Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kompaktzelle mit einer Schutzumhausung für Schweißvorgänge mittels Schweißroboter, bei der ein zu umschließender Ar beitsbereich mittels Verfahren einer Schutzhülle modular angepasst werden kann.

Hintergrund der Erfindung

Gattungsgemäße aus dem Stand der Technik bekannte Roboterzellen für Schweiß vorgänge umfassen zumeist ein oder mehrere Arbeitsräume, realisiert durch eine Arbeitsplatte oder sonstige, ein Werkstück fixierende Aufnahmen, einen bewegba ren Schweißroboter sowie eine den Schweißroboter und die Arbeitsfläche umschlie ßende Außenhülle, die den Schweißer während den Schweißvorgängen des Schweißroboters schützt und den entstehenden Schweißrauch in eine vorgesehene Absaugvorrichtung lenkt. Die Schutzhülle ist dabei meist mit einer Tür, einem Fens ter oder zumindest Vorhängen versehen, sodass der Schweißer im Falle eines Werk stückaustausches oder aufgrund manueller Einstellungen am Schweißroboter schnell an den jeweiligen Arbeitsbereich gelangt.

In der DE212012000203U1 ist eine Zellenumfassung für eine Schweißzellenein heit mit erweiterbaren Wandstrukturelementen gezeigt, in welcher zur vorüberge henden Vergrößerung des Bewegungsbereiches des Schweißrobotersystems, ein zelne Wandgeometrien verändert und den Bedürfnissen der Roboterbewegung an gepasst werden können.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine gattungsgemäße Schweißrobo terzelle so auszubilden, dass diese eine möglichst kompakte Form mit einer mög lichst optimalen Zugänglichkeit der jeweiligen Arbeitsbereiche aufweist. Zudem ist es eine Aufgabe die Struktur der Schweißroboterzelle so zu optimieren, dass die vorgelegten Arbeitsräume möglichst optimal genutzt werden können ohne den Schutz des Schweißers zu vernachlässigen. Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe werden die Merkmale der unabhän gigen Ansprüche vorgeschlagen. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.

Die Kompaktzelle mit einer Schutzumhausung für Schweißvorgänge und/oder Schneidvorgänge mittels Schweißroboter kann eine zumindest aus einem Zellen dach und einer Zellenseitenwand bestehenden Schutzumhausung umfassen, wel che durch eine Führungsvorrichtung mit einem Zellengrundrahmen verbunden sein kann und so zur Umschließung eines in der Kompaktzelle integrierten zumindest ersten oder zweiten Arbeitsbereichs bidirektional jeweils von einer ersten in eine zweite Position gefahren werden kann. Dabei kann die Führungsvorrichtung vor zugsweise pneumatisch, in weiteren bevorzugten Ausführungsformen jedoch auch motorisch, elektrisch und/oder auch pneumatisch unterstützt ansteuerbar sein. Darüber hinaus kann die Schutzumhausung zumindest an der Vorder- und Rück seite eine Rolltorvorrichtung aufweisen, welche Rolltore zur Umschließung des je weiligen, in der Schutzumhausung liegenden Arbeitsbereiches modular auf- und ab wärts bewegen kann und so einen bevorzugten Zugang zum jeweiligen Arbeitsbe reich bietet. Das Verfahren der Schutzumhausung von einer Position in die nächste kann ferner zumindest jeweils einen Arbeitsbereich für einen Schweißer freigeben, wohingegen ein anderer Arbeitsbereich durch die Schutzumhausung komplett ge schlossen und so als Arbeitsfläche des in der Kompaktzelle eingebauten Schweiß roboters genutzt werden kann. Durch diese Ausgestaltung wird eine kostengünstige und zugleich flexible Ausgestaltung einer Roboterschweißzelle bereitgestellt. Insbe sondere ermöglicht das Verfahren der Schutzumhausung und die so entstehenden, modular wechselbaren Arbeitsbereiche ein optimiertes, sicheres paralleles Arbeiten des Schweißers während der Schweißarbeiten des Roboters, wobei zugleich ein ma ximales Arbeitsflächenverhältnis zur Verfügung gestellt werden kann. Zudem bietet diese Anordnung durch ihre vorteilhafte Konstruktion eine hohe Kompaktheit und Transportierbarkeit, sodass sie sich problemlos in bereits bestehende Systeme in tegrieren und von mindestens 3 von 4 Seiten und oben beladen lässt.

In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Schutzumhausung vier Seiten wände welche jeweils zumindest eine Rolltorvorrichtung aufweisen. Die o.g. Zellen seitenwand kann daher bei dieser Weiterbildung von einer Rolltorvorrichtung gebil det werden, sodass eine einfache Zugänglichkeit von allen Seiten möglich ist. Die Schutzumhausung ist bei dieser Weiterbildung als Portal auf (bevorzugt vier) Säulen ausgebildet wobei zwischen diesen Säulen jeweils eine Rolltorvorrichtung und/oder ein Schweißvorhang vorgesehen sein kann. Besonders bevorzugt kann zudem ein Schweißvorhang an zumindest einer und bevorzugt an allen Seiten der Schutzum hausung vorgesehen sein.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann dabei der erste Arbeitsbereich be vorzugt ein zur Vorderseite der Schutzumhausung gerichteter, vorderer Arbeitsbe reich sein und der zweite Arbeitsbereich ein, auf die Hinterseite der Schutzumhau sung bezogener, hinterer Arbeitsbereich.

Ferner ist die Zellenseitenwand vorzugsweise in einem Stück gefertigt, besteht aus einer Eisen oder Aluminiumlegierung oder aus einem hitzebeständigen Polymer und kann bevorzugt Bereiche zur Anbringung von Schweißervorhängen umfassen. Dar über hinaus umfasst die Seitenwand vorzugsweise zumindest ein Sichtfenster, wel ches in einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung ebenso aus hitzebeständi gem und UV-filterndem Material bestehen kann und den Blick auf den umschlosse nen Arbeitsbereich ermöglicht. Somit kann der arbeitende Schweißer effizient von eventuellen Schädigungen (Funkenflug, UV-Strahlung etc.) während des Roboter schweißbetriebes geschützt werden, während er gleichzeitig den Schweißvorgang und/oder Schneidvorgang leicht über das Fenster beobachten kann. In einer beson ders bevorzugten Ausführungsform kann das Sichtfenster auch in einem bevorzugt an der Zellenseitenwand angebrachten Rolltor vorgesehen sein. Bevorzugt kann die Seitenwand zudem fest mit dem Zellendach, vorzugsweise durch eine Schweißnaht oder Verschraubungen, verbunden werden und bildet so das verfahrbare Gerüst der Schutzumhausung aus. Die genannten Konstruktions arten besitzen dabei den Vorteil eine kompakte, gewichtstechnisch leichte und stabile Form der Schutzumhausung zu gewährleisten. Folglich lässt sich ein robus ter und zugleich kostengünstiger Körper zum Schutz des Schweißers bereitstellen. Das Zellendach kann ebenso bevorzugt aus hitzebeständigem Material, vorzugs weise Metall oder Kunststoff, gefertigt sein und kann vorzugsweise ein Gehäuse zur Integration von Zusatzelementen beinhalten.

Darüber hinaus kann bevorzugt zumindest eine Ansaugöffnung am Zellendach rea lisiert sein, sodass beim Verfahren der Schutzumhausung eine an der Ansaugöff nung vorgesehene, bevorzugt auf dem Dach integrierte Ansaugvorrichtung mitge führt werden kann. Hierdurch kann das Absaugen des schädlichen Schweißrauches an verschiedenen Arbeitsbereichen durch eine einzelne Ansaugvorrichtung reali siert und somit effektiv umgesetzt werden.

In einerweiteren, bevorzugten Ausführungsform, kann die Absaugvorrichtung in an deren Positionen, wie zum Beispiel extern (in der Werkshalle) und mit einem beweg baren Schlauch mit der Kompaktzelle (bzw. der Ansaugöffnung) verbunden werden. Gleichermaßen kann die Ansaugvorrichtung auch an der Unterseite der Zelle, etwa in einem als Arbeitsfläche genutzten Schweißtisch oder an der Zellenseitenwand, integriert sein. Zudem kann bevorzugt eine nach unten geführte Absaugung wie bei spielsweise ein bewegbarer Schlauch oder ein verfahrbahres Röhrensystem, zum Absaugen des umschlossenen Arbeitsraums genutzt werden. Letztere Ausführungs form besitzt dabei den zusätzlichen Vorteil, dass durch ein bewegliches Führungs system auch nur gewünschte Flächen abgesaugt werden was die notwendige An saugstärke und somit die entfallenden Energiekosten weiter minimieren kann.

