WO2017182396A1 - Verfahren und montagevorrichtung zum durchführen eines installationsvorgangs in einem aufzugschacht einer aufzuganlage - Google Patents

Verfahren und montagevorrichtung zum durchführen eines installationsvorgangs in einem aufzugschacht einer aufzuganlage Download PDF

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WO2017182396A1
WO2017182396A1 PCT/EP2017/059017 EP2017059017W WO2017182396A1 WO 2017182396 A1 WO2017182396 A1 WO 2017182396A1 EP 2017059017 W EP2017059017 W EP 2017059017W WO 2017182396 A1 WO2017182396 A1 WO 2017182396A1
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WO
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component
carrier component
installation
mounting means
actual position
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PCT/EP2017/059017
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Inventor
Andrea CAMBRUZZI
Erich Bütler
Philipp Zimmerli
Raphael Bitzi
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Inventio Ag
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Publication date
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    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
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    • B66B19/002—Mining-hoist operation installing or exchanging guide rails
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    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B7/00—Other common features of elevators
    • B66B7/02—Guideways; Guides
    • B66B7/023—Mounting means therefor
    • B66B7/024—Lateral supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B7/00—Other common features of elevators
    • B66B7/02—Guideways; Guides
    • B66B7/023—Mounting means therefor
    • B66B7/027—Mounting means therefor for mounting auxiliary devices

Definitions

  • the invention relates to a method for carrying out an installation process in an elevator shaft of an elevator installation with the features of claim 1 and a mounting device for carrying out an installation process in one
  • Elevator shaft of an elevator installation with the features of claim 11.
  • WO 2017/016780 AI a mounting device and a method for at least partially automatically performing installation operations in an elevator shaft of an elevator system is described.
  • the mounting device has a carrier component and a mechatronic installation component held by the carrier component.
  • the carrier component in the elevator shaft is brought into a fixing position in which it can absorb forces occurring during the assembly step without dodging.
  • the fixation position which can be done for example by caulking against walls of the elevator shaft, it may
  • Deformations of the carrier component come. This is the case in particular when the carrier component is in the region of a door cutout for a shaft door, since the carrier component in the region of the door cutout lacks an abutment for supporting. Deformations of the carrier component can also occur on uneven walls of the elevator shaft. These deformations can lead to problems if the installation component is to receive a mounting means arranged on the carrier component, for example a screw.
  • JP H05 105362 A also describes a mounting device and a method for performing at least partially automatic installation operations in an elevator shaft of an elevator installation. Before performing an assembly step, the mounting device is caulked against walls of the hoistway.
  • the mounting device has a carrier component and a mechatronic installation component held by the carrier component with a control device.
  • On the carrier component is at least one
  • the carrier component is fixed in a fixing position in the elevator shaft. After fixing the carrier component, an actual position of the mounted on the carrier component mounting means with respect to
  • Installation component determined. Using the determined actual position of the mounting means with respect to the installation component, a mounting means with the installation component is received by the support component and inserted
  • Carrier component in the fixation position ensures that the
  • Installation component record the mounting means in any case from the carrier component and thus can use to carry out an assembly step. This ensures that a planned assembly step can also be carried out.
  • the actual position of the mounting means with respect to the installation component can differ so much from a starting position before fixing and thus without deformation of the carrier component by a deformation of the carrier component, that without the determination of the actual position of the mounting means, the installation component
  • Installation process could not be performed.
  • the erfmdungsgemässe determining the actual position of the mounting means with respect to the installation component ensures that the installation component can always record the mounting means after fixing and thus after any deformation of the carrier component and thus perform the planned assembly step.
  • the said steps are carried out in particular in the order described, but it is also a different order conceivable.
  • steps may be performed several times or in steps other than those mentioned.
  • An installation process is to be understood here as, for example, the attachment or alignment of a component, for example a so-called rail bracket lower part, in an elevator shaft.
  • the carrier component of the mounting device can be configured in different ways.
  • the carrier component can be designed as a simple platform, frame, scaffold, cabin or the like.
  • the carrier component has in particular an upper part, a lower part and side parts. Dimensions of the
  • Carrier component are chosen in particular so that the carrier component can be easily absorbed in the elevator shaft and moved within this elevator shaft in its main extension direction.
  • the main extension direction of the hoistway is understood to be the direction in which an elevator car of the fully assembled elevator system is moved.
  • Main extension direction thus runs in particular vertically, but it can also be inclined relative to the vertical or horizontal.
  • the upper part and the lower part are mainly aligned transversely to and the side parts mainly along the main extension direction.
  • Carrier component is chosen in particular so that it can reliably carry the mechatronic installation component held on it and, if appropriate, can support forces exerted by the installation component when carrying out an assembly step.
  • the installation component of the mounting device should be mechatronic, that is, it should have cooperating mechanical, electronic and information technology elements or modules.
  • the installation component may have a suitable mechanism in order, for example, to be able to handle assembly tools within an assembly step.
  • the assembly tools can be suitable for example by the mechanics be brought to the mounting position and / or be performed suitably during an assembly step.
  • the installation component itself may have a suitable mechanism that forms an assembly tool.
  • the aforementioned assembly tool can be designed, for example, as a drill or a screwdriver.
  • Electronic elements or modules of the mechatronic installation component can serve, for example, mechanical elements or modules of the mechatronic installation component
  • control device of the installation component can be arranged on the carrier component or else at another location inside or outside the elevator shaft.
  • Installation component can also perform tasks independent of the
  • control devices that exchange information with each other, split control tasks and / or monitor each other.
  • control devices that exchange information with each other, split control tasks and / or monitor each other.
  • reference is made to one or more of these control devices.
  • the installation component may have information technology elements or modules by means of which, for example, it can be deduced to which position an assembly tool is brought and / or how the assembly tool is to be actuated and / or guided there during an assembly step.
  • Information technology elements or modules take place in particular such that at least one assembly step can be carried out semi-automatically or fully automatically by the mounting device as part of the installation process.
  • the mounting device is fixed in the fixing position in particular so opposite the elevator shaft, that prevents the carrier component of the mounting device during an assembly step, in which the
  • Installation component works and, for example, lateral forces on the
  • Carrier component exerts, in a direction transverse to the main direction of extension within the elevator shaft.
  • the mounting device can in particular have a fixing component, which can be designed, for example, to laterally support or caulk against walls of the elevator shaft, so that the carrier component can no longer move in a horizontal direction relative to the walls.
  • the fixing may for example have suitable supports, stamp, lever or the like.
  • Assembly tools can be, for example, grippers, drills, screwdrivers or sensors that can be picked up by the installation component.
  • Consumables may be, for example, screws, bolts, washers or so-called rail bracket lower parts of the installation component, in particular by means of a previously recorded
  • Assembled mounting tool and can be attached to a wall, for example.
  • the installation component can also record several identical or different mounting means in succession or simultaneously.
  • the actual position of the mounting means with respect to the installation component can be determined in very different ways. It can be determined, for example, by "searching" the mounting means for the installation component using a stylus or scanner It is also possible that a picture of the support component after fixing is detected by means of a camera, and then the mounting means and thus its position Image processing is determined.
  • the mounting means need not be arranged directly on the carrier component, but may also be arranged, for example, in a magazine arranged on the carrier component.
  • the mounting means is thus arranged indirectly on the carrier component. Taking a mounting means with the
  • Installation component of the carrier component is to be understood here that the installation component arranged directly or indirectly on the carrier component Mounting means receives.
  • the mounting means is implemented as a mounting tool, the installation component uses the mounting means to perform a
  • Installation step so for example a drill for drilling a hole in a wall of the elevator shaft.
  • the mounting means is designed as a consumable material, for example in the form of a screw, the screws
  • Installation component the screw in a designated hole in a wall of the elevator shaft.
  • a plurality of mounting means are arranged on the carrier component.
  • the actual position of a mounting means can also be determined, for example, by determining the actual position of a reference point and, based thereon, determining the actual position of the mounting means.
  • a plurality of mounting means such as screws may be arranged in a magazine on the carrier component.
  • the actual position of the magazine can be determined, for example, by determining the actual position of one or two reference points of the magazine. Reference points, for example, corners of the magazine or a mounting means, so for example, be a screw in the magazine. From the actual position of the magazine can then be closed to the actual position of the screws. In this approach, it is assumed that the magazine has not or only slightly deformed and the relative positions of the individual screws relative to the magazine by the fixation of the carrier component has not or only very slightly changed.
  • the actual position of a mounting means can be determined directly as described and stored in particular for later use in the control device. But it is also possible that in the control device, an output position of the mounting means is stored with respect to an output coordinate system before fixing and a change of the output coordinate system is determined in an actual coordinate system. Starting from the change can be so by a coordinate transformation from the initial position, the actual position of the mounting means are determined.
  • Main extension direction of the elevator shaft is in particular a
  • Displacement component provided.
  • a drive pre-assembled in the hoistway can be provided as the displacement component.
  • This drive can be provided only for the relocation of the installation component or as a later serving for the elevator drive machine, with the help of the installed state an elevator car can be moved and which can be used during the previous installation process for moving the mounting device.
  • the displacement component may be designed in different ways in order to be able to move the mounting device within the hoistway.
  • the displacement component can be fixed either to the carrier component of the mounting device or at a stop above the elevator shaft and have a train of resilient, flexible suspension means such as a rope, a chain or a belt, having one end to the
  • Displacement component is held and the other end to the other element, that is at the stop above the elevator shaft or on the mounting device, is fixed.
  • the installation component via a
  • the holding device thus serves as the basis for the installation component and in particular forms the origin of a coordinate system of the installation component. By determining the actual position with respect to the holding device, the actual position relative to the origin of the coordinate system of the installation component is thus determined.
  • At least two magazines for mounting means are arranged on the carrier component and it is the actual position of a
  • Holding device are coupled to the carrier component.
  • a first magazine on the lower part and a second magazine on a side part between the lower part and the upper part may be coupled to the carrier component.
  • a magazine should in particular be understood a device for receiving a plurality of mounting means, such as screws or mounting tools, which is not deformed when fixing the carrier component, the relative positions of the mounting means in a magazine so are not changed by the fixing.
  • a magazine for consumables and a magazine for assembly tools can be arranged on the carrier component. The actual position of a
  • the actual position of the mounting means with respect to the installation component in dependence on a stored in the control device of the installation component output position of the mounting means and a caused by the fixation deformation of the carrier component is determined.
  • the actual positions of a variety of different mounting means can be determined very easily and effectively.
  • the initial position of the mounting means is stored with respect to the installation component, in particular with respect to the holding device in the control device. Under the initial position of the mounting means, the position of the mounting means relative to the installation component before the fixation, so understood in non-deformed installation component. A determination of the exact deformation of the carrier component by the fixation is not necessary. For the
  • Installation component is determined.
  • the various mounting means such as screws or
  • Assembly tools have fixed predetermined locations on the carrier component, so that the output positions of the various mounting means do not change and so can be stored in the control device of the installation component, in particular as coordinates with respect to an output coordinate system of the installation component.
  • the carrier component is only elastically deformed by the fixation, so it returns to its original state before fixation after completion of the fixation.
  • the deformation occurring during the fixation of the installation component can be described, for example, by changing an initial coordinate system of the installation component into an actual coordinate system.
