WO2017182132A1 - Verfahren zum herstellen in einer fertigungszelle einer fertigungsanlage und fertigungsanlage zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum herstellen in einer fertigungszelle einer fertigungsanlage und fertigungsanlage zur durchführung des verfahrens Download PDF

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Johann SODER
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Definitions

  • the invention relates to a method for manufacturing in a manufacturing cell of a
  • Manufacturing process steps are carried out sequentially to produce a product. In this case, either a processing of the
  • a surface of the component is ground as a treatment, painted on the component or attached a part.
  • the part may for example be a cover, a screw, a bearing, a shaft, a rotor or the like or a filling of a space area with grease or oil.
  • the invention is therefore the object of a production plant flexible
  • the object is achieved in the method according to claim 1 or in the manufacturing plant according to the features indicated in claim 6.
  • the manufacturing cell has workstations, wherein the vehicle transports a component and receives an order when entering the manufacturing cell, in particular from a computer, and then the vehicle successively to workstations the manufacturing cell, wherein the vehicle during the execution of the respective workstation assigned
  • Production process step stops at the respective workstation, wherein the vehicle, in particular a computer of the vehicle, to the computer of the respective processing station information about one for the at the respective
  • Workstation assigned manufacturing process step transmits required part, wherein the workstation has a marking means which identifies the stock in the stock of the workstation part, in particular optically.
  • an input means in particular key
  • the identification means is a laser pointer.
  • the advantage here is that a lighting in energy-saving and easy way is possible.
  • each workstation is associated with a charging point, which has a primary winding, wherein the vehicle has a secondary winding, in particular on its underside, which is connected in series and / or parallel to such a capacitor, that the
  • Resonant frequency of the resonant circuit thus formed substantially corresponds to the frequency of the impressed in the primary winding alternating current.
  • Procedure are that the vehicle is transmitted when entering the manufacturing cell an order that determines the production of the product.
  • the advantage here is that a flexible production is possible. Because by changing the order is a
  • the vehicle is designed as an assistance system.
  • the advantage here is that the vehicle not only acts as a mere transport but as for the operator, especially so workers, assistance system. So at each workstation there is a human-machine interaction.
  • the workstation has a marking means with which the stock in the workstation overlapping part is markable, in particular optically, and / or the workstation has an image processing system for gesture recognition.
  • Marking is done visually and the acknowledgment of a removal by gesture of
  • FIG. 1 schematically illustrates a production cell of a production plant.
  • a component to be processed at workstations 3 is transported by a vehicle 1 in turn to the workstations 3, wherein the vehicle 1 is connected to the respective workstations 3 during the execution of a respective one of them
  • Stops production process step The stopping is carried out at the points indicated by reference numeral 4, wherein at these points on or in the bottom in each case one designed as a ring winding
  • Primary winding is arranged.
  • the vehicle is provided on its underside with a secondary winding which is inductively coupled to the laid on the ground primary winding, with a medium-frequency
  • the middle frequency is preferably between 10 kHz and 1000 kHz.
  • the secondary winding is connected in series and / or in series with such a capacitance that the resonant frequency of the resonant circuit thus formed essentially corresponds to the frequency of the alternating current impressed into the primary winding.
  • the ground must not be milled long along the roadway of the vehicle to allow the laying of a primary conductor but only in the region of the compact area of the ring winding. In the space around the winding, in which a sufficient inductive coupling between the primary winding and
  • a stationary computer 2 When entering the production cell, a stationary computer 2 transmits a production order to the vehicle.
  • this order information is an on the
  • Vehicle arranged computer capable of at the respective workstation 3 a Provide information concerning the parts needed for the manufacturing process steps performed at that particular workstation 3.
  • Each workstation 3 has a marking means, such as a laser pointer, and then identifies the respective required object.
  • a lid is mounted on the third workstation of the manufacturing cell.
  • the lid can be selected either as a plastic part or as a metal part. If the production order involves manufacturing with a plastic lid, upon reaching the third workstation, the vehicle transmits the information that a plastic lid is needed to the third workstation whose identification means illuminates the required plastic lid, not the metal lid. Thus, the plastic lid is then connected to the component, in particular, for example, screw-connected.
  • the connection is either automated or manual.
  • each workstation has a computer which by means of a
  • Data transmission channel is connected to the vehicle.
  • a data transmission signal is transmitted via the inductive coupling from the secondary winding to the primary winding for data transmission to the respective workstation, wherein the signal has a frequency which is higher than the center frequency.
  • the signal received at the primary winding is then forwarded to the computer of the workstation. In this way, crosstalk of the signal to an adjacent workstation can be prevented.

