DE102007014850A1

DE102007014850A1 - Fertigungsstraße

Info

Publication number: DE102007014850A1
Application number: DE102007014850A
Authority: DE
Inventors: Hermann Wunderle; Thomas Schweiger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: DE102007014850B4

Abstract

Bei einer Fertigungsstraße zur schrittweisen Werkstückbearbeitung, insbesondere zum schrittweisen Zusammenbau von Kraftfahrzeug-Fahrwerkskomponenten, mit mehreren, zu aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen verfahrbaren Förderpaletten, an denen die Werkstücke jeweils lagegenau positioniert sind, wird erfindungsgemäß ein typenvariabler Werkstücktransport mit geringem Bau-, Umrüst- und Lagerhaltungsaufwand dadurch erreicht, dass die Förderpaletten mit einer Vielzahl von rasterförmig verteilten, zueinander identischen Aufnahmen (8) und korrespondierenden, in werkstückspezifisch ausgewählte Aufnahmen passgenau einsetzbaren Adaptern (9) und diese mit werkstücktypabhängig unterschiedlich gestalteten, jeweils einen werkstückseitig vorgegebenen Fixpunkt lastfest mit der rastermäßig nächstliegenden Adapterposition verbindenden Tragelementen (18) versehen sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fertigungsstraße zur schrittweisen Werkstückbearbeitung, insbesondere zum schrittweisen Zusammenbau von Kraftfahrzeug-Fahrwerkskomponenten, mit jeweils zu aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen verfahrbaren Förderpaletten, auf denen die Werkstücke lagegenau positioniert sind, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei bekannten Fertigungsstraßen dieser Art sind die Förderpaletten mit Werkstückhalterungen zumeist in Form von aufgeständerten Stützelementen versehen, die an werkstückseitig vorgegebenen Stellen der Förderpaletten befestigt und an ihren oberen Enden mit Passstiften bestückt sind, auf die die Werkstücke vor dem Einschleusen in die Fertigungsstraße aufgesetzt werden. Bei einem Wechsel des Werkstücktyps müssen die zuvor verwendeten durch andere Förderpaletten mit unterschiedlich gestalteten und angeordneten Halterungen ersetzt werden. Die Anfertigung derartiger Förderpaletten gesondert für jeden Werkstücktyp ist mit einem hohen Herstellungsaufwand verbunden und bei einer größeren Typenvielfalt müssen zur Bevorratung der für die gerade nicht benötigten Werkstücktypen angefertigten Förderpaletten große Lagerkapazitäten zur Verfügung stehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fertigungsstraße der eingangs genannten Art so auszubilden, dass ein typenvariabler Werkstücktransport mit geringem Bau-, Umrüst- und Lagerhaltungsaufwand erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fertigungsstraße mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Fertigungsstraße kommen unabhängig vom Werkstücktyp stets unverändert gleiche Förderpaletten mit identischen Aufnahmen und Adaptern zum Einsatz, so dass nur die zwischen den Adaptern und den werkstückseitigen Fixpunkten angeordneten Tragelemente individuell an den jeweiligen Werkstücktyp angepasst werden müssen. Demzufolge wird die Anzahl von insgesamt benötigten Förderpaletten und zugehörigen Baukomponenten selbst bei einer großen Typenvielfalt gleichbleibend gering gehalten, mit der weiteren Besonderheit, dass die freie Kraglänge der Tragelemente nach Maßgabe des Abstandes zwischen werkstückseitigem Fixpunkt und rastermäßig nächstliegender Adapterposition bemessen und dadurch so stark reduziert wird, dass Positionierfehler, die ihre Ursache in großen Kraglängen und dementsprechend hohen Biegebeanspruchungen der lastaufnehmenden Tragelemente haben, wirksam unterbunden werden.
In baulich besonders bevorzugter Weise ist zur Verriegelung von gleichzeitig mehreren, in die Aufnahmen eingesetzten Adaptern ein diesen gemeinsam zugeordneter Betätigungsmechanismus vorgesehen.
Zweckmäßigerweise können die Tragelemente an den werkstückseitigen Fixpunkten anstelle von Passstiften zur Werkstückpositionierung auch mit anderen Funktionsteilen bestückt sein, nämlich vorzugsweise mit abnehmbar an den Tragelementen angebrachten und an einer der Arbeitsstationen dann mit dem Werkstück verbundenen Anbauteilen, wie Befestigungsschrauben oder dgl.
Um Drehlagenfehler zwischen Adaptern und Aufnahmen auf konstruktiv einfache Weise auszuschließen, sind die Adapter in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung in einer definierten Winkellage in die Aufnahmen einsetzbar.
Eine wesentliche Verringerung der Umrüstzeiten lässt sich dadurch erzielen, dass die Förderpaletten, wie bevorzugt, mit den Adaptern und den an diesen vormontierten Tragelementen automatisiert bestückt werden.
In weiterer, baulich besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung enthält die Rasteranordnung mehrere, jeweils werkstücktypabhängig in einer von mehreren unterschiedlichen Einbaupositionen an einem Rahmen der Förderpalette montierbare Rasterleisten, an denen in Leistenlängsrichtung voneinander beabstandete Aufnahmen angeordnet sind, um so eine enge Rasterung der Aufnahmen mit sehr geringem Fertigungsaufwand zu erreichen.
Im Hinblick auf eine weitere, wesentliche Fertigungsvereinfachung bei zugleich hochexakter Adapterpositionierung empfiehlt es sich schließlich, die Aufnahmen und Adapter nach Art handelsüblicher, kegelstumpfförmiger Steckverbindungen auszubilden, wie sie etwa aus der DE 32 36 824 C2 zur stationären Werkstückeinspannung an sich bekannt sind.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
