DE10235855A1 - Process for manufacturing a body - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Karosserie (20) für ein Fahrzeug. Der Zusammenbau solcher Karosserien (20) erfolgt aus vorgeformten Bauteilen, die hierfür mit Flanschen (21, 22, 24, 26) versehen sind. Diese werden mit Hilfe von Vorrichtungen zum Laserschweißen (2, 3, 4 und 5) über Steppschweißnähte (30) dauerhaft miteinander verbunden. Jede Steppschweißnaht (30) wird durch kurze, lineare Nahtelemente (31) gebildet. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Zeitaufwand für die Ausbildung einer solchen Karosserie (20) dadurch reduziert, dass die Anzahl der auszubildenden Steppschweißnähte (30) und/oder deren Nahtelemente (31) unter Berücksichtigung der Symmetrie der Karosserie (20) gleichmäßig auf alle eingesetzten Vorrichtungen zum Laserschweißen (2, 3, 4, 5) aufgeteilt wird.The invention relates to a method for producing a body (20) for a vehicle. Such bodies (20) are assembled from preformed components which are provided with flanges (21, 22, 24, 26) for this purpose. These are permanently connected to one another with the aid of devices for laser welding (2, 3, 4 and 5) via step weld seams (30). Each quilted weld seam (30) is formed by short, linear seam elements (31). With the method according to the invention, the time required for the formation of such a body (20) is reduced in that the number of quilted weld seams (30) and / or their seam elements (31) to be formed, taking into account the symmetry of the body (20), uniformly on all devices used for laser welding (2, 3, 4, 5) is divided.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Karosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for producing a body according to the preamble of the claim 1.
Ein solches Verfahren kommt bei der Fertigung von Karosserien von Straßenfahrzeugen, insbesondere von Personen- und Lastkraftwagen zur Anwendung. Diese werden aus vorgeformten Bauteilen gefertigt, für deren Herstellung eine aufschmelzbare Materiallegierung oder Kunststoff verwendet wird.Such a procedure comes with the Manufacture of bodies of road vehicles, in particular of cars and trucks for use. These are made preformed components manufactured, for their manufacture a reflowable Material alloy or plastic is used.
Die Bauteile werden beispielsweise mit Hilfe von Laserschweißvorrichtungen dauerhaft zusammengefügt, mit denen Stepp- oder Linienschweißnähte ausgebildet werden können. Eine Steppschweißnaht besteht aus einer Reihe kurzer, linearer Nahtelemente, die in einem vorgebaren Abstand aneinandergereiht werden. Steppschweißnähte können durch den Strahl einer abwechselnd an- und abgeschalteten Laserquelle erzeugt werden. Der Strahl der Laserquelle wird auf die Oberfläche der zu verbindenden Bauteile fokussiert. Hierzu ist eine geeignete optische Einrichtung zum Führen des Strahls erforderlich. Diese Einrichtung kann beispielsweise aus Spiegeln, Glasfasern, optischen Linsen oder Linsengruppen bestehen, und wird in einem Schweißkopf untergebracht, der von einem Roboter geführt wird. Dieser bewegt den Schweißkopf in kontinuierlicher oder unterbrochener Bewegung entlang der Strecke, entlang derer die Bauteile zu verbinden sind. Durch den Strahl der Laserquelle wird das Material der zu verbindenden Bauteile lokal verschweißt. Um dauerhaft feste Steppschweißnähte zu erhalten, ist es erforderlich, dass die zu verbindenden Bauelemente mit einem definierten Druck gegeneinander gepresst werden, so dass im Schweißbereich kein oder nur ein kleiner Spalt zwischen den Bauteilen besteht. Hierfür sind Andruckrollen oder als Klemmen ar beitende Rollenpaare vorgesehen, zwischen den die zu verbindenden Bauteile während der Ausbildung einer Steppschweißnaht lokal geklemmt werden. Die Rollenanordnung wird so am Roboterendeffektor montiert, dass das Aufeinanderpressen der Werkstücke jeweils nahe an der Schweißung stattfindet. Um Kosten zu sparen, werden gelegentlich zwei mit jeweils einer Laserschweißvorrichtung ausgerüstete Roboter mit einer gemeinsamen Laserquelle betrieben. Der Strahl der Laserquelle wird dabei über eine optische Strahlweiche alternierend an den einen bzw. den anderen Roboter geleitet. Wegen der hohen Leistungsdichte des verwendeten Laserstrahls ist die erzielbare Schweißgeschwindigkeit im Vergleich zu anderen Schweißverfahren groß, wobei die Bauteile nur eine geringe Wärmebelastung erfahren. In Abhängigkeit von der verwendeten Laserquelle, den Materialien aus denen die zu verbindenden Bauteile hergestellt sind, und deren Dicke, können Schweißgeschwindigkeiten zwischen 10mm/s und 200mm/s erreicht werden. Während des Schweißvorgangs wird der Roboterendeffektor weiterbewegt, was bevorzugt mit nahezu konstanter Geschwindigkeit erfolgt. Häufige Beschleunigungs- und Abbremsvorgänge werden beim Schweißen weitgehend vermieden, wodurch die gesamte Zeit, die zum Verbinden der Bauteile erforderlich ist, verkürzt wird.The components are, for example with the help of laser welding devices permanently assembled, with which quilted or line welds can be formed. A quilting weld consists of a series of short, linear seam elements, all in one predeterminable distance are lined up. Quilted welds can pass through the beam of an alternately switched on and off laser source be generated. The beam from the laser source is applied to the surface of the components to be focused. For this is a suitable optical Device for guiding of the beam required. This facility can, for example consist of mirrors, glass fibers, optical lenses or lens groups, and is housed in a welding head, led by a robot becomes. This moves the welding head in continuous or interrupted movement along the