CN104369791A - 用于车辆装配的接头保证系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆装配的紧固保证系统，其被用于车辆装配线中以用紧固部件将紧固对象组装到在输送线上输送的车身。所述系统可以包括i）车身感测单元，其感测进入输送线的车身以及到所述车身的距离，ii）多个工具感测单元，其沿所述输送线以预定间隔设置，感测紧固工具的位置，iii）惯性传感器模块，其感测所述紧固工具的角度和位移，iv）工具控制器，以及v）所述紧固工具。

Description

用于车辆装配的接头保证系统及其控制方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年8月12日提交的韩国专利申请第10-2013-0095513的优先权，其全部内容通过引用的方式合并于此以用于所有目的。

技术领域

本发明涉及车辆装配系统。尤其是，本发明涉及用于车辆装配的紧固保证系统，其可以管理将零件组装到车身的装配线中的车辆零件的紧固历史，以及该紧固保证系统的控制方法。

背景技术

一般情况下，汽车制造商在所有大批量生产过程中，通过大量的焊接和装配工艺组装数以万计的零件来生产车辆。

尤其是，在生产成品车过程的设计工艺中进行的大多数工作是使用例如螺栓和螺母的连接部件，将各种零件紧固到车身的紧固过程。

该紧固过程与车辆的质量指标，例如成品车的耐久性或消费者感受的舒适度直接相连，所以必须彻底管理用于车身零件的历史。

然而，尽管本领域已经认识到管理用于车身的零件的紧固历史的重要性，但是由于技术限制，尚未作出具有较高实用效果的紧固历史管理。

在本发明背景技术章节中公开的信息仅仅是为了加强对本发明总体背景的理解，但不应视为是对该信息形成已为本领域技术人员所知的现有技术的确认或任何形式的启示。

发明内容

本发明的各个方面提供一种用于车辆装配的紧固保证系统以及该系统的控制方法，该系统通过精确识别车辆装配线中的车身和紧固工具的位置，从而具有能够高效管理紧固历史的优点。

本发明的各个方面提供一种用于车辆装配的紧固保证系统，其被用于车辆装配线中以将紧固对象装配到在输送线上输送的具有紧固部件的车身上，该紧固保证系统可以包括i）被设置在装配线上的车身感测单元，其通过在输送线的入口与出口侧发射和接收激光以感测进入输送线的车身以及感测到车身的距离，ii）多个工具感测单元，其沿装配线的输送线以预定间隔设置并感测紧固工具的位置，iii）惯性传感器模块，其被设置在紧固工具上，并感测在用于车身和紧固对象的紧固点的紧固工具的角度和位移，iv）工具控制器，其向紧固工具提供控制信号，该控制信号对应于用于车身和紧固对象的紧固点、紧固部件的类型以及紧固工具的紧固扭矩，以及v）紧固工具，通过车身感测单元、工具感测单元、以及惯性传感器模块的紧固工具的角度和位移，设置用于车身和紧固对象的紧固点、紧固部件的类型以及紧固工具的紧固扭矩，向工具控制器发送该设置值，并从工具控制器接收和存储车身的识别号、紧固部件的类型、以及紧固工具的紧固扭矩最终值。

车身感测单元可以包括被设置在输送线的车辆入口侧，并识别车身上的条码的条码扫描器，以及被设置在输送线的车身入口与出口侧的激光传感器，其向车身发射激光，接收从车身反射的激光，并感测到车身的距离。

