Stand der Technik Beim Stand der Technik werden Möbel, insbesondere Küchenmöbel in Form von Oberschränken (Hängeschränken) oder dgl., entwe- der von Hand montiert oder auf einer Bearbeitungsstrasse, bei der die einzelnen Bearbeitungsschritte hintereinander bei dem auf einem Bandförderer transportierten Teil durchgeführt wer- den (siehe dazu z. B. die DE-C3-22 34 868 oder die DE-A1-36 00 633). Eine solche Bearbeitungsstrasse bedarf im Hinblick auf andere Losgrössen einer Umrüstung, wodurch entsprechende Rüstzeiten notwendig werden. Weiterhin ist es notwendig, zur Erzielung wirtschaftlicher Bearbeitungszeiten hohe Taktraten bzw. Verarbeitungsgeschwindigkeiten der Bandstrasse vorzuse- hen. Dies erfordert aufwendige und teure Zuführeinrichtungen für das Material, die sich nur bei sehr hohen Taktraten ren- tieren. Darüber hinaus ist ein Umrüsten auf andere Bohrbil- der, Scharniere, Teilegrössen oder dgl. sehr aufwendig, weil die ganze Bandstrasse angepasst werden muss.

Bei einer Kleinserienfertigung, also überwiegend manueller Fertigung mit mechanischen Hilfseinrichtungen und einfachen Pressen und mit hohem Personalbedarf ist die Ausführungsqua- lität extrem personalabhängig. Bei Mittel-und Großserienan- fertigung mit überwiegend verketteten Anlagen ist ebenfalls Personal zwingend notwendig. Es ist selten, daß ein Komplett- element hergestellt werden kann.

Darstellung der Erfindung Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine flexible Fertigungs- vorrichtung für Möhel zu schaffen, die einen einfachen Aufbau hat, sich leicht umrüsten lässt, auch bei kleineren Losgrös- sen und Taktraten wirtschaftlich arbeitet und ggf. in mehrfa- cher Ausführung parallel angeordnet werden und arbeiten kann, sowie ein entsprechendes Fertigungsverfahren anzugeben.

Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale aus den Ansprüchen 1 bzw. 10 gelöst.

Die Erfindung ermöglicht die Zusammenfassung der Bearbei- tungs-und Montageschritte in einer kompakten Fertigungszel- le. Außerdem wird die Anordnung mehrerer solcher Zellen an einer Fördereinrichtung ermöglicht. Die erfindungsgemässe Verwendung von einem oder mehreren frei programmierbaren Ro- botern anstelle herkömmlicher Förderbänder oder ähnlicher Transporteinrichtungen für den Transport der Einzelelemente innerhalb der Fertigungszelle ermöglicht eine einfache und flexible Anpassung der Fertigungszelle an den jeweils gefor- derten Bearbeitungs-bzw. Fertigungsgang. Zugleich gestatten es die Roboter, sehr einfache Zuführsysteme für die Einzele- lemente zu verwenden, da die Be-und Verarbeitungszeiten in der einzelnen Fertigungszelle nicht so hoch sind wie bei ei- ner Bandstrasse, bei der schneller zugeliefert werden muss.

Bei einer erfindungsgemäßen Zelle kann nach und nach Kapazi- tät gebildet werden, was zu angepaßten Investitionen führt.

Demgegenüber ist der Kapitaleinsatz bei Montagelinien extrem hoch im Verhältnis zur Kapazität. Außerdem wird der Einfluß der menschlichen Tagesform weitestgehend ausgeschlossen.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der wenigstens eine Roboter auch zum Anbringen der Montagehilfsmittel an den Einzelelementen vorgesehen ist. Hierdurch werden zusätzliche Transport-und Montageeinrichtungen für die Montagehilfsmit- tel eingespart, wodurch die Fertigungszelle weiter verein- facht wird und noch flexibler eingesetzt werden kann.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Ferti- gungszelle wenigstens zwei frei programmierbare Roboter vor- handen sind, welche jeweils einen Teil der für den Zusammen- bau der Möbelstücke notwendigen Handlungsabläufe übernehmen.

