DE102005040164A1

DE102005040164A1 - Fertigungsanlage mit zumindest einem Prozessmodul zum Bearbeiten von Bauteilen

Info

Publication number: DE102005040164A1
Application number: DE102005040164A
Authority: DE
Inventors: Stefan Pfeiffer; Karl-Heinz Jaeger; Peter Schlaich; Frank Westphal; Joachim Frangen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2007-03-01
Also published as: WO2007023037A8; WO2007023037A2; WO2007023037A3

Abstract

Es wird eine Fertigungsanlage mit zumindest einer Modulplattform (9) zur Aufnahme von zumindest einem Prozessmodul (1) zum Bearbeiten von Bauteilen vorgeschlagen, wobei das Prozessmodul (1) mindestens eine Prozesseinheit (2) zum Bearbeiten eines Bauteils und zumindest eine Handhabungseinheit (3) zum Transport des Bauteils zu einer Prozesseinheit (2) und zu einem benachbarten Prozessmodul aufweist (Figur 1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage mit zumindest einem Prozessmodul nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.

Beispielsweise aus der Druckschrift DE 197 41 671 A1 ist eine Fertigungs- bzw. Bearbeitungsanlage bekannt, die aus autarken Bearbeitungsplatzmodulen zur Bearbeitung von Werkstücken bzw. Bauteilen besteht, wobei die Bearbeitungsplatzmodule durch autonome Basismodule gebildet sind. Die Basismodule weisen eine Modulplattform auf, wobei unterschiedliche je nach Bearbeitungsart ausgebildete Prozesseinheiten in die Basismodule einsetzbar sind und wobei jedes Basismodul eine solche Prozesseinheit aufnimmt und jedem Basismodul eine Transportein richtung zum Transportieren eines Werkstücks zum nächsten Basismodul zugeordnet ist. Für den Werkstücktransfer ist eine Transporteinrichtung auf der Basis einer Bandstrecke vorgesehen, wobei die Bandstrecke sämtliche Prozessmodule miteinander verbinden muss.

Es hat sich gezeigt, dass diese Art des Bauteiltransfers nachteilig ist. Insbesondere wenn der Bauteilumlauf verändert werden soll, z. B. wenn in eine Fertigungslinie Prozesse eingesetzt werden sollen, die über dem Linientakt liegen, müssen Band- oder Riemenwechsel bei der Transporteinrichtung vorgenommen werden. Somit sind bei der bekannten Fertigungsanlage zusätzliche Maßnahmen beim Bauteiltransfer notwendig.

Bei der bekannten Fertigungsanlage wird das Austauschen der Prozessmodule durch die Bandstrecke der Transporteinrichtung behindert. Bevor ein Prozessmodul ausgetauscht werden kann, ist es bei der bekannten Fertigungsanlage erforderlich, dass die Bandstrecke über die komplette Länge aus der Station bzw. der Modulplattform ausgebaut wird. Somit wird die Stückzahlflexibilität und die Flexibilität des Montageablaufs bei der bekannten Fertigungsanlage erheblich beschränkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine modular aufgebaute und an die zu verarbeitenden Bauteile angepasste Fertigungsanlage vorzuschlagen, welche eine besonders kostengünstige und flexible sowie schnelle Fertigung von Bauteilen ermöglicht.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Demnach wird eine Fertigungsanlage mit zumindest einer Modulplattform zur Aufnahme von zumindest einem Prozessmodul zum Bearbeiten von Bauteilen vorgeschlagen, wobei das Prozessmodul mindestens eine Prozesseinheit zur Bearbeitung des Bauteiles und zumindest eine Handhabungseinheit zum Transport des Bauteiles zu einer Prozesseinheit sowie zu einem benachbarten Prozessmodul aufweist. Auf diese Weise wird eine modular aufgebaute Fertigungsanlage vorgeschlagen, welche durch den Einsatz miniaturisierter bzw. kleinbauender Komponenten bzw. Module eine auf die Größe und die Masse der zu bearbeitenden Bauteile angepasste Bauform der Fertigungsanlage ermöglicht. Insbesondere durch die Verwendung von jeweils den Prozesseinheiten zugeordneten Handhabungseinheiten kann aufgrund des schnelleren und einfacheren Modulwechsels die Abfolge der Prozessmodule schnell geändert werden, um so die Fertigungsanlage flexibel auf geänderte Vorgaben, wie Prozessabfolge, Taktzeit oder Varianten anzupassen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann jede Modulplattform zumindest einen Steckplatz mit einer einheitlichen Schnittstelle zum lösbaren Verbinden mit einem Prozessmodul und/oder einem Zuführmodul aufweisen. Die Schnittstelle zwischen der Modulplattform und dem jeweiligen Modul ist derart vereinheitlicht, dass jedes Prozessmodul und Zuführmodul beliebiger Art an der Modulplattform der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage einsetzbar ist.

