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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereitstellen von vorgefertigten Bauteilen zwischen zwei Produktionsanlagebereichen während eines Produktionsprozesses, vorzugsweise bei einer Rohbaufertigung eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine Beladestelle eines ersten vorgelagerten Produktionsanlagenbereiches und mehrere Lagerbehälter für die in dem ersten Produktionsanlagenbereich vorgefertigten Bauteile sowie einen Roboter zum Überführen der Lagerbehälter zu einer Entnahmestelle an dem zweiten Produktionsanlagenbereich sowie ein Verfahren zur Anwendung der Vorrichtung.
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Aus der
CH 710 232 A1 ist ein Produktflussregulator zum Zwischenspeichern von Produkten bekannt, welcher ein Gestell, Fördermittel und Produktionsträgergondeln aufweist, die mit Produkten von einem Produkteinlaufbereich zu einem Produktauslaufbereich und leer zurück gefördert werden. Die Produktträgergondeln sind mit Antriebsmittels und elektrischen Steuereinrichtungen versehen, die einen individuellen Umlauf ermöglichen.
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Die
DE 10 2015 005 643 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von unterschiedlichen Karosseriebauteilvarianten. Das Verfahren umfasst ein Entnehmen der Karosseriebauteilvarianten aus einer ersten Produktionsstation und anschließendes Anordnen auf einer einspurigen Förderstation mittels eines ersten Roboters; Befördern der Karosseriebauteilvarianten mittels der Fördereinrichtung von der ersten Produktionsstation zu einem Zwischenlager, welches mehrere Pufferlager aufweist; Anordnen der Karosseriebauteilvarianten mittels eines zweiten Roboters in den jeweiligen Pufferlagern derart, dass jeweils nur die gleichen Karosseriebauteilvarianten in den jeweils selben Pufferlagern zwischengelagert werden; Entnehmen der jeweiligen Karosseriebauteilvariante aus den jeweiligen Pufferlagern gemäß einer vorgegebenen Variantenreihenfolge einer zweiten Produktionsstation mittels eines Roboters; Bereitstellen der jeweiligen Karosseriebauteilvarianten an der zweiten Produktionsstation mittels des Roboters.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bereitstellen von vorgefertigten Bauteilen zwischen zwei Produktionsanlagenbereichen während eines Produktionsprozesses anzugeben, welche eine flexible Verknüpfung zwischen den beiden Produktionsanlagenbereichen mit einem reduzierten logistischen Aufwand ermöglichen.
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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 Vorrichtung dadurch gelöst, dass jeder Lagerbehälter eine von den Varianten der vorgefertigten Bauteile unabhängige Konstruktion aufweist und von einem ersten Roboter von der Beladestelle an dem ersten vorgelagerten Produktionsanlagenbereich in ein Regalsystem überführbar ist, innerhalb welchem ein zweiter Roboter zwischen zwei Regalreihe zur Weiterleitung der Lagerbehälter von der einen Regalreihe zu der zweiten Regalreihe positioniert ist, und zwischen der zweiten Regalreihe und der Entnahmestelle an den zweiten Produktionsanlagenbereich ein dritter Roboter zur Verbringung eines der Bauteile aus den in der Entnahmestelle positionierten Lagerbehältern zu dem zweiten Produktionsanlagenbereich vorgesehen ist. Die Vorrichtung stellt einen Puffer dar, der direkt mit den beiden Produktionsanlagenbereichen verknüpft ist und taktzeitunabhängig arbeitet. Taktzeitvorbehalte von Werkzeugwechseln müssen nicht bei jedem Takt berücksichtigt werden. Durch die Variantenunabhängigkeit der Form der Lagerbehälter wird eine maximale Packungsdichte in diesen erzielt. Die Konstruktion der Lagerbehälter kann somit unabhängig von zusätzlichen Logistikanforderungen gestaltet werden. Außerdem ist das Regalsystem einfach skalierbar.
