DE102012011534A1

DE102012011534A1 - Distribution system for workpieces or tools for large-volume production in manufacturing plant, comprises two transfer stations flexibly arranged with line portals, and distribution tracks with carrier adapted to approach transfer stations

Info

Publication number: DE102012011534A1
Application number: DE201210011534
Authority: DE
Inventors: Dr. Mundt Alois; Stefan Jehle
Original assignee: Liebherr Verzahntechnik GmbH
Current assignee: Liebherr Verzahntechnik GmbH
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2013-12-12

Abstract

The distribution system comprises two distribution tracks (S1 to S6) extended in the horizontal direction of the distribution system and form a horizontal main axis (A) of the distribution system. Two transfer stations are provided, which are flexibly arranged with line portals (LP10 to LP60), Each distribution track is provided with a carrier (T1 to T6), which is adapted to approach the transfer stations of the line portals in a horizontal plane. An independent claim is included for a precast element management system for a distribution system for controlling operations of each distribution track and for loading and unloading of different processing operation sequences and partial operation sequences of the line portals.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verteilsystem, insbesondere für die Großserienproduktion nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Fertigteilmanagementsystem für ein Verteilsystem nach Anspruch 17.The present invention relates to a distribution system, in particular for mass production according to the preamble of claim 1 and a precast management system for a distribution system according to claim 17.

Fertigungsanlagen mit mehreren Handhabungszellen für die Großserienproduktion sind bereits bekannt. Die Handhabungszellen werden bevorzugt in Fertigungsstraßen als Schnittstelle oder Puffer zwischen automatisierten Teilfertigungsstraßen oder automatisierten Werkzeugmaschinen und dem manuellen Zuführen von zu bearbeitenden Werkstücken und/oder der Entnahme von bearbeitenden Werkstücken eingesetzt.Production systems with multiple handling cells for mass production are already known. The handling cells are preferably used in production lines as an interface or buffer between automated part production lines or automated machine tools and the manual feeding of workpieces to be machined and / or the removal of machined workpieces.

Aus der EP 1 566 349 ist eine Handhabungszelle für das Hantieren von Trägern für Werkstücke und/oder Werkzeuge bekannt. Die Handhabungszelle wird in einer Fertigungsanlage eingesetzt. Dabei wird eine Bearbeitungsstation, z. B. eine Werkzeugmaschine, durch eine Transfereinrichtung, beispielsweise ein Portal, mit der Handhabungszelle verbunden.From the EP 1 566 349 a handling cell for handling carriers for workpieces and / or tools is known. The handling cell is used in a manufacturing plant. In this case, a processing station, z. As a machine tool, by a transfer device, such as a portal, connected to the handling cell.

Diese bekannte Handhabungszelle besteht aus zwei sich gegenüberliegenden Lagerplätzen, einem Vertikallift, der diese Lagerplätze miteinander verbindet und einem Schleusenplatz für einzelne Werkstücke und/oder Rollcontainer, und einem Portal mit Übergabeplatz, welcher im oberen Bereich angeordnet ist. Alle Bestandteile der Handhabungszelle bilden dabei eine Einheit innerhalb eines Gehäuses.This known handling cell consists of two opposite storage bins, a vertical lift that connects these bins with each other and a lock space for individual workpieces and / or rolling containers, and a portal with transfer point, which is located in the upper area. All components of the handling cell form a unit within a housing.

Es sind verkettete Fertigungssysteme bekannt, die mindestens ein Portal besitzen, welches zwei der Bearbeitungsstationen miteinander koppelt. Diese Fertigungssysteme werden in der Serienfertigung eingesetzt, um Werkstücke in einer Vielzahl von Bearbeitungsstationen in kurzen Taktzeiten zu bearbeiten. Ein Beispiel dafür ist die Linienfertigung, oder die Vernetzung von einer Mehrzahl von Bearbeitungsstationen durch Portale. Eine Pufferung erfolgt hierbei zumeist durch Bänder, wobei die Teilezahl hier meist begrenzt ist.There are known linked manufacturing systems that have at least one portal, which couples two of the processing stations together. These manufacturing systems are used in series production to process workpieces in a variety of processing stations in short cycle times. An example of this is the line production, or the networking of a plurality of processing stations through portals. Buffering is usually done by bands, the number of parts is usually limited here.

Aus der EP 1 240 975 ist ein verkettetes Fertigungssystem bekannt, bei welchem ein erstes in Y-Richtung sich erstreckendes Portal eine erste und zweite Bearbeitungsmaschine miteinander verknüpft. Des Weiteren ist ein zweites Portal vorgesehen, welches quer zur Y-Richtung eine Vielzahl von ersten und zweiten Bearbeitungsstationen miteinander verbindet. Jedes zweite Portal hat dazu noch einen Speicherplatz und eine Greifeinrichtung auf einem verfahrbaren Schlitten, welcher sich zusätzlich noch in Y-Richtung verschiebt und verdreht. Das erste Portal weist weiterhin eine Greifeinrichtung auf, welche sich in Z-Richtung bewegt und zur Aufnahme und Ablage von Werkstücken dient.From the EP 1 240 975 For example, a linked production system is known in which a first portal extending in the Y direction links a first and a second processing machine together. Furthermore, a second portal is provided, which connects a plurality of first and second processing stations with each other transversely to the Y-direction. Each second portal also has a storage space and a gripping device on a movable carriage, which also shifts in the Y direction and twisted. The first portal further comprises a gripping device, which moves in the Z direction and serves for receiving and storing workpieces.