1 ein Teilstück einer Fertigungsstraße zur Veranschaulichung des Förderprinzips;
2 eine perspektivische Darstellung eines teilweise bestückten Rahmenteils einer Förderpalette;
3a, b eine Teilansicht einer einzelnen Rasterleiste im Schnitt (a) und in der Untersicht (b); und
4a, b, c drei jeweils mit unterschiedlich gestalteten Tragelementen bestückte Adapter.
In 1 ist eine Fertigungsstraße im Bereich einer Förderstrecke 1 gezeigt, auf der die Werkstücke 2, z. B. ein Teilzusammenbau von Kraftfahrzeug-Fahrwerkskomponenten, von einer zur nächsten Arbeitsstation (nicht gezeigt) be fördert werden. Zu diesem Zweck sind die Werkstücke 2 lagegenau auf Förderpaletten 3 positioniert, welche auf der Förderstrecke 1 geführt und angetrieben durch Förderhaken 4 zu den einzelnen Arbeitsstationen verfahren werden.
Jede Förderpalette 3 enthält ein Rahmenteil 5 (2), an welchem zueinander identische Rasterleisten 6 in jeweils einer von mehreren, mit engem Abstand parallel zueinander verlaufenden Einbaupositionen montierbar sind, wie dies durch die schwalbenschwanzförmigen Einbauöffnungen 7 am Rahmenteil 5 angedeutet ist. Die Rasterleisten 6 sind mit einer Reihe von gleichförmig voneinander beabstandeten Aufnahmen 8 versehen, in die jeweils ein entsprechender Adapter 9 passgenau einsetzbar ist. Gemäß 3a sind die Aufnahmen 8 und Adapter 9 als zueinander formgleiche Innen- bzw. Außenkegel ausgebildet und zur Sicherung einer definierten Adapter-Drehlage bezüglich der Symmetrieachse A-A ist zwischen Aufnahme 8 und Adapter 9 ein Formschluss 10 etwa nach Art einer Keil-Nutverbindung vorgesehen.
Zur Verriegelung der Adapter 9 an den Rasterleisten 6 ist diesen jeweils ein Betätigungsmechanismus 11 zugeordnet, welcher eine auf der Unterseite der Rasterleisten 6 verschieblich geführte, mit schlüssellochförmigen Durchbrüchen 12 im Bereich der Aufnahmeöffnungen 8 versehene Verriegelungsplatte 13 enthält, die gemäß 3 durch eine Zugfeder 14 in der Verriegelungsstellung gehalten wird, in der die engeren Schlüssellochabschnitte der Verriegelungsplatte 13 einen erweiterten Bund 15 am verjüngten Adapterende hintergreifen und dadurch die in der Rasterleiste 6 eingesetzten Adapter 9 ausziehsicher arretieren. Wird die Verriegelungsplatte 13 z. B. durch Betätigung eines Lösestiftes 16 mit einem mit der Verriegelungsplatte 13 zusammenwirkenden Schubkeil 17 entgegen der Federkraft, also im Sinne der 3 nach links, verschoben, so wird der Adapterbund 15 durch den erweiterten Schlüssellochabschnitt freigegeben, so dass sich der Adapter 9 aus der Rasterleiste 6 entfernen lässt. Auf diese Weise lassen sich sämtliche in der Rasterleiste 6 befindlichen Adapter 9 durch den Betätigungsmechanismus 11 gemeinsam verriegeln bzw. freischalten.
Während die bis hierher beschriebenen Baukomponenten – Förderpalette 3, Rahmenteil 5 und Rasterleisten 6 einschließlich der Aufnahmen 8 und Adapter 9 – in unverändert gleicher Bauweise für sämtliche Werkstücktypen verwendet werden, erfolgt die werkstückspezifische Anpassung der Förderpaletten 3 mit Hilfe von typenabhängig gestalteten Tragelementen 18, die jeweils fest mit den Adaptern 9 verbunden sind und von diesen zu den in Abhängigkeit vom jeweiligen Werkstücktyp vorgegebenen Fixpunkten verlaufen. An den werkstückseitigen Fixpunkten sind die Tragelemente 18 mit Passstiften 19 (4c) zur lagegenauen Werkstückpositionierung bestückt, können aber auch weitere Funktionen übernehmen, etwa eine reine Werkstückabstützung mittels eines Auflagers 20 (4a) oder die Halterung eines lösbar aufgesteckten Anbauteils, z. B. einer Befestigungsschraube 21 (4b), die beim Auflegen des Werkstücks 2 in eine entsprechende Werkstückbohrung eingeführt, in einer nachfolgenden Arbeitsstation werkstückfest verschraubt und dann nach Durchlaufen der Fertigungsstraße, wenn das Werkstück 2 von der Förderpalette 3 abgehoben wird, aus der Stecklage am Tragelement 18 herausgezogen wird.
Durch die in Längsrichtung der Rasterleisten 6 linear aneinander gereihten Aufnahmeöffnungen 8 und die quer dazu gestaffelten Einbaupositionen 7 am Rahmenteil 5 wird ein Raster aufgespannt, in dessen Grenzen sich beliebige Rasterpunkte mit einem Adapter 9 einschließlich eines daran befestigten Tragelements 18 besetzen lassen. Von diesen wird derjenige Rasterpunkt zur Bestückung mit einem Adapter 9 ausgewählt, welcher einem werkstückseitig vorgegebenen Fixpunkt am nächsten liegt. Auf diese Weise wird die erforderliche Kraglänge der Tragelemente 18 möglichst klein gehalten und somit nicht nur der Fertigungsaufwand für die Tragelemente 18 reduziert, sondern vor allem auch Positionierfehler, die bei größeren Kraglängen aufgrund von Biegeverformungen der lastaufnehmenden Tragelemente 18 entstehen können, wirksam vermieden.
Für einen typenvariablen Betrieb der Fertigungsstraße wird pro Werkstücktyp und Förderpalette 3 ein gesonderter Satz von entsprechend gestalteten Tragelementen 18, vorzugsweise jeweils vormontiert an einem Adapter 9, bevorratet und bei einem Typenwechsel gegen den zuvor verwendeten Tragelement-/Adaptersatz ausgetauscht, wobei die Rasterleisten 6 erforderlichenfalls umgesteckt werden. Aufgrund des beschriebenen Bestückungskonzepts sind die Förderpaletten 3 nicht nur für ein einfaches manuelles, sondern insbesondere auch für ein robotergestützt automatisiertes Umrüsten hervorragend geeignet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3236824 C2 [0011]

