-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Justiervorrichtung sowie auf ein Verfahren zum Ausrichten eines Bauteils an einem Fahrzeug.
-
Bauteile, wie beispielsweise Radarsensoren, sind in einem Fahrzeug an einer Fahrzeuglängsachse oder einer Referenzachse für eine Geradeausfahrtrichtung auszurichten. Dies ist beispielsweise erforderlich, um mit einem Radarsensor ein Objekt auf der eigenen Fahrspur sicher von einem Objekt auf einer benachbarten Fahrspur unterscheiden zu können. Eine Ausrichtung derartiger Bauteile erfolgt in der Regel manuell.
-
Die Offenlegungsschrift
DE 197 07 590 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Justierung eines Entfernungssensors und die Patentschrift
DE 100 23 328 B4 offenbart eine Justiereinrichtung für ein einen Reflektor aufweisendes optisches Einstellgerät.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Justiervorrichtung zum Ausrichten eines Bauteils an einem Fahrzeug und ein verbessertes Verfahren zum Ausrichten eines Bauteils an einem Fahrzeug zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Justiervorrichtung zum Ausrichten eines Bauteils an einem Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Ausrichten eines Bauteils an einem Fahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
-
Das Ausrichten eines Bauteils an einem Fahrzeug kann durch einen zumindest teilautomatisierten Prozess erleichtert werden.
-
Eine Justiervorrichtung zum Ausrichten eines Bauteils an einem Fahrzeug weist die folgenden Merkmale auf:
eine Lichterfassungseinrichtung zum Erfassen eines in Bezug zu einer Ausrichtachse des Bauteils verlaufenden Lichtstrahls und zum Bestimmen einer Ist-Position des Lichtstrahls in Bezug auf eine Referenzfläche der Lichterfassungseinrichtung;
eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Abweichinformation der Ist-Position relativ zu einer Soll-Position; und
eine Informationsschnittstelle zum Bereitstellen eines Steuersignals zum Ausrichten des Bauteils, wobei das Steuersignal unter Verwendung der Abweichinformation bereitgestellt wird.
-
Unter einem Fahrzeug kann beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Bus, ein Lastkraftwagen oder ein Schienenfahrzeug verstanden werden. Dabei kann das Fahrzeug ein Bauteil aufweisen, welches in Bezug zu einer Referenzachse für eine Geradeausfahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet sein soll. Dabei kann es sich bei dem Bauteil um eine Sensoreinrichtung, wie ein Abstandsmessgerät oder einen Abstandsradarsensor, oder um einen Scheinwerfer oder eine Achse handeln. Um ein Fahrzeug oder Hindernis auf der eigenen Fahrspur sicher zu erkennen, kann es beispielsweise erforderlich sein, eine Strahlungsachse einer Sensoreinrichtung in Geradeausfahrtrichtung auszurichten. Die Justiervorrichtung kann beispielsweise verwendet werden, um das Bauteil in Bezug zu der Strahlungsachse beziehungsweise der Referenzachse für eine Geradeausfahrtsrichtung auszurichten. So kann optisch ein Bezug zwischen der Strahlungsachse beziehungsweise der Ausrichtachse des Bauteils und der Referenzachse für die Geradeausfahrtrichtung hergestellt werden. Dabei kann die Geradeausfahrtrichtung durch eine nicht lenkbare Achse des Fahrzeugs definiert sein. Beispielsweise kann eine Hinterachse des Fahrzeugs als eine Referenzachse verwendet werden. Wenn die Hinterachse im rechten Winkel zur Fahrzeuglängsachse eingebaut ist, kann auch die Fahrzeuglängsachse als eine Referenzachse genutzt werden. Je nach Ausführungsform können die Ermittlungseinrichtung und die Informationsschnittstelle als eigenständige und miteinander gekoppelte Einrichtungen oder als eine Einheit, beispielsweise eine Schaltung ausgeführt sein.
-
Gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen kann das Steuersignal eine relative Angabe zum Annähern der aktuellen Ausrichtung des Bauteils an eine angestrebte Sollausrichtung des Bauteils, beispielsweise in Bezug auf die Referenzachse, oder eine absolute Angabe zum direkten Annähern der aktuellen Ausrichtung des Bauteils an die angestrebte Sollausrichtung des Bauteils umfassen.
