DE102021122976A1

DE102021122976A1 - Montagearbeitsplatz sowie Montageverfahren

Info

Publication number: DE102021122976A1
Application number: DE102021122976.6A
Authority: DE
Inventors: Sven Hinrichsen; Frederic Meyer; Alexander Nikolenko
Original assignee: Technische Hochschule Ostwestfalen Lippe Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Current assignee: Technische Hochschule Ostwestfalen Lippe Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Priority date: 2021-09-06
Filing date: 2021-09-06
Publication date: 2023-03-09
Also published as: WO2023031006A1; EP4399051A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Montagearbeitsplatz für die manuelle Montage von Baugruppen aus einer Mehrzahl von Bauteilen mit einer Arbeitsfläche, auf der die Bauteile montierbar sind, und mit einer Mehrzahl von jeweils eine Anzahl von Bauteilen aufnehmenden Behältern, die nebeneinander und/oder übereinander verteilt in einem Bauteilespeicher angeordnet sind, wobei der Bauteilespeicher als eine Regaleinrichtung ausgebildet ist, die mehrere Regalebenen aufweist, die in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind, wobei die Regalebenen jeweils eine Mehrzahl von in Reihen angeordneten Regalplätzen zur Aufnahme jeweils eines Behälter aufweisen, dass die Regaleinrichtung hinter der Arbeitsfläche angeordnet ist, dass eine Bauteile-Nachfüllstelle an eine auf einer der Arbeitsfläche nicht zugewandten Rückseite und/oder Nebenseite der Regaleinrichtung zum Befüllen der Behälter mit Bauteilen angeordnet ist, dass eine Bauteile-Entnahmestelle an einer der Arbeitsfläche zugewandten Vorderseite der Regaleinrichtung zum Entnehmen der Bauteile aus dem Behälter angeordnet ist, dass eine Transporteinrichtung zum Transportieren der Behälter von dem Regalplatz bzw. der Bauteile-Nachfüllstelle zu der Bauteile-Entnahmestelle vorgesehen ist, dass eine Bauteile-Montagesteuereinrichtung vorgesehen ist enthaltend eine Transportansteuerung, mittels derer die Transporteinrichtung derart angesteuert wird, dass die Bauteile enthaltenen Behälter montageschrittabhängig an der Bauteile-Entnahmestelle bereitgestellt werden, und eine Lagerverwaltung, mittels derer die Regalplätze innerhalb der Regaleinrichtung verwaltet werden, und eine Montageanweisungsanzeige, mittels derer eine Montageinformation und/oder der das für den nächsten Montageschritt vorgesehene Behälter optisch angezeigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Montagearbeitsplatz für die manuelle Montage von Baugruppen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage von Baugruppen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Aus der DE 103 20 557 B4 ist ein Montagearbeitsplatz für die manuelle Montage von Baugruppen und dergleichen aus einer Mehrzahl von Bauteilen bekannt, die eine Arbeitsfläche umfasst, an der ein Monteur sitzt oder steht. Als Arbeitsfläche dient ein Arbeitstisch, der durch ein Gestell getragen wird. Zusätzlich trägt das Gestell eine Anzahl von in einem Bogen angeordneten Behältern, in denen die verschiedenen Bauteile zur Verfügung gestellt werden. An oberen Querstreben des Gestells ist eine Signalisierungseinheit befestigt, mittels derer starre Bilder auf die Arbeitsfläche projizierbar sind, so dass für den Monteur die auszuführenden Montageschritte angezeigt werden. Ferner ist diese Signalisierungseinheit dafür vorgesehen, die Behälter zu beleuchten, aus denen der Monteur die entsprechenden Bauteile in dem jeweiligen Montageschritt zu entnehmen hat. Der bekannte Montagearbeitsplatz ermöglicht somit eine relativ sichere Anleitung des Monteurs zur Montage der Baugruppe. Nachteilig an dem bekannten Montagearbeitsplatz ist, dass bei erhöhter Anzahl von zu verbauenden Bauteilen die Anzahl der Behälter entsprechend wächst, wobei sich das Problem ergibt, dass eine die Behälter aufweisende Behälteranordnung relativ voluminös ist. Dies verlangt von dem Monteur relativ große Wege zur Entnahme der Bauteile.
Aus der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2020 106 284.2 ist ein Montagearbeitsplatz mit einer Arbeitsfläche zum Montieren der Bauteile bekannt, der im unmittelbaren Anschluss zu der Arbeitsfläche als Bauteilespeicher ein Karussell vorsieht. Das Karussell weist mehrere vertikal versetzt angeordnete Ebenen auf, in denen jeweils die unterschiedlichen Bauteile enthaltenden Behälter kreisbogenförmig angeordnet sind. Durch Verdrehen dieser Ebenen können die Bauteile montageschrittabhängig in eine für den Monteur zugänglichen Bauteile-Entnahmestelle verbracht werden. Bei einer hohen Variantenvielfalt der Bauteile stößt der bekannte Montagearbeitsplatz an seine Grenzen, da dem Monteur nicht alle Bauteile zugänglich sind.
Aus der DE 10 2013 015 456 A1 ist ein Lager- und Kommissionssystem bekannt, das eine gemeinsame Kommissionierung von zerbrechlichen und unzerbrechlichen Gütern ermöglicht. Das System ermöglicht die Bereitstellung von mehreren gleichen Artikeln in einem gemeinsamen Behälter, so dass die Kommissionierung ohne den Einsatz von Sortern erfolgen kann.
