DE3613956C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Montageanlage zum Zusammenbau von Teilen, insbesondere von Kraftfahrzeug-Karosserieteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Montageanlage dieser Art zum Schweißen von Karosserie­ böden von Kraftfahrzeugen ist aus der Deutschen Offenlegungs­ schrift 31 49 864 bekannt, wobei zu verschweißende Teile auf Wägen angeordnet sind, die quer zur Basis eines Portalrahmens verschiebbar sind, während Schweißorgane an anderen Wägen an­ gebracht sind, die im oberen Teil dieses Portalrahmens in Querrichtung verschiebbar sind. Während des Schweißbetriebes wird jeder einen zu schweißenden Boden tragende Wagen in die Achse des Portalrahmens gebracht und angehoben, um ihn den an dem oberen Wagen vorgesehenen Schweißorganen zu nähern. Es ist daher eine jeweils den zu schweißenden Böden angepaßte Anzahl von oberen Wägen erforderlich, die jeweils mit einer Gruppe von notwendigen Schweißorganen versehen sind. Die An­ lage ist daher ziemlich kostspielig und außerdem ist der Einbau der Schweißorgane an den Wägen außerordentlich kompli­ ziert, wenn man die große Anzahl von durchzuführenden Schweißungen bedenkt.

Eine ähnliche Montageanlage ist aus der Deutschen Offenlegungs­ schrift 32 30 455 bekannt, die eine Transferstraße für pro­ visorisch verbundene Kraftfahrzeugkarosserien zweier unter­ schiedlicher Karosserietypen aufweist. Diese Karosserien werden in Schweißstationen gefahren, in denen sich seitliche Organe zur Positionierung der provisorisch verbundenen Karosserieteile sowie programmierbare Schweißeinrichtungen befinden. Die Schweiß­ einrichtungen bestehen aus zwei oberhalb der Karosserie ange­ ordneten Schweißrobotern, von denen der eine vor und der andere hinter der Karosserie angeordnet ist. Bei solchen in fester Lage angeordneten Einrichtungen ist es außerordentlich schwierig, Schweißpunkte an bestimmten Stellen der Karosserie anzubringen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, trotz der Bearbei­ tung unterschiedlicher Karosserietypen mit möglichst wenig Schweißorganen auszukommen, indem diese anpassungsfähiger aus­ gebildet und so angeordnet werden, daß eine gegenseitige Be­ hinderung der Schweißorgane und der Positioniereinrichtungen weitgehend vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Montageanlage der eingangs ge­ nannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die gleichzeitige vertikale und horizontale Beweglichkeit der Schweißorgane im oberen Teil eines Portalrahmens wird eine optimale Anpassungsfähigkeit an verschiedene Karosserietypen und gleichzeitig eine minimale gegenseitige Behinderung der Schweißorgane mit den auf einem unteren Querrahmen vorge­ sehenen seitlich verschiebbaren Positioniereinrichtungen erreicht. Durch diese Anordnung und auch die geringere An­ zahl von Schweißwerkzeugen müssen die Positionierwerkzeuge wesentlich weniger Rücksicht auf die Bewegung der Schweiß­ köpfe nehmen und es kann der Arbeitstakt in der Montageanlage erhöht werden. Es wird eine weitgehende Unabhängigkeit von der Art der zu montierenden Teile, der Zahl und Lage der Schweißpunkte und der gewünschten Arbeitsgeschwindigkeit er­ zielt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.

Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische vereinfachte Gesamtansicht einer Anlage gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Transporteinheit der Anlage,

Fig. 3 einen Aufriß der Transporteinheit von Fig. 2,

Fig. 4 einen Aufriß einer Aufnahmestation der Anlage von Fig. 1,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Aufnahmestation von Fig. 4,

Fig. 6 einen Aufriß der Schweißstation der Anlage von Fig. 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Anlage gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt; sie dient zum automatischen Zusammenbau von Teilen der Bodengruppen 1 von Kraftfahr­ zeug-Karosserien durch Schweißung.

Diese verschiedenen Teile 1 werden nacheinander automa­ tisch zu verschiedenen Stationen 2, 3, 4, 5, 6 und mit Hilfe von 2 Transportstäben 8 verfahren, welche sich über die Gesamtheit der Anlage erstrecken und sowohl senkrecht als horizontal in Längsrichtung verschiebbar sind.

