DE69800667T2 - Vorrichtung zum Punktschweissen von Kraftfahrzeugkarosserie - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vorrichtung zum Zusammensetzen von Kraftfahrzeugkarosserien mittels Punktschweißens, die folgendes aufweist:
• - eine Schweißstation, die mit programmierbaren Robotern mit Punktschweißköpfen ausgestattet ist,
• - Mittel, um Bodenbleche von Kraftfahrzeugkarosserien nacheinander in die Schweißstation einzuführen,
• - ein Paar Positioniertore, die sich auf den beiden gegenüberliegenden Seiten der Schweißstation befinden und mit Vorrichtungen zum Aufnehmen und Halten von Bauelementen zweier Kraftfahrzeugkarosserieseiten, die mit einem jeweiligen Bodenblech zusammenzufügen sind, ausgestattet sind,
• - wobei die Positioniertore mit selbstfahrenden tiefliegenden Wagen versehen sind, die auf zwei parallelen Schienen geführt werden, die auf dem Boden der Schweißstation an deren beiden Seiten vorgesehen sind,
• - wobei die Positioniertore auf diesen Schienen von einer Arbeitsposition neben den zwei Seiten des sich bei der Schweißstation befindenden Bodenblechs, in eine Wartepostion, die von der Arbeitssposition in Längsrichtung beabstandet ist, bewegbar sind,
• - wobei, wenn die Positioniertore sich in ihrer Warteposition befinden, diese die Bauelemente der Seiten einer zu montierenden Karosserie entgegennehmen und halten können,
• - wobei, wenn die Positioniertore sich in ihrer Arbeitsposition befinden, diese sich in bezug auf die Längsrichtung der Schienen quer zur Längsrichtung bewegen können und dabei näher auf einander zukommen bis sie eine Betriebsposition erreichen, die sich unmittelbar neben dem Bodenblech befindet, das sich bei der Schweißstation befindet,
• - wobei diese Positioniertore mit Positionier- und Arretiermitteln ausgerüstet sind, die so beschaffen sind, dass der Arbeitsvorgang aufgenommen wird, wenn die Tore sich in der Betriebspostion befinden, um ein Eingreifen der Bauelemente der Karosserieseiten, die durch die Tore getragen werden, mit dem Bodenblech zu bewirken, welches Bodenblech sich auf der Schweißstation mit den anderen Teilen befindet, um diese in einer Position zu halten, die für das Zusammensetzen der Karosserie geeignet ist, während die Roboter eine Reihe von Schweißpunkten ausführen, und
• - Mittel zum Herausnehmen der zusammengesetzten Karosserie aus der Schweißstation.
• Eine Vorrichtung zum Zusammensetzen von Kraftfahrzeugkarosserien mittels Punktschweißens mit den vorher beschriebenen Merkmalen wurde in EP-A-835 717 beschrieben, die Stand der Technik gemäß Art. 54 (3) EPÜ ist.
• Das Ziel der Erfindung ist eine weitere Verbesserung der früher vorgeschlagenen Vorrichtung, was sowohl die Vereinfachung und die reduzierte Größe der Anlage als auch die Produktivität anbelangt.
• Zum Erreichen dieses Ziels sieht die Erfindung eine Vorrichtung mit all den vorhergehend bezeichneten Merkmalen vor und ist außerdem dadurch gekennzeichnet, dass
• - diese Mittel zum Einführen der Bodenbleche in die Schweißstation und die Mittel zum Herausnehmen der zusammengesetzten Karosserien aus der Schweißstation aus einem Überkopfförderband bestehen, das sich in einer erhöhten Position in bezug auf die Schweißstation befindet und einen Bandabschnitt vor der Schweißstation zur Beförderung der zusammenzusetzenden Bodenbleche und einen Bandabschnitt hinter der Schweißstation zum Befördern der zusammengebauten Karosserien aufweisen, und auch aus einer Hebevorrichtung bestehen, die mit vertikal bewegbaren Haltemitteln ausgestattet ist, zum Aufnehmen eines Bodenblechs von dem Überkopfförderband und zum Herabsenken des Bodenblechs auf die Schweißstation, von welcher es von den auf der Schweisstation vorgesehenen Positionier- und Haltemitteln aufgenommen wird, um dann die zusammengesetzte Karosserie von der Schweißstation auf das Überkopfförderband hinaufzuheben,
• - die programmierbaren Roboter zuerst eine Anzahl von Schweißpunkten ausführen, um die Karosserie zu formen, während die Karosserie durch die Positioniertore arretiert wird, und nachfolgend eine Anzahl von Schweißpunkten zur Vervollständigung des Schweißvorgangs auszuführen, während die Positioniertore bereits von der Karosserie entfernt worden sind und in ihre Warteposition zurückgekehrt sind, in der sie die Bauelemente der Seiten einer neuen Karosserie simultan mit der Ausführung der Schweißpunkte zur Vervollständigung der Schweißung der Karosserie, die in der Schweißstation ist, aufnehmen können.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann daher an einer einzigen Station sowohl den Arbeitsgang des Vorbereitens der die Seiten der Karosserie bildenden Bauteile als auch den Arbeitgang des Formens der Gesamtkarosserie, während letztere durch die Positioniertore arretiert ist, ebenso wie den Arbeitsgang des Vervollständigens der Schweißung der Karosserie durchführen, nachdem diese aus den Positioniertoren herausgenommen wurde.
