CN109643107B - 用于在汽车工业装配线上为汽车的容器和回路填充不同工作原料的填充装置的操纵系统 - Google Patents

用于在汽车工业装配线上为汽车的容器和回路填充不同工作原料的填充装置的操纵系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于填充装置的操纵系统，该填充装置用于为汽车工业装配线上的汽车的容器和回路填充不同工作原料，其中，作为主要部件，填充装置具有基础单元、控制装置、机架和转接头，其中，转接头与多个用于供应相应工作原料的软管有效连接，多个软管在结构上组成软管组，并可移动地支撑在机架上。本发明的目的在于，就此而言提出一种用于操纵软管组的技术方案，其借助不同于气动的手段运行。此目的通过使可移动的软管组(1)的驱动装置和具有用于转接头的存放处(2)的升降单元(3)的驱动装置分别设计为电机驱动装置(M1；M2)实现。此外，提出转接头和升降单元的移动过程的调节特性的改进方案。

Description

用于在汽车工业装配线上为汽车的容器和回路填充不同工作 原料的填充装置的操纵系统
技术领域
本发明涉及一种用于填充装置的操纵系统，该填充装置用于为汽车工业装配线上的汽车的容器和回路填充不同工作原料，其中，作为主要部件，填充装置具有基础单元、控制装置、机架和转接头，其中，转接头与多个用于供应相应工作原料的软管有效连接，多个软管在结构上组成软管组，并可移动地支撑在机架上。
背景技术
在汽车工业中，在制造过程中必须以多种不同的介质填充汽车，例如燃料、润滑剂、冷却剂和其他工作原料。这些介质在装配线上多数以自动化过程借助填充装置输入汽车的相应回路中。填充装置主要由基础单元、控制装置、机架和转接头组成，其中，转接头与用于供应相应介质的软管有效连接。在此，软管至少包含多个导管，其具有用于加载真空、回吸、填充、通风以及电器导线的不同功能，从而构成软管组。
为了进行填充，工人必须根据填充装置的位置，首先将具有软管组的转接头带到汽车处，并在那连接到相应待填充的回路的接口上。在之后的填充期间，填充装置跟随相连的汽车移动，其中，填充装置与装配线以相同的速度移动。相应构造的装配线的基本构思例如由US 2003 016 4200 A1中已知。
此种装配线通常在一个区段内具有多个填充装置。因此，汽车在根据任务限定的时间段内仅能够在装配线的一个区段内正确地填充。为了为工人确保良好的填充技术装置的可操作性，必须谨慎地使多个软管或软管组的移动过程彼此一致。在此，必须尤其避免多个填充装置在运行中彼此妨碍。就此而言，当相对于装配线纵向-更靠外布置的填充装置在使用中，更靠内布置的填充装置向其初始位置返回时，这种典型状况会出现。在此移动期间，更靠内布置的填充装置可能经过一个区域，在此区域中，与其干涉的更靠外的填充装置将软管组向着汽车拉出。但是，已知多种用于避免此种问题并实现无障碍填充的技术方案。
用于多个在共同的结构空间中分别移动的软管、线缆及类似物品的基本解决方案由DE 20 2008 001 415 U1中已知。在此，用于移动这些部件的驱动单元实施为能够通过推杆和离合元件松解的，从而在设定的关键的运行点避免运动相交。
DE 10 2012 008 378 A1说明了一种用于操纵填充装置上的软管组的设备，该设备在搭环中容纳至少一条沿着填充装置行驶方向的软管，并为此具有结构空间，其中可存储约等于填充装置的结构长度两倍的软管长度。在此结构空间中也可彼此前后地布置多个软管组，其中，这些软管组中的每个都能够与其他软管组无关地移动。
如同大量的其他技术方案一样，前述方案原则上能够执行对装配线上的汽车的填充。但是，由于当前对更短工作周期的需求，出现了越来越多的问题，这些问题显然是由于迄今为止通常的软管操作的气动操纵引起的。因为借助工作介质气体力学难以实现快速且很精确的定位。其他缺点在于，在加载时出现起动力矩以及主要仅能为操纵不同的软管组提供一个(唯一的)压力。
发明内容
本发明的目的在于，实现一种用于操纵填充装置上的软管组或软管箱的技术方案，其借助不同于气动的介质运行并因此克服了由于气动工作方式而必然出现的缺点。
此目的通过将可移动软管组的驱动装置和具有用于转接头的存放处的升降单元的驱动装置分别设计为电机驱动装置实现。因此，基本的解决方案在于以下构思，即，电气操纵软管的牵拉和升降轴。因此，迄今为止通常的对软管操纵的气动操作引起的问题(不精确的定位、起动力矩、仅有一个压力用于不同的软管箱)则不是重要的。
但是，根据本发明，替代气动元件而使用电机元件需要对转接头和升降单元的移动过程的调节特性进行修改。
就此而言提出，为升降单元从其工作位置到停机位置的移动预先设定本身的停机位置作为目标位置。同时，基于升降单元的实际位置为转接头输送装置分配间接目标位置。在此，将升降单元作为主设备(MASTER)，其动态地决定了转接头供应装置的位置。此位置借助以下公式计算
Figure BDA0001972104060000031
此外提出，为转接头输送装置从其停机位置到工作位置的移动预先设定本身的工作位置作为目标位置。同时，基于转接头输送装置的实际位置为升降单元分配间接目标位置。在此，将转接头输送装置作为主设备(MASTER)，其动态地决定了升降单元的位置。此位置借助以下公式计算
Figure BDA0001972104060000032
·
·
·
Figure BDA0001972104060000033
因为转接头在操纵系统的移动(行驶)期间夹持在机架中，所以，通过不同轴的不同顺序实现了对转接头卡顿或拉脱的额外保护。在此，总是将应“变松”的轴用作主设备(MASTER)。