Die einzelnen Stationen umfassen:

• - eine Aufnahmestation 2 für die Bodengruppe 1 der Karos­ serie, wobei diese Station 2 zu diesem Zweck mit Auf­ nahmeeinrichtungen 9 für die Bodengruppe versehen ist,
• - eine erste und eine zweite Punktschweiß-Station 4 in Form von Portalrahmen 10 und 11, wobei diese Stationen dazu dienen, die Positionierung der verschiedenen Teile oder Baugruppen der Bodengruppe durch Schweißpunkte sicherzustellen. Diese Punktschweißstationen enthalten verschiedene Schweißroboter 12, die senkrecht auf Querstreben 12 ₁ verschiebbar sind, welche ihrerseits in Längsrichtung auf dem oberen Rahmen 10 ₁, 11 ₁ der Por­ talrahmen 10, 11 dergestalt verschiebbar sind, daß sie mit Hilfe von programmierbaren Steuereinrichtungen in vorbestimmte Stellungen gebracht werden können, welche den an der Bodengruppe auszuführenden Schweißpunkten ent­ sprechen. Diese Portalrahmen 10 und 11 der Punktschweiß- Stationen enthalten außerdem in ihrem Grundrahmen austausch­ bare Werkzeuge 13, 13 ₁ und 14, 14 ₁, die horizontal quer zu den beiden Transportstäben 8 bewegbar sind, um die Positionierwerkzeuge 13, 13 ₁ oder 14, 14 ₁, die jeweils dem herzustellenden Typ der Bodengruppe entsprechen, unter diese beiden Transportstäbe zu bringen.

Es zeigt sich daher, daß durch diese Anordnung jede gegen­ seitige Behinderung zwischen den Positionierwerkzeugen und den Schweißrobotern ausgeschaltet wird, wobei diese Teile nach Zahl, Aufbau, Anordnung und Bewegungsablauf verschieden sein können, ohne sich gegenseitig zu behin­ dern, da die Roboter am oberen Teil der Portalrahmen aufge­ hängt sind, um sich im Raum nach drei kartesischen Koordi­ naten bewegen zu können, wogegen die Positionierwerkzeuge für die Karosserieteile, insbesondere für die Bodengruppe, am Grundrahmen horizontal verschiebbar sind, um eine genaue Stellung unter den Schweißrobotern einnehmen zu können.

• - Eine Kontrollstation 5, die zu diesem Zweck über Einrich­ tungen zum Prüfen der sachgemäßen Ausführung der Punkt­ schweißungen sowie der richtigen Abmessungen der Boden­ gruppe verfügt. Diese Kontrollstation 5 ist ebenso wie die beiden nachfolgenden Endbearbeitungsstationen 6 und 7 mit (nicht gezeigten) Aufnahmeteilen ähnlich den Auf­ nahmeteilen 9 der Station 2 versehen.
• - Eine erste und zweite Endbearbeitungsstation 6, 7 mit Schweißrobotern 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 und 22 zur Ausführung von Punktschweißungen, welche die Endmontage der Bodengruppe darstellen, deren verschiedene Einzelteile bereits durch Schweißpunkte in den Stationen 3 und 4 positioniert wurden.

Die Stationen enthalten aufeinander ausgerichtete Trag­ strukturen 23, die in gleichen Abständen angeordnet sind und die verschiedenen Einheiten abgrenzen, von denen jede in austauschbarer Weise einen Satz Montagewerkzeuge für die Bodengruppe 1 oder für eine beliebige sonstige Baugruppe, oder auch eine Zufuhreinheit für die zu montie­ renden Teile aufnehmen kann. Zu diesem Zweck wird jeder Satz von Werkzeugen und/oder Teilezuführungseinheiten abnehmbar an zwei benachbarten und in gleichem Abstand voneinander angeordneten Tragstrukturen 23 befestigt.

Jede dieser Stationen, die eine Einheit zur Aufnahme beliebiger Werkzeuge bilden, enthält eine U-förmige Trag­ struktur 23, zwei Teilstücke der Transportstäbe 24 und zwei Teilstücke von Steuerstäben 25, wobei die Teilstücke 24 und 25 jeweils für alle Stationen die gleiche Länge aufweisen und bei 24 ₁ und 25 ₁ auf der Höhe jeder U-förmigen Tragstruktur 23 aneinandergefügt sind, um die beiden Transportstäbe 8 sowie zwei Steuerstäbe 26 zu bilden, welche geradlinig ebenfalls über die gesamte Länge der Anlage verlaufen.

