-
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
-
Aus der Praxis ist es bekannt, bei Fertigungslinien für Rohkarosserien Hubtische einzubauen, an denen die Karosserie lokal angehoben werden kann, um einem benachbarten Roboter Zugang zur Karosserieunterseite und für eine dortige Bearbeitung zu geben. Der Hubtisch bewegt sich zwischen Endpositionen hin und her, an denen Signalgeber angeordnet sind, die mit einer Ablaufsteuerung verbunden sind, die ihrerseits bei Erreichen der Endposition, insbesondere der Hubposition, der Robotersteuerung ein Startsignal zur Durchführung des programmierten Bearbeitungsvorgangs mit dem Roboter übermittelt. Ein solcher Hubtisch bzw. eine hierdurch gebildete Positioniereinrichtung kann in der Praxis noch nicht voll befriedigen.
-
Aus der
DE 10 2004 021 388 A1 ist es bekannt, in einer Roboterzelle Werkstücke mit kooperierenden Robotern zu bearbeiten, wobei ein Handlingroboter das Werkstück dynamisch im Raum führt. Dies ist eine aufwändige Bearbeitungstechnik, die für Fertigungslinien mit stationsübergreifender Fördertechnik nicht geeignet ist.
-
Die
DE 202 16 636 U1 befasst sich mit der Synchronisation von kontinuierlich arbeitenden Werkstückförderern und mehreren Robotern für eine Bearbeitung on the fly. Die Förderer und die Roboter sind jeweils mit einer übergeordneten Steuerung verbunden.
-
Die
DE 20 2004 017 881 U1 lehrt eine Handlingvorrichtung mit mehreren Robotern, die gemeinsam einen Tragrahmen mit einem darauf angeordneten Werkstück halten und führen, wobei sie das Werkstück von einer Förderstrecke übernehmen und in verschiedene bearbeitungsgünstige Lagen bringen sowie gegenüber seitlichen Bearbeitungsrobotern präsentieren.
-
Die
DE 20 2008 010 202 U1 offenbart Hubtische zur Positionierung von Werkstücken in einer bearbeitungsgerechten Endlage. Hierbei ist eine Bearbeitung erst in dieser Endlage vorgesehen. Die Hubtische sind mit einer gemeinsamen externe Steuerung verbunden, wobei die Steuerung der Hubbewegungen in Abhängigkeit vom Werkstückvorschub erfolgt, um den Hubweg und die erforderliche Zeit bis zur Übernahme und zum Abheben der Werkstücke vom Skid zu verkürzen.
-
Eine Positionserfassung eines Werkstücks für den Bearbeitungsvorgang ist in der
US 2011/0118876 A1 angesprochen.
-
Die
US 2011/0160905 A1 betrifft eine Montagevorrichtung für Werkstückteile innerhalb einer Fahrzeugkarosserie, wobei die Karosserie selbst bei der Bearbeitung in Ruhe bleibt. Im Einzelnen geht es um die Montage eines Schiebedachs, wobei für die Handhabung und Positionierung des Schiebedachs und für die Montagewerkzeuge Roboter eingesetzt werden. Die Roboter sind einzeln an eine zentrale Steuereinrichtung angeschlossen.
-
Die
WO 2009/140977 A1 befasst sich mit einer Roboterzelle, in der zwei kooperierende Roboter verschiedene Komponenten eines Werkstücks halten und in eine gegenseitige Fügestellung bringen. Die Roboter sind mit einer externen Steuerung verbunden und werden im Master-Slave-Betrieb gesteuert.
-
In der
WO 2010/115444 A1 und in der Literaturstelle 3D/6D-Visionssystemeist ist eine Sensorik zur Positionserfassung von Werkstücken und zur entsprechenden Steuerung eines Roboters offenbart.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Positioniertechnik aufzuzeigen.
-
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch. Die beanspruchte Positioniertechnik ermöglicht eine Bearbeitung eines Werkstücks während einer von der Positioniereinrichtung ausgeführten Positionierbewegung. Hierdurch kann die verfügbare Taktzeit besser ausgenutzt werden. Dies ist insbesondere von Vorteil bei Positioniereinrichtungen mit langsamen Positionierbewegungen, z. B. bei Scherenhubtischen.
