CN107257720A - 制造设备、制造装置和制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于车身构件(2)的制造设备(1)，该制造设备具有：制造区域(3)，其包括多个程序控制的自动化制造装置(18至22)；用于工件(2)的存储装置(10)。制造设备(1)还包括用于各种特定于应用的工具(8)的存储装置和包括输送装置(4)，该输送装置使制造装置(18至22)彼此之间并与外部存储装置(10，11)灵活地连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有装置和方法主权利要求前序部分所述特征的制造设备。
背景技术
在实践中，用于车辆车身焊装(Rohbau)的制造设备是已知的，其中，生产区域被分成两个或更多单独的线，在这些线中，各个制造单元按照输送技术被固定地彼此链接。制造步骤和所涉及到的制造单元的次序是固定的。单元到单元的工件运输大多数情况下是通过处理机器人进行。这些制造设备可以针对不同类型的车辆车身被灵活地构成，在此，这种固定的链接需要被维持。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的制造技术。
本发明的目的通过装置和方法主权利要求所述的特征来实现。根据本发明的自动化制造技术，也就是制造设备、制造装置和制造方法，具有许多的优点。
这种自动化制造技术的特征在于高的灵活性。设置在制造区域中的、优选为制造单元形式的制造装置本身是高度灵活的并可以用于各种用途。为此所需的特定于应用的工具可以被预先保持在外部存储装置中并借助于输送装置按照要求输送给制造装置，以实现制造装置的自动化的、工具技术的装配和改装。相同的输送装置也可以用于运输工件。
自动化的制造设备具有灵活的、可根据需要改装的、以输送技术实现的对制造装置的链接，这种链接一方面是制造装置相互之间的链接，另一方面是与存储装置、特别是用于特定于应用的不同工具和用于不同工件的存储装置的链接。
应用灵活的制造装置及其制造设施是通过供应装置来提供工件和特定于应用的工具。它们可以根据不同的用途通过可自动更换地安装特定于应用的不同工具以及通过程序变化加以调整。这种调整可能性涉及到不同的制造过程和/或不同的工件。
在制造装置中，可以通过这种调整来选择性地执行宽范围的不同的制造过程。这种制造过程例如是接合过程、特别是熔焊过程、钎焊过程或粘接过程，改型过程，安装过程，涂覆过程等等。这种过程技术和工具技术上的改装可以非常快地进行。
也可以通过应用技术的调整来加工不同的工件。工件可以是任何类型和大小的。它们可以是完全不同的。这些工件也可以是彼此类似的并且类型不同的。这种工件例如可以是车辆车身的侧壁或其他的构件，这些构件针对不同车身类型的设计是不同的，例如轿车、跑车、运输车等。
高度灵活的输送装置可以以任何合适的方式构成。优选地，输送装置包括多个独立的并能单独控制的输送器件，这些输送器件在多个不同的输送路径上运动。优选存在输送路径的网络，在这些输送路径上，输送器件沿预先给定的、在制造装置与存储装置之间的输送轨迹运动，在此，该输送轨迹能够被自由地选择并编程。此外，输送装置对于特定于应用的工具和工件的运输是灵活的。
为此，需要提供合适的负载收纳器件。为了适应不同类型的工件和/或工具，可以设置多个不同类型(A，B，C，D)的负载收纳器件。这些负载收纳器件必要时可以通过所夹带的和可检测的类型识别标志来区分。这种类型识别标志可以在制造装置中用于过程调整。负载收纳器件可以与输送器件固定地或可更换地连接。
输送器件和/或负载收纳器件同样可以储存在一个或多个存储装置中，并根据需要被调出和使用。
各种用于特定于应用的工具、工件和负载收纳器件的存储装置可以构造为彼此相同的并具有仓储区域和与输送装置连接的装载区域以及装载装置、优选为一个或多个处理机器人。
制造装置优选以岛式分布的方式设置在制造区域中，并在多侧、优选全方位地被输送路径包围。在此，输送路径可以在制造装置中并优选穿过制造装置。由此，带有特定于应用的工具和/或工件的输送器件可以直接进入到制造装置中并去往那里的工位。
输送路径优选延伸穿过工位。输送器件可以仅沿一个或优选沿两个方向行驶在输送路径上。输送器件可以沿着输送路径将工件和/或工具输送到工位，然后再从那里输送出来，或者也可以被运输穿过制造装置。输送器件也可以为了其他的目的而穿越制造装置。连续的输送路径可以用于链接多个制造装置。
输送路径优选接近地面，特别是与地面通道相关联地设置。优选与地面通道相关联的输送器件、优选为自主车辆同样可以沿输送路径行驶。这些输送器件是单独可控的并且必要时是可转向的。
工件加工和工具安装可以通过分散设置的、应用灵活的制造器具、特别是机器人进行。制造器具也可以实施关于工具技术的改装。始终为制造流程所需的特定于应用的工具可以被存储在一个或多个存储部中，特别是转动存储部，并根据需要被制造器具使用和替换。这种特定于应用的工具例如可以是处理工具、特别是抓取工具，它们根据不同的工件加以调整。另一方面，针对上述的不同处理可以存在不同的处理工具，特别是接合工具、改型工具等等。
工件加工可以在负载收纳器件上进行，为此可以适当的方式将负载收纳器件连同工件一起定位在预先给定的位置中。在此，负载收纳器件可以与输送器件保持连接或分开。工件加工也可以离开负载收纳器件进行，在此，例如处理机器人以它的抓取工具将一个或多个工件保持在用于以一个或多个另外的机器人进行加工的浮动位姿中。工件也可以被存放在靠近工位的存放点上，例如直接存放在工位上。这使得能够在工件加工期间实现对负载收纳器件和输送器件的更换，这可以应用于不同的用途。
