CN103561896A - 通过使用用于识别部件位置的摄像机来制造一个部件或由多个部件构成的部件复合体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制造部件或由多个部件构成的部件复合体的方法，所述部件尤其是车辆的车身部件，具有如下步骤：在成型模具中、尤其是在深冲模具中成型板材；在板材的所预给定的部位上制造参考标志；借助定位装置粗略定位所成型的板材，使得参考标志位于预给定的空间区域中；借助位置识别装置辨识参考标志的位置，尤其是借助摄像机系统来辨识，其中，位置识别装置产生与参考标志的位置对应的位置数据；借助电子控制的定位装置基于位置数据将第一固定元件定位在参考标志的部位上；以及将第一固定元件与所成型的板材连接，尤其是借助焊接装置将第一固定元件焊接到所成型的板材上。

Description

通过使用用于识别部件位置的摄像机来制造一个部件或由多个部件构成的部件复合体的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的方法。
背景技术
这种方法在DE102008056971B3中公开。部件连接装置与本申请的主题存在语义联系，部件连接装置在两个尚未公开的德国专利申请DE102010028323.1以及DE102010040547.7中公开。
此外，DE102009049602B3、DE102008038747A1、DE102009041161A1、DE102010028322A1、DE102007044635A1、DE102004046584A1、DE3302177A1、US4,942,539、US2003/0090682A1、EP1772199A1、US5,150,623、DE19745728A1、DE69632309T2以及DE102007061803B3也属于相关现有技术。
上面已提及的DE102009049602B3描述了一种用于可松脱地预固定两个彼此要牢固连接的部件的车身构造方法，其中，两个部件中的至少一个是要制造的车辆车身的车身件。在两个部件的第一部件上焊接有用作“形锁合元件”的球体。通过设置在第二部件中的“形锁合元件”将这两个部件插接在一起或粘合在一起，所述形锁合元件构造为孔并且该形锁合元件与球体共同作用，其中，该球体被引入孔中并且卡入在那里。接着，这两个这样“预固定的”部件可以持久牢固地彼此连接，例如通过焊接而彼此连接。“可达到的接合精度”完全决定性地取决于两个共同作用的“形锁合元件”制造或放置的精度。
发明内容
本发明的任务是提出一种用于制造部件的方法，该方法适于高精度地且简单地与至少一个另外的部件连接或者适于高精度地且简单地预固定在另一部件上，其中，该方法尤其也要能够使用在车辆车身的大规模制造。
该任务通过权利要求1的特征来解决。本发明的有利的扩展方案和改进方案可从从属权利要求中获得。
本发明的出发点是用于制造一个部件尤其是车辆的车身部件或由多个部件构成的部件复合体的方法。根据本发明，首先借助成型模具成型板材。成型模具尤其是冲压模具或深冲模具。相应地，成型的板材可以是挤压部件或深冲的部件（深冲件）。
在所成型的板材的至少一个部位上制造“参考标志”。概念“参考标志”可极为宽泛地解释。参考标志例如可以是点状凹进部或凹槽等。重要的是，参考标志实现为使得其适于尽可能明确地并且尽可能精确地辨识在所成型的板材的表面上的参考点。
本发明的核心在于将第一固定元件固定在所成型的板材处或上的方法。
首先，所成型的板材借助定位装置“粗略定位”。“粗略定位”在此情况下表示，所成型的板材定位为使得参考标志位于预给定的空间区域中。例如，可考虑的是，所成型的板材放置于加工台或保持装置上并且定向为使得参考标志在预给定的“粗略定位区域”中。粗略定位区域例如可以是5cm×5cm的方形区域。为此可替选地，粗略定位区域也可以通过圆形区域形成，该圆形区域具有例如5cm的半径。
为了粗略定位所成型的板材，例如可以使用机械止挡，例如为一个或多个“止挡条”形式，所成型的板材靠置于所述机械止挡上。为此例如也考虑通过两个止挡腿形成的角形止挡，所成型的板材的“角部区域”可以靠置于角形止挡上。
在另一步骤中，借助“位置识别装置”辨识参考标志的位置。位置识别装置例如可以是带有所配设的分析电子装置的摄像机系统，该分析电子装置产生与参考标志的位置对应的位置数据。由于所成型的板材事先至少被粗略定位，所以保证参考标志处于由位置识别装置能识别参考标志的空间区域中。
在另一步骤中，基于由于位置识别装置生成的位置数据来放置第一“固定元件”。利用电子控制的装置例如借助机器人进行第一固定元件的放置或定位。
在放置或定位第一固定元件之后，将第一固定元件与所成型的板材连接。第一固定元件例如可以焊接到所成型的板材上。连接或焊接可以自动地例如借助焊接机器人来实施。
借助上面所述的根据本发明的方法可以将在开头所提及的DE102009049602B3中所申请专利的方法自动化。本发明的主要优点在如下方面可见：利用根据本发明的方法可以将用于松散地固定两个部件的第一固定元件非常精确地施加在所成型的板材部件上。
