DE68924999T2

DE68924999T2 - Verfahren zum Zusammenbau eines Fahrzeugaufbaus.

Info

Publication number: DE68924999T2
Application number: DE68924999T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Nissan Zama-Ryo Kanno; Kaoru Okuyama; Hiroyuki Ono; Hiroshi Sasaoka; Kazuhiko Yazaki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-06-11
Filing date: 1989-06-12
Publication date: 1996-04-25
Anticipated expiration: 2009-06-13
Also published as: US4981252A; EP0346816B1; KR930001868B1; AU623145B2; DE68924999D1; EP0346816A3; ES2083366T3; KR910000471A; AU3629789A; EP0346816A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zum Steuern eines flexiblen Fertigungssystems, wie es im Anspruch 1 angegeben ist.
Seither ist, um verschiedene Typen von Fahrzeugkarosserien in einer gemeinsamen Montagelinie zu montieren, ein sogenanntes "flexibles Fertigungssystem (FMS)" eingesetzt worden. In der Montagelinie dieses Systems sind Bypasslinien einer Arbeitsstückzuführlinie zum selektiven Zuführen bestimmter Arbeitsstücke (nämlich Hauptbodentafeln, Karosserieseitentafeln, Dachtafeln, und dergleichen) zu der Werkstückzuführlinie zugeordnet und eine Vielzahl von Positionierrobotern und Schweißrobotern sind einer Fahrzeugkarosserie-Temporär-Montagevorrichtung zum Positionieren und temporären Verschweißen der Werkstücke gemäß der Informationen über den Typ der Fahrzeugkarosserien, die montiert werden sollen, zugeordnet. Zu jedem Zeitpunkt zu dem eine Anderung des Typs der Fahrzeugkarosserien, die montiert werden sollen, erforderlich ist wird eine sogenannte "Modusänderungseinrichtung" der Montagevorrichtung betätigt um die Positionen zu ändern, an denen entsprechende Arbeitsstücke durch die Roboter positioniert werden sollen. Die Positionierroboter dieses Typs sind in der japanischen, ersten, vorläufigen Patentpublikation No. 62-110581 offenbart.
Die Roboter, die in der vorstehend erwähnten Montagelinie eingesetzt werden, werden durch eine Reihe von Steuerprogrammen, die durch einen Computer ausgeführt werden, gesteuert. Demzufolge wird, wenn die Reihe von Programmen einen Teil enthält, für den es unmöglich ist, daß er korrekt ausgeführt wird, der nachfolgende Vorgang der Roboter unvermeidbar unterdrückt. Das bedeutet, daß seither, wenn einmal die Modusänderungseinrichtung der Positionierroboter dahingehend fehlschlägt, aufgrund eines Hardware- und/oder Softwareproblems zu arbeiten, die gesamte Karosseriemontagelinie dazu gezwungen wird, zu stoppen, bis das Problem gelöst ist. Tatsächlich erhöht die Verwendung zahlreicher Roboter die Möglichkeit der Einbringung solcher Probleme.
"International Encyclopaedia of Robotics", Volume 1, von Richard C. Dorf, Seiten 117 bis 128, offenbart ein paralleles Multitask-Montagesystem. Systeme mit paralleler Linie sind flexibler als Systeme mit serieller Linie, da das Produktionsvolumen leicht durch Entfernen oder Hinzufügen von Stationen, wie dies erforderlich ist, variiert werden kann. Auch wird, falls eine Station einen größeren Fehler besitzt, der Rest des Systems nicht beeinflußt. Jede Stufe des Montageverfahrens sollte streng hinsichtlich des Auftretens eines Fehlers überwacht werden. Montageroboter müssen in der Lage sein, auf Fehler anzusprechen und korrigierende Maßnahmen in einer Realzeit vorzunehmen. Demzufolge muß jedes Robotersteuersystem oder eine Arbeitsstationsteuereinheit die Fähigkeit besitzen, die Stationsaktivitäten zu überwachen. Vorzugsweise sollte die Speicherkapazität des Roboters groß genug sein, um Programm-Unterprogramme zu speihern, die dem Roboter ermöglichen, die Probleme, die in der Arbeitszelle auftreten könnten, zu korrigieren oder zu beiseitigen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines flexiblen Fertigungssystems in einer Art und Weise zu schaffen, bei der eine hohe Effektivität erhalten wird, gerade wenn ein Fehler von Teilen des Systems auftritt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Schritte aufweist, wie sie in dem Patentanspruch 1 definiert sind.
Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind Gegenstand verschiedener Unteransprüche.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, in denen:
Fig. 1 zeigt eine schematisch dargestellte Fahrzeugkarosserie-Montagelinie, bei der die Erfindung praktisch angewandt wird;
Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht einer Hauptkarosserie-Montagevorrichtung, die in der Fahrzeugkarosserie-Montagelinie der Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, das die Inhalte einer Abfolgesteuerung darstellt, die durch die Hauptkarosserie-Montagevorrichtung ausgeführt wird;
Fig. 4 und 5 zeigen Flußdiagramme, die die Schritte zum Handhaben möglicher Probleme darstellen, die während des Betriebs der Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung auftreten können;
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht der Hauptkarosserie-Montagevorrichtung;
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf die Hauptkarosserie-Montagevorrichtung, die die Anordnungs- und Schweißroboter zum Anordnen und Punktschweißen einer Hauptbodenplatte darstellt;
Fig. 8 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Hauptkarosserie-Montagevorrichtung;
Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht einer der Positionierroboter, der in der Hauptkarosserie- Montagevorrichtung befestigt ist;
Fig. 10A, 10B, 10C und 10D zeigen Zeichnungen, die einen Manipulatorabschnitt des anderen Roboters darstellen;
Fig. 11 zeigt eine Ansicht ähnlich der Fig. 9, die allerdings das Detail eines Gleitmechanismus für einen axial bewegbaren Arm darstellt;
Fig. 12 zeigt eine Ansicht, die aus der Richtung des Pfeils XII der Fig. 11 vorgenommen ist;
Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII der Fig. 11;
Fig. 14A, 14B und 14C zeigen jeweils eine Vorder-, Boden- und Seitenansicht eines Schweißroboters, bei dem eine verbesserte Verdrahtung praktisch angewandt wird; und
Fig. 15 zeigt eine Schnittansicht, die entlang der Linie XV-XV der Fig. 14A vorgenommen ist.
Wie die Fig. 1 zeigt ist dort die Gesamtheit einer Fahrzeugkarosserie-Montagelinie dargestellt, bei der die vorliegende Erfindung praktisch angewandt wird.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 11 eine Hauptbodentafel-Tragelinie zum Tragen einer Hauptbodentafel (ein Arbeitsstück), 21 bezeichnet eine Karosserieseitentafel-Tragelinie zum Tragen rechter und linker Karosserieseitentafeln (nämlich Arbeitsstücke) und 31 bezeichnet eine Hauptkarosserie-Montagelinie zum Montieren einer Hauptkarosserie durch Anordnen und Schweißen der Hauptbodentafel, der Karosserieseitentafeln, einer Dachschiene, eines Luftkasten, einer Trenntafel und einer hinteren Tafel (bei denen es sich sämtlich um Arbeitsstücke handelt).
Die Hauptbodentafel-Tragelinie 11 weist eine über Kopf liegende Fördereinrichtung, die eine Reihe von Hängeteilen besitzt, die sich entlang des Pfads 12 in der Richtung des Pfeils "A" bewegen, eine erste und eine zweite Senkhebeeinrichtung 13 und 14, die jeweils eine Überführung der Hauptbodentafel (das bedeutet das Arbeitsstück) von einer Linie (nicht dargestellt) ausführen, auf der das Arbeitsstück vormontiert worden ist, zu einem Ausgewählten der Hängeteile und eine Überführung des Arbeitsstücks von dem Aufhängungsteil zu der Hauptkarosserie-Montagelinie 31 aus, und erste, zweite und dritte Umschaltvorrichtungen 15, 16 und 17, die selektiv den Pfad 12 ändern, auf. Der Pfad 12 besitzt eine Vielzahl (drei in der dargestellten Ausführungsform) von Bevorratungsfahrspuren 12a, die parallel darin angeordnet sind, und eine Bypass-Fahrspur 12b, die an der Senkhebeeinrichtung 13 vorbeiführt. Die Vorratsfahrspuren 12a bevorraten darin bestimmte Typen von Arbeitsstücken jeweils.
