專利名稱：將車身組件安裝至車身殼體的方法及其所用支架的制作方法
技術領域：
本發明涉及將車身組件安裝至具有側壁的車輛車身殼體的方法。本發明還涉及此 方法中所用的支架。
背景技術：
在現代車輛中，對車身組件在車身中的精確定位制定了嚴格的標準，因為其用于 規定間隙和安裝方式，而安裝方式描述了車身部件間的間隙。在組裝好的狀態燈、翼子板、 散熱器隔柵、行李廂蓋、和發動機罩中，應當形成最小且優選為平行的間隙且可能的變形應 當最少。類似地，對安裝步驟也有相似的要求。因此，在安裝時，必須將車身部件非常精確 地插入車身殼體。后續的修正十分昂貴。同時，汽車構造中越來越多的模塊化導致使用預組裝單元，其中預組裝以形成該 單元的車輛部件可能具有形狀誤差，其會導致安裝這些單元同時注意間隙和安裝方式更加 困難。例如，一個這種單元為車輛前端，其可包含散熱器框架、冷卻總成、發動機罩鎖、以及 車前燈直至保險杠。德國專利DE 4216606A1描述了用于車身部件的實際參考點，其構成了統一空間 參考系統，并用作中間起始位置。發明人意圖利用這些參考點使用模版和計量表為安裝的 部件提供進一步的安裝輔助。因此需要相對較高的設備支出。美國專利US 7143494B2提出了一種用于在先前繪制的車身殼體上為車身組件設 定參考點的詳細方法，其考慮到制造和焊接車身殼體時的尺寸變化，且該變化可被傳感器 所感應到用于安裝車身部件。本發明的目的在于改進上述用于將車身組件安裝至車身的方法以便提供一種更 簡單、更經濟有效的車身組件安裝方法。此外，該方法還意圖能夠在機械化生產水平不夠好 的企業中實施。
發明內容
根據本發明所公開的方法實現了上述目的。在下文中描述了有益改進。基于下列 步驟實現了所述目的，其中測量車身殼體中至少一個側壁的至少一個局部區域關于至少 車輛第一坐標的實際位置；基于測量值為待安裝車身組件繪制至少一個關于至少車輛第一 坐標的參考點；以及相對于這最少一個參考點安裝待安裝車身組件。測量車身殼體中至少一個側壁的至少一個局部區域關于至少車輛第一坐標的實 際位置使得能夠探測側壁相對于底部總成的形狀誤差和位置誤差并通過定位至少一個參 考點來容易地且優化地對此作出補償。這樣，可得到參考位置，其可通過簡單易用的裝置可 靠地確定而無需借助復雜的光學系統。這樣，即使在技術水平不那么好的汽車生產廠家也 可以很可靠地使用根據本發明的方法。另外，該方法允許對于各個車輛分別確定側壁的位 置，這樣總是可以考慮各個單獨的車輛的側壁的實際位置，從而實現最佳間隙和安裝方式。能夠測量車身殼體中至少一個側壁的至少一個局部區域關于至少車輛第一坐標的實際位置而不發生任何接觸。優選地通過采用激光測量的測量裝置實現對實際位置的測量。優選地記錄車身殼體中兩個側壁的至少一個局部區域(例如其A柱、B柱和/或C 柱)關于至少車輛第一坐標的實際位置。這樣，能夠確定實際零點(例如關于第一坐標的 實際零點)作為車輛中心。可隨后通過簡單的定心裝置(centering device)設定并固定 參考點，這樣其與關于第一坐標的實際車輛中心相關聯。對零點的確定還可用作確定并定位其它關于各個坐標的參考點的基礎。在鏡向對 稱設置車身組件的情況和/或車身組件設置在兩個鏡向對稱設置的車身組件之間的情況 下這尤為有利。同樣，根據本發明的方法適合關于至少一個車輛坐標確定至少一個參考點 而無論是哪個坐標。可確定用于待安裝車身組件的關于第二和/或第三車輛坐標的參考 點，第一、第二和第三坐標彼此垂直。為了固定關于至少一個其它坐標的至少一個參考點，可在另一待安裝車身組件被 固定至車身殼體之前，為該車身組件使用另一已繪制好的關于該其它坐標的參考點。由于 距要被繪制的參考點的距離相對較短，用于相鄰車身組件的參考點尤其適合該目的。由于預組裝的車身部件是關于至少車輛第一坐標的實際位置測量的并且基于測 量值來繪制用于待安裝車身組件的至少一個關于至少車輛第一坐標的參考點，本發明的目 的可完全得以實現。類似地，能夠確定兩個預組裝車身組件關于至少第一坐標的實際位置 并且可由其確定特定參考點(例如零點)，用于待安裝車身組件的參考點可相對于該特定 參考點定位。