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Die
Erfindung betrifft eine Bearbeitungsstation für Bauteile unterschiedlichen
Typs mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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In
der Praxis ist es bekannt, Bearbeitungsstationen mit Drehtischen
auszurüsten,
die mehrere typspezifische Aufnahmestellen für die Bauteile aufweisen. Hierbei
ist z.B. für
vier verschiedene Bauteilgruppen jeweils eine adaptierte Aufnahmestelle mit
entsprechend angepassten Werkzeugen vorhanden. Rund um den Drehtisch
sind mehrere Arbeitsstellen verteilt angeordnet, z.B. eine Beladestelle,
an der die Bauteile auf die Aufnahme am Drehtisch gelegt werden,
eine anschließende
Prozess- oder Bearbeitungsstelle und eine wiederum anschließende Entladestelle
zur Entnahme des fertigen Bauteils von der Aufnahme und vom Drehtisch.
Die vorbekannte Technik hat den Nachteil, dass das Beladen, die
Prozesse und das Entladen einschließlich der Drehbewegungen des
Drehtisches innerhalb der Taktzeit stattfinden müssen. Speziell bei kürzeren Taktzeiten überwiegen
dann die unproduktiven Anteile (Be- und Entladen sowie Tischdrehungen)
die Prozessinhalte. Von den verschiedenartigen Aufnahmestellen kann im
Betrieb immer nur eine mit einem Bauteil belegt und benutzt werden.
Die anderen bleiben leer. Dies alles verringert die Produktivität der Bearbeitungsstation
und führt
innerhalb einer Bearbeitungsanlage zur Notwendigkeit, mehrere Bearbeitungsstationen
für gleiche
Prozesse vorzusehen, was negative Auswirkungen auf Kosten und Flächenverbrauch
hat.
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Die
DE 299 23 946 U1 befasst
sich mit einer Anlage zum flexiblen Zusammenbau von Kfz-Karosserien.
In der Anlage, die auch eine Framingstation beinhaltet, zirkulieren
mehrere unterschiedliche Spannrahmen in einer Kreisbahn, wobei die
Spannrahmen Bauteile, z.B. Seitenwände von Fahrzeugkarosserien
mitführen
können.
Die Spannrahmen sind mit eigenen Elektroantrieben ausgerüstet und
sind an aufgeständerten
Schienen in der Art einer Elektrohängebahn geführt. An der Arbeitsstelle in
der Framingstation werden die Spannrahmen mit einer Verfahreinheit
quer zur Fahrschiene bewegt, wobei sie an eine entlang der Transferlinie
zugeführte
Bodengruppe der Fahrzeugkarosserie zugestellt und am Stationsgestell
abgesteckt werden. Die in der Framingstation vorhanden Roboter dienen
ausschließlich
der Werkstückbearbeitung
und sind als Schweißroboter
ausgebildet.
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Die
WO 2004/080645 A1 zeigt eine andere Fertigungsanlage für Karosseriebauteile
mit mehreren aneinander anschließenden Bearbeitungsstationen,
wobei die Bauteile von Handlingrobotern stationsweise weitergereicht
werden. Zwischen den Stationen können
Pufferspeicher für
die Aufnahme und Zwischenlagerung der Karosseriebauteile angeordnet
sein. Die Pufferspeicher sind als Bandspeicher ausgebildet, bei
denen Greifeinrichtungen für
die Bauteile in einer Kreisbahn um vertikale Achsen umlaufen. Die
Greifeinrichtungen bleiben dauerhaft mit ihrem Förderer verbunden.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Bearbeitungsstation
aufzuzeigen.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.
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Die
beanspruchte Bearbeitungsstation hat gegenüber dem Stand der Technik verschiedene
Vorteile. Einerseits besitzt sie eine höhere Produktivität, weil
nicht mehr innerhalb eines Arbeitstaktes alle Vorgänge am Bauteil
stattfinden müssen.
Die verschiedenen Funktionen können
vielmehr auf mehrere Takte aufgeteilt werden, was eine bessere Taktausnutzung
ermöglicht.
Außerdem
können
bei der Erfindung auf dem Transportmittel sämtliche Aufnahmestellen mit
Bauteilen belegt sein, wobei die Bauteile vom gleichen oder unterschiedlichen
Typ sein können.