Mit der Anordnung der Hauptbodentafel-Tragelinie 11 wird das Aufhängungsteil, das das Arbeitsstück daran aufgehängt besitzt, zu einer der Vorratsfahrspuren 12a über die erste Umschaltvorrichtung 15 überführt, die eine entsprechende Position angenommen hat. Das vorderste der Aufhängungsteile (jedes hängt das Arbeitsstück auf) in einer ausgewählten der Vorratsfahrspuren 12a wird von der zweiten Senkhebeeinrichtung 14 über die zweite Umschaltvorrichtung 16 überführt, die eine entsprechende Position angenommen hat. Das Aufhängungsteil wird dann durch die Senkhebeeinrichtung 14 erniedrigt, um das Arbeitsstück auf die Hauptkarosserie-Montagelinie 31 abzulegen. Das Aufhängungsteil von dem Arbeitsstück freigegeben ist, wird zu der ersten Senkhebeeinrichtung 13 über den Pfad 12 zurückgeführt. Auf gelegentliche Anforderungen kann mit der zweiten Senkhebeeinrichtung 14, die sich in Ruhe befindet, das Aufhängungsteil, das das Arbeitsstück daran aufgehängt besitzt, zu einer der Bevorratungsfahrspuren 12a über die dritte Umschaltvorrichtung 17, die Bypasslinie 12b und die erste Umschaltvorrichtung 15 zurückgeführt werden.
Die Karosserieseitentafeltragelinie 21 weist einen linken und einen rechten Abschnitt 21A und 21B auf, die jeweils an einer linken und einer rechten Seite der Hauptkarosserie-Montagelinie 31 angeordnet sind. Jeder Abschnitt 21A oder 21 B der Linie 21 weist eine Überkopf-Fördereinrichtung, die eine Reihe von Aufhängungsteilen aufweist, die sich entlang des Pfads 22 in der Richtung des Pfeils "C" bewegen, erste und zweite Senkhebeeinrichtungen 23 und 24, die jeweils eine Überführung der Karosserieseitentafel (das bedeutet das Arbeitsstück) von einer Linie (nicht dargestellt), auf der das Arbeitsstück vormontiert worden ist, zu einem ausgewählten der Aufhängungsteile und eine Übertragung des Arbeitsstücks von dem Aufhängungsteil zu der Hauptkarosserie- Montagelinie 31, eine Umschaltvorrichtung 25, die selektiv den Pfad 22 ändert, und eine Speichervorrichtung 26 auf. Der Pfad 22 besitzt eine Bypass-Fahrspur 22a die an der ersten Senkhebeeinrichtung 23 im Bypass vorbeiführt. Die Vorratsvorrichtung 26 weist eine Vielzahl Vorratsräume 26a, die kreisförmig angeordnet sind, und einen Träger 26b auf, der drehbar in der Mitte der kreisförmig angeordneten Vorratsräume 26a angeordnet ist. Der Träger 26b wird in der Richtung der Pfeile gedreht, um eine selektive Überführung eines ausgewählten Werkstücks zwischen dem Pfad 22, der Bypass-Fahrspur 22a und dem Träger 26b auszuführen
Mit der Anordnung der Karosserieseitentafel, die die Linie 21 trägt wird ein Aufhängungsteil, das ein Werkstück daran aufgehängt besitzt, durch den Träger 26b zu einem der Vorratsräume 26a überführt, um die Tafel in den ausgewählten Vorratsraum einzusetzen, und ein Aufhängungsteil, das ein ausgewähltes Werkstück daran aufgehängt besitzt, wird durch den Träger 26b ausgewählt und zu der zweiten Senkhebeeinrichtung 24 überführt, wo das Aufhängungsteil erniedrigt wird, um das ausgewählte Werkstück auf die Hauptkarosserie-Montagelinie 31 zu setzen. Das Aufhängungsteil, das das Werkstück davon freigegeben hat, wird zu der ersten Senkhebeeinrichtung 23 zurückgeführt. Auf gelegentliche Anforderungen hin kann mit der zweiten Senkhebeeinrichtung 24, die sich in Ruhe befindet, das Aufhängungsteil zu dem Vorratsraum 26a über die Umschaltvorrichtung 25 und die Bypass-Fahrspur 22a zurückgeführt werden, wie dies durch den Pfeil "D" dargestellt ist.
Die Hauptkarosserie-Montagelinie 31 weist eine Hauptbodentafel-Aufnahmestufe 32, zu der die Hauptbodentafel von der zweiten Senkhebeeinrichtung 14 übertragen wird, und eine Seitenkarosserietafel-Aufnahmestufe 33, zu der die linke und die rechte Seitengehäusetafel von der linken und der rechten Senkhebeeinrichtung 24 überführt wird, auf. Obwohl es nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, sind verschiedene Beladeeinrichtungen der Seitenkarosserietafel-Aufnahmestufe 33 zugeordnet, um die Dachschiene, den Luftkasten, die Zellen- bzw. Trenntafel und die hintere Tafel zu der Stufe 33 zu überführen. Die Hauptkarosserie-Montagelinie 31 weist weiterhin eine temporäre Montagestufe 34 für die Hauptkarosserie, die eine Hauptkarosserie-Montagevorrichtung 41 besitzen die daran befestigt ist, und Schweißstufen 35, 36, 37 und 38, die jeweilige Punktschweißroboter besitzt, die daran befestigt sind, Pendelfördereinrichtungen 39, die die Arbeitsstücke von den Stufen eines nach dem anderen befördern, und eine Entladeeinrichtung 40, die ein defektes Arbeitsstück zu der Außenseite der Linie auf einem halben Weg der Punktschweißstufen 35 bis 38 befördert, auf.
Wie die Fig. 2 zeigt ist dort eine Ansicht der Hauptkarosserie-Montagevorrichtung 51 gezeigt, wobei diese Ansicht aus einer Position der Vorrichtung 41 in Bezug auf die Richtung vorgenommen ist, in der die Arbeitsstücke befördert werden.
Die Hauptkarosserie-Montagevorrichtung 41 weist eine Parallelepiped-Rahmenstruktur 42, die über der Pendelfördereinrichtung 39 befestigt ist, und Positionierroboter 43 vom Typ mit orthogonalen Achsen, die an gegenüberliegenden Seitenabschnitten mit einem unteren Abschnitt der Parallelepiped-Rahmenstruktur 42 befestigt sind, und Schweißroboter 44 vom Typ mit orthogonalen Achsen, die an gegenuberliegenden Seitenabschnitten der Rahmenstruktur 42 angeordnet sind, auf. Jeder Positionierroboter 43 besitzt, an seinem voranführenden Ende eines Arms, eine Positionierungshand 45, die ein Arbeitsgestell, deren Maß einstellbar ist, und einen Klemmechanismus, der einen Klemmarm besitzt, der das Arbeitsstück gegen das Arbeitsgestell preßt, auf. Der Arm 43a ist so angeordnet, um sich von dem Inneren der Rahmenstruktur 42 hin und davon weg zu bewegen. Das Arbeitsgestell kann eine solche Vorrichtung sein, wie sie in der japanischen, ersten, vorläufigen Patentpublikation No. 59-144595 offenbart ist. Jeder Schweißroboter 44 besitzt, an seinem voranführenden Ende eines Arms 44a eine Punktschweißpistole 46. Diese Roboter 43 und 44 sind vom numerisch gesteuerten (NC-) Typ und werden sequentiell durch ein Steuersystem (nicht dargestellt) so gesteuert, daß jeder Roboter 43 oder 44 solche Sequenzaufträge ausführt, wie dies in dem Ablaufdiagramm der Fig. 3 dargestellt ist. Dies bedeutet, daß, in der Sequenz- bzw. Abfolgenummer S1 der Abstand zwischen Fingern (nämlich das Maß) des Arbeitsgestells des Positionierroboters 43 gemäß dem Typ der Fahrzeugkarosserien eingestellt wird, die montiert werden sollen, und in der Sequenz Nr. S2 wird das Arbeitsstück durch die Positionierungshand 45 des Positionierroboters 43 gehalten und zu einer zeitweiligen Position in Bezug auf ein anderes Werkstück bewegt, und in der Sequenz S3 werden die Positionierroboter 43 in einer vorgegebenen Reihenfolge bewegt, um so eine gegenseitige Beeinflussung zwischen den Arbeitsstücken während der Bewegung zu vermeiden, um die Arbeitsstücke an vorbestimmten Positionen anzuordnen. Dann werden in den darauffolgenden Sequenznummern die Schweißpistolen 46 der Schweißroboter 44 betätigt um die Arbeitsstücke an einer relativ kleinen Anzahl von Abschnitten punktzuschweißen um sie zeitweilig an einer Hauptkarosserie 47 zu montieren. wie dies durch eine angedeutete Linie in Fig. 2 dargestellt ist. Dann gibt in der Sequenz Nr. Sk die Positionierungshand 45 jedes Positionierroboters 43 das entsprechende Werkstück frei und bewegt sich zu seiner Ruheposition ohne gegenseitige Beeinflussung mit dem freigegebenen Werkstück, und in der letzten Sequenz Nr. Sk+1 bewegt sich jeder Positionierroboter 43 zurück zu seiner Ruheposition.
