DE102016225012A1

DE102016225012A1 - Hauptmontage-Einheit für ein Fahrzeugkarosserie-Montagesystem sowie Steuerungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE102016225012A1
Application number: DE102016225012.4A
Authority: DE
Inventors: Junkyoung Lee; Seon Woo Kweon; Sangcho Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2016-09-07
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2036-12-15
Also published as: US20200130760A1; US11203386B2; KR20180027868A; US20180065694A1; DE102016225012B4; KR101846912B1; CN107792224A; US20220073158A1

Abstract

Ein Fahrzeugkarosserie-Montagesystem bildet einen Vormontage-Bereich und einen Hauptmontage-Bereich, die entlang eines Übertragungspfades einer Bodengruppe angeordnet sind. Eine Hauptmontage-Einheit ist in dem Hauptmontage-Bereich an gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades angeordnet, steuert einen oberen Abschnitt einer Seitenwand in einem Zustand, wo ein unterer Abschnitt jeder Seitenwand in dem Vormontage-Bereich an die Bodengruppe vormontiert wird, und montiert den oberen Abschnitt der Seitenwand und Fahrzeugkarosseriekomponenten unter Verwendung eines zweiten Schweißroboters.

Description

Hintergrund
(a) Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fahrzeugkarosserie-Montagesystem, und insbesondere eine Hauptmontage-Einheit für das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem, die für eine Montage verschiedener Fahrzeugtypen in einer Fahrzeugkarosserie-Montagelinie ausgebildet ist, und ein Verfahren zur Steuerung desselben.
(b) Beschreibung des Standes der Technik
Im Allgemeinen wird ein Fahrzeug in der Form einer Rohkarosserie (das heißt, ein sogenannter „Body in White” bzw. „BIW”) durch einen Prozess des Zusammensetzens verschiedener Produktplatten bzw. -bleche gebildet, die in einem Fahrzeugkarosserie-Unterprozess erzeugt worden sind.
Eine Fahrzeugkarosserie wird gebildet durch: eine Bodengruppe, die einen Antriebsabschnitt (beispielsweise einen Motor), eine Achse, einen Sitz und dergleichen mit einem unteren Abschnitt eines Rahmens unterstütz bzw. trägt; gegenüberliegende Seitenplatten, die jeweils eine linke Seite und eine rechte Seite des Rahmens bilden; eine Dachhaut, die eine obere Oberfläche der Karosserie bildet; und eine Mehrzahl von Komponenten, wie zum Beispiel eine Stirnwand, einen Dachrahmen, eine Hutablage und eine Rückwand. Die Montage der Fahrzeugkomponenten wird über einen Hauptmontage-Prozess durchgeführt (in dem entsprechenden Sachgebiet auch als ein Karosseriebildungsprozess bezeichnet).
Bei dem Hauptmontage-Prozess wird die Rückwand durch das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem mit der Bodenplatte verbunden, wobei dann die gegenüberliegenden Seitenwände bzw. -platten, die Stirnwand, der Dachrahmen, die Hutablage und die Dachhaut durch Verschweißen montiert bzw. zusammengesetzt werden.
Beispielsweise steuert das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem die Seitenplatten durch eine Seitenhalterung und ein Seitenteil, platziert die Seitenplatte in der Bodenplatte, platziert die Stirnwand, den Dachrahmen und die Hutablage in der Seitenplatte, und verschweißt dann einen Verbindungsabschnitt der Komponenten durch einen Schweißroboter.
Ein Fahrzeugkarosserie-Montagesystem von der herkömmlichen Art ist mit einer Drehindexeinrichtung versehen (im entsprechenden Sachgebiet auch als eine 4-seitige Dreheinrichtung bezeichnet), die ein fahrzeugspezifisches Seitenteil in jeder der vier Seiten installiert. Die 4-seitige Drehindexeinrichtung rotiert, während sie die fahrzeugspezifische Seitenplatte steuert, durch jedes der Seitenteile, und kann eine Seitenplatte des entsprechenden Fahrzeuges in der korrekten Position auf gegenüberliegenden Seiten der Bodenplatte platzieren.
Somit können, während relevante Komponenten (zum Beispiel die Stirnwand, der Dachrahmen und die Hutablage) in die korrekte Position in einem oberen Endabschnitt der Seitenplatte platziert werden, welche durch das Seitenteil der 4-seitigen Drehindexeinrichtung gesteuert wird, der obere Endabschnitt der Seitenplatte, die relevanten Komponenten, ein unterer Endabschnitt der Seitenplatte und die Bodenplatte unter Verwendung des Schweißroboters nach der herkömmlichen Art verschweißt werden.
Zusätzlich kann der gesamte Rahmen der Fahrzeugkarosserie nach der herkömmlichen Art durch das fahrzeugspezifische Seitenteil der 4-seitigen Drehindexeinrichtung gesteuert werden, weshalb das gesamte Fahrzeugkarosserie-Montagesystem ein höheres Gewicht und größere Abmessungen aufweisen kann.
Weiterhin können, da das fahrzeugspezifische Seitenteil nach der herkömmlichen Art auf jeder Seite der 4-seitigen Drehindexeinrichtung installiert ist, fünf oder mehr unterschiedliche Typen von Fahrzeugkarosserien nicht montiert werden, weshalb für eine Montage von fünf oder mehr unterschiedlichen Fahrzeugkarosserietypen eine große und schwergewichtige Anlage zusätzlich installiert werden muss.
Die obige in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information dient lediglich einem besseren Verständnis des Hintergrundes der Offenbarung, und kann deshalb Information beinhalten, welche nicht den Stand der Technik bildet, der einem hiesigen Fachmann bereits bekannt ist.
Zusammenfassung
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine Hauptmontage-Einheit für ein Fahrzeugkarosserie-Montagesystem bereit, die wenigstens fünf oder mehr Typen von Fahrzeugen zusammensetzen kann, indem ein Fahrzeugkarosserie-Montageprozess in zwei Prozesse aufgeteilt wird, im Gegensatz zur Bildung eines Rahmens einer Fahrzeugkarosserie durch einen einzelnen Prozess, und die in der Lage ist, das Gewicht der gesamten Anlage zu reduzieren. Außerdem wird ein Verfahren zur Steuerung des Systems bereitgestellt.
Ein Fahrzeugkarosserie-Montagesystem umfasst eine Vormontage-Einheit in einem Vormontage-Bereich und eine Hauptmontage-Einheit in einem Hauptmontage-Bereich, die entlang eines Übertragungspfades einer Bodengruppe angeordnet sind. Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die Hauptmontage-Einheit an gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades in dem Hauptmontage-Bereich angeordnet, wobei das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem einen oberen Abschnitt jeder Seitenwand in einem Zustand steuert, so dass ein unterer Abschnitt jeder Seitenwand durch die Vormontage-Einheit in dem Vormontage-Bereich an die Bodengruppe vormontiert wird, und unter Verwendung eines zweiten Schweißroboters den oberen Abschnitt jeder Seitenwand und Fahrzeugkarosseriekomponenten montiert.
Zusätzlich steuert das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Fahrzeug-Breitenrichtung der Seitenwand in dem Hauptmontage-Bereich, während der untere Abschnitt jeder Seitenwand durch die Vormontage-Einheit an die Bodengruppe geschweißt wird, und schweißt den oberen Abschnitt der Seitenwand und die Fahrzeugkarosseriekomponenten unter Verwendung des zweiten Schweißroboters.
Weiterhin kann das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Lade-Abschnitt umfassen (z. B. einen CRP-Lade-Abschnitt, der sich auf eine Stirnwand [engl. „cowl”], einen Dachrahmen [engl. „roof rail”] und eine Hutablage [engl. „package tray”] bezieht), der die Fahrzeugkarosseriekomponenten, einschließlich Stirnwand, Dachrahmen und Hutablage, steuert und die Fahrzeugkarosseriekomponenten in korrekten Positionen in dem oberen Abschnitt der Seitenwand platziert.
Die Hauptmontage-Einheit kann eine Mehrzahl von Seitengestellen umfassen, welche einen oberen Abschnitt einer Seitenwand steuern, die in Abhängigkeit von einem Fahrzeugtyp unterschiedlich ist, und eine 4-seitige Drehindexeinrichtung, welche das Seitengestell fixiert.
Die Hauptmontage-Einheit kann unter Verwendung eines Handhabungsroboters in lösbarer Weise das Seitengestell mit Bezug auf die Drehindexeinrichtung koppeln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Hauptmontage-Einheit in einem Fahrzeugkarosserie-Montagesystem bereitgestellt, die einen Vormontage-Bereich und einen Hauptmontage-Bereich entlang eines Übertragungspfades einer Bodengruppe anordnet und eine Vormontage-Einheit in dem Vormontage-Bereich bildet. Die Hauptmontage-Einheit ist in dem Hauptmontage-Bereich gebildet, und umfasst: eine Mehrzahl von Seitengestellen, die in lösbarer Weise an einem Handhabungsroboter in dem Hauptmontage-Bereich befestigt sind und einen oberen Abschnitt einer Seitenwand steuern, die in Abhängigkeit von einem Fahrzeugtyp unterschiedlich ist; eine Drehindexeinrichtung, die mit dem Seitengestell in dem Hauptmontage-Bereich gekoppelt ist, die um einen vorbestimmten Winkel rotierbar ist, und die für eine reziproke Bewegung entlang einer Fahrzeugbreitenrichtung an gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades bereitgestellt ist; und wenigstens einen zweiten Schweißroboter, der in dem Hauptmontage-Bereich bereitgestellt ist und den oberen Abschnitt der Seitenwand und Fahrzeugkarosseriekomponenten schweißt.
Die Hauptmontage-Einheit kann einen Lade-Abschnitt umfassen (z. B. eine CRP-Lade-Abschnitt), der für eine Bewegung entlang des Übertragungspfades in einer oberen Seite des Übertragungspfades und für ein Anheben in dem Hauptmontage-Bereich bereitgestellt ist.
Der CRP-Lade-Abschnitt kann die Fahrzeugkarosseriekomponenten, welche eine Stirnwand, einen Dachrahmen und eine Hutablage umfassen, steuern und kann die Fahrzeugkarosseriekomponenten in richtigen Positionen in dem oberen Abschnitt der Seitenwand platzieren.
Ein Speicher-Abschnitt kann in dem Hauptmontage-Bereich zur Speicherung der Mehrzahl von Seitengestellen bereitgestellt sein.
Jedes der Seitengestelle kann umfassen: einen Gestellrahmen, der an einem vorderen Armende des Handhabungsroboters in dem Hauptmontage-Bereich befestigt ist; eine Mehrzahl von dritten Klemmen, die in dem Gestellrahmen bereitgestellt sind, den oberen Abschnitt der Seitenwand klemmen und eine Fahrzeugbreitenrichtung der Seitenwand steuern; und eine Mehrzahl von zweiten Kopplungsstiften, die in dem Gestellrahmen bereitgestellt und mit der Drehindexeinrichtung gekoppelt sind.
Der zweite Kopplungsstift kann eine rundgeformte zweite Kugel-Kopplungsausnehmung entlang einer Umfangsrichtung davon bilden.
Die Drehindexeinrichtung kann umfassen: zweite Bewegungskomponenten, die für eine reziproke Bewegung entlang einer Fahrzeugbreitenrichtung durch einen Antrieb im Hauptmontage-Rahmen auf gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades bereitgestellt sind; ein Paar von Index-Rahmen, die mit einem Abstand voneinander auf der zweiten Bewegungskomponente bereitgestellt sind; eine Dreheinrichtung mit vier Seiten, wo die Seitengestelle, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp unterschiedlich sind, in lösbarer Weise gekoppelt und durch den Antrieb in rotierbarer Weise in dem Index-Rahmen bereitgestellt sind; eine Mehrzahl von Gestell-Kopplungsabschnitten, die in den entsprechenden Seiten der Dreheinrichtung bereitgestellt und über einen Stift mit den Seitengestellen gekoppelt sind; und eine Mehrzahl von vierten Klemmen, die in den entsprechenden Seiten der Dreheinrichtung bereitgestellt sind und die Seitengestelle an der Dreheinrichtung fixieren.
Der Gestell-Kopplungsabschnitt kann mit einer dreieckigen Struktur auf jeder Seite der Dreheinrichtung versehen sein.
Der Gestell-Kopplungsabschnitt kann umfassen: ein zweites Stift-Gehäuse, an welchem ein in dem Seitengestell bereitgestellter zweiter Kopplungsstift angebracht ist; und eine zweite Kugelklemme, die in dem zweiten Stiftgehäuse bereitgestellt ist und den zweiten Kopplungsstift unter Verwendung einer Mehrzahl von Kugeln klemmt.
Die zweite Kugelklemme kann ein Paar von zweiten Lagerkomponenten umfassen, wo die Kugeln in rollbarer Weise bereitgestellt sind, und wobei die Kugelklemme für eine Bewegung zu einer Mitte von einer Außenseite einer Umfangsrichtung des zweiten Kopplungsstiftes durch den Antrieb bereitgestellt sein kann.
Der zweite Kopplungsstift kann eine rundgeformte zweite Kugel-Kopplungsausnehmung entlang einer Umfangsrichtung davon bilden.
