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Die Erfindung betrifft ein Robotermodul mit
- a. einem Roboterarm,
- b. einem an dem Roboterarm angebrachten Endeffektor zum Ausführen von Arbeiten in einem Innenraum eines zu fertigenden Fahrzeugs,
- c. einem Energiespeicher, und
- d. einer drahtlosen Kommunikationseinrichtung, wobei
- e. der Roboterarm eine Armlänge von zumindest 0,6 m, vorzugsweise von zumindest 0,8 m aufweist,
eine typspezifische Bodenplatte zum Anpassen einer Unterseite eines Robotermoduls an einen Boden eines Karosserierohbaus sowie ein Verfahren zum Ausführen von Arbeiten in einem Fahrzeuginnenraum bei der Fertigung eines Fahrzeugs an einem Fließband.
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In der Fertigung von Kraftfahrzeugen werden heutzutage eine Vielzahl von Arbeiten bereits von Robotern ausgeführt. Besonders beim Karosserierohbau werden die Blechbearbeitung und beispielsweise auch das Schweißen in vielen Fällen bereits von Robotern übernommen. Ebenfalls können beispielsweise die Scheiben durch einen Roboter in den Karosserierohbau eingesetzt werden. Insbesondere in der so genannten Endfertigung werden aber viele Produktionsschritte nach wie vor manuell von menschlichen Arbeitskräften ausgeführt. In der Endfertigung wird unter anderem die Ausstattung des Innenraums in das Fahrzeug eingebaut. Dazu gehören beispielsweise die Sitze, die Innenraumverkleidung, das Armaturenbrett etc.
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Die meisten der Arbeiten erfordern hohe Präzision, sind teilweise sicherheitsrelevant und sind häufig körperlich sehr anstrengend. Beispielsweise müssen bei der Montage der Sicherheitsgurte Schrauben der Größe M12 mit einem Drehmoment von etwa 40 Nm angezogen werden. Viele der Arbeiten können daher von einer einzelnen Person jeweils nur für einen relativ kurzen Zeitraum von beispielsweise einigen Stunden ausgeübt werden, bevor eine andere Person den Arbeitsplatz übernehmen muss. Besonders bei einer für Kraftfahrzeuge üblichen Fließbandfertigung führt dies zu Nachteilen, da nach Möglichkeit die Taktzeiten eingehalten werden müssen und jeder Wechsel von Arbeitern eine Verminderung der Produktionseffizienz bedeutet. Darüber hinaus bedeutet ein solches Durchwechseln der Arbeitskräfte natürlich auch erhöhte Ansprüche an die Planung des Arbeitsablaufs und es müssen mehrere Arbeitskräfte für die gleiche Tätigkeit ausgebildet sein.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit anzugeben, Arbeiten, die aufgrund Ihrer Beschaffenheit von einem menschlichen Arbeiter nur über kurze zusammenhängende Zeiträume ausgeübt werden können, zu automatisieren.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein gattungsgemäßes Robotermodul, wobei
- f. eine Grundfläche des Robotermoduls in einer ersten Richtung eine Ausdehnung von maximal 80 cm und in einer zu der ersten Richtung senkrechten Richtung eine Ausdehnung von maximal 60 cm aufweist, und
- g. eine Höhe des gesamten Robotermoduls in einer Transportposition des Roboterarms geringer als 60 cm ist.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine typspezifische Bodenplatte zum Anpassen einer Unterseite eines Robotermoduls an einen Boden eines Fahrzeuginnenraums, mit einer Oberseite, welche Verbindungsmittel zum Verbinden der Bodenplatte mit der Unterseite des Robotermoduls aufweist, und mit einer Unterseite, deren Topographie derart auf den Boden eines Karosserierohbaus abgestimmt ist, dass ein sicherer Stand des Robotermoduls in dem Karosserierohbau ermöglicht wird, sowie durch ein Verfahren zum Ausführen von Arbeiten bei der Fertigung eines Fahrzeugs an einem Fließband, mit den Schritten
- a. Einsetzen eines Robotermoduls in den Fahrzeuginnenraum
- b. Ausführen von Arbeiten in dem Fahrzeuginnenraum durch das Robotermodul
- c. Entnehmen des Robotermoduls aus dem Fahrzeuginnenraum.
