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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtungen
zur Verwendung in Fahrzeugkarosserie-Montagestraßen von Kraftfahrzeugen und
insbesondere eine Allzweck-Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung
und ein Verfahren, das speziell zum Positionieren und Abstützen einer
Mehrzahl von Blechen, die eine Fahrzeugkarosserie bildet, geeignet
ist.
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Beim
Stand der Technik ist es eine übliche Praxis
gewesen, eine Allzweck-Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung mit
Lokalisierungseinheiten zum Positionieren eines Werkstücks an einer
voreingestellten Position gemäß eines
Fahrzeugkarosserie-Montageablaufes zu verwenden, wie es zum Beispiel
in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2745841 offenbart wird.
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Bei
dieser Anordnung wird ein Übertragungswagen
mit einer Mehrzahl von Lokalisierern befestigt, wobei jeder von
ihnen einen Betriebsfreiheitsgrad mit drei rechtwinkligen Achsen
in X-, Y- und Z-Richtung aufweist. Wie in 1 dargestellt,
wird jeder der Lokalisierer mit der Lokalisierungseinheit 101,
die einen Lokalisierungsstift 102 und einen Einspannarm 103 aufweist,
mit mehreren Lokalisierungseinheiten zum Positionieren und Einspannen eines
vorgegebenen Bleches an der voreingestellten Position für eine nachfolgende Übertragung
zur nächsten
Arbeitsstufe verwendet.
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Wie
in 1 dargestellt, ist ferner der Lokalisierungsstift 102 von
jeder Lokalisierungseinheit 101 mit einer Auflageerfassungsvorrichtung 105,
wie zum Beispiel einem Näherungsschalter,
verbunden, die am Außenbereich,
angrenzend an den Lokalisierungsstift 102, über eine
Halterung 106 zum Erfassen befestigt ist, ob der Lokalisierungsstift 102 genau durch
eine Aufnahmebohrung 104 des Blechs W11 eingesetzt ist
und ob das Blech W11 auf dem Lokalisierungsstift 102 aufliegt.
Somit erfasst die Auflageerfassungsvorrichtung 105 die
Präsenz
des aufliegenden oder nicht aufliegenden Zustands des Blechs W11.
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Ebenso
ist das Blech W11 mit einem getriebenen Bereich 108, der
auf einer Werkstück-Auflagefläche 107 des
Lokalisierungsstiftes 102 aufliegt, in einem konzentrischen
Verhältnis
zur Aufnahmebohrung 104 ausgebildet. Mit dieser Konfiguration
wird, wenn der getriebene Bereich 108 korrekt auf der Werkstück-Auflagefläche 107 aufliegt,
das Blech mit dem Einspannarm 103, der innen im Lokalisierungsstift 102 angeordnet
ist, eingespannt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Bei
der Anordnung des oben beschriebenen Stands der Technik weist der
Lokalisiererkörper
einen Betriebsfreiheitsgrad bei den rechtwinkligen drei Achsen auf,
der eine dreidimensionale Position des zu verändernden Lokalisierungsstiftes 102 ermöglicht,
um den Positionierablauf des Blechs eines anderen Fahrzeugmodells
zuzulassen. Weil jedoch die Befestigungsposition der Auflageerfassungsvorrichtung 105,
die benachbart zum Lokalisierungsstift 102 zu befestigen
ist, an einem Ort abhängig
von der Form des Blechs festgelegt ist, muss die Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung,
wann immer die Bleche von einem anderen Automodell zu montieren sind,
mit einer nachteiliger Wirkung bei der Allzweckeigenschaft der Montagevorrichtung
verändert
werden.
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Insbesondere
in einem Fall, bei dem das zu positionierende und mit dem Lokalisierungsstift 102 abzustützende Blech
in ein Blech W12 mit einer Form, die durch eine Hilfslinie in 1 dargestellt
ist, verändert
wird, bewirkt die Präsenz
der Auflageerfassungsvorrichtung 105 und der Halterung 106,
die an einem bemerkenswerten hervorragenden Bereich an der Außenseite
des Lokalisierungsstiftes 102 verbleiben, dass die Auflageerfassungsvorrichtung 105,
die weiterhin an ihrem Ursprungsort verbleibt, Auswirkungen auf
das Blech W12 hat. Das führt
bei der Befestigungsposition der Auflageerfassungsvorrichtung 105,
die zu verändern
ist, wann immer das Blech W12 mit einer veränderten Form bearbeitet wird,
zu einem Bedarf an sich daraus ergebenden erhöhten Arbeitsstunden, die zum
Verändern
der Ausrüstung notwendig
sind.
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Wenn
eine Schweißung
auf dem Blech an einem Bereich, der nahe der oben erwähnten Auflageerfassungsvorrichtung 105 unter
Verwendung einer Punktschweißzange,
die durch einen Schweißroboter
ergriffen ist, ausgeführt
wird, oder wenn eine Fahrkurve der Punktschweißzange entlang einer Strecke
in naher Umgebung zur Auflageerfassungsvorrichtung 105 ähnlich festgelegt
wird, ist ferner zu befürchten,
dass die Punktschweißzange
und die Auflageerfassungsvorrichtung 105 sich gegenseitig beeinflussen.
Daher ist es für
die Befestigungsanordnung der Auflageerfassungsvorrichtung 105 erforderlich,
dass sie verändert
wird, sooft das Blech mit unterschiedlicher Form bearbeitet wird.
Alternativ ist es für
die Fahrkurve der Punktschweißzange
wünschenswerterweise
nicht erforderlich, das heißt,
programmierte Daten zu modifizieren, was zu einem unpraktischen
Ergebnis führt.
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Andererseits
soll ein neuester Trend eine Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung mit einer weiter
vereinfachten Anordnung mit einem reduzierten Zwischenraum angesichts
der Allzweckeigenschaften schaffen.
