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Die Erfindung betrifft eine Kommissionierstation für Bauteile zur Montage eines Fahrzeuges und ein Verfahren zur Bestückung eines fahrerlosen Transportfahrzeuges zur Überbringung von Bauteilen in einen Montagebereich eines Fahrzeuges.
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Aus der
DE 10 2012 016 489 A1 sind ein Verfahren zum Betreiben einer Produktionsanlage und eine Produktionsanlage bekannt, bei welchen aus einem Supermarkt, der von Universalladungsträgern mit einer Vielzahl von Einzelbauteilen für alle zu produzierenden Fahrzeuge gebildet ist, bedarfsgerecht Einzelteile manuell entnommen werden, welche auf einen Schiebewagen für die effektive Montagelage entsprechend aufgeladen werden und anschließend in Bauteilaufnahmen eines fahrerlosen Transportfahrzeuges eingelegt werden. Die Belegung wird dabei hinsichtlich Bauteiltyp und Bauteillage in einer Checkstation, beispielsweise einem Kameramesstunnel, auf Richtigkeit überprüft. Die manuelle Einlegetätigkeit kann fehlerbehaftet sein, indem beispielsweise ein falsches Bauteil gegriffen wird oder falsch in eine Bauteilaufnahme eingelegt wird. Im Fehlerfall sind die Laufwege extrem lang, um den falschen Beladezustand zu korrigieren.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kommissionierstation für Bauteile zur Montage eines Fahrzeuges und ein Verfahren zur Bestückung eines fahrerlosen Transportfahrzeuges anzugeben, bei welchen ohne Verringerung des Qualitätsprozesses der Bestückungsprozess vereinfacht und effektiver gestaltet wird.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Die Aufgabe ist mit einer Kommissionierstation dadurch gelöst, dass diese
- - eine stationäre Lagereinrichtung für eine Vielzahl von Bauteilen für alle baubaren Varianten von Fahrzeugtypen,
- - eine mobile Lagereinrichtung zur Bestückung mit Bauteilen aller baubaren Varianten von Fahrzeugtypen,
- - einen Kommissionierroboter zur Entnahme der für eine aktuelle Variante des zu montierenden Fahrzeugtyps relevanten Bauteile von der mobilen Lagerreinrichtung und,
- - ein fahrerloses Transportfahrzeug mit Aufnahmeformen zum Einlegen der für die aktuelle Variante des Fahrzeugtyps relevanten Bauteile durch den Kommissionierroboter
umfasst.
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Dies hat den Vorteil, dass taktgebundene Arbeitsplätze entfallen und nur eine einzige Arbeitskraft benötigt wird, um die entsprechenden Bauteile aus der stationären in die mobile Lagereinrichtung zu laden. Durch die Reduzierung der Arbeitskräfte wird eine Kostenersparnis erzielt. Im Falle einer Nacharbeit ist diese direkt am Beladeort zu vollführen, was verkürzte Laufwege nach sich führt.
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Vorteilhafterweise ist die mobile Lagereinrichtung als LCA (Low Cost Automation)-Wagen ausgebildet. Die stationäre Lagereinrichtung und die mobile Lagereinrichtung bilden dabei jeweils ein Doppelbehälterprinzip, wobei mehrere solcher LCA-Wagen gleichzeitig dem Kommissionierroboter zur Entnahme von Bauteilen zur Verfügung stehen.
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In einer Ausgestaltung weist der Kommissionierroboter in einem flexiblen Greifer angeordnete Sensoren zur Prüfung einer Ablage der korrekten Bauteile in der richtigen Position in den Aufnahmeformen des fahrerlosen Transportfahrzeuges auf. Dadurch kann auf Checkstationen, wie beispielsweise Kameramesssysteme, verzichtet werden, was die Kosten des Kommissionierprozesses weiter reduziert.
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In einer Ausführungsform bilden die Sensoren zur Kontrolle der Bauteile ein Visionssystem. Dieses Visionssystem kann vorteilhafterweise aus Kameras bestehen, die durch Bilderfassung die Bauteile selbst bzw. eine fehlerhafte Position der Bauteile erkennen.
