DE4212178A1

DE4212178A1 - Automated assembly unit with at least one manipulation robot - has assembly tool and at least one assembly station with at least one clamping system for workpiece to be completed

Info

Publication number: DE4212178A1
Application number: DE19924212178
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Broetzmann; Hans O Dipl Ing Grandi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1993-10-14

Abstract

The assembly unit is designed as a portable assembly cell, with a square base frame and an upper frame matching this. The base and upper frames are connected at their corners, by vertically standing stanchions. The manipulation robot (13) is arranged with a gripping tool. The assembly cell has at least one tool supply (16) and a material discharge. The assembly unit includes a tool magazine (26-28) and a conveyor belt (21) for faulty workpieces. The operating part has at least one NC controlled spindle for at least one assembly tool. An electronic control unit (45) can be accommodated in the assembly cell. USE/ADVANTAGE - For engine assembly line. Flexibly installed and can be matched to all alterations of prodn. operation without large equipping costs. Can be moved to different parts of prodn. plant without high cost.

Description

Automatisierte Montageeinrichtung mit mindestens einem Manipulationsroboter, einem Montagewerkzeug und mindestens einer Montagestation mit mindestens einer Spannvorrichtung für ein zu komplettierendes Werkstück sowie mit Werkstücktransportmitteln.Automated assembly device with at least one manipulation robot, an assembly tool and at least one assembly station with at least one Clamping device for a workpiece to be completed and with Workpiece transport.

Montageeinrichtungen der o.g. Art sind aus Betrieben mit einer automatisierten Produktion bekannt. Die automatisierten Montageeinrichtungen sind hier z. B. miteinander zu Montagelinien verbunden, wobei jede Montageeinrichtung eine Station innerhalb der jeweiligen Montagelinie bildet, in der ein bestimmter Fertigungsschritt und in der nachfolgenden Station der nächsthöhere Fertigungsschritt bis hin zum fertigen Produkt ausgeführt werden kann.Assembly facilities of the above Art are from automated factories Production known. The automated assembly facilities are here, for. B. connected to each other to form assembly lines, each assembly device being a station forms within the respective assembly line in which a certain manufacturing step and in the next station the next higher manufacturing step up to finished product can be run.

Ein Nachteil der bekannten Montageeinrichtungen besteht darin, daß bei Störungen einer Station die ganze Montagelinie ausfällt. Sind Reparaturen notwendig, muß die Montagelinie längere Zeit komplett abgeschaltet werden.A disadvantage of the known assembly devices is that in the event of malfunctions the entire assembly line fails in one station. If repairs are necessary, the Assembly line can be switched off completely for a long time.

Darüber hinaus besteht ein Nachteil darin, daß die Montageeinrichtungen bei Produktionsänderungen, wie z. B. einer Umstellung auf ein neues Fertigungsprodukt, nur mit großem Umrüstaufwand an die gewünschten Verhältnisse angepaßt werden können.In addition, there is a disadvantage that the mounting devices Production changes, such as B. a switch to a new production product, can only be adapted to the desired conditions with great conversion effort can.

Auch die Verlagerung der Produktion in einen anderen Bereich des Betriebes oder an einen anderen Standort, ist mit großen Montage- und Zeitaufwendungen sowie mit hohen Transportkosten verbunden.Also the relocation of production to another area of the company or to another location, is with great assembly and time expenditure as well high transport costs.

Der Erfindung liegt ausgehend von dieser Situation, die Aufgabe zugrunde, eine automatisierte Montageeinrichtung vorzuschlagen, die flexibel einzusetzen ist und an alle Änderungen des Produktionsbetriebes ohne großen Umrüstaufwand angepaßt werden kann.Based on this situation, the invention is based on the object propose automated assembly facility that is flexible to use and all changes of the production plant adapted without major changeover effort can be.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Montageeinrichtung als eine portable Montagezelle ausgebildet ist, mit einem eckigen Grundrahmen und einem diesem angepaßten, oberen Rahmen, wobei der Grundrahmen und der obere Rahmen mindestens an ihren Ecken durch senkrecht stehende Rungen verbunden sind, wobei innerhalb der Montagezelle mindestens ein Manipulationsroboter mit einem Greifwerkzeug angeordnet ist und die Montagezelle im Arbeitsbereich des Manipulationsroboters mindestens eine von außen bestückbare bzw. entladbare Werkstückzuführung und Werkstückabführung aufweist. Damit sind alle Vorrichtungen für einen automatisierten und z. B. elektronisch gesteuerten Zusammenbau von zu komplettierenden Werkstücken gemeinsam in einer portablen Montagezelle untergebracht. Vorteilhaft können mehrere Montagezellen mit unterschiedlichen Fertigungsstufen zu einer Montagelinie verbunden werden, wobei dann die Werkstückabführung einer niedrigeren Fertigungsstufe zur Werkstückzuführung der nächsthöheren wird. Bei Störungen oder bei einer Reparatur einzelner Montagezellen bzw. Stationen der Montagelinie können diese, für die Zeitdauer der Reparatur, ohne großen Umrüstaufwand entnommen und durch andere Montagezellen ersetzt werden, ohne daß hierbei die Produktion für längere Zeit unterbrochen werden muß.According to the invention this object is achieved in that the mounting device as a portable assembly cell is formed, with a square base frame and an adapted to this, the upper frame, the base frame and the upper Frame connected at least at its corners by vertical stanchions are, with at least one manipulation robot within the assembly cell a gripping tool is arranged and the assembly cell in the working area of the Manipulation robot at least one that can be loaded or unloaded from the outside Has workpiece feed and workpiece removal. That’s all Devices for an automated and z. B. electronically controlled Assembly of workpieces to be completed together in a portable Assembly cell housed. Several assembly cells can be advantageous different production stages are connected to an assembly line, whereby then the workpiece removal to a lower production level Workpiece feed of the next higher. In the event of malfunctions or repairs Individual assembly cells or stations on the assembly line can be used for the Time of repair, removed without much change and by others Assembly cells can be replaced without losing production for a long time must be interrupted.