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Vorteilhafterweise sind die Lagerbehälter integrierter Bestandteil der Vorrichtung. Die Vorrichtung bildet ein geschlossenes System, in welchem die Lagerbehälter im gefüllten bzw. ungefülltem Zustand umlaufen.
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In einer Ausgestaltung weist die Beladestelle eine drehbare Trägereinheit zur Aufnahme mehrerer Lagerbehälter auf. Dadurch erfolgt eine kontinuierliche Bereitstellung der befüllten Lagerbehälter in dem Regalsystem.
In einer Variante sind eine Beladestelle nahe der ersten Regalreihe und eine mindestens zwei Lagerbehälter aufnehmende Entnahmestelle nahe der zweiten Regalreihe angeordnet, wobei die mindestens zwei Lagerbehälter aufnehmende Entladestellen von dem dritten Roboter bedienbar ist. Das Produktionsverfahren der nachfolgenden Produktionsanlagenbereiches kann durch das gleichzeitige Vorhandensein mehrerer Lagerbehälter an der Entnahmestelle wahlweise variiert werden. So ist eine Sequenzverfahrweise oder eine Batchfahrweise oder eine Kanbanfahrweise möglich. Dies hat den Vorteil, dass eine Mittelbedarfsreduzierung zwischen den einzelnen Produktionsbereichsanlagen genauso, wie eine Arbeitskrafteinsparung und eine Flächeneinsparung ermöglicht wird.
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In einer Ausführungsform ist der zweite Roboter auf einer eine Linearachse des Regalsystems bildenden Führungsschiene verfahrbar angeordnet. Der Roboter kann somit an beliebige Stellungen zwischen den Regalreihen verfahren werden, weshalb die Lagerbehälter aus verschiedenen Positionen der ersten Regalreihe in unterschiedlichste Positionen der zweiten Regalreihe verbracht werden können. Dies wird durch eine drehbare Lagerung des zweiten Roboters unterstützt.
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Es ist von Vorteil, wenn an der ersten Regalreihe ein Quergutförderer zum Einbringen des Lagerbehälters von der Trägereinheit in das erste Wandregal vorgesehen ist. Somit können die einzelnen Lagerbehälter schnell in der ersten Regalreihe verstaut werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind an der Beladestelle Wechselgreifer zur Übergabe der Bauteile von dem ersten Roboter in die auf der Trägereinheit positionierten Lagerbehälter vorgesehen. Dadurch werden die Bauteile, die von dem ersten Roboter aus dem ersten Produktionsanlagenbereich entnommen werden, direkt in die Lagebehälter auf der drehbaren Trägereinheit verbracht.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von vorgefertigten Bauteilen zwischen zwei Produktionsanlagebereichen während eines Produktionsprozesses, vorzugsweise bei einer Rohbaufertigung eines Kraftfahrzeuges, bei welchem aus einer Beladestelle in einem ersten vorgelagerten Produktionsanlagenbereich gefertigte Bauteile in mehreren Lagerbehältern zu einer Entnahmestelle an dem zweiten Produktionsanlagenbereich überführt werden. Bei einem Verfahren, welches eine flexible Verknüpfung zwischen zwei Produktionsanlagenbereichen mit einem reduziertem logistischen Aufwand ermöglicht, werden die vorgefertigten Bauteile in mehreren, eine variantenfreie Konstruktion aufweisenden Lagerbehälter in einem Regalsystem abgestapelt, wobei das Einlagern der Bauteile in die Lagerbehälter durch einen ersten Roboter und das Auslagern aus den Lagerbehälter durch einen dritten Roboter erfolgt, wobei die Lagerbehälter innerhalb des Regalsystems durch einen zweiten Roboter bewegt werden. Dadurch können zwischen dem ersten und dem zweiten Produktionsanlagenbereich kurze Wege realisiert werden, wobei der Transport der Lagerbehälter durch die Roboter taktzeitunabhängig und mit einem verminderten logistischen Aufwand realisiert werden kann.
