DE3810697C2 - Vorrichtung zur Positionierung eines Anbauteils an einer Karosserie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Positionierung eines Anbauteils an einer auf einer Spanneinrichtung in einer Karosserie-Montagestraße festgehaltenen Karosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Karosserie-Montagestraße umfaßt üblicherweise mehrere Spannplatten, die dazu ausgebildet sind, Karosserien festzulegen, welche fortschreitend zu einer bestimmten Montagestation durch eine Transportvorrichtung überführt werden. In der Montagestation ist auch eine Vorrich­ tung zur Positionierung eines Anbauteils der Karosserie angeord­ net. Dieses Teil wird durch die Positioniervorrichtung in eine exakte Lage gebracht und an der auf der Spannplatte befindlichen Karosserie durch Schweißroboter befestigt, wei­ che längs der Fertigungsstraße an der Montagestation angeord­ net sind, so daß das Teil und die Karosserie zu einem voll­ ständigen Fahrzeugaufbau verbunden werden.

Aus der DE 32 41 615 A1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Positionierung eines Anbauteils bekannt. Bei dieser Vorrichtung kommen für die jeweiligen Fahrzeugmodelle ausgestaltete Spannplatten zum Einsatz, die jedoch bei einem Karosseriewechsel jeweils komplett ausgetauscht werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur Positionierung eines Anbauteils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß der Wechsel von verschiedenen Karosserietypen sehr schnell und kostengünstig ausführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß ist die Spannplatte in eine Basisplatte und auswechselbare Teileausrichtungsvorrichtungen aufgeteilt, so daß bei einem Karosseriewechsel nicht die gesamte Spannplatte ausgewechselt werden muß, sondern nur die Teileausrichtungsvorrichtungen. Zusätzlich hat der Träger, der die Spannplatte trägt, einen weiteren Freiheitsgrad, indem er eine Schwenkbewegung durchführen kann und trägt die Basisplatte über Positionierzapfen. Bei einem Wechsel zu einem anderen Modell mit anderer Karosserielänge und -ausgestaltung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Schwierigkeiten und rasch abgeändert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.

Die Erfindung wird in der folgenden, auf die Zeichnung Bezug nehmenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels verdeutlicht.

Die Fig. zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Positionierung eines Anbauteils in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Die Fig. zeigt eine Werkstück-Positioniervorrichtung 40 gemäß der Erfindung, die einer Karosserie-Montageanlage zuge­ ordnet ist und zusammen mit einer Karosserie-Fertigungsstra­ ße, die mehrere Halterungs- oder Spanneinrichtungen hat, wobei die Fertigungsstraße und ihre Bauteile in der Fig. nicht dargestellt sind, zur Anwendung kommt. Die Positioniervorrich­ tung 40 umfaßt ein auf einer Basis 41, die sich parallel zu einem bestimmten Abschnitt der Karosserie-Montagestraße er­ streckt, ruhendes Traggestell 42 und einen an diesem Trag­ gestell 42 durch Führungen 42a und (nicht gezeigte) Gerad­ führungen für eine Verschiebebewegung gelagerten Schlitten 43. Mittels eines programmierbaren Positioniermechanismus von hoher Präzision, beispielsweise von der Art, wobei eine Kugelspindel 43b durch einen Antriebsmotor 43a in Form eines Servo- oder Schrittmotors, dessen Drehungsgrößenwert regelbar ist, angetrieben wird, kann der Schlitten 43 in einer ersten oder horizontalen Ebene (von rechts nach links oder von links nach rechts in der Fig. 1) vor- und zurückbewegt werden. Der Schlitten 43 trägt am einen (in Fig. 1 am linken) Ende einen schwenkbaren Träger 44, der vertikal auf- und abbewegt werden kann, während er um einen Schwenkzapfen dreht. Im einzelnen wird der Träger 44 durch einen Arm gelagert, der an einem Sockel einer von einem (nicht gezeigten) Antriebsmotor, der fest am Ende des Schlittens 43 angebracht ist, betriebenen Kugelspindel, die sich in einer zweiten oder vertikalen Ebene erstreckt, angelenkt ist. Auf diese Weise kann der schwenk­ bare Träger 44 sowohl Schwenk- wie auch Linearbewegungen gleichzeitig dank der Drehung des Armes und der Vertikalbe­ wegung des Sockels der Kugelspindel ausführen. Der schwenk­ bare Träger 44 hat an seinem freien Ende einen Positionier­ zapfen 44a und Klammern 44b, die zusammenwirken, um eine Spann­ platte oder tragende Spannvorrichtung 45 lösbar zu plazieren und festzuklemmen. Die Klammern 44b können aus einem Paar von Haken bestehen, die in die Spannplatte 45 eingeführt und dann auseinandergespreizt werden, um die Spannplatte festzu­ klemmen.

