SE536087C2 - Lokaliseringssystem för fastställande av positionen hos ett objekt - Google Patents

Description

536 087 P2OP11702-111101 modulerna, vilka motsvarar de individuella avstånden mellan mutterdragaren och de stationära kommunikationsmodulerna, överförs till en beräknings- och utvärderingsenhet för framräkning av den aktuella tredimensionella positionen hos mutterdragaren. Ett sàdant system av ovan nämnd typ innefattar en signalöverförande TAG som är monterad på mutterdragaren och anordnad att svara på en aktiveringssignal och att själv avge signaler till de stationära kommunikationsmodulerna.

System av denna typ används vid arbetsstationer på monteringslinjer för bilkarosser för fastställande av att specifika skruvförband på bilkarosserna har blivit bearbetade över huvud taget och huruvida de har åtdragits till specificerade önskade åtdragningsnivåer. Detta är inte bara ett system ägnat för kvalitetsförsäkran utan även för att hålla reda på mutterdragarens arbetspositioner relativt en viss bilkaross och/eller skruvförbandsposition pà bilkarossen för att därigenom möjliggöra kontroll av de operationsdata som mutterdragaren använder pà vart och ett av skruvförbanden som ett led i att garantera säkerheten pà slutprodukten, nämligen bilen.

I US-patentet 7,055,233 är tidigare beskrivet ett ultraljudbaserat lokaliseringssystem för en mutterdragare vid användning på bilkarosser som färdas längs en monteringslinje. Detta system kan fastställa på vilken bilkaross på monteringslinjen mutterdragaren för närvarande används, och huruvida mutterdragaren har använts på skruvförband i specifika positioner på bilkarossen.

Exempelvis är det möjligt att fastställa huruvida vart och 536 08? P20P11702-111101 ett av skruvförbanden på bilkarossen har blivit åtdraget eller inte, och till och med huruvida åtdragningsresultatet för vart och ett av skruvförbanden är godkänt eller ej.

Detta kända system är baserat på reflexer från verktyget av överljudsvågor som avgetts av stationära sensorer placerade intill monteringslinjen.

Ett problem som föreligger vid ovannämnda överljudsbaserade system, och även vid optiska system, är emellertid består i svårigheten att kommunicera med mutterdragaren i vissa skruvförbandspositioner, exempelvis inuti en bilkaross där delar av bilkarossen skärmar av de kommunicerande ljud- eller ljussignalerna. Detta innebär att det inte kan uppstå någon kommunikation alls eller endast en dålig sådan mellan mutterdragaren och de stationära kommunikationsmodulerna, varigenom någon tillförlitlig avstàndsrelaterad signal kan sändas till utvärderingsenheten. Även operatören själv kan skärma av signalerna i vissa arbetspositioner. Även radiovågsbaserade signaler kan bli allvarligt störda av delar av bilkarossen eller operatören, vilket resulterar i dåliga eller mindre tillförlitliga signaler från de signalkommunicerande modulerna till utvärderingsenheten.

Det är ett ändamål med uppfinningen att skapa ett lokaliseringssystem som innefattar ett antal stationära signalkommunicerande moduler och en mobil signalkommunicerande modul anordnad pà ett rörligt objekt i ett tredimensionellt rum och anpassat att upprätthålla kontakt med objektet även i svåràtkomliga positioner i rummet som normalt är avskärmade av andra objekt eller omgivande strukturer. 536 087 P20-11702-111101 Det är ett ytterligare ändamål med uppfinningen att skapa ett lokaliseringssystem för fastställande av positionen hos ett rörligt objekt i ett tredimensionellt rum med hjälp av ett antal stationära signalkommunicerande moduler placerade i rummet och en mobil signalkommunicerande modul anordnad på det rörliga objektet, varvid en eller fler av de stationära signalkommunicerande modulerna är flyttbar mellan två eller fler positioner för uppnående av kontakt med den mobila signalkommunicerande modulen på det rörliga objektet även i svåràtkomliga positioner som normalt är avskärmade av omgivande strukturer eller föremål.

Ytterligare ändamål, särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av den följande beskrivning och patentkrav.

