-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Entwicklung betrifft ein führerloses Prüffahrzeug sowie ein Prüfsystem zum Überprüfen und Positionieren von Objekten. Ferner betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Prüfen bzw. Überprüfen von Objekten unter Verwendung des Prüffahrzeugs.
-
Hintergrund
-
Für die Serienfertigung von Industriegütern, etwa von Kraftfahrzeugen, ist es erforderlich, beispielsweise von einem Zulieferer bereitgestellte Komponenten oder Objekte vor einem Einbau am Kraftfahrzeug eingehend zu prüfen. Es ist hierbei bekannt, sogenannte Messzellen zu verwenden, in welche beispielsweise ein zu prüfendes Bauteil eingelegt und nach einem vorgegebenen Schema sensorisch geprüft wird. Hierbei können z.B. die Geometrie und die geometrischen Abmessungen, mithin Fertigungstoleranzen des betreffenden Bauteils vor einem Einbau im Kraftfahrzeug geprüft werden.
-
Des Weiteren ist es für die Massenfertigung von Industriegütern, etwa von Kraftfahrzeugen erforderlich, extern zugelieferte Bauteile im Fertigungsprozess an einem Einbauort zu einer vorgegebenen Zeit bereitzuhalten. Hierfür können sogenannte führerlose Transportfahrzeuge zum Einsatz kommen, welche gemeinhin auch als AGV (englisch: Automated Guided Vehicles) bezeichnet werden.
-
So ist beispielsweise aus der
US 9 519 882 B2 ein Verfahren und ein System zum Aufnehmen und zum Transport einzelner Teile mittels eines mobilen Manipulationsroboters bekannt.
-
Demgegenüber liegt der vorliegenden Entwicklung die Aufgabe zugrunde, den Transport und das Prüfen von Bauteilen in einem industriellen Fertigungsprozess effizienter zu gestalten. Es ist hierbei Zielsetzung, die für das Prüfen als auch für den Transport von Objekten im Fertigungsumfeld benötigte Zeitspanne zu reduzieren, um hierdurch Taktzeiten für die Fertigung zu verkürzen. Des Weiteren soll der apparative Aufwand für das Prüfen und für den Transport von Bauteilen verringert werden.
-
Diese Aufgabe wird mit einem führerlosen Prüffahrzeug, mit einem Prüfsystem sowie mit einem Verfahren zum Prüfen von Objekten gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
-
Nach einem ersten Aspekt ist ein führerloses Prüffahrzeug vorgesehen. Das führerlose Prüffahrzeug kann nach Art eines führerlosen Transportfahrzeugs ausgestaltet sein. Es weist ein Fahrgestell mit einem Antrieb auf. Das führerlose Prüffahrzeug verfügt ferner über zumindest einen ersten Roboterarm, welcher an dem Fahrgestell angeordnet ist. Ferner ist das führerlose Prüffahrzeug zumindest mit einer Prüfeinrichtung ausgestattet, welche zum Überprüfen eines an einem ersten Ablageort positionierten Objekts ausgebildet ist. Die Prüfeinrichtung ist dabei mittels des zumindest ersten Roboterarms relativ zum Objekt beweglich.
-
Indem das führerlose Prüffahrzeug mit einer eigenen Prüfeinrichtung ausgestattet ist oder ausstattbar ist, kann mittels des Fahrzeugs eine Überprüfung des Objekts stattfinden. Das führerlose Prüffahrzeug kann selbsttätig zum Objekt hin bewegt werden und am Ablageort des Objekts eine entsprechende Prüfroutine am Objekt durchführen. Eine Relativbewegung zwischen dem Objekt und der Prüfeinrichtung kann auf zumindest zwei verschiedene Arten realisiert werden. Zum einen kann die Prüfeinrichtung etwa durch Anordnung am ersten Roboterarm relativ zum liegenden oder stationär angeordneten Objekt bewegt werden. Alternativ kann die Prüfeinrichtung stationär am führerlosen Prüffahrzeug angeordnet sein. Alsdann wäre das zu überprüfende Objekt mittels des ersten Roboterarms vom ersten Ablageort aufnehmbar und der am Prüffahrzeug vorgesehenen Prüfeinrichtung zuführbar.
-
Bei beiden Realisierungsmöglichkeiten ist vorgesehen, dass die Prüfeinrichtung eine Überprüfung des Objekts, etwa eine Überprüfung der geometrischen Abmessungen und/oder etwaige Toleranzmaße des Objekts ermittelt oder das im Rahmen der Überprüfung eine Funktionsprüfung des Objekts durchgeführt wird.