Im Betrieb werden verschiedene Arbeitsstücke durch die Pendelfördereinrichtungen 39 in die Rahmenstruktur 42 der Hauptkarosserie-Montagevorrichtung 41 getragen. Unter den Arbeitsstücken wird die Hauptbodentafel durch die unteren Positionierroboter 43 aufgenommen, die unter der Rahmenstruktur 42 angeordnet sind, die linken und rechten Karosserieseitentafeln werden durch die Seitenpositionierroboter 43 aufgenommen, die an den Seiten der Rahmenstruktur 42 angeordnet sind, und die verbleibenden Arbeitsstücke wie beispielsweise die Dachschiene, der Luftkasten und dergleichen werden durch die oberen Positionierroboter 43 aufgenommen, die an dem oberen Teil der Rahmenstruktur 42 angeordnet sind. Dann werden gemäß der zusammenwirkenden Bewegungen der Positionierroboter 43 diese Arbeitsstücke zu deren vorbestimmten Positionen bewegt, ohne daß eine gegenseitige Beeinflussung dazwischen auftritt. Dann werden aufgrund der Arbeit der Schweißroboter 44 die Hauptbodentafel und jede Karosserieseitentafel punktgeschweißt, allerdings temporär, und die Dachschiene, der Luftkasten und die Trenntafel und die rückwärtige Tafel werden temporär an der Hauptbodentafel und jeder Karosserieseitentafel punktgeschweißt, um die temporär montierte Hauptkarosserie 47 zu bilden. Die Hauptkarosserie 7 wird dann durch eine darauffolgende Pendelfördereinrichtung 39 zu den Punktschweißstufen 35, 36, 37 und 38 überführt.
Während des Hindurchführens durch die Punktschweißstufen 35 bis 38 wird die Hauptkarosserie 47 an zahlreichen Bereichen zum Erhöhen der mechanischen Festigkeit der Karosserie 47 punktgeschweißt. Danach werden die Dachtafel und andere Arbeitsstükke an der Hauptkarosserie 7 verschweißt. Falls ein defektes Arbeitsstück vorgefunden wird, wird dieses zu der Außenseite der Linie durch die Entladeeinrichtung 40 befördert.
Die Hauptkarosserie-Montagevorrichtung 41 besitzt eine sogenannte "Modusumschalteinrichtung", die die Betriebsmodi der Positionier- und Schweißroboter gemäß dem Typ der Fahrzeugkarosserien, die montiert werden sollen, ändern kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die nachfolgende Maßnahme ausgeführt.
Falls aufgrund eines Fehlschlagens des Fingersteuermechanismus des Arbeitsstückgestells oder eines Fehlers des Steuerschaltkreises für den Mechanismus oder eines Fehlers des Steuerprogramms, das ausgeführt werden soll, oder dergleichen, die Modusänderungseinrichtung dahingehend fehlschlägt, normal zu arbeiten, findet die nachfolgende, außergewöhnliche Betriebsweise in der Hauptkarosserie-Montagevorrichtung 41 statt.
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm, das die Schritte zur Vorbereitung der Ausführung einer außergewöhnlichen Montagearbeit darstellt. Das bedeutet, daß im Schritt 51 der Typ von Fahrzeugkarosserien, die fortlaufend montiert werden sollen, bestimmt wird. Vorzugsweise ist der Typ, der bestimmt wird, der Typ, der in großen Anzahlen hergestellt ist. Im Schritt 52 wird ein Aufhängungsteil der Hauptbodentafel-Tragelinie 11, die eine Hauptbodentafel trägt, die gegenüber derjenigen unterschiedlich ist, die in dem bestimmten Typ bestimmt ist, zu der Vorratsfahrspur 12A über die Bypass-Fahrspur 12b zurückgeführt, und im Schritt 53 wird ein Aufhängungsteil jeder Karosserieseitentafel- Tragelinie 21, die eine Karosserieseitentafel trägt die gegenüber derjenigen unterschiedlich ist, die in dem vorbestimmten Typ verwendet wird, zu der Vorratsvorrichtung 26 über die Bypass-Fahrspur 22a zurückgeführt, und im Schritt 53 werden Arbeitsstücke auf der Hauptkarosserie-Montagelinie 31, die gegenüber denjenigen unterschiedlich sind, die in dem vorbestimmten Typ verwendet werden und bis jetzt noch nicht montiert worden sind, zu der Außenseite der Hauptlinie durch die Entladeeinrichtung 40 befördert. Falls es erwünscht ist, können diese Schritte 52 bis 54 mit deren Reihenfolge geändert ausgeführt werden.
Im Schritt 55 wird das Arbeitsstückgestell der Positionierungshand 45 jedes Positionierroboters 43 so bewegt, um eine gegebene Position gemäß dem Typ der Fahrzeugkarosserien anzunehmen, die zusammengebaut werden sollen. Wenn in diesem Schritt einige der Arbeitsstückgestelle fehlschlagen zu arbeiten, werden dieselben manuell gehandhabt, um deren vorgegebenen Positionen durch Anhalten der Montagelinie für eine Weile anzunehmen.
In dem Schritt 56 wird dem Positionierroboter 43, der die Positionierungshand 45 besitzt, die sich in Problemen befindet, dazu gebracht, daß sie an der Ausführung des Programms der Sequenz-Nr. S1 (siehe Fig. 3) gehindert wird. Dies bedeutet, daß während eines Betriebs der Montagevorrichtung 41 ein sogenanntes Wellenstopsignal zum Stoppen der Bewegung einer bewegbaren Welle dem Positionierroboter 43, der sich unter Problemen befindet, zugeführt wird.
Durch Ausführen der vorstehend angegebenen Schritte wird die Montagelinie bereit zum Fortführen der Fahrzeugkarosseriemontage. Dies bedeutet, daß mindestens die Fahrzeugkarosserien des vorbestimmten Typs kontinuierlich durch die Montagelinie gemäß den programmierten Stufen, die durch das Flußdiagramm der Fig. 5 angezeigt sind, montiert werden können.
In einem Schritt 61 wird eine Einstellung durchgeführt, ob das Wellenstopsignal ausgegeben worden ist oder nicht. Falls NEIN der Fall ist, geht der Programmablauf direkt zu dem Schritt 63 über. Falls JA der Fall ist, geht das Programm zu dem Schritt 62 über, um ein effektives Signalzeichen "AUS" einzurichten. Das effektive Signalzeichen ist die Einrichtung, die auf "EIN" gesetzt wird, wenn die Betätigungseinrichtung, nämlich die bewegbare Welle für ein zugeordnetes Arbeitsstückgestell, normal arbeitet. Das Programm geht von dem Schritt 62 zu dem Schritt 63 über.
