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Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung, zum Beispiel ein Ablesegerät, zum Überprüfen einer Anordnung einer Bohrung, zum Beispiel einer Durchgangsöffnung einer Stanzmutter.
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In der Fertigung von zum Beispiel Geräten oder Gegenständen aus mehreren Bauteilen ist üblicherweise das Anbringen von Bohrungen zum Verbinden zweier oder mehrerer Bauteile vorgesehen. Eine solche Bohrung kann zum Beispiel ein Sackloch sein, ein Loch, ein Durchbruch oder eine Durchgangsöffnung. Fahrzeugtüren sind im Karosseriebau während der Fertigung der Türen mit Stanzmuttern zu versehen. Die Stanzmuttern dienen dazu, zum Beispiel Lautsprecher, Türpappen, Fensterheber oder Griffe festzuhalten. Eine entsprechende Bohrung wird dann durch die eingepresste Stanzmutter gebildet. Im Stand der Technik sind zum Anordnen solcher Stanzmuttern Geräte bekannt, die solche Stanzmuttern automatisch einpassen können.
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Die
DE 10 2007 004 118 A1 beschreibt Stanzmuttern, die insbesondere in Relation zu dem verarbeiteten Blech so gestaltet sind, dass das Lösemoment der eingepressten Mutter möglichst groß wird, mit einem Kopf, einem demgegenüber um eine Schulter zurück versetzten, schmaleren Schaftteil mit polygenem Durchmesser, wobei in der Schulter wenigstens eine unrunde, ringförmig um die Axialrichtung umlaufende Erhebung angeordnet ist.
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Aus der
DE 10 2007 060 280 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Nietverbindungen zwischen wenigstens einem Bauteil und einem in das Bauteil eingesetzten Niet durch Verformen eines über das Bauteil mit einem Überstand vorstehenden Abschnittes des Niets durch Taumelnieten bekannt.
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Die
DE 199 24 245 C1 beschreibt eine Messvorrichtung enthaltend ein Messrohr, in dem ein mit einer Messuhr gekoppelter Messtaster axial beweglich gelagert ist.
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Nachteilig ist, dass es oft vorkommt, dass während des Setzens oder Pressens der Stanzmutter an der Stanzmutter häufig ein Rest des Bauteils zurück bleibt, was beim korrekten Setzen der Stanzmutter eigentlich als Abfall abgetrennt hätte werden sollen. Mit anderen Worten ist bei einem solchen fehlerhaften Setzen der Stanzmutter zum Beispiel keine Bohrung an der vorgesehenen Stelle, oder die Bohrung ist nicht vollständig und zum Beispiel zu klein. Ist die Bohrung ein Sackloch mit einer vorgegebenen Tiefe, kann bei einer fehlerhaften Anordnung das Sackloch nicht tief genug sein.
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Ein nicht ausreichend tiefes Sackloch, eine fehlende Bohrung oder Abfall, also fehlerhaft nicht ausgestanztes Material des Bauteils, das in die Bohrung hereinragt, können verursachen, dass zum Beispiel Lautsprecher, Türpappen, Fensterheber oder Griffe nicht festgeschraubt und dadurch nicht festgehalten werden können. Ein Gerät, zum Beispiel ein Roboter einer Montagestrecke zum Vorbereiten des Bauteils für die Endmontage, arbeitet weiter, ohne dass dieses Problem bemerkt wird. Das Problem, also das fehlerhafte Setzen beispielsweise einer Stanzmutter, wird erste später bei der Endmontage bemerkt, zum Beispiel beim Versuch, die Türpappe oder den Lautsprecher anzuordnen. Das heißt, dass die Tür später, häufig in einem anderen Unternehmen, wieder zerlegt werden muss.
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Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist das Vereinfachen einer Korrektur fehlerhafter Bauteile.
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Die gestellte Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und das erfindungsgemäße Verfahren gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche gegeben.
