DE3914970A1 - Anlage zum schweissen von kraftfahrzeugkarosserien in einer einzigen bearbeitungsstation - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine ver­ besserte Anlage zur Ausführung von Schweißarbeiten - im allgemeinen "Heftschweißen" genannt - an Kraftfahrzeug­ karosserien in einer einzigen Bearbeitungsstation, die ein Paar von gegenüberliegenden Drehaggregaten umfaßt, auf die die erforderlichen Arbeitseinrichtungen ange­ bracht sind.

Wie dem Fachmann bekannt, wurden schon automatische An­ lagen zur Zusammenfügung und zum Schweißen von Profil­ blechen und ähnlichen Einzelteilen zu einheitlichen Konstruktionen vorgeschlagen, wie beispielsweise die Kraftfahrzeugkarosserien, die Führerkabinen für Last­ kraftwagen und andere, bei denen Organe, die sogenannten Handhabungsvorrichtungen, verwendet werden, die aus einem Zentriermittel tragenden Rahmen und aus Klemm- und gege­ benenfalls auch Schweißzangen bestehen, die derart ange­ ordnet sind, daß eine besondere Blechgestalt fixiert und verschweißt werden kann. Durch ihre besondere Funktion müssen diese Handhabungsvorrichtungen eigens für eine be­ sondere Herstellung ausgelegt werden, wobei die Fixier- und Schweißzangen auf eine geeignete Weise angeordnet werden müssen.

Um die Arbeitsstationen der Herstellungsstraße flexibel zu gestalten, bilden diese Handhabungsvorrichtungen kei­ nen einheitlichen Block mit der Bearbeitungsstation selbst, sondern sind von derselben derart lösbar, um zur Anpassung der Bearbeitungsstation selbst an verschiedene Herstellungsarten ausgewechselt zu werden; zum Beispiel bei der Bearbeitung von Kraftfahzeugkarosserien um ver­ schiedene Modelle behandeln zu können.

Ein derartiges System wird zum Beispiel in Deutschen Pa­ tentschrift PS 28 10 822 beschrieben.

Beim Versuch das System noch flexibler zu gestalten, wie beispielsweise in den italienischen Patentanmeldungen Nr. 20 226 A/84, angemeldet am 26.03.1984, Nr. 23 102 A/82, an­ gemeldet am 02.09.1982 und Nr. 23 055 A/83, angemeldet am 29.09.1983, alle unter den Anmelder Gaetano Di Rosa, und in der italienischen Patentanmeldung Nr. 67 563 A/77 auf den Namen Weldesign di Nepote Andre & C. s.a.s., wurden Bearbeitungsstationen ausgeführt, die für die Hand­ habungsvorrichtungen ein Bewegungssystem umfassen, das dazu geeignet ist, die Handhabungsvorrichtungen selbst­ tätig auszuwechseln, indem sie aus einem Lager von Hand­ habungsvorrichtungen entnommen werden und automatisch in ihrer Arbeitsposition in der Bearbeitungsstation posi­ tioniert werden, wobei so der Wechsel von verschiedenen Modellen auf der Herstellungskette erlaubt wird, wobei jedem der Modelle ein besonderes Paar von Handhabungs­ vorrichtungen zugeordnet ist (wobei die Bearbeitung im allgemeinen eine Handhabungsvorrichtung für jede Seite der Herstellungsstraße erfordert).

Obwohl in den oben genannten Patentschriften das für die Einlagerung der Handhabungsgeräte vorgeschlagene System, die Anzahl der eingelagerten Handhabungsvorrichtungen und die Vorgangsweise für deren Transport in der in der Be­ arbeitungsstation vorgesehenen Aufnahme in jeder Patent­ schrift verschieden sind, haftet jedem System im allge­ meinen der schwerwiegende, grundsätzliche Nachteil an, der ihrer baulichen Kompliziertheit und den Platzbedarf, vor allem bezüglich eines Teils des Lagers, zuzuschreiben ist.

In den bekannten Anlagen, erfordert der Bewegungsablauf der Handhabungsvorrichtungen überdies eine eher lange Zeit.