• Die Anmelder haben eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erarbeitet, die insbesondere vorteilhaft bei der Produktion einer Kraftfahrzeugkarosserie des Kombiwagentyps innerhalb einer Anlage ist, in der verschiedene (wie beispielsweise Limousinen und Coupe) Ausführungen des gleichen Modells hergestellt werden. Speziell das Zusammensetzen der Karosserie der Kombiwagenausführung macht das Ausführen von einer Anzahl von Schweißpunkten erforderlich, die viel höher (etwa um das Doppelte) ist im Vergleich zu den Schweißpunkten, die für andere Ausführungen der gleichen Modelle erforderlich sind. Es ist heutzutage ein konventionelles Verfahren ein einziges Produktionsband für alle Ausführungen des gleichen Karosseriemodells bereitzustellen. Die Bodenbleche der verschiedenen Ausführungen werden nacheinander durch das gleiche Band entweder einer fexiblen Schweißstation, die an verschiedenen Karosserietypen arbeiten kann, oder einer Reihe von Schweißstationen zugeführt, die dem jeweiligen Modell fest zugeordnet sind, wobei jedes auf das Band eingegebene Bodenblech die restlichen Teile der Karosserie an der jeweiligen Station empfängt, während es keinem Arbeitsvorgang unterzogen wird, wenn dieses an den anderen Stationen, die den anderen Ausführungen des Modells in der Produktion fest zugeordnet sind, zum Stillstand kommt. Die Anzahl der Schweißpunkte, die zur Formung einer Kraftfahrzeugkarosserie des Limousinen- oder des Coupetyps erforderlich sind, ist im wesentlich gleich, so dass, wenn die Anzahl von den Robotern, die an der für diese Modelle vorgesehenen Schweißstation vorhanden sind, festgelegt worden ist, die Bandtaktzeit, d. h., die Dauer eines jeden Aufenthalts an der Schweißstation der zu schweißenden Strukturen, die schubweise längs des Bands geführt werden, im wesentlichen die gleiche ist, z. B., im Bereich von einer Minute liegt. Wenn das gleiche Band auch zum Zusammensetzen der Karosserien der Kombiwagenausführung zu verwenden ist, ohne die Anzahl der an jeder Schweißstation vorhandenen Roboter zu modifizieren, würde eine wesentliche Erhöhung (etwa das Doppelte) der Taktzeit erforderlich sein, was eine wesentliche Abnahme der Produktivität mit sich bringen würde. Natürlich kann dieser Nachteil durch Erhöhung der Anzahl der an ein Schweißstation vorhandenen Roboter im wesentlich überbrückt werden, aber dies würde eine Erhöhung der Kosten miteinschließen, die generell nicht zu rechtfertigen ist, in Anbetracht des prozentualen Anteils von Karosserien der Kombiwagenausführung im Vergleich zu der Gesamtanzahl der produzierten Karosserien. Außerdem gibt es Grenzen in der maximalen Anzahl der Roboter, bei der das Arbeiten für die Roboter schierig wird, ohne dass sie sich gegenseitig behindern.
• Die Vorrichtung zum Zusammensetzen von Karosserien nach der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, das vorher bezeichnete Problem hervorragend zu lösen. Diese Vorrichtung kann tatsächlich in einer Anlage zur Herstellung des gleichen Kraftfahrzeugkarosseriemodells in unterschiedlichen Ausführungen, getrennt von dem Hauptproduktionsband der anderen Karosserieausführungen, nur zum Zusammensetzen der Karosserien von Kombiwagenausführungen verwendet werden. Das vorher erwähnte Überkopfförderband kann zur aufeinanderfolgenden Beförderung der Bodenbleche aller Karosserietypen (wie beispielsweise Limousine, Coupe und Kombiwagen) verwendet werden. Die Bodenbleche der Kombiwagenausführungen werden jedoch von dem Hauptförderband vor den Schweißstationen umgeleitet, die den anderen Karosserieausführungen fest zugeordnet sind, um von der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Taktfolge zusammengebaut zu werden, die völlig unabhängig von der Taktfolge des Hauptproduktionsbands ist. Das Zusammensetzen der Karosserien der Kombiwagenausführung kann daher in einem sogar größeren Zeittakt als der des Hauptproduktionsbands ausgeführt werden, ohne dabei die Kosten der Anlage durch Bereitstellen einer übermäßigen Anzahl von Robotern zu einem Problem zu machen. Die aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung herauskommenden zusammengesetzten Kombiwagenkarosserien werden dann wieder in das Hauptproduktionsband eingeführt, mit dem sie dann durch die anderen Schweißstationen der Anlage, die den anderen Ausführungen (Limousine und Coupe) fest zugeordnet sind, geführt werden, ohne dabei natürlich irgendeinem Arbeitsvorgang in einer solchen Station unterworfen zu werden, sondern einfach nur um durch diese in der Taktfolge des Hauptproduktionsbands weiterbefördert zu werden, welches daher nicht durch die Erfordernis des Zusammensetzens der Karosserie des Kombiwagens verlangsamt werden muß.
