DE4122203A1 - Steuervorrichtung fuer fertigungslinie - Google Patents
Steuervorrichtung fuer fertigungslinieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung
einer Fertigungslinie für Werkstücke, beispielsweise einer
Montagelinie für Kraftfahrzeuge, in der die Werkstücke in
unterschiedlichen Ausführungen und Modellen sequenziell
bearbeitet und zusammengesetzt werden.
In einer typischen Fertigungslinie sind mehrere
Arbeitsstationen entlang der Fertigungslinie angeordnet.
Die Werkstücke werden entlang der Linie von Arbeitsstation
zu Arbeitsstation bewegt. In den jeweiligen Arbeitssta
tionen werden an den ihnen zugeführten Werkstücken unter
schiedliche mechanische Tätigkeiten ausgeführt. Im Fall der
Fertigung von Kraftfahrzeugen (nachfolgend als Fahrzeuge
bezeichnet) und dergleichen muß eine Anzahl verschiedener
Fahrzeugmodelle in der selben Fertigungslinie bearbeitet
und zusammengesetzt werden. Aus diesem Grund müssen die
Arbeitsvorgänge der jeweiligen Arbeitsstationen in geeigne
ter Weise gesteuert werden, um für die unterschiedlichen
Modelle und Klassen der Werkstücke an den jeweiligen Ar
beitsstationen die jeweils zugehörigen mechanischen Arbeits
vorgänge durchzuführen.
Um die Herstellung unterschiedlicher Modelle zu er
möglichen, mußte bisher vom Bedienungspersonal eine Serie
von Datenkonversionsprozessen durchgeführt werden. Im fol
genden wird ein solcher Datenkonversionsprozeß unter Hin
weis auf Fig. 16 erläutert.
Arbeitskommandos werden eingegeben und in der Pro
duktionslinie auf Abruf abgelegt. Arbeitssequenzdaten, in
denen die jeweiligen Arbeitskommandos der Arbeitssequenz
der Priorität nach geordnet sind, werden aktualisiert.
Jedes Arbeitskommando enthält Informationen für die herzu
stellenden Modelltypen (wie etwa Modelljahr, Herstellungsan
lage, 2- oder 4-türig), Familiengruppen (Inlandsausführung
oder für Export) und Optionen (Sonnendach und anderes) ,
Partienummer (gegeben für jede Partie aus einer Gruppe
derselben Fahrzeugtypen) und Partiegröße (Anzahl der zu
fertigenden Fahrzeuge). Grundsätzlich hängt die an den Werk
stücken durchzuführende Bearbeitung von dem Fahrzeugtyp ab,
wie etwa seinem Modell und seiner Klasse. In der in Fig. 16
gezeigten ersten Konversion werden die Arbeitssequenzdaten
für die jeweilige Arbeitsstation der Fertigungslinie neu
geordnet, wobei Schrittsequenzdaten, die die Sequenz der
Arbeitsschritte für die jeweiligen Fahrzeugmodelle- und
klassen definieren, erhalten und den jeweiligen Arbeitssta
tionen zugeführt werden. Dann nimmt im nächsten Schritt ein
Bediener in jeder Arbeitsstation Arbeitskommandos von den
Schrittsequenzdaten sequenziell auf und konvertiert das auf
genommene Arbeitskommando in Bearbeitungsmusterdaten, die
eine Serie von Kommandos enthält, die den Bearbeitungsma
schinen zuzuführen sind (zweite Konversion), wonach der
Bediener die Kommandos gemäß der Bearbeitungsmusterdaten in
eine Steuereinrichtung eingibt. Auf diese Weise mußten die
Arbeitssequenzdaten manuell zweimal korreliert werden. Für
jede Arbeitsmaschine wird das manuell von dem Bediener
eingegebene Kommando in den Jobcode konvertiert, der den
durch die Arbeitsmaschine durchzuführenden Arbeitsvorgang
bezeichnet, und zwar auf Basis einer Korrelationstabelle,
die in einem internen Speicher abgelegt ist und einen den
jeweiligen Kommandos entsprechenden Satz von Jobcodes ent
hält (dritte Konversion). Der Jobcode enthält Information
für die Bearbeitungswerkzeug-Teilenummern, Herstellungsmus
ter und Jobnummern für die automatischen Bearbeitungsma
schinen (z. B. Bewegungsmuster, Zahlen für die geltenden
Schweißbedingungen). Auf diese Weise werden Bearbeitungs
musterdaten manuell erzeugt und der Steuereinrichtung
sequenziell eingegeben, wodurch die Werkstücke der jeweili
gen Bearbeitungsmaschine in Reihenfolge ihrer Arbeits
prioritäten sequenziell zugeführt und an den Werkstücken
dort die zugehörigen Bearbeitungsvorgänge gemäß zu diesen
Bearbeitungsmusterdaten durchgeführt werden.
Zum Beispiel werden beim Vorgang, Seitenbauteile an
Bodenbauteile zu schweißen, Arbeitssequenzdaten in Schritt
sequenzdaten konvertiert, welche in durch die Maschine
erkennbare Maschinenmuster konvertiert und in die Schweiß
steuereinrichtung eingegeben werden. Die Schweißmaschine
nimmt dann passende Seiten- und Bodenbauteile gemäß den in
den Arbeits- und Schrittsequenzdaten bestimmten Modell- und
Klasseninformationen heraus, setzt diese Bauteile in pas
sende Halterungen, bereitet Maschinencodes vor, schweißt
die beiden Bauteile gemäß dem Modell und der Klasse zugeord
neten Maschinenmustern zusammen und führt somit einen Monta
gevorgang von Seitenbauteilen an Bodenbauteile aus.
Wie oben beschrieben, war der herkömmliche Bearbei
tungsvorgang der Fertigungslinie sehr arbeitsintensiv,
weil jede Arbeitsstation eine manuelle Eingabe von Bear
beitungsdaten in jede der automatischen Bearbeitungsma
schinen erforderte. Demgemäß war die Steuerung eines sol
chen Systems ineffizient. Trotz der Fertigungsautomatisie
rung war die Fertigungseffizienz gering, weil ein solches
System eine gesonderte Arbeitsbelastung erzeugte. Weiterhin
mußte bei einem Wechsel des Fertigungsplans, wie etwa der
Fertigung eines anderen Modells, der Inhalt der Arbeits
sequenz entsprechend geändert werden. Somit mußten die Bear
beitungsdaten, wie etwa die Bearbeitungsmusterdaten, ent
sprechend geändert werden, und für jede Änderung mußte der
Bediener der Arbeitsstation über das jeweilige Änderungspro
tokoll instruiert werden. Das selbe Problem tritt auf, wenn
wegen Kundenwünschen oder Nachbearbeitungen Änderungen
erforderlich sind, sodaß verschiedene Bearbeitungsdaten
geladen werden müssen. Weiter enthalten die Bearbeitungs
anweisungsdaten gemäß dem jeweiligen Modell eine große
Anzahl von Erkennungscodes, Arbeitssequenzen, Maschinen
jobmuster und viele andere Informationscodes, um ver
schiedene Fahrzeugkarosserien mit ihren jeweiligen Bearbei
tungserfordernissen zu korrelieren. Wenn bei solchen Daten
mengen ein Wechsel durchgeführt werden mußte, war der
Bediener der schwierigen manuellen Aufgabe gegenüberge
stellt, die Daten zu analysieren und die notwendigen Korrek
turtätigkeiten für die gesamte von ihm zu bedienende eigene
Linie zu identifizieren. Weiterhin beeinträchtigt eine sol
che Tätigkeit bei einer Linie unvermeidlich die Produktivi
tät nicht nur seiner eigenen Linie, sondern auch anderer
Prozesse und Linien, was eine schwerwiegende Verminderung
der Gesamtproduktivität der Anlage zur Folge hat.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, zur Überwindung
dieser Probleme eine Steuervorrichtung für eine Fertigungs
linie anzugeben, die eine Minderung der Arbeitsbelastung
durch manuelle Tätigkeiten zur Datenbearbeitung und insbe
sondere eine Datenveränderung mit hoher Effizienz erlaubt,
sodaß die Produktivität der automatischen Fertigungslinie
verbessert wird.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Steu
ervorrichtung für eine Fertigungslinie aufgezeigt, in der
sich eine vorbestimmte Anzahl von Werkstücken in einer vor
bestimmten Arbeitssequenz von stromaufwärts gelegenen
Arbeitsstationen zu stromabwärts gelegenen Arbeitsstationen
einer automatischen Fertigungslinie bewegt.
