JP2005510367A - 車体のプロトタイプの生産中にその車体の主要構成部品を効率的に溶接するための多種類対応型ユニット - Google Patents

Abstract

本発明によれば、プロトタイプの車台の構成部品は、かごの形の第１の仮付ステーションにおいて正確に組立てられ、かご内の開口部を通して仮付けされる。後続の溶接ステーションにおいて、下側でのみ支持されているがそれ以外はすべての側から自由に接近可能な、車台の仮付けされたシートメタル部品が完全に溶接される。上記の分割により、プロトタイプの生産が、効率的かつ人間工学的に達成され得る。生産ユニットの個々の部品及びシステム構成部品は、可能な限り、システムに一致するよう基準化されたモジュラー要素として具体化される。それは、差込みの格子げた及び接続用開口部を備える結果として、様々な形態でかつ汎用的に、素早く正確に組み立てることができる。言い換えれば、多種類対応型方式に変換されるようになる。

Description

本発明は、車体のプロトタイプの生産中に、完璧なホワイトボディを形成するよう、車体の主要構成部品を正確に位置合わせし、かつ溶接するための設備に関する。

車体のホワイトボディ生産においては、まず、車両の床面、前端、後端、左右の内部側壁、左右の外部側壁のような構成部品は全て、車体のシートメタル部品から溶接されるが、車体が連続生産において製造されるものであるかまたはプロトタイプ（試作）として製造されるものであるかどうかにかかわりなく、このような構成部品の統合（一覧）または細分を、車両タイプによって異なるようにすることが可能である。車体の個々の構成部品への細分は、車両開発及び生産に係わる車両製造業者の様々な部門の経験及び合意に基づいて、車両開発の極めて初期の設計段階で、設計者によって決定される。

個々の構成部品は、いくつかのシートメタル部品から組み立てられるが、これらのシートメタル部品の最初の状態は、単に手で取り扱うことのできるような大きさである。構成部品の個々のシートメタル部品がこのように適度な大きさであるために、そして個々の構成部品の構造が開いたまたは平らな形であるために、個々のシートメタル部品が、１つの構成部品内で互いに正確な位置に固定され、比較的簡単な装置内の溶接点で互いに接続され得る。しかし、より大きな問題点として、その大きさ及び重量により様々な構成部品が取り扱いにくく、かつ全体としての車体が嵩張ったシェル（骨組み、外殻構造）であるために、完璧な車体を形成するためには、様々な構成部品を正確に接合しなければならないことがある。

車両の開発の際に、開発され、構築され、そして異なる度合いの完成度に組み立てられる車両のプロトタイプは、常にいろいろな目的で必要とされる。その開発において、特定の車両タイプへと進歩すればする程、この車両タイプのより多くのプロトタイプのコピーが必要となる。何故なら、車両製造業者の社内のより多くの部門が、この車両タイプの実際の例示的実施形態に対する検討を行わなければならなくなるからである。車両タイプの最初の試作モデルが、汎用的な使用に適しているがそれ程特殊用途向きでない機器を主として用いて、なお生産されており、かつ同時に極めて高レベルの作業努力がなされているが、まだ最適な生産精度は受け入れることができない間に、より多くの数のプロトタイプのコピーが必要とされる、少なくとも開発の最終段階においては、プロトタイプ生産における種類特有のデバイスの割合が特に高い。つまり、第１のモデルの、主として手動の生産と比べると、作業努力を減少させることができ、かつ生産精度が向上し得るが、このことは、設計、部品の生産、及び主として一つの種類専用の生産所の組立てに、かなりの努力を払わなければならない場合にのみ可能である。このことに費やされる時間及びコストは、プロトタイプのコピーの単価に対する投資面及びコピーを作るためのスケジュール作成に悪影響を及ぼす。種類特有に設計されたデバイス部品を広範囲に使用できるものの、このようなプロトタイプの生産設備の歩留まりは、ほんのわずかである。

特許文献１では、第１のモデルの車体のプロトタイプを生産するための設備において使用される多くの部品から組み立てられる収容ユニットを示している。既知の収容ユニットは、レーザーで輪郭が取られたシートからの主要部品を用いて組み立てられる。その上、生産される車両タイプに適合された収容ユニットは、１つの全体的な設計にもかかわらず、その個々の部品の多くが、その収容ユニットが分解された後に再び使用され得るように設計される。締付場所で車体の形に対応するよう個々に設計されたいくつかの収容ユニットが、平らな底板上に固定され、しっかりとボルト締めされ、この底板上から直角に突出される。これらの収容ユニットは底板上に配置され、生産される車体の、溶接された様々な構成部品及び大型部品が、これらの収容ユニット内の正確な位置に収容され、固定され得る。既知の参考文献では、所望の収容ユニット自体の多種類対応型設計に限定されているが、側壁が、生産装置内の正確な位置に収容され得るかどうか、または収容され得る場合には、いかに収容され得るかについて全く示していない。

独国特許発明第３５２５８５１Ｃ２号明細書

この先行技術に基づいて、本発明の目的は、ホワイトボディのプロトタイプの生産のための設備を提示することである。以下に記載するすべての利点が、本発明によりすべて達成され得る。
まず第１に、特定の車両タイプのプロトタイプが実際に生産されるまでの、時間及び金銭面で暫定的に必要とされる投資レベルが、以前より低くなる。
さらに、このようなプロトタイプの生産設備の種類特有の構成部品の割合が、以前より低くなり、その結果、いろいろな車両タイプに対する生産設備の適応性が増す。
その上、プロトタイプ生産により、基本的に、以前より、後の連続生産との密接度が増すかまたはそれとの関係がより密接となることが可能となり、したがって、連続生産についての検討も、プロトタイプ生産の段階で可能となる。
最後に、プロトタイプ生産自体が、以前より効率的となる。

