DE3851020T2 - Produktionssystem mit unbemannten, automatisch geführten Fahrzeugen. - Google Patents
Produktionssystem mit unbemannten, automatisch geführten Fahrzeugen.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Montagelinie mit Stationen mit mehreren beräderten, automatisch geführten Fahrzeugen, die lenkbar sind, die sich gesteuert durch Steuersignale, die ihnen von einem Steuerungssystem zugeführt werden, frei auf dem Fabrikboden bewegen können, und die so ausgebildet sind, daß sie eine Roboteranordnung tragen; und sie betrifft eine Einrichtung zum Steuern der Positionen der automatisch geführten Fahrzeuge, die Überkopf-Kameraanordnungen enthalten können.
- Herkömmliche automatische Produktionslinien sind grundsätzlich in der Form eines Förderbandsystems ausgebildet, das Werkstücke von einer Station zur nächsten trägt. In jeder Station werden verschiedene Vorgänge wie Bearbeiten, Schweißen, Zusammenbauen und dergleichen ausgeführt. Bei einer solchen Anordnung ist jedoch eine große Investition für Werkzeuge und erhebliche Einstellzeit und -arbeit erforderlich, und jedesmal dann, wenn die Herstellung eines anderen Werkstücks erforderlich wird, ist es erforderlich, die Linie umzubauen. Dies erfordert selbstverständlich im allgemeinen die Totalzerlegung mindestens eines Teils der Linie und einen Neuaufbau, um den Anforderungen durch das neue Erzeugnis zu genügen.
- Wenn eine Herstellinie, die für einen Typ eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, für einen anderen Typ verändert wird, liegt es in der Natur der Sache, daß eine Änderung der Montagelinie in großem Umfang erfolgen muß, bevor die Herstellung des neuen Fahrzeugs beginnen kann. Wenn z. B. eine Linie, die für die Herstellung eines kleinen, sehr kompakten Fahrzeugs aufgebaut ist, in eine solche für einen größeren Typ mit einem größeren Motor (lediglich als Beispiel) geändert wird, ist es erforderlich, zumindest denjenigen Abschnitt der Linie zu verändern, in dem das Fahrgestell hergestellt, zusammengebaut, geschweißt usw. wird. Ferner ist es unvermeidlich, daß sich die Anzahl und Größe von Komponenten und Teilen, die der Linie von vorbereiteten Lagern aus zugeführt werden müssen, ändert.
- In letzter Zeit wird eine große Anzahl von Robotern in Montagelinien verwendet, um Schweißvorgänge und ähnliche Aufgaben auszuführen. Wenn eine Modelländerung wie die oben angegebene oder etwas ähnliches erfolgt, muß eine große Anzahl von Robotern umprogrammiert (neuinformiert) werden, damit sie auf die gewünschte Weise funktionieren.
- Beim Bemühen, einiges der vorstehend genannten Programmierarbeit zu lindern, wurde es in JP-A-58-192111 vorgeschlagen, ein selbständiges Fahrzeug zu schaffen, das Komponenten, Teile und dergleichen durch eine Fabrik oder einen ähnlichen Arbeitsplatz transportieren kann. Dieses System beinhaltet, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, Führungslinien 1 und Steuermarkierungen 2 auf der Oberfläche 3 der Straße oder des Bodens, auf dem die Fahrzeuge für ihren Lauf angeordnet sind. Die Fahrzeuge sind mit zwei Gruppen von Sensoren 5 & 6 versehen, von denen der eine die Führungslinie abtastet und der andere die Position der Steuermarkierungen abtastet.
