DE2601823A1

DE2601823A1 - Verfahren zur steuerung einer taktweisen fliessfertigung

Info

Publication number: DE2601823A1
Application number: DE19762601823
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Gollwar; Oswald Ostrowski; Hanns Dipl Ing Roessler
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1976-01-20
Filing date: 1976-01-20
Publication date: 1977-07-21
Also published as: FR2338769A1; DE2601823C2; FR2338769B1

Description

Drimler-Benz Aktiengesellschaft

Stuttgart-Untertürkheim 2 60 1 8 2 3

Daim Io 882/4 16.1 .76

Verfahren zur Steuerung einer taktweisen Fließfertigung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der taktweisen Fließfertigung einer Vielzahl von lediglich im wesentlichen gleichen, hinsichtlich bestimmter Details voneinander abweichenden Gegenständen, insbesondere von Karosserieeinzelteilen, wobei an den Gegenständen in verschiedenen transportmäßig verketteten Arbeitsetationen die für die Fertigung erforderlichen Bearbeitungsoperationen nacheinander vorgenommen werden und wobei die jeweiligen Arbeitsoperationen einer jeden ein variables Detail betreffenden Arbeitsstation bei jedem Arbeitstakt je nach den für den betreffenden in einer sol*· chen Arbeitsstation gerade befindlichen Gegenstand geforderten Details individuell eingestellt werden.

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Im Automobilbau ist man bestrebt, dem Käufer Sonderwünsche hinsichtlich der Ausstattung des Wagens zu ermöglichen. Sehr viele Sonderwünsche müssen bereits beim Karosserierohbau berücksichtigt werden, weil irgendwelche Durchbrüche, Anschweißteile, Anechrauböffnungen od. dgl. angebracht werden müssen. Betroffen sind in dieser Hinsicht vor allem die Stirnwand zwischen Fahrgastraum und Motorraum und der Karosserieboden. Bei der Stirnwand beispielsweise muß bei der Herstellung dieses Karosserieeinzelteils bereits berücksichtigt werden, ob der entsprechende Wagen in Rechtslenkerbauart oder Linkslenkerbauart ausgebildet wird, ob Mittelschaltung oder Lenkradschaltung, ob automatisches oder mechanisches Getriebe gewünscht wird, ob automatische Fensterheber und/oder eine Klimaanlage eingebaut werden sollen oder nicht. Beim Rohbau der Karosserie insgesamt müssen je nach Umfang des Sonderwunschprogrammes mindestens dreißig Sonderwünsche berücksichtigt werden. Die Änderungen bzw. Vorkehrungen, die für derartige Sonderwünsche erforderlich sind, mögen teilweise zwar nur klein sein, sie müssen

aber trotzdem beim Rohbau ausgeführt werden, weil ein nachträgliches Anbringen dieser Abänderungen wenn nicht unmöglich, so doch nur mit unvertretbar hohem Kostenaufwand möglich ist. Ein Fehler bei der Fertigung von Sonderwunsch-Details erfordert meist ein Herausnehmen des Wagens aus der Fließfertigung und ein gesondertes Einbauen des Sonderwunscheβ. Eine falsche Paarung von Sonderwünschen kann den betreffenden Wagen insbesondere bei ausgefallenen teuren Sonderwünschen nur mit Preisnachlässen noc^h verkäuflich machen. Irrtümlische Sonderwunsch-Details müssen in kostspieliger Handarbeit beseitigt werden.

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Aus diesem Grund müssen die Sonderwunsch-Details sehr gewissenhaft bei der Rohbaufertigung ausgeführt werden. Dies war bisher nur durch eine manuelle und visuelle Übertragung der Produktionsdaten aus einer Produktionsliste in die entsprechenden Maschinen, in denen die Sonderwunsch-Details an den Karosserieteilen angebracht wurden, möglich. Hier gab es zwei grundsätzliche Fehlerquellen, nämlich einmal konnten beim Entnehmen der Sonderwünsche aus der Produktionsliste und zum anderen konnten beim Eingeben der Sonderwünsche in die Maschine sich Fehler einschleichen. Die Arbeit des visuellen und manuellen Lbertragens der Sonderwünsche erforderte bei aller Monotonie eine starke Konzentration. Die entsprechenden Personen mußten nach etwa zwei Stunden abgewechselt und anderweitig beschäftigt werden. Erschwerend kommt hinzu, daß die Einzelteile nach Betriebsunterbrechungen, Störungen u. dgl., d. h. nach einer Störung der menschlichen gedanklichen Zuordnung der Teile zu einer bestimmten Produktionsziffer schwer wieder zu erkennten und aufgrund ihrer besonderen körperlichen Merkmale der richtigen ursprünglich zugehörigen Produktionsziffer zuzuordnen sind. Es müssen alle möglichen Sonderwunsch-Details auf Vorhandensein abgesucht und mit den Sonderwünschen der Produktionsliste verglichen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verfahrensweise anzugeben, aufgrund der die menschliche Konzentration und geistige Ausdauer ausgeschaltet wird und bei dem das Gedächtnisverhalten in der Fertigung auch nach Störungen und Werkstückvertauschungen noch erhalten bleibt bzw. irrelevant ist.