本发明的一种独立的构思涉及一种用于工件、特别是车身构件的由程序控制的自动制造装置，其中，制造装置具有围绕工位分散设置的多个制造器具、特别是机器人，其中，制造装置被设计用于主过程，并与用于工件的副过程的另一制造装置相连接。本发明的另一种独立的构思涉及一种制造方法和一种具有这种制造装置的制造设备。这些独立的发明可以使用在其他的常规制造装置、制造方法和制造设备中。
在此有利的是，设有多个已调整的用于工件的负载收纳器件。这些负载收纳器件可以是不同类型的，它们根据不同的工件类型来调整。负载收纳器件可以被输送器件带入到制造装置中并运出。输送器件和输送装置可以根据实施例来构造。
另一个制造装置被用作加长的工作台。在此例如可以执行在应用灵活的制造装置中不能做到或很难做到的过程。多个其他的制造装置可以按照象限矩阵的形式与主制造装置连接。此外，可以通过多样化和同时执行多个过程来节省生产时间并提高制造能力。工件更换可以通过位于制造装置的边缘区域上的接口进行。这些接口可以位于包围各个制造装置的保护分离装置上。位于输送路径上的接口可以被构造为保护分离装置中的用于空的和被装载的输送器件的闸口。
自动制造技术具有以下的特性和优点。制造装置的、特别是制造器具的与应用无关的基础配备可以根据所创建的计划并通过特定于应用的工具以及可能的其他技术设备来补充，并根据对应的应用加以调整。在这样组合之后，制造设备为生产做好准备。
通过制造装置内部的存储器、特别是工具库，还可以传递特定于应用的工具组，这些工具组允许在相同的工件上执行特定的制造序列，或允许以类型混合的形式进行生产。此外还可以通过杂乱无章的混合实现对不同工件的制造，例如车辆车身的底部部件和侧壁。
通过将制造所需的特定于应用的工具或工具组分配给不同数量的制造装置，可以变动地规划制造时间。如果以合适的序列引入或者说运用工具和工件，则可以将整个生产集中到单个制造装置上。
待加工的工件同样通过输送器件被运入到已做好生产准备的制造装置中并被加工。经过加工和/或接合的工件根据预定的路径或者说输送轨迹按顺序被运输穿过一系列的制造装置。负载收纳器件(LAM)接收制造过程所需的工件或工件部件，例如通过在制造装置中所执行的过程被加工的工件。整个制造序列可能需要不同的负载收纳器件。
各个类型的负载收纳器件可以在闭合环路中被运输。为了将制造成的工件从环路A传递到环路B，设置一制造装置，LAM“A”和LAM“B”不停留地直接驶过该制造装置。在此，将制造装置中的环路“A”的部分工件取出并浮动地保持或存储在存放点中，并根据要求进行加工。空的输送器件离开制造装置。然后，另一个环路“B”的输送器件驶入。在进行处理之后，生产件被放置到环路“B”的输送器件上以继续运输。通过相应数量的这种传递，可以确保贯穿整个生产过程的联合输送技术。
工件也可以利用多于一个的输送器件顺序进入到制造装置中。因此，可以首先使输送器件、特别是安装件进入到制造装置中，在那里由机器人取出工件并接合在通过第二输送器件输送(例如平放在夹紧板上)的车身上。这例如对于门和活门的自动安装或将侧壁和车顶横梁接合在底盘上是有利的。
这一概念允许同一个制造装置在制造方法中被多次地涉及。还有可能同一个制造装置被两个或更多个不同的但是同步运行的制造方法使用。
为了实现维护或维修的目的，可以根据需要将特定于应用的工具送到器械库中。由此使得由于最佳的可达性和合适的手段而能够确保实现集中维护。维护事项适宜地由工具/管理软件(Werkzeug-/Managementsoftware)全面控制，其拥有针对设备控制器的接口。
LAM A、B、C、D的类型识别标志可以按照不同的方式实现，例如被夹带的识别标志。识别标志可以在制造装置中或之前被检测。替代地或附加地，可以通过控制技术实现的通信和通过信息传输来实现类型识别标志。通过LAM的类型识别标志也可以识别工件或者其类型。
本发明的其他优选的设计方案由从属权利要求给出。
另外，下列设计方案也是适宜的，这些设计方案可以单个或组合地使用。制造装置可以成均匀矩阵、优选为笛卡尔矩阵分布地设置在制造区域中。制造区域和存储装置可以在空间上彼此分开地设置。制造装置可以具有用于输送器件的环绕保护分离装置和闸门。用于工件和/或工具存储的装载装置可以具有一个或多个处理机器人。负载收纳器件可以灵活地并适应不同情况地构成。
附图说明
在附图中示例性和示意性地示出了本发明。其中：
图1：具有一制造区域和多个存储装置的制造设备的示意图；
图2：控制层次的示意图；
图3：制造装置的示意图；
图4：具有多个制造装置和存储装置的制造区域的示例图；
图5：制造区域的另一示例，包括用于对制造装置进行工具技术上的装配和改装的存储装置；
图6：根据图5的制造区域的用于加工操作的另一局部视图，包括用于工件的存储装置；
图7：制造设备的一种变型；以及
图8：制造设备的另一种变型。
具体实施方式
本发明涉及用于工件2的一种制造设备1和一种制造方法。本发明还涉及一种用于工件2和在其处进行的制造过程的制造装置18-22。
制造设备1及其组件、特别是制造装置18-22是自动化的并被程序控制的。
工件2可以是任意的类型和大小。它们可以是一件式或多件式的。优选是车辆车身的车身构件。制造设备1例如可以用于车辆车身的焊装。
