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DE10055185A1 - Montageeinrichtung zur Montage von Bauelementen und Baugruppen auf eine Freiformfläche eines Werkstückes - Google Patents

Montageeinrichtung zur Montage von Bauelementen und Baugruppen auf eine Freiformfläche eines Werkstückes

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Publication number
DE10055185A1
DE10055185A1 DE10055185A DE10055185A DE10055185A1 DE 10055185 A1 DE10055185 A1 DE 10055185A1 DE 10055185 A DE10055185 A DE 10055185A DE 10055185 A DE10055185 A DE 10055185A DE 10055185 A1 DE10055185 A1 DE 10055185A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
workpiece
assemblies
carrier
components
parallel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10055185A
Other languages
English (en)
Inventor
Juergen Heikenwaelder
Michael Schramm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INST INNOVATIVE TECHNOLOGIEN T
Original Assignee
INST INNOVATIVE TECHNOLOGIEN T
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INST INNOVATIVE TECHNOLOGIEN T filed Critical INST INNOVATIVE TECHNOLOGIEN T
Priority to DE10055185A priority Critical patent/DE10055185A1/de
Publication of DE10055185A1 publication Critical patent/DE10055185A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G05B19/41805—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by assembly
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Montageeinrichtung zur Montage von Bauelementen und Baugruppen auf eine Freiformfläche eines Werkstückes. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, eine Montageeinrichtung zur Montage von Bauelementen und Baugruppen auf eine Freiformfläche eines Werkstückes zu entwickeln, mit der es möglich ist, Werkstücke auf einer vorzugsweise schräg liegenden Palette zu entnehmen oder falsch arretierte Montage zu manipulieren, um sie auf der Freiformfläche zu montieren. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Parallelkinematik verwendet wird, die aus einem Träger (1) mit einer darunter relativ dazu beweglichen Plattform (2) besteht, die über elektronisch steuerbare längenveränderliche Streben (3) mit passiven Gelenken (4) an ihren Enden mit dem Träger (1) verbunden ist, die Plattform (2) eine Montageeinheit (5), die drehbar angeordnet ist, trägt; im Arbeitsraum der Parallelkinematik, auf einem parallel zum Träger (1) angeordneten Grundgestell (6), ein Werkstückträger (7) für das Werkstück (12) mit der Freiformoberfläche angeordnet ist, der um seine Mittelachse elektronisch gesteuert schwenkbar ist, und ein Bildverarbeitungssystem zur Wahrnehmung unterschiedlicher Prüf-, Mess-, Detektions- und Überwachungsaufgaben in der Montageeinheit integriert ist, der Werkstückträger (7) mittels Transfereinrichtung mit einem weiteren Werkstückträger wechselbar angeordnet ist, und weiterhin mindestens eine Palette (8), die vorzugsweise in schräger Lage zum ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Montageeinrichtung zur Montage von Bauelementen und Baugruppen auf eine Freiformfläche eines Werkstückes.