• Die vorher erwähnten Einführmittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine Hebevorrichtung mit vertikal bewegbaren Haltemitteln aufweisen, machen das vorher angegebene Ergebnis möglich, wobei sie einen minimalen Raum in Hinblick auf den Grundriß in der Anlage einnehmen. Wie zudem aus dem vorhergehenden klar zu entnehmen ist, ist, obgleich die erfindungsgemäße Vorrichtung im Prinzip zum Arbeiten an einem einzigen Karosserietyp vorgesehen ist, diese mit Positioniertoren ausgestattet, die nichtsdestoweniger längs der vorher erwähnten Längsführungsschienen bewegt werden, so dass die zwei Positioniertore bereits die Bauelemente aufnehmen können, die die Seiten der zusamenzusetzenden neuen Karosserie bilden, während die Roboter an der Schweißstation noch die Schweißpunkte zur Vervollständigung der Schweißung der vorhergehenden Karosserie ausführen, um die Produktivität vorteilhaft zu nutzen.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist natürlich gleichwohl zur allgemeinen Anwendung geeignet, unabhängig von dem vorher erwähnten Beispiel der Produktion von Kombiwagenkarosserien, und sie kann jederzeit eingesetzt werden, wenn die vorher beschriebenen Vorteile der reduzierten Abmessungen und Produktionseffizienz ihre Anwendung nutzbringend machen.
• Die Vorrichtung in der vorher erwähnte Ausführungsform der Erfindung ist jedoch noch dadurch gekennzeichnet, dass an der Schweißstation quer zu den Führungsschienen ein dritter Positionierrahmen zum Aufnehmen und Arretieren von Bauelementen des hinteren Teils der zu montierenden Karosserie vorhanden ist, wobei der Positionierrahmen um eine Achse quer in bezug auf die Führungsschienen schwenkbar von einer gehobenen Betriebsposition, in welcher die durch den Rahmen getragenen Elemente mit dem Bodenblech und den Seiten der zu montierenden Karosserie in Eingriff stehen, in eine gesenkte Außerbetriebsposition, in der der Rahmen mit den Bauelementen, die den hinteren Teil einer zu montierenden neuen Karosserie bilden, beladen wird, angeordnet ist.
• Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht darin, dass wenigstens einige der programmierbaren Roboter mit Mitteln zum automatischen Ersetzen des jeweiligen Schweißkopfs durch ein Werkzeug ausgerüstet sind, das Hilfsbauelemente der zu schweißenden Karosserie greifen und diese Elemente in den Montagezustand zur deren Schweißung positionieren kann.
• Das Beschicken der Bauelemente in die Positioniertore, wenn diese sich in der Warteposition befinden, ebenso wie in den dritten Querrahmen, wenn selbiger vorgesehen ist, kann entweder automatisch durch arbeitende Roboter oder manuell, in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Anwendung, ausgeführt werden. Bei manuellem Beschicken ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise mit Schutzabschirmungen ausgestattet, die automatisch in eine Betriebsposition bewegt werden, in welcher sie den Bereich, zu welchem die Arbeiter Zugriff haben, um den vorher beschriebenen Beschickungsvorgang auszuführen, in bezug auf den Bereich der Schweißstation abtrennen, in welchem die Roboter simultan zu dem manuellen Beschickungsvorgang noch weiter betrieben werden können.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bezugnehmend auf die anhängenden Zeichnung zu entnehmen, wobei die Beschreibung nur als nicht einschränkendes Beispiel zu sehen ist. In den Zeichnungen ist folgendes dargestellt.
• Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Fig. 2 ist ein Seitenriß der Vorrichtung aus Fig. 1.
• Fig. 3 ist ein Aufriß der Rückseite der Vorrichtung aus Fig. 1, 2.
• Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus Fig. 1.
• Fig. 5 ist eine Rückseitenansicht der Schweißstation in vergrößertem Maßstab, die einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet.
• Fig. 6 ist eine Darstellung eines Details aus Fig. 2 in vergrößertem Maßstab. Und
• Fig. 7 ist eine schematisierte Draufsicht eines Abschnitts des Produktionsbands in einer Anlage, in der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung Gebrauch gemacht wird.
• Bezugnehmend auf Fig. 7 kennzeichnet das Bezugszeichen 1 generell eine in Draufsicht gezeigte schematisierte erfindungsgemäße Vorrichtung, die zum Zusammensetzen von Kraftfahrzeugkarosserien durch Punktschweißen vorgesehen ist.