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Die
US-A-4 734 979 beschreibt ein Befestigungssystem für schwere
Gegenstände,
das einen Montagetisch, der in einer Montagestation angeordnet ist,
die in einer Montagestraße
zum Abstützen
eines schweren Gegenstandes errichtet ist, der angeordnet wird,
um auf einem transportfähigen
Gegenstand, der in die Montagestation transportiert wird, befestigt
zu werden, eine Hebevorrichtung zum Anheben des Montagetisches,
um den schweren Gegenstand darauf in eine Montagestation, die auf
dem transportfähigen
Gegenstand angeordnet ist, zu bewegen, eine Positionseinstellvorrichtung
zum Verschieben der Position des Montagetisches, um somit auftretende
Fehlausrichtungen zwischen dem transportfähigen Gegenstand und dem schweren
Gegenstand zu kompensieren, eine betriebsbereite Montagetisch-Auslösevorrichtung,
um bei der Positionseinstellvorrichtung zu bewirken, den Montagetisch
in einer Ebene entlang der Transportrichtung des transportfähigen Gegenstandes
in die Montagestation zu bewegen, und eine am Montagetisch angeordnete Positioniervorrichtung
umfasst, die einen verjüngten Bereich
aufweist, der zum Eingriff mit einem Aufnahmebereich vorgesehen
ist, der auf dem transportfähigen
Gegenstand angeordnet ist, wenn der Montagetisch auffährt. Ein
Sensor zum Erfassen dieses Zustandes, dass der verjüngte Bereich
der Positioniervorrichtung mit dem Aufnahmebereich des transportfähigen Gegenstandes
in Eingriff kommt, ist ebenfalls vorgesehen, wobei die Montagetisch-Auslösevorrichtung
durch ein Steuergerät,
das als Antwort auf eine Erfassungsausgabe vom Sensor betrieben
wird, gesteuert/geregelt wird.
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Die
US-A-4 734 979 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch
1.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lokalisierungseinheit
und ein Verfahren zum Positionieren und Abstützen eines Werkzeugs an einem
fixierten Ort mit einer Lokalisierungseinheit zu schaffen, die mit
einem Lokalisierungsstift, der durch eine im Werkzeug ausgebildete
Aufnahmebohrung eingesetzt wird, versehen ist, damit die Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung
Allzweckeigenschaften aufweist.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 4. Die Unteransprüche haben
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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Die
Erfindung zusammen mit Einzelheiten und Vorteilen wird aus nachfolgender
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnung
verständlich.
Darin zeigt:
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1 eine
schematische strukturelle Ansicht, die eine Lokalisierungseinheit
des Stands der Technik darstellt;
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2 eine
Draufsicht, die eine schematische Anordnung der Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung
einer bevorzugten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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3 eine
Draufsicht einer Lokalisierer-Einspannvorrichtung,
die einen Grundkörper
der in 2 dargestellten Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung
bildet;
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4 eine
Vorderansicht der in 3 dargestellten Lokalisierer-Einspannvorrichtung;
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5 eine
rechte Seitenansicht der in 3 dargestellten
Lokalisierer-Einspannvorrichtung;
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6 eine
Ansicht, die eine detaillierte Anordnung eines in 3 dargestellten
Lokalisierers zum Positionieren eines Seitenblechs darstellt;
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7 eine
Vorderansicht der in 6 dargestellten Anordnung;
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8 eine
linke Seitenansicht der in 7 dargestellten
Anordnung;
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9 eine
vergrößerte Ansicht
einer in entsprechenden Lokalisierern zu verwendenden Lokalisierungseinheit,
dargestellt in den 3 bis 5;
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10 eine
vergrößerte, teilweise
Querschnittsansicht der in 9 dargestellten
Lokalisierungseinheit;
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11 eine
linke Seitenansicht der in 10 dargestellten
Lokalisierungseinheit;
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13A bis 13C schematische
Ansichten, die eine Abfolge der montierten Bleche in der in 2 dargestellten
Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung darstellen.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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2 ist
eine schematische Draufsicht einer Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung,
die eine Lokalisierungseinheit einer bevorzugten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst, und ein Beispiel zum Ausführen der relativen Positionierung
unter den vier Komponententeilen darstellt, die eine untere Armaturenbrettplatte
W1 (nachstehend einfach als unteres Blech oder Blech bezeichnet),
die als Werkstück
dient, einen im Wesentlichen C-förmigen
oberen Armaturenbrettquerträger
W2 (nachstehend einfach als Querträger oder Blech bezeichnet),
der als Werkstück
dient, und ein Paar rechter und linker oberer Verkleidungsseitenbleche
W3, W4 (die nachstehend jeweils einfach als Seitenbleche oder Bleche
bezeichnet werden) umfassen, die alle einen Grundkörper einer
Armaturenbrettplatte D eines Kraftfahrzeugs bilden, um einen betriebsbereiten
Zustand zu erreichen, der zum Schweißen und zum Verbinden vor dem
Schweißen und
Verbindungsschritte dieser Komponententeile bezüglich des gegenseitigen Punktschweißens zur Verfügung steht.
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Beim
Zustand, bei dem die Armaturenbrettplatte D als ein Teil in einer
Fahrzeugkarosserie montiert ist, ist der Querträger W2 auf dem unteren Blech W1,
das einen Fahrgastraum und einen Motorraum voneinander trennt, mit
den beiden Seitenblechen W3, W4 angeordnet, die an beiden Seiten
des unteren Bleches W1 und des Querträgers W2 angeordnet sind.
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Die
in 2 dargestellte Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung
umfasst üblicherweise
eine Einspannvorrichtungsbasis 1, die als Mittelpunkt einer
Lokalisierer-Einspannvorrichtung J dient, einen ersten Werktisch 2,
in dem die unteren Bleche W1 ausgerichtet und gestapelt sind, einen
zweiten Werktisch 3, in dem die Querträger W3 und die Seitenbleche
W3, W4 ausgerichtet und gestapelt sind, einen am Boden angeordneten
Handlingsroboter, und eine Mehrzahl von Tray-Schweißrobotern 5 (wobei
nur ein Stück
der in 2 dargestellten Schweißroboter angeordnet ist), die
an einem oberen Bereich der Einspannvorrichtungsbasis 1 befestigt
sind.