Aus der DE 10 2019 129 124 A1 ist ein Kommissionspeichersystem bekannt, das eine Regaleinrichtung mit einer Mehrzahl von in vertikaler Richtung übereinander angeordneten Regalebenen umfasst. In jeder Regalebene ist eine Mehrzahl von gitterförmig angeordneten Regalplätzen vorgesehen, auf denen jeweils ein Behälter gelagert werden kann. Zum Einlagern und Entnehmen der Behälter ist eine einzige Übergabestation vorgesehen, von der die Behälter mittels einer Transporteinrichtung mit Transportrollen und einer Hubeinrichtung zu von der Übergabestation zu den und von den Regalplätzen zu der Übergabestation transportiert werden. Das bekannte System ermöglicht das Speichern von Behältern unterschiedlicher Größe in einer Regaleinrichtung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Montagearbeitsplatz sowie ein Montageverfahren anzugeben, so dass die manuelle Entnahme von Bauteilen aus einer Mehrzahl von Behältern bauraumsparend und bei hoher Variantenvielfalt der zu montierenden Baugruppen optimiert wird, wobei insbesondere nicht wertschöpfende Gehwege des Monteurs vermieden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
Nach der Erfindung schließt sich an eine Arbeitsfläche des Montagearbeitsplatzes, an der der Monteur die Bauteile zu einer Baugruppe montiert, eine Regaleinrichtung an. Eine Transporteinrichtung ist vorgesehen, so dass in Abhängigkeit von dem aktuellen Montageschritt der das entsprechende Bauteil enthaltene Behälter an einer Bauteile-Entnahmestelle der Regaleinrichtung, die der Arbeitsfläche zugewandt ist, bereitgestellt wird. Vorteilhaft kann hierdurch der Gehweg des Monteurs eingespart werden, so dass die Zykluszeit bzw. die Montageauftragszeit wesentlich reduziert werden kann. Im Vergleich zu herkömmlichen Montagearbeitsplätzen lässt sich die Montageauftragszeit um 25 % bis 30 % reduzieren. Darüber hinaus ermöglicht die Regaleinrichtung die Aufnahme von einer Vielzahl von Behältern, so dass die Variantenvielfalt erhöht werden kann. Auf einfache Weise lässt sich die Regaleinrichtung in der Höhe und in der Breite bzw. in der Tiefe erweitern.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Regalebenen der Regaleinrichtung horizontal angeordnet. In jeder Regalebene sind eine Mehrzahl von Regalplätzen reihenförmig und/oder schachbrettartig sowie in gleicher Größe angeordnet. Vorteilhaft hat die Regaleinrichtung hierdurch einen einfachen Aufbau, was den Aufwand hinsichtlich der Transporteinrichtung verringert.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Gestell vorgesehen, an das die Arbeitsfläche und die Regaleinrichtung montiert sind. Durch dieses gemeinsame Gestell bilden die Arbeitsfläche und die Regaleinrichtung eine gemeinsame Baueinheit.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Transporteinrichtung mindestens ein fahrerloses Transportfahrzeug auf, das auf einer Oberseite eine Aufnahmefläche für den Behälter aufweist. Das Transportfahrzeug weist eine Hubeinrichtung auf, sodass die Aufnahmefläche in mindestens zwei unterschiedliche Vertikalhöhenstellungen bringbar ist. Das Transportfahrzeug ist in Fahrgassen und/ in einer Fahrebene der Regaleinrichtung verfahrbar angeordnet, wobei zumindest ein Teil der Fahrgasse unterhalb der Regalplätze verläuft. Auf diese Weise kann das Transportfahrzeug den auf denselben zu beladenen Behälter unterfahren und dann den Behälter zu der Bauteile-Entnahmestelle bewegen. Vorteilhaft kann hierdurch der Bauteileaufwand für die Transporteinrichtung wesentlich verringert werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind Reihen von Regalplätzen in einer Regalebene als Einzelreihen oder als Doppelreihen ausgebildet. Bei Einzelreihen ist zu beiden Längsseiten eine Fahrgasse gebildet, so dass der Behälter in der Fahrgasse in der gleichen Höhe angeordnet sein kann wie in der Lagerposition auf dem Regalplatz. Bei Doppelreihen ist lediglich auf nicht zueinandergekehrten Längsseiten der beiden Reihen eine Fahrgasse gebildet, sodass sich hierdurch im Vergleich zu Einzelreihen der Platzbedarf der Regaleinrichtung wesentlich reduzieren lässt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Regalebenen über eine schräge Fahrrampe oder über eine Lifteinrichtung miteinander verbunden, sodass das Transportfahrzeug von einer ersten Regalebene zu einer in einer anderen Horizontalebene angeordneten zweiten Regalebene verfahrbar ist. Vorteilhaft kann hierdurch die Anzahl der Transportfahrzeuge reduziert werden. Es ist nicht erforderlich, für jede Regalebene eine vorgegebene Anzahl von Transportfahrzeugen vorzuhalten.