-
Das führerlose Prüffahrzeug ist typischerweise ein flurgebundenes Fördermittel mit eigenem Fahrantrieb. Das führerlose Prüffahrzeug kann etwa mittels einer Fahrzeugsteuerung automatisch gesteuert und berührungslos geführt werden. Es kann aktive oder passive Lastaufnahmemittel aufweisen. Beispielsweise kann das führerlose Prüffahrzeug eine Aufnahme für Objekte aufweisen, die etwa mittels des Roboterarms vom ersten Ablageort aufgenommen und entsprechend an der Aufnahme des Prüffahrzeugs ablegbar sind.
-
Insoweit vereint das führerlose Prüffahrzeug die Funktion eines führerlosen Transportfahrzeugs mit der Funktion einer Prüfeinrichtung, beispielsweise einer geometrischen Messzelle.
-
Es ist insoweit vorgesehen, dass mittels des führerlosen Prüffahrzeugs Objekte nicht nur von einem ersten Ablageort aufgenommen, sondern auch zu einem zweiten Ablageort transportiert werden können. Vor, während oder nach dem Transport können die betreffenden Objekte mittels der am führerlosen Prüffahrzeug vorgesehenen Prüfeinrichtung hinsichtlich vorgegebener Prüfkriterien und unter Verwendung der Prüfeinrichtung geprüft werden.
-
Durch die Kombination einer Transport- und Prüffunktion kann die Ausbildung einer stationären Messzelle im Produktionsumfeld entfallen. Beispielsweise können sämtliche bereitgestellte Objekte an ihrem jeweiligen Ablageort mittels des führerlosen Prüffahrzeugs selbsttätig geprüft werden. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass das Prüffahrzeug am Ablageort für die Objekte ein Objekt nach dem anderen vom Ablageort aufnimmt, der Prüfeinrichtung zuführt und hiernach wieder an demselben oder einem anderen Ablageort ablegt. Alternativ kann die Prüfung auch während des Transports von Objekten vom ersten Ablageort zu einem entfernten zweiten Ablageort erfolgen. Hierdurch kann sich ein entsprechender Zeitgewinn ergeben, da die Prüfung während oder zeitlich überlappend mit dem Materialtransport stattfinden kann.
-
Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Prüfeinrichtung eine Messeinrichtung aufweist, welche zur geometrischen Vermessung des Objekts ausgebildet ist. Bei der Messeinrichtung kann es sich um eine Messzelle handeln, in oder an welcher das zu vermessende oder das zu prüfende Objekt mittels des Roboterarms ablegbar oder positionierbar ist. Die Messeinrichtung ist dazu ausgestaltet, zumindest eine vorgegebene Messung am Objekt durchzuführen.
-
Beispielsweise kann die Messeinrichtung eine geometrische Erfassung oder geometrische Überprüfung des Objekts durchführen. Die Messeinrichtung kann ferner auch dazu ausgestaltet sein, eine Funktionstauglichkeit des Objekts durchzuführen. Beispielsweise kann die Messeinrichtung mit elektronischen Komponenten bestückt sein, welche mit entsprechenden Kontakten des zu überprüfenden Objekts elektrisch verbindbar sind. Alsdann kann mittels der Messeinrichtung eine elektrische Funktionsprüfung des zu überprüfenden Objekts durchgeführt werden.
-
Mittels der Messeinrichtung können sämtliche am Objekt vorzunehmenden Messaufgaben erfüllt werden. Auch ist es denkbar, dass das führerlose Prüffahrzeug mehrere unterschiedliche Messeinrichtungen aufweist, welche jeweils für die Durchführung einer Messaufgabe ausgestaltet sind. Beispielsweise können mittels einer ersten Messeinrichtung geometrische Bauteiltoleranzen des zu überprüfenden Objekts bestimmt werden. Mittels einer zweiten Messeinrichtung kann eine elektrische oder elektromechanische Funktionsprüfung des Objekts erfolgen. Das Objekt kann dabei typischerweise mittels des ersten Roboterarms vom außerhalb des Prüffahrzeugs liegenden ersten Ablageort zur ersten Messeinrichtung und optional zur zweiten Messeinrichtung bewegt, bzw. dort jeweils positioniert werden.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Messeinrichtung am Fahrgestell angeordnet. Die Messeinrichtung kann stationär am Fahrgestell angeordnet oder hieran fixiert sein. Hierbei ist der Roboterarm dazu ausgestaltet, das zu vermessende oder zu prüfende Objekt vom ersten Ablageort aufzunehmen und zur Messeinrichtung zu befördern oder hieran zu positionieren. Bei alternativen Ausgestaltungen kann vorgesehen sein, die Messeinrichtung selbst am Roboterarm anzuordnen, sodass sie mittels des ersten Roboterarms in den Bereich des am Ablageort positionierten Objekts bringbar ist.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der erste Roboterarm als Mehrgelenk-Roboterarm ausgestaltet. Der Mehrgelenk-Roboterarm ist wahlweise mit einem Greifer oder mit der Prüfeinrichtung bestückt oder er ist hiermit entsprechend bestückbar.
