Wie werden flexible Fertigungslinien angelegt?

Der Gesamtlayout einer flexiblen Fertigungslinie beschreibt, wie die Werkzeugmaschinen, Hilfsgeräte und die dazwischen liegenden Werkstücktransportsysteme angeordnet und miteinander verbunden sind.

Die Anordnung hängt von der Produktionsart, der Werkstückstruktur, der Transportmethode, den Anlagenbedingungen, der Prozessabfolge und dem Produktionsprogramm ab. Unterschiede in der Geometrie, Größe und Steifigkeit der Teile erfordern unterschiedliche Transportmethoden, und die Transportmethode bestimmt maßgeblich die endgültige Anordnung der Anlage.

1. Direkte Überweisung

Bei Anlagen mit Direktübergabe wird jedes Werkstück nacheinander zwischen den Stationen transportiert, wobei eine der Werkstückoberflächen als Übergabereferenz dient. Es gibt Durchlauf- und Seitenübergabe-Anordnungen. Zu den Durchlaufanordnungen zählen gerade, abgewinkelte, parallel verzweigte und rechteckige Schleifenformen.

1. Direkter Durchfluss. Das Förderband verläuft über die gesamte Linie. Zwei Indexiervorrichtungen unterteilen es in drei Abschnitte, wobei die Teile an einem Ende zugeführt werden und am anderen Ende das Band verlassen. Die Weiterleitung ist einfach und die Produktionsfläche wird effizient genutzt.

2. Schrägströmung. Wenn eine Fertigungslinie viele Stationen umfasst oder für eine geradlinige Werksanordnung zu lang ist, kann sie an einer oder mehreren Ecken abbiegen. Bei zwei Ecken kann das Werkstück auf natürliche Weise um 90° gedreht werden, wodurch separate horizontale Drehvorrichtungen überflüssig werden.
3. Parallele Verzweigungen. Wenn ein Arbeitsgang deutlich länger dauert als die anderen, können mehrere identische Maschinen parallel installiert werden, um den Produktionstakt auszugleichen.
4. Rechteckige Schlaufe. Diese Ausführung eignet sich für Linien, die mit Fahrvorrichtungen arbeiten. Die Vorrichtungen zirkulieren auf natürliche Weise, wodurch ein separates Rückführsystem entfällt.
5. Seitlicher Durchfluss oder kein Durchfluss. Das Hauptförderband verläuft parallel zu den Maschinen. Eine Transfereinheit befördert jedes Werkstück vom Förderband in die Maschine oder die Vorrichtung und bringt es nach der Bearbeitung wieder zurück. Dies ermöglicht die Bearbeitung mehrerer Seiten und gewährleistet präzise Beziehungen zwischen den Oberflächen, erfordert jedoch einen Quertransportmechanismus und mehr Stellfläche.

2. Transfer von Auswärtsspielen

Das Werkstück wird auf einer Fahrvorrichtung befestigt, die alle Stationen durchläuft. Die Fahrvorrichtungen können horizontal, direkt über oder unter der Linie oder entlang einer geneigten oberen oder unteren Bahn zurückfahren. Eine Fahrvorrichtung kann ein Werkstück um die Linie herumführen, sodass zwei Seitenflächen und die Oberseite in einem Durchlauf bearbeitet werden.

1. Horizontaler Rücklauf. Das Haupt- und das Rückführband bilden einen geschlossenen Kreislauf in einer horizontalen Ebene. Die Halterungen zirkulieren kontinuierlich, doch die Anordnung beansprucht beträchtliche Stellfläche.

2. Direkte Rückführung der Gemeinkosten. Die Vorrichtung wird am Ende der Linie angehoben, läuft entlang einer über dem Hauptförderband verlaufenden Hängebahn und wird am Anfang wieder abgesenkt. Dies spart Stellfläche, und eine geneigte Bahn kann die Schwerkraft nutzen, um den Rücklauf zu vereinfachen. Sie ist im Allgemeinen ungeeignet, wenn vertikale Maschinen die Bahn zu hoch führen würden, um eine bequeme Wartung zu ermöglichen.

Direkter Rücklauf über den Fußboden. Die Vorrichtung läuft unterhalb des Hauptförderers durch die Maschinenunterbauten zurück. Dies spart Platz, hält die Anlage für Einstell- und Wartungsarbeiten frei und eignet sich für kleine Vorrichtungen und Werkstücke, bei denen die Werkstattfläche begrenzt ist.

3. Geneigte obere oder untere Rückführung. Diese Anordnung kommt zum Einsatz, wenn die Bodenfläche, die Späneentsorgung oder vertikale Maschinen eine horizontale, überkopf- oder unterflurige Rückführung ausschließen. Bei einem geneigten oberen Rücklauf hebt ein Kettenantrieb die Vorrichtung auf eine Überkopfschiene hinter vertikalen oder geneigten Maschinen; diese Variante eignet sich für größere Werkstücke und Vorrichtungen. Bei einem geneigten unteren Rücklauf befindet sich der Durchgang hinter horizontalen Maschinen und eignet sich für kleinere Werkstücke und Vorrichtungen.

3. Überkopf-Transfer

Der Überkopf-Transfer eignet sich für wellenförmige Teile und komplexe Werkstücke, für die kein geeigneter Transferbezugspunkt vorhanden ist. Ein Portal über den Maschinen trägt in gleichmäßigen Abständen angeordnete Handhabungsroboter. Die Roboter transportieren Teile zwischen den Maschinen hin und her und übernehmen das Be- und Entladen. Der Aufbau ist einfach und eignet sich gut für Fertigungslinien mit relativ langer Taktzeit, ist jedoch auf kleinere, komplex geformte Werkstücke beschränkt.