  • the actual positions of the mounting means can be determined, for example, starting from the initial positions by means of a coordinate transformation from the output coordinate system into the actual coordinate system. In order to determine the actual position, the necessary coordinate transformation must be determined.
  • the necessary coordinate transformation can be determined in particular by measuring an actual position of at least one reference point of the carrier component.
  • Control device of the installation component stored output position determined at least one reference point of the carrier component.
  • the lift shaft is viewed as cuboid, one can simply see the deformation of the carrier component as a displacement of an upper part relative to a lower part of the carrier component exclusively in a fixation direction. In addition, it can be assumed simplifying that a distance between the upper part and the lower part does not change. If you choose the output coordinate system of the installation component so that an axis in Fixing direction runs, the result is the actual coordinate system of a
  • the amount of displacement can be determined by determining the actual position of a reference point by means of a sensor. If the installation component is held by the upper part or the lower part of the support component of this, the reference point must not be arranged on the same part of the support component. If, for example, the installation component is held on the upper part of the carrier component, ie if the holding device is arranged on the upper part, then the reference point is arranged in particular on the lower part of the carrier component. Generally speaking, a reference point should be selected so that its actual position differs as much as possible relative to its starting position, in particular with respect to the main extension direction relative to the holding device. For all mounting means whose coupling with the carrier component have the same distance in the main extension direction of the holding device as the coupling of the reference point, the coordinate in the direction of displacement changes by the same amount as at the reference point. Under the distance in
  • Main extension direction to the holding device should be understood here the distance to the coupling with the carrier component. If the reference point is therefore coupled to the carrier component via the lower part as described, this applies to all
  • Mounting means which are also coupled via the lower part to the carrier component.
  • the mounting means may, for example, be coupled to the carrier component via a magazine arranged on the underside.
  • the degree of change of the coordinate in the direction of displacement changes in proportion to the change of said distance.
  • the described procedure can also be repeated with a second reference point which is coupled at a different distance in the main extension direction from the holding device to the carrier component.
  • a second reference point can be selected, which is coupled to the support component with the carrier component at the same distance in the main direction of extent as a second magazine for Mounting means.
  • the direction of fixation should be understood to mean the direction in which the carrier component is caulked against the walls of the elevator shaft. Since it may happen that several elevator shafts are arranged side by side, an elevator shaft always has a front wall with door cutouts and an opposite rear wall, which may also have door openings, but not necessarily, but not necessarily lateral walls. The fixation thus takes place usually with respect to the front and the rear wall, so that the fixing direction between the front and the rear wall extends.
  • Coordinate transformation can be determined. If it is assumed that no rotation of the carrier component takes place, the determination of the actual positions from a reference point is sufficient. If also rotations about the different axes are to be considered, the determination of the actual positions of three reference points is necessary. It is also possible that per degree of freedom, the actual position of more than one reference point is determined and an averaging of the results is made.
  • Carrier component is calculated.
  • Said sensor can in particular contactlessly determine the position of the reference point, for example the distance of the sensor to the reference point.
  • the sensor can be embodied, for example, as a laser scanner, a laser or ultrasound distance meter or as a 3D digital camera with an associated evaluation unit.
  • the reference point can be used, for example, as a defined corner of a Magazine for mounting means, by which a distance to the sensor is measured. Since the control device controls the installation component, it is the position of the sensor known, so that from the position of the sensor and the measured distance, the actual position of the reference point can be determined.
  • the sensor is arranged in particular on the installation component and in
  • the sensor is therefore also a mounting means in the context of this invention. He can, for example, in a magazine at the
  • Carrier component may be arranged. So that it can be safely absorbed by the installation component, it should be recorded before the fixation and thus before a possible deformation of the carrier component.
  • the senor is fixedly arranged on the installation component.
  • it is arranged on a part of the installation component which is movable relative to the carrier component and, in particular, as close as possible to an outer end of the installation component, for example on a cantilevered end of an industrial robot.
  • the installation component does not need to record the sensor before each use, thus allowing a particularly time-saving performance of an installation process.
  • the senor is designed as a button on the
  • Installation component is arranged, the measurement of the actual position of
  • Deformation sensor arranged by means of which a measure of a deformation of the carrier component is measured.
  • the deformation sensor can be embodied as one or more strain measuring strips, by means of which stresses in the carrier component can be measured.
  • the deformation of the carrier component can be determined, for example, by means of a finite element calculation.
  • the strain gauge (s) Stripes are arranged in particular at locations with high voltages, that is, for example, at corners of the carrier component.
  • the deformation sensor can also be designed, for example, as an angle sensor, which makes an angle or an angle change between components of the
  • Carrier component for example, the upper part and a connecting element to the lower part of the carrier component measures. From this angle change can also be concluded that the deformation of the carrier component.
  • a mounting device for carrying out an installation process in an elevator shaft of an elevator installation which has a carrier component and a mechatronic installation component held by the carrier component, as well as a control device.
  • Control device is provided for an actual position of the mounting means of a mounted on the carrier component mounting means with respect to
  • Mounting means receives from the carrier component and performs an assembly step using the recorded mounting means.
  • the mounting device is in particular intended to be displaced in a main extension direction of the hoistway.
  • the main direction of extension of the hoistway is to be understood as meaning the direction in which an elevator car of the fully assembled one
  • Elevator system is moved.
  • the main direction of extension thus runs in particular vertically, but it can also be inclined relative to the vertical or run horizontally.
  • control device is provided to determine the actual position of the mounting means with respect to the installation component in response to a stored in the control device output position of the mounting means and caused by the fixation deformation of the carrier component.
  • a sensor for measuring an actual position of a reference point is fixed to the installation component.
  • a sensor for measuring an actual position of a reference point is fixed to the installation component.
  • at the carrier component at least one
  • Deformation sensor arranged by means of which a measure of a deformation of the carrier component can be measured.
  • the deformation sensor is designed so that stresses in the carrier component can be determined.
  • Control device is provided to determine, based on the measured voltages, the deformation of the carrier component.
  • the inventive mounting device has the same advantages as the inventive method described above.
  • the control device can
  • FIG. 1 is a perspective view of a hoistway of an elevator system with a mounting device received therein,
  • FIG. 2 is a perspective view of a mounting device
  • Fig. 3 is a simplified view from the side of a mounting device in a hoistway before fixing a support component
  • Fig. 4 is a simplified view from the side corresponding to Fig. 3 after a fixing of the carrier component.
  • Fig. 1 shows an elevator shaft 103 of an elevator installation 101, in which a
  • Mounting device 1 is arranged according to an embodiment of the present invention.
  • the mounting device 1 has a carrier component 3 and a mechatronic installation component 5.
  • the carrier component 3 is designed as a frame with an upper part 30 and a lower part 31 (see FIG. 2), wherein the upper part 30 has the mechatronic installation component 5 mounted on a holding device 109.
  • This frame has dimensions that allow the Carrier component 3 within the elevator shaft 103 in one
  • Main extension direction 108 of the elevator shaft 103 and thus to move vertically in this case, that is, for example, to move to different vertical positions on different floors within a building.
  • the mechatronic installation component 5 is executed in the example shown as an industrial robot 7, which hanging down on the holding device 109 on the upper part 30 of
  • Carrier component 3 is attached.
  • An arm of the industrial robot 7 can thereby be moved relative to the carrier component 3 and, for example, be displaced towards a wall 105 of the elevator shaft 103.
  • the carrier component 3 is connected via a serving as a support means 17 steel cable with a displacement component 15 in the form of a motor-driven winch, which is attached to the top of the elevator shaft 103 at a stop 107 on the ceiling of the elevator shaft 103.
  • a displacement component 15 in the form of a motor-driven winch, which is attached to the top of the elevator shaft 103 at a stop 107 on the ceiling of the elevator shaft 103.
  • Main extension direction 108 that is vertically over an entire length of the
  • Elevator shaft 103 are shifted towards.
  • the mounting device 1 further comprises a fixing component 19, by means of which the carrier component 3 can be fixed within the elevator shaft 103 in the lateral direction, that is to say in the horizontal direction.
  • the carrier component 3 is thus brought into a fixing position, in which the carrier component 3 is shown in FIG.
  • punch 25 see Fig. 2
  • a total of four two and two are arranged below, can be moved to fix the carrier component 3 back to the outside and in this way the carrier component 3 by means of the fixing 19 and the punches 25 caulk between walls 105 of the elevator shaft 103.
  • the punches 25 can be spread outwards, for example by means of a hydraulic system or the like, in order to fix the carrier component 3 in the elevator shaft 103 in the horizontal direction. It is also possible that the fixing component 19 can alternatively or additionally be displaced outwards.
  • Fig. 2 shows an enlarged view of a mounting device 1 according to a
  • the carrier component 3 is designed as a cage-like frame, in which a plurality of horizontally and vertically extending spars form a mechanically loadable structure and in particular the upper part 30 and the lower part 31.
  • tethers 27 are attached, which can be connected to the support means 17.
  • Displacement component 15 thus the support component 3 can be suspended within the elevator shaft 103 in the main extension direction 108 and thus displaced vertically.
  • the fixing component 19 is provided laterally on the support component 3.
  • the fixing component 19 is formed with an elongated spar extending in the vertical direction.
  • a total of four punches 25 are arranged, of which, however, only one can be seen at the bottom and top.
  • the punches 25 can be displaced in the horizontal direction with respect to the frame of the carrier component 3.
  • the punches 25 can be attached to the carrier component 3, for example via a lockable hydraulic cylinder or a self-locking motor spindle. When the punch 25 is displaced away from the frame of the carrier component 3, it moves laterally toward one of the walls 105 of the hoistway 103.
  • the carrier component 3 can be caulked between the fixing component 19 and the punches 25 within the hoistway 103 and thus in the
  • Fix fixation position Forces which are introduced onto the carrier component 3 can be transmitted in this state to the walls 105 of the elevator shaft 103, preferably without the carrier component 3 being able to shift within the elevator shaft 103 or becoming vibrated.
  • the carrier component 3 may be deformed. This is the case in particular when the fixing component 19 projects into a door cutout of the elevator shaft 103.
  • the mechatronic installation component 5 is implemented by means of an industrial robot 7. It should be noted, however, that the mechatronic installation component 5 can also be realized in other ways, for example with differently designed actuators, manipulators, effectors, etc.
  • the installation component could be a mechatronics specially adapted for use in an installation process within an elevator shaft 103 of an elevator installation 1 or robotics.
  • the industrial robot 7 is equipped with a plurality of robot arms pivotable about pivot axes.
  • the industrial robot can have at least six degrees of freedom, that is to say that an assembly tool 9 guided by the industrial robot 7 can be moved with six degrees of freedom, that is, for example, with three rotational degrees of freedom and three translational degrees of freedom.
  • the industrial robot can be used as a vertical articulated robot, as a horizontal articulated robot or as a SCARA robot or as a Cartesian robot or
  • the robot can be coupled at its cantilever end with various assembly tools or sensors 9, which are held in a first, arranged on the carrier component 3 magazine 32.
  • the assembly tools or sensors 9 may differ in terms of their design and purpose.
  • the mounting tools or sensors 9 can be held on the carrier component 3 such that the cantilevered end 122 of the industrial robot 7 can be approached and coupled to one of them.
  • the assembly tools 9 By means of the assembly tools 9, the industrial robot to be installed components 13 or not explicitly shown mounting screws record.
