DE112009001145T5

DE112009001145T5 - Modulare Lackierstrasse und Verfahren zum Betreiben derselben

Info

Publication number: DE112009001145T5
Application number: DE112009001145T
Authority: DE
Inventors: John M. Peoria Spangler; Mark E. Hanna City Dietz
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2011-03-10
Also published as: WO2010080982A2; US8191481B2; BRPI0908321A2; US20120225189A1; US20090277755A1; US8235000B2; WO2009137781A3; WO2010080982A3; US20120222277A1; WO2009137781A2; US20090279992A1; US20090277384A1; CN102015120A

Abstract

Lackierstraße (10), mit
mehreren modularen Fertigungsstationen (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160), die in Reihe angeordnet sind und eine Vorwärtstransportrichtung (F) definieren, wobei jede modulare Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) eine Artikeltransportvorrichtung (122) zum Bewegen wenigstens eines Trägers (164) durch die modulare Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) aufweist, wobei wenigstens eine der modularen Fertigungsstationen (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) einen Teil einer Lackaufbringungsausrüstung (56) aufweist, und
einem Steuerungssystem (220), das mit jeder Artikeltransportvorrichtung (122) in Verbindung steht und zum unabhängigen Bewegen des Trägers (164) jeder modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) nach einem spezifischen Betriebsmuster und zum Indexieren des Trägers (164) jeder modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160), wenn der Träger (164) zu einer benachbarten modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) weiterbewegt wird,...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Lackierstraße und genauer auf eine Lackierstraße mit mehreren modularen Fertigungsstationen.
Hintergrund
Während eines Fertigungsprozesses wird ein Produkt üblicherweise durch mehrere Fertigungsstationen einer Fertigungskette gefördert. Insbesondere wird das Produkt durch jede Fertigungsstation entlang einer Artikeltransportvorrichtung transportiert. An jeder Fertigungsstation wird eine bestimmte von mehreren Aufgaben in dem Fertigungsprozess ausgeführt. Die gesamte Ausrüstung und andere zum Ausführen der zugeordneten Aufgabe erforderlichen Elemente sind an jeder Fertigungsstation angeordnet und oft dauerhaft befestigt. Demzufolge und in Abhängigkeit von der Anzahl der Aufgaben und der Komplexität des Fertigungsprozesses ist eine Fertigungskette gewöhnlicherweise ein großes Gebilde, das sich dauerhaft in einer Fertigungsstätte befindet.
Wenigstens teilweise auf Grund ihrer Dauerhaftigkeit ist die Fertigungskette gewöhnlicherweise unflexibel, so dass ein Modifizieren, Entfernen oder Ersetzen der Fertigungskette ein teurer und zeitaufwändiger Prozess sein kann. Daher können selbst kleinere Verbesserungen an dem Fertigungsprozess, wie beispielsweise Änderungen an der sich an einer Fertigungsstation befindenden Ausrüstung, zu teuer und zu zeitaufwändig zum Umsetzen sein. Falls ferner der von der Fertigungskette ausgeführte Fertigungsprozess überrflüssig wird, kann es nicht durchführbar sein, die Fertigungskette zum Ausführen eines anderen Fertigungsprozesses zu ändern. Schließlich kann die Fertigungskette lediglich beim Ausführen des bestimmten Fertigungsprozesses, für den sie gestaltet war, kostengünstig sein. Demzufolge kann der bedeutendste Teil der Kosten und Aufwendungen zum Herstellen und Konstruieren der Fertigungskette verschwendet sein.
Ein anderer Nachteil bei herkömmlichen Fertigungsketten bringt das Artikeltransportsystem mit sich, entlang dessen die Produkte transportiert werden. Da die Produkte üblicherweise entlang einer Artikeltransportvorrichtung mit einer einzigen Antriebsquelle, wie beispielsweise mit einem gemeinsamen Einschienenförderer, getragen werden, muss die gesamte Fertigungskette angehalten werden, um ein an einer Stelle entlang der Fertigungskette aufgetretenes Problem zu beheben. Schleppkreisförderer bieten eine Lösung durch Ermöglichen, dass Träger von der Hauptstraße abgezweigt werden, wie beispielsweise, wenn eine Störung identifiziert wird, bieten aber immer noch eine kontinuierliche Bewegung der Hauptstraße. In jedem Fall kann das Anhalten der Hauptstraße zu einer signifikanten Stillstandszeit und daher zu einem verringerten Wirkungsgrad und schließlich zu einem verringerten Durchsatz der Fertigungskette führen. Dies kann die Prozesszeit der Fertigungsprozesse weiter erhöhen, die ohnehin eine erhebliche Zeit benötigen. Beispielsweise ist es bekannt, dass eine Trocknungs- oder Aushärtestufe eines Lackierprozesses eine erhebliche Zeit benötigt, weshalb die minimale Prozesszeit des Fertigungsprozesses stark erhöht wird.
Das US-Patent Nr. 6,120,604 lehrt eine Pulverbeschichtungskette mit mehreren Förderern zum Transportieren von Teilen durch mehrere Bearbeitungsstellen. Insbesondere weist jede Bearbeitungsstelle einen separaten motorangetriebenen Förderer, Sensoren zum Liefern von Informationen über Zustände innerhalb der Bearbeitungsstelle und einen sowohl mit den Sensoren als auch mit einer Bedienerschnittstelle verbundenen Steuerkreis auf. Ein Bediener kann die Bedienerschnittstelle zum Überwachen der erfassten Zustände innerhalb jeder Bearbeitungsstelle betätigen. Obwohl das Dokument einen Aspekt der Modularität vorschlägt, der bestimmte begrenzte Vorteile bieten kann, zieht es nicht Verbesserungen an dem gesamten Prozessablauf innerhalb der Fertigungskette in Betracht. Eigentlich offenbart das Dokument keine Modifikationen an dem beispielhaften Hochgeschwindigkeitszuschnittpulverbeschichtungsprozess, sondern versucht eher eine Quelle für ein dem Prozess zugeordnetes mechanisches Problem schnell zu identifizieren. Man sollte beachten, dass weiterhin ein Bedarf an Fertigungsketten besteht, die eine verbesserte Qualität und einen verbesserten Wirkungsgrad hinsichtlich des Fertigungsprozesses bieten. Zusätzlich besteht weiterhin ein Bedarf an Fertigungsketten oder an ihren Fertigungsstationen, die leichter modifiziert, entfernt oder ersetzt werden können.
Die vorliegende Offenbarung ist auf eines oder mehrere der oben beschriebenen Probleme gerichtet.
Zusammenfassung der Offenbarung
Gemäß einem Aspekt weist eine Lackierstraße mehrere modulare Fertigungsstationen auf, die in Reihe angeordnet sind und eine Vorwärtstransportrichtung definieren. Jede modulare Fertigungsstation weist eine Artikeltransportvorrichtung zum Bewegen wenigstens eines Trägers durch die modulare Fertigungsstation auf. Wenigstens eine der modularen Fertigungsstationen weist einen Teil einer Lackaufbringungsausrüstung auf. Ein Steuerungssystem steht mit jeder Artikeltransportvorrichtung in Verbindung und ist zum unabhängigen Bewegen des Trägers jeder modularen Fertigungsstation nach einem spezifischen Betriebsmuster ausgebildet. Das Steuerungssystem ist auch zum Indexieren des Trägers jeder modularen Fertigungsstation, wenn der Träger zu einer benachbarten Fertigungsstation hinüberfährt, ausgebildet.
Gemäß einem anderen Aspekt umfasst ein Verfahren zum Modifizieren einer Lackierstraße mit mehreren modularen Fertigungsstationen einen Schritt des Hinzufügens einer modularen Fertigungsstation zu der Lackierstraße durch Verbinden mehrerer Träger zum Bilden eines Gerüsts. Ein von wenigstens einem der Träger getragenes Betriebsstofffördermodul ist mit einem anderen Betriebsstofffördermodul einer benachbarten modularen Fertigungsstation verbunden. Eine Artikeltransportvorrichtung wird von wenigstens einem der Träger getragen und ist mit dem Betriebsstofffördermodul verbunden.
Gemäß noch einem anderen Aspekt umfasst ein Verfahren zum Betreiben einer Lackierstraße mit mehreren modularen Fertigungsstationen einen Schritt des Förderns wenigstens eines Trägers von einem Anfang der Fertigungskette bis zu einem Ende der Fertigungskette entlang eines Transportwegs in einer Vorwärtstransportrichtung. Der Förderschritt umfasst das unabhängige Bewegen eines ersten Trägers einer ersten modularen Fertigungsstation nach einem ersten spezifischen Betriebsmuster und eines zweiten Trägers einer zweiten modularen Fertigungsstation nach einem zweiten spezifischen Betriebsmuster. Der Förderschritt umfasst auch das Indexieren des ersten und des zweiten Trägers, wenn sowohl der erste als auch der zweite Träger zu einer benachbarten modularen Fertigungsstation hinüberfährt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer Fertigungskette gemäß der vorliegenden Offenbarung,
2 ist eine schematische, perspektivische Ansicht eines Fertigungsmoduls der Fertigungskette der 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung,
3 ist eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Fertigungsmoduls der 2 gemäß der vorliegenden Offenbarung,
4 ist eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Fertigungsmoduls der 2 mit einer ersten vertikalen Anhebevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung,
5 ist eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Fertigungsmoduls der 2 mit einer zweiten vertikalen Anhebevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung,
6 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Steuerungssystems zum Betreiben der Fertigungskette der 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung, und
7 ist ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform eines Steuerungssystems zum Betreiben der Fertigungskette der 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Detaillierte Beschreibung
Eine beispielhafte Ausführungsform einer Fertigungskette 10 ist allgemein in 1 gezeigt. Die Fertigungskette 10 kann innerhalb einer Fertigungsstelle 12 angeordnet sein, wie beispielsweise einer von einem Gebäude 14 definierten Fertigungsstelle. Gemäß einer Ausführungsform kann die Fertigungskette 10 auf einem ebenen Boden 16 der Fertigungsstelle 12 befestigt und oberhalb davon angeordnet sein. Jedoch werden zahlreiche Stellen und Anordnungen für die Fertigungskette 10 in Betracht gezogen. Gemäß der beispielhaften Ausführungsform kann die Fertigungskette 10 zum Ausführen eines Lackierprozesses verwendet werden, wie beispielsweise eines Pulverbeschichtungsprozesses, und daher kann sie auch als eine Lackierstraße bezeichnet werden. Obwohl ein Lackierprozess beschrieben wird, sollte man beachten, dass die Fertigungskette 10 zum Ausführen einer Vielzahl von Fertigungsprozessen ausgebildet sein kann.
