WO2005115681A1 - Vorrichtung zum schweissen von unterschiedlichen karosserietypen - Google Patents

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WO2005115681A1
WO2005115681A1 PCT/DE2005/000807 DE2005000807W WO2005115681A1 WO 2005115681 A1 WO2005115681 A1 WO 2005115681A1 DE 2005000807 W DE2005000807 W DE 2005000807W WO 2005115681 A1 WO2005115681 A1 WO 2005115681A1
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WO
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frame
welding
clamping devices
frames
bodywork
Prior art date
Application number
PCT/DE2005/000807
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Rössinger
Original Assignee
Volkswagen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen Ag filed Critical Volkswagen Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/006—Vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P2700/00—Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
    • B23P2700/50—Other automobile vehicle parts, i.e. manufactured in assembly lines

Definitions

  • the invention relates to a device for welding different body types, consisting of a welding station having at least one welding device and a first frame which is arranged in a working position and which has clamping devices which are adapted to the geometric shape of a first body type and which position the body components to be welded relative to one another, and from a second frame which is arranged in a standby position and can be exchanged for the first frame and which has clamping devices adapted to the geometric shape of a second body type.
  • the body to be welded is arranged on a transport pallet which has supporting and tensioning devices which are suitable for the lower part of the body and which can be moved in height, and by means of which the body is positioned and aligned relative to the welding station consisting of several welding devices. Then two frame frames arranged to the side of the body to be welded are moved and pivoted relative to the welding robots and relative to the vehicle body.
  • the frame frames are pivotally suspended on rails designed as an axis of rotation in the transport direction of the body.
  • the independently movable side frame frames have clamping devices which are adapted to the geometric shape of the body type to be welded and which position and clamp the body components relative to one another before they are welded to one another.
  • the device has at least one further set of two side frame frames in a standby position, which has clamping devices adapted to the geometric shape of a second body type.
  • the geometry of the body is essentially determined by the accuracy of the positioning of the tensioning devices of the frame frames relative to the body or to the tensioning devices of the transport pallet.
  • the line of force flow in a body tensioned by the tensioning devices leads through various guide and bearing elements of the device, which is very disadvantageous at high joining forces, which are required in particular in the case of laser welding and laser soldering of bodies.
  • the tensioning technology required for tensioning and positioning the body components is very complex, in particular due to the height-adjustable tensioning device of the pallet and due to the pivotable frame frames. When changing the type, a very complex process technology is required for the separate frame frames.
  • a manufacturing module for welding body components is known from DE 198 35 589 A1.
  • the manufacturing module has a single welding station for geometry welding and welding. When changing from geometry welding to welding, the pallet is switched within the welding station. One of the pallets has the clamping devices for welding and the other pallet has the clamping devices for geometry welding. The pallets or the clamping devices are therefore adapted to the respective welding task.
  • DE 198 35 589 A1 does not describe clamping, positioning and geometry welding of body components to form an entire body, or welding different body types.
  • the object of the invention is to provide a device for welding different body types, which enables process-reliable positioning of body components of different body types with simultaneously low tolerances.
  • a device in which the frame frames each have two side supports, which in one working position are welded on both sides of the .den body are arranged and have at least one cross member connecting the side members, the frame frames containing all of the clamping devices required for positioning the body components of the respective body type. Because the entire clamping technology required for positioning the body components is contained in the respective frame, essential sources of error in the positioning of the body components are avoided and process-reliable positioning of the body components with small tolerances is ensured.
  • the arrangement of the complete clamping technology in the one-piece frame ensures permanent repetition accuracy of the clamping and positioning process and thus also the welding of the body components.
  • the one-piece frame provides a stable structure of the clamping technology with short force flow paths. An unfavorable course of the force flow line through guides and bearings according to the prior art is also avoided by the one-piece structure of the frame.
  • high joining forces which are required in particular in laser welding or laser soldering, can be transmitted by the one-piece frame according to the invention.
  • the device can be expanded by an arbitrarily large number of further frame frames, each of which has tensioning devices for different body types. These further frame frames can then also be moved from a standby position into the working position. This considerably increases the variability of the device.
  • the body to be welded can be moved into the frame arranged in the working position by means of a conveyor unit.
  • the device according to the invention can be integrated, for example, into a production line, the existing conveyor unit of the production line also being able to be used for transporting the body to be welded into the frame. After welding, the body is put back on the conveyor unit and sent for further processing.