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Der
Typenbezug wird über
die typspezifischen Spanneinrichtungen hergestellt, die hierfür in der
erforderlichen Zahl und dabei für
die einzelnen Typen ggf. mehrfach vorhanden und in ein oder mehreren
Magazinen bevorratet sein können.
Die Aufnahmestellen am Transportmittel und die Spanneinrichtungen
sind untereinander derart adaptiert, dass jede Spanneinrichtung
zu jeder Aufnahmestelle passt und dort Platz findet. Die Aufnahmestellen
sind damit nicht mehr auf die verschiedenen Bauteiltypen adaptiert,
sondern sind generalisiert und untereinander gleichartig. Auf diese
Weise können
unterschiedliche Bauteiltypen in einem beliebigen und frei wählbaren
Mix gefahren werden, wobei lediglich die typspezifischen Spanneinrichtungen
benutzt und bei Bedarf gewechselt werden. Die sich ergebende Standardisierungsmöglichkeit
des Transportmittels und der Aufnahmestellen ist auch eine technisch,
planerisch und wirtschaftlich wertvolle Erleichterung.
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Die
Transporteinrichtung kann unterschiedlich und in beliebiger Weise
ausgebildet sein. In der bevorzugten Ausführungsform ist sie ein Drehtisch oder
ein im Kreis umlaufender Förderer.
Alternativ ist auch eine andere Fördergeometrie möglich. Das Transportmittel
kann sich taktweise zwischen den einzelnen peripheren Arbeitsstellen bewegen.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung
ist alternativ eine kontinuierliche Transportbewegung möglich, wobei das
Handling der Spanneinrichtungen und die Bearbeitung der Bauteile
während
des Transports über eine
entsprechende Synchronisation der an den Arbeitsstellen vorhandenen
Roboter geschehen kann.
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Die
Art der Bearbeitungsprozesse und die Zahl der prozessbezogenen Arbeitsstellen
sind beliebig wählbar.
Ein bevorzugter Einsatzbereich sind Ausschweiß- oder Respotstationen für Karosseriebauteile
von Fahrzeugrohkarosserien. Bei entsprechender Ausbildung, Anordnung
und Anzahl von Spanneinrichtungen lassen sich auch Fügevorgänge unter
Einbeziehung mehrerer Bauteile durchführen.
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Die
Bearbeitungsstation bietet eine hinsichtlich der Typenvielfalt unbeschränkte und
voll flexible Lösung.
Die unproduktiven Anteile, wie Be- und Entladen, Transportbewegungen,
Spannen von Bauteilen etc. an der Taktzeit können wesentlich reduziert werden,
was um so gravierender ist, je kürzer
die Taktzeit ist. Andererseits wird der Prozessanteil der Bearbeitungsroboter
erhöht,
was zu einer besseren Auslastung des Prozessequipments und zu einer
höheren
Wirtschaftlichkeit führt.
Dank der besseren Auslastung können
der Aufwand an Prozessequipment und die Anzahl von Prozessrobotern
gegenüber
dem Stand der Technik reduziert werden, was zu wesentlichen Kosteneinsparungen
und zu einer Verbesserung der technischen Verfügbarkeit führt. Der Bauaufwand und Flächenbedarf
der erfindungsgemäßen Lösung ist
wesentlich geringer als beim Stand der Technik. Außerdem lassen
sich Variationen und Änderungen
in den Bauteiltypen leicht und schnell integrieren. Hierbei können insbesondere
bei Fahrzeugkarosserien Bauteile von auslaufenden Typen mit Bauteilen
von neuen Typen im Mix gefahren werden, so dass eine nahtlose Typumstellung
gewährleistet
ist.
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In
den Unteransprüchen
sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
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Die
Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch
dargestellt. Im einzelnen zeigen:
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1:
Eine perspektivische Ansicht einer Bearbeitungsanlage mit mehreren
Bearbeitungsstationen,
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2:
einen vergrößerten Ausschnitt
von 1 und die perspektivische Darstellung einer Bearbeitungsstation
und
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3:
eine Draufsicht auf die Bearbeitungsstation von 2.