Die Fertigungskette 10, die auch als eine modulare Fertigungskette bezeichnet wird, kann mehrere modulare Fertigungsstationen aufweisen, so dass jede modulare Fertigungsstation zum Ausführen wenigstens einer Aufgabe in dem Fertigungsprozess ausgebildet ist. Insbesondere und gemäß einem Beispiel kann die Fertigungskette 10 eine Waschstation 18, eine Abblasstation 20, eine Inspektionsstation 22, eine Lackaufbringungsstation 24, eine Aushärtestation 26 und eine Entladestation 28 aufweisen. Obwohl sechs modulare Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 gezeigt sind, sollte man beachten, dass die Fertigungskette 10 jede zum Ausführen des gewünschten Fertigungsprozesses erforderliche Anzahl an modularen Fertigungsstationen aufweisen kann. Man sollte auch beachten, dass der Lackierprozess, wie er hierin beschrieben ist, zu Erläuterungszwecken vereinfacht wurde und in keinster Weise auf die bestimmten beschriebenen Aufgaben beschränkt ist.
Die modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 können wie gezeigt in Reihe angeordnet sein oder die Fertigungskette 10 kann eine oder mehrere der modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 parallel angeordnet aufweisen, wie es von den bestimmten Aufgaben des Fertigungsprozesses vorgegeben wird. Ferner können die modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 eine zum Verwirklichen der an der entsprechenden modularen Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28 durchzuführenden Aufgabe erforderliche Ausrüstung und andere Elemente aufweisen. Man sollte beachten, dass mehrere Aufgaben an einer modularen Fertigungsstation ausgeführt werden können oder alternativ mehrere komplexe Aufgaben über mehrere modulare Fertigungsstationen ausgeführt werden können. Schließlich können eine oder mehrere Aufgaben an einem Artikel oder Produkt ausgeführt werden, wenn er oder es durch die modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 entlang eines später ausführlicher beschriebenen Artikeltransportsystems 30 transportiert wird.
Die zum Ausführen einer Aufgabe an einer entsprechenden der modularen Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28 erforderliche Ausrüstung und anderen Elemente können von einem Rahmen oder genauer von einem Fertigungsmodul 32 getragen werden. Beispielsweise kann die Fertigungskette 10 mehrere Fertigungsmodule 32 aufweisen, die zum Aufnehmen der modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 angeordnet und ausgebildet sind. Wie bei der Ausführungsform der 1 gezeigt können die Fertigungsmodule 32 in Reihe angeordnet sein, wie es von den modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 vorgegeben wird. Jedoch kann die Größe und Geometrie der Fertigungskette 10, die die Fertigungsmodule 32 aufweist, jede einer Vielzahl von möglichen Größen und Konfigurationen umfassen, wie beispielsweise eine „L”-förmige Konfiguration oder eine „U”-förmige Konfiguration. Obwohl 1 zeigt, dass exakt eine der modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 jeweils einem Fertigungsmodul 32 zugeordnet ist, sollte man ferner beachten, dass jedes Fertigungsmodul 32 mehr als eine modulare Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28 tragen kann.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform kann die Waschstation 18 zum Ausführen einer Wasch- und/oder einer Spülaufgabe des Lackierprozesses ausgebildet sein. Insbesondere kann die Waschstation 18 einen von dem Fertigungsmodul 32 getragenen Wassertank 34 zum Zuführen von Wasser oder einer Lösungsmittelmischung zu der Waschstation 18 aufweisen. Alternativ kann jedoch Wasser direkt zu der Waschstation 18 aus einer Betriebsstoffinfrastruktur des Gebäudes 14 oder alternativ von einer externen Betriebsstoffverbindung 36, die außerhalb der Fertigungsstelle 12 angeordnet und über eine Leitung 38 mit der Fertigungskette 10 verbunden ist, zugeführt werden. Die externe Betriebsstoffverbindung 36 kann daher eine Wasserquelle oder alternativ eine Quelle für einen anderen Betriebsstoff aufweisen, wie beispielsweise für elektrischen Strom oder Daten.
Gemäß der momentanen Ausführungsform kann die Leitung 38 Wasser zu einem von dem Fertigungsmodul 32 getragenen Betriebsstofffördermodul 40 liefern. Das Betriebsstofffördermodul 40 kann zum Fördern eines Betriebsstoffs, wie beispielsweise elektrischen Stroms, eines Fluids oder von Daten, durch das Fertigungsmodul 32 ausgebildet sein. Der Betriebsstoff kann in der Waschstation 18 verwendet werden und kann ferner zu einem benachbarten Fertigungsmodul 32 gefördert werden. Beispielsweise kann jedes der anderen Fertigungsmodule 32 Betriebsstofffördermodule 40 aufweisen, so dass ein Betriebsstoff an einem Fertigungsmodul 32 zugeführt wird und an einem anderen verwendet wird. Insbesondere kann jedes Fertigungsmodul 32 einen Betriebsstoff aus einem vorhergehenden Fertigungsmodul 32 der Fertigungskette 10 aufnehmen und kann den Betriebsstoff zu einem nachfolgenden Fertigungsmodul 32 fördern.
Die Waschstation 18 kann ferner eine Wasserpumpe 42 zum Zirkulieren des Wassers oder der Lösungsmittelmischung durch die Waschstation 18 und/oder zum Druckbeaufschlagen des Wassers oder der Lösungsmittelmischung aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform kann das Wasser oder die Lösungsmittelmischung durch mehrere Wasserdüsen 44 geleitet werden, so dass die Wasserdüsen 44 zum Besprühen eines Artikels, während er durch die Waschstation 18 läuft, zum Entfernen jeglicher auf dem Artikel abgelagerten Fremdstoffe ausgebildet sind. Solche Fremdstoffe können beispielsweise Schmiermittel, Schmutz, Staub, Öl oder jegliche andere Substanzen, die den Lackaufbringungsprozess stören können, umfassen. Die Waschstation 18 kann ebenfalls mehrere Wassersperrwände 46 zum Verhindern, dass Wasser oder die Lösungsmittelmischung aus der Waschstation 18 entweicht, und ein Ablaufsystem zum Zurückführen des verwendeten Wassers oder der Lösungsmittelmischung zu dem Wassertank 34 aufweisen. Man sollte beachten, dass die Waschstation 18 jede Ausrüstung aufweisen kann, die zum Entfernen von Fremdstoffen von einem Artikel, bevor ein Lack, wie beispielsweise ein gepulverter Lack, aufgetragen wird, nützlich ist.
Die Abblassstation 20 kann zum Entfernen des auf dem Artikel verbliebenen gesamten Wassers oder der gesamten Lösungsmittelmischung, nachdem der Artikel durch die Waschstation 18 gelaufen ist, ausgebildet sein. Insbesondere kann die Abblasstation 20 ein Gebläse 48 oder eine Pumpe zum Druckbeaufschlagen von Luft und mehrere Luftdüsen 50 zum Leiten der druckbeaufschlagten Luft in Richtung zu dem Artikel aufweisen. Einer oder beide von dem Gebläse 48 und den Luftdüsen 50 kann/können von dem Fertigungsmodul 32 getragen werden. Ferner kann die Abblasstation 20 einen Schlauch (nicht gezeigt) aufweisen, der für einen Bediener zum manuellen Leiten der druckbeaufschlagten Luft in Richtung zu dem Artikel zugänglich ist. Gemäß einer Ausführungsform kann die druckbeaufschlagte Luft über das Betriebsstofffördermodul 40 zugeführt werden. Insbesondere kann druckbeaufschlagte Luft direkt aus einer Quelle oder indirekt über das Betriebsstofffödermodul 40 eines benachbarten Fertigungsmoduls 32 zugeführt werden.
Luftsperrtafeln 52 oder Wände können ebenfalls an der Abblasstation 20 zum Verhindern, dass aus den Luftdüsen 50 geblasene druckbeaufschlagte Luft die Tätigkeiten oder die Ausrüstung außerhalb der Abblasstation 20 stört, vorgesehen sein. Nachdem das Wasser oder die Lösungsmittelmischung ausreichend von dem Artikel in der Abblasstation 20 entfernt wurde, kann der Artikel zu der Inspektionsstation 22 transportiert werden, die eine Stelle für einen Bediener 54 zum Inspizieren des Artikels vorsehen kann. Die Inspektion kann beispielsweise eine visuelle, physikalische oder chemische Analyse zum Bestimmen des Vorhandenseins von irgendwelchen verbliebenen Verunreinigungen auf der Oberfläche des Artikels sein.
Nach der Inspektion kann der Artikel entlang des Artikeltransportsystems 30 zu der Lackaufbringungsstation 24 transportiert werden. Die Lackaufbringungsstation 24 kann einen Teil der Lackaufbringungsausrüstung 56 zum Beschichten des Artikels mit Lack aufweisen, wie beispielsweise gemäß einem Beispiel mit einem gepulverten Lack. Die Lackaufbringungsstation 24 kann ferner mehrere Lacksperrtafeln 58 zum Begrenzen des Lacks auf die Abgrenzungen der Lackaufbringungsstation 24 aufweisen. Eine oder beide der Lackaufbringungsausrüstung 56 und der Lacksperrtafeln 58 kann/können von dem Fertigungsmodul 32 getragen werden. Alternativ können jedoch die Lackaufbringungsausrüstung 56 und die Lacksperrtafeln 58 an dem ebenen Boden 16 befestigt sein. Man sollte beachten, dass die in der Lackaufbringungsstation 24 verwendete Ausrüstung in Abhängigkeit von der verwendeten Lackart und dem Aufbringungsprozess, der verwendet wird, variieren kann. Beispielsweise kann der Lack auf den Artikel gesprüht werden oder alternativ kann der Artikel in einen den Lack enthaltenden Tank getaucht werden.
