DE19923735B4

DE19923735B4 - Fertigungs- und Montageautomat sowie Funktionseinheit, beispielsweise Arbeitsstation oder Werkzeug für einen solchen Automaten

Info

Publication number: DE19923735B4
Application number: DE19923735.2A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Kumeth Siegmund
Original assignee: Feintool International Holding AG
Current assignee: PIA AUTOMATION BAD NEUSTADT GMBH, DE
Priority date: 1999-05-22
Filing date: 1999-05-22
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2019-05-23
Also published as: DE19923735A1

Abstract

Fertigungs- und Montageautomat, mit einer Grundeinheit (2) mit einem Transportelement, welches beispielsweise von einem um eine vertikale Maschinenachse (V) drehbar angetriebenen Rotor gebildet ist, mit mehreren am Transportelement, beispielsweise am Umfang des Rotors vorgesehenen Aufnahmen (15) für Bauelemente oder Baugruppen, mit einem Antrieb (12) für das Transportelement (11), um die Aufnahmen (15) getaktet an Arbeitspositionen (3) vorbeizubewegen, sowie mit an Arbeitspositionen (3) an der Grundeinheit (2) montierbaren Funktionseinheiten, beispielsweise Arbeitsstationen (4) und/oder Werkzeugen (26), dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheiten über wenigstens eine Daten- und Steuerstrecke (33) mit einer zentralen elektronischen Steuereinrichtung (32) in Verbindung stehen, wobei den Funktionseinheiten (4, 26) jeweils eine jede Einheit identifizierende elektrische Codierung, insbesondere Gerätecodierung (IG, IP, IW) zugeordnet ist, die über die Daten- und Steuerstrecke (33) von der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26) an die zentrale Steuereinheit (32) übermittelbar ist, wobei die Codierung eine Identifikation (IW) enthält, die die Kombination und/oder den Typ mehrerer an einer Arbeitsposition (3) vorhandener Funktionseinheiten (4, 26) angibt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fertigungs- und Montageautomaten gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Funktionseinheit, beispielsweise Arbeitsstationen und/oder Werkzeug für einen solchen Montageautomaten gemäß Oberbegriff Patentanspruch 22.
Montage- und Fertigungsautomaten sind in unterschiedlichsten Formen bekannt und werden z. B. zum automatischen Fertigen und/oder Montieren von Bauelementen oder Baugruppen aus einzelnen Komponenten verwendet, die (Komponenten) an Arbeitspositionen bzw. an dortigen Funktionseinheiten, nämlich Arbeitsstationen zugeführt werden. Auf Aufnahmen, die an den Arbeitsstationen getaktet vorbeibewegt werden, werden diese Komponenten dann zu dem jeweiligen Bauelement oder der jeweiligen Baugruppe sukzessiv zusammengebaut bzw. montiert. Die Arbeitspositionen können auch Prüfstationen sein.
Für eine einfache Projektierung und möglichst rationelle Herstellung solcher Montage- und Fertigungsautomaten ist es zweckmäßig, zumindest für einzelne Funktionen, die in gleicher oder ähnlicher Form beim Montieren von Bauelementen oder Baugruppen unterschiedlicher Art benötigt werden, standardisierte Funktionseinheiten bzw. Arbeitsstationen und ggf. zugehörige Werkzeuge vorzusehen.
Weiterhin ist es üblich und notwendig, dass die einzelnen Funktionseinheiten Sensoren bzw. Abfragen, ggf. auch Aktoren, beispielsweise Pneumatikzylinder, und zugehörige elektrische Steuerventile aufweisen, die dann von einer zentralen Steuer- und Rechnereinheit unmittelbar oder mittelbar überwacht und/oder gesteuert werden, und zwar nach einem zentralen Steuerprogramm für die gesamte Maschine. Dieses zentrale Steuerprogramm muss u. a. die Art der an der Grundeinheit verwendeten Funktionseinheiten, deren Position und Anordnung usw. berücksichtigen.
Aus DE 197 49 633 A1 ist ein Fertigungs- und/oder Montageautomat zum Fertigen und/oder Montieren eines Werkstücks bekannt. Er umfasst ein eine Grundeinheit bildendes Vorrichtungsgestellt mit einer als motorisch antreibbarer Drehteller ausgebildeten Bewegungseinrichtung, an der mehrere Werkstückträger angeordnet sind, die bezüglich am Vorrichtungsgestell feststehend an einem Aufbauteller angeordneten Arbeitsmodulen und Zubringeinrichtungen getaktet bewegbar sind. Die Zubringeinrichtungen dienen dazu, an einem Werkstückträger zu verbauende Bauteile in eine für die Weiterbearbeitung erforderliche Position zu bewegen. Die Arbeitsmodule weisen Arbeitseinheiten auf, welche beispielsweise als Greifer ausgebildet werden können. Die aus dieser Schrift bekannte Fertigungs- und/oder Montagevorrichtung weist folglich die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 22 auf.
Aus JP H09-174474 A ist eine Steuerungseinrichtung für einen Roboter bekannt, über welche ein Verfahren zur Zuordnung beziehungsweise An- und Aufnahme entsprechender Endeffektoren, welche bezogen auf einen Roboter als Funktionselemente gesehen werden können, an einem Roboterarm eines Roboters steuerbar ist. Die Endeffektoren umfassen hierfür Signalsender, welche mit entsprechenden, an den Roboterarmen vorgesehenen Antennen einer Antenneneinheit kommunizieren. Zudem können die Signalsender der Endeffektoren mit einem Signalsender einer Lagervorrichtung kommunizieren. Daneben ist es möglich, zu erfassen, welcher Endeffektor an welcher Position innerhalb der Lagervorrichtung gelagert ist.
DE 36 39 578 A1 beschreibt eine Informationsverarbeitungsapparatur für einen Werkzeughalter. Dabei weist der Werkzeughalter einen Speicher zur Speicherung verschiedener Informationen, die das an ihm befestigte Werkzeug betreffen, auf. Der Werkzeughalter mit dem eingebauten Speicher ist über eine kontaktlose Kopplungseinrichtung, die keinerlei galvanische Verbindung benötigt, mit einer externen Einheit koppelbar, die ein Einschreiben oder Auslesen der Werkzeug-Informationen in den beziehungsweise aus dem Speicher ermöglicht.
Der Artikel „Objektnahe Datenhaltung im Fertigungsbereich” von Nedeljkovic-Groha, V., Zipper, B. in ZwF 88, Carl Hanser Verlag, 1, 1993, Seiten 20–23 beschreibt verschiedene Möglichkeiten, ein Werkzeug optisch zu identifizieren, was beispielsweise mittels Barcode-Aufklebern als Informationsträgern am Werkzeug möglich ist. Auch programmierbare Identchips können zur Identifikation verwendet werden.