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Mit
dieser Anordnung wird das auf dem ersten Werkpodest gestapelte untere
Blech W1 durch den Handlingsroboter 4 ergriffen und an
einem Endplatz P1 zur relativen Positionierung auf der Einspannvorrichtungsbasis 1 platziert
und positioniert. Nach einem vollendeten Positionierungsschritt
des unteren Blechs 1, überträgt ein Bediener
M einen Satz der Querträger
W2 und ein Paar linker und rechter Seitenbleche W3, W4 auf den zweiten
Werktisch 3 zu den Werkstück-Einstellpositionen P2, P3
auf der Einspannvorrichtungsbasis 1 zum Ausführen eines ersten
Positionierschrittes. Wenn dann der Bediener einen vorgegebenen
Startschalter drückt,
ermöglicht eine
selbsttrennende Bewegung der Lokalisierer-Einspannvorrichtung J
damit, dass das untere Blech 1 und der Querträger W2 und
das Paar rechter und linker Seitenbleche W3, W4 einen gegenseitigen
relativen Positioniervorgang am Endplatz P1 zur relativen Positionierung
unterzogen werden, um dem Schweißroboter 5 zu ermöglichen,
den Punktschweißvorgang
auszuführen.
Abhängig
von den Automodellen ist es auch möglich, dass die Querträger W2 oder
die Seitenbleche W3, W4, die bezüglich
der Einspannvorrichtungsbasis 1 zu positionieren sind, gemeinsam
mit dem Handlingsroboter 4 für das untere Blech W1 verwendet
werden.
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3 stellt
eine detaillierte Anordnung der Lokalisier-Einspannvorrichtung J dar, 4 ist
eine Vorderansicht der in 3 dargestellten
Lokalisierer-Einspannvorrichtung J, und 5 stellt
die rechte Seitenansicht der in 3 dargestellten
Anordnung dar. Die Lokalisierer-Einspannvorrichtung
J umfasst die Einspannvorrichtungsbasis 1, die mit linken
und rechten Lokalisiererpaaren 6A, 6B und 7A, 7B zum Positionieren
des unteren Blechs befestigt ist, ein Paar von Lokalisierern 8A, 8B zum
Positionieren des Querträgers,
Lokalisiererpaare 9A, 9B und 10A, 10B zum
Positionieren der Seitenbleche W3, W4. Jeder dieser Lokalisierer 6A, 6B bis 10A, 10B wird
mit einer X-Achseneinheit,
Y-Achseneinheit und Z-Achseneinheit eines durch einen NC-Motor angetriebenen
Kugelumlaufspindeltyps erstellt, wobei die Z-Achseneinheit an einem
obersten Bereich angeordnet ist, der eine Lokalisierer-Grundeinheit
bildet, die eine Rolle als Schwenkvorrichtung mit einem Betriebsfreiheitsgrad
in drei rechtwinkligen Achsen spielt. In der Lokalisierer-Grundeinheit
ist ein entferntes Ende der Z-Achseneinheit mit einer Lokalisierungseinheit 27, die
hauptsächlich
aus Lokalisierungsstiften 26 zusammengesetzt ist, befestigt.
Somit weist der Lokalisierer die Lokalisierer-Grundeinheit und die
Lokalisierungseinheit 27 auf. Die Lokalisierer 6A, 6B bis 10A, 10B sind
unabhängig
voneinander betriebsbereit, um eine selbsttrennende Bewegung zu
ermöglichen,
wobei jeder eine Funktion aufweist, um eine dreidimensionale Position
eines entfernten Endes von jeder Lokalisierungseinheit 27 beliebig
zu verändern.
Ferner ist der Lokalisierungsstift 26 von jeder Lokalisierungseinheit 27 in
den Lokalisierern 6A, 6B und 7A, 7B zum
Positionieren des unteren Blechs nach oben gerichtet. Im Gegensatz
dazu ist der Lokalisierungsstift 26 von jeder Lokalisierungseinheit 27 in
den Lokalisierern 8A, 8B und 10A, 10B zum
Positionieren des Querträgers
und der Seitenbleche schräg
ausgerichtet.
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Unter
der Mehrzahl der Lokalisierer 6A, 6B bis 10A, 10B wird
ein typisches Beispiel einer detaillierten Anordnung des Lokalisierers 9A zum
Positionieren des Seitenblechs nachstehend im Detail bezüglich der 6 bis 8 beschrieben.
In den 6 bis 8 wird die X-Achseneinheit 15 eines X-Achsenmotors 11,
eine X-Achsenbasis 13, die eine durch den X-Achsenmotor 11 angetriebene
Kugelumlaufspindel 12 enthält, und einen X-Achsenschieber 14 erstellt,
der auf der X-Achsenbasis 13 zur Gleitbewegung mit der
Kugelumlaufspindel 12 befestigt ist. Ebenso umfasst die
Y-Achseneinheit 20 einen Y-Achsenmotor 16, eine
Y-Achsenbasis 18, die gleitbeweglich auf dem X- Achsenschieber 14 befestigt ist,
der eine durch den Y-Achsenmotor 16 angetriebene
Kugelumlaufspindel 17 enthält, und einen Y-Achsenschieber 19,
der auf der Y-Achsenbasis 18 befestigt ist. Ebenso umfasst
die Z-Achseneinheit 25 einen Z-Achsenmotor 22, eine Z-Achsenbasis 23,
die mit dem Y-Achsenschieber 19 mittels
eines Flansches 21 verbunden ist und eine durch den Z-Achsenmotor 22 angetriebene
Kugelumlaufspindel enthält,
und einen Z-Achsenschieber 24, der auf der Z-Achsenbasis 23 befestigt
ist. Zusätzlich
ist am oberen entfernten Ende des Z-Achsenschiebers 24 mit einer
sich schräg
erstreckenden Lokalisierungseinheit 27 befestigt, die hauptsächlich aus
dem Lokalisierungsstift 26 mit einer Einspannfunktion besteht, wie
nachstehend im Detail beschrieben wird. Wie aus der obenstehenden
Beschreibung ersichtlich wird, wird dem Lokalisierer 9A ermöglicht,
die dreidimensionale Position des Lokalisierungsstiftes 26 in
Verbindung mit der X-Achseneinheit 15, Y-Achseneinheit 20 und
Z-Achseneinheit 25 zu verändern. Ebenso weisen die anderen
Lokalisierer grundsätzlich
dieselben Anordnungen wie der Lokalisierer 9A mit der Lokalisierungseinheit 27 zum
Positionieren des Seitenblechs auf.