この目的は、請求項１のすべての特徴に従って形成されるプロトタイプ生産設備により、本発明に従って達成される。

本発明によれば、いくつかの作業ステーション間で所望の程度の作業を分割するという考え方は、それ自体連続生産において既知の考え方であるが、この場合には、プロトタイプ生産のための、特別な、プロトタイプ特有の方法において採用される。正確には、プロトタイプの車体の構成部品が、かご（おり）の形で閉じることができる第１の仮付ステーション（仮付所）において正確な位置で接合され、このかご内の開口部を通して仮付けされる。後続の溶接ステーション（溶接所）において、既にそれ自体が安定しており、かつ目下下側でのみ支持されているがさもなければすべての側から自由に接近可能である、車体の正確な位置に既に仮付けされた車体部品が、完全に溶接される。このように作業を分割することにより、プロトタイプ生産が連続生産に近いものになるだけでなく、プロトタイプ生産が効率的かつ人間工学的に非常に好ましいものになる。何故なら、より多くの数の所望の溶接点が、自由に接近可能な車体上で実施され得るからである。プロトタイプ生産のための設備は、システムに一致するよう標準化されたモジュラー要素として主に形成され、かつ挿入及び接続用開口部の格子げた（網目、グリッド）のために、様々な形態において、素早く正確な位置に組み立てることができる様々な個々の部品及び設備構成部品から組み立てられる。再使用可能な部品であるために、設備が低コストかつ短時間で構築できるだけでなく、異なる車両タイプの生産に多種類対応方式で変換できる。本発明による方法で個々の設備構成部品及び装置（デバイス）部品を、一方では汎用的に、即ち種類によらない方式で使用され得る部品に、他方では種類特有、即ち特定の車両タイプのみに使用され得る部品に有意義に分割することにより、所望の生産精度及び設備の効率が実現され、多くの部品から組み立てられる種類特有の収容ユニットが、汎用的に使用可能な部品を主として具備する。

本発明の好ましい改良形態は従属請求項に見出すことができ、以下に、図面に表されている例示的実施形態に基づいて、本発明についてさらに説明する。

車体２１のための、図１及び図２に表されているプロトタイプ生産設備は、車体のすべての主要構成部品または大型部品（以下、略して「構成部品」と呼ぶ）が、予め別個に製造されていることを前提とする。以下、このことについては詳細に記述しない。これらの予め製造された構成部品は、表示されている生産設備により、完全なホワイトボディを形成するよう、正確に位置合わせされ、溶接されるものとする。

より多くのまたはより少ない数の利点及び欠点を有するプロトタイプの車体が、対応する生産設備により過去に既に製造されているが、以下に記載するすべての利点は、以下に記述する本発明によるプロトタイプ生産設備によりすべて達成される。
プロトタイプ生産が効率的となる。
特定の車両タイプのプロトタイプが実際に生産され得るまでの、時間及び金銭面で暫定的に必要な費用が低くなる。
このようなプロトタイプ生産設備の種類特有の構成部品の割合が低くなる。その結果、いろいろな車両タイプに対する生産設備の適応性が増す。
基本的に、後の連続生産との密接度が増すかまたは連続生産との関係が密接となり、プロトタイプ生産の際に、既に連続生産について検討することが可能となる。

このようなすべての利点を達成できるようにするために、本発明に従って、プロトタイプ生産設備には、以下の設計上の機能が設けられる。

図１及び図２に表されている例示的実施形態の場合には、２対のステーション（作業所）１、２及び１’、２’が、生産ラインにおいて長手方向３に前後に並んで配置され、移送装置、たとえばクレーン用通路４により、搬送面で互いに連結される。２対の作業ステーション１、２、１’、２’のうち、それぞれ流れ方向（長手方向）３における第１の作業ステーション（ステーション）１、１’は、構成部品の位置合わせ及び仮付けのための働きをし、そのため、以下ではこれを仮付ステーション（仮付所）と呼ぶ。それぞれ第２の位置に配置された作業ステーション（ステーション）２、２’においては、既に仮付けされた構成部品が完全に溶接されるので、そのため、以下ではこれらの第２の作業ステーション（ステーション）を溶接ステーション（溶接所）と呼ぶ。搬送面で作業ステーション１、２、１’、２’を連結するための移送装置は、クレーン用高架通路４とその上を走る移動式クレーン５とを備えた門形クレーン（橋形クレーン、ガントリクレーン）設備として形成される。荷重フックに装着されたクレーン滑車装置６は、両端に装着された耐荷ケーブルを備えた長手方向３に延びる横材を具備する。

表示されている例示的実施形態の場合には、それぞれ、仮付ステーション１または１’及び溶接ステーション２または２’を含む２対のステーション１、２及び１’、２’が、搬送面で連結された生産ラインにおいて、前後に並んで配置される。この場合、第１の対のステーション１、２は、車体２１の内部に配置された左右の側壁を含む構成部品の位置合わせ及び仮付けのために形成され、第２の対のステーション１’、２’は、続いて行われる２つの外部側壁の位置合わせ及び仮付けのために形成される。

車体の構成部品または部分的に完成された車体は、第１のステーション１へまたは連続する作業ステーション（ステーション）間で搬送されている間、骨組状に構築された運搬用下敷支材２３上に載っている。生産された車体２１は、この運搬用下敷支材上で受け取られ、垂直方向には遊びを有するが、水平方向にすべるのが防止されて固締される。運搬用下敷支材２３の、２つの長手方向に延びる骨組の脚部２６はそれぞれ、長手方向の前部及び後部で車体２１を越えて突出しており、クレーン滑車装置を装着するための突片部がその両端に設けられている。