Die Kugeln können mit den zweiten Kugel-Kopplungsausnehmungen durch die zweiten Lagerkomponenten gekoppelt sein.
In dem Index-Rahmen kann ein zweiter Positionssensor bereitgestellt sein, der eine Position der Seitenwand sensiert und einen Antrieb der zweiten Bewegungskomponente gemäß einem Sensorsignal steuert.
Eine Fahrzeugtyp-Kennzeichnung kann auf dem Seitengestell bereitgestellt sein, und eine Kennzeichnungs-Leseeinrichtung kann auf jeder Seite der Dreheinrichtung bereitgestellt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur Steuerung einer Hauptmontage-Einheit für ein Fahrzeugkarosserie-Montagesystem bereitgestellt. Das Verfahren umfasst: Empfangen, über eine Kennzeichnungs-Leseeinrichtung, einer Fahrzeugtyp-Information von mit vier Seiten einer Drehindexeinrichtung gekoppelten Seitengestellen; Bestimmen, durch eine Steuerung, ob ein Seitengestell, das einem Typ eines nächsten zu produzierenden Fahrzeuges entspricht, und zwar zusätzlich zu dem Seitengestell des Typs eines Fahrzeuges, das momentan produziert wird, mit der Drehindexeinrichtung gekoppelt ist; bei Bestimmung, dass ein Seitengestell eines Typs des nächsten zu produzierenden Fahrzeuges nicht mit der Drehindexeinrichtung gekoppelt ist, Trennen des Seitengestells, das an einer oberen Seite der Drehindexeinrichtung befestigt ist, und Entladen des getrennten Seitengestells in einem Speicher-Abschnitt und Montieren einer Seitenwand des momentan produzierten Fahrzeugtyps; und Auswählen, durch die Steuerung, eines Seitengestells eines nächsten zu produzierenden Fahrzeugtyps von dem Speicher-Abschnitt, und Koppeln des ausgewählten Seitengestells an die obere Seite der Drehindexeinrichtung, wenn die Drehindexeinrichtung rückwärts bewegt wird, nachdem die Montage des Seitengestells des momentan produzierten Fahrzeugtyps fertiggestellt ist.
Wenn bestimmt worden ist, dass das Seitengestell des nächsten zu produzierenden Fahrzeugtyps mit der Drehindexeinrichtung gekoppelt ist, können die Seitenwand des momentan produzierten Fahrzeugtyps und eine Seitenwand des nächsten zu produzierenden Fahrzeugtyps durch Rotieren der Drehindexeinrichtung und Vor-und-zurück-Bewegen der Drehindexeinrichtung montiert werden.
Eine Kennzeichnungs-Leseeinrichtung, die auf jeder Seite der Drehindexeinrichtung bereitgestellt ist, kann eine in einer im Seitengestell bereitgestellte Fahrzeugtyp-Kennzeichnung gespeicherte Fahrzeugtypinformation empfangen.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird der untere Abschnitt der Seitenwand unter Verwendung der Vormontage-Einheit in dem Vormontage-Bereich an die Bodengruppe vormontiert, wobei dann der obere Abschnitt der Seitenwand und die Fahrzeugkarosseriekomponenten durch die Hauptmontage-Einheit in dem Hauptmontage-Bereich montiert werden können.
Somit kann nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Hauptmontage-Einheit für das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem wenigstens fünf oder mehr Fahrzeugtypen montieren, indem ein Fahrzeugkarosserie-Montageprozess in zwei Prozesse aufgeteilt wird, im Gegensatz zur Bildung eines Rahmens einer Fahrzeugkarosserie durch einen einzelnen Prozess nach herkömmlicher Art, und wobei die Hauptmontage-Einheit in der Lage ist, das Gewicht der gesamten Anlage zu reduzieren. Außerdem wird ein Verfahren zur Steuerung desselben bereitgestellt.
Dementsprechend können verschiedene Fahrzeugtypen produziert werden, eine Anlagen-Rüstzeit kann reduziert werden, und es können anfängliche Investitionskosten und zusätzliche Investitionskosten aufgrund des Hinzufügens verschiedener Typen von Fahrzeugen eingespart werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Zeichnungen sollen als Referenzen zum Beschreiben der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dienen, wobei die begleitenden Zeichnungen den technischen Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung nicht beschränken sollen.
1 und 2 sind schematische Darstellungen eines Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3 zeigt eine Seitenwand, die für das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird.
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Vormontage-Einheit, die für das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird.
5 und 6 sind perspektivische Darstellungen einer Seitenhalterung, die für die Vormontage-Einheit des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird.
7 ist eine perspektivische Darstellung eines Führungspfostens, der bei der Vormontage-Einheit des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird.
8 und 9 zeigen schematisch einen Halterungs-Kombinierabschnitt des bei der Vormontage-Einheit eingesetzten Führungspfostens und einen Winkel-Kombinierabschnitt einer Drehindexeinrichtung, die bei der Hauptmontage-Einheit des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß der vorliegenden Offenbarung eingesetzt ist.
10 ist eine schematische Vorderansicht des Führungspfostens, der bei der Vormontage-Einheit des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt ist.
11 ist eine perspektivische Darstellung der Hauptmontage-Einheit, die bei dem Fahrzeugkarosserie-Montagesystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt ist.
12 und 13 sind perspektivische Ansichten von Seitengestellen, die bei der Hauptmontage-Einheit des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt sind.
14 ist eine perspektivische Darstellung einer Drehindexeinrichtung, die bei der Hauptmontage-Einheit des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt ist.
15 ist eine schematische Darstellung der Drehindexeinrichtung, die bei der Hauptmontage-Einheit des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt ist.
16 zeigt schematisch ein Fahrzeugtyp-Erkennungssystem des Seitengestells, das bei der Hauptmontage-Einheit des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt ist.
17 ist ein Flussdiagramm, welches ein Steuerverfahren der Hauptmontage-Einheit des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschreibt.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Es wird davon ausgegangen, dass der Begriff „Fahrzeug” oder „zu einem Fahrzeug gehörig” oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, wie er hierin verwendet wird, Motorkraftfahrzeuge im Allgemeinen umfasst, wie zum Beispiel Passagierfahrzeuge, einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge und mit anderen alternativen Kraftstoffen betriebene Fahrzeuge (zum Beispiel Kraftstoffe, die nicht aus Erdöl gewonnen werden) umfasst. Wie hierin verwendet wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, welches zwei oder mehr Energiequellen aufweist, beispielsweise ein sowohl mit Benzin als auch elektrisch betriebenes Fahrzeug.
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich zur Beschreibung besonderer Ausführungsformen, und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet wird, sollen die Singular-Formen „ein, eine, eines” und „der, die, das” auch die Plural-Formen mit umfassen, es sei denn, dass sich aus dem Zusammenhang eindeutig etwas anderes ergibt. Es wird weiterhin davon ausgegangen, dass die Begriffe „umfasst” und/oder „umfassend” bei Verwendung in dieser Beschreibung die Anwesenheit von genannten Merkmalen, ganzzahligen Vielfachen, Schritten, Betriebszuständen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht die Anwesenheit oder das Hinzufügen eines oder mehrerer weiterer Merkmale, ganzzahliger Vielfache, Schritten, Betriebszuständen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet wird, umfasst der Begriff „und/oder” alle möglichen Kombinationen eines oder mehrerer der aufgeführten zugeordneten Gegenstände. In der Beschreibung soll, es sei denn, dass ausdrücklich etwas Gegensätzliches beschrieben ist, das Wort „umfassen” und Ableitungen davon, wie zum Beispiel „umfasst” oder „umfassend” in der Weise verstanden werden, dass aufgeführte Elemente mitumfasst sind, jedoch andere weitere Elemente nicht ausgeschlossen sind. Zusätzlich bedeuten die Begriffe „Einheit”, „Modul” sowie Wörter mit den Endungen „-er” und „-or” wie sie in der Beschreibung beschrieben sind, Einheiten zum Bearbeiten wenigstens einer Funktion und Operation, wobei sie durch Hardwarekomponenten oder Softwarekomponenten sowie Kombinationen davon umgesetzt werden können.
Weiterhin kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht-flüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium verkörpert sein, das ausführbare Programmanweisungen enthält, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausführbar sind. Beispiele des computerlesbaren Mediums umfassen, ohne Beschränkung, ROM, RAM, Kompaktdisk(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flashdrives, Smartcards und optische Datenspeichereinrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann außerdem in Netzwerk-gekoppelten Computersystemen verteilbar sein, so dass die computerlesbaren Medien in einer verteilten Art und Weise abspeicherbar und ausführbar sind, zum Beispiel durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
Im Folgenden wird die vorliegende Offenbarung eingehender mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung dargestellt sind. Der Fachmann wird bevorzugen, die beschriebenen Ausführungsformen auf unterschiedliche Arten und Weisen zu modifizieren, ohne dabei vom Grundgedanken oder Umfang der vorliegenden Offenbarung abzukehren.
Die Zeichnungen und die Beschreibung dienen der Darstellung und sollen nicht beschränkend sein, wobei in der Spezifikation gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
1 und 2 sind schematische Darstellungen eines Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Mit Bezug auf 1 und 2 kann ein Fahrzeugkarosserie-Montagesystem 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bei einer Fahrzeugkarosserie-Montagelinie eingesetzt werden, durch welche Montagekomponenten einer Fahrzeugkarosserie, die mit Hilfe einer Fahrzeugkarosserie-Neben-Montagelinie befördert werden, geschweißt und zu einer vollständigen Fahrzeugkarosserie zusammengesetzt bzw. montiert werden.
Die Fahrzeugkarosserie-Montagelinie umfasst einen Hauptprozess zum Montieren einer Bodengruppe, welche eine Basis der Fahrzeugkarosserie ist, einen Nebenprozess zum Zusammensetzen von Seitenwänden, welche Wandkomponenten der Fahrzeugkarosserie sind, und einen Hauptmontage-Prozess zum Montieren der Seitenwände an der Bodengruppe und zum Montieren einer Stirnwand, eines Dachrahmens und einer Hutablage (hintere Abschlusswand) an den Seitenwänden.
Hierbei ist der Hauptmontage-Prozess ein Prozess, bei dem eine Großanlage verwendet wird, um eine Schweißvorrichtung zu befestigen, zu verschwenken, zu rotieren und zu verschieben, und um einen seitlichen Karosseriekörper und einen Unterboden integral zusammenzusetzen.
Das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann bei dem Hauptmontage-Prozess eingesetzt werden, der die Bodengruppe, die Seitenwände, die Stirnwand, den Dachrahmen und die Hutablage mit Hilfe eines Punktschweißgerätes unter Verwendung eines Roboters in der Fahrzeugkarosserie-Montagelinie zusammensetzt.
Im Folgenden wird ein Beispiel des Verbindens der Seitenwände mit gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe und des Verbindens der Stirnwand, des Dachrahmens und der Hutablage mit den Seitenwänden im Hauptmontage-Prozess beschrieben.
Das heißt, das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann Seitenwände 3 an gegenüberliegenden Seiten einer Bodengruppe 2 montieren, die entlang eines Übertragungspfades befördert wird, der entlang einer Förderlinie 1 angeordnet ist, und kann eine Stirnwand 7, einen Dachrahmen 8 und eine Hutablage 9 an den Seitenwänden 3 montieren.
In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Übertragungsrichtung der Bodengruppe 2 definiert als eine Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung, wobei die Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung als eine T-Richtung bezeichnet wird, wobei eine Fahrzeugbreitenrichtung als eine L-Richtung bezeichnet wird, und wobei eine Höhenrichtung der Fahrzeugkarosserie als eine H-Richtung bezeichnet wird, wie es in dem relevanten Fachgebiet üblich ist. Jedoch sind in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die L-, T- und H-Richtungen jeweils als eine Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung, eine Fahrzeugbreitenrichtung und eine Fahrzeugkarosserie-Höhenrichtung definiert.
Das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bildet einen Rahmen der Fahrzeugkarosserie nicht in einem einzelnen Prozess, sondern teilt einen Fahrzeugkarosserie-Montageprozess in zwei Prozesse auf, so dass wenigstens fünf oder mehr unterschiedliche Typen von Fahrzeugkarosserien zusammengesetzt werden können und die gesamte Anlage ein geringes Gewicht aufweist.
Insbesondere stellt das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Vormontage-Bereich 20 und einen Hauptmontage-Bereich 50 bereit, die entlang des Übertragungspfades aufgeteilt sind.
Zusätzlich umfasst das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Wesentlichen eine Vormontage-Einheit 200, die in dem Vormontage-Bereich 20 bereitgestellt ist, und eine Hauptmontage-Einheit 500, die in dem Hauptmontage-Bereich 50 bereitgestellt ist.
Die Vormontage-Einheit 200 und die Hauptmontage-Einheit 500 können jeweils in einem Rahmen in dem Vormontage-Bereich 20 und dem Hauptmontage-Bereich 50 bereitgestellt sein, oder können in jedem Rahmen bereitgestellt sein.
Ein solcher Rahmen wird zum Unterstützen der oben genannten Bauteile bereitgestellt, und ist mit verschiedenen Komponenten ausgestattet, wie zum Beispiel unterschiedlichen Halterungen, einem Unterstützungsblock, einer Platte, einem Gehäuse, einer Abdeckung, einer Klemmschelle und dergleichen. Jedoch sind die Komponenten bereitgestellt, um die Bauteile an dem Rahmen anzubringen, und werden in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung allgemein als ein „Rahmen” bezeichnet, es sei denn, dass etwas anderes angegeben wird.
