JAEGER, Helmut, F. (Haydnstrasse 4, Königsbach-Stein, 75203, DE)
| Patentansprüche
1. Verkettetes Fertigungssystem für die Bearbeitung von Werkstücken (42), die zum Transport auf Paletten (30) angeordnet sind, umfassend
- ein Obertransfermodul (4; 25a, 25b, 26a; 31) mit einer horizontalen Transferführung (6; 25, 26) in einer Hauptförderrichtung (x-Richtung), wobei das Obertransfermodul (4; 25a, 25b, 26a; 31) in der Transferführung (6; 25, 26) vorwärts und rückwärts auf der
Transferführung (6; 25, 26) verfahrbar ist, wobei das Obertransfermodul (4; 25a, 25b, 26a; 31) zur Handhabung einzelner Paletten (30) ausgebildet ist, und wobei die Transferführung (6; 25, 26) in einer Höhe von wenigstens 2,0 m über dem Boden angeordnet ist,
- wenigstens ein Logistikmodul (5; 23, 24, 27), umfassend eine Vielzahl von Pufferplätzen für die Lagerung von Paletten (30) und eine eigene, lokale Transporteinrichtung zur Handhabung einzelner Paletten (30) innerhalb des Logistikmoduls (5; 23, 24, 27), wobei das Obertransfermodul (4; 25a, 25b, 26a; 31) einzelne Paletten
(30) an das Logistikmodul (5; 23, 24, 27) übergeben oder von ihm entgegennehmen kann,
- wenigstens eine Querfördereinheit für einzelne Paletten (30),
- eine Mehrzahl von Bearbeitungssträngen (1 , 2, 3), die jeweils aufweisen a) mehrere Fertigungsstationen (12a, 12b), insbesondere Dreh- oder Frässtationen, an denen Werkstücke (42) bearbeitet werden können, b) mindestens zwei übergabeplätze (9a, 9b) für einzelne Paletten (30), wobei die übergabeplätze (9a, 9b) bezüglich der x-Richtung seitlich der Transferführung (6; 25, 26) und außerhalb des mindestens einen
Logistikmoduls (5; 23, 24, 27) angeordnet sind, wobei die übergabeplätze (9a, 9b) für das Obertransfermodul (4, 25a, 25b, 26a; 31) mittels der wenigstens einen Querfördereinheit zum Ablegen und Aufnehmen einer Palette (30) zugänglich sind, wobei die übergabeplätze (9a, 9b) in einer Höhe von wenigstens 2,0 m über dem Boden angeordnet sind, c) ein Portal (11 , 11 '), das zur Handhabung von Werkstücken (42) ausgebildet ist, und das eine horizontale Portalführung (8) aufweist, die die Transferführung (6; 25, 26) kreuzt, wobei das Portal (11 , 11') Werkstücke (42) von Paletten (30) auf den übergabeplätzen (9a, 9b) zu den Fertigungsstationen (12a, 12b) und zurück transportieren kann, und wobei das Portal (11 , 11 ') in einer Höhe von wenigstens 2,2 m über dem Boden angeordnet ist.
2. Verkettetes Fertigungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Bearbeitungsstrang (1 , 2, 3) wenigstens eine lokale Querfördereinheit ausgebildet ist, die einzelne Paletten (30) zwischen dem Obertransfermodul (4; 25a, 25b, 26a; 31) und den übergabeplätzen (9a, 9b) des Bearbeitungsstrangs (1 , 2, 3) übergeben kann.
3. Verkettetes Fertigungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Querfördereinheit am Obertransfermodul (4; 25a, 25b, 26a; 31) ausgebildet ist, wobei das Obertransfermodul (4; 25a, 25b, 26a; 31) eine zweite, horizontale
Förderrichtung (y-Richtung) quer zur x-Richtung bedienen kann.
4. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass lokale Pufferplätze (2a, 2b) für einzelne Paletten (30) vorgesehen sind, die seitlich der
Transferführung (6; 25, 26) angeordnet sind und die für das Ablegen und Aufnehmen einer Palette (30) für das Obertransfermodul (4; 25a, 25b, 26a; 31) zugänglich sind, und dass die lokalen Pufferplätze (2a, 2b) in einer Höhe von wenigstens 2,0 m über dem Boden angeordnet sind.
5. Verkettetes Fertigungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Pufferplätze (2a, 2b) im Bereich der übergabeplätze (9a, 9b) mindestens eines Bearbeitungsstranges (1 , 2, 3) vorgesehen sind.
6. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die übergabeplätze (9a, 9b) der Bearbeitungsstränge (1 , 2, 3) mit einer Transportvorrichtung versehen sind, mittels der eine Palette (30), die auf einem übergabeplatz (9a, 9b) angeordnet ist, zum Boden herabgelassen und auch eine Palette (30) vom Boden zum übergabeplatz (9a, 9b) hinauf angehoben werden kann.
7. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Fertigungsstationen (12a, 12b) eines Bearbeitungsstranges (1 , 2, 3) dazu ausgebildet sind, identische Bearbeitungsvorgänge an den Werkstücken (42) auszuführen.
8. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Portalführungen (8) der Portale (11 , 11') der Bearbeitungsstränge (1 , 2, 3) oberhalb der
Transferführung (6; 25, 26) verlaufen.
9. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kreuzungsstellen (7) von Transferführung (6; 25, 26) und Portalführungen (8) jeweils eine
Stütze (33) ausgebildet ist, die einen Portalträger (35) der Portalführung (8), die Transferführung (6; 25, 26) und die übergabeplätze (9a, 9b) aufnimmt, insbesondere wobei in die Stütze (33) ein Schaltschrank (34) für das Portal (11 ; 11 ') integriert ist.
10. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Obertransfermodul (4; 25a, 25b, 26a; 31) eine ölwanne (41) aufweist.
11. Verkettetes Fertigungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ölwanne (41) eine untere Auslassöffnung (44) mit einem Verschluss aufweist, wobei der Verschluss in eine geschlossene Position vorgespannt ist, insbesondere durch Schwerkraft oder Federkraft, und dass im verketteten Fertigungssystem Entleerungsplätze für das Obertransfermodul (4; 25a, 25b, 26a; 31) vorgesehen sind, an denen
öffnungselemente, insbesondere Keile oder Vorsprünge (45), ausgebildet sind, die den Verschluss des Obertransfermoduls (4; 25a, 25b, 26a; 31) an einem Entleerungsplatz automatisch öffnen, insbesondere wobei die Entleerungsplätze an Halteplätzen (32) des Obertransfermoduls (4; 25a, 25b, 26a; 31) neben den übergabeplätzen
(9a, 9b) ausgebildet sind.
12. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Obertransfermodul (4) zwei Palettenplätze (4a, 4b) aufweist, die nebeneinander angeordnet sind, insbesondere wobei die zwei Palettenplätze (4a, 4b) in x-Richtung hintereinander angeordnet sind.
13. Verkettetes Fertigungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Obertransfermodul (4) zwei
Querfördereinheiten ausgebildet sind, wobei jede Querfördereinheit einen Palettenplatz (4a, 4b) des Obertransfermoduls (4) bedienen kann.
14. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferführung (6; 25, 26), die übergabeplätze (9a, 9b), das Portal (11 , 11 ') und ggf. lokale
Pufferplätze (2a, 2b) in einer Höhe von wenigstens 2,5 m über dem Boden angeordnet sind.
15. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Logistikmodul (5; 23, 24, 27) an einem Ende der Transferführung (6; 25, 26) angeordnet ist, insbesondere dass an den beiden Enden der Transferführung (25, 26) jeweils ein Logistikmodul (23, 24, 27) angeordnet ist.
16. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Logistikmodul (5; 23, 24, 27) mindestens ein Funktionsplatz (19) für eine Palette (30) eingerichtet ist, dass an dem mindestens einen Funktionsplatz (19) eine Vorrichtung
(19a) zur Durchführung von Arbeiten an Werkstücken (42) einer Palette (30), die am Funktionsplatz (19) angeordnet ist, vorgesehen ist.
17. Verkettetes Fertigungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (19a) zum Entgraten von
Werkstücken, oder zum Reinigen oder Waschen von Werkstücken, oder zum Vermessen von Werkstücken, oder zum Verschrauben von Werkstücken ausgebildet ist.
18. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Logistikmodul (5; 23, 24, 27) als Automatisierungszelle ausgebildet ist, mit der auf beliebige Paletten (30), die in der Automationszelle gelagert sind, zugegriffen werden kann.
19. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens ein Logistikmodul (=LM) (5; 23, 24, 27) umfasst:
- ein LM-Dreiachsmodul (13) mit einer horizontalen LM-Modulführung (14) in einer LM-Hauptförderrichtung (=x'-Richtung), wobei das LM- Dreiachsmodul (13) zur Handhabung einzelner Paletten (30) ausgebildet ist,
- eine Mehrzahl von LM-Stapelplätzen für Paletten (30), die seitlich der horizontalen LM-Modulführung (14) angeordnet sind, wobei jeder LM- Stapelplatz für das LM-Dreiachsmodul (13) zum Ablegen und Aufnehmen einer obersten Palette (30) eines Stapels von Paletten am LM-
Stapelplatz zugänglich ist.
20. Verkettetes Fertigungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine LM-Arbeitseinrichtung (18) vorgesehen ist, die aufweist
- eine LM-Arbeitsstation (18a), insbesondere Montagestation oder Fertigungsstation, an der Werkstücke (42) bearbeitet werden können,
- mindestens einen LM-übergabeplatz (18b) für eine Palette (30), der seitlich der horizontalen LM-Modulführung (14) angeordnet ist und der für das LM-Dreiachsmodul (13) zum Ablegen und Aufnehmen einer Palette
(30) zugänglich ist,
- ein LM-Portal (18c), das zur Handhabung von Werkstücken (42) ausgebildet ist, und das Werkstücke (42) von einer Palette (30) am mindestens einen LM-übergabeplatz (18b) zur LM-Arbeitsstation (18a) und zurück transportieren kann.
21. Verkettetes Fertigungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine LM-Arbeitseinrichtung (18) mindestens zwei LM-übergabeplätze (18b) aufweist.
22. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 19 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der LM-Stapelplätze als LM-Andockstationen (17) ausgebildet ist, wobei an jeder LM-Andockstation (17) ein Stellplatz (17a) für einen
Rollwagen (17b) vorgesehen ist, wobei ein Rollwagen (17b), der auf dem Stellplatz (17a) angeordnet ist, für das LM-Dreiachsmodul (13) zum Ablegen und Aufnehmen einer obersten Palette eines Stapels von Paletten auf dem Rollwagen (17b) zugänglich ist, und wobei jede LM-Andockstation (17) einen Zugang aufweist, über den ein leerer oder auch ein mit einem Stapel von Paletten beladener
Rollwagen (17b) zum Stellplatz (17a) hin und vom Stellplatz (17a) weg transportiert werden kann, insbesondere durch manuelles, ebenerdiges
Verschieben des Rollwagens (17b).
23. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der LM-Stapelplätze in Regalfächern ausgebildet ist, wobei mehrere der Regalfächer vertikal übereinander angeordnet sind.
24. Verkettetes Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptförderrichtung (x-Richtung) des Obertransfermoduls (4; 25a, 25b, 26a; 31) und die LM- Hauptförderrichtung (x'-Richtung) des LM-Dreiachsmoduls (13) parallel verlaufen.
25. Fertigungsanlage, umfassend mehrere verkettete Fertigungssysteme (21 , 22) nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei zumindest ein Teil der Logistikmodule (23) von mehreren Obertransfermodulen (25b, 26a) zugänglich ist, insbesondere wobei eine lineare Abfolge von Logistikmodulen (24, 23, 27) und Obertransfermodulen (25a, 25b, 26a) vorgesehen ist. |
Fertigungssystem mit Verkettung von Bearbeitungsstationen über ein hochgelegtes Transfermodul
Die Erfindung betrifft ein verkettetes Fertigungssystem für die Bearbeitung von Werkstücken, die zum Transport auf Paletten angeordnet sind.
Ein verkettetes Fertigungssystem ist beispielsweise bekannt geworden durch die DE 10 2004 003 587 A1.
Beim Fertigen von Werkstücken, wie beispielsweise Zahnrädern oder Getrieben, durchläuft jedes Werkstück typischerweise nacheinander eine große Anzahl verschiedener Bearbeitungsprozesse, etwa Drehen, Fräsen oder Schaben. Die Bearbeitungsprozesse werden jeweils mit hochspezialisierten Bearbeitungsmaschinen ausgeführt. Die Bearbeitungsmaschinen sind dabei mit Transporteinrichtungen miteinander verkettet, so dass die Werkstücke von einer Bearbeitungsmaschine zur nächsten gelangen können.
Um die Werkstücke beim Transport nicht zu beschädigen, sind die Werkstücke auf Werkstückträgern, genannt Paletten, angeordnet. Eine Palette kann ein oder mehrere Werkstücke (oder auch Werkzeuge) transportieren. Zur Bearbeitung werden einzelne Werkstücke mittels eines Portals aus einer Palette entnommen und einer Bearbeitungsmaschine zugeführt. Nach der Bearbeitung bringt das Portal das Werkstück zur Palette zurück.
Da die Bearbeitungszeiten an verschiedenen Bearbeitungsmaschinen unterschiedlich lange sind, müssen Werkstücke und damit auch Paletten mit Werkstücken zwischen den verschiedenen Bearbeitungsvorgängen zwischengelagert werden. Dazu werden Pufferplätze für Paletten eingesetzt.
Einfache Fertigungssysteme transportieren Paletten mit Transportbändern mit fester Materialflussrichtung von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation. Vor den Bearbeitungsstationen werden Paletten auf dem Transportband nötigenfalls aufgestaut, bis eine Palette mit ihren Werkstücken zur Bearbeitung an der Reihe ist. Solche einfachen Fertigungssysteme arbeiten mit einer festen Bearbeitungsabfolge der Paletten.
