DE69105867T2

DE69105867T2 - Verfahren Türen an Fahrzeugkarosserien anzubringen und Ausrüstung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Info

Publication number: DE69105867T2
Application number: DE69105867T
Authority: DE
Inventors: Giancarlo Alborante
Original assignee: Comau SpA
Current assignee: Comau SpA
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: EP0470939B1; IT1240540B; DE69105867D1; EP0470939A1; ES2064979T3; IT9067631A0; IT9067631A1

Description

Verfahren zur Anbringung von Türen an Fahrzeugkörpern und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Automatischen Türanbringung an Fahrzeugkörpern bzw. -karosserien.
Zur Zeit werden die Türen oft manuell an dem Fahrzeugkörper positioniert, bevor die Scharniere befestigt werden. Nur die Befestigung der Scharniere an den Körper z. B. durch Schweißen ist Automatisiert.
Dies erfordert offensichtlich einen Mehraufwand an Arbeit und Zeit für jeden Türanbringungsvorgang zu Lasten der Kosten des Vorgangs.
Die GB-A-2 176 445 zeigt die Merkmale des Oberbegriffs der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 und bezieht sich auf eine Anlage zur automatischen Anbringung von Türen in die jeweiligen Türöffnungen von Fahrzeugkörpern. Die Anlage weist mehrere Drehtische auf, von denen jeder mit zwei verschiebbaren Rahmen versehen ist, die winkelförmig voneinander beabstandet sind. Ein Rahmen trägt mehrere Meßgeräte, z. B. Fernsehkameras, die zur Erfassung von Daten geeignet sind, die sich nur auf die Messung einer Türöffnung beziehen. Der andere Rahmen greift eine Tür und zentriert sie dann in der entsprechenden Türöffnung entsprechend den durch die Meßgeräte erfaßten Daten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren vorzusehen, das eine völlige Automatisierung des Türanbringungsvorgangs erlaubt.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mittels der Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.
Die Verwendung der bekannten Technik der Bilderfassung mittels einer Fernsehkamera in Verbindung mit der Verwendung von zwei verschiedenen Robotern, einer zur Anbringung der Tür in der Türöffnung und einer zum automatischen Schweißen oder Nieten der Scharniere an den Fahrzeugkörper, gestattet die völlige Automatisierung des Türanbringungsvorgangs und reduziert gleichzeitig die für diesen Vorgang benötigte Zeit.
Für Körper mit vier Türen enthält das Gerät zur Ausführung des Verfahrens zwei Montagestationen mit je zwei Anbringungsrobotern, die an abgewandten Seiten des Bands gelegen sind, entlang dessen sich der Körper bewegt, und vier Schweißrobotern, die paarweise auf jeder Seite des Wegs des Körpers angeordnet sind, wobei jedes Paar durch einen am Boden angebrachten Roboter und einen oberen Roboter gebildet wird, der durch einen Portalaufbau gehalten wird.
Weitere Vorteile und Merkmale des Verfahrens und des Geräts gemäß der Erfindung werden durch die genaue folgende beispielsweise Beschreibung bezugnehmend auf die beigelegten Zeichnungen offensichtlich.
Fig. 1 zeigt eine Seiteneinsicht einer ersten Montagestation zur Anbringung von Türen an einen Fahrzeugkörper,
Fig. 2 zeigt eine Ansicht längs Pfeil II von Fig. 1,
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 und zeigt eine zweite Montagestation zur Anbringung von Türen an dem Körper,
Fig. 4 zeigt eine Ansicht längs Pfeil IV von Fig. 3,
Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 6 zeigt eine schematische Ansicht eines zweiten Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht eines dritten Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 8 zeigt eine schematische Ansicht eines vierten Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 9 zeigt eine schematische Ansicht eines fünften Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 10 zeigt eine Aufsicht eines Rahmens zum Halten der Tür,