  • a particularly advantageous development of the present invention is also created in that the clamping devices can be moved horizontally and vertically.
  • the bodies which are moved into the frame by a conveyor unit, for example, can be lifted, positioned and tensioned from the conveyor unit by means of the tensioning devices. It is therefore not necessary to equip the conveyor unit with a very complex height-adjustable tensioning device according to the prior art described.
  • Another modified embodiment of the invention is characterized in that the tensioning devices are arranged on the side beams and on the at least one cross beam. As a result, short force flow paths can be achieved when positioning and tensioning the bodies.
  • the frame frames can be moved relative to the at least one welding device.
  • the body-type tensioning devices can be mounted on the respective frame or on the side members and the cross member in the ready position and the frame can then be moved into the working position if necessary.
  • This also makes it easy to replace the modular frame frames when changing the body type.
  • the process of the frame is also very advantageous for regular maintenance or for repair purposes. A frame that has been tried and tested in pre-series production can be relocated to series production without time-consuming assembly or retrofitting.
  • the frame frames can be moved along a guide rail.
  • the frame rails can be moved along a predetermined path by the guide rail and, for example, collisions of the frame frames with other components, in particular with the welding device, can thereby be prevented.
  • the guide rail is assigned to a floor surface. This ensures that the frame frames can be moved at ground level, which is very advantageous particularly in the case of the large masses of the frame frames.
  • the frame frames each have a drive unit.
  • the frame frames can be moved independently of additional separate drive devices.
  • the associated frame can be changed automatically.
  • the frame frames each have at least one stop which defines the position of the frame frame relative to the at least one welding device.
  • the stop process-reliable welding of the body is possible with a high repeatability, since this defines the position of the body to be welded relative to the welding device.
  • At least one fixing device is assigned to each of the frame frames, which fixation device prevents displacement of the frame frame relative to the at least one welding device. This increases process reliability and repeatability during welding.
  • the device has a second welding station with at least one welding device, the body welded in the first welding station being transportable to the second welding station by means of the movable frame.
  • This configuration of the device makes it possible for one and the same frame to be used in a first welding station, for example for a spot welding portion of the geometry joints, and in the second welding station, for example, for the production of a laser welding and laser soldering portion of the geometry joints.
  • the body components for processing in the two welding stations can advantageously remain in the same frame in the same frame. Additional transport units between the first and the second welding station are not required.
  • the device can of course have any number of welding stations arranged one behind the other.
  • Figure 1 is a schematic representation of an inventive device for welding different body types
  • FIG. 2 shows a view of the device from FIG. 1 cut along the line II-II
  • FIG. 3 is a schematic view of two welding stations arranged one behind the other. Corresponding elements are given the same reference numerals in FIGS. 1 to 3.
  • 1 and 2 each show a welding station 1 with a plurality of welding devices 2 designed as welding robots.
  • FIG. 2 shows a view of the welding station 1 from FIG. 1 cut along line II-II.
  • the welding devices 2 are on two robot platforms 3, 4 - and arranged side by side.
  • a first frame 5 is arranged in a working position 6 between the two robot platforms 3, 4.
  • a second frame 7 is arranged in a standby position 8.
  • the two frame frames 5, 7 each have clamping devices 9 for positioning and clamping previously loosely assembled components of a body 10.
  • the first frame 5 has tensioning devices 9 which are adapted to the geometric shape of a first body type and the second frame 7 arranged in the ready position 8 has tensioning devices 9 which are adapted to the geometric shape of a second body type.
  • the frame frames 5, 7 are formed in one piece and each have two side beams 11, 12 and two cross beams 13, 14 connecting the side beams 11, 12.
  • the clamping devices 9 arranged on the side beams 11, 12 and on the cross beams 13, 14 can be moved both horizontally and vertically.
  • the body 10 By means of a conveyor unit 15, the body 10 consisting of loosely assembled body components is inserted into an opening 16 of the U-shaped frame 5 arranged in the working position 6.
  • the welding devices 3 and the clamping devices 9 are in a rest position 17, which is shown in FIG. 2 in the area to the left of a center line 18.
  • the body 10 to be welded is then lifted from the conveyor unit 15 by the horizontally and vertically movable clamping devices 9.
  • the body 10 consisting of loosely assembled components is brought into the geometric position required for the subsequent welding by corresponding feed movements of the clamping devices 9, which are shown by directional arrows 19 in FIG.
