DE10256557B4

DE10256557B4 - Verfahren zur Positionsverfolgung von Prüfeinrichtungen

Info

Publication number: DE10256557B4
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: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: DE20316018U1; DE10256557A1

Abstract

Verfahren zur Positionsverfolgung von Prüfeinrichtungen an beweglichen Bearbeitungslinien in geschlossenen Räumen, insbesondere an Montagelinien für die Automobilherstellung,
wobei das Bearbeitungsobjekt (2) an definierter Position durch eine Scannereinrichtung identifiziert und von dort über von außen erhaltene Bewegungsinformationen verfolgt wird, wobei jede zu verfolgende Prüfeinrichtung (3; 4; 5) mit mehreren Infrarotsendedioden versehen ist, die zyklisch einen Identifikationscode senden,
wobei der Zyklus der Sendung eines Identifikationscodes nach einem Zeitscheibenprinzip zur Vermeidung von Informationsverfälschungen bei mehreren Prüfeinrichtungen (3; 4; 5) erfolgt,
wobei im Verfolgungsbereich beidseitig der Bearbeitungslinie (1) angeordnete Positionsempfängersysteme (8) die gesendeten Identifikationscodes erfassen, mit einem Zeitstempel versehen und speichern, so dass die Position von Bearbeitungsobjekt und Prüfeinrichtung aktuell und dynamisch verfolgbar ist,
wobei jedem Positionsempfängersystem (8) ein Identifikationscode zugeordnet ist,
wobei die Positionsempfängersysteme (8) über ein Bussystem gekoppelt sind und
wobei eine Basisstation (7) aus den Zeiten der Sendung der Infrarotsendedioden und des Empfanges in einem...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsverfolgung von Prüfeinrichtungen an beweglichen Bearbeitungslinien in geschlossenen Räumen, insbesondere Montagelinien für die Automobilherstellung ( DE 199 55 646 A1 ).

Aussagen über den Standort bzw. die Eigenschaften von Objekten werden für verschiedenartige Anwendungen benötigt. Hierbei werden für die Zuordnung von objektrelevanten Daten zunehmend Transponder verwendet. Dies sind passive elektronische Bauteile, die mit einem Energieimpuls aufgeladen werden und somit gespeicherte Identifikationsdaten vom jeweiligen Objekt zu einer Lesevorrichtung senden können. Transponder werden z.B. zur Lagerverwaltung im Transportbereich ( DE 198 44 631 A1 ), für Reinigungssysteme von Silizium-Wafern ( DE 196 32 798 C2 ), für Personen- bzw. Sachkontrollen in Unternehmen ( DE 199 56 908 A1 ) oder zur Kennzeichnung und Identifizierung von Fährrädern ( DE 198 39 622 A1 ) eingesetzt.

Weiterhin ist es aus DE 41 13 556 C3 bekannt, Fahrzeuge bei der Automobilherstellung 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, welche die Fördertechnik liefert. Damit sind die Position des Fahrzeuges und seine Parameter über einen bestimmten Abschnitt ständig verfügbar.

Ferner beschreibt DE 199 55 646 A1 ein Verfahren zur Positionsverfolgung von Werkzeugen an beweglichen Bearbeitungslinien in geschlossenen Räumen, das insbesondere an Montagelinien für die Automobilherstellung eingesetzt wird. Dieses Verfahren beruht auf einer Auswertung von Signallaufzeiten zwischen Sendern und Empfängern, die an den Werkzeugen bzw. im Bereich der Montagelinie angeordnet sind. Auf Grundlage der Signallaufzeiten wird in Kombination mit einer Auswerteeinheit, einer Meldeeinrichtung und einer Zuordnungseinheit die jeweils konkrete Werkzeugposition ermittelt. Der grundsätzliche Verfahrensablauf wird durch mehrere Verfahrensschritte vorteilhaft ausgestaltet. So wird vorgeschlagen, die zu erfassenden Signale jeweils sendercharakteristisch auszugestalten, die Sendersignale in einer bestimmten Reihenfolge abzugeben oder die Positionsbestimmung der Werkzeuge in definierten zeitlichen Abständen oder nach jeweils gezielten Senderaktivierungen durchzuführen.

