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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren
zur Fertigung von Metallgehäusen,
die zur Unterbringung elektrischer Anlagen vorgesehen sind, sowie
auf eine Vorrichtung zur Ausführung
dieses Verfahrens.
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Gehäuse der
vorgenannten Art bestehen im Wesentlichen aus einem Metallblechband,
das in eine kastenförmige
Gestalt gebogen und dann an wenigstens zwei querlaufende Profilstäbe geschweißt sind,
die der Gesamtstruktur Steifigkeit verleihen sollen.
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Bislang
sind diese Gehäuse
im Allgemeinen in Anlagen geschweißt worden, die die verschiedensten
Arten und Ausmaße
an Automatisierung aufweisen, wobei von geeigneten, speziellen Schweißlehren
Gebrauch gemacht wird, die es erlauben, Gehäuse unterschiedlicher Größen entsprechend
den Wünschen
und den endgültigen
Gebrauchsanforderungen an diese Gehäuse zu fertigen. Auf diesen
Anlagen wird das Schweißen
mit Hilfe von roboter-unterstützten
Halterungen ausgeführt,
die programmierbar sind, um sie den Konturen der zu verschweißenden Elemente
und Teile richtig anzupassen.
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Die
in einer ersten Art solcher Anlagen verwendeten Schweißlehren
sind in den drei kartesischen Raumachsen einstellbar, um sie an
die zahlreichen Gehäusegrößen anzupassen,
um dadurch einen vollständigen
und zusammenhängenden
Arbeitsablauf ausführen
zu können.
Eine Lösung
wie diese erweist sich jedoch klar als ziemlich komplex sowohl unter
dem Gesichtspunkt der Konstruktion als auch des Betriebs; weiterhin
hat sie physikalische Grenzen aufgrund ihrer Verwendung von rechnergesteuerten
Einrichtungen, die sicherlich eine beachtliche Masse und Größe im Vergleich
zu den relativ kleinen Gehäusen
haben, die dort gehandhabt werden.
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Bei
einer anderen Art gegenwärtig
verwendeter Anlagen wird von Schweißlehren Gebrauch gemacht, die
es erlauben, einzelne Vorgänge
längs einer
oder zwei Ecken des kastenartigen Aufbaus auszuführen. In diesem Falle besteht
die Tendenz, dass Probleme hinsichtlich der Fähigkeit zur Dimensionsstabilität, d. h.
zur Konstanz und Aufrechterhaltung der Rechtwinkeligkeit der Schweißverbindungen
erwachsen, weil mehr als eine einzige Schweißlehre nacheinander dem herzustellenden
Gehäuse
zugeordnet werden müssen.
Es ist klar genug, dass dieses beachtlich längere Fertigungszeiten erfordert.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Herstellungsverfahren für
die Fertigung von Metallgehäusen
anzugeben, die elektrische Anlagen aufnehmen sollen, das bei Verwendung
einer verminderten Anzahl von Schweißlehren die Fertigung von Gehäusen in
einer einzigen Anlage ermöglicht,
wobei der Anlage die Möglichkeit gegeben
ist, an die wechselnden Abmessungen solcher Gehäuse in allen drei kartesischen
Raumachsen kontinuierlich angepasst zu werden.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren
der o. g. Art anzugeben, bei dem die Notwendigkeit, das Schweißen hinsichtlich
der Maße
längs wenigstens
einer der kartesischen Raumachsen anzupassen, vermieden ist.
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Eine
noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren
der o. g. Art anzugeben, bei dem die an Gehäusen unterschiedlicher Größe auszuführenden
Schweißvorgänge unabhängig von
der Tiefe der Gehäuse
sind.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren
anzugeben, bei dem die zu schweißenden Gehäuse unter Verwendung einfacher,
traditioneller Handhabungsmittel geschweißt werden, wie beispielsweise
Förderbändern, Rollentischen
und Scherentischen, ohne dass die Notwendigkeit besteht, programmierbare
Steuerungen komplexer und teurer Art zu verwenden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden diese und weitere Aufgaben mit einem Herstellungsverfahren
gelöst,
das die im Anspruch 1 und in den davon abhängigen Ansprüchen genannten
Merkmale enthält.
