DE102020117452A1

DE102020117452A1 - Transportanlage für ein Kraftfahrzeugbauteil sowie Verfahren zum Erfassen eines Kraftfahrzeugbauteils

Info

Publication number: DE102020117452A1
Application number: DE102020117452.7A
Authority: DE
Inventors: Ingo Heinle; Boris Bevc; Christoph Stenzel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Transportanlage (1) für ein Kraftfahrzeugbauteil (2), mit einer wenigstens einen Greifer umfassenden Transportvorrichtung (3), mittels welcher das Kraftfahrzeugbauteil (2) aufnehmbar und transportierbar ist, und mit wenigstens einer Erfassungseinrichtung (5), mittels welcher das Kraftfahrzeugbauteil in einem von der Transportvorrichtung (3) aufgenommenen Zustand des Kraftfahrzeugbauteils (2) erfassbar ist, wobei die Erfassungseinrichtung (5) wenigstens einen an der Transportvorrichtung (3) gehaltenen Sensor (4) aufweist, welcher relativ zu der Transportvorrichtung (3) und auf das Kraftfahrzeugbauteil (2) hin ausrichtbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Transportanlage für ein Kraftfahrzeugbauteil sowie ein Verfahren zum Erfassen eines Kraftfahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Aus der DE 10 2018 007 932 A1 ist bereits eine Produktionsanlage zur Herstellung von Kraftfahrzeugen bekannt, wobei die Produktionsanlage dazu eingerichtet ist, unterschiedliche Modellderivate eines Kraftfahrzeugtyps herzustellen. Die Produktionsanlage umfasst wenigstens eine Lagervorrichtung zur Lagerung von Kraftfahrzeugbauteilen der unterschiedlichen Modellderivate, sowie wenigstens ein transportables Lastaufnahmemittel mit wenigstens einem Aufnahmebereich zum Transportieren der Kraftfahrzeugbauteile zu wenigstens einer Montagestation. Die Produktionsanlage umfasst des Weiteren wenigstens ein Transportfahrzeug, das das Lastaufnahmemittel zur Montagestation befördern kann. Es ist weiterhin vorgesehen, dass ein Handhabungsroboter mit wenigstens einem beweglichen Greifer vorgesehen ist, der wenigstens einen Sensor zum Erkennen der Lage der Kraftfahrzeugbauteile aufweist. Der Handhabungsroboter ist zur Berechnung von Korrekturwerten für ein korrektes Greifen und Nehmen des Kraftfahrzeugbauteils aus dem Aufnahmebereich anhand der erkannten Lage des aufzunehmenden Kraftfahrzeugbauteils, zum Anwenden der Korrekturwerte beim Greifen des Kraftfahrzeugbauteils und zum anschließenden Bewegen des aufgenommenen Kraftfahrzeugbauteils zur Montagestation eingerichtet. Die Produktionsanlage umfasst wenigstens zwei Kameras, wobei die Produktionsanlage dazu eingerichtet ist, aus Bildern der wenigstens zwei Kameras eine relative Lage des Kraftfahrzeugbauteils zu ermitteln.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Transportanlage für ein Kraftfahrzeugbauteil sowie ein Verfahren zum Erfassen eines Kraftfahrzeugbauteils zu schaffen, welche ein besonders präzises Ermitteln einer Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Transportanlage für ein Kraftfahrzeugbauteil sowie durch ein Verfahren zum Erfassen eines Kraftfahrzeugbauteils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Transportanlage für ein Kraftfahrzeugbauteil mit einer wenigstens einen Greifer umfassenden Transportvorrichtung. Mittels der Transportvorrichtung ist das Kraftfahrzeugbauteil aufnehmbar und transportierbar, insbesondere innerhalb einer Fertigungsstätte für das Kraftfahrzeug beziehungsweise eines das Kraftfahrzeugbauteil aufweisenden Kraftfahrzeugs. Die Transportanlage umfasst des Weiteren wenigstens eine Erfassungseinrichtung, mittels welcher das Kraftfahrzeugbauteil in einem von der Transportvorrichtung aufgenommenen Zustand erfassbar ist. Das bedeutet, dass mittels der Erfassungseinrichtung das Kraftfahrzeugbauteil erfassbar ist, während das Kraftfahrzeugbauteil von der Transportvorrichtung aufgenommen ist. Insbesondere sind mittels der Erfassungseinrichtung das Kraftfahrzeugbauteil charakterisierende Messdaten erfassbar. Diese Messdaten können direkt ausgewertet oder erst geglättet und anschließend ausgewertet werden. Um das Kraftfahrzeugbauteil besonders präzise erfassen zu können, ist es vorgesehen, dass mittels der wenigstens einen Erfassungseinrichtung eine Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils in einem von der Transportvorrichtung aufgenommenen Zustand des Kraftfahrzeugbauteils erfassbar ist. Weiterhin können mittels der Transportanlage aus mehreren Kraftfahrzeugbauteilen zusammengesetzte Komponenten, aus mehreren Komponenten und/oder Kraftfahrzeugbauteilen zusammengesetzte Baugruppen, ganze Karosserien oder fertig montierte Kraftfahrzeuge transportiert und mittels der Erfassungseinrichtung erfasst werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung wenigstens einen an der Transportvorrichtung gehaltenen Sensor aufweist, welcher relativ zu