route, along of which the components are to be connected. Through the beam from the laser source the material of the components to be connected is welded locally. To permanently to get fixed quilted welds, it is necessary that the components to be connected with a defined pressure are pressed against each other, so that in the welding area there is no or only a small gap between the components. For this are Pressure rollers or pairs of rollers provided as clamps are provided, locally between the components to be connected during the formation of a step weld be clamped. The roller arrangement is thus on the robot end effector mounted so that the workpieces are pressed together close to the weld. To save costs, occasionally two with one each Laser welding device equipped Robots operated with a common laser source. The beam the laser source is about an optical beam switch alternately at one or the other Robot headed. Because of the high power density of the used Laser beam is the achievable welding speed in comparison to other welding processes large, whereby the components experience only a small amount of heat. Dependent on from the laser source used, the materials from which the connecting components are made, and their thickness, welding speeds between 10mm / s and 200mm / s can be achieved. During the welding process the robot end effector moves on, which is preferred with almost constant Speed. Common Acceleration and deceleration processes are when welding largely avoided, reducing the total time it takes to connect the Components is shortened becomes.
Karosserien der eingangs genannten Art wurden in der Vergangenheit auch mit Hilfe des Widerstandspunktschweißens gefertigt. Hierbei wird durch einen elektrischen Strom eine lokale Erhitzung der zu verbindenden Bauteile bewirkt, die während des Vorgangs mit einer Schweißzange zusammengepresst werden. Die Bauteile werden dabei örtlich angeschmolzen. Zur automatisierten Positionierung der Schweißzange wird diese üblicherweise an einem programmierbaren Roboter montiert. Beim Widerstandspunktschweißen muss zwischen den einzelnen Schweißvorgängen sowohl eine Positionierbewegung des Roboters zum nächsten Schweißpunkt, als auch eine Klemmbewegung der Zange erfolgen. Während des Schweißvorgangs muss der Roboter still stehen. Zusammen mit der Zeit, die für den Punktschweißvorgang erforderlich ist, ergeben sich Zykluszeiten von beispielsweise 1,5s bis 3s pro Schweißpunkt. Zur Erzeugung von 300 bis 600 Schweißpunkten, wie sie häufig im Bereich von Tür- und Fensteröffnungen einer Karosserie erzeugt werden müssen, ist hierfür eine Gesamtzeit in der Größenordnung von 450s bis 1800s pro Karosserie erforderlich. Für eine häufig angestrebte Zykluszeit von maximal 60 Sekunden pro Karosserie sind darum meist 10 bis 30 Roboter mit Schweißzangen und Stromquellen erforderlich. Die Roboter werden mit Schweißzangen und Stromquellen erforderlich. Die Roboter werden üblicherweise auf drei bis zehn Schweißzellen aufgeteilt, wofür ein erheblicher Platzbedarf in der Produktionsumgebung erforderlich ist.Bodies of the aforementioned Art were also made with the help of resistance spot welding in the past. Here, a local heating of the components to be connected, which during the process with a welding gun be pressed together. The components are melted locally. The welding gun is usually used for automated positioning mounted on a programmable robot. With resistance spot welding must between the individual welding processes both a positioning movement of the robot to the next welding point, as well as a clamping movement of the pliers. During the welding the robot has to stand still. Along with the time it takes for the spot welding process cycle times of 1.5 s are required, for example up to 3s per spot. For the generation of 300 to 600 welding spots, as often used in Range of door and window openings a body must be generated is a total time for this in the order of magnitude from 450s to 1800s per body required. For a commonly sought after Cycle times of a maximum of 60 seconds per body are therefore mostly 10 to 30 robots with welding guns and power sources required. The robots are using welding guns and power sources required. The robots are usually on three to ten welding cells divided up for what a considerable amount of space is required in the production environment is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem die Anzahl der Roboter, der Platzbedarf und der Zeitaufwand sowie die Kosten für die Ausbildung von Karosserien der eingangs genannten Art weiter minimiert werden kann.The invention is based on the object Show method with which the number of robots, the space requirement and the amount of time and cost of bodywork training of the type mentioned can be further minimized.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is due to the characteristics of claim 1 solved.
Weitere erfinderische Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.Other inventive features are in the dependent claims characterized.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.The invention will follow Hand explained in more detail by schematic drawings.
Es zeigen:Show it:
Jedem der vier Roboter
In
Das Verbinden von Bauteilen der Karosserie
Bei den Ausführungsbeispielen, die in den
Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr umfasst sie alle Variationen des Verfahrens, die dem Kern der Erfindung zugeordnet werden können.The invention is limited not only on the embodiment described here. Rather includes they all variations of the method that are at the core of the invention can be assigned.
Claims (6)
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