  • a processing position 20 of the welding devices 3, the clamping devices 9 and the body 10 is shown in FIG. 2 to the right of the center line 18. In the processing position 20, the body 10 is in the position shown in dashed lines.
  • the frame 5 arranged in the working position 6 with tensioning devices 9 for a first body type is along move a guide rail 21 into a standby position 22, which is indicated by an arrow 23.
  • the frame 5 arranged in the standby position 22 is shown in dashed lines.
  • the guide rail 21 is embedded in a bottom surface 24.
  • the second frame 7, which has tensioning devices 9 for a second body type is moved from the ready position 8 into the working position 6, which is indicated by the directional arrow 25.
  • the frame frames 5, 7 are moved automatically with the aid of a drive unit 26 assigned to the frame frames 5, 7.
  • the directional arrow 27 shows the conveying direction of the body 10 or the conveying unit 15, which can already be moved into the welding station 3 while the frame frames 5, 7 are being moved.
  • the frame frames 5, 7 are assigned a stop (not shown).
  • the first welding station 1 can be expanded by a further second welding station 28.
  • This welding station 28 is then arranged, for example, in a conveying direction of the body 10 behind the first welding station 1 and also has a plurality of welding devices 3.
  • FIG. 3 shows a schematic view of two welding stations 1, 28 arranged one behind the other.
  • the body 10 arranged in the frame 5 is welded in the first welding station 1 by means of the welding devices 3.
  • the spot welding of the geometry joints takes place in this welding station 1.
  • the frame 5, together with the bodywork O clamped therein is moved into the second welding station 28.
  • the frame 5 with the body 10 is shown in dashed lines.
  • the geometry joints are laser soldered or laser welded by means of the welding devices 3.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schweißen von unterschiedlichen Karosserie­typen, bestehend aus einer zumindest eine Schweißeinrichtung aufweisenden Schweiß­station (1) und einem ersten in einer Arbeitsstellung (6) angeordneten Rahmengestell (5) und einem in einer Bereitschaftsstellung (8) angeordneten und gegen das erste Rah­mengestell (5) austauschbaren zweiten Rahmengestell (7). Das erste Rahmengestell (5) weist auf die geometrische Form eines ersten Karosserietyps angepasste Spannvorrich­tungen und das zweite Rahmengestell (7) auf die geometrische Form eines zweiten Karosserietyps angepasste Spannvorrichtungen auf, mittels welcher die jeweiligen lose zusammengefügten Karosserien relativ zueinander positioniert und gespannt werden. Die U-förmig ausgebildeten Rahmengestelle (5, 7) weisen jeweils zwei Seitenträger (11, 12), welche in einer Arbeitsstellung (6) beidseitig der zu verschweißenden Karosserie angeordnet sind, und zumindest einen die Seitenträger (11, 12) verbindenden Querträ­ger (13, 14) auf. Dabei sind die in den Rahmengestellen (5, 7) alle für die Positionierung der Karosseriebauteile des jeweiligen Karosserietyps erforderlichen Spannvorrichtungen enthalten. Hierdurch wird eine prozesssichere Positionierung der Karosseriebauteile bei gleichzeitig geringen Toleranzen gewährleistet und eine dauerhafte Wiederholgenauig­keit des Spann- und Positioniervorgangs gesichert. Durch das einteilig aufgebaute Rahmengestell (5, 7) wird ein stabiler Aufbau der Spanntechnik bei kurzen Kraftflusswe­gen zur Verfügung gestellt.

Description

Vorrichtung zum Schweißen von unterschiedlichen Karosserietypen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schweißen von unterschiedlichen Karosserietypen, bestehend aus einer zumindest eine Schweißeinrichtung aufweisenden Schweißstation und einem ersten in einer Arbeitsstellung angeordneten Rahmengestell, welches auf die geometrische Form eines ersten Karosserietyps angepasste und die zu schweißenden Karosseriebauteile relativ zueinander positionierende Spannvorrichtungen aufweist, sowie aus einem in einer Bereitschaftsstellung angeordneten und gegen das erste Rahmengestell austauschbaren zweiten Rahmengestell, welches auf die geometrische Form eines zweiten Karosserietyps angepasste Spannvorrichtungen aufweist.