条码扫描器可以生成进入输送线的车身的识别号，利用该识别号生成车身的顺序信息，以及向主控制器发送该车身的顺序信息。

主控制器可以获得在输送线的入口与出口侧之间的车身的识别号。

主控制器可以根据来自激光传感器的感测信号提取车身的轮廓，并通过分析该轮廓，计算在入口与出口侧之间的车身的位置。

主控制器可以基于在输送线上输送的车身之间的间隙以及在输送线的入口与出口侧的车辆位置，计算在入口与出口侧之间的车身的位置。

周期性地在超宽带（UWB）范围内发送信号的RFID标签可以被贴到紧固工具。

工具感测单元可以包括RFID传感器，该RFID传感器根据来自RFID标签的信号实时地计算紧固工具的位置。

惯性传感器模块可以感测紧固工具的角度、加速度和角速度。

主控制器可以基于由车身感测单元获得的车身的实时位置信息和由工具感测单元获得的紧固工具的实时位置信息，将靠近紧固工具的车身识别为紧固对象。

主控制器可以基于由惯性传感器模块获得的紧固工具的角度，确定紧固部件的类型并设置该紧固工具的紧固扭矩。

主控制器可以基于由惯性传感器模块获得的紧固工具的位移，设置用于车身和紧固对象的紧固点。

当存在多个用于车身和紧固对象的紧固点时，主控制器可以基于从惯性传感器模块获得的紧固工具的位移，确定在紧固点的紧固工具的紧固模式。

本发明的各个方面提供一种用于控制车辆装配的紧固保证系统的方法，该方法可以包括提供（a）用于车辆装配的紧固保证系统，其包括车身感测单元，工具感测单元，惯性传感器模块，工具控制器，以及主控制器，（b）通过用车辆感测单元感测进入输送线的车身，生成车身的识别号，以及从该识别号生成车身的顺序信息，（c）通过根据来自车身感测单元的感测信号提取和分析车身的轮廓，获得车辆在输送线的入口与出口侧的位置信息，（d）基于沿输送线输送的车身之间的预定间隙以及基于在输送线的入口与出口侧的车身的位置，获得在入口与出口侧之间的车辆的位置信息，（e）通过工具感测单元感测紧固工具在输送线上的位置，以及感测紧固工具的位移和角度，（f）基于由车身感测单元获得的车身位置信息和由工具感测单元获得的紧固工具的位置信息，识别靠近紧固工具的车身，（g）获得车身和紧固工具的位置信息以及紧固工具的角度和位移，设置用于车身和紧固对象的紧固点、紧固部件的类型以及紧固工具的紧固扭矩，并向工具控制器发送该设置值，（h）通过工具控制器向紧固工具提供紧固信号，将紧固部件紧固到用于车身和紧固对象的紧固点，以及（i）从工具控制器接收并存储车身的识别号、紧固部件的类型、以及紧固工具的紧固扭矩结果。

在输送线的入口与出口侧之间的车辆的识别号可以由车身感测单元获得。

当存在多个用于车身和紧固对象的紧固点时，基于由惯性传感器模块获得的紧固工具的位移，确定在紧固点的紧固工具的紧固模式。

通过二重积分由惯性传感器模块获得的紧固工具的加速度，可以计算紧固工具的移动距离。

通过积分由惯性传感器模块获得的紧固工具的加速度，可以估算紧固工具的移动路径。

车身的识别号、紧固部件的类型、以及紧固工具的紧固结果值被发送到随后的修复工序。

可以在随后的修复工序中确定紧固部件在紧固点是否存在紧固部件的紧固不良。

根据本发明的各个方面，通过利用车身感测单元、工具感测单元以及惯性传感器模块精确识别车身和紧固工具的位置，可以实现具有高实用效果的紧固历史管理。

进一步，即使工人以任意顺序工作而不遵从预定的工作顺序，或在预定工作位置以外工作也可以实现精确的紧固结果和紧固历史管理。

进一步，根据本发明的各个方面，通过将紧固结果与紧固对象精确匹配，可以将车辆的紧固对象确定在紧固部件的范围中并有助于改善紧固质量。

进一步，根据本发明的各个方面，通过进一步增加紧固范围，可以简化系统和增加工作便利，从而节约投资成本。

本发明的装置和方法还具有其他特征和优点，这些特征和优点将由以下附图以及下述具体描述中可见或被具体阐述，该附图中的内容合并于此，并与下述具体描述一起用于解释本发明的某些原理。

附图说明

图1是表示根据本发明的用于车辆装配的示例性紧固保证系统的方案示意图。

图2是表示根据本发明的用于车辆装配的示例性紧固保证系统的示意方框图。

图3是示意性表示使用根据本发明的用于车辆装配的示例性紧固保证系统的紧固对象的例子的框图。

图4是简要表示根据本发明的用于车辆装配的示例性紧固保证系统的紧固工具的视图。

图5是表示根据本发明的用于车辆装配的示例性紧固保证系统的紧固工具的透视图。

图6是表示根据本发明的用于车辆装配的示例性紧固保证系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

现详细参考本发明各种实施例，其例子在附图中示出并在下面描述。虽然本发明结合示范性实施例进行描述，但应当理解本描述不是为了将本发明限定于那些示例性实施例。相反，本发明不仅覆盖示例性实施例，而且意图覆盖包含于本发明所附权利要求定义的精神和范围内的各种替换、更改、等效物和其他实施例。