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Die
Erfindung betrifft eine Bearbeitungsstation (2) für Bauteile
(3) unterschiedlichen Typs. Die Erfindung betrifft ferner
eine Bearbeitungsanlage (1), die mit ein oder mehreren
solcher Bearbeitungsstationen (2) ausgerüstet und
beispielsweise in 1 dargestellt ist.
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2 und 3 zeigen
eine solche Bearbeitungsstation (2) in vergrößerter Darstellung.
Sie weist mindestens ein bewegliches Transportmittel (4)
zum Transport der Bauteile (3) zu mehreren in der Peripherie
um das Transportmittel (4) verteilten Arbeitsstellen (12, 13, 14, 15)
auf. Das Transportmittel ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Drehtisch
(5) ausgebildet, der eine vertikale Drehachse und einen steuerbaren
Drehantrieb (nicht dargestellt) aufweist. Der Drehtisch (4)
hat z.B. ein aus miteinander verbundenen Quer- und Längsträgern gebildetes
rahmenartiges Tischgestell mit liegender Ausrichtung und kann am
Anlagenboden angeordnet und abgestützt sein. Alternativ ist eine
stehende Anordnung mit horizontaler Drehachse und vertikal ausgerichteter
Tischebene oder eine andere Neigung möglich.
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Das
Transportmittel (4) bzw. der Drehtisch (5) hat
in der gezeigten Ausführungsform
mehrere, z.B. vier gleichmäßig im Umfang
verteilte Aufnahmestellen (6, 7, 8, 9)
zur lösbaren
Aufnahme von jeweils mindestens einer typspezifischen Spanneinrichtung mit
mindestens einem dort aufgenommenen Bauteil (3). Die Bauteile
(3) sind in 3 schematisch angedeutet. Für jeden
Bauteiltyp ist eine andere typspezifische Spanneinrichtung (16, 17)
vorgesehen. Z.B. gibt es Spanneinrichtungen (16) für den Bauteiltyp
A und andere Spanneinrichtungen (17) für den Bauteiltyp B. An der
Bearbeitungsstation (2) können von jedem Typ mehrere
Spanneinrichtungen (16, 17) vorhanden sein.
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Auf
dem Transportmittel können
alle Aufnahmestellen (6, 7, 8, 9)
gleichzeitig mit Spanneinrichtungen (16, 17) belegt
sein. An jeder Aufnahmestelle (6, 7, 8, 9)
können
hierbei wahlweise eine einzelne Spanneinrichtung oder mehrere Spanneinrichtungen in
einer Gruppe aufgenommen werden. Die Zahl der Aufnahmestellen (6, 7, 8, 9)
und der Arbeitsstellen (12, 13, 14, 15)
können
gleich sein oder differieren.
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Der
Typenbezug besteht zwischen den Spanneinrichtungen (16, 17)
und den verschiedenen Typen von Bauteilen (3). Die Aufnahmestellen
(6, 7, 8, 9) brauchen keinen
Typbezug auf die Bauteile (3) zu haben. Sie können vielmehr
untereinander gleichartig sein und sind vorzugsweise in der Lage,
jede der vorhandenen Spanneinrichtungen (16, 17)
aufzunehmen. Hierdurch sind ein freier Mix der Spanneinrichtungen
(16, 17) und eine Belegungsfreiheit für die Aufnahmestellen
(6, 7, 8, 9) gegeben.
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Die
Spanneinrichtungen (16, 17) sind vorzugsweise
lösbar
mit den Aufnahmestellen (6, 7, 8, 9) verbunden
und können
bei Bedarf entfernt und dabei auch gewechselt oder ausgetauscht
werden. Die Spanneinrichtungen (16, 17) dienen hierbei
nicht nur zum bearbeitungsgerechten Positionieren der Bauteile (3)
auf dem Transportmittel (4) und an den Arbeitsstellen (12, 13, 14, 15),
sondern auch zum Handhaben, insbesondere zum Zuführen und Abführen der
Bauteile (3). Die Spanneinrichtungen (16, 17) haben
diesbezüglich
eine Mehrfachfunktion.
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Wie 3 verdeutlicht,
können
die verschiedenen Spanneinrichtungen (16, 17)
jeweils aus einem Träger
(18) und ein oder mehreren typspezifischen Spannwerkzeugen
(19) bestehen. Die Träger (18)
können
z.B. eine rahmenartige oder plattenartige Form haben. Die Trägerform
ist jedoch frei wählbar.