der Transportvorrichtung und auf das Kraftfahrzeugbauteil hin ausrichtbar ist. Hierbei dient die Transportvorrichtung als Messaufnahme für das Kraftfahrzeugbauteil, wodurch beim Erfassen des Kraftfahrzeugbauteils mittels der wenigstens einen Erfassungseinrichtung das zu erfassende Kraftfahrzeugbauteil aufgrund dessen Anordnung an der Transportvorrichtung an einer genau vorgegebenen Relativposition zu der Erfassungseinrichtung reproduzierbar angeordnet ist. Um ein sicheres Erfassen des Kraftfahrzeugbauteils mittels der wenigstens einer Erfassungseinrichtung zu gewährleisten, ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Erfassungseinrichtung mit ihrem Erfassungsfeld auf das Kraftfahrzeugbauteil hin ausrichtbar ist. Hierdurch können mittels der wenigstens einen Erfassungseinrichtung mehrere unterschiedliche Kraftfahrzeugbauteile, insbesondere in ihrer Geometrie unterschiedliche Kraftfahrzeugbauteile, erfasst werden. Durch das Ausrichten der wenigstens einen Erfassungseinrichtung zu der Transportvorrichtung kann deren Erfassungsbereich an das zu erfassende Kraftfahrzeugbauteil angepasst werden. Die Transportanlage ermöglicht somit vorteilhafterweise ein Vermessen unterschiedlichster Kraftfahrzeugbauteile, wobei ein Umbauen der Transportanlage für das Vermessen der jeweiligen Kraftfahrzeugbauteile unterbleiben kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn eine Ausrichteeinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher der wenigstens eine Sensor mit seinem Erfassungsbereich relativ zu der Transportvorrichtung automatisiert ausrichtbar ist. Der wenigstens eine Sensor ist somit an der Transportvorrichtung gehalten, wodurch eine Relativposition zwischen dem Sensor und der Transportvorrichtung fixiert ist. Wird das zu vermessende Kraftfahrzeugbauteil mittels der Transportvorrichtung aufgenommen, dann ist der an der Transportvorrichtung gehaltene Sensor in einer definiert vorgegebenen Position relativ zu dem Kraftfahrzeugbauteil angeordnet. Hierdurch kann mittels des wenigstens einen Sensors der Erfassungseinrichtung das Kraftfahrzeugbauteil besonders präzise erfasst werden. Insbesondere kann mittels des wenigstens einen Sensors die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils besonders präzise vermessen werden. Durch die automatisierte Ausrichtbarkeit des Sensors zu dem von der Transportvorrichtung aufgenommen Kraftfahrzeugbauteil ist die Transportanlage besonders einfach und schnell sowie präzise an das jeweilige Kraftfahrzeugbauteil anpassbar. Hierdurch kann bei unterschiedlichster Ausgestaltung eines Kraftfahrzeugbauteils eine präzise Vermessung mittels des wenigstens einen Sensors sichergestellt werden. Mittels der Ausrichteeinrichtung kann hierfür der wenigstens eine Sensor relativ zu der Transportvorrichtung bewegbar beziehungsweise verschwenkbar an der Transportvorrichtung gehalten sein. Hierdurch kann mittels der Ausrichteeinrichtung der wenigstens eine Sensor relativ zu der Transportvorrichtung ausgerichtet werden, wodurch der Sensor mit seinem Erfassungsbereich auf das zu erfassende Kraftfahrzeugbauteil ausrichtbar ist. Die Ausrichteeinrichtung ermöglicht somit ein besonders einfaches und präzises Vermessen von Kraftfahrzeugbauteilen unterschiedlicher Größe und/oder Formen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der wenigstens eine Sensor als Lasersensor ausgebildet ist. Der Lasersensor ermöglicht ein besonders präzises Erfassen der Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils mittels wenigstens eines Laserstrahls. Darüber hinaus ermöglicht der Lasersensor ein besonders schnelles Erfassen der Geometrie des von der Transportvorrichtung aufgenommenen Kraftfahrzeugbauteils. Mittels des Lasersensors ist ein berührungsloses Erfassen der Geometrie des von der Transportvorrichtung aufgenommenen Kraftfahrzeugbauteils möglich.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Kraftfahrzeugbauteils, bei welchem mittels einer Transportvorrichtung das Kraftfahrzeugbauteil aufgenommen wird. Bei dem Verfahren ist des Weiteren vorgesehen, dass mittels einer Erfassungseinrichtung in dem von der Transportvorrichtung aufgenommenen Zustand des Kraftfahrzeugbauteils das Kraftfahrzeugbauteil erfasst wird. Die Transportvorrichtung dient somit als Messaufnahme beim Erfassen des Kraftfahrzeugbauteils mittels der Erfassungseinrichtung. Das Erfassen des Kraftfahrzeugbauteils mittels der Erfassungseinrichtung erfolgt in einem von der Transportvorrichtung aufgenommenen Zustand des Kraftfahrzeugbauteils. Das Verfahren ermöglicht ein Erfassen des Kraftfahrzeugbauteils im Zusammenhang mit einem Transportvorgang des Kraftfahrzeugbauteils mittels der Transportvorrichtung, wodurch ein Erfassungsvorgang des Kraftfahrzeugbauteils besonders schnell erfolgen kann.
