DE102022102861A1 - Manufacturing facility and method for operating a manufacturing facility - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Fertigungseinrichtung (10) mit einer Bearbeitungsstation (12), an welcher ein Werkstück bearbeitbar ist, welches mittels eines ersten Werkstückträgers (14) an der Bearbeitungsstation (12) positionierbar ist. Von einer Anlieferstation (18) aus ist ein zweiter Werkstückträger (16) in die Bearbeitungsstation (12) überführbar. Eine Transporteinrichtung (34) ist mit beiden Werkstückträgern (14, 16) koppelbar. Durch ein Bewegen der Transporteinrichtung (34) entlang einer Trajektorie (36) ist das Überführen des zweiten Werkstückträgers (16) von der Anlieferstation (18) in die Bearbeitungsstation (12) und zugleich ein Herausbewegen des ersten Werkstückträgers (14) aus der Bearbeitungsstation (12) bewirkbar. Die Fertigungseinrichtung (10) umfasst eine Beschleunigungseinrichtung (22), mittels welcher das Bewegen der Transporteinrichtung (34) entlang der Trajektorie (36) mit einer Geschwindigkeit bewirkbar ist, welche größer ist als eine Geschwindigkeit bei einem Verbringen der Beschleunigungseinrichtung (22) in einen das Bewegen der Transporteinrichtung (34) zulassenden Ausgangszustand der Beschleunigungseinrichtung (22). Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Fertigungseinrichtung (10).The invention relates to a production device (10) with a processing station (12) at which a workpiece can be processed, which can be positioned at the processing station (12) by means of a first workpiece carrier (14). A second workpiece carrier (16) can be transferred from a delivery station (18) to the processing station (12). A transport device (34) can be coupled to both workpiece carriers (14, 16). By moving the transport device (34) along a trajectory (36), the second workpiece carrier (16) is transferred from the delivery station (18) to the processing station (12) and at the same time the first workpiece carrier (14) is moved out of the processing station (12 ) achievable. The production device (10) comprises an acceleration device (22), by means of which the transport device (34) can be moved along the trajectory (36) at a speed which is greater than a speed when the acceleration device (22) is brought into a das The initial state of the acceleration device (22) allowing the transport device (34) to move. The invention also relates to a method for operating such a production facility (10).
Description
Die Erfindung betrifft eine Fertigungseinrichtung mit einer Bearbeitungsstation, an welcher ein Werkstück bearbeitbar ist. Das Werkstück ist mittels eines ersten Werkstückträgers der Fertigungseinrichtung an der Bearbeitungsstation positionierbar. Von einer Anlieferstation der Fertigungseinrichtung aus ist ein zweiter Werkstückträger der Fertigungseinrichtung in die Bearbeitungsstation überführbar. Eine Transporteinrichtung der Fertigungseinrichtung ist mit beiden Werkstückträgern koppelbar. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Fertigungseinrichtung.The invention relates to a manufacturing device with a machining station at which a workpiece can be machined. The workpiece can be positioned at the processing station by means of a first workpiece carrier of the production device. A second workpiece carrier of the production facility can be transferred from a delivery station of the production facility to the processing station. A transport device of the production device can be coupled to both workpiece carriers. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a production facility.
Die
Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass ein solches Überführen des nachfolgenden Werkstückträgers in die Bearbeitungsstation vergleichsweise viel Zeit beansprucht. Wenn eine Bearbeitungszeit oder Taktzeit, also eine zum Bearbeiten des Werkstücks an der Bearbeitungsstation vorgesehene Zeitspanne, deutlich größer ist als die Zeit zum Überführen des nachfolgenden Werkstückträgers in die Bearbeitungsstation, so kann die Dauer dieser Einfahrtszeit im Wesentlichen vernachlässigt werden. Wenn die Bearbeitungszeit oder Taktzeit jedoch deutlich geringer ist und insbesondere in etwa der Einfahrtszeit entspricht, so trägt die Einfahrtszeit maßgeblich dazu bei, dass insgesamt die Bearbeitung der Werkstücke vergleichsweise lange dauert.The fact that such a transfer of the subsequent workpiece carrier to the processing station takes a comparatively long time is to be regarded as disadvantageous. If a processing time or cycle time, i.e. a period of time provided for processing the workpiece at the processing station, is significantly longer than the time for transferring the subsequent workpiece carrier into the processing station, the duration of this entry time can essentially be ignored. However, if the processing time or cycle time is significantly shorter and in particular roughly corresponds to the running-in time, the running-in time contributes significantly to the fact that the processing of the workpieces takes a comparatively long time overall.
Die JPS 52126876 A beschreibt einen Bandförderer, wobei an einem Ende des Bandförderers ein katapultartiger Beschleunigungsmechanismus vorgesehen ist, mittels welchem Artikel vom Ende des Bandförderers aus mit hoher Geschwindigkeit weggeschleudert werden.JPS 52126876 A describes a belt conveyor, with a catapult-like acceleration mechanism being provided at one end of the belt conveyor, by means of which articles are thrown off the end of the belt conveyor at high speed.
Ein derartiger Mechanismus ist sehr spezifisch und somit vergleichsweise beschränkt in der Anwendung.Such a mechanism is very specific and thus relatively limited in its application.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fertigungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine rasche Bearbeitung von Werkstücken ermöglicht, und ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer solchen Fertigungseinrichtung anzugeben.The object of the present invention is to provide a manufacturing device of the type mentioned at the outset, which enables workpieces to be processed quickly, and to specify a corresponding method for operating such a manufacturing device.
