DE102008032909B4 - Method and manufacturing device for the manufacture of body shells of vehicles - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Fertigen von Rohkarosserien von Fahrzeugen, mit folgenden Schritten: – Halten eines vorgefertigten Teils der zu fertigenden Rohkarosserie durch eine Halteeinrichtung (1), – Ansetzen einer weiteren Komponente an den vorgefertigten Teil der Rohkarosserie durch einen ersten Roboter (4, 5), – Aufnehmen eines Spannrahmens (15–17) von einer Spannrahmenhalteeinrichtung (8–11) durch eine in einer Längsrichtung (2, 20, 21) und in einer Querrichtung (3) verfahrbare Spanneinrichtung (18, 19) in einer Übergabeposition, – Verfahren des Spannrahmens (15–17) von der Übergabeposition in eine Spannposition, in welcher der Spannrahmen (15–17) die weitere Komponente in eine definierte Position in Bezug auf den vorgefertigten Teil der Rohkarosserie spannt, – Verbinden der weiteren Komponente mit dem vorgefertigten Teil der Rohkarosserie durch mindestens einen zweiten Roboter (22, 23) zu einem weiter vervollständigten vorgefertigten Teil der Rohkarosserie, – Zurückbringen des zuletzt verwendeten Spannrahmens (15–17) und Absetzen des Spannrahmens (15–17) auf der Spannrahmenhalteeinrichtung (8–11), dadurch gekennzeichnet, dass – die Halteeinrichtung (1) eine ortsfest angeordnete Halteeinrichtung ist, – die Rohkarosserie auf ein und derselben Halteeinrichtung (1) hergestellt wird, indem nacheinander eine Vielzahl weiterer Komponenten gemäß den vorgenannten Verfahrensschritten mit dem vorgefertigten Teil der Rohkarosserie verbunden werden, – die Spannrahmenhalteeinrichtung (8–11) drehbar engeordnet ist und durch Drehen der Spannrahmenhalteeinrichtung (8–11) ein gerade benötigter Spannrahmen (15–17) in die Übergabeposition gebracht wird, – jeder weiteren Komponente ein separater Spannrahmen (15–17) zugeordnet ist, – sich der mindestens eine zweite Roboter (22, 23) automatisch mit einem für das Verbinden benötigten Werkzeug bestückt und – neben dem Verfahrweg der Spanneinrichtung (18, 19) ein Werkzeuglager (24, 25) vorgesehen ist, aus dem der mindestens eine zweite Roboter (22, 23) das jeweils benötigte Werkzeug auswählt und sich selbstständig damit bestückt.A method of manufacturing body shells of vehicles, comprising the following steps: - holding a prefabricated part of the body shell to be manufactured by a holding device (1), - applying a further component to the prefabricated part of the body shell by a first robot (4, 5), - Receiving a clamping frame (15-17) from a clamping frame holding device (8-11) by a clamping device (18, 19) movable in a longitudinal direction (2, 20, 21) and in a transverse direction (3) in a transfer position, - method of the clamping frame (15-17) from the transfer position to a clamping position, in which the clamping frame (15-17) clamps the further component in a defined position with respect to the prefabricated part of the body shell, - connecting the further component with the prefabricated part of the body shell at least one second robot (22, 23) to a further completed prefabricated part of the body shell, - Rückbri the last used clamping frame (15-17) and settling of the clamping frame (15-17) on the clamping frame holding device (8-11), characterized in that - the holding device (1) is a stationarily arranged holding device, - the body shell on and the same holding device (1) is produced by successively connecting a plurality of further components according to the aforementioned method steps with the prefabricated part of the body shell, - the clamping frame holding means (8-11) is rotatably arranged and by turning the clamping frame holding means (8-11) a straight required clamping frame (15-17) is brought into the transfer position, - each further component is assigned a separate clamping frame (15-17), - the at least one second robot (22, 23) automatically equipped with a tool required for the connection and - In addition to the travel of the clamping device (18, 19) a tool bearing (24, 25) vorges is marriage, from which the at least one second robot (22, 23) selects the tool required in each case and self-equipped with it.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Fertigungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 3.The present invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a manufacturing device according to the preamble of claim 3.

Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist aus der DE 10 2005 036 463 A1 bekannt. Zum relevanten Stand der Technik zählen ferner die DE 20 2005 003 913 U1 sowie die DE 198 06 963 A1 .A method according to the preamble of claim 1 is known from DE 10 2005 036 463 A1 known. The relevant prior art also includes the DE 20 2005 003 913 U1 as well as the DE 198 06 963 A1 ,

Fahrzeugkarosserien bestehen aus einer Vielzahl einzelner Komponenten, die in der Großserienfertigung in mehreren aufeinander folgenden Fertigungsstationen miteinander verbunden, insbesondere zu einer Rohkarosserie zusammengeschweißt werden. Ausgangskomponente einer Rohkarosserie ist üblicherweise die sogenannte Bodengruppe, ein komplexes Blechteil, das aus mehreren Komponenten zusammengesetzt sein kann. Die Bodengruppe wird mittels einer Fördereinrichtung in einer ersten Fertigungsstation eines Schweißbands platziert. Anschließend wird mittels eines Roboters oder mittels mehrerer Roboter eine erste Komponente bzw. eine erste Komponentenart an die Bodengruppe angesetzt. Beispielsweise wird an die linke und an die rechte Seite der Bodengruppe ein linker bzw. ein rechter Seitenrahmen angesetzt. In einem weiteren Fertigungsschritt verschweißt ein linker und ein rechter Schweißroboter die beiden Seitenrahmen mit der Bodengruppe.Vehicle bodies consist of a plurality of individual components, which are connected together in mass production in several successive production stations, in particular welded together to form a body shell. The starting component of a body shell is usually the so-called bottom group, a complex sheet metal part, which may be composed of several components. The floor assembly is placed by means of a conveyor in a first manufacturing station of a weld band. Subsequently, a first component or a first component type is attached to the floor group by means of a robot or by means of several robots. For example, a left or a right side frame is attached to the left and to the right side of the floor group. In a further manufacturing step, a left and a right welding robot welded the two side frames to the floor assembly.