-
Gemäß einer Ausführungsform kann die Informationsschnittstelle ausgebildet sein, um eine Relativangabe zum Annähern einer durch die Abweichinformation repräsentierten aktuellen Ausrichtung des Bauteils an eine angestrebte Sollausrichtung des Bauteils zu bestimmen und unter Verwendung des Steuersignals bereitzustellen. In diesem Fall umfasst das Steuersignal die Relativangabe als eine relative Angabe zum Annähern der aktuellen Ausrichtung des Bauteils an die angestrebte Sollausrichtung. Mit anderen Worten umfasst das Steuersignal gemäß dieser Ausführungsform keine absolute Angabe zum direkten Ausrichten des Bauteils von der aktuellen Ausrichtung in die Sollausrichtung. Somit kann das Bauteil unter mehrmalig zeitlich aufeinanderfolgend durchgeführtem Bestimmen einer aktuellen Ist-Position, Ermitteln einer aktuellen Abweichinformation und Bereitstellen eines aktualisierten Steuersignals nach und nach an die gewünschte Sollausrichtung angenähert werden. Die Relativangabe kann beispielsweise eine Richtungsangabe ohne zusätzliche Wegangabe sein. Eine solche Richtungsangabe kann beispielsweise grafisch als ein Pfeil angezeigt werden oder zum Antreiben einer Stelleinrichtung in einer durch die Richtungsangabe definierten Richtung verwendet werden. Somit kann das Steuersignal beispielsweise zum Ansteuern einer Anzeige zum Anzeigen eines die Relativangabe abbildenden Pfeils oder zum Steuern einer Bewegung einer Stelleinrichtung entsprechend der Relativangabe verwendet werden.
-
Die Lichterfassungseinrichtung weist eine Referenzfläche auf. Die Referenzfläche kann senkrecht zu der Referenzachse für eine Geradeausfahrtrichtung ausgerichtet sein. Eine bekannte Abweichung der Ausrichtung der Referenzfläche von der Ausrichtachse kann ausgeglichen werden. Dabei kann eine Position eines Mittelpunkts des in Bezug zu der Aussichtsachse des Bauteils verlaufenden Lichtstrahls erfasst und bestimmt werden. Bei dem Lichtstrahl kann es sich um einen gerichteten Lichtstrahl handeln. So kann unter dem Lichtstrahl physikalisch eine Vielzahl von in einem Toleranzbereich parallel zueinander verlaufenden Lichtstrahlen verstanden werden. Die Abweichinformation kann Werte einer Abweichung in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen der Ist-Position von der Soll-Position auf der Referenzfläche der Lichterfassungseinrichtung umfassen. Das unter Verwendung der Abweichinformation bereitgestellte Steuersignal kann einen Rückkoppelkreis mit Instruktionen zum Ausrichtvorgang an dem Bauteil schaffen.
-
Vorteilhafterweise kann die Justiervorrichtung zur zumindest teilautomatischen Ausrichtung des Bauteils verwendet werden.
-
Ferner kann die Justiervorrichtung eine Strahlungsquelle aufweisen, die ausgebildet ist, den Lichtstrahl parallel zu der Ausrichtachse des Bauteils bereitzustellen. So kann die Strahlungsquelle, beispielsweise über eine Klemmvorrichtung, eine Schnellspannvorrichtung oder Schraubvorrichtung, an dem Bauteil angeordnet sein. Dabei kann die Strahlungsquelle in Bezug auf eine Referenzfläche des Bauteils ausgerichtet sein. Insbesondere kann die Strahlungsquelle für den Zeitraum des Justiervorgangs an dem Bauteil angeordnet sein.
-
Die Justiervorrichtung kann eine Strahlungsquelle aufweisen, die ausgebildet ist, einen Ausgangslichtstrahl auszusenden, um den Lichtstrahl als an dem Bauteil reflektierten Ausgangslichtstrahl zu erzeugen. So kann die Strahlungsquelle beispielsweise im Bereich der Referenzfläche der Lichterfassungseinrichtung angeordnet sein und ausgebildet sein, den Ausgangslichtstrahl in Richtung des Bauteils bereitzustellen, wobei der Ausgangslichtstrahl an dem Bauteil reflektiert wird und in Richtung der Lichterfassungseinrichtung geworfen wird. Dabei kann der an dem Bauteil reflektierte Lichtstrahl von der Lichterfassungseinrichtung erfasst werden. An dem Bauteil kann ein Reflektor angeordnet sein, wobei der Reflektor in Bezug zu der Ausrichtachse des Bauteils ausgerichtet ist.
-
Günstig ist es, wenn die Strahlungsquelle einen Laser zum Erzeugen von zumindest einem Laserstrahl als den Lichtstrahl aufweist. Dabei kann ein Laser kostengünstig einen gerichteten Laserstrahl erzeugen. Der Laser kann direkt an dem Bauteil angeordnet sein. Alternativ kann der Laser vor dem Bauteil beispielsweise im Bereich der Referenzfläche der Lichterfassungseinrichtung angeordnet sein und ein von dem Laser ausgehender Ausgangslichtstrahl an dem Bauteil reflektierten werden.
-
Die Lichterfassungseinrichtung kann zumindest ein fotooptisches Sensorarray aufweisen. Dabei kann der Sensorarray die Referenzfläche der Lichterfassungseinrichtung bilden. Eine Oberfläche des fotooptischen Sensorarrays kann die Referenzfläche bilden. Dabei kann das fotooptische Sensorarray ausgebildet sein, den Lichtstrahl zu erfassen und die Ist-Position des Lichtstrahls in Bezug auf die Oberfläche des fotooptischen Sensorarrays zu bestimmen. So kann einfach automatisiert die Ist-Position des Lichtstrahls in Bezug zu der Referenzfläche bestimmt werden.