-
Die Positioniereinrichtung kann mehrere Positionierantriebe aufweisen und kann mehrere Positionierbewegungen durchführen, die ggf. einander überlagert werden können. Dies verbessert den Bearbeitungsprozess und die Erreichbarkeit der zu bearbeitenden Stellen am Werkstück. Insbesondere kann ein Werkstück mit seiner Aufnahmeebene an der Positioniereinrichtung gehoben, gedreht oder gekippt und außerdem entlang der Aufnahmeebene verschoben werden.
-
Eine gemeinsame Steuerung oder Regelung der Positioniereinrichtungen mit ihren ein oder mehreren Positionierantrieben und der ein oder mehreren Manipulatoren über die Manipulatorsteuerung ist in prozesstechnischer Hinsicht besonders günstig. Die verfügbaren Zeiten werden optimal ausgenutzt. Außerdem können Probleme mit dem Arbeitsbereich eines Manipulators und der Lage einer Bearbeitungsstelle am Werkstück behoben werden. Das Werkstück und der Manipulator können aufeinander abgestimmte Bewegungen ausführen. Hierbei ist es außerdem möglich, mit kooperierenden Manipulatoren sowie mit Zusatzachsen für die Manipulatoren zu arbeiten.
-
Eine Erfassungseinrichtung für die Werkstückposition unterstützt die besagte Steuerung oder Regelung. Sie kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein und kann außerdem zur Prozessüberwachung, insbesondere zur Erfassung der Position des Manipulators und/oder seines Bearbeitungswerkzeugs, und auch zur Qualitätsprüfung eingesetzt werden.
-
Die Kinematik der Positioniereinrichtung kann unterschiedlich ausgebildet sein, wobei sie z. B. als Hubtisch, Drehtisch, Kipptisch oder dgl. ausgebildet sein kann. Ferner ist eine fördertechnische Einbindung über geeignete Schnittstellen in eine externe Fördereinrichtung, insbesondere im Rahmen einer Fertigungslinie oder einer Fertigungsanlage, von Vorteil.
-
Die durchzuführenden Bearbeitungsprozesse können von unterschiedlicher Natur sein. Dies können insbesondere Auftrageprozesse und/oder Fügeprozesse sein. Letztere können z. B. Schweiß-, Klebe- oder Falzprozesse sein. Auf die Bearbeitungsstellen, insbesondere Schweiß- oder Klebenähte, Bördelfalze oder dgl. kann anschließend und ggf. in einer weiteren Bearbeitungseinrichtung oder Bearbeitungsstation ein Dichtmittel zum Schutz aufgebracht werden. Eine Bearbeitungseinrichtung der beanspruchten Art kann außerdem für die Verbindung von Werkstücken, z. B. für die sog. Hochzeit von einer Rohkarosserie mit einer Bodengruppe, eingesetzt werden. Die Werkstücke können beliebiger Art sein, wobei es sich bevorzugt um Fahrzeugteile, insbesondere um Karosserieteile oder auch um komplette Rohkarosserien handeln kann.
-
Die eingesetzten mehrachsigen Manipulatoren können in beliebiger Weise hinsichtlich ihrer Konstruktion und Achsenkonfiguration ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich um mehrachsige programmierbare Roboter, insbesondere Industrieroboter, die mit einer Robotersteuerung ausgerüstet sind, in welche die ein oder mehreren Positionierantriebe der Positioniereinrichtung als sog. Roboterachsen eingebunden werden können. Besonders vorteilhaft sind Gelenkarmroboter.
-
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
-
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
-
1: einen Ausschnitt aus einer Bearbeitungsanlage mit einer Bearbeitungsstation in Seitenansicht,
-
2: eine vergrößerte Darstellung der Bearbeitungsstation oder Bearbeitungseinrichtung von 1 in einer anderen Stellung,
-
3: eine abgebrochene Draufsicht auf die Bearbeitungseinrichtung und
-
4: eine schematische Draufsicht auf eine andere Anlagen- und Stationskonfiguration.