In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung steuert die Vormontage-Einheit 200 einen unteren Abschnitt der Seitenwand 3, die in Abhängigkeit von einem Fahrzeugtyp unterschiedlich ist, mit Bezug auf gegenüberliegende Seiten der Bodengruppe 2 und führt eine Vormontage des unteren Abschnitts jeder Seitenwand 3 mit der Bodengruppe 2 durch. Eine solche Vormontage-Einheit 200 ist auf jeder der gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades der Förderlinie 1 in dem Vormontage-Bereich 20 bereitgestellt.
Dabei kann in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wie es in 3 gezeigt ist, jede der Seitenwände 3 in einen unteren Abschnitt 4a und einen oberen Abschnitt 4b mit Bezug auf eine punktierte Referenzlinie 4 unterteilt werden. Zusätzlich bildet die Seitenwand 3 eine vordere Säule 5a, eine mittlere Säule 5b, eine hintere Säule 5c und einen hinteren Kombileuchte-Abschnitt 5d. Weiterhin bildet die Seitenwand 3 wenigstens ein Bezugsloch 6, um die Seitenwand 3 in die korrekte Position zu bringen.
4 ist eine perspektivische Ansicht der Vormontage-Einheit, die bei dem Fahrzeugkarosserie-Montagesystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird.
Mit Bezug auf 1 und 4 umfasst die Vormontage-Einheit 200 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Seitenhalterung 210, einen Führungspfosten 310 und eine Mehrzahl von ersten Schweißrobotern 410, um eine Übertragungsrichtung und eine Höhenrichtung der Fahrzeugkarosserie-Seitenwand 3 zu steuern und den unteren Abschnitt 4a (siehe 3) jeder Seitenwand 3 an der Bodengruppe 2 vorzumontieren.
Hierbei bedeutet das Vormontieren nicht, dass die Seitenwand 3 auf der Bodengruppe 2 der Fahrzeugkarosserie angeordnet wird, sondern einen Schweißvorgang, in dem der untere Abschnitt der Seitenwand 3 an die Bodengruppe 2 geschweißt wird.
In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung „klemmt” oder „greift” die Seitenhalterung 210 den unteren Abschnitt 4a der Seitenwand 3, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist, um so eine Übertragungsrichtung der Höhenrichtung der Seitenwand 3 zu steuern.
Eine solche Seitenhalterung 210 kann als eine herkömmliche Halterung bereitgestellt werden, die den unteren Abschnitt 4a der Seitenwand 3, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist, im Wesentlichen zu einer richtigen Position steuern kann. Die Seitenhalterung 210 ist an einem ersten Handhabungsroboter 281 in dem Vormontage-Bereich 20 befestigt.
Dabei kann die Seitenhalterung 210 den unteren Abschnitt 4a der Seitenwand 3 für eine Ausrichtung in der vorbestimmten Position unter Verwendung zusätzlicher Ausrichtungsmittel in dem Vormontage-Bereich 20 ausrichten. Dazu umfasst die Vormontage-Einheit 200 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Roboterhalterung 290, wie es in 1 dargestellt ist.
Die Roboterhalterung 290 kann die Seitenwände 3, die durch eine Übertragungshalterung 110 zu dem Vormontage-Bereich 20 übertragen worden ist, entladen und kann die entladenen Seitenwände 3 unter Verwendung eines Roboter-zu-Roboter-Verfahrens auf die Seitenhalterung 210 aufladen, während die Seitenwände 3 in der vorbestimmten Position ausgerichtet sind.
Die Roboterhalterung 290 umfasst ein Ausrichtgestell 293, das an einem vorderen Ende eines Arms eines Halterungsroboters 291 befestigt ist. Das Ausrichtgestell 293 richtet die Seitenwand 3 in der vorbestimmten Position aus, und kann einen Bezugsort der Seitenwand 3 setzen, einen Randabschnitt der Seitenwand 3 unterstützen und den Randabschnitt klemmen. Ein solches Ausrichtgestell 293 ist ein aus dem Stand der Technik bekanntes Ausrichtgestell, weshalb eine weitere Beschreibung hier ausgelassen wird.
5 und 6 sind perspektivische Darstellungen der Seitenhalterung, die bei der Vormontage-Einheit des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird.
Mit Bezug auf 4 bis 6 umfasst die Seitenhalterung 210 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Wesentlichen einen Halterungsrahmen 211, einen Bezugsstift 231, eine erste Klemme 251 und einen ersten Kopplungsstift 271.
Der Halterungsrahmen 211 ist an einem vorderen Armende des ersten Handhabungsroboters 281 befestigt (siehe 1), der in dem Vormontage-Bereich 20 bereitgestellt ist (siehe 1). Der Halterungsrahmen 211 kann an dem vorderen Armende des ersten Handhabungsroboters 281 befestigt sein, oder kann mit einer Werkzeugwechseleinrichtung 213 von dem vorderen Armende getrennt werden.
Der Bezugsstift 231 legt die Bezugsposition der Seitenwand 3 fest, wobei wenigstens ein Bezugsstift 231 in dem Halterungsrahmen 211 bereitgestellt ist. Der Bezugsstift 231 wird in das Bezugsloch 6 der Seitenwand 3 gesteckt, wie es in 3 gezeigt ist.
Der Bezugsstift 231 kann unter Verwendung von Antriebsmitteln für den Bezugsstift 231 in einer vorderen Seite des Halterungsrahmens 211 nach vorne und nach hinten bewegt werden, wobei er in das Bezugsloch 6 der Seitenwand 6 gesteckt sein kann. Außerdem kann der Bezugsstift 231 seinen Ort in drei Richtungen ändern, das heißt in der Übertragungsrichtung, der Fahrzeugbreitenrichtung und der Höhenrichtung, und zwar mit Hilfe der Antriebsmittel entsprechend dem Bezugsloch 6 der Seitenwand 3, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden sein kann.
Die erste Klemme 251 klemmt lediglich den unteren Abschnitt 4a der Seitenwand 3, wobei mehrere davon bereitgestellt sind, um die Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung und die Höhenrichtung der Seitenwand 3 zu steuern.
Die ersten Klemmen 251 sind jeweils in gegenüberliegenden Endabschnitten des Halterungsrahmens 211 bereitgestellt, wobei mehrere davon zwischen den gegenüberliegenden Endabschnitten bereitgestellt sind. Die ersten Klemmen 251, die jeweils an den gegenüberliegenden Endabschnitten des Halterungsrahmens 211 bereitgestellt sind, können jeweils eine vordere Seite und eine hintere Seite (das heißt einen hintere-Kombinationsleuchte-Abschnitt) der Seitenwand 3 klemmen. Die ersten Klemmen 251 an den gegenüberliegenden Endabschnitten des Halterungsrahmens 211 sind darin in einer befestigten Weise bereitgestellt.
Zusätzlich können die mehreren ersten Klemmen 251, die zwischen den gegenüberliegenden Endabschnitten des Halterungsrahmens 211 bereitgestellt sind, die vordere Säule 5a, die mittlere Säule 5b, und die hintere Säule 5c der Seitenwand 3 klemmen, wie es in 3 gezeigt ist.
Hierbei sind die ersten Klemmen 251, die der vorderen Säule 5a, der mittleren Säule 5b und der hinteren Säule 5c der Seitenwand 3 entsprechen, wechselweise entlang der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung über einen ersten Antrieb 253 bereitgestellt, so dass die Positionen der ersten Klemmen 251 variabel sind.
Der erste Antrieb 253 bewegt die ersten Klemmen 251 in der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung gemäß den Positionen der Säulen der Seitenwände 3, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden sind. Beispielsweise kann der erste Antrieb 253 die ersten Klemmen 251 in der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung wechselweise über eine bekannte erste Führungsstruktur 257 bewegen, die mit einer Leitspindel (oder Kugelrollspindel) und einer Führungsschiene versehen ist, um eine Rotationskraft eines ersten Servomotors 255 in eine lineare Bewegung umzuwandeln.
In diesem Fall können die ersten Klemmen 251 in einer Dreiecksstruktur bereitgestellt sein, um so in stabiler Weise den unteren Abschnitt der Seitenwand 3 mit Bezug auf die Mitte der Seitenwand 3 zu greifen.
Weiterhin sind in den Halterungsrahmen 211 mehrere linke Befestigungsseiten 261 bereitgestellt, um die ersten Klemmen 251 zusätzlich zu befestigen, und zwar entsprechend der Seitenwände 3, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden sind.
Die zuvor erwähnten fixierten oder positionsveränderlichen ersten Klemmen 251 können an den linken Befestigungsseiten 261 angebracht sein, und zwar entsprechend den Seitenwänden 3, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden sind.
Die ersten Kopplungsstifte 271 sind für eine Kopplung des Halterungsrahmens 211, der den unteren Abschnitt 4a der Seitenwand 3 durch die ersten Klemmen 251 steuert, mit dem Führungspfosten 310 von der Rückseite her bereitgestellt.
Die ersten Kopplungsstifte 271 sind zu mehreren in einem hinteren unteren Abschnitt des Halterungsrahmens 211 bereitgestellt. Die ersten Kopplungsstifte 271 sind an dem hinteren unteren Abschnitt des Halterungsrahmens 211 über eine erste Befestigungsklammer 273 befestigt. Die ersten Kopplungsstifte 271 stehen in einer nach unten gerichteten Richtung in der ersten Befestigungsklammer 273 hervor.
Der erste Kopplungsstift 271 bildet eine erste Kugel-Kopplungsausnehmung 275 entlang einer Umfangsrichtung mit einer zylindrischen Form. Eine Kopplungsstruktur des ersten Kopplungsstiftes 271 und des Führungspfostens 310 werden detailliert weiter unten beschrieben.
7 ist eine perspektivische Darstellung des Führungspfostens, der bei der Vormontage-Einheit des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird.
Mit Bezug auf 4 und 7 ist der Führungspfosten 310 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit der Seitenhalterung 210 gekoppelt, welche die Seitenwand 3 in dem Vormontage-Bereich 20 steuert, und bringt die Seitenwände 3 in genaue Übereinstimmung mit den gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 (siehe 1).
Weiterhin steuert der Führungspfosten 310 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Positionsänderung der Seitenwand 3, welche auftreten kann, wenn der erste Handhabungsroboter 281 die Seitenhalterung 210 handhabt, welche die Seitenwand 3 steuert, und minimiert eine Montageänderung der Seitenwände 3 mit Bezug auf die gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2.
Der Führungspfosten 310 ist auf jeder der gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades für die Förderlinie 1 (siehe 1) in dem Vormontage-Bereich 20 bereitgestellt, ist mit der Seitenhalterung 210 durch den ersten Handhabungsroboter 218 gekoppelt und ist wechselweise in der Fahrzeugbreitenrichtung mit Bezug auf die gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 bereitgestellt.
Der Führungspfosten 310 kann wechselweise in der Fahrzeugbreitenrichtung in einem Vormontage-Rahmen 311 an gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades des Vormontage-Bereichs 20 verlagerbar sein. Ein solcher Führungspfosten 310 umfasst eine erste Bewegungskomponente 321, ein Rahmengestell 331 und ein Halterungs-Kopplungseinheit 351.
Die erste Bewegungskomponente 321 ist für eine wechselweise Bewegung entlang der Fahrzeugbreitenrichtung mit Bezug auf die gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 durch einen zweiten Antrieb 313 in dem Vormontage-Rahmen 311 an gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades bereitgestellt. Beispielsweise wird die erste Bewegungskomponente 321 in einer Plattenform bereitgestellt, wobei sie durch den zweiten Antrieb 313 in der oberen Seite des Vormontage-Rahmens 311 wechselweise entlang der Fahrzeugbreitenrichtung verlagerbar ist.
Hierbei dient der zweite Antrieb dazu, dass die erste Bewegungskomponente 321 wechselweise entlang der Fahrzeugbreitenrichtung verlagerbar ist. Der zweite Antrieb 313 kann die erste Bewegungskomponente 321 unter Verwendung einer zweiten Führungsstruktur 317 wechselweise entlang der Fahrzeugbreitenrichtung verlagerbar machen, wobei die Struktur eine bekannte Struktur ist und mit einer Leitspindel (oder einer Kugelrollspindel) und einer Führungsschiene versehen ist, um eine Rotationskraft des zweiten Servomotors 315 in eine lineare Bewegung umzuwandeln.
Ein solcher zweiter Antrieb 313 ist mit einem elektrischen Antrieb oder einer Bewegungseinrichtung versehen, die im Stand der Technik gut bekannt ist, und deshalb wird eine weitere detaillierte Beschreibung hier ausgelassen.
Der Vormontage-Rahmen 311 kann mit einer ersten Stoppeinrichtung 319 versehen sein, die eine korrekte Position der ersten Bewegungskomponente 321 festlegt, die sich entlang der Fahrzeugbreitenrichtung mit Hilfe des zweiten Antriebs 313 bewegt. Die erste Stoppeinrichtung 319 kann in jedem der gegenüberliegenden Enden der Führungsschiene in dem Vormontage-Rahmen 311 bereitgestellt sein.