为了使描述清晰起见，与示例性实施例的描述不相关的零件未被示出，并在整个说明书中同样的参考数字标号指定相同的元件。

进一步，为了描述方便起见，在附图中示出的构造的尺寸和厚度被选择性提供，因此，本发明不受附图限制，其厚度被放大，以便使某些零件和区域清晰。

在下面的描述中，用第一、第二等区分构件的名称是为了区分所述构件的相同关系，并且这些构件不限定于下述描述中的顺序。

在本说明书中，除非明确说明是相反的，词语“包括”及其变化形式，例如“包含”或“含有”应当被理解为包括规定的元件，但不排除任何其他元件。

进一步地，本文使用的术语“…单元”，“…机构”，“…部件”，“…构件”等意味着执行至少一个或更多功能或操作的包括组件的单元。

图1表示根据本发明的各个实施例的用于车辆装配的紧固保证系统的方案示意图，图2表示根据本发明的各个实施例的用于车辆装配的紧固保证系统的示意方框图。

参考图1和2，根据本发明的各个实施例的用于车辆装配的紧固保证系统100可以在车辆生产过程中将预定零件（在下文中，被称为“紧固对象”）紧固/装配到以固定间隔输送的带有紧固部件的车身1上而被用于车辆装配系统。

例如，本发明的各个实施例可以用于在生产成品车的工艺设计过程中，使用例如螺栓和螺母的连接部件将紧固对象3（参见图3）紧固/装配到车身1的车辆装配线中，其中该紧固对象3是例如制动踏板的设计零件。

根据本发明各个实施例的紧固保证系统100用于在对应过程（例如，设计过程）中实时定位所有车身1和紧固工具10，并利用该定位结果，管理将紧固对象3紧固到车身1上的紧固历史。

车身1以固定间隔在输送线5上输送，并且输送线5可以包括本领域公知的输送带。

如图3所示，在车身1上的紧固对象3被紧固的紧固部位设置有需要不同紧固角度和紧固程度的多个（例如，五个）紧固点P1～P5。

在这种情况下，用于车身1和紧固对象3的紧固点P1～P5中的第一紧固点P1需要23度的紧固角度和预定kgf的紧固程度，其他紧固点P2～P5需要90度的紧固角度以及预定kgf的紧固程度。

另一方面，用于本发明的各个实施例的紧固工具10是电动紧固装置，其利用电力将例如螺栓和螺母的连接部件紧固到车身1以及紧固对象3的紧固点P1～P5，并且可以通过用不同的紧固力将连接部件紧固到紧固点P1～P5从而将紧固对象3装配到车身1。

多个紧固工具10可以被设置在整个输送线5上的预定位置。如图4和5所示，紧固工具10包括工具本体11和驱动单元12。

工具本体11是电子紧固装置的本体，并且预定的构成元件可以被装设在工具本体11上。工具本体11可以具有用于支持这些构成元件的各种轴环，支架和支撑座的配件。

不过，由于这些配件是用于支持各种构成元件，因此这些配件通常被称为工具本体11，特殊情况除外。

工具本体11是圆柱形本体，以及驱动单元12可以被设置在该工具本体中。将连接部件，例如螺栓和/或螺母（未在图中示出）紧固到用于车身1和紧固对象3的紧固位置P1～P5的紧固部件13设置在工具本体11一侧的端部（图的上端）。

紧固部位12包括支持紧固部件的套筒（未在图中示出），该套筒可以由驱动单元12旋转。

用于向驱动单元12提供动力的电源连接部件14被设置在工具本体11的另一端（图的下端）。该电源连接部件14可以以阴阳插接件的方式连接到工具本体11的另一端。

进一步，用于工人握住工具的手柄15被设置在工具本体11的大致中间部位。手柄15可以由橡胶或塑料制成。

驱动单元12用于向紧固部件13提供紧固力（扭矩），其可以被电连接到电源连接部件14并机械连接到紧固部件13，并且可以被设置在工具本体11中。

驱动单元12包括电机16，其根据电信号生成扭矩，以及动力发送单元17，其向紧固部件13发送电机16的扭矩。

动力发送单元17可以是，例如连接电机16和紧固部件13的锥形驱动齿轮和锥形小齿轮（未在图中示出），并且可以包括从电机16向预定的旋转本体发送扭矩的其他齿轮系统。

动力发送单元17是本领域公知的动力发送单元，因此本文未详细描述其构造。

根据本发明各个实施例的，使用车身1的输送结构和紧固工具10可以用于将紧固对象3紧固到车身1的设计过程中的用于车辆装配的紧固保证系统100，经配置通过精确识别车身1和紧固工具10的位置，能够具有较高实际应用价值地管理紧固历史。