  • Mounting screws are referred to here as mounting means.
  • One of the assembly tools 9 may be designed as a drilling tool, similar to a drill.
  • the installation component 5 can be configured to allow at least partially automated controlled drilling holes, for example, in one of the walls 105 of the elevator shaft 103.
  • the drilling tool can hereby be moved and handled by the industrial robot 7, for example, that the drilling tool with a drill at a designated position holes, for example, in concrete wall 105 of the elevator shaft 103 drilled into the later, for example, fixing screws for fixing fasteners can be screwed.
  • Another assembly tool 9 may be configured as a screwing device to at least partially screw fastening screws in previously drilled holes in a wall 105 of the elevator shaft 103.
  • a second magazine 11 can be provided on the carrier component 3.
  • the magazine 11 can serve to store components 13 to be installed and the
  • Installation component 5 provide.
  • the industrial robot 7 for example, automatically grab a mounting screw from the magazine 11 and, for example, with a designed as a screw assembly tool 9 in previously drilled
  • the mounting device 1 has a control device 21, which is arranged on the upper part 30 of the carrier component 3.
  • the control device 21 is in
  • the sensor 121 may be used as an alternative to a sensor 9 from the magazine 32.
  • the sensor 121 is designed, for example, as a laser scanner, by means of which a distance to any object can be determined.
  • the control device 21 can thus in particular the distance of the sensor 121 to one on the lower part 31 of the carrier component. 3 determine arranged reference point 23. Since the control device 21 knows the position of the industrial robot 7 and thus also the position of the sensor 121 relative to the holding device 109 and thus relative to the carrier component 3, it can determine the position of the reference point 23 with respect to the installation component 5, in particular with respect to the holding device 109. This can be the
  • Control device 21 a so-called actual position of the reference point 23 in the fixation position, so after fixing the carrier component 3 determine.
  • By comparing the actual position with a stored in the control device 21 output position of the reference point 23 before fixing the carrier component 3 can be concluded that a deformation of the carrier component 3 by the fixation.
  • FIG. 3 shows a simplified view from the side onto the mounting device 1 in an elevator shaft 103 before a fixing of the carrier component 3, ie in an initial state and in FIG. 4 after the fixing.
  • Mounting device 1 is located in the region of a door cutout 123 of a wall 105 in the form of a front wall 124 of the elevator shaft 103. Die
  • Mounting device 1 is positioned so that the upper part 30 of the support component 3 in the region of the door cutout 123 and the lower part 31 is below the door cutout 123.
  • the fixing component 19 of the carrier component 3 can thus be supported in the region of the lower part 31 on the front wall 124, in the region of the upper part 30, however, no abutment for supporting available.
  • the carrier component 3 is caulked by displacing the punches 25 in the direction of a wall 105 in the form of a rear wall 125 of the hoistway 103, the carrier component 3 is pressed into the door cutout 123 in the region of the upper part 30 and lies above the fixing component 19 in the area of the lower part 31 on the front wall 124. This leads to a deformation of the carrier component 3. This state is shown in FIG. 4.
  • the installation component is assigned an output coordinate system which has its origin 126 centrally at the top of the holding device 109.
  • the x-axis runs horizontally in the direction of the rear wall 125.
  • the z-axis runs vertically downwards, ie along the
  • a first reference point 23 is arranged directly on the lower part 31 with the carrier component 3 and has an x-coordinate xlA and an z-coordinate zlA.
  • a second reference point 24 is at one of
  • Fixing component 19 disposed opposite side portion 33 of the carrier component 3 and has an x-coordinate x2A and a z-coordinate z2A.
  • the y-coordinate is not relevant in this analysis.
  • the x-coordinate xl A of the first reference point 23 is smaller than the x-coordinate x2A of the second reference point 24.
  • the z-coordinate zlA of the first reference point 23 is greater than the z-coordinate z2A of the second reference point 24.
  • Holding device 109 thus corresponds to the z-coordinate zlA and the distance of the coupling of the second reference point of the z-coordinate z2A.
  • Fixing component 19 the support component 3 is deformed in a manner that the upper part 30 relative to the lower part 31 against the x-direction, ie shifts along a fixing direction. This shifts the origin of the
  • the shifted origin is designated by reference numeral 126 '.
  • the distance between the upper part 30 and the lower part 31 remains the same, there is no displacement along the y-axis and also no twists about one of the axes. This leaves the y and z coordinates of the reference points 23, 24 and all other elements the installation component 3 unchanged and only the x-coordinates change in x 'coordinates.
  • the control device 21 In order to determine the x'-coordinates after fixing with respect to the displaced origin 126 ', the control device 21 brings the sensor 121 into the vicinity of the first reference point 23 and determines a distance in the x'-direction between sensor 121 and first reference point 23 by means of the sensor 121 Since the control device 21 knows the position and thus the x 'coordinate of the sensor 121, it can use the measured distance from the sensor 121 to determine the x'-coordinate x11 of the first reference point 23 in the fixation position. The coordinates mentioned identify an actual position of the first reference point 23.
  • the controller 21 can calculate the displacement dx origin 126 'relative to the original origin 126 ,
  • the x'-coordinate changes in the same measure as at the first reference point 23.
  • the amount of change in the x'-coordinate decreases in proportion to the decrease in said distance.
  • a mounting step for example, the drilling of a hole in a wall of the elevator shaft are performed.
  • the difference is that the origin 126 of the coordinate system remains unchanged and the first reference point 23 shifts from the origin 126.
  • the reference points 23, 24 in particular each identify a position of a magazine for receiving mounting means.
  • a deformation sensors 127 may be arranged in the form of strain gauges, by means of which
  • Strains in the carrier component 3 are measured in the fixing position. On the basis of the measured voltages, the deformation of the carrier component 3 is determined by means of a finite element calculation by the control device 21.
  • control device 21 can search for the actual positions of relevant mounting means directly by means of the sensor 121, store and then use for planned assembly steps.
  • the sensor 121 can be embodied, in particular, as a 3D camera, the images of which are evaluated by means of image processing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines Installationsvorgangs in einem Aufzugschacht einer Aufzuganlage. Beim erfindungsgemässen Verfahren zum Durchführen eines Installationsvorgangs in einem Aufzugschacht einer Aufzuganlage wird eine Montagevorrichtung (1) in den Aufzugschacht eingebracht. Die Montagevorrichtung (1) weist eine Trägerkomponente (3) und eine von der Trägerkomponente (3) gehaltene mechatronische Installationskomponente (7) mit einer Steuerungseinrichtung (21) auf. Auf der Trägerkomponente (3) ist wenigstens ein Montagemittel (9, 13) angeordnet. Die Trägerkomponente (3) wird in einer Fixierungsposition im Aufzugschacht fixiert. Nach dem Fixieren der Trägerkomponente (3) wird eine Ist-Position des Montagemittels (9, 13) bezüglich der Installationskomponente (3) bestimmt. Unter Verwendung der bestimmten Ist-Position des Montagemittels (9, 13) bezüglich der Installationskomponente (3) wird ein Montagemittel (9, 13) mit der Installationskomponente (7) aufgenommen und ein Montageschritt unter Nutzung des aufgenommenen Montagemittels (9, 13) durchgeführt.

Description

Verfahren und Montagevorrichtung zum Durchführen eines Installationsvorgangs in einem Aufzugschacht einer Aufzuganlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines Installationsvorgangs in einem Aufzugschacht einer Aufzuganlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Montagevorrichtung zur Durchführung eines Installationsvorgangs in einem
Aufzugschacht einer Aufzuganlage mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
In der WO 2017/016780 AI wird eine Montagevorrichtung und ein Verfahren zum zumindest teilweise automatischen Durchführen von Installationsvorgängen in einem Aufzugschacht einer Aufzuganlage beschrieben. Die Montagevorrichtung verfügt über eine Trägerkomponente und eine von der Trägerkomponente gehaltene mechatronische Installationskomponente. Vor der Durchführung eines Montageschritts wird die Trägerkomponente im Aufzugschacht in eine Fixierungsposition gebracht, in der sie bei dem Montageschritt auftretende Kräfte ohne auszuweichen aufnehmen kann. Beim Bringen der Trägerkomponente in die Fixierungsposition, was beispielsweise durch ein Verstemmen gegenüber Wänden des Aufzugschachts erfolgen kann, kann es zu
Deformationen der Trägerkomponente kommen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sich die Trägerkomponente im Bereich eines Türausschnitts für eine Schachttür befindet, da der Trägerkomponente im Bereich des Türausschnitts ein Widerlager zum Abstützen fehlt. Deformationen der Trägerkomponente können auch bei unebenen Wänden des Aufzugschachts auftreten. Diese Deformationen können zu Problemen führen, wenn die Installationskomponente ein auf der Trägerkomponente angeordnetes Montagemittel, beispielsweise eine Schraube aufnehmen soll.
Die JP H05 105362 A beschreibt ebenfalls eine Montagevorrichtung und ein Verfahren zum zumindest teilweise automatischen Durchführen von Installationsvorgängen in einem Aufzugschacht einer Aufzuganlage. Vor der Durchführung eines Montageschritts wird die Montagevorrichtung gegenüber Wänden des Aufzugschachts verstemmt.
Demgegenüber ist es insbesondere die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Montagevorrichtung zum Durchführen eines Installationsvorgangs in einem
Aufzugschacht einer Aufzuganlage vorzuschlagen, bei welchen die Durchführung des Installationsvorgangs sichergestellt ist. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Montagevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Beim erfmdungsgemässen Verfahren zum Durchführen eines Installationsvorgangs in einem Aufzugschacht einer Aufzuganlage wird eine Montagevorrichtung in den
Aufzugschacht eingebracht. Die Montagevorrichtung weist eine Trägerkomponente und eine von der Trägerkomponente gehaltene mechatronische Installationskomponente mit einer Steuerungseinrichtung auf. Auf der Trägerkomponente ist wenigstens ein
Montagemittel angeordnet. Die Trägerkomponente wird in einer Fixierungsposition im Aufzugschacht fixiert. Nach dem Fixieren der Trägerkomponente wird eine Ist-Position des an der Trägerkomponente angeordneten Montagemittels bezüglich der
Installationskomponente bestimmt. Unter Verwendung der bestimmten Ist-Position des Montagemittels bezüglich der Installationskomponente wird ein Montagemittel mit der Installationskomponente von der Trägerkomponente aufgenommen und ein
Montageschritt unter Nutzung des aufgenommenen Montagemittels durchgeführt.
Durch die Ermittlung der Ist-Position des an der Trägerkomponente angeordneten Montagemittels bezüglich der Installationskomponente nach dem Fixieren der
Trägerkomponente in der Fixierungsposition ist sichergestellt, dass die
Installationskomponente das Montagemittel auf jeden Fall von der Trägerkomponente aufnehmen und damit zur Durchführung eines Montageschritts verwenden kann. Somit ist sichergestellt, dass ein geplanter Montageschritt auch ausgeführt werden kann. Die Ist- Position des Montagemittels bezüglich der Installationskomponente kann durch eine Deformation der Trägerkomponente so stark von einer Ausgangs-Position vor der Fixierung und damit ohne Deformation der Trägerkomponente abweichen, dass ohne die Ermittlung der Ist-Position des Montagemittels die Installationskomponente das
Montagemittel nicht„finden" könnte. Es könnte damit das Montagemittel nicht aufnehmen und damit den vorgesehenen Montageschritt nicht ausführen. Der
Installationsvorgang könnte damit nicht durchgeführt werden. Das erfmdungsgemässe Bestimmen der Ist-Position des Montagemittels bezüglich der Installationskomponente stellt sicher, dass die Installationskomponente das Montagemittel auch nach dem Fixieren und damit auch nach einer eventuell erfolgten Deformation der Trägerkomponente immer aufnehmen und damit den geplanten Montageschritt durchführen kann. Die genannten Schritte werden insbesondere in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt, es ist aber auch eine andere Reihenfolge denkbar. Darüber hinaus können Schritte auch mehrmals oder zwischen den genannten Schritten andere, nicht genannte Schritte ausgeführt werden.
