DE60021162T2

DE60021162T2 - Einrichtung zum Positionieren und Verriegeln von metallischen zuschweissenden Blechteilen einer Kraftfahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE60021162T2
Application number: DE60021162T
Authority: DE
Inventors: Piero Bossotto
Original assignee: Comau SpA
Current assignee: Comau SpA
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: ATE299066T1; EP1118423A3; EP1118423B1; ES2241569T3; US20010009253A1; US6489593B2; IT1319798B1; EP1118423A2; DE60021162D1; ITTO20000061A1

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Positionierungs- und Verriegelungseinrichtung für metallische Blechteile zur Montage auf einer Kraftfahrzeugkarosserie durch elektrisches Punktschweißen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 (als Beispiel siehe auch EP-A-0 835 717).
Montageanlagen der oben beschriebenen Art sind beispielsweise in der EP-A-0 642 878 und der EP-A-0 835 717 des selben Anmelders offenbart.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Positionierungs- und Verriegelungseinrichtung mit den oben beschriebenen Eigenschaften zur Verfügung zu Stellen, die einfach und zuverlässig ist, geringere Abmessungen aufweist und insbesondere zur Montage individueller Elemente oder kleiner Untergruppen einer zu montierenden Kraftfahrzeugkarosserie geeignet ist.
Um dieses Ziel zu erreichen, stellte die Erfindung eine Positionierungs- und Verriegelungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 zur Verfügung.
Die Basisplattform kann zwischen einer im wesentlichen horizontalen ersten Position zur Aufnahme des Wagen des Positionierungsrahmens und einer zweiten in Richtung einer Montagestraße gedrehten Position zum in Eingriff bringen des Positionierungsrahmens mit den zu schweißenden Teilen hin und her bewegt werden, wobei die Einrichtung zudem eine Motorisierungsvorrichtung zum Bewegungsantrieb der Basisplattform beinhaltet, mit einer auf der festen Tragkonstruktion drehbaren Kurbel, die einen Dorn umfasst, der verschiebbar mit einer auf einer Halterung auf der Basisplattform ausgebildeten Nut in Eingriff steht.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist die Basisplattform mit einem Positionierungselement versehen, dass eine Vertiefung mit einer V-förmigen Oberfläche aufweist, um es in der zuvor erwähnten gedrehten Position der Basisplattform über der Oberfläche eines zylindrischen Elementes in Eingriff zu bringen, das frei um eine zu der Drehachse der Basisplattform parallelen und etwas zu dieser beabstandeten Achse drehbar auf der ortsfesten Tragkonstruktion montiert ist, zur Bildung einer Referenzposition zur genauen Positionierung der Basisplattform entlang zweier orthogonaler Achsen in einer Ebene, die senkrecht zu der Transportstraße verläuft.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, dass die Basisplattform mit einem Paar frei drehbarer Walzen ausgestattet ist, deren Achsen vertikal verlaufen, wenn sich die Plattform in ihrer horizontalen Position befindet, zum in Eingriff bringen mit den zwei Seiten eines keilförmigen Elementes, das durch die ortsfeste Tragkonstruktion getragen wird, wenn die Plattform in die zuvor genannte gedrehte Position gebracht ist, zur Bildung einer Referenz für die genaue Position der Basisplattform entlang einer Achse parallel zu der Transportstraße.
Darüber hinaus sind die Basisplattformen und/oder der zuvor erwähnte Positionierungsrahmen mit Eingriffelementen versehen zum Zusammenwirken mit durch die ortsfeste Tragkonstruktion getragenen Verriegelungshalterungen in der zuvor genannten gedrehten Position, um den Positionierungsrahmen fest zu verriegeln.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, die lediglich als nicht einschränkende Beispiele vorgesehen sind. Dabei zeigen:
1 eine Teil-Draufsicht einer Schweißstation mit Verwendung einer erfindungsgemäßen Positionierungs- und Verriegelungseinrichtung,
2 eine Seitenansicht der Anlage aus 1,
3 eine teil-perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Positionierungs- und Vorrichtungseinrichtung,
4 und 5 einen Querschnitt der Einrichtung aus 3 in einer Ebene senkrecht zur Montagestraße in zwei verschiedenen Arbeitszuständen,
6 eine vergrößerte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
7 eine Draufsicht der Einrichtung aus 6,
8 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines weiteren Details der erfindungsgemäßen Einrichtung,
9 eine Endansicht einer Variante der erfindungsgemäßen Einrichtung,
10 ein weiteres Detail der erfindungsgemäßen Einrichtung, und
11 einen Querschnitt entlang der Linie XI-XI aus 4.
