-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lochanlage zum Einbringen von Löchern in Kraftfahrzeugbauteilen gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Lochanlage gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 9.
-
Kraftfahrzeugbauteile werden üblicherweise aus metallischen Werkstoffen, beispielsweise Stahl- oder Leichtmetalllegierungen hergestellt. Hierzu wird aus einer Platine mittels Umformverfahren ein dreidimensional geformtes Kraftfahrzeugbauteil hergestellt. Übliche Kraftfahrzeugbauteile sind Karosseriebauteile und hier beispielsweise Querträger, Längsträger, Kraftfahrzeugsäulen sowie weitere Karosseriebauteile. Auch werden Achsbauteile, wie beispielsweise Lenker, Achshilfsrahmen oder ähnliche auf vorgenannte Weise hergestellt.
-
Um diese Bauteile beispielsweise mit anderen Bauteilen zu koppeln oder Aufnahmen oder Zentrierpunkte zu schaffen bzw. beispielsweise auch Lager in die Bauteile einzubringen, werden derartige, insbesondere aus Blech hergestellte Kraftfahrzeugbauteile gelocht. Zumeist werden mehrere Löcher an verschiedenen Positionen in dem Kraftfahrzeugbauteil und/oder voneinander verschiedene Lochgeometrien in ein solches Kraftfahrzeugbauteil eingebracht. Die Position der Löcher muss dabei eine hohe Genauigkeit aufweisen. Hierbei ist nicht nur die Lochoperation selbst von Positionstoleranzen betroffen, auch der der Lochoperation vorgelagerte Umformprozess weist Toleranzen auf, welche bei dem Einbringen der Löcher in das Kraftfahrzeugbauteil berücksichtigt werden müssen.
-
Die Lochung selbst wird beispielsweise mit einem Lochstempel durchgeführt. Dabei entsteht ein Butzen. Der Butzen ist der ausgestanzte bzw. ausgeschnittene Teil. Dieser muss als Produktionsabfall abgeführt werden.
-
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise aus der
DE 195 25 989 A1 eine Lochvorrichtung bekannt, bei welcher ein Lochwerkzeug an einem Roboterarm verlagert wird und in eine Position gefahren wird, in der er ein Loch in das Werkstück einbringen soll. Das Werkstück selber ist in einem Werkstückstützständer eingebracht.
-
Ferner ist aus der
DE 103 40 794 B4 weiterhin eine Lochvorrichtung in einem Folgewerkzeug bekannt. Hierzu ist in der Locheinrichtung eine Schwenkeinrichtung vorgesehen, welche um eine Schwenkachse, auch Orbitachse genannt, das Bauteil schwenkt, mit welcher das Bauteil verschwenkt bzw. rotiert wird, um voneinander verschiedene Positionen zum Lochen einzunehmen.
-
Für verschiedene Lochgeometrien ist zumeist an einem entsprechenden Manipulator ein Schnellwechselsystem vorgesehen, so dass Lochzangen automatisch gewechselt werden. Dies bedeutet jedoch, dass die einzelnen Lochzangen als auswechselbare Köpfe gewechselt werden. Die Lochzangen selbst sind zumeist hydraulisch betrieben, so dass es beim Wechsel zu Leckagen kommen kann. Zudem benötigt der Wechsel einer Lochzange einen entsprechenden Zeitraum, so dass die Taktzeit und somit die gesamte Produktionszeit zur Lochung eines Bauteils hoch ist.
-
Ein weiterer Nachteil ist, dass die ausgeschnittenen bzw. ausgestanzten Butzen bis zu deren Entsorgung in der Lochzange selbst verbleiben und beispielsweise zu einer zentralen Sammelstelle geführt werden müssen, bevor die Lochzange gewechselt wird.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom Stand der Technik, eine Möglichkeit zum Lochen von Kraftfahrzeugbauteilen aufzuzeigen, die bei besonders kurzer Taktzeit voneinander verschiedene Lochpositionen und/oder Lochgeometrien in ein Kraftfahrzeugbauteil einbringen können.
