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Die Erfindung betrifft ein Transportsystem für ein modulares Montagesystem, eine Andockstation für ein Transportfahrzeug, insbesondere ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTF) mit Panzerantrieb, und ein Verfahren zur präzisen Positionierung eines Transportfahrzeugs an der Andockstation.
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In einem modularen Montagesystem transportieren fahrerlose Transportfahrzeuge Werkstücke entsprechend einem vorgegebenen Arbeitsplan zur Bearbeitung oder Montage von einer Station zur nächsten. Ein wesentlicher Vorteil eines solchen Systems ist, dass dieselben Anlagen auch unterschiedliche Fertigprodukte produzieren können, indem die einzelnen Stationen auch in unterschiedlicher Reihenfolge angefahren werden können oder einzelne Stationen auch ausgelassen werden können, wenn sie nicht benötigt werden.
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Die fahrerlosen Transportfahrzeuge sind dazu ausgebildet, sich zwischen verschiedenen Positionen im Raum zu bewegen. Unter einem FTF wird dabei ein Fahrzeug verstanden, welches selbsttätig, ohne Fahrer, zu einer gesteuerten oder geregelten Fortbewegung befähigt ist, insbesondere entlang vorbestimmter Fahrwege und/oder frei, das heißt insbesondere ohne Bindung an vorbestimmte Fahrwege. Ein solches fahrerloses Transportfahrzeug kann auf Rädern, auf Schienen, auf Luftkissen, und/oder in anderer geeigneter Weise verfahrbar sein. Werkstücke werden in einem modularen Montagesystem durch fahrerlose Transportfahrzeuge von einer ortsfesten Fertigungsstation zur nächsten transportiert.
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Bei fahrerlosen Transportfahrzeugen unterschiedet man bei den Fahrwerken u.a. zwischen einem sogenannten Panzerantrieb und einem omnidirektionalen Antrieb. Der Begriff Panzerantrieb rührt daher, dass das Fahrzeug in der Fahrzeugmitte über zwei angetriebene Räder verfügt und an den Ecken sich nur Stützräder befinden, die das Gewicht abstützen. Lenkbewegungen werden ähnlich wie bei einem Kettenantrieb durch unterschiedliche Drehzahlen auf beiden Antriebsrädern realisiert. Die Präzision der Fahrbewegungen ist dadurch eingeschränkt, aber für viele Situationen völlig ausreichend.
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Beim omnidirektionalen Antrieb befinden sich vier vollwertige Räder an den vier Ecken, von denen jedes elektrisch gelenkt werden kann. Dazu befindet sich an jedem Rad ein Antrieb für die Lenkung und ein Getriebe. Außerdem sind in der Regel zwei Räder noch angetrieben für den eigentlichen Vortrieb des Fahrzeuges. Ein solches Fahrzeug kann sich deutlich präziser bewegen, so dass Positioniergenauigkeiten im Millimeterbereich möglich sind. Insbesondere kann es auch auf der Stelle noch sehr gut manövrieren. Allerdings ist ein solches Fahrzeug deutlich aufwändiger und damit empfindlich teurer in der Anschaffung.
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In einem Fahrzeugwerk, aber auch in anderen Unternehmen könnte z.B. ein Routenzug eines Logistikers aus einem fahrerlosen Transportfahrzeug an der Spitze und einer Reihe von Anhängern bestehen. Für den normalen Transport vom Lager an den Abgabeort, z.B. in einer Montage, reicht ein Fahrzeug mit Panzerantrieb völlig aus. Es kann geradeaus und um Ecken fahren und die entsprechende Last ziehen. Erfolgen die Entladungsprozesse am Zielort manuell, ist auch dort keine höhere Präzision erforderlich als das normale Halten in der Spur und das Abbremsen. Kritischer wird die Situation, wenn am Zielort automatische Prozesse angreifen sollen. So könnte es z.B. sein, dass die Anhänger in der Montage solange stehen, bis alle entladen sind, und dass das Entladen erst unmittelbar vor Verbau des Teiles erfolgt. Beispielsweise befinden sich auf den Anhängern 30 Himmelteile, die erst in 30 Fahrzeuge verbaut werden müssen. Dann bleiben die Anhänger bei üblichen Taktzeiten ca. 30 Minuten stehen. Das Zugfahrzeug könnte aber in dieser Zeit andere Aufgaben übernehmen. Dazu muss es abgekoppelt werden.
