DE3613956A1

DE3613956A1 - Montageanlage zum zusammenbau von teilen

Info

Publication number: DE3613956A1
Application number: DE19863613956
Authority: DE
Inventors: Pierre Creteil Jablonski; Jean-Jacques Combs la Ville Marianne
Original assignee: Sciaky SAS
Current assignee: Sciaky SAS
Priority date: 1985-04-25
Filing date: 1986-04-24
Publication date: 1986-10-30
Also published as: GB2175546A; GB8609999D0; GB2175546B; FR2580972A1; FR2580972B1; DE3613956C2; US4856698A

Description

U.Z. 820.49

SCIAKY S.A.

119, Quai Jules Guesde VITRY SUR SEINE (VaI de Marne)·

Montageanlage zum Zusammenbau von Teilen

Die Erfindung betrifft eine Montageanlage zum Zusammenbau von Teilen, insbesondere von Kraftfahrzeug-Karosserien.

Es sind Anlagen der genannten Art bekannt, die eine Zahl von Stationen umfassen, welche in Reihen angeordnet und mit Einrichtungen für den automatischen Teiletransport von einer Station zur anderen verbunden sind, und auf deren Höhe jeweils die Schweiß-, Montage-, Schraub- und Kontroll-Arbeitsgänge usw. verteilt sind.

Diese Anlagen machen außer den Transportorganen auch von Positionierwerkzeugen Gebrauch deren Aufgabe darin besteht, die Teile oder Baugruppen der Karosserie im Verhältnis zueinander genau zu positionieren, bevor sie zunächst provisorisch durch eine oder mehrere Punktschweißungen und anschließend in einem endgültigen SchweißVorgang miteinander verbunden werden.

Diese verschiedenen Arbeitsgänge müßen jedoch ausgeführt werden, solange die Karosserieteile genau positioniert sind, und insbesondere so lange die verschiedenen Bestandteile oder Baugruppen mit Hilfe von Positionierwerkzeugen in eine präzise Lage im Verhältnis zueinander gebracht s ind.

Bisher sind jedoch diese Positionierwerkzeuge dergestalt ausgelegt, daß sie den Zugang der Schweißköpfe der eingesetzten programmierbaren Schweißroboter bis zur Karosserie erschweren.

Diese Schwierigkeit ergibt sich insbesondere, wenn man Anlagen errichten will, bei denen in der gleichen. Transferstraße der Zusammenbau verschiedener Arten von Bauteilen möglich sein soll.

Zusätzlich werden diese Schwierigkeiten bezüglich des Einbaus und der Auslegung des Materials erhöht, wenn man den Arbeitstakt beschleunigen will, was eine Erhöhung der Zahl der Schweißwerkzeuge sowie eine Auslegung der Positionierwerkzeuge erfordert, die auf den Durchtritt und die Bewegung der Schweißköpfe Rücksicht nehmen müssen. Außerdem kann man feststellen, daß gegenwärtig die Marktentwicklung im Bau und Verkauf von Kraftfahrzeugen es mit sich bringt, daß die Montageanlagen rasch an die Fertigung eines neuen Modells sowie an den Arbeitstakt anpaßbar sein müssen, was bisher mit den bekannten Montageanlagen nicht erreicht werden konnte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile auszuschalten und eine Montageeinheit zu schaffen, in welcher die Schweißeinheiten und die Positionierwerkzeuge für die zu verschweißenden Bauteile derart angeordnet sind, daß sie sich nicht gegenseitig

in der Bewegung stören, so daß man für diese Werkzeuge und Schweißeinheiten über eine große Freiheit bezüglich ihres Aufbaus,ihrer Anzahl und ihrer funktioneilen Bewegung verfügt, unabhängig von der Art der zu montierenden Teile, der Zahl und Lage der Schweißpunkte und der gewünschten Arbeitsgeschwindigkeit; außerdem soll die Anlage selbst eine wirtschaftliche Lösung der durch die gegenwärtigen Anlagen bedingten Probleme erbringen, indem sie insbesondere*⁴ die totale Anpassung derselben gestattet, so daß sie mit hoher Genauigkeit in allen Fällen einsetzbar ist, die bei der automatischen Teilemontage auftreten können, und indem diese Anlage einer späteren Weiterentwicklung fähig ist, um sie an eine andere Fertigungsart und an die Fertigung neuer Modelle anzupassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Anlage gemäß der Erfindung wird es in der Tat möglich, die für die Fertigung mehrerer verschiedener Modelle von Baugruppen oder Einheiten, deren Gesamtfertigung vorgegeben wird, erforderlichen funktionellen Arbeitsstationen genau nach Art und Anzahl vorzusehen und einzusetzen, ohne eine zukünftige Weiterentwicklung durch Änderungen der Art und der Anzahl dieser Arbeitsstationen in Frage zu stellen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.

Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische vereinfachte Gesamtansicht einer Anaige gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Transporteinheit der Anlage,

Fig. 3 einen Aufriß der Transporteinheit von Fig. 2,

Fig. 4 einen Aufriß einer Aufnahmestation der Anlage von Fig. 1,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Aufnahmestation von Fig. 4,

Fig. 6 einen Aufriß der Schweißstation der Anlage von Fig. 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Anlage gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt; sie dient zum automatischen Zusammenbau von Teilen der Bodengruppen 1 von Kraftfahrzeug-Karosserien durch Schweißung.

Diese verschiedenen Teile 1 werden nacheinander automatisch zu verschiedenen Stationen 2, 3, 4, 5, 6 und 7 mit Hilfe von 2 Transportstäben 8 verfahren, welche sich über die Gesamtheit der Anlage erstrecken und sowohl senkrecht als horizontal in Längsrichtung verschiebbar sind.

Die einzelnen Stationen umfassen:

- eine Aufnahmestation 2 für die Bodengruppe 1 der Karosserie, wobei diese Station 2 zu diesem Zweck mit Aufnahmeeinrichtungen 9 für die Bodengruppe versehen ist,

- eine erste und eine zweite Punktschweiß-Station 4 in Form von Portalrahmen 10 und 11, wobei diese Stationen dazu dienen, die Positionierung der verschiedenen Teile oder Baugruppen der Bodengruppe durch Schweißpunkte sicherzustellen. Diese Punktschweißstationen enthalten verschiedene Schweißroboter 12, die senkrecht auf

Querstreben 12, verschiebbar sind, welche ihrerseits in Längsrichtung auf dem oberen Rahmen 10-, , 11, der Portalrahmen 10, 11 dergestalt verschiebbar sind, daß sie mit Hilfe von programmierbaren Steuereinrichtungen in vorbestimmte Stellungen gebracht werden können, welche den an der Bodengruppe auszuführenden Schweißpunkten entsprechen. Diese Portalrahmen 10 und 11 der Punktschweiß-Stationen enthalten außerdem in ihrem Grundrahmen austauschbare Werkzeuge 13, 13-, und 14, 14, , die horizontal quer zu den beiden Transportstäben 8 bewegbar sind, um die Positionierwerkzeuge 13, 13, oder 14, 14,, die jeweils dem herzustellenden Typ der Bodengruppe entsprechen, unter diese beiden Transportstäbe zu bringen.

Es zeigt sich daher, daß durch diese Anordnung jede gegenseitige Behinderung zwischen den Positionierwerkzeugen und den Schweißrobotern ausgeschaltet wird, wobei diese Teile nach Zahl, Aufbau, Anordnung und Bewegungsablauf verschieden sein können, ohne sich gegenseitig zu behindern, da die Roboter am oberen Teil der Portalrahmen aufgehängt sind, um sich im Raum nach drei kartesischen Koordinaten bewegen können, wogegen die Positionierwerkzeuge für die Karosserieteile, insbesondere für die Bodengruppe, am Grundrahmen horizontal verschiebbar sind, um eine genaue Stellung unter den Schweißrobotern einnehmen zu können.

- Eine Kontrollstation 5, die zu diesem Zweck über Einrichtungen zum Prüfen der sachgemäßen Ausführung der Punktschweißungen sowie der richtigen Abmessungen der Bodengruppe verfügt. Diese Kontrollstation 5 ist ebenso wie die beiden nachfolgenden Endbearbeitungsstationen 6 und 7 mit (nicht gezeigten) Aufnahmeteilen ähnlich den Aufnahmeteilen 9 der Station 2 versehen.

— σ —

- Eine erste und zweite Endbearbeitungsstation 6, 7 mit Schweißrobotern 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 und 22 zur Ausführung von Punktschweißungen, welche die Endmontage der Bodengruppe darstellen, deren verschiedene Einzelteile bereits durch Schweißpunkte in den Stationen 3 und 4 positioniert wurden.

Die Stationen enthalten aufeinander ausgerichtete Tragstrukturen 23, die in gleichen Abständen angeordnet sind und die verschiedenen Einheiten abgrenzen, von denen jede in austauschbarer Weise einen Satz Montagewerkzeuge für die Bodengruppe 1 oder für eine beliebige sonstige Baugruppe, oder auch eine Zufuhreinheit für die zu montierenden Teile aufnehmen kann. Zu diesem Zweck wird jeder Satz von Werkzeugen und/oder Teilezuführungseinheiten abnehmbar an zwei benachbarten und in gleichem Abstand voneinander angeordneten Tragstrukturen 23 befestigt.