Ein weiterentwickeltes verkettetes Fertigungssystem ist durch die DE 10 2004 003 587 A1 , insbesondere die dortige Figur 8, bekannt geworden. Dieses Fertigungssystem umfasst mehrere Handhabungszellen (Logistikzellen) für
Werkstückträger (=Paletten), die linear über Werkstückträgerportale verbunden sind. Die Werkstückträgerportale haben eine feste Materialflussrichtung. Von den Handhabungszellen gehen quer zum Werkstückträgerportal verlaufende Werkstückportale ab, die jeweils mit mehreren Bearbeitungsstationen verbunden sind. Ein Werkstückportal kann auf Werkstücke eines
Werkstückträgers an einem Bereitstellungsplatz der Handhandhabungszelle zugreifen. Durch den Anschluss der Werkstückportale über die Handhabungszelle kann eine beliebige Bearbeitungsreihenfolge der Paletten an einer Bearbeitungsstation erreicht werden.
Bei einer größeren Zahl von verschiedenen Bearbeitungsstationen müssen bei diesem bekannten Verkettungssystem jedoch vergleichsweise viele Handhabungszellen eingereichtet werden, denn an einer Handhabungszelle können aus räumlichen Gründen nur wenige, typischerweise zwei, Werkstückportale angeschlossen werden. Die Handhabungszellen erzeugen eine oftmals überflüssig große Pufferkapazität für Werkstückträger, und es entstehen hohe Kosten und großer Raumbedarf. Um einen Werkstückträger von einer Bearbeitungsstation zu einer nicht unmittelbar benachbarten, anderen Bearbeitungsstation zu transportieren, muss der Werkstückträger durch mehrere Handhabungszellen gereicht werden, was arbeitsintensiv und zeitaufwändig ist.
Aufgabe der Erfindung
Es ist demgegenüber die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verkettetes Fertigungssystem bereitzustellen, bei dem auch eine große Anzahl von Bearbeitungsstationen auf effiziente Weise miteinander verkettet werden kann, insbesondere wobei der Raumbedarf verringert und der Transport von Werkstücken zwischen den Bearbeitungsstationen bei hoher Flexibilität in der Bearbeitungsabfolge beschleunigt ist.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein verkettetes Fertigungssystem für die Bearbeitung von Werkstücken, die zum Transport auf Paletten angeordnet sind, umfassend
- ein Obertransfermodul mit einer horizontalen Transferführung in einer Hauptförderrichtung (x-Richtung), wobei das Obertransfermodul in der Transferführung vorwärts und rückwärts auf der Transferführung verfahrbar ist, wobei das Obertransfermodul zur Handhabung einzelner Paletten ausgebildet ist, und wobei die Transferführung in einer Höhe von wenigstens 2,0 m über dem Boden angeordnet ist,
- wenigstens ein Logistikmodul, umfassend eine Vielzahl von Pufferplätzen für die Lagerung von Paletten und eine eigene, lokale Transporteinrichtung zur Handhabung einzelner Paletten innerhalb des Logistikmoduls, wobei das Obertransfermodul einzelne Paletten an das Logistikmodul übergeben oder von ihm entgegennehmen kann,
- wenigstens eine Querfördereinheit für einzelne Paletten,
- eine Mehrzahl von Bearbeitungssträngen, die jeweils aufweisen a) mehrere Fertigungsstationen, insbesondere Dreh- oder Frässtationen, an denen Werkstücke bearbeitet werden können, b) mindestens zwei übergabepiätze für einzelne Paletten, wobei die übergabeplätze bezüglich der x-Richtung seitlich der Transferführung und außerhalb des mindestens einen Logistikmoduls angeordnet sind, wobei die übergabeplätze für das Obertransfermodul mittels der wenigstens einen Querfördereinheit zum Ablegen und Aufnehmen einer Palette zugänglich sind, wobei die übergabeplätze in einer Höhe von wenigstens 2,0 m über dem Boden angeordnet sind, c) ein Portal, das zur Handhabung von Werkstücken ausgebildet ist, und das eine horizontale Portalführung aufweist, die die Transferführung kreuzt, wobei das Portal Werkstücke von Paletten auf den übergabeplätzen zu den Fertigungsstationen und zurück transportieren kann, und wobei das Portal in einer Höhe von wenigstens 2,2 m über dem Boden
angeordnet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen verketteten Fertigungssystem sind die Bearbeitungsstränge (mit Werkstückportal und Fertigungsstationen) nicht über eine Logistikzelle (oder Handhabungszelle), sonder über das
Obertransfermodul angebunden. Dadurch ist die Anzahl der anschließbaren Bearbeitungsstränge grundsätzlich unbegrenzt und insbesondere unabhängig von der Zahl der Logistikmodule. Bevorzugt gehören in einem erfindungsgemäßen Fertigungssystem zu einem Logistikmodul drei oder noch mehr Bearbeitungsstränge. Um eine Palette von einem Bearbeitungsstrang zu einem anderen Bearbeitungsstrang zu bringen, braucht die Palette nicht durch das Logistikmodul gereicht werden; der Transport kann vielmehr direkt über das Obertransfermodul erfolgen und ist damit besonders schnell. Bei Bedarf kann natürlich auch eine Zwischenpufferung im Logistikmodul erfolgen. Bevorzugt wird auf einer Transferführung nur ein Obertransfermodul eingesetzt, das über die gesamte Länge der Transferführung verfahrbar ist; es können aber auch mehrere Obertransfermodule auf einer Transferführung eingesetzt werden, die gemeinsam den Transport der Paletten entlang der Transferführung übernehmen.
Ein Logistikmodul fungiert im Rahmen der Erfindung typischerweise als zentraler Puffer und Bereitstellungseinheit von Paletten für alle Bearbeitungsstränge. Mit Hilfe eines Logistikmoduls kann auch eine Verknüpfung zu einem weiteren Fertigungssystem (und insbesondere einem weiteren Obertransfermodul und weiteren Bearbeitungssträngen) erfolgen. Da das erfindungsgemäße Fertigungssystem mit wenigen Logistikmodulen auskommt, ist es kostengünstiger und benötigt weniger Raum als herkömmliche Fertigungssysteme.
Das Obertransfermodul und die Portale der Bearbeitungsstränge sind über übergabeplätze für Paletten verknüpft. Mit Hilfe einer Querfördereinheit kann eine übergabe von Paletten zwischen übergabeplätzen und Obertransfermodul
erfolgen. Die Paletten auf den übergabeplätzen behindern das Obertransfermodul nicht beim Transport anderer Paletten.
