DE3823947C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schweißen lose zusammengefügter Fahrzeugkarosserien mit den Merkmalen im Oberbegriff des Haupt- und Nebenanspruches.

Eine solche Vorrichtung ist aus der Zeitschrift "Welding and Metal-Fabrication", Ausgabe April 1975, Seiten 157-164 bekannt. In dieser, als Gate-Line bezeichneten Anlage wandern eine große Zahl von Werkzeugrahmen in Kreisbahnen zu beiden Seiten der Förderstrecke. Die Werkzeugrahmen sind an verschiedene Fahrzeugtypen angepaßt und unterschiedlich ausgebildet. Die bekannte Schweißstraße ist damit flexibel und läßt die Bearbeitung verschiedener Fahrzeugtypen in wechselnder Reihenfolge zu. Nachteilig ist allerdings der Umstand, daß die Werkzeugrahmen über eine längere Strecke mit den Karosserieteilen mitbewegt werden, was eine hohe Zahl von Werkzeugrahmen nötig macht. Dies wirft neben einem erhöhten Bau- und Betriebsaufwand auch Toleranzprobleme auf, was sich auf die Betriebssicherheit negativ auswirkt.

Aus DE-OS 28 10 822 ist eine weitere Schweißvorrichtung bekannt. Hier wird eine fast vollständig aufgebaute Fahrzeugkarosserie in die Fixier- und Schweißstation eingefahren. Die Fahrzeugkarosserie beinhaltet die Bodengruppe und zusätzlich auch die Seitenteile, die bereits in einigem Abstand vor der Fixier- und Schweißstation auf einer Palette zusammengefügt und durch Spannmittel zusammengehalten werden. Zur Bearbeitung verschiedener Fahrzeugtypen sind austauschbare Wekzeugrahmen vorgesehen, die bewußt keine Karosserieteile mit- oder zuführen. Die Fahrzeugrahmen wandern in horizontalen Kreisbahnen mit mehreren Positionen. Innerhalb der Fixier- und Schweißstation sind sie an starren Führungen verschiebbar gelagert. Die Werkzeugrahmen sind in Magazinen gespeichert, die sich in gleicher Ebene mit der Fixier- und Schweißstation erstrecken. Hierfür muß entsprechender Platz in der Transferlinie reserviert sein. Die vorbekannte Magazinanordnung hinter der Fixier- und Schweißstation und die horizontale Kreisbahn für die Werkzeugrahmen bedingen einen Steuerungsvorlauf über mehrere Fahrzeugpositionen vor die Fixier- und Schweißstation. Bei einem Typenwechsel muß der benötigte Werkzeugrahmen einige Zeit vor Eintritt der betreffenden Karosserie in die Kreisbahn eingespeist werden. Die Werkzeugrahmen sind länger als hoch und werden beim Wechsel über ihre Längsseite und damit eine entsprechend lange Strecke bewegt. Die Rahmenzirkulation in einer Kreisbahn und die längsgerichtete Wechselbewegung wirken sich erhöhend auf die Wechselzeiten aus.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schweißen lose zusammengefügter Fahrzeugkarosserien mit höherer Betriebssicherheit und kürzeren Wechselzeiten für die Werkzeugrahmen aufzuzeigen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Kennzeichenteil des Haupt- und Nebenanspruches.

Werden mit den Werkzeugrahmen zugleich Werkstückteile, insbesondere Seitenteile von Fahrzeugkarosserien zugeführt, empfiehlt es sich, die Werkzeugrahmen auf kurzen Kreisbahnen wandern zu lassen. Dies verringert die Zahl der Werkzeugrahmen und damit auch die Toleranzprobleme, was sich in einer Erhöhung der Betriebssicherheit niederschlägt. Über einen Rahmenspeicher für die Aufbewahrung und Einschleusung der jeweils benötigten unterschiedlichen Werkzeugrahmen und die Rüststation zur Bestückung der Werkzeugrahmen mit den jeweils passenden unterschiedlichen Karosserie-Seitenteilen, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr flexibel und hat kurze Rahmenwechselzeiten.