Um ein besonders präzises Erfassen des Kraftfahrzeugbauteils sowie eine Vergleichbarkeit unterschiedlicher mittels der Erfassungseinrichtung erfasster Kraftfahrzeugbauteile zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils mittels der an der Transportvorrichtung gehaltenen Erfassungseinrichtung ermittelt wird. Das bedeutet, dass beim Verfahren zum einen die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteil ermittelt wird und dass zum anderen die Erfassungseinrichtung an der Transportvorrichtung gehalten ist, wodurch eine Relativposition der Erfassungseinrichtung zu der Transportvorrichtung definiert vorgegeben ist. Durch das Halten der Erfassungseinrichtung an der Transportvorrichtung, mittels welcher das Kraftfahrzeugbauteil aufnehmbar ist, ist eine Relativposition des mittels der Erfassungseinrichtung zu erfassenden Kraftfahrzeugbauteils zu der Erfassungseinrichtung präzise und reproduzierbar vorgegeben. Bei dem Verfahren wird somit das Kraftfahrzeugbauteil gleichzeitig mittels der Transportvorrichtung gehalten und mittels der Erfassungseinrichtung erfasst.
In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn mittels einer Ausrichteeinrichtung wenigstens ein Sensor der Erfassungseinrichtung relativ zu der Transportvorrichtung ausgerichtet wird. Das bedeutet, dass mittels der Ausrichteeinrichtung der wenigstens eine Sensor mit seinem Erfassungsbereich automatisiert auf das zu erfassende Kraftfahrzeugbauteil ausgerichtet wird. Hierfür wird mittels der Ausrichteeinrichtung der Sensor relativ zu der Transportvorrichtung verschwenkt und/oder translatorisch bewegt. Durch das Ausrichten des wenigstens einen Sensors der Erfassungseinrichtung mittels der Ausrichteeinrichtung relativ zu dem wenigstens einen Kraftfahrzeugbauteil ist es möglich, dass mittels der an der Transportvorrichtung gehaltenen Erfassungseinrichtung Kraftfahrzeugbauteile unterschiedlichster Größen und Geometrien erfasst werden können, wobei ein Umbauen der Erfassungseinrichtung beziehungsweise der Transportvorrichtung unterbleiben kann. Ein aufwendiges Umrüsten der Transportvorrichtung und/oder der Erfassungseinrichtung für ein Anpassen an das jeweilige zu erfassende Kraftfahrzeugbauteil kann somit vorteilhafterweise unterbleiben.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn mittels der Erfassungseinrichtung die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils frühestens nach Ablauf eines definierten ersten Zeitintervalls ab einem Aufnahmezeitpunkt erfasst wird. Zu dem Aufnahmezeitpunkt wird das Kraftfahrzeugbauteil von der Transportvorrichtung aufgenommen. Es wird somit zu dem Aufnahmezeitpunkt, zu welchem das Kraftfahrzeugbauteil in der Transportvorrichtung aufgenommen worden ist, das erste Zeitintervall gestartet. Nach Ablauf des ersten Zeitintervalls wird mittels der Erfassungseinrichtung das Kraftfahrzeugbauteil erfasst und die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils ermittelt. Hierdurch können Fehler beim Erfassen des Kraftfahrzeugbauteils, welche durch Schwingungen des Kraftfahrzeugbauteils infolge des Aufnehmens des Kraftfahrzeugbauteils mittels der Transportvorrichtung aufgetreten sind, zumindest im Wesentlichen vermieden werden. Hierdurch kann die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils mittels der Erfassungseinrichtung mit einer besonders hohen Präzision sowie einem besonders geringen Messfehler erfasst werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn mittels der Erfassungseinrichtung die Geometrie eines Kraftfahrzeugbauteils frühestens nach Ablauf eines definierten zweiten Zeitintervalls ab einem Stillstandszeitpunkt erfasst wird. Der Stillstandszeitpunkt definiert einen Zeitpunkt, ab welchem eine mittels der Transportvorrichtung auf das Kraftfahrzeugbauteil einwirkende Beschleunigung unterbleibt. Das bedeutet, dass bei dem Verfahren der Stillstandszeitpunkt ermittelt wird, zu welchem auf die Transportvorrichtung und auf das von der Transportvorrichtung aufgenommene Kraftfahrzeugbauteil eine Beschleunigung von zumindest im Wesentlichen null einwirkt. Bei Ermitteln des Stillstandszeitpunkts wird ab dem ermittelten Stillstandszeitpunkt das zweite Zeitintervall gestartet. Nach Ablauf des zweiten Zeitintervalls, insbesondere sobald das zweite Zeitintervall abgelaufen ist, wird mittels der Erfassungseinrichtung die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils ermittelt, indem das Kraftfahrzeugbauteil mittels der Erfassungseinrichtung aufgezeichnet wird. Hierdurch kann ein durch Schwingungen des Kraftfahrzeugbauteils infolge einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugbauteils induzierter Fehler bei einem Erfassen der Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils besonders gering gehalten werden. Insbesondere liegt der Stillstandszeitpunkt bei einem Stillstand der Transportvorrichtung vor, bei welchem eine Beschleunigung von zumindest im Wesentlichen null auf die Transportvorrichtung einwirkt.