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Vorteilhafterweise arbeitet der erste Produktionsanlagenbereich mit einer ersten Produktionsfahrweise, während der sich daran anschließende zweite Produktionsanlagenbereich variabel für unterschiedliche Produktionsfahrweisen ausgebildet ist. Somit kann jeder Produktionsbereich in der für sich optimalen Produktionsfahrweise arbeiten, hinsichtlich des minimalen Mittelbedarfseinsatzes, Flächeneinsatzes und Arbeitskrafteinsatzes.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird in der Entnahmestelle ein aus einem von mehreren Lagerbehältern eines Ablageregals der Entnahmestelle entnommenes Bauteil registriert und der Verarbeitung in dem zweiten Produktionsanlagenbereich zugeführt. Somit lassen sich Bauteile für ein herzustellendes Derivat eines Produktes einfach verifizieren.
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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 Vorrichtung in einer Perspektivdarstellung,
- 2 das Ausführungsbeispiel gemäß 1 in einer Draufsicht,
- 3 ein Ausführungsbeispiel eines Lagerbehälters,
- 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 5 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Perspektivdarstellung gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Regalsystem 3, an dessen Längsseiten Regalreihen 5, 7 ausgebildet sind. In den Regalreihe 5, 7 befinden sich befüllt und leere Lagerbehälter 13. Mittig zwischen den beiden Regalreihen 5, 7 ist eine als Führungsschiene 9 ausgebildete Linearachse positioniert. Vor der ersten Regalreihe 5 ist außerhalb des Regalsystems 3 ein Drehtisch 11 angeordnet, auf welchem Aufnahmen 12 vorhanden sind, um einen Lagerbehälter 13 aufzunehmen die von einem ersten Industrieroboter 15 mit Bauteilen 17 bestückt werden. Dies erfolgt mit Hilfe von Wechselgreifern 19, die seitlich zum ersten Industrieroboter 15 angeordnet sind und das Bauteil 17 von dem ersten Industrieroboter 15 übernehmen und in die Lagerbehälter 13 (3) ablegen. Der Drehtisch 11 ermöglicht durch das Drehen von 180° eine Umorientierung des Lagerbehälters 13. Ein Quergutförderer 21, welcher oberhalb des Drehtisches 11 an der ersten Regalreihe 5 befestigt ist, verschiebt die befüllten Lagerbehälter 13 in die erste Regalreihe 5. Der Drehtisch 11, der erste Industrieroboter 15 mit den Wechselgreifern 19 und der Quergutförderer 21 bilden eine Beladestation 23 des Regalsystems 3.
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Ein zweiter Industrieroboter 25 ist drehbar und axial beweglich auf der Führungsschiene 9 gelagert, um Lagerbehälter 13 aus der ersten Regalreihe 5 in die zweite Regalreihe 7 zu überführen (2). Außerhalb der zweiten Regalreihe 7 ist eine Entnahmestation 27 mit Ablageregalen 33 für drei Lagerbehälter 13 angeordnet. Die Entnahmestation 27 umfasst einen dritten Industrieroboter 29, der aus den Lagerbehältern 13 des Ablageregals 33 Bauteile 17 entnimmt. In jedem der drei Lagerbehälter 13 des Ablageregals 33 sind Bauteile 17, die für ein bestimmtes Derivat des Produktes benötigt werden, abgelegt. Durch die Dreiteilung des Ablageregals 33 können im vorliegenden Fall drei verschiedene Derivate des Produktes montiert werden. Mittels einer dem dritten Industrieroboter 29 gegenüberliegenden Lesestation 35 werden die Bauteile 17 identifiziert und weitergeleitet.
