DE10164159B4

DE10164159B4 - System zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts für ein Fahrzeug sowie Positionierungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE10164159B4
Application number: DE10164159A
Authority: DE
Inventors: Jae-Sun Kim; Jong-Bum Choi; Byung-Jo Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2000-12-30
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: KR20020058820A; DE10164159A1; JP3600879B2; KR100387472B1; US6804583B2; JP2002254377A; US20020087270A1

Abstract

System zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts (25) für ein Fahrzeug, aufweisend:
einen Synchronwagen (7) zum synchronen Bewegen mit einem Gehänge (5) mittels einer Synchronisationsklemmeinrichtung, der eine Automobilkarosserie (3) in einer Montagelinie auf einem Arbeitsortboden fördert;
eine Robotereinheit (29), die an einer Seite des Synchronwagens (7) angebracht ist, zum Zuführen und Positionieren des Armaturenbretts (25) in die Automobilkarosserie (3), wobei das Armaturenbrett (25) mittels eines Greifers (27) eingeklemmt und von einem Armaturenbrett-Zubringförderer (23) zugeführt wird, der parallel zu dem Synchronwagen (7) läuft;
einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Positionsdetektor (41, 42, 43, 44), die an den Abschnitten des Greifers (27) der Robotereinheit (29) links oben, links unten, rechts oben und rechts unten entsprechend angeordnet sind, zum Ausgeben von Armaturenbrett- und Automobilkarosserie-Positionsfehlersignalen durch Abtasten des Armaturenbretts (25) und einer Seite der Automobilkarosserie (3);
einen ersten und einen zweiten Abstandsdetektor (45, 46) zum Ausgeben von Abstandsfehlersignalen...

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts (englisch: crash pad) für ein Fahrzeug sowie ein entsprechendes Positionierungsverfahren, und insbesondere ein System zur automatischen Positionierung und Positionierungsverfahren zum automatischen Zuführen und Positionieren einer Armaturenbrett-Baugruppe in einem zugeordneten Fahrzeug mittels eines Roboters in einer Automobil-Produktionsanlage.
Im Allgemeinen führt eine Automobil-Montagelinie verschiedene Prozesse von der Materialauswahl bis zur Montage in einer Automobil-Produktionsanlage durch. Fahrzeughersteller führen verstärkt automatisierte Systeme ein, um mit dem Trend der Fabrikautomatisierung bei solch einer Verarbeitung Schritt zu halten und um Anstrengungen zu unternehmen, um mehr Produkte in kürzerer Zeit herzustellen und die Ausrüstung effizient zu verwenden.
Unter diesem Gesichtspunkt wird ein automatisches System zum Positionieren einer Armaturenbrett-Baugruppe in einer Automobilkarosserie bei einer Automobil-Produktionsanlage entwickelt, wobei das Armaturenbrett in der Automobilkarosserie mittels eines Fördersystems und Spezialmaschinen zugeführt und positioniert werden kann.
Wie oben beschrieben, stellt ein System zur Positionierung für ein Armaturenbrett für jede Montagelinie ein Spezialmaschinenteil dar, und dadurch muss ein neues Spezialmaschinenteil gebaut werden, sobald eine neue Baugruppe hinzugefügt wird. Ökonomische Verluste treten ebenfalls auf, während die Mitarbeiter damit beschäftigt sind, die Armaturenbretter korrekt zu positionieren.
Die Erfindung wurde in dem Bestreben unternommen, ein ökonomisches Fabrikautomatisierungssystem aufzubauen.
Durch die Erfindung wird das Problem gelöst, ein System zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum automatischen Zuführen und Positionieren einer Armaturenbrett-Baugruppe in ein zugeordnetes Fahrzeug mittels eines Roboters in einer Automobil-Produktionsanlage bereitzustellen.