Anschließend wird die Bodengruppe mit den beiden angeschweißten Seitenteilen mittels einer Fördereinrichtung zu einer zweiten Fertigungsstation weitertransportiert, bei der z. B. Dachspridgel zwischen die beiden Seitenteile eingeschweißt werden. Auf diese Weise wird in mehreren aufeinander folgenden Fertigungsstationen die Rohkarosserie sukzessive zusammengeschweißt.Subsequently, the bottom group is further transported with the two welded side panels by means of a conveyor to a second manufacturing station, in the z. B. roof sprue between the two side panels are welded. In this way, the body shell is successively welded together in several successive production stations.

Bei herkömmlichen Fertigungsstraßen können an einer Fertigungsstation üblicherweise jeweils nur eine oder maximal zwei verschiedene Karosseriekomponenten mit dem vorgefertigten Teil der Rohkarosserie verschweißt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass auf einem Fertigungsband eine Cabrio- und eine Coupé-Variante gefertigt wird und dass dementsprechend an ein und derselben Fertigungsstation je nach momentan anstehendem Fahrzeugmodell die Seitenwand eines Cabrios oder eines Coupés angeschweißt wird. Beim Anschweißen einer Karosseriekomponente an den bereits vorgefertigten Teil der Rohkarosserie wird die anzuschweißende Komponente mittels eines sogenannten „Spannrahmens” an den vorgefertigten Teil der Rohkarosserie angedrückt und anschließend mittels eines Schweißroboters angeschweißt.In conventional production lines usually only one or at most two different body components can be welded to the prefabricated part of the body shell at a manufacturing station. For example, it may be provided that a convertible and a coupe variant is produced on a production line and that accordingly, the side wall of a convertible or a coupe is welded to one and the same manufacturing station depending on the currently pending vehicle model. When welding a body component to the already prefabricated part of the body shell, the component to be welded is pressed by means of a so-called "clamping frame" to the prefabricated part of the body shell and then welded by means of a welding robot.

Aufgrund der Vielzahl einzelner Komponenten, aus denen eine Rohkarosserie zusammengeschweißt wird, weist eine entsprechende Schweißstraße eine Vielzahl von Fertigungsstationen, Förder- bzw. Liftstationen, Anlagensteuerungen, Roboter etc. auf. Eine Schweißstraße beansprucht dementsprechend viel Fertigungshallenfläche. Ein derartiges Fertigungskonzept ist daher nur für Großserienfertigungen wirtschaftlich darstellbar. Prototypen bzw. Kleinserien werden daher häufig nach wie vor in Handarbeit geschweißt. Vergegenwärtigt man sich, dass eine Fahrzeugkarosserie mehrere tausend Schweißpunkte und mehrere Meter Schweißnahtlänge aufweisen kann, so wird klar, wie aufwändig und kostenintensiv das manuelle Zusammenschweißen von Prototypen-Karosserien ist. Hinzu kommt, dass eine Prozessabsicherung, d. h. eine automatische Qualitätskontrolle, bei einer manuellen Fertigung nur bedingt möglich ist.Due to the large number of individual components from which a body shell is welded together, a corresponding welding line has a large number of production stations, conveyor or lift stations, system controls, robots, etc. A welding line requires accordingly a lot of production area. Such a manufacturing concept is therefore economically feasible only for mass production. Prototypes or small series are therefore often still welded by hand. It becomes clear how complex and costly the manual welding together of prototype bodies is. In addition, a process backup, i. H. an automatic quality control, with a manual production is only conditionally possible.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Fertigungsanlage zur Fertigung von Rohkarosserien für Fahrzeuge zu schaffen, das bzw. die auch bei geringen Losgrößen, d. h. beispielsweise im Prototypenbau oder bei Klein- bzw. Kleinstserien wirtschaftlich einsetzbar ist.The object of the invention is to provide a method and a manufacturing plant for the production of body shells for vehicles, the or even with small lot sizes, d. H. For example, in prototype or small or micro series is economically used.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This object is solved by the features of claims 1 and 3, respectively. Advantageous embodiments and further developments of the invention can be found in the dependent claims.

Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zum Fertigen von Roh karosserien von Fahrzeugen mit folgenden Schritten:

  • – Als Ausgangskomponente wird ein vorgefertigter Teil der zu fertigenden Rohkarosserie, z. B. eine Bodengruppe, in eine Halteeinrichtung einer Fertigungsstation eingebracht und dort gehalten. Das Einbringen in die Halteeinrichtung kann z. B. mittels einer automatischen Fördereinrichtung erfolgen.
  • – Anschließend wird eine weitere Komponente, z. B. ein Seitenrahmen, an den vorgefertigten Teil der Rohkarosserie durch einen ersten Roboter angesetzt. Es versteht sich, dass bei ”symmetrischen Komponenten” z. B. der linke und der rechte Seitenrahmen gleichzeitig an den in der Halteeinrichtung befindlichen vorgefertigten Teil der Rohkarosserie angesetzt werden können.
  • – Anschließend wird von einer Spanneinrichtung ein Spannrahmen aufgenommen. Der Spannrahmen kann in einer Spannrahmenhalteeinrichtung ”zwischengelagert” sein und durch eine in einer Längsrichtung und in einer Querrichtung verfahrbare Spanneinrichtung in einer Übergabeposition aufgenommen werden.
  • – Anschließend wird der Spannrahmen mittels der verfahrbaren Spanneinrichtung von der Übergabeposition in eine Spannposition verfahren. In der Spannposition spannt der Spannrahmen die mit dem bereits vorgefertigten Teil der Rohkarosserie zu verbindende weitere Komponente in eine definierte Position in Bezug auf den vorgefertigten Teil der Rohkarosserie.
  • – In einem weiteren Schritt wird die weitere Komponente mit dem vorgefertigten Teil der Rohkarosserie durch mindestens einen zweiten Roboter zu einem weiter vervollständigten, vorgefertigten Teil der Rohkarosserie verbunden. Als Verbindungstechnologie kommt z. B. Widerstandspunktschweißen, Schutzgasschweißen oder eine andere Verbindungstechnologie in Frage.
  • – Nach dem Verbinden der weiteren Komponente mit dem vorgefertigten Teil der Rohkarosserie wird der zuletzt verwendete Spannrahmen zurück zur Spannrahmenhalteeinrichtung gebracht und dort abgesetzt.
The starting point of the invention is a method for the manufacture of raw bodies of vehicles with the following steps:
  • - As a starting component is a prefabricated part of the body to be manufactured, z. As a bottom group, introduced into a holding device of a manufacturing station and held there. The introduction into the holding device can, for. B. by means of an automatic conveyor.
  • - Subsequently, another component, for. As a side frame, attached to the prefabricated part of the body shell by a first robot. It is understood that in "symmetrical components" z. B. the left and the right side frame can be applied simultaneously to the prefabricated part of the body shell located in the holding device.
  • - Then a clamping frame is added by a clamping device. The clamping frame may be "stored" in a clamping frame holding device and be received by a movable in a longitudinal direction and in a transverse direction clamping device in a transfer position.
  • - Then the clamping frame is moved by means of the movable clamping device from the transfer position to a clamping position. In the Clamping position of the clamping frame spans the further component to be connected to the already prefabricated part of the body shell in a defined position with respect to the prefabricated part of the body shell.
  • - In a further step, the further component is connected to the prefabricated part of the body shell by at least one second robot to a further completed, prefabricated part of the body shell. As connection technology comes z. B. resistance spot welding, inert gas welding or other connection technology in question.
  • - After connecting the other component with the prefabricated part of the body shell of the last used clamping frame is brought back to the clamping frame holding device and discontinued there.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Rohkarosserie auf ein und derselben Halteeinrichtung bzw. Fertigungsstation hergestellt wird, indem eine Vielzahl weiterer Komponenten gemäß den vorgenannten Verfahrensschritten mit dem vorgefertigten Teil der Rohkarosserie verbunden werden. Für die Fertigung der Rohkarosserie wird also nicht eine Fertigungsstraße mit einer Vielzahl von in einer Abfolge hintereinander angeordneter Fertigungsstationen benötigt. Das Fügen der Vielzahl einzelner Komponenten der Rohkarosserie erfolgt vielmehr auf einer einzigen Fertigungsstation.The essence of the invention is that the body shell is made on one and the same holding or manufacturing station by a variety of other components are connected in accordance with the aforementioned method steps with the prefabricated part of the body shell. For the production of the body shell so not a production line with a large number of successively arranged in a sequence manufacturing stations is needed. The joining of the plurality of individual components of the body shell is rather on a single manufacturing station.

Wie bereits angedeutet, wird üblicherweise für jede weitere zu fügende Komponente bzw. zumindest für jede weitere zu fügende Komponentenart ein separater Spannrahmen benötigt. Für die Fertigung einer kompletten Rohkarosserie werden also mehrere bzw. eine Vielzahl von Spannrahmen benötigt, die im unmittelbaren Umfeld der Fertigungsstation bzw. der Halteeinrichtung vorgehalten werden sollten. Als ”Zwischenlager” geeignet erscheint hierfür eine Spannrahmenhalteeinrichtung, die drehbar angeordnet ist und an der zwei, drei oder eventuell sogar noch mehr verschiedene Spannrahmentypen vorgehalten werden können. Durch Drehender Spannrahmenhalteeinrichtung kann ein gerade benötigter Spannrahmen in die Übergabeposition gebracht werden. In der Übergabeposition kann die Spanneinrichtung den Spannrahmen aufnehmen und an die zu fügende weitere Komponente der Rohkarosserie heranführen bzw. mittels des Spannrahmens die weitere zu fügende Komponente der Rohkarosserie an den bereits vorgefertigten Teil der Rohkarosserie andrücken.As already indicated, usually a separate clamping frame is required for each further component to be joined or at least for each additional component type to be joined. For the production of a complete body shell so several or a variety of clamping frames are needed, which should be kept in the immediate vicinity of the manufacturing station or the holding device. Suitable for this purpose as a "temporary storage" a clamping frame holding device, which is rotatably arranged and can be kept on the two, three or possibly even more different types of clamping frame. By rotating the clamping frame holding device, a just required clamping frame can be brought into the transfer position. In the transfer position, the clamping device can accommodate the clamping frame and introduce it to be joined to another component of the body shell or press by means of the clamping frame the further component to be joined the body shell to the already prefabricated part of the body shell.