US 4 588 339 A beschreibt eine Metallbearbeitungsvorrichtung mit numerischer Steuerung, die einen Datenspeicher aufweist, in dem charakteristische Daten, die ein Werkzeug kennzeichnen, einspeicherbar sind, wie beispielsweise dessen Länge, Durchmesser, die Arbeitszeit etc. Der Speicher ist fest entweder am Werkzeug oder am Werkzeughalter vorgesehen und gegen Beschädigung geschützt.
In der Veröffentlichung von Schmitz, D. und Khosla, P. „The CMU Reconfigurable Modular Manipulator System” in the Robotics Institute, Carnegie Mellon University, 1988, Seiten 1–14, sind verschiedene Ausgestaltungen modularer Manipulatorsysteme, also entsprechender Handhabungsroboter beschrieben, sowohl was den mechanischen Aufbau angeht als auch in Bezug auf steuerungstechnische Ausgestaltungen.
US 4 664 588 beschreibt ein Wechselsystem für Manipulatorelemente, also beispielsweise von an einem Roboterarm anzuordnenden Werkzeugen und ähnlichem. Das Wechselsystem ermöglicht einerseits eine mechanische, andererseits auch eine elektrische Ankopplung und Verbindung mit einer entsprechenden Steuerungsvorrichtung.
DE 36 30 178 A1 beschreibt eine rechnergesteuerte Montageeinrichtung zur Montage von Bauteilen und Baugruppen der Elektrofeinmechanik, vorzugsweise zur Leiterplattenbestückung. Die Einrichtung weist neben einer Transportstation Magazin- und Arbeitsstationen auf, deren Arbeitsschritte über eine eigene Programmsteuereinrichtung gesteuert werden können. Eine Zentralsteuereinrichtung aktiviert diese Programmsteuereinrichtungen lediglich.
Die einzelnen Stationen sind mittels leicht lösbarer Koppelstellen an der Transportstation anbindbar.
Aus DE 41 14 921 A1 ist eine elektrische Steckverbindung bekannt, bei der der Stecker mit einem Datenträger, vorzugsweise einem programmierbaren EEPROM-Baustein ausgerüstet ist, in dem als Daten Parameter der zu übertragenden Signale beziehungsweise der mit dem Stecker verbundenen Signalquellen beziehungsweise Sensoren gespeichert sind.
DE 197 23 627 A1 offenbart schließlich ein medizinisches Gerät mit einer Steuereinrichtung und wenigstens einer Gerätekomponente, wobei der Steuerungseinrichtung wenigstens eine Einrichtung zum Lesen eines der Gerätekomponente zugeordneten komponentenspezifischen Codes zugeordnet ist. Aufgrund des Codes erfolgt eine Konfiguration der Steuereinrichtung.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fertigungs- und Montageautomaten aufzuzeigen, der in besonders einfacher und zuverlässigen Weise die Berücksichtigung der verwendeten Funktionseinheiten, d. h. Arbeitsstationen und/oder Werkzeuge im Steuerablauf sicherstellt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Fertigungs- und Montageautomat entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Funktionseinheit ist entsprechend dem Patentanspruch 22 ausgebildet.
Die Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass jede Funktionseinheit mit einer Codierung versehen ist, die zumindest die Art dieser Funktionseinheit angibt, und dass diese Codierung über die zwischen den einzelnen Funktionseinheiten und der zentralen Steuereinheit bestehende Datenübertragung an letztere übertragen wird. Hierdurch ergeben sich eine Reihe von sehr vorteilhaften Möglichkeiten, beispielsweise eine automatische Berücksichtigung der für die einzelnen Funktionseinheiten erforderlichen Steuer- und Überwachungsfunktionen im zentralen Steuerprogramm, eine Überprüfung des zentralen Steuerprogramms auf seine Konformität mit dem für die einzelnen Funktionseinheiten jeweils erforderlichen Steuer- und Prüfprogramm usw.
Die Codierung wird beispielsweise an einem Datenausgang der Elektronik der jeweiligen Funktionseinheit geliefert und ist in dieser Elektronik z. B. in einem Chip oder aber durch eine entsprechende Kontaktierung, beispielsweise unter Verwendung von Kontaktbrücken usw. abgelegt. Erfolgt die Datenübertragung über eine von elektrischen Leitern gebildete Datenverbindung, beispielsweise über einen Leiterbus, so kann die Codierung im einfachsten Fall auch durch entsprechende Belegung von Kontakten eines Mehrfachsteckers oder einer Mehrfachbuchse erfolgen, die zum Anschluss an den Bus dient.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Codierung weiterhin so ausgeführt, daß sie auch eine Angabe über die Position der jeweiligen Funktionseinheit an der Grundeinheit enthält.
Die erfindungsgemäße Ausbildung gestattet es weiterhin eine ständige Überprüfung des Steuerprogramms in der Weise, daß bestimmte Programmabläufe für bestimmte Arbeitsstationen und/oder Werkzeuge nur dann durchgeführt werden, wenn die Codierung dieser Arbeitsstationen und/oder Werkzeuge mit dem jeweiligen Programmablauf übereinstimmt.
Unter „Funktionseinheit” ist im Sinne der Erfindung eine Einheit zu verstehen, mit der die an einer Arbeitsposition notwendigen Arbeiten und/oder Funktionen durchgeführt werden, während die „Grundeinheit” im wesentlichen nur dem Weitertransport der Aufnahmen von Arbeitsposition zu Arbeitsposition dient. Die Grundeinheit ist beispielsweise eine solche mit einem um eine vertikale Maschinenachse drehbar angetriebenen Rotor, an welchem die Aufnahmen vorgesehen sind.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
1 in vereinfachter Darstellung einen Vertikalschnitt durch einen Fertigungsautomaten gemäß der Erfindung;
2 in vereinfachter Darstellung eine Draufsicht auf den Automaten der 1;
3 ein vereinfachtes Schema über den Verfahrensablauf bei der Maschinenkonfiguration;
4 und 5 jeweils das Verbindungsschema der Grundmaschine mit einer ersten Gruppe von Funktionseinheiten von Arbeitsstationen und einer zweiten Gruppe von Funktionseinheiten der Arbeitsstationen;
6 und 7 jeweils in Draufsicht den Versorgungsstecker bzw. den Versorgungsgegenstecker zum Anschluß einer Funktionseinheit, insbesondere einer Funktionseinheit der zweiten Gruppe.
Der in den Figuren dargestellte und dort allgemein mit 1 bezeichnete Fertigungsautomat dient beispielsweise zum Herstellen oder Montieren von Bauteilen oder Baugruppen aus einer Vielzahl von Einzelteilen oder -Komponenten, die dem Fertigungsautomaten bzw. dessen Arbeitsstationen 4 zugeführt werden. Der Automat 1 eignet sich insbesondere auch zum Montieren von besonders kleinformatigen, mechanischen und/oder elektromechanischen Bauteilen, insbesondere Mikroschaltern usw.