Ein erfindungsgemäßes System zur automatischen Positionierung zum Positionieren eines Armaturenbretts für ein Fahrzeug weist auf:
einen Synchronwagen, der mittels einer Synchronisationsklemmeinrichtung synchron mit einem Gehänge bewegt wird, der eine Automobilkarosserie in einer Montagelinie auf einem Arbeitsortboden fördert;
eine Robotereinheit, die auf einer Seite des Synchronwagens zum Zuführen und Positionieren des Armaturenbretts in die Automobilkarosserie angeordnet ist, wobei das Armaturenbrett mittels eines Greifers eingeklemmt wird und von einem Zubringförderer zugeführt wird, der sich parallel mit dem Synchronwagen bewegt;
einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Positionsdetektor, die entsprechend an den Abschnitten des Greifers der Robotereinheit links oben, links unten, rechts oben bzw. rechts unten angeordnet sind, zum Ausgeben von Signalen über Positionsfehler des Armaturenbretts und der Automobilkarosserie mittels Abtastens des Armaturenbretts und einer Seite der Automobilkarosserie;
einen ersten und einen zweiten Abstandsdetektor, die entsprechend an dem rechten und dem linken unteren Abschnitt des Greifers der Robotereinheit angeordnet sind, zum Ausgeben von Signalen über Abstandsfehler in der Montageposition des Armaturenbretts mittels Abtastens von dessen Befestigungslöchern;
einem Grenzschalter, der an der Vorderseite des Gehänges ausgebildet ist, zum Ausgeben eines Vorschubsignals, wenn sich das Gehänge an eine Arbeitsposition vorwärts bewegt;
einen Fahrzeugtypdetektor, der an dem oberen Abschnitt des Gehänges ausgebildet ist, zum Ausgeben eines Fahrzeugtyp-Abtastsignals nach dem Abtasten der Größe der Automobilkarosserie;
einen Anzeigekontrollapparat, der an einer Seite des Arbeitsortes ausgebildet ist, zum Ausgeben des detektierten Fahrzeugtypsignals und jedes Positionsfehlersignals, das von dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Positionsdetektor empfangen worden ist; und
eine Robotersteuerungseinrichtung zum Steuern der Positionskorrektur der Robotereinheit, zum Steuern des Einklemmens und Loslassens des Armaturenbretts und zum Steuern der Synchronisationsklemmeinrichtung auf der Basis des detektierten Fahrzeugtypsignals, das von dem Anzeigekontrollapparat empfangen worden ist, eines Armaturenbrett-Fahrzeugtypsignals, das von einer Hauptsteuerungseinrichtung zum Managen der Montagelinie empfangen worden ist, des Vorschubsignals des Gehänges, das von dem Grenzschalter empfangen worden ist, und der Abstandsfehlersignale der Einklemmposition des Armaturenbretts, die von dem ersten und dem zweiten Abstandsdetektor empfangen worden sind.
Ein erfindungsgemäßes Steuerverfahren zum automatischen Positionieren eines Armaturenbretts für ein Fahrzeug weist die folgenden Schritte auf, wie in den 4a und 4b gezeigt:
S10: Vergleichen eines eingegebenen Armaturenbrett-Fahrzeugtypsignals mit einem von einem Fahrzeugtypdetektor detektierten Fahrzeugtypsignal mittels einer Robotersteuerungseinrichtung;
S20: Korrigieren und dann Beurteilen der Position einer Robotereinheit basierend auf einem von einem Anzeigekontrollapparat empfangenen Positionssignal des Armaturenbretts auf einem Armaturenbrett-Zubringförderer, das mittels eines Positionsdetektors von einem Anzeigekontrollapparat detektiert worden ist;
S30: Ausgeben eines Einklemmsignals, um die Robotereinheit vorwärtszubewegen und das Armaturenbrett mittels eines Greifers einzuklemmen, und Ausgeben eines Bewegungssignals, um die Robotereinheit an eine Automobilkarosserie-Eingabewarteposition zu bewegen zum Positionieren des Armaturenbretts in einer Automobilkarosserie, wenn die Positionskorrektur der Robotereinheit abgeschlossen ist;
S40: Ausgeben eines Magnetventilsteuersignals für das Betätigen von Auslösern einer Synchronisationsklemmeinrichtung, wenn die Robotersteuerungseinrichtung ein Vorschubsignal eines Gehänges von einem Grenzschalter empfängt;
S50: Korrigieren und dann Beurteilen der Position der Robotereinheit basierend auf einem von dem Anzeigekontrollapparat empfangenen Roboter-Positionsfehlersignal in Bezug auf Abtastlöcher einer Säule einer Automobilkarosserie, das mittels eines Positionsdetektors detektiert worden ist;
S60: Vorwärtsbewegen des Armaturenbretts in die Automobilkarosserie mit dem Greifer der Robotereinheit mittels der Robotersteuerungseinrichtung, wenn die Positionskorrektur der Robotereinheit abgeschlossen ist, und Korrigieren und dann Beurteilen der Position der Robotereinheit basierend auf dem von dem Anzeigekontrollapparat empfangenen Roboter-Positionsfehlersignal in Bezug auf die Abtastlöcher der Säule der Automobilkarosserie, die mittels Positionsdetektoren detektiert worden sind; und
S70: Positionieren des Armaturenbretts mittels der Robotereinheit basierend auf einem von Abstandsdetektoren empfangenen Abstandsfehlersignal in Bezug auf Befestigungslöcher des Armaturenbretts der Automobilkarosserie und Ausgeben eines Signals zum Loslassen des Armaturenbretts, das mittels des Greifers eingeklemmt ist, und Freigeben des synchronen Laufes eines Synchronwagens, während die Robotereinheit neu positioniert wird.
