DE19741671A1 - Bearbeitungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Eine derartige Bearbeitungsanlage ist durch die DE-U1-92 08 584 bekannt. Dort ist die Bearbeitungsanlage aus nebeneinandergestellten autarken Bearbeitungs­ plätzen in Form eines Karrees gebildet, wobei die parallelen Zweige des Karrees durch Umlenkbögen abgeschlossen sind. Die Bearbeitungsplätze weisen jeweils ein Basismodul auf, das mit einer Nutenplatte abgedeckt ist, in deren Nuten eine Prozeßmodul von verschiedenen Prozeßeinheiten eingeschoben werden kann. Es können Bearbeitungsplätze für automatische Bearbeitung und Bearbeitungsplätze für manuelle Bearbeitung in der Bearbeitungsanlage an­ geordnet sein. Die derart ausgebildeten, autarken Bearbeitungsplätze gestatten eine rasche Anpassung an verschiedene Bearbeitungsaufgaben. Die Bear­ beitungsanlage läßt sich aber auch aufgrund der autonomen Basismodule und der autonomen Transportvorrichtungen flexibel aufbauen und verhältnismäßig leicht ändern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bearbeitungsanlage der im Ober­ begriff des Anspruchs genannten Art zu schaffen, die mit einer wesentlich geringeren Anzahl an Basismodulen auskommt, einen flexibleren Einsatz von Prozeßeinheiten zuläßt und zugleich das Auswechseln von Prozeßeinheiten noch weiter vereinfacht.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Anwender kann nach Ausbau der Prozeßeinheiten die verbleibenden produktneutralen Basismodule für eine neue Aufgabe weiter verwenden.

Diese Bearbeitungsanlage mit Linienstruktur wird ferner dadurch kompakter, daß pro Basismodul mehrere Prozeßeinheiten vorgesehen sein können, die über Steckverbindungen mit dem Basismodul einfach verbunden werden können. Ein Basismodul kann vorzugsweise mit vier Aufnahmeplätzen für Prozeß­ einheiten und vier Schnittstellen zur Steuerung versehen sein. Die Aufnahme­ plätze können durch unterschiedlich breite Prozeßeinheiten unterschiedlicher Anzahl belegt werden.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist jedes Basismodul der Bearbeitungsplätze mit einer weiteren, zur ersten Fördervorrichtung gegen­ läufigen Fördervorrichtung versehen. Anstelle der Karreestruktur wird damit eine Linienstruktur vorgeschlagen. Dabei wird aufgrund der Vereinigung der Transportvorrichtungen für Vorlauf und Rücklauf in einem Basismodul die An­ zahl der benötigten Basismodule wesentlich vermindert.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind Basismodule für die Auf­ nahme automatisch arbeitender Prozeßeinheiten und Basismodule für die Auf­ nahme von Prozeßeinheiten für manuelle Arbeiten vorgesehen. Da die Steue­ rungsaufgaben 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 umfassen die Steiß­ vorrichtungen Steckverbinder für pneumatische oder/und hydraulische Verbin­ dungen. Dadurch sind für die Bearbeitung erforderliche Leitungen, die beispielsweise für die Be- und Entlüftung des Bearbeitungsplatzes oder für die Zu- und Ableitung von Kühlflüssigkeit dienen, durch die Steckvorrichtungen miterfaßt, so daß die Auswechslung der Prozeßmodule auch hinsichtlich sol­ cher Erfordernisse einfach ist.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist jede Fördervorrichtung mit mindestens einem Endlosriemen und einer Schnellspanneinrichtung für diesen Riemen ausgerüstet. Insbesondere sind für jede Fördervorrichtung zwei solche Riemen vorgesehen. Von den Riemen werden abhängig von der Steuer­ elektronik oder/und vom Bearbeiter Werkstückträger bewegt, die in für die Bearbeitung geeignete Positionen gebracht werden. Die Schnellspannein­ richtung ermöglicht ein schnelles Entfernen des Riemens, wenn dies zum Riemenwechsel oder für das Einfügen der Prozeßeinheit notwendig sein sollte.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Schnell­ spanneinrichtung derart ausgebildet, daß sie nur im entspannten Zustand des Riemens abnehmbar ist. Dadurch wird ein ungewolltes Lösen des Riemens verhindert.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist mindestens einem End­ basismodul ein Umlenkmodul beigestellt. Dieses Umlenkmodul lenkt auf kleinstem Raum die Werkstückträger um.