Der Fertigungsautomat 1 besteht im wesentlichen aus einer Grundeinheit 2, an der einer Vielzahl von Arbeitspositionen 3 um eine vertikale Mittel- oder Maschinenachse V verteilt gebildet sind. An jeder Arbeitsposition 3 ist beispielsweise wenigstens eine Arbeitsstation 4 vorgesehen, wobei diese Stationen 4 sehr unterschiedlich ausgebildet sind, und zwar insbesondere abhängig von den an der jeweiligen Arbeitsposition 3 durchgeführten Verfahrensschritten, den zugeführten und/oder verarbeiteten Bauelementen usw. So dienen beispielsweise einige Stationen 4 dazu, Bauelemente an die jeweilige Arbeitsposition 3 zuzuführen und an dieser Arbeitsposition in einer vorgegebenen Lage und/oder Orientierung bereitzustellen, wobei vorher z. B. die Bauelemente vereinzelt, das Vorhandensein der Bauelemente und/oder deren richtige Orientierung und Lage überprüft werden usw. Einige Arbeitspositionen 3 sind beispielsweise nur oder auch Meß- oder Prüfpositionen, wobei die Arbeitsstationen 4 dort dann als Meß- oder Prüfstationen ausgeführt sind.
Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform ist weiterhin den Arbeitspositionen 3 jeweils eine Hubeinrichtung 5 mit einem Werkzeugträger 6 zugeordnet, der synchron mit dem Antrieb bzw. mit dem Arbeitstakt der Grundeinheit 2 einen horizontalen Hub (Doppelpfeil A) und/oder einen vertikalen Hub (Doppelpfeil B) ausführen kann. An dem Werkzeugträger 6 können unterschiedlichste Werkzeuge 26, beispielsweise Greifer, Einleger, Meßkontakte, Niet- oder Stanzwerkzeug usw. vorgesehen werden, die dann mit der an der jeweiligen Arbeitsposition 3 auch vorgesehenen Station 4 zum Durchführen der dortigen Arbeit zusammenwirken. Bei einigen Arbeitspositionen 3 kann auch auf die Hubeinrichtung 5 verzichtet sein.
Die Grundeinheit 2 besitzt ein Maschinengestell oder Gehäuse 7, in welchem u. a. der mechanische Antrieb der Grundeinheit vorgesehen ist und an welchem bei der dargestellten Ausführungsform außen ein ringförmiger, von einer Vielzahl von Segmenten gebildeter und am Umfang polygonartig überstehender Tisch 8 befestigt ist, der zur Befestigung u. a. der Arbeitsstationen 4 dient. Der Tisch 8 ist an einem unteren Abschnitt 7' des Maschinengestells 7 vorgesehen.
An der Oberseite besitzt das Maschinengestell 7 einen Abschnitt 7'', an welchem eine die Achse V konzentrisch umschließende vertikale Säule 9 mit ihrem unteren Ende befestigt ist. Die über die Oberseite des Abschnittes 7'' vorsteht. An der Säule 9 ist eine Hohlwelle 10 drehbar gelagert, die mit ihrem oberen Ende an einem Rotor oder drehbaren Tischelement 11 befestigt ist. Das untere Ende der Hohlwelle 10 ist mit dem Antrieb 12 verbunden, welcher eine getaktete Drehbewegung des Tisches 11 um die Achse V bewirkt, und zwar über einen Malteserantrieb, der von einem Elektromotor 13 angetrieben wird. An der nicht mit drehenden Säule 9 ist oberhalb des Tischelementes 11 ein Tischelement 14 befestigt, welches ebenso wie das Tischelement 11 kreisscheibenförmig ausgebildet ist und mit seiner Achse achsgleich mit der Achse V liegt. Das Tischelement 11 steht mit einem Umfangsbereich 11' über den Rand des Tischelementes 14 vor. Am Umfangsbereich 11' sind Aufnahmen 15 befestigt, die jeweils zur Aufnahme einer Baugruppe oder eines Bauelementes dienen und an ihrer Oberseite ein entsprechendes „Nest” aufweisen, in dem die zunehmend zu den gewünschten Produkt montierten Baugruppen jeweils in einer genau vorgegebenen Orientierung und Positionierung angeordnet sind. In jedem Arbeitstakt des Antriebes, der wenigstens aus einem Bewegungsschritt und einer anschließenden Stillstandszeit besteht, werden die Aufnahmen 15 um eine Maschinenteilung um die Achse V weiterbewegt. Die Arbeitspositionen 3 sind dieser Maschinenteilung entsprechend um die Achse V angeordnet.
Für die Bewegungen der auf dem nicht drehenden Tischelement 14 angeordneten Hubeinrichtungen 5 sind von dem Antrieb 12 betätigte Hubstangen 16 und 17 vorgesehen, die jeweils eine für sämtliche Einrichtungen 5 gemeinsame Steuerscheibe 18 bzw. 19 aufweisen. Mit diesen wirken Hebelanordnungen 20 und 21 der Hubeinrichtungen 5 zusammen, um synchron mit der Bewegung der Hubstangen 16 bzw. 17 und damit synchron mit dem Antrieb 12 die jeweiligen Bewegungen auszuführen.
Wie oben bereits erwähnt wurde, sind die Arbeitsstationen 4 dem Arbeitsvorgang an der jeweiligen Arbeitsposition 3 entsprechend unterschiedlich ausgeführt und mit unterschiedlichsten Sensoren 22, Aktoren 23 (beispielsweise Pneumatikzylindern) oder anderen elektrischen oder mechanischen Antrieben, Steuerelementen 24, beispielsweise Steuerventilen usw. ausgeführt. Weiterhin besitzt bei der dargestellten Ausführungsform jede Arbeitsstation 4 eine Mikroprozessor gestützte Elektronik 25, die u. a. mit den vorgenannten Sensoren, Aktoren, Steuerventilen usw. zusammenwirkt bzw. deren Signale empfängt und/oder diese Elemente ansteuert.
Mit 26 ist in der 1 sehr allgemein eines der an den Trägern 6 der Hubeinrichtungen 5 befestigten Werkzeuge dargestellt. Dieses Werkzeug 26 besitzt ebenfalls Abfragen bzw. Sensoren 27, die beispielsweise die Position und/oder den Zustand des Werkzeuges 26 (z. B. geöffneter und/oder geschlossener Zustand einer Zange) überwachen, und/oder Aktoren 28 zum Betätigen des Werkzeuges 26 oder Teile dieses Werkzeuges (z. B. zum Öffnen und Schließen von Greifern oder Zangen) und/oder Steuerventile 29, beispielsweise zum Öffnen und Schließen eines an eine Düse führenden Vakuumkanals oder eines Kanals für Blasluft usw. Auch dem Werkzeug 26 ist beispielsweise eine Mikroprozessor gestützte Elektronik 30 zugeordnet, die mit den Elementen 27–29 des Werkzeugs 26 zusammenwirkt. Da die Elemente 22–24 bzw. 27–29 hinsichtlich ihrer Anzahl und/oder Anordnung an der Arbeitsstation 4 bzw. am Werkzeug 26 je nach Funktion sehr unterschiedlich sein können, sind in der 1 diese Elemente jeweils als Block angegeben, der mit der unterbrochenen Linie auf die Arbeitsstation 4 bzw. auf das Werkzeug 26 bezogen ist. Tatsächlich sind diese Elemente und die zugehörige Elektronik 25 bzw. 30 fester Bestandteil der jeweiligen Arbeitsstation bzw. des jeweiligen Werkzeuges 26.
