DE29913612U1

DE29913612U1 - Bearbeitungsstation für Fahrzeugkarosserien

Info

Publication number: DE29913612U1
Application number: DE29913612U
Authority: DE
Original assignee: KUKA Schweissanlagen GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2000-12-07
Anticipated expiration: 2009-08-05

Description

Anmelder: KUKA Schweissanlagen GmbH

Blücherstraße 8 6165 Augsburg

Vertreter: Patentanwälte

Dipl.-Ing. H.-D. Ernicke Dipl.-Ing. Klaus Ernicke Schwibbogenplatz 2b D-86153 Augsburg

Datum: 03.08.1999

Akte: 772-912 er/ge

ABl DE-G-299 13 612.4

BESCHREIBUNG

Bearbeitungsstation für Fahrzeugkarosserien 5

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsstation für Fahrzeugkarosserien, insbesondere eine Framingstation, mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine solche Framingstation ist aus der Praxis bekannt. Sie dient als Prototypenstation für Testläufe und für den Vorserienanlauf. Sie besteht aus zwei quer zu einer Transferlinie oder einer Bodengruppe bzw. Bodenpalette beweglichen Rahmengestellen zur Aufnahme jeweils eines Spannrahmens für die Fahrzeugkarosserien und aus einer Arbeitsplattform für einen oder mehrere Werker, die starr mit dem jeweiligen Rahmengestell verbunden ist. In der Framingstation werden die linke und rechte Seitenwand quer zum Unterboden in Y-Richtung gefügt. Die auf den Arbeitsplattformen stehenden Werker bearbeiten dann mit Schweißzangen oder anderen geeigneten und handgeführten Werkzeugen die Fügestellen.

Ferner ist es bekannt, im folgenden Bearbeitungsprozeß eine weitere eigenständige Schweißstation mit ein oder mehreren mehrachsig beweglichen Robotern vorzusehen, die die vorgeheftete Karosserie dann ausschweißen. Dies ist ebenfalls eine Prototypenstation. Die vorgeheftete Karosserie befindet sich nur noch auf einer Bodenpalette. Die seitlichen Spannrahmen sind zwischenzeitlich entfernt worden.

Aus der EP-A-O 496 995 ist eine robotergestützte Montageeinheit bekannt, bei der palettengebundene Teile von einem Roboter umsortiert und assembliert werden. Diese Vorgänge erfolgen an einer Transportlinie, entlang der die Paletten mit den Teilen transportiert werden. Die

Robotereinheiten können an unterschiedliche Stellen dieser Transportlinie gefahren und positioniert werden, wobei sie an dieser Stelle auch eine Stromversorgung erhalten. Hierbei wird der komplette Roboter mitsamt einer zugehörigen Hebeeinheit bewegt. Bei den Werkstücken handelt es sich um Kleinteile und nicht um Fahrzeugkarosserien. Für die Bearbeitungsstation ist auch kein manueller Betrieb vorgesehen. Dementsprechend gibt es auch keine Arbeitsbühnen oder dergleichen andere Einrichtungen für Werker.

Die EP-A-O 579 160 zeigt eine Bearbeitungsstation für Fahrzeugkarosserien in einer Transferlinie. Diese Station ist bereits auf die Serienfertigung ausgerichtet und lässt sich für eine Prototypenfertigung in der dargestellten Form nicht einsetzen. Die Bearbeitungsstation besitzt zwar Aufnahmen für Spannrahmen, wobei auch Roboter auf Plattformen innerhalb der Station gegenüber der Transferlinie und der Karosserie vor- und zurückverfahren werden können. Bei dieser Arbeitsstation gibt es aber keine Einrichtungen für manuelle Eingriffe und keine Plattenformen oder dergleichen für Werker.

Aus der DE-A-40 10 383 ist ein Shuttle für eine Transferanlage mit mehreren Arbeitsstationen bekannt. Innerhalb der Arbeitsstationen sind Roboter stationär angeordnet. Diese Anlage ist ebenfalls nur für die Serienfertigung vorgesehen und für Prototypen nicht geeignet. Es fehlt zudem an wechselbaren Spannrahmen. Einrichtungen für eine manuelle Bearbeitung und für Werker sind nicht vorhanden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bearbeitungsstation mit der Arbeitsbühne zu verbessern. » 35

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.