Vorzugsweise lassen sich zudem zumindest eine vordere Rolltorvorrichtung an der Vorderseite und eine hintere Rolltorvorrichtung an der Rückseite der Schutzumhau sung wiederfinden, welche zumindest ein vorzugsweise aus Metall bestehendes Rolltor an einer bevorzugt im Dachgehäuse integrierten Rolltoraufhängung bereit stellen und das Rolltor zum Schließen von der Dachfläche zur Arbeitsfläche und zum Öffnen von der Arbeitsfläche zur Dachfläche führen. Weiterhin können die Rolltore vorzugsweise auch ein integriertes Rollgitter und/oder Fenster oder Fensterberei che (welche beispielsweise aus Schweißerschutzglas hergestellt sind) zur Beobach- tungdes in derSchutzumhausung inneren Arbeitsbereiches umfassen. Beim Schlie ßen bzw. Öffnen der Rolltore schließen diese bündig mit den vorgenannten Seiten wänden bzw. mit den Seiten der Schutzumhausung ab, sodass sich in einer ge schlossenen Stellung beider Rolltorvorrichtungen ein zu allen Seiten umschlossener Raum für den unter der Schutzumhausung befindlichen Arbeitsbereich ergibt und die geöffnete Stellung zumindest einer Rolltorvorrichtung den Zugriff auf den von der Schutzumhausung umschlossenen Arbeitsbereich ermöglicht. Somit lässt sich mit diesem Aufbau nicht nur eine effiziente Umschließung des jeweiligen Arbeitsbe reiches ermöglichen, sondern ebenso eine vereinfachte Zugänglichkeit letzteren durch eine teilweisen Öffnung und Schließen der Rolltore realisieren.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann an der oben genannten Schutzumhausung auch an drei Seiten (besonders bevorzugt an allen vier Seiten) zumindest eine der Rolltorvorrichtungen integriert sein, wobei vorzugsweise zumin dest ein Rolltor an jeder der Rolltorvorrichtungen in der Lage sein kann die jeweilige Seite der Schutzumhausung komplett zu verschließen. Hierdurch wird die komplette Umschließung des jeweiligen, unter der Schutzumhausung liegenden Arbeitsberei ches ermöglicht, wobei die zusätzliche Rolltorvorrichtung eine verbesserte Modula rität der Arbeitsbereiche sowie eine optimierte Zugänglichkeit realisiert.

Darüber hinaus können die einzelnen Rolltore der Rolltorvorrichtungen vorzugweise jeweils unabhängig durch ein Antriebsmodul geöffnet und geschlossen werden und umfassen bevorzugt eine Sicherungseinrichtung, um mögliches Einklemmen von Gegenständen oder Körperteilen zu vermeiden. In einer besonders bevorzugten Form können einzelne Rolltore zudem modular verbunden werden, um so, durch Öffnen und Schließen einzelner Rolltorkombinationen, einen Arbeitsbereich in ver schiedene Teilarbeitsbereiche aufzuteilen. Durch diese Vorrichtung lässt sich ein jeweiliger Arbeitsbereich besonders effektiv und schnell vergrößern bzw. modulie ren, wodurch der genutzte Arbeitsablauf noch effizienter gestaltet werden kann. Be vorzugt kann zudem zumindest ein Rolltor an der vorderen und der hinteren Rolltor vorrichtung bereitgestellt sein, das zur schnelleren Modulation dieser Teilarbeitsbe reiche die jeweilige (Vorder- oder Rück-)Seite der Schutzumhausung komplett ver schließen kann.

Bevorzugt umfassen die Rolltorvorrichtungen zudem zumindest einen Antrieb zum Öffnen und Schließen der Rolltorvorrichtung und bevorzugt zumindest eine Siche rungseinrichtung zur Vermeidung von Einklemmvorfällen. Durch diese Zusatzele mente lässt sich aufgrund der genauen, elektrischen Ansteuerung der Rolltore die Bewegung letzterer noch präziser definieren sowie deren Sicherheitsstandart für den Gebrauch in einem parallelen Schweißverfahren in allen Maßen optimieren.

Darüber hinaus können die Rolltorvorrichtungen unabhängig voneinander geöffnet und geschlossen werden, wodurch eine nochmals verbesserte Modularität des Aufbaus realisiert werden kann.

Zum Verfahren der Schutzumhausung von zumindest einer in eine andere Position und zurück, kann in einem bevorzugten Aufbau zumindest eine Führungsschiene an die untere Seite des Daches angebracht sein und diese auf einer festen, bewe gungsfreien Führungsvorrichtung aufliegen. Dabei ist die Führungsvorrichtung vor zugsweise pneumatisch oder (nur) pneumatisch unterstützt ansteuerbar, sodass mögliche Abnutzungen durch das Verfahren der Schutzumhausung sowie das Ver letzungsrisiko während des Verfahrens aufgrund von integrierter Sensorik minimiert wird. Alternativ kann die Steuerung der Führungsvorrichtung zudem elektrisch oder mechanisch vollzogen werden, was jeweils zu einem genaueren oder vereinfach zu realisierenden Verfahrmechanismus der Schutzumhausung führen kann.

In einer besonders bevorzugten Vorrichtungsdarstellung ist die Führungsvorrichtung zudem zumindest an einen statischen Grundrahmen befestigt, sodass die Schutzumhausung auf der Führungsvorrichtung entlang des Grundrahmens zumin dest von einer ersten Position zur Umschließung des ersten Arbeitsbereiches in eine zweite zur Umschließung des zweiten Arbeitsbereiches und zurück verfahrbar ist. Eine solche Ausführung ermöglicht es die Form der Kompaktzelle möglichst optimal zu gestalten, da die Geometrie und Größe der zu schützenden Arbeitsbereiche somit lediglich von der Form des Grundrahmens abhängt. Darüber hinaus ist der Grund rahmen vorzugsweise während des Verfahrens der Schutzumhausung von einer Po sition in eine andere und zurück innerhalb der Seitenwand der Schutzumhausung befestigt, sodass die wichtigen Führungselemente einen besonders effizienten Schutz während des Verfahrens, jedoch auch beim Transport der gesamten Kom paktzelle erfahren.

Insbesondere ermöglicht ein solcher Grundrahmen auch bei mehr als zwei Arbeits bereichen eine optimale Verfahrbarkeit der Schutzumhausung. So kann in einer be vorzugten Ausführungsform der Erfindung, die Kompaktzelle beispielsweise auch zumindest einen ersten, einen zweiten und einen dritten Arbeitsbereich aufeinan derfolgend entlang einer Längsachse umfassen, wobei die Schutzumhausung wei terhin durch lineares Verfahren entlang der durch den Grundrahmen definierten Längsachse die einzelnen Arbeitsbereiche jeweils umschließen und somit den Schweißer selbst in komplexeren Aufbauten weiterhin optimal schützen kann.

Die Führungsvorrichtung ist weiterhin bevorzugt so konfiguriert, dass ein wechsel seitiger Schweißbetrieb ermöglicht wird, d.h. die Schutzumhausung in der zweiten Position den zweiten Arbeitsbereich vollkommen umschließen kann, wobei bei spielsweise der erste Arbeitsbereich für den Schweißer frei zugänglich gemacht wird und beim Verfahren der Schutzumhausung in die erste Position der vordere Arbeits bereich umschließbar wird, wohingegen der oder die hinteren Arbeitsbereiche frei gegeben wird/werden. Somit kann eine permanente Parallelarbeit des Schweißers zur Vorbereitung des nächsten Arbeitsschrittes oder Schweißstücks ermöglicht wer den, was gleichermaßen die Effektivität des Schweißvorgangs weiter erhöht. Zudem können in einem besonders bevorzugten Aufbau die Wände und Rolltore der Schutzumhausung in zumindest einer Position bündig mit Rahmen des Arbeitsbe reiches abschließt, sodass eine vorteilhafte Transportierbarkeit und Kompaktheit der Kompaktzelle entsteht.

Somit kann die Führungsvorrichtung bevorzugt so konfiguriert sein, dass nach dem Bewegen der Schutzumhausung von zumindest einer Position in die andere Posi tion, zumindest ein Arbeitsbereich nicht mehr von der Schutzumhausung von allen Seiten umschlossen wird.

Vorzugsweise ist der Grundrahmen ferner mit zumindest einem modularen Schweißtisch verbunden, bevorzugt an beiden Seiten des Tisches, wodurch der Grundrahmen nicht nur an weiterer Stabilität gewinnt, sondern die genutzten Ar beitsbereiche ebenso weiter optimiert werden können. Aus diesem Grund ist auch der Schweißtisch bevorzugt mit einem Lochrasterplatte versehen, sodass der Schweißtisch als Auflage für zumindest eine der Arbeitsbereiche zur genauen Jus tierung von Arbeitsmaterialien und anderen Elementen genutzt werden kann. In ei ner besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst jeder Arbeitsbereich darüber hinaus zumindest einen modularen Schweißtisch oder eine Schweißplatte, wobei ein Schweißtisch weitere Elemente, wie etwa ein zusätzliches Schweißgerät für den Schweißer, Schubladen oder eine Verbindungsstelle zu einem anderen Arbeitsbe reich umfassen kann, was den allgemeinen Schweißvorgang innerhalb der Kom paktzelle erheblich erleichtern und die Produktionsgeschwindigkeit beschleunigen kann.