-
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinrichtung (1) für Werkstücke (4). Sie betrifft ferner ein Bearbeitungs- und Positionierverfahren sowie eine Bearbeitungsanlage (3) mit ein oder mehreren Bearbeitungseinrichtungen (1), die in der Anlage z. B. als Bearbeitungsstation(en) (2) eingebunden sein können.
-
Die Werkstücke (4) können von beliebiger Art und Größe sein. Vorzugsweise handelt es sich um Blechteile, insbesondere um Fahrzeugteile. Dies können Karosserieteile einer Rohkarosserie sein, die z. B. als Einzelteile oder als Gruppen, z. B. als Unterbodengruppe, Seitenwandgruppe oder dgl. vorliegen. Ein Werkstück (4) kann auch von einer zu einer kubischen Form gefügten Rohkarosserie gebildet sein.
-
Ein oder mehrere Werkstücke (4) können auf einem Werkstückträger (5) angeordnet sein und dort eine vorbestimmte Position einnehmen, die z. B. durch Spanner oder dgl. gehalten und gesichert wird. Ein Werkstückträger (5) kann z. B. platten- oder palettenartig ausgebildet sein. In den gezeigten Ausführungsformen sind Werkstückträger (5) in Form von Skids eingesetzt, die eine rahmenartige Form haben. Sie können z. B. aus zwei parallelen Längsträgern (33) und mehreren Querträgern (32) gebildet sein, die mit entsprechenden Spannern oder sonstigen Aufnahme- und Positioniermitteln (nicht dargestellt) für das Werkstück (4) versehen sind.
-
Die Bearbeitungseinrichtung (1) kann als eine einzelstehende Einrichtung mit ein- oder mehrseitiger Anbindung über Schnittstelle(n) (13, 14) an eine externe Fördereinrichtung (9) für Werkstücke (4) oder Werkstückträger (5) ausgebildet sein. Sie kann alternativ eine Bearbeitungsstation (2) innerhalb einer Fertigungslinie bzw. einer Bearbeitungsanlage (3) darstellen und kann dabei auch mehrfach vorhanden sein, wie dies z. B. 4 verdeutlicht.
-
Darüberhinaus können in der Anlage (3) weitere Bearbeitungsstationen vorhanden sein. Zudem kann es eine Übergabestelle der Fördereinrichtung (9) geben, z. B. mit Umsetzung von einem flurgebundenen Förderer auf einen Hängeförderer.
-
Die Bearbeitungseinrichtung (1) weist eine Positioniereinrichtung (6) mit mindestens einem Positionierantrieb (20, 21) für ein Werkstück (4) und/oder für einen Werkstückträger (5) auf. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind zwei oder mehr Positionierantriebe (20, 21) vorhanden, die in verschiedenen Achsen, z. B. in der Achsrichtung (x) und (z) gemäß 1 und 2 wirken können. Die Bearbeitungseinrichtung (1) weist ferner einen oder mehrere mehrachsige Manipulatoren (15, 16) mit einem Bearbeitungswerkzeug (18) und mit einer Manipulatorsteuerung (19) in der Peripherie der Positioniereinrichtung (6) auf. Ferner kann die Bearbeitungseinrichtung (1) eine Erfassungseinrichtung (22) für die Werkstückposition aufweisen.
-
Die ein oder mehreren Positionierantriebe (20, 21) sind mit der Manipulatorsteueurng (19) verbunden. Sie sind hierbei vorzugsweise als weitere Manipulatorachse in die Manipulatorsteuerung (19) eingebunden. Ferner ist mindestens ein Manipulator (15, 16) mit der Manipulatorsteuerung (19) verbunden. Auch die Erfassungseinrichtung (22) kann mit der Manipulatorsteuerung (19) verbunden sein.