Soll die Produktionskapazität vergrößert oder verringert werden, dann kann dies, ebenfalls ohne großen Montageaufwand, einfach durch Hinzufügen einer oder mehrerer Montagezellen in die Montagelinie oder durch Wegnehmen einer oder mehrerer Montagezellen erfolgen. Da jede einzelne Montagezelle als kleinste Kapazitätseinheit ausgebildet sein kann, werden häufig mehrere solcher Montagezellen parallel arbeiten. Dies hat den Vorteil, daß bei einem Ausfall einer Montagezelle nur deren Produktionskapazität und nicht eine ganze Montagelinie ausfällt.If the production capacity is to be increased or decreased, this can also without much assembly effort, simply by adding a or several assembly cells in the assembly line or by removing one or several assembly cells. Because every single assembly cell is the smallest Capacity unit can be formed, often several such Work assembly cells in parallel. This has the advantage that in the event of a failure Assembly cell only its production capacity and not an entire assembly line fails.

Auch auf Raumbedarfsänderungen des Betriebes wie auch auf eine Verlagerung der Produktion an einen günstigeren Produktionsstandort kann mit den portablen Montagezellen sehr schnell reagiert werden.Also on changes in space requirements of the company as well as on a relocation of the Production to a cheaper production location can be done with the portable Assembly cells are responded to very quickly.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß die Montagezelle in ihren äußeren Abmessungen einem 20-Fuß-Container entspricht. Hierdurch ist es möglich, die Montagezelle auf einem Containerfahrzeug zu transportieren, wodurch ein Transport erheblich vereinfacht und verbilligt wird. Auch die Lagerung der Montagezellen wird durch die standardisierten Maße, z. B. mit anderen 20-Fuß- Containern, wesentlich erleichtert. According to one embodiment of the invention it is proposed that the assembly cell in its outer dimensions correspond to a 20-foot container. This is it possible to transport the assembly cell on a container vehicle, whereby a transport is considerably simplified and cheaper. The storage of the Assembly cells is characterized by the standardized dimensions, e.g. B. with other 20-foot Containers, much easier.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß die Montagezelle im Arbeitsbereich des Manipulationsroboters und/oder mindestens einer Montageeinheit mindestens einen Werkstücktisch mit mindestens einer Werkstückträgerplatte mit Spannbacken für die Aufnahme der zu komplettierenden Werkstücke aufweist. Hierdurch können zu komplettierende Werkstücke, die eine genaue Positionierung erfordern, wie z. B. ein Motorblock, durch den Manipulationsroboter oder durch ein anderes geeignetes Gerät zunächst von der Werkstückzuführung auf den Werkstücktisch gebracht und dort auf der Werkstückträgerplatte positioniert werden. In einem folgenden Arbeitsschritt können dann durch den Manipulationsroboter weitere Werkstücke, wie z. B. Kolben, in den Motorblock eingesetzt werden.According to a further embodiment of the invention it is proposed that the Assembly cell in the working area of the manipulation robot and / or at least one Assembly unit at least one workpiece table with at least one Workpiece carrier plate with clamping jaws for holding the parts to be completed Has workpieces. This allows workpieces to be completed, the one require precise positioning, such as B. an engine block through which Manipulation robot or by another suitable device first of the Workpiece feed brought to the workpiece table and there on the Workpiece carrier plate are positioned. In a subsequent step you can then by the manipulation robot other workpieces, such as. B. pistons in the Engine block can be used.

Weiterhin ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Werkstückträgerplatte mit Spannbacken in mindestens einer Koordinatenrichtung beweglich angeordnet ist. Hierdurch kann ein auf einer Werkstückträgerplatte befindliches, zu komplettierendes Werkstück in jede gewünschte Position gefahren werden.Furthermore, it is proposed according to an embodiment of the invention that the Workpiece carrier plate with clamping jaws in at least one coordinate direction is arranged movably. This allows one on a workpiece carrier plate the workpiece to be completed is moved to any desired position will.

Ferner ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß oberhalb der Werkstückträgerplatte mindestens eine Montageeinheit mit mindestens einem Montagewerkzeug und einem Betätigungsgestell angeordnet ist. Hierdurch können mehrere Arbeitsschritte, wie z. B. das Zusammenfügen von zu komplettierenden Werkstücken durch den Manipulationsroboter und das Verbinden dieser Werkstücke mit Hilfe des Montagewerkzeugs, z. B. durch Verschrauben, in einer Montagezelle durchgeführt werden.Furthermore, it is proposed according to an embodiment of the invention that above the Workpiece carrier plate at least one assembly unit with at least one Assembly tool and an operating frame is arranged. This can several steps, such as B. the assembly of to be completed Workpieces through the manipulation robot and the connection of these workpieces with the help of the assembly tool, e.g. B. by screwing in an assembly cell be performed.

Darüber hinaus ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß das Betätigungsgestell mindestens eine NC-gesteuerte Achse für mindestens ein Montagewerkzeug aufweist. Hierdurch kann das Montagewerkzeug sehr genau gesteuert werden, wodurch auch Arbeitsschritte, die eine hohe Präzision erfordern, durchgeführt werden können. In addition, it is proposed according to an embodiment of the invention that the Actuating frame at least one NC-controlled axis for at least one Has assembly tool. This allows the assembly tool to be very accurate are controlled, which means that work steps that require high precision can be carried out.