工件2可以是相同或优选为不同的。这种不同可以是基础的并且例如在于类型和大小。另一方面还可以存在渐次的差别，例如类型差别，特别是对于车身构件。在此情况下，多个工件2是彼此类似的，它们例如是车辆车身的侧壁，并且在车辆类型等方面也是不同的，例如具有两个或四个门的轿车、敞篷车、旅行车。
在自动制造方法的执行过程中，可以按照一系列的制造步骤以不同的制造过程处理一个或多个工件2。这些制造步骤优选在多个制造装置18-22中执行。替代地，这些制造步骤也可以在一个单一的制造装置18-22中被执行。
制造步骤的数量取决于过程体量、负荷率、进展规定和其他的标准。在此例如是在焊装中通过对工件部件的组装和接合来构成制造产品、特别是车身组件。制造产品可以是中间产品，并基于该中间产品通过其他的过程，例如与其他的工件部件或另外制造的中间产品的结合，来产生最终产品。制造步骤优选在多个制造装置18-22中按照一定的顺序被依次执行。在此是在一个制造步骤中执行一个或多个过程阶段。
制造过程可以涉及到不同的技术，例如接合、特别是熔焊、钎焊或粘接，材料的涂覆和刮除，热处理，改型，切削加工，组装和装配过程等。此外，制造过程可以针对相同或不同的工件2，特别是工件类型。
制造设备1、制造方法和制造装置18-22可以被灵活地并特定于应用地调整。特定于应用指的是根据不同的制造过程和/或不同的工件2所进行的调整。
不同的过程需要不同的特定于应用的工具8。工具8可以鉴于前述不同的过程而彼此不同。关于过程技术相同的工具8也可以根据不同的工件2被不同地调整。特定于应用的工具8可以是单个工具或者成组工具。
为了简单起见，在下文中将特定于应用的工具8称为工具8。
图1示出了制造设备1及其组件的示意图。制造设备1具有制造区域3，在该制造区域中设置有多个制造装置18-22。制造设备1还具有后勤供应区域72。该后勤供应区域可以具有用于工件2的存储装置10和用于不同的工具8的存储装置11。存储装置10、11也被称作仓库10和器械库11。
此外还存在一输送装置4，该输送装置使制造装置18-22彼此并与优选为外部的存储装置10、11灵活地连接。
输送装置4可以按照任何适当的形式构成。在所示出的实施方式中，输送装置具有多个输送器件5以及多个输送路径7、7′，输送器件5在这些输送路径上移动。优选地，输送路径7被设置成一网络。
一输送路径7可以任意延伸穿过一制造装置18-22。多个连续的输送路径7可以彼此衔接并共同形成一输送线路70。
输送器件5优选能够自主地和单独地控制并且能够根据需要转向。输送器件例如被构造为与地面通道相联系的无人驾驶运输车辆，即所谓的AGV或FTF。输送器件可以弯道行驶或在必要时也可以在该部位上掉头。输送器件必要时也可以例如借助于麦克纳姆轮全向地运动。替代地，输送器件5可以被悬挂地设置，并且例如在建于基架上的输送轨道上行驶，该输送轨道带有道岔。输送装置4可以具有多个不同的输送器件5。
输送器件5在输送路径7、7′的网络中和输送线路70、71中沿着可自由编程的输送轨迹移动。输送线路70、71可以朝向相反的方向。输送线路也可以被构造为方向相反并通过箭头指示行驶方向的单行道。通过横向连接部，特别是通过一个或多个接入廊道66，可以形成输送环路48、49，这些输送环路在使多个制造装置18-22链接的情况下也提供了制造环路。制造环路或输送环路48、49可以彼此相交。
在一个或多个接入廊道66上，输送器件5可以有选择地沿着输送路径7或者说输送线路70从一个制造装置继续行驶到另一个制造装置18-22中，或是在横向连接部上转弯并驶向另一输送线路71。这种转弯可以通过输送器件5自身的转向运动，通过借助于转盘的转换或通过其他的方式进行。
在接入廊道66或者说横向连接部中，可以构成用于暂时停放空的或被装载的输送器件5的停放区域53。由此可以形成缓冲存储部，其用于对周期时间差异或干扰阶段的平衡，或者用于序列恢复或其他的目的。
输送器件5在不同的实施方式中会分别具有能单独控制的自有驱动器和可编程的自有控制器。能量供给可以按照任意适当的方式进行，例如通过固定的或不固定的能量供给装置33。能量供给装置可以是一能量装载区间，例如感应式或电容式供电器，其被设置在制造设备1中的一个或多个合适的部位上，例如在存储装置10、11上或制造装置18-22上。
为了从存储装置10、11向制造区域3运输工件2和/或工具8并返回以及进入到制造装置18-22之间的制造区域3中，输送器件5分别承载有一个或多个被调整的负载收纳器件6。这些负载收纳器件在下文中被称为LAM。
LAM 6可以固定地或可更换地设置在输送器件5上。LAM 6可以针对某种工件2和/或工具8具有固定的适配性。替代地，可以将其设计为灵活的或可调节地并能够适应不同的情况。LAM 6可以针对工件2和/或工具8具有不同的收纳部和保持器件，并将它们保持在所定义的位置上。这使得能够实现对工件2和工具8的自动的传送和接管。LAM 6例如可以具有作为基部的板形或框架形承载件。
多个LAM 6被不同方式的构成并形成不同的类型A、B、C、D。它们在此可以根据不同的工件2加以调整。可调节的LAM 6可以形成两个或更多个不同的类型。不同的LAM类型A、B、C、D的数量可以是任意的。数量为两个、三个、四个或更多个。该数量可以取决于制造设备1中待制造的过程体量，特别是取决于不同的工件2的数量。针对工具8可以存在其他的LAM类型。