Um die Rahmenwechselzeiten auf ein besonders niedriges Niveau zu bringen, empfiehlt es sich, eine Rahmenwechselvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs vorzusehen. Diese erlaubt es, in einer einzigen Bewegung den zuletzt benutzten Werkzeugrahmen aus der Arbeitsstation auszufahren und den nächsten Werkzeugrahmen einzufahren. Der Rahmentausch vollzieht sich hierbei in einer Ebene, so daß keine zeitraubenden Verfahr- und Ausweichbewegungen der Werkzeugrahmen nötig sind. Die Rahmenmagazine können eine beliebige Zahl von Speicherplätzen aufweisen. Die Vorpositionierung der Rahmenmagazine für den Wechselhub erfolgt während der Bearbeitungszeit des Werkstücks und belastet nicht die Wechselzeit.

Ist die Arbeitsstation in eine Fertigungslinie integriert, ergibt sich im Vergleich mit bekannten Anlagen auch ein Taktzeitgewinn für die Fertigungslinie.

Die erfindungsgemäße Rahmenwechselvorrichtung ist für beliebige Arten von Werkzeugrahmen und demgemäß auch für unterschiedlichste Arbeitsstationen einsetzbar. Außer dem bevorzugten Anwendungsbereich zum Schweißen von Fahrzeugkarosserien ergeben sich vielerlei andere Anwendungsmöglichkeiten. Beim Karosserieschweißen können vorgefügte und gespannte komplette Karosserien nach der DE-OS 28 10 822 in die Arbeitsstation gebracht werden. Die Werkzeugrahmen haben hierbei keine Zuführfunktion für weitere Karosserieteile. Sie können aber neben Positionier- und Spannelementen zum Fixieren der einzelnen Karosserieteile auch Teile oder die vollständige Schweißeinrichtung tragen. Die Rahmenwechselvorrichtung läßt sich aber auch in Verbindung mit einer Karosserieteilzuführung einsetzen.

Die erfindungsgemäße Rahmenwechselvorrichtung besitzt quer zur Förderrichtung der Arbeitsstation verfahrbare Rahmenmagazine. In Verbindung mit der in der Vertikalrichtung ablaufenden Wechselbewegung wird kein Platz vor und hinter der Arbeitsstation, wie bei der DE-OS 28 10 822 benötigt, der die Fertigungsstraße unnötig verlängert. Die Bewegung der Werkzeugrahmen in Richtung ihrer Schmalseiten beim Wechselvorgang erlaubt ferner kürzeste Wechselzeiten. Vorteilhaft ist auch der Umstand, daß gegenüber vorbekannten Anlagen mehr Werkzeugrahmentypen gespeichert und bereitgestellt werden können, wobei der räumliche Vorteil erhalten bleibt und die Wechselzeit für jede beliebige Kombination des Typenwechsels gleich kurz ist. Dies beruht auch auf dem Umstand, daß für den Wechselvorgang nur zwei Werkzeugrahmen bewegt werden müssen, die außerdem im sofortigen Zugriff stehen und auch keine festen Plätze in den Rahmenmagazinen beanspruchen.

Die erfindungsgemäße Rahmenwechselvorrichtung beinhaltet eine Parallelanordnung der Werkzeugrahmen, was gegenüber den vorbekannten Anlagen mit in Reihe hintereinander angeordneten Rahmen den Vorteil eines wesentlich schnelleren Zugriffs und einer optimalen Flexibilität mit sich bringt, selbst auf kurzfristige Änderungen im Typen-Mix kann ohne Verzug reagiert werden. Eine weitere Zeiteinsparnis ergibt sich auch durch den Umstand, daß der auszutauschende Werkzeugrahmen stets in den nächstgelegenen freien Speicherplatz des Ziel-Magazins abgegeben werden kann, wodurch die Verfahrzeiten der Magazine minimiert werden. Ein weiterer Vorteil besteht für die Magazine darin, daß die Werkzeugrahmen in die Magazine auf einfache Weise eingesetzt werden, so daß für die Magazinbeschickung keine Montagearbeiten erforderlich sind. Die Zustellung der die Arbeitstation eingewechselten Rahmen in die n einer einfachen schnellen Verschiebebewegung folgen.

Bei der erfindungsgemäßen Rahmenwechselvorrichtung sind zumindest zwei Magazine vorgesehen, die zu einem Paar über und unter der Arbeitsstation angeordnet sind. Je nach Art und Größe der Arbeitsstation kann diese eine Magazinpaarung genügen. Für den bevorzugten Anwendungsbereich einer Fixier- und Schweißstation für Fahrzeugkarosserien sind linke und rechte Werkzeugrahmen und damit zumindest zwei Magazinpaarungen nötig. Es können darüber hinaus auch mehr sein. Abwandlungen sind auch dahingehend möglich, daß die Rahmenmagazine nicht als Schiebespeicher, sondern als beispielsweise rotierende Ketten- oder Revolverspeicher ausgebildet sind. Bei entsprechend großzügigen Platzverhältnissen kann die Verschiebebewegung der Rahmenmagazine auch längs der Förderrichtung oder mehrachsig erfolgen.

