DE10335571A1

DE10335571A1 - Robot aided production system, comprising mobile robots for different tasks communicating and adjusting as required

Info

Publication number: DE10335571A1
Application number: DE2003135571
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr.-Ing. Stopp
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-24

Abstract

The production system comprises an appropriate number of processing robots (9a, 9b, 9c) moving between various processing stations and performing different tasks. Each of the robots (2, 7, 9, 11) is fitted with communication device facilitating a contact between the robots (2, 7, 9, 11) in order to arrange the next step, to find the closest workstation and to navigate precisely. The work-pieces (3, 4, 5, 6) are transported between the stations by another group of robots (7a, 7b, 7c) while a collecting group (11) assembles the completed parts (3, 4, 5, 6) for being stored by the storage robots (2a, 2b, 2c).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein robotergestütztes Fertigungssystem mit mobilen Robotern.The The present invention relates to a robotic manufacturing system with mobile robots.

Die meisten in der industriellen Fertigung eingesetzten Roboter sind stationär installierte Systeme mit beweglichen Teilen, die Bearbeitungsschritte an Werkstücken durchführen, die ihnen über ein fest montiertes Transportsystem in Art eines Fließbands zugeführt und nach der Bearbeitung weiter transportiert werden. Derartige Transportsysteme müssen in der Regel spezifisch für eine bestimmte Fertigungsaufgabe ausgelegt werden, und es ist schwierig und kostspielig, sie an wechselnde Fertigungsaufgaben anzupassen. Sie sind daher im wesentlichen für Großserienfertigung geeignet; bei der kundenspezifischen Fertigung von Produkten aus einem Satz von Komponenten, bei der je nach Spezifikation des Kunden eventuell Komponenten entfallen oder hinzukommen können, Anzahl und/oder Reihenfolge von Verarbeitungsschritten variieren können, ist ihre Anwendbarkeit problematisch.The Most used in industrial manufacturing are robots stationary installed systems with moving parts, the processing steps on workpieces carry out, who over them a fixed mounted transport system fed in the manner of a conveyor belt and be transported after processing. Such transport systems must be in usually specific for a specific manufacturing task are designed and it is difficult and costly to adapt to changing manufacturing tasks. They are therefore essentially for Mass production suitable; in the custom manufacturing of products a set of components, depending on the specification of the customer possibly components can be omitted or added, number and / or order of processing steps is their applicability problematic.

Ein erster Ansatz zur Flexibilisierung eines solchen Fertigungssystems beruht darin, ein solches Transportsystem durch mobile Plattformen oder Trägerroboter zu ersetzen, die zu bearbeitende Werkstücke zwischen stationären Roboterzellen transportieren, die jeweils durch einen Fertigungsroboter gebildet sind. Ein solches Fertigungssystem erlaubt es zum Beispiel, die Reihenfolge von Fertigungsschritten zu verändern, indem für die Trägerroboter wechselnde Wege zwischen den ein zelnen stationären Zellen definiert werden, oder Verarbeitungsschritte auszusparen, indem die Trägerroboter mit einem Werkstück, bei dem ein bestimmter Verarbeitungsschritt nicht erforderlich ist, eine Zelle, die diesen Schritt durchführt, kurzerhand nicht anfahren. Da die Notwendigkeit wegfällt, die Roboterzellen an einer fest definierten Fertigungsstraße anzuordnen, müssen nicht von jedem Typ von Roboterzelle so viele Exemplare vorgesehen werden, wie parallele Fertigungsstraßen vorhanden sind. D. h. es ist möglich, die Zahl der Roboterzellen für jeden Bearbeitungsschritt an den tatsächlichen Bedarf exakt anzupassen und Zellen, die langwierige oder an einer großen Zahl von Werkstücken durchzuführende Verarbeitungsschritte erledigen, in größerer Zahl vorzusehen als Zellen, die schneller bzw. an einer kleinen Zahl von Werkstücken durchzuführende Schritte durchführen, und so bei allen Zellen einen hohen Auslastungsgrad zu erreichen. Veränderungen im Fertigungsablauf zu implementieren bleibt jedoch schwierig. Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Fertigungssystem für die robotergestützte Fertigung zu schaffen, das eine flexible Anpassung an Änderungen des Fertigungsablaufs, sowohl bei vorübergehenden Änderungen bei der kundenspezifischen Fertigung oder aufgrund von Störungen, als auch bei dauerhaften Veränderungen, z. B. aufgrund eines Wechsels des Fertigungsprogramms, erlaubt.One first approach to flexibilization of such a manufacturing system It is based on such a transport system through mobile platforms or carrier robot to replace the workpieces to be processed between stationary robot cells transport, each formed by a manufacturing robot are. Such a manufacturing system allows, for example, the Change order of manufacturing steps by for the carrier robot alternating paths between the individual stationary cells are defined, or to save processing steps by the carrier robot with a workpiece, where a certain processing step is not required, a cell performing this step does not start up. As the need is removed, to arrange the robot cells on a fixed production line, have to not every type of robot cell provided so many copies be how parallel production lines exist. Ie. it is possible, the Number of robot cells for adapt each processing step exactly to the actual requirements and cells, the tedious or to be carried out on a large number of workpieces processing steps do it in larger numbers to be provided as cells that are faster or on a small number of workpieces to be performed Perform steps, and thus to achieve a high degree of utilization in all cells. changes but it remains difficult to implement in the manufacturing process. task The invention is therefore a production system for robotic production creating a flexible adaptation to changes in the production process, in both temporary changes in customer-specific manufacturing or due to faults, as well as permanent changes, z. B. due to a change of the manufacturing program allowed.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fertigungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Erfindung liegt die Einsicht zugrunde, dass bei einem Fertigungssystem mit stationären Fertigungszellen komplizierte und lange Transportwege zwischen den einzelnen Zellen resultieren können, wenn bei kundenspezifischer Fertigung nicht an allen Werkstücken die gleichen Fertigungsschritte auszuführen sind, beziehungsweise wenn Fertigungszellen für verschiedene Fertigungsschritte in unterschiedlichen Zahlenverhältnissen vorhanden sind und eine dieser Zellen bei laufender Fertigung entsprechend ihrer Verfügbarkeit ausgewählt werden muss, oder wenn eine Zelle aufgrund einer Störung zeitweilig nicht zur Verfügung steht. In dem erfindungsgemäß auch die Fertigungsroboter mobil gemacht sind, wird die Möglichkeit geschaffen, die Platzierung der Fertigungsroboter auch kurzfristig oder gar kontinuierlich wechselnden Bedürfnissen anzupassen, um die Transportwege und damit die Durchlauf zeit der einzelnen Werkstücke durch die Fertigung zu minimieren und deren Effektivität zu steigern.The Task is solved by a manufacturing system having the features of claim 1. The Invention is based on the insight that in a manufacturing system with stationary Manufacturing cells complicated and long transport routes between the individual cells can result if for custom manufacturing not on all workpieces the identical manufacturing steps are to be executed, respectively if manufacturing cells for different production steps in different numbers are present and one of these cells during production according to their Availability selected must be, or if a cell is temporarily not due to a fault to disposal stands. In the present invention also the Manufacturing robots are made mobile, the opportunity is created, the placement the manufacturing robot also changing at short notice or even continuously needs adapt to the transport routes and thus the passage time of the individual workpieces through production to minimize and increase their effectiveness.