Es hat sich in diesem Zusammenhang als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das definierte Zeitintervall weniger als 2 s, insbesondere weniger als eine 1 s, insbesondere ca. 0,75 s beträgt. Das bedeutet, dass das erste definierte Zeitintervall und/oder das zweite definierte Zeitintervall kürzer als 2 s ist, insbesondere kürzer als 1 s ist, insbesondere ca. 0,75 s lang ist. Nach einem Ablauf von 0,75 s ab einer Beendigung einer jüngsten auf das Kraftfahrzeugbauteil eingewirkten Beschleunigung hat sich das Kraftfahrzeugbauteil zumindest im Wesentlichen eingeschwungen, so dass ein Abstand zwischen dem an der Transportvorrichtung gehaltenen Kraftfahrzeugbauteil und der an der Transportvorrichtung gehaltenen Erfassungseinrichtung zumindest im Wesentlichen über die Zeit konstant ist. Hierdurch kann ein für die Erfassung des Kraftfahrzeugbauteils benötigtes Zeitfenster besonders klein gehalten werden, wodurch besonders kurze Produktionszeiten beziehungsweise Bearbeitungszeiten des Kraftfahrzeugbauteils umgesetzt werden können.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn mittels des wenigstens einen Sensors die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils berührungslos ermittelt wird. Insbesondere handelt es sich bei dem wenigstens einen Sensor der Erfassungseinrichtung um einen Lasersensor, mittels welchem über wenigstens einen Laserstrahl die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils berührungslos ermittelt wird. Das berührungslose Ermitteln der Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils ermöglicht, dass das Kraftfahrzeugbauteil durch die Erfassungseinrichtung beim Erfassen der Geometrie besonders wenig beeinträchtigt wird, wodurch die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils besonders präzise ermittelbar ist.
Es hat sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn mittels der Erfassungseinrichtung die ermittelte Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils für eine Steuereinrichtung bereitgestellt wird, mittels welcher in Abhängigkeit von der ermittelten Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils ein Bearbeitungsprozess des Kraftfahrzeugbauteils und/oder eines weiteren Kraftfahrzeugbauteils gesteuert wird. Mit anderen Worten wird in Abhängigkeit von der ermittelten Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils eine Prozessregelung einer die Transportvorrichtung und die wenigstens eine Erfassungseinrichtung umfassenden Transportanlage durchgeführt. Folglich werden der Bearbeitungsprozess des Kraftfahrzeugbauteils und/oder der Bearbeitungsprozess des weiteren Kraftfahrzeugbauteils in Abhängigkeit von der ermittelten Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils angepasst. Hierdurch können Produktionsfehler beziehungsweise Produktionsabweichungen des Kraftfahrzeugbauteils beziehungsweise des weiteren Kraftfahrzeugbauteils besonders gering gehalten werden und ein Aufrechterhalten einer Qualität von einer die Transportanlage aufweisenden Fertigungsstätte sichergestellt werden. Die wenigstens eine an einer Transportvorrichtung gehaltene Erfassungseinrichtung ermöglicht eine Inline-Überprüfung von in der Fertigungsstätte bearbeiteten Kraftfahrzeugbauteilen, wobei in Abhängigkeit von der Inline-Überprüfung das Bearbeiten des Kraftfahrzeugbauteils beziehungsweise des wenigstens einen weiteren Kraftfahrzeugbauteils für ein Sicherstellen einer definierten Qualität angepasst werden kann.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematische Perspektivansicht einer Transportvorrichtung einer Transportanlage, wobei mittels der Transportvorrichtung ein Kraftfahrzeugbauteil aufgenommen ist und an der Transportvorrichtung eine Erfassungseinrichtung gehalten ist, welche relativ zu dem auf der Transportvorrichtung aufgenommenen Kraftfahrzeugbauteil ausrichtbar ist und mittels welcher eine Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils ermittel ist;
2 eine schematische Perspektivansicht eines Sensors der Erfassungseinrichtung, welcher mit seinem Erfassungsbereich auf eine Oberfläche des zu erfassenden Kraftfahrzeugbauteils ausgerichtet ist, wodurch mittels des Sensors die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils ermittelbar ist; und
3 ein schematischer Graph eines mittels des als Lasersensors ausgebildeten Sensors der Erfassungseinrichtung über die Zeit ermittelten Abstands einer in dem Erfassungsbereich angeordneten Oberfläche zu der Erfassungseinrichtung, wobei der Graph eine Zeitspanne von einem ersten Zustand, in welchem das Kraftfahrzeugbauteil zu der Transportvorrichtung beabstandet ist, über einen zweiten Zustand, in welchem mittels der Transportvorrichtung das Kraftfahrzeugbauteil aufgenommen wird, zu einem dritten Zustand abbildet, in welchem das Kraftfahrzeugbauteil von der Transportvorrichtung aufgenommenen und zumindest im Wesentlichen unbeschleunigt ist.

In 1 ist in einer schematischen Perspektivansicht eine Transportanlage 1 für ein Kraftfahrzeugbauteil 2 gezeigt. Mittels der Transportanlage 1 ist das Kraftfahrzeugbauteil 2 innerhalb einer Fertigungsstätte für das Kraftfahrzeugbauteil 2 beziehungsweise ein das Kraftfahrzeugbauteil 2 aufweisendes Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, transportierbar. In der Fertigungsstätte können ein Karosseriebau und/oder eine Montage des Kraftfahrzeugs stattfinden. Hierbei ist das Kraftfahrzeugbauteil 2 insbesondere relativ zu einem Presswerk beziehungsweise zwischen Presswerkzeugen mittels der Transportanlage 1 transportierbar. Die Transportanlage 1 ist somit dazu eingerichtet, das Kraftfahrzeugbauteil 2 innerhalb der Fertigungsstätte zu bewegen, insbesondere von einer ersten Bearbeitungsstation zu einer zweiten Bearbeitungsstation.