Die beiliegenden Figuren, die einen Teil der Beschreibung darstellen und in die Beschreibung einbezogen sind, illustrieren ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Systems zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts eines Fahrzeuges entsprechend einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
2 ein Blockdiagramm eines Systems zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts eines Fahrzeuges entsprechend einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
3 eine Ansicht einer Abtasteinheit zum Korrigieren der Position eines Roboters durch Anwenden eines Systems zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts eines Fahrzeuges entsprechend einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
4a und 4b ein Flussdiagramm eines Steuerungsverfahrens eines Systems zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts eines Fahrzeuges entsprechend einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel wird anschließend ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben.
1 stellt eine schematische Ansicht eines Systems zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts eines Fahrzeuges entsprechend einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dar, und 2 stellt ein Blockdiagramm eines Systems zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts eines Fahrzeuges entsprechend einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dar.
Ein erfindungsgemäßes System zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts eines Fahrzeuges weist einen Synchronwagen 7 auf, der die Bewegung mittels einer Synchronisationsklemmeinrichtung mit einer Automobilkarosserie synchronisiert, die an einem Gehänge 5 aufgehängt ist, das die Automobilkarosserie 3 entlang einer Montagelinie eines Arbeitsortbodens 1 befördert.
Die Synchronisationsklemmeinrichtung ist als eine Einzeleinheit mit einem ersten Auslöser 9 und einem zweiten Auslöser 11 an einer Seite des Synchronwagens 7 ausgestattet. Synchronisationsklemmen 13, die den Synchronwagen 7 mit dem Gehänge 5 synchronisieren, wenn sie mit dem Halterahmen 17 des Gehänges 5 verbunden sind, werden durch die Operation des ersten Auslösers 9 und des zweiten Auslösers 11 ausgelöst, wobei jeder Auslöser mit einer Kolbenstange ausgestattet ist. Ein Magnetventil 21 zum Öffnen und Schließen einer Druckleitung 19 auf der Basis eines Steuersignals ist an einer Seite der Druckleitung 19 zum Zuführen des Drucks an die Auslöser 9 und 11 positioniert.
Eine Robotereinheit 29 ist an einer Seite des Synchronwagens 7 angeordnet. Die Robotereinheit 29 ist für das Zuführen und Positionieren eines Armaturenbretts 25 in der Automobilkarosserie 3 vorgesehen, wobei das Armaturenbrett 25 mittels eines Greifers 27 eingeklemmt wird und von einem Armaturenbrett-Zubringförderer 23 zugeführt wird, der parallel mit dem Synchronwagen läuft.
Der erste Positionsdetektor 41, der zweite Positionsdetektor 42, der dritte Positionsdetektor 43 und der vierte Positionsdetektor 44, die Positionsfehlersignale des Armaturenbretts 25 und der Automobilkarosserie 3 mittels Abtastens des Armaturenbretts 25 und der Abtastlöcher 35 und 37 ausgeben, die an den Seiten einer A-Säule 31 und einer B-Säule 33 der Automobilkarosserie 3 positioniert sind, sind entsprechend an den Abschnitten des Greifers 27 der Robotereinheit 29 links oben, links unten, rechts oben und rechts unten angeordnet.
Ferner sind der erste und der zweite Abstandsdetektor 45 und 46, die ein Abstandsfehlersignal einer Montageposition des Armaturenbretts 25 durch Abtasten seiner Befestigungslöcher 39 ausgeben, entsprechend an dem rechten und linken Abschnitt des Greifers 27 der Robotereinheit 29 angeordnet.
Ferner ist ein Grenzschalter LS, der ein Vorschubsignal ausgibt, wenn sich das Gehänge 5 an eine Arbeitsposition vorwärts bewegt, an einer Vorderseite des Gehänges 5 angeordnet. Ein Fahrzeugtypdetektor 47, der ein Fahrzeugtyp- Abtastsignal durch Abtasten der Automobilkarosserie 3 ausgibt, ist an einem oberen Abschnitt des Gehänges 5 ausgebildet.
Ein Anzeigekontrollapparat 51, der das detektierte Fahrzeugtypsignal und jedes Positionsfehlersignal ausgibt, das von dem ersten, dem zweiten, dem dritten oder dem vierten Positionsdetektor 41, 42, 43 und 44 empfangen worden ist, ist an einer Seite des Arbeitsortes ausgebildet.