在各種情況下，均可補償先前組裝的車身組件可能的組裝誤差。在各種情況 下，均可基于測量值為待安裝車身組件繪制至少一個關于至少車輛第一坐標的參考點，且 與上述方法中的其它步驟一樣，可相對于這最少一個參考點安裝待安裝車身組件。在本發明的改進中，可基于測量值通過位于車身殼體上的鑲塊形成至少一個關于 第一坐標的參考點。鑲塊優選地位于車身殼體的支撐部件(例如縱梁和橫梁)上。鑲塊可 暫時(例如在安裝車身部件時)固定至車身，或者可永久固定在那里。鑲塊可實施為支架。支架可包含帶有用于待安裝車身組件的定位元件或定位部分 的參考點的支承件和/或止動器。為了相對于至少一個參考點安裝待安裝車身組件，可將 待安裝車身組件的定位元件或定位部分容納在支承件中或引導其抵靠止動器。定位元件優 選地包含至少一個銷形部分用于接合在支承件中。這允許對待安裝車身組件進行特別精確 的定位。為了協助支承待安裝車身組件的定位元件或定位部分，支承件可包含具有一定深 度尺寸的凹陷或凹坑。支架可固定至車身使得該深度尺寸至少在車輛第二坐標的方向上大 約與第一坐標垂直。車輛第二坐標優選地與車輛的第一坐標和第三坐標垂直。這樣，可通 過深度尺寸的大小相對于第二坐標調節參考點。支承件可成型有可調節的深度尺寸。可替 代地，支架可包含多個不同深度尺寸的支承件，基于關于第二坐標的測量值選擇支承件。在 生產過程中也可提供分別具有不同深度尺寸的不同支架。可基于測量值自動實現合適支架 的要求、定位和/或固定。支承件可包含支承件基部。支承件橫截面可在深度尺寸的方向上或朝向支承件基 部逐漸變窄。這提供了漏斗形或楔形引導用于更為便利地引入定位元件或定位部分。支架優選地實施為金屬板條。其優選地在端面上包含支承件。支承件可包含支承槽，其側向開口并優選為垂直連接至金屬板條的較大側面。為了更為精確地定位待安裝車 身組件，可將支架設置在車身上使得支承槽在第三坐標的方向上側向延伸。在組件的安裝位置，待安裝車身組件的定位元件或定位部分優選地定位成使得其 至少相對于一個或多個坐標緊密或不緊密地接合在支承件中。可采用例如插孔和/或按扣 連接用于該目的。定位元件或定位部分優選地定位為使得其緊密互鎖在支承槽中。如果支承件橫截 面在深度尺寸的方向上朝向支承件基部逐漸變窄，支承件基座范圍內的支承件橫截面可成 型為使得待安裝車身組件的相關定位元件或相關定位部分在支承件側壁上側向緊密擠壓、 和/或使得其支撐于支承件基部上。這樣，可實現將定位元件或定位部分相對于第一坐標 牢固地安裝在支承件中。支承件基部可用作參考點。鑲塊或支架可通過傳統連接方式(例如焊接、粘接、或軟焊)固定至車身殼體。鑲 塊或支架優選地通過激光焊接或電弧焊接(例如通過快速焊接(Weldfast)方法)固定在 車身上。條形支架可具有成角度的支腳用于支撐并固定至車身殼體。條形支架優選地實施 為帶有延伸支腳的對接板，其可通過快速焊接方法由黏結劑連接直接連接至車身殼體而無 需焊料。根據機動車輛構造中的慣例，三個坐標可分配為X坐標(即車長)、Y坐標(即車 寬)和Z坐標(即車高)。取決于待安裝車身組件的位置以及要確定的坐標，這些坐標最終 被稱為第一坐標、第二坐標、和第三坐標。顯而易見，也可測量側壁關于兩個或所有三個坐 標的相對位置，以便從而相對于側壁確定關于兩個或所有三個坐標的實際車輛中心，并相 對于此將用于待安裝車身或待安裝車身部件的所需參考點與車身殼體相關聯。車身組件可為單體組件，或者其可由兩個或多個預制構件構成。車身組件可為預 制模塊。根據本發明的方法尤其適合用于安裝固定至底部總成和至少一個側壁的車身組 件，因為其中初始產生的誤差會帶來特別大的影響。待安裝車身組件可為車輛前端，在這種 情況下其可采用包含了至少一些上述組件的模塊的形式。此處，可測量兩個側壁的至少一 個局部區域(優選地為車身殼體中的A柱)的實際位置。優選地關于車輛寬度(即Y坐 標)進行測量。根據其能夠確定實際樸點作為車輛中心，可優選地將參考點相對于其設定 在底部總成上。可通過前端的端部止動件將前端的X坐標與行駛方向相反(即車輛的負X 方向)地抵靠底部總成(特別是抵靠縱梁和/或前橫梁)設定。從而可通過該至少一個縱 梁和/或前橫梁上的端部止動件來設定前端的至少一個關于X坐標的參考點的定位。