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Die vorliegende Erfindung betrifft ein modulares Arbeitsplatzsystem für Montagearbeitsplätze. Dieses umfasst mindestens eine Arbeitssäule, mindestens ein Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches und mindestens ein Arbeitsplatzmodul in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit. Gemäß der Erfindung ist jede Arbeitssäule mit mehreren beliebigen der Arbeitsplatzmodule modular zu einer Arbeitsplatzeinheit kombinierbar. Durch das erfindungsgemäße modulare Arbeitsplatzsystem wird eine flexible Nutzung von Montagearbeitsplätzen möglich.
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In der heutigen Zeit werden Produkte immer individueller, da Kunden diese persönlich konfigurieren können. Damit werden die Stückzahlen von ein und demselben Produkt geringer. Weiterhin verkürzen sich die Produktlebenszyklen in vielen Branchen (Elektroindustrie, Consumer Electronics, .....). Dies alles hat zur Folge, dass in der Fertigung und Montage von Produkten in Zukunft ein mehr an individueller Anpassung und Flexibilität erfolgen muss.
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Gemäß dem gängigen Stand der Technik wird das Fabriklayout für Montagebereiche in einer Fabrik einmal festgelegt und kann nur schwer geändert werden. Hierbei werden Montagearbeitsplätze z.B. als Einzelarbeitsplätze, Fließlinie, U-Linie, usw. aufgestellt...). Jedoch lassen es Markterfordernisse (z.B. Volatilitäten in Auftragslagen etc.) wünschenswert erscheinen, dass auch das Fabriklayout von Produktionslinien aufwandsarm verändert kann. Je nach Marktlage passen nämlich manche Systemkonzepte besser als andere. Allerdings sind solche wandlungsfähigen Systemkonzepte im Stand der Technik bisher nicht bekannt.
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Bei der Materialbereitstellung in der Montage bei Wechsel der Produktvariante ist es heutzutage eine gängige Methode alle Materialien für jede Produktfamilie am Arbeitsplatz einzurüsten und in Folge eines Variantenwechsels umzurüsten. Dadurch entstehen jedoch nachteilige Produktions- und Montagepausen.
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Ein weiterer Nachteil von bekannten Arbeitsplatzsystemen für Montagearbeitsplätze betrifft die ergonomische Einstellung von Arbeitsplätzen. So können Arbeitsplätze nicht autoadaptiv auf wechselnde Werker (Personen) und deren Körpergröße und Alter angepasst werden. Die Arbeitsplätze können nicht gemäß der Größe des Mitarbeiters und Stand der Montage automatisch durch das System angepasst werden.
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Zudem sind Tische und Elemente zur Materialbereitstellung häufig nicht physisch getrennte Einheiten, wodurch der Arbeitsplatz nicht flexibel sondern nur für einen einmalig festgelegten Zweck verwendet werden kann.
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Im Weiteren ist die Stromversorgung bei bekannten mobilen Arbeitsstationen nicht realisiert. Wenn Materialbereitstellung als mobiler Wagen realisiert ist, ist keine Stromversorgung zur Höhenverstellung vorgesehen, weswegen keine Höhenverstellbarkeit der Materialbereitstellung möglich ist.
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Außerdem können die bisher bekannten Arbeitsplätze nicht bei Bedarf erweitert werden, um bspw. dynamische Bottleneck-Situationen aufzulösen.
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Ausgehend hiervon war es somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein modulares Arbeitsplatzsystem für Montagearbeitsplätze anzugeben, durch das eine flexiblere Nutzung von Montagearbeitsplätzen und damit eine flexible und individuelle Anpassung der Montagearbeitsplätze an Markterfordernisse ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein modulares Arbeitsplatzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Patentanspruch 15 gibt Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen modularen Arbeitsplatzsystems an. Die abhängigen Patentansprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.