Somit können Prozessmodule auf einfachste Weise hinzugefügt und auch entnommen werden. Beispielsweise können bei einem unerwarteten Stückzahlhochlauf relativ schnell Module verschoben und neue Duplikate eingesetzt werden, um den Linientakt zu verkürzen. Ferner kann bei der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage durch einen schnellen Modultausch auf eine Änderung der Montagereihenfolge bei der Produktentwicklung flexibel reagiert werden. Durch das schnelle Herausziehen von Modulen kann im Automatikbetrieb eine bessere Störungsbehebung durchgeführt werden, da das ausgebaute Modul allseits zugänglich ist.

Durch das beliebige Aneinanderreihen von Prozessmodulen mit jeweils eigener Handhabungseinheit kann eine Taktzeitskalierbarkeit auf einfachste Weise bei der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage realisiert werden. Dies ist bei der bekannten Fertigungsanlage aufgrund der Bandstrecke bzw. Transportstrecke nicht möglich, da dort eine Überholbarkeit eines Prozesses nicht realisierbar ist.

Zudem kann bei der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage auch Antriebsenergie durch die geringeren bewegten Massen eingespart werden. Durch die modulare Bauweise können auch kleinere und aufgrund höherer Stückzahl bei Standardisierung billigere Komponenten bei der Fertigungsanlage eingesetzt werden.

Ferner kann eine bessere Bedienbarkeit und eine schnellere Störungsbehebung an der Fertigungslinie durch die reduzierte Linienlänge ermöglicht werden.

Aufgrund der kleinen modularen Prozessmodule mit den eigenen separaten Handhabungseinheiten bei der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage können je nach zu bearbeitender Bauteilanzahl die Anzahl der zu verwendenden Prozessmodule bei der Fertigungsanlage beliebig verringert oder erhöht werden.

Mit der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage ist es auch möglich, dass langsame Prozessmodule, deren Prozessausführungszeit niedriger als eine vorgesehene Prozessausführungszeit ist, zum Erreichen einer geplanten Taktzeit mehrfach in direkter Folge eingesetzt werden, wobei der Teilefluss der Fertigungsanlage so gesteuert wird, dass jedes Bauteil von nur einer dieser gleichartigen Prozessmodule bearbeitet wird und von den übrigen Prozessmodulen ohne Bearbeitung, gegebenenfalls an dort bearbeiteten Bauteilen vorbei, weitergereicht wird, so dass durch gleichzeitige Prozessausführung an mehreren Bauteilen der Linientakt gesenkt werden kann.

Um einen lückenlosen Bauteilfluss durch alle Prozessmodule der Fertigungsanlage zu ermöglichen, kann gemäß einer nächsten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass zwei benachbarte Prozessmodule zumindest ein Bauteilnest aufweisen, welches jeweils von den beiden Handhabungseinheiten der Prozessmodule erreichbar ist. Somit werden definierte Übergabeschnittstellen zwischen den Prozessmodulen realisiert. Das Bauteil kann entweder mit einem Bauteilträger oder auch ohne diesen von der jeweiligen Handhabungseinheit transportiert werden.

Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann als Handhabungseinheit eine mehrachsige Kinematik oder dergleichen vorgesehen sein. Bei dieser Ausgestaltung weist jedes Prozessmodul ein eigenes Handhabungssystem auf, mit dem das Bauteil zum Bearbeiten einer Prozesseinheit zugeführt und auch wieder entnommen werden kann. Vorzugsweise kann als Handhabungseinheit ein mehrachsiger Roboterarm eingesetzt werden. Der z. B. zweiachsige Roboterarm kann dann mehrere Zielpunkte auf der Modulplattform der Fertigungsanlage zum Handhaben des Bauteiles erreichen.