Bei dem erfindungsgemäßen Fertigungssystem gibt es somit keine festen Orte, an denen ein bestimmter Verarbeitungsschritt notwendigerweise durchgeführt werden muss, sondern diese Bearbeitungsplätze können zu beliebigen Zeiten wechseln. Vorzugsweise ist jeder Fertigungsroboter mit Kommunikationsmitteln ausgestattet, die es ihm ermöglichen, einen Bearbeitungsplatz zu identifizieren, an dem der Fertigungsschritt durchzuführen ist, zu dessen Durchführung der betreffende Fertigungsroboter vorgesehen ist. D. h. der Fertigungsroboter ist in der Lage, selbsttätig einen Ort zu suchen, an dem er zur Fortsetzung der Fertigung benötigt wird, und sich dorthin zu begeben.at the manufacturing system according to the invention There are thus no fixed locations where a particular processing step necessarily performed but these workstations can switch at any time. Preferably every production robot is equipped with communication that enable him identify a workstation where the manufacturing step is perform is to carry it out the relevant manufacturing robot is provided. Ie. the manufacturing robot is able to be self-acting to seek a place where it is needed to continue manufacturing, and to go there.

Bei den hierfür benötigten Kommunikationsmitteln kann es sich beispielsweise um einen Empfänger für Nachrichtensignale beliebiger Art handeln, die beispielsweise von einer zentralen Steuerung erzeugt werden, um jedem Fertigungsroboter einen Bearbeitungsplatz zuzuweisen, oder es kann sich um eine Sender-/Empfängereinheit handeln, über die der Fertigungsroboter mit anderen Robotern kommuniziert, um im Dialog mit ihnen einen Bearbeitungsplatz auszuhandeln.at the one for this required Communication means may be, for example, a receiver for message signals of any kind, for example, from a centralized controller be generated to each machining robot a processing station or it may be a transmitter / receiver unit is about which the manufacturing robot communicates with other robots to to negotiate a workstation in dialogue with them.

So ist es zum Beispiel denkbar, ein zu bearbeitendes Werkstück stationär in einer Werkhalle zu platzieren und die mobilen Verarbeitungsroboter das Werkstück in der Reihenfolge anfahren zu lassen, in der die Verarbeitungsschritte, für die die betreffenden Roboter vorgesehen sind, an dem Werkstück durchgeführt werden müssen. Vorzugsweise sind jedoch auch die Werkstücke nicht stationär, sondern es ist eine Mehrzahl von mobilen Trägerrobotern zum Tragen von zu bearbeitenden Werkstücken vorgesehen, die ebenfalls mit Fortbewegungsmitteln ausgestattet sind.So it is conceivable, for example, to place a workpiece to be machined stationary in a workshop and let the mobile processing robot to approach the workpiece in the order in the processing steps for which the respective robots are intended have to be performed on the workpiece. Preferably, however, the workpieces are not stationary, but there is a plurality of mobile carrier robots for carrying workpieces to be machined, which are also equipped with means of locomotion.

