DE102021114259A1 - Method for measuring a parameter of a medium on a vehicle component and a joining tool for carrying out the method - Google Patents

Method for measuring a parameter of a medium on a vehicle component and a joining tool for carrying out the method Download PDF

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Boris Bevc
Ulrich Schmid
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen wenigstens eines Parameters eines Mediums, das auf einem zu fügenden Bauteil (60) aufgebracht ist, das folgende Schritte aufweist: a) Bereitstellen eines mit einem Medium (62) versehenen Bauteils (60); und Messen wenigstens eines Parameters des Mediums (62) in einem Fügebereich des Bauteils (60) mittels einer Sensorvorrichtung (32). Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeugbauteil hergestellt mittels eines derartigen Verfahrens, ein Fügewerkzeug zum Durchführen des Verfahrens sowie einen Roboter mit dem Fügewerkzeug.The invention relates to a method for measuring at least one parameter of a medium which is applied to a component (60) to be joined, which has the following steps: a) providing a component (60) provided with a medium (62); and measuring at least one parameter of the medium (62) in a joining area of the component (60) by means of a sensor device (32). Furthermore, the invention relates to a vehicle component produced using such a method, a joining tool for carrying out the method and a robot with the joining tool.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen wenigstens eines Parameters eines Mediums, das auf einem zu fügenden Bauteil aufgebracht ist und ein Fahrzeugbauteil hergestellt mittels eines derartigen Verfahrens. Ferner betrifft die Erfindung ein Fügewerkzeug zum Durchführen des Verfahrens und einen Roboter mit einem derartigen Fügewerkzeug.The invention relates to a method for measuring at least one parameter of a medium that is applied to a component to be joined, and a vehicle component produced using such a method. Furthermore, the invention relates to a joining tool for carrying out the method and a robot with such a joining tool.

Die Qualität von Halbzeugen, die in den Presswerken verarbeitet werden, kann mittels Sensoren erfasst und in einer zentralen Datenbank abgelegt werden. Beispielsweise ist es möglich, die auf Platinen aufgebrachte Schmierstoffmenge mit einer hohen Frequenz unmittelbar vor dem Schneiden der Platinen zu erfassen.The quality of semi-finished products that are processed in the press shops can be recorded using sensors and stored in a central database. For example, it is possible to record the amount of lubricant applied to blanks at a high frequency immediately before the blanks are cut.

Bei der Schmierstoffmenge handelt es sich um eine Größe, die die Wahl von Produktionsparametern beim Fügen von Karosseriebauteilen erheblich beeinflussen kann. Beispielsweise müssen die Parameter beim Schweißen bei einer Veränderung der Schmierstoffmenge angepasst werden. Ein anderes Beispiel stellt das Fügen von Bauteilen mittels Kleben dar. Damit die Fügestelle die gewünschten Eigenschaften aufweist, muss die Menge an Schmiermittel auf den zu fügenden Teilen begrenzt werden.The amount of lubricant is a variable that can significantly influence the choice of production parameters when joining body components. For example, the welding parameters have to be adjusted when the amount of lubricant changes. Another example is the joining of components by gluing. In order for the joint to have the desired properties, the amount of lubricant on the parts to be joined must be limited.

Während der Herstellung eines insbesondere umgeformten Bauteils, das eine dreidimensionale Form aufweist, ergeben sich Abweichungen in der Verteilung des Schmiermittels. Die ursprünglich auf dem Band ermittelte Schmiermittelmenge verändert sich im Verlauf des Produktionsprozesses erheblich. Zunächst kann sich die Schmiermittelmenge beim Lagern der geschnittenen Platinen verändern. Während der Herstellung der Einzelteile in der Pressenstraße findet in der Regel eine weitere Veränderung der Schmiermittelmenge statt, da die Platine beim Umformen im direkten Kontakt zum Werkzeug steht. Während des Umformens wird durch den direkten Kontakt zum Werkzeug sowohl Schmiermittel abgetragen, als auch in bestimmte Bereiche verdrängt. Ebenso kann bereits alleine über die Zeit während einer Lagerung sich die auf dem Bauteil befindliche Schmiermittelmenge aufgrund von Gravitation zusätzlich in lokalen Bereichen ansammeln. Daher ist eine Messung der Schmiermittelmenge vor und während der Verarbeitung der Platine, in beispielsweise einem Presswerk, nicht geeignet, eine ausreichend genaue Angabe zur Schmiermittelmenge in einem lokalen Bereich bereitzustellen, anhand welcher ein Fügewerkzeug zur Herstellung einer exakten Verbindung in einem zu fügenden Bereich justiert werden soll.Deviations in the distribution of the lubricant occur during the production of a component, in particular a formed component that has a three-dimensional shape. The amount of lubricant originally determined on the belt changes significantly over the course of the production process. First of all, the amount of lubricant can change when storing the cut blanks. During the production of the individual parts in the press line, there is usually a further change in the amount of lubricant, since the blank is in direct contact with the tool during forming. During forming, direct contact with the tool removes lubricant and forces it into certain areas. Likewise, simply over time during storage, the amount of lubricant on the component can also accumulate in local areas due to gravitation. Therefore, measuring the amount of lubricant before and during processing of the circuit board, for example in a press shop, is not suitable for providing a sufficiently precise indication of the amount of lubricant in a local area, which can be used to adjust a joining tool to produce an exact connection in an area to be joined target.

