制造工站和制造方法与流程

本发明涉及一种制造工站和一种制造方法，其具有方法和装置独立权利要求前序部分中所述的特征。

背景技术：

从专利文献wo2016/131961a1中已知这种自动制造工站。其具有制造区域，该制造区域具有一工位和多个程控的制造机器人。工件在工件载体上从外部被供应给制造工站。工件载体可松脱地布置在自主输送车上并由自主输送车驶入制造工站中，并被定位在工位上。对工件的加工在工件载体上进行。

从实践中还知道具有多个工位和多进程的工作过程的机器人区，其中，工件由制造机器人加工和处理并在工位之间运输。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种改进的制造技术。

本发明的目的通过方法和装置独立权利要求中所述的特征来实现。要求保护的制造技术，即制造工站、制造方法和制造设备具有各种优点。

要求保护的制造技术能够实现制造工站和在那里进行的工作过程以及制造设备中的一输送装置的工作进程的脱耦，该制造设备将制造工站彼此连接并与物流区域连接。在输送装置的情况下，可以避免制造工站处的等待时间和输送器上的能力过剩。可以改善和加速制造设备内部的工件和生产流。

该自动制造工站具有多个工位和一用于在制造工站内部运输产品装载载体的与工站结合的运输器。产品装载载体从外部输送装置到运输器上的转载可以在制造工站处或之前进行。在优选被设计为机器人区的制造区域内部，产品装载载体可以在工位旁边并沿着工位运输。产品装载载体可以在制造区域中随着优选为多进程的工作或生产流程而携动运动，并可提供用于至少几个工位处的工作过程。

工件可以一件式或多件式地构造，优选被构造为车身构件的部件组。工件可以全部或部分地借在优选为多进程的工作过程期间助于制造机器人从产品装载载体取出，在工位上被加工和处理，并在工位之间继续运输。工件的可能需要的其他部件可以在产品装载载体上是能提供的，并根据需要由制造机器人供应给对应的工位和那里的工作过程。工作过程可以是任何类型和数量的。

最后，被加工后的工件又被放回到产品装载载体上，然后产品装载载体能够随着工件一起从运输器卸载并通过外部输送装置或其它方式(例如通过搁放部)被继续运输。

运输器被布置在工位旁边并优选地设计成顺序的运输器。运输器可以特别是一个接一个地排成一排地收纳多个产品装载载体。运输器具有分别针对一产品装载载体的多个收纳点。收纳点的数量等于或大于工位的数量，和/或等于或大于制造工站中的工作进程的数量。

运输器优选地被设计为线性输送器。其可以是持续输送器或间歇性输送器。运输器具有适配于工作进程的运输进度或相应适配的持续运输速度。该运输器以其工位位于制造机器人的工作区域中，制造机器人可以取出一部分工件并同样供应给位于其工作区域中的工位或者那里的工件收纳部。

制造工站中的用于已装载和/或空的产品装载载体的存储部具有各种优点。一方面，可以将已经在制造工站内部的有缺陷工件移出生产流并运送到存储部内。如果制造设备中的在多个制造工站上运行的生产流被停止或中断，则该存储部也可用于缓冲目的。此外，可以对外部输送装置进行减负和优化。通过该存储可能性，可以使工作或生产流程在制造工站内部畅通无阻地继续运转。

为了外部输送装置的装载和卸载以及为了将产品装载载体搁放或收纳到搁放部上，可以使用装载装置，该装载装置可以位于相邻的制造工站之间。该装载装置也可以操作存储部。

产品装载载体可以是灵活的和多功能的。一方面，这些产品装载载体可以匹配多个类型上不同的工件。因此，它们可以收纳例如不同的车辆类型或车身类型的部件组。这使得能够在制造工站和制造设备中以自由混合方式类型灵活地生产。此外，产品装载载体还可以根据需要收纳和运输工具、装置或制造工站中需要的其他部件。由此，可以根据需要并快速地改装制造工站。

产品装载载体可以被设计为是可堆叠的。它们可以具有间隔保持件，这些间隔保持件能够实现连带所收纳的工件的堆叠。通过可堆叠性，例如可以在位置需要很小的情况下提高存储部的容量。

