DE10032086A1

DE10032086A1 - Anlage zum Zusammenfügen von Bauteilen

Info

Publication number: DE10032086A1
Application number: DE2000132086
Authority: DE
Inventors: Eberhard Becker
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-07-01
Filing date: 2000-07-01
Publication date: 2002-01-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Zusammenfügen von Bauteilen, Baugruppen oder dergleichen mit Zuführeinrichtungen von mindestens zwei Bauteilen, Baugruppen oder dergleichen zu einer Montagestation, der wenigstens eine automatische Montageeinheit zugeordnet ist. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass im Bereich der Montagestation eine horizontal um 180 DEG schwenkbare Verschraubstation (28) im Werkstattboden (22) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Zusammenfügen von Bauteilen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.

Es ist bekannt, dass das Zusammenfügen von Bauteilen, insbesondere von Kraftfahrzeugeinzelteilen und/oder Baugruppen oder dergleichen, in sogenannten Taktstraßen erfolgt. Dabei unterscheidet man die Fertigung hinsichtlich einer Linien- oder einer Rundtaktstraße. Eine Rundtaktstraße ermöglicht gegenüber einer Linientaktstraße zwar eine flächenmäßige Konzentration der Arbeitsstationen, jedoch ist die Zugänglichkeit der Arbeitsstation vom Zentrum der Rundtaktstraße beschränkt. In allen beiden Systemen erfolgt der. Zusammenbau der einzelnen Bauteile in entsprechenden Taktschritten. Aus der DE-A 195 05 622 ist eine Anlage zum Zusammenbau von Kraftfahrzeugkarosserien bekannt, bei der mittels eines Hängeförderers ein Werkstück auf den Werkzeugträger eines Drehtisches gelegt wird. Unter dem Drehtisch sind Hubtische angeordnet, die die Werkstücke für die Bearbeitung aufnehmen und nach der Bearbeitung wieder ablegen und danach sich unterhalb der Rotationsebene des Drehtisches absenken, wobei das Werkstück auf den Drehtisch abgelegt wird. Durch den Drehtisch wird das Werkstück zur nächsten Bearbeitungsstation weitergefördert. An den Bearbeitungsstationen sind Handhabungsautomaten angeordnet, mit denen die anzufügenden Teile dem Werkstück zugeführt werden und durch entsprechend angeordnete Werkzeuge werden die Bauteile miteinander verbunden.

Nachteilig bei diesen Anlagen ist, dass sie aufgrund der durchzuführenden Arbeitsschritte für jeden Taktschritt eine entsprechende Arbeitsfläche benötigen, wodurch insgesamt ein hoher Platzbedarf beansprucht wird. Viele Taktschritte bedeuten auch, dass das Werkstück immer wieder neu eingerichtet beziehungsweise neu positioniert werden muss. Dadurch werden die Taktzeiten und demzufolge die Kosten erhöht. Ein weiterer Nachteil dieser Anlagen besteht darin, dass durch die Anordnung der Handhabungsautomaten und dar Werkzeuge mit den entsprechenden Werkzeugträgern zusätzliche manuelle Arbeiten in diesem Bereich an dem Werkstück nicht durchgeführt werden können, da durch die im Montagebereich vorhandenen Werkzeuge die Zugänglichkeit behindert beziehungsweise verhindert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Zusammenfügen von Bauteilen, Baugruppen oder dergleichen zu schaffen, mit der eine bessere Flächenausnutzung erfolgt und mit der sowohl erforderliche manuelle als auch automatisierte mechanische Arbeiten bei guter Zugänglichkeit zu den Montagestellen durchführbar sind und mit der durch Arbeitstakteinsparungen Kosten reduziert werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Anlage zum Zusammenfügen von Bauteilen, Baugruppen oder dergleichen mit den in dem Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass im Bereich der Einbaustation eine horizontal um 180° schwenkbare Verschraubstation im Werkstattboden angeordnet ist, können im Arbeitsbereich manuelle und automatisierte mechanische Arbeiten durchgeführt werden, ohne dass es bei den erforderlichen manuellen Arbeiten zu Beeinträchtigungen der Zugänglichkeit der Montagestellen durch die entsprechenden Bearbeitungs- beziehungsweise Montagewerkzeuge kommt. Durch das Wegschwenken der Verschraubstation wird die als Werkstattboden ausgebildete Rückseite der Verschraubstation als bodenebene Fläche für die notwendigen manuellen Tätigkeiten genutzt. Beeinträchtigungen der Zugänglichkeit der Montagestellen werden durch die weggeschwenkte Verschraubstation vollständig vermieden. Durch entsprechendes Einschwenken der Verschraubstation werden die automatisierten mechanischen Arbeiten an dem selben Arbeitsplatz durchgeführt. Ein Weiterleiten der Werkstücke nach Abschluss der manuellen Tätigkeiten ist nicht erforderlich. Dadurch entfällt der eigentlich sonst notwendige Arbeitstakt und damit ein erforderliches neues Positionieren der Werkstücke und der Werkzeuge. Dieses führt insgesamt zur Reduzierung der Herstellungskosten.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anlage vor Beginn der Montagearbeiten;

Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anlage mit teilweise ausgefahrenen Indexiersäulen;

Fig. 3 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anlage mit ausgeschwenkter Verschraubstation;

Fig. 4 einen Schnitt I-I gemäß Fig. 2 mit eingeschwenkter Verschraubstation;

Fig. 5 einen Schnitt I-I gemäß Fig. 2 mit um zirka 45° ausgeschwenkter Verschraubstation und

Fig. 6 einen Schnitt I-I gemäß Fig. 2 mit um zirka 180° ausgeschwenkter Verschraubstation.

Die erfindungsgemäße Lösung wird anhand einer Anlage zum Zusammenbau von Kraftfahrzeugteilen, insbesondere der Montage einer Kraftfahrzeugkarosserie mit dem Fahrwerk und dem Antriebsstrang, näher erläutert. Die erfindungsgemäße Lösung ist jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Erfindung ist auch für den Zusammenbau von anderen Bauteilen geeignet.

Die Anlage zum Zusammenbau einer Karosserie 14 mit einem Fahrwerk und Antriebsstrang 16 besteht aus den Transportsystemen für die einzelnen Bauteile, den Positioniersystemen und einem automatisierten Montagesystem. Das Transportsystem für die Karosserie 14 besteht aus einem Hängeförderer 10 mit daran angeordnetem Dreh-Hub-Schwenkgehänge 12, während das Transportsystem für das Fahrwerk und den Antriebsstrang 16 aus einem fahrerlosen Transportfahrzeug 20 mit darauf befindlichem Montage-Einfahrrahmen 18 für das Fahrwerk und den Antriebsstrang 16 besteht. Im Bereich der Einbaustation sind im Werkstattboden 22 versenkbare Positionier-Hubsäulen 24 und Indexiersäulen 26 zur Positionierung der Bauteile angeordnet. Zur Montage der Karosserie 14 mit dem Fahrwerk und dem Antriebsstrang 16 ist im Bereich der Einbaustation eine horizontal um 180° schwenkbare Verschraubstation 28 im Werkstattboden 22 angeordnet.

Nach Zuführung der Karosserie 14 und des Fahrwerks mit dem Antriebsstrang 16 in den Bereich der Einbaustation wird die Karosserie 14 durch das Dreh-Hub- Schwenkgehänge 12 in die entsprechende Fügeposition gebracht. Diese Ausgangssituation ist in Fig. 1 dargestellt. Der Montage-Einfahrrahmen 18 mit dem Fahrwerk und dem Antriebsstrang 16 wird durch Ausfahren der Positionier- Hubsäulen 24 aus dem Werkstattboden 22 aufgenommen. Die stirnseitig unter dem Montage-Einfahrrahmen 18 angreifenden Positionier-Hubsäulen 24 sind über eine Kugelrollenspindel und einen Positionierantrieb NC-gesteuert und heben synchron den Montage-Einfahrrahmen 18 mit dem darauf befindlichen Fahrwerk und dem Antriebsstrang 16 von dem Transportfahrzeug 20 ab. Das Transportfahrzeug 20 wird aus dem Bereich der Einbaustation ausgefahren. Danach erfolgt das synchrone Ausfahren von vier NC-gesteuerten Indexiersäulen 26 aus dem Werkstattboden 22. (siehe Fig. 2). Im abgesenkten Zustand bilden die Indexiersäulen 26 mit dem Werkstattboden 22 eine Ebene. Über eine elektronische Welle, die einen Verbund von elektronisch gesteuerten Servoregelantrieben darstellt, wird das Ausfahren der Indexiersäulen 26 gesteuert und durch die Indexiersäulen 26 erfolgt eine Fixierung des Dreh-Hub-Schwenkgehänges 12 mit der daran befindlichen Karosserie 14 in x-, y- sowie in z-Richtung. Die endgültige Positionierung des Montage-Einfahrrahmens 18 mit dem darauf befindlichen Fahrwerk und dem Antriebsstrang 16 und des Dreh-Hub-Schwenkgehänges 12 mit der daran befindlichen Karosserie 14 erfolgt manuell über sogenannte Zustimmertasten. Dabei erfolgt über entsprechende elektronische Wellen eine Synchronbewegung des Dreh- Hub-Schwenkgehänges 12, der Positionier-Hubsäulen 24 und der Indexiersäulen 26 synchron im Verbund vorwärts sowie rückwärts als auch aufwärts und abwärts.