Zudem kann der modulare Schweißtisch im Bezug zum Grundrahmen bevorzugt so konfiguriert sein, dass er in zumindest einer Position der Schutzumhausung von allen Seiten umschlossen ist, wodurch sich nicht nur eine optimale Kompaktheit bzw. Transportierbarkeit der Kompaktzelle realisieren lässt, sondern ebenso ein verbesserter Schutz des Schweißers erreicht wird.

Zusätzlich bietet ein modularer Schweißtisch auch die Möglichkeit die obenge nannte, bevorzugte Einteilung der Arbeitsflächen weiter zu optimieren. So kann durch das Lochraster in einer besonders bevorzugten Darstellungsart zumindest eine weitere, modulare und längs der Schutzumhausungs-Verfahrensrichtung ge richtete Trennwand in eine der Arbeitsbereiche integriert und mit zumindest einem der modularen Rolltoren der hinteren oder vorderen Rolltorvorrichtungen kombi niert werden. Durch eine solche Vorrichtung lassen sich somit in der geschlossenen Stellung der jeweiligen Rolltorvorrichtungen Arbeitsbereiche in kleinere Teilarbeits bereiche einteilen, welche ebenso zu allen Seiten umschlossen werden können. Be vorzugt kann die Trennwand dabei auch durch ein Rolltor realisiert werden, sodass sich die jeweiligen Arbeitsbereiche durch Öffnen und Schließen der jeweiligen Roll tore modular zusammensetzen lassen können.

Der zu nutzende Schweißroboter kann bevorzugt ebenso auf dem Schweißtisch, an den Seitenwänden der Schutzumhausung oder der Innenseite des Zellendaches auf einer Auflage oder einer mit den oben genannten Elementen verbundenen Schiene in zumindest eine der Arbeitsbereiche positioniert sein. Dabei kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein durch einen Manipulator an zumin dest einer Station versehener, zumindest in einer Drehachse bewegbarer Schweiß roboter gewählt werden, der bevorzugt auch ein Cobot sein kann. Durch einen sol chen Roboter ist es folglich möglich selbst komplexe Schweißerarbeiten zu erfüllen, wobei die in dem Schweißtisch eingearbeiteten Lochraster die Positionierung bzw. Fixierung letzteren noch flexibler gestalten können und somit dem Schweißsystem weitere Freiheitsgrade ermöglichen.

Der Cobot wiegt bevorzugt weniger als 40 Kilogramm, wodurch er im Gegensatz zu einer klassischen Industrieroboteranlage flexibel dort eingesetzt werden kann, wo er gerade benötigt wird. Während der Roboter schweißt, kann sich der Mitarbeiter zurückziehen und muss so den Schweißrauch nicht einatmen. Der Cobot ist zudem sehr leicht zu programmieren. Mit Handführung und einer Bedienung per Touch- Panel ist das Teachen neuer Aufgaben schon nach kurzer Einarbeitung möglich. Mit einer Free-Drive-Funktion kann der Cobot bzw. der Brenner ganz simpel per Hand an die Stelle bewegt werden, an der er starten und enden soll. Auch Zwischenwege- punkte und Abschnitte werden so programmiert. Der Cobot (oder kollaborative Ro boter) liefert eine gleichbleibend hohe Qualität der Schweißnähte, die wenig bis gar keine Nacharbeit erfordert.

Zudem sind Cobots technisch so ausgelegt, dass sie ohne Schutzzaun in direkter Nachbarschaft zu Menschen sicher arbeiten können. Die geforderte Sicherheit im direkten Kontakt mit dem Bediener gewährleistet der Cobot durch eine einzigartige 6-fache Kraft- und Momentenüberwachung, die eine flexible Interaktion zwischen dem Roboter und seiner Umgebung ermöglicht. Ein vorteilhafter Cobot erfüllt bevor zugt die Kollaborationsart gemäß der technischen Spezifikation ISO TS15066.

Wird die Kompaktzelle oder Cobot-Schweißzelle mit Zusatzachsen (Positioniervor richtung) ausgestattet, kann dem Cobot ohne Programmierkenntnisse mittels ver schieben von Hand sehr schnell die Positionspunkte gelernt werden und gleichzeitig Werkstücke mittels den Zusatzachsen in optimale Schweißlage positioniert werden und somit produktiv auch mehrseitig bearbeitet werden. Der Cobot führt eine prä zise Bewegung des Brenners aus, das Schweißsystem liefert die perfekte Naht. Be vorzugt weist der kollaborative Roboter einen Lernmodus auf um eine Arbeitsbewe gung des Schweißbrenners zum Bearbeiten des Werkstücks zu erlernen und einen Arbeitsmodus um die im Lernmodus erlernte Arbeitsbewegung durchzuführen, wo bei der Arbeitsmodus sowohl Schweißen als auch Schneiden des Werkstücks er möglicht.

Ferner ermöglicht die Positionierung des Schweißroboters an den Seitenwänden der Schutzumhausung oder dem Zellendach, dass der Schweißroboter durch Ver fahren der Schutzumhausung zur Umschließung eines jeweiligen Arbeitsbereiches ebenso mitverfahren und zur Bearbeitung des in dem Arbeitsbereich liegenden Werkstücks genutzt werden kann. Eine solche Ausführungsform bietet somit nicht nur eine optimale Kompaktheit bzw. Raumnutzung der Kompaktzelle, da durch eine solche Befestigung mehr Arbeitsfläche am zugehörigen Schweißtisch realisiert wer den kann, sondern verhindert ebenso etwaige Restriktionen die sich beim Verfahren der Schutzumhausung um oder durch eine festgelegte Schweißroboterposition er geben würden.

Bevorzugt ist die Führungsvorrichtung der Schutzumhausung jedoch zumindest so gegenüber der Position des Schweißroboters konfiguriert, dass der Schweißroboter durch die Schutzumhausung in der ersten Position und bevorzugt auch durch die Schutzumhausung in den anderen Positionen von jeder Seite umschließbar ist und vor jedem Schweißvorgang automatisch alle Seiten schließt. Durch solch eine Kon struktion ist es möglich eine optimale Sicherheit für den Schweißer zu gewährleisten ohne die Bewegung der Schutzumhausung zu beeinträchtigen.

Neben einer festen Aufnahme des Schweißroboters, durch z.B. Schraubenfixierun gen, kann der Schweißroboter bevorzugt auch auf einem Roboterführungssystem, d.h. einer Schiene oder einer exzentrischen Schwenk- bzw. konzentrischen Rund achse auf dem Schweißtisch oder erneut jeweils an der Seitenwand der Schutzum hausung oder am Zellendach positioniert werden. In einer äußerst bevorzugten Aus führungsform kann der Schweißroboter so über ein externes Kontrollsystem selbst ständig auch zwischen den oben genannten, modular definierten Teilarbeitsberei chen verfahren oder zwischen den jeweiligen Arbeitsbereichen wechseln, und so selbst komplexe, räumlich verteile Arbeitsschritte bewältigen. Somit können durch die Wahl des Roboterführungssystems die Verfahrensschritte noch weiter optimiert werden und durch die minimale Flächenanforderung (z.B. der Rundachse) zusätzli cher Arbeitsbereich geschaffen werden.

Zusammenfassend lässt sich aufgrund der oben genannten Merkmale somit eine kompakte Schweißzelle realisieren, die insbesondere durch die verfahrbare Schutzumhausung und den dadurch entstehenden wechselseitigen Schweißbetrieb nicht nur optimierte Verfahrensschritte bei maximaler Arbeitsflächenausnutzung zu lässt, sondern ebenso in jedem Verfahrenszeitpunkt einen bestmöglichen Schutz für den jeweilig anwendenden Schweißer bereitstellt. Dabei fungiert die Schutz haube, als Kombination aus zumindest einer Seitenwand und einem Dach, vorzugs weise zunächst vorrangig als primäre Schutzvorrichtung der integrierten Elemente, wobei durch in der Innenseite der Schutzumhausung, auf Rolltoraufhängungen ge lagerte Rolltorvorrichtungen einen unter der Schutzumhausung liegenden Arbeits bereich vollständig umschließen und so den Schweißer vor schädlichen Effekten während des Schweißbetriebs abschotten kann. Die Schutzumhausung ist ferner auf einer pneumatisch anfahrbaren Führung an einem Grundrahmen gelagert, so- dass sie zwischen einer ersten Position zur Umschließung eines ersten Arbeitsbe reiches und zumindest einer zweiten Position zur Umschließung eines zweiten Ar beitsbereiches verfahren werden kann. Durch eine solche Konstruktion kann ein optimales Wechselschweißen, wie oben genannt, verwirklicht werden. Darüber hin aus kann die Führung vorzugsweise so konstruiert sein, dass der in zumindest einen der Arbeitsbereiche positionierte, durch mehrere Freiheitsgrade ansteuerbare Schweißroboter zumindest in einer Position von allen Seiten umschlossen werden kann, was nicht nur einen bestmöglichen Schutz, sondern auch einen für den Ro boter größtmöglichen Arbeitsbereich sichert. Weitere Merkmale, wie etwa der mo dulierbare Schweißtisch, realisieren zudem eine individuell für den jeweiligen Schweißprozess benötigte Anpassungsmöglichkeit, welche durch eine mögliche Ein teilung der Arbeitsbereiche in Teilarbeitsbereiche durch eine Kombination aus mo dulierbaren Rolltorvorrichtungen und Trennwänden weiter maximiert werden kann.

