CZ292084B6 - Způsob a zařízení k přísuvu, ustavení a svařování dílů karoserií vozů na jednom pracovišti - Google Patents

Abstract

Zp sob p° suvu, ustaven a sva°ov n k sob geometricky p°esn ustaven²ch d lc karoseri voz na jednom pracoviÜti, kdy se spodn st karoserie, p° padn spole n s alespo jednou eln st , posouv po mont n lince, p°i em d ly karoserie se ulo do manipula n ch r m (9), a manipula n r my (9) se po ulo en bo nic (8) pomoc port lov ho robotu (3), kter² je uspo° d n poj zdn v os ch X/Y na horn ch tr mech port äov ho r mu (2), p°ivedou do stanoviÜt pro sva°ov n . Port lov² r m (2) sest v ze stacion rn ch, paraleln nebo pravo·hle k mont n lince uspo° dan²ch p° n²ch nosi (4) poj zdn²ch po kolejnic ch (5), p°i em na p° n²ch nosi ch (4) je poj zdn uspo° d n alespo jeden port lov² robot (3), p°i em na port lov m robotu (3) je uspo° d n na vertik ln ose posuvn a kolem t to osy oto n manipula n r m (9).\

Description

Vynález se týká způsobu přísuvu, ustavení a svařování k sobě geometricky přesně ustavených dílců karoserií vozů na jednom pracovišti, kdy se spodní část karoserie, případně společně s alespoň jednou čelní částí karoserie, posouvá po montážní lince do stanoviště pro svařování k sobě geometricky přesně ustavených dílců a tam se přesně ustaví, přičemž díly karoserie se uloží do manipulačních rámů, ustaví ve svařovacím stanovišti, přitlačí ke skeletu karoserie a skelet karoserie se svaří sbočnicemi a střešním plechem na klíčových místech z hlediska přesného vzájemného geometrického ustavení dílců pomocí kolem svařovacího stanoviště uspořádaných svařovacích robotů a potom se v dalším svařovacím stanovišti karoserie zcela svaří, jakož i zařízení k jeho provádění.

Dosavadní stav techniky

Zařízení pracující způsobem výše uvedeného druhu je známo např. ze spisu US 4 667 866. Nicméně díly jako bočnice jsou přiváděny ke skeletu ve svařovacím pracovišti z manipulačních stolů z boku. To vyžaduje další stanoviště mimo rámec pracoviště a další nezávislý podávači systém.

Z patentových spisů DE 28 10 822 C2 aDE 32 30 455 C2 jsou známa zařízení ke svařování skládaných karoserií pro motorová vozidla s jedním svařovacím i upínacím pracovištěm, ve kterém je uspořádána transportní dráha k posuvu karoserie, přičemž na každé straně dráhy je uspořádán nosič přivařované bočnice karoserie pohyblivý z pohotovostní do pracovní polohy a zpět opatřený zároveň polohovacím zařízením, které je natlačitelné ke karoserii. Toto zařízení má polohovací ramena upravená na geometrický tvar svařované karoserie a na bocích transportní dráhy je alespoň jedno svařovací zařízení se svařovací hlavou ustavitelnou ke karoserii.

Polohovací zařízení na každé straně jsou uspořádána na nosičích bočnic, které jsou kyvně zavěšeny na kolejnicích uspořádaných ve směru posuvu karoserie ajsou zároveň otočné na vertikální ose. Nosiče bočnic zároveň působí jako upínací rámy pro bočnice, které byly již dříve svařeny v jiné operaci. Pro možnost výměny nosičů bočnic za sestavu jiných nosičů bočnic, jejichž polohovací ramena jsou upravená na jiný geometrický tvar svařované karoserie, jsou tyto nosiče pojezdné ve směru posuvu karoserie na kolejnicích. Pro samotné svaření karoserie, zvláště přivaření bočnic a následné svařování, případně jiné navařování je potřeba samostatné stanoviště s velkými požadavky na prostor. Kromě toho je přestavení zařízení z jednoho typu karoserie na jiný relativně nákladné.