Eine Robotersteuerungseinrichtung 53 ist an einer Seite des Synchronwagens 7 ausgebildet. Die Robotersteuerungseinrichtung 53 ist für das Steuern der Positionskorrektur der Robotereinheit 29, das Steuern des Einklemmens und Loslassens des Armaturenbretts 25 und das Steuern der Synchronisationsklemmeinrichtung vorgesehen auf der Basis des detektierten Fahrzeugtypsignals, das von dem Anzeigekontrollapparat 51 empfangen worden ist, eines Armaturenbrett-Fahrzeugtypsignals 25, das von einer Hauptsteuerungseinrichtung 52 zum Managen der Montagelinie empfangen worden ist, des Vorschubsignals des Gehänges 5, das von dem Grenzschalter LS empfangen worden ist, und der Abstandsfehlersignale der Montageposition des Armaturenbretts 25, die von dem ersten und dem zweiten Abstandsdetektor 45 und 46 empfangen worden sind.
Der erste und der zweite Abstandsdetektor 45 und 46 können als Lasersensoren zum Abtasten des Abstandes zu der Montageposition des Armaturenbretts 25 auf Basis einer Reflexionszeit von Laserstrahlen ausgebildet sein, und der Fahrzeugtypdetektor 47 kann als ein Fotosensor ausgebildet sein.
Mithilfe dieser Konstruktion wird ein Steuerverfahren zum Steuern eines Systems zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts 25 für ein Fahrzeug ausführlich beschrieben.
Als erstes betätigt die Robotersteuerungseinrichtung 53 die Robotereinheit 29 im Schritt S11, und dabei empfängt er im Schritt S12 ein Armaturenbrett-Fahrzeugtypsignal 25, das in einen entsprechenden Arbeitsprozess durch das Gehänge 5 basierend auf den Daten von der Hauptsteuerungseinrichtung 52 eingegeben worden ist.
Die Robotersteuerungseinrichtung 53 empfängt im Schritt S13 durch den Anzeigekontrollapparat 51 ebenfalls das detektierte Fahrzeugtypsignal von dem Fahrzeugtypdetektor 47 basierend auf der Größe der Automobilkarosserie 3, wobei die Robotersteuerungseinrichtung 53 im Schritt 14 durch Vergleichen des Armaturenbrett-Fahrzeugtypsignals 25 mit dem detektierten Fahrzeugtypsignal ermittelt, ob beide Fahrzeugtypen übereinstimmen.
Ferner empfängt die Robotersteuerungseinrichtung 53, wenn er im Schritt S14 ermittelt, dass beide Fahrzeugtypen übereinstimmen, ein Positionsfehlersignal des Armaturenbretts 25, das im Schritt S21 mittels des ersten Positionsdetektors 41 in Y- und Z-Koordinaten der Basis-Koordinaten (X, Y, Z) mittels des Anzeigekontrollapparates 51 detektiert worden ist, wobei der erste Positionsdetektor 41 an einer Seite des Greifers 27 der Robotereinheit 29 angeordnet ist.
Jedoch gibt die Robotersteuerungseinrichtung 53 ein Steuersignal aus, stoppt das Gehänge 5 und den Armaturenbrett-Zubringförderer 23 und betätigt ein Alarmsystem (nicht gezeigt), wenn er ermittelt, dass beide Fahrzeugtypen nicht übereinstimmen.
Als nächstes korrigiert die Robotersteuerungseinrichtung 53 im Schritt S22 eine Position der Robotereinheit 29 basierend auf dem im Schritt S21 empfangenen Armaturenbrett-Positionsfehlersignal und ermittelt im Schritt S23 durch Vergleichen eines Positionskorrekturbetrages der Robotereinheit 29 mit dem Positionsfehlersignal des Armaturenbretts 25, ob die Positionskorrektur abgeschlossen ist.
Wie oben beschrieben, gibt die Robotersteuerungseinrichtung 53, wenn die Positionskorrektur im Schritt S23 abgeschlossen ist, im Schritt S31 ein Einklemmsignal zum Vorwärtsbewegen der Robotereinheit 29 an eine Seite des Armaturenbrett-Zubringförderers 23 und zum Einklemmen des Armaturenbretts 25 mit dem Greifer 27 aus. Als nächstes gibt die Robotersteuerungseinrichtung 53 im Schritt S32 ein Bewegungssignal aus, so dass sich die Robotereinheit 29 an eine Automobilkarosserie-Eingabewarteposition zum Positionieren des Armaturenbretts 25 in der Automobilkarosserie 3 bewegt.
