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Die
Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage zum Bearbeiten einer Fahrzeugkarosserie,
mit einer wenigstens eine Bearbeitungseinrichtung aufweisenden Arbeitsstation,
und mit einer der Arbeitsstation zuordenbaren Halteanordnung, mittels
welcher Karosseriebauteile in einer vorgegebenen relativen Position
zueinander anordenbar sind. Hierbei ist eine erste Halteanordnung
einem ersten Karosserietyp und eine zweite Halteanordnung einem
zweiten Karosserietyp zugeordnet. Des Weiteren betrifft die Erfindung
ein Verfahren zum Bearbeiten einer Fahrzeugkarosserie in einer solchen
Fertigungsanlage.
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Die
DE 91 05 490 U1 beschreibt
eine Fertigungsanlage zum Schweißen von Karosseriebauteilen.
Hierbei sind an einer Arbeitsstation, an welcher das Schweißen
durchgeführt wird, vier Industrieroboter angeordnet, welche
Schweißwerkzeuge führen. Um die zu verschweißenden
Karosseriebauteile in einer vorgegebenen Relativposition zueinander
anzuordnen, weist die Fertigungsanlage Spannrahmen auf, welche an
der Arbeitsstation zum Einsatz kommen. Um an derselben Arbeitsstation
unterschiedliche Karosserietypen schweißen zu können,
umfasst die Fertigungsanlage neben der Arbeitsstation angeordnete
drehbare Magazine, in welchen die einem jeweiligen Karosserietyp
zugeordneten Spannrahmen bevorratet sind. Wenn ein erster Karosserietyp
gefertigt werden soll, werden die diesem Karosserietyp zugeordneten
Spannrahmen aus dem Magazin entnommen, zu der Arbeitsstation bewegt
und dann an der Fahrzeugkarosserie angeordnet. Soll ein zweiter Karosserietyp
geschweißt werden, so werden die dem ersten Karosserietyp
zugeordneten Spannrahmen wieder in das Magazin überführt
und aus dem Magazin die dem zweiten Karosserietyp zugeordnete Spannrahmen
in die Arbeitsstation überführt. Damit ein solcher
Spannrahmenwechsel rasch erfolgen kann, ist auf jeder Seite der
Arbeitsstation jeweils ein Magazin vorgesehen. In das eine Magazin
kann der nicht mehr benötigte Spannrahmen aus der Arbeitsstation zurück
bewegt werden, während gleichzeitig der neue Spannrahmen
aus dem anderen Magazin in die Arbeitsstation bewegt wird.
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Als
nachteilig bei der aus dem Stand der Technik bekannten Fertigungsanlage
ist der Umstand anzusehen, dass diese aufgrund der drehbaren Magazine
vergleichsweise viel Platz beansprucht und zusätzlich hohe
Kosten mit sich bringt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Fertigungsanlage bzw.
ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bzw. welches
vergleichsweise platzsparend ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Fertigungsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch ein Verfahren
zum Bearbeiten einer Fahrzeugkarosserie in einer Fertigungsanlage
mit den Merkmalen der Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen
angegeben.
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Bei
der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage zum Bearbeiten
einer Fahrzeugkarosserie, mit einer wenigstens eine Bearbeitungseinrichtung
aufweisenden Arbeitsstation, und mit einer der Arbeitsstation zuordenbaren
Halteanordnung, mittels welcher Karosseriebauteile in einer vorgegebenen
Relativposition zueinander anordenbar sind, ist eine erste Halteanordnung
einem ersten Karosserietyp und eine zweite Halteanordnung einem
zweiten Karosserietyp zugeordnet. Die Fertigungsanlage umfasst hierbei wenigstens
zwei Arbeitsstationen, wobei eine erste Arbeitsstation der ersten
Halteanordnung und eine zweite Arbeitsstation der zweiten Halteanordnung zugeordnet
ist, und wobei wenigstens eine Bearbeitungseinrichtung von der ersten
Arbeitsstation zu der zweiten Arbeitsstation hin und zurück
bewegbar ist.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Bewegen einer
Bearbeitungseinrichtung, beispielsweise eines als Punktschweißroboter
ausgebildeten Fügeroboters, zwischen unterschiedlichen
Arbeitsstationen einen deutlich geringeren Platzbedarf der Fertigungsanlage
mit sich bringt, als wenn Magazine zum Bevorraten unterschiedlicher Halteanordnungen
und zusätzlich Transporteinrichtungen zum Bewegen der Halteanordnung
von dem Magazin zu der Arbeitsstation vorzusehen sind. Des Weiteren
bedeutet ein Wegfall der Magazine und der Transporteinrichtungen
eine bedeutende Kostenersparnis.