Vorzugsweise sind entlang der Längsrichtung, in der die Spanneinrichtung verfahrbar ist, mindestens zwei Spannrahmenhalteeinrichtungen angeordnet. Für das Fügen bzw. das Anbauen bestimmter weiterer Komponenten werden Spannrahmen der einen Spannrahmenhalteeinrichtung und für das Fügen bestimmter anderer Komponenten Spannrahmen der zweiten Spannrahmenhalteeinrichtung verwendet.Preferably, at least two clamping frame holding devices are arranged along the longitudinal direction in which the clamping device is movable. For the joining or the cultivation of certain other components clamping frame of a clamping frame holding device and for the joining of certain other components clamping frame of the second clamping frame holding device is used.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der zweite Roboter, dessen Aufgabe das eigentliche Verbinden der zu fügenden Komponente mit dem vorgefertigten Teil der Rohkarosserie ist, sich automatisch mit einem für das Verbinden benötigten Werkzeug bestückt. Beispielsweise können im unmittelbaren Umfeld der Halteeinrichtung mehrere verschiedene Schweißwerkzeuge vorgehalten werden, von denen der zweite Roboter das jeweils benötigte Schweißwerkzeug auswählt und sich selbstständig damit bestückt.According to the invention, it is provided that the second robot, whose task is the actual joining of the component to be joined with the prefabricated part of the bodyshell, is automatically equipped with a tool required for the connection. For example, a plurality of different welding tools can be provided in the immediate vicinity of the holding device, of which the second robot selects the respectively required welding tool and independently populates it.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Spannrahmenhalteeinrichtungen im unmittelbaren Umfeld der Fertigungsstation bzw. der Halteeinrichtung angeordnet. Die Spannrahmenhalteeinrichtungen können so angeordnet sein, dass sie ein Mehreck definieren, innerhalb dessen sich die Fertigungsstation bzw. die Halteeinrichtung befindet. Die Spannrahmenhalteeinrichtungen können an den Ecken eines gedachten Vierecks, insbesondere an den Ecken eines Rechtecks, rundum die Fertigungsstation bzw. Halteeinrichtung angeordnet sein. Wenn z. B. jede Spannrahmenhalteeinrichtung drei Spannrahmen aufnehmen kann, so können insgesamt zwölf verschiedene Spannrahmen vorgehalten werden, entsprechend zwölf verschiedenen zu fügenden weiteren Karosseriekomponenten.According to a development of the invention, a plurality of clamping frame holding devices are arranged in the immediate vicinity of the production station or the holding device. The tenter holding devices may be arranged to define a polygon within which the manufacturing station or fixture is located. The clamping frame holding devices can be arranged at the corners of an imaginary quadrilateral, in particular at the corners of a rectangle, all around the production station or holding device. If z. B. each clamping frame holding device can accommodate three clamping frames, so a total of twelve different clamping frames can be kept, corresponding to twelve different body components to be joined.

In Längsrichtung der Fertigungsstation bzw. der Halteeinrichtung betrachtet kann auf der einen Seite der Halteeinrichtung eine erste und eine zweite und auf der anderen Seite der Halteeinrichtung eine dritte und eine vierte Spannrahmenhalteeinrichtung angeordnet sein.Considered in the longitudinal direction of the production station or the holding device can be arranged on one side of the holding device, a first and a second and on the other side of the holding device, a third and a fourth clamping frame holding device.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist in einem Bereich zwischen der zweiten und dritten wahlweise oder ergänzend dazu auch zwischen der ersten und vierten Spannrahmenhalteeinrichtung jeweils ein erster Roboter angeordnet, wobei die beiden ersten Roboter jeweils in Längsrichtung, d. h. entlang einer sogenannten ”siebten Roboterachse” verfahrbar sind.According to a development of the invention, in each case a first robot is arranged in an area between the second and third optionally or additionally also between the first and fourth clamping frame holding device, wherein the two first robots each in the longitudinal direction, d. H. along a so-called "seventh robot axis" are movable.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind in stirnseitigen Bereichen der Fertigungsstation Teilelager vorgesehen, in denen zu fügende Karosserieteile vorgehalten werden können. Der bzw. die beiden ersten Roboter fahren zum Aufnehmen eines weiteren Teils von der Fertigungsstation weg entlang der siebten Roboterachse. Nachdem der bzw. die beiden ersten Roboter eine weitere zu fügende Karosseriekomponente aufgenommen haben, fahren sie entlang der siebten Roboterachse zurück in Richtung der Fertigungsstation und setzen die weitere zu fügende Karosseriekomponente an den bereits vorgefertigten Teil der Rohkarosserie an, wo in einem weiteren Fertigungsschritt die weitere Komponente mittels eines zugeordneten Spannrahmens angespannt und mit dem vorgefertigten Teil der Rohkarosserie verbunden, z. B. verschweißt wird.According to a development of the invention, parts storage are provided in frontal areas of the manufacturing station, in which body parts to be joined can be kept. The first robot (s) travel along the seventh robot axis to pick up another part away from the manufacturing station. After the first robot (s) have picked up another body component to be joined, they drive back along the seventh robot axis in the direction of the robot Manufacturing station and put the other body component to be joined to the already prefabricated part of the body shell, where in a further manufacturing step, the further component is tensioned by means of an associated clamping frame and connected to the prefabricated part of the body shell, z. B. is welded.

Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt das Grundprinzip der Erfindung in schematischer Darstellung.In the following the invention will be explained in connection with the drawing. The only 1 shows the basic principle of the invention in a schematic representation.

1 zeigt eine Fertigungseinrichtung zur Fertigung von Rohkarosserien von Fahrzeugen mit einer Halteeinrichtung 1, die eine Längsrichtung 2 und eine Querrichtung 3 aufweist. Die Halteeinrichtung 1 ist dazu vorgesehen, einen vorgefertigten Teil einer zu fertigenden Rohkarosserie zu halten. Beispielsweise kann von oben her mittels einer hier nicht näher dargestellten Fördereinrichtung eine vorgefertigte Bodengruppe als Ausgangskomponente einer Fahrzeugkarosserie auf die Halteeinrichtung 1 aufgesetzt und dort festgespannt werden. 1 shows a manufacturing device for the production of body shells of vehicles with a holding device 1 which is a longitudinal direction 2 and a transverse direction 3 having. The holding device 1 is intended to hold a prefabricated part of a body shell to be manufactured. For example, from the top by means of a conveyor not shown here, a prefabricated floor assembly as the starting component of a vehicle body on the holding device 1 put on and tightened there.