Hierdurch wird ein abwechselnder Einsatz der Roboter ermög- licht, der bei entsprechend geschickter Programmierung den Fertigungsablauf insgesamt vereinfacht und beschleunigt. Dar- über hinaus ergibt sich innerhalb der Fertigungszelle eine erhöhte Flexibilität in der Anordnung der verschiedenen Vor- bereitungsstationen, weil deren Standort nicht ausschliess- lich auf den Arbeitsbereich eines Roboters ausgerichtet sein muss.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrich- tung nach der Erfindung umfassen die Stationen zum Vorberei- ten der Einzelelemente eine Vermessungsstation, in welcher die Einzelelemente für die weitere Bearbeitung einzeln ver- messen werden. Durch die Vermessung kann sich die Fertigungs- zelle selbsttätig und unmittelbar auf die verschiedenartigen Einzelelemente einstellen und die nachfolgenden Bearbeitungs- und Montageschritte an die jeweiligen Gegebenheiten optimal anpassen.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigungs- zelle aus mehreren Unterzellen (sog."Pontons") zusammenge- setzt ist, in welchen Unterzellen jeweils einige der Statio- nen und Roboter vormontiert angeordnet sind, und daß die Un- terzellen zur Energieversorgung und zum Datenaustausch unter- einander durch ein Steckersystem verbunden sind. Durch ein solches Pontonsystem, bei welchem der Grundrahmen der Ferti- gungszelle aus zwei oder mehreren Teilen besteht, auf denen die Montageplätze für die einzelnen Bearbeitungs-und Monta- gestationen vorbereitet sind und die notwendige Verbindung der Pontonteile durch ein Steckersystem erfolgt, wird es mög- lich, die gesamte Fertigungszelle innerhalb eines Tages auf- zubauen, anzuschliessen und produktionsreif einzustellen. Im Stand der Technik dauert der Aufbau von Fertigungsstrassen dagegen üblicherweise Wochen oder Monate.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen An- sprüchen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie- len im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden.

Es zeigen Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Ferti- gungszelle nach der Erfindung in der Seitenansicht ; und Fig. 2 die Fertigungszelle der Fig. 1 in der Draufsicht von oben.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung In Fig. 1 und 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine Fertigungsvorrichtung bzw.-zelle in der Seitenansicht (Fig. 1) und in der Draufsicht (Fig. 2) dargestellt. Die Fer- tigungsvorrichtung 10, die im vorliegenden Beispiel für die Fertigung von Hängeschränken, insbesondere 1-und 2-türigen Hänge-und Kurzhängeschränken, ausgelegt ist, umfasst eine (quaderförmige) Fertigungszelle 11, die aus drei nebeneinan- der angeordneten Unterzellen (Pontons) 31, 32 und 33 zusam- mengesetzt ist und in der Höhe durch eine Zellenhülle 34 in Form eines Rahmens mit Drahtgitter oder dgl. begrenzt ist.

Die Fertigungszelle 11 bildet ein in sich geschlossenen Fer- tigungssystem, dem von aussen Einzelelemente in Form von Ma- terialzuschnitten 14 zugeführt werden, und die fertig mon- tierte Hängeschränke über ein Ablaufband 30 nach aussen wie- der abgibt, wobei mit dem hier dargestellten Ausführungsbei- spiel mehrere hundert (z. B. 800) Hängeschränke pro Tag herge- stellt werden können.

