WO2006010464A1 - Method and machine for assembling by welding a main carrier with at least one add-on part previously located in an undesirable position - Google Patents

Method and machine for assembling by welding a main carrier with at least one add-on part previously located in an undesirable position Download PDF

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WO2006010464A1
WO2006010464A1 PCT/EP2005/007512 EP2005007512W WO2006010464A1 WO 2006010464 A1 WO2006010464 A1 WO 2006010464A1 EP 2005007512 W EP2005007512 W EP 2005007512W WO 2006010464 A1 WO2006010464 A1 WO 2006010464A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
main carrier
attachment
actual
welding
computer
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/007512
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jan-Peter Gutsch
Herbert Otte
Original Assignee
Gutsch & Exner Software Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Gutsch & Exner Software Gmbh filed Critical Gutsch & Exner Software Gmbh
Publication of WO2006010464A1 publication Critical patent/WO2006010464A1/en

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Classifications

    • 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
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0211—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track
    • B23K37/0235—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track the guide member forming part of a portal

Definitions

  • the invention relates to a method for connecting a main carrier with at least one previously not in the required position attachment by welding by the main carrier is placed on a receptacle in a first welding position stationary and the at least one attachment to the main carrier is welded. Further, an apparatus for connecting a main carrier with at least one attachment by welding is shown, with a stationary receptacle for the placement of the main carrier and a welding station with a welding head, in particular for carrying out the method. Often several attachments are connected to a main carrier by welding. Main carriers and attachments do not differ in principle. Main carrier and attachment can therefore also represent two identical parts. In general, however, the main carrier is the largest and heaviest attachment and thus larger than the other attachments.
  • the main carrier remains stationary Auf ⁇ stores or he is jacked up at another location.
  • the welds for connecting the attachments with the main carrier are in turn manually, so by hand, attached, so that the accuracy of the welds are dependent on the care and experience of the welder.
  • Such welding is very labor intensive. There is a risk that by locally incorrect attachment and the weld is then placed in the wrong place, so that propagate errors, since they are not recognized by the manually welder ⁇ the welder.
  • the welding apparatus has a welding head and has a drive with which it moves relative to the workpiece.
  • the apparatus is manually attached to the workpiece at the point where the weld is to be pulled.
  • the propulsion speed of the drive, the type, shape and thickness of the weld are set on the welding machine.
  • the welding apparatus leads to the workpiece.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus of the type described above, with which a main carrier and at least one attachment, which are not previously connected to each other, can be joined together by welding.
  • the welding work should be less labor intensive and feasible with higher accuracy.
  • the invention is based on the idea of entering a desired model with the desired coordinates of the main carrier with the welded-on attachment and additional information about the thickness, type and position of the welds in a computer.
  • the target model is usually created in a design department, electronically read into the computer and stored there. But it is also possible to enter the target model by hand or otherwise bring as in the computer.
  • Parallel or delayed with respect to the main carrier is attached without attached attachment stationary and measured in this stationary placed state by means of at least one sensor and the computer with associated software.
  • a mathematical spatial actual model with actual coordinates of at least one detail of the main carrier is created in the computer. The desired coordinates are compared with the actual coordinates.
  • the coordinates of the spatial position of the attachment and the welds to be provided are transferred from the target model to the actual model.
  • at least one attachment is preferably mechanically or computer-controlled machined in a calculated from the SoII coordinates and the actual coordinates actual position relative to the main carrier.
  • welding without separate (prior) attachment of the fixture, which is performed by mechanically controlling a welding head by the computer using the information regarding the type, thickness and position of the weld in question in accordance with the weld to be provided the main carrier and the attachment is guided.
  • the welding process can be divided into a stapling process and the actual, immediately following welding process.
  • the stapling process can also be completely absent.
  • the recording for the main carrier can be computer-controlled height-adjustable, so that the main carrier with optionally an attachment for processing can be lifted from below into the required position.
  • the workpiece can be measured again by means of at least one sensor and a computer with associated software, again with a computational actual spatial model with actual coordinates of the main carrier and the attachment in the computer. This can refer to an overall actual model or a detailed actual model.
  • Welding is always performed by mechanically guiding a welding head through the computer, using information regarding the type, thickness and position of the weld in question, according to the weld to be produced, over the workpiece to be formed, ie the main carrier and the attachment. In this way, an attachment is usually brought after the other on the main carrier in welding position and welded. The achievement of the welding position can be verified by measurement. Also, the falling below a limit of reducing between main carrier and attachment gap width can be taken as reaching the welding position and the welding process depending triggered.
  • the main carrier or the workpiece are stationary, but preferably height adjustable, placed.
  • Each attachment is preferably stored in a magazine relative to the main carrier, taken and spent in welding position, where it is at least for a part of the welding process still held relative to the main carrier until a firm viable connection between the main carrier and attachment has arisen.
  • the workpiece is raised and / or turned if necessary and attached the appropriate weld on the other side.
  • the procedure is the same as described above. It is advantageously proceeded so that all processing steps are first performed, which are executable in the first welding position of the main carrier before the main carrier is moved and then optionally measured again.
  • the computer detects the achieved actual position and actual position of the attachment by means of at least one sensor after each step and compared with the calculated actual position. Correspondingly corrected movement coordinates are then formed for the next approximation step between the main carrier and the attachment. This process is repeated until the attachment for a Sch health ⁇ process is placed close enough to the main carrier.
  • the last part of the approach can also be monitored by the fact that to the main carrier and the attachment a voltage source of z. B. 12 volts is applied, so that closes a circuit when touching the two parts. Upon this signal, the movement is stopped immediately. If necessary, a return movement can follow a small distance. This procedure can also be used as a collision protection in the movements of the transfer station and the welding head.
  • the main carrier with at least one attachment has to be moved to a second welding position, it may be necessary to measure the main carrier with the attachment a second time.
  • a second calculated spatial actual model is created in the computer with actual coordinates of at least one detail of the main carrier with or without attachment.
  • the remeasurement process uses the same elements as the first measurement; it is only carried out with a time delay.
  • the first measurement process examines the main carrier before the attachment is attached to it. From these results, the actual model of the main carrier is derived.
  • the second measurement process is only necessary if the attachment after its attachment to the main carrier still further welds are necessary, which can not be performed in the first welding position. In this case, the main carrier must be moved by being lifted or turned.
  • Both movements can be carried out by machine (possibly computer-controlled), for example by a height-adjustable mount or by a turning device. But they can also be carried out manually or by means of a crane. Depending on the reliable precision of this movement, it may then be necessary to measure the main carrier and the at least one attached attachment in this state again in order to create the actual mathematical model of the main carrier with the mounted attachment in the second welding position. In exceptional cases, it may be necessary to spend the main carrier with the one or more attachments in a third or more Sch shadow ⁇ position and to repeat the measurement process described in each case.
  • the sensor can be arranged stationary in the creation of the spatial actual model with the actual dimensions of the main carrier and optionally the attachment.
  • one or more distance sensors and / or one or more cameras can be used as a sensor. With the distance sensors distances are measured, z. B. between a reference coordinate system and individual points on the workpiece. From the coordinates of the points, the computer produces a spatial actual model with actual dimensions of the main carrier and, if applicable, of the attachment. Using the coordinates of the points, the localization is performed and adjusted via the computer, the welding head, placed in position relative to the workpiece and the drive of the welding head driven. The spatial actual model can also be generated with one or more cameras. In this case, preferably several recordings are created and processed in the computer until a spatial actual model of sufficient accuracy arises.
  • the main beam with one or more partially welded attachments can be moved to a second welding position, in which the complete welding of the attachments takes place.
  • the information regarding the type, thickness and position of the welds are included in the target model. If this is not the case, it can be easily determined on the basis of the desired coordinates of the desired model of the main carrier with a welded attachment, where contact the main carrier and attachment or come close together under gap formation. Weld seams are then produced at all these points, the desired coordinates of the welds of the desired model being converted into actual coordinates of the actual model. It may be the automatic attachment of a single weld seam type.
  • the type catalog contains an assignment of, in particular, the type and thickness according to specified welds to types of attachments, especially taking into account the size and weight of the attachments.
  • the welding head or heads are guided by the computer in accordance with the actual spatial model under the assignment of weld types controlled over the workpiece, wherein the welding operation takes place.
  • a device for connecting a main carrier with at least one attachment by welding has a fixed receptacle for the placement of the main carrier and a welding station with a welding head.
  • the device has a computer for receiving a desired model with the desired coordinates of the main carrier and the ange ⁇ welded attachment and additional information about the thickness, type and location of the welds.
  • the computer is at least one sensor with associated software for measuring the main carrier in a stationary placed state without or with already partially attached An privilegeil and to create a computational spatial Actual model with actual coordinates of at least one detail of the main carrier and if appropriate provided the attachment.
  • a magazine for receiving at least one attachment and a transfer station for transferring at least one attachment into a calculated from the desired coordinates and the actual coordinates actual position relative to the main carrier are provided.
  • the magazine can also be formed from a fixed location at which an attachment is to be prepared.
  • the magazine may expediently be designed to accommodate a plurality of add-on parts.
  • the transfer station can have a driven robot arm and can be designed together with the magazine as a computer-controlled movable unit relative to the stationary main carrier.
  • the transfer station can z. B. on a cart, on a portal construction or on a suspended structure, also together with the sensors and / or the welding station.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a first embodiment of the device
  • Fig. 2 is a view of a part of a second embodiment of the device.
  • Fig. 3 is a view of another part of the second embodiment of the device.
  • FIG. 1 shows the elements of a first embodiment of the device 1 which are essential to the invention.
  • the device 1 has a receptacle 2, for example in the form of two blocks, with the aid of which it is possible to store at least one main carrier 3 in a stationary manner.
  • the main carrier 3 may consist of a double-T-beam, a U-iron, a tube, a sheet, an angle or other profile made of steel.
  • At least one attachment 4 is to be welded to the main carrier.
  • the attachment may consist of one or more of said elements.
  • a head plate is shown as an attachment 4.
  • the receptacle 2 thus serves indirectly also the Auflagerung of the attachment 4, as soon as it is connected to the main carrier.