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Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass es möglich ist, ein Robotermodul zu konstruieren, das klein genug ist, um in den Innenraum eines sich in Fertigung befindenden Fahrzeugs eingesetzt zu werden und gleichzeitig eine ausreichende Reichweite hat, um eine Vielzahl von Arbeiten im Fahrzeuginnenraum auszuführen. Solche Arbeiten können beispielsweise im Festziehen von Schrauben, aber auch im Einpressen von Dichtungen oder anderen Arbeiten bestehen. Insbesondere ist das Robotermodul somit klein genug, um durch eine Türöffnung der Fahrzeugkarosserie in diese eingesetzt zu werden. Als geeigneter Roboterarm kann beispielsweise ein MRK-Modul der Firma Kuka mit einer Armlänge von 820 mm verwendet werden. Längere Armlängen des Roboterarms, beispielsweise zumindest 900 mm oder zumindest 1000 mm sind ebenfalls möglich.
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Ebenso kann auf verschiedene Weise erreicht werden, dass das Robotermodul innerhalb des Fahrzeuginnenraums stabil steht und so sicher die anfallenden Arbeiten ausführen kann. Beispielsweise kann das Robotermodul zum Festschrauben der Sicherheitsgurte eingesetzt werden. Es ist dann nicht mehr notwendig, dass ein menschlicher Arbeiter die Schrauben fest zieht, was bei längeren Arbeitseinsätzen sehr kraftaufwendig ist, da die Schrauben mit einem hohen Drehmoment angezogen werden müssen und teilweise über Kopf oder mit verdrehter Körperhaltung gearbeitet werden muss.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Robotermoduls sieht vor, dass das Robotermodul ein MRK-Roboter ist. MRK steht in diesem Fall für Mensch-Roboter-Kollaboration und bedeutet, dass ein menschlicher Arbeiter und Roboter nicht mehr durch einen Schutzzaun voneinander getrennt werden müssen und eine Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter auf engem Raum ohne besondere Schutzmaßnahmen möglich ist. Die Programmierung und sensorische Ausstattung des MRK-Roboters ermöglichen es, dass der Roboter erkennt, wenn er ein - gegebenenfalls menschliches - Hindernis berührt, woraufhin der Roboter dann die Bewegung anhält, um niemanden zu verletzen. Das erfindungsgemäße Robotermodul ist besonders geeignet, um in den genannten Mensch-Roboter-Kollaborationen eingesetzt zu werden, da innerhalb des Kraftfahrzeuginnenraums natürlich kein Platz ist, um Schutzzäune oder Ähnliches einzusetzen, sodass mithilfe eines solchen MRK-Roboters dennoch eine gleichzeitige Arbeit eines menschlichen Arbeiters an den gleichen Kraftfahrzeug möglich wird. Weiterhin soll natürlich nach Möglichkeit der gesamte Fahrzeuginnenraum für den Roboterarm erreichbar und zugänglich sein, so dass es bei gleichzeitiger Arbeit im Fahrzeuginnenraum durch einen Menschen zwangsläufig zu Überschneidungen der Arbeitsbereiche kommt.