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Darüber
hinaus kann die Anzahl der Arbeitsstationen einfach auf mehr als
zwei Arbeitsstationen erhöht werden, wenn mehr als zwei
unterschiedliche Karosserietypen in der Fertigungsanlage zu bearbeiten
sind. Somit ist eine besonders hohe Variabilität der Fertigungsanlage
gegeben.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Halteanordnung
im Wesentlichen ortsfest. Hierbei ist die jeweilige Arbeitsstation
ständig mit der dem jeweiligen Karosserietyp zugeordneten Halteanordnung,
beispielsweise mit einem zwei Spannrahmen umfassenden Spannrahmenpaar,
bestückt. Dadurch, dass die Halteanordnung an der jeweiligen
Arbeitsstation stationär angeordnet ist, kann bei einem
Produktionsanlauf des zweiten Karosserietyps an der zweiten Arbeitsstation
diese zweite Arbeitsstation bereits eingerichtet werden, ohne dass dadurch
die erste Arbeitsstation in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt
ist. Die wenigstens zwei Arbeitsstationen mit der jeweils ortsfesten
Halteanordnung dienen somit gleichsam als platzsparender Aufbewahrungsort
für die jeweilige Halteanordnung, wobei die Halteanordnung
bereits in einer Bereitschaftsstellung angeordnet ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst
die Fertigungsanlage wenigstens eine Trageinrichtung, an welcher
wenigstens eine Bearbeitungseinrichtung zwischen zwei Arbeitsstationen,
insbesondere linear, verfahrbar gehalten ist. Die Trageinrichtung
kann insbesondere als Verfahrschiene ausgebildet sein, und ermöglicht
ein besonders einfaches, exaktes und prozesssicheres Bewegen wenigstens
einer Bearbeitungseinrichtung von einer Arbeitsstation hin zu einer
nächsten Arbeitsstation und zurück.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe gelöst
durch ein Verfahren zum Bearbeiten einer Fahrzeugkarosserie in einer
Fertigungsanlage mit einer wenigstens eine Bearbeitungseinrichtung
aufweisenden Arbeitsstation, bei welchem mittels einer der Arbeitsstation zugeordneten
Halteanordnung Karosseriebauteile in einer vorgegebenen Relativposition
zueinander angeordnet werden. Hierbei ist eine erste Halteanordnung
einem erste Karosserietyp und eine zweite Halteanordnung einem zweiten
Karosserietyp zugeordnet. Die Fertigungsanlage umfasst wenigstens
zwei Arbeitsstationen, wobei eine erste Arbeitsstation der ersten
Halteanordnung und eine zweite Arbeitsstation der zweiten Halteanordnung
zugeordnet ist, und wobei wenigstens eine Bearbeitungseinrichtung
von der ersten Arbeitsstation zu der zweiten Arbeitsstation hin
bewegt wird.
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Die
für die erfindungsgemäße Fertigungsanlage
beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile
gelten auch für das erfindungsgemäße
Verfahren zum Bearbeiten einer Fahrzeugkarosserie.
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Die
vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen
sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder
in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen
sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch
in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne
den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Dabei
zeigen:
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1 eine
Fertigungsanlage zum Punktschweißen einer Fahrzeugkarosserie,
welche zwei Arbeitsstationen umfasst, wobei jede Arbeitsstation jeweils
ein ortsfestes Spannrahmenpaar aufweist, und wobei Schweißroboter
auf Verfahrschienen zwischen den zwei Arbeitsstationen hin und her
bewegbar sind; und
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2 eine
zweite Ausführungsform einer Fertigungsanlage, welche eine
dritte Arbeitsstation mit einem dieser zugeordneten, dritten und
ebenfalls stationären Spannrahmenpaar umfasst.
