DE102019207964A1

DE102019207964A1 - Verfahren zum Überführen von Bauteilen sowie Anlage zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102019207964A1
Application number: DE102019207964.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Litek
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2039-05-30
Also published as: DE102019207964B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überführen von Bauteilen (1) wenigstens einer Bauteilart von einer Ausgangseinrichtung zu wenigstens einer Zieleinrichtung mittels zumindest eines Roboters (2), wobei die Bauteilart und/oder die Bauteillage der Bauteile (1) mittels wenigstens einer Sensorvorrichtung ausgewertet wird, wobei mittels der Sensorvorrichtung (3) in Bezug auf die als ein Behälter (4) für die Bauteile (1) ausgebildete Zieleinrichtung zumindest eine der Messgrößen:• Position des Behälters (4),• Ausrichtung des Behälters (4),• geometrische Ausgestaltung des Behälters (4),• Füllstand des Behälters (4) bestimmt wird. Zudem betrifft die Erfindung eine Anlage (9) zur Durchführung dieses Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überführen von Bauteilen wenigstens einer Bauteilart von einer Ausgangseinrichtung zu wenigstens einer Zieleinrichtung mittels zumindest eines Roboters, wobei die Bauteilart und/oder die Bauteillage der Bauteile mittels wenigstens einer Sensorvorrichtung ausgewertet wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
Kraftfahrzeuge und hierbei insbesondere die Karosserien der Kraftfahrzeuge werden gewöhnlicherweise durch Fügen, beispielsweise durch Schweißen und/oder Nieten mehrerer Karosserieteile hergestellt. Die Karosserieteile sind hierbei zu einem großen Teil Blechteile, die durch Tiefziehen aus Blechhalbzeugen hergestellt werden. Das Tiefziehen der Karosserieteile erfolgt dabei in der Regel unter Verwendung einer oder mehrerer Pressen, wobei auch sich unterscheidende Karosserieteile je Presse oder auch mehrfachfallend in einer Presse erzeugt werden können. Die sich unterscheidenden Blechteile müssen anschließend zum Zweck der Weiterverarbeitung sortiert und in Behälter überführt werden.
Dieses Sortieren und Abstapeln wird dabei regelmäßig unter Verwendung von Industrierobotern durchgeführt, welche die Karosserieteile aufnehmen und insbesondere in Transportbehälter überführen.
Hinsichtlich des Überführens unterschiedlicher Güter mittels verschiedener Robotersysteme sind bereits mehrere Ausführungsformen bekannt.
So offenbart die gattungsbildende DE 10 2016 211 469 A1 ein System zum Kommissionieren von Stückgütern, wobei mittels eines auf einem fahrerlosen Transportfahrzeug angeordneten Roboters sich unterscheidendes Stückgut von wenigstens zwei Quellpaletten auf einer Zielpalette abgelegt werden soll. Hierfür weist das System eine Sensoreinheit, beispielsweise ein Kamerasystem, zur räumlichen Erfassung der auf der Quell- sowie Zielpalette vorhandenen Stückgüter, respektive des gesamten Arbeitsraums, sowie eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Transportfahrzeugs und des Roboters auf, wobei der Ansteuerung ein Kommissionierplan zugrunde liegt.
Weiterhin ist der DE 34 45 849 A1 ein Portalroboter mit einem Roboterarm zu entnehmen, wobei an einem Ende des Roboterarms ein Greifer sowie eine Kamera angeordnet sind. Die Kamera ist dabei Bestandteil eines optischen Teileerkennungssystems, wobei das Teileerkennungssystem in der Lage ist, den Typ von zu erfassenden Teilen sowie deren Lage zu erkennen und über einen entsprechenden Rechner, der Teil der Steuerung ist, den Greifer in eine zum Greifen eines Teils geeignete Position zu steuern. Diese Teile sollen dann von dem Greifer aufgenommen und anschließend in definierter Stellung, beispielsweise auf einer Fertigungslinie abgesetzt werden.
Die DE 103 56 536 A1 beschreibt eine Entnahme von Bremsscheiben aus einem Transportbehälter und deren Ablage auf einem Förderband oder einer Wendeeinrichtung mittels eines Industrieroboters. Die direkte Ablage auf dem Förderband oder die im Voraus der Überführung auf das Förderband erfolgte Ablage auf der Wendeeinrichtung ist hierbei von der Lage der Bremsscheibe nach der Aufnahme über einen Magnetgreifer des Industrieroboters abhängig. Die Lage der Bremsscheibe am Magnetgreifer wird dabei über Laserscanner erfasst. Entspricht die Lage der Bremsscheibe am Magnetgreifer einer Soll-Lage, erfolgt die Ablage auf dem Förderband. Entspricht die Lage der Bremsscheibe nicht der Soll-Lage, wird die Bremsscheibe zunächst auf der Wendeeinrichtung abgelegt und anschließend durch diese in die definierte Soll-Lage überführt.