Von der Lackaufbringungsstation 24 kann der Artikel zu der Aushärtestation 26 transportiert werden. Die Aushärtestation 26 kann zum Erwärmen oder sonstigen Aushärten der Beschichtung des frisch aufgetragenen Lacks ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführungsform kann die Aushärtestation 26 mehrere Infrarotheizer 60 aufweisen, die mehrere Infrarotheizlampen 62 zum Erzeugen der zum Bewirken, dass die Lackbeschichtung auf dem Artikel aushärtet, erforderlichen Hitze enthalten können. Gemäß einer Ausführungsform können die Infrarotheizer 60 tragbar sein. Beispielsweise kann ein oder mehrere Sätze an Walzen 64 zum Ermöglichen einer Bewegung der Infrarotheizer 60 von einer Stelle, wie beispielsweise einer Aufbewahrungsstelle, und in die dargestellte Position relativ zu der Lackaufbringungsstation 24 vorgesehen sein. Man sollte beachten, dass sich „tragbare” Ausrüstung, wie sie hierin verwendet wird, auf jede Ausrüstung oder jedes Element beziehen kann, die/das nicht als eine Befestigung oder sonstwie permanent befestigtes Element charakterisiert ist. Man sollte beachten, dass jede Ausrüstung, die zum Bewirken, dass die auf den Artikel aufgetragene Lackbeschichtung dauerhaft ist, zur Verwendung in der Aushärtestation 26 in Betracht gezogen wird.
Zur Vereinfachung wird der beispielhafte Lackierprozess so beschrieben, dass er eine Lackaufbringungsstation 24 aufweist, man sollte jedoch beachten, dass ein Lackierprozess häufig das Beschichten des Artikels mit mehreren Lackbeschichtungen umfassen kann Demzufolge kann die Fertigungskette 10 zusätzliche Lackaufbringungsstationen 24 und, falls erforderlich, Fertigungsmodule 32 zum Aufnehmen eines solchen Prozesses aufweisen. Schließlich kann, nachdem die gewünschte Anzahl von Lackbeschichtungen auf den Artikel aufgetragen ist, der Artikel zu der Entladestation 28 transportiert werden. An der Entladestation 28 kann der Artikel von einem Bediener 66 aus der Fertigungskette 10 oder genauer aus dem Artikeltransportsystem 30 entfernt werden. Man beachte, dass nach dem Durchlauf durch die Fertigungskette 10 der Artikel zu einer anderen Fertigungskette für eine weitere Bearbeitung transportiert werden kann, falls gewünscht. Gemäß einer Ausführungsform kann der Artikel zu einer Pufferstelle geleitet werden, bevor er zu einer anderen Fertigungskette hinüber fährt. Alternativ kann der Artikel zu einer Lagerstelle zum Lager oder zu einem Transportfahrzeug zum Beliefern eines Kunden entnommen werden.
Nun unter Zuwendung auf die 2 ist ein beispielhaftes Fertigangsmodul 32 zum Tragen von einer oder mehreren modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 der 1 ausführlicher gezeigt. Insbesondere kann das Fertigungsmodul 32 aus mehreren Trägern bestehen, wie beispielsweise rohrförmigen Trägern, die einen Rahmen oder ein Gerüst 80 bilden. Gemäß einer Ausführungsform kann das Gerüst 80 mehrere vertikal ausgerichtete Stützträger 82, 84, 86 und 88 aufweisen, die an dem ebenen Boden 16 unter Verwendung von Stützplatten 90, 92, 94 bzw. 96 angebracht sind. Obwohl eine geschraubte Verbindung gezeigt ist, sollte man beachten, dass die Stützträger 82, 84, 86 und 88 und/oder die Stützplatten 90, 92, 94 und 96 an dem ebenen Boden 16 unter Verwendung jeder sicheren Verbindung angebracht sein können.
Die vertikal ausgerichteten Stützträger 82, 84, 86 und 88 können unter Verwendung mehrerer zusätzlicher Stützträger, wie beispielsweise horizontal ausgerichteter Träger 98, 100, 102 und 104, miteinander verbunden sein. Die horizontal ausgerichteten Stützträger 98, 100, 102 und 104 und die vertikal ausgerichteten Stützträger 82, 84, 86 und 88 können einen Eingang 106 und einen Ausgang 108 des Fertigungsmoduls 32 definieren und können eine strukturelle Abstützung für eine oder mehrere modulare Fertigungsstationen bieten, wie beispielsweise die modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 der 1. Daher können die Stützträger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 aus Stahl, Kohlenstoffzusammensetzungen und jedem anderen im Stand der Technik bekannten Material, das zum Vorsehen der gewünschten Abstützung geeignet ist, hergestellt sein. Gemäß einer Ausführungsform kann es erwünscht sein, ein Material mit relativ geringem Gewicht zum Erleichtern des Transports und/oder der Konstruktion des Fertigungsmoduls 32 zu verwenden.
Zusätzlich kann es erwünscht sein, ein Ausfahren und/oder Einfahren von einem oder mehreren der Stützträger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 zu ermöglichen. Ein solches Ausfahren und/oder Einfahren kann den Transport und/oder die Konstruktion des Fertigungsmoduls 32 weiter erleichtern und kann auch eine maßgefertigte Größe und/oder Form jedes Fertigungsmoduls 32 erlauben. Beispielsweise kann die gewünschte Größe und/oder Form des Fertigungsmoduls 32 von einer Vielzahl von Faktoren abhängen, wie, aber nicht ausschließlich, der Anzahl von modularen Fertigungsstationen, wie beispielsweise die modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28, die innerhalb des Fertigungsmoduls 32 angeordnet sind.
Zum Erleichtern des Einstellens kann einer oder mehrere der Stützträger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 einen hohlen, rohrförmigen Bereich und einen Kolbenbereich aufweisen. Beispielsweise ist der vertikal ausgerichtete Stützträger 82 gezeigt, dass er einen rohrförmigen Bereich 82a und einen kolbenförmigen Bereich 82b aufweist. Man sollte beachten, dass der Kolbenbereich 82b innerhalb des rohrförmigen Bereichs 82a verschiebbar aufgenommen sein kann und bei einer gewünschten Länge verriegelt werden kann. Das Verriegeln kann unter Verwendung jeder bekannten Feststellvorrichtung bewirkt werden, wie beispielsweise Bolzen, Schrauben, Zapfen oder federbetätigte Lager. Alternativ kann jedoch jeder Stützträger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 in verschiedenen gewünschten Längen hergestellt werden, wie es von der Form des Fertigungsmoduls 32 vorgegeben ist. Gemäß einer Ausführungsform kann es erwünscht sein, nur die vertikal ausgerichteten Stützträger 82, 84, 86 und 88 auszufahren und/oder einzufahren.
Obwohl die Stützträger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 so dargestellt sind, dass sie eine Würfelform bilden, können sie alternativ angeordnet werden, dass sie jede Form bilden, die für den bestimmten ausgeführten Fertigungsprozess förderlich ist. Zusätzlich kann die Anzahl von Stützträgern 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104, die zum Bilden des Gerüsts 80 verwendet wird, in Abhängigkeit von der Form des Fertigungsmoduls 32 variieren. Die Stützträger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 des Fertigungsmoduls 32 können durch mechanische Feststellvorrichtungen, Schweißnähte oder jede andere im Stand der Technik bekannte Vorrichtung, die zum Befestigen von Bauteilen verwendet wird, befestigt sein. Zusätzlich kann das Gerüst 80 des Fertigungsmoduls 32 an dem Rahmen eines benachbarten Fertigungsmoduls 32 unter Verwendung von ähnlichen Feststellvorrichtungen angebracht sein. Alternativ kann jedoch das Fertigungsmodul 32 an ein benachbartes Fertigungsmodul 32 angrenzend angeordnet sein und kann nicht daran angebracht sein. Ein „benachbartes” Fertigungsmodul, wie es hierin verwendet wird, kann sich auf ein Fertigungsmodul, wie beispielsweise das Fertigungsmodul 32, beziehen, das in unmittelbarer Nähe zu einem anderen Fertigungsmodul, wie beispielsweise einem vorhergehenden oder einem nachfolgenden Fertigungsmodul in der Fertigungskette 10, angeordnet ist.
Einer oder mehrere der Stützträger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 des Gerüsts 80 kann/können das Betriebsstofffödermodul 40 tragen. Das Betriebsstofffördermodul 40 kann zum Fördern wenigstens eines Elements aus der Gruppe bestehend aus elektrischem Strom, Fluid und Daten durch das Fertigungsmodul 32 ausgebildet sein. Insbesondere kann das Betriebsstofffordermodul 40 elektrischen Strom, Wasser, komprimierte Luft, Gas oder andere Betriebsstoffe zu der einen oder zu den mehreren modularen Fertigungsstation(en), wie beispielsweise den modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28, die von dem Fertigungsmodul 32 getragen werden, fördern und/oder diesen zuführen. Gemäß einer Ausführungsform kann das Betriebsstofffördermodul 40 eine Sammlung an Drähten, Kabeln oder anderen Leitungen, die zum Fördern von einem oder mehreren Betriebsstoffen geeignet sind, aufweisen.
Das Betriebsstofffördermodul 40 kann einen externen Anschluss 110 zum Erfassen einer externen Betriebsstoffverbindung, wie beispielsweise der externen Betriebsstoffverbindung 36 der 1, aufweisen. Obwohl die externe Betriebsstoffverbindung 36 außerhalb des Gebäudes angeordnet ist, sollte man beachten, dass die externe Betriebsstoffverbindung 36 innerhalb des Gebäudes 14, wie beispielsweise innerhalb der Fertigungsstelle 12, angeordnet sein kann. Gemäß einer Ausführungsform weist die externe Betriebsstoffverbindung 36 eine Betriebsstoffquelle, wie beispielsweise ein elektrisches Stromnetz, einen Generator, eine Batterie, einen Tank mit verdichteter Luft, einen Hydrauliktank und/oder eine Wasserzufuhr auf. Man sollte beachten, dass die externe Betriebsstoffverbindung 36 jede Quelle eines Betriebsstoffs aufweisen kann, der von der Fertigungskette 10 verwendet wird. Entsprechend kann jedes Betriebsstofffördermodul 40 mehrere externe Anschlüsse 110 in Abhängigkeit von der Anzahl von Betriebsstoffquellen, die zu erfassen sind, aufweisen.
Jedes Betriebsstofffördermodul 40 kann auch einen Eingangsanschluss 112 zum Erfassen eines Betriebsstofffördermoduls 40 eines vorhergehenden Fertigungsmoduls 32 und einen Ausgangsanschluss 114 zum Erfassen eines Betriebsstofffördermoduls 40 eines nachfolgenden Fertigungsmoduls 32 aufweisen. Man sollte beachten, dass der Eingangsanschluss 112 des Betriebsstofffördermoduls 40 des ersten Fertigungsmoduls 32 in der Fertigungskette 10 unverwendet bleiben kann und ähnlich kann der Ausgangsanschluss 114 des Betriebsstofffördermoduls 40 des letzten Fertigungsmoduls 32 unverwendet bleiben. Solche Anschlüsse können jedoch erforderlich werden, wie beispielsweise, wenn ein zusätzliches Fertigungsmodul 32 der Fertigungskette 10 hinzugefügt wird.
