DE19729369C5

DE19729369C5 - Autarker Bearbeitungsplatz und daraus bestehende Bearbeitungsstraße

Info

Publication number: DE19729369C5
Application number: DE19729369A
Authority: DE
Inventors: Max Dipl.-Ing. Rosskopf; Markus Dipl.-Ing. Langenbacher; Hubert Dr.-Ing. Reinisch
Original assignee: teamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH
Current assignee: teamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: DE19729369A1; DE19729369C2

Abstract

Autarker Bearbeitungsplatz für eine Bearbeitungsstraße zur Bearbeitung von Werkstücken, wobei der Bearbeitungsplatz durch ein autonomes Basismodul gebildet ist, das aus einem Hilfsaggregat, insbesondere einem eine Steuerelektronik, aufweisenden Grundgestell besteht, wobei unterschiedliche, je nach Bearbeitungsart ausgebildete Prozeßmodule in das Basismodul einsetzbar sind, wobei das Basismodul mit einer eigenen, ersten Fördervorrichtung zur Förderung eines Werkstücks zu einem nächsten Basismodul versehen ist, und wobei das Basismodul mit einer weiteren, zur ersten Fördervorrichtung gegenläufigen Fördervorrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Basismodul (7 bis 10) mehrere, untereinander gleiche Einschubaufnahmen sowie der Anzahl der Einschubaufnahmen entsprechende Schnittstellen für die Steuerung von Prozeßmodulen aufweist, daß Prozeßmodule in die Einschubaufnahmen einschiebbar und mit jeweils einer Schnittstelle zur Steuerung versehen sind, daß die Schnittstellen des Basismoduls und der Prozeßmodule mittels Steckvorrichtungen (48) für elektrische Verbindungen von Stromversorgung und Steuerung sowie für hydraulische und/oder pneumatische Verbindungen miteinander verbindbar sind, und daß jede Fördervorrichtung mit mindestens einem Endlosriemen (38) und...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen autarken Bearbeitungsplatz für eine Bearbeitungsstraße zur Bearbeitung von Werkstücken, wobei der Bearbeitungsplatz durch ein autonomes Basismodul gebildet ist, das aus einem Hilfsaggregat, insbesondere einem eine Steuerelektronik aufweisenden Grundgestell besteht, wobei unterschiedliche, je nach Bearbeitungsart ausgebildete Prozeßmodule in das Basismodul einsetzbar sind, wobei das Basismodul mit einer eigenen ersten Fördervorrichtung zur Förderung eines Werkstücks zu einem nächsten Basismodul versehen ist, und wobei das Basismodul mit einer weiteren, zur ersten Fördervorrichtung gegenläufigen Fördervorrichtung versehen ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Bearbeitungsstraße, die aus erfindungsgemäßen Bearbeitungsplätzen aufgebaut ist gemäß Patentanspruch 5.
Ein derartiger Bearbeitungsplatz ist bspw. aus der Druckschrift DE 36 25 787 C2 bekannt. Diese offenbart eine Montageeinrichtung, die sich aus einer Vielzahl von eigenständigen modularen Arbeitsplatzeinheiten aufbauen läßt. Jede Arbeitsplatzeinheit umfaßt einen vorderen und einen hinteren Längsförderer sowie einen Schaltschrank, der eine Steuereinrichtung aufweist. Zusätzlich zu diesem Schaltschrank können auf den jeweiligen Arbeitsplatzeinheiten zusätzliche elektrische bzw. elektronische Steuergehäuse zur Selbststeuerung der Arbeitseinrichtung wie Pressen, Einsetzer, Greifer, Sortierer aufgesetzt werden, die elektronische programmierbare Steuerungen beinhalten. Der mechanische Aufbau einer solchen Arbeitsplatzeinheit umfaßt ein Grundgestell, auf dem eine mit einem Gewindelochraster versehene Montagetischplatte angeordnet ist. Am Lochraster der Tischplatte können die verschiedenen Einzelkomponenten (Förderer, Arbeitsgeräte, etc.) problemlos befestigt werden.