• Rein exemplarisch bezieht sich Fig. 7 auf den Fall, bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Kraftfahrzeugkarosserien einer Kombiwagenausführung in einer Anlage verwendet wird, die sowohl zur Herstellung von Kombiwagenausführungen als auch anderen Ausführungen, wie beispielsweise Limousine und Coupe, des gleichen Kraftfahrzeugmodells vorgesehen ist. Bei diesem Anwendungsbeispiel weist die Anlage ein einziges Produktionsband 2 auf, längs welchem die Bodenbleche der verschiedenen Ausführungen der zu schweißenden Karosserien nacheinander eingebracht werden. In dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel werden die "kurzen" Bodenbleche, die zum Zusammensetzen der Karosserien der Limousinen- und Coupeausführungen verwendet werden, mit dem Buchstaben A bezeichnet, wogegen die "langen" Bodenbleche, die für den Zusammenbau der Kombiwagenausführungen vorgesehen sind, mit B bezeichnet werden. Wie in dem hier dargestellten Beispiel gezeigt, werden die Bodenbleche B, die von dem Band 2 kommen, auf ein Band 3 umgeleitet, welches sie zu der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1 bringt, wo sie zusammengesetzt und mit den übrigen Teilen der Karosserie verscheißt werden. Die geschweißten Karosserien der Kombiwagenausführung kommen aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 heraus und kehren auf das Hauptproduktionsband 2 über ein Band 4 zurück. Der in Fig. 7 gezeigte Endabschnitt des Bands 2 befördert eine Reihe von Bodenblechen A und zusammengesetzte Karosserien 8' der Kombiwagenausführung. Das Band 2 bringt diese Strukturen zu dem Hauptteil der Anlage, in dem Schweißstationen der Karosserien der Limousinen- und Coupeausführungen vorgesehen sind. Das Band 2 rückt schubweise durch diese Stationen vorwärts in einer Taktzeit, die der Zeit entspricht, die zum Schweißvorgang für eine Karosserie der Limousinen- oder Coupeausführung an den jeweiligen Schweißstationen erforderlich ist. Die Karosserien B', die bereits zusammengesetzt wurden, gehen durch die Schweißstationen, die auf dem in Fig. 7 gezeigten Bandabschnitt hinten angeordnet sind, ohne natürlich dort irgendeinem Vorgang unterzogen zu werden, so dass sie durch die Stationen mit der gleichen Taktzeit befördert werden, die für die Produktion der Limousinen- und Coupeausführungen charakteristisch ist. Die Dauer des Aufenthalts von Bodenblechen B an der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist viel größer als die Dauer des Aufenthalts der Bodenbleche A an den jeweiligen Schweißstationen (nicht gezeigt in Fig. 7), aber aufgrund der vorher beschriebenen Anordnung verursacht dies kein Verlangsamen in der Taktfolge des Hauptproduktionsbands 2.
• In Fig. 3 sind die Bänder 3, 4, die Bodenbleche B der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und zusammengesetzte Karosserien B' zuführen, die aus der Vorrichtung 1 herauskommen, Überkopfförderbänder, die in irgendeiner bekannten Weise hergestellt werden können. Die Konstruktionsdetails dieser Förderbänder sind hier nicht gezeigt, weil sie, wie bereits beschrieben, sowohl in irgendeiner bekannten Weise hergestellt werden können, als auch weil diese Details für sich allein nicht in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen. Außerdem macht das Weglassen dieser Details aus den Zeichnungen die Erfindung einfacher und leichter verständlich. In Fig. 3 besteht das Förderband 3 aus einem Führungsprofil, das in einer in bezug auf die Schweißstation 5 erhöhten Position mittels eines Querträgers 6 gehalten wird, welcher die obersten Enden der Säulen 7 verbindet, die Teil eines feststehenden Trägerrahmenwerks 8 sind. An dem Führungsprofil 3 befinden sich motorisierte Wagen 9, die jeweils Hakenmittel 10 tragen mit einer oberen Struktur 11 und Seitenarmen 12, die durch Drehen um eine Achsen 13 in bezug auf die obere Struktur 11 geöffnet werden können, und die in unteren Haken 14 zum Halten eines Bodenblechs B oder einer zusammengesetzten Karosserie B' enden.
• In Fig. 1, 2 wird auch, wenn ein durch das Band 3 herbeigeführtes Bodenblech B eine Position über der Schweißstation 5 der Zusammensetzvorrichtung 1 nach der vorliegenden Erfindung erreicht, dieses Bodenblech B von zwei Gabelmitnehmern 15 einer Hebevorrichtung 16 aufgenommen. Die Hebevorrichtung 16 ist längs zweier Säulen 7 des feststehenden Trägerrahmenwerks 8 vertikal bewegbar. Wenn das Bodenblech B die in Fig. 3 gezeigte Position über der Schweißstation 5 erreicht, heben die Gabelmitnehmer 15 das Bodenblech B hoch, wobei es von den Haken 14 getrennt wird. Die Arme 12 können dann geöffnet werden, wonach die Hebevorrichtung 16 gesenkt wird (siehe eine mit 16' bezeichnete Zwischenposition in Fig. 3) bis sie die mit 16" bezeichnete untere Position in Fig. 3 erreichen, in welcher das Bodenblech B über den Positionier- und Arretiermitteln, die auf dem Boden der Schweißstation 5 vorgesehen sind, abgelegt wird.
