DE102008035447A1

DE102008035447A1 - Component's contour controlling method for production line, involves detecting temporal characteristics of pressure, and comparing detected actual pressure characteristics with pre-determined target pressure characteristics

Info

Publication number: DE102008035447A1
Application number: DE200810035447
Authority: DE
Inventors: Peer-Olaf Dipl.-Ing. Kober (Ba); Jürgen Dipl.-Ing. Schrader
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2009-03-19

Abstract

The method involves gripping a component (2) to be controlled by negative pressure or vacuum utilizing a negative pressure-or vacuum gripper (3). Temporal characteristics of pressure are detected during the gripping procedure utilizing a detecting device (9). The detected actual pressure characteristics are compared with pre-determined target pressure characteristics utilizing a comparing unit (10). A seal (5) and a receiver (4) are aligned on a target contour of the component such that an outwardly sealed negative pressure area (6) is formed with the component within the gripper.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Konturkontrolle von Bauteilen, insbesondere in einer Fertigungsanlage.The The present invention relates to a method and a device for contour control of components, in particular in a production plant.

Um beispielsweise im Rahmen einer Serienfertigung möglichst frühzeitig Herstellungsfehler und fehlerhafte Produkte vermeiden zu können, ist es zweckmäßig, während der Produktion beispielsweise eine Ist-Kontur eines zu verarbeitenden Bauteils mit einer Soll-Kontur zu vergleichen. Liegt die Ist-Kontur außerhalb eines Toleranzbereichs, kann die Verwendung dieses fehlerhaften Bauteils bereits in einem frühen Stadium der Fertigung vermieden werden.Around For example, as part of a series production as possible early manufacturing defects and faulty products to be able to avoid it, it is expedient For example, during production, an actual contour of a to be compared component to be processed with a desired contour. If the actual contour is outside a tolerance range, The use of this faulty component may already be in an early stage Stage of production can be avoided.

Aus der DE 36 05 234 C2 ist es bekannt, zur Konturkontrolle von Bauteilen eine optische Prüfeinrichtung zu verwenden. Derartige optisch arbeitende Prüfeinrichtungen können an geeigneter Stelle als zusätzliche Station in eine Fertigungsanlage eingebaut werden.From the DE 36 05 234 C2 It is known to use an optical inspection device for contour control of components. Such optically operating test equipment can be installed at a suitable location as an additional station in a manufacturing plant.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Vorrichtung bzw. für ein Verfahren der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass sie sich besonders einfach in eine Fertigungsanlage integrieren lässt.The The present invention addresses the problem of for a device or for a method of initially mentioned type an improved embodiment particular distinguishing themselves particularly easy to integrate into a production plant.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This Problem is inventively by the objects of the independent claims. advantageous Embodiments are the subject of the dependent Claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen zeitlichen Druckverlauf zur Konturkontrolle heranzuziehen, der sich beim Ergreifen des zu kontrollierenden Bauteils mittels Unterdruck oder Vakuum ergibt. Hierbei nutzt die Erfindung die Erkenntnis, dass der zeitliche Druckverlauf, der sich beim Greifen mittels Unterdruck bzw. Vakuum ergibt, von der tatsächlichen Bauteilkontur abhängt. Durch Vergleichen des gemessenen Druckverlaufs mit einem Referenzdruckverlauf oder Soll-Druckverlauf kann dann eine Aussage über die Kontur des jeweiligen Bauteils getroffen werden. Der Referenzdruckverlauf entspricht dabei demjenigen Druckverlauf, der sich beim Ergreifen eines Bauteils einstellt, das die gewünschte Soll-Kontur aufweist. Beispielsweise soll der Unterdruck beim Ergreifen des Bauteils innerhalb einer vorbestimmten Zeit einen vorbestimmten Unterdruckwert, insbesondere Vakuum, erreichen. Liegt die gemessene Zeit bis zum Erreichen des gewünschten Unterdrucks außerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls, liegt eine fehlerhafte Bauteilkontur vor. Zum gleichen Ergebnis kommt der Vergleich, wenn der gewünschte Unterdruck beim Greifen aufgrund einer fehlerhaften Bauteilkontur gar nicht erreicht wird.The Invention is based on the general idea, a temporal Use pressure curve for contour control, which occurs when grasping of the component to be controlled by means of vacuum or vacuum results. Here, the invention uses the knowledge that the temporal Pressure curve, which occurs when gripping by means of negative pressure or vacuum results, depends on the actual component contour. By comparing the measured pressure curve with a reference pressure curve or desired pressure curve can then make a statement about the Contour of the respective component are taken. The reference pressure curve corresponds to the pressure curve that occurs when grasping of a component that sets the desired target contour having. For example, the negative pressure when seizing the Component within a predetermined time a predetermined negative pressure value, especially vacuum, reach. Is the measured time up to Reaching the desired negative pressure outside a predetermined time interval, there is a faulty component contour. For the same result, the comparison comes when the desired Negative pressure when gripping due to a faulty component contour is not reached.

