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WO2024199963A1 - Anlage zur prozessierung von werkstücken zur herstellung von kraftfahrzeugen - Google Patents

Anlage zur prozessierung von werkstücken zur herstellung von kraftfahrzeugen Download PDF

Info

Publication number
WO2024199963A1
WO2024199963A1 PCT/EP2024/056310 EP2024056310W WO2024199963A1 WO 2024199963 A1 WO2024199963 A1 WO 2024199963A1 EP 2024056310 W EP2024056310 W EP 2024056310W WO 2024199963 A1 WO2024199963 A1 WO 2024199963A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transport
work
plane
different
devices
Prior art date
Application number
PCT/EP2024/056310
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik Exner
Matthias Stangl
Alexander Grimm
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft filed Critical Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Publication of WO2024199963A1 publication Critical patent/WO2024199963A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P21/00—Machines for assembling a multiplicity of different parts to compose units, with or without preceding or subsequent working of such parts, e.g. with programme control
    • B23P21/004—Machines for assembling a multiplicity of different parts to compose units, with or without preceding or subsequent working of such parts, e.g. with programme control the units passing two or more work-stations whilst being composed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D65/00—Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
    • B62D65/02—Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components
    • B62D65/18—Transportation, conveyor or haulage systems specially adapted for motor vehicle or trailer assembly lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P2700/00—Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
    • B23P2700/50—Other automobile vehicle parts, i.e. manufactured in assembly lines

Definitions

  • the invention relates to a system for processing workpieces for the manufacture of motor vehicles, comprising a plurality of work areas arranged in a work plane, in each of which at least one work device is arranged which is designed to process at least one workpiece.
  • Systems for processing workpieces for the manufacture of motor vehicles are generally known from the prior art.
  • such systems can have conveyor belts along which various work areas are arranged, in which individual process steps can be carried out one after the other.
  • This design of the system is particularly useful for the manufacture of workpieces or motor vehicles in which there is little variance, i.e. that predominantly identical or similar motor vehicles are manufactured.
  • the individual workpieces which for example form partially assembled motor vehicles or are used for the manufacture of various motor vehicles, pass through the same work areas along the conveyor belt, even though this is not necessary for the manufacture of the individual motor vehicles or the individual motor vehicles have different equipment variants or body variants that must be processed in different work areas.
  • the invention is based on the object of specifying an improved system for processing workpieces for the manufacture of motor vehicles, which in particular enables flexible processing of different workpieces with the smallest possible space requirement.
  • the invention relates to a system for processing workpieces for the manufacture of motor vehicles, which comprises a plurality of work areas that are arranged in one, in particular common, work level.
  • a work level can be understood as, for example, a base area or a floor in a hall or a part of the system or a factory for the manufacture of motor vehicles.
  • at least one work device is arranged that is designed to process at least one workpiece.
  • processing can basically refer to any activity that can be carried out by such a work device, for example a multi-axis robot.
  • the term processing can refer to machining, measuring or assembly, in particular joining two workpieces, forming, drilling, welding, gluing, painting, measuring and any other process steps.
  • the invention is based on the finding that at least one transport device is provided, which is arranged in a transport plane different from the working plane, in particular movable, and is designed to transport at least one object and/or a workpiece from at least one work area or into at least one work area and/or to carry out at least one maintenance process on the at least one work device.
  • the invention therefore proposes to arrange fundamentally different work areas in a working plane in which individual process steps for the manufacture of the motor vehicle or the processing of the workpiece can be carried out. By arranging the work areas in the same working plane, it is fundamentally possible to to selectively feed the workpiece to the work area that processes the workpiece as part of a process required for the manufacture of the motor vehicle. This means that the system in question can already be distinguished from systems that are based on the principle of a conveyor belt through which all work areas pass.
  • the at least one transport device provided is located in a transport level that is different from the working level.
  • the invention therefore specifically proposes that the working level and the transport level are different, i.e. that the transport and processing are carried out on different levels. This eliminates the need to provide logistics areas in the area of the working level, which usually contribute to a significant increase in the space required. Instead, such logistics areas are moved to the transport level, so that a separation is carried out between the levels in which the processing takes place and those in which the transport or logistics takes place.
  • the transport device should basically be designed for transport, i.e. workpieces and objects can be transported into and out of the work areas.
  • the transport device can, for example, transport an object for the work device, in particular tools or heads for a multi-axis robot, raw parts, semi-finished products and the like between the work areas or into or out of the work areas. It is also possible for the transport device to carry out a maintenance process on at least one of the work devices, for example refilling a fluid reservoir of the work device, measuring the work device, or carrying out other maintenance tasks that arise.
  • the transport device is preferably arranged so as to be movable in the transport plane, for example along rails.
  • the transport device can thus be moved to the work area into or from which the transport device is to transport a workpiece or an object or in which a maintenance process is to be carried out; in particular, the transport device can engage in the respective work area or be moved into it at least in sections.
  • the transport level and the working level should be different from one another, i.e. the arrangement of the at least one transport device and the arrangement of the work areas or the work devices are designed on different levels.
  • the transport level can be arranged above or below the working level.
  • the transport level can be arranged above the working level in a vertical direction, i.e., for example, suspended from the ceiling of a hall.
  • Another possibility is to arrange the transport level below the working level, for example in the form of a tunnel structure. Appropriate combinations can be realized. This makes it possible for the transport level or the transport movements and the space required for the transport device not to take place on the same level on which the work devices are arranged. This means that the so-called "logistics areas" in the working level can be saved, since these are located on the transport level specially provided for this purpose.