Aus der DE 198 10 333 A1 ist ein Automat zur Positionierung eines Werkzeuges bekannt, wobei das Werkzeug an beliebigen Punkten innerhalb eines Bearbeitungszeitraumes positionierbar ist. Der Automat umfasst u. a. eine Bearbeitungsebene, mindestens zwei zueinander parallele Längsführungen, einen U-förmigen Portalaufbau, der sich über die Bearbeitungsebene erhebt, einen Werkzeugarm mit einer im wesentlichen senkrecht zur Bearbeitungsebene verlaufenden Vertikalführung, eine Drehmoduleinheit, die an dem der Bearbeitungsebene zugewandten Ende des Werkzeugarmes befestigt ist, ihrerseits bestehend aus einem ersten Drehmodul und einem zweiten Drehmodul, welches drehbar am ersten Drehmodul befestigt ist. Die Drehachse des zweiten Drehmodules verläuft senkrecht zur Drehachse des ersten Drehmodules. Ein Werkzeugträger, der drehbar am zweiten Drehmodul befestigt ist, trägt das Werkzeug. Dieser Automat zur Positionierung weist den Nachteil auf, dass die volle Beweglichkeit in fünf Achsen nur im unmittelbaren Fügeprozess zur Verfügung steht. Der Positionsautomat kann nicht um die X-, Y- oder Z-Achse schwenken, um beispielsweise Montageelemente aus schräg liegenden Paletten zu entnehmen oder falsch orientierte Montageteile zu manipulieren. Die DE 196 36 100 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Positionieren einer Arbeitseinheit, bei welcher zwischen der Arbeitseinheit und einer feststehenden Einheit eine Koppeleinheit angeordnet ist, die aus sechs längsverschiebbar gelagerten Streben besteht. Es ist dadurch ein Bewegungsmechanismus für die Arbeitseinheit mit drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheitsgraden geschaffen. Die Streben sind über Kardangelenke oder Kugelgelenke mit der Arbeitseinheit und der feststehenden Einheit verbunden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Montageeinrichtung zur Montage von Bauelementen und Baugruppen auf eine Freiformfläche eines Werkstückes zu entwickeln, mit der es möglich ist, Werkstücke auf einer vorzugsweise schräg liegenden Palette zu entnehmen oder falsch arretierte Montage zu manipulieren, um sie auf der Freiformfläche zu montieren.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Parallelkinematik verwendet wird, die aus einem Träger mit einer darunter relativ dazu beweglichen Plattform besteht, die über elektronisch steuerbare längenveränderliche Streben mit passiven Gelenken an ihren Enden mit dem Träger verbunden ist, die Plattform eine Montageeinheit, die drehbar angeordnet ist, trägt; im Arbeitsraum der Parallelkinematik, auf einem parallel zum Träger angeordneten Grundgestell, ein Werkstückträger für das Werkstück mit der Freiformoberfläche angeordnet ist, der um seine Mittelachse elektronisch gesteuert schwenkbar ist, und ein Bildverarbeitungssystem zur Wahrnehmung unterschiedlicher Prüf-, Mess-, Detektions- und Überwachungsaufgaben in der Montageeinheit integriert ist, der Werkstückträger mittels Transfereinrichtung mit einem weiteren Werkstückträger wechselbar angeordnet ist, und weiterhin mindestens eine Palette, die vorzugsweiser in schräger Lage zum Träger angeordnet sein kann, zur Bereitstellung der Bauelemente und Baugruppen im Arbeitsraum der Parallelkinematik angeordnet ist. Weitere Ausführungsformen der Erfindung zeigen die Unteransprüche 2 bis 4.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Montageeinrichtung zur Montage von Bauelementen und Baugruppen auf eine Formfläche eines Werkstückes. Fig. 1 zeigt eine Parallelkinematik, bestehend aus einem Träger 1 mit einer darunter relativ dazu beweglichen Plattform 2. Die Plattform 2 ist über sechs elektronisch steuerbare längenveränderliche Streben 3 mit passiven Gelenken 4 an ihren Enden mit dem Träger 1 verbunden. An der Plattform 2 ist eine Montageeinheit 5, die drehbar angeordnet ist, angebracht. Die Montageeinheit 5 kann beispielsweise ein Greifer oder ein Manipulator sein. Die Parallelkinematik