  • a portal 5 which is movable on wheels 6 relative to the stationary mounted main carrier 3 movable. This can be done for example by trained as gears wheels 6, which are movable on tooth rails.
  • the portal 5 is provided with a drive 7.
  • At least one computer 8 is provided, which is connected to the drive 7 via an electrical line 9.
  • the computer 8 also fulfills the function of a control device, so that the movements of the portal 5 relative to the main carrier 3 can be controlled by it via the line 9.
  • the portal 5 carries a plurality of sensors 10, which may be designed as distance sensors or as digital cameras.
  • the portal 5 can continue to carry a robot arm 11 which is arranged to be movable relative to the portal 5.
  • the robotic arm 11 may also carry one or more sensors 10.
  • the sensors 10 and the robot arm 11 are connected to the computer 9 via an electrical line 12, via which the signals, Mess ⁇ results and drive signals for the robot arm 11 are transmitted.
  • the computer 8 has software that allows using the signals of the sensors 10 to create an actual model with actual coordinates of the thus measured main carrier 3, optionally with attachment 4.
  • the computer 8 also has the connection of connecting lines, not shown, via which information can be transmitted from and to connected units.
  • a second portal 13 is provided, which is also movable on wheels 14 relative to the main carrier 3 with the attached attachments 4 movable.
  • a drive 15 is provided which is anêt ⁇ bar via an electrical line 16 of the computer 8.
  • a robot arm 17 is arranged, which is movable relative to the portal 13 in the direction of the double arrows 18. The movement is controlled via an electrical line 19.
  • the robot arm 17 preferably carries a welding head 20 at its free end, so that the portal 13 forms a welding station 21 with the elements described. Via the line 19 and the welding head 20 is driven, d. H. the welding head 20, the information given, which type of weld he has to perform at which point.
  • the arrangement of the sensors 10 on the gantry 5 and the welding head 20 on the gantry 13 is only to be understood as an example.
  • the described elements can also be provided only on one portal or arranged distributed on several portals alternately.
  • the portal (s) 5, 13 can also be realized as a suspended construction.
  • One or more sensors 10 and the welding head 20 may also be attached to the same robot arm 11 or 17.
  • the device 1 also includes a transfer station 26.
  • the transfer station 26 has a carriage 25.
  • the carriage 25 may be arranged movably on rails. Appropriately, it is to other rails than those on which the portals 5 and 13 are movable. But it is also possible to form the portals 5 and / or 13 as a suspended structure and to move the car on the ground.
  • the second welding head then supports the Work of the first welding head.
  • a magazine 30 is arranged, which is provided for storing at least one attachment 4.
  • the magazine 30 can also be designed so that a plurality of attachments 4 can fit on it.
  • the attachments 4 can be stored in the intended processing order on the magazine 30. They are then seized and welded one after the other. Another possibility is to place the attachments in the magazine 30 disordered and equip the robot arm 27 with an optical system that detects the individual attachments 4 based on the target model and feeds the processing in a meaningful order.
  • the robot arm 27 is used in all cases to grasp an attachment 4 in the magazine 30. This can be done by means of pliers, a magnetic disk, a suction or gripping device or the like at the free end of the robot arm 27. After gripping the relevant attachment 4 is brought in the actual position relative to the stationary mounted main carrier 3 and so held. Once the actual position is reached, the welding head 20 is driven via the computer 8 and it follows the welding process. In this case, at least one weld is pulled or stapling points are set until the attachment 4 is firmly connected to the main carrier 3. Only then the connection of the attachment 4 to the robot arm 27 is released. In general, the attachment 4 is provided with a second weld.
  • the main carrier 3 is jacked, so stored stationary.
  • the sensors 10 can be moved along the main carrier 3.
  • the signals generated by the sensors 10 are transmitted to the computer 8.
  • an actual model with actual coordinates of the main carrier 3 is created with the aid of appropriate software.
  • a target model is deposited with target coordinates.
  • the target model contains preferably also information about the type, thickness and position of the welds. If this information is not included in the target model, it may or may not be stored in a type catalog in the computer.
  • the type catalog contains the various types and thicknesses of welds to be regularly produced on such workpieces, also taking into account the material thickness and the weight as well as the load of the relevant main support and attachments.
  • computer 8 assigns a specific weld seam to a specific welding point to which an attachment is to be connected to the main carrier.
  • the assignment may also have already taken place with the input of the SoII model with the desired coordinates.
  • the computer 8 controls the welding head 20, which is not only mechanically moved relative to the workpiece, but also machine-produces the weld in question while the attachment 4 is held in the actual position by the robot arm 27 of the transfer station 26.
  • the computer 8 converts the desired coordinates of the position of the attachment into actual coordinates.
  • the process can proceed without any stapling. But it is also possible to precede the actual welding a stapling process to first secure the relative position between the main carrier 3 and attachment 4 and immediately afterwards to pull the welds.
  • the robot arm 27 is arranged for transferring and holding the attachment 4 together with the magazine 30 on the carriage 25.
  • the portal 13 can be omitted if the welding head 20 is arranged on the robot arm 11.
  • the robot arm 17 can also perform the function of the robot arm 27, or the like.
  • the magazine 30 can also be fixed in place.
  • the add-on parts can be stored next to the rails. In both cases, the transfer station picks up 26 attachment for attachment.
  • FIGS. 2 and 3 a further embodiment of the device 1 is illustrated.
  • a main carrier 3 is supported on a receptacle 2.
  • the attachment 4 is indicated by a base plate.
  • a rail track not shown, is arranged, on which a carriage 22 is moved movable. The details of the drive and the controller are omitted here for clarity.
  • the carriage 22 carries a support 23 which is occupied by sensors 10.
  • a transverse strut 24 is arranged vertically adjustable.
  • the transverse strut 24 also carries sensors 10.
  • the sensors 10 also fulfill the function of measuring and creating a spatial actual model with actual coordinates of at least one detail of the main carrier 3, as has already been explained with reference to the embodiment of FIG ,
  • FIG. 3 another carriage 31 is shown, which carries a robot arm 17, at the free end of the welding head 20 is arranged.
  • the robot arm 17 may also carry additional sensors 10 (not shown).
  • the transfer station 26 with the carriage 25 and the robot arm 27 can be seen.
  • the assembly of the carriage 22 and 25 may also be arranged on a common carriage.
  • the robot arm 17 can also be arranged on or next to the support 23.
  • the receptacle 2 can also be designed computer-controlled height-adjustable, so that successively processing from above and from below is possible. During a single measuring or welding operation, however, the receptacle 2 is fixed in each case. Instead of the described one computer 8, several computers can be used.

Abstract

The invention relates to a method for assembling by welding a main carrier (3) with at least one add-on part (4) previously located in an undesirable position, wherein the main support (3) is fixedly placed in a first welding position on a reception area (2) and at least said add-on part (4) is welded to the main carrier (3). The inventive method consists in inputting a target pattern containing target co-ordinates of the main carrier (3) and the welded add-on part (4) and additional information about the thickness, type and location of weld seams in a computer (8), in measuring the main carrier (3) without the attached add-on part in said fixed place state by means of at least one sensor (10) and the computer (8) provided with associated software, wherein the computer (8) creates the calculated spatial actual pattern of the main carrier (3) with the aid of the actual co-ordinates of at least one detail thereof, in bringing at least one add-on part (4) into the actual position thereof with respect to the main carrier (3) which is calculated on the basis of the target and actual co-ordinates. Welding is carried out by means of a machine without separately attaching the add-on part (4) by a welding head (20) controllable by the computer (8) using the information about the thickness, type and location of considered weld seam according to the weldable seam and guiding said welding head above the main carrier (3) and the held add-on part (4). The inventive device comprises the computer (8) containing the target pattern, including the main carrier (3) and the welded add-on part (4) target co-ordinates and the additional information about the thickness, type and location of the weld seam. In addition to the computer, said device is provided with at least one sensor (10) with corresponding software for measuring the main carrier (3) without the attached add-on part in said fixed place state thereof and for creating the calculated spatial actual pattern having the actual co-ordinates of at least one detail of the main carrier (3). The invention also provides for a magazine (30) for receiving at least one add-on part (4) and a transfer station (26) for bringing at least one add-on part into the actual position calculated on the basis of the target and actual co-ordinates with respect to the main carrier (3). The device also comprises a drive (15) controllable by the computer (8) for displacing the add-on part (4) with the aid of the transfer station (26) and the welding head (20) with respect to the main carrier (3) and said add-on part (4) during machine-welding.