本发明的其他有利的实施方式在从属权利要求中给出。

附图说明

附图中示例性地和示意性地示出了本发明。其中：

图1示意性地和截段地示出了具有多个制造工站、物流区域和输送装置的制造设备，和

图2示出了一个制造工站的示意图。

具体实施方式

本发明涉及到用于工件(2)的一种制造工站以及一种制造方法。本发明还涉及一种具有多个制造工站和一制造流程的制造设备(1)。

图1以截段示意图示出了自动制造设备(1)，其包括多个自动制造工站(3)。制造设备(1)还可以具有输送装置(6)，其将所有的或至少一些制造工站(3)彼此连接起来。制造设备(1)还可以具有物流区域(29)，其同样可以被连接到输送装置(6)上。

工件(2)可以是任何的类型和构造。优选地，其是车身构件、特别是金属板件。工件(2)可以是一件式或多件式的。优选地，其是多件式的并且是部件组。

在制造设备(1)和制造工站(3)中，可以在工件(2)上实施任何工作过程。优选地，该工作过程是组装和接合过程。由单个的车身构件来形成接合的部件分组，该部件分组被进一步用部件来补充并被接合成较大的车身组件。

工件(2)位于产品装载载体(8)上，在下文中将产品装载载体简称为plt。plt(8)例如是被设计为框架状或壳状的支架或托盘，并经定位地收纳一件式或多件式的工件(2)。为此存在相应的工件保持器，其必要时具有夹紧功能。plt(8)具有可读的个体标识符。这些plt对于制造设备(1)和制造工站(3)的控制而言是可识别的。此外，还存在与同样个别化的工件(2)及其plt(8)的配属。

输送装置(6)可以按照任何合适的方式形成。在所示出的和优选的实施例中，其由一排自主的且可单个控制的输送器(7)所组成。这些输送器可以是例如与地面结合的、自动的、自行转向的和无人驾驶的运输车辆。输送器(7)可以分别可松脱地并且在预定定位上收纳一个或多个plt(8)并运输。输送器(7)可以被设计为单个车辆或车辆分组，例如，被设计为带有一个或多个拖车的自主牵引车。队列管理者以程控的方式管理输送器(7)。这些输送器将plt(8)运输到制造工站(3)并从制造工站(3)运出。

图1示出了一列彼此以生产和输送技术联系起来的制造工站(3)。这种输送技术的链接可以通过输送装置(6)和其被示例性示出的一个或多个环路进行。替代地或附加地，plt(8)在相邻的制造工站(3)之间的输送通过布置在它们之间的搁放部(28)进行。

图2示意性示出了一个制造工站(3)，其可以相同或类似的构造多重地存在于制造设备(1)中。制造工站(3)具有制造区域(4)，该制造区域具有多个工位(10，11，12，13)和多个程控的制造机器人(9)。在制造区域(4)中还设有与工站结合的运输器(15)，用于在制造工站(3)内部运输plt(8)。此外，可以在制造区域(4)中布置存储部(21)。具有上述组件的制造区域(4)可以在外侧由保护分隔部(5)、例如保护栏构成，其具有多个可控并受到监视的入口。制造工站(3)可以配属有装载装置(24)。

制造区域(4)例如被设计为机器人区，其中，在地点上分布于制造区域(4)中的工位(10，11，12，13)上分别布置有工件收纳部(14)。制造机器人(9)被设计为具有多个旋转轴和/或平移轴的可编程工业机器人。这些制造机器人承载必要时可更换的工具。

一个或多个制造机器人(9)被设计和编程为，使工件在制造区域(4)中从产品负载载体(8)装载以及装载到产品负载载体上。此外，一个或多个制造机器人(9)可以被设计和编程为，在工位(10，11，12，13)之间运输工件(2)。它们可以利用夹持工具由工件收纳部(14)收纳工件(2)，并将其搁放在另一工位的工件收纳部(14)上。

在制造工站(3)和制造区域(4)中，在工件(2)上实施一工作过程，该工作过程包括多个工作步骤和多个工作进程。这些是在工位(10，11，12，13)上执行的。

与工站结合的运输器(15)单个或多重地存在。其被布置在工位(10，11，12，13)旁边。其还沿着工位(10，11，12，13)延伸。运输器(15)可以位于制造区域(4)的边缘或其他的部位。

优选地，将运输器(15)布置为与地面结合。它被设计为顺序的运输器。其用于收纳多个plt(8)并运输，优选地以闭合列的方式依次运输。运输器(15)分别针对plt(8)具有多个收纳点(16-20)。在附图中，为了清楚起见，仅示出了运输器(15)上的一部分plt(8)。

