Die Erfindung betrifft Fertigungsprozesse, in denen Bauteile wechselnden Typs bearbeitet werden, und schlägt eine Spannvorrichtung, eine mit der Spannvorrichtung arbeitende Anlage und ein die Spannvorrichtung verwendendes Verfahren für einen raschen und einfachen Wechsel von Bauteilen eines ersten Typs auf Bauteile eines zweiten Typs vor. Sie kann insbesondere in der Serienfertigung von Fahrzeugen, vorzugsweise Automobilen, zum Einsatz gelangen.

In der Serienfertigung von Fahrzeugen werden Roboter zum Bearbeiten von Fahrzeugbauteilen eingesetzt, beispielsweise zum Fügen, Umformen oder auch spanenden Bearbeiten. Die Roboter sind in Bearbeitungsstationen längs einer Fertigungslinie oder in einer allein stehenden Bearbeitungsstation angeordnet. So ist es beim Rollfalzen, einem für die Erfindung bevorzugten Bearbeitungsprozess, üblich, Bauteile in ortsfesten Falzbetten zu Verbundbauteilen zu fügen, beispielsweise zu Fahrzeug- Anbauteilen wie Türen, Motorhauben und Heckklappen. Ein besonders effizienter Prozess wird in der WO 2008/138503 Al beschrieben.

Wird zusätzlich zur Forderung nach möglichst kurzen Taktzeiten, also hohem Bauteildurchsatz, Flexibilität hinsichtlich des Typs der zu bearbeitenden Bauteile gefordert, können mehrere Bearbeitungsstationen vorgesehen werden, eine Bearbeitungsstation pro Bauteiltyp. Allerdings erhöht sich der hierfür zu betreibende Aufwand proportional zur Anzahl der unterschiedlichen Bauteütypen. Um den Aufwand zu reduzieren, beispielsweise durch Verwendung der gleichen Bearbeitungsroboter für unterschiedliche Bauteiltypen, sind Bearbeitungsstationen mit Wechsel einrichtungen für unterschiedliche Bauteilaufnahmen bekannt. So schlägt die PCT/EP2009/051371 vor, mehrere, an unterschiedliche Bauteillypen angepasste Bauteüaufoahrnen auf einem Drehtisch anzuordnen, so dass im Falle eines Typ wechseis mittels des Drehtisches nur die jeweils passende Bauteilaufnahme in eine Bearbeϊtungsposition bewegt werden muss, in der jeweils die gleichen Bearbeitungsroboter die Bauteile bearbeiten. Derartige Wechselcinrichtungen sind ebenfalls aufwändig und daher kostspielig, ferner sind der Flexibilität Grenzen gesetzt, da die Bauteilaufnahmen im Vorhinein in der Wechseleinrichtung befestigt und an die für den Betrieb erforderlichen Medien wie Strom, Signaltechnik und Druckluft angeschlossen werden müssen. Die Wechseleinrichtungen benötigen ferner erheblichen Platz.

Bauteile werden auch bearbeitet, während sie in einer Bauteilaufnahme aufgenommen von einem Roboter gehalten werden, so beispielsweise nach der WO 2007/110235 Al in einem Spannrahmen oder sparmrahmenlos, wie dies insbesondere die PCT/EP2008/004074 offenbart. In Umkehrung der Verhältnisse beim herkömmlichen Handhaben während der Bearbeitung schlägt die DE 103 38 170 Al vor, das Bearbeitungswerkzeug stationär anzuordnen und stattdessen die Bauteilaufnahme mit der darin aufgenommenen Bauteilgruppe mittels eines Roboters dem Bearbeitungsprozess entsprechend im Raum relativ zum Bearbeitungswerkzeug zu bewegen.

Die Aufnahme des Bauteils in einer von einem Roboter gehaltenen Aufnahme bereitet Probleme, wenn der Bearbeitungsprozess auf die Bauteilaufnahme Bearbeitungskräfte ausübt, die über die Bauteilaufnahme auf den Roboter übertragen werden. Die Roboterarme von Industrierobotern haben eine gewisse Nachgiebigkeit, so dass sie der Belastung entsprechend nachgeben. Die Belastung ist zum einen ungünstig für den Roboter, zum anderen ist die Bearbeitungsposition, in der der Roboter das Bauteil dem Bearbeitungs Werkzeug darbietet, mit einer gewissen Ungenauigkeit behaftet. Ferner ist die Bauteilaufnahme in sich nachgiebig, wodurch die Unscharfe hinsichtlich der Bearbeitungsposition vergrößert wird.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung in Fertigungsprozessen den Wechsel von Bauteiltypen auf einfache Weise, flexibel und rasch vollziehen zu können.

Die Erfindung schlägt hierfür eine Spannvorrichtung für Bauteile vor, durch deren Verwendung eine Fertigungsanlage und ein Fertigungsverfahren an einen Wechsel des Bauteiltyps flexibel angepasst werden können. Die Spannvorrichtung weist ein Aufnahmebett für wenigstens ein Bauteil und einen Niederhalter auf, die zusammenwirkend die Spannvorrichtung bilden, indem sie in einem miteinander verbundenen Zustand zwischen sich das wenigstens eine Bauteil in einer Bearbeitungsposition relativ zur Spannvorrichtung, insbesondere zum Aufnahmebett, fixieren. Derartige Spannvorrichtungen sind in der Robotertechnik grundsätzlich bekannt und bedürfen daher hinsichtlich der für die Erfindung nicht wesentlicher Merkmale keiner besonderen Erläuterung. Der Niederhalter kann beispielsweise stern- oder spinnenföπnig sein, um im verbundenen Zustand, also im geschlossenen Zustand der Spannvorrichtung, mit dem Aufaahmebett das wenigstens eine Bauteil an mehreren Stellen lokal relativ zum Aufnahmebett zu fixieren.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung zeichnet sich durch eine Mehrzahl von Kupplungshälften aus, die dafür geeignet sind, den Niederhalter und das Aufnahmebetl aneinander und jeweils an eine externe Aufnahmeeinrichtung automatisch anzudocken und voneinander sowie von der jeweiligen Aufnahmeeinrichtung automatisch abzudocken. So sind am Niederhalter eine erste Kupplungshälfte zum Andocken an eine in Bezug auf die Spannvorrichtung externe erste Aufnahmeeinrichtung und eine zweite Kupplungshälfte zum Andocken an das Aufnahmebett vorgesehen. Am Aufnahmebett sind eine dritte Kupplungshälfte zum Andocken an den Niederhalter und eine vierte Kupplungshälfte zum Andocken an eine andere externe, zweite Aufnahmeemrichtung vorgesehen. Durch einen ersten, für die Spannvorrichtung internen Kupplungseingriff zwischen der zweiten und der dritten Kupplungshälfte wird die Spannvorrichtung geschlossen, so dass das wenigstens eine oder die bevorzugt gleichzeitig mehreren von der Spannvorrichtung aufgenommenen Bauteile relativ zueinander und zum Aufnahmebett in einer Bearbeitungsposition relativ zu dem Aufnahmebett und dem Niederhalter fixiert ist oder sind. Aufgrund der beiden anderen Kupplungshälften, der ersten Kupplungshälfte und der vierten Kupplungshälfte, kann die Spannvorrichtung im geschlossenen Zustand an die erste oder die zweite Aufnahmeeinrichtung angedockt werden. Das Wort "oder" wird hier wie auch sonst stets von der Erfindung im üblichen logischem Sinne als "inklusiv oder" verwendet, umfasst also die

Bedeutung von "entweder oder" und auch die Bedeutung von "und", soweit sich aus dem jeweils konkreten Zusammenhang nicht ausschließlich nur eine dieser beiden Bedeutungen alleine ergeben kann. Bezogen auf die Andockbarkeit an externe Aufnahmeeinrichtungen bedeutet dies beispielsweise, dass die Spannvorrichtung bei Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens stets oder phasenweise entweder nur mit der ersten Kupplungseinrichtung an der ersten Aufnahmeeinrichtung oder nur mit der zweiten Kupplungseinrichtung an der zweiten Autnahmeeinrichtung oder aber mit der ersten Kupplungseinrichtung an der ersten Aufhahmeeinrichtung und gleichzeitig mit der zweiten Kupplung an der zweiten Aufnahmeeinrichtung angedockt sein kann. Vorteilhafterweise kann jeder der Kupplungseingriffe unabhängig von jedem der anderen Kupplungseingriffe geschlossen oder geöffnet werden, also ungeachtet der Frage, ob die anderen Kupplungseingriffe bestehen oder gelöst sind.