Beispielsweise kann jedes Prozessmodul zumindest ein Bauteil-Eingangsnest zum Aufnehmen des zu verarbeitenden Bauteils und ein Prozessnest zum Ausführen des Prozesses umfassen. Ferner kann auch ein Bauteil-Ausgangsnest zum Aufnehmen des bearbeiteten Bauteils vorgesehen sein. Es sind auch weitere Bauteilnester auf der Modulplattform jedes Prozessmodules möglich. Das Bauteil-Ausgangsnest zur Ablage des bearbeiteten Bauteils kann identisch mit dem Bauteil-Eingangsnest des folgenden Prozessmoduls sein, um eine lückenlose Teileweitergabe zu erreichen.

Bei der Verwendung eines Roboterarms als Handhabungseinheit kann das Bauteil aus dem Eingangsnest entnommen werden, welches beispielsweise von dem Roboterarm des vorangegangenen Prozessmodules bestückt worden ist. Der Roboterarm kann dann das entnommene Bauteil in das Prozessnest der Prozesseinheit setzen, so dass der Bearbeitungs- bzw. Fertigungsprozess beginnen kann. Nach dem Ende des Fertigungsprozesses kann die Handhabungseinheit das bearbeitete Bauteil in das Bauteil-Ausgangsnest umsetzen, um es dem nächsten Prozessmodul zuzuführen.

Gemäß einer nächsten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann es vorgesehen sein, dass beispielsweise als Zuführmodul zum Zuführen von bei der Bearbeitung des Bauteils benötigten Teilen zumindest eine Zuführeinheit oder dergleichen vorzugsweise jedem Prozessmodul zugeordnet ist. Auf diese Weise können die Prozessmodule zusätzlich mit Materialien, Teilen oder auch mit anderen benötigten Stoffen versorgt werden, welche bei der Bearbeitung bzw. Fertigung der Bauteile erforderlich sind.

Um z. B. fehlerhafte Bauteile aus der Fertigungsanlage zu bringen, kann bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung jedes Prozessmodul zumindest einen Ausschleusebereich zum Ausschleusen von fehlerhaften Bauteilen aufweisen. Vorzugsweise können als Ausschleusebereich ein Ausschleusenest oder auch eine Ausschleuserutsche oder dergleichen verwendet werden. Die Handhabungseinheit kann die fehlerhaften Bauteile einfach zu dem jeweiligen Ausschleusebereich transportieren. Somit sind keine aufwändigen Bauteilumläufe zum Ausschleusen von fehlerhaften Bauteilen notwendig. Ferner kann auch auf eine aufwändige Identifikation der fehlerhaften Bauteile verzichtet werden. Zusätzlich kann eine Signaleinheit in jedem Prozessmodul vorgesehen sein, die dem Bediener unverzüglich das Vorhandensein eines fehlerhaften Bauteils signalisiert.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass jede Modulplattform zumindest einen ersten Aufnahmebereich zum Aufnehmen und Anschließen eines Prozessmoduls und zumindest einen zweiten Aufnahmebereich zum Aufnehmen eines Zuführmoduls aufweist. Auf diese Weise sind je nach gewünschtem Bearbeitungsprozess mehrere Prozessmodule z. B. nebeneinander auf der Modulplattform anordenbar. Vorzugsweise kann jedem Prozessmodul ein eigenes Zuführmodul räumlich zugeordnet sein, so dass eine optimale Teilezufuhr realisiert werden kann.

Vorzugsweise sind die Prozessmodule auf der Vorderseite bzw. der Bedienerseite an der Modulplattform angeordnet, wobei die Zuführmodule an der Rückseite vorgesehen sein können. Die Prozessmodule und die Zuführmodule können bündig zueinander angeordnet sein, so dass eine Teileübergabe auf besonders kurzem Wege vom Zuführmodul in das Prozessmodul erfolgen kann.

Eine vorteilhafte Ausführungsform kann vorsehen, dass der erste Aufnahmebereich für das Prozessmodul mit Führungselementen und einer Anschlussbuchse zur Energie- und Medienversorgung sowie zum Signalaustausch ausgerüstet ist. Auf diese Weise kann das Prozessmodul quasi selbsttätig beim Einsetzen in die Modulplattform angeschlossen und auch wieder entnommen werden, ohne dass manuelle Anschlussarbeiten erforderlich sind.

Vorzugsweise kann die Modulplattform Führungsbolzen oder dergleichen als Führungselemente aufweisen, welche z. B. in eine korrespondierende Nut an dem Prozessmodul einführbar sind, so dass benachbarte Prozessmodule zueinander in definierte Position gebracht werden und die Anschlussbuchse an der Modulplattform automatisch mit einem an der Prozesseinheit vorgesehenen Stecker anschließbar ist.