Das Transport- und Wechselsystem der Handhabungsvor­ richtungen ist ziemlich kompliziert, da es mit Genauig­ keit für den Transport der großen Lasten (gewichts- und abmessungsmäßig) ausgelegt werden muß, die durch die Handhabungsvorrichtungen dargestellt werden, und dies schneidet erheblich auf dessen Herstellungs- und War­ tungskosten ein.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Be­ hebung der oben genannten Mängel, wobei eine automatische Anlage zur Zusammenfügung von Profilblechen und anderen ausgeführt werden soll, die, trotz der Möglichkeit ver­ schiedene Fabrikatsmodelle zu behandeln, einen äußerst einfachen und raumsparenden Aufbau aufweist und einen ra­ schen Wechsel der Einrichtung in der Bearbeitungsstation erlaubt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Aus­ führung einer Anlage der oben genannten Art, die derart zusammengesetz sein soll, daß Portalschweißroboter am Hinterteil der Karosserie verwendet werden können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, werden die oben erwähn­ ten Aufgaben durch eine Anlage zum Schweißen von Kraft­ fahrzeugkarosserien in einer einzigen Bearbeitungsstation gelöst, der die Karosserien in Reihenfolge zugeführt wer­ den, wobei in der Bearbeitungsstation Karosserienbearbei­ tungseinrichtungen angeordnet sind, die Positionier-, Klemm-, und gegebenenfalls Schweißmittel umfassen, da­ durch gekennzeichnet, daß die Karosseriebearbeitungsein­ richtungen von einem Paar von gegenüberliegenden Drehag­ gregaten getragen werden, wobei jedes Drehaggregat min­ destens zwei voneinander verschiedene Einrichtungsein­ heiten umfaßt, die wechselweise in den Bereich der Bear­ beitungsstation zur Ausführung von Bearbeitungen jeweils an verschiedenartigen Karosserien gebracht werden können.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, ist jede Ein­ richtungseinheit zwischen einer unwirksamen Stellung, außerhalb der Vorschubstrecke der Karosserie in die Be­ arbeitungsstation, und einer wirksamen Stellung bewegbar, in der die Einrichtungen die Bearbeitung an der Karos­ serie selbst vornehmen können.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist jede Ein­ richtungseinheit durch ein jeweiliges Drehaggregat be­ wegbar, um durch eine von einem getrennten Magazin ent­ nehmbare Einheit ersetzt zu werden.

Die baulichen und funktionellen Merkmale der Erfindung und deren Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, gehen noch klarer aus der folgenden Beschreibung anhand der schematischen, beigelegten Zeichnungen hervor, die ein praktisches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage zeigen.

In den Zeichnungen zeigen,

Fig. 1 einen Aufriß der Anlage,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt längs der Linie II-II aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht der Bearbeitungsstation mit der Anordnung der Schweißroboter,

Fig. 4 einen Aufriß mit der erfindungsgemäßen Anlage, verbunden mit einem Magazin für Einrichtungs­ einheiten,

Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V aus Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht der Anlage,

Fig. 7 eine Einzelheit, die das Verbindungssystem zwi­ schen jeder Einrichtungseinheit und dem jewei­ ligen Drehaggregat darstellt, und

Fig. 8 eine Einzelheit, die schematisch das Kupplungs­ system zwischen den Energiequellen und der Ein­ richtungseinheit schematisch erläutert.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist die erfindungs­ gemäße Anlage insgesamt mit 10 bezeichnet und ist kon­ struktiv durch ein Gestell ausgebildet, das ein Paar von gegenüberliegenden Drehaggregaten 12 trägt. Diese Dreh­ aggregate 12 sind an einer mittigen Achse 12 angebracht, um die sie durch einen Motor 14 drehangetrieben werden können.

Wie klar aus den Zeichnungen hervorgeht, sind die gegen­ überliegenden Drehaggregate 12 zweckmäßigerweise derart voneinander beabstandet, daß zwischen ihnen eine insge­ samt mit 15 bezeichnete Fertigungsstraße zur program­ mierten Zuführung von Kraftfahrzeugkarosserien 16 zu einer Bearbeitungsstation 17 geführt werden kann. Die Fertigungsstraße 15, die nach einer beliebigen, dem Fach­ mann bekannten Art ausgeführt werden kann, wird hier nicht weiter beschrieben und erläutert.

Jedes Drehaggregat 12 umfaßt eine Tragkonstruktion 18, in der, in entgegengesetzten Positionen, Lücken 19 ausgenom­ men sind, in denen jeweils eine zur Bearbeitung einer Ka­ rosserie 16 geeignete Einrichtungseinheit 20 gelagert ist. Die Einrichtungen bestehen aus mit 21 schematisch dargestellten Teilen, die beispielsweise zum Positionie­ ren, Klemmen und Verschweißen der Karosserie dienen. Auch diese Teile 21 sind bekannter Art und werden hier nicht im einzelnen beschrieben und erläutert.

Jede Einrichtungseinheit 20 ist in der jeweiligen Lücke 19 der Tragkonstruktion 18 derart angebracht, daß sie um seitliche Drehbolzen 22 verschwenkt werden können, die mittels eines Arbeitszylinders (Fig. 7) ausziehbar sind. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Einrichtungseinheiten 20 näher gesehen um 22 in Richtung der Teile 23 zwischen den beiden jeweils strichpunktiert und mit durchgehender Li­ nie gezeigten Positionen verschwenkbar. Die strich­ punktiert gezeigte Position ist nicht wirksam und inter­ feriert nicht mit dem Vorschubweg der Karosserien 16 in der Station 17, während die mit durchgehender Linie ge­ zeigte Position sowohl zur Einbringung der Teile 20 in den Bereich der Karosserie 16 zu deren Bearbeitung als auch zum Auswechseln der Teile selbst, wie nachstehend näher erläutert, wirksam ist.