Die externe erste Aufnahmeeinrichtung ist vorzugsweise ein Handhabungsroboter mit einem Roboterarm, an dem eine mit der ersten Kupplungshälfte beim An- und Abdocken zusammenwirkende Kupplungshälfte angeordnet ist. Durch ein einfaches An- oder Abdockmanöver wird der Kupplungseingriff zwischen der Kupplungshälfte der ersten Aufnahmeeinrichtung und der ersten Kupplungshälfte des Niederhalters hergestellt oder gelöst. Das gleiche gilt analog für die vierte Kupplungshälfte und die zweite Aufnahmeeinrichtung, die mit einer entsprechenden eigenen Kupplungshälfte ausgestattet ist, an die das Aufnahmebett mit seiner vierten Kupplungshälfte automatisch andockbar und von der es automatisch wieder abdockbar ist. Mit "Andocken" wird im Sinne der Erfindung ein Vorgang bezeichnet, der ein Näherungsmanöver der zusammenwirkenden Kupplungshälften bis einschließlich zur Herstellung des Kupplungseingriffs umfasst. Unter "Abdocken" wird der umgekehrte Vorgang, also das Lösen des Kupplungseingriffs und ein Entfernungsmanöver verstanden. Die externe zweite Aufnahmeeinrichtung kann ein weiterer Handhabungsroboter sein, bevorzugter ist die zweite Aufnahmeeinrichtung jedoch eine stationär angeordnete Stützeinrichtung, an der das Aufnahmebett in einem Bearbeitungsbereich einer erfindungsgemäßen Anlage abgestützt werden kann, wobei gleichzeitig auch der Kupplungseingriff zwischen Stützeinrichtung und der vierten Kupplungshälfte der Spannvorrichtung hergestellt wird.

Eine erfindungsgemäße Fertigungsanlage umfasst die Spannvorrichtung und ferner die beiden externen Aufnahmeeinrichtungen sowie wenigstens eine Bearbeitungseinrichtung mit einem Bearbeitungswerkzeug für die Bearbeitung des oder der mittels der Spannvorrichtung in der Bearbeitungsposition fixierten Bauteils oder mehreren Bauteile. Mit der Spannvorrichtung und den beiden externen Aufnahmeeinrichtungen kann rasch und einfach und nicht zuletzt deshalb flexibel ein Bauteiltypenwechsel vollzogen werden. Bei dem der Erfindung zugrunde liegenden Typenwechsel handelt es sich um einen Wechsel, der auch einen Wechsel der Spannvorrichtung erfordert, bei dem also nach der Bearbeitung des letzten Bauteils oder der letzten Bauteilgrappe einer auslaufenden Produktion die hierfür verwendete Spannvorrichtung gegen eine neue Spannvorrichtung ausgetauscht werden muss, die an die zu bearbeitenden Bauteile oder Bauteilgruppen des neuen Typs der nächsten Produktion angepasst ist. Der Wechsel kann ohne nennenswerte Verzögerung im Takt oder nahezu im Takt einer Serienfertigung vollzogen werden.

Während die zweite Kupplungshälfte und die dritte Kupplungshälfte in bevorzugten Ausführungen in einer laufenden Produktion für die sich wiederholende Bearbeitung von Bauteilen des stets gleichen Typs benötigt werden, schaffen die beiden nach außen wirkenden Kupplungshälften, die am Niederhalter angeordnete erste Kupplungshälfte und die am Aufnahmebett angeordnete vierte Kupplungshälfte, Flexibilität für den Austausch der Spannvorrichtung zum Zwecke des Bauteiltypenwechsels.

Der unabhängige Verfahrensanspruch beschreibt Möglichkeiten, die sich aufgrund der erfindungsgemäß erhöhten Anzahl von Kupplungsfunktionen ergeben, falls sowohl die erste Aufnahmeeinrichtung als auch die zweite Aufhahmeeinrϊchtung Handhabungsroboter mit im Raum gesteuert beweglichen Roboterarmen sind, an denen der Niederhalter und das Aufnahmebett angedockt werden können. Falls eine der beiden externen Aufoahmeeinrichtungen wie bevorzugt eine ortsfeste Stützeinrichtung ist, reduzieren sich die Variationsmöglichkeiten auf zwei Varianten. Ist die zweite Aufnahmeeinrichtung stationär angeordnet, wie dies bevorzugt wird, so werden die beschriebenen Dockingvorgänge, An- oder Abdocken, mittels der ersten Aufnahmeeinrichtung durchgeführt. Es ist jedoch durchaus denkbar, dass die erste Aufnahmeeinrichtung eine stationäre Stützeinrichtung für den Niederhalter bildet, und das Aufnahmebett von der in solchen Ausführungen durch einen Handhabungsroboter gebildeten zweiten Aufnahmeeinrichtung gesteuert im Raum bewegbar ist, so dass in dieser Variante die Dockingvorgänge von der zweiten Aufnahmeeinrichtung ausgeführt werden. Der Kupplungseingriff der zweiten und dritten Kupplungshälfte, der interne oder erste Kupplungseingriff, kann vorzugsweise durch eine lineare Annäherungsbewegung längs einer Spannachse der Spannvorrichtung hergestellt werden. Im Kupplungseingriff sind die zweite und die dritte Kupplungshälfte vorzugsweise verriegelt. Dies geschieht entweder selbsttätig oder in Abhängigkeit von einem Steuerungssignal derjenigen Aufnahmeeinrichtung, die die Annäherungsbewegung ausführt. Die Verriegelung wird vorzugsweise durch ein Steuerungssignal dieser Aufnahmeeinrichtung gelöst, so dass die bewegbare Aufnahmeeinrichtung die von ihr gehaltene Komponente der Spannvorrichtung längs der Spannachse von der anderen Komponente entfernen und dadurch das Abdocken beenden kann. Für die beiden Kupplungshälften, die im angedockten Zustand miteinander in dem die bewegbare Aufnahmeeinrichtung mit der Spannvorrichtung verbindenden zweiten Kupplungseingriff sind, gilt vorzugsweise hinsichtlich des Andockens und vorzugsweise auch des Abdockens das zum internen Kupplungseingriff zwischen der zweiten und der dritten Kupplungshälfte Gesagte.