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Erfindungsgemäß wird somit ein modulares Arbeitsplatzsystem für Montagearbeitsplätze angegeben. Dieses umfasst mindestens eine Arbeitssäule, mindestens ein Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches und mindestens ein Arbeitsplatzmodul in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit. Erfindungsgemäß ist jede Arbeitssäule mit mehreren beliebigen der Arbeitsplatzmodule modular zu einer Arbeitsplatzeinheit kombinierbar oder kombiniert.
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Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein modulares System aus mehreren Einzelelementen, welche zu einer oder mehreren Arbeitsplatzeinheiten zusammengesetzt werden können. Jede Arbeitsplatzeinheit kann dabei eine Arbeitssäule als Basiselement und zudem mehrere Arbeitsplatzmodule umfassen. Über die Arbeitssäule können beispielsweise Licht, Strom und verschiedene Anzeigen oder Displays zur Verfügung gestellt werden. Die Arbeitssäule und die einzelnen Arbeitsplatzmodule sind dabei einzelne modulare Elemente, die in verschiedenen Kombinationen zusammengesetzt und wieder voneinander getrennt werden können. Diese einzelnen modularen Elemente sind somit nicht untrennbar miteinander verbunden oder untrennbar miteinander verbindbar.
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Das erfindungsgemäße modulare Arbeitsplatzsystem umfasst mehrere unterschiedliche Arbeitsplatzmodule, die mit der Arbeitssäule bzw. den Arbeitssäulen kombinierbar sind, nämlich mindestens einen mobilen Montagetisch, mindestens eine mobile Materialbereitstellungseinheit und optional mindesten einen mobilen Roboter. Der mobile Montagetisch dient als Arbeitsfläche für einen Montagearbeiter. Die mobile Materialbereitstellungseinheit dient zur Bereitstellung der zur Montage verwendeten Materialien. Bei den Arbeitsplatzmodulen handelt es sich grundsätzlich um mobile, also bewegbare, Elemente, was zur Folge hat, dass diese zwischen verschiedenen Arbeitsplätzen bzw. Arbeitsplatzeinheiten hin- und herbewegt werden können. Dies ermöglicht die modulare Kombinierbarkeit und Austauschbarkeit der einzelnen Elemente.
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Erfindungsgemäß ist jede Arbeitssäule mit mehreren beliebigen der Arbeitsplatzmodule modular zu einer Arbeitsplatzeinheit kombinierbar oder kombiniert. Dieses modulare System ermöglicht verschiedene Kombinationsmöglichkeiten einer Arbeitssäule mit den verschiedenen Arbeitsplatzmodulen. Beispielsweise kann eine Arbeitssäule modular mit einem Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches und mit einem Arbeitsplatzmodul in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit kombiniert werden. In diesem Fall würde eine Arbeitsplatzeinheit entstehen, die eine Arbeitssäule sowie ein Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches und ein Arbeitsplatzmodul in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit umfasst. Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Arbeitssäule aber auch mit einem Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches und mit zwei Arbeitsplatzmodulen in Form einer Materialbereitstellungseinheit kombiniert werden. Auf diese Weise würde eine Arbeitsplatzeinheit entstehen, die eine Arbeitssäule sowie ein Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches und zwei Arbeitsplatzmodule in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit umfasst. Neben diesen Beispielen sind noch viele weitere Kombinationen der einzelnen Elemente möglich. Die vorliegende Erfindung ist dabei nicht auf ein spezielles Beispiel dieser Kombinationen festgelegt.
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Für den Fall, dass das modulare Arbeitsplatzsystem mehrere Arbeitssäulen umfasst, können mehrere Arbeitsplatzeinheiten erstellt werden, wobei auch hier jede Arbeitsplatzeinheit eine Arbeitssäule als Basiselement und zudem mehrere Arbeitsplatzmodule umfassen kann. Hierbei können dann die Arbeitssäulen so zueinander positioniert werden, dass sich verschiedene Arbeitsplatz-Konfigurationen ergeben können. Beispielsweise können die Arbeitssäulen einzeln für sich positioniert werden, sodass mehrere Einzelarbeitsplätze entstehen. Alternativ können die Arbeitssäulen auch in einer gemeinsamen Anordnung positioniert werden, beispielsweise in einer geraden Linie, in mehreren geraden Linien, in einer U-förmigen Linie oder in einem sternförmigen Muster. Auf diese Weise können verschiedene Montagelayouts, z.B. Fließlinie, U-Linie, Sternmontage, realisiert werden. Hierbei können auch einzelne der Arbeitsplatzmodule zwischen zwei oder mehreren Arbeitssäulen angeordnet sein, sodass sie zwei oder mehreren Arbeitsplatzeinheiten zugeordnet sein können.