• Wie aus dem folgenden zu ersehen ist, wird die Schweißstation 5 zum Zusammensetzen und Schweißen des Bodenblechs B mit den restlichen Teilen einer Kraftfahrzeugkarosserie B' verwendet. Nach Beendigung dieses Arbeitsvorgangs wird die Karosserie B', die auch durch gestrichelte Linien in Fig. 3 gezeigt ist, durch eine Reihe von Abläufen, die in bezug auf die vorher beschrieben entgegengesetzt ablaufen, in die obere Ebene des Überkopfförderbandes 3 zurückbefördert, wo sie von den Hakenmittel 10 zur Weiterbeförderung längs eines Bands 4 zu dem Hauptband 2 abgenommen wird (Fig. 7).
• Die Schweißstation 5 ist mit einer Vielzahl von progammierbaren Robotern 17 (vier Roboter in dem dargestellten Beispiel) ausgestattet, wobei jeder mit einem elektrischen Punktschweißkopf 17a ausgerüstet ist. Auf dem Boden der Schweißstation 5 an den beiden Seiten des Standortes, an dem das Bodenblech B aufgenommen wird, sind zwei parallele Führungsschienen 18 vorgesehen. Auf diesen Schienen 18 sind zwei Positioniertore 19 gleitbar angebracht, die zum Aufnehmen von Bauteilen, die die Seiten der zusammenzusetzenden Karosserie bilden, und zum Plazieren derselben in die Montageposition an das Bodenblech B vorgesehen sind. Jedes Positioniertor 19 weist eine untere Struktur auf, die an einem Paar von Wagen 20 angebracht ist, von denen wenigstens einer selbstfahrend ist. Die Details, die den zu einem der Wagen 20 gehörenden Motor und die Getriebeeinheit betreffen, um die Bewegung desselben längs der jeweiligen Schiene 18 zu steuern, sind hier nicht gezeigt, da auch diese Elemente in irgendeiner bekannten Weise hergestellt werden können. Außerdem sind die hier beschriebenen selbstfahrenden Positioniertore dieser Art beispielsweise in dem Europäischen Patent Nr. 0 642 878 und dem Parallel-US-Patent Nr. 5 400 943 bereits gezeigt. Der obere Teil der Tore 19 ist, auch in einer für sich bekannten Weise, mit einer Vorrichtung 21 ausgerüstet (in Fig. 1 wurde die Vorrichtung 21 des rechtsseitigen Tors 19 nicht gezeigt, um die Struktur des Tors 19 deutlicher zu veranschaulichen), um die Bauelemente S einer jeweiligen Seite des Kraftfahrzeugs in geigneter Weise aufzunehmen und zu halten.
• Die zwei Positioniertore 19 können längs der Schiene 18 von einer Warteposition (Fig. 1), die von dem Standort der Schweißstation 5, welche das Bodenblech B aufnimmt, in Längsrichtung beabstandet ist, in eine Arbeitsposition bewegt werden, die sich an den beiden Seiten neben dem Bodenblech B befindet.
• Wenn die Positioniertore 19 sich in ihrer Warteposition befinden, können sie in dieser die Bauelemente S der zwei Seiten aufnehmen, die dort beispielsweise manuell oder automatisch durch Manipulation von Robotern, abhängig von den Eigenschaften der Anwendung, eingebracht werden. Sind die Bauelemente S der zwei Seiten erstmal in die zwei Positioniertore 19 eingebracht, werden letztere längs einer Schiene 18 aus der in Fig. 1 gezeigten Warteposition in die Arbeitspositionen bewegt, die sich an den zwei Seiten des Bodenblechs 8 befinden.
• Gemäß einer an sich bekannten Technik kommen die Wagen 20 der zwei Tore 19 auf zwei getrennte Abschnitte 18A (siehe Fig. 4) der zwei Schienen 18, die quer zu der Längsrichtung der Schienen 18 auf Querschienen 22 (Fig. 4) gleiten können. Auf diese Weise bewegen sich die Positioniertore 19 dichter aufeinander zu, bis sie eine Betriebsposition erreichen, in der die durch diese Tore getragenen Bauelemente der Seiten in Eingriff mit dem Bodenblech B gelangen. Unter dieser Bedingung stehen von den Positioniertoren 19 getragene Arretiervorrichtungen, auch von einer an sich bekannten Art, mit den Bauelementen S der Karosserieseiten und dem Bodenblech B in Eingriff, wobei sie diese in einer gegenseitig genauen Position zum Zusammensetzen arretieren, und halten sie in dieser Stellung, während Roboter 19 den Betrieb aufnehmen, in dem sie eine erste Serie von Schweißpunkten zur Karosserieformung durchführen.