Die Erfindung betrifft auch eine Bearbeitungsanlage, in der zwei oder mehrere nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildete Bearbeitungsanlage recht­ winklig zueinander angeordnet sind.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Bearbeitungsanlage gemäß der Erfindung mit verschiedenen Bearbeitungsplatzmodulen und Umlenkmodulen,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer weiteren Bearbeitungsanlage gemäß der Erfindung mit anders angeordneten Bear­ beitungsplatzmodulen und Umlenkmodulen,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Bearbeitungsanlage der Fig. 2,

Fig. 4 bis 8 eine Draufsicht auf verschiedene Ausführungen einer Be­ arbeitungsanlage gemäß der Erfindung,

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Bearbeitungsanlage zur Darstellung der schnellen Erweiterung dieser Bearbeitungsanlage,

Fig. 10a-e eine Draufsicht auf einen automatisch arbeitenden Be­ arbeitungsplatzmodul mit verschiedenen Belegungsmöglich­ keiten des Basismoduls durch Prozeßeinheiten,

Fig. 11 eine Draufsicht auf die bei der Erfindung verwendeten Fördervorrichtungen,

Fig. 12 einen Längsschnitt durch eine der Fördervorrichtungen der Fig. 11,

Fig. 13 eine Seitenansicht der Fördervorrichtungen der Fig. 11 und

Fig. 14a-c verschiedene Demontierungsphasen einer Schnellspannein­ richtung der Fig. 11.

Fig. 15 eine Seitenansicht eines auf einem Transportwagen beförderten Prozeßmoduls,

Fig. 16 das in Fig. 15 dargestellte Prozeßmodul nach dem Ein­ schub in die Einschubaufnahme eines Basismoduls,

Fig. 17 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung einer Bear­ beitungsanlage,

Fig. 18 eine Draufsicht auf die Bearbeitungsanlage der Fig. 17 und

Fig. 19 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführung einer Bear­ beitungsanlage.

In Fig. 1 ist eine Bearbeitungsanlage aus verschiedenen Bearbeitungsplatz­ modulen 1-4 prinzipiell dargestellt, wobei der Bearbeitungsplatzmodul 1 durch einen Umlenkmodul 5 und der Bearbeitungsplatzmodul 4 durch einen Um­ lenkmodul 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 lie­ fernden Elektronik, einer Drucklufterzeugungsvorrichtung und einem Bedien­ panel, und mit einer Fördervorrichtung versehen, die jeweils zwei parallel­ geführte Riemen, wie die Riemen 11, für die Förderhinrichtung und zwei pa­ rallelgeführte Riemen, wie die Riemen 12 für die Rückrichtung und eigene, in Fig. 1 nicht sichtbare Antriebsmittel umfaßt.

Grundsätzlich sind Bearbeitungsplatzmodule 1, 2 für manuelle Bearbeitung, automatisch arbeitende Bearbeitungsplatzmodule, wie der Bearbeitungsplatz­ modul, und Streckenmodule, wie der Streckenmodul 4, vorgesehen. Der Be­ arbeitungsplatzmodul 1 ist für manuelle Bearbeitung in Nebenschlußtechnik vorgesehen. Er enthält daher weitere Fördervorrichturigen 13-15, durch die das zu bearbeitende Werkstück zur bearbeitenden Person umgeleitet werden kann. Der Bearbeitungsplatzmodul 1 ist mit zwei autonomen Prozeßeinheiten 16, 17 ausgerüstet, die kleinere, automatische Bearbeitungen der auf der Rückförder­ einheit transportierten Werkstücke vornehmen können, während eine Bear­ beitungsperson auf der anderen Seite an der Hinfördereinheit manuelle Be­ arbeitungen vornehmen kann. Grundsätzlich zeigt Fig. 1, daß die manuelle Bearbeitung von zwei Seiten des Bearbeitungsmoduls möglich ist. Der auto­ matisch arbeitende Bearbeitungsplatzmodul weist vier Einschubaufnahmen für maximal vier autonome Prozeßeinheiten 18 bis 21 auf. Die Basismodule 7-10 sind grundsätzlich mit vier, in Fig. 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 Prozeßeinheit werden solche eingesetzt, die beispielsweise zum Bearbeiten der Werkstücke durch Bohren, Fräsen, Schweißen oder durch Prüfen dienen.