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Wie aus 3 ersichtlich, weist jeder quaderförmig aufgebaute Lagerbehälter 13 an seinem Boden Abstandshalter 37 auf, in welche die zu transportierenden Bauteile 17 eingelegt werden. Um das Gewicht der Lagerbehälter 13 zu reduzieren, sind diese in einer Gitterbauweise ausgebildet.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 4 dargestellt. Diese unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass sowohl die Beladestation 23 als auch die Entnahmestation 27 auf derselben Seite des Regalsystems 3 angeordnet sind. Der dritte Industrieroboter 29 ist an der dem ersten Industrieroboter 15 entgegengesetzten Seite der ersten Regalreihe 5 auf der Entnahmestation 27 positioniert, die sich in Richtung des ersten Industrieroboters 15 erstreckt. Da die Entnahmestation 27 sowie die Beladestation 23 auf derselben Seite des Regalsystems 3 angeordnet sind, kann auf das Umorientieren des Lagebehälters 13 durch das Drehen verzichtet werden, weshalb der Drehtisch 11 und der Quergutförderer 21 entfallen.
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Um die Position der Lagerbehälter 13 in dem geschlossenen Regalsystem 3 anzuordnen, werden diese durch einen Industrieroboter oder ein Regalbediengerät oder ein fahrerloses Transportfahrzeug mit Gabelhub bewegt.
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Mit Hilfe von 5 soll ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert werden. Die Vorrichtung 1 dient als flexibler Entkopplungspuffer zur kombinierten Produktionsfahrweise zwischen zwei Produktionsanlagenbereichen 39, 41 und ist zwischen diesen angeordnet. Im vorliegenden Fall wird im ersten Produktionsanlagebereich 39 in einer Produktionslinie 43 ein Integral und in einer parallel dazu verlaufenden Produktionslinie 45 eine Beplankung einer Seitenwand einer Fahrzeugkarosserie gefertigt. An jeder der Produktionslinie 43, 45 schließt sich eine Vorrichtung 1a, 1b an, welche die unterschiedlichen Bauteile 17 für den zweiten Produktionsanlagenbereich 41 bereitstellen. Der zweite Produktionsanlagenbereich 41 kann sich direkt aus den Vorrichtungen 1a bzw. 1b bedienen und somit unabhängig vom vorgelagerten Prozess eine unterschiedliche Produktionsfahrweise fahren. Während der vorgelagerte erste Produktionsanlagenbereich 39 nach einer Batchproduktion arbeitet, kann der zweite Produktionsanlagenbereich 41 eine Sequenzfahrweise oder eine Batchfahrweise oder eine Kanbanfahrweise ausführen.
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Zum Einlagern von Bauteilen 17 befindet sich ein Lagerbehälter 13 auf dem Drehtisch 11 und ist mit seiner Einlegeseite zum ersten Industrieroboter 15 hin ausgerichtet. Der erste Industrieroboter 15 befüllt den Lagerträger 13 mit den Bauteilen 17 aus dem ersten Produktionsanlagenbereich 39. Der erste Industrieroboter 15 bestückt den Lagerbehälter 13 bis zur maximalen Füllung. Meldet die Anlage, dass der Lagerbehälter 13 voll ist, dreht sich der Drehtisch um 180° und der Quergutförderer 21 zieht den Lagerbehälter 13 in die erste Regalreihe 5. Der zweite Industrieroboter 25 befördert den kompletten Lagerbehälter 13 auf einen Leerplatz des Regalsystems 3 und befördert einen leeren Lagerbehälter 13 in die Einlageposition der ersten Regalreihe 5, wo der Quergutförderer 21 diesen auf den Drehtisch 11 zieht, der anschließend wieder um 180° gedreht wird.
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In Abhängigkeit der zu produzierenden Derivate des Produktes und der Produktionsfahrweise im Folgeprozess werden das mit drei Lagerbehältern 13 versehene Ablageregal 33 der Entnahmestation 27 benötigt. Ähnlich dem Einlagerungsprozess übernimmt auch hier der dritte Industrieroboter 29 aus einem der drei Lagerbehälter 13 je Takt ein Bauteil 17, liest dieses über die Lesestation 35 ein und führt das Bauteil 17 dem Prozess zu. Dies wird wiederholt, solange bis die Lagerbehälter 13 leer sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CH 710232 A1 [0002]
- DE 102015005643 A1 [0003]