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Mit
der oben erwähnten
Anordnung, wenn der relative Positionierungsablauf der Werkstücke, die
die Mehrzahl der Lokalisierer verwenden, ausgeführt wird, wird die Mehrzahl
der Lokalisierer in die vorderen oder zurückgezogenen Positionen in einer synchronisierten
Art miteinander bewegt, wobei die Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung
eine bemerkenswert verbesserte Positionierbeständigkeit beim relativen Positioniermodus
aufweist.
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Wie
am besten aus 3 und 5 ersichtlich
wird, sind die Einspanneinheiten 28 auf der Einspannvorrichtungsbasis 1 an
Positionen, die jeweils zum Lokalisiererpaar 6A, 6B und 7A, 7B benachbart sind,
zum Positionieren des unteren Blechs befestigt. Jede dieser Einspanneinheiten 28 umfasst
einen Ständer 29,
der aufrecht von der Einspannvorrichtungsbasis 1 steht,
und einen schwenkbaren Einspannertyp 31, der fest an einem
oberen entfernten Ende des Ständers 29 befestigt
ist und einen Luftzylinder 30 zum Antreiben des Einspanners 31 aufweist.
Das untere Blech W1, das den Grundkörper der Armaturenbrettplatte
D bildet, wird mit den Lokalisierern 6A, 6B und 7A, 7B positioniert
und abgestützt
und auch gleichzeitig mit dem Paar von Einspannern 28, 28 eingespannt.
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Die 9 bis 11 stellen
eine detaillierte Anordnung der Lokalisierungseinheit 27 dar,
die am distalen Ende von jedem der Lokalisierer 6A, 6B bis 10A, 10B zu
befestigen ist. Die Lokalisierungseinheit 27 umfasst einen
hohlen Ständerbereich 33 mit
einem unteren Ende, das mit einem Montageflansch 32 ausgebildet
ist, einen Einspannzylinder 34, der aus einem Luftzylinder
oder einem Hydraulikzylinder besteht, der in einer im Wesentlichen
rechtwinkligen Stabform ausgebildet ist und mit dem hohlen Ständerbereich 33 in
einem konzentrischen Verhältnis verbunden
ist, und einen verjüngten
Lokalisierungsstift 26, der fest an einem oberen entfernten
Ende des hohlen Ständerbereichs 33 über einem
Abstandshalter 36 mittels einer Mehrzahl von Befestigungsbolzen 37 gesichert
ist und einen Hauptbereich aufweist, der mit einem Auflageflanschbereich 35 mit einer
Werkstück-Auflagefläche 35a ausgebildet
ist.
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Wie
am besten aus 10 ersichtlich wird, ist der
Lokalisierungsstift 26 mit einem verlängerten Schlitz 38 axial
ausgebildet, der durch den Lokalisierungsstift 26 in radialer
Richtung hindurchgeht und der mit einem Innenraum des Ständerbereichs 33 verbunden
ist, um damit zu ermöglichen,
dass ein Einspannarm 39, der in einer im Wesentlichen in 12 dargestellten
Grundkonfiguration ausgebildet ist, durch den verlängerten
Schlitz 38 und den Innenraum des hohlen Ständerbereichs 33 als
Einspanneinheit eingesetzt wird. Ein oberes entferntes Ende des
Einspannarms 39 ragt von einem Öffnungsbereich 40,
der an einem Basisbereich des Lokalisierungsstiftes 26 ausgebildet
ist, nach außen
hervor, und das andere untere Ende des Einspannarmes 39 ist
mit einer Kolbenstange 41 des Einspannzylinders 34 verbunden.
Zusätzlich
wird eine im Wesentlichen L-förmige
ausgesparte Nocke 42 mit einem Lokalisierungsstift 43,
der sich radial und schräg
laufend vom Ständerbereich 33 aus
erstreckt, in Eingriff gehalten. Mit dieser Anordnung, wenn die
Kolbenstange 41 des Einspannzylinders 34 herausragt
und sich zurückzieht,
wird der Einspannarm 39 in einem eingespannten und ausgespannten
Betrieb zwischen der Einspannposition C1 und einer Ausspannposition
C2 betrieben. Insbesondere während
des Einspannbetriebs werden das entfernte Ende des Einspannarmes 39 und
der Auflageflansch 35 in einen in 10 dargestellten
Einspannzustand gebracht, um ein vorgegebenes Blech, wie z.B. das
Seitenblech W3, an einem fixierten Platz einzuspannen. Mit dieser
Anordnung schließt
der Lokalisierungsstift 26 die Ursprungspositionierung
und die Abstützfunktion
und die Werkstückauflage-Erfassungsfunktion
ebenso wie die Werkstück-Einspannfunktion
im Grundkörper insgesamt
ein, was zu einer weiteren verkleinerten Anordnung mit einem reduzierten
Zwischenraum führt.
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Andererseits
wird das Blech W3, das mit dem Lokalisierungsstift 26 positioniert
wird, mit einer Lokalisierungsbohrung R und einem getriebenen Bereich
E um einen ringförmigen
Umfang der Lokalisierungsbohrung R herum ausgebildet, um damit zu
ermöglichen,
dass der Lokalisierungsstift 26 und die Lokalisierungsbohrung
R gegenseitig miteinander verbunden sind und gleichzeitig dem getriebenen
Bereich E ermöglichen,
auf dem Auflageflansch 35 aufzuliegen, um das Endpositionieren
des Lokalisierungsstiftes 26 zu bewirken.