Zusätzlich kann das Betriebsstofffördermodul 40 einen oder mehrere Ausrüstungsanschlüsse, wie beispielsweise einen ersten Ausrüstungsanschluss 116, zum Zuführen eines Betriebsstoffs zu der einen oder den mehreren modularen Fertigungsstationen, wie beispielsweise den modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28, des Fertigungsmoduls 32 aufweisen. Gemäß einem allgemeineren Beispiel kann das Fertigungsmodul 32 eine erste modulare Fertigungsstation 118 tragen, die zum Ausführen von wenigstens einer Aufgabe eines Fertigungsprozesses ausgebildet ist. Entsprechend kann die erste modulare Fertigungsstation 118 eine Ausrüstung und andere Systeme und/oder Elemente, die zum Ausführen der auszuführenden Aufgabe erforderlich sind, aufweisen. Insbesondere und gemäß einem Beispiel kann die erste modulare Fertigungsstation 118 einen Teil einer Fertigungsausrüstung 120, eine Artikeltransportvorrichtung 122, die einen Teil des Artikeltransportsystems 33 entsprechend der Station 118 darstellt, und ein Stationssteuerungssystem 124 aufweisen. Obwohl die Fertigungsausrüstung 120 als mehrere Luftdüsen, ähnlich den Luftdüsen 50, erläutert ist, sollte man beachten, dass jede Fertigungsausrüstung, die zum Ausführen einer Fertigungsaufgabe nützlich ist, in Betracht gezogen wird.
Eine oder mehrere der Fertigungsausrüstungen 120, der Artikeltransportvorrichtung 122 und des Stationssteuerungssystems 124 können Betriebsstoffe, wie beispielsweise elektrischen Strom, ein Fluid und Daten, von dem Betriebsstofffordermodul 40 aufnehmen. Beispielsweise kann die Fertigungsausrüstung 120 eine Leitung 126 mit einem schnellen Verbindungskopplungsbauteil 128 zum Erfassen des ersten Ausrüstungsanschlusses 116 aufweisen. Ähnlich kann die Artikeltransportvorrichtung 122 eine Leitung 130 mit einem schnellen Verbindungskopplungsbauteil 130 zum Erfassen eines zweiten Ausrüstungsanschlusses 134 des Betriebsstofffödermoduls 40 aufweisen. Zusätzlich kann das Stationssteuerungssystem 124 eine Leitung 136 mit einem schnellen Verbindungskopplungsbauteil 138 zum Erfassen eines dritten Ausrüstungsanschlusses 140 des Betriebsstofffördermoduls 40 aufweisen.
Man sollte beachten, dass jeder/jede der hierin beschriebenen Anschlüsse oder Verbindungen, wie beispielsweise die Anschlüsse 110, 112, 114, 116, 134 und 140, elektrische Ausgänge, schnelle Verbindungskopplungsbauteile oder jegliche andere bekannte Betriebsstoffschnittstellen verkörpern kann. Zusätzlich kann jedes der schnellen Verbindungskopplungsbauteile 128, 132 und 138 jede geeignete Betriebsstoffschnittstelle zum Erfassen von einem oder mehreren der Anschlüsse 110, 112, 114, 116, 134 und 140 verkörpern. Man sollte ebenso beachten, dass die schnellen Verbindungskopplungsbauteile ein relativ schnelles und leichtes Zusammenbauen und/oder Abbauen der Fertigungsstationen, wie beispielsweise der modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 und/oder der ersten modularen Fertigungsstation 118 ermöglichen. Zusätzliche Vorteile können durch Verwenden üblicher oder universeller Schnittstellen in der gesamten Fertigungskette 10 erkannt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Betriebsstofffördermodul 40 an einem der Stützträger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104, wie beispielsweise dem Stützträger 102, unter Verwendung einer oder mehrerer Montagevorrichtungen 142 befestigt werden. Die Montagevorrichtungen 142 können beispielsweise Haken, Laschen, Buchsen oder irgendwelche anderen zum Befestigen des Betriebsstoffördermoduls 40 an einem oder mehreren der Stützträger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 geeignete Vorrichtungen umfassen. Alternativ kann jedoch das Betriebsstofffördermodul 40 innerhalb eines hohlen Bereichs angeordnet sein, wie beispielsweise einem mittleren Bereich von einem oder mehreren der röhrförmigen Stützträger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104. Man sollte beachten, dass das Betriebsstofffördermodul 40 von jeder Anzahl von Stützträgern 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 getragen und/oder daran befestigt werden kann, wie es zum Fördern eines Betriebsstoffs durch das Fertigungsmodul 32 und/oder zum Zuführen zu diesem erforderlich ist.
Nun unter Zuwendung auf 3 ist eine alternative Ausführungsform eines Fertigungsmoduls 32 gezeigt. Insbesondere kann/können eines oder mehrere der Fertigungsmodule 32 eine zweite modulare Fertigungsstation 160 aufweisen, die zwischen dem Eingang 106 und dem Ausgang 108 des Fertigungsmoduls 32 angeordnet ist. Die zweite modulare Fertigungsstation 160 kann ähnliche Systeme und/oder Bauteile wie die erste modulare Fertigungsstation 118 aufweisen. Insbesondere kann die zweite modulare Fertigungsstation 160 wenigstens einen Teil der Fertigungsausrüstung 120, eine Artikeltransportvorrichtung 122, die einen Bereich des Artikeltransportsystems 30 entsprechend der zweiten modularen Fertigungsstation 160 darstellt, und ein Stationssteuerungssystem 124 aufweisen.
Man sollte beachten, dass jedes der Systeme und/oder Bauteile der zweiten modularen Fertigungsstation 160 auch einen Betriebsstoff von dem Betriebsstofffördermodul 40 in einer ähnlichen Weise wie die oben beschriebene aufnehmen kann. Man sollte ferner beachten, dass eine oder beide der ersten und der zweiten modularen Fertigungsstationen 118 und 160 für die modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 von 1 stellvertretend sein können. Entsprechend kann jede modulare Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28 allgemein eine oder mehrere der Fertigungsausrüstung 120, der Artikeltransportvorrichtung 122 und des Stationssteuerungssystems 124 aufweisen.
Jede Artikeltransportvorrichtung 122 kann ein Reibungsantriebssystem mit einem oder mehreren Sätzen von Trägerschienen, wie beispielsweise die Trägerschienen 162, entlang derer ein Träger 164 transportiert werden kann, aufweisen. Man sollte beachten, dass der eine Satz oder die mehreren Sätze von Trägerschienen 162 einen Transportweg 166 durch eine Fertigungskette definieren kann/können, wie beispielsweise die Fertigungskette 10 der 1. Reibungsantriebssysteme sind bekannt und können allgemein eine oder mehrere fest an dem Gerüst 80 zum Tragen von einer oder mehreren Trägerschienen 170 angebrachte Hängeschienen 168 aufweisen. Wenigstens eine der Trägerschienen 170 kann eine Abstützung für eine Antriebswelle 172 vorsehen, die mechanisch mit einem Antriebssystem 174 gekoppelt sein kann.
Das Antriebssystem 174 kann beispielsweise einen Elektro-, einen hydraulischen oder einen pneumatischen Motor aufweisen und kann ferner ein Getriebe und Steuerungen, sofern erforderlich, zum Antreiben der Antriebswelle 172 bei einer gewünschten Drehzahl und einer gewünschten Richtung aufweisen. Beispielsweise kann die Antriebswelle 172 in einer ersten Richtung zum Reibeingriff mit Rädern des Trägers 164 derart gedreht werden, dass der Träger 164. in einer Vorwärtstransportrichtung bewegt wird, die durch einen Pfeil „F” dargestellt ist. Alternativ kann die Antriebswelle 172 jedoch von dem Antriebssystem 174 in einer entgegengesetzten Richtung zum Reibeingriff mit Rädern des Trägers 164 zum Bewegen des Trägers 164 in einer Rückwärtstransportrichtung „R” gedreht werden, die der Vorwärtstransportrichtung „F” entgegengesetzt ist. Ein ähnliches Reibungsantriebssystem kann von OCS IntelliTrak, Incorporated of Cincinatti, Ohio angeboten werden.
Obwohl ein Reibungsantriebssystem beschrieben ist, sollte man jedoch beachten, dass eine Vielzahl von Materialbearbeitungssystemen verwendet werden kann. Beispielsweise werden Luftausgleicher, eine Reihe von Hebevorrichtungen, eine elektrifizierte Einschiene oder jede andere zum Bewegen eines Artikels durch die Fertigungskette 10 geeignete Vorrichtung ebenfalls in Betracht gezogen. Ferner sollte man beachten, dass die Träger, wie beispielsweise die Träger 164, jegliche zum Greifen eines durch die Fertigungskette 10 zu fördernden Artikels geeignete Vorrichtungen aufweisen können. Beispielhafte Träger können beispielsweise Haken, Klemmbacken, Laschen oder irgendwelche andere zum vorübergehenden Greifen des Artikels geeignete Vorrichtungen aufweisen. Obwohl ein einziger Träger 164 zum Transportieren eines Artikels gezeigt ist, sollte man beachten, dass mehrere Träger zum Transportieren des Artikels in Abhängigkeit von der Größe und dem Gewicht des Artikels erforderlich sein können.
Man sollte auch beachten, dass das Artikeltransportsystem 30 durch eine Kette, einen Riemen oder jede andere Vorrichtung, die die Träger 164 durch die Fertigungskette 10 fördern kann, ersetzt sein kann. Gemäß einer Ausführungsform kann das Artikeltransportsystem 30 an dem ebenen Boden 16 montiert sein und/oder eine Transportvorrichtung, wie beispielsweise einen Förderriemen zum Fördern des Artikels durch die Fertigungskette 10, aufweisen. Vorzugsweise können jedoch die Artikeltransportvorrichtungen 122, die das Artikeltransportsystem 30 definieren, jeweils wenigstens ein Antriebssystem 174 oder ein ähnliches Mittel zum Ermöglichen einer unabhängigen Bewegung des Trägers 164 innerhalb der entsprechenden einen der Fertigungsstationen 118 und 160 aufweisen.