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Reihen von Regalplätzen jeder Ebene unmittelbar aneinanderliegend angeordnet, ohne dass eine Fahrgasse zwischen den Reihen von Regalplätzen vorgesehen ist. Stattdessen ist unterhalb der Regalebenen jeweils eine Fahrebene angeordnet, sodass das Transportfahrzeug stets unterhalb der Regalplätze verfahrbar ist. Bei dieser Variante der Erfindung ist die Regaleinrichtung bei der gleichen Anzahl von Regalplätzen schmaler und höher aufgebaut. Wenn das Transportfahrzeug eine relativ geringe Höhe aufweist, lässt sich hierdurch die Packungsdichte der Regaleinrichtung verbessern.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Regalplatz zwei gegenüberliegende Auflageschienen auf, zwischen denen sich ein Durchbruch erstreckt. Gegenüberliegende Ränder des Behälters liegen auf der Auflageschiene auf, wenn diese sich in einer horizontalen Lagerstellung befindet. Ein lichter Abstand zwischen den gegenüberliegenden Auflageschienen ist gleich oder größer als eine Breite der Aufnahmefläche des Transportfahrzeugs- Hierdurch ist gewährleistet, dass durch Heben, Verfahren und Senken der Aufnahmefläche des Transportfahrzeugs ein Behälter von dem Regalplatz entfernt werden kann. Vorteilhaft kann hierdurch auf einfache Weise der Behälter aus der Lagerstellung in eine Transportstellung verbracht werden, in der er auf der Aufnahmefläche des Transportfahrzeugs aufliegt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Auflageschienen aus der horizontalen Ausgangsstellung, in der sich der Behälter in der Lagerstellung befindet, um eine horizontale Schwenkachse hochklappbar in eine Vertikalstellung, in der der Behälter durch vertikales Verfahren der Aufnahmefläche des aufnehmenden Transportfahrzeugs von dem Regalplatz entfernt wird. Durch anschließendes Herunterklappen der Auflageschienen, beispielsweise durch das Eigengewicht der Auflageschienen, werden die Auflageschienen zurück in die Ausgangsstellung verbracht. Das Verbringen des Behälters zu dem Regalplatz erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Zur Lösung der Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren die Merkmale des Patentanspruchs zwölf 12 auf.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Behälter montageschrittabhängig einer Bauteile-Entnahmestelle zugeführt, so dass der Monteur die Bauteile sequenziell entsprechend der Montageanweisung entnehmen und zu der Baugruppe montieren kann. Entweder werden die Behälter direkt zu der Bauteile-Entnahmestelle bewegt, von der die Bauteile direkt entnommen und unmittelbar an dem Arbeitstisch montiert werden, oder die Behälter werden einer Bereitstellungsstelle zugeführt, in der sie sich in einer Warteposition befinden, bevor sie nach und nach der Entnahmestelle zugeführt werden. Beispielsweise können mehrere Bereitstellungsstellen neben der Bauteile-Entnahmestelle vorgesehen sein, so dass die in der Bereitstellungsstelle befindlichen Behälter sequenziell und entsprechend der vorgegebenen Montageschritte der Bauteile-Entnahmestelle zugeführt werden. Die Behälter befinden sich in der Bereitstellungsstelle somit in einer Warteschlange. Vorteilhaft kann hierdurch die Transportsteuerung vereinfacht werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines Montagearbeitsplatzes nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine Draufsicht auf eine Ebene einer Regaleinrichtung des Montagearbeitsplatzes nach der 1 mit einer Mehrzahl von Reihen von Regalplätzen und mit einer Fahrgasse,
3 ein Ablaufdiagramm für einen Teilprozess Montage,
4 ein Ablaufdiagramm für einen Teilprozess Nachfüllen,
5 eine perspektivische Darstellung einer Hubeinrichtung eines Transportfahrzeugs,
6 eine Darstellung eines Verbringens des Behälters aus einer Lagerstellung in eine Transportstellung unter Auflage desselben auf eine Auflagefläche des Transportfahrzeugs, wobei eine Auflageschiene fest angeordnet ist, eine Draufsicht auf eine Regalebene des Montagearbeitsplatzes nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit mehreren Bauteile-Nachfüllstellen und mit mehreren Bauteile-Entnahmestellen,
7 eine perspektivische Darstellung eines Montagearbeitsplatzes nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung und
8 eine Darstellung eines Verbringens des Behälters aus einer Lagerstellung in eine Transportstellung unter Auflage desselben auf eine
9 Auflagefläche des Transportfahrzeugs, wobei eine Auflageschiene klappbar angeordnet ist.

Ein erfindungsgemäßer Montagearbeitsplatz dient zur Montage von Baugruppen oder Artikeln vorzugsweise für Kleinserien und/oder in einer Vormontage.
Ein Montagearbeitsplatz 1 weist eine Regaleinrichtung 2 zur Lagerung von Behältern 3 auf, in denen Bauteile zur manuellen Montage von Baugruppen durch einen Monteur befüllt sind. Die Regaleinrichtung 2 weist eine Mehrzahl von in vertikaler Richtung übereinander angeordneten Regalebenen 4 auf, in denen die Behälter 3 in Reihen R angeordnet sind. Die Reihen R sind geradlinig angeordnet. In den Reihen R sind benachbarte und jeweils die Behälter 3 aufnehmende Regalplätze 5 unmittelbar zueinander anschließend in Reihenrichtung angeordnet.
Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß den 1 und 2 weisen die Regalebenen 4 jeweils eine Einzelreihe 6 von Regalplätzen 5 sowie eine Doppelreihe 7 von Regalplätzen 5 auf. Eine erste Einzelreihe 6 ist an einer Rückseite 8 der Regaleinrichtung 2 angeordnet und schließt damit die Regaleinrichtung 2 nach hinten hin ab. Auf einer den weiteren Reihen R von Regalplätzen 5 zugewandten Längsseite schließt sich eine Fahrgasse 9 an, auf der ein fahrerloses Transportfahrzeug FTF in einer Einbahnstraßenrichtung geführt bewegbar ist.
An einer Vorderseite 10 der Regalreihen R der Regaleinrichtung 2 ist eine weitere zweite Einzelreihe 6' angeordnet, die die Regaleinrichtung 2 nach vorne hin abschließt. An einer zu den weiteren Reihen R zugewandten Längsseite der Einzelreihe 6' ist die Fahrgasse 9 angeordnet. Auf einer der Vorderseite 10 der Regaleinrichtung 2 zugewandten Längsseite der vorderen Einzelreihe 6' ist eine Bauteile-Entnahmestelle 11 vorgesehen, an der die Bauteile montageschrittabhängig von dem Monteur aus der Regaleinrichtung 2 entnommen werden. Zwischen der hinteren Einzelreihe 6 und der vorderen Einzelreihe 6' ist eine Anzahl von Doppelreihen 7 von Regalplätzen 5 angeordnet, die jeweils aus zwei Reihen R von Regalplätzen 5 bestehen, wobei in aufeinander zugekehrten Längsseiten die beiden Reihen R der Doppelreihe 7 unmittelbar aneinander liegen und auf zueinander abgewandten Seiten jeweils die Fahrgasse 9 verläuft.
Nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung gemäß 8 sind die Reihen R der Regalplätzen 5 unmittelbar nebeneinander angeordnet, weil sich die Fahrgasse 9 als Fahrebene für das Transportfahrzeug FTF unterhalb der jeweiligen Regalebenen 4 erstreckt. Die Regalplätze 5 sind unmittelbar nebeneinander und gitterförmig angeordnet. Vorzugsweise haben die Regalplätze 5 eine gleiche Dimension bzw. eine gleiche Größe.
Wie sich aus 1 ergibt, schließt sich an die Vorderseite 10 der Regaleinrichtung 2 eine horizontal verlaufende Arbeitsfläche 12 an, auf der die von der Regaleinrichtung 2 entnommenen Bauteile durch den Monteur zu der Baugruppe montiert werden.
Sowohl die Arbeitsfläche 12 als auch die Regaleinrichtung 2 weisen ein Gestell 13 auf, vorzugsweise weisen sie ein gemeinsames Gestell 13 auf, so dass die Regaleinrichtung 2 und die Arbeitsfläche 12 eine gemeinsame Baueinheit bilden.
Die erfindungsgemäße Ausführungsform nach 1 weist an der Vorderseite 10 der Regaleinrichtung 2 eine Bauteile-Entnahmestelle 11 auf, an der lediglich ein einziger Behälter 3 bereitgestellt wird zur Entnahme des in demselben befindlichen Bauteils. Der restliche Teil der Regaleinrichtung 2 ist durch eine Vorderwand 14 abgedeckt. Ein unterer Rand der Vorderwand 14 schließt mit der Arbeitsplatte 12 ab, und zwar unter einem rechten Winkel.
Die Regaleinrichtung 2 weist drei Regalebenen 4 auf, wobei die unterste Regalebene 4 die Bauteile-Entnahmestelle 11 aufweist. Wie besser aus 2 zu entnehmen ist, sind benachbart zu der Bauteile-Entnahmestelle 11 Bereitstellungsstellen 15 vorgesehen, die reihenförmig angeordnet sind, und zwar benachbarte zu der vorderen Einzelreihe 6'.
In den jeweiligen Regalebenen 4 ist längsseitig der Einzelreihen 6, 6' bzw. der Doppelreihe 7 die Fahrgasse 9 für das Transportfahrzeug FTF vorgesehen. Die Fahrgassen 9 verlaufen in einem Einbahnstraßensystem, wobei die Fahrgassen 9 in sich geschlossen verlaufen, und zwar in einer vorgegebenen Richtung um die Einzelreihen 6, 6' und der Doppelreihe 7 herum. So können Behälter 3, die an einer an der Rückseite 8 der Regaleinrichtung 2 angeordneten Bauteile-Nachfüllstelle 16 zugeführten Behälter 3 von dem Transportfahrzeug FTF aufgenommen und an einem beliebigen Regalplatz 5 der Einzelreihen 6, 6' bzw. Doppelreihe 7 zur Zwischenlagerung verbracht und/oder zu der an der Vorderseite 10 der Regaleinrichtung 2 angeordneten Bereitstellungsstelle 15 oder der Bauteile-Entnahmestelle 11 transportiert werden.