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Um das Robotermodul problemfrei in den Innenraum der Fahrzeugkarosserie einsetzen zu können, ist es notwendig, dass die Ausdehnung des Robotermoduls in zumindest zwei Raumrichtungen eine Länge von 80 cm, bevorzugt von 60 cm, nicht übersteigt. Mit anderen Worten darf der Querschnitt des Robotermoduls in keiner Richtung größer sein als das entsprechende Maß der Türöffnung, durch die das Robotermodul in die Karosserie eingesetzt werden soll. Typischerweise ist eine solche Türöffnung etwa 60 cm breit und etwa 100 cm hoch. Die Ausdehnung des Robotermoduls in der zu den ersten beiden Richtungen senkrechten dritten Dimension des Robotermoduls sollte die Breite des Kraftfahrzeugs nicht überschreiten, da ansonsten Teile des Robotermoduls auch in der Arbeitsposition aus der Kraftfahrzeugkarosserie herausragen würden. Bevorzugt beträgt daher eine Ausdehnung des Robotermoduls in der zweiten horizontalen Dimension von höchstens 120 cm, bevorzugt von höchstens 100 cm, äußerst bevorzugt von höchstens 80 cm.
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Es ist möglich, dass das Robotermodul keine integrierte Fortbewegungseinrichtung aufweist. Insbesondere weist das Robotermodul dann keine Räder oder einen Kettenantrieb auf, mit dem sich das Robotermodul selbständig fortbewegen könnte. Ein eigener Antrieb würde Bauraum beanspruchen und somit die für den Einsatzzweck des Robotermoduls essentielle Kompaktheit gefährden. Darüber hinaus wäre ein solcher Antrieb oftmals abträglich für die notwendige exakte Positionierung innerhalb des Karosserierohbaus. Ebenfalls würden gängige Antriebe das Robotermodul nicht in die Lage versetzen, aus eigener Kraft an den Einsatzort zu gelangen, da das Robotermodul weiterhin auf das Fließband und in das Fahrzeug gehoben werden müsste. Es ist daher ein charakteristisches Merkmal des erfindungsgemä-ßen Robotermoduls, dass gerade kein eigener Antrieb zur autonomen Fortbewegung vorhanden ist.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Robotermodul und insbesondere der Endeffektor in der Lage ist, Schrauben mit einem vorgegebenen Drehmoment anzuziehen und zu lösen. Solche Endeffektoren sind kommerziell erhältlich und können ohne Probleme mit dem erfindungsgemäßen Robotermodul verbunden werden. Dabei ist gleichzeitig auch eine Protokollierung der ausgeführten Arbeiten möglich. Beispielsweise kann für jede sicherheitsrelevante Schraube, die festgezogen wird, dass aufgewandte Drehmoment gemessen und gespeichert werden. Ebenso können möglicherweise auftretenden Probleme über eine drahtlose Datenverbindung an eine zentrale Rechnereinheit oder eine Überwachungseinheit gemeldet werden. Es kann dann beispielsweise eine menschliche Einsatzkraft, also ein so genannter „Springerwerker“, zur Untersuchung und Behebung des Problems angefordert werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Robotermodul eine an einen Fahrzeugboden eines Karosserierohbaus eines zu fertigenden Fahrzeugtyps angepasste Bodenplatte aufweist oder dass die Unterseite des Robotermoduls mit einer solchen angepassten Bodenplatte verbunden werden kann. Die Bodenplatte kann dann austauschbar sein. Die Unterseite des Robotermoduls kann dann Rasterbohrungen zur Verbindung mit der Bodenplatte aufweisen. Die Unterseite des Robotermoduls kann entsprechend von einer Rasterplatte gebildet werden.
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Eine solche Bodenplatte ist insbesondere in ihrer Topographie an den Fahrzeugboden des Fahrzeugrohbaus, in dem das Robotermodul zum Einsatz kommen soll, angepasst. Im Idealfall stellt die Oberfläche der Bodenplatte das Negativ zu dem Positiv des Fahrzeugbodens dar. Um den Aufwand bei der Ausgestaltung der Bodenplatte zu begrenzen, kann dieses zum Fahrzeugboden passende Negativ aber auch nur partiell ausgestaltet sein. Mit anderen Worten weist die Topographie dann mehrere Abschnitte auf, in denen die Form der Bodenplatte dem Negativ des Fahrzeugbodens in dem jeweiligen Bereich, in dem im in das Fahrzeug eingesetzten Zustand des Robotermoduls ein mechanischer Kontakt zwischen der Bodenplatte und dem Boden des Fahrzeugs besteht, entspricht, und in den übrigen Bereichen kann die Bodenplatte dann eine einfachere Form aufweisen, die in einem gewissen Abstand von der Oberfläche des Bodens verläuft. Die topographisch angepassten Bereiche der Bodenplatte können dann als Standfüße des Robotermoduls auf dem Fahrzeugboden interpretiert werden. Es befinden sich daher vorzugsweise ein oder mehrere solcher Bereiche am Rand oder an den Ecken der Bodenplatte, beispielsweise in jedem Eckbereich der Bodenplatte zumindest ein solcher Bereich, sodass ein sicherer Stand des Robotermoduls erreicht wird.
