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Die Erfindung betrifft ein Materialbereitstellungssystem für eine Fertigungsanlage zur Bereitstellung von insbesondere kistenförmigen Ladungsträgern gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Fertigungsanlage mit einem solchen Materialbereitstellungssystem gemäß Anspruch 11 sowie eine Verwendung eines solchen Materialbereitstellungssystems gemäß Anspruch 14.
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Bei Fertigungsanlagen kommt ganz allgemein einem unterbrechungsfreien Materialfluss besondere Bedeutung zu. Wartezeiten, die auf eine verspätete oder fehlerhafte Bereitstellung von Material zurückgehen, sind speziell in der Massenfertigung mit den dortigen, hohen Taktraten fast immer mit großen wirtschaftlichen Verlusten verbunden. Verstärkt wird dies durch die heute zur Anwendung kommenden Produktionskonzepte wie „Just-in-Time-Production“, durch die der Fertigungsprozess insgesamt verschiankt wird. Diese Verschlankung bedeutet einen eng auf den individuell ablaufenden Produktionsprozess abgestimmten Materialfluss, bei dem Pufferkapazitäten, die früher zum Ausgleich von Unregelmässigkeiten im Materialfluss vorgesehen waren, weitestmöglich reduziert werden. Vor diesem Hintergrund sind Konzepte für die Flexibilisierung des Materialflusses bekannt geworden.
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Das bekannte Materialbereitstellungssystem (
DE 20 2011 003 546 U1 ), von dem die Erfindung ausgeht, lässt sich als solches mittels eines motorischen Transportsystems transportieren. Das derart transportable Materialbereitstellungssystem umfasst ein Regalsystem mit Magazinschächten für die Speicherung von kistenförmigen Ladungsträgern. Dem Transportsystem ist zusätzlich eine Handlingeinheit zugeordnet, mit der sich in dem Regalsystem gespeicherte Ladungsträger beispielsweise an eine Fertigungszelle o.dgl. übergeben lassen.
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Das bekannte Materialbereitstellungssystem bringt zwar eine Steigerung der Flexibilität hinsichtlich des Materialflusses in einer Fertigungsanlage mit sich, allerdings wird dieser Vorteil durch ein aufwendiges, integriertes Transport- und Handlingssystem erkauft.
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Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, das bekannte Materialbereitstellungssystem derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der strukturelle Aufbau der an der Materialbereitstellung beteiligten Komponenten vereinfacht wird.
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Das obige Problem wird bei einem Materialbereitstellungssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dem Regalsystem des Materialbereitstellungssystems selbst ein motorisches Übergabesystem zuzuordnen, das der Übergabe der Ladungsträger von dem Regalsystem an eine Fertigungszelle o.dgl. dient. Damit ergibt sich die Möglichkeit der Nutzung kostengünstiger und überall in einer Fertigung verfügbarer, fahrerloser Transportsysteme für den Transport des Materialbereitstellungssystems, so dass grundsätzlich ein vollautomatisierter Materialfluss realisierbar ist. Letztlich muss nur darauf geachtet werden, dass die mechanischen Schnittstellen zwischen Transportsystem und Materialbereitstellungssystem miteinander kompatibel sind. Im einfachsten Fall ist es sogar denkbar, dass das vorschlagsgemäße Materialbereitstellungssystem halb automatisch oder ganz manuell, beispielsweise mittels eines einfachen Hubwagens, transportiert wird, während die Übergabe der Ladungsträger automatisiert von Statten geht.
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Im Einzelnen wird nun vorgeschlagen, dass das Materialbereitstellungssystem an der Vorderseite des Regalsystems ein mit dem Regalsystem mechanisch verbundenes, motorisches Übergabesystem zur Übergabe der Ladungsträger an die Fertigungsanlage aufweist. Mit dem Übergabesystem sind die Ladungsträger den mindestens einen Magazinschacht automatisiert entnehmbar und entlang der Vorderseite des Regalsystems in Übergabepositionen automatisiert positionierbar.
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Hier wird bereits deutlich, dass ein vorschlagsgemäßes Übergabesystem außerordentlich einfach aufgebaut sein kann. Im Hinblick auf das Regalsystem des Materialbereitstellungssystems besteht der Grund hierfür darin, dass sich die gesamte Übergabe mit linearen Handhabungsbewegungen bewerkstelligen lässt. Mit dieser Erkenntnis ist es auch sachgerecht, einem vorschlagemäßen Regalsystem stets ein eigenes Übergabesystem zuzuordnen, indem das motorische Übergabesystem mit dem Regalsystem mechanisch verbunden ist. Der Begriff „mechanisch verbunden“ ist vorliegend weit zu verstehen und umfasst einerseits die Verbindung zweier an sich separater Komponenten im klassischen Sinne mittels einer Verbindungstechnik. Andererseits umfasst dies auch die in das Regalsystem integrierte Ausgestaltung eines Teils des Übergabesystems.