Aus DE 10 2018 126 837 A1 oder CN 206 787497 U gehen Applikationseinheiten hervor, die zur Beschichtung von Coils oder Platinen dienen, bevor die Coils oder Platinen verarbeitet werden. Die Platine wird hierbei kontinuierlich auf einem Produktionsband während der Messung durch die Applikationseinheit gefördert, beschichtet, gemessen und anschließend erst an eine Fertigungslinie zur Erzeugung eines Bauteils übergeben. Die erfassten Messwerte dienen dazu, um Stellparameter der Applikationseinheit anzupassen. Die Messung erfolgt vor der Übergabe der Platine an eine Fertigungslinie, so dass im Anschluss daran Produktionsverarbeitungsschritte durchgeführt werden. Mit den bekannten Applikationseinheiten ist es nicht möglich, an umgeformten dreidimensionalen Bauteilen eine Messung durchzuführen.Out of DE 10 2018 126 837 A1 or CN 206 787497 U are application units that are used to coat coils or blanks before the coils or blanks are processed. During the measurement, the circuit board is continuously conveyed through the application unit on a production line, coated, measured and only then transferred to a production line for the production of a component. The recorded measured values are used to adjust setting parameters of the application unit. The measurement is performed before the board is transferred to a production line, so that production processing steps are carried out afterwards. With the known application units, it is not possible to carry out a measurement on formed three-dimensional components.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Messen, ein Fahrzeugbauteil hergestellt mittels des Verfahrens sowie ein Fügewerkzeug und einen Roboter zu schaffen, die eine Messung eines Parameters eines auf Bauteilen aufgebrachten Mediums ermöglichen.Proceeding from this, the invention is based on the object of creating a method for measuring, a vehicle component produced by means of the method, as well as a joining tool and a robot, which make it possible to measure a parameter of a medium applied to components.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Fahrzeugbauteil mit den Merkmalen des Anspruch 7, ein Fügewerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und ein Roboter mit den Merkmalen des Anspruch 11 vorgeschlagen.To solve this problem, a method with the features of claim 1, a vehicle component with the features of claim 7, a joining tool with the features of claim 8 and a robot with the features of claim 11 are proposed.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.Advantageous configurations are the subject matter of the respective dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Messen wenigstens eines Parameters eines Mediums, das auf einem zu fügenden Bauteil aufgebracht ist, zeichnet sich durch die folgende n Schritte aus:

  1. a) Bereitstellen eines mit einem Medium, insbesondere einem Schmiermittel, versehenen Bauteils, insbesondere eines dreidimensional geformten Bauteils; und
  2. b) Messen wenigstens eines Parameters des Mediums, insbesondere der Mediummenge, wie beispielsweise der Schmiermittelmenge, in einem Fügebereich des Bauteils mittels einer Sensorvorrichtung, wie beispielsweise einer optischen Sensorvorrichtung.
The method according to the invention for measuring at least one parameter of a medium that is applied to a component to be joined is characterized by the following n steps:
  1. a) providing a component provided with a medium, in particular a lubricant, in particular a three-dimensionally shaped component; and
  2. b) Measuring at least one parameter of the medium, in particular the amount of medium, such as the amount of lubricant, in a joining area of the component by means of a sensor device, such as an optical sensor device.

Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass lokal wenigstens ein Parameter des Mediums, wie beispielsweise die Mediummenge, mittels eines Sensors unmittelbar vor dem Fügeprozess bestimmt werden kann. Dadurch kann eine Schmierstoffmenge in dem zu fügenden Bereich exakt bestimmt werden. Ferner ist nur eine geringe Anzahl an Sensorvorrichtungen erforderlich, mittels welchen eine genaue Bestimmung von insbesondere der lokalen Mediummenge möglich ist. Der nachfolgende Schritt des Fügens mindestens zweier Bauteile wird ferner dahingehend sichergestellt, dass die lokal auftretenden Schwankungen des Mediums im Fügebereich erfasst werden können. Folglich werden Stillstände der Anlagen aufgrund von einer unbekannten stark schwankenden lokalen Verteilung der Schmiermittelmenge vermieden.The method is characterized in that at least one parameter of the medium, such as the amount of medium, can be determined locally by means of a sensor immediately before the joining process. In this way, a quantity of lubricant in the area to be joined can be determined exactly. Furthermore, only a small number of sensor devices is required, by means of which an accurate determination of particular the local amount of medium is possible. The subsequent step of joining at least two components is also ensured to the effect that the locally occurring fluctuations in the medium in the joining area can be detected. As a result, system downtimes due to an unknown, strongly fluctuating local distribution of the lubricant quantity are avoided.