Wenn die Robotereinheit 29 im Schritt S32 das Armaturenbrett 25 an die Automobilkarosserie-Warteposition bewegt, ermittelt die Robotersteuerungseinrichtung 53 im Schritt S41, ob ein Vorschubsignal des Gehänges 5 von dem Grenzschalter LS empfangen worden ist. Wenn die Robotersteuerungseinrichtung 53 das Vorschubsignal von dem Grenzschalter LS im Schritt S41 empfängt, gibt er im Schritt S42 ein Steuersignal an das Magnetventil 21 zum Zuführen eines Drucks an den ersten und zweiten Auslöser 9 und 11 für das synchrone Betätigen der Synchronisationsklemmen 13 aus.
Ferner empfängt die Robotersteuerungseinrichtung 53 im Schritt S51, wenn die Synchronisationsklemmen 13 arbeiten und sich mit dem Halterahmen 17 des Gehänges 5 im Schritt S42 verbinden, und wobei der Synchronwagen 7 synchron mit dem Gehänge 5 läuft, ein Positionssignal der Abtastlöcher 37 der B-Säule 33 der Automobilkarosserie 3, das mittels des zweiten Positionsdetektors 42 als ein Fehlerpositionssignal der Robotereinheit 29 in Y- und Z-Koordinaten der Basis-Koordinaten (X, Y, Z) detektiert worden ist, durch den Anzeigekontrollapparat 51 hindurch, wobei der zweite Positionsdetektor 42 an der Seite des Greifers 27 der Robotereinheit 29 angeordnet ist.
Die Robotersteuerungseinrichtung 53 korrigiert im Schritt S52 die Position der Robotereinheit 29 basierend auf dem im Schritt S51 empfangenen Roboter-Positionsfehlersignal 29. Als nächstes ermittelt die Robotersteuerungseinrichtung 53 im Schritt S53 durch Vergleichen des Positionskorrekturbetrages mit dem Roboter-Positionsfehlersignal 29, ob eine Positionskorrektur der Robotereinheit 29 abgeschlossen ist.
Wenn die Positionskorrektur der Robotereinheit 29 im Schritt S53 abgeschlossen ist, bewegt die Robotersteuerungseinrichtung 53 im Schritt S61 das Armaturenbrett 25, das mittels des Greifers 27 der Robotereinheit 29 eingeklemmt ist, vorwärts in einer parallelen Bewegung in ein Inneres einer Automobilkarosserie 3. Dann empfängt die Robotersteuerungseinrichtung 53 im Schritt S62 durch den Anzeigekontrollapparat 51 ein Positionssignal der Abtastlöcher 35 der A-Säule 31 der Automobilkarosserie 3, das mittels des dritten und des vierten Positionsdetektors 43 und 44 detektiert worden ist, als ein Roboter-Positionsfehlersignal 29 in X- und Y-Koordinaten der Basiskoordinaten (X, Y, Z), wobei der dritte und der vierte Positionsdetektor 43 und 44 auf beiden Seiten des unteren Abschnittes des Greifers 27 der Robotereinheit 29 positioniert sind.
Als nächstes korrigiert die Robotersteuerungseinrichtung 53 im Schritt S63 die Position der Robotereinheit 29 basierend auf dem Roboter-Positionsfehlersignal 29, das im Schritt S62 empfangen worden ist, und er ermittelt im Schritt S64 durch Vergleichen des Positionskorrekturbetrages mit dem Roboter-Positionsfehlersignal 29, ob eine Positionskorrektur abgeschlossen ist.
Wenn die Positionskorrektur der Robotereinheit 29 im Schritt S64 abgeschlossen ist, empfängt die Robotersteuerungseinrichtung 53 im Schritt S71 eine detektierte Z-Koordinate des Abstandsfehlersignals in Bezug auf die Befestigungslöcher 39 des Armaturenbretts 25 der Automobilkarosserie 3 von dem ersten und dem zweiten Abstandsdetektor 45 und 46. Ferner gibt die Robotersteuerungseinrichtung 53 im Schritt S72 ein Signal zum Vorwärtsbewegen der Robotereinheit 29 an die Montageposition des Armaturenbretts 25 basierend auf dem Abstandsfehlersignal und ein Signal zum Loslassen des Armaturenbretts 25 aus, das mittels des Greifers 27 eingeklemmt ist.
Nach der Neupositionierung der Robotereinheit 29 gibt die Robotersteuerungseinrichtung 53 im Schritt S73 ein Steuersignal an ein Magnetventil 21 zum Freigeben der Synchronisationsklemmen 13 durch Abstellen des Drucks an dem ersten und zweiten Auslöser 9 und 11 der Synchronisationsklemmeinrichtung aus.
Wie oben beschrieben, erfordert die Erfindung kein Hinzufügen eines neuen Spezialmaschinen-Werkzeuges, auch wenn eine neue Baugruppenlinie hinzugefügt wird, und sie reduziert ökonomische Verluste aufgrund einer vollständigen Automatisierung mittels der Robotereinheit 29.
