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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Cockpit-Modulteils gemäß Patentanspruch 1 sowie eine Messvorrichtung zur Montage eines solchen Cockpit-Modulteils gemäß Patentanspruch 8.
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Bei der Serienfertigung von Personenkraftwagen hat es sich gezeigt, dass die Montage von Cockpit-Modulteilen in einer Karosserie eines Personenkraftwagens eine nicht unerhebliche Zeit in Anspruch nimmt und somit nicht unerhebliche Kosten verursacht. Dies ist insbesondere der Fall, da es vonnöten sein kann, Nacharbeiten durchzuführen, um Toleranzen zumindest im Wesentlichen zu kompensieren. Diese Toleranzen können beispielsweise in einem fertig montierten Cockpit und damit in einem Innenraum des Personenkraftwagens zu einem optisch schlechten Eindruck führen, da beispielsweise Zierelemente des Cockpit-Modulteils und Zierelemente von Türinnenverkleidungsteilen nicht auf erwünschte Art und Weise relativ zueinander positioniert sind.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Montage eines Cockpit-Modulteils sowie eine Messvorrichtung zur Montage eines Cockpit-Modulteils bereitzustellen, welche eine kostengünstigere Montage des Cockpit-Modulteils ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Montage eines Cockpit-Modulteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Messvorrichtung zur Montage eines Cockpit-Modulteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Ausbildungen sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Der erste Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Cockpit-Modulteils in einer Karosserie eines Personenkraftwagens, wobei das Verfahren einen Schritt aufweist, bei welchem wenigstens ein erster Bezugspunkt erfasst wird, welche eine Lage eines zu montierenden Türinnenverkleidungsteils relativ zur Karosserie charakterisiert. Bei einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wenigstens ein zweiter Bezugspunkt erfasst, welcher eine Lage des zu montierenden Cockpit-Modulteils relativ zur Karosserie charakterisiert. Ferner wird eine Abweichung einer Ist-Relation von einer Soll-Relation der beiden Bezugspunkte zueinander ermittelt. Die Bezugspunkte weisen eine Ist-Relativlage zueinander auf, welche anhand der zuvor ermittelten Bezugspunkte zu ermitteln ist. Diese Ist-Relativlage kann dabei von einer Soll-Relativlage abweichen. Zur Kompensation dieser Abweichung wird wenigstens ein Korrekturwert pro Seite ermittelt, wobei das Cockpit-Modulteil in der Karosserie unter Kompensation der Abweichung anhand des Korrekturwerts montiert wird.
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Durch diese Kompensation der Abweichung können beispielsweise fertigungs- bzw. herstellungsbedingte Toleranzen bereits während der Montage des Cockpit-Modulteils zumindest im Wesentlichen kompensiert werden, sodass zeit- und kostenaufwändige Nacharbeiten zur Kompensation der Abweichung nicht vonnöten sind. Dies hält die Montagezeit sowie die Montagekosten des Cockpit-Modulteils in der Karosserie gering.
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Das Cockpit-Modulteil kann dabei als Modulbauteil an eine Montagestation oder ein Montageband angeliefert und als das Modulbauteil in der Karosserie verbaut werden. Dadurch ist eine zumindest im Wesentlichen Parallelisierung von Montageprozessen geschaffen, welches die Montagekosten sowie die Montagezeit des Personenkraftwagens weiterhin gering hält.
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Die Montage des Cockpit-Modulteils entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren birgt weiterhin den Vorteil, dass dadurch einem Innenraum des Personenkraftwagens auf zeit- und kostengünstige Art und Weise ein optisch besonders guter Eindruck verliehen werden kann. Das Cockpit-Modulteil umfasst beispielsweise ein Zierelement, insbesondere einen Zierstab, welcher sich beispielsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Das Türinnenverkleidungsteil umfasst ebenso ein Zierelement, insbesondere einen Zierstab, welches zu dem Zierelement des Cockpit-Modulteils korrespondiert und mittels welchem das Zierelement des Cockpit-Modulteils optisch fortgeführt wird, sodass sich ein einheitliches, optisch ansprechendes Design des Innenraums ergibt. Die beiden Zierelemente sind dabei entlang einer Trennfuge besonders nahe beieinander angeordnet, sodass diese Trennfuge einen besonders markanten Bereich in dem Innenraum darstellt, welcher von Insassen des Innenraums besonders gut wahrzunehmen ist. Dieser Bereich, in welchem das Zierelement des Cockpit-Modulteils in das Zierelement des Türinnenverkleidungsteils optisch übergeht, stellt somit einen besonders sensiblen Bereich hinsichtlich einer besonders präzisen Ausrichtung des Cockpit-Modulteils relativ zum Türinnenverkleidungsteil und damit hinsichtlich Toleranzen, welche es zu kompensieren gilt, dar. Diese relative Ausrichtung zueinander sowie die Kompensation der Toleranzen sind mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zeit- und kostengünstig durchführbar.