Ein Parameter kann vorliegend eine Mediummenge wie eine Schmiermittelmenge, eine Schichtdicke, eine Dichte oder ein anderer Parameter des Mediums sein. Das Medium kann ein Schmiermittel, wie beispielsweise Öl sein.In the present case, a parameter can be an amount of medium such as an amount of lubricant, a layer thickness, a density or another parameter of the medium. The medium can be a lubricant such as oil.

Zur Ermittlung eines Parameters kann dieser entweder unmittelbar mittels der Sensorvorrichtung gemessen werden, oder es wird mittels der Sensorvorrichtung eine physikalischer Parameter, wie beispielsweise die Schichtdicke gemessen, auf Basis dessen ein Parameter, wie beispielsweise die Mediummenge beziehungsweise die Mediumauflage, ermittelt wird. Im Falle der Messung eines Schmiermittels wird eine Schmiermittelmenge beziehungsweise eine Schmiermittelauflage gemessen.To determine a parameter, it can either be measured directly using the sensor device, or a physical parameter, such as the layer thickness, is measured using the sensor device, on the basis of which a parameter, such as the amount of medium or the medium support, is determined. In the case of measuring a lubricant, a quantity of lubricant or a layer of lubricant is measured.

Ein Bauteil ist im Sinne der Erfindung ein bereits zumindest teilweise verarbeitetes Halbzeug, wie beispielsweise ein umgeformtes Bauteil für eine Karosserie eines Fahrzeugs. Ein flaches, unverarbeitetes Halbzeug, wie eine Platine, ist kein Bauteil im Sinne der vorliegenden Erfindung.A component within the meaning of the invention is a semi-finished product that has already been at least partially processed, such as a formed component for a body of a vehicle. A flat, unprocessed semi-finished product, such as a circuit board, is not a component within the meaning of the present invention.

Der Fügebereich ist als ein lokaler definierter Teilbereich der Oberfläche des Bauteils zu verstehen, in welchem eine Verbindung mit einem weiteren Bauteil, wie beispielsweise einem Bolzen, einer Schraube, einem anderen Befestigungselement oder einem weiteren dreidimensional geformten Bauteil, hergestellt werden soll.The joining area is to be understood as a locally defined sub-area of the surface of the component in which a connection to another component, such as a bolt, a screw, another fastening element or another three-dimensionally shaped component, is to be established.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Medium mittels einer Auftragevorrichtung auf das Bauteil oder eine Platine aufgetragen. Aus einer mit dem Medium beschichteten Platine kann anschließend das Bauteil, insbesondere ein dreidimensionales Bauteil, hergestellt werden. Zur Auftragung des Mediums auf die Platine oder das Bauteil, insbesondere dem dreidimensionalen Bauteil, ist die Auftragevorrichtung beispielsweise als eine Nebelkammer ausgestaltet, wie eine Ölnebelkammer, welche eine Vielzahl an Düsen aufweist, die jeweils geeignet sind das Medium im Inneren der Auftragevorrichtung zu dispergieren. Eine derartige Vorrichtung eignet sich besonders bei dreidimensional geformten Bauteilen.In an advantageous embodiment, the medium is applied to the component or a circuit board by means of an application device. The component, in particular a three-dimensional component, can then be produced from a circuit board coated with the medium. To apply the medium to the circuit board or the component, in particular the three-dimensional component, the application device is designed, for example, as a mist chamber, such as an oil mist chamber, which has a large number of nozzles that are each suitable for dispersing the medium inside the application device. Such a device is particularly suitable for three-dimensionally shaped components.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Sensorvorrichtung ausgebildet, den Parameter mittels Infrarotspektroskopie oder mittels laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie zu messen. Die Verwendung einer derartigen Vorrichtung ist besonders auf Grund des geringen Gewichts und der kleinen Größe gegenüber anderen bekannten Messsystemen vorteilhaft.In an advantageous embodiment, the sensor device is designed to measure the parameter using infrared spectroscopy or using laser-induced fluorescence spectroscopy. The use of such a device is particularly advantageous compared to other known measuring systems due to its low weight and small size.

