DE10009903A1

DE10009903A1 - Einrichtung zur automatischen Pufferung von Werkstückträgern mit unterschiedlich bestückten Werkstückaufnahmen durch stationsbedingte Störungen an Fertigungsanlagen

Info

Publication number: DE10009903A1
Application number: DE2000109903
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Baron
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2001-09-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Pufferung von Werkstückträgern 1 mit unterschiedlich bestückten nicht fertig montierten Werkstückaufnahmen 4-9, eines mehrere Bearbeitungsstationen 3-10 verbindenden Karreeumlaufmontagesystems 14. Dabei werden die Werkstückträger 1, welche als n. i. O. und mit der jeweiligen Stationsnummer 4-9 einer oder mehrerer gestörter Prozeßstationen 4-9 gekennzeichnet sind, vom Werkstückträgertransportsystem 1 mit einer, beispielsweise von einem Roboter 11, gesteuerten Werkstückträgergreifeinheit 32 entnommen, mittels eines an der Greifeinheit 32 installierten werkstückträgerorientierten Kodierlesekopfes 41 und pufferorientierten Schreiblesekopfes 42, in Verbindung eines puffereigenen Kodierspeichers 34, registriert und auf die, den Zylinderpuffersystem 12 zugeordneten Kreisflächenpuffern 20 abgelegt. Nach der Deaktivierung der Störungsmeldung(en) entsprechender Prozeßstationen 4-9 werden die Werkstückträger 1 dem Zylinderpuffersystem 12 entnommen, auf das Werkstückträgertransportsystem 1 zurückgelegt und zur weiteren ergänzenden Montage freigegeben. Hierbei ist die als Kreisflächennebenpuffer zu bezeichnende Transportbahn 24 als verteilungsstrategischer- und/oder kapazitätserhöhender Umlaufpuffer nutzbar.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur automatischen Pufferung von Werkstückträgern mit unterschiedlich bestückten Werkstückaufnahmen durch stationsbedingte Störungen eines meh rere Bearbeitungsstationen verbindenden Werkstückträgertransportsystems nach Gattung des Hauptanspruchs.

Zu den gebräuchlichsten Puffersystemen für Werkstückträger in der flexiblen Fließbandmontage gehören rechteckig gestaltete Flächen- oder Turm- bzw. Etagenpuffer die sehr viel Fläche in An spruch nehmen und durch die notwendigen Werkstückträgervereinzelungs-, Überschiebe-, Lifteinrichtungen sowie deren Überwachungs- und Steuervorrichtungen störanfällig und be treungsintensiv sind. Durch den sich daraus zwangsläufig ergebenden sperrigen Aufbau ensteht eine komplizierte, zeitraubende Strategieverwaltung der Werkstückträger, so daß dies in entspre chender Weise durch einen zusätzlichen, bedeutenden technischen Aufwand berücksichtigt wer den muß. Derartige Puffersysteme werden in Verbindung von linear- oder karreekonzipierten Montageanlagen verwendet und erfordern einen erheblichen Konstruktions-, Fertigungs- und Steuerungsaufwand, sind somit sehr kostenintensiv und bei Störfällen schlecht zugänglich.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß das Werkstückträgerpuffersystem in Turmbauweise mit mehreren übereiander installierten Kreisflächenpuffern ausgebildet ist, wodurch eine bedeutende Speicher kapazität, entsprechend dem Umpfang je eines Kreises erzielt wird, sodaß bei Störungen einer oder mehrerer Montagestationen eines daran gekoppelten flexiblen oder getakteten Längs-, Kar ree- oder Rundtransfermontagesystems, die Möglichkeit besteht notfalls viele Werkstückträger mit unterschiedlichen und nur teilweise montierten Produkten, entsprechend kodiert, evakuieren werden können, ohne den Arbeitsablauf der Montageanlage unterbrechen zu müssen, so daß die Reparatur der jeweilig gestörten Station oder Stationen unter einer wesentlich größeren Zeitspan ne durchgeführt werden kann als es bei rechteckigen Puffersystemen mit gleichen Abmessungen machbar ist. Durch in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbil dungen erzielbar. Besonders vorteilhaft ist die Ausführung des Puffersystems als Zylinder. Da durch ist eine effektive, preiswerte, kompakte, platzsparende und gut zugängliche Bauweise mög lich.