図３に一部分が拡大されて表示されている仮付ステーション１、１’は、下側に、水平方向の平らな底板７と、左右に（横方向に）それぞれ棒の骨組として形成された、垂直方向の側壁８とを備える。この側壁は、水平案内レール（案内レール）１０上で横方向２４に移動可能であり、一方の側の係止可能な作業位置と他方の側の離れた積込み位置との間で移動できるようにされる。側壁８は、共に移動した状態において、寸法安定性のある（剛性の、硬質の）かごを形成するよう、着脱および固定可能な連結棒９により上部側で連結され得る。底板７と２つの側壁８との両方には、仮付ステーション１、１’内で構成部品を定められた位置に収容し、かつ確実に締め付けるために、生産される車両タイプに適合された、複数の収容ユニット１８が設けられる。仮付ステーションについての説明はこれまでにとどめ、後に、そのさらなる詳細を説明することとする。

溶接ステーション２、２’も同様に、下側に、生産される車両タイプに適合された複数の収容ユニット１８’が同様に設けられた、水平方向の平らな取付板３０を備える。これらの収容ユニットにより、自重及び加工されている間に生じる力を変形させずに支えている、構成部品から既に仮付けされたホワイトボディは、溶接ステーション２、２’内で定められた位置に収容され、しっかりと締め付けられ得る。溶接ステーションの収容ユニット１８’は、ホワイトボディ（車体）２１の下側を締め付けるように制限されており、したがって、溶接ステーション２、２’内に収容されたホワイトボディ（車体）２１は、側部から、前部から、後部から、および上部から、自由に接近可能である。

仮付ステーション１、１’も溶接ステーション２、２’も共に、一方では汎用的に、即ち種類によらず使用され得る設備構成部品及び装置（デバイス）部品と、他方では種類特有、即ち特定の車両タイプのみに使用され得る設備構成部品及び装置（デバイス）部品と、を含む。

仮付ステーション１、１’の、以下に記載する設備構成部品または装置（デバイス）部品は、これらの構成部品または装置（デバイス）部品を汎用的に有用なものとするために、以下の方法で形成される。これらは、ある程度、モジュラーシステムの一部であり、標準化されたいろいろな「モジュール」から、様々な形の車体のための作業ステーションを、素早くかつ柔軟に組み立てることができる。

図３においてより詳細に表示されている底板７には、規則正しい格子げた（網目、グリッド）上に配置された複数の受け口１４、１７と、同じ格子げたに対応する形で、その間に配置されたねじ穴１５とが設けられる。表示されている例示的実施形態の場合には、明白な格子げたが、直交に形成され、水平の長手方向３及び横方向２４及び垂直方向２８に同じ格子間隔を有するが、これについては、以下に再び論じることとする。上記受け口は、非常に正確に加工され、同じ精度を有する底板内に埋め込まれる。（図６ａに拡大して示されている）１つの種類の受け口１４には、円筒形の挿入用開口部が設けられ、この挿入用開口部は、すべての側に遊びがなく組立て部品を固定するための働きをする。他の種類の受け口１７（図７）は、楕円形の挿入用開口部を有する、即ち細長い孔として形成されるが、この受け口は、熱により誘発される膨張を補償する働きをする。その楕円形の受け口は、楕円形の長い軸が横方向２４と平行に延在するように、取付板に埋め込まれている。受け口１４、１７、及び図８に例として示されかつ受け口に正確に合った差し口１６により、作業ステーションの主要構成部品は、所望の配置において、殆ど遊びがなく、かつ非常に正確かつ効率的に組み立てることができる。共に合うように作られた部品はまた、（たとえば図５及び図６の）用意されたねじ穴１５または対応する貫通孔２２を通して、取付板１３内に互いにしっかりとボルト締めされ得る。差し口１６（図８）は、その下部が円筒形に形成され、この部分と共に、組立用基板の、即ち取付板または組立用の木の受け口に挿入される。差し口の上部も同様に、回転可能に対称的かつその「最大」直径の円筒部と全く同じになるよう形成されるが、この差し口の上部は、扱いにくい（難かしい）構成部品についても合わせるのを容易にするために、基本的に、上部に円錐形の切頭体を有する球形、つまりたまねぎのような形に形成される。

組み立てられる部品の必要な組立位置をより容易に発見できるようにするために、格子げたをなぞる（格子げたに従って進行する）まっすぐなシステム線２５が、仮付ステーション１、１’及び溶接ステーション２、２’の底板７内または取付板３０に、そして両方のステーション１、１’；２、２’の取付板１３またはアダプタプレート３３に機械加工される。表示されている例示的実施形態の場合には、機械加工されたシステム線２５は、受け口１４、１７及びねじ穴１５を通して中心に延びている。

その位置が正確に知られておりかつたとえば正三角形または二等辺三角形の頂点にある、少なくとも３つの別個の受け口が、底板７の表面の中間部に埋め込まれる。これらの受け口は、上述した受け口１４と寸法的に一致している必要はない。何故なら、これらは異なる目的を有するからである。正確には、仮付ステーション１、１’の明白な点を空間的に測定するための測定器が、これらの特別な受け口内に挿入でき、したがって、このような測定作業のための基準ベースがそれらの特別な受け口によって設けられることを意図する。

様々な幅及び／又は長さの、面が平行となるように機械加工された様々な長方形の取付板１３が準備されており、その１つが図５及び図６に例として示されている。これらの取付板にも、格子げたに一致するよう配置された受け口１４、１７と、ねじ切りされた貫通孔２２とが設けられ、その結果、差し口１６及びボルトを用いて、底板７上に様々な配置で、素早くかつ正確な位置に容易に組み立てることができる。これらの取付板は、１群の収容ユニット１８を収容することを意図する。取付板１３の水平方向の外形寸法は、長手方向３及び横方向２４で、受け口１４、１７及びねじ穴１５の位置として明白な、上述した格子げたに対応するようにされる。さらに、取付板１３内の受け口１４、１７及びねじ穴１５は、横方向２４と平行の取付板１３の区切り縁に対して、格子間隔の半分だけ偏心して配置される。このことにより、格子間隔の半分だけ食い違うように長手方向または横方向に位置を変えることにより、受け口及び差し口によって、取付板が固定され得る。