-
Ist der Roboterarm mit einem Greifer ausgestattet, so befindet sich die Prüfeinrichtung typischerweise am Fahrgestell des Prüffahrzeugs. Ist der Roboterarm mit der Prüfeinrichtung versehen, so kann das Prüffahrzeug greiferlos ausgestaltet sein. Die Anordnung der Prüfeinrichtung am Roboterarm kann sich insbesondere für das Überprüfen von vergleichsweise schweren oder sperrigen Objekten als vorteilhaft erweisen, die mit dem Greifer des Roboterarms womöglich nicht oder nur unzulänglich bewegt werden könnten.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Prüffahrzeugs ist das Objekt mittels des mit einem Greifer ausgestatteten ersten Roboterarms vom ersten Ablageort aufnehmbar und mittels des Fahrgestells zu einem hiervon entfernten zweiten Ablageort bringbar. Dort ist das Objekt mittels des ersten Roboterarms ablegbar. Insoweit kann das Prüffahrzeug mit dem mit einem Greifer ausgestatteten ersten Roboterarm quasi als fahrerloses Transportfahrzeug ausgebildet sein, welches Objekte von einem ersten Ablageort aufnehmen und an einem hiervon beabstandeten zweiten Ablageort ablegen kann. Während des Transports, das heißt während der Bewegung des Prüffahrzeugs vom ersten Ablageort zum zweiten Ablageort kann alsdann mittels der am Prüffahrzeug vorgesehenen Prüfeinrichtung eine Überprüfung des Objekts erfolgen.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Prüfeinrichtung eine bildgebende Kamera, einen haptischen Sensor, einen magnetischen Sensor, einen kapazitiven Sensor oder einen akustischen Sensor auf. Auch kann die Prüfeinrichtung mehrere der vorgenannten Sensoren oder Kombinationen hiervon aufweisen. Mittels der Prüfeinrichtung können, je nach Anforderungsprofil für die durchzuführende Prüfung, unterschiedlichste physikalische oder chemische Eigenschaften des Objekts ermittelt werden.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Prüffahrzeug einen zweiten Roboterarm auf. Der zweite Roboterarm kann ebenfalls als Mehrgelenk-Roboterarm ausgestaltet sein. Erster und zweiter Roboterarm können im Wesentlichen identisch ausgestaltet sein. Der erste und der zweite Roboterarm können unabhängig voneinander bewegt werden. Typischerweise sind der erste und der zweite Roboterarm mit einer Fahrzeugsteuerung gekoppelt, mittels welcher der erste Roboterarm relativ zum zweiten Roboterarm bewegt und/oder verschwenkt werden kann.
-
Das Bereitstellen eines zweiten Roboterarms erhöht die Flexibilität des führerlosen Prüffahrzeugs. So kann beispielsweise der erste Roboterarm mit einem Greifer ausgestaltet sein, während der zweite Roboterarm mit der Prüfeinrichtung bestückt ist.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Prüffahrzeugs ist der erste Roboterarm mit einem Greifer bestückt oder er ist mit einem Greifer bestückbar. Der zweite Roboterarm ist mit der Prüfeinrichtung bestückt oder er ist hiermit bestückbar. Es ist hierbei ferner vorgesehen, dass beispielsweise ein zu prüfendes Objekt vom ersten Ablageort mittels des ersten Roboterarms und des daran vorgesehenen Greifers aufgenommen und alsdann, etwa zum Zwecke der Überprüfung des aufgenommenen Objekts der erste Roboterarm relativ zum zweiten Roboterarm bewegt wird.