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Innerhalb
des Ständerbereichs 33 des
Lokalisierungsstiftes 27 ist eine Welle 44 mit
abgestuften Durchmesserbereichen parallel mit einer Mittelachse des
Lokalisierungsstiftes 26 zur Gleitbewegung angeordnet und
mittels einer Druckschraubenfeder 45 nach links vorgespannt,
wie in 11 dargestellt. Ein oberes Ende
mit kleinem Durchmesser der Welle 44 ist mit einer Verbindungsplatte 46 verbunden,
die sich seitlich nach innen erstreckt, um einen von der Welle 44 versetzten
Bereich aufzuweisen, mit der ein unteres entferntes Ende eines Erfassungsstiftes 47 verbunden
ist und sich parallel zur Welle 44 erstreckt, um einem
oberen Ende des Erfassungsstiftes 47 zu ermöglichen,
vom Auflageflansch 35 des Lokalisierungsstiftes hervorzuragen
oder sich zurückzuziehen.
Ein Fehlen des Blechs W3 auf dem Auflageflansch 35 mit
dem vom Auflageflansch nach oben hervorragenden Erfassungsstift 47,
ermöglicht
das Aufliegen des vorgegebenen Bleches W3 auf dem Auflageflansch 35,
dass sich ferner der Erfassungsstift 47 in den Auflageflansch 35 zurückzieht,
wodurch er vollständig
in die Welle 44 zurückgezogen ist.
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Ferner
umfasst ein Werkstückauflage-Erfassungsmechanismus 49 einen
Näherungsschalter 48, der
am Flansch 32 des hohen Ständerbereichs 33 an einer
Stelle befestigt ist, die einem unteren Ende des großen Durchmesserbereichs
der Welle 44 gegenüberliegt.
Mit dieser in 10 dargestellten Anordnung,
wenn der Erfassungsstift 47 vom Auflageflansch 35 mit
dem unteren Ende des großen
Durchmesserbereichs der Welle 44 hervorragend verbleibt, die
vom Näherungsschalter 48 getrennt
verbleibt, wird der Näherungsschalter 48 ausgeschaltet.
Im Gegensatz dazu ermöglicht
die Anwesenheit des Blechs W3 auf dem Auflageflansch 35 dem
Erfassungsstift 47 und der Welle 44, in Gleitbewegung
versetzt zu werden, so dass der Näherungsschalter 48 eingeschaltet
wird. Mit der Bestimmung des Werkstückauflage-Erfassungsmechanismus
zum mechanischen Erfassen des Vorhandenseins des aufliegenden Zustands
des Werkstücks,
das auf die herausragenden und zurückziehenden Bewegungen des
Erfassungsstiftes reagiert, gefolgt von den aufliegenden und nicht
aufliegenden Schritten des Werkstücks auf der Werkstückauflagefläche, ist
es für
den Lokalisierungsstift möglich,
das Vorhandensein oder Fehlen des Werkstücks auf der Werkstückauflagefläche in einer
genaueren Weise zu erfassen, was zu einer stark verbesserten Zuverlässigkeit
bei der Erfassung des Werkstücks
auf der Werkstückauflagefläche führt.
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Somit
bilden die Welle 44, der Erfassungsstift 47 und
der Näherungsschalter 48 den
Werkstückauflage-Erfassungsmechanismus,
der als Werkstückauflage-Erfassungsvorrichtung
zum Erfassen der aufliegenden oder nicht aufliegenden Zustände des
Blechs W3 bezüglich
des Auflageflansches 35 dient. Dadurch ermöglicht die
Gleitverschiebung des Erfassungsstiftes 47 und der Welle 44 infolge
der Auflagephase des Bleches W3 bezüglich des Auflageflansches 35 dem
Näherungsschalter 48, zur
Erfassung ein- oder ausgeschaltet zu werden.
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Wenn
das Zuführen
des unteren Bleches W1, welches der Grundkörper der in 2 dargestellten
Armaturenbrettplatte D ist, zur Einspannvorrichtungsbasis 1 unter
Verwendung des Handlingsroboters 4 zugeführt wird,
wird gemäß der so
erstellten Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung der Lokalisierungsstift 26 der
Lokalisierungseinheit 27 folgerichtig in dieser Position
positioniert und beibehalten, um somit den Lokalisierern 6A, 6B zu
ermöglichen, das
untere Blech W1 am vollendeten Bereich P1 der relativen Endposition
zu positionieren. Andererseits positionieren die Lokalisierer 8A, 8B zum
Positionieren der Querträger
und die Lokalisierer 9A, 9B und 10A, 10B zum
Positionieren der Seitenbleche den entsprechenden Lokalisierungsstift 26 der
relevanten Lokalisierungseinheiten an den jeweiligen Werkstück-Einstellpositionen
P2, P3 und fixieren ihn.
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Das
heißt,
die Lokalisierer 8A, 8B zum Positionieren der
Querträger
stützen
die Lokalisierungsstifte 26, 26 der relevanten
Lokalisierungseinheiten 27, 27 an entsprechenden
Positionen ab und behalten sie bei, die vom Endplatz P1 zur relativen
Positionierung durch ein vorgegebenes Ausmaß in der Y-Richtung zurückgezogen
und vom Endplatz P1 zur relativen Positionierung durch ein vorgegebenes Ausmaß in Z-Richtung
abgesenkt sind. Ebenso stützen
die Lokalisierer 9A, 9B und 10A, 10B zum
Positionieren der Seitenbleche die entsprechenden Positionierungsstifte 26, 26 der
relevanten Lokalisierungseinheiten 27, 27 an entsprechenden
Positionen ab und behalten sie bei, die vom Endplatz P1 zur relativen
Positionierung durch ein gegebenes Ausmaß in X-Richtung zurückgezogen
und vom Endplatz P1 zur relativen Positionierung durch ein vorgegebenes Ausmaß in die
Z-Richtung abgesenkt sind.
