DE102012000189B4

DE102012000189B4 - Verbundvorrichtung mit mehreren Bearbeitungsstationen

Info

Publication number: DE102012000189B4
Application number: DE102012000189.4A
Authority: DE
Inventors: Manfred Beck; Michael Braun; Ralf HUND
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-09
Filing date: 2012-01-09
Publication date: 2016-03-31
Anticipated expiration: 2032-01-10
Also published as: DE102012000189A1

Abstract

Verbundvorrichtung (1) mit mehreren Bearbeitungsstationen (2), in denen ein Werkstück (A, B, C, ...) beim Durchlauf durch die Verbundvorrichtung (1) in ein Fertigteil umgewandelt wird, wobei vorgesehen ist, – dass die Verbundvorrichtung (1) als Bearbeitungsstationen (2) eine oder mehrere Kaltbearbeitungsvorrichtung(en) (21), eine oder mehrere Erwärmungsvorrichtung(en) (22), eine oder mehrere Warmumformvorrichtung(en) (23), eine oder mehrere Presshärtevorrichtung(en) (24) und eine oder mehrere Nachbearbeitungsvorrichtung(en) (25) aufweist, – dass die Bearbeitungsstationen (2) in der Verbundvorrichtung (1) dem technologischen Ablauf entsprechend hintereinander angeordnet sind, und – dass die Verbundvorrichtung (1) im Taktbetrieb mit einer Vorrichtungstaktzeit betrieben wird, welche die Zeitdauer ist, in der das Werkstück (A, B, C, ...) in einer der Bearbeitungsstationen (2) verweilt, wobei mindestens eine der Bearbeitungsstationen (2) eine zeitkritische Bearbeitungsstation (2z) ist, die eine größere Stationstaktzeit als die Vorrichtungstaktzeit erfordert, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundvorrichtung (1) eine ortsfeste Grundplatte (11) und eine bewegliche Kopfplatte (12) aufweist, die senkrecht zu der Grundplatte (11) verfahrbar ist, wobei die Bearbeitungsstationen (2) zwischen der Grundplatte (11) und der Kopfplatte (12) angeordnet sind und die kopfseitigen Werkzeuge der Bearbeitungsstationen (2) mit der Kopfplatte (12) bewegungsverbunden und synchron bewegbar sind, wobei zwischen hintereinander folgenden Bearbeitungsstationen (2) keine Zwischenlager angeordnet sind, und wobei von der mindestens einen zeitkritischen Bearbeitungsstation (2z) mindestens zwei Exemplare vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundvorrichtung mit mehreren Bearbeitungsstationen, in denen ein Werkstück beim Durchlauf durch die Verbundvorrichtung in ein Fertigteil umgewandelt wird, wobei vorgesehen ist, dass die Verbundvorrichtung als Bearbeitungsstationen eine oder mehrere Kaltbearbeitungsvorrichtung(en), eine oder mehrere Erwärmungsvorrichtung(en), eine oder mehrere Warmumformvorrichtung(en), eine oder mehrere Presshärtevorrichtung(en) und eine oder mehrere Nachbearbeitungsvorrichtung(en) aufweist, dass die Bearbeitungsstationen in der Verbundvorrichtung dem technologischen Ablauf entsprechend hintereinander angeordnet sind, und dass die Verbundvorrichtung im Taktbetrieb mit einer Vorrichtungstaktzeit betrieben wird, welche die Zeitdauer ist, in der ein Werkstück in einer der Bearbeitungsstationen verweilt, wobei mindestens eine der Bearbeitungsstationen eine zeitkritische Bearbeitungsstation ist, die eine größere Stationstaktzeit als die Vorrichtungstaktzeit erfordert.
Infolgedessen richtet sich die Vorrichtungstaktzeit der Verbundvorrichtung nach der Bearbeitungsstation mit der längsten Stationstaktzeit. Dadurch ist die Vorrichtungstaktzeit größer als die technologisch notwendige Vorrichtungstaktzeit der Verbundvorrichtung.
Solche Verbundvorrichtungen können vom Aufbau her als eine Vorrichtung ausgebildet sein, bei der zwischen einer Grundplatte und einer gemeinsamen beweglichen Kopfplatte die einzelnen Bearbeitungsstationen angeordnet sind. Es ist aber auch möglich, dass mehrere Teilvorrichtungen vorgesehen sind, die eine oder mehrere Bearbeitungsstationen umfassen, gemeinsam angesteuert werden und räumlich einen Verbund bilden.