Die Steuervorrichtung umfaßt:
eine primäre Steuereinrichtung zum Bereithalten von Ar beitssdateien, die Arbeitssequenzdaten zur Bestimmung der Klassifizierung, Arbeitspriorität und der Anzahl zu be arbeitender Werkstücke enthalten, und zum Übermitteln der Information der Arbeitsdatei durch ein Kommunikationsnetz werk,
eine sekundäre Steuereinrichtung zum Erzeugen und Bereithalten von Korrelationsdateien, um jede der in der Information der Arbeitsdatei enthaltenen Arbeitssequenzda ten mit Codes zu korrelieren, die jede an jedem Werkstück in jeder Arbeitsstation durchzuführende Bearbeitung bestimmen, und zum Übermitteln der Korrelationsdateien durch das Kommunikationsnetzwerk,
eine tertiäre Steuereinrichtung zum Erzeugen von Schrittdateien, die auf den durch das Kommunikationsnetz werk erhaltenen Arbeitsdateien und Korrelationsdateien beruhen, wobei die Schrittdateien Bearbeitungsanweisungs daten für jede Arbeitsstation enthalten, und
Bearbeitungsmittel zum Bearbeiten der Werkstücke gemäß der von der tertiären Steuereinrichtung erhaltenen Arbeits anweisungsdaten.
eine primäre Steuereinrichtung zum Bereithalten von Ar beitssdateien, die Arbeitssequenzdaten zur Bestimmung der Klassifizierung, Arbeitspriorität und der Anzahl zu be arbeitender Werkstücke enthalten, und zum Übermitteln der Information der Arbeitsdatei durch ein Kommunikationsnetz werk,
eine sekundäre Steuereinrichtung zum Erzeugen und Bereithalten von Korrelationsdateien, um jede der in der Information der Arbeitsdatei enthaltenen Arbeitssequenzda ten mit Codes zu korrelieren, die jede an jedem Werkstück in jeder Arbeitsstation durchzuführende Bearbeitung bestimmen, und zum Übermitteln der Korrelationsdateien durch das Kommunikationsnetzwerk,
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Bearbeitungsmittel zum Bearbeiten der Werkstücke gemäß der von der tertiären Steuereinrichtung erhaltenen Arbeits anweisungsdaten.
Weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden aus
einem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel unter
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Fig. 1A und 1B zeigen Schemata eines
Kommunikationsnetzwerks für den Schweißbetrieb,
vorgesehen in einer erfindungsgemäßen Steuer
vorrichtung für eine Fertigungslinie;
Fig. 2 zeigt ein Schema für das Bearbeitungsanweisungs-
Computernetzwerk in dem Netzwerk nach den
Fig. 1A und 1B;
Fig. 3A und 3B zeigen
Flußdiagramme aktueller
Schweißschritte;
Fig. 4 zeigt in einem schematischen Diagramm Anordnung der
verschiedenen Fertigungslinien;
Fig. 5 zeigt ein aktuelles Beispiel von Informationen zur
Anzahl zwischen den Linien bewegter Werkstücke;
Fig. 6, 10 und 12 zeigen eine zusammenfassende Bildschirm
darstellung gegenwärtig verbleibender
Fahrzeugkarosserien;
Fig. 7 zeigt ein Beispiel eines detaillierten
gegenwärtigen Status der Anzahl hergestellter
Fahrzeugkarosserien;
Fig. 8 und 9 zeigen Zykluszeitdaten der Herstellung
erster und zweiter Böden;
Fig. 11 zeigt ein Beispiel von Zyklusdaten für verschiedene
Bearbeitungsmaschinen;
Fig. 13 und 14 zeigen ein Beispiel einer
Bearbeitungsanweisungsanzeige;
Fig. 15 zeigt ein Beispiel von Kommunikationsproblemen;
Fig. 16 zeigt ein Schema zur Erläuterung einer
herkömmlichen Fertigungssteuervorrichtung.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird
nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Zunächst wird der allgemeine Systemaufbau erläutert.
Die Fig. 1A und 1B zeigen schematisch ein Kommuni
kationsnetzwerk einer Schweißarbeitsstation in einer Ferti
gungslinie für Kraftfahrzeuge. In diesen Zeichnungen ist
ein Hostcomputer mit 1 bezeichnet (primäre Steuereinrich
tung), der Arbeitsdateien enthält. Mit 2C, 2D und 2E sind
Modellgruppencomputer (sekundäre Steuereinrichtungen)
bezeichnet, die modellbezogene Information enthalten, und
mit 2A und 2B sind Arbeitsstationscomputer bezeichnet
(tertiäre Steuereinrichtungen). Der Hostcomputer 1 enthält
periphere Komponenten, wie etwa ein Diskettenlaufwerksystem
11, einen Drucker 12, eine Tastatur 13 und ein Datensicht
gerät 14. Ähnlich enthält der Modellgruppencomputer 2C peri
phere Komponenten wie etwa ein Diskettenlaufwerksystem 21,
einen Drucker 22, eine Tastatur 23 und ein Datensichtgerät
24. Die selbe Anordnung peripherer Komponenten steht auch
den Modellgruppencomputern 2D und 2E und den Arbeitssta
tionscomputern 2A und 2B zur Verfügung (diese Schemata sind
hier weggelassen). Die Bezugszeichen 3 und 3A bezeichnen
ein Kommunikationsnetzwerk, das sechs periphere PC′s
(Personal Computer) im Netzwerk 3A und vierundvierzig Kno
ten im Netzwerk 3 enthält. 4A bis 4X bezeichnen Schweißse
quenzierer (Bearbeitungsmittel) mit Schweißrobotern zur
Durchführung der Schweißaufgaben. Mit 5 ist eine Ferti
gungs- oder Montagelinie bezeichnet (nachfolgend als Linie
5 bezeichnet), auf der Werkstücke, das sind in dieser
Ausführung Fahrzeugkarosserien 6, von stromaufwärts zu
stromabwärts gelegenen Arbeitsstationen bewegt werden. Die
Fahrzeugkarosserien 6 werden auf Karren (nicht gezeigt) in
einer vorgegebenen Anzahl und Arbeitssequenz gestapelt. Auf
der Linie 5 werden für jede Stufe des Schweißprozesses eine
große Anzahl Arbeitsbewegungsleitungen 203 bis 212 vor
gesehen (Fig. 4). In jeder der Arbeitsbewegungsleitungen
wird für jede Stufe Bearbeitungsinformation gesammelt und
dem Netzwerk 3 zugeführt. Nummer 25 bezeichnet einen Trans
ceiver (Sender-Empfänger) für das Kommunikationsnetzwerk
3A. Weitere Transceiver sind nicht gezeigt, um eine
unnötige Überfüllung der schematischen Zeichnung zu ver
meiden.
