Aus der Praxis sind flexible Arbeitsstationen für Fahrzeug-Rohkarosserien in Transferstraßen bekannt, bei denen über eine Bauteilzuführung unterschiedliche Bauteiltypen für unterschiedliche Fahrzeugmodelle im freien Mix zugeführt werden. Bei einem Bauteilwechsel wird die Spanneinrichtung ausgetauscht, die aus Wechselrahmen beidseits der Transferlinie besteht. Derartige Arbeitsstationen sind als sog. Framingstationen konzipiert, in denen die Rohkarosserie nach und nach aus der Bodengruppe, den Front- und Seitenteilen sowie dem Dach aufgebaut und geschweißt wird.

Für die Herstellung dieser Karosserieteile sind ebenfalls Arbeitsstationen vorgesehen, die typbezogen sind. Hier werden Werkstück-Untergruppen zu Hauptgruppen gefügt und geschweißt. Diese Arten von Arbeitsstationen sind nur auf einen Bauteiltyp ausgerichtet. Soll die Produktion eines Fahrzeugmodells durch die Produktion eines anderen Modells abgelöst werden, ist ein Umbau der vorhandenen Arbeitsstation oder der Aufbau einer zweiten Arbeitsstation erforderlich. Dies bringt im ersten Fall einen Produktionsausfall während der Umbauzeit und einen reduzierten Ausstoß während der Hochlauf-Phase mit sich.

Der Aufbau einer zweiten Anlage ist kosten- und bauaufwendig. Neben den modellbezogenen Anlagenkomponenten müssen auch sämtliche bauteil- bzw. modellneutralen Anlagenkomponenten müssen neu beschafft werden. Zudem muß auch eine ausreichende Freifläche für die zweite Anlage

vorhanden sein. Für die zweite Anlage bedarf es einer Komplett-Inbetriebnahme und einer Anbindung der neuen Anlage an den bestehenden Materialfluß. Soll innerhalb der bekannten Arbeitsstation eine kombinierte Produktion zweier verschiedener Modelle erfolgen, ist ein Umrüstvorgang erforderlich. Dieser bringt einen Produktionsausfall während des Umrüstvorgangs mit sich und erlaubt nur ein eingeschränktes Werkstückspektrum. Geht bei einem Fahrzeugmodell die benötigte Stückzahl zurück, führt dies bei der bekannten Arbeitsstation zu einer Erhöhung der Taktzeit oder einer Reduzierung der Arbeitszeit, was beides den Nutzungsgrad der Anlage reduziert und damit die Rentabilität der Investition vermindert.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere und flexible Arbeitsstation anzugeben.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.

Die erfindungsgemäße Arbeitsstation bietet eine hohe Flexibilität und erlaubt, zwei oder mehr Typen von Bauteilen im freien Mix zu bearbeiten.

Die erfindungsgemäße Arbeitsstation kann zunächst als Einzelstation für ein Fahrzeugmodell und ein typbezogenes Bauteil geliefert werden, wobei die Flexibilitätskomponenten bereits vorhanden sind.

Soll die Produktion eines Fahrzeugmodells durch die Produktion eines anderen Modells abgelöst werden, weist die erfindungsgemäße Arbeitsstation folgende Vorteile auf : Die modellspezifischen Anlagenkomponenten für Bauteile neuer Fahrzeugmodelle können parallel zur laufenden Produktion vorbereitet werden. Die entsprechenden Tryout-Phasen sind in produktionsfreien Zeiten möglich.

Eine Vorserien-Produktion kann im Wechsel zur laufenden

Produktion stattfinden. Eine Hochlaufphase ist entbehrlich, so daß es keine Reduzierung des Anlagenausstoßes mehr gibt. Nach Auslauf des ursprünglich produzierten Modells können die entsprechenden modellspezifischen Anlagenkomponenten in produktionsfreien Zeiten schnell aus der Anlage entfernt werden.

Von weiterem Vorteil ist, das die bauteilneutralen Anlagenelemente vollständig weiterverwendet werden können.

Umfangreiche Freiflächen für eine komplette zweite Anlage sind nicht mehr erforderlich. Ebenso ist keine Komplett-Inbetriebnahme mehr erforderlich. Eine erneute Anbindung einer zweiten Anlage an einen bestehenden Materialfluß kann ebenfalls entfallen.