  • the system described can also be further developed in such a way that the work areas are adjacent to one another or a maintenance path is provided between two neighboring work areas.
  • the work areas can be directly adjacent to one another, so that no further areas are provided between them.
  • a maintenance path that is, for example, narrower or requires less space than normally used logistics areas can be provided between two work areas.
  • a maintenance path can be understood, for example, as a narrow area in which maintenance tasks are carried out. For example, to allow access for an employee so that he can get into the work area from outside.
  • work areas can be provided across the entire work level, whereby no logistics areas are required on the work level itself. This means that the space required on the work level can be limited to the space required by the work areas.
  • the at least one transport device can be movable in the transport plane.
  • a plurality of transport devices can be used simultaneously, which carry out different tasks, in particular can travel to different work areas.
  • the at least a transport device can be moved in the transport plane by means of a two-dimensional transport network, in particular a rail matrix.
  • the transport network thus defines an xy plane in the transport plane, which is arranged in particular parallel to the work plane, wherein the transport device can be moved in the x direction and in the y direction.
  • the transport device can reach into the adjacent work area in the respective position assigned to the work area in the transport plane in order to pick up an object or a workpiece there or to bring it into the work area or to carry out a maintenance task.
  • At least two transport devices can have a position-fixed or movable transport robot or can be designed as such a transport robot, wherein the at least two transport robots are designed to pass the at least one workpiece and/or object between the at least two transport robots.
  • stationary transport devices for example in the form of gripper arms, can also be arranged in the transport plane.
  • the workpiece and/or object can be moved by being passed between the individual transport devices.
  • a combination of stationary or position-fixed and movable transport devices is also possible.
  • the transport robots can also be movable so that they can be moved over a certain range of motion and can then pass on the workpiece and/or object.
  • At least two transport devices are designed differently, in particular two transport devices assigned to the same work area.
  • the assignment of transport devices to work areas can be temporary, ie that a large number of transport devices are provided, whereby each individual transport device can be assigned to any work area as required and/or temporarily, in particular for the execution of a transport process or maintenance process.
  • two different transport devices can be assigned to the same work area, for example one after the other.
  • the transport devices can differ in various parameters in order to carry out different tasks.
  • the system described can be further developed in such a way that at least two transport devices are different in size and/or type. For example, different tasks can be fulfilled using different transport devices.
  • one type of transport device can be provided for carrying out maintenance tasks or providing work materials.
  • At least one other type of transport device can carry tools or equip the work devices with tools.
  • transport devices of different sizes can be provided, for example different transport devices for transporting raw materials or semi-finished products and transport devices for products. Since on the one hand comparatively small and light objects and on the other hand comparatively large workpieces have to be transported, right up to an almost finished motor vehicle, the different transport devices enable efficient use, so that unnecessarily large transport devices do not have to be used for transporting comparatively small objects.
  • a combination of size and type of transport equipment can be possible, so that transport equipment of different sizes can also have different mounts for transporting objects or workpieces.
  • Combined transport equipment can be provided, which can be designed for transport and for carrying out other tasks, for example, can be set up for carrying out maintenance tasks and transport tasks.
  • the at least one transport device can be moved automatically.
  • the transport device can also be understood in particular as a driverless or autonomous transport device. This can be controlled “intelligently", for example by a higher-level control device. It is also possible for the individual transport devices to control themselves, for example based on control commands from decentralized control devices assigned to the individual transport devices. This allows a large number of transport devices are operated simultaneously, each of which performs individual tasks. This allows a high level of parallelization and efficiency to be achieved in the system.
  • the system described can further be developed in such a way that at least two transport devices are arranged in at least two different transport levels, in particular movable, and/or at least two work devices are arranged in different work levels.
  • a work level can be arranged between two transport levels or a transport level can be provided with a work level, wherein several groupings of transport level and work level can be provided. This allows the space requirement or floor space consumption to be further reduced by providing several parallel levels for transport and processing.
  • the invention relates to a method for operating a system for processing workpieces for the manufacture of motor vehicles, comprising a plurality of work areas arranged in a work plane, in each of which at least one work device is arranged, which is designed to process at least one workpiece, wherein at least one object and/or a workpiece is transported from at least one work area or into at least one work area by means of at least one transport device which is arranged, in particular movable, in a transport plane different from the work plane and/or at least one maintenance process is carried out on the at least one work device.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of a system for processing workpieces for the manufacture of motor vehicles according to an embodiment in side view;
  • Fig. 2 is a schematic diagram of a system for processing workpieces for the manufacture of motor vehicles according to an embodiment in plan view.
  • Fig. 1 shows a system 1 for processing workpieces for the manufacture of motor vehicles.
  • the system 1 has a work plane 2 in which several work devices 3 are arranged in individual work areas 4.
  • the work devices 3 can be designed as multi-axis robots or have such multi-axis robots.
  • the work areas 4 can thus be understood as "cells" that are arranged in a matrix in the work plane 2; in particular, a matrix of work areas 4 can be formed in the work plane 2.
  • the work areas 4 can thus be arranged in cells and columns or otherwise distributed as desired in the work plane 2.
  • the system 1 has a transport plane 5 in which transport devices 6 are arranged.
  • the transport devices 6 are arranged movably in the transport plane 5, as shown by arrows.
  • the transport devices 6 can, for example, be moved to a specific work area 4 in order to transport an object or a workpiece into the work area 4 or to transport a workpiece or an object away from the work area 4.
  • the transport devices 6 can be moved to a work area 4 in order to carry out a maintenance task on the at least one work device 3 arranged in the work area 4.
