DE102014107640A1

DE102014107640A1 - Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch

Info

Publication number: DE102014107640A1
Application number: DE102014107640.0A
Authority: DE
Inventors: Jung Whan Yeum
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2013-06-11
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2014-12-11
Also published as: US20140360993A1; KR20140144623A; KR101481278B1

Abstract

Eine Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch kann aufweisen: einen Roboter (110), einen Rahmen (120), der an einem Arm des Roboters befestigt ist, eine Mehrzahl von Schiebern (130), die an den Rahmen gebaut sind, um in eine vorbestimmte Richtung verschiebbar zu sein, eine gemeinsame Einheit (150), die eine obere Schweißpistole (153), eine untere Schweißpistole (154) und eine Komponente aufweist, die ein Bauteil haltendes Greifen ausführt, und welche an jeden Schieber (130) montiert ist, sodass eine Position der gemeinsamen Einheit (150) an dem Rahmen gesteuert wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch (anders ausgedrückt: eine Multifunktions-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch bei einer Vielzahl von Fahrzeugtypen bzw. Fahrzeugarten), und insbesondere eine Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch, die für Fahrzeugkarosserie-Montageprozesse von verschiedenen Fahrzeugtypen (bzw. Fahrzeugarten) gemeinsam genutzt werden kann und auch eine Greiffunktion und eine Schweißfunktion für Fahrzeugkarosserieteile ausführen kann.
Beschreibung der bezogenen Technik
Im Allgemeinen werden Fahrzeuge (z.B. Kraftfahrzeuge) hergestellt, indem eine Anzahl von Bauteilen durch verschiedene Prozesse wie z.B. einen Montageprozess oder einen Schweißprozess zusammengefügt werden.
Um insbesondere eine Fahrzeugkarosserie-Baugruppe bei der Massenproduktion von Fahrzeugen zusammenzubauen, wird ein Schweißprozess zum Punktschweißen und Verbinden mehrerer Fahrzeugkarosserieplatten (bzw. Fahrzeugkarosseriewände) oder ein Abkantprozess zum Rollen und Biegen von in dem Schweißprozess verbundenen Plattenkanten ausgeführt.
In dem Fahrzeugkarosserie-Montageprozess der Fahrzeugmassenproduktion werden durch einen Pressprozess produzierte Fahrzeugkarosserieplatten durch Schweißen hergestellt. In diesem Fall können die Bauteile durch einen Greifer oder eine Klemme gehalten werden oder können in einer Spannvorrichtung für eine Montage- oder Verarbeitungstätigkeit festgelegt werden.
Nachdem ein für einen entsprechenden Fahrzeugtypen dedizierter (bzw. bestimmter) Greifer hergestellt ist, wird üblicherweise durch Verwendung eines automatischen Werkzeugwechslers der Greifer gemäß einem Fahrzeugtyp ausgetauscht.
Falls der dedizierte Greifer in einer Mischtypen-Produktion für verschiedene Fahrzeugtypen verwendet wird, ist dieser allerdings nicht geeignet für die (besondere) Eigenschaft einer Produktionslinie, die eine hohe Produktivität erfordert, da ein Greifer für eine lange Zeit verwendet wird.
Um dieses Problem zu lösen, nimmt der Technologieentwicklungsbedarf eines gemeinsamen Greifers, der unbeschadet einer Größe und Form einer Fahrzeugkarosserieplatte eines jeden Fahrzeugtypen verwendet werden kann, mehr und mehr zu, und es wurde viel Forschung betrieben, um den gemeinsamen Gebrauch eines Greifers für Automobilfirmen zu implementieren.
Indes ist eine Technik zum Montieren und Verwenden einer Punktschweißvorrichtung für einen Fahrzeugkarosserie-Montageprozess und eines Greifers zum Halten von Bauteilen, wie z.B. einer Fahrzeugkarosserieplatte, bei dem Fahrzeugkarosserie-Montageprozess in einem Roboter gut bekannt.
In einem konventionellen Schweißprozess muss ein kontinuierliches Schweißen entlang einer Mehrzahl von Schweißpunkten ausgeführt werden, verbraucht viel Zeit und macht einen Prozess kompliziert. Als eine Vorgehensweise, um einen Prozess zum Reduzieren einer Schweißzeit und zum Verbessern einer Produktivität, Effizienz und Schweißqualität zu automatisieren, ist ein Roboterschweißsystem weit verbreitet, bei dem eine Schweißvorrichtung an einem Roboter befestigt ist und eine (Schweiß-)Punktposition durch einen Betrieb des Roboters fürs Schweißen verschoben wird.
Außerdem ist auch ein Robotergreifersystem weit verbreitet, bei dem eine Greifervorrichtung an ein Ende eines Roboters befestigt ist, um ein Fahrzeugkarosserieteil zu transportieren oder ein Fahrzeugkarosserieteil zu halten und eine Position bei einer Schweiß- oder Versiegelungstätigkeit zu fixieren.
Das Roboterschweißsystem oder das Robotergreifersystem wird häufig verwendet, um eine Seitenbaugruppe oder ein Heckteil einer linken und einer rechten Seite der Fahrzeugkarosserie herzustellen oder zu transportieren.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines konventionellen Robotergreifersystems 10a, das für jeden Fahrzeugtyp (mit anderen Worten: dem Fahrzeugtyp entsprechend) hergestellt wird, bei der ein Beispiel des Robotergreifersystems 10a für ein Heckteil gezeigt ist. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Klemme 3, die für jeden Fahrzeugtyp (ausschließlich) dediziert wird (eine dedizierte pneumatische Klemme), und einer pneumatischen Gleitvorrichtung (ein Gleitzylinder) 5 einer Greifervorrichtung 2 in dem Robotergreifersystem 10a aus 1.
Aufgrund von Veränderungen in einem Haltewinkel eines Fahrzeugkarosserieteils und einer Größe des Karosserieteils gemäß den Fahrzeugtypen, wird in dem gezeigten, konventionellen Robotergreifersystem 10a eine für einen jeden Fahrzeugtyp (ausschließlich) entwickelte, dedizierte Einheit verwendet.
Das heißt, die dedizierte Greifervorrichtung 2 wird konfiguriert, die imstande ist, einen Greifvorgang (einen Vorgang des Haltens eines Bauteils) auszuführen durch Verwendung einer dedizierten Einheit wie z.B. der dedizierten Klemme 3 und der pneumatischen Gleitvorrichtung 5 für jeden Fahrzeugtyp, bei der eine Mehrzahl von durch einen Aktor 4 angetriebene, dedizierte Klemmen 3 und die pneumatische Gleitvorrichtung 5 an geeigneten Stellen eines Rahmens 6 gemäß einem Fahrzeugtyp angeordnet sind, und dann wird die dedizierte Greifervorrichtung 2 an ein Ende (einen Arm) des Roboters 1 montiert, um das dedizierte Robotergreifersystem 10a zu konfigurieren.