Zur Sicherstellung einer definierten Ablage der Bauteile ist in nachteiliger Weise regelmäßig ein präzises Positionieren und Ausrichten der Zieleinrichtung notwendig, auf welcher die Bauteile abgelegt werden. Dies ist überaus aufwendig und somit mit hohen konstruktiven Anforderungen sowie Kosten verbunden.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, den Aufwand beim Positionieren und Ausrichten der Zieleinrichtung zu minimieren.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren zum Überführen - hierbei insbesondere zum Aufnehmen, zum Transport und zum Ablegen - von Bauteilen wenigstens einer Bauteilart von einer Ausgangseinrichtung - in oder - zu wenigstens einer Zieleinrichtung mittels zumindest eines Roboters vorgesehen. Hierbei wird die Bauteilart und/oder die Bauteillage der Bauteile mittels wenigstens einer Sensorvorrichtung ausgewertet. Zudem wird mittels der Sensorvorrichtung in Bezug auf die als ein Behälter - insbesondere zur Lagerung und/oder zum Transport - für die Bauteile ausgebildete Zieleinrichtung - wenigstens einmal, dauerhaft und/oder ereignisabhängig - zumindest eine der Messgrößen: Position des Behälters - insbesondere relativ zu dem Roboter -, Ausrichtung des Behälters - insbesondere relativ zu dem Roboter -, geometrische Ausgestaltung des Behälters, Füllstand des Behälters bestimmt. Dies führt vorteilhaft dazu, dass eine präzise Positionierung, eine Verankerung des Behälters und/oder die Verwendung eines einzigen Behältertyps zur Aufnahme der Bauteile nicht vonnöten ist. Hingegen wäre es ausreichend, eine Grobpositionierung des Behälters vorzunehmen, wobei der Behältertyp und hierbei die Ausgestaltung des Behälters insbesondere hinsichtlich seiner Geometrie weitgehend frei gewählt werden kann. Es versteht sich von selbst, dass die Geometrie des Behälters trotz dessen derart gestaltet ist, dass die Bauteile entsprechend in den Behälter eingebracht werden können und auch eine Positionierung des Behälters im Bereich des Roboters ermöglicht wird. Die Messgröße oder Messgrößen sollte oder sollten, wie bereits erwähnt, wenigstens einmal im laufenden Verfahren bestimmt werden, wobei bevorzugt eine dauerhafte Messung oder eine ereignisabhängige Messung durchgeführt wird.
Der Roboter sollte als ein Industrieroboter ausgebildet sein und im Wesentlichen einen Manipulator oder auch Roboterarm, eine Steuerung und zumindest einen am Manipulator angeordneten Effektor wie ein Werkzeug, einen Greifer und/oder ein Messmittel aufweisen. Bevorzugt würde der Effektor jedoch als ein Greifer, beispielsweise als ein Zangen- oder Fingergreifer, ein Vakuumgreifer oder ein Magnetgreifer ausgeführt sein, um die Bauteile zum Überführen aufnehmen, halten und ablegen zu können. Die Bauteile sollten hierbei insbesondere Karosseriebauteile sein, welche beispielsweise mittels einer Presse gefertigt werden. Die Presse, welche die Bauteile erzeugt, könnte dabei die Ausgangseinrichtung sein oder mit der Ausgangseinrichtung zusammenwirken.
Eine jeweilige Sensorvorrichtung zur Erfassung der Bauteilart und/oder der Lage des Bauteils in, an oder auf der Ausgangseinrichtung sollte bevorzugt als eine Bildaufnahmeeinrichtung ausgeführt sein, welche insbesondere Bewegtbilder oder auch Videos zur Verfügung stellt. Die Sensorvorrichtung kann hierbei eine oder mehrere Sensoreinheiten aufweisen, welche als Bildaufnahmeeinheiten wie Kameras ausgeführt sein können. Neben den Sensoreinheiten müsste die Sensorvorrichtung zudem eine Verarbeitungseinheit wie eine Bildverarbeitungseinheit aufweisen, welche die durch die Sensoreinheiten übermittelten Daten auswertet und beispielsweise die zur Ansteuerung des Roboters benötigten Daten zur Verfügung stellt. Hierfür kann die Verarbeitungseinheit mit der Steuerung des Roboters kommunizieren oder die Verarbeitungseinheit sowie die Steuerung des Roboters sind in einer Recheneinheit kombiniert.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird weiterhin ein - vorangepasster, jedoch veränderbarer - Bewegungsablauf - insbesondere eines Effektors - des Roboters zum Überführen der Bauteilteile in den Behälter in Abhängigkeit der Messgröße oder Messgrößen - über eine Steuereinheit des Roboters - angepasst. Durch die Anpassung des Bewegungsablaufs des Roboters und hierbei insbesondere eines an dem einer Basis des Roboters abgewandten Ende des Roboters angeordneten Effektors wird eine quasi optimale Positionierung der Bauteile in dem Behälter gewährleistet, insbesondere unabhängig von der Position, der Ausrichtung, der Ausgestaltung oder dem Füllstands des Behälters. Zudem ist denkbar, dass sich die Bauteile relativ zu dem wenigstens einen Roboter bewegen, was bei der Anpassung des Bewegungsablaufs des Roboters berücksichtigt werden kann.
