WO2014191192A1 - Linienpuffer und verfahren zur automatischen materialbereitstellung für eine montagelinie - Google Patents

Linienpuffer und verfahren zur automatischen materialbereitstellung für eine montagelinie Download PDF

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WO2014191192A1
WO2014191192A1 PCT/EP2014/059704 EP2014059704W WO2014191192A1 WO 2014191192 A1 WO2014191192 A1 WO 2014191192A1 EP 2014059704 W EP2014059704 W EP 2014059704W WO 2014191192 A1 WO2014191192 A1 WO 2014191192A1
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WO
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containers
buffer
boxes
level
points
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PCT/EP2014/059704
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johann Kaussler
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/0485—Check-in, check-out devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/0492—Storage devices mechanical with cars adapted to travel in storage aisles

Definitions

  • the invention relates to the storage and transport of components, such as components or workpieces, which are required in industrial production.
  • components such as components or workpieces
  • Palletizers or palletizing systems are used to combine packaged or workpieces on carriers and / or to remove.
  • boxes can be used as a carrier into which workpieces or components are inserted and removed. In this case, a picking of containers and workpieces is desired.
  • palletizing robots with multiple axes have been used in the past. Simple linear robots or storage systems that simply transport and load crates along a route are also known.
  • the present invention seeks to improve the efficiency of material delivery at the assembly line.
  • This object is achieved by a line buffer for automatic material supply for an assembly line, which is located in a mounting plane.
  • the line buffer is arranged in at least one buffer level, which is arranged parallel above or below the mounting plane and in particular in a same hall.
  • On the buffer level parking spaces are arranged on which containers, especially Euronorm crates, are interposable.
  • the line buffer also has receiving points at the buffer level at which containers and / or their contents can be transferred to the assembly line.
  • the line buffer has a transport system on the buffer level, which is set up for a fully automatic transport of the containers from the parking spaces to the receiving points.
  • the containers have standardized outer dimensions.
  • At least some of the containers are composed of at least two, in particular three, stackable part boxes, each containing an insert, which allows an orderly insertion of components.
  • the line buffer comprises at least one first lifting device, which is arranged at one of the receiving points and designed for separating the containers into the partial boxes and for vertical transport of the partial boxes to the assembly level for removal or insertion of the ordered components.
  • the line buffer further has at least one second lifting device, which for the recomposition of empty, partially filled and / or completely filled part boxes to the containers, as well as to the vertical Transport the container back to the return points set up at the buffer level.
  • the transport system is also set up for picking up the containers from the return points and for storing the containers in the parking spaces.
  • containers in particular Euro standard boxes, intermediately stored on parking spaces on at least one buffer level, which is located parallel above or below the mounting plane and in particular in a same hall.
  • a transport system at the buffer level transports containers fully automatically from the parking spaces to the receiving points at the buffer level.
  • the containers and / or their contents are handed over at the receiving points to the assembly line.
  • Components are ordered in inserts inserted by sub-boxes, which in particular is done fully automatically and mechanically. At least two, in particular three, partial boxes are stacked on top of each other, whereby containers with normalized external dimensions are assembled.
  • a first lifting device takes over a first container at one of the receiving points, separates the container into the part boxes and transports them vertically to the mounting plane. On the assembly level, the components are removed from the inserts in the sub-boxes or placed orderly in this.
  • a second lifting device recycles emptied, partially filled and / or fully filled part boxes to the containers and transports them vertically back to return locations on the buffer level. The transport system picks up the containers from the return points and stores them on the parking spaces.
  • the advantages mentioned below need not necessarily be achieved by the subject-matter of the independent patent claims. Rather, these may also be advantages, which are achieved only by individual embodiments, variants or developments.
  • the material flow concept formed by the line buffer and the process provides for a line buffer - in particular vertically - above the assembly line in which Euro standard crates are stored temporarily. Compared to the conventional material provision directly on the production area, this increases the area productivity, since valuable additional production area can be used. The area productivity thus increases to almost 100%, since no material provision takes place on the production area itself.
  • the line buffer and the method with its embodiments and developments provide a new product platform for the logistics resource material handling. Internal suppliers can be easily and automatically connected to a higher-level material flow system via the line buffer.
  • the line buffer includes a palletizing system that allows moving and re-sorting of containers and part boxes, as well as loading and unloading of part boxes.
  • Palletizing system provides essentially linear movements, that is to say translations of the boxes and partial boxes to be palletized or handled.
  • the lifting devices are configured, for example, in the manner of movable ramps, stages or bearing surfaces parallel next to each other. With the help of holding devices, depending on the exact position of the case moved by the respective lifting device, one of the part boxes can be held, so that the boxes are separated during the further process of the respective lifting devices.
  • the palletizing system allows a transport, a separation and / or a composition of the boxes.
  • the palletizing system is particularly suitable for handling Euronorm crates, which have certain dimensions and can be divided into three sub-boxes.
  • the partial boxes are then stacked on top of each other.
  • the part boxes usually have a cover for dust protection of the workpieces or components provided therein.
  • one or more multi-shuttles that can be moved onto busbars are used as the transport system.
  • the busbars of the transport system in the buffer level run parallel to the assembly line.
  • the pick-up points and parking spaces are arranged along the busbars and in particular on opposite sides.
  • the Multishuttle enables fully automatic transport of the containers. If the line buffer is arranged in more than one buffer level, busbars and parking spaces are provided in each of the buffer levels. Such solutions are known from automated high-bay warehouses.
  • the buffer level is above the mounting plane. At least some of the containers contain bulk material. A container pivot unit and a chute are arranged at at least one receiving point, so that the bulk material there is the assembly line can be fed.
  • the transport system is set up for fully automatic transport of the containers between the transfer points, parking spaces and receiving points.
  • the material delivery system includes the line buffer, the parent material flow system, and the high bay warehouse.
  • Transfer points at the buffer level Receive containers from a higher level material handling system from a high bay warehouse and / or transport them to the high bay warehouse.
  • the transport system transports the containers fully automatically between the transfer points, parking spaces and receiving points.
  • the high-bay warehouse is used as an intermediate buffer to internal and external suppliers.
  • the high-bay warehouse is arranged in particular in a basement below the mounting level and is replenished in particular within seven hours.
  • the method is implemented as a two-vessel consumption-based KANBAN process.
  • a replacement time for a container from the high-bay warehouse is no greater than five minutes.
  • a computer program is stored on the computer-readable medium, which executes the method when it is executed in a microprocessor.
  • the computer program is executed in a microprocessor and executes the procedure.
  • FIG. 2 shows a plan view of a line buffer
  • 3 shows a cross-section through a line buffer and an assembly line
  • FIG. 4 shows a perspective view of a line buffer with a detailed view of a multi-shuttle
  • Figure 5 shows two line buffer and a palletizer
  • Figure 6 shows a line buffer, an assembly line and a
  • Figure 7 shows a line buffer with Multishuttle, as well as a
  • FIG. 8 shows a first perspective schematic illustration of an embodiment of a palletizing system
  • FIG. 9 shows a second perspective schematic illustration of the embodiment of the palletizing system according to FIG.
  • Figure 10 is a schematic side view of a stacking box
  • Figures 11-13 is a schematic sectional view for explaining various operating states of the embodiment of the palletizing system.
  • identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals, unless stated otherwise.
  • FIG. 1 shows a line buffer 50 which is arranged on a buffer plane 100.
  • the buffer level 100 is approximate.
  • the line buffer 50 may be located just below the buffer level 100, in the buffer level 100, or immediately above the buffer level 100. Of the Line buffer 50 may also extend over multiple buffer levels 100 when equipped with multi-level shelves.
  • FIG. 1 shows an assembly line 201, which is located on a mounting plane 200.
  • the mounting plane 200 is, for example, a plane formed by work surfaces and table surfaces of the assembly line 201.
  • the mounting plane is the floor of a production hall.
  • the assembly line 201 is located approximately at the level of the mounting plane.
  • a floor of the production hall is formed by a concrete floor 300 below which a high-bay warehouse 150 is located in a basement 301.
  • a parent material handling system 140 exchanges containers between the line buffer 50 and the high bay warehouse 150.
  • FIG 2 shows a plan view of the line buffer 50 of Figure 1.
  • a multi-shuttle 112 is movable on busbars 111 and adapted to transport containers, such as Euronormkis- th, in a fully automatic driving operation. To do this, the Multishuttle fully automatically accesses centerings of the Euronorm crate. Instead of a single Euronorm crate, the Multishuttle 112 can also transport three stacked sub-crates by engaging in centering on the bottom sub-crate, allowing the stack to be transported as a whole.
  • FIG. 2 shows receiving points 102 at which containers and / or their contents are transferred to an assembly line. Furthermore, FIG. 2 shows parking spaces 101 on which containers can be temporarily stored, as also corresponds to the function of the line buffer 50 as an intermediate buffer in the material supply.
  • the assembly line returns containers at return points 103, which can still be partially filled. In this case, the containers are re-stored by the multi-shuttle 112 at locations 101.
  • the containers delivered to the return points 103 from the assembly line can also be completely filled. This is for example This would be the case if the corresponding components are manufactured by the assembly line.