Wiederum nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß die Montagezelle Anschlußbereiche für weitere Werkstückzuführungen und Werkstückabführungen oder dgl. aufweist. Hierdurch können je nach den zu komplettierenden Werkstücken unterschiedliche Werkstückzuführungen und Werkstückabführungen, wie z. B. ein Palettiergerät oder ein Schüttgutförderer, an die Montagezelle angeschlossen und von außen bestückt sowie außerhalb der Montagezelle entladen werden. Natürlich ist auch eine Kombination bzw. ein Anschluß unterschiedlicher Werkstückzuführungen und Werkstückabführungen möglich.According to another embodiment of the invention, it is proposed that the Assembly cell connection areas for further workpiece feeders and Workpiece discharges or the like. This can, depending on the Completing workpieces different workpiece feeders and Workpiece discharges such. B. a palletizer or a bulk material conveyor to the Assembly cell connected and equipped from the outside and outside the Assembly cell be discharged. Of course there is also a combination or a Connection of different workpiece feeders and workpiece discharges possible.

Fernerhin ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß dem Werkstücktisch eine von außerhalb der Montagezelle bestückbare Werkstückzuführung sowie eine außerhalb der Montagezelle entladbare Werkstückabführung zugeordnet sind, wobei die Werkstückzuführung mindestens einen Werkstückstopper aufweist und mindestens einen Werkstückschieber für die Zuführung eines zu komplettierenden Werkstücks auf die Werkstückträgerplatte. Hierdurch ist die Zuführung des zu komplettierenden Werkstücks direkt auf den Werkstücktisch bzw. auf die Werkstückträgerplatte möglich. Dem Manipulationsroboter können über zusätzliche Werkstückzuführungen, wie z. B. über einen Schüttgutförderer oder über ein Palettiergerät, weitere Werkstücke für die nächste Fertigungsstufe bereitgestellt werden, die dann von dem Manipulationsroboter in das auf der Werkstückträgerplatte befindliche, zu komplettierende Werkstück eingesetzt oder auf diesem angebracht werden.Furthermore, it is proposed according to an embodiment of the invention that the Workpiece table can be fitted from outside the assembly cell Workpiece feed and one that can be unloaded outside the assembly cell Workpiece removal are assigned, the workpiece feeder being at least has a workpiece stopper and at least one workpiece pusher for the Feeding a workpiece to be completed onto the workpiece carrier plate. As a result, the workpiece to be completed is fed directly onto the Work table or on the workpiece carrier plate possible. The Manipulation robots can via additional workpiece feeders, such as. B. about a bulk material conveyor or a palletizer, further workpieces for the next stage of production will be provided by the Manipulation robot into the one located on the workpiece carrier plate Completing workpiece are used or attached to this.

Ergänzend ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Montagezelle im Arbeitsbereich des Manipulationsroboters ein Werkzeugmagazin aufweist. Hierdurch kann ein Werkszeugwechsel innerhalb der Montagezelle durch den Manipulationsroboter selbst vorgenommen werden. Dadurch kann die Montagezelle sehr schnell an neue Produktionsvorgaben, wie z. B. die Umstellung auf ein anderes Fertigungsprodukt, angepaßt werden. Vorteilhaft können so aber auch aufeinanderfolgende Fertigungsschritte, bis hin zum fertigen Produkt mit nur einer Montagezelle durchgeführt werden. In addition, it is proposed according to an embodiment of the invention that the Assembly cell in the working area of the manipulation robot a tool magazine having. This allows a tool change within the assembly cell the manipulation robot itself. This allows the Assembly cell very quickly to new production specifications, such as. B. the switch to another manufactured product. But can also be advantageous successive manufacturing steps, up to the finished product with just one Assembly cell are carried out.

Schließlich ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung noch vorgeschlagen, daß die Rungen der Montagezelle je an einem oberen Ende eine Aufnahme für Rungen gleicher Bauart aufweisen. Hierdurch ist es möglich, die Montagezellen platzsparend übereinanderzustapeln, so daß eine Produktion auch auf mehreren Ebenen erfolgen kann.Finally, it is proposed according to an embodiment of the invention that the Stanchions of the assembly cell each have a holder for stanchions at an upper end have the same design. This makes it possible to save space on the assembly cells stacked one on top of the other so that production also takes place on several levels can.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

Die Fig. 1 bis 4 je eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Montagezelle,The Figs. 1 to 4 each show a plan view of a schematically illustrated assembly cell,

die Fig. 5 eine Seitenansicht einer schematisch dargestellten Montagezelle. FIG. 5 is a side view of an assembly cell shown schematically.

Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine portable Montagezelle 1. Der obere Rahmen 3 ist mit dem in der Fig. 5 in der Seitenansicht dargestellten Grundrahmen 2 mindestens an den Ecken 4, 5, 6, 7 über ebenfalls in Fig. 5 dargestellte, senkrecht stehende Rungen 8, 11 verbunden. Die Rungen 8-11 weisen an ihren oberen Enden je eine Aufnahme 35, 36, 37, 38 für Rungen gleicher Bauart auf. Auf der vom Grundrahmen 2 getragenen Basisplatte 12 ist ein Manipulationsroboter 13 mit einem Greifwerkzeug 14 angeordnet. Die Basisplatte 12 kann an der Stelle, an der der Manipulationsroboter 13 angeordnet ist, durch eine Trägerplatte 24 verstärkt sein. An dem Anschlußbereich 32′ ist ein von außerhalb der Montagezelle 1 bestückbares und entladbares Palettiergerät 15, das in den Arbeitsbereich des Manipulationsroboters 13 hineinreicht angeordnet, auf dem sich, symbolisch dargestellt, die zu komplettierenden Werkstücke 19, 20 befinden. Die Montagezelle 1 weist ferner weitere Anschlußbereiche 31, 32 auf, deren Anordnung noch einmal in der Fig. 5 dargestellt ist. Fig. 1 is a schematic representation showing a plan view of a portable assembly cell 1. The upper frame 3 is connected to the base frame 2 shown in the side view in FIG. 5 at least at the corners 4 , 5 , 6 , 7 via vertical stanchions 8 , 11 also shown in FIG. 5. The conclusions 8-11 have, at their upper ends each have a receptacle 35, 36, 37, 38 for the same type on stanchions. A manipulation robot 13 with a gripping tool 14 is arranged on the base plate 12 carried by the base frame 2 . The base plate 12 can be reinforced by a carrier plate 24 at the point at which the manipulation robot 13 is arranged. At the connection area 32 'is a loadable and unloadable from outside the assembly cell 1 palletizing device 15 , which extends into the working area of the manipulation robot 13 , on which, symbolically represented, the workpieces 19 , 20 to be completed are located. The assembly cell 1 also has further connection areas 31 , 32 , the arrangement of which is shown again in FIG. 5.

Bereits in dieser Ausführung der Montagezelle 1 sind alle Vorrichtungen für den automatisierten und z. B. elektronisch gesteuerten Zusammenbau von zu komplettierenden Werkstücken 19, 20 untergebracht. Es können über das Palettiergerät 15 die zu komplettierenden Werkstücke 19, 20 in den Arbeitsbereich des Manipulationsroboters 13 gebracht und direkt auf dem Palettiergerät von der Greifeinrichtung 14 des Manipulationsroboters 13 gefaßt und ineinandergeführt werden. Es können auch mehrere Montagezellen 1 über die Anschlußbereiche 31, 32, 31′, 32′ zu einer Montagelinie verbunden werden, wobei dann die Werkstückabführung einer niedrigeren Fertigungsstufe zur Werkstückzuführung der nächsthöheren wird. Dadurch daß die Montagezellen 1 in ihren Außenabmessungen genormt sind und die in Fig. 5 dagestellten Rungen 8-11 an ihrem oberen Ende je eine Aufnahme 35, 36, 37, 38 für Rungen gleicher Bauart aufweisen, können die Montagezellen 1 sehr platzsparend aufgestellt und auch übereinandergestapelt in Betrieb genommen werden. Bei Störungen oder bei einer Reparatur einzelner Montagezellen 1 können diese, für die Zeitdauer der Reparatur, ohne großen Umrüstaufwand oder Montageaufwand entnommen und durch andere Montagezellen ersetzt werden, ohne daß hierbei die Produktion für längere Zeit unterbrochen werden muß. Soll die Produktionskapazität vergrößert oder verringert werden, dann kann dies, ebenfalls ohne großen Montageaufwand, einfach durch Hinzufügen einer oder mehrerer Montagezellen 1 oder durch Wegnehmen einer oder mehrere Montagezellen 1 erfolgen. Dadurch, daß die Montagezellen 1 in ihren Abmessungen einem 20-Fuß- Container entsprechen, ist der Transport der Montagezelle 1 sehr schnell und kostengünstig mit genormten Einrichtungen durchzuführen.Already in this version of the assembly cell 1 , all devices for the automated and z. B. housed electronically controlled assembly of workpieces 19 , 20 to be completed. It can be brought via the latter and completes palletizer 15 to workpieces 19, 20 into the work area of said manipulation robot 13 and taken directly to the palletizer by the gripping device 14 of the manipulating robot 13 and each other out. A plurality of assembly cells 1 can also be connected to an assembly line via the connection areas 31 , 32 , 31 ', 32 ', in which case the workpiece removal of a lower manufacturing stage for feeding the next higher one becomes. Characterized in that the assembly cells are standardized in its external dimensions 1 and 8, the dagestellten in Figure 5 stanchions -. 11 have at their upper end a respective receiving 35, 36, 37, 38 the same for stanchions type, the assembly cells 1 can be placed very space-saving and also stacked on top of each other. In the event of malfunctions or in the event of a repair of individual assembly cells 1 , these can be removed for the duration of the repair, without major conversion or assembly work, and replaced by other assembly cells without the production having to be interrupted for a long time. If the production capacity is to be increased or decreased, this can be done simply by adding one or more assembly cells 1 or by removing one or more assembly cells 1 , likewise without great assembly effort. Because the assembly cells 1 correspond in their dimensions to a 20-foot container, the assembly cell 1 can be transported very quickly and inexpensively using standardized devices.