Nach erfolgter Positionierung der Karosserie 14 und des Fahrwerks mit dem Antriebsstrang 16 in die vorgesehene Einbaulage werden erforderliche manuelle Füge- und Verschraubtätigkeiten in unterschiedlichen Ergonomiehöhen verrichtet. Die Einstellung der entsprechenden Montagehöhen erfolgt ebenfalls manuell durch Betätigung der Zustimmtasten, über die ein Impuls zur synchronen Bewegung des Dreh- Hub-Schwenkgehänges 12, der Positionier-Hubsäulen 24 und der Indexiersäulen 26 ausgelöst wird. Die durchzuführenden manuellen Arbeiten können somit in einer günstigen Arbeitslage und ohne Beeinträchtigungen der Zugänglichkeit der Montagestellen durch vorhandene Arbeitswerkzeuge durchgeführt werden. Die Rückseite der im Werkstattboden 22 schwenkbar angeordneten Verschraubstation 28 ist plan ausgebildet und bildet im eingeschwenkten Zustand mit dem Werkstattboden 22 eine Ebene. Bei den manuell durchzuführenden Arbeiten kann diese Fläche als Arbeitsfläche mitgenutzt werden, so dass eine effektive Ausnutzung des manuellen/mechanisierten Arbeitsplatzes gegeben ist. Durch die Durchführung der manuellen und mechanisierten Montagearbeiten an einem Arbeitsplatz werden die Herstellungskosten reduziert, da ein notwendiger Arbeitstakt und damit ein erforderliches neues Positionieren der Werkstücke und der Werkzeuge entfällt.

Nach Durchführung der manuellen Arbeiten erfolgt die Freigabe zur automatischen Bearbeitung. Die Indexiersäulen 26 werden in den Werkstattboden 22 eingefahren und bilden danach mit diesem wieder eine ebene Fläche. Die Positionier-Hubsäulen 24 werden in Schraubposition gefahren, während gleichzeitig ein synchrones Nachführen des Dreh-Hub-Schwenkgehänges 12 erfolgt. Die im Bereich der Einbaustation im Werkstattboden 22 angeordnete Verschraubstation 28 wird durch eine 180°-Schwenkung aus dem Werkstattboden 22 ausgeschwenkt, wobei die Verschraubstation 28 stirnseitig zentrisch im Werkstattboden 22 gelagert ist. In Fig. 3 ist die Ausschwenkung der Verschraubstation 28 um 180° aus dem Werkstattboden 22 dargestellt. In Fig. 4 bis 6 ist die Ausschwenkung der Verschraubstation 28 dargestellt. Fig. 4 zeigt die Verschwenkstation im eingeschwenkten Zustand. In Fig. 5 ist die Verschraubstation 28 um zirka 75° aus Ausgangslage ausgeschwenkt dargestellt, während in Fig. 6 die Verschraubstation 28 in ihrer Endlage, das heißt Ausschwenkung um 180° in Arbeitsstellung, dargestellt ist. Die Schwenkung der Verschraubstation 28 erfolgt durch einen unterhalb des Werkstattbodens angeordneten NC-gesteuerten Positionierantrieb mit Winkelgetriebe und Zahnkette. Nach Schwenkung um 180° und elektromotorische Verriegelung befindet sich die Verschraubstation 28 in Arbeitsstellung. Die Verschraubstation besteht aus zwei Schraubsystemen 30, die jeweils aus einer Horizontalhauptachse, einer Vertikalachse und zwei Horizontal-Schraubspindeln bestehen. Der Antrieb der Schraubsysteme 30 und deren Positionierung in Längs- und in Querrichtung sowie in der Höhe erfolgt durch Linearmotore mit Absolutwegemesssystem. Nach Positionierung der Schraubsysteme 30 erfolgt ein vollautomatisches Verschrauben der Karosserie 14 mit dem Fahrwerk und Antriebsstrang 16. In dem Montage- Einfahrrahmen 18 sind Adapterspindeln angeordnet, die eine Verschraubung mit verschiedenen Drehmomenten ermöglichen.