Sind zwei Magazinpaarungen beidseits der Arbeitsstation angeordnet, empfiehlt es sich, die jeweils in einer gemeinsamen Bewegungsebene befindlichen Rahmenmagazine miteinander zu kuppeln, wodurch nur eine Seite der Rahmenwechselvorrichtung verwaltet werden muß und der Steuerungsaufwand entsprechend verringert ist.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Arbeitsstation mit Rahmenwechselvorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 1 gemäß Pfeil II,

Fig. 3 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß Pfeil III von Fig. 2,

Fig. 4 und 5 Schemadarstellungen eines Wechselablaufes

Fig. 6 und 7 eine Stirn- und Seitenansicht einer Arbeitsstation mit Rahmenwechselvorrichtung und Karosserieteilzuführung,

Fig. 8 und 9 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß Fig. 6 und 7 in Übernahme- und Arbeitsstellung und

Fig. 10 einen Schemaplan einer Fixier- und Schweißstation mit auf kurzer Kreisbahn wandernden Werkzeugrahmen in teilweise abgebrochener Darstellung.

Fig. 1 bis 3 zeigen eine Arbeitsstation (1) in Form einer Fixier- und Schweißstation für die Bearbeitung von Fahrzeugkarosserien (3). Der Arbeitsstation (1) ist eine Rüststation (nicht dargestellt) vorgeschaltet, in der die einzelnen Karosserieteile, beispielsweise die Bodengruppe (4) und die beiden Seitenteile (5) aufgebaut und gespannt werden. Der Arbeitsstation (1) sind weitere Stationen, beispielsweise Ausschweißstationen, Montagestationen, etc. einer Fertigungslinie nachgeschaltet (nicht dargestellt). Die einzelnen Stationen sind durch eine Förderstrecke (40) für die Paletten (23) miteinander verbunden, die auch durch die Arbeitsstation (1) führt. In der Arbeitsstation (1) werden die Karosserieteile exakt zueinander positioniert und durch Heften stabilisiert.

Hierfür sind Werkzeugrahmen (6, 7, 8) vorgesehen, die hier als Spannrahmen mit Positionierarmen, Spannzangen und dgl. Fixierelementen ausgebildet sind und die Karosserieteile in ihre definierte schweißgerechte Lage zueinander bringen. Um verschiedene Fahrzeugtypen bearbeiten zu können, sind hieran angepaßte, unterschiedlich ausgebildete Werkzeugrahmen A-D vorgesehen, und zwar sowohl für die rechte als auch für die linke Seite der Karosserie (3). Zum Schweißen sind ein oder mehrere Roboter (2) vorgesehen. Alternativ können die Schweißwerkzeuge auch am Werkzeugrahmen (6, 7, 8) angeordnet sein.

Um Karosserien (3) im freien Mix bearbeiten und hierfür die Werkzeugrahmen (6, 7, 8) schnell tauschen zu können, ist eine Rahmenwechselvorrichtung (9) an der Arbeitsstation (1) angeordnet. Beide sind zusammen an einem Gestell (18) mit vier Pfosten gelagert. Für die Werkzeugrahmen (6, 7, 8) sind vier Rahmenmagazine (10, 11, 12, 13) vorgesehen, die über und unter der Arbeitsstation (1) angeordnet sind. Je zwei übereinander angeordnete Rahmenmagazine (10, 12) und (11, 13) bilden eine Magazinpaarung, wobei jeder Seite der Arbeitsstation (1) bzw. der Karosserie (3) eine Paarung zugeordnet ist.

Die Rahmenmagazine (10, 11, 12, 13) bestehen aus Schlitten (16, 17), die auf horizontalen Schienen (19) quer zur Förderrichtung (39) mittels eines Antriebes und einer Fahrwerkanordnung verfahrbar sind.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier verschiedene Arten von Werkzeugrahmen A-D im Einsatz. Diese können auch mit Mehrfachwerkzeugen zur Bearbeitung von zwei ähnlichen Karosserietypen mit einem Rahmen ausgerüstet sein. Innerhalb jeder Magazinpaarung werden vier Werkzeugrahmen (6, 7, 8) bewegt. Die Rahmenmagazine (10, 11, 12, 13) besitzen jeweils drei Speicherplätze (14, 15). Die Zahl der Speicherplätze ist damit um eins kleiner als die Zahl der Rahmentypen. Dies genügt für einen reibungslosen Rahmenwechsel, wobei die Zahl der Speicherplätze auch größer sein kann. Es steht in jedem Rahmenmagazin (10, 11, 12, 13) mindestens ein leerer Speicherplatz (14) zur Verfügung.