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Eine solche Bodenplatte vermittelt zum einen einen sicheren Stand des Robotermoduls auf dem Fahrzeugboden, da ein Kippen oder Verrutschen des Robotermoduls aufgrund der wirkenden Gewichts- und Reibungskräfte vermieden wird. Um den sicheren Stand zu unterstützen kann ein Material mit einem relativ hohen Reibungskoeffizienten als Material für die Bodenplatte ausgewählt werden. Zum anderen wird dadurch, dass die Bodenplatte in einer ganz bestimmten Position optimal in den Fahrzeugboden eingreift erreicht, dass beim Einsetzen des Robotermoduls ein Selbstzentrierungsvorgang stattfindet. Mit anderen Worten positioniert sich das Robotermodul mittels der angepassten Bodenplatte beim Einsetzen in die Fahrzeugkarosserie selbst in dieser. Die Position des Robotermoduls in dem Karosserierohbau ist somit direkt nach dem Einsetzen sowohl hinsichtlich der absoluten Position als auch hinsichtlich der Ausrichtung mit relativ großer Genauigkeit bekannt. Es ist dann möglich, dass das Robotermodul beispielsweise anhand von optischen Sensoren die genaue Position innerhalb des Karosserierohbaus ermittelt und somit schnell mit der Arbeit, beispielsweise an fest zu ziehenden Schrauben, beginnen kann.
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In einer alternativen Ausgestaltung weist das Robotermodul eine Spannvorrichtung zum Fixieren des Robotermoduls in dem Fahrzeuginnenraum auf. Die Spannvorrichtung kann eine elektrische Spannvorrichtung sein. Der Vorteil dieser Variante ist zum einen ein besonders sicherer Stand bzw. eine besonders sichere reversible Befestigung des Robotermoduls innerhalb des Karosserierohbaus und zum anderen, dass das Robotermodul ohne bauliche Veränderungen für verschiedene Fahrzeugtypen oder beispielsweise an verschiedenen Orten innerhalb desselben Fahrzeugs eingesetzt werden kann.
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Es ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Robotermodul eine programmierbare Rechnereinheit zur Steuerung sowohl des Endeffektors als auch des Roboterarms aufweist. Es wird so erreicht, dass das Robotermodul vollkommen autark ist und weder auf eine Energieversorgung noch auf Steuerbefehle von außen angewiesen ist.
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Eine hinsichtlich der Arbeitssicherheit vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn der Endeffektor einen federnden Bithalter aufweist. Ein solcher federnden Bithalter stellt eine konsequente Weiterentwicklung des MRK-Prinzips dar. Ein sich gegebenenfalls sogar drehendes Bit kann schnell zu schweren Verletzungen bei einem Menschen führen, so das hier eine zusätzliche Sicherheitsvorkehrung getroffen werden kann, die über die normale Sensorik und Programmierung des MRK-Roboters hinausgeht. Es ist dabei möglich, den Bithalter so auszugestalten, dass bei einer Krafteinwirkung parallel zur Drehachse des Bits eine Feder im Inneren des Bithaltergehäuses komprimiert wird und sich das Bit dann relativ zum Rest des Endeffektors bewegt. Dabei kann die Federkonstante der Feder derart gewählt werden, dass diese Bewegung zum Inneren des Bithaltergehäuses hin bereits bei Kräften ausgelöst wird, die unterhalb einer Kraft liegen, die zu einer Verletzung beim Menschen führen würde.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Robotermodul eingerichtet ist, seine Position in dem Fahrzeuginnenraum zu bestimmen. Eine solche Bestimmung der Position in den Fahrzeuginnenraum kann wie bereits angesprochen über eine beispielsweise optische Sensorik geschehen. Das Robotermodul kann mithilfe von beispielsweise lasergestützten Abstandssensoren oder auch mithilfe von Kameras die Umgebung vermessen und so Informationen über die exakte Position innerhalb des Fahrzeuginnenraums erhalten.