-
Die Lichterfassungseinrichtung kann eine optisch überwachte Reflektortafel aufweisen. Dabei kann die Reflektortafel die Referenzfläche bilden. So kann eine Oberfläche der Reflektortafel die Referenzfläche bilden. Die Reflektortafel kann beispielsweise mit einer Kamera oder einem bildgebenden Sensor überwacht werden. So kann die Lichterfassungseinrichtung eine Kamera aufweisen. Dabei kann die Kamera ein Abbild der Reflektortafel erfassen, wobei der Lichtstrahl auf der Reflektortafel abgebildet ist. Die Kamera kann ausgebildet sein, den auf der Reflektortafel abgebildeten Lichtstrahl zu erfassen und die Ist-Position des Lichtstrahls in Bezug auf die optisch überwachte Reflektortafel zu bestimmen. So kann einfach automatisiert die Ist-Position des Lichtstrahls in Bezug zu der Referenzfläche bestimmt werden.
-
Die Informationsschnittstelle kann mit zumindest einer optischen Richtungsanzeigeeinrichtung für einen Bediener gekoppelt sein. Die Informationsschnittstelle kann zumindest eine optische Richtungsanzeigeeinrichtung für einen Bediener aufweisen. Die Informationsschnittstelle und die Richtungsanzeigeeinrichtung können als eine Einheit oder einstückig ausgeführt sein. Dabei kann die optische Richtungsanzeigeeinrichtung unter Verwendung des Steuersignals ansteuerbar sein, um eine Richtungsanzeige zum Ausrichten des Bauteils für den Bediener darzustellen. Bei der optischen Richtungsanzeigeeinrichtung kann es sich um einen Bildschirm oder einen Monitor handeln. Die Richtungsanzeigeeinrichtung kann Relativangaben wie zumindest eine Richtung für einen Bediener darstellen. So kann die Richtungsanzeigeeinrichtung eine zu betätigende Einstellschraube zum Ausrichten des Bauteils darstellen. Die Richtungsanzeigeeinrichtung kann einfach das Steuersignal visuell als Richtungsanzeige darstellen. Vorteilhaft kann eine visuelle Rückkopplung für einen Justiervorgang beziehungsweise Ausrichtvorgang geschaffen werden.
-
Die Justiervorrichtung kann zumindest eine Stelleinrichtung zum Einstellen einer Ausrichtung des Bauteils unter Verwendung des Steuersignals aufweisen. So kann ein geschlossener Regelkreis für einen Ausrichtvorgang geschaffen werden. Die Stelleinrichtung kann auf die Ausrichtung des Bauteils wirken. In einer Ausführungsform kann die Stelleinrichtung von einem Bediener manuell geführt werden, wobei das Ausrichten durch Betätigen beziehungsweise Stellen einer Einstelleinrichtung des Bauteils automatisiert durch die Stelleinrichtung erfolgen kann. Dabei kann unter einer Stelleinrichtung eine Justiereinrichtung verstanden werden, die ausgebildet ist, das Steuersignal zu empfangen und in eine Drehrichtung und eine Anzahl von Umdrehungen umzusetzen. Dabei kann die Stelleinrichtung von einem Bediener an das Bauteil oder an zumindest eine Einstellschraube zum Ausrichten des Bauteils geführt werden und/oder die Stelleinrichtung mit der zumindest einen Einstellschraube zum Ausrichten des Bauteils gekoppelt werden, sodass eine teilautomatisierte Justiereinrichtung geschaffen wird.
-
Ferner kann die Stelleinrichtung zumindest einen Schrauber aufweisen. Eine Drehrichtung und ergänzend oder alternativ eine Umdrehung des Schraubers kann unter Verwendung des Steuersignals ansteuerbar sein. Dabei kann der Schrauber verwendet werden, um zumindest eine Einstellschraube zum Ausrichten des Bauteils anzuziehen und/oder zu lockern. So kann das Bauteil eine Einstellschraube oder alternativ zumindest zwei Einstellschrauben zum Ausrichten des Bauteils aufweisen. Durch ein Einschrauben oder Herausschrauben der zumindest einen Einstellschraube kann eine Ausrichtung des Bauteils verändert werden. In einer Ausführungsform kann der Schrauber auf eine Mehrzahl von Einstellschrauben wirken.
-
Die Lichterfassungseinrichtung kann im Wesentlichen parallel zu einer Hinterachse des Fahrzeugs angeordnet sein. Unter einer Hinterachse kann eine nicht gelenkte Achse des Fahrzeugs verstanden werden. Die Lichterfassungseinrichtung oder die Referenzfläche der Lichterfassungseinrichtung kann quer zu einer Fahrzeuglängsachse angeordnet sein. Alternativ kann die Lichterfassungseinrichtung quer zu einer Referenzachse für eine Geradeausfahrtrichtung angeordnet sein. Die Hinterachse des Fahrzeugs kann senkrecht zur Referenzachse für die Geradeausfahrtrichtung ausgerichtet sein. Die Fahrzeuglängsachse kann der Referenzachse für die Geradeausfahrtrichtung entsprechen.