Aus der CA 2 497 250 ist ein Portalroboter bekannt, welcher auf einem Schlitten in linearer Richtung, d. h. in die X-Richtung, verfahrbar ist, wobei die Greifeinrichtung ein 6-Achsen-Gelenkroboter darstellt. Durch die Lagerung der Greifeinrichtung auf dem Schlitten ist die Verdrehbewegung vorgegeben. Noch flexibler kann dies gestaltet werden, wenn zwei dieser Portalroboter jeweils in entgegen gesetzter Richtung auf einer Führungsschiene nebeneinander montiert sind. Die Führungsschiene steht auf Ständerfüßen auf dem Boden und die Robotergreifeinrichtung steht senkrecht in Z-Richtung zur Führungsschiene nach oben.From the CA 2 497 250 is a gantry robot is known, which is on a carriage in a linear direction, ie in the X direction, movable, wherein the gripping device is a 6-axis articulated robot. By the storage of the gripping device on the carriage, the rotational movement is predetermined. This can be made even more flexible if two of these gantry robots are mounted in opposite directions on a guide rail next to each other. The guide rail stands on stand feet on the floor and the robot gripper is upright in the Z-direction to the guide rail.

Das Problem der bisher aufgeführten Verteilsysteme besteht darin, dass die Teilestückzahl oder die Anzahl der möglichen zu bearbeitenden Werkstücktypen begrenzt ist. In der Regel kann nur ein bestimmtes Werkstück mit einer bestimmten Operationsfolge an Bearbeitungsvorgängen bearbeitet werden. Für andere Werkstücktypen mit ähnlichen Bearbeitungsvorgängen aber unterschiedlichen Operationsfolgen muss gerade in Serienproduktionen mit linearen Operationsabfolgen die Produktion vorübergehend angehalten und umgerüstet werden. Ausfallzeiten entstehen auch durch unterschiedliche Bearbeitungszeiten in den einzelnen Teiloperationen, da diese an Knotenpunkten zu Werkstückstau von bestimmten teilbearbeiteten Werkstücken führen kann. Ebenso kommt es durch den Wegfall einer Bearbeitungseinheit einer Operationsfolge durch Wartung oder Ausfall zu einem Produktionsstopp.The problem of the distribution systems listed so far is that the number of parts or the number of possible workpiece types to be machined is limited. As a rule, only a specific workpiece with a specific sequence of operations can be processed. For other workpiece types with similar machining operations but different sequences of operations production must be stopped and retrofitted, especially in series production with linear sequences of operations. Downtimes are also caused by different processing times in the individual sub-operations, since these can lead to intersections to workpiece backlog of certain partially machined workpieces. Likewise, the omission of a processing unit of a sequence of operations due to maintenance or failure leads to a production stop.

Mit der vorliegenden Erfindung soll nun diese Problematik entschärft und aufgehoben werden.With the present invention, this problem will now be defused and repealed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein flexibles und schnelles Verteilsystem für die Großserienproduktion bereitzustellen, welches keine lineare Abfolge von Operationsfolgen benötigt, so dass die Ausfallzeiten minimiert werden, die Durchlaufzeiten in höheren Taktzeiten erfolgen und die Möglichkeit für eine flexible und gleichzeitige Bearbeitung von unterschiedlichen Werkstücktypen mit ähnlichen oder gänzlich unterschiedlichen Operationsfolgen gegeben ist, wobei ein Produktionsstopp beim Wegfall einer Bearbeitungseinheit einer Operationsfolge durch Wartung oder Ausfall verhindert werden kann.The object of the present invention is therefore to provide a flexible and fast distribution system for mass production, which does not require a linear sequence of sequences of operations, so that the downtime is minimized, the throughput times occur in higher cycle times and the possibility for flexible and simultaneous processing of different Given workpiece types with similar or entirely different sequences of operations, with a production stop when eliminating a processing unit of a sequence of operations can be prevented by maintenance or failure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verteilsystem, welches insbesondere für die Großserienproduktion geeignet ist, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Fertigteilmanagementsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst.This object is achieved by a distribution system, which is particularly suitable for mass production, with the features of claim 1. Furthermore, the object is achieved by a precast management system having the features of claim 17.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, das Verteilsystem mit einem flexiblen Fertigungsleitsystem auszurüsten. Dabei weist das Verteilsystem mindestens zwei Verteilspuren, welche sich in horizontaler Richtung des Verteilersystems hin erstrecken und eine horizontale Hauptachse A des Verteilsystems bilden, sowie mindestens zwei flexibel angeordnete Linienportale mit Übergabestationen auf, wobei pro Verteilspur jeweils mindestens ein Träger vorgesehen ist, der geeignet ist, die Übergabeposition zu den Linienportalen in horizontaler Ebene anzufahren, wobei der Träger in alle, insbesondere in beide möglichen Fahrrichtungen flexibel verfahrbar ist und nicht nur einer Fahrtrichtung folgt. Alle Verteilspuren können somit gleichzeitig benutzt und unterschiedlich schnell beladen und entladen werden. Die Verteilspuren können auch unterschiedlich schnell zwischen den einzelnen Linienportalen wechseln. According to the invention, it is provided to equip the distribution system with a flexible manufacturing control system. In this case, the distribution system has at least two distribution tracks which extend in the horizontal direction of the distribution system and form a horizontal main axis A of the distribution system, and at least two flexibly arranged line portals with transfer stations, wherein each distribution track at least one carrier is provided, which is suitable to approach the transfer position to the line portals in a horizontal plane, wherein the carrier is flexibly movable in all, in particular in both possible directions of travel and not just follows a direction of travel. All distribution lanes can thus be used simultaneously and loaded and unloaded at different speeds. The distribution tracks can also change at different speeds between the individual line portals.