Aufgabe des Hostcomputers 1 ist es, beispielsweise von
einem externen Computer 1A zugeführte Arbeitssequenzinfor
mation wöchentlich aufzunehmen und die Kontinuität der
Arbeitssequenzdaten zu prüfen und als Arbeitsdatei zu spei
chern.
Die Arbeitsdatei enthält Arbeitssequenzdaten
betreffend den Arbeitsinhalt (insbesondere die Arbeitsse
quenzen) für die verschiedenen Typen von Fahrzeugkaros
serien 6, die zur Bearbeitung auf der Linie 5 angeordnet
sind. Jede Datei ist für jede Partie definiert, die aus der
geforderten Anzahl Fahrzeugkarosserien 6 gebildet ist, die
dieselbe Klassifikation haben (d. s. Modell, Klasse und der
gleichen).
Die Arbeitssequenzdaten enthalten Informationen für
die Fahrzeugkarosserien 6, wie etwa die Modellinformation
(Modell und Klasse, zwei- oder viertürig) und Informationen
zum Bestimmungsort (Inland oder Export; kaltes Klima) und
Optionsdaten (beispielweise Sonnendach). Diese Daten müssen
den in den verschiedenen Arbeitsstationen gespeicherten
modell- und bestimmungsortbezogenen Codes und Optionscodes
entsprechen. Die Arbeitsdateiinformation wird dann via das
Kommunikationsnetzwerk 3A auf die Arbeitsstationscomputer
2A, 2B und die Modellgruppencomputer 2C, 2D, 2E übermittelt.
Auf diese Weise erfüllt der Hostcomputer 1 folgende
Aufgaben: Setzen und Bereithalten der Arbeitssequenz für
die benötigte Anzahl von Fahrzeugkarosserien 6
verschiedener Modelle und Bestimmungsorte auf der Linie 5
und Übermitteln der Arbeitsdateiinfomation durch das
Kommunikationsnetzwerk 3A zu den PC′s.
Weiterhin enthält die Steuervorrichtung im Kommunika
tionsnetzwerk 3 Sondereinrichtungen, wie etwa Bearbeitungs
- und Notfallüberwachungssysteme (im Detail später beschrie
ben), die nicht nur den Bearbeitungsfortgang der Fahrzeug
karosserien 6, sondern auch das Auftreten von Abnormitäten
in den einzelnen Arbeitsstationen überwachen. Diese Überwa
chung wird entweder durch eine entfernte zentralisierte
Überwachungseinrichtung oder durch eine an der Linie 5
vorgesehene lokale Einrichtung des Bedieners durchgeführt.
Das Kommunkationsnetzwerk führt auch mehr als eine bearbei
tungsbezogene Aufgabe durch, wie etwa die Ausgabe eines
Berichts zum Bearbeitungsstatus in dem nächsten Bearbei
tungsschritt, der Anzahlen bewegter Werkstücke, der durch
die Fertigungsprozesse bearbeiteten Anzahl von Werkstücken
und ihrer Zykluszeiten.
Der Hostcomputer 1 überwacht den Status der Arbeitssta
tionen durch die oben beschriebenen Überwachungsmittel und
sammelt die folgende Information:
- 1. dynamische Produktionsanzahlen von zwischen der eigenen Arbeitsstation und der nächsten Arbeitsstation bewegten Werkstücken, ermittelt auf Basis der überwachten Anzahl von Werkstücken, die in der eigenen Arbeitsstation bearbeitet wurden, und der überwachten Anzahl von Werkstücken, die in der nächsten Arbeitsstation bearbeitet wurden;
- 2. Betriebsmodi der Bearbeitungsmaschinen in den Arbeits stationen und
- 3. die Anzahl der Werkstücke, die während eines konstanten Intervalls in jeder Bearbeitungsmaschine bearbeitet wurden.
Der Hostcomputer 1 steuert die anderen Einrichtungen
des Systems auf Basis der oben beschriebenen Information in
richtiger Weise und überträgt die oben beschriebene Informa
tion durch das Netzwerk 3.
Weiter kann der Hostcomputer 1 durch externe, von
der Steuervorrichtung unabhängige Unterbrechnungssignal
mittel beeinflußt werden.
Darüber hinaus werden in der Steuervorrichtung die
Arbeitssequenzdaten in der Arbeitsdatei neu geordnet, um
die Arbeitsbelastung der Arbeitsstationscomputer zu
mindern. Die neugeordneten Daten halten jeweils: modellbezo
gene Bestimmungsortcodes, Optionscodes, Maschinenjobmuster
codes und Arbeitsmaterialcodes für jede Arbeitsstation und
Setzen der Repräsentationsnummern der verschiedenen
gesammelten Codes. Die modellbezogenen Bestimmungsortcodes
repräsentieren Informationen über etwa verschiedene Fahr
zeugmodelle, zwei- oder viertürige Fahrzeuge, inländische
oder Exportbestimmungsorte. Sie erfordern mehrstellige
Codes.
Grundsätzlich hängt die an den Werkstücken durch
zuführende Bearbeitung von der Klassifikation der Fahrzeuge
ab, wie etwa den Modellen und Klassen. So kann ein Ver
fahren verwendet werden, bei dem eindeutige Codenummern die
jeweilige Klassifikation der Fahrzeuge kennzeichnen. Die an
dem Werkstück durchzuführenden Arbeitsgänge werden auf
Basis des Bearbeitungscodes bestimmt. Jedoch gibt dies eine
extrem große Anzahl von Fahrzeugklassifikationen, so daß
das oben genannte Verfahren nicht anwendbar ist. Mittlerwei
le gibt es Fälle, in denen die selbe Bearbeitung bei einer
Mehrzahl verschiedener Fahrzeugmodelle und -klassen in den
selben Arbeitsstationen der Fertigungslinie angewandt
werden kann. Somit kann unter Verwendung eines verbesserten
Codierungsverfahrens, in dem ein Code jede gemeinsame
Bearbeitung definiert, der selbe Code Fahrzeugmodelle und
-klassen bezeichnen, die dieselbe Bearbeitung in dieser
Arbeitsstation erfordern. Somit können unter Verwendung des
verbesserten Codierungsverfahrens der modellbezogene Bestim
mungsortcode und andere der oben beschriebenen Codes auf
einen praktikablen minimalen Umfang vereinfacht werden, um
die Effektivität der Linie zu verbessern. Die Neuordnungs
funktion wird wie folgt erreicht:
Die Arbeitsdateiinformation im Hostcomputer 1 wird
durch das reguläre PC-Kommunikationsnetzwerk 3A zu den
Modellgruppencomputern 2C, 2D und 2E weitergegeben und
dienen somit als Sicherungsdateien. Die Modellgruppencompu
ter 2C, 2D und 2E erzeugen und halten Korrelationsdateien
bereit, die modellbezogene Bestimmungsortcodes zur Bearbei
tungsanweisung jeder der Arbeitsstationen in der Linie 5
enthalten. Die erzeugten Korrelationsdateien werden dann
auf den Hostcomputer 1 übertragen.
Eine weitere Funktion der Modellgruppencomputer 2C, 2D
und 2E ist es, Dateisicherungsfunktionen oder redundante
Funktionen für den Hostcomputer 1 oder die Arbeitsstations
computer 2A, 2B vorzusehen.
