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Die Erfindung betrifft eine Anordnung
zum Prüfen
von Vorrichtungen, insbesondere Greifeinrichtungen, Geowerkzeugen
oder Spannrahmen im Rohbau von Fahrzeugkarosserien mit den Merkmalen
im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Derartige Vorrichtungen werden in
teil- oder vollautomatischen Anlagen oder Zellen des Karosserierohbaus
eingesetzt, wobei durch geeignete Förderer z.B. Roboter, die Vorrichtung
und ein oder mehrere Bauteile der Fahrzeugrohkarosse relativ zueinander
bewegt werden. Hierbei kann es zu Kollisionen und Crashs kommen,
bei denen die Vorrichtung beschädigt
wird. Derartige Beschädigungen
führen meist
zu einer geometrischen Veränderung
der Vorrichtung. Hierbei können
z.B. funktions- oder bauteilrelevante Vorrichtungsteile, wie Spanner,
Greifer, Pass- oder Scherstifte, Zentrierstifte oder dergleichen
verbogen, verdreht oder auf andere Weise aus ihrer Soll-Position
gebracht werden. Gleiches kann durch eine Verformung des Vorrichtungsgestells
geschehen. In der Praxis werden Crashs durch eine Überwachung
des Motorstromes der Roboterachsantriebe erkannt und gemeldet. Dies
funktioniert zuverlässig
jedoch nur bei heftigen Kollisionen, die bis zum Roboterantrieb
durchschlagen. Kleinere Kollisionen mit geringeren Kräften, die
durch ein Nachgeben der Vorrichtung oder ihrer Teile zumindest weitgehend
aufgefangen werden, lassen sich durch die Motorstromüberwachung
nicht erkennen. Solch kleine Kollisionen führen aber trotzdem zu Beschädigungen
und zu einer Fehlfunktion der Vorrichtung, was wiederum Fehler im
Bearbeitungsprozess und an der Fahrzeugrohkarosserie nach sich zieht.
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Bei den vorerwähnten größeren Kollisionen, die durch
eine Motorstromüberwachung
festgestellt und signalisiert werden, wird die Vorrichtung ausgetauscht
und repariert. Hierzu muss die Vorrichtung zur Ermittlung und Reparatur
der unbekannten Schäden
ausgebaut, komplett neu vermessen und eingerichtet werden. Dies
ist ein sehr aufwändiger
Vorgang und kann nur außerhalb
des Vorrichtungsbetriebs geschehen.
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Die
DE 100 39 266 A1 befasst sich mit der optischen
Fehlererkennung von Blechteilen in einem Press- und/oder Schneidwerkzeug.
Hierbei geht es nicht um das Werkzeug selbst und dessen Positionierung
oder Orientierung, sondern nur um die Werkstücke und insbesondere die Schneidabfälle. Vor
einer Neubeschickung des Werkzeugs soll über ein Kamerasystem geprüft werden,
ob sich im Bereich der Press- und/oder Schneidelemente noch Blechteile und
insbesondere Schneidabfälle
befinden, die zu einer Beschädigung
des Werkzeugs führen
können.
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Bei der
EP 0 902 251 A2 geht es
um die Vermessung von Werkstücken
und insbesondere Karosserieteilen hinsichtlich ihrer Anordnung zueinander. Insbesondere
soll ermittelt werden, ob die Bauteile im Fügebereich spaltmäßig spannungsfrei
zueinander liegen. Eine Vorrichtung und deren Vorrichtungsteile werden
jedoch nicht überprüft.
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Die
EP 0 946 883 B1 offenbart eine optische Messeinrichtung
für Karosserieteile,
bei der wiederum das Bauteil auf seine Maßhaltigkeit vermessen wird.
Ein Roboter. führt
hierbei einen Probentaster an prozessrelevante Bauteilstellen heran,
wobei die Tasterposition anschließend optisch vermessen wird. Wie
bei den vorerwähnten
Druckschriften wird hier ebenfalls nicht die Vorrichtung als solche überprüft.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
bessere Möglichkeit
zur Kollisionsüberwachung aufzuzeigen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen
im Hauptanspruch.
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Die beanspruchte Prüfanordnung
hat den Vorteil, dass die Vorrichtung im Betrieb kontrolliert werden
kann. Dies schließt
eine permanente oder zeitweise Online-Überwachung während der
Bearbeitungsvorgänge
und auch eine Offline-Überwachung
während
der Bearbeitungs- oder Taktpausen, z.B. beim Bauteilwechsel, ein.