Der dritte Kupplungseingriff mit der bevorzugt ortsfesten anderen Aufnahmeeinrichtung kann vorteilhafterweise ebenfalls auf die erläuterte Weise hergestellt und gelöst werden. Grundsätzlich kann in den Ausführungen, in denen die betreffende Aufnahmeeinrichtung ortsfest ist, der dritte Kupplungseingriff auch einfacher gestaltet sein. Bevorzugt wird in diesem dritten Kupplungseingriff jedoch die betreffende Komponente der Spannvorrichtung über den dritten Kupplungseingriff signal technisch mit der Aufnahmeeinrichtung verbunden, beispielsweise um Ausgangssignale eines Sensors der Spannvorrichtung über den dritten Kupplungseingriff zu einer Steuerung der Fertigungsanlage oder nur der im dritten Kupplungseingriff befindlichen Aufnahmeeinrichtung zu leiten. Gegebenenfalls kann über den dritten Kupplungseingriff die Spannvorrichtung auch mit Energie versorgt werden. Ein signal technischer Anschluss im dritten Kupplungseingriff ist insbesondere von Vorteil, wenn die zweite Aufnahmeeinrichtung ortsfest ist, so dass im angedockten Zustand das Aufnahmebett mit der zweiten Aufnahmeeinrichtung ebenfalls ortsfest ist und das wenigstens eine oder die mehreren Bauteile jeweils in das Aufnahmebett eingelegt wird oder werden, während der Niederhalter vom Aufnahmebett gelöst ist. Mittels eines beim Aufnahmebett vorgesehenen Sensors kann delektiert werden, ob das Bauteil oder die gegebenenfalls mehreren Bauteile eingelegt ist oder sind. Falls mehrere Bauteile nacheinander eingelegt werden oder auch bereits in einem Einlegevorgang als Bauteil gruppe eingelegt werden, können auch mehrere Sensoren, beispielsweise wenigstens ein Sensor pro Bauteil der Gruppe, am Aufnahmebett vorgesehen sein, um das Vorhandensein jedes Bauteils der Gruppe mit jeweils wenigstens einem Sensor delektieren zu können. Die Ausgangssignale des Sensors oder der mehreren Sensoren werden über den dritten Kupplungseingriff besagter Steuerung zugeführt, die in Abhängigkeit vom Signal des Sensors oder der Signale der mehreren Sensoren die bewegliche Aufhahmeemrichtung steuert, die in Abhängigkeit von einem Steuerungssignal der Steuerung den Niederhalter in den internen Kupplungseingriff mit dem Aufnahmebett oder das Aufnahmebett in den internen Kupplungseingriff mit dem Niederhalter bewegt, um das oder die eingelegten Bauteile für die Bearbeitung zu fixieren.

Obgleich die im Raum bewegliche Aufnaluneeinrichtung in bevorzugten Ausführungen ein in allen sechs Freiheitsgraden der Bewegbarkeit im Raum beweglicher Roboterarm eines Handhabungsroboters ist, genügt es in einfachen Ausführungen, wenn die bewegbare Aufnahrneeinrichtung, vorzugsweise die erste Aumahmeeinrichtung, nur längs der Spannachse der Spannvorrichtung hin und her bewegbar ist. Ein Handhabungsroboter bietet jedoch hinsichtlich der Flexibilität erhebliche Vorteile. Die andere, bevorzugt ortsfeste Aufnahmeeinrichtung, vorzugsweise die zweite Aufnahrneemrichtung, stützt die angedockte Komponente, vorzugsweise das Aufnahmebett, zumindest in eine Hauptwirkrichtung der bei der Bearbeitung auftretenden Bearbeitungskräfte ab. Vorzugsweise ist die Spannachse parallel zu der Hauptwirkrichtung der Bearbeitungskräfte. Gewichts- und Bearbeitungskräfte können zwar grundsätzlich von der dritten und vierten Kupplungshälfte im deren Kupplungseingriff aufgenommen werden, bevorzugt wird der Kupplungseingriff jedoch von zumindest einem überwiegenden Teil derartiger Belastungen entlastet, indem die zweite Aufnahrneeinrichtung das Aufnahmebett im angedockten Zustand anderweitig abstützt, vorzugsweise an einer Anlagekontur außerhalb der Kupplungshälften. Die Anlagekontur kann ausgedehnt flächenhaft sein, aber stattdessen auch von Anlagelinien oder auch nur Anlagepunkten, sogar nur einem einzigen Anlagepunkt gebildet werden.

In einfachen Ausführungen wird das Aufnahmebett von der zweiten Aufnahmeeinrichtung in der Bearbeitungsposition, genauer gesagt mit in der Bearbeitungsposition befindlichem/n Bauteil(en), zumindest im Wesentlichen unbeweglich abgestützt. In derartigen Ausführungen bildet die zweite Aufnahmeeinrichtung eine einfache, nicht bewegliche, in sich nicht veränderliche Anlage, an der das Aufnahmebett im abgestützten Zustand anliegt, beispielsweise eine Auflage, auf der das Aufnahmebett aufliegt und bereits aufgrund der Schwerkraft, also seines Gewichts, weitgehend fixiert ist. Falls die Bearbeitungsposition für die Bearbeitung verändert werden soll, kann der zwischen der dritten und der vierten Kupplungshälfle bestehende Kupplungseingriff gelöst und die erste Aumahmeeinrichtung die Spannvorrichtung mit dem Bauteil oder der Bauteilgrappe kurzzeitig von der zweiten Aufnahmeeinrichtung abheben und anschließend mit anderer Ausrichtung relativ zur zweiten Aufnahmeeinrichtung erneut in der Bearbeitungsposition für die weitere Bearbeitung positionieren und den Kupplungseingriff wieder herstellen. In besonders einfachen Ausführungen wird das Bauteil während der Bearbeitung nicht bewegt und auch nicht durch Abheben, gegebenenfalls mit kurzzeitiger Unterbrechung der Bearbeitung umpositioniert.

In Weiterentwicklungen stützt die zweite Aufnahmeeinrichtung das Aufnahmebett in der Bearbeitungsposition beweglich ab, lagert es also beweglich. Ein Handhabungsroboter, der in der Weiterentwicklung die erste Aufnalrmeeinrichtung bildet, kann die Spannvorrichtung vorzugsweise auch bei der Bearbeitung, d.h. unter der Einwirkung der äußeren Bearbeitungskraft, bewegen, entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich oder zeitweise kontinuierlich oder zeitweise diskontinuierlich, während die zweite Aufnahmeeinrichtung das Aufnahmebett während des Bewegens ständig in Bezug auf die hauptsächliche Belastung durch Bearbeitungskräfte stützt. Auch in der Weiterentwicklung kann die Spannvorrichtung insbesondere dadurch abgestützt werden, dass sie in der Bearbeitungsposition an der zweiten Aufnahmeeinrichtung anliegt, zum Zwecke des Bewegens nur von der ersten Aufnahmeeinrichtung gehalten wird und ansonsten frei anliegt. Insbesondere kann die Aufgabenverteilung zwischen erster und zweiter Aufnahmeeinrichtung so sein, dass die erste Aufnahmeeinrichtung die Spannvorrichtung in Bezug auf jeden Freiheitsgrad der Bewegbarkeit hält, den die zweite Aufnahmeeinrichtung der Spannvorrichtung im abgestützten Zustand lässt. Falls das Bauteil oder die Bauteil gruppe während der Bearbeitung oder zwischen einzelnen Bearbeitungsschritten nicht bewegt wird oder für die gesamte Bearbeitung in der Stützeinrichtung unbewegt fixiert sein soll, hält die erste Aufnahmeeinrichtung im Rahmen der genannten Aufgabenverleilung die Spannvorrichtung relativ zur zweiten Aufnahmeeinrichtung und falls diese wie bevorzugt stationär angeordnet ist auch fix, also unbewegt, im Raum der Bearbeitungsstation. Stützt die zweite Aufhahmeeinrichtung die Spannvorrichtung beweglich ab, so dass diese im abgestützten Zustand wenigstens einen Freiheitsgrad der Bewegbarkeit aufweist, so hält die erste Aufhahmeeinrichtung die Spannvorrichtung in Bezug auf diesen Freiheitsgrad der Bewegbarkeit unbewegt oder bewegt sie in diesem Freiheitsgrad in der Bearbeitungsposition, beispielsweise zwischen zwei Bearbeitungsschritten oder unter der Einwirkung der äußeren Bearbeitungskraft, während die zweite Aufnahmeeinrichtung die Sparmvorrichtung abstützt. In bevorzugten Ausführungen, in denen die Spannvorrichtung an der zweiten Aufnahmeeinrichtung anliegt, lässt die zweite Aufnahmeeinrichtung der Spannvorrichtung bei bestehendem Kupplungseingriff vorzugsweise nur einen einzigen Freiheitsgrad der Bewegung, nämlich der Rotation um eine zur Spannrichlung parallelen Achse.