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Das könnte man manuell machen. Soll dies jedoch automatisch erfolgen, so ist eine deutlich höhere Genauigkeit der Zielposition erforderlich. Die automatische Abkoppeleinrichtung wird in der Regel aus dem Boden kommen und ortsfest sein. Alternativ könnte diese natürlich auch am Boden beweglich sein und sich an der Position des Fahrzeuges orientieren. Es gibt aber noch weitere Anwendungsfälle, bei denen eine hohe Positioniergenauigkeit erforderlich ist. Sind das Ladegut z.B. Kleinladungsträger, die automatisiert vom Anhänger in ein Regal geschoben werden sollen, ist ebenso eine hohe Genauigkeit der Zielposition erforderlich.
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Die
WO 2010 097 173 A1 offenbart einen Fahrantrieb für fahrerlose Flurfahrzeuge mit einer Mehrzahl von in Radaufhängungen positionierten Rädern an einem von einem Rotationsantrieb beaufschlagten Radträger, wobei die Radachsen über die jeweilige Radaufhängung mittels eines Steuerantriebes in ihrem Winkel während eines Umlaufes des Radträgers verstellbar sind. Damit soll der Wirkungsgrad erhöht, der Verschleiß der Räder verringert und ein möglichst hoher Schutz vor Verschmutzungen gewährleistet werden bei gleichzeitig geringem Wartungsaufwand.
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Aus der
DE 44 03 241 C1 ist ein automatisches Parksystem bekannt, das einzelne bewegliche Parkplattformen verwendet, die auf einem Schienensystem montiert sind und von einem Bussystem mit elektrischer Energie versorgt werden. Steuer- und Schaltdaten werden über das Energiebussystem übertragen, und es wird eine Abschirmung bereitgestellt, um Rauschprobleme zu vermeiden. Zwischen den Schienen und dem Bussystem ist eine kapazitive Kopplung vorgesehen, wobei die Stromschienen in einen Kunststoffkörper mit einer äußeren Schirmschicht eingelassen sind.
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Die
DE 27 55 419 A1 offenbart eine Antriebsvorrichtung für eine fahrbare Parkplatte zum Abstellen von Kraftfahrzeugen in einer Garage. Die Parkplatte wird in einer Fahrgasse vor einer Reihe von dazu quer oder längs angeordneten Abstellplätzen der Garage auf Schienen geführt und steht ständig mit der ortsfesten Antriebsvorrichtung in Eingriff. An der Parkplatte ist eine sich über deren verfahrbare Länge oder Breite erstreckende Rollenkette mit ihren Enden befestigt und steht zwischen ihren Enden mit drei in der Gelenkebene der Kette angeordneten Kettenrädern der Antriebsvorrichtung derart in Eingriff, dass sie zwischen zwei in Fahrtrichtung der Parkplatte hintereinander angeordneten Umlenkrädern hindurchgeführt ist und eine Kettenschlaufe bildet, die das dritte dazu versetzt angeordnete Antriebskettenrad auf einem Bogen von ca. 180° umschlingt.
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Aus der
DE 20 2005 015 118 U1 ist eine Bearbeitungsanlage mit mindestens einer Bearbeitungsstation mit einer umgebenden Schutzabtrennung, mindestens einer Bereitstellung und einer Zuführeinrichtung für Bauteile bekannt, deren Zuführeinrichtung ein oder mehrere zwischen der Bereitstellung und der Bearbeitungsstation bewegliche Verteilfahrzeuge mit mindestens einem mehrachsigen Manipulator, einer Einrichtung zum Überwinden der Schutzabtrennung und mit ein oder mehreren Aufnahmen für Bauteilträger aufweist.
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Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, Vorrichtungen und Verfahren zur Verfügung zu stellen, die einem Fahrzeug mit einem Panzerantrieb am Zielpunkt eine vergleichbare Präzision geben wie einem Fahrzeug mit omnidirektionalem Antrieb.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Vorrichtungen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 5 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Andockstation, die eine Parkfläche für ein Transportfahrzeug umfasst, Erfindungsgemäß weist die Andockstation Mittel zum Erfassen der Ist-Position eines auf der Parkfläche befindlichen Transportfahrzeugs auf und Mittel, um das auf der Parkfläche befindliche Transportfahrzeug von einer ermittelten Ist Position in eine Soll-Position auf der Parkfläche zu bewegen. In einer Ausführungsform erfolgt die Bewegung des Transportfahrzeugs von der ermittelten Ist Position in die Soll-Position auf der Parkfläche ausschließlich durch die Bewegungsmittel der Parkfläche, ohne Beteiligung des Antriebs des geparkten Transportfahrzeugs.
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In einer Ausführungsform ist die Parkfläche eine Bodenfläche, die ausreichend groß ist, um alle Toleranzen des Bremsens und der Lenkmanöver des Transportfahrzeugs auszugleichen.