Die Vorrichtung braucht zur Überwachung
nicht ausgebaut und nicht entfernt zu werden.
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Mit der beanspruchten Prüfanordnung
werden Kollisionen und Crashs schneller, sicherer und zielgenauer
erkannt als mit der vorbekannten Motorstromüberwachung. Die Motorstromüberwachung funktioniert
außerdem
nur bei robotergeführten
Vorrichtungen. Die erfindungsgemäße Prüfanordnung kann
hingegen beliebig bei stationären
oder instationären
Vorrichtungen eingesetzt werden.
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Durch gezielte Überwachung der funktions- oder
bauteilrelevanten Vorrichtungsteile ist es außerdem möglich, die auftretenden Kollisionen
und evtl. hieraus hervorgehenden Schäden genau und sicher zu lokalisieren.
Eine Reparatur kann dadurch sehr viel schneller, zielgerichteter
und einfacher als beim Stand der Technik durchgeführt werden.
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Ferner ist es möglich, durch die Überwachung
evtl. andere Veränderungen
der Vorrichtungsgeometrie, z.B. Lockerungen und Lageänderungen der
Vorrichtungsteile, festzustellen und zu beheben. Anhand der Überwachung
und des gewonnenen Feedbacks können
kleinere Reparaturen mit sofortiger Kontrollmöglichkeit vor Ort und ohne
Demontage der Vorrichtung erfolgen.
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Die Prüfanordnung und insbesondere
eine während
des Vorrichtungsbetriebs online betriebene Prüfanordnung erlaubt ferner die
Erkennung von Kollisionen, die sich im rein elastischen Bereich
abspielen und keine bleibenden Schäden zur Folge haben. In einem
solchen Fall kann die Vorrichtung weiter betrieben werden. Die erkannte
Kollision oder sonstige Störung
kann jedoch in anderer Weise ausgewertet werden, um deren Ursachen
zu erforschen und abzustellen, indem z.B. Prozessabläufe, Störbereiche
etc. gezielt überprüft werden.
Die bei der Überwachung erkannten
Störungen
können
mit ihrer Art, dem Ort des Auftretens, dem Kollisionszeitpunkt und
dergleichen anderen prozessrelevanten Parametern gespeichert und
für Auswertungen
herangezogen werden.
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Für
die Prüfanordnung
gibt es verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen. Die Prüfanordnung kann
insbesondere ein oder mehrere Prüfinstrumente
aufweisen, welche teilweise oder vollständig an der Vorrichtung oder
ggf. auch teilweise oder vollständig
extern angeordnet sind.
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Die bevorzugte Ausführungsform
mit ein oder mehreren Sendern sowie Empfängern und ggf. zusätzlichen
Reflektoren hat den Vorteil, dass mit dem vom Sender emittierten
gerichteten Prüfmittel zielgenau
die Relativpositionen und/oder -orientierungen der zu überwachenden Vorrichtungsteile
gegenüber
einem Referenzort kontrolliert werden können. Kollisionen mit entsprechenden
elastischen oder plastischen Verformungen führen zu einer örtlichen
Veränderung
zwischen Sender und Empfänger oder
Reflektor und werden durch eine Unterbrechung des gerichteten Prüfmittels
erkannt. Durch eine enge Bündelung
des Prüfmittels,
z.B. in Form eines Laserstrahls, kann in Verbindung mit entsprechend
richtempfindlichen Sendern und Empfängern oder Reflektoren eine
hohe Prüfgenauigkeit
erreicht werden. Bei einer geeigneten Ausbildung von Sendern und Empfängern, z.B.
einer Lasereinheit, kann auch eine Entfernungsmessung durchgeführt werden,
welche das Erkennen von elastischen und plastischen Verformungen
in Strahlrichtung erlaubt.
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Eine an der Vorrichtung angebaute
und mitgeführte
Prüfanordnung
ermöglicht
eine Online-Überwachung,
die auch währen
der Bearbeitungsprozesse, z.B. einem Schweiß- oder Handlingsprozess, in
Funktion sein kann. Die Vorrichtung kann hierfür in Abstimmung an das Bauteil
entsprechend angepasst sein, um das oder die gerichteten Prüfmittel
nicht durch das Bauteil zu unterbrechen.