In diesem Fall kann zusammen mit der Verwendung der dedizierten Klemme, die jedem Fahrzeugtyp entspricht (mit anderen Worten: die sich gemäß jedem Fahrzeugtyp unterscheidet), die Form, Position und Anzahl der dedizierten Klemme 3 und der pneumatischen Gleitvorrichtung 5 variieren gemäß dem entsprechenden Fahrzeugtyp, wodurch das dedizierte Robotergreifersystem 10a konfiguriert wird.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Roboterschweißsystems 10b, bei dem eine Punktschweißvorrichtung 7 zum Schweißen und Verbinden von Fahrzeugkarosserieteilen an einem Ende (Arm 1a) des Roboters 1 befestigt ist.
So werden üblicherweise das dedizierte Robotergreifersystem 10a und das dedizierte Roboterschweißsystem 10b separat für jeden Fahrzeugtyp bereitgestellt, und die dedizierte Greifervorrichtung 2 und die Punktschweißvorrichtung 7 für jeden Fahrzeugtyp sind – wie in dem in den 1 und 3 veranschaulichten System – an dem dedizierten Einzelroboter 1 befestigt.
Somit sind üblicherweise separate Räume zum Installieren eines jeden entsprechenden Roboters erforderlich, und Schweiß- und Greiferarbeiten erfolgen in sequentieller Weise und erhöhen eine Zykluszeit der Verarbeitung.
Die 4 bis 7 sind Diagramme zur Erläuterung von Problemen eines konventionellen Greifersystems. Im Fall eines dedizierten Greifers werden eine dedizierte Klemme und eine pneumatische Gleitvorrichtung für einen jeden Fahrzeugtyp angewendet, wenn – wie in 4 veranschaulicht – die Winkel θ₁ und θ₂ der beschränkten Querschnitte der Fahrzeugkarosserieteile für die Fahrzeugtypen A und B unterschiedlich sind, oder wenn – wie in 5 veranschaulicht – die Höhen der beschränkten Querschnitte der Fahrzeugkarosserieteile für die Fahrzeugtypen A und B unterschiedlich sind, oder wenn – wie in 6 veranschaulicht – die Formen der Haltequerschnitte der Fahrzeugkarosserieteile kompliziert sind, oder wenn – wie in 7 veranschaulicht – eine Vermeidung eines Eingriffs in vorhandene Anlagen notwendig ist.
Wenn einem neuen Fahrzeugtyp nicht durch Hinzufügung einer dedizierten pneumatischen Klemme und eines Gleitzylinders entsprochen werden kann, wird die gesamte Greifervorrichtung 2 für den neuen Fahrzeugtyp neu hergestellt.
Wenn allerdings eine dedizierte Einheit, wie z.B. die dedizierte Klemme 3 oder die pneumatische Gleitvorrichtung 5, oder die dedizierte Greifervorrichtung 2, die die dedizierte Einheit aufweist, verwendet wird, fallen zusätzliche Kosten aufgrund der Umgestaltung und Herstellung für einen neuen Fahrzeugtyp an, erhöhen (so) die Investitionskosten und machen die gesamte Konfiguration des Robotergreifersystems 10a kompliziert.
Da die Form eines Endes, d.h. einer Schweißspitze 9, der Schweißpistolen 8a und 8b in dem konventionellen, in 3 veranschaulichten Roboterschweißsystem 10b – wie in 8 veranschaulicht – in einer halbkreisförmigen Form von einem fixierten Typ (Drehung ist nicht möglich) ist, können Veränderungen in Form oder Winkel eines Bauteil-Querschnittes für einen jeden Fahrzeugtyp nicht gehandhabt werden und folglich kann das Bauteil verformt werden, wenn das Roboterschweißsystem 10b verwendet wird.
Die Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
Erläuterung der Erfindung
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch (anders ausgedrückt: eine Multifunktions-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch bei einer Vielzahl von Fahrzeugtypen bzw. Fahrzeugarten) bereitzustellen, die in einem Fahrzeugkarosserie-Montageprozess von verschiedenen Fahrzeugtypen zur Verwendung bei mehreren Fahrzeugtypen gemeinsam verwendet werden kann und in einer Mischtypen-Produktion für mehrere Fahrzeugtypen nützlich verwendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch bereit, die eingerichtet ist, um eine Greiffunktion und eine Schweißfunktion für Fahrzeugkarosserieteile auszuführen und somit einen einfachen Aufbau hat, bei dem ein konventionelles Roboterschweißsystem und Greifersystem integriert sind.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch aufweisen einen Roboter, einen Rahmen, der an einem Arm des Roboters befestigt ist, eine Mehrzahl von Schiebern (bzw. Gleiteinrichtungen), die an den Rahmen gebaut (bzw. montiert) sind, um in eine vorbestimmte Richtung verschiebbar (z.B. gleitend verschiebbar) zu sein, sowie eine gemeinsam verwendbare Einheit (bzw. Einheit für den gemeinsamen Gebrauch), die eine obere Schweißpistole, eine untere Schweißpistole und eine Komponente aufweisen kann, die ein Bauteil haltendes Greifen (bzw. eine Bauteil haltende Greiferfunktion) ausführt, und welche an jeden Schieber montiert ist, sodass eine Position der gemeinsamen Einheit an dem Rahmen gesteuert wird.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch kann ferner aufweisen eine Bewegungseinrichtung (bzw. Verschiebeeinrichtung) zum Bewegen eines jeden Schiebers zu einer Zielposition, um eine Position des Schiebers gemäß einem Steuersignal eines Steuerpanels (z.B. eines Bedienpanels) zu steuern.
Die Komponente, die das Bauteil haltende Greifen (bzw. die Bauteil haltende Greiferfunktion) ausführt, kann die obere Schweißpistole und die untere Schweißpistole aufweisen, wobei die obere Schweißpistole und die untere Schweißpistole das Bauteil haltende Greifen (bzw. die Bauteil haltende Greiferfunktion) ausführen durch gleichzeitiges Anpressen und Fixieren eines Fahrzeugkarosserieteils an beiden Seiten davon.
Eine Schweißspitze von einer jeden der oberen Schweißpistole und der unteren Schweißpistole der gemeinsamen Einheit kann das Bauteil haltende Greifen (bzw. die Bauteil haltende Greiferfunktion) als auch ein Punktschweißen ausführen.