Jede dieser Stationen, die eine Einheit zur Aufnahme beliebiger Werkzeuge bilden, enthält eine U-förmige Tragstruktur 23, zwei Teilstücke der Transportstäbe 24 und zwei Teilstücke von Steuerstäben 25, wobei die Teilstücke 24 und 25 jeweils für alle Stationen die gleiche Länge aufweisen und bei 24, und 25, auf der Höhe jeder U-förmigen Tragstruktur 23 aneinandergefügt sind, um die beiden Transportstäbe 8 sowie zwei Steuerstäbe 26 zu bilden, welche geradlinig ebenfalls über die gesamte Länge der Anlage verlaufen.

Die somit durch Aneinanderfügen von Teilstücken gleicher Länge gebildeten Transportstäbe 8 gleiten in Längsrichtung in Rollenführungen 26. Diese Rollenführungen, von denen je eine pro Station und pro Transportstab vorhanden ist, werden von einer Querstrebe 27 getragen, die in Gleitführungen in jedem der beiden Ständer 23, der U-förmigen Tragstrukturen 23 verschiebbar ist.

Die Auf- und Abbewegung der beiden Transportstäbe 8 mittels der Querstreben 27 wird durch Kurbeltriebe erzeugt, die für alle Stationen gleichzeitig durch die beiden Steuerstäbe 26 betätigt werden, welche durch die aneinandergefügten gleich langen Teilstücke 25 gebildet sind.

Jede U-förmige Tragstruktur 23 der verschiedenen Stationen enthält auch zwei Luftzylinder 29, denen in Abhängigkeit von der auf den Querstreben 27 aufliegenden Last ein einstellbarer Luftdruck zugeführt wird.

Die beiden Transportstäbe, die in ihrer Vertikalbewegung durch die Steuerstäbe 25 gesteuert werden, sind mit Ansätzen 30 versehen, welche die zu schweißende Bodengruppe 1 aufnehmen, um sie genau zu positionieren, insbesondere für deren Übernahme durch die Aufnahmeeinrxchtung 9 der Aufnahmestation 2 oder der Endbearbeitungsstationen 6, 7, sowie für ihre Übernahme durch die Werkzeuge 13, 13, oder 14, 14, der Punktschweißstationen 3, 4.

Bei der Auf- und Abbewegung nimmt die Bodengruppe 1 ihre untere Arbeitsstellung 1, ein, wenn die Transportstäbe sich in ihrer unteren Lage 8, befinden (siehe gestrichelte Darstellung in Fig. 3).

Wenn die Transportstäbe 8 sich in ihrer oberen Stellung befinden (siehe Darstellung mit voll ausgezogenem Strich in Fig. 2 und 3), werden diese Stäbe in Längsrichtung mit einer Hin- und Herbewegung durch ein Betätigungsorgan gesteuert, und die Amplitude dieser Bewegung entspricht der Länge einer Station 2, 3, 4 etc., um die Bodengruppe 1 von einer Station zur nächsten Station zu befördern. Wenn die Längsverschiebung durch Gleiten der Transportstäbe 8 in den Rollenführungen 26 erfolgt, werden die Steuerstäbe 26 betätigt, um die Transportstäbe 8 und die Bodengruppe 1 in die untere Stellung zu bringen, wo sie

von der Aufnahmeeinheit 9 und den Werkzeugen 13, 13-, oder 14, 14, übernommen werden, und die verschiedenen Schweißroboter 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 führen die entsprechenden erforderlichen Schweißpunkte aus, entweder beim Heftschweißen der Bodengruppe oder bei der Fertigmontage.

Fig. 4 und 5 stellen die Aufnahmeeinrichtung 9 dar, die in verschiedenen Stationen vorhanden sein kann, je nach den dort auszuführenden Arbeitsgängen, und beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1 sind diese Aufnahmeeinrichtungen z.B. bei den Stationen 2, 5, 6 und 7 vorgesehen.

Diese Aufnahmeeinrichtungen bestehen aus einem Sockel 30, dessen Länge dem konstanten Abstand zwischen zwei Tragstrukturen 23 entspricht. Dieser Sockel ist mit Lagern 30-, versehen, in denen ein Kurbeltrieb (31) drehbar, gelagert ist, welcher über ein Gestänge 32 die Schwenkbewegung der Aufnahmeeinrichtung 9 steuert, welche somit zwei Stellungen 9, oder 9₂ einnehmen kann, um entweder die eine oder die andere der beiden Steuer-Ansatzeinheiten zu betätigen, welche die Positionierung des einen oder des anderen Typs der Karosserie-Bodengruppen in die untere Arbeitsstellung bewirken (in Fig. 4 mit voll ausgezogenem Strich dargestellt).

Die Punktschweißstationen 3 oder 4 sind in Fig. 6 dargestellt.