不同类型的LAM 6具有对应它们各自的类型A、B、C、D的类型识别标志，该类型识别标志可以由制造装置18-22上的检测装置探测并识别。类型识别标志可以信息技术和控制技术地与特定的工件2绑定，并能够表示工件2和/或工具8的形式。
制造设备1具有与输送装置4相连接的、用于不同的LAM 6的存储装置9。在固定连接的情况下，LAM 6可以连同它们的输送器件5一起被存放在存储装置9中。在可松开连接的情况下，LAM 6自身可以存放在存储装置9中，并且与其分开的输送器件5可以存放在独立的存储装置12中。
制造区域3和存储装置9-12可以分别单个地或多重地存在。存储装置9-12优选彼此分开地设置。这些存储装置可以位于制造区域3的内部，或优选地位于外部。
存储装置9、10、11可以被相同地构成。这样的存储装置9、10、11例如可以具有用于工件2和/或工具8和/或LAM 6的仓储区域32和与输送装置4连接的装载区域30，在该装载区域中设有装载装置31。装载装置31例如包括一个或多个装载机器人，这些装载机器人被固定地设置，或者被设置为能够借助于行进轴沿着单个的或一排带有输送器件5的LAM 6移动。
多个制造装置18-22被线形分布或面形分布地设置在制造区域3中。优选地，制造装置18-22成均匀矩阵、特别是笛卡尔矩阵分布地设置。输送装置4被设计用于：使LAM 6的至少一个类型、特别是所有的类型A、B、C、D在输送路径7、7′和输送线路70、71上向一个或多个制造装置18-22位移和从中移出。
制造装置18-22可以在多个侧面被输送路径7包围。输送路径7可以分别在一制造装置18-22中延伸并优选穿过该制造装置。由此可以使带有LAM 6的输送器件5移动到各个制造装置18-22中并优选穿过制造装置。
制造装置18-22在制造区域中优选岛式地设置并相互间隔开。这些制造装置在此被输送路径7前面包围。优选地，制造装置18-22成均匀矩阵、特别是笛卡尔矩阵分布地设置。
至少多个制造装置18-22彼此相同地构成。优选将这些制造装置设计为制造单元23。替代地也可以有其他的设计。在图3中示例性示出了单元式制造装置18-22。
所示出的制造装置18-22、特别是制造单元23自动地工作。该制造装置具有单一的、优选为中央的工位26，并具有多个应用灵活的制造器具28、29。
替代地，可以设置多个工位26。一个(多个)工位26可以用于顺序地接收至少两个不同形式或者说不同类型的LAM 6以及它们各自夹带的工件2和/或工具8。
制造装置18-22和它的制造器具28、29以及可能的另外的装置组件具有对于应用中性的基础构造方案并通过安置特定于应用的工具8和通过对于对应应用的重新编程进行调适。通过该基础构造方案以及安置和调适可能性，这些制造装置是对于应用灵活的。
工位26位于优选直的输送路径7上。该输送路径7可以仅朝向一个或优选朝向两个方向。制造装置18-22在工位26上具有在图3中示意性示出的定位装置58，该定位装置用于面向过程地定位LAM 6和/或输送器件5。就此还可以对一个或多个被夹带的工件2和/或一个或多个被夹带的工具8进行精确定位。
定位装置58可以机械地作用在LAM 6和/或输送器件5上。在其他的变型方案中，可以由能被接触式或非接触式检测的标记在输送路径7的区域中形成定位装置58，该定位装置通过输送器件5来检测，并负责实现对输送器件的程序控制且自驱动的定位。在另一种变型中，可以针对LAM 6和/或输送器件5的纵向和侧向定位设置可枢转到移动路径中的止挡件。定位装置58也可以由输送器件5的程序化控制器和输送器件的集成的路径测量或导航来控制技术地形成。
制造器具28、29可以相同或不同地构成并分别单个或多重地存在。至少一个制造器具29用于对位于工位26上、特别是LAM 6上的工件2进行加工。制造器具29也可以附加地操纵工件2。优选地，使用另一附加的制造器具28来操纵工件2。
制造器具28、29围绕工位26分布地设置。它们特别是位于工位26和输送路径7的两侧。制造器具28、29可以固定地或借助于附加轴可移动地设置。应用灵活的制造器具28、29优选被设计为多轴的和可编程的工业机器人。这些制造器具在它们的从动元件上、特别是在它们的手部法兰上具有自动更换联接器。由此使得制造器具能够自动地接收、使用所需的工具8，并根据需要自动地交出和更换。替代地，制造器具29也可以被设计为其他的方式，例如被设计为工具机。
应用灵活的制造器具28、29被设置用于不同的任务。制造器具29例如具有例如可更换的、特定于应用的工具8，用于执行对应的制造过程，该工具例如被设计为接合工具、改型工具等。制造器具29例如被设计为焊接机器人。
另外的制造器具28同样承载着可更换的特定于应用的工具8，这些工具例如被设计用于在制造过程中操纵一个或多个工件2。这些工具8可以是抓取工具。这些制造器具28例如被设计为处理机器人。
在如图3所示的优选的配置方案中存在六个制造器具28、29，这些制造器具分散地设置在工位26的两侧。在此情况下，两个制造器具29或者说焊接机器人被居中地设置在工位26的两侧。在这种两侧布局中，在侧面放置有四个加工设备28或者说处理机器人。
制造装置18-22、特别是制造单元23具有一个或多个用于工具8的存储器27。存储器27可以具有多个用于不同工具8的收纳空位。这些存储器可以被驱动并且是可控的。这些存储器例如可以被设计为转动存储器。这些存储器27分别位于制造器具28、29的工作区域中。在所示出的实施例中，在角落区域中设有四个存储器27，这些存储器分别对应一制造器具28或者说处理机器人。