Ze spisu WO 95/32886 je znám způsob a zařízení k posuvu, upnutí opracování dílců karoserii motorových vozidel na jednom pracovišti, přičemž dílce jsou upnuty pomocí jednoho či vícero upínacích rámů a upínací rámy pro bočnice a střešní díl jsou ovládány a přisouvány jedno- nebo víceosými manipulátory. Pomocí manipulátorů upínací rámy obklopí alespoň ze čtyř stran svařované dílce, přičemž se navzájem o sebe opírají, polohují a zajišťují, přičemž upínací rámy jsou opatřeny vhodnými polohovacími zařízeními a tvoří samonosný kryt, který je s výhodou kruhový nebo kubický a obepíná karoserii. K tomu je ve výrobní hale potřeba mnoho místa a se svařováním lze začít teprve tehdy když je celý kryt uzavřen.

Cílem vynálezu je představit způsob a zařízení výše popsaného druhu, které by odstranily současné nedostatky.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje do značné míry způsob přísuvu, ustavení a opracování dílů karoserii vozů na jednom pracovišti podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že při kompletaci dílů karoserie se manipulační rámy s bočnicemi zavěsí na portálový robot pojíždějící v osách X/Y na horních trámech portálového rámu, a na něm se poté přivedou do stanoviště pro svařování. Způsob podle vynálezu představuje pružný systém kombinace při montáži automobilů, který je vybudován modulárně. Použitím výškového portálového rámu po kterém pojíždí portálový robot v souřadnicích X/Y, lze v rozsahu tohoto portálového rámu uspořádat mnoho stahovacích zařízení pro uložení manipulačních rámů tak, že jsou pro portálový· robot přímo přístupné a není třeba vedlejších nezávislých přísunových jednotek. Počet modelů karoserii, který lze v takovém systému zpracovat je omezen pouze počtem stahovacích zařízení pro uložení bočnic, dá se však pružně rozšiřovat.

Manuálně nebo pomocí robotů vkládané části do manipulačních rámů pak mohou být přesouvány a ustavovány přes výškově a kolem vertikální osy nastavitelný portálový robot po obou stranách spodku karoserie a potom i upnuty pomocí upínacích zařízení. Potom se ke karoserii vykývnou po obou stranách montážní linky uspořádané svařovací roboty a provedou samotné svařování. Díky tomu, že portálový rám, po kterém pojíždí portálový robot v souřadnicích X/Y je ve výšce a manipulační rámy na něm visí, mohou po straně od nich umístěné svařovací roboty nerušeně vykonávat svou práci a celý prostor je dobře přístupný pro údržbu i obsluhu.

Ve výhodném provedení jsou bočnice před samotným svařováním ustaveny pomocí polohovacích a upínacích prvků.

Zařízení pro přísuv, ustavení a opracování dílů karoserií vozů na jednom pracovišti s využitím výše uvedeného způsobu spočívá v tom, že na portálovém rámu je po každé straně montážní linky uspořádán alespoň jeden portálový robot pro upínací rám pojízdný ve směru souřadnic X/Y mezi stanovištěm pro uchopení bočnic a polohou pro ustavení bočnic na karoserii, přičemž portálový rám sestává ze stacionárních, paralelně nebo pravoúhle k montážní lince uspořádaných příčných nosičů pojízdných po kolejnicích, přičemž robot je uspořádán na příčných nosičích pojízdně a otočně a i manipulační rám je otočný.

Ve výhodném provedení je u každé kolejnice, která je uspořádána příčně k montážní lince na každé straně montážní linky, uspořádán příčný nosič, na kterém je pojízdně v rozsahu portálového rámu uspořádán alespoň jeden portálový robot.

V jiném výhodném provedení jsou u kolejnic, které jsou uspořádány paralelně k montážní lince na každém příčném nosiči uspořádány dva portálové roboty pro současný přísun manipulačních rámů s bočnicemi k oběma stranám karoserie. Tak mohou potom současně najíždět z obou stran karoserie portálové roboty na příčných nosičích.

V jiném výhodném provedení je na každé straně montážní linky uspořádána alespoň jedna oblast přístupná pro portálový robot, kde jsou umístěny stohovací zařízení pro řadu manipulačních rámů pro různé modely karoserie. Při změně modelu svařované karoserie potom mohou oba portálové roboty zajíždět ke stahovacímu zařízení s manipulačními rámy a tam odebírat další rámy pro uložení jiných dílců karoserie.