-
Die Lichterfassungseinrichtung kann vor dem Fahrzeug angeordnet sein. Dabei kann die Lichterfassungseinrichtung in Richtung der Fahrzeuglängsachse oder senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene beziehungsweise der Referenzfläche der Lichterfassungseinrichtung verschiebbar sein. So kann eine erste Ist-Position des Lichtstrahls in einem ersten Abstand der Lichterfassungseinrichtung zu dem Fahrzeug bestimmt werden sowie zumindest eine zweite Ist-Position des Lichtstrahls in einem zweiten Abstand der Lichterfassungseinrichtung zu dem Fahrzeug bestimmt werden. Die Ermittlungseinrichtung kann ausgebildet sein, eine erste Abweichinformation unter Verwendung der ersten Ist-Position und einer ersten Soll-Position sowie eine zweite Abweichinformation unter Verwendung der zweiten Ist-Position und einer zweiten Soll-Position zu ermitteln. Dabei kann das Steuersignal an der Informationsschnittstelle unter Verwendung der ersten Abweichinformation und unter Verwendung der zweiten Abweichinformation bereitgestellt werden.
-
Ein Aspekt der hier beschriebenen erfinderischen Idee ist es, eine teilautomatisierte Justiereinrichtung für ein rückgekoppeltes optisches Einstellgerät zu schaffen. Eine Ausrichtung der Strahlungsquelle kann von der Einstelleinrichtung des Bauteils beeinflusst oder verändert werden. Dabei kann die Lichterfassungseinrichtung den Lichtstrahl von der Strahlungsquelle erfassen und die Ist-Position des Lichtstrahls bestimmen. Eine Veränderung der Ausrichtung der Strahlungsquelle kann somit in einer Veränderung der Ist-Position des Lichtstrahls resultieren. So kann unter einem rückgekoppelten optischen Einstellgerät eine Kombination der Strahlungsquelle und der Lichterfassungseinrichtung verstanden werden. In einer Ausführungsform kann das optische Einstellgerät auch die Ermittlungseinrichtung umfassen.
-
Ein Verfahren zum Ausrichten eines Bauteils an einem Fahrzeug weist die folgenden Schritte auf:
Erfassen eines in Bezug zu einer Ausrichtachse des Bauteils verlaufenden Lichtstrahls und Bestimmen einer Ist-Position des Lichtstrahls in Bezug auf eine Referenzfläche der Lichterfassungseinrichtung;
Ermitteln einer Abweichinformation der Ist-Position relativ zu einer Soll-Position; und
Bereitstellen eines Steuersignals an eine Informationsschnittstelle zum Ausrichten des Bauteils, wobei das Steuersignal unter Verwendung der Abweichinformation bereitgestellt wird.
-
Die Schritte des Verfahrens können mehrmals wiederholt ausgeführt werden, um das Bauteil nach und nach an eine gewünschte Sollausrichtung anzunähern.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Justiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
-
2 eine schematische Darstellung einer Justiervorrichtung zum Ausrichten eines Bauteils an einem Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
-
3 eine Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Justiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
-
4 eine Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Justiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
-
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
-
6 eine schematische Darstellung einer Justiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.
-
1 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Justiervorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Lastkraftwagen 100, beziehungsweise eine Zugmaschine 100 für einen Sattelauflieger. Das Fahrzeug 100 weist im Bereich seiner Fahrzeugfront ein Bauteil 104 auf, welches in Bezug zu einer Referenzachse 106 für eine Geradeausfahrtrichtung ausgerichtet werden kann. So weist das Bauteil 104 eine Ausrichtachse 108 auf.
-
In einem besonderen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Bauteil 104 um einen Abstandssensor 104. In diesem Fall handelt es sich bei der Ausrichtachse 108 um eine Strahlungsachse 108 des Abstandssensors 104.
-
Die Justiervorrichtung 102 weist eine Lichterfassungseinrichtung 110, eine Ermittlungseinrichtung 112 sowie eine Informationsschnittstelle 114 auf. Die Lichterfassungseinrichtung 110 ist ausgebildet, einen in Bezug zu der Ausrichtachse 108 verlaufenden Lichtstrahl 116 zu erfassen und eine Ist-Position 118 des Lichtstrahls 116 zu bestimmen. Hierzu weist die Lichterfassungseinrichtung eine Referenzfläche 120 auf, auf der der Lichtstrahl 116 abgebildet wird. Somit kann die Ist-Position 118 als Auftreffpunkt des Lichtstrahls 116 auf die Referenzfläche 120 angesehen werden. Die Ermittlungseinrichtung 112 ist ausgebildet, eine Abweichinformation 122 der Ist-Position 118 auf der Referenzfläche 120 relativ zu einer Soll-Position 124 auf der Referenzfläche 120 zu ermitteln, beispielsweise unter Durchführung einer Abstandsmessung. Die Informationsschnittstelle 114 ist ausgebildet, ein Steuersignal 126 zum Ausrichten des Bauteils bereitzustellen. Dabei ist die Informationsschnittstelle 114 ausgebildet, das Steuersignal 126 unter Verwendung der Abweichinformation 122 bereitzustellen.