Diese Aufgabe wird durch eine Fertigungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.This object is achieved by a production device with the features of patent claim 1 and by a method with the features of
Die erfindungsgemäße Fertigungseinrichtung umfasst eine Bearbeitungsstation, an welcher ein Werkstück bearbeitbar ist. Das Werkstück ist mittels eines ersten Werkstückträgers der Fertigungseinrichtung an der Bearbeitungsstation positionierbar. Von einer Anlieferstation der Fertigungseinrichtung aus ist ein zweiter Werkstückträger der Fertigungseinrichtung in die Bearbeitungsstation überführbar. Eine Transporteinrichtung der Fertigungseinrichtung ist mit beiden Werkstückträgern koppelbar. Durch ein Bewegen der Transporteinrichtung entlang einer Trajektorie ist das Überführen des zweiten Werkstückträgers von der Anlieferstation in die Bearbeitungsstation und zugleich ein Herausbewegen des ersten Werkstückträgers aus der Bearbeitungsstation bewirkbar. Die Fertigungseinrichtung umfasst eine Beschleunigungseinrichtung, mittels welcher das Bewegen der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie mit einer Geschwindigkeit bewirkbar ist, welche größer ist als eine Geschwindigkeit bei einem Verbringen der Beschleunigungseinrichtung in einen das Bewegen der Transporteinrichtung zulassenden Ausgangszustand der Beschleunigungseinrichtung.The production device according to the invention comprises a processing station at which a workpiece can be processed. The workpiece can be positioned at the processing station by means of a first workpiece carrier of the production device. A second workpiece carrier of the production facility can be transferred from a delivery station of the production facility to the processing station. A transport device of the production device can be coupled to both workpiece carriers. By moving the transport device along a trajectory, the second workpiece carrier can be transferred from the delivery station to the processing station and at the same time the first workpiece carrier can be moved out of the processing station. The manufacturing device includes an acceleration device, by means of which the transport device can be moved along the trajectory at a speed which is greater than a speed when the acceleration device is brought into an initial state of the acceleration device that allows the transport device to be moved.
Wenn sich also die Beschleunigungseinrichtung in dem Ausgangszustand befindet, so kann die Beschleunigungseinrichtung das Bewegen der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie mit der vergleichsweise großen Geschwindigkeit bewirken. Dementsprechend kann ein sehr rasches Überführen des zweiten Werkstückträgers von der Anlieferstation in die Bearbeitungsstation und zugleich ein sehr rasches Herausbewegen des ersten Werkstückträgers aus der Bearbeitungsstation bewirkt werden. Folglich kann auch sehr rasch mit der Bearbeitung eines von dem zweiten Werkstückträger gehaltenen Werkstücks an der Bearbeitungsstation begonnen werden. Daher ermöglicht die Fertigungseinrichtung eine besonders rasche Bearbeitung von Werkstücken.Thus, when the acceleration device is in the initial state, the acceleration device can cause the transport device to move along the trajectory at the comparatively high speed. Accordingly, the second workpiece carrier can be transferred very quickly from the delivery station to the processing station and, at the same time, the first workpiece carrier can be moved out of the processing station very quickly. Consequently, the machining of a workpiece held by the second workpiece carrier can also be started very quickly at the machining station. Therefore, the manufacturing facility allows particularly rapid processing of workpieces.
Insbesondere ist nämlich bei der Fertigungseinrichtung die Zeitdauer besonders kurz, welche für das Überführen des zweiten Werkstückträgers von der Anlieferstation in die Bearbeitungsstation und für das zeitgleich erfolgende Herausbewegen des ersten Werkstückträgers aus der Bearbeitungsstation vorzusehen ist. Dadurch lässt sich die Zeitdauer verkürzen, welche im Betrieb der Fertigungseinrichtung insgesamt für das Fördern der Werkstückträger und für das Bearbeiten der mittels der Werkstückträger gehaltenen Werkstücke aufzuwenden ist. Daher ist eine besonders rasche Fertigung erreichbar.In particular, in the case of the production facility, the period of time is particularly short, which is required for the transfer of the second workpiece carrier from the delivery station to the processing station and for the simultaneous removal of the first workpiece carrier is to be provided from the processing station. This makes it possible to shorten the time that has to be expended during operation of the production facility for conveying the workpiece carriers and for processing the workpieces held by the workpiece carriers. Therefore, a particularly rapid production can be achieved.
Da insbesondere der mit dem Überführen des zweiten Werkstückträgers in die Bearbeitungsstation und mit dem Herausbewegen des ersten Werkstückträgers aus der Bearbeitungsstation einhergehende Zeitverlust reduziert ist, kann von einer insgesamt für die Fertigung vorgesehenen Zeitspanne, etwa während einer Schicht, ein vergleichsweise großer Anteil für die tatsächliche Bearbeitung der Werkstücke genutzt werden. Folglich lässt sich auch ein erhöhter Werkstückausstoß pro Zeiteinheit erreichen.In particular, since the loss of time associated with transferring the second workpiece carrier into the processing station and moving the first workpiece carrier out of the processing station is reduced, a comparatively large proportion of the total time provided for production, for example during a shift, can be used for the actual processing of the workpieces are used. Consequently, an increased workpiece output per unit of time can also be achieved.
