DE102004056284B4

DE102004056284B4 - Vorrichtung zum Transport von Bauteilen für Verkehrsmittel

Info

Publication number: DE102004056284B4
Application number: DE102004056284A
Authority: DE
Inventors: Holger Dipl.-Ing. Frauen; Tomas Dipl.-Ing. Gnauck; Eike Dipl.-Ing. Klemkow
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2010-08-26
Anticipated expiration: 2024-11-23
Also published as: US20060182558A1; US7735817B2; DE102004056284A1

Abstract

Vorrichtung zum Transport von Sektionen (1) für Luftfahrzeuge über eine Grundfläche (5) zwischen Arbeitsstationen (3) mit einer Transporteinrichtung (4) und einem auf der Transporteinrichtung (4) aufliegenden Positioniergestell (2), umfassend:
a) mindestens vier unterhalb der Transporteinrichtung (4) angeordnete Bewegungsorgane (33–36) zur Bewegung auf der Grundfläche (5) in einer x-Richtung und einer y-Richtung, die als Räder, Rollen, Kugeln, Laufketten, Luftkissen, magnetische Schwebesysteme, Schienenräder oder dergleichen ausgebildet sind,
b) mindestens vier Kopplungsorgane (9–12), mittels derer die Transporteinrichtung (4) mit dem Positioniergestell (2) verbindbar und wieder lösbar ist,
c) eine auf dem Positioniergestell (2) angeordnete Auflageeinrichtung (6, 63) zur zumindest bereichsweise kraft- und formschlüssigen Aufnahme einer Sektion (1),
d) mindestens vier jeweils unabhängig voneinander betätigbare Positionierorgane (17–20, 40–43) zur Ausrichtung des Positioniergestells (2) auf der Grundfläche (5) in der Arbeitsstation (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transport von Bauteilen für Verkehrsmittel, insbesondere von Sektionen für Luftfahrzeuge, zwischen Arbeitsstationen mit mindestens einer Transporteinrichtung und mindestens einem Positioniergestell.
Vorrichtungen zum Transport von Bauteilen, insbesondere Flurförderfahrzeuge, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Flurförderfahrzeuge werden unter anderem in komplexen Produktionsanlagen zum selbsttätigen Transport von Bauteilen zwischen einzelnen Arbeitsstationen eingesetzt und sind hierbei vollständig in den Ablauf des Fertigungsprozesses integriert. Ist beispielsweise die Bearbeitung eines Bauteils in einer Arbeitsstation mit den dort befindlichen Bearbeitungseinrichtungen abgeschlossen, so bewegt sich das Flurförderfahrzeug mit dem darauf liegenden Bauteil selbsttätig zu einer nachfolgenden Arbeitsstation, wo dann weitere, hierauf aufbauende Bearbeitungsschritte vollzogen werden. Die Bearbeitungseinrichtungen in den Arbeitsstationen weisen beispielsweise mit verschiedenen Werkzeugen bestückte Standard-Industrieroboter bzw. Knickarmroboter auf.
Bei den bekannten Vorrichtungen mit Flurförderfahrzeugen erfolgt jedoch keine gesonderte Ausrichtung eines transportierten Bauteils in Bezug auf eine Arbeitsstation mit den darin befindlichen Bearbeitungseinrichtungen, nach dem das Bauteil in die Arbeitsstation verbracht wurde. Die mit dem Flurförderfahrzeug innerhalb der Arbeitsstation erzielbare Positioniergenauigkeit muss für den jeweiligen Bearbeitungsprozess ausreichend sein.
Damit sind die bekannten Vorrichtungen für den Transport von insbesondere großformatigen Bauteilen, beispielsweise von Sektionen für Luftfahrzeuge, die auf Grund ihrer räumlichen Abmessungen nach dem Verbringen in eine Arbeitsstation in Bezug auf die dort installierten Bearbeitungseinrichtungen exakt ausgerichtet werden müssen, um eine ausreichend hohe Bearbeitungsgenauigkeit zu erzielen, nur bedingt geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung zum Transport von Bauteilen, insbesondere von Sektionen für Luftfahrzeuge, beispielsweise zur Verbringung von Bauteilen zwischen verschiedenen Arbeitsstationen, zu schaffen, die gleichzeitig eine präzise räumliche Ausrichtung der Sektion innerhalb der Arbeitsstation in Bezug auf dort installierte Bearbeitungseinrichtungen erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass mindestens ein Positioniergestell mindestens ein Positionierorgan zur Ausrichtung in der Arbeitsstation aufweist,
ist eine Ausrichtung eines Positioniergestells mit einer darauf befindlichen Sektion in Bezug auf eine Arbeitsstation mit dort installierten Bearbeitungsvorrichtungen möglich. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient daher nicht nur der zumindest teilautomatischen Transferierung von Sektionen für Luftfahrzeuge zwischen einzelnen Arbeitsstationen, sondern auch zu deren Ausrichtung in den jeweiligen Arbeitsstationen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine Transporteinrichtung mit mindestens einem Positioniergestell über mindestens ein Kopplungsorgan verbindbar und wieder lösbar ausgebildet ist.
Hierdurch ist mit einer Transporteinrichtung zumindest ein zeitlich versetzter Transport von mehreren Positioniergestellen mit darauf befindlichen Sektionen möglich.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Positioniergestell mittels mindestens eines Positionierorgans auf einer Grundfläche ausrichtbar.
Durch diese Ausgestaltung ist eine präzise Ausrichtung einer auf einem Positioniergestell aufliegenden Sektion in Bezug auf die Arbeitsstation mit darin angeordneten Bearbeitungseinrichtungen möglich.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens ein Positioniergestell zur zumindest bereichsweise formschlüssigen Aufnahme mindestens einer Sektion mindestens eine Auflageeinrichtung auf.