Die Verstellung einer jeden Einrichtungseinheit 20 zwi­ schen den beiden wirksamen und nicht wirksamen, genannten Positionen, wird durch, beispielsweise öldynamische, an­ gelenkte Zylinder 24 gesteuert, der zwischen der Tragkon­ struktion 18 und der Einrichtungseinheit 20 wirkt; diese Einwirkung erfolgt über einen Gegenrahmen 25, der mit der Tragkonstruktion 18 selbst mittels desselben Anlenksy­ stems 22 gelenkig verbunden ist. Dieser Gegenrahmen 25 ist erforderlich, da der Zylinder 24 nicht unmittelbar auf die Einrichtungseinheit 20 wirken kann, da diese aus­ wechselbar sein muß. Die Einrichtungseinheit 20 ist am Gegenrahmen 25 mittels eines Riegels 26 mit einem ent­ sprechenden Arbeitszylinder (Fig. 7) fest verbunden.

In der Arbeitsposition der Bearbeitungsstation (Fig. 2) sind überdies die gegenüberliegenden Einrichtungseinhei­ ten 20 in ihrer Stellung stabil vespannt, und zwar auch im Bereich der Außenseite, mittels einer Klemmvorrich­ tung, die z.B. aus einer festliegenden Backe 27 und aus einer beweglichen Backe 28 bestehen kann. Die Backe 28 ist mittels eines Arbeitszylinders 29 zwischen einer nicht wirksamen, abgesenkten, mit dünner Linie angege­ benen Position, die mit der Verschwenkung der Ein­ richtungseinheit 20 nicht interferiert, und einer wirk­ samen, angehobenen, mit einer durchgehenden Linie ange­ gebenen Position beweglich, in der die Einrichtungsein­ heit 20 fest in Position verspannt ist.

Zwischen einer jeden Einrichtungseinheit 20, sind auf der Tragkonstruktion 18 Einheiten 30, 31 vorgesehen, die jew­ eils sowohl Steuereinrichtungen für verschiedene Werk­ zeuge als auch Strom- und Druckluftzufuhreinrichtungen umfassen. Die an und für sich bekannten Einheiten 30, 31 sind zweckmäßigerweise in der Mitte der Tragkonstruktion 18 angeordnet und ihre Anschlüsse laufen alle in einer einzigen Schnellkupplungsvorrichtung 32 (Fig. 8) zusam­ men, die mit einem Arbeitszylinder versehen ist und teil­ weise auf der Tragkonstruktion 18 selbst und teilweise auf der Einrichtungseinheit 20 angebracht ist.

Die erwähnten Einheiten 30, 31 sind zentralisiert und können unterschiedslos für die verschiedenen Arten von Einrichtungseinheiten 20 nach vorheriger Programmschal­ tung dienen.

Mit 33 sind am Boden laufende Schweißroboter und mit 34 Portalroboter angegeben, die oberhalb der Karosserie von denselbem Gestell 11 auf verschiebbare Art und Weise an Führungen zwischen den mit durchgehender Linie angegebe­ nen Arbeitspositionen und jenen in Fig. 3 strich­ punktiert angegebenen, nicht wirksamen Positionen getra­ gen wird. Ein Motor 35 steuert die Verstellung der Robo­ ter 34 an außerhalb des Drehaggregates 12 angeordneten Laufführungen 36.

Die erfindungsgemäße Anlage, wie dies klar aus den Fig. 4 und 6 der Zeichnungen hervorgeht, umfaßt überdies seit­ liche Magazine 37, in denen eine Vielzahl von untereinan­ der verschiedenen Einrichtungseinheiten 20 untergebracht ist, so daß Karosserien verschiedenen Types bearbeitet werden können.

Die Transportbewegung der Einrichtungseinheiten 20 durch die entsprechenden Drehaggregate 12 wird durch angetrie­ bene Hängeförderer 38 bewerkstelligt, die dazu fähig sind, jede Einrichtungseinheit 20 aus dem Drehaggregat 12 zu entnehmen und sie im Eingriff mit angetriebenen Lauf­ wagen 39 zu transportieren, die imstande sind, die Ein­ richtungseinheiten 20 in Seitenaufnahmen des Magazins einzulagern.

Zu diesem Zwecke sind die Hängeförderer 38 und die ange­ triebenen Laufwagen 39 mit jeweiligen Riegeln zur stabi­ len Verspannung mit ihnen der Einrichtungseinheit 20 von Teilen 21 versehen.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anlage geht klar aus den obigen Ausführungen unter Bezugnahme auf die Zeichnung hervor und ist kurz gefaßt wie folgt.