Die Schweißspitze der oberen Schweißpistole kann installiert sein, um sich gemäß dem Winkel und der Form des Fahrzeugkarosserieteils zu drehen.
Die Schweißspitze der oberen Schweißpistole kann einen schwenkbar (bzw. drehbar) gekoppelten Schwenkblock (bzw. Drehblock) aufweisen.
Die Schweißspitze der oberen Schweißpistole kann eingerichtet sein durch Ausbilden eines Eingriffsabschnittes an einer Schweißstange der oberen Schweißpistole und durch schwenkbares Koppeln des Schwenkblocks an den Eingriffsabschnitt.
Der Schwenkblock kann in einer Kugelgelenk-Struktur mit dem Eingriffsabschnitt gekoppelt sein.
Der Eingriffsabschnitt kann in Form einer Kugel in der Kugelgelenk-Struktur bereitgestellt sein, sodass der Schwenkblock mit dem Eingriffsabschnitt in Form der Kugel gekoppelt ist.
Die Schweißspitze der unteren Schweißpistole kann installiert sein, um sich gemäß einem Winkel und einer Form eines Fahrzeugkarosserieteils zu drehen.
Die Schweißspitze der unteren Schweißpistole kann einen schwenkbar gekoppelten Schwenkblock aufweisen.
Die Schweißspitze der unteren Schweißpistole kann eingerichtet sein durch Ausbilden eines Eingriffsabschnitts an einem vorderen Endabschnitt eines Pistolenarms der unteren Schweißpistole und schwenkbares Koppeln des Schwenkblocks an den Eingriffsabschnitt.
Der Schwenkblock kann in einer Kugelgelenkstruktur mit dem Eingriffsabschnitt gekoppelt sein.
Der Rahmen kann in einer Form eines "┴" sein, die gebildet wird durch integrales Koppeln eines entlang einer Vertikalrichtung angeordneten, ersten Unterrahmens und eines entlang einer Horizontalrichtung angeordneten, zweiten Unterrahmens, und ein Schieber kann an wenigstens einem von den entlang der Vertikalrichtung angeordneten, ersten Unterrahmen und dem entlang der Horizontalrichtung angeordneten, zweiten Unterrahmen installiert sein.
Eine Mehrzahl von Schiebern kann an dem ersten und dem zweiten Unterrahmen installiert sein, welche entlang jeder Richtung angeordnet sind, um entlang einer Längsrichtung des ersten und des zweiten Unterrahmens verschiebbar zu sein (z.B. zu gleiten), und die gemeinsame Einheit kann integral an jeden Schieber montiert sein, um sich linear zu bewegen.
Zwei gemeinsame Einheiten können über einen ersten Schieber an beiden Seiten des zweiten Unterrahmens montiert sein, um sich in Horizontalrichtung zu bewegen, und eine gemeinsame Einheit kann über einen zweiten Schieber an dem ersten Unterrahmen montiert sein, um sich in Vertikalrichtung zu bewegen, sodass wenigstens drei gemeinsame Einheiten bereitgestellt werden, die sich in Horizontalrichtung und in Vertikalrichtung bewegen.
Die Bewegungseinrichtung kann aufweisen eine motorisierte Linearzylindervorrichtung (bzw. ein Linearzylinderwerkzeug) zum Bewegen des Schiebers und eine Linearbewegungs(linear motion, LM)-Führung, die in fixierter Weise an dem Rahmen montiert ist und mit dem Schieber gekoppelt ist, um das Vorwärts- und Rückwärtsverschieben (z.B. Vorwärts- und Rückwärtsgleiten) des Schiebers beim Antrieb bzw. Antreiben der motorisierten Linearzylindervorrichtung zu führen.
Die motorisierte Linearzylindervorrichtung kann aufweisen einen Motor (z.B. einen Elektromotor), der gemäß einem Steuersignal des Steuerpanels antriebsgesteuert wird, einen Gewindewelle, die sich durch Antrieb des Motors dreht, und eine Zylinderstange, die mit der Gewindewelle gekoppelt ist in einem Zustand, in dem der Schieber an einem vorderen Endabschnitt montiert ist, um sich bei Drehung der Gewindewelle vorwärts und rückwärts zu bewegen.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt werden.
Erläuterung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines konventionellen Robotergreifersystems, das für jeden Fahrzeugtyp (mit anderen Worten: dem Fahrzeugtyp entsprechend) hergestellt wird.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer konventionellen dedizierten Klemme und einer pneumatischen Gleitvorrichtung für einen jeden Fahrzeugtyp, welche eine Greifervorrichtung darstellen.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines konventionellen Roboterschweißsystems, bei dem eine Punktschweißvorrichtung zum Schweißen und Verbinden eines Fahrzeugkarosserieteils an einem Ende eines Roboters befestigt ist.
Die 4 bis 7 sind Diagramme zur Erläuterung von Problemen eines konventionellen Greifersystems.
8 ist ein Diagramm, das eine Struktur und Form einer Schweißspitze in einem konventionellen Roboterschweißsystem erläutert.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau einer Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen einer Vielzahl von Fahrzeugtypen (mit anderen Worten: einem Multifahrzeugtyp) entsprechenden Rahmen 120, der eine Bewegungseinrichtung daran montiert hat, separat von einer Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die aus einer Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Bewegungseinrichtung separat veranschaulicht.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine gemeinsame Schweiß- und Bauteil-Halte-Einheit (bzw. eine gemeinsame Einheit zum Schweißen und Bauteil-Halten) in einer Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
13 ist eine perspektivische Teilschnittansicht, die eine Schwenkstruktur einer Schweißspitze in einer gemeinsamen Einheit einer Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die 14 und 15 sind perspektivische Ansichten, die einen Verwendungszustand einer Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
Es versteht sich, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und lediglich eine vereinfachte Darstellung der verschiedenen Merkmale präsentieren, veranschaulichend für die Grundprinzipien der Erfindung. Die besonderen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, einschließlich, zum Beispiel, besonderer Dimensionen, Orientierungen, Lagen und Formen, werden in Teilen durch die besonders beabsichtigte Anwendung und das Nutzungsumfeld bestimmt werden.
In den Figuren kennzeichnen Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden Bauteile der vorliegenden Erfindung in allen verschiedenen Figuren der Zeichnungen.