Die Fig. 2 zeigt ebenfalls eine schematische Darstellung der Montagezelle 1 in der Draufsicht. Neben dem Palettiergerät 15 ist im Arbeitsbereich des Manipulationsroboters 13 ein Werkstücktisch 18 mit einer feststehenden Werkstückträgerplatte 22 mit den Spannbacken 41 angeordnet. Diese Ausführung der Montagezelle 1 erlaubt eine genaue Positionierung der zu komplettierenden Werkstücke 19, 20. Hierbei wird durch den Manipulationsroboter 13 ein zu komplettierendes Werkstück 19 zunächst von einer Werkstückzuführung, wie dem Palettiergerät 15, aufgenommen, auf den Werkstücktisch 18 gebracht und auf der Werkstückträgerplatte 22 zwischen den Spannbacken 41 positioniert und eingespannt. Ein weiteres Werkstück 20, das zur Komplettierung des ersten Werkstückes 19 dient, kann dann durch den Manipulationsroboter 13 von dem Palettiergerät 15 aufgenommen und exakt in das auf der Werkstückträgerplatte 22 positionierte zu komplettierende Werkstück 19 eingesetzt werden. Nachdem das Werkstück 19 durch das Werkstück 20 komplettiert wurde, wird es von dem Manipulationsroboter 13 von der Werkstückträgerplatte 22 aufgenommen und auf dem Palettiergerät 15 abgesetzt das auch hier die Aufgabe der Werkstückzuführung und der Werkstückabführung übernimmt. Natürlich können in ein auf der Werkstückträgerplatte 22 positioniertes zu komplettierendes Werkstück nicht nur ein, sondern auch mehrere Werkstücke, die gleichzeitig auf einer Werkstückzuführung wie dem Palettiergerät 15 zugeführt werden und sich in ihrer Bauform unterscheiden können, eingesetzt werden.The Fig. 2 also shows a schematic representation of the assembly cell 1 in top view. In addition to the palletizing device 15 , a workpiece table 18 with a fixed workpiece carrier plate 22 with the clamping jaws 41 is arranged in the working area of the manipulation robot 13 . This design of the assembly cell 1 permits precise positioning of the workpieces 19 , 20 to be completed. Here, the manipulation robot 13 first picks up a workpiece 19 to be completed by a workpiece feed, such as the palletizing device 15 , brings it to the workpiece table 18 and positions and clamps it on the workpiece carrier plate 22 between the clamping jaws 41 . Another workpiece 20 , which serves to complete the first workpiece 19 , can then be picked up by the manipulation robot 13 from the palletizing device 15 and inserted exactly into the workpiece 19 to be completed, which is positioned on the workpiece carrier plate 22 . After the workpiece 19 has been completed by the workpiece 20 , the manipulation robot 13 picks it up from the workpiece carrier plate 22 and places it on the palletizing device 15, which also takes over the task of workpiece feeding and workpiece removal. Of course, not only one but also several workpieces, which are fed simultaneously on a workpiece feeder such as the palletizing device 15 and can differ in their design, can be used in a workpiece to be completed positioned on the workpiece carrier plate 22 .