Um eine hohe Auslastung der Fertigungsstationen eines Bearbeitungsstranges zu erreichen, verfügt jeder Bearbeitungsstrang über zwei übergabeplätze für Paletten. Während die Werkstücke einer Palette an einem ersten übergabeplatz gerade vom Portal und den Fertigungsstationen abgearbeitet werden, kann am zweiten übergabeplatz ein Palettentausch (abgearbeitete Palette gegen zu bearbeitende Palette) stattfinden. Durch diese Entkopplung des Transports des Obertransfermodul und der Werkstückbearbeitung kann eine hohe Auslastung der Fertigungsstationen erreicht werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Fertigungsmodul wird zusätzlich noch eine effizientere Raumnutzung durch die Höherlegung der Transferführung des Obertransfermoduls, der übergabeplätze und der Portale und Portalführungen erreicht. Durch die Anordnung in einer Hohe von wenigstens 2,0 m (beim Portal und Portalführung in Höhe von wenigstens 2,2 m) wird am Boden Fläche gewonnen, die beispielsweise als Stellfläche für Bearbeitungsmaschinen/Fertigungsstationen und als begeh- oder befahrbare Zonen genutzt werden kann. Begehbare Zonen und damit besserer Zugang erleichtern beispielsweise Wartungsarbeiten, etwa an den Fertigungsstationen, und erleichtern Transportvorgänge in einer Werkhalle. Bessere Zugänglichkeit und optische übersicht in Bodennähe erhöhen auch die Betriebssicherheit des Fertigungssystems.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen verketteten Fertigungssystems ist an jedem Bearbeitungsstrang wenigstens eine lokale Querfördereinheit ausgebildet, die einzelne Paletten zwischen dem Obertransfermodul und den übergabeplätzen des Bearbeitungsstrangs übergeben kann. Bei dieser Ausführungsform kann das Obertransfermodul leichter gebaut werden.
Bei einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform ist die wenigstens eine Querfördereinheit am Obertransfermodul ausgebildet, wobei das Obertransfermodul eine zweite, horizontale Förderrichtung (y-Richtung) quer zur x-Richtung bedienen kann. Bei dieser Ausführungsform wird nur eine Querfördereinheit pro Obertransfermodul benötigt, was besonders kostengünstig ist.
Vorteilhaft ist weiterhin eine Ausführungsform, die vorsieht, dass lokale Pufferplätze für einzelne Paletten vorgesehen sind, die seitlich der
Transferführung angeordnet sind und die für das Ablegen und Aufnehmen einer Palette für das Obertransfermodul zugänglich sind, und dass die lokalen Pufferplätze in einer Höhe von wenigstens 2,0 m über dem Boden angeordnet sind. Durch lokale Pufferplätze außerhalb des Logistikmoduls können lange Verfahrwege für Paletten zum Logistikmodul bei
Zwischenspeicherungen vermieden werden. Bei der Verwendung lokaler Pufferplätze ist die gleichzeitige Verwendung einer am Obertransfermodui ausgebildeten Querfördereinheit sehr vorteilhaft.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform sind die lokalen Pufferplätze im Bereich der übergabeplätze mindestens eines Bearbeitungsstranges vorgesehen. Dadurch können an diesen übergabeplätzen Palettenwechsel beschleunigt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des verkettetes Fertigungssystems sieht vor, dass die übergabeplätze der Bearbeitungsstränge mit einer Transportvorrichtung versehen sind, mittels der eine Palette, die auf einem übergabeplatz angeordnet ist, zum Boden herabgelassen und auch eine Palette vom Boden zum übergabeplatz hinauf angehoben werden kann. Dies gestattet einen manuellen Palettenwechsel an den übergabeplätzen, falls das Obertransfermodul oder ein lokaler Querförderer ausfällt.
Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der alle Fertigungsstationen
eines Bearbeitungsstranges dazu ausgebildet sind, identische Bearbeitungsvorgänge an den Werkstücken auszuführen. Die beschleunigt die Abarbeitung einer Palette an einem der übergabeplätze. Weiterhin wird die Entkopplung von Palettentransport mittels Obertransfermodul und Bearbeitung im Bearbeitungsstrang bei genau zwei übergabeplätzen sichergestellt.
Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Portalführungen der Portale der Bearbeitungsstränge oberhalb der Transferführung verlaufen. In diesem Fall kann ein Zugriff eines Portalgreifers auf ein Werkstück einer Palette an einem übergabeplatz, der typischerweise etwa auf gleicher Höhe ist wie ein Palettenplatz des Obertransfermoduls, leicht von oben erfolgen.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der an den Kreuzungsstellen von Transferführung und Portalführungen jeweils eine Stütze ausgebildet ist, die einen Portalträger der Portalführung, die Transferführung und die übergabeplätze aufnimmt, insbesondere wobei in die Stütze ein Schaltschrank für das Portal integriert ist. Die Stütze am Kreuzungspunkt beugt elastischen Verformungen und Kriechverformungen an Transferführung und Portalen vor. Durch die Aufnahme des Schalt- schranks in der Stütze wird eine platzsparende Doppelfunktionalität erreicht.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Obertransfermodul eine ölwanne aufweist. öl, welches von den Werkstücken nach einer Bearbeitung durch eine Palette (die beispielsweise als Drahtgestell ausgebildet ist) abtropft, wird so aufgefangen, und eine Verschmutzung insbesondere der Transferführung wird vermieden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht vor, dass die ölwanne eine untere Auslassöffnung mit einem Verschluss aufweist, wobei der Verschluss in eine geschlossene Position vorgespannt ist, insbesondere durch Schwerkraft oder Federkraft, und dass im verketteten Fertigungssystem Entleerungsplätze für das Obertransfermodul vorgesehen
sind, an denen öffnungselemente, insbesondere Keile oder Vorsprünge, ausgebildet sind, die den Verschluss des Obertransfermoduls an einem Entleerungsplatz automatisch öffnen, insbesondere wobei die Entleerungsplätze an Halteplätzen des Obertransfermoduls neben den übergabeplätzen ausgebildet sind. Dadurch wird eine regelmäßige Entleerung der ölwanne automatisch und bei geringem Aufwand sichergestellt.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen verketteten Fertigungssystems, bei der das Obertransfermodul zwei
Palettenplätze aufweist, die nebeneinander angeordnet sind, insbesondere wobei die zwei Palettenplätze in x-Richtung hintereinander angeordnet sind. Das Obertransfermodul ist als H-Modul ausgebildet. Bei einem Palettenwechsel an einem übergabeplatz kann der erste Paiettenplatz eine abgearbeitete Palette aufnehmen, und der zweite Palettenplatz unmittelbar darauf eine noch abzuarbeitende Palette bereitstellen. Dazwischen muss das Obertransfermodul nur etwa eine Palettenlänge verfahren. Dies beschleunigt den Palettenwechsel an den übergabeplätzen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht vor, dass am Obertransfermodul zwei Querfördereinheiten ausgebildet sind, wobei jede Querfördereinheit einen Palettenplatz des Obertransfermoduls bedienen kann. In diesem Fall sind lokale Querfördereinheiten entbehrlich, was Kosten einspart.
