DE10253817B4

DE10253817B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Schweissen von Bauteilen einer Karosserie

Info

Publication number: DE10253817B4
Application number: DE10253817A
Authority: DE
Inventors: Claus Tamke; Siegfried Schwarz; Carsten Macke; Carsten Sieverling
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2013-07-11
Anticipated expiration: 2022-11-19
Also published as: DE10253817A1; CN1273263C; CN1421297A

Abstract

Verfahren zum Schweißen mehrerer, für eine Karosserie bestimmte Bauteile, die zunächst in einer Vorbereitungsstation positioniert, einer Schweißstation zugeführt und anschließend geschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile unter Einhaltung der durch die Vorbereitungsstation definierten, relativen Position zueinander mittels eines Roboters oder eines Handhabungsautomaten von der Vorbereitungsstation getrennt und der Schweißstation zugeführt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schweißen mehrerer, für eine Karosserie bestimmte Bauteile, die zunächst in einer Vorbereitungsstation positioniert, einer Schweißstation zugeführt und anschließend geschweißt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein solches Verfahren ist Gegenstand der DE 695 02 734 T2 , nach der die Bauteile in der Vorbereitungsstation in einer Kassette oder Palette positioniert und anschließend über ein Fördermittel einer Schweißstation zugeführt werden. In der Schweißstation werden die in der Kassette oder der Palette positionierten Bauteile verschweißt. In der Zwischenzeit wird in der Vorbereitungsstation eine weitere Kassette oder Palette bestückt. Dabei können verschiedene Varianten durch Verwendung unterschiedlicher Kassetten oder Paletten bearbeitet werden.
Als nachteilig erweist sich dabei in der Praxis, daß die Bauteile gemeinsam mit den Kassetten zu der Schweißstation verfahren werden. Die Schweißstation muß daher hinsichtlich ihrer Abmessungen und des Materialflusses an die Kassetten angepaßt sein. Zwar können die Kassetten hinsichtlich ihrer äußeren Abmessungen einheitlich ausgeformt sein, um so auch unterschiedliche Bauteile in der Schweißstation bearbeiten zu können. Jedoch erweist sich gerade bei komplexen Karosserien die Vielzahl der erforderlichen Kassetten als hinderlich. Insbesondere wird dadurch eine flexible Fertigung, insbesondere unter Einbeziehung solcher Bauteile, die mit den verwendeten Kassetten nicht transportiert werden können, erschwert oder ausgeschlossen. Eine Vereinfachung läßt sich dabei auch nicht durch den Einsatz solcher Paletten erreichen, bei denen die Bauteile von den Paletten getrennt werden und daher unabhängig zu der nachfolgenden Station gefördert werden, weil hierdurch jeweils eine Lade- bzw. Entladestation für die erneute Positionierung erforderlich wird.
In ähnlicher Weise wird auch bei einer Vorrichtung nach der DE 690 08 839 T2 ein jeweils auf das Bauteil abgestimmter Positionierungsrahmen zugeführt, in dem das Bauteil positioniert und geschweißt wird. Der Schweißprozeß wird von Robotern durchgeführt, wobei das Schweißprogramm auf das jeweilige Bauteil abgestimmt ist. Mehrere Bauteile einer Baugruppe können dabei in dem Positionierungsrahmen zunächst ohne feste Verbindung ausgerichtet und anschließend verschweißt werden.
Auch hierbei erweist sich der Positionierungsrahmen als hinderlich, weil dadurch bei einer Änderung des Produktionsprogrammes eine Änderung der Positionierungsrahmen und gegebenenfalls auch der Schweißstation erforderlich ist, um den gewünschten Materialfluß realisieren zu können.
Weitere Vorrichtungen und Verfahren sind auch durch die DE 199 141 25 A1 , DE 199 179 08 A1 sowie die DE 41 13 295 A1 bekannt, bei denen ebenfalls Positionierungsrahmen eingesetzt werden, um so den Schweißstationen die Bauteile zuzuführen.
Weiterhin betrifft die WO 94/19145 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Assemblieren und Bearbeiten von mehreren Bauteilen, insbesondere Fahrzeugkarosserieteilen, bei welcher eine Haltevorrichtung durch einen Roboter geführt wird und sich in einem aktiven Assemblierungsvorgang selbst bestückt. Die Bauteile werden bei der Übernahme von einer Bereitstelleinrichtung lagerichtig übernommen und an der Haltevorrichtung assembliert. Die Haltevorrichtung bestückt sich somit selbsttätig. Die an der Haltevorrichtung assemblierten Bauteile werden dann vom Roboter einem oder mehreren Bearbeitungsvorgängen zugeführt und beispielsweise durch Schweißen miteinander verbunden. Alternativ ist es auch möglich, dass der Roboter die Bauteile erst in eine übernahmegerechte Position transportiert und diese dann mit den Greifwerkzeugen erfasst und aufnimmt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszuführen, daß dadurch der Fertigungsprozeß vereinfacht und eine wesentlich verbesserte Flexibilität erreicht werden kann. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.
Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bauteile unter Einhaltung der durch die Vorbereitungsstation definierten, relativen Position zueinander mittels eines Roboters oder eines Handhabungsautomaten von der Vorbereitungsstation getrennt und der Schweißstation zugeführt werden. Hierbei wird der Schweißprozeß in der Schweißstation ohne Verwendung eines Spannrahmens oder sonstiger Positionierungshilfen durchgeführt, wodurch eine wesentliche Steigerung der Flexibilität erreicht werden kann, weil dadurch insbesondere auch die anderenfalls erforderliche Abstimmung der Schweißstation auf die Positionierungshilfe entfällt. Die relative Position der Bauteile zueinander wird dabei zuvor in der Vorbereitungsstation festgelegt und die Bauteile anschließend in dieser Position an den Roboter übergeben. Durch den Roboter wird die vorbestimmte Position zuverlässig eingehalten, ohne daß hierzu im Bereich der Schweißstation eine erneute Positionierung der Bauteile zueinander erforderlich ist, wodurch zugleich der Platzbedarf wesentlich verringert wird. Zudem können auch Bauteile mit ungewöhnlichen Abmessungen flexibel gefertigt werden, weil die Schweißstation unabhängig von den nach dem Stand der Technik erforderlichen Positionierungsrahmen betrieben wird und damit beliebig erweitert werden kann.
Die zweitgenannte Aufgabe, eine Vorrichtung zum Schweißen von Bauteilen einer Karosserie, mit einer zur Positionierung der Bauteile bestimmten Vorbereitungsstation, zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wird erfindungsgemäß durch einen Roboter oder Handhabungsautomaten gelöst, durch den die Bauteile unter Einhaltung der durch die Vorbereitungsstation definierten, relativen Position zueinander von der Vorbereitungsstation trennbar und während des nachfolgenden Schweißprozesses fixierbar sind. Hierdurch werden die Bauteile außerhalb der Schweißstation in der Vorbereitungsstation positioniert und anschließend an den Roboter oder Handhabungsautomaten übergeben. Innerhalb der Schweißstation ist daher keine erneute Positionierung der Bauteile erforderlich, wobei zugleich auf die hinderliche Verwendung der Positionierungshilfen in der Schweißstation verzichtet werden kann. Die Schweißstation kann dadurch wesentlich vereinfacht und flexibler betrieben werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch erreicht, daß die Vorbereitungsstation eine Aufnahme für die Bauteile aufweist, die an einer Führung von einer ersten, zur Positionierung der Bauteile bestimmten Stellung in eine zweite, zur Übergabe der Bauteile an den Roboter bestimmten Stellung verfahrbar angeordnet ist. Hierbei werden die Bauteile mittels der Aufnahme in die Nähe der Schweißstation transportiert und bedarfsweise von dem Roboter aufgenommen und in der Schweißstation gehalten. Während des Schweißprozesses kann die Aufnahme in der zur Positionierung bestimmten Stellung mit weiteren Bauteilen bestückt werden. Der Fertigungsablauf kann dadurch weiter optimiert werden.
Dabei ist es auch besonders praxisnah, wann die Vorbereitungsstation mit mehreren, wahlweise einsetzbaren Aufnahmen für insbesondere unterschiedliche Bauteile ausgestattet ist. Hierdurch können in derselben Schweißstation nahezu beliebige Bauteile in wechselnder Reihenfolge geschweißt werden. Hierzu ist lediglich die Änderung des Steuerungsprogrammes erforderlich, während auf den Austausch von Produktionsmitteln oder einen manuellen Eingriff verzichtet werden kann.
Eine weitere besonders praxisnahe Ausgestaltung der Erfindung wird auch dann erreicht, wenn der Roboter oder Handhabungsautomat an einer Führung verfahrbar angeordnet ist. Hierdurch kann der Arbeitsraum der Vorrichtung wesentlich erweitert werden, um auf diese Weise auch sehr komplexe Baugruppen ohne eine konstruktive Änderung der Vorrichtung herstellen zu können.
Besonders günstig ist es auch, wenn die Vorrichtung zumindest einen mit einem Schweißkopf ausgestatteten Roboter aufweist. Hierdurch wird nicht nur die Positionierung, sondern auch der Schweißprozeß durch einen Roboter realisiert, wodurch die flexible Fertigung weiter verbessert werden kann. Insbesondere können die verschiedenen Roboter zur Fixierung der Bauteile und zum Schweißen der Bauteile derart relativ zueinander beweglich sein, daß alle gewünschten Bereiche ohne eine Änderung der Aufspannung in einem einzigen Arbeitsgang geschweißt werden können.
Als besonders praxisnah erweist sich dabei auch eine Weiterbildung, wenn das Bauteil ein aus mehreren Einzelteilen aufgebautes Seitenteil ist, bei dem aufgrund der äußeren Abmessungen nach dem Stand der Technik eine entsprechend darauf abgestimmte Schweißstation erforderlich ist. Das Seitenteil kann dabei durch den beispielsweise mit Sauggreifern ausgestatteten Roboter zuverlässig fixiert und gemeinsam mit einer Bodengruppe, Dachquerträgern und einem weiteren Seitenteil in einem einzigen Arbeitsgang zu der Kraftfahrzeugkarosserie verschweißt werden.

