DE3331469A1

DE3331469A1 - Anlage zum automatischen positionieren und schweissen von fahrzeugkarosserien

Info

Publication number: DE3331469A1
Application number: DE19833331469
Authority: DE
Inventors: Gaetano 10025 Pino Torinese Di Rosa
Original assignee: Individual
Current assignee: Fata European Group SpA
Priority date: 1982-09-02
Filing date: 1983-09-01
Publication date: 1984-03-08
Anticipated expiration: 2003-09-02
Also published as: ES8502896A1; SE8304311D0; DE3331469C2; JPS5964177A; FR2532576A1; CA1215222A; SE8304311L; IT1152517B; GB2126174A; GB8321516D0; BE897551A; SE457153B; IT8223102A0; US4659895A; ES525276A0; FR2532576B1

Description

Anlage zum automatischen Positionieren und Schweißen von Fahrzeugrohkarosserien

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum automatischen Positionieren und Schweißen von Fahrzeugrohkarosserien oder -karosserieuntergruppen mit austauschbaren Seitenrahmen zur genauen Positionierung und Festlegung der Karosserieteile, wobei unterschiedliche Seitenrahmen für unterschiedliche Karosserietypen vorgesehen sind, mit einer Transport und Lagervorrichtung für die Seitenrahmen, mit Schweißrobotern zum Verschweißen der festgelegten Karosserieteile und mit einer elektrischen Ablaufsteuerung für die Anlage.

Anstelle von Fahrzeugrohkarosserien oder Untergruppen solcher Karosserien können auch andere Teile aus Blech hergestellt werden, beispielsweise Schubkarren, Möbel und ähnliches.

In der Vergangenheit sind bereits mehrere Anlagen zur automatischen oder halbautomatischen Herstellung von Rohkarosserien bekannt beworden. Zum einen hat man in einer einzigen, festen Station Schweißmaschinen verwendet, denen die Einzelteile der herzustellendne Karosserie mittels einer Fördereinrichtung zugeführt werden. Abgesehen von der begrenzten Arbeitsleistung kann aafdiese Weise aber nur ein Karosserietyp mit nur beschränkten Abänderungsmöglichkeiten hergestellt werden. Zur Erzielung einer besseren Anpassungsfähigkeit in Richtung auf die gleichzeitige Herstellung mehr als eines Karosserietyps ist es dann erforderlich, für jeden Typ eine solche feste Station vorzusehen. Das führt zu hohem Aufwand und Platzbedarf.

Zum anderen ist eine Anlage bekannt, die auch als "Gate - Line-System" bezeichnet wird. Hier laufen auf einer kontinuierlich sich bewegenden Fertigungsstraße zum einen

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eine Anzahl von Transportwagen mit den zu positionierenden und zu verschweißenden Karosserieteilen im Abstand um. Synchron dazu werden die jeweils richtigen, an den jeweiligen Karosserietyp angepaßten Seitenrahmen mit Positionier- und Klemmvorrichtungen über ein oberhalb der Transportwagen angeordnetes Förderband zugeführt. Dann besteht die Möglichkeit, unterschiedliche Karosserietypen gemischt herzustellenijrjweil die Seitenrahmen am Anfang der Fertigungsstraße gespeichert und dann jeweils richtig zugeführt werden können. Das Verschweißen ist hierbei jedoch schwierig und insbesondere Schwierig zu automatisieren, weil sich die Transportwagen mit den zugeführten Seitenrataen kontinuierlich bewegen. Außerdem muß die Anzahl der verfügbaren Seitenrahmen sehr groß sein.

Bei einer dritten bekannten Anlage werden Schweißzangen an dan einzelnen Seitenrahmen zur Positionierung der Karosserieteile verwendet. Es ist daher wie bei der ;. erstgenannten Anlage für eine anpassungsfähige Fertigung erforderlich, für jeden Typ unterschiedliche Schweißeinrichtungen vorzusehen. Das bedingt wiederum hohen Aufwand. Schließlich ist eine sogenannte ERobogate"-Anlage ..bekannt (DE-OS 28 10 822), die der eingangs genannten An- ^' lage entspricht. Dort sind die Seitenrahmen einer festen .,„„.Station zum automatischen Positionieren und Schweißen in horizontaler Richtung bewegbar= Das bedingt jedoch hohen Platzbedarf entlang der Fertigungsstraße, weil im Bereich der aus der Arbeitsposition horizontal verschobenen Seitenrahmen keine Anderen Stationen der Fertigungsstraße angeordnet werden können.