Zumindest die letztgenannte Druckschrift DE 199 55 646 A1 ermöglicht eine Positionsverfolgung von Werkzeugen an Montagelinien für die Automobilherstellung. Hingegen sind für die Positionsverfolgung von Prüfeinrichtungen, die nach dem Scanpunkt an den dort befindlichen Fahrzeugen zur Prüfung benutzt werden, keine Lösungen bekannt, die eine Zuordnung einer Prüfeinrichtung zum Fahrzeug gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Positionsverfolgung von Prüfeinrichtungen an beweglichen Bearbeitungslinien, insbesondere an Montagelinien für die Automobilherstellung zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Patentanspruch 1 benannten Verfahrensschritte gelöst. Durch Anwendung des Verfahrens steht zu jeder Zeit eine Information über die Position einer Prüfeinrichtung zur Verfügung. Hierin ist auch der vom Werker ausgeführte Transport einer Prüfeinrichtung zu einem Fahrzeug, an dem Prüfarbeiten durchgeführt werden sollen, eingeschlossen. Somit erfolgt eine dynamische Wegverfolgung. Dadurch kann der Werker die Ablage der Prüfeinrichtungen nach einem für sich selbst optimierten Arbeitsprozess ausführen. Folglich werden Werkerzeiten eingespart sowie ein schneller Austausch von Prüfeinrichtungen ermöglicht. Weiterhin ist eine Positionsverwaltung für mehrere Prüfeinrichtungen möglich.

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

Nachfolgend wird die Erfindung 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 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 Kraftfahr zeuges 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 Prüfung 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 verfolgt 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 Infrarot-Positionsempfänger 8 ausgelesen hat. Bei einer Zykluszeit von 300 Millisekunden kann ein Werker somit eine Strecke von etwa 0,5 Meter mit einer Prüfeinrichtung 3; 4; 5 zurücklegen. Diese wird dabei dynamisch erfasst.
Beidseitig zur Montagelinie 1 sind im Prüfabschnitt in einem Abstand von beispielsweise einem Meter Infrarot-Positionsempfänger 8 angeordnet. Jeder Infrarot-Positionsempfänger 8 empfängt die Signale von bis zu vier Prüfeinrichtungen, sofern 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 Empfangens. 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.

Claims

Verfahren zur Positionsverfolgung von Prüfeinrichtungen an beweglichen Bearbeitungslinien in geschlossenen Räumen, insbesondere an Montagelinien für die Automobilherstellung, wobei das Bearbeitungsobjekt (2) an definierter Position durch eine Scannereinrichtung identifiziert und von dort über von außen erhaltene Bewegungsinformationen verfolgt wird, wobei jede zu verfolgende Prüfeinrichtung (3; 4; 5) mit mehreren Infrarotsendedioden versehen ist, die zyklisch einen Identifikationscode senden, wobei der Zyklus der Sendung eines Identifikationscodes nach einem Zeitscheibenprinzip zur Vermeidung von Informationsverfälschungen bei mehreren Prüfeinrichtungen (3; 4; 5) erfolgt, wobei im Verfolgungsbereich beidseitig der Bearbeitungslinie (1) angeordnete Positionsempfängersysteme (8) die gesendeten Identifikationscodes erfassen, mit einem Zeitstempel versehen und speichern, so dass die Position von Bearbeitungsobjekt und Prüfeinrichtung aktuell und dynamisch verfolgbar ist, wobei jedem Positionsempfängersystem (8) ein Identifikationscode zugeordnet ist, wobei die Positionsempfängersysteme (8) über ein Bussystem gekoppelt sind und wobei eine Basisstation (7) aus den Zeiten der Sendung der Infrarotsendedioden und des Empfanges in einem der Positionsempfängersysteme (8) die Signallaufzeit und die Position der zu verfolgenden Prüfeinrichtung (3; 4; 5) errechnet, wobei eine aus einer Ruhelage in Richtung auf das zu prüfende Kraftfahrzeug (2) bewegte Prüfeinrichtung (3; 4; 5) durch die Positionserkennung dynamisch verfolgt wird, dass nach Erreichen einer Positionsübereinstimmung von bewegter Prüfeinrichtung (3; 4; 5) und zu prüfendem Kraftfahrzeug (2) die Basisstation (7) die Prüfparameter des zugeordneten Kraftfahrzeuges (2) an die jeweilige Prüfeinrichtung (3; 4; 5) überträgt, dass nach Platzierung der Prüfeinrichtung (3; 4; 5) in dem in Positionsübereinstimmung befindlichen Kraftfahrzeug (2) eine der Prüfeinrichtung (3; 4; 5) zugeordnete Starttaste betätigt wird, dass nachfolgend eine nochmalige Überprüfung bzw. Korrektur der Daten des zu prüfenden Kraftfahrzeuges (2) durch die Basisstation (7) und deren Übermittlung an die Prüfeinrichtung (3; 4; 5) erfolgt und dass anschließend die Prüfung durchgeführt wird, deren Ergebnisdaten durch die Prüfeinrichtung (3; 4; 5) an die Basisstation (7) gesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Ermittlung der Signallaufzeit zwischen dem Aussenden des Identifikationscodes der Prüfeinrichtung (3; 4; 5) und dem Empfang in einem Positionsempfängersystem (8) die notwendige Länge der Zeitscheibe für die zyklische Signalsendung auf ein Minimum optimiert wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fehlererkennung im Zusammenspiel mehrerer Prüfeinrichtungen (3; 4; 5) und die Fehlereliminierung im Folgeprozess die Länge der Signallaufzeit verwendet wird.