DE2601823C2

DE2601823C2 - Anordnung zum Überwachen und Steuern der taktweisen Fliesfertigung von Werkstücken, insbesondere Karosserieteilen

Info

Publication number: DE2601823C2
Application number: DE2601823A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 7240 Horb Gollmwar; Oswald 7032 Sindelfingen Ostrowski; Hanns Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Rössler
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1976-01-20
Filing date: 1976-01-20
Publication date: 1984-04-12
Also published as: FR2338769A1; DE2601823A1; FR2338769B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Überwachen und Steuern der taktweisen Fließfertigung von Werkstücken, Insbesondere Karosserietellen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 18 09 745 als bekannt hervorgeht.

Bei der dort gezeigten Anordnung handelt es sich um die Steuerung einer Vielzahl von Werkzeugmaschinen, mit denen unterschiedliche Rohlinge zu unterschiedlichen fertigen Werkstücken bearbeitet werden sollen. Jedem Rohling Ist eine Begleitplakette zugeordnet, auf der eine optisch abtastbare binärcodierte Information über die Fertigung aufgebracht wird. Die Binärcodierung enthält Informationen über die zu fertigende Werkstückart und den Fertigungszustand. Nach jedem Fertlgungs- M schritt wird die Information erweitert. Vor Eingang In eine weitere Fertigungslinie wird die Information abgetastet und an einen zentralen On-Llne-Computer geleitet, der aufgrund der Identifizierung der Bauteilart und des Fertigungszustandes ein Fertigungsprogramm für die nächste Arbeltsstation auswirft, aufgrund dessen die Arbeitsstation entsprechend eingerichtet wird zur Ausführung des nächstfolgenden erforderlichen Arbeltsganges. Nachteilig an dieser Fertlgungssteuerung Ist, daß die den Werkstücken bzw. den entsprechenden Rohlingen zugeordnete Information an gesonderten Plaketten angebracht Ist, die verlorengehen oder vertauscht werden können. Außerdem ist eine Abfragung der mit den Werkstücken mitgeführten Informationen seitens eines zentralen Computers sowie eine Umsetzung darin und ^br> zentrale Ansteuerung der Fertigungsstationen erforderlich, wodurch ale Fertigungseinrichtung kompliziert und störanfällig wird. In einer anderen ähnlichen bekannten Anordnung (vergleiche US-PS 30 99 873) werden je nach Art des zu bearbeitenden identifizierbaren Werkstücks mehrere Programme in einem zentralen Steuerungscomputer bereitgehalten und entsprechend der Werkstückidentifikation in einer Bearbeitungsstation aktiviert, wobei jedoch keine näheren Angaben über die Art der Identifizierung der Werkstücke gemacht werden.

Es ist auch bekannt, codierte Informationen unmittelbar auf den Gegenständen selber anzubringen (DE-AS 17 74 490). Nachteilig an der dort geschilderten Kennzeichnung ist, daß diese durch Verschmutzung oder durch Überlackieren unleserlich oder völlig beseitigt wird.

Bekannt sind auch werkstückgebundene Informationsträger, die auch In einem rauhen Werkstattbetrieb ihre Funktion beibehalten (US-PS 27 61 229). Dort ist eine temperaturbeständige und deutlich erkennbare Markierung von Walzknüppeln bzw. Brammen gezeigt. Aufgrund der Markierung sollen Brammen gleichen äußeren Aussehens aber unterschiedlicher Werkstoffqualität in glühendem Zustand im Ofen rasch und deutlich unterscheidbar sein. Bei der Markierung handelt es sich um ein temperaturbeständiges anschweißbares Blechstück, dessen Glühfarbe bei der erforderlichen Aufwärmtemperatur der Bramme wesentlich dunkler Ist als die der Bramme selber und sich dementsprechend von der Bramme deutlich abhebt. Die Markierungsbleche haben unterschiedliche Außenkontur und sind dadurch vom Walzwerkarbeiter unterscheidbar. Diese Veröffentlichung enthält jedoch keine Hinweise auf die taktweise Steuerung der Fließfertigung von variablen Einzeltellen.

