Flexible Fertigungs- Systeme

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1 FFS.1 Flexible Fertigungs- Systeme

2 PROF.DR.-ING. K.RALL TUHH FFS.2 FFS stellen ein Konzept zu automatischer, ungetakteter, richtungsfreier und damit hochflexibler Fertigung einer definierten Gruppe ähnlicher Teile dar. Werkstücke dieser Gruppe können in wahlfreier, ohne durch Umrüsten unterbrochener Folge automatisch bearbeitet werden. Besonderheiten flexibler Fertigungssysteme

3 FFS.3

4 FFS.4

5 PROF.DR.-ING. K.RALL TUHH FFS.5 Struktur Merkmale Flexible Transferstraße Flexibles Fertigungssystem Flexible Fertigungsinsel Flexible Fertigungszelle Verkettung Innenverkettung von NCund PLC - Bearbeitungsstationen Außenverkettung mehrerer NC - Bearbeitungsstationen Mehrere Einzelmaschinen unverkettet; NC- Maschinen durch konventionelle Arbeitsplätze ergänzt Einsatzmaschine mit vollautomatisierter Ver- und Entsorgung Bearbeitungsstufen Mehrstufige Bearbeitung Mehrstufige Bearbeitung Mehrstufige Bearbeitung Einstufige Bearbeitung Materialfluß Transport getaktet Materialfluß gerichtet Transport ungetaktet Materialfluß ungerichtet Transport ungetaktet; manuell oder automatisch Materialfluß ungerichtet Automatische Maschinenbeschränkung Versorgung von Pufferplatz oder aus Werkstückspeicher Informationsfluß voll integriert/ teilautomatisch voll integriert/ teilautomatisch voll integriert/ teilautomatisch voll integriert Flexibilität / Automatisierungsgrad begrenzte Anpassungsfähigkeit an verschiedene Aufgaben; hoher Automatisierungsgrad geringer Flexibilitätsgrad kein manuelles Rüsten für begrenztes Teilspektrum; hoher Automatisierungsgrad mittlerer Flexibilitätsgrad hohe Anpassungsfähigkeit an große Werkstückvielfalt, mittlerer bis hoher Automatisierungsgrad, hoher Flexibilitätsgrad geringer Rüstaufwand für umfangreiches Teile - Spektrum; hoher Automatisierungsgrad, hoher Flexibilitätsgrad Autonomiegrad keine dispositionsautonomie mittlere dispositionsautonomie hohe dispositionsautonomie mittlere bis hohe dispositionsautonomie Kapitaleinsatz hoch hoch gering bis mittelgroß mittelgroß Maßberg Flexible Fertigungsstrukturen

6 PROF.DR.-ING. K.RALL TUHH FFS schienengebundenes T rans ports y s tem fahrerlos es Transportsystem Flächenportal B eurteilungskriterien Palettenbearbeitungszeit Anzahl Bearbeitungsstationen S truk turflex ibilität Zugänglichkeit Platzbedarf Eignung für System e m it ersetzenden oder ergänzenden Stationen Erweiterungsfähigkeit Investitionskosten schienengebundenes Überflurtransportsystem Alternative Werkstückversorgungssysteme

7 FFS.7

8 PROF.DR.-ING. K.RALL TUHH FFS.8 Schlepper: Sie ziehen eine rollende Last und verfügen in der Regel über ein gelenktes Vorderrad und zwei Hinterräder. Gabelhubwagen: Sie transportieren üblicherweise eine Ladeeinheit und haben wie die meisten Schlepper eine Dreipunktauflage. Unterfahrschlepper: Diese Fahrzeuge sind besonders für den automatischen Betrieb geeignet, weil die Last entweder von einer Konsole, einem Stetigfördersegment oder unter Verwendung eines Ladehilfsmittels übernommen werden. Staplerausführung: Es lassen sich hier Typen Schubmast- und Hochregalstapler nennen, die in den meisten Fällen die Last an keine aktive Übergabestation abgeben. DGfl Bauformen typischer FTS-Fahrzeuge

9 FFS.9

10 FFS.10 Betrachtung im stationären Betrieb Rall Verkettete Fertigungsstrukturen

11 FFS.11 Es liegen M flexibel verkettete Strukturen S m m {1,..., M}, M mit der der Ausbringungsmenge A m und den Taktzeiten t m vor. Die Ausbringungsmenge A des Systems kann im stationären Betrieb nicht besser sein, als die Ausbringungsmenge der A= Min A schlechtesten Station: { } m Regeln für flexibel verkettete Strukturen I

12 FFS.12 Das Produkt aus Einzelverfügbarkeit V m der Stationen und produzierten Teilen pro Zeiteinheit 1/t m muss für sämtliche Stationen gleich sein: A = V T t = const. m m m m m VT 1 1 t1 = = Vm Tm tm = = VM TM tm = const. V1 V V t t t 1 m M = = = = m M const. Regeln für flexibel verkettete Strukturen II

13 FFS.13

14 FFS.14 Handhaben ist das Schaffen definierter Veränderungen oder vorübergehende Aufrechterhalten einer vor- gegebenen räumlichen r Anordnung von geometrisch bestimmten Körpern K in einem Bezugskoordinaten- system. Es wird in folgende Funktionen eingeteilt: - Speichern, - Mengen verändern, - Bewegen, - Sichern und - Kontrollieren. VDI Richtlinie 2860

15 PROF.DR.-ING. K.RALL TUHH FFS.15 Werkstück Werkstückaufnahmeelemente (Prismenleisten) für wellenförmige Werkstücke Distanzstift Stapelstütze Rahmenverstrebung Gabelzinkenschutzrohr mit Einführschräge IPA Magazinrahmen Palettenbaukasten

16 PROF.DR.-ING. K.RALL TUHH FFS Komponenten Einsatzbeispiele Entwicklungsfelder Magazingrundrahmen Zusammenfassung von Losen an Werkzeugmaschinen Entwurf u. Konstruktion modularer Magazine, Einsatzmodule u. Aufnahmeelemente Einsatzmodule Kommissionierung von Werkstücken, Werkzeugen, Meß- und Spannmitteln sowie Handhabungsgreifern Auswahl von Aufnahmemöglichkeiten für Teile Aufnahmeelemente Kommissionierung von Baugruppen zur Montage Durchlaufoptimierung für Einsatzmodule H. Warnecke Modulare Magazine - das Bindeglied in Fertigung und Montage

17 FFS.17

18 FFS.18

19 Werkzeugbedarf abhängig von Anzahl unterschiedlicher Aufträge Losgröße FFS Werkzeugspeicher interne Speicher an jeder Maschine externe Speicher für alle Maschinen gemeinsam Werkzeugbestand Hauptzeitparalles Einwechseln von Wz aus externem in interne Speicher verringert i.a. den gesamten Wz-Bestand! Ziel der Werkzeuglogistik: rüstzeitbedingte Stillstände vermeiden Rüstzeiten minimieren zeitgerechte Wz-Bereitstellung Minimierung der Wz-Kosten. Rall Werkzeugversorgung bei FFS

20 FFS.20