- Das bei den vorstehend genannten Fahrzeugen verwendete System ist auf die ihn Fig. 3 dargestellte Weise ausgebildet. Wie es aus dieser Zeichnung erkennbar ist, werden die Ausgangssignale mehrerer Markierungserfassungssensoren 6 (es sind beispielhaft vier dargestellt) einem Sensorumschaltabschnitt 7 zugeführt. Dieser Abschnitt 7 wird selektiv durch ein Signal gesteuert, das von einer Steuerschaltung 10 (die nachfolgend als Laufsteuerschaltung bezeichnet wird) auf solche Weise ausgegeben wird, daß bestimmt wird, welches der Markierungserfassungssensor-Ausgangssignale einem Positionsermittlungsabschnitt 12 zugeführt wird. Dieser Abschnitt wird auch, wie dies dargestellt ist, mit Positions- oder Kartendaten von einem Speicher 14 versehen. Abhängig von diesem Dateneingang wird ein Signal erzeugt und einem Laufstatus-Ermittlungsabschnitt 16 zugeführt. Dieser Abschnitt 16 empfängt auch ein Eingangssignal von einem Bewegungsmusterstatus-Abschnitt 18, und er ist so ausgebildet, daß er ein Steuersignal an die Laufsteuerschaltung oder diesen Abschnitt 10 gibt. Auf dieses Eingangssignal hin gibt die Laufsteuerschaltung 10 zwei Sensorumschaltdatensignale aus, das eine (wie oben angegeben) an den den Markierungserfassungssensoren 6 zugeordneten Sensorumschaltabschnitt 7, und das zweite an einen zweiten Sensorumschaltabschnitt 20, der mehreren (in diesem Fall vier) Führungsliniensensoren 6 zugeordnet ist. Diese Schaltung 10 gibt auch ein Sollgeschwindigkeit-Datensignal an einen Regelabschnitt 22 aus.
- Der letztgenannte Regelabschnitt 22 empfängt ein weiteres Dateneingangssignal in Form eines Führungsabweichungssignals über einen A/D-Umsetzer 24 vom zweiten Sensorumschaltabschnitt 20. Auf die Sollgeschwindigkeit- und Führungsabweichungssignale hin gibt der Regelabschnitt 22 Geschwindigkeitsregelsignale an Servoansteuerungen 26, 28 für einen linken und einen rechten Radmotor aus.
- Während dieses System für eine gewisse gute Wirkung sorgt, leidet es unter dem Nachteil, daß zumindest Führungslinien 1 und Markierungen 2 auf den Fabrikboden oder dergleichen aufgemalt oder auf andere Weise angebracht werden müssen, auf dem die vorstehend genannten selbständigen Fahrzeuge arbeiten sollen. Demgemäß ist es erforderlich, wenn es erwünscht ist, von einem Produktionslinienlayout auf ein anderes zu wechseln, den Boden auf eine Weise zu bemalen, die die alten Linien überdeckt und neue erstellt, die für die neuen Vorgänge geeignet sind. Dies bedeutet im Fall einer Kraftfahrzeug-Herstellinie natürlich eine beträchtliche Arbeit, die genau ausgeführt werden muß, um eine genaue Bewegung der Fahrzeuge zu gewährleisten. Alternativ ist es möglich, eine Anzahl von Mustern auf dem Boden anzubringen und die Fahrzeuge auf solche Weise zu betreiben, daß sie den Mustern folgen. Jedoch gibt dies Anlaß zu fehlerhaftem Betrieb. Wenn die Linien oder Muster nämlich verschmutzt werden oder auf andere Weise ihre Helligkeit und Farbe verlieren, besteht die Gefahr, daß die selbständigen Fahrzeuge nicht mehr dem gewünschten Muster folgen, sondern von diesem auf ein anderes wechseln und diesem folgen, daß gerade nicht in Gebrauch ist.
- Im Fall eines fehlerhaften Sensorumschaltsignals oder eines Sensorausfalls ist es z. B. sehr wahrscheinlich, daß das Fahrzeug nach links statt nach rechts abbiegt, anhält, wenn es dies nicht tun sollte, oder noch schlechter, weiterfährt, wenn es anhalten sollte oder dergleichen. Wenn die Batterien, die die Vorrichtung antreiben, in einen Zustand mit geringer Energie gelangen, besteht die Möglichkeit, daß ein Fahrzeug mitten in seinem Lauf anhält und die Bahnen blockiert, die durch die aufgemalten Linien und Markierungen festgelegt sind.
- Darüber hinaus ist die Anzahl verschiedener Muster, die wirksam aufgemalt werden können, begrenzt (durch die tatsächliche Breite von Farbstreifen und dergleichen), und es erfordert eine komplexe Anordnungen von Markierungen, um korrektes Manövrieren der Fahrzeuge zu gewährleisten.
- Eine andere Anordnung, die vorgeschlagen wurde, um eine Steuerung und Bewegung selbständiger Fahrzeuge zu ermöglichen, ist in JM-A-61-11772 offenbart. Diese Anordnung verwendet eine Ultraschallradaranordnung, die dazu verwendet wird, die Position eines bestimmten Objekts zu erfassen, und sie verfügt über im Boden untergebrachte Leiterkreise, die selektiv auf eine Weise aktiviert werden können, die es einem selbständigen Fahrzeug ermöglicht, dem erzeugten elektromagnetischen Fluß zu folgen.