Eine solche Kompaktzelle bietet somit eine bestmögliche Individualisierung bei ma ximaler Kompaktheit und Transportierbarkeit. Zudem kann die Kompaktzelle vor zugsweise eine mobile Kompaktzelle sein, welche zum Transport zumindest eine Gabelstaplertasche umfasst, sodass insbesondere in einer der beiden Positionen der Schutzumhausung die Kompaktzelle durch die Gabelstaplertasche mit einem Flubwagen transportiert werden kann und so einen noch einfacheren Transport der Kompaktzelle ermöglicht. Bevorzugt können auch Räder an der Unterseite der Kom- paktzel leverwend et werden. Kurzbeschreibung der Figuren

Figur 1A: zeigt eine erste Ansicht der erfindungsgemäßen Kompaktzelle mit der Schutzumhausung in der ersten Position

Figur 1B: zeigt eine Seitenansicht der Kompaktzelle

Figur IC: zeigt eine Seitenansicht der Kompaktzelle mit der Schutzumhau sung in der zweiten Position

Figur 2A: zeigt eine Ansicht der Kompaktzelle mit der Schutzumhausung in der ersten Position und einer Seite der Kompaktzelle sichtbar

Figur 2B: zeigt die Ansicht der Kompaktzelle der Fig. 2A mit der Schutzumhau sung in der zweiten Position

Figur 3A: zeigt eine Draufsicht der Kompaktzelle ohne Dachkonstruktion und der Schutzumhausung in der ersten Position

Figur 3B: zeigt die Draufsicht der Fig. 3A mit der Schutzumhausung in der zweiten Position

Figur 4A: zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer Ausführungsform der Kompaktzelle mit mehreren Rolltoren und Trennwänden und der Schutzumhausung in der ersten Position

Figur 4B: zeigt die dreidimensionale Ansicht der Ausführungsform der Fig. 4A mit der Schutzumhausung in der zweiten Position

Figur 5A: zeigt eine Draufsicht der Kompaktzelle der Fig. 4A ohne Dachkon struktion und der Schutzumhausung in der ersten Position

Figur 5B: zeigt die Draufsicht der Kompaktzelle der Fig. 5A mit der Schutzum hausung in der zweiten Position

Figur 6A: zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsform längs der Seiten achse der Kompaktzelle zzgl. Rolltorvorrichtung Figur 6B: zeigt eine Detailansicht der Führungsvorrichtung der Fig. 6A

Figur 6C: zeigt eine Ansicht einer Darstellungsform der Kompaktzelle abzüg lich derSchutzumhausung

Figur 7: zeigt die Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Kompakt zelle ohne Dachkonstruktion mit einer linearen Führungsschiene des Schweißroboters

Figur 8A: zeigt eine Querschnittsansicht der linken Seite einer weiteren Aus führungsform der Kompaktzelle mit dem Schweißroboter auf einer exzentrischen Achse und der Schutzumhausung in der ersten Posi tion

Figur 8B: zeigt die Querschnittsansicht der Fig. 8A mit der Schutzumhausung in der zweiten Position

Figur 9A: zeigt eine Querschnittsansicht der linken Seite einer weiteren Aus führungsform der Kompaktzelle mehreren Rolltoren und der Schutzumhausung in der ersten Position

Figur 9B: zeigt die Querschnittsansicht der Fig. 9a mit der Schutzumhausung in der zweiten Position

Figur 10 zeigt eine Frontansicht einer weiteren Ausführungsform der Kom paktzelle mit dem Schweißroboter an einer an der Unterseite des Zellendaches befestigten Verbindungsvorrichtung

Figur 11 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Ausführungsform der Fig. 10 mit der Schutzumhausung in der zweiten Position

Figur 12A zeigt eine Frontansicht einer weiteren Ausführungsform der Kom paktzelle mit dem Schweißroboter an einer an der Unterseite des Zellendaches angebrachten, linearen Führungsschiene

Figur 12B zeigt eine Querschnittsansicht der rechten Seite der Ausführungs form der Fig. 12A mit der Schutzumhausung in der zweiten Position Figur 12C zeigt eine Querschnittsansicht der rechten Seite der Ausführungs form der Fig. 12A mit der Schutzumhausung in der ersten Position

Figur 13A zeigt eine seitliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Kompaktzelle mit drei Arbeitsbereichen hintereinander positioniert und der Schutzumhausung in der zweiten Position

Figur 13B zeigt die eine seitliche Darstellung der Ausführungsform der Schutzumhausung aus Fig. 13A

Figur 13C zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Ausführungsform der Kom paktzelle aus Fig. 13A

Figur 13D zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Kompaktzelle mit drei Arbeitsbereichen hintereinander positio niert und einem auf den Arbeitsbereichen montierten Manipulator und der Schutzumhausung in der dritten Position

Figur 13E zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Ausführungsform der Kom paktzelle aus Fig. 13D mit der Schutzumhausung in der zweiten Po sition

Figur 13F zeigt zwei Frontansichten der Ausführungsform der Kompaktzelle aus Fig. 13D mit der Schutzumhausung in der dritten (oben) und zweiten Position (unten)

Figur 14A zeigt eine Frontansicht der Ausführungsform der Kompaktzelle aus Fig. 13A mit der Schutzumhausung in einer dritten Position

Figur 14B zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Ausführungsform der Kompaktzelle aus Fig. 14A.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindunganhand bei spielhafter Figuren detailliert beschrieben. Die Merkmale der Ausführungsbeispiele sind im Ganzen oder teilweise kombinierbar und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insofern möglich, bezie hen sich zudem gleichnamige Bezugszeichen über alle Figuren hinaus auf das glei che Merkmal der Erfindung.

In Figur 1A ist die von außen zu erkennende Form einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Kompaktzelle Z mitsamt der Schutzumhausung 3 dargestellt. Die Schutzumhausung 3 umfasst dabei ein Dach 1 sowie die Seitenwände 2, welche fest miteinander verbunden sind, und umschließt einen modularen Schweißtisch 8, welcher als Arbeitsfläche genutzt werden kann. Die Seitenwände 2 der Schutzum hausung 3 sind bevorzugt mit zumindest einem Fenster 7 zur Beobachtung der Schweißvorgänge im Inneren der Kompaktzelle Z versehen und das Dach 1 bein haltet eine Absaugöffnung 6, durch welche schädlicher Schweißrauch mittels einer Absaugvorrichtung abgeleitet werden kann.

Darüber hinaus sind an der Vorder- und Rückseite 4A, 4B der Schutzumhausung 3 Rolltorvorrichtungen 22A, 22B (nicht in der Figur dargestellt, s. z.B. Fig. 6A) inte griert, welche die Vorderseite 4A und Schutzumhausung 3 durch ein vorderes Roll tor 5A und deren H interseite 4B durch ein hinteres Rolltor 5B (nicht in dieser Figur dargestellt) bündig mit den Seitenwänden 2 schließen lassen können. Durch diese Konstruktion kann ein unter der Schutzumhausung 3 liegender Arbeitsbereich von allen Seiten umschlossen werden. Eine bevorzugt integrierte Sicherheitsvorrichtung (nicht dargestellt) verhindert indes bei Detektion von Elementen unter oder zwi schen den Rolltoren 5A, 5B das Verfahren letzterer, sodass Schäden oder Verlet zungen durch Einklemmvorfälle im regulären Arbeitsbetrieb unterbunden werden. Der modulierbare Schweißtisch beinhaltet ferner eine für Werkzeug und Materialien geeignete Schubladenvorrichtung 9 sowie ein zusätzliches Schweißgerät 10, wodurch die in der Kompaktzelle Z verrichteten Schweißvorgänge weiter optimiert werden können.

