DE69910587T2

DE69910587T2 - Doppelbodenstütze, sowie damit ausgerustetes flexibles fertigungssystem

Info

Publication number: DE69910587T2
Application number: DE69910587T
Authority: DE
Inventors: David Blackburn GILLETT; Jonathan Ormskirk DOBSON; David Ian Blackburn McMANUS
Original assignee: BAE Systems PLC
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2019-07-16
Also published as: AU4917999A; JP2002520529A; EP1097495A1; US6354048B1; WO2000004617A1; BR9912099A; ATE247874T1; KR100682157B1; GB9815212D0; DE69910587D1; KR20010071825A; EP1097495B1; BR9912099B1; JP3975057B2; ES2205851T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf flexible Fertigungssysteme und Verfahren, die eine Neukonfigurierung und Verschiebung von Maschinen in einer Fertigungsanlage oder einem Herstellungsbetrieb ermöglichen. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die Erfindung auf eine flexible Infrastruktur zum Zusammenbau eines Militärflugzeugs, obgleich das System und die Verfahren natürlich eine weitere Anwendung auch auf anderen Gebieten finden können.
Eine typische herkömmliche Flugzeugfertigungsanlage ist sehr unflexibel, wobei Aufspannvorrichtungen in dem Betonboden verbolzt werden, die aufeinander ausgerichtet werden, bevor sie in Betrieb genommen werden können. Die Basis der Aufspannvorrichtungen und die umgebenden Bereiche werden dann mit Sperrholz ausgekleidet, um Gefahrenquellen auszuschließen und um eine ungestörte Arbeitsfläche wieder herzustellen. Dies bedeutet, dass zur Bewegung einer Aufspannvorrichtung zu einem späteren Zeitpunkt Zimmerleute erforderlich sind, um die Sperrholzverkleidung zu entfernen, und es sind qualifizierte Handwerker erforderlich, um die Betriebseinrichtungen abzubauen und dann bewegen Werkzeugmacher diese Spannvorrichtungen physikalisch und richten sie an einem neuen Ort auf, bevor sie wieder in Betrieb genommen werden können, und dann wird erneut die Sperrholzverkleidung aufgebracht. Die Kosten und der Arbeitsaufwand, die mit dieser Folge von Ereignissen verknüpft sind, bedeuten, dass nur in Ausnahmefällen hauptsächliche Werkzeuge jemals bewegt werden. Eine beträchtliche Verbesserung kann dadurch erreicht werden, dass die erforderlichen Versorgungseinrichtungen in den Baubereich über ein Netzwerk von Bedienungsgräben geführt und Schnellkupplungen benutzt werden, die kein qualifiziertes Personal zur Verbindung und zur Entkupplung benötigen. Dieses Verfahren ergibt jedoch keine Gesamtflexibilität, da die Aufspannvorrichtungen entweder den Bedienungsgräben ausweichen müssen oder ein gewisses Ausmaß an Arbeiten innerhalb der Verkleidung zugelassen werden muss.
Die bekannten Systeme gemäß US-A-4 773 196 und US-A-4 905 437 benutzen Böden, bei denen Platten von Trägerelementen mit dazwischen befindlichem Abstand getragen werden, und die Trägerelemente werden benutzt zum Einlegen von Kabeln usw..
Die in diesen Patenten beschriebenen Systeme sind von leichtem Gewicht und wären nicht in der Lage, in einer industriellen Umgebung benutzt zu werden. Außerdem haben diese Systeme keine Möglichkeit, die Trägerelemente zu adaptieren, um wesentliche Stücke des Aufbaus daran zu befestigen, und sie können auch nicht leicht entfernt und an anderer Stelle auf dem Boden wieder aufgebaut werden. Bei diesen Systemen tragen die Platten einen beträchtlichen Anteil des Gewichts der zugeordneten Anordnung.
Gemäß der Erfindung ist ein Bodenabstützsystem mit den folgenden Teilen vorgesehen:
eine Anordnung von Auflagerböcken, die auf einem Unterbodenbereich befestigt sind; und
eine Anordnung von Bodenplattenelementen, die zwischen den Auflagerböcken angeordnet sind und einen erhöhten Bodenbereich definieren,
wobei die Auflagerböcke in ihren oberen Bereichen so ausgebildet sind, dass die im Betrieb mit entsprechenden unteren Lastträgerbereichen von Maschinen oder Ausrüstungen zusammenwirken können.