Die als tragende Spannvorrichtung ausgebildete Spannplatte 45 ist imstande, ein für ein bestimmtes Fahrzeugmodeli spe­ ziell ausgestaltetes Teil W zu tragen, und sie umfaßt eine plattenförmige gemeinsame Basisplatte 45a sowie Positionierhil­ fen oder Teileausrichtungsvorrichtungen 45b und 45c, die an der Basisplatte befestigt sind und von dieser vorragen, um das Teil W in einer vorbestimmten Lage zu halten. Vorzugsweise werden die Teileausrichtungsvorrichtungen lösbar an der gemeinsamen Basisplatte gehalten, so daß ein Satz von Teileausrichtungsvorrichtungen gegen einen neuen Satz solcher Teileausrichtungsvorrichtungen, die einer unterschiedlichen Karosserie­ länge und -ausgestaltung angepaßt sind, ausgetauscht werden kann.

Der schwenkbare Träger 44, der am Ende des Schlittens 43 ge­ lagert ist, wird in einer vertikalen Ebene synchron mit sei­ ner Vertikalbewegung gedreht, so daß die Spannplatte 45 jeweils horizontal und vertikal an den oberen und unteren Endlagen der vertikalen Bewegung ausgerichtet ist. Die seitliche Lage des schwenkbaren Trägers 44 kann durch eine Querbewegung des Schlittens 43 eingeregelt werden.

Oberhalb des schwenkbaren Trägers 44 ist eine Trageinrichtung 47 angeordnet, die die Spannplatte 45 trägt und auf den schwenkbaren Träger 44 aufbringt. Die Trageinrichtung 47 um­ faßt Aufhängearme 47a, die, während sie die Spannplatte 45 durch einen Klemmeingriff an den einander entgegengesetzten Seiten hängend tragen, eine Bewegung ausführen können, und einen Stößel 47b zum Öffnen der Aufhängearme 47a, um die Spann­ platte 45 freizugeben. Im einzelnen sind die Aufhängearme 47a an einem horizontal sich erstreckenden Zapfen schwenk­ bar gelagert und kommen an ihren unteren Enden mit der Spann­ platte 45 in Anlage, so daß deren Gewicht zu einem Schließen der unteren Enden der Aufhängearme 47 führt, um letztlich die Spannplatte festzuklemmen. Der Stößel 47b wird durch einen geeigneten Antrieb, wie einen Druckluftzylinder, betätigt, um die oberen Enden der Aufhängearme 47a abwärts zu drücken, so daß die unteren Enden der Arme eine Spreizbewegung vonein­ ander weg ausführen.

Die Positioniervorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird in der folgenden Weise betrieben.

Die Spannplatte 45, die das Teil W trägt, wird durch die Trageinrichtung 47 zu einer vorbestimmten Stelle verfahren, worauf die Trageinrichtung 47 angehalten wird. Der schwenk­ bare Träger 44, der in einer Bereitschaftsstellung der Po­ sitioniervorrichtung 40 gewesen ist, welche mit ausgezogenen Linien dargestellt und in der Fig. mit X bezeichnet ist, wird nach oben zur oberen Endlage, die strich-punktiert darge­ stellt und in der Fig. mit Y bezeichnet ist, bewegt, in welcher die Klammern 44b die an der Trageinrichtung 47 hängende Spann­ platte 45 festklemmen, so daß diese horizontal liegt. Zu die­ sem Zeitpunkt ist die das Teil W tragende Spannplatte 45 durch den Positionierzapfen 44 in bestimmter Lage und wird durch die Klammern 44b fest ergriffen.

Wenn die Spannplatte 45 am schwenkbaren Träger 44 durch die Klammern 44b festgelegt ist, wird der Stößel 47b betätigt, um die Aufhängearme 47a der Trageinrichtung 47 zu öffnen, worauf die Spannplatte 45 mit dem daran gehaltenen Teil W zum schwenkbaren Träger 44 hin abgegeben wird.