  • the work areas 4 can differ in particular with regard to the processes carried out, ie that individual work areas 4 have different Can carry out processes, for example, carry out different machining operations on the workpiece or process different versions of workpieces, ie in particular for the manufacture of different motor vehicles or differently equipped motor vehicles.
  • the transport level 5 in the embodiment shown in Fig. 1 is arranged above the working level 2, although this could additionally or alternatively be provided the other way around, for example in the form of a tunnel structure.
  • a maintenance path is shown schematically between the individual working areas 4, which, for example, allows an employee access to the working areas 4 within the working level 2.
  • the maintenance path could be dispensed with, so that the working areas 4 are arranged directly next to one another.
  • the maintenance path is not to be understood as a logistics area in the conventional sense, since it does not offer any possibility of moving transport devices 6 between the working areas 4.
  • transport devices 6 can be provided, which can, for example, carry out different transport tasks or different maintenance tasks or combinations of different tasks.
  • different types of transport devices 6 can be provided, which are designed to carry out different process steps.
  • transport devices 6 of different sizes can be provided, which can, for example, be designed to transport objects or small workpieces or large workpieces.
  • the transport devices 6 can be moved in an automated manner, in particular controlled by a higher-level control device 7.
  • the control device 7 can issue control commands to the individual transport devices 6, on the basis of which the transport devices 6 are set up to move to the desired work area 4 or the desired position in the transport plane 5.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a top view of the system 1, for example according to Fig. 1.
  • a two-dimensional transport network 8 is formed, through which the Transport devices 6 can be moved or along which the transport devices 6 can be moved.
  • the individual work areas 4 are shown in dashed lines and, as described, can be arranged in the manner of a matrix in the work level 2, for example below the transport level 5 shown in Fig. 2.
  • the individual work areas 4 can therefore be understood as cells of the matrix in the work level 2.
  • the transport network 8 can, for example, form a rail network extending in the x-direction and y-direction, so that the transport devices 6 can be moved along the rails, which can extend in the x-direction and y-direction, in order to be moved into those positions in the transport plane 5 that correspond to the work areas 4 in the work plane 2.
  • the transport devices 6 can be positioned above the work areas 4 and, for example, reach into the work areas 4 “from above” or be moved into them at least in sections in order to carry out the processing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)

Abstract

Anlage (1) zur Prozessierung von Werkstücken zur Herstellung von Kraftfahrzeugen, umfassend mehrere in einer Arbeitsebene (2) angeordnete Arbeitsbereiche (4), in denen jeweils wenigstens eine Arbeitseinrichtung (3) angeordnet ist, die zum Prozessieren wenigstens eines Werkstücks ausgebildet ist, wobei wenigstens eine Transporteinrichtung (6) vorgesehen ist, die in einer von der Arbeitsebene (2) verschiedenen Transportebene (5), insbesondere bewegbar, angeordnet und dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Objekt und/oder ein Werkstück aus wenigstens einem Arbeitsbereich (4) oder in wenigstens einen Arbeitsbereich (4) zu transportieren und/oder wenigstens einen Wartungsprozess an der wenigstens einen Arbeitseinrichtung (3) auszuführen.

Description

Anlage zur Prozessierung von Werkstücken zur Herstellung von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Prozessierung von Werkstücken zur Herstellung von Kraftfahrzeugen, umfassend mehrere in einer Arbeitsebene angeordnete Arbeitsbereiche, in denen jeweils wenigstens eine Arbeitseinrichtung angeordnet ist, die zum Prozessieren wenigstens eines Werkstücks ausgebildet ist.
Anlagen zur Prozessierung von Werkstücken zur Herstellung von Kraftfahrzeugen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise können derartige Anlagen Förderbänder aufweisen entlang derer verschiedene Arbeitsbereiche angeordnet sind, in denen einzelne Prozessschritte nacheinander ausgeführt werden können. Diese Ausführung der Anlage ist insbesondere für die Herstellung von Werkstücken bzw. Kraftfahrzeugen sinnvoll, in denen eine niedrige Varianz vorliegt, d. h., dass überwiegend gleichartige oder ähnliche Kraftfahrzeuge hergestellt werden. Nimmt die Varianz jedoch zu, durchlaufen die einzelnen Werkstücke, die beispielsweise teilweise montierte Kraftfahrzeuge bilden oder für die Herstellung verschiedener Kraftfahrzeuge verwendet werden, dieselben Arbeitsbereiche entlang des Förderbands, obwohl dies für die Herstellung der einzelnen Kraftfahrzeuge nicht erforderlich ist bzw. die einzelnen Kraftfahrzeuge unterschiedliche Ausstattungsvarianten bzw. Karosserievarianten aufweisen, die in unterschiedlichen Arbeitsbereichen prozessiert werden müssen.