Bevorzugt ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der die Transferführung, die übergabeplätze, das Portal und ggf. lokale Pufferplätze in einer Höhe von wenigstens 2,5 m über dem Boden angeordnet sind. Dies stellt mehr Kopffreiheit für Personen am Boden sicher, und verbessert die Nutzbarkeit des überbauten Bodens.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des verketteten Fertigungssystems, bei dem das mindestens eine Logistikmodul an einem
Ende der Transferführung angeordnet ist, insbesondere dass an den beiden Enden der Transferführung jeweils ein Logistikmodul angeordnet ist. Am Ende der Transferführung steht ausreichend Platz zur Verfügung, um dort das Logistikmodul anzuordnen. Insbesondere können überkreuzungen des Logistikmoduls oder dem Logistikmodul zugehöriger Einrichtungen mit der Transferführung leicht vermieden werden. Man beachte, dass ein nicht- endständiges Logistikmodul eine Transferführung im Rahmen der Erfindung nicht unterbricht, sondern erfindungsgemäß neben der Transferführung angeordnet wird. Im Rahmen der Erfindung kann aber ein Logistikmodul an zwei Obertransfermodulen verschiedener erfindungsgemäßer verketteter Fertigungssysteme angeschlossen sein. Bevorzugt weist ein erfindungsgemäßes verkettetes Fertigungssystem genau ein oder genau zwei Logistikmodule auf.
Eine ganz besonders bevorzuge Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Logistikmodul mindestens ein Funktionsplatz für eine Palette eingerichtet ist, dass an dem mindestens einen Funktionsplatz eine Vorrichtung zur Durchführung von Arbeiten an Werkstücken einer Palette, die am Funktionsplatz angeordnet ist, vorgesehen ist. Dieser Funktionsplatz kann von allen Bearbeitungssträngen des Fertigungssystems (bzw. von Paletten, die von irgendeinem Bearbeitungsstrang kommen) genutzt werden. Dadurch können lokale Vorrichtungen zur Durchführung von Arbeiten an Werkstücken an den Portalführungen der Bearbeitungsstränge eingespart werden. Die Portale der Bearbeitungsstränge brauchen dann weniger Transportvorgänge von Werkstücken zu bewältigen, und gegebenenfalls können dadurch Portale eingespart werden.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken, oder zum Reinigen oder Waschen von Werkstücken, oder zum Vermessen von Werkstücken, oder zum Verschrauben von Werkstücken ausgebildet ist. All diese häufig anfallenden Arbeiten können zentralisiert und damit mit weniger Aufwand
realisiert werden.
Bevorzugt ist weiterhin eine Ausführungsform des verkettetes Fertigungssystems, bei der das mindestens eine Logistikmodul als Automatisierungszelle ausgebildet ist, mit der auf beliebige Paletten, die in der Automationszelle gelagert sind, zugegriffen werden kann. Mit anderen Worten, auf jede Palette in der Automatisierungszelle kann direkt (insbesondere ohne Umstapeln) zugegriffen werden, beispielsweise zum Zwecke des Ausschleusens oder der übergabe an das Obertransfermodul. Durch die Automationszelle ist der Bearbeitungsablauf von Paletten besonders flexibel.
Eine andere, besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das mindestens ein Logistikmodul (=LM) umfasst: - ein LM-Dreiachsmodul mit einer horizontalen LM-Modulführung in einer LM-Hauptförderrichtung (=x'-Richtung), wobei das LM-Dreiachsmodu! zur Handhabung einzelner Paletten ausgebildet ist,
- eine Mehrzahl von LM-Stapeip(ätzen für Paletten, die seitlich der horizontalen LM-Modulführung angeordnet sind, wobei jeder LM-Stapelplatz für das LM-Dreiachsmodul zum Ablegen und Aufnehmen einer obersten Palette eines Stapels von Paletten am LM-Stapelplatz zugänglich ist. Durch die Stapelplätze können besonders große Mengen von Paletten verwaltet werden. Bevorzugt werden jeweils Paletten mit gleichen Werkstücken in gleichem Bearbeitungszustand aufeinander gestapelt.
Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht vor, dass wenigstens eine LM-Arbeitseinrichtung vorgesehen ist, die aufweist
- eine LM-Arbeitsstation, insbesondere Montagestation oder Fertigungsstation, an der Werkstücke bearbeitet werden können, - mindestens einen LM-übergabeplatz für eine Palette, der seitlich der horizontalen LM-Modulführung angeordnet ist und der für das LM- Dreiachsmodul zum Ablegen und Aufnehmen einer Palette zugänglich ist,
- ein LM-Portal, das zur Handhabung von Werkstücken ausgebildet ist, und
das Werkstücke von einer Palette am mindestens einen LM-übergabeplatz zur LM-Arbeitsstation und zurück transportieren kann. Mit dieser Weiterbildung wird eine LM-Arbeitsstation über das Logistikmodul in das verkettete Fertigungssystem eingebunden. Die LM-Arbeitsstation wird über das LM-Dreiachsmodul beschickt, wodurch das Obertransfermodul von Transportvorgängen entlastet wird.
Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung dieser Weiterbildung weist die . wenigstens eine LM-Arbeitseinrichtung mindestens zwei LM-übergabeplätze auf. Dadurch kann die LM-Arbeitseinrichtung entkoppelt werden.
Eine andere Weiterbildung der obigen Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der LM-Stapelplätze als LM- Andockstationen ausgebildet ist, wobei an jeder LM-Andockstation ein Stellplatz für einen Rollwagen vorgesehen ist, wobei ein Rollwagen, der auf dem Stellplatz angeordnet ist, für das LM- Dreiachsmodu! zum Ablegen und Aufnehmen einer obersten Palette eines Stapels von Paletten auf dem Rollwagen zugänglich ist, und wobei jede LM-Andockstation einen Zugang aufweist, über den ein leerer oder auch ein mit einem Stapel von Paletten beladener Rollwagen zum Stellplatz hin und vom Stellplatz weg transportiert werden kann, insbesondere durch manuelles, ebenerdiges Verschieben des Rollwagens. über den Rollwagen können auf einfache Weise Paletten oder Palettenstapel in das verkettete Fertigungssystem ein- und ausgeschleust werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der obigen Ausführungsform ist zumindest ein Teil der LM-Stapelplätze in Regalfächern ausgebildet, wobei mehrere der Regalfächer vertikal übereinander angeordnet sind. Dadurch kann auf einer gegebenen Bodenfläche eine größere Anzahl von Palettenstapeln gebildet werden, beispielsweise um die Anzahl der verschiedenen Werkstücke und deren Bearbeitungszustand bei der
Stapelbildung berücksichtigen zu können.
Bei einer anderen bevorzugten Weiterbildung der obigen Ausführungsform verlaufen die Hauptförderrichtung (x-Richtung) des Obertransfermoduls und die LM-Hauptförderrichtung (x'-Richtung) des LM-Dreiachsmoduls parallel. Dies erleichtert die übergabe von Paletten zwischen Obertransfermodul und LM-Dreiachsmodul.