Die erfindungsgemäße Bearbeitungsstation oder Framingstation ist bifunktional und kann sowohl für eine manuelle Prototypenbearbeitung, wie auch für eine maschinelle Prototypenbearbeitung mit ein oder mehreren Robotern eingesetzt werden. Dies ist vor allem in Zusammenhang mit modernen Fahrzeugkarosserien aus Leichtmetall von Vorteil, weil hier für die kritischeren Bearbeitungs- und Schweißprozesse der oder die Roboter eingesetzt werden können. In der erfindungsgemäßen Station kann wahlweise und bei Bedarf auch abwechselnd manuell oder maschinell mit Robotern bearbeitet werden.

Ferner ist vorteilhaft, daß hier durch die Doppelfunktion eine Station eingespart werden kann. Der Vorserienanlauf läßt sich besser und praxisnäher, insbesondere durch maschinelle Roboterbearbeitung testen. Außerdem ist eine Qualitätsprüfung an den Werkstücken durchführbar. Günstig ist außerdem, daß die robotergestützte Schweißtechnik innerhalb dieser Station und in Verbindung mit den Spannrahmen bereits optimiert werden kann.

In der Bearbeitungsstation können der oder die Roboter und die Arbeitsplattform abwechselnd in die Arbeitsposition nahe am Spannrahmen gebracht werden. Die Werker und der oder die mehrachsigen Roboter haben den gleichen Arbeitsbereich, wobei der Roboter mindestens eine zusätzliche Fahrachse in Richtung oder quer zur Transferlinie bzw. zur Fahrzeugkarosserie haben kann. Mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsstation können beliebige Arten von Fahrzeugkarosserien und Prototypen innerhalb einer Station bearbeitet und für die Serie getestet und eingerichtet werden.
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Die erfindungsgemäße Bearbeitungsstation hat außerdem den Vorteil, daß sie außer für Prototypen und für den Vorserienanlauf auch für Kleinserien oder Einzelfertigung geeignet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Bearbeitungsstation sind in den Unteransprüchen angegeben.

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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Sie zeigt in:

Figur 1: in einer perspektivischen Ansicht eine

Bearbeitungs- und Framingstation mit einer entfernbaren Arbeitsplattform und einem verfahrbaren Roboter.

Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Bearbeitungsstation (1), die hier als Framingstation ausgebildet ist, in der ein oder beide Seitenwände einer Fahrzeugkarosserie an eine längs einer Transferlinie (2) oder einer Transportrichtung zugeführten Bodengruppe (19) seitlich gefügt und vorläufig verbunden werden. Die Verbindung erfolgt durch Schweißen, Kleben oder andere beliebig geeignete Verbindungstechniken.

In Transportrichtung vor und/oder hinter der Bearbeitungsstation (1) können ein oder mehrere weitere Stationen (nicht dargestellt) angeordnet sein. Die Stationen können durch eine Transporteinrichtung in einer vorzugsweise geraden Transferlinie (2) mit bestimmter Zuordnung verbunden sein. Alternativ kann auch eine beliebige flexible Zuordnung in Verbindung mit einem entsprechend frei beweglichen Transportmittel vorhanden sein.

In der bevorzugten Ausführungsform ist die Bearbeitungsstation (1) zweiständig, wobei die Transferlinie (2) bzw. Transportrichtung mitten durch die Station (1) verläuft. Die Zeichnung zeigt der Übersicht wegen nur die Hälfte einer solchen Station. Alternativ kann die Bearbeitungsstation aber auch einseitig an der Transferlinie (2) angeordnet sein.

Die Bearbeitungsstation (1) besitzt zumindest ein in Pfeilrichtung quer zur Transferlinie (2) bzw. Transportrichtung und zur Bodengruppe bewegliches Rahmengestell (3), das mit mehreren Stützen (4) und Aufnahmen (5) für einen schematisch dargestellten seitlichen Spannrahmen (8) ausgerüstet ist. Die Stützen (4) und Aufnahmen (5) können in ein oder mehreren Achsen beweglich sein und insbesondere eine Bewegungsachse in der vertikalen z-Richtung zum Heben und Senken des Spannrahmens (8) aufweisen.