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Bei einer mitgeführten Prüfanordnung empfiehlt sich der
Einsatz von ein oder mehreren Schutzeinrichtungen für die Prüfinstrumente.
Diese können z.B.
in den Überwachungspausen
und in besonders kritischen Bearbeitungsphasen, z.B. während des Schweißprozesses
gesteuert in Funktion sein. Schäden
an den Prüfinstrumenten
oder Beeinträchtigungen
der Überwachung
durch ungünstige
Umweltbedingungen, Schweißspritzer,
Rauch etc. können
hierdurch vermieden werden.
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Ergänzend zur Vorrichtungsüberwachung kann
auch eine Bauteilüberwachung
durchgeführt werden.
Durch die Vorrichtungsüberwachung
ist die Einhaltung der Soll-Geometrie der Vorrichtung sichergestellt,
so dass von hier aus mit hoher Zuverlässigkeit auch das Bauteil überwacht
werden kann. Dies kann z.B. durch ein oder ' mehrere Bauteilprüfer, z.B. Abstandsmesser oder
dergleichen geschehen, die an der Vorrichtung angeordnet sind.
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In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen
beispielsweise und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
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1:
Einen Roboter mit einer als Greifeinrichtung ausgebildeten Vorrichtung
sowie einer mitgeführten
Prüfanordnung,
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2:
eine vergrößerte Seitenansicht
der Greifeinrichtung mit der Prüfanordnung,
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3:
eine abgebrochene vergrößerte und geschnittene
Detailansicht einer Schutzeinrichtung,
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4:
eine Draufsicht auf die Vorrichtung und die Prüfanordnung gemäß Pfeil
IV von 1,
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5:
eine Variante der Vorrichtung und Prüfanordnung von 2 mit einem eingelegten Bauteil und Bauteilprüfern,
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6:
zwei Varianten der Prüfanordnung von 1 mit einem stationären optischen
Prüfsystem
und einem alternativen stationären
Sender und
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7:
eine weitere abgebrochen dargestellte Variante der Prüfanordnung
mit einer externen Prüflehre.
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1 zeigt
in der Seitenansicht eine Prüfanordnung
(1) für
eine Vorrichtung (2), die beim Rohbau von Fahrzeugkarosserien
eingesetzt wird. In der gezeigten Ausführungsform ist die Vorrichtung
(2) als Greifeinrichtung und insbesondere als geometrisch genau
bestimmter Prozessgreifer ausgebildet, mit dem ein oder mehrere
Bauteile (3) der Fahrzeugkarosserie geometrisch genau gegriffen,
gehalten und geführt
werden. Die Greifeinrichtung (2) kann hierbei das oder
die Bauteile (3) direkt oder mittelbar über einen zwischengeschalteten
Träger
halten.
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Die Greifeinrichtung (2)
besteht aus einem Gestell (4), z.B. einem Rohrgestell,
an dem ein oder mehrere Spanner oder Greifer (6) angeordnet
sind, die das Bauteil (3) spannen und halten. Am Gestell (4)
ist eine Flanschplatte oder dergleichen als Andockstelle (5)
angeordnet, mit der die Greifeinrichtung (2) mit der Roboterhand
(21) eines Roboters (20) verbunden werden kann,
welcher die Greifeinrichtung (2) mit dem Bauteil (3)
führt und
bewegt. Bei dem Roboter (20) handelt es sich vorzugsweise
um einen mehrachsigen Roboter, insbesondere um einen 6-achsigen
Gelenkarmroboter.
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Die Greifeinrichtung (
2)
kann in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. Beispielsweise
ist sie entsprechend der
DE
200 00 645 U1 ausgebildet. Wie aus der vergrößerten Seitenansicht
und Draufsicht von
2 und
4 erkennbar, besteht das
Gestell (
4) aus mehreren miteinander über Kreuzschellen verbundenen
Rohren, welche die vorerwähnten
mechanischen Spanner (
6) tragen. Die Rohre sind an den
Verbindungsstellen in definierter Position und Orientierung zueinander
eingerichtet, wobei an diesen Stellen Pass- oder Scherstifte (
7)
vorhanden sein können.
Derartige Pass- oder Scherstifte (
7) können sich außerdem an
den Verbindungsstellen zwischen den Spannern (
6) und den
kurzen Halterohren befinden.