Die DE 20 2011 000 122 U1 beschreibt eine Anlage zur Herstellung von Formteilen, insbesondere Kunststoffformteilen. Die Anlage umfasst Bearbeitungsmodule mit jeweils mehreren gleichartigen Bearbeitungsstationen, wobei die Bearbeitungsmodule nicht dem technologischen Ablauf entsprechend hintereinander angeordnet sind.
Die DE 10 2005 047 250 A1 beschreibt eine Fertigungslinie zur flexiblen Bearbeitung von Werkstücken. Es sind mehrere Bearbeitungsstationen vorgesehen, die hintereinander angeordnet sind. Für Bearbeitungsschritte, die eine deutlich größerer Taktzeit als die anderen Bearbeitungsschritte haben, können zwei Bearbeitungsstationen vorgesehen sein, welche parallel zueinander an jeweils verschiedenen Werkstücken den Bearbeitungsschritt mit der größeren Taktzeit ausführen.
Die DE 203 04 022 U1 beschreibt eine Fertigungsanlage für Bauteile, insbesondere Karosseriebauteile. In verschiedenen Bearbeitungsstationen ist eine typbezogene Bearbeitung unterschiedlicher Bauteile möglich.
Die DE 102 10 040 C1 beschreibt ein Betriebsverfahren für eine Laserbearbeitungsanlage. Es ist vorgesehen, durch den parallelen Betrieb von mehreren langsam arbeitenden Laserbearbeitungsmaschinen eine nachfolgend oder zuvor eingesetzte schnell arbeitende Laserbearbeitungsmaschine besser auszulasten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Verbundvorrichtung anzugeben, die eine optimierte Vorrichtungstaktzeit aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Es wird eine Verbundvorrichtung mit mehreren Bearbeitungsstationen, in denen ein Werkstück beim Durchlauf durch die Verbundvorrichtung von einem Werkstück in ein Fertigteil umgewandelt wird, vorgeschlagen,

– wobei die Verbundvorrichtung als Bearbeitungsstationen eine oder mehrere Kaltbearbeitungsvorrichtung(en), eine oder mehrere Erwärmungsvorrichtung(en), eine oder mehrere Warmumformvorrichtung(en), eine oder mehrere Presshärtevorrichtung(en) und eine oder mehrere Nachbearbeitungsvorrichtung(en) aufweist,
– wobei die Bearbeitungsstationen in der Verbundvorrichtung dem technologischen Ablauf entsprechend hintereinander angeordnet sind, und
– wobei die Verbundvorrichtung im Taktbetrieb mit einer Vorrichtungstaktzeit betrieben wird, welche die Zeitdauer ist, in der ein Werkstück in einer der Bearbeitungsstationen verweilt, wobei mindestens eine der mehreren Bearbeitungsstationen eine zeitkritische Bearbeitungsstation ist, die eine größere Stationstaktzeit als die Vorrichtungstaktzeit erfordert,

Es ist also vorgesehen, zeitkritische Vorgänge auf mindestens zwei Bearbeitungsstationen aufzuteilen, so dass die Gesamtstationstaktzeit der mindestens zwei Bearbeitungsstationen geringer ist als die Stationstaktzeit einer Bearbeitungsstation.
Wesentlich ist weiter, dass zwischen den hintereinander folgenden Bearbeitungsstationen keine Zwischenlager angeordnet sind. Beim Durchlauf durch die Verbundvorrichtung wird ein Werkstück von einem Werkstück in ein Fertigteil umgewandelt, so dass in einer Bearbeitungsstation bzw. in einem Exemplar einer Bearbeitungsstation jeweils ein Werkstück angeordnet sein kann.
Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens zwei Exemplare der mindestens einen zeitkritischen Bearbeitungsstation parallel angeordnet sind. Durch die parallele Anordnung werden die zu bearbeitenden Werkstücke auf die mindestens zwei Bearbeitungsstationen aufgeteilt, so dass beispielsweise bei zwei Bearbeitungsstationen die Stationstaktzeit halbiert ist.
Es kann alternativ vorgesehen sein, dass die mindestens zwei Exemplare der mindestens einen zeitkritischen Bearbeitungsstation seriell angeordnet sind. Die serielle Anordnung kann beispielsweise bei Wärmestationen vorgesehen sein, wobei jede der hintereinander angeordneten Wärmestationen nur einen Teil der Erwärmung übernimmt. So kann beispielsweise bei zwei hintereinander angeordneten Wärmestationen, die ein Werkstück von Umgebungstemperatur auf 900°C erwärmen sollen, die erste Wärmestation vorgesehen sein, um das Werkstück auf 500°C zu erwärmen und die zweite Wärmestation vorgesehen sein, um das Werkstück anschließend auf 900°C zu erwärmen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Exemplare der mindestens einen zeitkritischen Bearbeitungsstation parallel und seriell angeordnet sind.