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Aus dem modularen Aufbau und den verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten im erfindungsgemäßen modularen Arbeitsplatzsystem resultiert eine sehr flexible Anordnung des Montagearbeitsplatzes, die je nach Bedarf variiert werden kann. Durch den modularen Aufbau und die Mobilität der Arbeitsplatzmodule kann die Anordnung der einzelnen Elemente schnell und problemlos geändert und in eine gewünschte neue Anordnung gebracht werden. Die Fabrik kann somit stets die für das aktuelle Zeitfenster optimale Layoutkonfiguration wählen. In der Folge ermöglicht die vorliegende Erfindung eine flexiblere Nutzung von Montagearbeitsplätzen und damit eine flexible und individuelle Anpassung der Montagearbeitsplätze an verschiedene Markterfordernisse.
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Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße modulare Arbeitsplatzsystem mehrere Arbeitsplatzmodule in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit.
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Die modulare Kombinierbarkeit und Mobilität der Materialbereitstellungseinheiten hat den folgenden besonderen Vorteil. Anstatt alle Materialien für jede Produktfamilie am Arbeitsplatz einzurüsten und in Folge umzurüsten, können die Materialbereitstellungseinheiten automatisch weggefahren und durch neubestückte Materialbereitstellungseinheiten ersetzt werden. Auf diese Weise können Umrüstzeiten minimiert und die effektive Produktionszeit maximiert werden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen modularen Arbeitsplatzsystems zeichnet sich dadurch aus, dass jede Arbeitssäule mit mindestens einem Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches und mindestens einem Arbeitsplatzmodul in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit modular zu einer Arbeitsplatzeinheit kombinierbar ist oder kombiniert ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das modulare Arbeitsplatzsystem zusätzlich mindestens ein Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Roboters, vorzugsweise eines mobilen Leichtbauroboters. Auch dieses Arbeitsplatzmodul ist mit jeder Arbeitssäule kombinierbar. Folglich ist auch in dieser Ausführungsform jede Arbeitssäule mit mehreren beliebigen der Arbeitsplatzmodule modular zu einer Arbeitsplatzeinheit kombinierbar. Die hierbei entstehenden Arbeitsplatzeinheiten können jeweils eine Arbeitssäule als Basiselement und mehrere der Arbeitsplatzmodule umfassen. Durch die Verwendung eines mobilen Roboters wird die Möglichkeit einer Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) am Montagearbeitsplatz geschaffen.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen modularen Arbeitsplatzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Arbeitssäule mit
- • mindestens einem Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches und mindestens einem Arbeitsplatzmodul in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit, und/oder
- • mindestens einem Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches und mindestens einem Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Roboters, und/oder
- • mindestens einem Arbeitsplatzmodul in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit und einem Arbeitsmodul in Form eines mobilen Roboters,
modular zu einer Arbeitsplatzeinheit kombinierbar ist oder kombiniert ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jede Arbeitssäule mit mindestens drei beliebigen der Arbeitsplatzmodule modular zu einer Arbeitsplatzeinheit kombinierbar oder kombiniert.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jede Arbeitssäule mit mindestens einem Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches, mindestens einem Arbeitsplatzmodul in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit und mindestens einem Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Roboters modular zu einer Arbeitsplatzeinheit kombinierbar oder kombiniert.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die mindestens eine Arbeitssäule
- • mindestens eine Vorrichtung zur Beleuchtung des mobilen Montagetisches,
- • eine Stromversorgung für die Arbeitsplatzmodule,
- • eine Vorrichtung zur Anzeige des Arbeitsfortschritts, und/oder
- • ein Display mit Augmented-Reality- Funktion,
enthält.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass die mindestens eine Arbeitssäule ein Dach aufweist, welches vorzugsweise eine lichtdurchlässige Stoffbespannung umfasst.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen modularen Arbeitsplatzsystems sind der mindestens eine mobile Montagetisch und/oder die mindestens eine mobile Materialbereitstellungseinheit höhenverstellbar.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine mobile Montagetisch und/oder die mindestens eine mobile Materialbereitstellungseinheit einen Akku enthalten, der zur Ladung über Induktion oder über Kabel mit der Arbeitssäule verbunden ist.