In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch eine Fertigungsanfage, umfassend mehrere erfindungsgemäße verkettete Fertigungssysteme, wobei zumindest ein Teil der Logistikmodule von mehreren Obertransfermodulen zugänglich ist, insbesondere wobei eine lineare Abfolge von Logistikmodulen und Obertransfermodulen vorgesehen ist. Mit der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage ist eine hoch effiziente und flexible Werkstückbearbeitung möglich. Durch die übergabe der Paletten über die Logistikmodule kann manuelles Aus- und Einschleusen von Paletten oder Palettenstapeln zum Zwecke der übergabe zwischen einzelnen Fertigungssystemen vermieden werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Zeichnung und detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
Fig.1 eine schematische Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes verkettetes Fertigungssystem;
Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Fertigungsanlage, umfassend zwei verkettete Fertigungssysteme;
Fig. 3 eine schematische Schrägansicht auf eine Kreuzungsstelle einer horizontalen Transferführung und einer horizontalen Portalführung eines Bearbeitungsstranges bei einem erfindungsgemäßen verketteten Fertigungssystem;
Fig. 4a eine schematische Seitenansicht eines Obertransfermoduls mit einer ölwanne mit verschlossener Auslassöffnung, zur Verwendung mit der Erfindung;
Fig. 4b das Obertransfermodul von Fig. 4a an einem Entleerungsplatz mit geöffneter Auslassöffnung;
Fig. 4c das Obertransfermodul von Fig. 4a vor einem Entleerungsplatz in schematischer Aufsicht.
Die Figur 1 zeigt in schematischer Aufsicht ein erfindungsgemäßes verkettetes Fertigungssystem mit drei Bearbeitungssträngen 1 , 2, 3, die über ein Obertransfermodul 4 an ein Logistikmodul 5 angekoppelt sind.
Das Obertransfermodul 4 ist auf einer Transferführung 6, die in einer horizontalen x-Richtung verläuft, mittels einer NC-Achssteuerung verfahrbar. Das Obertransfermodul 4 kann dabei über die gesamte Länge der Transferführung 6 verfahren werden.
Die horizontale Transferführung 6 ist hochgelegt, so dass die Unterkante der Transferführung 6 auf einer Höhe von wenigstens 2,0 m über dem Boden (etwa
einer Werkhalle) angeordnet ist. Die Transferführung 6 wird an Kreuzungsstellen 7 von Transferführung 6 und Portalführungen 8 mittels Stützen (nicht dargestellt) getragen.
Das Transfermodul 4 umfasst zwei Palettenplätze 4a, 4b, auf denen jeweils eine Palette angeordnet werden kann. Auf einer Palette können ein oder mehrere Werkstücke angeordnet werden. Das Transfermodul 4 umfasst weiterhin zwei nicht dargestellte Querfördereinrichtungen (eine für jeden Palettenplatz 4a, 4b), mit denen eine Palette von einem Palettenplatz 4a, 4b an einen übergabeplatz 9a, 9b eines Bearbeitungsstranges 1 , 2, 3 oder auch an einen Transitplatz 10a, 10b des Logistikmoduls 5 übergeben werden kann und umgekehrt. Die Querfördereinrichtungen können also Paletten in y-Richtung um ca. etwas mehr als eine Palettenbreite verfahren. In der Nähe der übergabeplätze 9a, 9b des Bearbeitungsstrangs 2 sind außerdem noch zwei lokale Pufferplätze 2a, 2b für einzelne Paletten ausgebildet, die für das Obertransfermodul 4 in gleicher Weise zugänglich sind.
Jeder Bearbeitungsstrang 1 , 2, 3 verfügt über zwei übergabeplätze 9a, 9b, an denen jeweils eine Palette angeordnet werden kann. Die Werkstücke einer dort angeordneten Palette können mittels eines Portals (Portalgreifers) 11 zu Fertigungsstationen 12a, 12b verfahren werden. An den Fertigungsstationen 12a, 12b werden die Werkstücke bearbeitet, etwa gefräst oder abgedreht. Typischerweise können alle Fertigungsstationen 12a, 12b innerhalb eines Bearbeitungsstranges 1 , 2, 3 dieselben Bearbeitungsarbeiten ausführen, wohingegen die sich die Bearbeitungsarbeiten von Bearbeitungsstrang zu Bearbeitungsstrang unterscheiden. Nach einer Bearbeitung werden die Werkstücke zu einer Palette auf einem der übergabeplätze 9a, 9b zurückgebracht. Falls an einem Bearbeitungsstrang sehr viele Fertigungsstationen angeschlossen sind (insbesondere mehr als zwei), so können vorteilhaft auch mehrere Portale (Portalgreifer) 11 auf einer Portalführung 8 verwendet werden.
Das Transfermodul 4 erhält Paletten von und gibt Paletten ab an das Logistikmodul (=LM) 5. Das Logistikmodul 5 ist am in Figur 1 unteren Ende der Transferführung 6 angeordnet. Das Logistikmodul 5 umfasst ein LM- Dreiachsmodul 13, das eine einzelne Palette aufnehmen kann. Das LM- Dreiachsmodul 13 kann entlang einer LM-Modulführung 14 in einer horizontalen x'-Richtung innerhalb des Logistikmoduls 5 verfahren werden. Weiterhin kann das Dreiachsmodul 13 eine aufgenommene Palette in y'- Richtung quer zur x'-Richtung verfahren, und auch eine aufgenommene Palette in eine vertikale z'-Richtung senkrecht zur Zeichenebene verfahren (d.h. anheben oder absenken).
Um Paletten vom Logistikmodul 5 an das Obertransfermodul 4 zu übergeben, werden die Paletten vom LM-Dreiachsmodul 13 an den Transferplätzen 10a, 10b abgelegt. Anschließend hält das Obertransfermodul 4 vor den Transferplätzen 10a, 10b an und nimmt die Paletten mittels der
Querfördereinheiten des Obertransfermoduls 4 auf. Umgekehrt können auch Paletten vom Obertransfermodul 4 an den Transferplätzen 10a, 10b abgelegt und vom LM-Dreiachsmodui 13 abgeholt werden. Im Bereich 15 überlappen dazu die Transferführung 6 und die LM-Modulführung 14. Bei alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann auch eine direkte übergabe von
Paletten zwischen Obertransfermodul 4 und LM-Dreiachsmodul 13 eingerichtet sein; dies bietet sich vor allem bei einem Obertransfermodul mit nur einem Palettenplatz an.
Ein wichtiger Zweck des Logistikmoduls 5 ist die Lagerung bzw. Pufferung von Paletten. Dazu werden Paletten im Logistikmodul 5 einzeln und/oder gestapelt abgelegt. In der gezeigten Ausführungsform werden die Paletten vorwiegend gestapelt. Dazu sind insbesondere Regallager 16 vorgesehen, die mehrere übereinanderliegende Regalfächer aufweisen (nicht dargestellt). In jedem Regalfach kann ein Palettenstapel gebildet werden.