Description

VERFAHREN UND MASCHINE ZUM VERBINDEN EINES HAUPTTRÄGERS MIT MINDESTENS EINEM ZUVOR NICHT IN DER BENÖTIGTEN POSITION BEFINDLICHEN METHOD AND MACHINE FOR CONNECTING A MAIN CARRIER WITH AT LEAST ONE NOT FULLY IN THE NEEDED POSITION
ANBAUTEIL DURCH SCHWEIßENBUILDING PART BY WELDING
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Hauptträgers mit mindestens einem zuvor nicht in der benötigten Position befindlichen Anbauteil durch Schweißen, indem der Hauptträger auf einer Aufnahme in einer ersten Schweißposition ortsfest platziert wird und das mindestens eine Anbauteil an den Hauptträger angeschweißt wird. Weiter wird eine Vorrichtung zum Verbinden eines Hauptträgers mit mindestens einem Anbauteil durch Schweißen aufgezeigt, mit einer ortsfesten Aufnahme für die Platzierung des Hauptträgers und einer Schweißstation mit einem Schweißkopf, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens. Oft werden mehrere Anbauteile mit einem Hauptträger durch Schweißen verbunden. Hauptträger und Anbauteile unterscheiden sich zwar nicht prinzipiell. Hauptträger und Anbauteil können also auch zwei identische Teile darstellen. In der Regel ist jedoch der Hauptträger das größte und schwerste Anbauteil und damit größer als die übrigen Anbauteile. Auch wenn nachfolgend Maßnahmen an einem Anbauteil beschrieben werden, bezieht sich das immer auf ein oder mehrere Anbauteile. Es gibt auch den Sonderfall, dass ein Anbauteil nicht direkt an dem Hauptträger angeschweißt wird, sondern nur indirekt, indem es an einem anderen, direkt mit dem Hauptträger verbundenen Anbauteil ange¬ schweißt wird. In diesem Fall muss zunächst das direkt am Hauptträger anzuschweißende Anbauteil angebracht werden, danach das oder die weiteren anzuschweißenden Anbauteile usw.. STAND DER TECHNIKThe invention relates to a method for connecting a main carrier with at least one previously not in the required position attachment by welding by the main carrier is placed on a receptacle in a first welding position stationary and the at least one attachment to the main carrier is welded. Further, an apparatus for connecting a main carrier with at least one attachment by welding is shown, with a stationary receptacle for the placement of the main carrier and a welding station with a welding head, in particular for carrying out the method. Often several attachments are connected to a main carrier by welding. Main carriers and attachments do not differ in principle. Main carrier and attachment can therefore also represent two identical parts. In general, however, the main carrier is the largest and heaviest attachment and thus larger than the other attachments. Although the following describes measures on an attachment, this always refers to one or more attachments. There is also the special case that an attachment is not welded directly to the main carrier, but only indirectly, by being ange¬ welded to another, directly connected to the main carrier attachment. In this case, the attachment to be welded directly to the main beam must first be attached, then the attachment (s) to be welded, etc. STATE OF THE ART
Beim Schweißen werden in der Regel ein Hauptträger und mehrere Anbauteile miteinander verbunden. Hauptträger und Anbauteile sind vorher separat bearbeitet (erstellt) worden. Bei der Bearbeitung des Hauptträgers und/oder der Anbauteile werden auch Markierungen angebracht, und zwar an den Stellen, an denen später die Anbauteile angeschweißt werden sollen. Bei der Vorbereitung für das Heften mit nachfolgendem Schweißen wird der Haupt¬ träger, also das größte Werkstück, aufgebockt und damit ortsfest aufgelagert. Es erfolgt ein manuelles Anheften der Anbauteile an den vorher an dem Hauptträger und/oder an den Anbauteilen angebrachten Markierungen. Es ist auch bekannt, entsprechend den Vorgaben der Zeichnung den Anheftort am Hauptträger manuell auszumessen und das Anheften manuell durchzuführen.When welding a main carrier and several attachments are usually connected together. Main beams and attachments have previously been processed separately (created). During the machining of the main carrier and / or the add-on parts, markings are also applied at the points where the attachments are to be welded later. In the preparation for stapling with subsequent welding of Haupt¬ carrier, so the largest workpiece, jacked and thus stored stationary. There is a manual attachment of the attachments to the previously attached to the main carrier and / or to the attachments markings. It is also known, according to the specifications of the drawing to manually measure the Anheftort the main carrier and manually perform the attachment.
Für den sich dann anschließenden Schweißvorgang bleibt der Hauptträger ortsfest aufge¬ lagert oder er wird an einem weiteren Ort erneut aufgebockt. Die Schweißnähte zur Verbindung der Anbauteile mit dem Hauptträger werden wiederum manuell, also von Hand, angebracht, so dass die Genauigkeit der Schweißnähte von der Sorgfalt und der Erfahrung des Schweißers abhängig sind. Solche Schweißarbeiten sind sehr lohnintensiv. Es besteht die Gefahr, dass durch örtlich falsches Anheften auch die Schweißnaht dann an der falschen Stelle angebracht wird, so dass sich Fehler fortpflanzen, da sie von dem manuell arbeiten¬ den Schweißer nicht erkannt werden.For the then subsequent welding process, the main carrier remains stationary Auf¬ stores or he is jacked up at another location. The welds for connecting the attachments with the main carrier are in turn manually, so by hand, attached, so that the accuracy of the welds are dependent on the care and experience of the welder. Such welding is very labor intensive. There is a risk that by locally incorrect attachment and the weld is then placed in the wrong place, so that propagate errors, since they are not recognized by the manually welder¬ the welder.
Es ist weiterhin bekannt, ausgehend von einem Werkstück aus einem Hauptträger mit mindestens einem angehefteten Anbauteil einen Schweißapparat einzusetzen. Der Schwei߬ apparat weist einen Schweißkopf auf und besitzt einen Antrieb, mit dem er sich relativ zum Werkstück bewegt. Der Apparat wird manuell an das Werkstück an der Stelle angesetzt, an der die Schweißnaht gezogen werden soll. Die Vortriebsgeschwindigkeit des Antriebs, die Art, Form und Dicke der Schweißnaht werden am Schweißapparat eingestellt. Während der Anbringung der Schweißnaht führt sich der Schweißapparat an dem Werkstück. Dieser bekannte Schweißapparat wird insbesondere bei der Erstellung langer gerader Schwei߬ nähte eingesetzt. AUFGABE DER ERFINDUNGIt is also known, starting from a workpiece from a main carrier with at least one attached attachment to use a welding apparatus. The welding apparatus has a welding head and has a drive with which it moves relative to the workpiece. The apparatus is manually attached to the workpiece at the point where the weld is to be pulled. The propulsion speed of the drive, the type, shape and thickness of the weld are set on the welding machine. During the attachment of the weld, the welding apparatus leads to the workpiece. This known welding apparatus is used in particular in the creation of long straight welding seams. OBJECT OF THE INVENTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, mit dem ein Hauptträger und mindestens ein Anbauteil, die zuvor nicht miteinander verbunden sind, durch Schweißen miteinander verbunden werden können. Die Schweißarbeiten sollen weniger lohnintensiv und mit höherer Genauig¬ keit durchführbar sein.The invention has for its object to provide a method and an apparatus of the type described above, with which a main carrier and at least one attachment, which are not previously connected to each other, can be joined together by welding. The welding work should be less labor intensive and feasible with higher accuracy.
LÖSUNGSOLUTION
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 10 gelöst.The object of the invention is achieved according to the invention with the features of the independent claims 1 and 10.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, ein Soll-Modell mit den Soll-Koordinaten des Hauptträgers mit dem angeschweißten Anbauteil sowie zusätzliche Informationen über Dicke, Art und Lage der Schweißnähte in einen Computer einzugeben. Das Soll-Modell wird in der Regel in einer Konstruktionsabteilung erstellt, auf elektronischem Wege in den Computer eingelesen und dort gespeichert. Es ist aber auch möglich, das Soll-Modell von Hand einzugeben oder sonst wie in den Computer einzubringen. Parallel oder zeitversetzt dazu wird der Hauptträger ohne angeheftetes Anbauteil ortsfest platziert und in diesem ortsfest platzierten Zustand mittels mindestens eines Sensors und des Computers mit zugehöriger Software vermessen. Dabei wird im Computer ein rechnerisches räumliches Ist- Modell mit Ist-Koordinaten zumindest eines Details des Hauptträgers erstellt. Die Soll- Koordinaten werden mit den Ist-Koordinaten verglichen. Mit dem Computer werden die Koordinaten der räumlichen Lage des Anbauteils sowie der zu erbringenden Schweißnähte von dem Soll-Modell auf das Ist-Modell transferiert. Es wird also mindestens ein Anbauteil vorzugsweise maschinell oder computergesteuert maschinell in eine aus den SoII- Koordinaten und den Ist-Koordinaten errechnete Ist-Position relativ zum Hauptträger verbracht. Es schließt sich das Schweißen ohne separates (vorheriges) Anheften des Anbauteils an, das maschinell durchgeführt wird, indem ein Schweißkopf durch den Computer unter Verwendung der Information betreffend die Art, Dicke und Lage der betreffenden Schweißnaht entsprechend der zu erbringenden Schweißnaht gesteuert über den Hauptträger und das Anbauteil geführt wird. Der Schweißvorgang kann in einen Heftvorgang und den eigentlichen, sich unmittelbar anschließenden Schweißvorgang unterteilt sein. Der Heftvorgang kann aber auch völlig fehlen. All dies bezieht sich zumindest auf die Zeit, in der eine einzige Schweißnaht angebracht wird. Vorteilhaft kann die Aufnahme für den Hauptträger computergesteuert höhenverstellbar sein, so dass der Hauptträger mit gegebenenfalls einem Anbauteil für die Bearbeitung von unten in die erforderliche Lage gehoben werden kann. Für andere Schweißnähte mag es sinnvoll sein, das aus Hauptträger und Anbauteil entstandene Werkstück zu wenden und dann wiederum ortsfest zu platzieren. In diesem ortsfesten Zustand kann das Werkstück mittels mindestens einem Sensor und einem Computer mit zugehöriger Software erneut vermessen werden, wobei wiederum ein rechnerisches räumliches Ist-Modell mit Ist-Koordinaten des Hauptträgers und des Anbauteils in dem Computer entsteht. Dies kann sich auf ein Gesamt-Ist-Modell oder ein Detail-Ist-Modell beziehen. Das Schweißen wird immer maschinell durchgeführt, indem ein Schweißkopf durch den Computer unter Verwendung von Information betreffend die Art, Dicke und Lage der betreffenden Schweißnaht entsprechend der zu erbringenden Schweißnaht gesteuert über das zu bildende Werkstück, also den Hauptträger und das Anbauteil, geführt wird. Auf diese Weise wird in der Regel ein Anbauteil nach dem anderen an dem Hauptträger in Schweißposition gebracht und angeschweißt. Das Erreichen der Schweißposition kann durch Messung verifiziert werden. Auch die Unterschreitung einer Grenze der sich zwischen Hauptträger und Anbauteil verringernden Spaltweite kann als Erreichen der Schweißposition genommen und der Schweißvorgang davon abhängig ausgelöst werden.The invention is based on the idea of entering a desired model with the desired coordinates of the main carrier with the welded-on attachment and additional information about the thickness, type and position of the welds in a computer. The target model is usually created in a design department, electronically read into the computer and stored there. But it is also possible to enter the target model by hand or otherwise bring as in the computer. Parallel or delayed with respect to the main carrier is attached without attached attachment stationary and measured in this stationary placed state by means of at least one sensor and the computer with associated software. In this case, a mathematical spatial actual model with actual coordinates of at least one detail of the main carrier is created in the computer. The desired coordinates are compared with the actual coordinates. With the computer, the coordinates of the spatial position of the attachment and the welds to be provided are transferred from the target model to the actual model. Thus, at least one attachment is preferably mechanically or computer-controlled machined in a calculated from the SoII coordinates and the actual coordinates actual position relative to the main carrier. This is followed by welding without separate (prior) attachment of the fixture, which is performed by mechanically controlling a welding head by the computer using the information regarding the type, thickness and position of the weld in question in accordance with the weld to be provided the main carrier and the attachment is guided. The welding process can be divided into a stapling process and the actual, immediately following welding process. The stapling process can also be completely absent. All of this refers at least to the time when a single weld is applied. Advantageously, the recording for the main carrier can be computer-controlled height-adjustable, so that the main carrier with optionally an attachment for processing can be lifted from below into the required position. For other welds, it may be useful to turn the resulting from the main carrier and attachment workpiece and then in turn to place stationary. In this stationary state, the workpiece can be measured again by means of at least one sensor and a computer with associated software, again with a computational actual spatial model with actual coordinates of the main carrier and the attachment in the computer. This can refer to an overall actual model or a detailed actual model. Welding is always performed by mechanically guiding a welding head through the computer, using information regarding the type, thickness and position of the weld in question, according to the weld to be produced, over the workpiece to be formed, ie the main carrier and the attachment. In this way, an attachment is usually brought after the other on the main carrier in welding position and welded. The achievement of the welding position can be verified by measurement. Also, the falling below a limit of reducing between main carrier and attachment gap width can be taken as reaching the welding position and the welding process depending triggered.