Wie Fig. 2 und 3 näher verdeutlichen, sind jeder Magazinpaarung (10, 12) und (11, 13) zwei Heberschlitten (26, 27) zugeordnet, die mittels Fahrwerken (28) an den Pfosten des Gestells (18) höhenbeweglich gelagert sind. Die Heberschlitten (26, 27) bestehen jeweils aus zwei voneinander distanzierten Schlittenhälften, die zwischen sich den Raum für die Werkzeugrahmen (6, 7, 8) freilassen und über Zahnstangentriebe (29, 30) synchron bewegt werden. Die Heberschlitten (26, 27) sind in einer gemeinsamen Ebene übereinander angeordnet. Sie weisen bewegliche Greifvorrichtungen (25) zum randseitigen Erfassen und zur Mitnahme der Werkzeugrahmen (6, 7, 8) auf. Die Greifvorrichtungen (25) können als bewegliche, formschlüssig eingreifende Klauen, Zapfen oder dgl. andere Vorrichtungen ausgebildet sein. Der obere Heberschlitten (26) bewegt sich zwischen der Arbeitsstation (1) und den oberen Magazinen (10 bzw. 11) hin und her, während der untere Heberschlitten (27) die Arbeitsstation (1) und die unteren Rahmenmagazine (12, 13) bedient.

Die beiden Heberschlitten (26, 27) verfügen über einen gemeinsamen Antrieb (33) und werden mittels zweier Zahnstangentriebe (29, 30) bewegt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel benötigt die Arbeitsstation (1) eine größere Höhe als die Rahmenmagazine. Demzufolge müssen die oberen Heberschlitten (26) zum Wechseln einen größeren Weg zurücklegen als die unteren Heberschlitten (27). Dies wird durch eine entsprechende Übersetzung mit aufeinander abgestimmten Teilkreisdurchmessern der mechanisch gekoppelten Ritzel (31, 32) erzielt. Die beiden Heberschlitten (26, 27) bewegen sich beim Rahmenwechsel gleichzeitig, ohne daß es einer gegenseitigen elektrischen Verriegelung bedarf.

Die Arbeitsstation (1) verfügt über eine Zustellvorrichtung (20) in Form zweier Arbeitsschlitten, die beidseits der Karosserie (3) auf Bühnen (21) quer beweglich gelagert sind und mittels eines Antriebs (22) aus einer zurückgezogenen Stellung in eine Arbeitsstellung an der Karosserie (3) bewegt werden. In der zurückgezogenen Stellung befinden sie sich in Flucht mit dem Gestell (18) und zwischen einem leeren Speicherplatz (14) am einen Rahmenmagazin (12, 13) und einem vollen Speicherplatz (15) an den beiden anderen Rahmenmagazinen (10, 11). Diese Stellung ist zugleich die Freigabestellung für das Ein- und Ausfahren der Karosserie (3) und die Wechselstellung für den Rahmentausch. Die Zustellvorrichtung (20) verfügt über ein Gestell mit Greiforganen (nicht dargestellt), mit denen der Werkzeugrahmen (7) vom jeweiligen Heberschlitten (26, 27) entnommen und gehalten werden kann. Die Zustellvorrichtung ist schmäler als die Heberschlitten (26, 27) und kann durch diese hindurchtreten.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel befinden sich die Rahmenmagazine (12, 13) mit Abstand über dem Boden und lassen Platz für eine Förderstrecke (35) zur Rückführung leerer Paletten (23). Die Arbeitsstation (1) befindet sich in entsprechender Höhe darüber. In Variation kann die ganze Anordnung auch im Boden versenkt sein, so daß die Arbeitsstation (1) ebenerdig ausgerichtet ist.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die auf einer gemeinsamen Schiene (19) und damit in einer gemeinsamen Bewegungsebene befindlichen Rahmenmagazine (10, 11) und (12, 13) miteinander gekuppelt. Ihr gegenseitiger Abstand ist hierbei auf die Gestellbreite abgestimmt, so daß in einer Positionierbewegung beide Rahmenmagazine (10, 11) und (12, 13) mit ihren Speicherplätzen (14, 15) für die Wechselbewegung ausgerichtet werden. Die miteinander bewegten Rahmenmagazine besitzen auch die gleiche Typenbelegung und -Anordnung der Werkzeugrahmen (6, 8). Für die Steuerung der Rahmenwechselvorrichtung (9) genügt es damit, nur eine Seite zu verwalten.