Somit wird durch das erfindungsgemäße Verteilersystem eine flexible und gleichzeitig stattfindende Be- und Entladung von bearbeiteten oder noch zu bearbeitenden Werkstücken innerhalb mehrerer nicht linearer Fertigungssträngen mit mehreren Bearbeitungsstationen erzielt. Dabei kann dies gleichzeitig an unterschiedlichen Bearbeitungsstationen ohne Wartezeiten an Knotenpunkten oder im Verteilsystem und ohne Unterbrechung von Bearbeitungsoperationen aufgrund fehlender Kapazitäten eines Verteilsystems erfolgen. Unabhängig davon, ob eine Bearbeitungseinheit aktiv ist oder nicht, läuft das Verteilsystem weiter und reagiert aufgrund seines modernen Fertigungsleitsystems flexibel.Thus, a flexible and simultaneously occurring loading and unloading of machined or still to be machined workpieces within several non-linear production lines with multiple processing stations is achieved by the distribution system according to the invention. This can be done simultaneously at different processing stations without waiting times at nodes or in the distribution system and without interruption of processing operations due to lack of capacity of a distribution system. Regardless of whether a processing unit is active or not, the distribution system continues to run and reacts flexibly due to its modern production control system.

Somit kann das erfindungsgemäße Verteilersystem flexibel auf Ausfälle und Verschiebung von ganzen Bearbeitungsoperationsfolgen oder Teiloperationsfolgen einer Bearbeitungsoperationsfolge agieren bzw. reagieren, was zu einer wesentlichen Minimierung der Ausfallszeiten und Durchlaufzeiten führt.Thus, the distribution system according to the invention can flexibly respond to failures and shifts of entire machining operation sequences or partial operation sequences of a machining operation sequence, resulting in a substantial minimization of the shutdown times and lead times.

Entlang eines Verteilspurensystems ist vorzugsweise mindestens ein Linienportal in flexibler Anordnung angegliedert, wobei am Linienportal wiederum mindestens eine Bearbeitungsoperationsfolge mit mindestens einem Baustein unabhängig von Stellwinkeln zu dem Linienportal flexibel angeordnet wird.Along a distribution lane system at least one line portal is preferably attached in a flexible arrangement, wherein at the line portal again at least one processing operation sequence with at least one module is arranged flexibly independent of angles to the line portal.

Vorzugsweise sind die Linienportale mit den jeweiligen Bearbeitungsoperationsfolgen in jedem beliebig möglichen Winkel zur Hauptachse A angeordnet und bilden dabei eine Operationsachse B. Die Linienportale des Verteilsystems können vorzugsweise mit den dazugehörigen Bearbeitungsoperationsfolgen senkrecht zur Hauptachse A angeordnet sein. Sie können aber auch fischgrätenartig angegliedert sein. Die Bearbeitungseinheiten müssen nicht unbedingt senkrecht, sie können auch schräg in unterschiedlichen Winkeln zum Linienportal angeordnet sein. Dabei können einzelne Bearbeitungsstationen nicht nur nebeneinander, sondern auch einander gegenüber oder einem Linienportal gegenüber versetzt angeordnet sein.Preferably, the line portals with the respective machining operation sequences are arranged at any arbitrary angle to the main axis A and thereby form an operational axis B. The line portals of the distribution system can preferably be arranged perpendicular to the main axis A with the associated machining operation sequences. But they can also be affiliated herringbone. The processing units do not necessarily have to be vertical, they can also be arranged obliquely at different angles to the line portal. In this case, individual processing stations not only next to each other, but also arranged opposite each other or a line portal offset.

Jeder der Linienportale weist jeweilige Bearbeitungsoperationsfolgen mit wenigstens einem. Baustein auf. Die Bearbeitungsoperationsfolgen und ihre Bausteine können Kombinationen von Bearbeitungsverfahren, Messverfahren, Positionierverfahren, Montagen und Teilmontagen, Reinigungs- und Lackierschritte als auch Wärmebehandlungen sein. Bearbeitungsverfahren in Form von Fräsen, Spanen, Hobeln, Hohnen, Polieren, Schleifen, Bohren und Schweißen sind auch hier vorstellbar. Mit Messverfahren sind dabei Ermittlungen zu Gewicht, Optik, Oberflächenbeschaffenheiten, Geometrie und Zusammensetzung gemeint.Each of the line portals has respective machining operation sequences with at least one. Building block on. The machining operation sequences and their components can be combinations of machining methods, measuring methods, positioning methods, assembly and partial assembly, cleaning and painting steps as well as heat treatments. Machining processes in the form of milling, cutting, planing, hoisting, polishing, grinding, drilling and welding are also conceivable here. By measuring methods are meant investigations on weight, optics, surface textures, geometry and composition.