Nach erfolgter Komplettverschraubung des Fahrwerks und des Antriebsstrangs 16 an die Karosserie 14 fahren die Schraubsysteme 30 in ihre Grundstellung zurück und durch rückläufige Rotation um 180° wird die Verschraubstation 28 wieder in den Werkstattboden 22 eingeschwenkt. Die Rückseite der Verschraubstation 28 bildet nun wieder eine ebene Fläche mit dem Werkstattboden 22. Das fahrerlose Transportfahrzeug 20 fährt unter den Montage-Einfahrrahmen 18 und durch Absenken der Positionier-Hubsäulen 24 wird der Montage-Einfahrrahmen 18 auf dem Transportfahrzeug 20 abgelegt. Die Positionier-Hubsäulen 24 werden weiter abgesenkt, so dass sie im abgesenkten Zustand mit dem Werkstattboden 22 eine Ebene bilden. Gleichzeitig wird das Dreh-Hub-Schwenkgehänge 12 mit der Karosserie 14 sowie verschraubtem Fahrwerk und Antriebsstrang 16 in Transporthöhe gehoben. Mit den Auslaufen des Hängeförderers 10 und des Transportfahrzeuges 20 erfolgt ein Weitertakten für einen Prozessablauf.

BEZUGSZEICHENLISTE

10

Hängeförderer

12

Dreh-Hub-Schwenkgehänge

14

Karosserie

16

Fahrwerk und Antriebsstrang

18

Montage-Einfahrrahmen

20

Transportfahrzeug

22

Werkstattboden

24

Positionier-Hubsäule

26

Indexiersäulen

28

Verschraubstation

30

Schraubautomaten

32

Horizontalhauptachse

34

Vertikalachse

36

Horizontal-Schraubspindel

Claims

1. Anlage zum Zusammenfügen von Bauteilen, Baugruppen oder dergleichen mit Zuführeinrichtungen von mindestens zwei Bauteilen, Baugruppen oder dergleichen zu einer Montagestation, der wenigstens eine automatische Montageeinheit zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Montagestation eine horizontal um 180° schwenkbare Verschraubstation (28) im Werkstattboden (22) angeordnet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im eingeschwenkten Zustand der Verschraubstation (28) die Rückseite der Verschraubstation (28) und der Werkstattboden (22) eine Ebene bilden.

3. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite der schwenkbaren Verschraubstation (28) als Werkstattboden (22) ausgebildet ist.

4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschraubstation (28) ein oder mehrere Schraubsysteme (30) zugeordnet sind.

5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubsysteme (30) höhen-, längs- und querverstellbar angeordnet sind.

6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schwenkung der Verschraubstation (28) der Verschraubstation (28) ein NC-gesteuerter Positionierantrieb mit Winkelgetriebe und Zahnkette angeordnet sind.

7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkmechanismus der Verschraubstation (28) unterhalb des Werkstattbodens (22) angeordnet ist.

8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionierung der Schraubsysteme (30) der Verschraubstation (28) ein NC-gesteuerter Linearantrieb mit Absolutwegemesssystem angeordnet sind.

9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im unmittelbaren Bereich der Verschraubstation (28) im Werkstattboden (22) vorzugsweise zwei in der Höhe verstellbare NC-gesteuerte Positionier-Hubsäulen (24) angeordnet sind, die einen Montage- Einfahrrahmen (18) mit dem Bauteil (16) von einem Transportfahrzeug (20) aufnehmen.

10. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionier-Hubsäulen (24) im abgesenkten Zustand mit dem Werkstattboden (22) eine Ebene bilden.

11. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionierung des mit einem Hängeförderers (10) und mit einem verstellbaren Dreh-Hub-Schwenkgehänges (12) transportierten Bauteils (14) im Werkstattboden mehrere verstellbare NC-gesteuerte Indexiersäulen (26) angeordnet sind.

12. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Indexiersäulen (26) im abgesenkten Zustand mit dem Werkstattboden (22) eine Ebene bilden.