-
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Lochanlage zum Einbringen von Löchern in Kraftfahrzeugbauteilen mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst.
-
Ein verfahrenstechnischer Teil der Aufgabe wird weiterhin mit einem Verfahren zum Betreiben einer Lochanlage mit den Merkmalen im Anspruch 9 gelöst.
-
Vorteilhafte Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die Lochanlage zum Einbringen von Löchern in Kraftfahrzeugbauteilen weist einen Handlingroboter auf, der bevorzugt ein Industrieroboter, insbesondere ein Sechsachsenindustrieroboter ist. Mit dem Handlingroboter kann das Kraftfahrzeugbauteil in der Lochanlage selbst verlagert werden. Mit dem Handlingroboter kann das Kraftfahrzeugbauteil auch der Lochanlage zugeführt werden bzw. aus der Lochanlage abgeführt werden. In der Lochanlage selbst sind nunmehr erfindungsgemäß mindestens zwei ortsfeste Lochzangenstationen vorgesehen, wobei mit den Lochzangenstationen voneinander verschiedene Lochgeometrien und/oder voneinander verschiedene Lochpositionen in das Kraftfahrzeugbauteil eingebracht werden. Die Lochzangenstationen selbst sind bevorzugt in einem Abstand zueinander angeordnet, der größer ist als die Bauteillänge des Kraftfahrzeugbauteils. Die Bauteillänge ist dabei im Sinne der Erfindung die größte Abmessung zwischen zwei Endpunkten des Bauteils selber. Das Kraftfahrzeugbauteil wird nachfolgend auch Bauteil genannt.
-
Die erfindungsgemäße Lochanlage bietet jedoch insbesondere eine große Flexibilität in der Herstellung von Löchern in Kraftfahrzeugbauteilen. Gerade Kleinserien von herzustellenden Kraftfahrzeugbauteilen können somit individuell bearbeitet werden. Im Sinne der Erfindung kann somit ein von dem Handlingroboter aufgenommenes Kraftfahrzeugbauteil, beispielsweise auch nur eine Lochzangenstation anfahren, hier gelocht werden und anschließend wiederum aus der Lochanlage herausgeführt und entnommen werden.
-
Mit der erfindungsgemäßen Lochanlage wird nunmehr nicht mehr ein Bauteil in eine Haltevorrichtung übergeben und in dieser Haltevorrichtung positioniert und gegebenenfalls um eine Orbitachse geschwenkt. Vielmehr sind mindestens zwei, bevorzugt drei, vier, fünf oder mehr Lochzangenstationen vorgesehen. Jede Lochzangenstation ist zur Einbringung eines Loches vorgesehen. Werden nunmehr beispielsweise drei Löcher mit jeweils voneinander verschiedenen Lochgeometrien und auch an verschiedenen Positionen in das Kraftfahrzeugbauteil eingebracht, so sind drei Lochzangenstationen in der Lochanlage vorgesehen.
-
Jede Lochzangenstation kann somit individuell von dem Bauteil angefahren werden. Dieses Anfahren funktioniert nach dem Prinzip eines Bahnhofes. Das von dem Handlingroboter aufgenommene Bauteil fährt die Lochzangenstation an bzw. in die Lochzangenstation ein, woraufhin dann die Lochoperation durchgeführt wird. Während dieses Lochvorganges verbleibt das Bauteil gleichzeitig in der Greifvorrichtung des Handlingroboters und fährt, nachdem die Lochoperation durchgeführt ist, unmittelbar weiter zur nächsten Lochzangenstation oder aber zu einer Entnahmestelle. Das Bauteil wird bevorzugt zusammen der Greifvorrichtung Aufnahme des Handlingroboters positioniert, fixiert und dann gelocht, um eine hohe Genauigkeit bezüglich der Lage des herzustellenden Loches an dem Bauteil zu ermöglichen.