Es wird als besonders bevorzugt angesehen, wenn die Hauptachse A und die Operationsachse B über jeweils mindestens ein Ladeportal oder mehrere Ladeportale, welche hintereinander nach dem ersten Ladeportal angegliedert sind, miteinander gekoppelt werden.It is considered to be particularly preferred if the main axis A and the operation axis B are coupled to one another via in each case at least one loading portal or a plurality of loading portals, which are connected one behind the other after the first loading portal.

Vorzugsweise weisen die Ladeportale mindestens einen sogenannten Portalroboter auf, welcher mit mindestens einer Greifeinrichtung in Z-Achsenrichtung ausgerüstet ist. Ein Ladeportal kann aber durchaus einen einzelnen Portalroboter aufweisen.Preferably, the loading portals have at least one so-called gantry robot, which is equipped with at least one gripping device in the Z-axis direction. However, a loading portal can certainly have a single gantry robot.

Es wird als besonders bevorzugt angesehen, wenn mindestens einer der Ladeportale zwei oder aber auch mehr Portalroboter mit unterschiedlichen Greifeinrichtungen in Z-Achsenrichtung in Bezug auf die Hauptachsenrichtung A aufweisen, wobei die Portalroboter parallel nebeneinander angeordnet und miteinander gekoppelt werden können. Dabei kann für das erfindungsgemäße Konzept bei den Portalrobotern auf bekannte Baukastensystemtypen mit unterschiedlichen bekannten magnetischen, mechanischen und pneumatischen Greifertypen zurückgegriffen werden.It is considered to be particularly preferred if at least one of the loading portals have two or even more gantry robots with different gripping devices in the Z-axis direction with respect to the main axis direction A, wherein the gantry robots can be arranged parallel to each other and coupled together. It can be used for the inventive concept in the gantry robots on known modular system types with different known magnetic, mechanical and pneumatic gripper types.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, eine Kopplung über Ladeportale, die mit einem Shuttlesystem gekoppelt sein können, zu realisieren.A preferred embodiment provides to realize a coupling via loading portals, which may be coupled to a shuttle system.

Vorzugsweise kann zumindest eine der Bearbeitungsoperationsfolgen mit einer anderen Bearbeitungsoperationsfolge ausgetauscht werden, ohne dass sich dies negativ auf das gesamte Verteilsystem auswirken würde, oder dass es zu einem unerwünschten Werkstückstau an Verknüpfungspunkten bei Ausfall einer Maschinenoperationseinheit durch beispielsweise Umbau oder Wartung, kommen kann.Preferably, at least one of the machining operation sequences can be exchanged with another machining operation sequence without adversely affecting the entire distribution system, or undesirable workpiece jamming at tie points in the event of a machine operating unit failure, such as rebuilding or maintenance.

Es ist auch bei dem erfindungsgemäßen Verteilsystem denkbar und leicht realisierbar, dass eine Bearbeitungsoperationsfolge oder ein Baustein dieser, beispielsweise aufgrund von Maschinenausfall, ohne weiteres einer anderen Operationsfolge angehängt oder ersetzt wird. Dies kann bei dem erfindungsgemäßen Verteilsystem ohne Kapazitätsverlust realisiert werden, da ein mehrspuriges Verteilsystem flexibel auf einen solchen Ausfall reagieren kann. Solche Verteilhandlungen können auch parallel stattfinden.It is also conceivable and easily realizable in the distribution system according to the invention that a machining operation sequence or a block thereof, for example, due to machine failure, easily appended or replaced another sequence of operations. This can be realized in the distribution system according to the invention without loss of capacity, since a multi-track distribution system can respond flexibly to such a failure. Such distributions can also take place in parallel.

Um teilbearbeitete Werkstücke zwischen zu lagern kann vorzugsweise mindestens ein Speicher zwischen den Bearbeitungsoperationsfolgen und dem Verteilersystem eingebaut werden, welcher wiederum flexibel in den Bearbeitungsabläufen eingefügt werden kann.In order to store partially machined workpieces, preferably at least one store can be installed between the machining operation sequences and the distributor system, which in turn can be inserted flexibly into the machining sequences.

Es wird als besonders bevorzugt angesehen, wenn die Bestückung des Verteilsystems mit Rohteilen über das erstplatzierte Linienportal und einem dort angegliederten Rohteilpuffer erfolgt. Aus dem Rohteilpuffer werden dann vorzugsweise die zu bearbeitenden Werkstücke in einer nachgeschalteten Verschraubstation auf einem Träger befestigt. Eine Bestückung ist aber auch über jedes Linienportal denkbar, wenn dort der Rohteilpuffer angegliedert wird und ist nicht auf das erste oder das letzte Linienportal eingeschränkt.It is considered to be particularly preferred if the assembly of the distribution system with blanks takes place via the first-placed line portal and a blank buffer attached thereto. From the blank buffer, the workpieces to be processed are then preferably fastened on a carrier in a downstream screwing station. However, it is also possible to assemble via any line portal if the raw part buffer is attached there and is not limited to the first or the last line portal.

Es kann aber auch auf eine Verarbeitungsstation und einen Rohteilpuffer verzichtet werden, wenn die Rohteilbeladung mit bereits verschraubten Werkstücken direkt auf einem Träger in das erste Linienportal eingeführt werden. Dann werden aber auch die entsprechenden Ladeportale weniger benötigt werden.But it can also be dispensed with a processing station and a blank buffer when the blank loading with already screwed workpieces are inserted directly on a support in the first line portal. But then the corresponding loading portals will be less needed.

Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Verteilsystem ein Fertigteilpuffer, zur Lagerung der bearbeiteten Werkstücke auf, wobei der Fertigteilpuffer am letzten Linienportal angebracht ist, und wobei das letzte Linienportal mit einer Fertigteilentladungseinrichtung zum Abtransportieren der fertigen Werkstücke in Verbindung steht. Ebenso wie die Bestückung ist auch die Entladung über jedes Linienportal denkbar, wenn dort der Fertigteilpuffer angegliedert wird.The distribution system according to the invention preferably has a prefabricated buffer for storing the machined workpieces, the finished part buffer being attached to the last line portal, and the last line portal being connected to a prefabricated unloading device for transporting the finished workpieces away. Like the assembly, unloading via any line portal is also conceivable if the precast buffer is attached there.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, eine Verarbeitungsstation, insbesondere eine Verschraubstation am Linienportal, an dem eine Fertigteilentladungsstation angegliedert ist, zum Abmontieren der fertigen Werkstücke vom Träger vorzusehen. Diese Lösung kann aber auch entfallen, da die immer noch verschraubten, fertig bearbeiteten Werkstücke vom Träger entnommen werden können, oder eine Verschraubung nicht nötig wird, um diese weiter zu bearbeiten. Damit kann auch eine Verschraubstation nach einem Rohteilpuffer an dem Linienportal, an dem eine Roteilbestückung stattfindet, entfallen.A preferred embodiment provides for a processing station, in particular a screwing station on the line portal, to which a prefabricated discharge station is attached, for dismantling the finished workpieces from the carrier. But this solution can also be omitted because the still screwed, finished machined workpieces can be removed from the carrier, or a screw is not necessary to further edit this. Thus, a Verschraubstation after a blank buffer on the line portal, where a Roteilbestückung takes place, omitted.

Das erfindungsgemäße Fertigteilmanagementsystem für ein Verteilsystem sieht vor, sämtliche Operationen der Verteilerspuren sowie das Bestücken und die Entladung der einzelnen Bearbeitungsoperationsfolgen der Linienportale zu steuern. Dabei ist das Fertigteilmanagementsystem in der Lage, die momentane Position der Rohteile sowie die Position und den Bearbeitungszustand einzelner teilbearbeiteter Werkstücke über ein Werkzeugmanagement, welches Teil des Fertigteilmanagementsystems ist, zu erfassen und in einer Speichervorrichtung diese abzuspeichern und zu managen. Es kann auch die Anfahrbarkeit einzelner Bearbeitungsoperationsfolgen gesteuert werden. Dabei kann vorzugsweise eine Steuer- und/oder Regeleinheit zur Regelung der einzelnen Bearbeitungsoperationsfolgen vorgesehen sein.The finished part management system according to the invention for a distribution system provides for controlling all operations of the distribution tracks as well as the loading and unloading of the individual machining operation sequences of the line portals. In this case, the finished part management system is able to capture the current position of the blanks and the position and the state of processing individual partially machined workpieces via a tool management, which is part of the precast management system, and store them in a storage device and manage. It is also possible to control the approachability of individual machining operation sequences. In this case, preferably, a control and / or regulating unit may be provided for controlling the individual machining operation sequences.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß der Zeichnung näher erläutert. Gleiche oder vergleichbare Komponenten sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen in den Figuren versehen. Es zeigen:The present invention will now be explained in more detail with reference to an embodiment according to the drawing. The same or comparable components are provided with the same reference numerals in the figures. Show it:

1: eine vereinfachte schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verteilsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in Draufsicht, 1 FIG. 2: a simplified schematic illustration of a distribution system according to the invention according to a first exemplary embodiment in plan view, FIG.

2: eine vereinfachte schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verteilsystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in Seitenansicht. 2 : A simplified schematic representation of a distribution system according to the invention according to a further embodiment in side view.

1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verteilsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das dargestellte Verteilsystem ist besonders gut für die Großserienproduktion geeignet. 1 shows a simplified schematic representation of a distribution system according to the invention according to a first embodiment. The illustrated distribution system is particularly well suited for mass production.

Das Verteilsystem weist dabei in diesem Ausführungsbeispiel sechs Verteilspuren S1–S6 und sechs Linienportale LP10–LP60 auf. Die Verteilspuren S1–S6 erstrecken sich in horizontaler Richtung des Verteilersystems hin und bilden dabei eine horizontale Hauptachse A des Systems.In this embodiment, the distribution system has six distribution tracks S1-S6 and six line portals LP10-LP60. The distribution tracks S1-S6 extend in the horizontal direction of the distribution system, forming a horizontal main axis A of the system.

Es ist weiterhin jeweils ein Träger T1–T6 pro Verteilspur vorgesehen, der in horizontaler Ebene die Linienportale anfährt. Alle Verteilspuren S1–S6 können gleichzeitig benutzt und unterschiedlich schnell beladen und entladen werden. Sie können auch unterschiedlich schnell zwischen den einzelnen Linienportalen LP10–LP60 wechseln.In addition, a support T1-T6 per distribution lane is provided in each case, which approaches the line portals in a horizontal plane. All S1-S6 distribution lanes can be used simultaneously and loaded and unloaded at different speeds. You can also switch at different speeds between the individual line portals LP10-LP60.