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Dabei spielt insbesondere eine Ausrichtung und Positionierung des Cockpit-Modulteils und damit dessen Ausrichtung relativ zum Türinnenverkleidungsteil bzw. zu dessen Bezugspunkt zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) eine wichtige Rolle. Insbesondere eine unerwünschte Relativlage des Cockpit-Modulteils zum Türinnenverkleidungsteil bzw. der entsprechenden Bezugspunkte in Fahrzeughochrichtung kann den optischen Eindruck des Innenraums besonders negativ beeinflussen.
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So ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der erste Bezugspunkt die Lage des zu montierenden Türinnenverkleidungsteils in Fahrzeughochrichtung charakterisiert, während der zweite Bezugspunkt die Lage des zu montierenden Cockpit-Modulteils in Fahrzeughochrichtung charakterisiert.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein weiterer Bezugspunkt erfasst, welcher eine Drehstellung um die Fahrzeug-y-Achse des zu montierenden Cockpit-Modulteils relativ zur Karosserie charakterisiert. Dadurch kann das Cockpit-Modulteil besonders präzise zur übrigen Karosserie und insbesondere zum nicht montierten Türinnenverkleidungsteil ausgerichtet und montiert werden, ohne zeit- und kostenaufwändige Nacharbeiten durchführen zu müssen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere von Vorteil bei der Darstellung besonders geringer Spaltmaße zwischen dem Cockpit-Modulteil und dem Türinnenverkleidungsteil bzw. zwischen den entsprechenden Zierelementen, was dem optischen Eindruck des Innenraums weiterhin zugute kommt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens ein weiterer Bezugspunkt ermittelt, welcher eine Lage einer Instrumententafel des zu montierenden Cockpit-Modulteils relativ zu der Karosserie charakterisiert. Anschließend wird eine weitere Abweichung einer Ist-Relation von einer Soll-Relation des zweiten und des weiteren Bezugspunkts zueinander ermittelt, woraufhin ein weiterer Korrekturwert ermittelt wird. Anschließend wird das Cockpit-Modulteil in der Karosserie unter Kompensation der Abweichung anhand der Korrekturwerte montiert, wobei beispielweise die beiden Korrekturwerte miteinander in Relation gesetzt bzw. miteinander verrechnet werden.
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Dieser weitere Bezugspunkt charakterisiert beispielsweise die Drehstellung des Cockpit-Modulteils um die Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) bzw. um eine zumindest im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugquerrichtung verlaufende Achse.
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Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Montage eines Cockpit-Modulteils eines Personenkraftwagens, mit wenigstens einer Lehre, welche als Null-Cockpit bezeichnet wird, die zu dem zu montierenden Cockpit-Modulteil korrespondiert. Die Lehre muss dabei nicht notwendigerweise eine äußere Erscheinung aufweisen wie das zu montierende Cockpit-Modulteil. Die Lehre weist insbesondere Referenzpunkte auf, welche zu Referenzpunkten des Cockpit-Modulteils korrespondieren, wobei die Referenzpunkte der Lehre Soll-Lagen aufweisen. Mittels der Messvorrichtung ist es nun möglich, wenigstens einen ersten Bezugspunkt zu erfassen, welcher eine Lage eines zu montierenden Türinnenverkleidungsteils der Karosserie relativ zu dieser charakterisiert. Ferner ist es mittels der Messvorrichtung möglich, wenigstens einen zweiten Bezugspunkt zu erfassen, welcher eine Lage des zu montierenden Cockpit-Modulteils relativ zur Karosserie charakterisiert. Die Messvorrichtung ermöglicht es somit, Abweichungen zwischen den Bezugspunkten und den zuvor geschilderten Soll-Lagen zu erfassen und somit auch eine Abweichung einer Ist-Relation von einer Soll-Relation der Bezugspunkte zueinander zu erfassen. In der Folge können Korrekturwerte berechnet werden, um bei der Montage des Cockpit-Modulteils diese Abweichungen zu kompensieren, sodass das Cockpit-Modulteil zeit- und kostengünstig besonders vorteilhaft zur Karosserie sowie zu dem insbesondere noch zu montierenden Türinnenverkleidungsteil ausgerichtet und montiert werden kann.