Das Rahmengestell 331, welches als ein Paar bereitgestellt ist, ist im Wesentlichen mit der Seitenhalterung 210 über den ersten Handhabungsroboter 281 gekoppelt, wobei das Paar von Rahmengestellen 331 in einem gegenseitigen Abstand voneinander in der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung auf der ersten Bewegungskomponente 321 angeordnet ist.
Ein solches Rahmengestell 331 ist mit einer Struktur versehen, bei welcher eine Mehrzahl von Metallträgern in der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung, Fahrzeugbreitenrichtung und der Höhenrichtung verbunden ist, wobei die Rahmengestelle 331 senkrecht in einem Abstand voneinander entlang der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung auf der ersten Bewegungskomponente 321 angeordnet sein können. Die Rahmengestelle 331 umfassen jeweils Aufnahmeflächen, die auf der oberen Oberfläche davon gebildet sind, so dass die Seitenhalterung 210 an den Aufnahmeflächen der Rahmengestelle 331 befestigt werden kann.
Wie in 5 und 6 gezeigt ist, koppelt der Halterungs-Kopplungsabschnitt 351 den Halterungsrahmen 211 der Seitenhalterung 210, welche die Seitenwand 3 durch die ersten Klemmen 251 steuert, mit den Rahmengestellen 331.
Der Halterungs-Kopplungsabschnitt 351 ist zu mehreren bereitgestellt, wobei die mehreren Halterungs-Kopplungsabschnitte 351 jeweils in den Aufnahmeflächen der Rahmengestelle 331 bereitgestellt sind. Der Halterungs-Kopplungsabschnitt 351 ist mit dem ersten Kopplungsstift 271 gekoppelt, der in dem Halterungsrahmen 211 bereitgestellt ist, um den ersten Kopplungsstift 271 zu klemmen.
8 und 9 zeigen schematisch den Halterungs-Kopplungsabschnitt des Führungspfostens, der bei der Vormontage-Einheit des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird.
Mit Bezug auf 8 und 9 und zusammen mit 5 und 6 umfasst der Halterungs-Kopplungsabschnitt 351 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein erstes Stift-Gehäuse 353 und eine erste Kugelklemme 355.
Das erste Stift-Gehäuse 353 dient dazu, an die Aufnahmefläche des Rahmengestells 331 befestigt zu werden. Der erste Kopplungsstift 271 der Seitenhalterung 210 wird in das erste Stift-Gehäuse 353 eingesteckt.
Die erste Kugelklemme 355 ist in dem ersten Stift-Gehäuse 353 bereitgestellt und klemmt den in das erste Stift-Gehäuse 353 eingesteckten ersten Kopplungsstift 271 mit einer Mehrzahl von Kugeln 356 und Druckluft.
Beispielsweise umfasst die erste Kugelklemme 355: ein Unterstützungslager 357, das die Kugeln 356 derart unterstützt, dass diese rollen können; ein Paar von ersten Lagerkomponenten 358, die bereitgestellt sind, um zur Mitte von einer Außenseite der Umfangsrichtung des ersten Kopplungsstiftes 271 bewegbar zu sein; und einen dritten Antrieb 359, der für die erste Lagerkomponente 358 einen Antriebsdruck bereitstellt.
Das Unterstützungslager 357 ist als ein kreisförmiges Lager bereitgestellt, welches die Kugeln 356 derart unterstützt, so dass die Kugeln 356 rollen können, wobei das Paar von ersten Lagerkomponenten 358 dazu dient, gegen die Kugel 356 zu drücken, während sie sich zur Mitte von der Außenseite der Umfangsrichtung des ersten Kopplungsstiftes 271 bewegen.
Zusätzlich stellt der dritte Antrieb 359 Druckluft für die erste Lagerkomponente 358 bereit, wobei dieser mit einer Luftzufuhrquelle versehen ist, welche für einen Druck gegen die Kugeln 356 sorgt, während sie sich zur Mitte von der Außenseite der Umfangsrichtung des ersten Kopplungsstiftes 271 bewegen.
Wie in 8 dargestellt ist, wenn der Kopplungsstift 271 nicht mit dem ersten Stift-Gehäuse 353 gekoppelt ist, wird Druckluft nicht durch den dritten Antrieb 359 zu der ersten Lagerkomponente 358 zugeführt, wobei in diesem Fall die Kugeln 356 einen Zustand beibehalten, in dem sie frei rollen können.
Zusätzlich wird, wie es in 9 dargestellt ist, wenn der ersten Kopplungsstift 271 mit dem ersten Stift-Gehäuse 353 gekoppelt ist, die Druckluft der ersten Lagerkomponente 358 durch den dritten Antrieb 359 zugeführt, so dass die erste Lagerkomponente 358 gegen die Kugeln 356 auf dem Unterstützungslager 357 drückt, während sie sich zur Mitte von der Außenseite der Umfangsrichtung des ersten Kopplungsstiftes 271 bewegen.
Dementsprechend sind die Kugeln 356 mit der ersten Kugel-Kopplungsausnehmung 275 des ersten Kopplungsstiftes 271 gekoppelt, so dass der erste Kopplungsstift 271 in fester Weise an dem ersten Stift-Gehäuse 353 angebracht werden kann.
Daher wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der erste Kopplungsstift 271 der Seitenhalterung 210 durch den Halterungs-Kopplungsabschnitt 351 unter Verwendung eines Kugel-Klemm-Verfahrens geklemmt, so dass die Seitenhalterung 210 mit dem Rahmengestell 331 gekoppelt werden kann.
In den Zeichnungen sind vier Halterungs-Kopplungsabschnitte 351 in den Rahmengestellen 331 dargestellt (das heißt, zwei Halterungs-Kopplungsabschnitte 351 für jedes Rahmengestell 331), wobei dies jedoch nicht darauf beschränkt sein soll. Drei Halterungs-Kopplungsabschnitte 351 können in den Rahmengestellen angeordnet sein.
Alternativ kann der Halterungs-Kopplungsabschnitt 351 in den Rahmengestellen 331 mit einer Dreiecksstruktur versehen sein, um so in stabiler Weise die Seitenhalterung 210 mit den Rahmengestellen 331 zu koppeln.
Dabei können in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Seitenwände 3 jeweils zu den gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 durch die ersten Bewegungskomponenten 321 bewegt werden, während die Seitenhalterungen 210, welche die Seitenwände 3 steuern, jeweils mit den Halterungs-Kopplungsabschnitten 351 der Rahmengestelle 331 durch die ersten Handhabungsroboter 281 gekoppelt sind.
Bei einem solchen Prozess können die ersten Handhabungsroboter 281 synchron mit der ersten Bewegungskomponente 321 bewegt werden, ohne von dem Handhabungsroboter 211 der Seitenhalterungen 210 getrennt zu werden. Deshalb kann in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Prozess zum Trennen der Arme des ersten Handhabungsroboters 281 von dem Halterungsrahmen 211 und ein erneutes Koppeln der Arme an die Halterungsrahmen 211 ausgelassen werden.
Dabei können in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wenn die Seitenwände 3 durch die erste Bewegungskomponente 321 zu den gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 bewegt werden, die Arme des ersten Handhabungsroboters 281 von den Halterungsrahmen 211 getrennt werden.
Wenn die Arme des ersten Handhabungsroboters 281 von den Halterungsrahmen 211 getrennt werden, dann kann eine Antriebsquelle, die den Seitenhalterungen 210 durch die ersten Handhabungsroboter 281 bereitgestellt ist, blockiert werden.
Daher wird, wie es in 10 dargestellt ist, in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Antriebsenergie-Versorgungsabschnitt 371, welcher die Seitenhalterung 210 mit Antriebsenergie versorgt, in dem Rahmengestell 331 angeordnet. Hierbei kann die Antriebsquelle eine Energiequelle, Druckluft, ein Steuersignal und dergleichen zum Antreiben der ersten Klemme 251 (siehe 5) der Seitenhalterung 210 umfassen. Das heißt, der Antriebsquelle-Versorgungsabschnitt 371 kann einen Zuführabschnitt, einen Luftversorgungsabschnitt und einen Drahtloskommunikation-Abschnitt umfassen.
Dabei umfasst, wie es in 7 und 10 dargestellt ist, der Führungspfosten 310 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weiterhin mehrere zweite Klemmen 381, welche den untersten Abschnitt der Seitenwand 3 klemmen, während die Seitenhalterungen 210, welche die Seitenwände 3 steuern, mit den Halterungskopplungsabschnitten 351 der Rahmengestelle 331 gekoppelt sind.
Abgesehen von der Seitenhalterung 210, sind die zweiten Klemmen 381 in einem gegenseitigen Abstand voneinander entlang der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung in der ersten Bewegungskomponente 321 angeordnet. Die zweiten Klemmen 381 können eine untere Seitenabdichtung der Seitenwand 3 klemmen.
Hierbei können die zweiten Klemmen 381 wechselweise in drei Achsenrichtungen (die Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung, die Fahrzeugbreitenrichtung und die Höhenrichtung) durch einen vierten Antrieb 383 entsprechend der Seitenwand 3 bereitgestellt werden, welche in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist.
Der vierte Antrieb 383 wandelt eine Rotationskraft eines Servomotors in eine lineare Bewegung um, wobei sich die zweiten Klemmen 381 wechselweise in den drei Achsenrichtungen durch eine vierte Führungsstruktur 387 bewegen können, welche eine bekannte Struktur ist, die eine Führungsspindel (oder eine Kugelrollspindel) umfasst, welche eine lineare Bewegung durch einen Druckluftzylinder, eine Zylinderstange und eine Führungsschiene ausführt.
Ein solcher vierter Antrieb 383 ist als ein dreiachsiger elektrischer Antrieb oder eine Bewegungseinrichtung bereitgestellt, welche auf diesem Gebiet wohl bekannt ist und deshalb nicht weiter beschrieben wird.
Weiterhin ist in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein erster Positionssensor 391 enthalten. Der erste Positionssensor 391 sensiert eine Position der Seitenwand 3, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist, und steuert den vierten Antrieb 383 der zweiten Klemmen 381 gemäß einem sensierten Signal (siehe 10).
Der erste Positionssensor 391 ist in der zweiten Klemme 381 bereitgestellt. Beispielsweise kann der erste Positionssensor 391 einen Laserabstandssensor umfassen, der einen Laserstrahl auf einen zu erfassenden Gegenstand strahlt, einen von dem Gegenstand reflektierten Laserstrahl empfängt und eine Position des Gegenstandes sensiert.
Daher wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Steuersignal bei dem vierten Antrieb 383 durch eine Steuerung gemäß dem sensierten Signal des ersten Positionssensors 391 eingesetzt, wobei eine Steuerposition der zweiten Klemme 381 entsprechend der Seitenwand 3 korrigiert wird, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist, indem die Position der zweiten Klemme 381 in der dritten Achsenrichtung geändert wird.
Mit Bezug auf 1 schweißen die ersten Schweißroboter 410 die unteren Abschnitte 4a der Seitenwände 3, die in gleichmäßigen Abschnitten an den gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 durch die Seitenhalterungen 210 und die Führungspfosten 310 angeordnet sind, an die Bodengruppe 2.
Die ersten Schweißroboter 410 sind zu mehreren entlang der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung bereitgestellt, wobei eine Punktschweißvorrichtung in einem vorderen Armende jedes Roboters bereitgestellt ist.
Ein solcher erster Schweißroboter 410 ist als ein Punktschweißroboter bereitgestellt, der im Stand der Technik wohlbekannt ist, weshalb eine weitere Beschreibung hier ausgelassen werden soll.
Im Folgenden wird die Hauptmontage-Einheit 500 des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung detailliert beschrieben.
Mit Bezug auf 1 und 2 montiert die Hauptmontage-Einheit 500 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung Fahrzeugkarosseriekomponenten an die Seitenwände 3 der Fahrzeugkarosserie, die über die Förderlinie 1 zum Hauptmontage-Bereich 50 übertragen worden sind. In diesem Fall befinden sich die Seitenwände 3 in einem vormontierten Zustand, weshalb die unteren Abschnitte 4a der Seitenwände 3 durch die Vormontage-Einheit 200 in dem Vormontage-Bereich 20 an die Bodengruppe 2 vormontiert worden sind.
Das heißt, die Hauptmontage-Einheit 500 steuert den oberen Abschnitt 4b (siehe 3) der Seitenwand 3 in dem Hauptmontage-Bereich 50, und schweißt die Fahrzeugkarosseriekomponenten an den oberen Abschnitt 4b der Seitenwand 3. Hierbei können die Fahrzeugkarosseriekomponenten die Stirnwand 7, den Dachrahmen 8 und die Hutablage 9 umfassen.
Eine solche Hauptmontage-Einheit 500 ist auf gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades der Förderlinie 1 in dem Hauptmontage-Bereich 50 bereitgestellt.
11 ist eine perspektivische Darstellung der Hauptmontage-Einheit, die bei dem Fahrzeugkarosserie-Montagesystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird.