Da die Bauteile-Entnahmestelle 11 lediglich in der unteren Regalebene 4 angeordnet ist, weisen die Regalebenen 4 an gegenüberliegenden Randseiten zusätzlich Fahrrampen 17, 17' auf Eine erste Fahrrampe 17 verbindet die unterste Regalebene 4 mit der darüberliegenden mittleren Regalebene 4, so dass ein Behälter 3 von der mittleren Regalebene 4 zu der unteren Regalebene 4 verbracht werden kann. Eine gegenüberliegend angeordnete zweite Fahrrampe 17' führt nach oben, so dass ein Behälter 3 von der unteren Regalebene 4 zu der mittleren Regalebene 4 verbracht werden kann.
Das fahrerlose Transportfahrzeug FTF ist Teil einer Transporteinrichtung 18, die dazu eingerichtet ist, das montagerechte Transportieren der in der Regaleinrichtung 2 zwischengelagerten Behälter 3 zu der Bereitstellungsstelle 15 und/oder zu der Bauteile-Entnahmestelle 11 zu ermöglichen. Vorzugsweise wird das Transportfahrzeug FTF auf der Fahrgasse 9 mittels einer magnetischen Spur 19 geführt bewegt. Beispielsweise kann die magnetische Spur 19 als ein Magnetband ausgebildet sein, das auf dem Fahrboden der Fahrgasse 9 angebracht ist.
Alternativ kann die magnetische Spur 19 auch durch magnetische Rasterpunkte gebildet sein, die in einem regelmäßigen Abstand entlang der Fahrgasse 9 angeordnet sind. Beispielsweise können die Magnetpunkte als RFID-Transponder ausgebildet sein, die als Tag auf den Fahrboden aufgeklebt sein können. Die magnetische Spur 19 ist nicht nur in der Fahrgasse 9 angeordnet, sondern auch an den Regalplätzen 5, so dass die Behälter 3 von den Regalplätzen 5, an denen sie zwischengelagert sind, zu der Bauteile-Entnahmestelle 11 bzw. der Bereitstellungsstelle 15 gefördert werden können.
Die Transportfahrzeuge FTF weisen jeweils einen Sensor oder ein Lesegerät auf, die dazu eingerichtet sind, die magnetischen Rasterpunkte der Fahrgasse 9 einzulesen und die aktuelle Position des Transportfahrzeugs FTF zu bestimmen.
Vorzugsweise weist das Transportfahrzeug FTF ein Fahrgestell auf, das flächenbeweglich ausgebildet ist und mittels dessen omnidirektionale Bewegungen des Transportfahrzeugs FTF in den jeweiligen Regalebenen 4 gewährleistet ist. Das Fahrgestell weist eine Fahrzeuggrundplatte auf und vier Räder, die jeweils mittels eines Motorantriebs angesteuert werden. Das Transportfahrzeug FTF ist als ein lastragendes Transportfahrzeug mit aktiver Lastaufnahme ausgebildet. Zu diesem Zweck weist das Transportfahrzeug FTF eine Hubeinrichtung 20 auf, die eine in der Höhe verstellbare Aufnahmefläche 21 aufweist. Die Aufnahmefläche 21 weist in Eckbereichen nach unten abragende Spindelstangen 22 auf, die endseitig über einen gemeinsamen Zahnriemen 23 miteinander gekoppelt sind. Eine mit dem Zahnriemen 23 in Eingriff stehende Riemenscheibe 31 ist kraftschlüssig mit dee Spindelstange 22 verbunden. Die Spindelstangen 22 sind jeweils in einer fest mit der Aufnahmefläche 21 verbundenen Gewindemuffe 25 drehbar gelagert. Mittels eines zusätzlichen Getriebemotors 24, der ebenfalls mit dem Zahnriemen 23 gekoppelt ist, kann durch Verdrehen der Spindelstangen 22 die Aufnahmefläche 21 in Vertikalrichtung 26 hoch- und runterbewegt werden. Die Bewegungsrichtung 26 des so gebildeten Hubeinrichtung 20 wird durch die Drehrichtung des Getriebemotor 24 vorgegeben.
Wie besser aus 6 ersichtlich ist, wird das Transportfahrzeug FTF mittels einer Transportansteuerung einer nicht dargestellten Bauteile-Montagesteuereinrichtung angesteuert, so dass es durch Kombination einer horizontalen Bewegung und einer Hubbewegung den Behälter 3 an einer Lagerstelle von dem Regelplatz 5 entfernt. Zu diesem Zweck weist der Regalplatz 5 gegenüberliegende Auflageschienen 27 auf, zwischen denen sich ein Durchbruch 28 erstreckt. Auf den horizontal verlaufenden Auflageschienen 27 liegt der Behälter 3 mit seinen gegenüberliegenden Rändern auf. Auf der linken Seite der 6 ist der Behälter 3 in der Lagerstellung dargestellt, in der er auf den Auflageschienen 27 des Regalplatzes 5 aufliegt. Das Transportfahrzeug FTF befindet sich in vertikaler Richtung unterhalb des Regalplatzes 5 bzw. des Behälters 3, wobei sich die Aufnahmefläche 21 des Transportfahrzeugs FTF in einer unteren Ausgangsstellung befindet. Im nächsten Schritt wird die Aufnahmefläche 21 mittels der Hubeinrichtung 20 nach oben bewegt, wobei der Behälter 3 bei Erreichen der Höhe der Auflageschienen 27 nach oben mitgenommen wird in eine Zwischenstellung. Die Hubeinrichtung 20 bzw. die Aufnahmefläche 21 derselben weisen eine solche Breite b auf, die kleiner ist als der lichte Abstand der gegenüberliegenden Auflageschienen 27 bzw. die Breite des Durchbruchs 28, so dass die Auflageschienen 27 starr ausgebildet sein können. Nachdem der abzutransportierende Behälter 3 von der Aufnahmefläche 21 erfasst worden ist, wird das Transportfahrzeug FTF in Pfeilrichtung 29 horizontal weiterbewegt, bis es die Aufnahmefläche 21 in vertikale Projektion nicht mehr schneidet. Erst dann kann die Aufnahmefläche 21 wieder aus der Zwischenstellung in die untere Transportstellung verbracht werden. Nachfolgend wird das Transportfahrzeug FTF dann in Richtung der Bauteile-Entnahmestelle 11 bewegt.