Durch den, mittels eines zentralen Kugelrollspindelantriebs durchführbaren vertikalen Transports der im Puffergehäuse übereinander installierten Kreisflächenpuffer, die auch im Winkel positio nierbar sind, ist ein sehr vorteilhaftes, schnelles Be- und Entladen von Werkstückträgern realisier bar, wodurch die Werkstückträgerverteilungsstrategie im Puffer- als auch im Anlagenbereich transparent gesteuert werden kann. Desweiteren ist von Bedeutung, daß durch die Konzeption des Puffersystems die Wartungs- und Störanfälligkeit als sehr gering eizustufen ist, da es erheblich weniger Steuer- und Schaltelemente gibt als in kapazitätsmäßig vergleichbaren turmartigen Flä chenpuffern. Außerdem ist von Vorteil, daß durch die zylinderische Bauweise des Puffersystems eine batterieartige, platzsparende Verkettung innerhalb oder außerhalb von Fertigungsanlagen möglich ist, wobei die Produktionseffizienz auch bei noch erheblich länger anhaltenden Stations störungen unbeeinflußt bleibt. Von weiterer Bedeutung ist, daß der als Baueinheit konzipierte Zylinderpuffer problemlos und schnell positionsmäßig versetzt werden kann.

Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Enrichtung mit Werkstückträgerbe- und entladestation in Verbindung eines Karreeumlaufmonta gesystems in der Draufsicht, Fig. 2 die erfindungsgemäße Einrichtung als Zylinderpuffersystem mit friktionsbetriebenen Kreisflächennebenpuffer sowie einer Werkstückträgerbe- und entladesta tion mittels eines Roboters und eines Transportsystemsegments für Werkstückträger im Längs schnitt, Fig. 3 die erfindungsgemäße Einrichtung als Zylinderpuffersystem in reduzierter Aus führung mit friktionsbetriebenen Kreisflächennebenpuffer im Längsschnitt und in der Draufsicht, Fig. 4, 5 eine Werkstückträgergreifenheit mit entsprechender Puffer- und Werkstückträgerkon trollsensorik.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist mit 14 ein Karreeumlaufmontagesystem bezeichnet, welches aus dem Werkstück trägertransportsystem 1, den Werkstückträgern 2 und aus acht Montagestationen 3-10 besteht. Desweiteren ist schematisch die Werkstückträgerbe- und Entladestation 11, mittels einer Werk stückträgergreifeinheit 32 eines nicht näher bezeichneten Roboters sowie das Zylinderpuffersy stem 12 mit Steuerung 13, dargestellt.

Der Zylinderpuffer 12, gemäß Fig. 2, 3, besteht aus einem Gehäuse 16, mit einer Be- und Ent ladeöffnung 33, einer Deckplatte 17 und einer Grundplatte 31. Mit Hilfe eines Kugelrollspindelan triebs, welcher aus einem Antriebsmotor 15 und einer Kugelrollspindel 18 besteht, die in der Deckplatte 17 und der Grundplatte 31 gelagert ist befinden sich, entsprechend den Pufferkapazi tätsanforderungen, sechs Kreisflächenpuffer 20 zur Aufnahme der Werkstückträger 1, welche auf je einem Pufferträger 21 installiert sind. Die Kreisflächenpuffer 20 in Verbindung der Pufferträger 21 sind gemeinsam mit je einer Kugelrollmutter 19 verbunden, wobei die Pufferträger 21 mit dem darauf installierten Kreisflächenpuffer 20 durch Führungsbleche 38 und Führungsschienen 39, während des vertikalen Positioniervorganges, gegen Verdrehung gesichert und gleichzeitig verti kal geführt sind.