-
Ein Manipulator (15, 16) kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein und kann eine beliebige Zahl und Konfiguration von Gliedern und beweglichen Achsen haben. Dies können rotatorische und/oder translatorische Achsen sein. In der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform sind die ein oder mehreren Manipulatoren (15, 16) als programmierbare Industrieroboter ausgebildet. Die Manipulatorsteuerung (19) ist dabei entsprechend als Robotersteuerung (19) ausgebildet und mit dem/den Roboter(n) (15, 16) verbunden. Vorzugsweise handelt es sich um Gelenkarmroboter mit fünf, sechs oder mehr rotatorischen Achsen. Die programmierbaren Manipulatoren oder Roboter (15, 16) weisen ein Abtriebselement, z. B. eine mehrachsige Roboterhand, auf, an dem ein Bearbeitungswerkzeug (18) fest oder wechselbar angeordnet ist. Das Bearbeitungswerkzeug (18) kann z. B. ein Fügewerkzeug, ein Auftragwerkzeug für fluidische Medien oder dgl. sein.
-
Ein Manipulator (15, 16) kann zur Vergrößerung seines Arbeitsbereichs eine oder mehrere Zusatzachsen (17), z. B. eine in 1 und 2 schematisch angedeutete Fahrachse, aufweisen. In der gezeigten Ausführungsform sind die Manipulatoren (15, 16) flurgebunden angeordnet. Sie können alternativ an einem Portal oder an einer Wand hängend angeordnet sein. Sie können sich auch auf Sockeln oder dgl. befinden.
-
Wenn mehrere Manipulatoren (15, 16) zur gemeinsamen Bearbeitung eines Werkstücks (4) vorhanden sind, können sie jeweils eine eigene Manipulatorsteuerung (19) aufweisen, wobei eine Konfiguration als Master und Slave(s) mit signaltechnisch gekoppelten Manipulatorsteuerungen (19) bestehen kann. Dies ist insbesondere günstig, wenn die Manipulatoren (15, 16) in der Bearbeitung kooperieren. Alternativ kann eine gemeinsame Manipulatorsteuerung (19) für mehrere Manipulatoren (15, 16) vorhanden sein.
-
Die Erfassungseinrichtung (22) für die Werkstückposition kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Sie kann die besagte Werkstückposition direkt oder mittelbar erfassen. Sie kann außerdem in der vorerwähnten Weise auch zu anderen Zwecken eingesetzt werden, z. B. zur Prozessüberwachung, Qualitätsprüfung oder dgl.
-
Durch den definierten Positionsbezug zwischen dem gespannten Werkstück (4) und dem Werkstückträger (5) sowie zwischen dem Werkstückträger (5) und der Positioniereinrichtung (6) kann die räumliche Position und Ausrichtung eines Werkstücks (4) oder einer dortigen Bearbeitungsstelle über die Position des Werkstückträgers (5) und/oder der Positioniereinrichtung (6) erfasst werden.
-
Die Manipulatorsteuerung (19) steuert oder regelt die Positioniereinrichtung (6) und/oder den oder die Manipulatoren (15, 16), z. B. in Abhängigkeit von der Werkstückposition und ermöglicht eine Werkstückbearbeitung während der Positionierbewegung(en) und auch in Ruhephasen. Der oder die Manipulator(en) (15, 16) können dem sich bewegenden Werkstück (4) und den Lageänderungen der dortigen Bearbeitungsstelle folgen, wobei der Bearbeitungsprozess unterbrechungsfrei durchgeführt werden kann. Eine Werkstückbearbeitung während der Werkstückbewegung erhöht signifikant die verfügbare Prozesszeit und den Bearbeitungs- oder Prozessumfang innerhalb einer vorgegebenen Taktzeit.
-
Eine Regelung kann in unterschiedlicher Weise erfolgen, z. B. durch Vorgabe von Sollwerten für die Position des Werkstücks (4), des Werkstückträgers (5) oder der Positioniereinrichtung (6), wobei der oder die Positionierantrieb(e) (20, 21) nach dieser Sollwertvorgabe über eine Positionserfassung und einen Soll-Istwertvergleich geregelt werden. Die Achsantriebe des oder der Manipulator(en) (15, 16) können nach der vorgegebenen Position des Werkstücks (4) bzw. der dortigen Bearbeitungsstelle gesteuert oder ebenfalls geregelt sein. Bei dem oder den Manipulator(en) (15, 16) kann die Steuerung oder Regelung über den Tool-Center-Point des Bearbeitungswerkzeugs erfolgen. Die Manipulatorsteuerung (19) enthält ein entsprechendes Bahn- und Bearbeitungsprogramm. Mit der Erfassungseinrichtung (22) kann die Regelung kontrolliert werden.