制造装置18-22、特别是制造单元23还可以具有一个或多个控制单元，用于工作介质、特别是电流、流体介质等的供给装置以及辅助装置。
制造装置18-22、特别是控制单元可以具有用于多个特定于应用的且基于不同的LAM类型A、B、C、D加以调整的控制程序的存储器件。此外，制造装置18-22还具有用于LAM 6的类型识别标志的检测装置。根据所检测到的类型识别标志，可以进行所述特定于类型和应用的重新编程。
另外还可以设置例如围栏形式的环绕保护分离装置24。在该保护分离装置24中可以设置一个或多个闸门25，这些闸门用于使带有LAM 6的输送器件5在输送路径7上安全地进入和离开。
如图8所示，可以将一个或多个应用灵活的制造装置18-22与另一个用于工件2上的副过程的制造装置67相连接。在此情况下，也可以多重地设置该制造装置67。这些制造装置可以设置在制造装置18-22的旁边或上方或下方。在另一制造装置67中可以设置用于操纵和加工工件2的一个或多个被程序控制的制造器具，特别是工业机器人，以及其他装置，例如固定的焊钳、销栓置放设备、粘合剂涂覆设备等。
在特定于应用的制造站18-22中所执行的一个或多个主过程优选特定于几何形状地用于所提到的制造产品。这样的过程例如可以存在于组装和接合中。接合过程可以包括粘接(所谓的预处理)或几何形状确定的点焊或激光焊接，或存在于铆接或咬合连接等中。另一制造装置67中的一个或多个副过程可以是非特定于几何形状的。这些副过程例如可以包括接合、测量、改型加工、切割等等。在接合时也可以装上额外的部件，例如销栓等。此外还可能有硬编码的副过程，这些副过程包括例如打孔、折边和/或铣削等。
特定于应用的制造装置18-22或一个或多个其他的制造装置67之间的工件更换可以通过接口68进行，该接口例如设置在保护分离装置24的通道上。其他的制造区域67同样可以被一保护分离装置24围住。工件更换可以通过被程序控制的制造器具28、特别是处理机器人来执行。其他的接口69可以设置在制造装置18-22的入口和优选相对置的出口上，并例如由闸门25形成。
制造设备1具有控制器13，该控制器与用于制造装置18-22、输送装置4和存储装置9、10、11的控制单元14-17连接。图2示例性示出了这种控制架构。中央设备控制器13与用于仓库10和制造装置18-22以及必要时还有输送装置4的控制单元14(所谓的仓库管理器)相连接。
仓库管理器包括仓储管理***，其用于：从货物输入至货物输出的后勤供应过程的控制，库存管理和盘库，任务管理，交易历史记录，通过管理员实施的仓储配置调整，和针对制造设备1的***组件的接口。此外，仓库管理器14还包括物流***，该物流***包括对自动化设备组件、特别是制造装置18-22和输送装置4的全局控制，该物流***用于：运输管理，拥塞和流动控制，路线安排和吞吐量优化，关于各级综合故障的消除，与子***的协调，设备个性化和全局物流优化。
此外还有控制器13与被称为器械库管理器的控制单元15之间的连接。在仓库管理器14和器械库管理器15之间也存在连接。器械库管理器15所关注的是器械库11。该器械库管理器包括工具管理器，该工具管理器用于：从工具输入到工具发放的后勤供应过程，针对所规划产品的工具的拣选，仓储位置和使用地点的管理，对维护周期的控制和文件汇总，以及对所有工具的历史记录。此外，还需对备件就库存管理和盘库方面进行控制。相应地也适用于易耗部件(即所谓的耗材)和车间。
器械库管理器15与控制单元16(即所谓的编队管理器(Fleet-Manager))连接。该编队管理器包含用于后勤供应和物流***的接口，并涉及到对输送器件5的调度、规划和编队管理的功能。此外，仓库管理器14还具有用于编队管理器16的连接部。编队管理器16执行来自仓库管理器14和器械库管理器15的指令。
编队管理器16与被称为场地管理器的另一控制单元17连接。该场地管理器所关注的是对制造设备1中的流程的状态控制、用于室内和建筑技术的接口以及用于质量保险的接口。场地管理器17本身连接控制器13。
前面所提到的控制器13和控制单元14-17之间的连接被设计为信号线路。这些信号线路可以被构造为有线的或无线的。
具有制造区域3和存储装置9-12以及输送装置4的制造设备1可以被任意地配置。在此，不同的工件2可以被并行地制造。这例如可以是左侧壁和右侧壁、车身顶部、底部组件等的并行制造。相应地也适用于其他形式的没有被构造为车身构件的工件2。此外，在这种并行制造中还可以自由混合地制造不同的类型。
制造装置18-22可以执行完全不同的制造步骤。在此情况下，例如可以针对与工件相关的各个制造步骤设置自有的制造装置18-22。此外，还可以在两个或更多个功能相同的制造装置18-22中并行地执行针对所给定工件2的制造步骤。这对于例如能够平衡不同制造步骤的不同长度的周期时间是有意义的。此外，还可以缩小或扩大生产能力和在此所接入的制造装置18-22的数量。
通过对制造设备1和特别是制造装置18-22进行特定于应用的快速调整，可以灵活、快速地改变制造装置18-22的各个特定于应用的制造工作。为此所需要的对制造装置18-22的工具技术的改装以及重新编程和由此所导致的特定于应用的调整同样能够非常快地进行。相应地还能够针对输送装置4及其输送轨迹实现快速的改变和重新编程。