Vorzugsweise sind die Auflagerböcke in einer regelmäßigen rechteckigen Anordnung vorgesehen. Die benutzten Ausrüstungen können untere Lastträgerbereiche mit eingesteckten Basisteilen aufweisen, um in obere Bereiche der Auflagerböcke eingreifen zu können. Die Masse der Maschinen oder Ausrüstungen im Betrieb wird im Wesentlichen vollständig von den Auflagerböcken getragen.
Vorzugsweise ist das Bodenabstützsystem in einem flexiblen Fertigungssystem angeordnet, um eine Verlegung von Maschinen oder Ausrüstungen in einer Herstellungs- oder Montagevorrichtung zu ermöglichen, so dass im Betrieb die Vorrichtung durch Bewegung eines Teils der Maschine oder Ausrüstung umgebaut werden kann, das von einer Gruppe der Auflagerböcke nach einer anderen Stelle bewegt werden kann, um dort von einer anderen Gruppe von Auflagerböcken abgestützt zu werden.
Die Auflagerböcke sind vorzugsweise in einem regulären Muster vorgesehen, beispielsweise in einem rechteckigen oder quadratischen Muster. Jeder der Auflagerböcke definiert vorzugsweise einen Bezugsbereich, der mit einem unteren Lastträgerbereich der Maschine oder Ausrüstung zusammenwirkt, wobei die Bezugsbereiche in einer gemeinsamen allgemein horizontalen Ebene angeordnet sind. Jeder der Bezugsbereiche definiert eine Bezugsoberfläche mit einem zurückspringenden Bereich, um die Bodenplattenelemente abzustützen, wobei die Bezugsoberfläche allgemein kontinuierlich mit der Oberfläche der Bodenfläche der Bodenelemente verläuft oder unter der Bodenoberfläche zurückversetzt und durch eine Abdeckung geschützt ist. Wenigstens ein Teil der Auflagerböcke weist Höheneinstellmittel auf, um ihre Höhe bei der ursprünglichen Anordnung der Bodenträger auf dem Basisbodenbereich einstellen zu können.
Die Auflagerböcke können aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, jedoch sind sie vorzugsweise wenigstens teilweise aus Gusseisen oder einer Legierung hiervon hergestellt. Der Hohlraum zwischen dem Basisbodenbereich und der Bodenoberfläche nimmt vorzugsweise Versorgungskabel, -leitungen oder dergleichen auf. Vorzugsweise besitzen wenigstens einige der Kabel, der Leitungen oder dergleichen lösbare Kupplungen an den Auflagerböcken oder in der Nähe derselben, um mit entsprechenden Kupplungsmitteln zusammenzuwirken, die an den Maschinen angeordnet sind. Die Bodenplattenelemente können aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, jedoch bestehen sie im typischen Fall aus einer Holzschicht mit einer unteren metallischen Überzugsschicht. Die Masse der Maschinen oder Ausrüstungen kann im Wesentlichen vollständig über die Auflagerböcke abgestützt sein.
Die Erfindung kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden und ein Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugsnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 ist eine perspektivische Gesamtansicht eines flexiblen Fertigungssystems gemäß der Erfindung;
2 ist eine andere allgemeine perspektivische Ansicht des Fertigungssystems nach 1, jedoch unter einem anderen Winkel betrachtet;
3 ist eine allgemein perspektivische Ansicht einer Einzelheit des Zusammenwirkens zwischen dem Fuß einer Aufspannvorrichtung und einem zugeordneten Auflagerbock;
4 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht eines Feldes von Auflagerböcken und Bodenplatten gemäß einem Ausführungsbeispiel des flexiblen erfindungsgemäßen Fertigungssystems;
5 ist eine allgemein perspektivische Ansicht eines Auflagerbockes in der Form gemäß 4; und
6 ist eine Querschnittsansicht durch den in 5 dargestellten Auflagerbock.