-
In einem in 1 nicht gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Justiervorrichtung 102 eine Strahlungsquelle auf. Dabei ist in einer Variante die Strahlungsquelle ausgebildet, den Lichtstrahl 116 parallel zu der Ausrichtachse 108 auszusenden. In einer weiteren Variante ist die Strahlungsquelle ausgebildet, einen Ausgangslichtstrahl auszusenden, der an dem Bauteil 104 reflektiert wird und als Ist-Position 118 des Lichtstrahls 116 in Bezug zu der Ausrichtachse 108 von der Lichterfassungseinrichtung 110 erfasst wird. Entsprechende Ausführungsbeispiele sind in 3 und 4 dargestellt.
-
In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Lichterfassungseinrichtung 110 ein fotooptisches Sensorarray 128. Das Sensorarray 128 ist an der Referenzfläche 120 ausgerichtet oder bildet die Referenzfläche 120. So bildet eine Oberfläche des Sensorarrays 128 die Referenzfläche 120. Das fotooptische Sensorarray 128 ist ausgebildet, den Lichtstrahl 116 zu erfassen und die Ist-Position 118 des Lichtstrahls 116 in Bezug auf die Oberfläche des fotooptischen Sensorarrays 128 zu bestimmen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Lichterfassungseinrichtung 110 mit einer Kamera 130 sowie einer Reflektortafel 132 gekoppelt. Die Reflektortafel 132 oder eine Oberfläche der Reflektortafel 132 bildet in diesem Fall die Referenzfläche 120. Auf der Reflektortafel 132 wird die Ist-Position 118 des Lichtstrahls 116 abgebildet. Die Kamera 130 ist dabei ausgebildet, einen die Ist-Position 118 bildenden Lichtpunkt des Lichtstrahls 116 zu erfassen. Weiterhin ist die Kamera ausgebildet, die Ist-Position 118 des Lichtstrahls 116 in Bezug auf die optisch überwachte Reflektortafel 132 zu bestimmen.
-
Wie in 1 dargestellt ist in einem Ausführungsbeispiel die Informationsschnittstelle 114 mit einer optischen Richtungsanzeigeeinrichtung 134 gekoppelt. Die optische Richtungsanzeigeeinrichtung 134 ist unter Verwendung des Steuersignals 126 ansteuerbar, um eine Richtungsanzeige zum Ausrichten des Bauteils 104 für den Bediener darzustellen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel zeigt die optische Richtungsanzeigeeinrichtung 134 grafisch eine Abweichung der Ist-Position 118 von der Soll-Position 124 an. Pfeile auf der Richtungsanzeigeeinrichtung 134 repräsentieren in 1 die Richtungsanzeige zum Ausrichten des Bauteils 104.
-
Optional umfasst die Justiervorrichtung 102 wie in 1 dargestellt eine Stelleinrichtung 136. Die Stelleinrichtung 136 ist ausgebildet, eine Ausrichtung des Bauteils 104 unter Verwendung des Steuersignals 126 einzustellen. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Stelleinrichtung 136 als Schrauber 136 ausgebildet. Das Bauteil 104 weist zumindest eine Einstellschraube zum Ausrichten des Bauteils auf, wobei die Einstellschraube von dem Schrauber 136 einstellbar ist. Somit kann das Steuersignal 126 zum Steuern einer Stellfunktion der Stelleinrichtung 136, beispielsweise zum Steuern einer Schraubfunktion des Schraubers 136, verwendet werden.
-
Die Referenzfläche 120 ist in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 100 angeordnet und steht senkrecht auf der Referenzachse 106. Dabei steht die Referenzachse 106 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Hinterachse 138 des Fahrzeugs 100. In einem Ausführungsbeispiel ist die Referenzfläche 120 entlang der Referenzachse 106 verschiebbar.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Justiervorrichtung 102 zum Ausrichten eines Bauteils 104 an einem Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Ausführungsbeispiel eines in 1 gezeigten Fahrzeugs 100 handeln. So kann es sich auch bei der Justiervorrichtung 102 um ein Ausführungsbeispiel einer in 1 gezeigten Justiervorrichtung 102 handeln.
-
Die Justiervorrichtung 102 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Lichterfassungseinrichtung 110 mit einer Referenzfläche 120, eine Ermittlungseinrichtung 112, eine Informationsschnittstelle 114 mit einer optionalen optischen Richtungsanzeigeeinrichtung 134 sowie eine optionale Stelleinrichtung 136. Weiterhin weist die Justiervorrichtung 102 eine Strahlungsquelle 250 auf. Die Strahlungsquelle 250 ist ausgebildet, einen gerichteten Lichtstrahl 116 bereitzustellen. Die Strahlungsquelle 250 ist entweder ausgebildet, den Lichtstrahl 116 parallel zu einer Ausrichtachse des Bauteils 104 bereitzustellen oder einen Ausgangslichtstrahl bereitzustellen, um den Lichtstrahl 116 als an dem Bauteil 104 reflektierten Ausgangslichtstrahl zu erzeugen.