Im Schritt 63 werden die bewegbaren Wellen einer Gruppe, in der die effektiven Signalzeichen auf EIN gehalten werden, einer Startaufnahmevorbereitung unterworfen, und wenn die Vorbereitung durchgeführt ist, geht das Programm zu dem Schritt 64 über. Im Schritt 64 wird die Startsequenznummer gelesen und dann geht das Programm zu einem Schritt 65 über. In dem Fall, daß die Positionierroboter 43 nicht das vorstehend erwähnte Wellenstopsignal empfangen haben, werden die Sequenzaufträge S1 bis Sk+1 (siehe Fig. 3) in der Reihenfolge zu jedem Zeitpunkt, zu dem das Programm von dem nachfolgend erwähnten Schritt 66 zu dem Schritt 64 übergeht, ausgeführt. Allerdings wird in dem Fall, in der Positionierroboter 43 das Wellenstopsignal empfangen hat, der Auftrag von 51 weggelassen.
Im Schritt 65 werden Programme entsprechend den Sequenznummern S1, S2,... Sk+1 so betrieben, um die Aufträge entsprechend diesen Sequenznummern auszuführen. Im Schritt 66 wird eine Entscheidung durchgeführt, ob die Sequenznummer die letzte ist oder nicht. Falls NEIN, wird das Programm zu dem Schritt 64 zurückgeführt. Falls JA, geht das Programm zu ENDE über und hält an.
Demzufolge können durch Ausführen der vorstehend erwähnten Schritte die Fahrzeugkarosserien des vorbestimmten Typs kontinuierlich montiert werden. Dies bedeutet, gerade wenn die Modusänderungseinrichtung der Hauptkarosserie-Montagevorrichtung 41 dahingehend fehlschlägt, zu arbeiten, die Produktion der Fahrzeugkarosserien des vorbestimmten Typs kontinuierlch ohne Stoppen der Montagelinie bis zu einer Ruhezeit der Montagelinie ausgeführt wird. Während der Ruhezeit können Reparaturen an der Problemstelle der Modusänderungseinrichtung vorgenommen werden. Demgemäß wird der Verlust, der durch ein Anhalten der Linie bewirkt wird, unterdrückt.
Im Nachfolgenden wird der Aufbau der Hauptkarosserie-Montagevorrichtung 41 im Detail unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 6, 7 und 8 beschrieben.
Jeder Roboter 43 oder 44 ist in einer Richtung parallel zu dem Weg gleitbar, entlang dem sich die Pendelfördereinrichtung 39 bewegt. Hierfür sind gepaarte Schienen 110 an den Außenseitenabschnitten der Rahmenstruktur 42 befestigt die sich entlang des Wegs erstreckt. Dies bedeutet, daß sich die gepaarten Schienen 110 in der Richtung der Y-Achse des dreidimensionalen, rechtwinkligen Koordinatensystems erstrecken. Gepaarte Gleitteile 112 sind betriebsmäßig mit den Schienen 110 in Eingriff gebracht. Jeder Roboter 43 oder 44 besitzt einen Basisabschnitt 114, der an dem gepaarten Gleitteil 112 befestigt ist, so daß der Roboter entlang des Wegs gleitbar ist. Dies bedeutet, daß sich jeder Roboter 43 oder 44 horizontal bewegen kann. Es sollte auch angemerkt werden, daß, da der Gleitmechanismus, der aus den Schienen 110 und den Gleitteilen 112 besteht, außenseitig der Rahmenstruktur 42 positioniert ist, dieser dagegen geschützt ist, daß er einem Schweißsputtern ausgesetzt wird, das innerhalb der Rahmenstruktur 42 durch die Schweißroboter entstehen würde. Dies bedeutet, daß der Gleitmechanismus einer langen Nutzung standhalten kann.
Wie anhand der Fig. 6 gesehen werden kann, werden verschiedene Roboter 43 und 44 durch dieselben, gepaarten Schienen 110 getragen. Mit dieser Anordnung kann die Hauptkarosserie-Montagevorrichtung 41 kompakt in der Größe aufgebaut werden und die horizontale Bewegung des Roboters kann mit einer hohen Genauigkeit vorgenommen werden.
Um jeden Roboter 43 oder 44 entlang der entsprechenden Schienen 110 zu bewegen, das bedeutet in der Richtung der Y-Achse des rechtwinkligen Koordinatensystems, wird eine Antriebsvorrichtung für jeden Roboter eingesetzt. Die Antriebsvorrichtung weist eine Gewindewelle 116 auf, die an dem Außenseitenabschnitt der Rahmenstruktur 42 in einer Art und Weise befestigt ist, daß sie sich horizontal erstreckt. Mit der Gewindewelle 116 in Eingriff gebracht sind Kugelmuttern 118, die mit den Basisabschnitten 114 der jeweiligen Roboter 43 und 44 verbunden sind. Ein Servomotor 120 ist auf dem Basisabschnitt 114 jedes Roboters 43 oder 44 zum Antrieb der Kugelmuttern 118 über Zeitsteuerriemen oder dergleichen befestigt. Es sollte angemerkt werden, daß zwei oder drei Roboter durch eine Gewindewelle 116 angetrieben werden.
Falls es erwünscht ist, können einige der Roboter vom sogenannten "Roboter vom gelenkigen Typ" sein. In diesem Fall kann ein Linearmotor zum Antrieb solcher Roboter verwendet werden.
Nachfolgend werden die Roboter 43 und 44 an einem relativ niedrigeren Abschnitt der Rahmenstruktur 42 zum Positionieren und Punktschweißen der Hauptbodentafel positioniert, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben werden wird.
Wie anhand der Fig. 7 zu sehen ist, sind Paare von Positionier- und Punktschweißrobotern 43 und 44 an jeder Seite der Längsachse der Rahmenstruktur 42 angeordnet. Die zwei Paare der Roboter 43 und 44 sind gleitend durch die zwei parallelen Schienen 110 geführt, die sich entlang der Achse der Rahmenstruktur 42 erstrecken. Die Art und Weise, in der die Gleitteile 112 mit den Schienen 110 in Eingriff gebracht sind, kann anhand der Fig. 8 erkannt werden. Wie auch aus dieser Zeichnung zu sehen ist, ist die Gewindewelle 116 mit der Rahmenstruktur 42 verbunden, um sich horizontal zu erstrecken. Die Kugelmuttern 118, die an den Basisabschnitten der Roboter befestigt sind, sind betriebsmäßig mit der Gewindewelle 116 in Eingriff gebracht. Demzufolge gleiten, wenn die Kugelmuttern 118 durch den Servomotor 120 gedreht werden, die Roboter entlang der Schienen 110 horizontal das bedeutet in der Richtung parallel zu der Richtung, in der sich die Pendelfördereinrichtung 39n bewegt.
Der Arm 43a jedes Roboters 43 ist zu dem Inneren der Rahmenstruktur 42 hin und davon weg bewegbar. Wie anhand der Fig. 2 gesehen werden kann, führt der bewegbare Arm 43a durch den Basisabschnitt 114 des Roboters 43 hindurch. Ein Paar paralleler Schienen 122 und eine Gewindewelle 124 sind so angeordnet, um sich in der Richtung zu erstrecken, in der sich der bewegbare Arm 43a bewegt. Die Gewindewelle 124 ist um die Achse davon drehbar. Wie anhand der Fig. 6 gesehen werden kann, sind ein Gleitteil 126 und eine Kugelmutter (nicht dargestellt) mit dem Basisabschnitt 114 jedes Roboters verbunden, der betriebsmäßig mit den Schienen 122 und der Gewindewelle 12 jeweils in Eingriff gebracht ist. Ein Servomotor 128 ist an dem unteren Ende des bewegbaren Arms 43a befestigt und eine Verbindung 130 ist zwischen dem Servomotor 128 und der Gewindewelle 124 angeordnet. Wenn demzufolge die Gewindewelle 124 um deren Achse durch den Servomotor 128 gedreht wird, wird die Kugelschraube und demzufolge der Roboter entlang der Achse der Gewindewelle 124 nach innen und nach außen in Bezug auf die Rahmenstruktur 42 bewegt. Wie in Fig. 8 dargestellt ist, sind verschiedene Abdeckungen 132 an jedem bewegbaren Arm 43a befestigt um den Gleitmechanismus gegen ein Sputtern beim Schweißen zu schützen. Mit dem Bezugszeichen 134 (siehe Fig. 8) bezeichnet ist ein Balancezylinder, der mit dem Basisabschnitt 114 zum Verringern der Belastung des Servomotors 128 verbunden ist. Das bedeutet, daß ein Kolbenstab 134a des Balancezylinders 134 mit dem voranführenden Endabschnitt 43a verbunden ist.
