DE102021004658A1 - System for the production of electric vehicles - Google Patents

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Steffen Kaup
Thomas Sommer-Dittrich
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Mercedes Benz Group AG
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Daimler AG
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    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G05D1/0291—Fleet control
    • G05D1/0297—Fleet control by controlling means in a control room
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D65/00—Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
    • B62D65/02—Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Produktion von Elektrofahrzeugen. Bei einem System, mit welchem Elektrofahrzeuge, für die eine große Variantenvielfalt an Baukomponenten vorgesehen ist, in möglichst effizienter Weise herzustellen sind, umfassen nach Art eines Skateboards vorgefertigte Basisfahrzeuge (5), bestehend aus einem Chassis (7) und Rädern (9) einschließlich Elektroantrieb (11), je einem Sender (13) und je einem Empfänger (15), wobei die Basisfahrzeuge (5) über den Sender (13) und den Empfänger (15) drahtlos mit einer Steuereinheit (17, 19) zur Leitung der Basisfahrzeuge (5) an die dem jeweiligen konfigurationsspezifischen Baufortschritt der Basisfahrzeuge (5) entsprechenden Arbeitsstationen (3) verbunden sind, in denen dann zumindest eine Baumaßnahme an den Basisfahrzeugen (5) durchgeführt wird.The invention relates to a system for the production of electric vehicles. In a system with which electric vehicles, for which a large variety of structural components are provided, can be produced in the most efficient way possible, comprise basic vehicles (5) prefabricated in the manner of a skateboard, consisting of a chassis (7) and wheels (9) including an electric drive (11), each with a transmitter (13) and each with a receiver (15), wherein the base vehicles (5) via the transmitter (13) and the receiver (15) wirelessly with a control unit (17, 19) for the management of the base vehicles ( 5) are connected to the workstations (3) corresponding to the respective configuration-specific construction progress of the base vehicles (5), in which at least one construction measure is then carried out on the base vehicles (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Produktion von Elektrofahrzeugen.The invention relates to a system for the production of electric vehicles.

Die DE 195 14 206 A1 offenbart eine Bearbeitungs- und Montageanlage zur Fertigung komplexer Produkte, insbesondere Kraftfahrzeugkomponenten, bei welcher ein Hauptförderer automatisierte Bearbeitungs- und/oder Montagemaschinen und Satellitenförderer, an denen manuelle Tätigkeiten ausgeführt werden, verbindet. Mittels Werkstückübergabevorrichtungen wird eine Selektion der Werkstücke dahingehend ausgeführt, ob die Werkstücke auf einen bestimmten Satellitenförderer gelangen oder nicht, so dass die Produkte in unterschiedlicher Konfiguration gleichzeitig gefertigt werden können.the DE 195 14 206 A1 discloses a processing and assembly system for the manufacture of complex products, in particular motor vehicle components, in which a main conveyor connects automated processing and / or assembly machines and satellite conveyors on which manual activities are carried out. Workpieces are selected by means of workpiece transfer devices to determine whether the workpieces will be placed on a certain satellite conveyor or not, so that the products can be manufactured in different configurations at the same time.

Aus der WO 2016/131968 A1 ist eine Fertigungsanlage bekannt, die Werkstücke bereitstellt und eine Fertigungseinrichtung umfasst, welche einen Bearbeitungsbereich zur sequentiellen Aufnahme von mindestens zwei voneinander verschiedenen Bauteilkomponenten, eine Erfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Typenkennung der Bauteilkomponenten und eine Steuereinrichtung zur Bestimmung der durch die erfasste Typenkennung charakterisierten Typs der Bauteilkomponente umfasst, wobei die Steuereinrichtung und ein Steuerprogramm für mindesten ein Fertigungsmittel für den Typ der Bauteilkomponente aus einer Vielzahl von Steuerungsprogrammen auswählt.From the WO 2016/131968 A1 A manufacturing plant is known which provides workpieces and comprises a manufacturing device which comprises a processing area for sequentially recording at least two different component components, a detection device for detecting a type identifier of the component components and a control device for determining the type of component component characterized by the detected type identifier, wherein the control device and a control program for at least one production means for the type of component selects from a plurality of control programs.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zur Produktion von Elektrofahrzeugen anzugeben, mit welchem Elektrofahrzeuge, für die eine große Variantenvielfalt an Baukomponenten vorgesehen ist, in möglichst effizienter Weise herzustellen sind.The object of the invention is to specify a system for the production of electric vehicles, with which electric vehicles, for which a large number of variants of structural components is provided, can be produced in the most efficient way possible.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous further developments and refinements are the subject matter of the dependent claims. Further features, possible applications and advantages of the invention emerge from the following description, as well as the explanation of exemplary embodiments of the invention, which are shown in the figures.

Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.The object is achieved with the subject matter of claim 1.

Das Eingangs erläuterte System umfasst nach Art eines Skateboards vorgefertigte Basisfahrzeuge, bestehend aus einem Chassis und Rädern einschließlich Elektroantrieb, je einem Sender und je einem Empfänger umfassen, wobei die Basisfahrzeuge über den Sender und den Empfänger drahtlos mit einer Steuereinheit zur Leitung der Basisfahrzeuge an die dem jeweiligen konfigurationsspezifischen Baufortschritt der Basisfahrzeuge entsprechenden Arbeitsstationen verbunden sind, in denen dann zumindest eine Baumaßnahme an den Basisfahrzeugen durchgeführt wird. Die vorgefertigten Basisfahrzeuge können somit selbsttätig nur die, zu ihrer Konfiguration notwendigen, inselförmig angeordneten Arbeitsstationen gezielt direkt anfahren. Dadurch können in einem Produktionsprozess eine Vielzahl von Elektrofahrzeugen unterschiedlichster Konfigurationen hergestellt werden, ohne dass Fördereinrichtungen benötigt werden. Zusätzlich wird die Montagezeit maßgeblich reduziert.The system explained at the beginning comprises prefabricated basic vehicles in the manner of a skateboard, consisting of a chassis and wheels including an electric drive, each comprising a transmitter and a receiver, the base vehicles wirelessly via the transmitter and the receiver with a control unit for directing the base vehicles to the respective configuration-specific construction progress of the base vehicles are connected to corresponding workstations, in which at least one construction measure is then carried out on the base vehicles. The prefabricated basic vehicles can therefore automatically only drive directly to the workstations that are necessary for their configuration and are arranged in the form of islands. As a result, a large number of electric vehicles of the most varied configurations can be manufactured in one production process without the need for conveying devices. In addition, the assembly time is significantly reduced.

Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit durch eine Steuerzentrale gebildet, die die einzelnen Basisfahrzeuge in Abhängigkeit von ihrer Konfiguration zu den einzelnen Arbeitsstationen leitet, wobei die Steuerzentrale im Falle von mindestens zwei an einer Arbeitsstation mit gleichem Bauvorhaben geleitete Basisfahrzeuge eine Priorisierung vornimmt. Durch die zentrale Steuereinheit werden alle sich in der Produktionsanlage bewegenden Basisfahrzeuge überwacht und deren Bewegungsabläufe koordiniert.The control unit is advantageously formed by a control center which directs the individual base vehicles to the individual workstations depending on their configuration, the control center prioritizing in the case of at least two base vehicles managed at a workstation with the same construction project. The central control unit monitors all of the basic vehicles moving in the production facility and coordinates their movement sequences.

In einer Ausgestaltung weist jedes Basisfahrzeug eine on-board-Steuereinheit auf, die das Basisfahrzeug entsprechend einem in einem elektronischen Speicher der on-board-Steuereinheit abgelegten Bauprogramm zu den Arbeitsstationen leitet, wobei die on-board-Steuereinheiten der einzelnen Basisfahrzeuge miteinander mittels Sender und Empfänger kommunizieren und einen kollisionsfreien Fahrtweg und/oder eine effiziente Belegung der Arbeitsstationen festlegen. Dadurch, dass jedes Basisfahrzeug seine eigene Steuereinheit aufweist, werden die für jedes Basisfahrzeug benötigten Steuerprogramme vereinfacht. Auf Grund einer reduzierten Rechenzeit ist eine kurzfristige Reaktion der Basisfahrzeuge untereinander möglich.In one embodiment, each base vehicle has an on-board control unit that guides the base vehicle to the workstations in accordance with a construction program stored in an electronic memory of the on-board control unit Recipients communicate and define a collision-free route and / or efficient occupancy of the workstations. Because each base vehicle has its own control unit, the control programs required for each base vehicle are simplified. Due to the reduced computing time, a short-term reaction between the base vehicles is possible.