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Im Weiteren ist es bevorzugt, dass die mobile Materialbereitstellungseinheit ein mobiler Materialbereitstellungswagen oder ein mobiles Materialbereitstellungsregal ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das modulare Arbeitsplatzsystem eine Arbeitssäule, ein oder mehrere Arbeitsplatzmodule in Form eines mobilen Montagetisches, ein oder mehrere Arbeitsplatzmodule in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit und optional ein oder mehrere Arbeitsplatzmodule in Form eines mobilen Roboters, wobei die Arbeitssäule mit mehreren beliebigen der Arbeitsplatzmodule modular zu einer Arbeitsplatzeinheit kombinierbar ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das modulare Arbeitsplatzsystem mehrere Arbeitssäulen, mehrere Arbeitsplatzmodule in Form eines mobilen Montagetisches, mehrere Arbeitsmodule in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit und optional mehrere Arbeitsplatzmodule in Form eines mobilen Roboters umfasst, wobei jede der Arbeitssäulen mit mehreren beliebigen der Arbeitsplatzmodule modular zu einer Arbeitsplatzeinheit kombinierbar ist.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass die Arbeitssäulen der Arbeitsplatzeinheiten einzeln für sich oder in einer gemeinsamen Anordnung, vorzugsweise in einer geraden Linie, in mehreren geraden Linien, in einer U-förmigen Linie und/oder in einem sternförmigen Muster, platzierbar sind. Die gemeinsame Anordnung kann dabei auch verschiedene Muster aufweisen. Beispielsweise kann auch ein sternförmiges Muster mit einem U-förmigen Linienmuster kombiniert werden. Zudem können auch einzelne der Arbeitsplatzmodule zwischen zwei oder mehreren Arbeitssäulen angeordnet sein, sodass sie zwei oder mehreren Arbeitsplatzeinheiten zugeordnet sein können.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Arbeitssäule und/oder die das mindestens eine Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches und/oder das mindestens eine Arbeitsplatzmodul in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit und/oder das mindestens eine Arbeitsplatzmodul in Form eines Roboters aus dem Material Corean oder Corean-weiß gefertigt.
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Vorzugsweise hat die Arbeitssäule eine Höhe von 1 m bis 4 m, besonders bevorzugt von 2 m bis 3 m, ganz besonders bevorzugt von 2,3 m bis 2,7 m.
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Die mindestens eine Arbeitssäule kann eine integrierte Beleuchtung innerhalb der Säule zur adaptiven Beleuchtung je nach Arbeitssituation enthalten (z.B. stellt bei Arbeitsschritten, die helleres Licht benötigen, ein System die Beleuchtung automatisch ein).
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Die mindestens eine Arbeitssäule kann eine Anzeige zum Arbeitsfortschritt des momentanen Auftrags enthalten (z.B. zeigt ein Beleuchtungsstreifen an, wie weit der Auftrag bearbeitet wurde).
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Die mindestens eine Arbeitssäule kann eine indirekte Beleuchtung der gesamten Säule auch im Dach-Bereich (circadiane Beleuchtung) enthalten.
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Die mindestens eine Arbeitssäule kann Displayfläche als Referenzfläche für Augmented Reality-Funktionen enthalten (z.B. kann basierend auf diesem die Augmented Reality-Funktion kalibriert werden).