Das heißt, die Erfindung bezieht sich auf verschiedenartige Fahrzeugtypen, und sie erfordert nicht das Hinzufügen neuer Spezialmaschinen aufgrund eines automatischen Zuführens und Positionierens einer Armaturenbrett-Baugruppe in einem entsprechenden Fahrzeug mittels eines Roboters in einer Automobil-Produktionsanlage, auch wenn eine neue Baugruppenlinie hinzugefügt wird. Die Erfindung führt auch zu ökonomischen Vorteilen, wobei die Mitarbeiterzahl aufgrund der Vollautomatisierung, die mittels der Robotereinheit 29 geschaffen wird, verringert werden kann. Ferner kann die Erfindung Arbeiten ausschließen, die nicht von den Mitarbeitern gemocht werden, und sie führt ebenfalls zur Produktivitätssteigerung.

Claims

System zur automatischen Positionierung eines Armaturenbretts (25) für ein Fahrzeug, aufweisend: einen Synchronwagen (7) zum synchronen Bewegen mit einem Gehänge (5) mittels einer Synchronisationsklemmeinrichtung, der eine Automobilkarosserie (3) in einer Montagelinie auf einem Arbeitsortboden fördert; eine Robotereinheit (29), die an einer Seite des Synchronwagens (7) angebracht ist, zum Zuführen und Positionieren des Armaturenbretts (25) in die Automobilkarosserie (3), wobei das Armaturenbrett (25) mittels eines Greifers (27) eingeklemmt und von einem Armaturenbrett-Zubringförderer (23) zugeführt wird, der parallel zu dem Synchronwagen (7) läuft; einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Positionsdetektor (41, 42, 43, 44), die an den Abschnitten des Greifers (27) der Robotereinheit (29) links oben, links unten, rechts oben und rechts unten entsprechend angeordnet sind, zum Ausgeben von Armaturenbrett- und Automobilkarosserie-Positionsfehlersignalen durch Abtasten des Armaturenbretts (25) und einer Seite der Automobilkarosserie (3); einen ersten und einen zweiten Abstandsdetektor (45, 46) zum Ausgeben von Abstandsfehlersignalen hinsichtlich der Montageposition des Armaturenbretts (25) durch Abtasten dessen Befestigungslöcher (39), wobei die Abstandsdetektoren (45, 46) entsprechend an den Abschnitten des Greifers (27) der Robotereinheit (29) links unten bzw. rechts unten angeordnet sind; einen Grenzschalter (LS), der an der Vorderseite des Gehänges (5) ausgebildet ist, zum Ausgeben eines Vorschubsignals, wenn sich das Gehänge (5) an eine Arbeitsposition vorwärts bewegt; einen Fahrzeugtypdetektor (47), der an dem oberen Abschnitt des Gehänges (5) ausgebildet ist, zum Ausgeben eines Fahrzeugtyp-Abtastsignals nach dem Abtasten der Größe der Automobilkarosserie (3); einen Anzeigekontrollapparat (51), der an einer Seite des Arbeitsortes ausgebildet ist, zum Ausgeben des detektierten Fahrzeugtypsignals und jedes Positionsfehlersignal, das von dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Positionsdetektor (41, 42, 43 und 44) empfangen wird; und eine Robotersteuerungseinrichtung (53) zum Steuern der Positionskorrektur der Robotereinheit (29), zum Steuern des Einklemmens und Loslassens des Armaturenbretts (25) und zum Steuern der Synchronisationsklemmeinrichtung auf der Basis des detektierten Fahrzeugtypsignals, das von dem Anzeigekontrollapparat (51) empfangen worden ist, eines Armaturenbrett-Fahrzeugtypsignals, das von einer Hauptsteuerungseinrichtung (52) zum Managen der Montagelinie empfangen worden ist, des Vorschubsignals des Gehänges (5), das von dem Grenzschalter (LS) empfangen worden ist, und der Abstandsfehlersignale der Montageposition des Armaturenbretts (25), die von dem ersten und dem zweiten Abstandsdetektor (45, 46) empfangen worden sind.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Synchronisationsklemmeinrichtung aufweist: einen ersten und einen zweiten Auslöser (9, 11), die als Einzeleinheit an einer Seite des Synchronwagens (7) durch Druck betätigt werden; Synchronisationsklemmen (13) zum Synchronisieren des Synchronwagens (7) mit dem Gehänge (5), wenn die Synchronisationsklemmen (13) mit einem Halterahmen (17) des Gehänges (5) verbunden sind, wobei die Synchronisationsklemmen durch das Betätigen des ersten Auslösers (9) und des zweiten Auslösers (11) ausgelöst werden, die jeweils mit einer Kolbenstange ausgestattet sind; und einem an einer Seite der Druckleitung (19) positionierten Magnetventil (21) zum Öffnen und Schließen einer Druckleitung (19), aufgrund eines Steuersignals, um den Auslösern (9, 11) Druck zuzuführen.
