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Die Erfindung betrifft ein modulares Montagesystem und Verfahren zu dessen Betrieb.
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In einem modularen Montagesystem werden die Werkstücke je nach Bedarf von einer Station zur anderen transportiert. Der Transport erfolgt über ein fahrerloses Transportsystem. Erfolgt die Bearbeitung der Werkstücke und deren Transport auf einem Werkstückträger und enthält die Arbeitsstation ein Transfersystem zum Einfördern, so muss das fahrerlose Transportfahrzeug ein funktionsgleiches Transfersystem enthalten.
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Für die Übergabe des Werkstückträgers ist eine hohe Positionsgenauigkeit in X, Y und Z (< 1 mm) erforderlich. Während man Abweichungen in X und Y über konische Einführschrägen abfangen kann, ist das bei der Höhe so nicht möglich. Hier muss man mit sehr hoher Einstellpräzision arbeiten. Zusätzlich kann es auf dem Fahrzeug eine Hubfunktion kombiniert mit einem optischen System (Kamera) geben, die die letzten Zehntel ausgleicht. Die tatsächlichen Höhen der Übergabepunkte können auch angelernt werden, so dass die richtige Höhe bereits bei der Anfahrt eingestellt wird und keine Zeit bei der Übergabe verloren geht. Das funktioniert soweit auf einem ideal ebenen Boden. Gegebenenfalls müssen zusätzlich Maßnahmen den Boden ausgleichen.
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Aus der
DE 10 2010 006 653 A1 ist ein Verfahren zum Wechseln der Materialwagen eines fahrerlosen Transportsystems in einer Fertigungseinrichtung bekannt, bei dem ein spurgeführtes und/oder elektrisch angetriebenes Schleppfahrzeug, unter einen beladenen Materialwagen fährt und über eine Kupplungseinrichtung an diesen andockt, den Materialwagen zu einem definierten Montageort befördert, an dem ein entleerter Materialwagen parkt, wobei der beladene Materialwagen zunächst den entleerten Materialwagen kontaktiert und soweit verschiebt, dass er im Wesentlichen dessen Position am definierten Montageort einnimmt, wobei dann das Schleppfahrzeug von dem beladenen Materialwagen entkuppelt wird, zur Position des entleerten Materialwagens fährt und an diesen zu dessen weiterer Beförderung andockt. An den Materialwagen ist wenigstens ein Haltemittel vorgesehen, das beim Kontakt der beiden Materialwagen diese aneinander hält und das beim Andocken des Schleppfahrzeuges an dem entleerten Materialwagen wieder gelöst wird. Die Haltemittel können durch zumindest einen Magneten am einen Materialwagen und durch zumindest eine Kontaktplatte am anderen Materialwagen gebildet sein, wobei die Magnetkraft über die Kupplungseinrichtung mittelbar oder unmittelbar aufgehoben wird. Bei Verwendung eines Elektromagneten kann dies durch Unterbrechung der Stromzufuhr zum Elektromagneten mittelbar erfolgen. Alternativ dazu kann ein Dauermagnet verwendet werden, dessen Haltekraft durch Wegschwenken, Abkippen, etc. von einem Kontaktteil unterbrochen wird.
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Die
US 3 710 724 A offenbart ein Transportsystem mit einer Vorrichtung zum Andocken und zum Übertragen von Fahrspuren von Luftkissenfahrzeugen. Eine Ladeplattform, die sich neben einem Fahrbahn-, Gleis- oder Führungsbahnsystem befindet, weist eine hin- und hergehende Andockvorrichtung auf, die sich in einem Abteil unter der Plattform befindet, die betreibbar ist, um ein Fahrzeug, das entlang einer Fahrspur des Führungsbahnsystems fährt, auszufahren und einzurasten und anschließend das Fahrzeug zurückzuziehen und quer von der Fahrspur zu einer Position neben der Ladefläche oder zu einer anderen Fahrspur zu bewegen. Das Fahrzeug ist mit Elektromagneten an der Andockvorrichtung befestigt.
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Die
DE 10 2017 207 555 A1 betrifft eine Einrichtung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben wenigstens eines autonom agierenden, mit Transportgut beladbaren Transportfahrzeuges, wobei eine Manipulatorvorrichtung mit einer wenigstens einen Manipulator aufweisenden Manipulatorkinematik vorgesehen ist, und wobei ferner vorgesehen ist, dass das wenigstens eine Transportfahrzeug eine Kopplungsvorrichtung aufweist, mittels welcher das Transportfahrzeug mit einer den wenigstens einen Manipulator aufweisenden, mobil ausgebildeten Manipulatorvorrichtung lösbar verbindbar ist. In einer Variante ist die Kopplungsvorrichtung durch eine an dem wenigstens einen Transportfahrzeug angeordnete Magnetkupplung gebildet.