Zur Messung wird die Sensorvorrichtung in einer vorteilhaften Weise während der Messung in einem Winkel zwischen 50° und 70°, vorzugsweise in einem Winkel von 60°, und/oder in einem Abstand zwischen 60 mm und 100 mm, vorzugsweise von 80 mm, zu der zu messenden Oberfläche des Fügebereichs positioniert. Durch den definierten Abstand und die Ausrichtung zur Oberfläche des Fügebereichs ist der mittels der Sensorvorrichtung erfasste Bereich im Wesentlichen immer gleich groß und umfasst eine Fläche von rund 8 cm2.For the measurement, the sensor device is advantageously positioned at an angle of between 50° and 70°, preferably at an angle of 60°, and/or at a distance of between 60 mm and 100 mm, preferably 80 mm, during the measurement positioned to be measured surface of the joint area. Due to the defined distance and the alignment to the surface of the joining area, the area detected by the sensor device is essentially always the same size and covers an area of around 8 cm 2 .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Sensorvorrichtung zur Ermittlung eines Parameters manuell und/oder automatisiert an den Fügebereich geführt.In an advantageous embodiment, the sensor device is guided to the joining area manually and/or automatically in order to determine a parameter.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird nach dem Messen das Bauteil mit einem anderen Bauteil mittels einer Fügevorrichtung verbunden. Die Fügevorrichtung kann eine Schweiß-, Klebe- oder Lötvorrichtung sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Stromstärke der Schweißvorrichtung an die gemessene Mediummenge angepasst. Bei einer hohen Mediummenge im Fügebereich wird vorteilhaft die Stromstärke erhöht, bei einer geringen Meidummenge im Fügebereich wird vorteilhaft die Stromstärke reduziert. Bei einer Klebevorrichtung, die zweckmäßigerweise einen Kleber aus mindestens zwei Komponenten aufweist, wovon eine Komponente einen sogenannten Aktivator aufweist, wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung das Mischungsverhältnis der beiden Komponenten in Abhängigkeit der Mediummenge im Fügebereich zur Kompensation der Auswirkung der Mediummenge auf die Verbindung justiert.In an advantageous embodiment, after the measurement, the component is connected to another component by means of a joining device. The joining device can be a welding, gluing or soldering device. In an advantageous embodiment, a current intensity of the welding device is adapted to the measured quantity of medium. With a high amount of medium in the joining area, the current strength is advantageously increased, with a small amount of medium in the joining area, the current strength is advantageously reduced. In a bonding device that expediently has an adhesive made of at least two components, one of which has a so-called activator, in an advantageous embodiment the mixing ratio of the two components is adjusted depending on the amount of medium in the joining area to compensate for the effect of the amount of medium on the connection.

Vorteilhaft wird nach Schritt b) der Fügebereich mit einer Reinigungsvorrichtung gereinigt und anschließend die Messung gemäß Schritt b) wiederholt. Die Reinigungsvorrichtung ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Plasmareinigungsvorrichtung. Die Reinigungsvorrichtung ist ausgebildet, das Medium im Fügebereich abzutragen, wodurch es ermöglicht wird, die Menge des Mediums in dem Fügebereich einzustellen und eine zusätzlich verbesserte Verbindung zwischen zwei Bauteilen zu gewährleisten. Somit wird nach dem Reinigen und dem erneuten Vermessen das Bauteil mit einem weiteren Bauteil mittels einer Fügevorrichtung verbunden.After step b), the joining area is advantageously cleaned with a cleaning device and the measurement according to step b) is then repeated. In an advantageous embodiment, the cleaning device is a plasma cleaning device. The cleaning device is designed to remove the medium in the joining area, making it possible to adjust the amount of medium in the joining area and to ensure an additionally improved connection between two components. Thus, after cleaning and renewed measurement, the component is connected to another component by means of a joining device.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Fügevorrichtung und/oder die Reinigungsvorrichtung anhand des gemessenen Parameters eingestellt.In an advantageous embodiment, the joining device and/or the cleaning device tion based on the measured parameter.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeugbauteil vorgeschlagen, das mittels des zuvor beschriebenen Verfahrens hergestellt ist.According to a further aspect, a vehicle component is proposed which is produced using the method described above.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fügewerkzeug vorgeschlagen, das zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens dient und hierzu eine Fügevorrichtung und eine Sensorvorrichtung aufweist. Die Fügevorrichtung ist ausgebildet wenigstens zwei Bauteile zu verbinden. Die Sensorvorrichtung ist ausgebildet, Parameter eines auf dem Bauteil aufgebrachten Mediums zu messen.According to a further aspect, a joining tool is proposed which is used to carry out the method described above and for this purpose has a joining device and a sensor device. The joining device is designed to connect at least two components. The sensor device is designed to measure parameters of a medium applied to the component.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Fügewerkzeug eine Reinigungsvorrichtung auf, insbesondere eine Plasmareinigungsvorrichtung.In an advantageous embodiment, the joining tool has a cleaning device, in particular a plasma cleaning device.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Fügewerkzeugs ist die Fügevorrichtung eine Schweiß-, Klebe- oder Lötvorrichtung.In a further advantageous embodiment of the joining tool, the joining device is a welding, gluing or soldering device.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Roboter mit einem Manipulator und einem Fügewerkzeug vorgeschlagen, das zur Durchführung des Verfahrens dient.According to a further aspect, a robot with a manipulator and a joining tool is proposed, which is used to carry out the method.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Roboter eine Steuervorrichtung auf, die ausgebildet ist, einen gemessenen Parameter der Sensorvorrichtung zu empfangen, und die Fügevorrichtung und/oder die Reinigungsvorrichtung zu steuern.In an advantageous embodiment, the robot has a control device that is designed to receive a measured parameter of the sensor device and to control the joining device and/or the cleaning device.