In diesem Fall ist ein einem bestimmten Fertigungsroboter zugeordneter Bearbeitungsplatz, d. h. der Ort, den der Fertigungsroboter zur Durchführung der ihm zugewiesenen Fertigungsaufgabe aufzusuchen hat, jeweils dadurch definiert, dass sich dort ein Trägerroboter aufhält, der ein von dem Fertigungsroboter zu bearbeitendes Werkstück trägt.In In this case, an associated with a particular manufacturing robot Processing station, d. H. the place the manufacturing robot used to Carrying out the In each case, he has to go to him assigned production task defines that there is a carrier robot staying, which carries a workpiece to be processed by the manufacturing robot.

Auch ein solcher Trägerroboter ist vorzugsweise mit Kommunikationsmitteln ausgestattet, die es ihm ermöglichen, einen als Bearbeitungsplatz geeigneten Ort zu erkennen. Bei den Kommunikationsmitteln kann es sich wiederum um einen Empfänger handeln, der eine Beschreibung eines als Bearbeitungsplatz vorgesehenen Ortes von einer zentralen Steuerung empfängt, oder es kann eine Sender-/Empfänger-Einheit sein, über die der Trägerroboter einen als Bearbeitungsplatz geeigneten Ort im Dialog mit einem Fertigungsroboter aushandelt, oder es kann sich um Umgebungssensoren handeln, die es dem Trägerroboter schlicht ermöglichen, einen freien Platz in seiner Umgebung zu erkennen, an dem die vorgesehene Bearbeitung seines Werkstücks durchgeführt werden kann. Im einfachsten Fall kann der Trägerroboter als freien Platz ein beliebiges Flächenstück erkennen, das groß genug ist, um ihn selbst, das Werkstück und den als nächstes benötigten Fertigungsroboter aufzunehmen. Zusatzkriterien können berücksichtigt werden, etwa, dass diese Flächenstück keine vordefinierte Fortbewegungsspur schneiden darf, auf der sich die Roboter bevorzugt fortbewegen.Also such a carrier robot is preferably equipped with communication means that it enable him to recognize a place suitable as a processing place. Both Communication means can again be a receiver, a description of a place provided as a processing place from a central controller, or it may be a transceiver unit be over the carrier robot a place suitable as a workstation in dialogue with a production robot negotiates, or it can be environmental sensors that it the carrier robot simply allow to recognize a free place in its environment, at which the intended Machining his workpiece carried out can be. In the simplest case, the carrier robot can be used as free space recognize any patch that's big enough is to him, the workpiece and the next required manufacturing robot take. Additional criteria can considered be, about that this piece of surface no may cut predefined locomotion track on which the Robots prefer to move.

Unter mehreren als Bearbeitungsplatz geeigneten Orten wird der Trägerroboter im allgemeinen denjenigen auswählen und ansteuern, der am nächsten zu einem Fertigungsroboter liegt, der zur Durchführung des nächsten an einem von dem Trägerroboter getragenen Werkstück durchzuführenden Bearbeitungsschritts vorbereitet ist, so dass sich beide Roboter an die sem Ort treffen können. Wobei es sich hierbei nicht zwangsweise um denjenigen Ort handeln muss, welcher einem zur Durchführung des Bearbeitungsschritts geeigneten Fertigungsroboter am nächsten liegt. Beispielsweise besteht auch die Möglichkeit, dass Trägerroboter mit Fertigungsrobotern über den Ort und Zeitpunkt des Treffens verhandeln, da ein Trägerroboter und das von ihm getragene Werkstück die Montageobjekte sowie deren Reihenfolge bei der Fertigung bestimmen. Dabei kann auch berücksichtigt werden, dass Fertigungsroboter in der Regel leichter und beweglicher sind als Trägerroboter, daher bewegen sich Fertigungsroboter vorzugsweise auf Trägerroboter zu.Under several suitable as a workstation places the carrier robot in general, choose those and head the closest to a manufacturing robot that is responsible for performing the next on one of the carrier robot carried workpiece to be performed Machining step is prepared so that both robots can meet at this place. But this is not necessarily the place must, which one to carry out the processing step suitable manufacturing robot is closest. For example, there is also the possibility that carrier robot with manufacturing robots over negotiate the place and time of the meeting as a carrier robot and the workpiece carried by him determine the assembly objects and their sequence during production. It can also be considered that manufacturing robots are usually lighter and more mobile are as carrier robots, therefore, manufacturing robots preferably move on carrier robots to.