System gemäß Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Abstandsdetektor (45, 46) als Lasersensoren zum Abtasten des Abstands zu der Montagepositionen des Armaturenbretts auf Basis der Reflexionszeit von Laserstrahlen ausgebildet sind.
System gemäß Anspruch 1, wobei der Fahrzeugtypdetektor (47) als ein Fotosensor ausgebildet ist.
Steuerverfahren zum automatischen Positionieren eines Armaturenbretts (25) für ein Fahrzeug, aufweisend die folgenden Schritte: a) Vergleichen eines eingegebenen Armaturenbrett-Fahrzeugtypsignals mit einem von einem Fahrzeugtypdetektor (47) detektierten Fahrzeugtypsignal mittels einer Robotersteuerungseinrichtung (53); b) Korrigieren und dann Beurteilen der Position einer Robotereinheit (29) auf Basis eines von einem Anzeigekontrollapparat (51) empfangenen Positionsfehlersignals des Armaturenbretts (25) auf einem Armaturenbrett-Zubringförderer (23), das mittels eines Positionsdetektors detektiert worden ist; c) Ausgeben eines Einklemmsignals, um die Robotereinheit (29) vorwärtszubewegen und das Armaturenbrett (25) mittels eines Greifers (27) einzuklemmen, und Ausgeben eines Bewegungssignals, um die Robotereinheit (29) an eine Automobilkarosserie-Eingabewarteposition zum Positionieren des Armaturenbretts (25) in einer Automobilkarosserie (3) zu bewegen, wenn die Positionskorrektur der Robotereinheit (29) abgeschlossen ist; d) Ausgeben eines Magnetventil-Steuersignals zum Betätigen der Auslöser (9, 11) einer Synchronisationsklemmeinrichtung, wenn die Robotersteuerungseinrichtung (53) ein Vorschubsignal des Gehänges (5) von einem Grenzschalter (LS) empfängt; e) Korrigieren und dann Beurteilen der Position der Robotereinheit (29) auf Basis eines von dem Anzeigekontrollapparat (51) empfangenen Positionsfehlersignals der Robotereinheit (29) in Bezug auf die Abtastlöcher (35, 37) einer Automobilkarosserie-Säule (31, 33), die mittels eines Positionsdetektors detektiert worden ist; f) Vorwärtsbewegen des Armaturenbretts (25) in die Automobilkarosserie (3) mit dem Greifer (27) der Robotereinheit (29) mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53), wenn die Positionskorrektur der Robotereinheit (29) abgeschlossen ist, und Korrigieren und dann Beurteilen der Position der Robotereinheit (29) auf Basis des von dem Anzeigekontrollapparat (51) empfangenen Positionsfehlersignals der Robotereinheit (29) in Bezug auf Abtastlöcher (35, 37) der Automobilkarosserie-Säulen (31, 33), die mittels Positionsdetektoren detektiert worden sind; und g) Positionieren des Armaturenbretts (25) mittels der Robotereinheit (29) auf Basis eines von Abstandsdetektoren (45, 46) empfangenen Abstandsfehlersignals in Bezug auf Befestigungslöcher (39) des Armaturenbretts (25) der Automobilkarosserie (3), und Ausgeben eines Signals zum Loslassen des Armaturenbretts (25), das mittels eines Greifers (27) eingeklemmt ist, und Freigeben des Synchronlaufes eines Synchronwagens (7) nach dem Neupositionieren der Robotereinheit (29).
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei Schritt a) aufweist: Betätigen der Robotereinheit (29) mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53); Empfangen des Armaturenbrett-Fahrzeugtypsignals, das in einen entsprechenden Arbeitsprozess durch das Gehänge (5) basierend auf den Daten von einer Hauptsteuerungseinrichtung (52) mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53) eingegeben worden ist; Empfangen des detektierten Fahrzeugtypsignals von dem Fahrzeugdetektor (47) durch den Anzeigekontrollapparat (51) basierend auf der Größe der Automobilkarosserie (3); und Beurteilen, ob beide Fahrzeugtypen übereinstimmen durch Vergleichen des Armaturenbrett-Fahrzeugtypsignals mit dem detektierten Fahrzeugtypsignal.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei Schritt b) aufweist: Empfangen des Armaturenbrett-Positionsfehlersignals, das mittels des Positionsdetektors in Y- und Z-Koordinaten der Basiskoordinaten (X, Y, Z) durch den Anzeigekontrollapparat (51) detektiert worden ist, wobei der Positionsdetektor an einer Seite des Greifers (27) der Robotereinheit (29) angeordnet ist; Korrigieren der Position der Robotereinheit (29) basierend auf dem empfangenen Armaturenbrett-Positionsfehlersignal mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53); und Beurteilen, ob die Positionskorrektur abgeschlossen ist, durch Vergleichen des Betrages der Positionskorrektur der Robotereinheit (29) mit dem Armaturenbrett-Positionsfehlersignal.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei Schritt c) aufweist: Ausgeben des Einklemmsignals zum Vorwärtsbewegen der Robotereinheit (29) an eine Seite des Armaturenbrett-Zubringförderers (23) und zum Einklemmen des Armaturenbretts (25) mit dem Greifer (27) mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53), wenn die Positionskorrektur abgeschlossen ist; und Ausgeben des Bewegungssignals mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53), so dass sich die Robotereinheit (29) zu der Automobilkarosserie-Eingabewarteposition bewegt zum Positionieren des Armaturenbretts (25) in der Automobilkarosserie (3).