Wie anhand der Fig. 7 und 8 gesehen werden kann, ist jeder der zwei Paare Roboter 43 und 44 die entlang der gemeinsamen Gewindewelle 116 bewegbar sind, mit einem Manipulator-Befestigungsrahmen 136 ausgestattet. Wie nachfolgend beschrieben werden wird, ist der Manipulator-Befestigungsrahmen 136 in einer Richtung senkrecht zu sowohl der Richtung, in der sich die Schienen 110 erstrecken, als auch der Richtung, in der sich die Schienen 122 erstrecken, bewegbar. Der Manipulator-Befestigungsrahmen 136 ist mit der Punktschweißpistole 46 (in dem Fall eines Schweißroboters) oder eines Positionierstifts 138 (in dem Fall eines Positionierroboters) ausgestattet.
Wie anhand der Fig. 7 und 8 gesehen werden kann, ist der Manipulator-Befestigungsrahmen 136 gleitbar mit einem Paar paralleler Schienen 140 in Eingriff gebracht, die an dem bewegbaren Arm 43a über Gleitteile 142, die an dem Rahmen 136 fixiert sind, befestigt sind. Eine Gewindewelle 144 ist an dem bewegbaren Arm 43a befestigt, um sich entlang der Schienen 140 zu erstrecken. Die Gewindewelle 144 ist um deren Achse drehbar. Eine Kugelmutter ist an dem Rahmen 136 fixiert und betriebsmäßig mit der Gewindewelle 144 in Eingriff gebracht. Ein Servomotor 146 ist an dem bewegbaren Arm 43a für einen drehbaren Antrieb der Gewindewelle 144 über einen Zeitsteuerriemen 148 fixiert. Demzufolge wird, wenn der Motor 146 mit Energie beaufschlagt wird, der Manipulator-Befestigungsrahmen 146 entlang der Schienen 140 in einer Richtung senkrecht zu beiden Achsen der Schienen 110 und 122 bewegt.
Wie anhand der Fig. 8 zu sehen ist, ist der Manipulator-Befestigungsrahmen 136 des Schweißroboters 44 hinter der temporär montierten Hauptkarosserie 47 angeordnet ist, mit drei Servomotoren 150, 152 und 154 ausgestattet, um die Punktschweißpistole 46 in drei dimensionsmäßigen Richtungen zu bewegen. Dagegen ist der Manipulator-Befestigungsrahmen 136 des anderen Schweißroboters 44 mit nur einem Servomotor 156 ausgestattet, um die Punktschweißpistole 46 um eine vertikale Achse zu bewegen.
Der Befestigungsrahmen 136 jedes Positionierroboters 43 ist mit einem Zylinder 158 zur Betätigung des Positionierstifts 138 ausgestattet.
Im Betrieb werden der Positionier- und der Schweißroboter 43 und 44 horizontal entlang der Schienen 110 zu vorgegebenen Positionen bewegt, die gemäß dem Typ der Fahrzeugkarosserien, die montiert werden sollen, ausgewählt werden. Dann manipulieren die Positionierroboter 43 die Hauptbodentafel 47a (nämlich das Arbeitsstück), das in die Rahmenstruktur 42 befördert worden ist, um dieses zu positionieren, und dann arbeiten die Schweißroboter 44, um temporär die Tafel 47a an den anderen Arbeitsteilen (nämliche Seitenkarosserietafeln und dergleichen) punktzuschweißen. Es ist anzumerken, daß die Anordnung, in der verschiedene Roboter 43 und 44 durch die gemeinsamen Schienen 110 geführt werden, das Einstellen der Roboter 43 und 44 auf unterschiedliche Typen von Fahrzeugkarosserien erleichtert.
Wie die Fig. 9 und 11 zeigen, ist dort das Detail eines der Positionierroboter 43 dargestellt. Tatsächlich wird der Roboter 43, der in den Zeichnungen dargestellt ist, zur Positionierung einer Seitendachschiene 242 (nämlich das Arbeitsstück) verwendet.
Wie aus diesen Zeichnungen zu sehen ist, sind die zwei Schienen 110 an einem außenseitigen Abschnitt der Rahmenstruktur 42 in einer Art und Weise gesichert, daß sie sich entlang der Längsachse der Rahmenstruktur 42 erstrecken. Die Gleitteile 112, die an dem Basisabschnitt 114 des Roboters 43 gesichert sind, sind betriebsmäßig mit den Schienen 110 in Eingriff gebracht. Demzufolge bewegt sich der Roboter 43 in einer Richtung senkrecht zu der Ebene der Zeichnung, das bedeutet, in der Richtung der Y- Achse eines rechtwinkligen Koordinatensystems. Mit den Bezugszeichen 118 und 120 bezeichnet sind die Kugelmutter und der Servomotor, die an dem Basisabschnitt 114 befestigt sind.
Wie aus den Fig. 9 und 12 gesehen werden kann, ist der Servomotor 120 an einem Träger 360 befestigt der an dem Basisabschnitt 114 befestigt ist. Der Servomotor 120 besitzt eine Riemenscheibe 362, die an einer Abtriebswelle davon gesichert ist. Eine andere Riemenscheibe 364 ist fest um die Gewindewelle 116 angeordnet, um sich zusammen damit zu drehen. Ein Zeitsteuerriemen 366 ist um die zwei Riemenscheiben 362 und 364 geführt. Mit dem Bezugszeichen 368 bezeichnet sind Kugellager, die für eine sanfte Drehung der Kugelmutter 118 um die Gewindewelle 116 verwendet werden. Demzufolge wird unter Energiebeaufschlagung des Servomotors 120 die Gewindewelle 116 um deren Achse gedreht, was bewirkt, daß die Kugelmutter 118 entlang der Welle 116 läuft. Dies bewirkt die Bewegung des Robotes 43 in der Richtung der Y-Achse.
Der Roboter 43 besitzt den axial bewegbaren Arm 43a, der in das Innere der Rahmenstruktur 42 vorgeschoben ist, die durch den Basisabschnitt 114 des Roboters 43 hindurchführt. Der Arm 43a weist eine langgestreckte Rahmenstruktur 45 auf. Um den Arm 43a zu dem inneren der Rahmenstruktur 42 hin und von derselben weg zu bewegen, das bedeutet in der Richtung der X-Achse des rechtwinkligen Koordinatensystems, wird ein mit einem Codierer ausgestatteter Servomotor 210 verwendet. Der Servomotor 210 ist an einem hinteren Ende des Arms 43a befestigt. Die Abtriebswelle des Motors 210 ist über eine Verbindung 214 mit einer Gewindewelle 212 verbunden, die sich parallel zu dem Arm 43a erstreckt, der durch den Basisabschnitt 114 hindurchführt. Eine Kugelmutter 216 ist betriebsmäßig mit der Gewindewelle 212 in Eingriff gebracht und an dem Basisabschnitt 114 gesichert. Das voranführende Ende der Gewindewelle 212 ist drehbar durch ein Lager 218 gehalten, das mit dem Arm 43a verbunden ist. Ein Paar Schienen 347 ist an der Rahmenstruktur 345 des Arms 43a befestigt. Zwei Paare von Gleitteilen 349 sind an dem Basisabschnitt 114 des Roboters 43 gesichert und betriebsmäßig mit den Schienen 347 in Eingriff gebracht.
