DE3409843C2 - Verfahren und Anlage zum Herstellen von aus mehreren Teilen bestehenden Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 8.

Aus der DE-OS 27 56 422 sind Anlagen zum Montieren von aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzten Werkstücken bekannt. Bei derartigen Anlagen, die aus mehreren Montagestationen zusammengesetzt sind, werden die Werkstücke auf Montagewerkstückträgern montiert. Diese Montagewerkstückträger werden mit einer Fördervorrichtung von einer Arbeitsstation zur nächsten gebracht. In den einzelnen Montagestationen werden mittels Handhabungsvorrichtungen die verschiedenen Einzelteile aus Bereitstellungsbereichen, beispielsweise Pufferstrecken von vollautomatischen Teileförderern, entnommen und in das Werkstück eingesetzt bzw. zu dem Werkstück zusammengefügt. Die Einzelteile werden dann vielfach durch technologische Vorgänge, z. B. Schrauben, Nieten, Schweißen oder dgl., zusätzlich miteinander verbunden. Zum vollautomatischen Montieren von sehr schwierigen, aus vielen Einzelteilen bestehenden Werkstücken, die eine komplexe Fertigungsanlage mit einer Vielzahl verschiedener Einzelstationen erfordern, hat sich diese bekannte Anlage mit einer sogenannten losen Verkettung, bei der die einzelnen Montagewerkstückträger unabhängig voneinander entlang eines Förderweges von einer Montagestation zur nächsten befördert werden können, besonders bewährt. Derartige Anlagen sind jedoch nicht in allen Anwendungsfällen verwendbar, da die flexible Anpassung an wechselnde Stückzahlen bzw. Typen der Werkstücke trotz des Einsatzes von zwischengeschalteten Arbeitsplätzen, an welchen manuelle Zuführ- bzw. Füge- oder Montagevorgänge vorgenommen werden, nicht immer ausreicht.

Aus der DE 32 22 657 A1 sind ein Verfahren und eine Anlage der gattungsgemäßen Art bekannt. Hierbei sind Werkstückträger vorgesehen, auf welchen mehrere gleichartig ausgebildete Subwerkstückträger angeordnet sind. Jeder dieser Subwerkstückträger ist mit einer Montageplatte bzw. einer Montageaufnahme für den Zusammenbau eines Werkstücks ausgestattet und weist rundherum angeordnet Einzelteilaufnahmen auf, in denen jeweils mehrere gleichartige Einzelteile übereinander angeordnet werden. Diesem bekannten Verfahren und dieser bekannten Anlage liegt das Prinzip zugrunde, jeweils vier gleichartige Einzelteile gleichzeitig in einer Roboter-Bearbeitungsstation zu montieren, indem jeweils vier gleiche Teile von den vier Subwerkstückträgern entnommen und auf einer Montageplattform abgesetzt bzw. zusammengebaut werden. Nach Fertigstellung von vier Werkstücken werden diese zu einer Entnahmestation für fertige Werkstücke gebracht. In einem weiteren Durchlauf werden die nächsten Werkstücke montiert. Dies hat zur Folge, daß eine Fülle von Einzelteilen auf der Anlage ständig hin- und herbewegt werden muß, da die zu verarbeitenden Einzelteile zwingend an der Bewegung des Montagewerkstückträgers beteiligt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage jeweils der gattungsgemäßen Art zu schaffen, wobei bei einfachem Aufbau eine automationsgerechte Zufuhr der Einzelteile zu den Montagestationen erfolgt und eine flexible Anpassung an wechselnde Stückzahlen bzw. unterschiedliche Typen gleichartiger Werkstücke möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 und bei einer Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 8 durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 8 gelöst. Der Transport der Einzelteile wird vom Transport der Werkstücke bzw. der teilweise montierten Werkstücke vollständig getrennt, so daß bei Störungen eine Störungsbehebung in sehr einfacher Weise möglich ist. Da die Einzelteile bereits vereinzelt auf dem Einzelteilträger herangefördert werden, ist eine sehr einfache, mit geringem Aufwand realisierbare Übergabe in der Übergabestation von einem Einzelteilträger auf den Montagewerkstückträger möglich. Durch die Aufteilung der Wege für die Einzelteile einerseits und das zu montierende Werkstück andererseits wird der von jedem Einzelteil zurückzulegende Weg minimiert.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Anlage zum Herstellen von aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzten Werkstücken und von deren Einzelteilen in Draufsicht in schematischer stark vereinfachter Darstellung,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer Anlage zum Herstellen von Werkstücken in Draufsicht ebenfalls in schematischer Darstellung,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Anlage zum Herstellen von Werkstücken in Draufsicht in stark vereinfachter schematischer Darstellung und

Fig. 4 ein Fahrwerk zur Aufnahme eines Einzelteilträgers mit einer im Bereich einer Montagestation angeordneten Positionier- bzw. Arretiervorrichtung für dieses Fahrwerk in schaubildlicher Darstellung bei abgehobenem Einzelteilträger.

In Fig. 1 ist eine Anlage 1 zum Herstellen von Werkstücken 2 von deren Einzelteilen 3, 4, 5 und zum Zusammenbau der Einzelteile 3 bis 5 zum Werkstück 2 gezeigt. Die gesamte Anlage 1 zum Herstellen von Werkstücken 2 unterteilt sich in einen Produktionsbereich 6 für die Einzelteile 4, 5, einen Bereitstellungsbereich 7 für die Einzelteile 4, 5, einen Speicherbereich 8 bzw. 9 für die mit Einzelteilen zu bestückenden bzw. bereits bestückte Einzelteilträger 10 und einen Montagebereich 11, in dem die Einzelteile 3 bis 5 zu einem Werkstück 2 zusammengesetzt werden.

