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Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung
für Servicewagen,
insbesondere Messwagen, in Bearbeitungsstationen.
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In Bearbeitungsstationen, z.B. Montagestationen
im Karosserierohbau, werden Servicewagen oder Messwagen zur Prüfung der
Bearbeitungswerkzeuge, z.B. der von einem Roboter geführten Schraubspindeln
eingesetzt. Zur Instandhaltung fährt der
Messwagen in bestimmten zeitlichen Abständen in eine zu prüfende Bearbeitungs- oder Roboterstation.
Für die
Positionierung des Messwagens werden in der Praxis U-Profilschienen
mit einer Übergriffleiste
eingesetzt, die stationär
in der Bearbeitungsstation angeordnet sind und mit längsseits
durchgehenden seitlichen Führungsleisten
des Messwagens in Eingriff treten. Über diese Führungsleisten muss der Werker
den Messwagen in die Übergriffleisten
an den U-Profilen
einschieben und durch Klemmen oder auf andere Weise fixieren. Für die Zugänglichkeit
der Station bilden diese U-Profile eine erhebliche Störkontur.
Bei mehreren Positionen des Messwagens innerhalb einer Station entstehen
dadurch sehr große Probleme.
Außerdem
können
sich die Kabel der Schraubwerkzeuge beim Betrieb an den U-Profilschienen verhaken
und beschädigt
werden. Ferner muss der Messwagen zum Einschieben in die U-Profile
genau in Längsrichtung
und in Verlängerung
dieser Profile ausgerichtet werden. Dadurch ist ein minimaler Platzbedarf
in der Größe der zweifachen
Messwagenlänge
erforderlich.
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Die
DE 100 32 086 A1 zeigt bewegliche Indexiersäulen, die
mit einer Dekking-Einrichtung zum Verheiraten von Karosserie und
Bodengruppe verbunden sind. Ein Messwagen ist nicht vorhanden. Die
beweglichen Indexiersäulen
sind bodenseitig angeordnet und dienen in ausgefahrener Arbeitsstellung
der mehrachsigen Fixierung eines von oben zugeführten und abgesenkten Dreh-Hub-Schwenkgehänges für die Karosserie.
Ansonsten sind die Indexiersäulen
im Ruhezustand im Stationsboden versenkt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
bessere und störungsärmere Positioniereinrichtung
aufzuzeigen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen
im Hauptanspruch.
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Die Ausbildung der Positioniereinrichtung
als Indexiereinrichtung hat den Vorteil, dass die bisherige Störkontur
vermieden oder zumindest weitgehend gemindert werden kann. Das bodenseitige
Indexierteil, vorzugsweise die Indexaufnahme, lässt sich versenkt im Stationsboden
anordnen und ggf. auch mit einem Deckel verschließen, so
dass keinerlei Störkontur
mehr vorhanden ist. Die platzaufwändigeren Indexierstifte sind
vorzugsweise am Messwagen angeordnet.
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Durch drei oder mehr räumlich verteilte
Indexaufnahmen ist es möglich,
die Messwagenposition exakt festzulegen und ggf. auch mit einer
Verriegelung zu arretieren. Die Indexiereinrichtung bietet ferner
den Vorteil, dass der Platzbedarf zur Positionierung des Messwagens
wesentlich verringert wird. Wenn der erste Indexstift an der zentralen
Indexaufnahme gefangen ist, kann der Messwagen um den Indexstift
als Drehachse geschwenkt werden, wobei nur noch eine kleine Seitenbewegung
erforderlich ist, um auch die anderen Indexstifte in Eingriff mit
den zugehörigen
Indexaufnahmen zu bringen. Ein Platzvorhalt von einer Wagenlänge wie
beim Stand der Technik kann dadurch vermieden werden.
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In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen
beispielsweise und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
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1:
Eine Bearbeitungsstation mit einem Roboter und einem Messwagen sowie
einer Positioniereinrichtung in Seitenansicht,
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2:
eine Draufsicht auf den Messwagen von 1 mit
bodenseitigen Indexaufnahmen,
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3:
eine Draufsicht auf die Indexaufnahmen gem. 2 mit schematisch angedeutetem Messwagen,
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4:
eine vergrößerte Draufsicht
auf eine Indexaufnahme,
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5:
einen Zentralschnitt mit geschnittenen Bohrungen der Indexaufnahme
von 4,
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6:
eine teilweise geschnittene, vergrößerte und abgebrochene Seitenansicht
eines Indexstiftes und einer Indexaufnahme,
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7 und 8: einen Deckel in Draufsicht
und Querschnitt,
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9 und 10: eine Fangführung für eine Führungsrolle
an einem Indexstift in Draufsicht und im Zentralschnitt,
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11 und 12:eine Fangplatte für den Indexstift
in Draufsicht und im Zentralschnitt und
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13:
einen Querschnitt durch ein Gehäuse
der Indexaufnahme.