Um das Kraftfahrzeugbauteil 2 aufnehmen und transportieren zu können, umfasst die Transportanlage 1 eine Transportvorrichtung 3. Mittels der Transportvorrichtung 3 ist das Kraftfahrzeugbauteil 2 aufnehmbar und innerhalb der Fertigungsstätte transportierbar. Weiterhin umfasst die Transportanlage 1 eine Erfassungseinrichtung 5. An der Transportvorrichtung 3 ist wenigstens ein Sensor 4 der Erfassungseinrichtung 5, insbesondere die gesamte Erfassungseinrichtung 5 gehalten. Vorliegend ist der Sensor 4 als Lasersensor ausgebildet, mittels welchem über ein Aussenden eines Laserstrahls 7 sowie über ein Empfangen einer Reflexion des Laserstrahls 7 eine Entfernung eines Gegenstands zu dem Lasersensor ermittelbar ist. Vorliegend ist der Sensor 4 mit seinem Erfassungsbereich auf das von der Transportvorrichtung 3 aufgenommene Kraftfahrzeugbauteil 2 ausgerichtet. Um mittels der Transportanlage 1 Kraftfahrzeugbauteile 2 unterschiedlicher Größen und/oder Formen mittels der Erfassungseinrichtung 5 erfassen beziehungsweise vermessen zu können, ist eine schematisch mit einem Kästchen gekennzeichnete Ausrichteeinrichtung 6 vorgesehen. Der Sensor 4 der Erfassungseinrichtung 5 ist über die Ausrichteeinrichtung 6 an der Transportvorrichtung 3 relativ zu der Transportvorrichtung 3 in seiner Lage und Orientierung einstellbar. Mittels der Ausrichteeinrichtung 6 ist somit der Sensor 4 der Erfassungseinrichtung 5 mit seinem Erfassungsbereich auf das von der Transportvorrichtung 3 aufgenommene Kraftfahrzeugbauteil 2 ausrichtbar, um zu gewährleisten, dass das von der Transportvorrichtung 3 aufgenommene Kraftfahrzeugbauteil 2 mittels des Sensors 4 erfasst werden kann.
In 2 ist der Sensor 4 der Erfassungseinrichtung 5 vergrößert dargestellt, wobei erkannt werden kann, dass mittels des Sensors 4 der Laserstrahl 7 auf eine Oberfläche des mittels der Transportvorrichtung 3 aufgenommenen Kraftfahrzeugbauteils 2 ausrichtbar ist. Bei einem Kontaktpunkt des Laserstrahls 7 mit der Oberfläche des Kraftfahrzeugbauteils 2 handelt es sich um einen Messpunkt 8. Mittels des Sensors 4 ist somit über den wenigstens einen Laserstrahl 7 ein Abstand zwischen dem Sensor 4 und dem Messpunkt 8 an der Oberfläche des Kraftfahrzeugbauteils 2 ermittelbar. In Abhängigkeit von dem ermittelten Abstand zwischen dem Sensor 4 und dem Messpunkt 8 an der Oberfläche des Kraftfahrzeugbauteils 2 kann mittels der Erfassungseinrichtung 5 die Geometrie des von der Transportvorrichtung 3 aufgenommenen Kraftfahrzeugbauteils 2 ermittelt werden. Das Erfassen des Abstands zwischen dem Sensor 4 und dem Messpunkt 8 auf der Oberfläche des Kraftfahrzeugbauteils 2 bei dem von der Transportvorrichtung 3 aufgenommenen Zustand des Kraftfahrzeugbauteils 2 stellt eine reproduzierbare Ausrichtung des Kraftfahrzeugbauteils 2 zu dem Sensor 4 der Erfassungseinrichtung 5 sicher und ermöglicht somit eine reproduzierbare Vermessung des Kraftfahrzeugbauteils 2. Bei dem Kraftfahrzeugbauteil 2 handelt es sich vorliegend um ein Türinnenblech, wobei der Messpunkt 8 im Bereich eines Dachrahmens angeordnet ist.
Bei einem Verfahren zum Vermessen des Kraftfahrzeugbauteils 2 mittels der Erfassungseinrichtung 5, insbesondere bei einem Ermitteln einer Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils 2 mittels der Erfassungseinrichtung 5 ist es somit vorgesehen, dass das Kraftfahrzeugbauteil 2 mittels der Transportvorrichtung 3 aufgenommen wird. In seinem von der Transportvorrichtung 3 aufgenommenen Zustand wird der wenigstens eine Sensor 4 der Erfassungseinrichtung 5 mittels der Ausrichteeinrichtung 6 auf das Kraftfahrzeugbauteil 2 mit seinem Erfassungsbereich ausgerichtet und anschließend mittels des Sensors 4 das Kraftfahrzeugbauteil 2 erfasst. Hierbei kann mittels des Sensors 4 das Kraftfahrzeugbauteil 2 berührungslos erfasst werden, insbesondere bei einer Ausgestaltung des Sensors 4 als Lasersensor. Die mittels der Erfassungseinrichtung 5 ermittelte Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils 2 kann von der Steuereinrichtung bereitgestellt werden, mittels welcher ein Prozess zum Bearbeiten des Kraftfahrzeugbauteils 2 und/oder eines weiteren Kraftfahrzeugbauteils regelbar ist, wodurch in Abhängigkeit von der ermittelten Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils 2 ein Bearbeiten des Kraftfahrzeugbauteils 2 und/oder eines weiteren Kraftfahrzeugbauteils einstellbar beziehungsweise anpassbar ist.