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Vorzugsweise ist das Robotermodul derart ausgestaltet, dass ein Arm des Robotermoduls zumindest eine Tragkraft von 10 kg aufweist und/oder ein Endeffektor ein Drehmoment von zumindest 40 Nm ausüben kann. Es sind dann vielfältige Einsatzmöglichkeiten des Robotermoduls möglich und ein Großteil derjenigen Arbeiten, die innerhalb des Fahrzeuginnenraums derzeit üblicherweise von menschlichen Arbeitskräften ausgeführt, werden kann dann von dem Robotermodul übernommen werden.
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Wenn das Robotermodul mehrere verschiedene Endeffektoren mitführt, die gegeneinander ausgetauscht werden können ergibt sich eine Einheit, die eine noch einmal gesteigerte Autarkie aufweist. So können beispielsweise Schrauben verschiedener Größe nacheinander angezogen werden. Eine Vielzahl von weiteren nacheinander auszuführenden Arbeiten ist hier ebenfalls denkbar.
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Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bodenplatte zeichnet sich dadurch aus, dass die Topographie der Unterseite der Bodenplatte derart an den Karosserierohbau angepasst ist, dass ein selbstzentrierendes Einsetzen des Robotermoduls in den Karosserierohbau ermöglicht wird. Die Vorteile sowie die weiteren Einzelheiten einer solchen Bodenplatte sind bereits weiter oben erläutert worden.
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Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Einsetzen des Robotermoduls in den Fahrzeuginnenraum an einer anderen Stelle entlang des Fließbands erfolgt als das Entnehmen des Robotermoduls aus dem Fahrzeuginnenraum. Mit anderen Worten bewegt sich das Robotermodul also während der Arbeit zusammen mit dem Karosserierohbau auf dem Fließband weiter und kann nach einer beliebigen Anzahl von Fließbandtakten, beispielsweise 2, 3 oder mehr als 3, wieder aus dem Karosserierohbau entnommen werden. Dies ermöglicht es dem Robotermodul, Arbeiten auszuführen, die länger als einen Fließbandtakt andauern. Das Robotermodul kann von der Station, an der es aus dem Fahrzeug entnommen wird, dann wieder zu der Fließbandstation, an der es in das Fahrzeug eingesetzt wurde, transportiert werden und ein weiteres Fahrzeug bearbeiten. Es können entsprechend an einer Fließbandstrecke mehrere gleichartige Robotermodule eingesetzt werden, die alle die gleichen Arbeiten ausführen. Wird das Robotermodul beispielsweise für vier Fließbandtakte ausgelegt, so können entsprechend vier Robotermodule gleichzeitig im Einsatz in auf dem Fließband aufeinander folgenden Fahrzeugen sein.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1: eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Robotermoduls beim Einsetzen in ein zu fertigendes Fahrzeug,
- 2: eine detaillierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Robotermoduls,
- 3: eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Robotermoduls, welches in einen Fahrzeuginnenraum eingesetzt wurde,
- 4: eine Darstellung analog zu 3 aus einer anderen Perspektive,
- 5: eine Darstellung eines federnden Bithalters, und
- 6: eine Darstellung einer Steuerstation für ein erfindungsgemäßes Robotermodul.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Robotermodul 2 während des Vorgangs des Einsetzens in den Karosserierohbau 4. Der Karosserierohbau 4 wird von Halterungen 6 getragen, die wiederum auf einem nicht dargestellten Fließband positioniert sind. Das Robotermodul 2 wird von einem Handlingsgerät 8 getragen, welches parallel zur Laufrichtung des Fließbands an Schienen 10 verschoben werden kann. Das Robotermodul 2 wird senkrecht zur Laufrichtung des Fließbands durch die Türöffnung 12 des Karosserierohbaus 4 in den Innenraum des zu fertigenden Kraftfahrzeugs eingebracht und dort abgesetzt. Das Robotermodul 2 kann von nun an autark innerhalb des Karosserierohbaus 4 arbeiten und ist durch keine Kabel oder sonstigen Verbindungen mit dem Bereich außerhalb des Karosserierohbaus 4 verbunden. Es kann somit problemfrei so lange mit dem Karosserierohbau 4 auf dem Fließband mitfahren, bis die Aufgaben, die für das Robotermodul 2 vorgesehen sind, ausgeführt worden sind.