Es stellt sich zudem als günstig dar, wenn die Bauteile vermittels der als eine Fördereinheit ausgebildeten Ausgangseinrichtung entlang zumindest zweier - im Bereich der Fördereinheit angeordneter - Überführmodule befördert werden, wobei jedes der Überführmodule einen die Bauteile überführenden Roboter sowie einen Behälter und/oder eine Sensorvorrichtung aufweist. Durch das Befördern der Bauteile entlang der den Roboter und den Behälter aufweisenden Überführmodule können die Bauteile vereinfacht durch den Roboter in den Behälter überführt werden, wobei ein gesteigerter Durchsatz an Bauteilen ermöglicht wird.
Die Sensorvorrichtung würde hierbei eine Aufnahmeposition oder auch Pick-Up-Position des Roboters, insbesondere des Effektors des Roboters zum Überführen der Bauteile von der Fördereinheit in den Behälter bestimmen, wobei eine Relativbewegung der Bauteile über die Fördereinheit gegenüber dem Roboter berücksichtigt würde.
Die Fördereinheit kann beispielsweise als wenigstens ein Förderband, als wenigstens ein Rollenförderer oder auch als fahrerloses Transportfahrzeug ausgeführt sein. Bevorzugt wäre die als Fördereinheit ausgeführte Ausgangseinrichtung jedoch als ein Förderbandsystem mit zwei parallel zueinander angeordneten Förderbändern ausgeführt, über welche die Bauteile befördert werden. In bevorzugter Weise wären zudem die Überführmodule entlang, insbesondere beidseitig, und/oder stirnseitig der Fördereinheit angeordnet, um ein Überführen der Bauteile in praxisgerechter Weise durchführen zu können.
Es wäre hierbei überdies als gewinnbringend anzusehen, wenn je Bauteilart zumindest zwei Überführmodule im Bereich der Fördereinheit angeordnet sind.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist auch dadurch als erfolgversprechend gekennzeichnet, dass durch den Roboter des jeweiligen Überführmoduls ausschließlich Bauteile einer einzigen Bauteilart überführt werden, für die das Überführmodul - im Genauen der Roboter und/oder der Behälter - gerüstet - oder auch eingerichtet - ist und die über die Sensorvorrichtung als der gerüsteten Bauteilart zugehörig ausgewertet, respektive erkannt wurden. Mittels der Sensorvorrichtung würde somit insbesondere dauerhaft eine Auswertung respektive Erkennung der Bauteile durchgeführt werden, während diese z. B. über die Fördereinheit entlang der Überführmodule befördert werden. Wird durch die Sensorvorrichtung ein Bauteil als der Bauteilart zugehörig ausgewertet, zu dessen Überführung das Überführmodul und hierbei entsprechend der Roboter sowie der Behälter gerüstet oder auch eingerichtet sind, würde der Roboter dieses Bauteil in den Behälter überführen, wofür der Roboter das Bauteil beispielsweise von der Fördereinheit aufnimmt, zu dem Behälter transportiert und dieses im Behälter ablegt.
Es ist hierbei denkbar, dass eine Modultaktzeit, die für das Überführen eines der Bauteile benötigt wird, höher ist als eine Bauteiltaktzeit, mit welcher die Bauteile z. B. mittels einer die Bauteile erzeugenden Vorrichtung wie beispielsweise einer Presse gefertigt werden und/oder mit welcher die Bauteile in diesem zeitlichen Abstand über die Fördereinheit transportiert werden.
Ein Ausbildung der Erfindung zeigt sich als überaus praxisgerecht, wenn Bauteile, welche von dem Roboter der Überführmodule, welche zu einem entgegen der Förderrichtung der Fördereinheit gelegenen Anfang der Fördereinheit näher positioniert sind, nicht überführt wurden, durch in Förderrichtung folgend angeordnete Überführmodule zur Überführung von Bauteilen selber Bauteilart überführt werden. Ist beispielsweise die Modultaktzeit höher als die Bauteiltaktzeit, wäre es nicht möglich, dass jedes Bauteil einer jeweiligen Bauteilart durch den Roboter lediglich eines Überführmoduls in den Behälter des Überführmoduls überführt werden kann. Somit würde es sich vorteilhaft darstellen, je Bauteilart mehr als ein Überführmodul zum Überführen der Bauteile der jeweiligen Bauteilart zu rüsten, um zu garantieren, dass alle Bauteile einer Bauteilart überführt werden. Die Bauteile, beispielsweise einer ersten Bauteilart, welche nicht durch den Roboter des näher zum Anfang der Fördereinheit positionierten Überführmoduls überführt wurden, würden dann zunächst mittels der Fördereinheit in Förderrichtung weiterbefördert werden. Schließlich würden diese weiterbeförderten Bauteile durch den Roboter wenigstens eines in die Förderrichtung folgend angeordneten Überführmoduls überführt, wobei dieses Überführmodul entsprechend zum Überführen von Bauteilen derselben, z. B. ersten Bauteilart gerüstet wäre. Gleiches gilt beispielsweise für Bauteile einer zweiten, dritten und/oder vierten Bauteilart. Dabei können mehrere Überführmodule, insbesondere zwei oder drei Überführmodule zum Überführen von Bauteilen einer jeweiligen Bauteilart in Förderrichtung angeordnet sein.