Der Hauptträger bzw. das Werkstück werden ortsfest, vorzugsweise aber höhenverstellbar, platziert. Jedes Anbauteil wird vorzugsweise in einem Magazin relativ zum Hauptträger abgelegt, ergriffen und in Schweißposition verbracht, wo es zumindest für einen Teil des Schweißvorgangs noch relativ zum Hauptträger solange festgehalten wird, bis eine feste tragfähige Verbindung zwischen Hauptträger und Anbauteil entstanden ist. Nach Beendigung dieser einen Schweißnaht wird das Werkstück erforderlichenfalls angehoben und/oder gewendet und die entsprechende Schweißnaht auf der anderen Seite angebracht. Dabei wird genauso verfahren, wie oben beschrieben. Es wird vorteilhaft so vorgegangen, dass zunächst alle Bearbeitungsschritte durchgeführt werden, die in der ersten Schweißposition des Hauptträgers ausführbar sind, bevor der Hauptträger bewegt und dann gegebenenfalls erneut vermessen wird. Zur Erhöhung der Genauigkeit kann das mindestens eine Anbauteil schrittweise in die errechnete Ist-Position verbracht werden, wobei der Computer nach jedem Schritt die erreichte Ist-Position und Ist-Lage des Anbauteils mittels mindestens einem Sensor erfasst und mit der errechneten Ist-Position vergleicht. Es werden dann entsprechend korrigierte Bewegungskoordinaten für den nächsten Annäherungsschritt zwischen Hauptträger und Anbauteil gebildet. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis das Anbauteil für einen Schwei߬ vorgang nahe genug an dem Hauptträger platziert ist. Der letzte Teil der Annäherung kann auch dadurch überwacht werden, dass an den Hauptträger und das Anbauteil eine Spannungsquelle von z. B. 12 Volt angelegt wird, so dass sich bei Berührung der beiden Teile ein Stromkreis schließt. Auf dieses Signal hin wird die Bewegung sofort gestoppt. Erforderlichenfalls kann sich eine Rückbewegung um eine kleine Strecke anschließen. Diese Arbeitsweise kann auch als Kollisionsschutz bei den Bewegungen der Transferstation und des Schweißkopfes eingesetzt werden.The main carrier or the workpiece are stationary, but preferably height adjustable, placed. Each attachment is preferably stored in a magazine relative to the main carrier, taken and spent in welding position, where it is at least for a part of the welding process still held relative to the main carrier until a firm viable connection between the main carrier and attachment has arisen. After completion of this one weld, the workpiece is raised and / or turned if necessary and attached the appropriate weld on the other side. The procedure is the same as described above. It is advantageously proceeded so that all processing steps are first performed, which are executable in the first welding position of the main carrier before the main carrier is moved and then optionally measured again. To increase the accuracy of the at least one attachment can be moved gradually into the calculated actual position, the computer detects the achieved actual position and actual position of the attachment by means of at least one sensor after each step and compared with the calculated actual position. Correspondingly corrected movement coordinates are then formed for the next approximation step between the main carrier and the attachment. This process is repeated until the attachment for a Schwei߬ process is placed close enough to the main carrier. The last part of the approach can also be monitored by the fact that to the main carrier and the attachment a voltage source of z. B. 12 volts is applied, so that closes a circuit when touching the two parts. Upon this signal, the movement is stopped immediately. If necessary, a return movement can follow a small distance. This procedure can also be used as a collision protection in the movements of the transfer station and the welding head.
Wenn der Hauptträger mit mindestens einem Anbauteil in eine zweite Schweißposition verbracht werden muss, kann es erforderlich sein, den Hauptträger mit dem Anbauteil ein zweites Mal zu vermessen. Dabei wird im Computer ein zweites rechnerisches räumliches Ist-Modell mit Ist-Koordinaten zumindest eines Details des Hauptträgers mit oder ohne Anbauteil erstellt. Der erneute Messvorgang bedient sich derselben Elemente wie der erste Messvorgang; er wird lediglich zeitversetzt durchgeführt. Der erste Messvorgang untersucht also den Hauptträger, bevor das Anbauteil daran befestigt ist. Aus diesen Ergebnissen wird das Ist-Modell des Hauptträgers abgeleitet. Der zweite Messvorgang ist nur dann notwendig, wenn für das Anbauteil nach seiner Befestigung am Hauptträger noch weitere Schweißnähte notwendig sind, die in der ersten Schweißposition nicht ausgeführt werden können. In diesem Fall muss der Hauptträger bewegt werden, indem er angehoben oder/oder gewendet wird. Beide Bewegungen können (gegebenenfalls computergesteuert) maschinell erfolgen, etwa durch eine höhenverstellbare Aufnahme oder durch eine Wendevorrichtung. Sie können aber auch manuell oder mittels eines Kranes durchgeführt werden. Je nach verlässlicher Präzision dieser Bewegung kann es also anschließend notwendig sein, den Hauptträger und das mindestens eine angebaute Anbauteil in diesem Zustand noch einmal zu vermessen, um das rechnerische Ist-Modell von dem Hauptträger mit dem angebauten Anbauteil in der zweiten Schweißposition zu erstellen. In Ausnahmefällen kann es notwendig sein, den Hauptträger mit dem oder den Anbauteilen in eine dritte oder weitere Schwei߬ position zu verbringen und den beschriebenen Messvorgang jeweils zu wiederholen. Der Sensor kann bei der Erstellung des räumlichen Ist-Modells mit den Ist-Dimensionen des Hauptträgers und gegebenenfalls des Anbauteils ortsfest angeordnet sein. In diesem Fall empfiehlt es sich, die Anzahl der Entfernungssensoren und/oder der Kameras zu erhöhen, um gleichzeitig mehrere Messungen durchführen zu können und so die Erstellungs∑eit für das räumliche Ist-Modell klein zu halten. Es ist aber auch möglich, den Sensor bei der Erstellung des räumlichen Ist-Modells mit den Ist-Dimensionen des Hauptträgers und gegebenenfalls des Anbauteils relativ zu dem Hauptträger und gegebenenfalls dem Anbauteil zu bewegen. Dabei ist die Anzahl der Sensoren vorteilhaft klein und es ergibt sich eine hohe Genauigkeit des räumlichen Ist-Modells.If the main carrier with at least one attachment has to be moved to a second welding position, it may be necessary to measure the main carrier with the attachment a second time. In this case, a second calculated spatial actual model is created in the computer with actual coordinates of at least one detail of the main carrier with or without attachment. The remeasurement process uses the same elements as the first measurement; it is only carried out with a time delay. The first measurement process examines the main carrier before the attachment is attached to it. From these results, the actual model of the main carrier is derived. The second measurement process is only necessary if the attachment after its attachment to the main carrier still further welds are necessary, which can not be performed in the first welding position. In this case, the main carrier must be moved by being lifted or turned. Both movements can be carried out by machine (possibly computer-controlled), for example by a height-adjustable mount or by a turning device. But they can also be carried out manually or by means of a crane. Depending on the reliable precision of this movement, it may then be necessary to measure the main carrier and the at least one attached attachment in this state again in order to create the actual mathematical model of the main carrier with the mounted attachment in the second welding position. In exceptional cases, it may be necessary to spend the main carrier with the one or more attachments in a third or more Schwei߬ position and to repeat the measurement process described in each case. The sensor can be arranged stationary in the creation of the spatial actual model with the actual dimensions of the main carrier and optionally the attachment. In this case, it is advisable to increase the number of range sensors and / or cameras in order to be able to take multiple measurements at the same time, thus minimizing the creation time for the actual spatial model. But it is also possible to move the sensor in the creation of the spatial actual model with the actual dimensions of the main carrier and optionally the attachment relative to the main carrier and optionally the attachment. The number of sensors is advantageously small and results in a high accuracy of the spatial actual model.
Als Sensor kann ein oder mehrere Entfernungssensoren und/oder ein oder mehrere Kameras eingesetzt werden. Mit den Entfernungssensoren werden Entfernungen gemessen, z. B. zwischen einem Bezugskoordinatensystem und einzelnen Punkten auf dem Werkstück. Aus den Koordinaten der Punkte entsteht im Computer ein räumliches Ist-Modell mit Ist- Dimensionen des Hauptträgers und gegebenenfalls des Anbauteils. Unter Verwendung der Koordinaten der Punkte wird die Lokalisierung durchgeführt und über den Computer der Schweißkopf eingestellt, in Position relativ zu dem Werkstück gebracht und der Antrieb des Schweißkopfes angesteuert. Das räumliche Ist-Modell kann auch mit einer oder mehreren Kameras erzeugt werden. Dabei werden vorzugsweise mehrere Aufnahmen erstellt und im Computer verarbeitet bis ein räumliches Ist-Modell hinreichender Genauigkeit entsteht.As a sensor, one or more distance sensors and / or one or more cameras can be used. With the distance sensors distances are measured, z. B. between a reference coordinate system and individual points on the workpiece. From the coordinates of the points, the computer produces a spatial actual model with actual dimensions of the main carrier and, if applicable, of the attachment. Using the coordinates of the points, the localization is performed and adjusted via the computer, the welding head, placed in position relative to the workpiece and the drive of the welding head driven. The spatial actual model can also be generated with one or more cameras. In this case, preferably several recordings are created and processed in the computer until a spatial actual model of sufficient accuracy arises.