-
Wie bereits in 1 beschrieben, ist die Lichterfassungseinrichtung 110 ausgebildet, eine Ist-Position 118 des Lichtstrahls 116 zu erfassen beziehungsweise zu bestimmen. Unter Verwendung der Ist-Position 118 bestimmt die Ermittlungseinrichtung 112 eine Abweichinformation 122. Unter Verwendung der Abweichinformation 122 stellt die Informationsschnittstelle 114 ein Steuersignal 126 zum Ausrichten des Bauteils 104 bereit.
-
Eine Ausrichtung des Bauteils 104 wirkt auf den Lichtstrahl 116. Bei einem korrekt ausgerichteten Bauteil 104 entspricht die Ist-Position 118 des Lichtstrahls 116 einer Soll-Position des Lichtstrahls 116. Ansonsten repräsentiert die Abweichinformation 122 ein Abweichen der Ist-Position 118 von der Soll-Position des Lichtstrahls 116.
-
In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Bauteil 104 zumindest eine Einstellschraube 252. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Bauteil 104 zwei Einstellschrauben 252 auf. Dabei dient jeweils eine Einstellschraube 252 zum Ausrichten des Bauteils 104 in Richtung einer Raumachse, wobei mit den zwei Einstellschrauben 252 das Bauteil 104 in Bezug auf zwei zueinander senkrecht stehende Raumachsen ausrichtbar ist.
-
In einem Ausführungsbeispiel ist die optionale Stelleinrichtung 136 als ein Schrauber 136 ausgeführt. Dabei ist der Schrauber 136 ausgebildet, auf die zumindest eine Einstellschraube 252 des Bauteils 104 zu wirken, wobei die Einstellschraube 252 angezogen oder gelockert wird und eine Umdrehungsrichtung entsprechend angepasst wird.
-
Individuelle Parameter wie die horizontale und vertikale Dejustage eines Bauteils 104 im Fahrzeug 100 unterscheiden sich von „Teil“ 104 zu „Teil“ 104. Diese Dejustage wird für eine störungsfreie Funktionalität mit der Fahrachse des Fahrzeugs 100 abgeglichen, indem die „Blickrichtung“ (Ausrichtachse 108) des Teils 104 mit der Fahrachse angepasst wird. Dabei kann die Fahrachse mit der Ausrichtachse gleichgesetzt werden. Dieser Abgleich kann entweder direkt im Produktionswerk (Zusammenbau Bauteil 104 inkl. Halter) oder beim Endkunden am Fahrzeug 100 am Bandende durchgeführt werden. Vorteilhaft wird eine ausschließlich manuelle ausschließlich durch einen Bediener überwachbare Justage vermieden. Die Justiervorrichtung 102 vermeidet vorteilhaft Fehler bei der Ausrichtung des Bauteils 104 an dem Fahrzeug 100.
-
In einem Ausführungsbeispiel weist die Justiervorrichtung 102 ein fotooptisch detektierendes Sensorarray oder eine optisch überwachte Reflektortafel mit Informations- beziehungsweise Instruktionsschnittstelle für den Bediener, zur einfachen Justage des Bauteils 104 auf. Beispielsweise wird die Reflektortafel mit einer Kamera optisch überwacht. Optional kann ein durch den Bediener manuell geführtes jedoch automatisiertes Tool 136 (Schrauber 136) verwendet werden, welches durch die Instruktionsschnittstelle für den Justageprozess (Umdrehung der Schrauben) gesteuert wird. Die Stelleinrichtung 136 kann automatisiert ohne einen Bediener den Justageprozess in Zusammenarbeit mit den Einrichtungen der Justiervorrichtung 102 ausführen.
-
Vorteilhaft schafft die hier beschriebene Justiervorrichtung einen zumindest teilautomatisierten Rückkoppelkreis (Feedbackloop) mit präzisen Instruktionen zum Justagevorgang am Bauteil 104, mit Relativangaben (Richtung, Start/Stop) notwendig. Optional können Absolutangaben mit Bezug auf Skalen dargestellt beziehungsweise bereitgestellt werden. Von Vorteil ist, dass eine geringe Fehleranfälligkeit durch den Bediener beim Justageprozess erzielt wird, da kein Verständnis zum Justageprozess nötig ist. Dabei wird eine hohe Prozessfähigkeit erzielt durch einen stark reproduzierbaren Justageprozess bezüglich des Endresultats.
-
Optional kann für die Lichterfassungseinrichtung 110 ein im Fahrzeug 100 bereits applizierter optischer Sensor (beispielsweise Kamera) verwendet werden und mit einer Informations- beziehungsweise Instruktionsschnittstelle für einen Bediener kombiniert werden.
