所述托架可以相對于所述本體沿第二方向移動。回轉臺通過樞軸安裝到所述托架上，使得所述回轉臺可以在所述托架上旋轉。部件夾緊裝置安裝到所述回轉臺上以支撐所述部件。路徑導向機構在所述托架和所述底座之間作用，并且界定所述托架朝向本體的運動路徑，使得所述部件運送到所述本體上的所需位置處以便附接到其上。
文檔編號B23P19/04GK101214613SQ200810001970
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月4日 優先權日2007年1月5日
發明者A·W·雅布翁斯基, D·G·托蘭, K·P·蘇里亞納拉延 申請人:通用汽車環球科技運作公司