DE102010006653A1

DE102010006653A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Wechseln der Materialwagen eines insbesondere fahrerlosen Transportsystems

Info

Publication number: DE102010006653A1
Application number: DE201010006653
Authority: DE
Inventors: Ingo 85057 Stein
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2030-02-04
Also published as: DE102010006653B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wechseln der Materialwagen eines insbesondere fahrerlosen Transportsystems in einer Fertigungseinrichtung, bei dem ein Schleppfahrzeug, vorzugsweise ein spurgeführtes und/oder elektrisch angetriebenes Schleppfahrzeug, unter einen beladenen Materialwagen fährt und über eine Kupplungseinrichtung an diesen andockt, den Materialwagen zu einem definierten Montageort befördert, an dem ein entleerter Materialwagen parkt, wobei der beladene Materialwagen zunächst den entleerten Materialwagen kontaktiert und soweit verschiebt, dass er im Wesentlichen dessen Position am definierten Montageort einnimmt, wobei dann das Schleppfahrzeug von dem beladenen Materialwagen entkuppelt wird, zur Position des entleerten Materialwagens fährt und an diesen zu dessen weiterer Beförderung andockt. Erfindungsgemäß ist an den Materialwagen (12) wenigstens ein Haltemittel (36, 38, 40) vorgesehen, das beim Kontakt der beiden Materialwagen (12) diese aneinander hält und dass das wenigstens eine Haltemittel (36, 38, 40) beim Andocken des Schleppfahrzeuges (10) an dem entleerten Materialwagen (12) wieder gelöst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wechseln der Materialwagen eines insbesondere fahrerlosen Transportsystems einer Fertigungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Solche Transportsysteme werden zum Beispiel bei der Serienfertigung von Kraftfahrzeugen verwendet. Dabei werden die Materialwagen an einem geeigneten Ort kommisioniert bzw. mit zu verbauenden Teilen beladen. Dann dockt ein fahrerloses Schleppfahrzeug von unten an, indem es unter den Materialwagen fährt und über eine Kupplungseinrichtung mit diesem verbunden wird. Über im Boden befindliche Leiteinrichtungen fährt das Schleppfahrzeug fahrerlos zu einem definierten Montageort, an dem ein zwischenzeitlich entleerter Materialwagen geparkt ist. Der Ablauf ist dann so, dass der beladene Materialwagen auf den entleerten Materialwagen quasi auffährt und diesen verschiebt, bis der beladene Materialwagen den definierten Montageort erreicht hat. Dann wird über die Leiteinrichtung der Transportwagen entkuppelt, fährt unter den entleerten Transportwagen, kuppelt diesen an und fährt über eine Schleife wieder zum Kommisionierungsort.
Bei dem beschriebenen Wechsel der Materialwagen hat sich das wieder Andocken des entleerten Materialwagens gelegentlich als problematisch erwiesen, weil dessen Position beim Wiedereinkuppeln nicht genau zur Position des Schleppfahrzeuges übereinstimmte.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zum unproblematischen Wechseln der Materialwagen am Montageort vorzuschlagen. Ferner soll eine einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
Die Lösung der verfahrensgemäßen Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sowie eine besonders zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den weiteren Patentansprüchen angeführt.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass an den Materialwagen wenigstens ein Haltemittel vorgesehen ist, das beim Kontakt der beiden Materialwagen diese aneinander hält, wobei das wenigstens eine Haltemittel beim Andocken des Schleppfahrzeuges an dem entleerten Materialwagen wieder gelöst wird. Es wurde erkannt, dass zwar der beladene Materialwagen über das Schleppfahrzeug justiert genau am Montageort zum Stillstand kommt, während der leere Materialwagen entkoppelt verschoben wird und deshalb geringen Positionsabweichungen zu der Position des Schleppfahrzeuges im Moment des Wiedereinkuppelns unterliegen kann, die den Andockvorgang stören können. Durch die Haltemittel zwischen den beiden Materialwagen ist nunmehr auch die Position des leeren Materialwagens genau definiert und ein problemloser Kuppelvorgang sichergestellt. Im Moment des Wiedereinkuppelns bzw. des Andockens am leeren Materialwagen wird die Verbindung zwischen den beiden Materialwagen gelöst. Dies kann zum Beispiel elektrisch gesteuert sein, über Schalter und elektromagnetische Stellmittel.