为了为各个组件功能最优地分配位置，也应使相关组件的速度彼此协调。
为此提出，根据以下公式计算转接头输送装置的移动速度：
Figure BDA0001972104060000041
此外提出，根据下列公式计算升降单元的移动速度：
Figure BDA0001972104060000042
·
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Figure BDA0001972104060000043
其中：vHEges＝VHE1+...+VHEn
相应的速度优选参照升降轴计算。在此，对于填充装置通常的使用条件，可预先设定用于升降轴的速度，例如15m/min。不同轴的速度通过各个轴的长度比例得出。
除了系统决定的气动/电驱动元件的替换的优点以外，提出的操纵系统的主要优点还在于，实现了在一个时间点赶上移出的转接头递送装置(对应于进行的最后过程)，在此时间点，由于节约时间的原因，整个系统已经再次由工作区域向上行驶，即向着停机位置驶入。
在使用操纵系统时，转接头递送装置总是与升降轴一同行驶到中间位置。从那将转接头摘取到终点位置，从而填充汽车。一旦再次存放转接头，转接头递送装置则通常再次行驶回中间位置。但是，如果涉及最后尚未存放的转接头，只要直到此转接头得到存放，操纵系统就向上行驶。
操纵系统的上下速度大体小于递送速度(如果摘取了转接头)或追赶速度(如果存放了转接头)。因此，最终存放的转接头总是能够在操纵系统驶入期间赶上其动态设定的目标位置。
附图说明
在附图中示出了根据本发明的操纵系统的基本构造。其中示出了：
图1处于第一位置的填充装置简化至主要部件的侧视图
图2处于第二位置的图1所示的填充装置
图3转接头供应装置和升降单元的移动的示意图
具体实施方式
操纵系统设计用于填充装置，该填充装置用于为汽车工业装配线上的汽车的容器和回路填充不同工作原料。在此，作为主要部件，填充装置具有基础单元、控制装置、机架和转接头，其中，前两个元件在附图中未详细示出。转接头与多个用于供应相应工作原料的软管有效连接，多个软管在结构上组成软管组。此软管组布置在类似于支承件的框架中，并可移动地支撑在机架上。此种结构已知，因此可省却对此的进一步解释。
但是，对本发明重要的是，将可移动的软管组1的驱动装置和具有用于转接头的存放处2的升降单元3的驱动装置分别设计为电机驱动装置，其在此以附图标记“M”表示。
图1示出了处于停机位置的操纵系统，也就是说，处于不进行填充的状态。在机架4上放置处于收回状态的、在回转轮5上引导的软管组1。具有转接头存放处2的升降单元3同样收回。
图2示出了处于工作位置的操纵系统，也就是说，处于可以进行填充的状态。在机架4上支承处于大程度移出位置的软管组1。回转轮5相比于图1位于远远向右偏移的位置，其中，此移动借助电机驱动装置M1触发。同时，具有转接头存放处2的升降单元3也处于大程度移出的位置，并因此相比于图1远远向下偏移。此移动借助电机驱动装置M2触发。
图3示出了转接头输送装置和升降单元的移动过程的示意图。因为根据本发明的技术方案不仅适用于仅具有一个升降单元的操纵系统，所以，图3示出了例如具有两个升降单元HE 1和HE 2的变体。在此，在三个轴上分别标记了在移动过程中的典型的点(Anf(开始)/Pos(位置)/End(终点)等)，在上述用于确定位置和/或速度的公式中需要这些点。如果这些通式应用于在此所示的实施例中，那么则得出以下关系：
为了将每个升降单元HE 1和HE 2从工作位置移动到停机位置，将其本身的停机位置HE1Anf2或HE2Anf3设定为目标位置。同时，为每个转接头输送装置AZ分配一个基于升降单元HE1和HE2的实际位置的间接目标位置。在此，将整个升降单元HE1和HE2作为主设备(MASTER)，其动态地根据位置公式设定转接头输送装置AZ的位置
Figure BDA0001972104060000061
此外，为每个转接头输送装置AZ从停机位置到工作位置的移动预先设定其本身的工作位置AZ End1作为目标位置。同时，基于转接头输送装置AZ的实际位置为每个升降单元HE1和HE2分配间接目标位置。在此，将转接头供应装置AZ作为主设备(MASTER)，其动态地根据位置公式设定了升降单元HE1和HE2的位置
Figure BDA0001972104060000062
Figure BDA0001972104060000063
转接头输送装置AZ的移动速度计算为
Figure BDA0001972104060000064
升降单元HE1和HE2的移动速度计算为
Figure BDA0001972104060000065
Figure BDA0001972104060000071
附图标记说明
1 软管组
2 用于转接头的存放处
3 升降单元
4 机架
5 回转轮
M1 用于软管组的电机驱动装置
M2 用于升降单元的电机驱动装置
AZ 转接头输送装置
HE1 升降单元1
HE2 升降单元2
PosAZ 转接头输送装置的实际(Ist)位置
AnfAZ 转接头输送装置的停机位置
EndAZ 转接头输送装置的工作位置
vAZ 转接头输送装置的速度
PosHE1 升降单元1的实际(Ist)位置
AnfHE1 升降单元1的停机位置
EndHE1 升降单元1的工作位置
vHE1 升降单元1的速度
PosHE2 升降单元2的实际(Ist)位置
AnfHE2 升降单元2的停机位置
EndHE2 升降单元2的工作位置
vHE2 升降单元2的速度
vHE ges 升降轴的速度(HE1+HE2)