Insbesondere ist die in den Ausgangszustand verbrachte Beschleunigungseinrichtung dazu ausgebildet, eine katapultartig beschleunigte Bewegung der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie und somit auch der beiden mit der Transporteinrichtung gekoppelten Werkstückträger zu bewirken.In particular, the acceleration device brought into the initial state is designed to bring about a catapult-like accelerated movement of the transport device along the trajectory and thus also of the two workpiece carriers coupled to the transport device.
An der Bearbeitungsstation können unterschiedliche Arten von Bearbeitungsvorgängen an dem Werkstück vorgenommen werden. Beispielsweise kann das Werkstück in einem Montagevorgang mit wenigstens einem weiteren Bauteil bestückt und/oder in wenigstens eine weitere Komponente eingebaut oder integriert und/oder an der weiteren Komponente oder dem weiteren Bauteil angebracht werden. Zusätzlich oder alternativ kann in der Bearbeitungsstation an dem Werkstück eine mechanische Bearbeitung und/oder eine Beaufschlagung mit wenigstens einer Substanz etwa in Form eines Beschichtens und/oder Lackierens oder dergleichen vorgenommen werden. Für sämtliche derartige Bearbeitungsvorgänge ist vorteilhaft, dass mittels der Beschleunigungseinrichtung das Bewegen der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie mit der sehr großen Beschleunigung und demzufolge großen Geschwindigkeit, insbesondere mit einer ruckartigen Beschleunigung oder sich wie bei einer Beschleunigung eines Geschosses mittels eines Katapults sehr rasch ändernder Geschwindigkeit vonstattengeht.Different types of machining processes can be carried out on the workpiece at the machining station. For example, the workpiece can be fitted with at least one additional component in an assembly process and/or installed or integrated into at least one additional component and/or attached to the additional component or the additional component. Additionally or alternatively, mechanical processing and/or exposure to at least one substance, for example in the form of coating and/or painting or the like, can be carried out on the workpiece in the processing station. For all such processing operations, it is advantageous that the acceleration device is used to move the transport device along the trajectory with very high acceleration and consequently high speed, in particular with a jerky acceleration or a speed that changes very rapidly, as when a projectile is accelerated by means of a catapult.
Eine derartige, von der Art her der Beschleunigung eines Geschosses mittels eines Katapults entsprechende, starke Beschleunigung der Transporteinrichtung und der mit dieser gekoppelten beiden Werkstückträger ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn mittels der Werkstückträger schwere Werkstücke oder Bauteile transportiert werden. Denn bei einer Förderung von sehr schweren, insbesondere mehr als 100 Kilogramm schweren, Werkstücken ist ein kurzzeitiges Erhöhen einer Fördergeschwindigkeit eines Transportsystems der Fertigungseinrichtung nicht leicht zu bewerkstelligen. Daher ist die mittels der Beschleunigungseinrichtung bewirkbare, rasch beschleunigte Bewegung der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie mit der großen Geschwindigkeit oder Endgeschwindigkeit insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Werkstückträger im Betrieb der Fertigungseinrichtung mit solchen, vergleichsweise schweren Werkstücke bestückt sind.Such a strong acceleration of the transport device and the two workpiece carriers coupled to it, which corresponds to the type of acceleration of a projectile by means of a catapult, is particularly advantageous when heavy workpieces or components are transported by means of the workpiece carrier. Because when conveying very heavy workpieces, in particular those weighing more than 100 kilograms, it is not easy to temporarily increase the conveying speed of a transport system of the production facility. Therefore, the rapidly accelerated movement of the transport device along the trajectory with the high speed or final speed that can be effected by means of the acceleration device is particularly advantageous when the workpiece carriers are loaded with such comparatively heavy workpieces during operation of the production device.
Mittels der Beschleunigungseinrichtung ist insbesondere das Bewegen der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie mit einer Geschwindigkeit bewirkbar, welche größer ist als die Geschwindigkeit beim Verbringen des zweiten Werkstückträgers auf die oder in die Anlieferstation. Denn eine solche Geschwindigkeit kann einer üblichen Fördergeschwindigkeit entsprechen, mit welcher die Werkstückträger die einzelnen Stationen der Fertigungseinrichtung durchlaufen. Für das Ermöglichen einer raschen Bearbeitung der Werkstücke ist es daher vorteilhaft, wenn die durch die Beschleunigungseinrichtung bewirkte Geschwindigkeit der Bewegung der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie größer, insbesondere deutlich größer, ist als diese übliche Fördergeschwindigkeit.In particular, the acceleration device can be used to move the transport device along the trajectory at a speed that is greater than the speed when the second workpiece carrier is brought onto or into the delivery station. Because such a speed can correspond to a normal conveying speed at which the workpiece carriers pass through the individual stations of the production facility. To enable rapid processing of the workpieces, it is therefore advantageous if the speed of the movement of the transport device along the trajectory caused by the acceleration device is greater, in particular significantly greater, than this usual conveying speed.