In 1 bezeichnet Bezugsziffer 1 eine grafisch dargestellte Montagestraße für Kraftfahrzeugkarosserien. Die Karosserien 1 verfahren in einer Reihe in Richtung des Pfeils A entlag der Transportstraße 1. Die Transportelemente der Karosserien entlang der Transportstraße sind hier nicht dargestellt, da diese auf jede bekannte Art und Weise hergestellt werden können und weil diese Elemente nicht in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen. Jede Karosserie stoppt für den benötigten Zeitraum an einer Schweißstation 2, wo zusätzliche Metall-Blechteile an die Karosserie geschweißt werden. Gemäß dem Stand der Technik ist diese Schweißstation 2 mit elektrischen Punktschweißvorrichtungen bekannter Ausführungsform, vorzugsweise programmierbaren Schweißrobotern ausgerüstet. Ähnlich wie aus den selben oben genannten Grund sind die Mittel zum Schweißen hier nicht dargestellt.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt, müssen die metallischen Blechteile, die an der Schweißstation 2 geschweißt werden, zudem positioniert und während des Schweißens verriegelt werden. Aus diesem Grund sind an der Schweißstation 2 auf beiden Seiten der Transportstraße 1 Positionierungs- und Verriegelungseinrichtungen 3 gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, wobei lediglich eine (nämlich die, die bezüglich der Förderrichtung A auf der linken Seite der Transportstraße 1 angeordnet ist) in den Zeichnungen dargestellt ist. Die nicht dargestellte Positionierungs- und Verriegelungseinrichtung ist naturgemäß zu der Einrichtung 3 identisch und symmetrisch ausgebildet.
Zur Positionierung und Verriegelung der Fahrzeugkarosserien, die auf der Transportstraße entlang fahren und an der Schweißstation 2 anhalten, sind in Übereinstimmung mit der Schweißstation 2 Positionierungs- und Verriegelungsvorrichtungen 1a zur Verfügung gestellt.
Jede Positionierungs- und Verriegelungseinrichtung 3 trägt einen Positionierungsrahmen 4 der mit einer Serie von Positionierungs- und Verriegelungsvorrichtungen zum Belegen der zu schweißenden Teile ausgerüstet ist, so dass sie während der Schweißvorgänge in einer genauen Montageposition arretiert bleiben. Die durch den Positionierungsrahmen 4 getragenen Positionierungs- und Verriegelungsvorrichtungen sind in den beiliegenden Zeichnungen nicht dargestellt, da sie auf jede bekannte Art und Weise hergestellt werden können und nicht in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen. Das Weglassen dieser konstruktiven Details in den Zeichnungen dient der schnelleren und einfacheren Verständlichkeit.