Im Produktionsbereich 6 sind Bearbeitungsstationen 12 gezeigt, die beispielsweise durch eine Drehmaschine 13 bzw. ein Bohrwerk 14 gebildet werden. Die fertig bearbeiteten Einzelteile 4 bzw. 5 werden in Einzelteilaufnahmen 15 abgelegt. Diese Einzelteilaufnahmen 15 werden beispielsweise durch becherartige Kunststoffbehälter gebildet, die in Halterungen 17 von Transportgebinden 18 eingesetzt sind. Sind alle Einzelteilaufnahmen 15 mit Einzelteilen 4 bzw. 5 bestückt, werden die Transportgebinde in den Bereitstellungsbereich 7 verbracht. In diesem Bereitstellungsbereich 7 werden die Einzelteile 4, 5 bzw. die Einzelteilaufnahmen 15 mittels Handhabungsvorrichtungen 19 bzw. durch Arbeitskräfte 20 in einen Einzelteilträger 21 eingelegt. Um die Handhabungsvorrichtung 19 möglichst einfach gestalten zu können und die Kosten für in mehreren Raumrichtungen frei bewegliche Roboter einzusparen, die jedoch für diese Arbeiten ebenso eingesetzt werden können, wird die Positionierung der Einzelteile 4, 5 bzw. Einzelteilaufnahmen 15 in Richtung des Doppelpfeiles 22 durch eine Längsverstellung der Transportgebinde 18 bzw. der Einzelteilträger 10, 21 relativ zur quer dazu verlaufenden Führungsbahn 23 der Handhabungsvorrichtung 19 bewirkt. Die Handhabungsvorrichtung benötigt zur Positionierung der Einzelteile 4, 5 bzw. der Einzelteilaufnahmen 15 lediglich eine weitere Führungsbahn in vertikaler Richtung. Nachdem alle Einzelteilaufnahmen 15 aus den Transportgebinden 18 entfernt sind, werden diese zur Aufnahme der entleerten Einzelteilaufnahmen 15 in den Bereich einer Entnahmestelle 24 gebracht. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, bei entsprechend langen Taktzeiten mit der Handhabungsvorrichtung 19 die leeren Einzelteilaufnahmen 15 aus den Einzelteilträgern 10, 21 in die Transportgebinde 18 zu versetzen bzw. dazu nebeneinander, wie schematisch angedeutet, mehrere Handhabungsvorrichtungen 19 anzuordnen. Des weiteren ist es auch möglich, Einzelteile, die in Schüttgutform angeliefert werden, beispielsweise Schrauben, Federn, Stanzteile und dgl., über eine eigene Zuführvorrichtung 25 zu vereinzeln und zuzuführen bzw. gegebenenfalls auch zu entwirren und in leere Einzelteilaufnahmen 15 des Einzelteilträgers 10, 21 einzuschieben. Die Bestückung der Einzelteilträger 10, 21 mit den Einzelteilen 4, 5 bzw. den Einzelteilaufnahmen 15 kann nun derart erfolgen, daß unter Ausnutzung eines Parallelförderweges 26, die beispielsweise im vorliegenden Fall aus vier Einzelteilträgern 10, 21 gebildete Gruppe 27 mehrmals an der Handhabungsvorrichtung 19 der Arbeitskraft 20 vorbeigeführt wird, wobei bei jedem Durchlauf jeweils nur gleichartige Einzelteile 4 oder 5 bzw. Einzelteilaufnahmen 15, die nur gleichartige Teile beinhalten, eingelegt werden.

Während der Bestückungsdauer kann der Montagebereich 11 mit bereits bestückten Einzelteilträgern 10, 21 aus der im Speicherbereich 8 angeordneten Speichervorrichtung 28 für die bestückten Einzelteilträger 21 versorgt werden. Die vom Montagebereich 11 zurückkommenden leeren Einzelteilträger 10, 21 werden mittlerweile in einer Speichervorrichtung 29 zum Aufnehmen der nachzufüllenden Einzelteilträger aufgefangen.

Unter Mitverwendung der Speichervorrichtung 28, 29 ist es auch möglich, eine entsprechende Anzahl von mit Einzelteilen bestückten Einzelteilträgern 10, 21 zu bevorraten, so daß beispielsweise für die Montage von Werkstücken 2 in einer dritten vollautomatischen Schicht genügend Einzelteile 4, 5 vorliegen und keine Arbeitskräfte zum Einsetzen bzw. Überwachen des Einsetzens von Einzelteilen 4, 5 in die Einzelteilträger 10, 21 im Bereitstellungsbereich 7 benötigt werden.

Im Montagebereich 11 ist eine Vorrichtung 30 zum Montieren von Werkstücken 2 vorgesehen. Entlang eines umlaufenden Förderweges 31 sind mehrere Montagestationen 32 angeordnet. In diesen Montagestationen 32 sind Handhabungsvorrichtungen 33 bzw. Bearbeitungsvorrichtungen 34, z. B. Taumelnietmaschinen, Einpreßmaschinen, Schraubmaschinen bzw. Schweißmaschinen oder dgl. angeordnet. Parallel zu einer Führungsbahn 35 des Förderweges 31 ist ein Förderweg 36 für die Einzelteilträger 10, 12 angeordnet. Die Förderrichtung - Pfeil 37 - von entlang des Förderweges 31 mit Antrieben 38 bewegten Montagewerkstückträgern 39 und die für die Einzelteilträger 10, 21 ist gleich. Die Ausbildung des Förderweges 31 sowie der Antriebe 38 ist in der DE-OS 27 56 422 beschrieben. Es kann aber jede andere Fördervorrichtung für den Montagewerkstückträger 39 bzw. Einzelteilträger 10, 21 verwendet werden.