Hierdurch ist es möglich, ein standardisiertes Positioniergestell für Sektionen mit unterschiedlichen Abmessungen, insbesondere mit unterschiedlichen Querschnittsgeometrien und/oder Längenabmessungen zu verwenden, auf dem die jeweils an die unterschiedlichen Sektionen angepassten Aufnahmeeinrichtungen angeordnet werden können.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens eine Auflageeinrichtung mindestens einen Aktuator zur Anpassung an Sektionen mit unterschiedlichen Formen und/oder Abmessungen, insbesondere mit unterschiedlichen Querschnittsgeometrien und/oder Längenabmessungen auf.
Hierdurch braucht nur mindestens eine universelle Aufnahmeeinrichtung zur Auflage unterschiedlicher Sektionen, insbesondere von Sektionen mit unterschiedlichen Querschnittsgeometrien und/oder Längenabmessungen, vorgehalten werden. Die Bereithaltung einer Vielzahl von unterschiedlichen Aufnahmeeinrichtungen, die jeweils individuell an verschiedene Sektionen angepasst sind, entfällt.
In Gemäßheit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens ein Positionierorgan mindestens einen Aktuator mit mindestens einem Anbindungsmittel auf, wobei mindestens ein Anbindungsmittel durch Betätigung mindestens eines Aktuators zumindest bereichsweise formschlüssig in ein im Bereich der Grundfläche befindliches Aufnahmemittel einbringbar ist, um eine Positionierung des Positioniergestells in Bezug auf die Grundfläche zu erzielen.
Diese Ausgestaltung gewährleistet eine exakte Positionierung des Positioniergestells in Bezug auf die Grundfläche durch einen zumindest bereichsweise erfolgenden Formschluss zwischen einem Anbindungsmittel und einem Aufnahmemittel.
Nach Maßgabe einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens ein Positionierorgan mindestens ein horizontal verschiebbares Anbindungsmittel auf, das zumindest bereichsweise formschlüssig in ein im Bereich der Grundfläche befindliches Aufnahmemittel einbringbar ist, um eine Positionierung des Positioniergestells in Bezug auf die Grundfläche zu erzielen.
Diese Ausgestaltung erlaubt die ”selbstzentrierende”, ”schwimmende” Ausrichtung des Positioniergestells auf der Grundfläche bzw. innerhalb einer Arbeitsstation ohne das Erfordernis des Vorhandenseins von Aktuatoren oder dergleichen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens eine Transporteinrichtung und/oder mindestens ein Positioniergestell mindestens eine Steuer- und Regeleinrichtung auf.
Mittels der Steuer- und Regeleinrichtung lassen sich alle wesentlichen Bewegungsabläufe innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung überwachen und steuern.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens eine Transporteinrichtung und/oder mindestens ein Positioniergestell mindestens eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Position in Bezug auf die Grundfläche auf. Mittels dieser Ausgestaltung ist die Erfassung einer Ist-Position einer Transporteinrichtung und/oder eines Positioniergestells möglich.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens eine Transporteinrichtung durch mindestens ein Führungsmittel auf der Grundfläche steuerbar.
Durch diese Ausgestaltung ist gewährleistet, dass sich eine Transporteinrichtung vollautomatisch, allein kontrolliert durch die Steuer- und Regeleinrichtung, auf der Grundfläche bewegen kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens eine Transporteinrichtung mindestens ein Bewegungsorgan, insbesondere Räder, Rollen, Kugeln, Laufketten, Luftkissen, magnetische Schwebesysteme, Schienenrä der oder dergleichen, zur Bewegung auf der Grundfläche in mindestens einer Dimension aufweist.
Hierdurch ist die Bewegbarkeit mindestens einer Transporteinrichtung auf der Grundfläche gewährleistet.
In der Zeichnung zeigt:
1 Eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung,
3 eine Vorderansicht einer Ausführungsvariante der Vorrichtung,
4 eine schematische Darstellung der passiven Verschiebbarkeit der Anbindungsmittel des Positioniergestells nach Maßgabe der Ausführungsvariante und
5 eine Ausführungsvariante der Auflageeinrichtungen für die Sektionen.
Die 1 zeigt eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Transport von Bauteilen, insbesondere von Sektionen für Luftfahrzeuge.
Eine Sektion 1 eines Luftfahrzeuges liegt auf einem Positioniergestell 2 auf, das sich innerhalb einer Arbeitsstation 3 befindet. Das Positioniergestell 2 ist wiederum auf einer Transporteinrichtung 4 angeordnet, die über eine Grundfläche 5 bewegbar ist. Zur Veranschaulichung der x-, der y- sowie der z-Richtung im Raum ist ein Koordinatensystem 5a dargestellt.