Detaillierte Beschreibung
Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en), von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung(en) im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird/werden, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist beabsichtigt, dass die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen deckt/decken, die in den Sinn und Schutzbereich der Erfindung(en) fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für den Fachmann näher erläutert, um die vorliegende Erfindung leicht zu implementieren.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch (anders ausgedrückt: eine Multifunktions-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch in einer Vielzahl von Fahrzeugtypen), die in einem Fahrzeugkarosserie-Montageprozess von verschiedenen Fahrzeugtypen gemeinsam verwendet werden kann und auch eine Greiffunktion und eine Schweißfunktion für ein Fahrzeugkarosserieteil ausführen kann.
Insbesondere weist eine Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch vorzugsweise einen Bauteil-Halte-Greifer zum Halten eines Fahrzeugkarosserieteils, um die Position des Bauteils zu fixieren, wenn das Bauteil transportiert oder geschweißt oder versiegelt (bzw. abgedichtet) wird, und eine Mehrzahl von gemeinsamen Einheiten auf, die imstande sind, als ein Schweißer zum Schweißen und Verbinden der Fahrzeugkarosserieteile zu funktionieren.
Außerdem weist eine Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Bewegungseinrichtung auf, die imstande ist, eine gemeinsame Schweiß- und Bauteil-Halte-Einheit (anders ausgedrückt: eine gemeinsame Einheit zum Schweißen und Bauteil-Halten) zu bewegen, um mit Veränderungen in der Fahrzeugkarosserie-Bauteilgröße der verschiedenen Fahrzeugtypen umzugehen, und eine Schweißspitze (die ebenfalls eine kontaktierende Greifspitze zum Halten eines Fahrzeugkarosserieteils ist) der gemeinsamen Schweiß- und Bauteil-Halte-Einheit ist als ein Schwenktyp (z.B. ein Schwenkkopftyp) bereitgestellt zur Verwendung bei Fahrzeugkarosserieteilen verschiedener Fahrzeugtypen.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 10 ist eine perspektivische Ansicht eines einer Vielzahl von Fahrzeugtypen (anders ausgedrückt: einem Multifahrzeugtyp) entsprechenden Rahmens 120, der eine Bewegungseinrichtung daran montiert hat, in der Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die aus der Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Bewegungseinrichtung separat veranschaulicht. 12 ist eine perspektivische Ansicht, die die gemeinsame Schweiß- und Bauteil-Halte-Einheit 150 in der Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wie veranschaulicht, weist die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch 100 auf einen Mehrgelenk-Roboter 110, der montiert ist, um sich auf einer an einem Installationsort fixierten Basis 101 zu drehen, einen Rahmen 120, der an einem drehbaren Arm 111 des Roboters 110 befestigt ist, eine Mehrzahl von Schiebern (bzw. Gleiteinrichtungen) 130, die an den Rahmen 120 gebaut (bzw. montiert) sind, um in entsprechende vorbestimmte Richtungen verschiebbar zu sein, eine Bewegungseinrichtung, die gemäß einem Steuersignal eines Steuerpanels (z.B. Bedienpanels) angetrieben wird, um jeden Schieber 130 zur Steuerung der Position von jedem Schieber 130 zu einer Zielposition am Rahmen 120 zu bewegen, und die gemeinsame Einheit 150, die die Komponenten eines eine obere Schweißpistole 153 und eine untere Schweißpistole 154 aufweisenden Punktschweißers hat und an jeden Schieber 130 montiert ist, sodass die Position der gemeinsamen Einheit am Rahmen 120 gesteuert wird.
Um sowohl als ein Greifer zum Bauteil-Halten als auch als Punktschweißer zum Bauteil-Verbinden zu fungieren, weist die gemeinsame Einheit 150 Komponenten des Punktschweißer, wie z.B. einen Transformator 151, eine Sammelschiene 152 und einen Shunt, die obere Schweißpistole 153 und die untere Schweißpistole 154, die entsprechende Schweißspitzen 155 haben, und einen anpressenden Servoaktor 156 auf, und die obere Schweißpistole 153 und die untere Schweißpistole 154 können ebenfalls als Bauteil haltende Greifer zum Halten und Fixieren eines Fahrzeugkarosserieteils, z.B. einer Fahrzeugkarosserieplatte (90 in den 14 und 15), an Ober- und Unterseiten verwendet werden.
Wenn die obere Schweißpistole 153 mit einer Betätigung des anpressenden Servoaktors 156 gesenkt wird, kontaktieren die obere Schweißpistole 153 und die untere Schweißpistole 154, die als ein Greifer fungieren, genauer gesagt die Schweißspitze 155 der oberen Schweißpistole 153 und die Schweißspitze 155 der unteren Schweißpistole 154, die an der unteren Seite positioniert ist, um mit der oberen Schweißpistole 153 zu korrespondieren, tatsächlich das Fahrzeugkarosserieteil 90, um das Fahrzeugkarosserieteil 90 an der Ober- und Unterseite zu halten. In diesem Fall ist eine jede als Greifer fungierende Schweißspitze 155 als ein Schwenktyp (z.B. ein Schwenkkopftyp) bereitgestellt, um an der entsprechenden Schweißpistole zu schwenken bzw. zu drehen.
Wie in den 9 und 10 veranschaulicht, ist der mit dem Arm 111 des Roboters 110 durch eine Eingriffseinheit (120a in 15) im Eingriff stehende (bzw. eingeklinkte) Rahmen 120 hergestellt durch integrales Zusammenfügen (bzw. Montieren) von Unterrahmen 121 und 122, die jeweils longitudinal in einer Oben-Unten-(Vertikal-)Richtung und in einer Links-Rechts-(Horizontal-)Richtung angeordnet sind, sodass der Rahmen 120 eine Gesamtform eines "┴" (anders ausgedrückt: eine umgedrehte T-Form) hat.
In den Unterrahmen 121 und 122, die in entsprechenden Richtungen angeordnet sind, ist die Mehrzahl von Schiebern 130 installiert, die linear entlang Längsrichtungen der Unterrahmen 121 und 122 verschiebbar sind (z.B. gleiten), und die gemeinsame Einheit 150 ist im Eingriff mit jedem Schieber 130 und an jedem Schieber 130 montiert, um sich zusammen mit dem Schieber 130 linear zu bewegen.