-
Beispielsweise kann der Greifer relativ zur Prüfeinrichtung derart bewegt werden, dass die Prüfeinrichtung das am Greifer gehaltene Objekt aus unterschiedlichen Richtungen überprüfen kann. Beispielsweise kann mittels der ersten und zweiten Roboterarme die Prüfeinrichtung rings um das am Greifer fixierte Objekt herumgeführt werden. Eine nahezu vollumfängliche Prüfung des Objekts wird hierdurch ermöglicht. Umgekehrt ist ferner denkbar, dass das mittels des Greifers und mithilfe des ersten Roboterarms gehaltene Objekt relativ zur Prüfeinrichtung, welche am zweiten Roboterarm angeordnet ist, gedreht oder bewegt wird.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Objekt mittels des ersten Roboterarms von einem ersten Ablageort ergreifbar und durch oder während einer Relativbewegung zwischen dem ersten Roboterarm und dem zweiten Roboterarm mittels der am zweiten Roboterarm angeordneten Prüfeinrichtung prüfbar und/oder geometrisch vermessbar. Hierbei kann der zweite Roboterarm relativ zum ersten Roboterarm bewegt werden. Gleichermaßen kann der erste Roboterarm relativ zum zweiten Roboterarm bewegt werden. Ferner ist denkbar, dass beide Roboterarme gleichzeitig relativ zueinander bewegt werden. Im Ergebnis kann somit eine vollumfängliche Prüfung des am ersten Roboterarm fixierten Objekts erfolgen.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung eist das Prüffahrzeug eine Kommunikationsschnittstelle zu einem Netzwerk auf, um mittels der Prüfeinrichtung über das Objekt gewonnene Daten in einem mit dem Netzwerk verbundenen Datenspeicher zu hinterlegen. Bei dem Datenspeicher kann es sich um eine Cloudlösung handeln. Der Datenspeicher ist typischerweise für eine Fertigungssteuerung oder für ein Prüfsystem zugänglich, sodass die für ein bestimmtes Objekt hinterlegten Daten systemweit und für einen sich anschließenden Montage- oder Fertigungsprozess zugänglich sind.
-
Das Prüffahrzeug weist typischerweise einen aufladbaren Energiespeicher, etwa in Form eines elektrischen Energiespeichers, mithin einen aufladbaren Akkumulator auf. Das Prüffahrzeug kann selbsttätig zu einer im Produktions- oder Prüfumfeld befindlichen Ladestation fahren, um den Energiespeicher bedarfsgerecht aufzuladen. Das Prüffahrzeug ist ferner mit einer Einrichtung zur Standort- und Lageerfassung ausgestattet. Mittels der Einrichtung zur Standort- und Lageerfassung kann sich das Prüffahrzeug mittels einer eigenen Steuerung selbsttätig und führerlos, typischerweise zwischen dem ersten und dem zweite Ablageort bewegen.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Prüffahrzeug eine mit dem Antrieb gekoppelte Steuerung auf, mittels welcher das Prüffahrzeug selbsttätig zum ersten Ablageort verfahrbar ist. Die Steuerung kann ferner dazu ausgestaltet sein, das Prüffahrzeug auch selbsttätig zum zweiten Ablageort zu verfahren. Ferner kann die Steuerung dazu ausgestaltet sein, den zumindest ersten, optional auch dem zweiten Roboterarm jeweils anzusteuern, etwa um einzelne Objekte vom Ablageort aufzunehmen, einzelne Objekte der Messeinrichtung zuzuführen, alternativ, die Messeinrichtung zu stationär am Ablageort befindlichen Objekten zuzuführen und/oder die mittels der Prüfeinrichtung gewonnenen Daten über das Objekt an ein Prüfsystem, etwa an eine Systemsteuerung eines Prüfsystems zu übermitteln.
-
Ferner ist das Prüffahrzeug über eine Kommunikationsschnittstelle mit einem Prüfsystem koppelbar, welches als Leitsteuerung fungiert, um das führerlose Prüffahrzeug etwa vom ersten Ablageort zum zweiten Ablageort zu schicken oder um entsprechende Steuerbefehle an das führerlose Prüffahrzeug zu übermitteln.
-
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ferner ein Prüfsystem zum Überprüfen und Positionieren von Objekten. Das Prüfsystem umfasst ein zuvor beschriebenes führerloses Prüffahrzeug und eine Ladestation für einen Energiespeicher des Prüffahrzeugs. Das Prüfsystem umfasst ferner eine Systemsteuerung, welche dazu ausgebildet ist, Steuerbefehle an das Prüffahrzeug zu übermitteln.