Die Portalrahmen 10 oder 11 dieser Station sind abnehmbar an zwei aufeinanderfolgenden U-förmigen Tragstrukturen 23 befestigt und enthalten die Schweißroboter 12, welche die Schweißköpfe 12₇ im gesamten Arbeitsbereich betätigen.

Zwischen den Ständern dieser Portalrahmen ist ein Querrahmen 33 quer zu den Transportstäben 8 vorgesehen. Dieser

Querrahmen 33 nimmt auf Schienen 34 die Werkzeuge 13 oder 14 bzw. 13-, oder 14, auf. Diese Werkzeuge können auf den Schienen 34 durch Rollen 35 verschoben werden, um je nach der zu schweißenden Bodengruppe eine Arbeitsstellung innerhalb des Portalrahmens oder eine Wartestellung außerhalb des Portalrahmens einzunehmen.

Diese Werkzeuge enthalten ihrerseits einen Universalsockel 36, auf dem die für die verschiedenen zu montierenden Bodengruppen typischen Werzeuge angeordnet sind.

Die Bewegung dieser Werkzeuge wird durch Motoren 37. , 37„ gesteuert.

Es zeigt sich also, daß die Arbeitsstationen der Anlage gemäß der Erfindung Einheiten bilden, von denen jede außer den für jede Station typischen Werkzeugen zwei Teilstücke 24 der Transportstäbe 8, zwei Teilstücke 25 der Steuerstäbe 26 und eine U-förmige Tragstruktur 23 aufweist, welche mit Einrichtungen zur Verbindung der Steuerstäbe mit den Transportstäben für deren Führung und seitliche Verschiebung versehen ist.

Es handelt sich demnach um eine Anlage mit modularem Aufbau, bei welcher die Werkzeuge jeder Station in beliebiger Reihenfolge kombinierbar sind, um den jeweiligen Fertigungsbedingungen gerecht zu werden. Andererseits ist es für jede Kombination möglich, die auf diese Weise gebildete Einheit rasch auf mindestens zwei Montagevorgänge verschiedener Art anzupassen, z.B. durch Vertauschen der Werkzeuge 13 und 14, 13, und 14, der Punktschweißstationen 3, 4.

Eine derartige Anlage kann also aufgrund ihres modularen Aufbaus für eine Fertigungsart gegebener Teile vorgesehen sein und erforderlichenfalls für jede andere Fertigung durch Hinzufügen oder Wegnehmen der entsprechenden Stationen

und durch Einsetzen der typischen Werkzeuge in jeder dieser Stationen angepaßt werden, wobei die gleichen Grundeinrichtungen der Station beibehalten werden, welche den Transport der Baugruppen von einer Station zur nachfolgenden sicherstellen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Montageanlage zum Zusammenbau von Teilen durch Schweißung oder andere Verfahren, mit Positioniereinrichtungen für die verschiedenen Bauteile, mindestens einer programmierbaren Montageeinrichtung durch Schweißung oder andere Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen Portalrahmen (10, 11) enthält, dessen obere Fläche die programmierbaren Verbindungseinrichtungen zum Schweißen oder einem anderen Verfahren aufnimmt, welche auf mindestens einem beweglichen Querträger (10, , 11,) verfahrbar sind, und daß eine Einrichtung (13, 14) zum Verschieben der Bauteile im unteren Bereich des Portalrahmens und zum Festhalten derselben unter den Schweißeinrichtungen vorgesehen ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Portalrahmen (10, 11), welcher die Schweißeinrichtungen (12) trägt, einen Querrahmen (33) umfaßt, auf dem die Positionierwerkzeuge verschiebbar sind.

Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Fläche des Portalrahmens (10, 11) durch einen Rahmen (10-,, H-.) gebildet ist, auf welchen mindestens ein horizontaler

Postscheckkonto: Karlsruhe 76979-754 Bankkonto: Deutsche Bank AG Villingen (BLZ 69470039} 146332

Querträger (11,, 12,) beweglich montiert ist, der mindestens einen auf diesem Querträger vertikal verfahrbaren programmierbaren Schweißroboter aufnimmt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transferstraße für die Teile oder Baugruppen mehrere in gleichen Abständen voneinander angeordnete und aufeinander ausgerichtete Tragstrukturen (23) enthält, deren Abstand einer Dimension des Portalrahmens (10,11) entspricht, wobei auf dieser Tragstruktur Transportstäbe (8) sowie eine Einrichtung zum Verschieben dieser Transportstäbe zwischen einer oberen Stellung für den Transport der Baugruppen und einer unteren Stellung zum Einsetzen dieser Baugruppen auf mindestens ein Baugruppen-Positionierwerkzeug gleitend gelagert sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Portalrahmen (10, 11) abnehmbar mit zwei aufeinanderfolgenden Tragstrukturen der Transferstraße verbunden ist.