Demzufolge bewegt sich, wenn der Servomotor 210 so mit Energie beaufschlagt wird, um die Gewindewelle 212 um ihre Achse zu drehen, die Gewindewelle 212 axial nach links oder nach rechts zusammen mit dem Arm 43a relativ zu dem Basisabschnitt 114 aufgrund des Eingriffs mit der Kugelmutter 216. Das bedeutet, daß sich mit dieser Anordnung der Roboter 43 in der Richtung der X-Achse eines rechtwinkligen Koordinatensystems bewegen kann.
Um die Schienen 347 und die Gewindewelle 212 gegen ein unerwünschtes Schweißsputtern zu schützen, werden Abdeckplatten 350 und 352 eingesetzt, die so angeordnet sind, um die Schienen 347 um die Gewindewelle 212 abzudecken, wie dies aus Fig. 11 ersichtlich werden kann.
Wie anhand der Fig. 13 zu sehen ist, werden auch andere Abdeckpiatten 354 und 356 für die vollständige Abdeckung der Schienen 347 und der Gewindewelle 212 eingesetzt.
Wie wiederum die Fig. 9 zeigt, ist der Arm 43a an seinem führenden Ende mit einem Manipulator-Befestigungsabschnitt 220 ausgestattet, der in einer Richtung senkrecht zu der Richtung bewegbar ist, in der sich der Arm 43a axial bewegt. Das bedeutet, daß der Manipulator-Befestigungsabschnitt 220 in der Richtung der Z-Achse eines rechtwinkligen Koordinatensystems bewegt wird. Um diese Bewegung zu erreichen, wird ein Servomotor 222 verwendet. Der Servomotor 222 ist über einen geeigneten Träger an dem voranführenden Ende des Arms 43a verbunden. Eine Gewindewelle 224, die sich von der Abtriebswelle des Motors 222 erstreckt, wird durch den Träger gehalten. Eine Kugelmutter 226 steht betriebsmäßig mit der Gewindewelle 224 in Eingriff und ist mit dem Manipulator-Befestigungsabschnitt 220 über einen Träger verbunden. Ein Paar Schienen 228 ist an dem Träger so befestigt daß sie sich parallel zu der Gewindewelie 224 erstrecken. Gleitteile 230 sind mit dem Manipulator-Befestigungsabschnitt 220 verbunden und betriebsmäßig mit den Schienen 228 in Eingriff gebracht. Demzufolge bewegt sich, wenn der Servomotor 222 so mit Energie beaufschiagt wird, um die Gewindewelie 224 um deren Achse zu drehen, die Kugelmutter 226 nach oben oder nach unten entlang der Gewindewelle 224, um dadurch den Manipulator-Befestigungsabschnitt 220 in derselben Richtung zu bewegen.
Obwohl dies nicht in der Zeichnung dargestellt ist, erstreckt sich die Abdeckplatte entlang der Schienen 228, um diese abzudecken. Hierdurch werden die Schienen gegen ein unerwünschtes Schweißsputtern geschützt.
Der Manipulator-Befestigungsabschnitt 220 weist einen Basisabschnitt 232 auf, mit dem eine Zylindervorrichtung 234 verbunden ist. Die Zylindervorrichtung 234 besitzt eine Kolbenstange, deren voranführendes Ende schwenkbar mit einem ersetzbaren Träger 236 verbunden ist. Der ersetzbare Träger 236 ist schwenkbar mit dem Basisabschnitt 232 über einen geienkigenen Abschnitt 238 verbunden. Demzufolge schwenkt sich in Abhängigkeit einer Hin- und Herbewegung der Kolbenstange der Träger 236 um den gelenkigen Abschnitt 23, das bedeutet, um eine Achse, die senkrecht zu der Hauptoberfläche des Basisabschnitts 232 verläuft.
Der Träger 236 besitzt an seinem voranführenden Ende einen Lokalisierer 240, der daran fixiert ist. Der Lokalisierer 240 funktioniert so, um eine äußere Tafel 242a der Seitendachschiene 242 zu positionieren. Der Träger 236 besitzt weiterhin an seinem unteren Abschnitt ein Joch 244, das daran befestigt ist. Das Joch 244 besitzt einen Zylinder 246, der damit verbunden ist. Eine Klemmklaue 248 ist über einen Kniehebelmechanismus 250 mit einer Kolbenstange des Zylinders 246 verbunden. Demzufolge preßt, wenn der Zylinder 246 mit Energie beaufschlagt wird, die Klemmklaue 248 eine Innentafel 242b der Seitendachschiene 242 gegen den Lokalisierer 240.
Mit der Anordnung, wie sie vorstehend beschrieben ist, kann die Einheit, die aus dem Lokalisierer 240 und der Klemmklaue 248 besteht, zu einer erwünschten Position in dem dreidimensionalen, rechtwinkligen Koordinatensystem bewegt werden. Die Einheit kann ihre betriebsmäßige oder nicht betriebsmäßige Position in Abhängigkeit des EIN-AUS- Betriebszustands des Zylinders 234 annehmen.
Wie die Fig. 10A, 10B, 10C und 10D zeigen, ist dort das Detail eines Manipulator-Abschnitts des anderen Roboters dargestellt. Tatsächlich wird der Roboter der in den Zeichnungen dargestellt ist, zum Positionieren einer Seitenschweller-Außentafel und zum Verschweißen derselben an einer Seitenschweller-Innentafel verwendet.
in Fig. 10A sind mit den Bezugszeichen 310 und 312 Träger bezeichnet, die mit dem voranführenden Ende des zuvor erwähnten, sich axial bewegbaren Arms 43a des Roboters (siehe Fig. 10C) verbunden sind. Mit den Bezugszeichen 314 und 316 sind Servomotoren bezeichnet, von denen jeder mit einem Codierer ausgestattet ist. Der Servomotor 314 besitzt eine Gewindewelle 318, die mit der Abtriebswelle davon verbunden ist.
Die Gewindewelle 318 ist betriebsmäßig mit einer Kugelmutter (kein Bezugszeichen) in Eingriff gebracht, die an einem Halterahmen 320 fixiert ist. Der Halterahmen 320 ist gleitbar durch ein Paar Schienen 322 durch Gleitteile 324 (siehe Fig. 10C) geführt. Demzufolge wird unter Energiebeaufschlagung des Servomotors 314 der Halterahmen 320 entlang der Schienen 322 bewegt, das bedeutet in der Richtung der Z-Achse des rechtwinkligen Koordinatensystems. Wie in Fig. 10C dargestellt ist, ist ein anderer Servomotor 326 über einen Träger 328 an dem Halterahmen 320 verbunden. Eine Gewindewelle 330 wird durch den Träger 328 gehalten, der betriebsmäßig an einer Abtriebswelie des Servomotors 324 über eine Riemenscheibe und einen Zeitsteuerriemen verbunden ist. Die Gewindewelle 330 ist betriebsmäßig mit einer Kugelmutter 332 in Eingriff gebracht, die an einem Manipulator-Befestigungsrahmen 332 verbunden ist. Der Rahmen 332 ist gleitbar durch ein Paar Schienen 334 durch Gleitteile 336 geführt. Demzufolge bewegt sich, unter Energiebeaufschlagung des Servomotors 326, der Manipulator-Befestigungsrahmen 332 zu dem Inneren der Rahmenstruktur 42 hin und davon weg, das bedeutet in der Richtung der X-Achse eines rechtwinkligen Koordinatensystems. Es sollte angemerkt werden, daß die Bewegung des Manipulator-Befestigungsrahmens 332 unabhängig von der axialen Bewegung des Arms 43a ausgeführt wird.