Der Nachteil bei dieser Montageeinrichtung besteht darin, daß die Steuereinheiten, die zur Steuerung der jeweiligen Einzelkomponenten dienen, keinen festen Platz einnehmen, sondern vielmehr individuell plaziert werden. Dies führt nun unweigerlich dazu, daß auch unterschiedliche Verdrahtungen zwischen der Steuereinheit und dem Schaltschrank bzw. den allgemeinen Versorgungsleitungen vorgenommen werden müssen. Dies schränkt die Flexibilität der einzelnen Arbeitsplatzeinheiten ein und erschwert insbesondere auch die Neugestaltung, den Umbau, etc. solcher Arbeitsplatzeinheiten mit anderen Einzelkomponenten.
Eine Bearbeitungsstraße mit aneinandergereihten Bearbeitungsplätzen ist bspw. aus DE 92 08 584 U1 bekannt. Die darin gezeigten Bearbeitungsplätze weisen jeweils ein Basismodul auf, das mit einer Nutenplatte abgedeckt ist, in deren Nuten ein Prozeßmodul von verschiedenen Prozeßmodulen eingeschoben werden kann. Es können Bearbeitungsplätze für automatische Bearbeitung und Bearbeitungsplätze für manuelle Bearbeitung in der Bearbeitungsstraße angeordnet sein. Die derart ausgebildeten, autarken Bearbeitungsplätze gestatten eine rasche Anpassung an verschiedene Bearbeitungsaufgaben. Die Bearbeitungsstraße läßt sich aber auch aufgrund der autonomen Basismodule und der autonomen Transportvorrichtungen flexibel aufbauen und verhältnismäßig leicht ändern.
Aus der DE 195 04 457 A1 ist eine modulare Fließfertigungsanlage bekannt, die aus einer Vielzahl von Bearbeitungsstationen besteht. Eine solche Bearbeitungsstation setzt sich aus Nebenbahnabschnitten und einem Stationsmodul mit einer Transportstrecke zusammen. Das Stationsmodul entspricht dabei in etwa dem in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Bearbeitungsplatz.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, Bearbeitungsplätze zu schaffen, die sich einfach und schnell mit Einzelkomponenten ausrüsten und sich zu einer Bearbeitungsstraße kombinieren lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem eingangs genannten Bearbeitungsplatz dadurch gelöst, daß die Bearbeitungsplätze mehrere untereinander gleiche Einschubaufnahmen sowie der Anzahl der Einschubaufnahmen entsprechende Schnittstellen für die Steuerung von Prozeßmodulen aufweisen, daß die Prozeßmodule in die Einschubaufnahmen einschiebbar und mit jeweils einer Schnittstelle zur Steuerung versehen sind, und daß die Schnittstellen des Basismoduls und der Prozeßmodule mittels Steckvorrichtungen für elektrische Verbindungen von Stromversorgung und Steuerung sowie für hydraulische und/oder pneumatische Verbindungen miteinander verbindbar sind.
Das heißt mit anderen Worten, daß jeder Bearbeitungsplatz mehrere Einschubaufnahmen aufweist, in die die für die Steuerung der Einzelkomponenten erforderlichen Steuergehäuse (Prozeßmodule) eingesetzt werden können. Der Anschluß an die entsprechenden elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Versorgungsleitungen erfolgt über bereits vorhandene Schnittstellen (jeder Einschubaufnahme ist eine Schnittstelle zugeordnet), so daß das Verlegen von individuellen Leitungen nicht mehr erforderlich ist.
Vorzugsweise umfaßt ein Basismodul vier Einschubaufnahmen und vier Schnittstellen, wobei die Einschubaufnahmen durch unterschiedlich breite Prozeßmodule unterschiedlicher Anzahl belegt werden können.
Gemäß einer Ausbildung der Erfindung sind Basis module für die Aufnahme automatisch arbeitender Prozeßmodule und Basismodule für die Aufnahme von Prozeßmodulen für manuelle Arbeiten vorgesehen. Da die Steuerungsaufgaben für die Bearbeitungsplätze für manuelle Bearbeitung wesentlich geringer als bei automatisch arbeitenden Bearbeitungsplätzen sind, kann die Ausrüstung für die Basismodule für die manuelle Bearbeitung erheblich einfacher sein.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist jede Fördervorrichtung mit mindestens einem Endlosrie men und einer Schnellspanneinrichtung für diesen Riemen ausgerüstet. Insbesondere sind für jede Fördervorrichtung zwei solche Riemen vorgesehen. Von den Riemen werden abhängig von der Steuerelektronik und/oder vom Bearbeiter Werkstückträger bewegt, die in für die Bearbeitung geeig nete Positionen gebracht werden. Die Schnellspanneinrichtung ermöglicht ein schnelles Entfernen des Riemens, wenn dies zum Riemenwechsel oder für das Einfügen der Prozeßmodule notwendig sein sollte.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Schnellspanneinrichtung derart ausgebildet, daß sie nur im entspannten Zustand des Riemens abnehmbar ist. Dadurch wird ein ungewolltes Lösen des Riemens verhindert.