Bei der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten bevorzugten Arbeitsweise und gemäß dem Stand der Technik werden in der Praxis zwei Positionierungsrahmen 4 (siehe 2) auf jeder Seite der Transportstraße 1 angeordnet, wobei ein jeder mit Positionierungs- und Verriegelungsvorrichtungen zur Verwendung mit einer unterschiedlichen zu schweißenden Anordnung ausgerüstet ist. Die zwei Positionierungsrahmen 4 können parallel zur Transportstraße verschoben werden, um miteinander, in Abhängigkeit von der Art der Karosserie, die an der Schweißstation gestoppt hat, ihre Position in Übereinstimmung mit der Schweißstation zu verändern. Dazu weißt jeder Positionierungsrahmen einen oberen, von den Führungen freien Teil auf, der die verschiedenen Positionierungs- und Verriegelungsvorrichtungen trägt, und einen unteren selbstfahrenden Wagen 4a auf, dessen Räder 5 auf Führungen 6 laufen. Diese Führungen sind sowohl auf der Einrichtung 3 als auch auf beiden ortsfesten Tischen 7 vorhanden, die bezüglich der Förderrichtung A entsprechend vor und nach der Einrichtung 3 angeordnet sind. In den beiliegenden Zeichnungen zeigt 2 die zwei auf einer Seite der Transportstraße 1 angeordneten Positionsrahmen 4 in einer Grundstellung, wobei sich das auf der rechten Seite dargestellte Fahrgestell in der Warteposition befindet. Sollte sich der zu schweißende Karosserietyp ändern, bewegt sich das Paar Positionsrahmen 4 nach links (in Bezug auf 2), sodass sich der auf der rechten Seite dargestellte Positionierungsrahmen in die Arbeitsposition bewegt, während sich der auf der linken Seite dargestellte Positionierungsrahmen auf den nach der Einrichtung 3 angeordneten ortsfesten Tisch in die Warteposition bewegt.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, sind bei der Positionierungs- und Verriegelungseinrichtung 3 die Führungen 6, die die Räder 5 des Wagens 4 aufnehmen, auf einer Basisplattform 8 montiert, die um eine zur Transportstraße 1 parallelen Achse 10 auf der festen Tragkonstruktion 9 verschwenkt werden kann.
Insbesondere gemäß der 4 und 5 kann sich die Basisplattform 8 zwischen einer ruhenden horizontalen Position, in der sich der entsprechende Positionierungsrahmen 4 in einer bezüglich der Ebene der Transportstraße 1 nach hinten geneigten Position (siehe 3) befindet, und einer in Richtung der Transportstraße 1 gedrehten Arbeitsposition bewegen, in der der Positionierungsrahmen 4 mehr oder weniger vertikal steht, so dass die von diesem getragenen Positionierungs- und Verriegelungsvorrichtungen mit den zu schweißenden Teilen auf der Transportstraße in Eingriff kommen können.
Die Bewegung der Grundplatte 8 ist durch einen Motor 11 und eine Untersetzungseinrichtung 11a (beispielsweise ein elektrischer Motor und ein Hydraulikmotor) kontrolliert, die (siehe 6) über zwei Verbindungsstücke 12 ein paar Kurbeln 13 kontrollieren, von denen jede an ihrem freien Ende eine Walze 14 trägt, wobei die Walze mit einem Langloch 15 in einer Halterung 16, die durch die Basisplattform 8 getragen wird, in Eingriff steht (siehe auch 4 und 5). Wie in den 3 bis 5 und 11 gezeigt, ist die Basisplattform 8 auf der festen Tragkonstruktion 9 derart angebracht, dass sie um die Achse 10 schwenken kann. Genauer gesagt weist die ortsfeste Tragkonstruktion 9 ein paar Ständer 17 auf (3, 11) von denen jede einen Lagerzapfen 18 (11) trägt, auf denen ein Lager 19 drehen kann, das einen Teil der Basisplattform 8 bildet.
Um eine präzise Position für die Arbeitsposition des Positionierungsrahmens entlang zwei orthogonaler Achsen in einer Ebene senkrecht zur Transportstraße 1 zu erlangen, stellt die Grundplatte 8 zwei Positionierungselemente 20 zur Verfügung, von denen jedes eine nach unten weisende V-förmige Vertiefung 20a aufweist (siehe 10), um sie mit der Oberfläche zweier entsprechender zylindrischer Walzen 21 in Eingriff zu bringen, die frei drehbar auf ortsfesten Halterungen 22 auf der Konstruktion 9 montiert sind, wenn sich die Basisplattform 8 in der in 5 dargestellten angehobenen Position befindet. Wie in den 4, 5 und 11 gezeigt, sind die Walzen 21 auf Zapfen 23 mit einer Achse 24 montiert, die etwas von der Achse 10 beabstandet ist. Auf diese Art und Weise bewirkt die Rotation der Basisplattform 8 aus der in 4 gezeigten horizontalen Position in die in 5 gezeigte angehobene Position, das in Eingriff bringen der Oberfläche der Vertiefung 20a der Positionierungselemente 20 mit den entsprechenden zylindrischen Walzen 21, die somit eine Referenzposition zur genauen Position des Positionierungsrahmens 4 entlang zwei im wesentlichen orthogonaler Achsen in einer Ebene senkrecht zu der Achse der Transportstraße 1 bilden.