Fig. 11 zeigt eine Seitenansicht des Rahmens von Fig. 10, und
Fig. 12 ist ein Schnitt längs der Linie XII-XII von Fig. 10.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen weist eine Fahrzeugmontagelinie, allgemein mit A bezeichnet, mehrere Paletten P auf, auf denen mehrere Fahrzeugkarosserien bzw. -körper S angebracht sind. Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Montagestation zur Anbringung von Türen in hinteren Türöffnungen V in einem Körper S einer viertürigen Karosserie. Die erste Montagestation zur Anbringung der Hintertüren weist ein Paar von Montagerobotern 10 auf, die an abgewandten Seiten der Linie A angeordnet sind und jeweils einen Arm 10 a aufweisen, dessen Ende ein Gelenk 10 b aufweist, auf dem ein Metallgreifrahmen 12 montiert ist, der als "Greifer" bekannt ist. Die erste Montagestation weist ebenso zwei Paare von Schweißrobotern auf, die an abgewandten Seiten der Linie A angeordnet sind, wobei jedes Paar einen ersten Schweißroboter 14 auf dem Boden und einen zweiten Schweißroboter 16 aufweist, der durch einen Portalaufbau B gehalten ist, der mit der Montagelinie A verbunden ist.
Wie man in Fig. 2 genau sehen kann, sind seitlich der Linie A Lagergestelle M angeordnet zum Halten mehrerer Hintertüren D&sub1;, und auf beiden Seiten der Linie A gibt es eine Kalibriervorrichtung 18, deren Funktion aus der folgenden Beschreibung deutlich wird.
Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite Montagestation zur Anbringung von Vordertüren D&sub2;, bei der die Anordnung der Montageroboter 10 und der Schweißroboter 14 und 16 im Wesentlichen identisch zu der der ersten Montagestation ist.
Das spezielle Merkmal des Verfahrens der Anbringung der Hintertüren D&sub1; und Vordertüren D&sub2;, die allgemein mit D bezeichnet sind, besteht in der Verwendung von vier Fernsehkameras 20 für jeden Montageroboter 10, wobei die Kameras an dem Metallrahmen 12 angebracht sind, der die Türen aufnimmt, und die geeignet sind, kennzeichnende Signale der Lage des Arms 10 a des Roboters 10 in Bezug auf die Türöffnung V und der Lage der Umgebung der durch den Rahmen 10 gehaltenen Tür zu liefern.
Es gibt ebenso zwei Hilfsfernsehkameras 22 zur Steuerung der Schweißroboter 14 bzw. 16 während der Befestigung der Scharniere an den Körper S.
Der Greiferrahmen 12 ist detailliert in den Fig. 10 bis 12 gezeigt, aber zur Klarheit sind die Fernsehkameras 20 und 22 darin nicht gezeigt. Der Greiferrahmen 12 weist eine im Wesentlichen flache Metallkonstruktion 12 a aus zusammengeschweißten Abschnitten auf, an denen Arme 12 b befestigt sind, die von der durch die Metallkonstruktion 12 a festgelegten Ebene vorstehen. Saugnäpfe 26 der bekannten Art sind an der Metallkonstruktion 12 a angebracht zum Zusammenwirken mit einer konvexen Fläche F der Tür D. Spannhebel 30, die durch Stellheber 32 bedient werden und ebenso mit den Enden der Arme 12 b bei 28 verbunden sind, arbeiten mit der Umgebung der Fensteröffnung, die mit E bezeichnet ist, zusammen. In der gleichen Weise weist jeder der beiden Formhebel 36 (Fig. 12), die an der Metallkonstruktion 12 a des Greiferrahmens 12 bei 34 angelenkt sind, einen Abschnitt 36 a auf, der mit einem Steuerheber 38 verbunden ist, und einen zweiten Abschnitt 36 b, der mit einem Flansch 40 a eines Scharniers 40 der Tür D so zusammenwirkt, daß diese in die richtige Position zur Anbringung an den Körper gebracht wird. Die Metallkonstruktion 12 a des Greiferrahmens 12 ist mit dem Gelenk 10 b des Montageroboters 10 bei 42 verbunden.