Bei Werkstückträgerbe- und entladeprozesse werden die Kreisflächenpuffer 20, mittels eines nicht näher bezeichneten Antriebsmotors 22 und eines nicht näher bezeichneten Antriebselements 23 je nach Teilung des Kreisflächenpuffers 20, winkelgerecht zum Abgreifen oder Einlegen positioniert. Eine sinnvolle Erweiterung des Zylinderpuffersystems 12 ergibt sich durch einer auf einem Kreis ring 25 vorgesehenen Transportbahn 24, welche als Kreisflächennebenpuffer genutzt werden kann und den Zylinderpuffer 12 umgibt, wobei die Pufferkapazität vergrößert und die Effektivität der Werkstückträgerverteilungsstrategie erhöht wird. Beim Umsetzen der Werkstückträger 1 aus der, bzw. in die Transportbahn 24 werden mittels einer Vereinzelungsvorrichtung 40 andere auf der Transportbahn 24 befindliche Werkstückträger 1 daran gehindert eine Crashsituation hervorzuru fen. Dabei wird der Kreisring 25, durch einen Friktionsantrieb 29 mit Reibrad 28, welches gegen einen Friktionsring 27 anliegt, angetrieben, so daß die Werkstückträger 1 auf der Transportbahn 24 zwangsläufig mitdrehen. Hierbei wird der Kreisring 25, durch die Gelenkrollen 26, welche in einer nicht näher bezeichneten Führungsbahn der Gestellsegmente 30 laufen, abgestützt.

Gemäß Fig. 2-5 wird bei stationsbedingten Störungen einer Montageanlage 14, beispielsweise der Werkstückträger 1 in der jeweils gestörten Montagestation 4-9 mit der Stationsnummer zu sammen als n. i. O. (nicht in Ordnung) kodiert, wobei auch die n. i. O. Stückzahlnummer im Kodier speicher 35 von Werkstückträger 1 registriert wird, sodaß bei der Be- und Entladung derartiger Werkstückträger 1 feststellbar ist, wieviele dieser Werkstückträger 1 mit einem Montagezustand 4-9, welcher den Montagestationen 4-9 entspricht, im Puffersystem 12 enthalten sind bzw. wievie le noch nachgeladen werden können oder, welche Anzahl von Werkstückträgern 1 aus strategi schen Verteilungsgründen in die und/oder aus der als Kreisflächennebenpuffer zu bezeichnenden Transportbahn 24 umgesetzt werden müssen, oder welche Anzahl von Werkstückträgern 1 in das und/oder aus dem Puffersystem 12 umgesetzt werden müssen oder, welche Anzahl von Werk stückträgern 1 aus dem Werkstückträgertransportsystem 1 umgesetzt werden müssen. Bei diesen Umsetzprozessen sind die auf den Werkstückträgern 1 installierten Kodierspeicher 35 mit ent sprechenden Informationen versehenen, welche mit Hilfe eines an Werkstückträgergreifeinheit 32 installierten werkstückträgerorientierten Kodierlesekopf 41 registriert werden, so daß sie über einen weiteren an Werkstückträgergreifeinheit 32 installierten pufferorientierten Schreiblesesy stem 42 zur Imformation an den puffereignen Kodierspeicher 34 übertragen werden können. Die Informationsüberwachung der Werkstückträger 1 ermöglicht außerdem die Anwendung anderer Speicherungskonzepte und Verteilungsstrategien.

Claims

1. Einrichtung zur automatischen Pufferung von Werkstückträgern mit unterschiedlich bestückten Werkstückaufnahmen durch stationsbedingte Störungen eines mehrere Bearbeitungsstationen verbindenden Werkstückträgertransportsystems, wobei die auf den Werkstückträgern installier ten Kodierspeicher im Bereich der Werkstückträgerbe- und entladestation mit Hilfe einer Ko dierspeicherleseeinheit kontrolliert werden ob es sich um n. i. O. kodierte Werkstückträger han delt, welche in das dafür vorgesehene Zylinderpuffersystem abzulegen sind, dadurch gekenn zeichnet, daß das Zylinderpuffersystem 12 aus mehreren übereinander installierter mit Kugel rollmuttern 19 versehenen Kreisflächenpuffer 20 besteht, welche mittels einer, durch einen Antriebsmotor 15, angetriebenen Kugelrollspindel 18 vertikal auf und abwärts verfahrbar sind, so daß die zu puffernden Werkstückträger 1 oder Werkstücke oder auf den Werkstückträgern 1 zu adaptierenden Werkstückaufnahmen, einer Verteilungsstrategie zu Folge auf die dafür be reitstehenden, winkelgerecht ausgerichteten Kreisflächenpuffer 20, mittels einer Übergabevor richtung abgelegt werden können.