Das heißt, der Schieber 130 bewegt sich linear entlang der Längsrichtung von einem jeden der Unterrahmen 121 und 122 mittels einer jeden Bewegungseinrichtung, und die gemeinsame Einheit 150 bewegt sich ebenfalls linear zusammen mit der Bewegung des Schiebers 130, sodass die Positionen des Schiebers 130 und der gemeinsamen Einheit 150, die integral zusammengebaut (bzw. montiert) sind, vielfältig variabelgesteuert werden können gemäß der Längsrichtung von einem jeden der Unterrahmen 121 und 122.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen einer Vielzahl von Fahrzeugtypen (anders ausgedrückt: einem Multifahrzeugtyp) entsprechenden Rahmen 120, der eine Bewegungseinrichtung daran montiert hat, separat von einer Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der die Mehrzahl von sich linear entlang den Unterrahmen 121 und 122 bewegenden Schiebern 130 installiert ist und die gleiche Anzahl an Bewegungseinrichtungen für die Linearbewegung der entsprechenden Schieber 130 in einem jeden der Unterrahmen 121 und 122 installiert ist.
Die Bewegungseinrichtung kann eine Linearbewegungseinrichtung sein, die gemäß einem Steuersignal eines externen Steuerpanels (z.B. Bedienpanels) angetrieben wird, und kann eine motorisierte Linearzylindervorrichtung (z.B. ein Linearzylinderwerkzeug) 140 aufweisen, bei der eine Zylinderstange 145 sich mit dem Antrieb eines Motors (z.B. eines Elektromotors) 143, wie in 11 veranschaulicht, vorwärts und rückwärts bewegt.
Das heißt, eine jede Bewegungseinrichtung weist die motorisierte Linearzylindervorrichtung 140 und eine Linearbewegungs(linear motion, LM)-Führung 146 auf, die an einem jeden von den Unterrahmen 121 und 122 fixiert und montiert ist, um ein Vorwärts- oder Rückwärtsverschieben des Schiebers 130 beim Antreiben bzw. Antrieb der motorisierten Linearzylindervorrichtung 140 zu führen. Die motorisierte Linearzylindervorrichtung 140 weist einen Motor (z.B. einen Elektromotor) 143, dessen Antrieb durch ein Steuersignal eines Steuerpanels gesteuert wird, eine Gewindewelle (bzw. Schraubenwelle) 144, die sich durch Antrieb des Motors 143 dreht, und die Zylinderstange 145 auf, die mit der Gewindewelle 144 gekoppelt ist, um sich bei Drehung der Gewindewelle 144 vorwärts und rückwärts zu bewegen, wenn der Schieber 130 an einem vorderen Endabschnitt montiert ist.
In einer in den 10 und 11 veranschaulichten, beispielhaften Ausführungsform ist die Zylinderstange 145 mit der in einem Gehäuse 142 eingebauten Gewindewelle 144 gekoppelt, um bei Drehung der Gewindewelle 144 eine Rotationskraft zu erhalten und sich geradlinig zu bewegen, wobei die Gewindewelle 144 und die Zylinderstange 145 eine Rotationskraft des Motors 143 in eine geradlinige Bewegung umwandeln, und in diesem Fall ist die Zylinderstange 145 bereitgestellt, um sich vorwärts und rückwärts zu bewegen, ohne sich in dem Gehäuse 142 zu drehen.
Das heißt, die Zylinderstange 145 ist eine Stange, deren Drehung beschränkt (bzw. begrenzt) ist und deren Vorwärts- und Rückwärtslinearbewegung nur möglich ist in einem Zustand, in dem ein Teil der Stange im Inneren des Gehäuses 142 eingebaut ist.
In einer beispielhaften Ausführungsform aus 11 ist Bezugszeichen 141 ein Kodierer 141 zum Antrieb des Motors 143 gemäß dem Steuersignal des Steuerpanels, sodass der Motor 143 dreh- bzw. rotationsgetrieben wird mit einem Ausgang des Kodierers 141, der das Steuersignal des Steuerpanels (ein einem Fahrzeugtyp entsprechendes Positionssteuersignal) in der motorisierten Linearzylindervorrichtung 140 empfängt. In diesem Fall wird die Antriebskraft des Motors 143 durch die Gewindewelle 144 in eine geradlinige Bewegungskraft der Zylinderstange 145 umgewandelt, und schließlich bewegt sich der Schieber 130 aufgrund der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Zylinderstange 145 linear entlang der Linearbewegungs(LM)-Führung 146.
In 10 sind der horizontale Unterrahmen 121 und der vertikale Unterrahmen 122 gekoppelt, um den Rahmen 120 zu bilden, der die Gesamtform eines "┴" (anders ausgedrückt: die umgedrehte T-Form) hat, sodass die Linearbewegungs(LM)-Führungen 146 jeweils in fixierter Weise an beiden Endabschnitten des horizontalen Unterrahmens 121 und an einem Endabschnitt des vertikalen Unterrahmens 122 installiert sind.
In diesem Fall sind die Schieber 130, deren Linearbewegung entlang den Längsrichtungen der drei Linearbewegungs(LM)-Führungen 146 geführt wird, jeweils mit den drei Linearbewegungs(LM)-Führungen 146 gekoppelt (insgesamt sind drei Schieber bereitgestellt), und drei motorisierte Linearzylindervorrichtungen 140 sind an den Unterrahmen 121 und 122 montiert, und somit sind die entsprechenden Zylinderstangen 145 jeweils mit den entsprechenden Schiebern 130 gekoppelt.
Als Folge werden die Vorwärts- und Rückwärtsbewegungspositionen der Zylinderstange 145 gesteuert, indem der Antrieb des Motor 143 gesteuert wird, und in diesem Fall werden die Position eines jeden Schiebers 130 und die Position der gemeinsamen Einheit 150, die mit jedem Schieber 130 im Eingriff ist und an jedem Schieber montiert ist, entlang der Linearbewegungs(LM)-Führungen 146 gesteuert. Somit kann die gemeinsame Einheit 150 bewegt und gesteuert werden zu einer vorgegebenen Schweißposition und beschränkten Position (Greifposition) bezogen auf ein Fahrzeugkarosserieteil (90 in den 14 und 15) eines entsprechenden Fahrzeugtyps.
Insbesondere wird die Drehposition des drehbaren Arms 111 in dem Roboter 110 gesteuert, und die Position einer jeden gemeinsamen Einheit 150 wird durch die Bewegungseinrichtung gesteuert, sodass die Greifposition und die Schweißposition in Bezug auf das Fahrzeugkarosserieteil 90, welche durch die Position der gemeinsamen Einheit 150 gesetzt werden, vielfältig eingestellt werden können.
Die gemeinsame Einheit 150 weist Komponenten eines bekannten Punktschweißers, zum Beispiel den Transformator 151, die Sammelschiene 152 und den Shunt, die obere Schweißpistole 153 und die untere Schweißpistole 154, die die entsprechenden Schweißspitzen haben, und den anpressenden Servoaktor 156 auf. In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führen die Schweißspitzen 155 der oberen Schweißpistole 153 und der unteren Schweißpistole 154 nicht nur eine Schweißfunktion aus, sondern auch eine Greiffunktion des Haltens des Fahrzeugkarosserieteils 90 an der Ober- und Unterseite.