Die zweite Aufnahmeeinrichtung ist wie vorstehend geschildert in Weiterentwicklungen dazu eingerichtet, die Spannvorrichtung in der Bearbeitungsposition beweglich zu stützen, ihr also im abgestützten Zustand wenigstens, vorzugsweise nur einen Freiheitsgrad der Bewegbarkeit zu lassen. Bevorzugt weist sie eine Anlagekontur auf, beispielsweise eine Anlagefläche, an der das Aufnahmebett im abgestützten Zustand anliegt, so dass es in Richtung einer zu der Anlagekontur orthogonalen Achse abgestützt ist, die zweckmäßigerweise parallel zu einer Hauptwirkungsrichtung der Bearbeitungskräfte weist. Liegt das Aufnahmebett an einer Anlagefläche, mehreren Anlagelinien oder wenigstens drei Anlagepunkten an, werden ihm ein translatorischer und zwei Freiheitsgrade der rotatorischen Bewegbarkeit genommen. Von den verbleibenden drei anderen Freiheitsgraden der Bewegbarkeit werden die translatorischen vorzugsweise durch den Kupplungseingriff blockiert. Für die Fixierung der Aufnahme in Bezug auf den einzigen oder die gegebenenfalls mehreren verbleibenden Freϊheitsgrad(e) oder eine kontrollierte Bewegung in dem einzigen oder den mehreren verbleibenden Freiheitsgrad(e) sorgt vorzugsweise die erste Aufnahmeeinrichtung.

In der Spannvorrichtung kann nur ein einziges Bauteil aufgenommen sein und bearbeitet werden. Es wird im Takt der Fertigung in die Aufnahme eingelegt, bearbeitet und anschließend entnommen, so dass im nächsten Takt der gleichen Serie mit dem nächsten typgleichen Bauteil in gleicher Weise verfahren werden kann. Ebenso kann mit einer Gruppe von Bauteilen verfahren werden, wobei in der gleichen Serie im Takt der Fertigung nacheinander typgleiche Bauteilgruppen bearbeitet werden. Soweit nur von einem Bauteil die Rede ist, werden beide Fälle eingeschlossen. Falls die Aufnahme eine Bauteilgruppe aufnimmt, ist das bezeichnete Bauteil eines der Gruppe, die wenigstens noch ein weiteres Bauteil umfasst.

Die Erfindung ist insbesondere bei Bearbeitungsprozessen wie Fräsen, Bohren und anderen Spanbearbeitungen oder Umformprozessen wie etwa Prägen, Kanten, Biegen oder Bördeln, insbesondere Rollbördeln oder Rollfalzen, oder Stanzen, ebenso Schraub- und Nietprozessen mit Vorteil anwendbar. Besonders bevorzugt findet die Erfindung beim Fügen von Bauteilen Verwendung, wie insbesondere Schweißen oder dem genannten Rollfalzen, bei dem eine Falzrolle einen Bauteilflansch abfährt und diesen umlegt, so dass eine Falztasche gebildet wird, in die ein anderes Bauteil mit seinem Rand hineinragt, wodurch die Bauteile einer Fügegrappe relativ zueinander fixiert werden. Aufgrund der Erfindung können derartige Fügeprozesse mit einfachen Fügewerkzeugen durchgeführt werden. Um den Kraftfluss im Fügewerkzeug zu schließen, werden in vielen Anwendungen Rollenpaare aus Falzrolle und Gegenrolle eingesetzt. Mit der erfindungsgemäß eingesetzten Stützeinrichtung kann die Gegenrolle entfallen. Dies ist zum einen im Hinblick auf die Kosten für das Fügewerkzeug, zum anderen aber insbesondere im Hinblick auf den oftmals für die Gegenrolle nicht vorhandenen Platz von Vorteil und auch für die Bewegbarkeit relativ zum Bauteil. Falls das Aufhahmebett ein Falzbett ist, kann es eine Anlagefläche insbesondere für eine Sichtfläche oder mehrere Sichtflächen eines der zu fügenden Bauteile bilden. Das Überrollen von Bauteüsichtfiächen mit einer Gegenrolle ist stets problematisch, da durch das Überrollen die Sichtfläche in Mitleidenschaft gezogen wird. Die Erfindung ermöglicht daher auch eine besonders schonende Bearbeitung bei derartigen Fügeprozessen wie insbesondere dem Rollfalzen oder auch verallgemeinert dem Rollbördeln.

Die Vorrichtung kann um einen oder mehrere weitere Handhabungsroboter der genannten Art oder einen oder mehrere weitere Bearbeitungsroboter der genannten Art erweitert werden. Die mehreren Bearbeitungsroboter können insbesondere dafür eingerichtet sein, auf das gleiche Bauteil oder auf mehrere in der gleichen Spannvorrichtung aufgenommene Bauteile einzuwirken. Es können auch mehrere Handhabungsroboter können insbesondere im Wechsel mit der gleichen stationären Stützeinrichtung zusammenwirken. Die Vorrichtung kann zusätzlich oder statt mehrerer Handhabungsroboter oder mehrerer Bearbeitungsroboter einen oder mehrere im Bearbeitungsfluss der Bearbeitungsposition nachgeordnete(n) Bearbeitungsoder Handhabungsroboter aufweisen, um das bearbeitete Bauteil oder den bearbeiteten Bauteilverbund aus dem Aufnahmebett zu nehmen und gegebenenfalls weiter zu bearbeiten. Die Vorrichtung kann einen oder mehrere Handhabungsroboter aufweisen, die dem Handhabungsroboter, der den Niederhalter hält, vorgeordnet sind oder ihm zuarbeiten. Solch ein zusätzlicher oder mehrere zusätzliche Handhabungsroboter kann oder können dafür eingerichtet sein, dass Bauteil oder mehrere Bauteile eines durch die Bearbeitung herzustellenden Bauteilverbunds im Aufnahmebett anzuordnen. Wird im Aufnahmebett jeweils eine Bauteilgruppe aufgenommen, um die Bauteile der Gruppe in der Bearbeitungsposition zu einem Bauteilverbund zu fügen, können die Bauteile der Gruppe jeweils einzeln nacheinander in dem Aufnahmebett angeordnet werden oder, bevorzugter, bereits als geschachtelte Bauteilgruppe, in der die Bauteile in der Anordnung, die sie in dem zu schaffenden Verbund relativ zueinander einnehmen, bereits angeordnet, vorzugsweise geschachtelt sind.