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In einer Variante ist ein den Kommissionierroboter umgebender Entnahmebereich mit drucksensitiven Trittmatten ausgelegt. Diese Trittmatten ermöglichen eine MRK (Mensch-Roboter-Kollaboration)-Fähigkeit des Kommissionierroboters. Alternativ zu den Trittmatten können auch andere Arten der Arbeitsraumüberwachung, wie z.B. Laserscanner, SafetyEye oder im einfachsten Fall Lichtgitter eingesetzt werden
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Um Gefahrensituationen zu unterbinden, ist ein dynamischer Schutzbereich des Kommissionierroboters durch eine Beameranordnung auf dem Entnahmebereich visualisiert. Der Bediener weiß daher zuverlässig welchen Abschnitt des Entnahmebereiches er nicht betreten darf, da in diesen Abschnitten sich der Kommissionierroboter bewegt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestückung eines fahrerlosen Transportfahrzeuges zur Überbringung von Bauteilen in einen Montagebereich eines Fahrzeuges, bei welchem die Bauteile zur Montage des Fahrzeuges kommissioniert werden. Bei einem Verfahren, bei welchem der Bestückungsprozess vereinfacht wird, ohne die Qualität des Bestückungsvorganges zu verringern, werden aus einer stationären Lagereinrichtung mit einer Vielzahl von Bauteilen für alle baubaren Varianten von Fahrzeugtypen eine begrenzte Anzahl von Bauteilen aller baubaren Varianten der Fahrzeugtypen manuell entnommen und auf einer mobilen Lagereinrichtung abgelegt und die mobile Lagereinrichtung nach der Beladung in einen Entnahmebereich eines Kommissionierroboters verbracht, wobei der Kommissionierroboter die Bauteile automatisch auswählt, welche entsprechend einer aktuellen Anforderung für die Montage eines aktuellen Fahrzeugtyps erforderlich sind, und die ausgewählten Bauteile in Aufnahmeformen des fahrerlosen Transportfahrzeuges einlegt.
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Vorteilhafterweise prüft der Kommissionierroboter durch in einem flexiblen Greifarm angeordnete Sensoren, ob die korrekten Bauteile ausgewählt und/oder ob die ausgewählten Bauteile in einer richtigen Position in den Aufnahmeformen des fahrerlosen Transportfahrzeuges abgelegt wurden. Da somit auf eine separate Kontrollstation zur Prüfung der Ablage der Bauteile verzichtet wird, werden die Kosten des Montageprozesses reduziert, der Regelkreis wird verkürzt und Laufwege werden verringert.
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In einer Ausgestaltung wird der aus drucksensitiven Trittmatten gebildete Entnahmebereich des Kommissionierroboters zur Aufenthaltserkennung eines Bedieners verwendet und/oder zur Bildung eines dynamischen Schutzbereichs des Kommissionierroboters genutzt. Somit werden Gefahrensituationen für den Bediener angezeigt.
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In einer Variante werden auf den Trittmatten optisch der dynamische Schutzbereich des Kommissionierroboters und/oder eine Fehlerinformation über ein fehlerhaft bereitgestelltes Bauteil angezeigt. Eine solche optische Anzeige erlaubt es dem Bediener sein Verhalten zuverlässig auf die Bewegungsabläufe des Kommissionierroboters einzustellen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kommissionierstation,
- 2 ein Ausführungsbeispiel für einen dynamischen Schutzbereich des Kommissionierroboters,
- 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kommissionierstation 1 im Karosserierohbau einer Fahrzeugherstellung dargestellt. Dabei umfasst ein als stationäre Lagereinrichtung ausgebildeter Supermarkt 3, der von Universalladungsträgern 5 mit einer Vielzahl von Einzelbauteilen gebildet ist, alle Einzelbauteile, welche für die Montage für alle baubaren Varianten von Fahrzeugtypen notwendig sind. Ein Bediener 7 entnimmt aus dem Supermarkt 3 eine begrenzte Anzahl von Bauteilen für alle baubaren Varianten der Fahrzeugtypen und legt sie auf vier mobile LCA-Wagen 9. Ein Kommissionierroboter 22 entnimmt mit seinem flexiblen Greifer 13, mit welchem er eine vorgegebene Anzahl unterschiedlicher Bauteile greifen kann, die Bauteile von einem LCA-Wagen 9, die gemäß aktueller Anforderungen für die Montage eines vorgegebenen Fahrzeugtyps erforderlich sind. Der Kommissionierroboter 11 legt diese aufgenommenen Bauteile in Aufnahmeformen eines fahrerlosen Transportfahrzeuges 15. Dieses fahrerlose Transportfahrzeug 15 verbringt nach Beladung durch den Kommissionierroboter 11 diese Bauteile zu weiteren Montageabschnitten des Fahrzeuges.