Pro snížení taktových časů se velmi osvědčilo tzv. megarámové pracoviště. Zde jsou uspořádány stacionární kolejnice paralelně vlevo i vpravo vedle montážní linky. Na kolejnicích jsou uspořádány dva nebo více na sobě nezávislé pojezdné příčné nosiče osazené vždy dvěma portálovými roboty. Pomocí obou portálových robotů na příčných nosičích jsou obě bočnice spojeny s karosériovým skeletem současně. Rovněž zavěšení nových bočnic na manipulační rámy může probíhat současně se svařováním. Tak lze dosáhnout extrémně krátkých taktů.

-2CZ 292084 B6

V jiném výhodném provedení jsou manipulační rámy zavěšeny pomocí vyrovnávacích prvků na portálovém robotu a propojení portálového robotu resp. přísuvné jednotky s manipulačním rámem resp. střešním upínacím rámem je zajištěno rozpojitelnou spojkou pro pracovní média a přípojkou.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále osvětlen pomocí výkresů, na kterých obr. 1 představuje celko\ý pohled na pracoviště pro svařování shora, obr. 2 představuje čelní pohled na pracoviště z obr. 1 ve směru šipky Y, obr. 3 znázorňuje řez pracovištěm podle obr. 1 a to podle čáiy A-A, obr. 4 představuje pohled shora na detail zavěšení manipulačního rámu na portálovém robotu, obr. 5 představuje detailní pohled na pracoviště pro ukládání bočnic karoserií ze zásobníku do manipulačních rámů s obsluhujícími roboty, odvozený z pohled ve směru šipky X z obr. 1, kde je toto naznačeno pouze schematicky, a obr. 6 je perspektivním pohledem na jiné provedení pracoviště podle vynálezu.

Příklad provedení vynálezu

Z obrázků 1, 2, 3 a 6 je vidět, že karoserie je přiváděna po montážní lince 1 do rámového svařovacího pracoviště a tam je ustavena a upnuta. Bočnice 8 karoserie se nejdříve uloží do jednoho z manipulačních rámů 9 zavěšených na portálovém robotu 3, a to buď manuálně, nebo automaticky podávacím robotem 7. Portálový robot 3 pojíždí po příčném nosiči 4. který zase pojíždí po podélných kolejnicích 5 portálového rámu 2 celého pracoviště. Bočnice 8 je upnuta v manipulačním rámu 9 a s ním je pomocí portálového robotu 3 přivedena do stanoviště svařování karoserie. Bočnice 8 se ve stanovišti ustaví a upnou pomocí manipulačních rámů 9 a spolu s ocelovým portálovým rámem 2 kompletně obklopí karoserii. Geometrie skeletu karoserie je při použití tohoto systému stále stejná.

Přední a zadní obloukové vzpěry 15 karoserie jsou ustaveny na bočnice 8 pomocí přísuvných jednotek 20, 21 a fixovány na manipulačním rámu 9. Ke svařovacímu stanovišti lze navíc umístit další horní střešní upínací rám 16 pro manipulaci se střešním plechem 19 karoserie. Svařování podlahové části skeletu karoserie s bočnicemi 8, stejně jako přivaření střešních obloukových vzpěr 15 na bočnice 8, se provádí pomoci šesti svařovacích robotů 18 uložených na podlaze. Portálový robot 3 je ve své spodní části opatřen teleskopem 6 k nadzvedávání a spouštění manipulačního rámu 9 do stohovacího zařízení 11 respektive ke skeletu karoserie. K uchopení bočnic 8 jsou uspořádány na manipulačním rámu 9 v různých výškách obrysu bočnice 8 upínací ramena 10. Po ustavení bočnice 8 ke spodnímu skeletu karoserie se manipulační rám 9 zafixuje přes spodní a horní polohovací prvky 12, 13 a může začít svařování. Uvnitř stohovacího zařízení H jsou umožněny např. tři polohy po manipulační rám 9. Z obr. 3 je zvláště dobře patrná část montážní linky 1 se zvedákem a středící a upínací jednotkou pro spodek karoserie. Manipulační rám 9 pro bočnice 8 přitom visí na spodní části teleskopu 6 portálového robotu 3 a je sním spojen přes spojku 22 pro média a přípojku 23. To je vidět nejlépe na detailu ve spodní části obr. 4. Polohovací prvky 12, 13 jsou upevněny na stacionárních svislých operách. Je dobře vidět způsob napojení portálového robotu 3 s manipulačním rámem 9 přes spojku 22 pro pracovní média, přípojku 23 a pružné vyrovnávací prvky 24. V horní části obr. 4 je vidět toto spojení při pohledu ve směru šipky V ze spodní části obr. 4 s detailem spojky TL