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Die vorschlagsgemäße Lösung erlaubt eine flexible Auslegung des Regalsystems mit Magazinschächten, die übereinander und/oder nebeneinander, insbesondere in Magazinreihen bzw. Magazinspalten, angeordnet sein können. Die Anordnung in Magazinreihen und Magazinspalten erlaubt einen ganz besonders einfachen mechanischen Aufbau des Übergabesystems, wie oben erläutert worden ist.
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Die weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 3 bis 6 betreffen einen solchen, mechanisch einfachen Aufbau des Übergabesystems. Das Übergabesystem ist hier mit einem Übergabeschlitten ausgestattet, der zur Entnahme eines Ladungsträgers aus einem Magazinschacht bedarfsweise vor dem jeweiligen Magazinschacht positionierbar ist (Anspruch 3). Der Begriff „Schlitten“ ist dabei ganz allgemein so zu verstehen, dass die Bewegung des Schlittens auf ein Verschieben in einer Ebene zurückgeht, was wiederum konstruktiv leicht umsetzbar ist. Diese Ebene wird gemäß Anspruch 4 als „Verfahrebene“ bezeichnet, in der sich der Übergabeschlitten mittels eines Positionier-Antriebssystems verfahren lässt.
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Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 ist die Verfahrebene parallel zu der als Flachseite ausgebildeten Vorderseite des Regalsystems ausgerichtet, so dass sich die Übergabe des Ladungsträgers vom Regalsystem mit wenigen Bewegungs- Freiheitsgraden umsetzen lässt.
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Bei der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 kommt das Positionier-Antriebssystem für das Verfahren des Übergabeschlittens mit lediglich zwei Lineareinheiten aus, die in einer bevorzugten Ausgestaltung bei besonders kompakter Bauweise nach Art eines Kreuztisches, also mechanisch aufeinander, angeordnet sind.
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Das Vorschieben der Ladungsträger zu der Vorderseite des Regalsystems hin innerhalb des mindestens einen Magazinschachts ist gemäß Anspruch 7 gravitationsgetrieben und damit kostengünstig vorgesehen, wobei der Schachtboden des mindestens einen Magazinschachts dann weiter vorzugsweise als Rollenbahn o.dgl. ausgebildet ist. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass auch für dieses Vorschieben ein entsprechendes Antriebssystem vorgesehen ist.
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Vorteilhafte Varianten für die Realisierung der Entnahme der Ladungsträger aus dem mindestens einen Magazinschacht sind jeweils Gegenstand der Ansprüche 8 und 9. Hier weist das Übergabesystem ein Entnahmesystem zur Entnahme der Ladungsträger aus dem mindestens einen Magazinschacht und zur Überführung der Ladungsträger auf den Übergabeschlitten auf. In einer ersten Alternative gemäß Anspruch 9 geht die Funktion des Entnahmesystems schlicht auf eine gesteuerte Aktivierung bzw. Deaktivierung eines Bewegungsbegrenzers für die Ladungsträger, beispielsweise nach Art eines steuerbaren Endanschlags, zurück. Dies ist insbesondere in Verbindung mit dem oben angesprochenen, gravitationsgetriebenen Vorschieben der Ladungsträger in dem mindestens einen Magazinschacht vorteilhaft anwendbar. Alternativ oder zusätzlich kann gemäß einer zweiten Alternative von Anspruch 9 ein Entnahme-Antriebssystem vorgesehen sein, das eine besonders reproduzierbare Übergabe der Ladungsträger gewährleistet.
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Auch wenn das vorschlagsgemäße Übergabesystem auf der Vorderseite des Regalsystems sehr flach baut, muss der Übergabeschlitten zumindest während der Übergabe eine gewisse Entfernung zu der Fertigungszelle o.dgl. überbrücken. Um den Raumbedarf des Materialbereitstellungssystems insbesondere während dessen Transports gering zu halten, ist es gemäß Anspruch 10 vorzugsweise vorgesehen, dass der Übergabeschlitten in einen, vorzugsweise raumsparenden, Transportzustand bringbar ist. Im einfachsten Fall lässt sich ein Abschnitt des Übergabeschlittens für die Einnahme des Transportzustands einschwenken.
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Nach einer weiteren Lehre, gemäß Anspruch 11, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Fertigungsanlage als solche beansprucht, die mit mindestens einem vorschlagsgemäßen Materialbereitstellungssystem ausgestattet ist.
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Bei der vorschlagsgemäßen Fertigungsanlage handelt es sich in besonders bevorzugter Ausgestaltung um eine Fertigungsanlage, bei der das vorschlagsgemäße Materialbereitstellungssystem automatisiert eine Übergabe von Ladungsträgem an Fertigungszellen der Fertigungsanlage vollzieht. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Materialbereitstellungssystem darf verwiesen werden.