Jedes Stationssteuerungssystem 124 kann zum Steuern eines Betriebs wenigstens einer Artikeltransportvorrichtung 122 und der Fertigungsausrüstung 120 der entsprechenden modularen Fertigungsstation 118 und 160 ausgebildet sein. Insbesondere kann das Stationssteuerungssystem 124 mit der Artikeltransportvorrichtung 122 in Verbindung stehen oder genauer mit dem Antriebssystem 174, und kann zum Ausgeben eines Betriebssignals, wie beispielsweise eines Vorwärtssignals, eines Rückwärtssignals und eines Stoppsignals, ausgebildet sein. Das Vorwärtssignal kann der Vorwärtstransportrichtung „F” entsprechen, das Rückwärtssignal kann der Rückwärtstransportrichtung „R” entsprechen und das Stoppsignal kann einer stationären Position entsprechen. Man sollte beachten, dass die stationäre Position einen Zustand darstellen kann, in dem der Träger 164 weder in der Vorwärtstransportrichtung „F” noch in der Rückwärtstransportrichtung „R” angetrieben wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Träger 164 der ersten modularen Fertigungsstation 118 in der Vorwärtstransportrichtung „F” angetrieben werden, während der Träger 164 der zweiten modularen Fertigungsstation 160 gleichzeitig in der Rückwärtstransportrichtung „R” angetrieben wird oder alternativ stationär bleibt. Gemäß einem besonderen Beispiel kann es erwünscht sein, den Träger 164 der zweiten modularen Fertigungsstation 160 in der Rückwärtstransportrichtung „R” relativ zu der Fertigungsausrüstung 120 zu bewegen. Man sollte beachten, dass sich eine kontinuierliche Vorwärts- und Rückwärtsbewegung relativ zu der Fertigungsausrüstung 120 bei einer Vielzahl von Aufgaben eines Fertigungsprozesses als vorteilhaft erweisen kann, wie, aber nicht ausschließlich, einer Waschaufgabe und einer Abblasaufgabe, wie oben beschrieben ist. Gemäß einem zusätzlichen Beispiel kann es erwünscht sein, den Träger 164 der zweiten modularen Fertigungsstation 160 anzuhalten, wie beispielsweise als Antwort auf die Identifikation einer Störung, während ein oder mehrere andere Träger 164 weiterbewegt werden. Eine Vielzahl von Störungen kann in Betracht kommen, wie beispielsweise Störungen, die sich aus Prozessproblemen und/oder Ausrüsungsfehlern ergeben.
Jede modulare Fertigungsstation 118 und 160 kann auch eine oder mehrere Positionsverfolgungsvorrichtungen aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform sind eine erste Positionsverfolgungsvorrichtung 176, eine zweite Positionsverfolgungsvorrichtung 178 und eine dritte Positionsverfolgungsvorrichtung 180 jeweils zum Erfassen einer Position des Trägers 164 angeordnet, wenn er durch die Stationen 118 und 160 transportiert wird. Positionsverfolgungsvorrichtungen 176, 178 und 180 sind bekannt und können beispielsweise Positionssensoren, Näherungsschalter, Barcodeleser oder jegliche anderen zum Erfassen einer Position des Trägers 164 geeignete Vorrichtungen umfassen. Zusätzlich können die Positionsverfolgungsvorrichtungen 176, 178 und 180 von dem Gerüst 80, der Artikeltransportvorrichtung 122 getragen werden oder können sonst wie angeordnet werden. Obwohl drei Positionsverfolgungsvorrichtungen 176, 178 und 180 gezeigt sind, sollte man beachten, dass jede Anzahl von Positionsverfolgungsvorrichtungen verwendet werden kann, wie es von dem Fertigungsprozess vorgegeben wird.
Jedes Stationssteuerungssystem 124 kann auch mit den Positionsverfolgungsvorrichtungen 176, 178 und 180 in Verbindung stehen und kann Signale von einer oder mehreren der Positionsverfolgungsvorrichtungen 176, 178 und 180 empfangen, die eine erste, eine zweite und eine dritte erfasste Position des Trägers 164 anzeigen. Jedes Stationssteuerungsystem 124 kann auch zum Ausgeben von einem oder mehreren Betriebssignalen, wie beispielsweise dem Vorwärtssignal, dem Rückwärtssignal und dem Stoppsignal, an die Artikeltransportvorrichtung 122 basierend zumindest teilweise auf einer der erfassten Trägerpositionen ausgebildet sein. Gemäß einem Beispiel kann es erwünscht sein, dass das Stationssteuerungssystem 124 das Stoppsignal an die Artikeltransportvorrichtung 122 ausgibt, wenn der Träger 164 eine vorbestimmte Position relativ zu der Fertigungsausrüstung 120 erreicht hat. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne kann das Stationssteuerungssystem 124 beispielsweise dann das Vorwärtssignal an die Artikeltransportvorrichtung 122 ausgeben. Ferner kann das Stationssteuerungssystem 124 ein oder mehrere Betriebssignale an die Fertigungsausrüstung wenigstens teilweise basierend auf einer erfassten Trägerposition ausgeben.
Nun unter Zuwendung auf 4 ist eine alternative Ausführungsform eines Fertigungsmoduls 32 gezeigt. Insbesondere kann der von den Trägerschienen 162 definierte Transportweg 166 eine vertikale Unterbrechung 200 aufweisen. Man sollte beachten, dass gemäß einem Beispiel die vertikale Unterbrechung 200 auftreten kann, wo der Transportweg 166 eine erste Transporthöhe 202 aufweist, die vertikal von einer zweiten Transporthöhe 204 beabstandet ist. Insbesondere können die zwei Sätze von Trägerschienen 162 der ersten modularen Fertigungsstation 118 auf der ersten Transporthöhe 202 angeordnet sein, während die Trägerschienen 162 der zweiten modularen Fertigungsstation 160 auf der zweiten Transporthöhe 204 angeordnet sind. Eine solche Unterbrechung entlang des Transportwegs 166 kann als eine Folge der Gestaltung der Fertigungskette 10 auftreten, wie sie durch eine Topographie der Fertigungsstelle 12 oder einer Vielzahl von anderen Faktoren vorgegeben wird. Zusätzlich kann es erwünscht sein, die Höhe des Transportwegs 166 relativ zu der Fertigungsausrüstung 120 zu ändern.
Eine erste Vertikalanhebevorrichtung 206 kann zum Bewegen von einem der Sätze an Trägerschienen 162 in einer vertikalen Richtung relativ zu dem Transportweg 166 vorgesehen sein. Insbesondere kann die erste Vertikalanhebevorrichtung 206 zum Bewegen von einem der Sätze von Tragerschienen 162, der an die vertikale Unterbrechung 200 angrenzt, von der ersten Transporthöhe 202 auf die zweite Transporthöhe 204 ausgebildet sein. Die Vertikalanhebevorrichtungen, wie beispielsweise die Vertikalanhebevorrichtung 206, sind bekannt und können beispielsweise elektrische oder pneumatische Anhebevorrichtungen umfassen und können daher jegliche erforderlichen Betriebsstoffe von dem Betriebsstofffördermodul 40 aufnehmen. Zusätzlich kann die erste Vertikalanhebevorrichtung 206 von dem Gerüst 80 des Fertigungsmoduls 32 getragen werden und/oder daran befestigt sein.
Ein Steuerungssystem, wie beispielsweise das Stationssteuerungssystem 124, kann auch zum Steuern des Betriebs der ersten Vertikalanhebevorrichtung 206 vorgesehen sein. Insbesondere und gemäß einer Ausführungsform kann, das Stationssteuerungssystem 124 mit der ersten Vertikalanhebevorrichtung 206 in Verbindung stehen und kann zum Ausgeben von Betriebssignalen zu dieser ausgebildet sein, wie beispielsweise ein Anhebesignal und ein Absenksignal. Beispielsweise kann die erste Vertikalanhebevorrichtung 206 zum Bewegen der Trägerschienen 162 von der ersten Transporthöhe 202 auf die zweite Transporthöhe 204 als Antwort auf das Anhebesignal ausgebildet sein. Zusätzlich kann die erste Vertikalanhebevorrichtung 206 zum Bewegen der Trägerschienen 162 von der zweiten Transporthöhe 204 auf die erste Transporthöhe 202 als Antwort auf das Absenksignal ausgebildet sein.
Ferner kann das Stationssteuerungssystem 124 zum Ausgeben des Anhebesignals und/oder des Absenksignals als Antwort auf eine Trägerposition, die von einer der Positionsverfolgungsvorrichtungen 176, 178 und 180 ausgegeben wird, ausgebildet sein. Insbesondere und gemäß einem Beispiel kann es erwünscht sein, das Anhebesignal auszugeben, wenn bestimmt wird, dass der Träger 164 eine vorbestimmte Position relativ zu den Trägerschienen 162 erreicht hat. Nachdem die Trägerschienen 162 angehoben wurden, kann der Träger 164 weiter entlang des Transportwegs 168 auf der zweiten Transporthöhe 204 transportiert werden, wie beispielsweise von dem Antriebssystem 174.
Der Transportweg 168 kann zusätzliche vertikale Unterbrechungen aufweisen, wie beispielsweise eine zweite vertikale Unterbrechung 210, die in 5 gezeigt ist. Eine zweite Vertikalanhebevorrichtung 212 ähnlich der ersten Vertikalanhebevorrichtung 206 kann daher zum Weiterbewegen des Trägers 164 durch die zweite vertikale Unterbrechung 210 vorgesehen sein. Insbesondere kann die zweite Vertikalanhebevorrichtung 212 die Trägerschienen 162 von der zweiten Transporthöhe 204 auf die erste Transporthöhe 202 bewegen, wie beispielsweise als Antwort auf das von dem Stationssteuerungssystem 124 ausgegebene Absenksignal. Man sollte beachten, dass das Stationssteuerungssystem 124 das Absenksignal als Antwort auf eine von einer der Positionsverfolgungsvorrichtungen 176, 178 und 180 erfassten Position ausgeben kann. Man sollte auch beachten, dass jede Anzahl von Vertikalanhebevorrichtungen, wie beispielsweise die Anhebevorrichtungen 206 und 212, die manuell oder automatisch betrieben werden können, in der gesamten Fertigungskette 10 zum Ausgleichen der vertikalen Unterbrechungen und/oder zum Bewegen eines Trägers 164 in einer vertikalen Richtung relativ zu der Fertigungsausrüstung 120 verwendet werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann es erwünscht sein, eine oder mehrere Vertikalanhebevorrichtungen, wie beispielsweise die Anhebevorrichtungen 206 und 212, in die Fertigungskette 10 zum Aufnehmen der Fertigungsausrüstung 120 einzubauen, die oberhalb des ebenen Bodens 16 angeordnet ist. Insbesondere kann die Fertigungskette 10 einen oder mehrere Teile der Fertigungsausrüstung 120 aufweisen, die herkömmlich unterhalb des ebenen Bodens 16 angeordnet werden, wie beispielsweise Tanks oder Bäder. Zur Vereinfachung des Aufstellen kann die Fertigungskette 10 die gesamte Ausrüstung 120, wie Tanks oder Bäder, oberhalb des Bodens anordnen, und kann daher die Träger 164 durch die Fertigungskette 10 und relativ zu der Fertigungsausrüstung 120 unter Verwendung von einer oder mehreren Vertikalanhebevorrichtungen 206 und 212 weiter bewegen.