In baulich und funktionstechnisch einfacher Weise können die Haltemittel mit der Kupplungseinrichtung zwischen dem Schleppfahrzeug und den Materialwagen jedoch derart zusammenwirken, dass die Haltemittel beim Andocken gelöst werden.
Die Haltemittel können vorteilhaft mechanisch durch zumindest eine schwenkbare Klinke gebildet sein, die mit zumindest einem entsprechend einrastbaren Haltebügel am anderen Materialwagen formschlüssig zusammenwirkt und die über die Kupplungseinrichtung entriegelt wird.
In bevorzugter, alternativer Ausgestaltung der Erfindung können die Haltemittel durch zumindest einen Magneten am einen Materialwagen und durch zumindest eine Kontaktplatte am anderen Materialwagen gebildet sein, wobei die Magnetkraft über die Kupplungseinrichtung mittelbar oder unmittelbar aufgehoben wird. Bei Verwendung eines Elektromagneten könnte dies durch Unterbrechung der Stromzufuhr zum Elektromagneten mittelbar erfolgen. Alternativ dazu kann ein Dauermagnet verwendet sein, dessen Haltekraft durch Wegschwenken, Abkippen, etc. von einem Kontaktteil unterbrochen wird.
Eine besonders bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der die Kupplungseinrichtung durch einen vorzugsweise vertikal nach oben ausfahrbaren Kupplungsbolzen am Schleppfahrzeug gebildet ist, der beim Andocken eines Materialwagens in eine dann vorzugsweise nach unten offene Kupplungsöse des Materialwagens einfährt, besteht darin, dass mit der Betätigung des Kupplungsbolzens die Haltemittel über ein Gestänge oder einen Seilzug lösbar sind. Eine derartige Vorrichtung ist im Dauerbetrieb besonders robust und fertigungstechnisch einfach herstellbar.
Dabei kann das Gestänge zum Beispiel als ein zweiarmiger, am Materialwagen schwenkbar gelagerter Hebel ausgebildet sein, dessen eines Ende über den Kupplungsbolzen verschwenkt wird und dessen anderes Ende die Haltemittel löst.
Dazu kann in besonders vorteilhafter Weise an dem einen Materialwagen stirnseitig zumindest ein Magnet, vorzugsweise ein Dauermagnet angeordnet sein, der mit zumindest einer metallischen Kontaktplatte am anderen Materialwagen als Haltemittel zusammenwirkt, wobei die Kontaktplatte an dem einen Ende des zweiarmigen Hebels ausgebildet ist und der Hebel so ausgeführt ist, dass beim Andocken des jeweils leeren Materialwagens das die Kontaktplatte tragende Ende des Hebels von dem Magneten wegschwenkbar ist und damit die Haltekraft aufhebt.
Schließlich kann in der Haltestellung des Hebels dessen Drehachse im Wesentlichen in einer horizontalen Kraftwirkungsebene mit dem Magneten bzw. Dauermagneten ausgerichtet sein. Dies stellt sicher, dass die ggf. auftretenden Zugkräfte zwischen den beiden Materialwagen senkrecht auf die Kontaktfläche des Magneten wirken und somit die größte Haltekraft sicherstellen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:
1 eine skizzenhafte Übersicht eines fahrerlosen Transportsystems für eine Fertigungseinrichtung, mit einem spurgeführten Schleppfahrzeug, das mehrere Materialwagen im Hucke-Pack-Verfahren von einem Kommisionierungsort a zu einem Montageort b und zurück befördert,
2 eine Ansicht X der 1 auf das an einem der Materialwagen über eine Kupplungseinrichtung angedockte Schleppfahrzeug,
3 einen senkrechten Mittellängsschnitt durch zwei im Wechsel am Montageort b befindliche Materialwagen, wobei der beladene Materialwagen mit dem leeren Materialwagen über Haltemittel gekoppelt ist, und
4 die gleiche Ansicht auf die Materialwagen gemäß 3, bei der der leere Materialwagen mit dem Andocken des Schleppfahrzeuges vom beladenen Materialwagen gelöst ist.