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Die Erfindung basiert auf der Idee, eine Prüfvorrichtung bereitzustellen, die meldet, falls das Anordnen der Bohrung, zum Beispiel das Einpressen der Stanzmutter, fehlerhaft verlaufen ist. Die Prüfvorrichtung ist also nicht dazu ausgelegt und ausgestaltet, die Bohrung anzuordnen, sondern um eine Prüfstelle auf das korrekte Setzen der Bohrung zu überprüfen. Die Prüfstelle ist dabei diejenige Stelle oder derjenige Bereich im Bauteil, zum Beispiel einer Platine, insbesondere eines Karosserieteils, an der/dem die Bohrung mit einer vorgegebenen Soll-Anordnung vorgesehen ist. Die Soll-Anordnung gibt dabei vorzugsweise die Stelle vor, an der die Bohrung angeordnet sein soll, zum Beispiel durch eine Angabe von Koordinaten in einer Platine, und/oder eine Soll-Ausdehnung und/oder eine Soll-Tiefe der Bohrung. Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung umfasst hierzu ein beweglich gelagertes Tastelement, das aus einem Gehäuse der Prüfvorrichtung ragt und so gelagert ist, dass eine fehlerhafte Bohrung das Tastelement in das Gehäuse drückt, wo ein Sensorelement die Lageänderung des Tastelements erfasst.
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Die Prüfvorrichtung kann bereits während oder direkt nach der Anordnung der Bohrung verwendet und eingesetzt werden. Fehlerhafte Anordnungen einer Bohrung, also zum Beispiel eine zu kleine Bohrung, eine fehlende Bohrung oder eine unvollständige Ausstanzung, werden dadurch nicht erst bei der Endmontage entdeckt, sondern bereits während des Setzens der Bohrung oder direkt danach. Dadurch wird auch ermöglicht, dass bei einer fehlerhaften Bohrung der Vorgang sofort wiederholt werden kann. Umfasst eine Bohrvorrichtung, also ein Gerät zum Bohren eines Lochs, Sacklochs, Durchbruchs oder einer Durchgangsöffnung, die Prüfvorrichtung, so kann das Bauteil sofort zum Anordnen der Bohrung zurückgeführt werden, oder an der gleichen Werkbank noch einmal bearbeitet werden. Es wird außerdem ermöglicht, dass zum Beispiel eine Fachkraft sofort über die fehlerhafte Bohrung informiert werden kann. Dadurch, dass die fehlerhafte Anordnung nicht erst bei der Endmontage entdeckt wird, werden komplizierte und aufwändige Reparaturprozesse reduziert oder sogar vollständig umgangen. Der Fertigungsprozess wird also insgesamt beschleunigt.
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Mit anderen Worten steigen durch die Erfindung die Qualität der Bohrung und damit die Qualität des Bauteils. Außerdem wird der Anteil korrekt für die Endmontage gefertigter Bauteile deutlich erhöht.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik wird eine Qualität des bearbeiteten Bauteils überprüft, die mit den Messdaten aus dem Stand der Technik nicht beurteilt werden kann. Mit der Erfindung wird ein Signal, das eine fehlerhafte Anordnung der Bohrung beschreibt, erfindungsgemäß weiter verfolgt. Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung ist sehr viel günstiger und ist geeignet für eine Zwischen- und/oder Endprüfung im Bearbeitungsprozess. Die Information darüber, ob die Bohrung in Ordnung ist oder nicht, kann dann durch zum Beispiel ein Computerprogramm, zum Beispiel ein PLC-Programm, abgearbeitet und an ein Roboterprogramm weitergeleitet werden. Die Erfindung weist eine sehr hohe Genauigkeit von bis zu 100 Prozent oder nahezu 100% auf.
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Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung zum Überprüfen, ob eine Oberfläche eines Bauteils an einer Prüfstelle eine Bohrung mit einer vorgegebenen Soll-Anordnung aufweist, kann zum Beispiel als Ablesegerät ausgestaltet sein, als Handgerät oder als Teil eines Roboters oder Robotersystems. Die Bohrung kann dabei zum Beispiel ein Sackloch, Loch, Durchbruch oder eine Durchgangsöffnung sein; vorzugsweise eine Durchgangsöffnung, die durch eine Stanzmutter gebildet wird. Die Soll-Anordnung kann zum Beispiel das Vorhandensein der Bohrung an der Prüfstelle an sich beschreiben, und/oder eine Soll-Ausgestaltung und/oder eine Soll-Ausdehnung der Bohrung, zum Beispiel eine Länge und/oder einen Durchmesser der Bohrung.