Es besteht die Möglichkeit, dass mehrere Anbauteile in einer festgelegten Verarbeitungs¬ reihenfolge neben dem ortsfest platzierten Hauptträger abgelegt, nacheinander ergriffen und an dem Hauptträger jeweils fertig angeschweißt werden. Die Ablage der Anbauteile erfolgt zweckmäßig in einem Magazin, das von der Transferstation leicht erreichbar ist. Auch der Hauptträger in seiner ortsfesten Platzierung ist von der Transferstation erreichbar. Es ist aber auch möglich, die Anbauteile willkürlich in dem Magazin zu platzieren und ein insbesondere optisches System einzusetzen, mit dem die Anbauteile erkannt, unterschieden und verarbeitet werden. Es ist auch möglich, die ohnehin zum Vermessen vorhandenen Elemente auch zum Erkennen der Anbauteile im Magazin einzusetzen.There is the possibility that several add-on parts are stored in a defined processing sequence next to the stationary main carrier, seized in succession and finally welded to the main carrier. The storage of the attachments is expedient in a magazine that is easily accessible from the transfer station. Even the main carrier in its stationary placement is accessible from the transfer station. But it is also possible to place the attachments arbitrarily in the magazine and to use a particular optical system with which the attachments are recognized, distinguished and processed. It is also possible to use the existing anyway for surveying elements for detecting the attachments in the magazine.
Der Hauptträger mit einem oder mehreren teilweise angeschweißten Anbauteilen kann in eine zweite Schweißposition verbracht werden, in der das vollständige Anschweißen der Anbauteile erfolgt. Dies bezieht sich sowohl auf ein wie auch auf mehrere Anbauteile. Idealerweise sind die Informationen betreffend die Art, Dicke und Lage der Schweißnähte im Soll-Modell enthalten. Falls das nicht der Fall ist, lässt sich anhand der Soll-Koordinaten des Soll-Modells des Hauptträgers mit einem angeschweißten Anbauteil leicht feststellen, an welchen Stellen sich Hauptträger und Anbauteil berühren oder einander unter Spaltbildung nahe kommen. An all diesen Stellen werden dann Schweißnähte erzeugt, wobei die Soll- Koordinaten der Schweißnähte des Soll-Modells zu Ist-Koordinaten des Ist-Modells umge¬ rechnet werden. Es kann sich um die automatische Anbringung eines einzigen Schweißnaht¬ typs handeln. Es ist aber auch möglich, einen Typenkatalog einzusetzen, um die Art und Dicke der einzelnen Schweißnaht nach irgendwelchen Kriterien oder Erfordernissen festzu- setzen und durchzuführen. Unabhängig davon besteht die Möglichkeit des jederzeitigen Eingriffs in den Ablauf des Schweißens durch eine Bedienungsperson. Es besteht weiter die Möglichkeit, die Bedienungsperson anhand des Soll-Modells insbesondere nach der Art und Dicke der Schweißnaht interaktiv zu befragen, wobei einzelne Schweißnähte auch unter¬ drückt werden können.The main beam with one or more partially welded attachments can be moved to a second welding position, in which the complete welding of the attachments takes place. This refers to both one and several attachments. Ideally, the information regarding the type, thickness and position of the welds are included in the target model. If this is not the case, it can be easily determined on the basis of the desired coordinates of the desired model of the main carrier with a welded attachment, where contact the main carrier and attachment or come close together under gap formation. Weld seams are then produced at all these points, the desired coordinates of the welds of the desired model being converted into actual coordinates of the actual model. It may be the automatic attachment of a single weld seam type. However, it is also possible to use a type catalog in order to determine and carry out the type and thickness of the individual weld seam according to any criteria or requirements. Regardless, there is the possibility of intervention at any time in the process of welding by an operator. There is also the possibility of interrogating the operator interactively on the basis of the desired model, in particular according to the type and thickness of the weld, wherein individual welds can also be suppressed.
Andererseits besteht auch die Möglichkeit, dass das Einbringen der Information betreffend die Art, Dicke und Lage der betreffenden Schweißnaht in den Computer durch Einlesen oder Eingeben eines Typenkataloges erfolgt. Der Typenkatalog enthält eine Zuordnung von insbesondere der Art und Dicke nach festgelegter Schweißnähte zu Typen von Anbauteilen, insbesondere unter Berücksichtigung der Größe und des Gewichts der Anbauteile. Es gibt der Art nach festliegende Typen von Scheißnähten für bestimmte Anbauteile, wie beispiels¬ weise Kopfplatten, Rippenplatten, Querträger, Winkelstücke oder dergleichen. Der oder die Schweißköpfe werden von dem Computer entsprechend dem räumlichen Ist-Modell unter Zuordnung von Schweißnahttypen gesteuert über das Werkstück geführt, wobei der Schweißvorgang stattfindet.On the other hand, there is also the possibility that the introduction of the information regarding the type, thickness and position of the weld in question in the computer by reading or entering a type catalog. The type catalog contains an assignment of, in particular, the type and thickness according to specified welds to types of attachments, especially taking into account the size and weight of the attachments. There are the type fixed types of shitty seams for certain attachments, as beispiels¬ head plates, ribbed plates, cross members, brackets or the like. The welding head or heads are guided by the computer in accordance with the actual spatial model under the assignment of weld types controlled over the workpiece, wherein the welding operation takes place.
Eine Vorrichtung zum Verbinden eines Hauptträgers mit mindestens einem Anbauteil durch Schweißen hat eine ortsfeste Aufnahme für die Platzierung des Hauptträgers und eine Schweißstation mit einem Schweißkopf. Die Vorrichtung weist einen Computer zur Aufnahme eines Soll-Modells mit den Soll-Koordinaten des Hauptträgers und des ange¬ schweißten Anbauteils sowie zusätzlicher Informationen über Dicke, Art und Lage der Schweißnähte auf. Zusätzlich zu dem Computer ist mindestens ein Sensor mit zugehöriger Software zum Vermessen des Hauptträgers in ortsfest platziertem Zustand ohne oder mit bereits teilweise angeheftetem Anbauteil und zur Erstellung eines rechnerischen räumlichen Ist-Modells mit Ist-Koordinaten zumindest eines Details des Hauptträgers und gegebenen¬ falls des Anbauteils vorgesehen. Es sind weiterhin ein Magazin zur Aufnahme mindestens eines Anbauteils und eine Transferstation zur Überführung mindestens eines Anbauteils in eine aus den Soll-Koordinaten und den Ist-Koordinaten errechnete Ist-Position relativ zum Hauptträger vorgesehen. Das Magazin kann auch von einem festgelegten Ort gebildet werden, an dem ein Anbauteil bereitzulegen ist. Es sind von dem Computer ansteuerbare Antriebe für die Bewegungen des Anbauteils vermittels der Transferstation und des Schweißkopfes relativ zu dem Hauptträger und dem Anbauteil während des maschinellen Schweißens vorgesehen. Das Magazin kann zweckmäßig zur Aufnahme mehrerer Anbau- teile ausgebildet sein.A device for connecting a main carrier with at least one attachment by welding has a fixed receptacle for the placement of the main carrier and a welding station with a welding head. The device has a computer for receiving a desired model with the desired coordinates of the main carrier and the ange¬ welded attachment and additional information about the thickness, type and location of the welds. In addition to the computer is at least one sensor with associated software for measuring the main carrier in a stationary placed state without or with already partially attached Anlegeil and to create a computational spatial Actual model with actual coordinates of at least one detail of the main carrier and if appropriate provided the attachment. Furthermore, a magazine for receiving at least one attachment and a transfer station for transferring at least one attachment into a calculated from the desired coordinates and the actual coordinates actual position relative to the main carrier are provided. The magazine can also be formed from a fixed location at which an attachment is to be prepared. There are provided by the computer controllable drives for the movements of the attachment means of the transfer station and the welding head relative to the main carrier and the attachment during the machine welding. The magazine may expediently be designed to accommodate a plurality of add-on parts.
Die Transferstation kann einen angetriebenen Roboterarm aufweisen und zusammen mit dem Magazin als relativ zum ortsfesten Hauptträger computergesteuert verfahrbare Einheit ausgebildet sein. Die Transferstation kann z. B. auf einem Wagen, an einer Portal¬ konstruktion oder an einer Hängekonstruktion vorgesehen sein, auch gemeinsam mit den Sensoren und/oder der Schweißstation.The transfer station can have a driven robot arm and can be designed together with the magazine as a computer-controlled movable unit relative to the stationary main carrier. The transfer station can z. B. on a cart, on a portal construction or on a suspended structure, also together with the sensors and / or the welding station.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patent¬ ansprüchen und der gesamten Beschreibung. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche abweichend von den gewählten Rück¬ beziehungen ist ebenfalls möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungsfiguren dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patent- ansprüche kombiniert werden.Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent patent claims and the entire description. Further features are the drawings - in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components to each other and their relative arrangement and operative connection - refer. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims differing from the selected Rück¬ relationships is also possible and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawing figures or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different patent claims.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematisierte perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung,In the following, the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments. Show it: 1 is a schematic perspective view of a first embodiment of the device,
Fig. 2 eine Ansicht eines Teils einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung, undFig. 2 is a view of a part of a second embodiment of the device, and
Fig. 3 eine Ansicht eines weiteren Teils der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung.Fig. 3 is a view of another part of the second embodiment of the device.
FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES
Die Figur 1 zeigt die für die Erfindung wesentlichen Elemente einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 weist eine Aufnahme 2, beispielsweise in Form zweier Böcke, auf, mit deren Hilfe es möglich ist, zumindest einen Hauptträger 3 ortsfest aufzu- lagern. Der Hauptträger 3 kann aus einem Doppel-T-Träger, einem U-Eisen, einem Rohr, einem Blech, einem Winkel oder einem sonstigen Profil aus Stahl bestehen. An den Hauptträger soll mindestens ein Anbauteil 4 angeschweißt werden. Auch das Anbauteil kann aus einem oder mehreren der genannten Elemente bestehen. Im vorliegenden Fall ist als Anbauteil 4 eine Kopfplatte dargestellt. Die Aufnahme 2 dient damit indirekt auch der Auflagerung des Anbauteils 4, sobald dieses mit dem Hauptträger verbunden ist.FIG. 1 shows the elements of a first embodiment of the device 1 which are essential to the invention. The device 1 has a receptacle 2, for example in the form of two blocks, with the aid of which it is possible to store at least one main carrier 3 in a stationary manner. The main carrier 3 may consist of a double-T-beam, a U-iron, a tube, a sheet, an angle or other profile made of steel. At least one attachment 4 is to be welded to the main carrier. Also, the attachment may consist of one or more of said elements. In the present case, a head plate is shown as an attachment 4. The receptacle 2 thus serves indirectly also the Auflagerung of the attachment 4, as soon as it is connected to the main carrier.
Es ist ein Portal 5 vorgesehen, welches auf Rädern 6 relativ zu dem ortsfest aufgelagerten Hauptträger 3 gesteuert verfahrbar ist. Dies kann beispielsweise durch als Zahnräder ausgebildete Räder 6 geschehen, die auf Zahnschienen verfahrbar sind. Zu diesem Zweck ist das Portal 5 mit einem Antrieb 7 versehen. Es ist mindestens ein Computer 8 vorgesehen, der über eine elektrische Leitung 9 mit dem Antrieb 7 verbunden ist. Der Computer 8 erfüllt auch die Funktion einer Steuereinrichtung, so dass von ihm über die Leitung 9 die Bewegungen des Portals 5 relativ zum Hauptträger 3 steuerbar sind.It is provided a portal 5, which is movable on wheels 6 relative to the stationary mounted main carrier 3 movable. This can be done for example by trained as gears wheels 6, which are movable on tooth rails. For this purpose, the portal 5 is provided with a drive 7. At least one computer 8 is provided, which is connected to the drive 7 via an electrical line 9. The computer 8 also fulfills the function of a control device, so that the movements of the portal 5 relative to the main carrier 3 can be controlled by it via the line 9.
Das Portal 5 trägt eine Mehrzahl von Sensoren 10, die als Entfernungssensoren oder als Digitalkameras ausgebildet sein können. Das Portal 5 kann weiterhin einen Roboterarm 11 tragen, der gegenüber dem Portal 5 beweglich angeordnet ist. Der Roboterarm 11 kann auch einen oder mehrere Sensoren 10 tragen. Die Sensoren 10 und der Roboterarm 11 sind mit dem Computer 9 über eine elektrische Leitung 12 verbunden, über die die Signale, Mess¬ ergebnisse und Antriebssignale für den Roboterarm 11 übertragen werden. Der Computer 8 verfügt über Software, die es ermöglicht, mit Hilfe der Signale der Sensoren 10 ein Ist-Modell mit Ist-Koordinaten des auf diese Weise gemessenen Hauptträgers 3, gegebenenfalls mit Anbauteil 4, zu erstellen. Der Computer 8 verfügt weiterhin über den Anschluss von nicht dargestellten Verbindungsleitungen, über die Informationen von und zu angeschlossenen Einheiten übertragen werden können.The portal 5 carries a plurality of sensors 10, which may be designed as distance sensors or as digital cameras. The portal 5 can continue to carry a robot arm 11 which is arranged to be movable relative to the portal 5. The robotic arm 11 may also carry one or more sensors 10. The sensors 10 and the robot arm 11 are connected to the computer 9 via an electrical line 12, via which the signals, Mess¬ results and drive signals for the robot arm 11 are transmitted. The computer 8 has software that allows using the signals of the sensors 10 to create an actual model with actual coordinates of the thus measured main carrier 3, optionally with attachment 4. The computer 8 also has the connection of connecting lines, not shown, via which information can be transmitted from and to connected units.
Es ist ein zweites Portal 13 vorgesehen, welches auf Rädern 14 ebenfalls relativ zum Hauptträger 3 mit den angehefteten Anbauteilen 4 gesteuert verfahrbar ist. Auch hier ist ein Antrieb 15 vorgesehen, der über eine elektrische Leitung 16 von dem Computer 8 ansteuer¬ bar ist. Auch auf dem Portal 13 ist ein Roboterarm 17 angeordnet, der relativ zu dem Portal 13 in Richtung der Doppelpfeile 18 bewegbar ist. Die Bewegung wird über eine elektrische Leitung 19 angesteuert. Der Roboterarm 17 trägt vorzugsweise an seinem freien Ende einen Schweißkopf 20, so dass das Portal 13 mit den beschriebenen Elementen eine Schwei߬ station 21 bildet. Über die Leitung 19 wird auch der Schweißkopf 20 angesteuert, d. h. dem Schweißkopf 20 die Information erteilt, welche Art von Schweißnaht er an welcher Stelle auszuführen hat.It is a second portal 13 is provided, which is also movable on wheels 14 relative to the main carrier 3 with the attached attachments 4 movable. Again, a drive 15 is provided which is ansteuer¬ bar via an electrical line 16 of the computer 8. Also on the portal 13, a robot arm 17 is arranged, which is movable relative to the portal 13 in the direction of the double arrows 18. The movement is controlled via an electrical line 19. The robot arm 17 preferably carries a welding head 20 at its free end, so that the portal 13 forms a welding station 21 with the elements described. Via the line 19 and the welding head 20 is driven, d. H. the welding head 20, the information given, which type of weld he has to perform at which point.
Es versteht sich, dass die Anordnung der Sensoren 10 auf dem Portal 5 und des Schwei߬ kopfes 20 auf dem Portal 13 nur beispielhaft zu verstehen ist. Die beschriebenen Elemente können auch nur an einem Portal vorgesehen sein oder auch an mehreren Portalen wechselseitig verteilt angeordnet sein. Das oder die Portale 5, 13 können auch als Hänge- konstruktion verwirklicht werden. Ein oder mehrere Sensoren 10 und der Schweißkopf 20 können auch an demselben Roboterarm 11 oder 17 befestigt sein.It is understood that the arrangement of the sensors 10 on the gantry 5 and the welding head 20 on the gantry 13 is only to be understood as an example. The described elements can also be provided only on one portal or arranged distributed on several portals alternately. The portal (s) 5, 13 can also be realized as a suspended construction. One or more sensors 10 and the welding head 20 may also be attached to the same robot arm 11 or 17.
Zu der Vorrichtung 1 gehört auch eine Transferstation 26. Die Transferstation 26 weist einen Wagen 25 auf. Der Wagen 25 kann auf Schienen verfahrbar angeordnet sein. Zweckmäßig handelt es sich um andere Schienen als diejenigen, auf denen die Portale 5 und 13 verfahrbar sind. Es ist aber auch möglich, die Portale 5 und/oder 13 als Hängekonstruktion auszubilden und den Wagen auf dem Boden zu verfahren. Die Transferstation 26 mit Wagen 25, die vom Computer 8 gesteuert (nicht dargestellt) verfahren wird, trägt einen Roboterarm 27 mit einem Antrieb 28, der über eine Leitung 29 ebenfalls vom Computer gesteuert wird. Es ist auch möglich, dem Roboterarm 27 einen zweiten Schweißkopf zuzuordnen, der an dem Roboterarm 27 nach dem Loslassen des Anbauteils, wenn dieses bereits hinreichend fest am Hauptträger sitzt, zur Wirkung kommt. Der zweite Schweißkopf unterstützt dann die Arbeit des ersten Schweißkopfs. Auf dem Wagen 25 ist ein Magazin 30 angeordnet, welches zur Ablage mindestens eines Anbauteils 4 vorgesehen ist. Das Magazin 30 kann auch so ausgebildet sein, dass eine Mehrzahl von Anbauteilen 4 darauf Platz findet. Die Anbauteile 4 lassen sich in der vorgesehenen Verarbeitungsreihenfolge auf dem Magazin 30 ablegen. Sie werden dann nacheinander ergriffen und angeschweißt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Anbauteile ungeordnet im Magazin 30 abzulegen und den Roboterarm 27 mit einem optischen System auszurüsten, das die einzelnen Anbauteile 4 anhand des Soll- Modells erkennt und in sinnvoller Reihenfolge der Verarbeitung zuführt.The device 1 also includes a transfer station 26. The transfer station 26 has a carriage 25. The carriage 25 may be arranged movably on rails. Appropriately, it is to other rails than those on which the portals 5 and 13 are movable. But it is also possible to form the portals 5 and / or 13 as a suspended structure and to move the car on the ground. The transfer station 26 with carriage 25, which is controlled by the computer 8 (not shown) is moved, carries a robot arm 27 with a drive 28 which is also controlled by a line 29 from the computer. It is also possible to assign the robotic arm 27 to a second welding head, which comes to the robot arm 27 after releasing the attachment, if this already sits sufficiently firmly on the main carrier to effect. The second welding head then supports the Work of the first welding head. On the carriage 25, a magazine 30 is arranged, which is provided for storing at least one attachment 4. The magazine 30 can also be designed so that a plurality of attachments 4 can fit on it. The attachments 4 can be stored in the intended processing order on the magazine 30. They are then seized and welded one after the other. Another possibility is to place the attachments in the magazine 30 disordered and equip the robot arm 27 with an optical system that detects the individual attachments 4 based on the target model and feeds the processing in a meaningful order.