Wie am besten in Fig. 10D dargestellt ist, ist der Manipulator-Befestigungsrahmen 332 mit einem Lokalisierer 338 zum Positionieren eines oberen Flanschs 340a der Seitenschweller-Außentafel 340 ausgestattet. Wie in Fig. 10C dargestellt ist, ist die Rahmenstruktur 332 weiterhin mit einer Schweißpistole 342 nahe dem Lokalisierer 338 für ein Punktschweißen an dem oberen Flansch 340a der Seitenschweller-Außentafel 340 an einem oberen Flansch 344a der Seitenschweller-Innentafel 344 ausgestattet.
Wie wiederum die Fig. 10A zeigt, besitzt der Servomotor 316 eine Gewindewelle 346, die mit einer Abtriebswelle davon verbunden ist. Wie anhand Fig. 10C zu sehen ist, ist die Gewindewelle 346 betriebsmäßig mit einer Kugelmutter 348 in Eingriff gebracht, die an einem Manipulator-Befestigungsrahmen 350 fixiert ist. Der Manipulator-Befestigungsrahmen 350 ist gleitbar durch ein Paar Schienen 352 über Gleitteile 354 geführt. Demzufolge wird unter Energiebeaufschlagung des Servomotors 316 der Manipulator-Befestigungsrahmen 350 entlang der Schienen 352 nach oben oder nach unten bewegt, das bedeutet in der Richtung der Z-Achse eines rechtwinkligen Koordinatensystems.
Wie anhand der Fig. 10D zu sehen ist, ist der Manipulator-Befestigungsrahmen 350 mit einem anderen Servomotor 356 ausgestattet, der einen Codierer besitzt. Eine Schwenkwelle 358 ist vorgesehen, die durch den Servomotor 356 angetrieben wird. Ein Schwenkarm 360 besitzt einen Zwischenabschnitt, der mit der Schwenkwelle 358 verbunden ist, so daß sich, unter Energiebeaufschlagung des Motors 356, der Schwenkarm 316 um die Schwenkwelle 358 schwenkt. Der Schwenkarm 316 besitzt an seinem führenden Ende eine Positionierverbindung 362, die schwenkbar daran verbunden ist. Die Positionierverbindung 362 funktioniert so, um einen unteren Flansch 340b der Seitenschweller-Außentafel 340 zu positionieren. Der Schwenkarm 360 besitzt an seinem hinteren Ende einen Anschlag 364, der mit einer fixierten Platte 366 in Eingriff bringbar ist. Eine Verbindung 378 besitzt ein Ende schwenkbar an dem voranführenden Ende der Positionierverbindung 362 verbunden und das andere Ende schwenkbar an der fixierten Platte 366 verbunden. Demzufolge bilden die Verbindung 368, die Positionierverbindung 362 und der Schwenkarm 360 einen sogenannten "parallelen Verbindungsmechanismus". Aufgrund dieses Mechanismus wird das obere Ende der Positionierverbindung 362 parallel in Abhängigkeit der Schwenkbewegung des Schwenkarms 360 bewegt, um dadurch die Positionierfunktion der Positionierverbindung 362 zu verbessern.
Wie anhand der Fig. 10A gesehen werden kann, besitzt die Positionierverbindung 362 einen Arm 370, der über einen Träger 372 daran verbunden ist. Der Arm 370 steht in der Richtung der Y-Achse des rechtwinkligen Koordinatensystems vor. Eine Schweißpistole 374 ist an dem voranführenden Ende des Arms 370 verbunden, die den unteren Flansch 340b der Seitenschweller-Außentafel 340 an dem unteren Flansch 344b der Seitenschweller-Innentafel 344 punktverschweißt.
Um den vorstehend angeführten Roboter zu betätigen, werden die nachfolgenden Schritte ausgeführt.
Unter Energiebeaufschlagung der Servomotoren 120 und 210 (siehe Fig. 9) wird der axial bewegbare Arm 43a an dem die zwei Manipulator-Befestigungsrahmen 332 und 350 befestigt sind, zu einer bestimmten Position bewegt. Wenn hierbei die anderen Servomotoren 314 und 316 mit Energie beaufschlagt werden, wird der Lokalisierer 51 zu einer Position bewegt, um zu dem oberen Flansch 340a der Seitenschweller-Außentafel 340 hin zu weisen, und die Positionierverbindung 362 wird zu einer Position bewegt, um zu dem unteren Flansch 340b der Seitenschweller-Außentafel 340 hin zu weisen, und zur gleichen Zeit werden die gepaarten Schweißelektroden der Schweißpistole 342 zu einer Position gebracht, um dazwischen die oberen Flansche 340a und 344a der Tafeln 340 und 344 aufzunehmen, und die gepaarten Schweißelektroden der anderen Schweißpistole 374 werden zu einer Position gebracht, um dazwischen die unteren Flansche 340b und 344b der Tafeln 340 und 344 aufzunehmen. Dann wird, unter Energiebeaufschlagung des Servomotors 326, der Manipulator-Befestigungsrahmen 332 zu einer Position bewegt, wo der Lokalisierer 338 die Positionierung des oberen Flanschs 340a der Seitenschweller-Außentafel 340 vornimmt, und dann durch Energiebeaufschlagung des Servomotors 356, wobei die Positionierverbindung 362 die Positionierung des unteren Flanschs 340b vornimmt. Danach werden die zwei Schweißpistolen 342 und 374 mit Energie beaufschlagt, um das temporäre Punktschweißen an den oberen und unteren Flanschen 340a, 344a, 340b und 344b zu bewirken.
Es ist anzumerken, daß, da bei den Robotern, die in den Fig. 9, 10A, 10B, 10C und 10D dargestellt sind, der Basisabschnitt 114 jedes Roboters außenseitig der Rahmenstruktur 42 angeordnet ist, die effektive Länge des Arms 43a verglichen mit einem Fall vergrößert werden kann, wo der Basisabschnitt innenseitig der Rahmenstruktur 42 angeordnet ist.
Wie die Fig. 14A, 14B, 14C und 15 zeigen, ist dort ein Schweißroboter dargestellt, bei dem eine verbesserte Verdrahtung praktisch angewandt ist. Der Roboter ist ein Typ mit orthogonalen Achsen.
Ähnlich dem Fall der vorstehend erwähnten Roboter weist der Schweißroboter, der in den Zeichnungen dargestellt ist, zwei Schienen 110 auf, die an äußeren Abschnitten der Rahmenstruktur 42 befestigt sind um sich horizontal zu erstrecken. Ein Basisabschnitt 114 des Roboters besitzt Gleitteile 112, die betriebsmäßig mit den Schienen 110 in Eingriff gebracht sind. Eine Gewindewelle 116 erstreckt sich parallel zu den Schienen 110, die drehbar durch die Rahmenstruktur 42 gehalten ist. Eine Kugelmutter 118 ist drehbar durch den Basisabschnitt 114 gehalten und betriebsmäßig mit der Gewindewelle 116 in Eingriff gebracht. Ein Servomotor 120 ist an dem Basisabschnitt 114 befestigt und antriebsmaßig mit der Gewindewelle 116 uber einen Zeitsteuerriemen 366 in Eingriff gebracht. Demzufolge bewegt sich unter Energiebeaufschlagung des Motors 120 der Basisabschnitt 114 entlang der Schienen, das bedeutet, in der Richtung in der Y-Achse des rechtwinkligen Koordinatensystems.
Ein axial bewegbarer Arm 43a ist gieitbar durch den Basisabschnitt 114 gehalten. Wie anhand der Fig. 15 erkennbar ist, weist der axial bewegbare Arm 43a zwei rechtwinklige, hohle Metallteile 390a und 390b auf, die über eine Vielzahl von hohlen Pfosten 390C verbunden sind. Der Arm 43a besitzt zwei parallele Schienen 47, die daran befestigt sind. Vier Gleitteile 49, die durch den Basisabschnitt 114 gehalten sind, sind betriebsmäßig mit den Schienen 47 in Eingriff gebracht. Eine Gewindewelle 212 ist drehbar durch den Arm 43a gehalten und erstreckt sich parallel zu den Schienen 47. Die Gewindewelle 212 ist über eine Verbindung 214 mit einem Servomotor 210 verbunden, der an einem hinteren Ende des Arms 43a befestigt ist. Eine Kugelmutter 216, die durch den Basisabschnitt 114 gehalten ist, ist betriebsmäßig mit der Gewindewelle 212 in Eingriff gebracht. Demzufolge bewegt sich unter Energiebeaufschlagung des Motors 210 der Arm 43a entlang der Schienen 47 zu dem Inneren der Rahmenstruktur 42 und davon weg, das bedeutet in der Richtung der X-Achse des rechtwinkligen Koordinatensystems.