Um die Bewegung des Wagens 4a zu steuern, beinhaltet jeder Wagen 4a einen Onboard-Motor 23 (siehe beispielsweise 3), der die Drehbewegung eines Ritzels 24 (4, 5) steuert, dass mit einer Zahnstange 25 auf der Grundplatte 8 in Eingriff steht. Der Aufbau der Basisplattform weist zudem ein paar Walzen 26 auf, deren Achse vertikal ausgerichtet sind, wenn die Grundplatte horizontal verläuft ( 3, 10) und die mit zwei Seiten eines keilförmigen Elementes 27, dass auf einer Halterung 9a, die einen Teil der festen Tragkonstruktion 9 bildet (siehe 1, 3, 10), in Eingriff gebracht werden kann, um eine genaue Referenzposition für die Position des Gestells 4 entlang einer Achse parallel zur Transportstraße 1 zu bilden (siehe auch 7).
Wie in 8 gezeigt, weist der Positionierungsrahmen, wenn er sich in der Arbeitsposition befindet, Eingriffelemente 30 auf, die von der Seite, die der Montagestraße gegenüberliegend hervorstehen und mit Verriegelungshalterungen 31 in Eingriff stehen, die durch ortsfeste, entlang der Transportstraße angeordnete Anordnungen getragen werden. 9 zeigt eine Variante, bei der das Verriegeln des Positionierungsrahmens im Arbeitszustand durch eine Zange 33 bewirkt wird, die auf einem nahe der äußeren Seite der Basisplattform 8 angeordneten Ständer 34 montiert ist und mit einem auf dem Wagen 4a angeordneten Element in Eingriff tritt. Ein Steuerzylinder steuert die Zange über ein Hebelsystem 36.
Selbstverständlich können unter Berücksichtigung der Erfindung die konstruktionellen Details und Ausführungsformen erheblich verändert werden, wobei das hier Beschriebene und Dargestellte lediglich zur Erläuterung dient, ohne dabei den Schutzumfang dieser Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist zu verlassen.

Claims

Einrichtung zum Positionieren und Verriegeln von metallischen Blechteilen von Kraftfahrzeugkarosserieteilen zum elektrischen Punktschweißen, mit: • Positionierungs- und Verriegelungsvorrichtungen zum Verriegeln der metallischen Blechteile, die punktgeschweißt werden sollen, in der korrekten Montageposition, • einem Positionierungsrahmen (4), der bei Verwendung auf einer Seite einer Montagestraße (1) und parallel dazu angeordnet ist und zwischen einer Arbeitsposition in einer Schweißstation und einer Warteposition, die von der letzteren beabstandet ist, bewegt werden kann, wobei der Positionierungsrahmen einen unteren selbstfahrenden Wagen (4a) aufweist, der durch Führungen (6) führbar ist, die parallel zur Montagestraße (1) angeordnet sind, und einen die Positionierungs- und Verriegelungsvorrichtungen tragenden oberen Teil, • einer Basisplattform (8), die bei Verwendung seitlich der Transportstraße (1) an der Schweißstation (2) angeordnet ist und Führungen (6) aufweist zur Aufnahme des Positionierungsrahmens (4), wenn dieser in seine Arbeitsposition gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplattform (8) auf einer ortsfesten Tragkonstruktion um eine zur Transportstraße parallelen Drehachse verschwenkbar montiert ist, so dass sie bei Verwendung zwischen einer im wesentlichen horizontalen ersten Position zur Aufnahme des Positionierungsrahmens mit dem Wagen und einer in Richtung der Montagestraße gedrehten zweiten Position bewegbar ist zum in Eingriff bringen des Positionierungsrahmens auf dem zu punktschweißenden metallischen Blechteil, wobei die Vorrichtung auch eine Motorisierungsvorrichtung (11) zum Bewegungsantrieb der Basisplattform (8) aufweist, wobei die Motorisierungsvorrichtung eine auf der ortsfesten Tragkonstruktion (9) drehbare Kurbel (13) und einen Dorn (14) aufweist, der mit einer an einer Halterung auf der Basisplattform (8) ausgebildeten Nut (15) in Eingriff steht und in dieser entlang gleiten kann.