Bevorzugte Merkmale werden auch in den Unteransprüchen und deren Kombinationen beschrieben.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Er0ndung anhand von Figuren erläutert. Anhand des Beispiels offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend erläuterten Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:

Figur 1 eine erfmdungsgemäße Anlage und

Figur 2 eine erfindungs gemäße Spannvorrichtung, die an einer ersten

Aufnahmeeinrichtung angedockt ist und mittels der ersten Aufnahmeeinrichtung an eine zweite Aufhahrneeinrichtung angedockt wird.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage in einer vertikalen Draufsicht, Die Anlage umfasst mehrere Handhabungsroboter und Bearbeitungsroboter, die Bauteile unterschiedlichen Typs handhaben und bearbeiten können. Als Beispiel wurde eine Roboterzelle zum Fügen jeweils eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil gewählt. Eines der ersten Bauteile und ein damit zu fügendes der zweiten Bauteile werden im Folgenden auch als Bauteilgruppe oder einfach nur als Gruppe bezeichnet. Bei den ersten Bauteilen kann es sich beispielsweise um jeweils ein Außenhautteil für ein Kraftfahrzeug und bei den zweiten Bauteilen um jeweils ein damit zu fügendes Innenteil handeln. Im Verbund können die ersten und zweiten Bauteile jeweils paarweise ein bewegliches Anbauteil eines Kraftfahrzeugs bilden, etwa eine Tür, eine Motorhaube oder eine Heckklappe. Auch feste Karosserieteile können gefügt werden, beispielsweise jeweils ein Dachteil mit einem Schiebedachrahmen oder ein Radhaus eines Karosserieseitenleils. Zum Fügen eignet sich insbesondere das Rollfalzen, so dass beispielhaft unterstellt sei, dass die Anlage eine Falzzelle ist.

Der Bearbeitungsprozess, hier Fügeprozess, wird in einer Bearbeitungsposition 15 durchgeführt. In einer dem eigentlichen Bearbeitungsprozess bei 15 vorgelagerten Stufe werden die ersten Bauteile und zweiten Bauteile der gleichen Gruppe in der für den B auteil verbünd erforderlichen Lage relativ zueinander geschachtelt. In der vorgelagerten Bearbeitungsstufe sind zwei Handhabungsroboter 1 und 2 angeordnet. Der Handhabungsroboter 1 entnimmt jeweils ein erstes Bauteil aus einer von mehreren Bauteilablagen, beispielhaft zwei Bauteilablagen Hi und 11 j, und überführt das aufgenommene erste Bauteil in einen Klebebereich 12. Im Klebebereich 12 wird längs eines Fügerands des Bauteils Klebstoff aufgetragen. Nach dem Klebstoffauftrag bewegt der Handhabungsroboter 1 das Bauteil in einen Schachtelbereich 13 und legt es dort positioniert ab. Parallel nimmt der andere Handhabungsroboter 2 ein zweites Bauteil aus einer von mehreren weiteren Bauteilablagen, beispielhaft ebenfalls zwei Ablagen 14m und 14n, bewegt das aufgenommene zweite Bauteil in den Schachtelbereich 13 und positioniert es dort an, vorzugsweise auf dem zuvor vom Handhabungsroboter 1 abgelegten ersten Bauteil in der für den zu schaffenden Verbund vorgesehenen Lage. Die Bauteile sind jetzt lose geschachtelt, wobei der mit dem Klebstoff versehene Fügeflansch des ersten Bauteils mit einem Fügeflansch des zweiten Bauteils überlappt.

Entweder beim Positionieren des zweiten Bauteils oder im Anschluss daran in einem gesonderten Schritt nimmt der Handhabungsroboter 2 die geschachtelten Bauteile auf, bewegt sie in den Bearbeitungsbereich bei 15 und positioniert sie dort auf einem Aufnahmebett, das an einer im Bearbeitungsbereich stationär angeordneten Stützeinrichtung 30 abgestützt ist. Wenn die geschachtelte Bauteilgruppe auf dem Aufnahmebett positioniert, optional auch fixiert ist, bewegt ein weiterer Handhabungsroboter 3 einen Niederhalter zum Aufnahmebett und dockt den Niederhalter am Aufnahmebett an. Das Aufnahmebett und der Niederhalter bilden miteinander eine Spannvorrichtung. Sie fixieren im aneinander angedockten Zustand die Bauteile der auf dem Aufhahmebett platzierten Gruppe relativ zum Aufnahmebett in einer für die Bearbeitung definierten Position, der Bearbeitungsposition 15. Das im Bearbeitungsbereich befindliche Aufnahmebett, der damit im gerade laufenden Bearbeitungsprozess benutzte Niederhalter und die aufgenommenen Bauteile sind in Figur 1 nicht dargestellt, so dass der Blick auf die bei der Bearbeitungsposition 15 stationär angeordnete Stützeinrichtung 30 frei ist. Der Handhabungsroboter 3 nimmt eine Position ein, die er auch bei der Bearbeitung der vom Handhabungsroboter 2 erhaltenen Bauteil gruppe einnehmen würde.

Die Bearbeitung ist wie gesagt im Beispielfall ein Rollfalzprozess oder beinhaltet zumindest einen Rollfalzprozess. Im Bearbeitungsbereich sind Bearbeitungsroboter 4, 5, 6 und 7 angeordnet, an deren jeweiligem Roboterarm ein Bearbeitungswerkzeug 10 befestigt ist, beispielsweise jeweils ein Rollfalzwerkzeug, Denkbar wäre aber beispielsweise auch, dass ein Rollfalzwerkzeug 10 nur bei einem einzigen, bei zweien oder dreien der Bearbeitungsroboter 4 bis 7 vorgesehen ist, während einer oder mehrere der anderen ein Bearbeitungswerkzeug 10 einer anderen Art trägt oder tragen, beispielsweise ein Präge-, Stanz-, Fräs-, Bohr-, Niet- oder Schraubwerkzeug. Es kann sich bei dem oder den optional anderen Werkzeug(en) 10 auch beispielsweise um ein Schweiß Werkzeug handeln oder ein Heizwerkzeug zum Angelieren von Klebstoff. Die Bearbeitungsroboter 4 und 5 sind beispielhaft nebeneinander und dem Handhabungsroboter 3 über die Stützeinrichtung 30 gesehen gegenüberliegend und die Bearbeitungsroboter 6 und 7 links und rechts neben dem Handhabungsroboter 3 angeordnet. Die Anordnung hängt beispielsweise davon ab, an welchen Stellen und auf welche Art oder Arten die Bauteile bearbeitet werden müssen.

Im Zugangsbereich des Handhabungsroboters 3, beispielhaft an dessen vom Bearbeitungsbereich abgewandten Rückseite, sind um den Handhabungsroboter 3 mehrere unterschiedliche Spamvorrichtungen 20a, 20b, 20c und 2Od in einer Ablage so angeordnet, dass der Handhabungsroboter 3 wahlweise jede der Spannvorrichtungen 20a bis 2Od automatisch in kurzer Zeit am Ende seines Roboterarms andocken, in den Bearbeitungsbereich bei 15 bewegen, dort relativ zur Stützeinrichtung 30 positionieren und an die Stützeinrichtung 30 andocken kann.