Der Roboterarm 27 dient in allen Fällen dem Ergreifen eines Anbauteils 4 im Magazin 30. Dies kann mittels einer Zange, einer Magnetplatte, einer Ansaug- oder Greifeinrichtung oder dergleichen am freien Ende des Roboterarms 27 erfolgen. Nach dem Ergreifen wird das betreffende Anbauteil 4 in Ist-Position relativ zu dem ortsfest aufgelagerten Hauptträger 3 gebracht und so festgehalten. Sobald die Ist-Position erreicht ist, wird der Schweißkopf 20 über den Computer 8 angesteuert und es folgt der Schweißvorgang. Dabei wird mindestens eine Schweißnaht gezogen oder es werden Heftpunkte gesetzt, bis das Anbauteil 4 fest mit dem Hauptträger 3 verbunden ist. Erst dann wird die Verbindung des Anbauteils 4 zu dem Roboterarm 27 gelöst. In der Regel wird das Anbauteil 4 mit einer zweiten Schweißnaht versehen. Dies kann auf der Rückseite erfolgen, wobei oft ein Wendevorgang des Hauptträgers 3 mit dem Anbauteil 4 auf der Auflage 2 erforderlich wird. In diesem Zustand kann es erforderlich sein, den beschriebenen Messvorgang zu wiederholen. Manchmal genügt es, den Hauptträger 3 mit dem Anbauteil 4 mit Hilfe der höhenverstellbaren Auflage 2 anzuheben, um eine hinreichende Zugänglichkeit für das Setzen der zweiten Schweißnaht zu erreichen.The robot arm 27 is used in all cases to grasp an attachment 4 in the magazine 30. This can be done by means of pliers, a magnetic disk, a suction or gripping device or the like at the free end of the robot arm 27. After gripping the relevant attachment 4 is brought in the actual position relative to the stationary mounted main carrier 3 and so held. Once the actual position is reached, the welding head 20 is driven via the computer 8 and it follows the welding process. In this case, at least one weld is pulled or stapling points are set until the attachment 4 is firmly connected to the main carrier 3. Only then the connection of the attachment 4 to the robot arm 27 is released. In general, the attachment 4 is provided with a second weld. This can be done on the back, often turning the main carrier 3 with the attachment 4 on the support 2 is required. In this state, it may be necessary to repeat the measuring procedure described. Sometimes it is sufficient to raise the main carrier 3 with the attachment 4 by means of the height-adjustable support 2 in order to achieve sufficient accessibility for the setting of the second weld.
Mit der dargestellten und beschriebenen Vorrichtung 1 ist es beispielhaft möglich, das Verfahren zum Verbinden eines Hauptträgers 3 mit mindestens einem Anbauteil 4 durch Schweißen durchzuführen. Es ergeben sich verschiedene Verfahrensmöglichkeiten:With the illustrated and described device 1, it is possible by way of example to carry out the method for connecting a main carrier 3 with at least one attachment 4 by welding. There are various process options:
In allen Fällen wird der Hauptträger 3 aufgebockt, also ortsfest gelagert. Die Sensoren 10 können entlang des Hauptträgers 3 bewegt werden. Dabei werden die von den Sensoren 10 erzeugten Signale in den Computer 8 übertragen. Im Computer 8 wird mit Hilfe entspre- chender Software ein Ist-Modell mit Ist-Koordinaten des Hauptträgers 3 erstellt. Im Computer 8 ist oder wird ein Soll-Modell mit Soll-Koordinaten hinterlegt. Das Soll-Modell enthält vorzugsweise auch Informationen über Art, Dicke und Lage der Schweißnähte. Falls diese Informationen im Soll-Modell nicht enthalten sind, können sie in einem Typenkatalog im Computer hinterlegt sein oder werden. Der Typenkatalog enthält die verschiedenen Arten und Dicken der regelmäßig an solchen Werkstücken zu erzeugenden Schweißnähte, auch unter Berücksichtigung der Materialdicke und des Gewichtes sowie der Beanspruchung des betreffenden Hauptträgers und der Anbauteile. Je nach dem Typ des über das räumliche Ist- Modell erkannten Hauptträgers 3 und der Anbauteile 4 ordnet der Computer 8 eine bestimmte Schweißnaht einer bestimmten Schweißstelle, an der ein Anbauteil mit dem Hauptträger zu verbinden ist, zu. Die Zuordnung kann auch bereits mit der Eingabe des SoII- Modells mit den Soll-Koordinaten erfolgt sein. Unter Berücksichtigung dieser Zuordnung steuert der Computer 8 den Schweißkopf 20, der nicht nur maschinell relativ zum Werkstück bewegt wird, sondern auch die betreffende Schweißnaht maschinell erstellt, während das Anbauteil 4 von dem Roboterarm 27 der Transferstation 26 in der Ist-Position gehalten wird. Der Computer 8 rechnet die Soll-Koordinaten der Position des Anbauteils in Ist-Koordinaten um.In all cases, the main carrier 3 is jacked, so stored stationary. The sensors 10 can be moved along the main carrier 3. In this case, the signals generated by the sensors 10 are transmitted to the computer 8. In the computer 8, an actual model with actual coordinates of the main carrier 3 is created with the aid of appropriate software. In the computer 8 is or a target model is deposited with target coordinates. The target model contains preferably also information about the type, thickness and position of the welds. If this information is not included in the target model, it may or may not be stored in a type catalog in the computer. The type catalog contains the various types and thicknesses of welds to be regularly produced on such workpieces, also taking into account the material thickness and the weight as well as the load of the relevant main support and attachments. Depending on the type of main carrier 3 and attachment parts 4 recognized via the spatial actual model, computer 8 assigns a specific weld seam to a specific welding point to which an attachment is to be connected to the main carrier. The assignment may also have already taken place with the input of the SoII model with the desired coordinates. Taking this assignment into account, the computer 8 controls the welding head 20, which is not only mechanically moved relative to the workpiece, but also machine-produces the weld in question while the attachment 4 is held in the actual position by the robot arm 27 of the transfer station 26. The computer 8 converts the desired coordinates of the position of the attachment into actual coordinates.
Das Verfahren kann ohne jeden Heftvorgang ablaufen. Es ist aber auch möglich, dem eigentlichen Schweißvorgang einen Heftvorgang vorzuschalten, um zunächst die relative Lage zwischen Hauptträger 3 und Anbauteil 4 zu sichern und unmittelbar anschließend die Schweißnähte zu ziehen.The process can proceed without any stapling. But it is also possible to precede the actual welding a stapling process to first secure the relative position between the main carrier 3 and attachment 4 and immediately afterwards to pull the welds.
Es ist sinnvoll, wenn der Roboterarm 27 zum Überführen und Halten des Anbauteils 4 zusammen mit dem Magazin 30 auf dem Wagen 25 angeordnet ist. Aber auch andere Aufteilungsmöglichkeiten bestehen. Beispielsweise kann das Portal 13 entfallen, wenn der Schweißkopf 20 auf dem Roboterarm 11 angeordnet wird. Andererseits kann auch der Roboterarm 17 die Funktion des Roboterarms 27 erbringen, oder dergleichen. Das Magazin 30 kann aber auch ortsfest angebracht sein. Die Anbauteile können alternativ auch neben den Schienen abgelegt werden. In beiden Fällen holt sich die Transferstation 26 Anbauteil für Anbauteil ab.It is useful if the robot arm 27 is arranged for transferring and holding the attachment 4 together with the magazine 30 on the carriage 25. But other distribution options exist. For example, the portal 13 can be omitted if the welding head 20 is arranged on the robot arm 11. On the other hand, the robot arm 17 can also perform the function of the robot arm 27, or the like. The magazine 30 can also be fixed in place. Alternatively, the add-on parts can be stored next to the rails. In both cases, the transfer station picks up 26 attachment for attachment.
Anhand der Fig. 2 und 3 wird eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 1 verdeutlicht.With reference to FIGS. 2 and 3, a further embodiment of the device 1 is illustrated.
Auch hier ist ein Hauptträger 3 auf einer Aufnahme 2 aufgelagert. Das Anbauteil 4 ist durch eine Fußplatte angedeutet. Neben der Aufnahme 2 ist eine nicht dargestellte Schienenbahn angeordnet, auf der ein Wagen 22 gesteuert verfahrbar ist. Die Einzelheiten des Antriebs und der Steuerung sind hier aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen. Der Wagen 22 trägt eine Stütze 23, die mit Sensoren 10 besetzt ist. An der Stütze 23 ist eine Querstrebe 24 höhenverstellbar angeordnet. Auch die Querstrebe 24 trägt Sensoren 10. Die Sensoren 10 erfüllen auch hier die Funktion des Messens und des Erstellens eines räumlichen Ist-Modells mit Ist-Koordinaten zumindest eines Details des Hauptträgers 3, wie dies bereits anhand der Ausführungsform der Fig. 1 erläutert worden ist.Again, a main carrier 3 is supported on a receptacle 2. The attachment 4 is indicated by a base plate. In addition to the receptacle 2, a rail track, not shown, is arranged, on which a carriage 22 is moved movable. The details of the drive and the controller are omitted here for clarity. The carriage 22 carries a support 23 which is occupied by sensors 10. On the support 23, a transverse strut 24 is arranged vertically adjustable. The transverse strut 24 also carries sensors 10. The sensors 10 also fulfill the function of measuring and creating a spatial actual model with actual coordinates of at least one detail of the main carrier 3, as has already been explained with reference to the embodiment of FIG ,
In Fig. 3 ist ein weiterer Wagen 31 dargestellt, der einen Roboterarm 17 trägt, an dessen freiem Ende der Schweißkopf 20 angeordnet ist. Der Roboterarm 17 kann auch zusätzlich Sensoren 10 tragen (nicht dargestellt). Auch die Transferstation 26 mit dem Wagen 25 und dem Roboterarm 27 ist erkennbar.In Fig. 3, another carriage 31 is shown, which carries a robot arm 17, at the free end of the welding head 20 is arranged. The robot arm 17 may also carry additional sensors 10 (not shown). The transfer station 26 with the carriage 25 and the robot arm 27 can be seen.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind Modifikationen möglich. So kann die Bestückung der Wagen 22 und 25 auch auf einem gemeinsamen Wagen angeordnet sein. Der Roboterarm 17 kann auch auf oder neben der Stütze 23 angeordnet sein. Weiterhin kann natürlich die Aufnahme 2 auch computergesteuert höhenverstellbar ausgebildet sein, so dass nacheinander eine Bearbeitung von oben und von unten möglich ist. Während eines einzelnen Mess- oder Schweißvorgangs ist die Aufnahme 2 aber jeweils fixiert. Statt des beschriebenen einen Computers 8 können auch mehrere Computer eingesetzt werden. Also in this embodiment, modifications are possible. Thus, the assembly of the carriage 22 and 25 may also be arranged on a common carriage. The robot arm 17 can also be arranged on or next to the support 23. Furthermore, of course, the receptacle 2 can also be designed computer-controlled height-adjustable, so that successively processing from above and from below is possible. During a single measuring or welding operation, however, the receptacle 2 is fixed in each case. Instead of the described one computer 8, several computers can be used.