Die somit durch Aneinanderfügen von Teilstücken gleicher Länge gebildeten Transportstäbe 8 gleiten in Längsrichtung in Rollenführungen 26. Diese Rollenführungen, von denen je eine pro Station und pro Transportstab vorhanden ist, werden von einer Querstrebe 27 getragen, die in Gleit­ führungen in jedem der beiden Ständer 23 ₁ der U-förmigen Tragstrukturen 23 verschiebbar ist.

Die Auf- und Abbewegung der beiden Transportstäbe 8 mittels der Querstreben 27 wird durch Kurbeltriebe erzeugt, die für alle Stationen gleichzeitig durch die beiden Steuerstäbe 26 betätigt werden, welche durch die aneinandergefügten gleich langen Teilstücke 25 gebildet sind.

Jede U-förmige Tragstruktur 23 der verschiedenen Stationen enthält auch zwei Luftzylinder 29, denen in Abhängigkeit von der auf den Querstreben 27 aufliegenden Last ein einstellbarer Luftdruck zugeführt wird.

Die beiden Transportstäbe, die in ihrer Vertikalbewegung durch die Steuerstäbe 25 gesteuert werden, sind mit An­ sätzen 30 versehen, welche die zu schweißende Bodengruppe 1 aufnehmen, um sie genau zu positionieren, insbesondere für deren Übernahme durch die Aufnahmeeinrichtung 9 der Aufnahmestation 2 oder der Endbearbeitungsstationen 6, 7, sowie für ihre Übernahme durch die Werkzeuge 13, 13 ₁ oder 14, 14 ₁ der Punktschweißstationen 3, 4.

Bei der Auf- und Abbewegung nimmt die Bodengruppe 1 ihre untere Arbeitsstellung 1 ₁ ein, wenn die Transportstäbe sich in ihrer unteren Lage 8 ₁ befinden (siehe gestrichelte Darstellung in Fig. 3).

Wenn die Transportstäbe 8 sich in ihrer oberen Stellung befinden (siehe Darstellung mit voll ausgezogenem Strich in Fig. 2 und 3), werden diese Stäbe in Längsrichtung mit einer Hin- und Herbewegung durch ein Betätigungsorgan gesteuert, und die Amplitude dieser Bewegung entspricht der Länge einer Station 2, 3, 4 etc., um die Bodengruppe 1 von einer Station zur nächsten Station zu befördern. Wenn die Längsverschiebung durch Gleiten der Transport­ stäbe 8 in den Rollenführungen 26 erfolgt, werden die Steuerstäbe 26 betätigt, um die Transportstäbe 8 und die Bodengruppe 1 in die untere Stellung zu bringen, wo sie von der Aufnahmeeinheit 9 und den Werkzeugen 13, 13 ₁ oder 14, 14 ₁ übernommen werden, und die verschiedenen Schweißroboter 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 führen die entsprechenden erforderlichen Schweißpunkte aus, entweder beim Heftschweißen der Bodengruppe oder bei der Fertigmontage.

Fig. 4 und 5 stellen die Aufnahmeeinrichtung 9 dar, die in verschiedenen Stationen vorhanden sein kann, je nach den dort auszuführenden Arbeitsgängen, und beim Ausführungs­ beispiel von Fig. 1 sind diese Aufnahmeeinrichtungen z.B. bei den Stationen 2, 5, 6 und 7 vorgesehen.

Diese Aufnahmeeinrichtungen bestehen aus einem Sockel 30, dessen Länge dem konstanten Abstand zwischen zwei Tragstrukturen 23 entspricht. Dieser Sockel ist mit Lagern 30 ₁ versehen, in denen ein Kurbeltrieb (31) drehbar gelagert ist, welcher über ein Gestänge 32 die Schwenkbewegung der Aufnahmeeinrichtung 9 steuert, welche somit zwei Stellungen 9 ₁ oder 9 ₂ einnehmen kann, um entweder die eine oder die andere der beiden Steuer-Ansatzeinheiten zu betätigen, welche die Positionierung des einen oder des anderen Typs der Karosserie-Bodengruppen in die untere Arbeitsstellung bewirken (in Fig. 4 mit voll ausge­ zogenem Strich dargestellt).

Die Punktschweißstationen 3 oder 4 sind in Fig. 6 darge­ stellt.

Die Portalrahmen 10 oder 11 dieser Station sind abnehm­ bar an zwei aufeinanderfolgenden U-förmigen Tragstrukturen 23 befestigt und enthalten die Schweißroboter 12, welche die Schweißköpfe 12 ₂ im gesamten Arbeitsbereich betätigen.