Mit Bezug auf 11 und zusammen mit 1 und 2 umfasst die Hauptmontage-Einheit 500 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Seitengestell 510, eine Drehindex-Einrichtung 610, einen CRP-Lade-Abschnitt 710 und einen zweiten Schweißroboter 810, um eine Fahrzeugbreitenrichtung der Seitenwand 3 zu steuern und den oberen Abschnitt 4b der Seitenwand 3 und die Fahrzeugkarosseriekomponenten zu montieren.
In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung klemmt oder greift das Seitengestell 510 den oberen Abschnitt 4b der Seitenwand 3, und steuert die Fahrzeugbreitenrichtung der Seitenwand 3 in dem Hauptmontage-Bereich 50. Das Seitengestell 510 ist zu mehreren entsprechend den Seitenwänden 3 angeordnet, welche in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden sind. Zusätzlich kann das Seitengestell 510 an einem zweiten Handhabungsroboter 581 in dem Hauptmontage-Bereich 50 angebracht sein, und kann durch den zweiten Handhabungsroboter 581 von der Drehindex-Einrichtung 610 abgenommen bzw. angebracht werden.
Da die Seitengestelle 510 zu mehreren entsprechend der Seitenwand 3 bereitgestellt sind, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist, ist ein Speicherabschnitt 910 für eine Speicherung der Seitengestelle 510 in dem Hauptmontage-Bereich 50 bereitgestellt.
Wie bereits beschrieben worden ist, können die in dem Speicherabschnitt 910 gespeicherten Seitengestelle 510 durch den zweiten Handhabungsroboter 581 an die Drehindex-Einrichtung 610 angebracht bzw. davon abgenommen werden, und zwar entsprechend der Seitenwand 3, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist.
12 und 13 sind perspektivische Darstellungen des Seitengestells, das bei dem Fahrzeugkarosserie-Montagesystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird.
Mit Bezug auf 11 bis 13 umfasst das Seitengestell 510 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Wesentlichen einen Gestellrahmen 511, dritte Klemmen 531 und zweite Kopplungsstifte 551.
Der Gestellrahmen 511 ist an einem vorderen Armende jedes der zweiten Handhabungsroboter 581 (siehe 1) befestigt, die in dem Hauptmontage-Bereich 50 (siehe 1) angeordnet sind. Der Gestellrahmen 511 kann an den vorderen Armenden der zweiten Handhabungsroboter 581 befestigt sein, oder kann über eine Werkzeugwechseleinrichtung 513 davon getrennt werden.
Die dritten Klemmen 531 sind in dem Gestellrahmen 511 bereitgestellt, wobei sie die oberen Abschnitte 4b der Seitenwände 3 klemmen und die Breitenrichtung jeder Seitenwand 3 in dem Hauptmontage-Bereich 50 steuern.
Die dritten Klemmen 531 sind jeweils an gegenüberliegenden Endabschnitten des Gestellrahmens 511 angeordnet, wobei sie zu mehreren zwischen den gegenüberliegenden Endabschnitten des Gestellrahmens 511 bereitgestellt sind. Die ersten Klemmen 531 sind jeweils an den gegenüberliegenden Endabschnitten des Gestellrahmens 511 angeordnet und können eine vordere Seite und eine hintere Seite (das heißt, eine hintere Kombinationsleuchte) des oberen Abschnitts 4b der Seitenwand 3 klemmen. Zusätzlich können die mehreren dritten Klemmen 531, die zwischen den gegenüberliegenden Endabschnitten des Gestellrahmens 511 angeordnet sind, eine Säulenseite des oberen Abschnitts 4b der Seitenwand 3 klemmen.
Der zweite Kopplungsstift 551 koppelt den Gestellrahmen 511 an die Drehindex-Einrichtung 610, welche weiter unten beschrieben wird. Der zweite Kopplungsstift 551 ist zu mehreren in der Rückseite des Gestellrahmens 511 bereitgestellt. Der zweite Kopplungsstift 551 steht in der Bodenrichtung des Gestellrahmens 511 vom Boden des Gestellrahmens 511 durch eine zweite Befestigungsklammer 553 hervor.
Ein solcher zweiter Kopplungsstift 551 bildet eine rundgeformte zweite Kugel-Kopplungsausnehmung 555 entlang einer Umfangsrichtung in zylindrischer Form. Eine Kopplungsstruktur des zweiten Kopplungsstiftes 551 und die Drehindex-Einrichtung 610 werden weiter unten detailliert beschrieben.
14 ist eine perspektivische Darstellung der Drehindex-Einrichtung, die bei der Hauptmontage-Einheit des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eingesetzt wird.
Mit Bezug auf 11 und 14 ist die Drehindex-Einrichtung 610 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit dem Seitengestell 510 gekoppelt, um eine korrekte Position des oberen Abschnitts 4b der Seitenwand 3 durch das Seitengestell 510 in dem Hauptmontage-Bereich 50 zu steuern.
Zusätzlich steuert die Drehindex-Einrichtung 610 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Positionsänderung der Seitenwand 3 und minimiert eine Montageänderung der Seitenwand 3.
Weiterhin installiert die Drehindex-Einrichtung 610 der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Mehrzahl von Seitengestellen 510, die der Seitenwand 3 entsprechen, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist, und steuert den oberen Abschnitt 4b der Seitenwand 3, während durch Drehen ein Seitengestell 510 des entsprechenden Fahrzeugtyps ausgewählt wird.
Die Drehindex-Einrichtung 610 ist für eine Rotation um einen vorbestimmten Winkel ausgelegt, indem sie mit dem Seitengestell 510 an gegenüberliegende Seiten des Übertragungspfades des Hauptmontage-Bereiches 50 gekoppelt wird, wobei sie entlang der Fahrzeugbreitenrichtung in einem Hauptmontage-Rahmen 611 wechselweise verlagerbar wird.
Eine solche Drehindex-Einrichtung 610 umfasst eine zweite Bewegungskomponente 621, einen Indexeinrichtung-Rahmen 631, einen Dreh-Körper 641, einen Gestell-Kopplungsabschnitt 651 und eine vierte Klemme 671.
Die zweite Bewegungskomponente 621, die an gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades des Hauptmontage-Bereiches 50 bereitgestellt ist, kann wechselweise entlang der Fahrzeugbreitenrichtung in dem Hauptmontage-Rahmen 611 mit Bezug auf die Seitenwände 3 bewegt werden, von denen die unteren Abschnitte durch einen fünften Antrieb 513 an die Bodengruppe 2 vormontiert werden.
Beispielsweise sind die zweiten Bewegungskomponenten 621 jeweils in der Form einer Platte ausgebildet, wobei sie durch den fünften Antrieb 613 in der oberen Seite des Hauptmontage-Rahmens 611 entlang der Fahrzeugbreitenrichtung wechselweise bewegbar sind.
Hierbei dient der fünfte Antrieb 613 dazu, die zweite Bewegungskomponente 621 wechselweise entlang der Fahrzeugbreitenrichtung bewegbar zu machen. Der fünfte Antrieb 613 ermöglicht der zweiten Bewegungskomponente 621, wechselweise entlang der Fahrzeugbreitenrichtung durch eine fünfte Führungsstruktur 617 bewegbar zu sein, welche im Stand der Technik wohlbekannt ist, und umfasst eine Leitspindel (oder eine Kugelrollspindel), welche eine Rotationskraft eines fünften Servomotors 615 in eine lineare Bewegung umwandelt, und eine Führungsschiene.
Ein solcher fünfter Antrieb 613 ist ein elektrischer Antrieb oder eine aus dem Stand der Technik bekannte Bewegungseinrichtung, weshalb eine weitere detaillierte Beschreibung hier nicht gegeben werden soll.
Dabei kann eine zweite Stoppeinrichtung 619, welche eine korrekte Position der zweiten Bewegungskomponente 621 bestimmt, die entlang der Fahrzeugbreitenrichtung durch den fünften Antrieb 613 bewegt wird, in dem Hauptmontage-Rahmen 611 bereitgestellt werden. Die zweite Stoppeinrichtung 619 kann in jedem der gegenüberliegenden Enden der Führungsschiene in dem Hauptmontage-Rahmen 611 bereitgestellt sein.
Der Indexeinrichtung-Rahmen 631 ist als ein Paar bereitgestellt, um den Drehkörper 641, der weiter unten beschrieben wird, rotierbar zu machen, wobei jedes Paar der Indexeinrichtung-Rahmen 631 entlang der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung auf den zweiten Bewegungskomponenten 621 voneinander beabstandet ist.
Ein solcher Indexeinrichtung-Rahmen 631 ist mit einer Struktur ausgebildet, in welcher mehrere Metallträger in der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung, der Fahrzeugbreitenrichtung und der Höhenrichtung verbunden sind, weshalb die Indexeinrichtung-Rahmen 631 senkrecht auf den zweiten Bewegungskomponenten 621 mit einem konstanten Abstand entlang der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung bereitgestellt werden können.
Der Drehkörper 641 ist mit dem Seitengestell 510 gekoppelt, dass der Seitenwand 3 entspricht, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist, und zwar durch den zweiten Handhabungsroboter 581, und weist vier Seiten auf, die das Seitengestell in einer lösbaren Art und Weise ersetzen können, und ist rotierbar in dem Indexeinrichtung-Rahmen 631 bereitgestellt.
Gegenüberliegende Enden des Drehkörpers 641 werden rotierbar durch die Indexeinrichtung-Rahmen 631 unterstützt, wobei der Drehkörper 641 durch einen sechsten Antrieb 643 um einen vorbestimmten Winkel (das heißt, 90 Grad) rotieren kann. Beispielsweise umfasst der sechste Antrieb 643 einen sechsten Servomotor 645, der an dem Indexeinrichtung-Rahmen 631 befestigt ist.
Wie in 12 und 13 gezeigt ist, ist der Gestell-Kopplungsabschnitt 651 für eine Kopplung des Gestellrahmens 511 des Seitengestells 510 mit dem Drehkörper 641 bereitgestellt. Der Gestell-Kopplungsabschnitt 651 ist zu mehreren bereitgestellt, wobei eine Mehrzahl von Gestell-Kopplungsabschnitten 651 in jeder Seite des Drehkörpers 641 bereitgestellt ist. Die Gestell-Kopplungsabschnitte 651 sind mit den in dem Gestellrahmen 511 bereitgestellten zweiten Kopplungsstiften 551 gekoppelt, um die zweiten Kopplungsstifte 551 zu klemmen.
Mit Bezug auf 12 und 13 und zusammen mit 8 und 9 umfasst der Gestell-Kopplungsabschnitt 651 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein zweites Stift-Gehäuse 653 und eine zweite Kugelklemme 655.
Das zweite Stift-Gehäuse 653 ist für eine Befestigung an jeder Seite des Drehkörpers 641 bereitgestellt. Der zweite Kopplungsstift 551 des Seitengestells 510 ist in das zweite Stift-Gehäuse 653 eingesteckt.
Die zweite Kugelklemme 655 klemmt den in das zweite Stift-Gehäuse 653 eingesteckten zweiten Kopplungsstift 551 mit einer Mehrzahl von Kugeln 656 und Druckluft, und ist dabei in dem zweiten Stift-Gehäuse 653 angeordnet.
Beispielsweise umfasst die zweite Kugelklemme 655: ein Unterstützungslager 657, welches die Kugeln 656 derart unterstützt, so dass diese rollen können; ein Paar von zweiten Lagerkomponenten 658, die für eine Bewegung zu der Mitte des zweiten Kopplungsstiftes 551 von einer Ausfüllseite einer Umfangsrichtung des zweiten Kopplungsstiftes 551 bereitgestellt sind; und einen siebenten Antrieb 659, der einen Antriebsdruck auf die zweiten Lagerkomponenten 658 ausübt.
Das Unterstützungslager 657 ist als ein kreisförmiges Lager bereitgestellt, das die Kugeln 656 derart unterstützt, so dass diese rollen können, wobei das Paar von zweiten Lagerkomponenten 658 gegen die Kugeln 656 drückt, während sie sich zur Mitte von der Außenseite der Umfangsrichtung des Kopplungsstiftes 551 bewegen.
Zusätzlich stellt der siebente Antrieb 659 Druckluft für die zweite Lagerkomponente 658 bereit, und wird daher als eine Luftzufuhrquelle bereitgestellt, welche gegen die Kugeln 656 drückt, während sich die zweite Lagerkomponente 658 zur Mitte des zweiten Kopplungsstiftes 551 von der Außenseite der Umfangsrichtung des zweiten Kopplungsstiftes 551 bewegt.
Wie in 8 gezeigt ist, wenn der zweite Kopplungsstift 551 nicht mit dem zweiten Stift-Gehäuse 653 gekoppelt ist, wirkt keine Druckluft auf die zweite Lagerkomponente 658 durch den siebenten Antrieb 659, so dass die Kugeln 656 in einem Zustand gehalten werden, in welchem sie auf dem Unterstützungslager 657 frei rollen können.
Weiterhin wird, wie es in 9 gezeigt ist, wenn der zweite Kopplungsstift 551 mit dem zweiten Stift-Gehäuse 653 gekoppelt ist, die zweite Lagerkomponente 658 durch den siebenten Antrieb 659 mit Druckluft versorgt, so dass sich die zweite Lagerkomponente 658 zur Mitte von der Außenseite der Umfangsrichtung des zweiten Kopplungsstiftes 551 bewegt und gegen die Kugeln 656 auf dem Unterstützungslager 657 drückt.