Da bei der Herstellung selbst unterschiedlicher Produkte jeweils gleiche oder doch sehr ähnliche Arbeitsschritte erforderlich sind, ist nicht nur die Grundeinheit 2 des Fertigungsautomaten 1 standardisiert, sondern zumindest zum Teil sind auch die Arbeitsstationen 4 und zugehörigen Werkzeuge 26 standardisierte, an die jeweilige Funktion angepaßte, voll funktionsfähige Baueinheiten, die dem Fertigungsverfahren bzw. dem Verfahrensablauf entsprechend an den betreffenden Arbeitspositionen 3 montiert werden, und zwar z. B. zusammen mit dem zugehörigen Werkzeug 26 an der zugehörigen Hubeinrichtung 5. Derartige standardisierte Arbeitsstationen 4 sind beispielsweise Stationen zum Zuführen und/oder Vereinzeln und/oder Einsetzen und Montieren von Federn und/oder Kontakten und/oder Gehäuseteilen, elektrische und/oder mechanische Prüf- und Meßstationen, Stationen zum Herstellen von Schraub- und Nietverbindungen usw.
Mit 32 ist eine zentrale, Mikroprozessor- oder Computer gestützte Steuereinrichtung bezeichnet, die zur zentralen Überwachung und/oder Steuerung sämtlicher Arbeitsstationen 4 und deren zugehörigen Werkzeuge 26 dient und die für diesen Zweck über Datenverbindungen 33 mit den Arbeitsstationen 4 und Werkzeugen 26 bzw. mit deren Elektronik 25 bzw. 30 in Verbindung steht, und zwar beispielsweise über ein mehrere elektrische Leiter aufweisendes elektrisches Bussystem, vorzugsweise aber über einen Lichtleiterbus.
Die zentrale Steuereinheit 32 enthält u. a. das Programm für die Überwachung und/oder Steuerung der einzelnen Arbeitsstationen 4 und zugehörigen Werkzeuge 26, wobei für jeden Typ der Arbeitsstationen 4 bzw. Werkzeuge 26 jeweils ein gesondertes Teil- oder Unterprogramm 34 vorgesehen ist.
Jede Arbeitsstation 4 und jedes Werkzeug 26 besitzt bei der vorhandenen Maschinenkonfiguration, d. h. bei der gewählten Anordnung der Arbeitsstationen 4 an der Grundmaschine oder Grundeinheit 2 eine Codierung, die u. a. zumindest eine mehrstellige Stationscodierung oder Geräteidentifikation IG aufweist, die den Typ der Arbeitsstation bzw. des Werkzeuges 26 bestimmt. Diese Gerätenidentifikation IG ist in der Elektronik 25 bzw. 30 der betreffenden Arbeitsstation 4 bzw. des Werkzeuges 6 fest abgelegt. Auch solche Arbeitsstationen 4 bzw. Werkzeuge 26, die nicht einem Standart-Typ entsprechen, d. h. eine Sonderanfertigung für eine spezielle Aufgabe darstellen, besitzen eine in der Elektronik 25 bzw. 30 fest abgelegte Geräteidentifikation IG, die die Arbeitsstation 4 bzw. das Werkzeug 26 eines solchen nicht standardisierten Typs identifiziert oder festlegt.
Die Codierung enthält noch weitere Informationen, beispielsweise auch sich ändernde Identifikationen wie z. B. eine Ortscodierung oder -Identifikation IP, die die Position der jeweiligen Arbeitsstation 4 an der Grundeinheit 2, d. h. die jeweilige Arbeitsposition 3 angibt, an der die betreffende Arbeitsstation 4 vorgesehen ist. Für die Identifikation IP ist beispielsweise am Maschinengestell 7 und/oder an den Werkzeugträgern 6 eine Codierung vorgesehen, die mit einer entsprechenden Codiereinrichtung der Elektronik 25 bzw. 30 erfaßt und/oder abgetastet wird.
Die Codierungen der Arbeitsstationen 4 und der Werkzeuge 26 werden über die Datenverbindung 33 an die zentrale Steuereinheit 32 übermittelt. Aufgrund dieser Codierungen ist dann beispielsweise eine Überprüfung der tatsächlichen Maschinenkonfiguration (= Konfiguration) mit einer Sollkonfiguration und der hieraus sich ergebenden Programmierung der zentralen Steuereinheit möglich. Weiterhin können die Codierungen der Arbeitsstationen 4 und der Werkzeuge 26 auch für eine vereinfachte Programmierung der zentralen Steuereinheit 32 möglich, und zwar durch Abrufen von Standart-Unter-Programmen 34, die für den jeweiligen Typ einer standardisierten Arbeitsstation 4 bzw. eines standardisierten Werkzeugs 26 bereits hinterlegt sind oder auf einem Datenträger usw. zur Verfügung stehen. Weiterhin ist mit den an die zentrale Steuereinheit 32 übermittelten Codierungen auch eine Überprüfung und/oder Überwachung des Steuerprogramms der Maschine 1 bzw. der einzelnen Arbeitsstationen möglich.
Da bei der beschriebenen Ausführungsform einige Funktionen der Maschine, nämlich das Weiterbewegen des Drehtisches 11 und der dortigen Aufnahmen 15, die Bewegungen der Werkzeugträger 6 an den Hubeinrichtungen 5 zwangsgesteuert durch den Antrieb 12 erfolgen, ist der Ablauf des Steuer- und Überwachungsprogramms der zentralen Steuereinrichtung 32 für die einzelnen Arbeitsstationen 4 und zugehörigen Werkzeuge 26 mit dem Antrieb des Automaten 1 synchronisiert.
Vorstehend wurden die Möglichkeiten der Ausbildung der Steuerung der Arbeitsstationen 4 bzw. der Funktionselemente dieser Arbeitsstationen allgemein beschrieben. Die 3 zeigt nun in vereinfachter Darstellung und als Schema die Vorgehensweise bei der Konfigurierung und Programmierung einer Grundeinheit bzw. Grundmaschine 2 mit den für die Herstellung eines bestimmten Produktes notwendigen Arbeitsstationen bzw. Funktionselementen 4. Die Maschinenkonfiguration und die aus der Konfiguration sich ergebende Programmierung der Steuereinheit 32 erfolgt beispielsweise unter Verwendung eines speziellen Rechners 35, der z. B. während der Konfiguration über eine Datenleitung mit der Steuereinheit 32 verbunden ist. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, daß die Steuereinheit 32 selbst als Rechner für die Erstellung der Sollkonfiguration und des Maschinenprogramms auszubilden.