- Dieses System leidet jedoch unter den Nachteilen, daß es eine genaue (und teure) Anordnung der elektrischen Leitungen im Boden und die Verwendung teurer Radareinheiten benötigt. Ferner zeigt sich, wenn es in einer Fabrik z. B. nahe einer Schweißausrüstung verwendet wird, der Einfluß von Störsignalen als merkliches Problem, und dies kann dazu führen, daß die Fahrzeuge fehlerhaft vom beabsichtigten Weg weggeführt werden. Demgemäß ist es aus diesem und anderen Gründen nicht möglich, sich auf das System zu verlassen, wenn es um das erforderliche Anhalten und Starten der Fahrzeuge geht, wie dies naturgemäß erforderlich ist.
- US-A-4,342,536 zeigt eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen einer Fahrzeugtür, wenn die Fahrzeugkarosserie durch eine Lackierkabine transportiert wird, und sie verfügt über einen auf einem Wagen schwenkbar montierten Hauptarm und hält und einen Sekundärarm zum Ergreifen und Freigeben der Fahrzeugtür gesteuert durch eine Verbindung. Die Schwenkverbindungen, die den Primärarm und die Verbindung mit dem Sekundärarm und dem Wagen verbinden, sind an Positionen angeordnet, die es erlauben, daß der Primär- und Sekundärarm im wesentlichen in paralleler Beziehung neben dem Wagen liegen, wenn die Vorrichtung eine Aufräumposition einnimmt.
- GB-A-2 129 161 zeigt eine automatische Transportvorrichtung mit einer Fahrzeugflotte, wobei jedes Fahrzeug eine Steuereinheit, die seine Geschwindigkeit und Laufrichtung bestimmt, und einen Infrarotsender aufweist. Die Position jedes Fahrzeugs wird durch eine Kamera oder mehrere erfaßt, die so ausgebildet sind, daß sie die Infrarotsender erfassen. Eine Verarbeitungseinheit empfängt Signale von den Kameras und berechnet daraufhin die Position, Geschwindigkeit und Laufrichtung jedes der Fahrzeuge. Die Verarbeitungseinheit weist dann einen zentralen Sender dazu an, Signale an die Fahrzeuge zu senden, um ihre Bewegungen zu steuern. Diese Vorrichtung ist dahingehend flexibel, daß verschiedene Wege leicht erzielt werden können.
- DE-A-31 13 086 zeigt ein Sensorsystem für automatisch geführte Fahrzeuge, bei dem die Position eines Fahrzeugs durch einen Haupthostcomputer berechnet werden kann. Daher weisen die Fahrzeuge eine Einrichtung zum Messen der Entfernung in einem rechtwinkligen X-Y-System zwischen dem Fahrzeug und reflektierenden Grenzbereichen auf.
- In DD-A-238 756 ist ein Werkzeugänderungssystem offenbart. Transporteinheiten zum Transportieren von Komponenten sowie Werkzeugtransporteinheiten werden dazu verwendet, sehr schwere Werkzeuge zu wechseln. Beide Transporteinheiten laufen auf Schienen.
- EP-A-0 213 938 zeigt ein System mit allen Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Dieses System wird als Bremssystem für einen steuerbaren, beweglichen Roboter mit mehreren Rädern verwendet, die den Roboter abhängig von Befehlen von einem Führungssystem zu einer vorgegebenen Position bewegen können.
- Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Montagelinie zu schaffen, die es ermöglicht, Produktionslinien mit einem Minimum an Baukosten und -schwierigkeiten zu errichten und zu ändern, und die im wesentlichen mehrere unbemannte Fahrzeuge oder Einheiten aufweist.
- Demgemäß ist die erfindungsgemäße Montagelinie dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem eine Hauptsteuerstation und mehrere Stationssteuerungen aufweist, die funktionsmäßig mit der Hauptsteuerstation verbunden sind; wobei die mehreren automatisch geführten Fahrzeuge im wesentlichen in eine erste Gruppe automatisch geführter Fahrzeuge, die durch die Hauptsteuerstation gesteuert werden, und die ein Hauptwerkstück von einer vorgegebenen Position von der Station (A) zur Station (B) der Montagelinie transportieren, und mehrere zweite Gruppen automatisch geführter Fahrzeuge, die von den Stationssteuerungen gesteuert werden, unterteilt sind; wobei die Fahrzeuge entweder in einer jeweiligen Station (A, B) verbleiben und Roboter tragen, die Zusammenbauvorgänge ausführen, oder wobei sich die Fahrzeuge zu Lagerbereichen oder dergleichen hinbewegen oder von diesen herbewegen, um verschiedene Komponenten zu einem Arbeitsort in einer vorgegebenen Station (A, B) zu transportieren.