Zwischen der Sektion 1 und der Transporteinrichtung 4 befindet sich eine Auflageeinrichtung 6 mit einer Auflagefläche 7. Hierbei erstrecken sich mehrere Auflageeinrichtungen 6 mit Auflageflächen 7 in der x-Richtung, um eine Verformung der aufliegenden, beispielsweise zylinderförmigen Sektion 1 zu vermeiden. Die Auflagefläche 7 weist hierbei eine feste Kontur auf, die in etwa der Querschnittsgeometrie der Sek tion 1 im betreffenden Auflagebereich in Bezug auf die x-Richtung entspricht. Ist die Sektion 1 beispielsweise zylinderförmig ausgebildet, so ist die Querschnittsgeometrie in der x-Richtung betrachtet in etwa konstant, sodass zwar mehrere Auflageeinrichtungen 6 in der x-Richtung hintereinander versetzt auf dem Positioniergestell 2 angeordnet sein müssen, um eine ausreichende Abstützungswirkung zu erreichen, doch die Kontur der Auflageeinrichtungen 6 bleibt jeweils unverändert. Verändert sich jedoch die Querschnittsgeometrie der Sektion 1 in Abhängigkeit von der Position in der x-Richtung, so sind gleichfalls mehrere Auflageeinrichtungen 6 erforderlich, die aber jeweils der sich in der x-Richtung ändernden Kontur der Sektion 1 individuell angepasst sind. Für jede unterschiedliche Sektionsquerschnittsgeometrie müssen mehrere Auflageeinrichtungen 6 vorgehalten werden. Hierdurch erhöht sich der Fertigungs- und Lagerhaltungsaufwand für die Auflageeinrichtungen 6 beträchtlich. Aus diesen Gründen sind die Auflageeinrichtungen vorzugsweise von dem Positioniergestell 2 abnehmbar ausgebildet.
Die Auflageeinrichtungen 6 können auch als eine einheitliche, vollflächige Auflageeinrichtung ausgebildet sein und so eine durchgehende Auflagefläche bilden.
Unmittelbar auf der Auflagefläche 7 liegt die Sektion 1 auf. Die Auflagefläche 7 ist mit einer Sektionsunterseite 8 zumindest bereichsweise formschlüssig ausgebildet, um etwaige Verformungen der Sektion 1 infolge ihres Eigengewichts zu minimieren. Die Auflageeinrichtung 6 ist mit dem Positioniergestell 2 kraftschlüssig durch geeignete, nicht näher dargestellte Verbindungsmittel verbunden, kann im Bedarfsfall aber wieder von diesem abgenommen werden. Die Auflageeinrichtung 6 dient im Wesentlichen zur Anpassung des Positioniergestells 2 an unterschiedliche Typen von Sektionen, insbesondere zur Adaption an Sektionen mit unterschiedlichen Querschnittsgeometrien und/oder Längenabmessungen.
Das Positioniergestell 2 ist durch drei oder vier Kopplungsorgane 9, 10, 11, 12 mit der Transporteinrichtung 4 lösbar verbunden, wobei die Kopplungsorgane 11, 12 in der Darstellung in Bezug auf die Zeichenebene im Hintergrund, verdeckt hinter den Kopplungsorganen 9, 10 liegen, und daher nicht sichtbar sind (vgl. 2). Durch die Kopplungsorgane 9, 10, 11, 12 kann das Positioniergestell 2 von der Transporteinrichtung 4 abgesenkt und auf diese Weise beispielsweise in der Arbeitsstation 3 abgestellt werden. Daher ist es möglich, eine große Anzahl von Positioniergestellen mit aufliegenden Auflageeinrichtungen mit nur einer vergleichsweise geringen Anzahl von konstruktiv erheblich aufwändigeren Transporteinrichtungen zu bewegen.
Zur Absenkung des Positioniergestells 2 weisen die Kopplungsorgane 9, 10, 11, 12 insgesamt vier Aktuatoren 13, 14, 15, 16 auf, wobei die Aktuatoren 15,16 entsprechend zu den Kopplungsorganen 11, 12 in der Darstellung der 1 verdeckt sind. In einer Transportphase sind die Aktuatoren 13 bis 16 zumindest teilweise ausgefahren, sodass sich die Transporteinrichtung 4 mit dem darauf befindlichen Positioniergestell 2 auf der Grundfläche 5 frei bewegen kann. Hat die Transporteinrichtung 4 den gewünschten Zielort erreicht, so werden die Aktuatoren 13 bis 16 in einer anschließenden Positionierungsphase zumindest teilweise wieder eingefahren, sodass sich das Positioniergestell 2 auf die Grundfläche 5 absenkt. In vorteilhafter Weise werden alle vier Aktuatoren 13 bis 16 an den Kopplungsorganen 9 bis 12 gleichzeitig eingefahren, um eine gleichmäßige, möglichst waagerechte Absenkung des Positioniergestells 2 auf die Grundfläche 5 zu erreichen. Im Anschluss daran kann die Transporteinrichtung 4 unter dem Positioniergestell 2 herausgefahren werden und zum Transport weiterer Sektionen in andere Arbeitsstationen herangezogen werden. Unabhängig von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann eine abweichende Anzahl von Kopplungsorganen und/oder Aktuatoren an der Transporteinrichtung 4 vorgesehen sein.
Der Vorteil dieser konstruktiven Ausgestaltung liegt insbesondere darin, dass hier nur eine Transporteinrichtung 4 anhebbar und absenkbar ausgestaltet ist, statt eine Vielzahl von Positioniergestellen – abgesehen von etwaigen Positioniermöglichkeiten durch aktive oder passive Positionierorgane – mit aufwändigen Hubvorrichtungen auszustatten.
Die Auflageeinrichtung 6 ist an eine spezielle Geometrie eines Sektionstyps angepasst. Für verschiedene Sektionen, beispielsweise für Sektionen mit unterschiedlichen Abmessungen, insbesondere mit unterschiedlichen Querschnittsgeometrien und/oder Längenabmessungen, müssen daher jeweils speziell angepasste Auflageeinrichtungen vorgehalten werden. So sollte beispielsweise ein Krümmungsradius der Auflagefläche 7 der Auflageeinrichtung 6 möglichst genau einem Krümmungsradius der Sektion 1 entsprechen.
