DE10214834A1

DE10214834A1 - Verfahren zum gezielten Zerlegen eines Altfahrzeuges

Info

Publication number: DE10214834A1
Application number: DE2002114834
Authority: DE
Inventors: Juergen Paustian; Bram Den Dunnen; Gerard Mooiman
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2003-10-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gezielten Zerlegen eines Altfahrzeuges zur Wiedergewinnung von Komponenten und Stofffraktionen, mit rechnergestützten Vorrichtungen und Werkzeugen. Sie löst die Aufgabe, ein derartiges Verfahren so zu gestalten, dass die wiederverwendbaren Baugruppen und Komponenten durch eine Demontage oder ein Abtrennen der Verbindungen zerstörungsfrei gewonnen werden. Dazu wird die Montagefolge bei der Herstellung des Fahrzeugs (2) auf der Grundlage der Fahrzeugidentifizierungsnummer ermittelt und im Rechner (10) gespeichert und in einer daraus abgeleiteten optimierten Reihenfolge als Demontageprogramm verwendet, die für die Demontage erforderlichen und einer Zerlegestation zugeordneten Vorrichtungen (R) und Werkzeuge (3-9) werden bestimmt und gerüstet, die Position des Fahrzeugs in der Zerlegestation wird ermittelt und anschließend werden die jeweiligen Komponenten (14, 15) in der durch das Demontageprogramm festgelegten Reihenfolge mit den auf der Grundlage der ermittelten Positionskoordinaten exakt zum Fahrzeug (2) positionierten Vorrichtungen (R) und Werkzeugen (3-9) automatisch und/oder halbautomatisch demontiert und abgelegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gezielten Zerlegen eines Altfahrzeuges zur Wiedergewinnung noch verwertbarer Komponenten und Stofffraktionen.

Derzeit erfolgt die Verwertung von Altfahrzeugen überwiegend in Autoverwertungsbetrieben, in denen noch verwertbare Einzelteile und Baugruppen als wiederverwendbare Komponenten weitgehend manuell aus den Altfahrzeugen entnommen werden. Die ausgeschlachteten Altfahrzeuge werden anschließend einer Shredderanlage zugeführt, zerkleinert und danach in verschiedene Stofffraktionen, insbesondere Stahl, Leichtmetalle und Kunststoffe, sortiert, und diese gegebenenfalls weiterverwertet. Ein derartiges Verfahren wird in der DE 40 19 312 A1 beschrieben, wobei in einzelnen Demontagestationen bestimmte Teile manuell aus dem Altfahrzeug entnommen, anschließend zerkleinert und/oder werkstoffspezifisch separiert werden. Die Effektivität eines derartigen Verfahrens läßt Wünsche offen, zumal eine vollständige und optimale Verwertung durch fehlende Informationen zu den technischen Daten und Ausstattungen fehlt. Eine exakte Identifizierung der Materialien, Komponenten und Aggregate ist ohne Kenntnis entsprechender Herstellerinformationen oft nur nach einem Ausbau derselben möglich, wenn diese Teile mit einer Aufschrift oder einem Symbol gekennzeichnet sind. Daher müssen viele Teile pauschal demontiert und dann mit Hilfe von Listen zeitaufwendig identifiziert werden. Des weiteren ist aus der DE 42 13 450 C1 ein mechanisches Verfahren zur Entnahme und Aufbereitung von Verbundglasscheiben zur Rückgewinnung der einzelnen Werkstoffkomponenten bekannt. Das Heraustrennen der Verbundglasscheiben aus dem Fahrzeug kann dabei mit beliebigen Verfahren erfolgen, vorteilhaft auch durch Laserschneiden. Eine herausgeschnittene Verbundglasscheibe wird einer Weiterbehandlung zugeführt, die eine Farbsortierung, ein Vorbrechen und ein sortenreines Trennen einschließlich einer chemischen Separierung beinhaltet. Anschließend kann eine weitergehende Aufbereitung der getrennten Fraktionen erfolgen.