Weiter kann vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Transporteinrichtung(en) zwischen den Bearbeitungsstationen vorgesehen sind.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass die vor und/oder nach der zeitkritischen Bearbeitungsstation angeordnete Transporteinrichtung als eine Weiche ausgebildet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die zeitkritische Bearbeitungsstation als eine Warmumformvorrichtung ausgebildet ist.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die zeitkritische Bearbeitungsstation als eine Warmumform- und Presshärtevorrichtung ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
1a eine erstes Ausführungsbeispiel der Verbundvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung;
1b die Verbundvorrichtung in 1 in der Draufsicht;
2a–2c technologische Blockschaltbilder eines ersten Ausführungsbeispiels der Verbundvorrichtung;
3a–3c technologische Blockschaltbilder eines zweiten Ausführungsbeispiels der Verbundvorrichtung;
4a–4d technologische Blockschaltbilder eines dritten Ausführungsbeispiels der Verbundvorrichtung;
5a–5e technologische Blockschaltbilder eines vierten Ausführungsbeispiels der Verbundvorrichtung;
6a–6e technologische Blockschaltbilder eines fünften Ausführungsbeispiels der Verbundvorrichtung;
7a–7f den Bewegungsablauf eines Ausführungsbeispiels der Transporteinrichtung in schematischer Schnittdarstellung;
8 ein zweites Ausführungsbeispiel der Verbundeinrichtung in schematischer Draufsicht;
9 die Transporteinrichtung in 8 in schematischer Darstellung.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verbundvorrichtung 1 mit mehreren Bearbeitungsstationen 2, die in einem Zeittakt gemeinsam betätigbar sind. Die Verbundvorrichtung 1 weist in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine ortsfeste Grundplatte 11 und eine bewegliche Kopfplatte 12 auf, die senkrecht zu der Grundplatte 11 verfahrbar ist. Die kopfseitigen Werkzeuge der Bearbeitungsstationen 2 sind mit der Kopfplatte 12 bewegungsverbunden und so synchron bewegbar. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Verbundvorrichtung 1 keine gemeinsame Grundplatte 11 und keine gemeinsame Kopfplatte 12 aufweist. Wesentlich ist, dass zwischen den hintereinander folgenden Bearbeitungsstationen 2 keine Zwischenlager angeordnet sind. Beim Durchlauf durch die Verbundvorrichtung 1 wird ein Werkstück von einem Werkstück in ein Fertigteil umgewandelt. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Werkstück ein Blechband 13, das auf einer Vorratsrolle 14 aufgewickelt ist. Das verwendete Blech ist ein härtbares Stahlblech. Das Fertigteil ist ein Blechformteil, das beispielsweise im Automobilbau eingesetzt wird.
In dem in 1a und 1b dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Verbundvorrichtung 1 insgesamt 10 Bearbeitungsstationen 2. Bei den Bearbeitungsstationen 2 handelt es sich um mehrere Kaltbearbeitungsvorrichtungen 21, zwei Erwärmungsvorrichtungen 22, eine Warmumformvorrichtung 23, eine Presshärtevorrichtung 24 und eine Nachbearbeitungsvorrichtung 25, die dem technologischen Ablauf entsprechend in der Verbundvorrichtung 1 hintereinander angeordnet sind. Die zwei Erwärmungsvorrichtungen 22 sind nebeneinander angeordnet.
Die Verbundvorrichtung 1 weist weiter eine in den 1a und 1b nicht dargestellte Transporteinrichtung auf. Die Transporteinrichtung entnimmt das in einer Bearbeitungsstation bearbeitete Werkstück der Bearbeitungsstation und führt es der nächsten stromabwärts benachbarten Bearbeitungsstation zu. Die Transporteinrichtung kann abschnittsweise unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise als ein Transportband, ein Greifelement oder ein Industrieroboter. Ausführungsbeispiele der Transporteinrichtung sind in Verbindung mit den 7a bis 7f und 9 näher beschrieben.