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei-Schritt d) aufweist: Beurteilen, ob das Vorschubsignal des Gehänges (5) von dem Grenzschalter (LS) mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53) empfangen worden ist, wenn die Robotereinheit (29) das Armaturenbrett (25) zu der Automobilkarosserie-Warteposition bewegt; und Ausgeben des Steuersignals des Magnetventils (21) mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53) zum Zuführen von Druck an die Auslöser (9, 11) für das Synchronlaufen und Betätigen der Synchronisationsklemmen (13), wenn das Vorschubsignal von dem Grenzschalter (LS) empfangen worden ist.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei Schritt e) aufweist: Empfangen eines Positionssignals von Abtastlöchern (35, 37) der Automobilkarosserie-Säulen (31, 33) durch den Anzeigekontrollapparat (51) von der Robotersteuerungseinrichtung (53), das mittels eines Positionsdetektors als das Roboter-Positionsfehlersignal in Y- und Z-Koordinaten der Basiskoordinaten (X, Y, Z) detektiert worden ist, wobei der Positionsdetektor an einer Seite des Greifers (27) der Robotereinheit (29) positioniert ist; Korrigieren der Position der Robotereinheit (29) mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53) basierend auf dem empfangenen Roboter-Positionsfehlersignal; und Beurteilen, ob die Positionskorrektur der Robotereinheit (29) abgeschlossen ist, durch Vergleichen des Positionskorrekturbetrages mit dem Roboter-Positionsfehlersignal (29) mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53).
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei Schritt f) aufweist: Vorwärtsbewegen des Armaturenbretts (25) mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53), das mittels des Greifers (27) der Robotereinheit (29) eingeklemmt ist, in eine Bewegung parallel zu dem Inneren der Automobilkarosserie (3), wenn die Positionskorrektur der Robotereinheit (29) abgeschlossen ist; Empfangen des Positionssignals der Abtastlöcher (35, 37) der Automobilkarosserie-Säulen (31, 33), das mittels Positionsdetektoren (41, 42, 43, 44) als das Roboter-Positionsfehlersignal in X- und Y-Koordinaten der Basiskoordinaten (X, Y, Z) durch den Anzeigekontrollapparat (51) hindurch mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53) detektiert worden ist, wobei die Positionsdetektoren an beiden Seiten eines unteren Abschnitts des Greifers (27) der Robotereinheit (29) angeordnet sind; Korrigieren der Position der Robotereinheit (29) mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53) auf der Basis des Roboter-Positionsfehlersignals; und Beurteilen, ob die Positionskorrektur der Robotereinheit (29) abgeschlossen ist durch Vergleichen des Positionskorrekturbetrages mit dem Roboter-Positionsfehlersignal mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53).
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei Schritt g) aufweist: Empfangen des Abstandsfehlersignals in Bezug auf die Befestigungslöcher (39) des Armaturenbretts (25) der Automobilkarosserie (3) von den Abstandsdetektoren (45, 46) mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53), wenn die Positionskorrektur der Robotereinheit (29) abgeschlossen ist; Ausgeben eines Signals mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53) zum Vorwärtsbewegen an eine Montageposition des Armaturenbretts (25) basierend auf dem Abstandsfehlersignal und zum Loslassen des Armaturenbretts (25), das mittels des Greifers (27) eingeklemmt ist; und Ausgeben eines Steuersignals mittels der Robotersteuerungseinrichtung (53) an das Magnetventil (21) zum Freigeben der Synchronisationsklemmen (13) durch Abschaltens der Druckbeaufschlagung der Auslöser (9, 11) der Synchronisationsklemmeinrichtung, nachdem die Robotereinheit (29) neu positioniert worden ist.