Die Aufgabe wird auch durch eine Bearbeitungsstraße gelöst, die mehrere erfindungsgemäße Bearbeitungsplätze aufweist. Vorzugsweise umfaßt die Bearbeitungsstraße an einem Ende ein als Basismodul dienendes Umlenkmodul. Dieses Umlenkmodul lenkt auf kleinstem Raum die Werkstückträger um.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Bearbeitungsstraße gemäß der Erfindung mit verschiedenen Bearbeitungsplatzmodulen und Umlenkmodulen,
2 eine Seitenansicht einer weiteren Bearbeitungsstraße gemäß der Erfindung mit anders angeordneten Bearbeitungsplatzmodulen und Umlenkmodulen,
3 eine Draufsicht auf die Bearbeitungsstraße der 2,
4 bis 8 eine Draufsicht auf verschiedene Ausführungen einer Bearbeitungsstraße bzw. auf eine Bearbeitungsanlage gemäß der Erfindung,
9 eine Draufsicht auf eine Bearbeitungsstraße zur Darstellung der schnellen Erweiterung dieser Bearbeitungsstraße,
10a–e eine Draufsicht auf einen automatisch arbeitenden Bearbeitungsplatzmodul mit verschiedenen Belegungsmöglichkeiten des Basismoduls durch Prozeßmodule,
11 eine Draufsicht auf die bei der Erfindung verwendeten Transportvorrichtungen,
12 einen Längsschnitt durch eine der Transportvorrichtungen der 11,
13 eine Seitenansicht der Transportvorrichtungen der 11 und
14a–c verschiedene Demontierungsphasen einer Schnellspanneinrichtung der 11.
In 1 ist eine Bearbeitungsstraße aus verschiedenen Bearbeitungsplatzmodulen 1–4 prinzipiell dargestellt, wobei der Bearbeitungsplatzmodul 1 durch einen Umlenkmodul 5 und der Bearbeitungsplatzmodul 4 durch einen Umlenkmodul 6 abgeschlossen ist. Zur besseren Darstellung sind die einzelnen Module im auseinandergerückten Zustand gezeigt. Der Bearbeitungsplatzmodul 1–4 weist einen Basismodul 7–10 auf, wobei diese Basismodule die gleiche Breite L aufweisen. Jeder Basismodul ist mit nicht dargestellten Hilfsaggregaten, insbesondere einer Stromversorgung, einer Steuerdaten liefernden Elektronik, einer Drucklufterzeugungsvorrichtung und einem Bedienpanel, und mit einer Fördervorrichtung versehen, die jeweils zwei parallelgeführte Riemen, wie die Riemen 11, für die Förderhinrichtung und zwei parallelgeführte Riemen, wie die Riemen 12 für die Rückrichtung und eigene, in 1 nicht sichtbare Antriebsmittel umfaßt.
Grundsätzlich sind Bearbeitungsplatzmodule 1, 2 für manuelle Bearbeitung, automatisch arbeitende Bearbeitungsplatzmodule, wie der Bearbeitungsplatzmodul, und Streckenmodule, wie der Streckenmodul 4, vorgesehen. Der Bearbeitungsplatzmodul 1 ist für manuelle Bearbeitung in Nebenschlußtechnik vorgesehen. Er enthält daher weitere Fördervorrichtungen 13–15, durch die das zu bearbeitende Werkstück zur bearbeitenden Person umgeleitet werden kann. Der Bearbeitungsplatzmodul 2 ist mit zwei autonomen Prozeßmodulen 16, 17 ausgerüstet, die kleinere, automatische Bearbeitungen der auf der Rückfördereinheit transportierten Werkstücke vornehmen können, während eine Bearbeitungsperson auf der anderen Seite an der Hinfördereinheit manuelle Bearbeitungen vornehmen kann. Grundsätzlich zeigt 1, daß die manuelle Bearbeitung von zwei Seiten des Bearbeitungsmoduls möglich ist. Der automatisch arbeitende Bearbeitungsplatzmodul weist vier Einschubaufnahmen für maximal vier autonome Prozeßmodule 18 bis 21 auf. Die Basismodule 7–10 sind grundsätzlich mit vier, in 1 nicht dargestellten Schnittstellen in Form von vier Steckerleisten von Hybridsteckvorrichtungen versehen, während die Prozeßmodule 16–21 jeweils mit einer Schnittstelle in Form eines Steckers für diese Hybridsteckvorrichtungen versehen sind. Die Hybridsteckvorrichtungen sind für elektrische Verbindungen der Stromversorgung und der Steuerung sowie für pneumatische (oder/und hydraulische) Verbindungen vorgesehen. Als Prozeßmodule werden solche eingesetzt, die beispielsweise zum Bearbeiten der Werkstücke durch Bohren, Fräsen, Schweißen oder durch Prüfen dienen.
