DE102020116124B3

DE102020116124B3 - Aufnahmeanordnungslager für mindestens eine Fertigungsstation sowie Fertigungsstation

Info

Publication number: DE102020116124B3
Application number: DE102020116124.7A
Authority: DE
Inventors: Johannes Christoph Böhmer; Alexander Eckert; Markus Kreutel; Andreas WACHTEL
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2021-11-25
Anticipated expiration: 2040-06-19
Also published as: WO2021254655A1; FR3111626A1

Abstract

Aufnahmeanordnungslager für mindestens eine Fertigungsstation (4) für Werkstücke (6), insbesondere Karosserieteile, mit einem Raumbereich (38), in dem Aufnahmeanordnungen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) gelagert sind, wobei mindestens ein FTS-Transportsystem (46) vorgesehen ist, die die Aufnahmeanordnungen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) aus dem Raumbereich (38) in die Fertigungsstation (4) führt, wobei in dem Raumbereich (38) eine Regalanordnung (40) mit einer Lagerbedienanlage (42) vorgesehen ist, in der die Aufnahmeanordnungen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) gelagert sind, wobei die Lagerbedienanlage (42) mit dem FTS-Transportsystem (46) mittels eines Übergabebereiches (44) in Wirkverbindung steht, wobei in dem Übergabebereich (44) zum Zeitpunkt einer Aufnahmeanordnung-Übergabe mindestens eine FTS-Transportvorrichtung (48, 50, 52) vorgesehen ist und wobei der Übergabebereich (44) über Sicherheitsmittel (68) abgesichert ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Fertigungsstation mit einem derartigen Aufnahmeanordnungslager (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufnahmeanordnungslager für mindestens eine Fertigungsstation für Werkstücke, insbesondere Karosserieteile, mit einem Raumbereich, in dem Aufnahmeanordnungen gelagert sind, wobei mindestens ein FTS-Transportsystem vorgesehen ist, die die Aufnahmeanordnungen aus dem Raumbereich in die Fertigungsstation führt. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Fertigungsstation mit einem derartigen Aufnahmeanordnungslager, wobei in dem Raumbereich eine Regalanordnung mit einer Lagerbedienanlage vorgesehen ist, in der die Aufnahmeanordnungen gelagert sind, wobei die Lagerbedienanlage mit dem FTS-Transportsystem mittels eines Übergabebereiches in Wirkverbindung steht, wobei in dem Übergabebereich zum Zeitpunkt einer Aufnahmeanordnung-Übergabe mindestens eine FTS-Transportvorrichtung vorgesehen ist und wobei der Übergabebereich über Sicherheitsmittel abgesichert ist.
Aufnahmeanordnungslager sind grundsätzlich bekannt. Nur beispielhaft wird in diesem Zusammenhang auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 38 25 451 A1 verwiesen. Ein Aufnahmeanordnungslager gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches und eine damit versehene Fertigungsstation sind beispielsweise aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2014 101 002 U1 bekannt. Die hier beschriebene Fertigungsstation soll sich insbesondere durch eine größere Flexibilität für die in einer Fertigungsstation durchzuführenden Prozesse auszeichnen. Außerdem würden sich Vorteile für eine bessere und flexiblere Verkettung von Fertigungs- und Montagestationen untereinander ergeben. Das Aufnahmeanordnungslager ist hierbei räumlich entfernt von der Fertigungsstation vorgesehen und versorgt die Fertigungsstation mit Aufnahmeanordnungen über ein FTS-Transportsystem. Die Abkürzung „FTS“ steht hierbei für „fahrerloses Transportsystem“. Hierbei werden flurgebundene Fördermittel mit eigenem Fahrantrieb automatisch gesteuert und berührungslos geführt. Diese Art von Flexibilität betrifft jedoch lediglich einen vorab definierten Umfang von bestimmten Abweichungen der Werkstücke. Insbesondere im Automobilbau und hier bei der Produktion von höherwertigen Fahrzeugen ist eine stetig wachsende Individualisierung der Fahrzeuge und damit verbunden natürlich auch der Karosserieteile gewünscht. Dies kann im Extremfall dazu führen, dass es gewünscht ist, eine Losgröße von einem Stück in einer derartigen Fertigungsanlage zu fertigen. Dies ist ohne eine Anpassung der jeweiligen Fertigungsanlagen bisher jedoch nicht möglich. Des Weiteren ist aus der nachveröffentlichten deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2019 214 088 A1 ein Aufnahmeanordnungslager bekannt, bei dem in dem Raumbereich eine Regalanordnung mit einer Lagerbedienanlage vorgesehen ist. Die Lagerbedienanlage steht hierbei mit dem FTS-Transportsystem mittels eines Übergabebereiches in Wirkverbindung. In dem