-
In einer Variation hierzu kann die Ist-Position des Werkstücks (4), des Werkstückträgers (5) oder der Positioniereinrichtung (6) mit der Einrichtung (22) erfasst und der oder die Manipulator(en) (15, 16) nach dieser Ist-Position gesteuert bzw. geregelt werden. Die Positioniereinrichtung (6) kann in diesem Fall gesteuert werden.
-
Ein Manipulator (15, 16) kann dabei mit seinem Bearbeitungswerkzeug (18) auch Werkstückstellen erreichen, die verborgen oder aus anderen Gründen schwer zugänglich sind. Bei einem Werkstück (4) kann dies z. B. die einer Fördereinrichtung (9) zugewandte Seite, insbesondere die Werkstückunterseite, sein. Hierbei ist es außerdem günstig, wenn ein Werkstückträger einen Werkzeug- und Manipulatordurchgriff ermöglicht und hierfür eine entsprechende Durchgriffsöffnung oder einen Freiraum (31) gemäß 3 aufweist.
-
Außerdem ist es möglich, dass ein Werkstück (4) während der Bearbeitung in eine bearbeitungsgünstige Position bewegt wird, um evtl. Einschränkungen in der Erreichbarkeit der Bearbeitungsstelle oder im Arbeitsbereich eines Manipulators (15, 16) zu kompensieren. Dies kann z. B. der Fall sein, wenn ein Manipulator (15, 16) durch eine relativ kleine Öffnung, z. B. eine Fensteröffnung, in einen Innenraum eines hohlen Werkstücks (4) greifen muss, um dort einen Bearbeitungsvorgang durchzuführen.
-
Ein Bearbeitungsprozess kann von beliebiger Natur sein. Es kann sich z. B. um einen Fügeprozess, insbesondere ein Schweißen, Löten, Kleben, Schrauben oder dgl. handeln. Auch eine Auftrageprozess für fluidische Medien, insbesondere Dichtmittel, ist möglich. der Prozess kann mit oder ohne Werkstückkontakt durchgeführt werden.
-
Das vorgenannte Erreichbarkeitsproblem kann z. B. bei Bolzenschweißungen in einem Karosserieinnenraum und am Bodenbereich bestehen. Hierbei kann z. B. ein Manipulator (15, 16) mit seinem Arm und dem Werkzeug (18) durch eine Karosserieöffnung zunächst mit gerader Ausrichtung und dann entsprechend des Werkstückvorschubs mit zunehmend schräger Ausrichtung greifen.
-
Wie 1 und 2 verdeutlichen, kann eine Positioniereinrichtung (6) z. B. als Hubtisch (7) ausgebildet sein. 4 verdeutlicht eine Ausbildungsvariante als Drehtisch (8). In einer nicht dargstellten Ausführungsform ist außerdem eine Abwandlung als Kipptisch möglich. Daneben gibt es beliebige andere konstruktive und kinematische Variationen der Positioniereinrichtung (6).
-
In den verschiedenen Ausführungsformen hat die Positioniereinrichtung (6) jeweils eine Aufnahme oder Aufnahmeebene (27) für ein Werkstück (4) oder einen Werkstückträger (5). Vorzugsweise wird ein einzelnes Werkstück (4) oder ein Werkstückträger (5) aufgenommen. Die Zahl kann alternativ höher sein. Die Aufnahme (27) ist an einem Tragmittel (28) der Positioniereinrichtung (6) ausgebildet, welches z. B. als tischartige Platte, als Rahmen oder dgl. ausgestaltet ist. Die Aufnahme (27) kann parallel zur Förderebene (26) der externen Fördereinrichtung (9) ausgerichtet sein. Die Positioniereinrichtung (6) weist in den verschiedenen Varianten z. B. eine Basis oder Grundplatte (29) und ein Stellmittel (30) auf, mit dem das Tragmittel (28) relativ zur Basis (29) bewegt werden kann. Hierfür wird ein erster Positionierantrieb (20) eingesetzt.