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird somit eine vergleichsweise einfache Kontrollmöglichkeit für die Bauteilkontur geschaffen. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass zur Konturkontrolle grundsätzlich auch eine Unterdruck- bzw. Vakuum-Greifeinrichtung verwendet werden kann, die in der jeweiligen Fertigungsanlage ohnehin vorhanden ist, beispielsweise um das Bauteil von einer Station zur nächsten Station weiterzureichen oder um das Bauteil von einem Vorratsbehälter in eine Arbeitsstation zu überführen. Hierdurch kann die vorgeschlagene Bauteilkontrolle besonders einfach in eine bestehende Anlage integriert werden, ohne dass hierzu zusätzlicher Bauraum erforderlich ist.By the proposal according to the invention thus becomes a comparatively easy to control for created the component contour. It is particularly advantageous that In principle, a negative pressure or vacuum gripping device can be used in the respective Production plant is present anyway, for example, the component pass from one station to the next station or around the component from a reservoir to a workstation to convict. As a result, the proposed Component inspection particularly easy to integrate into an existing system be required without requiring additional space is.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Subclaims, from the drawings and from the associated Description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used in isolation, without the scope of the present To leave invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.preferred Embodiments of the invention are in the drawings and will become more apparent in the following description explained, wherein the same reference numerals to the same or similar or functionally identical components relate.

Es zeigen, jeweils schematischIt show, each schematically

1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Konturkontrolle, 1 a greatly simplified schematic diagram of a device for contour control,

2 eine Ansicht wie in 1, jedoch bei in einen Greifer eingelegtem Bauteil am Anfang eines Unterdruckaufbaus, 2 a view like in 1 but in the case of a component placed in a gripper at the beginning of a vacuum build-up,

3 eine Ansicht wie in 2, jedoch am Ende eines Unterdruckaufbaus, 3 a view like in 2 but at the end of a vacuum build-up,

4 eine Ansicht wie in 2, jedoch bei einem fehlerhaften Bauteil, 4 a view like in 2 but with a faulty component,

5 eine Ansicht wie in 3, jedoch bei dem fehlerhaften Bauteil, 5 a view like in 3 but with the faulty component,

6 ein Druck-Zeit-Diagramm. 6 a pressure-time diagram.

Entsprechend den 1–5 umfasst eine Vorrichtung 1, mit deren Hilfe die Kontur eines Bauteils 2 bzw. 2' kontrolliert werden kann, einen Greifer 3, mit dessen Hilfe das jeweilige, zu kontrollierende Bauteil 2, 2' ergriffen werden kann. In den 2 und 3 ist ein zu kontrollierendes Bauteil mit zulässiger Kontur dargestellt und dementsprechend mit 2 bezeichnet. Im Unterschied dazu ist in den 4 und 5 ein zu kontrollierendes Bauteil dargestellt, das eine unzulässige Kontur aufweist und dementsprechend mit 2' bezeichnet ist.According to the 1 - 5 includes a device 1 , with the help of which the contour of a component 2 respectively. 2 ' can be controlled, one grab 3 , with the help of which the respective component to be inspected 2 . 2 ' can be taken. In the 2 and 3 is a component to be checked with a permissible contour shown and accordingly with 2 designated. In contrast, in the 4 and 5 shown a component to be controlled, which has an impermissible contour and accordingly with 2 ' is designated.