Die Linienportale LP10–LP60 mit ihren jeweiligen Bearbeitungsoperationsfolgen OPF10–OPF60, welche jeweils mehrere Bausteine 70, 72, 74, 76, 78, 80 aufweisen, erstrecken sich senkrecht zur Hauptachse A und bilden eine Operationsachse B. Die Hauptachse A und die Operationsachse B sind über jeweils ein Ladeportal 12, 14, 16, 18, 22, 24 miteinander gekoppelt. Dabei weisen die Ladeportale mindestens einen Portalroboter auf, der hier nicht näher dargestellt ist.The line portals LP10-LP60 with their respective machining operation sequences OPF10-OPF60, which each have multiple building blocks 70 . 72 . 74 . 76 . 78 . 80 have perpendicular to the main axis A and form an axis of operation B. Die Main axis A and the operation axis B are each via a loading portal 12 . 14 . 16 . 18 . 22 . 24 coupled together. In this case, the loading portals on at least one gantry robot, which is not shown here.

Der Portalroboter weist in an sich bekannterweise eine Greifeinrichtung auf, die sich in Z-Achsenrichtung erstreckt. Für den Fall, dass zwei Portalroboter für ein Ladeportal vorgesehen sind, können diese parallel nebeneinander angeordnet und miteinander gekoppelt sein.The gantry robot has in known per se a gripping device which extends in the Z-axis direction. In the event that two gantry robots are provided for a loading portal, they can be arranged parallel to each other and coupled with each other.

Eine Bearbeitungsoperationsfolge, beispielsweise die OPF 30 kann mit einer weiteren, z. B. der nächstliegenden Bearbeitungsoperationsfolge OPF 40 ohne weiteres getauscht werden, wenn dies technisch möglich ist, ohne dass dies das gesamte Verteilsystem negativ beeinflussen würde oder, dass es dadurch zu einer Störung der Produktionsabfolge kommen würde. Dieser Tausch der Bearbeitungsoperationsfolgen kann automatisch stattfinden, wenn beispielsweise ein Werkstückstau an Verknüpfungspunkten auftritt oder bei Ausfall einer Maschinenoperationseinheit aufgrund eines Umbaus oder einer der regelmäßigen Wartungen erkannt wird.A machining operation sequence, for example the OPF 30 can with another, z. B. the nearest processing operation sequence OPF 40 be readily exchanged, if technically possible, without adversely affecting the entire distribution system, or resulting in a disruption of the production sequence. This exchange of the machining operation sequences can take place automatically if, for example, a workpiece jam occurs at connection points or if a machine operating unit fails due to a rebuilding or one of the regular maintenance operations.

Es ist auch denkbar und mit dem erfindungsgemäßen Verteilsystem leicht realisierbar, dass eine Bearbeitungsoperationsfolge, z. B. OPF 10, an eine weitere Bearbeitungsoperationsfolge OPF 30 angehängt wird oder aber auch nur ein oder mehrere Bausteine 70 dieser Operationsfolge, z. B. an das Ende der Bearbeitungsoperationsfolge OPF 50, angehängt wird bzw. werden. Dies geschieht ohne jegliche Verluste an Kapazitäten, da ein mehrspuriges Verteilsystem dennoch flexibel reagieren kann und auch dies dadurch bearbeiten kann, dass immer das nächstliegend freie Element der Verteilspur angefragt werden kann. Solche Verteilhandlungen können auch parallel stattfinden.It is also conceivable and easily feasible with the distribution system according to the invention that a machining operation sequence, for. B. OPF 10 , to another processing sequence OPF 30 is appended or only one or more blocks 70 this sequence of operations, z. To the end of the machining operation sequence OPF 50 , is attached or become. This is done without any loss of capacity, since a multi-lane distribution system can nevertheless respond flexibly and can also process this by always requesting the next available element of the distribution lane. Such distributions can also take place in parallel.

Wird dennoch ein Speicher benötigt, um teilbearbeitete Werkstücke zwischen zu lagern, so werden ein oder mehrere Speicher zwischen den Operationsfolgen und der ersten Verteilspur S1 eingebaut. Wie aus der Figur ersichtlich, ist zwischen den Operationsfolgen OPF 40 und OPF 50 und der ersten Verteilspur S1 jeweils ein Speicher 82 eingebaut.If, nevertheless, a memory is required to temporarily store partially machined workpieces, one or more memories are installed between the sequences of operations and the first distribution track S1. As can be seen from the figure, between the sequences of operations OPF 40 and OPF 50 and the first distribution track S1 each have a memory 82 built-in.

Wie aus der Figur ersichtlich, ist dem ersten Linienportal LP10 ein Rohteilpuffer 86 angegliedert, wobei das erste Linienportal LP10 mit einer Rohteilbeladungseinrichtung 84 in Verbindung steht, so dass das Verteilersystem mit Rohteilen bestückt werden kann.As can be seen from the figure, the first line portal LP10 is a stock buffer 86 affiliated with the first line portal LP10 with a blank loading device 84 is in communication, so that the distribution system can be equipped with raw parts.

Aus dem Rohrteilpuffer 86 werden dann die zu bearbeitenden Werkstücke in einer Verarbeitungsstation, hier einer Verschraubstation 88, auf einem Träger befestigt. Im einfachsten Fall kann aber auch auf eine Verarbeitungsstation und einen Rohteilpuffer verzichtet werden, wenn die Bestückung des ersten Linienportals LP 10 mit bereits auf einem Träger verschraubten zu bearbeitenden Werkstücken erfolgt. Dabei werden die entsprechende Anzahl an Ladeportale weniger benötigt.From the pipe part buffer 86 Then the workpieces to be processed in a processing station, here a Verschraubstation 88 , fixed on a support. In the simplest case, however, it is also possible to dispense with a processing station and a blank buffer if the population of the first line portal LP 10 done with already screwed on a support to be machined workpieces. The corresponding number of loading portals are less required.