-
Bei einer Ausbildung der Positioniereinrichtung (6) als Hubeinrichtung, insbesondere als Hubtisch, kann das Stellmittel (30) z. B. als Hubschere, als Spindelanordnung oder in beliebig anderer geeigneter Weise ausgebildet sein und dient dazu, z. B. eine lineare Hubbewegung auszuführen, die vertikal oder ggf. auch schräg zu der Förderrichtung oder zur Förderebene (26) der angebundenen externen Fördereinrichtung (9) ausgerichtet ist. Ein oder mehrere Manipulatoren (15, 16) sind seitlich neben sowie ggf. mit Axialversatz in Förderrichtung (26) vor und/oder hinter der Positioniereinrichtung (6) angeordnet.
-
Wenn die Positioniereinrichtung (6) z. B. gemäß 3 als Drehtisch ausgebildet ist, kann das Stellmittel (30) z. B. ein Drehkranz mit Treibverbindung zum Positionierantrieb (20) sein. Das Tragmittel (28) führt dann eine Drehbewegung um eine z. B. vertikale Drehachse aus und dreht das Werkstück (4) in verschiedene Lagen und Ausrichtungen gegenüber einem oder mehreren umfangseitig angeordneten Manipulatoren (15, 16), die hierdurch verschiedene Werkstückbereiche erreichen können. Hierbei ist die drehende Positionierbewegung quer zur Förderrichtung (26) der externen Fördereinrichtung (9) ausgerichtet. Bei einer nicht dargestellten Kippeinrichtung kann ein Werkstück (4) um eine horizontale Schwenkachse gekippt werden.
-
Die Positioniereinrichtung (6) kann eine durch mindestens einen weiteren Positionierantrieb (21) erweiterte Kinematik haben. Hierdurch kann ein Werkstück (4) oder ein Werkstückträger (5) zusätzlich in der Aufnahmeebene (27) bewegt und insbesondere verschoben werden. Diese Positionierbewegung kann mit den vorgenannten Positionierbewegungen des ersten Positionierantriebs (20) bedarfsweise überlagert werden. Die Positionierbewegungen können auch nacheinander und in beliebiger Reihenfolge geschehen.
-
In einer nicht dargestellten Variante kann eine Positioniereinrichtung (6) noch weitere Positionierantriebe aufweisen, die ebenfalls mit der Manipulatorsteuerung (19) verbunden sind. Z. B. kann ein Hubtisch (7) auf einem Drehtisch (8) oder ein Kipptisch auf einem Hubtisch (7) oder einem Drehtisch (8) angeordnet sein. Hierdurch wird die Kinematik erweitert und die Zahl der Bewegungsachsen der Positioniereinrichtung (6) entsprechend erhöht.
-
Die Positioniereinrichtung (6) ist in der vorerwähnten Weise über eine oder mehrere Schnittstellen (13, 14) an eine externe Fördereinrichtung (9) angebunden. Die Schnittstellen (13, 14) können mechanischer Natur oder steuertechnischer Natur sein. Die Positioniereinrichtung (6) kann eine eigene Fördereinrichtung (10) aufweisen, die z. B. am Tragmittel (28) bzw. an der Aufnahme (27) angeordnet ist. Die Fördereinrichtungen (9, 10) können gleichartig sein. Sie können auch mit einer gemeinsamen Steuerung verbunden sein.
-
Die konstruktive Ausbildung der Fördereinrichtungen (9, 10) ist beliebig wählbar. In den gezeigten Ausführungsformen sind sie als Rollenförderer ausgebildet und weisen gesteuert antreibbare Förderrollen (11) als Fördermittel auf sowie eine Führung (12) für ein direkt aufliegendes Werkstück (4) oder für einen Werkstückträger (5), z. B. für dessen Längsträger (33), auf. Die Fördereinrichtungen (9, 10) arbeiten z. B. taktweise für einen intermittierenden Werkstücktransport.
