DE10256557A1

DE10256557A1 - Verfahren zur Positionsverfolgung von Werkzeugen und Prüfeinrichtungen

Info

Publication number: DE10256557A1
Application number: DE2002156557
Authority: DE
Inventors: Thomas Achatz; Michael Dr. Östreicher; Mike Lischke; Joachim Dr. Müller
Original assignee: Duerr Somac GmbH
Current assignee: Duerr Somac GmbH
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: DE20316018U1; DE10256557B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsverfolgung von Werkzeugen und/oder Prüfeinrichtungen an beweglichen Bearbeitungslinien in geschlossenen Räumen, insbesondere Montagelinien für die Automobilherstellung. DOLLAR A Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren unter Verwendung bekannter Positionsverfolgungsverfahren von Fahrzeugen auf Bearbeitungslinien zu schaffen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gattungsgemäß dadurch gelöst, DOLLAR A dass jedes zu verfolgende Werkzeug und/oder Prüfeinrichtungg (3; 4; 5) mit mehreren Infrarotsendedioden versehen ist, die zyklisch einen Identifikationscode des zu verfolgenden Werkzeuges und/oder Prüfeinrichtung (3; 4; 5) senden; DOLLAR A dass der Zyklus der Sendung eines Identifikationscodes nach einem Zeitscheibenprinzip zur Vermeidung von Informationsverfälschungen bei mehreren Werkzeugen und/oder Prüfeinrichtungen (3; 4; 5) erfolgt; DOLLAR A dass im Verfolgungsbereich beidseitig der Bearbeitungslinie (1) angeordnete Positionsempfängersysteme (8) die gesendeten Identifikationscodes erfassen, mit einem Zeitstempel versehen und speichern; DOLLAR A dass die Positionsempfängersysteme (8) über ein Bussystem miteinander gekoppelt sind und durch einen eigenen Identifikationscode jedes Positionsempfängersystems (8) gekennzeichnet ist; DOLLAR A dass eine Basisstation (7) aus den Zeiten der Sendung der Infrarotsendedioden und des Empfanges in einem der Positionsempfängersysteme (8) die Signallaufzeit und die Position des zu verfolgenden Werkzeuges und/oder ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsverfolgung von Werkzeugen und/oder Prüfeinrichtungen an beweglichen Bearbeitungslinien in geschlossenen Räumen, insbesondere Montagelinien für die Automobilherstellung.

Bei der Automobilherstellung ist bekannt, die Fahrzeuge mit einer Scannereinrichtung an einer definierten Position der Bearbeitungslinie zu erfassen (Scanpunkt). Die Scaninformation enthält eine dem Fahrzeug eindeutig zuordenbare ID- oder Fertigungsnummer und wird mit Hilfe von Datenträgern oder Barcodes erfasst, die am Fahrzeug oder Fahrzeugträger angebracht sind. Über ein Rechnersystem erfolgt mit der Scaninformation ein Zugriff auf die Datenbasis der Fertigungssteuerung. Dort werden die Fahrzeugparameter des gescannten Fahrzeuges abgerufen. Vom Scanpunkt aus wird das Fahrzeug verfolgt entweder mit Hilfe einer Abtastung der Förderstrecke oder mit Geschwindigkeitsinformationen, die die Fördertechnik liefert. Damit sind die Position des Fahrzeuges und seine Parameter über einen bestimmten Abschnitt ständig verfügbar. ( DE 41 13 556 (3).

Für die Positionsverfolgung von Werkzeugen und/oder Prüfeinrichtungen, die nach dem Scanpunkt an den dort befindlichen Fahrzeugen zur Bearbeitung oder Prüfung benutzt werden, sind keine Lösungen bekannt, die eine Zuordnung eines Werkzeuges und/oder einer Prüfeinrichtung zum Fahrzeug gewährleisten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Positionsverfolgung von Werkzeugen und/oder Prüfeinrichtungen an beweglichen Bearbeitungslinien unter Verwendung bekannter Positionsverfolgungsverfahren von Fahrzeugen auf Bearbeitungslinien zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Verfahrensschritte des Patentanspruches 1 gelöst. Dadurch steht zu jeder Zeit eine Information über die Position eines Werkzeuges oder einer Prüfeinrichtung zur Verfügung. Hierin ist auch der vom Werker ausgeführte Transport eines Werkzeuges oder einer Prüfeinrichtung zu einem Fahrzeug, das bearbeitet werden soll, eingeschlossen. Damit erfolgt eine dynamische Wegverfolgung. Dadurch kann der Werker die Ablage der Werkzeuge oder Prüfeinrichtungen nach einem für sich selbst optimierten Arbeitsprozess ausführen. Es werden dadurch Werkerzeiten eingespart sowie ein schneller Austausch von Werkzeugen und Prüfeinrichtungen ermöglicht. Die Positionsverwaltung für mehrere Werkzeuge und/oder Prüfeinrichtungen ist dadurch möglich.