還可對其它坐標中至少一個進行測量。優選地，翼子板和/或發動機罩的至少一 個已繪制參考點的坐標優選地用于設定至少一個關于X坐標和/或Z坐標的參考點。由于通過鑲塊定位前端，因此能夠根據測量的側壁實際位置得到關于Y坐標的參 考點，其位于底部總成上。另外，可通過形成支架的支承件來確定Z坐標。可替代地，還可 在另一參考點(優選地位于兩個側壁上)中設定Z坐標。如上所述，可通過前端的止動器 抵靠底部總成設定X坐標。這樣，可根據側壁通過四個關于X坐標的止動器、優選地用于定 位銷或針(作為定位元件)的兩個關于Z坐標的支承件、和優選地用于定位銷或針(作為 定位元件)的關于Y坐標的支承件充分定向前端。這樣可以確保最佳間隙和安裝方式。
圖Ia為車輛車身殼體前部的立體圖。圖Ib為帶有修改后的參考點的車輛車身殼體前部的立體圖。圖2為根據圖la、lb的詳細放大圖II。圖3為根據圖Ib的車身殼體的前部的立體圖，但安裝了前翼子板和用于前端的前 支撐構架。1車身殼體2車輛
3側壁4底部總成
5翼子板6支撐構架
7前端8端部
9縱梁10A柱
11測量裝置12止動器
13支架14鑲塊
15側面16支承槽
17支承件18內側壁
19定位元件20定位銷
21支承件基部f行駛方向
t深度XX坐標
yY坐標yo關于Y坐標的車輛中心
+Y0. 5距車輛中心的距離-Y0. 5距車輛中心的距離
ZZ坐標L激光
具體實施例方式圖1、3分別顯示了帶有側壁3和底部總成4的車輛2的車身殼體1的前部的立體 圖(從行駛方向f看)。根據圖Ia的示例性實施例與根據圖Ib的示例性實施例的區別僅 在于參考點的配置。圖3還顯示了安裝好的車輛車身組件，在本例中為前翼子板5和前端 7的支撐構架6，此處未完全顯示。圖2顯示了圖1的細節。在此處所顯示的示例性實施例中，提供關于X坐標x、Y坐標y、和Z坐標ζ的四個 參考點Rl至R3或者Rl與R2用于安裝前端7的支撐構架6。參考點Rl、R2和R3使得支 撐構架6及安裝至其的前端7能夠精確定位以便安裝。在本文的各種示例中，參考點R2均 位于側壁3上。在根據圖Ia的示例性實施例中，不同的參考點Rl和R3位于底部總成4的 縱梁9上行駛方向f的前部。在根據圖Ib的示例性實施例中，參考點Rl設置在各個縱梁 9的前部。這樣，前端7的支撐構架6從底部總成4(在本例中從縱梁9)至側壁3橋接過 渡。側壁3和底部總成4的生產及組裝中的尺寸公差會累積導致誤差，特別是相對于Y坐 標。結果，當完全安裝至車身殼體1中時，前端7 (在圖3中僅通過其支撐構架6表示)與 翼子板5和/或發動機罩(未顯示)會呈現較差的間隙和安裝方式。根據本發明的方法對此進行了修正，因為起始點為帶有底部總成4和縱梁9的車 身殼體1。第一步，測量車身殼體1中至少一個側壁3的至少一個局部區域關于至少車輛2 第一坐標的實際位置。在本說明書所示的示例性實施例中，在各個示例中該局部區域為A柱10且第一坐標為Y坐標y。Y坐標y描述了車寬。通過以激光L運轉的計量裝置11確 定兩個A柱10相對于Y坐標y的實際位置而無須任何接觸。隨后計算關于Y坐標的實際 車輛中心y0。在附圖中以+Y0. 5和-Y0. 5顯示了側壁3相對于實際車輛中心y0的實際位 置或其與后者的距離。第二步，基于確定的側壁3的實際位置為前端7及其支撐構架6繪制至少一個關 于車輛2的Y坐標y的參考點(在本例中為參考點Rl)。該參考點Rl用于設定前端7關于 Y坐標的位置。第三步，安裝前端7和前端7的支撐構架6。由于參考點Rl在縱梁9上的 定位或縱梁9與側壁3的實際位置相關并與由此確定的實際車輛中心y0相關，上述誤差得 以彌補。這樣，在安裝前端7和相鄰車身部件(即翼子板5和發動機罩(未顯示))時可實 現最佳間隙和安裝方式。在各個示例中參考點R2均關于Z坐標ζ (即車高)和X坐標χ (即車長)設定在 側壁3上。根據圖la，在參考點R3處，通過止動器12將X坐標χ設定至縱梁9。類似地通 過止動器12，關于X坐標χ將參考點Rl設定至縱梁9。這樣，相對于所有坐標χ、y、ζ設定 了支撐構架6和牢固地安裝至支撐構架的前端7的定位，Y坐標的確定基于側壁3相對于 彼此及相對于底部總成4的實際位置。