-
In der gezeigten Ausführungsform ist eine stationäre externe Fördereinrichtung (9) vorgesehen, die in einer Fertigungslinie mehrere Bearbeitungsstationen (2) miteinander verbindet. In Abwandlung des gezeigten Ausführungsbeispiels kann die Fördereinrichtung (9) von ein oder mehreren Handlingrobotern gebildet werden, welche die Werkstücke (4) oder Werkstückträger (5) von einer in die nächste Bearbeitungsstation (2) überheben. In weiterer Abwandlung kann eine Fördereinrichtung (26) als Bandförderer, als Hubshuttle oder in beliebig anderer geeigneter Weise ausgebildet sein.
-
In der gezeigten Ausführungsform ist der Positionierantrieb (20) als Hubantrieb oder Drehantrieb bzw. Kippantrieb und der Positionierantrieb (21) als Schleppantrieb ausgebildet. Bei der Schleppbewegung entlang der Aufnahmeebene (27) können z. B. die Fördermittel (11), insbesondere die Förderrollen, an der Positioniereinrichtung (6) antriebslos geschaltet werden, sodass der Positionier- oder Schleppantrieb (21) das Werkstück (4) bzw. den Werkstückträger (5) entlang der Aufnahmeebene (27) verschieben kann, z. B. entlang der Führung (12). Hierbei kann ein Werkstück (4) so weit bewegt werden, dass es randseitig über den Umriss der Positioniereinrichtung (6), z. B. randseitig über das Tragmittel (28), hinausragt. Dies ist insbesondere bei einem Hubtisch (7) in der angehobenen Position möglich. Hierbei wird die Erreichbarkeit der Werkstückunterseite verbessert und vergrößert.
-
Die Positionierantriebe (20, 21) können eine beliebig geeignete konstruktive Ausbildung haben. Sie weisen ein geeignetes Antriebselement, z. B. einen fluidischen Zylinder, einen fluidischen oder elektrischen Motor oder dgl. und ein Abtriebsmittel, z. B. eine Kolbenstange, einen Spindel- oder Zahnstangentrieb oder dgl. auf. Der Positionierantrieb (20) greift in geeigneter Weise am Stellmittel (30) an und dreht den Zahnkranz oder verschiebt einen Scherenarm.
-
Der Positionier- oder Schleppantrieb (21) kann ein geeignetes und ggf. mit einer weiteren Achse bewegliches Positionierelement (25) für die Förderverbindung mit einem Werkstück (4) oder einem Werkstückträger (5) aufweisen. Wie 3 verdeutlicht, kann das Positionierelement (25) z. B. ein heb- und senkbarer Greifer sein, der mit einer Einfangschräge oder dgl. eine Quertraverse (32) eines Skids (5) erfasst und dann vom Schleppantrieb (21) längs der Führung (12) vor und zurück bewegbar ist.
-
Die Schnittstellen (13, 14) können von mechanischer und/oder steuertechnischer Art sein, wobei z. B. eine Förderbrücke zur Spaltüberbrückung zwischen den Fördereinrichtungen (9, 10), eine Folgesteuerung für den Förderantrieb oder dgl. gebildet wird. Für den Werkstücktransport wird die Aufnahme (27) und ggf. die an der Positioniereinrichtung (6) angeordnete interne Fördereinrichtung (10) in Übergabestellung bzw. Fluchtstellung mit mindestens einer anschließenden externen Fördereinrichtung (9) gebracht. Nach dem Werkstückwechsel erfolgt dann im Zuge des Bearbeitungsprozesses die einachsige oder mehrachsige Positionierbewegung(en).
-
Die Erfassungseinrichtung (22) kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Sie kann einteilig oder mehrteilig sein. Sie kann eine externe Positionserfassung (23) und/oder eine interne Positionserfassung (24) aufweisen. Eine externe Positionserfassung (23) kann auf ein Werkstück (4) und/oder einen Werkstückträger (5) gerichtet sein und hierüber die Werkstückposition und deren Änderung erfassen. Sie kann insbesondere eine berührungslos arbeitende Sensorik aufweisen. Hierfür eignet sich z. B. eine optische Sensorik. Dies kann eine in 1 und 2 schematisch dargestellte Bilderfassungseinrichtung sein, die beispielhaft als digitale Messkamera ausgebildet ist. Mit einer optischen Sensorik oder Bilderfassungseinrichtung kann alternativ oder zusätzlich ein Prozessort am Werkstück (4), z. B. eine Fügenaht, eine Dichtungsbahn oder dgl. erfasst und kontrolliert werden, z. B. für eine Qualitätsprüfung. Mit einer optischen Sensorik lässt sich außerdem ein Bearbeitungswerkzeug (18) und/oder ein Manipulator (15, 16) und dessen Bewegungen bzw. Position erfassen.