Das Positioniergestell 2 weist weiterhin im gezeigten Ausführungsbeispiel vier Positionierorgane 17, 18, 19, 20 auf, von denen in der Darstellung der 1 nur die Positionierorgane 17, 18 sichtbar sind. Die Positionierorgane 17 bis 20 weisen jeweils vier Aktuatoren 21, 22, 23, 24 und vier Anbindungsmittel 25, 26, 27, 28 auf. Die Aktuatoren 23, 24 sowie die Anbindungsmittel 27, 28 liegen in Bezug auf die Zeichenebene ebenfalls verdeckt im Hintergrund und sind daher in 1 nicht sichtbar (vgl. 2). Eine hiervon abweichende Anzahl von Positionierorganen, Anbindungsmitteln sowie hiermit verbundenen Aktuatoren ist gleichfalls möglich.
Wird das Positioniergestell 2 durch eine entsprechende Betätigung der an den Kopplungsorganen 9, 10, 11, 12 angeordneten Aktuatoren 13 bis 16 abgesenkt, so werden die Anbindungsmittel 25, 26, 27, 28 in hierzu zumindest bereichsweise formschlüssig ausgebildete Aufnahmemittel 29, 30, 31, 32 eingeführt, die sich im Bereich der Grundfläche 5 befinden und die als Referenzpunkte zur exakten Positionierung des Positioniergestells 2 innerhalb der Arbeitsstation 3 dienen. Die Aufnahmemittel 31, 32 liegen in der Darstellung der 1 verdeckt im Hintergrund und sind daher nicht sichtbar.
Damit lässt sich das Positioniergestell 2 in Bezug auf innerhalb der Arbeitsstation 3 befindliche Bearbeitungseinrichtungen sehr genau positionieren. Durch eine individuelle Betätigung der an den Positionierorganen 17 bis 20 angeordneten Aktuatoren 21 bis 24 ist zusätzlich eine hochgenaue Feinpositionierung des Positioniergestells 2 in Bezug auf die Arbeitsstation 3 möglich.
Eine aktive Bewegung mindestens eines der Positionierorgane 17 bis 20 bzw. mindestens eines der Anbindungsmittel 25 bis 28 kann hierbei zumindest in der z-Richtung des Koordinatensystems 5a erfolgen. In der x- und/oder der y-Richtung des Koordinatensystems 5a können die Positionierorgane 17 bis 20 bzw. die Anbindungsmittel 25 bis 28 erforderlichenfalls jeweils aktiv mittels der Aktuatoren 21 bis 24 bewegbar oder passiv ohne die Einwirkung irgendwelcher Aktuatoren, frei mitlaufend ausgebildet sein. Die Aufnahmemittel 29 bis 32 sind hierbei immer fest mit der Grundfläche 5 in der Arbeitsstation 3 verbunden.
Die Steuerung sämtlicher Aktuatoren 13 bis 16 sowie 21 bis 24 erfolgt hierbei durch eine nicht näher dargestellte und bezeichnete Steuer- und Regeleinrichtung. Die Steuerung der Aktuatoren kann sowohl durch eine im Bereich des Positionierge stells 2 bzw. der Transporteinrichtung 4 befindliche, als auch durch eine unmittelbar in der jeweiligen Arbeitsstation 3 angeordnete Steuer- und Regeleinrichtung erfolgen.
Sowohl das Positioniergestell 2 als auch die Transporteinrichtung 4 können mit einer nicht näher dargestellten Messeinrichtung zur Erfassung der genauen Position der Transporteinrichtung 4, des Positioniergestells 2 sowie der darauf befindlichen Sektion 1 in Bezug auf die Grundfläche 5 bzw. der Arbeitsstation 3 ausgestattet sein. Die Messeinrichtung kann beispielsweise als Lasermesseinrichtung ausgebildet sein. Die Messwerte der Messeinrichtung werden an die Steuer- und Regeleinrichtung weitergeleitet, um die Aktuatoren 13 bis 16 sowie 21 bis 24 zu kontrollieren und gegebenenfalls Korrekturen an der Position des Positioniergestells 2 vorzunehmen. Hierbei wird das Anbindungsmittel 25 in das Aufnahmemittel 29, das Anbindungsmittel 26 in das Aufnahmemittel 30 usw. eingebracht.
Die Transporteinrichtung 4 weist darüber hinaus vorzugsweise unterseitig angeordnete Bewegungsorgane 33, 34, 35, 36 zur Bewegung auf der Grundfläche 5 auf. Die Bewegungsorgane 35, 36 liegen in der Darstellung der 1 verdeckt im Hintergrund und sind somit nicht zeichnerisch darstellbar (vgl. 2). Die Bewegungsorgane 33 bis 36 können beispielsweise als Räder, Rollen, Kugeln, Laufketten, Luftkissen, magnetische Schwebeorgane, Schienenräder oder dergleichen ausgebildet sein. Die Bewegungsorgane 33 bis 36 werden erforderlichenfalls durch gleichfalls nicht näher dargestellte Antriebsorgane, beispielsweise in der Form von Elektro-, Hydraulikmotoren oder dergleichen, angetrieben, wenn durch sie kein Direktantrieb der Transporteinrichtung 4 – wie beispielsweise im Fall von magnetischen Schwebeorganen – möglich ist.
Der entscheidende Beitrag zum Absenkungshub des Positioniergestells 2 in der Arbeitsstation 3 erfolgt nicht mittels der Kopplungsorgane 9 bis 12, sondern durch die Bewegungsorgane 33 bis 36 der Transporteinrichtung 4, die zu diesem Zweck mittels nicht dargestellter Aktuatoren vorzugsweise in der z-Richtung bzw. in vertikaler Richtung positionierbar sind.