Aus der DE 28 10 822 C3 ist bereits eine Vorrichtung zum Geometrie-Schweißen von unterschiedlichen Karosserietypen bekannt. Die zu verschweißende Karosserie ist auf einer Transportpalette angeordnet, welche zum Unterteil der Karosserie passende und in der Höhe verfahrbare Stütz- und Spanneinrichtungen aufweist und mittels welcher die Karosserie relativ zu der aus mehreren Schweißeinrichtungen bestehenden Schweißstation positioniert und ausgerichtet wird. Anschließend werden zwei seitlich der zu schweißenden Karosserie angeordnete Rahmengestelle relativ zu den Schweißrobotern und relativ zu der Fahrzeugkarosserie verfahren und verschwenkt. Die Rahmengestelle sind an in Transportrichtung der Karosserie verlaufenden als Drehachse ausgebildeten Schienen schwenkbar aufgehängt. Zum Spannen der noch lose zusammengefügten Karosseriebauteile weisen die unabhängig voneinander verfahrbaren seitlichen Rahmengestelle auf die geometrische Form des zu schweißenden Karosserietyps angepasste Spannvorrichtungen auf, welche die Karosseriebauteile relativ zueinander positionieren und spannen, bevor diese miteinander verschweißt werden. Zusätzlich zu den in einer Arbeitsstellung angeordneten zwei Rahmengestellen weist die Vorrichtung zumindest einen weiteren Satz von zwei seitlichen Rahmengestellen in einer Bereit- Schaftsstellung auf, welche auf die geometrische Form eines zweiten Karosserietyps angepasste Spannvorrichtungen aufweist. Bei einem Wechsel von dem ersten auf den zweiten Karosserietyp werden die in der Arbeitsstellung angeordneten Rahmengestelle in eine Bereitschafts- und die in der Bereitschaftsstellung angeordneten Rahmengestelle mit den auf die geometrische Form des zweiten Karosserietyps angepassten Spannvor- richtungen in die Arbeitsstellung überführt. Hierbei hat es sich als nachteilig erwiesen, dass eine prozesssichere Positionierung der Karosseriebauteile mit geringen Toleranzen aufgrund von Maßfehlern bei der Positionierung der Rahmengestelle relativ zu der zu schweißenden Karosserie nicht gewährleitstet werden kann. Die Geometrie der Karosserie ist im Wesentlichen durch die Genauigkeit der Positionierung der Spannvorrichtungen der Rahmengestelle zur Karosserie bzw. zu den Spanneinrichtungen der Transportpalette bestimmt. Außerdem führt die Kraftflusslinie bei einer durch die Spannvorrichtungen gespannten Karosserie durch diverse Führungs- und Lagerelemente der Vorrichtung, was bei hohen Fügekräften, welche insbesondere beim Laserschweißen und Laserlöten von Karosserien erforderlich sind, sehr nachteilig ist. Die für das Spannen und Positionieren der Karosseriebauteile erforderliche Spanntechnik ist, insbesondere aufgrund der höhenverfahrbaren Spanneinrichtung der Palette und aufgrund der schwenkbaren Rahmengestelle sehr aufwändig. Bei einem Typwechsel wird eine sehr aufwändige Verfahrtechnik für die separaten Rahmengestelle benötigt.