Die erfindungsgemäße Arbeitsstation erlaubt darüber hinaus eine Bearbeitung von Bauteilen zweier Fahrzeugmodelle im freien Mix. Dies ist besonders bei Modellen mit niedriger Produktionsstückzahl von Vorteil, da über eine Anlage zwei oder mehr Modelle produziert werden können. Sollte die Stückzahl eines Modells zurückgehen, kann ein zusätzliches Modell auf der gleichen Anlage gefahren werden. Zum Wechsel der Produktion zwischen diesen beiden Modellen ist kein Umbau erforderlich. Produktionsausfall wird vermieden.

Die beiden zu produzierenden Modelle können schnell durch andere, bereits integrierte Modelle ersetzt werden.

Außerdem ist ein breites Werkstückspektrum möglich. Von besonderem Vorteil bei einem Mix-Betrieb ist es, daß die Greiferablagen für die typbezogenen Greiferwerkzeuge auf den Bauteilen vorgesehen sind, die sich auf der Positioniereinrichtung und/oder der Bauteilzuführung befinden. Die Nebenzeiten für einen Greiferwechsel werden dadurch erheblich reduziert.

Bei einem Modellwechsel wird das Greifwerkzeug auf dem als nächstes zu bearbeitenden Bauteil vom alten Typ abgelegt (in der Arbeitsstation oder in der Bauteilzuführung). Bei einem erneuten Modellwechsel wird dieses Bauteil als erstes bearbeitet. Dadurch kann der Modellwechsel schneller vonstatten gehen.

Die erfindungsgemäße Arbeitsstation erlaubt die Anpassung der Vorgänge an verschiedene Taktzeiten, wobei auch kurze Taktzeiten möglich sind.

Von Vorteil ist ferner, daß das Stationenkonzept unabhängig von Spezifikationen der Kunden und Anlagenbetreiber anwendbar ist. Für die Planung neuer Anlagen ist der modulare Charakter der Arbeitsstationen von Vorteil. Für die Betriebssicherheit ist der modulare Aufbau der Stationselemente aus praxiserprobten Komponenten von Vorteil.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung Figur 1 schematisch dargestellt. Sie zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine flexible Arbeitsstation.

Die Arbeitsstation (1) ist als Zelle gestaltet und zur Bearbeitung von zwei oder mehr unterschiedlichen Bauteiltypen (4,5) vorgesehen. Die Bauteile sind vorzugsweise Teile einer Fahrzeugkarosserie. Die unterschiedlichen Bauteiltypen (4, 5) gehören zu zwei unterschiedlichen Fahrzeugmodellen A und B. In der Arbeitsstation (1) findet vorzugsweise ein Fügen und Geometrieschweißen von Bauteil-Untergruppen, die aus Einzelteilen und/oder vorgefügten Komponenten bestehen, zu sogenannten Hauptgruppen statt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden aus verschiedenen Blechen bestehende Motorräume gefügt und geschweißt.

Die Arbeitsstation (1) besitzt mindestens einen flexiblen Bearbeitungsplatz (2), an dem die unterschiedlichen Bauteile (4, 5) im freien Mix bearbeitet werden können. Die <BR> <BR> <BR> Bauteile (4, 5) werden über zwei getrennte und vorzugsweise nebeneinander oder alternativ übereinander angeordnete Bauteilzuführungen (6,7) zugeführt und mit einer Transportvorrichtung (9), die vorzugsweise als mehrachsiger Transportroboter ausgebildet ist, zum Bearbeitungsplatz (2) gebracht. Eine weitere Transportvorrichtung (24), die wiederum vorzugsweise als Transportroboter ausgebildet ist, transportiert die bearbeiteten Bauteile (4, 5) gegebenenfalls zu einem weiteren Bearbeitungsplatz (3). Hieran können sich weitere Bearbeitungsplätze oder eine Bauteilabgabe (25) zum Ausschleusen der Bauteile (4,5) anschließen.

Die Bauteilzutührungen (6,7) können in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. Sie sind für jeweils einen Bauteiltyp (4, 5) konzipiert und haben mindestens eine entsprechende typbezogene Zuführauflage (8), auf der die

Bauteile (4, 5) außerhalb der Arbeitsstation (1) von einem Werker oder einer Übergabevorrichtung abgelegt und dann in die Arbeitsstation (1) gebracht werden können. In der gezeigten Ausführungsform ist die Zuführauflage (8) als Drehtisch mit vier Auflageplätzen und dazwischenliegenden schützenden Trenngittern ausgebildet.

