DE19835589A1

DE19835589A1 - Fertigungsmodul sowie Verfahren zum Geometrieschweißen und Ausschweißen mit einem solchen Fertigungsmodul

Info

Publication number: DE19835589A1
Application number: DE1998135589
Authority: DE
Inventors: Manfred Hahl
Original assignee: Edag Engineering and Design AG
Current assignee: Edag Engineering and Design AG
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2000-02-10

Abstract

Ein Fertigungsmodul zum Geometrieschweißen und Ausschweißen von Blechteilen (8) mittels Schweißroboter (2) hat nur eine einzige Schweißstation (1) für das Geometrie- und Ausschweißen. Zwei verfahrbare Paletten (3, 5) sind hintereinander angeordnet, von denen eine Spannvorrichtung (6) für das Geometrieschweißen und die andere Spannvorrichtung (4) für das Ausschweißen hat. Die Schweißstation enthält Mittel zum Abheben der Blechteile (8) von der Palette (5) für das Geometrieschweißen und Auflegen auf die innerhalb der Schweißstation (1) in eine Schweißstellung verfahrbare Palette (4) für das Ausschweißen. Beim Wechsel vom Geometrieschweißen zum Ausschweißen wird also in der Schweißstation (1) die Palette (3, 5) gewechselt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fertigungsmodul zum Geometrie schweißen und Ausschweißen von Blechteilen, insbesondere für Kraftfahrzeugkarosserien, durch Schweißroboter, wel ches zum Aufspannen und Transport der Blechteile eine verfahrbare Palette mit Spannvorrichtungen aufweist. Wei terhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Geome trieschweißen und Ausschweißen mit einem solchen Ferti gungsmodul.

Beim Zusammenschweißen von Blechteilen geht man üblicher weise zweistufig vor. Zunächst positioniert man die Blechteile möglichst genau zueinander und verbindet sie durch einzelne Schweißpunkte miteinander. Für diesen als Geometrieschweißen bezeichneten Arbeitsgang verwendet man zum Aufspannen eine Palette mit relativ vielen Spannvor richtungen, da die miteinander zu verschweißenden Blech teile einzeln fixiert werden müssen. Nach dem Geometrie schweißen hebt man die entstandene Blechbaugruppe meist mit Robotern aus der Geometrieschweißstation und trans portiert sie in eine Ausschweißstation, wo auf einer wei teren Palette das abschließende Schweißen erfolgt. Beim Ausschweißen können die Spannvorrichtungen die erforder lichen Schweißbewegungen behindern. Deshalb benutzt man dann eine Palette mit möglichst wenigen Spannvorrichtun gen, was dadurch möglich wird, dass nur ein einziges, zu sammenhängendes Blechteil gespannt werden muss. Es ergibt sich somit, dass für das Geometrieschweißen und Aus schweißen stets zwei unterschiedliche Paletten verwendet werden müssen.

Das Erfordernis des Einsatzes von zwei hintereinander an geordneten Schweißstationen macht die entsprechende Fer tigungsvorrichtung relativ teuer und führt zu einem meist unerwünscht großen Platzbedarf. Weiterhin entsteht be trächtlicher Aufwand zum Transport der Blechteile von der Geometrie-Schweißstation zur Ausschweißstation.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Fertigungs modul zum Geometrieschweißen und Ausschweißen von Blech teilen zu entwickeln, welches möglichst einfach gestaltet ist und einen möglichst geringen Platzbedarf hat. Weiter hin soll ein Verfahren zum Geometrieschweißen und Aus schweißen mit einem solchen Fertigungsmodul geschaffen werden.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch ge löst, dass das Fertigungsmodul nur eine einzige Schweiß station für das Geometrie- und Ausschweißen und hinter einander zwei verfahrbare Paletten aufweist, von denen eine Spannvorrichtungen für das Geometrieschweißen und die andere Spannvorrichtungen für das Ausschweißen hat, und dass Mittel zum Abheben der Blechteile von der Pa lette für das Geometrieschweißen und Auflegen auf die in nerhalb der Schweißstation in eine Schweißstellung ver fahrbaren Palette für das Ausschweißen vorgesehen sind.