Claims (5)

1.用于填充装置的操纵系统，所述填充装置用于为汽车工业装配线上的汽车的容器和回路填充不同工作原料，其中，作为主要部件，所述填充装置具有基础单元、控制装置、机架和转接头，其中，所述转接头与多个用于供应相应工作原料的软管有效连接，多个所述软管在结构上组成软管组，并可移动地支撑在所述机架上，
其特征在于，可移动的所述软管组(1)的驱动装置和具有用于所述转接头的存放处(2)的升降单元(3)的驱动装置分别设计为电机驱动装置(M1；M2)。
2.根据权利要求1所述的操纵系统，其特征在于，
所述操纵系统具有至少一个升降单元(HE)，其中，为所述升降单元(HE)从工作位置到停机位置的移动预先设定其本身的停机位置(HE Anf)作为目标位置，并且基于所述升降单元(HE)的实际位置为转接头输送装置(AZ)分配间接目标位置，其中，将所述升降单元(HE)作为主设备，并且动态地根据位置公式设定所述转接头输送装置(AZ)的位置
Figure FDA0003423085150000011
其中PosAZ为转接头输送装置的实际(Ist)位置；PosHE为升降单元的实际(Ist)位置；AnfHE为升降单元的停机位置；EndHE为升降单元的工作位置；AnfAZ为转接头输送装置的停机位置；EndAZ为转接头输送装置的工作位置。
3.根据权利要求1所述的操纵系统，其特征在于，
所述操纵系统具有至少一个升降单元(HE)，其中，为转接头输送装置(AZ)从停机位置到工作位置的移动预先设定其本身的工作位置(AZ End)作为目标位置，并且基于所述转接头输送装置(AZ)的实际位置为所述升降单元(HE)分配间接目标位置，其中，将所述转接头输送装置(AZ)作为主设备，并且动态地根据位置公式设定所述升降单元(HE)的位置
Figure FDA0003423085150000021
Figure FDA0003423085150000022
Figure FDA0003423085150000023
其中PosAZ为转接头输送装置的实际(Ist)位置；PosHE为升降单元的实际(Ist)位置；AnfHE为升降单元的停机位置；EndHE为升降单元的工作位置；AnfAZ为转接头输送装置的停机位置；EndAZ为转接头输送装置的工作位置。
4.根据权利要求2或3所述的操纵系统，其特征在于，
所述转接头输送装置(AZ)的移动速度根据以下公式计算
Figure FDA0003423085150000024
其中AnfHE为升降单元的停机位置；EndHE为升降单元的工作位置；AnfAZ为转接头输送装置的停机位置；EndAZ为转接头输送装置的工作位置；vHE为升降单元的速度。
5.根据权利要求2或3所述的操纵系统，其特征在于，
所述升降单元(HE)的移动速度根据以下公式计算
Figure FDA0003423085150000025
Figure FDA0003423085150000026
Figure FDA0003423085150000027
其中：vHE ges＝vHE 1+…+vHE n
AnfHE为升降单元的停机位置；EndHE为升降单元的工作位置；vHE ges为升降轴的速度。
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