顯而易見，根據圖Ia中的示例性實施例，僅規定一個參考點Rl足以確定前端7相 對于Y坐標y的位置。在根據圖Ib的示例性實施例中，提供了兩個參考點R1，其相對于實際 車輛中心y0鏡像對稱地設定在縱梁9上并相同地成型。該措施進一步協助前端7的安裝。設有實施為支架13的鑲塊14用于關于Y坐標y設定參考點R1。根據所確定的距 實際車輛中心的距離+Y0. 5和-Y0. 5，將支架13牢固地固定至縱梁9，即在本例中其通過快 速焊接(Weldfast)方法焊接在那里。支架13采用帶有較大側面16的金屬板條，其側向彎曲成圓形以便使其形狀較為 穩定。在安裝前端7后，其保持為縱梁9上的潛在變形部件。支架13具有支承件17，其實 施為帶有深度尺寸t的支承槽16。對齊支承槽16使得其側向(從行駛方向f看)開口至 較大側面16。支承槽16的較窄內側壁18位于側壁9上大約與Y坐標y垂直。支承槽16 在Z坐標方向開口。在根據圖Ia的示例性實施例中，支架13安裝在左縱梁9上，而在根據 圖Ib的示例性實施例中，支架13安裝在兩個縱梁9上。為了將前端7定位在車身殼體1上，設置在支撐構架6上并具有定位銷20的定位 元件19近似在Z坐標方向上接合在支架13的支承槽16中，如圖2中虛線所示。在被引入 支承槽16中時，定位銷20擱在支承件基部21上并關于Y坐標緊密互鎖，擠壓內側壁18。 這樣將定位銷20關于Y坐標y固定在縱梁9上。為了協助將定位銷20引入支承槽16中， 后者朝向頂部加寬并具有倒角。由于定位銷20擱在支承件基部21上，此時通過支承件基部21相對于側壁部件9 的位置設定Z坐標ζ。由于此處使用了具有特定支承件基部21位置的支架13，未考慮兩個 側壁3關于Z坐標ζ的相關相互位置。本說明書中未更為詳細地顯示具有可調節點用于根 據側壁3關于Z坐標ζ的相對位置來設定Z坐標的鑲塊，但根據本發明可輕易實現。為此， 支架的支撐件基部可為例如高度可調節的設計。可替代地，支架可包含多個具有不同高度 的支承件基部的支承件，基于側壁部件的相對位置的測量值使用其中的一個具體支承件。
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權利要求
1.一種將車身組件安裝至具有側壁(3)的車輛O)的車身殼體(1)的方法，所述方法 包含下列步驟測量所述車身殼體(1)中至少一個側壁(3)的至少一個局部區域關于至少車輛(2)第 一坐標的實際位置；基于所述測量值為所述待安裝車身組件繪制至少一個關于所述至少車輛(2)第一坐 標的參考點(R1)；并相對于所述至少一個參考點(R1)安裝所述待安裝車身組件。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，記錄所述車身殼體(1)中所述兩個側壁 (3)的至少一個局部區域關于所述車輛O)的所述至少第一坐標的實際位置，并由此確定 關于所述至少第一坐標的實際零點為車輛中心(yj。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于所述測量值通過鑲塊(14)形成 至少一個關于所述至少第一坐標的參考點(R1),所述鑲塊位于所述車身殼體(1)上。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述鑲塊(14)實施為支架(13)，所述支 架包含用于所述待安裝車身組件的定位元(19)件或定位部分的帶有所述參考點(R1)的支 承件(17)和/或止動器，其中通過將所述待安裝車身組件的定位元件(19)或定位部分容 納在所述支承件(R7)中和/或引導其抵靠所述止動器來安裝所述待安裝車身組件的定位 元件(19)或定位部分。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述支承件包含具有深度尺寸(t)的凹 陷或凹坑，其中，所述支架(1 固定至所述車身殼體(1)使得所述深度尺寸(t)在所述車 輛O)的第二坐標方向上至少與所述第一坐標近似垂直，所述第二坐標與所述第一坐標和 所述車輛O)的第三坐標垂直。