ist in sechs Freiheitsgraden bewegbar. Somit lassen sich Manipulationen von Bauelementen und Baugruppen für Montageoperationen in allen Richtungen des Raumes, d. h. in beliebigen Montageebenen, ausführen. Die Bewegung der Plattform 2 wird durch das gesteuerte Aus- bzw. Einfahren der Streben 2 realisiert. Für die Drehbewegung in der Ebene parallel zum Träger 1 der Parallelkinematik ist ein Werkstückträger 7 für das Werkstück 12 auf einem Grundgestell 6 der Montageeinrichtung um seine Mittelachse elektronisch gesteuert schwenkbar angeordnet. Jede Strebe 3 wird durch einen elektronisch geregelten Antrieb 10 bewegt, so dass sich die Plattform 2 in sechs Freiheiten im Arbeitsraum positionieren lässt. Die erforderlichen Antriebsbewegungen werden mit einer numerischen Steuerung ausgeführt. In der Montageeinrichtung ist ein Bildverarbeitungssystem zur Wahrnehmung unterschiedlicher Prüf-, Mess-, Detektions- und Überwachungsaufgaben integriert. Dazu dient u. a. eine Kamera 10, die an einem Portal 11 des Grundgestells 6 verfahrbar angeordnet ist. Die Bestückung des Werkstückträgers 7 mit dem Werkstück 12 erfolgt außerhalb des Arbeitsraumes der Montageeinrichtung auf einer separaten Station, die durch eine Transfereinrichtung mit der Montageeinrichtung verbunden ist. Da sich die Parallelkinematik beliebig im Arbeitsraum bewegen kann, können ohne zusätzliche Rüstaufwände unterschiedliche Werkstücke 12 mit Montageebenen auf beliebigen Freiformflächen nacheinander montiert werden. Die Darstellung der Montageeinrichtung zeigt zwei Paletten 8, 9; eine Palette 8 dient beispielsweise zur Bereitstellung der Bauelemente und eine zweite Palette 9 zur Bereitstellung der Baugruppen. Die Paletten 8, 9 können sowohl in einer Ebene parallel als auch in einer Winkellage schräg zum Träger 1 der Parallelkinematik im Arbeitsraum angeordnet werden.
Bezugszeichenliste
1
Träger
2
Plattform
3
Streben
4
Gelenke
5
Montageeinheit
6
Grundgestell
7
Werkstückträger
8
Palette zur Bereitstellung der Bauelemente
9
Palette zur Bereitstellung der Baugruppen
10
Kamera
11
Portal
12
Werkstück

Claims (4)

1. Montageeinrichtung zur Montage von Bauelementen und Baugruppen auf eine Freiformfläche eines Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, dass eine Parallelkinematik verwendet wird, die aus einem Träger (1) mit einer darunter relativ dazu beweglichen Plattform (2) besteht, die über elektronisch steuerbare längenveränderliche Streben (3) mit passiven Gelenken (4) an ihren Enden mit dem Träger (1) verbunden ist, die Plattform (2) eine Montageeinheit (5), die drehbar angeordnet ist, trägt; im Arbeitsraum der Parallelkinematik, auf einem parallel zum Träger (1) angeordneten Grundgestell (6), ein Werkstückträger (7) für das Werkstück (12) mit der Freiformoberfläche angeordnet ist, der um seine Mittelachse elektronisch gesteuert schwenkbar ist, und ein Bildverarbeitungssystem zur Wahrnehmung unterschiedlicher Prüf-, Mess-, Detektions- und Überwachungsaufgaben in der Montageeinheit integriert ist, der Werkstückträger (7) mittels Transfereinrichtung mit einem weiteren Werkstückträger wechselbar angeordnet ist, und weiterhin mindestens eine Palette (8), die vorzugsweise in schräger Lage zum Träger (1) angeordnet sein kann, zur Bereitstellung der Bauelemente und Baugruppen im Arbeitsraum der Parallelkinematik angeordnet ist.
2. Montageeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageeinheit (5) ein Greifer oder ein Manipulator ist.
3. Montageeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Arbeitsbereich der Parallelkinematik eine Palette (8) zur Bereitstellung der Bauelemente und eine Palette (9) zur Bereitstellung der Baugruppen angeordnet sind.
4. Montageeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kamera (10) des Bildverarbeitungssystems an einem Portal (11) des Grundgestells (6) verfahrbar angeordnet ist.
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