-
Auch ist es vorstellbar, dass bei einem herzustellenden Loch mit gleichem Lochdurchmesser und gleicher Lochgeometrie das Bauteil jeweils geschwenkt wird und an einer anderen Position in jedoch der gleichen Lochzangenstation wiederum erneut positioniert, fixiert und gelocht wird.
-
Die Lochzangenstationen sind jeweils ortsfest angeordnet und weisen weiterhin bevorzugt eine lokale Butzenentsorgung auf, so dass der Butzen unmittelbar abgeführt wird. Der Butzen kann direkt lokal abgeführt und entsorgt werden bzw. einem weiteren rezyklierten Produktionsprozess zugeführt werden. Das Bauteil wird somit zu einer ersten Lochzangenstation verbracht bzw. verlagert, in dieser Lochzangenstation positioniert, anschließend fixiert und gelocht. Ist das Loch eingebracht, wird das Kraftfahrzeugbauteil von dem Handlingroboter weiterbewegt und zu einer zweiten Lochzangenstation verbracht. In der zweiten Lochzangenstation wird das Bauteil wiederum positioniert, fixiert und gelocht. Im Anschluss daran wird das Kraftfahrzeugbauteil zu einer folgenden dritten Lochzangenstation verbracht, positioniert, fixiert und gelocht.
-
Zum Positionieren und Fixieren ist insbesondere zwischen der Greifvorrichtung des Handlingroboters sowie jeweiliger Lochzangenstation ein Prinzip einer Dockingstation ausgeführt. Die Greifvorrichtung des Handlingroboters wird bevorzugt in der Lochzangenstation positioniert und fixiert, woraufhin dann die Lochzangenstation den Lochvorgang an dem Bauteil durchführt. Dies bietet den Vorteil, dass nicht das gesamte Bauteil zunächst in der Lochzangenstation eingespannt und fixiert werden muss, sondern in dem Sinne nur ein lokaler Bereich des Bauteils, respektive die Greifvorrichtung des Handlingroboters fixiert ist.
-
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass Werkzeugwechselzeiten für verschiedene Lochzangenköpfe entfallen. Es sind zwar Handlingzeiten notwendig, jedoch kann jede Lochoperation im Takt durchgeführt werden.
-
Insgesamt ist die erfindungsgemäße Lochanlage wartungsfreundlicher, da ein Wechselsystem von Lochköpfen an einem Manipulator entfällt und eine Bevorratung von Lochzangen sowie eine Wartung der Spannvorrichtung mit Orbitachse entfällt. Es treten auch keine Ölleckagen mehr auf, da kein Werkzeugwechsel erforderlich ist.
-
Auch ist es möglich, dass ein Greifer, welcher an dem Handlingroboter angeordnet ist, das Kraftfahrzeugbauteil während des Lochvorganges ergriffen behält. Das Kraftfahrzeugbauteil kann in der Lochzangenstation zusammen mit dem Greifer fixiert werden. Der Greifer wird auch als Aufnahme bzw. Greifvorrichtung bezeichnet. Das Kraftfahrzeugbauteil kann im Sinne der Erfindung jedoch auch einzeln in der Lochzangenstation fixiert werden.
-
Die einzelnen Lochzangenstationen werden nach dem Prinzip eines Bahnhofes von dem Kraftfahrzeugbauteil angefahren und die jeweilige Lochoperation durchgeführt.
-
Bei den ortsfest angeordneten Lochzangenstationen können somit Kastenlochzangen jedoch auch Scherenlochzangen eingesetzt werden.
-
Die Lochzangenstationen sind innerhalb der Lochanlage bevorzugt in einer Reihe angeordnet. Alternativ ist es möglich, dass die Lochzangenstationen in der Lochanlage selbst kreisförmig angeordnet sind. Die kreisförmige Anordnung ist vorteilig für einen inmitten der Lochzangenstation angeordneten Handlingroboter. Dieser kann dann von außerhalb der Lochanlage ein entsprechendes Kraftfahrzeugbauteil ergreifen, in eine erste Lochzangenstation einfahren und von dieser Lochzangenstation zu den weiteren Lochzangenstationen befördern. Ist das Bauteil fertig gelocht, kann es mit dem Handlingroboter aus der Lochanlage herausgegeben werden.