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述支架(1 實施為在端面上包含 支承件(17)的金屬板條，所述支承件(17)包含支承槽(16)，其中，所述支架(1 位于所述 車身殼體(1)上使得所述支承槽(16)在所述第三坐標的方向上側向延伸。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述支承件(17)包含支承件基部(21)， 所述支承件橫截面在所述深度尺寸(t)的方向上朝向所述支承件基部逐漸變窄且所 述支承件基部范圍內的所述支承件橫截面成型為使得所述待安裝車身組件的相關定 位元件(19)或相關定位部分在所述支承件(17)中側向緊密擠壓，其中，通過所述支承件錐 形橫截面將與所述待安裝車身組件的相關定位元件(19)或相關定位部分擠壓接觸的組件 引導入所述支承件(17)中，并在所述支承件(17)中達到至少相對于所述第一坐標緊密擠 壓。
8.根據權利要求3至7中任一項所述的方法，其特征在于，所述鑲塊(14)通過焊接固 定在所述車身殼體(1)上。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，所述待安裝車身組件為所述 車輛O)的前端(7)，且所述第一坐標為Y坐標(y)，所述第二坐標為Z坐標(ζ)，所述第三 坐標為X坐標(X)，其中，相對于所述車輛的Y坐標測量所述車身殼體(1)中兩個側壁(3) 中每一個的至少一個局部區域或其A柱(10)的實際位置，并由此確定實際Y。點作為車輛 中心。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，為所述前端(7)、翼子板(5)和/或發動機罩使用至少一個已繪制的參考點(R1)以便設定至少一個關于所述X坐標(χ)和/或Z坐 標(ζ)的參考點(R1)。
11.根據權利要求10中所述的方法，其特征在于，所述車輛( 包含具有縱梁(9)和/ 或前橫梁的底部組件G)，其中，通過止動器(1 使所述前端(7)的X坐標(χ)抵靠至少一 個所述縱梁(9)和/或所述前橫梁固定。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的方法，其特征在于，測量所述車身殼體(1)中 至少一個側壁(3)的至少一個局部區域關于所述至少車輛(2)第一坐標的實際位置而不發 生任何接觸。
13.用于權利要求1至12中任一項所述方法的用于將車身組件安裝至車輛(2)車身殼 體(1)的支架，其特征在于，所述支架(13)包含用于所述待安裝車身組件的定位元件(19) 或定位部分的支承件(17)和/或止動器用于調節關于至少一個車輛(2)坐標的至少一個 參考點(R1)。
14.根據權利要求13所述的支架，其特征在于，所述支承件(17)包含具有深度尺寸 (t)的凹陷或凹坑和支承件基部(21)，且其支承件橫截面在所述深度尺寸(t)的方向上朝 向所述支承件基部逐漸變窄。
15.根據權利要求14所述的支架，其特征在于，所述支承件基部范圍內的支承件 橫截面成型為使得可應用所述待安裝車身組件的相關定位元件(19)或相關定位部分從而 其至少側向緊密接合在所述支承件(17)中。全文摘要
本發明公開了一種將車身組件安裝至車輛車身殼體的方法和該方法中所使用的支架。根據本發明，為了更容易并更精確地將車身組件相對于相鄰車身組件進行安裝，測量車身殼體中至少一個側壁的至少一個局部區域關于至少車輛第一坐標的實際位置。隨后基于測量值為待安裝車身組件繪制至少一個關于該至少車輛第一坐標的參考點。隨后相對于這最少一個參考點安裝待安裝車身組件。該方法尤其適用于將前端安裝在車身殼體中。本發明提供了一種更簡單、更經濟有效的車身組件安裝方法。
文檔編號B23P19/04GK102120470SQ20101061521
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年1月11日
發明者伯特·尼森, 魯德格爾·麥爾 申請人:福特全球技術公司