Man sollte beachten, dass das Verwenden einer Artikeltransportvorrichtung 122 mit wenigstens einer von einer Rückwärts-, Stopp- und Anhebemöglichkeit eine Abnahme der Größe und/oder der Ausgabekapazität der Fertigungsausrüstung ermöglichen kann. Beispielsweise kann eine herkömmliche Aushärtestation einen relativ großen Infrarotheizer erfordern, der zum Erzeugen einer großen Wärmemenge geeignet ist. Insbesondere kann der Infrarotheizer zum angemessenen Aushärten einer Lackbeschichtung auf einem Artikel, wenn er die Aushärtestation mit einer Geschwindigkeit gleich einer Gesamtstraßengeschwindigkeit durchlauft, dimensioniert sein. Jedoch kann die Artikeltransportvorrichtung 120, wie sie hierin beschrieben ist, den Artikel anhalten und/oder umkehren, wenn er durch die Aushärtestation 26 läuft. Daher können die Fertigungsausrüstung 120 oder genauer die Infrarotheizer, die darin verwendet werden, einen geringeren Wärmeausgabebedarf haben. Demzufolge können signifikante Kosteneinsparungen relativ zu der Fertigungsausrüstung 120 erkannt werden.
Ein beispielhaftes Steuerungssystem 120 für die Fertigungskette 10 ist allgemein in 6 gezeigt. Insbesondere kann das Steuerungssystem 220 die Stationssteuerungssysteme 124 jeder modularen Fertigungsstation innerhalb der Fertigungskette 10, wie beispielsweise die modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28, aufweisen. Man sollte beachten, dass die modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 der 1 ähnliche Konfigurationen wie jede Ausführungsformen der ersten und der zweiten modularen Fertigungsstation 118, 160 der 2 bis 5 aufweisen können. Insbesondere können die Fertigungsmodule 32 der Fertigungskette 10 wie in 1 gezeigt jeweils eine oder mehrere der modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 aufweisen, wie es von dem auszuführenden Fertigungsprozess vorgegeben ist.
Die Stationssteuerungssysteme 124 können jegliche handelsüblich erhältliche Mikroprozessoren aufweisen, die Mittel zum Steuern des Betriebs von wenigstens einer der Artikeltransportvorrichtung 122 und der Fertigungsausrüstung 120 der entsprechenden Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 aufweisen. Im Allgemeinen kann jedes Stationssteuerungssystem 124 einen Prozessor 222, einen Speicher 224 und jegliche anderen Bauteile zum Laufenlassen einer Anwendung aufweisen. Verschiedene Schaltkreise können auch den Stationssteuerungssystemen 124 zugeordnet sein, wie beispielsweise ein Betriebsstoffzufuhrschaltkreis, ein Signaleingabeschaltkreis und jegliche andere Bauarten von Schaltkreisen, die für den Betrieb der entsprechenden Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 benötigt werden.
Die Stationssteuerungssysteme 124 können jeweils eine Eingabe von einer Bedienerschnittstelle 226 empfangen und können den Betrieb der Artikeltransportvorrichtung 122 und/oder der Fertigungsausrüstung 120 der entsprechenden Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 als Antwort auf die Eingabe steuern und/oder übersteuern. Man sollte beachten, dass die Bedienerschnittstelle 226 einen Bedienereingabebefehl empfangen kann, der einen gewünschten Betrieb anzeigt. Entsprechend kann die Bedienerschnittstelle 226 einen Touchscreen, ein Keyboard, ein Steuerungspanel oder jede andere Vorrichtung oder Mechanismus aufweisen, der zum Ermöglichen einer Kommunikation zwischen dem Bediener und dem Stationssteuerungssystem 124 geeignet ist. Man sollte auch beachten, dass die Eingabe alternativ ein Computergenerierter Befehl von einem automatisierten System sein könnte, das den Bediener unterstützt, oder von einem autonomen System, das anstelle des Bedieners arbeitet.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Speicher 224 jedes Stationssteuerungssystems 124 ein spezifisches Betriebsmuster entsprechend einer bestimmten darauf gespeicherten Aufgabe aufweisen. Beispielsweise kann das spezifische Betriebsmuster ein oder mehrere Betriebssignale umfassen, die zu wenigstens einer der Artikeltransportvorrichtung 122 und der Fertigungsausrüstung 120 über wenigstens eine Kommunikationsleitung 228 zu übertragen sind. Solche Betriebssignale können beispielsweise das Vorwärtssignal, das Rückwärtssignal und das Stoppsignal wie oben beschrieben umfassen. Zusätzlich können das Anhebesignal und das Absenksignal an eine Artikeltransportvorrichtung 122 ausgegeben werden, die eine Vertikalanhebevorrichtung aufweist, wie beispielsweise die Vertikalanhebevorrichtungen 206 und 212. Ferner können Betriebssignale, wie beispielsweise ein Anfangsbetriebssignal und ein Stoppbetriebssignal, die intuitiv einen Betrieb der Fertigungsausrüstung 120 starten oder stoppen können, ebenso ausgegeben werden. Man sollte beachten, dass ein „spezifisches” Betriebsmuster, wie es hierin verwendet wird, sich allgemein auf irgendeine Sequenz oder ein Muster von Bewegungen oder Betrieben beziehen kann, die die Ausübung einer Aufgabe ermöglichen, wie beispielsweise Parameter wie Geschwindigkeit und Förderrichtung.
Jedes Stationssteuerungssystem 124 kann ein Betriebssignal wie oben beschrieben als Antwort auf eine Bedienereingabe oder alternativ automatisch und nach einem vorbestimmten Muster ausgeben, wie beispielsweise entsprechend dem spezifischen Betriebsmuster, das darauf gespeichert ist. Gemäß einer Ausführungsform können die Stationssteuerungssysteme 124 über die Kommunikationsleitung 228 mit den Positionsverfolgungsvorrichtungen 176, 178 und 180 in Verbindung stehen und können zum Empfangen von Signalen ausgebildet sein, die die erfassten Trägerpositionen anzeigen. Die Stationssteuerungssysteme 124 können auch zum Ausgeben von wenigstens einem der Betriebssignale ausgebildet sein, die dem spezifischen Betriebsmuster entsprechen, basierend zumindest teilweise auf einer oder mehreren der erfassten Trägerpositionen.
Ein Hauptsteuerungssystem 230 kann zum Koordinieren des Betriebs der Stationssteuerungssysteme 124 jeder modularen Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28 vorgesehen sein. Alternativ kann jedoch eines der Stationssteuerungssysteme 124 einem Mastersteuerungssystem zum Koordinieren des Betriebs der Fertigungskette 10 zugeordnet sein. Das Hauptsteuerungssystem 230 kann eine Standardform sein und kann allgemein einen Prozessor 232, wie beispielsweise eine zentrale Prozesseinheit, einen Speicher 234 und einen Eingabe/Ausgabekreis, wie beispielsweise die Kommunikationsleitung 228, aufweisen. Man sollte beachten, dass die Kommunikationsleitung 228, wie sie hierin bezeichnet wird, jede Form einer verdrahteten und/oder drahtlosen Kommunikation darstellen kann und allgemein die Übertragung von jedem Betriebssignal und/oder Positionssignal, die oben beschrieben sind, darstellen kann. Gemäß einer Ausführungsform können eine oder mehrere Datenübermittlungen über die Betriebsstofffödermodule 40 übertragen werden.
Der Prozessor 232 kann den Betrieb des Hauptsteuerungssystems 230 durch Ausgeben von Betriebsanweisungen steuern, wie beispielsweise einen in dem Speicher 234 gespeicherten Programmcode, wobei die Betriebe intern oder extern an das Hauptsteuerungssystem 230 initiiert werden können. Man sollte beachten, dass ein Steuerungsschema verwendet werden kann, das die Ausgänge der Systeme und/oder Bauteile jeder modularen Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28, wie beispielsweise Sensoren, Aktoren oder Steuereinheiten, über die Kommunikationsleitung 228 überwacht. Solche Informationen können beispielsweise zum Steuern der Eingänge in das Stationssteuerungssystem 124 und/oder andere Systeme und Bauteile jeder modularen Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28 verwendet werden.
Gemäß einem Beispiel kann der Speicher 234 des Hauptsteuerungssystems 230 mehrere spezifische Betriebsmuster darauf speichern. Das Hauptsteuerungssystem 230 kann Signale empfangen, die die erste, zweite und dritte erfasste Trägerposition von jedem Stationssteuerungssystem 124 anzeigen. Als Antwort kann das Steuerungssystem 230 unabhängig Betriebssignale, wie beispielsweise Betriebssignale, die einem der spezifischen Betriebsmuster entsprechen, an jedes der Stationssteuerungssysteme 124 übermitteln. Die Stationssteuerungssysteme 124 können wiederum die Betriebssignale an die Artikeltransportvorrichtung 122 und/oder die Fertigungsausrüstung 120 in den entsprechenden Stationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 übermitteln.
Das Hauptsteuerungssystem 230 kann auch die Träger 164 jeder modularen Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28 indexieren, wenn jeder Träger 164 zu einer benachbarten Station 18, 20, 22, 24, 26 und 28 hinüber fährt. Gemäß einer Ausführungsform kann das Hauptsteuerungssystem 230 gleichzeitig ein Indexsignal an die Stationssteuerungssysteme 124 jeder modularen Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28 ausgeben. Daher kann der Prozessor 222 jedes Stationssteuerungssystems 124 zum Erwarten und/oder Vorwegnehmen des Indexsignals von dem Hauptsteuerungssystem 230, nachdem die auszuführende Aufgabe in der entsprechenden Station beendet wurde, ausgebildet sein.