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Die Prüfvorrichtung weist ein Tastelement auf, dass in einer Ruheposition zumindest teilweise aus einem Gehäuse der Prüfvorrichtung heraus ragt und entlang einer Verstellachse beweglich gelagert ist, entlang der das Tastelement in Abhängigkeit einer Beaufschlagung mit Druck in das Gehäuse in eine Signalauslöseposition verstellbar ist.
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Ist die Prüfvorrichtung ein Handgerät, kann das Gehäuse die Prüfvorrichtung umschließen. Ist die Prüfvorrichtung zum Beispiel ein Teil eines Roboters, kann das Gehäuse der Prüfvorrichtung zum Beispiel ein Anteil einer Seitenwandung oder eines Gehäuses des Roboters sein. Das Gehäuse kann alternativ als Trägerelement bezeichnet werden, an dem das Tastelement beweglich gelagert ist, während andere Komponenten der Prüfvorrichtung an dem Trägerelement befestigt oder unbeweglich gelagert sind.
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Mit anderen Worten ist das Tastelement beweglich entlang der Verstellachse gelagert, sodass es bei einer Beaufschlagung mit Druck von außen, zum Beispiel durch fehlerhaft nicht ausgestanztes Material des Bauteils, entlang der Verstellachse in das Gehäuse hinein gedrückt wird.
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Das Tastelement kann idealerweise in der Ruheposition gehalten werden, sodass das Tastelement ohne Beaufschlagung von Druck nicht in das Gehäuse rutscht. Das Tastelement kann zum Beispiel mittels eines Spannwerks in der Prüfvorrichtung gelagert sein.
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Die Ruheposition ist dabei diejenige Position, in der das Tastelement nicht von außen in das Gehäuse reingedrückt wird. Wird das Tastelement auf der Prüfstelle aufgesetzt und befindet sich an der Prüfstelle eine korrekt gesetzte Bohrung, so wird das Tastelement nicht aus der Ruheposition in die Signalauslöseposition verstellt. Ist die Bohrung fehlerhaft, so übt das Material des Bauteils Druck auf das Tastelement aus und verstellt das Tastelement von der Ruheposition in die Signalauslöseposition.
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Soll als Soll-Anordnung eine Länge eines Sacklochs überprüft werden, kann das Tastelement in der Ruheposition so weit aus dem Gehäuse herausragen, dass ein korrekt gesetztes Sackloch keinen Druck auf das Tastelement ausübt. Ist die vorhandene Bohrung ein Sackloch mit einer zu geringen Tiefe, wird das Tastelement beim Aufsetzen der Prüfvorrichtung auf die Prüfstelle in das Gehäuse gedrückt.
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Die Prüfvorrichtung weist ein Sensorelement auf, also ein Bauteil oder eine Bauteilgruppe, das/die dazu ausgestaltet ist, bestimmte physikalische oder chemische Eigenschaften oder Beschaffenheiten qualitativ und/oder als Messgröße quantitativ zu erfassen. Das Sensorelement kann auch als Detektorelement oder Messgrößen- oder Messaufnehmer bezeichnet werden. Das Sensorelement ist dazu ausgestaltet und angeordnet, einen Wechsel des Tastelements von der Ruheposition in die Signalauslöseposition zu erfassen, also ein Verschieben, Bewegen oder Verstellen des Tastelements in die Signalauslöseposition. Das Sensorelement kann vorzugsweise als Kontaktsensor und/oder Metallsensor ausgestaltet sein und einen Kontakt mit dem Tastelement erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Sensorelement zum Beispiel als Kamera ausgestaltet sein, die ein Bewegen des Tastelements filmen kann.