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Die Spanner (6) und die
Pass- oder Scherstifte (7) sind sogenannte funktions- und
bauteilrelevante Vorrichtungsteile, welche die exakte Geometrie der
Greifeinrichtung (2) bestimmen, die an die Form des Bauteils
(3) exakt angepasst ist. Fehlstellungen dieser relevanten
Vorrichtungsteile würden
zu unerwünschten
Verformungen des Bauteils (3), zu fehlerhaften Spannfunktionen
oder dergleichen anderen das Bauteil (3) und/oder den am
oder mit dem Bauteil (3) ausgeführten Prozess führen. Außer den
Spannern (6) und Pass- oder Scherstifte (7) kann
es weitere nicht dargestellte funktions- und bauteilrelevante Vorrichtungsteile
geben, z.B. angepasste Zentrieranschläge, Bauteilauflagen oder dgl..
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Der Greifeinrichtung (2)
ist eine Prüfanordnung
(1) mit ein oder mehreren Prüfinstrumenten (8) zur Überwachung
der vorgegebenen Positionen und/oder Orientierung von ein oder mehreren
funktions- oder bauteilrelevanten Vorrichtungsteilen (6,7) zugeordnet.
In der Ausführungsform
von 1 bis 5 ist die Prüfanordnung
(1) mit allen Prüfinstrumenten (8)
an der Vorrichtung (2) angeordnet und wird von dieser mitgeführt. 6 und 7 zeigen Varianten, bei denen ein Teil
oder alle Prüfinstrumente
(8) extern angeordnet sind.
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Bei der Ausführungsform von 1 bis 5 besteht
das einzelne Prüfinstrument
(8) jeweils aus einem Sender (9) zur Emission
mindest eines gerichteten Prüfmittels
(10) und aus ein oder mehreren richtempfindlichen Empfängern (11).
Sender (9) und Empfänger
(11) können
getrennt und mit Distanz zueinander angeordnet sein, wobei das emittierte
Prüfmittel
(10) vom Sender (8) direkt und vorzugsweise geradlinig
zum Empfänger
(11) gerichtet wird. Alternativ können ein oder mehrere Reflektoren
(12) zwischengeschaltet sein, wobei z.B. der Empfänger (11) am
oder im Sender (9) angeordnet ist und der Reflektor (12)
das gerichtete Prüfmittel
(10) zum Sender (9) zurückreflektiert. Wenn zwischen
Sender (9) und Empfänger
(11) keine gerade und direkte Prüfmittelverbindung möglich ist,
kann über
ein oder mehrere geeignete Reflektoren (12) auch eine ein-
oder mehrmalige Umlenkung erfolgen.
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Ein oder mehrere Sender (9)
sind bei der Ausführungsform
von 1 bis 5 an einer geeigneten Stelle
stationär
am Gestell (4) der Greifeinrichtung (2) angeordnet.
Vorzugsweise befinden sie sich an einer mechanisch und örtlich stabilen
Stelle, die z.B. an der Andockstelle (5) und der dortigen Flanschplatte
gegeben ist. Der oder die Sender (9) können über eine sphärische Lagerung
oder dergleichen andere verstellbare Befestigung an der Andockstelle
(5) angeordnet werden, so dass das Prüfmittel (10) in der
gewünschten
Richtung emittiert werden kann. Die eingerichtete Position lässt sich
arretieren. Ein etwaiger integrierter Empfänger (11) lässt sich entsprechend
ausrichten und positionieren.
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Die Reflektoren (12) oder
distanzierten Empfänger
(11) sind vorzugsweise an den bauteilrelevanten Vorrichtungsteilen
(6,7) angeordnet und dort ebenfalls in entsprechender
Weise verstellbar über eine
sphärische
Lagerung oder dergleichen befestigt. Die gegenseitige Anordnung
von Sender (9), Empfänger
(11) und evtl. Reflektor (12) wird hierbei so eingestellt,
dass bei einer exakt eingerichteten Greifeinrichtung (2)
das vom Sender (9) emittierte Prüfmittel (10) genau
auf den Empfänger
(11) fällt.
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Solange Empfang gegeben ist, ist
auch die Position und/oder Orientierung der zu überwachenden Vorrichtungsteile
(6,7) korrekt. Wenn im Falle einer Kollision oder
sonstigen Störung
die eingerichtete Position und/oder Orientierung des überwachten Vorrichtungsteils
(6,7) verloren geht, trifft das emittierte Prüfmittel
(10) nicht mehr auf den Empfänger (11), der dann
ein entsprechendes Fehlersignal ausgibt. Der Sender (9)
und der Empfänger
(11) können hierzu
mit einer entsprechenden Steuerung (14) verbunden sein.