Es kann auch vorgesehen werden, dass der Trägerroboter einen als Bearbeitungsplatz geeigneten Ort einfach daran erkennt, dass sich dort ein Fertigungsroboter aufhält, der in der Lage ist, den nächsten Bearbeitungsschritt durchzuführen, der an einem von dem Trägerroboter getragenen Werkstück durchzuführen ist. Die Kenntnis darüber, welches der nächste auszuführende Bearbeitungsschritt ist, kann an den Trägerroboter beim Beladen mit dem Werkstück in Form einer Liste übertragen worden sein, die sämtliche diese Schritte spezifiziert und von dem Trägerroboter sukzessive abgearbeitet wird; sie kann ihm aber auch von der zentralen Steuerung nach und nach übermittelt werden.It can also be provided that the carrier robot as a processing station suitable place simply recognizes that there is a manufacturing robot staying, who is capable of the next To carry out processing step, at one of the carrier robot carried workpiece perform is. The knowledge about which the next executed Processing step is, can to the carrier robot when loading with the workpiece in the form of a list have been all these steps are specified and successively executed by the carrier robot becomes; However, it can also be transmitted to it by the central controller bit by bit become.

Da, wie oben angegeben, der Fertigungsroboter einen Bearbeitungsplatz vorzugsweise daran erkennt, dass sich dort ein Trägerroboter mit einem von ihm zu bearbeitenden Werkstück aufhält, können sich beide Roboter, ohne vorher einen aufwendigen Dialog zu führen, aufeinander zu bewegen. Wenn jeder Roboter sich dabei so zügig bewegt, wie seine Fortbewegungsmittel und eventuell auf dem Weg befindliche Hindernisse es zulassen, treffen sich beide in der jeweils kürzest möglichen Zeit, und die Bearbeitung kann mit der geringst möglichen Verzögerung ausgeführt werden.There, As stated above, the production robot has a processing station preferably recognizes that there is a carrier robot stops with a workpiece to be machined by him, both robots, without to lead an elaborate dialogue before, to move towards each other. When every robot moves as swiftly as its means of transportation and any obstacles on the way both in the shortest potential Time, and editing can be done with the least possible delay accomplished become.

Außer den Trägerrobotern und den Fertigungsrobotern verfügt das erfindungsgemäße System vorzugsweise ferner über als Lagerroboter bezeichnete Roboter, die die Funktion eines mobilen Lagers für zu bearbeitende Werkstücke haben. Von Lagerroboter und Trägerroboter – während letzterer nicht mit einem Werkstück beladen ist – ist zweckmäßigerweise wenigstens einer eingerichtet, den anderen zu erkennen und sich auf diesen zuzubewegen, um eine Übernahme eines Werkstücks vom Lagerroboter auf den Trägerroboter durchzuführen. Der Lagerroboter ist hierbei beispielsweise bezüglich seiner Position aktiv und platziert sich weg- und kostenoptimiert, wobei der Trägerroboter das Werkstück vom Lagerroboter entnimmt. So kann der Trägerroboter, wenn er von einem fertig bearbeiteten Werkstück befreit worden ist, in kurzer Zeit neu beladen werden, und die Fertigung kann fortgesetzt werden.Except the carrier robots and the manufacturing robots the system according to the invention preferably also via robots called storage robots that function as a mobile warehouse for too machining workpieces to have. From storage robots and carrier robots - while the latter is not with a workpiece is loaded - is expediently at least one set up to recognize the other and himself to move on to an acquisition a workpiece from the storage robot to the carrier robot perform. For example, the storage robot is active with regard to its position and places itself away and cost optimized, with the carrier robot the workpiece removed from the storage robot. So the carrier robot, if it is from a finished workpiece has been liberated, reloaded in a short time, and the manufacturing can be continued.

In Analogie zu den Lagerrobotern, deren Aufgabe darin gesehen werden kann, zu bearbeitende Werkstücke an die Trägerroboter zu verteilen, können auch Sammelroboter vorgesehen werden, die die fertig bearbeiteten Werkstücke von den Trägerrobotern übernehmen. Auch hier ist zweckmäßigerweise von Sammelroboter und mit einem fertig bearbeiteten Werkstück beladenen Trägerroboter wenigstens einer eingerichtet, den anderen zu erkennen und sich auf diesen zuzubewegen, um eine Übergabe des fertig bearbeiteten Werkstücks vom Trägerroboter auf den Sammelroboter durchzuführen.In analogy to the storage robots, whose task can be seen to distribute workpieces to be processed to the carrier robot, and collecting robots can be provided, which take over the finished workpieces of the carrier robots. Again, it is expediently arranged by collecting robot and with a finished workpiece loaded carrier robot at least one to recognize the other and to move towards this to perform a transfer of the finished workpiece from the carrier robot to the collecting robot.

In einem Fertigungssystem, in dem verschiedene Typen von Trägerrobotern für Werkstücke in unterschiedlichen Bearbeitungsstufen zum Einsatz kommen, kann ein Roboter, der gegenüber einem ersten Typ von Trägerroboter als Sammelroboter fungiert, für einen zweiten Typ von Trägerroboter gleichzeitig einen Lagerroboter darstellen.In a manufacturing system in which different types of carrier robots for workpieces in different Machining stages can be used, a robot that faces a first Type of carrier robot acts as a collecting robot, for a second type of carrier robot simultaneously represent a storage robot.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of exemplary embodiments with reference to the attached Characters.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine Draufsicht auf ein erstes Fertigungssystem gemäß der Erfindung; 1 a plan view of a first manufacturing system according to the invention;

2 eine Draufsicht auf ein zweites Fertigungssystem. 2 a plan view of a second manufacturing system.

