Materialflußgestaltung in Fertigungssystemen

Bedingt durch stärkere Vielfalt industriell erzeugter Produkte, dem Wunsch nach Humanisierung der Arbeitswelt und der Erhal tung der Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmungen verstärkt sich die Notwendigkeit zur Automatisierung auch in der Einzelteil und Kleinserienfertigung. Ergebnisse dieser Bemühungen zeigen sich in der Anwendung der Ne-Technik und dem EDV-Einsatz in der Fertigungsplanung und Fertigungssteuerung /4/. Der Einsatz flexibler Fertigungssysteme /5/ stellt einen weiteren Schritt dieser Entwicklung dar. Die wesentlichen Merkmale solcher Systeme sind die automatisierte Werkstückbearbeitung und die zeitliche und räumliche Verknüpfung der Arbeitsstationen durch Verkettungseinrichtungen. Technische, wirtschaftliche und arbeitswissenschaftliche Gründe sind ausschlaggebend für den Einsatz von flexiblen Fertigungs systernen. In einer zentralen Stirnradfertigung werden u. a. in /6/ als quantifizierbares wirtschaftliches Ergebnis die durch schnittliche Selbstkostensenkung pro Stirnrad auf etwa 87% und die Verkürzung der Durchlaufzeiten auf etwa 52% angegeben. Die zögernde industrielle Einführung zeigt jedoch, daß solche Er gebnisse nur in begrenztem Maße erreichbar sind. Der Anwendung in einem größeren Einsatzbereich stehen noch eine Reihe tech nischer und wirtschaftlicher Probleme entgegen, deren Lösung umfangreiche anwendungsbezogene Untersuchungen erfordern. 1.1 Stand der Erkenntnisse Die in /7,8/ durchgeführten Untersuchungen gehen von einer ganz heitlichen Betrachtung des Aufbaues und der Planung flexibler Fertigungssysteme aus. Während in /7/ die Aufgaben der Werk stückbearbeitung und deren Lösung durch hochautomatisierte Fertigungskonzepte im Vordergrund stehen, ist in /8/ der Schwer punkt auf die Methodik der Planung, Entwicklung und Realisierung flexibler Fertigungssysteme gelegt. Zum Beurteilen neuer Ferti- - 3- gungskonzepte wird hier u. a. die Methode der Simulation von Fertigungsprozessen und -abläufen herangezogen.

Klappentext

Bedingt durch stärkere Vielfalt industriell erzeugter Produkte, dem Wunsch nach Humanisierung der Arbeitswelt und der Erhal­ tung der Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmungen verstärkt sich die Notwendigkeit zur Automatisierung auch in der Einzelteil­ und Kleinserienfertigung. Ergebnisse dieser Bemühungen zeigen sich in der Anwendung der Ne-Technik und dem EDV-Einsatz in der Fertigungsplanung und Fertigungssteuerung /4/. Der Einsatz flexibler Fertigungssysteme /5/ stellt einen weiteren Schritt dieser Entwicklung dar. Die wesentlichen Merkmale solcher Systeme sind die automatisierte Werkstückbearbeitung und die zeitliche und räumliche Verknüpfung der Arbeitsstationen durch Verkettungseinrichtungen. Technische, wirtschaftliche und arbeitswissenschaftliche Gründe sind ausschlaggebend für den Einsatz von flexiblen Fertigungs­ systernen. In einer zentralen Stirnradfertigung werden u. a. in /6/ als quantifizierbares wirtschaftliches Ergebnis die durch­ schnittliche Selbstkostensenkung pro Stirnrad auf etwa 87% und die Verkürzung der Durchlaufzeiten auf etwa 52% angegeben. Die zögernde industrielle Einführung zeigt jedoch, daß solche Er­ gebnisse nur in begrenztem Maße erreichbar sind. Der Anwendung in einem größeren Einsatzbereich stehen noch eine Reihe tech­ nischer und wirtschaftlicher Probleme entgegen, deren Lösung umfangreiche anwendungsbezogene Untersuchungen erfordern. 1.1 Stand der Erkenntnisse Die in /7,8/ durchgeführten Untersuchungen gehen von einer ganz­ heitlichen Betrachtung des Aufbaues und der Planung flexibler Fertigungssysteme aus. Während in /7/ die Aufgaben der Werk­ stückbearbeitung und deren Lösung durch hochautomatisierte Fertigungskonzepte im Vordergrund stehen, ist in /8/ der Schwer­ punkt auf die Methodik der Planung, Entwicklung und Realisierung flexibler Fertigungssysteme gelegt. Zum Beurteilen neuer Ferti- - 3- gungskonzepte wird hier u. a. die Methode der Simulation von Fertigungsprozessen und -abläufen herangezogen.