- Fig. 1 bis 3 zeigen ein bekanntes AGF (automatisch geführtes Fahrzeug), wie es in den Anfangsabsätzen der vorliegenden Offenbarung erörtert wurde;
- Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die eine Anordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
- Fig. 5 bis 10 zeigen verschiedene Fahrzeuge, die in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden können;
- Fig. 11 ist ein Flußdiagramm, das die Schritte zeigt, die den Betrieb des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung kennzeichnen;
- Fig. 12 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Fahrzeugbewegung zeigt, wie sie beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung erzielt werden kann;
- Fig. 13 ist eine perspektivische Skizze, die eine Anordnung zeigt, die ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung kennzeichnet;
- Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung und den Betrieb des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt; und
- Fig. 15 ist ein Flußdiagramm, das die Schritte zeigt, die den Betrieb des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung kennzeichnen.
- Fig. 4 zeigt schematisch eine Anordnung, die das System gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung kennzeichnet. Wie dargestellt, beinhaltet dieses System einen Hauptsteuerabschnitt 100 und mehrere Stationssteuerungen 102A, 102B, . . . , die betriebsmäßig mit der Hauptsteuerstation 100 verbunden sind. In dieser Zeichnung sind der Einfachheit halber nur zwei Stationen A, B dargestellt. Wie erkennbar, kann jedoch im Fall einer Kraftfahrzeug-Produktionslinie eine ziemlich große Zahl an Stationen aufeinanderfolgend abhängig von der Anzahl in jeder Station ausgeführter Vorgänge vorhanden sein. Es ist auch zu beachten, daß die Anzahl von Stationen verringert werden kann, wenn ein relativ große Anzahl von Vorgängen in jeder Stufe ausgeführt wird. Die Beschaffenheit und Anordnung für einen Produktionsvorgang unter Verwendung der Erfindung ist extrem flexibel.
- Nur als Beispiel wird angegeben, daß zum Erzeugen einer Produktionslinie ein AGF 120 vom Typ für eine Hauptbearbeitungsstation, von dem ein Hauptwerkstück wie ein Fahrzeugchassis oder dergleichen 122 gehalten wird, sequentiell von einer Station zur nächsten verstellt werden kann, während mindestens ein Hilfs- oder Stations-AGF 124 (in diesem Fall sind drei dargestellt, nämlich 124A, 124B, 124C) in der jeweiligen Station verbleibt und vorgegebene Vorgänge an jeder Hauptbearbeitungsstation 120 ausführt, wenn diese von einer Station zur nächsten durchläuft.
- Die Fig. 5 bis 10 zeigen verschiedene Typen von AGF-Fahrzeugen, die in jeder Station des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung verwendet werden. Fig. 1 zeigt ein AGF (automatisch geführtes Fahrzeug) 120 vom Typ für eine Hauptbearbeitungsstation, von dem ein Hauptwerkstück 122 gehalten wird. Dieses Fahrzeug ist mit Wagenhebern 126 versehen, die es ermöglichen, daß das Fahrzeug stabil auf dem Bearbeitungsboden gehalten wird, wenn es einmal die erforderliche Position an der richtigen Station eingenommen hat. In diesem Fall beinhaltet die Hauptbearbeitungsstation 120 ferner Hebeeinrichtungen 128 für die Werkstückhalterung, die es ermöglichen, daß das Werkstück in einer Weise, die Bearbeitungsvorgänge erleichtert, angehoben und abgesenkt wird.
- Falls erforderlich, kann das Hauptwerkstück 122 abgesenkt werden, um die Stabilität beim Transport zwischen Stationen zu erhöhen, die um eine relativ große Entfernung voneinander beabstandet sind.
- Fig. 6 zeigt ein AGF 124A, das so ausgebildet ist, daß es ein Unterwerkstück oder eine Komponente 130 trägt, die am Hauptwerkstück 122 zu befestigen ist. Dieses Werkstück kann unverändert oder nach einer Anzahl vorangehender Vorgänge, wie dem Einführen von Schrauben und dem Anziehen vor Ort durch einen Roboter 132, der am Fahrzeug montiert ist, befestigt werden. In diesem Fall ist der Roboter 132 mit einem Arm 133 mit einem an dessen Ende angebrachten Mutternschraubern 134 versehen.