图4示出了具有制造区域3的制造设备1的示例性设计方案，其中，四个制造装置18-21被设置成一排并被一曲折的输送路径7依次穿过。制造装置18-21可以根据图3构成。在穿过最后的制造装置21之后，带有LAM6和成品工件2的输送器件5可以行驶到输出区域34中，在该输出区域中，可以通过机器人等卸下工件2并从制造设备1的该区域中提出。该工件例如可以存放在临时存放点，或者直接被输送到另一制造区域3中。
图4还示出了前置连接制造区域3的仓库10，带有LAM 6的输送器件5在该仓库中被装载一个或多个工件2并随后驶入到制造区域3中。此外，用于LAM 6的存储装置9和用于输送器件5的存储装置12也被前置连接，并通过输送路径7连接仓库10和制造区域3。
图5和图6示例性示出了具有制造区域3的制造设备1的另一设计方案，该制造区域具有一排五个制造装置18-22。图5在此示出了制造区域3的特定于应用的准备和装调。
来自存储装置12的输送器件5首先被装载适当的LAM 6，然后行驶到器械库11中，该器械库可以包括一个或多个装载区域30。在这里，所需要的特定于应用的工具8被装载到输送器件5和LAM 6上，它们接下来沿被编程的输送轨迹驶入对应的制造装置18-22中，并在那里将工具8传递到制造器具28、29上，并在必要时传递到存储器27上。此外，在对应的制造装置18-22的控制单元中进行重新编程。装调可以并行地进行。
工具8的卸载可以在制造装置18、22中通过那里的制造器具28、29进行，在此，在更换中不再需要将工具8传递到输送器件5和LAM 6上。
在另一种未示出的变型中，可以针对在输送器件5和/或LAM 6上的工具安放设置处理装置，该处理装置执行工具更换和对工具8的重新安放。该处理装置例如可以是多轴处理机器人。由此可以将工具8和/或其他的装置放置在输送或贯通路径7之外。
在完成对制造区域3的特定于应用的改装或装配之后，可以开始实施制造方法。图6示出了这一时段。在此，在输送路径7的网络中，输送器件5的各个被编程的输送轨迹发生变化。在图5和图6中以附图标记7来标示所述基于现有输送路径被编程的输送轨迹。
仓库10通过输送装置4衔接制造区域3，该仓库同样可以具有两个或更多个装载区域30。在此情况下，可以根据制造方法将不同的工件2运输向不同的制造装置18-22。制造装置18-22可以根据图3构造。
带有LAM 6和例如被构造为部件组的工件2的输送器件5从图6中的左装载区域3驶入到第一制造装置18中。制造器具28或处理机器人利用合适的工具8、特别是几何抓取器(Geogreifern)从LAM 6中取出工件部件。在此情况下，制造器具28可以彼此配合，并通过它们的几何抓取器根据需要相互锁止，并将被抓取并夹紧的工件部件递交给一个或多个制造器具29、特别是焊接机器人，以进行接合。在此，例如可以利用远程激光器在所抓取的工件部件上进行激光焊接。
被锁止的几何抓取器根据需要以组合的方式被带到其他的工作位置。此外，可以根据需要由一个或多个制造器具28从LAM 6补充装载一个或多个其他的工件部件，并将这些工件部件输送给已经被抓取的工件部件。
在接合过程之后，将制成的工件放回到输送器件5和/或LAM 6上并随后从制造装置18送出。替代地，可以在制造过程期间将工件2整个抬起，在此，带有LAM 6的输送器件5离开制造装置18，并有新的带有LAM 6的输送器件5进入到制造装置18中，并随后将制成的工件2放置在该新的输送器件中。在该更换过程中，可以为制成的工件2补充其他的工件或工件部件，这些其他的工件或工件部件通过新的LAM 6输入。然后，组装后的工件可以行驶到下一制造装置19中。相应的制造过程和工件输入也可以在其他的制造步骤和制造装置20-22中进行。
此外，还可以使带有LAM 6和在一制造步骤中制成的工件2的输送器件5从制造装置18出来后首先返回仓库10，并在那里补充以其他的工件或工件部件，随后驶入到下一制造装置19中。相应的过程也可以衔接在其他的制造步骤和制造装置20-22中。
图7示出了制造设备1的另一种更复杂的设计方案，其具有前述形式的制造区域3、仓库10和器械库11。为清楚起见在此未示出另外的存储装置9、12。仓库10和器械库11可以通过例如位于制造区域中的一排制造装置18-21而设置在制造区域3的相对的两侧。这种设计方案的优点在于：输送路径7和被编程的输送轨迹可以为了工具交换和工件供应而被打散。此外还有一种变型，其中，为仓库10的不同的装载区域30配备缓冲存储部，用于带有已经预处理过的工件配置2的零散LAM 6。然后，用于针对制造装置18-21进行工件运输的输送器件5仅装载已经预处理过的LAM 6，在此，还有另外的输送器件5负责缓冲存储部的装载。这会使得更换和装载时间特别的快。
除了前述类型的应用灵活的制造装置18-22之外，制造区域3也可以具有一个或多个另外的制造装置35，这些另外的制造装置例如包含预设的工具装载和预设的制造步骤，该预设的制造步骤是不灵活的或仅是有限灵活的。在图7中，制造装置35即是以这种方式构成。该制造装置例如可以被用作用于车辆车身的几何工站(Geostation)或车架台，并具有一对夹紧框，这对夹紧框可能是多重的并且可现场更换。
这种不灵活或较少灵活的制造装置35例如可以被设置用于特别大而重的工件或工件配置。该制造装置在其它方面可以具有与应用灵活的制造装置18-22、特别是应用灵活的制造器具28、29、存储部27相同的特性。该制造装置还可以衔接到输送装置4上并也具有连续的输送路径7。
所示出的和所描述的实施例可以有各种的变型。特别是可以将前述实施例及其变型的特征任意地相互组合，特别也可以互换。