-
3 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Justiervorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der Justiervorrichtung 102 kann es sich um ein Ausführungsbeispiel einer in 1 oder 2 gezeigten Justiervorrichtung 102 handeln. Die Justizvorrichtung 102 weist eine als ein Sensorarray 128 ausgebildete Lichterfassungseinrichtung 110, eine Ermittlungseinrichtung 112 sowie eine Informationsschnittstelle 114 auf. An einem auszurichtenden Bauteil des Fahrzeugs 100 ist eine Strahlungsquelle 250 angeordnet, welche einen Lichtstrahl 116 in Bezug zur Ausrichtung des Bauteils bereitstellt. Das Sensorarray 128 ist quer zu einer Referenzachse 106 des Fahrzeugs 100 ausgerichtet. Die Referenzachse 106 wird durch eine Hinterachse 138 des Fahrzeugs 100 definiert. So steht die Referenzachse 106 senkrecht auf der Hinterachse 138 des Fahrzeugs 100. Der von der Strahlungsquelle 250 ausgehende Lichtstrahl 116 wird auf dem Sensorarray 128 abgebildet. Das Sensorarray 128 ist ausgebildet, eine Ist-Position 118 des Lichtstrahls 116 auf dem Sensorarray 128 zu erfassen beziehungsweise den Lichtstrahl auf dem Sensorarray 128 zu erfassen und die Ist-Position 118 zu bestimmen und die Ist-Position 118 der Ermittlungseinrichtung 112 bereitzustellen. Die Justiervorrichtung 102 ist ausgebildet, unter Verwendung der Ist-Position 118 eine Abweichinformation zu ermitteln und dann an der Informationsschnittstelle ein Steuersignal 126 bereitzustellen. Dabei wird das Steuersignal 126 unter Verwendung der Abweichinformation bestimmt. In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Steuersignal 126 visuell als Richtungsanzeige dargestellt. Das Steuersignal 126 wirkt auf die Ausrichtung des Bauteils und somit auf die Ist-Position 118 des von der in Bezug zu dem Bauteil ausgerichteten Strahlungsquelle bereitgestellten Lichtstrahls 116. So wird ein, zumindest teil-automatisierter, Rückkopplungskreis geschaffen. In einem Ausführungsbeispiel stellt die Justiervorrichtung 102 Instruktionen für einen Ausrichtvorgang am Bauteil beispielsweise als Relativangaben zur Verfügung. Je nach Ausführungsbeispiel kann die Rückkopplung über einen Bediener unter Verwendung des visuell dargestellten Steuersignals 126 erfolgen, als auch über eine in 3 nicht dargestellte Stelleinrichtung, beispielsweise in Form eines Schraubers.
-
4 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Justiervorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung in 4 entspricht weitgehend der Darstellung in 3 mit dem Unterschied der Anordnung der Strahlungsquelle 250 und der Art der Lichterfassungseinrichtung 110. Die Lichterfassungseinrichtung 110 weist eine Kamera 130 sowie eine Reflektortafel 132 auf. Die Strahlungsquelle 250 ist im Bereich der Reflektortafel 132 angeordnet. Dabei ist die Strahlungsquelle 250 ausgebildet, einen Ausgangslichtstrahl 460 bereitzustellen, der von dem Bauteil 104 in Bezug zu der Ausrichtachse 108 des Bauteils 104 reflektiert wird und als Lichtstrahl 116 auf die Reflektortafel 132 trifft. Auf der Reflektortafel 132 wird ein Lichtpunkt an einer Ist-Position 118 abgebildet, der von der Kamera 130 erfasst wird. Die Justiervorrichtung 102 ist ausgebildet, aus dem Kamerabild der Kamera 130 die ist Position 118 zu bestimmen und ein Steuersignal 126 unter Verwendung der Ist-Position 118 bereitzustellen.
-
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Positionierung der Strahlungsquelle 250 an dem Bauteil, wie dies in 3 gezeigt wird mit einem Ausführungsbeispiel einer in 4 gezeigten Lichterfassungseinrichtung 110, die eine Kamera 130 und einen Reflektor Tafel 132 aufweist, kombiniert.
-
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Positionierung der Strahlungsquelle 250 wie in 4 gezeigt im Bereich der Referenzfläche 120 mit einem Ausführungsbeispiel einer in 3 gezeigten Lichterfassungseinrichtung 110, die ein Sensorarray 128 aufweist, kombiniert.
-
In einem in 3 oder 4 nicht gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Justiervorrichtung 102 wie in 1 oder 2 gezeigt eine Stelleinrichtung 136 auf.
-
In einem optionalen Ausführungsbeispiel weist das Bauteil 104 eine Strahlungsquelle 250 auf, dessen Strahl 116 von der Lichterfassungseinrichtung 110 erfasst wird. Dabei kann anstelle von Licht auch ein gerichteter Strahl in einem anderen Frequenzbereich verwendet werden. Die Strahlungsquelle 250 sowie die Lichterfassungseinrichtung 110 sind dabei aufeinander abgestimmt.