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Wenn
dann das untere Blech W1 zur und auf der Einspannvorrichtungsbasis 1 durch
den Handlingsroboter 4 zugeführt und aufgesetzt wird, werden die
Lokalisierungsbohrungen R, die an vorgegebenen Stellen des unteren
Blechs 1 ausgebildet sind, wie in 10 ersichtlich,
mit den relevanten Lokalisierungsstiften 26 der entsprechenden
Lokalisierer 6A, 6B und 7A, 7B in
Eingriff gebracht und gleichzeitig werden die getriebenen Bereiche
E in den aufliegenden Zustand bezüglich der relevanten Auflageflansche 35 der
Basisbereiche der entsprechenden Lokalisierungsstifte 26 gebracht.
Als solches wird der primäre
Positionierablauf für
das untere Blech W1 zusammen mit den relevanten Lokalisierern 6A, 6B und 7A, 7B zum
Positionieren des unteren Bleches beendet. Wenn dies stattfindet,
verbleiben die Einspanneinheiten 28, die benachbart zu
den relevanten Lokalisierern 6A, 6B und 7A, 7B zum
Positionieren des unteren Bleches angeordnet sind, in den ausgespannten
Zuständen.
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Nach
Beendigung des ersten Positionierungsschrittes des unteren Bleches
W1, das den Grundkörper
der Armaturenbrettplatte D bildet, in der oben beschriebenen Weise,
wird der Bediener tätig, um
den Querträger
W2 und das Paar linker und rechter Seitenbleche W3, W4, die die
verbleibenden Komponententeile der Armaturenbrettplatte D bilden, auf
den relevanten Lokalisierern 9A, 9B und 10A, 10B einzurichten.
Insbesondere wird der Querträger 2 festgelegt,
so dass die Lokalisierungsbohrungen R, die vorübergehend im Querträger W2 gebildet
werden, mit den relevanten Lokalisierungsstiften 26 der entsprechenden
Lokalisierer 8A, 8B in Eingriff gebracht werden,
die an der Werkstück-Einstellposition P2
zum Positionieren des Querträgers
verbleiben, um den relevanten getriebenen Bereichen R um die Lokalisierungsbohrungen
R herum zu ermöglichen, auf
den Auflageflanschen 35 der relevanten Lokalisierungsstifte 26 aufzuliegen,
wie in 10 dargestellt. Ebenso wird
das Paar Seitenbleche W3, W4 eingestellt, so dass die Lokalisierungsbohrungen
R, die vorübergehend
in den Seitenblechen W3, W4 ausgebildet sind, mit den relevanten
Lokalisierungsstiften 26 der entsprechenden Lokalisierer 8A, 8B in Eingriff
gebracht werden, die an der Werkstück-Einstellposition P3 zum Positionieren
der Seitenbleche verbleiben, um den relevanten getriebenen Bereichen
E um die Lokalisierungsbohrungen R herum zu ermöglichen, auf den Auflageflanschen 35 der
relevanten Lokalisierungsstifte 26 aufzuliegen, wie in 10 dargestellt.
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Eine
typische Ansicht eines Zustandes, bei dem der erste Positioniervorgang
zusammen mit dem unteren Blech W1 und dem Querträger W2 und dem Paar linker
und rechter Seitenbleche W3, W4 vollendet worden ist, die die Komponentenelemente der Armaturenbrettplatte
bilden, ist in einer Weise, wie oben schon angemerkt, in 2 dargestellt.
Wie in 2 ersichtlich, während das untere Blech W1 in der
Endposition P1 der relativen Positionierung verbleibt, verbleiben
der andere verbleibende Querträger
W2 und die Seitenbleche W3, W4 in den entsprechenden Werkstück-Einstellpositionen
P2 und P3. Folglich verbleiben die entsprechenden Bleche W1 bis
W4 in den entsprechenden Zuständen,
bevor der relative Positionierungsvorgang unter den Blechen ausgeführt wird
und verbleiben getrennt voneinander in entsprechenden Positionen.
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Wenn
der Startschalter (nicht dargestellt) durch den Bediener M, nachdem
das Einstellen der oben erwähnten
Bleche W1 bis W4 vollendet worden ist, eingeschaltet wird, wird
der Einspannarm 39, der in jedem der entsprechenden Lokalisierungsstifte 26 enthalten
ist, wie in 10 ersichtlich, für die Einspannaktion
in einem nachfolgenden Schritt betrieben, wobei der getriebene Bereich
E, der um die Lokalisierungsbohrung R herum ausgebildet ist, zwischen
dem Einspannarm 39 und dem Auflageflansch 35 eingespannt
wird. Gleichzeitig wird das Paar von Einspanneinheiten 28,
die benachbart zu den relevanten Lokalisierern 6A, 6B und 7A, 7B zum
Positionieren des unteren Bleches angeordnet sind, für den Einspannvorgang
betrieben, wodurch das untere Blech W1 eingespannt wird. Auf diese
Weise werden die Abläufe
des Endpositionierens und Einspannens für die Bleche W1 bis W4 mit
den relevanten Lokalisierern 6A, 6B bis 10A, 10B vollendet.
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Dies
tritt ein, wobei die Werkstückauflage-Erfassungsmechanismen 49,
die an den entsprechenden Lokalisierungsstiften 26 befestigt
sind, wie in 10 ersichtlich, zum Erfassen
des Vorhandenseins oder Fehlens der relevanten Bleche W1 bis W4,
die mit den Lokalisierern 6A, 6B bis 10A, 10B verbunden
sind, betrieben werden. Wenn in diesem Fall das Vorhandensein des
Aufliegens von einem Blech gemäß des Lokalisierungsstiftes 26 durch
irgendeine Möglichkeit
nicht erfasst wird, wird ein vorgegebener Alarm erzeugt, um den
Bediener M zu mahnen, das Vorhandensein des Blechs bezüglich des
relevanten Lokalisierers zu bestätigen.