Die Korrelationsdateien der Modellgruppencomputer 2C,
2D und 2E werden zuerst im Hostcomputer 1 gespeichert und
dann durch das Kommunikationsnetzwerk 3A in die Arbeitssta
tionscomputer 2A und 2B eingegeben. Auf Basis der Arbeitsse
quenzdateien und der Korrelationsdateien erzeugen die
Arbeitsstationscomputer 2A und 2B prozeßbezogene Daten für
verschiedene Fahrzeugkarosserien 6 gemäß ihren jeweiligen
Modellen und Klassen und geben Bearbeitungsanweisungen an
die Bearbeitungsmittel oder verschiedenen Sequenzierer 4A
bis 4X aus.
Die Schweißsequenzierer 4A bis 4X sind auf die Arbeits
stationen der Linie 5 verteilt und führen Schweißarbeiten
durch, wobei sie den durch die Arbeitsstationscomputer 2A
und 2B vorgesehenen Bearbeitungsanweisungen für die Fahr
zeugkarosserien 6 in ihrer vorbestimmten Reihenfolge folgen
und der jeweiligen Prozedur für die verschiedenen Modelle
folgen.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung zum einfacheren Ver
ständnis des Netzwerksystems zur Übermittlung der Bearbei
tungsanweisungen. In der Zeichnung bezeichnet 2G eine Netto
produktions-Überwachungseinrichtung, 2H bezeichnet eine Net
tosammeldaten-Steuereinrichtung, 4A bis 4X bezeichnen die
oben beschriebenen Sequenzierer und 400A bis 400X
bezeichnen mit den Sequenzierern verbundene Datensichtge
räte. 7A bis 7X bezeichnen mit Datensichtgeräten bestückte
Bedienungstafeln, die zur Überwachung der Bearbeitungsdaten
und als Notfallüberwachung dienen können.
Die Information zum gegenwärtigen Status der ver
schiedenen Abschnitte der Steuerungsvorrichtung wird durch
Computer 31 bis 35 zur Überwachung des gegenwärtigen Status
vorgesehen (nachfolgend als Ist-Zustand-Computer bezeich
net; siehe Fig. 2). Diese Computer sind in allgemeinen
Büros sowie Wartungs-, Planungs- und Versandabteilungen ein
gerichtet und zeigen den Echtzeitbetriebsstatus der Steuer
vorrichtung an. Der Ist-Zustand-Computer 31 umfaßt einen
Hauptcomputer 41, einen Drucker 42, eine Tastatur 43 und
ein Datensichtgerät 44. Die anderen Ist-Zustand-Computer
sind in ähnlicher Weise ausgerüstet, jedoch wurden ihre
Bezugszeichen weggelassen. In Fig. 1B bezeichnet 51 eine
Bedienungsleitung in dem Netzwerk und 52 bezeichnet einen
Stromgenerator.
Die in dem Netzwerk 3 bearbeitete Information umfaßt
folgendes:
- 1. Bearbeitungsanweisungen,
- 2. gegenwärtige Anzahl bearbeiteter Werkstücke,
- 3. Gesamtanhaltezeit der Linie,
- 4. Linienproduktivität oder Bearbeitungsrate pro Zeiteinheit,
- 5. Flußrate zwischen den Linien: Beziehung zwischen der Gesamtanzahl der in der gegenwärtigen Bearbei tungsstufe bearbeiteten Werkstücke gegenüber der Gesamtanzahl der in der nächsten Bearbeitungs stufe bearbeiteten Werkstücke,
- 6. Liniensteuersignale: Kanäle, manuell, abnormal, usw.,
- 7. Wartungswarnsignal,
- 8. Arbeitsanweisungssignal,
- 9. Linienstatussignal.
Im folgenden werden die Arbeitsvorgänge des Systems
gemäß einer bevorzugten Ausführung beschrieben.
Im Schweißfertigungsprozeß werden beispielsweise von
dem externen Computer 1A zu dem Hostcomputer 1 Arbeitsda
teien enthaltende Daten zugeführt, meist Arbeitssequenzda
ten für eine Wochenproduktion von Fahrzeugkarosserien 6.
Diese Datei erzeugt und hält Information zum Arbeitsinhalt
(insbesondere Arbeitssequenz) für die verschiedenen Typen
von Fahrzeugkarosserien auf der Linie 5 bereit, die gemäß
der erforderlichen Anzahl von Fahrzeugen, Modellen und
anderen wichtigen Faktoren in Gruppen zusammengefaßt sind.
Die Arbeitsdatei enthält Informationen für die Fahrzeugka
rosserien 6, wie etwa Modellinformation (Modelle und Klas
sen, zwei- oder viertürig) und Bestimmungsortinformation
(Inland oder Export) und andere zur Identifikation der
Fahrzeugkarosserien erforderliche Daten.
Die Modellgruppencomputer 2C, 2D und 2E erzeugen die
Korrelationsdatei, die Daten für die verschiedenen Bearbei
tungsstationen gemäß ihrer Modelle und des Bestimmungsorts
enthalten. Diese Daten werden zur Sicherung zum Hostcompu
ter 1 zurück übermittelt.
Als nächstes werden durch die Arbeitsstationscomputer
2A, 2B die Bearbeitungsanweisungen erzeugt, und zwar gemäß
den Arbeitssequenzdaten von dem Hostcomputer 1 und der
Korrelationsdatei von den Modellgruppencomputern 2C, 2D und
2G. Die erzeugten Bearbeitungsanweisungen werden gemäß den
Modellgruppen und anderen zugehörigen Daten in geeigneten
Gruppen zusammengefaßt, wonach die gruppierten Anweisungen
auf die Sequenzierer 4A bis 4X übertragen werden. Unterdes
sen bewegen sich Fahrzeugkarosserien 6 auf den nicht gezeig
ten Karren von stromaufwärts nach stromabwärts der Linie 5
in einer benötigten Anzahl und Arbeitssequenz. An diesen
Fahrzeugkarosserien 6 werden durch die an verschiedenen
Montagelinien angeordneten Sequenzierer 4A bis 4X Schweiß
operationen gemäß der erforderlichen Anzahl und Arbeitsse
quenz nacheinander durchgeführt.
Während dieser Bearbeitungsperiode werden nicht nur
der Fortgang der Bearbeitungsstufen, sondern auch das Auf
treten jedweder Abnormitäten überwacht. Wenn Abnormitäten
erfaßt werden, so werden sie durch eine Programmprozedur
auf dem Monitor mit der höchsten Priorität sofort
angezeigt.
Nachfolgend sind einige Beispiele von Abnormitäten dar
gestellt, die in den Bearbeitungsinformationsdaten und in
der Fertigungssteuervorrichtung auftreten können.
- 1. Anzeige einer Abnormität in den Bearbeitungsma
schinen oder in den Kommunikationswegen.
Der Bediener wird durch die Anzeige gewarnt. Die Anzeige von Abnormitäten wird für Fehlfunktionen der Bearbeitungssteuerung (d. h. der Sequenzierer 4A bis 4X) sowie für Kommunikationsprobleme durchgeführt. - 2. Erfassen und Anzeige von Abnormitäten.