Alternativ können die Bewegungsorgane 33 bis 36 beispielsweise auch als Laufräder ausgebildet sein, die mittels einer drehbaren und zugleich höhenverstellbaren Radaufnahme mit dem Positioniergestell 2 verbunden sind. Die Steuerung und Regelung der drehbaren und höhenverstellbaren Radaufnahme erfolgt hierbei mittels der nicht näher dargestellten Steuer- und Regeleinrichtung.
Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens ein Führungsmittel 37 auf. Das oder die Führungsmittel 37 können im einfachsten Fall beispielsweise als parallel zueinander angeordnete schienenartige Führungen ausgebildet sein, in der als Schienenräder ausgebildete Bewegungsorgane 33 bis 36 der Transporteinrichtung 4 laufen können. Die Transporteinrichtung 4 kann sich somit auf Schienenrädern, überwacht von der Steuer- und Regeleinrichtung, in der Arbeitsstation 3 sowie außerhalb derselben bewegen. Alternativ ist auch eine zumindest teilweise manuelle Steuerung der Vorrichtung mittels einer Fernbedienung, Fernsteuerung oder dergleichen möglich.
Sind die Bewegungsorgane 33 bis 36 beispielsweise als Räder, Rollen, Kugeln, Laufketten, Luftkissen oder magnetische Schwebeorgane ausgebildet, so muss mittels der Steuer- und Regeleinrichtung in Verbindung mit den Führungsmitteln 37 eine aufwändigere Steuerung erfolgen, weil sich die Transporteinrichtung 4 nicht nur in einer Dimension, beispielsweise entlang von schienenartigen Führungen oder dergleichen, bewegen kann. Es ist in diesem Fall erforderlich, die Position der Transporteinrichtung 4 möglichst genau in mindestens zwei Dimensionen, also beispielsweise in der x-Richtung und der y-Richtung zu erfassen, damit sich diese über eine entsprechende Ansteuerung der Bewegungsorgane 33 bis 36 kontrolliert in der Arbeitsstation 3 sowie außerhalb derselben bewegen kann.
Das oder die Führungsmittel 37 können auch berührungslos arbeiten, insbesondere als Induktionsschleifen, als laser- oder mikrowellengesteuerte Führungs- und Leitsysteme ausgebildet sein, aus deren Messwerten die Steuer- und Regeleinrichtung dann die jeweilige Position der Transporteinrichtung 4 ableitet und gegebenenfalls korrigiert.
Sind die Bewegungsorgane 33 bis 36 beispielsweise als magnetische Schwebeorgane oder Luftkissen ausgebildet, so korrigiert die Steuer- und Regeleinrichtung die Position der Transporteinrichtung 4 gegebenenfalls durch die unmittelbare Einwirkung auf diese Organe. Sind die Bewegungsorgane 33 bis 36 hingegen als Räder, Rollen, Kugeln, Laufketten, Schienenräder oder dergleichen ausgebildet, so erfolgt eine Positionskorrektur der Transporteinrichtung 4 im Allgemeinen durch eine entsprechende Beeinflussung der den Bewegungsorganen 33 bis 36 zugeordneten Antriebsorgane und damit auf eine indirekte Weise.
Erfindungsgemäß erfolgt eine Feinkorrektur der Position des Positioniergestells 2 innerhalb der Arbeitsstation 3 grundsätzlich mittels der Positionierorgane 17 bis 20 und nicht durch eine entsprechende Korrektur der Position der Transporteinrichtung 4 infolge einer entsprechenden Betätigung der Bewegungsorgane 33 bis 36.
Mittels der Bewegungsorgane 33 bis 36 erfolgt grundsätzlich nur eine Grobpositionierung der Transporteinrichtung 4 innerhalb der Arbeitsstation 3 sowie die Bewegung der Transporteinrichtung 4 außerhalb der Arbeitsstation 3 im Bereich der Grundfläche 5.
Die 2 zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung. Die Sektion 1 ruht auf den Auflageeinrichtungen 6. Der besseren zeichnerischen Übersicht halber sind lediglich 3 Auflageeinrichtungen 6 mit den Auflageflächen 7 dargestellt. Eine hiervon abweichende Anzahl von Auflageeinrichtungen 6 ist insbesondere bei Sektionen 1 mit größeren Längenabmessungen möglich, um Deformationen zu vermeiden. Unterhalb der Sektion 1 und dem Positioniergestell 2 bzw. den Auflageeinrichtungen 6 befindliche und daher verdeckte Konstruktionselemente sind in der Darstellung der 2 mit gestrichelten Linien wiedergegeben. Im Bereich der Arbeitsstation 3 bzw. der Grundfläche 5 ist das Koordinatensystem 5a zur Veranschaulichung der x-, der y- sowie der z-Richtung im Raum dargestellt.
In einem Bereich unterhalb der Auflageeinrichtung 6 befinden sich die Kopplungsorgane 9 bis 12 mit den ihnen zugeordneten Aktuatoren 13 bis 16. Ebenfalls unterhalb der Auflageeinrichtung 6 sind die Positionierorgane 17 bis 20 angeordnet.
Die Positionierorgane 17 bis 20 sind jeweils mittels der Aktuatoren 21 bis 24 unabhängig voneinander betätigbar. Die Positionierorgane 17 bis 20 umfassen die Anbindungsmittel 25 bis 28 sowie die hierzu zumindest bereichsweise korrespondierend ausgebildeten Aufnahmemittel 29 bis 32 im Bereich der Grundfläche 5.