  • the containers returned to the return points 103 are completely emptied, they are positioned by the multi-shuttle 112 on a transfer point 104, where they are picked up by a higher-level material flow system 140 and transported to the high-bay warehouse 150 shown in FIG , Via the transfer points 104 and the new filled containers are delivered from the high-bay warehouse 150.
  • the assembly line acts as an internal supplier.
  • FIG. 3 again shows a schematic cross section through the line buffer 50 and the assembly line 201.
  • the line buffer 50 and the assembly line 201 are arranged so that they respectively lie in the middle of the buffer level 100 and the mounting plane 200.
  • the two levels merely have the function of describing the spatial separation of the line buffer 50 from the mounting plane 201.
  • the line buffer 50 may also be located below the assembly line 201. Because of the shorter paths, the line buffer 50 will typically be located vertically above or below the assembly line 201.
  • the line buffer 50 and the assembly line 201 are located in one and the same production hall 400.
  • the arrangement above the assembly line 201 has the advantage in each case that it is possible to place containers at reception points 102, which are then tilted via a container pivot unit 120, so that the be contained in the containers as bulk material components via a chute 130 of the Montageli- 201 fed.
  • a slope between the line buffer 50 and the assembly line 201 is required.
  • Figure 3 further shows the previously discussed
  • the pitches 101 behave as described above.
  • the pickup points 102 and return points 103 are shown in greater detail in FIG. 3.
  • a container parked on the left pickup point 102 is transported by a lifting device 2, for example a lift, fully automatically down to the assembly line 201. Subsequently, the filled or emptied container is moved horizontally to a second lifting device 3, which transports the container back to the buffer level 100 to a return point 103.
  • the lifting devices 2 and 3 are in this case components of a palletizing system, which will be described in detail in the context of FIGS. 8 to 13.
  • Figure 4 shows a schematic perspective view of a line buffer 50, which behaves as described in Figures 1 to 3. More specifically shown here is the parent material handling system 140 which transports container 4 in a loop. At transfer points 104, the containers 4 are transferred to the line buffer 50.
  • the line buffer 50 consists predominantly of slots 101 and some receiving stations 102 and return points 103, not shown.
  • FIG. 5 shows two line buffers 50, which are each arranged above an assembly line.
  • a mounting plane 200 is formed, for example, by the floor of a production hall.
  • the line buffers 50 can be found on a buffer level 100. More specifically shown is an acceptance point 102 for a
  • Palletizing system which stored there containers down with a first lifting device 2 and transported with a second lifting device 3 back to a return point 103.
  • the palletizing system will be described in detail in the context of FIGS. 8 to 13.
  • FIG. 6 again shows a schematic perspective view of a detail of a line buffer 50.
  • FIG. 6 shows particularly clearly an assembly line 201 which is located below the buffer level 100.
  • the line buffer 50 has numerous locations 101 for temporary storage of containers.
  • the multishuttle described above is also shown as a transport system 110.
  • the receiving points and return points for a palletizing system are arranged on the opposite side of the assembly line 201 in FIG.
  • FIG. 7 again shows a line buffer 50, which illustrates the multishuttle 112 in detail when a container is deposited on an acceptance point 102.
  • a below-drawn palletizing system later returns the container to a return point 103. Numerous other parking spaces 101 are available.
  • the multi-shuttle 112 is movable on busbars 111.
  • FIG. 8 shows a first perspective schematic representation of an embodiment of a palletizing system
  • FIG. 9 also shows the embodiment from another angle in a perspective view.
  • the palletizing system 1 comprises two lifting devices 2, 3, which allow vertical movement or lifting of boxes 4 or trays.
  • the respective lifting devices 2, 3 are arranged side by side and can transport in the manner of a lift or elevator up and down a ramp, plate or platform. There are five different levels IV achievable.
  • FIGS. 8 and 9 containers or boxes 4 to be transported are schematically indicated.
  • the palletizing system 1 is particularly suitable for handling Euronorm crates which are subdivided into three trays or partial crates.
  • each individual box contains an insert which allows an orderly insertion of the components.
  • the reduction in space requirements has a particularly significant effect on ordered parts, because they can only be inserted in one position in a Euro standard box or in each of the partial boxes.
  • the boxes can be covered with a cover. It also makes sense to provide each box with an identifier, in particular an RFID label or a barcode, for a KANBAN system.
  • the cover bends contamination of the components.
  • the identifiers enable fully automatic KANBAN warehousing and fully automatic transport of the components to the assembly line.
  • the outer dimensions of the containers, Euronorm crates or stacked sub-crates are 600 X 400 X 390 mm.
  • the boxes have standardized centering and depressions on the sides, through which they can be automatically positioned and moved. If the box is to be used to store components that do not have to be placed in order in the box, the components are tilted into the container and later poured out of the container into a feeder.
  • the line buffer 50 in Figures 1-7 represents a KANBAN shelf above the assembly line 201, in which still partially filled containers can be stored in ordered parts. For example, first a completely filled container, which may consist of three partial boxes, retrieved with ordered parts of the high-bay warehouse 150. This is first transferred to the assembly line 201 via the palletizing system. The container is partially emptied, with individual partial crates can also be completely emptied. The still partially filled container is then on the return point 103 of the
  • Palletizing returned to the line buffer 50 and stored there on a parking space 101 Palletizing returned to the line buffer 50 and stored there on a parking space 101.
  • FIG. 10 shows, by way of example, a schematic side view of the stacking box previously mentioned in different contexts with three partial boxes.
  • a box 4 designed for example as a Euronorm box has three sub-boxes or trays 4A, 4B, 4C stackable in one another.
  • the upper one is provided with a lid 5C.
  • all stackable partial boxes 4A, 4B, 4C may each also have a lid.
  • the width B is according to the standard size of the European Union 400 mm, and the height H is about 390 mm. Including the respective cover has a part box 4A, 4B, 4C then a height of 130 mm.
  • Palletizing system 1 makes it possible to singulate, transport and combine sub-boxes 4A, 4B, 4C into an entire box 4 corresponding to the Euro standard.
  • the sub-boxes 4A, 4B, 4C can be provided with identification means 16 or markings, such as barcodes or RFID tags.
  • Tags are provided so that the part boxes 4A, 4B, 4C and thus the components or workpieces present therein in the palletizing system 1 or other connected production lines can be detected.
  • each a holding device 6, 11 assigned.
  • the holding device laterally grips the respective box 4 or part box 4A, 4B, 4C and holds it in this vertical position.
  • the respectively lower, middle or upper stacked parts box 4A, 4B, 4C can be fixed (see FIG.
  • a handling device 7 is provided, which decreases a lid present on a part box 4A, 4B, 4C (handling device 7) or a cover on a part III in the plane III, 4B, 4C, which is of the second lifting device 3 is transported (handling device 11), touches.
  • a conveyor 8 which makes it possible to branch off a box 4 transported in the position of the level IV laterally, for example, to an emptying or filling station.
  • the conveying device 8 is designed in the manner of conveying rollers or a conveyor belt, so that the respective box 4 is displaced laterally perpendicular, ie horizontally to the lifting direction.
  • the respective box can also be moved again in the direction of the elevator or lifting axle, so that further transport in the vertical direction is possible.
  • the two lifting devices 2, 3 are connected to each other in the plane V by a conveyor 9.
  • the conveyor 9 serves in particular to move a box 4 from the first to the second lifting device 2, 3, so that overall a transport in a U-shaped manner from the plane I, which is in the orientation of Figure 1 and 2, the top level to transport over the planes II, III, IV and V first along the stroke direction of the first lifting device 2 then horizontally along the conveyor 9 and in turn vertically over the planes IV, II, II and I by means of the second lifting device 3.
  • a palletizing system 1 in the plane I at the first lifting device 2 or the first lift in plane I results in a transfer of the containers or boxes, for example, from a multishuttle to the
  • Palletizer 1 Level I is the buffer level 100 shown in Figures 1, 3, 5 and 6. The handover the boxes 4 to the palletizing system 1 takes place at the receiving points 102 shown in FIGS. 2-5 and 7.
  • level II a separation of the trays or partial boxes takes place at the first lifting device 2.
  • Level III a cover is removed from the tray.
  • level IV centering of the tray and a removal or placement of the tray or the respective transported part box is carried out with modules or workpieces.
  • the plane V is a tray transport via the conveyor 9 to the second lift or the second lifting device 3.
  • the second lifting device 3 takes place in the plane III laying the cover on the transported part box.
  • level II the trays or partial boxes are picked or merged, and finally there is a transfer of the re-assembled as Euronormkisten container 4, for example, designed as a multishuttle feeding and discharge device in level I. This is located at the in Figures 2, 3, 5 and 7 return points 103 shown.
  • FIGS. 11-13 a schematic sectional view of the palletizing system 1 for explaining various operating states and transport and handling options is explained.
  • Sl - S20 movements or processes that are carried out with or with the help of the palletizing system are indicated.
  • the five working levels I-V are indicated by horizontal dashed lines.