Die Fertigungsstation weist ferner zwei erste Roboter auf, die im Folgenden auch als Teileroboter 4, 5 bezeichnet werden. Die beiden Teileroboter 4, 5 weisen jeweils eine ”siebte Roboterachse” auf, was bedeutet, dass sie in Längsrichtung 2 verfahrbar sind. Der Teileroboter 4 befindet sich in der hier gezeigten Stellung in der zurückgefahrenen Stellung, d. h. er ist von der Halteeinrichtung 1 nach links weggefahren. Der Teileroboter 5 hingegen ist ganz an die Halteeinrichtung 2 herangefahren. Die Teileroboter 4 sind dazu vorgesehen, zu fügende Fahrzeugkomponenten, wie z. B. Seitenrahmen innen, Seitenrahmen außen, Dachspriegel, Dachaußenhaut, Windlauf etc. aus zugeordneten Teilelagern 6, 7 zu entnehmen und an den in die Halteeinrichtung 1 eingespannten, bereits vorgefertigten Teil der Rohkarosserie anzusetzen. Hierzu wird der jeweilige Teileroboter 4, 5 zunächst von der Halteeinrichtung 2 weg in Richtung des zugeordneten Teilelagers 6 bzw. 7 verfahren. Dort nimmt er die zu fügende Karosseriekomponente auf und fährt zurück in Richtung der Halteeinrichtung 2. Anschließend setzt der Teileroboter die aufgenommene zu fügende Karosseriekomponente an den in die Halteeinrichtung 1 eingespannten Teil der Fahrzeugkarosserie an.The manufacturing station also has two first robots, which in the following also serve as divider robots 4 . 5 be designated. The two divider robots 4 . 5 each have a "seventh robot axis", meaning that they are longitudinal 2 are movable. The divider robot 4 is in the position shown here in the retracted position, ie it is from the holding device 1 drove off to the left. The divider robot 5 on the other hand, it is entirely up to the holding device 2 moved up. The divider robots 4 are intended to be mated vehicle components, such. B. side frame inside, side frame outside, roof bow, roof outer skin, cowl etc. from associated parts stores 6 . 7 to take and to the in the holding device 1 clamped, already prefabricated part of the body shell. For this purpose, the respective divider robot 4 . 5 first of the holding device 2 away in the direction of the associated parts warehouse 6 respectively. 7 method. There he picks up the body component to be joined and moves back in the direction of the holding device 2 , Subsequently, the divider robot sets the recorded body component to be joined to the in the holding device 1 clamped part of the vehicle body.

Wie aus 1 ersichtlich ist, sind um die Halteeinrichtung 1 herum im Bereich der Ecken eines gedachten Rechtecks vier sogenannte Spannrahmenhalteeinrichtungen 8, 9, 10, 11 angeordnet, die im Folgenden bzw. in den Patentansprüchen entsprechend ihrer Nummerierung in der Zeichnung auch als erste, zweite, dritte bzw. vierte Spannrahmenhalteeinrichtung bezeichnet werden. Jede der hier gezeigten Spannrahmenhalteeinrichtungen 8–11 weist jeweils drei in Umfangsrichtung ca. 120° voneinander beabstandete Haltearme 12, 13, 14 auf, an denen jeweils ein sogenannter Spannrahmen 15 ”zwischengelagert” ist.How out 1 it can be seen are the holding device 1 around the corners of an imaginary rectangle four so-called tenter holding devices 8th . 9 . 10 . 11 arranged, which are referred to in the following or in the claims according to their numbering in the drawing as the first, second, third and fourth clamping frame holding device. Each of the tenter frames shown here 8th - 11 each has three circumferentially about 120 ° spaced support arms 12 . 13 . 14 on, in each case a so-called tenter 15 "Stored" is.

Ferner ist auf jeder der beiden Längsseiten der Halteeinrichtung 2 jeweils eine in Längsrichtung 2 und in Querrichtung 3 verfahrbare Spanneinrichtung 18, 19 angeordnet. Die Spanneinrichtungen 18, 19 sind dazu vorgesehen, von den auf ihrer jeweiligen Längsseite der Halteeinrichtung 1 angeordneten Spannrahmenhalteeinrichtungen 8, 9 bzw. 10, 11 einen Spannrahmen abzunehmen, den abgenommenen Spannrahmen 15a an die aktuell zu fügende Karosseriekomponente heranzufahren und diese mittels des Spannrahmens 15a an den auf der Halteeinrichtung 1 aufgespannten vorgefertigten Teil der Rohkarosserie anzudrücken.Furthermore, on each of the two longitudinal sides of the holding device 2 one in the longitudinal direction 2 and in the transverse direction 3 movable clamping device 18 . 19 arranged. The clamping devices 18 . 19 are intended to from the on their respective longitudinal side of the holding device 1 arranged clamping frame holding devices 8th . 9 respectively. 10 . 11 to remove a clamping frame, the removed clamping frame 15a to approach the currently to be joined body component and this by means of the clamping frame 15a on the on the holding device 1 clamped prefabricated part of the body shell.