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Zeit- und kostengünstige Nacharbeiten zum Ausgleich von Toleranzen und Abweichungen nach der Montage des Cockpit-Modulteils sind nicht vorgesehen und nicht vonnöten. Vielmehr ermöglicht es die Messvorrichtung, fertigungsbedingte Toleranzen schon während der Montage des Cockpit-Modulteils auszugleichen und zu kompensieren, was die Montagekosten und die Montagezeit des Cockpit-Modulteils gering hält.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombination sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Karosserie eines Personenkraftwagens, in welcher ein Cockpit-Modulteil zu montieren ist;
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2 ausschnittsweise eine weitere Schnittansicht der Karosserie gemäß 1;
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3 ausschnittsweise eine weitere Schnittansicht der Karosserie gemäß 1 und 2 mit einer schematischen Schnittansicht des Cockpit-Modulteils;
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4 eine schematische Draufsicht einer Messvorrichtung zur Montage des Cockpit-Modulteils in der Karosserie;
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5 ausschnittsweise eine weitere Ansicht der Messvorrichtung gemäß 4;
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6 eine schematische Seitenansicht eines Roboters zur Montage des Cockpit-Modulteils;
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7 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Montage des Cockpit-Modulteils;
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8 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Montage des Cockpit-Modulteils;
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9 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Montage des Cockpit-Modulteils;
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10 eine schematische Draufsicht einer weiteren Vorrichtung zur Montage des Cockpit-Modulteils;
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11a–c jeweils eine schematische Seitenansicht einer weiteren Vorrichtung zur Montage des Cockpit-Modulteils;
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12a–b jeweils eine schematische Ansicht einer weiteren Vorrichtung zur Montage des Cockpit-Modulteils;
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13 eine schematische Seitenansicht eines Roboters zur Montage des Cockpit-Modulteils; und
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14 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Vorrichtung zur Montage des Cockpit-Modulteils.
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Die 1 zeigt einen Cockpit-Bereich 10 einer Karosserie 12 eines Personenkraftwagens, welcher in Fahrzeuglängsrichtung gemäß einem Richtungspfeil 14 in einem vorderen Bereich der Karosserie 12 liegt. In dem Cockpit-Bereich 10 ist ein Cockpit-Modulteil an der Karosserie 12 und in dieser zu montieren, wobei das Cockpit-Modulteil im Folgenden als Cockpit 16 (2) bezeichnet wird. Das Cockpit 16 wird zumindest im Wesentlichen parallel zur Fertigung der Karosserie 12 hergestellt und umfasst eine Mehrzahl von einzelnen Bauteilen, welche entsprechend zur Darstellung des Cockpits 16 montiert bzw. miteinander verbunden werden. Anschließend wird das Cockpit 16 als Modulteil beispielsweise an ein Montageband angeliefert, um es an der Karosserie 12 zu montieren.
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Das Cockpit 16 umfasst beispielsweise einen Zierstab, welcher zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung gemäß einem Richtungspfeil verläuft. An diesen Zierstab schließt sich beispielsweise auf einer bezogen auf die Vorwärtsfahrtrichtung gemäß einem Richtungspfeil 18 linken Seite 20 sowie auf einer rechten Seite 22 ein jeweiliger Zierstab an, welcher einem Türinnenverkleidungsteil einer Tür der Karosserie 12 zugeordnet ist. Mit anderen Worten wird der Zierstab des Cockpits 16 durch die Zierstäbe der Türinnenverkleidungsteile optisch fortgeführt, sodass es zu einem stimmigen Design eines Innenraums 24 des Personenkraftwagens mit einem optisch vorteilhaften Eindruck kommt.
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Insbesondere bei sehr geringen Spaltmaßen zwischen dem Zierstab des Cockpits 16 und dem Zierstab der Türinnenverkleidungsteile ist es wünschenswert, das Cockpit 16 und die Türinnenverkleidungsteile präzise relativ zueinander auszurichten, und auch dann, wenn die Türinnenverkleidungsteile gegebenenfalls noch nicht an einer entsprechend korrespondierenden Tür der Karosserie 12 montiert sind. Dabei ist insbesondere die Ausrichtung des Cockpits 16 relativ zu den Türinnenverkleidungsteilen in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) gemäß einem Richtungspfeil 26 wichtig, sodass sich ein vorteilhafter optischer Eindruck des Innenraums ergibt. Unerwünscht große Abweichungen einer Relativlage des Cockpits 16 zu den Türinnenverkleidungsteilen in Fahrzeughochrichtung sind dabei zu vermeiden.
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Zur Montage des Cockpits 16 an bzw. in der Karosserie 12 ist eine dem Cockpit 16 zugeordnete Absteckbasis 28 der Karosserie 12 vorgesehen. Zur Montage des Türinnenverkleidungsteils ist eine entsprechend dem Türinnenverkleidungsteil zugeordnete Absteckbasis 30 der Karosserie 12 vorgesehen.