Unter einem Installationsvorgang soll hier beispielsweise das Anbringen oder Ausrichten einer Komponente, beispielsweise eines so genannten Schienenbügelunterteils, in einem Aufzugschacht verstanden werden.
Die Trägerkomponente der Montagevorrichtung kann in unterschiedlicher Weise ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Trägerkomponente als einfache Plattform, Gestell, Gerüst, Kabine oder Ähnliches ausgebildet sein. Die Trägerkomponente weist insbesondere ein Oberteil, ein Unterteil und Seitenteile auf. Abmessungen der
Trägerkomponente sind dabei insbesondere so gewählt, dass die Trägerkomponente problemlos in den Aufzugschacht aufgenommen und innerhalb dieses Aufzugschachts in dessen Haupterstreckungsrichtung verlagert werden kann. Unter der
Haupterstreckungsrichtung des Aufzugschachts wird die Richtung verstanden, in der eine Aufzugkabine der fertig montierten Aufzuganlage verfahren wird. Die
Haupterstreckungsrichtung verläuft also insbesondere vertikal, sie kann aber auch gegenüber der Vertikalen geneigt oder horizontal verlaufen. Das Oberteil und das Unterteil sind dabei hauptsächlich quer zur und die Seitenteile hauptsächlich entlang der Haupterstreckungsrichtung ausgerichtet. Eine mechanische Auslegung der
Trägerkomponente ist dabei insbesondere so gewählt, dass sie die an ihr gehaltene mechatronische Installationskomponente zuverlässig tragen kann und gegebenenfalls beim Durchführen eines Montageschritts von der Installationskomponente ausgeübten Kräften abstützen kann.
Die Installationskomponente der Montagevorrichtung soll mechatronisch sein, das heisst, sie soll zusammenwirkende mechanische, elektronische und informationstechnische Elemente oder Module aufweisen.
Beispielsweise kann die Installationskomponente eine geeignete Mechanik aufweisen, um beispielsweise innerhalb eines Montageschritts Montagewerkzeuge handhaben zu können. Die Montagewerkzeuge können dabei von der Mechanik beispielsweise geeignet an die Montageposition gebracht werden und/oder während eines Montageschrittes geeignet geführt werden. Alternativ kann die Installationskomponente auch selbst über eine geeignete Mechanik verfügen, die ein Montagewerkzeug ausbildet. Das genannte Montagewerkzeug kann beispielsweise als ein Bohrer oder ein Schrauber ausgeführt sein.
Elektronische Elemente oder Module der mechatronischen Installationskomponente können beispielsweise dazu dienen, mechanische Elemente oder Module der
Installationskomponente geeignet anzusteuern oder zu kontrollieren. Solche
elektronischen Elemente oder Module dienen somit als eine Steuerungseinrichtung der Installationskomponente. Die Steuerungseinrichtung der Installationskomponente kann auf der Trägerkomponente oder auch an einer anderen Stelle innerhalb oder ausserhalb des Aufzugschachts angeordnet sein. Die Steuerungseinrichtung der
Installationskomponente kann auch Aufgaben unabhängig von der
Installationskomponente übernehmen. Es können auch noch weitere
Steuerungseinrichtungen vorgesehen sein, die untereinander Informationen austauschen, Steuerungsaufgaben aufteilen und/oder sich gegenseitig überwachen. Wenn im Folgenden von einer Steuerungseinrichtung gesprochen wird, wird dabei auf eine oder mehrere dieser Steuerungseinrichtungen Bezug genommen.
Ferner kann die Installationskomponente über informationstechnische Elemente oder Module verfügen, mit Hilfe derer beispielsweise abgeleitet werden kann, an welche Position ein Montagewerkzeug gebracht und/oder wie das Montagewerkzeug dort während eines Montageschrittes betätigt und/oder geführt werden soll.
Eine Interaktion zwischen den mechanischen, elektronischen und
informationstechnischen Elementen oder Modulen findet dabei insbesondere derart statt, dass im Rahmen des Installationsvorgangs zumindest ein Montageschritt teilautomatisch oder vollautomatisch von der Montagevorrichtung durchgeführt werden kann.
Die Montagevorrichtung ist in der Fixierungsposition insbesondere so gegenüber dem Aufzugschacht fixiert, dass verhindert wird, dass sich die Trägerkomponente der Montagevorrichtung während eines Montageschrittes, bei dem die
Installationskomponente arbeitet und beispielsweise Querkräfte auf die
Trägerkomponente ausübt, in einer Richtung quer zur Haupterstreckungsrichtung innerhalb des Aufzugschachts bewegen kann. Die Montagevorrichtung kann dazu insbesondere eine Fixierkomponente aufweisen, welche beispielsweise dazu ausgelegt sein kann, sich seitlich an Wänden des Aufzugschachts abzustützen oder zu verstemmen, so dass sich die Trägerkomponente nicht mehr in horizontaler Richtung relativ zu den Wänden bewegen kann. Hierzu kann die Fixierkomponente beispielsweise über geeignete Stützen, Stempel, Hebel oder Ähnliches verfügen.
Unter einem Montagemittel sollen hier sowohl Montagewerkzeuge, welche zur
Durchführung eines Montageschritts benötigt werden, als auch Verbrauchsmaterial verstanden werden, das bei einem Montageschritt verbraucht, also beispielsweise an einer Wand des Aufzugschachts befestigt wird. Montagewerkzeuge können beispielsweise Greifer, Bohrer, Schrauber oder Sensoren sein, die von der Installationskomponente aufgenommen werden können. Verbrauchsmaterialien können beispielsweise Schrauben, Bolzen, Unterlegscheiben oder so genannte Schienenbügelunterteile sein, die von der Installationskomponente insbesondere mit Hilfe eines vorher aufgenommenen
Montagewerkzeugs aufgenommen und beispielsweise an einer Wand befestigt werden können. Die Installationskomponente kann also insbesondere auch mehrere gleiche oder unterschiedliche Montagemittel nacheinander oder gleichzeitig aufnehmen.
Die Ist-Position des Montagemittels bezüglich der Installationskomponente kann auf ganz unterschiedliche Weise bestimmt werden. Sie kann beispielsweise bestimmt werden, indem das Montagemittel von der Installationskomponente unter Verwendung eines Tasters oder Scanners„gesucht" wird. Es ist ebenfalls möglich, dass mittels einer Kamera ein Bild der Trägerkomponente nach dem Fixieren erfasst wird und anschliessend das Montagemittel und damit dessen Position mittels Bildbearbeitung bestimmt wird.
Darüber hinaus sind weitere Arten der Bestimmung der Ist-Position des Montagemittels möglich.
Das Montagemittel muss nicht direkt an der Trägerkomponente angeordnet sein, sondern kann auch beispielsweise in einem an der Trägerkomponente angeordneten Magazin angeordnet sein. Das Montagemittel ist damit indirekt an der Trägerkomponente angeordnet. Unter einem Aufnehmen eines Montagemittels mit der
Installationskomponente von der Trägerkomponente soll hier verstanden werden, dass die Installationskomponente das an der Trägerkomponente direkt oder indirekt angeordnete Montagemittel aufnimmt. Wenn das Montagemittel als ein Montagewerkzeug ausgeführt ist, nutzt die Installationskomponente das Montagmittel zur Durchführung eines
Installationsschritts, also beispielsweise einen Bohrer zum Bohren eines Lochs in eine Wand des Aufzugschachts. Wenn das Montagemittel als ein Verbrauchsmaterial beispielsweise in Form einer Schraube ausgeführt ist, so schraubt die
Installationskomponente die Schraube in ein dafür vorgesehenes Loch in einer Wand des Aufzugschachts.
Auf der Trägerkomponente sind insbesondere mehrere Montagemittel angeordnet. In diesem Fall kann es insbesondere ausreichend sein, dass nur die Ist-Position eines Montagemittels ermittelt wird und von dieser einen Ist-Position auf die Ist-Positionen der anderen Montagemittel geschlossen wird. Bei diesem Vorgehen wird davon ausgegangen, dass sich die relativen Positionen der einzelnen Montagemittel untereinander durch die Fixierung der Trägerkomponente nicht oder nur sehr wenig verändert haben.
Die Ist-Position eines Montagemittels kann beispielsweise auch dadurch bestimmt werden, dass die Ist-Position eines Bezugspunkts bestimmt wird und davon ausgehend die Ist-Position des Montagemittels. Beispielsweise können mehrere Montagemittel, beispielsweise Schrauben in einem Magazin an der Trägerkomponente angeordnet sein. In diesem Fall kann die Ist-Position des Magazins, beispielsweise durch die Bestimmung der Ist-Position von einem oder zwei Bezugspunkten des Magazins bestimmt werden. Bezugspunkte können beispielsweise Ecken des Magazins oder auch ein Montagemittel, also beispielsweise eine Schraube im Magazin sein. Von der Ist-Position des Magazins kann dann auf die Ist-Position der Schrauben geschlossen werden. Bei diesem Vorgehen wird davon ausgegangen, dass sich das Magazin nicht oder nur sehr wenig deformiert hat und die relativen Positionen der einzelnen Schrauben gegenüber dem Magazin durch die Fixierung der Trägerkomponente nicht oder nur sehr wenig verändert hat.
Die Ist-Position eines Montagemittels kann wie beschrieben direkt bestimmt und insbesondere für eine spätere Verwendung in der Steuerungseinrichtung gespeichert werden. Es ist aber auch möglich, dass in der Steuerungseinrichtung eine Ausgangs- Position des Montagemittels bezüglich eines Ausgangs-Koordinatensystems vor der Fixierung abgelegt ist und eine Änderung des Ausgangs-Koordinatensystems in ein Ist- Koordinatensystem ermittelt wird. Ausgehend von der Änderung kann durch eine so genannte Koordinatentransformation aus der Ausgangs-Position die Ist-Position des Montagemittels bestimmt werden.
Zum Verlagern der Montagevorrichtung innerhalb des Aufzugschachts in einer
Haupterstreckungsrichtung des Aufzugschachts ist insbesondere eine
Verlagerungskomponente vorgesehen. Beispielsweise kann als Verlagerungskomponente ein im Aufzugschacht vormontierter Antrieb vorgesehen werden. Dieser Antrieb kann nur für die Verlagerung der Installationskomponente vorgesehen sein oder auch als eine später für die Aufzuganlage dienende Antriebsmaschine ausgeführt sein, mit Hilfe der im fertig installierten Zustand eine Aufzugskabine verfahren werden kann und die während des vorangehenden Installationsvorgangs zum Verlagern der Montagevorrichtung eingesetzt werden kann.
