DE102006016562A1

DE102006016562A1 - Regal

Info

Publication number: DE102006016562A1
Application number: DE200610016562
Authority: DE
Inventors: Robert Lehner
Original assignee: Symax Systemtechnik Sondermaschinenbau GmbH
Current assignee: Symax Systemtechnik Sondermaschinenbau GmbH
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2007-10-11

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Regal zur Bereitstellung von Komponenten für eine Verwendung in einer vorgegebenen zeitlichen Abfolge, mit mehreren Regalfächern, denen jeweils wenigstens eine optische Anzeigevorrichtung zur Anzeige des jeweiligen, entsprechend der zeitlichen Abfolge zu bedienenden Regalfaches zugeordnet ist, sowie mit wenigstens einer Sensoreinrichtung zur Überwachung der Bedienung der Regalfächer.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Regal gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Regalanordnung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 8.
Insbesondere bei der Montage von komplexeren Produkten oder Baugruppen bzw. Baueinheiten, beispielsweise an Montagebändern für die Fahrzeugproduktion, sind sogenannte „Poka-Yoke-Regale" bekannt, die vielfach auch als Pick-By-Light-Regale bezeichnet werden und in mehreren Regalfachreihen mehrere Regalfächer aufweisen. In diesen werden die bei der Montage benötigten unterschiedlichen Komponenten bereitgestellt, und zwar für eine Entnahme und Montage in einer vorgegebenen zeitlichen Abfolge. Das in dieser Abfolge jeweils zu bedienende Regalfach und damit die dort bereitstehende, zu entnehmende Komponente werden durch Aktivieren einer optischen Anzeige in Form einer Regalfachleuchte angezeigt. Die Ansteuerung der Regalfachleuchten erfolgt durch eine elektronische Steuereinrichtung (z.B. Rechner), und zwar unter Berücksichtigung von Sensoren, mit denen die einzelnen Regalfächer bzw. deren Bedienung überwacht wird, sodass die Regalfachleuchte jedes Regalfaches erst dann aktiviert wird, wenn das in der zeitlichen Abfolge vorausgehende Regalfach bedient wurde.
Bei bekannten Regalen sind die die Bedienung der Regalfächer überwachenden Sensoren jeweils von Lichtschranken gebildet, d. h. jedem Regalfach ist eine Lichtschranke zugeordnet, was insbesondere bei einer Vielzahl von Regalfächern einen erheblichen konstruktiven Aufwand bedeutet. Bekannt ist weiterhin auch, die Bedienung der einzelnen Regalfächer durch einen Laserstrahlscanner mit rotierenden Spiegeln abzutasten. Auch diese Ausbildung bedeutet einen erheblichen konstruktiven Aufwand. Weiterhin ist diese Überwachung der Regelfächer störanfällig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Poka-Yoke-Regal oder von der Funktion her ähnliches Regal zu schaffen, welches sich durch eine vereinfachte Ausbildung der Überwachung der Regalfächer auszeichnet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Regal entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Regalanordnung ist Gegenstand des Patentanspruchs 8.
Bei der Erfindung sind die die Regalfächer überwachenden Sensoren elektrische Entfernungsmesser, insbesondere optoelektrische Entfernungsmesser. Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht mit einer geringen Anzahl von Sensoren die Überwachung einer großen Anzahl von Regalfächern, ohne dass bewegliche und damit störanfällige Elemente erforderlich sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 in vereinfachter Darstellung ein Regal, deren Regalfächer in einer vorgegebenen, jeweils angezeigten Abfolge bedient werden, und zwar durch Entnahme der dort bereit gestellten Komponenten;
2 in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine Regalanordnung bestehend aus zwei in einem Winkel zueinander aufgestellten Regalen gemäß 1.