Vorzugsweise umfasst die Beschleunigungseinrichtung wenigstens ein Federelement, welches in dem Ausgangszustand der Beschleunigungseinrichtung gespannt ist. Hierbei ist durch ein Entspannen des wenigstens einen Federelements das Bewegen der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie bewirkbar. Durch das ruckartige Entspannen des Federelements lässt sich nämlich das Bewegen der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie mit der großen Geschwindigkeit oder Endgeschwindigkeit beziehungsweise Maximalgeschwindigkeit sehr einfach und zuverlässig erreichen. Zudem ist die Nutzung des wenigstens einen Federelements zum Bereitstellen der raschen, ruckartigen oder katapultähnlichen Beschleunigung herstellungstechnisch besonders einfach umsetzbar.The acceleration device preferably comprises at least one spring element which is tensioned in the initial state of the acceleration device. In this case, the movement of the transport device along the trajectory can be effected by relaxing the at least one spring element. The sudden relaxation of the spring element makes it possible to move the transport device along the trajectory at high speed or final speed or maximum speed very easily and reliably. In addition, the use of the at least one spring element to provide the rapid, jerky or catapult-like acceleration can be implemented particularly easily in terms of production technology.
Wenn die Beschleunigungseinrichtung das wenigstens eine Federelement umfasst, kann die Fertigungseinrichtung eine Prüfvorrichtung umfassen, mittels welcher ein Verschleiß des Federelements feststellbar ist. So kann rechtzeitig festgestellt werden, ob ein Austausch und/oder eine Wartung des Federelements vorzunehmen ist.If the acceleration device includes the at least one spring element, the manufacturing device can include a testing device, by means of which wear of the spring element can be determined. It can thus be determined in good time whether the spring element needs to be replaced and/or serviced.
Vorzugsweise umfasst die Beschleunigungseinrichtung ein mit dem zweiten Werkstückträger koppelbares Mitnehmerelement. Hierbei ist durch Verbringen des mit dem Mitnehmerelement gekoppelten zweiten Werkstückträgers in die Anlieferstation ein Verbringen der Beschleunigungseinrichtung in den Ausgangszustand bewirkbar. Dies macht das Verbringen der Beschleunigungseinrichtung in den Ausgangszustand besonders einfach. Denn es braucht lediglich der mit dem Mitnehmerelement gekoppelte zweite Werkstückträger in die Anlieferstation verbracht oder überführt zu werden, und bei dieser Bewegung des zweiten Werkstückträgers wird die Beschleunigungseinrichtung in den Ausgangszustand verbracht.The acceleration device preferably includes a driver element that can be coupled to the second workpiece carrier. In this case, moving the second workpiece carrier coupled to the driver element to the delivery station means moving the acceleration device achievable in the initial state. This makes bringing the accelerator into the initial state particularly easy. This is because only the second workpiece carrier coupled to the driver element needs to be brought or transferred to the delivery station, and during this movement of the second workpiece carrier the acceleration device is brought into the initial state.
Vorzugsweise ist das Mitnehmerelement über eine Zugeinrichtung mit dem wenigstens einen Federelement verbunden. So lässt sich sehr einfach das Federelement spannen und somit die Beschleunigungseinrichtung in den Ausgangszustand verbringen. Zudem kann so eine sehr gleichmäßige und dadurch der Langlebigkeit des Federelements zuträgliche Auslenkung des wenigstens einen Federelements beim Spannen desselben erreicht werden.The driver element is preferably connected to the at least one spring element via a pulling device. In this way, the spring element can be tensioned very easily and the acceleration device can thus be returned to its initial state. In addition, a very uniform deflection of the at least one spring element, which is beneficial to the longevity of the spring element, can be achieved when it is tensioned.
Vorzugsweise ist die Zugeinrichtung mittels einer Umlenkeinrichtung umgelenkt, welche beispielsweise als Umlenkrolle ausgebildet sein kann. Auf diese Weise lässt sich besonders verlustarm das beim Bewegen des mit dem zweiten Werkstückträger gekoppelten Mitnehmerelements bewirkte Spannen des Federelements mittels der Zugeinrichtung erreichen. The pulling device is preferably deflected by means of a deflection device, which can be designed, for example, as a deflection roller. In this way, the tensioning of the spring element caused by the movement of the driver element coupled to the second workpiece carrier can be achieved with particularly little loss by means of the tension device.
Vorzugsweise ist die Beschleunigungseinrichtung zumindest dann mit einem Aufnahmeelement der Transporteinrichtung gekoppelt, wenn die Beschleunigungseinrichtung in den Ausgangszustand verbracht ist. Denn durch Koppeln der Beschleunigungseinrichtung mit dem Aufnahmeelement der Transporteinrichtung kann bewirkt werden, dass dann, wenn die Beschleunigungseinrichtung den Ausgangszustand verlässt, unmittelbar die Bewegung der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie einsetzt.The acceleration device is preferably coupled to a receiving element of the transport device at least when the acceleration device is brought into the initial state. Because by coupling the acceleration device to the receiving element of the transport device, it can be brought about that when the acceleration device leaves the initial state, the movement of the transport device along the trajectory begins immediately.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Beschleunigungseinrichtung dauerhaft mit dem Aufnahmeelement der Transporteinrichtung gekoppelt ist, also auch bereits bevor die Beschleunigungseinrichtung in den Ausgangszustand verbracht ist. Dann entfällt der mit dem Koppeln der Beschleunigungseinrichtung mit dem Aufnahmeelement der Transporteinrichtung einhergehende Aufwand.However, it can also be provided that the acceleration device is permanently coupled to the receiving element of the transport device, ie even before the acceleration device is brought into the initial state. The outlay associated with coupling the acceleration device to the receiving element of the transport device is then eliminated.