为此目的，如图1和2所示，根据本发明的各个实施例的用于车辆装配的紧固保证系统100基本包括车身感测单元20，工具感测单元30，惯性感测模块50，工具控制器70，以及主控制器90。

感测进入车辆装配线的输送线5中的车身1的车身感测单元20可以被设置在该装配线上。

车辆感测单元20感测进入输送线5的车身1，并通过在输送线5的入口或出口发送/接收激光，感测到车身1的距离。

车身感测单元20包括条码扫描器21和激光传感器25。条码扫描器21用于通过识别在车身1上的条码2，检测车身1的识别号。

通过扫描进入输送线5的车身1上的条码2，条码扫描器21可以生成车身1的识别号，利用该识别号生成车身的顺序信息，并向主控制器90发送对应于车身1的识别号的顺序信息。

即，当每次条码扫描器21通过识别车身1上的条码2检测车身1的识别号而移动由一个较早过程得到的在此之前检测的识别号的时候，能够连续生成车身1的顺序信息。

如上所述，由条码扫描器21生成的车身1的识别号和顺序信息可以被主控制器90用于计算车身1在输送线5上的位置。

就是说，主控制器90可以从条码扫描器21接收车身1的识别号和顺序信息，并且可以获得车身1进入输送线5的进入过程与车身1从输送线5离开的离开过程之间的车身1的识别号。

条码扫描器21是本领域公知的条码扫描器，因此本文未详细描述其配置。

另一方面，激光传感器25可以用专用托架（未在图中示出）安装在输送线5的车辆入口与出口侧。通过向车身1发射激光和接收从车身1反射的激光，激光传感器25可以感测到车身1的距离。

激光传感器25可以是基于在输送线5的入口与出口侧对车身1的激光发射到从车身1的激光反射的反馈之间的时间，计算到车身1的距离的激光距离传感器。

激光传感器25在垂直扫描车身1每秒50次以上的时候测量到车身1的距离，并向主控制器90输出测量值。接着，主控制器90根据来自激光传感器25的感测信号提取车身1的轮廓，并基于分析该轮廓的具体点，计算车身在输送线5的入口与出口侧之间的位置。

进一步，由于在输送线5上输送的车身1之间的间隙保持恒定，主控制器90可以基于通过激光传感器25获得的在输送线5的入口与出口侧的车身位置，计算在入口与出口侧之间的车身位置。

激光传感器25是本领域公知的激光传感器，因此本文未详细描述其配置。

工具感测单元30包括沿装配线的输送线5以预定间隔设置的RFID传感器31，该工具感测单元30感测紧固工具10在输送线5上的位置，并向主控制器90输出感测信号（感测值）。

在本发明的各个实施例中，周期性发出UWB（超宽带）范围内的信号的RFID标签40被设置在紧固工具10中，以便通过RFID传感器31感测紧固工具10的位置。如图4和5所示，RFID标签40被设置在紧固工具10的工具本体11上，标签可以用装配托架55设置在工具本体11的紧固部件13上。

多个RFID传感器31以预定间隔，沿输送线5被设置在装配线中。在这种情况下，至少三个RFID传感器31接收RFID标签40的信号，并且这些信号可以被用于计算紧固工具10的精确位置。

通过接收在紧固工具10上的RFID标签40的超宽带范围的信号，RFID传感器31实时计算紧固工具10的位置。即，RFID传感器31用于通过接收RFID标签40的信号，检测在某具体时间点时紧固工具10位于在输送线5上的哪一个车体1。

RFID传感器31和RFID标签40的RFID（射频识别）技术是指利用无线电波在较近范围内识别信息的技术。

RFID标签40由天线和集成电路组成，其中，信息被记录在集成电路中，并且该信息通过该天线被发送到阅读器。该信息用于识别具有标签的对象。利用RFID标签40的RFID传感器31的感测技术使用无线电波替代用光来读取。因此，RFID传感器31甚至可以在远程读取RFID传感器31，并且甚至可以穿过在它们之间的物体接收信息。

惯性传感器模块50用于感测紧固工具10在输送线5上的位移，以及紧固工具对用于车身1和紧固对象3的紧固点P1～P5的角度和位移。

如图4和5所示，惯性传感器模块50被设置在紧固工具10的紧固本体11上。例如，感测紧固工具10的角度、加速度和角速度的惯性传感器模块50可以通过装配托架55设置在工具本体11的紧固部件13。