Die Prüfanordnung
(1) besitzt außerdem
eine geeignete Stromversorgung und Signalverbindungen (nicht dargestellt),
die z.B. über
den Anschluss an der Roboterhand (21) geführt sind.
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Bei einer geeigneten Ausbildung des
Senders (9) kann außer
der vorbeschriebenen Richtungskontrolle über das Prüfmittel (10) auch
eine Entfernungsmessung zwischen Sender (9) und Empfänger (11)
auf direktem Wege oder ggf. über
ein oder mehrere Reflektoren (12) durchgeführt werden.
Dies kann z.B. über
Laufzeitmessung des Prüfmittels
(10) oder auf andere geeignete Weise geschehen. Auf diese
Weise können
Abstandsänderung
zwischen Sender (9) und Empfänger (11) sowie diesbezügliche Verformungen
oder Positionsänderungen
des überwachten
Vorrichtungsteils (6,7) in Richtung des Prüfmittels
(10) erfasst werden.
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Der Sender (9) kann auf
unterschiedliche Weise ausgebildet sein. In der bevorzugten Ausführungsform
emittiert er einen eng gebündelten
Lichtstrahl (10), vorzugsweise einen Laserstrahl. Der Empfänger (11)
kann hierbei in der vorbeschriebenen Weise mit Abstand zum Sender
(9) an einem zu überwachenden
Vorrichtungsteil (6,7) angeordnet sein. 2 zeigt dies in der rechten
Bildhälfte.
Der emittierte Licht- oder Laserstrahl kann alternativ auch von einem
Reflektor (12) zu einem im Sender (9) integrierten
Empfänger
(11) reflektiert werden. Der Reflektor (12) und
der Empfänger
(11) sind richtempfindlich. Der Empfänger (11) registriert
hierdurch nur solche Strahlen (10), die aus der vorbestimmten Richtung
einfallen. Streulicht wird ausgeblendet. Der Reflektor (12)
ist spiegelnd ausgebildet und reflektiert nur die im vorbestimmten
Einfallwinkel einfallenden Lichtstrahlen (10) weiter oder
zurück
zum Empfänger (11).
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Alternativ kann der Sender (9)
andere eng bündelbare
und richtungsfähige
Prüfmittel
(10) emittieren, z.B. gerichteten konzentrierten Ultraschall, Richtfunkstrahlen oder
dgl. Die Empfänger
(11) und ggf. Reflektoren (12) sind entsprechend
ausgebildet und angeordnet.
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Die vorbeschriebene Anordnung kann
alternativ umgekehrt werden, indem ein oder mehrere Sender (9)
an ein oder mehreren Funktions- oder Bauteil relevanten Vorrichtungsteilen
(6,7) angeordnet sind und die zugehörigen Empfänger (11)
sich an der Andockstelle (5) oder an einem anderen zu überwachenden
Vorrichtungsteil (6,7) befinden. 4 zeigt diese zweitgenannte Variante
in der unteren Bildhälfte.
Die eingangs beschriebene Anordnung hat den Vorteil, dass die häufig empfindlicheren
Sender (9) an der im Vorrichtungsbetrieb weniger belasteten
und geringer gefährdeten
Andockstelle (5) geschützt
untergebracht sind.
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Der Sender (9) und der zugehörige Empfänger (11)
sind durch eine geeignete Leitung (13) signaltechnisch
verbunden. Sie können
außerdem
mit einer geeigneten Steuerung (14) verbunden sein, in der
die Sende- und Empfangssignale ausgewertet werden. Über die
Steuerung (14) kann ggf. auch die vorbeschriebene Entfernungsmessung
durchgeführt werden.
Von der Steuerung (14) werden an eine geeignete übergeordnete
Steuerung (nicht dargestellt) Zustandssignale oder Fehlermeldungen
ausgegeben, wodurch in einem Kollisionsfall geeignete Reaktionen,
z.B. ein sofortiger Stopp des Roboters (20) und ein Rückfahren
in die Ruhe- und Ausgangsstellung ausgelöst werden. Die Steuerung (14)
kann alternativ in die übergeordnete
Steuerung integriert oder dieser zugeordnet sein. Die übergeordnete Steuerung
kann z.B. die Robotersteuerung sein.