Zum Entnehmen der herangeförderten Einzelteile 4 bzw. 5 werden die Einzelteilträger 10, 21 durch das Zusammenwirken von an diesen befestigten Signalträgervorrichtungen 40 mit Lese- bzw. Codiervorrichtungen 41 bis 48 positioniert. Diese Vorrichtungen 40, 41 bis 48 arbeiten über eine Steuervorrichtung 49 mit Anschlägen 50 zusammen. Mit dem der Lese- bzw. Codiervorrichtung 41 zugeordneten Anschlag 50 wird der Einzelteilträger 10 in der gezeigten Position angehalten, so daß der Einzelteil 5 auf eine Achse 51 eines Greiferarmes 52 der Handhabungsvorrichtung 33 zentriert ist. Der Greiferarm 52 ist lediglich in Richtung der Achse 51 und in vertikaler Richtung zu bewegen, um den Einzelteil 5 aus dem Einzelteilträger 21 zu entnehmen und am Montagewerkstückträger 39 abzusetzen bzw. mit dem bereits aufliegenden Einzelteil 3 zu verbinden. Sollte der aufgenommene Einzelteil 5 dann dem vorgeschriebenen Qualitätsstandard nicht entsprechen bzw. eine Montage dieses Einzelteiles 5 am Einzelteil 3 nicht möglich sein, so kann der Schlechtteil in einen Behälter 53 abgeworfen werden und der Greiferarm 52 wird über den, in einer weiteren Einzelteilaufnahme befindlichen weiteren Einzelteil 5 verbracht. Der weitere Einzelteil 5 wird mit dem Greiferarm 52 entnommen und am Einzelteil 3 montiert. In solch einem Fall verbleibt dann, wie dies beispielsweise anhand des Einzelteilträgers 54 gezeigt ist, lediglich ein Einzelteil 4. Der sich daraus ergebende Vorteil liegt darin, daß auch bei Vorliegen eines beschädigten oder ungenauen Einzelteiles dieser ausgeschieden und trotzdem das Werkstück 2 weiter zusammengebaut werden kann uind der Montagewerkstückträger nicht als schlecht bzw. als Ausschuß codiert und in einem sehr teuren Nachbearbeitungsverfahren manuell fertig zusammengebaut werden muß.

Mit den Lese- und Codiervorrichtungen 41, 42 ist es nun nicht nur möglich, den Einzelteilträger 10 bzw. 21 oder 54 in der gewünschten Position relativ zur Handhabungsvorrichtung 33 anzuhalten, sondern es ist unter Umständen auch möglich, beim Repetieren des Greiferarmes 52, wenn also ein zusätzlicher Einzelteil entnommen wird, dies auf der Signalträgervorrichtung 40 des Einzelteilträgers 10 zu kennzeichnen, um beim nachfolgenden Bestücken mit neuen Einzelteilen 4 bzw. 5 oder Einzelteilaufnahmen 15 die dort vorgesehene Handhabungsvorrichtung 19 entsprechend zu steuern. Die technische Ausführung der Codiervorrichtung kann beliebig erfolgen und es können sowohl magnetische Codes als auch mechanisch verstellbare Signalträgervorrichtungen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, zur Anwendung kommen.

Nachdem an den Arbeits- bzw. Bearbeitungsstationen 32 die erforderlichen Einzelteile 4, 5 aus den Einzelteilträgern 10, 21, 54 entnommen sind, werden diese Einzelteilträger 10, 21, 54 wieder dem Bereitstellungsbereich 7 zugeführt. Dies kann unter Mitverwendung bzw. Umgehung der Speichervorrichtung 29 erfolgen. Wie aus der Darstellung im Montagebereich 11 weiterhin ersichtlich ist, kann zwischen zwei Montagestationen 32, in welchen mittels Handhabungsvorrichtungen 33 Einzelteile 4 oder 5 montiert oder auf den Montagewerkstückträger 39 aufgesetzt werden, auch eine Bearbeitungsvorrichtung 34, beispielsweise eine Schweißvorrichtung, vorgesehen sein, mit der die Teile 3 und 5 miteinander verschweißt werden, bevor der Teil 4 aufgelegt wird. Des weiteren ist es auch möglich, zwischen diesen einzelnen Montagestationen 32 Arbeitsstationen 55 anzuordnen, in welchen Einzelteile 56 über eine Zuführvorrichtung 57 aus einem Bunker zugeführt und mit einer Handhabungsvorrichtung 33 am Montagewerkstückträger 39 montiert werden. Erforderlichenfalls ist es auch möglich, derartige als Schüttgut angelieferte Teile, wie Schrauben, Scheiben, Federn oder dgl., auch im Bereich jener Montagestationen 32, in welchen aus den Einzelteilträgern 10, 21, 54 Einzelteile 4, 5 entnommen werden, zusätzlich als andersartige Einzelteile zur Verfügung zu stellen, die mit gleichen Handhabungsvorrichtungen 33 am Montagewerkstückträger 39 montiert werden.

Die Ausbildung einer derartigen Anlage 1 zum Herstellen von Werkstücken 2 ermöglicht es, Störungen, die beim Zuführen und Entnehmen von Einzelteilen aus Bunkerzuführvorrichtungen entstehen können, zu vermeiden, da die Einzelteile in den Einzelteilträgern bereits in einer grob vorpositionierten exakten Lage angeordnet sind.

Weiterhin ist es in einfacher Weise möglich, die eventuellen Störquellen zentral zusammenzufassen, wenn im Bereitstellungsbereich 7 alle Zuführvorrichtungen für die Einzelteile konzentriert sind. Dadurch ist die Überwachung und Störungsbehebung durch eine Bedienungsperson leicht vorzunehmen, und es wird die Produktion im Montagebereich 11 dadurch nicht behindert und verzögert, vor allem dann, wenn eine Speichervorrichtung 28 zwischen dem Bereitstellungsbereich 7 und dem Montagebereich 11 angeordnet ist. Zusätzlich wird die Zugänglichkeit der einzelnen Montagestationen 32 durch den Wegfall der mit Bunker versehenen Zuführvorrichtungen erleichtert.