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Erfindungsgemäß ist die Parkfläche zumindest in Teilbereichen beweglich gegenüber der restlichen Andockstation ausgeführt. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Parkfläche angetriebene Kugeln, auf denen das Fahrzeug schwimmend gelagert ist. Die Kugeln bewegen das Transportfahrzeug dann aus der Ist-Position in die Soll-Position. In einer weiteren Ausführungsform besteht die gesamte Parkfläche aus angetriebenen Kugeln. Andere Möglichkeiten der Führung des Fahrzeuges am Boden sind auch denkbar, beispielsweise kann die Parkfläche als horizontal in zwei Richtungen verschiebbare Plattform oder als horizontal in zwei Richtungen bewegliches Förderband ausgeführt sein.
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Der Abgleich zwischen Ist-Position und Soll-Position des Transportfahrzeugs erfolgt über entsprechende Sensorik und Kommunikation mit der Steuerung der Mittel zur Feinjustierung der Position des Transportfahrzeugs in der Parkfläche.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Transportsystem, das mindestens eine erfindungsgemäße Andockstation sowie mindestens ein Transportfahrzeug umfasst. In einer Ausführungsform umfasst das Transportsystem mehrere Transportfahrzeuge, beispielsweise 3 oder mehr, 5 oder mehr, 10 oder mehr, oder 20 oder mehr Transportfahrzeuge. In einer Ausführungsform umfasst das Transportsystem mehrere erfindungsgemäße Andockstationen, beispielsweise 2, 3 oder mehr erfindungsgemäße Andockstationen.
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In einer Ausführungsform ist das mindestens eine Transportfahrzeug ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTF). In einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine Transportfahrzeug einen Panzerantrieb auf.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Positionierung eines Transportfahrzeugs an einer Andockstation. Dabei wird das Transportfahrzeug zunächst auf eine Parkfläche der Andockstation bewegt, es wird eine Ist-Position des Transportfahrzeugs auf der Parkfläche erfasst, und dann wird das Transportfahrzeug durch in die Parkfläche integrierte Bewegungsmittel in eine Soll-Position auf der Parkfläche bewegt.
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In einer Ausführungsform erfolgt die Bewegung des Transportfahrzeugs von der ermittelten Ist Position in die Soll-Position auf der Parkfläche ausschließlich durch die Bewegungsmittel der Parkfläche, ohne Beteiligung des Antriebs des geparkten Transportfahrzeugs.
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Erfindungsgemäß weist die Andockstation Mittel zum Erfassen der Ist-Position eines auf der Parkfläche befindlichen Transportfahrzeugs auf und Mittel, um das auf der Parkfläche befindliche Transportfahrzeug von einer ermittelten Ist Position in eine Soll-Position zu bewegen.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Transportfahrzeug ein fahrerloses Transportfahrzeug. In einer weiteren Ausführungsform ist das Transportfahrzeug ein fahrerloses Transportfahrzeug mit Panzerantrieb.
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In einer Ausführungsform ist die Parkfläche eine Bodenfläche, die ausreichend groß ist, um alle Toleranzen des Bremsens und der Lenkmanöver des Transportfahrzeugs, insbesondere eines fahrerlosen Transportfahrzeugs mit Panzerantrieb, auszugleichen.
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In einer Ausführungsform umfassen die in die Parkfläche integrierten Bewegungsmittel angetriebene Kugeln, auf denen das Transportfahrzeug schwimmend gelagert ist. Die Kugeln bewegen das Fahrzeug dann aus der ermittelten Ist-Position in die eigentliche Zielposition, die Soll-Position. Andere Möglichkeiten zur Bewegung des Transportfahrzeuges auf der Parkfläche sind auch denkbar, beispielsweise kann die Parkfläche als horizontal in zwei Richtungen verschiebbare Plattform oder als horizontal in zwei Richtungen bewegliches Förderband ausgeführt sein. Der Abgleich zwischen Ist-Position und Soll-Position des Transportfahrzeugs erfolgt über entsprechende Sensorik und Kommunikation mit der Steuerung der Feinjustierung der Parkfläche.
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Zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Lösung gehört, dass günstigere Transportfahrzeuge mit einfacheren, weniger exakt lenkbaren Antriebssystemen eingesetzt werden können, die trotzdem mit derselben Genauigkeit am Ziel positioniert werden können wie Transportfahrzeuge mit omnidirektionalem Antrieb. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn das System über viele Transportfahrzeuge verfügt und nur wenige Zielpunkte mit einer Feinjustagevorrichtung ausgerüstet werden müssen. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten 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.