根据本发明的一种改进方案，在成型模具中成型板材期间制造参考标志。参考标志的制造例如可以借助压印元件进行，压印元件设置在成型模具中或者为成型模具的组成部分。例如适于此的是压印元件，其牢固地与成型模具的成型件连接。在两件式成型模具的情况下，压印元件例如可以布置在上模具上或布置在下模具上或是上模具或下模具的“组成部分”。对此可替选地，压印元件也可以构造为压印模板，其可相对于成型模具即相对于成型模具的上模具或下模具移动。
对此可替选地，参考标志也可以以其他方式产生，例如借助激光装置产生。
如果利用压印元件来工作，则压印元件可构造为使得形成旋转对称的、尤其是球冠形参考标志，例如为球冠形凹槽、圆锥形凹进部等形式。压印元件也可以构造为使得形成带有两个相交的线的十字线状的参考标志。
为了确保在安置第一固定元件时不改变所成型的板材的位置，可以设计为，板材部件在粗略定位之后和在安置第一固定元件期间借助保持装置保持在其当前位置中。保持装置例如可以为夹持装置，尤其是“保持机器人”。
根据本发明的一种改进方案，在将第一固定元件“置于”参考标志的部位上之后，检验第一固定元件的实际位置。为此借助测量装置确定第一固定元件相对于所成型的板材的至少一个“取向点”的位置。概念“取向点”可以极为宽泛地解释。取向点例如可以通过所成型的板材的“自然几何特征”譬如通过顶点、孔心、棱边等形成。
尤其是，特意为此目的而制造或产生的标记譬如另一参考标志可以用作取向标记。优选地，在所成型的板材上设置有多个这种取向标记或参考标志。一个或多个取向标记或参考标志同样可以在成型模具中成型板材时被制造，尤其是以同用于定位第一固定元件的参考标志的制造相同或类似的方式来制造。
如已提及的那样，借助根据本发明法的方法也可以制造由多个部件构成的部件复合体。部件复合体由至少两个彼此连接的部件构成。为此，具有与第一固定元件共同作用的第二固定元件的第二部件可以与所成型的板材件连接。两个固定元件设计为，使得其形成可松脱的连接。第二部件可以借助电子控制装置尤其是借助安装机器人装设到第一部件上并且固定在其上。电子控制装置或机器人被输送所成型的板材部件的位置数据，尤其是关于第一固定元件的姿态和位置的位置数据，第一固定元件由位置识别装置生成。
为了连接这两个部件，使它们相对彼此运动，使得第一固定元件沿着引入方向被引入设置在第二部件上的第二固定元件中并且夹紧在其上。这两个固定元件可以被设计为使得这两个部件在可松脱地连接之后沿着横向于引入方向的方向相对彼此不可移动地固定。此外，它们还可以配置为使得这两个共同作用的固定元件形成夹持连接或卡锁连接，其中，第一固定元件卡入在第二固定元件上或被引入反扣另一固定元件（形锁合和/或力锁合）的位置中。这两个部件可以在固定元件上力锁合和/或形锁合地夹持在一起。
在通过固定元件可松脱连接两个部件之后，两个部件可以持久牢固地或不可松脱地彼此连接，例如材料锁合、尤其是通过焊接或借助其他连接元件譬如铆钉、螺栓等彼此连接。
这种可松脱地连接两个部件的一个主要优点在于，可松脱的连接将两个部件牢固且足够精确地彼此定位，使得它们能够在无需其他张紧元件的情况下而彼此焊接。
如已描述的那样，第一固定元件可以是“阳性固定元件”，即从所成型的板材突出的固定元件，第二固定元件可以是“阴性固定元件”，其设置用于容纳阳性固定元件。
优选地，阳性固定元件横向于引入方向相对于阴性固定元件过盈。由此实现，两个部件在固定元件插接在一起之后夹持在一起。
根据本发明的另一种改进方案，第一固定元件部分或完全具有球体形状或部分或完全具有类球体的形状。这种“凸面几何形状”具有如下优点：在将阳性固定元件引入阴性固定元件时几乎消除了挂钩或卷边。此外，球体形固定元件可以成本非常低廉地获得。
第一或阳性固定元件例如可以由金属、尤其是由钢或铝构成。如已提及的那样，可以将其与所成型的板材焊接。
对于球体形第一固定元件可替选地，也可以使用第一固定元件，其具有功能头，其部分或完全具有球体形状或部分或完全具有类球体形状并且是与固定功能头连接的脚部区段。脚部区段例如可以借助冷接合方法形锁合地与所成型的板材连接。对此可替选地，脚部区段也可以与所成型的板材件焊接。
设置在第二部件中的阴性固定元件尤其可以通过穿通孔形成。穿通孔可以圆形地构成或具有与圆形不同的形状。例如考虑方形或三角形穿通孔。用作阴性固定元件的穿通孔例如可以由第二部件冲压出。
如所描述的那样，所成型的板材件是要制造的车辆车身的车身部件。在部件复合体的情况下单个或所有其他部件也可以是车身部件或安装件。

Claims (26)

1.用于制造一个部件或由多个部件构成的部件复合体的方法，所述部件尤其是车辆的车身部件，所述方法具有如下步骤：
在成型模具中、尤其是在深冲模具中成型板材，
在板材的所预给定的部位上制造参考标志，
其特征在于，
借助定位装置粗略定位所成型的板材，使得参考标志位于预给定的空间区域中，
借助位置识别装置辨识参考标志的位置，尤其是借助摄像机系统来辨识参考标志的位置，其中，位置识别装置产生与参考标志的位置对应的位置数据，
借助电子控制的定位装置基于位置数据将第一固定元件定位在参考标志的部位处，以及