Durch diese Gestaltung eines Fertigungsmoduls kann auf eine separate Ausschweißstation verzichtet werden. Weil in der Geometrieschweißstation nach dem Geometrieschwei ßen und vor dem Ausschweißen die das Blechteil tragende Palette ausgewechselt wird, entsteht für die Schweißrobo ter der Geometrieschweißstation der notwendige Platz, um zusätzlich zu den Geometrieschweißpunkten die vollständi gen Schweißnähte zu erzeugen. Dank der Erfindung lassen sich deshalb die Kosten für eine zusätzliche Schweißsta tion einsparen. Zugleich verringert sich der Platzbedarf für das Fertigungsmodul.

Besonders günstig ist es, wenn gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fertigungsmoduls die Palette für das Geometrieschweißen zum Verfahren in eine Ladestation außerhalb der Schweißstation ausgebildet ist, während sich die Palette für das Ausschweißen in der Schweißsta tion befindet, und wenn die Palette für das Geometrie schweißen zum Verfahren in eine zweite Arbeitsstellung in die Schweißstation ausgebildet ist, während sich die Palette für das Ausschweißen außerhalb der Schweißstation in einer Entladestation befindet. Bei einem solchen Fer tigungsmodul kann das Beladen und Entladen einer Palette zur gleichen Zeit erfolgen, in der innerhalb der Schweißstation das Geometrieschweißen oder das Ausschwei ßen erfolgt. Dadurch lassen sich die erforderlichen Ar beitsgänge auch innerhalb kurzer Taktzeiten durchführen.

Besonders einfach ist das Fertigungsmodul gestaltet, wenn die Paletten in einem festen Abstand zueinander gekoppelt und dadurch gemeinsam verfahrbar sind. Hierdurch genügt ein einziger Antrieb für beide Paletten. Weiterhin sind zwangsweise beide Paletten richtig positioniert, wenn man für die richtige Positionierung einer Palette sorgt.

Um eine flexible Fertigung zu erreichen, will man oftmals mit einem Fertigungsmodul abwechselnd verschiedene Blech teile schweißen, beispielsweise dann, wenn auf einer Fer tigungsstraße für Kraftfahrzeuge abwechselnd zwei ver schiedene Fahrzeugtypen hergestellt werden. Das lässt sich gemäß einer anderen Weiterbildung des erfindungsge mäßen Fertigungsmoduls dadurch erreichen, dass die Palet ten getrennt voneinander verfahrbar sind und seitlich des Verfahrweges der Paletten vor der Schweißstation eine zweite Ladestation vorgesehen ist. Denkbar ist es natür lich auch, das Fertigungsmodul statt T-förmig kreuzförmig auszubilden, um zwei zusätzliche Paletten vorzusehen. Die Zahl der zusätzlichen Paletten könnte sogar noch weiter erhöht werden, indem man das Fertigungsmodul sternförmig gestaltet.

Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung eines Verfahrens zum Geometrieschweißen und Ausschweißen von Blechteilen, insbesondere für Kraftfahrzeugkarosserien, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Blechteile nach dem Geometrieschweißen in einer Schweißstation von einer diese beim Geometrieschweißen tragenden Palette ab gehoben werden, dass danach eine Palette für das Aus schweißen unter die Blechteile gefahren und die Blech teile dann auf dieser Palette für das Ausschweißen abge legt werden. Durch diese Verfahrensweise spart man eine Schweißstation ein, weil durch das Auswechseln der Pa lette innerhalb einer einzigen Schweißstation sowohl das Geometrieschweißen als auch das Ausschweißen erfolgen kann. Die Einsparung einer Schweißstation führt zu einer Verringerung des Platzbedarfs und zu einer beträchtlichen Senkung der Kosten für die Herstellung des Fertigungsmo duls.