  • the two lifts or lifting devices 2, 3 are indicated schematically. For example, they can be realized by known measures. This essentially results in a flat support plane on which rest one or more part boxes or workpiece carriers and are moved in height. The procedure takes place between the levels I-V.
  • the three workpiece carriers or partial boxes 4A, 4B, 4C are filled with workpieces or components 18.
  • a holding device 6 is assigned.
  • the holding device comprises, for example, pneumatic piston 17, which can hold one of the stacked part boxes 4A, 4B, 4C laterally.
  • the hydraulic cylinders 17 grip the middle part box 4B and hold it firmly.
  • the upper part box 4C still lies on the second middle part box 4B. Since the middle part box 4B is held, the lower part box 4A separates in the direction of the elevator platform and to the plane III (S3). In this position is the part box 4A with the workpieces
  • a handling device 7 which removes and deposits a lid 5A of the part box 4A standing on the stage or supporting surface of the lifting device 2 (S4). For example, this is done by means of suction cups and / or a gripping arm.
  • the cover or cover 5A is placed between the two lifting devices 2, 3. Subsequently, the elevator or the lifting device 2 moves the opened part box or the workpiece carrier 4A to the level IV (S5).
  • the part box 4A is laterally moved in the plane IV from the lifting device 2 by means of a conveyor 8, which is designed for example in the manner of a conveyor belt or provided with other suitable means, such as rollers or slides (S6).
  • the part box 4A is then at an emptying and
  • Filling station 15 which automatically removes the workpieces 18 from the part box 4a (S7). In principle, this can also be done manually. However, it is beneficial to perform the assembly and / or emptying and removal of the workpieces 18 automated.
  • the lifting device 2 lowers the emptied part box 4A to the plane V (S9).
  • the part box 4A is moved to level III (Sil).
  • level III of the second lifting device 3 is associated with a further handling device 10, which sets with the help of suitable arms or brackets the discarded cover 5A again on the part box or the tray 4A (S12).
  • the lifting device 3 transports the now sealed part box 4A, 5A to the level II, where a holding device 11 by means of pneumatic cylinders 17, which grip laterally, the part box 4A holds (S13).
  • the part box 4A without supporting the support surface or platform of the lifting device 3 held.
  • the source box 4 composed of three trays or partial boxes 4A, 4B, 4C has been singulated and a tray 4A has been transported from the level I over the levels II, III, IV and V to the level I and II at the second hoisting apparatus 3, respectively.
  • workpieces 18 are removed from the part box 4A or used. It can now, as indicated in Figure 12, the lifting device 2 moved to level II, and the pneumatic cylinder 17 of the holding device 6 solve the second part box 4B.
  • the lifting device or the support surface and the holding device 6 is displaced relative to each other such that the upper part of the box 4 C is held by the pneumatic cylinders of the holding device 6.
  • the lifting device 2 moves the second part box 4B provided with workpieces 18 to the level III (S14).
  • the part box 4B is moved to the level II.
  • the holding device 11 initially releases the upper part box 4A until the middle part box 4B is in the position of the pneumatic cylinder 15.
  • the second part box 4B is held by the holding device 11.
  • FIG. 13 shows this operating situation.
  • a passage of the third part of box 4C as previously described, with respect to the part boxes 4A and 4B.
  • the part boxes 4A, 4B, 4C are in the opposite direction Order at the supply and discharge device 13, which is associated with the second lifting device 3 in the plane I. It is also possible that additionally empty containers or partial containers or trays or workpiece carriers are delivered in the plane V and inserted into the process.
  • the planes can be changed with regard to their positioning relative to one another. Also, the sequence of levels does not have to be as indicated in the figures.
  • the proposed palletizing system 1 is particularly suitable for automation but can also include partially manual operations.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)

Abstract

Ein Linienpuffer über einer Montagelinie erlaubt es, Euronormkisten, welche gegebenenfalls in drei Teilkisten unterteilt sind, zwischenzulagern. Ein Multishuttle füllt den Linienpuffer in einem vollautomatischen Fahrbetrieb auf. Mehrere Behälter im Linienpuffer werden aus einem Zwischenlager im Keller innerhalb von maximal fünf Minuten aufgefüllt. Manche Bauelemente in den Behältern werden alle fünf Minuten aufgebraucht, so dass die jeweilige Euronormkiste in fünf Minuten vom Linienpuffer aus dem Hochregallager ersetzt werden muss. Der Vorrat des Hochregallagers reicht aus, um sieben Stunden zu überbrücken und wird daher alle sieben Stunden aufgeführt. Palettierer werden eingesetzt, um Euronormkisten von dem Linienpuffer oberhalb der Montagelinie herabzuholen, in Einzelkisten zu zerlegen und anschließend entleert wieder dem Linienpuffer zur Abholung durch das Multishuttle und zum Transport ins Hochregallager zuzuführen. Der Linienpuffer erlaubt den Einsatz eines 2-Behälter-KANBAN-Systems.

Description

Beschreibung
Linienpuffer und Verfahren zur automatischen Materialbereitstellung für eine Montagelinie
Die Erfindung betrifft die Aufbewahrung und den Transport von Bauelementen, beispielsweise Bauteilen oder Werkstücken, welche in der industriellen Fertigung benötigt werden. Für die Materialbereitstellung an Montagelinien wird bis zu 40% der Montagefläche benötigt. Die Materialbereitstellung dient hierbei auch als notwendiger Puffer zwischen internen und externen Lieferanten. Bisher wird das für die Montage und Fertigung benötigte Material unmittelbar an den Montagelinien auf der Produktionsfläche bereitgestellt.
Aus dem Dokument „Euronorm 600x400 Standard und Extra" erhältlich im Internet am 23.11.2012 unter
http : //www . plastibac . eu/de/kunststoff -behalter_euronorm- 600x400-standard extra_3. aspx, sind Transport- und Stapelbehälter in Euronorm-DIN-Abmessungen bekannt. Diese sind untereinander stapelbar und mit einem passenden Deckel erhältlich. Derartige Euronormkisten eignen sich unter anderem für Aufbewahrung und Transport von Bauelementen. Hierzu können Lagerung und Transport der Euronormkisten für eine vorgegebene Abmessung der Euronormkiste optimiert werden. Beispielsweise lassen sich Lagerhaltung und Transport für Euronormkisten der Außenabmessungen 600 X 400 X 390 mm optimieren.
Palettierer oder Palettiersysteme dienen dazu, Pack- oder Werkstücke auf Trägern zusammenzufassen und/oder zu entnehmen. Beispielsweise können Kisten als Träger verwendet wer- den, in die Werkstücke oder Bauteile eingesetzt und entnommen werden. Dabei ist auch eine Kommissionierung der Behälter und Werkstücke gewünscht . In der Vergangenheit wurden beispielsweise Palettierroboter mit mehreren Achsen eingesetzt. Einfache Linearroboter oder Magazinierungssysteme , in denen einfach Kisten an einer Strecke entlang transportiert und bestückt wurden, sind ebenfalls bekannt .
Durch die vorliegende Erfindung soll die Effizienz der Materialbereitstellung an der Montagelinie verbessert werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Linienpuffer zur automatischen Materialbereitstellung für eine Montagelinie, welche sich in einer Montageebene befindet, gelöst. Der Linienpuffer ist in mindestens einer Pufferebene angeordnet, welche parallel oberhalb oder unterhalb der Montageebene und insbesondere in einer gleichen Halle angeordnet ist. Auf der Pufferebene sind Stellplätze angeordnet, auf welchen Behälter, insbesondere Euronormkisten, zwischenlagerbar sind. Der Linienpuffer verfügt ferner über Annahmestellen auf der Pufferebene, an denen Behälter und/oder deren Inhalt an die Mon- tagelinie übergebbar sind. Weiterhin verfügt der Linienpuffer über ein Transportsystem auf der Pufferebene, welches für einen vollautomatischen Transport der Behälter von den Stellplätzen zu den Annahmestellen eingerichtet ist. Außerdem weisen die Behälter normierte äußere Abmessungen auf. Zumindest einige der Behälter sind aus mindestens zwei, insbesondere drei, übereinander stapelbaren Teilkisten zusammengesetzt, welche jeweils einen Einsatz enthalten, welcher ein geordnetes Einlegen von Bauelementen erlaubt. Der Linien- puffer umfasst mindestens eine erste Hubvorrichtung, welche an einer der Annahmestellen angeordnet und für eine Vereinzelung der Behälter in die Teilkisten sowie für einen vertikalen Transport der Teilkisten auf die Montageebene zur Entnahme oder zum Einlegen der geordneten Bauelemente ausgelegt ist. Der Linienpuffer verfügt weiterhin über mindestens eine zweite Hubvorrichtung, welche zur erneuten Zusammensetzung von entleerten, teilweise gefüllten und/oder vollständig gefüllten Teilkisten zu den Behältern, sowie zum vertikalen Transport der Behälter zurück an die Rückgabestellen auf der Pufferebene eingerichtet ist. Das Transportsystem ist weiterhin zur Abholung der Behälter von den Rückgabestellen und zur Einlagerung der Behälter auf den Stellplätzen eingerichtet.