Im Automobilbau Ist man bestrebt, dem Käufer Sonderwünsche hinsichtlich der Ausstattung des Wagens zu ermöglichen. Sehr viele Sonderwünsche müssen bereits beim Karosserle-Rohbau berücksichtigt werden, well Irgendwelche Durchbrüche, Anschwelßtelle, Anschrauböffnungen oder dergleichen angebracht werden müssen. Betroffen sind In dieser Hinsicht vor allem die Stirnwand zwische.n dem Fahrgastraum oder Motorraum und der Karosserleboden. Bei der Stirnwand beispielsweise muß bei der Herstellung dieses Karosserieeinzelteils bereits berücksichtigt werden, ob der entsprechende Wagen In Rechtslenkerbauart oder Linkslenkerbauart ausgebildet wird, ob Mittelschaltung oder Lenkradschaltung, ob automatisches oder mechanisches Getriebe gewünscht wird, ob automatische Fensterheber und/oder eine Klimaanlage eingebaut werden sollen oder nicht. Beim Rohbau der Karosserle insgesamt müssen je nach Umfang des Sonderwunschprogrammes mindestens dreißig Sonderwünsche berücksichtigt werden. Die Änderungen bzw. Vorkehrungen, die für derartige Sonderwünsche erforderlich sind, mögen teilweise zwar nur klein sein, sie müssen aber trotzdem beim Rohbau ausgeführt werden, well ein nachträgliches Anbringen dieser Abänderungen, wenn nicht unmöglich, so doch nur mit unvertretbar hohem Kostenaufwand möglich ist. Ein Fehler bei der Fertigung von Sonderwunsch-Detalls erfordert meist ein Herausnehmen des Wagens aus der Fließfertigung und ein gesondertes Einbauen des Sonderwunsches. Eine falsche Paarung von Sonderwünschen kann den betreffenden Wagen, Insbesondere bei ausgefallenen teueren Sonderwünschen, nur mit Preisnachlässen noch verkäuflich machen. Irrtümliche Sonderwunsch-Details müssen In kostspieliger Handarbeit beseitigt werden. Aus diesem Grunde müssen die Sonderwunsch-Details sehr gewissenhaft bei der Rohbaufertigung ausgeführt werden. Solange die Produktionsdaten aus einer Produktionsliste In die entsprechenden Maschinen lediglich manuell und

visuell übertragen wurden, gab es verschiedene Fehlerquellen, nämlich Lesefehler und Eingabefehler. Gerade wegen der Monotonie eines solchen Übertragens von Produktionsdaten und der geforderten großen Zuverlässigkeit erforderte eine solche Tätigkeit eine sehr starke Konzentration; die entsprechenden Personen mußten ntch etwa 2 Stunden abgewechselt und anderweitig beschäftigt werden. Zwar kann man unter Zuhilfenahme von neueren Steuerungstechniken der eingangs geschilderten Art Personen von solcher Monotonie entlasten und dadurch bedingte Fehlermöglichkeiten beseitigen. Nachteilig bleibt aber auch dann noch, daß die Einzelteile nach Betriebsunterbrechungen, Störungen oder dergleichen schwer wle-iererkennbar und in den Produktionsfluß einordbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, die zugrundegelegte bekannte Anordnung dahingehend zu verbessern, daß die Codierung In der Fertigung auch nach Strömungen und Werkstückvertauschungen bzw. Umstapelungen noch erhalten bleibt und daß auch ein zuverlässiges und betriebssicheres Arbeiten In schmutziger Umgebung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Die spezielle Anordnung und Ausbildung der Binärcodierung als lineares Lochmuster an einem Anschweißflansch des Blechbauteiles stört die spätere Funktion des Werkstükkes In keiner Weise, gewährleistet aber eine sichere Erkennung der Information auch bei starker Verschmutzung oder In lackiertem Zustand und auch bei Werkstuckerschütterungen. Die Flansche werden beic. Zusammenbau zu einer Karosserle durch eine Fläche am Gegenbauteil abgedeckt, so daß Löcher oder Schlitze darin unschädlich sind. Im übrigen sind die am Bauteilrand befindlichen Anschweißflansche bei den Einzelteilen leicht zugänglich. Dank der Verwendung von an sich bekannten Gabelluftschranken als Abtaster für die Information kann dlesd betriebssicher und berührungsfrei gelesen werden, da diese auch in schmutziger Umgebung zuverlässig arbeiten. Gabelluftschranken lassen sich Im übrigen auch ohne gegenseitige Beeinflussung In engem Abstand zu einem Leseblock vereinigen. Für eine derartige Anordnung und Ausgestaltung der werkstückgebundenen Information bot der Stand der Technik keinerlei naheliegenden Hinwels.

