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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Aus der Massenfertigung von Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, ist es bekannt, einen jeweiligen Aufbau in Form der Karosserie des jeweiligen Personenkraftwagens entlang einer Herstellungslinie zu bewegen. Während der Aufbau beziehungsweise die Karosserie entlang der Herstellungslinie bewegt wird, wird eine Vielzahl von unterschiedlichen Bauteilen am Aufbau montiert. Hierbei wird beispielsweise eine Instrumententafel am Aufbau befestigt. Die Montage der Bauteile während des Bewegens des Aufbaus entlang der Herstellungslinie ermöglicht die Realisierung einer zeit- und kostengünstigen Fertigung des Kraftwagens. Dabei ist es wünschenswert, Zeitspannen, während deren die Bewegung des Aufbaus entlang der Herstellungslinie unterbrochen ist, möglichst gering zu halten.
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Aus der
DE 10 2010 005 314 A1 ist eine Montageeinrichtung mit einer Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie, bekannt. Die Montageeinrichtung ist durch Ankoppeln an das Werkstück in eine Förderrichtung mitbewegbar, in welche eine Fördereinrichtung das Werkstück fördert. Die Montageeinrichtung umfasst eine Transporteinrichtung zum Transportieren der Bearbeitungseinrichtung. Dabei ist es vorgesehen, dass die Transporteinrichtung unabhängig von der Fördereinrichtung und schienenungebunden bewegbar ist, wenn die Bearbeitungseinrichtung von dem Werkstück entkoppelt ist.
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Darüber hinaus sind aus dem allgemeinen Stand der Technik Kraftwagen mit Abbildungseinrichtungen zum Erzeugen eines auf ein Abbildungselement projizierten Bilds bekannt. Mit anderen Worten dient eine solche Abbildungseinrichtung zum Projizieren eines Bilds auf das Abbildungselement, wobei das Bild üblicherweise auch als virtuelles Bild bezeichnet wird. Eine solche Abbildungseinrichtung wird üblicherweise auch als Head-Up-Display bezeichnet und ist beispielsweise der
EP 1 978 396 A2 als bekannt zu entnehmen. Das projizierte Bild weist beispielsweise einen Text und/oder wenigstens eine Grafik und/oder Zahlen auf und befindet sich vorteilhafterweise im Sichtfeld des Fahrers des Kraftwagens. Mittels des projizierten Bildes können dem Fahrer Informationen über den aktuellen Fahrzustand des Kraftwagens, beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit, kommuniziert werden, ohne dass der Fahrer seinen Blick von der Fahrbahn abwenden und zu einer Anzeigevorrichtung an einer Instrumententafel des Kraftwagen richten muss.
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Das projizierte Bild kann dabei auf einer Windschutzscheibe des Kraftwagens oder auf einem sogenannten Combiner erzeugt, das heißt darauf abgebildet beziehungsweise projiziert werden, wobei der Combiner an der Windschutzscheibe angeordnet sein kann. Mit anderen Worten kann das Abbildungselement als Windschutzscheibe oder als Combiner des Kraftwagens ausgebildet sein.
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Die Qualität des projizierten Bildes wird durch die Verbautoleranz von Cockpit und Windschutzscheibe beeinflusst. Mittels eines Kalibrierungsvorgangs können diese Einflussfaktoren nachträglich, das heißt nach der Montage des Head Up Displays, beherrscht werden. Auf diese Weise kann ein für den Fahrer qualitativ hochwertiges Bild erzeugt werden.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftwagens zu schaffen, mittels welchem eine besonders einfache, zeit- und kostengünstige Herstellung des Kraftwagens realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine besonders einfache, zeit- und kostengünstige Herstellung eines Kraftwagens zu realisieren, ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass eine Abbildungseinrichtung zum Erzeugen eines auf ein Abbildungselement projizierten Bilds mittels wenigstens eines mit dem Aufbau mit bewegten Roboters relativ zum Aufbau ausgerichtet wird. Mit anderen Worten werden der Aufbau, beispielsweise die Karosserie des als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens, die Abbildungseinrichtung sowie der Roboter entlang der Herstellungslinie bewegt. Während dieser Bewegung wird die Abbildungseinrichtung mittels des Roboters relativ zum Aufbau ausgerichtet. Eine Unterbrechung der Bewegung des Aufbaus entlang der Herstellungslinie kann somit vermieden werden, da gleichzeitig mit der Bewegung entlang der Herstellungslinie die Abbildungseinrichtung mittels des Roboters relativ zu dem Aufbau ausgerichtet wird.