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Zur Vermeidung einer unerwünschten Relativlage des Cockpits 16 zu den Türinnenverkleidungsteilen im jeweiligen montierten Zustand wird zunächst eine Toleranz der Karosserie 12 zwischen der Absteckbasis 28 zur Absteckbasis 30 ermittelt. Dies geschieht beispielsweise mit einer Messvorrichtung 32, welche mittels eines Roboterarms 34 geführt wird. Die Ermittlung der Toleranz kann dabei mit mechanischer Berührung oder berührungslos erfolgen.
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Mit anderen Worten werden Lagen der Absteckbasis 28 sowie der Absteckbasis 30 zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung relativ zur Karosserie 12 erfasst, was durch Richtungspfeile 36 dargestellt ist. Die Lagen werden dabei in Bezug zueinander gesetzt, sodass sich eine relative Lage zwischen der Absteckbasis 28 und der Absteckbasis 30 ergibt, welcher in der 1 mit z bezeichnet ist. Weicht diese Relativlage, welche eine Ist-Relativlage darstellt, von einer Soll-Relativlage ab, was beispielsweise aufgrund von fertigungsbedingten Toleranzen des Fahrzeugrohbaus der Fall ist, so ist dadurch ein so genannter z-Fehler zwischen der Absteckbasis 28 und der Absteckbasis 30 ermittelt.
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Bei der Montage des Cockpits 16 in der Karosserie 12 tritt ein weiterer z-Fehler auf. Da der weitere z-Fehler auftritt, welcher in 3 mit z2 bezeichnet ist, kann der bisherige z-Fehler mit z1 bezeichnet werden, was anhand der 2 dargestellt ist. Eine so genannte A-Säulenkonsole bzw. eine innenseitige Seitenwand weist einen Drehlagenfehler von Anschraubflächen des Cockpits 16 um die Fahrzeugquerrichtung (y-Achse) auf. Über eine relativ weit nach hinten in Vorwärtsfahrtrichtung gemäß dem Richtungspfeil 18 auskragende z-Stufe 38 des Cockpits 16 an einer Instrumententafel desselbigen wird dieser Drehlagenfehler entsprechend verstärkt, was der 2 zu entnehmen ist. Die Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) stellt somit eine Verkippungsachse der A-Säulenkonsole dar. Im schlechtesten Fall addieren sich beide z-Fehler z1 und z2, falls keine anderweitigen Vorkehrungen getroffen sind, woraus eine unerwünschte Relativlage des Cockpits 16 zum Türinnenverkleidungsteil resultieren kann.
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Um dies zumindest im Wesentlichen zu vermeiden, ist eine in den 4 und 5 gezeigte mechanische Messvorrichtung 40 vorgesehen. Die Messvorrichtung 40 stellt eine prinzipielle Nachbildung eines Null-Cockpits und somit eine Lehre dar und weist Absteckungen 42 zur A-Säulenkonsole bzw. zur innenseitigen Seitenwand sowie Messköpfe 44 auf. Die Messvorrichtung 40 weist ferner Werkzeugausleger 46 auf, welche gemäß Richtungspfeilen 48 um die Fahrzeugquerrichtung drehbar sind. Ferner ist ein Schwimmschlitten 50 mit einem Federpaket 52 vorgesehen, welcher gemäß einem Richtungspfeil 54 zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) gemäß dem Richtungspfeil 14 translatorisch bewegbar ist.
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Gemäß der 4 ist die Messvorrichtung 40 mit einem Roboterarm 56 eines Roboters verbunden und über diesen im Raum bewegbar. Die Messvorrichtung 40 wird wie das Cockpit 16 in eine der A-Säulenkonsole zugeordnete Absteckung der Karosserie 12 durch den Roboter gefügt, sodass die Messvorrichtung 40 mechanisch die Lage in Fahrzeughochrichtung sowie die Drehlage um die Fahrzeugquerrichtung der A-Säulenkonsole aufnimmt. Durch eine definiert einstellbare Andruckkraft in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) nach vorne gemäß dem Richtungspfeil 18 wird eine Durchbiegung der Messvorrichtung 40 verhindert. Mit anderen Worten wird durch dieses gefederte Andrücken ein Verspannen der Messvorrichtung 40 unterbunden. Durch eine Führung in Fahrzeughochrichtung zwischen dem Roboterarm 56 und der Messvorrichtung 40 kann ebenso eine Verspannung zwischen dem Roboter und der Messvorrichtung 40 um die Fahrzeuglängsrichtung ausgeschlossen werden. Die Führung in Fahrzeughochrichtung kann durch eine Absteckung bei einem Ein- und Ausfahren der Messvorrichtung 40 verriegelt werden.