Der Manipulator kann einen Fuß und beispielsweise mehrere Glieder aufweisen, die über mindestens ein drehbares Gelenk miteinander verbunden sind. Ein derartiger Manipulator kann beispielsweise sechs Achsen aufweisen.The manipulator can have a foot and, for example, a number of links that are connected to one another via at least one rotatable joint. Such a manipulator can have six axes, for example.

Für eine automatisierte Messung sind die Achsen zusätzlich jeweils mit einer Antriebseinheit versehen. Bei einer manuellen Durchführung der Messung dient der Manipulator beispielsweise lediglich zur Bestimmung der Position der Sensorvorrichtung im Raum.Each axis is also equipped with a drive unit for automated measurement. If the measurement is carried out manually, the manipulator is only used, for example, to determine the position of the sensor device in space.

Ferner ist der Manipulator geeignet, die Sensorvorrichtung relativ zu der zu messenden Oberfläche derart zu positionieren, dass die Sensorvorrichtung zu jeder Messung an den verschiedenen lokalen Fügebereichen des Bauteils im Wesentlichen in einem gleichen Abstand und Winkel steht. Vor allem bei einem dreidimensional geformten Bauteil, wie beispielsweise einem zuvor umgeformten B-Säulenträger, erweist sich die Verwendung eines derartigen Manipulators für besonders vorteilhaft. Folglich können mittels eines derartigen Manipulators und nur einer Sensorvorrichtung Oberflächen mit unterschiedlichen Ausrichtungen gemessen werden. Ferner kann ebenso die Fügevorrichtung in gleicher Weise an den Fügebereich geführt werden.Furthermore, the manipulator is suitable for positioning the sensor device relative to the surface to be measured in such a way that the sensor device is essentially at the same distance and angle for each measurement on the different local joining areas of the component. The use of a manipulator of this type has proven to be particularly advantageous in the case of a three-dimensionally shaped component, such as a previously formed B-pillar support. Consequently, surfaces with different orientations can be measured by means of such a manipulator and only one sensor device. Furthermore, the joining device can also be guided to the joining area in the same way.

Nachfolgend werden ein Verfahren, ein Fahrzeugbauteil, ein Fügewerkzeug, ein Roboter sowie weitere Merkmale und Vorteile anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Figuren schematisch dargestellt ist. Hierbei zeigen:

  • 1 eine Fertigungslinie mit einem Roboter aufweisend ein Fügewerkzeug und mehreren Fahrzeugbauteilen;
  • 2 eine vergrößerte schematische Darstellung des Fügewerkzeugs mit einer Fügevorrichtung, einer Sensorvorrichtung und einer Reinigungsvorrichtung ;
  • 3 eine vergrößerte schematische Darstellung der Sensorvorrichtung, die das Fahrzeugbauteil vermisst;
  • 4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Fahrzeugbauteils von 1; und
  • 5 ein Blockdiagram des Verfahrens zur Messung wenigstens eines Parameters eines Mediums, das auf einem zu fügenden Bauteil aufgebracht ist.
A method, a vehicle component, a joining tool, a robot and other features and advantages are explained in more detail below using an exemplary embodiment that is shown schematically in the figures. Here show:
  • 1 a production line with a robot having a joining tool and a plurality of vehicle components;
  • 2 an enlarged schematic representation of the joining tool with a joining device, a sensor device and a cleaning device;
  • 3 an enlarged schematic representation of the sensor device measuring the vehicle component;
  • 4 an enlarged perspective view of a vehicle component of 1 ; and
  • 5 a block diagram of the method for measuring at least one parameter of a medium that is applied to a component to be joined.

Die in 1 gezeigte Fertigungslinie 10 weist einen Roboter 20 mit einem Fügewerkzeug 30 und ein Fördersystem 40 zum Transportieren von Bauteilen 60 entlang einer Fertigungsstraße auf.In the 1 The production line 10 shown has a robot 20 with a joining tool 30 and a conveyor system 40 for transporting components 60 along a production line.

Ferner kann die Fertigungslinie 10 eine in 1 nicht dargestellte Presshärtevorrichtung zum Umformen einer Platine in ein dreidimensional geformtes Bauteil 60 umfassen, bevor dieses in den Bereich der in 1 gezeigten Fertigungslinie 10 transportiert wird.Furthermore, the production line 10 can have an in 1 comprise a press-hardening device, not shown, for forming a blank into a three-dimensionally shaped component 60 before it enters the region of in 1 shown production line 10 is transported.