In Figur 1B und IC werden die möglichen Positionen der Schutzumhausung3 sowie die dazugehörigen Arbeitsbereiche Al, A2 dargestellt. In Figur 1B befindet sich die Schutzumhausung3 in der ersten Position, wodurch der vordere Teil des modularen Schweißtisches 8 mitsamt des ersten Arbeitsbereiches Al von allen Seiten von der Schutzumhausung 3 umschlossen werden kann und sich so ein für den Schweißer abgesicherter Schweißraum ausbildet. Dabei ist das Verfahren der Schutzumhau sung 3 so konfiguriert, dass in der ersten Position der Schutzumhausung 3 ein hin terer Arbeitsbereich A2 vollkommen freiliegt und somit von dem Schweißer zur Vor bereitung oder individuellen Bearbeiten eines ersten Werkstücks 11, parallel zum Schweißbetrieb innerhalb der Schutzumhausung 3 genutzt werden kann. Der hin tere Arbeitsbereich A2 umfasst in dieser Ausführungsform zudem eine justierbare, mit Rasterlöchern versehene Arbeitsplatte 12, welche für den optimierten Arbeits ablauf fest mit dem Schweißtisch 8 verbunden wurde.

Figur IC zeigt die bereits in Figur 1B gezeigte Ausführungsform der Kompaktzelle Z, wobei die Schutzumhausung 3 nun in die zweite Position verfahren wurde. In die sem Fall befindet sich der hintere Arbeitsbereich A2 innerhalb der Schutzumhau- sung3 und kann somit durch Schließen der Rolltore 5A, 5B an der vorderen 4A und hinteren Seite 4B der Schutzumhausung 3 von allen Seiten umschlossen werden. Demgegenüber liegt in dieser Position der Schutzumhausung 3 der vordere Arbeits bereich Al frei und kann somit von dem Schweißer zum Bearbeiten oder Entneh men eines zweiten Werkstücks 13 genutzt werden, wobei das erste Werkstück 11 im umschlossenen Arbeitsbereich A2 von einem Schweißroboter innerhalb der Schutzumhausung 3 parallel verarbeitet werden kann. Durch diesen Positionswech sel der Schutzumhausung 3 lässt sich so ein optimiertes Wechselscheißverfahren realisieren, in dem ein Schweißer neben dem vom Roboter vollführten Schweißtä- tigkeiten jederzeit an einen der Arbeitsbereiche einen nächsten Arbeitsschritt täti gen oder vorbereiten kann. Weitere Integrationen, wie etwa das in dieser Ausfüh rungsform gezeigte, im Schweißtisch 8 eingefügte Schweißgerät oder ein in der Tischplatte 14 eingefügtes Lochraster lassen zudem den jeweiligen Arbeitsbereich weiter individualisieren. Die Bezeichnung der ersten und zweiten Position ist ferner nicht auf die beispielhafte Zuordnung des Ausführungsbeispiels beschränkt. Auch eine umgekehrte Definition zwischen vorne und hinten bzw. erster und zweiter Po sition ist möglich. Bevorzugt ist ein Manipulator auf dem Loch rastertisch (Tisch platte 14) an verschiedenen Positionen frei positionierbar. Auch der kollaborative Roboter kann bevorzugt, zur einfachen Positionierung, auf dem Loch rastertisch vor gesehen sein. Das Lochrastersystem ist vorzugsweise ohne Gewinde und kann so mit eine einfache Positionierung gewährleisten.

Die Figuren 2A und 2B zeigen die Vorteile der verfahrbaren Schutzumhausung 3, wobei in einer linksseitig gedrehten, dreidimensionalen Darstellung. In der Figur 2A ist die die zugleich Schutzhaube genannte Schutzumhausung 3 in der ersten Posi tion gezeigt. Durch das geschlossene, bündig mit den Zellenseiten 2 und dem Schweißtisch 8 abschließende vordere Rolltor 5A kann eine nahezu quaderförmiger Aufbau bereitgestellt werden, welcher sich bestmöglich zum Transport oder zur In tegration in ein bereits bestehendes System eignen lässt.

In der Figur 2B ist die Schutzumhausung 3 in der zweiten Position gezeigt, wodurch der vordere Arbeitsbereich Al freiliegt. Die in dem modulierbaren Schweißtisch 8 eingefügte Lochrastertischplatte 14 kann dabei dazu genutzt werden das zu bear beitende Werkstück 13 formgerecht zu positionieren oder etwaige Elemente zur Un terstützung der Schweißarbeiten zu integrieren. Der zudem entstehende Hohlraum zwischen Tischplatte 14 und Boden des Tisches 8 kann genutzt werden um weitere Vorrichtungen in den ersten Arbeitsbereich Al einzufügen und den Arbeitsablauf so weiter zu optimieren. Die Schutzumhausung 3 in der zweiten Position kann ferner mögliche Öffnungen zu diesem Hohlraum umschließen, sodass integrierte Ele mente optimal geschützt werden. Die Figur 3A und 3B zeigen die inneren sowie Verbindungselemente der Kompakt zelle Z in einer Ausführungsform der Schweißroboterfixierung. Dabei ist in Figur 3A, welche die Kompaktzelle Z von oben mit der Schutzumhausung 3 in der ersten Po sition zeigt, der Schweißroboter 15 auf einer am Lochraster des Schweißtisches 8 fixierten Auflage 16 befestigt, sodass der Schweißroboter 15 durch an verschiede nen Armgelenken positionierten Manipulatoren im ersten Arbeitsbereich Al beweg lich ist, jedoch dessen Basis fest an einer Position des Tisches 8 verbleibt. Ferner erfolgt die J ustierung der Schweißplatte 12 des zweiten Arbeitsbereiches A2 an den Schweißtisch 8 mithilfe eines bewegbaren Schwenkarms 21, welcher zur genauen Positionierung fest mit einem Verbindungselement 28 am Tisch 8 befestigt werden kann. Durch eine solche Vorrichtung kann die Arbeitsplatte 12 des zweiten Arbeits bereiches A2 modular zum Schweißtisch 8 ausgetauscht und zu Transportzwecken eingeklappt oder ausgebaut werden, was die Kompaktheit und Effizienz der Kom paktzelle Z noch weiter steigert.

Figur 3B zeigt zudem die Ausführungsform der Figur 3A, wobei die Schutzumhau- sung3 in die zweite Position verfahren wurde. DieSchutzumhausung3 ist in diesem Fall so konfiguriert, dass sie in dieser Position sowohl den zweiten Arbeitsbereich Al umschließen kann, als auch sich der Schweißroboter 15 samt Auflage 16 wei terhin in der Schutzumhausung 3 befinden. So lässt sich während des Verfahrens der Schutzumhausung 3 sowie in den beiden Endpositionen ein optimaler Schutz des Schweißenden realisieren. Die Bewegungsfreiheitsgrade des Schweißroboters 15 ermöglichen zudem eine freie Neupositionierung des Schweißkopfes vom zwei ten Werkstück 13 des ersten Arbeitsbereiches Al zum Werkstück 11 des zweiten Arbeitsbereiches A2, wodurch eine vereinfachte Umstellung des Arbeitsbetriebes von einem Arbeitsbereich in einen anderen gewährleistet werden kann.

In Figur 4A und 4B ist darüber hinaus eine weitere Ausführungsform der Kompakt zelle Z abgebildet, in welchem der erste Arbeitsbereich Al durch Einführung von unabhängig modulierbaren Rolltoren 18, 20 und einer Trennwand 19 in modulier bare Teilarbeitsbereiche ABI und AB2 unterteilt werden können. Durch eine solche Konstruktion kann die vom Schweißroboter 15 bzw. dem Schweißer zu nutzende Arbeitsfläche weiter individualisiert werden, was zu einer optimalen Ausnutzung der jeweiligen Arbeitsbereiche Al, A2 führt.

In der in Figur 4A gezeigten Darstellung, in dem die Schutzumhausung 3 erneut in der ersten Position zu sehen ist, beinhaltet die vordere Seite der Schutzumhausung 3 beispielsweise zwei bevorzugt gleichgroße, unabhängig modulierbare Rolltore 18, 20, wobei lediglich das linke modulierbare Rolltor 18 geschlossen ist und mit einer zusätzlich mittig im Schweißtisch 8 eingelassene Trennwand 19, welche ebenso durch ein Rolltor realisiert werden kann, zu einem abgetrennten, zusätzlichen Teil arbeitsbereich AB2 des Schweißroboters modifiziert wird. Das geöffnete, rechte Rolltor 20 ermöglicht hingegen eine parallelisierte Arbeit des Schweißers, z.B. an einem dritten Werkstück 17, in dem rechten Teilarbeitsbereich ABI, wodurch in die ser Ausführungsform in der ersten Position der Schutzumhausung 3 eine beidsei tige Arbeit (am Teilarbeitsbereich ABI und dem hinteren Arbeitsbereich A2), d.h. eine Parallelisierung mehrerer Schweißarbeiten zugleich ermöglicht wird. Ferner lassen sich in dieser Ausführungsform die einzelnen modulierbaren Rolltore 18, 20 und Trennwände 19 verbinden, wiedertrennen und unabhängigvoneinander öffnen und schließen, sodass ein optimaler Zugriff zu einzelnen Teilarbeitsbereichen ABI, AB2 bzw. Arbeitsbereichen Al, A2 gewährleistet ist.