Entsprechend dem in der 3 wiedergegebenen Schema wird ausgehend von dem herzustellenden Produkt 36 zunächst unter Berücksichtigung der in einer Typenverwaltung 37 vorhandenen Funktionselemente, unter Festlegung der zeitlichen Abfolge der für die Herstellung des Produktes 36 notwendigen Arbeitsgänge (Block 38) sowie unter Festlegung der Positionen der einzelnen Funktionseinheiten bzw. der von diesen gebildeten Arbeitsstationen an der Grundeinheit 2 (Block 39) eine Sollmaschinenkonfiguration (Block 40) erstellt. In der 3 sind die einzelnen Typen von Funktionseinheiten mit A_1...An, B₁ ..., B_n und C₁ ... C_n bezeichnet, wobei die Funktionselemente A solcher einer ersten Gruppe mit einer vereinfachten Funktion und Steuerung und die Funktionselemente B und C solche einer zweiten Gruppe sind, die eine komplexere Funktion und Ansteuerung haben und damit ein komplexeres Steuerprogramm benötigen. Unter Berücksichtigung der Sollkonfiguration wird dann das Steuerprogramm für die Maschine erstellt (Block 41). Hierbei kann weitestgehend auf für die einzelnen Funktionselemente A₁ ... A_n, B₁... B_n und C₁ ... C_n in der Konfigurations- und Programmiereinheit 35 abgelegte Teilprogramme zurückgegriffen werden, aus denen dann die Einheit 35 zumindest weitestgehend selbständig das Gesamt-Steuerprogramm erstellt.
Ist die Anzahl der Arbeitspositionen 3 an der Grundmaschine größer als die für die Herstellung des Produktes 36 benötigte Anzahl, so besteht die Möglichkeit, an ein und derselben Grundmaschine 2 eine weitere Prozeßlinie zur Herstellung des gleichen Produktes 36 oder aber eines anderen Produktes 36 durch Konfiguration der in der ersten Prozeßlinie nicht benötigten Arbeitspositionen einzurichten, wobei dann aus den einzelnen Sollkonfigurationen das Gesamtsteuerprogramm der Maschine 1 erstellt wird.
Die verschiedenen Typen A, B und C für die Funktionseinheiten, die zugehörigen Programme usw. sind als Datenbank in der Konfiguration- und Programmiereinheit abgelegt.
Aufgrund der Sollkonfiguration erfolgt dann der Aufbau der einzelnen Arbeitsstationen 4 aus den bei der Sollkonfiguration festgelegten Funktionselementen A, B bzw. C an den einzelnen, ebenfalls bei der Sollkonfiguration festgelegten Arbeitspositionen 3 der Grundmaschine 2. Diese Ist-Konfiguration (Block 42) wird dann nach ihrer Fertigstellung mit der Sollkonfiguration verglichen (Block 43). Dieser Vergleich wird von der Konfigurations- und Programmiereinheit 35 selbsttätig durchgeführt und ist dadurch möglich, daß dieser mit der Steuereinheit 32 verbundenen Konfigurations- und Programmiereinheit 35 über die Geräteidentifikationen IG und die zugehörigen Ortsidentifikationen IP genaue Informationen über die Ist-Konfiguration vorliegen, d. h. insbesondere auch darüber, welche Arbeitspositionen 3 tatsächlich mit Funktionselementen besetzt sind und welches Funktionselement sich jeweils an welcher Arbeitsposition befindet.
Ergibt die Prüfung eine Übereinstimmung der Ist-Konfiguration mit der Sollkonfiguration, so wird dies bestätigt und beispielsweise wird das Steuerprogramm 41 für einen Probelauf der Maschine freigegeben (Block 44). Wird keine Übereinstimmung zwischen der Sollkonfiguration und der Ist-Konfiguration festgestellt, so wird dies angezeigt und zur Überprüfung der Ist- und/oder Sollkonfiguration aufgefordert (Block 45).
Die Funktionseinheiten sind beispielsweise Transfer- oder Umsetzelemente mit pick-and-place-Funktion oder einfache Meßsonden oder Überwachungssensoren usw. Die Funktionselemente B und C sind beispielsweise komplexere Zuführungen von Bauteilen, wie z. B. von Federn, Verbindungselementen, Kontakten, Gehäuseteilen usw. oder aber Funktionselemente zum Durchführen von speziellen Ver- oder Bearbeitungsschritten, Meßeinrichtungen usw.
In der 4 ist die Verbindung der Grundmaschine mit den Funktionseinheiten der Gruppe A dargestellt, und zwar hinsichtlich der Signal und Energieversorgung, wobei der einfacheren Darstellung wegen nur eine der Funktionseinheiten A gezeigt ist.
Die Funktionseinheiten der Gruppe A sind bei der dargestellten Ausführungsform insbesondere solche, die an den beweglichen Werkzeugträgern 6 der Grundmaschine 2 vorgesehen sind. Die Funktionselemente der Gruppe B und C sind insbesondere solche, die am Tisch 8 der Grundeinheit 2 und um das umlaufende Tischelement 11 verteilt angeordnet sind. Die einzelnen Arbeitsstationen sind dann zumindest zum Teil jeweils von wenigstens einem Funktionselement der Gruppe A und einem Funktionselement der Gruppe B bzw. C gebildet.
Wie vorstehend bereits ausgeführt wurde, erfolgt die Datenübertragung und Ansteuerung der einzelnen Funktionselemente über den Datenbus 33, der in der 4 nochmals angegeben ist. Für sämtliche Funktionselemente A oder aber für jeweils eine bestimmte Anzahl solcher Funktionselemente sind an der Grundmaschine beispielsweise zu einem Block zusammengefaßt die Steuerelemente 46 für die Ansteuerung der Betätigungselemente 47 dieser Funktionseinheiten A vorgesehen. Bei der in der 4 wiedergegebenen Ausführung sind die Steuerelemente Ventile und die Betätigungselemente 47 über diese Ventile betätigte Pneumatikzylinder. Für die Steuerelemente 46 ist an der Grundmaschine 2 weiterhin ein Busknoten 48 vorgesehen, der in Abhängigkeit von dem über den Bus 33 übertragenen Befehlen die Steuereinrichtung 46 zum Betätigen des jeweiligen Betätigungselementes 47 steuert.
Analog zur Ansteuerung der Betätigungselemente 47 ist für sämtliche Funktionseinheiten A oder aber für jeweils eine Gruppe von Funktionseinheiten ein gemeinsamer Busknoten 49 vorgesehen, der mit wenigstens einer ebenfalls an der Grundmaschine 2 vorgesehenen Eingangs- und Ausgangselektronik oder -Einheit 50 verbunden ist, an der die Sensoren 51 jeder Funktionseinheit A angeschlossen sind. Die Einheit 50 besitzt für die Sensoren 51 sämtlicher Funktionseinheiten A Eingänge 50'. Weiterhin besitzt die Einheit 50 für jede Funktionseinheit A einen Eingang 50'', an dem dann ein Gleichspannungssignal anliegt, wenn an der entsprechenden Arbeitsposition 3 eine Funktionseinheit A angeschlossen bzw. „gesteckt” ist, d. h. eine die Gleichspannung führende Leitung 52 der Grundmaschine 2 über die in jeder Funktionseinheit A vorhandene Brücke 53 mit dem Anschluß 50'' verbunden ist.