Des Weiteren kann in einer weiteren denkbaren Ausgestaltung die Fertigungslinie 10 eine Auftragevorrichtung zum Auftragen eines Mediums 62 auf die Bauteile 60 umfassen. Die Auftragevorrichtung kann hierzu mit dem Fördersystem 40 verbunden sein. Im Inneren der Auftragevorrichtung können Düsen angeordnet sein, mittels denen das Medium 62 dispergiert, so dass sich ein Nebel im Inneren der Auftragevorrichtung bildet. Beim Hindurchführen der Bauteile 60 durch die Auftragevorrichtung werden selbige mit dem Medium 62 beaufschlagt.Furthermore, in a further conceivable embodiment, the production line 10 can include an application device for applying a medium 62 to the components 60 . For this purpose, the application device can be connected to the conveyor system 40 . Nozzles can be arranged inside the application device, by means of which the medium 62 is dispersed, so that a mist forms inside the application device. When the components 60 are guided through the application device, the medium 62 is applied to them.

4 zeigt beispielhaft ein Bauteil 60 in Form eines Fahrzeugbauteils, insbesondere einen B-Säulenträger für eine Fahrzeugkarosserie mit einem Bolzen 64, der mit dem Bauteil 60 verbunden ist. Alternativ könnte das Bauteil 60 anstelle des Bolzens 64 mit einem weiteren nicht dargestellten Bauteil verbunden werden. 4 shows an example of a component 60 in the form of a vehicle component, in particular a B-pillar support for a vehicle body with a bolt 64 which is connected to the component 60. Alternatively, the component 60 could be connected to another component, not shown, instead of the bolt 64 .

Der Roboter 20 umfasst einen Manipulator 21, der ausgebildet ist, das Fügewerkzeug in einem Arbeitsbereich zu positionieren und auszurichten. Hierzu weist der Manipulator 21 zwei Glieder 22 und mindestens zwei Gelenke 24 auf, sodass der Manipulator 21 um sechs Achsen drehbar ausgestaltet ist.The robot 20 includes a manipulator 21 which is designed to position and align the joining tool in a work area. For this purpose, the manipulator 21 has two links 22 and at least two joints 24, so that the manipulator 21 is designed to be rotatable about six axes.

Das Fügewerkzeug 30 ist in 2 detaillierter dargestellt. Dieses umfasst ein Gehäuse 31 an dem eine Fügevorrichtung 33, eine Sensorvorrichtung 32 und eine Reinigungsvorrichtung 34 fixiert sind. Die Fügevorrichtung 33, Sensorvorrichtung 32 und Reinigungsvorrichtung 34 stehen in einem festen Winkel zueinander. Hierzu können die Fügevorrichtung 33, Sensorvorrichtung 32 und Reinigungsvorrichtung 34 starr oder verschwenkbar mit dem Gehäuse 31 verbunden sein.The joining tool 30 is in 2 shown in more detail. This includes a housing 31 to which a joining device 33, a sensor device 32 and a cleaning device 34 are fixed. The joining device 33, sensor device 32 and cleaning device 34 are at a fixed angle to one another. For this purpose, the joining device 33, sensor device 32 and cleaning device 34 can be rigidly or pivotably connected to the housing 31.

Das Gehäuse 31 ist wiederum über ein Gelenk 24 mit einem Glied 22 des Manipulators 21 verbunden und befindet sich somit an einem Ende des Roboters 20.The housing 31 is in turn connected to a link 22 of the manipulator 21 via a joint 24 and is thus located at one end of the robot 20.

Die Reinigungsvorrichtung 34 ist ferner mit einer Plasmaquelle 38 verbunden. Die Plasmaquelle 38 ist in einem von dem Arbeitsbereich abgetrennten Bereich positioniert.The cleaning device 34 is also connected to a plasma source 38 . The plasma source 38 is positioned in an area separated from the work area.

Die Fügevorrichtung 33 ist mit einem Sortierer 39 verbunden, der die Bolzen 64 an die zu fügende Stelle führt.The joining device 33 is connected to a sorter 39, which guides the bolts 64 to the point to be joined.

Der Roboter 20 kann zusammen mit dem Fügewerkzeug 30 von einem Steuergerät 70 gesteuert werden. Das Steuergerät 70 befindet sich ebenfalls in einem von dem Arbeitsbereich abgetrennten Bereich.The robot 20 can be controlled by a control device 70 together with the joining tool 30 . The control unit 70 is also located in an area separated from the work area.

Das Fördersystem 40 ist ausgebildet, die Bauteile 60 entlang der Fertigungsstraße der Fertigungslinie 10 zu fördern. Hierzu weist das Fördersystem 40 eine Befestigungseinheit 42 auf, die ausgebildet ist, das Bauteil 60 insbesondere während einer Messung und einem anschließenden Fügeprozess zu positionieren. Zur Durchführung des Fügeprozesses werden beispielsweise die zu fügenden Bauteile 60 liegend zueinander mittels der Befestigungseinheit 42 positioniert.The conveyor system 40 is designed to convey the components 60 along the production line of the production line 10 . For this purpose, the conveyor system 40 has a fastening unit 42 which is designed to position the component 60 in particular during a measurement and a subsequent joining process. To carry out the joining process, for example, the components 60 to be joined are positioned lying relative to one another by means of the fastening unit 42 .