Ferner kann eine Sicherungsvorrichtung in Form einer Schraube oder dergleichen vorgesehen sein, so dass eine Verriegelung der Verbindung zwischen der Prozesseinheit und der Modulplattform erfolgen kann. Somit ist eine einfache Handhabung und ein schneller Modulwechsel ohne die Gefahr von Beschädigungen von lose hängenden Kabeln oder Steckern möglich.

Eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass zumindest ein manuell bedientes Prozessmodul bei der Fertigungsanlage vorgesehen bzw. in diese integriert ist. Vorzugsweise bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage in Niedriglohnländern können verstärkt Handarbeitslinien bzw. Handfertigungsplätze in die Fertigungslinie mit integriert werden. Der Bediener kann dabei das fertig bearbeitete Bauteil aus einem Prozessmodul entnehmen und dann in dieses Prozessmodul ein zu bearbeitendes Bauteil, welches er aus einem vorangehenden Prozessmodul entnommen hat, ein setzen. Der Bediener kann den Fertigungsprozess starten und geht dann zügig von einem Prozessmodul zum nächsten.

Mit der vorgeschlagenen Fertigungsanlage können beispielsweise in eine Handlinie kleinbauende automatische Fertigungsteilabschnitte eingegliedert werden, z. B. für kritische Fertigungsprozesse sowie für Fertigungsprozesse, die sich nicht manuell ausführen lassen, bei hohen Qualitätsanforderungen oder bei kurzen Taktzeiten.

Beim einer sehr vorteilhaften Ausführung kann es weiterhin vorgesehen sein, dass die Handhabungseinheiten aufeinander folgender Prozessmodule mit definierten Übergabeschnittstellen derart angeordnet sind, dass ein Bauteil in einem lückenlosen Teilefluss durch alle Prozessmodule direkt oder mittels eines Bauteilträgers transportierbar ist.