Claims

Fertigungsstraße zur schrittweisen Werkstückbearbeitung, insbesondere zum schrittweisen Zusammenbau von Kraftfahrzeug-Fahrwerkskomponenten, mit mehreren, zu aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen vierfahrbaren Förderpaletten, an denen die Werkstücke jeweils lagegenau positioniert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpaletten (3) mit einer Vielzahl von rasterförmig verteilten, zueinander identischen Aufnahmen (8) und korrespondierenden, in werkstückspezifisch ausgewählte Aufnahmen passgenau einsetzbaren Adaptern (9) und diese mit werkstücktypabhängig unterschiedlich gestalteten, jeweils einen werkstückseitig vorgegebenen Fixpunkt lastfest mit der rastermäßig nächstliegenden Adapterposition verbindenden Tragelementen (18) versehen sind.
Fertigungsstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verriegelung und Freigabe von gleichzeitig mehreren, jeweils in eine Aufnahme (8) eingesetzten Adaptern (9) ein diesen gemeinsam zugeordneter Betätigungsmechanismus (11) vorgesehen ist.
Fertigungsstraße nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente (18) an den werkstückseitigen Fixpunkten mit verschiedenartigen Funktionsteilen (19, 20, 21) bestückt sind.
Fertigungsstraße nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Funktionsteile zusätzlich zu Passstiften (19) zur Werkstückpositionierung abnehmbar an den Tragelementen (18) angebrachte und mit den Werkstücken (2) verbindbare Anbauteile (Befestigungsschrauben 21) vorgesehen sind.
Fertigungsstraße nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapter (9) verdrehsicher in die Aufnahmen (8) einsetzbar sind.
Fertigungsstraße nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapter (9) mit an diesen vormontierten Tragelementen (18) automatisiert in werkstücktypenabhängig vorgegebene Aufnahmen (8) der Förderpalette (3) einsetzbar sind.
Fertigungsstraße nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteranordnung an einem Rahmenteil (5) der Förderpalette (3) jeweils werkstücktypvariabel in einer von mehreren unterschiedlichen Einbaupositionen montierbare Rasterleisten (6) mit in Leistenlängsrichtung voneinander beabstandeten Aufnahmen (8) enthält.
Fertigungsstraße nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapter (9) als kegelstumpfförmige, in entsprechend kegelige Aufnahmen (8) der Förderpalette (3) einsetzbare Steckelemente ausgebildet sind.