In gewinnbringender Ausgestaltung der Erfindung überführen überdies zum Anfang der Fördereinheit näher positionierte Überführmodule eine höhere Anzahl an Bauteilen einer Bauteilart von der Fördereinheit mittels des Roboters als in Förderrichtung folgend angeordnete Überführmodule zur Überführung von Bauteilen selber Bauteilart. Dies führt vorteilhaft dazu, dass in den Behältern der Überführmodule, welche näher zum Anfang der Fördereinheit positioniert sind, ein höherer Füllgrad des Behälters erzeugt wird als in Behältern von in Förderrichtung folgend angeordneten Überführmodulen. Somit lässt sich eine kaskadierte Füllung der Behälter erzeugen, was sich beispielsweise im Falle eines notwendigen Wechsels der Behälter oder eines Rüstens überaus vorteilhaft darstellt, da so eine zur Verfügung stehende Behälterwechselzeit maximiert werden kann. Dies lässt sich dadurch begründen, dass aufgrund der kaskadierten Befüllung der Behälter die Wechselintervalle zeitlich maximal beabstandet werden können.
Als vielversprechend lässt sich eine Ausgestaltung der Erfindung ferner ansehen, wenn zum Rüsten - oder auch Einrichten - eines Überführmoduls auf Bauteile einer Bauteilart, welche entsprechend nicht der aktuell gerüsteten Bauteilart entspricht, dem Überführmodul - anstelle des die Bauteile aufnehmenden Behälters - ein Rüstbehälter zugeführt wird und/oder nach Beendigung des Rüstens dem Überführmodul entnommen wird. Entsprechend würde ein Behälter zur Aufnahme der Bauteile zunächst aus dem Überführmodul entfernt und anschließend der Rüstbehälter zugeführt. Das Rüsten der zu rüstenden Bauteilart könnte hierfür insbesondere vor oder nach der Entnahme des Behälters manuell initiiert werden. Denkbar ist jedoch ebenso, dass der Rüstbehälter nach dessen Zufuhr mittels der Sensorvorrichtung ausgewertet respektive erkannt wird. Das Rüsten sollte durch die Sensorvorrichtung und/oder den Roboter selbsttätig durchgeführt werden. Nach erfolgtem Rüsten würde der Rüstbehälter entnommen und wiederum ein Behälter zur Aufnahme der dann gerüsteten Bauteile dem Überführmodul zugeführt. Das Rüsten wäre demnach beendet, wenn die Zufuhr des Behälters mittels der Sensorvorrichtung ausgewertet respektiv erkannt wäre.
Um das Rüsten der Überführmodule auch ohne eine Unterbrechung der Zufuhr der Bauteile durch die Fördereinheit und/oder eines Stillstands einer die Bauteile erzeugenden Vorrichtung durchzuführen, ist es von Vorteil, wenn wenigstens zwei, beispielsweise drei Überführmodule je Bauteilart entlang der Fördereinheit angeordnet sind, um über die Fördereinheit weiterhin beförderte Bauteile der jeweiligen Bauteilart aufnehmen zu können.
Soll in einem Rüstvorgang einer die Bauteile erzeugenden Vorrichtung die Bauteilart oder die Bauteilarten der erzeugten Bauteile verändert werden, sollte beim Ausstoß von letzten Bauteilen vor dem Rüstvorgang wenigstens noch ein Überführmodul je Bauteilart zum Überführen dieser Bauteile gerüstet sein. In entsprechender Weise sollte auf den Rüstvorgang folgend bereits wenigstens ein Überführmodul je Bauteilart zum Überführen der nach dem Rüstvorgang erzeugten Bauteile gerüstet sein.
Vor und nach dem Rüstvorgang kann es als vorteilhaft angesehen werden, wenn die Bauteiltaktzeit wenigstens der Modultaktzeit entspricht, zumindest ab respektive bis zu einem Füllgrad von 50 Prozent des Behälters des wenigstens einen Überführmoduls zur Überführung der vor dem Rüstvorgang respektive nach dem Rüstvorgang der Vorrichtung erzeugten Bauteile.
Denkbar ist zudem, dass das Rüsten der Überführmodule vor dem Rüstvorgang der Vorrichtung beginnen und länger andauern kann.
Überaus positiv ist es ebenfalls, wenn der Roboter während des Rüstens einen am Roboter angeordneten, gerüsteten Effektor in dem Rüstbehälter absetzt und einen weiteren, zu rüstenden Effektor aus dem Rüstbehälter aufnimmt und/oder die Position der jeweiligen Effektoren durch die Sensorvorrichtung ausgewertet - oder erkannt - wird. Hierdurch wird das Rüsten aufgrund des selbsttätigen Wechsels des zum Überführen der Bauteile der zu rüstenden Bauteilart notwendigen Effektors überaus vorteilhaft vereinfacht und Rüstzeiten werden verkürzt. Zum Wechsel des Effektors könnte die Sensorvorrichtung eine Ablage für den am Roboter gerüsteten Effektor in dem Rüstbehälter auswerten, der Roboter in eine Ablageposition verfahren und der Effektor in die Ablageaufnahme des Rüstbehälters abgesetzt werden. Anschließend oder bereits bei Auswertung der Ablageaufnahme würde die Sensorvorrichtung eine Aufnahme für den zu rüstenden Effektor auswerten, der Roboter in eine Aufnahmeposition verfahren und der zu rüstende Effektor durch Roboter aufgenommen werden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass während des Rüstens die zum Überführen bestimmte, zu rüstende Bauteilart, ein - vorangepasster, jedoch veränderbarer - Bewegungsablauf des Roboters und/oder Informationen bezüglich des Behälters zur Aufnahme der zu rüstenden Bauteile an das Überführmodul übermittelt werden. Hierdurch wird die Auswertung respektive Erkennung der auf das Rüsten folgend gerüsteten Bauteile der jeweiligen Bauteilart ermöglicht und zudem bereits grundlegende Informationen bereitgestellt, welche durch die Sensorvorrichtung und den Roboter lediglich in Grenzen angepasst werden müssen, sodass eine vollständige Anpassung des Bewegungsablaufs des Roboters sowie der Ausgestaltung des Behälters vermieden werden kann, was eine Zeiteinsparung bewirkt.