Ein großer Vorteil liegt aber auch darin, daß die Anlage stufenlos an unterschiedliche Produktionsvoraussetzungen angepaßt werden kann. So ist die Anlage bereits bei geringen Stückzahlen wirtschaftlich rentabel, da teure Zuführvorrichtungen für Einzelteile eingespart und diese in relativ einfacher Form von Arbeitskräften bzw. Bedienungspersonen auf den Einzelteilträgern positioniert bzw. auch im Montagebereich 11 entnommen und montiert werden können. Bei steigender Stückzahl ist es dann möglich, die Anzahl der Arbeitskräfte im Bereitstellungs- bzw. Montagebereich zu erhöhen bzw. das Einsetzen der Einzelteile in die Einzelteilaufnahmen, Werkstücke oder der Einzelteilaufnahmen in die Einzelteilträger zu automatisieren, wobei durch die Verwendung von genormten auswechselbaren Einzelteilaufnahmen 15 von der Fertigstellung der Einzelteile bis zur Entnahme der Einzelteile für die Montage der Aufwand für die Manipulation der Einzelteile verringert werden kann. Gleichzeitig ist es auch möglich, durch die Verwendung dieser Einzelteilaufnahmen mit genormten Abmessungen standardisierte Handhabungsvorrichtungen mit jeweils gleicher Greiferausbildung zu verwenden, so daß die Kosten für derartige Vorrichtungen reduziert werden können.

Der Ablauf des Verfahrens zum Herstellen bzw. zum Montieren von Werkstücken 2 mit der Anlage 1 ist folgendermaßen:

Die auf den einzelnen Bearbeitungsstationen 12 fertiggestellten Einzelteile 4, 5 werden in leeren Einzelteilaufnahmen 15, die in dort bereitstehenden Transportgebinden 18 enthalten sind, abgelegt. Sind alle Einzelteilaufnahmen 15 eines Transportgebindes 18 mit Einzelteilen 4, 5 versehen, wird das Transportgebinde, gegebenenfalls unter Zwischenspeicherung in einem Lager, in den Bereitstellungsbereich 7 zum Bestücken der Einzelteilträger 10, 21 verbracht.

In dem Bereitstellungsbereich 7 werden durch eine Arbeitskraft 20 bzw. durch halb- oder vollautomatische Handhabungsvorrichtungen 19 die mit Einzelteilen gefüllten Einzelteilaufnahmen 15 aus den Transportgebinden 18 herausgehoben und auf Einzelteilträger 10, 21, 54 oder in entsprechende Aufnahmen oder Halterungen von Montagewerkstückträgern abgesetzt. Zusätzlich können als Schüttgut angelieferte Teile über Zuführvorrichtungen 25 aus einem Bunker hochgefördert, vereinzelt, orientiert und leere Einzelteilaufnahmen 15 abgelegt werden. Die derart mit Einzelteilen 4, 5 bestückten Einzelträger 10, 21, 54 können dann im Speicherbereich 8 in einer Speichervorrichtung 28 zwischengespeichert werden. Zum leichteren Verständnis des Ablaufs des Verfahrens sind in Fig. 1 lediglich zwei unterschiedliche Einzelteile 4 bzw. 5 dargestellt. Selbstverständlich ist es möglich, eine beliebige Anzahl derartiger Einzelteile entsprechend dem gewünschten Montageablauf in den Einzelteilträgern 10, 21 bzw. 54 zu positionieren. Von Vorteil ist dabei, wie in der Zeichnung dargestellt, wenn die Einzelteilträger 10, 21, 54 in der Reihenfolge des Montageablaufes mit zwei Sätzen von gleichartigen Einzelteilen 4, 5 bestückt sind. Die sich daraus ergebenden Vorteile werden dann in der Erläuterung des Verfahrens im Montagebereich 11 näher behandelt werden.

Unter anderem ist es auch möglich, die Einzelteilträger 10, 21 bzw. 54 mehrmals unter Verwendung des Parallelförderweges 26 durchlaufen zu lassen und bei jedem Durchlauf durch den Bereitstellungsbereich 7 diese nur mit gleichartigen Einzelteilen zu bestücken, so daß der Einsatz von relativ wenig Vorrichtungen bzw. mit wenig Arbeitskräften ausreichend ist.