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Über
die genannte(n) Steuerung(en) werden außerdem die Überwachungsvorgänge in der
gewünschten
zeitlichen Abfolge gesteuert. Die Überwachung kann während des
Betriebs der Vorrichtung (2) erfolgen. Unter dem Vorrichtungsbetrieb werden
alle Betriebszeiten verstanden, in denen die Vorrichtung in Anbaustellung
und funktionsfähig
ist. Dies schließt Prozesszeiten
und Prozesspausen ein. Bei der beschriebenen mitgeführten Prüfanordnung
(1) kann die Überwachung
online permanent oder zeitweise während der Prozesszeiten, z.B.
während
Schweißprozessen
oder anderen Fügeprozessen,
erfolgen. Die Überwachung
kann alternativ während
des Betriebs zu anderen günstigen
Zeitpunkten oder -abschnitten erfolgen, z.B. Nebenzeiten beim Zustellen, bei
der Bauteilaufnahme, Bauteilabgabe oder bei sonstigen Greiferbewegungen.
Während
kritischer Prozesszeiten, z.B. beim Schweißen, kann die Überwachung
ggf. unterbrochen werden. In einer dritten Variante kann die Überwachung
während
des Betriebs in Prozess- oder Taktpausen geschehen, in denen der
Roboter eine Ruhestellung oder eine Prüfstellung einnimmt.
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Wie 1 verdeutlicht,
kann die mitgeführte Prüfanordnung
(1) mit einem oder mehreren externen und an bekannter definierter
Position befindlichen Empfängern
(11) ergänzt
werden. Hierüber kann
der einzelne bzw. jeder Sender (9) extern referiert und
auf richtige Funktion, Position und Orientierung überprüft werden,
indem die Vorrichtung (2) mit dem Sender (9) vom
Roboter (20) in eine vorbestimmte Prüfstellung gebracht und das
emittierte Prüfmittel
(10) auf den externen Empfänger (11) gerichtet
wird.
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Um die Instrumente (8),
insbesondere die Sender (9), Empfänger (11) und Reflektoren
(12) vor störenden
oder schadensträchtigen
Umwelteinflüssen
zu schützen,
können
ein oder mehrere geeignete Schutzeinrichtungen (15) vorhanden
sein. 2 und 3 zeigen hierfür zwei beispielhafte
Varianten. Der Sender (9) kann z.B. gemäß 2 einen beweglichen Schutzdeckel (16)
aufweisen, der ggf. mehrteilig ausgebildet ist. In Ruhezeiten schirmt
der Schutzdeckel den Sender (9) im empfindlichen Bereich
ab.
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Zur Überwachung wird der Schutzdeckel (16)
geöffnet.
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Für
den Empfänger
(11) oder alternativ den Reflektor (12) kann eine
vorgeordnete Lochblende (17) in einem umgebenden Schutzgehäuse vorhanden
sein. Die Lochblende (17) hat zweierlei Funktion. Einerseits
bietet sie mit dem umgebenden Gehäuse einen Schutz und eine Abschirmung
gegen Umwelteinflüsse.
Andererseits verbessert die Lochblende (17) durch ihre
distanzierte Vorschaltung die Richtempfindlichkeit bzw. das Richtverhalten
von Empfänger
(11) bzw. Reflektor (12). Nur Prüfmittel
(10), die in Normalenrichtung durch die entsprechend eng
bemessene Lochblende (17) einfallen, treffen. auf den Empfänger (11)
oder werden vom Reflektor (12) wieder durch die Lochblende
(17) in der gewünschten Richtung
reflektiert. Die Schutzeinrichtung (15) kann einen Antrieb
aufweisen, der ggf. mit der Steuerung (14) verbunden ist.
Die Schutzeinrichtung (15) lässt sich hierdurch in Abhängigkeit
vom Überwachungsprozess
fernsteuern.
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Wie 5 verdeutlicht,
können
an der Vorrichtung (2) ein oder mehrere Bauteilprüfer (22)
angeordnet sein, die z.B. als am Gestell (4) angebaute Abstandssensoren
oder dergleichen ausgebildet sind. Über die Bauteilprüfer (22)
wird die Position und ggf. Orientierung des Bauteils (3)
gegenüber
der Vorrichtung (2) ermittelt. Ferner können eventuelle Verzüge oder
sonstige Deformierungen des Bauteils (3) festgestellt werden.