In den Fig. 2 und 3 ist eine weitere Bearbeitungsanlage gezeigt, bei der die Reihenfolge der Bearbeitungsplatzmodule abweichend gewählt ist. Auf einen automatisch arbeitenden Bearbeitungsplatzmodul 3 folgen ein Bearbeitungs­ platzmodul 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 Fig. 2 hervorgeht, weisen die Basismodule 7-9 jeweils außer einem kastenförmigen Untergestell ein rahmenförmiges Ober­ gestell auf. Steckbare flexible Energieankopplung pneumatisch (10) und elektrisch (11).

Es können aus den beschriebenen Bearbeitungsplatzmodulen leicht oder Bearbeitungsanlagen in beliebiger Anordnungsweise leicht eingerichtet oder geändert werden. So sind in den Fig. 4 bis 3 einige Beispiele dafür dargestellt. In Fig. 4 ist nur ein Bearbeitungsplatzmodul für manuelle Bear­ beitung in Verrichtungsweiter (Bearbeitung) Montage gezeigt. In Fig. 5 enthält die Bearbeitungsanlage der Reihe nach einen Modul 3 und zwei Module 2. Die Bearbeitungsanlage in Fig. 6 weist der Reihe nach zwei Module 3 und zwei Module 1 auf, während die Bearbeitungsanlage in Fig. 8 der Reihe nach vier Module 3 und ein Modul 2 enthält. Die Enden dieser Bearbeitungsanlage sind jeweils mit Umlenkmodulen 5, 6 abgeschlossen. Die Bearbeitungsanlage in Fig. 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 2 abgeschlossen ist. Das automatisch arbeitende Modul 3' hat die halbe Breite der übrigen Module.

Fig. 9 zeigt, daß eine aus Bearbeitungsplatzmodulen 1', 3, 3' und Umlenk­ modulen 5, 6 bestehende Bearbeitungsanlage 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' ange­ stellt wird.

Die Bestückung der zugehörigen Basismodule mit unterschiedlichen Prozeß­ modulen kann in ganz unterschiedlicher und leichter Weise erfolgen. Zu diesem Zweck sind die betreffenden Prozeßeinheiten einfach in die Einschubaufnahmen der Basismodule zu schieben, und die Stecker der Prozeß­ einheit sind in die zugehörigen Steckleisten der Basismodule zu stecken. Die Belegung eines Basismoduls eines automatisch arbeitenden Bear­ beitungsplatzmoduls 3 durch Prozeßeinheit kann dabei in der in Fig. 10 skizzierten Weise erfolgen. Es sind vier Basismodulplätze im Modul 3 (Fig. 10a) vorgesehen, von denen nach Fig. 10b mindestens einer durch einen beispielsweise 40 cm breiten Prozeßmodul 25, nach Fig. 10c zwei durch mindestens einen beispielsweise 80 cm breiten Prozeßmodul 26, nach Fig. 10d drei durch einen beispielsweise 120 cm breiten Prozeßmodul und nach Fig. 10e vier durch einen beispielsweise 160 cm breiten Prozeßmodul eingenommen werden kann bzw. können.

Die in den Fig. 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 (Fig. 13) des Basismoduls befestigt. Zwei Prozeßeinheiten 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 Steck­ verbindungsvorrichtungen, wie die Steckverbindungsvorrichtung 48, an­ geordnet.