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1 zeigt
in einer Seitenansicht eine Bearbeitungsstation (4), die
z.B. als vollautomatische Roboterschraubstation im Rohbau bzw. der
Montage von Fahrzeugkarosserien ausgebildet ist. Die Bearbeitungsstation
(4) enthält
ein oder mehrere Roboter (6), vorzugsweise Gelenkarmroboter
mit sechs oder mehr Achsen, sowie einen Messwagen (2) mit
einer Prüfeinrichtung
(8) zum Prüfen
der von den Robotern (6) geführten Schraubwerkzeuge (7).
Die Prüfeinrichtung
(8) enthält
z.B. eine Messbremse zur Überprüfung des
Antriebsmomentes der Schraubspindeln. Daneben können andere geeignete Mess-
und Prüfkomponenten
enthalten sein.
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Der Messwagen (2) besitzt
ein Fahrwerk mit mehreren Wagenrädern
(3). Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind drei in
einem gleichschenkligen Dreieck verteilt angeordnete Wagenräder (3)
vorhanden, die sich frei um ihre horizontale Radachse drehen können und
die außerdem
um einen wagenseitigen Anlenkpunkt um eine vertikale Achse frei
drehbar sind. Am Wagenbug ist das einzelne Wagenrad (3) angeordnet.
Der Messwagen (2) kann von einem Werker (nicht dargestellt)
manuell bedient und in der Bearbeitungsstation (4) in eine
bestimmte vorgegebene Position gegenüber dem oder den Roboter(n) (6)
gebracht werden.
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Für
die genaue Positionierung des Messwagens (2) ist eine Positioniereinrichtung
(1) vorgesehen, die als Indexiereinrichtung ausgebildet
ist. Die Erfindung betrifft die Positioniereinrichtung (1)
sowie die damit ausgerüstete
Bearbeitungsstation (4).
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Die Positioniereinrichtung (1)
besitzt mehrere Indexstifte (3) und korrespondierende Indexaufnahmen
(13) mit wechselweiser Anordnung am Messwagen (2)
und am Stationsboden (5). Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist in der Nachbarschaft der drei Wagenräder (3) jeweils ein
Indexstift (9) angeordnet. Die Indexaufnahmen (13)
befinden sich mit entsprechender Lage und Ausrichtung am Stationsboden
(5) und sind hier versenkt angeordnet. Wenn der Messwagen
(2) nur eine Position in der Bearbeitungsstation (4)
anzufahren hat, genügen
drei Indexaufnahmen (13). Sind mehrere Wagenpositionen
erforderlich, sind ein entsprechendes Mehrfaches von drei Indexaufnahmen
(13) an den benötigten
Stellen vorhanden. Die Zuordnung von Indexstiften (9) und Indexaufnahmen
(13) zu Boden (5) und Wagen (2) kann
alternativ auch umgekehrt sein.
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Die drei ebenfalls im Dreieck am
Messwagen (2) verteilt angeordneten Indexstifte (9)
haben eine vertikale Ausrichtung und besitzen eine Hubvorrichtung
(12), mit der sie für
den ungehinderten Fahrbetrieb des Messwagens (2) angehoben
und für
den Such- und Indexierbetrieb abgesenkt werden können. Die Hubvorrichtung (12)
kann in beliebig geeigneter Weise ausgestaltet sein, z.B. als Hubspindel mit
Lagearretierung. Der Indexstift (9) trägt am unteren Ende jeweils
eine um die vertikale Spindelachse frei drehbare Führungsrolle
(10), die einen größeren Durchmesser
als der Indexstift (9) aufweist und radial über diesen
vorsteht.
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Im Bereich des Bugrades ist der Indexstift
(9) mittig und mit etwas Abstand vor dem Bugrad an einem
Ausleger des Messwagens (2) angeordnet. Im Bereich der
beiden Hinterräder
sind die dortigen Indexstifte (9) ebenfalls über Ausleger
mit etwas Abstand vor und seitlich versetzt zu den Wagenrädern (3)
angeordnet.