Abweichend von der Fig. 2 zeigt Fig. 3 die Montagezelle 1 mit einem im Arbeitsbereich des Manipulationsroboters 13 angeordneten Werkstücktisch 18 mit einer in alle Koordinatenrichtungen beweglichen Werkstückträgerplatte 29. Hierdurch kann ein auf der Werkstückträgerplatte 29 befindliches und durch die Spannbacken 41 eingespanntes, zu komplettierende Werkstück in jede gewünschte Position gefahren werden. Wenn wie in Fig. 5 gezeigt oberhalb des Werkstücktisches 18 ein Montagewerkzeug 30 an einem Betätigungsgestell 23 angeordnet ist und unterschiedliche Montagepositionen an einem zu komplettierenden Werkstück durch das Montagewerkzeug erreicht werden sollen, dann können diese über die in alle Koordinatenrichtungen bewegliche Werkstückträgerplatte 29 angefahren werden.Deviating from FIG. 2, FIG. 3, the assembly cell 1 with a arranged in the working range of the manipulating robot 13 work table 18 having a movable in all coordinate directions workpiece carrier plate 29. As a result, a workpiece to be completed and located on the workpiece carrier plate 29 and clamped by the clamping jaws 41 can be moved into any desired position. If, as shown in FIG. 5, an assembly tool 30 is arranged on an actuating frame 23 above the workpiece table 18 and different assembly positions on a workpiece to be completed are to be achieved by the assembly tool, then these can be approached via the workpiece carrier plate 29 movable in all coordinate directions.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere schematische Darstellung der Montagezelle 1 in der Draufsicht. An den Anschlußbereichen 31, 32, 32′ sind eine dem Werkstücktisch 18 zugeordnete Werkstückzuführung 16 und Werkstückabführung 17 sowie im Arbeitsbereich des Manipulationsroboters 13 ein Schüttgutförderer 25 und ein Palettiergerät 15 angeschlossen. An der Werkstückzuführung 16 sind im Bereich des Werkstücktisches 18 Werkstückstopper 33 und ein Werkstückschieber 34 angeordnet, um ein Werkstück auf die Werkstückträgerplatte 29 zu transportieren. Die Werkstückträgerplatte 29 kann in alle Koordinatenrichtungen bewegt werden. Die Werkstückzuführung 16, die Werkstückabführung 17, der Schüttgutförderer 25 und das Palettiergerät 15 können von außerhalb der Montagezelle 1 bestückt bzw. entladen werden. Im Arbeitsbereich des Manipulationsroboters 13 sind außerdem Werkzeugmagazine 26, 27, 28 und ein Bandförderer 21 angeordnet. Durch die schematische Darstellung der Fig. 4 werden noch einmal deutlich die Kombinationsmöglichkeiten und die Flexibilität der Montagezelle 1 erkennbar. Durch die Werkstückzuführung 16 wird zunächst ein zu komplettierendes Werkstück von außerhalb der Montagezelle 1 bis zu innen in gewünschter Position stehenden Werkstückstopper geführt und hier durch die Werkstückstopper 33 gestoppt. Die gestoppten Werkstücke werden dann durch den Werkstückschieber 34 auf die hierzu benachbart positionierte Werkstückträgerplatte 29 geschoben und durch die Spannbacken 41 eingeklemmt. Danach wird die Werkstückträgerplatte 29 aus der Übernahmeposition wieder in die Montageposition gefahren. Der Manipulationsroboter 13 kann nun von dem Palettiergerät 15 oder dem Schüttgutförderer 25 weitere Werkstücke aufnehmen, und das auf der Werkstückträgerplatte befindliche Werkstück damit komplettieren. Dabei können Werkstücke, die von dem Manipulationsroboter 13 nicht in das auf der Werkstückträgerplatte befindliche Werkstück eingesetzt oder montiert werden können, also z. B. mangelhafte Werkstücke, vom Manipulationsroboter 13 auf dem Bandförderer 21 abgelegt und damit in einen in Fig. 4 nicht dargestellten Sammelbehälter oder aus der Montagezelle heraustransportiert werden. Nachdem das auf der Werkstückträgerplatte 29 befindliche Werkstück komplettiert wurde, wird es vom Werkstückschieber 34 über den Werkstücktisch 18 auf die Werkstückabführung 17 geschoben und aus der Montagezelle 1 transportiert. Entweder kann das Werkstück hier der Werkstückabführung 17 entnommen oder aber durch die Werkstückabführung 17 einer nachfolgenden Montagezelle 1 zur weiteren Komplettierung zugeführt werden. FIG. 4 shows a further schematic illustration of the assembly cell 1 in a top view. At the connection areas 31 , 32 , 32 ', a workpiece feed 16 and workpiece discharge 17 assigned to the workpiece table 18 and in the working area of the manipulation robot 13, a bulk material conveyor 25 and a palletizing device 15 are connected. Workpiece stoppers 33 and a workpiece pusher 34 are arranged on the workpiece feed 16 in the region of the workpiece table 18 in order to transport a workpiece onto the workpiece carrier plate 29 . The workpiece carrier plate 29 can be moved in all coordinate directions. The workpiece feed 16 , the workpiece removal 17 , the bulk material conveyor 25 and the palletizing device 15 can be loaded or unloaded from outside the assembly cell 1 . Tool magazines 26 , 27 , 28 and a belt conveyor 21 are also arranged in the working area of the manipulation robot 13 . The schematic representation of FIG. 4 clearly shows the possible combinations and the flexibility of the assembly cell 1 . A workpiece to be completed is first guided through the workpiece feeder 16 from outside the assembly cell 1 to the inside in the desired position and stopped here by the workpiece stop 33 . The stopped workpieces are then pushed by the workpiece pusher 34 onto the workpiece carrier plate 29 positioned adjacent thereto and clamped by the clamping jaws 41 . The workpiece carrier plate 29 is then moved from the takeover position back into the assembly position. The manipulation robot 13 can now pick up further workpieces from the palletizing device 15 or the bulk material conveyor 25 , and thus complete the workpiece located on the workpiece carrier plate. Workpieces that can not be inserted or mounted by the manipulation robot 13 in the workpiece located on the workpiece carrier plate, that is, for. B. defective workpieces, stored by the manipulation robot 13 on the belt conveyor 21 and thus transported into a collecting container, not shown in FIG. 4, or out of the assembly cell. After the workpiece located on the workpiece carrier plate 29 has been completed, it is pushed by the workpiece pusher 34 over the workpiece table 18 onto the workpiece removal 17 and transported out of the assembly cell 1 . Either the workpiece can be removed from the workpiece removal 17 here or it can be fed through the workpiece removal 17 to a subsequent assembly cell 1 for further completion.

Anstelle der Werkstückzuführung 16 und der Werkstückabführung 17 kann auch ein in der Fig. 4 nicht dargestellter Drehtisch mit mehreren radial angeordneten, in mindestens einer Koordinatenrichtung verschiebbaren Werkstückträgerplatten mit seiner Drehachse so angeordnet sein, daß sich mindestens eine Werkstückträgerplatte des Drehtischs im Arbeitsbereich des Manipulationsroboters 13 befindet und gleichzeitig mindestens eine Werkstückträgerplatte außerhalb der Montagezelle 1. Bei einer Drehung des Drehtisches werden dadurch gleichzeitig zu komplettierende Werkstücke der Montagezelle 1 zugeführt und nach der Komplettierung aus der Montagezelle herausgeführt.Instead of the workpiece feed 16 and the workpiece removal 17 , a rotary table (not shown in FIG. 4) with a plurality of workpiece carrier plates arranged radially and displaceable in at least one coordinate direction can also be arranged with its axis of rotation such that at least one workpiece carrier plate of the rotary table is located in the working area of the manipulation robot 13 and at the same time at least one workpiece carrier plate outside the assembly cell 1 . When the turntable rotates, workpieces to be completed are simultaneously fed to assembly cell 1 and, after completion, are led out of the assembly cell.

In den Werkzeugmagazinen 26, 27, 28 können unterschiedliche Montagewerkzeuge oder auch Greifwerkzeuge, die der Manipulationsroboter selbstständig wechseln kann, bereitgestellt werden. Ist wie zu Fig. 3 beschrieben und in Fig. 5 dargestellt, oberhalb der Werkstückträgerplatte 22, 29 ein Montagewerkzeug 30 an einem Betätigungsgestell 23 angeordnet, dann kann ein Wechsel der Montagewerkzeuge, z. B. Pressen oder Schrauber, durch den Manipulationsroboter 13 vorgenommen werden. Die Montagezelle kann sich dadurch selbst an neue Produktionsvorgaben, wie z. B. die Umstellung auf ein anderes Fertigungsprodukt, anpassen. Auch aufeinanderfolgende Fertigungsschritte, bis hin zum fertigen Produkt können so mit nur einer Montagezelle 1 durchgeführt werden.Different assembly tools or gripping tools, which the manipulation robot can change independently, can be provided in the tool magazines 26 , 27 , 28 . If, as described for FIG. 3 and shown in FIG. 5, an assembly tool 30 is arranged on an actuating frame 23 above the workpiece carrier plate 22 , 29 , then a change of the assembly tools, e.g. B. presses or screwdrivers can be made by the manipulation robot 13 . The assembly cell can thus adapt itself to new production specifications, such as B. adapt to a different production product. Successive production steps up to the finished product can also be carried out with only one assembly cell 1 .