Des Weiteren ist es besonders vorteilhaft, wenn langsame Prozessmodule, deren Prozessausführungszeit eine vorgegebene Prozessausführungszeit überschreitet, zur Erreichung einer geplanten Soll-Taktzeit der Fertigungsanlage mehrfach in direkter Folge eingesetzt werden können, wobei der Teilefluss derart gesteuert wird, dass jedes Bauteil von nur einer dieser gleichartigen Prozessmodule bearbeitet wird und von den übrigen Prozessmodulen ohne Bearbeitung – gegebenenfalls an dort bearbeiteten Bauteilen vorbei – weitergereicht wird, so dass durch gleichzeitige Prozessausführung an mehreren Bauteilen der Linientakt gesenkt werden kann.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele einer Fertigungsanlage nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
1 eine schematische Ansicht einer möglichen Ausführungsform eines Prozessmodules einer erfindungsgemäßen Fertigungsanlage;
2 eine dreidimensionale Ansicht einer möglichen Ausführungsform einer Modulplattform mit Prozessmodulen der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage;
3 eine seitliche Teilansicht der Modulplattform beim Anschließen eines Prozessmoduls; und
4 eine seitliche Teilansicht der Modulplattform gemäß 3 mit dem angeschlossenen Prozessmodul.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist ein Prozessmodul 1 einer aus mehreren Modulplattformen 9 bestehenden Fertigungsanlage beispielhaft und schematisch dargestellt. Jede Modulplattform 9 kann mehrere Prozessmodule 1 zum Bearbeiten von Bauteilen aufnehmen.
Das Prozessmodul 1 kann wiederum mindestens eine Prozesseinheit 2 zur Bearbeitung des Bauteiles und zumindest eine Handhabungseinheit zum Transport des Bauteiles zu einer und/oder von einer Prozesseinheit 2 sowie zu einem und/oder von einem benachbarten Prozessmodul 1 aufweisen.
In 1 ist die Handhabungseinheit als mehrachsiger Roboterarm 3 ausgebildet, mit dem das Bauteil im Bereich des Prozessmodules 1 handhabbar ist.
Der Bauteiltransfer erfolgt somit durch den Roboterarm 3, mit dem das zu bearbeitende Bauteil beispielsweise aus einem Bauteil-Eingangsnest 4 entnommen werden kann, um es dann der Prozesseinheit 2 über ein Prozessnest 5 zuzuführen, so dass das Bauteil bearbeitet werden kann.
Nach dem Ende der Bearbeitung kann der Roboterarm 3 das bearbeitete Bauteil in ein Bauteil-Ausgangsnest 6 ablegen, sofern es als korrekt befunden wird. Sollte es nach der Bearbeitung fehlerhaft sein, kann die Handhabungseinheit das fehlerhafte Bauteil in ein Ausschleusenest 20 befördern, oder beispielsweise das fehlerhafte Bauteil im Prozessnest 5 belassen und erst dann weiterarbeiten, wenn die Störung dem Bediener durch das Prozessmodul signalisiert wurde, die Störung vom Bediener behoben und quittiert worden ist.
In einer Fertigungslinie der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage kann das Bauteil-Eingangsnest 4 beispielsweise ein Bau teil-Ausgangsnest 6 eines direkt vorangegangenen Prozessmodules 1 sein, wobei das Bauteil-Ausgangsnest 6 das Bauteil-Eingangsnest 4 eines direkt nachfolgenden Prozessmodules 1 sein kann. Durch mehrere Pfeile sind in 1 mögliche Wege des Bauteiles angedeutet.
Zusätzlich weist das in 1 schematisch gezeigte Prozessmodul 1 eine weitere Möglichkeit der Bauteilzuführung in Form einer Zuführeinheit bzw. Zuführschiene 7 auf. An einem Ende der Zuführeinheit 7 ist ein Teileeingangsnest 8 vorgesehen, in dem sich die für die Bearbeitung des Bauteils benötigten Teile befinden. Das Teileeingangsnest 8 ist derart platziert, dass es ebenfalls von dem Roboterarm 3 zur Teileentnahme erreicht werden kann. Alternativ dazu kann das zugeführte Bauteil durch eine zusätzliche Handhabungseinheit entnommen werden.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus der Fertigungsanlage mit den Prozessmodulen 1 ergibt sich ein erheblich reduzierter Platzbedarf insbesondere durch die Verwendung miniaturisierter Handhabungseinheiten, die jeweils einer Prozesseinheit 2 zugeordnet sind, so dass das dargestellte Prozessmodul 1 beispielsweise auf einer Grundfläche von 200 Millimetern × 300 Millimetern aufbaubar ist, wodurch eine ebenfalls reduzierte Gebäudefläche für die gesamte Fertigungsanlage bei gleichem Fertigungsvolumen erreichbar ist.
Insbesondere beim Einsatz der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage bei Reinraumfertigungsprozessen ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage der Vorteil, dass nicht findungsgemäßen Fertigungsanlage der Vorteil, dass nicht die gesamte Umgebung der Fertigungsanlage reinraumtauglich sein muss, sondern es ist gegebenenfalls ausreichend, eine lokale nur jeweils einem Prozessmodul 1 zugeordnete Reinraumumgebung zu schaffen.