Die Verbindung jeder Funktionseinheit A mit der Grundmaschine 2 erfolgt über einen an der Funktionseinheit A vorgesehenen Stecker und einen entsprechenden Gegenstecker, der an der Grundmaschine 2 an jeder Arbeitsposition 3 vorgesehen ist, wobei in dem Stecker der jeweiligen Funktionseinheit A beispielsweise auch die Brücke 53 vorgesehen ist. Der Stecker und Gegenstecker sind so ausgeführt, daß diese Steckerverbindung gemeinsam für die gesamte Signal- und Energieversorgung ist.
Die 5 zeigt in ähnlicher Darstellung wie die 4 das Schema der Verbindung der Funktionseinheiten B und C mit der Grundmaschine 2, wobei der einfacheren Darstellung wegen auch hier wiederum nur die Verbindung einer solchen Funktionseinheit mit der Grundmaschine wiedergegeben ist.
In der 5 ist wiederum mit 33 der Daten- und Steuerbus angedeutet. Weiterhin ist in der 5 mit 54 die an der Grundmaschine 2 vorgesehene Pneumatik-Versorgung bezeichnet, d. h. bei der dargestellten Ausführungsform eine Leitung für Zuluft und eine Leitung für Abluft. Mit 55 ist eine elektrische Niederspannungsversorgung bezeichnet, und zwar zur Versorgung von elektronischen Schaltkreisen usw. der jeweiligen Funktionseinheit B/C. Mit 56 ist weiterhin eine Netzspannungsversorgung an der Grundeinheit für Funktionseinheiten B bzw. C angegeben.
Wie die 5 zeigt, besitzt jede Funktionseinheit B/C ihre eigene Elektronik 57 sowie ihren eigenen Buskoppler 58, über den die Elektronik 57 mit dem Daten- und Steuerbus 33 zusammenwirkt. Die Elektronik 57 steuert die ebenfalls für jede Funktionseinheit P/C gesondert vorgesehenen Ventile 59 an, und zwar zum Betätigen der Betätigungselemente bzw. Zylinder 60. Die Ventile 59 sind über eine Blockversorgung 61 an die Pneumatik-Versorgung 54 angeschlossen.
Mit der Elektronik 57 sind weiterhin Sensoren 62 der jeweiligen Funktionseinheit B/C verbunden. Weiterhin weist die Elektronik 57 Eingänge 63 auf, an denen bei an der Grundmaschine 2 montierter Funktionseinheit B/C ein Signal anliegt, welches der Ortsidentifikation IP der jeweiligen Arbeitsposition 3 entspricht, an der die Funktionseinheit montiert ist. Das Signal an den Eingängen 63 wird von einer an der jeweiligen Arbeitsposition 3 vorgesehenen, beispielsweise von einer entsprechenden Verdrahtung gebildeten Ortscodiereinheit 64 erzeugt. Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Funktionseinheit B/C noch ein Regelgerät 65 auf, welches beispielsweise gesteuert durch die Elektronik 57 nicht dargestellte elektrische Funktionselemente steuert. Weiterhin ist die Funktionseinheit B/C an einen Schutzkreis 56 (Schutzerde) der Grundmaschine 2 angeschlossen. Die gesamte Signal- und Energieverbindung zwischen der Grundeinheit und der Funktionseinheit B/C erfolgt über eine an der jeweiligen Funktionseinheit vorgesehenen gemeinsamen Stecker und einen an der jeweiligen Arbeitsposition vorgesehenen Gegenstecker, und zwar vorzugsweise derart, daß beim Positionieren der jeweiligen Funktionseinheit an einer Arbeitsposition zusätzlich zu dem mechanischen Ausrichten und Fixieren der Funktionseinheit auch die Verbindung zwischen dem Stecker und den Gegenstecker erfolgt. In der 6 ist ein derartiger Gegenstecker 67 dargestellt, der an jeder Arbeitsposition 3 vorgesehen ist. Die 7 zeigt den hierfür passenden Stecker, der an jedem Funktionselement B/C vorgesehen ist.
Über den Buskoppler 58 und die Elektronik 57 erfolgt in Abhängigkeit von den über den Bus 33 übermittelten Steuersignalen die Ansteuerung der Zylinder 60 sowie der Regelgeräte 56. Weiterhin erfolgt über den Buskoppler 58 auch die Übertragung der Signale der Sensoren 62. Die Elektronik 57 bildet aus der in dieser Elektronik abgelegten Geräteidentifikation IG, die den Typ der Funktionseinheit B/C definiert und auf dem von der Codiereinrichtung 64 abgeleiteten und am Eingang 63 anliegenden Ortsidentifikation IP eine Gesamtcodierung, die auf Anfrage ebenfalls über den Buskoppler 58 und den Daten- und Steuerbus 33 an die Steuereinheit 32 übertragen wird.
Wie die 5 weiterhin zeigt, ist der Steuer- und Datenbus durch die Buskoppler 58 der einzelnen Funktionseinheiten B/C durchgeschleift. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Ausbildung dieses Busses, insbesondere auch in Form eines Lichtleiterbusses. An Arbeitspositionen 3, an denen keine Funktionseinheit B/C vorgesehen ist, wird eine Leereinheit positioniert, die dann im wesentlichen nur die Elektronik 57 mit den mit der Codiereinrichtung 64 zusammenwirkenden Eingängen und den Buskoppler 58 aufweist und entsprechende Identifikationen IP und IG liefert.
Über den Stecker 68 und den Gegenstecker 67 erfolgt der Anschluß sämtlicher Leitungen für die Signal- und Energieübertragung. Die Stecker besitzen hierfür zwei Anschlüsse 69 und 70 für die Zuluft- und Abluft (Versorgung 54), wobei zumindest der Anschluß für die Zuluft an den an der Grundmaschine 2 vorgesehenen Gegenstecker so ausgebildet ist, daß er automatisch bei abgenommenen Stecker 68 verschlossen ist. Vorgesehen sind an dem Stecker 68 und Gegenstecker 67 weiterhin mehrere elektrische Kontakte 71 für die elektrischen Signalleitungen. Weiterhin sind am Stecker Zentrierstifte 72 vorgesehen, denen entsprechende Zentrieröffnungen 73 am Gegenstecker 67 zugeordnet sind.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So ist es beispielsweise möglich, daß die Sensoren 27 und/oder Aktoren 28 und/oder Ventile 29 usw. der Werkzeuge 26 zumindest teilweise auch an der zugehörigen Arbeitsstation 4 vorgesehen und/oder über Verbindungen mit dieser Arbeitsstation bzw. mit der dortigen Elektronik 25 verbunden sind, wobei die von der Elektronik 25 gelieferte Codierung dann beispielsweise zusätzlich noch eine Identifikation IW enthält, die das jeweilige, der Arbeitsstation 4 zugeordnete Werkzeug 26 angibt.