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Durch das Ausrichten der Abbildungseinrichtung kann sichergestellt werden, dass sich das projizierte beziehungsweise mittels der Abbildungseinrichtung zu projizierende, virtuelle Bild zumindest überwiegend und vorzugsweise vollständig im Sichtfeld des Fahrers des Kraftwagens befindet. Dadurch kann der Fahrer Informationen, die ihm mittels des virtuellen, projizierten Bilds kommuniziert werden, optisch wahrnehmen, ohne seinen Blick von der Fahrbahn abwenden zu müssen.
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Die Abbildungseinrichtung wird üblicherweise auch als Head-Up-Display bezeichnet, und dient dazu, das auf das Abbildungselement projizierte Bild zu erzeugen, das heißt das Bild als virtuelles Bild auf das Abbildungselement zu projizieren. Das projizierte Bild kann mittels der Abbildungseinrichtung auf eine Windschutzscheibe des Kraftwagens oder auf einen sogenannten Combiner erzeugt, das heißt darauf abgebildet werden, wobei der Combiner an der Windschutzscheibe angeordnet sein kann. Mit anderen Worten kann das Abbildungselement als Windschutzscheibe oder als Combiner des Kraftwagens ausgebildet sein.
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Die Ausrichtung des Head-Up-Displays (Abbildungseinrichtung) ist erforderlich, um sicherzustellen, dass sich das projizierte Bild im Sichtbereich des Fahrers befindet. Dann kann der Fahrer das projizierte Bild optisch wahrnehmen, ohne seinen Kopf und/oder seine Augen übermäßig bewegen zu müssen. Die Ausrichtung des Head-Up-Displays wird üblicherweise auch als Kalibrierung bezeichnet. Im Rahmen der Kalibrierung wird das Head-Up-Display relativ zum Aufbau bewegt. Weiterhin werden Verzeichnungen im Randbereich des Bildes korrigiert.
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Da nun der Roboter zum Kalibrieren des Head-Up-Displays mit dem Aufbau mitbewegt wird, ist die Kalibrierung des Head-Up-Displays (HUD) während eines sogenannten Fließbetriebs, das heißt während einer Fließfertigung des Kraftwagens möglich. Eine zeit- und kostenaufwändige Unterbrechung des Fließbetriebs kann ebenso vermieden werden wie der übermäßige Einsatz von Betriebsmitteln zum Ausrichten des Head-Up-Displays. Darüber hinaus ist eine einfache Integration des Roboters beziehungsweise der durch diese bewirkte Ausrichtung in die Hauptlinie realisierbar.