Bei dem Verfahren zur automatischen Materialbereitstellung für eine Montagelinie, welche sich in einer Montageebene befindet, werden Behälter, insbesondere Euronormkisten, auf Stellplätzen auf mindestens einer Pufferebene zwischengela- gert, welche sich parallel oberhalb oder unterhalb der Montageebene und insbesondere in einer gleichen Halle befindet. Ein Transportsystem auf der Pufferebene transportiert Behälter vollautomatisch von den Stellplätzen zu den Annahmestellen auf der Pufferebene. Die Behälter und/oder deren Inhalt werden an den Annahmestellen an die Montagelinie übergeben.
Bauelemente werden geordnet in Einsätze von Teilkisten eingelegt, wobei dies insbesondere vollautomatisch und maschinell erfolgt. Mindestens zwei, insbesondere drei, Teilkisten werden übereinander gestapelt, wodurch Behälter mit normierten äußeren Abmessungen zusammengesetzt werden. Eine erste Hubvorrichtung übernimmt einen ersten Behälter an einer der Annahmestellen, vereinzelt den Behälter in die Teilkisten und transportiert diese vertikal auf die Montageebene. Auf der Montageebene werden die Bauelemente aus den Einsätzen in den Teilkisten entnommen oder geordnet in diese eingelegt. Eine zweite Hubvorrichtung setzt entleerte, teilweise gefüllte und/oder vollständig gefüllte Teilkisten erneut zu den Behältern zusammen und transportiert diese vertikal zurück auf Rückgabestellen auf der Pufferebene. Das Transportsystem holt die Behälter von den Rückgabestellen ab und lagert diese auf den Stellplätzen ein.
Die im Folgenden genannten Vorteile müssen nicht notwendiger- weise durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche erzielt werden. Vielmehr kann es sich hierbei auch um Vorteile handeln, welche lediglich durch einzelne Ausführungsformen, Varianten oder Weiterbildungen erzielt werden. Das durch den Linienpuffer und das Verfahren gebildete Materialflusskonzept sieht einen Linienpuffer - insbesondere senkrecht - über der Montagelinie vor, in welchem Euronorm- kisten zwischengelagert werden. Gegenüber der herkömmlichen Materialbereitstellung direkt auf der Produktionsfläche erhöht sich hierdurch die Flächenproduktivität, da wertvolle zusätzliche Produktionsfläche genutzt werden kann. Die Flächenproduktivität erhöht sich somit auf fast 100%, da keine Materialbereitstellung auf der Produktionsfläche selbst erfolgt. Der Linienpuffer und das Verfahren mit ihren Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben eine neue Produkt - Plattform für die Logistik-Ressource Materialtransport. Interne Lieferanten können über den Linienpuffer einfach und automatisiert an ein übergeordnetes Materialflusssystem angebunden werden.
Der Linienpuffer beinhaltet ein Palettiersystem, welches das Bewegen und Umsortieren der Behälter und Teilkisten sowie das Bestücken und Entleeren der Teilkisten ermöglicht. Das
Palettiersystem sieht im Wesentlichen lineare Bewegungen, also Translationen der zu palettierenden bzw. handzuhabenden Kisten und Teilkisten vor. Dabei sind die Hubvorrichtungen beispielsweise in der Art von verfahrbaren Rampen, Bühnen oder Auflageflächen parallel nebeneinander ausgestaltet. Mit Hilfe von Halteeinrichtungen kann in Abhängigkeit von der genauen Position der von der jeweiligen Hubvorrichtung verfahrenen Kiste eine der Teilkisten festgehalten werden, so dass beim weiteren Verfahren der jeweiligen Hubvorrichtungen die Kisten vereinzelt werden.
Aufgrund einer fünfebigen Ausgestaltung ist es möglich, mit Hilfe des Palettiersystems drei ineinander gestapelte Teilkisten jeweils einzeln oder zusammen zu transportieren, zu vereinzeln und/oder wieder zusammenzusetzen. Insbesondere ermöglicht das Palettiersystem einen Transport, eine Vereinzelung und/oder eine Zusammensetzung der Kisten. Bislang muss- ten entsprechende dreiteilige Kisten manuell gehandhabt wer- den. Das Palettiersystem eignet sich insbesondere zur Handhabung von Euronormkisten, die bestimmte Abmessungen aufweisen und in drei Teilkisten aufgeteilt werden können. Die Teilkisten liegen dann aufeinander gestapelt vor. Ferner haben die Teilkisten meist eine Abdeckung zum Staubschutz der darin vorgesehenen Werkstücke oder Bauteile.
Auch halbvolle Behälter können verarbeitet werden. Weiterhin werden Taktzeitverluste beim Wechsel der Teilkisten einge- spart.
Gemäß einer Ausführungsform des Linienpuffers kommen als Transportsystem ein oder mehrere auf Stromschienen fahrbare Multishuttles zum Einsatz. Die Stromschienen des Transport - Systems in der Pufferebene verlaufen parallel zu der Montagelinie. Die Annahmestellen und Stellplätze sind entlang der Stromschienen und insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet . Das Multishuttle ermöglicht einen vollautomatischen Transport der Behälter. Sofern der Linienpuffer in mehr als einer Pufferebene angeordnet ist, sind in jeder der Pufferebenen Stromschienen und Stellplätze vorgesehen. Derartige Lösungen sind aus automatisierten Hochregallagern bekannt.
In einer Weiterbildung befindet sich die Pufferebene oberhalb der Montageebene. Zumindest einige der Behälter enthalten Schüttgut. Eine Behälter-Schwenkeinheit und eine Rutsche sind an mindestens einer Annahmestelle angeordnet, so dass das Schüttgut dort der Montagelinie zuführbar ist.
In einer Weiterbildung sind auf der Pufferebene
Übergabestellen angeordnet, an welchen Behälter von einem übergeordneten Materialflusssystem von einem Hochregallaber anlieferbar und/oder zu dem Hochregallager abtransportierbar. Das Transportsystem ist für einen vollautomatischen Transport der Behälter zwischen den Übergabestellen, Stellplätzen und Annahmestellen eingerichtet. Das Materialbereitstellungssystem umfasst den Linienpuffer, sowie das übergeordnete Materialflusssystem und das Hochregallager .
In einer Weiterbildung des Verfahrens werden an
Übergabestellen auf der Pufferebene Behälter von einem übergeordneten Materialflusssystem von einem Hochregallager angeliefert und/oder zu dem Hochregallager abtransportiert. Das Transportsystem transportiert die Behälter vollautomatisch zwischen den Übergabestellen, Stellplätzen und Annahmestellen. Das Hochregallager wird als Zwischenpuffer zu internen und externen Lieferanten eingesetzt. Das Hochregallager ist insbesondere in einem Tiefgeschoss unterhalb der Montageebene angeordnet und wird insbesondere innerhalb von sieben Stunden wieder aufgefüllt.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Verfahren als verbrauchsgesteuertes Zwei -Behälter-KANBAN-Verfahren implemen- tiert. In einer Weiterbildung ist eine Wiederbeschaffungszeit für einen Behälter aus dem Hochregallager nicht größer als fünf Minuten.
Auf dem computerlesbaren Datenträger ist ein Computerprogramm gespeichert, welches das Verfahren ausführt, wenn es in einem Mikroprozessor abgearbeitet wird.
Das Computerprogramm wird in einem Mikroprozessor abgearbeitet und führt dabei das Verfahren aus.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch einen Linienpuffer, eine
Montageline in einer Fertigungshalle sowie ein
Hochregallager im Tiefgeschoss,
Figur 2 eine Aufsicht auf einen Linienpuffer, Figur 3 einen Querschnitt durch einen Linienpuffer und eine Montagelinie , Figur 4 eine perspektivische Darstellung eines Linienpuffers mit einer Detailansicht eines MultiShuttles,
Figur 5 zwei Linienpuffer sowie einen Palettierer, Figur 6 einen Linienpuffer, eine Montagelinie sowie einen
Palettierer,
Figur 7 einen Linienpuffer mit Multishuttle , sowie einen
Palettierer,
Figur 8 eine erste perspektivische schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Palettiersystems,
Figur 9 eine zweite perspektivische schematische Darstel- lung der Ausführungsform des Palettiersystems gemäß
Figur 8,
Figur 10 eine schematische Seitenansicht einer Stapelkiste, und
Figuren 11-13 eine schematische Schnittansicht zur Erläuterung von verschiedenen Betriebszuständen der Aus- führungsform des Palettiersystems. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen, sofern nichts anderes angegeben ist .