Der flexible Bearbeitungsplatz (2) dient zur abwechselnden Bearbeitung der unterschiedlichen Bauteile (4, 5). Er hat eine der Typenzahl entsprechende Zahl von beweglichen Positioniervorrichtungen (14, 15). In der gezeigten Ausführungsform sind zwei Positioniervorrichtungen (14, 15) vorhanden. Diese besitzen jeweils eine Bewegungseinheit (20, 21), die beispielsweise als flurgebundener Transportwagen ausgebildet ist. Die Bewegungseinheiten (20, 21) sind miteinander mechanisch oder steuertechnisch gekoppelt und können sich gemeinsam bewegen.

Die Positioniervorrichtungen (14, 15) sind typbezogen und jeweils für eines der Bauteile (4, 5) ausgebildet. Sie tragen jeweils eine passende Bauteilaufnahme (19) und eine zugehörige Spanneinrichtung (16) für das Bauteil (4, 5).

Auf der Positioniervorrichtung (14, 15) ist zumindest das Unterwerkzeug (17) der Spanneinrichtung (16) angeordnet.

Das Oberwerkzeug (18) ist an einem Greifwerkzeug (10, 11) angeordnet, worauf später noch näher eingegangen wird.

Die Positioniervorrichtungen (14, 15) sind jeweils zwischen einer Arbeitsstelle (26) am Bearbeitungsplatz (2) und einer Ruhestelle (27) hin und her beweglich. In der gezeigten Ausführungsform können die Bewegungseinheiten (20, 21) auf Schienen quer zur Materialflußrichtung nach links und rechts verfahren, so daB sich eine gemeinsame Arbeitsstelle (26) in der Mitte und zwei außenseitige Ruhestellen (27) ergeben. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist gerade die Positioniervorrichtung (14) mit ihrem Bauteil (4) an der Arbeitsstelle (26). Die andere

Positioniervorrichtung (15) mit einem Bauteil (5) befindet sich in der Ruhestelle (27). Sie bildet einen Speicherplatz für das Bauteil (5). Hierauf wird nachfolgend noch näher eingegangen.

Zwischen den Bauteilzuführungen (6, 7) und dem Bearbeitungsplatz (2) ist der Transportroboter (9) angeordnet. Er besitzt an der Roboterhand eine Wechselkupplung (12), an der mindestens zwei unterschiedliche und auf den Bauteiltyp bezogene Greifwerkzeuge (10, 11) angeschlossen werden können. Bei einem Bauteil- oder Modellwechsel werden auch die Greifwerkzeuge (10, 11) getauscht. Die Greifwerkzeuge (10, 11) sind vorzugsweise als sog. Geometriegreifer ausgebildet, die zugleich auch das vorerwähnte Oberwerkzeug (18) für die Spanneinrichtung (16) bilden.

Mit dem Geometriegreifer können die noch losen Einzelteile der als Untergruppe bereitgestellten Bauteile (4, 5) lagegerecht gefaßt und gehalten werden. Der Transportroboter (9) nimmt die Bauteile (4, 5) von der Zuführauflage (8) bzw. dem Drehtisch auf und legt sie in die Bauteilaufnahme (19) der entsprechend bereitgestellten typbezogenen Positioniervorrichtung (14, 15).

Für die Greifwerkzeuge (10, 11) sind zum Werkzeugwechsel Greiferablagen (22) an oder auf den Bauteilen (4, 5) vorgesehen. Dies können spezielle Ablagepunkte oder sonstige geeignete Aufnahmen direkt auf den Bauteilen (4, 5) sein. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Greiferablagen (22) Bestandteil der Spanneinrichtung (16).

Alternativ können die Greiferablagen (22) auch in geeigneter Ausbildung und in Zuordnung zu den Bauteilen (4, 5) an der Bauteilzuführung (6, 7) oder der Positioniervorrichtung (14, 15) angeordnet sein.

Das am Greifwerkzeug (10, 11) angeordnete Oberwerkzeug (18) ergänzt sich mit dem Unterwerkzeug (17) zur Spanneinrichtung (16) für die Bauteile (4, 5). Das Unterwerkzeug (17) kann dabei die Greiferablage (22) bilden. Die Greifwerkzeuge (10, 11) haben geeignete Positionier- und Anschlußelemente zur lagegenauen Koppelung des Oberwerkzeugs (18) mit dem Unterwerkzeug (17) bzw. der Bauteilaufnahme (19). Mit diesen Anschlußelementen können die Greifwerkzeuge (10, 11) auch fest mit dem Unterwerkzeug (17) oder der Bauteilaufnahme (19) verbunden werden, um eine geschlossene und feste Spanneinrichtung (16) zu bilden. Das Bauteil (4, 5) ist dann in der Spanneinrichtung (16) lagegenau fixiert und gespannt. Es ist dadurch auch fest mit der zugehörigen Positioniervorrichtung (14, 15) verbunden.