3 zeigt die Position der Sensorvorrichtung 32 relativ zu der Oberfläche des Bauteils 60 während der Messung eines Parameters des Mediums 62, welches zuvor auf das Bauteil 60 aufgetragen wurde. 3 shows the position of the sensor device 32 relative to the surface of the component 60 during the measurement of a parameter of the medium 62, which was previously applied to the component 60.

Die Sensorvorrichtung 32 befindet sich in einem Abstand 35 von 80 mm zu der zu messenden Oberfläche des Bauteils 60. Des Weiteren befindet sich die Ausrichtung 36 der Sensorvorrichtung 32 in einem Winkel 37 von 60° zu der Oberfläche des Bauteils 60.The sensor device 32 is at a distance 35 of 80 mm from the surface of the component 60 to be measured. Furthermore, the orientation 36 of the sensor device 32 is at an angle 37 of 60° to the surface of the component 60.

Als Parameter wird die Menge des Mediums 62 erfasst, indem mittels Infrarotspektroskopie oder laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie die Schichtdicke 63 in einem Bereich von rund 8 cm2 gemessen wird.The quantity of the medium 62 is recorded as a parameter by measuring the layer thickness 63 in an area of around 8 cm 2 by means of infrared spectroscopy or laser-induced fluorescence spectroscopy.

5 zeigt die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte. In einem ersten Schritt S1 wird ein mit einem Medium 62, insbesondere mit einem Schmiermittel zum Schutz vor Korrosion, versehenes Bauteil 60 bereitgestellt. 5 shows the process steps according to the invention. In a first step S1, a component 60 provided with a medium 62, in particular with a lubricant for protection against corrosion, is provided.

Das Bauteil 60 wurde zuvor in ein dreidimensional geformtes Bauteil umgeformt. In einem nachfolgenden Schritt S2 wird der Parameter des Mediums in dem Fügebereich des Bauteils 60 mittels der Sensorvorrichtung 32 gemessen.The component 60 has previously been formed into a three-dimensionally shaped component. In a subsequent step S2, the parameter of the medium in the joining area of the component 60 is measured by means of the sensor device 32.

Die gemessenen Parameter werden in einem dritten Schritt S3 an ein Steuergerät 70 übertragen. Das Steuergerät 70 trifft in einem vierten Schritt S4 Maßnahmen, anhand welcher die Einstellungen der Fügevorrichtung 33 und/oder der Reinigungsvorrichtung 34 justiert werden, um eine optimierte Verbindung zu gewährleisten.The measured parameters are transmitted to a control unit 70 in a third step S3. In a fourth step S4, the control unit 70 takes measures by means of which the settings of the joining device 33 and/or the cleaning device 34 are adjusted in order to ensure an optimized connection.

Hierzu wird bei einer Schweißvorrichtung die Stromstärke zur Durchführung der Schweißung in Abhängigkeit der Mediummenge justiert. Bei einer hohen Mediummenge im Fügebereich wird die Stromstärke erhöht, bei einer geringen Meidummenge im Fügebereich wird die Stromstärke reduziert.For this purpose, in a welding device, the amperage for carrying out the welding is adjusted depending on the amount of medium. With a high amount of medium in the joint area, the current intensity is increased, with a small amount of medium in the joint area, the current intensity is reduced.

Bei einer Klebevorrichtung, die zweckmäßigerweise einen Kleber aus mindestens zwei Komponenten aufweist, wovon eine Komponente einen sogenannten Aktivator aufweist, wird das Mischungsverhältnis der beiden Komponenten in Abhängigkeit der Mediummenge im Fügebereich justiert.In a bonding device, which expediently has an adhesive made up of at least two components, one of which has what is known as an activator, the mixing ratio of the two components is adjusted depending on the amount of medium in the joining area.

Nachdem die Fügevorrichtung 33 justiert ist, werden in einem fünften Schritt S5 die Bolzen 64 zugeführt und mit dem Bauteil 60 mittels der Fügevorrichtung 30 verbunden.After the joining device 33 has been adjusted, in a fifth step S5 the bolts 64 are fed in and connected to the component 60 by means of the joining device 30 .