Figur 1 zeigt einen Linienpuffer 50, welcher auf einer Puf- ferebene 100 angeordnet ist. Bei der Pufferebene 100 handelt es sich um eine ungefähre Angabe. Der Linienpuffer 50 kann sich kurz unterhalb der Pufferebene 100, in der Pufferebene 100 oder unmittelbar über der Pufferebene 100 befinden. Der Linienpuffer 50 kann sich auch über mehrere Pufferebenen 100 erstrecken, wenn er mit Regalen mit mehreren Ebenen ausgerüstet ist. Weiterhin zeigt Figur 1 eine Montagelinie 201, welche sich auf einer Montageebene 200 befindet. Die Montageebene 200 ist beispielsweise eine Ebene, welche durch Arbeitsflächen und Tischoberflächen der Montagelinie 201 gebildet wird. Alternativ ist die Montageebene der Boden einer Fertigungshalle. Die Montagelinie 201 befindet sich ungefähr auf Höhe der Montageebene. Ein Boden der Fertigungshalle wird durch eine Betondecke 300 gebildet, unter der sich in einem Tiefgeschoss 301 ein Hochregallager 150 befindet. Ein übergeordnetes Materialflusssystem 140 tauscht Behälter zwischen dem Linienpuffer 50 und dem Hochregallager 150 aus.
Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf den Linienpuffer 50 aus Figur 1. Ein Multishuttle 112 ist auf Stromschienen 111 verfahrbar und dazu eingerichtet, Behälter, beispielsweise Euronormkis- ten, in einem vollautomatischen Fahrbetrieb zu transportieren. Hierzu greift das Multishuttle vollautomatisch auf Zentrierungen der Euronormkiste zu. Anstelle einer einzigen Euronormkiste kann das Multishuttle 112 auch drei übereinander gestapelte Teilkisten transportieren, indem es in Zentrierun- gen an der untersten Teilkiste eingreift, wodurch der Stapel als Ganzes transportierbar ist.
Figur 2 zeigt Annahmestellen 102, an denen Behälter und/oder deren Inhalt an eine Montagelinie übergeben werden. Weiterhin zeigt Figur 2 Stellplätze 101, auf welchen Behälter zwischengelagert werden können, wie dies auch der Funktion des Linienpuffers 50 als Zwischenpuffer in der Materialbereitstellung entspricht. Die Montagelinie liefert an Rückgabestellen 103 Behälter zurück, welche noch teilweise gefüllt sein kön- nen. In diesem Fall werden die Behälter von dem Multishuttle 112 erneut auf Stellplätzen 101 zwischengelagert. Die auf den Rückgabestellen 103 von der Montagelinie angelieferten Behälter können auch vollständig gefüllt sein. Dies ist beispiels- weise dann der Fall, wenn die entsprechenden Bauteile von der Montagelinie hergestellt werden.
Sofern die an den Rückgabestellen 103 zurückgelieferten Be- hälter vollständig entleert sind, werden diese von dem Multi- shuttle 112 auf einer Übergabestelle 104 positioniert, wo sie von einem übergeordneten Materialflusssystem 140 abgeholt und zur erneuten Auffüllung zu dem in Figur 1 gezeigten Hochregallager 150 transportiert werden. Über die Übergabestellen 104 werden auch die neuen gefüllten Behälter von dem Hochregallager 150 angeliefert. Natürlich ist es auch möglich, Behälter mit Bauteilen, welche von der Montagelinie produziert wurden, im Hochregallager 150 einzulagern. In diesem Fall fungiert die Montagelinie als interner Lieferant.
Figur 3 zeigt erneut einen schematischen Querschnitt durch den Linienpuffer 50 und die Montagelinie 201. Exemplarisch sind der Linienpuffer 50 und die Montagelinie 201 nun so angeordnet, dass sie jeweils in der Mitte der Pufferebene 100 und der Montageebene 200 zu liegen kommen. Die beiden Ebenen haben lediglich die Funktion, die räumliche Trennung des Linienpuffers 50 von der Montageebene 201 zu beschreiben. Natürlich kann der Linienpuffer 50 auch unterhalb der Montagelinie 201 angeordnet werden. Aufgrund der kürzeren Wege wird sich der Linienpuffer 50 in der Regel senkrecht oberhalb oder unterhalb der Montagelinie 201 befinden. Der Linienpuffer 50 und die Montagelinie 201 befinden sich in ein und derselben Fertigungshalle 400. Die Anordnung oberhalb der Montagelinie 201 hat jedenfalls den Vorteil, dass an Annahmestellen 102 Behälter abgestellt werden können, welche dann über eine Behälter-Schwenkeinheit 120 gekippt werden, so dass die in den Behältern als Schüttgut enthaltenen Bauteile über eine Rutsche 130 der Montageli- nie 201 zugeführt werden. Hierfür ist ein Gefälle zwischen dem Linienpuffer 50 und der Montagelinie 201 erforderlich. Figur 3 zeigt weiterhin die zuvor besprochenen
Übergabestellen 104, über welche ein übergeordnetes Materialflusssystem 140 Behälter zwischen dem Linienpuffer 50 und einem Hochregallager 150 austauscht. Auch die Stellplätze 101 verhalten sich wie zuvor beschrieben.
Genauer gezeigt sind in Figur 3 die Annahmestellen 102 und Rückgabestellen 103. Ein auf der linken Annahmestelle 102 abgestellter Behälter wird von einer Hubeinrichtung 2, bei- spielsweise ein Lift, vollautomatisch zur Montagelinie 201 herab transportiert. Anschließend wird der gefüllte oder entleerte Behälter horizontal auf eine zweite Hubvorrichtung 3 verfahren, welche den Behälter zurück zur Pufferebene 100 auf eine Rückgabestelle 103 transportiert. Die Hubeinrichtungen 2 und 3 sind hierbei Bestandteile eines Palettiersystems , welches im Kontext der Figuren 8 bis 13 noch eingehend beschrieben wird.
Figur 4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Linienpuffer 50, welcher sich wie bei den Figuren 1 bis 3 beschrieben verhält. Genauer gezeigt ist hier das übergeordnete Materialflusssystem 140, welches Behälter 4 in einer Schleife transportiert. An Übergabestellen 104 werden die Behälter 4 an den Linienpuffer 50 übergeben. Der Linienpuffer 50 besteht ganz überwiegend aus Stellplätzen 101 sowie einigen Annahmestellen 102 und nicht gezeigten Rückgabestellen 103.
Im Detail ist als Transportsystem 110 des Linienpuffers 50 ein Multishuttle 112 gezeigt, welches auf Stromschienen 111 in einem vollautomatischen Fahrbetrieb verfahrbar ist. Aus der Detailansicht des Transportsystems 110 ist auch ersichtlich, wie das Multishuttle 112 mit ausfahrbaren Armen die Behälter 4 ergreift oder abstellt. Während dem Transport werden die Behälter 4 zwischen den Stromschienen 111 in der Mitte des MultiShuttles 112 auf einer Ladefläche transportiert. Figur 5 zeigt zwei Linienpuffer 50, welche jeweils über einer Montagelinie angeordnet sind. Eine Montageebene 200 wird beispielsweise durch den Boden einer Fertigungshalle gebildet. Die Linienpuffer 50 finden sich auf einer Pufferebene 100. Genauer gezeigt ist eine Annahmestelle 102 für ein
Palettiersystem, welches dort abgestellte Behälter mit einer ersten Hubvorrichtung 2 herab und mit einer zweiten Hubvorrichtung 3 zurück an eine Rückgabestelle 103 transportiert. Das Palettiersystem wird im Kontext der Figuren 8 bis 13 ein- gehend beschrieben.
Figur 6 zeigt erneut eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Linienpuffers 50. Besonders gut zu erkennen ist in Figur 6 eine Montagelinie 201, welche sich unterhalb der Pufferebene 100 befindet. Auch hier weist der Linienpuffer 50 zahlreiche Stellplätze 101 zum Zwischenlagern von Behältern auf. Das zuvor beschriebene Multishuttle ist als Transportsystem 110 ebenfalls eingezeichnet. Die Annahmestellen und Rückgabestellen für ein Palettiersystem sind in Figur 6 auf der gegenüberliegenden Seite der Montagelinie 201 angeordnet.
Figur 7 zeigt erneut einen Linienpuffer 50, welcher das Multishuttle 112 im Detail beim Abstellen eines Behälters auf einer Annahmestelle 102 illustriert. Ein unterhalb eingezeichnetes Palettiersystem liefert den Behälter später an eine Rückgabestelle 103 zurück. Zahlreiche weitere Stellplätze 101 stehen zur Verfügung. Das Multishuttle 112 ist auf Stromschienen 111 verfahrbar.
In den bisher und im Folgenden beschriebenen Ausführungsbei - spielen erfolgt die Materialbereitstellung beispielsweise verbrauchsgesteuert über ein KANBAN-System mit zwei Behältern. Dies setzt jedoch voraus, dass jedes Material aus dem in Figur 1 gezeigten Hochregallager in weniger als fünf Minuten wiederbeschafft werden kann. Das Hochregallager 150 aus Figur 1 fungiert hierbei ebenso wie der Linienpuffer 50 als KANBAN-Lager . Die Figur 8 zeigt eine erste perspektivische schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Palettiersystems , und die Figur 9 die Ausführungsform von einem anderen Blickwinkel ebenfalls perspektivisch. Das Palettiersystem 1 umfasst dabei zwei Hubvorrichtungen 2, 3, die ein vertikales Verfahren oder Heben von Kisten 4 oder Trays ermöglichen. Die jeweiligen Hubvorrichtungen 2, 3 sind nebeneinander angeordnet und können in der Art eines Lifts oder Aufzugs eine Rampe, Platte oder Plattform hoch- und hinuntertransportieren. Dabei sind fünf verschiedene Ebenen I-V erreichbar.