1 zeigt schematisch den Grundriss einer Werkhalle, in der sich eine Vielzahl von Robotern bewegen, die ein erfindungsgemäßes Fertigungssystem bilden. Als ein willkürlich herausgegriffenes Beispiel für die Anwendung des Fertigungssystems soll die Endmontage von Nutzfahrzeugen dienen. 1 schematically shows the floor plan of a workshop in which move a variety of robots that form a manufacturing system according to the invention. As an arbitrarily selected example of the application of the manufacturing system to serve the final assembly of commercial vehicles.

In einem in der Figur schraffiert dargestellten Randbereich 1 der Werkhalle hat eine Mehrzahl von Lagerrobotern, gemeinsam mit dem Bezugszeichen 2, individuell mit 2a, 2b,... bezeichnet, Position bezogen. Jeder Lagerroboter 2 ist eingerichtet, um eine Mehrzahl von zu montierenden Werkstücken wie etwa Chassis 3, Motorblöcke 4, Ladeflächen 5, Fahrerkabinen 6 oder dergleichen aus einem (nicht dargestellten) Lager oder einer (nicht dargestellten) zweiten Fertigungsumgebung herbeizuschaffen, in denen die betreffenden Werkstücke produziert werden.In a shaded area shown in the figure 1 the workshop has a plurality of storage robots, together with the reference numeral 2 , individually with 2a . 2 B , ... referred, position related. Every storage robot 2 is arranged to a plurality of workpieces to be mounted, such as chassis 3 , Engine blocks 4 , Loading areas 5 , Driver's cabs 6 or the like from a warehouse (not shown) or a second manufacturing environment (not shown) in which the respective workpieces are produced.

Ein weiterer Robotertyp, als Trägerroboter 7 bezeichnet, ist ausgelegt, um jeweils ein Chassis 3 von dem sie lagernden Lagerroboter 2a abzuladen und der Reihe nach zu verschiedenen Bearbeitungsplätzen in einen zentralen Bereich 8 der Werkhalle zu befördern.Another robot type, as a carrier robot 7 designated, is designed to be a chassis 3 from the storage robot they stored 2a unload and in turn to various processing stations in a central area 8th to transport the workshop.

Eine andere Gruppe von mobilen Robotern, als Fertigungsroboter 9 bezeichnet, unterscheidet sich beim Ausführungsbeispiel der 1 von den Trägerrobotern 7 dadurch, dass die Fertigungsroboter 9 zusätzlich über einen beweglichen Arm 10 verfügen, mit dem sie Fertigungsschritte wie etwa das Befestigen eines von ihnen mitgeführten Werkstücks an einem vom Träger roboter 7 getragenen Werkstück beziehungsweise Chassis 3 durchführen können.Another group of mobile robots, as manufacturing robots 9 referred to, differs in the embodiment of 1 from the carrier robots 7 in that the manufacturing robots 9 additionally via a movable arm 10 with which they have manufacturing steps such as attaching a workpiece carried by them to a carrier robot 7 worn workpiece or chassis 3 can perform.

Trägerroboter 7 und Fertigungsroboter 9 sind jeweils mit Funkkommunikationsmitteln ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, miteinander in Dialog zu treten. Mit Hilfe dieser Funkkommunikationsmittel spricht beispielsweise ein Fertigungsroboter 9, hier z.B. der Fertigungsroboter 9a, die diversen Trägerroboter 7 an, um zu erfragen, ob einer von diesen bereit ist, den von ihm mitgeführten Motorblock 4 aufzunehmen. Auch besteht die Möglichkeit, dass Fertigungsroboter 9 oder Trägerroboter 7 untereinander kommunizieren. Z.B. fordert ein bestimmter Trägerroboter 7, welcher ein bestimmtes Chassis 3 transportiert, aufgrund der Information aus einer Montageliste den dazugehörigen Motorblack 4 von einem anderen Trägerroboter 7 an. Wird von einem der Trägerroboter, hier z.B. Trägerroboter 7a eine positive Antwort empfangen, nehmen beide Roboter 7a, 9a Kurs aufeinander, um sich an einem Montageplatz zu treffen. Bei diesem Montageplatz kann es sich um den Ort handeln, an dem sich im in 1 gezeigten Zustand der Fertigungsumgebung bereits ein Trägerroboter 7b befindet, dessen Chassis bereits mit einem Motorblock 4 bestückt ist, sofern sich dieser Trägerroboter 7b rechtzeitig zu einem anderen Montageplatz weiter bewegen kann. Ist dies nicht der Fall, so muss für die Roboter 7a, 9a ein anderer Montageplatz bestimmt werden. Dies kann zum Beispiel mit Hilfe einer (nicht dargestellten) zentralen Steuerung erfolgen, die die Positionen aller Roboter in der Fertigungsumgebung überwacht und diesen Montageplätze nach Verfügbarkeit zuweist; es kann aber auch dezentral einer der beiden Roboter 7a, 9a mit Hilfe mitgeführter Umgebungssensoren eine freie Fläche ausfindig machen, an der der gewünschte Fertigungsschritt ausgeführt werden kann, ohne dass dabei andere Roboter in ihrer Arbeit oder bei der Fortbewegung behindert werden.carrier robot 7 and manufacturing robots 9 Each is equipped with radio communication tools that enable them to engage in dialogue. With the aid of these radio communication means, for example, speaks a manufacturing robot 9 , here eg the production robot 9a , the various carrier robots 7 to inquire as to whether one of them is ready, the engine block he is carrying 4 take. There is also the possibility that manufacturing robots 9 or carrier robot 7 communicate with each other. For example, a particular carrier robot calls 7 which is a specific chassis 3 transports due to the information from a mounting list the associated engine black 4 from another carrier robot 7 at. Will from one of the carrier robot, here eg carrier robot 7a receive a positive response, both robots take 7a . 9a Course to each other to meet at a mounting place. This installation site may be the place where the in 1 shown state of the manufacturing environment already a carrier robot 7b whose chassis already has an engine block 4 equipped, provided this carrier robot 7b can move on in time to another assembly station. If this is not the case, then it must be for the robots 7a . 9a another assembly station will be determined. This can be done, for example, by means of a central controller (not shown) which monitors the positions of all robots in the manufacturing environment and assigns them to availability according to their locations; but it can also be decentralized one of the two robots 7a . 9a with the help of guided environment sensors locate a free area at which the desired manufacturing step can be performed without other robots are hindered in their work or in the movement.