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Zur Lösung wird - ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art - erfindungsgemäß in der Weise verfahren, daß spätestens vor dem Einlaufen der Gegenstände in die erste ein variables Detail betreffende Arbeitsstation eine deren jeweilige Details in kodierter Form enthaltende maschinenlesbrre mit dem zugehörigen Gegenstand durch die Arbeitsstationen hindurchlaufende individuelle Information an den Gegenständen selber angebracht wird und daß an jeder entsprechenden ein variables Detail betreffenden Arbeitsstation jeweils die individuelle Information maschinell abgetastet und aufgrund der Information die jeweilige Arbeitsstation selbsttätig entsprechend eingestellt wird. Zweckmäßigerweise wird die individuelle Information in binärkodierter Form mit flächig oder in einer Reihe angeordneter Dits, die als Loch- oder Schlitzmuster ausgebildet sind, angebracht.

Dei dieser Verfahrensweise steuern die einzelnen Gegenstände sich selber. Eine manuelle und visuelle Übertragung von Sonderwünschen auf die Gegenstände ist entbehrlich. Bei Unterbrechung und Störung oder unkontrollierten Werkstuckvertauschungen bleibt das gewünschte .Fertigungsverhalten und die jeweils einem Werkstück zugeordnete Fertigungsinformation voll erhalten. Der Mensch als Fehlerquelle ist ausgeschaltet und es können verantwortungsbewußte und gewissenhafte Arbeitskräfte eingespart werden. Das Bit-Muster ermöglicht dem Eingeweihten bei etwas Routine auch eine rasche visuelle Überprüfung eines Werkstückes zumindest dann, wenn gewisse Erkennungshilfemittel verwendet werden, was leicht möglich ist.

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Systemkonform wird vorteilhafterweiee die individuelle Information wenigstens mittelbar maschinell von einem zentralen Datenträger abgeleitet. Dies ist beim heutigen Entwicklungsstand der Datentechnik ohne weiteres möglich.

Zur besseren Koordinierung von mehreren verschiedenen zusammengehörigen eine Fertigungseinheit, z. B. eine Fahrzeugkarosserie ausmachenden Gegenständen ist es zweckmäßig, wenn die individuelle Information von einem zu jeder Fertigungeeinheit, von der jedes der zu fertigenden Gegenstände jeweils ein Einzelteil darstellt, gehörigen maschinenlesbar erstellten Typenschild abgeleitet wird. Die Information auf den Typenschildern kann ihrerseits von einem zentralen Datenträger z. D. einem Lochstreifen abgeleitet sein. Die Kodierung der Einzelteile von jeweils einem den Fertigungseinheiten zugeordneten Typenschild stellt sicher, daß die verschiedenen Einzelteile in der richtigen Reihenfolge und mit der entsprechenden Vorhaltzeit gefertigt werden. Das Typenschild ist an einem Einzelteil angebracht, welches als erstes in die entstehende Fertigungseinheit eingebracht wird (Leiteinzelteil). Das Typenschild enthält Informationen über die Detailausführungen aller variablen Einzelteile der Fertigungseinheit. Diese Art der Fertigungssteuerung bietet darüber hinaus die Möglichkeit, die Zusammengehörigkeit von den verschiedenen Einzel· teilen vor ihrem Zusammenbau maschinell zu kontrollieren.

Die werkstückgebundene maschinenlesbare Information ist also weit über den Rahmen der Fertigung des betreffenden Einzelteile hinaus verwertbar. Sie ermöglicht, die Sonderwünache wesentlich sicherer zu fertigen und.die Einzelteile zu koordi-

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nieren und das Sonderwunschprogramm ohne Einbußen an Fertigungssicherheit und Fertigungskosten zu erweitern.