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Hierzu ist der Roboter beispielsweise an einem Gestell fixiert, mittels welchem der Roboter mit dem Aufbau mit bewegt wird. Mittels des Gestells wird der Roboter beispielsweise seitlich neben den Aufbau bewegt und schließlich mit dem Aufbau mit bewegt.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Roboter zumindest mittelbar mit dem Aufbau gekoppelt wird. Hierzu ist es beispielsweise vorgesehen, dass das Gestell mit einem Förderelement, an welchem der Aufbau gehalten ist und mittels welchem der Aufbau entlang der Herstellungslinie bewegt wird, gekoppelt, insbesondere formschlüssig gekoppelt, wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Gestell mit dem Aufbau gekoppelt, insbesondere formschlüssig gekoppelt, wird. Hierdurch ist ein objektgekoppeltes Mechanisierungssystem zum Kalibrieren des Head-Up-Display geschaffen, welches besonders einfach in die Herstellungslinie integriert werden kann und eine Ausrichtung des Head-Up-Displays ohne Unterbrechung der Bewegung des Aufbaus ermöglicht.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine schematische Perspektivansicht eines Head-Up-Displays zum Erzeugen eines projizierten Bilds auf einem Abbildungselement;
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2 eine schematische und perspektivische Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Ausrichten des Head-Up-Display relativ zu einem Aufbau in Form einer Karosserie eines Personenkraftwagens, wobei die Karosserie entlang einer Herstellungslinie bewegt wird und wobei die Vorrichtung während des Ausrichtens mit der Karosserie mit bewegt wird;
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3 eine weitere schematische und perspektivische Draufsicht auf die Vorrichtung;
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4 eine schematische Perspektivansicht eines Teils der Vorrichtung;
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5 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht der Vorrichtung;
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6 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht der Vorrichtung;
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7 eine schematische Draufsicht auf den Teil der Vorrichtung gemäß 4;
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8 eine schematische Perspektivansicht eines Zentrierkegels der Vorrichtung; und
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9 ausschnittsweise eine weitere schematische Draufsicht auf die Vorrichtung.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine Abbildungseinrichtung, welche als Head-Up-Display 10 (HUD – Head-Up-Display) bezeichnet ist. Das Head-Up-Display 10 wird im Rahmen einer Herstellung eines Personenkraftwagens am Aufbau, das heißt an der Karosserie des Personenkraftwagens montiert. Um den Bezug zu der Karosserie zu schaffen, ist in 1 durch einen Richtungspfeil 12 die Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung), durch einen Richtungspfeil 14 die Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) und durch einen Richtungspfeil 16 die Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) veranschaulicht. Darüber hinaus ist in 1 ausschnittsweise eine Windschutzscheibe 18 des Personenkraftwagens gezeigt.
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Das Head-Up-Display 10 dient zum Erzeugen eines auf ein Abbildungselement projizierten Bilds. Im vorliegenden Fall ist das Abbildungselement die Windschutzscheibe 18, welche zur Realisierung einer vorteilhaften Darstellung des Bilds eine sogenannte Keilfolie umfasst. Mit anderen Worten dient das Head-Up-Display 10 dazu, ein Bild auf die Windschutzscheibe 18 als Abbildungselement zu projizieren.
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Der Fahrer kann das projizierte Bild als ein virtuelles Bild 20 optisch wahrnehmen. Das projizierte Bild beziehungsweise das virtuelle Bild 20 weist beispielsweise Buchstaben und/oder wenigstens eine Grafik und/oder Zahlen auf, wobei dem Fahrer über die Buchstaben, die Grafik und/oder die Zahlen Informationen über den aktuellen Fahrzustand des Personenkraftwagens kommuniziert werden können, ohne dass der Fahrer seinen Blick von der Fahrbahn abwenden und zu einer Anzeigevorrichtung an einer Instrumententafel des Personenkraftwagens richten muss.
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In 1 ist auch ein Wahrnehmungsbereich 22 gezeigt. Der Wahrnehmungsbereich 22 wird üblicherweise auch als Eyebox oder als Headmotionbox bezeichnet. Das Head-Up-Display 10 erzeugt einen Zylinder paralleler Lichtstrahlen, so dass das virtuelle Bild 20 vom Fahrer nur dann optisch wahrgenommen werden kann, wenn sich die Augen des Fahrers innerhalb des genannten Zylinders befinden. Dieser dreidimensionale Zylinder ist dabei der Wahrnehmungsbereich 22, das heißt die Headmotionbox beziehungsweise Eyebox.