Die Materialzuschnitte 14 umfassen das Korpus-und Frontmate- rial für die Schränke, wobei zum Korpusmaterial die Kor- pusseiten, die Konstruktionsböden, Einlegeböden, Pfosten und Rückwände gehören, während zum Frontmaterial wahlweise Dreh- türen und Klappen zu rechnen sind. Die für einen Hängeschrank jeweils benötigten Materialzuschnitte 14 werden typenweise vorkommissioniert auf L-förmigen Tragrahmen 13 mittels einer Hängebahn 12 herangeführt. Die wie ein Sessellift funktionie- rende Hängebahn 12 führt in die Fertigungszelle 11 hinein, macht dort eine Kehre von 180°, und führt dann wieder aus der Fertigungszelle 11 hinaus. Der Tragrahmen 13 ist im Bereich der Kehre mit seiner offenen Seite zur Fertigungszelle 11 hin orientiert, so daß die Materialzuschnitte 14 leicht und ohne Behinderung entnommen werden können.

Zur Entnahme der Materialzuschnitte 14 von der Hängebahn 12 und zum weiteren Transport der Materialzuschnitte 14 inner- halb der Fertigungszelle 11 sind zwei frei programmierbare Roboter 16 und 17 in Form von um mehrere Achsen dreh-und schwenkbaren Roboterarmen vorgesehen. Die Steuerung und Ener- gieversorgung der Roboter 16, 17 erfolgt über Schaltschränke 15 in der oberen Unterzelle 31. Die Roboter 16 und 17 sind im vorliegenden Fall vorzugsweise so positioniert, daß sie wahl- weise die Materialzuschnitte 14 aus der Hängebahn 12 ent- nehmen oder andere Verrichtungen durchführen können. Ihre Ar- beitsbereiche überschneiden sich dazu. Es sind im Rahmen der Erfindung aber selbstverständlich auch andere Positionierun- gen der Roboter 16, 17 denkbar. Die Roboter 16, 17 sind zum Erfassen der Materialzuschnitte 14 am Ende ihrer Greifarme beispielsweise mit Saugnäpfen versehen. Der gleiche Greifarm weist dann auch die entsprechenden Montageeinrichtungen, bei- spielsweise zum Anschrauben von Scharnieren oder Aufhängern, und eine Greifeinrichtung zum Ergreifen einer zuführbaren Heftmaschine auf.

Die Materialzuschnitte 14 werden nach vorbereitenden Bearbei- tungsschritten von dem unteren Roboter 17-der im übrigen eine höhere Traglast (30 kg) aufweist als der obere Roboter 16 (15 kg)-in einer in der Unterzelle 33 angeordneten End- montagestation 29 automatisch zusammengefügt und in der Sta- tion zum fertigen Hängeschrank verpresst. Der fertige Hänge- schrank wird dann von der Endmontagestation 29 automatisch auf das nach draussen führende Ablaufband 30 geschoben und gelangt darauf dann zur (in den Figuren nicht gezeigten) Kon- trolle und weiter in die automatische Verpackungsanlage.

Die Montage der Materialzuschnitte 14 zum Hängeschrank er- folgt unter Zuhilfenahme von verschiedenen Montagehilfsmit- teln wie Montageplatten, Scharnieren und Leimperlen. Weiter- hin werden für eine bestimmungsgemässe Funktion und Montage des fertigen Hängeschrankes Aufhänger, Anschläge und Fest- steller benötigt, die ebenfalls in der Fertigungszelle 11 an- gebracht werden. Damit diese Elemente passgenau an den rich- tigen Stellen der Materialzuschnitte 14 angebracht werden können, werden die der Hängebahn 12 entnommenen Materialzu- schnitte 14 zunächst nacheinander von den Robotern 16, 17 zu einer (mit Laser arbeitenden) Vermessungsstation 27 transpor- tiert und dort vermessen, zentriert und koordinatenmässig er- fasst.