Die Spannvorrichtungen 20a bis 2Od sind hinsichtlich ihrer Funktionalität untereinander gleich, so dass stellvertretend für jede von ihnen die in Figur 2 dargestellte mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist. Sie können mittels des Handhabungsroboters 3 wahlfrei gegeneinander ausgetauscht werden. Sie unterscheiden sich voneinander nur soweit dies erforderlich ist, um Bauteile unterschiedlichen Typs in der Anlage bearbeiten zu können. So können mit der Spannvorrichtung 20a Bauteile eines ersten Typs zur Bildung eines Anbauteils für eine Karosserie eines ersten Typs oder eines Karosserieteils eines ersten Typs und mit der Spannvorrichtung 20b Bauteile eines zweiten Typs zur Bildung eines Anbauteils für eine Karosserie eines anderen, zweiten Typs oder eines Karosserieteils eines anderen, zweiten Typs usw. aufgenommen und in der Bearbeitungsposition 15 fixiert werden. In einer bevorzugten Anwendung im Fahrzeugbau können die Bauteile oder Bauteilgruppen unterschiedlichen Typs insbesondere Anbauteile für Karosserien oder Karosserieteile von im fertigen Fahrzeug gleicher Funktionalität sein, beispielsweise stets Türen oder stets Heckklappen oder stets Schiebedächer, wobei sie sich hinsichtlich des Modells des Fahrzeugs voneinander unterscheiden, also beispielsweise eine Tür oder ein Schiebedach für ein erstes Fahrzeugmodell und eine Tür oder ein Schiebedach für ein anderes, zweites Fahrzeugmodell. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, das der Typunterschied darin begründet ist, dass in der Anlage das eine Mal ein Anbauteil oder ein Karosserieteil einer ersten Funktion und das andere Mal ein Anbauteil oder ein Karosserieteil einer anderen, zweiten Funktion bearbeitet wird, beispielsweise das eine Mal eine Fahrzeugtür und das andere Mal eine Motorhaube.

Figur 2 zeigt eine der Spannvorrichtungen 20a bis 2Od in einem Schnitt, der eine Spannachse Z enthält. Aufgrund der funktionalen Gleichheit der Spannvorrichtungen 20a bis 2Od ist stellvertretend für jede von ihnen die in Figur 2 dargestellte mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet. Die Spannvorrichtung 20 ist am Roboterarm des Handhabungsroboters 3 angedockt, der eine erste Aufhahmeeinrichtung bildet. Die Spannvorrichtung 20 ist im wesentlichen zweiteilig. Sie umfasst als erste Komponente ein Aufnahmebett 21, das eine an den Verlauf des Fügeflansches angepasst geformte Anlagefläche aufweist. Das Aufnahmebett 21 ist fest mit einer Trägerstruktur 22 verbunden. Bei der zweiten Hauptkomponente der Spannvorrichtung 20 handelt es sich um einen Niederhalter 23, der im dargestellten geschlossenen Zustand der Spannvorrichtung 20 das aufgenommene Bauteil oder die aufgenommene Bauteilgruppe relativ zum Aufnahmebett 21 fixiert, beispielsweise indem der Niederhalter 23 mehrere Klemmstellen mit dem Aufnahmebett 21 bildet, an denen das Bauteil oder die Bauteilgruppe zwischen dem Aufnahmebett 21 und dem Niederhalter 23 geklemmt wird. Wenn im Folgenden nur von einer Bauteil grappe die Rede ist, so steht dies synonym auch für die Bearbeitung nur eines einzelnen Bauteils und auch synonym für Fälle, in denen die Spannvorrichtung überhaupt nur ein einziges Bauteil aufnimmt.

Der Niederhalter 23 weist an einer vom Aufnahmebett 21 abgewandten Rückseite in einem zentralen Bereich eine erste Kupplungshälfte 24 und an einer dem Aufnahmebett 21 zugewandten Niederhalteseite ebenfalls in einem zentralen Bereich eine zweite Kupplungshälfte 25 auf. Die Spannvorrichtung 20 ist über die erste Kupplungshälfte 24 mit dem Handhabungsroboter 3 verbunden. Sie wirkt mit einer am Ende des Roboterarms angeordneten anderen Kupplungshälfte 9 zusammen. Die Kupplungshälften 9 und 24 sind in einem lösbaren Kupplungseingriff. Der Kupplungseingriff kann vom Handhabungsroboter 3 automatisch durch Andocken hergestellt und ebenfalls automatisch durch Abdocken gelöst werden. Im Kupplungseingriff sind die Kupplungshälften 9 und 24 mittels einer Verriegelungseinrichtung aneinander verriegelt. Die Verriegelung stellt sich beim Andocken entweder von selbst her oder wird vom Handhabungsroboter 3 bewirkt. Zum Lösen des Kupplungseingriffs, dem Abdocken, erhält die Verriegelungseinrichtung ein Steuersignal vom Handhabungsroboter 3, woraufhin die Verriegelung automatisch gelöst wird. Nach dem Lösen der Verriegelung bewegt der Handhabungsroboter 3 den Roboterarm zum Beenden des Abdockens entgegen einer zur Spannachse Z parallelen Spannrichtung Z linear vom Niederhalter 23 weg, so dass die Kupplungshälften 9 und 24 voneinander frei kommen. Das Aufnahmebett 21 und der Niederhalter 23 sind durch einen in Bezug auf die Spannvorrichtung 20 internen Kupplungseingriff der Kupplungshälfte 25 des Niederhalters 23 und einer Kupplungshälfte 26 des Aufnahrnebetts 21 aneinander befestigt. Auch dieser Kupplungseingriff kann durch Andocken automatisch hergestellt und durch Abdocken automatisch gelöst werden. Das Aufnahmebett 21 weist die Kupplungshälfte 26 an einer dem Niederhalter 23 zugewandten Aufnahmeseite ebenfalls in einem zentralen Bereich auf. Die Kupplungshälften 25 und 26 wirken in der gleichen Weise zusammen wie die Kupplungshälften 9 und 24. Die von den Kupplungshälften 9 und 24 gebildete externe Kupplung und die von den Kupplungshälften 25 und 26 gebildete interne Kupplung können insbesondere gleich sein, d.h. eine der Kupplungshälften 9 und 24 kann einer der Kupplungshälften 25 und 26 entsprechen, und die jeweils verbleibenden Kupplungshälften können einander auch entsprechen. Von Vorteil ist, wenn das Zusammenfahren und das Auseinanderfahren der im jeweiligen Kupplungseingriff zusammenwirkenden Kupplungshälften 9 und 24 der externen und 25 und 26 der internen Kupplung, also das An- und Abdocken, längs der gleichen Achse Z erfolgen, wie dies im Beispiel auch der Fall ist. Unbedingt erforderlich ist dies jedoch nicht.