Die Entladung der fertigen Werkstücke, die in einer in der Figur schematisch dargestellte Verarbeitungsstation, insbesondere eine Verschraubstation 92, vom Träger abmontiert werden, erfolgt über ein Fertigteilpuffer 90 am letzten Linienportal LP60. Im einfachsten Fall kann diese Lösung mit der Verschraubstation 92 entfallen, da die immer noch verschraubten, fertig bearbeiteten Werkstücke mit dem Träger entnommen werden, oder aber auch eine Verschraubung für die Bearbeitung nicht nötig ist. Die fertigen Werkstücke werden dann über eine mit dem Linienportal LP60 verbundene Fertigteilentladungseinrichtung 94 abtransportiert.The discharge of the finished workpieces, which in a processing station schematically shown in the figure, in particular a Verschraubstation 92 , to be removed from the carrier, via a precast buffers 90 on the last line portal LP60. In the simplest case, this solution can with the Verschraubstation 92 omitted, since the still screwed, finished machined workpieces are removed with the carrier, or even a screw for processing is not necessary. The finished workpieces are then conveyed via a prefabricated unloading device connected to the line portal LP60 94 removed.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verteilsystems in Seitenansicht. Das Linienportal LP ist in seiner Länge gezeigt, wobei ein mehrspuriges Verteilsystem 98 mit sechs Verteilspuren S1–S6, wie im ersten Ausführungsbeispiel dargestellt, vorgesehen ist. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten in 1 gezeigten dadurch, dass hier ein Shuttlesystem mit einem Ladeportal 100 vorgesehen ist. Es versteht sich, dass auch mehrere Ladeportale vorgesehen sein können. Das Ladeportal wird hier eingesetzt, um die Verbindung zwischen den einzelnen Transporteinheiten und dem Shuttlesystem zu schließen. Hier sind auch Speicher 82 vorgesehen, die beidseitig der Verteilspuren S1–S6 angeordnet sind und zur Zwischenlagerung der teilbearbeiteten Werkstücke aber auch zur Zwischenlagerung der noch zu bearbeitenden Werkstücke dient. Wie aus der Figur ersichtlich, sind hier, wie im ersten Ausführungsbeispiel, Bearbeitungszentren 96 mit Bearbeitungsoperationsfolgen vorgesehen. Die fertigen Werkstücke werden auch hier über eine mit dem Linienportal verbundene Fertigteilentladungseinrichtung abtransportiert. 2 shows a further embodiment of the distribution system according to the invention in side view. The line portal LP is shown in its length, with a multi-lane distribution system 98 with six distribution tracks S1-S6, as shown in the first embodiment, is provided. This embodiment differs from the first in FIG 1 shown by the fact that here a shuttle system with a loading portal 100 is provided. It is understood that multiple loading portals can be provided. The loading portal is used here to close the connection between the individual transport units and the shuttle system. There are also stores here 82 provided, which are arranged on both sides of the distribution tracks S1-S6 and for intermediate storage of partially machined workpieces but also for intermediate storage of the workpieces still to be processed. As can be seen from the figure, here, as in the first embodiment, machining centers 96 provided with machining operation sequences. The finished workpieces are also transported away via a connected to the line portal precast discharge device.

Durch das erfindungsgemäße Fertigungsleitsystem werden sämtliche Operationen der Verteilspuren S1–S6 gesteuert. Des Weiteren können auch das Bestücken und die Entladung und das Werkzeugmanagement der einzelnen Bearbeitungsoperationsfolgen OPF der Linienportale LP10–LP60 gesteuert werden.The manufacturing control system according to the invention controls all operations of the distribution tracks S1-S6. Furthermore, the loading and unloading and tool management of the individual machining operation sequences OPF of the line portals LP10-LP60 can also be controlled.

Das Fertigungsleitsystem ist dabei in der Lage, sowohl die Position der Rohteile, den Bearbeitungszustand als auch die Position einzelner teilbearbeiteter Werkstücke und die Anfahrbarkeit einzelner Bearbeitungsoperationsfolgen zu merken und zu managen. Dafür kann eine oder mehrere Speichervorrichtungen vorgesehen werden. Wird also mittels einer hier nicht dargestellten Erfassungseinheit festgestellt, dass eine Bearbeitungsoperationsfolge oder eine Teiloperationsfolge einer Bearbeitungsoperationsfolge ausfällt, oder wird diese auf ein anderes Linienportal verschoben, so kann das Verteilsystem flexibel auf diese Änderung reagieren und daraufhin ein neues Linienportal anfahren, oder das teilbearbeitete Werkstück auf einer Spur zwischenlagern, beispielsweise in einen in den Spuren vorgesehenen Puffer, oder aber teilbearbeitete Werkstücke aus einem Zwischenspeicher in die Bearbeitungsoperationsfolgen wieder einführen. Ebenso kann ein Werkzeugbruch oder Maschinenstörung als auch fehlerhaft bearbeitete Werkstücke detektiert werden und damit unfertige oder zerstörte Werkstücke zwischengespeichert oder ausgeschleust werden.The manufacturing control system is able to remember both the position of the blanks, the processing state and the position of individual partially machined workpieces and the approachability of individual machining operation sequences and manage. For this purpose, one or more memory devices can be provided. Thus, if it is determined by means of a detection unit, not shown here, that a machining operation sequence or a partial operation sequence of a machining operation sequence fails, or this is moved to another line portal, the distribution system can respond flexibly to this change and then move to a new line portal, or the partially machined workpiece intermediately store a track, for example in a buffer provided in the tracks, or reintroduce partially processed workpieces from an intermediate storage into the processing operation sequences. Likewise, a tool breakage or machine malfunction as well as incorrectly processed workpieces can be detected and thus work in progress or destroyed workpieces can be temporarily stored or removed.