Bei der Fertigung so teuerer Einheiten wie Automobile Ist es besonders wichtig, daß Ausschuß vermieden wird, d. h., die Sicherheit der Fertigungssteuerung muß besonders hoch sein. Ein Fehler In einer automatischen Ablesung bzw. In der entsprechenden Einrichtung muß so früh wie möglich erkannt werden. Deswegen ist es vorteilhaft, wenn die Leseeinrichtungen der Arbeitsstationen regelmäßig, vorzugsweise nach jedem Arbeltstakt selbsttätig auf Funktion kontrolliert werden. Hierzu kann vorgesehen sein, daß die Zuluft für alle Gabelluftschranken während des Taktwechsels vorübergehend abschaltbar Ist. Während der Abschaltzelt der Zuluft wird das Ausgangssignal für jeden Bit einer jeden Leseeinrichtung selbsttätig beobachtet und bei Stehenbleiben - beim Zuluftabschalten - oder beim Ausbleiben - beim Wiedereinschalten der Zuluft - eines Ausgangssignales wird Alarm gegeben, well Irgendeine Störung vorliegen muß. Eine andere Möglichkeit einer Funktionskontrolle besteht darin, daß die Gabelluftschranken während des Taktwechsels vorübergehend abdeckbar sind. Auch hler wird laufend das Ausgangssignal für jeden Bit der Leseeinrichtung selbsttätig beohachtet und bei Stehenbleiben eines Ausgangssignales - beim Abdecken - oder beim Ausbleiben eines Ausgangssignales - beim Wiederfreilegen - wird ebenfalls Aiarm gegeben, weil solches eine Störung indiziert.

Die hler vorgeschlagene werkstückgebundene maschi- -, nenlesbare Information Ist Im übrigen weit über den Rahmen der Fertigung des betreffenden Einzelteiles hinaus verwertbar. Sie ermöglicht, die Sonderwünsche von Kraftfahrzeugen wesentlich sicherer zu fertigen und die Eluzelteile zu koordinieren und das Sondurwunschpro-

Ki gramm ohne Einbußen an Fertigungssicherheit und Fertigungskosten zu erweitern. Bei Fahrzeugkarosserien bieten die werkstückgebundenen Informationen eine gute Kontrollmöglichkeit bei Typenschlldvertauschungen, wie sie bei Zollschmuggel und Diebstahl vielfach vorkommen, um eine andere Identität des Fahrzeuges vorzutäuschen. Sind in dem Typenschild auch die Sonderwünsche des betreffenden Wagens In codierter Form enthalten und finden sich diese Informationen an vielen unbekannten und schwer zugänglichen und überlackierten Stellen