Durch die Ermittlung der Signallaufzeiten zwischen den Werkzeugen und/oder Prüfeinrichtungen sowie den Empfängersystemen erfolgt eine Optimierung der Zeitscheibe für den Zyklus der Signalsendung. Für die Fehlererkennung im Zusammenspiel mehrerer Werkzeuge und/oder Prüfeinrichtungen und die Fehlereliminierung im Folgeprozess wird die Länge der Signalzeit verwendet.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Abschnitt einer Montagelinie für Kraftfahrzeuge und mehrere zu verfolgende Prüfeinrichtungen.

Durch die Montagelinie 1 werden die zu prüfenden Kraftfahrzeuge 2 in einen Abschnitt der Montagelinie 1 transportiert, in dem die Prüfung der Kraftfahrzeuge 2 stattfindet. In diesem Abschnitt der Montagelinie 1 befinden sich drei mobile Prüfeinrichtungen 3;4;5 in beliebigen Positionen auf beiden Seiten der Montagelinie 1. Die Positionen der Prüfeinrichtungen 3;4;5 werden ständig ermittelt. Es können bis zu vier Prüfeinrichtungen 3;4;5 überwacht werden. Am Anfang 6 des Abschnittes der Montagelinie 1, in dem die Prüfungen erfolgen, wird jedes Kraftfahrzeug 2 gescannt und erfasst. Über das Produktionsleitsystem erfolgt die Übergabe der Prüfparameter. Alle erfassten Kraftfahrzeuge 2 werden im Prüfabschnitt räumlich verfolgt. Der Werker nimmt eine Prüfeinrichtung 3;4;5 auf und bewegt sich auf das zu prüfende Kraftfahrzeug 2 zu. Die bewegte Prüfeinrichtung 3;4;5 wird durch die Positionserkennung dynamisch verfolgt. Die Basisstation 7 überträgt die Prüfparameter des Kraftfahrzeuges 2, das sich in Positionsübereinstimmung mit der bewegten Prüfeinrichtung 3;4;5 befindet, an diese Prüfeinrichtung 3;4;5. Der Werker platziert die Prüfeinrichtung 3;4;5 in dem in Positionsübereinstimmung befindlichen Kraftfahrzeug 2 und betätigt die Starttaste der Prüfeinrichtung 3;4;5. Nun erfolgt eine letzte Überprüfung bzw. Korrektur der Daten des zu prüfenden Kraftfahrzeuges 2 durch die Basisstation 7 und deren Übermittlung an die Prüfeinrichtung 3;4;5. Anschließend wird die Prüfung durchgeführt und deren Ergebnisdaten durch die Prüfeinrichtung 3;4;5 an die Basisstation 7 gesendet. Der Werker entnimmt die Prüfeinrichtung 3;4;5 aus dem geprüften Kraftfahrzeug 2 und legt die Prüfeinrichtung 3;4;5 neben der Montagelinie 1 an der Stelle ab, die zur Wiederaufnahme für den nächsten Prüfprozess für ihn optimal ist. Diese Prüfeinrichtung 3;4;5 wird durch die Positionserkennung fortwährend dynamisch verfogt und in ihrer Endposition erfasst.

Die Basisstation 7 stößt über Funk die Prüfeinrichtungen 3;4;5 zur Aussendung ihrer Identifikationscodes über deren Infrarotsendeeinrichtungen an. Mit diesem Anstoß wird jeder Prüfeinrichtung 3;4;5 eine Offsetzeit mitgeteilt, die ein gleichzeitiges Senden mehrerer Prüfeinrichtungen 3;4;5 verhindert. Damit wird ein Zeitscheibenprinzip eingerichtet. Die Vorgabe der Offsetzeit erfolgt durch Teilung einer maximalen Zykluszeit, in der jede Prüfeinrichtung 3;4;5 ihren Identifikationscode zum Empfänger übertragen und die Basisstation 7 alle Infrarotpositionsempfänger 8 ausgelesen hat. Bei einer 3oo ms-Zykluszeit kann somit ein Werker eine Strecke von etwa 0,5 m mit einer Prüfeinrichtung 3;4;5 zurücklegen. Diese wird dabei dynamisch erfasst.