Die Bewegungsorgane 33 bis 36 sind bevorzugt in den stirnseitigen Bereichen bzw. den Enden der Transporteinrichtung 4, jeweils möglichst nah an den Längsseiten angeordnet, um eine ausreichende Kippsicherheit während des Verfahrens der Transporteinrichtung 4 mit der aufliegenden Sektion 1 sicherzustellen. Die Kopplungsorgane 9 bis 12, die Aktuatoren 13 bis 16, die Positionierorgane 17 bis 20, die Aktuatoren 21 bis 24, die Anbindungsmittel 25 bis 28, die Aufnahmemittel 29 bis 32, sowie die Bewegungsorgane 33 bis 36 können in einer von der Darstellung der 2 abweichenden Anzahl und/oder Anordnung vorgesehen werden.
Unterhalb der Transporteinrichtung 4 befindet sich ein Führungsmittel 37. Das Führungsmittel 37 ist in der Darstellung der 2 exemplarisch als Induktionsschleife 38 ausgebildet, die sich nach oben und nach unten hin weiter fortsetzt. An der Transporteinrichtung 4 ist weiterhin ein Sensor 39 angeordnet, durch den die Steuer- und Regeleinrichtung die Position der Transporteinrichtung 4 in Bezug auf die Induktionsschleife 38 bzw. zur Grundfläche 5 erfassen und gegebenenfalls korrigieren kann.
Statt einer Induktionsschleife 38 kann zur Steuerung der Transporteinrichtung 4 beispielsweise auch ein Leitstrahl oder dergleichen, insbesondere ein Laser- oder Mikrowellenleitstrahl Anwendung finden. Alternativ können im Bereich der Grundfläche 5 auch vom Sensor 39 interpretierbare Markierungen angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Transporteinrichtung 4 beispielsweise auch ein Kamerasystem zur autonomen Navigation auf der Grundfläche 5 aufweisen.
Die 3 zeigt eine Vorderansicht einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine Positionierung des Positioniergestells 2 innerhalb der Arbeitsstation 3 mit einem verringerten Steuer- und Regelungsaufwand ermöglicht. Die Sektion 1 ruht auf mehreren Auflageeinrichtungen, von denen nur die Auflage einrichtung 6 dargestellt ist. Die Auflageeinrichtung 6 ist oberhalb des Positioniergestells 2 angeordnet.
Die Positionierorgane 40, 41, 42, 43 umfassen die Anbindungsmittel 44, 45, 46, 47 sowie die hierzu zumindest bereichsweise formschlüssig ausgebildeten Aufnahmemittel 48, 49, 50, 51. Eine von der Zahl vier abweichende Anzahl von Positionierorganen ist gleichfalls denkbar. Die Positionierorgane 42, 43 liegen in der y-Richtung hinter der Zeichenebene und sind daher in der 3 nicht dargestellt. Die Anbindungsmittel 44 bis 47 werden von den Aufnahmemitteln 48 bis 51 zur Positionierung bzw. Ausrichtung des Positioniergestells 2 in Bezug auf die Grundfläche 5 aufgenommen. Die Anbindungsmittel 46, 47 sowie die hiermit korrespondierenden Aufnahmemittel 50, 51 sind in der Darstellung der 3 verdeckt und liegen in Bezug auf die y-Richtung hinter den Anbindungsmitteln 44, 45 sowie Aufnahmemitteln 48, 49 (vgl. 4).
Die Anbindungsmittel 44 bis 47 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel als Kugelschalen ausgebildet. Alternativ können die Anbindungsmittel 44 bis 47 beispielsweise auch kegelförmig ausgebildet sein. Die Aufnahmemittel 48 bis 51 sind zumindest bereichsweise als Kugeln ausgebildet, die in die Kugelschalen der Anbindungsmittel 44 bis 47 zumindest bereichsweise formschlüssig einbringbar sind. Alternativ können die Aufnahmemittel 48 bis 51 beispielsweise auch kegelförmig ausgebildet sein, wobei die Anbindungsmittel 44 bis 47 dann eine entsprechend kegelförmige Innengestaltung aufweisen, um einen zumindest bereichsweisen Formschluss zu erreichen. Die Aufnahmemittel 48 bis 51 sind in Bezug auf die Grundfläche 5 bzw. in Bezug auf die Arbeitsstation 3 präzise eingemessen, wobei deren Raumkoordinaten in der Steuer- und Regeleinrichtung abgelegt sind. Damit ist die exakte Position der Sektion 1 in Bezug auf die Grundfläche 5 bzw. die Arbeitsstation 3 bekannt.
Einige der Anbindungsmittel 44 bis 47 sind in dieser Ausführungsvariante des Positioniergestells 2 zumindest in der x-Richtung des Koordinatensystems 5a ohne Aktuatoren verschiebbar. Hierdurch ergibt sich im Vergleich zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsvariante des Positioniergestells 2 ein erheblich verringerter Steuer- und Regelungsaufwand (vgl. 1, 2).
Die 4 zeigt eine schematische Darstellung der passiven Verschiebbarkeit der Anbindungsmittel 44 bis 47 des Positioniergestells 2 nach Maßgabe der Ausführungsvariante (vgl. 3). Der Vollständigkeit halber sind die Positionierorgane 40 bis 43 sowie die Aufnahmemittel 48 bis 51 gleichfalls dargestellt. Das Positioniergestell 2 ist ohne Auflageeinrichtungen 6 und ohne die aufliegende Sektion 1 dargestellt. Einige der Anbindungsmittel 44 bis 47 sind im Bereich von Längsunterseiten 52, 53 des Positioniergestells 2 zumindest in der x-Richtung verschiebbar ausgebildet, um ein weitgehend spannungsfreies Aufsetzen des Positioniergestells 2 auf die Aufnahmemittel 48 bis 51 zur Positionierung auf der Grundfläche 5 bzw. innerhalb der Arbeitsstation 3 zu erreichen. Darüber hinaus erlaubt die passive Verschiebbarkeit der Anbindungsmittel 44 bis 47 eine ”selbstzentrierende” bzw. ”schwimmende” Ausrichtung des Positioniergestells 2 auf den Aufnahmemitteln 48 bis 51 mit geringem konstruktivem Aufwand. Aktuatoren zur jeweils unabhängigen Positionierung der Positionierorgane 40 bis 43, wie im Fall des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 sind hierfür nicht erforderlich.