Die Transporteinrichtung wickelt das Blechband 13 von der Vorratsrolle 14 ab und führt es der ersten Kaltbearbeitungsvorrichtung 21 zu, die als eine Stanzvorrichtung ausgebildet ist, um aus dem Blechband 13 Blechplatinen abzutrennen. Es kann vorgesehen sein, dass die Stanzvorrichtung die Blechplatinen nicht vollständig aus dem Blechband 13 ausstanzt, so dass die Blechplatinen noch durch Verbindungslaschen miteinander verbunden sind und so gemeinsam transportiert werden können. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Stanzvorrichtung im Randbereich der Blechplatinen zusätzlich Transportlöcher 131 ausstanzt, in die Sucherstifte 32 der Transporteinrichtung 3 eingreifen können, wie anhand der 7a bis 7f noch näher beschrieben wird.
Die drei folgenden Kaltbearbeitungsvorrichtungen 21 sind als Kaltumformvorrichtungen ausgebildet, die die Blechplatine 13p stufenweise in ein dreidimensional geformtes Werkstück umformen.
Die letzte Kaltbearbeitungsvorrichtung 21 ist als eine Beschneidevorrichtung ausgebildet.
Auf die Kaltbearbeitungsvorrichtungen 21 folgen zwei parallel angeordnete Erwärmungsvorrichtungen 22, in denen das Werkstück auf eine sogenannte Austenitisierungstemperatur erwärmt wird, die in einem späteren Verfahrensschritt das Härten eines aus dem Werkstück ausgebildeten Blechformteils ermöglicht. Die Erwärmungsvorrichtungen 22 sind zeitkritische Bearbeitungsstationen, wie weiter unten beschrieben.
Hinter den beiden Erwärmungsvorrichtungen 22 ist eine Warmumformvorrichtung 23 angeordnet, in der das Werkstück zu dem Blechformteil ausgeformt wird.
Auf die Warmumformvorrichtung 23 folgen die Presshärtevorrichtung 24 und die Nachbearbeitungsvorrichtung 25. In der Presshärtevorrichtung 24 wird das Blechformteil sehr rasch abgekühlt, so dass das austenitische Gefüge des Blechs „eingefroren” wird. Die Nachbearbeitungsvorrichtung 25 ist als eine Beschneidevorrichtung ausgebildet, beispielsweise als eine Laserbeschneidevorrichtung, in der das gehärtete Blechformteil mit einer maßhaltigen Randkontur versehen wird.
Der zeitliche Ablauf innerhalb der Verbundvorrichtung 1 ist durch Taktzeiten bestimmt, bei denen es sich jeweils um eine Zeitdauer handelt, die benötigt wird, um einen Verfahrensschritt durchzuführen.
Die Bearbeitungsstationen 2 weisen Stationstaktzeiten auf, die benötigt werden, um den Bearbeitungsschritt in der jeweiligen Bearbeitungsstation 2 durchzuführen.
Die Transporteinrichtung weist je nach Ausbildung eine oder mehrere Transporttaktzeiten auf, wobei die längste (Teil-)Transporttaktzeit zwischen zwei benachbarten Bearbeitungsstationen 2 die Transporttaktzeit der Transporteinrichtung bestimmt.
Bei Verbundvorrichtungen nach dem Stand der Technik ist die Vorrichtungstaktzeit gleich der Summe aus der längsten Stationstaktzeit und der Transporttaktzeit. Dadurch entstehen unproduktive Pausenzeiten bei Bearbeitungsstationen, deren Stationstaktzeit geringer als die längste Stationstaktzeit ist.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verbundvorrichtung 1 weist die Bearbeitungsstation mit den Erwärmungsvorrichtungen 22 eine doppelt so hohe Stationstaktzeit auf wie die übrigen Bearbeitungsstationen. Es handelt sich hierbei um eine zeitkritische Bearbeitungsstation 2z, wie sie in den technologischen Schaltbildern 2 bis 6 eingezeichnet sind. Weil die Bearbeitungsstation 2z jedoch anstelle einer Erwärmungsvorrichtung 22 zwei parallel angeordnete Erwärmungsvorrichtungen 22 aufweist, die abwechselnd mit Werkstücken beschickt werden, ist die effektive Stationstaktzeit nur noch halb so groß wie die Taktzeit einer Erwärmungsvorrichtung 22 und ist daher an die restlichen Stationstaktzeiten angepasst.
Die 2 bis 6 zeigen technologische Blockschaltbilder der Verbundvorrichtung in der Umgebung einer zeitkritischen Bearbeitungsstation, beispielsweise einer Erwärmungsvorrichtung. Die durch die Verbundvorrichtung laufenden Werkstücke sind mit A, B, ... bezeichnet.