Günstig ist es ebenfalls, wenn mittels der Sensorvorrichtung ein Erreichen eines vollständig gefüllten Zustands des Behälters ausgewertet - oder auch erkannt - wird und dadurch ein Wechsel des Behälters initiierbar ist und/oder mittels der Sensorvorrichtung ein neu eingebrachter, leerer Behälter ausgewertet - oder auch erkannt - wird. Auf Basis des Wechsels des Behälters kann sichergestellt werden, dass Bauteile stets von der Ausgangseinrichtung, beispielsweise der Fördereinheit überführt werden können. Hierbei sollte der Roboter das Überführen von Bauteilen bei einem Wechsel automatisiert stoppen. Es kann zudem vorgesehen sein, dass je Bauteilart mehr als ein Überführmodul entlang der Fördereinheit angeordnet ist, sodass bei einem Wechsel des Behälters eines Überführmoduls keine Unterbrechung der Zufuhr der Bauteile durch die Fördereinheit und/oder eines Stillstands einer die Bauteile erzeugenden Vorrichtung notwendig ist.
Eine Transportsicherung des zu wechselnden Behälters kann zum Wechsel des Behälters durch den Roboter, insbesondere durch den z. B. als Greifer ausgeführten Effektor des Roboters gelöst und eine Transportsicherung des gewechselten Behälters nach erfolgtem Wechsel wiederum verriegelt werden.
Es kann zudem angemerkt werden, dass zum Wechsel des Behälters regelmäßig ein Drittel oder die Hälfte der Zeitdauer zum Befüllen eines Behälters zur Verfügung stehen kann.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist ferner dann vorteilhaft gestaltet, wenn jedes Überführmodul das Überführen von Bauteilen mittels des Roboters und/oder das Rüsten unabhängig - oder auch autark - von den weiteren Überführmodulen durchführt. Somit wäre keine zentrale Steuerung oder Regelung der Überführmodule notwendig, was es vorteilhaft ermöglicht, die Überführmodule bewegbar und/oder transportabel auszugestalten, die Anzahl an Überführmodulen in einfacher Weise variabel gestalten zu können und auf die Anzahl an Bauteilarten zu überführender Bauteile anzupassen. Hierfür wäre im Wesentlichen lediglich eine Energieversorgung der Überführmodule notwendig. Die Steuerung und/oder Regelung des Überführens der Bauteile würde somit durch die Sensorvorrichtung und den Roboter selbst, im Genauen durch die Verarbeitungseinheit der Sensorvorrichtung sowie der Steuerung des Roboters oder einer kombinierten Recheneinheit erfolgen.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer Anlage gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 12. Die zugehörigen Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist somit eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen, wobei die Anlage je Bauteilart wenigstens zwei Überführmodule mit jeweils einem Roboter und einem Behälter aufweist. Hierdurch kann beispielsweise der Durchsatz an überführten Bauteilen je Bauteilart gesteigert werden.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Anlage sind entlang der Fördereinheit eine derartige Anzahl an Überführmodulen zur Überführung von Bauteilen einer jeweiligen Bauteilart angeordnet, dass ein Wechsel eines der Behälter der Überführmodule ohne eine Unterbrechung der Zufuhr der Bauteile durch die Fördereinheit und/oder einen Stillstand einer die Bauteile erzeugenden Vorrichtung durchführbar ist. Denkbar ist hierbei insbesondere, dass je Bauteilart zwei oder drei Überführmodule insbesondere entlang der Fördereinheit angeordnet sind.
Die Vorrichtung kann beispielsweise als eine Presse ausgebildet sein, wobei die zu überführenden Bauteile mittels der Presse erzeugte Tiefziehteile und insbesondere Karosseriebauteile sind. Hierbei ist es möglich, dass mittels der Presse Bauteile lediglich einer Bauteilart und somit Karosserieteile einer Art erzeugt werden. Denkbar ist jedoch ebenso, dass die Presse mehrfachfallende Tiefziehteile und somit beispielsweise Bauteile zweier oder auch vierer Bauteilarten erzeugt.
Zum Überführen von Bauteilen aus vier Bauteilarten wären somit mindestens acht Überführmodule und bevorzugt zwölf Überführmodule entlang der Fördereinheit angeordnet.