Eine besondere Hubeinrichtung für das Anheben und Absen ken der Blechteile wird entbehrlich, wenn die Blechteile in der Schweißstation mittels der Schweißroboter angeho ben und wieder abgelegt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch bei relativ kur zen Taktzeiten eingesetzt werden, wenn die Palette für das Geometrieschweißen zwischen einer außerhalb der Schweißstation befindlichen Ladeposition und der Schweiß station und die Palette für das Ausschweißen zwischen der Schweißstation und einer außerhalb der Schweißstation be findlichen Entladestation verfahren wird.

Das Fertigungsmodul zur Durchführung des Verfahrens kann besonders einfach gestaltet sein, wenn beide Paletten stets gleichzeitig verfahren werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch für eine flexible Fertigung, bei der rasch zwischen zwei verschie denen Produkten gewechselt werden muss, wenn die Paletten unabhängig voneinander verfahren werden und seitlich zu der Ladestation eine zweite Ladestation mit einer zweiten Palette für das Geometrieschweißen angeordnet und wahl weise die eine oder andere Palette für das Geometrie schweißen in die Arbeitsstation gefahren wird. Bei einer solchen Verfahrensweise könnte man zur Erhöhung der Fle xibilität natürlich auch mehrere weitere Paletten vorse hen.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei da von in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ferti gungsmoduls nach dem ersten Beladen mit Blechteilen,

Fig. 2 das Fertigungsmodul in Geometrieschweiß stellung,

Fig. 3 das Fertigungsmodul während des Wechsels von der Geometrieschweißstellung in die Aus schweißstellung,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf ein gegen über den vorangegangenen Figuren abgewandel tes Fertigungsmodul.

Die Fig. 1 zeigt ein Fertigungsmodul mit einer einzigen Schweißstation 1, welche mehrere Schweißroboter 2 auf weist. Innerhalb der Schweißstation 1 befindet sich eine Palette 3 mit wenigen Spannvorrichtungen 4. Außerhalb der Schweißstation 1 befindet sich eine weitere Palette 5 mit einer größeren Anzahl von Spannvorrichtungen 6 in einer Ladestation 12. In ihr hat ein Werker 7 Blechteile 8 auf die Palette 5 gelegt. Diese Blechteile 8 wurden oberhalb der Palette 5 als Einzelteile dargestellt. Die Palette 5 dient zum Geometrieschweißen.

Beide Paletten 3 und 5 sind miteinander gekoppelt und ge meinsam durch die Kopplung in einem festgelegten Abstand auf durch die Schweißstation führenden Schienen 9, 10 verfahrbar.

Nach dem Auflegen der Blechteile 8 fährt man die Palette 5 in die Schweißstation 1 hinein, was in Fig. 2 gezeigt ist. Hierbei fährt die Palette 3 zwangsläufig aus der Schweißstation 1 heraus in eine Entladestation 13. In Fig. 2 ist die Palette 3 jedoch leer. In der Schweißsta tion 1 erfolgt zunächst auf der Palette 5 das Geometrie schweißen, bei dem die Blechteile 8 durch einzelne Schweißpunkte miteinander verbunden werden.

Die Fig. 3 zeigt, wie nach dem Geometrieschweißen die zu einer Einheit zusammengeschweißten Blechteile 8 zunächst mittels der Schweißroboter 2 angehoben werden. Danach kann man die Paletten 3, 5 wieder zurück nach links in die in Fig. 1 gezeigte Position fahren. Durch Absenken des Blechteiles 8 gelangt dieses auf die Palette 3, wel che zum Ausschweißen des Blechteiles 8 ausgebildet ist. Die Palette 5 befindet sich in Fig. 3 wieder außerhalb der Schweißstation in Ladestellung, so dass der Werker 7 erneut die in Fig. 1 gezeigte Beladung vornehmen kann.

Ist das Beladen erfolgt und das Ausschweißen abgeschlos sen, fährt man die Paletten 3, 5 wieder in die in Fig. 2 gezeigte Stellung. Die frisch geladenen Blechteile 8 ge langen dann mit der Palette 5 in die Schweißstation, so dass das Geometrieschweißen erfolgen kann, während die Palette 3 in die Entladestellung fährt.