Werden im Montagebereich Einzelteilträger 10, 21 bzw. 54 benötigt, so werden diese aus der Speichervorrichtung 28 dem Förderweg 36 zugeführt. Wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, bewegen sich die Einzelteilträger 10, 21, 54 parallel zur Fortbewegungsrichtung - Pfeil 37 - bzw. zur Führungsbahn 35 des Förderweges 31 des Montagewerkstückträgers 39. Es ist aber auch möglich, in jeder beliebigen anderen Richtung die Einzelteilträger 10 bzw. 21 dem Arbeitsbereich der einzelnen Montagestationen 32 zuzuführen. Mit den Handhabungsvorrichtungen 32 wird nach entsprechender Positionierung der Einzelteilträger 10, 21, 54 relativ zur Achse 51 der Handhabungsvorrichtung ein Einzelteil 5 bzw. 4 aus der Einzelteilaufnahme 15 herausgehoben und auf dem Montagewerkstückträger 39 abgelegt. Sollte sich herausstellen, daß der entnommene Einzelteil 4 schadhaft ist, beispielsweise verbogen oder das Gewinde zerstört oder nicht maßhaltig, so daß eine Montage nicht erfolgen kann, so wird der schadhafte Einzelteil 5 mit der Handhabungsvorrichtung 33 in einen Behälter 53 für Ausschußteile abgeworfen. Es ist von Vorteil, wenn in dem Einzelteilträger zwei Garnituren von gleichartigen Einzelteilen 4 bzw. 5 vorgesehen sind, so daß die Montage fortgesetzt werden kann, da mit der Handhabungsvorrichtung 33 der zweite Einzelteil 5 geholt und montiert werden kann. Gleichermaßen ist es aber auch möglich, in so einem Fall bei nur einfacher Bestückung der Einzelteilträger mit Einzelteilen 4 bzw. 5 diesen Einzelteilträger weiter laufen zu lassen und von den nächstfolgenden Einzelteilträger wiederum den Teil 5 zu entnehmen. Die Fortbewegung der Einzelteilträger entlang des Förderweges 36 von einer Arbeitsstation zur nächsten kann mit einer gleichartigen Transportvorrichtung erfolgen wie für die Montagewerkstückträger 39. Ist der Einzelteil 5 auf dem Montagewerkstückträger 39 abgesetzt bzw. mit dem Einzelteil 3 gefügt, wird der Montagewerkstückträger 39 in den Bereich der Bearbeitungsvorrichtung 34, z. B. einer Schweißvorrichtung, in der unmittelbar benachbarten Montagestation 32 verbracht. Mit dieser Schweißvorrichtung werden die Einzelteile 3 und 5 miteinander verschweißt. Danach wird der Montagewerkstückträger 39 in die nächstliegende Montagestation 32 weiter transportiert, und es wird dort mit einer Handhabungsvorrichtung 33 von dem mit dem Anschlag 50 zentrierten Einzelteilträger 10 der Einzelteil 4 aus der Einzelteilaufnahme 15 entnommen und auf dem Montagewerkstückträger 39 abgesetzt bzw. mit den Einzelteilen 3 und 5 gefügt. Daran anschließend werden die Einzelteilträger 10, 21 bzw. 54 zur Nachfüllung der nunmehr geleerten Einzelteilaufnahmen 15 in den Bereitstellungsbereich 7 zurück gebracht. Der Montagewerkstückträger 39 wird entlang des Förderweges 31 weitergefördert, wobei beispielsweise im Bereich einer weiteren Arbeitsstation 55 mit der Zuführvorrichtung 57 ein weiterer Teil zugeführt wird, der mit einer Handhabungsvorrichtung 33 auf dem Werkstück 2 montiert wird. Daran anschließend werden die fertig montiert Werkstücke 2 ohne Montagewerkstückträger 39 durch eine Bedienungsperson an einem Handarbeitsplatz 58 entfernt und gegebenenfalls in leere Einzelteilaufnahmen eines Transportgebindes 59 abgelegt, um in den Bereitstellungsbereich einer weiteren Anlage 1 verbracht zu werden, im Zuge welcher das nunmehr gefertigte Werkstück 2 einen Einzelteil für eine zu montierte größere Baugruppe bzw. ein Werkstück darstellt.

Durch diese Art des Transports der Einzelteile 3, 4, 5 bzw. Werkstücke 2 wird ein gleichmäßiger Teile- und Werkstücktransport innerhalb eines Montageablaufes, beispielsweise bei größeren Bauteilen erzielt, wobei es unter Umständen möglich ist, die auf einer Anlage 1 gefertigten Werkstücke, die bei einem weiteren Montagevorgang einen Einzelteil bilden, in eine örtlich davon distanzierte Produktionsstätte mittels dieser Transportgebinde zu verbringen, wobei jedoch die Ordnung der Einzelteile bzw. Werkstücke gleichgehalten und durch die Verwendung der Einzelteilaufnahmen eine einheitliche Manipulation der Teile mit einheitlichen Handhabungsvorrichtungen bzw. Robotern möglich ist. Im Bereich der Entnahmestelle 24 werden jene Einzelteilaufnahmen 15, aus welchen die Einzelteile 4 bzw. 5 entnommen wurden, aus dem Einzelteilträger 10, 21 bzw. 54 entnommen und in leere Transportgebinde 18 abgesetzt. Anschließend an diesen Vorgang ist es möglich, die nunmehr als Reserve vorgesehene Einzelteile in jene Positionen am Einzelteilträger 10, 21, 54 zu verbringen, aus der mit den Handhabungsvorrichtungen 33 die Einzelteile 4, 5 entnommen werden. Dies kann durch Verschieben der Einzelteilaufnahmen 15 bzw. durch Umsetzen mit einem Manipulator erreicht werden. Dadurch wird sichergestellt, daß auch dann, wenn über einen längeren Zeitbereich kein Ersatz- Einzelteil 4 bzw. 5 benötigt wird, diese Reserveteile nicht verschmutzen bzw. nicht rosten oder sonstwie beschädigt werden können.