In dem hier gezeigten Fertigungszustand hat die Spanneinrichtung 19 von einem Arm 14a der Spannrahmenhalteeinrichtung 9 einen Spannrahmen 15a abgenommen. Die Spanneinrichtung 19 hat den Spannrahmen 15a von der ”Übergabeposition” vom Spannrahmenhalter 9 entlang einer sogenannten „Zollernachse” 20 seitlich neben die Halteeinrichtung 1 gefahren. Anschließend drückt die Spanneinrichtung 19 den Spannrahmen 15a gegen eine zu fügende Karosseriekomponente bzw. die zu fügende Karosseriekomponente gegen den in der Halteeinrichtung 1 eingespannten, vorgefertigten Teil der Fahrzeugkarosserie. Die auf der anderen Seite der Halteeinrichtung 1 angeordnete Spanneinrichtung 18 kann ganz entsprechend in Längsrichtung entlang einer zugeordneten sogenannten Zollernachse 21 und quer dazu in Querrichtung 3 verfahren werden.In the manufacturing state shown here has the clamping device 19 from an arm 14a the clamping frame holding device 9 a tenter frame 15a decreased. The clamping device 19 has the tenter frame 15a from the "transfer position" of the tenter frame holder 9 along a so-called "Zollern axis" 20 laterally next to the holding device 1 hazards. Subsequently, the clamping device presses 19 the clamping frame 15a against a body component to be joined or the body component to be joined against the one in the holding device 1 clamped, prefabricated part of the vehicle body. The on the other side of the holding device 1 arranged clamping device 18 may be correspondingly longitudinally along an associated so-called Zollernachse 21 and transverse to it in the transverse direction 3 be moved.

Wie aus 1 ersichtlich ist, ist auf jeder der beiden Längsseiten der Halteeinrichtung jeweils ein Montageroboter 22 bzw. 23 angeordnet, der dazu. vorgesehen ist, weitere Karosseriekomponenten mit dem auf der Halteeinrichtung 1 eingespannten, vorgefertigten Teil der Rohkarosserie zu verbinden.How out 1 it can be seen, in each case a mounting robot on each of the two longitudinal sides of the holding device 22 respectively. 23 arranged that to it. is provided, further body components with the on the holding device 1 clamped, prefabricated part of the body shell to connect.

Jedem der beiden Montageroboter ist jeweils ein Werkzeuglager 24, 25 zugeordnet. In den beiden Werkzeuglagern werden beispielsweise verschiedene Schweißwerkzeuge vorgehalten, mit denen sich die Schweißroboter 22 bzw. 23 automatisch selbstständig bestücken.Each of the two assembly robots is each a tool storage 24 . 25 assigned. In the two tool bearings, for example, various welding tools are kept, with which the welding robots 22 respectively. 23 automatically self-equip.

Mit der in der 1 gezeigten Fertigungseinrichtung können gesamte Fahrzeugkarosserien in einem automatisch gesteuerten Prozess gefertigt werden. Wesentlich ist, dass die gesamte Fahrzeugkarosserie auf ein und derselben Fertigungsstation 1 gefertigt werden kann. Durch die Möglichkeit, die Spannrahmen in kurzer Zeit austauschen zu können, können auf der Fertigungsstation täglich andere Fahrzeuge mit gleichbleibender Qualität gefertigt werden. Eine derartige Fertigungseinrichtung ist insbesondere für den Prototypenbau oder für Kleinst- bzw. Kleinserien geeignet. Für einen neuen Fahrzeugtyp müssen lediglich neue Spannrahmen konstruiert und die Roboter entsprechend neu programmiert werden.With the in the 1 shown manufacturing equipment entire vehicle bodies can be manufactured in an automatically controlled process. It is essential that the entire vehicle body on one and the same manufacturing station 1 can be made. Due to the possibility of exchanging the tenter frames in a short time, other vehicles with consistent quality can be produced on the production station on a daily basis. Such a manufacturing device is particularly suitable for prototyping or for very small or small batches. For a new vehicle type, only new tenter frames need to be designed and the robots reprogrammed accordingly.

Alternativ oder ergänzend zu der oben beschriebenen Funktionsweise kann auch vorgesehen sein, dass die Teileroboter 4, 5 zu fügende Fahrzeugkomponenten aus den zugeordneten Teilelagern 6, 7 entnehmen und in einen Spannrahmen einlegen, mittels dem die jeweilige Fahrzeugkomponente dann an den bereits vorgefertigten Teil der Rohkarosserie gedrückt wird.Alternatively or in addition to the above-described mode of operation, it can also be provided that the divider robots 4 . 5 to be joined vehicle components from the associated parts storage 6 . 7 remove and insert into a clamping frame, by means of which the respective vehicle component is then pressed against the already prefabricated part of the body shell.

Claims (9)