Die Figur 4B stellt wiederum die Ausführungsform der 4A erneut mit der Schutzum hausung 3 in der zweiten Position dar, wobei in diesem Fall sowohl das linke Rolltor 18, als auch das rechte modulierbare Rolltor 20 geschlossen ist. Die weiterhin exis tente Trennwand 19 bildet dabei wiederholt zwei Teilarbeitsbereiche ABI, AB2 aus, die jedoch in diesem Fall durch die Umschließung des zweiten Arbeitsbereiches A2 samt Schweißroboter 15 durch die Schutzumhausung 3 klar von der entsprechen den Roboterarbeitsfläche abgegrenzt werden. Somit lassen sich in dieser Ausfüh rungsform selbst zwei, oder, bei entsprechender Anzahl Trennwände, mehr Teilar beitsplätze für von einem Schweißer durchzuführende Schweißarbeiten realisieren.

Die Figuren 5A und 5B spezifizieren als Draufsicht der in den Figuren 4A und 4B dargestellten Ausführungsform die Position und Funktion des Schweißroboters 15 gegenüber den oben genannten modularen Rolltoren 18, 20 und der Trennwand 19.

In Figur 5A ist ein Schweißroboter 15 samt Auflage 16 gemäß der auf S. 13, Z. 26 bis S. 14, Z. 21 genannten Funktionen gezeigt, welcher in die in der Figur 4A illus trierten Rolltorkonstellation positioniert wurde. Dabei ist die Auflage 16 des Schweißroboters 15 so an die Tischplatte 14 befestigt, dass zwischen Schweißro boter 15 und der Trennwand 19 die kleinste Distanz herrscht, in der der Schweiß roboter dennoch den gesamten Raum des durch die Trennwand 19 und das linke Rolltor 18 eingeschlossenen Teilarbeitsraumes AB2 erreichen kann. Gleicherma ßen kann die dargestellte Ausführungsform auch so konstruiert werden, dass der Schweißroboter 15 zwischen den beiden Teilarbeitsbereichen ABI, AB2 verfahren kann, wobei die Trennwand 19 zum Schutz des Schweißers auf der vom Schweiß roboter 15 momentan nicht genutzten Teilarbeitsbereichsseite, über alle Schweiß vorgänge bestehen bleibt. In diesem Fall lässt sich somit ein äußerst kompaktes, lediglich auf einer Seite zu nutzendes Wechselschweißverfahren realisieren, in wel chem Schweißer und Schweißroboter 15 stetig zwischen dem ersten ABI und dem zweiten Teilarbeitsbereich AB2 wechseln können. Ein solches Verfahren ist zum Bei spiel vom Vorteil, falls zur gleichen Zeit am zweiten Arbeitsbereich A2 eine weitere Schweißarbeit vorbereitet wird und somit die Schutzumhausung3 nicht von der ers ten in die zweite Position verfahren werden kann.

Figur 5B zeigt die individuelle Modifikation des Schweißbetriebes anhand des glei chen Schweißroboters 15, eingebracht in die durch die Figur 4B dargestellte Aus führungsform. Da der Schweißroboter 15 unabhängig im zweiten Arbeitsbereich A2 schweißen und Werkstücke 11, 13, 17 durch Öffnen und Schließen der modularen Rolltüren 18, 20 ebenso unabhängig voneinander durch verschiedene Schweißer austauschbar sind, lässt sich durch eine solche Vorrichtung, insbesondere durch die im vorderen Arbeitsbereich Al eingebrachte Trennwand 19, auch ein 2-Mann- Wechselschweißsystem ohne Probleme verwirklichen. In der Figur 6A, die einen seitlichen Querschnitt der Kompaktzelle Z mit der Schutzumhausung 3 in der ersten Position zeigt, sind zudem die Rolltorvorrichtun gen 22A, 22B zum Öffnen und Schließen der an der Vorderseite 4A gelegenen mo dularen Rolltore 18, 20 und dem an der Rückseite 4B gelegenen Rolltor 5B der Schutzumhausung 3 gemäß der in den Figuren 4A, B und 5A, B gezeigten Ausfüh rungsform dargestellt. H ierbei sind die jeweiligen Rolltore 18, 20, 5B zunächst auf einer im Dach 1, bzw. in den Flohlraumstrukturen 29A, 29B des Daches 1 integrier ten Rolltoraufhängung VI, V2, V3 befestigt, sodass diese während des Verfahrens der Schutzumhausung3 oder des generellen Schweißablaufes, möglichst geschützt gelagert werden können. Ein Motor (nicht in der Figur dargestellt) mit einer mit den Rolltorvorrichtungen 22A, 22B verknüpften Kontrolleinheit steuert dabei das Öffnen und Schließen der Rolltore 18, 20, 5B.

Ferner ist in Figur 6A die zum Verfahren der Schutzumhausung 3 genutzte Füh- rungsstruktur dargestellt, welche gleichermaßen in Figur 6B in vergrößerter Weise aufgezeigt. Zum genauen Verfahren der Schutzumhausung 3 sind zwei lineare Füh rungsschienen 23 längs der Frontachse der Schutzumhausung 3 an die Unterseite des Daches 1 bzw. auf der Unterseite des oben genannten Hohlraumstrukturenrah- mens befestigt, wobei die Länge der Führungsschienen 23 die Verfahrlänge der zu- geordneten Schutzumhausung 3 definiert. Selbige Führungsschienen 23 sitzen zu dem jeweils auf zwei pneumatisch ansteuerbare Führungsvorrichtungen 24 auf, welche zum Verfahren derSchutzumhausung3 von der ersten in die zweite Position und zurück die Schutzumhausung 3 über die Führungsschiene 23 in die jeweilige Richtung versetzen. Zur verbesserten Stabilisierung der Verfahrmechanik sind die jeweiligen Führungsvorrichtungen zudem fest mit einem Grundrahmen 25 und über eine weitere Konnexion des Grundrahmens 25 an die jeweilige Seitenwand des Schweißtisches 8, ebenso beidseitig mit dem letztgenannten Schweißtisch 8 ver bunden. Durch einen solchen Aufbau kann insbesondere das Verfahren der Schutzumhausung 3 optimal stabilisiert werden, wobei die Kompaktheit der Kom- paktzelle Z durch den eng an dem Schweißtisch 8 anliegenden Grundrahmen 25 erhalten bleibt, In Figur 6C, welche die Ausführungsform der Figuren 1 bis 3 der Kompaktzelle Z in dreidimensionaler Ansicht und ohne Schutzumhausung 3 zeigt, wird die Struktur des Grundrahmes 25 zudem detaillierter dargestellt. Dabei ist der Grundrahmen 25 beidseitig fest mit den jeweiligen Außenseiten des Schweißtisches 8 verbunden und bildet an den hinteren Enden des Schweißtisches 8 Balkenstrukturen aus, welche zur zusätzlichen Stabilisierung an den hinteren Ecken des Schweißtisches 8 auflie gen und die Flöhe der jeweiligen Schutzumhausung 3 definieren. Sinngemäß sind auf den oberen Enden der Balkenstruktur die pneumatischen Führungsvorrichtun gen 24 zum Verfahren der aufliegenden Schutzumhausung 3 angebracht, sodass beim Auflegen der Führungsschiene 23 der Schutzumhausung 3 das Verfahren letz terer von der Stabilität der Grundrahmens 25 weiter profitiert.

Die Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Kompaktzelle Z in Draufsicht, wobei die Schutzumhausung 3 in der ersten Position dargestellt und mit der bereits in der Figur 4A bzw. 5A illustrierten Rolltorstruktur versehen wurde. Insbesondere ist der Schweißroboter 15 in diesem Fall auf einer linearen, zur Längsachse des Schweißtisches 8 parallelen Führungsschiene 26 justiert, sodass er vereinfacht zwi schen den beiden Teilarbeitsbereichen ABI, AB2 des ersten Arbeitsbereiches Al verfahren und die einzelnen Bereiche der Teilarbeitsbereiche ABI, AB2 bzw. Werk stücke 13, 17 verbessert erreichen kann. Zudem ist die mit der Führungsschiene 26 verbundene Auflage 30 des Schweißroboters 15 drehbar gelagert, wodurch eine ebenso vereinfachte Annäherung an den zweiten Arbeitsbereich A2 bzw. das dort gelagerte Werkstück 11 im Falle eines Positionswechsels der Schutzumhausung 3 realisiert werden kann. Eine mit dem Motor der Führungsschiene 26 verbundene Kontrolleinheit (nicht gezeigt) ermöglicht darüber hinaus einen programmierbaren Arbeitsablauf des Schweißroboters 15.