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Die Prüfvorrichtung weist außerdem eine Steuereinrichtung auf, also ein Bauteil, eine Bauteilgruppe oder eine Gerätekomponente zum Empfangen und Auswerten von Signalen, sowie zum Erzeugen von Steuersignalen. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, bei Erfassen der Signalauslöseposition eine Abweichung von der vorgegebenen Soll-Anordnung der Bohrung festzustellen, sowie ein Prüfsignal zu erzeugen, das die Abweichung beschreibt, das also die fehlerhafte Anordnung der Bohrung beschreibt. Zum Feststellen der Abweichung einer Ist-Anordnung der Bohrung zu der vorgegebenen Soll-Anordnung kann die Steuereinrichtung zum Beispiel dazu eingerichtet sein, ein Signal des Sensorelements zu empfangen und auszulesen, und dadurch zum Beispiel den Kontakt von Sensorelement und Tastelement oder die Bewegung des Tastelements erkennen.
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Optional kann die Kombination von Tastelement und Sensorelement als Initiatoreinrichtung oder Initiator bezeichnet werden. Die Initiatoreinrichtung kann optional auch die Steuereinrichtung umfassen. Die Initiatoreinrichtung kann als Bauteilgruppe oder Gerätekomponentengruppe bezeichnet werden, die dazu ausgelegt ist, im Zusammenspiel ihrer Elemente eine Anordnung der Bohrung zu überprüfen und bei einer fehlerhaften Anordnung ein entsprechendes Signal zu erzeugen. Die Initiatoreinrichtung übersetzt also ein analoges Signal, also das Verstellen des Tastelements, in ein digitales Signal. Optional kann auch ein Signal, das eine korrekte Anordnung beschreibt erzeugt werden, falls also das Tastelement nicht in die Signalauslöseposition verschoben wird.
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Es ergeben sich die oben genannten Vorteile.
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Die oben gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Überprüfen, ob eine Oberfläche eines Bauteils an der Prüfstelle eine Bohrung in der vorgegebenen Soll-Anordnung aufweist. Das Verfahren wird durch die Steuereinrichtung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung durchgeführt.
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Die Steuereinrichtung empfängt aus dem Sensorelement der Prüfvorrichtung ein Positionswechselsignal, das einen Wechsel des Tastelements von der Ruheposition in die Signalauslöseposition beschreibt. Anhand des empfangenen Positionswechselsignals stellt die Steuereinrichtung fest, dass die Prüfstelle ein vorgegebenes Fehlerkriterium erfüllt, mit anderen Worten wobei die Ist-Anordnung der Bohrung ein vorgegebenes Fehlerkriterium erfüllt. Das vorgegebene Fehlerkriterium gibt ein abweichen einer Ist-Anordnung von einer Soll-Anordnung einer Bohrung an der Prüfstelle vor, optional einen Mindestgrad der Abweichung. Die Steuereinrichtung erzeugt ein Prüfsignal, das das Abweichen einer Ist-Anordnung der Bohrung von der Soll- Anordnung beschreibt.
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Es ergeben sich die oben beschriebenen Vorteile.
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Das Sensorelement der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung kann vorzugsweise auf der Verstellachse angeordnet und als Kontaktsensor ausgestaltet sein, insbesondere als Metallsensor, wobei Sensorelement und Tastelement derart zueinander angeordnet sind, dass das Tastelement nur in der Signalauslöseposition das Sensorelement kontaktiert. Hierdurch kann sehr einfach und sehr zuverlässig überprüft werden, ob die Anordnung der Bohrung fehlerhaft ist oder nicht. Mit anderen Worten ist bei dieser Ausführungsform das Tastelement in der Ruheposition kontaktfrei zu dem Sensorelement gelagert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, bei Feststellen des Abweichens von der Soll-Anordnung ein Steuersignal zu erzeugen, welches ein Anordnen oder erneutes Anordnen der Bohrung an der Prüfstelle beschreiben kann, und wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, das erzeugte Steuersignal an eine Bohrvorrichtung zu übertragen. Die Bohrvorrichtung kann dabei vorzugsweise als Stanzmutteranordnungsvorrichtung ausgestaltet sein, also zum Beispiel als Stanzmutterpresse. Hierdurch kann das korrekte Setzen der Bohrung sehr schnell und effizient durchgeführt werden.