Die Zeichnungen veranschaulichen eine flexible Zelleninfrastruktur für den Aufbau eines Fertigungssystems, und zwar bei diesem Ausführungsbeispiel ein Fertigungssystem 10 für ein Militärflugzeug. Bei dem Fertigungssystem 10 sind mehrere Spannvorrichtungen vorgesehen, nämlich eine A-Rahmen-Lagereinheit 14, eine Schrankfacheinheit 16, eine Bearbeitungsvorrichtung 18, eine drehbare Wiegenaufspannvorrichtung 20 und ein Arbeitstisch 22, die in der jeweiligen Konfiguration angeordnet sind. Das dargestellte Fertigungssystem 10 ermöglicht eine Neukonfigurierung dieser Aufspannvorrichtungen 14 bis 22 mit nur minimaler Unterbrechung, wobei nur eine verminderte Zahl von Spezialisten notwendig ist.
Der Aufbau umfasst eine regelmäßig quadratische Anordnung von im Wesentlichen aus Gusseisen bestehenden Lagerböcken 24, die starr in dem Unterboden 26 in einer 1 m × 1 m großen Matrix durchgehend im Fertigungsbereich verankert sind, auf denen die Spannvorrichtungen und andere Montageausrüstungen 14 bis 22 montiert sind. Die Zwischenräume auf dem Unterboden 26 zwischen den Auflagerböcken 24 können als Überlaufanordnungen oder Drainagekanäle in der Oberfläche des Unterbodens 26 vorgenommen werden. Es können Versorgungspunkte in dem von den Auflagerböcken 24 getragenen Aufbau vorgesehen werden. Die Versorgungseinrichtungen können elektrische Spannungsquellen (415 und 240 Volt), komprimierte Luft, Informationstechnologie/Kommunikationseinrichtungen und einen Dunstabzug aufweisen. Die oberen Oberflächen der Auflagerböcke 24 sind spanabhebend derart bearbeitet, dass sie eine präzise Lagerstelle für den Fuß 30 einer Aufspannvorrichtung 14 bis 22 bilden. Der Bereich zwischen den Auflagerböcken 24 ist mit einer Anordnung rechteckiger Bodenplattenelemente 32 bedeckt, die abwechselnd orthogonal angeordnet sind. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel, wo die Auflagerböcke in Rechteckabständen von 1 m × 1 m angeordnet sind, können die Bodenplatten 0,8 m × 1,2 m groß sein. Jeder Auflagerbock, der keinen Fuß einer Aufspannvorrichtung trägt, ist mit einem Auflagerbockschutz 34 versehen, dessen obere Oberfläche mit der Oberfläche der Bodenplatten fluchtet, um eine flache Oberfläche zu erhalten.
Demgemäß kann die Anordnung gemäß der Zeichnung als eine standardisierte Fertigungseinrichtung betrachtet werden, wobei die Basisteile der Ausrüstung (z. B. Spannvorrichtung 18, Arbeitstisch 22) so angeordnet sind, dass sie über dem Unterboden 26 auf den Auflagerböcken 24 aufliegen. Die Basisteile der Ausrüstung sind derart angeordnet, dass sie auf einem oder mehrere Auflagerböcke aufpassen, die in einer Matrix von 1 m × 1 m angeordnet sind, so dass die Ausrüstung von den Auflagerböcken an einer bestimmten Stelle abgestützt wird. Das Gewicht der Ausrüstung wird grundsätzlich durch die Auflagerböcke getragen, auf denen die Ausrüstung angeordnet ist. Die Fertigungsgeräte, die bei der Fabrikation benutzt werden, können bekannte Anordnungen sein, die niedrige Lastträgerbereiche besitzen, einschließlich von Basisteilen, die auf den oberen Bereichen der Auflagerböcke passgerecht aufliegen. Stattdessen kann die Fertigungseinrichtung eine herkömmliche Zellenaufbaueinrichtung sein, die speziell zur Benutzung im Fertigungssystem des bevorzugten Ausführungsbeispiels benutzt wird.