Für eine solche vergleichsweise hohe Varianz in der Herstellung ist ferner aus dem Stand der Technik bekannt, die Werkstücke in verschiedenen Arbeitsbereichen zu prozessieren, die alle in derselben Arbeitsebene liegen, jedoch nicht entlang eines gemeinsamen Förderbands angeordnet sind, sondern, in Abhängigkeit von dem jeweils herzustellenden Kraftfahrzeug ein gezieltes Befördern des Werkstücks in die dafür vorgesehenen Arbeitsbereiche erreicht werden kann. Die Arbeitsbereiche bilden in diesem Beispiel sogenannte „Zellen“ aus, in denen beispielsweise ein Roboter verschiedene Prozessschritte ausführen kann. Für das Ausführen bzw. Bereitstellen solcher zellenartiger Arbeitsbereiche wird in der Arbeitsebene aufgrund für den Betrieb der Arbeitsbereiche bzw. Arbeitseinrichtungen nötigen Teilezufuhr, Produktabfuhr, Wartung und ähnlichem ein hohes Maß an Logistikflächen für jede Arbeitseinrichtung bzw. jeden Arbeitsbereichen nötig. Dies vergrößert entsprechend den gesamten Flächenbedarf für die Anlage erheblich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Anlage zur Prozessierung von Werkstücken zur Herstellung von Kraftfahrzeugen anzugeben, die insbesondere eine flexible Prozessierung von unterschiedlichen Werkstücken bei möglichst niedrigem Flächenbedarf ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch eine Anlage gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen.
Wie beschrieben, betrifft die Erfindung eine Anlage zur Prozessierung von Werkstücken zur Herstellung von Kraftfahrzeugen, die mehrere Arbeitsbereiche umfasst, die in einer, insbesondere gemeinsamen, Arbeitsebene angeordnet sind. Als Arbeitsebene kann beispielsweise eine Grundfläche bzw. ein Boden in einer Halle oder einem T eilbereich der Anlage bzw. eines Werks für die Herstellung von Kraftfahrzeugen verstanden werden. In jedem Arbeitsbereich ist wenigstens eine Arbeitseinrichtung angeordnet, die zum Prozessieren wenigstens eines Werkstücks ausgebildet ist. Der Begriff „Prozessieren“ kann grundsätzlich jede Tätigkeit betreffen, die von einer solchen Arbeitseinrichtung, zum Beispiel einem Mehrachsenroboter, ausgeführt werden kann. Lediglich beispielhaft kann der Begriff Prozessieren eine Bearbeitung, Vermessung oder Montage betreffen, im Speziellen Fügen zweier Werkstücke, Umformen, Bohren, Schweißen, Kleben, Lackieren, Vermessen und beliebige weitere Prozessschritte.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass wenigstens eine Transporteinrichtung bereitgestellt wird, die in einer von der Arbeitsebene verschiedenen Transportebene, insbesondere bewegbar, angeordnet und dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Objekt und/oder ein Werkstück aus wenigstens einem Arbeitsbereich oder in wenigstens einen Arbeitsbereich zu transportieren und/oder wenigstens einen Wartungsprozess an der wenigstens einen Arbeitseinrichtung auszuführen. Die Erfindung schlägt somit vor, grundsätzlich verschiedene Arbeitsbereiche in einer Arbeitsebene anzuordnen, in denen individuell einzelne Prozessschritte für die Herstellung des Kraftfahrzeugs bzw. die Prozessierung des Werkstücks ausgeführt werden können. Durch das Anordnen der Arbeitsbereiche in derselben Arbeitsebene ist es grundsätzlich möglich, das Werkstück selektiv demjenigen Arbeitsbereich zuzuführen, der das Werkstück im Rahmen eines für die Herstellung des Kraftfahrzeugs erforderlichen Prozesses zu prozessieren. Somit kann die vorliegende Anlage bereits gegenüber Anlagen abgegrenzt werden, die auf dem Prinzip eines Förderband basieren, durch das sämtliche Arbeitsbereiche durchlaufen werden.
Die wenigstens eine zur Verfügung gestellte Transporteinrichtung, befindet sich in einer Transportebene, die von der Arbeitsebene verschiedenen ist. Dadurch schlägt die Erfindung im Speziellen vor, dass die Arbeitsebene und die Transportebene unterschiedlich sind, d. h., dass der Transport und die Prozessierung auf unterschiedlichen Ebenen ausgeführt werden. Dadurch entfällt im Bereich der Arbeitsebene die Notwendigkeit Logistikflächen vorzusehen, die üblicherweise zu einer erheblichen Vergrößerung des Flächenbedarfs beitragen. Stattdessen werden derartige Logistikflächen in die Transportebene verlegt, sodass eine Trennung der Ebenen ausgeführt wird, in denen die Prozessierung stattfindet und in denen der Transport bzw. die Logistik stattfindet.
Wie beschrieben, soll die Transporteinrichtung dabei grundsätzlich zum Transport ausgebildet sein, d. h., dass Werkstücke und Objekte in die Arbeitsbereiche und aus den Arbeitsbereichen transportiert werden können. Die Transporteinrichtung kann zum Beispiel ein Objekt für die Arbeitseinrichtung, im Speziellen Werkzeuge bzw. Köpfe für einen Mehrachsenroboter, Rohteile, Halbzeuge und dergleichen zwischen den Arbeitsbereichen bzw. in die Arbeitsbereiche oder aus den Arbeitsbereichen transportieren. Weiter besteht die Möglichkeit, dass die Transporteinrichtung einen Wartungsprozess an wenigstens einer der Arbeitseinrichtungen ausführen kann, zum Beispiel ein Flüssigkeitsreservoir der Arbeitseinrichtung nachfüllen, die Arbeitseinrichtung vermessen, oder andere anfallende Wartungsaufgaben ausführen kann.