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Die insbesondere mechanischen Messköpfe 44 auf der linken Seite 20 und der rechten Seite 22 sind entsprechend über die Werkzeugausleger 46 um die y-Fahrzeugachse drehbar. Durch ein definiertes Andrücken an die A-Säulenkonsole bzw. deren seitliche Seitenwände nehmen die Messköpfe 44 eine Drehlagenorientierung der Anschraubflächen um die Fahrzeugquerrichtung für jede Karosserie 12 bzw. für jedes Fahrzeug analog zu dem im Anschluss zu verbauenden Cockpit auf.
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In einer entsprechenden Messstellung wird über Pneumatikfunktionen ein beidseitiger Messfinger 58 in ein vorderes Absteckloch des Türinnenverkleidungsteils in einem Türinnenblech der Karosserie 12 in die Messstellung in Fahrzeugquerrichtung von innen nach außen eingefahren. Durch eine Verfahrachse in Fahrzeughochrichtung, welche durch einen Pneumatikzylinder freigegeben wird, legt sich der Messfinger 58 an eine untere Kante dieses Absteckloches an und über einen mechanischen Wegmesssensor 59 wird eine Differenz zu einer Basis des Cockpits 16 in Fahrzeughochrichtung für jede Fahrzeugseite ermittelt. In der 5 ist die Andruckkraft in Fahrzeuglängsrichtung durch einen Richtungspfeil 60 sowie das Bewegen des Messfingers 58 durch einen Richtungspfeil 62 angedeutet. Die Andruckkraft in Fahrzeuglängsrichtung ist dabei mechanisch begrenzt.
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Anhand der ermittelten z-Fehler kann ein Korrekturwert pro Fahrzeugseite ermittelt werden, anhand dessen das Cockpit 16 unter Kompensation der z-Fehler (z1 und ggf. z2) montiert werden kann. Optional kann ein weiterer Korrekturwert für das Cockpit 16 ermittelt werden, um dieses anhand des ersten wie auch anhand des zweiten Korrekturwerts zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung vorteilhafterweise auszurichten und zu montieren.
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Die Ermittlung des zweiten Korrekturwerts ist anhand der 6 dargestellt. Die 6 zeigt einen Roboter 63, welcher das Cockpit 16 aushebt, in Einbaulage über zwei Messeinheiten 64 schwenkt und einen Lagefehler der z-Stufe 38 zu einem Cockpitquerträger ermittelt. Die Messeinheiten 64 sind dabei aufgeständert und messen eine Differenz zwischen einer Werkzeugkante 66 zur z-Stufe an der Instrumententafel in Einbaudrehlage des Cockpits 16, was durch Richtungspfeile 68 dargestellt ist. Dadurch wird eine Differenz zwischen der Absteckbasis 28 des Cockpits 16 in der Karosserie 12 zur z-Stufe 38 der Instrumententafel ermittelt. Die dadurch ermittelten Messwerte werden beispielsweise mit den zuvor ermittelten Messwerten verrechnet. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der entsprechende zweite Korrekturwert mit dem ersten Korrekturwert in Relation gesetzt, beispielsweise verrechnet, wird.
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Die folgenden 7 bis 14 zeigen, wie die gegebenenfalls zwei ermittelten Korrekturwerte verwendet und bei der Montage des Cockpits 16 in der Karosserie 12 umgesetzt werden, um so das Cockpit 16 besonders vorteilhaft insbesondere relativ zu den noch nicht montierten Türinnenverkleidungsteilen auszurichten und zu montieren.
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Die 7 zeigt eine Vorrichtung 70, welche ein Einbauwerkzeug für einen Roboter darstellt, mittels welcher das Cockpit 16 zu montieren ist. Das Einbauwerkzeug ermöglicht eine aktive Verstellung in Fahrzeughochrichtung beim Einbau des Cockpits 16 in die Karosserie 12, wobei pro Seite (linke Seite 20 und rechte Seite 22) zwei Bolzen 72 und 74 vorgesehen sind. Der Bolzen 72 steckt das Einbauwerkzeug zum Cockpit 16 ab und definiert eine Ebene 76, welche in Fahrzeughochrichtung beispielsweise um ±2 mm verstellbar ist.
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Der zweite Bolzen 74 steckt das Einbauwerkzeug zur Karosserie 12 ab und stellt eine weitere Ebene 80 bereit. Anhand eines Richtungspfeils 83 ist dargestellt, dass der Bolzen 72 über eine Führung 82 relativ zum übrigen Einbauwerkzeug (Vorrichtung 70) in Fahrzeughochrichtung bewegbar ist, während der Bolzen 74 relativ zum übrigen Einbauwerkzeug starr ist. So können die Bolzen 72 und 74 relativ zueinander bewegt werden. Die Führung 82 des Bolzens 72 ist dabei über ein Klemmelement festsetzbar, sodass der Bolzen 72 arretierbar ist.