Übergabebereich ist zum Zeitpunkt einer Aufnahmeanordnung-Übergabe mindestens eine FTS-Transportvorrichtung vorgesehen, wobei der Übergabebereich über Sicherheitsmittel abgesichert ist. Darüber hinaus wird angemerkt, dass schleusenartige Sicherheitsmittel für den Weg von Fördermitteln zu einer Fertigungszelle beispielsweise aus der AT 522 418 A1 bekannt sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Aufnahmeanordnungslager beziehungsweise eine Fertigungsstation bereit zu stellen, die den oben genannten Nachteil auf einfache und kostengünstige Weise vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Raumbereich eine Regalanordnung mit einer Lagerbedienanlage vorgesehen ist, in der die Aufnahmeanordnungen gelagert sind, wobei die Lagerbedienanlage mit dem FTS-Transportsystem mittels eines Übergabebereiches in Wirkverbindung steht, wobei in dem Übergabebereich zum Zeitpunkt einer Aufnahmeanordnung-Übergabe mindestens eine FTS-Transportvorrichtung vorgesehen ist und wobei der Übergabebereich über Sicherheitsmittel abgesichert ist, wobei die Sicherheitsmittel für den Übergabebereich aus parallel zur Verfahrrichtung der FTS-Transportvorrichtung verlaufenden Wandelementen bestehen, die am Eingang und Ausgang des Übergabebereiches berührungslose Erfassungssysteme, wie zum Beispiel Lichtgitter, aufweisen, wobei in dem zur Lagerbedienanlage gerichteten Wandelement eine Übergabeöffnung vorgesehen ist. Hierdurch wird ein sehr kompaktes Aufnahmeanordnungslager geschaffen. Über die berührungslosen Erfassungssysteme wird auf einfache Weise der Ein- bzw. Austritt der FTS-Transportvorrichtungen überwacht. Um einen einfachen Zutritt zur Lagerbedienanlage zu ermöglichen, ist in dem von der Lagerbedienanlage abgewandten Wandelement eine Schutztüre und/oder ein Übergabeport vorgesehen. Über den Übergabeport kann durch Wechsel von unter anderem Aufnahmeanordnungen aus dem Raumbereich die Erweiterbarkeit hinsichtlich der Anzahl an Aufnahmeanordnungen gewährleistet werden. Durch Verwendung dieser Sicherheitsmittel kann eine wiederkehrende, sichere und automatisierte Beladung der FTS-Transportvorrichtungen gewährleistet werden. Unter Aufnahmeanordnungen werden beispielsweise Aufnahmeorgane, wie Werkstücktische (Vorrichtungen), Greiferorgane, Fügewerkzeuge, etc. verstanden. Hierdurch ist es zunächst möglich, in jeder Fertigungsstation jedes Werkstück in geeigneter Form zu bearbeiten. Zur Bearbeitung gehören insbesondere Fügeverfahren, bei denen sogenannte Prozessmittel benötigt werden, wie zum Beispiel Schweißen, Clinchen, Kleben, etc., An- und Einpressverfahren, wie Schrauben, Nageln oder Pressverbindungen, oder auch Umformverfahren, wie Falzen, Biegen und Nieten. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Aufnahmeanordnungslagers können auch Aufnahmeanordnungen für geringe Stückzahlen schnell und einfach in der Fertigungsstation bereitgestellt werden. Die Fertigungsstation wird somit voll typflexibel.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Raumbereich in unmittelbarer Nähe zu der Fertigungsstation vorgesehen. Hierdurch ist ein besonders einfacher und schneller Zugriff auf die Aufnahmeanordnungen möglich.
Die Sicherheitsmittel können zudem Sicherheitssensoren aufweisen, die steuerungstechnisch mit der Lagerbedienanlage verbunden sind, um bei einem nicht autorisierten Zutritt die Lagerbedienanlage zu stoppen.
Um die Übergabe von Aufnahmeanordnungen nur bei korrekter Ausrichtung der Transportvorrichtung in Bezug auf die Übergabeöffnung zu gewährleisten, kann die Übergabeöffnung durch eine Lichtschranke abgesichert sein.
Dadurch, dass das zur Lagerbedienanlage gerichtete Wandelement als Teil einer Schutzwandanlage für den Raumbereich ausgebildet ist, kann die Kompaktheit der Aufnahmeanordnungslagers noch einmal erhöht werden. Auch hier kann für einen einfachen Zutritt in der Schutzwandanlage mindestens eine Schutztür vorgesehen sein.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls gelöst durch eine Fertigungsstation mit einem derartigen Aufnahmeanordnungslager, wobei mindestens zwei Fertigungszellen vorgesehen sind, die genau einem Aufnahmeanordnungslager zugeordnet sind.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt die einzige Figur eine schematische Ansicht eines Aufnahmeanordnungslagers, das einer Fertigungsstation zugeordnet ist.
Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäße Aufnahmeanordnungslager 2 für eine Fertigungsstation 4 zur Bearbeitung von Werkstücken 6 mit zwei identisch aufgebauten Fertigungszellen 8, 10. Das Aufnahmeanordnungslager 2 ist also in diesem Ausführungsbeispiel den zwei Fertigungszellen 8, 10 in unmittelbarer Nähe zugeordnet und kann diese gleichermaßen mit jeder zur Verfügung stehenden Aufnahmeanordnung 12, 14, 16, 18, 20, 22 versorgen. Die Aufnahmeanordnungen 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 wie zum Beispiel Aufnahmetische oder auch Greiferorgane dienen der Bearbeitung von Werkstücken 6 durch Roboter 28, 29, 30, 32 die hier lediglich schematisch dargestellt sind. Der Vollständigkeit sei noch erwähnt, dass die Fertigungszellen 8, 10 durch eine Verbindungsachse 34 mit einem Verbindungsroboter 36 miteinander gekoppelt sind.
Das Aufnahmeanordnungslager 2 ist in einem Raumbereich 38 vorgesehen und besteht im Wesentlichen aus einer Regalanordnung 40 und einer auf die Regalanordnung 40 zugreifende und verfahrbare Lagerbedienanlage 42. Die Regalanordnung 42 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Hochregal ausgebildet, von dem eine Ebene mit einer Reihe dargestellt ist. Alternativ kann die Regalanordnung aber auch als angebundenes Lager mit Übergabeplatz dargestellt werden.
Die Lagerbedienanlage 42 steht über einen Übergabebereich 44 mit einem FTS-Transportsystem 46 in Wirkverbindung; im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind im Übergabebereich 44 drei FTS-Transportvorrichtungen 48, 50, 52 vorgesehen. In der Fertigungsstation 4 ist der mögliche Eintritt bzw. Austritt der Transportvorrichtungen 48, 50, 52 des FTS-Transportsystems 46 durch gepunktet angedeutete Transportvorrichtungen dargestellt. Mit gestrichelten Linien sind die Verfahrwege des FTS-Transportsystems 46 angedeutet. Die Transportvorrichtungen 48, 50, 52 werden in einer richtigen Position den Fertigungszellen 8, 10 zugeführt und wieder aus diesen Fertigungszellen 8, 10 zur Regalanordnung 40 herausgeführt. Hierbei ist auf der FTS-Transportvorrichtung 48 ein Greiferorgan 14, auf der FTS-Transportvorrichtung 50 ein Aufnahmetisch 12 und auf der FTS-Transportvorrichtung 52 ein Zweifach-Greiferorgan 16 vorgesehen. Der Aufnahmetisch 12 auf der FTS-Transportvorrichtung 50 ist gerade genau positioniert und wird nun im Übergaberereich 44 zum Zeitpunkt einer Aufnahmeanordnung-Übergabe von der Lagerbedienanlage 42 gegriffen und wieder in die Regalanordnung 40 geführt. Aus der Regalanordnung 40 kann dann eine andere Aufnahmeanordnung auf die FTS-Transportvorrichtung 50 platziert werden. Es wird angemerkt, dass jede Transportvorrichtung 48, 50, 52 gesteuert ihren Platz im Übergabebereich 44 findet und dabei automatisiert korrekt positioniert anhält um beladen bzw. entladen zu werden.
Der Raumbereich 38 weist eine Schutzwandanlage 54 auf, die aus Wand- oder auch Zaunelementen aufgebaut sein kann und besitzt einen Übergabeport 55 auf der von der Fertigungsstation 4 abgewandten Seite. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Schutzwandanlage 54 aus zwei in Längsrichtung verlaufenden Zaunelementen 56, 58 und zwei sich hieran anschließenden stirnseitigen Zaunelementen 60, 62 in denen jeweils eine Schutztür 64, 66 vorgesehen ist. Außerdem weist diese den integrierten Übergabeport 55 zur Befüllung/Leerung des Systems auf. Der Übergabeport 55 erweitert die leistbare Typvarianz auf eine unbestimmte Anzahl. Um nun insbesondere den Übergabebereich 44 vor einem unbefugten Zutritt oder vor Kollisionen bzw. einer Beschädigung zu schützen sind Sicherheitsmittel 68 vorgesehen. Dadurch, dass der Übergabebereich 44 direkt an den Raumbereich 38 anschließt, kann ein Teilbereich 70 des Zaunelementes 56 als Wandelement für den Übergabebereich 44 genutzt werden, wobei eine Übergabeöffnung 72, zur Übergabe einer Aufnahmeanordnung 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 vorgesehen ist. Parallel hierzu, in Verfahrrichtung der FTS-Transportvorrichtungen 48, 50, 52, an der von der Lagerbedienanlage 42 abgewandten Seite ist ein weiteres Wandelement 74 mit einer Schutztür 76 vorgesehen. An den Stirnseiten des Teilbereiches 70 und des Wandelementes 74, also an einem Eingang 78 und einem Ausgang 80 des Übergabebereiches 44, sind senkrecht zur Verfahrrichtung wirkende berührungslose Erfassungssysteme 82, 84 in Form eines Lichtgitters oder gescannten Bereiches vorgesehen. Zudem sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel Sicherheitssensoren 86, 88, 90, 92, 94, 96 98, 100 vorgesehen, die steuerungstechnisch mit der Lagerbedienanlage 42 verbunden sind. Die Übergabeöffnung 72 ist zusätzlich noch durch eine Lichtschranke 102 abgesichert.