Das Fertigungsmodul gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von dem nach den Fig. 1 bis 3 dadurch, dass seitlich zur Verfahrrichtung der Paletten 3, 5 vor der Schweißstation 1 eine zweite Ladestation 14 mit einer Palette 15 vorge sehen ist. Hierdurch wird es möglich, unterschiedliche Blechteile 8, 8b in die Schweißstation 1 einzufahren. Ge meinsam ist dem Fertigungsmodul gemäß Fig. 4 mit dem zu vor beschriebenen Fertigungsmodul, dass in der Schweiß station 1 die Blechteile von der Palette 5 bzw. 15 abge hoben und zum Ausschweißen auf die Palette 3 aufgesetzt und dort festgespannt werden.

Bezugszeichenliste

1

Schweißstation

2

Schweißroboter

3

Palette

4

Spannvorrichtung

5

Palette

6

Spannvorrichtung

7

Werker

8

Blechteil

9

Schiene

10

Schiene

11

Palette

12

Ladestation

13

Entladestation

14

Ladestation

15

Palette

Claims

1. Fertigungsmodul zum Geometrieschweißen und Ausschwei ßen von Blechteilen, insbesondere für Kraftfahrzeugkaros serien, durch Schweißroboter, welches zum Aufspannen und Transport der Blechteile eine verfahrbare Palette mit Spannvorrichtungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fertigungsmodul nur eine einzige Schweißstation (1) für das Geometrie- und Ausschweißen und hintereinander zwei verfahrbare Paletten (3, 5) aufweist, von denen eine Spannvorrichtungen (6) für das Geometrieschweißen und die andere Spannvorrichtungen (4) für das Ausschweißen hat, und dass Mittel zum Abheben der Blechteile (8) von der Palette (5) für das Geometrieschweißen und Auflegen auf die innerhalb der Schweißstation (1) in eine Schweißstel lung verfahrbare Palette (3) für das Ausschweißen vorge sehen sind.

2. Fertigungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Palette (5) für das Geometrieschweißen zum Verfahren in eine Ladestation (12) außerhalb der Schweiß station (1) ausgebildet ist, während sich die Palette (3) für das Ausschweißen in der Schweißstation (1) befindet, und dass die Palette (5) für das Geometrieschweißen zum Verfahren in die Schweißstellung in die Schweißstation (1) ausgebildet ist, während sich die Palette (3) für das Ausschweißen außerhalb der Schweißstation (1) in einer Entladestation (13) befindet.

3. Fertigungsmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass die Paletten (3, 5) in einem festen Abstand zu einander gekoppelt und dadurch gemeinsam verfahrbar sind.

4. Fertigungsmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass die Paletten (3, 5) getrennt voneinander ver fahrbar sind und seitlich des Verfahrweges der Paletten (3, 5) vor der Schweißstation (1) eine zweite Ladestation (14) vorgesehen ist.

5. Verfahren zum Geometrieschweißen und Ausschweißen von Blechteilen, insbesondere für Kraftfahrzeugkarosserien, durch Schweißroboter, bei welchem zum Aufspannen und Transport der Blechteile eine verfahrbare Palette mit Spannvorrichtungen verwendet wird, dadurch gekennzeich net, dass die Blechteile nach dem Geometrieschweißen in einer Schweißstation von einer diese beim Geometrie schweißen tragenden Palette abgehoben werden, dass danach eine Palette für das Ausschweißen unter die Blechteile gefahren und die Blechteile dann auf diese Palette für das Ausschweißen abgelegt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechteile in der Schweißstation mittels der Schweißroboter angehoben und wieder abgelegt werden.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Palette für das Geometrieschweißen zwischen einer außerhalb der Schweißstation befindlichen Ladeposition und der Schweißstation und die Palette für das Ausschweißen zwischen der Schweißstation und einer außerhalb der Schweißstation befindlichen Entladestation verfahren werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beide Paletten stets gleichzeitig verfahren werden.

9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Paletten unabhängig von einander verfahren werden und seitlich zu der Ladestation eine zweite Ladestation mit einer zweiten Palette für das Geometrieschweißen angeordnet und wahlweise die eine oder andere Palette für das Geometrieschweißen in die Arbeits station gefahren wird.