Der nächste Fertigungsschritt im Anschluss an die Montage des Motorblocks 4 ist die Anbringung der Ladefläche 5 auf dem Chassis 3. Die Figur zeigt einen Fertigungsroboter 9b, der eine solche Ladefläche 5 von dem Lagerroboter 2c abgeladen hat und nun im Dialog mit den Trägerrobotern 7 nach einem geeigneten Montageplatz sucht. Hier gilt das gleiche wie oben für die Montage des Motorblocks erläutert: wenn ein Trägerroboter 7c, an dessen Chassis die Ladefläche bereits montiert ist, seinen Platz rechtzeitig freigibt, kann dieser von den Robotern 7b, 9b als Montageplatz zum Montieren der Ladefläche genutzt werden; wenn dieser Platz nicht rechtzeitig frei wird, sind die Roboter 7b, 9b jedoch in der Lage, sich über einen Ausweichplatz zu verständigen und die Montage dort durchzuführen.The next manufacturing step following the assembly of the engine block 4 is the attachment of the cargo bed 5 on the chassis 3 , The figure shows a production robot 9b , which is such a cargo area 5 from the storage robot 2c has unloaded and now in dialogue with the carrier robots 7 looking for a suitable mounting position. Here is the same as explained above for the assembly of the engine block: if a carrier robot 7c , on whose chassis the loading area is already mounted, releases its place in time, this can of the robots 7b . 9b used as a mounting station for mounting the loading area; if this place does not clear in time, the robots are 7b . 9b However, able to communicate on a backup site and perform the assembly there.

Analoges gilt für die Montage einer von einem Montageroboter 9c mitgeführten Fahrerkabine 6 auf dem vom Trägerroboter 7c getragenen Chassis. Hier muss ein Trägerroboter 7d, der ein fertig montiertes Nutzfahrzeug trägt, seinen Montageplatz rechtzeitig freimachen.The same applies to the assembly of a mounting robot 9c entrained driver's cab 6 on the one of the carrier robot 7c worn chassis. Here must be a carrier robot 7d , who carries a fully assembled commercial vehicle, free his assembly space in time.

Der Trägerroboter 7d liefert das fertig montierte Nutzfahrzeug an einem Sammelroboter 11 ab und holt anschließend ein weiteres Chassis 3 vom Lagerroboter 2a.The carrier robot 7d delivers the fully assembled commercial vehicle to a collection robot 11 and then picks up another chassis 3 from the storage robot 2a ,

Wenn bei dem gezeigten Fertigungssystem die Fertigung reibungslos läuft, kann angenommen werden, dass jeder Trägerroboter einen Montageplatz rechtzeitig für einen nachfolgenden Roboter freimacht, so dass die einzelnen Montageschritte an wesentlichen gleichbleibenden Orten stattfinden. Falls jedoch eine Störung oder Verzögerung in einem Montageschritt auftritt, haben die an der Störung nicht beteiligten Roboter die Möglichkeit, ihre Arbeit an anderen Orten fortzusetzen, so dass ein Stocken der gesamten Fertigung durch eine isolierte Störung ausgeschlossen ist.If in the production system shown the production runs smoothly, can assume that each carrier robot a mounting place in time for a subsequent robot freed, so that the individual assembly steps take place at significant unchanging locations. If so a disorder or delay in an assembly step, they do not have the fault participating robots have the opportunity to continue their work in other places, leaving a stagnation of the entire production is precluded by an isolated disturbance.