- Abhängig von der Anordnung der verschiedenen AGFs und der Art des hergestellten Produkts, kann der Mutternschrauber 134 selbstverständlich in eine Position geschwenkt werden, in der am Hauptwerkstück 120 eine Arbeit ausgeführt werden kann, die nichts mit der Komponente 130 zu tun hat, falls dies erwünscht ist.
- Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Vorder- bzw. Seitenansicht eines AGFs 124B, das nur mit einem Werkzeug wie einer mit einem Mutternschrauber versehenen Robotereinrichtung 136 versehen ist (es ist zu beachten, daß jede andere geeignete Art von Werkzeug oder Werkzeugen wahlweise an dieser Stelle angebracht sein kann, falls erwünscht). In diesem Fall kann das Werkzeug in der dargestellten Weise bewegt werden. Dieses AGF kann auf eine Weise zum AGF 120 hin und um dieses herum bewegt werden, die es ermöglicht, daß verschiedene Vorgänge am Hauptwerkstück 122 ausgeführt werden.
- Fig. 9 zeigt ein AGF 124T, das so ausgebildet ist, daß es nur verschiedene Komponenten (ohne Bezugszahl) von Lagerorten zum Bearbeitungsort transportiert, während Fig. 10 ein AGF 124C zeigt, das mit einem Kran 138 (mechanische Hand) versehen ist, der so ausgebildet ist, daß er Komponenten vom Transport-AGF 124T abheben kann und sie entweder auf einem der Hilfs-AGFs oder auf dem Hauptwerkstück 120 anordnen kann, je nachdem, wie es die Situation erfordert.
- Abhängig vom hergestellten Erzeugnis ändert sich selbstverständlich die Anzahl und der Typ der Hilfs-AGFs, die in jeder Station verwendet werden.
- Der Betrieb der Anordnung vom vorstehend angegebenen Typ wird über ein Programm gesteuert, das in der Hauptsteuerung 100 abgearbeitet wird. Dieses System ist dergestalt, daß die Hauptsteuerung 100 Steuersignale an das AGF mit der Hauptbearbeitungsstation und an die Stationssteuerungen ausgibt, die ihrerseits Signale an die verschiedenen Hilfs-AGFs ausgeben, die den verschiedenen Stationen zugeordnet sind.
- Die charakteristischen Vorgänge, wie sie von der Hauptsteuerung ausgeführt werden, sind in Flußdiagrammform in Fig. 11 dargestellt.
- Es ist erkennbar, daß folgend auf den Start des Programms in einem Schritt 1001 ermittelt wird, ob Fahrzeugeinheit-Befehle, die zum selektiven Bewegen der verschiedenen AGFs erforderlich sind, ausgegeben wurden oder nicht. Im Fall eines positiven Ergebnisses geht das Programm zu einem Schritt 1002 weiter, in dem ein geeignetes AGF-Programm oder mehrere ausgewählt werden, die von einer Stationssteuerung auszuführen sind. Es wird darauf hingewiesen, daß die Hauptsteuerung so ausgebildet ist, daß sie ein Steuersignal ausgibt, daß das Haupt-AGF dazu veranlaßt, sich in einer Richtung, wie sie durch den fetten Pfeil gekennzeichnet ist, zu einer vorgegebenen Position in (z. B.) der ersten Station des Prozesses zu bewegen. Darauf folgend werden an die Stationssteuerungen 102A, 102B usw. Signale ausgegeben, die Daten betreffend die erforderliche Bewegung und die vom Hilfs- oder Stations-AGF auszuführenden Vorgänge enthalten.
- In einem Schritt 1003 erfolgt eine Abfrage, um zu ermitteln, ob der Prozeß gestartet wurde oder nicht. Wenn der Prozeß noch nicht initiiert wurde, kehrt das Programm zurück.