Günstig stellt es sich zudem dar, wenn jedes Modul eine Plattform aufweist, auf welcher der Roboter sowie der Behälter angeordnet sind. Die Überführmodule lassen sich so in vorteilhaft einfacher Weise voneinander abgrenzen.
Dabei ist es ebenso als vorteilhaft anzusehen, wenn die Überführmodule über die Plattform lösbar fixiert sowie bewegbar und/oder transportabel ausgebildet sind. Hierfür kann die Plattform Ankoppelelemente und/oder Transportelemente aufweisen. Beispielsweise könnten Haken an der Plattform angeordnet sein, welche zum Transport der Überführmodule mit einem Kran dienen. Auch besteht die Möglichkeit, dass an der Plattform Eingriffösen ausgeformt sind, in welche z. B. die Zinken eines Gabelstaplers eingreifen können.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

1 eine Weiterbildung der Anlage;
2 einen Ausschnitt der Anlage;
3 ein Überführmodul;
4 ein Überführmodul in zweiter Ansicht.

1 zeigt eine Weiterbildung der Anlage 9 zur Durchführung des Verfahrens zum Überführen von Bauteilen 1 wenigstens einer Bauteilart von der Fördereinheit 5 zu den Behältern 4. Hierfür verfügt die Anlage 9 über mehrere Überführmodule 6, welche jeweils einen Roboter 2, einen Behälter 4 sowie die in den 3 und 4 aufgezeigte Sensorvorrichtung 3 aufweisen. Im Rahmen des Verfahrens zum Überführen der Bauteile 1 werden mit der Sensorvorrichtung 3 die Bauteilart und/oder die Bauteillage der Bauteile 1 ausgewertet. Neben der Auswertung der Bauteilart und/oder der Bauteillage der Bauteile 1 auf der Fördereinheit 5 werden in dieser Weiterbildung mittels der Sensorvorrichtung 3 die Position des Behälters 4, die Ausrichtung des Behälters 4, die geometrische Ausgestaltung des Behälters 4 sowie der Füllstand des Behälters 4 bestimmt, worüber in diesem Fall der jeweilige Bewegungsablauf des Roboters 2 zum Überführen der Bauteilteile 1 in den jeweiligen Behälter 4 der Überführmodule 6 in Abhängigkeit der genannten Messgrößen angepasst wird. Insgesamt sind zwölf der Überführmodule 6 entlang der Fördereinrichtung 5 angeordnet, wobei jeweils fünf der Überführmodule 6 an einer Seite der als zwei parallel zueinander angeordneten Förderbänder ausgebildeten Fördereinheit 5 positioniert sind. Weiterhin sind stirnseitig der Fördereinheit 5 zwei Überführmodule 6 angeordnet, welche in der Darstellung der 1 lediglich über Platzhalter angedeutet sind. Somit ist entlang der Fördereinheit 5 eine derartige Anzahl an Überführmodulen 6 zur Überführung der Bauteile 1 einer jeweiligen Bauteilart angeordnet, dass ein Wechsel eines der Behälter 4 der Überführmodule 6 ohne eine Unterbrechung der Zufuhr der Bauteile 1 durch die Fördereinheit 5 respektive einen Stillstand der die Bauteile 1 erzeugenden Vorrichtung 10 durchführbar ist. Über die in dieser Weiterbildung als eine Presse respektive eine Pressenanlage ausgeführte Vorrichtung 10 lassen sich im Maximum Bauteile 1 vierer sich unterscheidender Bauteilarten erzeugen und über die Fördereinheit 5 den Überführmodulen 6 zuführen, wobei entsprechend drei Überführmodule 6 je Bauteilart entlang der Fördereinheit 5 angeordnet sind. Im Minimum sind jedoch lediglich zwei Überführmodule 6 je Bauteilart notwendig, um einen Wechsel der Behälter 4 ohne einen Stillstand der Vorrichtung 10 durchführen zu können. Die Anordnung von drei Überführmodulen 6 je Bauteilart erfolgt hierbei, um den Durchsatz an überführten Bauteilen 1 zu erhöhen. Mittels des Roboters 2 zweier Überführmodule 6 lässt sich in logischer Konsequenz der Durchsatz an von der Fördereinheit 5 überführten Bauteilen 1 verdoppeln, wodurch die durch die Vorrichtung 10 z. B. in kürzerer Bauteiltaktzeit erzeugten Bauteile 1 von den eine längere Modultaktzeit aufweisenden Überführmodulen 6 in die Behälter 4 überführt werden können. Das weitere Überführmodul 1 je Bauteilart dient dann dem Wechsel von Behältern 4 ohne einen Stillstand der Vorrichtung 10 und/oder der Fördereinheit 5 zu benötigen, wobei entsprechend im Maximum vier Behälter 4 gleichzeitig gewechselt werden können. Ein Wechsel