附图标记列表
1 制造设备
2 工件，车身构件
3 制造区域
4 输送装置，编队
5 输送器件，AGV
6 负载收纳器件LAM
7 输送路径
7′ 输送路径
8 特定于应用的工具
9 用于负载收纳器件LAM的存储装置
10 用于工件的存储装置，仓库
11 用于工具的存储装置，器械库
12 用于输送器件的存储装置
13 控制器
14 控制单元，仓库管理器
15 控制单元，器械库管理器
16 控制单元，编队管理器
17 控制单元，场地管理器
18 制造装置
19 制造装置
20 制造装置
21 制造装置
22 制造装置
23 制造单元，主过程
24 保护分离装置
25 闸门
26 工位
27 存储部，转动存储部
28 制造器具，机器人，处理机器人
29 制造器具，机器人，焊接机器人
30 装载区域
31 装载装置，装载机器人
32 仓储区域
33 能量供给装置，能量装载区间
34 输出区域
35 制造装置
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48 制造环路，类型A
49 制造环路，类型B
50
51
52
53 停放区域
54
55
56
57
58 LAM定位装置
59
60
61
62
63
64
65
66 接入廊道
67 制造装置副过程
68 接口
69 接口
70 输送线路
71 输送线路
72 物流区域
A LAM类型
B LAM类型
C LAM类型
D LAM类型。
Claims (33)
1.一种用于工件(2)、特别是车身构件的制造设备，其中，所述制造设备(1)具有：制造区域(3)，所述制造区域具有多个自动的、被程序控制的制造装置(18-22)；以及用于所述工件(2)的存储装置(10)，其特征在于，所述制造设备(1)具有用于特定于应用的不同工具(8)的存储装置(11)和具有输送装置(4)，所述输送装置使所述制造装置(18-22)灵活地彼此连接并与外部的存储装置(10，11)连接。
2.根据权利要求1所述的制造设备，其特征在于，所述制造装置(18-22)被应用灵活地构成，并由所述输送装置(4)来供给工件(2)和特定于应用的工具(8)，并能够通过可自动更换地装载不同的特定于应用的工具(8)以及根据不同的制造过程和应用的程序改变进行调整。
3.根据权利要求1或2所述的制造设备，其特征在于，所述输送装置(4)具有多个能单独控制的输送器件(5)和一个输送路径(7)网络。
4.根据权利要求1，2或3所述的制造设备，其特征在于，所述输送器件(5)在所述输送路径(7)的网络中沿着能自由编程的输送轨迹移动。
5.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，所述输送器件(5)被构造为自主的、与地面通道相关联的无人驾驶运输车辆(AGV或FTF)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，所述输送装置(4)具有用于输送器件(5)的存储装置(12)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，所述制造装置(18-22)在所述制造区域(3)中成线形或面形分布地设置，特别是成均匀矩阵的、优选为笛卡尔矩阵分布地设置，并在多个侧面被所述输送装置(4)的输送路径(7)包围。
8.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，一输送路径(7)在一制造装置(18-22)中延伸并优选穿过该制造装置。
9.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，多个排列成行的制造装置(18-22)彼此之间通过一共同的、连续的输送路径(7)直接被相互连接。
10.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，所述制造设备(1)具有多个可针对工件(2)和/或特定于应用的工具(8)进行调整的负载收纳器件(6)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，所述制造设备(1)具有多个不同类型(A，B，C，D)的负载收纳器件(6)，所述负载收纳器件根据工件(2)和/或特定于应用的工具(8)的不同类型进行调整。
12.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，类型不同的负载收纳器件(6)针对它们各自的类型(A，B，C，D)具有一类型识别标志，所述类型识别标志能够通过检测装置来探测并能用于过程调整。
13.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，所述输送器件(5)被构造用于运输经过调整的负载收纳器件(6)，其中，一个负载收纳器件(6)被固定或能更换地设置在一个输送器件(5)上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，制造设备(1)具有与所述输送装置(4)相连接的、用于负载收纳器件(6)的存储装置(9)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，存储装置(9，10，11)具有用于工件(2)和/或特定于应用的工具(8)和/或负载收纳器件(6)的仓储区域(32)，并具有与所述输送装置(4)相连接的装载区域(30)，在装载区域中设有装载装置(31)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，至少有多个制造装置(18-22)被彼此相同和单元式(23)地构成。