Die Schlitten (16, 17) sind an jedem Speicherplatz (14, 15) mit einer Arretiervorrichtung (24) zum Festhalten und Positionieren der Werkzeugrahmen (6, 7, 8) ausgerüstet. An den oberen Schlitten (16, 17) werden die Werkzeugrahmen (6, 8) hängend und an den unteren Schlitten (16, 17) stehend befestigt. Die Arretiervorrichtungen (24) bestehen beispielsweise aus Führungszapfen, die in entsprechende Bohrungen an den Werkzeugrahmen (6, 7, 8) greifen und seitlich ausfahrbare Sperriegel aufweisen.

Die Funktion der Rahmenwechselvorrichtung (9) wird anhand der Fig. 1, 4 und 5 dargestellt:

In Fig. 1 sind der linke und der rechte Typ B der Werkzeugrahmen (7) in der Arbeitsstation (1) angeordnet. In den beiden oberen Rahmenmagazinen (10, 11) sind jeweils der linke und der mittlere Speicherplatz (15) mit Typen C und D der Werkzeugrahmen (6) belegt, während die beiden rechten Speicherplätze (14) leer sind. Die beiden unteren Schlitten (16, 17) sind mit dem Typ A der Werkzeugrahmen (8) jeweils im rechten Speicherplatz (15) belegt. Die beiden anderen Speicherplätze (14) sind leer.

Die Rahmenwechselvorrichtung (9) befindet sich in einer Stellung, in der beim Wechselhub der Typ B nach unten aus der Arbeitsstation (1) ausgefahren und der Typ C von oben eingefahren wird. Die Heberschlitten (26, 27) befinden sich jeweils in der oberen Stellung (vgl. Fig. 2). Die beiden oberen Rahmenmagazine (10, 11) sind dabei, die Rahmentypen C an die oberen Heberschlitten (26) zu übergeben. Die unteren Rahmenmagazine (12, 13) sind mit ihrem mittleren leeren Speicherplatz (14) in Position gefahren. Die in der Arbeitsstation (1) befindlichen Rahmentypen B stehen mit der Zustellvorrichtung (20) in der Wechselposition und werden an die beiden unteren Heberschlitten (27) übergeben.

Zum Wechseln fahren alle vier Heberschlitten (26, 27) gemeinsam nach unten. Hierdurch gelangen in einem Hub auf geradem Weg gleichzeitig die Rahmentypen B in die unteren Rahmenmagazine (12, 13), während die Rahmentypen C aus den oberen Rahmenmagazinen (10, 11) in die Arbeitsstation (1) einfahren (vgl. Fig. 4 und 5). Der Rahmenwechsel erfolgt während des Einfahrens und Positionierens einer neuen Palette (23) mit einer Karosserie (3). Anschließend werden die Typen C der Werkzeugrahmen (7) an die Karosserie (3) zugestellt, während durch Lösen der Greifvorrichtung (25) und Betätigen der Arretiervorrichtung (24) die Rahmentypen B auf den unteren Rahmenmagazinen (12, 13) befestigt werden.

Soll danach ein Einwechseln der Rahmentypen A erfolgen, werden die unteren Rahmenmagazine (12, 13) seitlich verfahren und die entsprechenden Werkzeugrahmen (8) an die bereitstehenden Heberschlitten (27) übergeben. Die oberen Rahmenmagazine (10, 11) können stehen bleiben, da ihre beiden linken Speicherplätze vom letzten Rahmenwechsel noch frei sind. Durch eine gemeinsame Aufwärtsbewegung der Heberschlitten (26, 27) werden dann die Rahmentypen B nach oben abgefördert und die Rahmentypen A von unten in die Arbeitsstation (1) eingefahren.