Die DE 199 62 266 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Einrichtung zum automatischen materialorientierten Zerlegen von Kraftfahrzeugen, um die darin enthaltenen Stofffraktionen quantitativ abzutrennen und dem Produktionskreislauf wieder zuzuführen. Das Zerlegen des Kraftfahrzeugs wird dabei in mehreren Bearbeitungsstationen mittels Robotern und/oder Manipulatoren zerstörend durchgeführt, wobei die abzutrennenden Teile mit an den Robotern bzw. Manipulatoren angebrachten Trennwerkzeugen und Greiferarmen gewaltsam aus ihrer Verankerung gelöst und einer weiteren Behandlung oder einer Entsorgung zugeführt werden. Die Steuerung und Bedienung der Roboter bzw. der Manipulatoren erfolgt unter Einsatz eines Rechners von einer Leitzentrale aus. Dazu können die Altfahrzeuge auf einem Transportsystem zwangspositioniert und in festgelegten Abständen zu den einzelnen Bearbeitungsstationen bewegt und die einzelnen Bearbeitungsvorgänge mittels eines Programms gesteuert und überwacht werden, wobei für jeden Fahrzeugtyp ein besonderes Programm verwendet wird. Wiederverwendbare Baugruppen oder Komponenten werden allerdings nicht gezielt aus dem Fahrzeug entnommen und einer Aufbereitung und Wiederverwendung zugeführt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum gezielten Zerlegen eines Altfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, bei dem wiederverwendbare Baugruppen und Komponenten durch eine Demontage oder ein Abtrennen der Verbindungen zerstörungsfrei gewonnen werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Verfahren zum Zerlegen eines Altfahrzeuges mit rechnergesteuerten Vorrichtungen und Werkzeugen die Montagefolge der Komponenten und Baugruppen bei der Herstellung des jeweiligen Fahrzeugs auf der Grundlage der Fahrzeugidentifizierungsnummer, hinter der sich eindeutige fahrzeugspezifische und -individuelle Merkmale verbergen, ermittelt und für das Zerlegen des Altfahrzeugs in einer Prozeßsteuereinheit mit einem Rechner gespeichert und in einer daraus abgeleiteten optimierten Reihenfolge als Demontageprogramm verwendet wird. Anhand desselben und der jeweils zu demontierenden Komponenten werden die erforderlichen Vorrichtungen und Werkzeuge bestimmt, und die ausgewählten Vorrichtungen mit den entsprechenden Werkzeugen bestückt. Anschließend wird das Fahrzeug in einer mit einer Zerlegungsstation gekoppelten Halterungsvorrichtung positioniert, und es werden die absoluten Positionskoordinaten des Fahrzeugs in dieser bestimmt und der Prozeßsteuerungseinheit übermittelt. Danach werden die Halterungsvorrichtung mit dem Fahrzeug in eine an der Zerlegungsstation gegebene definierte Position verbracht und das Fahrzeug in dieser mit den vorbestimmten Vorrichtungen und Werkzeugen nach der programmierten Demontagefolge demontiert. Die demontierten Komponenten und Baugruppen sowie die gewonnenen Stofffraktionen werden durch die Vorrichtungen gezielt abgelegt. Auf diese Weise werden die bei den Herstellern vorhandenen Konstruktionsdaten, das sind die CAD-daten für die Geometrie, den Zusammenbau und die Materialien, die Komponenten- und Teilearten des Fahrzeugs sowie die Fertigungsdaten, insbesondere Bauanweisungen, Fügefolgen und Befestigungs- bzw. Fügemittel, vorteilhaft zur Planung und Durchführung einer optimierten Zerlegung genutzt. Auf der Basis der genannten Daten und der Demontagefolge werden die notwendigen Werkzeuge und die für diese vorteilhaften Vorrichtungen ausgewählt und in der Zerlegungsstation in die richtige Demontageposition verbracht. Diese Verfahrensweise stellt zugleich die Zugänglichkeit der Komponenten und Baugruppen sicher.