Untereinander können
die Träger
(18) der verschiedenen Spanneinrichtungen (16, 17)
gleich sein. Dies ist allerdings nicht notwendig. Z.B. können für größenmäßig stark
unterschiedliche Bauteiltypen (3) unterschiedlich große bzw.
unterschiedlich geformte Träger
(18) eingesetzt werden.
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Die
Zahl, Ausbildung und Anordnung der Spannwerkzeuge (19)
richtet sich nach den unterschiedlichen Bauteiltypen (3),
insbesondere nach deren Art und Größe. Die Spannwerkzeuge (19)
können in
beliebig geeigneter Weise am Träger
(18) angeordnet sein, wobei auch eine Modulbauweise und
eine wechselfähige
Befestigung möglich
sind. Die Spannwerkzeuge (19) können in beliebig geeigneter
Weise betätigt
werden. Wenn die Spanneinrichtung (16, 17) z.B.
an eine geeignete Energie- und Betriebsmittelversorgung angeschlossen
ist, was temporär
der Fall sein kann, können
die Spannwerkzeuge (19) als fernsteuerbare und motorisch
und durch Zylinder oder dergleichen angetriebene Werkzeuge ausgebildet sein.
Hierbei kann durch Einsatz von Kniehebeln oder dergleichen eine
Selbstverriegelung bzw. eine Totpunktstellung vorhanden sein, wodurch
die betätigten
Spannwerkzeuge (19) nach Abkopplung der Energie- oder Betriebsmittelversorgung
in ihrer Spannstellung selbsttätig
verharren und verriegelt sind. Bei erneuter Ankupplung kann über eine Antriebsbetätigung die
Spannstellung wieder gelöst werden
und eine Entnahme des Bauteils (3) ermöglichen.
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Die
Bauteile (3) können
von beliebiger Art, Ausbildung und Größe sein. Im gezeigten und bevorzugten
Ausführungsbeispiel
handelt es sich um Karosseriebauteile von Fahrzeugrohkarosserien.
Die Bauteile (3) können
hierbei einteilig oder mehrteilig sein. In der Bearbeitungsstation
(2) können
beliebige Bearbeitungsprozesse an den Bauteilen (3) vorgenommen
werden. Dies können
z.B. Fügeprozesse mit
Schweißen,
Löten,
Kleben oder dergleichen sein. Hierbei können auch mehrere gleichzeitig
oder zeitversetzt zugeführte
Komponenten der Bauteile miteinander verbunden werden. Weitere Bearbeitungsprozesse
können
Schneiden, Beschichten, spanabhebende Bearbeitung oder dergleichen
sein.
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Für die Handhabung
der Spanneinrichtungen (16, 17) sind ein oder
mehrere Handlingroboter (23) vorgesehen, die z.B. als sechsachsige
Gelenkarmroboter ausgebildet sind und eine mehrachsige Roboterhand
(25) aufweisen. Die Handlingroboter (23) dienen
zum Beladen und zum Entladen der Aufnahmestellen (6, 7, 8, 9)
mit den verschiedenen typspezifischen Spanneinrichtungen (16, 17).
Für diese Be- und Entladevorgänge sind
ein oder mehrere eigene Arbeitsstellen (12, 15)
vorgesehen. Hierbei können
z.B. getrennte Be- und Entladestellen (12, 15)
vorhanden sein. In der gezeigten Ausführungsform von 3 sind
beide Funktionen in einer Arbeitsstelle (12, 15)
integriert und werden durch einen einzelnen Handlingroboter (23)
erledigt.
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Im
Arbeitsbereich des ein- oder mehrfach vorhandenen Handlingroboters
(23) befinden sich ein oder mehrere Bauteilablagen (26, 27).
Hier können Bauteile
(3) zugeführt
und abgeführt
werden. Die Bauteilablagen (26, 27) können in beliebig
geeigneter Weise als Tische, Stapelgestelle oder dergleichen ausgebildet
sein. Der Handlingroboter (23) führt z.B. beim Entladen eine
typspezifische Spanneinrichtung (16, 17) zu einer
Bauteilablage (26), wo Bauteile (3) einzeln oder
im Stapel zugeführt
werden und ergreift ein oder mehrere Bauteile (3) mit der
entsprechend gesteuerten Spanneinrichtung (16, 17).