底板７の長手方向の両側に、下側が滑らかに形成された案内レール１０が、底板７上に鏡面対称に取り付けられ、同様に、底板７の格子げたに合致する受け口１４、１７、及びボルト貫通孔２２が設けられる。表示されている例示的実施形態の場合には、それぞれの側に３つの案内レールがある。底板７の長手方向に対し両側に取り付けられた案内レール１０は、底板７を越えて側方に突出し、高さ調整可能な別個の支柱２０により工場の床にある突出部内で支持される。突出した案内レール間の空間へは、上げ床２９（図４）により、自由に歩いて接近可能である。

台車１１が、案内レール１０それぞれの上で移動できるようにされる。底板７に面する垂直方向の平らな側部を側方に有して、垂直方向に立ち上がっている、曲げ剛性的に支持された（曲げ剛性が大きい）組立用の木１２が、それぞれの台車上にそれぞれ配置される。垂直方向２８で前記格子げたに対応する少なくとも２つの受け口１４、１７、及び骨組状の側壁８を組み立てるためのねじ穴１５が、組立用の木に配置される。垂直方向で格子げたに一致するよう、組立用の木に装着された受け口１４、１７は、格子間隔の整数倍だけ底板７の表面より上の基準面として配置されるが、これは、底板７の長手方向側部に、横方向に取り付けられた案内レール１０の一般的な全高を勘案し、かつ前記レール（案内レール）上を移動できるようにされる台車１１を勘案したものである。その結果、組立用の木に取り付けられる骨組状の側壁８の高さの正確な位置決めも、より容易となる。

案内レール１０及び台車１１上を移動できるようにされる骨組状の側壁８の作業位置は、生産される車体の構成部品の接合精度について寸法が確定されており、したがって、底板７上に取り付けられた止め具２７によって固締される。さらに、このように予め定められた作業位置は、張力調整装置によって固締される。水平方向の移動経路の反対の端である積込み位置は、予め正確に定められている必要も固締されている必要もなく、台車１１が案内レールの端を越えて走り出ないことが確実であれば良い。

台車と案内レールとの間の案内は、正確かつ滑らかに走る転がり軸受案内として形成される。側壁の高さの位置が決まり、その結果、構成部品の接合精度が決まるので、この転がり軸受け案内は、正確でなければならない。この転がり軸受け案内は、重い部品、つまり重量トン数を、作業者が大きな力を加えずに手動で移動できるように、滑らかに走るものでなければならない。作業位置と離れた積込み位置との間で、案内レール１０及び台車１１によって運搬される骨組状の側壁８の移動経路は、少なくとも約６０ｃｍであるが、約１ｍ以上であることが好ましい。側壁８を車体から遠くに移動させることができることにより、一方の側の、生産された車体を運搬するための取付板及びその取付版からそれぞれ立ち上がっている収容ユニットと、他方の側の、人間工学的に好ましくかつ素早い作業が可能となる側壁８との間を、作業者が楽に歩いて接近できる空間ができることとなる。

１つのまたは別の生産設備の構築のために同一に使用され得る、上述の標準化されたモジュラー部品に加えて、仮付ステーション１、１’には、さらなる設備構成部品及び装置（デバイス）部品も必要であるが、これらは種類特有でしか使用できない。つまり、異なる生産設備の構築について、例外は別として、寸法的に同一の形では使用できない。基本的には、これらの部品は、概して同様に形成されるが、寸法または正確な形の点で異なる。

この点に関してまず第１に述べるべきは、それぞれ、互いに鏡面対称である２つのひずみ抵抗を有する棒状の骨組として形成された、左右の骨組状の側壁８である。この棒状の骨組の組立棒では、その中を通る溶接工具に適した開口部が開放されている。さらに、この棒（組立棒）にそってなぞった線は、それぞれ、側方（横方向）の輪郭によってとられた線、及び生産される車両タイプのＡ、Ｂ、及び／又はＣの柱の位置に、広く適合される。棒状の骨組の２つの対向する垂直方向の平らな側部は、それぞれ、面が平行となるように機械加工される。格子げたに一致するよう、横方向に移動可能な台車１１の標準化された組立用の木１２に骨組状の側壁を取り付けることができるようにするために、側壁はまた、組立用の木１２に面する平らな側部に、格子げたに一致するよう配置された受け口１４、１７、及びねじ穴１５を有する。これらの上部側で、側壁は水平面に面加工され、連結棒９の数及び所望の取付位置に対応する場所に、受け口または差し口、及び連結要素が設けられる。

作業位置に係止された側壁８間の間隔にその長さが対応する連結棒９はまた、ある種類によってのみ使用され得る部品である。これらの連結棒は、下側で端が面加工され、差し口または受け口、及び上部側で側壁８に連結するための連結要素が設けられる。連結棒９と２つの対向する側壁８との間の連結要素は、それぞれ、非常閉鎖装置として形成される。連結棒９は、完全に仮付けされた車体が変更され、新しい車体の構成部品が仮付ステーション１、１’に導入された後に、再組立てされる場合には、いつでも切り離されなければならない。

