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Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem für ein fahrerloses Transportfahrzeug zum Herstellen wenigstens eines Produkts, insbesondere eines Fahrzeugs.
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Aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau ist es bekannt, dass im Rahmen der Herstellung von Produkten, insbesondere von Fahrzeugen wie beispielsweise Kraftwagen, jeweilige Logistiksysteme zum Einsatz kommen, mittels welchen beispielsweise Bauelemente zum Herstellen der Produkte gefördert beziehungsweise transportiert werden. Das jeweilige Logistiksystem nutzt dabei üblicherweise starre Technologien wie beispielsweise starre Fördertechniken, um eine jeweilige Logistikaufgabe zu lösen.
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Ferner ist der Einsatz von fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) bekannt, wobei auch ein solches herkömmliches fahrerloses Transportfahrzeug üblicherweise nur sehr unflexibel einsetzbar ist. Beispielsweise ist ein solches fahrerloses Transportfahrzeug aus der
WO 2015/080685 A1 bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Baukastensystem zu schaffen, mittels welchem ein besonders flexibel beziehungsweise bedarfsgerecht einsetzbares Logistiksystem geschaffen werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Baukastensystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Baukastensystem für ein fahrerloses Transportfahrzeug zum Herstellen wenigstens eines Produkts, insbesondere eines Fahrzeugs wie beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, zeichnet sich durch eine bauvariantenübergreifende Halteeinrichtung sowie durch wenigstens ein als Antriebsmodul ausgebildetes erstes Modul aus, mittels welchem das fahrerlose Transportfahrzeug beziehungsweise die Halteeinrichtung antreibbar ist. Das erfindungsgemäße Baukastensystem umfasst ferner wenigstens ein als Steuerungsmodul ausgebildetes zweites Modul zum elektronischen Ansteuern und somit zum Betreiben des Antriebsmoduls. Außerdem umfasst das erfindungsgemäße Baukastensystem wenigstens ein als Sicherheitsmodul ausgebildetes drittes Modul zum Verhindern von Kollisionen des fahrerlosen Transportfahrzeugs mit Hindernissen, welche beispielsweise in der Umgebung des fahrerlosen Transportfahrzeugs angeordnet sind.
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Des Weiteren umfasst das erfindungsgemäße Baukastensystem wenigstens ein als Energiemodul ausgebildetes viertes Modul zum Versorgen des Antriebsmoduls mit Energie, insbesondere mit elektrischer Energie. Darüber hinaus umfasst das erfindungsgemäße Baukastensystem wenigstens ein als Lastaufnahmemodul ausgebildetes fünftes Modul, an welchem wenigstens ein Bauelement zum Herstellen des Produkts anordenbar beziehungsweise abstützbar ist. Dadurch kann beispielsweise das wenigstens eine Bauelement unter Vermittlung des Lastaufnahmemoduls an der Halteeinrichtung abgestützt und in der Folge mittels des fahrerlosen Transportfahrzeugs (FTF) gefördert beziehungsweise transportiert werden. Zum Bilden von unterschiedlichen Varianten, insbesondere Bauvarianten, eines fahrerlosen Transportfahrzeugs sind die Module wahlweise reversibel lösbar an der Halteeinrichtung befestigbar. Dies bedeutet, dass die Module, zumindest mittelbar, an der Halteeinrichtung befestigt und von der Halteeinrichtung gelöst werden können, ohne dass es zu Beschädigungen der Halteeinrichtung oder des jeweiligen Moduls kommt. Unter der wahlweisen Befestigbarkeit der Module ist zu verstehen, dass genau eines der Module, mehrere der Module oder alle Module an der Halteeinrichtung befestigt werden können, sodass jedwede Kombinationsmöglichkeit der Module an der Halteeinrichtung befestigt werden kann. Dadurch kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Baukastensystems ein rekonfigurierbares Logistiksystem geschaffen werden, da das fahrerlose Transportfahrzeug auf besonders einfache und kostengünstige Weise an sich ändernde Randbedingungen, insbesondere an sich ändernde Logistikaufgaben, angepasst werden kann.
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Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass fahrerlose Transportfahrzeuge bereits bekannt sind, die starre Fördertechnikstrukturen ablösen können. Die herkömmlichen fahrerlosen Transportfahrzeuge sind jedoch stets anwendungsspezifisch aufgebaut und haben deswegen eine nur mangelnde Flexibilität. Ändern sich beispielsweise Randbedingungen beziehungsweise zu erfüllende Logistikaufgaben, so muss ein neues, an die neue Logistikaufgabe angepasstes fahrerloses Transportfahrzeug konstruiert und hergestellt werden.
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Dies kann durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Baukastensystems vermieden werden, da beispielsweise dann, wenn sich zu erfüllende Logistikaufgaben ändern, das bereits bestehende fahrerlose Transportfahrzeug lediglich um weitere Module ergänzt werden muss und/oder bereits vorgesehene Module können entfernt und/oder ausgetauscht werden, sodass die unterschiedlichen Varianten des fahrerlosen Transportfahrzeugs auf einfache Weise hergestellt werden können. In der Folge kann ein wandlungsfähiges Logistiksystem realisiert werden, da das fahrerlose Transportfahrzeug selbst wandlungsfähig ist. Das Baukastensystem stellt dabei einen standarisierten Baukasten mit den Modulen als standarisierte Module dar, welche bedarfsgerecht miteinander kombiniert und in jedweder Kombination an der beispielsweise als Grundrahmen oder Grundplatte ausgebildeten Halteeinrichtung gehaltert werden können. Mit anderen Worten ist das Baukastensystem ein Plattformkasten, bei welchem die Halteeinrichtung eine Plattform darstellt. Diese Plattform wird bauvariantenübergreifend und somit für jede Bauvariante verwendet, wobei die Gestaltung der Bauvarianten durch variieren der Module erfolgt. In der Folge kann eine besonders hohe Anwendungsvielfalt realisiert werden.
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Das Ändern beziehungsweisen Austauschen, Hinzufügen oder Entfernen der Module wird auch als Rekonfiguration bezeichnet, sodass das fahrerlose Transportfahrzeug und somit ein Logistiksystem insgesamt an sich ändernde, neue Gegebenheiten einfach angepasst werden können. Durch die standarisierten und austauschbaren Module können eine hohe Verfügbarkeit und ein reduzierter Instandhaltungsaufwand realisiert werden, da beispielsweise ein zu reparierendes oder zu wartendes Modul einfach gegen ein anderes Modul ausgetauscht werden kann. Dadurch kann das fahrerlose Transportfahrzeug beispielsweise mit den anderen Modulen betrieben werden, während das zu reparierende beziehungsweise zu wartende Modul repariert beziehungsweise gewartet wird. Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Baukastensystem eine besonders leichte Integration neuer Funktionen in das fahrerlose Transportfahrzeug für zukünftige Anwendungsfälle.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Baukastensystems für ein fahrerloses Transportfahrzeug zum Herstellen wenigstens eines Produkts, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
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Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Perspektivansicht ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Baukastensystem für ein fahrerloses Transportfahrzeug, welches beispielsweise im Rahmen einer Herstellung von Produkten zum Einsatz kommt. Bei den herzustellenden Produkten handelt es sich beispielsweise um Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge beispielsweise Kraftwagen, die mit Hilfe des genannten fahrerlosen Transportfahrzeugs hergestellt werden. Die Produkte werden beispielsweise aus Bauelementen hergestellt, die mittels des fahrerlosen Transportfahrzeugs transportiert werden können. Wie im Folgenden genauer erläutert wird, ermöglicht es das Baukastensystem 10, das fahrerlose Transportfahrzeug dann, wenn sich beispielsweise Randbedingungen beziehungsweise zu lösende Logistikaufgaben auf einfache Weise zu ändern, zu rekonfigurieren und somit auf einfache Weise an die sich ändernden Randbedingungen beziehungsweise Logistikaufgaben anzupassen.
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Je zu lösende Logistikaufgabe ist beispielsweise eine jeweilige Bauvariante des fahrerlosen Transportfahrzeugs vorteilhaft oder erforderlich. Üblicherweise ist es vorgesehen, bei einer Änderung der zu lösenden Logistikaufgabe das fahrerlose Transportfahrzeug vollständig neu zu konstruieren und herzustellen. Dies kann mittels des Baukastensystems 10 vermieden werden, sodass mittels des Baukastensystems 10 unterschiedliche Bauvarianten des fahrerlosen Transportfahrzeugs auf besonders einfache, zeit- und kostengünstige Weise gebildet werden können. Hierzu umfasst das Baukastensystem 10 eine bauvariantenübergreifende Halteeinrichtung 12, welche beispielsweise bei jeder Bauvariante zum Einsatz kommt. Die Halteeinrichtung 12 ist beispielsweise als Grundrahmen oder Grundplatte ausgebildet und stellt eine Plattform dar, die eine Basis für die unterschiedlichen Bauvarianten ist.
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Das Baukastensystem 10 umfasst wenigstens ein als Antriebsmodul 14 ausgebildetes erstes Modul, mittels welchem das fahrerlose Transportfahrzeug antreibbar ist. Hierzu umfasst das Antriebsmodul 14 beispielsweise ein Fahrgestell 16 und drehbar an dem Fahrgestell 16 gehaltene Räder 18, welche an einem Boden abrollen können. Ferner umfasst das Antriebsmodul 14 beispielsweise wenigstens einen in der Fig. nicht erkennbaren Antriebsmotor, mittels welchem die Räder 18 antreibbar sind. Dadurch kann das fahrerlose Transportfahrzeug mittels des Antriebsmoduls 14 entlang des genannten Bodens gefahren werden, welcher beispielsweise ein Boden einer Produktionsanlage zum Herstellen der Produkte ist. Somit ist es möglich, die Bauelemente zum Herstellen der Produkte in der Produktionsanlage beziehungsweise entlang des Bodens zu fahren und somit zu transportieren beziehungsweise zu fördern.
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Das Baukastensystem 10 umfasst ferner wenigstens ein als Steuerungsmodul 20 ausgebildetes zweites Modul zum elektronischen Ansteuern des Antriebsmoduls 14. Unter dem Ansteuern ist zu verstehen, dass das Antriebsmodul 14 mittels des Steuerungsmoduls 20 betrieben und somit gesteuert oder geregelt werden kann. Hierzu wird beispielsweise das Steuerungsmodul 20, insbesondere über die Halteeinrichtung 12, elektrisch mit dem Antriebsmodul 14 verbunden, sodass von dem Steuerungsmodul 20 bereitgestellte elektrische Signale zum Ansteuern des Antriebsmoduls 14 an das Antriebsmodul 14 übertragen und von dem Antriebsmodul 14 empfangen werden können. Infolge dieser Ansteuerung sind beispielsweise Richtungsänderungen und/oder Geschwindigkeitsänderungen des fahrerlosen Transportfahrzeugs realisierbar.
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Das Baukastensystem 10 umfasst ferner wenigstens ein als Sicherheitsmodul 22 ausgebildetes drittes Modul zum Verhindern von Kollisionen des fahrerlosen Transportfahrzeugs mit in der Umgebung 24 des fahrerlosen Transportfahrzeugs angeordneten Hindernissen. Bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfasst das Baukastensystem 10 zwei Sicherheitsmodule 22. Das jeweilige Sicherheitsmodul 22 umfasst beispielsweise wenigstens einen optischen Sensor 26, dessen Erfassungsbereich in der Fig. mit 28 bezeichnet ist. Der optische Sensor 26 ist beispielsweise als Lasersensor ausgebildet. Mittels des jeweiligen optischen Sensors 26 können Hindernisse, die beispielsweise in der Umgebung 24 angeordnet sind und in den jeweiligen Erfassungsbereich 28 kommen, optisch erfasst werden.
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Das Sicherheitsmodul 22 ist beispielsweise, insbesondere über die Halteeinrichtung 12, elektrisch beziehungsweise elektronisch mit dem Steuerungsmodul 20 verbunden. Wird beispielsweise mittels des Sicherheitsmoduls 22 erfasst, dass sich in der Umgebung 24 des fahrerlosen Transportfahrzeugs wenigstens ein Hindernis befindet, sodass eine Kollision des fahrerlosen Transportfahrzeugs mit dem Hindernis droht, so kann beispielsweise über das Steuerungsmodul 20 bewirkt werden, dass das fahrerlose Transportfahrzeug anhält und/oder dem Hindernis ausweicht, um dadurch Kollisionen zwischen dem fahrerlosen Transportfahrzeug und Hindernissen zu vermeiden. Um das fahrerlose Transportfahrzeug anzuhalten beziehungsweise um dem Hindernis auszuweichen, wird das Antriebsmodul 14 von dem Steuerungsmodul 20 entsprechend angesteuert.
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Das Baukastensystem 10 umfasst ferner wenigstens ein als Energiemodul 30 ausgebildetes viertes Modul zum Versorgen des Antriebsmoduls 14 und/oder eines anderen Moduls des Baukastensystems 10 mit Energie, insbesondere mit elektrischer Energie. Das Energiemodul 30 ist beispielsweise, insbesondere über die Halteeinrichtung 12, elektrisch mit dem Antriebsmodul 14 und/oder mit dem jeweiligen Sicherheitsmodul 22 und/oder mit dem Steuerungsmodul 20 verbindbar, um dadurch das jeweilige Modul, insbesondere über die Halteeinrichtung 12, mit in dem Energiemodul 30 gespeicherter Energie, insbesondere elektrischer Energie, versorgen und dadurch betreiben zu können. Hierzu umfasst beispielsweise das Energiemodul 30 einen Energiespeicher, insbesondere einen elektrochemischen Energiespeicher wie beispielsweise eine Batterie, in dem beziehungsweise der elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom gespeichert werden kann.
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Außerdem umfasst das Baukastensystem 10 wenigstens ein als Lastaufnahmemodul 32 ausgebildetes fünftes Modul, an welchem wenigstens eines der zuvor genannten Bauelemente zum Herstellen des jeweiligen Produkts anordenbar ist. Beispielsweise weist das Lastaufnahmemodul 32 einen Aufnahmeraum auf, in welchem das Bauelement zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, aufnehmbar ist. Somit ist beispielsweise das Lastaufnahmemodul 32 als Behälter beziehungsweise als Ladungsträger ausgebildet.
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Wie in der Fig. durch Pfeile veranschaulicht ist, sind zum Bilden von unterschiedlichen Varianten des fahrerlosen Transportfahrzeug die genannten Module wahlweise und insbesondere in jedweder Kombination reversibel lösbar an der Halteeinrichtung 12 befestigbar und somit über die Halteeinrichtung 12, insbesondere mechanisch und/oder elektrisch und/oder fluidisch, miteinander verbindbar. Hierdurch kann das fahrerlose Transportfahrzeug besonders einfach und bedarfsgerecht an jeweilige, zu lösende Logistikaufgaben angepasst werden. Bei Änderungen der zunächst bestehenden Logistikaufgabe können Module entfernt, ergänzt oder ausgetauscht werden, sodass das fahrerlose Transportfahrzeug besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig rekonfiguriert werden kann.
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Da das fahrerlose Transportfahrzeug selbst als rekonfigurierbares fahrerloses Transportfahrzeug ausgebildet ist, kann mittels des fahrerlosen Transportfahrzeugs ein rekonfigurierbares Logistiksystem geschaffen werden. Das fahrerlose Transportfahrzeug kann dabei je nach gewünschter Funktion modularisiert werden. Die Halteeinrichtung 12 ist beispielsweise ein einheitlicher Grundrahmen zur Aufnahme beziehungsweise Halterung der standardisierten, als Funktionsmodule ausgebildeten Module. Vorzugsweise weist das jeweilige Modul eine offene Software beziehungsweise ein offenes Softwaremodul insbesondere für eine Ladesteuerung und eine Fahrzeugsoftware auf, um das fahrerlose Transportfahrzeug nicht nur hardwaretechnisch sondern auch softwaretechnisch einfach an jeweilige Logistikaufgaben anpassen zu können. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das jeweilige Modul eine Plug-and-Play-Funktionalität aufweist. Darunter ist zu verstehen, dass das jeweilige Modul beispielsweise mittels wenigstens einer Steckverbindung mit der Halteeinrichtung 12, insbesondere unabhängig von den jeweils anderen Modulen, verbindbar ist, sodass das jeweilige Modul beispielsweise einfach an die Halteeinrichtung 12 angesteckt werden kann und dann, insbesondere ohne weitere Maßnahmen, funktionstüchtig ist und seine gewünschte Funktion erfüllen kann. Dadurch kann das fahrerlose Transportfahrzeug besonders zeit- und kostengünstig rekonfiguriert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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