Zwischen den Ständern dieser Portalrahmen ist ein Quer­ rahmen 33 quer zu den Transportstäben 8 vorgesehen. Dieser Querrahmen 33 nimmt auf Schienen 34 die Werkzeuge 13 oder 14 bzw. 13 ₁ oder 14 ₁ auf. Diese Werkzeuge können auf den Schienen 34 durch Rollen 35 verschoben werden, um je nach der zu schweißenden Bodengruppe eine Arbeits­ stellung innerhalb des Portalrahmens oder eine Wartestellung außerhalb des Portalrahmens einzunehmen.

Diese Werkzeuge enthalten ihrerseits einen Universalsockel 36, auf dem die für die verschiedenen zu montierenden Bodengruppen typischen Werkzeuge angeordnet sind.

Die Bewegung dieser Werkzeuge wird durch Motoren 37 ₁, 37 ₂ gesteuert.

Es zeigt sich also, daß die Arbeitsstationen der Anlage gemäß der Erfindung Einheiten bilden, von denen jede außer den für jede Station typischen Werkzeugen zwei Teilstücke 24 der Transportstäbe 8, zwei Teilstücke 25 der Steuerstäbe 26 und eine U-förmige Tragstruktur 23 aufweist, welche mit Einrichtungen zur Verbindung der Steuerstäbe mit den Transportstäben für deren Führung und seitliche Verschiebung versehen ist.

Es handelt sich demnach um eine Anlage mit modularem Aufbau, bei welcher die Werkzeuge jeder Station in belie­ biger Reihenfolge kombinierbar sind, um den jeweiligen Fertigungsbedingungen gerecht zu werden. Andererseits ist es für jede Kombination möglich, die auf diese Weise gebildete Einheit rasch auf mindestens zwei Montagevorgänge verschiedener Art anzupassen, z.B. durch Vertauschen der Werkzeuge 13 und 14, 13 ₁ und 14 ₁ der Punktschweiß­ stationen 3, 4.

Eine derartige Anlage kann also aufgrund ihres modularen Aufbaus für eine Fertigungsart gegebener Teile vorgesehen sein und erforderlichenfalls für jede andere Fertigung durch Hinzufügen oder Wegnehmen der entsprechenden Stationen und durch Einsetzen der typischen Werkzeuge in jeder dieser Stationen angepaßt werden, wobei die gleichen Grundeinrichtungen der Station beibehalten werden, welche den Transport der Baugruppen von einer Station zur nachfol­ genden sicherstellen.

Claims (3)

1. Montageanlage zum Zusammenbau von Teilen, insbesondere von Kraftfahrzeug-Karosserieteilen, durch Schweißung oder andere Verfahren, mit einer Transferstraße für die Teile oder Baugruppen von Teilen, mit mindestens einem Portalrahmen an der Transferstraße, dessen obere Fläche mindestens eine programmierbare Einrichtung zum Schwei­ ßen oder einem anderen Verfahren aufnimmt, welche auf einem beweglichen Querträger verfahrbar ist, und mit einem Querrahmen im unteren Bereich des Portalrahmens, wobei am Querrahmen Verschiebeeinrichtungen für die zu schweißenden oder durch andere Verfahren zu verbinden­ de Teile vorgesehen und die Verschiebeeinrichtungen mit Positionierorganen zum Positionieren der zusammenzubau­ enden Teile unter der Einrichtung zum Schweißen oder anderen Verfahren versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Fläche des Portalrahmens (10, 11) durch einen Rahmen (10 ₁, 11 ₁) gebildet ist, auf welchen min­ destens ein horizontaler Querträger (12 ₁) beweglich mon­ tiert ist, der mindestens einen auf diesem Querträger vertikal verfahrbaren programmierbaren Schweißroboter (12) oder eine entsprechende Einrichtung aufnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transferstraße für die Teile oder Baugruppen mehrere in gleichen Abständen voneinander angeordnete und aufeinander ausgerichtete Tragstrukturen (23) ent­ hält, deren Abstand einer Dimension des Portalrahmens (10, 11) entspricht, wobei auf dieser Tragstruktur Transportstäbe (8) sowie eine Einrichtung zum Ver­ schieben dieser Transportstäbe zwischen einer oberen Stellung für den Transport der Baugruppen und einer unteren Stellung zum Einsetzen dieser Baugruppen auf mindestens ein Baugruppen-Positionierwerkzeug gleitend gelagert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Portalrahmen (10, 11) abnehmbar mit zwei aufeinanderfolgenden Tragstrukturen der Transferstraße verbunden ist.