• Wenn die Formung zu Ende ist, werden die Arretiervorrichtungen der Positioniertore 19 von der Karosserie gelöst und die zwei Schienenabschnitte 18A öffnen sich wieder, so dass die zwei Positioniertore 19 in ihre in den Zeichnungen gezeigte Warteposition zurückkehren können. In der Zwischenzeit wird die Karosserie, die nun schon von selbst einen Halt hat, noch von Robotern 17 geschweißt, die eine zweite Serie von Schweißpunkten zur Vervollständigung des Schweißvorgangs ausführen. Während die Roboter 17 diese Vervollständigung des Schweißvorgangs ausführen, können die Positioniertore 19 die Bauelemente der Seiten einer neuen zu schweißenden Karosserie aufnehmen. Wenn die Karosserie, die sich am Schweißstandort befindet, fertiggestellt ist, wird diese von den Gabelaufnehmern 15 der Hebevorrichtung 16 ergriffen und wieder auf das Niveau des Überkopfförderbandes 3 gehoben, wo diese von den Hakenmitteln 10 gegriffen wird. Das Band 3 kann um einen Schritt weiterlaufen, so dass ein neues Bodenblech B zu der Position über der Schweißstation 1 gebracht wird. Das neue Bodenblech kann dann durch die Hebevorrichtung 16 gesenkt werden, um nachfolgend die Karosserieseiten der neuen zu schweißenden Karosserie von dem Positioniertoren 19 aufzunehmen, die in der Zwischenzeit in ihre Arbeitsposition zurückgekehrt sind.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Vorrichtung einen dritten Positionierrahmen 23 auf, der mit Positionier- und Arretiervorrichtungen 24 für die Bauelemente R des hinteren Teils der Karosserie des Kraftfahrzeugs ausgestattet ist. Der dritte Positionierrahmen 23 ist quer zu der Längsrichtung der Schienen 18 in dem Raum zwischen denselben angeordnet und ist schwenkbar um eine Querachse 25 von einer gesenkten Position, die in den Zeichnungen durch gestrichelte Linien dargestellt ist, in eine gehobene Position angeordnet. In der gesenkten Position kann ein Arbeiter O den Positionierrahmen 23 manuell mit Bauteilen R beschicken. In der gehobenen Position bringt der Rahmen 23 die Bauelemente R in Eingriff mit dem Bodenblech B und den Karosserieseiten S. die sich an der Schweißstation befinden, so dass sie miteinander verscheißt werden können.
• Nach einem weiteren Merkmal (Fig. 6) wird jedes Positioniertor 19 auch zum Halten von Bauelementen T der Karosserie verwendet, die quer zwischen die beiden Karosserieseiten zu montieren sind. Wenigstens einige der Roboter 17 sind mit einer Vorrichtung zum automatischen Auswechseln ihres Werkzeugs ausgerüstet und können den jeweiligen Schweißkopf in ein Magazin (nicht gezeigt) ablegen, welches zu diesem Zweck neben dem Roboter vorgesehen ist, und ein Greifwerkzeug aufnehmen, das zum Greifen der Bauelemente T und zum Justieren derselben in eine genau Position zum Schweißen verwendet wird, welcher Schweißvorgang von anderen Robotern ausgeführt wird. Gleichermaßen können mit Greifwerkzeug ausgerüstete Roboter auch dazu verwendet werden, weitere Bauteile der Karosserie in ihre genaue Position für den Schweißvorgang zu bringen, die Bauteile müssen notwendigerweise zu einem zweiten Zeitpunkt, der der Montage der Hauptbauteile nachfolgt, zusammengesetzt werden.
• Wie bereits beschrieben, sind die Positionier- und Haltevorrichtungen 21 der jeweiligen Positioniertore 19 (siehe beispielsweise Fig. 6) nicht im Detail gezeigt, da sie in irgendeiner bekannten Art hergestellt werden können. Diese Vorrichtungen weisen typischerweise elastische Anschlagmittel auf, die es dem Arbeiter O ermöglichen, die Bauteile an den Tore 19 manuell einzubringen, wobei sie diese Bauteile mit den Toren in einfachen und schnellen Arbeitsgängen verbinden, wobei die Möglichkeit besteht, dass diese Bauelemente später von den Positioniertoren 19 gelöst werden, wenn die Karosserie eine Anzahl von Schweißpunkten erhalten hat, die ausreichend sind, um die Anwesenheit der Positioniertore 19 entbehrlich zu machen. Jedoch gemäß dem, was im vorhergehenden beschrieben wurde, sind die Positioniertore 19 außerdem mit herkömmlichen Arretiervorrichtungen ausgerüstet, typischerweise mit pneumatischen Betätigungsgliedern, die die eine Karosserie bildenden verschiedenen Bauteile miteinander verankern.