17.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，一制造装置(18-22)具有多个围绕工位(26)分散设置的应用灵活的制造器具(28，29)，特别是机器人。
18.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，一制造装置(18-22)具有多个用于特定于应用的工具(8)的存储部(27)、特别是转动存储部，所述存储部分别位于一制造器具(28，29)、特别是处理机器人的工作区域中。
19.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，一制造装置(18-22)在所述工位(26)上具有用于输送器件(5)和/或负载收纳器件(6)的定位装置(58)。
20.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，一用于主过程的制造装置(18-22)与用于工件(2)上的副过程的另一制造装置(67)相连接。
21.根据前述权利要求中任一项所述的制造设备，其特征在于，所述制造设备(1)具有控制器(13)，该控制器与用于所述制造装置(18-22)、所述输送装置(4)和所述存储装置(9，10，11)的控制单元(14-17)连接。
22.一种用于工件(2)、特别是车身构件的制造装置，其中，被程序控制的、自动的制造装置(18-22)具有多个围绕工位(26)分布设置的制造器具(28，29)、特别是机器人，其特征在于，所述制造装置(18-22)被应用灵活地构成并具有制造器具(28，29)、特别是处理机器人，所述制造器具具有自动更换联接器和特定于应用的工具(8)，其中，所述制造装置(18-22)能够通过为所述制造器具(28，29)可自动更换地装载不同的特定于应用的工具(8)和根据不同的制造过程的程序改变进行调整。
23.根据权利要求22所述的制造装置，其特征在于，所述制造装置(18-22)被构造为制造单元(23)，输送装置(4)的输送路径(7)在所述制造单元中延伸或延伸穿过所述制造单元。
24.根据权利要求23或24所述的制造装置，其特征在于，所述输送路径(7)与地面通道相关联并被构造用于自主的无人驾驶运输车辆(AGV或FTF)(5)。
25.根据权利要求23、24或25所述的制造装置，其特征在于，所述制造装置(18-22)具有多个围绕工位(26)分布设置的制造器具(28，29)、特别是机器人。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的制造装置，其特征在于，一制造装置(18-22)具有多个用于特定于应用的工具(8)的存储部(27)、特别是转动存储部，所述存储部分别位于一制造器具(28，29)、特别是处理机器人的工作区域中。
27.根据权利要求23至26中任一项所述的制造装置，其特征在于，所述制造装置(18-22)在所述工位(26)上具有用于输送器件(5)和/或负载收纳器件(6)的定位装置。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的制造装置，其特征在于，所述制造装置(18-22)被构造用于主过程，并与用于工件(2)上的副过程的另一制造装置(67)相连接。
29.一种用于在制造设备(1)中制造工件(2)、特别是车身构件的方法，所述制造设备具有：制造区域(3)，所述制造区域具有多个自动的、被程序控制的制造装置(18-22)；以及用于工件(2)的存储装置(10)，其特征在于，向所述制造设备(1)的一存储装置(11)中提供不同的特定于应用的工具(8)，其中，所述制造装置(18-22)通过输送装置(4)彼此之间并与外部的存储装置(10，11)灵活地连接。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述制造装置(18-22)被应用灵活地构成，并由所述输送装置(4)来供给工件(2)和特定于应用的工具(8)，并通过可自动更换的装载地不同的特定于应用的工具(8)以及根据不同的制造过程和应用的程序改变进行调整。
31.根据权利要求29或30所述的方法，其特征在于，所述工件(2)和/或所述特定于应用的工具(8)由所述输送装置(4)的能单独控制的输送器件(5)在输送路径(7)的网络上运输，其中，所述输送器件(5)根据能自由编程的输送轨迹移动。
32.根据权利要求29、30或31所述的方法，其特征在于，所述工件(2)和/或所述特定于应用的工具(8)借助于经过调整的并优选类型不同的负载收纳器件(6)通过所述输送装置(4)的输送器件(5)来运输。
33.根据权利要求29至32中任一项所述的方法，其特征在于，在一制造装置(18-22)中执行主过程，并在与该制造装置相连接的另一制造装置(67)中执行工件(2)上的副过程。
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