Die Anzeige wird nur in dem allgemeinen Zwischenraum zwischen der Bearbeitungsbewegung und der Arbeitsse quenz durchgeführt. Dieses Anzeigeverfahren wird so wohl über das Datensichtgerät als auch durch eine Warnstimme durchgeführt. Wenn in den Bearbeitungsmu stern bei den Bearbeitungsaufgaben und den (Roboter-) Bewegungsmustern in der Arbeitssequenz eine Fehlüber einstimmung auftritt, so kann der Bediener den Betrieb dieser Bearbeitungsmaschine anhalten. - 3. Die Datenüberwachung wird durch den Aufseher der Montagelinie von einer entfernten zentralisierten Über wachungsstation her durchgeführt. Die Anzahl der bear beiteten Fahrzeugkarosserien wird in den Enddaten über wacht, die in dem Ist-Zustand-Computer oder in einem Ist-Zustand-Sammelcomputer gespeichert sind. Der Auf seher hat nun zu allen Arbeitsstationsdaten Zugang und hat sie auf seinem Datensichtgerät angezeigt. Die auf Zeitbasis geplante Produktionsanzahl wird mit dem Ist- Zustand verglichen. Die errechnete Differenz kann ent weder numerisch oder graphisch dargestellt werden. Die Anzahl der zwischen den Linien bewegten Fahrzeugka rosserien kann ebenfalls überwacht und bezüglich der Anzahl der bearbeiteten Fahrzeugkarosserien graphisch angezeigt werden. Es ist weiterhin möglich, diese Information für unterschiedliche Linien numerisch oder durch eine Darstellung in unterschiedlichen Farben auf einem Linienlayoutplan anzuzeigen. Weiterhin umfaßt der Inhalt des Ist-Zustand-Überwachungscomputers: Zusammenfassung der Überwachungsinformation von Linie zu Linie, der Status der nächsten Bearbeitungsstufe und die in dem Kommunikationsnetzwerk 3 repräsentier te Anzahl bewegter Fahrzeugkarosserien, die Daten der bearbeiteten Anzahl und die Zykluszeiten der Bearbei tungsmaschinen.
Weiter wird der Bearbeitungsstatus je nach Bedarf auf den
Datensichtgeräten 400A bis 400X angezeigt. Die Inhalte der
durch das Kommunikationsnetzwerk 3 übertragenen und ange
zeigten Daten sind z. B. die Zusammenfassung der Bearbei
tungszustände der verschiedenen Linien, des Status der
nächsten Bearbeitungsstufe und der zwischen den Linien
bewegten Anzahlen, die Anzahlen von auf den Bearbeitungsma
schinen bearbeiteten Werkstücken und den Zykluszeiten. Wei
ter angezeigte Informationen betreffen nach Bestimmungsor
ten gruppierte modellbezogene Bearbeitungsdaten und die in
der gegenwärtigen Partie, der nächsten Partie und einer
Reservepartie für jede der Fahrzeugkarosserien 6 auf der
Linie 5 verbleibende Anzahl.
Darüber hinaus ist der Hostcomputer 1 zur jederzeitigen An
nahme einer Unterbrechung programmiert. Folgende Fälle
erlauben Unterbrechungen:
- 1. Der Arbeitsinhalt für die Fahrzeugkarosserie 6 muß geändert werden.
- 2. Der Bediener muß N/C-Bearbeitungsmuster und die Anzahl der zu bearbeitenden Werkstücke manuell einge ben. Dieser Vorgang wird über die mit dem Sequenzier ern 4A bis 4X verbundenen Datensichtgeräte 400A bis 400X durchgeführt, und zwar durch Schalten des Anzeige bildschirms auf einem Parametersetz-Anzeigemodus und Setzen der benötigten Anzahl oder der Muster durch Bewegen des Cursors auf das jeweilige Auswahlfeld. Die Änderungen zum Arbeitsinhalt können in ähnlicher Weise über das Datensichtgerät durchgeführt werden.
- 3. Zur automatischen Anzeige der Modelltypen, Bestim
mungsorte und Optionsdaten.
Dieser Vorgang wird durch Bestimmung des Bearbei tungsmustersymbols durchgeführt, das eine Gruppe von Fahrzeugen mit identischem Modell, Bestimmungsort und Optionen repräsentiert. Die Mustersymbole werden von dem Hostcomputer 1 durch die Arbeitsstationscomputer 2A und 2B übertragen und dann in den Bearbeitungs steuereinrichtungen (Sequenzierer 4A bis 4X) gespeichert.
Die Fig. 3A und 3B zeigen ein Flußdiagramm
eines aktuellen Schweißprozesses. Die Bearbeitungsschritte
101 bis 106 umfassen Tätigkeiten zum Zusammensetzen von:
Rahmen hinten, Bodenplatte hinten, Radhaus vorne, Böden
vorne und Böden hinten, (angezeigt durch COMP). In Schritt
107 wird der hintere Boden geprüft und in den Schritten 108
und 109 werden die hinteren und vorderen Böden zur nächsten
Bearbeitungsstufe überführt. In Schritt 110 werden alle
hergestellten Komponenten ausgegeben und in Schritt 111
werden diese zu einem Boden zusammengesetzt. Schritt 112
ist die Unterpulver-Schweißstufe (UP-Schweißen; SMGW). Die
sem Schritt gehen Schritte 113 bis 118 voraus, in denen
einige Komponenten vom zweiten Stockwerk zum ersten Stock
werk der Fabrik abgesenkt werden. Dies sind in Schritt 113
das Auswechseln von Halterungen und in Schritt 114 das
Absenken von Dachkomponenten vom zweiten zum ersten Stock
werk. In den Schritten 115 und 116 werden die linken und
rechten hinteren Innenteile abgesenkt. In ähnlicher Weise
werden in den Schritten 117 und 118 die linken und rechten
Komponenten der Seitenplatten abgesenkt. In den Schritten
119 und 120 werden die linken und rechten Komponenten der
Innensäulen abgesenkt. In Schritt 121 werden an der Ober
seite des UP-Schweißbereichs Verstärkungsschweißungen durch
geführt. In ähnlicher Weise werden in Schritt 122 zur
Verstärkung Punktschweißungen durchgeführt. In Schritt 123
wird eine abschließende MIG-Schweißung durchgeführt. Wenn
nötig, können bei Problemen mit dem Punktschweißer in
Schritt 124 manuelle Schweißschritte durchgeführt werden.
In Schritt 125 werden die Türen angebracht. Die Schritte
126 bis 132 beinhalten Montagevorgänge für etwa die Motor
haube, die Heckklappe und die linken und rechten Vordertü
ren. Sie werden in jeweiligen Stufen parallel zu den vorher
gehenden Schritten durchgeführt.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel des Betriebsstatus ver
schiedener Montagelinien. Die Montagelinien 203 bis 212
umgeben das Büro 201 und die Wartungsabteilung 202. Sie
sind gemäß verschiedener Schweißschritte angeordnet. In
Fig. 4 zeigen die eng schraffierten Bereiche automatische
Schweißprozeßlinien und die eng schraffierten Bereiche
manuelle Schweißlinien oder Schneidarbeiten. Die weißen Be
reiche zeigen Werkzeugwechselvorgänge (CH).