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Nach
Bestätigung
des Vorhandenseins aller oben erwähnten Bleche W1 bis W4, bewegt
der Lokalisierungsstift 26 nachfolgend den Querträger W2, der
positioniert und mit dem Lokalisierungsstift 26 der Lokalisierungseinheit 27 zurückgehalten
wird, nach vorn in den Endplatz P1 zur relativen Positionierung in
die X-Richtung, während
die Lokalisierungseinheit 27, die am höchsten Ende verbleibt, durch
eine vorgegebene Höhe
in die Z-Richtung gemeinsam synchron mit dem Paar Lokalisierer 8A, 8B zum
Positionieren des Querträgers
angehoben wird. Somit wird der Querträger W2 auf das untere Blech
W1 gedrückt,
das schon am Endplatz P1 zur relativen Positionierung zurückgehalten
wird, wie in 13A ersichtlich, wobei der gegenseitige
Positionierungsablauf zwischen dem unteren Blech W1 und dem Querträger W2 durchgeführt wird.
Wenn dieses stattfindet, wird der vollendete Zustand des gegenseitigen
Positionierens zwischen dem unteren Blech W1 und dem Querträger W2 mit
den relevanten Lokalisierern 6A, 6B, 7A, 7B und 8A, 8B,
die die entsprechenden Bleche W1, W2 in ihren positionierten Zuständen abstützen, eigenständig zurückgehalten.
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Weil
die Lokalisierer 8A, 8B zum Positionieren des
Querträgers
den Querträger
W1 in die Z-Richtung anheben und danach denselben sofort vorwärts in X-Richtung
bewegen, ist es ferner für
die Werkstück-Einstellposition
P2 zum Einstellen des Querträgers
W2 an den Lokalisierern für
den Querträger
möglich,
an einer Höhe,
die niedriger als der Endplatz B2 zur relativen Positionierung ist,
mit einer resultierenden Lastreduzierung des Bedieners M mit verbesserten
Verarbeitbarkeit eingestellt zu werden. Es versteht sich von selbst,
dass die Höhe
der Werkstück-Einstellposition
P2 an einer beliebigen Position, die vom Körper des Bedieners M abhängig ist, festgelegt
werden kann.
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Nach
Beendigung des gemeinsamen Positionierungsschrittes zwischen dem
oben erwähnten unteren
Blech W1 und dem Querträger
W2, werden die linken und rechten Lokalisierungspaare 9A, 9B und 10A, 10B zum
Positionieren der Seitenbleche betätigt, um die entsprechenden
Lokalisierungseinheiten 27 durch ein vorgehendes Ausmaß in Z-Richtung in derselben
Weise, wie oben bemerkt, anzuheben. Gleichzeitig werden die Seitenbleche
W3, W4, die positioniert und mit den relevanten Lokalisierungseinheiten 27 und
folglich mit den Lokalisierungsstiften 26 abgestützt werden,
mit den verbundenen Lokalisierungsstiften 26 vorwärts zur
vollendeten Position P1 des gemeinsamen Positionierens in Y-Richtung
bewegt, so dass die Seitenbleche W3, W4 gegen das untere Blech W1
und den Querträger W2
gedrückt
werden, die bereits an der vollendeten Position P1 des gemeinsamen
Positionierens angeordnet sind, wie in 13B ersichtlich,
um dem Paar von linken und rechten Seitenblechen zu ermöglichen,
in die Y- und Z-Richtung bezüglich
des unteren Bleches W1 und des Querträgers W2, die bereits im vollendeten
Zustand des gemeinsamen Positionierens verblieben sind, gemeinsam
positioniert zu werden.
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Wenn
nachfolgend der gemeinsame Positionierungsablauf der Seitenbleche
W3, W4 bezüglich der
Y- und Z-Richtung in der oben beschriebenen Weise vollendet worden
ist, bewegen die linken und rechten Lokalisierungspaare 9A, 9B und 10A, 10B die
Seitenbleche W3, W4, die positioniert und mit den entsprechenden
Lokalisierungseinheiten 27 zurück behaltenen werden, und folglich
die Lokalisierungsstifte 26 vorwärts zum Endplatz P1 zur relativen
Positionierung in X-Richtung gemeinsam mit den linken und rechte
Lokalisierungspaaren 9A, 9b und 10A, 10B zum
Positionieren der Seitenbleche in der gleichen Weise, wie oben erörtert, um
den Seitenblechen W3, W4 zu ermöglichen,
in X-Richtung gegen das untere Blech W1 und den Querträger W2 gedrückt zu werden,
die bereits am Endplatz P1 zur relativen Positionierung verblieben
sind, wie in 13C dargestellt. Somit wird
der gemeinsame Positionierungsablauf des Paars von linken und rechten Seitenblechen
in X-Richtung bezüglich
des unteren Blechs W1 und des Querträgers W2, die in der Endposition
der relativen Positionierung verbleiben, ausgeführt.
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Mit
diesen oben erwähnten
Positionierungsschritten, wird der relative Positionierungsablauf
in dreidimensionaler Richtung, d.h. X-, Y- und Z-Richtung, unter
dem unteren Blech W1, dem Querträger W2
und den Seitenblechen W3, W4, die die Komponentenelemente der Armaturenbrettplatte
bilden, vollendet, wobei die entsprechenden Bleche W1 bis W4 erstellt
werden, um gemeinsam in engem Kontakt miteinander an einer angemessenen
Verbindungsposition gehalten zu werden. Danach wird ein Schweißbefehlssignal
an den in 2 dargestellten Schweißroboter 5 gesandt,
der in einem Stand-by-Zustand verblieben ist, wodurch die Punktschweißschritte
durchgeführt
werden, um die Verbindungsteile der benachbarten Bleche zu verbinden, wobei
die Montage der Armaturenbrettplatte D, die aus den Komponentenelementen
gebildet wird, die das oben erwähnte
untere Blech W1 und den Querträger
W2 und das Paar von Seitenblechen W3, W4 einschließen, vollendet
wird.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist es natürlich möglich, dass die dreidimensionalen
Positionen der Lokalisierungsstifte 27 (einschl. der entsprechenden
Lokalisierungsstifte 26), die an den entfernten Enden der
entsprechenden Lokalisierer 6A, 6B bis 10A, 10B verbleiben,
beliebig verändert
werden. Zusätzlich
ermöglicht
das Vorhandensein der Ursprungsfunktionen der Lokalisierungsstifte 26 der
entsprechenden Lokalisierungseinheiten 27 wie auch die
Einspannfunktionen der Einspannvorrichtung, die aus den Einspannarmen 39 und
den verbundenen Werkstückauflage-Erfassungsmechanismen 49,
die in den entsprechenden Lokalisierungsstiften 26 enthalten
sind, zusammengesetzt sind, den Erfassungsstiften 47 der entsprechenden
Einspannarme 39 und den Werkstückauflage-Erfassungsmechanismen 49, in
entsprechenden regionalen Bereichen der Auflageflanschbereiche 35 der
Basisbereiche der entsprechenden Lokalisierungsstifte 26 effektiv
betrieben zu werden. Somit ist nicht zu befürchten, dass erhöhte Teile
oder Bereiche davon nach außen
von den Lokalisierungsstiften 26 jeweils herausragen, was
zu einer minimalisierten und vereinfachten Anordnung in jeder der
Lokalisierungseinheiten 27 führt.