-
Das Prüfsystem kann ferner mit einer Einrichtung zur Standortbestimmung und/oder Lageerfassung des Prüffahrzeugs ausgestattet sein. Mithin kann sich das Prüffahrzeug selbsttätig in einem vorgegebenen Bereich, typischerweise innerhalb eines Gebäudes bewegen. Die Systemsteuerung kann die Bewegung, insbesondere die Verfahrbewegung des führerlosen Prüffahrzeugs überwachen und kontrollieren. Ferner kann die Systemsteuerung auch die Bewegung des zumindest ersten Roboterarms oder beider Roboterarme steuern und kontrollieren. Des Weiteren kann die Systemsteuerung dazu ausgebildet sein, die mittels der Prüfeinrichtung des führerlosen Prüffahrzeugs ermittelten Objektdaten zu empfangen, zu verarbeiten und/oder für weitere Produktions- oder Montageschritte zu speichern bzw. zur Verfügung zu stellen.
-
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung schließlich ein Verfahren zum Prüfen von Objekten unter Verwendung eines zuvor beschriebenen Prüffahrzeugs. Das Verfahren umfasst die Schritte des Anfahrens eines ersten Ablageorts mittels des Prüffahrzeugs, an welchem zumindest ein zu prüfendes Objekt positioniert ist. Alsdann wird das Objekt einer Überprüfung unterzogen, welche mittels der Prüfeinrichtung des Prüffahrzeugs durchgeführt wird. Zur Durchführung der Überprüfung wird dabei das zu prüfende Objekt mittels des Roboterarms ergriffen und an einer am Prüffahrzeug angeordneten Prüfeinrichtung positioniert oder es wird eine am Roboterarm angeordnete Prüfeneinrichtung in unmittelbarer Nähe des zu prüfenden Objekts positioniert oder relativ zum Objekt bewegt. Bei beiden alternativen Ausführungen des Verfahrens findet eine Relativbewegung zwischen dem ersten Roboterarm und dem Objekt statt.
-
Das Verfahren ist insbesondere durch die Nutzung des zuvor beschriebenen führerlosen Prüffahrzeugs gekennzeichnet. Insoweit gelten sämtliche zuvor zum führerlosen Prüffahrzeug und zum Prüfsystem erläuterten Merkmale, Ausgestaltungen und Vorteile auch gleichermaßen für das Verfahren zum Prüfen von Objekten; und umgekehrt.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das Objekt mittels eines am Roboterarm angeordneten Greifers von einem ersten Ablageort ergriffen und mittels der Prüfeinrichtung überprüft und/oder geometrisch vermessen. Hiernach wird das Objekt an einem zweiten Ablageort, welcher vom ersten Ablageort entfernt ist, abgelegt. Während der Überprüfung kann das Objekt am Greifer des ersten Roboterarms fixiert sein. Es ist aber auch denkbar, dass das Objekt vom Greifer an einem hierfür vorgesehenen Prüfort im Bereich des führerlosen Prüffahrzeugs zumindest temporär abgelegt wird. Am zweiten Ablageort wird das Objekt typischerweise vom Greifer abgelegt. Das Prüfen des Objekts mittels der Prüfeinrichtung kann zeitlich überlappend mit der Bewegung des führerlosen Prüffahrzeugs vom ersten Ablageort zum zweiten Ablageort erfolgen.
-
Weist das führerlose Prüffahrzeug einen ersten und einen zweiten Roboterarm auf, so ist ferner denkbar, dass das führerlose Prüffahrzeug während der Überprüfung eines Objekts stationär an einem Ort verweilt, das Objekt vom ersten Roboterarm und dem dort vorgesehenen Greifer vom ersten Ablageort ergriffen und zu einem innerhalb der Reichweite des ersten Roboterarms liegenden zweiten Ablageort bewegt wird. Während dieser Bewegung des ersten Roboterarms kann der zweite Roboterarm, welcher mit der Prüfeinrichtung ausgestattet ist, eine Überprüfung des Objekts durchführen.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann ferner vorgesehen sein, dass sich das Prüffahrzeug während der Überprüfung und/oder während der geometrischen Vermessung des Objekts vom ersten Ablageort zum zweiten Ablageort selbsttätig bewegt. Die jeweilige Zeitspanne für den Transport des Objekts vom ersten zum zweiten Ablageort als auch die Zeitspanne, welche für eine Überprüfung des Objekts benötigt wird, können zeitlich überlappen. In Summe kann somit der Zeitaufwand für den Transport und für die Überprüfung der Objekte deutlich reduziert werden. Die Effizienz des Überprüfungs- und Fertigungs- bzw. Produktionsprozesses kann somit gesteigert werden.