Mittels der Arbeitszylinder 24 wird die Verschiebung der gegenüberliegenden Einrichtungseinheiten 20 in die Ar­ beitsstellung derart ausgeführt, daß die entsprechenden Einrichtungen 21 in den Bereich der zu bearbeitenden Ka­ rosserie gebracht werden. Diese Arbeitsposition wird durch Schließen der beweglichen Backe 28 starr festge­ legt.

Von da an kann die Bearbeitung der Karosserie beginnen.

Die oberen Einrichtungseinheiten 20, die nicht an der Bearbeitung teilnehmen, können für eine nachfolgende, verschiedene Karosserien verwendet werden, indem die Drehaggregate 12 um 180° gedreht werden, wobei zweck­ mäßiger Weise - wie oben beschrieben - die Einrichtungs­ einheiten 20 positioniert werden.

Diese Drehung kann während des Wechsels der Karosserien 16 an der Herstellungsstraße 15 durchgeführt werden.

Verschiedene Einrichtungseinheiten, die von jenen an den gegenüberliegenden Drehaggregaten 12 angebrachten ver­ schieden sind, können anstelle von jenen weiter oben be­ schriebenen verwendet werden, indem sie aus dem oben er­ wähnten Werkzeugmagazin entnommen werden, das oberhalb der Station angeordnet ist und das automatisch durch das zentralisierte Steuersystem geregelt wird.

Der Werkzeugwechsel erfolgt während der Zykluszeit der Herstellungsstraße und während der Schweißarbeit in der Zusammenfügungsstation. Wie oben angedeutet, werden die Einrichtungseinheiten 20 mittels Riegel durch Hängeför­ derer 38 entnommen, die sie auf jeweilige Laufwagen 39 ablegen, die sie mit eigenen Riegeln übernehmen.

Während diese Laufwagen (die zur Zeitersparnis paarweise verstellt werden) in eine Leerstellung des Magazines ge­ bracht werden, wird ein zweiter Laufwagen, der die in das Drehaggregat 12 einzubringende Einrichtungseinheit 20 trägt, von der seitlichen Lagerungsposition in die mit­ tige Entnahmeposition verstellt.

Auf umgekehrte Art und Weise erfolgt der Übergang vom Laufwagen auf den querliegenden Hängeförderer und die Ablage im Drehaggregat.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage können wie folgt zusammengefaßt werden.

Ein einziges Drehsystem, das mehrere Werkzeugsätze ent­ hält, die bei ihrer Aktivierung in starr vorbestimmten Positionen die Handhabung von mehreren Karosserien er­ lauben.

Begrenzte Abmessungen und Vereinfachung der Anlage.

Mögliche Verwendung von Portalrobotern im oberen Bereich der Karosserie.

Mögliche Verwendung von beweglichen Einrichtungen zur Ausführung von Unterarten derselben Karosserie.

Claims (4)

1. Anlage zum Schweißen von Kraftfahrzeugkarosserien in einer einzigen Bearbeitungsstation, der die Karos­ serien in Reihenfolge zugeführt werden, wobei in der Bearbeitungsstation Karosserienbearbeitungseinrichtun­ gen angeordnet sind, die Positionier-, Klemm-, und ge­ gebenenfalls Schweißmittel umfassen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Karosseriebearbeitungseinrichtungen von einem Paar von gegenüberliegenden Drehaggregaten getragen werden, wobei jedes Drehaggregat mindestens zwei voneinander verschiedene Einrichtungseinheiten umfaßt, die wechselweise in den Bereich der Bearbei­ tungsstation zur Ausführung von Bearbeitungen jeweils an verschiedenartigen Karosserien gebracht werden kön­ nen.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einrichtungseinheit zwischen einer unwirksamen Stellung, außerhalb der Vorschubstrecke der Karosserie in der Bearbeitungsstation, und einer wirksamen Stel­ lung bewegbar ist, in der die Einrichtungen die Be­ arbeitung an der Karosserie selbst vornehmen können, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Einrichtungsein­ heit mit dem Drehaggregat in jeder der beiden erwähn­ ten Positionen stabil zu verbinden.

3. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einrichtungseinheit durch ein jeweiliges Drehag­ gregat bewegbar ist, um durch eine von einem getrenn­ ten Magazin entnehmbare Einheit ersetzt zu werden, wo­ bei Überführmittel zwischen dem Drehaggregat und dem Magazin vorgesehen sind.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Drehaggregat eine einzige Gruppe von Energiezu­ fuhr- und Steuereinheiten für die Einrichtungen um­ faßt, wobei diese Gruppe zentralisiert und imstande ist, jegliche Einrichtungseinheit zu speisen.