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Jedenfalls
gehen Merkmale und Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung aus der folgenden Beschreibung leichter hervor, die mittels
eines nicht einschränkenden Beispiels
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen gegeben wird.
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1 ist
eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Fertigen von Gehäusen gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2A, 2B und 2C sind
schematische Ansichten, die die in einer Station der in 1 gezeigten
Vorrichtung stattfindenden Arbeitsfolge zeigen;
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3A, 3B und 3C sind
schematische Ansichten, die in einer weiteren Station der in 1 gezeigten
Vorrichtung stattfindenden Arbeitsfolge zeigen.
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Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in einer Vorrichtung ausgeführt, wie sie schematisch in
einer typischen Konfiguration derselben in 1 dargestellt
ist.
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Die
Herstellung eines Metallgehäuses,
das zur Aufnahme elektrischer Anlagen bestimmt ist, wird gewöhnlich ausgehend
von einem Metallblechband ausgeführt,
das in eine kastenartige Gestalt gebogen und dann an wenigstens
zwei querlaufende Profilstäbe
geschweißt
wird, die der Gesamtstruktur Steifigkeit verleihen sollen.
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Die
Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht im Wesentlichen aus einem stationären Bett 10,
einem ersten Rollentisch 12, einer ersten Schweißstation 14,
einer Wendeaufnahmevorrichtung 16, einer zweiten Schweißstation 18,
einem zweiten Rollentisch 20 und einem Schweißwerkzeug 22,
wobei man leicht erkennen kann, dass die Rollentische durch Gleitbänder oder ähnliche
Fördereinrichtungen
ersetzt werden können.
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Das
Bett 10 hat eine Auflagefläche, auf der die zahlreichen
Teile (Rückwand,
Seitenwände
und querlaufenden Profilstäbe),
die das herzustellende Gehäuse
C bilden, manuell zusammengesetzt werden, wobei diese Einzelteile
normalerweise mit Bohrungen versehen sind, die in zahlreichen Gestalten und
Größen gebohrt
sind. Das vormontierte Gehäuse wird
dann auf den ersten Rollentisch 12 gebracht, wobei seine
offene Seite nach oben weist, und wird auf die erste Schweißstation 14 überführt. Diese Schweißstation 14 hat
eine Auflage- und Gleitfläche 24,
die vorzugsweise von einem Scherentisch oder dgl. abgestützt ist,
und eine Schweißlehre 26.
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Die
Schweißlehre 26 ist
mit ausweitbaren Elementen 28 versehen, die in die nach
oben weisende Öffnung
des Gehäuses
C eingeführt
werden, um sie zu veranlassen, sich an dessen Ränder anzulegen, um das Gehäuse hängend und
an der Schweißlehre
angebracht zu halten, wenn der Schweißvorgang längs der vorderen Ecken des
Gehäuses
ausgeführt
wird.
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Die
Wendeaufnahmevorrichtung 16, auf die das Gehäuse C dann überführt wird,
ist mit zwei Rollentischen oder dgl. versehen, zwischen denen das Gehäuse geklemmt
und gehalten wird, wenn es um 180° gedreht
wird, damit es dann auf die zweite Schweißstation 18 in einer
korrekten Position überführt werden
kann.
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Die
Schweißstation 18 enthält ihrerseits
eine Auflage- und Gleitfläche 30,
die wiederum vorzugsweise von einem Scherentisch oder dgl. unterstützt ist,
und eine Schweißlehre 32. Ähnlich der
o. g. Schweißlehre 26 ist
auch diese Schweißlehre 32 mit ausweitbaren
Elementen 34 versehen, die dazu eingerichtet sind, in die
nun nach unten weisende Öffnung
des Gehäuses
C eingeführt
zu werden, um sie zu veranlassen, sich an dessen Ränder anzulegen, um
das Ge häuse
in einer festen Position zu halten, wenn der Schweißvorgang
längs der
hinteren Ecken dieses Gehäuses
ausgeführt
wird.
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Schließlich wird
das Gehäuse
C von der Anlage über
den zweiten Rollentisch 20 abgegeben.