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Der ermittelte Korrekturwert bzw. ein aus den zwei Korrekturwerten ermittelter Korrekturwert des Cockpits 16 kann nun über eine Verstellung der Bolzen 72 und 74 relativ zueinander umgesetzt werden, was durch z und einen Richtungspfeil 78 in der 7 angedeutet ist. Hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten.
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Die 8 zeigt eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung 70 (Einbauwerkzeug), wobei die Vorrichtung 70 ein Verstellgetriebe 84 umfasst, mittels welchem die Bolzen 72 und 74 relativ zueinander gemäß dem Richtungspfeil 78 bewegbar sind. Zum Antreiben des Getriebes 84 ist ein Motor 86, insbesondere ein Servomotor, gegebenenfalls mit einem Drehwinkelgeber vorgesehen. Das Verstellgetriebe 84 und der Motor 86 sind beispielsweise an bzw. zumindest bereichsweise in der Vorrichtung 70 angeordnet.
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Die 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 70. Wiederum sind die Bolzen 72 und 74 gemäß dem Richtungspfeil 78 relativ zueinander bewegbar, wobei nun das Getriebe 84 und der Motor 86 nicht an der Vorrichtung 70, sondern demgegenüber stationär beispielsweise in einer Roboterzelle aufgebaut sind. Der Roboter schwenkt die Vorrichtung 70 zur Verstellung der Bolzen 72 und 74 relativ zueinander in jeweilige Aufnahmen 88 und 90 ein. Durch Bewegen der Aufnahmen 88 und 90 relativ zueinander über das Verstellgetriebe 84 und den Motor 86 gemäß einem Richtungspfeil 92 werden auch die in den Aufnahmen 88 und 90 zumindest bereichsweise aufgenommenen Bolzen 72 und 74 relativ zueinander bewegt.
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Eine technisch besonders einfache und prozesssichere Art und Weise zur Einstellung der Bolzen 72 und 74 kommt ohne zusätzliche und aufwändige technische Komponenten wie das Verstellgetriebe 84 und den Motor 86 aus. Zudem wird die Vorrichtung 70 nur sehr gering mit einem Mehrgewicht sowie mit zusätzlichen und technisch einfachen Funktionen belastet. Diese Möglichkeit ist anhand der 10 dargestellt. Gemäß dieser anhand der 10 dargestellten Möglichkeit werden die Korrekturwerte bzw. mögliche Korrekturwerte anhand eines sehr genauen Bauteils körperlich dar- bzw. hergestellt. Bei diesem Bauteil kann es sich um eine Aufnahmeplatte 94 mit einer Mehrzahl von Bohrbuchsen 96 handeln. Jeweils zwei gemäß dem Richtungspfeil 78 einander unmittelbar gegenüberliegende Bohrbuchsen stellen ein jeweiliges Bohrbuchsenpaar dar. Die Bohrbuchsenpaare sind mit einer Stufung von zumindest 1/10 mm in der Aufnahmeplatte 94 vorgesehen. Ist ein Nennmaß, beispielsweise gemäß einer technischen Zeichnung, zwischen der Absteckbasis 28 und der Absteckbasis 30 zum Beispiel 50 mm, so wird ein Bohrbuchsenpaar mit genau diesem Nennmaß, welches einen Abstand darstellt, zumindest im Wesentlichen mittig in der Aufnahmeplatte 94 angebracht. Gestuft daneben werden weitere Bohrbuchsenpaare eingebracht, die jedoch zu der einen Seite stets einen um 1/10 mm gestuft kleiner werdenden Abstand aufweisen. Beträgt ein maximaler Verstellbereich in eine z-Richtung beispielsweise 1,5 mm, so müssen in dieser Richtung 15 Bohrbuchsenpaare eingebracht werden. Das äußerste Bohrbuchsenpaar weist dabei einen Abstand von 48,5 mm auf. Auf der entsprechenden anderen Seite werden gestuft mit immer größer werdendem Abstand ebenso 15 Bohrbuchsenpaare angebracht. Das äußerste Buchsenpaar weist dann einen z-Abstand von 51,5 mm auf.
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Ausgehend von einem Konstruktionsmaß Zn, welches das Nennmaß darstellt, erfolgt dabei zu einer Seite 98 hin eine Korrektur ins Negative, was bedeutet, dass das Cockpit 16 tiefer sitzt. Auf einer entsprechend gegenüberliegenden Seite 100 erfolgt eine Korrektur ins Positive, was bedeutet, dass das Cockpit 16 entsprechend höher sitzt bezogen auf die Fahrzeughochrichtung.