Dabei kann die jeweilige Fahrzeugidentifizierungsnummer auf einfache Weise mit einem geeigneten automatischen Lesegerät, beispielsweise einem marktüblichen Scanner für Barcodes oder Klarschriftlesegeräte, am Fahrzeug oder in einem zugehörigen Dokument ermittelt und in den Prozeßrechner eingegeben werden. Die Positionskoordinaten des in die Haltevorrichtung verbrachten und in dieser befestigten Fahrzeugs können mit einer Kamera erfaßt und rechnergestützt ausgewertet werden. Da die Haltevorrichtung mit der Zerlegungstation gekoppelt ist und eine vorbestimmte, definierte Position in dieser für die Zerlegung einnimmt, kann auch die erforderliche Position der für den jeweiligen Demontagevorgang vorgesehenen (Zerlegungs-)Vorrichtung am Fahrzeug bestimmt und die Vorrichtung mit dem Werkzeug rechnergestützt bewegt werden. Für die Zerlegung kommen neben zerstörungsfrei demontierenden Werkzeugen, wie Schraubern, auch zerstörende Trennwerkzeuge zum Einsatz, insbesondere Laserschneidgeräte.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Zerlegungsstation, schematisch, und
Fig. 2 die Demontage eines vorderen Stoßfängers.
In Fig. 1 ist eine Zerlegungsstation mit einer Haltevorrichtung 1 für ein zu zerlegendes Fahrzeug 2 dargestellt. Die Zerlegungsstation ist mit numerisch (NC-)gesteuerten Vorrichtungen - Robotern R - ausgerüstet, die an eine Steuereinrichtung 10 mit einem Prozeßrechner angeschlossen sind. Am Rande der Zerlegungsstation sind im jeweiligen Arbeitsbereich der Vorrichtungen R Aufnahmebehälter 11 für demontierte Komponenten, Bauteile und Kleinteile angeordnet. In Vorbereitung der Zerlegung des Kraftfahrzeuges 2 wird die bei dessen Herstellung gegebene Folge der einzelnen Arbeitsschritte mit dem jeweils montierten Bauteil oder der Baugruppe und den verwendeten Fügemitteln sowie deren Position am Fahrzeug fahrzeugspezifisch anhand der Fahrzeugidenfizierungsnummer auf der Basis der Datensätze und Stücklisten aus dem CAD-Datensatz des Fahrzeugherstellers, ergänzt durch weitere Daten und Informationen desselben aus der Montagelinie und aus Reparaturanleitungen, neben den Montagefolgen anderer Fahrzeugtypen im Rechner gespeichert. Bei der Anlieferung des Fahrzeugs 2 zur Zerlegung wird die Fahrzeugidentifizierungsnummer desselben mit einem automatischen Klarschriftlesegerät 12 erfaßt und dem Rechner übermittelt. Dieser greift auf die fahrzeugtyp- und fahrzeugspezifisch gespeicherte Montagefolge zurück und signalisiert, mit welchen Werkzeugen 3-9 die Vorrichtungen R zu bestücken sind. Nach der entsprechenden Aus- und/oder Umrüstung der Vorrichtungen R wird das Fahrzeug 2 zur Demontage in die Haltevorrichtung 1 verbracht, und es werden die Positionskoordinaten des Fahrzeugs 2 in dieser Haltevorrichtung 1 mit einer Kamera 13 auf der Basis einer rechnergestützten Kameraauswertung ermittelt. Anschließend wird das Fahrzeug 2 mit dieser (1) definiert in die Zerlegungsstation eingefahren.
Der Zerlegungsprozeß (Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1) beginnt nun, entsprechend der vom Rechner vorgegebenen optimierten Demontagefolge, hier die umgekehrte Montagefolge, rechnergesteuert mit der Entfernung des vorderen Kunststoff- Stoßfängers 14 des Fahrzeugs 2, der bei der Herstellung des Fahrzeugs 2 zuletzt montiert worden ist, und dabei mit dem Entfernen der Abdeckungen der Verschraubungen A-E mit einem NC-Manipulator 3, der die Abdeckungen auch übernimmt und in einen für diese bereitgestellten Aufnahmebehälter 11 ablegt. Anschließend fährt ein Greifer 4 in Position und fixiert den Stoßfänger 14. Ein NCgesteuerter Schrauber 5 - alternativ dazu auch mehrere - fährt anschließend in Position und dreht nacheinander die Schrauben A-E heraus, übernimmt diese und legt sie in einen weiteren Behälter 11. Nach der Entfernung der Schrauben A-E nimmt ein Greifer 6 den Stoßfänger 14 ab und fixiert diesen. Ein weiterer Greifer 7 zieht die Kabel von den Nebelscheinwerfern 15 von der Innenseite des Stoßfängers 14 ab. Mit einem an einem Roboter angeordneten Laserschneidgerät 8 wird der Stoßfänger 14 im Bereich um die Clipse der Nebelscheinwerfer 15 aufgeschnitten, so, daß die Clipse nicht beschädigt werden, und die Nebelscheinwerfer 15 werden mit einem Greifer 9 von hinten aus ihren Halterungen 16 gedrückt und in einen für diese vorgesehenen Aufnahmebehälter 11 abgelegt.
Anschließend werden die Vorrichtungen R der hinteren Stoßstange zugeordnet und beginnen mit deren Demontage. Es folgt die Entfernung der Karosserieteile. Dazu werden das Laserschneidgerät 8, daß nacheinander das Fahrzeugdach, die Motorhaube, die Heckklappe und die Fahrzeugtüren abtrennt, und die entsprechenden Greifer 4, 6, 7 und/oder 9 eingesetzt, die die abgetrennten Karosserieteile aufnehmen und in die für diese vorgesehenen Aufnahmebehälter 11 ablegen. Danach sind die im Motorraum angeordneten Aggregate und Komponenten, insbesondere der Motorblock und das Getriebe, freigelegt, die nun anschließend mit den entsprechenden Vorrichtungen und Werkzeugen demontiert werden.
In einem späteren Demontageschritt wird auch die edelmetallbeschichtete Keramik aus dem Katalysator geborgen. Dazu sind anhand der Fahrzeugidentifizierungsnummer die exakte Position, die Bauform, die Abmessungen und die stoffliche Zusammensetzung des Katalysators und der Abgasanlage aus dem Datensatz ermittelt worden. Daraus wiederum hat der Rechner die planmäßige Zerlegung mit den dazugehörigen geometrischen Bewegungs- und Arbeits-Abläufen für die Zerlegungsstation ermittelt und anhand der vorliegenden Daten die Werkzeuge 3-9 bestimmt, mit denen die Vorrichtungen R zu bestücken sind, und schließlich auch, in welche Aufnahmebehälter 11 die jeweiligen demontierten Teile abgelegt werden. Während also ein Greifer 7 den Katalysator an seinem äußeren Blechgehäuse festhält, wird der Katalysator mit einem Laserschneider 8 rechts und links vom Abgasrohr am großen Durchmesser des Katalysatorgehäuses ab- und damit zugleich aufgeschnitten. Anschließend führt der Greifer 7 das Katalysatorgehäuse mit der Keramik über den für diese vorgesehenen Aufnahmebehälter 11, kippt die Keramik aus dem Katalysatorgehäuse und entsorgt dieses in einen weiteren, für Edelstahlblech vorgesehenen Aufnahmebehälter 11.
Nach der völligen Demontage des Fahrzeugs 2 werden die Aufnahmebehälter 11 mit den in diesen abgelegten Karosserieteilen, Komponenten und Bauteilen, wie Stoßfänger 14 und Nebelscheinwerfer 15, einer für diese vorgesehenen spezifischen Weiterbehandlungsstation übergeben. Die Keramik wird auf eine Wiederverwendbarkeit geprüft, im positiven Falle erneut für die Herstellung von Katalysatoren eingesetzt und im negativen Falle einer Materialaufbereitung zugeführt. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Haltevorrichtung
2 Fahrzeug
3 Manipulator
4 Greifer
5 Schrauber
6 Greifer
7 Greifer
8 Laserschneidgerät
9 Greifer
10 Steuereinrichtung
11 Aufnahmebehälter
12 Klarschriftlesegerät
13 Kamera
14 Stoßfänger
15 Nebelscheinwerfer
R Roboter
A Verschraubung
B Verschraubung
C Verschraubung
D Verschraubung
E Verschraubung