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Die beschriebene Kommissionierstation 1 ist flächig mit taktilen Trittmatten 17 ausgestattet, um eine MRK-Fähigkeit des Kommissionierroboters 11 zu gewährleisten. Nicht weiter dargestellt ist ein Projektionssystem, beispielsweise eine Beameranordnung, welche einen dynamischen Schutzbereich 19 des Kommissionierroboters 11 und/oder Informationen zur Fehlerbehebung sowie Quittierfunktionen optisch auf dem taktilen Trittmatten 17 anzeigt.
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In 2 sind ortsauflösende taktile Trittmatten 17 mit einer Visualisierung der dynamischen Schutzbereiche 19a, 19b, 19c des Kommissionierroboters 9 dargestellt. Durch die Verwendung von druckempfindlichen Trittmatten 17 ist eine Aufenthaltserkennung des Bedieners 7 jederzeit möglich. Der dynamische Schutzbereich 19 des Kommissionierroboters 11 ist dabei durch eine rote Tone 19c oder eine gelbe Zone 19b gekennzeichnet. In einer grünen Zone 19a kann sich der Bediener 7 problemlos bewegen, da er sich außerhalb der Reichweite des Kommissionierroboters 11 befindet. Betritt der Bediener 7 die gelbe Zone 19b oder die rote Zone 19c, stellt der Kommissionierroboter 11 seine Tätigkeit sofort ein, um eine Verletzungsgefahr des Bedieners 7 zu unterbinden. Somit kann der Bediener 7 bei einer manuellen Fehlerbehebung sich ohne Verletzungsgefahr dem fahrerlosen Transportfahrzeuges 15 nähern und dort fehlerhafte Bauteile austauschen.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Bediener 7 befüllt die LCA-Wagen 9 mit Bauteilen. Die LCA-Wagen 9 haben die Kleinteile für alle baubaren Varianten von Fahrzeugtypen in definierter Abholposition zur automatisierten Entnahme gepuffert. Jeder schiebbare LCA-Wagen 9, der befüllt ist, wird vom Bediener 7 in den zugehörigen Bahnhof eines durch die Trittmatten 17 gebildeten Entnahmebereichs 21 des Kommissionierroboters 11 geschoben. Dieser entnimmt sequenziell oder gleichzeitig alle erforderlichen Bauteile für einen konkreten Auftrag eines Fahrzeugtyps aus dem LCA-Wagen 9. Ist ein LCA-Wagen 9 leer, entnimmt der Kommissionierroboter 11 die Einzelteile aus einem zweiten bereitgestellten LCA-Wagen 9. Die entnommenen Bauteile werden von dem Kommissionierroboter 11 auf den zugehörigen Bauteilaufnahmen des fahrerlosen Transportfahrzeuges 15 abgelegt. Nach dem öffnen des Greifers 13 prüfen nicht weiter dargestellte Sensoren, die in dem Greifer 13 angeordnet sind, ob die korrekte Bauteilvariante in der richtigen Position auf dem fahrerlosen Transportfahrzeug 15 abgelegt wurde. Im Fehlerfall kann der Bediener 7 durch die gleiche Projektionstechnik, die den Schutzbereich 19 des Kommissionierroboters 11 kennzeichnet, informiert werden, dass ein Fehler vorliegt. So kann z.B. ein dicker Pfeil P auf ein Bauteil mit gleichzeitiger Angabe, in welchem Regal das korrekte Bauteil liegt, zeigen. Da der Kommissionierroboter 11 abgeschaltet ist, wenn der Bediener den Sicherheitsbereich 19 b, 19c betritt, kann der Bediener 7 gefahrlos zum Ort des Fehlers gehen und den Fehler korrigieren. Da alle Bauteile lokal in den LCA-Wagen 9 gepuffert sind, sind die Laufwege für den Bediener 7 kurz.
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Eine Ausfahrfreigabe und die Quittierung von Fehlern erfolgt ebenfalls durch Nutzung definierter Felder 23 innerhalb der dynamischen Trittmatten17 und durch Projektion der Schaltfläche (2).
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012016489 A1 [0002]