Um einen Messfehler infolge von Schwingungen des von der Transportvorrichtung 3 aufgenommenen Kraftfahrzeugbauteils 2 relativ zu dem Sensor 4 der Erfassungseinrichtung 5 besonders gering zu halten, ist es vorgesehen, dass mittels des Sensors 4 die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils 2 nach Ablauf eines definierten ersten Zeitintervalls ab einem Aufnahmezeitpunkt 14 oder nach Ablauf eines definierten zweiten Zeitintervalls ab einem Stillstandszeitpunkt erfasst wird. Der Aufnahmezeitpunkt 14 definiert einen Zeitpunkt, zu welchem das Kraftfahrzeugbauteil 2 mittels der Transportvorrichtung 3 aufgenommen worden ist und anschließend in dem aufgenommenen Zustand des Kraftfahrzeugbauteils 2 durch die Transportvorrichtung 3 eine weitere Beschleunigung des Kraftfahrzeugbauteils 2 unterbleibt. Der Stillstandszeitpunkt definiert einen Zeitpunkt, zu welchem eine Beschleunigung des von der Transportvorrichtung 3 aufgenommenen Kraftfahrzeugbauteils 2 stoppt und eine weitere Beschleunigung des Kraftfahrzeugbauteils 2 in seinem von der Transportvorrichtung 3 aufgenommenen Zustand unterbleibt. Somit beschreiben sowohl der Aufnahmezeitpunkt 14 als auch der Stillstandszeitpunkt jeweilige Zeitpunkte, zu welchen sich eine Beschleunigung des an der Transportvorrichtung 3 aufgenommenen Kraftfahrzeugbauteils 2 von einem Wert ungleich null auf ca. null ändert und auf dem Wert von ca. null gehalten wird.
In dem Graphen in 3 ist ein Laserweg des Laserstrahls 7 des Sensors 4 über die Zeit t aufgetragen. Hierbei ist sowohl ein gemessener Laserweg 9 als auch ein gemittelter Laserweg 10 aufgetragen. 3 bildet einen ersten Zustand 11, einen zweiten Zustand 12 und einen dritten Zustand 13 des Kraftfahrzeugbauteils 2 ab. In dem ersten Zustand 11 ist das Kraftfahrzeugbauteil 2 beabstandet zu der Transportvorrichtung 3 angeordnet, so dass mittels des Laserstrahls 7 über den Laserweg ein Abstand zwischen dem Sensor 4 und der Transportvorrichtung 3 ermittelt wird. In dem zweiten Zustand 12 wird das Kraftfahrzeugbauteil 2 mittels der Transportvorrichtung 3 zu dem Aufnahmezeitpunkt 14 aufgenommen und schwingt sich an der Transportvorrichtung 3 ein. Dies ist im Graphen durch eine starke Auslenkung des mittels des Laserstrahls 7 gemessenen Laserweg 9 erkennbar. Nach Ablauf einer gewissen Zeitspanne ab dem Aufnahmezeitpunkt 14 nimmt das von der Transportvorrichtung 3 aufgenommene Kraftfahrzeugbauteil 2 einen eingeschwungenen Zustand ein, bei welchem es sich um den dritten Zustand 13 handelt. In dem eingeschwungenen Zustand des Kraftfahrzeugbauteils 2 schwankt der mittels des Sensors 4 ermittelte Laserweg 9 des Kraftfahrzeugbauteils 2 zu dem Sensor 4 um den über die Zeit t zumindest im Wesentlichen konstanten gemittelten Laserweg 10. Um zu vermeiden, dass das Kraftfahrzeugbauteil 2 mittels des Sensors 4 in dem zweiten Zustand 12 vermessen wird, ist es vorgesehen, dass mittels des Sensors 4 die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils 2 frühestens nach Ablauf des definierten Zeitablaufs ab dem Stillstandszeitpunkt oder dem Aufnahmezeitpunkt 14 ermittelt wird. Der Start des definierten Zeitintervalls wird hierbei durch den Übergang von dem ersten Zustand 11 zu dem zweiten Zustand 12 vorgegeben. Das definierte Zeitintervall, welches abgewartet wird bevor mittels des Sensors 4 das Kraftfahrzeugbauteil 2 vermessen wird, entspricht ungefähr der Zeitspanne und ist hierbei insbesondere länger als die Zeitspanne, über welche das Kraftfahrzeugbauteil 2 in dem zweiten Zustand 12 vorliegt. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Kraftfahrzeugbauteil 2 mittels des Sensors 4 der Erfassungseinrichtung 5 insbesondere in dem dritten Zustand 13 und somit in dem eingeschwungenen Zustand vermessen wird. Hierdurch kann ein Messfehler des Erfassens des Kraftfahrzeugbauteils 2 mittels der Erfassungseinrichtung 5 besonders gering gehalten werden.