Inhalt
0.1 Schrifttum.- 0.2 Verwendete Größen, Einheiten und Abkürzungen.- 0.3 Begriffe und Definitionen.- 1 Einleitung.- 1.1 Stand der Erkenntnisse.- 1.2 Zielsetzung und Aufgabenstellung.- 1.3 Vorgehensweise.- 2 Materialfluß als Teilsystem von Fertigungssystemen.- 2.1 Systemtechnische Betrachtung des Materialflußsystems.- 2.2 Anforderungen an das Werkstückflußsystem in flexiblen Fertigungssystemen.- 3 Analyse des Materialflusses in flexiblen Fertigungssystemen.- 3.1 Werkstückflußkosten und Wirtschaftlichkeit von Verkettungseinrichtungen.- 3.2 Verkettungsstruktur.- 3.3 Klassifizierung von Verkettungseinrichtungen nach dem technischen Aufbau.- 3.4 Analyse der Funktion Fördern.- 3.5 Analyse der Funktion Speichern.- 3.6 Analyse der Funktion Werkstückwechsel.- 3.7 Zusammenfassung zur Analyse des Materialflusses und Schlußfolgerungen.- 4 Planung von Materialflußsystemen.- 4.1 Problem der Auswahl von Verkettungseinrichtungen bei der Materialflußplanung.- 4.2 Lösung des Auswahlproblemes durch ein rechnerunterstütztes Auswahlverfahren.- 4.3 Anwendung des Auswahlverfahrens am Fallbeispiel einer industriellen Planungsaufgabe.- 5 Entwicklung eines linearmotorgetriebenen Palettenfördersystems.- 5.1 Ausgangsüberlegungen und Systemkonzeption.- 5.2 Vergleich mit herkömmlichen Systemen und Ausblick.- 6 Zusammenfassung.- Anhang I : Rechnerunterstütztes Auswahlverfahren für Verkettungseinrichtungen.- 1 Aufbau des Auswahlverfahrens.- 1.1 Identnummernsystem.- 1.2 Lösungskatalog für Verkettungseinrichtungen.- 1.3 Programm DAVE zur Auswahl von Verkettungs-einrichtungen.- 2 Ablauf des Auswahlvorganges.- 2.1 Eingabe von Auswahldaten im Dialogbetrieb.- 2.2 Ausgabe von Lösungsmöglichkeiten.- Anhang II: Linearmotorgetriebenes Palettenfördersystem mit trennbarenSchleppfahrzeugen.- 1 Aufbau der Versuchsanlage.- 1.1 Förderbahn.- 1.2 Schleppfahrzeuge.- 1.3 Positionier- und Kupplungseinrichtung.- 1.4 Steuerung und Regelung.- 2 Untersuchungen zu speziellen Problemen beim Einsatz von Linearmotoren.- 2.1 Positionieren mit Linearmotoren.- 2.1.1 Lösungsmöglichkeiten zum Positionieren mittels Linearmotoren.- 2.1.2 Versuchsergebnisse zum Positionieren.- 2.2 Dynamische Eigenschaften in Kurven- und Geradstrecken.- 2.2.1 Luftspaltgeometrie in Kurven.- 2.2.2 Versuchsergebnisse zum Beschleunigungs-vermögen.