In einer Variante weisen die Basisfahrzeuge einen Laserscanner oder eine Kamera auf, mittels dessen bzw. deren das Basisfahrzeug die Arbeitsstation erkennt und entsprechend den anstehenden, durch die zumindest eine on-board-Steuereinheit priorisierten Arbeitsschritt andockt. Die Verwendung von Sensoren stellt sicher, dass die Basisfahrzeuge immer die richtige Arbeitsstation anfahren.In one variant, the base vehicles have a laser scanner or a camera, by means of which the base vehicle recognizes the workstation and docks accordingly the pending work step prioritized by the at least one on-board control unit. The use of sensors ensures that the base vehicles always drive to the correct workstation.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details emerge from the following description in which - possibly with reference to the drawing - at least one exemplary embodiment is described in detail. Described and / or graphically represented features can form the subject matter of the invention individually or in any meaningful combination, possibly also independently of the claims, and in particular can also be the subject matter of one or more separate applications. Same, similar and / or functionally equivalent parts are provided with the same reference numerals.

Es zeigen:

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems,
  • 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems.
Show it:
  • 1 a first embodiment of the system according to the invention,
  • 2 another embodiment of the system according to the invention.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems dargestellt, wie es als Produktionsanlage in der Fertigung von Elektrofahrzeugen Anwendung findet. Die Produktionsanlage 1 besteht aus einer Vielzahl von Montageinseln 3, wobei in jeder Montageinsel 3 mindestens ein vorgegebenes Bauteil des Elektrofahrzeuges montiert wird. In diese Produktionsanlage 1 fahren vorgefertigte Basisfahrzeuges 5 des Elektrofahrzeuges ein, die aus dem Chassis 7, den Rädern 9 und dem Elektroantrieb 11 bestehen und somit eine skatbordartige selbstfahrende Einheit bilden. Jedes dieser Basisfahrzeuge 5 ist mit einem Sender 13 und einem Empfänger 15 versehen, so dass das Basisfahrzeug 5 drahtlos mit einer Steuerzentrale 17 der Produktionsanlage 1 kommunizieren kann. Die Steuerzentrale 17 weiß, welches Basisfahrzeug 5 wie konfiguriert werden soll und leitet das Basisfahrzeug 5 entsprechend seiner Konfiguration nacheinander zur den verschiedenen Montageinseln 3, wo das jeweilige Basisfahrzeug 5 zu einem Elektrofahrzeug der gewünschten Ausstattung zusammengebaut wird. Fahren zwei Basisfahrzeuge 5 ein und dieselbe Montageinsel 3 an, so entscheidet die Steuerzentrale 17, welches Basisfahrzeug 5 als erstes in der Montageinsel 3 bearbeitet wird.In 1 a first embodiment of the system according to the invention is shown as it is used as a production plant in the manufacture of electric vehicles. The production facility 1 consists of a large number of assembly islands 3 , being in each assembly island 3 at least one predetermined component of the electric vehicle is installed. In this production facility 1 drive prefabricated basic vehicle 5 of the electric vehicle that comes out of the chassis 7th , the wheels 9 and the electric drive 11 exist and thus form a skatboard-like self-propelled unit. Any of these base vehicles 5 is with a transmitter 13th and a recipient 15th provided so that the base vehicle 5 wirelessly with a control center 17th of the production facility 1 can communicate. The control center 17th knows which base vehicle 5 how to configure and manage the base vehicle 5 according to its configuration, one after the other to the various assembly islands 3 where the respective base vehicle 5 is assembled into an electric vehicle of the desired equipment. Drive two base vehicles 5 one and the same assembly island 3 on, the control center decides 17th which base vehicle 5 first in the assembly island 3 is processed.

2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems. Im Unterschied zu 1 ist die zentrale Steuereinheit 17 durch dezentrale on-board-Steuereinheiten 19 ersetzt. Jedes Basisfahrzeug 5 weist eine solche on-board-Steuereinheit 19 auf. Zusätzlich verfügt jedes Basisfahrzeug 5 über eine Kamera 21 und/oder einen Laserscanner 23, mittels welchen die Basisfahrzeuge 5 einander und die Montageinseln 3 erkennen. In einem elektronischen Speicher 25 der Steuereinheit 19 ist ein Bauprogramm für das jeweils zu erstellende Elektrofahrzeug abgelegt, mit dessen Hilfe das Basisfahrzeug 5 in einer vorgegebenen Reihenfolge von einer Montageinsel 3 zur nächsten geleitet wird. Da die einzelnen Basisfahrzeuge 5 über den Sender 13 und den Empfänger 15 miteinander kommunizieren, wird sichergestellt, dass Zusammenstöße zuverlässig verhindert werden. 2 shows a further embodiment of the system according to the invention. In contrast to 1 is the central control unit 17th through decentralized on-board control units 19th replaced. Every base vehicle 5 has such an on-board control unit 19. In addition, each base vehicle has 5 via a camera 21 and / or a laser scanner 23 , by means of which the base vehicles 5 each other and the assembly islands 3 recognize. In an electronic store 25th the control unit 19th a construction program is stored for the respective electric vehicle to be created, with the help of which the base vehicle 5 in a predetermined order from an assembly island 3 is directed to the next. As the individual base vehicles 5 about the transmitter 13th and the recipient 15th communicate with each other, it ensures that collisions are reliably prevented.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 19514206 A1 [0002]DE 19514206 A1 [0002]
  • WO 2016/131968 A1 [0003]WO 2016/131968 A1 [0003]