Vorzugsweise umfasst die Fertigungseinrichtung Fixierelemente, mittels welchen beide Werkstückträger während des Bewegens der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie an der Transporteinrichtung festlegbar sind. So kann dafür gesorgt werden, dass das Bewegen der Transporteinrichtung sehr unmittelbar zu einem entsprechenden Bewegen beider Werkstückträger führt. Die Fixierelemente können gelöst werden, wenn ein weiterer Werkstückträger in die Anlieferstation verbracht oder verfahren wird. Dann kann die Transporteinrichtung besonders ungehindert wieder in eine Startposition verbracht werden.The production device preferably includes fixing elements, by means of which both workpiece carriers can be fixed to the transport device during the movement of the transport device along the trajectory. In this way it can be ensured that the movement of the transport device leads very directly to a corresponding movement of both workpiece carriers. The fixing elements can be released when another workpiece carrier is brought or moved to the delivery station. The transport device can then be returned to a starting position in a particularly unhindered manner.
Vorzugsweise umfasst die Fertigungseinrichtung ein zum Halten der Transporteinrichtung in einer Startposition ausgebildetes Arretierelement. Hierbei ist das Arretierelement nach Ablauf einer für das Bearbeiten des Werkstücks an der Bearbeitungsstation vorgesehenen Zeitspanne lösbar. Beispielsweise kann nach Ablauf dieser Zeitspanne durch einen der Fertigungseinrichtung zugehörigen Aktor oder dergleichen das Lösen des Arretierelements bewirkt werden, sodass dann die Transporteinrichtung von der Startposition aus entlang der Trajektorie mittels der Beschleunigungseinrichtung beschleunigt werden kann. Durch das Arretierelement ist die Transporteinrichtung jedoch zuvor zuverlässig in der Startposition gehalten.The production device preferably includes a locking element designed to hold the transport device in a starting position. In this case, the locking element can be released after a period of time provided for machining the workpiece at the machining station has elapsed. For example, after this period of time has elapsed, an actuator or the like associated with the production device can release the locking element, so that the transport device can then be accelerated from the starting position along the trajectory by means of the acceleration device. However, the transport device is reliably held in the starting position beforehand by the locking element.
Vorzugsweise ist ein Zurückbewegen der Transporteinrichtung in eine Startposition, von welcher aus die Transporteinrichtung mittels der Beschleunigungseinrichtung entlang der Trajektorie bewegbar ist, durch Verbringen eines weiteren Werkstückträgers in die Anlieferstation bewirkbar. Dadurch gestaltet sich das Rückführen oder Zurückbewegen der Transporteinrichtung in die Startposition besonders einfach und aufwandsarm.The transport device can preferably be moved back into a starting position, from which the transport device can be moved along the trajectory by means of the acceleration device, by bringing a further workpiece carrier into the delivery station. As a result, returning or moving the transport device back into the starting position is particularly simple and involves little effort.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Transporteinrichtung einen Antrieb aufweist, mittels welchem die Transporteinrichtung in die Startposition zurückbewegt werden kann, und/oder dass die Transporteinrichtung mittels eines der Fertigungseinrichtung zugehörigen Aktors in die Startposition zurückbewegt wird.However, it can also be provided that the transport device has a drive, by means of which the transport device can be moved back into the starting position, and/or that the transport device is moved back into the starting position by means of an actuator associated with the production device.
Die Beschleunigungseinrichtung kann eine Spule und einen Zuganker umfassen. Hierbei ist durch Beaufschlagen der Spule mit elektrischer Energie ein Bewegen zumindest eines Teilbereichs des Zugankers hin zu der Spule und/oder in die Spule hinein bewirkbar. Das Bewegen der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie ist mittels des Zugankers bewirkbar. Auch mittels einer derartigen Beschleunigungseinrichtung kann das sehr rasche beziehungsweise mit der starken Beschleunigung und demzufolge großen Geschwindigkeit erfolgende Bewegen der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie einfach und aufwandsarm bewirkt werden.The acceleration device can comprise a coil and a tie rod. By applying electrical energy to the coil, at least a partial area of the tie rod can be moved towards the coil and/or into the coil. The transport device can be moved along the trajectory by means of the tie rod. Such an acceleration device can also be used to move the transport device along the trajectory very quickly or with strong acceleration and consequently high speed in a simple and inexpensive manner.