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Die mindestens eine Arbeitssäule kann teileweise mit schallabsorbierenden Materialien zur Verbesserung der Raumakustik ausgerüstet sein. Dies dient der Lärmreduktion.
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Das mindestens eine Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches kann eine autoadaptive Höhenverstellung aufweisen (z.B. stellt sich der Tisch bei Beginn der Arbeit auf die hinterlegte Größe des Mitarbeiters ein; z.B. wird die Tischhöhe gemäß Produktaufbaustand angepasst, so dass die Höhe stets optimal ist).
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Das mindestens eine Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches kann eine Aussparung für die Verstauung und wireless charging von Tablets und/oder Mobiltelefonen aufweisen.
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Das mindestens eine Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches kann eine Erweiterungsmöglichkeit durch Anbindung von Leichtbaurobotern für die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) als eigenes Modul enthalten.
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In dem mindestens einen Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches kann die Geometrie der Tischplatte an optimalen ergonomischen Greifräumen des Menschen orientiert sein.
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In dem mindestens einen Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches kann die Geometrie der Tischplatte (Winkel) zur einfachen und vielseitigen Kopplung mehrerer Module (Linear, U-Form, Stern) angepasst sein. Hierbei können mehrere Arbeitsplatzmodule in verschiedenen Layouts angeordnet werden.
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Das mindestens eine Arbeitsplatzmodul in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit kann autoadaptive Höhenverstellung und/oder prozessgesteuerte, herausfahrbare Regalauszüge aufweisen.
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Anstatt alle Materialien für jede Produktfamilie am Arbeitsplatz einzurüsten und in Folge umzurüsten, können die Material- und Komponentenregale automatisch weggefahren und durch neubestückte ersetzt werden. Die Bestückung der Material- und Komponentenregale findet an einem anderen Ort (z.B. Lager) statt und just-in-time zum Montageplatz gefahren werden (durch autonome Transportroboter) oder selbständig fahren
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Die vorliegende Erfindung betrifft zudem die Verwendung des erfindungsgemäßen modularen Arbeitsplatzsystems für Montagearbeiten.
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Montagelinien werden gemäß dem bisherigen Stand der Technik zu Serienstart einmalig geplant und aufgestellt. Im Laufe des Produktlebenszyklus können jedoch diverse Änderungen durch externe und interne Einflüsse eine temporäre Veränderung des Montagelayouts notwendig machen. Die Wandlungsfähigkeit wird mit der vorgestellten Systemlösung geschaffen. Die Möglichkeit an die Arbeitssäule unterschiedliche Module anzubringen (Robotermodul, Montagetisch etc.), realisiert eine flexible Nutzungsmöglichkeit der Montagearbeitsplätze. Bei Unterkapazität der Produktionsmittel, können einfach und flexibel weitere Arbeitsplätze aufgebaut werden. Die autoadaptive Anpassung der Ergonomie an den jeweiligen Werker (Körpermaße und Alter) sowie die Maßnahmen zur Lärmminderung durch Schallabsorption tragen zur gesundheitlichen Vorsorge bei. Der Platzbedarf der Arbeitssäule ist, wenn diese nicht genutzt wird, kleiner als bei vergleichbaren herkömmlichen Montagesystemen.
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Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren und Beispiele näher erläutert, ohne die Erfindung auf die speziell dargestellten Parameter zu beschränken.
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Ausführungsbeispiel:
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Das Ausführungsbeispiel betrifft ein erfindungsgemäßes modulares Arbeitsplatzsystem welches mindestens eine Arbeitssäule, mindestens ein Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches und mindestens ein Arbeitsplatzmodul in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit umfasst. Optional kann das modulare Arbeitsplatzsystem auch mindestens ein Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Roboters umfassen. Jede Arbeitssäule ist mit mehreren beliebigen der Arbeitsplatzmodule modular zu einer Arbeitsplatzeinheit kombinierbar, um flexibel arbeiten zu können.