Natürlich sind auch andere Ausführungen der Montagezelle 1 wie die in der Fig. 4 dargestellten möglich. Es können z. B. auch mehrere Manipulationsroboter 13 in einer Montagezelle 1 angeordnet sein. Auch die komplette elektronische Steuereinrichtung 45 kann bereits in der Montagezelle untergebracht sein oder aber in einem weiteren Container, der ebenfalls den Abmessungen der Montagezelle 1 entspricht.Of course, other designs of the assembly cell 1 such as that shown in FIG. 4 are also possible. It can e.g. B. also several manipulation robots 13 can be arranged in an assembly cell 1 . The complete electronic control device 45 can also be accommodated in the assembly cell or in another container, which also corresponds to the dimensions of the assembly cell 1 .

Darüber hinaus können natürlich alle genannten Ausführungen der Montagezelle 1 zu Montagelinien miteinander verbunden werden, wobei auch eine automatisierte Produktion mit übereinandergestapelten Montagezellen 1, wie in der Fig. 1 beschrieben, möglich ist.In addition, of course, all of the above-mentioned versions of the assembly cell 1 can be connected to form assembly lines, wherein automated production with assembly cells 1 stacked one on top of the other, as described in FIG. 1, is also possible.

Die Fig. 5 zeigt die eine schematisch dargestellte Seitenansicht der Montagezelle 1. Der Grundrahmen 2 und der obere Rahmen 3 können durch weitere Rungen 9′, 10′ miteinander verbunden sein. Oberhalb des in der Fig. 4 dagestellten Werkstücktisches 18 bzw. oberhalb der Werkstückträgerplatte 29 ist am oberen Rahmen 3 an Querstreben 42, 43 ein Montagewerkzeug 30 an einem Betätigungsgestell 23 angeordnet. Durch den Anschlußbereich 31 führt eine Werkstückzuführung 16 bzw. Werkstückabführung 17 in die Montagezelle 1 hinein bzw. aus dieser heraus. Die Montagezelle 1 kann bis auf die Anschlußbereiche 31, 32 und die in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Anschlußbereichen 31′, 32′ mit einem Schutzgitter 39 umgeben sein. FIG. 5 shows a side view of the assembly cell 1 shown schematically. The base frame 2 and the upper frame 3 can be connected by further stanchions 9 ', 10 '. An assembly tool 30 is arranged on an actuating frame 23 on the upper frame 3 on cross struts 42 , 43 above the workpiece table 18 shown in FIG. 4 or above the workpiece carrier plate 29 . A workpiece feed 16 or workpiece removal 17 leads into or out of the assembly cell 1 through the connection region 31 . The assembly cell 1 can be surrounded with a protective grille 39 except for the connection areas 31 , 32 and the connection areas 31 ', 32 ' shown in FIGS. 1 to 3.

Durch die weiteren Rungen 9′, 10′ wird die Stabilität der Montagezelle 1 verbessert. Um ein sicheres Übereinanderstapeln der Montagezelle zu ermöglichen, sind die oberen Enden auch dieser Rungen 9, 10, wie in Fig. 1 dagestellt, je mit einer Aufnahme für Rungen gleicher Bauart versehen.The stability of the assembly cell 1 is improved by the further stanchions 9 ', 10 '. In order to enable the assembly cell to be stacked securely one above the other, the upper ends of these stanchions 9 , 10 , as shown in FIG. 1, are each provided with a receptacle for stanchions of the same type.

Die Funktion des Montagewerkzeugs 30 ist bereits zu den Fig. 2 und 3 beschrieben worden. Darüber hinaus können natürlich an dem Betätigungsgestell auch mehrere Montagewerkzeuge angeordnet sein. Hierdurch können mehrere Montageschritte an einem zu komplettierenden Werkstück auch gleichzeitig vorgenommen werden, ohne das ein Montagewerkzeug gewechselt werden muß. Werden hohe Anforderungen an die Steuerbarkeit des Montagewerkzeugs 30 gestellt, dann kann dieses auch über eine NC-gesteuerte Achse 44 angetrieben werden.The function of the assembly tool 30 has already been described with reference to FIGS. 2 and 3. In addition, of course, several assembly tools can also be arranged on the actuating frame. As a result, several assembly steps can also be carried out simultaneously on a workpiece to be completed, without having to change an assembly tool. If high demands are placed on the controllability of the assembly tool 30 , then this can also be driven via an NC-controlled axis 44 .

Aus Sicherheitsgründen kann die Montagezelle 1 bis auf die Anschlußbereiche 31, 32 und den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Anschlußbereichen 31′, 32′ an ihren Seiten, z. B. durch ein Schutzgitter 39 geschlossen sein. Natürlich können auch weitere schließbare Öffnungen, z. B. für ein Betreten der Montagezelle 1, vorgesehen sein.For safety reasons, the assembly cell 1 except for the connection areas 31 , 32 and the connection areas 31 ', 32 ' shown in FIGS. 1 to 3 'on their sides, for. B. be closed by a protective grille 39 . Of course, other closable openings, e.g. B. for entering the assembly cell 1 , may be provided.