Bei der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage können einzelne Prozessmodule 1 aufgrund der zugeordneten Handhabungseinheiten einfach dupliziert werden, ohne dass dabei Änderungen im Bereich des Bauteilhandlings erforderlich sind. Beispielsweise kann ein Bauteil durch die Handhabungseinheit an einem Prozessmodul 1, in dem der Fertigungsprozess noch läuft, vorbei zu dem nächsten Prozessmodul 1 mit der gleichen Prozesseinheit 2 bewegt werden. Sobald das Bauteil im ersten Prozessmodul 1 fertig bearbeitet ist, kann es beispielsweise an dem noch laufenden Fertigungsprozess des folgenden Prozessmodules 1 vorbei geführt werden. Durch diese Vorgehensweise können ohne Mehraufwand bei dem Bauteiltransfer beliebig viele Prozessmodule 1 bzw. Modulplattformen 9 hintereinander geschaltet werden. Die Anzahl der erforderlichen Prozessmodule 1 bzw. der Modulplattformen 9 kann sich z. B. bei Vernachlässigung der Handlingszeit näherungsweise aus dem Verhältnis von Prozesszeit und Gesamtlinientakt ergeben.
In 2 ist eine mögliche Ausführungsform einer Modulplattform 9 mit Prozessmodulen 1 der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage gezeigt. Die Modulplattform 9 umfasst mehrere Prozessmodule 1 und zugeordnete Zuführmodule 10, welche zum Zuführen von bei der Bearbeitung des Bauteils benötigten Teilen verwendet werden.
Die mechanische Aufnahme jedes Prozessmoduls 1 erfolgt auf der Vorderseite bzw. der Bedienerseite, wobei an der Rückseite der Modulplattform 9 die Aufnahme von optionalen Zuführmodulen vorgesehen ist. Die Prozessmodule 1 und die korrespondierenden Zuführmodule 10 sind bündig einander gegenüberliegend angeordnet, so dass eine Teilübergabe vom Zuführmodul 10 in das jeweils zugeordnete Prozessmodul 1 auf einfachste Weise erfolgen kann. Die Prozessmodule 1 und auch die Zuführmodule 10 sind aufgrund ihrer Ausgestaltung schnell wechselbar. Üblicherweise können vier Prozessmodule 1 und vier Zuführmodule 10 auf der Modulplattform 9 angeordnet werden, wobei aber auch kürzere oder längere Bauformen möglich sind.
Oberhalb der Modulplattform 9 ist ein Zentralschaltschrank 11 angeordnet. Der Zentralschaltschrank 11 kann z. B. eine Medienversorgung, elektrische Sicherungskomponenten, Sicherheitstechnik und weitere Komponenten umfassen, so dass er jedes Modul innerhalb der Modulplattform 9 versorgen kann. Die Ansteuerung der Prozessmodule 1 und der Zuführmodule 10 kann über ein Bedienfeld, vorzugsweise ein tragbares Funkmodul, welches z. B. seitlich an der Modulplattform 9 einhängbar ist, erfolgen.
Bei der gezeigten Ausführung sind seitliche Schutzeinrichtungen in Form von Schutzverglasungen 12 als Bedienerschutz vorgesehen. Die seitliche Schutzverglasung 12 kann beim Aneinan derreihen mehrerer Modulplattformen 9 entfernt werden, so dass die Modulteilung durch Anreihung mehrerer Modulplattformen über eine Modulplattformgrenze hinweg realisiert werden kann.
Des Weiteren ist zusätzlicher Stellplatz auf einer Ablageplattform 25 für weitere Komponenten, wie z. B. für Monitore oder Prozesssteuergeräte vorhanden.
Auf der Modulplattform 9 kann der Fertigungsprozess und auch der Bauteiltransport aufgebaut werden. An der Unterseite der Modulplattform 9 ist ein weiterer Schaltschrank 23 angeordnet, der Komponenten zur Ansteuerung der Handhabungseinheit und der Prozesseinheiten 2 jedes Prozessmoduls 1 beinhaltet. Der Schaltschrank 23 besitzt an der Vorderseite eine Serviceklappe zur Steuerungsdiagnose.
Vorzugsweise wird zum Bauteilhandling die Handhabungseinheit jedes Prozessmoduls 1 verwendet. Diese Vorgehensweise ist jedoch bei empfindlichen Bauteilen eventuell nicht anwendbar, so dass in diesem Fall der Einsatz eines so genannten „fliegenden" Werkzeugträgersystems vorteilhaft ist. Bei diesem „fliegenden" Werkzeugträgersystem kann zu Beginn der Fertigungslinie das Bauteil von dem Werkzeugträger aufgenommen werden. Von der Handhabungseinheit kann dann das Bauteil in einer Aufspannung zu der Prozesseinheit 2 weiter gereicht werden. Der leere Werkzeugträger kann von der Handhabungseinheit zurückgereicht werden, während der Prozess in der Prozesseinheit 2 abläuft. Beispielsweise kann die Handhabungs einheit abwechselnd und gegenläufig volle und leere Werkzeugträger bewegen.
In 3 ist beispielhaft eine Kopplungsmöglichkeit zwischen dem Prozessmodul 1 und der Modulplattform 9 gezeigt. Die Modulplattform 9 weist einen ersten Aufnahmebereich 13 mit einer Führungseinrichtung auf. Die Führungseinrichtung umfasst Führungsbolzen 14, die in eine korrespondierende Nut 15 an der Grundplatte 16 des Prozessmoduls 1 einfädelbar ist. Ferner ist ein Zentrierdorn 17 an der Modulplattform 9 des Prozessmodules 1 vorgesehen, um eine korrekte Lage des Prozessmoduls 1 zu ermöglichen. Die endgültige Indexierung zum Einschieben des Prozessmoduls 1 erfolgt durch zwei Bohrungen an der Stirnseite des Prozessmoduls 1, die in die Zentrierdorne 17 einfahren und über eine Sicherungsschraube 21 an der Frontseite des Prozessmoduls 1 verriegelt werden.
Ferner ist an der Modulplattform 9 eine Buchse 18 am Ende der Verkabelung 22 für einen elektrischen Anschluss des Prozessmoduls 1 vorgesehen. An dem Prozessmodul 1 ist ein korrespondierender Stecker 19 angeordnet, so dass der Stecker 19 und die Buchse 18 automatisch miteinander verbunden werden, wenn das Prozessmodul 1 an der Modulplattform 9 befestigt ist, wie dies in 4 gezeigt ist.