Die 1 zeigt als einfache Übersicht ein fahrerloses Transportsystem für eine Fertigungseinrichtung zum Beispiel bei einer Serienfertigung von Kraftfahrzeugen, mittels dem zu verbauende Bauteile (zum Beispiel Innenverkleidungen von Türen oder Seitenteile von Kraftfahrzeugen) von einem Kommisionierungsort a zu einem entfernt dazu befindlichen Montageort b befördert werden.
Das Transportsystem weist dazu ein Schleppfahrzeug 10 und mehrere, zumindest zwei gestellförmige Materialwagen 12 auf, die jeweils auf mehreren, insbesondere vier Rädern 14, 16 am Boden 18 der Fertigungseinrichtung abrollen.
Das Schleppfahrzeug 10 ist elektrisch betrieben und wird über eine in den Boden 18 eingebaute, spurführende Leiteinrichtung 20 (nur angedeutet) elektrisch (zum Beispiel induktiv) oder mechanisch (zum Beispiel über spurgeführte Lenkhebel an den Rädern 14) gesteuert. Über die Leiteinrichtung 20 werden auch die Haltsignale für das Schleppfahrzeug bei a und b sowie der noch zu beschreibende Andockvorgang gesteuert.
Zum Andocken eines der baugleichen Materialwagen 12 fährt das Schleppfahrzeug 10 im Hucke-Pack-Verfahren (vergleiche 2) unter den Materialwagen 12 ein, dessen Fahrgestell mit nach unten abragenden Stützen 22, mit oberen Querstreben 24 und seitlichen Längsstreben 26 einen U-förmigen, durchgängigen Freiraum 28 bildet.
An dem Schleppfahrzeug 10 ist in dessen senkrechter Längsmittelebene eine elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung 30 mit einem nach oben ausfahrbaren Kupplungsbolzen 32 vorgesehen, die mit einer korrespondierenden Kupplungsöse 34 an den Materialwagen 12 zusammenwirkt. Nach dem Einfahren des Kupplungsbolzens 32 in die Kupplungsöse 34 kann der Materialwagen 12 von dem Schleppfahrzeug 10 über die Leiteinrichtung 20 spurgeführt von a nach b befördert werden.
An einem jeden Materialwagen 12 sind Haltemittel an dessen vorderer und hinterer Stirnseite angeordnet, die sich einerseits aus einem Dauermagneten 36 und andererseits aus einer metallischen, mit dem Dauermagneten 36 zusammenwirkenden Kontaktplatte 38 zusammensetzt.
Die Kontaktplatte 38 ist am Ende eines zweiarmigen Hebels 40 ausgebildet, der über eine am Materialwagen 12 an einer Querstrebe 42 über eine Schwenkachse 44 gelagert ist und dessen anderes Ende die Kupplungsöse 34 des Materialwagens 12 derart überragt, dass mit dem Einfahren des Kupplungsbolzens 32 beim Andocken des Materialwagens 12 der Hebel 40 verschwenkt wird.
Der in Längsrichtung des Materialwagens 12 sich erstreckende Hebel 40 ist in der Haltestellung (1) etwa horizontal ausgerichtet, wobei dessen Kontaktplatte 38 und die Schwenkachse 44 in gleicher Höhe liegen. Ferner liegt dabei die Kontaktplatte 38 unmittelbar dem Dauermagneten 36 des jeweils anderen Materialwagens 12 gegenüber, so dass diese beim Auffahren des einen Materialwagens 12 auf den anderen Materialwagen 12 miteinander in Kontakt geraten und durch Magnetkraft aneinander gehalten sind.
Die 3 und 4 zeigen den Wechsel eines beladenen Materialwagens 12 mit einem leeren Materialwagen 12 mit entsprechendem Abkoppeln des beladenen Materialwagens 12 von dem Schleppfahrzeug 10 (der besseren Übersichtlichkeit wegen ist das Schleppfahrzeug 10 nicht dargestellt, lediglich der Kupplungsbolzen 32 der Kupplungseinrichtung 30 ist ersichtlich) und Andocken des leeren Materialwagens 12 zu dessen Rückbeförderung und weiteren Beladung.
Es sei angenommen, dass der auf der Zeichnung 3 und 4 linke Materialwagen 12 leer ist, also keine zu verbauenden Bauteile mehr trägt. Der rechte Materialwagen 12 ist mit Bauteilen beladen und soll exakt am Montageort b abgestellt werden. Die besagten Bauteile (nicht dargestellt) können übrigens seitlich und/oder oberhalb des U-förmigen Fahrgestells 22, 24, 26 des Materialwagens 12 einfach entnehmbar abgestellt oder aufgehängt sein. Das Schleppfahrzeug 10 mit dem beladenen Materialwagen 12 bewegt sich in Richtung des eingezeichneten Pfeiles 46.
Der leere Materialwagen 12 steht an dem definierten Montageort b, der durch eine senkrechte Mittellinie durch die Kupplungsöse 34 des Materialwagens 12 verdeutlicht ist.
Nähert sich das Schleppfahrzeug 10 mit dem beladenen Materialwagen 12 dem leeren Materialwagen 12 (3), so fährt der beladene Materialwagen 12 mit dem stirnseitig vorragenden Dauermagneten 36 auf die Kontaktplatte 38 des leeren Materialwagens 12 auf, die an dem horizontal abragenden Hebel 40 ausgebildet ist. Der an dem Montageort b geparkte, leere Materialwagen 12 ist nunmehr durch Magnetkraft an dem beladenen Materialwagen 12 gehalten.
Das Schleppfahrzeug 10 fährt unter Mitnahme des leeren Materialwagens 12 mit dem beladenen Materialwagen 12 weiter, bis dieser exakt die Position an dem Montageort b (4) erreicht hat. Hier wird das Schleppfahrzeug 10 über die Leiteinrichtung 20 gesteuert angehalten und von dem beladenen Materialwagen 12 entkoppelt.
Sodann fährt das Schleppfahrzeug 10 um einen definierten Abstand s weiter, so dass die Kupplungseinrichtung 30 mit dem Kupplungsbolzen 32 exakt mit der darüber liegenden Kupplungsöse 34 des leeren Materialwagens 12 übereinstimmt. Der Abstand s ist durch die Haltemittel bzw. durch den Dauermagneten 36 und die Kontaktplatte 38 mit dem Hebel 40 genau bestimmt. Es ist also vermieden, dass ggf. der leere Materialwagen 12 in eine undefinierte Position rollt und nicht angedockt werden kann.
Nach dem Durchfahren der Strecke s wird das Schleppfahrzeug 10 erneut gestoppt und die Kupplungseinrichtung 30 betätigt. Mit dem Einfahren des Kupplungsbolzens 32 in die Kupplungsöse 34 wird der zweiarmigen Hebel 40 derart verschwenkt (vergleiche 4), dass die Kontaktplatte 38 außer Kontakt mit dem Dauermagneten 36 gerät. Der leere Materialwagen 12 ist dann von dem beladenen, nunmehr geparkten Materialwagen 12 gelöst und kann mittels des Schleppfahrzeuges 10 wieder zum Kommisionierungsort a befördert werden.
Ein weiterer Wechsel der Materialwagen 12 erfolgt aufgrund deren Baugleichheit wie vorbeschrieben, nachdem ein jeder Materialwagen 12 die gleichen Haltemittel 36, 38, 40 aufweist.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Anstelle eines Dauermagneten 36 können auch mehrere Dauermagneten 36 vorgesehen sein, die mittels eines oder mehrerer, miteinander gekoppelter Hebel 40 betätigt werden. Die Hebel 40 können auch so konstruiert sein, dass sie beim Andockvorgang die Kontaktplatte 38 von dem Dauermagneten 36 abdrücken (anstatt wegschwenken). Ferner können anstelle der Dauermagnete 36 auch Elektromagnete vorgesehen sein, die entsprechend über die Steuerung des Schleppfahrzeuges 10 aktivierbar bzw. deaktivierbar sein können.