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Durch die relativ kleinen Maße des Robotermoduls 2 kann dieses zentral in dem Fahrzeuginnenraum platziert werden, so dass der Roboterarm 14 jede beliebige Position innerhalb des Karosserierohbaus 4 erreichen und dort Arbeiten ausführen kann.
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2 zeigt eine detaillierte Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Robotermoduls 2. Zu erkennen sind der Roboterarm 14, der Endeffektor 16, das Steuermodul 18, die Energieversorgung 20, die beispielsweise aus Lithium-Ionen-Akkus bestehen kann, eine Abdeckung 22 sowie elektrische Spanneinheiten 24. Der Roboterarm 14 weist eine Vielzahl von Gelenken auf, so dass er in der Lage ist, mit dem Endeffektor 16 nahezu beliebige Orte innerhalb des Kraftfahrzeuginnenraums zu erreichen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Endeffektor 16 als Schraubvorrichtung 26 ausgestaltet. Die Schraubvorrichtung 26 weist dabei einen Bithalter und ein Bit auf. Die elektrischen Spanneinheiten 24 können eingesetzt werden, um das Robotermodul 2 innerhalb des Karosserierohbaus 4 zu fixieren. Die Spanneinheiten 24 können sich dabei beispielsweise durch Löcher im Bodenblech mit dem Bodenblech verspannen.
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3 zeigt ein erfindungsgemäßes Robotermodul 2, das in den Innenraum des Karosserierohbaus 4 eingesetzt ist und bereit ist, Arbeiten auszuführen. Zu erkennen sind wiederum der Roboterarm 14 sowie der Endeffektor 16. Die Steuereinheit und die Energieversorgung sind in dem Gehäuse 28 enthalten. Die Steuerung des Robotermoduls 2 kann über WLAN erfolgen. Es ist zu erkennen, dass der Boden 30 des Karosserierohbaus 4 eine sehr spezielle Topographie aufweist. Diese weist zum einen zwei relativ große Löcher 32 auf, in die das Robotermodul 2 mit einer entsprechend ausgestalteten Vorrichtung eingreift. Die Löcher 32 sind daher in der gezeigten Darstellung größtenteils durch das Robotermodul 2 verdeckt.