-
Hierbei ist es vorstellbar, dass das Kraftfahrzeugbauteil reihum von einer Lochzangenstation zur der nächsten überführt wird, das Bauteil bleibt jedoch bevorzugt von der Aufnahme des Handlingroboters ergriffen. Es wäre jedoch auch denkbar, dass das Kraftfahrzeugbauteil kreuzweise den einzelnen Lochzangenstationen zugeführt wird. Während der Ausführung einer Lochoperation kann der Handlingroboter ein weiteres Bauteil zu einer jeweils nächsten Lochzangenstation überführen, so dass die Transferzeiten und die Taktzeiten optimiert werden.
-
Bei einer Anordnung der einzelnen Lochzangenstationen in einer Reihe können bevorzugt von gegenüberliegenden Seiten zwei Handlingroboter die Lochanlage betreiben. So ist es möglich, dass beispielsweise ein Handlingroboter die Kraftfahrzeugbauteile zuführt und in eine jeweilige Lochzangenstation einlegt. Der zweite Handlingroboter kann genauso wie der erste Handlingroboter dann die Kraftfahrzeugbauteile zu den einzelnen Lochzangenstationen überführen. Der zweite Handlingroboter kann das Kraftfahrzeugbauteil, wenn dies fertig gelocht ist, aus der Lochanlage zu einem weiteren Produktionsprozess abführen.
-
Die Greifvorrichtung selbst kann beispielsweise auch als Positionierhilfe ausgebildet sein bzw. eine Positionierhilfe aufweisen, wobei die Lochzangenstation selbst eine Positionieraufnahme aufweist. Die Positionieraufnahme wird somit in Verbindung mit der Positionierhilfe genutzt, das Kraftfahrzeugbauteil in der Lochzangenstation zu positionieren und insbesondere zu zentrieren. Darauf folgt dann eine Fixierung, wiederum gefolgt von einem Lochvorgang.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Lochanlage zum Lochen von Kraftfahrzeugbauteilen, wobei die Lochanlage mindestens zwei ortsfeste Lochzangenstationen, bevorzugt drei, vier oder mehr Lochzangenstationen aufweist. Weiterhin ist mindestens ein Handlingroboter vorgesehen, der zum Verlagern des Kraftfahrzeugbauteils in der Lochanlage dient. Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass das Kraftfahrzeugbauteil mittels des Handlingroboters in einer erste Lochzangenstation verlagert, positioniert, fixiert und gelocht wird. Ist der Lochvorgang ausgeführt, wird das Kraftfahrzeugbauteil in eine zweite Lochzangenstation verlagert, positioniert, fixiert und auch hier gelocht. Das Bauteil könnte auch nach dem ersten Lochvorgang aus der Lochanlage entnommen werden. Die zwei Lochzangenstationen weisen voneinander verschiedene Lochpositionen und/oder Lochgeometrien auf. Die einzelnen Lochzangenstationen werden von dem Handlingroboter mit dem ergriffenen Bauteil nach dem Prinzip eines Bahnhofs angefahren. Ein Werkzeugwechsel mit verschiedenen Lochzangenköpfen kann erfindungsgemäß entfallen. Die Genauigkeit der Lochpositionen wird durch die ortsfesten Lochzangenstationen, zu welchen das Kraftfahrzeugbauteil transferiert und fixiert wird, gesteigert. Optional kann dann eine dritte oder vierte Lochzangenstation angefahren werden.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren muss nicht zwangsläufig der Abstand zwischen zwei Lochzangenstationen größer sein als die Bauteillänge. Erfindungswesentlich ist hier, dass für eine neue Lochoperation das Bauteil in eine neue Lochzangenstation verbracht wird. Das Bauteil kann dann in jeder Lochzangenstation in einer individuellen Ausrichtung, die eine bestmögliche Durchführung der Lochoperation realisiert, eingefahren werden. Somit kann das Bauteil während des Transfers geschwenkt, rotiert oder anderweitig ausgerichtet werden.