In den 2 und 3 ist eine weitere Bearbeitungsstraße gezeigt, bei der die Reihenfolge der Bearbeitungsplatzmodule abweichend gewählt ist. Auf einen automatisch arbeitenden Bearbeitungsplatzmodul 3 folgen ein Bearbeitungsplatzmodul 2 für manuelle Bearbeitung, ein Bearbeitungsplatzmodul 1' für manuelle Bearbeitung in Nebenschlußtechnik und ein Streckenmodul 4. Der Bearbeitungsplatzmodul 1' ist mit einem Karussell 22 zur Zuführung von Montageteilen versehen. Wie aus 2 hervorgeht, weisen die Basismodule 7–9 jeweils außer einem kastenförmigen Untergestell ein rahmenförmiges Obergestell auf.
Es können aus den beschriebenen Bearbeitungsplatzmodulen leicht Bearbeitungsstraßen oder Bearbeitungsanlagen in beliebiger Anordnungsweise leicht eingerichtet oder geändert werden. So sind in den 4 bis 8 einige Beispiele dafür dargestellt. In 4 ist nur ein Bearbeitungsplatzmodul für manuelle Bearbeitung für die Hinrichtung und kleineren automatischen Bearbeitungen für die Rückrichtung gezeigt. In 5 enthält die Bearbeitungsstraße der Reihe nach einen Modul 3 und zwei Module 2. Die Bearbeitungsstraße in 6 weist der Reihe nach zwei Module 3 und zwei Module 1 auf, während die Bearbeitungsstraße in 8 der Reihe nach vier Module 3 und ein Modul 2 enthält. Die Enden dieser Bearbeitungsstraßen sind jeweils mit Umlenkmodulen 5, 6 abgeschlossen. Die Bearbeitungsanlage in 7 ist aus einer Bearbeitungsstraße mit zwei durch Umlenkmodule 5, 6 abgeschlossene Streckenmodule 4 und zwei weiteren, dazu rechtwinklig angeordneten Bearbeitungsstraßen zusammengesetzt, von denen die linke drei Module 3 mit einem Umlenkmodul 23 und die rechte der Reihe nach ein Modul 3, ein Modul 3' und ein Modul 1 aufweist, das mit einem Umlenkmodul 24 abgeschlossen ist. Das automatisch arbeitende Modul 3' hat die halbe Breite der übrigen Module.
9 zeigt, daß eine aus Bearbeitungsplatzmodulen 1', 3, 3' und Umlenkmodulen 5, 6 bestehende Bearbeitungsstraße leicht durch beispielsweise ein Modul 1' erweitert werden kann, indem die beiden Module 1' aneinandergefügt werden und das Umlenkmodul 5 an die linke Seite des linken Moduls 1' angestellt wird.
Die Bestückung der zugehörigen Basismodule mit unterschiedlichen Prozeßmodulen kann in ganz unterschiedlicher und leichter Weise erfolgen. Zu diesen Zweck sind die betreffenden Prozeßmodule einfach in die Einschubaufnahmen der Basismodule zu schieben, und die Stecker der Prozeßmodule sind in die zugehörigen Steckleisten der Basismodule zu stecken. Die Belegung eines Basismoduls eines automatisch arbeitenden Bearbeitungsplatzmoduls 3 durch Prozeßmodule kann dabei in der in 10 skizzierten Weise erfolgen. Es sind vier Basismodulplätze im Modul 3 (10a) vorgesehen, von denen nach 10b mindestens einer durch einen beispielsweise 40 cm breiten Prozeßmodul 25, nach 10c zwei durch mindestens einen beispielsweise 80 cm breiten Prozeßmodul 26, nach 10d drei durch einen beispielsweise 120 cm breiten Prozeßmodul und nach 10e vier durch einen beispielsweise 160 cm breiten Prozeßmodul eingenommen werden kann bzw. können.