Soll aus der Stellung gemäß Fig. 5 jedoch der Rahmentyp D eingewechselt werden, fahren zuerst die vier Heberschlitten (26, 27) in ihre obere Stellung. Dies kann während des Arbeitstaktes der Roboter (2) geschehen, wobei die Heberschlitten (26, 27) die Zustellvorrichtung (20) überfahren. Anschließend werden die oberen Rahmenmagazine (10, 11) quer verfahren und die Rahmentypen D an die bereitstehenden Heberschlitten (26) übergeben. An den unteren Rahmenmagazinen (12, 13) wird der leere Speicherplatz (14) bereitgestellt. Nach dem Wechselhub sind die unteren Rahmenmagazine (12, 13) mit den Rahmentypen A, B, C, voll belegt, während die oberen Rahmenmagazine (10, 11) leer sind. Der nächste Wechselhub erfolgt mit einem der drei Rahmentypen A, B, C von unten.

Fig. 6 bis 9 zeigen eine Variante der Rahmenwechselvorrichtung (9) gem. Fig. 1 bis 3, die um eine Zuführvorrichtung (46) für Werkstückteile, insbesondere Seitenteile (5) einer Fahrzeugkarosserie (3) ergänzt ist. Die Ausbildung und Funktion der Rahmenwechselvorrichtung (9) ist ansonsten die gleiche wie im erstgenannten Ausführungsbeispiel.

An einer oder beiden Seiten der Arbeitsstation (1) sind Fördervorrichtungen (45), hier in Form von Hängeförderern, angeordnet, auf denen die Seitenteile (5) herangebracht werden. Der Transport erfolgt hierbei quer zur Förderstrecke (40) und etwa in Höhe der oberen Rahmenmagazine (10, 11).

Für jede Seite der Arbeitsstation (1) ist mindestens eine Zuführvorrichtung (46) angeordnet, die als an einem Gestell (47) höhenbeweglich gelagerten Schlitten ausgebildet ist. Für die Übernahme der Seitenteile (5) besitzt die Zuführvorrichtung (46) ein Traggestell (48), das über einen Zustellantrieb (49), hier zwei Zylinder, querbeweglich gelagert ist (vgl. Fig. 8 und 9). Das Traggestell (48) verfügt über steuerbare Spann- und Greifelemente, mit denen das Seitenteil (5) von der Fördervorrichtung (45) übernommen, festgehalten und an einen Werkzeugrahmen (6, 7, 8) übergeben werden kann.

In Abweichung vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 ist die Zustellvorrichtung (20) auf einer Drehvorrichtung (41) gelagert, die ihrerseits auf der Bühne (21) angeordnet ist. Die Drehvorrichtung (41) ermöglicht es, die Zustellvorrichtung (20) aus der Arbeitsstellung in der Arbeitsstation (1) (vgl. Fig. 6 und 9) in eine Übernahmestellung gegenüber der seitlichen Zuführvorrichtung (46) (vgl. Fig. 8) zu schwenken.

Die Roboter (2) sind auf der Bühne (21) direkt gelagert und befinden sich etwa auf der Mittenlinie (44) der Arbeitsstation (1). Die Drehvorrichtung (41) ist mit ihrer Drehachse (42) gegenüber dieser Mittenlinie (44) bzw. dem Roboter (2) seitlich versetzt gelagert. Der seitliche Versatz erstreckt sich dabei in entgegengesetzter Richtung gegenüber der Zuführvorrichtung (46). Um die Schwenkbewegung der Drehvorrichtung (41) gegenüber dem Roboter (2) zu ermöglichen, ist im Drehtisch eine entsprechend geformte Aussparung (43) vorgesehen.

Die Seitenteilzuführung funktioniert wie folgt: Die Zuführvorrichtungen (46) fahren in ihre obere Endstellung und übernehmen die Seitenteile (5) vom Hängeförderer (45). Anschließend bewegen sich die Zuführvorrichtungen (46) abwärts bis in Höhe der Arbeitsstation (1). Zugleich wird die Zustellvorrichtung (20) mitsamt dem Werkzeugrahmen (7) aus der Arbeitsstellung in der Arbeitsstation (1) in eine Position außerhalb des Gestells (18) zurückgezogen und dann vom Drehtisch (41) zur Seite in die Übernahmestellung gem. Fig. 8 geschwenkt. Zur Übernahme bewegen sich das Traggestell (48) mit dem Seitenteil (5) und die Zustellvorrichtung (20) mit dem Werkzeugrahmen (7) aufeinander zu. Das Seitenteil (5) wird über geeignete Spannelemente (nicht dargestellt) am Werkzeugrahmen (7) fixiert. Nach dem Rückzug des Traggestells (48) und der Zustellvorrichtung (20) schwenkt der Drehtisch (41) wieder zurück. Der bestückte Werkzeugrahmen (7) kann nun über die Zustellvorrichtung (20) wieder in die Arbeitsstellung innerhalb der Station (1) bewegt werden. In die Arbeitsstation (1) werden entgegen dem ersten Ausführungsbeispiel nur Teile der Karosserie (3), hier die Bodengruppe (4) auf der Palette (23) gebracht. Die Werkzeugrahmen (7) führen beidseits die Seitenteile (5) zu, positionieren und fixieren diese in der gewünschten Lage gegenüber der Bodengruppe (4) und sichern die Lage der Karosserieteile, während diese von den Robotern (2) geheftet werden. Anschließend lassen die Werkzeugrahmen (7) die nun ausreichend steife Karosserie (3) los, fahren zurück und übernehmen wieder ein neues Seitenteil (5) in der vorgeschriebenen Weise.