惯性传感器模块50由角度传感器、加速度传感器以及角速度传感器组成，其向主控制器90输出紧固工具10的角度、加速度和角速度的信息，并用于通过主控制器90计算紧固工具10的精确位置。

当紧固工具10随输送线5移动或工人移动紧固工具10时，加速度传感器和角速度传感器实时感测紧固工具10的位移的加速度和角速度。

角度传感器感测被固定（放置）到用于车身1和紧固对象3的紧固点P1～P5处的紧固工具10的角度。该角度传感器可以包括测量预定对象的倾斜度的光杠杆式角度传感器和偏振式角度传感器。

由于加速度传感器、角速度传感器和角度传感器是本领域公知的加速度传感器，角速度传感器和角度传感器，因此其配置未在本文中详细描述。

工具控制器70向紧固工具10发送紧固工具10在用于车身1和紧固对象3的紧固点P1～P5的工作默认值，其由主控制器90基于由车身感测单元20、工具感测单元30以及惯性传感器模块50实时检测的车身1的位置信息和紧固工具10的位置信息。

即，工具控制器70向紧固工具10发送对应于由主控制器90设置的用于车身1和紧固对象3的紧固点P1～P5的控制信号、紧固部件的类型以及紧固工具10的紧固扭矩。

工具控制器70可以通过与主控制器90的实时通信，接收紧固工具10的工作默认值，并基于所接收的默认值，实时纠正紧固工具10的工作默认值。

根据本发明的各个实施例，主控制器90用于控制紧固保证系统100的整个操作。

主控制器90从车身感测单元20、工具感测单元30以及惯性传感器模块50获得车身1和紧固工具10的位置信息以及紧固工具10的角度和位移，设置用于车身1和紧固对象3的紧固点P1～P5、紧固部件的类型以及紧固工具10的紧固扭矩，然后向工具控制器70发送该设置值。

当紧固工具10接收对应于工具控制器70的设置值的控制信号，使车身1和紧固对象3用紧固部件被紧固在紧固点P1～P5时，主控制器90从工具控制器70接收紧固完成信号。

进一步，在接收紧固完成信号的时候，主控制器90从工具控制器70接收和存储车身1的识别号、固部件的类型、以及紧固工具10的紧固扭矩结果值。

主控制器90可以从车身感测单元20的条码扫描器21接收车身1的识别号和顺序信息，并可以获得在车身1进入输送线5的进入过程与车身1从输送线5离开的离开过程之间的车身1的识别号。

进一步，通过根据来自车身感测单元20的激光传感器5的感测信号，提取车身1的轮廓并接着分析该轮廓，主控制器90可以计算车身在输送线5的入口与出口侧的位置。

进一步，由于在输送线5上输送的车身1之间的间隙保持恒定，主控制器90可以基于通过激光传感器25获得的车身在输送线5的入口与出口侧的位置，计算该车身在入口与出口侧之间的位置。

因此，根据本发明的各个实施例的主控制器90基于由车身感测单元20获得的车身1的实时位置信息和由工具感测单元30获得的紧固工具10的实时位置信息，将靠近紧固工具10的车身1识别为紧固对象。

进一步，主控制器90可以基于由惯性传感器模块50获得的紧固工具10的角度值，确定紧固部件的类型和紧固工具10的紧固扭矩。

进一步，主控制器90可以基于由惯性传感器模块50获得的紧固工具10的位移，设置用于车身1和紧固对象3的紧固点的P1～P5。

另一方面，根据本发明的各个实施例，当存在多个用于车身1和紧固对象3的紧固点P1～P5时，主控制器90可以基于由惯性传感器模块50获得的紧固工具10的位移，设置在紧固点P1～P5的紧固工具10的紧固模式。

即，由于存在多个用于车身1和紧固对象3的紧固点P1～P5，主控制器90分析紧固工具10的紧固模式，以便准确区分紧固点P1～P5。

在这种情况下，主控制器90的紧固模式分析可以通过对由惯性传感器模块50获得的紧固工具10的加速度进行二重积分，来计算紧固工具10的移动距离，并通过对由惯性传感器模块50获得的紧固工具的加速度进行积分，来估算紧固工具10的移动路径来实现。