Die in den 11–13 gezeigte, autonome Fördervorrichtung besteht aus zwei Fördereinheiten 29, 30, wobei die Fördereinheit 29 der Hinrichtung und die Fördereinheit 30 der Rückrichtung zugeordnet ist. Jede Fördereinheit besteht im wesentlichen aus einem Elektromotor 31 bzw. 32, einem Riemenscheibenpaar 33 bzw. 34, zwei parallel angeordneten Endlosriemen 35, 36 bzw. 37, 38 und zwei Schnellspanneinrichtungen 39, 40 bzw. 41, 42. Die Fördereinheiten 29, 30 sind auf einem Untergestell 43 (13) des Basismoduls befestigt. Zwei Prozeßmodule 26 können in die Fördereinheit 30 eingreifen, so daß vor deren Einsetzen eine Demontage der Riemen 37, 38 erforderlich sein kann. Unter der Fördereinheit 29 sind die angedeuteten Steckverbindungsvorrichtungen, wie die Steckverbindungsvorrichtung 48, angeordnet.
In 14 sind die einzelnen Phasen der Demontage eines Riemens, beispielsweise des Riemens 38, durch eine Schnellspanneinrichtung, beispielsweise Schnellspanneinrichtung 42, im Prinzip dargestellt. In der Phase der 14a wird eine Umlenkrolle 44 für den Riemen 38 aufweisendes Spannstück 45 entriegelt und nach innen bewegt. Die Schnellspanneinrichtung ist dabei so ausgebildet, daß nur im entspannten Zustand des Riemens 38 ein Gurtführungsblech 46 nach 14b und das Spannstück 45 nach 14c nach oben entfernt werden können. Auf diese Weise lassen sich die Riemen auch bei Verschleiß auswechseln.

Claims

Autarker Bearbeitungsplatz für eine Bearbeitungsstraße zur Bearbeitung von Werkstücken, wobei der Bearbeitungsplatz durch ein autonomes Basismodul gebildet ist, das aus einem Hilfsaggregat, insbesondere einem eine Steuerelektronik, aufweisenden Grundgestell besteht, wobei unterschiedliche, je nach Bearbeitungsart ausgebildete Prozeßmodule in das Basismodul einsetzbar sind, wobei das Basismodul mit einer eigenen, ersten Fördervorrichtung zur Förderung eines Werkstücks zu einem nächsten Basismodul versehen ist, und wobei das Basismodul mit einer weiteren, zur ersten Fördervorrichtung gegenläufigen Fördervorrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Basismodul (7 bis 10) mehrere, untereinander gleiche Einschubaufnahmen sowie der Anzahl der Einschubaufnahmen entsprechende Schnittstellen für die Steuerung von Prozeßmodulen aufweist, daß Prozeßmodule in die Einschubaufnahmen einschiebbar und mit jeweils einer Schnittstelle zur Steuerung versehen sind, daß die Schnittstellen des Basismoduls und der Prozeßmodule mittels Steckvorrichtungen (48) für elektrische Verbindungen von Stromversorgung und Steuerung sowie für hydraulische und/oder pneumatische Verbindungen miteinander verbindbar sind, und daß jede Fördervorrichtung mit mindestens einem Endlosriemen (38) und einer Schnellspanneinrichtung (42) für diesen Riemen ausgerüstet ist.
Bearbeitungsplatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Basismodul vier Einschubaufnahmen und vier Schnittstellen vorhanden sind.
Bearbeitungsplatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellspanneinrichtung (42) derart ausgebildet ist, daß sie nur im entspannten Zustand des Riemens (38) abnehmbar ist.
Bearbeitungsstraße mit zumindest zwei Bearbeitungsplätzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Bearbeitungsstraße nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Basismodule (9) für die Aufnahme automatisch arbeitender Prozeßmodule (18 bis 21) und Basismodule (7, 8) für die Aufnahme von Prozeßmodulen für manuelle Arbeiten vorgesehen sind.
Bearbeitungsstraße nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem Basismodul am Ende einer Bearbeitungsstraße ein Umlenkmodul (5, 6) zugeordnet ist.