In den Figuren ist 1 ein sogenanntes Poka-Yoke-Regal oder Pick-By-Light-Regal mit einer Vielzahl von Regalfächern 2, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform mit insgesamt fünfzehn Regalfächern 2 auf, die in drei horizontalen Reihen R1, R2, R3 übereinander angeordnet sind. Die Regalfächer 2 dienen zur Aufnahme unterschiedlicher Komponenten 3, beispielsweise zur Aufnahme von Bauteilen oder Baugruppen für Fahrzeuge, die (Komponenten) in einer vorgegebenen Reihenfolge den einzelnen Regalfächern 2 manuell entnommen und montiert werden. Jedem Regalfach 2 ist eine optische Anzeige in Form wenigstens einer Regalfachlampe 4 zugeordnet, mit der gesteuert durch eine Steuereinrichtung 5 die jeweilige während des Montageprozesses zu entnehmende Komponente bzw. das diese Komponente bereit haltende Regalfach 2 angezeigt wird.
Zur Überwachung der einzelnen Regalfächer 2 und der Entnahme der Komponenten 3 aus diesen Regalfächern durch die die Montage durchführende Person (Werker) dienenden Sensoren 6, von denen bei der in der 1 dargestellten Ausführungsform jeweils ein Sensor 6 jeder Reihe R1–R3 zugeordnet ist und die an einer vertikalen Seite 1.1 des Regals 1 vorgesehen sind. Die Sensoren 6 sind elektrische Entfernungsmesser, vorzugsweise optoelektrische Entfernungsmesser, bevorzugt mit Infrarot-Licht arbeitende Entfernungsmesser, die mit ihrer Wirkrichtung bzw. mit ihrem Messstrahl 6.1 in einer vertikalen Ebene unmittelbar vor der offenen Entnahmeseite der Regalfächer 2 und in Achsrichtung der Reihen R1–R3 orientiert sind. Beim Entnehmen einer Komponente 3 aus einem der Regalfächer 2 wird von dem zugeordneten Sensor 6 die Entfernung ermittelt, die die beim Entnehmen in das Regalfach 2 greifenden Hand des Werkers von dem Sensor 6 aufweist. Ein dieser Entfernung entsprechendes Sensorsignal gelangt an die Steuereinrichtung 5, in der dann aus dem Sensorsignal bzw. aus dem gemessenen Abstand das Regalfach ermittelt wird, aus dem die Komponente 3 entnommen wurde.
Durch die Steuereinrichtung 5 bzw. ein entsprechendes Programm wird dann u. a. überprüft, ob die erfolgte Entnahme tatsächlich der für die Montage vorgesehenen bzw. erforderlichen Abfolge entspricht. Falls dies zutrifft, wird das in dieser Abfolge nächste Regalfach 2 durch Aktivierung der Regalfachlampe 4 zur Entnahme der dort bereitstehenden Komponente 3 angezeigt bzw. freigegeben.
Vor der ersten Verwendung des Regal 1 werden in einem Lernmodus die den einzelnen Regalfächern 2 zugeordneten Entfernungen in den Speicher 7 der Steuerung 5 eingelesen, und zwar bevorzugt für jedes Regalfach jeweils die Entfernung der linken und der rechten vertikalen Regalfachbegrenzung von dem der betreffenden Reihe R1–R3 zugeordneten Sensor 6. Dieses Einlesen der Entfernungen kann in besonders einfacher Weise dadurch erfolgen, dass eine mit dieser Konfiguration der Steuerung 5 befasste Person für das Einlesen mit der Hand in jedes Regalfach 2 einmal an der linken vertikalen Begrenzung und einmal an der rechten vertikalen Begrenzung hineingreift.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass jedes Regalfach 2 zur Aufnahme einer Komponente 3 dient. Selbstverständlich können bei entsprechenden Montageabläufen auch in einem oder aber in mehreren Regalfächern 2 jeweils zwei oder mehr als zwei Komponenten bereitgestellt werden, die dann innerhalb des Montagevorgangs z. B. in einem Arbeitsgang oder aber in mehreren eng miteinander verbundenen Arbeitsgängen montiert werden.
Weiterhin wurde vorstehend davon ausgegangen, dass das Regal 1 drei Reihen R1–R3 mit jeweils fünf Regalfächern 2 aufweist. Selbstverständlich kann die Anzahl der Reichen und/oder der Regalfächer 2 je Reihe hiervon abweichen.