Der Greifer 3 arbeitet mit Unterdruck, insbesondere mit Vakuum, um das jeweilige Bauteil 2, 2' zu ergreifen. Dementsprechend kann der Greifer 3 auch als Unterdruckgreifer bzw. als Vakuumgreifer bezeichnet werden. Der Greifer 3 weist eine Bauteilaufnahme 4 auf, in der zumindest eine Dichtung 5 angeordnet ist. Die Dichtungen 5 und die Aufnahme 4 sind so auf die Soll-Kontur des Bauteils 2, 2' abgestimmt, dass sich bei eingelegtem Bauteil 2, 2' innerhalb des Greifers 3 ein nach außen abgedichteter Unterdruckraum 6 ausbilden kann. Durch den Unterdruck im Unterdruckraum 6 wird das Bauteil 2 durch den Umgebungsdruck in die Aufnahme 4 eingedrückt. Zur Realisierung des Unterdruckraums 6 kann der Greifer 3 im Bereich seiner Aufnahme 4 eine Vertiefung 7 aufweisen. Ferner weist der Greifer 3 eine Pumpe 8 auf, mit deren Hilfe der Unterdruck bzw. das Vakuum im Unterdruckraum 6 erzeugt werden kann. Die Pumpe 8 ist dabei durch den Greifer 3 mit dem Unterdruckraum 6 kommunizierend verbunden.The gripper 3 works with negative pressure, in particular with vacuum, around the respective component 2 . 2 ' to take. Accordingly, the gripper 3 Also referred to as vacuum gripper or vacuum gripper. The gripper 3 has a component holder 4 on, in the at least one seal 5 is arranged. The seals 5 and the recording 4 are so on the nominal contour of the component 2 . 2 ' matched that with inserted component 2 . 2 ' inside the gripper 3 a sealed to the outside vacuum space 6 can train. Due to the negative pressure in the vacuum chamber 6 becomes the component 2 by the ambient pressure in the recording 4 pressed. For the realization of the vacuum chamber 6 can the gripper 3 in the field of his admission 4 a depression 7 exhibit. Furthermore, the gripper points 3 a pump 8th on, with the help of the vacuum or the vacuum in the vacuum chamber 6 can be generated. The pump 8th is there by the gripper 3 with the vacuum chamber 6 communicatively connected.

Beim Greifer 3 handelt es sich vorzugsweise um einen Greifer 3, der in einer hier nicht gezeigten Fertigungsanlage, die insbesondere zur Serienfertigung komplexer Baugruppen dient, zum Überführen der Bauteile 2, 2' von einer ersten Position, zum Beispiel ein Vorratsbehälter oder eine erste Arbeitsstation, zu einer zweiten Stelle verwendet wird, bei der es sich beispielsweise um eine Arbeitsstation bzw. um eine zweite Arbeitsstation handelt. Mit anderen Worten, der von der Vorrichtung 1 verwendete Greifer 3 ist bestenfalls in einer Fertigungsanlage ohnehin vorhanden.At the grapple 3 it is preferably a gripper 3 in a manufacturing plant, not shown here, which is used in particular for mass production of complex assemblies, for transferring the components 2 . 2 ' is used from a first position, for example a storage container or a first workstation, to a second location, which is, for example, a workstation or a second workstation. In other words, that of the device 1 used grippers 3 is at best present in a manufacturing plant anyway.