Fig. 10 zeigt in Draufsicht eine Fixier- und Schweißstation (1) in einer Transferstraße. Analog dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bis 9 werden auf den Paletten (23) nur die Bodengruppen (4) der Karosserie (3) zugeführt. Die Seitenteile (5) werden von den Werkzeugrahmen (6, 7, 8) zugeführt, hier jedoch vor der Fixier- und Schweißstation mit der Bodengruppe (4) vereinigt, und verspannt. Zugleich werden auch die Werkzeugrahmen (6) an den Paletten (23) befestigt und gemeinsam mit diesen längs der Förderrichtung (39) durch die Fixier- und Schweißstation (1) bewegt.

Die Werkzeugrahmen (6, 7, 8) wandern auf beiden Seiten der Förderstrecke (40) horizontal in kurzen Kreisbahnen um. Auf der Transportbahn (37) werden die Werkzeugrahmen (6) mit den Seitenteilen (5) quer zur Förderrichtung (39) zugeführt und dann entlang von Führungen mit der Palette (23) in die Fixier- und Schweißstation gebracht. Schweißroboter heften die von den Werkzeugrahmen (7) gespannte Karosserie (3), die hierdurch eine ausreichende Steifigkeit erhält. In der anschließenden Position werden die Werkzeugrahmen (8) von der Karosserie (3) und der Palette (23) gelöst und über eine quer gerichtete Transportbahn (38) abgefördert.

Sofern kein Rahmenwechsel erfolgt, wandern die Werkzeugrahmen (8) anschließend in eine Rüststation (36), wo sie neue Seitenteile (5) aufnehmen. Danach beginnt der Zyklus mit der Zuführung der Werkzeugrahmen (6) über die Transportbahn (37) von neuem.

In der gezeigten Anlage sind sechs Werkzeugrahmen (6, 7, 8) auf jeder Seite im Umlauf. Bei einer entsprechenden Überschneidung der Wechsel- und Bearbeitungstakte können es auch weniger, beispielsweise vier, Werkzeugrahmen sein.

Um eine flexible Fertigung verschiedener Karosserietypen mit entsprechend unterschiedlichen Werkzeugrahmen (6, 7, 8) zu ermöglichen, ist vor der Rüststation (36) ein Rahmenspeicher angeordnet, der die unterschiedlichen Werkzeugrahmen (6, 7, 8) in der benötigten Zahl aufnimmt und bei Bedarf in die Kreisbahn ein- und ausschleust. Der Rahmenspeicher kann hierzu als Rahmenwechselvorrichtung (9) gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 oder in anderer Weise ausgebildet sein.

Stückliste:

 1  Arbeitsstation
 2  Roboter
 3  Werkstück, Karosserie
 4  Werkstück, Karosserieteil, Bodengruppe
 5  Werkstück, Karosserieteil, Seitenteil
 6  Werkzeugrahmen, Spannrahmen
 7  Werkzeugrahmen, Spannrahmen
 8  Werkzeugrahmen, Spannrahmen
 9  Rahmenwechselvorrichtung
10  Rahmenmagazin
11  Rahmenmagazin
12  Rahmenmagazin
13  Rahmenmagazin
14  Speicherplatz, Box, leer
15  Speicherplatz, Box, voll
16  Schlitten
17  Schlitten
18  Gestell
19  Schiene
20  Arbeitsschlitten, Zustellvorrichtung
21  Bühne
22  Antrieb
23  Palette
24  Arretiervorrichtung
25  Greifvorrichtung
26  Hebervorrichtung, Heberschlitten
27  Hebervorrichtung, Heberschlitten
28  Fahrwerk
29  Zahnstangentrieb
30  Zahnstangentrieb
31  Ritzel
32  Ritzel
33  Antrieb
34  Antrieb
35  Förderstrecke
36  Rüststation
37  Transportbahn
38  Transportbahn
39  Förderrichtung
40  Förderstrecke
41  Drehvorrichtung, Drehtisch
42  Drehachse
43  Aussparung
44  Mittenlinie
45  Fördervorrichtung
46  Zuführvorrichtung
47  Gestell
48  Traggestell
49  Zustellantrieb, Zylinder