Weiterhin sind zum Ein- und Ausschleusen von Paletten LM-Andockstationen 17 vorgesehen. An jeder LM-Andockstation 17 ist ein Stellplatz 17a für einen
Rollwagen 17b vorgesehen. Ist ein Rollwagen 17b auf einem Stellplatz 17a angeordnet, so kann mittels des LM-Dreiachsmoduls 13 ein Palettenstapel auf dem Rollwagen 17b gebildet oder abgetragen werden. Die LM-Andockstationen 17 sind mit Türen 17c zugänglich und gesichert; die Türen 17c werden nur geöffnet, wenn ein Rollwagen 17b gebracht oder entfernt wird, beispielsweise manuell durch einen Werker 17d. Ein Rollwagen 17b kann an einem Stellplatz 17a in nicht dargestellter Weise ausgerichtet und reversibel befestigt werden, insbesondere durch verklemmen. Die Stapelplätze auf Rollwagen 17b können - wie jeder andere Stapelplatz auch - auch zum Puffern von Paletten genutzt werden.
Am Logistikmodul 5 ist weiterhin eine LM-Arbeitseinrichtung 18 vorgesehen. Diese LM-Arbeitseinrichtung 18 umfasst eine LM-Arbeitsstation 18a, an der einzelne Werkstücke bearbeitet werden können, beispielsweise durch Fügen oder Montieren von Einzelteilen. Die Werkstücke werden auf Paletten an zwei LM-übergabeplätzen 18b bereitgestellt bzw. entgegengenommen, wobei der Transport der Werkstücke von den LM-übergabeplätzen 18b zur LM- Arbeitsstation 18a und zurück mittels eines LM-Portals 18c erfolgt. Das LM- Portal (Portalgreifer) 18c ist auf einer LM-Portalführung 18d verfahrbar.
Im Rahmen der Erfindung werden typischerweise nur wenige Bearbeitungsprozesse an Werkstücken mittels LM-Arbeitseinrichtungen ausgeführt. In Betracht kommt dabei die Ausführung von eher kurzen und/oder häufig auftretenden Arbeitsprozessen an einer LM-Arbeitseinrichtung 18, um den kurzen und schnellen Transportweg zwischen Pufferplätzen im Logistikmodul 5 und der LM-Arbeitseinrichtung 18 zu nutzen.
Im Logistikmodul 5 ist schließlich auch noch ein Funktionsplatz 19 für eine Palette eingerichtet. Zu dem Funktionsplatz 19 gehört eine ortsfeste Vorrichtung 19a zum (in diesem Ausführungsbeispiel) Vermessen von Werkstücken. Die Vorrichtung 19a kann mittels eines Lasersystems die Abmessungen von einzelnen Werkstücken auf einer Palette am Funktionspiatz 19 bestimmen. Paletten, auf denen als fehlerhaft erkannte Werkstücke
gefunden wurden, werden ausgesondert (etwa mit dem LM-Dreiachsmodul 13 auf einen Rollwagen 17b abtransportiert) oder einer Nachbearbeitung zugeführt. Die Vorrichtung 19a verfügt über einen in x-Richtung beweglichen Schlitten 19b, auf dem zwei Palettenplätze ausgebildet sind. Mit dem Schlitten 19b kann jeweils eine Palette auf einem der Palettenplätze an den
Funktionsplatz 19 verfahren werden; am anderen Palettenplatz kann sodann ein Palettenwechsel vorgenommen werden. Dadurch wird die Messzeit der Vorrichtung 19 nicht durch einen Palettenwechsel verkürzt, sondern nur durch die viel kürzere Zeit für das Verschieben des Schlittens 19b.
Das Logistikmodul 5 ist weitestgehend von einer Wand 5a umgeben, um Werker in der Umgebung vor bewegten Maschinenteilen zu schützen.
Die Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Fertigungsanlage in schematischer Aufsicht. Die dargestellte Fertigungsanlage umfasst zwei verkettete
Fertigungssysteme 21 und 22, die über ein gemeinsames Logistikmodul 23 miteinander verbunden sind.
Das erste verkettete Fertigungssystem 21 weist ein erstes Logistikmodul 24, eine Transferführung 25 mit zwei Obertransfermodulen 25a, 25b, und das gemeinsame Logistikmodul 23 auf. Die beiden Obertransfermodule 25a, 25b versorgen gemeinsam die Bearbeitungsstränge 1 , 2, 3 des Fertigungssystems 21. Falls Paletten zwischen den Logistikmodulen 24, 23 ausgetauscht werden sollen, kann eine übergabe von Paletten zwischen den beiden Obertransfermodulen 25a, 25b vorteilhaft über die lokalen Pufferplätzen 2a, 2b erfolgen, ohne die Bearbeitung oder Palettenbereitstellung an den Bearbeitungssträngen 1 , 2, 3 des Fertigungssystems 21 zu beeinträchtigen.
Das zweite verkettete Fertigungssystem 22 umfasst das gemeinsame Logistikmodul 23, die Transferführung 26 mit einem Obertransfermodul 26a und Bearbeitungssträngen 1 , 2, 3, und ein weiteres Logistikmodul 27.
Das gemeinsame Logistikmodul 23 kann Paletten mit dem Obertransfermodul 25b des oberen Fertigungssystems 21 , und dem Obertransfermodul 26a vom unteren Fertigungssystem 22 austauschen. Dadurch wird auch eine übergabe von Paletten zwischen den Fertigungssystemen 21 , 22 möglich, wodurch ein durchgehender Materialfluss ermöglicht wird.
Die Fertigungsanlage kann erfindungsgemäß erweitert werden, indem beispielsweise in Fig. 2 unterhalb des Logistikmoduls 27 eine weitere Transferführung mit Bearbeitungssträngen angebunden wird, an die wiederum an ein weiteres Logistikmodul angebunden ist und so fort.
Im Rahmen der Erfindung können auf diese Weise beliebig viele verkettete Fertigungssysteme aneinander angebunden werden, und es kann ein insbesondere linearer Materialfluss von Fertigungssystem zu Fertigungssystem eingerichtet werden. Der Materialfluss ist dabei bevorzugt so organisiert, dass eine Palette ein Fertigungssystem erst verlässt, wenn alle Bearbeitungsprozesse ihrer Werkstücke in diesem Fertigungssystem durchgeführt wurden.
Die Figur 3 zeigt einen schematischen Teilausschnitt eines
Bearbeitungsstranges 1 , nämlich eine Kreuzungsstelle 7 einer Portalführung 8 und einer Transferführung 6, wie sie beispielsweise ähnlich am Bearbeitungsstrang 1 in Figur 1 erfindungsgemäß vorzufinden ist.
In der Transferführung 6 ist ein Obertransfermodul 31 in x-Richtung verfahrbar. Das in Figur 3 gezeigte Obertransfermodul 31 weist im Gegensatz zum Obertransfermodul in Fig. 1 lediglich einen Palettenplatz auf.
Das Obertransfermodul 31 befindet sich gerade an einem Halteplatz 32 des Bearbeitungsstranges 1 zwischen den übergabeplätzen 9a, 9b. Die
übergabeplätze 9a, 9b sind in seitlich der Transferführung 6 angeordnet. Auf den übergabeplätzen 9a, 9b sowie auf dem Palettenplatz des Obertransfermoduls 4 befindet sich jeweils eine Palette 30 mit vier
Werkstücken. Diese Paletten 30 sind in y-Richtung unmittelbar benachbart und auf gleicher Höhe. Wäre beispielsweise am übergabeplatz 9a keine Palette angeordnet, könnte die Palette mittels einer (nicht dargestellten) Querfördereinheit vom Obertransfermodul 31 mit nur geringem Kraftaufwand nach links auf den übergabeplatz 9a verschoben werden.