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Entsprechend kann im erfindungsgemäßen Verfahren optional vorgesehen sein, dass das erzeugte Prüfsignal ein Anordnen oder erneutes Anordnen der Bohrung an der Prüfstelle beschreiben kann. Alternativ kann die Steuereinrichtung ein Steuersignal erzeugen, das das Anordnen oder erneutes Anordnen der Bohrung an der Prüfstelle beschreiben kann. Die Steuereinrichtung kann dann das erzeugte Prüfsignal oder das erzeugte Steuersignal an die Bohrvorrichtung übertragen. Die Bohrung ist dann vorzugsweise eine Bohrung, die durch eine Stanzmutter gebildet wird, und kann zum Beispiel eine Durchgangsöffnung sein.
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Das Tastelement der Prüfvorrichtung kann vorzugsweise als Stift oder Nadel ausgestaltet sein. Idealerweise kann dabei eine Haupterstreckungsrichtung, also eine Länge des Tastelements, entlang der Verstellachse verlaufen. Mit anderen Worten kann das Tastelement in seiner Länge entlang der Verstellachse angeordnet und gelagert sein. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung können insbesondere Durchgangsöffnungen geprüft werden, oder ob die Bohrung eine vorgegebene Länge als Soll-Anordnung aufweist. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, dass ein Durchmesser des als Nadel oder Stift ausgestalteten Tastelements auf einen durch die Soll-Anordnung vorgegebenen Durchmesser einer gewünschten Bohrung abgestimmt werden kann, sodass auch kleine Metallsplitter am Rand der Bohrung das Verstellen in die Signalauslöseposition bewirken können. Der Prüfvorgang wird so noch sehr viel genauer und zuverlässiger. Ein weiterer Vorteil ist eine sehr flexible und einfache Handhabung der Prüfvorrichtung.
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Wie bereits oben erwähnt, kann die Bohrung vorzugsweise eine durch eine Stanzmutter gebildete Öffnung oder Durchgangsöffnung sein.
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Das Bauteil kann vorzugsweise als Platine oder als aus einer Platine geformtes Bauteil ausgestaltet sein. Vorzugsweise kann dabei das Bauteil ein Bauteil eines Kraftfahrzeugs sein, insbesondere ein Bauteil einer Karosserie des Kraftfahrzeugs. Vorzugsweise kann das Bauteil, mit anderen Worten, ein Karosserie-Bauteil sein. Insbesondere bei der Fertigung von Kraftfahrzeugen, bei der die Fertigung der Karosserieteile viele Zwischenschritte aufweist und die Endmontage oft an anderen, weit entfernten Standorten durchgeführt wird, kommen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Geltung.
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Die oben gestellte Aufgabe wird gelöst durch eine Bohrvorrichtung, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung umfasst. Die Bohrvorrichtung kann vorzugsweise als Stanzmutteranordnungsvorrichtung ausgestaltet sein, also zum Beispiel als Stanzmutterpresse.
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Zu der Erfindung gehört auch die Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung kann zum Beispiel als Steuervorrichtung, Steuergerät, Computerprogramm oder Steuerchip ausgestaltet sein. Die Steuereinrichtung weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung einen Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung, des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, die jeweils Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Stanzmutteranordnungsvorrichtung, des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung zu einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 eine schematische Darstellung zu einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung;
- 3 eine schematische Darstellung einer Stanzmutter in der Soll-Anordnung;
- 4 eine schematische Darstellung einer fehlerhaft gesetzte Stanzmutter;
- 5 eine schematische Darstellung zu einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 6 eine weitere schematische Darstellung zu dem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 7 eine weitere schematische Darstellung zu dem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 8 eine weitere schematische Darstellung zu dem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung zum Veranschaulichen des Prinzips der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 10, sowie des Prinzips des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die Prüfvorrichtung 10 verfügt über ein Gehäuse 12, das beispielhaft an einer Seite eine Öffnung aufweist, in der ein Tastelement 14 beweglich verstellbar angeordnet sein kann.