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Um nun zu vermeiden, dass der Fahrer seine Augen, seinen Kopf oder seinen gesamten Körper während der Fahrt übermäßig bewegen muss, damit seine Augen sich im Wahrnehmungsbereich 22 befinden, wird das Head-Up-Display 10 (Abbildungseinrichtung) im Rahmen seiner Montage an der Karosserie relativ zur Karosserie (Aufbau) ausgerichtet, das heißt bewegt und dadurch in eine Soll-Lage relativ zur Karosserie eingestellt. Dieser Vorgang wird auch als Kalibrierung des Head-Up-Displays 10 bezeichnet. Dabei werden auch Verzeichnungen im Randbereich des Bildes korrigiert.
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Zur Realisierung einer einfachen, zeit- und kostengünstigen Herstellung des Personenkraftwagens wird die Karosserie entlang einer Herstellungslinie bewegt. Zum Bewegen der Karosserie entlang der Herstellungslinie wird ein Förderelement verwendet. Die Karosserie ist dabei an dem Förderelement gehalten und wird mittels des Förderelements entlang der Herstellungslinie bewegt. Das Förderelement wird auch als Skid bezeichnet. Zur Realisierung einer besonders zeit- und kostengünstigen Herstellung des Personenkraftwagens ist es wünschenswert, die Unterbrechung der Bewegung der Karosserie entlang der Herstellungslinie zu vermeiden oder eine Zeitdauer, während deren die Bewegung der Karosserie entlang der Herstellungslinie unterbrochen ist, besonders gering zu halten.
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Im Folgenden wird anhand von 2 bis 9 ein Verfahren zum Herstellen des Personenkraftwagens beschrieben, bei welchen das Head-Up-Display 10 mittels wenigstens eines Roboters relativ zur Karosserie ausgerichtet wird, wobei der Roboter bei der Bewegung der Karosserie entlang der Herstellungslinie mit der Karosserie mit bewegt wird.
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2 und 3 zeigen in einer perspektivischen Draufsicht die mit 24 bezeichnete Karosserie, welche entlang der schematisch dargestellten und mit 26 bezeichneten Herstellungslinie bewegt wird. Darüber hinaus ist in 2 und 3 auch eine im Ganzen mit 28 bezeichnete und den mit 30 bezeichneten Roboter umfassende Vorrichtung erkennbar, welche beim Bewegen der Karosserie 24 entlang der Herstellungslinie 26 mit der Karosserie 24 mitbewegt wird und zum Ausrichten des Head-Up-Display 10 relativ zur Karosserie 24 dient.
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Wie aus einer Zusammenschau von 2 bis 4 erkennbar ist, umfasst die Vorrichtung 28 ein Gestell 33 mit einem Grundrahmen 32, an welchem eine Roboteraufnahme 34 befestigt ist. Der Grundrahmen 32 dient als Trägereinheit, an welcher alle für die Anwendung, das heißt für die Ausrichtung des Head-Up-Displays 10 benötigten Komponenten angebracht werden können. Hier kann beispielsweise eine Bilderfassungseinrichtung in Form einer Kamera montiert sein, die für den eigentlichen Kalibrierungs- bzw. Ausrichtungsprozess verwendet wird.
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Der Roboter 30 ist beispielsweise als Robotermodul ausgebildet und kann somit als Modulbauteil an der Roboteraufnahme 34 befestigt werden. Die Roboteraufnahme 34 ist dabei als geschweißter Rahmen ausgebildet und weist eine eigensteife Konstruktion auf, wodurch Schwingungen gering gehalten werden können. Dadurch können durch Schwingungen verursachte Abweichungen in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden. Die Roboteraufnahme 34 ist vorzugsweise in wenigstens in einer Richtung relativ zu dem Grundrahmen 32 verschiebbar auf dem Grundrahmen 32 gelagert. Vorliegend ist die Roboteraufnahme 34 in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) relativ zu dem Grundrahmen 32 verschiebbar auf diesem gelagert.
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Der Roboter 30 weist eine Mehrzahl von gelenkig miteinander verbundenen und somit relativ zueinander bewegbaren, insbesondere verschwenkbaren, Roboterarmen auf. Der Roboter 30 weist beispielsweise sechs Achsen mit einer entsprechenden Gelenkkinematik für Punkt- und Bahnsteuerungsaufgaben auf.