Die Verlagerungskomponente kann in unterschiedlicher Weise ausgeführt sein, um in der Lage zu sein, die Montagevorrichtung innerhalb des Aufzugschachts verfahren zu können.
Beispielsweise kann die Verlagerungskomponente entweder an der Trägerkomponente der Montagevorrichtung oder an einer Haltestelle oben innerhalb des Aufzugschachts fixiert sein und ein auf Zug belastbares, biegbares Tragmittel wie beispielsweise ein Seil, eine Kette oder einen Riemen aufweisen, dessen eines Ende an der
Verlagerungskomponente gehalten ist und dessen anderes Ende an dem jeweils anderen Element, das heisst an der Haltestelle oben innerhalb des Aufzugschachts bzw. an der Montagevorrichtung, fixiert ist.
In Ausgestaltung der Erfindung wird die Installationskomponente über eine
Haltevorrichtung von der Trägerkomponente gehalten und es wird die Ist-Position des Montagemittels bezüglich der Haltevorrichtung bestimmt. Die Haltevorrichtung dient damit als Basis für die Installationskomponente und insbesondere bildet sie den Ursprung eines Koordinatensystems der Installationskomponente. Durch die Bestimmung der Ist- Position bezüglich der Haltevorrichtung wird damit die Ist-Position gegenüber dem Ursprung des Koordinatensystems der Installationskomponente bestimmt. Damit sind möglicherweise notwendige Transformationen zwischen unterschiedlichen
Koordinatensystemen besonders einfach durchführbar. In Ausgestaltung der Erfindung sind an der Trägerkomponente wenigstens zwei Magazine für Montagemittel angeordnet und es wird die Ist-Position eines
Montagemittels in jedem Magazin bestimmt. Damit ist eine besonders hohe Genauigkeit der Bestimmung der Ist-Positionen der Montagemittel in den verschiedenen Magazinen möglich, insbesondere wenn die Magazine in unterschiedlichen Abständen in
Haupterstreckungsrichtung von der Installationskomponente, insbesondere der
Haltevorrichtung mit der Trägerkomponente gekoppelt sind. Beispielsweise können ein erstes Magazin am Unterteil und ein zweites Magazin an einem Seitenteil zwischen Unterteil und Oberteil mit der Trägerkomponente gekoppelt sein. Damit wird sichergestellt, dass alle an der Trägerkomponente angeordneten Montagemittel von der Installationskomponente aufgenommen werden können. Unter einem Magazin soll insbesondere eine Vorrichtung zur Aufnahme von mehreren Montagemitteln, beispielsweise von Schrauben oder Montagewerkzeugen verstanden werden, die beim Fixieren der Trägerkomponente nicht deformiert wird, die relativen Positionen der Montagemittel in einem Magazin damit durch das Fixieren nicht verändert werden. An der Trägerkomponente kann beispielsweise ein Magazin für Verbrauchsmaterialien und ein Magazin für Montagewerkzeuge angeordnet sein. Die Ist-Position eines
Montagemittels kann dabei wie oben beschrieben direkt oder über die Ermittlung der Ist- Position eines oder mehrerer Bezugspunkte bestimmt werden.
In Ausgestaltung der Erfindung wird die Ist-Position des Montagemittels bezüglich der Installationskomponente in Abhängigkeit von einer in der Steuerungseinrichtung der Installationskomponente gespeicherten Ausgangs-Position des Montagemittels und einer durch die Fixierung hervorgerufenen Deformation der Trägerkomponente bestimmt. Damit können die Ist-Positionen von einer Vielzahl von verschiedenen Montagemitteln besonders einfach und effektiv bestimmt werden.
Die Ausgangs-Position des Montagemittels wird bezüglich der Installationskomponente, insbesondere gegenüber der Haltevorrichtung in der Steuerungseinrichtung gespeichert. Unter der Ausgangs-Position des Montagemittels soll die Position des Montagemittels gegenüber der Installationskomponente vor der Fixierung, also bei nicht deformierter Installationskomponente verstanden werden. Eine Bestimmung der exakten Deformation der Trägerkomponente durch die Fixierung ist dabei nicht notwendig. Für die
Durchführung des Verfahrens gemäss dieser Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahren ist es vielmehr ausreichend, wenn die„Auswirkungen" der Deformation, beispielsweise eine Änderungen der Position eines Montagemittels gegenüber der Installationskomponente oder eine Veränderung des Koordinatensystems der
Installationskomponente bestimmt wird.
Die verschiedenen Montagemittel, wie beispielsweise Schrauben oder
Montagewerkzeuge haben fest vorgegebene Plätze auf der Trägerkomponente, so dass sich die Ausgangs-Positionen der verschiedenen Montagemittel nicht verändern und so in der Steuerungseinrichtung der Installationskomponente insbesondere als Koordinaten bezüglich eines Ausgangs-Koordinatensystems der Installationskomponente abgelegt werden können. Bei diesem Vorgehen wird insbesondere davon ausgegangen, dass die Trägerkomponente durch die Fixierung nur elastisch deformiert wird, sie also nach Beendigung der Fixierung wieder in ihren Ursprungszustand vor der Fixierung zurückkehrt. Die bei der Fixierung der Installationskomponente auftretende Deformation kann beispielsweise durch eine Änderung eines Ausgangs-Koordinatensystems der Installationskomponente in ein Ist-Koordinatensystem beschrieben werden. Die Ist- Positionen der Montagemittel können beispielsweise ausgehend von den Ausgangs- Positionen mittels einer Koordinatentransformation vom Ausgangs-Koordinatensystem in das Ist-Koordinatensystem bestimmt werden. Für die Bestimmung der Ist-Position muss damit die notwendige Koordinatentransformation bestimmt werden.
Die notwendige Koordinatentransformation kann insbesondere durch die Messung einer Ist-Position wenigstens eines Referenzpunktes der Trägerkomponente bestimmt werden. Damit wird in Ausgestaltung der Erfindung die Deformation der Trägerkomponente aus einer mittels eines Sensors gemessenen Ist-Position und einer in der
Steuerungseinrichtung der Installationskomponente gespeicherten Ausgangs-Position wenigstens eines Referenzpunktes der Trägerkomponente ermittelt.
Wenn man den Aufzugschacht als quaderförmig ansieht, kann man die Deformation der Trägerkomponente vereinfachend als eine Verschiebung eines Oberteils gegenüber eines Unterteils der Trägerkomponente ausschliesslich in einer Fixierungsrichtung ansehen. Ausserdem kann vereinfachend angenommen werden, dass sich ein Abstand zwischen dem Oberteil und dem Unterteil nicht ändert. Wenn man das Ausgangs- Koordinatensystem der Installationskomponente so wählt, dass eine Achse in Fixierungsrichtung verläuft, so ergibt sich das Ist-Koordinatensystem aus einer
Verschiebung des Ausgangs-Koordinatensystems in Fixierungsrichtung. Es ändern sich also nur die Koordinaten in Verschieberichtung. Das Mass der Verschiebung kann bestimmt werden, indem die Ist-Position eines Referenzpunktes mittels eines Sensors bestimmt wird. Wenn die Installationskomponente am Oberteil oder am Unterteil der Trägerkomponente von dieser gehalten wird, darf der Referenzpunkt nicht am selben Teil der Trägerkomponente angeordnet sein. Ist beispielsweise die Installationskomponente am Oberteil der Trägerkomponente gehalten, die Haltevorrichtung also am Oberteil angeordnet, so ist der Referenzpunkt insbesondere am Unterteil der Trägerkomponente angeordnet. Allgemein ausgedrückt, sollte ein Referenzpunkt so gewählt werden, dass sich seine Ist-Position gegenüber seiner Ausgangs-Position insbesondere bezüglich der Haupterstreckungsrichtung gegenüber der Haltevorrichtung möglichst stark unterscheidet. Bei allen Montagemittel, deren Kopplung mit der Trägerkomponente den gleichen Abstand in Haupterstreckungsrichtung von der Haltevorrichtung wie die Kopplung des Referenzpunktes aufweisen, ändert sich die Koordinate in Verschieberichtung um dasselbe Mass wie beim Referenzpunkt. Unter dem Abstand in
Haupterstreckungsrichtung zur Haltevorrichtung soll hier der Abstand zur Kopplung mit der Trägerkomponente verstanden werden. Wenn der Referenzpunkt also wie beschrieben über das Unterteil an der Trägerkomponente gekoppelt ist, gilt dies für alle
Montagemittel, die ebenfalls über das Unterteil an der Trägerkomponente gekoppelt sind. Die Montagemittel können beispielsweise über ein an der Unterseite angeordnetes Magazin mit der Trägerkomponente gekoppelt sein.
Unter den genannten Voraussetzungen verändert sich für Montagemittel, deren Kopplung mit der Trägerkomponente einen anderen Abstand in Haupterstreckungsrichtung von der Haltevorrichtung wie die Kopplung des Referenzpunktes aufweisen, das Mass der Änderung der Koordinate in Verschieberichtung proportional zur Änderung des genannten Abstands.
Das beschriebene Vorgehen kann auch mit einem zweiten Referenzpunkt, der in einem anderen Abstand in Haupterstreckungsrichtung von der Haltevorrichtung mit der Trägerkomponente gekoppelt ist, wiederholt werden. Es kann insbesondere ein zweiter Referenzpunkt gewählt werden, der im selben Abstand in Haupterstreckungsrichtung zur Haltevorrichtung mit der Trägerkomponente gekoppelt ist wie ein zweites Magazin für Montagemittel. Damit lassen sich die Ist-Position des zweiten Magazins und damit die Ist-Positionen der darin angeordneten Montagemittel sehr genau ermitteln.
Unter der Fixierungsrichtung soll dabei die Richtung verstanden werden, in der die Trägerkomponente gegenüber den Wänden des Aufzugschachts verstemmt wird. Da es vorkommen kann, dass mehrere Aufzugschächte nebeneinander angeordnet sind, weist ein Aufzugschacht immer eine vordere Wand mit Türausschnitten und eine gegenüber liegende hintere Wand, die ebenfalls Türausschnitte aufweisen kann, aber nicht muss, aber nicht zwingend seitliche Wände auf. Die Fixierung findet damit üblicherweise gegenüber der vorderen und der hinteren Wand statt, so dass die Fixierungsrichtung zwischen der vorderen und der hinteren Wand verläuft.
Falls eine genauere Bestimmung der Ist-Position des Montagemittels gewünscht oder erforderlich ist, können Ist-Positionen weiterer Referenzpunkte bestimmt und daraus das Ist-Koordinatensystem der Installationskomponente und die erforderliche
Koordinatentransformation bestimmt werden. Wenn davon ausgegangen wird, dass keine Verdrehung der Trägerkomponente erfolgt, so ist die Bestimmung der Ist-Positionen von einem Referenzpunkt ausreichend. Sollen auch noch Verdrehungen um die verschiedenen Achsen berücksichtigt werden, so ist die Bestimmung der Ist-Positionen von drei Referenzpunkten notwendig. Es ist auch möglich, dass pro Freiheitsgrad die Ist-Position von mehr als einem Referenzpunkt bestimmt wird und eine Mittelung der Ergebnisse vorgenommen wird.
Ausserdem ist es möglich, dass eine oder mehrere Ist-Positionen von Referenzpunkten und ihre zugehörigen Ausgangs-Positionen als Skalierungsfaktoren für eine so genannte Finite-Elemente-Berechnung benutzt und damit die gesamte Deformation der
Trägerkomponente berechnet wird.