运输器(15)优选地具有有限的运输或输送路径。其沿着给定方向输送所收纳的plt(8)。在所示出的实施例中，运输器(15)被构造为单件式的并在输送路径长度上连续的输送器。替代地，运输器(15)可以被分段成多个输送区段。

在所示出的实施例中，运输器(15)被构造为具有直延伸部的线性输送器。运输器(15)、特别是线性输送器可以例如被构造为带式或滚子输送器、运件小车输送器、升降输送机或任何其他合适的方式。

在另一个实施变型中，运输器(15)可以具有至少局部弯曲的延伸部。其还可以具有循环的或环形闭合的输送轨道。

运输器(15)可以持续地或者说连续地或间歇地输送。其可以具有与制造区域(4)中的工作进程相适配的运输进度或持续的运输速度。据此，可以使plt(8)的运输进度适配于生产或工作进度。输送器(12)的收纳点(16-20)的数量优选等于或大于工位(10，11，12，13)的数量，或者等于或大于制造区域(4)中的工作进程的数量。

运输器(15)以其收纳点(16-20)位于制造机器人(9)中的至少几个的工作区域中。通过经协调的运输进度或进给，plt(8)可以与所配属的且之前卸载的部分工件(2)的生产或工作进度同步地被携动运动。

在plt(8)上可能还有工件(2)的其他部件。它们可以根据需要在工位(10，11，12，13)上提供。工位(10，11，12，13)处的制造机器人(9)可以从pct(8)取出工件部件并将其供应给工位(10，11，12，13)以及那里的工作过程。该制造机器人也可以根据要求将工件部件从工作过程放回到pct(8)上。工位(10，11，12，13)之间的工件流和部件流也可以部分地通过运输器(15)进行。

在所示出的实施例中，装载有工件(2)的plt(8)由装载装置(24)供应给运输器(15)并放在第一收纳点(16)上。随后，制造机器人(9)从该plt(8)取出工件(2)或其部件，并将该工件或其部件带到第一工位(10)。该plt(8)在此可以通过所提到的方式被完全或部分地卸载。在图2中示出了部件卸载，其中，工件部件留在plt(8)上。

在工位(10)上的第一个工作步骤或工作进程结束后，工件(2)被继续运输到下一工位(11)，并在那里又被定位在工件收纳部(14)上并被继续加工。在第一个工作进程期间，plt(8)可以保持处在收纳点(16)上或者被缓慢地继续运输，其中，其根据需要仍然位于制造机器人(9)的工作区域内，并允许卸载其他的工件部件并将其供应给工位(10)。

随着工件(2)或其部件在工位(10，11，12，13)之间的继续运输，plt(8)也在一列收纳点(16-20)中被相应地继续运输。plt(8)在收纳点(18)处例如可提供用于工位(12)上的工作过程，并在收纳点(19)处可提供用于工位(13)。

在工作或生产过程结束时以及在输送器(15)的端部上，工件(2)被制造机器人(9)从最后的工位(13)返回装载到位于可能是最后的收纳点(20)上的plt(8)上。

优选地，制造工站(3)配属有装载装置(24)。该装载装置(24)可以包括一个或多个，例如两个装载机器人(25，26)。这些装载机器人(25，26)例如被分别设置在运输器(15)的一端部上。它们可以被设置在制造区域(4)和制造工站(3)的内部或外部。

输入侧的装载机器人(25)例如被布置在制造工站(3)的外部并且在一端部上。其从输送器(7)卸载装载有工件(2)的plt(8)，并将它们放置到第一收纳点(16)上。输出侧的装载机器人(26)被布置在制造工站(3)内部以及运输器(15)的该端部上。其从最后的收纳点(20)取出又装载有工件(2)的plt(8)，并将其装载到已在的相同或其他的输送器(7)上。在图1的变型中，装载机器人(26)还可以将装载好的plt(8)放置到相邻的制造工站(3)之间的搁放部(28)上。

根据图2，制造工站(3)可以具有存储部(21)，该存储部具有一个或多个特别是在一列布置方案中的存储位置(22，23)，分别用于一个或多个空的或装载有工件(2)的plt(8)。该存储部可以作为用于带有质量良好的工件的plt(8)的缓冲部。其还可以收纳带有下述工件(2)的plt(8)，这些工件是无序的并且在质量测试中被拒绝。存储部(21)可以被布置在运输器(15)的附近，特别是在其输出侧的端部区域中。其可以横向于运输器(15)取向。