Mit der Erfindung ist somit eine auch elektronisch steuerbare, portable Montagezelle vorgeschlagen, die flexibel einzusetzen ist und an alle Änderungen des Produktionsbetriebes ohne großen Umrüstaufwand angepaßt werden kann. Darüber hinaus kann mit der bekanntgewordenen Montagezelle, durch die Normung ihrer Außenmaße, platzsparend auch übereinandergestapelt voll automatisiert produziert und einfach transportiert werden.With the invention is thus an electronically controllable, portable assembly cell proposed, which is flexible to use and to all changes of the Production company can be adapted without much change. In addition, with the assembly cell that has become known, through standardization its external dimensions, also fully automated to save space, stacked on top of each other produced and easily transported.

Liste der verwendeten BezugszeichenList of the reference symbols used

1 Montagezelle
2 Grundrahmen
3 oberer Rahmen
4-7 Ecken
8-11 Rungen
9′, 10′ Rungen
12 Basisplatte
13 Manipulationsroboter
14 Greifwerkzeug
15 Palettiergerät
16 Werkstückzuführung
17 Werkstückabführung
18 Werkstücktisch
19, 20 Werkstücke
21 Bandförderer
22 Werkstückträgerplatte
23 Betätigungsgestell
24 Trägerplatte
25 Schüttgutförderer
26-28 Werkzeugmagazin
29 Werkstückträgerplatte
30 Montagewerkzeug
31, 31′; 32, 32′ Anschlußbereiche
33 Werkstückstopper
34 Werkstückschieber
35-38 Aufnahme
39 Schutzgitter
40 fertiges Produkt
41 Spannbacken
42, 43 Querstreben
44 NC-gesteuerte Achse
45 elektronische Steuereinrichtung 1 assembly cell
2 base frames
3 upper frame
4-7 corners
8-11 stanchions
9 ′, 10 ′ stanchions
12 base plate
13 manipulation robots
14 gripping tool
15 palletizer
16 workpiece feed
17 workpiece removal
18 workpiece table
19, 20 workpieces
21 belt conveyors
22 workpiece carrier plate
23 operating frame
24 carrier plate
25 bulk material conveyors
26-28 tool magazine
29 workpiece carrier plate
30 assembly tool
31, 31 ′; 32, 32 'connection areas
33 workpiece stoppers
34 workpiece pusher
35-38 shot
39 protective grille
40 finished product
41 jaws
42, 43 cross struts
44 NC controlled axis
45 electronic control device

Claims

1.Automated assembly device with at least one manipulation robot, an assembly tool and at least one assembly station with at least one clamping device for a workpiece to be completed and with workpiece transport means, characterized in that the assembly device is designed as a portable assembly cell ( 1 ) with an angular base frame ( 2 ) and an upper frame ( 3 ) adapted to this, the base frame ( 2 ) and the upper frame ( 3 ) being connected at least at their corners ( 4 , 5 , 6 , 7 ) by vertical stanchions ( 8 , 11 ), wherein at least one manipulation robot ( 13 ) with a gripping tool ( 14 ) is arranged within the assembly cell ( 1 ) and the assembly cell ( 1 ) in the working area of the manipulation robot ( 13 ) has at least one workpiece feed ( 16 ) and workpiece removal ( 17 ) that can be loaded or unloaded from the outside ) having.

2. Mounting device according to claim 1, characterized in that the mounting cell ( 1 ) corresponds in its outer dimensions to a 20-foot container.

3. Assembly device according to claims 1 and 2, characterized in that the assembly cell ( 1 ) in the working area of the manipulation robot ( 13 ) and / or at least one assembly unit ( 24 , 44 , 30 ) at least one workpiece table ( 18 ) with at least one workpiece carrier plate ( 22 , 29 ) with clamping jaws ( 41 ) for receiving the workpieces ( 19 , 20 ) to be completed.

4. Mounting device according to claim 3, characterized in that the workpiece carrier plate ( 29 ) with clamping jaws ( 41 ) is arranged to be movable in at least one coordinate direction.

5. Mounting device according to one of claims 1 to 4, characterized in that above the workpiece carrier plate ( 22 ; 29 ) at least one assembly unit with at least one assembly tool ( 30 ) and an actuating frame ( 23 ) is arranged.

6. Mounting device according to claim 5, characterized in that the actuating frame ( 23 ) has at least one NC-controlled axis for at least one assembly tool ( 30 ).

7. Assembly device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the assembly cell ( 1 ) has connection areas ( 31 , 31 ', 32 , 32 ') for further workpiece feeders ( 16 ) and workpiece discharges ( 17 ) or the like.

8. Assembly device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the workpiece table ( 18 ) from the outside of the assembly cell ( 1 ) can be equipped with a workpiece feeder ( 16 ) and a workpiece assembly ( 17 ) that can be unloaded outside the assembly cell, the workpiece feeder ( 16 ) has at least one workpiece stopper ( 33 ) and at least one workpiece pusher ( 34 ) for feeding a workpiece ( 19 , 20 ) to be completed onto the workpiece carrier plate ( 22 ; 29 ).

9. Assembly device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the assembly cell ( 1 ) in the working area of the manipulation robot ( 13 ) has a tool magazine ( 26 , 27 , 28 ).

10. Mounting device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the stanchions ( 8 , 11 ) of the assembly cell ( 1 ) each have at an upper end receptacles ( 35 , 36 , 37 , 38 ) for stanchions of the same type, for safe Arrangement of several assembly cells one above the other.