Das Anbindungsmittel 46 ist fest, d. h. weder in der x-, der y-, noch in der z-Richtung des Koordinatensystems 5a verschiebbar, mit dem Positioniergestell 2 verbunden, was durch den schwarz ausgefüllten Kreis 54 symbolisiert ist.
Das Anbindungsmittel 44 ist lediglich in Richtung des schwarzen Doppelpfeils 55 parallel zur x-Richtung des Koordinatensystems 5a verschiebbar ausgebildet. In der y-Richtung und in der z-Richtung ist das Anbindungsmittel 44 ebenfalls fest mit dem Positioniergestells 2 verbunden, was in Bezug auf die z-Achse durch den schwarz ausgefüllten Kreis 56 symbolisiert ist und im Hinblick auf die y-Achse durch einen fehlenden Doppelpfeil dargestellt ist.
Die Anbindungsmittel 45 und 47 sind demgegenüber sowohl in der x- als auch der y-Richtung des Koordinatensystems 5a bzw. parallel zur Grundfläche 5 der Arbeitsstation 3 frei verschiebbar ausgebildet, was durch die schwarzen Doppelpfeile 57, 58, 59, 60 illustriert ist. Alle Anbindungsmittel 44 bis 47 sind jedoch in der z-Richtung nicht verschiebbar, d. h. fest mit dem Positioniergestell 2 im Bereich der Längsunterseiten 52, 53 verbunden, was durch die schwarz ausgefüllten Kreise 54, 56 sowie 61 und 62 symbolisiert ist. Sämtliche Beweglichkeiten der Anbindungsmittel 44 bis 47 werden in dieser Ausführungsvariante passiv vermittelt, das heißt ohne eine Einwirkung irgendwelcher Aktuatoren.
Im Vergleich zu der Ausführungsvariante des Positioniergestells 2 nach Maßgabe der 1, 2 ergibt sich bei dieser Ausführungsvariante infolge der fehlenden Aktuatoren zur Positionierung der Anbindungsmittel 44 bis 47 ein signifikant reduzierter Steuer- und Regelungsaufwand. Dieser Umstand ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn eine Vielzahl von Positioniergestellen mit jeweils einer fest zugeordneten Sektion vorgehalten werden soll, um die gleichzeitige Bearbeitbarkeit der Sektionen in mehreren Arbeitsstationen zu ermöglichen. Der konstruktive Aufwand hinsichtlich der Transporteinrichtung 4 ist demgegenüber in der Regel vernachlässigbar, weil zum Transport zwischen den Arbeitsstationen im Einzelfall eine Transporteinrichtung ausreichend sein kann.
Die 5 zeigt schließlich eine Ausführungsvariante mit Auflageeinrichtungen, die durch eine Vielzahl von Aktuatoren an Sektionen mit verschiedenen Formen und/oder Abmessungen, insbesondere an unterschiedliche Querschnittsgeometrien, anpassbar sind. Hierdurch müssen nicht mehr für jede unterschiedliche Querschnittsgeometrie und/oder Abmessung spezielle Auflageeinrichtungen vorgehalten werden.
Auf dem Positioniergestell 2 sind mehrere, mittels Aktuatoren anpassbare Auflageeinrichtungen zur Aufnahme der Sektion 1 angeordnet, von denen in der Darstellung der 5 jedoch nur eine Auflageeinrichtung 63 mit einer Auflagefläche 64 dargestellt ist. Senkrecht zur Zeichenebene, hinter der flexiblen Auflageeinrichtung 63 in der x-Richtung versetzt, befinden sich weitere, entsprechend gestaltete und zur Auflageeinrichtung 63 beabstandet angeordnete Auflageeinrichtungen mit flexiblen Auflageflächen, um eine Deformation der Sektion 1 weitgehend zu vermeiden. Zur Veranschaulichung der x-, der y-, sowie der z-Richtung im Raum ist wiederum das Koordinatensystem 5a dargestellt. Die Anzahl der erforderlichen Auflageeinrichtungen 63 ist im Wesentlichen von der geometrischen Gestalt der aufzunehmenden Sektion 1, insbesondere von deren Querschnitts- und/oder Längenabmessungen, abhängig.
Die Auflageeinrichtung 63 umfasst im Wesentlichen eine Halterung 65, mit der die Auflageeinrichtung 63 vorzugsweise lösbar mit dem Positioniergestell 2 verbindbar ist. Die Halterung 65 weist zwei Haltearme 66, 67 auf, die auf beiden Seiten der Hal terung 65 gelenkig mit dieser verbunden sind, um eine Anpassung an Sektionen 1 mit unterschiedlichen Krümmungsradien bzw. Querschnittsgeometrien zu ermöglichen, da der Verfahrweg der Aktuatoren begrenzt ist. Auf der Halterung 65 sowie den Haltearmen 66, 67 sind vorzugsweise mehrere, gleichmäßig zueinander beabstandete Aktuatoren 68 angeordnet. Mittels der Aktuatoren 68 sind Auflageelemente 69 unabhängig voneinander, vorzugsweise in etwa senkrecht, entlang der kleinen schwarzen Doppelpfeile, in Bezug auf eine Außenfläche der Sektion 1 positionierbar. Hierdurch ist bei einer ausreichend hohen Anzahl von Auflageelementen 69 eine nahezu ideale und weitgehend deformationsfreie Aufnahme der Sektion 1 auf der Auflagefläche 64 gewährleistet. Die Anzahl von sieben Aktuatoren 68 mit jeweils einem Auflageelement 69 im gezeigten Ausführungsbeispiel kann in Abhängigkeit von den geometrischen Erfordernissen variieren.
Mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist es möglich, mittels nur einer Anordnung, die mehrere flexible Auflageeinrichtungen 63 mit Auflageflächen 64 aufweist, eine Vielzahl von Sektionen 1 mit insbesondere unterschiedlichen Querschnittsgeometrien und/oder Querschnittsabmessungen aufzunehmen, wodurch sich der Aufwand hinsichtlich der Lagerhaltung an unterschiedlichen Auflageeinrichtungen 63 erheblich verringert. Diese Flexibilität bedingt jedoch einen höheren konstruktiven Aufwand im Hinblick auf das Positioniergestell 2 bzw. die Auflageeinrichtungen 63.

1: Sektion
2: Positioniergestell
3: Arbeitsstation
4: Transporteinrichtung
5: Grundfläche
5a: Koordinatensystem
6: Auflageeinrichtung
7: Auflagefläche
8: Sektionsunterseite
9: Kopplungsorgan
10: Kopplungsorgan
11: Kopplungsorgan
12: Kopplungsorgan
13: Aktuator
14: Aktuator
15: Aktuator
16: Aktuator
17: Positionierorgan
18: Positionierorgan
19: Positionierorgan
20: Positionierorgan
21: Aktuator
22: Aktuator
23: Aktuator
24: Aktuator
25: Anbindungsmittel
26: Anbindungsmittel
27: Anbindungsmittel
28: Anbindungsmittel
29: Aufnahmemittel
30: Aufnahmemittel
31: Aufnahmemittel
32: Aufnahmemittel
33: Bewegungsorgan
34: Bewegungsorgan
35: Bewegungsorgan
36: Bewegungsorgan
37: Führungsmittel
38: Induktionsschleife
39: Sensor
40: Positionierorgan
41: Positionierorgan
42: Positionierorgan
43: Positionierorgan
44: Anbindungsmittel
45: Anbindungsmittel
46: Anbindungsmittel
47: Anbindungsmittel
48: Aufnahmemittel
49: Aufnahmemittel
50: Aufnahmemittel
51: Aufnahmemittel
52: Längsunterseite
53: Längsunterseite
54: Kreis
55: Doppelpfeil
56: Kreis
57: Doppelpfeil
58: Doppelpfeil
59: Doppelpfeil
60: Doppelpfeil
61: Kreis
62: Kreis
63: Auflageeinrichtung
64: Auflagefläche
65: Halterung
66: Haltearm
67: Haltearm
68: Aktuator
69: Auflageelement

Claims

Vorrichtung zum Transport von Sektionen (1) für Luftfahrzeuge über eine Grundfläche (5) zwischen Arbeitsstationen (3) mit einer Transporteinrichtung (4) und einem auf der Transporteinrichtung (4) aufliegenden Positioniergestell (2), umfassend: a) mindestens vier unterhalb der Transporteinrichtung (4) angeordnete Bewegungsorgane (33–36) zur Bewegung auf der Grundfläche (5) in einer x-Richtung und einer y-Richtung, die als Räder, Rollen, Kugeln, Laufketten, Luftkissen, magnetische Schwebesysteme, Schienenräder oder dergleichen ausgebildet sind, b) mindestens vier Kopplungsorgane (9–12), mittels derer die Transporteinrichtung (4) mit dem Positioniergestell (2) verbindbar und wieder lösbar ist, c) eine auf dem Positioniergestell (2) angeordnete Auflageeinrichtung (6, 63) zur zumindest bereichsweise kraft- und formschlüssigen Aufnahme einer Sektion (1), d) mindestens vier jeweils unabhängig voneinander betätigbare Positionierorgane (17–20, 40–43) zur Ausrichtung des Positioniergestells (2) auf der Grundfläche (5) in der Arbeitsstation (3).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageeinrichtung (6, 63) mindestens einen Aktuator (68) zur Anpassung an Sektionen (1) mit unterschiedlichen Formen und/oder Abmessungen aufweist, die an unterschiedliche Querschnittsgeometrien und/oder Längenabmessungen angepasst ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vier Positionierorgane (17–20) jeweils einen Aktuator (21–24) mit einem Anbindungsmittel (25–28) aufweisen, wobei die Anbindungsmittel (25–28) durch Betätigung der Aktuatoren (21–24) zumindest bereichsweise formschlüssig in im Bereich der Grundfläche (5) befindliche Aufnahmemittel (29–32) einbringbar sind, um eine Positionierung des Positioniergestells (2) in Bezug auf die Grundfläche (5) zu erzielen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Positionierorgan (40–43) ein horizontal verschiebbares Anbindungsmittel (44–47) aufweist, das zumindest bereichsweise formschlüssig in ein im Bereich der Grundfläche (5) befindliches Aufnahmemittel (48–51) einbringbar ist, um eine Positionierung des Positioniergestells (2) in Bezug auf die Grundfläche (5) zu erzielen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (4) und/oder das Positioniergestell (2) eine Steuer- und Regeleinrichtung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (4) und/oder das Positioniergestell (2) eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Position in Bezug auf die Grundfläche (5) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (4) durch ein Führungsmittel (37) auf der Grundfläche (5) steuerbar ist.