- In einem Schritt 1004, der auf den Beginn der Bewegung folgt, wird ein erstes Bewegungsprogramm ausgeführt. Dieses erste Programm ist so beschaffen (lediglich beispielhaft), daß es das AGF 124A dazu veranlaßt, die von ihm gehaltene Komponente 130 in eine Position zu bewegen, in der ein Mutternschrauber dasselbe am Hauptwerkstück 122 befestigen kann. In einem Schritt 1005 wird ein zweites Bewegungsprogramm ausgeführt. Dieses Programm ist so beschaffen, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist, daß es das Transport-AGF 124T in die Nähe desjenigen bewegt, von dem das Hauptwerkstück 122 gehalten wird, und um dann das mit dem Kran versehene AGF 124C in eine Position zu bewegen, in der die Hand 138 die auf dem Transportfahrzeug 124T gehaltene Kompenente ergreifen kann und sie am Hauptwerkstück 122 positionieren kann.
- Es wird darauf hingewiesen, daß das Anbringen von Positionssensoren der Art, wie sie in der ebenfalls anhängigen US- Patentanmeldung mit der Seriennummer 183, 982, angemeldet am 20. April 1988 im Namen von Yokoi et al, offenbart sind, an einem geeigneten AGF auf eine Weise vorgesehen sein kann, die die Bewegung desselben und das Anheben der Komponenten erleichtert, die am Hauptwerkstück zu positionieren und zu befestigen sind.
- Die vorstehend genannte Anmeldung offenbart die Verwendung zweier Kameras, die Rücken an Rücken angeordnet sind, und die zwischen dem Hauptwerkstück und der an diesem anzubringenden Komponente angeordnet werden können, und die dazu verwendet werden, Bilder von (z. B.) Löchern oder Stellen zu liefern, die gegeneinander ausgerichtet werden sollten, um eine korrekte Verbindung zu erlauben. Die Höhe und die Querposition der Komponente wird dann eingestellt, bis die zwei Bilder einander exakt überlappen, und die Kamera wird weggezogen und die Komponente wird zur Position am Hauptwerkstück bewegt. Bei der aktuellen Anordnung wird die Höhe der Komponente unter Verwendung der Hebeeinrichtungen eingestellt, während die Querposition entweder durch Bewegen des AGFs selbst oder dadurch erzielt wird, daß ein Positionsregelantrieb geeigneten Typs für Querbewegung bereitgestellt wird.
- Es wird darauf hingewiesen, daß das vorliegende Ausführungsbeispiel nur zu Zwecken der Erläuterung dergestalt ausgebildet ist, daß am Hauptwerkstück in der ersten Station nur zwei Komponenten befestigt werden müssen. Im Fall eines Kraftfahrzeugs ist es möglich, eine Anzahl von Transport- AGFs und mehrere Kran-AGFs auf solche Weise zu verwenden, daß schon in der ersten Station eine beträchtliche Anzahl von Komponenten am Fahrzeug befestigt wird.
- Lediglich beispielhaft ist es ferner möglich, Sensoren an jedem AGF anzubringen, die es ermöglichen, daß die Fahrzeuge einander automatisch unterscheiden, damit sie sich selbst auf eine Weise anordnen, die geeignete Annäherung an das und Ausrichtung zum Haupt-AGF, auf dem das Hauptwerkstück gelagert ist, erleichtert. Zusätzlich und/oder als Alternative hierzu ist es auch möglich, die Stationssteuerungen (und/ oder die AGFs) so auszubilden, daß sie ein Führungssignal oder -signale ausgeben, die es jedem der Fahrzeuge ermöglichen, ihre Position und ihren Abstand von der Stationssteuerung zu bestimmen, oder die es der Stationssteuerung ermöglichen, den Abstand und den Ort jedes der Fahrzeuge von einer vorgegebenen Steuerung zu bestimmen.
- In einem Schritt 1006 in dem in Fig. 11 dargestellten Fluß diagramm wird das Vorliegen oder Fehlen eines Verbindungssignals ermittelt. Wenn dieses Signal fehlt, kehrt das Programm zurück und wartet auf den Abschluß der aktuellen Positionier- und Anordnungsaufgabe oder der -aufgaben.
- Wenn das Verbindungssignal auftritt, geht das Programm zu einem Schritt 1007 über, wo ein sogenanntes N-Bewegungs-Programm ausgeführt wird. Dieses Programm ist so beschaffen, daß es das mit dem Mutternschrauber versehene AGF dazu veranlaßt, sich in Arbeitsstellung zu bewegen und die Muttern und Schrauben (z. B.) einzuführen und zu befestigen, die die korrekt angeordneten Komponenten positioniert befestigen.