-
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 570 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 570 umfasst zumindest einen Schritt 572 des Erfassens, einen Schritt 574 des Ermittelns sowie einen Schritt 576 des Bereitstellens. Im Schritt 572 des Erfassens wird ein in Bezug zu einer Ausrichtachse eines Bauteils eines Fahrzeugs verlaufender Lichtstrahl erfasst und eine Ist-Position des Lichtstrahls in Bezug auf eine Referenzfläche einer Lichterfassungseinrichtung bestimmt. In dem auf den Schritt 572 des Erfassens folgenden Schritt 574 des Ermittelns wird eine Abweichinformation der Ist Position relativ zu einer Sollposition ermittelt. Im Schritt 576 des Bereitstellens wird ein Steuersignal zum Ausrichten des Bauteils bereitgestellt. Dabei wird im Schritt 576 des Bereitstellens das Steuersignal unter Verwendung der im Schritt 574 des Ermittelns ermittelten Abweichinformation bestimmt.
-
Im Schritt 572 des Erfassens wird in einem Ausführungsbeispiel in einem ersten Teilschritt des Sensierens der Lichtstrahl als ein Lichtpunkt auf der Referenzfläche sensiert und in einem zweiten Teilschritt des Bestimmens die Ist-Position des Lichtstrahls in Bezug auf die Referenzfläche oder in Bezug zu der Soll-Position bestimmt.
-
Optional weist das Verfahren Weitere in 5 nicht dargestellte Verfahrensschritte auf. In einem optionalen Schritt des Aussendens wird ein Lichtstrahl parallel zu der Ausrichtachse des Bauteils bereitgestellt. In einem optionalen Schritt des Darstellens wird das Steuersignal optisch auf einer Richtungsanzeigeeinrichtung dargestellt. In einem optionalen Schritt des Stellens wird die Ausrichtung des Bauteils unter Verwendung des Steuersignals eingestellt.
-
6 zeigt eine schematische Darstellung einer Justiervorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der Justiervorrichtung 102 kann es sich um ein Ausführungsbeispiel einer in 1 bis 4 dargestellten Justiervorrichtung 102 handeln. Die ist die Vorrichtung 102 ist im Wesentlichen vor einem Fahrzeug 100 angeordnet. Dabei ist eine Lichterfassungseinrichtung 110 der Justiervorrichtung 102 zu einer Hinterachse 138 des Fahrzeugs 106 ausgerichtet. Eine Referenzachse 106 steht senkrecht zu der Hinterachse 138. Die Lichterfassungseinrichtung 110 ist zu der Referenzachse 106 ausgerichtet. So ist die Lichterfassungseinrichtung 110 im Wesentlichen parallel zu der Hinterachse 138 und eine Normale eine Oberfläche der Lichterfassungseinrichtung 110 im Wesentlichen parallel zu der die Fahrrichtung darstellenden Referenzachse 106 ausgerichtet.
-
Das an der Frontseite des Fahrzeugs 100 ausgerichtete Bauteil 104 weist einen Reflektor 680 auf. An dem Reflektor 680 wird ein von der Strahlungsquelle 250 ausgehender Ausgangslichtstrahl 460 reflektiert, um einen Lichtstrahl 116 als an dem Bauteil 104 reflektierten Ausgangslichtstrahl 460 in Richtung der Lichterfassungseinrichtung 110 zu lenken. Die von der Lichterfassungseinrichtung 110 erfasste Ist-Position 118 des Lichtstrahls 116 weicht von einer Soll-Position 124 ab. Dies ist in einer herausgezoomten Darstellung in einem kartesischen Koordinatensystem als eine Verschiebung in zwei zueinander senkrechten Achsen in 6 dargestellt. Die Ist-Position 118 kann beispielsweise durch mehrmaliges Durchführen der Schritte des anhand von 5 beschriebenen Verfahrens nach und nach an die Soll-Position 124 angenähert werden, die einer angestrebten Soll-Ausrichtung des Bauteils 104 entspricht. Eine entsprechende Annäherung ist in 6 durch Pfeile zwischen den Positionen 118, 124 angedeutet. Auf diese Weise können eine horizontale und eine vertikale Abweichung zwischen der Ist-Position 118 und der Soll-Position 124 entfernt werden, beispielsweise durch entsprechende Betätigungen von Einstellschrauben.
-
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Fahrzeug
- 102
- Justiervorrichtung
- 104
- Bauteil
- 106
- Referenzachse
- 108
- Ausrichtachse, Strahlungsachse
- 110
- Lichterfassungseinrichtung
- 112
- Ermittlungseinrichtung
- 114
- Informationsschnittstelle
- 116
- Lichtstrahl
- 118
- Ist-Position
- 120
- Referenzfläche
- 122
- Abweichinformation
- 124
- Soll-Position
- 126
- Steuersignal
- 128
- Sensorarray
- 130
- Kamera
- 132
- Reflektortafel
- 134
- Richtungsanzeigeeinrichtung
- 136
- Stelleinrichtung, Schrauber
- 138
- Hinterachse
- 250
- Strahlungsquelle
- 252
- Einstellschraube
- 460
- Ausgangslichtstrahl
- 570
- Verfahren
- 572
- Schritt des Erfassens
- 574
- Schritt des Ermittelns
- 576
- Schritt des Bereitstellens
- 680
- Reflektor
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19707590 A1 [0003]
- DE 10023328 B4 [0003]
