DE102014101874A1

DE102014101874A1 - Fertigungssystem mit einer Mehrzahl von Werkzeugmaschinen und Verfahren zum Betreiben eines Fertigungssystems

Info

Publication number: DE102014101874A1
Application number: DE102014101874.5A
Authority: DE
Inventors: Hubert Bruder; Guido Jentzsch
Original assignee: MAG IAS GmbH Eislingen
Current assignee: MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2015-08-20
Also published as: EP3105007A1; US20170043443A1; WO2015121140A1; CN105992674A

Abstract

Es wird ein Fertigungssystem mit einer Mehrzahl von Werkzeugmaschinen (22) zur zerspanenden Bearbeitung von Werkstücken vorgeschlagen, welches eine Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) mit jeweils mindestens einer Werkzeugmaschine (22), wobei die Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) sequentiell angeordnet sind und in unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) unterschiedliche zerspanende Werkstückbearbeitungsvorgänge durchgeführt werden, und eine automatisierte Transporteinrichtung (44) zum Transport von Werkstücken in und zwischen Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) umfasst, gekennzeichnet durch mindestens einen Strang (24; 26), in welchem eine Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) angeordnet ist, wobei Einrichtungen (18) zur nichtzerspanenden Werkstückbehandlung außerhalb des mindestens einen Strangs (24; 26) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fertigungssystem mit einer Mehrzahl von Werkzeugmaschinen zur zerspanenden Bearbeitung von Werkstücken, umfassend eine Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen mit jeweils mindestens einer Werkzeugmaschine, wobei die Arbeitsfolgeneinrichtungen sequentiell angeordnet sind und in unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen unterschiedliche zerspanende Werkstückbearbeitungsvorgänge durchgeführt werden, und eine automatisierte Transporteinrichtung zum Transport von Werkstücken in und zwischen Arbeitsfolgeneinrichtungen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Fertigungssystems.
Fertigungssysteme (Fertigungsanlagen) werden eingesetzt, um an einem Werkstück unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge durchzuführen.
Beispielsweise werden im Rahmen von Fertigungssystemen Zylinderköpfe oder Kurbelgehäuse hergestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fertigungssystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches einen optimierten Betrieb ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Fertigungssystem erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Strang vorgesehen ist, in welchem eine Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen angeordnet ist, wobei Einrichtungen zur nichtzerspanenden Werkstückbehandlung außerhalb des mindestens einen Strangs angeordnet sind.
Die automatisierte Transporteinrichtung kann durch die Anordnung einer Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen in einem Strang die entsprechenden Werkzeugmaschinen in dem mindestens einen Strang bedienen. Es ergibt sich eine optimierte Platznutzung. Transportwege lassen sich gering halten.
Einrichtungen zur nichtzerspanenden Werkstückbehandlung sind beispielsweise Prüfungseinrichtungen wie Dichtprüfeinrichtungen, Reinigungseinrichtungen, Montageeinrichtungen und dergleichen. Durch die Anordnung außerhalb eines Strangs ergibt sich eine optimierte Bedienbarkeit für Werkzeugmaschinen eines Strangs und die Transportwege innerhalb eines Strangs lassen sich kurz halten. Der Platzbedarf für die Werkzeugmaschinen lässt sich gering halten. Dadurch wiederum lässt sich beispielsweise auf einfache Weise eine Einhausung der Werkzeugmaschinen in einem Strang beispielsweise in einer Klimakammer oder Temperierkammer durchführen. Der Platzbedarf für die Einhausung ist minimiert.
Weiterhin lassen sich Werkstücke auch auf einfache Weise einer zentralen Einrichtung beispielsweise zu Prüfzwecken oder Messzwecken zuführen und die automatisierte Transporteinrichtung kann für den Transport genutzt werden.
Weiterhin lässt sich eine zentrale Späneentsorgung realisieren und es lässt sich auch eine zentrale Medienzuführung beziehungsweise Medienabführung für einen Strang realisieren. Dadurch ergibt sich ein platzsparender Aufbau des Fertigungssystems.
Es ist insbesondere günstig, wenn an dem mindestens einen Strang Werkzeugmaschinen in einer Linie ausgerichtet angeordnet sind. Durch eine fluchtende Anordnung von Werkzeugmaschinen ergibt sich eine optimierte Platznutzung. Die automatisierte Transporteinrichtung lässt sich auf einfache Weise ausbilden und kann dazu beispielsweise ein oder mehrere Transportbänder umfassen, um Werkstücke innerhalb von Arbeitsfolgeneinrichtungen und zwischen Arbeitsfolgeneinrichtungen zu transportieren. Es lässt sich auf einfache Weise eine zentrale Späneentsorgung und eine zentrale Medienzuführung beziehungsweise Medienabführung realisieren.
Es ist ferner günstig, wenn dem mindestens einen Strang ein Durchgang zugeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine einfache Beladbarkeit und Entladbarkeit von Werkzeugmaschinen.
Es ist dabei vorteilhaft, wenn eine Vorderseite einer Werkzeugmaschine des mindestens einen Strangs dem Durchgang zuweist. Es lässt sich dadurch über den Zugang eine Beladung und Entladung durchführen.
Insbesondere sind an der Vorderseite der Werkzeugmaschine eine oder mehrere Türen der entsprechenden Werkzeugmaschine angeordnet, wobei die Türe oder Türen einen Zugang zum Arbeitsraum der entsprechenden Werkzeugmaschine ermöglichen. Dadurch lässt sich von dem Durchgang her ein Zugang zu den Arbeitsräumen der Werkzeugmaschinen erreichen.
Es ist ferner günstig, wenn die automatisierte Transporteinrichtung mindestens teilweise an der Vorderseite entlangläuft. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Beladung oder Entladung an der Vorderseite erreichen. Die Transporteinrichtung ist mindestens in einem Teilbereich vorne insbesondere vor den Werkzeugmaschinen angeordnet. Diese lassen sich dann von oben an der Vorderseite beispielsweise über Portale beziehungsweise Portalroboter beladen und entladen.
Rückseiten der Werkzeugmaschinen sind dem Durchgang abgewandt und vorteilhafterweise erfolgt eine Späneentsorgung über die Rückseite. Es ergibt sich dadurch eine optimierte Platznutzung.
Insbesondere ist eine zentrale Späneentsorgungseinrichtung vorgesehen, welche mindestens in einem Teilbereich an den Rückseiten entlang verläuft. Es lässt sich dadurch eine Späneentsorgungseinrichtung für mehrere Arbeitsfolgeneinrichtungen nutzen.
Es ist ferner günstig, wenn dem mindestens einen Strang ein Medienführungsstrang zugeordnet ist, durch welchen einer Mehrzahl von Werkzeugmaschinen in dem mindestens einen Strang ein oder mehrere Medien bereitstellbar sind und/oder ein oder mehrere Medien von Werkzeugmaschinen abführbar sind. Dadurch lässt sich beispielsweise die Kühlmittelversorgung oder Schmiermittelversorgung zumindest in gewissem Umfange zentralisieren.
Bei einer Ausführungsform ist der Durchgang zwischen einem ersten Strang und einem zweiten Strang gebildet. Dadurch ergibt sich eine optimierte Platznutzung.
Günstigerweise ist mindestens ein Teilbereich der Transporteinrichtung, welcher längs des mindestens einen Strangs geführt ist, als Transportband ausgebildet. Dadurch lassen sich Werkstücke auf einfache Weise in einen großen Längenbereich transportieren.
Es ist ferner günstig, wenn mindestens ein Teilbereich der Transporteinrichtung, welcher einen Transport quer zu einer Längsrichtung des mindestens einen Strangs bewirkt, als auf einem Boden des Durchgangs fahrbare Einrichtung oder als in einem Höhenabstand zu dem Boden beabstandete transportierende Einrichtung ausgebildet ist. Es lässt sich so auf einfache Weise der Durchgang überbrücken und auch frei halten. Eine in einem Höhenabstand beabstandete transportierende Einrichtung ist beispielsweise als Hochband ausgebildet, welchem Aufzüge zugeordnet sind, oder ist als Greifer ausgebildet, welcher beispielsweise Werkstücke von einem Transportband zu einem parallelen Transportband übersetzt. Eine fahrbare Einrichtung, welche auf dem Boden des Durchgangs fahrbar ist (Shuttle), kann so ausgebildet sein, dass bei einer Nichtverwendung das entsprechende Fahrzeug in einer den Durchgang nicht sperrenden Parkposition ist. Beispielsweise ist das Fahrzeug als Elektrofahrzeug ausgebildet und in dem Boden sind Induktionsschleifen eingelassen.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist der mindestens eine Strang eingehaust. Es lässt sich so beispielsweise eine Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen temperieren. Durch die Anordnung in einem Strang ergibt sich eine optimierte Platznutzung, und der Bereich, der dann eingehaust werden muss, ist vom Grundflächenbedarf her minimiert.
Beispielsweise ist der mindestens eine Strang in einer Temperierkammer oder Klimakammer eingehaust.
Günstigerweise ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, welche das Fertigungssystem steuert und durch welche das Ausschleusen von Werkstücken von einer Arbeitsfolgeneinrichtung durch die automatisierte Transporteinrichtung zu der zentralen Einrichtung und/oder das Einschleusen von Werkstücken aus der zentralen Einrichtung in eine Arbeitsfolgeneinrichtung steuerbar ist. Dadurch lässt sich auch ein automatisiertes Ausschleusen beziehungsweise Einschleusen erreichen.
Günstig ist es, wenn eine zentrale Einrichtung vorgesehen ist, welche an die automatisierte Transporteinrichtung angeschlossen ist und welcher über die automatisierte Transporteinrichtung Werkstücke von Arbeitsfolgeneinrichtungen zuführbar sind.
Werkstücke, welche in einer Arbeitsfolgeneinrichtung bearbeitet wurden, müssen beispielsweise geprüft und/oder ausgemessen werden. Beispielsweise werden Werkstücke im Rahmen einer statistischen Prozesskontrolle überprüft. Nach Einsetzen eines neuen Werkzeugs an einer Werkzeugmaschine ist eine Prüfung oder Ausmessung von Werkstücken sinnvoll.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung lassen sich Werkstücke von einer Arbeitsfolgeneinrichtung zu der zentralen Einrichtung transportieren und gegebenenfalls auch zurücktransportieren. Es lassen sich so Werkstücke ausschleusen und an die zentrale Einrichtung bringen. Dort kann örtlich zentral für Werkstücke aus unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen eine Überprüfung beziehungsweise Ausmessung stattfinden. Es lässt sich dadurch die Anzahl der entsprechenden Prüfplätze und Messplätze in dem Fertigungssystem gering halten, da beispielsweise nicht jede Arbeitsfolgeneinrichtung einen eigenen Prüfplatz oder Messplatz mehr aufweisen muss.
Weiterhin lässt sich die automatisierte Transporteinrichtung zum Transport verwenden. Dadurch sind Laufwege für einen Bediener, um ein Werkstück in einen Prüfplatz oder Messplatz zu bringen, minimiert. Die automatisierte Transporteinrichtung stellt automatisiert Werkstücke der zentralen Einrichtung bereit, wo die Prüfung beziehungsweise Messung durchgeführt werden kann.
Es ist dann vorteilhaft, wenn über die automatisierte Transporteinrichtung Werkstücke von der zentralen Einrichtung Arbeitsfolgeneinrichtungen zuführbar sind. Es kann dann beispielsweise ein Werkstück nach der Überprüfung an der zentralen Einrichtung, wenn eine Qualitätskontrolle erfolgreich war, wieder in den Produktionsprozess eingeschleust werden.
Insbesondere sind über die automatisierte Transporteinrichtung in der zentralen Einrichtung jeder Arbeitsfolgeneinrichtung Werkstücke zuführbar und/oder sind Werkstücke von der zentralen Einrichtung jeder Arbeitsfolgeneinrichtung zuführbar. Dadurch lässt sich an der zentralen Einrichtung beispielsweise der komplette Qualitätsprüfungsprozess für das Fertigungssystem durchführen.
Es ist günstig, wenn die zentrale Einrichtung mindestens eines des Folgenden umfasst: Einen Prüfplatz, einen Messplatz, welcher insbesondere mindestens eine Koordinatenmessmaschine umfasst, eine Werkstückeinstellenrichtung, einen Aufenthaltsraum, eine Konsoleneinrichtung für eine Steuerungseinrichtung des Fertigungssystems, eine Werkzeugeinstelleinrichtung (Werkzeugeinstellplatz). Bei dem Vorsehen einer Werkstückeinstelleinrichtung (Werkstückeinstellplatz), an welcher beispielsweise Werkstücke mit einer Adapterplatte verbindbar sind, kann an einer zentralen Stelle eine entsprechende Bedienung und Einschleusung erfolgen. Weiterhin ist, wenn eine Konsoleneinrichtung an der zentralen Einrichtung vorhanden ist, eine optimierte Zugänglichkeit ermöglicht. Ein Aufenthaltsraum für Bediener an der zentralen Einrichtung optimiert den Platzbedarf für das Fertigungssystem. An einer Werkzeugeinstelleinrichtung kann ein Bediener Werkzeuge, die zum Eintausch an Werkzeugmaschinen vorgesehen sind, mit entsprechenden Geräten einstellen.
Es ist günstig, wenn eine Reinigungseinrichtung vorgesehen ist, welche der zentralen Einrichtung zugeordnet ist und an welcher Werkstücke reinigbar sind. Beispielsweise sollte für einen Prüfvorgang ein Werkstück einer Reinigung beispielsweise über Blasluft unterzogen werden. Für den Einsatz einer Koordinatenmessmaschine sollte ein Werkstück gewaschen werden. Durch das Vorhandensein der zentralen Einrichtung kann eine geringe Anzahl von Reinigungseinrichtungen dazu verwendet werden, eine entsprechende Reinigung durchzuführen. Der Transport zu der Reinigungseinrichtung beziehungsweise von der Reinigungseinrichtung kann über die automatisierte Transporteinrichtung erfolgen.
Die Reinigungseinrichtung kann dabei ganz oder teilweise an der zentralen Einrichtung angeordnet sein oder ganz oder teilweise beabstandet zu der zentralen Einrichtung angeordnet sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Reinigungseinrichtung einer Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen zugeordnet, wobei Werkstücke aus unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen über die automatisierte Transporteinrichtung der Reinigungseinrichtung zuführbar sind, und insbesondere sind Werkstücke aus allen Arbeitsfolgeneinrichtungen über die automatisierte Transporteinrichtung der Reinigungseinrichtung zuführbar. Dadurch kann die Anzahl der Einzelkomponenten des Fertigungssystems gering gehalten werden.
Günstigerweise umfasst die Reinigungseinrichtung mindestens einen Luftreiniger (Trockenreiniger). Über einen Luftreiniger wird insbesondere durch Blasluft ein Werkstück abgeblasen. Es kann dann beispielsweise bezüglich seiner Qualität überprüft werden.
Es ist ferner günstig, wenn die Reinigungseinrichtung alternativ oder zusätzlich mindestens einen Wäscher (Nassreiniger) umfasst. Durch einen Wäscher kann ein Werkstück gewaschen werden, um es insbesondere in einer Koordinatenmessmaschine ausmessen zu können. Es ist ferner günstig, wenn mindestens ein Übergabeplatz vorgesehen ist, von welchem ausgehend Werkstücke über die automatisierte Transporteinrichtung der zentralen Einrichtung zuführbar sind, und welcher beabstandet zu der zentralen Einrichtung ist. Es lässt sich dadurch ein optimiertes Ausschleusen beziehungsweise Einschleusen erreichen.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist dem mindestens einen Übergabeplatz eine Prüfungseinrichtung zugeordnet, durch welche Werkstücke prüfbar sind und insbesondere prüfbar ist, ob ein Werkstück aus dem Bearbeitungsprozess auszuschließen ist. Es können dann Werkstücke, die beispielsweise beschädigt sind (weil beispielsweise in ihnen ein Werkzeugteil steckt), ausgeschlossen werden. Diese müssen dann nicht die Stufe der Prüfung an der zentralen Einrichtung durchlaufen. Ein solches Werkstück, welches über die Prüfungseinrichtung als "nicht in Ordnung" erkannt wurde, kann zu der zentralen Einrichtung geführt werden und dort dann direkt dem Produktionsprozess entnommen werden.
Günstigerweise ist der mindestens eine Übergabeplatz an einem Übergang einer Arbeitsfolgeneinrichtung zu der nächstbenachbarten Arbeitsfolgeneinrichtung angeordnet. Dadurch ergibt sich eine optimierte Ausschleusung beziehungsweise Einschleusung.
Insbesondere ist der mindestens eine Übergabeplatz an der automatisierten Transporteinrichtung angeordnet. Dadurch erfolgt eine einfache Transportmöglichkeit zu der zentralen Einrichtung.
Günstig ist es, wenn eine Arbeitsfolgeneinrichtung eine Mehrzahl von Werkzeugmaschinen aufweist, eine Parallelbearbeitung von Werkstücken in den entsprechenden Arbeitsfolgeneinrichtungen erfolgt. Dadurch lässt sich ein hoher Durchsatz an Werkstücken in dem Fertigungssystem erreichen.
Die Werkstückbearbeitung in den sequentiellen Arbeitsfolgeneinrichtungen ist sequentiell, wobei insbesondere Werkstücke von einer Arbeitsfolgeneinrichtung in eine nächstbenachbarte Arbeitsfolgeneinrichtung übergeben werden. Dadurch lassen sich Transportzeiten für Werkstücke gering halten.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitgestellt, bei dem Arbeitsfolgeneinrichtungen sequentiell an mindestens einem Strang angeordnet sind, und nichtzerspanende Werkstückbehandlungen außerhalb des mindestens einen Strangs durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auf dem erfindungsgemäßen Fertigungssystem durchführen.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fertigungssystem erläutert.
Es ist dabei insbesondere vorgesehen, dass ein Transport quer zu dem mindestens einen Strang für nichtzerspanende Werkstückbehandlungen erfolgt. Dadurch lässt sich das Fertigungssystem auf platzsparende Weise aufbauen.
Bei einer Ausführungsform werden Werkstücke von einer Arbeitsfolgeneinrichtung ausgeschleust und durch die automatisierte Transporteinrichtung zu der zentralen Einrichtung automatisiert transportiert und/oder von der zentralen Einrichtung werden Werkstücke durch die automatisierte Transporteinrichtung automatisiert transportiert und in eine Arbeitsfolgeneinrichtung eingeschleust. Dadurch lassen sich zentrale Aufgaben wie Prüfungsaufgaben oder Messaufgaben an der zentralen Einrichtung durchführen. Die automatisierte Transporteinrichtung wird zum Bringen von Werkstücken zu dieser zentralen Einrichtung genutzt und Werkstücke können von der zentralen Einrichtung in Arbeitsfolgeneinrichtungen zurückgeschleust werden. Es kann dann beispielsweise ein Prüfplatz oder Messplatz einer Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen zugeordnet werden. Transportwege für einen Bediener sind minimiert.
Günstig ist es, wenn in der zentralen Einrichtung eine Werkstoffprüfung und/oder Werkstückvermessung durchgeführt wird. An dieser können Werkstücke aus unterschiedlichen Arbeitsfolgen geprüft oder ausgemessen werden.
Es ist ferner günstig, wenn eine Reinigung von Werkstücken an einer zentralen Reinigungseinrichtung durchgeführt wird, zu welcher die Werkstücke durch die automatisierte Transporteinrichtung transportiert werden und insbesondere von welcher Werkstücke zu der zentralen Einrichtung transportiert werden. Es lässt sich dadurch eine optimierte Prüfung beziehungsweise Messung an der zentralen Einrichtung durchführen. Die Anzahl an Reinigungseinrichtungen lässt sich gering halten.
Beispielsweise werden Werkstücke von Arbeitsfolgeneinrichtungen im Rahmen einer statistischen Prozesskontrolle ausgeschleust. Es ergibt sich dadurch auf einfache Weise eine Qualitätsüberwachbarkeit.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein Ausschleusen von Werkstücken durchgeführt, wenn eine Werkzeugmaschine beladen wird, die nächstliegend zu einem Übergabeplatz angeordnet ist. Wenn die Beladung in einer festen Sequenz erfolgt, ergibt sich dadurch eine Taktzeitoptimierung.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass Werkzeugmaschinen variabel Arbeitsfolgeneinrichtungen zugeordnet werden. Dadurch kann auf unterschiedliche Anforderungen und Bedingungen während des Produktionsablaufs eingegangen werden. Wenn beispielsweise eine Arbeitsfolgeneinrichtung im Gesamtprozess "zu wenig Werkstücke bereitstellt", dann können durch die Variabilität eine oder mehrere Werkzeugmaschinen einer anderen Arbeitsfolgeneinrichtung (und insbesondere der benachbarten Arbeitsfolgeneinrichtung) der erstgenannten Arbeitsfolgeneinrichtung zugeordnet werden.
Beispielsweise führen benachbarte Werkzeugmaschinen eine zerspanende Werkstückbearbeitung an einer ersten Arbeitsfolgeneinrichtung oder einer zweiten Arbeitsfolgeneinrichtung durch, wobei insbesondere eine Steuerungseinrichtung einstellt, welcher Arbeitsfolgeneinrichtung eine entsprechende Werkzeugmaschine zugeordnet wird. Es können dann je nach Bedarf im Produktionsprozess die benachbarten Werkzeugmaschinen unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen zugeordnet werden oder der gleichen Arbeitsfolgeneinrichtung zugeordnet werden.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn nächstbenachbarte Werkzeugmaschinen in unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen variabel bezüglich einer Arbeitsfolge betrieben werden. Es ergibt sich dadurch eine hohe Flexibilität des Fertigungssystems.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fertigungssystems.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fertigungssystems, welches in 1 gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, ist beispielsweise in einer Halle 12 angeordnet.
Das Fertigungssystem 10 umfasst eine Zerspanungseinrichtung 14. Die Zerspanungseinrichtung 14 umfasst dabei eine Mehrzahl von Werkstückmaschinen zur spanabhebenden Werkstückbearbeitung.
Ferner umfasst das Fertigungssystem 10 eine zentrale Einrichtung 16. Weiterhin umfasst das Fertigungssystem 10 eine Werkstückbehandlungseinrichtung 18, in welcher insbesondere eine nichtzerspanende Werkstückbehandlung stattfindet.
Die Zerspanungseinrichtung 14, die zentrale Einrichtung 16 und die Werkstückbehandlungseinrichtung 18 sind in unterschiedlichen Teilen der Halle 12 angeordnet.
Das Fertigungssystem 10 umfasst eine Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen 20. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Fertigungssystem eine erste Arbeitsfolgeneinrichtung 20a, eine zweite Arbeitsfolgeneinrichtung 20b, eine dritte Arbeitsfolgeneinrichtung 20c, eine vierte Arbeitsfolgeneinrichtung 20d und eine fünfte Arbeitsfolgeneinrichtung 20e.
Eine Arbeitsfolgeneinrichtung 20 weist jeweils mindestens eine Werkzeugmaschine 22 zur zerspanenden Werkstückbearbeitung auf. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist jede Arbeitsfolgeneinrichtung 20 eine Mehrzahl von Werkzeugmaschinen 22 auf.
Die Werkzeugmaschinen 22 innerhalb einer Arbeitsfolgeneinrichtung 20 führen üblicherweise eine Parallelbearbeitung von Werkstücken aus, das heißt eine Mehrzahl von Werkstücken wird an den unterschiedlichen Werkzeugmaschinen 22 einer Arbeitsfolgeneinrichtung 20 auf die gleiche Weise bearbeitet, wobei die Werkstückbearbeitung, welche eine zerspanende Werkstückbearbeitung ist, mindestens näherungsweise synchron ist.
In unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 können unterschiedliche Arten von Werkzeugmaschinen 22 verwendet werden beziehungsweise in unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen können die entsprechenden Werkzeugmaschinen 22 unterschiedlich eingestellt sein (auch wenn sie gleich ausgebildet sind).
Durch die Werkzeugmaschinen 22 werden insbesondere Metallteile spanabhebend bearbeitet.
Die Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 sind sequentiell angeordnet. Ein bestimmtes Werkstück, welches an einer Arbeitsfolgeneinrichtung 20 bearbeitet wurde, wird nach der Bearbeitung (und eventuell einer Zwischenbehandlung) an die nächste Arbeitsfolgeneinrichtung übergeben und dort weiterbearbeitet. In unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 werden insbesondere unterschiedliche spanabhebende Werkstückbearbeitungen durchgeführt, wobei diese Werkstückbearbeitung bezüglich der entsprechenden Arbeitsfolgeneinrichtung 20 insbesondere aufeinander aufbauen, das heißt eine bestimmte Reihenfolge eingehalten werden muss.
Bei dem Fertigungssystem 10 sind Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 in einem ersten Strang 24 und in einem zweiten Strang 26 angeordnet. Der erste Strang 24 umfasst bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Arbeitsfolgeneinrichtungen 20c, 20d, 20e. Der zweite Strang 26 umfasst die Arbeitsfolgeneinrichtungen 20a und 20b.
Die Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 und damit die Werkzeugmaschinen 22 der entsprechenden Arbeitsfolgeneinrichtung 20 sind jeweils in dem ersten Strang 24 und dem zweiten Strang 26 hintereinander in einer Linie 28 beziehungsweise 30 angeordnet. Insbesondere sind die Werkzeugmaschinen 22 in dem jeweiligen Strang 24 beziehungsweise 26 mindestens näherungsweise fluchtend ausgerichtet.
Zwischen dem ersten Strang 24 und dem zweiten Strang 26 und damit zwischen den Werkzeugmaschinen 22 des ersten Strangs 24 und des zweiten Strangs 26 ist ein Durchgang 32 angeordnet. Ein Bediener kann durch diesen Durchgang durchgehen beziehungsweise durchfahren.
Der Durchgang 32 weist einen Boden 34 auf. Dieser Boden 34 ist beispielsweise der Boden der Halle 12 oder ein Boden 34, welcher an dem Boden der Halle 12 angeordnet ist.
Die Werkzeugmaschinen 22 haben jeweils eine Vorderseite 36 und eine Rückseite 38. Die Vorderseiten 36 der Werkzeugmaschinen 22 weisen dem Durchgang 32 zu und die Rückseiten 38 sind dem Durchgang 32 abgewandt. Dementsprechend ist auf die Vorderseiten 36 der Werkzeugmaschinen 22 über den Durchgang 32 zugreifbar.
An den Vorderseiten 36 der Werkzeugmaschinen 22 sind eine oder mehrere Türen 40 angeordnet, über welche auf einen Arbeitsraum 42 der entsprechenden Werkzeugmaschine 22 zugreifbar ist.
Die Vorderseiten 36 der Werkzeugmaschinen 22 des ersten Strangs 24 weisen den Vorderseiten der Werkzeugmaschinen 22 des zweiten Strangs 26 zu.
Das Fertigungssystem 10 weist eine automatisierte Transporteinrichtung 44 auf. Die automatisierte Transporteinrichtung 44 dient zum Transport von Werkstücken in dem Fertigungssystem und dabei zum Transport von Werkstücken innerhalb der Zerspanungseinrichtung 14, von der Zerspanungseinrichtung 14 zu der zentralen Einrichtung 16 und der Werkstückbehandlungseinrichtung 18. Die automatisierte Transporteinrichtung 44 weist Teilbereiche 46a, 46b auf. Diese Teilbereiche 46a, 46b verlaufen längs des ersten Strangs 24 (Teilbereich 46a) beziehungsweise des zweiten Strangs 26 (Teilbereich 46b) an den Vorderseiten 36 der entsprechenden Werkzeugmaschinen 22 entlang. Über die Teilbereiche 46a, 46b sind die Werkzeugmaschinen 22 über ihre Vorderseiten 36 beladbar beziehungsweise entladbar.
Zur Beladung beziehungsweise Entladung der Werkzeugmaschinen 22 sind beispielsweise Portale oder Portalroboter vorgesehen. Durch diese werden die Werkzeugmaschinen 22 an den jeweiligen Vorderseiten 36 von oben beladen.
Die Teilbereiche 46a, 46b sind insbesondere über Förderbänder gebildet.
Eine Transportrichtung in den Teilbereichen 46a, 46b ist insbesondere mindestens näherungsweise parallel zu den Linien 28, 30 (wobei die Linien 28, 30 mindestens näherungsweise parallel zueinander sind).
Insbesondere sind Transportrichtungen in den Teilbereichen 46a, 46b parallel zueinander.
Die automatisierte Transporteinrichtung 44 weist ferner Teilbereiche 48a, 48b auf, durch welche ein Transport quer zu den Linien 28, 30 ermöglicht ist und insbesondere eine Verbindung zwischen dem ersten Strang 24 und dem zweiten Strang 26 bezüglich der automatisierten Transporteinrichtung 44 ermöglicht ist. Durch die Teilbereiche 48a, 48b der automatisierten Transporteinrichtung 44 lässt sich der Durchgang 32 überbrücken.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Teilbereich 48a vorgesehen, welcher zwischen der ersten Arbeitsfolgeneinrichtung 20a und der zweiten Arbeitsfolgeneinrichtung 20b angeordnet ist und in die dritte Arbeitsfolgeneinrichtung 20c führt.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist ferner ein Teilbereich 48b vorgesehen, welcher von der zentralen Einrichtung 16 zu dem Teilbereich 46a führt. Der Teilbereich 46b der automatisierten Transporteinrichtung 44 führt dabei längs des zweiten Strangs 26 zu der zentralen Einrichtung 16. Dadurch wird die zentrale Einrichtung 16 zu einem Teilbereich der Transporteinrichtung 44.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Teilbereiche 48a, 48b so ausgebildet, dass ein Werkstücktransport in einem Höhenabstand zu dem Boden 34 des Durchgangs 32 erfolgt, um die Durchgängigkeit nicht zu behindern. Beispielsweise ist dazu ein Hochband mit einem entsprechenden Lift an den Teilbereichen 46a, 46b vorgesehen. Es ist beispielsweise auch möglich, dass ein Greifer Werkstücke von dem Teilbereich 46a zu dem Teilbereich 46b übersetzt beziehungsweise umgekehrt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Teilbereich 48a beziehungsweise 48b durch ein Fahrzeug gebildet, welches auf dem Boden 34 fährt. Dieses Fahrzeug übernimmt Werkstücke von dem Teilbereich 46a beziehungsweise 46b und führt es über zu dem Teilbereich 46b beziehungsweise 46a. Das Fahrzeug (Shuttle) wird beispielsweise über Induktionsschleifen in dem Boden 34 betrieben. Es kann während einer Nichttransportphase in einer Parkposition gefahren werden, in welcher der Durchgang 32 nicht gesperrt wird.
Die Werkstückbehandlungseinrichtung 18 ist außerhalb der Stränge 24, 26 angeordnet.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Werkstückbehandlungseinrichtung 18 Reinigungseinrichtungen 50, 52, durch welche Werkstücke reinigbar sind, und Montageeinrichtungen 54, 56, 58. An den Montageeinrichtungen werden Werkstückmontagen durchgeführt. Bei einer Montageeinrichtung (wie beispielsweise der Montageeinrichtung 54) ist eine Reinigungseinrichtung (in diesem Fall die Reinigungseinrichtung 50) vorgeschaltet, um ein Werkstück vor einer Montagebearbeitung reinigen zu können. Eine Reinigungseinrichtung 50 ist insbesondere als Luftreinigungseinrichtung ausgebildet, bei welcher ein Reinigungsvorgang mittels Druckluft durchgeführt wird. Die Reinigungseinrichtung 50 kann auch als Wäscher ausgebildet sein oder einen solchen umfassen.
Die automatisierte Transporteinrichtung 44 umfasst Teilbereiche 60, über welche Werkstücke von den Teilbereichen 46a beziehungsweise 46b quer zu den Linien 28 beziehungsweise 30 weg zu der Werkstückbehandlungseinrichtung 18 transportierbar sind und gegebenenfalls von dieser wieder in den ersten Strang 24 und/oder zweiten Strang 26 einschleusbar sind.
Wie oben bereits erwähnt erfolgt eine nichtzerspanende Werkstückbehandlung außerhalb der Stränge 24 und 26.
Das Fertigungssystem 10 weist eine Späneentsorgungseinrichtung 62 auf, welche mindestens in einem Teilbereich in den Strängen 24, 26 insbesondere längs der Linien 28 beziehungsweise 30 geführt ist. Es erfolgt insbesondere eine Späneentsorgung über die Rückseiten 38 der entsprechenden Werkzeugmaschinen. Die Späneentsorgungseinrichtung 62 ist dann zumindest teilweise beabstandet zu dem Durchgang 32 geführt. Eine Späneentsorgungseinrichtung 62 kann dabei so ausgebildet sein, dass mehrere Werkzeugmaschinen 22 und insbesondere mehrere Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 an diese angeschlossen sind. Die Späneentsorgungseinrichtung 62 kann dadurch zentral ausgebildet sein und eine Mehrzahl von Werkzeugmaschinen bedienen.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine Medienversorgung beziehungsweise Entsorgung an einem Strang 24 beziehungsweise 26 oder auch dann an den Strängen 24 und 26 zentral erfolgt. Es kann insbesondere (mindestens) ein Medienführungsstrang vorgesehen sein; in 1 sind Medienführungsstränge mit den Bezugszeichen 64a und 64b angedeutet, durch welche einer Mehrzahl von Werkzeugmaschinen 22 und insbesondere einer Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 ein oder mehrere Medien wie Kühlmedium und Schmiermedium zuführbar sind beziehungsweise abführbar sind.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die zentrale Einrichtung 16 in Fortführung des zweiten Strangs 26 dem ersten Strang 24 gegenüberliegend angeordnet. Zwischen der zentralen Einrichtung 16 und dem ersten Strang 24 liegt der Durchgang 32.
Werkstücke sind über die automatisierte Transporteinrichtung 44 der zentralen Einrichtung 16 zuführbar. Weiterhin sind Werkstücke von der zentralen Einrichtung 16 über die automatisierte Transporteinrichtung 44 den Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 zuführbar.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist die zentrale Einrichtung 16 (mindestens) einen Prüfplatz 66 auf. An diesem Prüfplatz kann ein Bediener Werkstücke prüfen.
Dem Prüfplatz ist bei einem Ausführungsbeispiel eine Reinigungseinrichtung 68 vorgeschaltet. Die Reinigungseinrichtung 68 ist insbesondere eine Luftreinigungseinrichtung (Trockenreinigungseinrichtung), an welcher Werkstücke über Blasluft reinigbar sind, bevor sie zu dem Prüfplatz 66 gelangen. Die Reinigungseinrichtung 68 ist insbesondere an die automatisierte Transporteinrichtung 44 angeschlossen. Alternativ oder zusätzlich kann die Reinigungseinrichtung 68 eine Nassreinigungseinrichtung (Wäscher) sein beziehungsweise umfassen.
Die Beladung/Entladung der Reinigungseinrichtung 68 kann automatisch oder manuell erfolgen. Für eine manuelle Beladung ist ein Übergabeplatz vorgesehen, welcher durch die Transporteinrichtung 44 anfahrbar ist.
Über die automatisierte Transporteinrichtung 44 können Werkstücke aus jeder Arbeitsfolgeneinrichtung 20 dem Prüfplatz 66 zugeführt werden, um eine Prüfung zu ermöglichen. Es ist dadurch insbesondere möglich, eine statistische Prozesskontrolle durchzuführen, um beispielsweise statistisch bearbeitete Werkstücke in den einzelnen Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 prüfen zu können. Der Transport von den entsprechenden Werkstücken nach Bearbeitung an einer Arbeitsfolgeneinrichtung 20 zu der zentralen Einrichtung 16 und dem Prüfplatz 66 erfolgt über die automatisierte Transporteinrichtung 44.
Insbesondere sind Übergabeplätze 70 vorgesehen, welche an der automatisierten Transporteinrichtung 44 liegen. Werkstücke, welche an solchen Übergabeplätzen 70 positioniert werden, werden dann über die automatisierte Transporteinrichtung 44 der zentralen Einrichtung 16 durchgeführt.
Es kann dabei vorgesehen sein, dass einem Übergabeplatz 70 einer Prüfeinrichtung 72 zugeordnet ist, welche bereits an dem Übergabeplatz 70 bestimmte Prüfungsvorgänge durchführt. Beispielsweise wird überprüft, ob Werkzeugteile sich an dem Werkstück befinden. Ein solches Teil kann dann aus der Bearbeitungskette ausgeschlossen werden und muss auch nicht mehr weiter geprüft werden ("NIO-Teil"). Die Prüfeinrichtung 72 kann dabei an einer Werkzeugmaschine 22 angeordnet sein; sie erkennt beispielsweise einen Werkzeugbruch und "merkt" sich das/die zum Zeitpunkt des Werkzeugbruchs bearbeiteten Werkstücke.
Es kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass an der zentralen Einrichtung ein Messplatz 74 für Werkstücke angeordnet ist. Dieser Messplatz 74 umfasst beispielsweise (zumindest) eine Koordinatenmessmaschine 76.
Einem solchen Messplatz 74 ist eine Reinigungseinrichtung 78 insbesondere in Form eines Wäschers (Nassreinigungseinrichtung) vorgeschaltet, um eine Messung an gereinigten Werkstücken durchführen zu können. Bei einer Ausführungsform wird die Reinigungseinrichtung 78 auch für die Reinigung von Werkstücken vor Einkopplung in den Prüfplatz 66 verwendet (die Reinigungseinrichtung 68 kann dann entfallen).
Die Beladung/Entladung der Reinigungseinrichtung 78 kann automatisch oder manuell erfolgen. Für eine manuelle Beladung ist ein Übergabeplatz vorgesehen, welcher durch die Transporteinrichtung 44 anfahrbar ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist die zentrale Einrichtung 16 einen Aufenthaltsraum 80 für Bediener auf.
Es kann auch vorgesehen sein, dass an der zentralen Einrichtung 16 eine Konsoleneinrichtung 82 für eine Steuerungseinrichtung 84 des Fertigungssystems 10 angeordnet ist. Die Steuerungseinrichtung 84 steuert den Betrieb des Fertigungssystems 10 mit den einzelnen Werkzeugmaschinen 22 und den Einrichtungen und Maschinen der Werkstückbehandlungseinrichtung 18 sowie die automatisierte Transporteinrichtung 44. Über die Konsoleneinrichtung 82 lässt sich das Fertigungssystem 10 als Ganzes oder in Teilbereichen bedienen beziehungsweise es lassen sich Abläufe verändern.
Es kann auch vorgesehen sein, dass an der zentralen Einrichtung 16 eine Werkstückeinstelleinrichtung (Werkstückeinstellplatz) angeordnet ist, an welcher Werkstücke einstellbar sind wie beispielsweise Montage an einer Adapterplatte.
Es ist ferner möglich, dass die zentrale Einrichtung 16 eine Werkzeugeinstelleinrichtung (Werkzeugeinstellplatz) aufweist. Ein Bediener kann dort mit entsprechenden Geräten Werkzeuge einstellen, bevor diese an Werkzeugmaschinen 22 eingewechselt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 in dem ersten Strang 24 und in dem zweiten Strang 26 eingehaust (Bezugszeichen 86 in 1). Über diese Einhausung 86 lässt sich eine Klimakammer beziehungsweise Temperierkammer für die Werkzeugmaschinen 22 zur zerspanenden Werkstückbearbeitung bilden. Die entsprechende Einhausung 86 hat dabei einen geringeren Flächenbedarf als die Halle 12. Grundsätzlich müssen Teile der Werkstückbehandlungseinrichtung 18 nicht mit eingehaust werden. Auch die zentrale Einrichtung 16 muss nicht mit eingehaust werden.
Das Fertigungssystem 10 kann eine oder mehrere Pufferspeicher 88 für Werkstücke aufweisen, welche an die automatisierte Transporteinrichtung 44 angeschlossen sind und insbesondere in dem ersten Strang 24 und/oder in dem zweiten Strang 26 angeordnet sind. Durch den oder die Pufferspeicher 88 lassen sich Werkstücke zwischenspeichern, um beispielsweise Taktzeiten in unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 ausgleichen zu können.
Das erfindungsgemäße Fertigungssystem 10 funktioniert wie folgt:
Werkstücke durchlaufen die einzelnen Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 und werden dort bearbeitet. Innerhalb einer Arbeitsfolgeneinrichtung 20 erfolgt insbesondere eine parallele Werkstückbearbeitung.
Durch die automatisierte Transporteinrichtung 44 werden die Werkstücke innerhalb der entsprechenden Arbeitsfolgeneinrichtung 20 und zwischen Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 transportiert.
Eine nichtzerspanende Werkstückbehandlung in der Werkstückbehandlungseinrichtung 18 erfolgt dabei außerhalb der Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 und außerhalb der Stränge 24 und 26.
Die durch zerspanende Werkstückbearbeitung bearbeiteten Werkstücke sind insbesondere metallische Werkstücke. Beispielsweise werden in dem Fertigungssystem Zylinderköpfe oder Kurbelgehäuse hergestellt.
Die zu prüfenden Werkstücke werden, nachdem sie in der entsprechenden Arbeitsfolgeneinrichtung 20 bearbeitet worden sind, an dem jeweiligen Übergabeplatz 70 positioniert. Diese Positionierung erfolgt automatisch. Sie werden dann über die automatisierte Transporteinrichtung 44 ausgeschleust und zu der zentralen Einrichtung 16 transportiert. Vor einer Prüfung beziehungsweise einer Messung werden sie gereinigt. Diese Reinigung kann an einer Reinigungseinrichtung an der zentralen Einrichtung 16 oder an einer Reinigungseinrichtung der Werkstückbehandlungseinrichtung 18 durchgeführt werden.
Die Prüf- und Messmittel werden an der zentralen Einrichtung 16 zentral verwaltet. Alle zu prüfenden Werkstücke von unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 werden zu der zentralen Einrichtung 16 zu dem entsprechenden Prüfplatz 66 beziehungsweise Messplatz 74 geführt. Ein Bediener, welcher Prüfaufgaben beziehungsweise Messaufgaben hat, kann diese dann vollständig an der zentralen Einrichtung 16 durchführen. Es ergibt sich dadurch ein platzsparender Aufbau des Fertigungssystems 10 insbesondere bezüglich der Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 und insbesondere Messvorgänge und Prüfvorgänge lassen sich auf einfache Weise durchführen. Weiterhin lassen sich Prüfplätze 66 und Messplätze 74 einer Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 zuordnen. Die zentrale Einrichtung 16 ist gewissermaßen zuständig für alle Arbeitsfolgeneinrichtungen 20. Die sowieso vorhandene automatisierte Transporteinrichtung 44 wird auch dazu genutzt, zu prüfende beziehungsweise auszumessende Werkstücke aus den einzelnen Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 zu transportieren und dabei zu der zentralen Einrichtung 16 zu transportieren. Nach einem Prüfvorgang beziehungsweise Messvorgang können die Werkstücke wieder über die automatisierte Transporteinrichtung 44 der nächsten Arbeitsfolgeneinrichtung 20 zugeführt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind mindestens zwei Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 in einem Strang (24 beziehungsweise 26) angeordnet, in welchem Werkzeugmaschinen 22 unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 insbesondere in einer Linie 28 beziehungsweise 30 ausgerichtet angeordnet sind.
Die Bestandteile der Werkstückbehandlungseinrichtung 18 sind außerhalb dieser Stränge 24, 26 angeordnet. Dadurch ist eine Trennung in unterschiedliche Sektionen durchgeführt, wobei eine Sektion die spanabhebenden Werkzeugmaschinen 22 enthält und die andere Sektion außerhalb der Stränge 24, 26 Werkstückhandhabungsmaschinen mit einer Werkstückhandhabung, welche nichtzerspanend ist.
Wenn beispielsweise eine Einhausung von Werkzeugmaschinen 22 vorgesehen ist, dann lässt sich der entsprechende Flächenbedarf dadurch minimieren, da in der Regel die Werkstückbehandlungseinrichtung 18 nicht eingehaust werden muss (in einer Temperierkammer oder Klimakammer).
Durch die strangweise Anordnung der Werkzeugmaschinen 22 lässt sich ein Durchgang 32 realisieren, welcher den Zugang zu einer großen Anzahl von Werkzeugmaschinen 22 ermöglicht. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ermöglicht der Durchgang 32 einen Zugang über die Vorderseite 36 zu allen Werkzeugmaschinen 22 mit zerspanender Werkzeugbearbeitung des Fertigungssystems 10. Der Durchgang 32, welcher insbesondere linear ausgerichtet ist, stellt gewissermaßen eine "Aorta" des Fertigungssystems 10 dar.
Durch die Strangausbildung der Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 lassen sich die Werkzeugmaschinen 22 von dem Durchgang 32 her auf einfache Weise beladen und entladen. Eine Späneentsorgung lässt sich über die Späneentsorgungseinrichtung 62 an den Rückseiten 38 durchführen. Dadurch kann der Durchgang 32 hürdenfrei gehalten werden mit entsprechendem gutem Zugang zu den Arbeitsräumen 42 der Werkzeugmaschinen 22.
Weiterhin lässt sich eine Medienzuführung beziehungsweise Abführung auf einfache Weise realisieren.
Eine "Durchschleusung" von Werkstücken insbesondere zu Prüfzwecken und Messzwecken lässt sich auf einfache Weise realisieren. Die sowieso vorhandene automatisierte Transporteinrichtung 44 lässt sich dazu verwenden, automatisiert (gesteuert über die Steuerungseinrichtung 84) Werkstücke zu Prüfzwecken beziehungsweise Messzwecken der zentralen Einrichtung 16 bereitzustellen.
Insbesondere lässt sich ein Ausschleusen beziehungsweise Durchschleusen von Werkstücken taktzeitoptimal durchführen. Wenn beispielsweise die Werkzeugmaschinen 22 einer Arbeitsfolgeneinrichtung 20 gemäß einer festen Sequenz beladen werden, dann ist vorteilhafterweise ein Ausschleusen vorgesehen, wenn die am nächsten zu dem entsprechenden Übergabeplatz 70 vorhandene Werkzeugmaschine 22 beladen wird.
Beispielsweise wird das Fertigungssystem so betrieben, dass gesteuert (planmäßig) eine bestimmte Anzahl von Werkstücken je Arbeitsfolgeneinrichtung 20 zu der zentralen Einrichtung 16 geschleust werden. Ferner wird vorteilhafterweise eine bestimmte Anzahl von Werkstücken pro Spindel der Werkzeugmaschinen 22 ausgeschleust. Wenn beispielsweise ein neues Werkzeug an einer Werkzeugmaschine 22 verwendet wird, dann wird eine bestimmte Anzahl von Teilen nach der Erstbearbeitung durch dieses neue Werkzeug ausgeschleust. Beschädigte Teile, wobei die Beschädigung insbesondere durch die Prüfungseinrichtung 72 erkennbar ist, werden ebenfalls zu der zentralen Einrichtung 16 geschleust und dort verworfen.
Durch die Anordnung von Werkzeugmaschinen unterschiedlicher Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 in einem Strang wie beispielsweise dem ersten Strang 24 ergibt sich auch eine erhöhte Variabilität des Fertigungssystems.
Es ist grundsätzlich möglich, dass Werkzeugmaschinen (im Beispiel von 1 beispielhaft eine Werkzeugmaschine 90 der Arbeitsfolgeneinrichtung 20e) variabel in unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen (im gezeigten Beispiel auch in der Arbeitsfolgeneinrichtung 20d) eingesetzt werden je nach Bedarf. Durch die Anordnung mehrerer Arbeitsfolgeneinrichtungen 20 in einem Strang 24, 26 wird die entsprechende Variabilität bereitgestellt.
Beispielsweise wird der Arbeitsinhalt je Arbeitsfolgeneinrichtung 20 so definiert, dass fertigungstechnische Bedingungen eingehalten werden und die Laufzeit je Arbeitsfolgeneinrichtung 20 ein ganzzahliges Vielfaches der Spindelanzahl in der Arbeitsfolgeneinrichtung entspricht. Durch zeitliche variable Zuordnung beispielsweise der Werkzeugmaschine 90 zu der Arbeitsfolgenrichtung 20d oder der Arbeitsfolgeneinrichtung 20e ergeben sich Optimierungen beispielsweise wie Werkzeugoptimierungen um die Laufzeit von einem Werkzeugwechsel zu erhöhen beziehungsweise um das Auftreten eines "Flaschenhalses" zu verhindern. Wenn beispielsweise an einer Arbeitsfolgeneinrichtung ein erhöhter Bedarf steht, dann wird die Werkzeugmaschine 90 variabel in dieser Arbeitsfolgeneinrichtung eingesetzt.
Es lässt sich dadurch eine optimierte Nutzung des Fertigungssystems erreichen.
Durch Pufferspeicher 88 kann eine optimierte Gesamtverfügbarkeit erreicht werden.
Bezugszeichenliste

10: Fertigungssystem
12: Halle
14: Zerspanungseinrichtung
16: Zentrale Einrichtung
18: Werkstückbehandlungseinrichtung
20: Arbeitsfolgeneinrichtung
20a: Erste Arbeitsfolgeneinrichtung
20b: Zweite Arbeitsfolgeneinrichtung
20c: Dritte Arbeitsfolgeneinrichtung
20d: Vierte Arbeitsfolgeneinrichtung
20e: Fünfte Arbeitsfolgeneinrichtung
22: Werkzeugmaschine
24: Erster Strang
26: Zweiter Strang
28: Linie
30: Linie
32: Durchgang
34: Boden
36: Vorderseite
38: Rückseite
40: Türe
42: Arbeitsraum
44: Automatisierte Transporteinrichtung
46a: Teilbereich
46b: Teilbereich
48a: Teilbereich
48b: Teilbereich
50: Reinigungseinrichtung
52: Reinigungseinrichtung
54: Montageeinrichtung
56: Montageeinrichtung
58: Montageeinrichtung
60: Teilbereich
62: Späneentsorgungseinrichtung
64a: Medienführungseinrichtung
64b: Medienführungseinrichtung
66: Prüfplatz
68: Reinigungseinrichtung
70: Übergabeplatz
72: Prüfeinrichtung
74: Messplatz
76: Koordinatenmessmaschine
78: Reinigungseinrichtung
80: Aufenthaltsraum
82: Konsoleneinrichtung
84: Steuerungseinrichtung
86: Einhausung
88: Pufferspeicher
90: Werkzeugmaschine

Claims

Fertigungssystem mit einer Mehrzahl von Werkzeugmaschinen (22) zur zerspanenden Bearbeitung von Werkstücken, umfassend eine Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) mit jeweils mindestens einer Werkzeugmaschine (22), wobei die Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) sequentiell angeordnet sind und in unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) unterschiedliche zerspanende Werkstückbearbeitungsvorgänge durchgeführt werden, und eine automatisierte Transporteinrichtung (44) zum Transport von Werkstücken in und zwischen Arbeitsfolgeneinrichtungen (20), gekennzeichnet durch mindestens einen Strang (24; 26), in welchem eine Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) angeordnet ist, wobei Einrichtungen (18) zur nichtzerspanenden Werkstückbehandlung außerhalb des mindestens einen Strangs (24; 26) angeordnet sind.
Fertigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem mindestens einen Strang (24; 26) Werkzeugmaschinen (22) in einer Linie (28; 30) ausgerichtet angeordnet sind.
Fertigungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen Strang (24; 26) ein Durchgang (32) zugeordnet ist.
Fertigungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorderseite (36) von Werkzeugmaschinen (22) des mindestens einen Strangs (24; 26) dem Durchgang (32) zuweisen.
Fertigungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorderseite (36) der Werkzeugmaschinen (22) ein oder mehrere Türen (40) der entsprechenden Werkzeugmaschine (22) angeordnet sind, wobei die Türe (40) oder Türen (40) einen Zugang zu einem Arbeitsraum (42) der entsprechenden Werkzeugmaschine (22) ermöglichen.
Fertigungssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (44) mindestens teilweise an der Vorderseite (36) entlang verläuft.
Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Rückseiten (38) der Werkzeugmaschinen (22) dem Durchgang (32) abgewandt sind und eine Späneentsorgung über die Rückseiten erfolgt.
Fertigungssystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine zentrale Späneentsorgungseinrichtung (62), welche mindestens in einem Teilbereich an den Rückseiten (38) entlang verläuft.
Fertigungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen Strang (24; 26) ein Medienführungsstrang (64a; 64b) zugeordnet ist, durch welchen einer Mehrzahl von Werkzeugmaschinen (22) in dem mindestens einen Strang (24; 26) ein oder mehrere Medien bereitstellbar ist und/oder ein oder mehrere Medien von Werkzeugmaschinen (22) abführbar sind.
Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (32) zwischen einem ersten Strang (24) und einem zweiten Strang (26) gebildet ist.
Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teilbereich (46a, 46b) der Transporteinrichtung (44), welcher längs des mindestens einen Strangs (24; 26) geführt ist, als Transportband ausgebildet ist.
Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teilbereich (48a, 48b) der Transporteinrichtung (44), welcher einen Transport quer zu einer Längsrichtung des mindestens einen Strangs (24; 26) bewirkt, als auf einem Boden (34) des Durchgangs (32) fahrbare Einrichtung oder als in einem Höhenabstand zu dem Boden beabstandete transportierende Einrichtung ausgebildet ist.
Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Strang (24; 26) eingehaust ist.
Fertigungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Strang (24; 26) in einer Temperierkammer oder Klimakammer eingehaust ist.
Fertigungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (84), welche das Fertigungssystem steuert und durch welche das Ausschleusen von Werkstücken von einer Arbeitsfolgeneinrichtung (20) durch die automatisierte Transporteinrichtung (44) zu der zentralen Einrichtung (16) und/oder das Einschleusen von Werkstücken aus der zentralen Einrichtung (16) in eine Arbeitsfolgeneinrichtung (20) steuerbar ist.
Fertigungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zentrale Einrichtung (16), welche an die automatisierte Transporteinrichtung (44) angeschlossen ist und welcher über die automatisierte Transporteinrichtung Werkstücke von Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) zuführbar sind.
Fertigungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass über die automatisierte Transporteinrichtung (44) Werkstücke von der zentralen Einrichtung (16) Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) zuführbar sind.
Fertigungssystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass über die automatisierte Transporteinrichtung (44) der zentralen Einrichtung (16) von jeder Arbeitsfolgeneinrichtung (20) Werkstücke zuführbar sind und/oder Werkstücke von der zentralen Einrichtung (16) jeder Arbeitsfolgeneinrichtung (20) zuführbar sind.
Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Einrichtung (16) mindestens einen der folgenden Plätze umfasst: einen Prüfplatz (66), einen Messplatz (74), welcher insbesondere mindestens eine Koordinatenmessmaschine (76) umfasst, eine Werkstückeinstelleinrichtung, einen Aufenthaltsraum (80), eine Konsoleneinrichtung (82) für eine Steuerungseinrichtung (84) des Fertigungssystems, eine Werkzeugeinstelleinrichtung.
Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 19, gekennzeichnet durch eine Reinigungseinrichtung (68; 78), welche der zentralen Einrichtung (16) zugeordnet ist und an welcher Werkstücke reinigbar sind.
Fertigungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (68; 78) ganz oder teilweise an der zentralen Einrichtung (16) angeordnet ist oder ganz oder teilweise beabstandet zu der zentralen Einrichtung (16) angeordnet ist.
Fertigungssystem nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (68; 78) einer Mehrzahl von Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) zugeordnet ist, wobei Werkstücke aus unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) über die automatisierte Transporteinrichtung (44) der Reinigungseinrichtung (68; 78) zuführbar sind, und insbesondere dass Werkstücke aus allen Arbeitsfolgeneinrichtungen (28) über die automatisierte Transporteinrichtung (44) der Reinigungseinrichtung (68; 78) zuführbar sind.
Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (68) mindestens einen Luftreiniger umfasst.
Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 22 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (78) mindestens einen Wäscher umfasst.
Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 24, gekennzeichnet durch mindestens einen Übergabeplatz (70), von welchem ausgehend Werkstücke über die automatisierte Transporteinrichtung (44) der zentralen Einrichtung (16) zuführbar sind, und welcher beabstandet zu der zentralen Einrichtung (16) ist.
Fertigungssystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen Übergabeplatz (70) eine Prüfungseinrichtung (72) zugeordnet ist, durch welche Werkstücke prüfbar sind und insbesondere prüfbar ist, ob ein Werkstück aus dem Bearbeitungsprozess auszuschließen ist.
Fertigungssystem nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Übergabeplatz (70) an einen Übergang einer Arbeitsfolgeneinrichtung (20) zu der nächstbenachbarten Arbeitsfolgeneinrichtung (20) angeordnet ist.
Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Übergabeplatz (70) an der Transporteinrichtung (44) angeordnet ist.
Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine Arbeitsfolgeneinrichtung (20) eine Mehrzahl von Werkzeugmaschinen (22) aufweist, eine Parallelbearbeitung von Werkstücken in der entsprechenden Arbeitsfolgeneinrichtung (20) erfolgt.
Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückbearbeitung in den sequentiellen Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) sequentiell ist, wobei insbesondere Werkstücke von einer Arbeitsfolgeneinrichtung (20) in eine nächstbenachbarte Arbeitsfolgeneinrichtung (20) übergeben werden.
Verfahren zum Betreiben eines Fertigungssystems gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) sequentiell an mindestens einem Strang (24; 26) angeordnet sind, und nichtzerspanende Werkstückbehandlungen außerhalb des mindestens einen Strangs (24; 26) durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass ein Transport quer zu dem mindestens einen Strang (24; 26) für nichtzerspanende Werkstückbehandlungen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, bei dem Werkstücke von einer Arbeitsfolgeneinrichtung (20) ausgeschleust und durch die automatisierte Transporteinrichtung (44) zu der zentralen Einrichtung (16) automatisiert transportiert werden und/oder von der zentralen Einrichtung (16) Werkstücke durch die automatisierte Transporteinrichtung (44) automatisiert transportiert werden und in eine Arbeitsfolgeneinrichtung (20) eingeschleust werden.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass an der zentralen Einrichtung (16) eine Werkstoffprüfung und/oder Werkstückvermessung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigung von Werkstücken an einer zentralen Reinigungseinrichtung (68; 78) durchgeführt wird, zu welcher die Werkstücke durch die automatisierte Transporteinrichtung (44) transportiert werden und insbesondere von welcher Werkstücke zu der zentralen Einrichtung (16) transportiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass Werkstücke von Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) im Rahmen einer statistischen Prozesskontrolle ausgeschleust werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausschleusen von Werkstücken durchgeführt wird, wenn eine Werkzeugmaschine (22) beladen wird, die nächstliegend zu einem Übergabeplatz (70) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass Werkzeugmaschinen (22) variabel Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) zugeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Werkzeugmaschinen (22) eine zerspanende Werkstückbearbeitung in einer ersten Arbeitsfolgeneinrichtung (20) oder einer zweiten Arbeitsfolgeneinrichtung (20) durchführen, wobei insbesondere eine Steuerungseinrichtung (84) einstellt, welcher Arbeitsfolgeneinrichtung (20) eine entsprechende Werkzeugmaschine (22) zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, dass nächstbenachbarte Werkzeugmaschinen (22) in unterschiedlichen Arbeitsfolgeneinrichtungen (20) variabel bezüglich einer Arbeitsfolge betrieben werden.