Die gemeinsame Einheit 150 hat einen Rahmen, der integral im Eingriff mit dem Schieber 130 ist, und in diesem Rahmen ist der Transformator 151 in fixierter Weise installiert, um die hohe Spannung / den niedrigen Strom einer Primärseite in die niedrige Spannung / den hohen Strom einer Sekundärseite zu wandeln.
Außerdem sind die Sammelschiene 152 und der Shunt bereitgestellt, um den Sekundärseitenstrom des Transformators 151 zum Schweißer zu leiten. Um die Versorgung des von dem Transformator 151 angelegten Sekundärseitenstroms zum Schweißer zu ermöglichen, ist eine Seite der Sammelschiene 152 jederzeit mit dem Transformator 151 verbunden und in diesem Fall ist eine andere Seite der Sammelschiene 152 mit dem Schweißer verbunden. Auf diese Weise sind das Ausgangsende des Transformators 151 und die obere Schweißpistole 153 des Schweißers sowie das Ausgangsende des Transformators 151 und die untere Schweißpistole 154 des Schweißers elektrisch miteinander verbunden.
Außerdem ist der anpressende Servoaktor 156 zum Absenken der oberen Schweißpistole 153 im Rahmen 120 der gemeinsamen Einheit 150 installiert, sodass – wenn das Fahrzeugkarosserieteil 90 geschweißt oder gegriffen wird – die obere Schweißpistole 153 abgesenkt wird, um das Fahrzeugkarosserieteil 90 von der Oberseite anzupressen.
Der anpressende Servoaktor 156 ist eine Komponente zum Erzeugen einer Schweißanpresskraft und kann ein motorisierter Aktor sein, der die Rotationskraft des Motors (z.B. Elektromotors) 143 in eine geradlinige Bewegungskraft umwandelt und eine Linearbewegung der Schweißpistole 153 antreibt, um das Fahrzeugkarosserieteil 90 anzupressen.
So hat die gemeinsame Einheit 150 Hauptkomponenten eines bekannten Punktschweißers, d.h. den Transformator 151 zur Energieversorgung und Fahrzeugkarosserieteil-Anpressung und Schweißung, die Sammelschiene 152 und den Shunt, die obere Schweißpistole 153 und die untere Schweißpistole 154, die die entsprechenden Schweißspitzen 155 haben, und den anpressenden Servoaktor 156, und eine jede bekannte, zum Ausführen des Punktschweißens in dem Punktschweißer erforderliche Komponente kann ebenfalls verwendet werden.
Die in 12 veranschaulichte gemeinsame Einheit 150 ist ein Beispiel, das in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Allerdings können gemeinsame Einheiten verschiedener Formen, die im Wesentlichen Strukturen wie ein Punktschweißer haben, in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, solange diese Komponenten wie z.B. die obere Schweißpistole 153 und die untere Schweißpistole 154 aufweisen, die Anpressungs- und (Strom-)Leitungselemente sind. Außerdem können verschiedene, von dem Beispiel aus 12 modifizierte Formen ebenfalls verwendet werden.
Allerdings sind in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die obere Schweißpistole 153 und die untere Schweißpistole 154 der gemeinsamen Einheit 150 Komponenten, die eine Punktschweißfunktion durch Anpressung und (Strom-)Leitung bezogen auf das Fahrzeugkarosserieteil 90 ausführen und ebenfalls das Fahrzeugkarosserieteil 90 anpressen, um das Fahrzeugkarosserieteil 90 zusammen mit der (Strom-)Leitung zu fixieren, und dadurch auch als Greifer für das Fahrzeugkarosserieteil 90 fungieren.
Das heißt, in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die obere Schweißpistole 153 an der Oberseite und die untere Schweißpistole 154, die an der Unterseite positioniert ist, um mit der oberen Schweißpistole 153 zu korrespondieren, auch als Komponenten des Greifers zum Transportieren des Fahrzeugkarosserieteils 90 und Halten des Fahrzeugkarosserieteils 90 verwendet werden, um die Position des Fahrzeugkarosserieteils 90 beim Schweißen und Versiegeln (bzw. Abdichten) zu fixieren. Insbesondere ist die Schweißspitze 155 installiert, um sich gemäß den Winkeln und Formen eines Haltequerschnitts (bzw. zu haltenden Querschnitts) und eines Schweißquerschnitts (bzw. zu schweißenden Querschnitts) des Bauteils zu drehen, um verschiedenen Fahrzeugkarosserieteilen 90 von verschiedenen Fahrzeugtypen zu entsprechen.
Somit ist die gemeinsame Einheit 150 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Komponente für den gemeinsamen Gebrauch (anders ausgedrückt: eine Multifunktions-Komponenten für den gemeinsamen Gebrauch bei einer Vielzahl von Fahrzeugtypen), die sowohl eine Schweißfunktion des Fahrzeugkarosserieteils 90 als auch die Haltefunktion des Fahrzeugkarosserieteils 90 ausführt.
13 ist eine perspektivische Teilschnittansicht, die eine schwenkbare Struktur (Schwenkstruktur) der Schweißspitze 155 in der gemeinsamen Einheit 150 der Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der die wünschenswerte Schwenktyp-Schweißspitze 155 gezeigt ist.
Wie gezeigt, weisen die Schweißspitzen 155 der oberen Schweißpistole 153 und der unteren Schweißpistole 154 einen Schwenkblock 155b auf, der montiert ist, um sich auf einer beschränkten Fläche in Bezug auf das Fahrzeugkarosserieteil 90 zu drehen bzw. zu schwenken.
Das heißt, die Schweißspitzen 155 der Schweißpistolen 153 und 154 an der Ober- und Unterseite weisen Eingriffsabschnitte 155a in der Form von Kugeln, welche an einer Schweißstange 153a der oberen Schweißpistole 153 und an einem vorderen Endabschnitt eines Pistolenarms 154a der unteren Schweißpistole 154 ausgebildet sind, und die Schwenkblöcke 155b auf, die mit den Eingriffsabschnitten 155a in einer Kugelgelenkform gekoppelt sind und sich gemäß dem Winkel und der Form des Fahrzeugkarosserieteils 90 drehen.