言うまでもないことであるが、生産される車両タイプに適合された多くの収容ユニット１８（図９）はまた、種類による（依存する）特別な部品としても形成される。この収容ユニットは、直接、側壁８に取り付けられるか、あるいは、底板７または取付板３０上の底部取付板１３またはアダプタプレート３３を挿入して間接的に取り付けられ、これらから直角に突出する。収容ユニットには、それぞれ、いくつかの適合された収容場所３７及び移動可能な締付アーム３８が設けられる。底部に取り付けられた収容ユニットの場合には、中間の空間（空間の中間部）が該収容ユニットの間で保たれ、生産された車体２１を受け取るために、運搬用下敷支材２３の骨組の脚部２６が、垂直方向２８における該中間の空間（空間の中間部）へと下げられ、かつ何の支障もなく該中間の空間から持ち上げられ得るように、勘案されなければならない。

個々の作業ステーション（ステーション）１、２；１’、２’において、構成部品を定められた位置に収容し、かつ確実に締め付けるために、（一例示的実施形態が図９に表されている）生産される車両タイプに適合された収容ユニット１８、１８’は、基本的に互いに同一に構築され、それぞれ、以下の構成部品を具備する。

すべての収容ユニット１８、１８’のために同一に形成され、かつ耐荷底面上にボルト締めされ得る留めアングル３５が、足部として設けられる。上記耐荷底面から突出し、かつ車体部分の外側にある該車体部分の各局部輪郭に対応して、個々に車体２１に面する輪郭を有して形成され、そして、ある空間角度で時に配置される小さい区域上の少なくとも２つの収容場所３７で、車体２１に「点」接触する支持板３６が、この留めアングル３５にボルト締めされる。留めアングル３５から点状の収容場所３７までの支持板３６の長さは、耐荷底面からの車体部分の個々の所望距離に対応する。この支持板は、今日では１組のデータとして一般に使用可能な車体の形または形状のデータを用いて、データ制御可能なレーザ切断設備により、効率的にかつ正確な輪郭で、金属板から切り取ることができ、収容場所３７の軸受面の、空間的にある角度に向けられた形成物を組み込むことも可能となる。仕上げ作業のための小さい機械加工公差が、上記収容場所に設けられる。実際の最終寸法及びその最終の形に対する上記収容場所の最終精密機械加工のみが、別個の作業として実施される。

ハンドル４２が設けられた張力調整装置４０によって開閉され得る締付アーム３８が、車体側の支持板３６の端に枢転可能に締め付けられる。図９に示されている閉じられた状態において、上記締付アームは、掴み具のような形で車体部分の方に伸びて、しっかりと締め付ける。上記締付アームは、上記車体部分の各局部輪郭に対応するように、その内側で個々に成形される。閉じられた状態で、支持板３６の収容場所３７に対応する上記締付アームの場所で、該締付アームには、それぞれ、形状が適合された締付用つまみ３９が設けられる。

取り付けられるべき収容ユニットの、それぞれ所望の位置に対応するように個々に組み立てられる前に、軸方向に隣接するナットを有する高精度の穴が、高い位置精度で、骨組状の側壁内にまたは底部取付板１３上に機械加工される。次いで、収容ユニットを取り付けるためには、骨組状の側壁、または取付板１３、または既に底部に取り付けられたアダプタプレート３３に、固定ボルトによって収容ユニットを固定するだけで良い。このことにより、収容ユニットを測定することにより位置合わせするかまたは正しく位置決めする必要がなくなる。測定記録を用いて最終測定することが必要となるだけである。上述した手順を用いた場合には比較的まれにしか生じないが、収容ユニットが想定される許容差の範囲内に入っていない場合には、解除した後に、従来の方法で測定し、かつ留めアングル３５上の高精度の受け口及び別の高精度のボルトにより、所望の位置にボルト締めすることにより正しく位置決めされ、その後、高精度の受け口が、留めアングル上で仮付けされた箇所で固定される。

溶接ステーション２、２’はまた、汎用的に使用可能な部品、つまり、格子げたに一致するよう配置された受け口１４、１７と、ねじ穴１５とが、同様に設けられた自由に接近可能な取付板３０を含む。溶接ステーション２、２’の、持ち上げられて移動可能な取付板３０が、種類特有でのみ使用され得る標準アダプタプレート３３と共に、汎用的に使用され得るために、最も狭い車体２１より横方向２４が狭く、かつ最も短い車体より長手方向３が短くされる。格子げたに一致するよう配置された受け口１４、１７とねじ穴１５とが同様に設けられた、より大きなアダプタプレート３３が、この取付板３０上で締め付けられる。上述した挿入技術の助けにより、アダプタプレート３３は、取付板３０上の正確な位置に固定される。溶接ステーションの標準のアダプタプレート３３は、上記に記載したように、種類特有でのみ使用され得る。仮付ステーション１の底部取付板（取付版）１３によって例示されているように、標準のアダプタプレート３３は、溶接ステーションのすべての収容ユニット１８’をすべて収容するための働きをする。したがって、アダプタプレート３３は、生産される車両タイプについて底部で必要とされるすべての収容ユニット１８’を配置するための区域要件に基づいて形及び大きさの面で個々に形成され、生産される車両タイプの輪郭にほぼ対応する。溶接ステーション２、２’内に収容ユニットが取り付けられた場合には、同様に、上述した運搬用下敷支材２３の骨組の脚部２６のために、中間の空間を自由にしておかなければならないことが勘案されるべきである。

溶接ステーション２、２’内に収容された車体２１は、下側でのみ固締され、それ以外のすべての側から自由に接近可能であり、それにより、溶接により仮付けされた構成部品内に充填する時に作業がより容易となるだけでなく、溶接中に高さの面で車体の位置を変更でき、それぞれ人間工学的に最適の位置がもたらされる。このため、溶接ステーション２、２’の取付板３０は、シザー式リフト台（関節式リフト台）として形成され、かつ作業者を保護するために蛇腹によって周囲が囲まれた持上げ（リフト）装置３１の上部側に配置される。