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Zumindest an den beiden rückwärtigen Indexstiften
(9) können
Verriegelungen (11) vorgesehen sein, die ebenfalls eine
Hubvorrichtung (12) aufweisen und die mit entsprechenden
Riegelaufnahmen (24) am Stationsboden (5) zur
Lagesicherung in formschlüssigen
Kontakt treten können.
Mittels der Verriegelungen (11) kann der Messwagen (2)
in der durch die Positionier- oder Indexiereinrichtung (1) aufgefundenen
Lage arretiert werden. Er ist dabei auch gegenüber den Zustellkräften und
Anzugsmomenten des oder der Roboter (6) und der Schraubwerkzeuge
(7) abgestützt.
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Zum Anfahren der gesuchten Position
wird zunächst
der Messwagen (2) mit dem Bugrad voran und dem abgesenkten
Indexstift (9) in formschlüssigen Eingriff mit der bodenseitigen
Indexaufnahme (13) gebracht. Hierzu wird er z.B. in der
geraden Anfahrrichtung (28) voran bewegt. Die Anfahrrichtung kann
mit der Stationslängsachse
zusammenfallen. In dieser Fangposition kann der Indexstift (9)
als vertikale Drehachse für
die Seitenpositionierung des Messwagens (2) dienen, indem
der Messwagen (2) um diesen Indexstift (9) in
der Beistellrichtung (29) gedreht und ein kleines Stück seitlich
verfahren wird. Die beiden hinteren Indexstifte (9) kommen
dadurch in Eingriff mit ihren zugehörigen bodenseitigen Indexaufnahmen
(13). Wenn alle Indexierungen im Eingriff sind, kann die
Position durch die besagten Verriegelungen (11) arretiert
werden.
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Wie 3 bis 5 verdeutlichen, besitzen
die Indexaufnahmen (13) jeweils ein im Boden (5)
versenktes Gehäuse
(14) mit einer Fangeinrichtung (15) und einer
konischen Fangöffnung
(16) für
den zugehörigen
Indexstift (9) und dessen Führungsrolle (10). Die
bugseitige und zentrale Indexaufnahme (13) hat eine gegen
die Anfahrrichtung (28) gerichtete Fangöffnung (16). Die Fangöffnungen
(16) der beiden rückwärtigen Indexaufnahmen
(13) sind quer ausgerichtet und weisen gegen die Beistellrichtung
oder Einschwenkrichtung (29) des Messwagens (2).
Die Indexaufnahmen (13) können bei Nichtgebrauch durch
einen Deckel (25) (vgl. 7 und 8) verschlossen sein und
bilden in diesem Zustand eine ebene und bündig mit dem Stationsboden
(5) abschließende
Oberfläche.
Für die
Messwagenpositionierung werden die Deckel (25) von einem
Bediener entfernt, wodurch auch die Fangöffnungen (16) frei
werden.
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Die Fangöffnung (16) ist vom
Stationsboden (5) abgesenkt in der Indexaufnahme (13)
angeordnet und wird bodenseitig von der innen liegenden Oberfläche des
im Querschnitt schalenförmigen
Gehäuses
(14) gebildet. Zum Positionssuchen werden die Indexstifte
(9) mit ihrer Führungsrolle
(10) entsprechend weit abgesenkt.
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Die Fangvorrichtung (15)
ist in 5 in der Zusammenbaustellung
und im Querschnitt sowie in den 9 bis 13 in ihren Einzelteilen
dargestellt. Sie besteht aus einer Fangführung (17) für die Führungsrolle
(10) und einer darüber
angeordneten und die Fangöffnung
(16) verengenden Fangplatte (20). Die Fangplatte
(20) übergreift
partiell die Führungsrolle (10),
verhindert deren Abheben und hält
dadurch den Indexstift (9) und den Messwagen (2)
in der Indexstellung fest. Dies dient der Vertikal- und Kippsicherung
des Messwagens (2) beim Mess- und Prüfprozess und den dabei auftretenden
Kräften
und Momenten.