In den Figuren 8 und 9 sind zu transportierende Behälter oder Kisten 4 schematisch angedeutet. Das Palettiersystem 1 ist insbesondere geeignet, Euronormkisten, die in drei Trays oder Teilkisten unterteilt sind, zu handhaben.
In einem Hochregallager werden wegen der Flexibilität häufig nur standardisierte Euronormkisten, beispielsweise mit den Abmessungen 600 X 400 X 390 mm gelagert. Deren Füllhöhe und damit das Gesamtvolumen im Hochregallager werden bei geordneten Kleinteilen als Bauelementen in den Euronormkisten nicht ausgenutzt. Es ergibt sich ein Volumenverlust von bis zu 60%. Durch das Stapeln von Teilkisten werden kombinatorische Po- tentiale einer Euronormkiste im Hinblick auf ihre Unterteilung in mehrere Einzelkisten erschlossen. Hierdurch reduziert sich der Platzbedarf im Hochregallager bei Transport und bei der Bereitstellung für eine Fertigungslinie um bis zu 66%. Gemäß einer Variante enthält jede Einzelkiste einen Einsatz, welcher ein geordnetes Einlegen der Bauelemente erlaubt. Die Reduzierung des Platzbedarfs wirkt sich besonders bei geordneten Teilen aus, weil diese jeweils nur in einer Lage in einer Euronormkiste bzw. in jeder der Teilkisten eingelegt wer- den können. Die Kisten können mit einer Abdeckung bedeckt sein. Weiterhin bietet es sich an, für ein KANBAN-System jede Kiste mit einem Identifikator, insbesondere einem RFID- Etikett oder einem Barcode zu versehen. Die Abdeckung beugt einer Verschmutzung der Bauteile vor. Die Identifikatoren ermöglichen eine vollautomatische KANBAN-Lagerhaltung sowie einen vollautomatischen Transport der Bauelemente zu der Montagelinie .
Gemäß einer Ausführungsform betragen die äußeren Abmessungen der Behälter, Euronormkisten oder gestapelten Teilkisten 600 X 400 X 390 mm. Die Kisten verfügen über normierte Zentrierungen und Vertiefungen an den Seiten, über welche sie auto- matisch positioniert und bewegt werden können. Wenn die Kiste zur Aufbewahrung von Bauelementen verwendet werden soll, welche nicht geordnet in die Kiste eingelegt werden müssen, so werden die Bauelemente in den Behälter gekippt und zu einem späteren Zeitpunkt aus dem Behälter in eine Zuführung ge- schüttet.
Falls es sich jedoch um Bauteile handelt, welche leicht beschädigt werden können oder mit Kabeln versehen sind, welche sich verheddern können, wie dies beispielsweise bei Spulen der Fall ist, so ist es erforderlich, diese Bauelemente in einer Lage geordnet und getrennt voneinander in die Euronormkiste einzulegen.
Der Linienpuffer 50 in den Figuren 1-7 stellt ein KANBAN- Regal über der Montagelinie 201 dar, in welchen noch teilweise gefüllte Behälter bei geordneten Teilen eingelagert werden können. Beispielsweise wird zunächst ein vollständig gefüllter Behälter, welcher aus drei Teilkisten bestehen kann, mit geordneten Teilen aus dem Hochregallager 150 abgerufen. Die- ser wird zunächst über das Palettiersystem an die Montagelinie 201 übergeben. Dabei wird der Behälter teilweise geleert, wobei einzelne Teilkisten auch vollständig geleert werden können. Der jedoch noch teilweise gefüllte Behälter wird anschließend über die Rückgabestelle 103 von dem
Palettiersystem an den Linienpuffer 50 zurückgeliefert und dort auf einem Stellplatz 101 eingelagert. Bei Schüttgut genügt es gegebenenfalls, einen Behälter mit Schüttgut in dem Linienpuffer 50 auf einem Stellplatz 101 vorzuhalten, welcher innerhalb von fünf Minuten aus dem Hochregallager 150 ersetzt werden kann.
In der Figur 10 ist beispielhaft eine schematische Seitenan- sieht der zuvor in unterschiedlichen Zusammenhängen erwähnten Stapelkiste mit drei Teilkisten dargestellt. Eine beispielsweise als Euronormkiste ausgestaltete Kiste 4 hat dabei drei ineinander stapelbare Teilkisten bzw. Trays 4A, 4B, 4C. In der Figur 10 ist beispielhaft nur die obere mit einem Deckel 5C versehen. Grundsätzlich können jedoch alle stapelbaren Teilkisten 4A, 4B, 4C auch jeweils einen Deckel aufweisen. Die Breite B beträgt dabei gemäß der Euronormabmessung 400 mm, und die Höhe H liegt bei etwa 390 mm. Inklusive der jeweiligen Abdeckung hat eine Teilkiste 4A, 4B, 4C dann eine Höhe von 130 mm.
Derartige dreiteilige Kisten 4 mit Teilkisten 4A, 4B, 4C oder Trays für Werkstücke oder Bauteile können nun mit Hilfe des Palettierers 1, wie in den Figuren 8 und 9 dargestellt ist, gehandhabt werden. D.h., der Palettierer bzw. das
Palettiersystem 1 ermöglicht eine Vereinzelung, einen Transport und ein Zusammenführen der Teilkisten 4A, 4B, 4C zu einer der Euronorm entsprechenden ganzen Kiste 4. Die Teilkisten 4A, 4B, 4C können dabei mit Identifizierungsmitteln 16 oder Markierungen, wie beispielsweise Barcodes oder RFID-
Tags , versehen werden, damit die Teilkisten 4A, 4B, 4C und damit die darin vorliegenden Bauteile oder Werkstücke im Palettiersystem 1 oder weiteren angeschlossenen Fertigungsstraßen erfasst werden können.
Neben den beiden parallelen vertikalen Hubvorrichtungen 2, 3 ist in der Ebene I der ersten Hubvorrichtung 2 und der zweiten Hubvorrichtung 3 jeweils eine Halteeinrichtung 6, 11 zugeordnet. Die Halteeinrichtung greift seitlich die jeweilige Kiste 4 oder Teilkiste 4A, 4B, 4C und hält sie in dieser vertikalen Position fest. Je nach Haltepunkt im Bereich der Ebene I kann dabei die jeweils untere, mittlere oder obere gestapelte Teilkiste 4A, 4B, 4C fixiert werden (vgl. Figur 10). In der Ebene III ist eine Handhabungseinrichtung 7 vorgesehen, die einen potenziell auf einer Teilkiste 4A, 4B, 4C vorliegenden Deckel abnimmt (Handhabungsvorrichtung 7 ) oder ei- nen Deckel auf eine in der Ebene III vorliegende Teilkiste 4A, 4B, 4C, die von der zweiten Hubvorrichtung 3 transportiert wird (Handhabungsvorrichtung 11), aufsetzt.
In der Ebene IV ist eine Fördereinrichtung 8 vorgesehen, die es ermöglicht, eine in der Position der Ebene IV transportierte Kiste 4 seitlich beispielsweise zu einer Entleer- oder Befüllungsstation abzuzweigen. Die Fördereinrichtung 8 ist dabei in der Art von Förderrollen oder einem Förderband ausgestaltet, so dass senkrecht, also horizontal zu der Hubrich- tung, die jeweilige Kiste 4 seitlich verschoben wird. Die jeweilige Kiste kann auch wieder in Richtung zu der Aufzugsoder Hubachse verfahren werden, so dass ein weiterer Transport in vertikaler Richtung möglich ist. Die beiden Hubeinrichtungen 2, 3 sind in der Ebene V durch eine Fördereinrichtung 9 miteinander verbunden. Die Fördereinrichtung 9 dient insbesondere dazu, eine Kiste 4 von der ersten zur zweiten Hubeinrichtung 2, 3 zu verfahren, so dass insgesamt ein Transport in U- förmiger Weise von der Ebene I, die in der Orientierung der Figur 1 und 2 die oberste Ebene ist, über die Ebenen II, III, IV und V zunächst entlang der Hubrichtung der ersten Hubvorrichtung 2 dann horizontal entlang der Fördereinrichtung 9 und wiederum vertikal über die Ebenen IV, II, II und I mit Hilfe der zweiten Hubvorrichtung 3 zu transportieren.
Insofern ergibt sich bei dem Ausführungsbeispiel für ein Palettiersystem 1 in der Ebene I an der ersten Hubvorrichtung 2 bzw. dem ersten Lift in Ebene I eine Übergabe der Behälter oder Kisten beispielsweise von einem Multishuttle an den
Palettierer 1. Bei der Ebene I handelt es sich um die in den Figuren 1, 3, 5 und 6 gezeigte Pufferebene 100. Die Übergabe der Kisten 4 an das Palettiersystem 1 erfolgt an den in Figur 2-5 und 7 gezeigten Annahmestellen 102.