Das Kommunikationsnetzwerk sieht Informationsaus
tauschfunktionen vor, wie etwa Empfangen und Übertragen von
Information bezüglich des Status der nächsten Bearbeitungs
stufe, der Anzahl der bewegter Werkstücke, zum Setzen des
Namens und der Codenummern für die nächste Bearbeitungs
stufe. Fig. 5 erläutert ein aktuelles Informationsbeispiel
der Anzahl zwischen den Linien bewegter Objekte. Bezüglich
der Bearbeitungsmaschineninformation, der ergebnisorientier
ten Information, wie etwa der Anzahl geschweißter Teile und
der Zykluszeiten (die der Produktivität pro Zeiteinheit
äquivalent ist), sieht das Kommunikationswerk 3 weiterhin
die Funktion zum Setzen der Anzahl zu schweißender Fahrzeug
karosserien und Bereithalten von Information über die
Zykluszeiten vor. Es behandelt weiter zu setzende Daten,
wie etwa das Setzen der Produktionsanzahl von Fahrzeugkaros
serien und Betriebsmodi der Bearbeitungsmaschinen (manuell
oder automatisch), Auswahl einer Bearbeitungszykluszeitvor
gabe und Setzen von Zyklen mit oder ohne Werkstücke in der
Maschine. Wesentlich für die Produktivitätszählung ist die
Zykluszeit. Diese Daten werden in Lese/Schreibdateien
gespeichert und beispielsweise in Registerschaltkreise in
dem Kommunikationsnetzwerk 3 eingegeben. Die Berechnung der
Produktionszahlen wird durch Nehmen der Montage einer voll
ständigen Fahrzeugkarosserie entsprechenden Arbeitssequenz
daten durchgeführt, die an einem Tag gesammelt die Tagespro
duktionsdaten darstellen. Die gesammelten Produktionsdaten
des vorhergehenden Tags werden zu Beginn des neuen Tags
automatisch gelöscht.
Die Überwachung des Fortgangs der Bearbeitung wird in
Fig. 6 für eine verbleibende Anzahl Fahrzeugkarosserien
einer Partie erläutert und in Fig. 7 die aktuelle Anzahl
geschweißter Fahrzeugkarosserien. Das Verfahren zur Anzeige
der Information umfaßt, wie in Fig. 6 gezeigt, zuerst die
Anzeige der allgemeinen Zusammenfassung. Wenn ein Detail
vom "Dach" benötigt wird, so können, wie in Fig. 7 gezeigt,
detaillierte stündliche Details des Dachproduktionsstatus
angezeigt werden.
Die Zykluszeitdaten bestehen aus zwei Anzeigen, die in
den Fig. 8 und 9 dargestellt sind, entsprechend den
Daten vom ersten Boden und denen vom zweiten Boden. Die
umkehrbar schwarzen und weißen Anzeigefelder zeigen jeweils
die neuesten Daten an. Jedesmal, wenn die Anzeige sich
umkehrt, wird der Mittelwertbildungsprozeß auf den neuesten
Stand gebracht und die Ergebnisse werden angezeigt.
Fig. 10 zeigt eine Zusammenfassungstabelle für die
akkumulierte Anzahl auf verschiedenen Linien hergestellter
Fahrzeugkarosserien. Fig. 11 zeigt in einem Beispiel die
Zyklusdaten für verschiedene Bearbeitungsmaschinen. Die Säu
len in Fig. 11 sind gemäß der ersten Zeitaufzeichnung
angeordnet. Die Reihen beziehen sich auf die zweite Zeitauf
zeichnung. In diesem Beispiel sind die aktuellen Bearbei
tungszeiten für die ersten, fünften und vierzehnten Fahr
zeugmontageschritte dargestellt.
Bezüglich der Partiedaten der bearbeiteten Fahrzeugka
rosserien (die einer spezifischen Gruppierung von Fahrzeug
karosserien gemäß dem Modell, dem Bestimmungsort etc.
entsprechen) zeigen die Anzeigetafeln 400A bis 400X gemäß
dem Bestimmungsort gruppierte Daten und die verbleibende
Anzahl von Fahrzeugkarosserien an, gruppiert in drei
Gruppen der gegenwärtigen Partie, der nächsten Partie und
der Reservepartie.
In Fig. 12 ist ein Beispiel gegeben, das die Anzahl
verbleibender Fahrzeugkarosserien für die verschiedenen
Linien zeigt.
In Fig. 13 ist ein Beispiel einer Bearbeitungsan
weisungsanzeige dargestellt. Diese Anzeigen haben die fol
genden Merkmale:
nur die gegenwärtige Partie ist in farbmarkierter Anzeige dargestellt;
die gegenwärtigen Daten werden gelöscht, wenn die Anzahl verbleibender Fahrzeugkarosserien kleiner als Null wird;
die Daten können manuell oder automatisch gelöscht werden;
die nächste Partie wird als die gegenwärtige Partie angezeigt, nachdem die gegenwärtige Partie gelöscht wurde, und ebenso wird die Reservepartie als die näch ste Partie angezeigt, nachdem die nächste Partie ge löscht wurde;
die Informationsteile am Ende der Reservepartie werden fortschreitend dargestellt, wenn die Daten der Reserve partie leer werden, wobei der Modellgruppen-Computerum mehr Daten angefragt wird;
die in der Anzeige der Reservepartie nicht erscheinen den Enddaten werden nur in Begriffen des Vorhanden seins oder der Abwesenheit von Daten angezeigt (Maximalkapazität 10 Zeilen);
die die Daten der gegenwärtigen Partie enthaltenden Enddaten werden in der Bearbeitungssteuereinrichtung gespeichert;
es kann nur die Anzahl der verbleibenden Fahrzeugkaros serien in der gegenwärtigen Partie manuell eingestellt werden.
nur die gegenwärtige Partie ist in farbmarkierter Anzeige dargestellt;
die gegenwärtigen Daten werden gelöscht, wenn die Anzahl verbleibender Fahrzeugkarosserien kleiner als Null wird;
die Daten können manuell oder automatisch gelöscht werden;
die nächste Partie wird als die gegenwärtige Partie angezeigt, nachdem die gegenwärtige Partie gelöscht wurde, und ebenso wird die Reservepartie als die näch ste Partie angezeigt, nachdem die nächste Partie ge löscht wurde;
die Informationsteile am Ende der Reservepartie werden fortschreitend dargestellt, wenn die Daten der Reserve partie leer werden, wobei der Modellgruppen-Computerum mehr Daten angefragt wird;
die in der Anzeige der Reservepartie nicht erscheinen den Enddaten werden nur in Begriffen des Vorhanden seins oder der Abwesenheit von Daten angezeigt (Maximalkapazität 10 Zeilen);
die die Daten der gegenwärtigen Partie enthaltenden Enddaten werden in der Bearbeitungssteuereinrichtung gespeichert;
es kann nur die Anzahl der verbleibenden Fahrzeugkaros serien in der gegenwärtigen Partie manuell eingestellt werden.
Wenn gemäß Fig. 14 eine Setzanzeige 308 gewählt wird,
können Setzanzeigefelder 302 bis 307 eingestellt werden.
Kommunikationsprobleme werden beispielsweise wie in
Fig. 15 angezeigt. Die Funktion des Kommunikationsnetzwerks
wird mit Intervallen von 30 sec. überprüft, und wenn ein
Problem entdeckt wurde, wird eine "1" und die zugehörige
Standortnummer angezeigt.
Wenn weiterhin die Anzahl der Fahrzeugkarosserien
durch den Unterbrechungsvorgang bestimmt wurde, wie dies in
der Unterbrechungsdarstellung in Fig. 14 gezeigt ist, wer
den das entsprechende Modell, die Bestimmungsorte und die
Optionsdaten automatisch angezeigt. Die Farblackierungs
gruppierung der gegenwärtigen Partie wird nicht während der
Bearbeitung, sondern durch den Unterbrechungsvorgang durch
geführt. In ähnlicher Weise wird die Änderung der ver
bleibenden Anzahl nicht in der gegenwärtigen Partie, son
dern durch den Unterbrechungsvorgang durchgeführt. Wenn die
Unterbrechungsanzahl unter Null sinkt, werden die Daten
automatisch oder durch Betätigung eines Löschknopfes ge
löscht.