进一步地，主控制器90可以向随后的修复工序发送从工具控制器70接收的车身1的识别号、紧固部件的类型、以及紧固工具10的紧固扭矩结果值。

在修复工序中，可以确定在紧固点车身1和紧固工具3是否存在紧固不良，并可以输出认为紧固点P1～P5具有紧固不良的警告。

根据本发明的各个实施例，具有上述配置，用于车辆装配的紧固保证系统100的控制方法将在下文中结合上述附图和补充的附图进行详细描述。

图6是表示根据本发明的各个实施例，用于车辆装配的紧固保证系统的控制方法的流程图。

参考上述附图以及图6，首先，在车身1进入本发明的各个实施例中的车辆装配线的输送线5的时候（S11），车身感测单元20的条码扫描器21在输送线5的车辆入口侧感测进入输送线5的车身1（S12）。

条码扫描器21通过扫描车身1上的条码2，生成车身1的识别号，并利用该识别号生成车身1的顺序信息（S13）。

即，当每次条码扫描器21通过识别车身1上的条码2检测车身1的识别号而移动由一个过程得到的在此之前检测的识别号的时候，能够连续生成车身1的顺序信息。

条码扫描器21向主控制器90发送车身1的识别号和顺序信息。因此，主控制器90可以从条码扫描器21接收车身1的识别号和顺序信息，并可以获得车身1进入输送线5的进入过程与车身1从输送线5离开的离开过程之间的车身1的识别号。

在这个过程中，本发明的各个实施例中的车身感测单元20的激光传感器25向在输送线5的车身入口与出口侧的车身1发射激光，并由所发射的激光从车身1反射后返回的时间，计算到车身1的距离或车身1的位置（S14）。

在这种情况下，激光传感器25在垂直扫描车身1每秒50次以上的时候测量到车身1的距离，并向主控制器90输出测量值。

接着，主控制器90根据来自感测激光传感器25的信号提取车身1的轮廓，并基于分析该轮廓的具体点，可以获得该车身在输送线5的入口与出口侧之间的位置信息。

进一步，由于在输送线5上输送的车身1之间的间隙保持恒定，因此主控制器90可以基于通过激光传感器25获得的车身在输送线5的入口与出口侧的位置信息，获得车身在入口与出口侧之间的位置信息（S15）。

通过上述过程，工具感测单元30的RFID传感器31感测在本发明的各个实施例中的输送线5上的紧固工具10的位置（S21）。

在这种情况下，RFID传感器31根据来自在紧固工具10上的RFID标签40周期性发送的超宽带（UWB）信号实时地计算紧固工具10的位置，并向主控制器90发送该位置值。

进一步，在本发明的各个实施例中，在紧固工具10上的惯性感测模块50感测紧固工具10的角度和位移，并向主控制器90输出感测信号（S22）。

惯性传感器模块50通过角度传感器、加速度传感器以及角速度传感器向主控制器90输出紧固工具10的角度、加速度和角速度的信息。然后，主控制器90从惯性传感器模块50接收紧固工具10的位移，并计算紧固工具10的精确位置。

进一步，主控制器90基于由车身感测单元20获得的车身1的实时位置信息和由工具感测单元30获得的紧固工具10的实时位置信息，识别靠近紧固工具10的车身1（S31）。

其后，当工人将紧固工具10放在用于车身1和紧固对象3的紧固点P1～P5来工作时，主控制器90基于由惯性传感器模块50获得的紧固工具10的位移（角速度和加速度信息），设置用于车身1和紧固工具3的紧固点P1～P5（S32）。

进一步，主控制器90确定从惯性传感器模块50接收的紧固工具10的角度是否被保持0.5秒或更长时间。当紧固工具10的角度被保持0.5秒或更长时间时，主控制器90确定紧固工具10已经被放置在用于车身1和紧固对象3的紧固点P1～P5。

进一步，主控制器90基于由惯性传感器模块50接收的紧固工具10的角度值，确定紧固部件的类型并设置适合该类型的紧固工具10的紧固扭矩（S33）。

从而，主控制器90获得车身1和紧固工具10的位置信息，以及紧固工具10的角度和位移，设置用于车身1和紧固对象3的紧固点P1～P5、紧固部件的类型以及紧固工具10的紧固扭矩，并向工具控制器70发送该设置值（S34）。

然后，工具控制器70向紧固工具10发送对应于由主控制器90设置的用于车身1和车辆对象3的紧固点P1～P5的控制信号、紧固部件的类型以及紧固工具10的紧固扭矩。

因此，在本发明的各个实施例中，在紧固开始信号通过工具控制器70被提供给紧固工具10的时候，紧固工具10可以将具有设定紧固扭矩的紧固部件紧固到用于车身1和紧固对象3的预定紧固点P1～P5。