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Um die Vorrichtung 28 entlang der Herstellungslinie 26 mit der Karosserie 24 mit zu bewegen, ist am Boden 36 der Herstellungslinie 26 beispielsweise wenigstens eine Profilschiene angeordnet. Die Vorrichtung 28 kann dabei entlang der Profilschiene bewegt werden. Ferner sorgt die am Boden 36 angebrachte Profilschiene dafür, dass die Vorrichtung 28 einen definierten Abstand zum Förderelement einnimmt. Die Profilschiene weist beispielsweise eine Höhe von circa fünf Millimetern auf und stellt somit keine Stolpergefahr dar.
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Die Vorrichtung 28 weist beispielsweise aus einem Stahl gebildete Rollen 38 (7) auf, über die die Vorrichtung 28 auf der Profilschiene abrollen kann. Vorzugsweise weisen die Rollen 38 jeweils eine Nut auf, in welcher die Profilschiene zumindest teilweise aufnehmbar ist. Dadurch können die Rollen 38 und die Profilschiene formschlüssig zusammenwirken, da die Rollen 38 ein Gegenstück zur Profilschiene darstellen. Die Vorrichtung 28 weist auch hintere Rollen 40 (4 und 5) auf, welche aus einem Kunststoff gebildet sind und sich auf einer Flachstahlschiene bewegen. Diese Flachstahlschiene ist im Boden 36 eingelassen.
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Darüber hinaus ist am Gestell 33 wenigstens ein Antriebselement, insbesondere wenigstens ein Antriebsrad, vorgesehen, über welches das Gestell 33 und somit die Vorrichtung 28 insgesamt angetrieben und dadurch mit der Karosserie 24 mitbewegt wird. Das Antriebsrad ist beispielsweise ein Reibrad, das sich auf einer weiteren Flachstahlschiene bewegt.
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Die Vorrichtung 28 umfasst auch wenigstens vier in den Fig. nicht erkennbare, ausfahrbare Rollen, die im Falle einer Störung der Vorrichtung 28 ein schnelles Wegfahren von der Herstellungslinie 26 ermöglichen, ohne die Bewegung der Karosserie 24 entlang der Herstellungslinie 26 stoppen zu müssen.
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Zum Antreiben des Antriebsrads und somit der Vorrichtung 28 insgesamt, ist eine Antriebseinheit mit wenigstens einem Motor vorgesehen. Mittels dieser Antriebseinheit wird die Vorrichtung 28 und somit der Roboter 30 als Ganzes beispielsweise von einem Ausgangsort, welcher auch als Bahnhofsposition bezeichnet wird, zur Karosserie 24 und nach dem Ausrichten des Head-Up-Display 10 von einem vom Ausgangsort unterschiedlichen, zweiten Ort relativ zur Herstellungslinie 26 zurück zum Ausgangsort bewegt. Um auf die Vorrichtung 28 wirkende und von der Antriebseinheit ausgehende Drehmomente zu vermeiden, ist die Antriebseinheit bezogen auf die Vorrichtung 28 mittig angeordnet.
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Wie im Folgenden noch erläutert wird, wird die Vorrichtung 28 insbesondere formschlüssig mit dem Förderelement (Skid) und/oder mit der Karosserie 24 gekoppelt, um Relativbewegungen zwischen der Karosserie 24 und der Vorrichtung 28 zu vermeiden. Hierdurch ist die Vorrichtung 28 als objektgekoppeltes Mechanisierungssystem ausgebildet, welches eine automatische beziehungsweise automatisierte Ausrichtung beziehungsweise Kalibrierung des Head-Up-Display 10 am bewegten Fahrzeug, das heißt an der bewegten Karosserie 24 ermöglicht. Die Vorrichtung 28 ist dabei in der Lage, sich selbständig zur Karosserie 24 zu bewegen, an der Karosserie 24 zumindest mittelbar anzukoppeln, Montagetätigkeiten wie das Ausrichten des Head-Up-Display 10 durchzuführen und sich anschließend wieder von der Karosserie 24 abzukoppeln. Hierdurch können getaktete Abschnitte der Herstellungslinie 26 vermieden werden. Ferner kann eine optimale Hallen- beziehungsweise Stationsausnutzung realisiert werden, da Pufferstrecken zwischen kontinuierlicher und getakteter Fertigung vermieden werden können. Des Weiteren kann die Prozesszeit durch zusätzliche Nutzung der Förderzeit verlängert werden.