eines Behälters 4 eines der Überführmodule 6 wird dabei durch die Auswertung des Füllstands des Behälters 4 mittels der Sensorvorrichtung 3 initiiert. Wertet die Sensorvorrichtung 3 eines Überführmoduls 6 das Erreichen eines vollständig gefüllten Zustands des Behälters 4 aus, wird mittels des Roboters 2, insbesondere mit dem in 2 näher dargestellten Effektor 8 des Roboters 2, zunächst eine Transportsicherung des Behälters 4 verriegelt und der Roboter 2 eines Überführmoduls 6 verfährt insbesondere aus Sicherheitsgründen in eine Behälterwechselposition. Der gefüllte Behälter 4 kann anschließend manuell oder automatisiert entnommen und ein leerer Behälter 4 zugeführt werden. Die Sensorvorrichtung 3 erkennt den neu eingebrachten, leeren Behälter 4, vermisst die Messgrößen und gegebenenfalls den Zustand der Transportsicherung, der Roboter 2 verriegelt diese Transportsicherung und das Überführen von Bauteilen 1 mittels des Roboters 2 wird erneut gestartet. Das Überführen der Bauteile 1 erfolgt hierbei derart, dass zum Anfang 7 der Fördereinheit 6 näher positionierte Überführmodule 6 eine höhere Anzahl an Bauteilen 1 einer Bauteilart von der Fördereinheit 5 mittels des Roboters 2 überführen als in Förderrichtung F folgend angeordnete Überführmodule 6 zur Überführung von Bauteilen 1 selber Bauteilart. Bauteile 1, welche vom Roboter 2 der Überführmodule 6, welche zu dem entgegen der Förderrichtung F der Fördereinheit 5 gelegenen Anfang 7 der Fördereinheit 5 näher positioniert sind, nicht überführt wurden, werden durch die Fördereinheit 5 in Förderrichtung F weiterbefördert und durch folgend angeordnete Überführmodule 6 zur Überführung von Bauteilen 1 selber Bauteilart von der Fördereinheit 5 überführt.
Die 2 zeigt weiterhin einen Ausschnitt der Anlage 9, wobei ein Überführmodul 6 deutlicher dargestellt ist. Das Überführmodul 6 weist wiederum den Behälter 4 sowie den Roboter 2 auf, an dessen Ende, welches der mit der Plattform 11 verbundenen Basis des Roboters 2 abgewandt ist, der Effektor 8 angeordnet ist. Die Plattform 11 ist hierbei Teil des Überführmoduls 6. Anstelle des Behälters 4 zur Aufnahme der über die Fördereinrichtung 5 zugeführten und in 1 dargestellten Bauteile 1, kann dem Überführmodul 6 zum Rüsten des Überführmoduls 6 respektive des Roboters 2 auf Bauteile 1 einer Bauteilart ein Rüstbehälter zugeführt werden. Das Rüsten auf Bauteile 1 einer zu rüstenden Bauteilart gegenüber einer aktuellen, gerüsteten Bauteilart erfolgt hierbei regelmäßig, nachdem der Behälter 4 mittels der in den 3 und 4 dargestellten Sensorvorrichtung 3 als gefüllt ausgewertet wurde. Der gefüllte Behälter 4 wird entnommen und dem Überführmodul 6 ein Rüstbehälter zugeführt. Der Roboter 2 befindet sich hierfür in einer Behälterwechselposition und die Sensorvorrichtung 3 erkennt den zugeführten Rüstbehälter. Zum Wechsel des Effektors 8 wertet die Sensorvorrichtung 3 eine Ablage für den am Roboter 2 gerüsteten Effektor 8 in dem Rüstbehälter aus, der Roboter 2 verfährt in eine Ablageposition und der Effektor 8 wird in die Ablageaufnahme des Rüstbehälters abgesetzt. Anschließend oder bereits bei Auswertung der Ablageaufnahme wertet die Sensorvorrichtung 3 eine Aufnahme für den zu rüstenden Effektor 8, welcher im Rüstbehälter verstaut ist, aus, der Roboter 2 verfährt in eine Aufnahmeposition und der zu rüstende Effektor 8 wird durch den Roboter 2 aufgenommen. Während des Rüstens werden zudem die zum Überführen bestimmte, zu rüstende Bauteilart, der vorangepasste Bewegungsablauf des Roboters 2 sowie Informationen bezüglich des Behälters 4 zur Aufnahme der zu rüstenden Bauteile 1 an das Überführmodul 6 übermittelt. Im Anschluss hieran wird der Rüstbehälter dem Überführmodul 6 entnommen und ein neuer, leerer Behälter 4 zugeführt. Die Sensorvorrichtung 3 wertet den Behälter 4 hinsichtlich der Messgrößen aus, die Transportsicherung des Behälters 4 wird über den Roboter 2 entriegelt und das Überführen von Bauteilen 1 mittels des nun gerüsteten Effektors 8 des Roboters 2 wird gestartet.