Die 2a bis 2c zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem die Stationstaktzeit der zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z doppelt so hoch wie die Stationstaktzeit der übrigen Bearbeitungsstationen 2 ist. Es sind zwei im technologischen Fluss parallel angeordnete zeitkritische Bearbeitungsstationen 2z vorgesehen, wobei die Transporteinrichtung vor und nach den zeitkritischen Bearbeitungsstationen 2z als eine Weiche ausgebildet ist, die den Transportweg zwischen den beiden zeitkritischen Bearbeitungsstationen 2z umschaltet.
Der Aufbau der Verbundvorrichtung 1 entspricht dem vorstehend in 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem die beiden zeitkritischen Erwärmungsstationen 22 parallel angeordnet sind.
In dem in 2a dargestellten Vorrichtungstakt ist das führende Werkstück A in der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z angeordnet.
In dem 2b dargestellten zweiten Vorrichtungstakt hat die Transporteinrichtung den Transportweg zur zweiten zeitkritischen. Bearbeitungsstation 2z umgeschaltet und das dem Werkstück A nachfolgende Werkstück B an die zweite zeitkritische Bearbeitungsstation 2z übergeben.
In dem in 2c dargestellten dritten Vorrichtungstakt ist das Werkstück A an die stromabwärts folgende Bearbeitungsstation 2 übergeben. Dazu hat die Transporteinrichtung den Transportweg von der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z zu der stromabwärts folgenden Bearbeitungsstation 2 umgeschaltet. In der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z ist nun das dem Werkstück B nachfolgende Werkstück C angeordnet. Dazu hat die Transporteinrichtung den Transportweg wieder von der zweiten zu der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z umgeschaltet.
Das Werkstück A war folglich während zweier aufeinanderfolgender Vorrichtungstakte in der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z angeordnet, so dass die effektive Stationstaktzeit doppelt so hoch wie die Vorrichtungstaktzeit war. Die 3a bis 3c zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem zwei im technologischen Fluss nacheinander angeordnete zeitkritische Bearbeitungsstationen 2z vorgesehen sind. Die beiden zeitkritischen Bearbeitungsstationen werden mit einer Taktzeit betrieben, die der Vorrichtungstaktzeit entspricht.
In dem in 3a dargestellten Vorrichtungstakt ist das führende Werkstück A in der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z angeordnet.
In dem 3b dargestellten zweiten Vorrichtungstakt ist das Werkstück A an die zweite zeitkritische Bearbeitungsstation 2z übergeben. In der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z ist nun das dem Werkstück A nachfolgende Werkstück B angeordnet.
In dem in 3c dargestellten dritten Vorrichtungstakt ist das Werkstück A an die stromabwärts folgende Bearbeitungsstation 2 übergeben. in der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z ist nun das dem Werkstück B nachfolgende Werkstück C angeordnet. In der zweiten zeitkritischen Bearbeitungsstationen 2z ist nun das Werkstück B angeordnet.
Das Werkstück A war folglich während zweier aufeinanderfolgender Vorrichtungstakte in aufeinanderfolgenden zeitkritischen Bearbeitungsstationen angeordnet, so dass die effektive Stationstaktzeit doppelt so hoch wie die Vorrichtungstaktzeit war.
Die 4a bis 4d zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem die Stationstaktzeit der zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z dreimal so hoch wie die Stationstaktzeit der übrigen Bearbeitungsstationen 2 ist. Es sind drei im technologischen Fluss parallel angeordnete zeitkritische Bearbeitungsstationen 2z vorgesehen, wobei die Transporteinrichtung vor und nach den zeitkritischen Bearbeitungsstationen 2z als eine Weiche ausgebildet ist, die den Transportweg zwischen den drei zeitkritischen Bearbeitungsstationen 2z umschaltet.
In dem in 4a dargestellten Vorrichtungstakt ist das führende Werkstück A in der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z angeordnet.
In dem 4b dargestellten zweiten Vorrichtungstakt hat die Transporteinrichtung den Transportweg zur zweiten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z umgeschaltet und das dem Werkstück A nachfolgende Werkstück B an die zweite zeitkritische Bearbeitungsstation 2z übergeben.
In dem 4c dargestellten dritten Vorrichtungstakt hat die Transporteinrichtung den Transportweg zur dritten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z umgeschaltet und das dem Werkstück 2 nachfolgende Werkstück C an die dritte zeitkritische Bearbeitungsstation 2z übergeben.