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Die in 9 und 10 im Detail dargestellte Fangführung (17)
besteht aus zwei mit Distanz angeordneten Flügeln (18), die auf
den Boden des Gehäuses
(14) mit seitlicher Distanz montiert werden. Die Flügel (18)
besitzen an der zur Gehäusemitte
weisenden Wandung einen geraden Wandabschnitt und einen schräg ausgestellten
Wandabschnitt. Die geraden und parallelen Wandabschnitte bilden
miteinander einen Freiraum (19) und eine Führungsöffnung für die Führungsrolle
(10). 4 zeigt 5 diese Eingriffstellung.
Die schräg
ausgestellten Wandabschnitte dienen als Führungstrichter. Außenseitig
schließen die
Flügel
(18) mit einer gebogenen Wandung dicht an die kreisrunde
Gehäusewandung
(14) an.
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Die in 11 und 12 dargestellte Fangplatte (20)
hat einen zentralen schmalen Fangschlitz (21) mit endseitiger
Verrundung, der in seiner Weite auf den Durchmesser des Indexstiftes
(9) abgestimmt ist. Die Weite des Fangschlitzes (21)
ist kleiner als die Breite der Führungsöffnung (19),
so dass in Index-Eingriffsstellung der vorerwähnte Übergriff besteht. Eingangseitig
erweitert sich der geradwandige Fangschlitz (21) trichterförmig unter
Bildung der konischen Fangöffnung
(16). Die ausgestellten Wandabschnitte der Fangführung (17)
und der darüber
liegenden Fangplatte (20) fluchten in der Vertikalen vorzugsweise
und bilden miteinander den besagten Fangtrichter zum Einführen der
Führungsrolle (10)
und des Indexstiftes (9). Außenseitig hat die Fangplatte
(20) eine kreisabschnittsförmige Kontur und schließt ebenfalls
dicht an die Gehäusewandung (14)
an.
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Die Fangplatte (20) und
die darunter liegende Fangführung
(17) sind miteinander und mit dem Boden des Gehäuses (14)
durch Verschraubungen (22) verbunden. Außerdem sind
zumindest in der Fangplatte (20) ein oder zwei vorzugsweise
kreisrunde Öffnungen
(24) zur Bildung der Riegelaufnahme (24) vorhanden.
Hier können
die PIN's an der
Unterseite der Verriegelungen (11) eingeführt werden.
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Das Gehäuse (14) kann am Boden
ferner noch zwei Absteckungen (23) zur Aufnahme von Positionierstiften
(27) (in 7 angedeutet)
an der Unterseite des Deckels (25) aufweisen. Hierüber lässt sich
der Deckel (25) exakt in der von der Fangplatte (20)
gebildeten Öffnung
positionieren und kann diese dicht verschließen. Der Deckel (25)
kann außerdem noch
eine Deckelverschraubung (26) besitzen, die ebenfalls am
Boden des Gehäuses
(14) angreift (nicht dargestellt). Die Indexaufnahme (13)
ist über das
Gehäuse
(14) in geeigneter Weise mit dem Stationsboden (5)
verbunden und ist hierbei in einer passenden Öffnung eingebettet.
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Abwandlungen der gezeigten Ausführungsformen
sind in verschiedener Weise möglich.
Dies betrifft zum einen die konstruktive Gestaltung, Zahl und Anordnung
der Indexstifte (9) und der Indexaufnahmen (13).
Ferner kann die Verriegelung (11) in anderer Weise ausgebildet
oder ggf. auch weggelassen werden.
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- 1
- Positioniereinrichtung
- 2
- Servicewagen,
Messwagen
- 3
- Wagenrad
- 4
- Bearbeitungsstation
- 5
- Stationsboden
- 6
- Roboter
- 7
- Schraubwerkzeug
- 8
- Prüfeinrichtung
- 9
- Indexstift
- 10
- Rolle
- 11
- Verriegelung
- 12
- Hubvorrichtung
- 13
- Indexaufnahme
- 14
- Gehäuse
- 15
- Fangeinrichtung
- 16
- konische
Fangöffnung
- 17
- Fangführung Rolle
- 18
- Flügel
- 19
- Freiraum,
Führungsöffnung
- 20
- Fangplatte
Stift
- 21
- Fangschlitz
- 22
- Verschraubung
Fangplatten
- 23
- Absteckung
Boden
- 24
- Riegelaufnahme
- 25
- Deckel
- 26
- Deckelverschraubung
- 27
- Positionierstift
- 28
- Anfahrrichtung
- 29
- Beistellrichtung,
Einschwenkrichtung