• Bei Betrieb der Vorrichtung, wenn ein Bodenblech B von der Hebevorrichtung 8 zu der Schweißstation herabgelassen wird, bewegen sich die Positioniertore 19, die bereits mit den Bauelementen S der Karosserieseiten beschickt worden sind, in Längsrichtung entlang der Schienen 18 bis sie ihre Arbeitsposition erreichen, in der sie in Querrichtung dichter zu einander bewegt werden, um so den Zusammenbau der verschiedenen Bauelemente der Karosserieseiten S mit dem Bodenblech B zu ermöglichen. Gleichzeitig warten ein oder mehrere mit einem Greifwerkzeug ausgerüstete Roboter 17 auf das Zusammensetzen der Querelemente zur gegenseitigen Verbindung der Karosserieseiten. Während die Arretiervorrichtungen der Positioniertore 19 die vorher erwähnten Bauteile in der genauen Position für das Zusammensetzen halten, führen die mit Schweißköpfen ausgerüsteten Roboter 17 eine erste Serie von elektrischen Schweißpunkten aus. Am Ende dieses Stadiums bewegen sich die Positioniertore 19 in Querrichtung weg von den zwei Seiten der geformten Karosserie, die nun nicht mehr länger von den Positioniertoren gehalten werden muß. Diese können dann in ihre in Fig. 3 gezeigte Warteposition zurückkehren, in der der Arbeiter O mit dem Beschicken der Bauelemente S einer neuen Karosserie beginnen kann, während die Roboter 17 eine zweite Serie von Schweißpunkten zur Vervollständigung des Schweißvorgangs ausführen. Am Ende dieses zweiten Stadiums können die Roboter von der Struktur abgezogen werden, und die Hebevorrichtung 8 kann die geschweißte Karosserie B' zu dem Überkopfförderband zurückbringen, wo die Karosserie von der Hakenvorrichtung 10 zur Weiterbeförderung längs dem Band 4 aufgenommen wird und dann wieder in das Hauptproduktionsband 2 (Fig. 7) eingeführt wird.
• Um die Arbeiter zu schützen, die Bauelemente S auf die Positioniertore 19 einbringen, wenn diese sich in ihrer Warteposition befinden, während die Roboter 17 noch die vorhergehende Karosserie schweißen, weist die Vorrichtung vorzugsweise eine oder mehrere Schutzabschirmungen von einer Art auf, wie sie in Fig. 1 mit der Bezugsnummer 30 gekennzeichnet ist, welche Abschirmungen automatisch von einer Betriebsposition (in Fig. 1 gezeigt) in eine Außerbetriebsposition bewegt werden. Die anhängenden Zeichnungen zeigen keine Mittei zum Führen und Steuern der Bewegung der Abschirmungen 30, da sie in irgendeiner bekannten Weise hergestellt werden können.
• Aus der vorausgehenden Beschreibung ist klar ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung große Vorteile in Hinblick auf die reduzierten Abmessungen und die Produktivität hat.
• Die Positioniertore 19 weisen tiefliegende selbstfahrende Waden auf und müssen daher nicht mit schwerem und sperrigem Leitrahmentragwerk ausgerüstet werden. Das Einbringen von Bodenblechen 8 längs der Vertikalrichtung mittels der Hebevorrichtung 8 macht es möglich, die Abmessungen der Schweißstation weiter zu reduzieren. Das Verwenden von Positioniertoren, die in Längsrichtung von einer Arbeitsposition in eine Warteposition bewegt werden, auch wenn in der Station an einer einzigen Art von Karosserie gearbeitet wird (so dass automatischer Wechsel vieler Paare von Postioniertoren nicht erforderlich ist) ermöglicht, die Bauelemente der Karosserieseiten auf die Positioniertore aufzubringen, wenn die Station noch einen Schweißvorgang an der vorhergehenden Karosserie ausführt. Wie bereits beschrieben, ist eine Schweißstation der vorher beschriebenen Art besonders geeignet, einen Schweißvorgang bei Karosserien der Kombiwagenausführung durchzuführen, ohne dass dadurch Probleme in der Gesamtanlage, in der auch andere Ausführungen (wie beispielsweise Limousinen- oder Coupeausführungen) des gleichen Modells hergestellt werden, bezüglich der Taktzeit und der Anzahl von Robotern enstehen, die bei jeder Schweißstation zu verwenden sind.
• Natürlich können auch, während die Grundidee der Erfindung die gleiche bleibt, Details der Konstruktion und Ausführungsformen in Hinblick auf das, was nur beispielhaft beschrieben und dargestellt wurde, ausgiebig variiert werden, ohne dabei von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Zusammensetzen von Kraftfahrzeugkarosserien mittels Punktschweißens, die folgendes aufweist:

- eine Schweißstation (5), die mit programmierbaren Robotern (17) mit Punktschweißköpfen (17a) ausgestattet ist,

- Mittel (8), um Bodenbleche (8) von Kraftfahrzeugkarosserien nacheinander in die Schweißstation (5) einzuführen,

- ein Paar Positioniertore (19), die sich auf den beiden gegenüberliegenden Seiten der Schweißstation (5) befinden und mit Vorrichtungen (21) zum Aufnehmen und Halten von Bauelementen (S) zweier Kraftfahrzeugkarosserieseiten, die mit einem jeweiligen Bodenblech (B) zusammenzufügen sind, ausgestattet sind,

- wobei die Positioniertore (19) mit selbstfahrenden tiefliegenden Wagen (20) versehen sind, die auf zwei parallelen Schienen (18) geführt werden, die auf dem Boden der Schweißstation (5) an deren beiden Seiten vorgesehen sind,