In dem in 4d dargestellten vierten Vorrichtungstakt ist das Werkstück A an die stromabwärts folgende Bearbeitungsstation 2 übergeben. Dazu hat die Transporteinrichtung den Transportweg von der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z zu der stromabwärts folgenden Bearbeitungsstation 2 umgeschaltet. In der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z ist nun das dem Werkstück C nachfolgende Werkstück D angeordnet. Dazu hat die Transporteinrichtung den Transportweg wieder von der dritten zu der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z umgeschaltet.
Das Werkstück A war folglich während dreier aufeinanderfolgender Vorrichtungstakte in der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z angeordnet, so dass die effektive Stationstaktzeit dreimal so hoch wie die Vorrichtungstaktzeit war.
Die 5a bis 5e zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel, bei dem die effektive Stationstaktzeit der zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z viermal so hoch wie die Stationstaktzeit der übrigen Bearbeitungsstationen 2 ist. Es sind vier im technologischen Fluss hintereinander angeordnete zeitkritische Bearbeitungsstationen 2z vorgesehen. Jede der vier Bearbeitungsstationen 2z weist einen Stationstakt auf, der dem Vorrichtungstakt entspricht.
In dem in 5a dargestellten Vorrichtungstakt ist das führende Werkstück A in der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z angeordnet.
In den 5b bis 5d ist dargestellt, wie das Werkstück A nach jedem Vorrichtungstakt an die nachfolgende zeitkritische Bearbeitungsstation 2z weitergegeben wird, wobei freigewordene Bearbeitungsstationen durch nachfolgende Werkstücke belegt werden. In 5d sind die vier zeitkritischen Bearbeitungsstationen 2z mit den Werkstücken D, C, B und A belegt.
In dem in 5e dargestellten fünften Vorrichtungstakt ist das Werkstück A an die stromabwärts folgende Bearbeitungsstation 2 übergeben.
Das Werkstück A war folglich während vier aufeinanderfolgender Vorrichtungstakte in vier aufeinanderfolgenden zeitkritischen Bearbeitungsstationen 2z angeordnet, so dass die effektive Stationstaktzeit viermal so hoch wie die Vorrichtungstaktzeit war.
Die 6a bis 6e zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel, bei dem die effektive Stationstaktzeit der zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z viermal so hoch wie die Stationstaktzeit der übrigen Bearbeitungsstationen 2 ist. Es sind vier im technologischen Fluss angeordnete zeitkritische Bearbeitungsstationen 2z vorgesehen, wobei die Bearbeitungsstationen zwei parallel angeordnete Zweige aus je zwei hintereinander angeordneten Bearbeitungsstationen bilden. Die Stationstaktzeit der Bearbeitungsstationen ist doppelt so hoch wie die Vorrichtungstaktzeit.
In dem in 6a dargestellten Vorrichtungstakt ist das führende Werkstück A in der ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z des ersten Zweiges angeordnet.
In dem 6b dargestellten zweiten Vorrichtungstakt hat die Transporteinrichtung den Transportweg Zur ersten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z des zweiten Zweiges umgeschaltet und das dem Werkstück A nachfolgende Werkstück B an die erste zeitkritische Bearbeitungsstation 2z des zweiten Zweiges übergeben.
In dem in 6c dargestellten dritten Vorrichtungstakt ist das Werkstück A nun in der zweiten Bearbeitungsstation 2z des ersten Zweiges angeordnet und die Transporteinrichtung hat den Transportweg zur ersten Bearbeitungsstation des ersten Zweiges umgeschaltet, in der nun das Werkstück C angeordnet ist.
In dem in 6d dargestellten vierten Vorrichtungstakt ist das Werkstück B nun in der zweiten Bearbeitungsstation 2z des zweiten Zweiges angeordnet und die Transporteinrichtung hat den Transportweg zur ersten Bearbeitungsstation des zweiten Zweiges umgeschaltet, in der nun das Werkstück D angeordnet ist.
In dem in 6e dargestellten fünften Vorrichtungstakt ist das Werkstück A an die stromabwärts folgende Bearbeitungsstation 2 übergeben.
Das Werkstück A war folglich während vier aufeinanderfolgender Vorrichtungstakte in der ersten und der zweiten zeitkritischen Bearbeitungsstation 2z des ersten Zweiges angeordnet, so dass die effektive Stationstaktzeit viermal so hoch wie die Vorrichtungstaktzeit war.
Bei dem in 2 und 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die effektiven Taktzeiten zwar gleich, doch verbleiben die Werkstücke unterschiedlich lang in den zeitkritischen Bearbeitungsstationen 2z.