2. Einrichtung zur automatischen Pufferung von Werkstückträgern mit unterschiedlich bestückten Werkstückaufnahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung der Kreis flächenpuffer 20 mit Werkstückträgern 1 unterschiedlicher Bearbeitungszustände durch die Überwachung eines oder mehrere werkstückträgerorientierter Kodierleseköpfe 41 bzw. puf ferorientierter Schreiblesesysteme 42 und puffereigner Kodierspeichern 34, in Verbindung ei nes Strategieverteilungsprogramms, in der Signalgebung und dem Signalempfang mittels einer Steuerung 13 durchführbar ist.

3. Einrichtung zur automatischen Pufferung von Werkstückträgern mit unterschiedlich bestückten Werkstückaufnahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zylinderpuffersy stem 12 befindlichen Pufferträger 21 in Verbindung der darauf installierten Kreisflächenpuffer 20 mit mindestens je einem Führungsblech 38 versehen sein müssen, welches in wenigstens ei ner Führungsschiene 39 gleitet, um aus der drehenden eine vertikale, lineare Bewegung zu er wirken.

4. Einrichtung zur automatischen Pufferung von Werkstückträgern mit unterschiedlich bestückten Werkstückaufnahmen nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zylinder puffersystem 12 installierten Kreisflächenpuffer 20 mittels eines motorisch angetriebenen nicht näher bezeichneten Antriebselements 23, entsprechend ihrer Teilung, winkelgerecht positio niert werden, sodaß bei der Werkstückträgerbe- und entladung keine Korrekturbewegungen von Seiten der Werkstückträgergreifeinheit 32 erfolgen muß.

5. Einrichtung zur automatischen Pufferung von Werkstückträgern mit unterschiedlich bestückten Werkstückaufhahmen nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ihrer Teilung nach winkelpositionierten Kreisflächenpuffer 20 vor- und nach einer Werkstückträgerbe- und entladung so fixiert bleiben, daß während eines vertikalen Auf- und Abwärtstransports keine Winkelveränderungen auftreten können, wodurch das Antriebselement 23, korrekturlos und beschädigungsfrei, am nicht näher bezeichnetem Antriebsmerkmal des Kreisflächenpuffers 20 ankoppeln kann.

6. Einrichtung zur automatischen Pufferung von Werkstückträgern mit unterschiedlich bestückten Werkstückaufnahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zylinderpuffersy stem 12 installierten Kreisflächenpuffer 20, in Verbindung der Pufferträger 21, zur Erhöhung der Aufnahmekapazität, beispielsweise in Abhängigkeit von unterschiedlichen Werkstückträ gerbreiten, so ausbildbar sind, daß mindestens zwei Werkstückträger hintereinander platziert werden können.

7. Einrichtung zur automatischen Pufferung von Werkstückträgern mit unterschiedlich bestückten Werkstückaufnahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Kreisflächenne benpuffer zu bezeichnenede Transportbahn 24, welche um den Zylinderpuffer 12 als Kreisring angeordnet ist und mittels eines Friktionsantriebs 29 mit Reibrad 28 über einen Friktionsring 27 angetrieben wird, zur Vergrößerung der Pufferkapazität und Erhöhung der Werkstückträger verteilungsstrategie beiträgt, wobei dies je nach Bedarf durch Anordnung einer weiteren Transportbahn 24' ausgebaut werden kann.

8. Einrichtung zur automatischen Pufferung von Werkstückträgern mit unterschiedlich bestückten Werkstückaufnahmen nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zylinder puffersystem 12 installierten Kreisflächenpuffer 20, in Verbindung der Pufferträger 21, als ei genständige angetriebenen, vertikal verfahrbare Puffersysteme verwendet werden können, die auf einer fest fixierten Kugelrollspindel 18 ansteuerbar sind, welche mittels entsprechender Sensorik signalgebend- und empfangend mit Steuerung 13 in Verbindung stehen, so daß eine vertikale Positionierung zur Werkstückträgerbe- und entladung gewährleistet ist.