In Fig. 14 sind die einzelnen Phasen der Demontage eines Riemens, beispiels­ weise des Riemens 38, durch eine Schnellspanneinrichtung, beispielsweise Schnellspanneinrichtung 42, im Prinzip dargestellt. In der Phase der Fig. 14a wird eine Umlenkrolle 44 für den Riemen 38 aufweisendes Spannstück 45 ent­ riegelt und nach innen bewegt. Die Schnellspanneinrichtung ist dabei so ausgebildet, daß nur im entspannten Zustand des Riemens 38 ein Gurt­ führungsblech 46 nach Fig. 14b und das Spannstück 45 nach Fig. 14c nach oben entfernt werden können. Auf diese Weise lassen sich die Riemen auch bei Prozeßumbauten schnell demontieren.

In Fig. 15 ist ein Prozeßmodul näher dargestellt, der als Prozeßmodul 16-21 verwendet werden kann. Dieser Prozeßmodul besteht im Wesentlichen aus einem Adapter 50, einer auf einer Tischplatte montierten Bear­ beitungsmaschine 51, einem zu dem Adapter gehörenden Träger 52 und einem an diesem Träger befestigten Prozeßsteuerung 53, in dem insbesondere eine Stromversorgungseinrichtung und eine Steuerelektronik untergebracht sind. Die vorgenannte Schnittstelle 48 ist auf der Seite des Prozeßmoduls durch einen elektrischen Hybridstecker 54 und einen pneumatischen Stecker 55 gebildet.

Dieser Prozeßmodul wird von einem Transportwagen 56 befördert, die mit einer Hubvorrichtung und einer daran angebrachten Gabel 57 versehen ist, die den Adapter 50 untergreift. Mit diesem Transportwagen wird der Prozeßmodul 50-55 in die Einschubaufnahme des in Fig. 16 dargestellten Basismoduls 58 eingefahren. Das Basismodul 58 ist, wie bereits erwähnt, mit einem Stationssteuerung 59 ausgerüstet, das insbesondere eine Stromversorgungseinrichtung, eine Steuerdaten liefernde Elektronik, eine Drucklufterzeugungsvorrichtung und eine Schnittstelle in Form einer nicht dargestellten, elektrischen Buchsenleiste aufweist. Der elektrische Stecker 54 wird nun in diese Buchsenleiste gesteckt, während der pneumatische Stecker 55 mit der Drucklufterzeugungsvorrichtung verbunden wird. Damit ist der den Prozeßmodul 50-55 und den Basismodul 58 enthaltende Bearbeitungsplatz nach Laden eines Software-Moduls betriebsfertig.

Die in Fig. 17 und 18 dargestellte, weitere Ausführung einer Bearbei­ tungsanlage ist ähnlich der in den Fig. 2, 3 gezeigten Ausführung aufge­ baut. Statt des manuellen Bearbeitungsplatzmoduls 2 ist jedoch ein Bearbei­ tungsplatzmodul 1'' vorgesehen, das gegenüber dem Modul 1' nicht in Neben­ schlußtechnik arbeitet, sondern nur mit einem Karussell 22 zur Zuführung von Montageteilen versehen ist.

Die in Fig. 19 dargestellte, weitere Ausführung einer Bearbeitungsanlage ist ähnlich der in den Fig. 2, 4 gezeigten Ausführung aufgebaut. Statt des manuellen Bearbeitungsplatzmoduls 2 ist jedoch ein Bearbeitungsplatzmodul 1'' vorgesehen, das gegenüber dem Modul 1' nicht in Nebenschlußtechnik arbeitet, sondern nur mit einem Karussell 22 zur Zuführung von Montageteilen versehen ist.

Die in Fig. 19 dargestellte, komplexere Ausführung einer Bearbeitungsanlage besteht aus einem Vertikalteil 60, und zwei Horizontalteilen 61, 62. Der mit Umlenkmodulen abgeschlossene Vertikalteil weist in Reihe zwei manuelle Arbeitsplatzmodule 63, 64 auf, die ähnlich den Modulen 1', jedoch ohne Karussell aufgebaut sind, einen Streckenanschlußmodul 65 und einen Strecken­ anschlußmodul 66 auf.