Claims

1. Verfahren zum gezielten Zerlegen eines Altfahrzeuges zur Wiedergewinnung von Komponenten und Stofffraktionen, mit rechnergesteuerten Vorrichtungen und Werkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Montagefolge bei der Herstellung des Fahrzeugs (2) auf der Grundlage der Fahrzeugidentifizierungsnummer ermittelt und für das Zerlegen im Rechner (10) gespeichert und in einer aus dieser abgeleiteten optimierten Reihenfolge als Demontageprogramm verwendet wird, daß anhand der Demontagefolge und der jeweils zu demontierenden Komponenten die nacheinander für die Demontage erforderlichen Vorrichtungen (R) und Werkzeuge (3-9) bestimmt und die Vorrichtungen (R) mit den Werkzeugen (3-9) bestückt werden, daß das Fahrzeug in eine Haltevorrichtung (1) in einer Zerlegungsstation verbracht und die absoluten Positionskoordinaten des Fahrzeugs (2) in dieser ermittelt werden, und daß anschließend die jeweiligen Komponenten (14, 15) in der durch das Demontageprogramm vorbestimmten Reihenfolge mit den Vorrichtungen (R) und Werkzeugen (3-9) automatisch und/oder halbautomatisch demontiert und abgelegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugidentifizierungsnummer mit einem automatischen Lesegerät (12) am Fahrzeug (2) oder einem zugehörigen Dokument ermittelt und dem Rechner (10) übermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionskoordinaten des Fahrzeugs (2) mit einer automatischen Meßvorrichtung mit wenigstens einer Kamera (13) auf der Basis einer rechnergestützten Kameraauswertung bestimmt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Karosserieblech- oder Kunststoffteile und vorbestimmte Komponenten mit Laserschneidgeräten (8) vom Fahrzeugkörper abgetrennt werden.