Nunmehr wird auf die 4 bis 6 Bezug genommen. Die Konstruktion der Auflagerböcke und der Bodenplatten wird im Einzelnen beschrieben. Gemäß 5 und 6 bestehen die Auflagerböcke 24 aus einem spanabhebend bearbeiteten Gussteil mit einem allgemein quadratischen Basisflansch 36, vier aufrecht stehenden Wandteilen 38, einer Deckplatte 40 und einer quadratischen Umfangsträgerplatte 42. Wie deutlicher aus 5 ersichtlich, stehen zwei Paare von Wandabschnitten 38 rechtwinklig auf dem Rand des Basisflansches 36, um Versteifungswandabschnitte 39 zu bilden. Längs der anderen Seite der Basis befindet sich ein Stegabschnitt 44. In gleicher Weise sind zwischen der Deckplatte 40 und der Umfangsträgerplatte 42 Stegfortsätze 46 und 48 vorgesehen.
Nach dem unteren Teil der Wandabschnitte 38 hin ist eine horizontale Verankerungsplatte 50 vorgesehen, die eine Öffnung 52 zur Aufnahme eines Fixierungsbolzens 54 aufnimmt. Die Deckplatte 40 besitzt eine bearbeitete Zentralbohrung 56, um während der Installation eine Ausrichtung zu ermöglichen und um den Kopf des Fixierungsbolzens bzw. der Fixierungsschraube 54 zugänglich zu machen. Die Deckplatte 40 definiert eine Bezugsfläche und weist außerdem ein Muster von Gewindelöchern 58 auf, um den Werkzeugaufbau und andere Ausrüstungen durch Bolzen festlegen zu können, wie dies aus 5 ersichtlich ist. Der Basisflansch 36 weist mehrere Gewindebohrungen 60 auf, in die nicht dargestellte Aufspannbolzen eingeschraubt werden können, um eine anfängliche Ausrichtung und eine nachträgliche Einstellung zu ermöglichen, wenn dies erforderlich ist und außerdem ist ein Erdungsloch 62 vorgesehen.
Im Betrieb wird der aus Beton bestehende Unterboden 26 in dem Fertigungsbereich in einer geeigneten Tiefe vorbereitet, um Verankerungsbolzen aufzunehmen, die innerhalb annehmbarer Toleranzen ausgerichtet sind. Dann werden die Auflagerböcke 24 an den 1 m – Zentren eines quadratischen Aufbaus über dem Unterboden angeordnet. Jeder Auflagerbock 24 ist auf einer Schicht von nicht schrumpfendem Gießzementmörtel 64 angeordnet und in der Höhe eingestellt, um die Deckplatte 40 in die gleiche Höhe wie die anderen Auflagerböcke zu bringen, wobei nicht dargestellte Ausrichtbolzen in die Bohrungen 60 eingeschraubt werden. Die Auflagerböcke 24 werden auf dem Unterboden 26 über die Fixierungsbolzen 54 festgelegt, die hier als chemisch im Unterboden 26 verankerte Bolzen ausgebildet sind, auf deren oberes Gewindeende eine Mutter 68 aufgeschraubt ist, die die Verankerungsplatte 50 festklemmt. Dann lässt man den Gießzementmörtel 64 aushärten, so dass der Auflagerbock sicher eingebettet und verankert ist.
Gemäß 4 werden die Bodenplatten 32 in einem orthogonalen Muster wie dargestellt aufgelegt. Jede Bodenplatte 32 kann aus einer Nutzholzplatte bestehen, z. B. einem verleimten Birkensperrholz mit einer galvanisierten Stahlunterschicht 70, um das Ausbreiten von Feuer zu verhindern. Über jede Längsseite der Bodenplatte 32 ist eine Dunst- oder Rauchdichtung vorgesehen. Bestimmte Bodenplatten können mit Kabel/Schlauch-Anschlussfassungen 72 versehen sein, die in die Bodenplatte eingelassen sind.
Die Oberfläche der Bodenplatte kann texturiert sein, um eine schlupffreie Oberfläche zu erzeugen. Jede Unterschicht 70 ist rechteckig ausgebildet und mit aufrecht stehenden Wänden und einem V-Ausschnitt an jeder Seite versehen, um eine begrenzte Flexibilität zu gewährleisten. Die Bodenplatten 32 werden auf den Rändern der Umfangsträgerplatten 42 aufgelegt, wie dies im Einzelnen aus 6 ersichtlich ist und dann wird, falls erforderlich, eine Abdeckplatte 34 aufgelegt.