Weiterhin wurde vorstehend davon ausgegangen, dass jeder Reihe R1–R3 jeweils ein Sensor 6 zugeordnet ist. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, auch mehrere Sensoren 6 für jede Reihe vorzusehen, und zwar jeweils quer zu der betreffenden Reihe, d.h. bei horizontalen Reihen vertikal gegeneinander versetzt.
Weiterhin wurde vorstehend davon ausgegangen, dass die von den Sensoren 6 überwachten Reihen R1–R3 in vertikaler Richtung orientiert sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Sensoren so anzuordnen, dass in vertikaler Richtung angeordnete Reihen überwacht werden, wobei die Sensoren dann beispielsweise an der Oberseite 1.2 des Regals 1 angebracht sind.
Bei einer falschen Entnahme veranlasst die Steuereinrichtung 5 ein optisches und/oder akustisches Signal, beispielsweise in der Form, dass die Anzeige 4, die dem Regalfach der falschen Entnahme entspricht, blinkt und/oder ein Hupton erzeugt wird und/oder eine am Regal 1 vorgesehene Kontrollleuchte aktiviert wird.
Die zeitliche Abfolge der zu bedienenden Regalfächer 2 und damit der zu entnehmenden und zu montierenden Komponenten 3 ist für das jeweilige Produkt ebenfalls im Speicher 7 der Steuerung 5 abgelegt. Ist das Regal 1 an einer Montagelinie vorgesehen, so erfolgt die Anzeige der jeweils zu bedienenden Regalfächer 2 durch die Regalfachlampen 4 im Takt der Arbeits- oder Montagelinie.
Die 2 zeigt in Draufsicht eine Regalanordnung 8 mit zwei Regalen 9, die jeweils entsprechend dem Regal 1 eine Vielzahl von Regalfächern 2 in mehreren horizontalen Reihen übereinander aufweisen. Jedem Regalfach 2 wiederum wenigstens eine optische Anzeigevorrichtung, beispielsweise in Form einer Regalfachlampe 4 zugeordnet ist. Die Regale 9 sind bei dieser Ausführungsform fahrbar ausgebildet, wie dies mit den Doppelpfeilen angedeutet ist, und können daher jeweils aus der in der 2 dargestellten Arbeits- oder Entnahmeposition an eine Position bewegt werden, an der das jeweilige Regal 9 bzw. dessen Regalfächer 2 mit den Komponenten 3 bestückt wird. Hierdurch ist es möglich, ein leeres Regal 9 durch ein mit den Komponenten 3 bestücktes Regal 9 zu ersetzen, so dass der Montageprozess kaum unterbrochen wird. Bei dieser Ausführungsform sind die Regalfachlampen 4 nicht am jeweiligen Regal 9, sondern an einem Traggestell oder -rahmen 10 bzw. 10a vorgesehen, der an der Arbeits- bzw. Montageposition ortsfest angeordnet ist und an den das jeweilige in der Montageposition befindliche Regal 9 heranbewegt ist. Jeder Tragrahmen 10 bzw. 10a ist mit einer Vielzahl von rahmenartigen Öffnungen oder Durchgrifföffnungen 11 versehen, die jeweils mit einem Regalfach 2 des in der Montageposition befindlichen Regals 9 deckungsgleich angeordnet sind, sodass die Regalfächer 2 unter durch Greifen jeweils einer zugehörigen Öffnung 11 bedient werden können. An der vertikalen Seite 10.1 des Tragrahmens sind die Sensoren 6 zur Überwachung der Öffnungen 11 und damit der Regalfächer 2 vorgesehen.
Bei der in der 2 dargestellten Ausführungsform werden mit den Sensoren 6 sowohl die Öffnungen 11 an diesem Tragrahmen 10 als auch die Öffnungen 11 am Tragrahmen 10a überwacht, und zwar unter Verwendung von Umlenkspiegeln 12 für die messenden Lichtstrahlen bzw. Messstrahlen 6.1 der Sensoren 6.
An den im Winkel zueinander angeordneten Tragrahmen 10 bzw. 10a sind jeweils Mittel vorgesehen, mit denen eine lagegenaue Ankopplung bzw. Positionierung der fahrbaren Regale 9 möglich ist.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne das dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.