Die mit dem oder den Bauteilen (3) beladene Spanneinrichtung (16, 17)
wird dann vom Handlingroboter (23) zur Beladestelle (12)
an der Transporteinrichtung (4) gebracht und auf einer
dort bereitstehenden Aufnahmestelle (6) abgesetzt. Der
Handlingroboter (23) gibt anschließend die Spanneinrichtung (16, 17)
frei, so dass diese bei einer Drehbewegung oder sonstigen Transportbewegung
der Transporteinrichtung (4) zur nächsten Arbeitsstelle (13, 14)
weiter transportiert werden kann.
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Ein
oder mehrere der anderen Arbeitsstellen (13, 14)
sind als Bearbeitungs- oder Prozessstellen ausgebildet. Hier können ebenfalls
ein oder mehrere Roboter, insbesondere Arbeitsroboter (24)
mit entsprechenden und ggf. wechselbaren Bearbeitungswerkzeugen
an der Peripherie der Transporteinrichtung (4) angeordnet
sein. Sie würden
dann z.B. flurgebunden neben dem Drehtisch (5) stehen oder
in einem Portal hängend
oder auf sonstige beliebige andere Weise angeordnet sein. Die Roboter
(24) haben mit ihren Werkzeugen Zugang zu der im Arbeitsbereich
befindlichen Arbeitsstelle (13, 14) und dem dort mit
der Spanneinrichtung (16, 17) positionierten Bauteil
(3).
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Die
Spanneinrichtungen (16, 17) weisen jeweils mehrere
Schnittstellen (20, 21) zur Verbindung mit einem
Handlingroboter (23) und mit einer Aufnahmestelle (6, 7, 8, 9)
auf. Die Schnittstelle (20) ist z.B. eine Andockstelle
für die
Roboterhand (25) und deren Wechselwerkzeug. Hierbei kann
auch eine Betriebsmittelkupplung für die Zufuhr von Energie oder Betriebsmitteln,
z.B. Leistungs- und Signalströmen, Druckluft,
Kühlmittel
oder dergleichen vorhanden sein. Über die Schnittstelle (20)
lassen sich auch in der vorerwähnten
Weise die Antriebe der Spannwerkzeuge (19) sowie etwaige
sonstige Antriebe oder Verbraucher an der Spanneinrichtung (16, 17) zumindest
temporär
mit Energie oder anderen Betriebsmitteln versorgen. Nach Abkupplung
von der Roboterhand (25) kann diese Betriebsmittelverbindung
gekappt sein, wobei die Spannwerkzeuge (29) sich in der
vorerwähnten
Weise selbst verriegeln.
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Die
Schnittstelle (21) zur Verbindung mit den verschiedenen
Aufnahmestellen (6, 7, 8, 9)
kann eine dort etwaig vorhandene Gegenschnittstelle (11)
adaptiert sein. Die Schnittstellen (11, 21) wirken
dabei zum Andocken und Positionieren der Spanneinrichtungen (16, 17)
an der jeweiligen Aufnahmestelle (6, 7, 8, 9)
zusammen. Die Schnittstelle (21) an der Spanneinrichtung
(16, 17) kann z.B. aus zwei oder mehr vorstehenden
Zapfen bestehen, die in entsprechende, als Gegenöffnung ausgebildete Gegenschnittstellen
(11) an den Aufnahmestellen (6, 7, 8, 9) formschlüssig eingreifen
und dabei die z.B. stehend angeordnete Spanneinrichtung (16, 17)
positionieren und fixieren. Über
diese Einrichtungspositionierung ist auch das mitgeführte Bauteil
(3) exakt positioniert. Die Schnittstellen (11, 21)
können
in beliebig anderer Weise ausgebildet sein. An den Schnittstellen
(11, 21) können
außerdem
angetriebene Spann- oder Fixiermittel angeordnet sein, um die Position
zu sichern. Beispielsweise kann an der Unterseite der Träger (18)
ein Spanner vorhanden sein, der am Tischgestell angreift und den
Zapfeneingriff fixiert. Ferner können
die Aufnahmestellen (6, 7, 8, 9)
eine Betriebsmittelversorgung aufweisen, die ggf. über die entsprechend
adaptierten Schnittstellen (11, 21) an- und abgekuppelt
werden kann.