Der genannte Sensor kann insbesondere kontaktlos die Position des Referenzpunkts, beispielsweise den Abstand des Sensors zum Referenzpunkt bestimmen. Der Sensor kann beispielsweise als ein Laser-Scanner, ein Laser- oder Ultraschall-Distanzmesser oder als eine 3D-Digitalkamera mit zugehöriger Auswerteeinheit ausgeführt sein. Damit ist eine besonders genaue und einfache Bestimmung der Ist-Position des Referenzpunkts möglich. Der Referenzpunkt kann dabei beispielsweise als eine definierte Ecke eines Magazins für Montagemittel ausgeführt sein, von dem ein Abstand zum Sensor gemessen wird. Da die Steuerungseinrichtung die Installationskomponente ansteuert, ist ihr die Position des Sensors bekannt, so dass aus der Position des Sensors und dem gemessenen Abstand die Ist-Position des Referenzpunkts bestimmt werden kann.
Der Sensor ist insbesondere an der Installationskomponente angeordnet und im
Speziellen bereits vor dem Fixieren der Trägerkomponente in die Fixierungsposition an der Installationskomponente angeordnet. Der Sensor ist damit auch ein Montagemittel im Sinne dieser Erfindung. Er kann beispielsweise in einem Magazin an der
Trägerkomponente angeordnet sein. Damit er sicher von der Installationskomponente aufgenommen werden kann, sollte er schon vor der Fixierung und damit vor einer eventuellen Deformation der Trägerkomponente aufgenommen werden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor fest an der Installationskomponente angeordnet. Er ist insbesondere an einem gegenüber der Trägerkomponente beweglichen Teil der Installationskomponente und im speziellen möglichst nahe an einem äusseren Ende der Installationskomponente, beispielsweise an einem freitragenden Ende eines Industrieroboters angeordnet. Damit muss die Installationskomponente den Sensor nicht vor jeder Benutzung aufnehmen, womit eine besonders zeitsparende Durchführung eines Installationsvorgangs ermöglicht wird.
Es ist auch denkbar, dass der Sensor als ein Taster ausgeführt ist, der an der
Installationskomponente angeordnet ist, die Messung der Ist-Position des
Referenzpunktes also durch einen Kontakt mit dem Referenzpunkt erfolgt.
In Ausgestaltung der Erfindung ist an der Trägerkomponente wenigstens ein
Deformations-Sensor angeordnet, mittels welchem ein Mass für eine Deformation der Trägerkomponente gemessen wird. Damit ist eine besonders genaue Bestimmung der Deformation der Trägerkomponente möglich. Der Deformations-Sensor kann insbesondere als ein oder mehrere Dehn-Mess-Streifen ausgeführt sein, mittels welchem Spannungen in der Trägerkomponente gemessen werden können. Auf Basis der gemessenen Spannungen kann beispielsweise mittels einer Finite-Elemente-Berechnung die Deformation der Trägerkomponente bestimmt werden. Der oder die Dehn-Mess- Streifen sind insbesondere an Stellen mit hohen Spannungen, also beispielsweise an Ecken der Trägerkomponente angeordnet.
Der Deformations-Sensor kann beispielsweise auch als ein Winkelsensor ausgeführt sein, der einen Winkel bzw. eine Winkeländerung zwischen Komponenten der
Trägerkomponente, beispielsweise dem Oberteil und einem Verbindungselement zum Unterteil der Trägerkomponente misst. Aus dieser Winkeländerung kann ebenfalls auf die Deformation der Trägerkomponente geschlossen werden.
Die oben genannte Aufgabe wird auch mit einer Montagevorrichtung zur Durchführung eines Installationsvorgangs in einem Aufzugschacht einer Aufzuganlage gelöst, welche eine Trägerkomponente und eine von der Trägerkomponente gehaltenen mechatronischen Installationskomponente sowie eine Steuerungseinrichtung aufweist. Die
Steuerungseinrichtung ist dazu vorgesehen eine Ist-Position des Montagemittels eines auf der Trägerkomponente angeordneten Montagemittels bezüglich der
Installationskomponente zu bestimmen und die Installationskomponente unter
Verwendung der Ist-Position des Montagemittels so anzusteuern, dass sie ein
Montagemittel von der Trägerkomponente aufnimmt und einen Montageschritt unter Nutzung des aufgenommenen Montagemittels durchführt. Die Montagevorrichtung ist insbesondere dazu vorgesehen, in einer Haupterstreckungsrichtung des Aufzugschachts verlagert zu werden. Unter der Haupterstreckungsrichtung des Aufzugschachts soll dabei die Richtung verstanden werden, in der eine Aufzugkabine der fertig montierten
Aufzuganlage verfahren wird. Die Haupterstreckungsrichtung verläuft also insbesondere vertikal, sie kann aber auch gegenüber der Vertikalen geneigt oder horizontal verlaufen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerungseinrichtung dazu vorgesehen, die Ist- Position des Montagemittels bezüglich der Installationskomponente in Abhängigkeit von einer in der Steuerungseinrichtung gespeicherten Ausgangs-Position des Montagemittels und einer durch die Fixierung hervorgerufenen Deformation der Trägerkomponente zu bestimmen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist an der Installationskomponente ein Sensor zur Messung einer Ist-Position eines Referenzpunktes fest angeordnet. In Ausgestaltung der Erfindung ist an der Trägerkomponente wenigstens ein
Deformations-Sensor angeordnet, mittels welchem ein Mass für eine Deformation der Trägerkomponente messbar ist.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Deformations-Sensors so ausgeführt, dass Spannungen in der Trägerkomponente bestimmt werden können. Die
Steuerungseinrichtung ist dazu vorgesehen, ausgehend von den gemessenen Spannungen die Deformation der Trägerkomponente zu bestimmen.
Die erfindungsgemässe Montagevorrichtung hat dieselben Vorteile wie das oben beschriebene erfindungsgemässe Verfahren. Die Steuerungseinrichtung kann
insbesondere dafür vorgesehen sein, die Verfahrensschritte der oben beschriebenen Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens auszuführen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind.
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Aufzugschachts einer Aufzuganlage mit einer darin aufgenommenen Montagevorrichtung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Montagevorrichtung,
Fig. 3 eine vereinfachte Sicht von der Seite auf eine Montagevorrichtung in einem Aufzugschacht vor einem Fixieren einer Trägerkomponente und
Fig. 4 eine vereinfachte Sicht von der Seite entsprechend Fig. 3 nach einem Fixieren der Trägerkomponente.
Fig. 1 zeigt einen Aufzugschacht 103 einer Aufzuganlage 101, in dem eine
Montagevorrichtung 1 gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeordnet ist. Die Montagevorrichtung 1 weist eine Trägerkomponente 3 und eine mechatronische Installationskomponente 5 auf. Die Trägerkomponente 3 ist als Gestell mit einem Oberteil 30 und einem Unterteil 31 (siehe Fig. 2) ausgeführt, wobei am Oberteil 30 die mechatronische Installationskomponente 5 über eine Haltevorrichtung 109 montiert ist. Dieses Gestell weist Abmessungen auf, die ermöglichen, die Trägerkomponente 3 innerhalb des Aufzugschachts 103 in einer
Haupterstreckungsrichtung 108 des Aufzugschachts 103 und damit in diesem Fall vertikal zu verlagern, das heisst beispielsweise zu unterschiedlichen vertikalen Positionen an verschiedenen Stockwerken innerhalb eines Gebäudes zu verfahren. Die mechatronische Installationskomponente 5 ist im dargestellten Beispiel als Industrieroboter 7 ausgeführt, der nach unten hängend über die Haltevorrichtung 109 am Oberteil 30 der
Trägerkomponente 3 angebracht ist. Ein Arm des Industrieroboters 7 kann dabei relativ zu der Trägerkomponente 3 bewegt werden und beispielsweise hin zu einer Wand 105 des Aufzugschachts 103 verlagert werden.
Die Trägerkomponente 3 ist über ein als Tragmittel 17 dienendes Stahlseil mit einer Verlagerungskomponente 15 in Form einer motorisch angetriebenen Seilwinde verbunden, welche oben an dem Aufzugschacht 103 an einer Haltestelle 107 an der Decke des Aufzugschachts 103 angebracht ist. Mithilfe der Verlagerungskomponente 15 kann die Montagevorrichtung 1 innerhalb des Aufzugschachts 103 entlang der
Haupterstreckungsrichtung 108, also vertikal über eine gesamte Länge des
Aufzugschachts 103 hin verlagert werden.
Die Montagevorrichtung 1 weist ferner eine Fixierkomponente 19 auf, mithilfe derer die Trägerkomponente 3 innerhalb des Aufzugschachts 103 in seitlicher Richtung, das heisst in horizontaler Richtung, fixiert werden kann. Die Trägerkomponente 3 wird damit in eine Fixierungsposition gebracht, in der die Trägerkomponente 3 in der Fig. 1 dargestellt ist. An einer Rückseite der Trägerkomponente 3 angeordnete Stempel 25 (siehe Fig. 2), von welchen insgesamt vier jeweils zwei oben und zwei unten angeordnet sind, können zum Fixieren der Trägerkomponente 3 hinten nach aussen verlagert werden und auf diese Weise die Trägerkomponente 3 mittels der Fixierkomponente 19 und den Stempeln 25 zwischen Wänden 105 des Aufzugschachts 103 verstemmen. Die Stempel 25 können dabei beispielsweise mithilfe einer Hydraulik oder Ähnlichem nach aussen verspreizt werden, um die Trägerkomponente 3 in dem Aufzugschacht 103 in horizontaler Richtung zu fixieren. Es ist ebenfalls möglich, dass die Fixierkomponente 19 alternativ oder zusätzlich nach aussen verlagert werden kann.
Fig. 2 zeigt eine vergrösserte Ansicht einer Montagevorrichtung 1 gemäss einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Trägerkomponente 3 ist als käfigartiges Gestell ausgebildet, bei dem mehrere horizontal und vertikal verlaufende Holme eine mechanisch belastbare Struktur und insbesondere das Oberteil 30 und das Unterteil 31 bilden.
Am Oberteil 30 der käfigartigen Trägerkomponente 3 sind Halteseile 27 angebracht, welche mit dem Tragmittel 17 verbunden werden können. Durch ein Verlagern des Tragmittels 17 innerhalb des Aufzugschachts 103, das heisst beispielsweise durch Aufbzw. Abwickeln des biegbaren Tragmittels 17 auf die Seilwinde der
Verlagerungskomponente 15, kann somit die Trägerkomponente 3 hängend innerhalb des Aufzugschachts 103 in der Haupterstreckungsrichtung 108 und damit vertikal verlagert werden.