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Abstract

Verfahren zum Herstellen in einer Fertigungszelle einer Fertigungsanlage und Fertigungsanlage zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Fertigungszelle Arbeitsstationen aufweist, wobei das Fahrzeug eine Komponente transportiert und bei Einfahren in die Fertigungszelle einen Auftrag empfängt, insbesondere von einem Rechner, und dann das Fahrzeug nacheinander zu Arbeitsstationen der Fertigungszelle fährt, wobei das Fahrzeug während des Durchführen des der jeweiligen Arbeitsstation zugeordneten Herstellungsverfahrensschrittes an der jeweiligen Arbeitsstation anhält, wobei das Fahrzeug, insbesondere ein Rechner des Fahrzeugs, an den Rechner der jeweiligen Bearbeitungsstation eine Information über ein für den an der jeweiligen Arbeitsstation zugeordneten Herstellungsverfahrensschritt benötigtes Teil überträgt, wobei die Arbeitsstation ein Kennzeichnungsmittel aufweist, welches das im Vorrat der Arbeitsstation lagerndes Teil kennzeichnet, insbesondere optisch.

Description

Verfahren zum Herstellen in einer Fertigungszelle einer Fertigungsanlage und Fertigungsanlage zur Durchführung des Verfahrens
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen in einer Fertigungszelle einer
Fertigungsanlage und eine Fertigungsanlage zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist allgemein bekannt, dass in einer Fertigungsanlage an einer Komponente
Herstellungsverfahrensschritte nacheinander ausgeführt werden, um ein Produkt herzustellen. Dabei wird unter einem Herstellungsverfahrensschritt entweder eine Bearbeitung der
Komponente verstanden oder ein Hinzufügen oder Verbinden mit einem Teil. Beispielsweise wird also als Bearbeitung eine Fläche der Komponente geschliffen, eine Lackierung an der Komponente vorgenommen oder ein Teil angebracht. Das Teil kann beispielsweise ein Deckel, eine Schraube, ein Lager, eine Welle, ein Rotor oder dergleichen sein oder eine Befüllung eines Raumbereichs mit Fett oder Öl.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fertigungsanlage flexibel
weiterzubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1 oder bei der Fertigungsanlage nach den in Anspruch 6 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zum Herstellen in einer Fertigungszelle einer Fertigungsanlage sind, dass die Fertigungszelle Arbeitsstationen aufweist, wobei das Fahrzeug eine Komponente transportiert und bei Einfahren in die Fertigungszelle einen Auftrag empfängt, insbesondere von einem Rechner, und dann das Fahrzeug nacheinander zu Arbeitsstationen der Fertigungszelle fährt, wobei das Fahrzeug während des Durchführen des der jeweiligen Arbeitsstation zugeordneten
Herstellungsverfahrensschrittes an der jeweiligen Arbeitsstation anhält, wobei das Fahrzeug, insbesondere ein Rechner des Fahrzeugs, an den Rechner der jeweiligen Bearbeitungsstation eine Information über ein für den an der jeweiligen
Arbeitsstation zugeordneten Herstellungsverfahrensschritt benötigtes Teil überträgt, wobei die Arbeitsstation ein Kennzeichnungsmittel aufweist, welches das im Vorrat der Arbeitsstation lagerndes Teil kennzeichnet, insbesondere optisch.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Quittierung der Entnahme des jeweils gekennzeichneten Teils aus dem Vorrat mittels eines Eingabemittels, insbesondere Taste, von einem Bediener ausgeführt und/oder erfolgt mittels Geste eines Bedieners, wobei die Geste von einem Bildverarbeitungssystem erkannt und/oder bestimmt wird. Im letztgenannten Fall ist also eine berührungslose Quittierung der Entnahme ausführbar. Die Realisierung eines Eingabemittels hingegen ist kostengünstig ausführbar. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Kennzeichnungsmittel ein Laser-Pointer. Von
Vorteil ist dabei, dass ein Beleuchten in energiesparender und einfacher Weise ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jeder Arbeitsstation ein Ladepunkt zugeordnet ist, der eine Primärwicklung auf, wobei das Fahrzeug insbesondere an seiner Unterseite eine Sekundärwicklung aufweist, welcher eine derartige Kapazität in Reihe und/oder parallel zugeschaltet ist, dass die
Resonanzfrequenz des so gebildeten Schwingkreises im Wesentlichen der Frequenz des in die Primärwicklung eingeprägten Wechselstromes entspricht. Von Vorteil ist dabei, dass während der Ausführung eines Herstellungsverfahrensschrittes ein Beladen eines
Energiespeichers des Fahrzeugs ermöglicht ist. Durch die resonante Übertragung ist ein hoher Wirkungsgrad erreichbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein vom Fahrzeug, insbesondere von der
Sekundärwicklung des Fahrzeuges, aus gesendetes und von der einer jeweiligen
Arbeitsstation zugeordneten Primärwicklung empfangenes Signal an den jeweiligen Rechner der jeweiligen Arbeitsstation weitergeleitet, wobei die Frequenz des Signals größer ist als die Frequenz des in die Primärwicklung eingeprägten Wechselstroms. Von Vorteil ist dabei, dass ein Übersprechen von gesendeten Signalen an eine benachbarte Arbeitsstation in einfacher Weise verhindert ist. Somit ist bei Ausführen eines jeweiligen Verfahrensherstellungsschrittes das jeweils aktuell benötigte Teil kennzeichenbar. Auf diese Weise ist die Fehlerrate verringerbar. Wichtige Merkmale bei der Fertigungsanlage zur Durchführung eines vorgenannten