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Für die Positionierung
der Spanneinrichtungen (16, 17) kann an den Aufnahmestellen
(6, 7, 8, 9) ein Gestell (10)
vorhanden sein, welches z.B. in den gezeigten Ausführungsformen
als Rahmengestell ausgebildet ist und die Schnittstelle (11)
trägt.
Die Spanneinrichtungen (16, 17) können an
den Aufnahmestellen (6, 7, 8, 9)
in beliebiger Lage und Ausrichtung positioniert werden, wofür die Gestelle
(10) entsprechend adaptiert sein können. Die Gestelle (10) können ihrerseits
auswechselbar sein.
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Die
Spanneinrichtungen (16, 17) können weitere Schnittstellen
aufweisen, z.B. zur Verbindung mit einem in 2 und 3 dargestellten
Magazin (22), an dem sie z.B. hängend angeordnet sind. Die betreffende
Schnittstelle ist ein Magazinanschluss. An der Bearbeitungsstation
(2) können
ein oder mehrere Magazine (22) vorhanden sein, die jeweils
mehrere Spanneinrichtungen (16, 17) des gleichen
oder unterschiedlichen Typs beherbergen. Ein oder mehrere Magazine
(22) befinden sich im Arbeitsbereich des oder der Handlingroboter
(23), so dass der Handlingroboter (23) bei einem
Typwechsel des zugeführten
Bauteils (3) die Spanneinrichtung (16, 17)
eigenständig
wechseln kann. Das Magazin (22) kann in der einfachsten
Form als passives Magazin in Form eines stationären Gestells oder dergleichen
zur stationären
Aufnahme von mehreren Spanneinrichtungen (16, 17)
ausgebildet sein. In diesem Fall befinden sich alle Lagerstellen
im Arbeitsbereich des Handlingroboters (23). Alternativ
kann das Magazin (22) als aktives und z.B. motorisch angetriebenes
und umlaufendes Magazin in Form einer Hängebahn in der gezeigten Ausführungsform
ausgebildet sein. Bei einer aktiven Magazingestaltung braucht nur
ein Teil des Magazins im Arbeitsbereich des Handlingroboters (23)
zu sein. Die Magazinsteuerung ist an die Anlagen- und Robotersteuerung
angekoppelt, so dass bei einem Typenwechsel das Magazin (22)
selbsttätig die
benötigte
neue Spanneinrichtung (16) bereitstellt und zugleich einen freien
Aufnahmeplatz für
die abzugebende Spanneinrichtung (17) bereit stellt.
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In
der gezeigten Ausführungsform
bewegt sich der Drehtisch (5) mit seinen Aufnahmestellen
(6, 7, 8, 9) taktweise im Kreis
zwischen den peripheren Arbeitsstellen (12, 13, 14, 15).
Die genaue Positionierung erfolgt über den Tischantrieb und geeignete
Anschläge,
Absteckungen oder sonstige Steuermittel. In diesem Fall sind die
Aufnahmestellen (6, 7, 8, 9)
an dem in gleicher Verteilung angeordneten Arbeitsstellen (12, 13, 14, 15)
positioniert und befinden sich während
der Handling- oder Bearbeitungsprozesse in Ruhelage.
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Alternativ
können
beim gezeigten Drehtisch (5) die Aufnahmestellen (6, 7, 8, 9)
kontinuierlich im Kreis bewegt werden, wobei die Handling- und Bearbeitungsprozesse
an den mitbewegten Spanneinrichtungen (16, 17)
und Bauteilen (3) durchgeführt werden. Die Roboter (23, 24)
werden zu diesem Zweck in geeigneter Weise mit der Transportbewegung
synchronisiert. Dies kann z.B. über
eine Kopplung mit dem Drehtischantrieb, eine mechanische Schleppverbindung
oder in beliebig anderer Weise geschehen. Das Bahn- und Arbeitsprogramm
der Roboter (23, 24) wird entsprechend adaptiert,
wobei die Kinematik des üblicherweise
ortsfest angeordneten Roboters (23, 24) an die
Transportbewegung angepasst wird. Alternativ können ein oder mehrere Roboter
(23, 24) auf einer Zusatzachse synchron mit dem
Transportvorschub mitbewegt werden. In beiden Ausführungsformen
dreht der Drehtisch (5) einheitlich und umlaufend in der
gleichen Richtung.