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Anhand der 11a bis 11c ist nun eine Interaktion der Vorrichtung 70, welche beispielsweise auf der linken Seite 20 angeordnet ist, mit der Aufnahmeplatte 94 und den Bohrbuchsenpaaren 96 dargestellt. Soll nun beispielsweise die Vorrichtung 70 auf der linken Seite 20 auf einen Korrekturwert von –0,9 mm eingestellt werden, so fährt der Roboter die Vorrichtung 70 auf das Bohrbuchsenpaar mit dem Abstand 49,1 mm. Dabei fährt der Roboter beide Spitzen der Bolzen 72 und 74 so weit in die Bohrbuchsen ein, dass die Spitzen in einen Bund der Bohrbuchsen eintauchen. In einer solchen Position wird die Führung 82 freigegeben, sodass eine Klemmung der Führung 82 und somit eine Fixierung der Bewegung der Bolzen 72 und 74 in Fahrzeughochrichtung gemäß dem Richtungspfeil 78 aufgehoben und freigegeben ist. Der Roboter fährt nun beide Bolzen 72 und 74 in die Bohrbuchsen des Bohrbuchsenpaares ein. Damit stellt sich rein mechanisch ein z-Maß (Korrekturwert) von –0,9 mm (zum Nennmaß) für diese Seite ein. In dieser Stellung wird die Führung 82 wieder geklemmt, sodass der Korrekturwert gesichert ist. Die Verstellung der Vorrichtung 70 auf der entsprechend rechten Seite 22 erfolgt dabei auf analoge Art und Weise. Die Klemmung ist in der 11c mit einem Kreuz 102 angedeutet.
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Die 12a und 12b zeigen eine Alternative zur Aufnahmeplatte 94. Die 12a und 12b zeigen eine Trägerplatte 103 mit konisch angeordneten Doppelleisten 104. Die Trägerplatte 103 hat den Vorteil, dass die Bohrbuchsen bzw. die Bohrbuchsenpaare nicht in zwei Richtungen vom Roboter genau getroffen werden müssen. Bei der Ausführung gemäß den 12a und 12b kann der Roboter die Bolzen 72 und 74 immer an der gleichen Stelle in die Doppelleisten 104 einfahren und dann über einen Verfahrweg in y-Richtung das gewünschte z-Maß (z-Verstellmaß) anfahren und ebenfalls über eine Klemmung sichern. Die Aufnahmeplatte 94 und die Trägerplatte 103, welche Einstellplatten darstellen, werden dabei so in einer Mechanisierungszelle angeordnet, dass sie sich in einem Aktionsbereich des Roboters befinden. Diese Anordnung der Einstellplatten im Aktionsbereich des Roboters ist in der 13 dargestellt, welche einen entsprechenden Roboter 106 zeigt, mittels welchem das Cockpit 16 zu montieren ist.
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Entsprechend erfolgt auf einer Seite 98 der Trägerplatte 103 eine Korrektur ins Negative, was bedeutet, dass das Cockpit 16 tiefer sitzt. Auf einer Seite 100 erfolgt eine Korrektur ins Positive, was bedeutet, dass das Cockpit 16 höher sitzt.
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Liegen in einer Robotereinbaustation die Korrekturwerte für die linke Seite 20 und die rechte Seite 22 für das einzubauende Cockpit 16 vor, so werden diese Verstelldaten in ein Roboterprogramm weitergeleitet. Über entsprechende Roboterprogrammierung kann dem Roboter übermittelt werden, an welcher Position auf der Einstellplatte welcher Korrekturwert gegeben ist. Entsprechend dem einzustellenden Korrekturwert wird das entsprechende Bohrbuchsenpaar mit einem jeweiligen Greifer zum Halten und Bewegen des Cockpits 16 angefahren und die Einstellung entsprechend vorgenommen. Da eine Einstellung der Greifer vorzugsweise vor dem Aufnehmen des Cockpits 16 durch die Greifer und vor dem Einbau des Cockpits 16 erfolgt, wird der eigentliche Einbau des Cockpits 16 von der z-Verstellung nicht beeinflusst.
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Die Vorteile dieser z-Verstellung über den Roboter mithilfe einer der Einstellplatten liegen in der Einfachheit der Technik. Die z-Verstellung wird zumindest nahezu immer funktionieren, da der Roboter die Verstellung vornimmt und der Roboter auch für den eigentlichen Einbau des Cockpits 16 benötigt wird. Somit ist für die z-Verstellung des Cockpits 16 auch keine Handabsicherung mehr notwendig.