Die Eingriffsabschnitte 155a und die Schwenkblöcke 155b der Schweißspitzen 155 sind aus leitfähigen Materialien gebildet, und in diesem Fall dienen die Schwenkblöcke 155b als Schweißspitzen eines Punktschweißers, welche das Fahrzeugkarosserieteil 90 zur (Strom-)Leitung und Anpressung des Fahrzeugkarosserieteils 90 kontaktieren und diese (Schwenkblöcke) bilden ebenfalls eine beschränkte Fläche einer Greiffunktion, die das Fahrzeugkarosserieteil 90 durch Anpressung fixiert und beschränkt.
Insbesondere werden in der gemeinsamen Einheit 150 der vorliegenden Erfindung die Schwenkblöcke 155b bereitgestellt, die als die Schweißspitzen dienen und eine beschränkte Fläche für das Fahrzeugkarosserieteil 90 bei der Greiffunktion bilden, um sich in den Eingriffsabschnitten 155a in Form von Kugeln zu drehen, sodass sich die Schwenkblöcke 155b – wenn die Schwenkblöcke 155b das Fahrzeugkarosserieteil 90 anpressen – in den Eingriffsabschnitten 155a gemäß der Form und dem Winkel des Bauteils 90 drehen, weil die Form eines Bauteils, wie z.B. einer Fahrzeugkarosserieplatte, oder die Form oder der Winkel des beschränkten Querschnittes gemäß einem Fahrzeugtyp variiert, wodurch eine Verformung des Fahrzeugkarosserieteils 90 verhindert wird.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde soweit erläutert. Die 14 und 15 sind perspektivische Ansichten, die einen Verwendungszustand der Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
14 zeigt einen Zustand, wenn eine Greifer-Funktion ausgeführt wird, bei dem in jeder gemeinsamen Einheit 150 die obere Schweißpistole 153 und die untere Schweißpistole 154 das Fahrzeugkarosserieteil 90 an der Ober- und Unterseite anpressen und fixieren. Wie gezeigt, transportiert jede gemeinsame Einheit 150 das Fahrzeugkarosserieteil 90 und fungiert als ein Greifer zum Halten des Fahrzeugkarosserieteils 90, um die Position des Fahrzeugkarosserieteils 90 beim Schweißen und Versiegeln (bzw. Abdichten) zu fixieren.
Wenn ein Steuersignal zur Steuerung des Antriebs jeder Bewegungseinrichtung von einem Steuerpanel für solch einen Betrieb übermittelt wird, d.h. wenn ein mit einem Fahrzeugtyp korrespondierendes Positionssteuersignal von dem Steuerpanel zum Kodierer 141 übermittelt wird, wird der Motor 143 der Bewegungseinrichtung durch den Ausgang des Kodierers 141 angetrieben, um den Schieber 130 zu einer vorbestimmten Position zu bewegen, sodass die gemeinsame Einheit 150, die im Eingriff mit dem Schieber 130 ist, sich zu einer vorgegebenen Greifposition (beschränkte Position) bezogen auf das Fahrzeugkarosserieteil 90 eines entsprechenden Fahrzeugtyps bewegt.
Außerdem arbeiten die obere Schweißpistole 153 und die untere Schweißpistole 154, die Bauteil haltende Komponenten in jeder der Mehrzahl von gemeinsamen Einheiten 150 sind, in einer jeden Greifposition, um das Fahrzeugkarosserieteil 90 an der Ober- und Unterseite eng anzupressen.
15 veranschaulicht einen Zustand, wenn eine Schweißfunktion ausgeführt wird, bei dem – nachdem die gemeinsame Einheit 150 sich zu einem vorgegebenen Schweißzielpunkt bewegt hat – die Schweißspitzen 155 der oberen Schweißpistole 153 und der unteren Schweißpistole 154 das Fahrzeugkarosserieteil 90 kontaktieren und dann eine Anpressung und (Strom-)Leitung gemäß einem Schweißsteuersignal des Steuerpanels ausgeführt werden, wodurch das Punktschweißen erledigt wird.
In diesem Fall kann ein selektiver Antrieb ausgeführt werden, sodass – wenn einige der gemeinsamen Einheiten 150 das Fahrzeugkarosserieteil 90 halten – andere gemeinsame Einheiten 150 das Fahrzeugkarosserieteil 90 schweißen können.
Obwohl nicht in 15 dargestellt, kann eine separate Spannvorrichtung zum sicheren Fixieren und Stützen (bzw. Tragen) des Fahrzeugkarosserieteils 90 an der Unterseite bereitgestellt werden, sodass – wenn das Fahrzeugkarosserieteil 90 an der Oberseite fixiert ist und durch die Spannvorrichtung an der Unterseite gestützt ist – alle oder einige der gemeinsamen Einheiten 150 sich zu einem vorbestimmten Schweißzielpunkt bewegen, und dann kann das Fahrzeugkarosserieteil 90, dessen Position durch die Spannvorrichtung fixiert ist, punktgeschweißt werden.
Der Aufbau und der Betriebszustand der Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurden soweit erläutert, und die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch 100 ist als ein integriertes System eingerichtet, das die gemeinsame Einheit 150 aufweist, welche sowohl als Bauteil haltender Greifer zum Transportieren des Fahrzeugkarosserieteils 90 oder zum Fixieren der Position des Fahrzeugkarosserieteils 90 beim Schweißen oder Versiegeln (bzw. Abdichten) als auch als Schweißer zum Schweißen und Verbinden des Fahrzeugkarosserieteils 90 funktioniert, wodurch die Anzahl von Robotern und die Installationsräume des Roboters/Schweißers/Greifers reduziert werden im Vergleich zu einem konventionellen Fall, bei dem ein Robotergreifsystem und ein Roboterschweißsystem separat bereitgestellt werden.
Die Mehrzahl der gemeinsamen Einheiten 150 führen wahlweise Greif- und Schweißarbeiten aus und reduzieren somit eine Verarbeitungszykluszeit im Vergleich zu einem konventionellen System, bei dem Greif- und Schweißarbeiten sequenziell ausgeführt werden.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Bewegungseinrichtung auf, die imstande ist, die gemeinsamen Schweiß- und Bauteil-Halte-Einheiten 150 zu bewegen, um Veränderungen in der Bauteilgröße für verschiedene Fahrzeugtypen zu entsprechen, und die Schweißspitzen 155 der gemeinsamen Schweiß- und Bauteil-Halte-Einheiten 150 werden als ein Schwenktyp für den gemeinsamen Gebrauch bei verschiedenen Bauteilen von mehreren Fahrzeugtypen bereitgestellt. Folglich dient die gemeinsame Einheit 150 als eine Multifunktions-Vorrichtung, die sowohl als ein Greifer als auch als ein Schweißer funktioniert und dient ebenfalls als eine gemeinsame Multifahrzeugtyp-Vorrichtung, die verfügbar ist für den gemeinsamen Gebrauch bei Fahrzeugkarosserie-Montageprozessen von verschiedenen Fahrzeugtypen, sodass die gemeinsame Einheit 150 bei der gemischten Produktion von verschiedenen Fahrzeugtypen nützlich verwendet werden kann.