Verfahrens sind, dass dem Fahrzeug bei Einfahren in die Fertigungszelle ein Auftrag übermittelt wird, der das Herstellen des Produktes bestimmt. Von Vorteil ist dabei, dass eine flexible Fertigung ermöglicht ist. Denn durch jeweiliges Ändern des Auftrags ist ein
entsprechend anderes Produkt herstellbar. Somit ist eine hohe Varianz an Produkten mit derselben Fertigungszelle ausführbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Fahrzeug als Assistenzsystem ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass das Fahrzeug nicht nur zum bloßen Transport sondern als für den Bediener, insbesondere also Werker, Assistenzsystem fungiert. An jeder Arbeitsstation findet also eine Mensch-Maschine - Interaktion statt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Arbeitsstation ein Kennzeichnungsmittel auf, mit welcher das im Vorrat der Arbeitsstation lagernde Teil kennzeichenbar ist, insbesondere optisch, und/oder die Arbeitsstation weist ein Bildverarbeitungssystem zur Gestenerkennung auf. Somit ist eine möglichst einfache und berührungslose Interaktion ermöglicht. Denn die
Kennzeichnung erfolgt optisch und die Quittierung einer Entnahme mittels Geste des
Bedieners, also Werkers.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen
Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist eine Fertigungszelle einer Fertigungsanlage schematisch skizziert. Dabei wird eine an Arbeitsstationen 3 zu bearbeitende Komponente von einem Fahrzeug 1 der Reihe nach zu den Arbeitsstationen 3 transportiert, wobei das Fahrzeug 1 an den jeweiligen Arbeitsstationen 3 während der dort statt findenden Ausführung eines jeweiligen
Herstellungsverfahrensschritts anhält. Das Anhalten wird dabei auf den mit Bezugszeichen 4 gekennzeichneten Stellen durchgeführt, wobei an diesen Stellen am oder im Boden jeweils eine als Ringwicklung ausgeführte
Primärwicklung angeordnet ist.
Das Fahrzeug ist an seiner Unterseite mit einer Sekundärwicklung versehen, welche induktiv koppelbar ist mit der am Boden verlegten Primärwicklung, die mit einem mittelfrequenten
Wechselstrom beaufschlagbar ist. Die Mittelfrequenz liegt hierbei vorzugsweise zwischen 10 kHz und 1000 kHz. Der Sekundärwicklung ist eine derartige Kapazität in Reihe und/oder seriell zugeschaltet, dass die Resonanzfrequenz des so gebildeten Schwingkreises im Wesentlichen der Frequenz des in die Primärwicklung eingeprägten Wechselstroms entspricht.
Somit ist eine induktive Versorgung des Fahrzeugs 1 ermöglicht.
Dabei muss der Boden nicht langgestreckt entlang der Fahrbahn des Fahrzeugs aufgefräst werden zur Ermöglichung der Verlegung eines Primärleiters sondern nur im Bereich des kompakten Bereiches der Ringwicklung. In demjenigen Raumbereich um die Wicklung herum, in welchem eine ausreichende induktive Kopplung zwischen Primärwicklung und
Sekundärwicklung des Fahrzeugs erreichbar ist, ist somit der Energiespeicher des Fahrzeugs beladbar und außerhalb des genannten Raumbereichs ist das Fahrzeug, insbesondere dessen Antrieb, die Steuerung und die Antriebe des Roboterarms, aus dem Energiespeicher versorgbar.
Bei Einfahren in die Fertigungszelle übermittelt ein stationär angeordneter Rechner 2 dem Fahrzeug einen Produktionsauftrag. Mittels dieser Auftragsinformation ist ein auf dem
Fahrzeug angeordneter Rechner in der Lage, an der jeweiligen Arbeitsstation 3 eine Information zu übermitteln, welche die für die an dieser jeweiligen Arbeitsstation 3 ausgeführten Herstellungsverfahrensschritte benötigten Teile betreffen. Die Arbeitsstation 3 weist jeweils ein Kennzeichnungsmittel, wie beispielsweise Laserpointer, auf und kennzeichnet dann den jeweils benötigten Gegenstand.
Beispielsweise wird an der dritten Arbeitsstation der Fertigungszelle ein Deckel montiert. Der Deckel ist entweder als Kunststoffteil oder als Metallteil wählbar. Wenn der Produktionsauftrag die Herstellung mit einem Kunststoffdeckel beinhaltet, übermittelt das Fahrzeug bei Erreichen der dritten Arbeitsstation die Information, dass ein Kunststoffdeckel benötigt wird, an die dritte Arbeitsstation, deren Kennzeichnungsmittel darauf den benötigten Kunststoffdeckel anleuchtet und nicht den Metalldeckel. Somit wird dann der Kunststoffdeckel mit der Komponente verbunden, insbesondere beispielsweise schraubverbunden. Das Verbinden ist dabei entweder automatisiert oder manuell auszuführen. Vorzugsweise weist also jede Arbeitsstation einen Rechner auf, der mittels eines
Datenübertragungskanals mit dem Fahrzeug verbunden ist.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird zur Datenübertragung an die jeweilige Arbeitsstation ein Datenübertragungssignal über die induktive Kopplung von der Sekundärwicklung an die Primärwicklung übertragen, wobei das Signal eine Frequenz aufweist, welche höher ist als die Mittelfrequenz. Das an der Primärwicklung empfangene Signal wird dann dem Rechner der Arbeitsstation zugeleitet. Auf diese Weise ist auch ein Übersprechen des Signals zu einer benachbarten Arbeitsstation verhinderbar.
Bezugszeichenliste
1 Fahrzeug
2 Rechner
3 Arbeitsstation
4 Ladepunkt