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Wie aus 2 und 3 erkennbar ist, wird die Vorrichtung 28 seitlich neben der Karosserie 24 mit dieser mit bewegt. Hierdurch ist eine besonders einfache Integration der Vorrichtung 28 in die Herstellungslinie 26 realisierbar, so dass beispielsweise bereits bestehende Herstellungslinien besonders einfach ergänzt, das heißt erweitert werden können. Darüber hinaus kann ein simultanes Arbeiten von Personen und des Roboters 30 am selben Fahrzeug realisiert werden.
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Die Vorrichtung 28 umfasst auch einen Kompensator 41, welcher Bewegungen des Roboters 30 in alle sechs Freiheitsgrade zulässt. Hierdurch kann eine vorteilhafte Ausrichtung des Roboters 30 relativ zu der Karosserie 24 realisiert werden. Insbesondere kann dadurch eine identische Position des Roboters 30 zur Karosserie 24 eingehalten werden.
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Aus 5 ist erkennbar, dass die Vorrichtung 28 bzw. der Kompensator 41 vier Balgzylinder 42 umfasst, von denen in 5 drei Balgzylinder 42 erkennbar sind. Über die Balgzylinder 42 ist der Grundrahmen 32 an einem Fahrwerk 44 der Vorrichtung 28 schwimmend gelagert. An dem Fahrwerk 44 sind die Rollen 38, 40 sowie die ausfahrbaren Rollen und das Antriebsrad gelagert. Die schwimmende Lagerung des Grundrahmens 32 am Fahrwerk 44 ermöglicht einen störungsfreien Arbeitsablauf des Roboters 30, der somit zumindest im Wesentlichen unabhängig von den Bewegungen des Fahrwerks 44 ist. Bodenunebenheiten und/oder sonstige Einflüsse, die auf das Fahrwerk 44 wirken, können so vom Kompensator 41 abgefangen, das heißt kompensiert werden.
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Darüber hinaus ist bei der Vorrichtung 28 eine Schwerpunktkompensation vorgesehen, welche anhand von 6 erläutert ist. Wird der Roboter 30 beziehungsweise werden dessen Roboterarme beispielsweise relativ zum Grundrahmen 32 bewegt, so geht damit eine Schwerpunktverlagerung einher. Diese Schwerpunktverlagerung ist auszugleichen, damit ein Kippen des Kompensators 41 vermieden wird. Zum Ausgleichen der Schwerpunktverlagerung kommen Proportionalzylinder 46 zum Einsatz, die auf den Grundrahmen 32 drücken und somit für ein Momentengleichgewicht sorgen. Die Proportionalzylinder 46 sind beispielsweise 2-Stufen-Zylinder, die zur Kompensation der Schwerpunktverlagerung verwendet werden.
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Des Weiteren ist bei der Vorrichtung 28 eine Dämpfung der Reaktionsträgheit vorgesehen. Durch Bewegungsänderungen des Roboters 30 und den damit verbundenen dynamischen Reaktionsbewegungen würde der Kompensator 41 um die x- und z-Achse verdreht werden. Dies hätte zur Folge, dass Kräfte auf das Fahrzeug eingeleitet werden. Um dies zu vermeiden, werden am Grundrahmen 32 Stoßdämpferpaare 48 angeordnet. Diese dämpfen die dynamischen Reaktionsbewegungen.