Nach der Aufnahme der Spannplatte 45 wird der schwenkbare Träger 44 dann translatorisch bewegt und um 90° abwärts in einer vertikalen Ebene von der oberen Endlage oder der hori­ zontalen Lage zur unteren Endlage oder vertikalen Lage, die in der Fig. strich-punktiert dargestellt und mit Z bezeichnet ist, gedreht, wobei die Spannplatte 45 in eine solche Lage ausgerichtet wird, daß sich der schwenkbare Träger 44 verti­ kal erstreckt und die Positionierhilfen 45b und 45c horizon­ tal mit dem gehaltenen Teil W, das in die Vorwärtsrichtung zeigt, nach vorwärts ragen.

Wenn der schwenkbare Träger 44 seine untere Endlage erreicht, beginnt der Schlitten 43 eine Vorwärtsbewegung zu einer Halt­ stellung, die vorher programmiert wird, so daß sie mit der normal eingestellten Lage der Karosserie 50 an der (nicht gezeigten) Spanneinrichtung übereinstimmt. Auf diese Weise wird das von der Spannplatte 45 getragene Teil W transpor­ tiert und an seinem Ort hinter der Karosserie 50 positioniert.

Wenn das Teil W positioniert ist, beginnt ein (nicht gezeig­ ter) Schweißroboter seine Tätigkeit, um das Teil W an der Karosserie 50 zu befestigen. Am Ende des Anschweißvorgangs für das Teil W an der Karosserie 50 wird dieses von der Spann­ platte 50 freigegeben. Hierauf wird der Schlitten 43 zu seiner rückwärtigen Endlage zurückgeführt, worauf der schwenkbare Träger 44 verschwenkt und transiatorisch aufwärts zu seiner oberen Endlage Y bewegt wird, wonach die durch die Klammern 44b am schwenkbaren Träger 44 festgehaltene Spannplatte 45 von den Aufhängearmen 47a der Trageinrichtung 47 erfaßt wird. Das Aufhängen der Spannplatte 45 durch die Aufhängearme 47a wird durch deren Schließen zur gleichen Zeit, da die durch die Klammern 44b bewirkte Klemmung freigegeben wird, be­ werkstelligt. Dann wird der schwenkbare Träger 44 in die Bereitschaftsstellung X etwas abgesenkt.

Wenn gewünscht wird, eine Karosserie eines anderen Modells, das eine unterschiedliche Karosseriegestalt und -länge gegen­ über vorher gehandhabten Karosserien hat, zu positionieren, wird eine andere Spannplatte 45, die speziell für das andere Modell ausgelegt ist, von der Trageinrichtung 47 zum schwenk­ baren Träger 44 überführt und für den Schlitten 43 eine weitere, vorher programmierte Haltstellung bestimmt. Ein Aus­ tausch der Spannplatte 45 und eine Wahl der Haltstellung des Schlittens 43 bieten die Möglichkeit zur Montage von Karosse­ rien einer Vielzahl von Fahrzeugmodellen.

Wenn Karosserien von zwei oder mehr Modellen mit unterschied­ lichen Karosserielängen und -ausgestaltungen in derselben Montagestraße transportiert werden, können Werkstücke relativ zu den unterschiedlichen Karosserien allein durch Än­ derung der Haltstellung des Schlittens 43 positioniert werden.

Zur Zeit einer Änderung eines Fahrzeugmodells bieten ein Aus­ tausch der Spannplatte 45 für die neue Karosseriegestaltung und ein erneutes Programmieren des Antriebsteils des Schlit­ tens 43 für die neue Karosserielänge die Möglichkeit zur Mon­ tage der Karosserien des neuen Modells. Die für eine Änderung oder Abwandlung der Montagestraße erforderliche Zeit, um diese mit der Modelländerung in Einklang zu bringen, kann wegen der Eliminierung einer substantiellen oder wesentlichen Ände­ rung der Anlage verkürzt werden.

Auch wenn eine Karosserie bildende Blechteile gewisse Tole­ ranzänderungen aufweisen, dann kann die erfindungsgemäße Vor­ richtung solche Änderungen aufnehmen oder ausgleichen, indem die Haltstellung des Schlittens 43 programmiert wird.

Gleichartige Ergebnisse werden erhalten, wenn die Teileausrichtungsvorrichtungen 45b und 45c der Positioniervorrichtung 40 der Fig. durch schaltbare Positionierhilfen er­ setzt werden, die die Gestalt eines Trägers mit vier Greif­ armen von unterschiedlichen Längen haben.