Im Vergleich mit einem mechanischen Aufladen eines mechanischen Energiespeichers, mittels welchem die ruckartige Beschleunigung der Transporteinrichtung auf eine entsprechende Endgeschwindigkeit entlang der Trajektorie bewirkbar ist, kann mittels der die Spule und den Zuganker umfassenden Beschleunigungseinrichtung ein besonders geringer Verschleiß der Beschleunigungseinrichtung erreicht werden. Jedoch ist die für die Bestromung der Spule aufzuwendende elektrische Energie bereitzustellen.In comparison with mechanical charging of a mechanical energy store, by means of which the jerky acceleration of the transport device to a corresponding final speed along the trajectory can be effected, the acceleration device comprising the coil and the tie rod can result in particularly low wear of the acceleration device be reached. However, the electrical energy to be used for energizing the coil must be provided.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Fertigungseinrichtung wenigstens ein Dämpferelement umfasst, mittels welchem die Bewegung der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie insbesondere dann gedämpft werden kann, wenn die Transporteinrichtung einen Endbereich oder Endabschnitt der Trajektorie erreicht. So kann insbesondere ein ruckartiges Anschlagen der Transporteinrichtung vermieden werden. Dies ist einer lang anhaltenden Funktionstüchtigkeit der Fertigungseinrichtung zuträglich.It has also been shown to be advantageous if the production device comprises at least one damping element, by means of which the movement of the transport device along the trajectory can be damped in particular when the transport device reaches an end region or end section of the trajectory. In this way, in particular, a sudden impact of the transport device can be avoided. This is conducive to a long-lasting functionality of the production facility.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Fertigungseinrichtung wird an einer Bearbeitungsstation der Fertigungseinrichtung ein Werkstück bearbeitet, welches mittels eines ersten Werkstückträgers der Fertigungseinrichtung an der Bearbeitungsstation positioniert wird. Von einer Anlieferstation der Fertigungseinrichtung aus wird ein zweiter Werkstückträger der Fertigungseinrichtung in die Bearbeitungsstation überführt. Eine Transporteinrichtung der Fertigungseinrichtung wird mit beiden Werkstückträgern gekoppelt, und durch ein Bewegen der Transporteinrichtung entlang einer Trajektorie wird das Überführen des zweiten Werkstückträgers von der Anlieferstation in die Bearbeitungsstation und zugleich ein Herausbewegen des ersten Werkstückträgers aus der Bearbeitungsstation bewirkt. Die Fertigungseinrichtung umfasst eine Beschleunigungseinrichtung, mittels welcher das Bewegen der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie mit einer Geschwindigkeit bewirkt wird, welche größer ist als eine Geschwindigkeit bei einem Verbringen der Beschleunigungseinrichtung in einen das Bewegen der Transporteinrichtung zulassenden Ausgangszustand der Beschleunigungseinrichtung.In the method according to the invention for operating a production facility, a workpiece is machined at a processing station of the production facility and is positioned at the processing station by means of a first workpiece carrier of the production facility. A second workpiece carrier of the production facility is transferred from a delivery station of the production facility to the processing station. A transport device of the production device is coupled to both workpiece carriers, and moving the transport device along a trajectory causes the second workpiece carrier to be transferred from the delivery station to the processing station and at the same time the first workpiece carrier to be moved out of the processing station. The production device comprises an acceleration device, by means of which the transport device is moved along the trajectory at a speed which is greater than a speed when the acceleration device is brought into an initial state of the acceleration device which allows the transport device to be moved.
Ein derartiges Verfahren ermöglicht eine besonders rasche Bearbeitung von Werkstücken. Denn die stark beschleunigte Bewegung der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie beziehungsweise das Bewegen der Transporteinrichtung entlang der Trajektorie mit der sehr großen Geschwindigkeit oder Endgeschwindigkeit geht mit einem sehr raschen Überführen des zweiten Werkstückträgers in die Bearbeitungsstation hinein und einem zeitgleich stattfindenden sehr raschen Herausbewegen des ersten Werkstückträgers aus der Bearbeitungsstation heraus einher.Such a method enables workpieces to be processed particularly quickly. This is because the greatly accelerated movement of the transport device along the trajectory or the movement of the transport device along the trajectory at very high speed or final speed involves a very rapid transfer of the second workpiece carrier into the processing station and a simultaneous, very rapid movement of the first workpiece carrier out of the Processing station out along.
Folglich ist der für eine derartige Bestückung der Bearbeitungsstation mit dem nachfolgenden, zweiten Werkstückträger vorzusehende Zeitaufwand besonders gering. Dementsprechend kann sehr rasch mit dem Bearbeiten des von dem zweiten Werkstückträger gehaltenen beziehungsweise an dem zweiten Werkstückträger angeordneten weiteren Werkstücks begonnen werden.Consequently, the amount of time to be provided for such a loading of the processing station with the subsequent, second workpiece carrier is particularly small. Accordingly, the machining of the further workpiece held by the second workpiece carrier or arranged on the second workpiece carrier can be started very quickly.
Die für die erfindungsgemäße Fertigungseinrichtung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.The advantages and preferred embodiments described for the production device according to the invention also apply to the method according to the invention and vice versa.
Zu der Erfindung gehören demnach auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Fertigungseinrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention therefore also includes developments of the method according to the invention which have features as have already been described in connection with the developments of the production device according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of features of the described embodiments. The invention also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, provided that the embodiments were not described as mutually exclusive.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
-
1 stark schematisiert einen Ausschnitt einer Fertigungseinrichtung oder Fertigungsanlage, wobei ein Federelement einer Beschleunigungseinrichtung entspannt ist; -
2 2 den Ausschnitt der Fertigungseinrichtung gemäß1 , wobei die Beschleunigungseinrichtung in einen Ausgangszustand verbracht ist, in welchem das Federelement gespannt ist; -
3 einen Zustand der Fertigungseinrichtung nach einem ruckartigen, raschen Bewegen eines Transportschlittens der Fertigungseinrichtung aufgrund des Entspannens des Federelements; und -
4 stark schematisiert alternativ oder zusätzlich zu dem Federelement vorsehbare Komponenten der zum katapultartigen Bewegen des Transportschlittens ausgebildeten Beschleunigungseinrichtung, wobei die Beschleunigungseinrichtung eine mit elektrischer Energie beaufschlagbare Spule und einen Zuganker umfasst.
