DE1577113A1 - Verfahren zum Einsatz programmgesteuerter Manipulatoren fuer Montagearbeiten - Google Patents

Description

• Verfahren zum Einsatz programmgesteuerter Manipulatoren für Montagearbeiten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur serienmäßigen Montage vielteiliger Gegenstände durch mehrere progranimgesteuerte Manipulatoren, wobei zumindest einer dieser Manipulatoren einen programmierbaren Zyklus von mehreren unterschiedlichen Einzelmontagearbeitsgängen, unter Einschluß komplizierter Fügearbeitsgänge, verrichten kann. Vereinzelt sind programmgesteuerte 1,1.anipulatoren obengenannter Art bekannt -eworaen, welche ausschließlich zu einfachen Fügearbeiten für eine sehr begrenzte Anzahl von Einzelteilen verwendbar sir-,-d. Bei praktischen Montageaufgaben w,;.chst jedoch die Zahl d.er zu fügenden Einzelteile sehr rasch an. Ferner sind meistens zwischen relativ einfache FügevorgCänge schwierige, schlecht mechanisierbare Arbeitsvorg":nge eingestreut. Nach dem bisherig##n Stand der Technik mußte der automatisierte Prozess bei den letzteren Vorgängen abgebrochen %.erden. Menschliche Arbeitskräfte mußten eir-s-ringen. Diese waren jedoch einerseits durch einen einzelnen Arbeitsgang nur in den seltensten Fällen leistungsmL,fzig ausgef-t*-.llt, während andererseits die notwendige Anwesenheit von mehreren Arbeitspersonen die wirtschaftliche Vertretbarkeit einer solchen Art von Automatisierung schlechthin in Frage stellte. Ferner bereitet auch das Abgleichen der Arbeitstai#te zwischen den einzelnen Manipulatoren außerordentliche Schwierigkeiten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nach einer vorausgehenden Zergliederung eines gesamten Montagearbeitsprozesses CD ZD in seine Arbeitselemente, ein Verfahren der eingangs angeführten Art zu schaffen, welches, im Gegensatz zu der herkömmlichen, bezogen auf den zu montierenden Gegenstand, stetig aufbauenden Folge der einzelnen Arbeitsgänge, eine beliebige-zeitliche Folge der oben genannten Arbeitselemente gestattet. Diese Unabhängigkeit in der zeitlichen Folge ermöglicht dann auch eine beliebige Zusammenordnung aer Arbeitselemente in Takte und damit eine gewisse Unabh.-.ngigkeit der örtlichen Folge aer Stationen.
• Ferner soll das durch die Erfindung zu schaffende Verfahren erlauben, alle schwierigen, schlecht mechanisierbaren Arbeitselemente, welche bei herköuunlich aufbauender Plontagefolge über den gesamten Iliontageprozese verstreut sind, auf einen, oder je nach Gesamtumfang, einige wenige Handarbeitsstationen so zu- gewonnenen Erkenntnisse% die Zergliederung des ArbeitsprozeaBes so weitgehend vorgenommen werden, daß nur noch kleinste, schwer mechanisierbare Arbeitselenlente und nicht mehr komplexe, in sich abgeschlossene Arbeitsgänge in einem Handarbeitstakt zusammengefaßt werden. Dadurch ve-ringert sich der Gesamtumfang der verbleibenden Handarbeit außerordentlich. Weiterhin ermöglicht die Unabhi#ngigkeit von der herkömmlich aufbauenden Montagefolge eine gewisse Spezialisierung der einzelnen Manipulatoren untereinander. Erst durch dasx mit der Erfindung zu schaffende Verfahrent können universell programmierbare Hlanipulatoren für die weitgehend automatisierte Montage von Serienerzeugnissen in größerem Umfang herangezogen werden. Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß Manipulatoren oben genannter Art durch ein enaloses, taktweise um- laufendes Fördermittel zu einer Montagestraße verbunden sind, wobei das Fördermittel den Manipulatoren Werkstückträger zuführt. Erfindungsgemäß kann jeder einzelne dieser WerkstÜckträger zugleich mehrere unterschiedlich fertiggestellte Mer.