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zum Herstellen in einer Fertigungszelle einer Fertigungsanlage, wobei die Fertigungszelle Arbeitsstationen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug eine Komponente transportiert und bei Einfahren in die Fertigungszelle einen Auftrag empfängt, insbesondere von einem Rechner, und dann das Fahrzeug nacheinander zu Arbeitsstationen der Fertigungszelle fährt, wobei das Fahrzeug während des Durchführen des der jeweiligen Arbeitsstation zugeordneten
Herstellungsverfahrensschrittes an der jeweiligen Arbeitsstation anhält, wobei das Fahrzeug, insbesondere ein Rechner des Fahrzeugs, an den Rechner der jeweiligen Arbeitsstation eine Information über ein für den an der jeweiligen Arbeitsstation zugeordneten Herstellungsverfahrensschritt benötigtes Teil überträgt, wobei die Arbeitsstation mittels eines Kennzeichnungsmittels das im Vorrat der Arbeitsstation lagernde Teil kennzeichnet, insbesondere optisch.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Quittierung der Entnahme des jeweils gekennzeichneten Teils aus dem Vorrat mittels eines Eingabemittels, insbesondere Taste, und/oder mittels Geste erfolgt, wobei die Geste von einem Bildverarbeitungssystem erkannt und/oder bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kennzeichnungsmittel ein Laser-Pointer ist und/oder dass jeder Arbeitsstation ein Ladepunkt zugeordnet ist, der eine Primärwicklung aufweist, wobei das Fahrzeug insbesondere an seiner Unterseite eine Sekundärwicklung aufweist, welcher eine derartige Kapazität in Reihe und/oder parallel zugeschaltet ist, dass die
Resonanzfrequenz des so gebildeten Schwingkreises im Wesentlichen der Frequenz des in die Primärwicklung eingeprägten Wechselstromes entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein vom Fahrzeug, insbesondere von der Sekundärwicklung des Fahrzeuges, aus gesendetes und von der einer jeweiligen Arbeitsstation zugeordneten Primärwicklung empfangenes Signal an den jeweiligen Rechner der jeweiligen Arbeitsstation weitergeleitet wird, wobei die Frequenz des Signals größer ist als die Frequenz des in die Primärwicklung eingeprägten Wechselstroms.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrzeug als Assistenzsystem fungiert.
6. Fertigungsanlage zur Durchführung eines Verfahrens nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche.
7. Fertigungsanlage nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrzeug als Assistenzsystem ausgeführt ist.
8. Fertigungsanlage nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Arbeitsstation ein Kennzeichnungsmittel aufweist, mit welcher das im Vorrat der
Arbeitsstation lagernde Teil kennzeichenbar ist, insbesondere optisch, und/oder dass die Arbeitsstation ein Bildverarbeitungssystem zur Gestenerkennung aufweist.
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