Seitlich an der Trägerkomponente 3 ist die Fixierkomponente 19 vorgesehen. Im dargestellten Beispiel ist die Fixierkomponente 19 mit einem in vertikaler Richtung verlaufenden länglichen Holm ausgebildet. An der der Fixierkomponente 19 gegenüber liegenden Rückseite der Trägerkomponente 3 sind insgesamt vier Stempel 25 angeordnet, von denen allerdings nur unten und oben jeweils einer zu sehen ist. Die Stempel 25 können in horizontaler Richtung mit Bezug auf das Gestell der Trägerkomponente 3 verlagert werden. Die Stempel 25 können hierzu beispielsweise über einen blockierbaren Hydraulikzylinder oder eine selbstsperrende Motorspindel an der Trägerkomponente 3 angebracht sein. Wenn die Stempel 25 weg von dem Gestell der Trägerkomponente 3 verlagert wird, bewegt er sich seitlich hin zu einer der Wände 105 des Aufzugschachts 103. Auf diese Weise kann die Trägerkomponente 3 zwischen der Fixierkomponente 19 und den Stempeln 25 innerhalb des Aufzugschachts 103 verstemmt werden und so beispielsweise während einer Durchführung eines Montageschritts die Trägerkomponente 3 innerhalb des Aufzugschachts 103 in seitlicher Richtung und damit in der
Fixierungsposition fixieren. Kräfte, die auf die Trägerkomponente 3 eingeleitet werden, können in diesem Zustand auf die Wände 105 des Aufzugschachts 103 übertragen werden, vorzugsweise ohne dass sich die Trägerkomponente 3 dabei innerhalb des Aufzugschachts 103 verlagern kann oder in Vibrationen gerät. Insbesondere wenn die Fixierungskomponente 19 nicht über ihre gesamte Länge an einer Wand 105 des Aufzugschachts 103 anliegt, kann es zu einer Deformation der Trägerkomponente 3 kommen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Fixierungskomponente 19 in einen Türausschnitt des Aufzugschachts 103 hinein ragt. In der dargestellten Ausführungsform ist die mechatronische Installationskomponente 5 mithilfe eines Industrieroboters 7 ausgeführt. Es wird daraufhingewiesen, dass die mechatronische Installationskomponente 5 jedoch auch auf andere Weise realisiert werden kann, beispielsweise mit anders ausgebildeten Aktuatoren, Manipulatoren, Effektoren etc. Insbesondere könnte die Installationskomponente eine speziell für den Einsatz bei einem Installationsvorgang innerhalb eines Aufzugschachts 103 einer Aufzuganlage 1 adaptierte Mechatronik oder Robotik aufweisen.
In dem dargestellten Beispiel ist der Industrieroboter 7 mit mehreren um Schwenkachsen verschwenkbaren Roboterarmen ausgestattet. Beispielsweise kann der Industrieroboter mindestens sechs Freiheitsgrade aufweisen, das heisst, ein von dem Industrieroboter 7 geführtes Montagewerkzeug 9 kann mit sechs Freiheitsgraden bewegt werden, das heisst beispielsweise mit drei Rotationsfreiheitsgraden und drei Translationsfreiheitsgraden. Beispielsweise kann der Industrieroboter als Vertikal-Knickarmroboter, als Horizontal- Knickarmroboter oder als SCARA-Roboter oder als kartesischer Roboter bzw.
Portalroboter ausgeführt sein.
Der Roboter kann an seinem freitragenden Ende mit verschiedenen Montagewerkzeugen oder Sensoren 9 gekoppelt werden, welche in einem ersten, an der Trägerkomponente 3 angeordneten Magazin 32 gehalten werden. Die Montagewerkzeuge oder Sensoren 9 können sich hinsichtlich ihrer Auslegung und ihres Einsatzzweckes unterscheiden. Die Montagewerkzeuge oder Sensoren 9 können an der Trägerkomponente 3 derart gehalten werden, dass das freitragende Ende 122 des Industrieroboters 7 an sie herangefahren werden und mit einem von ihnen gekoppelt werden kann. Mittels der Montagewerkzeuge 9 kann der Industrieroboter zu installierende Bauteile 13 oder nicht explizit dargestellte Befestigungsschrauben aufnehmen. Die Montagewerkzeuge und Sensoren 9, sowie die Verbrauchsmaterialien in Form von zu installierenden Bauteilen 13 und
Befestigungsschrauben werden hier als Montagemittel bezeichnet.
Eines der Montagewerkzeuge 9 kann als Bohrwerkzeug, ähnlich einer Bohrmaschine, ausgestaltet sein. Durch Kopplung des Industrieroboters 7 mit einem solchen
Bohrwerkzeug kann die Installationskomponente 5 dazu ausgestaltet werden, ein zumindest teilweise automatisiert gesteuertes Bohren von Löchern beispielsweise in eine der Wände 105 des Aufzugschachts 103 zu ermöglichen. Das Bohrwerkzeug kann hierbei von dem Industrieroboter 7 beispielsweise derart bewegt und gehandhabt werden, dass das Bohrwerkzeug mit einem Bohrer an einer vorgesehenen Position Löcher beispielsweise in Beton der Wand 105 des Aufzugschachts 103 bohrt, in die später beispielsweise Befestigungsschrauben zur Fixierung von Befestigungselementen eingeschraubt werden können.
Ein weiteres Montagewerkzeug 9 kann als Schraubvorrichtung ausgestaltet sein, um zumindest teilautomatisch Befestigungsschrauben in zuvor gebohrte Löcher in einer Wand 105 des Aufzugschachts 103 einzuschrauben.
An der Trägerkomponente 3 kann ferner ein zweites Magazin 11 vorgesehen sein. Das Magazin 11 kann dazu dienen, zu installierende Bauteile 13 zu lagern und der
Installationskomponente 5 bereitzustellen.
Im dargestellten Beispiel kann der Industrieroboter 7 beispielsweise automatisch eine Befestigungsschraube aus dem Magazin 11 greifen und beispielsweise mit einem als Schraubvorrichtung ausgebildeten Montagewerkzeug 9 in zuvor gebohrte
Befestigungslöcher in der Wand 105 einschrauben.
In dem dargestellten Beispiel wird ersichtlich, dass mithilfe der Montagevorrichtung 1 Montageschritte eines Installationsvorgang, bei dem Bauteile 13 an einer Wand 105 montiert werden, vollständig oder zumindest teilweise automatisiert durchgeführt werden können, indem die Installationskomponente 5 zunächst Löcher in der Wand 105 bohrt und Befestigungsschrauben in diese Löcher einschraubt.
Zur Steuerung der Installationskomponente 5 und insbesondere des Industrieroboters 7 weist die Montagevorrichtung 1 eine Steuerungseinrichtung 21 auf, die am Oberteil 30 der Trägerkomponente 3 angeordnet ist. Die Steuerungseinrichtung 21 steht in
Signalverbindung mit einem Sensor 121, der an einem freitragenden Ende 122 des Industrieroboters 7 angeordnet ist. Der Sensor 121 kann als Alternative zu einem Sensor 9 aus dem Magazin 32 verwendet werden. Der Sensor 121 ist beispielsweise als ein Laser-Scanner ausgeführt, mittels welchem ein Abstand zu einem beliebigen Objekt bestimmt werden kann. Die Steuerungseinrichtung 21 kann damit insbesondere den Abstand des Sensors 121 zu einem am Unterteil 31 der Trägerkomponente 3 angeordneten Referenzpunktes 23 bestimmen. Da die Steuerungseinrichtung 21 die Position des Industrieroboters 7 und damit auch die Position des Sensors 121 gegenüber der Haltevorrichtung 109 und damit gegenüber der Trägerkomponente 3 kennt, kann sie daraus die Position des Referenzpunkts 23 gegenüber der Installationskomponente 5, insbesondere gegenüber der Haltevorrichtung 109 bestimmen. Damit kann die
Steuerungseinrichtung 21 eine so genannte Ist-Position des Referenzpunktes 23 in der Fixierungsposition, also nach dem Fixieren der Trägerkomponente 3 bestimmen. Durch Vergleich der Ist-Position mit einer in der Steuerungseinrichtung 21 gespeicherten Ausgangs-Position des Referenzpunktes 23 vor dem Fixieren der Trägerkomponente 3 kann auf eine Deformation der Trägerkomponente 3 durch die Fixierung geschlossen werden. Ausgehend von gespeicherten Ausgangs-Positionen der Montagemittel in Form von Montagewerkzeugen 9 und zu installierenden Bauteilen 13 und der Information über die Deformation der Trägerkomponente 3 kann deren Ist-Positionen bestimmt werden. Es ist ebenfalls möglich, dass die Ist-Positionen der beiden Magazine 11, 32 bestimmt werden und relativ dazu die Ist-Positionen der einzelnen Montagemittel 9, 13.
Das Vorgehen bei der Bestimmung der Ist-Positionen der Montagemittel 9, 13 wird mit Hilfe der Fig. 3 und 4 näher erläutert. In Fig. 3 ist eine vereinfachte Sicht von der Seite auf die Montagevorrichtung 1 in einem Aufzugschacht 103 vor einem Fixieren der Trägerkomponente 3, also in einem Ausgangszustand und in Fig. 4 nach dem Fixieren dargestellt. Auf eine Darstellung der Installationskomponente 5 wurde aus
Übersichtlichkeitsgründen verzichtet. Es ist lediglich die Haltevorrichtung 109 dargestellt, die am Oberteil 30 der Trägerkomponente 3 angeordnet ist. Die
Montagevorrichtung 1 befindet sich dabei im Bereich eines Türausschnitts 123 einer Wand 105 in Form einer vorderen Wand 124 des Aufzugschachts 103. Die
Montagevorrichtung 1 ist so positioniert, dass sich das Oberteil 30 der Trägerkomponente 3 im Bereich des Türausschnitts 123 und das Unterteil 31 unterhalb des Türausschnitts 123 befindet. Die Fixierungskomponente 19 der Trägerkomponente 3 kann sich damit im Bereich des Unterteils 31 an der vorderen Wand 124 abstützen, im Bereich des Oberteils 30 ist dagegen kein Widerlager zum Abstützen vorhanden. Beim Verstemmen der Trägerkomponente 3 durch Verlagern der Stempel 25 in Richtung einer Wand 105 in Form einer hinteren Wand 125 des Aufzugschachts 103 wird die Trägerkomponente 3 im Bereich des Oberteils 30 in den Türausschnitt 123 hineingedrückt und im Bereich des Unterteils 31 liegt sie über die Fixierungskomponente 19 an der vorderen Wand 124 an. Damit kommt es zu einer Deformation der Trägerkomponente 3. Dieser Zustand ist in der Fig. 4 dargestellt.
Im Ausgangszustand in Fig. 3 ist der Installationskomponente ein Ausgangskoordinatensystem zugeordnet, das seinen Ursprung 126 mittig an der Oberseite der Haltevorrichtung 109 hat. Die x-Achse verläuft horizontal in Richtung der hinteren Wand 125. Die z- Achse verläuft senkrecht nach unten, also entlang der
Haupterstreckungsrichtung des Aufzugschachts 103 und eine nicht dargestellte y- Achse verläuft in die Zeichenebene hinein. Ein erster Referenzpunkt 23 ist direkt am Unterteil 31 mit der Trägerkomponente 3 angeordnet und weist eine x-Koordinate xlA und eine z- Koordinate zlA auf. Ein zweiter Referenzpunkt 24 ist an einem der
Fixierungskomponente 19 gegenüber liegenden Seitenteil 33 der Trägerkomponente 3 angeordnet und weist eine x-Koordinate x2A und eine z-Koordinate z2A auf. Die y- Koordinate ist bei dieser Betrachtung nicht relevant. Die x-Koordinate xl A des ersten Referenzpunkts 23 ist dabei kleiner als die x-Koordinate x2A des zweiten Referenzpunkts 24. Die z-Koordinate zlA des ersten Referenzpunkts 23 ist dabei grösser als die z- Koordinate z2A des zweiten Referenzpunkts 24. Die genannten Koordinaten
kennzeichnen eine Ausgangs-Position der beiden Referenzpunkte 23, 24 und sind in der Steuerungseinrichtung 21 der Installationskomponente 5 gespeichert. Der Abstand der Kopplung des ersten Referenzpunkts 23 in Haupterstreckungsrichtung von der
Haltevorrichtung 109 entspricht damit der z-Koordinate zlA und der Abstand der Kopplung des zweiten Referenzpunkts der z-Koordinate z2A.