Der Arm 43a besitzt an seinem innenseitigen Ende zwei sich vertikal erstreckende Schienen 228, die daran gesichert sind. Ein Manipulator-Befestigungsrahmen 220 besitzt vier Gleitteile 230, die betriebsmäßig mit den Schienen 228 in Eingriff gebracht sind. Eine Gewindewelle 224 ist durch den Manipulator-Befestigungsrahmen 220 gehalten, der sich parallel zu den Schienen 228 erstreckt. Eine Kugelmutter 226, die durch den Manipulator-Befestigungsrahmen 220 gehalten ist, ist betriebsmäßig mit der Gewindeweiie 224 in Eingriff gebracht. Ein Servomotor 222 ist mit dem innenseitigen Ende des Arms 43a verbunden und antriebsmäßig über einen Zeitsteuerriemen 380 mit der Gewindewelle 224 verbunden, um diesen anzutreiben. Demzufolge bewegt sich unter Energiebeaufschlagung des Motors 222 der Manipulator-Befestigungsrahmen 220 entlang der Schienen 228, das bedeutet in der Richtung der Z-Achse des rechtwinkligen Koordinatensystems.
Der Manipulator-Befestigungsrahmen 220 besitzt ein Halteteil 382, das daran gesichert ist. Das Halteteil 382 hält daran einen Servomotor 384 und ein Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebe 386. Eine Abtriebswelle 384a des Servomotors 384 ist mit einer Antriebswelie 386a (siehe Fig. 148) des Untersetzungsgetriebes 386 verbunden. Ein Abtriebsabschnitt 386b des Getriebes 386 ist mit einem bewegbaren Träger 388 ausgestattet. Demzufolge dreht sich unter Energiebeaufschlagung des Motors 384 der bewegbare Träger 388 langsam um eine vorgegebene Achse "R".
Der bewegbare Träger 388 hält daran einen Ausgleichsmechanismus 392a, eine mittels Luftzylinder betätigte Schweißpistoie 392 und einen Übertrager 394.
Der Arm 43a besitzt an seinem hinteren Ende ein elektromagnetisch betätigtes Luftventii 396 und eine Steuereinheit 398. Das Luftventil 396 steuert den Zylinder der Schweißpistole 392.
Die vorstehend erwähnten Teile sind elektrisch über eine verbesserte Verdrahtung verbunden, die nachfolgend beschrieben wird.
Die Betriebsweisen der Teile werden, obwohl dies nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, durch eine Steuereinheit gesteuert. Signalübertragungsdrähte 400, 402, 404 und 406 werden zur elektrischen Verbindung der vorstehend erwähnten Servomotoren 120, 210, 222 und 384 mit der Steuereinheit verwendet. Zur Verbindung der Steuereinheit mit der vorstehend erwähnten Steuereinrichtung 398 und einem Begrenzungsschalter, der in der Schweißpistole 392 installiert ist, werden zwei Signalübertragungsdrähte 408 und 410 verwendet. Ein primäres Kabel 412 wird zur Verbindung eines Zeitgebers (nicht dargestellt) mit dem Übertrager 394 verwendet. Zwei Luftschläuche 414 werden zur Verbindung des Luftzylinders der Schweißpistoie 392 mit dem elektromagnetisch betätigten Luftventil 396 verwendet.
Wie anhand Fig. 15 gesehen werden kann, sind die Drähte 404, 406 und 410 und die zwei Luftschläuche 414 in einem der hohlen Teile 390a und 390b des Arms 43a installiert. Dagegen ist das primäre Kabel 412 in dem anderen der hohlen Teile 390a und 390b installiert.
Während des Betriebs werden Treibersignale von der Steuereinheit zu den Servomotoren 120, 210, 222 und 384 über die Signalübertragungsdrähte 400, 402, 404 und 406 zugeführt, um die Servomotoren zu betätigen, und Signale, die eine Positon darstellen, werden von den Servomotoren zu der Steuereinheit über dieselben Drähte zugeführt.
Aufgrund der Gründe, die zuvor erwähnt worden sind, ist die Schweißpistole 392 in den drei dimensionsmäßigen Richtungen bewegbar, das bedeutet in den Richtungen der X-, Y- und Z-Achsen des rechtwinkligen Koordinatensystems. Weiterhin ist die Schweißpistole 392 um die vorgegebene Achse "R" relativ zu dem Manipulator-Befestigungsrahmen 220 drehbar.
Da das primäre Kabel 412 in dem elektromagnetisch gedichteten, hohlen Teil 390a installiert ist und die Signalübertragungsdrähte 404, 406 und 410 in dem anderen, elektromagnetisch gedichteten, hohlen Teil 390b installiert sind, werden die Signalübertragungskabel gegenüber Rauschen bzw. Störungen geschützt die durch das primäre Kabel 412 hervorgerufen werden.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben eines flexiblen Fertiungssystems zum Zusammenbauen verschiedener Typen von Fahrzeuqkarosserien nach Maßgabe einer programmierten Sequenz (S&sub1;- bis Sk+1) in einem normalen Modus, in dem Teile eines Fahrzeugkarosserietyps entlang verschiedener automatisierter Fertigungsstraßen (S&sub2;) einem Zusammenbaugerät zugeführt werden, das eine Vielzahl von Positions- und Schweißrobotern aufweist, die unter einer Programmsteuerung betrieben werden, um einen Zusammenbauvorgang (S&sub3;) auszuführen zum Positionieren der Teile und Schweißen der Teile und zum Ausführen eines Modusumschaltvorgangs (S&sub1;), um die Positionen der Positionier- und Schweißroboter zu verändern, um die Produktion eines verschiedenen Typs von Fahrzeugkarosserien mittels eines nachfolgenden Zusammenbauvorgangs zu ermöglichen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Erfassen (61) einer Funktionsunfähigkeit eines Positionierroboters oder eines Schweißroboters, um den Modusumschaltvorgang (S&sub1;) vorzunehmen;

Auswählen (51, 62), im Ansprechen auf die erfaßte Funktionsunfähigkeit, eines anderen Typs von Fahrzeugkarosserien, die von dem Zusammenbaugerät hergestellt werden können, ohne den funktionsunfähigen Roboter zu verwenden; und

Ausführen einer zusätzlichen Programmsteuerung (64-66) für die verbleibenden funktionsfähigen Roboter, um den Zusammenbau der ausgewählten Fahrzeugkarosserie zu ermöglichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend die folgenden Schritte, vor dem Schritt des Ausführens der zusätzlichen Programmsteuerung:

Anhalten (56) den funkionsunfähigen Roboter; und

Zurückbringen (52-54) alle Teile für diejenigen Fahrzeugkarosserien, die verschieden von dem ausgewählten Typ von Fahrzeugkarosserien sind, in einen Speicher.

3. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin umfassend den folgenden Schritt, bevor der Schritt des Anhaltens des funktionsunfähigen Roboters ausgeführt wird:

Eliminieren (62) einer Programmsteuerung des Modusumschaltvorgangs (S&sub1;) des funktionsunfähigen Roboters.

4. Verfahren nach Anspruch 3, worin der Schritt des Eliminierens der Programmsteuerung (62) des Modusumschaltvorgangs des funktionsunfähigen Robeters folgenden Schritt umfaßt:

manuelles Positionieren des funktionsunfähigen Roboters in eine Modusposition zum Ausführen des Zusammenbaus des ausgewählten Typs von Fahrzeugkarosserien, wenn der funktionsunfähige Roboter sich außerhalb der Position befindet.