Die vermessenen Materialzuschnitte 14 werden anschliessend Bohrstationen 25, 26 zugeführt, wo sie mit den notwendigen Bohrungen für die Aufnahme von Leimperlen, Scharnieren und dgl. versehen werden. Dazu gehört bei den Seitenteilen das Einbringen aller Flächenbohrungen wie Konstruktions-, Monta- geplatten-, Einlegeboden-, Einlegebodenfeststeller-, Verbin- dungs-, Aufhängebeschlag-und Sonderbohrungen sowie Positi- onsmarkierungen. Bei der Frontenbearbeitung ist dies das Ein- bringen aller Bohrungen für Klappenbeschläge, Türanschlagpuf- fer und dgl. In den Bohrstationen 25, 26 werden den Material- zuschnitten 14 dann von einem der Roboter 16, 17 Montage- platten, Anschläge, rechte und linke Aufhänger gesetzt sowie einzelne Leimperlen für die spätere Verleimung appliziert. In einer weiteren Scharnierstation 28 werden die entsprechenden Materialzuschnitte dann mit Scharnieren und Feststellern ver- sehen. Die so vorbereiteten und bearbeiteten Materialzu- schnitte eines Hängeschrankes werden schliesslich nach und nach vom unteren Roboter 17 in der Endmontagestation 29-wie bereits oben erwähnt-zum kompletten Korpus zusammengefügt und dort sauber, dicht und winklig verpresst (verleimt). Die Rückwand wird mit den beiden Seitenwänden anschliessend mit- tels eines Hefters automatisch verbunden. Die fertigen Schränke verlassen die Fertigungszelle 11 stehend auf dem Ab- laufband 30.

Die Zuführung der Montagehilfsmittel zu der Fertigungszelle erfolgt in Form von Schüttgut über einzelne nebeneinander an- geordnete Zuführeinrichtungen 18,.., 24. Jede der Zuführein- richtungen 18,.., 24 umfasst eine von ausserhalb der Ferti- gungszelle 11 zugängliche Einfülleinheit (Bunkereinheit) 18a,.., 24a und eine daran anschliessende, innerhalb der Fer- tigungszelle 11 liegende Zuführeinheit 18b,.., 24b, welche die Montagehilfsmittel in vereinzelter Form zur Entnahme durch einen der Roboter 16, 17 zur Verfügung stellt. Im vor- liegenden Beispiel werden durch die Zuführeinrichtungen 18 und 21 rechte bzw. linke Aufhänger, durch die Zuführeinrich- tung 19 Anschläge, durch die Zuführeinrichtung 20 Montage- platten, durch die Zuführeinrichtung 22 Leimperlen, und durch die Zuführeinrichtungen 23 und 24 Scharniere bzw. Feststeller bereitgestellt.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich beim Bohren von Fronten.

Die Platten werden mit dem Roboter über die Bohreinheiten ge- bracht und dort bewegt und die Bohrer verfahren nicht wie in der Vergangenheit über der Platte. Vorteilhafterweise gibt es dabei keine Achsen, die sich zusätzlich im System bewegen, sondern ausschließlich Robotersysteme.

Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung eine Fertigungsein- richtung, die einfach und modular aufgebaut ist, schnell und leicht zu montieren ist, sich schnell und flexibel umrüsten und an unterschiedliche Anforderungen anpassen lässt, und sich daher auch für kleinere Fertigungsbetriebe und bei haut fig wechselnden Produkten rationell einsetzen lässt. Der in- nere Aufbau der Fertigungszelle kann dabei auf sehr unter- schiedliche Arten verwirklicht werden. Wesentlich ist, daß iur die Transport-und Montageschritte innerhalb der Zelle frei programmierbare, flexibel arbeitende Roboter eingesetzt werden, die mit entsprechend angeordneten Vorbereitungs-und Montagestationen und Förder-und Zuführeinrichtungen zusam- menarbeiten.

Bezuqszeichenliste : Fertigungsvorrichtung 10 Fertigungszelle 11 Hängebahn 12 Tragrahmen (L-förmig) 13 Materialzuschnitt 14 Schaltschrank 15 Roboter 16, 17 Zufiihreinrichtung 18,..., 24 Einfülleinheit 18a, ..., 24a Zuführeinheit 18b, ..., 24b Bohrstation 25, 26 Vermessungsstation 27 Scharnierstation 28 Endmontagestation 29 Ablaufband 30 Unterzelle (Ponton) 31, 32, 33 Zellenhülle 34