In Fig. 2 ist eine Anlage 60 zum Herstellen von Werkstücken 61 gezeigt, bei welcher die Einzelteile 62, 63 für das Werkstück 61 auf einem unabhängig vom Montagewerkstückträger 64 verfahrbaren Einzelteilträger 65 in Einzelteilaufnahmen 66 zugeführt werden. Der Einzelteilträger 65 ist auf einem Fahrwerk 67 gelagert, das mit einer gleichartigen Fördervorrichtung 68 wie die Montagewerkstückträger 64 entlang eines Förderweges 69 fortbewegt wird. Zum Unterschied zur Anlage 1 nach Fig. 1 verläuft der Förderweg 69 im Montagebereich 11 zwischen zwei Förderwegen 70, 71 und parallel zu diesen. Während die Fahrwerke 67 für die Einzelteilträger 65 parallel zum Förderweg 70 entlang des Förderweges 69 fortbewegt werden, um in den einzelnen Montagestationen 32 die Einzelträger 65 in der jeweils entsprechenden Position den Handhabungsvorrichtungen 33 zuzuordnen, werden diese Einzelteilträger 65 im Bereich einer Umsetzstation 72 in den Förderweg 71 für die Montagewerkstückträger 64 eingeschleust und bewegen sich zwischen diesen entlang desselben Förderweges 71 bis zu einer Umsetzstation 73, an der sie wieder in einen eigenen Förderweg 74 ausgeschleust und dem Speicherbereich 9 zugeführt werden, während im Bereich der Umsetzstation 73 die Werkstücke 61 von den Montagewerkstückträgern 64 abgehoben und abtransportiert werden. Die Zufuhr der bestückten Einzelteilträger zum Förderweg 69 erfolgt über eine Kreuzungsstation 75, in der sich die Förderwege 69 für die Einzelteilträger 65 sowie der Förderweg 70 für die Montagewerkstückträger 64 kreuzt. Ist der Einzelteilträger 65 derart ausgestaltet, daß er vom Fahrwerk 67 abgehoben werden kann, so ist es vorteilhaft, wenn im Speicherbereich 9 lediglich die zur Nachfüllung vorgesehenen Einzelteilträger 65 von den Fahrwerken 67 abgehoben und gespeichert werden, während die in ihrer Konstruktion etwas aufwendigen Fahrwerke 67 über eine Wendestation unmittelbar in den Speicherbereich 8 für fertig bestückte Einzelteilträger verbracht werden können. Damit kann sowohl das Speichervolumen der einzelnen Speicherbereiche mit geringem Kostenaufwand erhöht werden, da lediglich die relativ preisgünstig zu gestaltenden Einzelteilträger 65 in großer Menge vorrätig sein müssen, während die aufwendiger gebauten Fahrwerke 67 nur in geringer Anzahl benötigt werden. Die Einzelteilträger 65 werden vom Speicherbereich 9 dem Bereitstellungsbereich 7 zugeführt, in dem eine Arbeitskraft 20 die leeren Einzelteilaufnahmen 66 aus den Einzelteilträgern 65 entnimmt und beladene Einzelteilaufnahmen 66 in die Einzelteilträger 65 einsetzt. Eine gegenübersitzende Arbeitskraft 20 setzt dann weitere Einzelteile 62 mit ihren Einzelteilaufnahmen in die Einzelteilträger 65 ein. Die Arbeitskräfte 20 können durch Handhabungsvorrichtungen 19 ersetzt werden. Soll bei geringen Stückzahlen nur eine einzelne Arbeitskraft 20 eingesetzt werden, ist es möglich, die Einzelteilträger mehrmals umlaufen zu lassen, wobei vor dem Einlaß zum Speicherbereich 8 eine Querförderbahn vorgesehen ist, so daß beispielsweise die Arbeitskraft 20 die Einzelteilaufnahmen 66 mit den Einzelteilen 62 einsetzt und mit einem zweiten Umlauf der Fahrwerke 67 am gegenüberliegenden Arbeitsplatz die Einzelteile 63 mit ihren Einzelteilaufnahmen 66 in die Einzelteilträger 65 einsetzt. Die fertig bestückten Einzelteilträger 65 werden dann im Speicherbereich 8 gespeichert und bei Bedarf auf die über die Wendestation 76 zugeführten Fahrwerke 67 aufgesetzt und dem Montagebereich 11 zugeführt. Um in einfacher Weise die beim ersten Durchlauf des Einzelteilträgers 65 als Reserve vorgesehenen Einzelteile 62, 63 beim nächsten Durchlauf in die Entnahmeposition zu bringen sind die Einzelaufnahmen 66 für gleichartige Einzelteile 62 bzw. 63 in der Diagonale des Einzelteilträgers 65 angeordnet. Damit ist es durch ein einfaches Drehen des Einzelteilträgers 65 um 180° möglich, die zuerst als Reserveteile vorgesehenen Einzelteile 62, 63 in die Verarbeitungsposition zu bringen.

In Fig. 3 ist eine Anlage 85 gezeigt, bei der im Bereitstellungsbereich 7 eine Entladestation 86 und drei Beladestationen 87, 88, 89 gezeigt sind. Bei dieser Ausführungsform werden für die Entlade- bzw Beladestationen dieselben Maschinenmodule 90 verwendet, wie sie im Montagebereich 11 eingesetzt sind. Jedes dieser einzelnen Maschinenmodule 90 ist mit einem Förderwegeabschnitt sowie einem eigenen Antrieb, einer eigenen Kraftversorgung und Steuervorrichtung versehen. Dadurch ist ein kostengünstiger Aufbau einer derartigen Anlage möglich. Zum Unterschied gegenüber der Ausführung in Fig. 1 und 2 ist für den Transport der Einzelteilträger 91 im Montagebereich 11 ein Förderweg 92, 93 vorgesehen, in welchem die Einzelteilträger 91 unabhängig von den entlang von Förderwegen 94, 95 verfahrbaren Montagewerkstückträgern 96 bewegt werden. Lediglich ein Förderweg 97 zum Verbinden der Förderwege 94, 95 bzw. 92, 93 ist für die Einzelteilträger 91 bzw. die Montagewerkstückträger 96 gemeinsam. Die Kreuzung der einzelnen Förderwege bzw. der Verknüpfung erfolgt, wie in Fig. 2 beschrieben, mit Umsetzstationen 72 bzw. 73 und Kreuzungsstationen 75.