So ist es weiterhin auch möglich, die Elektronik 30 der jeweiligen Hubeinrichtung 5 zuzuordnen, wobei die von dieser Elektronik 30 dann abgegebene Codierung sich entsprechend dem an der Hubeinrichtung 5 vorgesehenen Werkzeug 26 ändert.
Bezugszeichenliste

1: Fertigungsautomat
2: Grundeinheit
3: Arbeitsposition
4: Arbeitsstation
5: Hubeinrichtung
6: Werkzeugträger
7: Maschinengestell
7', 7'': Maschinengestellabschnitt
8: Tisch
9: Säule
10: Hohlwelle
11: Tischelement
11': Umfangsbereich
12: Antrieb
13: Motor
14: Tischelement
15: Aufnahme
16, 17: Hubstange
18, 19: Steuerscheibe
20, 21: Hebeleinrichtung
22: Sensor
23: Aktor
24: Steuerventil
25: Elektronik
26: Werkzeug
27: Sensor
28: Aktor
29: Steuerventil
30: Elektronik
32: zentrale Steuereinheit
33: Datenübertragung bzw. Daten- und Steuerbus
34: Unterprogramm
35: Konfigurationseinheit
36–45: Block
46: Steuerelement
47: Betätigungselement
48, 49: Busknoten
50: Elektronik
50', 50'': Eingänge
51: Sensor
52: Leitung
54: Versorgung
55, 56: Leitung
57: Elektronik
58: Buskoppler
59: Ventile
60: Zylinder
61: Blockversorgung
62: Sensoren
63: Leitungen
64: Codierelement
65: Regelgerät
66: Schutzkreis
67: Mehrfach-Gegenstecker
68: Wehrfachstecker
69, 70: Anschlüsse für Zu- und Abluft
71: elektrische Kontakte
72: Zentrierstift
73: Zentrieröffnung

Claims

Fertigungs- und Montageautomat, mit einer Grundeinheit (2) mit einem Transportelement, welches beispielsweise von einem um eine vertikale Maschinenachse (V) drehbar angetriebenen Rotor gebildet ist, mit mehreren am Transportelement, beispielsweise am Umfang des Rotors vorgesehenen Aufnahmen (15) für Bauelemente oder Baugruppen, mit einem Antrieb (12) für das Transportelement (11), um die Aufnahmen (15) getaktet an Arbeitspositionen (3) vorbeizubewegen, sowie mit an Arbeitspositionen (3) an der Grundeinheit (2) montierbaren Funktionseinheiten, beispielsweise Arbeitsstationen (4) und/oder Werkzeugen (26), dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheiten über wenigstens eine Daten- und Steuerstrecke (33) mit einer zentralen elektronischen Steuereinrichtung (32) in Verbindung stehen, wobei den Funktionseinheiten (4, 26) jeweils eine jede Einheit identifizierende elektrische Codierung, insbesondere Gerätecodierung (IG, IP, IW) zugeordnet ist, die über die Daten- und Steuerstrecke (33) von der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26) an die zentrale Steuereinheit (32) übermittelbar ist, wobei die Codierung eine Identifikation (IW) enthält, die die Kombination und/oder den Typ mehrerer an einer Arbeitsposition (3) vorhandener Funktionseinheiten (4, 26) angibt.
Fertigungs- oder Montageautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Codierung eine den Typ der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26) angebende Geräteidentifikation oder -Codierung (IG) enthält.
Fertigungs- oder Montageautomat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geräteidentifikation oder -Codierung (IG) in der Funktionseinheit (4) abgelegt ist.
Fertigungs- oder Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung eine die Position der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26) angebende Positionsidentifikation (IP) enthält.
Fertigungs- oder Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung und/oder die diese Codierung bildenden Identifikationen (IG, IP, IW) in einer Elektronik (25, 30) der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26) elektrisch gebildet und/oder abgelegt ist.
Fertigungs- und Montageautomat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung durch elektrische Kontakte, beispielsweise durch eine entsprechende Kontaktierung und/oder Belegung von Kontakten eines Mehrfachsteckers oder eines Mehrfachgegensteckers zum Anschluss an die Daten- und Steuerstrecke gebildet ist.
Fertigungs- oder Montageautomaten nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung, insbesondere die Gerätecodierung durch Programmierung eines Speicherelementes oder Speicherchips der Elektronik (25, 30) der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26) erfolgt ist.
Fertigungs- und Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Bildung einer Identifikation (IP) in Abhängigkeit von der Position der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26) an der Grundeinheit.
Fertigungs- und Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten- und Steuerstrecke (33) von einem Bussystem gebildet ist, beispielsweise von einem elektrische Leiter aufweisenden Leitungsbus oder einem Lichtleiter-Bus.
Fertigungs- und Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheiten (4, 26) eigene Sensoren (22, 27) und/oder Aktoren (23, 28) und/oder Steuerelemente (25, 29) aufweisen.
Fertigungs- und Montageautomat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (22, 27) und/oder Aktoren (23, 28) und/oder Steuerelemente (24, 29) über die Daten- und Steuerstrecke (33) unmittelbar und/oder mittelbar mit der zentralen Steuereinrichtung (32) in Verbindung stehen.
Fertigungs- und Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zentralen Steuereinheit (32) eine Ist-Konfiguration des Fertigungs- und Montageautomaten abgelegt ist, und dass die zentrale Steuereinheit (32) die tatsächliche Konfiguration, die aus der an die Steuereinheit (32) übermittelten Codierung der Funktionseinheiten (4, 26) abgeleitet ist, mit der Sollkonfiguration vergleicht.
Fertigungs- und Montageautomat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (32) ein den Fertigungs- und Montageautomaten und/oder die Funktionseinheiten (4, 26) steuerndes Steuerprogramm zum Ansteuern des Automaten dann freigibt, wenn die Ist-Konfiguration und die Sollkonfiguration übereinstimmen.
Fertigungs- und Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Grundeinheit oder Grundmaschine (2) an Arbeitspositionen (3) erste Anschlüsse zur Energie- und Datenübertragung für Funktionseinheiten (26) einer ersten Gruppe (A) vorgesehen sind, und dass die Anschlüsse mit an der Grundeinheit (2) vorgesehenen Steuerelementen, beispielsweise Ventilen (46), sowie mit wenigstens einer an der Grundeinheit (2) vorgesehenen Elektronik (50) verbunden sind.
Fertigungs- und Montageautomat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an den Arbeitspositionen (3) der Grundeinheit (2) für jede Funktionseinheit einer ersten Gruppe (A) ein Signalanschluss (15'') vorgesehen ist, der beim Anbringen einer Funktionseinheit ein Signal an die Elektronik (50) und/oder Steuereinheit (32) liefert, welches das Vorhandensein einer Funktionseinheit der ersten Gruppe (A) an der Arbeitsposition (3) anzeigt.