Anstelle von Magnetkraft können auch formschlüssig wirkende Haltemittel wie beispielsweise schwenkbare Klinken verwendet sein, die mit entsprechenden Haltebügeln am anderen Materialwagen zusammenwirken. Die Klinken können ggf. über den Hebel 40 wie vorbeschrieben entriegelbar sein.

Claims

Verfahren zum Wechseln der Materialwagen eines insbesondere fahrerlosen Transportsystems in einer Fertigungseinrichtung, bei dem ein Schleppfahrzeug, vorzugsweise ein spurgeführtes und/oder elektrisch angetriebenes Schleppfahrzeug, unter einen beladenen Materialwagen fährt und über eine Kupplungseinrichtung an diesen andockt, den Materialwagen zu einem definierten Montageort befördert, an dem ein entleerter Materialwagen parkt, wobei der beladene Materialwagen zunächst den entleerten Materialwagen kontaktiert und soweit verschiebt, dass er im Wesentlichen dessen Position am definierten Montageort einnimmt, wobei dann das Schleppfahrzeug von dem beladenen Materialwagen entkuppelt wird, zur Position des entleerten Materialwagens fährt und an diesen zu dessen weiterer Beförderung andockt, dadurch gekennzeichnet, dass an den Materialwagen (12) wenigstens ein Haltemittel (36, 38, 40) vorgesehen ist, das beim Kontakt der beiden Materialwagen (12) diese aneinander hält und dass das wenigstens eine Haltemittel (36, 38, 40) beim Andocken des Schleppfahrzeuges (10) an dem entleerten Materialwagen (12) wieder gelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (36, 38, 40) mit der Kupplungseinrichtung (30, 34) zwischen dem Schleppfahrzeug (10) und den Materialwagen (12) derart zusammenwirkt, dass das Haltemittel (36, 38, 40) beim Andocken gelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel mechanisch durch zumindest eine schwenkbare Klinke gebildet ist, die mit zumindest einem entsprechend einrastbaren Haltebügel am anderen Materialwagen (12) formschlüssig zusammenwirkt und die über die Kupplungseinrichtung (30, 34) entriegelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel durch zumindest einen Magneten (36) am einen Materialwagen (12) und durch zumindest eine Kontaktplatte (38) am anderen Materialwagen (12) gebildet ist, wobei die Magnetkraft über die Kupplungseinrichtung (30, 34) mittelbar oder unmittelbar aufgehoben wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kupplungseinrichtung (30) durch einen Kupplungsbolzen (32), vorzugsweise einen vertikal nach oben ausfahrbaren Kupplungsbolzen (32), am Schleppfahrzeug (10) gebildet ist, der beim Andocken eines Materialwagens (12) in eine Kupplungsöse (34), vorzugsweise eine nach unten offene Kupplungsöse (34), des Materialwagens (12) einfährt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gestänge (40) oder ein Seilzug vorgesehen ist, das bei einer Betätigung des Kupplungsbolzens (32) das wenigstens eine Haltemittel (38) löst.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestänge als ein zweiarmiger, am Materialwagen (12) schwenkbar gelagerter Hebel (40) ausgebildet ist, dessen eines Ende über den Kupplungsbolzen (32) verschwenkbar ist wird und dessen anderes Ende das oder die Haltemittel (36, 38) voneinander löst.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem einen Materialwagen (12) stirnseitig zumindest ein Magnet, bevorzugt ein Dauermagnet (36) angeordnet ist, der mit zumindest einer metallischen Kontaktplatte (38) am anderen Materialwagen (12) als Haltemittel zusammenwirkt, wobei die Kontaktplatte (38) an dem einen Ende des zweiarmigen Hebels (40) ausgebildet ist und der Hebel (40) so ausgeführt ist, dass beim Andocken des leeren Materialwagens (12) das die Kontaktplatte (38) tragende Ende des Hebels (40) von dem Magneten (36) wegschwenkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Haltestellung des Hebels (40) dessen Drehachse (44) im Wesentlichen in einer horizontalen Kraftwirkungsebene mit dem Magneten, vorzugsweise einem Dauermagneten (36) ausgerichtet ist.