Obr. 5 představuje detailní pohled na pracoviště pro ukládání bočnic 8 karoserií ze zásobníku do manipulačních rámů 9 s obsluhujícími roboty, odvozený z pohledu ve směru šipky X z obr. 1, kde je toto naznačeno pouze schematicky. Podávači robot 7 je uspořádán stacionárně na podlaze a ukládá bočnice 8 do manipulačního rámu 9 z mimo portálový rám 2 umístěného zásobníku

-3 CZ 292084 B6 bočnic 8. V alternativním provedení mohou být části karoserie samozřejmě podávány do manipulačního rámu 9 manuálně obsluhou. Po ustavení bočnice 8 v manipulačním rámu 9 může být manipulační rám 9 pomocí teleskopu 6 nadzvednut, pokud je třeba na portálovém robotu 3 otočen kolem vertikální osy a potom přes portálový robot 3 posunován libovolně uvnitř portálového rámu 2, např. kolem svařovacích robotů 18 nebo nad nimi až najede na spodní část karoserie mezitím umístěnou do montážní linky' 1. Tam je manipulační rám 9, jak je vidět z obr. 3, pevně ustaven a přitlačen pomocí upínacích prvků 12, 13 uložených na stacionárních svislých podpěrách, které jsou uspořádány před a za karoserií. Po usazení bočnice 8 k odpovídajícím Částem skeletu karoserie může být pevně na zemi uložený svařovací robot 18 přisunut k provedení svařování, a to mezi oběma svislými podpěrami, na kterých jsou upevněny upínací prvky 12, 13. Obě operace, tj. ustavení manipulačního rámu 9 ke skeletu karoserie a pohyb svařovacího robota 18, mohou probíhat současně nebo v krátkém časovém odstupu za sebou, aniž by bylo třeba mezitím posunout spodní část karoserie po montážní lince L Při výměně manipulačního rámu 9, např. při zavedení jiného modelu automobilu, může portálový robot 3 zajet do stahovacího zařízení 11 pro manipulační rámy 9 umístěného rovněž uvnitř portálového rámu 2. Na obr. 2 je kromě toho znázorněno, že střešní upínací rám 16 obloukové vzpěry 15 může být ovládán robotem umístěným vedle montážní linky L

Na obr. 6 je znázorněno tzv. megarámové svařovací pracoviště. Zde jsou uspořádány stacionární kolejnice 5 paralelně vedle montážní linky 1. Na kolejnicích 5 jsou uspořádány dva na sobě nezávislé pojezdné příčné nosiče 4 osazené vždy dvěma portálovými roboty 3. Pomocí obou portálových robotů 3 na příčných nosičích 4 jsou obě bočnice 8 spojeny s karosériovým skeletem současně. Ve všech čtyřech rohových oblastech portálového rámu 2 je uspořádáno stohovací zařízení 11 pro manipulační rámy 9, takže lze vždy odebírat ze stahovacího zařízení 11 manipulační rámy 9 současně v době kdy dochází ke svařování jednotlivých dílů karoserie, a to pomocí portálového robotu 3 umístěného na příčném nosiči 4. Zavěšení nových bočnic 8 na manipulační rámy 9 může probíhat rovněž současně se svařováním na vhodném, zde neznázoměném místě.

Průmyslová využitelnost

Způsob a zařízení výše popsaného typu lze využít především v automobilovém průmyslu při svařování karoserií. Hlavní výhody lze shrnout následovně:

modulární konstrukce neomezený výběr modelů, resp. velká pružnost výroby žádná vícenásobná geometrie dobrá přístupnost k robotům jednoduchá montáž jednoduchá údržba optimální koncepce pro změnu modelů jednoduché stohovací zařízení manipulačních rámů jednoduchý přísun dílců, zvláště bočnic a obloukových vzpěr libovolné množství svařovacích robotů dostatečný prostor pro přísun nad jednotlivými stanovišti.