Zusätzlich zu den Auflagerböcken 24 kann der Unterboden 26 im Abstand zueinander Brandschutzstreifen, beispielsweise in Form von Feuerschutzwänden aus Schlackenziegeln, aufweisen.

Claims

Bodenabstützsystem mit den folgenden Teilen: eine Anordnung von Auflagerböcken (24), die auf einem Unterbodenbereich (26) festgelegt sind; und eine Anordnung von Bodenplattenelementen (32), die zwischen den Auflagerböcken (24) angeordnet sind und einen erhöhten Bodenbereich definieren, wobei die Auflagerböcke (24) in ihren oberen Bereichen (40) so ausgebildet sind, dass sie im Betrieb mit entsprechenden unteren Lastträgerbereichen von Maschinen oder Ausrüstungen (14–22) zusammenwirken können.
Bodenabstützsystem nach Anspruch 1, bei welchem die Auflagerböcke (24) in einer regelmäßigen rechteckigen Anordnung vorgesehen sind.
Bodenabstützsystem nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei welchem die Masse der Maschinen oder Ausrüstungen (14–22) im Betrieb im Wesentlichen vollständig von den Auflagerböcken getragen wird.
Flexibles Fertigungssystem (10), das eine Verlegung von Maschinen oder Ausrüstungen (14–22) in einer Herstellungs- oder Montagevorrichtung ermöglicht und ein Bodenabstützsystem nach Anspruch 1 aufweist, wobei im Betrieb die Vorrichtung durch Bewegung eines Teils der Maschine oder Ausrüstung (14–22) umgebaut werden kann, das von einer Gruppe der Auflagerböcke (24) nach einer anderen Stelle bewegt werden kann, um dort von einer anderen Gruppe von Auflagerböcken (24) abgestützt zu werden.
Flexibles Fertigungssystem nach Anspruch 4, bei welchem die Auflagerböcke (24) in einer regelmäßigen Anordnung vorgesehen sind.
Flexibles Fertigungssystem nach Anspruch 5, bei welchem die Auflagerböcke (24) in einer rechteckigen oder quadratischen Anordnung vorgesehen sind.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei welchem jeder der Auflagerböcke (24) einen Bezugsbereich (40) definiert, der mit einem unteren Lastträgerbereich der Maschine oder Ausrüstung (14–22) zusammenwirkt, wobei die Bezugsbereiche (40) in einer gemeinsamen allgemein horizontalen Ebene angeordnet sind.
Flexibles Fertigungssystem nach Anspruch 7, bei welchem jeder Bezugsbereich (40) eine Bezugsoberfläche mit einem zurückspringenden Bereich (42) definiert, um die Bodenplattenelemente (32) abzustützen, wobei die Bezugsoberfläche (40) allgemein kontinuierlich mit der Oberfläche der Bodenfläche der Bodenelemente verläuft oder unter die Bodenoberfläche (32) zurückversetzt ist.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 8, welches Maschinen oder Ausrüstungen (14–22) aufweist, die untere Lastträgerbereiche mit Stützfüßen (30) besitzen, die an den oberen Bereichen der Auflagerböcke (24) anliegen.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 9, bei welchem wenigstens einige der Auflagerböcke (24) Höheneinstellmittel aufweist, um ihre Höhe einstellen zu können.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 10, bei welchem die Auflagerböcke (24) wenigstens teilweise aus Gusseisen oder einer Eisenlegierung hergestellt sind.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 11, bei welchem mehrere Versorgungskabel, -leitungen oder dergleichen in den Hohlräumen über dem Unterboden verlaufen.
Flexibles Fertigungssystem nach Anspruch 12, bei welchem wenigstens einige der Kabel, Leitungen oder dergleichen lösbare Kupplungen an den Auflagerböcken (24) oder in der Nähe derselben aufweisen, um mit entsprechenden Kupplungsmitteln zusammenzuwirken, die an den Maschinen angeordnet sind.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 13, bei welchem die Bodenplattenelemente (32) eine Holzschicht und eine untere metallische Überzugsschicht (70) aufweisen.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 14, bei welchem im Betrieb die Masse der Maschinen oder Ausrüstungen im Wesentlichen vollständig über die Auflagerböcke abgestützt ist.