- wobei die Positioniertore (19) auf diesen Schienen (18) von einer Arbeitsposition neben den zwei Seiten des sich bei der Schweißstation befindenden Bodenblechs (B), in eine Wartepostion, die von der Arbeitssposition in Längsrichtung beabstandet ist, bewegbar sind,

- wobei, wenn die Positioniertore sich in ihrer Warteposition befinden, diese die Bauelemente (S) der Seiten einer zu montierenden Karosserie entgegennehmen und halten können,

- wobei, wenn die Positioniertore (19) sich in ihrer Arbeitsposition befinden, diese sich in bezug auf die Längsrichtung der Schienen (18) quer zur Längsrichtung bewegen können und dabei näher auf einander zukommen bis sie eine Betriebsposition erreichen, die sich unmittelbar neben dem Bodenblech (B) befindet, das sich bei der Schweißstation befindet,

- wobei diese Positioniertore mit Positionier- und Arretiermitteln (21) ausgerüstet sind, die so beschaffen sind, dass der Arbeitsvorgang aufgenommen wird, wenn die Tore (19) sich in der Betriebspostion befinden, um ein Eingreifen der Bauelemente (S) der Karosserieseiten, die durch die Tore getragen werden, mit dem Bodenblech (B) zu bewirken, welches Bodenblech sich auf der Schweißstation mit den anderen Teilen befindet, um diese in einer Position zu halten, die für das Zusammensetzen der Karosserie geeignet ist, während die Roboter eine Reihe von Schweißpunkten ausführen, und

- Mittel (8) zum Herausnehmen der zusammengesetzten Karosserie (B') aus der Schweißstation (5),

und wobei außerdem

- diese Mittel zum Einführen des Bodenblechs (B) in die Schweißstation (5) und die Mittel zum Herausnehmen der zusammengesetzten Karosserie (B') aus der Schweißstation (5) aus einem Überkopfförderband bestehen, das sich in einer erhöhten Position in bezug auf die Schweißstation (5) befindet und einen Bandabschnitt (3) vor der Schweißstation (5) zur Beförderung der zusammenzusetzenden Bodenbleche (B) und einen Bandabschnitt (4) hinter der Schweißstation (5) zum Befördern der zusammengebauten Karosserien (B') aufweisen, und auch aus einer Hebevorrichtung (8) bestehen, die mit vertikal bewegbaren Haltemitteln (16) ausgestattet ist, zum Aufnehmen eines Bodenblechs (B) von dem Überkopfförderband (3) und zum Herabsenken desselben auf die Schweißstation (5), von welcher es von den auf der Schweisstation (5) vorgesehenen Empfangs- und Haltemitteln aufgenommen wird, um dann die zusammengesetzte Karosserie (B') von der Schweißstation (5) auf das Überkopfförderband (4) hinaufzuheben,

- wobei die Vorrichtung so programmiert ist, dass die programmierbaren Roboter (17) eine Anzahl von Schweißpunkten ausführen, um zunächst die Karosserie zu formen, während letztere durch die Positioniertore (19) arretiert wird, und nachfolgend eine Anzahl von Schweißpunkten zur Vervollständigung des Schweißvorgangs auszuführen, während die Positioniertore (19) bereits von der Karosserie entfernt worden sind und in ihre Warteposition zurückgekehrt sind, in der sie die Bauelemente (S) der Seiten einer neuen Karosserie simultan mit der Ausführung der Schweißpunkte zur Vervollständigung der Schweißung der Karosserie, die in der Schweißstation (5) ist, aufnehmen können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es an der Schweißstation (5) quer zu den Führungsschienen (18) einen dritten Positionierrahmen (23) gibt zum Aufnehmen und Arretieren von Bauelementen (R) des hinteren Teils der zu montierenden Karosserie, wobei der Positionierrahmen (23) um eine Achse (25) quer in bezug auf die Führungsschienen (18) schwenkbar von einer gehobenen Betriebsposition, in welcher die durch den Rahmen getragenen Elemente (R) mit dem Bodenblech (B) und den Seiten (S) der zu montierenden Karosserie in Eingriff stehen, in eine gesenkte Außerbetriebsposition, in der der Rahmen (23) mit den Bauelementen (R) einer neuen Karosserie, die zu schweißen ist, beladen wird, angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der programmierbaren Roboter (17) mit Mitteln ausgerüstet sind zum automatischen Ersetzen des jeweiligen Schweißkopfs (17a) durch ein Werkzeug, das Hilfsbauelemente (T) der zu schweißenden Karosserie greifen als auch diese Elemente in den Montagezustand zur deren Schweißung positionieren kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Hilfsbauelemente (T) von einem oder beiden der Positioniertore (19) getragen wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abschirmmittel (30) bewegbar von einer Betriebsposition in eine Außerbetriebsposition vorgesehen sind, die in ihrer Betriebsposition den Bereich der Schweißstation von einem Bereich trennen können, der der Warteposition der Positioniertore (19) entspricht.

6. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einem Band (3, 4) zur Herstellung von Kraftfahrzeugkarosserien des Kombiwagentyps eingesetzt wird, die parallel zu einem Hauptproduktionsband (2) zur Herstellung von Karosserien anderer Ausführungen (wie beispielsweise Limousinen- und einer Coupe- Ausführungen) des gleichen Modells eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist.