DE102016223617A1 - Verfahren zum Ausführen zumindest einer Fertigungsaufgabe mittels einer mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Ausführen zumindest einer Fertigungsaufgabe angegeben. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte:Bereitstellen einer mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit, welche dazu ausgebildet ist, sich zwischen verschiedenen Positionen im Raum zu bewegen, wobei die mobile fahrerlose Fertigungseinheit zumindest eine Fertigungseinrichtung umfasst, undAusführen einer Fertigungsaufgabe mittels der Fertigungseinrichtung der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit während sich die mobile fahrerlose Fertigungseinheit von einer ersten Position zu einer zweiten Position im Raum bewegt.
Description
- Es wird ein Verfahren zum Ausführen zumindest einer Fertigungsaufgabe mittels einer mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit angegeben.
- In einer klassischen Fertigungsanlage sind stationäre Fertigungseinheiten in festgelegter räumlicher Anordnung relativ zueinander und mit festgelegten, den Fertigungseinheiten jeweils zugewiesenen Fertigungsteilaufgaben angeordnet.
- Weiterhin sind fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF, auch als AGV bzw. „Automated Guided Vehicles“ bezeichnet) sowie fahrerlose Transportsysteme (FTS) bekannt, welche Logistik- bzw. Transportaufgaben übernehmen und beispielsweise Bauteile von einer ersten Position zu einer zweiten Position im Raum befördern können.
- Die Druckschrift
DE 10 2016 002 194 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ausführen einer Fertigungsaufgabe, wobei ein Fertigungsplan in einer Steuereinrichtung bereitgestellt, eine mobile Fertigungseinheit durch die Steuereinrichtung zur Umsetzung des Fertigungsplans kontaktiert, und eine Mehrzahl von mobilen Fertigungseinheiten zu einer zur Umsetzung des Fertigungsplans geeigneten Fertigungsanlage zusammengestellt wird. Durch den Zusammenschluss der mobilen Fertigungseinheiten entsteht eine flexibel zusammengestellte, stationäre Fertigungsanlage, welche durch eine Kooperation der Fertigungseinheiten eine bestimmte Fertigungsaufgabe durchführen soll. - Ausgehend vom Stand der Technik ist es eine Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen, ein Verfahren zum Ausführen zumindest einer Fertigungsaufgabe mittels einer mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit anzugeben, durch welches eine erhöhte wertschöpfende Tätigkeit durch die Fertigungseinheit erzielt wird.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen gehen weiterhin aus den abhängigen Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.
- Bei dem hier beschriebenen Verfahren zum Ausführen zumindest einer Fertigungsaufgabe wird eine mobile fahrerlose Fertigungseinheit bereitgestellt. Die mobile fahrerlose Fertigungseinheit ist dazu ausgebildet, sich zwischen verschiedenen Positionen im Raum zu bewegen, und weist zumindest eine Fertigungseinrichtung auf. Während sich die mobile fahrerlose Fertigungseinheit von einer ersten Position zu einer zweiten Position im Raum bewegt wird zumindest eine Fertigungsaufgabe durch die Fertigungseinrichtung der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit ausgeführt. Beispielsweise kann die Fertigungsaufgabe vollständig während einer Fahrt der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit von der ersten Position zur zweiten Position durchgeführt werden. Bei der ersten Position kann es sich z.B. um eine Logistikfläche handeln. Die zweite Position kann z.B. ein Ablageort sein. Die Fertigungseinrichtung kann hier und im Folgenden auch als erste Fertigungseinrichtung bezeichnet werden.
- Unter einer Fertigungsaufgabe kann insbesondere ein im Rahmen einer Produktion eines Gutes erforderlicher Schritt oder auch eine Anzahl solcher Schritte verstanden werden. Es kann sich hierbei beispielsweise um ein Herstellen eines Teils, z.B. durch Urformen, Umformen, Fügen von Einzelteilen, wie z.B. Schweißen oder Löten, oder in anderer geeigneter Weise handeln. Die Fertigungsaufgabe kann auch in dem Verändern eines Teils bestehen oder das Verändern von wenigstens einem Teil umfassen. Es ist auch möglich, dass die Fertigungsaufgabe ein Verbinden von Teilen und oder ein Trennen von Teilen und/oder ein Bearbeiten von einem oder mehreren Teilen umfasst. Ebenso ist es möglich, dass sich die Fertigungsaufgabe auf das Herstellen, Verändern, Bearbeiten oder Verbinden von wenigstens einem Stoff oder einer Mehrzahl von Stoffen bezieht. Weiterhin kann die Fertigungsaufgabe beispielsweise ein Verfahren zum Abtragen oder z.B. eine Laserstrahlbearbeitung umfassen.
- Unter einer Fertigungseinheit kann insbesondere eine Einrichtung verstanden werden, welche wenigstens eine Fähigkeit aufweist, die für eine Fertigungsaufgabe genutzt werden kann. Dies kann beispielsweise eine Greiferfunktion oder eine Fügefunktion sein, die beispielsweise in Form einer Schweißzange, einer Klebepistole, einer Löteinrichtung oder in anderer Form verwirklicht sein kann. Insbesondere ist es möglich, dass die Fertigungseinrichtung der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit einen Roboter aufweist, wobei der Roboter eine entsprechende Funktion aufweisen kann. Es ist auch möglich, dass die mobile fahrerlose Fertigungseinheit eine Transportfunktion aufweist, um im Rahmen einer Fertigungsaufgabe ein oder mehrere Bauteile, einen Stoff und/oder ein Material zu befördern. Die Fertigungseinheit ist außerdem mobil, das heißt räumlich verlagerbar. Insbesondere ist die mobile fahrerlose Fertigungseinheit selbsttätig räumlich verlagerbar.
- Die mobile fahrerlose Fertigungseinheit kann z.B. als fahrerloses Transportfahrzeug oder als fahrerloses Transportsystem ausgebildet sein. Unter einem fahrerlosen Transportfahrzeug wird dabei insbesondere ein Fahrzeug verstanden, welches selbsttätig, ohne Fahrer, zu einer gesteuerten oder geregelten Fortbewegung möglich ist, insbesondere entlang vorbestimmter Fahrwege und/oder frei, das heißt insbesondere ohne Bindung an vorbestimmte Fahrwege. Ein solches fahrerloses Transportfahrzeug kann auf Rädern, auf Schienen, auf Luftkissen, und/oder in anderer geeigneter Weise verlagerbar sein. Unter einem fahrerlosen Transportsystem kann eine Einheit aus einem oder mehreren fahrerlosen Transportfahrzeugen sowie einer Leitsteuerung verstanden werden. Weiterhin kann das fahrerlose Transportsystem beispielsweise Einrichtungen zur Standortbestimmung und Lageerfassung aufweisen.
- Durch das hier beschriebene Verfahren kann vorteilhafterweise eine Wertschöpfung während der Transportzeiten erzielt werden. Bei der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit handelt es sich insbesondere um eine autarke Fertigungszelle, durch die eine große Flexibilität in der Fertigung erreicht werden kann. Weiterhin ist eine sogenannte Schwarmfertigung, bei der z.B. eine Mehrzahl von vielen fahrerlosen Fertigungseinheit miteinander kooperieren kann, möglich.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fertigungseinrichtung zumindest einen auf der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit angeordneten Roboter mit zumindest einer Roboterfunktion. Unter einer Roboterfunktion kann eine Eigenschaft verstanden werden, bestimmte Bewegungen und/oder Tätigkeiten durchzuführen, wobei insbesondere eine Roboterhand, welche eine bestimmte Funktionalität aufweist, an einem Roboterarm in einer Vielzahl möglicher Bewegungen verlagerbar ist. Die Roboterfunktion kann beispielsweise eine Greiffunktion und/oder eine Bearbeitungsfunktion umfassen. Die Bearbeitungsfunktion kann z.B. eine Fügefunktion, wie z.B. eine Schweißfunktion oder eine Lötfunktion, eine Form- oder Umformfunktion, eine Trennfunktion oder eine Abtragfunktion sein.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform bewegt sich bei dem Verfahren die mobile fahrerlose Fertigungseinheit zunächst zu einem Bauteilaufnahmeort. Bei dem Bauteilaufnahmeort kann es sich beispielsweise um ein Lager oder eine Logistikfläche handeln. Anschließend wird von der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit zumindest ein Bauteil am Bauteilaufnahmeort aufgenommen. Das Aufnehmen des Bauteils kann beispielsweise durch die Greiffunktion der Fertigungseinrichtung der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit erfolgen. Weiterhin wird das Bauteil durch die Fertigungseinrichtung der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit bearbeitet während sich die mobile fahrerlose Fertigungseinheit zu einem Bestimmungsort, der sich vom Bauteilaufnahmeort unterscheidet, bewegt. Das Bearbeiten des Bauteils durch die Fertigungseinrichtung kann insbesondere durch das Ausführen der Fertigungsaufgabe, beispielsweise durch Ausführen der Bearbeitungsfunktion, erfolgen. Am Bestimmungsort kann das bearbeitete Bauteil, beispielsweise durch die Greiffunktion der Fertigungseinrichtung, abgelegt werden.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die mobile fahrerlose Fertigungseinheit eine Schutzvorrichtung zum Schutz der Umgebung vor Belastungen und/oder Gefahrpotentialen, die durch das Ausführen der Fertigungsaufgabe entstehen können, auf. Beispielsweise kann die Schutzvorrichtung dazu ausgebildet sein, die Umgebung, wie z.B. umliegende Objekte, vor Verschmutzung oder Beschädigung, oder sich in der Nähe befindliche Personen, beispielsweise vor gesundheitsgefährdenden Stoffen, Emissionen und/oder vor Lärmbelästigung, zu schützen. Beispielsweise kann bei einer mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit, welche eine als Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung ausgebildete Fertigungseinrichtung aufweist, die Schutzvorrichtung als Laserstrahl-Schutzvorrichtung eingerichtet sein.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die mobile fahrerlose Fertigungseinheit zumindest eine Energieversorgungseinheit auf. Bei der Energieversorgungseinheit kann es sich beispielsweise um ein Batteriepack oder eine Solarenergievorrichtung, welche z.B. Solarzellen aufweist, handeln. Weiterhin kann die Energieversorgungseinheit z.B. eine Brennstoffzelle umfassen oder benötigte Energie durch induktive Energieübertragung bereitstellen.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die mobile fahrerlose Fertigungseinheit zumindest eine Medienversorgungseinheit auf, die zum Bereitstellen zumindest eines Mediums, welches zum Ausführen der Fertigungsaufgabe benötigt wird, ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Medienversorgungseinheit einen oder mehrere Medienbehälter zum Bereitstellen eines oder mehrerer Medien umfassen sowie Leitungselemente zum Befördern des oder der Medien zur Fertigungseinrichtung. Bei dem Medium bzw. den Medien kann es sich z.B. um Flüssigkeiten oder Gase handeln.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die mobile fahrerlose Fertigungseinheit eine Steuereinheit zur Steuerung der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit auf. Die Steuereinheit kann insbesondere zum Steuern der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit in Bezug auf das Ausführen der Fertigungsaufgabe und oder in Bezug auf das Bewegen der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit, beispielsweise zu einem Bauteilaufnahmeort und/oder zu einem Bestimmungsort, ausgebildet sein. Die Steuereinheit der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit kann beispielsweise mit einer übergeordneten Leitsteuerung kommunizieren.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die mobile fahrerlose Fertigungseinheit eine weitere Fertigungseinrichtung auf. Vorzugsweise wird zumindest eine weitere Fertigungsaufgabe durch die weitere Fertigungseinrichtung durchgeführt während sich die mobile fahrerlose Fertigungseinheit von der ersten Position zur zweiten Position im Raum bewegt. Beispielsweise kann die erste Fertigungseinrichtung eine Greiffunktion aufweisen und die weitere Fertigungseinrichtung kann eine Bearbeitungsfunktion aufweisen. Weiterhin können sowohl die erste Fertigungseinrichtung als auch die weitere Fertigungseinrichtung jeweils eine Greiffunktion und eine Bearbeitungsfunktion aufweisen. Während sich die mobile fahrerlose Fertigungseinheit von der ersten Position zur zweiten Position bewegt, kann z.B. ein Bauteil zunächst von der ersten Fertigungseinrichtung bearbeitet werden und anschließend zur zweiten Fertigungseinrichtung der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit übergeben und von der zweiten Fertigungseinrichtung bearbeitet werden, wobei vorzugsweise das Bearbeiten durch die erste Fertigungseinrichtung, das Übergeben an die weitere Fertigungseinrichtung und das Bearbeiten durch die zweite Fertigungseinrichtung während der Fahrt der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit erfolgt. Alternativ kann das Bauteil beispielsweise gleichzeitig sowohl von der ersten Fertigungseinrichtung als auch von der weiteren Fertigungseinrichtung während der Fahrt bearbeitet werden.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016002194 A1 [0004]
Claims (10)
- Verfahren zum Ausführen zumindest einer Fertigungsaufgabe, aufweisend die folgenden Schritte: - Bereitstellen einer mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit, welche dazu ausgebildet ist, sich zwischen verschiedenen Positionen im Raum zu bewegen, wobei die mobile fahrerlose Fertigungseinheit zumindest eine Fertigungseinrichtung umfasst, und - Ausführen einer Fertigungsaufgabe mittels der Fertigungseinrichtung der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit während sich die mobile fahrerlose Fertigungseinheit von einer ersten Position zu einer zweiten Position im Raum bewegt.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei die Fertigungseinrichtung zumindest einen auf der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit angeordneten Roboter mit zumindest einer Roboterfunktion umfasst. - Verfahren nach
Anspruch 2 , wobei die Roboterfunktion eine Greiffunktion und/oder eine Bearbeitungsfunktion umfasst. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend die folgenden Schritte: - Bewegen der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit zu einem Bauteilaufnahmeort, - Aufnehmen zumindest eines Bauteils am Bauteilaufnahmeort, und - Bearbeiten des Bauteils, und - Bewegen der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit zu einem vom Bauteilaufnahmeort verschiedenen Bestimmungsort, wobei das Bearbeiten des Bauteils durch Ausführen der Fertigungsaufgabe während des Bewegens der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit vom Bauteilaufnahmeort zum Bestimmungsort erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mobile fahrerlose Fertigungseinheit eine Schutzvorrichtung zum Schutz der Umgebung vor durch das Ausführen der Fertigungsaufgabe entstehenden Belastungen aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mobile fahrerlose Fertigungseinheit zumindest eine Energieversorgungseinheit aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mobile fahrerlose Fertigungseinheit zumindest eine Medienversorgungseinheit zum Bereitstellen zumindest eines zum Ausführen der Fertigungsaufgabe benötigten Mediums aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mobile fahrerlose Fertigungseinheit eine Steuereinheit zur Steuerung der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit, insbesondere zur Steuerung hinsichtlich des Ausführens der Fertigungsaufgabe und/oder hinsichtlich des Bewegens der mobilen fahrerlosen Fertigungseinheit, aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mobile fahrerlose Fertigungseinheit als fahrerloses Transportfahrzeug oder als fahrerloses Transportsystem ausgebildet ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mobile fahrerlose Fertigungseinheit eine weitere Fertigungseinrichtung umfasst, und wobei zumindest eine weitere Fertigungsaufgabe mittels der weiteren Fertigungseinrichtung durchgeführt wird während sich die mobile fahrerlose Fertigungseinheit von der ersten Position zur zweiten Position im Raum bewegt.
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