Bei Fahrzeugkarosserien bieten die werkstückgebundenen Informationen eine gute Kontrollmöglichkeit bei Typenschildvertauschungen. Bei Zollschmuggel und Diebstahl wird vielfach das angenietete Typenschild eines Pkw¹s ausgetauscht, um so eine andere Identität des Fahrzeuges vorzutäuschen. Sind in dem Typenschild auch die Sonderwünsche des betreffenden Wagens in kodierter Form enthalten und finden sich diese Informationen an vielen unbekannten, schwer zugänglichen und überlackierten Stellen der Karosserie verstreut wieder, so ist eine betrügerische Unregelmäßigkeit der angesprochenen Art auch bei Fahrzeugumbau leicht nachweisbar.

Bei Karoseerieeinzelteilen können die Bits in Reihe an einem Anschweißflansch des Karosserieeinzelteiles angebracht werden. Diese Flansche werden beim Zusammenbau zu einer Karosserie durch eine Fläche am Gegenbauteil abgedeckt, so daß Löcher oder Schlitze darin unschädlich sind. Im übrigen sind die am Bauteilrand befindlichen Anschweißflansche bei den Einzelteilen leicht zugänglich.

Die Loch-Bits an den Metallteilen lassen sich am betriebssichersten und berührungsfrei mit fluidischen Lesern abtasten. Diese arbeiten auch in schmutziger Umgebung betriebssicher. Die im Anschweißflansch angebrachten Loch-Bits lassen sich zweckmäßigerweise durch eine enge Reihe von seitlich über den Anschweißflansch hinweggreifenden an sich bekannten Gabelluftachranken abtasten. Gabelluftschranken lassen sich ohne

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gegenseitige Beeinflussung in engem gegenseitigem Abstand zu
einem Leserblock vereinigen. —

Bei der Fertigung so teurer Einheiten wie Automobile ist es
besonders wichtig, daß Ausschuß vermieden wird, d. h. die Sicherheit der Fertigungssteuerung besonders hoch sein muß. Ein Fehler in einer automatischen Ablesung bzw. in der entsprechenden Einrichtung muß so früh wie möglich erkannt werden.
Deswegen ist es vorteilhaft, wenn die Leseeinrichtungen der
Arbeitsstationen regelmäßig, vorzugsweise nach jedem Arbeitstakt selbsttätig auf Funktion kontrolliert werden· Diese Kontrolle kann dadurch geschehen, daß die Zuluft für alle Leseeinrichtungen während des Taktweehsels vorübergehend abgeschaltet und danach wieder eingeschaltet wird und daß während dieser Zeit das Ausgangssignal für jeden Bit einer jeden Leseeinrichtung selbsttätig beobachtet und bei Stehenbleiben
- beim Zuluftabschalten - oder bei Ausbleiben - beim Zulufteinschalten - eines Ausgangssignales Alarm gegeben wird. Eine andere ähnliche Möglichkeit, die Leseeinrichtungen regelmäßig auf Funktion zu kontrollieren, besteht darin, die ganze Leseeinrichtung einer Arbeitsstation während des Taktwechsels mit einer geschlossenen Fläche vorübergehend abzudecken und wieder freizulegen und während dieser Zeit das Ausgangssignal für jeden Bit der Leseeinrichtung selbsttätig zu beobachten und bei Stehenbleiben - beim Abdecken - oder beim Ausbleiben - beim
Freilegen - eines Ausgangssignales Alarm zu geben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Beispieles noch
kurz erläutert; von den Figuren zeigen:

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Fig. 1 einen Ausschnitt eines Karosseriebiu-

teiles mit einer in einem Anschweißflansch angebrachten Bit-Reihe in Form eines Lochmusters und

Fig. 2 und 3 das Vvirkprinzip der Gabelluftschranke.

Die sogenannte Stirnwand einer Pkw-Korosserie, die den Fahrgastraum gegenüber dem Motorraum begrenzt, ist ein Karosseriebauteil, welches sehr viele Details enthält, die gemäß Sonderwünschen angebracht oder nicht angebracht werden müssen. Hier seien an relevanten Sonderwiinschen bzw. Sonderausführungen beispielsweise erwähnt:

Linkslenkerausführvmg - Rechtslenkerausführung Lenkradschaltung - Wittelschaltung mechanisches - automatisches Getriebe Klimaanlage ja - nein automatische Fensterhebeanlage ja - nein

Diese Aufzählung ist unvollständig. Weil durch die Stirnwand sehr viele Dedienungs- und Versorgungselemente hindurchgeführt sind und weil die Stirnwand bedienungsseitig wie motorraumseitig als Halte- und Befestigungewand für alle möglichen Elemente dient, wirken sich sehr viele Sonderwünsche in irgendeiner Weise auf die Stirnwand aus.