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Eine mögliche Ausführung der Arbeitssäule ist in 1 gezeigt. Die Arbeitssäule kann die folgenden Spezifikationen aufweisen, die einzeln oder beliebig kombiniert auftreten können:
- ■ Gefertigt aus Corean weiß; 2,50 m Höhe,
- ■ Ausstattung: Integrierte Beleuchtung innerhalb der Säule zur adaptiven Beleuchtung je nach Arbeitssituation (bei Arbeitsschritten, die helleres Licht benötigen, stellt System die Beleuchtung automatisch ein), Anzeige zum Arbeitsfortschritt des momentanen Auftrags (Beleuchtungsstreifen zeigt an, wie weit der Auftrag bearbeitet wurde), indirekte Beleuchtung der gesamten Säule auch im Dach-Bereich (circadiane Beleuchtung), Displayfläche als Referenzfläche für Augmented Reality-Funktionen (basierend auf diesem kann die Augmented Reality-Funktion kalibriert werden), teilewiese ausgerüstet mit schallabsorbierenden Materialien zur Verbesserung der Raumakustik (Lärmreduktion)
- ■ Ausgestattet mit innenliegender Stromversorgung für die Arbeitsplatzmodule, Orientierungsdisplay für die Microsoft Hololens oder andere Augmented Reality-Produkte, integrierte Beleuchtung zur Anzeige des Auftragsfortschritts, Beleuchtung des Tisches für den Mitarbeiter durch Spot-Leuchten, Beleuchtung der Säule nach circadianem Rhythmus, Säule bis zum Übergang in das Dach aus Corean, Dach aus lichtdurchlässiger Stoffbespannung
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Eine mögliche Ausführung der des Arbeitsplatzmoduls in Form eines mobilen Montagetisches ist in 2 gezeigt. Das Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches kann die folgenden Spezifikationen aufweisen, die einzeln oder beliebig kombiniert auftreten können:
- ■ Gefertigt aus Corean-weiß;
- ■ Ausstattung: mobil, autoadaptive Höhenverstellung (Tisch stellt sich bei Beginn der Arbeit auf die hinterlegte Größe des Mitarbeiters ein; Tischhöhe wird gemäß Produktaufbaustand angepasst, so dass die Höhe stets optimal ist), Aussparung für die Verstauung und wireless charging von Tablets und/oder Mobiltelefonen
- ■ Erweiterungsmöglichkeit durch Anbindung von Leichtbaurobotern für die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) als eigenes Modul (-> Erfindung bezieht sich nicht auf den Roboter)
- ■ Geometrie der Tischplatte orientiert an optimalen ergonomischen Greifräumen des Menschen
- ■ Geometrie der Tischplatte (Winkel) zur einfachen und vielseitigen Kopplung mehrerer Module (Linear, U-Form, Stern) -> Hierbei können mehrere Arbeitsplatzmodule in verschiedenen Layouts angeordnet werden
- ■ Höhenverstellbar durch Hubsäule nach Arbeitsfortschritt (bei wachsenden Produkten), zu Ergonomiezwecken (auf Werkergröße)
- ■ Mobil transportierbar durch autonomen Roboter oder manuell
- ■ Akkubetrieben; durch Induktion/Kabel an Arbeitssäule geladen
- ■ Tisch könnte auch durch Rollenbahn ergänzt werden -> Mehrere aneinander verkettet
- ■ Tischplatte aus Korean
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Mögliche Ausführungen der des Arbeitsplatzmoduls in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit (Materialbereitstellungswagen oder Materialbereitstellungsregal) sind in 3 gezeigt. Das Arbeitsplatzmodul in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit kann die folgenden Spezifikationen aufweisen, die einzeln oder beliebig kombiniert auftreten können:
- ■ Ausstattung: mobil, autoadaptive Höhenverstellung, prozessgesteuerte, herausfahrbare Regalauszüge
- ■ Anstatt alle Materialien für jede Produktfamilie am Arbeitsplatz einzurüsten und in Folge umzurüsten, werden die Material- und Komponentenregale automatisch weggefahren und durch neubestückte ersetzt
- ■ Die Bestückung der Material- und Komponentenregale findet an einem anderen Ort (z.B. Lager) statt und just-in-time zum Montageplatz gefahren werden (durch autonome Transportroboter) oder selbständig fahren.