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Eine bevorzugte Anordnung im Rahmen der vorschlagsgemäßen Fertigungsanlage ist Gegenstand von Anspruch 12, nach dem die Fertigungsanlage mindestens ein Materialaufnahmesystem aufweist. Ein solches Materialaufnahmesystem ist vorteilhafterweise Bestandteil einer Fertigungszelle, die für die Fertigung mit Material zu versorgen ist. Entsprechend weist das Materialaufnahmesystem eine Aufnahmeeinheit oder mehrere Aufnahmeeinheiten für Ladungsträger auf. Das vorschlagsgemäße Materialbereitstellungssystem dient der automatisierten Übergabe von Ladungsträgern an das Materialaufnahmesystem. Hierfür ist es vorgesehen, dass das Materialbereitstellungssystem, hier und vorzugsweise mittels eines fahrerlosen Transportsystems, vor das Materialaufnahmesystem transportiert wird, wobei die in dem mindestens einen Magazinschacht des Materialbereitstellungssystems gespeicherten Ladungsträger mittels des Übergabesystems an die mindestens eine Aufnahmeeinheit des Materialaufnahmesystems übergebbar sind. Besonders vorteilhaft ist dabei gemäß Anspruch 13 die Tatsache, dass sich der jeweils entnommene Ladungsträger mittels des Übergabeschlittens flexibel in die jeweils gewünschte Aufnahmeposition positionieren lässt. Dies ermöglicht die Übergabe des betreffenden Ladungsträgers an eine optimale Aufnahmeposition derart, dass eine manuelle Handhabung für die Bereitstellung der Ladungsträger nicht mehr erforderlich ist.
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Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 14, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird die Verwendung eines vorschlagsgemäßen Materialbereitstellungssystems für die Bereitstellung der obigen Ladungsträger in einer Fertigungsanlage beansprucht. Auch insoweit darf auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Materialbereitstellungssystem und insbesondere zu der vorschlagsgemäßen Fertigungsanlage verwiesen werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 eine vorschlagsgemäße Fertigungsanlage mit einem vorschlagsgemäßen Materialbereitstellungssystem in einer Draufsicht,
- 2 das Materialbereitstellungssystem gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht und
- 3 das Materialbereitstellungssystem und das Materialaufnahmesystem gemäß 1 im Bereich III in einer aufgefächerten Ansicht.
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Das in der Zeichnung dargestellte Materialbereitstellungssystem 1 findet vorzugsweise Einsatz in einer, insbesondere verketteten, Fertigungsanlage 2 und dient dort der Bereitstellung von hier und vorzugsweise kistenförmigen Ladungsträgern 3, insbesondere der Übergabe dieser Ladungsträger 3 an Fertigungszellen 4, 5 der Fertigungsanlage 2. Die Ladungsträger 3 enthalten Material, das im Rahmen des Materialflusses den Fertigungszellen 4, 5 zuzuführen ist.
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Der Darstellung gemäß 2 lässt sich entnehmen, dass das Materialbereitstellungssystem 1 als solches mittels eines fahrerlosen Transportsystems 6 transportabel ist. Damit ergibt sich die Möglichkeit der Automatisierung der Materialbereitstellung mit unterschiedlichen Automatisierungsgraden bis hin zur vollautomatisierten Materialbereitstellung. Hier und vorzugsweise lässt sich das Transportsystem 6 also lediglich für den Transport mit dem Materialbereitstellungssystem 1 koppeln und ist nicht integraler Bestandteil des Materialbereitstellungssystems 1, wodurch sich eine kostengünstige Realisierbarkeit des Materialbereitstellungssystems 1 ergibt. Grundsätzlich kann das Transportsystem 6 aber auch integraler Bestandteil des Materialbereitstellungssystems 1 sein.
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Der Fertigungsanlage 2 ist ein in 1 angedeutetes Leitsystem 7 zugeordnet, das entsprechende Befehle an die Komponenten der Fertigungsanlage 2 ausgibt. Im Sinne einer einfachen Darstellung ist in 1 eine funkbasierte Kommunikation mit dem Leitsystem 7 angedeutet.
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2 zeigt, dass das Materialbereitstellungssystem 1 ein Regalsystem 8 mit einer Vorderseite 8a und einer Rückseite 8b aufweist, das mindestens einen Magazinschacht 9, vorzugsweise mindestens zwei Magazinschächte 9, für die Speicherung von Ladungsträgern 3 ausbildet. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel sind mehr als zwei Magazinschächte 9, nämlich insgesamt acht Magazinschächte 9, vorgesehen. Die Anzahl der Magazinschächte 9 kann je nach materialflusstechnischen Randbedingungen gewählt werden. Wenn vorliegend von mehreren Magazinschächten 9 die Rede ist, gelten diese Ausführungen für eine Ausgestaltung mit nur einem einzigen Magazinschacht 9 entsprechend.