På ritningen visas ett lokaliseringssystem enligt uppfinningen i ett tredimensionellt rum vid en monteringslinje 10 med en rad av bilkarosser som färdas längs linjen. I en av bilkarosserna ll illustreras en mutterdragare 12 avsedd att användas bland annat för åtdragning av skruvförband inuti bilkarossen ll. Ett lokaliseringssystem för mutterdragaren innefattar tre signalkommunicerande moduler 15, 16 och 17 placerade i väl definierade positioner i rummet, samt en signalkommunicerande modul 18 placerad på mutterdragaren 12. Mutterdragaren 12 är i själva verket ett rörligt objekt vars position skall bestämmas vid vissa tidpunkter. De stationära signalkommunicerande modulerna 15, 16 och 17 är anslutna via ett ledningssystem till en stationär beräknings- och utvärderingsenhet 24. Den senare innefattar även organ för överföring och mottagande av arbetsdata från 535 08? P20-11702-111101 mutterdragaren 12 via trådlös kommunikation. Denna trådlösa kommunikation mellan mutterdragaren 12 och den stationära enheten 24 utgör ingen del av uppfinningen och beskrivs därför inte i ytterligare detalj.

De stationära signalkommunicerande modulerna 15, 16 och 17 kan vara den typ som sänder ut signaler som skall reflekteras av den signalkommunicerande modulen 18 på mutterdragaren 12. Alternativt kan den mobila signalkommunicerande modulen 18 på mutterdragaren 12 vara en signalkommunicerande TAG eller någon annan typ av anordning som sänder ut signaler för mottagande av de stationära signalkommunicerande modulerna 15, 16 och 17. I båda fallen indikeras och utvärderas såväl riktningen hos de signaler som mottages av de stationära signalkommunicerande modulerna 15, 16 och 17 som avståndet mellan var och en av se stationär signalkommunicerande modulerna 15, 16 och 17 och den mobila signalkommunicerande modulen 18 av beräknings- och utvärderingsenheten 24. Som ett resultat av denna utvärdering bestäms den tredimensionella positionen hos mutterdragaren 12 i rummet.

Såväl de stationära signalkommunicerande modulerna 15, 16 och 17 som den mobila signalkommunicerande modulen 18 är utformade att avge och/eller motta signaler i relation både till olika avstånd och olika riktningar mellan modulerna.

Den signalkommunicerande modulen 18 på mutterdragaren 12 kan med fördel även avge och/eller reflektera signaler i relation till rotationsläget hos mutterdragaren 12 i olika plan. Exempelvis kan en typ av signalkommunicerande modul användas som kan indikera rotationsläget i så mycket som 535 ÜB? P20-11702-111101 sex frihetsgrader, DOF. Denna typ av signalkommunicerande modul är i och för sig förut känd och utgör ingen del av uppfinningen.

Eftersom mutterdragaren 12 är avsedd att utföra ett åtdragningsarbete invändigt i bilkarossen 11 är det vissa delar av bilkarossen 11, till exempel taket, som kommer att skärma av de signaler som avges av de signalkommunicerande modulerna 15, 16 och 17 eller den mobila signalkommunicerande modulen 18 på mutterdragaren 12, vilket skulle förorsaka en dålig eller avbruten signalkommunikation mellan de stationära signalkommunicerande modulerna 15, 16 och 17 och den mobila signalkommunicerande modulen 18 på mutterdragaren 12, och därmed en förlorad positionsindikering för mutterdragaren.

För att lösa detta problem är en av de stationära signalkommunicerande modulerna 16 omställbar mellan två eller fler positioner för erhållande av en bra kommunikation med mutterdragaren 12 inuti bilkarossen 11 via ett fönster eller en dörröppning i bilkarossen. I det på ritningen illustrerade exemplet är den signalkommunicerande modulen 16 monterad på en svängande arm 25 för omställning mellan två väl definierade positioner A och B. Den svängande armen 25 har en fast vridpunkt 26. Då mutterdragaren 12 skall dra åt ett skruvförband i en viss position inuti bilkarossen omställs den signalkommunicerande modulen 16 från position A till position B medelst svängarmen 25, varigenom ges en fri väg för signalkommunikationen med den mobila signalkommunicerande modulen 18 på mutterdragaren 12 genom den bakre fönsteröppningen 19 pà bilkarossen. De två 535 087 P20-11702-111101 positionerna A och B är väl definierade och deras koordinater är lagrade i beräknings- och utvärderingsenheten 24.

I det illustrerade exemplet är den signalkommunicerande modulen 16 omställbar medelst en svängande arm, men kan lika väl vara rörlig på annat sätt, till exempel längs en rak räls. Den signalkommunicerande modulen 16 skulle kunna vara omställbar mellan fler än två positioner. Exempelvis skulle den kunna vara rörlig längs någon typ av bana eller fritt i rummet för att finna en lämplig signalkommunicerande position. Även om det inte beskrivs i detalj kan den signalkommunicerande modulen 16 vara försedd med en signalkommunicerande TAG, och de andra signalkommunicerande modulerna 15, 17 kan vara anpassade att kommunicera kontinuerligt med den rörliga signalkommunicerande TAG:en, varigenom beräknings- och utvärderingsenheten 24 kunde beräkna både den momentana positionen hos den omställbara signalkommunicerande modulen 16 och den momentana positionen hos mutterdragaren 12.