Die Merkmale der Steuervorrichtung gemäß der
bevorzugten Ausführung werden wie folgt zusammengefaßt:
- 1. Das System ist derart angeordnet, daß die gesamte Bearbeitungsinformation für die Fahrzeugkarosserien 6 durch den primären Hostcomputer 1 zentral gesteuert wird. Die Organisation der Rechnerleistung vermeidet es, daß der Bediener der Maschine Daten manuell eingeben muß, wie etwa Daten zur Arbeitssequenz und zur Analyse von Bearbeitungsan weisungen, was eine verringerte Arbeitsleistung zur Folge hätte. Durch diese Organisation wird das Ziel erreicht, die Effizienz des Montagelinienbetriebs zu erhöhen, wodurch die Vorteile automatischer Fertigungslinien in bestmöglicher Weise genutzt werden. Darüber hinaus ist es möglich, einen wirksamen Betrieb der automatischen Montagelinie aufrecht zuerhalten, selbst wenn Änderungen der Arbeitssequenz und der Korrelationsdateien notwendig werden. Praktisch aus gedrückt bedeutet dies, daß der Aufgabenbereich des Bedieners beträchtlich dadurch erleichtert wird, daß der Hostcomputer 1 vorhanden ist, der sich mit Änderungen der Arbeitsdateien und Korrelationsdateien befaßt, ohne daß ein manuelles Eingreifen notwendig ist.
- 2. Weil das Kommunikationsnetzwerk 3A Arbeitsinhaltsinforma tionen und Dateien übertragen und speichern kann, ist darüberhinaus die Datengenauigkeit und Datenzuverlässigkeit allgemein verbessert. Das System erlaubt weiter eine Flexi bilität bei der Änderung von Arbeitssequenzdaten und ein ständiges Erneuern von Daten, wodurch die Daten zuverlässi ger und besser handhabbar sind. Die Anzahl von Schalt kreisen im Netzwerk 3A kann in geeigneter Weise eingerich tet werden, um eine Überlastung seiner Kapazität zu ver meiden.
- 3. Die Modellgruppencomputer 2C, 2D und 2E dienen auch als Dateispeicher. Sie bieten weiter eine Ersatzfunktion für den Hostcomputer 1 und dadurch eine Datensicherungsfunktion. Diese Vorkehrungen bieten zusätzliche Datengenauigkeit und Zuverlässigkeit. Durch Einrichten zusätzlicher Kapazi tät für die Kontinuität der Datenübertragung zu den Bearbei tungsmaschinen ist ein Schutz gegen Dateispeicher- und Kommunikationsprobleme gegeben, wodurch die Datenzuverläs sigkeit noch weiter erhöht wird.
- 4. Weiter wird die Leistung der Bearbeitungsmaschinen über wacht, um eine hocheffiziente zusätzliche Beobachtung der Leistung der Linienaufsichts-Arbeiter vorzusehen und somit die Effizienz des gesamten Linienbetriebs zu erhöhen. Weiterhin ermöglicht eine Echtzeitüberprüfung der Leistung der Bearbeitungsmaschinen, geeignete Reparaturen sehr schnell durchzuführen, um die Herstellung von Ausschuß zu verhindern, wodurch die Effizienz des Montagelinienbetriebs verbessert und ein maximaler Nutzen aus den automatischen Fertigungslinien gezogen wird.
- 5. Weiter werden bei dieser bevorzugten Ausführung die Anzahl durch die Bearbeitungsmaschinen bearbeiteter Werk stücke und die Zykluszeiten betreffenden Daten für die Produktion der Einheiten durch das Kommunikationsnetzwerk verteilt, was wegen der Genauigkeit der Daten zu einer kosteneffektiven Verbesserung der Bearbeitungseffizienz sowie zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der Daten führt.
- 6. Weil der Linienstatus angezeigt und der Produktionssta tus in Echtzeit überwacht werden kann, wird die betriebs mäßige Effizienz der Montagelinie signifikant erhöht, was zu einer verbesserten allgemeinen Produktivität des Betriebs der automatischen Fertigungsstraße führt. Darüber hinaus kann eine Selbstständigkeit des Bedieners realisiert werden, so daß er seine Beiträge und Wahrnehmun gen einbringen kann, während die Vorteile des auto matischen Fertigungslinienbetriebs voll erhalten bleiben.
- 7. Weiterhin können Änderungen der Arbeitssequenz effizient durchgeführt werden, weil der Arbeitsinhalt durch externen Eingriff geändert werden kann und weil eine automatische Anzeige und Bestandsaufnahme möglich sind. Gesonderte Betriebsvorgänge, die nicht Teil der regulären Arbeitsse quenz sind, können durch den Unterbrechungsvorgang durch geführt werden, wie etwa die Herstellung von Serviceteilen, Versuchsfertigung und Überarbeitung. Aus diesem Grund erlaubt die Fertigungssteuervorrichtung eine Flexibilität im Umgang mit besonderen Situationen, während eine effizien te automatische Produktion aufrechterhalten bleibt.
In dem genannten bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde ein
Schweißprozeß beschrieben. Es sei jedoch angemerkt, daß die
Bearbeitungsvorgänge nicht auf Schweißprozesse beschränkt
sein müssen. Das Prinzip des Systems ist ebenso für andere
Montagevorgänge anwendbar. Darüber hinaus sind die Werk
stücke nicht auf Fahrzeugkarosserien beschränkt.
Es wird eine Steuervorrichtung für eine Fertigungslinie
aufgezeigt, umfassend einen primären Computer, eine primäre
Steuereinrichtung, eine sekundäre Steuereinrichtung, eine
tertiäre Steuereinrichtung und eine Anzahl von Bearbeitungs
maschinen. Die primäre Steuereinrichtung hält Arbeitsda
teien bereit, die Arbeitssequenzdaten enthalten, die wiede
rum die Klassifizierung, die Arbeitspriorität und die
Anzahl der zu bearbeitenden Werkstücke definieren, und über
trägt die Arbeitsdateiinformation durch ein Kommunikations
netzwerk. Die sekundäre Steuereinrichtung ist vorgesehen,
um Korrelationsdateien zu erzeugen und bereit zu halten, um
die in den Arbeitsdateiinformationen enthaltenden Arbeitsse
quenzdaten mit den Codes zu korrelieren, die jede an jedem
Werkstück in jeder Bearbeitungsstation zu tätigende Be
arbeitung bestimmen, und um die Korrelationsdateien durch
das Kommunikationsnetzwerk zu übermitteln. Die tertiäre
Steuereinrichtung erzeugt Schrittdateien, auf Basis der
durch das Kommunikationsnetzwerk erhaltenen Arbeitsdateien
und Korrelationsdateien. Die Schrittdateien enthalten
Arbeitsanweisungsdaten für jede Arbeitsstation. In jeder
Arbeitsstation werden die Bearbeitungsmaschinen gemäß der
von der tertiären Steuereinrichtung erhaltenen Bearbeitungs
anweisungsdaten automatisch gesteuert.