2 zeigt eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fertigungssystems. Lager- und Sammelroboter 2, 11 sowie die Trägerroboter 7 für die Chassis 3 sind die gleichen wie im Ausführungsbeispiel der 1. Die hier zum Einsatz kommenden Fertigungsroboter 12 verfügen jedoch, anders als in 1, über keine eigenen Transportmittel für Werkstücke; statt dessen sind weitere Typen von Trägerrobotern 13 vorgesehen, die die in 1 von den Fertigungsrobotern 9 wahrgenommene Aufgabe übernehmen, die auf den Chassis 3 zu montierenden Baugruppen 4, 5, 6 von ihren jeweiligen Lagerrobotern 2 zu den Montageplätzen zu befördern. 2 shows a second embodiment of the manufacturing system according to the invention. Storage and collection robots 2 . 11 as well as the carrier robots 7 for the chassis 3 are the same as in the embodiment of 1 , The production robots used here 12 However, unlike in 1 , no own means of transport for workpieces; instead, there are other types of carrier robots 13 provided in the 1 from the manufacturing robots 9 take on the task performed on the chassis 3 to be mounted assemblies 4 . 5 . 6 from their respective storage robots 2 to transport to the assembly stations.

2 zeigt einen frisch mit einem Chassis 3 beladenen Trägerroboter 7a und einen mit einem Motorblock 4 beladenen Trägerroboter 13a auf der Suche nach einem Montageplatz. Um einen solchen Platz zu finden, senden sie per Funk Anforderungen aus, die von einem für die Montage der Motorblöcke programmierten Fertigungsroboter 12a oder 12b beantwortet werden kann. Die Figur zeigt den Fertigungsroboter 12a noch mit der Montage eines Motorblocks 4 auf einem Trägerroboter 7b beschäftigt; er wird daher im allgemeinen die Anforderungen der Roboter 7a, 13a nur beantworten, wenn der Montagevorgang, den er soeben bearbeitet, kurz vor dem Abschluss steht. In diesem Fall entscheiden sich die Roboter 7a, 13a für den gestrichelt dargestellten Montageplatz in der Nähe des Fertigungsroboters 12a und gehen dort in Stellung, wobei sie den Motorblock 4 bereits so in Bezug auf das Chassis positionieren, dass der Fertigungsroboter 12a, sobald er eine geeignete Stellung erreicht hat, sofort mit der Montage beginnen kann. 2 shows you fresh with a chassis 3 loaded carrier robot 7a and one with an engine block 4 loaded carrier robot 13a looking for a mounting place. In order to find such a place, they send out by radio requirements, that of a manufacturing robot programmed for the assembly of the engine blocks 12a or 12b can be answered. The figure shows the production robot 12a still with the assembly of an engine block 4 on a carrier robot 7b employed; he is therefore generally the requirements of the robot 7a . 13a answer only when the assembly process he is working on is nearing completion. In this case, the robots decide 7a . 13a for the dashed mounting location near the manufacturing robot 12a and get in position, taking the engine block 4 already positioned so in relation to the chassis that the manufacturing robot 12a As soon as he has reached a suitable position, he can start assembling immediately.

Ein Trägerroboter 13b ist gezeigt, wie er im Begriff ist, eine Fahrerkabine 6 an einem von einem Trägerroboter 7c getragenen Chassis in Position zu bringen. Ein Fertigungsroboter 12c, der zuvor an einem gestrichelt dargestellten Montageplatz 14 eine Fahrerkabine montiert hat, ist auf dem Weg zum Trägerroboter 7c, um dort die nächste Montage vorzunehmen. Gleichzeitig fährt soeben ein Trägerroboter 13c mit einer Ladefläche 5 den Trägerroboter 7c an, um die Ladefläche dort für die Montage in Stellung zu bringen. So können, wenn sie in entsprechender Zahl verfügbar sind, zwei Fertigungsroboter 12 gleichzeitig an dem Chassis des Trägerroboters 7b arbeiten, um dort Fahrerkabine und Ladefläche gleichzeitig zu montieren; anderenfalls wird sich ein Fertigungsroboter 12d, der gegenwärtig damit beschäftigt ist, eine solche Auflage an einem von einem Trägerroboter 7d getragenen Chassis zu montieren, nach Abschluss dieser Montage zum Trägerroboter 7c hinüber begeben, um dort die Ladefläche 5 zu montieren. Der Trägerroboter 7d begibt sich dann weiter zu dem gestrichelt dargestellten Montageplatz 14, wo er die von einem Trägerroboter 13d heran transportierte Fahrerkabine 6 empfängt.A carrier robot 13b is shown how he is going to a cab 6 at one of a carrier robot 7c to position the worn chassis. A manufacturing robot 12c , previously at a mounting location shown in dashed lines 14 a driver's cab has mounted, is on the way to the carrier robot 7c to do the next assembly there. At the same time a carrier robot is driving 13c with a loading area 5 the carrier robot 7c to position the cargo bed there for assembly. Thus, if they are available in appropriate number, two manufacturing robots 12 simultaneously on the chassis of the carrier robot 7b work to assemble the driver's cab and loading area at the same time; otherwise it will become a manufacturing robot 12d currently busy with such a rest on one of a carrier robot 7d mounted chassis after completion of this assembly to the carrier robot 7c go over there to the cargo area 5 to assemble. The carrier robot 7d then goes on to the dashboard shown assembly site 14 where he's the one from a carrier robot 13d brought to the driver's cab 6 receives.