Claims

Verfahren zum Schweißen mehrerer, für eine Karosserie bestimmte Bauteile, die zunächst in einer Vorbereitungsstation positioniert, einer Schweißstation zugeführt und anschließend geschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile unter Einhaltung der durch die Vorbereitungsstation definierten, relativen Position zueinander mittels eines Roboters oder eines Handhabungsautomaten von der Vorbereitungsstation getrennt und der Schweißstation zugeführt werden.
Vorrichtung zum Schweißen von Bauteilen einer Karosserie, mit einer zur Positionierung der Bauteile bestimmten Vorbereitungsstation, gekennzeichnet durch einen Roboter oder Handhabungsautomaten, durch den die Bauteile unter Einhaltung der durch die Vorbereitungsstation definierten, relativen Position zueinander von der Vorbereitungsstation trennbar und während des nachfolgenden Schweißprozesses fixierbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbereitungsstation eine Aufnahme für die Bauteile aufweist, die an einer Führung von einer ersten, zur Positionierung der Bauteile bestimmten Stellung in eine zweite, zur Übergabe der Bauteile an den Roboter bestimmten Stellung verfahrbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbereitungsstation mit mehreren, wahlweise einsetzbaren Aufnahmen für insbesondere unterschiedliche Bauteile ausgestattet ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Roboter oder Handhabungsautomat an einer Führung verfahrbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zumindest einen mit einem Schweißkopf ausgestatteten Roboter aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil ein aus mehreren Einzelteilen aufgebautes Seitenteil ist.