In den Figuren 8A und 8B wird ferner eine weitere Ausführungsform der Schweißro boterauflage 27 innerhalb einer Seitenansicht der bereits in Figur 1-3 dargestellten Ausführungsform der Schutzumhausung 3 dargestellt, wobei die Schutzumhausung 3 in Figur 8A in der ersten und in Figur 8B in der zweiten Position verbleibt. In dieser Ausführungsform ist der Schweißroboter 15 auf einer exzentrisch gelagerten und am Schweißtischplatte 14 befestigten Drehachsenauflage 27 justiert, sodass der Schweißroboter 15, als zusätzlichen Freiheitsgrad auch in Richtung der Vorder- bzw. Rückseite 4A, 4B der Schutzumhausung 3 verfahrbar ist und somit noch präziser und vereinfachter an das jeweilige Werkstück 11, 13 herangeführt werden kann. Gleichermaßen kann gegenüber einer festen, linearen Führungsschiene 26, wie in Figur 7 dargestellt, die zu nutzende Arbeitsfläche mithilfe einer exzentrischen Dreh achse 27 noch effektiver genutzt werden, was die dargestellte Ausführungsform ge genüber den zuvor gezeigten noch weiter optimiert.

Die Figuren 9A und 9B zeigen zudem die in den Figuren 8A und 8B dargestellte Ausführungsform der Schweißroboterauflage 27 in der mit modularen Rolltoren 18, 20 versehenen Ausführungsform der Schutzumhausung 3, wie bereits in den Figu ren 4A, B und 5A, B illustriert, wobei Figur 9A die entsprechende Schutzumhausung 3 in der ersten Position und Figur 9B dieselbe in der zweiten Position zeigt. In die sem Fall kombinieren sich die hohe Modulierbarkeit der Arbeitsbereichseinteilung durch die individuell zu positionierenden Rolltore 18, 20, 5B mit der präzisen An steuerung des Schweißroboters 15 an die Werkstücke 11 durch die exzentrische gelagerte Auflagendrehachse 27. Ferner beeinträchtigt keine der dargestellten Aus führungsformen das Verfahren Schutzumhausung 3 in Richtung der ersten oder zweiten Position, was gleichermaßen die hohe Modulierbarkeit der gezeigten Erfin dung aufzeigt.

Die Figuren 10 und 11 beschreiben eine weitere Ausführungsform der Kompakt zelle Z, in der innerhalb der bereits in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausfüh rungsform der Schutzumhausung 3 der Schweißroboter 15 durch eine am Zellen dach 1 fest angebrachte Verbindungsvorrichtung 30 oberhalb des Schweißtisches positioniert werden kann.

Die Figur 10 zeigt dabei eine Frontansicht der oben genannten Ausführungsform, wobei insbesondere durch die Positionierung des Schweißroboters 15 oberhalb des zu bearbeitenden Werkstücks 13, eine verbesserte Zugänglichkeit des letzteren ge genüber dem Schweißroboter 15 gewährleistet und somit die Präzision der hiermit zusammenfallenden Schweißarbeiten weiter optimiert werden kann. Darüber hin aus ergibt sich in dieser Ausführungsform der Vorteil, dass der Schweißroboter 15, durch das Anbringen an die bewegbare Schutzumhausung3, mitderSchutzumhau- sung3 mitverfahren werden kann, wodurch sich nicht nur etwaige Restriktionen der Bewegung der Schutzumhausung um die Position eines fest fixierten Schweißrobo ters 15 umgehen lassen, sondern der Schweißroboter 3 ebenso mithilfe einer an der Schutzumhausung 3 angebrachten Steuerungseinheit noch genauer an das je weilige Werkstück 11, 13, 17 herangebracht werden kann.

Figur 11 zeigt zudem die in Figur 10 beschriebene Ausführungsform in einer dreidi mensionalen, vom Boden der Kompaktzelle Z angeführten Darstellung. Insbeson dere wird in dieser Darstellungsform die Position der Verbindungsvorrichtung 30, an welchem der Schweißroboter 15 mit dem Zellendach 1 verbunden ist, noch ein mal genauer verdeutlicht. Ferner lässt sich erkennen, dass durch das Anbringen des Schweißroboters 15 an die Schutzumhausung 3 mehr Arbeitsfläche auf dem Schweißtisch 8 realisieren lässt, wodurch sich das Arbeits-zu-Zellenflächenverhält- nis der Kompaktzelle Z noch einmal optimieren lässt.

Die Figuren 12 A - C beschreiben eine weitere Ausführungsform der Schweißrobo terpositionierung, in der der Schweißroboter 15 über eine Verbindungsvorrichtung 30 zusätzlich mit einer am Dach der Schutzumhausung 3 angebrachten, linearen Führungsschiene 31 verbunden ist und mit der bereits in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform der Schutzumhausung 3 samt Schweißtisch 8 kombiniert wurde.

In Figur 12A wird dabei die Frontansicht dieser Kompaktzelle Z dargestellt, wobei der Schweißroboter 15 über die parallel zum vorderen Rolltor ausgerichtete, lineare Führungsschiene 31, zwischen den beiden Teilarbeitsbereichen ABI, AB2 verfahren werden kann und somit optimiert die durch die Trennwand 19 voneinander sepa rierten Werkstücke 13, 17 erreicht. Darüber hinaus ergeben sich durch die Positio nierung der Schweißroboters 15 an das Zellendach 1 der Schutzumhausung 3 gleichermaßen die Vorteile, dass die auf dem Schweißtisch 8 vorhandenen Arbeits flächen der Teilarbeitsbereiche ABI, AB2 nicht zusätzlich durch die durch den Schweißroboter 15 oder die zugehörige Führungsschiene 31 verkleinert werden und der Schweißroboter 15 durch das Mitverfahren während der Bewegung der Schutzumhausung3 noch präziser an das jeweilige Werkstück herangeführt werden kann. Die Figuren 12B und 12C beschreiben hingegen einen seitlichen Querschnitt der bereits in Figur 12A angeführten Ausführungsform der Kompaktzelle Z, wobei Figur 12B die Schutzumhausung 3 in der zweiten Position und Figur 12C dieselbe Vor richtung mit der Schutzumhausung in der ersten Position zeigt. Neben den bereits genannten Vorteilen wird hier insbesondere ersichtlich, dass das Verfahren der Schutzumhausung3 in dieser Ausführungsform durch die Geometrie des Grundrah mens 25 bzw. der Größe der Führungsschiene 23 definiert wird und damit keine weiteren Restriktionen (z.B. eine maximale Verfahrlänge aufgrund auf dem Schweißtisch 8 fixierter Elemente) aufweist. Somit ließen sich durch diese Ausfüh rungsform auch größere oder gar geometrisch frei modellierbare Kompaktzellen Z realisieren.

Die Figuren 13A - C stellen eine weitere Ausführungsform der Kompaktzelle Z dar, in welcher die auf Seite 23, Z. 8ff genannte Ausführung der Schutzumhausung 3 samt dem am Zellendach 1 angebrachten Schweißroboters 15 mit einem aus drei Arbeitsbereichen Al, A2, A3 bestehenden Schweißtisch kombiniert wurde.

Die Figur 13A zeigt hierbei die Ausführungsform der Kompaktzelle Z in der Seiten ansicht mit der Schutzumhausung 3 in der zweiten Position, d.h. den zweiten Ar beitsbereich A2 umschließend. Entgegen den vorherigen Ausführungsformen sind die Arbeitsbereiche Al, A2, A3 in diesem nicht durch zwei oder mehrere Schweiß platten definiert, sondern sind hintereinander gegliedert und ineinander überlau fend auf einem einzelnen Schweißtisch 8 zu finden. Dabei beschreibt der erste Ar beitsbereich Al erneut bezogen auf die Vorderseite 4A (siehe z.B. Fig. 12C) der Schutzumhausung 3 den vorderen Arbeitsbereich Al der Kompaktzelle Z und der zweite A2 bzw. dritte Arbeitsbereich A3 jeweilig den mittleren bzw. hinteren Arbeits bereich der Erfindung. Ferner ist der oben genannte Grundrahmen 25 bzw. die Führungsvorrichtung 24 in diesem Fall so konfiguriert, dass die Schutzumhausung 3 nacheinander von einer ersten Position zur Umschließung des ersten Arbeitsbereiches Al über eine zweite Position zur Umschließung des zweiten Arbeitsbereiches A2 bis zumindest zu einer einer dritten Position zur Umschließung des dritten Arbeitsbereiches A3 und zurück verfahrbar ist, sodass durch die Bewegung der Schutzumhausung 3 zumindest je der Bereich des unter der Schutzumhausung 3 liegenden Schweißtisches 8 einmal umschlossen werden kann und gerade nicht umschlossene Bereiche frei liegen. Dies hat den Vorteil, dass eine beliebige Anzahl an Arbeitsbereichen zur Verfügung stellen kann und somit nicht nur ein bzw. zwei Schweißarbeiter zusätzlich parallel zum Schweißroboter Werkstücke 11, 13, 17 vorbereiten bzw. bearbeiten können, sondern die Kompaktzelle Z je nach Anforderung des jeweiligen Schweißauftrags beliebig zusammengesetzt werden kann. Bevorzugt kann das Verfahren der Schutzumhausung 3 auch durch eine Kontrolleinheit genauer definiert werden, so dass die Positionen der Schutzumhausung 3 vor den jeweiligen Schweißarbeiten jederzeit neu definiert werden können.