Weiterhin ist aus der DE 198 35 589 A1 ein Fertigungsmodul zum Schweißen von Karosseriebauteilen bekannt. Das Fertigungsmodul hat eine einzige Schweißstation für das Geometrieschweißen und das Ausschweißen. Bei einem Wechsel vom Geometrieschweißen zum Ausschweißen wird innerhalb der Schweißstation die Palette gewech- seit. Dabei weist eine der Paletten die Spannvorrichtungen für das Ausschweißen und die andere Palette die Spannvorrichtungen für das Geometrieschweißen auf. Die Paletten bzw. die Spannvorrichtungen sind also an die jeweilige Schweißaufgabe angepasst. Ein Spannen, Positionieren und Geometrie-Schweißen von Karosseriebauteilen zu einer gesamten Karosserie, sowie ein Verschweißen von unterschiedlichen Karosserietypen ist in der DE 198 35 589 A1 nicht beschrieben.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Schweißen von unterschiedlichen Karosserietypen zur Verfügung zu stellen, welche eine prozesssichere Positionierung von Karosseriebauteilen unterschiedlicher Karosseriety- pen bei gleichzeitig geringen Toleranzen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung vorgesehen, bei welcher die Rahmengestelle jeweils zwei Seitenträger, welche in einer Arbeitsstellung beidseitig der zu verschwei- ßenden Karosserie angeordnet sind und zumindest einen die Seitenträger verbindenden Querträger aufweisen, wobei die Rahmengestelle alle für die Positionierung der Karosseriebauteile des jeweiligen Karosserietyps erforderlichen Spannvorrichtungen enthalten. Dadurch, dass die gesamte für die Positionierung der Karosseriebauteile erforderliche Spanntechnik in dem jeweiligen Rahmengestell enthalten ist, werden wesentliche Fehlerquellen bei der Positionierung der Karosseriebauteile vermieden und eine prozesssichere Positionierung der Karosseriebauteile mit geringen Toleranzen gewährleistet. Bei einem Wechsel des zu schweißenden Karosserietyps sichert die Anordnung der kompletten Spanntechnik in dem einteiligen Rahmengestell eine dauerhafte Wieder- holgenauigkeit des Spann- und Positioniervorgangs und dadurch auch des Verschwei- ßens der Karosseriebauteile. Durch das einteilige Rahmengestell wird ein stabiler Aufbau der Spanntechnik mit kurzen Kraftflusswegen zur Verfügung gestellt. Ein ungünstiger Verlauf der Kraftflusslinie durch Führungen und Lager nach dem Stand der Technik wird durch den einteiligen Aufbau des Rahmengestells ebenfalls vermieden. Außerdem können durch das erfindungsgemäße einteilige Rahmengestell hohe Fügekräfte, die insbesondere beim Laserschweißen oder Laserlöten erforderlich sind, übertragen werden. Dabei kann die Vorrichtung um eine beliebig große Anzahl weiterer Rahmengestelle, welche jeweils Spannvorrichtungen für unterschiedliche Karosserietypen aufweisen, erweitert werden. Diese weiteren Rahmengestelle können dann ebenfalls von einer Bereitschaftsstellung in die Arbeitsstellung verfahren werden. Hierdurch wird die Variabilität der Vorrichtung erheblich gesteigert.
Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass die zu schweißende Karosserie mittels einer Fördereinheit in das in der Arbeitsstellung angeordnete Rahmengestell einfahrbar ist. Hierdurch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise in eine Fertigungsstraße integriert werden, wobei die bereits vorhandene Fördereinheit der Fertigungsstraße auch für den Transport der zu schweißenden Karosserie in das Rahmengestell genutzt werden kann. Nach dem Verschweißen wird die Karosserie wieder auf der Fördereinheit abgelegt und einerweiteren Bearbeitung zugeführt.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch geschaffen, dass die Spannvorrichtungen horizontal und vertikal verfahrbar sind. Hierdurch können die Karosserien, welche beispielsweise durch eine Fördereinheit in das Rahmengestell eingefahren werden, mittels der Spannvorrichtungen von der Fördereinheit abgehoben, positioniert und gespannt werden. Eine Ausstattung der Fördereinheit mit einer sehr aufwändigen höhenverfahrbaren Spannvorrichtung gemäß dem beschriebenen Stand der Technik ist somit nicht erforderlich. Eine wiederum abgewandelte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Spannvorrichtungen an den Seitenträgern und an dem zumindest einen Querträger angeordnet sind. Hierdurch können kurze Kraftflusswege beim Positionieren und Spannen der Karosserien realisiert werden.
Eine andere besonders zweckmäßige Weiterbildung der Vorrichtung wird auch dadurch erreicht, dass die Rahmengestelle relativ zu der zumindest einen Schweißeinrichtung verfahrbar sind. Hierdurch kann die Montage der karosserietypabhängigen Spannvor- richtungen an das jeweilige Rahmengestell bzw. an die Seitenträger und den Querträger in der Bereitschaftsstellung erfolgen und das Rahmengestell kann dann bei Bedarf in die Arbeitsstellung verfahren werden. Auch der Austausch der modulartigen Rahmengestelle bei einem Wechsel des Karosserietyps wird hierdurch problemlos ermöglicht. Außerdem ist das Verfahren der Rahmengestelle auch bei der turnusmäßigen Wartung oder zu Reparaturzwecken sehr vorteilhaft. Eine Verlegung eines im Rahmen der Vorserienfertigung erprobten Rahmengestells in die Serienfertigung ist ohne aufwändige Montage oder aufwändiges Umrüsten möglich.
Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass die Rahmengestelle entlang einer Führungsschiene verfahrbar sind. Durch die Führungsschiene können die Rahmengestelle entlang eines vorbestimmten Weges verfahren und dadurch beispielsweise Kollisionen der Rahmengestelle mit anderen Bauteilen, insbesondere mit der Schweißeinrichtung, verhindert werden.
In einer weiteren praxisnahen Ausgestaltung ist die Führungsschiene einer Bodenfläche zugeordnet. Hierdurch wird ein ebenerdiges Verfahren der Rahmengestelle gewährleistet, was insbesondere bei den großen Massen der Rahmengestelle sehr vorteilhaft ist.
Dabei erweist es sich als besonders praxisnah, dass die Rahmengestelle jeweils eine Antriebseinheit aufweisen. Hierdurch können die Rahmengestelle unabhängig von zusätzlichen separaten Antriebsvorrichtungen selbständig verfahren werden. Bei einem Wechsel des zu schweißenden Karosserietyps kann der Wechsel des zugeordneten Rahmengestells automatisiert erfolgen.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Vorrichtung wird auch dadurch geschaffen, dass die Rahmengestelle jeweils zumindest einen Anschlag aufweisen, welcher die Position des Rahmengestells relativ zu der zumindest einen Schweißeinrichtung festlegt. Durch den Anschlag ist ein prozesssicheres Schweißen der Karosserie mit einer hohen Wiederholgenauigkeit möglich, da hierdurch die Position der zu schweißenden Karosserie relativ zu der Schweißeinrichtung definiert wird.
Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass den Rahmengestellen jeweils zumindest eine Fixiervorrichtung zugeordnet ist, welche ein Verschieben des Rahmengestells relativ zu der zumindest einen Schweißeinrichtung verhindert. Hierdurch wird die Prozesssicherheit und die Wiederholgenauigkeit beim Verschweißen zusätzlich erhöht.
Eine weitere besonders vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch geschaffen, dass die Vorrichtung eine zweite Schweißstation mit zumindest einer Schweißeinrichtung aufweist, wobei die in der ersten Schweißstation geschweißte Karosserie mittels des verfahrbaren Rahmengestells zu der zweiten Schweißstation transportierbar ist. Durch diese Ausgestaltung der Vorrichtung ist es möglich, dass ein und dasselbe Rahmengestell in einer ersten Schweißstation beispielsweise für einen Punktschweißanteil der Geometriefügestellen genutzt wird und in der zweiten Schweißstation beispielsweise für die Fertigung eines Laserschweiß- und Laserlötanteils der Geometriefügestellen. Vorteilhafterweise können die Karosseriebauteile für die Bearbeitungen in den beiden Schweißstationen in ein und derselben Aufspannung im Rahmen- gestell verbleiben. Zusätzliche Transporteinheiten zwischen der ersten und der zweiten Schweißstation sind nicht erforderlich. Dabei kann die Vorrichtung selbstverständlich eine beliebig große Anzahl von hintereinander angeordneten Schweißstationen aufweisen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist ein Ausführungsbeispiel davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
Figur 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schweißen von unterschiedlichen Karosserietypen
Figur 2 eine entlang der Linie ll-ll geschnittene Ansicht der Vorrichtung aus Figur 1
Figur 3 eine schematische Ansicht von zwei hintereinander angeordneten Schweißsta- tionen. ln den Figuren 1 bis 3 sind sich jeweils entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Figur 1 und 2 zeigen jeweils eine Schweißstation 1 mit mehreren als Schweißroboter ausgebildeten Schweißeinrichtungen 2. Die Figur 2 zeigt eine entlang der Linie ll-ll geschnittene Ansicht der Schweißstation 1 aus Figur 1. Die Schweißeinrich- tungen 2 sind auf zwei Roboterbühnen 3, 4 über- und nebeneinander angeordnet. Zwischen den beiden Roboterbühnen 3, 4 ist ein erstes Rahmengestell 5 in einer Arbeitsstellung 6 angeordnet. Ein zweites Rahmengestell 7 ist in einer Bereitschaftsstellung 8 angeordnet. Die beiden Rahmengestelle 5, 7 weisen jeweils Spannvorrichtungen 9 zum Positionieren und Spannen von zuvor lose zusammengefügten Bauteilen einer Karosserie 10 auf. Dabei weist das erste Rahmengestell 5 Spannvorrichtungen 9 auf, die auf die geometrische Form eines ersten Karosserietyps angepasst sind und das zweite in der Bereitschaftsstellung 8 angeordnete Rahmengestell 7 weist Spannvorrichtungen 9 auf, welche auf die geometrische Form eines zweiten Karosserietyps angepasst sind. Die Rahmengestelle 5, 7 sind einteilig ausgebildet und weisen jeweils zwei Seitenträger 11, 12 und zwei die Seitenträger 11, 12 verbindenden Querträger 13, 14 auf. Dabei sind die an den Seitenträgern 11, 12 und an den Querträgern 13, 14 angeordneten Spannvorrichtungen 9 sowohl horizontal als auch vertikal verfahrbar.