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Die Magazinschächte 9 erstrecken sich zur Vorderseite 8a des Regalsystems 8, so dass eine Entnahme der Ladungsträger 3 von der Vorderseite 8a aus möglich ist. Vorzugsweise erstrecken sich die Magazinschächte 9 von der Rückseite 8b des Regalsystems 8 ausgehend zur Vorderseite 8a des Regalsystems 8. Damit ist eine Befüllung der Magazinschächte 9 mit Ladungsträgern 3 von der Rückseite 8b des Regalsystems 8 möglich.
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Die Befüllung des Materialbereitstellungssystems 1 erfolgt hier und vorzugsweise über ein Zentrallager 11, das ebenfalls regalartig aufgebaut ist. Die Befüllung des Materialbereitstellungssystems 1 kann automatisiert oder, wie in 1 angedeutet, manuell über einen Bediener B, vorgesehen sein. Neben der Befüllung des Materialbereitstellungssystems 1 dient das Zentrallager 11 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch für die Rückführung im Rahmen der Fertigung entleerter Ladungsträger 3, die vorliegend unter dem Begriff „Leergut“ zusammengefasst sind.
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Wesentlich ist nun, dass das Materialbereitstellungssystem 1 an der Vorderseite 8a des Regalsystems 8 ein mit dem Regalsystem 8 mechanisch verbundenes, motorisches Übergabesystem 10 zur Übergabe der Ladungsträger 3 an die Fertigungsanlage 2 aufweist. Damit ist vorliegend die Übergabe der Ladungsträger 3 an die Fertigungszellen 4, 5 gemeint.
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Im Einzelnen sind dem Übergabesystem 10 zwei Funktionen zugeordnet. Die erste Funktion des Übergabesystems 10 besteht darin, dass mit dem Übergabesystem 10 die Ladungsträger 3 den Magazinschächten 9 automatisiert entnommen werden können. Die zweite Funktion des Übergabesystems 10 besteht darin, dass mit dem Übergabesystem 10 die entnommenen Ladungsträger 3 entlang der Vorderseite 8a des Regalsystems 8 automatisiert positionierbar sind. Damit kann der jeweils entnommene Ladungsträger 3 mittels des Übergabesystems 10 an eine für die Übergabe bestimmte Position der Fertigungszelle 4, 5 positioniert werden, so dass auf eine manuelle Handhabung vollständig verzichtet werden kann.
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2 zeigt weiter, dass die Magazinschächte 9 von der Vorderseite 8a des Regalsystems 8 aus gesehen übereinander und nebeneinander angeordnet sind, so dass die Magazinschächte 9 von der Vorderseite 8a des Regalsystems 8 aus gesehen Magazinreihen 12 und Magazinspalten 13 ausbilden.
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Grundsätzlich kann es aber auch vorgesehen sein, dass die Magazinschächte 9 ausschließlich übereinander oder ausschließlich nebeneinander angeordnet sind. In all diesen Fällen ist es vorzugsweise so, dass das Regalsystem 8 die Formgebung eines Quaders ausbildet.
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Es lässt sich am besten der Darstellung gemäß 2 entnehmen, dass das Übergabesystem 10 einen Übergabeschlitten 14 aufweist, wobei der Übergabeschlitten 14 zur Entnahme eines Ladungsträgers 3 aus einem Magazinschacht 9 vor dem jeweiligen Magazinschacht 9 an einer dem Magazinschacht 9 zugeordneten Magazinposition positionierbar ist. Eine erste Position des Übergabeschlittens 14 ist in 2 in durchgezogener Linie dargestellt, während eine zweite Position des Übergabeschlittens 14 in 2 in gestrichelter Linie dargestellt ist.
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Dem Übergabeschlitten 14 ist vorzugsweise ein Positionier-Antriebssystem 15 (in 3 nicht dargestellt) für die Positionierung des den jeweiligen Ladungsträger 3 aufnehmenden Übergabeschlittens 14 in einer, hier und vorzugsweise vertikal ausgerichteten, Verfahrebene 16 zugeordnet. Weiter vorzugsweise ist der Übergabeschlitten 14 mittels des Positionier-Antriebssystems 15 in zwei noch zu erläuternden Bewegungs-Freiheitsgraden in der Verfahrebene 16 verfahrbar. Bei dem Positionier-Antriebssystem 15 handelt es sich vorzugsweise um ein elektrisches Antriebssystem.
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Es ergibt sich aus der Darstellung gemäß 2, dass die Verfahrbarkeit des Übergabeschlittens 14 besonders gut auf die Geometrie des Regalsystems 8 angepasst ist. Dies ergibt sich insbesondere daraus, dass das Regalsystem 8 einen Rahmen 17 aufweist, der die Vorderseite 8a des Regalsystems 8 als Flachseite ausbildet und dass die Verfahrebene 16 parallel zu der als Flachseite ausgestalteten Vorderseite 8a des Regalsystems 8 ausgerichtet ist. Dabei kann es grundsätzlich vorgesehen sein, dass das Übergabesystem 10 an dem Rahmen 17 des Regalsystems 8 angeordnet ist. Hier und vorzugsweise ist es allerdings so, dass das Übergabesystem 10 zumindest einen Teil des Rahmens 17 des Regalsystems 8 ausbildet.