Claims (23)
1. Steuervorrichtung für eine Fertigungslinie, in der sich
eine vorbestimmte Anzahl von Werkstücken (6) in einer vor
bestimmten Arbeitssequenz von stromaufwärts gelegenen
Arbeitsstationen zu stromabwärts gelegenen Arbeitsstationen
einer automatischen Fertigungslinie (5) bewegt,
gekennzeichnet durch:
- - eine primäre Steuereinrichtung (1) zum Bereithalten von Arbeitsdateien, die Arbeitssequenzdaten zur Bestimmung der Klassifizierung, der Arbeitspriorität und der Anzahl der zu bearbeitenden Werkstücke (6) enthalten, und zum Übermitteln von Information der Arbeitsdatei durch ein Kommunikations netzwerk (3, 3A),
- - eine sekundäre Steuereinrichtung (2C, 2D, 2E) zum Erzeugen und Bereithalten von Korrelationsdateien, um jede der in den Arbeitsdateiinformationen enthaltenen Arbeitssequenz daten mit Codes zu korrelieren, die jede an jedem Werkstück (6) in jeder Arbeitsstation durchzuführende Bearbeitung bestimmen, und um die Korrelationsdateien durch das Kommuni kationsnetzwerk (3, 3A) zu übermitteln,
- - eine tertiäre Steuereinrichtung (2A, 2B) zum Erzeugen von Schrittdateien, die auf den durch das Kommunikationsnetz werk (3, 3A) erhaltenen Arbeitsdateien und Korrelationsda teien beruhen, wobei die Schrittdateien Arbeitsanweisungsda ten für jede Arbeitsstation enthalten, und
- - Bearbeitungsmittel (4A...4X) zum Bearbeiten der Werkstücke (6) gemäß der von der tertiären Steuereinrich tung (2A, 2B) erhaltenen Arbeitsanweisungsdaten.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Steuereinrichtung
(2C, 2D, 2E) die durch die primäre Steuereinrichtung (1) und
die tertiäre Steuereinrichtung (2A, 2B) bereitgestellten
Funktionen ergänzt.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Steuereinrichtung
(1) der tertiären Steuereinrichtung (2A, 2B) und den Bearbei
tungsmitteln (4A...4X) gemäß einer vorbestimmten Anzahl von
Werkstücken (6) gruppierte Stapel-Bearbeitungs-Anweisungsda
ten übermittelt.
4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Steuereinrichtung
(1) Informationscodes enthält, um von der sekundären Steuer
einrichtung (2C, 2D, 2E) übermittelte Information zu korrelie
ren und zu organisieren, wobei die Informationscodes wenig
stens einen modellbezogenen Bestimmungsort-Code, Options
codes, Maschinenjobmustercodes und Arbeitsmaterialcodes für
jede Fertigungslinie enthalten, und um Repräsentationsnum
mern für diese verschiedenen Sammelcodes zu setzen.
5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Nettoanzahl-Überwachungs
steuereinrichtung (2G) zur Überwachung veränderlicher Pro
duktionszahlen von zwischen einer eigenen Montagelinie zu
einer nächsten Montagelinie bewegten Werkstücken (6) vor
gesehen ist, um Nettoanzahl-Information zu erzeugen, die
durch das Kommunikationsnetzwerk (3, 3A) auf die anderen
Steuereinrichtungen (1,2A bis 2E) verteilt wird.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nettoanzahl-Überwachungs
steuereinrichtung (2G) Fertigungsstatusdaten von einer Mehr
zahl Bearbeitungsstationen erhält, und daß die Fertigungs
statusdaten Betriebsmodi von Bearbeitungsmaschinen ent
halten, wie etwa bearbeitete kumulative Anzahlen
bearbeiteter Werkstücke (6) und Maschinenzykluszeiten.
7. Steuervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nettoanzahl-Überwachungs
steuereinrichtung (2G) veränderliche Anzahlen von zwischen
der eigenen Montagelinie und benachbarten Montagelinien
bewegten Werkstücken (6) gemäß von der eigenen Montagelinie
und von den benachbarten Montagelinien erhaltenen Daten
ermittelt.
8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
gekennzeichnet durch eine Nettoanzahl-Überwachungssteuerein
richtung (2G) zum Überwachen und Speichern von Daten des
Bearbeitungsstatus, der bewegten Anzahlen und Zykluszeiten
und zum Übermitteln der Daten zu der primären Steuereinrich
tung (1).
9. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
gekennzeichnet durch Anzeigemittel (7A...7X, 14, 24) zur
Anzeige von Arbeitsinhalts-Informationen sowohl
bearbeiteter als auch unbearbeiteter Werkstücke (6).
10. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel
(7A...7X, 14, 24) wenigstens eine Gruppe von durch das
Kommunikationsnetzwerk (3, 3A) übermittelten Daten anzeigen,
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer
Zusammenfassung des Bearbeitungsstatus verschiedener
Linien, des Status der nächsten Bearbeitungsstufe, der
Anzahlen bewegter Werkstücke (6), der Anzahlen mittels
Bearbeitungsmaschinen bearbeiteter Werkstücke (6) und
Zykluszeiten.
11. Steuervorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel
(7A...7X, 14, 24) Informationen anzeigen, betreffend dem
Bestimmungsort gemäß gruppierte modellbezogene Bearbeitungs
daten und für jedes der Werkstücke (6) in der Ferti
gungslinie (5) in der gegenwärtigen Partie, in der nächsten
Partie und in der Reservepartie verbleibende Anzahlen.
12. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
gekennzeichnet durch externe Unterbrechungsmittel (1) zur
Annahme externer Unterbrechungssignale.
13. Steuervorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß das exter ne Unterbrechungs
mittel (1) Bearbeitungssteuersignalmittel zur Steuerung der
Betriebsvorgänge der Bearbeitungsmittel (4A...4X) umfaßt.
14. Steuervorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das externe Unterbrechungs
mittel (1) es dem Bediener des Bearbeitungsmittels
(4A...4X) erlaubt, Bearbeitungsmusterdaten für Bearbeitungs
maschinen auszuwählen und die Anzahl der mit den Bearbei
tungsmaschinen zu bearbeitenden Werkstücke (6) zu
bestimmen.
15. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigemittel
(7A...7X, 14, 24) Identifikationsparameter, wie etwa Modelle
und Optionen, automatisch anzeigen kann, um die Werkstücke
(6) zu kennzeichnen.
16. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigemittel
(7A...7X, 14, 24) die externen Unterbrechungssignaldaten
anzeigen kann.
17. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
gekennzeichnet durch ein Überwachungsmittel (1, 31...35) zur
Funktionsüberwachung der Bearbeitungsmaschinen.
18. Steuervorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsmittel
ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer zentralen
entfernten Überwachungseinrichtung (1) und durch Bediener
der Arbeitsstationen betätigbare lokale Überwachungs
einrichtungen (31...35) .
19. Steuervorrichtung nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsmittel
(1, 31...35) wenigstens einen Überwachungsvorgang durch das
Kommunikationsnetz (3, 3A) vorsieht, einschließlich der Über
mittlung von Statusdaten einer nächsten Bearbeitungsstufe
und einer Anzahl bewegter Werkstücke (6), oder um eine
Anzahl durch numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschinen
bearbeitete Werkstücke (6) oder die Zykluszeiten der
Bearbeitungsmaschinen zu zählen.
20. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
gekennzeichnet durch ein Abnormitäts-Überwachungsmittel
(1, 2A bis 2B) zur Überwachung von Abnormitäten der Bearbei
tungsmittel (4A...4X) und durch Anzeigemittel
(7A...7X, 14, 24) zur Anzeige der Abnormität.
21. Steuervorrichtung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß das Abnormitäts-Überwachungs
mittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer
zentralen entfernten Überwachungseinrichtung (1) und durch
Bediener der Arbeitsstationen betätigbaren lokalen
Überwachungseinrichtungen (2A bis 2E).
22. Steuervorrichtung nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet, daß das Abnormitäts-Überwachungs
mittel (1, 2A bis 2E) eine Überwachung und Anzeige von
Abnormitäten, die in den Bearbeitungsmitteln und in dem
Kommunikationsnetzwerk (3, 3A) auftreten, umfaßt.
23. Steuervorrichtung im wesentlichen wie hier in unter
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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