Die Transferführung 6 und damit auch der Halteplatz 32 sowie die übergabeplätze 9a, 9b sind gegenüber dem Boden erhöht angeordnet, hier in einer Höhe von ca. 2,5 m. Dabei ruht die Transferführung 6 auf einer ebenso hohen Stütze 33, in die ein elektrischer Schaltschrank 34 integriert ist. Der elektrische Schaltschrank 34 beherbergt die Stromanschlüsse und die elektronische Steuerung für den gesamten Bearbeitungsstrang 1. An der Transferführung 6 ist am linken oberen Rand des Halteplatzes 32 ein Portalträger (Zwischenträger) 35 ausgebildet, auf dem die Portalführung 8 ruht. Unterhalb des Portalträgers 35 ist eine öffnung, durch die das Obertransfermodul 31 hindurch verfahren werden kann.
Auf der Portalführung 8 sind zwei Portale 11 , 11' angeordnet und in y-Richtung verfahrbar. Die y-Richtung ist dabei senkrecht zur x-Richtung. Jedes Portal 11 , 11 ' besitzt einen vertikal in z-Richtung verfahrbaren Klemmhalter 36, mit dem ein einzelnes Werkstück aus einer Palette 30 an einem der übergabeplätze 9a, 9b entnommen oder in eine Palette 30 abgelegt werden kann. Die Portale 11 , 11' können jeweils bestimmten Bearbeitungsstationen (nicht dargestellt) zugeordnet sein. Durch eine größere Zahl von Portalen 11 , 11 ' kann die Transportkapazität für Werkstücke erhöht werden, insbesondere bei einer größeren Zahl von Bearbeitungsstationen am Bearbeitungsstrang 1. Bevorzugt werden die Bearbeitungsstationen links und rechts von der Transferführung 6 aufgeteilt, um eine gegenseitige Behinderung der Portale 11 , 11' zu minimieren. Die Portalführung 8 ist in einer Höhe von hier ca. 3,0 m angeordnet.
Sowohl unter der Transferführung 6 als auch unter der Portalführung 8 kann ein Werker (nicht dargestellt) problemlos aufrecht laufen, wodurch das erfindungsgemäße verkettete Fertigungssystem weitestgehend begehbar ist.
Dies erleichtert Wartungsarbeiten, verringert die Unfallgefahr (ein Werker kann ohne Leiter oder dgl. nicht in bewegliche Teile wie die Portale 11 , 11' greifen) und ermöglicht eine weitere Nutzung des Werkhallenbodens.
Die Figuren 4a bis 4c illustrieren eine Ausgestaltung von Obertransfermodul 31 und einem Entleerungsplatz, hier einem Halteplatz 32, um ölverschmutzungen der Transferführung 6 zu minimieren.
Die Figur 4a zeigt in schematischer Seitenansicht ein Obertransfermodui 31 auf einer Transferführung 6. Der Antrieb und weitere Details des Obertransfermoduls 31 sind zur Vereinfachung nicht dargestellt. Das Obertransfermodul 31 weist eine ölwanne 41 auf, in der eine als Drahtgestell ausgeführte Palette 30 angeordnet ist. Auf der Palette 30 sind Werkstücke 42 angeordnet, die gerade bearbeitet wurden. Bei dieser Bearbeitung wurde öl eingesetzt, das sich noch zum Teil an der Oberfläche der Werkstücke 42 befindet und durch die Palette 30 in die ölwanne 41 tropft.
Wenn sich das Obertransfermodul 31 , wie in Fig. 4a dargestellt, nicht an einem Entleerungsplatz befindet (hier ist das Obertransfermodul 31 noch links des Halteplatzes 32), ist die ölwanne 41 dicht verschlossen, und etwaiges abgetropftes öl sammelt sich in der ölwanne 41. Ein als Stopfen 43 ausgebildeter Verschluss verschließt eine Ausfassöffnung 44 an der Unterseite der ölwanne 41. Der Stopfen 43 wird dabei durch seine Schwerkraft in die trichterförmige Auslassöffnung 44 gedrückt, wodurch eine ausreichende Dichtwirkung eintritt.
Verfährt das Obertransfermodul 31 an den Halteplatz 32 wie in Fig. 4b dargestellt, so drückt ein abgerundeter Vorsprung 45, der in der Transferführung 6 ausgebildet ist, den Stopfen 43 nach oben. Dadurch wird die Auslassöffnung 44 teilweise freigegeben, und öl kann aus der ölwanne 41 herausfließen, und zwar in eine Sammelvertiefung 46 der Transferführung 6 hinein. Diese Sammelvertiefung 46 weist einen Abfluss 47 zu einem ölsammelbehälter 48 auf, in dem das abfließende öl zwischengelagert wird.
Das öl im ölsammelbehälter 48 kann anschließend gereinigt und wiederverwendet oder fachgerecht entsorgt werden.
Verlässt das Obertransfermodul 31 den Halteplatz 32, also den Entleerungsplatz, so drückt kein Vorsprung 45 mehr den Stopfen 43 nach oben, und der Stopfen 43 verschließt automatisch wieder die Auslassöffnung 44. Etwaiges dann noch abtropfendes öl wird in der ölwanne 41 gesammelt bis zur nächsten Entleerung am nächsten Halteplatz 32.
Wie in Figur 4c in schematischer Aufsicht dargestellt, können Vorsprung 45 und Sammelvertiefung 46 beispielsweise mittig an einem Halteplatz 32 zwischen zwei übergabeplätzen 9a, 9b ausgebildet sein. Am Halteplatz 32 hält sich das Obertransfermodul 31 während der Dauer der übergabe einer Palette an oder von einen übergabeplatz 9a, 9b auf, was in der Regel ausreicht, um eine größere Menge abgetropftes öl aus der ölwanne 41 abzulassen.
Zusammenfassend beschreibt die Erfindung ein verkettetes Fertigungssystem für die Bearbeitung von Werkstücken, wobei die Werkstücke auf Paletten angeordnet sind. Mehrere Bearbeitungsstränge, umfassend jeweils ein Werkstückportal und mehrere Fertigungsstationen, sind über Paletten- übergabeplätze an ein Transfermodul angebunden. Das Transfermodul ist zur Handhabung einzelner Paletten ausgebildet und kann entlang einer Transferführung linear verfahren werden, insbesondere auch zu einem Logistikmodul. In dem Logistikmodul kann eine Vielzahl von Paletten zwischengelagert werden, wobei das Logistikmodul eine eigene
Transporteinrichtung zur Handhabung einzelner Paletten innerhalb des Logistikmoduls aufweist. Mit dem erfindungsgemäßen verketteten Fertigungssystem kann eine große Zahl von Fertigungsstationen platzsparend, flexibel und über schnellen Transportvorgänge miteinander verbunden werden.