2» der Karosserle verstreut wleuer, so ist eine betrügerische Unregelmäßigkeit der angesprochenen Art auch bei Fahrzeugumbau leicht nachweisbar.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Beispieles noch kurz erläutert; von den Figuren zeigt Flg. 1 einen Ausschnitt eines Karosserlebauteiles mit einer in einem Anschweißflansch angebrachten Blt-Relhe in Form eines Lochmusters und
Fig. 2 und 3 das Wirkprinzip der Gabelluftschranke. Die sogenannte Stirnwand einer PkW-Karosserie, die

i» den Fahrgastraum gegenüber dem Motorraum begrenzt, ist ein Karosserlebauteil, welches sehr viele Details enthält, die gemäß Sonderwünschen angebracht oder nicht angebracht werden müssen. Hier selen an relevanten Sonderwünschen bzw. Sonderausführungen belsplelsweise erwähnt:

Linkslenkerausl'ührung - Rechtslenkerauslührung Lenkradschaltung - Mittelschaltung

mechanisches - automatisches Getriebe

Klimaanlage ja - nein

automatische
Fensterhebeanlage ja - nein

Diese Aufzählung Ist unvollständig. Well durch die Stirnwand sehr viele Bedlenungs- und Versorgungselemente hindurchgeführt sind und well die Stirnwand bedlenungsseitlg wie motorraumseitig als Halte- und Befestigungswand für alle möglichen Elemente dient, wirken sich sehr viele Sonderwünsche In irgendeiner Weise auf die Stirnwand aus.

Die für Linkslenkerausführung bestimmten Stirnwände werden zunächst alle untereinander gleich bis zu einem bestimmten Zustand durch Pressen und Tiefziehen hergestellt; desgleichen die für Rechtslenkerausführung bestimmten Stirnwände (Stirnwand-Rohlinge). Nun werden die Stirnwand-Rohlinge In eine mehrere Stationen umfassende Sonderstraße eingelegt. In der ersten Station dieser Straße wird bei jedem Stirnwand-Rohling an einem Schweißflansch ein Individuelles Lcchmuster eingestanzt. Jeder Bit dieser Lochreihe bedeutet einen

m> Sonderwunsch. Ist ein Bit ein Loch, so wird der betreffende Sonderwunsch gefertigt; Ist er kein Loch, wird er nicht gefertigt. Dieses Lochmuster ist von einem maschinenlesbaren Typenschild abgeleitet; das Typenschild gehört zu der Karosserle bzw. zu dem Personenkraftwa-

*>"> gen, zu der die Stirnwand auch einmal gehören soll. Ebenso geschieht es mit anderen variablen Karosserleeinzelteilen. Auf diese Welse ist sichergestellt, daß die verschiedenen Einzeltelle der Karosserien In einer passenden

Reihenfolge gefertigt und koordiniert werden, d. h., daß die zusammengehörigen Sonderwünsche auch wirklich in einer bestimmten Karosserie zusammenlaufen.

In der Sonderstraße ist in jeder Arbeitsstation ein Leser für die Bit-Reihe angeordnet. Die Werkzeuge einer jeden Arbeitsstation können - mittelbar gesteuert durch den Stationenleser - bei jedem Takt in Funktionsstellung bzw. -bereitschaft oder in einen wirkungslosen Zustand gebracht werden, je nachdem, ob der Leser an der dem zu fertigenden Sonderwunsch entsprechenden Stelle in der Bit-Reihe ein Loch oder eine geschlossene Fläche abtastet.

In der Sonderstraße können neben den Sonderwünschen auch Standardmerkmale der Stirnwand gefertigt werden, die also in jeder Stirnwand ohne Alternative eindeuijg angebracht werden müssen. Die Anzahl der erforderlichen Stationen ergibt sich aus der gewünschten Taktzeit und aus der gemeinsamen Unterbrlngungs- und Einsatzmöglichkeit von Werkzeugen in einer einzigen Arbeitsstation. 2»

Die Arbeitsgänge der Sonderstraße für die Stirnwand bestehen in dem individuellen Ausstanzen von Löchern und Durchbrüchen oder in dem Anschweißen durch Punktschweißungen von Haltekonsolen, Befestigungslaschen oder dergleichen. In jedem Fall läuft die jeweils zu 2^r> einem Werkstück gehörige Information zur Steuerung der Arbeitsstationen mit dem zu fertigenden Werkstück durch die Sonderstraße mit hindurch. Das Werkstück steuert seine bereichsweise individuelle Fertigung selber.