Daher sind die Kugeln 656 mit den zweiten Kugel-Kopplungsausnehmungen 555 durch das zweite Lager 656 gekoppelt, so dass der zweite Kopplungsstift 551 fest an dem zweiten Stift-Gehäuse 653 angebracht werden kann.
Somit wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der zweite Kopplungsstift 551 des Seitengestells 510 durch den Gestell-Kopplungsabschnitt 651 unter Verwendung eines Kugelklemmverfahrens geklemmt, so dass das Seitengestell 510 mit jeder Seite des Drehkörpers 641 gekoppelt werden kann.
Der Gestell-Kopplungsabschnitt 651 kann mit einer Dreiecksstruktur in dem Drehkörper 641 versehen sein, um so in stabilerer Weise das Seitengestell 510 mit dem Drehkörper 641 zu koppeln.
Wie in 11 und 14 dargestellt ist, wird die vierte Klemme 671 zu mehreren in jeder Seite des Drehkörpers 641 bereitgestellt, um so die Seitengestelle 510 an dem Drehkörper 641 zu befestigen.
Die vierten Klemmen 671 sin d an gegenüberliegenden Seiten in jeder Seite des Drehkörpers 641 angeordnet. Beispielsweise bewegt sich die vierte Klemme 671 durch einen pneumatischen Zylinder vor und zurück, und kann als eine Stift-Klemme bereitgestellt sein, welche über einen Stift mit dem Gestellrahmen 511 des Seitengestells 510 gekoppelt sein kann.
Weiterhin ist ein zweiter Positionssensor 591 in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten. Der zweite Positionssensor 591 sensiert eine Position der Seitenwand 3, während der obere Abschnitt der Seitenwand 3 durch die dritten Klemmen 531 des Seitengestells 510 gesteuert wird, nachdem der mit dem Seitengestell 510 gekoppelte Drehkörper 641 zu der Seitenwand 3 bewegt wurde.
Der zweite Positionssensor 591 ist als ein Positionssensor bereitgestellt, der eine Position der Seitenwand 3 sensiert und den fünften Antrieb 613 der zweiten Bewegungskomponente 621 gemäß einem Sensorsignal steuert, und ist dabei in dem Indexeinrichtung-Rahmen 631 bereitgestellt.
Beispielsweise kann der zweite Positionssensor 591 einen Laserabstandssensor umfassen, der eine Position eines Erfassungszieles durch Ausstrahlen eines Laserstrahls auf das Erfassungsziel erfasst, indem er einen von dem Gegenstand reflektierten Laserstrahl empfängt und eine Position des Gegenstandes sensiert.
In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird, während der obere Abschnitt der Seitenwand 3 durch die dritten Klemmen 531 des Seitengestells 510 gesteuert wird, die Position der Seitenwand 3 durch den zweiten Positionssensor 591 sensiert, wobei ein Sensorsignal an eine Steuerung (in den Zeichnungen nicht dargestellt) ausgegeben wird.
Daher wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Steuersignal durch die Steuerung an den fünften Antrieb 631 ausgegeben, und zwar gemäß dem Sensorsignal des zweiten Positionssensors 591, wobei die zweite Bewegungskomponente 621 in der Fahrzeugbreitenrichtung bewegt wird, um dadurch eine Position der Seitenwand 3 zu korrigieren.
Alternativ kann der zweite Positionssensor 591 in der dritten Klemme 531 des Seitengestells 510 anstelle einer Bereitstellung in dem Indexeinrichtung-Rahmen 631 bereitgestellt werden.
Wie in 16 gezeigt ist, ist eine Fahrzeugtyp-Kennzeichnung 931 in dem Gestellrahmen 511 des Seitengestells 510 bereitgestellt, wobei eine Kennzeichnung-Leseeinrichtung 933 in jeder Seite des Drehkörpers 641 bereitgestellt sein kann.
Die Fahrzeugtyp-Kennzeichnung 931 speichert Information hinsichtlich eines Typs des Fahrzeuges mit Bezug auf jedes Seitengestell 510, da mehrere Seitengestelle 510 jeweils entsprechend den Seitenwänden 3 bereitgestellt sind, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden sind. Die Kennzeichnung-Leseeinrichtung 933 erkennt die Information hinsichtlich eines Fahrzeugtyps mit Bezug auf jedes Seitengestell 510 mit Hilfe der Steuerung.
Mit Bezug auf 2 überträgt in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein CRP-Lade-Abschnitt 710 Fahrzeugkarosseriekomponenten, welche die Stirnwand 7, den Dachrahmen 8 und die Hutablage 9 umfassen, zu dem oberen Abschnitt 4b der Seitenwand 3, und platziert die übertragenen Komponenten in dem oberen Abschnitt 4b der Seitenwand 3. Hierbei ist „CRP” eine Kombination aus „C”, welches eine Abkürzung für „Stirnwand” (Englisch: „cowl”) ist, „R”, welches eine Abkürzung für „Dachrahmen” (Englisch: „roof rail”) ist, und „P”, welches eine Abkürzung für „Hutablage” (Englisch: „package tray”) ist.
Der CRP-Lade-Abschnitt 710 ist in einer oberen Seite des Übertragungspfades der Förderlinie 1 bereitgestellt, um entlang des Übertragungspfades bewegbar zu sein, und kann mit Bezug auf die obere Seite der Seitenwand 3 in dem Hauptmontage-Bereich 50 angehoben werden.
Der CRP-Lade-Abschnitt 710 umfasst verschiedene Klemmeinrichtungen und Steuereinrichtungen, um Positionen von Stirnwand 7, Dachrahmen 8 und Hutablage 9 zu steuern, und um Stirnwand 7, Dachrahmen 8 und Hutablage 9 zu klemmen.
Nochmals mit Bezug auf 1 und 2 schweißt der zweite Schweißroboter 810 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Stirnwand 7, den Dachrahmen 8 und die Hutablage 9 an den oberen Abschnitt 4b der Seitenwand 3.
Der zweite Schweißroboter 810 schweißt die Fahrzeugkarosseriekomponenten (das heißt, die Stirnwand 7, den Dachrahmen 8 und die Hutablage 9) und den oberen Abschnitt 4b der Seitenwand 3, während der obere Abschnitt 4b der Seitenwand 3 durch das Seitengestell 510 und die Drehindex-Einrichtung 610 gesteuert wird, wobei die Fahrzeugkarosseriekomponenten in den korrekten Positionen in dem oberen Abschnitt 4b der Seitenwand 3 durch den CRP-Lade-Abschnitt 710 positioniert werden.
Der zweite Schweißroboter 810 ist zu mehreren entlang der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung in dem Hauptmontage-Bereich 50 bereitgestellt, wobei eine Punktschweißeinrichtung in einem vorderen Armende jedes Roboters bereitgestellt ist. Ein solcher zweiter Schweißroboter 810 ist als ein Punktschweißroboter bereitgestellt, der im Stand der Technik wohlbekannt ist, weshalb eine weitere Beschreibung hier ausgelassen wird.
Im Folgenden wird ein Betrieb und ein Fahrzeugkarosserie-Montageprozess des Fahrzeugkarosserie-Montagesystems 100 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung detailliert mit Bezug auf die oben genannten Zeichnungen erläutert.
Zunächst wird die in der Nebenmontagelinie zusammengesetzte Bodengruppe 2 zu dem Vormontage-Bereich 20 entlang eines vorbestimmten Übertragungspfades der Förderlinie 1 übertragen.
In dem Vormontage-Bereich 20 befindet sich die Seitenhalterung 210 der Vormontage-Einheit 200 in einem Zustand, wo sie an dem vorderen Armende des ersten Handhabungsroboters 281 angebracht ist. Zusätzlich befindet sich der Führungspfosten 310 der Vormontage-Einheit 200 in einem Zustand, wo dieser in einer Richtung nach hinten (das heißt, in der Fahrzeugbreitenrichtung) bewegt ist, d. h., weg von der Bodengruppe 2 an den gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades durch den zweiten Antrieb 313.
Die Seitenwand 3, welche in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist, wird durch die Übertragungshalterung 110 zu dem Vormontage-Bereich 20 befördert, wobei die Seitenwand 3 in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durch die Roboterhalterung 290 von der Übertragungshalterung 110 entladen wird.
Die Roboterhalterung 290 klemmt die Seitenwand 3, während die Seitenwand 3 unter Verwendung des Ausrichtungsgestells 293 in einer vorbestimmten Position ausgerichtet wird. In dem Fall der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird die Seitenwand 3 durch die Roboterhalterung 290 unter Verwendung eines Roboter-zu-Roboter-Verfahrens auf die Seitenhalterung 210 aufgeladen.
Hierbei ist der Bezugsstift 231 der Seitenhalterung 210 in das Bezugsloch 6 der Seitenwand 3 gesteckt, um eine Bezugsposition der Seitenwand 3 zu setzen. Zusätzlich klemmen die ersten Klemmen 251 der Seitenhalterung 210 den unteren Abschnitt 4a der Seitenwand 3.
In diesem Fall klemmen die an den gegenüberliegenden Seiten des Halterungsrahmens 211 der Seitenhalterung 210 bereitgestellten ersten Klemmen eine vordere Seite und eine hintere Seite (das heißt, eine hintere Kombinationsleuchte) der Seitenwand 3.
Zusätzlich klemmen die zwischen den gegenüberliegenden Enden des Halterungsrahmens 211 bereitgestellten ersten Klemmen 251 jeweils die vordere Säule 5a, die mittlere Säule 5b und die hintere Säule 5c der Seitenwand 3. In diesem Fall klemmen die zwischen den gegenüberliegenden Enden des Halterungsrahmens 211 bereitgestellten mehreren ersten Klemmen 251 jeweils die vordere Säule 5a, die mittlere Säule 5b und die hintere Säule 5c der Seitenwand 3, während sie durch den ersten Antrieb 253 gemäß den Positionen der Säulen der Seitenwand 3, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist, in der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung verlagert werden.
In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können die ersten Klemmen 251 zusätzlich in der linken Befestigungsseite 261 des Halterungsrahmens 211 bereitgestellt sein, und zwar entsprechend der Seitenwand 3, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist.
In einem solchen Zustand wird die Seitenhalterung 210, welche die Seitenwand 3 steuert, durch den ersten Handhabungsroboter 281 in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zu dem Führungspfosten 310 übertragen.
Als Nächstes wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der erste Kopplungsstift 271, der in dem Halterungsrahmen 211 bereitgestellt ist, mit dem Halterungs-Kopplungsabschnitt 351 des Rahmengestells 331 gekoppelt, so dass die Seitenhalterung 210 mit dem Gestellrahmen 331 des Pfostens 310 unter Verwendung des ersten Handhabungsroboters 281 gekoppelt wird.
Insbesondere wird, bevor der erste Kopplungsstift 271 mit dem ersten Stift-Gehäuse 353 des Halterungs-Kopplungsabschnitts 351 gekoppelt wird, die erste Lagerkomponente 358 nicht durch den dritten Antrieb 359 in der ersten Kugelklemme 355 des Halterungs-Kopplungsabschnitts 351 mit Druckluft versorgt, wobei in diesem Fall die Kugel 356 in einem Zustand sind, wo sie frei auf dem Unterstützungslager 357 rollen können.
In diesem Fall wird, wenn der erste Kopplungsstift 271 mit dem ersten Stift-Gehäuse 353 gekoppelt wird, der ersten Lagerkomponente 358 Druckluft durch den ersten Antrieb 359 in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zugeführt.
Dann bewegt sich die erste Lagerkomponente 358 zur Mitte des ersten Kopplungsstiftes 271 von der Außenseite der Umfangsrichtung des ersten Kopplungsstiftes 271 durch die Druckluft, so dass die Kugeln 356 auf das Unterstützungslager 357 gedrückt werden.
Hierbei werden die Kugeln 356 mit der Kugel-Kopplungsausnehmung 275 des ersten Kopplungsstiftes 271 durch die erste Lagerkomponente 358 gekoppelt, wobei der erste Kopplungsstift 271 an dem ersten Stift-Gehäuse 353 befestigt wird.
Daher wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der erste Kopplungsstift 271 der Seitenhalterung 210 durch den Halterungs-Kopplungsabschnitt 351 unter Verwendung eines Kugelklemmverfahrens geklemmt, so dass die Seitenhalterung 210 mit dem Gestellrahmen 331 gekoppelt werden kann.
Während die Seitenhalterung 210, welche die Seitenwand 3 steuert, mit dem Halterungs-Kopplungsabschnitt 351 des Gestellrahmens 331 gekoppelt wird, wird die untere Seitenabdichtung der Seitenwand 3 durch die zweiten Klemmen 381 auf der ersten Bewegungskomponente 321 in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung geklemmt.
Hierbei können die zweiten Klemmen 381 die untere Seitenabdichtung der Seitenwand 3 klemmen, während sie in den drei Achsenrichtungen der Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung, der Fahrzeugbreitenrichtung und der Höhenrichtung durch den vierten Antrieb 381 bewegt werden, und zwar entsprechend der Seitenwand 3, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist.