Der Spannrahmen (8) kann seinerseits beweglich sein und über ein geeignetes Fördermittel zugeführt und abgeführt werden. Am Spannrahmen (8) kann außerdem die Seitenwand der Karosserie (nicht dargestellt) gehalten und zusammen mit dem Spannrahmen (8) an die Bodengruppe (19) zugestellt werden. Dies ist ebenfalls der Übersicht wegen nicht dargestellt.

Das Rahmengestell (3) besitzt ein Fahrwerk (6), mit dem es auf Schienen oder anderen geeigneten, vorzugsweise flurgebundenen Fördermitteln, quer zur Transferlinie (2) beweglich ist. Der Spannrahmen (8) kann mittels des Fahrwerks (6) in y-Richtung und mittels der Stützen (4) und Aufnahmen (5) ggf. in z-Richtung zugestellt und mit einer Bodenpalette oder einem anderen geeigneten Träger der Bodengruppe (19) verbunden werden.

Das Rahmengestell (3) hat außerdem an beiden Enden jeweils einen nach hinten von der Transferlinie (2) quer wegragenden, bodenseitigen Gestellarm (7), der einerseits Teile des Fahrwerks (6) aufnimmt und andererseits die Aufnahme für eine entfernbare Arbeitsplattform (9) bilden kann.

In der gezeigten Ausfuhrungsform befinden sich an den rückwärtigen Enden der Gestellarme (7) hochragende Pfosten (13) mit einer Hubeinrichtung (12) für die Arbeitsplattform (9). Letztere wird dabei auf geeigneten Hubarmen abgestützt und geführt. Eine seitliche Führung ist außerdem zwischen den Stützen (4) und den Pfosten (13) möglich. Über die Hubeinrichtung (12) kann die Arbeitsplattform (9) in die für die Werker (nicht dargestellt) geeignete Höhe gegenüber den Karosserieteilen gebracht werden.

Die Arbeitsplattform (9) ist entfernbar am Rahmengestell (3) angeordnet. Sie kann sich dabei zwischen einer Arbeitsposition (17) auf der Hubeinrichtung (12) unmittelbar hinter dem zugestellten Spannrahmen (8) und einer Ruheposition (18) bewegen, in der sie die Arbeitsposition (17) vollständig freigibt. Für diese Plattformbewegung gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Bei der in der Zeichnung dargestellten Variante ist die Arbeitsplattform (9) vollständig lösbar am Rahmengestell

(3) beziehungsweise der Hubeinrichtung (12) angeordnet und kann mit einem geeigneten Fördermittel (11), z.B. einem Kran zwischen der Arbeits- und Ruheposition (17,18) hin- und herbewegt werden. In einer nicht dargestellten Variante kann die Arbeitsplattform (9) teilweise lösbar am Rahmengestell angeordnet und z.B. ähnlich einer Klappbrücke schwenkbar an einer Gestellseite gelagert sein. Sie läßt sich dann mit einem geeigneten Fördermittel, z.B. einem hydraulischen Antrieb, aus der horizontalen Arbeitsposition (17) in eine vertikale Ruheposition (18) zurückklappen.

Die Arbeitsplattform (9) ist in geeigneter Weise für einen manuellen Bearbeitungsbetrieb ausgerüstet. Sie hat ein Geländern und mehrere geeignete Werkzeugablagen (10), z.B. Ablagen für Schweißzangen und sonstige geeignete Teile und Ausrüstung.

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Die Bearbeitungsstation (1) weist ferner einen oder mehrere bewegliche Roboter (14) auf, die sich ebenfalls zwischen der Arbeitsposition (17) unmittelbar hinter dem zugestellten Spannrahmen (8) und in einer zurückgezogenen Ruheposition (18) quer zur Transferlinie (2) hin- und herbewegen lassen. Dadurch können die Arbeitsplattform (9) und der oder die Roboter (14) abwechselnd in die Arbeitsposition (17) gebracht werden.