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Das Positionier-Antriebssystem 15 ist bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel besonders einfach aufgebaut. Dies liegt daran, dass das Positionier-Antriebssystem 15 lediglich eine X-Lineareinheit 18 und eine Y-Lineareinheit 19 aufweist, durch die der Übergabeschlitten 14 in der Verfahrebene 16 in einer X-Richtung 20 und senkrecht dazu in einer Y-Richtung 21 verfahrbar ist. Dabei entspricht die X-Richtung 20 einer horizontalen Richtung, während die Y-Richtung 21 einer vertikalen Richtung entspricht.
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Bei dem dargestellten Materialbereitstellungssystem 1 ist die X-Lineareinheit 18 gegenüber dem Regalsystem 8 unbeweglich, während die Y-Lineareinheit 19 als solche über die X-Lineareinheit 18 relativ zu dem Regalsystem 8 verschiebbar ist. Dadurch, dass der Übergabeschlitten 14 an der Y-Lineareinheit 19 angeordnet ist, ergibt sich eine entsprechende Verfahrbarkeit des Übergabeschlittens 14 sowohl in der X-Richtung 20, als auch in der Y-Richtung 21. Insgesamt ergibt sich dadurch die Anordnung eines Zweiachssystems, insbesondere mit einer Anordnung der Lineareinheiten 18, 19 nach Art eines Kreuztisches. Es darf darauf hingewiesen werden, dass die obige Achsanordnung grundsätzlich auch umgekehrt vorgesehen sein kann.
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Der Vorschub der Ladungsträger 3 nach vorne hin, also zu der Vorderseite 8a des Regalsystems 8 hin, ist bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel auf besonders einfache konstruktive Weise gelöst. Hier ist es so, dass die Längsachsen 9a der Magazinschächte 9 gegenüber der Horizontalen 22 geneigt ausgerichtet sind, so dass sich die Ladungsträger 3 in den Magazinschächten 9 gravitationsgetrieben vorschieben. Dabei ist es weiter vorzugsweise so, dass die Ladungsträger 3, wie in 2 gezeigt, hintereinander Stoß an Stoß in den Magazinschächten 9 speicherbar sind. Um die Störanfälligkeit beim Vorschieben der Ladungsträger 3 zu reduzieren, sind die Schachtböden 28 der Magazinschächte 9 durch Transportbahnen, insbesondere durch Rollenbahnen o. dgl., gebildet. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass die den Magazinschächten 9 zugeordneten Transportbahnen angetrieben sind, um das Vorschieben der Ladungsträger 3 möglichst reproduzierbar zu gestalten.
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Für die Entnahme der Ladungsträger 3 aus den Magazinschächten 9 und zur Überführung der Ladungsträger 3 auf den Übergabeschlitten 14 ist das Übergabesystem 10 an dem mindestens einen Magazinschacht 9 und/oder an dem Übergabeschlitten 14 mit einem motorischen Entnahmesystem 23 (in 3 nicht dargestellt) ausgestattet. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel sind beide Varianten realisiert. Den Magazinschächten 9 sind jeweils ein Bewegungsbegrenzer 24 für die Ladungsträger 3 zugeordnet, der den Vorschub zumindest des jeweils vordersten Ladungsträgers 3 in den Magazinschächten 9 begrenzt, wobei der Bewegungsbegrenzer 24 mittels des Entnahmesystems 23 für die Entnahme der Ladungsträger 3 deaktivierbar ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Bewegungsbegrenzer 24 um einen Endanschlag handeln, der ein übermäßiges Vorschieben der Ladungsträger 3 zu der Vorderseite 8a des Regalsystems 8 hin verhindert, der jedoch mittels des Entnahmesystems 23 für die Entnahme der Ladungsträger 3 deaktivierbar ist, indem er motorisch aus dem Bewegungsbereich der Ladungsträger 3 verstellt wird.
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Zusätzlich ist es bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass das Entnahmesystem 23 ein insbesondere elektrisches Entnahme-Antriebssystem 25 aufweist, mit dem der jeweils vorderste Ladungsträger 3 in den Magazinschächten 9 auf den Übergabeschlitten 14 überführbar ist. Hier und vorzugsweise weist der Übergabeschlitten 14 ein von dem Entnahme-Antriebssystem 25 angetriebene Transportbahn 26, insbesondere Rollenbahn, für die Ladungsträger 3 auf. Damit ist es zusätzlich möglich, dass der jeweils entnommene Ladungsträger 3 motorisch in Richtung der Fertigungszelle 4, 5 vorgeschoben wird, was die Reproduzierbarkeit bei der Übergabe des jeweiligen Ladungsträgers 3 erhöht.