Wie ferner beschrieben, ist die Transporteinrichtung dabei bevorzugt bewegbar in der Transportebene angeordnet, beispielsweise entlang von Schienen. Innerhalb der Transportebene kann die Transporteinrichtung somit zu dem Arbeitsbereich bewegt werden, in den oder aus dem die Transporteinrichtung ein Werkstück oder ein Objekt transportieren soll bzw. in dem ein Wartungsprozess ausgeführt werden soll, insbesondere kann die Transporteinrichtung in den jeweiligen Arbeitsbereich eingreifen bzw. zumindest abschnittsweise in diesen hinein bewegt werden. Wie bereits beschrieben, sollen die Transportebene und die Arbeitsebene voneinander verschieden sein, d. h., dass die Anordnung der wenigstens einen Transporteinrichtung und die Anordnung der Arbeitsbereiche bzw. der Arbeitseinrichtungen in unterschiedlichen Ebenen ausgebildet ist. Nach einer Ausgestaltung der Anlage kann die Transportebene oberhalb oder unterhalb der Arbeitsebene angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Transportebene über der Arbeitsebene in Hochrichtung angeordnet sein, d. h. zum Beispiel an einer Decke einer Halle hängend angeordnet sein. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Transportebene unterhalb der Arbeitsebene anzuordnen, zum Beispiel in Form einer Tunnelstruktur. Entsprechende Kombinationen können realisiert werden. Dadurch ist es möglich, dass die Transportebene bzw. die Transportbewegungen und der dafür benötigte Raum der Transporteinrichtung nicht in derselben Ebene stattfindet, in der die Arbeitseinrichtungen angeordnet sind. Dadurch können die sogenannten „Logistikflächen“ in der Arbeitsebene eingespart werden, da diese in der speziell dafür vorgesehenen Transportebene liegen.
Die beschriebene Anlage kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass die Arbeitsbereiche aneinander angrenzen oder ein Wartungsweg zwischen zwei benachbarten Arbeitsbereichen vorgesehen ist. Nach der beschriebenen Ausgestaltung können die Arbeitsbereiche unmittelbar aneinander angrenzen, sodass keine weiteren Flächen zwischen diesen vorgesehen sind. Alternativ kann ein Wartungsweg, der beispielsweise schmaler ist oder weniger Fläche benötigt als üblicherweise verwendete Logistikflächen zwischen zwei Arbeitsbereichen vorgesehen sein. Als Wartungsweg kann zum Beispiel ein schmaler Bereich verstanden werden, in dem Wartungsaufgaben ausgeführt werden. Zum Beispiel um einen Zugang für einen Mitarbeiter zu ermöglichen, sodass dieser von außen in den Arbeitsbereich gelangen kann. Mit anderen Worten können in der Arbeitsebene flächendeckend Arbeitsbereiche vorgesehen sein, wobei in der Arbeitsebene selbst keine Logistikflächen benötigt werden. Dadurch kann der Flächenbedarf in der Arbeitsebene auf den Flächenbedarf der Arbeitsbereiche beschränkt werden.
Wie eingangs beschrieben, kann die wenigstens eine Transporteinrichtung in der Transportebene bewegbar sein. Insbesondere kann eine Vielzahl von Transporteinrichtungen gleichzeitig verwendet werden, die unterschiedliche Aufgaben ausführen, insbesondere unterschiedliche Arbeitsbereiche anfahren können. Die wenigstens eine Transporteinrichtung kann in der Transportebene mittels eines zweidimensionalen Transportnetzes, insbesondere einer Schienenmatrix, bewegbar sein. Das Transportnetz definiert somit in der Transportebene eine x-y-Ebene, die insbesondere parallel zu der Arbeitsebene angeordnet ist, wobei die Transporteinrichtung in x-Rich- tung und in y-Richtung bewegt werden kann. Dadurch wird somit eine Matrix geschaffen, wobei in einzelnen Zellen der Matrix des Transportnetzes einzelne Arbeitsbereiche angefahren werden können, die insbesondere oberhalb oder unterhalb der Zelle liegen. Wie zuvor beschrieben, kann die Transporteinrichtung in der jeweiligen dem Arbeitsbereich zugeordneten Position in der Transportebene in den benachbarten Arbeitsbereich eingreifen, um dort ein Objekt oder ein Werkstück aufzunehmen oder in den Arbeitsbereich einzubringen oder eine Wartungsaufgabe auszuführen.
Wenigstens zwei Transporteinrichtungen können einen positionsfesten oder bewegbaren T ransportroboter aufweisen oder als solcher T ransportroboter ausgebildet sein, wobei die wenigstens zwei Transportroboter dazu ausgebildet sind, das wenigstens eine Werkstück und/oder Objekt zwischen den wenigstens zwei Transportrobotern weiterzugeben. Anstelle oder alternativ zu den zuvor beschriebenen bewegbaren Transporteinrichtungen können auch ortsfeste Transporteinrichtungen, zum Beispiel in Form von Greifarmen, in der Transportebene angeordnet sein. Anstelle mittels einer einzigen Transporteinrichtung ein Werkstück und/oder Objekt zu transportieren, kann das Werkstück und/oder Objekt durch Weitergabe zwischen den einzelnen Transporteinrichtungen bewegt werden. Eine Kombination aus ortsfesten bzw. positionsfesten und bewegbaren Transporteinrichtungen ist ebenso möglich. Im Speziellen können auch die Transportroboter bewegbar sein, sodass diese über einen bestimmten Bewegungsbereich bewegt werden können und anschließend eine Weitergabe des Werkstücks und/oder Objekts ausführen können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Anlage kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Transporteinrichtungen unterschiedlich ausgebildet sind, insbesondere zwei demselben Arbeitsbereich zugeordnete Transporteinrichtungen. Grundsätzlich kann die Zuordnung von Transporteinrichtungen zu Arbeitsbereichen temporär sein, d. h., dass eine Vielzahl von Transporteinrichtungen vorgesehen ist, wobei jede einzelne Transporteinrichtung bedarfsweise und/oder zeitweise, insbesondere für die Ausführung eines Transportprozesses oder Wartungsprozesses, einem beliebigen Arbeitsbereich zugeordnet werden kann. Dabei können je nach Anforderung zwei unterschiedliche Transporteinrichtungen demselben Arbeitsbereich zugeordnet werden, beispielsweise nacheinander. Die Transporteinrichtungen können sich in unterschiedlichen Parametern unterscheiden, um unterschiedliche Aufgaben auszuführen.