Die Vorrichtung 1 umfasst außerdem eine Erfassungseinrichtung 9, mit deren Hilfe ein zeitlicher Verlauf des Drucks beim Greifvorgang erfasst werden kann. Dabei wird der zum Ergreifen des Bauteils 2 erforderliche Unterdruck gemessen, also insbesondere der Druck im Unterdruckraum 6. Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine Vergleichseinrichtung 10, die so ausgestaltet ist, dass der mit Hilfe der Erfassungseinrichtung 9 erfasste Ist-Druckverlauf mit einem vorbestimmten Soll-Druckverlauf verglichen werden kann.The device 1 also includes a detection device 9 , by means of which a chronological course of the pressure during the gripping process can be detected. This is the gripping of the component 2 required negative pressure measured, ie in particular the pressure in the vacuum chamber 6 , Furthermore, the device comprises 1 a comparison device 10 , which is designed so that by means of the detection device 9 detected actual pressure profile can be compared with a predetermined desired pressure profile.

Beispielsweise ist im Diagramm der 6, dessen Abszisse die Zeit t und dessen Ordinate den Druck p wiedergibt, ein schraffierter Bereich 11 dargestellt, der zulässige bzw. tolerierbare Soll-Druckverläufe repräsentiert. Erkennbar wird demnach erwartet, dass der Druck im Unterdruckraum 6 ausgehend vom leicht variierenden Umgebungsdruck innerhalb einer vorbestimmten Zeit auf einen vorbestimmten Unterdruck, insbesondere auf Vakuum, abfällt. Liegt der gemessene Druckverlauf innerhalb des Toleranzbereichs 11, kann davon ausgegangen werden, dass ein Gutteil vorliegt. Ein Gutteil liegt dann vor, wenn die Ist-Kontur des Bauteils 2 im Toleranzbereich 11 der Soll-Kontur liegt. Liegt der erfasste Ist-Druckverlauf rechts bzw. oberhalb des Toleranzbereichs 11, erreicht der Druck im Unterdruckraum 6 den gewünschten Unterdruck nicht oder nicht rechtzeitig. Dementsprechend kann davon ausgegangen werden, dass ein Schlechtteil vorliegt. Ein Schlechtteil liegt dann vor, wenn die Ist-Kontur des Bauteils 2' außerhalb der tolerierbaren Soll-Konturen liegt. Der in 6 gezeigte Toleranzbereich 11 ist dabei durch die tolerierbaren Soll-Druckverläufe definiert, die beispielsweise mit Hilfe von Vergleichsmessungen ermittelt worden sind, bei denen mit dem Greifer 3 Bauteile 2 ergriffen worden sind, die unterschiedliche, jedoch tolerierbare, also innerhalb eines Soll-Konturbereichs liegende Konturen aufweisen.For example, in the diagram of 6 , whose abscissa represents the time t and whose ordinate represents the pressure p, a hatched area 11 represented, the permissible or tolerable target pressure gradients represented. Recognizable is therefore expected that the pressure in the vacuum chamber 6 starting from the slightly varying ambient pressure within a predetermined time to a predetermined negative pressure, in particular to vacuum drops. Is the measured pressure curve within the tolerance range? 11 , it can be assumed that a good part exists. A good part is present when the actual contour of the component 2 in the tolerance range 11 the target contour is located. Is the detected actual pressure curve right or above the tolerance range 11 , the pressure in the vacuum chamber reaches 6 the desired negative pressure not or not on time. Accordingly, it can be considered that a bad part exists. A bad part is present when the actual contour of the component 2 ' outside the tolerable nominal contours. The in 6 shown tolerance range 11 is defined by the tolerable target pressure curves, which have been determined for example by means of comparative measurements, in which with the gripper 3 components 2 have been taken, which have different, but tolerable, ie lying within a desired contour area contours.

