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Die Erfindung betrifft eine Transportanlage im Nachgang zu einer Umformanlage zur Umformung von flachen oder vorgeformten Produkten zu dreidimensionalen Bauteilen mit Erhebungen und Vertiefungen, mit
- a) wenigstens einer ersten Transportvorrichtung zum Transport der einzelnen Bauteile von der Umformanlage oder von einer nachgeschalteten Vergütungs- oder Härtungsvorrichtung zu einem Zwischenspeicher,
- b) Aufnahmen für die Bauteile in dem Zwischenspeicher, die eine in wenigstens einer Richtung überlappende Anordnung von Erhebungen und Vertiefungen erlauben,
- c) einer Transportbehälterstation zur Aufnahme wenigstens eines Transportbehälters für Bauteile und
- d) einer zweiten Transportvorrichtung zum Ablegen der Bauteile aus dem Zwischenspeicher in einen Transportbehälter, wobei die zweite Transportvorrichtung geeignet ist, eine definierte Anzahl von mehreren Bauteilen gleichzeitig in den Transportbehälter zu überführen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Transportanlage für in einer Umformanlage aus flachen oder vorgeformten Produkten gefertigte Bauteile mit Erhebungen und Vertiefungen, wobei die gefertigten Bauteile mit einer ersten Transportvorrichtung zum Transport der einzelnen Bauteile von der Umformanlage oder von einer nachgeschalteten Vergütungs- oder Härtungsvorrichtung zu einem Zwischenspeicher transportiert werden, wobei ferner die Bauteile in dem Zwischenspeicher derart gesammelt werden, dass sich Erhebungen und Vertiefungen in wenigstens einer Richtung überlappen, und wobei schließlich die Bauteile mittels einer zweiten Transportvorrichtung in einen Transportbehälter befördert werden, wobei die zweite Transportvorrichtung eine definierte Anzahl von mehreren Bauteilen gleichzeitig in den Transportbehälter überführt.
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Derartige Transportanlagen und Befüllvorgänge sind beispielsweise aus der
EP 1 655 086 A1 , der
DE 199 52 688 A1 , der
DE 100 30 003 A1 , der
DE 37 37 913 A1 und der
DE 10 2011 117 640 A1 bekannt. Im Rahmen der Erfindung sind unter den Flachprodukten aber nicht nur metallische Bleche zu verstehen, sondern beispielsweise auch Platten aus faserverstärkten, beispielsweise thermoplastischen Kunststoffen und andere Composite- oder Hybrid-Platten, die durch Pressvorgänge oder vergleichbare Krafteinwirkungen umformbar sind. Dennoch wird die Erfindung zur Vereinfachung am Beispiel einer Presshärteanlage beschrieben, in der die genannten Bauteile aus in einem Ofen erwärmten Blechplatten, die einer Presse zugeführt werden, gebildet sind. Diese Bauteile können in der Presse auch gehärtet werden, indem sie während des Pressvorgangs gezielt gekühlt werden. Die Erfindung schließt auch alle auf dem Transportweg der ersten Transportvorrichtung zusätzlichen Behandlungen mit ein, bei denen das Bauteil vergütet wird, beispielsweise in einer Beschichtungsanlage.
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Entsprechend können die genannten Transportvorrichtungen aus unterschiedlichen und durchaus auch aus mehreren Transporteinheiten aufgebaut sein. Als derartige Einheiten sind bekanntermaßen Förderbänder, (Schienen-)Fahrzeuge, Schlitten, oder dergleichen einsetzbar. Unter dem Begriff Transportvorrichtung sind hier aber auch die Entnahme- und Beladevorrichtungen eingeschlossen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Greifvorrichtungen, Umsetzer, Hebezeuge oder Handlingsysteme wie beispielsweise (Knickarm-)Roboter. Es ist auch möglich, dass mehrere Zwischenspeicher vorgesehen sind, zu denen die erste Transportvorrichtung Bauteile transportiert.
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Die Bauteile werden aus den genannten flachen oder vorgeformten Produkten geformt. Beispielhaft seien hier Bauteile genannt, die im Automobil- oder Flugzeugbau eingesetzt werden, speziell Komponenten der Karosserie und des Fahrwerks. Unter Erhebungen und Vertiefungen sind im Umformprozess gebildete Wölbungen zu verstehen, die dem gesamten Bauteil zum Beispiel eine zumindest im Querschnitt hut- oder topfförmige Kontur geben.
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In dem Zwischenspeicher werden die einzeln oder gruppenweise produzierten Bauteile nach und nach gesammelt, bevor sie einem Transportbehälter zugeführt werden.
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Um die Bauteile in den Transportbehälter zu transportieren, wird vielfach noch manuell eingegriffen. Dies ist insbesondere angesichts des vorangehenden vollautomatisierten Transports von der Umformanlage bis zum Zwischenspeicher ausgesprochen unwirtschaftlich. In einigen Fällen werden bereits Roboter mit Greifern eingesetzt, die die gefertigten Bauteile beispielsweise von einem Förderband nacheinander in bereitgestellte Transportbehälter übergibt. Dieser Vorgang birgt den Nachteil, dass notwendige Sicherheitsabstände eines Handlingsystems bzw. dessen Greifers zum Transportbehälter eine effiziente Befüllung des Transportbehälters behindern. Das Handlingsystem bzw. dessen Greifer beansprucht den Platz mehrerer Bauteile. Es ist ein besonderes Problem, dass eine Beschickung des Transportbehälters, indem man die Bauteile aufeinanderlegt, häufig zu Verspannung und Formveränderungen beispielsweise bei einem Abkühlprozess führt. Außerdem kann ein Aufeinanderstapeln der Bauteile zu Beschädigungen der unteren Bauteile aufgrund des darüber liegenden Gewichtes beitragen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Transportanlage und ein Verfahren zum Betreiben einer Transportanlage zu schaffen, bei dem die genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere hat die Erfindung die Aufgabe, mit einem schonenden Bauteilhandling in schneller Taktfrequenz einen Transportbehälter möglichst optimal mit den im Umformprozess erzeugten Bauteilen zu befüllen.
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Die Aufgabe wird hinsichtlich der Transportanlage dadurch gelöst, dass die Aufnahmen für die Bauteile im Zwischenspeicher so beschaffen sind, dass Bauteile in einer gegenüber der Lage im Umformprozess um näherungsweise 90° um eine horizontale Achse gedrehten Bauteillage aufnehmbar sind
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Die Bauteile, die aus einem flachen oder vorgeformten Produkt in einer Umformanlage in eine dreidimensionale Form gebracht wurden, sind identisch und lassen sich in der Regel dicht aneinander anlegen. Das heißt, sie werden im Zwischenspeicher in einen benachbarten Zustand gebracht, in dem die Erhebungen und Vertiefungen so dicht aneinander liegen, dass sie kaum oder keinen Freiraum mehr zwischen sich lassen. In einer gedachten Ebene finden sich demnach die Erhebungen eines Bauteils genauso wie die Vertiefungen des benachbart angeordneten Bauteils. Durch dieses Ineinanderschachteln der Bauteile zu einem Stapel, ähnlich wie beispielsweise Suppenteller stapelbar wären, wird erheblich an Raum gespart, im Gegensatz zu einer Anordnung von nebeneinander auf Abstand angeordneten Bauteilen im Zwischenspeicher. Durch das gemeinsame Verbringen von mehreren in dieser Stapelform befindlichen Bauteilen lässt sich der Raum in dem Transportbehälter besonders gut ausnutzen. Insbesondere wird es möglich, auch den Raum zu nutzen, der bei „Ineinanderschachtelung” der Bauteile in einem Zwischenspeicher zusätzlich zur Verfügung steht.
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Dies ist von besonderem Vorteil, wenn die definierte Anzahl von Bauteilen in ihrer Stapelhöhe bzw. -tiefe einem Innenmaß des Transportbehälters entspricht. In diesem Fall wird der Raum in dem Transportbehälter optimal ausgenutzt, weil die letzten einzulegenden Bauteile im Teilestapel der der definierten Anzahl von Bauteilen bis dicht an der Behälterinnenwand liegen und folglich dieser Raum im Transportbehälter zusätzlich genutzt wird. Das einzelne Einbringen von Bauteilen, wie es im Stand der Technik üblich ist, erlaubt es, nur deutlich weniger Bauteile in einem Transportbehälter unterzubringen, weil zumindest die letzten Bauteile nicht mehr mit vorangehend eingebrachten Bauteilen überlappend angeordnet werden können. Dadurch wird die definierte Anzahl von Bauteilen beispielsweise genau zu einer Lage Bauteile innerhalb des Transportbehälters und bilden einen maximalen Bauteilstapel.
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Es ist vorgesehen, dass die Aufnahmen für die Bauteile im Zwischenspeicher so beschaffen sind, dass Bauteile in einer gegenüber der Lage im Umformprozess um näherungsweise 90° um eine horizontale Achse gedrehten Bauteillage aufnehmbar sind. Das hat zur Folge, dass die Bauteile in einem Stapel angeordnet werden können, in dem sie sich nicht selbst durch das Eigengewicht belasten. Die Aufnahmen sind vorzugsweise so beschaffen, dass die Bauteile auf einer ehemaligen Kante des Flachproduktes stehen oder an einer solchen aufgehängt sind.
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Vorzugsweise ist dem Zwischenspeicher nur ein Transportbehälterstandplatz zugeordnet. Durch die Möglichkeit, den Transportbehälter mit zumindest einer kompletten Lage von Bauteilen zu befüllen, ist es möglich, den Austausch des Behälters während des Neuauffüllens des Zwischenspeichers vorzunehmen. Im Stand der Technik sind dagegen durch das sukzessive Auffüllen des Transportbehälters mit Bauteilen notwendigerweise mindestens zwei Transportbehälter pro Zwischenspeicher vorzusehen. Das erhöht den Platzbedarf in der Fabrikationshalle erheblich, insbesondere wenn mehrere Zwischenspeicher vorhanden sind, die durch die erste Transportvorrichtung bedient werden.
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Vielfach ist es günstig, wenn der Zwischenspeicher verschiebbar angeordnet ist. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, den Zwischenspeicher aus dem Aktionsbereich der ersten Transportanlage, in dem die Bauteile in den Zwischenspeicher verbracht werden, in einen Aktionsbereich der zweiten Transportanlage zu bewegen, in dem mehrere Bauteile in definierter Anzahl in den Transportbehälter überführt werden. Ablaufstörungen werden dadurch vollkommen vermieden.
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In Bezug auf das Verfahren zum Betreiben einer Transportanlage wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass die Bauteile innerhalb ihres Weges in der ersten Transportanlage um ca. 90° um eine waagerechte Achse gedreht werden. Wie bereits bei der Beschreibung der Vorrichtungsansprüche genannt, kann auf diese Weise ein Stapel von gefertigten Bauteilen in äußerst kompakter Form in die vorgesehenen Transportbehälter überführt werden. Ein optimaler Transportbehälterfüllgrad wird durch die Erfindung gewährleistet.
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Vorzugsweise werden die Bauteile innerhalb ihres Weges in der ersten Transportanlage um ca. 90° um eine waagerechte Achse gedreht. Das Bauteil, das aus einem flachen oder vorgeformten Produkt durch einen Umformprozess entstanden ist, indem es beispielsweise in einer Presse mit Erhebungen und Vertiefungen versehen wird, steht dann quasi auf einer Kante des ehemaligen Flachprodukts und kann in dieser „senkrechten” Stellung in den Zwischenspeicher eingebracht werden. Dazu dienen beispielsweise Roboter mit Greifern. Es wird dann dafür gesorgt, dass die Bauteile sehr dicht beieinander stehen oder hängen, wobei der Begriff „dicht” bedeutet, dass der mittlere Abstand zwischen den Bauteilen beispielsweise 30 mm nicht übersteigt. Das bedeutet auch, dass die Bauteile so in den Zwischenspeicher überführt werden, dass die Vertiefungen der Bauteile, die in der Regel die gleiche Dimension haben, ineinandergreifen. Dennoch üben die Bauteile keine Gewichtsbelastung mehr aufeinander aus, wie es wäre, wenn sie stattdessen, – wie im Stand der Technik häufig üblich – aufeinandergestapelt werden.
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Bevorzugt überführt die zweite Transportanlage die definierte Anzahl an Bauteilen in einer Anordnung, in der die Bauteile keinen Kraft ausübenden Kontakt zueinander haben. Die Bauteile üben dann auch während des Transports als Stapel und vorzugsweise auch anschließend nach der Aufnahme in dem Transportbehälter keine Kräfte aufeinander aus. Das heißt wiederum, dass es weder zu Spannungen aufgrund von Gewichtsbelastungen anderer Bauteile noch dass es durch Reibung zu Beschädigungen an den Bauteilen kommt. Ein möglicherweise noch notwendiger Abkühlprozess kann ohne gegenseitige Beeinflussung erfolgen. Dadurch ist ein schnellerer Abtransport gewährleistet.
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Vielfach ist es von Vorteil, wenn bei der Übergabe der Bauteile in den Zwischenspeicher Dämpfungs- oder Schutzelemente zur Sicherheit gegen die Beschädigung von empfindlichen Oberflächen zwischen die Bauteile eingeführt werden. Das können Tücher oder auch elastische Puffer beispielsweise aus Kunststoff, Filz oder Gummi sein. Hierdurch erhält man einen zusätzlichen Schutz gegen Beschädigung der Bauteile beim Transport mit der zweiten Transportanlage bzw. im Transportbehälter.
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Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass ein voller Transportbehälter abtransportiert und ein neuer Transportbehälter in Reichweite der zweiten Transportanlage aufgestellt wird, während der Zwischenspeicher mit Bauteilen gefüllt wird. Auf diese Weise wird die Taktfrequenz für den gesamten Abtransport deutlich erhöht.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen
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1 eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemäßen Transportanlage
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2a, 2b, 2c in schematischer Darstellung die Fahrweise der Transportanlage mit
- 2a) Befüllen des Zwischenspeichers
- 2b) Bereitstellung eines Transportbehälters bevor der Zwischenspeicher gefüllt ist
- 2c) Transportieren mehrerer Bauteile aus dem Zwischenspeicher in den Transportbehälter
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Transportanlage 1. Sie folgt auf eine lediglich in ihren Umrissen dargestellte Umformanlage 2 und transportiert die gefertigten Bauteile 3 zu Transportbehältern 15. Die Umformanlage 2 kann mit weiteren Einrichtungen verbunden sein und beispielsweise eine Presshärteanlage darstellen. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt eine Transportanlage 1 für umgeformte Bleche. Die Erfindung ist darauf aber nicht beschränkt und bezieht sich ebenso auf andere umformbare flache oder vorgeformte Produkte, wie beispielsweise thermoplastische, faserverstärkte Kunststoffe. Hinter der Umformanlage beginnt eine in der 1 von links nach rechts laufende erste Transportvorrichtung 4 mit vier Quertransportsystemen 8. Die Transporteure sind in einem Gestell 20 gelagert. Dargestellt, aber für die Erfindung nicht bindend, sind Schienentransportsysteme 6 und Transportbänder 7 als Elemente der ersten Transportvorrichtung 4. genauso sind Shuttle-Systeme oder sogenannte Schiebenester bekannt, die hier eingesetzt werden können. Auch ein Roboter 9 nahe dem Ende des Quertransportsystems 8 sei in dem ersten Transportsystem 4 umfasst. Ein weiterer Roboter befindet sich nicht erkennbar jenseits des ersten Transportweges zwischen den beiden weiteren Quertransportsystemen. Der Roboter 9 ist in der Lage, fertige Bauteile 3 vom Quertransportsystem 8 abzunehmen, um 90° zu kippen und einem der vier Zwischenspeicher 11 zuzuführen. Das heißt, ein flach auf einem Transportband 7 liegendes Bauteil 3 wird quasi senkrecht im Zwischenspeicher 11 in Aufnahmen 12 eingehängt oder abgestellt. Dabei wird darauf geachtet, dass die Bauteile 3 sehr dicht nebeneinander angeordnet sind. Sie greifen mit ihren Formen ineinander, so dass konkave Kuppeln eines Bauteils in den Vertiefungen des nächsten Bauteils liegen. Dadurch wird sehr viel Raum gespart. Die Bauteile 3 werden von dem Roboter 9 so lange in den Zwischenspeicher 11 eingebracht, bis eine definierte Anzahl erreicht ist. Die definierte Anzahl entspricht beispielsweise genau einer von der Stapellänge her möglichen Lage in einem Transportbehälter 15. Dieser steht in der Nähe des Zwischenspeichers 11 in einer Transportbehälterstation 14. Einem Zwischenspeicher ist genau eine Transportbehälterstation 14 zugeordnet. Der komplette Satz Bauteile 3 eines Stapels, welcher der definierten Anzahl entspricht, kann von dem Zwischenspeicher 11 über ein Hubsystem, welches hydraulisch oder pneumatisch gesteuerte Zylinder 21 umfasst, in den Transportbehälter abgelassen werden. Selbstverständlich wären hier auch elektromotorische bzw. mechanische Hubelemente einsetzbar. Zudem kann der Zwischenspeicher 11 dazu in eine Position oberhalb des Transportbehälters 15 verfahren werden. Die Kinematik des Transportweges der Bauteile vom Zwischenspeicher 11 bis in den Transportbehälter 15 bestimmt hier die zweite Transportvorrichtung 5. Die Packungsdichte bei Transport des Stapels von Bauteilen ist dabei optimal und wesentlich besser, als wenn die Bauteile 3 einzeln in den Transportbehälter 15 eingeführt würden. Außerdem wären dann mehrere Roboter notwendig, wenn die Taktfrequenz einigermaßen niedrig gehalten werden soll. Während der Zwischenspeicher wieder gefüllt wird, kann der Transportbehälter über den Transportbehälterfahrweg 16 weggeschafft und durch einen neuen leeren ersetzt werden.
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Die 2a, 2b, 2c verdeutlichen den letzten Vorgang schematisch in zeitlicher Abfolge. Ein Roboter 9 entnimmt ein auf einem Transportband 7 liegendes Bauteil 3 mit Erhebungen 18 und Vertiefungen 19. Der Roboter 9 ist symbolisch und als Knickgelenkarm dargestellt und dieser in dieser Aufnahmeposition gestrichelt. Der Greifer 10 des Armes bringt das Bauteil 3 zu dem Zwischenspeicher 11, in dem es in einer Aufnahme 12 aufgenommen wird. Die Übergabeposition des Roboterarmes ist mit durchgezogenen Linien dargestellt. Die Bauteile 3 werden bei dem Einbringen um 90° gekippt, so dass sie quasi hängend (oder auch stehend) dicht aneinander angeordnet sind. Während die Bauteile aus Flachprodukten quasi „liegend” umgeformt wurden, sind sie nun im Zwischenspeicher „stehend” untergebracht. Das bewirkt, dass sie aufeinander keine störenden Kräfte mehr ausüben. Oberhalb des Zwischenspeichers 11 ist ein Hubsystem 13 vorgesehen, das in diesem Ausführungsbeispiel durch Zylinder 21 gebildet ist. Während des Füllvorgangs der sukzessiv zugeführten Bauteile 3 in den Zwischenspeicher 11 wird ein Transportbehälter 15 bereitgestellt. Dieser ist in 2b angedeutet. Ist eine definierte Anzahl von Bauteilen 17 vorhanden, senken sich die Aufnahmen 12 mittels des Hubsystems 13 hinab in den Transportbehälter 15. Dies zeigt die 2c. Gegebenenfalls kann dazu der Zwischenspeicher 11 auch entsprechend verfahren werden. Die definierte Anzahl ergibt sich dabei aus der Öffnungsgröße des Transportbehälters 15. Die ineinander gestapelten, aber waagerecht nebeneinander angeordneten Bauteile 3 können so genau eine komplette Lage in dem Transportbehälter 15 einnehmen. Die Packungsdichte ist dadurch optimiert. Dabei haben die Bauteile 3 der Gruppe keinen Kraft ausübenden Kontakt zueinander oder sind durch eingebrachte Dämpfungs- oder Schutzelemente zwischen ihnen gegen Verkratzungen der Oberflächen geschützt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Transportanlage
- 2
- Umformanlage, Presse
- 3
- Bauteil
- 4
- erste Transportvorrichtung
- 5
- zweite Transportvorrichtung
- 6
- Schienentransportsystem
- 7
- Transportband
- 8
- Quertransportsystem
- 9
- Roboter
- 10
- Greifer
- 11
- Zwischenspeicher
- 12
- Aufnahme
- 13
- Hubsystem
- 14
- Transportbehälterstation
- 15
- Transportbehälter
- 16
- Transportbehälterfahrweg
- 17
- Stapel von in der Anzahl definierter Bauteile
- 18
- Erhebung
- 19
- Vertiefung
- 20
- Gestell
- 21
- Zylinder