1: Poka-Yoke-Regal
1.1: Regalseite
1.2: Regaloberseite
2: Regalfach
3: Bauteil oder Komponente
4: optische Anzeige oder Regalfachleuchte
5: Steuerung
6: Sensor bzw. optoelektrischer Entfernungsmesser
6.1: Messstrahl
7: Speicher
8: Regalanordnung
9: fahrbares Regal
10, 10a: Tragrahmen für Regalfachleuchten
10.1: Tragrahmenseite
11: Öffnung
12: Umlenkspiegel

Claims

Regal zur Bereitstellung von Komponenten (3) für ihre Verwendung in einer vorgegebenen zeitlichen Abfolge, mit mehreren Regalfächern (2), denen jeweils wenigstens eine optische Anzeigevorrichtung, beispielsweise eine Regalfachleuchte (4), zur Anzeige des jeweiligen entsprechend der zeitlichen Abfolge zu bedienenden Regalfaches (2) zugeordnet ist, sowie mit wenigstens einer Sensoreinrichtung (6) zur Überwachung der Bedienung der Regalfächer (2), dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (6) ein elektrischer Entfernungsmesser ist, dessen Wirkrichtung (6.1) in einer Achsrichtung orientiert ist, in der wenigstens zwei Regalfächer gegen einander versetzt vorgesehen sind, und der ein das jeweils bediente Regalfach (2) identifizierendes Entfernungssignal liefert.
Regal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regalfächer (2) in wenigstens einer Regalfachreihe (R1–R3) aufeinander folgend vorgesehen sind, und dass die Wirkrichtung (6.1) des wenigstens einen Sensors (6) in der Achse der wenigstens einen Regalfachreihe (R1–R3) orientiert ist.
Regal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regalfächer (2) in wenigstens einer Regalfachreihe (R1–R3) aufeinander folgend vorgesehen sind und der wenigstens eine, der Regalfachreihe (R1–R3) zugeordnete Sensor (6) an einem Ende der Regalfachreihe angeordnet ist.
Regal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor 86) ein optoelektrischer Entfernungsmesser, vorzugsweise ein Infrarot-Entfernungsmesser ist.
Regal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere, vorzugsweise in horizontaler Richtung orientierte Regalfachreihen (R1–R3), wobei jeder Regalfachreihe (R1–R3) wenigstens ein Sensor (6) zugeordnet ist.
Regal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Regalfächern (2) zugeordneten Anzeigeelemente (4) und/oder der wenigstens eine Sensor (6) an einem Tragrahmen (10, 10a) vorgesehen sind, und dass das Regal (9) beweglich bzw. verfahrbar ausgebildet ist.
Regal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit dem wenigstens einen Sensor (6) verbundene elektronische Steuerung (5) zur Auswertung der von dem wenigstens einen Sensor (6) gelieferten Signale und zur Ansteuerung der optischen Regalfachanzeigen (4).
Regalanordnung mit wenigstens zwei Regalen (1, 9), die jeweils wenigstens eine Regalfachreihe (R1–R3) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Regalfachreihe der wenigstens zwei Regale (9) wenigstens ein gemeinsamer Sensor (6) zugeordnet ist.
Regalanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens zwei im Winkel zueinander angeordneten Regalen (9) zwischen diesen ein Umlenkspiegel (12) zum Umlenken des Messstrahles (6.1) des wenigstens einen Sensors (6) vorgesehen ist.