Die Spannvorrichtung 20 weist über die interne Kupplung 25, 26 und die externe Kupplungshälfte 24 hinaus noch eine weitere externe Kupplungshälfte 27 an der vom Niederhalter 23 abgewandten Rückseite des Aufnahmebetts 21 auf. Auch die Kupplungshälfte 27 ist am Aufnahmebett 21 zentral angeordnet. Mit dieser Kupplungshälfte 27 kann die Spannvorrichtung 20 an eine zweite Aufnahmeeinrichtung 30 angedockt werden, die hierfür eine Kupplungshälfte 31 aufweist. Im Ausführungsbeispiel bildet die Stützeinrichtung 30 der Fertigungsanlage (Fig. 1) die zweite Aumahmeeinrichtung. Für die Kupplungshälften 27 und 31 gilt vorzugsweise das zu den anderen Kupplungshälften bereits Gesagte. Für das Zusammenwirken der Kupplungshälften 27 und 31 ist es zwar nicht unumgänglich erforderlich, aber dennoch vorteilhaft, dass sie durch eine Näherungsbewegung längs der Z- Achse in den gemeinsamen Kupplungseingriff und somit aneinander angedockt und durch eine Entfernungsbewegung in die Gegenrichtung voneinander abgedockt werden können, wobei vorteilhafterweise die Kupplungshälften 27 und 31 ebenfalls mit einem anhand der Kupplungshälften 9 und 24 geschilderten Verriegelungsmechanismus ausgestattet sind. Das Verriegeln kann wie bereits geschildert selbsttätig oder in Abhängigkeit von einem Steuersignal erfolgen. Wird der Verriegelungsmechanismus vom Handhabungsroboter 3 gesteuert, wie dies bevorzugt wird, wird das Steuersignal über die KupplungshälfLen 9, 24, 25 und 26 zu den Kupplungshälften 27 und 31 durchgeleitet. Die Kupplungshälften 9, 24, 25 und 26 weisen entsprechende Anschlüsse und zweckmäßigerweise auch Anschlüsse für die Zuleitung und Durchleitung von Energie auf. Stattdessen oder wahlweise kann das Steuersignal für den Verriegelungsmechanismus der Kupplungshälften 27 und 31 auch von der Stützeinrichtung 30 oder von einer übergeordneten Steuerung über die Stützeinrichtung 30 ausgegeben werden. Dies gilt auch in Bezug auf die interne Kupplung von 25 und 26.

Die Kupplungshälften 24 bis 27 der Spannvorrichtung 20, sind wie gesagt in einem zentralen Bereich der Spannvorrichtung 20 angeordnet, im Ausführungsbeispiel wie bevorzugt längs der Spannachse Z der Spannvorrichtung 20. Die Spannachse Z fällt auch mit einer hauptsächlichen Wirkrichtung der bei der Bearbeitung auftretenden Bearbeitungskräfte zusammen. Vorzugsweise weist die Spannachse Z eine vertikale Richtungskomponente auf oder ist eine Vertikale.

Die Anlagefläche des Aufnahmebetts 21 erstreckt sich um den zentralen Bereich der Spannvorrichtung 20. Der Niederhalter 23 erstreckt sich aus dem zentralen Bereich stem- oder spinnenförmig zur Peripherie bis bezogen auf die Z- Achse radial zum Aufnahmebett 21, um gemeinsam mit diesem das zu bearbeitende Bauteil bzw. die zu bearbeitende Bauteilgruppe in der Bearbeitungsposition zu fixieren.

Die Stützeinrichtung 30 ist im Raum der Anlage ortsfest. Sie weist eine Anlagekontur 32 auf, an der der Handhabungsroboter 3 die Spannvorrichtung 20 anlegt, wenn er die Spannvorrichtung 20 an die Stützeinrichtung 30 andockt, indem nämlich ein entsprechendes Dockingmanöver den Kupplungseingriff der Kupplungshälften 27 und 31 herstellt. Die Anlagekontur 32 weist zumindest im Wesentlichen orthogonal zur Z- Achse. Sie nimmt zumindest einen überwiegenden Teil der Bearbeitungskräfte und, falls die Spannkontur 20 wie bevorzugt auf ihr aufliegt auch des Gewichts der Spannvorrichtung 20 auf. Die Anlagekontur 32 kann eine einfache feste Fläche sein, an der die Spannvorrichtung 20 bei der Bearbeitung fest, unbeweglich anliegt und optional vom Handhabungsroboter 3 kurzzeitig abgehoben wird, falls die Bauteilgruppe relativ zu den Bearbeitungsrobotern 4 bis 7 umpositioniert werden soll. Sie kann auch als reibungsarme Anlagekontur, beispielsweise Gleitfläche oder Rollen- oder Kugellager gestaltet sein, so dass der Handhabungsroboter 3 die Spannvorrichtung 20 im Kupplungseingriff der Kupplungshälften 27 und 31 um die Z- Achse drehen kann, was allerdings bedingt, dass der Kupplungseingriff zwischen Handhabungsroboter 3 und Niederhalter 23 bei der Bearbeitung bestehen bleibt oder nach einem Lösen wieder hergestellt werden müsste. In noch einer Alternative kann die Stützeinrichtung 30 über einen Antrieb zum Drehen der Spannvorrichtung 20 verfügen, so dass der Handhabungsroboter 3 vom Niederhalter 23 abdocken kann oder zum Verändern der Drehwinkelposition des Bauteils oder Bauteilverbunds zumindest nicht angedockt bleiben muss.

In Bezug auf die zweite Aufnahmeeinrichtung bzw. Stützeinrichtung 30 wird die DE 10 2009 018 619 in Bezug genommen, allerdings mit dem Unterschied, dass die Spannvorrichtung 20 der Erfindung während der Bearbeitung jeweils eines Bauteils oder einer Bauteilgruppe an der Stützeirmchtung 30 angedockt ist.

Der Kupplungseingriff zwischen dem Handhabungsroboter 3 und dem Niederhalter 23 bleibt vorzugsweise solange bestehen, bis ein Typwechsel vollzogen wird. Für die sequentielle Bearbeitung stets typgleicher Bauteile oder Bauteilgruppen initiiert der Handhabungsroboter 3 nach Abschluss jeweils der Bearbeitung eines Bauteils oder einer Bauteilgruppe des betreffenden Typs mittels eines entsprechenden Steuersignals das Lösen des internen Kupplungseingriffs von 25 und 26 und hebt den Niederhalter 23 vom Aufnahmebett 21 ab. Das Steuersignal kann alternativ auch von oder über die Stützeinrichtung 30 gegeben werden, obgleich diese von solch einer Steuerungsfunktion vorzugsweise frei ist. Wenn das bearbeitete Bauteil oder die bearbeitete Bauteilgruppe vom Niederhalter 23 frei ist, wird es oder sie von einem weiteren Handhabungsroboter 8 aus dem Aufnahmebett 21 genommen und in einer der Bearbeitungsposition 15 nachgeordneten Ablage 16 abgelegt. Optional kann der Handhabungsroboter 8 die bearbeitete Bauteilgruppe, im Beispiel den durch die Bearbeitung hergestellte Bauteilverbund, in einen Nachbearbeitungsbereich 17 bewegen, dort für eine weitere Bearbeitung halten oder ablegen, und anschließend in der Ablage 16 ablegen. Wenn das Aufnahmebett 21 frei ist, legt der Handhabungsroboter 2 ein nächstes Bauteil oder eine nächste Bauteilgruppe des gleichen Typs in das Aufnahmebett 21 ein. Der Handhabungsroboter 3 dockt den Niederhalter 23 wieder am Aufnahmebett 21 an, so dass das eingelegte Bauteil oder die Bauteilgruppe in der Bearbeilungsposition 15 relativ zur Spannvorrichtung 20 fixiert ist und bearbeitet werden kann. Nach Abschluss der Bearbeitung in der Bearbeitungsposition 15 wiederholt sich der Zyklus. In einer Abwandlung kann auch der Handhabungsroboter 3 mit dem angedockten Niederhalter 23 im Takt der Serie jeweils das nächste Bauteil oder zum Fügen eines Bauteilsverbunds eines der Bauteile der für den Verbund vorgesehenen Gruppe aufnehmen und den Niederhalter 23 mit dem aufgenommenen Bauteil an das Aufnahmebett 21 andocken. Falls ein Bauteilverbund hergestellt werden soll, kann zuvor ein anderes Bauteil des herzustellenden Verbunds in das Aufnahmebett 21 eingelegt worden sein, so dass die Bauteile der aufgenommenen Gruppe relativ zum Aufnahmebett 21 und relativ zueinander in der Bearbeitungsposition 15 gespannt, d. h. fixiert sind. Die Fixierung in der Bearbeitungsposition 15 kann absolut unbeweglich sein. In einer Abwandlung sind Bewegungen der Spannvorrichtung 20 in der Bearbeitungsposition 15 möglich, soweit der Kupplungseingriff mit der Stützeinrichtung 30 dies erlaubt.