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Ein möglicher Fehlerfall ist, wenn keine Korrekturwerte für die Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) in der Robotereinbaustation vorliegen. Hier kann dann wahlweise das Cockpit 16 immer auf Null-z-Maß oder auf einem pro Seite errechneten und vermittelten Wert von zum Beispiel 50 vorausgehenden Fahrzeugen eingebaut werden.
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Die ermittelten Korrekturwerte zum erwünschten Einbau des Cockpits 16 sind auch bei einem Einbau des Cockpits 16 mit einem Handhabungsgerät möglich. Ein solches Handhabungsgerät wird dabei von einer Person bewegt, was im Gegensatz zu der rein automatischen Montage des Cockpits 16 mit dem zuvor geschilderten Roboter erfolgt.
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Die Montage bzw. ein Einbau des Cockpits 16 mit einem solchen Handhabungsgerät stellt prinzipiell einen anderen Weg des Einbaus dar, da der Einbau nicht vollmechanisiert, sondern mithilfe einer Person, nämlich eines Monteurs des Cockpits 16, abläuft. Der Werker ist bei diesem Prozess bestimmend. Die ihm zur Verfügung gestellte Technik darf dabei nicht zu komplex sein, um ihn nicht zu überfordern.
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Die Ermittlung des zumindest einen Korrekturwerts für die Seite 20 und für die Seite 22 kann wie geschildert erfolgen. Für Kleinserien mit einer hohen Taktzeit können die Korrekturwerte für die z-Richtung mit einer mechanischen Messvorrichtung von Hand ermittelt werden, die wie ein Null-Cockpit in die Karosserie 12 abgesteckt und eingeschraubt bzw. gespannt wird. Das Messen erfolgt wie geschildert, jedoch beispielsweise mit mechanischem Einfahren der Messfinger 58. Die Messfinger 58 können dann zum Beispiel mechanisch mit jeweils einer Messuhr gekoppelt sein.
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Die z-Korrekturwerte werden dem Werker in einer Verbaustation beispielsweise über eine Anzeige angezeigt. Da derartige Handhabungsgeräte meist pneumatisch ausgeführt werden, kann durch ein gezieltes Einfahren jeweiliger Greifer in die entsprechende Einstellplatte ebenfalls analog zu dem Einbau des Cockpits 16 mit dem Roboter das Verstellmaß für die Seite 20 und für die Seite 22 vor dem Aufnehmen des Cockpits 16 durch die Greifer eingestellt werden.
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Ebenso ist eine gestufte Verstellung in Fahrzeughochrichtung technisch möglich. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Messwerte bzw. die Korrekturwerte mithilfe einer einfachen Matrix in drei Verstellbefehle umgesetzt werden. Liegt zum Beispiel der gemessene und ermittelte Korrekturwert in einem Bereich von ±0,6 mm, wird keine z-Verstellung vorgenommen. Liegt der gemessene bzw. ermittelte Wert über einem definierten Schwellwert von +0,6 mm, wird eine Verstellung von zum Beispiel –1 mm vorgenommen. Liegt der gemessene und ermittelte Korrekturwert unter –0,6 mm, so wird eine Verstellung von +1 mm vorgenommen. Die Anzeige für den Werker kann über eine einfache Logik die Messwerte in die Befehle +, – und 0 übersetzen.
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Die 14 zeigt eine Möglichkeit, diese gestufte z-Verstellung werkzeugseitig über eine einfache Technik mit pneumatisch betätigten Stößeln 107 einer Vorrichtung 70 vorzunehmen. Voraussetzung hierfür sind analog zu dem Einbau/Montage des Cockpits 16 durch den Roboter der Einsatz der Bolzen 72 und 74, welche als Absteckbolzen bezeichnet werden. Die Vorrichtung 70 umfasst einen Grundkörper 112 eines Greifers zum Greifen des Cockpits 16. Ferner umfasst die Vorrichtung 70 Pneumatikzylinder 110, mittels welchen die Stößel 107 pneumatisch bewegbar sind.
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Auf dem Handhabungsgerät sind pro Werkzeugseite, d. h. pro Seite 20 und 22, drei Taster mit diesen Verstellungen angebracht. Kommt die Information über die Verstellung in Fahrzeughochrichtung des als nächstes zu verbauenden Cockpits 16 in der Verbaustation an, drückt der Werker pro Seite 20 und 22 die entsprechenden Korrekturtaster und nimmt so die z-Einstellung vor, was in der 14 durch z1, z2 und z3 angedeutet ist. Liegen im Sonderfall keine z-Messwerte bzw. Korrekturwerte vor, wird dann mit Korrekturwert 0 eingebaut.