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Zum anderen weist der Boden 30 eine Vielzahl von Mulden 34 und Vorsprüngen 36 auf. Auch diese können herangezogen werden, um eine exakte Positionierung des Robotermoduls 2 in den Innenraum des Karosserierohbaus 4 zu ermöglichen. Entsprechend kann die Bodenplatte des Robotermoduls an einige oder alle der Merkmale des Bodens 30, also z.B. an die Mulden 34, Vorsprünge 36 und auch an die Löcher 32 angepasst sein, so dass auf diese Art und Weise ein sicherer Stand des Robotermoduls 2 innerhalb des Karosserierohbaus 4 sichergestellt wird. Weiterhin sind vormontierte Verkleidungsteile 38 sowie bereits positionierte, jedoch noch nicht angezogene Schrauben 40 zu sehen. Diese sind durch menschliche Arbeitskräfte vormontiert worden. Der Roboterarm 14 kann nun derart angesteuert werden, dass der Endeffektor 16 in unmittelbarer Nähe der anzuziehenden Schraube positioniert wird. Mit einer ebenfalls am Endeffektor 16 angebrachten Kamera kann dann ein Bild von der anzuziehenden Schraube aufgenommen werden, welches dann mit Hilfe einer Bildanalyse ausgewertet werden kann, so dass dann exakte Daten über die Position der anzuziehenden Schraube relativ zu dem Endeffektor 16 vorliegen und dieser mit der Arbeit beginnen kann. Die Ausrichtung der Kamera kann dabei um bis zu etwa 30° von der Ausrichtung des Endeffektors 16 abweichen, da Bildanalysesoftware verfügbar ist, die eine entsprechende Abweichung korrigieren kann.
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4 zeigt eine weitere Ansicht eines in den Karosserierohbau 4 eingesetzten Robotermoduls 2. Zu erkennen sind wiederum der Roboterarm 14 sowie der Endeffektor 16. Die Orte, an denen das Robotermodul 2 tätig werden kann, da sie von dem Roboterarm 14 erreichbar sind, und an denen beispielsweise Schrauben für die Gurtmontage fest gezogen werden müssen, sind mit Kreisen gekennzeichnet. Das Robotermodul 2 wiederum liegt auf dem Boden 30 des Karosserierohbaus 4 auf.
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5 zeigt einen federnden Bithalter 42, der an einem Endeffektor 16 des erfindungsgemäßen Robotermoduls angebracht sein kann. Der Bithalter 42 trägt das Bit 44 und weist im Inneren des Gehäuses 46 des Bithalters 42 eine Feder 48 auf. Wenn der Roboterarm aufgrund eines Fehlers eine Position ansteuert, in der er mit einem Gegenstand oder einem Menschen zusammen stößt, so wird die Feder 48 komprimiert, was von einem nicht dargestellten Sensor registriert wird. Die Federkonstante der Feder 48 ist so gewählt, dass die zum Komprimieren der Feder 48 notwendige Kraft so klein ist, dass ein Mensch bei einer Kollision durch den Roboterarm nicht verletzt wird. Die Programmierung des Robotermoduls sieht dabei vor, dass die Bewegung des Roboterarms in Richtung des Menschen oder des sonstigen Gegenstands im Falle einer Kollision beendet wird, noch bevor der maximale Federweg a des federnden Bithalters 42 erreicht ist.
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6 zeigt eine Kontrollstation 50 zur Steuerung des erfindungsgemäßen Robotermoduls. Zu erkennen sind die Rechnereinheit 52, das WLAN-Modul 54, die Schraubersteuerung 56 sowie die manuelle Steuerung 58 des Roboterarms. Die Kontrollstation 50 ist durch keinerlei Kabel an das Robotermodul gebunden.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Robotermodul
- 4
- Karosserie Rohbau
- 6
- Halterung
- 8
- Handlingsgerät
- 10
- Schiene
- 12
- Türöffnung
- 14
- Roboterarm
- 16
- Endeffektor
- 18
- Steuermodul
- 20
- Energieversorgung
- 22
- Abdeckung
- 24
- elektrische Spanneinheit
- 26
- Schraubvorrichtung
- 28
- Gehäuse
- 30
- Boden
- 32
- Loch
- 34
- Mulde
- 36
- Vorsprung
- 38
- Verkleidungsteil
- 40
- Schraube
- 42
- Bithalter
- 44
- Bit
- 46
- Gehäuse
- 48
- Feder
- 50
- Kontrollstation
- 52
- Rechnereinheit
- 54
- WLAN-Modul
- 56
- Schraubersteuerung
- 58
- manuelle Steuerung