-4CZ 292084 B6

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob přísuvu, ustavení, a svařování k sobě geometricky přesně ustavených dílců karoserií vozů na jednom pracovišti, kdy se spodní část karoserie, případně společně s alespoň jednou čelní částí karoserie, posouvá po montážní lince do stanoviště pro svařování k sobě geometricky přesně ustavených dílců a tam se přesně ustaví, přičemž díly karoserie se uloží do manipulačních rámů, ustaví ve svařovacím stanovišti, přitlačí ke skeletu karoserie a skelet karoserie se svaří sbočnicemi a střešním plechem na klíčových místech z hlediska přesného vzájemného geometrického ustavení dílců pomocí kolem svařovacího stanoviště uspořádaných svařovacích robotů a potom se v dalším svařovacím stanovišti karoserie zcela svaří, vyznačující se tím, že při kompletaci dílů karoserie se manipulační rámy (9) s bočnicemi (8) zavěsí na portálový robot (3) pojíždějící v osách X/Y na horních trámech portálového rámu (2), a na něm se poté přivedou do stanoviště pro svařování, načež se bočnice (8) pomocí manipulačního rámu (9) a portálového robotu (3) ustaví.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že bočnice jsou před samotným svařováním ustaveny pomocí polohovacích a upínacích prvků.
3. 3. Zařízení k ustavení, upnutí a svařování k sobě geometricky přesně ustavených dílců karoserií vozů na jednom pracovišti, které sestává z montážní linky (1) k posuvu a přesnému ustavení spodní části karoserie ve stanovišti pro svařování, z manipulačních rámů (9) pro bočnice (8) k jejich přísunu ke karoserii, případně přísuvných jednotek (20, 21) k usazení přední a zadní střešní obloukové vzpěry (15) na bočnici (8), upínacích zařízení k sepnutí a upnutí dílců ke svařování k sobě geometricky přesně ustavených dílců, zvláště dílců karoserie, přičemž podél montážní linky (1) jsou výkyvné či pojízdně uspořádány svařovací roboty, přičemž nad stanovištěm pro svařování je uspořádán portálový rám (2), vyznačující se tím, že na portálovém rámu (2) je po každé straně montážní linky (1) uspořádán alespoň jeden portálový robot (3) s na něm zavěšeným manipulačním rámem (9), pojízdný ve směru souřadnic X/Y mezi stanovištěm pro uchopení bočnic (8) a polohou pro ustavení bočnic (8) na karoserii, přičemž portálový rám (2) sestává ze stacionárních, paralelně nebo pravoúhle k montážní lince uspořádaných příčných nosičů (4) pojízdných po kolejnicích (5), přičemž robot (3) je uspořádán na příčných nosičích (4) a na něm je uspořádán ve vertikální ose posuvně a kolem této osy otočně manipulační rám (9).
4. 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, žeu každé kolejnice (5), která je uspořádána příčně k montážní lince (1) je na každé straně montážní linky (1) uspořádán příčný nosič (4), na kterém je pojízdně v rozsahu portálového rámu (2) uspořádán alespoň jeden portálový robot (3).
5. 5. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, žeu kolejnic (5), které jsou uspořádány paralelně k montážní lince (1) jsou na každém příčném nosiči (4) uspořádány dva portálové roboty (3) pro současný přísun manipulačních rámů (9) sbočnicemi (8) koběma stranám karoserie.
6. 6. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že na každé straně montážní linky (1) je uspořádána alespoň jedna oblast přístupná pro portálový robot (3), kde jsou umístěny stohovací zařízení (11) pro řadu manipulačních rámů (9) pro různé modely karoserie.
7. 7. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že ke každé přísuvné jednotce (20, 21) pro přední a zadní střešní obloukové vzpěry (15) jsou

   -5CZ 292084 B6 přiřazeny odkládací prostory pro uložení střešního upínacího rámu (16) obloukových vzpěr (15) pro různé modely karoserie.
8. 8. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků 3 až 7, vyznačující se tím, že 5 manipulační rámy (9) jsou zavěšeny pomocí vyrovnávacích prvků (24) na portálovém robotu (3).
9. 9. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků 3až8, vyznačující se tím, že je opatřeno rozpojitelnou spojkou (22) pro pracovní média a přípojkou (23) pro propojení portálového robotu (3) resp. přísuvné jednotky (20, 21) s manipulačním rámem (9) resp. střešním
10. 10 upínacím rámem (16).