- ■ Somit können Umrüstzeiten minimiert und die effektive Produktionszeit maximiert werden.
- ■ Höhenverstellbar durch Hubsäule auf Werkergröße
- ■ Mobil transportierbar durch autonomen Roboter
- ■ Akkubetrieben
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Eine mögliche Ausführung der des Arbeitsplatzmoduls in Form eines mobilen Roboters ist in 4 gezeigt. Als mobiler Roboter kann ein mobiler Leichtbauroboter verwendet werden. Es können externe Roboter als Arbeitsplatzmodul verwendet werden.
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Im Folgenden werden zwei mögliche Szenarien der Benutzung des modularen Arbeitsplatzsystems gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben:
- Szenario 1: Layoutkonfiguration nach Auftragsstand
- ◯ Anhand der Auftragsplanung für einen festgelegten Zeitraum wird eine vom System (im Zusammenspiel mit MES) generierte Layoutkonfiguration der Montagelinie angegeben -> Anordnung der Arbeitsplatzmodule in optimales Layout
- ◯ Das Layout wird mit Hilfe von autonomen, fahrbaren Robotern realisiert. Dabei werden die Säulen je nach Bedarf in Fließlinie, U-Linie, Einzelarbeitsplatz, Sternmontage aufgebaut und miteinander verriegelt
- ◯ Der autonome Roboter kann an vorgesehenen Ankerpunkten an den Arbeitsplatzmodulen das jeweilige Modul aufnehmen und transportieren
- ◯ Anschließend werden die notwendigen Montagetische mit Hilfe von autonom fahrenden Robotern zu den jeweilig zu nutzenden Arbeitsstationen transportiert
- ◯ Die Positionen sind dem autonom fahrenden Roboter basierend auf der Software bekannt
- ◯ Die Materialbereitstellung erfolgt ebenfalls mit Hilfe eines autonom fahrenden Roboters im just-in-sequence-Prinzip.
- ◯ Die Arbeitsplatzmodule (Montagetisch und Materialbereitstellungswagen) werden während der Fahrt auf minimale Höhe gefahren, um einen optimalen Transport zu gewährleisten
- ◯ Die Stromversorgung der Arbeitsplatzmodule erfolgt, wenn nicht im Transport, direkt ausgehend von der Arbeitssäule mittels Induktion
- ◯ Die Konfiguration der Layouts durch Anordnung der Arbeitsplatzmodule kann auch manuell ohne autonomen Roboter erfolgen
- Szenario 2: Werkerindividuelle Einstellung von Licht, Tisch und Informationsbereitstellung
- ◯ Gemäß Auftrag transportiert der autonom fahrende Roboter die notwendigen Arbeitsplatzmodule wie Materialwagen und Montagetisch zum Arbeitsplatz
- ◯ Der Tisch wird an der Arbeitssäule arretiert und mittels Akku mit Strom versorgt oder mittels Induktion/Kabel versorgt und der Akku geladen
- ◯ Der Werker tritt an die Arbeitssäule heran und wird durch Identifikationstechnologie (NFC-Technologie, manueller Log-In etc.) erfasst
- ◯ Die für den Werker hinterlegte optimierte ergonomische Tischhöhe wird geladen und der Tisch wird automatisch mittels Hubsäule auf die optimale Arbeitshöhe eingestellt (autoadaptiv).
- ◯ Die für den Werker hinterlegte Lichteinstellung wird geladen und an der Arbeitssäule eingeschaltet (autoadaptiv).