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS
Vorrichtung 11 RoboterarmDevice 11 robot arm
Aufnahme 12 LeitungRecording 12 line
Hauptträger 13 PortalMain carrier 13 portal
Anbauteil 14 RadAttachment 14 wheel
Portal 15 AntriebPortal 15 drive
Rad 16 LeitungWheel 16 line
Antrieb 17 RoboterarmDrive 17 robot arm
Computer 18 DoppelpfeilComputer 18 double arrow
Leitung 19 LeitungLine 19 line
Sensor 20 SchweißkopfSensor 20 welding head
Schweißstation 31 WagenWelding station 31 cars
Wagendare
Stützesupport
Querstrebecrossmember
Wagendare
Transferstationtransfer station
Roboterarmrobot arm
Antriebdrive
Leitungmanagement
Magazin magazine

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Verbinden eines Hauptträgers mit mindestens einem zuvor nicht in der benötigten Position befindlichen Anbauteil durch Schweißen, indem der Hauptträger auf einer Aufnahme in einer ersten Schweißposition ortsfest platziert wird und das mindestens eine Anbauteil an den Hauptträger angeschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Soll-Modell mit den Soll-Koordinaten des Hauptträgers mit dem angeschweißten Anbauteil sowie zusätzliche Informationen über Dicke, Art und Lage der Schweißnähte in einen Computer eingegeben werden, dass der Hauptträger ohne angeheftetes Anbauteil in diesem ortsfest platzierten Zustand mittels mindestens einem Sensor und dem Computer mit zugehöriger Software vermessen wird, wobei im Computer ein rechnerisches räumliches Ist- Modell mit Ist-Koordinaten zumindest eines Details des Hauptträgers erstellt wird, dass mindestens ein Anbauteil in eine aus den Soll-Koordinaten und den Ist-Koordinaten errechnete Ist-Position relativ zum Hauptträger verbracht wird, und dass das Schweißen ohne separates Anheften des Anbauteils maschinell durchgeführt wird, indem ein Schweißkopf durch den Computer unter Verwendung der Information betreffend die Art, Dicke und Lage der betreffenden Schweißnaht entsprechend der zu erbringenden Schweißnaht gesteuert über den Hauptträger und das Anbauteil geführt wird.1. A method for connecting a main carrier with at least one previously not in the required position attachment by welding by the main carrier is placed on a receptacle in a first welding position stationary and the at least one attachment to the main carrier is welded, characterized in that a Target model with the desired coordinates of the main carrier with the welded attachment and additional information about the thickness, type and position of the welds are entered into a computer that the main carrier without attached attachment in this stationary placed state by means of at least one sensor and the computer with associated software is measured, wherein in the computer a mathematical spatial actual model is created with actual coordinates of at least one detail of the main carrier that at least one attachment in a calculated from the desired coordinates and the actual coordinates actual position relative to H and that the welding is carried out without attaching the fixture separately by guiding a welding head over the main fixture and fixture by the computer using the information regarding the type, thickness and position of the weld in question in accordance with the weld to be provided becomes.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verbringen des mindestens einen Anbauteils in die aus den Soll-Koordinaten und den Ist-Koordinaten errechnete Ist-Position relativ zum Hauptträger computergesteuert maschinell erfolgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the movement of the at least one attachment into the calculated from the desired coordinates and the actual coordinates actual position relative to the main carrier is computer-controlled machine.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Anbauteil zur Erhöhung der Genauigkeit schrittweise in die errechnete Ist-Position verbracht wird, wobei der Computer nach jedem Schritt die erreichte Ist-Position und Ist- Lage des Anbauteils mittels mindestens einem Sensor erfasst und mit der errechneten Ist- Position vergleicht und entsprechend korrigierte Bewegungskoordinaten für den nächsten Annäherungsschritt zwischen Hauptträger und Anbauteil gebildet werden.3. The method of claim 1 or 2, characterized in that the at least one attachment to increase the accuracy is gradually spent in the calculated actual position, the computer after each step, the achieved actual position and actual position of the attachment by means of at least a sensor is detected and compared with the calculated actual position and appropriately corrected motion coordinates for the next approximation step between the main carrier and attachment are formed.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor bei der Erstellung des räumlichen Ist-Modells mit den Ist-Koordinaten des Hauptträgers ortsfest angeordnet ist oder relativ zu dem Hauptträger bewegt wird.4. The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor is stationary in the creation of the spatial actual model with the actual coordinates of the main carrier or is moved relative to the main carrier.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein oder mehrere Entfernungssensoren und/oder ein oder mehrere Kameras eingesetzt werden.5. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that one or more distance sensors and / or one or more cameras are used as a sensor.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Anbauteile, auch in beliebiger Reihenfolge, neben dem ortsfest platzierten Hauptträger abgelegt werden, mittels eines Mess-Systems mit mindestens einem Sensor identifiziert werden, nacheinander ergriffen und an dem Hauptträger jeweils ganz oder teilweise angeschweißt werden.6. The method according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that a plurality of add-on parts, also in any order, are stored next to the stationary placed main carrier are identified by means of a measuring system with at least one sensor, taken in succession and on the main carrier each be wholly or partially welded.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Anbauteile in einer festgelegten Verarbeitungsreihenfolge neben dem ortsfest platzierten Hauptträger abgelegt, nacheinander ergriffen und an dem Hauptträger jeweils fertig angeschweißt werden. 7. The method according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that several attachments stored in a fixed processing order next to the stationary placed main carrier, seized successively and each welded to the main carrier.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptträger mit einem oder mehreren teilweise angeschweißten Anbauteilen in eine zweite Schweißposition verbracht wird, in der das vollständige Anschweißen der Anbauteile erfolgt.8. The method according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the main carrier is spent with one or more partially welded attachments in a second welding position in which the complete welding of the attachments takes place.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Information betreffend die Art, Dicke und Lage der betreffenden Schweißnaht in den Computer durch Einlesen oder Eingeben eines Typenkataloges erfolgt, der eine Zuordnung von insbesondere der Art und Dicke nach festgelegter Schweißnähte zu Typen von Anbauteilen, insbesondere unter Berücksichtigung der Größe und des Gewichts der Anbauteile, enthält, und dass der Schweißkopf von dem Computer entsprechend dem räumlichen Ist-Modell unter Zuordnung von Schweißnahttypen gesteuert wird.9. The method according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the introduction of the information regarding the type, thickness and position of the weld in question in the computer by reading or entering a type catalog, the assignment of particular type and thickness according to fixed welds to types of attachments, particularly taking into account the size and weight of the attachments contains, and that the welding head is controlled by the computer according to the actual spatial model with assignment of weld types.
10. Vorrichtung (1) zum Verbinden eines Hauptträgers (3) mit mindestens einem Anbauteil (4) durch Schweißen, mit einer ortsfesten Aufnahme (2) für die Platzierung des Hauptträgers (3) und einer Schweißstation (21) mit einem Schweißkopf (20), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Vorrichtung einen Computer (8) zur Aufnahme eines Soll-Modells mit den Soll-Koordinaten des Hauptträgers (3) und des angeschweißten Anbauteils (4) sowie zusätzlicher Informationen über Dicke, Art und Lage der Schweißnähte aufweist, dass zusätzlich zu dem Computer (8) mindestens ein Sensor (10) mit zugehöriger Software zum Vermessen des Hauptträgers (3) in ortsfest platziertem Zustand ohne und/oder mit angeheftetem Anbauteil und zur Erstellung eines rechnerischen räumlichen Ist-Modells mit Ist-Koordinaten zumindest eines Details des Hauptträgers (3), gegebenenfalls mit bereits angeschweißtem Anbauteil (4), vorgesehen ist, dass ein Magazin (30) zur Aufnahme mindestens eines Anbauteils (4) und eine Transferstation (26) zur Überführung mindestens eines Anbauteils (4) in eine aus den Soll-Koordinaten und den Ist-Koordinaten errechnete Ist-Position relativ zum Hauptträger (3) vorgesehen sind, und dass von dem Computer (8) ansteuerbare Antriebe (15) für die Bewegungen des Anbauteils (4) vermittels der Transfer- Station (26) und des Schweißkopfes (20) relativ zu dem Hauptträger (3) und dem Anbauteil (4) während des maschinellen Schweißens vorgesehen sind.10. Device (1) for connecting a main carrier (3) to at least one attachment (4) by welding, with a fixed receptacle (2) for the placement of the main carrier (3) and a welding station (21) with a welding head (20) , in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the device has a computer (8) for receiving a desired model with the desired coordinates of the main carrier (3) and the welded attachment (4). and additional information about the thickness, type and position of the welds, that in addition to the computer (8) at least one sensor (10) with associated software for measuring the main carrier (3) in a stationary placed state without and / or with attached attachment and Creation of a mathematical spatial actual model with actual coordinates of at least one detail of the main carrier (3), optionally with already welded attachment (4) provided is that a magazine (30) for recording at least one attachment (4) and a transfer station (26) for transferring at least one attachment (4) into a calculated from the desired coordinates and the actual coordinates actual position relative to the main carrier (3) are provided, and that of the computer (8) controllable drives (15) for the movements of the attachment (4) by means of the transfer station (26) and the welding head (20) relative to the main carrier (3) and the attachment (4) are provided during the machine welding.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin (30) zur Aufnahme mehrerer Anbauteile (4) ausgebildet ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the magazine (30) for receiving a plurality of attachments (4) is formed.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferstation (26) einen angetriebenen Roboterarm (27) aufweist und zusammen mit dem Magazin (30) als relativ zum ortsfesten Hauptträger (3) verfahrbare Einheit ausgebildet ist. 12. The apparatus of claim 10 or 11, characterized in that the transfer station (26) has a driven robot arm (27) and together with the magazine (30) as relative to the stationary main carrier (3) movable unit is formed.
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