-
Figurenliste
-
Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Entwicklung werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform des führerlosen Prüffahrzeugs,
- 2 eine weitere schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des führerlosen Prüffahrzeugs,
- 3 eine weitere Ausgestaltung des führerlosen Prüffahrzeugs,
- 4 das führerlose Prüffahrzeug gemäß 3 während des Transports eines Objekts vom ersten Ablageort zum zweiten Ablageort,
- 5 die Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels,
- 6 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Prüfen von Objekten und
- 7 ein Blockdiagramm, welches die Komponenten des Prüfsystems und des Prüffahrzeugs schematisch illustriert.
-
Detaillierte Beschreibung
-
In 1 ist in schematischer Darstellung ein führerloses Prüffahrzeug 10 gezeigt. Das führerlose Prüffahrzeug 10 weist ein Fahrgestell 11 mit einem lediglich im Blockschaltbild der 7 angedeuteten Antrieb 65 auf. Das führerlose Prüffahrzeug 10 kann insbesondere als fahrerloses Transportfahrzeug ausgestaltet sein. Das führerlose Prüffahrzeug weist zumindest einen ersten Roboterarm 12 auf, welcher beweglich und/oder schwenkbar am Fahrgestell 11 angeordnet ist. Der Roboterarm 12 weist einen Mehrgelenk-Roboterarm mit einem Kopf 14 auf. Am Kopf 14 des ersten Roboterarms 12 ist ein Greifer 16 angeordnet. Ferner ist ein erster Ablageort 1 in Form eines Regals dargestellt.
-
Am ersten Ablageort 1 sind mehrere zu prüfende Objekte 3 angeordnet oder gelagert. Das führerlose Prüffahrzeug 10 kann jenen ersten Ablageort 1 ansteuern und selbsttätig zu diesem Ort verbracht werden. Am ersten Ablageort 1 ist das führerlose Prüffahrzeug 10 dazu ausgestaltet, den Roboterarm 12 derart zu bewegen, dass eines der Prüfobjekte 3 vom Greifer 16 ergriffen wird. Das führerlose Prüffahrzeug 10 ist ferner mit einer Prüfeinrichtung 15 versehen. Diese ist in der Ausgestaltung gemäß 1 am Fahrgestell 11 des Prüffahrzeugs 10 stationär angeordnet. Die Prüfeinrichtung 15 kann in Form einer Messeinrichtung 30 ausgestaltet sein. Sie kann einen Behälter zur Aufnahme der zu prüfenden Objekte 3 aufweisen. Im oder an der Messeinrichtung 30 kann zumindest ein Sensor 18 angeordnet sein, um das im Bereich der Messeinrichtung 30 befindliche Objekt 3 sensorisch zu erfassen bzw. sensorisch zu charakterisieren.
-
Beispielsweise kann mittels der Messeinrichtung 30 das Gewicht, die Form, etwaige Formabweichungen, oder auch die Funktion des Objekts 3 geprüft werden. Der Roboterarm 12 ist dazu ausgestaltet, das Objekt 3 vom ersten Ablageort 1 aufzunehmen, der Prüfeinrichtung 15, mithin der Messeinrichtung 30 zuzuführen und nach erfolgter Messung das Objekt 3 entweder am ersten Ablageort 1 abzulegen oder einem zweiten Ablageort 2, wie etwa in 4 dargestellt, abzulegen oder zuzuführen.
-
Der erste Roboterarm 12 kann rekonfigurierbar ausgestaltet sein. So kann der Kopf 14 des Roboterarms 12 wahlweise nicht nur mit einem Greifer 16, sondern auch mit der Prüfeinrichtung 15 bestückt werden. In 2 ist ein Magazin 5 mit unterschiedlichen Prüfeinrichtungen 15 gezeigt. Hierbei können beispielsweise eine bildgebende Kamera 17 oder ein Sensor 18 als Prüfeinrichtung 15 infrage kommen. In Abhängigkeit des zu prüfenden Objekts 3 und der zu prüfenden Eigenschaften des Objekts 3 kann wahlweise eine bildgebende Kamera 17 oder ein beliebiger Sensor 18 mit dem Kopf 14 des ersten Roboterarms 12 gekoppelt werden.