在各个实施例中，当存在多个用于车身1和紧固对象3的紧固点P1～P5时，主控制器90基于由惯性传感器模块50获得的紧固工具10的位移（角速度和加速度信息），确定在紧固点P1～P5的紧固工具10的紧固模式（S36）。

主控制器90可以通过对由惯性传感器模块50获得的紧固工具10的加速度进行二重积分，来计算紧固工具10的移动距离，并通过对由惯性传感器模块50获得的紧固工具10的加速度进行积分，来估算紧固工具10的移动路径来确定紧固工具10对紧固点P1～P5的紧固模式。

当紧固部件通过紧固工具10被紧固到用于车身1和紧固对象3的紧固点P1～P5时，工具控制器70向主控制器90发送紧固完成信号。

然后，主控制器90从工具控制器70接收和存储车身1的识别号、紧固部件的类型、以及紧固工具10的紧固扭矩结果值（S37）。

在本发明的各个实施例中，主控制器90向随后的修复工序发送从工具控制器70接收的车身1的识别号、紧固部件的类型、以及紧固工具10的紧固扭矩结果值（S38）。

然后，在随后的修复工序中，确定在用于车身1和紧固工具3的紧固点是否存在紧固工具的紧固不良（S39），并可以输出称紧固点P1～P5具有紧固不良的警告。

如上所述，通过车身感测20、工具感测单元30以及惯性传感器模块50的方式，精确识别车身1和紧固工具10的位置，根据本发明的各个实施例的用于车辆装配的紧固保证系统100可以实现具有很高实践效果的紧固历史管理。

进一步，在本发明的各个实施例中，即使工人以任意顺序工作，不遵从预定的工作顺序，或在预定工作位置之外工作，都可以实现紧固结果和紧固对象的精确紧固历史管理。

进一步，在本发明的各个实施例中，通过将紧固结果与紧固对象精确匹配，可以将车辆的紧固对象确定在紧固部件的范围中并有助于改善紧固质量。

进一步，在本发明的各个实施例中，通过进一步增加紧固范围来简化系统、增加工作便利，可以节约投资成本。

为了方便描述和在所附权利要求中的精确定义，术语上部或下部等是被用于描述带有如附图所示的特征的位置参考的示例性实施例的特征。

提交的本发明具体示范性实施例的前述描述仅用于说明和描述目的。本发明上述实施例不是为了穷举或限制本发明于已经公开的具体形式，显而易见根据上述教义，可以进行许多修改和变化。上述示范性实施例之所以被选择和描述是为了解释本发明的某些规律和他们实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够做出和使用本发明的示范性实施例，以及做出各种替换和修改。本发明的范围意图限定为所附权利要求及其等效形式。

Claims (18)

1.一种用于车辆装配线的紧固历史保证系统，其中所述紧固历史保证系统用紧固部件将紧固对象组装到在输送线上输送的车身，所述系统包括：

车身感测单元，被设置在所述装配线上，其感测进入所述输送线的车身，并通过在所述输送线的入口和出口侧发射和接收激光，感测到所述车身的距离；

多个工具感测单元，其沿着所述输送线以预定间隔设置，并感测紧固工具的位置；

惯性传感器模块，被设置在所述紧固工具，其感测在用于所述车身和所述紧固对象的紧固点的所述紧固工具的角度和位移；

工具控制器，其提供对应于所述紧固点和所述紧固对象的控制信号、所述紧固部件的类型以及所述紧固工具的紧固扭矩；以及

主控制器，其通过所述车身感测单元、所述工具感测单元和所述惯性传感器模块获得所述车身和所述紧固工具的位置信息以及所述紧固工具的角度和位移，其中所述主控制器设置所述紧固点、所述紧固部件的类型以及所述紧固工具的紧固扭矩，向所述工具控制器发送所述设置值，从所述工具控制器接收和存储所述车身的识别号、所述紧固部件的类型以及所述紧固工具的紧固扭矩结果值。