- ◯ Die für den Werker hinterlegte Kompetenzmatrix wird geladen. Die für das erkannte Kompetenzniveau notwendigen Informationen zur Durchführung der Montageaufgabe werden ausgegeben. Die Informationen können sowohl aus Text, Grafiken, Animationen, Videos oder Tonaufnahmen bestehen. Die bereitgestellten Informationen werden sowohl auf Displays als auch in Augmented Reality angezeigt.
- ◯ Zur Nutzung der Augmented Reality dient ein Kunststoffdisplay als Orientierungsmarker für die Augmented Reality-Technologie -> anschließend können die Informationen dreidimensional im Raum projiziert werden
- ◯ Werker beginnt die Montage/Arbeitsaufgabe und wird mittels der angezeigten Informationen durch die Arbeitsaufgabe geleitet
- ◯ Die Lichteinstellungen der Spot-Beleuchtung der Säule verändern sich je nach Arbeitsschritt auf die optimale für den jeweiligen Arbeitsschritt notwendige Beleuchtungssituation -> Helligkeit und Farbe des Lichts
- ◯ Die Tischhöhe verfährt je nach Arbeitsfortschritt in die stets beste Höhe, um die Arbeitsaufgabe auszuführen -> Besonders bei „wachsenden“ Montagen kann somit die optimale Montagehöhe gewährleistet werden
- ◯ Die einzelnen Materialien und/oder Komponenten werden je nach Arbeitsschritt automatisch durch Herausfahren der Regalauszüge und/oder Pick-by-light Anzeigen dem Werker zur Verfügung gestellt.
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- In den 5 bis 11 sind verschiedene Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Elemente des modularen Arbeitsplatzsystems gemäß dem Ausführungsbeispiel gezeigt.
- 5 zeigt die Zusammenführung eines Arbeitsplatzmoduls in Form einen mobilen Montagetisches und eines Arbeitsplatzmoduls in Form eines mobilen Roboters an einer Arbeitssäule.
- 6 zeigt die Kombination einer Arbeitssäule mit einem Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches und einem Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Roboters. Es resultiert eine Arbeitsplatzeinheit in Form eines Einzelarbeitsplatzes.
- 7 zeigt die Kombination einer Arbeitssäule mit einem Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Montagetisches und drei Arbeitsplatzmodulen in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit. Es resultiert eine Arbeitsplatzeinheit in Form eines Einzelarbeitsplatzes.
- 8 zeigt die Kombination einer Arbeitssäule mit einem Arbeitsplatzmodul in Form eines mobilen Roboters und drei Arbeitsplatzmodulen in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit. Es resultiert eine Arbeitsplatzeinheit in Form eines Einzelarbeitsplatzes.
- 9 zeigt die Kombination von mehreren Arbeitssäulen, mehreren Arbeitsplatzmodulen in Form eines mobilen Montagetisches, mehreren Arbeitsplatzmodulen in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit und mehreren Arbeitsplatzmodulen in Form eines mobilen Roboters, wobei die Arbeitssäulen in einem sternförmigen Muster angeordnet sind. Es resultieren mehrere Arbeitsplatzeinheiten, die insgesamt sternförmig angeordnet sind, was eine Sternmontage ermöglicht.
- 10 zeigt die Kombination von mehreren Arbeitssäulen, mehreren Arbeitsplatzmodulen in Form eines mobilen Montagetisches, mehreren Arbeitsplatzmodulen in Form einer mobilen Materialbereitstellungseinheit und mehreren Arbeitsplatzmodulen in Form eines mobilen Roboters, wobei die Arbeitssäulen in zwei geraden Linien angeordnet sind. Es resultieren mehrere Arbeitsplatzeinheiten, die insgesamt in zwei geraden Linien angeordnet sind, was eine Montag in Fließlinie ermöglicht. Die Roboter können hierbei die Produkte an die jeweilige nächste Station weitergeben.
- 11 zeigt mehrere verschiedene Kombinationsmöglichkeiten der Elemente des modularen Arbeitsplatzsystems gemäß dem Ausführungsbeispiel. Es resultieren verschiedene Montage-Layouts.