Die Vorrichtung 1 bzw. das damit realisierbare Verfahren arbeitet wie folgt:
Der Greifer 3 erfasst entsprechend den 2 und 4 das jeweilige Bauteil 2, 2', wobei das Bauteil 2, 2' zunächst nur mit der wenigstens einen Dichtung 5 in Kontakt steht. Dabei bildet sich der Unterdruckraum 6 aus. Zum Ergreifen des Bauteils 2, 2' wird nun mit Hilfe der Pumpe 8 der Unterdruckraum 6 evakuiert, das heißt, im Unterdruckraum 6 wird der Druck abgesenkt, in Richtung auf den gewünschten Unterdruck bzw. in Richtung Vakuum. Mit Hilfe der Erfassungseinrichtung 9 wird dabei der zeitliche Verlauf des Drucks bzw. der Druckabsenkung während dieses Greifvorgangs erfasst. Die Erfassungseinrichtung 9 erfasst somit einen Ist-Druckverlauf, der dem aktuell vom Greifer 3 erfassten Bauteil 2, 2' zugeordnet ist. In der Vergleichseinrichtung 10 kann nun der Ist-Druckverlauf mit dem vorbestimmten Soll-Druckverlauf, insbesondere mit dem Toleranzbereich 11 verglichen werden.The device 1 or the method that can be implemented as follows:
The gripper 3 recorded according to the 2 and 4 the respective component 2 . 2 ' , where the component 2 . 2 ' initially only with the at least one seal 5 in contact. At the same time, the vacuum chamber is formed 6 out. For gripping the component 2 . 2 ' will now be using the pump 8th the vacuum chamber 6 evacuated, that is, in the vacuum chamber 6 the pressure is lowered, in the direction of the desired negative pressure or in the direction of vacuum. With the help of the detection device 9 In this case, the time profile of the pressure or the pressure drop is detected during this gripping process. The detection device 9 thus detects an actual pressure curve, the current of the gripper 3 detected component 2 . 2 ' assigned. In the comparison device 10 can now be the actual pressure profile with the predetermined desired pressure profile, in particular with the tolerance range 11 be compared.

Hat das Bauteil 2 wie in den 2 und 3 eine zulässige Kontur, kann sich das Bauteil 2 ordnungsgemäß an die Kontur der Aufnahme 4 anlegen. Die Dichtungen 5 können den Unterdruckraum 6 in gewünschtem Maße abdichten. Dementsprechend kann sich der gewünschte Unterdruck innerhalb eines zulässigen Zeitfensters im Unterdruckraum 6 einstellen.Has the component 2 like in the 2 and 3 a permissible contour, the component can become 2 properly to the contour of the recording 4 invest. The seals 5 can the vacuum space 6 seal to the desired extent. Accordingly, the desired negative pressure within a permissible time window in the vacuum space 6 to adjust.

Liegt jedoch entsprechend den 4 und 5 ein Bauteil 2' mit unzulässiger Kontur vor, kann die Dichtung 5 ihre Dichtungswirkung nicht oder nur unvollständig bereitstellen. In der Folge kann der Unterdruck im Unterdruckraum 6 nicht ausreichend schnell aufgebaut werden. Im Extremfall kann der gewünschte Unterdruckswert überhaupt nicht erreicht werden. Der gemessene Ist-Druckverlauf liegt dann außerhalb des Toleranzbereichs 11.Is however according to the 4 and 5 a component 2 ' With impermissible contour in front, the gasket can 5 do not or only partially provide their sealing effect. As a result, the negative pressure in the vacuum chamber 6 unsatisfactory be set up quickly. In extreme cases, the desired negative pressure value can not be achieved at all. The measured actual pressure curve is then outside the tolerance range 11 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3605234 C2 [0003]

Claims

Method for controlling the contour of components ( 2 . 2 ' ), in particular in a production plant, - in which the component to be inspected ( 2 . 2 ' ) is taken with a negative pressure or vacuum, - in which the time profile of the pressure is detected during the gripping process, - in which the detected actual pressure profile is compared with a predetermined desired pressure profile.

Device for controlling the contour of components ( 2 . 2 ' ), in particular in a production plant, - with a vacuum or vacuum gripper ( 3 ) for gripping the component to be inspected ( 2 . 2 ' ) by means of vacuum or vacuum, - with a detection device ( 9 ) for detecting the time profile of the pressure during the gripping process, - with a comparison device ( 10 ) for comparing the detected actual pressure profile with a predetermined desired pressure profile.