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Im Zuge der genannten, zumindest mittelbaren Ankopplung der Vorrichtung 28 an die Karosserie 24 beziehungsweise an das Fahrzeug ist es vorgesehen, dass alle Freiheitsgrade formschlüssig verriegelt, das heißt eingeschränkt sind. Hierdurch kann eine definierte Verbindung zwischen der Vorrichtung 28 und dem Fahrzeug (Karosserie 24) hergestellt werden.
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Im Folgenden ist die Ankopplung der Vorrichtung 28 an Fahrzeug anhand von 7 geschildert. Zunächst wird die Vorrichtung 28 mittels des Antriebsrads aus der Bahnhofsposition heraus beschleunigt, bis die Vorrichtung 28 die Karosserie 24 eingeholt hat. Hierbei detektiert ein ausfahrbarer Anschlag 50, welcher als sicherer Endschalter wirkt, die Position des Fahrzeugs. Sobald der Anschlag 50 am Skid auftritt, das heißt in Stützanlage mit dem Skid gelangt, wird mit der Ankopplung der Vorrichtung 28 an das Fahrzeug begonnen. Hierbei ziehen vier Niveauzylinder den Grundrahmen 32 relativ zum Skid nach unten. Dabei sind die Niveauzylinder nicht starr mit dem Grundrahmen 32 verbunden, um die schwimmende Lagerung des Roboters 30 zu sichern. Nach Absenkung des Grundrahmens 32 wird eine Kopplungseinrichtung, beispielsweise die Roboteraufnahme 34, mithilfe wenigstens eines Zylinders 52, insbesondere relativ zum Grundrahmen 32, zumindest teilweise unter das Skid bewegt. Anschließend wird der Grundrahmen 32 durch die Balgzylinder 42 in z-Richtung angehoben, wodurch sich an der Roboteraufnahme 34 angeordnete Zentrierkegel 54 in korrespondierende, vorgesehene Aufnahmen, beispielsweise in Form von Bohrungen bewegen. Diese Aufnahmen sind beispielsweise am Skid vorgesehen. Die Vorrichtung 28 wirkt somit über die Zentrierkegel 54 formschlüssig mit dem Skid zusammen.
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8 zeigt einen der Zentrierkegel 54 in einer perspektivischen Ansicht. Mittels der Zentrierkegel 54 wird die Vorrichtung 28 relativ zum Skid und somit relativ zur zum Skid gehaltenen Karosserie 24 ausgerichtet beziehungsweise zentriert. Sobald die Zentrierung abgeschlossen ist, werden Spanneinrichtungen, von denen in 9 eine mit 57 bezeichnete Spanneinrichtung gezeigt ist, geschlossen. In 9 ist dabei sowohl eine geöffnete Stellung als auch eine geschlossene Stellung der Spanneinrichtung 57 gezeigt, wobei die geöffnete Stellung mit G und die geschlossene Stellung mit S bezeichnet ist. Durch das Schließen der Spanneinrichtungen ist die Lage der Vorrichtung 28 in z-Richtung bestimmt, ferner sind Drehbewegungen um die y- und die z-Achse gesperrt.
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Die zwei Zentrierkegel 54 stellen zwei Ankopplungspunkte dar, an denen die Vorrichtung 28 am Skid fixiert ist. Nach dieser Fixierung am Skid sorgt ein dritter Ankopplungspunkt für eine starre und definierte Verbindung zwischen der Vorrichtung 28 und der Karosserie 24. Dieser dritte Ankopplungspunkt kann – beispielsweise je nach Baureihe – an einer Fahrzeugsäule in Form der B-Säule oder an der A-Säule vorgesehen sein.
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Aus 7 ist erkennbar, dass die Vorrichtung 28 auch einen Drucktank 56 umfasst. Der Drucktank 56 ist unterhalb des Grundrahmens 32 angeordnet. Im Drucktank 56 ist Druckluft gespeichert, welche als Balancer bzw. Gegengewicht für die Gewichtskraft des Roboters 30 dient. Dazu werden die Balgzylinder 42 mit Druckluft aus dem Drucktank 56 versorgt. Der Druck im Drucktank 56 wird dabei so eingestellt, dass der Roboter exakt ausbalanciert ist und so die Bewegungen der Karosserie 24 in z-Richtung nahezu kraftfrei mitmachen kann.