作業者をさらに保護するために、持上げ装置３１に向けられた感知ビームを用いて位置合わせされ、かつ感知ビームによってカバーされる区域内のすべての対象物を検出する２つのレーザスキャナ３２が、互いに対角線上にある溶接ステーション２、２’の接近可能な領域内に配置される。水平方向に配置された走査レベル３４は、近似的にふくらはぎの高さに配置される。感知ビームは、少なくとも約９０度の角度空間をカバーする。レーザスキャナは、常設されている持上げ装置以外の対象物、特に作業者の脚部をレーザスキャナが検出しない場合には、持上げ装置の制御部のみが作動し得るように、この持上げ装置の制御部に結合される。その結果、持上げ装置は、すべて作業者がレーザスキャナによってカバーされている区域を出た時にのみ、作動し得る。

プロトタイプのホワイトボディの生産のための設備の全体を示す側面図である。 図１の設備を示す水平方向の投影図である。 図１及び図２の設備の仮付ステーションを示す部分斜視図である。 図１及び図２の設備の溶接ステーションを示す１つの図である。 受け口、ねじ孔、及びシステム線が設けられた取付板を示す平面図である。 図６は、受け口、ねじ孔、及びシステム線が設けられた取付板を通る断面図であり、図６のａは、図６のＶＩａの詳細を示す拡大図である。 図５のＶＩＩの詳細を示す拡大図、つまり熱膨張を補償するための細長い孔として形成された受け口を示す軸線を含む図である。 差し口を示す１つの図である。 収容ユニットを示す１つの斜視図である。 据え置かれた車体を搬送するための運搬用下敷支材を示す斜視図である。

Claims (21)