Wie oben beschrieben wurde, kann die Werkstück-Positionier­ vorrichtung gemäß der Erfindung, die eine Spannplatte und einen schwenkbaren Träger, die als eigene, voneinander lösba­ re Teile ausgebildet sind, umfaßt, bei mehreren Modellen von unterschiedlichen Karosserielängen mit einem weiten Grad an Freiheit zum Einsatz kommen und mehrere Modelle mit unter­ schiedlichen Karosserieausgestaltungen allein durch Austausch der Spannplatte aufnehmen. Die mögliche, Programmeinstellung der Bewegung des Schlittens läßt das Festsetzen der Haltstel­ lung an irgendeinem gewünschten Punkt zu. Als Ergebnis des­ sen kann die auf einer Fahrzeug-Modelländerung beruhende Tot­ zeit verkürzt und der mit der Modelländerung verbundene Ab­ wandlungs- oder Umstellvorgang vermindert werden. Ein zusätz­ licher Vorteil ist darin zu sehen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung Toleranzabweichungen von eine Karosserie bilden­ den Blechteilen aufnehmen und meistern kann.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Positionierung eines Teils einer auf einer Spannplatte in einer Karosserie- Montagestraße festgelegten Karosserie umfaßt einen schwenk­ baren Träger, der für eine Schwenkbewegung am einen Ende eines Schlittens gelagert ist. Der Schlitten wird durch einen programmierbaren Positioniermechanismus von hoher Präzision, wie einem Servo- oder Impulsmotor, vor- und zurückbewegt. Eine Spannplatte, die für ein bestimmtes Fahrzeugmodell aus­ gestaltet ist sowie eine Spannhilfe oder Teileausrichtungsvorrichtung zum Anordnen und Halten des Teils in einer vorbestimmten Lage aufweist, ist durch Klammern an einem freien Ende des Trägers lösbar gehalten. Der die festgeklemmte Spannplatte haltende Träger wird so gedreht, daß das von der Spannplatte gehaltene Teil eine Montagelage einnehmen kann. Der Schlitten wird zur Oberfüh­ rung des Teils in eine Position zu dessen Montage an der Ka­ rosserie bewegt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Positionierung eines Anbauteils an einer auf einer Spanneinrichtung in einer Karosserie- Montagestraße festgehaltenen Karosserie, umfassend
eine für ein bestimmtes Fahrzeugmodell ausgestaltete Spannplatte, mit Einrichtungen, die das Anbauteil in einer vorgegebenen Lage halten,
einen Träger, der mit die Spannplatte an einer vorbestimmten Stelle lösbar ergreifenden Arretierungen versehen ist, und
einen Schlitten, der den Träger am einen Ende derart lagert, daß der Träger linear bewegbar ist, und der durch eine Antriebseinrichtung vor- sowie zurückbewegbar ist, um das von der Spannplatte gehaltene Anbauteil in eine zu dessen Befestigung an der Karosserie bestimmte Position zu befördern,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Träger (44) am Schlitten (43), zusätzlich schwenkbar gelagert ist und Positionierzapfen (44a) zum Positionieren einer Basisplatte (45a) aufweist, auf der ferner auswechselbare Teileausrichtungsvorrichtungen (45b, 45c) mit verschiedenen Abmessungen anordenbar sind, so daß das Anbauteil (W) in vorbestimmter Relativlage zu der jeweiligen Karosserie (50) positionierbar ist.

2. Vorrichtung zur Positionierung eines Anbauteils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Träger (44) zwischen einer oberen Endlage (Y), in der der Träger (44) die Spannplatte (45) aufnimmt, und einer unteren Endlage (Z) bewegbar ist, in der der Träger (44) das von der Spannplatte (45) gehaltene Anbauteil an der Karosserie (50) positioniert.

3. Vorrichtung zur Positionierung eines Anbauteils nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Träger (44) um 90° zwischen seiner oberen Endlage (Y) und seiner unteren Endlage (Z) drehbar ist.

4. Vorrichtung zur Positionierung eines Anbauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung eine Vorrichtung mit einem regelbaren Motor (43a) und einer damit verbundenen Kugelspindel (43b) zum Positionieren mit hoher Präzision aufweist.

5. Vorrichtung zur Positionierung eines Anbauteils nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Positionieren mit hoher Präzision so ausgelegt ist, daß die Haltestellung des Schlittens (43) programmierbar festlegbar ist.

6. Vorrichtung zur Positionierung eines Anbauteils nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine die Spannplatte (45) zum schwenkbaren, in seiner oberen Endlage (Y) befindlichen Träger (44) überführende Trageinrichtung (47), die ein Paar von die Spannplatte (45) festklemmenden Aufhängearmen (47a) und einen die Auf­ hängearme (47a) zur Freigabe der Spannplatte (45) öffnenden Stößel (47b) umfaßt.