In der Ebene II erfolgt an der ersten Hubvorrichtung 2 eine Vereinzelung der Trays bzw. Teilkisten. In der Ebene III wird eine Abdeckung vom Tray entfernt. In der Ebene IV erfolgt eine Zentrierung des Trays und eine Entnahme oder Bestückung des Trays bzw. der jeweilig transportierten Teilkiste mit Baugruppen oder Werkstücken. In der Ebene V erfolgt ein Tray- Transport über die Fördereinrichtung 9 zum zweiten Lift bzw. der zweiten Hubvorrichtung 3. An der zweiten Hubvorrichtung 3 erfolgt in der Ebene III ein Auflegen der Abdeckung auf die transportierte Teilkiste. In der Ebene II werden die Trays oder Teilkisten kommissioniert oder zusammengeführt, und schließlich erfolgt eine Übergabe der wieder als Euronormkisten zusammengesetzten Behälter 4 beispielsweise an einer als Multishuttle ausgestalteten Zuführ- und Abführeinrichtung in Ebene I. Diese befindet sich an den in Figur 2, 3, 5 und 7 gezeigten Rückgabestellen 103.
In den Figuren 11-13 ist eine schematische Schnittansicht des Palettiersystems 1 zur Erläuterung von verschiedenen Be- triebszuständen und Transport- und Handhabungsmöglichkeiten erläutert. Mit Sl - S20 sind dabei Bewegungen oder Vorgänge, die mit Hilfe oder durch das Palettiersystem durchgeführt werden, angedeutet.
In den Figuren 11-13 sind die fünf Arbeitsebenen I-V durch horizontale gestrichelte Linien angedeutet. Die beiden Lifts oder Hubvorrichtungen 2, 3 sind schematisch angedeutet. Beispielsweise können sie durch bekannte Maßnahmen realisiert werden. Dabei ergibt sich im Wesentlichen eine flache Auflageebene, auf der eine oder mehrere Teilkisten oder Werkstückträger aufliegen und in der Höhe verfahren werden. Das Ver- fahren erfolgt dabei zwischen den Ebenen I-V.
Eine dreigeteilte Euronormkiste 4 mit vier Trays oder Werkstückträgern 4A, 4B, 4C, die ineinander gestapelt sind, wer- den von einer Zu- und Abführrichtung beispielsweise als Mul- tishuttle 12 dem Palettiersystem 1 zugeführt. Dies erfolgt in der Ebene I an den Lift bzw. die Hubvorrichtung 2 (Sl) . Dabei sind die drei Werkstückträger oder Teilkisten 4A, 4B, 4C mit Werkstücken oder Bauteilen 18 gefüllt.
Anschließend erfolgt ein Verfahren mit Hilfe der Hubvorrichtung 2 zur Ebene II (S2) . In oder auf der Ebene II ist der ersten Hubvorrichtung 2 eine Halteeinrichtung 6 zugeordnet. Die Halteeinrichtung umfasst beispielsweise Pneumatikkolben 17, die seitlich eine der gestapelten Teilkisten 4A, 4B, 4C halten kann. In der Darstellung der Figur 11 greifen seitlich die Hydraulikzylinder 17 die mittlere Teilkiste 4B und halten diese fest. Die obere Teilkiste 4C liegt dabei noch auf der zweiten mittleren Teilkiste 4B. Da die mittlere Teilkiste 4B gehalten wird, trennt sich die untere Teilkiste 4A beim Verfahren der Aufzugsplattform in Richtung und zur Ebene III (S3) . In dieser Position ist die Teilkiste 4A mit den Werkstücken
18 und einem Deckel oder einer Abdeckung 5A wiedergegeben. In der Ebene III ist eine Handhabungsvorrichtung 7 vorgesehen, die einen Deckel 5A der auf der Bühne oder Auflagefläche der Hubvorrichtung 2 stehenden Teilkiste 4A abnimmt und ablegt (S4) . Beispielsweise erfolgt dies mit Hilfe von Saugnäpfen und/oder einem Greifarm. In der Darstellung der Figur 11 wird der Deckel oder die Abdeckung 5A zwischen den beiden Hubvorrichtungen 2, 3 abgelegt. Anschließend verfährt der Aufzug bzw. die Hubvorrichtung 2 die geöffnete Teilkiste bzw. den Werkstückträger 4A zur Ebene IV (S5) .
Die Teilkiste 4A wird in der Ebene IV seitlich aus der Hub- Vorrichtung 2 mit Hilfe einer Fördereinrichtung 8, die beispielsweise in der Art eines Förderbandes ausgestaltet ist oder mit anderen geeigneten Mittel, wie Rollen oder Schiebern, versehen ist, verfahren (S6) . Die Teilkiste 4A liegt dann an einer Entleer- und
Befüllungsstation 15 vor, die automatisiert die Werkstücke 18 aus der Teilkiste 4a entnimmt (S7) . Prinzipiell kann dies auch manuell erfolgen. Allerdings ist es günstig, die Bestückung und/oder Entleerung und Entnahme der Werkstücke 18 automatisiert durchzuführen.
Anschließend wird mit Hilfe der Fördereinrichtung 8 die leere Teilkiste 4A wieder in die Ebene IV der Hubvorrichtung 2 verfahren (S8) .
Die Hubvorrichtung 2 senkt die geleerte Teilkiste 4A zur Ebene V (S9) .
Anschließend erfolgt eine Verschiebung bzw. ein Transport der leeren und offenen Teilkiste bzw. des Trays 4A über die zwischen den Hubvorrichtungen 2, 3 vorliegende Fördereinrichtung 9 in der Ebene V zur zweiten Hubvorrichtung 3 (S10) .
Mit Hilfe der zweiten Hubvorrichtung 3, die beispielsweise gleich ausgestaltet ist wie die Hubvorrichtung 2, wird die Teilkiste 4A zur Ebene III verfahren (Sil) . In der Ebene III ist der zweiten Hubvorrichtung 3 eine weitere Handhabungseinrichtung 10 zugeordnet, die mit Hilfe von geeigneten Armen oder Halterungen den abgelegten Deckel 5A wieder auf die Teilkiste bzw. das Tray 4A setzt (S12) . Somit liegt erneut eine mit Deckel 5A verschlossene Teilkiste 4A in der Ebene III vor und lagert auf der Auflägefläche der Hub- vorrichtung 3.
Die Hubvorrichtung 3 transportiert die nunmehr verschlossene Teilkiste 4A, 5A zur Ebene II, wo eine Halteeinrichtung 11 mit Hilfe von pneumatischen Zylindern 17, die seitlich greifen, die Teilkiste 4A festhält (S13). Durch die
Pneumatikzylinder 17 wird die Teilkiste 4A auch ohne Unterstützung der Auflagefläche oder Plattform der Hubvorrichtung 3 gehalten. Dies ist in der Figur 12 auf der rechten Seite dargestellt. Somit wurde die aus drei Trays oder Teilkisten 4A, 4B, 4C zusammengesetzte Ursprungskiste 4 vereinzelt und ein Tray 4A von der Ebene I über die Ebenen II, III, IV und V zur Ebene I bzw. II bei der zweiten Hubvorrichtung 3 transportiert. Mit Hilfe des Palettiersystems 1 sind ferner Werkstücke 18 aus der Teilkiste 4A entfernt oder eingesetzt worden . Es kann nun, wie in der Figur 12 angedeutet ist, die Hubvorrichtung 2 zur Ebene II verfahren, und die Pneumatikzylinder 17 der Haltevorrichtung 6 lösen die zweite Teilkiste 4B. Anschließend wird die Hubvorrichtung bzw. die Auflagefläche und die Halteeinrichtung 6 derart relativ zueinander verschoben, dass die obere Teilkiste 4C von den Pneumatikzylindern der Halteeinrichtung 6 gehalten wird. Anschließend verfährt die Hubvorrichtung 2 die mit Werkstücken 18 versehene zweite Teilkiste 4B zur Ebene III (S14) . Es erfolgt nun, wie bereits bezüglich der Figur 11 im Hinblick auf die Teilkiste 4 beschrieben wurde, eine Entfernung der Abdeckung mit Hilfe der HandhabungsVorrichtung 7 in Ebene III (S15) , ein Entnehmen bzw. Bestücken mit Werkstücken 18 in der Ebene IV durch die Entleer- und Befüllungsstation 15 (S17, S18, S19) und ein anschließender Transport über die in der Ebene V vorliegende Fördereinrichtung 9 zur zweiten Hubvorrichtung 3 (S20) . Anschließend wird die Teilkiste 4B in die Ebene II verfahren. Die Halteeinrichtung 11 lässt zunächst die obere Teilkiste 4A los, bis die mittlere Teilkiste 4B in der Position der Pneumatikzylinder 15 vorliegt. Insofern wird die zweite Teilkiste 4B durch die Halteeinrichtung 11 festgehalten. In der Figur 13 ist diese Betriebssituation dargestellt. Schließlich erfolgt ein Durchlauf der dritten Teilkiste 4C, wie vorher beschrieben, hinsichtlich der Teil- kisten 4A und 4B.