Durch das erfindungsgemäße Verteilsystem und das erfindungsgemäße Fertigungsleitsystem wird auf eine relativ einfache und kostengünstige Weise eine flexible Be- und Entladung von bearbeiteten oder noch zu bearbeitenden Werkstücken realisiert.By means of the distribution system according to the invention and the production control system according to the invention, a flexible loading and unloading of machined or still to be machined workpieces is realized in a relatively simple and cost-effective manner.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1566349 [0003]
EP 1240975 [0006]
CA 2497250 [0007]

Claims

Distribution system, in particular for mass production, characterized in that the distribution system at least two distribution tracks (S1-S6) which extend in the horizontal direction of the distribution system and form a horizontal main axis (A) of the distribution system, and at least two flexibly arranged line portals (LP10 -LP60) with transfer stations, wherein at least one carrier (T1-T6) is provided per distribution track (S1-S6), which is suitable for approaching the transfer stations of the line portals (LP10-LP60) in a horizontal plane.

Distribution system according to claim 1, characterized in that the line portals (LP10-LP60) are flexibly connected in all possible angles in the distribution system and that the carrier is flexibly movable in all possible directions of travel.

Distribution system according to one of claims 1 or 2, characterized in that each of the line portals (LP10-LP60) has respective machining operation sequences (OPF10-OPF60) with at least one building block.

Distribution system according to one of the preceding claims, characterized in that the line portals (LP10-LP60) with the respective machining operation sequences (OPF10-OPF60) are arranged at any arbitrary angle to the main axis (A) and form an operational axis (B).

Distribution system according to one of the preceding claims, characterized in that the main axis (A) and the operation axis (B) are coupled via at least one loading portal.

Distribution system according to one of the preceding claims, in particular according to claim 5, characterized in that the loading portals have at least one gantry robot with at least one gripping device in the Z-axis direction.

Distribution system according to claim 6, characterized in that at least one of the loading portals preferably has two gantry robots with the same or different gripping devices in the Z-axis direction, wherein the gantry robots are arranged parallel to each other and coupled together.

Distribution system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the machining operation sequences (OPF10-OPF60) with another machining operation sequence (OPF10-OPF60) or a partial operation sequence of the machining operation sequence (OPF10-OPF60) by another partial operation sequence of another machining operation sequence (OPF10-OPF60 ), or a partial operation sequence of a machining operation sequence (OPF10-OPF60) is interchangeable with a machining operation sequence (OPF10-OPF60).

Distribution system according to one of the preceding claims, characterized in that a machining operation sequence (OPF) or a module of this another machining operation sequence (OPF) can be appended or omitted.

Distribution system according to one of the preceding claims, characterized in that between the individual machining operation sequences (OPF10-OPF60) and the distribution tracks (S1-S6) at least one memory ( 82 ), for temporary storage of partially machined workpieces, is provided.

Distribution system according to claim 10, characterized in that the at least one memory ( 82 ) is flexibly inserted into the machining processes.

Distribution system according to one of the preceding claims, characterized in that a blank loading unit ( 84 ), which is provided with each of the existing line portals (LP10-LP60) for equipping the distribution system with blanks is provided.

Distribution system according to claim 12, characterized in that the line portal (LP10-LP60), which has a raw part buffer attached to it ( 86 ), for receiving workpieces to be machined, has a downstream screwing station ( 88 ), wherein in this workpieces to be machined from the blank buffer ( 86 ) can be mounted on a support.

Distribution system according to claim 12, characterized in that the blank loading with workpieces directly on a support via the line portal (LP10; ...; LP60), which has the blank buffers, is insertable.

Distribution system according to one of the preceding claims, characterized in that a precast buffers ( 90 ) is provided for the storage of the machined workpieces, wherein the precast buffers ( 90 ) is attachable to each of the line portals (LP10-LP60), and wherein the line portal (LP60) populated with the finished part buffer is equipped with a precast discharge device ( 94 ) for transporting the finished workpieces in connection.

Distribution system according to one of the preceding claims, in particular according to claim 15, characterized in that a processing station, in particular a screwing station ( 92 ) at the provided with the precast buffer line portal (LP10; ...; LP60), for dismantling the finished workpieces from the carrier is provided.

A distribution system precast management system according to any one of claims 1 to 16, for controlling the operations of the individual distribution lanes (S1-S6), and loading and unloading the individual processing sequences and partial operation sequences of the line portals (LP10-LP60).

Prefabricated management system according to claim 17, which comprises at least one detection device with which the current position and / or processing states of the blanks and / or the individual partially machined workpieces is detectable, and which is connected to a storage device in which the detected data can be stored, wherein a control and / or regulating unit is provided for controlling the individual machining operation sequences or partial operation sequences.