2.如权利要求1所述的系统，其中，

所述车身感测单元包括：

条码扫描器，其被设置在所述输送线的车辆入口侧，并识别所述车身上的条码；以及

激光传感器，其被设置在所述输送线的车身入口和出口侧，向所述车身发射激光，接收从所述车身反射的激光，并感测到所述车身的距离。

3.如权利要求2所述的系统，其中，

所述条码扫描器生成进入所述输送线的所述车身的识别号，利用所述识别号生成所述车身的顺序信息，并向所述主控制器发送所述车身的顺序信息。

4.如权利要求3所述的系统，其中，

所述主控制器获得在所述输送线的入口与出口侧之间的所述车身的识别号。

5.如权利要求2所述的系统，其中，

所述主控制器根据来自所述激光传感器的感测信号提取所述车身的轮廓，并通过分析所述轮廓，计算在所述输送线的所述入口与出口侧之间的所述车身的位置。

6.如权利要求5所述的系统，其中，

所述主控制器基于在所述输送线上输送的车身之间的间隙以及在所述输送线的入口与出口侧的车辆位置，计算在所述入口与出口侧之间的车身的位置。

7.如权利要求1所述的系统，其中，

周期性地发射在UWB的范围内的信号的RFID标签被贴在所述紧固工具上，UWB是超宽带。

8.如权利要求7所述的系统，其中，

所述工具感测单元包括RFID传感器，该RFID传感器根据来自所述RFID标签的信号实时地计算所述紧固工具的位置。

9.如权利要求1所述的系统，其中，

所述惯性传感器模块感测所述紧固工具的角度、加速度和角速度。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，

所述主控制器基于由所述车身感测单元获得的车身的实时位置信息和由所述工具感测单元获得的紧固工具的实时位置信息，将靠近所述紧固工具的车身识别为紧固对象。

11.如权利要求1所述的系统，其中，

所述主控制器基于由所述惯性传感器模块获得的所述紧固工具的角度来确定所述紧固部件的类型，并设置所述紧固工具的紧固扭矩。

12.如权利要求1所述的系统，其中，

所述主控制器基于由所述惯性传感器模块获得的紧固工具的位移，设置用于车身和紧固对象的紧固点。

13.如权利要求1所述的系统，其中，

当存在多个用于所述车身和所述紧固对象的紧固点时，所述主控制器基于从所述惯性传感器模块获得的所述紧固工具的位移，确定在所述紧固点的所述紧固工具的紧固模式。

14.一种控制用于车辆装配系统的紧固历史保证系统的方法，所述方法包括：

提供用于权利要求1所述的车辆装配的紧固保证系统；

通过用所述车身感测单元感测进入输送线的车身，生成车身的识别号，并从所述识别号生成车身的顺序信息；

通过根据来自所述车身感测单元的感测信号提取和分析所述车身的轮廓，获得在所述输送线的入口与出口侧的车辆的位置信息；

基于沿所述输送线输送的车身之间的预定间隙以及在所述输送线的入口与出口侧的所述车身的位置，获得在所述入口与出口侧之间的车辆的位置信息；

通过所述工具感测单元来感测在所述输送线上的紧固工具的位置，并通过所述惯性传感器模块来感测所述紧固工具的位移和角度；

基于由所述车身感测单元获得的车身的位置信息和由所述工具感测单元获得的紧固工具的位置信息，识别靠近所述紧固工具的所述车身；

获得所述车身和所述紧固工具的位置信息、以及所述紧固工具的角度和位移，设置用于所述车身和所述紧固对象的紧固点、紧固部件的类型以及所述紧固工具的紧固扭矩，并向所述工具控制器发送所述设置值；

通过由所述工具控制器向所述紧固工具提供紧固信号，将所述紧固部件紧固到用于所述车身和所述紧固对象的紧固点；以及

从所述工具控制器接收和存储所述车身的识别号、所述紧固部件的类型，以及所述紧固工具的紧固扭矩结果值。

15.如权利要求14所述的方法，其中，

所述输送线的入口与出口侧之间的所述车辆的识别号由所述车身感测单元获得。

16.如权利要求14所述的方法，其中，

当存在多个用于所述车身和所述紧固对象的紧固点时，基于由所述惯性传感器模块获得的所述紧固工具的位移，确定在所述紧固点的所述紧固工具的紧固模式。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，

所述紧固工具的移动距离通过对由所述惯性传感器模块获得的所述紧固工具的加速度进行二重积分来进行计算，并且所述紧固工具的移动路径通过对由所述惯性传感器模块获得的所述紧固工具的加速度进行积分来进行估算。

18.根据权利要求14所述的方法，其中，

所述车身的识别号、所述紧固部件的类型以及所述紧固工具的紧固结果值被发送到随后的修复工序，并且在所述随后的修复工序中确定在所述紧固点是否存在所述紧固部件的紧固不良。