Positionierungs- und Verrieglungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplattform (8) mit einem Positionierungselement (20) mit einer V-förmigen Oberfläche (20a) versehen ist, um es in der zuvor erwähnten gedrehten Position der Basisplattform (8) über der Oberfläche eines zylindrischen Elementes (21) in Eingriff zu bringen, das frei um eine zu der Drehachse (10) der Basisplattform (8) parallelen und etwas von dieser beabstandet Achse (24) drehbar auf der ortsfesten Tragkonstruktion (9) montiert ist, zur Bildung einer Referenzposition zur genauen Positionierung der Basisplattform (8) entlang zweier orthogonaler Achsen in einer Ebene, die senkrecht zu der Transportstraße (1) verläuft.
Positionierungs- und Verrieglungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplattform (8) mit einem Paar frei drehbarer Walzen (26) ausgestattet ist, deren Achsen vertikal verlaufen, wenn sich die Plattform (8) in ihrer horizontalen Position befindet, zum in Eingriff bringen mit den zwei Seiten eines keilförmigen Elementes (27), das durch die ortsfeste Tragkonstruktion (9) getragen wird, wenn die Plattform (8) in die zuvor genannte gedrehte Position gebracht ist, zur Bildung einer Referenz für die genaue Position der Basisplattform (8) entlang einer Achse parallel zu der Transportstraße (1).
Positionierungs- und Verrieglungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplattform (8) und/oder der Positionierungsrahmen (4) mit Eingriffelementen (30, 35) versehen sind zum Zusammenwirken mit durch die ortsfeste Tagkonstruktion (9) getragene Verriegelungshalterungen (31, 33) in der zuvor genannten gedrehten Position, um den Positionierungsrahmen (4) fest zu verriegeln.
Positionierungs- und Verrieglungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (4a) einen Onboard-Motor (23) trägt, der die Rotation eines Vertikalachsenritzels (24) steuert, das in eine von der Basisplattform (8) getragene Zahnstange (25) eingreift.
Anlage zur Montage von metallischen Blechteilen an Kraftfahrzeugkarosserien mittels elektrischem Punktschweißen, mit einer Transportstraße (1), um die Karosserien durch eine Schweißstation (2) zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schweißstation (2) auf beiden Seiten der Transportstraße (1) zwei Positionierungs- und Verriegelungseinrichtungen gemäß einem der vorgenannten Ansprüche angeordnet sind.
Anlage gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Seite der Transportstraße (1), vor und hinter der entsprechenden Positionierungs- und Verriegelungseinrichtung (3), zwei ortsfeste Tische (7) positioniert sind, wobei jeder der ortsfesten Tische (7) Führungen (6) aufweist, die, wenn sich die Basisplattform (8) in der ersten Position befindet, an den Führungen (6) der Basisplattform (8) auf der selben Seite der Transportstraße (1) ausgerichtet sind, und zwei Positionierungsrahmen (4) auf jeder Seite der Transportstraße (1) angeordnet sind, die ihre Position über der Basisplattform austauschen können, indem sie entlang der Führungen (6) der entsprechenden Basisplattform (8) und den zuvor genannten Tischen (7) laufen, wobei jeder Positionierungsrahmen (4) für unterschiedliche zu schweißende Anordnungen konfiguriert ist.