1. 車体のプロトタイプの生産中に、完璧なホワイトボディを形成するよう、前記車体（２１）の、予め製造されたすべての別個の主要構成部品または大型部品（以下、略して「構成部品」と呼ぶ）を正確に位置合わせし、かつ溶接するための設備であって、前記設備について、
   長手方向に前後に並んで配置され、かつ移送装置（４、５）により搬送面で互いに連結された２つの作業ステーション（１、２；１’、２’）を備えた、少なくとも１対のステーション（１、１’；２、２’）が設けられ、流れ方向（３）における第１の前記ステーションである仮付ステーション（１、１’）が、前記構成部品を位置合わせし、かつ仮付けするように意図され、かつ形成され、第２の前記ステーションである溶接ステーション（２、２’）が、前記仮付けされた構成部品を充填溶接するように意図され、かつ形成され、
   前記仮付ステーション（１、１’）が、下側に、水平方向の平らな底板（７）と、左右それぞれに、水平方向の案内レール（１０）上に長手方向（３）へ横方向に移動可能な垂直方向の側壁（８）とを備え、一方の側の係止可能な作業位置と他方の側の離れた積込み位置との間を移動できるようにされ、共に移動された状態にある前記側壁（８）が、寸法安定性のあるかごを形成するよう、着脱可能かつ固定可能な連結棒（９）により上部側で連結され得る棒状の骨組として形成され、前記底板（７）と２つの前記側壁（８）との両方に、前記仮付ステーション（１、１’）において前記構成部品を定められた位置に収容し、かつ確実に締め付けるために、生産される前記車両タイプに適合された、複数の収容ユニット（１８）が設けられ、
   前記溶接ステーション（２、２’）も同様に、生産される前記車両タイプに適合され、並びに前記構成部品から既に仮付けされており、自重及び加工されている間に生じる力を変形させずに支えている前記ホワイトボディ（２１）を、前記溶接ステーション（２、２’）において定められた位置に収容し、かつしっかりと締め付けるように意図された複数の収容ユニット（１８’）が同様に設けられた、水平方向の平らな取付板（３０）を下側に備え、前記収容ユニット（１８’）が、前記ホワイトボディ（２１）の下側を締め付けらように制限され、前記溶接ステーション（２、２’）内に収容された前記ホワイトボディ（２１）が、側部、前部、後部、及び上部から自由に接近可能であり、
   前記仮付ステーション（１、１’）と前記溶接ステーション（２、２’）との両方が、一方の側では、汎用的に、即ち種類によらないで使用され得る設備構成部品及びデバイス部品と、他方の側では、種類特有、即ち特定の車両タイプにのみ使用され得る設備構成部品及びデバイス部品とを含み、
   正確には、前記仮付ステーション（１、１’）の、以下に記載する前記設備構成部品またはデバイス部品が、前記構成部品または部品を汎用的に有用なものとするために、
   前記底板（７）に、規則正しい格子げたで配置された複数の受け口（１４、１７）と、同じ前記格子げたに対応するように、その間に配置されたねじ穴（１５）とが設けられ、
   様々な幅及び／又は長さの、面が平行となるように機械加工された様々な長方形の取付板（１３）が、前記底板（７）上で組み立てられ、前記底板（７）の前記格子げたに合致する受け口（１４、１７）、及びボルト貫通孔（２２）が同様に設けられた１群の収容ユニット（１８）を収容するように意図され、
   前記底板（７）の長手方向の両側に、下側が滑らかに形成された案内レール（１０）が、前記底板（７）上に鏡面対称に取り付けられ、前記底板（７）の前記格子げたに合致する受け口（１４、１７）、及びボルト貫通孔（２２）が同様に設けられ、
   いくつかの台車（１１）が、それぞれ、垂直方向に立ち上がっている、曲げ剛性的に支持された組立用の木（１２）と共に、各前記案内レール（１０）上を移動できるようにされ、前記底板（７）に面する垂直方向の平らな側部を側方に有し、前記骨組状の側壁（８）を組み立てるために、前記格子げたに対応する少なくとも２つの受け口（１４、１７）、及びねじ穴（１５）が、同様に前記底板（７）内に配置され、
   差し口（１６）が、前記受け口（１４、１７）に正確に合っており、互いに対して正確な位置に組み立てられるよう前記部品を並べるように意図される方式で形成され、
   さらに、前記仮付ステーション（１、１’）の前記設備構成部品及びデバイス部品のうち、以下の構成部品および部品：
   互いに鏡面対称であり、かつ対向する垂直方向の平らな側部上で面が平行となるようにそれぞれ機械加工された２つの棒の骨組として形成され、前記棒が該棒に従って進行する線について、側方の輪郭によってとられた線に、及び生産される前記車両タイプのＡ、Ｂ、及び／又はＣ柱の位置に、それぞれ大まかに適合された、上述したひずみ抵抗のある前記２つの側壁（８）であって、ここで、組立用の前記棒では、溶接工具が通るのに適した開口が開放されており、前記側壁（８）が、前記横方向に（２４）移動可能な台車（１１）の前記組立用の木（１２）に取り付けられ、このため、前記組立用の木（１２）に面する前記平らな側部上に、前記格子げたに一致するよう配置された前記受け口（１４、１７）、及びボルト貫通孔（２２）が設けられ、前記側壁（８）がさらに、少なくとも２つの場所において水平面の上部側が面加工され、受け口または差し口及び連結要素が設けられる側壁（８）と、
   さらに、前記作業位置に係止され、かつ両端で下側が面加工され、かつ前記側壁（８）に上部側で連結するための差し口または受け口及び連結要素が設けられた前記側壁（８）間の間隔に、その長さが対応する連結棒（９）と、
   生産される前記車両タイプに適合され、かつ前記側壁（８）に取り付けられ、かつそれらから直角に突出し、かついくつかの適合された収容場所（３７）及び移動可能な締付アーム（３８）がそれぞれ設けられた、いくつかの前記収容ユニット（１８）と、
   さらに、前記側壁（８）の前記収容ユニット（１８）によって例示されているように形成され、かつ前記底部取付板（１３）上に取り付けられたいくつかの前記収容ユニット（１８）であって、ここで、前記取り付けられた前記収容ユニット（１８）間に留まっている中間の空間が配置され、生産された前記車体（２１）を受け取るために、運搬用下敷支材（２３）の骨組の脚部（２６）が、垂直方向（２８）で前記中間の空間内へと下げられ、何の支障もなく該中間の空間から持ち上げ得るいくつかの前記収容ユニット（１８）とが、種類特有でのみ使用され、
   前記溶接ステーション（２、２’）が、汎用的に使用可能な構成部品として、前記格子げたに一致するよう配置された前記受け口（１４、１７）、及び前記ねじ穴（１５）を有する自由に接近可能な前記取付板（３０）と、種類特有でのみ使用され得る構成部品として、アダプタプレート（３３）を挿入して、前記仮付ステーション（１、１’）の前記底部取付板（１３）の前記収容ユニット（１８）によって例示されているように形成され、かつ配置され、並びに上述した前記運搬用下敷支材（２３）の前記骨組の脚部（２６）のための中間の空間を同様に残す、いくつかの前記収容ユニット（１８’）と、を含むような、設計上の機能を有する設備。
2. 前記受け口（１４、１７）及び前記ねじ穴（１５）の位置として明白な、上述した前記格子げたが、直交に形成され、水平長手方向（３）及び横方向（２４）及び垂直方向（２８）に、同じ格子間隔を有することを特徴とする請求項１に記載の設備。
3. 前記取付板（１３）の水平方向の外形寸法が、長手方向（３）及び横方向（２４）で、前記受け口（１４、１７）及び前記ねじ穴（１５）の位置として明白な、上述した前記格子げたに対応するようにされ、