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Das Tastelement 14 kann zum Beispiel durch eine Aufhängung oder eine Schiene (in 1 nicht gezeigt) so entlang der Verstellachse 16 beweglich gelagert sein. Im Beispiel der 1 ist das Tastelement 14 in der Ruheposition gezeigt. In der Ruheposition kann das Tastelement 14 optional mittels zum Beispiel Federn und/oder einem Spannwerk gehalten werden. Das Tastelement 14 der 1 ist in seiner bevorzugten Ausführung als Nadel oder Stift gezeigt, die/der vorzugsweise einen Durchmesser haben kann, der auf einen Durchmesser einer zu prüfenden Bohrung abgestimmt sein kann. Wird das Tastelement 14 zum Beispiel zum Prüfen von Bohrungen von zum Beispiel drei Millimetern Durchmesser verwendet, kann das Tastelement 14 zum Beispiel einen Durchmesser von zwei Millimetern haben.
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Alternativ kann das Tastelement 14 zum Beispiel als Würfel oder Quader oder Zylinder ausgestaltet sein.
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Im Beispiel der 1 kann das Sensorelement 18 auf oder an der Verstellachse 16 angeordnet sein. Das Sensorelement 18 kann zum Beispiel als Kontaktsensor ausgestaltet sein, und/oder zum Beispiel als Metallsensor, falls das Tastelement 14 zumindest an dem Sensorelement 18 zugewandten Ende aus Metall besteht. Wird auf das in der 1 rechts gezeigte, spitze Ende des Tastelements 14 Druck durch Metallreste in einer Bohrung 38 ausgeübt, wird das Tastelement 14 auf der Verstellachse 16 in die Richtung der Verstellbewegung 19 verstellt, sodass das Tastelement 14 das Sensorelement 18 kontaktiert. Dies ist dann die Signalauslöseposition.
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Das Sensorelement 18 kann alternativ zum Beispiel eine Kamera sein, die auf die Verstellachse 16 ausgerichtet sein kann, und so zum Beispiel erfassen kann, wenn das Tastelement 14 von der Ruheposition in die Signalauslöseposition geschoben wird.
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Vorzugsweise kann das Sensorelement 18 auf einem Träger 20 angeordnet sein, also auf einem Trägerelement, wodurch das Sensorelement 18 in Position gehalten wird. Der Träger 20 kann zum Beispiel ein Teil des Gehäuses 12 sein. Die Prüfvorrichtung 10 kann optional in einer Werkbank oder in einem Roboter fest eingebaut sein, und vorzugsweise in mehrere Richtungen verschoben und gedreht werden, idealerweise dreidimensional drehbar angeordnet sein. Gehäuse 12 und Träger 20 können zum Beispiel als Gehäuseteil eines Roboters ausgestaltet sein.
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Die Prüfvorrichtung 10 umfasst außerdem eine Steuereinrichtung 22, wobei die beispielhafte Steuereinrichtung 22 der 1 eine Prozessoreinrichtung 24 und/oder einen Datenspeicher 26 aufweisen kann. Die Steuereinrichtung 22 kann zum Beispiel ein Steuerchip sein, auf dessen Datenspeicher 26 zum Beispiel eine Software, zum Beispiel ein PLC-Programm, abgelegt sein kann. Die Steuereinrichtung 22 kommuniziert mit dem Sensorelement 18 über eine Datenkommunikationsverbindung 28, zum Beispiel eine drahtlose Datenkommunikationsverbindung, wie zum Beispiel eine WLAN-Verbindung oder eine Bluetooth-Verbindung, oder über eine drahtgebundene Verbindung, zum Beispiel ein Kabel oder einen Draht.