Folglich kann eine optimierte Fügung in dem Fügebereich gewährleistet werden wodurch Ausfälle in der Produktion vermieden werden können. Ferner kann eine qualitativ hochwertige Verbindung sichergestellt werden.Consequently, an optimized joining in the joining area can be guaranteed, which means that failures in production can be avoided. Furthermore, a high-quality connection can be ensured.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Fertigungslinieproduction line
2020
Roboterrobot
2121
Manipulatormanipulator
2222
Gliedelement
2424
Gelenkjoint
2626
FußFoot
3030
Fügewerkzeugjoining tool
3131
GehäuseHousing
3232
Sensorvorrichtungsensor device
3333
Fügevorrichtungjoining device
3434
Reinigungsvorrichtungcleaning device
3535
Abstand Sensorvorrichtung zu BauteiloberflächeDistance sensor device to component surface
3636
Ausrichtung der SensorvorrichtungAlignment of the sensor device
3737
Winkel zwischen der Ausrichtung und der BauteiloberflächeAngle between the orientation and the part surface
3838
Plasmaquelleplasma source
3939
Sortierersorter
4040
Fördersystemconveyor system
4242
Befestigungseinheitfastening unit
6060
Bauteilcomponent
6262
Mediummedium
6464
Bolzenbolt
6363
Schichtdickelayer thickness
7070
Steuergerätcontrol unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102018126837 A1 [0005]DE 102018126837 A1 [0005]
  • CN 206787497 U [0005]CN 206787497 U [0005]

Claims (13)

Verfahren zum Messen wenigstens eines Parameters eines Mediums (62), das auf einem zu fügenden Bauteil (60) aufgebracht ist, das folgende Schritte aufweist: a) Bereitstellen eines mit einem Medium (62) versehenen Bauteils (60); und b) Messen wenigstens eines Parameters des Mediums (62) in einem Fügebereich des Bauteils (60) mittels einer Sensorvorrichtung (32).Method for measuring at least one parameter of a medium (62) which is applied to a component (60) to be joined, having the following steps: a) providing a component (60) provided with a medium (62); and b) measuring at least one parameter of the medium (62) in a joining area of the component (60) by means of a sensor device (32). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (32) den Parameter mittels Infrarotspektroskopie oder mittels laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie misst.procedure after claim 1 , characterized in that the sensor device (32) measures the parameter by means of infrared spectroscopy or by means of laser-induced fluorescence spectroscopy. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (32) während der Messung in einem Winkel (37) zwischen 50° und 70°, vorzugsweise in einem Winkel (37) von 60°, und/oder in einem Abstand (35) zwischen 60 mm und 100 mm, vorzugsweise von 80 mm, zu der zu messenden Oberfläche des Fügebereichs positioniert wird.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the sensor device (32) during the measurement at an angle (37) between 50 ° and 70 °, preferably at an angle (37) of 60 °, and / or at a distance (35) between 60 mm and 100 mm, preferably 80 mm, is positioned to the surface of the joint area to be measured. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (32) manuell und/oder automatisiert an den Fügebereich geführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device (32) is guided to the joining area manually and/or automatically. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Messen das Bauteil (60) mit einem anderen Bauteil (60) mittels einer Fügevorrichtung (33) verbunden wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the measurement the component (60) is connected to another component (60) by means of a joining device (33). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt b) der Fügebereich mit einer Reinigungsvorrichtung (34) gereinigt und anschließend die Messung gemäß Schritt b) wiederholt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after step b) the joining area is cleaned with a cleaning device (34) and the measurement according to step b) is then repeated. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügevorrichtung (33) und/oder die Reinigungsvorrichtung (34) anhand des gemessenen Parameters eingestellt wird.procedure after claim 5 or 6 , characterized in that the joining device (33) and / or the cleaning device (34) is adjusted based on the measured parameter. Fahrzeugbauteil (60) hergestellt mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüchen.Vehicle component (60) produced by a method according to one of the preceding claims. Fügewerkzeug (30) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweisend: eine Fügevorrichtung (33), die ausgebildet ist, wenigstens zwei Bauteile (60) zu verbinden und eine Sensorvorrichtung (32), die ausgebildet ist, Parameter eines auf dem Bauteil (60) aufgebrachten Mediums (62) zu messen.Joining tool (30) for performing a method according to one of Claims 1 until 7 comprising: a joining device (33) which is designed to connect at least two components (60) and a sensor device (32) which is designed to measure parameters of a medium (62) applied to the component (60). Fügewerkzeug (30) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Reinigungsvorrichtung (34).Joining tool (30). claim 9 , characterized by a cleaning device (34). Fügewerkzeug (30) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügevorrichtung (33) eine Schweiß-, Klebe- oder Lötvorrichtung ist.Joining tool (30). claim 9 or 10 , characterized in that the joining device (33) is a welding, gluing or soldering device. Roboter (20) aufweisend: einen Manipulator (21), und ein Fügewerkzeug (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 11.Robot (20) comprising: a manipulator (21), and a joining tool (30) according to one of claims 9 until 11 . Roboter (20) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (70), die ausgebildet ist, einen gemessenen Parameter der Sensorvorrichtung (32) zu empfangen und die Fügevorrichtung (33) und/oder die Reinigungsvorrichtung (34) zu steuern.Robot (20) after claim 12 , characterized by a control device (70) which is designed to receive a measured parameter of the sensor device (32) and to control the joining device (33) and/or the cleaning device (34).
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