-
Alsdann kann der mit der betreffenden Prüfeinrichtung 15 ausgestattete erste Roboterarm 12 mithilfe des selbstfahrenden Fahrgestells 11 zum ersten Ablageort 1 gebracht werden. Die am Roboterarm 12 angeordnete Prüfeinrichtung 15 kann alsdann in unmittelbare Nähe zum Objekt 3 gebracht werden, ohne dass das Objekt 3 hierbei bewegt werden müsste. Insoweit kann eine Überprüfung des Objekts 3 hinsichtlich Toleranzen, Geometrie oder Funktionstauglichkeit erfolgen, ohne die Notwendigkeit, das Objekt 3 vom ersten Ablageort 1 wegzubewegen. Dies kann sich insbesondere für großformatige Objekte 3 oder Bauteile als vorteilhaft erweisen.
-
In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des führerlosen Prüffahrzeugs 10 gezeigt. Hier ist neben dem ersten Roboterarm 12 ein zweiter Roboterarm 22 vorgesehen. Am zweiten Roboterarm 22 ist ein Kopf 24 ausgebildet, welcher im gezeigten Beispiel mit einer als Kamera 17 ausgestalteten Prüfeinrichtung 15 versehen ist. Am Kopf 14 des ersten Roboterarms 12 ist ein Greifer 16 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass das Objekt 3 vom ersten Ablageort 1 mittels des Greifers 16, mithin mittels des ersten Roboterarms 12 ergriffen und in den Bereich der am zweiten Roboterarm 22 vorgesehenen Prüfeinrichtung 15 verbracht wird.
-
Alsdann kann das vom Greifer 16 ergriffene Objekt mittels der Prüfeinrichtung 15 in vorgegebener Art und Weise geprüft werden. Die Prüfung kann hierbei beabstandet vom ersten Ablageort 1 erfolgen. Ferner kann das Objekt aufgrund der freien Beweglichkeit von erstem und zweitem Roboterarm 12, 22 aus unterschiedlichen Blickrichtungen oder Perspektiven geprüft, etwa visuell inspiziert werden.
-
In Erweiterung zur Darstellung gemäß 3 kann vorgesehen sein, dass das Objekt 3 am ersten Ablageort 1 vom ersten Roboterarm 12 aufgenommen und mittels der am zweiten Roboterarm 22 vorgesehenen Prüfeinrichtung 15 geprüft wird, während sich das führerlose Prüffahrzeug 10 vom ersten Ablageort 1 zu einem zweiten Ablageort 2 bewegt. Am zweiten Ablageort 2 angekommen, kann der Prüfvorgang bereits abgeschlossen sein. Der zweite Ablageort 2 ist vorliegend als Förderband gezeigt. Nach erfolgter Prüfung, welche zeitlich überlappend mit dem Transport des Objekts 3 vollzogen werden kann, ist das Objekt 3 mittels des ersten Roboterarms 12 auf oder an dem zweiten Ablageort 2 ablegbar.
-
Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel der 5 kann die beispielsweise am zweiten Roboterarm 22 vorgesehene bildgebende Kamera 17 auch zum Ergreifen oder zum Erfassen des Objekts 3 aus einem Behälter 6 genutzt werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mehrere Objekte 3 unsortiert und ungeordnet, beispielsweise in einem Behälter 6 am ersten Ablageort 1 zur Verfügung gestellt werden. Insoweit kann mit dem ersten und dem zweiten Roboterarm 12, 22 ein sogenanntes Pick and Place-System verwirklicht werden, welches obendrein zur Überprüfung der Objekte 3 ausgestaltet ist.
-
Im Flussdiagramm der 6 ist ein Verfahren zum Prüfen von Objekten unter Verwendung des zuvor beschriebenen Prüffahrzeugs in einzelnen Schritten schematisch skizziert. In einem ersten Schritt 100 erfolgt ein Anfahren des ersten Ablageorts 1 mittels des Prüffahrzeugs 10. Am betreffenden Ablageort 1 angekommen, wird im Schritt 102 etwa mittels des ersten Roboterarms 12 zumindest ein Objekt 3 vom ersten Ablageort 1 aufgenommen. Im nachfolgenden Schritt 104 erfolgt eine Überprüfung des Objekts 3, etwa mittels einer stationär am Fahrgestell 11 ausgestalteten Messeinrichtung 30 oder aber mittels einer am zweiten Roboterarm 22 angeordneten Prüfeinrichtung 15. Hiernach wird im Schritt 106 das Objekt 3 entweder wieder am ersten Ablageort 1 abgelegt oder es wird einem zweiten Ablageort 2 und somit einer Weiterverarbeitung zugeführt. Der erste und der zweite Ablageort 1, 2 können entfernt voneinander liegen und so kann während des Transports des Objekts 3 vom ersten Ablageort 1 zum zweiten Ablageort 2 eine Überprüfung des Objekts mithilfe der Prüfeinrichtung 15 erfolgen.