-
1 a highly schematic section of a production facility or production plant, with a spring element of an acceleration device being relaxed; -
2 2 according to the section of the production facility1 , wherein the acceleration device is brought into an initial state in which the spring element is tensioned; -
3 a state of the manufacturing device after a jerky, rapid movement of a transport carriage of the manufacturing device due to the relaxation of the spring element; and -
4 Highly schematized components of the acceleration device designed for catapult-like movement of the transport carriage that can be provided as an alternative or in addition to the spring element, the acceleration device comprising a coil that can be charged with electrical energy and a tie rod.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also represent the invention in each case train independently of each other. Therefore, the disclosure is also intended to encompass combinations of the features of the embodiments other than those illustrated. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols designate elements with the same function.
In
Für den Transport der Werkstücke entlang einer Fertigungslinie der Fertigungseinrichtung 10 oder Fertigungsanlage kommen vorliegend Werkstückträger 14, 16 zum Einsatz, auf welchen die (nicht gezeigten) Werkstücke angeordnet sind. Beispielsweise kann der sich gemäß
Der Transport der Werkstücke auf den Werkstückträgern 14, 16 von einer jeweiligen Station zur nächsten kann in der Fertigungseinrichtung 10 oder Fertigungsanlage vorgenommen werden, bis beispielsweise ein entsprechender Montageprozess abgeschlossen ist.The transport of the workpieces on the
In
Die nachfolgenden Ausführungen sind demnach ohne Weiteres auf eine Fertigungseinrichtung 10 übertragbar, bei welcher fahrerlose Transportfahrzeuge zum Einsatz kommen. Jedoch soll aus Gründen der Einfachheit im Folgenden auf das in
Gemäß
Ein solches Verbringen des zweiten Werkstückträgers 16 von der Anlieferstation 18 hin zu der Bearbeitungsstation 12 braucht üblicherweise eine gewisse Einfahrtszeit. Wenn die Bearbeitungszeit oder Taktzeit der Fertigungseinrichtung 10, während welcher die Bearbeitung des Werkstücks an der Bearbeitungsstation 12 stattfindet, deutlich größer ist als diese Einfahrtszeit, so kann die Dauer der Einfahrtszeit weitgehend vernachlässigt werden. Beispielsweise kann eine übliche Einfahrtszeit im Bereich von etwa fünf Sekunden bis etwa acht Sekunden liegen.Such a transfer of the
Wenn die Fertigungseinrichtung 10 oder Fertigungsanlage jedoch eine sehr kurze Taktzeit aufweist und beispielsweise das zu bearbeitende Werkstück auf dem jeweiligen Werkstückträger 14, 16 lediglich für eine Zeitdauer von beispielsweise etwa zehn Sekunden bis etwa 20 Sekunden an der Bearbeitungsstation 12 verbleibt, so ist der Zeitaufwand für das Überführen des zweiten Werkstückträgers 16 von der Anlieferstation 18 in die Bearbeitungsstation 12 beträchtlich. Mit anderen Worten trägt dann die Einfahrtszeit in sehr starkem Maße zu der Zeitdauer bei, welche insgesamt im Rahmen der Fertigung beziehungsweise Montage der Werkstücke aufzubringen ist.However, if the
Wenn die auf dem jeweiligen Werkstückträger 14, 16 angeordneten Werkstücke oder Bauteile vergleichsweise klein und leicht sind, so kann auch vergleichsweise einfach während des Überführens der Werkstückträger 14, 16 von der Anlieferstation 18 hin zu der Bearbeitungsstation 12 die Transportgeschwindigkeit der Fertigungseinrichtung 10 kurzfristig beziehungsweise vorübergehend erhöht werden. Dies gestaltet sich jedoch insbesondere dann schwierig, wenn mittels der Werkstückträger 14, 16 vergleichsweise schwere Bauteile oder Werkstücke gefördert werden, insbesondere Werkstücke mit einem Gewicht von mehr als etwa 100 Kilogramm je Werkstück.If the workpieces or components arranged on the
Bei der in
Zu diesem Zweck des Einschießens des jeweiligen Werkstückträgers 14, 16 in die Bearbeitungsstation 12 weist die Fertigungseinrichtung 10 eine Beschleunigungseinrichtung 22 auf.For this purpose of shooting the
Bei dem durch die Beschleunigungseinrichtung 22 bewirkten, sehr rasch vonstattengehenden Fördern des jeweiligen Werkstückträgers 14, 16 von der Anlieferstation 18 hin zu der Bearbeitungsstation 12 ist es vorteilhaft, die Werkstücke auf dem jeweiligen Werkstückträger 14, 16 zu sichern. Eine solche Sicherung kann insbesondere solange geschlossen bleiben, bis das Werkstück von dem jeweiligen Werkstückträger 14, 16 abgenommen werden soll, etwa um das Werkstück einer weiteren Bearbeitung zu unterziehen oder weil die Montage abgeschlossen ist.When the
Eine mögliche Vorgehensweise zum Bewirken eines sehr raschen Überführens des nachfolgenden, zweiten Werkstückträgers 16 von der Anlieferstation 18 oder Vorstopperposition in die Bearbeitungsstation 12 oder Arbeitsposition soll nachfolgend erläutert werden. Gemäß
In
Dieses Spannen der Zugfeder 24 kann gemäß