- Ein Schritt 1008 überwacht den Vorgang gemäß dem N-Programm und wartet auf dessen Beendigung. Folgend auf den Schritt 1008 wird ein Signal an die Hauptsteuerung 100 ausgegeben, das anzeigt, daß die Bearbeitung in dieser Station abgeschlossen ist und daß ein Befehl zum Verstellen des Haupt- AGFs in die nächste Station ausgegeben werden kann.
- Wenn sich eine Anzahl Haupt-AGFs in einer Linie befinden, erwartet die Hauptsteuerung den Abschluß aller Aufgaben, bevor sie ein Signal ausgibt, das dazu führt, daß sich der Zug von Haupt-AGFs in die nächste Station bewegt.
- Die Fig. 13 bis 15 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dieser Anordnung ist eine Kamera 200 über dem Boden 201 des Arbeitsblattes an einer Position angebracht, an der die Positionen der verschiedenen AGFs beobachtet werden können. Bei dieser Anordnung wird die Kamera 200 dazu verwendet, ein Bild des Arbeitsblattbodens auf eine Weise zu erzeugen, die es erlaubt, die Bewegungen der AGFs zu überwachen. In Fig. 13 sind der Einfachheit der Darstellung und der Erläuterung halber nur zwei AGFs dargestellt. Jedoch kann dieses System, was zu beachten ist, auf eine komplette Anordnung angewandt werden, die aus einer großen Anzahl von AGFs besteht, die so ausgebildet sind, daß sie z. B. eine Produktionslinie festlegen.
- Der Betrieb beim vorstehenden Systemtyp ist dergestalt, daß die Kamera 200 wirkungsmäßig mit einer Überwachungs/Steuer- Einheit 202 verbunden ist, in der ein Bild des Bodens erzeugt wird. Dieses Bild wird an einen Monitor (Anzeigeeinrichtung) 204 übertragen, auf der eine Bedienperson die Situation beobachten kann. Das System beinhaltet ferner eine geeignete Schnittstelle oder eine Datenendstelle 206, über die Daten eingegeben werden können. Wie schematisch dargestellt, wird die Dateneingabe dazu verwendet, ein Bewegungsmuster zu erzeugen. Dieses Muster wird abgespeichert und mit dem tatsächlich erzeugten Bild verglichen.
- Wie es ersichtlich ist, ist es unter Verwendung geeigneter Software möglich, ein (z. B.) digitales Bild solcher Art zu erzeugen, das mit einem ähnlich digitalisierten Bild des tatsächlichen Bodens überlagert werden kann, und der Vergleich wird dazu verwendet, anzuzeigen, ob die Bewegung der verschiedenen Elemente entsprechend einem vorgegebenen Zeitplan abläuft oder nicht. Abhängig vom Ergebnis dieser Überwachung werden geeignete Signale an eine Transportsteuervorrichtung 208 ausgegeben und von dieser empfangen. Diese Vorrichtung ist so ausgebildet, daß sie Signale an mehrere Stationssteuerungen 210A, 210B (in Fig. 14 sind nur zwei dargestellt) ausgibt und von diesen empfängt.
- Fig. 15 zeigt in Flußdiagrammform die Schritte, die den Betrieb des zweiten Ausführungsbeispiels kennzeichnen. Wie es erkennbar ist, wird folgend auf den Start des Programms das erforderliche Bewegungsmuster aus einem Speicher ausgelesen und so installiert, daß es zum Gebrauch bereitsteht. In einem Schritt 2002 wird das Eingangssignal der Kamera 200 auf eine Weise analysiert, die es ermöglicht, die Position jedes AGFs zu bestimmen, und diese Daten werden ausgelesen. In einem Schritt 2003 werden die zwei Sätze von Positionsdaten miteinander verglichen, und in einem Schritt 2004 erfolgt eine Entscheidung, ob die momentanen Istpositionen korrekt sind oder nicht. In einem Schritt 2005 wird die Geschwindigkeit, mit der sich die AGFs tatsächlich bewegen, mit den Werten verglichen, die an diesem Bearbeitungspunkt auftreten sollten. Wenn einer der Schritte 2004 oder 2005 eine falsche Position oder Geschwindigkeit anzeigt, geht das Programm zu einem Schritt 2007 über, wo eine Anomalität angezeigt wird und die Aufmerksamkeit einer Bedienperson auf die Tatsache gerichtet wird, daß eine Korrektur erforderlich ist.