-
Eine interne Positionserfassung (24) kann z. B. gemäß 2 einem Positionierantrieb (20, 21) zugeordnet sein. Sie kann dabei beispielhaft als Weg- oder Positionsmesser ausgebildet sein und Längen oder Winkel oder auch Positionen bei der Antriebsbewegung erfassen. Über eine interne Positionserfassung (24) kann eine Werkstückposition mittelbar detektiert werden. Wie 1 und 2 verdeutlichen, sind die externe und/oder interne Positionserfassung (23, 24) mit der Manipulatorsteuerung (19) signaltechnisch verbunden, welche die erfassten Positionswerte für die Steuerung oder Regelung der Positionierbewegungen und/oder Manipulatorbewegungen auswertet.
-
Abwandlungen der vorbeschriebenen Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Zum einen können die Merkmale der Ausführungsbeispiele beliebig miteinander vertauscht oder kombiniert werden. Die Achsenzahl und Kinematik von Positioniereinrichtung (6) und Manipulator (15, 16) kann variieren. Auch die Zahl und Anordnung der Komponenten der Erfassungseinrichtung (22) kann variieren. Insbesondere können alternativ eine externe oder eine interne Positionserfassung (23, 24) vorhanden sein. Ferner kann eine interne Fördereinrichtung (10) Positionieraufgaben für ein Werkstück (4) oder einen Werkstückträger (5) übernehmen. Sie kann dabei den Positionierantrieb bzw. Schleppantrieb (21) ersetzen oder ergänzen. Ferner kann die Positioniereinrichtung (6) eine Einrichtung und einen Positionierantrieb zum Lösen und temporären Entfernen eines Werkstücks (4) von einem Werkstückträger (5) aufweisen. Ein solcher Positionierantrieb kann den vorbeschriebenen Positionierantrieb (20) ersetzen oder ergänzen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Bearbeitungseinrichtung
- 2
- Bearbeitungsstation
- 3
- Bearbeitungsanlage
- 4
- Werkstück, Karosserie
- 5
- Werkstückträger, Skid
- 6
- Positioniereinrichtung
- 7
- Hubeinrichtung, Hubtisch
- 8
- Dreheinrichtung, Drehtisch, Kipptisch
- 9
- Fördereinrichtung, Rollenförderer
- 10
- Fördereinrichtung, Rollenförderer
- 11
- Fördermittel, Rolle
- 12
- Führung
- 13
- Schnittstelle
- 14
- Schnittstelle
- 15
- Manipulator, Roboter
- 16
- Manipulator, Roboter
- 17
- Zusatzachse, Fahrachse
- 18
- Bearbeitungswerkzeug, Fügewerkzeug
- 19
- Steuerung, Manipulatorsteuerung, Robotersteuerung
- 20
- Positionierantrieb, Hubantrieb, Drehantrieb
- 21
- Positionierantrieb, Schleppantrieb
- 22
- Erfassungseinrichtung, Sensorik
- 23
- externe Erfassung, Kamera
- 24
- interne Erfassung, Weg- oder Positionsmesser
- 25
- Positionierelement, Greifer
- 26
- Förderrichtung, Förderebene
- 27
- Aufnahmeebene
- 28
- Tragmittel, Platte, Rahmen
- 29
- Basis, Grundplatte
- 30
- Stellmittel, Hubschere, Drehkranz
- 31
- Freiraum
- 32
- Traverse
- 33
- Längsträger
-
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 102004021388 A1 [0003]
- DE 20216636 U1 [0004]
- DE 202004017881 U1 [0005]
- DE 202008010202 U1 [0006]
- US 2011/0118876 A1 [0007]
- US 2011/0160905 A1 [0008]
- WO 2009/140977 A1 [0009]
- WO 2010/115444 A1 [0010]