In diesem Fall wird eine Position der Seitenwand 3 durch den ersten Positionssensor 391 sensiert, und es wird ein Sensorsignal an die Steuerung in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgegeben. Dann wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Position der zweiten Klemme 381 in den drei Achsenrichtungen geändert, während das Steuersignal an den vierten Antrieb 383 durch die Steuerung angelegt wird, und zwar gemäß dem Sensorsignal des ersten Positionssensors 391, so dass die Positionen der zweiten Klemmen 381 entsprechend der Seitenwand 3 korrigiert werden können, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist.
Als Nächstes wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die erste Bewegungskomponente 321 des Führungspfostens 310 hin zu den gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 entlang der Fahrzeugbreitenrichtung durch Betreiben des zweiten Antriebs 313 bewegt.
Das heißt, in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden die Seitenwände 3, die durch die Seitenhalterung 210 gesteuert werden, welche an den Gestellrahmen 331 auf der ersten Bewegungskomponente 321 und an die zweiten Klemmen 381 auf der ersten Bewegungskomponente 321 gekoppelt sind, zu den gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 durch die ersten Bewegungskomponenten 321 verlagert.
Bei einem solchen Prozess können die ersten Handhabungsroboter 281 mit den ersten Bewegungskomponenten 321 synchronisiert sein, im Gegensatz zu einer Trennung der Arme der ersten Handhabungsroboter 281 von dem Halterungsrahmen 211 der Seitenhalterung 210 in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Alternativ können in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Arme der ersten Handhabungsroboter 281 von dem Handhabungsroboter 211 getrennt werden. In einem solchen Fall führt die in dem Gestellrahmen 331 bereitgestellte Antriebsquellenversorgung 371 eine Antriebskraft zu, wie zum Beispiel Energie, Druckluft und ein Steuersignal, und zwar zu den ersten Klemmen 251 der Seitenhalterung 210.
In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können die Seitenwände 3 präzise in Übereinstimmung mit den gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 gebracht werden, während die Seitenwände 3 zu den gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 unter Verwendung des Führungspfostens 310 verlagert werden.
Weiterhin kann in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Positionsänderung der Seitenwand 3, welche auftreten kann, während der erste Handhabungsroboter 281 die Seitenhalterung 210, welche die Seitenwand 3 steuert, handhabt, durch den Führungspfosten 310 gesteuert werden, so dass die Positionsänderung der Seitenwände 3 mit Bezug auf die gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 minimiert werden kann.
Daher kann in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der untere Abschnitt 4a der Seitenwand 3 in die korrekte Position an jeder der gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 platziert werden, während die Fahrzeugkarosserie-Übertragungsrichtung und die Höhenrichtung der Seitenwand 3 mit der Seitenhalterung 210 und den zweiten Klemmen 381 gesteuert werden.
In einem solchen Zustand werden in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die unteren Abschnitte 4a der Seitenwände 3 an die gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 durch Schweißen der unteren Abschnitte 4a der Seitenwände 3 unter Verwendung der ersten Schweißroboter 410 an die Bodengruppe 2 vormontiert.
Die unteren Abschnitte 4a der Seitenwände 3 werden an die gegenüberliegenden Seiten der Bodengruppe 2 in der Vormontage-Einheit 200 durch den Vormontage-Bereich 20 mit Hilfe einer solchen Reihe von Prozessen vormontiert, wobei dann die vormontierte Fahrzeugkarosserie entlang des Übertragungspfades der Förderlinie 1 in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zu dem Hauptmontage-Bereich 50 befördert wird.
In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden die mehreren Seitengestelle 510, die der Seitenwand 3 entsprechen, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist, in dem Speicher-Abschnitt 910 in dem Hauptmontage-Bereich 50 abgelegt bzw. gespeichert.
Zusätzlich wird das Seitengestell 510, das der Seitenwand 3 entspricht, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist, mit jeder Seite des Drehkörpers 641 in der Drehindex-Einrichtung 610 der Hauptmontage-Einheit 500 in dem Hauptmontage-Bereich 50 gekoppelt. Hierbei befindet sich die Drehindex-Einrichtung 610 in einem Zustand, wo sie in einer Richtung (das heißt, der Fahrzeugbreitenrichtung) rückwärts bewegt wird, d. h., weg von der vormontierten Fahrzeugkarosserie durch den fünften Antrieb 613 an den gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades.
Wie beschrieben worden ist, wenn die vormontierte Fahrzeugkarosserie vom Vormontage-Bereich 20 zum Hauptmontage-Bereich 50 übertragen wird, wird der Drehkörper 641 der Drehindex-Einrichtung 610 gedreht, um das Seitengestell 510 des entsprechenden Fahrzeugtyps, welcher der Seitenwand 3 entspricht, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp verschieden ist, an der Seitenwand 3 der vormontierten Fahrzeugkarosserie in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zu platzieren.
Als Nächstes wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die zweite Bewegungskomponente 621 der Drehindex-Einrichtung 610 hin zu der Seitenwand 3 bewegt, und zwar entlang der Fahrzeugbreitenrichtung durch Betreiben des fünften Antriebs 613.
Das heißt, in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird der Drehkörper 641, auf welchem das Seitengestell 510 befestigt ist, während es durch den Indexeinrichtung-Rahmen 631 auf der zweiten Bewegungskomponente 621 unterstützt wird, durch die zweite Bewegungskomponente 621 hin zu der Seitenwand 3 bewegt.
Als Nächstes wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Fahrzeugbreitenrichtung der Seitenwand 3 gesteuert, während der obere Abschnitt 4b der Seitenwand 3 unter Verwendung der dritten Klemmen 531 des Seitengestells 510 geklemmt wird.
Hierbei klemmen die an den gegenüberliegenden Enden des Gestellrahmens 511 des Seitengestells 510 bereitgestellten dritten Klemmen 531 die vordere Seite und die hintere Seite (das heißt, die hintere Kombinationsleuchte) des oberen Abschnitts 4b der Seitenwand 3. Zusätzlich klemmen die mehreren dritten Klemmen 531, die zwischen den gegenüberliegenden Enden des Gestellrahmens 511 bereitgestellt sind, die Säulen des oberen Abschnitts 4b der Seitenwand 3.
In diesem Fall, das heißt in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, sensiert der zweite Positionssensor 591 eine Position der Seitenwand 3 und gibt ein Sensorsignal an die Steuerung aus. Dann wird, in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, ein Steuersignal durch die Steuerung an den fünften Antrieb 613 angelegt, und zwar entsprechend dem Sensorsignal des zweiten Positionssensors 591, wobei die zweite Bewegungskomponente 621 in der Fahrzeugbreitenrichtung bewegt wird, so dass die Position der Seitenwand 3 korrigiert werden kann.
Als Nächstes wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der CRP-Lade-Abschnitt 710, der entlang des Übertragungspfades der Förderlinie 1 zu dem Hauptmontage-Bereich 50 übertragen worden ist, von der oberen Seite des Übertragungspfades zu der oberen Seite der Seitenwand 3 abgesenkt.
Der CRP-Lade-Abschnitt 710 wird zu der oberen Seite der Seitenwand 3 abgesenkt, während die Fahrzeugkarosseriekomponenten gesteuert werden, wie zum Beispiel die Stirnwand 7, der Dachrahmen 8 und die Hutablage 9. Somit werden die Stirnwand 7, der Dachrahmen 8 und die Hutablage 9 in dem oberen Abschnitt 4b der Seitenwand 3 durch den CRP-Lade-Abschnitt 710 positioniert.
In einem solchen Zustand werden die Fahrzeugkarosseriekomponenten und der obere Abschnitt 4b der Seitenwand 3 durch den zweiten Schweißroboter 810 in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung geschweißt.
Dabei kann in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das Seitengestell 510, das an den Drehkörper 641 gekoppelt ist, durch ein Seitengestell 510 ersetzt werden, das einer Seitenwand eines unterschiedlichen Fahrzeugtyps entspricht.
In diesem Fall kann in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wenn die Fahrzeugkarosseriekomponenten und der obere Abschnitt 4b der Seitenwand 3 durch den zweiten Schweißroboter 810 geschweißt werden, das an die obere Seite des Drehkörpers 641 gekoppelte Seitengestell 510 durch ein anderes Seitengestell 510 ersetzt werden, und zwar entsprechend einer Seitenwand 3 eines unterschiedlichen Fahrzeugtyps und unter Verwendung des zweiten Handhabungsroboters 581.
In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird, während das mit der oberen Seite des Drehkörpers 641 gekoppelte Seitengestell 510 von dem Drehkörper 641 durch den zweiten Handhabungsroboter 581 getrennt wird oder während das Seitengestell 510 nicht an die obere Seite des Drehkörpers 641 gekoppelt ist, durch den zweiten Handhabungsroboter 581 ein unterschiedliches Seitengestell 510 an die obere Seite des Drehkörpers 641 gekoppelt. In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird der in dem Gestellrahmen 511 des Seitengestells 510 bereitgestellte zweite Kopplungsstift 551 mit dem Gestell-Kopplungsabschnitte 651 gekoppelt.
Insbesondere wird, bevor der zweite Kopplungsstift 551 mit dem zweiten Stift-Gehäuse 653 des Gestell-Kopplungsabschnitts 651 gekoppelt wird, die zweite Lagerkomponente 658 nicht durch den siebenten Antrieb 659 mit Druckluft versorgt, wobei in diesem Fall die Kugeln 656 frei auf dem Unterstützungslager 657 rollen können.
In einem solchen Zustand wird, wenn der zweite Kopplungsstift 551 mit dem zweiten Stift-Gehäuse 653 gekoppelt wird, die zweite Lagerkomponente 658 durch den siebenten Antrieb 659 in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Druckluft versorgt. Dann bewegt sich die zweite Lagerkomponente 658 derart durch die Druckluft zur Mitte des zweiten Kopplungsstiftes 551 von der Außenseite der Umfangsrichtung des zweiten Kopplungsstiftes 551, so dass die Kugeln 656 auf das Unterstützungslager 657 gedrückt werden.
Hierbei werden die Kugeln 656 mit den zweiten Kugel-Kopplungsausnehmungen 555 des zweiten Kopplungsstiftes 551 durch die zweiten Lagerkomponenten 658 gekoppelt, wodurch der zweite Kopplungsstift 551 an dem zweiten Stift-Gehäuse 653 fixiert wird.
Daher kann in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der zweite Kopplungsstift 551 des Seitengestells 510 durch den Gestell-Kopplungsabschnitt 651 geklemmt werden, der ein Kugelklemmverfahren benutzt, so dass das Seitengestell 510 mit der oberen Seite des Drehkörpers 641 gekoppelt werden kann.
Weiterhin wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, während das Seitengestell 510 durch den Gestell-Kopplungsabschnitt 651 an dem Drehkörper 641 gekoppelt ist, der Gestellrahmen 511 des Seitengestells 510 durch die in dem Drehkörper 641 bereitgestellten vierte Klemmen 671 an dem Drehkörper 641 befestigt. Die vierten Klemmen 671 werden über einen Stift mit dem Gestellrahmen 511 des Seitengestells 510 durch einen Pneumatikzylinder gekoppelt, wobei der Gestellrahmen 511 an dem Drehkörper 641 befestigt wird.
Wie oben beschrieben worden ist, werden in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der obere Abschnitt 4b der Seitenwand 3 und die Fahrzeugkarosseriekomponenten in der Hauptmontage-Einheit 500 in dem Hauptmontage-Bereich 50 zusammengesetzt.
Bei einer solchen Reihe von Prozessen wird ein Steuerprozess entsprechend mehreren Fahrzeugtypen des austauschbaren Seitengestells 510 mit Bezug auf den Drehkörper 641 weiter detailliert mit Bezug auf 17 beschrieben. Insbesondere empfängt die Kennzeichnung-Leseeinrichtung 933, die in jeder Seite des Drehkörpers 641 bereitgestellt ist, eine Fahrzeugtypinformation, die in der Fahrzeugtyp-Kennzeichnung 931 des Seitengestells 510 gespeichert ist, und gibt die entsprechende Fahrzeugtypinformation an die Steuerung (S11) aus. Zusätzlich werden in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Fahrzeugtypinformation auf einem Seitengestell 510 eines momentan hergestellten Fahrzeugtyps und eine Fahrzeugtypinformation auf einem Seitengestell 510, das einem als Nächstes zu produzierenden Typ von Fahrzeug entspricht, bestimmt (S12).
Als Nächstes bestimmt die Steuerung, ob ein Seitengestell, welches dem als Nächstes zu produzierenden Fahrzeugtyp entspricht, mit der oberen Seite des Drehkörpers 641 gekoppelt ist oder nicht (S13).
Hierbei werden, falls die Steuerung bestimmt, dass das Seitengestell 510 des als Nächstes zu produzierenden Fahrzeugtyps mit dem Drehkörper 641 gekoppelt ist, die Seitenwand 3 des momentan produzierten Fahrzeugtyps und eine Seitenwand 3 des als Nächstes zu produzierenden Fahrzeugtyps durch Rotieren des Drehkörpers 641 und Bewegen des Drehkörpers 641 nach vorne und nach hinten zusammengesetzt, indem die Drehindex-Einrichtung 610 in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird (S14 und S15).