In einer Variante der Fertigungseinrichtung 10 kann vorgesehen sein, dass die Zugfeder 24 oder ein derartiger mechanischer Energiespeicher unabhängig von der Bewegung des zweiten Werkstückträgers 16 gespannt wird, jedoch vorzugsweise zeitlich synchron mit dem Verbringen des zweiten Werkstückträgers 16 in die Anlieferstation 18 oder Vorstopperposition. Es kann hierfür beispielsweise eine separate (nicht gezeigte) Bewegungseinrichtung der Fertigungseinrichtung 10 vorgesehen sein, welche das Spannen der Zugfeder 24 bewirkt, insbesondere während des Einfahrens des zweiten Werkstückträgers 16 in die Anlieferstation 18.In a variant of the
Gemäß
Der Transportschlitten 34 kann ein Aufnahmeelement beziehungsweise eine Aufnahme 38 aufweisen, in welche sich ein mit dem Stahlseil 28 gekoppelter erster Endbereich 40 der Zugfeder 24 automatisch einhaken kann, wenn die Zugfeder 24 wie in
Ein zweiter Endbereich 46 der Zugfeder 24 kann an einer ortsfesten Halterung 48 der Fertigungseinrichtung 10 festgelegt sein. Auf diese Halterung 48 wirkt gemäß
In der in
Es kann vorgesehen sein, dass dann, wenn die Bearbeitung des auf dem ersten Werkstückträger 14 angeordneten (nicht gezeigten) Werkstücks an der Bearbeitungsstation 12 abgeschlossen ist, der Transportschlitten 34 freigegeben wird. Hierfür kann ein Arretierelement 44 gelöst werden, welches gemäß
Mit dem Lösen des Arretierelements 44 wird der Transportschlitten 34 aufgrund der Kraft der Zugfeder 24 maximal beschleunigt beziehungsweise katapultartig beschleunigt und infolgedessen mit einer großen Geschwindigkeit entlang der Trajektorie 36 bewegt. Das Bewegen der vorliegend als der Transportschlitten 34 ausgebildeten Transporteinrichtung, welches durch die Beschleunigungseinrichtung 22 bewirkt wird, erfolgt somit mit dieser sehr großen Geschwindigkeit.When the locking
Vorliegend ist diese Geschwindigkeit oder Endgeschwindigkeit, auf welche der Transportschlitten 34 beschleunigt wird, größer, insbesondere deutlich größer, als eine Geschwindigkeit beim Verbringen der Beschleunigungseinrichtung 22 in den Ausgangszustand der Beschleunigungseinrichtung 22, welcher in
In
Der Transportschlitten 34 befindet sich somit nach diesem Bewegen entlang der Trajektorie 36 nicht mehr in Überlappung mit der Anlieferstation 18 und der Bearbeitungsstation 12, wobei diese senkrecht zu der Förderrichtung 32 vorhandene Überlappung in
In der in
In einer vorliegend nicht näher gezeigten weiteren Variante der Fertigungseinrichtung 10 kann vorgesehen sein, dass ein weiterer (nicht gezeigter) Werkstückträger auf die Vorstopperposition beziehungsweise in die Anlieferstation 18 einläuft und hierbei das Zurückbewegen des Transportschlittens 34 in die Startposition bewirkt.In a further variant of the
Insbesondere kann dieser weitere Werkstückträger somit beim Spannen der Zugfeder 24 zugleich das Zurückziehen oder Zurückbewegen des Transportschlittens 34 in die Startposition bewirken. Hierfür kann beispielsweise der erste Endbereich 40 der Zugfeder 24 fest in der Aufnahme 38 des Transportschlittens 34 verhakt bleiben. Dann entfällt das Koppeln der Zugfeder 24 mit dem Transportschlitten 34 beim Erreichen der in
Wenn das vorliegend beispielhaft gezeigte mechanische Federelement etwa in Form der Zugfeder 24 zum Einsatz kommt, so kann die Fertigungseinrichtung 10 eine (nicht gezeigte) Prüfvorrichtung umfassen, welche die Zugfeder 24 auf einen Verschleiß hin überwacht. Ein Ergebnis der Verschleißprüfung kann etwa auf einer Anzeige angezeigt oder auf sonstige Art und Weise einer Bedienperson kommuniziert werden.If the mechanical spring element shown here as an example is used, for example in the form of the
Insbesondere im Bereich der Ausförderstation 20 kann die Fertigungseinrichtung 10 wenigstens ein (nicht gezeigtes) Dämpferelement umfassen, welches die sehr rasche, katapultartig beschleunigte Bewegung des Transportschlittens 34 dämpft, wenn dieser seine in
In
Beispielsweise kann ein Schaft 54 des Zugankers 52 in einen durch Windungen der Spule 50 begrenzten Aufnahmeraum der Spule 50 hineingezogen werden, wenn die Spule 50 mit elektrischer Energie beaufschlagt wird. Eine hierfür vorgesehene, an die Spule 50 angeschlossene elektrische Energiequelle 58 ist in
So wie mit Bezug auf
Ebenso kann das Kopfteil 60 des Zugankers 52 so wie für die Zugfeder 24 beschreiben auch dauerhaft mit dem Transportschlitten 34 gekoppelt sein. Wenn dann in diesem Ausgangszustand der Beschleunigungseinrichtung 22 die Spule 50 über die Energiequelle 58 mit elektrischem Strom beaufschlagt wird, so bewirkt dies die ruckartige oder katapultartig beschleunigte Bewegung des Zugankers 52 in die Richtung, welche in
Dies geht mit einer entsprechenden Bewegung des Transportschlittens 34 aus der in
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Beschleunigungseinrichtung 22 ein Werkstückträgerkatapult bereitgestellt werden kann.Overall, the examples show how a workpiece carrier catapult can be provided by the
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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2022
- 2022-02-08 DE DE102022102861.5A patent/DE102022102861B4/en active Active
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