Gemäß einem Beispiel kann das Indexieren das Erfassen einer gewünschten Position des Trägers 164 innerhalb jeder Station 18, 20, 22, 24, 26 und 28 umfassen, wie beispielsweise durch Verwenden von einer oder mehreren Positionsverfolgungsvorrichtungen 176, 178 und 180. Das Hauptsteuerungssystem 230 kann zum Erwarten von Signalen von jeder Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28 ausgebildet sein, die die gewünschte Position anzeigen, und dann gleichzeitig jeden Träger 164 zu einer benachbarten Station 18, 20, 22, 24, 26 und 28 fördern. Zusätzliche Betriebssignale können daher zum Indexieren nützlich sein, wie beispielsweise das Stoppsignal, ein Geschwindigkeitseinstellungssignal, ein Fördersignal oder jedes andere zum Erfassen und zum Fördern der Träger 164 nützliche Signal.
Durch Koordinieren des Betriebs der gesamten Fertigungskette 10 kann das Hauptsteuerungssystem 230 von einer modularen Fertigungsstation ein Trägerpositionssignal empfangen und zu anderen Fertigungsstationen ein Betriebssignal basierend zumindest teilweise auf diesem Trägerpositionssignal ausgeben. Beispielsweise kann es erwünscht sein, den Träger der modularen Fertigungsstation 18 lediglich dann zu fördern, wenn der Träger 164 der modularen Fertigungsstation 20 eine vorbestimmte Position erreicht hat, wie beispielsweise eine von einer oder mehreren der Positionsverfolgungsvorrichtungen 176, 178 und 180 erfasste Position. Man sollte beachten, dass das Hauptsteuerungssystem 230 Positionssignale von allen Positionsverfolgungsvorrichtungen 176, 178 und 180 zumindest teilweise zum Koordinieren des Betriebs der gesamten Fertigungskette 10 verwenden kann.
Das Hauptsteuerungssystem 230 kann auch eine Bedienerschnittstelle, wie beispielsweise ein interaktives Bedienerdisplay 236, zum kontinuierlichen Überwachen und/oder Steuern des Betriebs jeder modularen Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28 der Fertigungskette 10 aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform kann das interaktive Bedienerdisplay 236 zum kontinuierlichen Überwachen eines Zustands jeder Artikeltransportvorrichtung 122 der Fertigungskette 10 verwendet werden. Ferner kann das interaktive Bedienerdisplay 236 zum Anzeigen einer visuellen Echtzeitdarstellung jedes durch die Fertigungskette 10 transportierten Trägers ausgebildet sein. Das interaktive Bedienerdisplay 236 kann zum Empfangen eines Bedienereingangsbefehls von einem Bediener und zum Übertragen des Bedienereingabebefehls an die Artikeltransportvorrichtung 122 oder die Fertigungsausrüstung 120 von wenigstens einer der modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 ausgebildet sein.
Man sollte beachten, dass zahlreiche Anwendungen und Konfigurationen des Steuerungssystems 220 in Betracht gezogen werden. Gemäß einer Ausführungsform können das Hauptsteuerungssystem 230, die Stationssteuerungssysteme 124, die Positionsverfolgungsvorrichtungen 176, 178 und 180, die Artikeltransportvorrichtungen 122 und die Fertigungsausrüstung 120 alle durch ein Netzwerk eines lokalen Gebiets miteinander verbunden sein, wie in 7 gezeigt ist. Daher kann das Hauptsteuerungssystem 230 direkt mit den Systemen und/oder Bauteilen jeder modularen Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28 kommunizieren, und kann daher nicht Übermittlungen wie Betriebssignale durch die Stationssteuerungssysteme 124 leiten. Ähnlich können Positionssignale direkt von den Positionsverfolgungsvorrichtungen 176, 178 und 180 an das Hauptsteuerungssystem 230 übermittelt werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die Fertigungskette 10 der vorliegenden Offenbarung kann eine tragbare und flexible Fertigungskette schaffen, die einen verbesserten Fertigungsprozess trägt. Insbesondere weist die Fertigungskette 10 Fertigungsmodule 32 auf, die relativ schnell und leicht transportiert und aufgestellt werden können. Zusätzlich können modulare Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 leicht zu den Modulen 32 der Fertigungskette 10 hinzugefügt und/oder von diesen entfernt werden. Ferner können das Artikeltransportsystem 30 und sein Betriebsverfahren eine unabhängige Prozesssteuerung an jeder modularen Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28 erlauben und können daher einen verbesserten Wirkungsgrad bezüglich des Fertigungsprozesses schaffen. Obwohl ein Lackierprozess beschrieben ist, sollte man beachten, dass die Fertigungskette 10, wie sie hierin beschrieben ist, zum Ausführen jedes einer Vielzahl von Fertigungsprozessen verwendet werden kann.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf die 1 bis 7 kann die Fertigungskette 10, wie beispielsweise eine Lackierstraße, durch Errichten von mehreren Fertigungsmodulen 32 wie benötigt aufgestellt werden. Insbesondere können mehrere Stützträger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 an dem ebenen Boden 16 einer Fertigungsstelle 12 befestigt werden und können zum Vorsehen eines Rahmens oder Gerüsts 80 miteinander verbunden werden. Einer oder mehrere der Stützträger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 können zum Ausfahren und/oder Einfahren geeignet sein, um den Transport und/oder das Aufstellen jedes Fertigungsmoduls 32 weiter zu erleichtern. Das Gerüst 80 kann eine strukturelle Abstützung für eine oder mehrere modulare Fertigungsstationen schaffen, wie beispielsweise für die erste modulare Fertigungsstation 118 und die zweite modulare Fertigungsstation 160 und/oder für die modularen Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28. Ferner kann das Gerüst vorgefertigte Einrichtungen aufweisen, und zwar ein Betriebsstofffördermodul 40, das von einem oder mehreren der Stützträger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 getragen wird.
Jede modulare Fertigungsstation, wie beispielsweise die Stationen 118 und 160, können wenigstens einen Teil der Fertigungsausrüstung 120, eine Artikeltransportvorrichtung 122, die einen Teil des Artikeltransportsystems 30 entsprechend der entsprechenden Station darstellt, und ein Stationssteuerungssystem 124 aufweisen. Man sollte beachten, dass die Fertigungsausrüstung 120 oberhalb des ebenen Bodens 16 angeordnet sein kann und zum Erleichtern einer Bewegung der Ausrüstung 120 von einer Stelle, wie beispielsweise einer Aufbewahrungsstelle, und in eine Betriebsposition relativ zu der Station tragbar sein kann. Die Fertigungsausrüstung 120 sowie die Artikeltransportvorrichtung 122, das Stationssteuerungssystem 124 und verschiedene andere Systeme und/oder Bauteile jeder Station 118 und 160 können eine oder mehrere Betriebsstoffe von dem Betriebsstofffördermodul 40 empfangen.
Man sollte beachten, dass das Modifizieren der Fertigungskette 10, wie beispielsweise das Hinzufügen oder das Entfernen einer modularen Fertigungsstation, auch relativ leicht verwirklicht werden kann. Insbesondere kann eine modulare Fertigungsstation ähnlich den Fertigungsstationen 116 und 180 zu der Fertigungskette 10 durch miteinander Verbinden von mehreren Trägern 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 zum Bilden eines Gerüsts 80 hinzugefügt werden. Das Gerüst 80 kann mit einem benachbarten Fertigungsmodul 32 verbunden oder alternativ an dieses angrenzend angeordnet werden. Ein Betriebsstofffördermodul 40, das von einem der Träger 82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104 getragen wird, kann mit einem Betriebsstofffödermodul 40 des benachbarten Fertigungsmoduls 32 zum Liefern von Betriebsstoffen zu der hinzugefügten Fertigungsstation verbunden sein.
Eine oder mehrere einer Artikeltransportvorrichtung 122, eines Teils der Fertigungsausrüstung 120 und eines Stationssteuerungssystems 124 kann/können von dem Gerüst 80 getragen werden oder sonstwie innerhalb einer funktionsfähigen Distanz der hinzugefügten Fertigungsstation angeordnet sein. Zusätzlich kann eine oder mehrere der Artikeltransportvorrichtung 122, der Fertigungsausrüstung 120 und des Stationssteuerungssystems 124 mit dem Betriebsstofffördermodul 40 zum Empfangen von einem oder mehreren Betriebsstoffen davon, wie beispielsweise unter Verwendung von schnellen Verbindungskopplungsbauteilen, verbunden sein, wie oben beschrieben ist.
Der Betrieb der Fertigungskette 10 kann unter Verwendung des Steuerungssystems 220 gesteuert und/oder koordiniert werden. Insbesondere können eines oder mehrere des Hauptsteuerungssystems 230 und der Stationssteuerungssysteme 124 zum Weiterbewegen wenigstens eines Trägers von einem Beginn der Fertigungskette 10 bis zu einem Ende der Fertigungskette 10, wie beispielsweise in der Vorwärtstransportrichtung „F”, ausgebildet sein. Dieses Weiterbewegen gemäß einem bastimmten Beispiel kann ein unabhängiges Bewegen eines Trägers 164 der ersten modularen Fertigungsstation 118 nach einem ersten, spezifischen Betriebsmuster und eines Trägers 164 der zweiten modularen Fertigungsstation 160 nach einem zweiten, spezifischen Betriebsmuster umfassen. Gemäß einer Ausführungsform kann das erste spezifische Betriebsmuster die Vorwärtstransportrichtung „F” und die Rückwärtstransportrichtung „R” umfassen. Das zweite spezifische Betriebsmuster kann beispielsweise ein Bewegen des Trägers 164 in der vertikalen Richtung relativ zu dem Transportweg 166 umfassen, wie beispielsweise durch Anheben und/oder Absenken des Trägers 164.
Der Speicher 234 des Hauptsteuerungssystems 230 kann das erste und das zweite spezifische Betriebsmuster zum Steuern des Betriebs der ersten und der zweiten modularen Fertigungsstation 118 bzw. 160 darauf speichern. Die ersten Positionsverfolgungsvorrichtungen 176 jeder modularen Fertigungsstation 118 und 160 können eine erste Position jedes Trägers 164 erfassen, wenn er durch die entsprechende Fertigungsstation 118 und 160 transportiert wird, und die ersten Positionssignale an das Hauptsteuerungssystem 230 übermitteln. Man sollte beachten, dass jedes Betriebssignal, wie die Positionssignale, durch die Stationssteuerungssysteme 124 übermittelt werden kann.