Der oder die Roboter (14) sind vorzugsweise als sechsachsige Industrieroboter ausgebildet und können eine zusätzliche Fahrachse (15) längs der Transferlinie (2) haben. In der gezeigten Ausführungsform ist ein Roboter

(14) auf einem Kreuzschlitten (16) angeordnet und läßt sich längs und quer zur Transferlinie (2) bewegen. Der Kreuzschlitten (16) hat mit seiner Querführung für die zusätzliche Fahrachse (15) eine so große Breite, daß er gerade in die Arbeitsposition (17) zwischen die Gestellarme (7) paßt.

Bei der Zustellung des Rahmengestells (3) an die Transferlinie (2) bzw. die Bodengruppe bewegt sich die in Arbeitsposition (17) starr mit dem Rahmengestell (3) verbundene Arbeitsplattform (9) mit. Befindet sich alternativ ein Roboter (14) in der Arbeitsposition (17), kann er über den Kreuzschlitten (16) nachgeführt werden.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform ist vorzugsweise auf beiden Seiten der Transferlinie (2) vorhanden, kann in einer abgewandelten Ausführungsform aber auch nur einseitig angeordnet sein.

Abwandlungen der gezeigten Ausführungsform sind in verschiedener Weise möglich. Auf die Hubeinrichtung (12) kann verzichtet werden. Die Arbeitsplattform (9) wird dann direkt auf dem Rahmengestell (3) in einer festen Stellung

bei Einnahme der Arbeitsposition (17) abgelegt. Ferner kann auch auf die zusätzliche Fahrachse (15) für den Roboter (14) verzichtet werden. Er ist dann nur auf einem geeigneten Fördermittel, z.B. einem einfachen Schlitten, angeordnet, der quer zur Transferlinie (2) zwischen den Positionen (17,18) hin- und herbeweglich ist. Ferner können die konstruktiven Ausgestaltungen der Stationsteile, insbesondere des Rahmengestells (3) , seines Fahrwerks (6), des Spannrahmens (8) in geeigneter Weise

&iacgr;&ogr; beliebig variieren. Ferner können auch die Arbeitsplattform (9) und der Roboter (14) auf einem gemeinsamen Fördermittel, z.B. einer Trommel, angeordnet sein und gegeneinander in einer geeigneten linearen und/oder rotatorischen Bewegung ausgetauscht werden.

_ 9 - '· * BEZUGSZEICHENLISTE

1 Bearbeitungsstation, Framingstation

2 Transferlinie 3 Rahmengestell

4 Stütze

5 Aufnahme

6 Fahrwerk

7 Gestellarm 8 Spannrahmen

9 Arbeitsplattform

10 Werkzeugablage

11 Fördermittel

12 Hubeinrichtung 13 Pfosten

14 Roboter

15 Fahrachse

16 Kreuzschlitten

17 Arbeitsposition 18 Ruheposition

19 Bodenpalette, Bodengruppe

Claims

1. Bearbeitungsstation für Fahrzeugkarosserien, insbesondere Framingstation, bestehend aus mindestens einem relativ zu einer Transferlinie oder Transportrichtung beweglichen Rahmengestell zur Aufnahme eines Spannrahmens und einer Arbeitsplattform für einen Werker, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsstation (1) mindestens einen beweglichen Roboter (14) aufweist, der zwischen einer vorderen Arbeitsposition (17) am Spannrahmen und einer zurückgezogenen Ruheposition (18) verfahrbar ist, wobei die Arbeitsplattform (9) entfernbar am Rahmengestell (3) angeordnet ist.

2. Bearbeitungsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Roboter (14) eine zusätzliche Fahrachse (15) längs der Transferlinie (2) aufweist.

3. Bearbeitungsstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Roboter (14) auf einem Kreuzschlitten (16) angeordnet ist.

4. Bearbeitungsstation nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmengestell (3) eine Hubeinrichtung (12) für die Arbeitsplattform (9) aufweist.

5. Bearbeitungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsplattform (9) vollständig lösbar am Rahmengestell (3) angeordnet und mit einem Fördermittel (11) entfernbar ist.

6. Bearbeitungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsplattform (9) teilweise lösbar am Rahmengestell (3) angeordnet ist und mit einem Fördermittel (11) aus der Arbeitsposition (17) in eine Ruheposition (18) beweglich ist.