-
Im Blockschaltbild der 7 sind einige Komponenten des Prüfsystems 50 gezeigt. Das Prüfsystem 50 weist zumindest ein zuvor beschriebenes Prüffahrzeug 10 mit einem Fahrgestell 11 auf. Am Prüffahrzeug 10 ist ein Antrieb 65 für das führerlose Bewegen des Prüffahrzeugs 10 vorgesehen. Ferner verfügt das Prüffahrzeug 10 über einen Energiespeicher 62. Dieser kann mittels einer außerhalb des Prüffahrzeugs 10 vorgesehenen Ladestation 56 aufgeladen werden. Bei dem Energiespeicher kann es sich typischerweise um einen elektrischen Akkumulator handeln.
-
Das Prüfsystem 50 weist eine Systemsteuerung 52 auf, mittels welcher das führerlose Prüffahrzeug 10 kontrollierbar und regelbar ist. Die Kommunikation zwischen der Systemsteuerung 52 und dem Fahrzeug 10 kann mittels einer am Fahrzeug 10 vorgesehenen Kommunikationsschnittstelle 66 erfolgen. Die Kommunikationsschnittstelle 66 ist typischerweise als drahtlose Kommunikationsschnittstelle ausgebildet. Ferner kann das Fahrzeug 10 ein Positionsmodul 64 aufweisen, welches mit einer Positionierungseinheit 54 interagiert. Über die Positionierungseinheit 54 kann das Fahrzeug 10, mithin dessen Fahrzeugsteuerung 60 selbsttätig im Raum, insbesondere zwischen ersten und zweiten Ablageorten 1, 2 selbsttätig navigieren.
-
Die Fahrzeugsteuerung 60 ist ferner mit den ersten und zweiten Roboterarmen 12, 22 gekoppelt. Diese können mittels der Fahrzeugsteuerung 60 oder mittels einer gesonderten Robotersteuerung bewegt werden. Die typischerweise von einer am Fahrzeug 10 vorgesehenen Prüfeinrichtung 15 aufgenommenen Daten zum Objekt 3 können von der Steuerung 60 verarbeitet und ggf. über die Kommunikationsschnittstelle 66 und über ein Netzwerk 68 einem Datenspeicher 70 zugeführt werden. Insoweit können sämtliche mittels des Fahrzeugs 10 erfassten und geprüften Objekte 3 datentechnisch erfasst und deren Daten in einem systemweit zugänglichen Datenspeicher 70 für die weitere Verarbeitung oder Montage der Objekte 3 hinterlegt werden.
-
Für die Navigation und selbsttätige Bewegung des Fahrzeugs 10 im vorgesehenen Umfeld kommen grundsätzlich verschiedenste Navigationsverfahren, wie beispielsweise die sogenannte Koppelnavigation, eine Spurführung mit kontinuierlicher Leitlinie, eine Rasternavigation, eine Lasernavigation, eine Navigation mittels Umgebungsmerkmalen infrage.
-
Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltungen der Entwicklung, zu welcher im Rahmen der Entwicklung weitere zahlreiche Varianten denkbar sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Entwicklung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine oder einige mögliche Implementierung(en) eines Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Ablageort
- 2
- Ablageort
- 3
- Objekt
- 4
- Förderband
- 5
- Magazin
- 6
- Behälter
- 10
- Fahrzeug
- 11
- Fahrgestell
- 12
- Roboterarm
- 14
- Kopf
- 15
- Prüfeinrichtung
- 16
- Greifer
- 17
- Kamera
- 18
- Sensor
- 22
- Roboterarm
- 24
- Kopf
- 30
- Messeinrichtung
- 50
- Prüfsystem
- 52
- Systemsteuerung
- 54
- Positionierungseinheit
- 56
- Ladestation
- 60
- Fahrzeugsteuerung
- 62
- Energiespeicher
- 64
- Positionsmodul
- 65
- Antrieb
- 66
- Kommunikationsschnittstelle
- 68
- Netzwerk
- 70
- Datenspeicher
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