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Die
DE 10 2017 117 908 A1 offenbart ein Flurförderfahrzeug für eine Endmontagelinie, das ein fahrbares Fahrzeuggrundmodul mit einer darauf angeordneten Hubvorrichtung umfasst. Das Flurförderfahrzeug ist dafür eingerichtet, in einer Übergabeposition des Fahrzeuggrundmoduls relativ zu einer Andockstation eine auf dem Fahrzeug befindliche Fahrzeugkarosserie zu übergeben.
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Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, Vorrichtungen und Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen eine Übergabe von Werkstücken mit hoher Präzision erfolgt und Übergabefehler, bei denen manuell eingegriffen werden muss, nicht mehr auftreten. Dabei sollen aufwendige Bodenarbeiten und die Ausstattung der Fahrzeuge mit einer Hubfunktion vermieden werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Vorrichtungen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 5 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Abbildungen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Transportfahrzeug für ein modulares Montagesystem, umfassend ein verfahrbares Fahrzeuggrundmodul mit einem darauf angeordneten ersten Transfersystem, welches dafür eingerichtet ist, in einer Übergabeposition des Fahrzeuggrundmoduls relativ zu einer Andockstation ein darauf befindliches Werkstück oder einen darauf befindlichen Werkstückträger an ein artgleiches zweites Transfersystem der Andockstation zu übergeben. Erfindungsgemäß ist das erste Transfersystem gegenüber dem Fahrzeuggrundmodul schwimmend gelagert und weist mindestens ein Magnetmodul auf, welches dafür konfiguriert ist, in Übergabeposition zu einer Andockstation eine Wirkverbindung mit einem weiteren Magnetmodul des zweiten Transfersystems der Andockstation einzugehen.
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In einer Ausführungsform umfasst das mindestens eine Magnetmodul einen schaltbaren Elektromagneten.
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In einer Ausführungsform ist jeweils mindestens ein erstes Magnetmodul an den Stirnseiten des ersten Transfersystems angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform ist je ein erstes Magnetmodul an jeder Ecke des ersten Transfersystems angeordnet.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein modulares Montagesystem, das mindestens zwei Andockstationen und mindestens ein erfindungsgemäßes Transportfahrzeug umfasst, welches dafür eingerichtet ist, Werkstücke oder Werkstückträger zwischen den Andockstationen zu verfahren, wobei die wenigstens zwei Andockstationen jeweils ein dem ersten Transfersystem des erfindungsgemäßen Transportfahrzeugs artgleiches zweites Transfersystem aufweisen, das mindestens ein zweites Magnetmodul aufweist, welches dafür konfiguriert ist, in Übergabeposition eine Wirkverbindung mit dem ersten Magnetmodul des wenigstens einen Transportfahrzeugs einzugehen.
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In einer Ausführungsform umfasst das mindestens eine zweite Magnetmodul einen schaltbaren Elektromagneten.
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In einer Ausführungsform sind zwei zweite Magnetmodule an der Stirnseite des Transfersystems der Andockstation angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform sind an den Andockpositionen der Transfersysteme schaltbare Elektromagnete verbaut.
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In einer Ausführungsform ist das zweite Transfersystem schwimmend auf der Andockstation gelagert. Das Transfersystem bzw. ein Teil dessen, auf das gefördert wird, also die Station bei der Abgabe des Werkstückträgers und das Fahrzeug bei der Übernahme des Werkstückträgers nach der Bearbeitung, sind schwimmend gelagert. Beim Andocken werden auf den letzten Millimetern die Elektromagneten so aktiviert, dass sie die beiden Transfersysteme positionsgenau zusammenziehen. Das schwimmend gelagerte Teil gibt dabei nach.