In Fig. 4 ist ein Einzelträger 118 gezeigt, der Halterungen 119 für auswechselbare Einzelteilaufnahmen 120 umfaßt. Der Einzelteilträger 118 ist über Führungsstifte 121 auf einem Fahrwerk 122 positioniert und gehalten. Das Fahrwerk 122 weist einen umlaufenden Rahmen 123 auf, an dem Führungsorgane 101 und 102 zur Seiten- bzw. Höhenführung entlang der Führungsflächen 103, 104 angeordnet sind. Anstelle der durch umlaufende Reibantriebe 124, z. B. Reibrollen bzw. zusätzlich zu diesen, kann zur Fortbewegung und gleichzeitigen Positionierung des Fahrwerks 122 ein Zahnrad 125 bzw. ein Malteserkreuz mit einer entsprechenden Positioniereinheit vorgesehen sein. Dieses Zahnrad 125 kann in eine, auf einer Tragleiste des Fahrwerkes 122 angeordneten Zahnleiste 126 eingreifen. Damit wird ermöglicht, daß, wie zu Fig. 1 und 2 beschrieben, der Einzelteilträger 118 in beiden Bewegungsrichtungen - Pfeil 127 - relativ zu einer Achse der Handhabungsvorrichtung zentriert werden, so daß die in den Einzelteilaufnahmen 120 enthaltenen Einzelteile 128 an der Bearbeitungsstelle durch eine in nur zwei Raumrichtungen bewegbare Handhabungsvorrichtung entnommen werden können. Lediglich zum besseren Verständnis sind einige der Halterungen 119 ohne die eingesetzten Einzelteilaufnahmen 120 gezeigt, im normalen Betrieb werden jedoch alle Halterungen mit Einzelteilaufnahmen 120 bestückt.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn bei derartigen Fahrwerken 122 für die Einzelteilträger 118 bzw. Montageplatten von Montagewerkstückträgern sowohl diese Einzelteilträger 118 als auch die Montageplatten und die diese aufnehmenden Fahrwerke 122 mit eigenen Signalträgervorrichtungen 129 versehen ist.

Werden den jeweiligen Signalträgervorrichtungen 129 entsprechende Ablesevorrichtungen zugeordnet, so kann in einfacher Weise unterschieden werden, ob es sich um Fahrwerke für die Aufnahme von Montageplatten oder um Montagewerkstückträger oder um Fahrwerke zur Aufnahme von Einzelteilträgern bzw. um derartige Einzelteilträger handelt. Bei entsprechend unterschiedlicher Codierung dieser einzelnen Teile, wobei bevorzugt jeder Einzelteil eine für sich charakteristische ihn von allen anderen im System befindlichen Einzelteilen unterscheidende Kennzeichnung aufweist, kann der Weg der einzelnen Fahrwerke bzw. Montageplatten oder Einzelteilträger nahtlos verfolgt und beispielsweise bei den Einzelteilträgern bereits vor deren Ankunft im Bereitstellungsbereich bekanntgegeben werden, welche Einzelteilaufnahmen zu ergänzen bzw. auszutauschen sind. Gleichermaßen kann diese Codierung dazu verwendet werden, um die einzelnen Fahrwerke bzw. Montageplatten oder Einzelträger in verschiedenen Montagestationen entsprechend zu positionieren, um den Fortgang der Montageoperation zu überwachen bzw. bei Auftreten von Fehlern bei der Montage derartige Fahrwerke bzw. Montageplatten in der Zentralsteuerung vorzumerken, um sie zu nachgeordneten Reparatur- bzw. Nachbearbeitungsplätzen zu bringen oder die fehlerhaft gefertigten Werkstücke auszuscheiden.

Die Austauschbarkeit der Einzelteilträger ohne allzu großen Kostenaufwand bzw. die Austauschbarkeit von Einzelteilaufnahmen und unter Umständen auch von Montageplatten ermöglicht eine hohe Flexibilität und Anpaßbarkeit des Verfahrens bzw. der Anlage an die Produktion von Einzelteilen mit stark wechselnden Stückzahlen. Dies deshalb, da das Grobpositionieren der Einzelteile bzw. das Zuführen im Bereich der Montagestation sehr einfach gestaltet werden kann. Die Anlage ist in der Stückzahl nahtlos von der Kleinteilserie bis zur Großserie mit mehreren tausend Werkstücken im Monat einsetzbar und kostenmäßig dem wirtschaftlich vertretbaren Rahmen anpaßbar. Dazu kommt, daß mit der Anlage auch Produktgruppen bzw. -familien, deren Aufbau im wesentlichen gleich ist, die sich jedoch in den Einzelteilen bei den unterschiedlichen Typen voneinander unterscheiden, montiert werden können. Dort ist es möglich, durch Verwendung unterschiedlicher Einzelteilaufnahmen das Verfahren bzw. die Einrichtung ohne lange Stillstandszeiten für die Montage bzw. die Bearbeitung von unterschiedlichen Einzelteilen heranzuziehen, wobei der verlorene Aufwand bzw. der Aufwand zum Umstellen durch einfachen Austausch der Einzelteilträger bzw. Einzelteilaufnahmen sehr gering gehalten werden kann. Dadurch, daß Einzelteilaufnahmen eine standardisierte Abmessung aufweisen, ist bei der Bearbeitung unterschiedlicher Typenreihen, beispielsweise im Bereitstellungsbereich, keinerlei Änderung der dortigen Handhabungsvorrichtungen oder dgl. erforderlich. Dies ermöglicht insgesamt eine hohe Wiederverwertbarkeit der Einzelteile einer solchen Fertigungsanlage bei der Umrüstung auf die Produktion andersartiger Werkstücke.