Dank der Prüfanordnung
(1) und der Geometrie-Überwachung
der Vorrichtung (2) kann letzte als Basis für die Bauteilprüfung und
Bauteilüberwachung
dienen. Die Bauteilprüfer
(22) können
ihrerseits über
Leitungen mit der Steuerung (14) und/oder einer übergeordneten
Steuerung verbunden sein und sind außerdem an die eingangs erwähnte Stromversorgung
angeschlossen.
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In den Varianten von 6 und 7 sind
vorzugsweise Teile der Prüfinstrumente
(8) extern und außerhalb
der Vorrichtung (2), insbesondere Greifeinrichtung, angeordnet. 6 zeigt hierzu zwei Varianten.
In der einen Variante ist ein externes und vorzugsweise stationäres optisches
Prüfsystem
(19) vorhanden, welches z.B. als Kamerasystem mit einer Bildauswertung
ausgebildet ist. Das Prüfsystem
(19) hat eine genau definierte Position und eine vorgegebene
Blickrichtung bzw. einen definierten Blickwinkel. Der Roboter (20)
bewegt zur Überwachung
die Greifeinrichtung (2) in eine ebenfalls vorbestimmte Überwachungsposition
im Sichtbereich des optischen Prüfsystems
(19). Dieses nimmt optisch die Position und Orientierung
der zu überwachenden
Vorrichtungsteile (6,7) auf. Ggf. kann die gesamte
Greifeinrichtung (2) aufgenommen werden. Das aufgenommene
Ist-Bild wird mit einem gespeicherten Soll-Bild verglichen, wobei
eventuelle Abweichungen des Ist-Bildes erkannt, ausgewertet und
signalisiert werden. Diese Art der Überwachung ist zumindest zweidimensional,
bei geeigneter Kameraausbildung auch dreidimensional. Ggf. kann
mit mehreren Kameras und unterschiedlichen Blickwinkeln gearbeitet
werden.
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6 zeigt
eine weitere, einfachere Variante, bei der ein oder mehrere Sender
(9) extern und stationär
an definierten Positionen angeordnet sind und ein Prüfmittel
(10) mit definierter Richtung emittieren. Dieses Prüfinstrument
(8) kann in der einfachsten Ausführungsform eine Lichtschranke
sein. Die Greifeinrichtung (2) und deren zu überwachende Vorrichtungsteile
(6,7) werden dann vom Roboter (2) in
vorbestimmte Positionen gegenüber
dem oder den Sender(n) (9) bewegt. Durch eine Freigabe
oder Abschattung der Lichtschranke, ggf. unter Einsatz von Reflektoren,
kann in Verbindung mit einer geeigneten Positionsüberwachung
am Roboter (20) festgestellt werden, ob das anvisierte
und zu überwachende
Vorrichtungsteil (6,7) die richtige Position und/oder
Orientierung hat. Dieser Vorgang wird ggf. mehrmals und für die unterschiedlichen
Vorrichtungsteile (6,7) getrennt wiederholt. Alternativ
kann der Sender (9) in anderer Weise, z.B. als berührungsloser
kantentastender Sensor, als Abstandssensor ausgebildet sein.
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7 zeigt
eine weitere Variante, bei der das Prüfinstrument (8) als
externe Prüflehre
(18) ausgebildet ist. In der einfachsten Ausführungsform
ist dies eine mechanische Prüflehre
(18), die eine an die zu überwachenden Vorrichtungsteile
(6,7) angepasste Kontur besitzt und die zur Vermeidung
von kollisionsbedingten Schäden
federnd gelagert ist. Wenn die zu überwachenden Vorrichtungsteile
(6,7) die korrekte Position und/oder Orientierung
haben, passen sie in die Lehrenkontur, so dass die Prüflehre (18)
einen vorbestimmten Weg ausweicht. Fehler an der Greifeinrichtung
(2) äußern sich
in Wegabweichungen und können
auf diese Weise erkannt werden.
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In einer anderen nicht dargestellten
Variante kann die Prüflehre
(18) berührungslos
arbeiten, in dem sie mit geeigneten Abstandssensoren an den passenden
Konturenstellen ausgerüstet
ist. Nur bei korrekter Position und Orientierung der zu überwachenden
Vorrichtungsteile (6,7) ergeben sich bei der Abstandsmessung
die korrekten Abstände.