Am Bearbeitungsplatz (2) sind mehrere Bearbeitungsvorrichtungen (13) vorhanden, die vorzugsweise als Roboter ausgebildet sind. Insbesondere kann es sich hierbei um Schweißroboter handeln, die die Einzelkomponenten der Bauteile (4, 5) an vorgesehenen Stellen schweißen. Während dieses Bearbeitungsvorganges bleibt das Greifwerkzeug (10, 11) am Bauteil (4, 5). Am Arbeitsende löst der Transportroboter (9) sein Greifwerkzeug (10, 11) vom Bauteil (4, 5) und bewegt sich zur Bauteilzuführung (6, 7) für die Übernahme eines neuen Bauteils (4, 5) des gleichen Typs. Währenddessen übernimmt der zweite Transportroboter (24) das bearbeitete Bauteil (4, 5) und bringt es auf eine Ablage am zweiten benachbarten Bearbeitungsplatz (3). Hier wird das Bauteil (4, 5) von einer oder mehreren weiteren Bearbeitungsvorrichtungen (13), insbesondere Robotern übernommen und weiter bearbeitet. Hierbei können beispielsweise weitere Schweißpunkte an stationären Bearbeitungsvorrichtungen (23), insbesondere Punktschweißzangen oder dergleichen, gesetzt werden. Die Roboter (13) geben das fertige Bauteil (4, 5) dann an die

Bauteilabgabe (25), die z. B. als Transportband ausgebildet ist.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden Bauteile (4) bearbeitet, die zum Modell A gehören. Ein Bauteil (5) für das Modell B befindet sich mit seiner Positioniervorrichtung (15) auf einem Speicherplatz an der Ruhestelle.

Wenn nun ein Bauteilwechsel stattfinden soll, bringt der Transportroboter (9) noch ein weiteres Bauteil (4) für das Modell A zum Bearbeitungsplatz (2), wo es in der Spanneinrichtung (16) wie oben beschrieben fixiert und gespannt wird. Der Transportroboter (9) öffnet die Wechselkupplung (12) und löst sich von dem Greifwerkzeug (10), das mittels der Greiferablage (22) am Bauteil (4) auf der Positioniervorrichtung (14) verbleibt. Durch die vorerwähnten Anschlußelemente ist die Lage und Verbindung des Greifwerkzeugs (10) zur Positioniervorrichtung (14) gesichert.

Das soeben geladene Bauteil (4) wird nicht mehr bearbeitet, sondern auf einen Speicherplatz bzw. auf seine Ruhestellung (27) gebracht. Zu diesem Zweck fahren die beiden Bewegungseinheiten (20, 21) aus der gezeigten Position in Figur 1 nach links, wobei die Positioniervorrichtung (15) mit dem zuletzt geladenen Bauteil (5) von Modell B in die Arbeitsstelle (26) gelangt. Dieses noch nicht bearbeitete Bauteil (5) wird nun von den Bearbeitungsvorrichtungen (13) bearbeitet.

Währenddessen koppelt der Transportroboter (9) an das noch am Bauteil (5) und dessen Greiferablage (22) befindliche Greifwerkzeug (11) an und löst dieses nach abgeschlossener Bearbeitung vom Bauteil (5). Er bewegt sich zur Bauteilzuführung (7), um das nächste bereitgestellte Bauteil (5) abzuholen. Währenddessen übernimmt der zweite

Transportroboter (24) das soeben bearbeitete Bauteil (5) und bringt es zum nachgeschalteten Bearbeitungsplatz (3) oder zur Bauteilabgabe (25). Dieses zwischengespeicherte Bauteil (5) bildet nun das erste Bauteil eines neuen Fertigungszyklus für das Modell B.

Bei einem Modellwechsel verbleibt das Greifwerkzeug (10, 11) am zuletzt geladenen Bauteil (4, 5) und der Greiferablage (22). Der Transportroboter (9) muB das Greifwerkzeug (10, 11) dann nicht zu einem anderen externen Ablageplatz bringen und spart dadurch Nebenzeit ein.

Bei einem neuerlichen Modellwechsel von B nach A lauft der vorbeschriebene Vorgang umgekehrt ab. Nach dem letzten zu bearbeitenden Bauteil (5) von Modell B wird ein weiteres Bauteil B zum Bearbeitungsplatz (2) gebracht. Dort fährt es mit seiner Positioniereinrichtung (15) und dem abgelegten Greifwerkzeug (11) in die rechte Ruhestelle (27) und den Speicherplatz. Das zuletzt geladene Bauteil (4) von Modell A gelangt dadurch in die Arbeitsstelle (26), wird dort bearbeitet und bildet das erste Bauteil für einen neuen Fertigungszyklus des Modells A.