Mittels einer Fördereinheit 15 wird die aus lose zusammengefügten Karosseriebauteilen bestehende Karosserie 10 in eine Öffnung 16 des in der Arbeitsstellung 6 angeordneten U-förmigen ' Rahmengestells 5 eingefahren. Die Schweißeinrichtungen 3 und die Spannvorrichtungen 9 befinden sich in einer Ruhestellung 17, die in der Figur 2 in dem Bereich links von einer Mittellinie 18 dargestellt ist. Anschließend wird die zu schweißende Karosserie 10 von den horizontal und vertikal verfahrbaren Spannvorrichtungen 9 von der Fördereinheit 15 abgehoben. Die aus lose zusammengefügten Bauteilen bestehende Karosserie 10 wird durch entsprechende Zustellbewegungen der Spannvorrichtungen 9, welche durch Richtungspfeile 19 in Figur 2 dargestellt sind, in die für das anschließende Schweißen erforderliche geometrische Position gebracht. Eine Bearbeitungsstellung 20 der Schweißeinrichtungen 3, der Spannvorrichtungen 9 und der Karosserie 10 ist in der Figur 2 rechts von der Mittellinie 18 dargestellt. In der Bearbeitungsstellung 20 befindet sich die Karosserie 10 in der gestrichelt dargestellten Position.
Wenn ein anderer Karosserietyp in der Schweißstation 3 geschweißt werden soll, erfolgt ein Wechsel der Rahmengestelle 5, 7, welche die auf den jeweiligen Karosserietyp angepassten Spannvorrichtungen 9 aufweisen. Dieser Austausch der Rahmengestelle 5, 7 wird nun anhand der Figur 2 kurz beschrieben. Das in der Arbeitstellung 6 angeordnete Rahmengestell 5 mit Spannvorrichtungen 9 für einen ersten Karosserietyp wird entlang einer Führungsschiene 21 in eine Bereitschaftsstellung 22 verfahren, was durch einen Richtungspfeil 23 angedeutet ist. Das in der Bereitschaftsstellung 22 angeordnete Rahmengestell 5 ist gestrichelt dargestellt. Die Führungsschiene 21 ist in eine Bodenfläche 24 eingelassen. Währendessen wird das zweite Rahmengestell 7, welches Spann- Vorrichtungen 9 für einen zweiten Karosserietyp aufweist, von der Bereitschaftsstellung 8 in die Arbeitsstellung 6 verfahren, was durch den Richtungspfeil 25 angedeutet ist. Die Rahmengestelle 5,7 werden mit Hilfe einer den Rahmengestellen 5, 7 zugeordneten Antriebseinheit 26 automatisch verfahren. Der Richtungspfeil 27 zeigt die Förderrichtung der Karosserie 10, bzw. der Fördereinheit 15, die bereits während des Verfahrens der Rahmengestelle 5, 7 in die Schweißstation 3 eingefahren werden kann. Für eine definierte Positionierung der Rahmengestelle 5, 7 relativ zu der Schweißstation 1 bzw. zu den Schweißeinrichtungen 3 ist den Rahmengestellen 5, 7 ein nicht dargestellter Anschlag zugeordnet. Eine ebenfalls nicht dargestellte Fixierung verhindert eine unerwünschte Verlagerung des Rahmengestells 5, 7 relativ zu den Schweißeinrichtun- gen 3.