Außerdem wird die gesamte Konfiguration eines Systems vereinfacht und Probleme des Umbaus und der Herstellung einer Vorrichtung bei Einführung eines neues Fahrzeugtyps und durch Umbau und Herstellung verursachte Kostenerhöhungen können gelöst werden, wodurch die Investitionskosten reduziert werden.
Zur Einfachheit in der Beschreibung und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer“ oder „unterer“, „innerer“ oder „äußerer“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Positionen solcher Merkmale, wie sie in den Figuren gezeigt sind, zu beschreiben.
Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden, und es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und dadurch dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.

Claims

Eine Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch, aufweisend: einen Roboter (110), einen Rahmen (120), der an einem Arm des Roboters befestigt ist, eine Mehrzahl von Schiebern (130), die an den Rahmen gebaut sind, um in eine vorbestimmte Richtung verschiebbar zu sein, und eine gemeinsam verwendbare Einheit (150), die eine obere Schweißpistole (153), eine untere Schweißpistole (154) und eine Komponente aufweist, die ein Bauteil haltendes Greifen ausführt, und welche an jeden Schieber (130) montiert ist, sodass eine Position der gemeinsamen Einheit (150) an dem Rahmen gesteuert wird.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen eines jeden Schiebers (130) zu einer Zielposition, um eine Position des Schiebers gemäß einem Steuersignal eines Steuerpanels zu steuern.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Komponente, die das Bauteil haltende Greifen ausführt, die obere Schweißpistole (153) und die untere Schweißpistole (154) aufweist und wobei die obere Schweißpistole und die untere Schweißpistole das Bauteil haltende Greifen durch gleichzeitiges Anpressen und Fixieren eines Fahrzeugkarosserieteils (90) an beiden Seiten davon ausführen.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Schweißspitze von einer jeden der oberen Schweißpistole (153) und der unteren Schweißpistole (154) der gemeinsamen Einheit (150) das Bauteil haltende Greifen als auch ein Punktschweißen ausführt.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach Anspruch 4, wobei die Schweißspitze der oberen Schweißpistole (153) installiert ist, um sich gemäß dem Winkel und der Form des Fahrzeugkarosserieteils (90) zu drehen.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Schweißspitze der oberen Schweißpistole (153) einen schwenkbar gekoppelten Schwenkblock (155b) aufweist.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Schweißspitze der oberen Schweißpistole (153) eingerichtet ist durch Ausbilden eines Eingriffsabschnittes (155a) an einer Schweißstange (153a) der oberen Schweißpistole und durch schwenkbares Koppeln des Schwenkblocks (155b) an den Eingriffsabschnitt.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Schwenkblock (155b) in einer Kugelgelenk-Struktur mit dem Eingriffsabschnitt (155a) gekoppelt ist.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Eingriffsabschnitt (155a) in Form einer Kugel in der Kugelgelenk-Struktur bereitgestellt ist, sodass der Schwenkblock (155b) mit dem Eingriffsabschnitt in Form der Kugel gekoppelt ist.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Schweißspitze der unteren Schweißpistole (154) installiert ist, um sich gemäß einem Winkel und einer Form eines Fahrzeugkarosserieteils (90) zu drehen.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Schweißspitze der unteren Schweißpistole (154) einen schwenkbar gekoppelten Schwenkblock (155b) aufweist.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Schweißspitze der unteren Schweißpistole (154) eingerichtet ist durch Ausbilden eines Eingriffsabschnitts (155a) an einem vorderen Endabschnitt eines Pistolenarms der unteren Schweißpistole und schwenkbares Koppeln des Schwenkblocks an den Eingriffsabschnitt.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Schwenkblock (155b) in einer Kugelgelenkstruktur mit dem Eingriffsabschnitt (155a) gekoppelt ist.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Rahmen in einer Form eines "┴" ist, die gebildet wird durch integrales Koppeln eines entlang einer Vertikalrichtung angeordneten, ersten Unterrahmens (122) und eines entlang einer Horizontalrichtung angeordneten, zweiten Unterrahmens (121), und ein Schieber (150) an wenigstens einem von dem entlang der Vertikalrichtung angeordneten, ersten Unterrahmen und dem entlang der Horizontalrichtung angeordneten, zweiten Unterrahmen installiert ist.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei eine Mehrzahl von Schiebern (150) an dem ersten und dem zweiten Unterrahmen (121, 122) installiert ist, welche entlang jeder Richtung angeordnet sind, um entlang einer Längsrichtung des ersten und des zweiten Unterrahmens verschiebbar zu sein, und die gemeinsame Einheit (150) integral an jeden Schieber montiert ist, um sich linear zu bewegen.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei zwei gemeinsame Einheiten (150) über einen ersten Schieber (130) an beiden Seiten des zweiten Unterrahmens (121) montiert sind, um sich in Horizontalrichtung zu bewegen, und eine gemeinsame Einheit über einen zweiten Schieber an dem ersten Unterrahmen (122) montiert ist, um sich in Vertikalrichtung zu bewegen, sodass wenigstens drei gemeinsame Einheiten bereitgestellt werden, die sich in Horizontalrichtung und in Vertikalrichtung bewegen.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Bewegungseinrichtung aufweist: eine motorisierte Linearzylindervorrichtung (140) zum Bewegen des Schiebers (130), und eine Linearbewegungs-Führung (146), die in fixierter Weise an dem Rahmen montiert ist und mit dem Schieber gekoppelt ist, um das Vorwärts- und Rückwärtsverschieben des Schiebers beim Antreiben der motorisierten Linearzylindervorrichtung zu führen.
Die Multifunktions- und Multifahrzeugtyp-Robotervorrichtung für den gemeinsamen Gebrauch nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die motorisierte Linearzylindervorrichtung (140) aufweist: einen Motor (143), der gemäß einem Steuersignal des Steuerpanels antriebsgesteuert wird, eine Gewindewelle (144), die sich durch Antrieb des Motors dreht, und eine Zylinderstange (145), die mit der Gewindewelle gekoppelt ist in einem Zustand, in dem der Schieber an einem vorderen Endabschnitt montiert ist, um sich bei Drehung der Gewindewelle vorwärts und rückwärts zu bewegen.