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Bei der Verstellbewegung 19 von der Ruheposition in die Signalauslöseposition und bei dem daraus resultierenden Kontakt mit dem Sensorelement 18, erfasst das Sensorelement 18 den Kontakt mit dem Tastelement 14 (S1). Das Sensorelement 18 kann ein entsprechendes Positionswechselsignal erzeugen, das den erfassten Kontakt beschreibt und das erzeugte Positionswechselsignal über die Datenkommunikationsverbindung 28 an die Steuereinrichtung 22 übertragen. Entsprechend empfängt die Steuereinrichtung 22 das Positionswechselsignal (Verfahrensschritt S2) und stellt anhand des empfangenen Positionswechselsignals fest, dass eine Prüfstelle eines gerade geprüften Bauteils ein vorgegebenes Fehlerkriterium erfüllt (S3). Im Beispiel der 1 kann das vorgegebene Fehlerkriterium zum Beispiel vorgeben, dass die Bohrung 38 des Bauteils 34 einen vorgegebenen SollDurchmesser unterschreitet, oder zum Beispiel Metallreste in die Bohrung 38 herein ragen. Das Feststellen, dass das vorgegebene Fehlerkriterium erfüllt ist (S3), kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass anhand des empfangenen Positionswechselsignals und damit anhand der Verstellbewegung 19 abgeleitet wird, dass das Tastelement 14 durch zum Beispiel Metallreste hinein gedrückt wurde. Dadurch wird also das Abweichen einer Ist-Anordnung der geprüften Bohrung von einer vorgegebenen Soll-Anordnung festgestellt (S4).
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Die Steuereinrichtung 22 erzeugt ein Prüfsignal, welches diese Abweichung und/oder das Erfüllen des Fehlerkriteriums beschreibt (S5) und kann das erzeugte Prüfsignal über eine Datenkommunikationsverbindung 28 zu zum Beispiel einem Bildschirm 30 übertragen (S6). Auf dem Bildschirm 30 kann dann eine entsprechende Fehlermeldung angezeigt werden.
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Alternativ kann das erzeugte Prüfsignal auch an eine Bohrvorrichtung (in der 1 nicht gezeigt) übertragen werden, die ein erneutes Bohren der Bohrung veranlasst. In einem anderen Beispiel kann die Steuereinrichtung 22 ein von dem Prüfsignal separates Steuersignal erzeugen (S7), dass die Bohrvorrichtung steuern kann. Das Steuersignal kann dann zum Beispiel auch eine Sequenz mehrerer Arbeitsschritte beschreiben, zum Beispiel ein Greifen des Bauteils durch eine Roboterarm, ein Umlagern des Bauteils von einer Werkbank mit der Prüfvorrichtung 10 zu der Bohrvorrichtung, und das erneute Setzen der Bohrung durch die Bohrvorrichtung.
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Die 2 zeigt ein Beispiel einer Bohrvorrichtung 32, die vorzugsweise als Stanzmutteranordnungsvorrichtung ausgestaltet sein kann, also zum Beispiel als Stanzmutterpresse. Die in der 2 gezeigte Prüfvorrichtung 10 ist dabei nur sehr stark vereinfacht gezeigt, und kann vorzugsweise der Prüfvorrichtung 10 der 1 entsprechen oder deren Komponenten aufweisen.
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Die 3 zeigt ein Beispiel eines Bauteils 34, das zum Beispiel ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs sein kann. Die Prüfstelle 36 ist in dem Beispiel der 3 mit einer korrekt angeordneten Bohrung 38 für zum Beispiel einen Lautsprecher gezeigt, in der kein Abfall, also keine Metallreste, verblieben sind. Die Bohrung 38 kann vorzugsweise eine Durchgangsöffnung einer Stanzmutter 40 sein.
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Die 4 zeigt einen Ausschnitt eines beispielhaften Bauteils 34, bei dem die beispielhafte Stanzmutter 40 fehlerhaft gesetzt wurde. Beim Pressvorgang wurde dabei kein Metall ausgestanzt, sodass die Stanzmutter 40 nicht gepresst wurde und keine Bohrung 38 an der Prüfstelle 36 vorhanden ist.
