DE20112660U1 - Vorrichtung zur Nachbearbeitung der Nahtkanten von patch-work-Blechen für Kraftfahrzeugkarosserien - Google Patents

Description

Krupp Drauz Ingenieurbetrieb GmbH 2106

Zei ßi gstraße 12

09337 Hohenstein-Ernstthal

Vorrichtung zur Nachbearbeitung der Nahtkanten von patch-work-Blechen für Kraftfahrzeugkarosserien

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Nachbearbeitung der Nahtkanten von patch-work-BLechen für Kraftfahrzeugkarosserien gemäß Oberbegriff des Schutzanspruches 1.

Aus der DE AS 1116034 ist ein Verfahren zum Zusammenschweißen von Bändern und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt, wobei beide Bandenden gleichzeitig an einer Stelle in einem Zug besäumt und zwei untereinander parallele Schnittkanten hergestellt werden. Dabei weisen die Schnitte einen mindestens den Spalt zwischen den zu besäumenden Bandenden überdeckenden Abstand auf. Die besäumten Bandenden werden in der Schneideinspannung zusammengeschweißt. Bei der Vorrichtung ist mindestens je eine jedem Bandende zugeordnete als Backenpaar ausgebildete Einspannvorrichtung vorhanden, bei denen mindestens die Backen auf der gleichen Seite der Bänder eine feste Höhenlage zueinander haben und mindestens ein Backenpaar parallel zur Backenstirnseite beweglich ist. Als Trenngerät ist eine Säge vorhanden. Diese Vorrichtung ist nur für einzelne gerade Nähte, wie sie beim Verbinden von Bandenden vorliegen, geeignet. Für in patch-work-Art zusammengesetzte Bleche ist diese Lösung wegen der fehlenden Anpassungsmöglichkeiten an unterschiedliche Nahtverläufe innerhalb eines Werkstückes nicht geeignet. Aus der DE 195 26 466 C1 ist ein Verfahren bekannt zum Schneiden und/oder Verschweißen von vorzugsweise geometrisch unterschiedlich gestalteten Blechen mit gleichen oder unterschiedlichen Dicken sowie geraden und/oder ungeraden Schweißnähten, insbesondere für den Kraftfahrzeugkarosseriebau, mit Strahlwerkzeugen. Diese Lösung geht jedoch fälschlicher Weise davon aus, dass die vorbearbeiteten Platinen so genau hinsichtlich ihres Nahtkantenverlaufes bearbeitet sind, dass sie sich toleranzhaltig auf den Paletten zusammenfügen Lassen. Der anschließende Schweißvorgang soll dann zu qualitätshaltigen Schweißnähten führen. Die Praxis

hat jedoch gezeigt, dass die Trennung von Nahtvorbearbeitung und Schweißvorgang nicht die erforderlichen geometrischen Toleranzen einhalten kann. Außerdem ist die Verwendung des Palettenumlaufsystems zusammen mit einem Schneidportalsystem zur Nahtkantenbearbeitung aus Gründen der möglichen metallurgischen Veränderung der Nahtkanten, besonders bei höherfesten Stählen, abzulehnen. Hinzu kommen noch die hohen Investitionskosten für das zusätzliche Schneidlaserequipment.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Nachbearbeitung der Nahtkanten und zum Verschweißen mittels Laserstrahl zu schaffen, bei der die zum Stand der Technik aufgezeigten Probleme nicht bestehen und eine kostenoptimierte Herstellung von patch-work-B lechen möglich ist. Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 4 enthalten sinnvoll ergänzende Merkmale.

Gemäß der Erfindung ist auf einer der beiden Spannvorrichtungen eine Führung befestigt, die in ihrem Verlauf dem Nahtverlauf entspricht. Auf der Führung ist ein leicht beweglich und spielfrei gelagerter Schlitten angeordnet, der an der Seite über dem Nahtverlauf eine Aufnahmevorrichtung für eine Optik eines Laserschweißgerätes oder für eine senkrechte Frässpindel besitzt. Auf der dem Nahtverlauf abgewandten Seite des Schlittens ist dieser als Kupplungsstück für die Greiferhand eines Arbeitsroboters ausgebildet. Diese Greiferhand ist gleichzeitig Wechselgreifer für die Optik des Laserschweißgerätes und die senkrechte Frässpindel. Für jeden Nahtverlauf sind leicht verstellbar zwei vorstehend beschriebene Spannvorrichtungen auf dem Auflagetisch befestigt. Durch den abwechselnden Einsatz von Frässpindel und Laseroptik in die Aufnahmevorrichtung des Schlittens bleibt der Bezug zu den gefrästen Kanten der beiden patch-work-Bteche unverändert erhalten. Dadurch sind alle Voraussetzungen für qualitativ hochwertige Schweißnähte geschaffen. Durch die Verwendung eines spanabhebenden Werkzeuges zur Kantenbearbeitung sind metallurgische Veränderungen im Werkstoff der Bleche ausgeschlossen. Die Kosten einer Frässpindel sind ein Vielfaches geringer als die eines Schneidlasers.

Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Dieses ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Spanneinrichtungen und den

Auflagetisch und
Fig. 2 eine Draufsicht.

Auf einer gemeinsamen Grundplatte 1 ist ein Auflagetisch 2, ein Träger 3 für zwei Spannvorrichtungen 4;5 und eine Schiebevorrichtung 6 mit Sauger 7 angeordnet (Fig.1). Der Träger 3 hat einen U-förmigen Querschnitt. Seine beiden Schenkel 8;9 sind nach oben gerichtet und tragen auf ihren freien Enden untere Spannbacken 10;11 der zwei Spannvorrichtungen 4;5. Die Spannflächen der Spannbacken 10;11 bilden eine Ebene mit dem Auflagetisch 2. Die zueinander zeigenden Kanten der Spannbacken 10;11 verlaufen parallel zueinander und zu der zu erzeugenden Schweißnaht. Ihr Abstand beträgt wenige Millimeter mehr als der Durchmesser eines zum Einsatz kommenden Fingerfräsers. über den unteren Spannbacken 10;11 sind höhenbeweglich obere Spannbacken 12;13 angeordnet, die unter Zwischenschaltung von Spannzylindern 14 an je einer über die Breite des Auflagetisches 2 reichende Traverse 15 aufgehängt sind. Auf der Traverse 15 der am Auflagetisch 2 ansch I iessenden Spannvorrichtung 4 ist in Längsrichtung der Traverse 15 eine Geradführung 16 parallel zur Spannfläche und Vorderkante der unteren Spannbacke 10 befestigt. Auf der Geradführung 16 ist leicht beweglich und spielfrei ein Schlitten 17 gelagert, der an der Seite zwischen den Vorderkanten der Spannbacken 10;11 eine Aufnahmevorrichtung 18 trägt, in die wechselweise eine Optik 19 eines Laserschweißgerätes oder ein nicht gezeichneter Fräskopf mit senkrechter Frässpindel und Fingerfräser eingesetzt wird. An der gegenüberliegenden Seite zur Aufnahmevorrichtung 18 ist der Schlitten 17 als Kupplungsstück 20 für die Greiferhand eines Arbeitsroboters ausgebildet. Die Greiferhand des nicht gezeichneten Arbeitsroboters ist außerdem Wechselgreifer für die Optik 19 des Läserschweißgerät es und die senkrechte Frässpindel. Die Schiebevorrichtung 6 mit Sauger 7 ist als heb- und senkbarer pneumatischer Arbeitszylinder ausgebildet. An seiner Kolbenstange ist der Sauger 7 befestigt, der in der Ebene der Spannflächen an das dortige patch-work-Blech saugt und es nach dem Verschiebehub

frei gibt und zurück fährt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird im wesentlichen an Hand von Fig.2 erläutert.

Die Platine besteht beispielsweise aus drei patch-work-B lechen 21;22;23. Zuerst wird die gerade Naht 24 bearbeitet. Dazu wird das größere patch-work-Blech 21 auf den Auflagetisch 2 abgelegt und in die Spannvorrichtung 4 gegen den eingeschwenkten Anschlag 25 (Fig.1) eingeschoben. Gleichzeitig wird von der anderen Seite das kleinere patch-work-Blech 22 gegen die andere Seite des Anschlages 25 eingeschoben. Nach dem Schließen der Spannbacken 10;12 und 11;13 wird der Anschlag 25 ausgeschwenkt. Es verbleibt somit zwischen den beiden zueinander zeigenden Blechkanten ein Spalt in der Breite des Anschlages 25. Dieses Maß ist so gewählt, dass es um zweimal die Bearbeitungszugabe für die Fräsbearbeitung kleiner ist als der Durchmesser des Fingerfräsers. Nachdem der Schlitten 17 am Ende der Blechkanten positioniert und durch den Arbeitsrobot er die senkrechte Frässpindel in die Aufnahmevorrichtung 18 eingesetzt ist, erfasst die Greiferhand des Arbeitsroboters das Kupplungsstück 20 des Schlittens 17 und führt mit diesem die Vorschubbewegung für den Fingerfräser aus. Dieser trägt an beiden Blechkanten jeweils eine kleine Spantiefe ab und erzeugt dabei zwei Blechkanten, die genau parallel zueinander verlaufen. Anschließend wird die rechte Spanneinrichtung 5 geöffnet und durch den Sauger 7 und die Schiebevorrichtung 6 dieses patch-work-Blech 22 gegen das fest eingespannte andere patch-work-Blech 21 gedrückt und so wieder gespannt. Anschließend wird die schräge Naht 26 hergestellt. Das große patch-work-Blech 23 wird einerseits gegen eingeschwenkte Anschläge 25 eingeschoben. Von der anderen Seite werden die beiden zusammengeschobenen patch-work-Bleche 21;22 gegen die Anschläge 25 eingeschoben. Nachdem die Anschläge 25 ausgeschwenkt und alle Bleche gespannt sind, werden die Blechkanten, wie oben beschrieben, nachgefräst, anschließend zusammengeschoben und beide Nähte 24;26 verschweißt. Die fertige Platine wird durch einen Transport roboter aus den Spannvorrichtungen 4;5 entnommen und in vorteilhafter Weise in einen Nahtprüfdetektor eingeführt, der durch einen weiteren Roboter entlang der patch-work-Nähte