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Vorteilhafterweise ist am Fahrwerk 44 eine Bürstenschürze vorgesehen, welche sich vom Fahrwerk 44 in z-Richtung nach unten erstreckt. Die Bürstenschürze soll sicherstellen, dass keine Fremdkörper unter die Vorrichtung 28 gelangen können und somit Beschädigungen beziehungsweise Beeinträchtigungen verursachen können. Die Bürstenschürze steht dabei in ständigem Kontakt zum Boden 36. Zur Absicherung ist vorzugsweise jede Seite der Vorrichtung 28 mit einer Bürstenschürze beziehungsweise einer Bürstenleiste ausgestattet. Um ein simultanes Arbeiten der Vorrichtung 28 und wenigstens einer Person am Fahrzeug zu ermöglichen, ist ausreichend Platz vorzusehen, damit vorgebbare Abstände eingehalten werden können. Durch das Einlassen der jeweiligen Schienen in den Boden 36 sind an die Beschaffenheit des Bodens keine besonderen Anforderungen zu stellen.
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Zur Realisierung einer sicheren Ankopplung der Vorrichtung 28 an das Skid ist dieses in einer definierten Lage auf einer Fördertechnik zu positionieren. Hierbei ist insbesondere die Lage in y-Richtung von Bedeutung.
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Leitungen für Strom-, Pneumatik- und Datenversorgung werden beispielsweise über eine drehbar gelagerte Geigenaufhängung der Vorrichtung 28 von oben zugeführt. Dadurch werden Stolpergefahren sowie das Überfahren der Leitungen ausgeschlossen.
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Die Vorrichtung 28 erreicht auf seiner Rückfahrt zur Bahnhofsposition beispielsweise eine Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde. Daher kommt hier ein Sicherheitslaserscanner zum Einsatz. Dieser veranlasst den Bremsvorgang der Vorrichtung 28, sobald sich eine Person und/oder ein Gegenstand im Erfassungsbereich des Sicherheitslaserscanners befindet.
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Während die Vorrichtung 28 am Skid angekoppelt ist, kann auf eine Notabschaltung verzichtet werden, da die Vorrichtung 28 hierbei die Geschwindigkeit eines Förderbandes, mittels welchem das Skid und somit die Karosserie 24 entlang der Herstellungslinie 26 bewegt wird, besitzt. Vorzugsweise ist jedoch sichergestellt, dass keine Person auf der gegenüberliegenden Seite in den Arbeitsbereich des Roboters 30 gelangen kann. Dazu wird der Sicherheitslaserscanner und/oder ein weiterer Sicherheitslaserscanner so angeordnet, damit er seinen Erfassungsbereich auf die gegenüberliegende Seite streuen kann.
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Um ein sicheres simultanes Arbeiten zu realisieren, umfasst die Vorrichtung 28 einen Schutzzaun 58 (2), welcher den Roboter 30 zumindest teilweise umgibt. Der Schutzzaun umfasst eine seitliche Tür, welche Zugang zu dem Roboter 30 gewährt und Instandhaltungsarbeiten während des Stillstands ermöglicht.
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Die Ausrichtung des Head-Up-Displays erfolgt während des Mitführens des Roboters 30 bzw. der Vorrichtung 28 mit der Karosserie, also im angekoppelten Zustand. Dabei wird von der Kamera ein Bild des Head-Up-Displays aufgenommen. Dieses wird anschließend über eine Bildverarbeitungs-Software korrigiert. Die sich bei dieser Korrektur ergebenden Kalibrierdaten werden dann an das Fahrzeug zurückgespielt, so dass die Kalibrierung des Head-Up-Displays im Rahmen von dessen Montage im Kraftfahrzeug auf Basis dieser Kalibrierdaten erfolgen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010005314 A1 [0003]
- EP 1978396 A2 [0004]