   前記取付板（１３）内の前記受け口（１４、１７）及び前記ねじ穴（１５）が、前記横方向（２４）に平行な前記取付板（１３）の区切り縁に対して、格子間隔の半分だけ偏心して配置されることを特徴とする請求項２に記載の設備。
4. 前記格子げたに従って進行するシステム線（２５）が、前記仮付ステーション（１、１’）及び前記溶接ステーション（２、２’）の前記底板（７）または前記取付板（３０）に、並びに両作業ステーション（１、１’；２、２’）の前記取付板（１３）またはアダプタプレート（３３）に、機械加工されることを特徴とする請求項２に記載の設備。
5. 前記底板（７）または前記取付板（３０）に、並びに前記アダプタプレート（１３）またはアダプタプレート（３３）に、機械加工されたまっすぐなシステム線（２５）が、前記受け口（１４、１７）及び前記ねじ穴（１５）を通って中心に延びることを特徴とする請求項４に記載の設備。
6. それぞれ、前記仮付ステーション（１、１’）と前記溶接ステーション（２、２’）とを具備する２対の前記ステーション（１、２；１’、２’）が、標準生産ラインにおいて前後に並んで配置され、搬送面で互いに連結され、前記第１の対のステーション（１、２）が、前記車体（２１）の内部に配置された左右の側壁を含む前記構成部品の前記位置合わせ及び仮付けのために形成され、前記第２の対のステーション（１’、２’）が、続いて行われる前記２つの外部の側壁の前記位置合わせ及び仮付けのために形成されることを特徴とする請求項１に記載の設備。
7. 生産された前記車体（２１）を受け取るために、骨組状に構築された前記運搬用下敷支材（２３）が、垂直方向には遊びを有するが、水平方向にすべるのが防止されるようにして、それぞれ、長手方向に前部及び後部で前記車体（２１）を越えて突出し、かつクレーン滑車装置を装着するための突片部が両端に設けられた前記運搬用下敷支材（２３）の２つの長手方向に延びる前記骨組の脚部（２６）を固締することを特徴とする請求項１に記載の設備。
8. 前記作業ステーション（１、２、１’、２’）を搬送面で連結するための前記移送装置（４、５）が、門形クレーン設備として形成され、その荷重フックに装着された前記クレーン滑車装置（６）が、両端に装着された耐荷ケーブルを備えて、前記長手方向（３）に延びる横材を具備することを特徴とする請求項１に記載の設備。
9. 前記個々の作業ステーション（１、２；１’、２’）内において前記構成部品を定められた位置に収容し、かつ確実に締め付けるために、生産される前記車両タイプに適合された前記収容ユニット（１８、１８’）が、基本的に互いに同一に構築され、それぞれ、以下の部品：
   すべての前記収容ユニット（１８、１８’）のために同一に形成され、かつ前記耐荷底面上にボルト締めされ得る留めアングル（３５）と、
   前記留めアングル（３５）にボルト締めされ、かつ前記耐荷底面から突出し、かつ前記車体部分の外側で前記車体部分の前記各局部輪郭に個々に対応して、前記車体（２１）に面する輪郭を有して形成され、かつ少なくとも２つの前記収容場所（３７）で前記車体部分に「点」接触している支持板（３６）であって、ここで、前記留めアングル（３５）から前記点状の前記収容場所（３７）までの前記支持板（３６）の長さが、前記耐荷底面からの前記車体部分の個々の所望の距離に対応する前記支持板（３６）と、
   さらに、車体側の前記支持板（３６）の端に枢転可能に締め付けられ、かつ前記支持板（３６）の面内にあり、かつ掴み具のような形で前記車体部分の方に伸びて、しっかりと締め付け、かつ前記車体部分の前記各局部輪郭に対応して、その内側で個々に成形され、かつ閉じられた状態において前記支持板（３６）の前記収容場所（３７）に対応する場所で、それぞれ、形状が適合された締付用つまみ（３９）が設けられた締付アーム（３８）と、
   さらに、前記締付アーム（３８）を素早く枢転して閉じ、かつ閉じられた状態において係止するための張力調整装置（４０）と、
   を具備することを特徴とする請求項１に記載の設備。
10. 作業位置と離れた積込み位置との間で前記案内レール（１０）及び前記台車（１１）によって運搬される前記骨組状の前記側壁（８）の移動経路が、少なくとも約６０ｃｍ、好ましくは少なくとも約１００ｃｍであることを特徴とする請求項１に記載の設備。
11. 前記底板（７）の長手方向の両側に取り付けられた前記案内レール（１０）が、前記底板（７）を越えて側方に突出し、別個の高さ調整可能な支柱（２０）により前記底板（７）を越えて突出する部分において支持されることを特徴とする請求項１に記載の設備。
12. 垂直方向で前記格子げたに一致するよう前記台車（１１）の前記組立用の木（１２）に装着された前記受け口（１４、１７）が、前記底板（７）の長手方向の両側で側方に取り付けられた前記案内レール（１０）の一般的な全高を勘案し、かつ前記レール上を移動できるようにされる前記台車（１１）を勘案して、整数倍だけ前記底板（７）の表面より上の基準面として配置されることを特徴とする請求項１に記載の設備。
13. 前記案内レール（１０）及び前記台車（１１）上を移動できるようにされる前記骨組状の前記側壁（８）の作業位置が、前記底板（７）に取り付けられた止め具（２７）によって固締され、かつ前記張力調整装置によって固定され得ることを特徴とする請求項１に記載の設備。
14. 前記連結棒（９）と２つの対向する前記側壁（８）と間の前記連結要素が、それぞれ、非常閉鎖装置として形成されることを特徴とする請求項１に記載の設備。
15. 位置が正確に知られており、かつ中に前記仮付ステーション（１、１’）の明白な点を空間的に測定するための測定器が固定され得る、少なくとも３つの別個の受け口が、前記仮付ステーション（１、１’）の前記底板（７）の表面に埋め込まれることを特徴とする請求項１に記載の設備。
16. 前記溶接ステーション（２、２’）の前記取付板（３０）が、持上げ装置（３１）の上部側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の設備。
17. 前記溶接ステーション（２、２’）の前記取付板（３０）を運搬する前記持上げ装置（３１）が、シザー式リフト台として形成されることを特徴とする請求項１６に記載の設備。
18. 前記持上げ装置（３１）と位置合わせされており、かつ水平方向の走査レベル（３４）と少なくとも９０°の有効角度とを有する２つのレーザスキャナ（３２）が、互いに対角線上にある、前記溶接ステーション（２、２’）の、接近可能な領域内に配置され、前記走査レベル（３４）が、近似的にふくらはぎの高さに配置されることを特徴とする請求項１６に記載の設備。
19. 前記溶接ステーション（２、２’）の前記持上げ装置（３１）が、蛇腹によって周囲が囲まれることを特徴とする請求項１６に記載の設備。
20. 前記溶接ステーション（２、２’）の、持ち上げて移動可能な前記取付板（３０）が、最も狭い車体（２１）より横方向（２４）が狭くされ、最も短い車体（２１）より長手方向（３）が短くされ、
    生産される前記車両タイプに対応するアダプタプレート（３３）のために収容ユニット（１８’）を配置するための区域要件に、形及び大きさの面で個々に対応する均一な前記アダプタプレート（３３）が、前記取付板（３０）の正確な位置に固定されることを特徴とする請求項１６に記載の設備。
21. 前記溶接ステーション（２、２’）の前記アダプタプレート（３３）が、生産される前記車両タイプの輪郭にほぼ対応することを特徴とする請求項２０に記載の設備。

Images