Durch die Fixierung der Trägerkomponente 3 durch die Stempel 25 und die
Fixierkomponente 19 wird die Trägerkomponente 3 in einer Weise deformiert, dass sich das Oberteil 30 gegenüber dem Unterteil 31 entgegen der x-Richtung, also entlang einer Fixierungsrichtung verschiebt. Damit verschiebt sich auch der Ursprung des
Koordinatensystems der Installationskomponente 5. Der verschobene Ursprung wird mit dem Bezugszeichen 126' bezeichnet. Damit ergeben sich eine x' und eine z'-Achse des Koordinatensystems. Vereinfachend wird davon ausgegangen, dass der Abstand zwischen dem Oberteil 30 und dem Unterteil 31 gleich bleibt, es zu keiner Verschiebung entlang der y- Achse und auch zu keinen Verdrehungen um eine der Achsen kommt. Damit bleiben die y- und z- Koordinaten der Referenzpunkte 23, 24 und aller anderen Elemente der Installationskomponente 3 unverändert und lediglich die x-Koordinaten ändern sich in x' -Koordinaten.
Zur Bestimmung der x'-Koordinaten nach dem Fixieren bezüglich dem verschobenen Ursprung 126' bringt die Steuerungseinrichtung 21 den Sensor 121 in die Nähe des ersten Referenzpunkt 23 und bestimmt mittels des Sensors 121 einen Abstand in x'-Richtung zwischen Sensor 121 und erstem Referenzpunkt 23. Da der Steuerungseinrichtung 21 die Position und damit die x' -Koordinate des Sensors 121 kennt, kann sie mit Hilfe des gemessenen Abstands vom Sensor 121 die x'-Koordinate xll des ersten Referenzpunkts 23 in der Fixierungsposition bestimmen. Die genannten Koordinaten kennzeichnen eine Ist-Position des ersten Referenzpunkts 23. Durch einen Vergleich der x-Koordinate xlA in der Ausgangsposition und der x'-Koordinate xll in der Fixierungsposition kann die Steuerungseinrichtung 21 die Verschiebung dx Ursprungs 126' gegenüber dem ursprünglichen Ursprung 126 berechnen. Die z-Koordinate des Referenzpunkts 23 bleibt gleich (zlA=zlI).
Für alle Montagemittel, die ebenfalls über die Unterseite 31 mit der Trägerkomponente 3 gekoppelt sind, verändert sich die x'-Koordinate im selben Mass wie beim ersten Referenzpunkt 23. Für die Montagemittel, deren Kopplung mit der Trägerkomponente einen geringeren Abstand in Haupterstreckungsrichtung zur Haltevorrichtung 109 aufweist, verringert sich das Mass der Änderung der x'-Koordinate proportional zur Verringerung des genannten Abstands.
Unter Nutzung der berechneten Ist-Position eines Montagewerkzeugs 9 kann dieses aufgenommen werden und ein Montageschritt, beispielsweise das Bohren eines Lochs in eine Wand des Aufzugschachts durchgeführt werden.
Falls nicht das Oberteil 30 sondern das Unterteil 31 beim Fixieren der Trägerkomponente 3 in die Türöffnung 123 geschoben wird, wird analog vorgegangen. Der einzige
Unterschied besteht darin, dass der Ursprung 126 des Koordinatensystems unverändert bleibt und sich der erste Referenzpunkt 23 gegenüber dem Ursprung 126 verschiebt.
Um das Mass der Änderung der x'-Koordinate auch für Montagemittel sehr genau zu bestimmen, deren Kopplung mit der Installationskomponente einen geringeren Abstand zur Haltevorrichtung, insbesondere den gleichen Abstand wie der zweite Referenzpunkt 24 aufweist, kann das beschriebene Verfahren mit dem zweiten Referenzpunkt 24 wiederholt und die Ist-Koordinate x2I des zweiten Referenzpunkts 24 bestimmt werden. Auch beim zweiten Referenzpunkt 24 bleibt die z-Koordinate unverändert (z2I=z2A). Dazu kann analog zur Bestimmung der Ist-Position des ersten Referenzpunkts 23 die Ist- Position des zweiten Referenzpunkts 24 bestimmt werden. Durch den Vergleich der Koordinate in der Ausgangsposition x2A und der Ist-Koordinate x2I des zweiten Referenzpunkts 24 kann das Mass der Änderung der x'-Koordinate des Referenzpunkts 24 in x-Richtung ermittelt werden. Für alle Montagemittel, deren Kopplung zur
Trägerkomponente den gleichen Abstand in Haupterstreckungsrichtung zur
Haltevorrichtung 109 wie der zweite Referenzpunkt 24 aufweisen, verändert sich die x'- Koordinate im selben Mass wie beim zweiten Referenzpunkt 24.
Die Referenzpunkte 23, 24 kennzeichnen insbesondere jeweils eine Position eines Magazins zur Aufnahme von Montagemitteln.
Darüber hinaus können Ist-Positionen von weiteren nicht dargestellten Referenzpunkten bestimmt und wie beschrieben ausgewertet und genutzt werden.
Ergänzend oder alternativ können an Ecken der Trägerkomponente 3 ein Deformations- Sensoren 127 in Form von Dehnmessstreifen angeordnet sein, mittels welchen
Spannungen in der Trägerkomponente 3 in der Fixierungsposition gemessen werden. Auf Basis der gemessenen Spannungen wird mittels einer Finite-Elemente-Berechnung von der Steuerungseinrichtung 21 die Deformation der Trägerkomponente 3 bestimmt.
Alternativ kann die Steuerungseinrichtung 21 auch die Ist-Positionen von relevanten Montagemitteln direkt mittels des Sensors 121 suchen, abspeichern und anschliessend für geplante Montageschritte verwenden. Der Sensor 121 kann in diesem Fall insbesondere als eine 3D-Kamera ausgeführt sein, deren Bilder mittels einer Bildbearbeitung ausgewertet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Durchführen eines Installationsvorgangs in einem Aufzugschacht (103) einer Aufzuganlage (101) mit wenigstens folgenden Schritten:
- Einbringen einer Montagevorrichtung (1) in den Aufzugschacht (103), welche eine Trägerkomponente (3) und eine von der Trägerkomponente (3) gehaltene mechatronische Installationskomponente (7) mit einer Steuerungseinrichtung (21) aufweist, wobei auf der Trägerkomponente (3) wenigstens ein
Montagemittel (9, 13) angeordnet ist,
- Fixieren der Trägerkomponente (3) in einer Fixierungsposition im
Aufzugschacht (103),
gekennzeichnet durch die Schritte:
- Bestimmen einer Ist-Position des Montagemittels (9, 13) bezüglich der
Installationskomponente (7),
- Aufnehmen eines Montagemittels (9, 13) mit der Installationskomponente (7) unter Verwendung der Ist-Position des Montagemittels (9, 13) und
- Durchführen eines Montageschritts unter Nutzung des aufgenommenen
Montagemittels (9, 13).
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Installationskomponente (7) über eine Haltevorrichtung (109) von der
Trägerkomponente (3) gehalten wird und die Ist-Position des Montagemittels (9, 13) bezüglich der Haltevorrichtung (109) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der Trägerkomponente (3) wenigstens zwei Magazine (11, 32) für Montagemittel (9, 13) angeordnet sind und die Ist-Position eines Montagemittels (9, 13) in jedem Magazin (11, 32) bestimmt wird. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ist-Position des Montagemittels (9, 13) bezüglich der Installationskomponente (7) in Abhängigkeit von einer in der Steuerungseinrichtung (21) der
Installationskomponente (7) gespeicherten Ausgangs-Position des Montagemittels (9, 13) und einer durch die Fixierung hervorgerufenen Deformation der
Trägerkomponente(3) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deformation der Trägerkomponente (3) aus einer mittels eines Sensors (121) gemessenen Ist-Position und einer in der Steuerungseinrichtung (21) der
Installationskomponente (7) gespeicherten Ausgangs-Position wenigstens eines Referenzpunktes (23, 24) der Trägerkomponente (3) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messung der Ist-Position des Referenzpunktes (23, 24) kontaktlos erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sensor (121) zur Messung der Ist-Position des Referenzpunkts (23, 24) bereits vor dem Fixieren der Trägerkomponente (3) in die Fixierungsposition an der Installationskomponente (7) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der genannte Sensor (121) fest an der Installationskomponente (7) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der Trägerkomponente (3) wenigstens ein Deformations-Sensor (127) angeordnet ist, mittels welchem ein Mass für eine Deformation der Trägerkomponente (3) gemessen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels des Deformations-Sensors (127) Spannungen in der Trägerkomponente (3) bestimmt werden und ausgehend von den gemessenen Spannungen die Deformation der Trägerkomponente (3) bestimmt wird.
11. Montagevorrichtung zur Durchführung eines Installationsvorgangs in einem
Aufzugschacht (103) einer Aufzuganlage (101) mit:
einer Trägerkomponente (3) und einer von der Trägerkomponente (3) gehaltenen mechatronischen Installationskomponente (7), gekennzeichnet durch
- eine Steuerungseinrichtung (21), die dazu vorgesehen ist,
eine Ist-Position eines auf der Trägerkomponente (3) angeordneten
Montagemittels (9, 13) bezüglich der Installationskomponente (7) zu bestimmen und
die Installationskomponente (7) unter Verwendung der Ist-Position des Montagemittels (9, 13) so anzusteuern, dass sie ein Montagemittel (9, 13) aufnimmt und einen Montageschritt unter Nutzung des aufgenommenen Montagemittels (9, 13) durchführt.
12. Montagevorrichtung nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungseinrichtung (21) dazu vorgesehen ist, die Ist-Position des Montagemittels (9, 13) bezüglich der Installationskomponente (7) in Abhängigkeit von einer in der Steuerungseinrichtung (21) gespeicherten Ausgangs-Position des Montagemittels (9, 13) und einer durch die Fixierung hervorgerufenen Deformation der Trägerkomponente (3) zu bestimmen.
13. Montagevorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
gekennzeichnet durch
einen fest an der Installationskomponente (7) angeordneten Sensor zur Messung einer Ist- Position eines Referenzpunktes (23, 24).
14. Montagevorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der Trägerkomponente (3) wenigstens ein Deformations-Sensor (127) angeordnet ist, mittels welchem ein Mass für eine Deformation der Trägerkomponente (3) messbar ist.
15. Montagevorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Deformations-Sensors (127) so ausgeführt ist, dass Spannungen in der
Trägerkomponente (3) bestimmt werden können und die Steuerungseinrichtung dazu vorgesehen ist, ausgehend von den gemessenen Spannungen die Deformation der
Trägerkomponente (3) zu bestimmen.
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