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Die für Linkslenkerausführung bestimmten Stirnwände werden zunächst alle untereinander gleich bis zu einem bestimmten Zustand durch Pressen und Tiefziehen hergestellt; desgleichen die für Rechtslenkerausführung bestimmten Stirnwände (Stirnwand-Rohlinge). Nun werden die Stirnwand-Rohlinge in eine mehrere Stationen umfassende Sonderstraße eingelegt. In der ersten Station dieser Straße wird bei jedem Stirnwand-Rohling an einem Schweißflansch ein individuelles Lochmuster eingestanzt. Jeder Bit dieser Lochreihe bedeutet einen Sonderwunsch. Ist ein Bit ein Loch, so wird der betreffende Sonderwunsch gefertigt; ist er kein Loch, wird er nicht gefertigt. Dieses Lochmuster ist von einem maschinenlesbaren Typenschild abgeleitet; das Typenschild gehört zu der Karosserie bzw. zu dem Personenkraftwagen, zu der die Stirnwand auch einmal gehören soll. Ebenso geschieht es mit anderen variablen Karosserieeinzelteilen. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die verschiedenen Einzelteile der Karosserien in einer passenden Reihenfolge gefertigt und koordiniert werden, d. h., daß die zusammengehörigen Sonderwünsche auch wirklich in einer bestimmten Karosserie zusammenlaufen.

In der Sonderstraße ist in jeder Arbeitsstation ein Leser für die Bit-Reihe angeordnet. Die Werkzeuge einer jeden Arbeitsstation können - mittelbar gesteuert durch den Stationenleser - bei jedem Takt in Funktionsstellung bzw. -bereitschaft oder in einen wirkungslosen Zustand gebracht werden, je nachdem, ob der Leser an der dem zu fertigenden Sonderwunsch entsprechenden Stelle der Bit-Reihe ein Loch oder eine geschlossene Fläche abtastet.

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In der Sonderstraße können neben den Sonderwünschen auch Standardmerkmale der Stirnwand gefertigt werden, die also in jeder Stirnwand ohne Alternative eindeutig angebracht werden müssen. Die Anzahl der erforderlichen Stationen ergibt sich aus der gewünschten Taktzeit und aus der gemeinsamen Unterbringungs- und Einsatzmoglxchkext von Werkzeugen in einer einzigen Arbeitsstation.

Die Arbeitsgänge der Sonderstraße für die Stirnwand bestehen in dem individuellen Ausstanzen von Löchern und Durchbrüchen oder in dem Anschweißen durch Punktschwexßungen von Haltekonsolen, Befestigungslaschen od. dgl.. In jedem Fall läuft die jeweils zu einem Werkstück gehörige Information zur Steuerung der Arbeitsstationen mit dem zu fertigenden Werkstück durch die Sonderstraße mit hindurch. Das Werkstück steuert seine bereicheweise individuelle Fertigung selber.

Die Fig. 1 zeigt ausschnittsweise einen Schweißflansch 1 eines Blechbauteiles 2, welcher auf einer ausgesuchten Strecke 3 mit einer Bit-Reihe von vierzehn Bits 4 versehen ist, wovon beim dargestellten Beispiel sieben Bits als Löcher 4a und sflien als geschlossene Fläche 4b angebracht sind. Die Bit-Reihe ist mit einem Blockleser 5 abtastbar, der aus einer Reihe von Gabelluftschranken 6 gemäß den Fig. 2 und 3 aufgebaut ist. Jede Gabelluftschranke ist mit einem Zuluftanschluß 7 und einer Zuluftdüse 8 und - über eine Spaltöffnung 9 hinweg ■«- mit einem gleichachsig dazu angeordneten Meßöffnung Io versehen, die mit einem Meßanschluß 11 verbunden ist. Die Bit-Reihe wird zum Le-

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sen in die Spaltöffnung 9 gehalten, derart, daß je ein Bit mit einer Zuluft- und mit einer Meßöffnung gleichachsig liegt. Bei geschlossenem Bit prallt der Zuluftstrahl an der Fläche ab und im Meßanschluß steht kein Druck an (Fig. 2). Bei Lochung des Bits verläuft der Zuluftstrahl geradlinig durch das Loch 4a hindurch in die Meßöffnung; ani Meßnnschluß steht ein Druck an (Fig. 3). Das an den Blocklesern gewonnene pneumatische Signal wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, verstärkt und mit diesem verstärkten Signal werden die Werkzeuge der betreffenden Arbeitsstation gesteuert.