Die in dem Bereitstellungsbereich 7 zugeführten Einzelteilträger 10, 21 bzw. 54 können beispielsweise nach der Speichervorrichtung 29 eine Abfragevorrichtung 130 - Fig. 1 - die portalartig oberhalb des Förderweges angeordnet sein kann, durchlaufen, um festzustellen, welche Einzelteilaufnahmen auszutauschen bzw. neu zu bestücken sind. Diese Informationen können dazu genutzt werden, um beim Eintreffen des Einzelteilträger bei der Arbeitskraft 20 dieser bereits optisch anzuzeigen, wieviele Einzelteile jeder Art in die Einzelteilträger einzusetzen sind; es ist weiterer Folge auch möglich, die Bestückung der Einzelteilträger vollautomatisch zu gestalten.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen von aus mehreren Teilen bestehenden Werkstücken (2; 61), die insbesondere vollautomatisch montiert und entlang eines Förderweges (31; 71; 94; 95; 105) von einer Montagestation (32) zur nächsten befördert werden, und bei dem in einem Bereitstellungsbereich (7) einzubauende Einzelteile (4, 5; 62, 63; 128) in einem Einzelteilträger (10, 21; 54; 91; 118) abgelegt werden und in einer Montagestation (32) von dem Einzelteilträger (10, 21; 54; 65; 91; 118) entnommen, auf einem Montagewerkstückträger (39; 64; 96) abgelegt oder an einem auf diesem positionierten Werkstück (2; 61) montiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile (4, 5; 62, 63; 112 bis 115; 128) auf dem Einzelteilträger (10, 21, 54; 65; 91; 118) vereinzelt abgelegt werden und der Einzelteilträger (10; 21; 54; 65; 91; 118) unabhängig von dem Montagewerkstückträger (39; 64; 96) auf einem zumindest teilweise von dem Förderweg (31; 71; 94; 95; 105) des Montagewerkstückträgers (39; 64; 96) gesonderten Förderweg (36; 69; 74; 93, 93) in eine Montagestation (32) verbracht und in einer, dem Werkstück (2; 61) zugeordneten Übergabeposition angehalten wird, worauf die Einzelteile (4, 5; 62, 63; 128) von dem Einzelteilträger (10; 21; 54; 65; 91; 118) entnommen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzelträger (10; 21; 54; 65; 91; 118) in der Montagestation (32) relativ zu einer Handhabungsvorrichtung (33) zur Entnahme der Einzelteile (4, 5; 62, 63; 128) in verschiedene Übergabepositionen verstellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabungsvorrichtung (33) nur in zur Förderrichtung (37; 68; 127) senkrechten Richtungen bewegt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Übergabeposition ein fehlerhafter Einzelteil (4, 5; 62, 63; 128) ausgeschieden und ein gleichartiger Einzelteil (4, 5; 62, 63; 128) aus demselben oder einem nachfolgenden Einzelteilträger (10; 21; 54; 65; 91; 118) entnommen und zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile (4, 5; 62; 63; 128) auf dem Einzelträger (10; 21; 54; 65; 91; 118) orientiert sowie grobpositioniert abgelegt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile (4, 5; 62, 63; 128) am Einzelteilträger (10; 21; 54; 65; 91; 118) in der für die Montage erforderlichen Reihenfolge angeordnet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile (4, 5; 62, 63; 128) in gegenüber dem Einzelteilträger (10; 21; 54; 65; 91; 118) auswechselbare Einzelteilaufnahmen (15; 66; 120) abgelegt und letztere in den Einzelteilträger (10; 21; 54; 65; 91; 118) eingesetzt werden.

8. Anlage zum Herstellen von aus mehreren Teilen bestehenden Werkstücken (2; 61), die insbesondere vollautomatisch montiert und entlang eines Förderweges (31; 71; 91; 95; 105) von einer Montagestation (32) zur nächsten befördert werden und bei der zu verarbeitende Einzelteile (4, 5; 62, 63; 128) in einem Bereitstellungsbereich (7) in Einzelteilträger (10; 21; 54; 65; 91; 118) abgelegt werden und bei der in den Montagestationen (32) Handhabungsvorrichtungen (33) angeordnet sind, mit welchen die Einzelteile (4, 5; 62, 63; 128) aus Einzelteilträgern (10; 21; 54; 65; 91; 118) entnommen und auf einem Montagewerkstückträger (39; 64; 96) abgelegt oder an einem auf diesem positionierten Werkstück (2; 61) montiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereitstellungsbereich (7) mit den davon distanziert angeordneten Montagestationen (32) über eine Mehrzahl von Förderwegen (31, 36; 69; 70, 71, 74; 92) bis 95; 105) verbunden ist, auf welchen die Einzelteilträger (10; 21; 54; 65; 91; 118) und die Montagewerkstückträger (39; 64; 96) jeweils unabhängig voneinander verfahrbar angeordnet sind und daß in der Montagestation (32) eine Handhabungsvorrichtung (33) zur Entnahme der Einzelteile (4, 5; 62, 63; 128) angeordnet ist und daß Vorrichtungen zum Positionieren des Einzelteilträgers (10; 21; 54; 65; 91; 118) gegenüber der Handhabungsvorrichtung (33) vorgesehen sind.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Einzelteilträger (10; 21; 54; 65; 91; 118) auswechselbare Einzelteilaufnahmen (15; 66; 78; 120) angeordnet sind.

10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzelteilträger (10; 21; 54; 65; 91; 118) und/oder der Montagewerkstückträger (39; 64; 96) mit seinem jeweiligen Fahrwerk (67; 122) lösbar verbunden ist.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Förderweg (31) des Montagewerkstückträgers (39) in der Montagestation (32) ein weiterer Förderweg (36) für den Einzelteilträger (10) benachbart ist.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteilträger (10; 21; 54; 65; 91; 118) und/oder die Einzelteilaufnahmen (15; 66; 120) und/oder die Fahrwerke (67; 122) mit einer Signalträgervorrichtung (40; 129) versehen sind und sowohl dem Bereitstellungsbereich (7) als auch den einzelnen Montagestationen (32) Lese- und/oder Codiervorrichtungen (41 bis 48) mit den Handhabungsvorrichtungen (33) sowie mit einer Steuervorrichtung (49) für die einzelnen Montagestationen (32) verbunden sind.