3Q " Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum automatischen Positionieren nuü Schweißen zu schaffen, die nur wenig Platz an einer Fertigungsstraße beansprucht, und außerdem soll die Zeit für den Austausch der Seitenrahmen möglichst kurz sein, damit die Taktzeit der Fertigungsstraße unbeeinflußt bleibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Anlage der eingangs genannten Att und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenrahmen Paternoster-artig aus einer Arbeitsposition in eine darüberliegende Warteposition förderbar sind.

Da die Seitenrahmen oberhalb der Arbeitsposition gespeichert werden, tritt kein zusätzlicher Platzbedarf entlang der Fertigungsstraße auf. Bei Verwendung von beispielsweise je drei Seitenrähmen auf Beiden Seiten der Fertigungsstraße tritt auch in der Höhe kein zusätzlicher Platzbedarf auf, weil die üblicherweise verwendeten Schweißroboter und andere Teile der Fertigungsstraße ähnlich hoch sind. Da die Bewegung der im allgemeinen rechtwinkligen Seitenrahmen in Richtung ihrer kürzeren Seitenkanten erfolgt, ist der Transportweg beim Austausch der Seitenrahmen verhältnismäßig kurz, so daß sich auch kurze Austauschzeiten erzielen lassen.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht des Systems nach der Erfindung für die Montage und das Schweißen einer Kraftfahrzeug-

karosserie in einer einzigen Arbeitsstation;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Systems nach

Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Aufsicht mit der An

ordnung der verschiedenen Schweißeinrichtungen oder Roboter; Fig. 4, 4a, 4b, 4c verschiedene Betriebsphasen

des Systems nach Fig. 1; Fig. 5 und 5a Einzelheiten der Arbeitsstation

nach Fig. 1 im Querschnitt und in der Seitenansicht;

Fig. 6, 6a, 6b Einzelheiten der Antriebs- und Zentriereinrichtung;

Fig. 7 und 7a Einzelheiten der Klemmvorrich

tungen für den unteren Teil der Karosserie.

Entsprechend der Darstellung in den Zeichnungen weist die erfindungsgemäße Anlage als wesentliche neue Bestandteile auf beiden Seiten der Fertigungsstraße eine Vorrichtung 10 auf, die mehrere Bestandteile hat.

Die Vorrichtungen 10 sind so ausgebildet, daß sie in vertikaler Richtung mehrere Rahmen 12 tragen, und zwar vorzugsweise drei, die in den Zeichnungen auf mit A, B und C bezeichnet sind. Die Rahmen 12 sind in bekannter Weise mit Klemm- und Fixiervorrichtungen 28 (Fig,5) ausgestattet, die die einzelnen Karosserieteile in der richtigen Lage für das Schweißen mit Hilfe von Schweißrobotern 39,40 festlegen. Wie noch genauer beschrieben werden soll, können 35' die Rahmen mit Hilfe einer Paternoster-artigen Bewegung gegeneinander ausgetauscht und gespeichert werden.

Die Vorricl tungen 10 sind jeweils an einem

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Maschinenrahmen 11 (Fig. 2) befestigt, der mit mehreren Säulen auf dem Boden ruht. Wie die verschiedenen Figuren zeigen, weist jede Vorrichtung 10 zwei Ketten 13 für den Transport der Rahmen 12 (A, B, C) auf. Die Ketten 13 laufen je über vier Kettenräder 15. Die beiden äußeren, unteren Kettenräder 15 sind gemeinsam über eine nur schematisch dargestellte Motor-Getriebe-Einheit 16 (Fig. 1, 2) antreibbar. Am oberen Ende laufen die Rahmen 12 mit Rollen 20 in Führungsschienen 14, die dem Verlauf der Ketten 13 folgen. Kleinere Rollen 21 am unteren Ende der Kahmen 12 (in Fig.6 auch mit 27 bezeichnet) laufen in einer gabelförmigen Führung 17 (Fig. 6a), die am unteren Ende offen ist und so weit nach oben reichen, daß die Rahmen 12 mit ihren unteren Rollen 21 bei Erreichen einer bestimmten Höhe frei werden können. In Fig. 6 b, die eine teilweise geschnittene Ansicht von oben zeigt, ist der Querschnitt der Führungen 14 und 17 für die Rollen 20 und 21 zu erkennen.

Wenn ein Rahmen 12 , beispielsweise der Rahmen A, in die in Fig. 1 ausgezogen dargestellte Arbeitsposition gebracht werden soll, so wird er mittels der Kette zunächst so weit heruntergefahren, daß seine unteren Rollen 21 aus der gabelförmigen Führung 17 austreten und in die Einlaufgabel 22 eines Führungsblocks 18 eintritt (Fig.6a). Der Führungsblock 18 sitzt mit einem Gewinde auf einer Spindel 19 die mittels einer Motor-Getriebeeinheit 19a antreibbar ist. Auf diese Weise kann der Rahmen aus der in Fig. 6a gestrichelt dargestellten Position unter Schwenken um seinen oberen Lagerungspunkt in die ausgezogen dargestellte Arbeitsposition gebracht werden. In dieser wird er zusätzlich mittels einer verschenkbaren Klemmvorrichtung 23 (Fig.1) unter Anlage an einem Anschlag festgelegt.