Claims

Fertigungsanlage mit zumindest einer Modulplattform (9) zur Aufnahme von zumindest einem Prozessmodul (1) zum Bearbeiten von Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessmodul (1) mindestens eine Prozesseinheit (2) zur Bearbeitung des Bauteiles und zumindest eine Handhabungseinheit (3) zum Transport des Bauteiles zu einer Prozesseinheit (2) und zu einem benachbarten Prozessmodul (1) aufweist.
Fertigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Modulplattform (9) zumindest einen Steckplatz mit einer einheitlichen Schnittstelle zum lösbaren Verbinden mit einem Prozessmodul (1) und/oder Zuführmodul (10) aufweist.
Fertigungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Prozessmodule (1) zumindest ein Bauteilnest aufweisen, welches jeweils von den Handhabungseinheiten der Prozessmodule (1) erreichbar ist.
Fertigungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile mittels der Handhabungseinheit mit oder ohne Bauteilträger transportierbar sind.
Fertigungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Handhabungseinheit eine mehrachsige Kinematik vorgesehen ist.
Fertigungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kinematik ein zweiachsiger Roboterarm (3) vorgesehen ist.
Fertigungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessmodul (1) zumindest ein Bauteil-Eingangsnest (4) zum Aufnehmen des zu verarbeitenden Bauteils und ein Prozessnest (5) zum Zuführen in die Prozesseinheit (2) umfasst, wobei das Bauteil-Eingangsnest (4) und das Prozessnest (5) von der Handhabungseinheit erreichbar sind.
Fertigungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zuführmodul (10) zum Zuführen von bei der Bearbeitung des Bauteils benötigten Teilen eine Zuführeinheit (7) vorgesehen ist, welche von der Handhabungseinheit (3) erreichbar ist.
Fertigungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Prozessmodul (1) zumindest einen Ausschleusebereich zum Ausschleusen von fehlerhaften Bauteilen aufweist.
Fertigungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausschleusebereich ein Ausschleusenest (20) und/oder eine Ausschleuserutsche vorgesehen ist.
Fertigungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Modulplattform (9) zumindest einen ersten dem Bediener zugewandten Aufnahmebereich (13) zum Aufnehmen mehrerer Prozessmodule (1) aufweist.
Fertigungsanlage nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Aufnahmebereich (13) mit einer Führungseinrichtung (13) und einer Anschlussbuchse ausgerüstet ist.
Fertigungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Modulplattform (9) zumindest einen zweiten dem Bediener abgewandten Aufnahmebereich zum Aufnehmen mehrerer Zuführmodule (10) aufweist.
Fertigungsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Zuführmodul (10) einem Prozessmodul (1) zur Teileversorgung zugeordnet ist.
Fertigungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie auch Handarbeitsplätze und/oder Sondermaschinen umfasst, wobei zum Anpassen an die Prozessmodule (1) Zwischenmodule vorgesehen sind.
Fertigungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinheiten (3) aufeinander folgender Prozessmodule (1) mit definierten Übergabeschnittstellen derart angeordnet sind, dass ein Bauteil in einem lückenlosen Teilefluss durch alle Prozessmodule direkt oder mittels eines Bauteilträgers transportierbar ist.
Fertigungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Prozessmodule, deren Prozessausführungszeit eine vorgegebene Prozessausführungszeit überschreitet, zur Erreichung einer Soll-Taktzeit der Fertigungsanlage mehrfach in direkter Folge einsetzbar sind, wobei der Teilefluss derart gesteuert wird, dass jedes Bauteil von nur einer dieser gleichartigen Prozessmodule bearbeitet wird und von den übrigen Prozessmodulen ohne Bearbeitung weitergereicht wird.