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform einer Fertigungsanlage 10,
welche eine erste Arbeitsstation 12 und eine in Fertigungsrichtung
hinter dieser ersten Arbeitsstation 12 angeordnete zweite
Arbeitsstation 14 umfasst. Die erste Arbeitsstation 12 ist
zum Schweißen eines ersten Karosserietyps einer vorliegend
nicht gezeigten Fahrzeugkarosserie ausgebildet.
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Die
Fertigungsanlage 10 umfasst zwölf Schweißroboter 16,
welche von der ersten Arbeitsstation 12 zu der zweiten
Arbeitsstation 14 hin und wieder zurück bewegbar
sind. Hierfür sind beiderseits der Fertigungslinie jeweils
zwei Verfahrschienen 18, 20 höhenversetzt
angeordnet. Auf der unteren Verfahrschiene 18 sind beiderseits
der Fertigungslinie jeweils vier Schweißroboter 16 angeordnet.
Auf der oberen Verfahrschiene 20 sind beiderseits der Fertigungslinie
jeweils zwei Schweißroboter 16 angeordnet. Die beiden
oberen Verfahrschienen 20 sind oberhalb einer Halteanordnung
angeordnet, welche vorliegend ein Spannrahmenpaar 22 umfasst.
Zwei jeweils seitlich der Fertigungslinie angeordnete Spannrahmen 24,
welche das der Arbeitsstation 12, 14 zugeordnete
Spannrahmenpaar 22 bilden, sind in Bezug auf die jeweilige
Arbeitsstation 12, 14 stationär angeordnet.
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Das
der ersten Arbeitsstation 12 zugeordnete Spannrahmenpaar 22 ist
spezifisch für einen ersten Karosserietyp der zu schweißenden
Fahrzeugkarosserie. Das der zweiten Arbeitsstation 14 zugeordnete
Spannrahmenpaar 22 ist demgegenüber typspezifisch
für einen zweiten Karosserietyp.
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Soll
also ein Rohbau der Fahrzeugkarosserie entsprechend dem ersten Karosserietyp
geschweißt werden, so werden die entsprechenden Karosseriebauteile
des Rohbaus, etwa eine Bodengruppe, Seitenwände und ein
Vorbau, auf einer Palette oder einem auch als Skid bezeichneten
Ladeschlitten in die erste Arbeitsstation 12 hineingefahren
und dort positioniert.
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Besonders
rasch kann das Schweißen der Karosseriebauteile in der
ersten Arbeitsstation 12 dann erfolgen, wenn die Schweißroboter 16 während des
Positionierens der Fahrzeugkarosserie in der ersten Arbeitsstation 12 zu
dieser Arbeitsstation 12 hin bewegt werden.
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Ist
der Rohbau der Fahrzeugkarosserie in die Arbeitsstation 12 eingebracht,
so werden die Spannrahmen 24 auf senkrecht zu der Fertigungslinie
angeordneten Schienen 26 innerhalb der Arbeitsstation 12 zu
der Fahrzeugkarosserie hin bewegt, um die Karosseriebauteile in
einer vorgegebenen Relativposition zueinander zu halten. Nachdem
die Spannrahmen 24 geschlossen wurden, werden mittels der Schweißroboter 16 diejenigen
typspezifischen Schweißpunkte gesetzt, welche für
die Maßhaltigkeit der Karosserie relevant sind und somit
die Gesamtgeometrie der Karosserie bestimmen (sogenannte Geopunkte).
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In
einer alternativen Ausführungsform der Fertigungsanlage 10 können
die von oben in den Karosserierohbau eingreifenden Schweißroboter 16 auf einer
einzigen, beispielsweise mittig oberhalb der Spannrahmenpaare 22 angeordneten,
oberen Verfahrschiene 20 angeordnet sein.