Am oberen Ende werden die Rahmen 12 mittels

einer Vorrichtung 24 (Fig.6) festgelegt, die genauer in Fig. 6b dargestellt ist. Eine verschiebbar im Maschinenrahmen 11 gelagerte Muffe 25 wird mittels eines BetätigungsZylinders 26 über die verlängerte Achse der Rollen 20 geschoben. Ein Schlitz 29 (Fig.6a) ermöglicht Einstellbewegungen des Rahmens 12 mit Bezug auf die Führung 14.

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In der entsprechend der obigen Erläuterung genau definierten Arbeitsposition greifen in an sich bekannter Weise Fixier- und Klemmarme 28 (vgl. auch Fig. 5) an der bzw. in die Karosserie ein und fixieren die Karosserieteil in genau definierten Positionen für das anschließende Verschweißen. Die Rahmen 12A bis 12G sind mit unterschiedlichen bzw. unterschiedlich eingestellten Fixier- und KLeminarmen 28 für unterschiedliche Karosserietypen ausgestattet, beispielsweise zwei- und viertürige Karosserien.

Die unterschiedlichen Karosserien können gemischt zugeführt werden, so daß jeweils immer der richtige Rahmen 12 in die Arbeitsposition gebracht werden muß. In Fig. 4 ist schematisch dargestellt, wie zunächst die Rahmen 12A in der Arbeitsposition sind. Wenn statt dessen die Rahmen 12B in die Arbeitsposition gebracht werden müssen, so werden zunächst die Rahmen 12A an ihrer Unterseite mittels der Spindeln 19 ■ nach außen geschwenkt, wie in Fig.4a schematise!! gezeigt. Anschließend laufen die Ketten 13 in der durch Pfeile symbolisierten Richtung um. Es bewegen sich dann die Rahmen 12a bis 12c über die in der Fig. 4b dargestellte Lage bis in die Lage gemäß Fig.4c. In dieser Lage werden die Ketten 13 angehalten. Anschließend schwenken die Rahmen 12B, deren untere Rollen 21 in die Einlaufgabeln 22 eingetreten sind, mittels der Spindel 19 in ihre Arbeitsposition.

Wenn anschließend statt der Rahmen 12B die Rahmen 12C benötigt werden, erfolgt der Wechsel auf die vorstehend beschriebene Weise. Wenn dagegen anschließend die Rahmen 12B wieder gegen die Rahmen 12A ausgetauscht werden sollen, werden die Ketten 13 in der entgegengesetzten Rich-

SO tung angetrieben. Ein Wechsel der jeweils benötigten Rahmen • 12 kann demgemäß schnell und auf den kürzesten Weg erfolgen.

In den Figuren 1, 3 und insbesondere in den Fig. 5, 5a und 7, ist eine Anhebe-und Transportvorrichtung lh Xt einer Transportbahn 30 und einer Hubvorrichtung 31 für die Rohkarosserien gezeigt. Die Bewegung der Hubvorrichtung 31 wird durch Anschläge 33 gesteuert. Mit der Anhebe- und Transportvorrichtung 30 tis 33 arbeitet eine Vorrichtung '34 zum Positionieren und Klemmen des unteren Teils der

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Karosserie zusammen. Die Vorrichtung 34, die in Fig. 1 und insbesondere in Fig. 7, 7a dargestellt ist, weist jeweils links und rechts von der Transportbahn KLemm- und Positio*· nierkörper 35 , Gleitschienen 36 für diese Körper und eine Transportspindel 37 für den Antrieb der Klemm- und Positionierkörper auf. Die Spindel 37 wird mittels einer Antriebseinheit 38 in Drehung versetzt.

Wie oben bereits erwähnt erfolgt das Schweißen der positionierten Karosserieteile in bekannter Weise mit Hilfe von Schweißrobotern. Es sind seitlich neben der Karosserie jeweils zwei Seitenroboter 39 (Fig. 1, 3) sowie jeweils vor und hinter der Karosserie Frontschweißroboter 40 (Fig. 1, 2, 3) vorgesehen. Montagebrücken 41 ermöglichen Drehbewegungen der Frontroboter 40. Die eigentlichen Schweißzangen an den Robo-tern 39, 40 sind mit 42 bezeichnet.