-tagegruppen desselben zu montierenden Endgegenstandetype fixiert aufnehmen. Erfindungsgem'äß werden zumindest einige der Einzelteile, enthalten in den unterschiedlich fertiggestellten Montagegruppen, durch mehrmaligen Umlauf zumindest einem der Manipulatoren mehrmals zugeführt. Besonders geeignet sind hierfÜr Manipulatoren mit den in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung S 91 562 Ib/49 1-beschriebenen Merkmalen. Als Förderi.,iittel kommen neben anderen vorzugsweise Förderketten mit angehängten und -efi,t-i#rten Werkstückträgern in Betracht, von welchen jeder einzelne mehrere unterLehiedlich fertigtestellte Piontagegruppen desselben zu montierenden Endgegen-ztandstyps fixiert aufnimmt. Die zeitliche Unabhc#-rigigkeit in der Folge der einzelnen Plontajevorgänge wird ferner entsprechend dem Verfahren der 'Erfindung dadurch erreicht, daß die auf einem W-rkstückträger ant--eoraneten Hon-C> tagegruppen, die gcwöhnlich verschieAe Exemplare aesselben Endgegcn--taridstyl-s in unterschiedlichem Ferti,--ste--llungszu--tand darstelleng aie einzelnen #'tationen der Montz:#,gestraße taktweise im 1-reislauf mehrmals passieren, bis sie als fertigriontierter Endgegenstand die btraße verlassen. In einer beliiebig herausgegriffenen Station r-önnen dann an einigen Kontaie;---ul)len Arbeiten ausgeführt werden,'während andere lm.onta#-egrupen auf demselben ')-9'erkstücktr'.ger diese Station völlig unverändert durchlaufen. Ferner können auch Umsetzungen uer 1,'-onta,-eE-ruppen untereinander auf einem Werkstücktr.;;.gt. r vorgt-nor..men werLen. Nach der weiteren Erfindung ist es zur Vereinfachung der Montagestraße und für die Vielseitigkeit ihrer Einsatzmöglichkeiten vorteilhaft, wenn zum Ausf-Ihren schwieriger, zur Mechanisierung ungeeigneter Arbeiten und für 111-ontrollen zumindest eine von einer menschlichen Arbeitskraft besetzte Station in die Montagestraße eingegliedert ist. Auf dieser Station werden dann alle nicht mechanisierbaren ArbeitseleLente so zusammengefaßt, daß sie in einem Takt, ohne von störenden Wartezeiten unterbrochen zu sein, verrichtet werden l#:önnen.
• Hierbei können durch Training die, vom Xontagegegenstand her betr---chtet, nicht zusamnenh"ngenden Arr,eitselemente zügig wie ein zusammermängender Handarbeitsgang verrichtet werden. Der V(-"rteil dieser weiteren Leistungssteigerung wird nur durch die verfahrensmc;.'#ßige Unabhängigkeit in der zeitlichen Folge der Einzelverrichtungen erhiög-,-icht. Ferner können nach der weit-ren Erfindung auß##r aen progranimgesteuerten Manipulatorstationen und Handarbeitsstationen noch'andere Arbeits- und Pr-Ifstaticnen der Montagestraße eingegliedert weraen. Auch Seiten.montagestraßer- lassen-sich angliedern. Entsprechend der weiteren Erfindung erweist es sich als günstig, wenn die WerkstücktrLger als Paletten ausgebildet. sind, in deren Oberfläche zur fixierten Aufnahme der zu tran#iportierenden Montagegruppen und Einzelteile sici. reliefartige Negativformen dieE,er befinden. Besonders schnell und preiswert können die--e Paletten aus Kunststoff oder anderen leicht schmelz-oder plastifizierba--en 1jIaterialien hergestellt werden, wenn die Original-Werkst*L4;cke als Abdruckmodelle verwendet werden. Ferner können zur relativen Erweit#--rung aer Bewegungem#;glichkeiten der Il.-an--pulatoren an dem Transportmittel abkuppelbar angeordneten Werkstückträger, während der Verweilzeit in äer Station, durch zusätzliche StellglieÜer, welche durch die Zentralsteuerung des jeweiligen Manipulators überwacht sind, positioniert werden.
• In Sonderfällen körmen zur besseren Kapazitätsauenützung einer Kontagestraße, mehrere gänzlich verschiedene Endgegenstandstypen im gleichen Takt und auch auf einheitlichen Werkstückträgern Liontiert werden.