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Vorzugsweise
ist das Schweißwerkzeug 22 ein
anthropomorpher Roboter, der an einer Überkopfschiene 36 angebracht
und so gesteuert und betrieben wird, dass er in der Lage ist, sich
zwischen den zwei Schweißstationen 14 und 18 zu
bewegen. Alternativ kann von einem stationären Roboter an jeder Schweißstation
Gebrauch gemacht werden, in Übereinstimmung
mit und je nach den besonderen Eigenschaften der herzustellenden
Gehäuse
und der ökonomischen
Nachhaltigkeit der Anlage.
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Die 2A bis 2C zeigen
schematisch den Ablauf des stattfindenden Schweißvorgangs, d. h. jenen, der
in der ersten Schweißstation 14 ausgeführt wird.
Der Scherentisch 24 hebt das vormontierte Gehäuse C bis
in eine Stellung, in der die ausweitbaren Elemente 28 der
Schweißlehre
in der Lage sind, in die nach oben weisende Öffnung des Gehäuses einzudringen,
um sich dadurch an die Ränder
desselben von der Innenseite her anzulegen. Der Scherentisch 24 wird
dann abgesenkt, wodurch das Gehäuse fest
an der Schweißlehre
hängend
zurückgelassen wird,
um das Schweißen
längs der
vorderen Ecken mittels des Schweißwerkzeugs 22 ausführen zu
können.
Sobald der Schweißvorgang
abgeschlossen ist, wird der Scherentisch 24 wieder angehoben,
um das Gehäuse
aufzunehmen, das von den ausweitbaren Elementen 28 der
Schweißlehre
freigegeben wird, und wird dann wieder abgesenkt, um das Gehäuse auf
die Wendeaufnahmevorrichtung 16 überführen zu können.
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In ähnlicher
Weise zeigen die 3A bis 3C schematisch
den Ablauf des Schweißvorgangs,
der an der zweiten Schweißstation 18 stattfindet,
d. h. ausgeführt
wird. Nachdem das Gehäuse
C auf die Auflagefläche 30 mit
nach unten weisender Öffnung überführt worden
ist, werden die ausweitbaren Elemente 32 in die nach unten
weisende Öffnung des
Gehäuses
eingeführt
und sich auszuweiten veranlasst, um sich an die Ränder des
Gehäuses
anzulegen. Diese Bewegung kann hervorgebracht werden, indem entweder
die Schweißlehre
veranlasst wird, sich gegenüber
der Auflagefläche 30 nach
oben zu bewegen, oder indem der Auflagetisch gegenüber der
Schweißlehre
abgesenkt wird. Weiterhin wird diese Bewegung mit einen festen Hub
ausgeführt,
der in geeigneter Weise so gewählt
ist, dass sichergestellt ist, dass Behälter jeder Größe in der
Lage sind, an den ausweitbaren Elementen der Schweißlehre fest hängend zu
verbleiben. Sobald der Schweißvorgang abgeschlossen
ist, werden die ausweitbaren Elemente 32 von den Rändern des
Gehäuses
gelöst, das
daher wieder auf die Auflage- und Gleitfläche absinken kann, um dann
auf den Abfördertisch 20 überführt zu werden.
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An
diesem Punkt kann man sehr leicht erkennen, dass der Hauptvorteil
des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung sich aus der Tatsache
ableitet, dass die Schweißvorrichtung
vollkommen automatisiert werden kann, so dass die Notwendigkeit, den
Schweißvorgang
jedes Mal in seinen Dimensionen neu einzustellen, wenigstens längs einer
der kartesischen Achsen vermieden werden kann. Tatsächlich ist
die Einstellung der Höhen-
und Breitenabmessungen der herzustellenden Gehäuse wirklich alles, was das
Schweißprogramm
erfordert, weil die Tiefenabmessung ohne Notwendigkeit der Bereitstellung
einer besonderen Einrichtung eingestellt wird. Eine einfache fotoelektrische
Zelle oder eine Mikroschalteranordnung ist tatsächlich mehr als ausreichend,
um die Höhe
des Randes über
dem Boden des Gehäuses
zu erfassen.
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Als
Ergebnis kann die Anzahl Schweißlehren,
die erforderlich ist, um unterschiedliche große Gehäuse zu schweißen, drastisch
reduziert werden.