Die beschriebene Anlage kann dahingehend weitergebildet werden, dass wenigstens zwei Transporteinrichtungen in ihrer Größe und/oder ihrer Art verschieden sind. Zum Beispiel können mittels unterschiedlicher Transporteinrichtungen unterschiedliche Aufgaben erfüllt werden. Im Speziellen kann eine Art von Transporteinrichtungen für das Ausführen von Wartungsaufgaben bzw. das Bereitstellen von Arbeitsmaterial vorgesehen sein. Wenigstens eine weitere Art von Transporteinrichtungen kann Werkzeuge tragen bzw. die Arbeitseinrichtungen mit Werkzeugen ausstatten. Ferner können Transporteinrichtung in unterschiedlicher Größe vorgesehen sein, zum Beispiel unterschiedliche Transporteinrichtungen für den Transport von Rohmaterial bzw. Halbzeug und Transporteinrichtungen für Produkte. Da zum einen vergleichsweise kleine und leichte Objekte und zum anderen vergleichsweise große Werkstücke transportiert werden müssen, bis hin zu einem nahezu fertiggestellten Kraftfahrzeug, ermöglichen die unterschiedlichen Transporteinrichtungen einen effizienten Einsatz, sodass nicht unnötig große T ransporteinrichtungen für den T ransport vergleichsweise kleiner Objekte verwendet werden müssen.
Hierbei kann eine Kombination von Größe und Art der Transporteinrichtungen möglich sein, sodass unterschiedlich große Transporteinrichtungen auch unterschiedliche Aufnahmen für den T ransport von Objekten oder Werkstücken aufweisen können. So können kombinierte Transporteinrichtungen vorgesehen sein, die zum Transport und zur Ausführung anderer Aufgaben ausgebildet sein können, zum Beispiel für das Ausführen von Wartungsaufgaben und Transportaufgaben eingerichtet sein können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Anlage kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Transporteinrichtung automatisiert bewegbar ist. Die Transporteinrichtung kann insbesondere auch als fahrerlose bzw. autonome Transporteinrichtung verstanden werden. Diese kann „intelligent“, zum Beispiel von einer übergeordneten Steuerungsvorrichtung, gesteuert werden. Ebenso ist es möglich, dass die einzelnen Transporteinrichtungen sich selbst steuern, zum Beispiel basierend auf Steuerbefehlen von dezentralen, den einzelnen Transporteinrichtungen zugeordneten Steuerungseinrichtungen. Dadurch kann eine Vielzahl von Transporteinrichtungen gleichzeitig betrieben werden, die jeweils einzelne Aufgaben erfüllen. Somit kann eine hohe Parallelisierung und Effizienz in der Anlage erreicht werden.
Die beschriebene Anlage kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass wenigstens zwei Transporteinrichtungen in wenigstens zwei unterschiedlichen Transportebenen, insbesondere bewegbar, angeordnet sind und/oder wenigstens zwei Arbeitseinrichtungen in unterschiedlichen Arbeitsebenen angeordnet sind. Basierend auf der beschriebenen Ausgestaltung ist es möglich, mehr als eine Transportebene und/oder mehr als eine Arbeitsebene vorzusehen, die jeweils in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind. Beispielsweise kann eine Arbeitsebene zwischen zwei Transportebenen angeordnet sein oder es können jeweils eine Transportebene mit einer Arbeitsebene vorgesehen sein, wobei mehrere Gruppierungen aus Transportebene und Arbeitsebene vorgesehen sein können. Dadurch kann der Flächenbedarf bzw. Grundflächenverbrauch weiter reduziert werden, indem mehrere parallele Ebenen für Transport und Prozessierung vorgesehen sein können.
Neben der Anlage betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Prozessierung von Werkstücken zur Herstellung von Kraftfahrzeugen, umfassend mehrere in einer Arbeitsebene angeordnete Arbeitsbereiche, in denen jeweils wenigstens eine Arbeitseinrichtung angeordnet ist, die zum Prozessieren wenigstens eines Werkstücks ausgebildet ist, wobei mittels wenigstens einer Transporteinrichtung, die in einer von der Arbeitsebene verschiedenen Transportebene, insbesondere bewegbar, angeordnet ist, wenigstens ein Objekt und/oder ein Werkstück aus wenigstens einem Arbeitsbereich oder in wenigstens einen Arbeitsbereich transportiert wird und/oder wenigstens ein Wartungsprozess an der wenigstens einen Arbeitseinrichtung ausgeführt wird.
Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale, die in Bezug auf die Anlage beschrieben wurden, sind vollständig auf das Verfahren übertragbar.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen: Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Anlage zur Prozessierung von Werkstücken zur Herstellung von Kraftfahrzeugen gemäß einem Ausführungsbeispiel in Seitenansicht; und
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer Anlage zur Prozessierung von Werkstücken zur Herstellung von Kraftfahrzeugen gemäß einem Ausführungsbeispiel in Aufsicht.