• Im folgenden ist ein typisches Anwendungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es muß jedoch hervorgehoben werden, daf,' entsprechend der Vielseitigkeit des Verfahrens Anwendungen des vorbesehriebenen technischen Prinzips der Erfindung möglich sind, die sich erheblich von nachstehendem Beispiel unterscheiden. FÜr die Montage von Handabsperrventilen werden programmgesteuerte Manipulatoren, von der Art der nicht vorveröffentlichten P.A. S 91 562 Ibi'49 1, mit einem Beidhandarbeitsplatz und 2 anderen autoi.iatischen Stationen durch 2 Transferketten und 2 Umlenks:,tationen zu einer Plontagestraße verbunden. (Anmerkung: Das Verfahren der Erfindung könnte auch mit anderen V1Wiipulatoren, welche für einen mehrere Montageeinzelverrichtungen umfassenden Arbeitszyklus programmierbar sind, verrichtet werden.) Bild I zeigt die Anordnung der Stationen zu einer Montagestraße. Die Umlenkstation St 7a hebt die 'lerkstückträger (1) zur oberen Transferkette (11), wL:hrencL die Umlenkstation St 7b die WerkstücktrL'ger zur unteren Transferkette absenkt, sodaß ein getakteter Kreislauf entsteht. Die Stationen St 1 und St 3 sind mit programmgesteuerten kanipulatoren (2) nach Art der-P.A. S 91 562 Ib/49 1 bestückt. Dem Hanipulator in Station St 1 werden die in geordneter Lage gespeicherten Teile durch Magazine (3) und Vereinzelungen (4) zugeführt. Der Manipulator in Station St 3 besitzt als Teilebereitstellung einen Rundschalttisch (5), an welchem Sortierr-Uttler (6) mit Vereinzelungen (7) angeordnet sind. Die in den Sortierrüttlern (6) lagegeordneten Teile gelangen durch die Vereinzelungen (7) in reliefartige Vertiefungen auf dem Teller des Rundschalttisches (5) und werden taktweise dem Yianipulator zugereicht. In Utation St 2 ist ein vereinfachter I.-'anipulator (8) angebracht, dessen Bewegungen gegen Endanschläge erfolgen, und der nur eine Einzelverrichtung, nLmlich das Wenden eine,.- Montegegruppe,_ausführt. Station St 4 ist ein Beidhandarbeitsplatz für schwermechanisierbare Arbeitselemente und zur Sichtkontrolle. Ferner werden dort die fertigmontierten Ventile in den Behälter (9) abgelegt. Station St 5 ist mit 4 handels:,iblichen Schraubern (10) bestückt, welche 4 mit Gewinde versehene Teile festschrauben. Auf Bild II sind die zu montierenden 7 Teile des Absperrventils nuLmeriert dargestellt. Bild III beschreibt das r..iit der -----rfindung geschaffene Montageverfahren. Insbesondere wird'die gleichzeitige Anordnung mehrerer unterschiedlich fertiggestellter Montagegruppen auf einem Werkstückträger und der mehrmalig, Umlauf bestiii.mter Teile demonstriert. Zum Beispiel durchlaufen Teil 1 und 2 vier mal die gesamte MontagEestraße und noch 2 Stationen zusc#iLtzlich, bis sie, enthalten in einem fertigmontierten Ventil, die k-ontagestrafie verlassen. Selbstverständlich wird jedoch mit jedem ##rbeitstakt ein Ventil fertiggeste-lt und in den Behi---lti-#r (10) abgelegt. Die Werkstückträger sind als Paletten ausg-b--i--»ciet und besitzen Kunstetoffeinsätze mit reliefartigen Vertiefungen zur Aufnahme der Yontagegruppen .nd Eir-,zelt---ile. Die Werkst'.ckträg(-r gleichen sich in ihrer Reliefforn. 1.-nd untersch-,-icen bich nur in ihrer wechselnden Belegung.
• Nachfolgend sind diL in Bild III verwendeten Symbole erklC;-'i-t. Die in den 5 ArbeiLsstationen verweilenden Werkstückträger sind als Quadrate dargestellt. Die arz-biseli#.-n /'-ifferri s--mbolisieren die in Bild II gezeigten und zugeoraneten Teile. Rechtecke und Kreise oberhalb einend Quadrati-s bezeichnen Teilebereitstellungen mit einer Vielzahl von Teilen der eingeschriebenen Ziffer. Unterhalb der Wuadrate bezeichnet das Symbol XYZ einen programmgesteuerten Mlanipulator mit einem in 3 Raum-koordinaten positionierbaren Fügearm. xy« symbolisiert einen Manipulator, dessen Fügearm in 2 linieären und einer Winkelraumkoordinate gegen Endanschläge verfahrbar ist. M symbolisiert eine menschliche Arbeitskraft. Waährend des Arbeitstaktes ausgeführte Platzverc---nderungen von Teilen und Montagegruppen sind durch Pfeile mit Linienj.ug dargeetcllt.
• C>

  Station St 1

  GruDpe 4 12.7056 umsetzen

  Gruppe 4 123 uiLsetzen

  Teil 4 einsetzen

  Teil 7 einsetzen und fügen

  Station St 2

  Teil 123 umsetzen und um 1800 wenden

  Station St 31

  Gruppe 12 umsetzen

  Gruppe 123 umsetzen

  Teil 1 einsetzen

  Teil 2 einsetzen (lose)

  Teil 3 -_einsetzen (lose)

  Teil 5 einsetzen (lose)

  Teil 6 einsetzen (lose)

  Station St 4

  Gewinde 112 ansetzen

  Gewinde 2/3 ansetzen

  Gewinde 4/1 ansetzen

Claims (1)

1. Patentanspr#iche