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24;25 geführt wird. Zur Zeitverkürzung können die Bewegungen beider Roboter kombiniert werden.

Es Liegt im Rahmen der Erfindung, die Geradführung 16 des Schlittens 17 im Falle einer abweichend geformten Naht diesem Nahtverlauf anzupassen.

BezugszeichenListe

1 Grundp Latte

2 Auf Läget i sch

3 Träger

4 Spannvorrichtung

5 Spannvorrichtung

6 Schiebevorrichtung

7 Sauger

8 SchenkeL

9 Schenkel

10 untere Spannbacke

11 untere Spannbacke

12 obere Spannbacke

13 obere Spannbacke

14 SpannzyLinder

15 Traverse

16 Geradführung

17 Sch L itten

18 Aufnahmevorrichtung

19 Optik eines Läserschweißgerätes

20 KuppLungsstück

21 patch-work-BLech

22 patch-work-BLech

23 patch-work-BLech

24 gerade Naht

25 Anschlag

26 schräge Naht

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Nachbearbeitung der Nahtkanten von patch-work- Blechen für Kraftfahrzeugkarosserien, zum Fügen dieser nachbearbeiteten Bleche und zum Verschweißen der nachbearbeiteten Nahtkanten mittels Laserstrahl, dadurch gekennzeichnet,
dass in der Ebene eines Auflagetisches (2) für jede patch- work-Naht (24; 26) zwei Spannvorrichtungen (4; 5) für die Bleche (21; 22; 23) angeordnet sind, deren Spannbacken (10; 12) und 11; 13) parallel zu den Nahtkanten der Bleche (21; 22; 23) und zueinander angeordnet sind;
dass auf einer der Spannvorrichtungen (4) eine Führung (16) befestigt ist, die in ihrem Verlauf dem Nahtverlauf entspricht;
dass auf der Führung (16) ein Leicht beweglich und spielfrei gelagerter Schlitten (17) angeordnet ist, der an der Seite über dem Nahtverlauf eine Aufnahmevorrichtung (18) für eine Optik (19) eines Laserschweißgerätes oder für eine senkrechte Frässpindel besitzt und der auf der dem Nahtverlauf abgewandten Seite als Kupplungsstück (20) für die Greiferhand eines Arbeitsroboters ausgebildet ist und
dass die Greiferhand des Arbeitsroboters Wechselgreifer für die Optik (19) des Laserschweißgerätes und die senkrechte Frässpindel ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an jeweils einer der Spannvorrichtungen (4; 5) für jede patch-work-Naht (24; 26) in der Ebene der zu bearbeitenden Bleche (21; 22; 23) Anschläge (25) schwenkbar gelagert sind, gegen die die zu bearbeitenden Bleche (21; 22; 23) aus beiden Spannvorrichtungen (4; 5) angelegt werden und die um die doppelte Bearbeitungszugabe beim Fräsvorgang kleiner sind als der Fräserdurchmesser.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb der Ebene des Aufspanntisches (2) für jede patch-work-Naht (24; 26) eine Schiebevorrichtung (b) mit Sauger (7) für jeweils eines der patch-work-Bleche (21; 22; 23) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Transportroboter die verschweißten Bleche (21; 22; 23) aus den Spannvorrichtungen (4; 5) entnehmen und in einen Nahtprüfungsdetektor einführen, der, durch einen weiteren Roboter gehalten, allen patch-work-Nähten (24; 26) folgt.