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Die
Funktion der Bearbeitungsstation (2) wird nachfolgend anhand
des gezeigten Ausführungsbeispiels
einer taktweisen Drehtischbewegung erläutert. Die Technik gilt mit
entsprechender Adaption auch für
eine kontinuierliche Drehtischbewegung.
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Im
Betrieb sind z.B. bei einer kombinierter Be- und Entladestelle (12, 15)
alle Aufnahmestellen (6, 7, 8, 9)
mit Spanneinrichtungen (16, 17) belegt.
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An
der kombinierten Be- und Entladestelle (12, 15)
wird innerhalb des ersten Taktes vom Handlingroboter (23)
die Spanneinrichtung (16) mit dem fertig bearbeiteten Bauteil
(3) durch Andocken an die Schnittstelle (20) gegriffen,
von der Aufnahmestelle (6) gelöst und an die Bauteilablage
(27) zur Abgabe des Bauteils (3) bewegt. Wenn
kein Typwechsel ansteht, greift der Handlingroboter (23)
mit der leeren Spanneinrichtung (16) ein neues Bauteil
(3) von der Ablage (26) und spannt es. Anschließend setzt
der Handlingroboter (23) die beladene Spanneinrichtung (16)
wieder auf die Aufnahmestelle (6), wobei sie über die
Schnittstellen (11, 21) positioniert und ggf,
fixiert wird.
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Im
alternativen Fall eines Typwechsels gibt der Handlingroboter (23)
nach der Bauteilabgabe die leere Spanneinrichtung (16)
an das Magazin (22) ab und tauscht sie gegen eine andere
Spanneinrichtung (17), mit der anschließend das neue und im Typ andere
Bauteil (3) von der Bauteilablage (26) aufgenommen
wird. Der weitere Beladevorgang der Aufnahmestelle (6)
findet mit dem neuen Bauteiltyp dann in der vorbeschriebenen Weise
statt.
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Bei
der Variante mit getrennten Be- und Entladestellen (12, 15)
erfolgen die Be- und Entladung in zwei örtlich und funktionell getrennten
Arbeitsschritten, wobei auch mehrere getrennte Handlingroboter (23)
zum Einsatz kommen können.
Beim Beladen ist dabei die zuvor entladene Aufnahmestelle leer.
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Innerhalb
der Taktzeit besteht für
diese Vorgänge
ausreichend Zeit. Innerhalb des gleichen Taktes werden an den anderen
Aufnahmestellen (7, 8) und den dortigen Arbeitsstellen
(13, 14) Bearbeitungsprozesse an den positionierten
Bauteilen (3) ausgeführt.
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Nach
Taktende dreht der Drehtisch (5) um eine Position weiter.
Bei der gezeigten vierständigen Ausführung dreht
er um 90°.
Hierdurch gelangt die gerade aufgeladene Spanneinrichtung (16, 17)
an die nächste
Arbeitsstelle (13) und wird dem dort stattfindenden Bearbeitungsprozess
unterzogen. Die Drehzeit des Drehtisches (16) geht hierbei
nur zu einem geringen Teil in die Taktzeit ein. Alle Aufnahmestelle
(6, 7, 8, 9) werde bei Drehung
um eine Position weiter und zur nächsten Arbeitsstelle transportiert.
In der gezeigten Ausführungsform
ist die obere Arbeitsstelle nicht belegt und stellt eine Leerstelle
dar, die später
bei Bedarf mit einem entsprechenden Prozessequipment ausgerüstet werden
kann. An dieser Arbeitsstelle kann man auch die Entladung vornehmen. In
vier Takten werden in der gezeigten Ausführungsform die Spanneinrichtungen
(16, 17) und die Bauteile (3) von der
Beladestelle (12) über
die Prozessstelle (13, 14) bis zur Entladestelle
(15) bewegt.