将第一固定元件与所成型的板材连接，尤其是借助焊接装置将第一固定元件焊接到所成型的板材上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在成型期间在成型模具中或借助成型模具产生参考标志。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在粗略定位之后和在连接期间借助保持装置将所成型的板材保持就位。
4.根据权利要求1至3中之一所述的方法，其特征在于，焊接装置由定位装置控制或是定位装置的一部分。
5.根据权利要求1至4中之一所述的方法，其特征在于，成型模具具有压印元件，借助所述压印元件将参考标志压印到板材中。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，压印元件牢固地与成型模具的成型件连接或是成型件的组成部分。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，压印元件能够相对于成型模具的成型件可移动地布置。
8.根据权利要求1至7中之一所述的方法，其特征在于，参考标志是旋转对称的，尤其是，参考标志具有球冠形凹槽的形状。
9.根据权利要求1至8中之一所述的方法，其特征在于，借助测量装置确定第一固定元件相对于所成型的板材的至少一个定向标记的实际位置。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，同样借助成型模具或在成型模具中在成型期间产生所述至少一个定向标记。
11.根据权利要求1至10中之一所述的方法，其特征在于，在所成型的板材部件上固定有第二部件，其中，设置在第二部件上的第二固定元件与第一固定元件形成可松脱的连接。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，借助电子控制的定位装置尤其是借助机器人将第二部件固定在所成型的板材部件上，其中，电子控制的定位装置被输送位置数据或电子控制的定位装置被输送由位置识别装置所生成的第一固定元件的位置数据和/或所成型的板材部件的位置数据。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在可松脱地将两个所述部件固定在一起时，将第一固定元件沿着引入方向引入设置于第二部件上的第二固定元件中并且夹紧在其上。
14.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，两个所述部件在可松脱连接之后沿着横向于引入方向的方向相对彼此不可移动地固定。
15.根据权利要求11至14中之一所述的方法，其特征在于，两个固定元件形成卡锁连接，其中，第一固定元件卡入在第二固定元件上或引入反扣第二固定元件的位置中。
16.根据权利要求11至15中之一所述的方法，其特征在于，两个所述部件在固定元件上力锁合和/或形锁合地夹持在一起。
17.根据权利要求11至16中之一所述的方法，其特征在于，两个所述部件在可松脱连接之后持久牢固或不可松脱地彼此连接。
18.根据权利要求11至17中之一所述的方法，其特征在于，两个所述部件在可松脱连接之后彼此焊接。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，两个所述部件在焊接之前或在焊接期间仅通过可松脱地彼此连接的第一固定元件和第二固定元件相对彼此保持。
20.根据权利要求1至19中之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个第一固定元件或所述至少一个第二固定元件是阳性的元件，并且与其共同作用的其他固定元件是阴性元件，其中，两个所述部件通过将两个固定元件插接在一起而夹持在一起。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，阳性固定元件横向于其被引入阴性固定元件中的引入方向相对于阴性固定元件过盈，其中，两个所述部件在固定元件上夹持在一起。
22.根据权利要求1至21中之一所述的方法，其特征在于，使用如下第一固定元件，其部分或完全具有球体形状或部分或完全具有类球体的形状。
23.根据权利要求1至21中之一所述的方法，其特征在于，完全由金属尤其钢或铝构成的元件用作第一固定元件。
24.根据权利要求1至23中之一所述的方法，其特征在于，如下元件用作第一固定元件，该元件：
具有功能头，其部分或完全具有球体形状或部分或完全具有类球体的形状，
具有与功能头连接的脚部区段，其中，脚部区段与所成型的板材部件连接。
25.根据权利要求20至24中之一所述的方法，其特征在于，阴性固定元件通过在第二部件中产生穿通孔来制造。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，产生如下穿通孔，其具有不同于圆形的形状，尤其是近似方形或三角形的形状。
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