Bei dem in 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die effektive Taktzeit der zeitkritischen Bearbeitungsstationen 2z das Produkt aus der Stationstaktzeit und der Anzahl der in Reihe geschalteten zeitkritischen Bearbeitungsstationen 2z, wobei die Anzahl der benötigten in Reihe geschalteten Bearbeitungsstationen dem ganzzahligen Quotienten aus der effektiven Taktzeit und der Vorrichtungstaktzeit entspricht. Bei zwei Bearbeitungsstationen verbleibt das Werkstück jeweils für die Hälfte der für den Prozessschritt benötigten Zeit in jeder der beiden Bearbeitungsstationen.
Bei dem in 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht die effektive Taktzeit der zeitkritischen Bearbeitungsstationen 2z der Stationstaktzeit, wobei die Anzahl der benötigten parallel geschalteten Bearbeitungsstationen dem ganzzahligen Quotienten aus der Stationstaktzeit und der Vorrichtungstaktzeit entspricht. Bei zwei Bearbeitungsstationen verbleibt das Werkstück über die für den Prozessschritt benötigte Zeit in einer der beiden Bearbeitungsstationen.
Bei der in 6 dargestellten Mischvariante aus Parallel- und Serienschaltung ist die effektive Taktzeit der zeitkritischen Bearbeitungsstationen 2z bestimmt durch den Anteil der parallel und in Reihe geschalteten Bearbeitungsstationen und deren Stationstaktzeit.
Die 7a bis 7f zeigen den Aufbau und die Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Transporteinrichtung, die insbesondere im Bereich der Kaltbearbeitungsvorrichtungen vorgesehen sein kann. Es ist ein Ausschnitt der Transporteinrichtung dargestellt. Werkstücke A, B, C, ... werden aus einer Bearbeitungsstation entnommen und der stromabwärts nachfolgenden Bearbeitungsstation übergeben.
Die Transporteinrichtung umfasst ein plattenförmiges Greiferelement 31, das von Sucherstiften 32 durchgriffen ist, die in Transportlöcher 131 der Werkstücke A, B, C, ... eingreifen. Das Anordnungsmuster der Sucherstifte 32 entspricht dem Anordnungsmuster der Transportlöcher 131. Zwecks sicherer Aufnahme weisen die Sucherstifte 32 einen kegelförmigen oberen Endabschnitt auf, der beim Einleiten eines Transportschritts von unten in das zugeordnete Transportloch 131 eingreift.
Die Werkstücke A, B, C, ... sind in einer Höhe H₁ angeordnet. Das Greifelement 31 ist in der Ruhelage auf einer Höhe H₀ unterhalb der Höhe H₁ angeordnet, wie in 7a dargestellt. Zur Veranschaulichung des Transportablaufs ist ein Sucherstifts S hervorgehoben, dessen Wegpositionen mit s₀ und s₁ bezeichnet sind.
7a zeigt angedeutet durch Pfeil nach oben einen ersten Transportteilschritt, bei dem das Greifelement 31 von der Höhe H₀ auf die Höhe H₁ angehoben wird, wobei die Sucherstifte 32 die Transportlöcher 131 der Werkstücke A, B, C, ... durchgreifen und die Werkstücke A, B, C, ... sodann auf dem Greifelement 201 aufliegen, wie in 7b dargestellt.
7b zeigt angedeutet durch Pfeil nach oben einen zweiten Transportteilschritt, bei dem das Greifelement 31 und damit auch die Werkstücke A, B, C, ... auf eine Höhe H₂ angehoben werden, die über der Höhe H₁ liegt. Damit sind die Werkstücke aus den Bearbeitungsstationen entnommen und können stromabwärts zur nächstfolgenden Bearbeitungsstation transportiert werden (7c).
7c zeigt angedeutet durch Pfeil nach rechts einen dritten Transportteilschritt, bei dem das Greifelement 31 um einen Transportschritt s_T längs der Transportstrecke stromabwärts bewegt wird, wodurch ein nachfolgendes Werkstück den Platz des vorangehenden Werkstücks einnimmt, wie in 7d dargestellt. Der Sucherstift S ist nun auf der Position s₁. Der Transportschritt s_T weist folglich die Länge s_T = s₁ – s₀ auf, wie in 7d dargestellt.
7d zeigt angedeutet durch Pfeil nach unten einen vierten Transportschritt, bei dem das Greifelement 31 von der Höhe H₂ auf die Ebene H₁ abgesenkt wird, wodurch die Werkstücke A, B, C, ... in den zugeordneten Bearbeitungsstationen abgelegt werden.
7e zeigt angedeutet durch Pfeil nach unten einen fünften Transportteilschritt, bei dem das Greifelement 31 von der Höhe H₁ auf die Höhe H₀ abgesenkt wird.