Der Prozessor 232 des Hauptsteuerungssystems 230 kann zum unabhängigen Übermitteln eines Betriebssignals entsprechend sowohl des ersten als auch des zweiten spezifischen Betriebsmusters an die entsprechenden Fertigungsstationen 118 und 160 basierend zumindest teilweise auf den erfassten ersten Positionen ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Prozessor 232 unabhängig ein oder mehrere Betriebssignale, wie beispielsweise das Vorwärtssignal, an jede Artikeltransportvorrichtung 122 bei Erfassen, dass jeder Träger 164 in die entsprechenden modularen Fertigungsstationen 118 und 160 gelangt, übermitteln. Ähnlich kann der Prozessor 232 zum unabhängigen Übermitteln von einem oder mehreren Betriebssignalen an die Fertigungsausrüstung 120 basierend zumindest teilweise auf den erfassten ersten Position ausgebildet sein.
Zusätzlich können die zweiten Positionsverfolgungsvorrichtungen 178 und die dritten Positionsverfolgungsvorrichtungen 180 der Fertigungsstationen 118 und 160 eine zweite bzw. eine dritte Position erfassen und ein zweites und ein drittes Positionssignal an das Hauptsteuerungssystem 230 übermitteln, wie beispielsweise durch die Stationssteuerungssysteme 124. Der Prozessor 232 kann auch zum unabhängigen Übermitteln eines Betriebssignals entsprechend sowohl dem ersten als auch dem zweiten spezifischen Betriebsmuster an die entsprechende Fertigungsstation 118 und 160 basierend zumindest teilweise auf den erfassten zweiten und dritten Positionen ausgebildet sein. Ähnlich kann der Prozessor 232 zum unabhängigen Übermitteln von einem oder mehreren Betriebssignalen an die Fertigungsausrüstung 120 zumindest teilweise basierend auf der erfassten zweiten und dritten Position ausgebildet sein.
Beispielsweise kann der Prozessor 232 zum Übermitteln des Rückwärtssignals an die Artikeltransportvorrichtung 122 der ersten modularen Fertigungsstation 118 bei Erfassen, dass der Träger 164 eine vorbestimmte Position relativ zu der Fertigungsausrüstung 120 erreicht hat, ausgebildet sein. Ähnlich kann der Prozessor 232 zum Übermitteln des Absenksignals an die Transportvorrichtung 122 oder die zweite vertikale Anhebevorrichtung 212 der zweiten modularen Fertigungsstation 160 bei Erfassen, dass der Träger 164 eine vorbestimmte Position relativ zu der Fertigungsausrüstung 120 erreicht hat, ausgebildet sein. Das Bestimmen, dass der Träger 164 die vorbestimmte Position erreicht hat, kann bei einem von beiden Beispielen zumindest teilweise auf einem des zweiten und des dritten Positionssignals basieren.
Zusätzlich kann der Prozessor 232 des Hauptsteuerungssystems 230 zum Indexieren der Träger 164 jeder modularen Fertigungsstation 118 und 160, wenn jeder Träger 164 zu einer benachbarten Fertigungsstation weiterbewegt wird, ausgebildet sein. Das Indexieren kann beispielsweise das Erfassen von der zweiten oder der dritten Position, wie oben beschrieben, jedes Trägers 164 und gleichzeitiges Fördern jedes Trägers 164 zu einer benachbarten Fertigungsstation umfassen.
Man sollte beachten, dass die Fertigungskette 10, die mehrere modulare Fertigungsstationen 18, 20, 22, 24, 26 und 28 aufweist, wie hierin beschrieben, aufgestellt und/oder mit Leichtigkeit modifiziert werden kann. Jede modulare Fertigungsstation 18, 20, 22, 24, 26 und 28, wie sie weiter durch die erste und die zweite modulare Fertigungsstation 118 und 160 beschrieben sind, ist charakterisiert, dass sie eine separate Artikeltransportvorrichtung 122 aufweist, die jedem Träger 164 ermöglicht, sich unabhängig durch die entsprechende Station zu bewegen. Das Steuerungssystem 220 koordiniert die unabhängigen Bewegungen, die an jeder Station 18, 20, 22, 24, 26 und 28 auftreten, und synchronisiert die Weiterbewegung jedes Trägers 164 zu einer benachbarten modularen Fertigungsstation zum Definieren eines überlagerten Prozessablaufs für die Fertigungskette 10.
Es versteht sich, dass die obige Beschreibung lediglich zu Darstellungszwecken sein soll und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise beschränken soll. Somit werden Fachleute erkennen, dass andere Aspekte der Offenbarung aus dem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden können.
Zusammenfassung
MODULARE LACKIERSTRASSE UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN DERSELBEN
Eine Lackierstraße (10) weist mehrere modulare Fertigungsstationen (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) auf, die in Reihe angeordnet sind und eine Vorwärtstransportrichtung (F) definieren. Jede modulare Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) weist eine Artikeltransportvorrichtung (122) zum Bewegen wenigstens eines Trägers (164) durch die modulare Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) auf. Wenigstens eine der modularen Fertigungsstationen (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) weist einen Teil einer Lackaufbringungsausrüstung (56) auf. Ein Steuerungssystem (220) steht in Verbindung mit jeder Artikeltransportvorrichtung (122) und ist zum unabhängigen Bewegen des Trägers (164) jeder modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) nach einem spezifischen Betriebsmuster ausgebildet. Das Steuerungssystem (220) ist ebenso zum Indexieren des Trägers (164) jeder modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160), wenn der Träger (164) zu einer benachbarten modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) weiterbewegt wird, ausgebildet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6120604 [0005]

Claims

Lackierstraße (10), mit mehreren modularen Fertigungsstationen (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160), die in Reihe angeordnet sind und eine Vorwärtstransportrichtung (F) definieren, wobei jede modulare Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) eine Artikeltransportvorrichtung (122) zum Bewegen wenigstens eines Trägers (164) durch die modulare Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) aufweist, wobei wenigstens eine der modularen Fertigungsstationen (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) einen Teil einer Lackaufbringungsausrüstung (56) aufweist, und einem Steuerungssystem (220), das mit jeder Artikeltransportvorrichtung (122) in Verbindung steht und zum unabhängigen Bewegen des Trägers (164) jeder modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) nach einem spezifischen Betriebsmuster und zum Indexieren des Trägers (164) jeder modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160), wenn der Träger (164) zu einer benachbarten modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) weiterbewegt wird, ausgebildet ist.
Lackierstraße nach Anspruch 1, bei der wenigstens eine modulare Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) einen Teil einer tragbaren Fertigungsausrüstung (120) aufweist.
Lackierstraße (10) nach Anspruch 2, mit ferner mehreren Fertigungsmodulen (32), wobei jedes Fertigungsmodul (32) mehrere Träger (82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104) aufweist, die ein Gerüst (80) bilden und einen Eingang (106) und einen Ausgang (108) des Fertigungsmoduls (32) definieren, wobei wenigstens eine der modularen Fertigungsstationen (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) innerhalb jedes Fertigungsmoduls (32) angeordnet ist.
Lackierstraße (10) nach Anspruch 3, bei der jedes Fertigungsmodul (32) ein von einem der Träger (82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104) getragenes Betriebsstofffördermodul (40) zum Fördern wenigstens eines Elements aus einer Gruppe bestehend aus elektrischem Strom, einem Fluid und Daten durch das Fertigungsmodul (32) aufweist.
Lackierstraße (10) nach Anspruch 4, bei der wenigstens eine von der Artikeltransportvorrichtung (122), ein Teil der Fertigungsausrüstung (120) und ein Stationssteuerungssystem (124) der wenigstens einen modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160), die innerhalb jedes Fertigungsmoduls (32) angeordnet ist, ein schnelles Verbindungskopplungsbauteil (128, 132, 138) zum Erfassen wenigstens eines Ausrüstungsanschlusses (116, 134, 140) des Betriebsstofffördermoduls (40) aufweist.
Lackierstraße (10) nach Anspruch 5, bei der ein erstes, spezifisches Betriebsmuster ein Bewegen des Trägers (164) in der Vorwärtstransportrichtung (F) und ein Bewegen des Trägers (164) in einer Rückwärtstransportrichtung (R) umfasst, wobei die Rückwärtstransportrichtung (R) der Vorwärtstransportrichtung (F) entgegengesetzt ist.
Verfahren zum Modifizieren einer Lackierstraße (10) mit mehreren modularen Fertigungsstationen (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160), umfassend: Hinzufügen einer modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) zu der Lackierstraße (10) durch miteinander Verbinden von mehreren Trägern (82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104) zum Bilden eines Gerüsts (80), Verbinden eines von wenigstens einem der Träger (82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104) getragenen Betriebsstofffördermoduls (40) mit einem anderen Betriebsstofffördermodul (40) einer benachbarten modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160), Tragen einer Artikeltransportvorrichtung (122) mit wenigstens einem der Träger (82, 84, 86, 88, 98, 100, 102 und 104) und Verbinden der Artikeltransportvorrichtung (122) mit dem Betriebsstofffördermodul (40).
Verfahren nach Anspruch 7, ferner mit dem Anordnen wenigstens eine Teils einer tragbaren Fertigungsausrüstung (120) innerhalb einer funktionsfähigen Distanz der modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) und Verbinden der tragbaren Fertigungsausrüstung (120) mit dem Betriebsstofffördermodul (40).
Verfahren zum Betreiben einer Lackierstraße (10) mit mehreren modularen Fertigungsstationen (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160), umfassend: Weiterbewegen wenigstens eines Trägers (164) von einem Anfang der Lackierstraße (10) bis zu einem Ende der Lackierstraße (10) entlang eines Transportwegs (166) in einer Vorwärtstransportrichtung (F), und wobei der Schritt des Weiterbewegens das unabhängige Bewegen eines ersten Trägers (164) einer ersten modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) nach einem ersten spezifischen Betriebsmuster und eines zweiten Trägers (164) einer zweiten modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) nach einem zweiten spezifischen Betriebsmuster und Indexieren des ersten und des zweiten Trägers (164) umfasst, wenn sowohl der erste als auch der zweite Träger (164) zu einer benachbarten modularen Fertigungsstation (18, 20, 22, 24, 26, 28, 118, 160) weiterbewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt des unabhängigen Bewegens des ersten Trägers (164) das Bewegen des ersten Trägers (164) in der Vorwärtstransportrichtung (F) und das Bewegen des ersten Trägers (164) in der Rückwärtstransportrichtung (R), die der Vorwärtstransportrichtung (F) entgegengesetzt ist, umfasst.