Claims (4)

System zur Produktion von Elektrofahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass nach Art eines Skateboards vorgefertigte Basisfahrzeuge (5), bestehend aus einem Chassis (7) und Rädern (9) einschließlich Elektroantrieb (11), je einem Sender (13) und je einem Empfänger (15) umfassen, wobei die Basisfahrzeuge (5) über den Sender (13) und den Empfänger (15) drahtlos mit einer Steuereinheit (17, 19) zur Leitung der Basisfahrzeuge (5) an die dem jeweiligen konfigurationsspezifischen Baufortschritt der Basisfahrzeuge (5) entsprechenden Arbeitsstationen (3) verbunden sind, in denen dann zumindest eine Baumaßnahme an den Basisfahrzeugen (5) durchgeführt wird.System for the production of electric vehicles, characterized in that basic vehicles (5) prefabricated like a skateboard, consisting of a chassis (7) and wheels (9) including electric drive (11), one transmitter (13) and one receiver (15 ), the base vehicles (5) wirelessly via the transmitter (13) and the receiver (15) with a control unit (17, 19) for routing the base vehicles (5) to the workstations corresponding to the respective configuration-specific construction progress of the base vehicles (5) (3) are connected, in which at least one construction measure is then carried out on the base vehicles (5). System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit durch eine Steuerzentrale (17) gebildet ist, die die einzelnen Basisfahrzeuge (5) in Abhängigkeit von ihrer Konfiguration zu den einzelnen Arbeitsstationen (3) leitet, wobei die Steuerzentrale (17) im Falle von mindestens zwei an einer Arbeitsstation (3) mit gleichem Bauvorhaben geleitete Basisfahrzeuge (5) eine Priorisierung vornimmt.System according to Claim 1 , characterized in that the control unit is formed by a control center (17) which directs the individual base vehicles (5) depending on their configuration to the individual workstations (3), the control center (17) in the case of at least two at one Workstation (3) with the same construction project managed base vehicles (5) performs a prioritization. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Basisfahrzeug (5) eine on-board-Steuereinheit (19) aufweist, die das Basisfahrzeug (5) entsprechend einem in einem elektronischen Speicher (25) der on-board-Steuereinheit (19) abgelegten Bauprogramm zu den Arbeitsstationen (3) leitet, wobei die on-board-Steuereinheiten (19) der einzelnen Basisfahrzeuge (5) miteinander mittels Sender (13) und Empfänger (15) kommunizieren und einen kollisionsfreien Fahrtweg und/oder eine effiziente Belegung der Arbeitsstationen (3) festlegen.System according to Claim 1 or 2 , characterized in that each base vehicle (5) has an on-board control unit (19) which connects the base vehicle (5) to the workstations in accordance with a construction program stored in an electronic memory (25) of the on-board control unit (19) (3), the on-board control units (19) of the individual base vehicles (5) communicating with one another by means of transmitters (13) and receivers (15) and defining a collision-free route and / or efficient occupancy of the workstations (3). System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisfahrzeuge (5) einen Laserscanner (23) oder eine Kamera (21) aufweisen, mittels dessen bzw. deren das Basisfahrzeug (5) die Arbeitsstation (3) erkennt und entsprechend den anstehenden, durch die zumindest eine on-board-Steuereinheit (19) priorisierten Arbeitsschritt andockt.System according to Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that the base vehicles (5) have a laser scanner (23) or a camera (21), by means of which the base vehicle (5) detects the workstation (3) and, according to the pending, through the at least one on- board control unit (19) docks prioritized work step.
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