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In einer weiteren Variante zu den
vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen
können
die Relativbewegungen umgedreht werden, indem die Prüfinstrumente
(8) relativ zur Greifeinrichtung (2) bewegt werden.
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In den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen
ist die Vorrichtung (2) als Greifeinrichtung und insbesondere
als Geogreifer ausgebildet. In einer nicht dargestellten Abwandlung
können
statt der Spanner (6) einfachere Sauggreifer, Magnetgreifer oder
dergleichen andere Greifelemente vorhanden sein. Als zu überwachendes
Vorrichtungsteil können außerdem Abstandshalter
oder Zentriereinrichtungen für
die Bauteile (3) dienen. Grundsätzlich können alle Teile der Vorrichtung
(2), die auf die Bauteile (3) einwirken bzw. in
geometrischer oder funktioneller Verbindung stehen oder die für die Geometrie
der Vorrichtung (2) bedeutsam sind, in der vorbeschriebenen
Weise überwacht
werden.
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In einer weiteren nicht dargestellten
Abwandlung kann die Vorrichtung (2) ein Spannrahmen sein,
der zum Einsatz in Framingstationen oder sog. Geostationen für das Fügen der
Rohkarosserieteile eingesetzt wird. Dieser Spannrahmen kann stationär oder instationär sein.
Er kann eine mitgeführte
oder zumindest teilweise externe Prüfanordnung (1) gemäß den vorbeschriebenen
Ausführungsbeispielen aufweisen.
Mit dieser Prüfanordnung
(1) können
die einzelnen Spanner, Zentrierstücke, Anschläge oder sonstigen Funktions-
oder Bauteil relevanten Vorrichtungsteile des Spannrahmens überwacht
werden. Auf Grund der Spannrahmengröße können mehrere Prüfinstrumente
(8) an verschiedenen Stellen verteilt angeordnet sein,
indem z.B. mehrere Sender an den Andockstellen des Spannrahmens
angeordnet sind. Diese Andockstellen sind meistens die Eckbereiche des üblicherwiese
rechtwinkeligen Spannrahmens. Auch bei dieser Variante sind die
vorgenannten Abwandlungen möglich.
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Die mit einer Prüfanordnung (1) ausgerüstete Vorrichtung
(2) kann grundsätzlich
von beliebiger Bauart sein. Sie kann z.B. auch als stationäre Greifeinrichtung
ausgebildet sein, die von einem Roboter oder dgl. zugeführte Bauteile
aufnimmt, welche anschließend
in beliebiger Weise bearbeitet oder gehandhabt werden. Anstelle
des Roboters (20) können
auch andere beliebig geeignete Förderer
oder Transportmittel eingesetzt werden.
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Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele
sind auch in anderer Weise möglich. Die
Prüfmittel
(10) können
von beliebiger Art und Ausgestaltung sein. Sie können z.B. aus gespannten Fäden bestehen,
deren Spannungszustand überwacht
wird. In weiterer Abwandlung kann es sich um dehnungsempfindliche
Bänder,
Kabel oder dgl. handeln, die auf indirektem Wege zwischen einem
vorgegebenen Ausgangspunkt mit genau definierter Position und den
Referenzstellen an den zu überwachenden
Vorrichtungsteilen (6,7) verlegt sind. Daneben sind
auch beliebige andere Prüfmittel
mit direkter Verbindung oder indirekter Verbindung zwischen Ausgangspunkt
und Überwachungsstelle
möglich.
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BEZUGSZEICHENLISTE
- 1
- Prüfanordnung,
Prüfeinrichtung
- 2
- Vorrichtung,
Greifeinrichtung
- 3
- Bauteil,
Karosserieteil
- 4
- Gestell
- 5
- Andockstelle
- 6
- Vorrichtungsteil,
Spanner, Greifer
- 7
- Vorrichtungsteil,
Pass- oder Scherstift
- 8
- Prüfinstrument
- 9
- Sender
- 10
- gerichtetes
Prüfmittel,
Laserstrahl
- 11
- Empfänger
- 12
- Reflektor
- 13
- Leitung
- 14
- Steuerung
- 15
- Schutzeinrichtung
- 16
- Schutzdeckel
- 17
- Lochblende
- 18
- Prüflehre
- 19
- optisches
Prüfsystem,
Kamerasystem
- 20
- Roboter
- 21
- Roboterhand
- 22
- Bauteilprüfer