In einer Variante kann die Greiferablage (22) an oder auf einem Bauteil (4, 5) vorgesehen sein, das sich noch an der Bauteilzuführung (6, 7) bzw. der Zuführauflage (8) befindet. In diesem Fall löst sich beim gezeigten Ausführungsbeispiel der Transportroboter (9) mit seinem Greifwerkzeug (10) vom zuletzt bearbeiteten Bauteil (4) für das Modell A am Ende der Bearbeitung am Bearbeitungsplatz (2) und legt dann das Greifwerkzeug (10) auf dem nächsten bereitgestellten Bauteil (4) vom Modell A an der Bauteilzuführung (6) ab.

Der Transportroboter (9) bewegt sich zur anderen Bauteilzuführung (7) und dem dort bereitgestellten ersten Bauteil (5) von Modell B. Das zugehörige Greifwerkzeug

(11) befindet sich auf seiner Greiferablage (22) an diesem Bauteil (5) und wird vom Transportroboter (9) angekoppelt und zum Bearbeitungsplatz (2) gebracht. Während dieser Vorgänge des Transportroboters (9) wird das zuletzt bearbeitete Bauteil (4) von Modell A vom zweiten Transportroboter (24) aus dem Bearbeitungsplatz entnommen.

Anschließend wechseln die Positioniervorrichtungen (14, 15) ihren Platz. In diesem Fall bilden die Positioniervorrichtungen (14, 15) keinen Speicherplatz für das zuletzt geladene Bauteil (4, 5) und das zugehörige Greifwerkzeug (10, 11), sondern fahren leer in die Ruhestelle (27).

Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsform sind in verschiedener Weise möglich. So kann die konstruktive Ausgestaltung und Anordnung des Bearbeitungsplatzes (2), der Bauteilzuführungen (6, 7), der Greiferablagen (22) und der Positioniervorrichtungen (14, 15) beliebig variieren.

Für die Bauteile (4, 5) kann eine gemeinsame Bauteilzuführung (6) vorhanden sein. Entsprechend der gewünschten Zahl an Modellen können auch mehr als zwei dieser typbezogenen Stationskomponenten vorhanden sein.

Der zweite Bearbeitungsplatz (3) kann ebenfalls flexibel und in ähnlicher Weise wie der vorgeschaltete Bearbeitungsplatz (2) ausgebildet sein. In der gezeigten Ausführungsform sind die beiden links und rechts neben der Materialflußlinie stehenden Roboter (13) nicht typbezogen und bearbeiten beide Bauteile (4, 5) für die Modelle A und B parallel. Dies erhöht die zur Verfügung stehende Taktzeit und reduziert den dafür anfallenden Transportzeitanteil. Alternativ können beide Roboter (13) auch typbezogen sein, wobei der linke Roboter (13) die Bauteile (4) zu Modell A und der rechte Roboter (13) die anderen Bauteile (5) zu Modell B bearbeitet.

Dementsprechend sind auch die stationären Bearbeitungsvorrichtungen (23) mehrfach vorhanden. In einer Abwandlung der gezeigten Ausführungsform kann der

zusätzliche Bearbeitungsplatz (3) auch entfallen.

Desgleichen ist es möglich, mehrere weitere Bearbeitungsplätze nachzuschalten und gegebenenfalls auch Verzweigungen des Materialflusses oder Bauteilflusses vorzunehmen.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Arbeitsstation, Zelle 2 Bearbeitungsplatz, flexibel 3 Bearbeitungsplatz 4 Bauteil, Modell A 5 Bauteil, Modell B 6 Bauteilzuführung 7 Bauteilzuführung 8Zuführauflage, Drehtisch 9 Transportvorrichtung, Transportroboter 10 Greifwerkzeug, Spanngreifer 11 Greifwerkzeug, Spanngreifer 12 Wechselkupplung <BR> <BR> <BR> <BR> 13 Bearbeitungsvorrichtung, Schweißroboter 14 Positioniervorrichtung 15 Positioniervorrichtung 16 Spanneinrichtung 17 Unterwerkzeug 18 Oberwerkzeug 19 Bauteilaufnahme 20 Bewegungseinheit, Wagen 21 Bewegungseinheit, Wagen 22 Greiferablage, Ablageplatz 23 Bearbeitungsvorrichtung, stationär 24 Transportvorrichtung, Transportroboter 25 Bauteilabgabe 26 Arbeitsstelle 27 Ruhestelle