Die Gesamtsteuerung der Anlage wird von einer elektronischen Steueranlage übernommen, die in Schal$- schränken 43 untergebracht ist.

Claims

Patentansprüche

Anlage zum automatischen Positionieren und Schweißen von Fahrzeugroh"karosserien oder -karosserieuntergruppen mit austauschbaren Seitenrahmen zur genauen Positionie- - rung-und Festlegung der Karosserieteile, wobei unterschiedliehe Seitenrahmen für unterschiedliche Karosserietypen vorgesehen sind, mit einer Transport- und Lagervorrichtung für die Seitenrahmen, mit Schweißrobotern zum Verschweißen der festgelegten Karosserieteile und mit einer elektrischen Ablaufsteuerung für die Anlage,

dadurch gekennzeichnet , daß die Seitenrahmen (12, A, B, C) Paternoster-artig aus einer Arbeitsposition in eine darüberliegende Warteposition förderbar sind.
2. Anlage nach Anspruch 1,

"- dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite der Anlage in einem portalartigen Gerüst (11) zwei an den Längskanten der Seitenrahmen (12) angeordnete, endlose Ketten (13) über je vier an den Ecken eines in einer vertikalen, quer zur Ebene der Seitenrahmen νirlaufenden Rechtecks liegende Kettenräder (15) umlaufen, laß die beiden unteren Kettenräder

Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden TeIe' ι (06121) 562943/561998 Telex 4186237 Telegramme Paientconsult

Telefax (CCITT 2) Wiesbaden und München (0891 8344618 Attention Patentconsult

(15) in Höhe der Oberkante der sich in der Arbeitsposition befindenden Seitenrahmen (12) angeordnet sind und daß die Seitenrahmen (12) an ihren Längskanten mit Rollen (20, 21) in Führungsschienen (14, 17) laufen.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (20, 21) jeweils am oberen und am unteren Ende der Seitenrahmen (12) angeordnet sind , daß die Führungsschienen (14) für die oberen Rollen (20) jeweils ein geschlossenes, dem Verlauf der zugeordneten Kette (13) folgendes Rechteck bilden und daß die Führungsschienen (17) für die unteren Rollen (21) etwa in Höhe der beiden unteren Kettenräder (15) beginnen, nach unten gabelartig zusammenlaufen und dort offen sind, so daß die unteren Rollen (21) nach unten austreten können.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem gabelartigen offenen Ende der Führungsschienen (17) Einlaufgabeln (2 2) für die unteren Rollen (21) angeordnet sind und daß die Einlaufgabeln (2 2) in Richtung auf die Rohkarosserien bewegbar sind, derart, daß die Unterkante der Seitenrahmen in die Arbeitsposition verschwenkbar sind.
5. Anlage nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante der Seitenrahmen (i|i2) mittels eines Anschlags und einer Klemmvorrichtung (23) genau positioniert in der Arbeitsposition festlegbar ist.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 3-5,

dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Rollen (20) der Seitenrahmen (12) im Bereich der unteren, in Richtung zur Roh- karosserie liegendne Kettenräder (15) in der Arbeitsposition festlegbar sind.
7. Anlage nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung horizontal verschiebbare, über verlängerte Lagerachsen der oberen Rollen (20) greifende Muffen (25) vorgesehen sind.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem portalartigen Gerüst (11) drei Seitenrahmen (12)" angeordnet sind.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 3-8, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende der Seitenrahmen (12) mit den Achsen der dort angeordneten Rollen (20) zusammenwirkende Schlitze (29) zur Einstellung der Seitenrahmen (12) in der Arbeitsposition vorgesehen sind.
10. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile der Anlage zu einer einzigen Station in einer Fertigungsstraße zusammengefaßt sind.
IQ- - "11. Anlage nach einem der - vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenrahmen (12) in ihrer Arbeitsposition im wesentlichen vertikal angeordnet sind.
12. Anlage nach einem der Ansprüche 2-1I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Ketten (13) in beiden Drehrichtungen antreibbar sind.
13. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Zeit für das Austauschen der Seitenrahmen (12) etwa gleich der Taktzeit für das Einbringen einer neuen Fahrzeugrohkarosserie ist.
.*- 14. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, für beiderseits je drei Seitenrahmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Anlage nur wenig größer als die Höhe von zwei Seitenrahmen (12) ist.
15. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anhebe- und Transportvorrichtung mit einer Transportbahn (30) und einer Hubvorrichtung (31) für die Rohkarosserien.
16. Anlage nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, daß die Transport- und Hubvorrichtung (30, 31) Positionier- und Klemmvorrichtungen (34-38) aufweisen.
17. Fahrzeugrohkarosserie, hergestellt auf einer Anlage nach einem der Ansprüche 1-16.