Am Ende des beispielhaft erläuterten Palettier- oder Handhabungsvorgangs liegen die Teilkisten 4A, 4B, 4C in umgekehrter Reihenfolge an der Zuführ- und Abführeinrichtung 13 vor, die der zweiten Hubvorrichtung 3 in der Ebene I zugeordnet ist . Es ist auch möglich, dass zusätzlich leere Behälter oder Teilbehälter bzw. Trays oder Werkstückträger in der Ebene V angeliefert und in den Prozess eingefügt werden.
Bei der Darstellung des beispielhaften Palettiersystems können die Ebenen hinsichtlich ihrer Positionierung zueinander verändert werden. Auch die Abfolge der Ebenen muss nicht wie es in den Figuren angegeben ist vorliegen.
In den Ebenen I-V laufen im Wesentlichen unabhängige Bestü- ckungs-, Handhabungs- oder Transportvorgänge mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen ab. Insbesondere bei einer Anpassung auf Euronormkisten, die normierte Zentrierungen und Vertiefungen an den Seiten aufweisen, lassen sich diese leicht greifen und festhalten, beispielsweise mit Hilfe der Halteeinrichtungen 6, 11. Insofern ermöglicht das vorgeschlagene Palettiersystem 1 eine einfache und kostengünstige Handhabung von zumindest dreiteiligen Behältern oder Kisten, die ineinander gestapelt werden. Durch die fünfebige Ausführung lassen sich im Wesentlichen beliebige und universell anpassbare Bestückungsvorgänge und Vereinzelungsverfahren für die Teilkisten bzw. die darin vorliegenden Werkstücke realisieren.
Das vorgeschlagene Palettiersystem 1 eignet sich insbesondere zur Automatisierung kann aber auch teilweise manuelle Vorgänge inkludieren.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele, Varianten, Ausführungsfor- men und Weiterbildungen können frei miteinander kombiniert werden .

Claims

Patentansprüche
1. Linienpuffer (50) zur automatischen Materialbereitstellung für eine Montagelinie (201) , welche sich in einer Montage- ebene (200) befindet,
angeordnet in mindestens einer Pufferebene (100), welche parallel oberhalb oder unterhalb der Montageebene (200) und insbesondere in einer gleichen Halle (400) angeordnet ist ,
- mit auf der Pufferebene (100) angeordneten Stellplätzen
(101), auf welchen Behälter (4), insbesondere Euronormkisten, zwischenlagerbar sind,
mit Annahmestellen (102) auf der Pufferebene (100), an denen Behälter (4) und/oder deren Inhalt an die Montagelinie (201) übergebbar sind,
mit einem Transportsystem (110) auf der Pufferebene (100) , welches eingerichtet ist für einen vollautomatischen Transport der Behälter (4) von den Stellplätzen (101) zu den Annahmestellen (102),
- bei dem die Behälter (4) normierte äußere Abmessungen aufweisen und zumindest einige der Behälter (4) aus mindestens zwei, insbesondere drei, übereinander stapelbaren Teilkisten (4A, 4B, 4C) zusammengesetzt sind, welche jeweils einen Einsatz enthalten, welcher ein geordnetes Ein- legen von Bauelementen (18) erlaubt,
mit mindestens einer ersten Hubvorrichtung (2), welche an einer der Annahmestellen (102) angeordnet und für eine Vereinzelung der Behälter (4) in die Teilkisten (4A, 4B, 4C) sowie für einen vertikalen Transport der Teilkisten (4A, 4B, 4C) auf die Montageebene (200) zur Entnahme oder zum Einlegen der geordneten Bauelemente (18) ausgelegt ist ,
mit mindestens einer zweiten Hubvorrichtung (3), welche zur erneuten Zusammensetzung von entleerten, teilweise ge- füllten und/oder vollständig gefüllten Teilkisten (4A, 4B,
4C) zu den Behältern (4), sowie zum vertikalen Transport der Behälter (4) zurück auf Rückgabestellen (103) auf der Pufferebene (100) eingerichtet ist, und bei dem das Transportsystem (110) zur Abholung der Behäl- ter (4) von den Rückgabestellen (103) und zur Einlagerung der Behälter (4) auf den Stellplätzen (101) eingerichtet ist .
2. Linienpuffer (50) nach Anspruch 1,
bei dem als Transportsystem (110) ein oder mehrere auf Stromschienen (111) verfahrbare MultiShuttles (112) zum Einsatz kommen,
- bei dem die Stromschienen (111) des Transportsystems (110) in der Pufferebene (100) parallel zu der Montagelinie (201) verlaufen, und
bei dem die Annahmestellen (102) und Stellplätze (101) entlang der Stromschienen (111) und insbesondere auf ge- genüberliegenden Seiten angeordnet sind.
3. Linienpuffer (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
bei dem sich die Pufferebene (100) oberhalb der Montage- ebene (200) befindet und zumindest einige der Behälter (4)
Schüttgut enthalten, und
bei der eine Behälter-Schwenkeinheit (120) und eine Rutsche (130) an mindestens einer Annahmestelle (102) angeordnet ist, über welche das Schüttgut der Montagelinie (201) zuführbar ist.
4. Linienpuffer (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
mit auf der Pufferebene (100) angeordneten Übergabestellen (104), an welchen Behälter (4) von einem übergeordneten
Materialflusssystem (140) von einem Hochregallager (150) anlieferbar und/oder zu dem Hochregallager (150)
abtransportierbar sind, und
wobei das Transportsystem (110) für einen vollautomati - sehen Transport der Behälter (4) zwischen den
Übergabestellen (104), Stellplätzen (101) und Annahmestellen (102) eingerichtet ist.
5. Materialbereitstellungssystem,
welches den Linienpuffer (50) nach Anspruch 4 sowie das übergeordnete Materialflusssystem (140) und das Hochregallager (150) umfasst.
6. Verfahren zur automatischen Materialbereitstellung für eine Montagelinie (201), welche sich in einer Montageebene (200) befindet,
bei dem Behälter (4), insbesondere Euronormkisten, auf Stellplätzen (101) auf mindestens einer Pufferebene (100) zwischengelagert werden, welche sich parallel oberhalb oder unterhalb der Montageebene (200) und insbesondere in einer gleichen Halle (400) befindet,
bei dem ein Transportsystem (110) auf der Pufferebene (100) Behälter (4) vollautomatisch von den Stellplätzen
(101) zu Annahmestellen (102) auf der Pufferebene (100) transportiert ,
bei dem die Behälter (4) und/oder deren Inhalt auf den Annahmestellen (102) an die Montagelinie (201) übergeben werden,
bei dem Bauelemente (18) geordnet in Einsätze von Teilkisten (4A, 4B, 4C) eingelegt werden, wobei dies insbesondere vollautomatisch und maschinell erfolgt,
bei dem mindestens zwei, insbesondere drei, Teilkisten (4A, 4B, 4C) übereinander gestapelt werden, wodurch Behälter (4) mit normierten äußeren Abmessungen zusammengesetzt werden,
bei dem eine erste Hubvorrichtung (2) einen Behälter (4) an einer der Annahmestellen (102) übernimmt, in die Teil- kisten (4A, 4B, 4C) vereinzelt und diese vertikal auf die
Montageebene (200) transportiert,
bei dem auf der Montageebene (200) Bauelemente (18) aus den Einsätzen in den Teilkisten (4A, 4B, 4C) entnommen oder geordnet in diese eingelegt werden,
- bei dem eine zweite Hubvorrichtung (3) entleerte, teilweise gefüllte und/oder vollständig gefüllte Teilkisten (4A, 4B, 4C) erneut zu den Behältern (4) zusammensetzt und die- se vertikal zurück auf Rückgabestellen (103) auf der Pufferebene (100) transportiert, und
bei dem das Transportsystem (110) die Behälter (4) von den Rückgabestellen (103) abholt und auf den Stellplätzen (101) einlagert.
Verfahren nach Anspruch 6 ,
bei dem an Übergabestellen (104) auf der Pufferebene (100) Behälter (4) von einem übergeordneten Materialflusssystem (140) von einem Hochregallager (150) angeliefert und/oder zu dem Hochregallager (150) abtransportiert werden, bei dem das Transportsystem (110) die Behälter (4) vollautomatisch zwischen den Übergabestellen (104) , Stellplätzen (101) und Annahmestellen (102) transportiert,
bei dem das Hochregallager (150) als Zwischenpuffer zu internen und externen Lieferanten eingesetzt wird, und bei dem das Hochregallager (150) insbesondere in einem Tiefgeschoss (301) unterhalb der Montageebene (200) angeordnet ist und insbesondere innerhalb von sieben Stunden wieder aufgefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 ,
welches als verbrauchsgesteuertes Zwei -Behälter-Kanban- Verfahren implementiert wird.
. Verfahren nach Anspruch 7 und 8 ,
bei dem eine Wiederbeschaffungszeit für einen Behälter (4) aus dem Hochregallager (150) nicht größer als fünf Minuten ist .
0. Computerlesbarer Datenträger,
auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches das Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9 ausführt, wenn es in einem Mikroprozessor abgearbeitet wird.
11. Computerprogramm, welches in einem Mikroprozessor abgearbeitet wird und dabei das Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9 ausführt .
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