In den 3 und 4 ist zudem jeweils ein Überführmodul 6 aufgezeigt, wobei das jeweilige Überführmodul 6 die Plattform 11 aufweist, auf welcher der Roboter 2 sowie der Behälter 4 angeordnet sind und über welche die Überführmodule 6 lösbar fixierbar sowie bewegbar und/oder transportabel ausgebildet sind. Hierfür sind, wie 4 zu entnehmen ist, Haken 12, Eingriffösen 13 sowie Rastbolzen 14 an der Plattform 11 ausgeführt. Überdies sind den Figuren Teile der Sensorvorrichtung 3 zu entnehmen, welche als Kamera ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste

1: Bauteil
2: Roboter
3: Sensorvorrichtung
4: Behälter
5: Fördereinheit
6: Überführmodul
7: Anfang
8: Effektor
9: Anlage
10: Vorrichtung
11: Plattform
12: Haken
13: Eingrifföse
14: Rastbolzen
F: Förderrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016211469 A1 [0005]
DE 3445849 A1 [0006]
DE 10356536 A1 [0007]

Claims

Verfahren zum Überführen von Bauteilen (1) wenigstens einer Bauteilart von einer Ausgangseinrichtung zu wenigstens einer Zieleinrichtung mittels zumindest eines Roboters (2), wobei die Bauteilart und/oder die Bauteillage der Bauteile (1) mittels wenigstens einer Sensorvorrichtung (3) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sensorvorrichtung (3) in Bezug auf die als ein Behälter (4) für die Bauteile (1) ausgebildete Zieleinrichtung zumindest eine der Messgrößen: • Position des Behälters (4), • Ausrichtung des Behälters (4), • geometrische Ausgestaltung des Behälters (4), • Füllstand des Behälters (4) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bewegungsablauf des Roboters (2) zum Überführen der Bauteilteile (1) in den Behälter (4) in Abhängigkeit der Messgröße oder Messgrößen angepasst wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (1) vermittels der als eine Fördereinheit (5) ausgebildeten Ausgangseinrichtung entlang zumindest zweier Überführmodule (6) befördert werden, wobei jedes der Überführmodule (6) einen die Bauteile (1) überführenden Roboter (2) sowie einen Behälter (4) und/oder eine Sensorvorrichtung (3) aufweist.
Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Roboter (2) des jeweiligen Überführmoduls (6) ausschließlich Bauteile (1) einer einzigen Bauteilart überführt werden, für die das Überführmodul (6) gerüstet ist und die über die Sensorvorrichtung (3) als der gerüsteten Bauteilart zugehörig ausgewertet wurden.
Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bauteile (1), welche vom Roboter (2) der Überführmodule (6), welche zu einem entgegen der Förderrichtung (F) der Fördereinheit (5) gelegenen Anfang (7) der Fördereinheit (5) näher positioniert sind, nicht überführt wurden, durch in Förderrichtung (F) folgend angeordnete Überführmodule (6) zur Überführung von Bauteilen (1) selber Bauteilart von der Fördereinheit (5) überführt werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anfang (7) der Fördereinheit (5) näher positionierte Überführmodule (6) eine höhere Anzahl an Bauteilen (1) einer Bauteilart von der Fördereinheit (6) mittels des Roboters (2) überführen als in Förderrichtung (F) folgend angeordnete Überführmodule (6) zur Überführung von Bauteilen (1) selber Bauteilart.
Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Rüsten eines Überführmoduls (6) auf Bauteile (1) einer Bauteilart dem Überführmodul (6) ein Rüstbehälter zugeführt wird und/oder nach Beendigung des Rüstens dem Überführmodul (6) entnommen wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (2) während des Rüstens einen am Roboter (2) angeordneten, gerüsteten Effektor (8) in dem Rüstbehälter absetzt und einen weiteren, zu rüstenden Effektor (8) aus dem Rüstbehälter aufnimmt und/oder die Position der jeweiligen Effektoren (8) durch die Sensorvorrichtung (3) ausgewertet wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Rüstens die zum Überführen bestimmte, zu rüstende Bauteilart, ein Bewegungsablauf des Roboters (2) und/oder Informationen bezüglich des Behälters (4) zur Aufnahme der zu rüstenden Bauteile (1) an das Überführmodul (6) übermittelt werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sensorvorrichtung (3) ein Erreichen eines vollständig gefüllten Zustands des Behälters (4) ausgewertet wird und dadurch ein Wechsel des Behälters (4) initiierbar ist und/oder mittels der Sensorvorrichtung (3) ein neu eingebrachter, leerer Behälter (4) ausgewertet wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Überführmodul (6) das Überführen von Bauteilen (1) mittels des Roboters (2) und/oder das Rüsten unabhängig - oder auch autark - von den weiteren Überführmodulen (6) durchführt.
Anlage (9) zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (9) je Bauteilart wenigstens zwei Überführmodule (6) mit jeweils einem Roboter (2) und einem Behälter (4) aufweist.
Anlage (9) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Fördereinheit (5) eine derartige Anzahl an Überführmodulen (6) zur Überführung von Bauteilen (1) einer jeweiligen Bauteilart angeordnet ist, dass ein Wechsel eines der Behälter (4) der Überführmodule (6) ohne eine Unterbrechung der Zufuhr der Bauteile (1) durch die Fördereinheit (5) und/oder einen Stillstand einer die Bauteile (1) erzeugenden Vorrichtung (10) durchführbar ist.
Anlage (9) nach den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Überführmodul (6) eine Plattform (11) aufweist, auf welcher der Roboter (2) sowie der Behälter (4) angeordnet sind.
Anlage (9) nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführmodule (6) über die Plattform (11) lösbar fixiert und bewegbar und/oder transportabel ausgebildet sind.