Die erste Schweißstation 1 kann um eine weitere zweite Schweißstation 28 erweitert werden. Diese Schweißstation 28 ist dann beispielsweise in einer Förderrichtung der Karosserie 10 hinter der ersten Schweißstation 1 angeordnet und weist ebenfalls mehrere Schweißeinrichtungen 3 auf. Die Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht von zwei hintereinander angeordneten Schweißstationen 1 , 28. Die in dem Rahmengestell 5 angeordnete Karosserie 10 wird in der ersten Schweißstation 1 mittels der Schweißeinrichtungen 3 geschweißt. Dabei erfolgt in dieser Schweißstation 1 das Punktschweißen der Geometriefügestellen. Anschließend wird das Rahmengestell 5 mitsamt der darin aufgespannten KarosserielO in die zweite Schweißstation 28 verfahren. Hierin ist das Rahmengestell 5 mit der Karosserie 10 in gestrichelten Linien dargestellt. In der Schweißstation 28 werden die Geometriefügestellen mittels der Schweißeinrichtungen 3 lasergelötet oder lasergeschweißt.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Schweißstation 2 Schweißeinrichtung 3 Roboterbühne 4 Roboterbühne 5 Rahmengestell
6 Arbeitsstellung 7 Rahmengestell 8 Bereitschaftsstellung 9 Spannvorrichtung 10 Karosserie
11 Seitenträger 12 Seitenträger 13 Querträger 14 Querträger 15 Fördereinheit
16 Öffnung 17 Ruhestellung 18 Mittellinie 19 Richtungspfeil 20 Bearbeitungsstellung
21 Führungsschiene 22 Bereitschaftsstellung
23 Richtungspfeil
24 Bodenfläche
25 Richtungspfeil
26 Antriebseinheit
27 Richtungspfeil
28 Schweißstation

Claims

PATE N TA NS P R Ü C H E
1. Vorrichtung zum Schweißen von unterschiedlichen Karosserietypen, bestehend aus einer zumindest eine Schweißeinrichtung (3) aufweisenden Schweißstation (1) und einem ersten in einer Arbeitsstellung (6) angeordneten Rahmengestell (5), welches auf die geometrische Form eines ersten Karosserietyps angepasste und die zu schweißenden Karosseriebauteile relativ zueinander positionierende Spannvorrichtungen (9) aufweist, sowie aus einem in einer Bereitschaftsstellung (8) angeordneten und gegen das erste Rahmengestell (5) austauschbaren zweiten Rahmengestell (7), welches auf die geometrische Form eines zweiten Karosserie- typs angepasste Spannvorrichtungen (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmengestelle (5, 7) jeweils zwei Seitenträger (11 , 12), welche in einer Arbeitsstellung (6) beidseitig der zu verschweißenden Karosserie (10) angeordnet sind und zumindest einen die Seitenträger (11 , 12) verbindenden Querträger (13, 14) aufweisen, wobei die Rahmengestelle (5, 7) alle für die Positionierung der Ka- rosseriebauteile des jeweiligen Karosserietyps erforderlichen Spannvorrichtungen (9) enthalten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu schweißende Karosserie (10) mittels einer Fördereinheit (15) in das in der Arbeitsstellung (6) angeordnete Rahmengestell (5, 7) einfahrbar ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtungen (9) horizontal und vertikal verfahrbar sind.
4. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtungen (9) an den Seitenträgern (11, 12) und an dem zumindest einen Querträger (13, 14) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmengestelle (5, 7) relativ zu der zumindest einen Schweißeinrichtung (3) verfahrbar sind.
6. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmengestelle (5, 7) entlang einer Führungsschiene (21) verfahrbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungs- schiene (21) einer Bodenfläche (24) zugeordnet ist.
8. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmengestelle (5, 7) jeweils eine Antriebseinheit (26) aufweisen.
9. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmengestelle (5, 7) jeweils zumindest einen Anschlag aufweisen, welcher die Position des Rahmengestells (5, 7) relativ zu der zumindest einen Schweißeinrichtungen (3) festlegt.
10. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Rahmengestellen (5, 7) jeweils zumindest eine Fixier- Vorrichtung zugeordnet ist, welche ein Verschieben des Rahmengestells (5, 7) relativ zu der zumindest einen Schweißeinrichtung (3) verhindert.
11. Vorrichtung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite Schweißstation (28) mit zumindest einer Schweißeinrichtung (3), wobei die in der ersten Schweißstation (1) geschweißte Karosserie (10) mittels des verfahrbaren Rahmengestells (5, 7) zu der zweiten Schweißstation (28) transportierbar ist.
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