Zur Funktionskontrolle der Leser kann zwischen den Takten ein geschlossenes Blech in die Spaltöffnung 9 geschoben oder geschwenkt werden. Beim Einschwenken müssen alle Meßsignale verschwinden; beim Ilerausschwenken müssen sie alle wiederkehren. Bleibt ein Meßsignal stehen oder bleibt eines aus, so bedeutet dies einen Fehler im Leser, der sofort behoben werden muß.

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Claims

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Patentansprüche

l.jVeriahren zur Steuerung der taktweisen Fließfertigung einer Vielzahl von lediglich im wesentlichen gleichen hinsichtlich bestimmter Details voneinander abweichenden Gegenständen, insbesondere von Karosserieeinzelteilen, wobei an den Gegenständen in verschiedenen transportmäßig verketteten Arbeitsstationen die für die Fertigung erforderlichen Bearbeitungsoperationen nacheinander vorgenommen werden und wobei die jeweiligen Arbeitsoperationen einer jeden ein variables Detail betreffenden Arbeitsstation bei jedem Arbeitstakt je nach den für den betreffenden in einer solchen Arbeitsstation gerade befindlichen Gegenstand geforderten Details individuell eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet , daß spätestens vor dem Einlaufen der Gegenstände in die erste ein variables Detail betreffenden Arbeitsstation eine deren jeweilige Details in kodierter Form enthaltende maschinenlesbare mit dem zugehörigen Gegenstand durch die Arbdtsstationen hindurchlaufende individuelle Information an den Gegenständen selber angebracht wird und daß an jeder entsprechenden ein variables Detail betreffenden Arbeitsetation jeweils die individuelle Information maschinell abgetastet und aufgrund der Information die jeweilige Arbeitestation selbsttätig entsprechend eingestellt wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die individuelle Information in binärkodierter Form mit flächig oder in einer Reihe Angeordneten Dits, die als Loch- oder Schlitzmuster ausgebildet sind, angebracht wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch !gekennzeichnet , daß die individuelle Informell tion wenigstens mittelbar maschinell von einem zentralen

Datenträger abgeleitet wird.

¹I. Verfahren nach Anspruch 3 t d η d ur ch gekennzeichnet , daß die individuelle Information von einem zu jeder Fertigungsexnheit, von der jedes der zu fertigenden Gegenstände jeweils ein Einzelteil darstellt, gehörigen maschinenlesbar erstellten Typenschild abgeleitet wird. ,

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis k für Karosserieeinzelteile, dadurch gekennzeichnet, daß die Bits in Reihe an einem Anschweißflansch (ι) des Karosserieeinzelteiles (2) angebracht werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5 ι dadurch gekennzeichnet , daß für das Abtasten der individuellen Information fluidische Leser verwendet werden.

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BAD

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7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet , daß als Leser eine enge Reihe von seitlich über den Anschweißflansch hinweggreifenden nn eich bekannten Gabelluftschranken (6) verwendet wird .

8. Verfahren nach wenigstens einem vorhergehenden Anspruch, dadurch geken-n zeichnet, daß die Leseeinrichtungen der Arbeitsstationen regelmäßig, vorzugsweise nach jedem Arbeitstakt selbsttätig auf Funktion kontrolliert werden.

9. Verfahren nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Zuluft fi£r alle Leseeinrichtungen während des Taktwechsels vorübergehend abgeschaltet und danach wieder eingeschaltet wird und daß während dieser Zeit dos Ausgongesignal für jeden Hit der Leseeinrichtung selbsttätig beobachtet und bei Stehenbleiben - beim Zuluftabschalten - oder bei Ausbleiben - beim Zulufteinachalten - eines Ausgangssignales Alarm gegeben wird.

Io. Verfahren nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet', daß die Leseeinrichtung einer Arbeitsetation während des Taktwechsels mit einer geschlossenen Fläche vorübergehend abgedeckt und wieder freigelegt wird und daß während dieser Zeit das Ausgangssignnl für jeden Bit der Leseeinrichtung eelbettä-

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tig beobachtet und bei Stehenbleiben - beim Abdecken oder beim Ausbleiben - beim Freilegen - eine*s Ausgangssignales Alarm gegeben wird.

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