I det beskrivna exemplet illustreras beräknings- och utvärderingsenheten 24 som en separat enhet men kan lika väl vara sammanbyggd med en av de signalkommunicerande modulerna 15, 16 och 17. Det bör även påpekas att uttrycket ” de signalkommunicerande moduler” som används i ansökan är avsedd att inbegripa även speglar som används i vissa applikationer i de stationära modulernas positioner för att reflektera optiska signaler avgivna av en ljuskälla på objektet/mutterdragaren. 535 08? P20-11702-111101 Eftersom monteringslinjen 10 och bilkarosserna förflyttas kontinuerligt, se pilen i ritningsfiguren, måste systemet inklusive beräknings- och utvärderingsenheten 24 vara programmerat för att inberäkna denna rörelse vid fastställande av den aktuella momentana positionen hos mutterdragaren 12 i relation till de skruvförband som skall àtdragas. För detta ändamål har monteringslinjen försetts med en identifierings-TAG som upplyser systemet vid monteringslinjen och den lokala monteringsstationen vilken typ av bilkaross, modell m.m. som passerar genom monteringsstationen och exakt var i det lokala rummet bilkarossen befinner sig vid en viss tidpunkt. Modellen m.m. hos bilkarossen upplyser också systemet exakt var det för àtdragning avsedda skruvförbanden är placerade på bilkarossen, vilket är en förutsättning för ett korrekt och säkert fastställande av var mutterdragaren befinner sig i relation till skruvförbanden vid en viss tidpunkt.

Beräknings- och utvärderingsenheten 24 är programmerad att utvärdera och bestämma huruvida mutterdragaren 12 har utfört en accepterad àtdragning på varje skruvförband genom att jämföra det momentana läget hos mutterdragaren 12 både med positionen hos det för àtdragning avsedda skruvförbandet och med de lagrade àtdragningsdata som skall tillämpas vid just det skruvförbandet.

Claims (5)

535 087 P20-11702-111101 Patentkrav.

1. Lokaliseringssystem för fastställande av positionen hos ett rörligt objekt (12) inom ett tredimensionellt rum, innefattande ett antal stationära signalkommunicerande moduler (15, 16 och 17) placerade i väl identifierade individuella positioner i rummet, en mobil signalkommunicerande modul (18) anordnad på objektet (12), samt en beräknings- och utvärderingsenhet (24) som kommunicerar med de stationära signalkommunicerande modulerna (15, 16 och 17) och anordnad att beräkna den aktuella positionen hos objektet (12) baserad på signaler utväxlade mellan de stationära signalkommunicerande modulerna (15, 16 och 17) och den mobila signalkommunicerande modulen (18) och som motsvarar de individuella avstånden mellan de stationära signalkommunicerande modulerna (15, 16, 17) och den mobila signalkommunicerande modulen (18), och/eller vinkellägena mellan de stationära signalkommunicerande modulerna (15, 16, 17) och den mobila signalkommunicerande modulen (18), k ä n n e t e c k n a t av att minst en (16) av de stationära signalkommunicerande moduler (15, 16 och 17) är omställbar mellan tvà eller fler positioner (A,B) för mojliggörande av signalkommunikation med den mobila signalkommunicerande modulen (18) pà objektet (12) i normalt avskärmade positioner hos det senare. 536 08? P20-11702-111101 10

2. Lokaliseringssystem enligt kravet 1, k ä n n e - t e c k n a t av att nämnda två eller fler positioner hos nämnda minst en signalkommunicerande modul (16) av de stationära signalkommunicerande modulerna (15,l6,17) är väl definierade i förhållande till positionerna hos de andra stationära signalkommunicerande modulerna (15,17).

3. Lokaliseringssystem enligt kravet 1, k ä n n e - t e c k n a t av att nämnda minst en signalkommunicerande modul (16) är monterad på en svängbar arm (25) för omställning mellan två väl definierade positioner (A,B).

4. Lokaliseringssystem enligt kravet 1, k ä n n e - t e c k n a t av att den mobila signalkommunicerande modulen (18) utgörs av en signalkommunicerande TAG anordnad att svara pà en aktiveringssignal och att avge signaler avsedda att nå de stationära signalkommunicerande modulerna (15, 16, 17).

5. Lokaliseringssystem enligt kravet 1, k ä n n e - t e c k n a t av att de stationära signalkommunicerande modulerna (15, 16, 17) och den mobila signalkommunicerande modulen (18) är anordnade att korrespondera mot en multidimensionell orientering av objektet (12) inom det tredimensionella rummet.