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Dadurch, dass die Ladungsträger 3, wie oben angesprochen, in den Magazinschächten 9 Stoß an Stoß hintereinander angeordnet sind, ist es zusätzlich erforderlich, dass jeder Magazinschacht 9 ein nicht dargestelltes Vereinzelungssystem aufweist, das bei der Entnahme des vordersten Ladungsträgers 3 die nachfolgenden Ladungsträger 3 zurückhält. Dies ist beispielsweise dadurch realisierbar, dass ein zusätzlicher Bewegungsbegrenzer vorgesehen ist, der den Ladungsträger 3, welcher dem vorderstem Ladungsträger 3 nachfolgt, so lange an einem Vorschieben hindert, bis der vorderste Ladungsträger 3 vollständig von dem Übergabeschlitten 14 aufgenommen ist.
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Die beiden Detailansichten gemäß 2 zeigen, dass der Übergabeschlitten 14 in einen Übergabezustand (linke Detailansicht) und in einen Transportzustand (rechte Detailansicht) bringbar ist. Dabei ist es im Einzelnen vorgesehen, dass der Übergabeschlitten 14 einen Aufnahmeabschnitt 27 für den jeweils entnommenen Ladungsträger 3 aufweist, der die oben angesprochene, in der bevorzugten Ausgestaltung vorgesehene Transportbahn 26 bereitstellt. Der Aufnahmeabschnitt 27 ist nun gegenüber dem Übergabeschlitten 14 im Übrigen in eine Übergabestellung (linke Detailansicht) und in eine Transportstellung (rechte Detailansicht) schwenkbar. Im Übergabezustand schließt sich der Aufnahmeabschnitt 27 an den Schachtboden 28 des jeweiligen Magazinschachts 9 an. Dies bedeutet ganz allgemein, dass der Aufnahmeabschnitt 27 eine Fortsetzung des Schachtbodens 28 in Richtung der Fertigungszellen 4, 5 bereitstellt, wobei zwischen Schachtboden 28 und Aufnahmeabschnitt 27 ein Spalt verbleiben kann, soweit dieser wesentlicher kleiner als die Ausdehnung der Ladungsträger 3 in Vorschubrichtung ist.
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Die rechte Detailansicht gemäß 2 zeigt, dass der Aufnahmeabschnitt 27 im Transportzustand eingeschwenkt ist und damit eine im Wesentlichen vertikale Ausrichtung annimmt. Dies ist eine besonders platzsparende Unterbringung des Aufnahmeabschnitts 27 während des Transports des vorschlagsgemäßen Materialbereitstellungssystems 1.
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Es wurde weiter oben bereits erläutert, dass die Transportabilität des vorschlagsgemäßen Materialbereitstellungssystems 1 auf unterschiedliche Weise vorgesehen sein kann. Vorzugsweise ist das Materialbereitstellungssystem 1 von einem fahrerlosen Transportsystem 6 unterfahrbar und zum Transport zumindest geringfügig anhebbar. Dies ist der Darstellung gemäß 2 zu entnehmen. Das Materialbereitstellungssystem 1 weist eine Reihe von Standfüßen 29 auf, so dass das Materialbereitstellungssystem 1 bei Bedarf, insbesondere für die Übergabe von Ladungsträgern 3, abgesetzt und das fahrerlose Transportsystem 6 anderweitig genutzt werden kann.
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Auch für die Steuerungsstruktur des vorschlagsgemäßen Materialbereitstellungssystems 1 sind ganz unterschiedliche vorteilhafte Varianten denkbar. Bei dem in 2 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dem Materialbereitstellungssystem 1 eine eigene Steuerung 30 zugeordnet, die zumindest eine Treiberstufe für die elektrischen Antriebskomponenten des Materialbereitstellungssystems 1 aufweist. Grundsätzlich kann die Steuerung 30 auch eine Ablaufsteuerung für das Materialbereitstellungssystem 1 bereitstellen. Weiter alternativ kann es vorgesehen sein, dass eine Steuerung des fahrerlosen Transportsystems 6 Steuerungsaufgaben für das Materialbereitstellungssystem 1 übernimmt.
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Die Energieversorgung der elektrischen Antriebskomponenten des Materialbereitstellungssystems 1 kann darauf zurückgehen, dass das Materialbereitstellungssystem 1 einen nicht dargestellten Energiespeicher zur Speicherung elektrischer Energie, wie eine elektrische Batterie, aufweist. Alternativ kann die insbesondere für die Antriebskomponenten erforderliche Energie über eine elektrische Schnittstelle von dem fahrerlosen Transportsystem 6 oder von den Fertigungszellen 4, 5 bereitgestellt werden.