Falls die Steuerung bei S13 bestimmt, dass das Seitengestell 510 des als Nächstes zu produzierenden Fahrzeugtyps nicht mit dem Drehkörper 641 gekoppelt ist, dann werden das Seitengestell 510, das mit einer oberen Seite (das heißt, der (–1)-Seite) des Drehkörpers 641 (S21) gekoppelt ist, und das getrennte Seitengestell 510 in den Speicher-Abschnitt 910 (S22) entladen, und zwar bei der Montage der Seitenwand 3 des momentan produzierten Fahrzeugtyps gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Als Nächstes wird in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Seitengestell 510 eines als Nächstes zu produzierenden Fahrzeugtyps von dem Speicher-Abschnitt 910 ausgewählt (S23), wobei das Seitengestell 510 des als Nächstes zu produzierenden Fahrzeugtyps mit der oberen Seite des Drehkörpers 641 (S24) durch Rückwärts-Bewegen des Drehkörpers 641 gekoppelt wird, nachdem die Seitenwand 3 des momentan produzierten Fahrzeugtyps montiert worden ist.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem 100 den unteren Abschnitt 4a der Seitenwand 3 an der Bodengruppe 2 unter Verwendung der Vormontage-Einheit 200 in dem Vormontage-Bereich 20 vormontieren, und kann dann den oberen Abschnitt 4b der Seitenwand 3 und die Fahrzeugkarosseriekomponenten unter Verwendung der Hauptmontage-Einheit 500 in dem Hauptmontage-Bereich zusammensetzen.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können wenigstens fünf oder mehrere Fahrzeugtypen montiert werden, indem ein Fahrzeugkarosserie-Montageprozess in zwei Prozesse aufgeteilt wird, im Gegensatz zum Bilden eines Rahmens einer Fahrzeugkarosserie durch einen einzelnen Prozess, wie im Stand der Technik, wobei verschiedene Fahrzeugtypen gemeinsam unter Verwendung der Roboter hergestellt werden können.
Daher können verschiedene Fahrzeugtypen in flexibler Weise produziert werden, eine Anlagenrüstzeit kann reduziert werden, die gesamte Anlage kann leichtgewichtig und vereinfacht sein, und anfängliche Investitionskosten sowie zusätzliche Investitionskosten aufgrund des Hinzufügens verschiedener Fahrzeugtypen können in Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsform den vorliegenden Offenbarung eingespart werden.
Während diese Offenbarung in Verbindung damit beschrieben worden ist, was gegenwärtig als die praktischen beispielhaften Ausführungsformen betrachtet wird, wird davon ausgegangen, dass die technischen Aspekte der vorliegenden Offenbarung nicht auf die in der Spezifikation vorgeschlagenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sind, sondern dass ein Fachmann auf diesem Gebiet, welchem die technischen Aspekte der vorliegenden Offenbarung geläufig sind, weitere beispielhafte Ausführungsformen durch Modifikationen, Änderungen, Weglassen und Hinzufügen von Bauelementen innerhalb eines Bereiches von technischen Aspekten vorschlagen kann, welche die gleichen wie in der vorliegenden Offenbarung sind, ohne den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.

Claims

Fahrzeugkarosserie-Montagesystem, umfassend: eine Vormontage-Einheit mit einem Vormontage-Bereich und eine Hauptmontage-Einheit mit einem Hauptmontage-Bereich, die entlang eines Übertragungspfades einer Bodengruppe angeordnet sind, wobei die Hauptmontage-Einheit in dem Hauptmontage-Bereich gebildet ist, und wobei, während eine Seitenwand jeweils auf gegenüberliegenden Seiten eines Übertragungspfades in dem Hauptmontage-Bereich bereitgestellt ist und während ein unterer Abschnitt jeder Seitenwand durch die Vormontage-Einheit an die Bodengruppe vormontiert ist, das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem einen oberen Abschnitt jeder Seitenwand steuert und den oberen Abschnitt jeder Seitenwand und Fahrzeugkarosseriekomponenten unter Verwendung eines zweiten Schweißroboters montiert.
Fahrzeugkarosserie-Montagesystem nach Anspruch 1, wobei, während der untere Abschnitt jeder Seitenwand durch die Vormontage-Einheit an die Bodengruppe geschweißt ist, die Hauptmontage-Einheit eine Breitenrichtung der Seitenwand steuert und den oberen Abschnitt der Seitenwand und die Fahrzeugkarosseriekomponenten unter Verwendung des zweiten Schweißroboters schweißt.
Fahrzeugkarosserie-Montagesystem nach Anspruch 1, wobei die Hauptmontage-Einheit einen Lade-Abschnitt umfasst, der die Fahrzeugkarosseriekomponenten, welche eine Stirnwand, einen Dachrahmen und eine Hutablage umfassen, steuert und die Fahrzeugkarosseriekomponenten in eine reguläre Position in dem oberen Abschnitt der Seitenwand platziert.
Fahrzeugkarosserie-Montagesystem nach Anspruch 1, wobei die Hauptmontage-Einheit eine Mehrzahl von Seitengestellen umfasst, welche den oberen Abschnitt der Seitenwand steuern, die in Abhängigkeit von einem Fahrzeugtyp unterschiedlich ist, und eine 4-seitige Drehindexeinrichtung umfasst, welche das Seitengestell fixiert.
Fahrzeugkarosserie-Montagesystem nach Anspruch 4, wobei die Hauptmontage-Einheit unter Verwendung eines Handhabungsroboters in lösbarer Weise das Seitengestell mit Bezug auf die Drehindexeinrichtung koppelt.
Hauptmontage-Einheit in einem Fahrzeugkarosserie-Montagesystem, die einen Vormontage-Bereich und einen Hauptmontage-Bereich entlang eines Übertragungspfades einer Bodengruppe anordnet und eine Vormontage-Einheit in dem Vormontage-Bereich bildet, wobei die Hauptmontage-Einheit in dem Hauptmontage-Bereich gebildet ist, wobei die Hauptmontage-Einheit umfasst: eine Mehrzahl von Seitengestellen, die in lösbarer Weise an einem Handhabungsroboter in dem Hauptmontage-Bereich befestigt sind und einen oberen Abschnitt einer Seitenwand steuern, die in Abhängigkeit von einem Fahrzeugtyp unterschiedlich ist; eine Drehindexeinrichtung, die mit dem Seitengestell in dem Hauptmontage-Bereich gekoppelt ist, die um einen vorbestimmten Winkel rotierbar ist, und die für eine reziproke Bewegung entlang einer Fahrzeugbreitenrichtung an gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades bereitgestellt ist; und wenigstens einen zweiten Schweißroboter, der in dem Hauptmontage-Bereich bereitgestellt ist und den oberen Abschnitt der Seitenwand und Fahrzeugkarosseriekomponenten schweißt.
Hauptmontage-Einheit für das Fahrzeugkarosserie-Montagesystem nach Anspruch 6, wobei die Hauptmontage-Einheit einen Lade-Abschnitt umfasst, der für eine Bewegung entlang des Übertragungspfades in einer oberen Seite des Übertragungspfades und für ein Anheben in dem Hauptmontage-Bereich bereitgestellt ist.
Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 7, wobei der Lade-Abschnitt die Fahrzeugkarosseriekomponenten, welche eine Stirnwand, einen Dachrahmen und eine Hutablage umfassen, steuert und die Fahrzeugkarosseriekomponenten in richtigen Positionen in dem oberen Abschnitt der Seitenwand platziert.
Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 6, wobei ein Speicher-Abschnitt in dem Hauptmontage-Bereich zur Speicherung der Mehrzahl von Seitengestellen bereitgestellt ist.
Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 6, wobei jedes der Seitengestelle umfasst: einen Gestellrahmen, der an einem vorderen Armende des Handhabungsroboters in dem Hauptmontage-Bereich befestigt ist; eine Mehrzahl von dritten Klemmen, die in dem Gestellrahmen bereitgestellt sind, den oberen Abschnitt der Seitenwand klemmen und eine Fahrzeugbreitenrichtung der Seitenwand steuern; und eine Mehrzahl von zweiten Kopplungsstiften, die in dem Gestellrahmen bereitgestellt und mit der Drehindexeinrichtung gekoppelt sind.
Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 10, wobei der zweite Kopplungsstift eine rundgeformte zweite Kugel-Kopplungsausnehmung entlang einer Umfangsrichtung davon bildet.
Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 6, wobei die Drehindexeinrichtung umfasst: zweite Bewegungskomponenten, die für eine reziproke Bewegung entlang einer Fahrzeugbreitenrichtung durch einen Antrieb im Hauptmontage-Rahmen auf gegenüberliegenden Seiten des Übertragungspfades bereitgestellt sind; ein Paar von Index-Rahmen, die mit einem Abstand voneinander auf der zweiten Bewegungskomponente bereitgestellt sind; eine Dreheinrichtung mit vier Seiten, wo die Seitengestelle, die in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp unterschiedlich sind, in lösbarer Weise gekoppelt und durch den Antrieb in rotierbarer Weise in dem Index-Rahmen bereitgestellt sind; eine Mehrzahl von Gestell-Kopplungsabschnitten, die in den entsprechenden Seiten der Dreheinrichtung bereitgestellt und über einen Stift mit den Seitengestellen gekoppelt sind; und eine Mehrzahl von vierten Klemmen, die in den entsprechenden Seiten der Dreheinrichtung bereitgestellt sind und die Seitengestelle an der Dreheinrichtung fixieren.
Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 12, wobei der Gestell-Kopplungsabschnitt mit einer dreieckigen Struktur auf jeder Seite der Dreheinrichtung versehen ist.
Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 12, wobei der Gestell-Kopplungsabschnitt umfasst: ein zweites Stift-Gehäuse, an welchem ein in dem Seitengestell bereitgestellter zweiter Kopplungsstift angebracht ist; und eine zweite Kugelklemme, die in dem zweiten Stiftgehäuse bereitgestellt ist und den zweiten Kopplungsstift unter Verwendung einer Mehrzahl von Kugeln klemmt.
Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 14, wobei die zweite Kugelklemme ein Paar von zweiten Lagerkomponenten umfasst, wo die Kugeln in rollbarer Weise bereitgestellt sind, und wobei die Kugelklemme für eine Bewegung zu einer Mitte von einer Außenseite einer Umfangsrichtung des zweiten Kopplungsstiftes durch den Antrieb bereitgestellt ist.
Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 15, wobei der zweite Kopplungsstift eine runde zweite Kugel-Kopplungsausnehmung entlang einer Umfangsrichtung davon bildet.
Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 16, wobei die Kugeln mit den zweiten Kugel-Kopplungsausnehmungen durch die zweiten Lagerkomponenten gekoppelt sind.
Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 12, wobei in dem Index-Rahmen ein zweiter Positionssensor bereitgestellt ist, der eine Position der Seitenwand sensiert und einen Antrieb der zweiten Bewegungskomponente gemäß einem Sensorsignal steuert.
Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 12, wobei eine Fahrzeugtyp-Kennzeichnung auf dem Seitengestell und eine Kennzeichnungs-Leseeinrichtung auf jeder Seite der Dreheinrichtung bereitgestellt sind.
Verfahren zur Steuerung einer Hauptmontage-Einheit in einem Fahrzeugkarosserie-Montagesystem, umfassend: Empfangen, über eine Kennzeichnungs-Leseeinrichtung, einer Fahrzeugtyp-Information von mit vier Seiten einer Drehindexeinrichtung gekoppelten Seitengestellen; Bestimmen, durch eine Steuerung, ob ein Seitengestell, das einem Typ eines nächsten zu produzierenden Fahrzeuges entspricht, und zwar zusätzlich zu dem Seitengestell des Typs eines Fahrzeuges, das momentan produziert wird, mit der Drehindexeinrichtung gekoppelt ist; bei Bestimmung, dass ein Seitengestell eines Typs des nächsten zu produzierenden Fahrzeuges nicht mit der Drehindexeinrichtung gekoppelt ist, Trennen des Seitengestells, das an einer oberen Seite der Drehindexeinrichtung befestigt ist, und Entladen des getrennten Seitengestells in einem Speicher-Abschnitt und Montieren einer Seitenwand des momentan produzierten Fahrzeugtyps; und Auswählen, durch die Steuerung, eines Seitengestells eines nächsten zu produzierenden Fahrzeugtyps von dem Speicher-Abschnitt, und Koppeln des ausgewählten Seitengestells an die obere Seite der Drehindexeinrichtung, wenn die Drehindexeinrichtung rückwärts bewegt wird, nachdem die Montage des Seitengestells des momentan produzierten Fahrzeugtyps fertiggestellt ist.
Verfahren zur Steuerung der Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 20, wobei, wenn bestimmt worden ist, dass das Seitengestell des nächsten zu produzierenden Fahrzeugtyps mit der Drehindexeinrichtung gekoppelt ist, die Seitenwand des momentan produzierten Fahrzeugtyps und eine Seitenwand des nächsten zu produzierenden Fahrzeugtyps durch Rotieren der Drehindexeinrichtung und Vor-und-zurück-Bewegen der Drehindexeinrichtung montiert werden.
Verfahren zur Steuerung der Hauptmontage-Einheit nach Anspruch 20, wobei die Kennzeichnungs-Leseeinrichtung, die auf jeder Seite der Drehindexeinrichtung bereitgestellt ist, eine in einer Fahrzeugtyp-Kennzeichnung, die in dem Seitengestell bereitgestellt ist, gespeicherte Fahrzeugtypinformation empfängt.