Fig. 1 zeigt eine Anlage 1 zur Prozessierung von Werkstücken zur Herstellung von Kraftfahrzeugen. Die Anlage 1 weist eine Arbeitsebene 2 auf, in der mehrere Arbeitseinrichtungen 3 in einzelnen Arbeitsbereichen 4 angeordnet sind. Lediglich beispielhaft können die Arbeitseinrichtungen 3 als Mehrachsenroboter ausgeführt sein oder solche Mehrachsenroboter aufweisen. Die Arbeitsbereiche 4 können somit als „Zellen“ verstanden werden, die in der Arbeitsebene 2 matrixförmig angeordnet sind, insbesondere kann eine Matrix aus Arbeitsbereichen 4 in der Arbeitsebene 2 gebildet sein. Die Arbeitsbereiche 4 können somit in Zellen und Spalten oder anderweitig beliebig verteilt in der Arbeitsebene 2 angeordnet sein.
Ferner weist die Anlage 1 eine Transportebene 5 auf, in der Transporteinrichtungen 6 angeordnet sind. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Transporteinrichtungen 6 beweglich in der Transportebene 5 angeordnet, wie durch Pfeile dargestellt ist. Mit anderen Worten ist es somit möglich, die Transporteinrichtungen 6 selektiv zu den individuellen Arbeitsbereichen 4 zu bewegen, um Transportaufgaben oder Wartungsaufgaben auszuführen. Die Transporteinrichtungen 6 können beispielsweise zu einem bestimmten Arbeitsbereich 4 bewegt werden, um ein Objekt oder ein Werkstück in den Arbeitsbereich 4 zu transportieren oder um ein Werkstück oder ein Objekt aus dem Arbeitsbereich 4 abzutransportieren.
Ebenso können die Transporteinrichtungen 6 zu einem Arbeitsbereich 4 bewegt werden, um dort eine Wartungsaufgabe an der wenigstens einen in dem Arbeitsbereich 4 angeordneten Arbeitseinrichtung 3 auszuführen. Obwohl in der Darstellung in Fig.
1 jeweils eine Arbeitseinrichtung 3 in einem Arbeitsbereich 4 gezeigt ist, ist eine beliebige andere Anzahl an Arbeitseinrichtungen 3 pro Arbeitsbereich 4 ebenso möglich. Die Arbeitsbereiche 4 können sich insbesondere bezüglich der ausgeführten Prozesse unterscheiden, d. h., dass einzelne Arbeitsbereiche 4 unterschiedliche Prozesse ausführen können, zum Beispiel unterschiedliche Bearbeitungen des Werkstücks vornehmen oder unterschiedliche Ausführungen von Werkstücken d. h. insbesondere für die Herstellung unterschiedlicher Kraftfahrzeuge oder unterschiedlich ausgestatteter Kraftfahrzeuge, prozessieren können.
Ersichtlich ist die T ransportebene 5 in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel oberhalb der Arbeitsebene 2 angeordnet, obwohl dies zusätzlich oder alternativ auch umgekehrt, zum Beispiel in Form einer Tunnelstruktur, vorgesehen sein könnte. Zwischen den einzelnen Arbeitsbereichen 4 ist schematisch ein Wartungsweg gezeigt, der zum Beispiel einem Mitarbeiter Zugang zu den Arbeitsbereichen 4 innerhalb der Arbeitsebene 2 ermöglicht. Alternativ könnte auf den Wartungsweg verzichtet werden, sodass die Arbeitsbereiche 4 unmittelbar aneinander angeordnet sind. In jedem Fall ist der Wartungsweg nicht als Logistikfläche im herkömmlichen Sinn zu verstehen, da dieser keine Möglichkeit bietet, Transporteinrichtungen 6 zwischen den Arbeitsbereichen 4 zu bewegen.
Grundsätzlich können verschiedene Transporteinrichtungen 6 bereitgestellt werden, die zum Beispiel unterschiedliche Transportaufgaben oder unterschiedliche Wartungsaufgaben oder Kombinationen aus unterschiedlichen Aufgaben realisieren können. Zum Beispiel können unterschiedliche Arten von Transporteinrichtungen 6 bereitgestellt werden, die zu Ausführungen unterschiedlicher Prozessschritte ausgebildet sind. Ebenso können unterschiedlich große T ransporteinrichtungen 6 vorgesehen sein, die zum Beispiel zum Transport von Objekten oder kleinen Werkstücken oder großen Werkstücken eingerichtet sein können.
Die Transporteinrichtungen 6 sind insbesondere automatisiert bewegbar, im Speziellen gesteuert durch eine übergeordnete Steuerungsvorrichtung 7. Die Steuerungsvorrichtung 7 kann den einzelnen Transporteinrichtungen 6 Steuerbefehle ausgeben, aufgrund derer die Transporteinrichtungen 6 zur Bewegung zu dem gewünschten Arbeitsbereich 4 bzw. der gewünschten Position in der Transportebene 5 eingerichtet sind.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufsicht auf die Anlage 1 , beispielsweise gemäß Fig. 1. In der Transportebene 5 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein zweidimensionales Transportnetz 8 ausgebildet, durch das die Transporteinrichtungen 6 bewegt werden können bzw. entlang dem die Transporteinrichtungen 6 bewegt werden können. Strichliert sind die einzelnen Arbeitsbereiche 4 dargestellt, die, wie beschrieben, nach Art einer Matrix in der Arbeitsebene 2 angeordnet sein können, beispielsweise unterhalb der in Fig. 2 gezeigten Transportebene 5. Die einzelnen Arbeitsbereiche 4 können daher als Zellen der Matrix in der Arbeitsebene 2 verstanden werden.