Der erfindungsgemäße Montagevorgang ist in Fig. 5 bis 9 gezeigt. Wenn ein Fahrzeugkörper eine vorbestimmte Stelle der Montagelinie A erreicht, bringt der Roboter 10 den Rahmen 12 in eine Referenzposition an der Türöffnung V (Fig. 5) gemäß einem vorbestimmten Bedienprogramm, so daß die Fernsehkamera 20 das zentrale Rechenwerk des Roboters mit Daten versorgen kann, die die Lage der Umgebung der Türöffnung V anzeigen.
Der Arm 10 a des Roboters 10 mit seinem Greiferrahmen 12 wird dann neben dem Lagergestell M positioniert, an dem eine Tür D angebracht ist (Fig. 6). Eine Vakuum- bzw. Unterdruckquelle (nicht gezeigt) wird mit den Saugnäpfen verbunden und Stellheber 32 werden so bedient, daß die Tür D von dem Rahmen 12 gehalten wird.
Der Arm des Roboters 10 wird dann in eine vorbestimmte Lage vor der Türöffnung V gebracht (diese Position entspricht der, in der das "Lesen" der Türöffnung V durchgeführt wurde), so daß die Fernsehkameras 20 die Position der Tür D in Bezug auf den Rahmen erfassen können. Ein zweiter Datensatz wird dann abgeschickt und ein zweiter Verarbeitungsvorgang findet in dem zentralen Rechenwerk statt zur Bestimmung der Bewegungen, die auf den Rahmen 12 übertragen werden sollen, um die Tür D passend in ihre Türöffnung V einzusetzen. Zur Vollendung dieses Vorgangs setzt der Roboter 10 b die Tür D in ihre Öffnung V ein (Fig. 8).
Nachdem die Tür in ihrer Öffnung eingesetzt wurde, beginnen die beiden Hilfsfernsehkameras 22, die seitlich des Greiferrahmens 12 angeordnet sind, Daten zu erfassen, die sich auf die Position der Scharniere 40 beziehen. Während dieses Schritts wird der freie Flansch 40 a von jedem Scharnier 40 mit dem Körper S durch seine Formhebel 36 in Berührung gehalten, die durch den Stellheber 38 bedient werden. Wenn die Daten bezüglich der Positionen der Scharniere 40 erfaßt worden sind, können die beiden Schweißroboter 14 und 16 mit dem Schweißen der Flansche 40 a der Scharniere 40 an die Körper S bei 44 (Fig. 9) gemäß einem vorbestimmten Schweißprogramm beginnen.
Zur Vollendung des Schweißvorgangs wird der Körper von der ersten Montagestation, die in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, zu der zweiten Montagestation bewegt, die in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, wo die oben beschriebenen Schritte für die Hintertüren für die Vordertüren D&sub2; wiederholt werden.
Während jedes Zyklus des Montageroboters 10 wird der Greiferrahmen 12 auf der Kalibriereinrichtung 18 ausgerichtet, die die optischen Detektoren 18 a zur Rückstellung der Position des Rahmens 12 im Raum aufweist, um eine Drift zu vermeiden, die die korrekte Lokalisierung der Türen verhindern könnte. Darüberhinaus kann die Kalibrier- oder Referenzeinrichtung vorzugsweise mit dem Lagergestell M verbunden sein, auf dem die Türen vorgesehen sind.
Selbstverständlich kann das oben beschriebene Verfahren und Gerät zur Anbringung von Türen an zweitürige Karosserien verwendet werden und Roboter zum automatischen Nieten der Scharniere 40 an dem Fahrzeugkörper S anstatt der Schweißroboter aufweisen.
Selbstverständlich können unter Beibehaltung des Erfindungsgedankens die Einzelheiten der Konstruktion und Ausführungsbeispiele bezüglich denen, die in den Zeichnungen beschrieben und veranschaulicht sind, stark verändert werden, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Verfahren zur automatischen Anbringung von Türen an Fahrzeugkörpern, aufweisend die folgenden Schritte:

- Vorsehen von bewegbaren Greifern (12) und wenigstens einer bewegbaren Fernseh- Bilderfassungseinrichtung (20) an einem Roboter (10),

- Ausrichten dieser ersten Fernseh-Bilderfassungeinrichtung (20) in einer Referenzposition vor einer Türöffnung (V) eines Fahrzeugkörpers (S),

- Erfassen von Daten bezüglich der Position der Umgebung der Türöffnung (V) mittels der ersten Fernseh-Bilderfassungeinrichtung (20),

- Greifen einer Tür (D) von einem Lager (M) mittels des Greifer (12) des Roboters (10),

- Verändern der Position der Greifer (12) bezüglich der Referenzposition infolge der erfaßten Daten, die sich auf die Position der Umgebung der Türöffnung (V) beziehen, und

- Ausrichten der aufgegriffenen Tür (D) in der entsprechenden Türöffnung (V),

dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin folgende Schritte aufweist:

- Vorsehen eines einzelnen bewegbaren Arms (10a) des Roboters (10) und Zuordnen der Greifer (12), der ersten Fernseh-Bilderlassungeinrichtung (20) und einer zweiten Fernseh-Bilderfassungeinrichtung (22) zu diesem,

- Erfassen von Daten bezüglich der Raumposition der Umgebung der aufgegriffenen Tür (D) bezüglich der Greifer (12) mittels der ersten Fernseh- Bilderfassungeinrichtung (20),

- Verarbeiten der erfaßten Daten durch Vergleich der Daten bezüglich der Position der Umgebung der Türöffnung (V) mit den Daten bezüglich der Position der Umgebung der aufgegriffenen Tür (D), bevor die Position der Greifer (12) verändert wird und die Tür (D) in der entsprechenden Öffung (V) angebracht wird,

- Erfassen von Daten bezüglich der Position der Scharniere (40) der aufgegriffenen Tür (D) mittels der zweiten Fernseh-Bilderfassungeinrichtung (22), während die Tür (D) in der entsprechenden Öffnung (V) angebracht wird, und

- Befestigen der Scharniere (40) der Tür (D) an den Fahrzeugkörper (S) mittels Hilfsrobotern (14,16), die abhängig von der zweiten Fernseh- Bilderfassungeinrichtung (22) arbeiten.

2. Vorrichtung zur automatischen Anbringung von Türen an Fahrzeugkörpern, mit:

- einem ersten Roboter (10) mit einem bewegbaren Greiferrahmen (12) zum Greifen einer Tür (D) des Fahrzeugkörpers,

- ersten Fernsehkameras (20), die durch einen bewegbaren Rahmen (12) gehalten sind, der an dem ersten Roboter (10) angebracht ist, wobei die Fernsehkameras (20) Daten bezüglich der Raumposition einer Türöffnung (V) erfassen, die in einem Fahrzeugkörper (S) vorgesehen ist, und

- wenigstens einem zweiten Roboter (14, 16) zur Befestigung der Türscharniere (40) an der Fahrzeugkörper (S),

dadurch gekennzeichnet, daß der erste Roboter (10) einen einzelnen bewegbaren Arm (10a) aufweist, der an einem Ende mit einem einzelnen Rahmen (12) versehen ist, der gleichzeitig eine Tür greifen und die ersten Fernsehkameras (20) halten kann, wobei die ersten Fernsehkameras (20) weiterhin Daten bezüglich der Position der Umgebung der gegriffenen Tür (D) bezüglich des Greiferrahmens (12) erfassen können, wobei der einzelne Greiferrahmen (12) weiterhin zweite Fernsehkameras (22) trägt, die Daten bezüglich der Position der Scharniere (40) der aufgegriffenen Tür (D) bezüglich des Körpers (S) erfassen können, wobei der zweite Roboter (14,16) durch die zweiten Fernsehkameras (22) geleitet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Greiferrahmen (12) Spannhebelelemente (36) aufweist, die am Rahmen (12a) angelenkt sind, und von denen jedes mit einem Flansch (40a) des Scharniers (40) zusammenwirkt, um dieses in Kontakt mit dem Fahrzeugkörper (S) zu halten, während es an dieser befestigt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Roboter (14,16) zum Schweißen von zwei Scharnieren (40) aufweist, die mit jeder Tür (D&sub1;, D&sub2;) verbunden sind, wobei jeder Robotor abhängig von einer entsprechenden Fernsehkamera (22) arbeitet.