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Insoweit kann es vorteilhaft sein, dass das Materialbereitstellungssystem 1 ganz allgemein eine elektrische Schnittstelle zur Übertragung von elektrischer Energie und/oder zur Datenübertragung aufweist, die mit einer Gegenschnittstelle am fahrerlosen Transportsystem 6 und/oder an den Fertigungszellen 4, 5 in elektrischen Eingriff bringbar ist.
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Im Folgenden wird die Fertigungsanlage 2, die Gegenstand einer eigenständigen Lehre ist, als solche näher beleuchtet. Dabei wird zunächst einmal davon ausgegangen, dass neben dem dargestellten Materialbereitstellungssystem 1 mindestens ein weiteres Materialbereitstellungssystem 1 vorgesehen sein kann bzw. können.
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Ferner spielt bei der dargestellten und insoweit bevorzugten Fertigungsanlage 2 die Existenz mindestens eines Materialaufnahmesystems 31, 32, das mit dem Materialbereitstellungssystem 1 wechselwirkt, eine wichtige Rolle. Die dargestellte Fertigungsanlage 2 weist zwei Fertigungszellen 4, 5 auf, die jeweils mit einem Materialaufnahmesystem 31, 32 ausgestattet sind.
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Die folgenden Erläuterungen betreffen in erster Linie das Materialaufnahmesystem 32 der Fertigungszelle 5. Alle diesbezüglichen Ausführungen gelten für das Materialaufnahmesystem 31 der Fertigungszelle 4 entsprechend. In beiden Fällen dient das Materialaufnahmesystem 31, 32 dem Empfang der Ladungsträger 3 von dem Materialbereitstellungssystem 1, so dass die jeweilige Fertigungszelle 4, 5 mit dem in den Ladungsträgern 3 vorgesehenen Material für die Fertigung versorgt wird.
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Das Materialaufnahmesystem 31, 32 weist mindestens eine Aufnahmeeinheit 33, vorzugsweise mindestens zwei Aufnahmeeinheiten 33 und bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt acht Aufnahmeeinheiten 33 auf. Die Aufnahmeeinheiten 33 können auf unterschiedliche Weise realisiert sein. Bei dem in 3 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Aufnahmeeinheiten 33 als Magazinschächte ausgestaltet, wie dies bei dem vorschlagsgemäßen Materialbereitstellungssystem 1 vorgesehen ist.
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Das Materialbereitstellungssystem 1 ist hier mittels des fahrerlosen Transportsystems 6 vor das Materialaufnahmesystem 32 transportierbar, wobei die in den Magazinschächten 9 des Materialbereitstellungssystems 1 gespeicherten Ladungsträger 3 mittels des Übergabesystems 10 an die mindestens eine Aufnahmeeinheit 33, hier an die Aufnahmeeinheiten 33, übergebbar sind.
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Es lässt sich der Darstellung gemäß 3 entnehmen, dass die hier und vorzugsweise als Magazinschächte ausgestalteten Aufnahmeeinheiten 33 von einer Vorderseite 34 des Materialaufnahmesystems 32 aus gesehen übereinander und nebeneinander angeordnet sind, so dass die Aufnahmeeinheiten 33 wie oben im Zusammenhang mit dem Materialbereitstellungssystem 1 erläutert, Magazinreihen 35 und Magazinspalten 36 ausbilden. Abgesehen von dem fehlenden Übergabesystem 10 entspricht die Grundstruktur des Materialaufnahmesystems 32 der Grundstruktur des Materialbereitstellungssystems 1.
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3 zeigt das vor dem Materialaufnahmesystem 32 befindliche Materialbereitstellungssystem 1, wobei es sich bei der Darstellung gemäß 3 um eine aufgefächerte Ansicht handelt. Dies ist in 3 durch den Pfeil 37 angedeutet.
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Bei vor dem Materialaufnahmesystem 32 befindlichem Materialbereitstellungssystem 1 ist der Übergabeschlitten 14 zur Übergabe des aus einem Magazinschacht 9 entnommenen Ladungsträgers 3 an eine Aufnahmeeinheit 33 des Materialaufnahmesystems 32 mittels des Positionier-Antriebssystems 15 in eine der Aufnahmeeinheit 33 zugeordnete Aufnahmeposition positionierbar. Dabei liegen die Aufnahmepositionen hier und vorzugsweise in einer dem Materialaufnahmesystem 32 zugeordneten Aufnahmeebene 38, die parallel zu der oben angesprochenen Verfahrebene 16 des Materialbereitstellungssystems 1 gelegen ist. Dies setzt voraus, dass eine entsprechende Ausrichtung des Materialbereitstellungssystems 1 gegenüber dem Materialaufnahmesystem 32 erfolgt ist. Diese Ausrichtung kann sensorbasiert erfolgen, beispielsweise, indem das fahrerlose Transportsystem 6 eine sensorbasierte Ausrichtsteuerung aufweist, die eine Ausrichtung des fahrerlosen Transportsystems 6 an nicht dargestellten Ausrichtmarken der Fertigungszellen 4, 5 vornimmt. Denkbar ist aber auch, dass für die Ausrichtung auf Navigationsdaten, insbesondere GPS-Navigationsdaten, des fahrerlosen Transportsystems 6 zurückgegriffen wird, die mit den im Leitsystem 7 hinterlegten CAD-Daten der Fertigungsanlage 2 abgeglichen werden.