Eine derartige flexible Verschränkung von Fertigungsschritten ist überall da möglich, wo Fertigungsschritte nicht aufeinander aufbauen, sondern parallel oder in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden können.A such flexible entanglement of manufacturing steps is everywhere as possible, where manufacturing steps do not build on each other, but parallel or in any order.

Eine weitere Flexibilisierung der Fertigung ist erreichbar, wenn Fertigungsroboter 9, deren Arme gleiche Werkzeuge, wie etwa Schraub- oder Schweißwerkzeuge, tragen, in einem Speicher mehrere Programme für unterschiedliche mit diesen Werkzeugen durchführbare Fertigungsschritte mit sich führen, die je nach Bedarf aktivierbar sind. Wenn man annimmt, dass alle in der dargestellten Fertigungsumgebung auszuführenden Montageschritte Schraubvorgänge sind, so kann zum Beispiel der Fertigungsroboter 12b oder jeder andere zeitweilig unbeschäftigte Fertigungsroboter auf eine Anforderung jedes beliebigen Trägerroboters antworten, sich zum Aufenthaltsort eines anfordernden Trägerroboters begeben oder von diesem angefahren werden, und das jeweils angemessene Montageprogramm abarbeiten. Wenn also zum Beispiel einer der Roboter 7c, 13c nach dem Positionieren der Ladefläche 5 einen Fertigungsroboter zum Montieren der Ladefläche 5 anfordert, so kann sich der Fertigungsroboter 12b zum Trägerroboter 7c begeben und die angeforderte Montage durchführen, während der Fertigungsroboter 12c gleichzeitig die Fahrerkabine 6 montiert.Further flexibilization of production is achievable if manufacturing robots 9 whose arms carry the same tools, such as screw or welding tools, carry in a memory several programs for different feasible with these tools manufacturing steps with him, which can be activated as needed. Assuming that all assembly steps to be performed in the illustrated manufacturing environment are bolting operations, for example, the manufacturing robot 12b or any other temporary unoccupied manufacturing robot to respond to a request from any carrier robot, go to or from the location of a requesting carrier robot, and run the appropriate assembly program. So if, for example, one of the robots 7c . 13c after positioning the loading area 5 a manufacturing robot for mounting the loading area 5 request, so can the production robot 12b to the carrier robot 7c and perform the requested assembly while the manufacturing robot 12c at the same time the driver's cab 6 assembled.

Claims

Robot-based manufacturing system with a plurality of production robots ( 9 . 12 ) for the implementation of different production steps on a product to be manufactured, characterized in that the manufacturing robots ( 9 . 12 ) are provided with locomotion means to move automatically between a plurality of each of them associated processing stations.

Manufacturing system according to claim 1, characterized in that each manufacturing robot ( 9 . 12 ) is equipped with communication means enabling it to identify a processing station at which the manufacturing step is to be carried out, for the execution of which the relevant production robot ( 9 . 12 ) is provided.

Manufacturing system according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of mobile carrier robots ( 7 . 13 ) for carrying workpieces to be machined ( 3 . 4 . 5 . 6 ), which are also equipped with means of transport.

Manufacturing system according to claim 2 and claim 3, characterized in that a manufacturing robot ( 9 . 12 ) associated processing station is defined in each case by a location at which one of the carrier robot ( 7 . 13 ), one of the manufacturing robot ( 9 . 12 ) workpiece to be machined ( 3 . 4 . 5 . 6 ) wearing.

Manufacturing system according to claim 3 or 4, characterized in that each carrier robot ( 7 . 13 ) is equipped with means of communication which enable it to identify a suitable place for processing.

Manufacturing system according to claim 5, characterized in that the carrier robot ( 7 . 13 ) recognizes a suitable place as a workstation because it is not occupied by other robots, and / or does not cut a predetermined locomotion track of the robot.

Manufacturing system according to claim 6, characterized in that the carrier robot ( 7 . 13 ) is arranged to select and control, among several locations suitable as a processing station, the one closest to a production robot ( 9 . 12 ) prepared to perform the next processing step to be performed on a workpiece carried by the carrier robot.

Manufacturing system according to claim 5, characterized in that the carrier robot ( 7 . 13 ) recognizes a place suitable as a processing station by the fact that there is a production robot ( 9 . 12 ) for carrying out the next on one of the carrier robot ( 7 . 13 ) carried workpiece ( 3 . 4 . 5 . 6 ) to be performed processing step is prepared.

Manufacturing system according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one workpiece having a plurality of workpieces ( 3 . 4 . 5 . 6 ) stocking robot ( 2 ), and that of storage robots ( 2 ) and not loaded with a workpiece carrier robot ( 7 . 13 ) at least one is adapted to recognize the other and to move towards this, a handover of a workpiece ( 3 . 4 . 5 . 6 ) from the storage robot ( 2 ) on the carrier robot ( 7 . 13 ).

Manufacturing system according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one collecting robot (which can be equipped with a plurality of machined workpieces) ( 11 ) and that of collecting robots ( 11 ) and with a finished workpiece loaded carrier robot ( 7 ) at least one is adapted to recognize the other and to move towards this, to a transfer of the workpiece from the carrier robot ( 7 ) on the collecting robot ( 11 ).