7f zeigt den letzten Transportteilschritt, bei dem angedeutet durch Pfeil nach links das Greifelement 31 stromaufwärts in die in 7a dargestellte Ausgangsposition zurückbewegt wird.
Die 8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Verbundvorrichtung 2, dessen technologischer Ablauf weiter oben in 3 beschrieben ist. Es sind zwei zeitkritische Erwärmungsstationen 22 vorgesehen, wobei die Erwärmungsstationen 22 und die vorangehende sowie die nachfolgende Bearbeitungsstation auf einem Kreisbogen angeordnet sind. 9 zeigt, dass der diesen Bearbeitungsstationen zugeordnete Abschnitt der Transporteinrichtung ein schwenkbares T-förmiges Greifelement 31 aufweist, wobei die Werkstücke entsprechend der kreisbogenförmigen Anordnung der Bearbeitungsstationen auf einem Kreisbogen transportiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Verbundvorrichtung
2: Bearbeitungsstation
2z: zeitkritische Bearbeitungsstation
11: Grundplatte
12: Kopfplatte
13: Blechband
13p: Blechplatine
14: Vorratsrolle
21: Kaltbearbeitungsvorrichtung
22: Erwärmungsvorrichtung
23: Warmumformvorrichtung
24: Presshärtevorrichtung
25: Nachbearbeitungsvorrichtung
31: Greifelement
32: Sucherstift
131: Transportloch
A, B, C, ...: Werkstück

Claims

Verbundvorrichtung (1) mit mehreren Bearbeitungsstationen (2), in denen ein Werkstück (A, B, C, ...) beim Durchlauf durch die Verbundvorrichtung (1) in ein Fertigteil umgewandelt wird, wobei vorgesehen ist, – dass die Verbundvorrichtung (1) als Bearbeitungsstationen (2) eine oder mehrere Kaltbearbeitungsvorrichtung(en) (21), eine oder mehrere Erwärmungsvorrichtung(en) (22), eine oder mehrere Warmumformvorrichtung(en) (23), eine oder mehrere Presshärtevorrichtung(en) (24) und eine oder mehrere Nachbearbeitungsvorrichtung(en) (25) aufweist, – dass die Bearbeitungsstationen (2) in der Verbundvorrichtung (1) dem technologischen Ablauf entsprechend hintereinander angeordnet sind, und – dass die Verbundvorrichtung (1) im Taktbetrieb mit einer Vorrichtungstaktzeit betrieben wird, welche die Zeitdauer ist, in der das Werkstück (A, B, C, ...) in einer der Bearbeitungsstationen (2) verweilt, wobei mindestens eine der Bearbeitungsstationen (2) eine zeitkritische Bearbeitungsstation (2z) ist, die eine größere Stationstaktzeit als die Vorrichtungstaktzeit erfordert, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundvorrichtung (1) eine ortsfeste Grundplatte (11) und eine bewegliche Kopfplatte (12) aufweist, die senkrecht zu der Grundplatte (11) verfahrbar ist, wobei die Bearbeitungsstationen (2) zwischen der Grundplatte (11) und der Kopfplatte (12) angeordnet sind und die kopfseitigen Werkzeuge der Bearbeitungsstationen (2) mit der Kopfplatte (12) bewegungsverbunden und synchron bewegbar sind, wobei zwischen hintereinander folgenden Bearbeitungsstationen (2) keine Zwischenlager angeordnet sind, und wobei von der mindestens einen zeitkritischen Bearbeitungsstation (2z) mindestens zwei Exemplare vorgesehen sind.
Verbundvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Exemplare der mindestens einen zeitkritischen Bearbeitungsstation (2z) parallel angeordnet sind.
Verbundvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Exemplare der mindestens einen zeitkritischen Bearbeitungsstation (2z) seriell angeordnet sind.
Verbundvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Exemplare der mindestens einen zeitkritischen Bearbeitungsstation (2z) parallel und seriell angeordnet sind.
Verbundvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Transporteinrichtung(en) zwischen den Bearbeitungsstationen (2) vorgesehen sind.
Verbundvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vor und/oder nach der mindestens einen zeitkritischen Bearbeitungsstation (2z) angeordnete Transporteinrichtung als eine Weiche ausgebildet ist.
Verbundvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zeitkritische Bearbeitungsstation (2z) als eine Warmumformvorrichtung (23) ausgebildet ist.
Verbundvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zeitkritische Bearbeitungsstation (2z) als eine Presshärtevorrichtung (24) ausgebildet ist.