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Abschließend wird nun die vorschlagsgemäße Verwendung des Materialbereitstellungssystems 1, die Gegenstand einer eigenständigen Lehre ist, anhand des in den 1, 3 dargestellten Szenarios erläutert.
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Bei der vorschlagsgemäßen Verwendung des Materialbereitstellungssystems 1 wird dieses zunächst vor das Materialaufnahmesystem 32 transportiert. Dies kann ein Ausrichten im obigen Sinne umfassen. Vom Leitsystem 7 wird beispielsweise vorgegeben, dass der vorderste Ladungsträger 3 in dem in 3 mit dem Bezugszeichen A gekennzeichneten Magazinschacht 9 übergeben werden soll an die mit dem Bezugszeichen B gekennzeichnete Aufnahmeeinheit 33. Hierfür wird der betreffende Ladungsträger 3 mittels des Entnahmesystems 23 dem Magazinschacht 9 entnommen, wodurch der Ladungsträger 3 den Aufnahmeabschnitt 27 des Übergabeschlittens 14 erreicht. Anschließend wird der Übergabeschlitten 14 mittels des Positionier-Antriebssystems 15 um drei Magazinschächte 9 nach unten und um einen Magazinschacht 9 zur Seite verfahren. Dies bedeutet ganz allgemein, dass der Übergabeschlitten 14 zur Übergabe des von dem betreffenden Magazinschacht 9 entnommenen Ladungsträgers 3 an die betreffende Aufnahmeeinheit 33 des Materialaufnahmesystems 32 positioniert wird. Es lässt sich der Darstellung gemäß 3 entnehmen, dass mit der vorschlagsgemäßen Lösung eine nahezu unbegrenzte Verteilung von Ladungsträgern 3 auf die Materialaufnahmesysteme 31, 32 möglich ist.
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Das vorschlagsgemäße Materialbereitstellungssystem 1, die vorschlagsgemäße Fertigungsanlage 2 und die vorschlagsgemäße Verwendung lassen sich in weiten Bereichen modifizieren und erweitern.
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Beispielsweise kann das Materialbereitstellungssystem 1 manuell oder automatisiert mit Leergut in obigem Sinne befüllt werden und dieses Leergut am Zentrallager 11 oder an einem speziell dafür vorgesehenen Leergutlager abgegeben werden.
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Schließlich kann es grundsätzlich auch vorgesehen sein, dass das Materialbereitstellungssystem 1 zusätzlich an der Rückseite 8b des Regalsystems 8 ein oben erläutertes motorisches Übergabesystem aufweist, mit dem sich das Materialbereitstellungssystem 1 automatisiert mit Ladungsträgern 3 befüllen lässt. Dies ist eine bevorzugte Variante, die auf besonders einfache Weise einen vollautomatisierten Materialfluss ermöglicht.
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Aber auch ohne zusätzliches Übergabesystem ist ein automatisiertes Befüllen des Materialbereitstellungssystems 1 möglich. Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Ausgabelager, insbesondere das Zentrallager 11, Magazinschächte aufweist, die relativ zueinander identisch angeordnet sind verglichen mit den Magazinschächten 9 des Materialbereitstellungssystems 1. Dann beschränkt sich das Befüllen des Materialbereitstellungssystems 1 darauf, das Materialbereitstellungssystem 1 vor das Ausgabelager, insbesondere das Zentrallager 11, zu transportieren und die in den Magazinschächten des Ausgabelagers befindlichen Ladungsträger 3 freizugeben. Vorzugsweise erfolgt die anschließende Übergabe der Ladungsträger 3 selbsttätig, insbesondere gravitationsbasiert.
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Eine andere Variante für ein automatisiertes Befüllen des Materialbereitstellungssystems 1 besteht darin, dass zwischen dem Ausgabelager, insbesondere dem Zentrallager 11, und dem vor das Ausgabelager transportierte Materialbereitstellungssystem 1 ein von dem Materialbereitstellungssystem 1 separates Handhabungsgerät angeordnet ist. Bei diesem Handhabungsgerät kann es sich um einen Roboter, insbesondere um einen Portalroboter, einen Knickarmroboter o. dgl. handeln. Andere Varianten für das automatisierte Befüllen des Materialbereitstellungssystems 1 mit Ladungsträgern 3 sind denkbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202011003546 U1 [0003]