Der beschriebene Transportanlage 1 liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mittels Daten, die während einer Produktion von Platinen und Bauteilen als Kraftfahrzeugbauteile 2 gewonnen werden können, Anlagen bedient und/oder einem Qualitätsmanagement und/oder Planungsstellen von Presswerken Handlungsempfehlungen für eine Aufrechterhaltung robuster Produktionsprozesse und damit zur Sicherstellung einer Fahrzeugqualität zur Verfügung gestellt werden sollen. Es sind bereits Grundlagen geschaffen, eine Eigenschaften von Halbzeugen insbesondere hinsichtlich Blechdicken, Oberflächenrauigkeit, Schmierstoffmenge und Festigkeitswerten, mittels Sensoren zu erfassen und in einer zentralen Datenbank abzulegen. Ferner können Produktionsparameter von Platinenbeschnittanlagen und einer Pressenstraße gespeichert und die erfassten Daten eindeutig einzelnen Platinen zugeordnet werden. Hierdurch können wichtige Fertigungsrandbedingungen sowie Ausgangseigenschaften eines Rohmaterials für das Kraftfahrzeugbauteil 2 über eine gesamte Prozesskette zurückverfolgt und nachvollzogen werden. Bei einem Auftreten von Qualitätsproblemen während eines Produktionsbetriebs sollen systembasiert konkrete Lösungsvorschläge, wie beispielsweise eine Veränderung einer Einstellung eines Blechhalterdrucks, insbesondere hinsichtlich Zylinderkräften, oder tribologischer Verhältnisse vorgeschlagen werden. Insbesondere wird eine vollständige Prozessregelung angestrebt. Die beschriebenen Daten bieten in Kombination mit den erwähnten Methoden das Potential, ausgehend von Eigenschaften einer Rohplatine über den Produktionsprozess im Presswerk bis zu einem fertigen Kraftfahrzeug Zusammenhänge und Sensitivitäten zu erkennen, Kosten zu identifizieren, systemgestützte Warnhinweise bei Qualitätsproblemen zu erzeugen, Trends zu verfolgen und Daten mit dem Ziel einer Erfahrungsrückführung für eine Neuteileplanung bereitzustellen. Für eine Prozessregelung ist es vorgesehen, eine Qualität von mehreren Kraftfahrzeugbauteilen 2 kontinuierlich zu erfassen. Die beschriebene Transportanlage 1 bietet eine Möglichkeit, mehrere bereitgestellte Kraftfahrzeugbauteile 2 zu messen und innerhalb einer Sekunde ein Ergebnis dieser Messung des jeweiligen Kraftfahrzeugbauteils 2 in eine Datenbank zu schreiben. Um eine zeitnahe Reaktion für eine Prozessregelung zu ermöglichen, sind sämtliche produzierten Kraftfahrzeugbauteile 2 zu erfassen, um genügend Daten für die zeitnahe Reaktion bereitzustellen.
Die im Zusammenhang mit den Figuren beschriebene Transportanlage 1 ermöglicht ein genaues Bestimmen geometrischer Abweichungen des Kraftfahrzeugbauteils 2. Bei der Transportanlage 1 ist es vorgesehen, dass Greifer der Transportvorrichtung 3 als Aufnahme zur Messung der Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils 2 verwendet werden. Somit stellt die Transportanlage 1 eine Messaufnahme bereit. Darüber hinaus wird eine Leerstation für eine Vermessung des Kraftfahrzeugbauteils 2 nicht benötigt. Da Transportsysteme zwingend für eine Fertigungsstätte vorhanden zu sein haben, ergeben sich durch die Transportanlage 1 keine zusätzlichen Kosten, wenn diese für die Messung der Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils 2 verwendet wird.
Der wenigstens eine Sensor 4 der Erfassungseinrichtung 5 ist flexibel an der Transportvorrichtung 3 gehalten und ermöglicht ein berührungsloses Erfassen des Kraftfahrzeugbauteils 2. Das flexible Halten des wenigstens einen Sensors 4 an der Transportvorrichtung 3 bedeutet, dass ein automatisches Anpassen einer Messrichtung des wenigstens einen Sensors 4 relativ zu dem Kraftfahrzeugbauteil 2 beziehungsweise zu der Transportvorrichtung 3 automatisch möglich ist, wodurch ohne einen manuellen Eingriff unterschiedliche Kraftfahrzeugbauteile 2 mittels der Erfassungseinrichtung 5 erfassbar sind. Das beschriebene Verfahren sowie die Transportanlage 1 ermöglichen somit ein Erfassen unterschiedlicher Kraftfahrzeugbauteile 2, ohne dass ein Eingriff in eine Werkzeugkonstruktion oder in einen Ablauf einer Operation eines Produktionsprozesses erforderlich ist. Das Ermitteln der Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils 2 dient einer Generierung von Daten für eine Prozesssteuerung, wobei eine Qualitätserfassung des Kraftfahrzeugbauteils 2 unterbleiben kann. Für das Generieren der Daten für die Prozesssteuerung kann es ausreichend sein, einzelne lokale Stellen des jeweiligen Kraftfahrzeugbauteils 2 zu vermessen.