Verfahren zum Fertigen von Rohkarosserien von Fahrzeugen, mit folgenden Schritten: – Halten eines vorgefertigten Teils der zu fertigenden Rohkarosserie durch eine Halteeinrichtung (1), – Ansetzen einer weiteren Komponente an den vorgefertigten Teil der Rohkarosserie durch einen ersten Roboter (4, 5), – Aufnehmen eines Spannrahmens (15–17) von einer Spannrahmenhalteeinrichtung (8–11) durch eine in einer Längsrichtung (2, 20, 21) und in einer Querrichtung (3) verfahrbare Spanneinrichtung (18, 19) in einer Übergabeposition, – Verfahren des Spannrahmens (15–17) von der Übergabeposition in eine Spannposition, in welcher der Spannrahmen (15–17) die weitere Komponente in eine definierte Position in Bezug auf den vorgefertigten Teil der Rohkarosserie spannt, – Verbinden der weiteren Komponente mit dem vorgefertigten Teil der Rohkarosserie durch mindestens einen zweiten Roboter (22, 23) zu einem weiter vervollständigten vorgefertigten Teil der Rohkarosserie, – Zurückbringen des zuletzt verwendeten Spannrahmens (15–17) und Absetzen des Spannrahmens (15–17) auf der Spannrahmenhalteeinrichtung (8–11), dadurch gekennzeichnet, dass – die Halteeinrichtung (1) eine ortsfest angeordnete Halteeinrichtung ist, – die Rohkarosserie auf ein und derselben Halteeinrichtung (1) hergestellt wird, indem nacheinander eine Vielzahl weiterer Komponenten gemäß den vorgenannten Verfahrensschritten mit dem vorgefertigten Teil der Rohkarosserie verbunden werden, – die Spannrahmenhalteeinrichtung (8–11) drehbar engeordnet ist und durch Drehen der Spannrahmenhalteeinrichtung (8–11) ein gerade benötigter Spannrahmen (15–17) in die Übergabeposition gebracht wird, – jeder weiteren Komponente ein separater Spannrahmen (15–17) zugeordnet ist, – sich der mindestens eine zweite Roboter (22, 23) automatisch mit einem für das Verbinden benötigten Werkzeug bestückt und – neben dem Verfahrweg der Spanneinrichtung (18, 19) ein Werkzeuglager (24, 25) vorgesehen ist, aus dem der mindestens eine zweite Roboter (22, 23) das jeweils benötigte Werkzeug auswählt und sich selbstständig damit bestückt.A method of manufacturing body shells of vehicles, comprising the following steps: holding a prefabricated part of the body shell to be manufactured by a holding device ( 1 ), - attaching a further component to the prefabricated part of the body shell by a first robot ( 4 . 5 ), - picking up a tentering frame ( 15 - 17 ) of a clamping frame holding device ( 8th - 11 ) by a longitudinal direction ( 2 . 20 . 21 ) and in a transverse direction ( 3 ) movable tensioning device ( 18 . 19 ) in a transfer position, - method of the tentering frame ( 15 - 17 ) from the transfer position to a clamping position in which the clamping frame ( 15 - 17 ) clamps the further component in a defined position with respect to the prefabricated part of the body shell, - connects the further component with the prefabricated part of the body shell by at least one second robot ( 22 . 23 ) to a further completed prefabricated part of the bodyshell, - returning the last used tentering frame ( 15 - 17 ) and setting the tenter frame ( 15 - 17 ) on the tenter holding device ( 8th - 11 ), characterized in that - the holding device ( 1 ) is a stationarily arranged holding device, - the body shell on one and the same holding device ( 1 ) is prepared by successively connecting a plurality of further components according to the aforementioned method steps with the prefabricated part of the body shell, - the clamping frame holding device ( 8th - 11 ) is rotatably arranged and by turning the clamping frame holding device ( 8th - 11 ) a currently required tentering frame ( 15 - 17 ) is brought into the transfer position, - each further component a separate clamping frame ( 15 - 17 ), - the at least one second robot ( 22 . 23 ) automatically equipped with a tool required for the connection and - next to the travel of the clamping device ( 18 . 19 ) a tool store ( 24 . 25 ) is provided, from which the at least one second robot ( 22 . 23 ) selects the required tool and populates it independently. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Längsrichtung (2, 20, 21), in der die Spanneinrichtung (18, 19) verfahrbar ist, mindestens zwei Spannrahmenhalteeinrichtungen (8–11) angeordnet sind, wobei für den Anbau bestimmter weiterer Komponenten Spannrahmen (15–17) der einen Spannrahmenhalteeinrichtung (8, 10) und für den Anbau bestimmter anderer weiterer Komponenten Spannrahmen (15–17) der zweiten Spannrahmenhalteeinrichtung (9, 11) verwendet werden.Method according to claim 1, characterized in that along the longitudinal direction ( 2 . 20 . 21 ), in which the tensioning device ( 18 . 19 ), at least two tenter holding devices ( 8th - 11 ) are arranged, with for the cultivation of certain other components clamping frame ( 15 - 17 ) of a tenter holding device ( 8th . 10 ) and for the attachment of certain other components 15 - 17 ) of the second clamping frame holding device ( 9 . 11 ) be used. Fertigungseinrichtung zum Fertigen von Rohkarosserien von Fahrzeugen, mit – einer Halteeinrichtung (1), die dazu vorgesehen ist, einen vorgefertigten Teil der zu fertigenden Rohkarosserie zu halten, – mindestens einem ersten Roboter (4, 5), der dazu vorgesehen ist, eine weitere Komponente an den vorgefertigten Teil der Rohkarosserie anzusetzen, – mindestens einer Spannrahmenhalteeinrichtung (8–11), – mindestens einer in einer Längsrichtung (2, 20, 21) und in einer Querrichtung (3) verfahrbaren Spanneinrichtung (18, 19), die – in einer Übergabeposition einen Spannrahmen (15–17) der mindestens einen Spannrahmenhalteeinrichtung (8–11) aufnehmen kann, und die – nach Verfahren in Längsrichtung (2, 20, 21) und in Querrichtung (3) von der Übergabeposition in eine Spannposition den aufgenommenen Spannrahmen (15–17) gegen die weitere Komponente drückt und damit die weitere Komponente in eine definierte Position in Bezug auf den vorgefertigten Teil der Rohkarosserie bringt, – mindestens einem zweiten Roboter (22, 23), der dazu vorgesehen ist, die weitere Komponente mit dem vorgefertigten Teil der Rohkarosserie zu einem weiter vervollständigten vorgefertigten Teil der Rohkarosserie zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass – die Halteeinrichtung (1) ortsfest angeordnet ist, – mindestens eine Spannrahmenhalteeinrichtung (8–11) mehrere Spannrahmen (15–17) vorhält, wobei jeder Spannrahmen (15–17) einer weiteren Komponente zugeordnet ist, so dass auf ein und derselben Halteeinrichtung (1) nacheinander mehrere weitere Komponenten mit dem vorgefertigten Teil der Rohkarosserie verbunden werden können, – die mindestens eine Spannrahmenhalteeinrichtung (8–11) drehbar angeordnet ist und durch Drehen der mindestens einen Spannrahmenhalteeinrichtung (8–11) ein gerade benötigter Spannrahmen (15–17) in die Übergabeposition gebracht wird, – jeder weiteren Komponente ein separater Spannrahmen (15–17) zugeordnet ist, – sich der mindestens eine zweite Roboter (22, 23) automatisch mit einem für das Verbinden benötigten Werkzeug bestückt, wobei neben dem Verfahrweg der mindestens einen Spanneinrichtung (18, 19) ein Werkzeuglager (24, 25) vorgesehen ist, aus dem der mindestens eine zweite Roboter (22, 23) das jeweils benötigte Werkzeug auswählt und sich selbstständig damit bestückt.Manufacturing device for the manufacture of body shells of vehicles, comprising - a holding device ( 1 ), which is intended to hold a prefabricated part of the body to be manufactured, - at least one first robot ( 4 . 5 ), which is intended to attach another component to the prefabricated part of the body shell, - at least one clamping frame holding device ( 8th - 11 ), - at least one in a longitudinal direction ( 2 . 20 . 21 ) and in a transverse direction ( 3 ) movable tensioning device ( 18 . 19 ), which - in a transfer position, a clamping frame ( 15 - 17 ) the at least one clamping frame holding device ( 8th - 11 ), and which - after longitudinal 2 . 20 . 21 ) and in the transverse direction ( 3 ) from the transfer position into a clamping position the received clamping frame ( 15 - 17 ) pushes against the further component and thus brings the further component in a defined position with respect to the prefabricated part of the body shell, - at least one second robot ( 22 . 23 ), which is intended to connect the further component with the prefabricated part of the body shell to a further completed prefabricated part of the body shell, characterized in that - the holding device ( 1 ) is arranged stationary, - at least one clamping frame holding device ( 8th - 11 ) several clamping frames ( 15 - 17 ), each tenter frame ( 15 - 17 ) is assigned to a further component, so that on one and the same holding device ( 1 ) successively more components can be connected to the prefabricated part of the body shell, - the at least one clamping frame holding device ( 8th - 11 ) is rotatably arranged and by rotating the at least one clamping frame holding device ( 8th - 11 ) a currently required tentering frame ( 15 - 17 ) is brought into the transfer position, - each further component a separate clamping frame ( 15 - 17 ), - the at least one second robot ( 22 . 23 ) automatically equipped with a tool required for the connection, wherein in addition to the travel of the at least one clamping device ( 18 . 19 ) a tool store ( 24 . 25 ) is provided, from which the at least one second robot ( 22 . 23 ) selects the required tool and populates it independently. Fertigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Spannrahmenhalteeinrichtungen (8–11) vorgesehen sind, die ein Mehreck definieren, wobei sich die Halteeinrichtung (1) innerhalb des Mehrecks befindet.Manufacturing device according to claim 3, characterized in that a plurality of clamping frame holding devices ( 8th - 11 ) are provided which define a polygon, wherein the holding device ( 1 ) is located within the polygon. Fertigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung (2, 20, 21) betrachtet auf der einen Seite der Halteeinrichtung (1) eine erste und eine zweite Spannrahmeneinrichtung (8, 9) und auf der anderen Seite der Halteeinrichtung eine dritte und eine vierte Spannrahmenhalteeinrichtung (10, 11) vorgesehen ist.Manufacturing device according to one of claims 3 or 4, characterized in that in the longitudinal direction ( 2 . 20 . 21 ) viewed on one side of the holding device ( 1 ) a first and a second clamping frame device ( 8th . 9 ) and on the other side of the holding device, a third and a fourth clamping frame holding device ( 10 . 11 ) is provided. Fertigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich zwischen der zweiten und der dritten Spannrahmenhalteeinrichtung (9, 10) und der ersten und der vierten Spannrahmenhalteeinrichtung (8, 11) jeweils der erste Roboter (4, 5) angeordnet ist, wobei die beiden ersten Roboter (4, 5) jeweils in Längsrichtung (2, 20, 21) verfahrbar angeordnet sind.Manufacturing device according to claim 5, characterized in that in a region between the second and the third clamping frame holding device ( 9 . 10 ) and the first and the fourth clamping frame holding device ( 8th . 11 ) the first robot ( 4 . 5 ), the first two robots ( 4 . 5 ) in the longitudinal direction ( 2 . 20 . 21 ) are arranged movable. Fertigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der Halteeinrichtung (1) abgewandten Seite des ersten Roboters (4, 5) oder der ersten Roboter (4, 5) ein Teilelager (6, 7) oder jeweils ein Teilelager (6, 7) vorgesehen ist, in dem oder in denen weitere zu fügende Komponenten zwischengelagert werden.Manufacturing device according to claim 6, characterized in that on one of the holding device ( 1 ) facing away from the first robot ( 4 . 5 ) or the first robot ( 4 . 5 ) a parts warehouse ( 6 . 7 ) or in each case a parts store ( 6 . 7 ) is provided, in which or in which further components to be joined are intermediately stored. Fertigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen der ersten und der zweiten Spannrahmenhalteeinrichtung (8, 9) der erste zweite Roboter (22) und zwischen der dritten und der vierten Spannrahmenhalteeinrichtung (10, 11) der zweite zweite Roboter (23) angeordnet ist.Manufacturing device according to one of claims 5 to 7, characterized in that in the region between the first and the second clamping frame holding device ( 8th . 9 ) the first second robot ( 22 ) and between the third and the fourth clamping frame holding device ( 10 . 11 ) the second second robot ( 23 ) is arranged. Fertigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass vier Spannrahmenhalteeinrichtungen (8–11) vorgesehen sind, die ein Viereck definieren, wobei sich die Halteeinrichtung (1) innerhalb des Vierecks befindet.Manufacturing device according to one of claims 4 to 8, characterized in that four clamping frame holding devices ( 8th - 11 ) are provided which define a quadrangle, wherein the holding device ( 1 ) is inside the square.
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