Der Montagearbeitsplatz 1 umfasst eine Bauteile-Montagesteuereinrichtung, die einen Mikroprozessor und einen Speicher sowie eine Programmierung aufweist. Zum einen umfasst die Bauteile-Montagesteuereinrichtung eine Transportansteuerung, mittels derer das Transportfahrzeug FTF angesteuert wird. Zum einen wird das Transportfahrzeug FTF angesteuert, um einen Behälter 3 von der Bauteile-Nachfüllstelle 16 zu einem freien Regalplatz 5 (Lagerstelle) zu transportieren. Diese Lagerstelle sowie der Typ der in dem Behälter 3 enthaltenen Bauteile werden in dem Speicher der Bauteile-Montagesteuereinrichtung gespeichert, so dass auf Basis einer ebenfalls in der Bauteile-Montagesteuereinrichtung enthaltenen Montagesteuerung der Ablauf der von dem Monteur durchgeführten Montage gesteuert werden kann bzw. der entsprechende Behälter 3 montageschrittabhängig zu der Bauteile-Entnahmestelle 11 verbracht wird.
Die Bauteile-Montagesteuereinrichtung steuert die Einlagerung von Bauteilen in die Regaleinrichtung 2 sowie die Entnahme der Bauteile aus der Regaleinrichtung 2. Zu diesem Zweck ist die Montagesteuerung vorgesehen, die die montageschrittabhängige Materialbereitstellung für den Monteur durchführt. Hierbei werden die Transportfahrzeuge FTF derart über die Transportansteuerung angesteuert, dass sie für die nächsten Montageschritte im Voraus die erforderlichen Bauteile enthaltenen Behälter 3 von der Lagerstelle zu der Bauteile-Entnahmestelle 11 bzw. der Bereitstellungsstelle 15 als Warteschlange bewegen.
Die Bauteile-Montagesteuereinrichtung umfasst ferner eine Montageanweisungsanzeige, mittels derer eine Montageinformation und/oder der für den nächsten Montageschritt vorgesehene Bauteil enthaltene Behälter 3 in einem Bildschirm oder durch eine optische Signalisierung angezeigt wird.
In 3 ist der Ablauf einer Montagesteuerung dargestellt. Der Monteur wählt einen Montageauftrag aus, den er unter Zuhilfenahme einer Signalisierungseinheit und des Bildschirms durchzuführen hat. Die Bauteile-Montagesteuereinrichtung prüft, ob der Behälter, in dem sich das Bauteil für den aktuellen Montageschritt befindet, in der Bauteile-Entnahmestelle 11 befindet. Fällt die Prüfung positiv aus, wird mittels einer Montageanweisungsanzeige der Behälter 3 mit dem zu entnehmenden Bauteil angezeigt. Durch den Monteur erfolgt die Materialentnahme. Wenn ein Bauteil in dem Behälter 3 fehlt, entnimmt der Monteur diesen Behälter 3 und löst hierdurch eine neue Bestellung aus. Fehlt das Bauteil nicht in dem Behälter 3 erfolgt der nächste Montageschritt oder bei Vorliegen des letzten Montageschritts ist der Montageauftrag abgearbeitet und die Montage ist fertig.
Der Nachfüllvorgang der Behälter 3 mit Bauteilen erfolgt gemäß 4. Seitens der Bauteile-Montagesteuereinrichtung erfolgt ein Bestellauslösungssignal für das Lager, damit entsprechende Bauteile für den abzuarbeitenden Montageauftrag bereitgestellt werden können. Es erfolgt eine Bestellbearbeitung in dem Lager sowie ein Materialtransport zur Regaleinrichtung 2. Die Bauteile-Montagesteuereinrichtung verfügt über eine Lagerverwaltung, welche die Regalplätze 5 innerhalb der Regaleinrichtung 2 verwaltet. Die Bauteile-Montagesteuereinrichtung erhält von der Lagerverwaltung die Information, an welchem Ort die entsprechenden mit Bauteilen befüllten Behälter 3 eingesetzt werden sollen. Ist dies geschehen, erfolgt die Einlagerung der die entsprechenden Bauteile enthaltenen Behälter 3 durch die Transporteinrichtung 18. Der Materialnachschub ist somit beendet.
Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ermöglichen die Fahrrampen 17, 17' einen Einbahnverkehr, wobei die Streckenführung einen Begegnungsverkehr der Transportfahrzeuge vermeidet.
Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann statt der Fahrrampen 17, 17` auch eine Lifteinrichtung vorgesehen sein, bei der die Behälter 3 in vertikaler Richtung zwischen den Regalebenen 4 bewegt werden.
Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung gemäß 7 ist eine Regaleinrichtung 2* platzsparend ausgebildet unter Verzicht der Rampen 17, 17'. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform der Erfindung sind in jeder Regalebene 4 mehrere Bauteile-Entnahmestellen 11 vorgesehen, so dass der Monteur die Bauteile in den unterschiedlichen Regalebenen 4 direkt entnehmen kann. Dies setzt voraus, dass die Anzahl der Regalebenen 4 begrenzt ist, vorzugsweise auf drei oder vier, damit die Behälter 3 an den Bauteile-Entnahmestellen 11 für den Monteur erreichbar sind.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 8 bildet eine vordere Reihe R der Behälter 3 je Regalebene 4 die Bauteile-Entnahmestellen 11. Darüber hinaus befinden sich keine Fahrgassen zwischen den Reihen R von Behältern 3, so dass alle Behälter 3 regelmäßig und in einem gleichen Abstand zueinander gitterförmig in einer Regalebene 4 angeordnet sind. Das Transportfahrzeug FTF bewegt sich in einer Ebene unterhalb der Regalebene 4, wobei im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen während des Transports der Behälter 3 durch das Transportfahrzeug FTF stets unterhalb von den Regalplätzen 5 verfahren wird. Bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wurden zusätzliche Fahrgassen 9 gebildet, oberhalb derer kein Regalplatz 5 angeordnet ist, so dass die Behälter 3 jeweils bei Vorliegen von starren Auflageschienen 27 aus der Lagerstellung in eine Transportstellung auf das Transportfahrzeug FTF verbracht werden können. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind Auflageschienen 27' klappbar ausgebildet, so dass mit Anheben des Behälters 3 die Auflageschienen 27' nach oben geklappt werden. Die Auflageschienen 27' werden in eine Vertikalstellung hochgeklappt und mittels eines Aktors in der Vertikalstellung gehalten, bis die Aufnahmefläche 21 des Transportfahrzeugs FTF nach Erreichen einer Zwischenstellung oberhalb der hochgeklappten Auflageschienen 27` wieder nach unten in die Ausgangsstellung bewegt worden ist. Dann werden die Auflageschienen 27' beispielsweise durch die Aktivierung des Aktors aufgrund ihres Eigengewichtes wieder in die horizontale Ausgangsstellung zurück geschwenkt. Eine Schwenkachse, um die die Auflageschienen 27' verschwenkt werden, verläuft in horizontaler Richtung sowie in Transportrichtung 29 des Transportfahrzeugs FTF während des Ladens desselben durch den Behälter 3.
Es sei angemerkt, dass die Behälter 3 von der Lagerstelle nicht nur von der Rückseite 8 der Regaleinrichtung 2 her, sondern gegebenenfalls alternativ oder zusätzlich von einer Nebenseite 30 her, die sich zwischen der Rückseite 8 unter Vorderseite 10 der Regaleinrichtung 2 erstreckt, befüllt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10320557 B4 [0003]
DE 102013015456 A1 [0005]
DE 102019129124 A1 [0006]

Claims

Montagearbeitsplatz für die manuelle Montage von Baugruppen aus einer Mehrzahl von Bauteilen mit einer Arbeitsfläche (12), auf der die Bauteile montierbar sind, und mit einer Mehrzahl von jeweils eine Anzahl von Bauteilen aufnehmenden Behältern (3), die nebeneinander und/oder übereinander verteilt in einem Bauteilespeicher (2, 2') angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilespeicher (2, 2') als eine Regaleinrichtung (2, 2') ausgebildet ist, die mehrere Regalebenen (4) aufweist, die in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind, wobei die Regalebenen (4) jeweils eine Mehrzahl von in Reihen (R) angeordneten Regalplätzen (5) zur Aufnahme jeweils eines Behälter (3) aufweisen, dass die Regaleinrichtung (2, 2') hinter der Arbeitsfläche (12) angeordnet ist, dass eine Bauteile-Nachfüllstelle (11) an eine auf einer der Arbeitsfläche (12) nicht zugewandten Rückseite (8) und/oder Nebenseite (30) der Regaleinrichtung (2, 2') zum Befüllen der Behälter (3) mit Bauteilen angeordnet ist, dass eine Bauteile-Entnahmestelle (11) an einer der Arbeitsfläche (12) zugewandten Vorderseite (10) der Regaleinrichtung (2) zum Entnehmen der Bauteile aus dem Behälter (3) angeordnet ist, dass eine Transporteinrichtung (18) zum Transportieren der Behälter (3) von dem Regalplatz (5) bzw. der Bauteile-Nachfüllstelle (16) zu der Bauteile-Entnahmestelle (11) vorgesehen ist, dass eine Bauteile-Montagesteuereinrichtung vorgesehen ist enthaltend - eine Transportansteuerung, mittels derer die Transporteinrichtung derart angesteuert wird, dass die Bauteile enthaltenen Behälter (3) montageschrittabhängig an der Bauteile-Entnahmestelle (11) bereitgestellt werden, und - eine Lagerverwaltung, mittels derer die Regalplätze (5) innerhalb der Regaleinrichtung (2, 2') verwaltet werden, und - eine Montageanweisungsanzeige, mittels derer eine Montageinformation und/oder der das für den nächsten Montageschritt vorgesehene Behälter (3) optisch angezeigt wird.
Montagearbeitsplatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regalebenen (4) der Regaleinrichtung (2, 2') horizontal angeordnet sind und dass die Regalplätze (5) der Regalebenen (4) in mehreren und zwischen der Vorderseite (10) und Rückseite (8) der Regaleinrichtung (2, 2') verlaufenden parallelen Reihen (R) angeordnet sind.
Montagearbeitsplatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gestell (13) vorgesehen ist, an das die Arbeitsfläche (12) und die Regaleinrichtung (2, 2') montiert ist.
Montagearbeitsplatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (18) mindestens ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTF) aufweist, das auf einer Oberseite eine Aufnahmefläche (21) für den Behälter (3) aufweist und dass eine in vertikaler Richtung bewegbare Hubeinrichtung (20) aufweist, mittels derer die Aufnahmefläche (21) in mindestens zwei unterschiedliche Vertikalhöhenstellungen bringbar ist.
Montagearbeitsplatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen (R) von Regalplätzen (5) als Einzelreihen (6, 6') bestehend aus einer längsseitig beabstandet zu einer benachbarten Reihe (R) von Regalplätzen (5) angeordneten einzelnen Reihe (R) von Regalplätzen (5) und/oder als Doppelreihe (7) bestehend aus zwei längsseitig unmittelbar aneinander angeordneten Reihen (R) von Regalplätzen (5) ausgebildet sind und dass stirn- und längsseitig der Einzelreihe (6, 6') und der Doppelreihe (7) von Regalplätzen (5) eine Fahrgasse (9) für das Transportfahrzeug (FTF) vorgesehen ist.
Montagearbeitsplatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regalebenen (4) über eine schräge Fahrrampe (17) oder über eine Lifteinrichtung miteinander gekoppelt sind, so dass das Transportfahrzeug (FTF) von einer ersten Regalebene (4) zu einer zweiten Regalebene (4) verfahrbar ist.
Montagearbeitsplatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen (R) von Regalplätzen (5) längsseitig unmittelbar aneinander liegend angeordnet sind zur Bildung von gitterförmig angeordneten Regalplätzen (5) je Regalebene (4) und dass unterhalb der Reihen (R) von Regalplätzen (5) und/oder den Regalebenen (4) eine Fahrebene für das Transportfahrzeug (FTF) vorgesehen ist.
Montagearbeitsplatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regalebenen (4) ausschließlich mit Regalplätzen (5) versehen sind.
Montagearbeitsplatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regalplätze (5) jeweils gegenüberliegende Auflageschienen (27) aufweisen, zwischen denen sich ein Durchbruch (28) erstreckt, wobei ein Abstand zwischen den gegenüberliegenden Auflageschienen (27) der jeweiligen Regalplätze (5) derart bemessen ist, dass gegenüberliegende Ränder des Behälters (3) auf den Auflageschienen (27) zur Auflage kommen, und dass der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Auflageschienen (27) größer ist als eine Breite (b) der Aufnahmefläche (21) des Transportfahrzeugs (FTF).
Montagearbeitsplatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageschienen (27) um eine horizontale Schwenkachse aus einer horizontalen Ausgangsstellung hochklappbar in eine Vertikalstellung gelagert ist, so dass der Behälter (3) unter Anlage der Oberseite des Transportfahrzeugs (FTF) aus einer Lagerstellung in eine zu derselben erhöhten Zwischenstellung bringbar ist, und dass die Auflageschienen (27) aus der Vertikalstellung durch Eigengewicht in die Ausgangsstellung herunterklappbar sind.
Montagearbeitsplatz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageschienen (27) des Regalplatzes (5) durch Aktivierung eines Aktors aus der Ausgangsstellung in die Vertikalstellung bringbar sind.
Verfahren zur Montage von Baugruppen aus einer Mehrzahl von Bauteilen, wobei die Bauteile jeweils in unterschiedlichen Behältern (3) in einem Bauteilespeicher (2, 2') gelagert werden und an eine Bauteile-Entnahmestelle (11) zur Montage durch einen Monteur auf einer Arbeitsfläche (12) bereitgestellt werden und wobei dem Monteur durch eine Montageanweisungsanzeige signalisiert wird, aus welchem Behälter (3) das für den nächsten Montageschritt vorgesehene Bauteil entnommen werden soll, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (3) in Abhängigkeit von einer Montagesteuerung nacheinander und/oder gleichzeitig mittels mindestens eines Transportfahrzeugs (FTF) von einem Regalplatz (5) einer unmittelbar an die Arbeitsfläche (12) anschließenden Regaleinrichtung (2, 2') zu einer der Arbeitsfläche (12) zugewandten Bereitstellungsstelle (15) und/oder zu einer für den Monteur zugänglichen Bauteile-Entnahmestelle (11) bewegt werden.
Verfahren zur Montage von Baugruppen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (3) in Abhängigkeit von der vorgegebenen Montagesteuerung zunächst in die Bereitstellungsstelle (15) der Regaleinrichtung (2, 2') bewegt werden und dann montageschrittabhängig nacheinander zu der Bauteile-Entnahmestelle (11) weiterbewegt werden.