Bei einem Vermessen der Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils 2 basierend auf einem Aufnehmen des Kraftfahrzeugbauteils 2 mittels der Transportvorrichtung 3 können Schwingungen des Kraftfahrzeugbauteils 2 auftreten. Zu dem Aufnahmezeitpunkt 14 wurde, wie in 3 erkannt werden kann, durch Einschalten eines Saugnapfes der Transportvorrichtung 3 eine Veränderung einer Lagesituation des Kraftfahrzeugbauteils 2 verursacht. Der über die Zeit t aufgetragene gemessene Laserweg 9 zeigt eine zeitabhängige Distanz zwischen dem Sensor 4 und dem Messpunkt 8, welcher zumindest im zweiten Zustand 12 und im dritten Zustand 13 auf der Oberfläche des Kraftfahrzeugbauteils 2 liegt. Vorliegend liegt der Messpunkt 8 in dem ersten Zustand 11 auf einer Oberfläche der Transportvorrichtung 3. Der gemittelte Laserweg 10 beschreibt eine Glättung des gemessenen Laserwegs 9 mittels eines bewegten Fensters, vorliegend mit einer Fenstergröße von 100. Nach einem Ablauf einer Zeitspanne von 0,75 s ab dem Aufnahmezeitpunkt 14 ist eine Abweichung des gemittelten Laserwegs 10 zum eingeschwungenen Zustand und somit zum dritten Zustand 13 des Kraftfahrzeugbauteils 2 geringer als 0,1 mm. Durch eine geeignete Programmierung der Transportanlage 1 kann somit ein Zeitfenster für eine Messung des Kraftfahrzeugbauteils 2 geschaffen werden, wobei ein langfristiger Stillstand der Transportvorrichtung 3 für eine Vermessung des Kraftfahrzeugbauteils 2 nicht erforderlich ist. Es genügt bis zu einem Erreichen eines eingeschwungenen Zustands keine Beschleunigung auf das Kraftfahrzeugbauteil 2 wirken zu lassen. Durch diese Art der Messung und Auswertung des Kraftfahrzeugbauteils 2 können alle in der Fertigungsstätte produzierten Kraftfahrzeugbauteile 2 erfasst werden.
Das beschriebene Verfahren erlaubt eine kostengünstige Erfassung einer Qualität einer Geometrie aller in einer Fertigungsstätte produzierten Kraftfahrzeugbauteile 2 bei einem Fertigungsauftrag.
Insgesamt zeigt die Erfindung, wie eine Inline-Messung einer Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils 2 für eine Prozesssteuerung erfolgen kann.
Bezugszeichenliste

1: Transportanlage
2: Kraftfahrzeugbauteil
3: Transportvorrichtung
4: Sensor
5: Erfassungseinrichtung
6: Ausrichteeinrichtung
7: Laserstrahl
8: Messpunkt
9: gemessener Abstand
10: gemittelter Abstand
11: erster Zustand
12: zweiter Zustand
13: dritter Zustand
14: Aufnahmezeitpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018007932 A1 [0002]

Claims

Transportanlage (1) für ein Kraftfahrzeugbauteil (2), mit einer wenigstens einen Greifer umfassenden Transportvorrichtung (3), mittels welcher das Kraftfahrzeugbauteil (2) aufnehmbar und transportierbar ist, und mit wenigstens einer Erfassungseinrichtung (5), mittels welcher das Kraftfahrzeugbauteil in einem von der Transportvorrichtung (3) aufgenommenen Zustand des Kraftfahrzeugbauteils (2) erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (5) wenigstens einen an der Transportvorrichtung (3) gehaltenen Sensor (4) aufweist, welcher relativ zu der Transportvorrichtung (3) und auf das Kraftfahrzeugbauteil (2) hin ausrichtbar ist.
Transportanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausrichteeinrichtung (6) vorgesehen ist, mittels welcher der wenigstens eine Sensor (4) mit seinem Erfassungsbereich relativ zu der Transportvorrichtung (3) automatisiert ausrichtbar ist.
Transportanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (4) als Lasersensor ausgebildet ist.
Verfahren zum Erfassen eines Kraftfahrzeugbauteils (2), bei welchem mittels einer Transportvorrichtung (3) das Kraftfahrzeugbauteil (2) aufgenommen wird, und mittels einer Erfassungseinrichtung (5) in dem von der Transportvorrichtung (3) aufgenommenen Zustand des Kraftfahrzeugbauteils (2) das Kraftfahrzeugbauteil (2) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der an der Transportvorrichtung (3) gehaltenen Erfassungseinrichtung (5) eine Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils (2) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Ausrichteeinrichtung (6) wenigstens ein Sensor (4) der Erfassungseinrichtung (5) relativ zu der Transportvorrichtung (3) ausgerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Erfassungseinrichtung (5) die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils (2) frühestens nach Ablauf eines definierten ersten Zeitintervalls ab einem Aufnahmezeitpunkt (14), zu welchem das Kraftfahrzeugbauteil (2) von der Transportvorrichtung (3) aufgenommen worden ist, erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Erfassungseinrichtung (5) die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils (2) frühestens nach Ablauf eines definierten zweiten Zeitintervalls ab einem Stillstandszeitpunkt, ab welchem eine mittels der Transportvorrichtung (3) auf das Kraftfahrzeugbauteil (2) einwirkende Beschleunigung unterbleibt, erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das definierte Zeitintervall weniger als 2 Sekunden, insbesondere weniger als 1 Sekunde, insbesondere circa 0,75 Sekunden beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des wenigstens einen Sensors (4) die Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils (2) berührungslos ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Erfassungseinrichtung (5) die ermittelte Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils (2) für eine Steuereinrichtung bereitgestellt wird, mittels welcher in Abhängigkeit von der ermittelten Geometrie des Kraftfahrzeugbauteils (2) ein Bearbeitungsprozess des Kraftfahrzeugbauteils (2) und/oder eines weiteren Kraftfahrzeugbauteils gesteuert wird.