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Schweißen lose zusammengefügter Fahrzeugkarosserien bestehend aus einer mit Schweißeinrichtungen versehenen Fixier- und Schweißstation, durch die eine Förderstrecke zum Transport der Fahrzeugkarosserie führt, wobei auf jeder Seite der Förderstrecke an verschiedene Fahrzeugtypen angepaßte, mit unterschiedlichen Werkzeugen ausgerüstete Werkzeugrahmen beweglich angeordnet sind, und auf der Förderstrecke (40) der Fixier- und Schweißstation (1) ein erstes Karosserieteil (4), insbesondere die Bodengruppe, zugeführt wird, während mit den Werkzeugrahmen (6, 7, 8) weitere Karosserieteile (3), insbesondere die Seitenteile, zugeführt werden, die mit dem ersten Karosserieteil (4) verspannt und verschweißt werden, wobei die Werkzeugrahmen (6, 7, 8) jeweils auf einer kurzen Kreisbahn mit einer Rüststation (36) und einem Rahmenspeicher zirkulieren und umittelbar nach der Fixier- und Schweißstation (1) von den zugeführten Karosserieteilen (5) lösbar sind.

2. Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere Schweißen lose zusammengefügter Fahrzeugkarosserien, bestehend aus Arbeitsstation, durch die eine Förderstrecke zum Transport der Werkstücke führt, wobei auf jeder Seite der Förderstrecke an verschiedene Werkstücktypen angepaßte, mit unterschiedlichen Werkzeugen ausgerüstete Werkzeugrahmen beweglich angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß über und unter der Arbeitsstation (1) Rahmenmagazine (10, 11, 12, 13) mit mehreren Speicherplätzen (14, 15) beweglich gelagert und mit einer vertikal verfahrbaren, zwei Werkzeugrahmen (6, 7, 8) aufnehmenden Hebervorrichtung (26, 27) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenmagazine (10, 11, 12, 13) horizontal und quer zur Förderrichtung (39) der Arbeitsstation (1) verfahrbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Rahmenmagazine (10, 12 und 11, 13) paarweise übereinander angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seite der Arbeitsstation (1) eine Magazinpaarung (10, 12 und 11, 13) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rahmenmagazin (10, 12 oder 11, 13) einer Magazinpaarung, bezogen auf die Zahl "n" der in der Paarung befindlichen Werkzeugrahmen (6, 7, 8), "n-1" Speicherplätze (14, 15) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer gemeinsamen Ebene befindlichen Rahmenmagazine (10, 11 bzw. 12, 13) miteinander gekuppelt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebervorrichtung für jede Magazinpaarung (10, 12 bzw. 11, 13) zwei Heberschlitten (26, 27) mit Greifvorrichtungen (25) für die Werkzeugrahmen (6, 7, 8) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heberschlitten (26, 27) einen gemeinsamen Antrieb (33) aufweisen, wobei zur Erzeugung verschieden langer Hübe unterschiedliche Übersetzungen vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Arbeitsstation (1) mindestens eine Zustellvorrichtung (20) für die eingewechselten Werkzeugrahmen (6, 7, 8) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsstation (1) und die Rahmenwechselvorrichtung (9) in einem gemeinsamen Gestell (18) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Rahmenwechselvorrichtung (9) mindestens eine Zuführvorrichtung (46) für Werkstückteile, insbesondere Karosserie-Seitenteile (5), angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (46) beweglich gelagert ist und ein Traggestell (48) zur Aufnahme der Werkstückteile (5) sowie einen Zustellantrieb (49) für das Traggestell (48) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellvorrichtung (20) auf einer Drehvorrichtung (41) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Roboter (2) auf der Bühne (21) angeordnet ist, wobei die Drehvorrichtung (41) eine entsprechende Aussparung (43) für den Roboter (2) aufweist und mit ihrer Drehachse (42) gegenüber der Mittenlinie (44) der Arbeitsstation (1) seitlich versetzt angeordnet ist.