Das Aufnahmebett 21 umfasst Sensorik, um feststellen zu können, ob ein Bauteil oder eine Gruppe von Bauteilen aufgenommen ist, optional um auch festzustellen, ob das Bauteil oder die Bauteilgruppe korrekt im Aufnahmebett 21 positioniert ist. Bestandteil der Sensorik ist ein Sensor 28, der wie bevorzugt, aber nur beispielhaft im Bereich der Anlagefläche des Aufnahmebetts 21 angeordnet ist. Um das Vorhandensein jedes Bauteils der im Beispielfall zu bearbeitenden Bauteilgruppe feststellen zu können, ist für die Bauteile der Gruppe jeweils ein eigener Sensor vorgesehen, für das zweite Bauteil der jeweiligen Gruppe also ein weiterer Sensor 29. Auch der weitere Sensor 29 ist wie bevorzugt, aber nur beispielhaft im Bereich der Anlagefläche des Aufnahmebetts 21 angeordnet. Die Sensoren 28 und 29, gegebenenfalls weitere Sensoren, können Berührungssensoren oder berührungsfrei arbeitende Sensoren sein, beispielsweise optische Sensoren. Sie können unterschiedlich, auch der Art nach unterschiedlich oder zumindest der Art nach gleich, vorzugsweise gleiche Sensoren sein. Sie sind aufgrund ihrer räumlichen Anordnung im oder am Aufnahmebett 21 dem jeweiligen Bauteil der Gruppe zugeordnet. Die Sensorik aus oder mit den Sensoren 28 und 29 ist für die Versorgung mit Energie und die Ableitung von Sensorsignalen über jeweilige Verbindungen 28a und 28b an die Kupplungshälfte 27 angeschlossen und über diese im Kupplungseingriff mit der Stützeinrichtung 30 verbunden, die hierfür bis zu einem Medienanschluss der Kupplungshälfte 31 reichende Verbindungen 33 und 34 aufweist. Die Sensorik funktioniert daher bei abgedocktem Niederhalter 23 und bedarf nicht eines Anschlusses an den Handhabungsroboter 3.

Soll ein Typwechsel in Bezug auf die zu bearbeitenden Bauteile vollzogen werden, beispielsweise vom Fügen einer Fahrzeugtür eines ersten Fahrzeugmodells auf das Fügen einer Tür eines zweiten Fahrzeugmodells oder eines anderen Anbauteils, wird die an die Bauteile des ersten Typs angepasste Spannvorrichtung der laufenden Bearbeitung, im Beispiel die Spann Vorrichtung 20a, gegen die an die Bauteile des neuen, zweiten Typs angepasste Spannvorrichtung ausgetauscht; dies sei die Spannvorrichtung 20b. Vorzugsweise tauscht der Handhabungsroboter 3 die Spann Vorrichtungen 20 gegeneinander aus. In einer Variante kann ein weiterer solcher Handhabungsroboter vorgesehen sein, der die neue Sparmvorrichtung 20b handhabt, so dass der Handhabungsroboter 3 nur die alte Spannvorrichtung 20a aus der Bearbeitungsposition 15 in die Ablage verbringt.

Für den Typwechsel dockt der Handhabungsroboter 3 nach Entnahme des oder der letzten bearbeiteten Bauteils oder Bauteilgruppe des bisher bearbeiteten ersten Typs den Niederhalter 23 der an den ersten Typ angepassten ersten Spannvorrichtung 20a an das noch an der Stützeinrichtung 30 angedockte, jetzt leere Aufnahmebett 21 der gleichen Spannvorrichtung 20a an. Auf ein Steuersignal des Handhabungsroboters 3 oder der Stützeinrichtung 30 wird der Kupplungseingriff der Kupplungshälften 27 und 31 geöffnet, und der Handhabungsroboter 3 bewegt das Aufnahmebett 21 mittels des Niederhalters 23 von der Stützeinrichtung 30 weg, im Ausführungsbeispiel hebt er es ab, und zur Ablage der Spannvorrichtungen 20a bis 2Od hin. In der Ablage positioniert der Handhabungsroboter 3 Spannvorrichtung 20a und dockt sie dann automatisch an ihrem Platz durch Öffnen des Kupplungseingriffs von 9 und 24 ab. Vorzugsweise legt er sie so ab, dass er sie für einen eventuellen Wechsel zurück auf den ersten Bauteiltyp wieder automatisch aufnehmen kann, ohne ein Zutun von außen zu erfordern.

Der Handhabungsroboter 3 nimmt mit seiner nun freien Kupplungshälfte 9 die an den zweiten Typ von Bauteilen angepasste zweite Spannvorrichtung 20b in der Ablage auf, indem er automatisch an deren Kupplungshälfte 24 andockt. Er bewegt sie in den Bearbeitungsbereich bei 15 und dockt sie mit ihrer freien vierten Kupplungshälfte 27 an der Stützeinrichtung 30 an. Die angedockte Spannvorrichtung 20b befindet sich nun in der Bearbeitungsposition 15. Der interne Kupplungseingriff von 25 und 26 wird gelöst, automatisch vom Handhabungsroboter 3 oder der Stützeinrichtung 30, so dass der Handhabungsroboter 3 den Niederhalter 23 vom Aufnahmebett 21 weg bewegen kann und das erste Bauteil oder die erste Bauteil gruppe des zweiten Typs in die zweite Spannvorrichtung 20b eingelegt werden und der Bearbeitungszyklus für diesen Bauteiltyp starten kann. Beim Andocken an der Stützeinrichtung 30 wird die jeweils neue Spannvorrichtung, hier 20b, vom Handhabungsroboter 3 relativ zur Stützeinrichtung 30 so positioniert, dass sie von der Anlagekontur 31 der Stützeinrichtung 30 abgestützt wird, um die Kupplung der Kupplungshälften 27 und 31 von Bearbeitungskräflen und dem Gewicht der Spannvorrichtung zu entlasten.

Bezugszeichen:

1 Handhabungsroboter

2 Handhabungsroboter

3 erste Aufnahmeeinrichtung, Handhabungsroboter

4 Bearbeitungsroboter

5 Bearbeitungsroboter

6 Bearbeitungsroboter

7 Bearbeitungsroboter

8 Handhabungsroboter

9 Kupplungshäl fte

10 Bearbeitungswerkzeug

I Hj Ablage erste Bauteile

12 Klebebereich

13 Schachtelbereich

14m,n Ablage zweite Bauteile

15 Bearbeitungsposition

16 Ablage Bauteilverbund Nachbearbeitungsbereich

Greiferablage

-

Spannvorrichtung a-d Spannvorrichtungen unterschiedlichen Typs

Aufnahmebett

Trägerstruktur

Niederhalter erste Kupplungshälfte zweite Kupplungshälfte dritte Kupplungshälfte vierte Kupplungshälfte

Sensor a Signal- und Energieverbindung

Sensor a Signal- und Energieverbindung zweite Aufnahmeeinrichtung, Stützeinrichtung

Kupplungshälfte

Anlagekontur

Spannachse, Sparmrichtung