Beidseitig zur Montagelinie 1 sind im Prüfabschnitt in einem Abstand von 1 m Infrarot-Postionsempfänder 8 angeordnet. Jeder Infrarot-Positionsempfänger 8 empfängt bis zu vier Prüfeinrichtungen 3;4;5, wenn sie sich in seinem Öffnungswinkel befinden. Jede empfangene Prüfeinrichtung 3;4;5 wird mit einem Zeitstempel versehen und im Infrarot-Positionsempfänger 8 gespeichert. Diese Information wird von der Basisstation 7 zyklisch ausgelesen. Die Infrarot-Positionsempfänger 8 werden von der Basisstation 7 über einen Identifikationscode einzeln angesprochen. Die Infrarot-Positionsempfänger 8 können über eine Broadcast-Nachricht zeitlich synchronisiert werden. Dies ist wesentlich in Bezug auf die Nutzung des Zeitstempels.

Das System kann während der Laufzeit optimiert werden durch Erkennung der realen Zeitpunkte des Aussendens der Identifikationscodes einer jeden Prüfeinrichtung 3;4;5 über den Zeitstempel während des Empfanges. Das ermöglicht der Basisstation 7 die Offsetzeiten für jede Prüfeinrichtung 3;4;5 zu verändern. Gleichzeitig werden hier Fehler erkannt und können berichtigt werden.

Die Detektierung der Prüfeinrichtung 3;4;5 erfolgt an beiden Seiten der Montagelinie 1. Aus dieser Information wird der Lageschwerpunkt errechnet. Dieses Verfahren ermöglicht auch die Drehung der Prüfeinrichtung 3;4;5 um die eigene Achse. Der Lageschwerpunkt bleibt erhalten.

Die Infrarotlichtenergie, mit der die Prüfeinrichtungen 3;4;5 ihre Identifikationscodes aussenden, lässt sich softwareseitig steuern. Damit ist das System an Umgebungsbedingungen anpassbar.

Dieses Verfahren zur Positionsverfolgung ist in gleicher Ausführung für die Positionsverfolgung von Werkzeugen geeignet.

1: Montagelinie
2: Kraftfahrzeug
3: Prüfeinrichtung
4: Prüfeinrichtung
5: Prüfeinrichtung
6: Anfang eines Abschnittes
7: Basisstation
8: Positionsempfänger
: (Positionsempfangssystem)

Claims

Verfahren zur Positionsverfolgung von Werkzeugen und/oder Prüfeinrichtungen an beweglichen Bearbeitungslinien in geschlossenen Räumen, insbesondere Montagelinien für die Automobilherstellung, wobei das Bearbeitungsobjekt an einer definierten Position durch eine Scannereinrichtung identifiziert und von dort ab über von außen erhaltene Bewegungsinformationen verfolgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass jedes zu verfolgende Werkzeug und/oder Prüfeinrichtung (3;4;5) mit mehreren Infrarotsendedioden versehen ist, die zyklisch einen Identifikationscode des zu verfolgenden Werkzeuges und/oder Prüfeinrichtung (3;4;5) senden; dass der Zyklus der Sendung eines Identifikationscodes nach einem Zeitscheibenprinzip zur Vermeidung von Informationsverfälschungen bei mehreren Werkzeugen und/oder Prüfeinrichtungen (3;4;5) erfolgt; dass im Verfolgungsbereich beidseitig der Bearbeitungslinie (1) angeordnete Positionsempfängersysteme (8) die gesendeten Identifikationscodes erfassen, mit einem Zeitstempel versehen und speichern; dass die Positionsempfängersysteme (8) über ein Bussystem miteinander gekoppelt sind und durch einen eigenen Identifikationscode jedes Positionsempfängersystem (8) gekennzeichnet ist; dass eine Basisstation (7) aus den Zeiten der Sendung der Infrarotsendedioden und des Empfanges in einem der Positionsempfängersysteme (8) die Signallaufzeit und die Position des zu verfolgenden Werkzeuges und/oder Prüfeinrichtung (3;4;5) errechnet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Ermittlung die Signallaufzeit zwischen dem Aussenden des Identifikationscodes des Werkzeuges und/oder der Prüfeinrichtung (3;4;5) und dem Empfang in einem Positionsempfangssystem (8) die notwendige Länge der Zeitscheibe für die zyklische Signalsendung auf ein Minimum optimiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fehlererkennung im Zusammenspiel meherer Werkzeuge und/oder Prüfeinrichtungen (3;4;5) und die Fehlereliminierung im Folgeprozess die Länge der Signallaufzeit verwendet wird.