Die Fig. 1 zeigt ausschnittsweise einen Anschweißflansch 1 eines Blechbauteiles 2, welcher auf einer ausge suchten Strecke 3 mit einer Bit-Reihe von vierzehn Bits < versehen ist, wovon beim dargestellten Beispiel siebei Bits als Löcher 4a und sieben als geschlossene Fläche 4 angebracht sind. Die Bit-Reihe Ist mit einem Blockleser: abtastbar, der aus einer Reihe von Gabelluftschranken 1 gemäß den Flg. 2 und 3 aufgebaut ist. Jede Gabelluft schranke ist mit einem Zuluftanschluß 7 und eine Zuluftdüse 8 und - über eine Spaltöffnung 9 hinweg mit einer gleichachsig dazu angeordneten Meßöffnung 11 versehen, die mit einem Meßanschluß Il verbunden 1st Die Bil-Relhe wird zum Lesen In die Spaltöffnung ⁽ gehalten, derart, daß je ein Bit mit einer Zuluft- und mi einer Meßöffnung gleichachsig liegt. Bei geschlossenen Bit prallt der Zuluftstrahl an der Fläche ab und in Meßanschiuß sieht kein Druck an (Fig. 2). Bei geioch tem Bit verläuft der Zuluftstrahl geradlinig durch da: Loch 4a hindurch in die Meßöffnung; am Meßanschlui steht ein Druck an (Fig. 3). Das an den Blockleserr gewonnene pneumatische Signal wird in ein elektrische; Signal umgewandelt, verstärkt und mit diesem verstärk ten Signal werden die Werkzeuge der betreffender Arbeitsstation gesteuert.

Zur Funktionskontrolle der Leser kann zwischen der Takten ein geschlossenes Blech In die Spaltöffnung S geschoben oder geschwenkt werden. Beim Einschwenker müssen alle Meßsignale verschwinden; beim Heraus schwenken müssen sie alle wiederkehren. Bleibt eir Meßsignal stehen oder bleibt eines aus, so bedeutet die« einen Fehler im Leser, der sofort behoben werden muß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Überwachen und Steuern der taktweisen Fließfertigung von im wesentlichen gielchen, hinsichtlich bestimmter Details voneinander abweichenden metallischen Werkstücken, insbesondere Karosserietellen, denen für die jeweiligen Details codierte, maschinenlesbare und mit durch die Bearbeitungsstationen hindurchlaufende individuelle Informatlonen zugeordnet sind, bei der ferner an jeder entsprechenden ein variables Detail betreffenden Bearbeitungsstation jeweils die individuelle Information maschinell abtastbar und die Bearbeitungsstation entsprechend einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Information in binärcodlurter Form mit einer einzigen Reihe von an einem außenl'.^genden Anschweißflansch des aus Blech bestehenden Karosserieeinzelteils angeordneten Bits, die als Lochmuster ausgebildet sind, angebracht 1st und daß in den Bearbeitungsstationen an entsprechender Position jeweils eine Reihe von seitlich über den Anschweißflansch hinweggreifender Gabelluftschranken als fluldische Abtaster der Information vorgesehen Ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluft für alle Gabelluftschranken während des Taktwechsels zur Funktionskontrolle vorübergehend abschaltbar Ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelluftschranken der Bearbeitungsstatlonen während des Taktwechsels zur Funktionskontrolle vorübergehend abdeckbar sind.