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Die
Schweißroboter 16 weisen vorwiegend sieben Achsen
auf, nämlich sechs Bewegungsachsen zum Schweißen
und – in Form der Verfahrschiene 18, 20 – eine
Linearachse zum Verschieben des Schweißroboters 16 zwischen
den Arbeitsstationen 12, 14. Die lineare Verschiebungsachse
kann auch während des Schweißprozesses genutzt
werden, um den Schweißroboter 16 entlang der jeweiligen
Verfahrschiene 18, 20 zu bewegen. Dadurch ist
eine besonders gute Zugänglichkeit zu Fügestellen
der Fahrzeugkarosserie erreichbar.
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Vorliegend
sind die jeweils an einer gemeinsamen Verfahrschiene 18, 20 angeordneten Schweißroboter 16 synchron
verfahrbar. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich die Schweißroboter 16 gemeinsam
von einer Arbeitsstation 12 zu der nächsten Arbeitsstation 14 bewegen,
ohne dass hierbei eine Kollision von Schweißrobotern 16 zu
befürchten ist. Hierbei kann eine Kopplung zumindest von
den auf einer gemeinsamen Verfahrschiene 18, 20 sich
befindenden Schweißrobotern vorgesehen sein. Alternativ
können kooperierende Industrieroboter (KIR) zum Einsatz
kommen, bei welchen die Bewegung eines ersten Industrieroboters
von wenigstens einem zweiten mit diesem Industrieroboter softwaretechnisch
gekoppelten Industrieroboter befolgt wird.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, zwei
an derselben Verfahrschiene 18, 20 oder dergleichen
Trageinrichtung angeordnete Industrieroboter jeweils separat nacheinander
zu verfahren.
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2 zeigt
eine weitere Ausführungsform einer Fertigungsanlage 10,
bei welcher neben der ersten Arbeitsstation 12 und der
in Fertigungsrichtung hinter dieser angeordneten zweiten Arbeitsstation 14 eine
dritte Arbeitsstation 28 vorgesehen ist.
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In
analoger Weise zu der mit Bezug auf 1 beschriebenen
Ausführungsform der Fertigungsanlage 10 umfasst
diese dritte Arbeitsstation 28 das stationäre
Spannrahmenpaar 22, welches durch die zwei seitlich neben
der Fertigungslinie angeordneten Spannrahmen 24 gebildet
ist. Die Verfahrschienen 18, 20 für die
zwölf Schweißroboter 16, welche parallel
zu der Fertigungsrichtung verlaufen, ermöglichen ein Verfahren
dieser Schweißroboter 16 von der ersten Arbeitsstation 12 über
die zweite Arbeitsstation 14 bis zur dritten Arbeitsstation 28 und zurück.
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Das
Spannrahmenpaar 22 der dritten Arbeitsstation 28 ist
für einen dritten Karosserietyp der Fahrzeugkarosserie
spezifisch. Je nachdem, ob eine Fahrzeugkarosserie des ersten Typs,
des zweiten Typs oder des dritten Typs zusammengefügt werden soll,
werden also die Schweißroboter 16 einzeln oder synchron
zu der jeweiligen Arbeitsstation 12, 14, 28 bewegt,
an welcher das für diesen Karosserietyp geeignete Spannrahmenpaar 22 angeordnet
ist.
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Der
zu verschweißende Rohbau der Fahrzeugkarosserie wird bevorzugt
gleichzeitig entlang der Fertigungslinie zu der gewünschten
Arbeitsstation 12, 14, 28 hin verfahren.
Dann werden die Spannrahmen 24 des jeweiligen Spannrahmenpaars 22 auf den
Schienen 26 zu der Karosserie hin bewegt, so dass die Karosseriebauteile
mittels der Spannrahmen 24 in einer vorgegebenen Relativposition
zueinander gehalten sind. Anschließend erfolgt das typspezifische
Fügen der Karosseriebauteile mittels Punktschweißens
durch die Schweißroboter 16.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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