Claims

Aufnahmeanordnungslager für mindestens eine Fertigungsstation (4) für Werkstücke (6), insbesondere Karosserieteile, mit einem Raumbereich (38), in dem Aufnahmeanordnungen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) gelagert sind, wobei mindestens ein FTS-Transportsystem (46) vorgesehen ist, die die Aufnahmeanordnungen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) aus dem Raumbereich (38) in die Fertigungsstation (4) führt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Raumbereich (38) eine Regalanordnung (40) mit einer Lagerbedienanlage (42) vorgesehen ist, in der die Aufnahmeanordnungen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) gelagert sind, wobei die Lagerbedienanlage (42) mit dem FTS-Transportsystem (46) mittels eines Übergabebereiches (44) in Wirkverbindung steht, wobei in dem Übergabebereich (44) zum Zeitpunkt einer Aufnahmeanordnung-Übergabe mindestens eine FTS-Transportvorrichtung (48, 50, 52) vorgesehen ist und wobei der Übergabebereich (44) über Sicherheitsmittel (68) abgesichert ist, wobei die Sicherheitsmittel (68) für den Übergabebereich (44) aus parallel zur Verfahrrichtung der FTS-Transportvorrichtung (46) im Übergabebereich (44) verlaufenden Wandelementen (70, 74) bestehen, die am Eingang (78) und Ausgang (80) des Übergabebereiches (44) berührungslose Erfassungssysteme (82, 84), wie zum Beispiel Lichtgitter, aufweisen, wobei in dem zur Lagerbedienanlage (42) gerichteten Wandelement (70) eine Übergabeöffnung (72) vorgesehen ist.
Aufnahmeanordnungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Raumbereich (38) in unmittelbarer Nähe zu der Fertigungsstation (4) vorgesehen ist.
Aufnahmeanordnungslager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem von der Lagerbedienanlage (42) abgewandten Wandelement (74) eine Schutztüre (76) und/oder ein Übergabeport (55) vorgesehen ist.
Aufnahmeanordnungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsmittel (68) Sicherheitssensoren (86, 88, 90, 92, 94, 96 98, 100) aufweisen, die steuerungstechnisch mit der Lagerbedienanlage (42) verbunden sind.
Aufnahmeanordnungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabeöffnung (72) durch eine Lichtschranke (102) oder einen gescannten Bereich abgesichert ist.
Aufnahmeanordnungslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Lagerbedienanlage (42) gerichtete Wandelement (70) als Teil einer Schutzwandanlage (54) für den Raumbereich (38) ausgebildet ist.
Aufnahmeanordnungslager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schutzwandanlage (54) mindestens eine Schutztür (64, 66) vorgesehen ist.
Fertigungsstation mit einem Aufnahmeanordnungslager (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Fertigungszellen (8, 10) vorgesehen sind, die genau einem Aufnahmeanordnungslager (2) zugeordnet sind.