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Die 5 bis 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Prüfvorgangs.
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Hierzu zeigt die 5 den Ausschnitt des Bauteils 34 mit der korrekt gesetzten oder gepressten beispielhaften Stanzmutter 40. Von der in der 5 nicht zu sehenden Seite des Bauteils 34 ist dabei die Prüfvorrichtung 10 an das Bauteil 34 angelegt, und das Tastelement 14 ragt durch die als Durchgangsöffnung ausgestaltete Bohrung 38. Vom Tastelement 14 ist dabei in der 5 die Spitze zu sehen.
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Die 6 zeigt ein Beispiel, in dem beide Seiten des Bauteils 34 zu sehen sind, sodass die Prüfvorrichtung 10 auf der einen Seite zu sehen ist, sowie auf der anderen Seite die Spitze des Tastelements 14, welches durch eine korrekt gesetzte Bohrung 38 einer korrekt gesetzten Stanzmutter 40 ragt. Das Tastelement 14 der 6 bleibt also im Ruhestand, also in der Ruheposition.
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Die 7 zeigt ein Beispiel, in dem ein Bauteil 34 geprüft wird, das eine nicht korrekt gesetzte Stanzmutter 40 oder eine Prüfstelle 36 mit einer fehlenden Stanzmutter 40 aufweist. Abfall, also zum Beispiel Metallreste in der Bohrung 38, oder aber das vollständig an der Prüfstelle 36 verbleibende Material des Bauteils 34, drücken das Tastelement 14 in die Richtung der Verstellbewegung 19 in das Gehäuse 12 der Prüfvorrichtung 10 rein. Das Prüfsignal wird ausgelöst.
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Die 8 zeigt ein Beispiel, in dem ein Bauteil 34 mit einer korrekt gesetzten Stanzmutter 40 geprüft wird. Mit anderen Worten befinden sich in einer Bohrung 38 (in der 8 nicht gezeigt) kein Abfall, also keine Metallreste. Das Tastelement 14 ragt durch die Bohrung 38 der Stanzmutter 40 hindurch.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie eine Prüfvorrichtung 10 zum Überprüfen, ob eine Oberfläche eines Bauteils 34 an einer Prüfstelle 36 eine Bohrung 38 mit einer vorgegebenen Soll-Anordnung aufweist, bereitgestellt werden kann, insbesondere ein Ablesegerät für Stanzmuttern 40.
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Beispielweise kann das Sensorelement 18 auf/an einem speziellen Träger 20 gebaut oder angeordnet sein. Zum Beispiel am Ende des Trägers 20 kann eine Nadel als Tastelement 14 gelagert sein, vorzugsweise zum Beispiel eine Nadel mit einem Durchmesser von zwei Millimetern. Falls zum Beispiel das Einpressen einer Stanzmutter 40 in Ordnung gegangen ist, bleibt die Nadel in der Ruheposition oder im Ruhestand, da auf der Stanzmutter 40 kein Abfall vorkommt. Falls der Abfall auf der Stanzmutter 40 vorkommt (also das Stanzen nicht in Ordnung war/ist), wird die Nadel eingedrückt und durch die Auslenkung der Nadel kann das Sensorelement 18 - optional also die Initiatoreinrichtung - ein Signal erzeugen und senden. Wenn dieses digitale Signal von der Steuereinrichtung 22, zum Beispiel einem PLC-Programm, empfangen wird, kann zum Beispiel eine Fehlermeldung generiert werden (S6) und das Stanzgerät kann zum Beispiel automatisch angehalten werden. Also werden die Bauteile 34, die nicht in Ordnung sind, sofort bemerkt und es kann sofort korrigiert werden. Keine Bauteile 34, die nicht in Ordnung sind, verlassen den Karosseriebau.
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Zu den bereits oben genannten Vorteilen gehört und anderem, dass eine große Kostenersparung einhergeht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007004118 A1 [0003]
- DE 102007060280 A1 [0004]
- DE 19924245 C1 [0005]