Figur 13B beschreibt zudem die Schutzumhausung 3 dieser Ausführungsform ge nauer. Dabei können die jeweiligen Rolltore 5A, 5B, 5C auch Schutzvorhänge 32A, 32C umfassen, sodass im heruntergefahrenen Zustand der Rolltore 5A, 5B, 5C der Schutz der Schweißer gewährleistet, jedoch gleichzeitig eine Betrachtungsmöglich keit in das Innere der Schutzumhausung 3 ermöglicht wird. Ferner können sich diese Schutzvorhänge (oder auch Rolltorgitterstrukturen) 32A, 32B bevorzugt auto matisch schließen, wenn der im Inneren der Schutzumhausung 3 befindliche Schweißroboter 15 eine Schweißarbeit tätigt, sodass Funkensprünge oder eventu elle Schweißrauchaustritte komplett unterbunden werden können.

In Figur 13C ist zudem eine dreidimensionale Visualisierung der gleichen Ausfüh rungsform gezeigt, wobei die Rolltore 5A, 5C der Schutzumhausung 3 weiterhin ge schlossen sind. Insbesondere wird hier ersichtlich, dass die Kompaktzelle in dieser Ausführungsform von jeder Seite bedient und die zugehörige Schutzumhausung 3 durch zumindest ein Rolltor 5A, 5C an drei von vier Seiten der Schutzumhausung 3 erschlossen werden kann. Somit bietet diese Vorrichtung eine optimierte Zugäng lichkeit, insbesondere im Falle von parallele Schweißarbeiten mittels Schweißrobo ter 15.

Die Figuren 13D - F beschreiben eine weitere Ausführungsform der Kompaktzelle Z mit drei Arbeitsbereichen Al, A2, A3, wobei in diesem Fall zusätzlich eine längs der Längsachse der Schweißtischplatte 14 ausgerichtete, auf dem ersten und zwei ten Arbeitsbereich positionierte Aufnahme mit Manipulator 32 angebracht wurde.

In der Figur 13D ist diese Ausführungsform in einer dreidimensionalen Ansicht mit der Schutzumhausung 3 in der dritten Position, d.h. über den dritten Arbeitsbereich A3 gezeigt. Der Manipulator 32 besitztin diesem Fall einefürdie Einspannungeines Werkstücks 33 vorgesehene, hier längs der langen Seite der Schweißtischplatte 14 ausgerichtete Rotationsachse, die das Werkstück 33 drehbar lagert und somit für den Schweißroboter 15 während des Schweißbetriebs von allen Seiten zugänglich macht. Dabei sind die Formen und Freiheitsgrade des Manipulators 32 nicht auf die in den Figuren 13D - F gezeigten Darstellung beschränkt. So kann der Manipulator 32 in einer weiteren Ausbildung das Werkstück 33 bevorzugt auch translatorisch gegenüber seiner ursprünglichen Position verschieben oder in mehr als einer Achse drehen und so eine optimale Bearbeitung des letzteren durch den Schweißroboter 15 gewährleisten. Zudem können auch mehrere Manipulatoren 32, bevorzugt auch auf mehreren Schweißtischplatten 14 realisiert werden.

Darüber hinaus sind die Seitenwände 4C, 4D der Schutzumhausung 3 zum opti mierten Verfahren der Schutzumhausung 3 und zum Schutz des Manipulators 32 vor etwaigen Kontaktschäden mit formleichten Schweißervorhängen versehen, so- dass speziell beim Bewegen der Schutzumhausung 3 von einem Arbeitsbereich A3 ohne Manipulator 32 (siehe Fig. 13D) zu einem mit einem Manipulator 32 versehe nen Arbeitsbereich Al, A2, wie in Figur 13E gezeigt, es nicht möglich ist das im Ma nipulator 32 eingebrachte Werkstück 33 selbst bei heruntergelassenen Seitenwän den 4C, 4D zu beschädigen. Bevorzugt können zudem in einer Weiterentwicklung dieser Schutzumhausung 3 an die Form des Manipulators 32 bzw. des Werkstücks 33 angelehnte Öffnungen oder Öffnungsluken an den Seitenwänden 4C, 4D ange bracht sein, wodurch die Umschließung des Manipulators bzw. des Werkstücks 33 32 oder von Teilen der letzteren gänzlich ohne Kontakt mit der Schutzumhausung 3 durchgeführt werden kann.

Mithilfe eines solchen Aufbaus, speziell aufgrund des integrierten Manipulators 32, ist es somit möglich die Werkstücke 33 noch genauer durch den Schweißroboter 15 zu bearbeiten. Darüber hinaus können aufgrund der modular verstellbaren Ar beitsbereiche Al, A2, A3, sowie der frei wählbaren Größe des Manipulators 32, auch Teil bearbeitungsschritte an einem, gleichen Werkstück 33 vollbracht werden.

Durch die Abbildungen der Figur 13F, in welcher die bereits in Abbildung 13D und 13E dargestellten Ausführungsformen erneut als Frontansicht gezeigt werden, lässt sich dies noch einmal genauer zeigen: Da das im Manipulator 32 eingebrachte Werkstück, z.B. durch Verfahren der Schutzumhausung 3 in die zweite Position (Fig. 13F, unten), nur zum Teil durch die Schutzumhausung 3 umschlossen und somit auch nur teilweise von dem am Dach 1 montierten Schweißroboter 15 bearbeitet werden kann, bleibt dem Schweißer weiterhin die Möglichkeit die noch freien An teile des Werkstücks 33, beispielsweise im ersten Arbeitsbereich Al, vorzubereiten und weiter zu modifizieren. So lassen sich auch parallelisierte Schweißprozesse bei größeren Werkstücken durchführen und selbst komplexe Bearbeitungsschritte, die einen mehrstufigen Vorbereitungs- oder Behandlungsprozess an einem Werkstück benötigen, problemlos realisieren.

In Figur 13E dargestellte Schutzumhausung umfasst vier Seiten wobei an zwei Sei ten ein Schweißvorhang vorgesehen ist und an den anderen zwei Seiten jeweils eine Rolltorvorrichtung. Die Zellenseitenwand kann daher bei dieser Weiterbildung von einer Rolltorvorrichtung oder Schweißvorhang gebildet werden, sodass eine einfa che Zugänglichkeit von allen Seiten der Schutzumhausung möglich ist Die Schutzumhausung ist bei dieser Weiterbildung als bewegliches/verschiebbares Por tal auf vier Säulen ausgebildet wobei zwischen diesen Säulen bevorzugt jeweils eine Rolltorvorrichtung und/oder ein Schweißvorhang vorgesehen sein kann. Die Figuren 14A und 14B beschreiben ferner die bereits in den Figuren 13 A - C dargestellte Ausführungsform der Kompaktzelle Z, wobei in diesem Fall die drei Roll- tore 5A, 5C der Schutzumhausung geöffnet wurden und die Schutzumhausung 3 auf die dritte Position bzw. über den dritten Arbeitsbereich A3 verfahren wurde. Auf grund der Positionierung des Schweißroboters 15 mittels Verbindungsvorrichtung 31 am Zellendach 1, kann hierbei das Werkstück 11 erneut optimal bearbeitet wer den, während durch das zusätzliche Mitverfahren des Schweißroboters 15 durch die Schutzumhausung 3 der Schweißroboter 15 nach Abschluss der Arbeit in einen anderen Arbeitsbereich Al, A2 positioniert werden kann. Bevorzugt kann dieses Ver fahren automatisiert, z.B. durch die oben genannte Kontrolleinheit (nicht gezeigt) realisiert werden, sodass eine optimierte Arbeitskette ermöglicht werden kann. So mit realisiert diese Ausführungsform der Kompaktzelle Z eine optimale Zugänglich- keit der einzelnen Arbeitsbereiche in Kombination mit der Möglichkeit parallele Schweißarbeiten beliebig zu erweitern und zu automatisieren.