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Abwandlungen
der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind in verschiedener Weise
möglich.
Die Bauteilablage (26, 27) schließt außer den
genannten Varianten auch eine Direktübergabe zwischen Handlingrobotern
(23) von benachbarten und im Takt aufeinander abgestimmten Bearbeitungsstationen
(2) ein. Ferner können
ein oder mehrere Magazine (22) sich über mehrere Bearbeitungsstationen
(2) erstrecken und diese gemeinsam bedienen. Die Magazine
(22) können
auch anders ausgebildet sein, z.B. als Trommelmagazin anstelle der
gezeigten hochliegenden Hängebahn, welche
allerdings den Vorteil eines geringeren Grundflächenverbrauchs hat.
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Der
Drehtisch (5) kann eine vom Ausführungsbeispiel abweichende
Zahl und Verteilung von Aufnahmestellen (6, 7, 8, 9)
aufweisen. In 1 ist z.B. am rechten Rand der
Bearbeitungsanlage (1) der Drehtisch sechsständig ausgebildet.
Ferner ist es möglich,
die Transporteinrichtung (4) als Ringförderer in Kreisform oder einer
sonstigen geschlossenen Ringform auszubilden. Hierbei können auch
an der Innenseite Arbeitsstellen geschaffen und Roboter positioniert
werden.
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Statt
der vorgenannten Bearbeitungsvorgänge sind auch komplexere Varianten
möglich.
Z.B. kann eine Bearbeitungsstation (2) Framingfunktionen erfüllen und
die vorbekannten Framingstationen ersetzen. Hierbei können mehrere
Karosseriebauteile, z.B. eine Bodengruppe und Seitenwände mit
getrennten oder gemeinsamen Spanneinrichtungen (16, 17)
von einem oder mehreren Handlingrobotern zugeführt und an einer Aufnahmestelle
auf oder an dem Transportmittel positioniert werden. Hierbei können mehrere
Spanneinrichtungen (16, 17), die miteinander eine
Gruppe bilden, jeder für
sich an der Aufnahmestelle positioniert und fixiert werden. Alternativ
ist es möglich,
mehrere Spanneinrichtungen (16, 17) untereinander
zu einem Gehäuse
zu verbinden und nur eine der Spanneinrichtungen (16, 17)
an der Aufnahmestelle über
geeignete Schnittstellen zu positionieren. An den Prozessstellen
(13, 14) werden dann Heftschweißungen durch
geeignete Schweißroboter
mit Schweißwerkzeugen,
z.B. Remote-Laserwerkzeugen mit großen Arbeitsabständen durchgeführt. In
dem Spanneinrichtungsverbund werden die gefügten Bauteile (3)
gespannt und gehalten und stationsweise weiter transportiert, bis
am Ende die Spanneinrichtungen (16, 17) abgenommen und
die nunmehr ausreichend stabilisierte Rohkarosserie abtransportiert
werden kann.
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Ferner
ist es möglich,
an ein oder mehreren Arbeitsstellen weitere Bauteile zuzuführen und
an die an den Spanneinrichtungen (16, 17) befindlichen Bauteile
zu fügen.
-
- 1
- Bearbeitungsanlage
- 2
- Bearbeitungsstation
- 3
- Werkstück, Bauteil
- 4
- Transportmittel
- 5
- Drehtisch
- 6
- Aufnahmestelle
- 7
- Aufnahmestelle
- 8
- Aufnahmestelle
- 9
- Aufnahmestelle
- 10
- Gestell
- 11
- Schnittstelle,
Gegenschnittstellen
- 12
- Arbeitsstelle
Beladen
- 13
- Arbeitsstelle
Prozess
- 14
- Arbeitsstelle
Prozess
- 15
- Arbeitsstelle
Entladen
- 16
- Spanneinrichtung
Typ A
- 17
- Spanneinrichtung
Typ B
- 18
- Träger
- 19
- Spannwerkzeug
- 20
- Schnittstelle,
Andockstelle für
Handlingroboter
- 21
- Schnittstelle,
Andockstelle für
Aufnahmestelle
- 22
- Magazin
- 23
- Roboter,
Handlingroboter
- 24
- Roboter,
Bearbeitungsroboter
- 25
- Roboterhand
- 26
- Bauteilablage
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