Das Streckenanschlußmodul 65 ist mit einem Anschlußteil 67 zum Anschluß des Horizontalteils 62 ausgerüstet; dieses Anschlußteil ist mit gegenläufigen Fördervorrichtungen ausgerüstet. Der Horizontalteil 62 besteht im übrigen aus Bearbeitungsplatzmodulen 3, 3' und einem Umlenkmodul.

Das Streckenanschlußmodul 66 ist mit zwei Anschlußteilen 68, 69 versehen, die jeweils wie das Anschlußteil 67 ausgebildet sind. An den Anschlußteil 69 ist ein automatischer Bearbeitungsplatzmodul 3 angestellt, während an den An­ schlußteil 68 eine Reihe aus drei Bearbeitungsplatzmodulen 3 angestellt ist. Der Horizontalteil 61 ist mit Umlenkmodulen abgeschlossen. Die jeweils vier Plätze aufweisenden Module 3 des Horizontalteils 61 können unterschiedlich mit Prozeßmodulen belegt sein. Beispielsweise kann das erste Modul 3 mit einem einzigen Prozeßmodul von einer Platzbreite, das zweite Modul 3 mit einem Prozeßmodul von zweifacher Platzbreite und das vierte Modul 3 mit zwei Prozeßmodulen von jeweils einer Platzbreite belegt sein.

Claims (9)

1. Bearbeitungsanlage aus autarken Bearbeitungsplätzen zur Bearbeitung von Werkstücken, bei der die Bearbeitungsstationen durch autonome Basismodule mit auswechselbaren Prozeßeinheiten gebildet sind, wobei die Basismodule jeweils aus einem ein Hilfsaggregat, insbesondere eine Steuerelektronik, aufweisenden Grundgestell bestehen, jeweils mindestens eine Prozeßeinheit aufnehmen und jeweils mit einer eigenen, ersten Fördervorrichtung zur Förderung eines Werkstücks zum nächsten Basismodul versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß installationstechnisch autarke Prozeßmodule (50-55, Fig. 15) vorgesehen sind, daß jedes Basismodul (7-10) mit mehreren unter­ einander gleichen Aufnahmen für diese Prozeßmodule und mit einer der Anzahl (vier) der Aufnahmen entsprechenden Schnittstellen (48) für die Steuerung der Prozeßmodule versehen ist und daß die Schnittstellen (48) der Prozeßmodule (50-55) mit dem Basismodul (58) mittels Steckverbindungen (54, 55) miteinander verbindbar sind.

2. Bearbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Basismodul (7-10) mit einer weiteren, zur ersten Förder­ vorrichtung (11) gegenläufigen Fördervorrichtung (12) versehen ist.

3. Bearbeitungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Basismodul vier Einschubaufnahmen (Fig. 10) und vier Schnitt­ stellen vorhanden sind.

4. Bearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Basismodule (9) für die Aufnahme automatisch arbeitender Prozeß­ module (18-21) und Basismodule (7, 8) für die Aufnahme von Prozeß­ einheiten für manuelle Arbeiten vorgesehen sind.

5. Bearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckvorrichtungen (48) Steckverbindungen für pneumatische oder/und hydraulische und elektrische Verbindungen umfassen.

6. Bearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Fördervorrichtung mit mindestens einem Endlosriemen (38) und einer Schnellspanneinrichtung (42) für diesen Riemen ausgerüstet ist.

7. Bearbeitungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellspanneinrichtung (42) derart ausgebildet ist, daß sie nur im entspannten Zustand des Riemens (38) abnehmbar ist.

8. Bearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem Endbasismodul (1, 4) ein Umlenkmodul (5, 6) beigestellt ist.

9. Bearbeitungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildete Bearbeitungsanlagen rechtwinklig zueinander angeordnet sind.