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In einer weiteren Ausführungsform sind das erste Transfersystem des mindestens einen Transportfahrzeugs und das zweite Transfersystem der Andockstation dafür eingerichtet, eine lösbare formschlüssige Verbindung einzugehen. Die Magnetfunktion wird so durch einen Formschluss ergänzt. Gegenstand der Erfindung sind auch Verfahren zum Betreiben eines modularen Montagesystems, insbesondere eines erfindungsgemäßen modularen Montagesystems.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Betreiben eines modularen Montagesystems, insbesondere eines erfindungsgemäßen modularen Montagesystems. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird ein fahrerloses Transportfahrzeug mit einem verfahrbaren Fahrzeuggrundmodul und einem schwimmend darauf gelagerten ersten Transfersystem, welches mindestens ein erstes Magnetmodul aufweist, in eine Übergabeposition relativ zu einer Andockstation mit einem zu dem ersten Transfersystem artgleichen zweiten Transfersystem, das mindestens ein zweites Magnetmodul aufweist, bewegt. In der Übergabeposition gehen das mindestens eine erste Magnetmodul und das mindestens eine zweite Magnetmodul eine magnetische Verbindung ein und ziehen das erste Transfersystem und das zweite Transfersystem positionsgenau zusammen. Das schwimmend gelagerte Transfersystem gibt dabei nach. Sind beide Transfersysteme schwimmend gelagert, bewegen sie sich aufeinander zu. Dadurch ist gewährleistet, dass ein Werkstück oder ein Werkstückträger, der sich auf einem der beiden Transfersysteme befindet, präzise an das jeweils andere Transfersystem übergeben wird. In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Magnetverbindung hergestellt, indem in den Magnetmodulen verbaute Elektromagnete eingeschaltet werden. Nach Übergabe des Werkstücks oder Werkstückträgers werden die Elektromagnete wieder ausgeschaltet und die magnetische Verbindung so wieder gelöst.
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Zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Lösung zählt, dass die Transfersysteme auf dem Fahrzeug und in der Station für die Übergabe so ausgerichtet sind, dass eine Übergabe mit hoher Präzision möglich ist. Es sind keine aufwendigen Bodenarbeiten erforderlich und auf die Hubfunktion im Fahrzeug kann verzichtet werden. Übergabefehler, bei denen manuell eingegriffen werden muss, können nicht mehr auftreten.
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Die geschalteten Magneten haben überdies den Vorteil, dass die Magnetfelder nur temporär auftreten und damit nicht permanent Partikel anziehen, die zu einer Verschmutzung führen. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter beschrieben. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Transportfahrzeugs in Übergabeposition an einer Andockstation einer Ausführungsform des modularen Montagesystems.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Transportfahrzeugs 20 in Übergabeposition an einer Andockstation 30 einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen modularen Montagesystems 10. Gezeigt ist eine Draufsicht von Transportfahrzeug 20 und Andockstation 30.
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Das Transportfahrzeug 20 weist ein verfahrbares Fahrzeuggrundmodul 21 auf, auf dem sich ein schwimmend gelagertes Transfersystem 22 befindet. Das Transfersystem 22 kann beispielsweise ein Förderband umfassen. An den Ecken des Transfersystems 22 sind Magnetmodule 23 angeordnet, die schaltbare Elektromagnete umfassen.
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Die Andockstation 30 weist zwei Magnetmodule 33 auf, die korrespondierend zu zweien der Magnetmodule 23 des Transportfahrzeugs 20 angeordnet sind. Die Andockstation verfügt über ein zu dem Transfersystem 22 des Transportfahrzeugs 20 artgleiches Transfersystem 32.
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Werkstückträger 40 werden von dem Transportfahrzeug 20 angeliefert oder abgeholt und dabei von dem Transfersystem 22 des Transportfahrzeugs 20 an das Transfersystem 32 der Andockstation 30 übergeben oder von diesem übernommen. Das Transfersystem 32 der Andockstation 30 transportiert die Werkstückträger 40 von der Andockstation 30 zu einer Montageeinheit (nicht dargestellt) zur Weiterverarbeitung der darauf befindlichen Werkstücke bzw. von der Montageeinheit zur Andockstation 30 für den Weitertransport.
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In der Zeichnung ist das Transportfahrzeug 20 in Übergabeposition an der Andockstation 30 gezeigt. Die korrespondierenden ersten Magnetmodule 23 des Transportfahrzeugs 20 und zweiten Magnetmodule 33 der Andockstation sind aktiv, d.h. die Elektromagnete sind eingeschaltet und ziehen die Transfersysteme 22 und 32 positionsgenau zusammen. Dadurch ist eine präzise Übergabe des Werkstückträgers 40 gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- modulares Montagesystem
- 20
- Transportfahrzeug
- 21
- Fahrzeuggrundkörper
- 22
- Transfersystem
- 23
- Magnetmodul
- 30
- Andockstation
- 32
- Transfersystem
- 33
- Magnetmodul
- 40
- Werkstückträger