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Auch
in einem Fall, bei dem die Montagearbeit für eine Armaturenbrettplatte
eines Automodells, das unterschiedlich zur Armaturenbrettplatte
D ist, die montiert wurde, ausgeführt wurde oder in einem Fall,
bei dem Armaturenbrettplatten D von unterschiedlichen Automodellen
zur Montage in einem sog. Misch-Fließfertigungssystem vorgesehen
sind, ermöglicht
folglich das vorläufige
Normalisieren der Größe der Lokalisierungsbohrungen
R und der Größe der getriebenen
Bereiche E unter den relevanten Komponentenelementen der entsprechenden
Armaturenbrettplatten der unterschiedlichen Automodelle den Lokalisierungsstiften 26,
dass sie gemeinsam für die
Fahrzeugkarosserien aller Automodelle verwendet werden, ohne dass
eine Modifikation bei den Werkstück-Einspannfunktionen
und der Werkstückauflage-Erfassungsfunktionen
erfolgen muss, was zu einem äußerst vorteilhaften
Effekt bei der Allzweckverwendung in einer Fahrzeugskarosserie-Montagestraße führt.
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Weil
der Werkstück-Erfassungsmechanismus,
der das auf der Werkstückauflagefläche aufliegende
Werkstück
erfasst, an der Werkstückauflagefläche des
Hauptbereichs der Lokalisierungsstiftes gemäß der vorliegenden Erfindung
befestigt ist, gibt es keinen hervorragenden Teil des Werkstückauflage-Erfassungsmechanismus
in der Umgebung eines periphären
Umfangs des Lokalisierungsstiftes. Somit ist es möglich, dass
nur ein im Wesentlichen regionaler Bereich des Lokalisierungsstiftes
eine Kapazität für die Positionierungsfunktion
und die Auflagezustands-Erfassungsfunktion
einzig mit dem Lokalisierungsstift darstellt. Folglich ermöglicht das
vorhergehende Normalisieren der Größenordnungen des Lokalisierungsstiftes
und der damit korrelierenden Lokalisierungsbohrung, trotz der unterschiedlichen
Arten von Werkstücken,
nicht nur der Lokalisierungsstift-Funktion, sondern auch der Werkstückauflage-Erfassungsfunktion,
dass sie gemeinsam für
die Werkstücke
von mehreren Arten verwendet werden. Dies führt zu einer äußerst verbesserten
Allzweckeigenschaft der Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung, ohne
dass irgendwelche Komponententeile oder die Ausrüstung infolge der Änderung
des Werkstückes
verändert
werden müssten,
dass andererseits in der Praxis beim Stand der Technik verursacht werden
würde.
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Ein
weiterer bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung betrifft
die mit mehreren Lokalisierern befestigte Fahrzeugkarosserie-Montagevorrichtung,
wobei jeder von Ihnen am oberen entfernten Ende mit der Lokalisierungseinheit
befestigt ist, die die Funktion der selbsttrennenden Bewegung aufweist,
um zumindest das beliebige Verändern
der zweidimensionalen Position der Lokalisierungseinheit zu ermöglichen.
Mit dieser Funktion werden die entsprechenden Lokalisierungseinheiten
einzeln in die vorderen oder zurückgezogenen
Positionen mit den oben erwähnten
selbsttrennenden Bewegungen unter Verwendung der zumindest entsprechenden Betriebsfreiheitsgrade
in der zweidimensionalen Ebene bewegt, um dadurch den relativen
Positionierungsablauf unter den entsprechenden Werkstücken durchzuführen. Folglich
ist es nicht notwendig, eine zusätzliche
Verlagerungseinheit zu erstellen, um den relativen Positionierungsablauf
speziell für
das besondere Werkzeug durchzuführen,
das mit und durch den getrennten Lokalisierer, der von den Lokalisierern
getrennt ist, positioniert und abgestützt wird, um somit das Vorsehen
der vereinfachten und miniaturisierten Anordnung bei der Ausrüstung in
reduziertem Raum zu ermöglichen.
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Ein
weiterer bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung betrifft
eine Fähigkeit,
das Vorhandensein oder Fehlen der Werkstücke bezüglich der Lokalisierer, die
die Werkstückauflage-Erfassungsfunktion
verwenden, schnell zu bestätigen,
wodurch die Fahrzeugskarosserie-Montagevorrichtung sowohl eine verbesserte
Betriebszuverlässigkeit
als auch Werkstückerfassungs-Erfassungsfunktion
aufweist. Weil die Werkstückeinstellpositionen
der entsprechenden Lokalisierer auf Wunsch beliebig verändert werden
können,
werden die Werkstücke
auf den Lokalisierern durch Voreinstellen der Werkstück-Einstellpositionen
an entsprechend optimalen Positionen eingestellt, um mit einer resultierenden
günstigen
Effizienz bei der Verarbeitbarkeit einer physikalischen Anwesenheit
des Bedieners gerecht zu werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung gemäß dem bevorzugten
Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese oben beschriebenen
Ausführungsformen
begrenzt und Abänderungen
erscheinen den Durchschnittsfachleuten im Licht der oben genannten
Lehre. Der Schutzumfang der Erfindung ist gemäß den beigefügten Ansprüchen definiert.