Fertigungs- und Montageautomat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass für sämtliche Funktionseinheiten der ersten Gruppe (A) oder aber für eine bestimmte Anzahl solcher Funktionseinheiten an der Grundmaschine (2) jeweils ein gemeinsamer Busknoten (48, 49) zur Datenübertragung zwischen dem Daten- und Steuerbus (33) und den Funktionseinheiten oder einer Elektronik (50) der ersten Gruppe (A) vorgesehen ist.
Fertigungs- und Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Funktionseinheiten einer zweiten Gruppe (B/C) jede Funktionseinheit einen an den Daten- und Steuerbus (33) anschließbaren Buskoppler (58) aufweist, für eine Datenübertragung zwischen dem Daten- und Steuerbus (33) und einer an der Funktionseinheit der zweiten Gruppe (B/C) vorgesehenen Elektronik (57).
Fertigungs- und Montageautomat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Elektronik (57) der Funktionseinheiten einer zweiten Gruppe (B/C) u. a. auch die Geräteidentifikation oder Stationscodierung (IG) abgelegt ist und dass die Elektronik (57) aufgrund einer an der jeweiligen Arbeitsposition (3) vorgesehenen Codierung (64) die Ortsidentifikation oder Ortscodierung (IP) bildet.
Fertigungs- und Montageautomat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik (57) der Funktionseinheit der zweiten Gruppe (B/C) mit Sensoren (62) und/oder mit Steuerelementen, beispielsweise Ventilen (59) zur Steuerung von Stellgliedern (60) und/oder mit Steuerelementen (65) zum Steuern von elektrischen Antrieben oder Verbrauchern zusammenwirkt.
Fertigungs- und Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch an den Funktionseinheiten (4, 26) vorgesehenen Stecker (68), die bei Positionieren der jeweiligen Funktionseinheit an eine Arbeitsposition (3) mit einem dortigen Gegenstecker (67) zusammenwirken, und zwar für die gesamte Signal- und Energieübertragung zwischen der Grundeinheit oder Grundmaschine (2) und der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26).
Fertigungs- und Montagemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, von Funktionseinheiten an Arbeitspositionen (3) gebildete und in Bewegungsrichtung des Transportelementes (11) aufeinanderfolgende Arbeitsstationen eine Fertigungs- und/oder Bearbeitungsstrecke für ein Produkt bilden, und dass am umlaufenden Transportelement mehrere Fertigungs- und/oder Bearbeitungsstrecken für die parallele Bearbeitung oder Fertigung vorgesehen sind.
Funktionseinheit, beispielsweise Arbeitsstation (4) und/oder Werkzeug (26) für einen Fertigungs- und Montageautomaten, der eine Grundeinheit (2) mit einem Transportelement, welches beispielsweise von einem um eine vertikale Maschinenachse (V) drehbar angetriebenen Rotor gebildet ist, mehrere am Transportelement, beispielsweise am Umfang des Rotors vorgesehenen Aufnahmen (15) für Bauelemente oder Baugruppen, sowie einen Antrieb (12) für das Transportelement (11) aufweist, um die Aufnahmen (15) getaktet an Arbeitspositionen (3) vorbeizubewegen, an denen an der Grundeinheit (2) Funktionseinheiten montierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheiten über wenigstens eine Daten- und Steuerstrecke (33) mit einer zentralen elektronischen Steuereinrichtung (32) in Verbindung stehen, wobei den Funktionseinheiten (4, 26) jeweils eine jede Einheit identifizierende elektrische Codierung, insbesondere Gerätecodierung (IG, IP, IW), zugeordnet ist, die über die Daten- und Steuerstrecke (33) von der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26) an die zentrale Steuereinheit (32) übermittelbar ist, wobei die Codierung eine Identifikation (IW) enthält, die die Kombination und/oder den Typ mehrerer an einer Arbeitsposition (3) vorhandener Funktionseinheiten (4, 26) angibt.
Funktionseinheit nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Codierung eine den Typ der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26) angebende Geräteidentifikation oder -Codierung (IG) enthält.
Funktionseinheit nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Geräteidentifikation oder -Codierung (IG) in der Funktionseinheit (4) abgelegt ist.
Funktionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung und/oder die diese Codierung bildenden Identifikationen (IG, IP, IW) in einer Elektronik (25, 30) der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26) elektrisch gebildet und/oder abgelegt ist.
Funktionseinheit nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung durch elektrische Kontakte, beispielsweise durch eine entsprechende Kontaktierung und/oder Belegung von Kontakten eines Mehrfachsteckers oder einer Mehrfachsteckerbuchse zum Anschluss an die Daten- und Steuerstrecke gebildet ist.
Funktionseinheit nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung durch Programmierung eines Speicherelementes oder Speicherchips der Elektronik (25, 30) der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26) erfolgt ist.
Funktionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Bildung einer Identifikation (IP) in Abhängigkeit von der Position der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26) an der Grundeinheit.
Funktionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten- und Steuerstrecke (33) von einem Bussystem gebildet ist, beispielsweise von einem elektrische Leiter aufweisenden Leitungsbus oder einem Lichtleiter-Bus.
Funktionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheiten (4, 26) eigene Sensoren (22, 27) und/oder Aktoren (23, 28) und/oder Steuerelemente (25, 29) aufweisen.
Funktionseinheit nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (22, 27) und/oder Aktoren (23, 28) und/oder Steuerelemente (24, 29) über die Daten- und Steuerstrecke (33) unmittelbar und/oder mittelbar mit der zentralen Steuereinrichtung (32) in Verbindung stehen.
Funktionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Funktionseinheiten einer zweiten Gruppe (B/C) jede Funktionseinheit einen an den Daten- und Steuerbus (33) anschließbaren Buskoppler (58) aufweist, für eine Datenübertragung zwischen dem Daten- und Steuerbus (33) und einer an der Funktionseinheit der zweiten Gruppe (B/C) vorgesehenen Elektronik (57).
Funktionseinheit nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass in der Elektronik (57) der Funktionseinheiten einer zweiten Gruppe (B/C) u. a. auch die Geräteidentifikation oder Stationscodierung (IG) abgelegt ist und dass die Elektronik (57) aufgrund einer an der jeweiligen Arbeitsposition (3) vorgesehenen Codierung (64) die Ortsidentifikation oder Ortscodierung (IP) bildet.
Funktionseinheit nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik (57) der Funktionseinheit der zweiten Gruppe (B/C) mit Sensoren (62) und/oder mit Steuerelementen, beispielsweise Ventilen (59) zur Steuerung von Stellgliedern (60) und/oder mit Steuerelementen (65) zum Steuern von elektrischen Antrieben oder Verbrauchern zusammenwirkt
Funktionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch an den Funktionseinheiten (4, 26) vorgesehenen Stecker (68), die bei Positionieren der jeweiligen Funktionseinheit an eine Arbeitsposition (3) mit einem dortigen Gegenstecker (67) zusammenwirken, und zwar für die gesamte Signal- und Energieübertragung zwischen der Grundeinheit oder Grundmaschine (2) und der jeweiligen Funktionseinheit (4, 26).