Das Transportnetz 8 kann zum Beispiel ein sich in x-Richtung und y-Richtung erstreckendes Schienennetzwerk ausbilden, sodass die Transporteinrichtungen 6 entlang der Schienen bewegt werden können, die sich in x-Richtung und y-Richtung erstrecken können, um in diejenigen Positionen in der Transportebene 5 bewegt werden können, die den Arbeitsbereichen 4 in der Arbeitsebene 2 entsprechen. Wie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist, können die Transporteinrichtungen 6 dazu oberhalb der Arbeitsbereiche 4 positioniert werden und beispielsweise „von oben“ in die Arbeitsbereiche 4 eingreifen bzw. zumindest abschnittsweise hinein bewegt werden, um die Prozessierung auszuführen.
Die vorangehende Beschreibung ist auf anderweitig angeordnete Arbeitsebenen 2 bzw. Arbeitsbereiche 4 und Transportebenen 5 übertragbar, sodass auch im Rahmen einer Tunnelstruktur eine Bewegung der Transporteinrichtungen 6 unterhalb der Arbeitsbereiche 4 möglich ist. Neben dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, mehrere Arbeitsebenen 2 und/oder mehrere Transportebenen 5 bereitzustellen. Zum Beispiel kann in der Darstellung in Fig. 1 eine weitere Transportebene 5 oberhalb oder unterhalb der Arbeitsebene 2 vorgesehen sein. Ebenso können mehrere Arbeitsebenen 2, beispielsweise übereinander, realisiert werden. Eine weitere beispielhafte Möglichkeit kann darin bestehen, in Hochrichtung abwechselnd Arbeitsebenen 2 und Transportebenen 5 anzuordnen. Die beschriebenen Varianten sind beliebig miteinander kombinierbar.
Die in Bezug auf die einzelnen Ausführungsbeispiele beschriebenen Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar, untereinander austauschbar und aufeinander übertragbar. Das hierin beschriebene Verfahren kann auf der Anlage 1 ausgeführt werden. Bezugszeichenliste
1 Anlage
2 Arbeitsebene 3 Arbeitseinrichtung
4 Arbeitsbereich
5 Transportebene
6 Transporteinrichtung
7 Steuerungsvorrichtung 8 Transportnetz

Claims

ANSPRÜCHE
1. Anlage (1) zur Prozessierung von Werkstücken zur Herstellung von Kraftfahrzeugen, umfassend mehrere in einer Arbeitsebene (2) angeordnete Arbeitsbereiche (4), in denen jeweils wenigstens eine Arbeitseinrichtung (3) angeordnet ist, die zum Prozessieren wenigstens eines Werkstücks ausgebildet ist, gekennzeichnet durch wenigstens eine Transporteinrichtung (6), die in einer von der Arbeitsebene (2) verschiedenen Transportebene (5), insbesondere bewegbar, angeordnet und dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Objekt und/oder ein Werkstück aus wenigstens einem Arbeitsbereich (4) oder in wenigstens einen Arbeitsbereich (4) zu transportieren und/oder wenigstens einen Wartungsprozess an der wenigstens einen Arbeitseinrichtung (3) auszuführen.
2. Anlage (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Transportebene (5) oberhalb oder unterhalb der Arbeitsebene (2) angeordnet ist.
3. Anlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsbereiche (4) aneinander angrenzen oder ein Wartungsweg zwischen zwei benachbarten Arbeitsbereichen (4) vorgesehen ist.
4. Anlage (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Transporteinrichtung (6) in der Transportebene (5) mittels eines zweidimensionalen Transportnetzes (8), insbesondere einer Schienenmatrix, bewegbar ist.
5. Anlage (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Transporteinrichtungen (6) einen positionsfesten o- der bewegbaren Transportroboter aufweisen oder als Transportroboter ausgebildet sind, wobei die wenigstens zwei Transportroboter dazu ausgebildet sind, das wenigstens eine Werkstück und/oder Objekt zwischen den wenigstens zwei Transportrobotern weiterzugeben.
6. Anlage (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Transporteinrichtungen (6) unterschiedlich ausgebildet sind, insbesondere zwei demselben Arbeitsbereich (4) zugeordnete Transporteinrichtungen (6).
7. Anlage (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Transporteinrichtungen (6) in ihrer Größe und/oder ihrer Art verschieden sind.
8. Anlage (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Transporteinrichtung (6) automatisiert bewegbar ist.
9. Anlage (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Transporteinrichtungen (6) in wenigstens zwei unterschiedlichen Transportebenen (5), insbesondere bewegbar, angeordnet sind und/oder wenigstens zwei Arbeitseinrichtungen (3) in unterschiedlichen Arbeitsebenen (2) angeordnet sind.
10. Verfahren zum Betreiben einer Anlage (1) zur Prozessierung von Werkstücken zur Herstellung von Kraftfahrzeugen, umfassend mehrere in einer Arbeitsebene (2) angeordnete Arbeitsbereiche (4), in denen jeweils wenigstens eine Arbeitseinrichtung (3) angeordnet ist, die zum Prozessieren wenigstens eines Werkstücks ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer Transporteinrichtung (6), die in einer von der Arbeitsebene (2) verschiedenen Transportebene (5), insbesondere bewegbar, angeordnet ist, wenigstens ein Objekt und/oder ein Werkstück aus wenigstens einem Arbeitsbereich (4) oder in wenigstens einen Arbeitsbereich (4) transportiert wird und/oder wenigstens ein Wartungsprozess an der wenigstens einen Arbeitseinrichtung (3) ausgeführt wird.
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