存储部(21)可以布置在保护分隔部(5)的内部。存储部可以被设计为台架式存放部、转动存储部或者任何其他的方式。存储部(21)可以位于制造区域(4)的边缘。该存储部可以被独立地构造和布置。替代地或附加地，该存储部可以被集成到运输器(15)中。

存储部(21)由处理装置来操作。该存储部可以被填充和清空并根据需要重新部署。处理装置可以被独立地构造和布置。处理装置例如也可以是装载机器人(26)。其例如被设置一在附加轴(27)上以增加其工作范围。该附加轴可以例如是沿着存储位置(22，23)的列延伸的直行进轴。

plt(8)可以被设计为可堆叠。在这里，例如空的plt(8)可以彼此搁放成堆叠。此外，plt(8)连同所收纳的工件(2)一起上下堆叠也是可能的。为此目的，plt(8)可以具有直立的间隔保持件，这些间隔保持件例如被布置在plt(8)的角落区域和顶侧面上。例如杆状的间隔保持件可以与plt(8)底侧面上的经匹配的收纳部配合起作用，用于稳定和形状配合地形成堆叠。在使用可堆叠的plt(8)时，可以简化存储部(21)，其中，存储位置(22，23)可以被设计为预留的地板区域。plt(8)可以在堆叠和拆堆时由所述的处理装置、制造机器人(9)或装载机器人(25，26)来处理。

上述的物流区域(29)可以具有各种功能和构成。一方面，其可以具有plt(8)和输送器(7)的提供装置以及工件(2)和必要时工具的提供装置。另外，还存在用于编排工件(2)的拣选装置和用于以工件(2)装载plt(8)的装载装置。借助于另外的装载装置，可以实现plt(8)在输送器(7)上的装载和卸载。在一种变型中，可以将已经准备好的并被拣选出的工件(2)装载到plt(8)上，这些plt已经连接输送器(7)并由其运输。此外，可以根据需要将工具装载到pct(8)上并根据需要提供给工作工站(8)。它们可以通过制造机器人(9)和运输器(15)在制造工站(3)中被分配。

制造工站(3)可包括其他的组件。这样的组件可以例如是布置在工位(10，11，12，13)上的和布置在那里的制造机器人(9)的工作区域中的装置。这类装置可以是例如焊接装置、涂覆装置等。此外，制造工站(3)可以具有所述的控制装置，用于质量保证的测量和检查装置以及用于所需介质(例如电能、压缩空气、液压流体、粘合材料、粉末等)的供给装置。此外，可以连接其他的用于构件或工件部件的供应装置到制造工站(3)上。

所示出的和所描述的实施例可以各种方式修改。特别是各种实施例和所提到的变型的特征可以彼此任意地组合，特别是还可以互换。

运输器(15)可以按照其他的方式设计和起作用。在完全卸载工件(2)时，例如可以将卸载点和装载点组合在一起。运输器(15)可以被设计成塔式存储器，在其中重新部署所卸载并存入的plt(8)，以便及时又准备好装载配属给它们的工件(2)。这点可以按照fifo原则(先进先出原则)来进行。也可以使用转台或其他的存储器来替代塔式存储器。在这种变型中，运输器(15)的收纳点或存储点的数量对应于工位(10，11，12，13)或者说工作进程的数量。

在所示出的实施例的变型中，制造区域(4)可以具有必要时被清空的工位，用于仅偶尔需要的工作步骤或副过程。所示出地实施例被构造用于制造工站(3)中的顺序工作流程，其中，只存在单个的输送线路或者输送轨道。对于偏离严格的顺序并包括平行区段的其他类型的生产或工作流程，运输器(15)也可以被相应地适配并具有平行的输送轨道或者说输送区段。

在一种实施方式变型中，装载装置(24)或装载机器人可以被配属给输送器(7)。在另一种变型中，制造机器人(9)可以承担起装载机器人(25，26)的功能。在此，单独的装载装置(24)可以是非必要的。

附图标记列表

1制造设备

2工件，部件组

3制造工站

4制造区域

5保护分隔部

6输送装置，队列

7输送器

8产品装载载体plt

9制造机器人

10工位

11工位

12工位

13工位

14工件收纳部

15运输器，线性输送器

16收纳点

17收纳点

18收纳点

19收纳点

20收纳点

21存储部，缓冲部

22存储位置

23存储位置

24装载装置

25输入用装载机器人

26输出用装载机器人

27行进轴

28搁放部

29物流区域。