- Wenn dagegen sowohl die Geschwindigkeiten als auch die Positionen der AGFs korrekt sind, wird in einem Schritt 2006 ein "Warte"-Befehl für eine vorgegebene Zeitspanne ausgegeben. Folgend hierauf geht das Programm zum Schritt 2001 zurück und läuft erneut ab.
- Wie es erkennbar ist, kann, da die Zeit, mit der sich das Programm wiederholt, im wesentlichen konstant ist, der Weg jedes AGFs, den dieses pro Lauf zurückgelegt hat, als dessen Geschwindigkeit angesehen werden.
- Es ist zu beachten, daß das Konzept der Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen zwei Techniken begrenzt ist und daß eine Kombination der beiden klar innerhalb des Bereichs der Möglichkeiten liegt. Es wird davon ausgegangen, daß die Verwendung eines mit einer Kamera versehenen Ausführungsbeispiels für die Steuerung des Transport-AGFs geeignet ist, das unter Umständen einen gewissen Weg zu einem Lagerort zurücklegen muß, wo es mit einer vorgegebenen Komponente oder mit Komponenten beladen werden kann, die an einer der in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel genannten Stationen erforderlich sind.
- Es liegt innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung, Laserstrahlen und dergleichen zu verwenden, die über den Arbeitsort gestrahlt werden und in Verbindung mit geeigneten photoempfindlichen Sensoren usw. verwendet werden können, um die AGFs zu führen und/oder auszurichten. Selbstverständlich können Laserstrahlen und dergleichen dazu verwendet werden, die Steuersignale zwischen den Steuerungen und den AGFs zu übertragen, falls dies erwünscht ist.
Claims (3)
1. Montagelinien mit Stationen, mit:
- mehreren mit Rädern versehenen automatisch geführten
Fahrzeugen (AGF; 120; 124A, 124B, 124C, 124T), die lenkbar
sind, die sich gesteuert durch in sie von einem Steuersystem
(100; 102A, 102B) eingegebene Signale frei über einen
Fabrikboden (201) bewegen können, und die so ausgebildet sind,
daß sie eine Roboteranordnung tragen; und
- einer Einrichtung zum Steuern der Positionen der
automatisch geführten Fahrzeuge, die Überkopf-Kameranordnungen
(200) enthalten kann;
dadurch gekennzeichnet, daß:
- das Steuersystem eine Hauptsteuerstation (100) und mehrere
Stationssteuerungen (102A, 102B) aufweist, die
funktionsmäßig mit der Hauptsteuerstation (100) verbunden sind;
- die mehreren automatisch geführten Fahrzeuge (AGF; 120;
124A, 124B, 124C, 124T) im wesentlichen unterteilt sind in
- eine erste Gruppe automatisch geführter Fahrzeuge (120),
die durch die Hauptsteuerstation (100) gesteuert werden, und
die ein Hauptwerkstück von einer vorgegebenen Position von
der Station (A) zur Station (B) der Montagelinie
transportieren; und
- mehrere zweite Gruppen automatisch geführter Fahrzeuge
(124A, 124B, 124T), die von den Stationssteuerungen (102A,
102B) gesteuert werden;
- wobei die Fahrzeuge (124A, 124B, 124T) entweder in einer
jeweiligen Station (A, B) verbleiben und Roboter tragen, die
Zusammenbauvorgänge ausführen, oder
- wobei sich die Fahrzeuge (124T) zu Lagerbereichen oder
dergleichen hinbewegen oder von diesen herbewegen, um
verschiedene Komponenten zu einem Arbeitsort in einer
vorgegebenen Station (A, B) zu transportieren.
2. Montagelinie nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen dritten Typ automatisch geführter Fahrzeuge (124C), die
so ausgebildet sind, daß sie einen Roboter tragen, der mit
einem Kran (138) versehen ist, der so ausgebildet ist, daß
er eine Komponente anhebt und am Hauptwerkstück (122)
positioniert.
3. Montagelinie nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
einen vierten Typ automatisch geführter Fahrzeuge (124T), die
so ausgebildet sind, daß sie Komponenten von einem Lagerort
zur vorgegebenen Position transportieren, und die so
ausgebildet sind, daß sie mit dem dritten Typ automatisch
geführter Fahrzeuge (124) auf eine Weise zusammenarbeiten, durch
die die auf dem vierten Typ automatisch geführter Fahrzeuge
(124T) transportierte Komponente von diesen entnommen und am
Hauptwerkstück (122) plaziert wird.
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