-
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausführungsvarianten werden in schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfacheren Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf eine Lochanlage mit kreisförmiger Anordnung der Lochzangenstation und
- 2 eine Draufsicht auf eine Lochanlage mit Lochzangenstationen in Reihe angeordnet.
-
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
-
1 zeigt eine Lochanlage 1 in Draufsicht. Hierzu sind umlaufend vier Lochzangenstationen 2 angeordnet. Auf der Bildebene auf der linken Seite wird ein Kraftfahrzeugbauteil 3, welches beispielhaft im Querschnitt hutförmig konfiguriert ist, der Lochanlage 1 zugeführt und von einem Handlingroboter 4, welcher inmitten der Lochzangenstation 2 angeordnet ist, aufgenommen. Der Handlingroboter 4 ist als Industrieroboter ausgebildet und weist eine Greifvorrichtung 5, auch Aufnahme oder Greifer genannt, auf. Der Handlingroboter 4 legt dann das Kraftfahrzeugbauteil 3 in eine erste Lochzangenstation 2 ein, in welcher das Kraftfahrzeugbauteil 3 positioniert, fixiert und gelocht wird. Ist der Lochvorgang durchgeführt, wird das Kraftfahrzeugbauteil 3 in eine nächste Lochzangenstation 2 überführt. Der Prozess kann reihum ausgeführt werden, jedoch auch beispielsweise kreuzweise oder in sonstiger Kombination. Ist das Kraftfahrzeugbauteil 3 fertig gelocht, kann es beispielsweise, nicht näher dargestellt, auf der rechten Seite bezogen auf die Bildebene aus der Lochanlage 2 abgeführt werden und einem weiteren Produktionsprozess zugeführt werden.
-
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass der Abstand A der einzelnen Lochzangenstationen 2 untereinander größer ist als die Bauteillänge L selbst, welche hier exemplarisch für den Querschnitt eingezeichnet ist.
-
2 zeigt eine erfindungsgemäße Lochanlage 1, hier jedoch mit einer Ausgestaltungsvariante, wonach die einzelnen Lochzangenstationen 2 im Wesentlichen mittig auf einer Höhe bzw. in einer Reihe angeordnet sind. Mit dem auf die Bildebene bezogen linken Handlingroboter 4 kann das Kraftfahrzeugbauteil 3 der Lochanlage 1 zugeführt werden und dann in eine jeweilige, insbesondere beliebige, Lochzangenstation 2 eingelegt werden. Ist die Lochoperation hier durchgeführt worden, kann das Kraftfahrzeugbauteil 3 von einer Lochzangenstation 2 in eine weitere Lochzangenstation 2 eingelegt werden. Der Transfer zwischen den einzelnen Lochzangenstationen 2 kann von dem ersten, mithin auf die Bildebene bezogen linken Handlingroboter 4, jedoch auch von dem zweiten, auf die Bildebene bezogen rechten Handlingroboter 4, durchgeführt werden.
-
Ist insbesondere die letzte Lochoperation durchgeführt worden, kann der auf die Bildebene bezogen rechte Handlingroboter 4 das Kraftfahrzeugbauteil 3 entnehmen und einem nicht näher dargestellten weiteren Produktionsprozess zuführen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1 -
- Lochanlage
- 2 -
- Lochzangenstation
- 3 -
- Kraftfahrzeugbauteil
- 4 -
- Handlingroboter
- 5 -
- Greifvorrichtung
- A -
- Abstand
- L -
- Bauteillänge
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19525989 A1 [0006]
- DE 10340794 B4 [0007]
