WO2024052229A1 - Vorrichtung und verfahren zum erstellen eines datensatzes zur fertigung und montage eines leitungssatzes - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum erstellen eines datensatzes zur fertigung und montage eines leitungssatzes Download PDF

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WO2024052229A1
WO2024052229A1 PCT/EP2023/074059 EP2023074059W WO2024052229A1 WO 2024052229 A1 WO2024052229 A1 WO 2024052229A1 EP 2023074059 W EP2023074059 W EP 2023074059W WO 2024052229 A1 WO2024052229 A1 WO 2024052229A1
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WO
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data
line set
vehicle
designed
assembly
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/074059
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Christian Maier
Stefan Perzl
Joannis Panos
Original Assignee
Lisa Dräxlmaier GmbH
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Publication date
Application filed by Lisa Dräxlmaier GmbH filed Critical Lisa Dräxlmaier GmbH
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41805—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by assembly
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
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    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/16—Cables, cable trees or wire harnesses

Definitions

  • the present invention relates to the production and assembly of electrical cable sets.
  • the invention relates to devices, methods and a system for creating a data set for the automated production of a wiring harness for a vehicle and for the automated assembly of the wiring harness in the vehicle.
  • Wire harnesses are used in numerous products and industries to connect electrical components so that the electrical components can, for example, be supplied with energy and/or communicate with one another.
  • electrical components can, for example, be supplied with energy and/or communicate with one another.
  • complex cable sets are installed as components of on-board electrical systems in motor vehicles, airplanes, trains and the like.
  • Such cable sets can have a high level of complexity, in particular numerous cables, plug connectors, holding devices for fastening in the vehicle and the like.
  • the invention relates to a device for creating a data record for a production system for the automated production of a line set for a vehicle and for an assembly system for the automated assembly of the line set in the vehicle.
  • the line set includes a large number of line set components.
  • the multiplicity of power set components can in particular include a multiplicity of plug connectors, a multiplicity of electrical lines for connecting the multiplicity of plug connectors, a multiplicity of housing receptacles and/or a multiplicity of holding devices.
  • a plug connector can, for example, have an electrical contact part, which can be surrounded by a plug connector housing, in particular made of plastic.
  • the device comprises a processor device which is designed to create the data set based on virtual 3D models of the plurality of line set components of the line set and a virtual 3D model of the line set.
  • the processor device is designed to merge the virtual 3D models of the plurality of line set components and the virtual 3D model of the line set into a single data set.
  • the device further comprises a communication interface which is designed to provide the data record to the production system, in particular a control device of the production system, and the assembly system, in particular a control device of the assembly system.
  • the data set includes first data, which is designed in such a way that the manufacturing system automatically manufactures the line set based on the first data.
  • the data set further includes second data, which is designed such that the assembly system automatically assembles or installs the line set in the vehicle on the basis of the second data.
  • the data set can be used for both automated production and automated assembly of the line set.
  • the line set can be represented using a consistent data model and a consistent flow of information can be ensured. This means, for example, that the process quality and manufacturing quality of the cable set can be efficiently monitored and optimized.
  • the production system can, for example, comprise at least one machine or robot.
  • the at least one machine of the production system can include, for example, an automatic placement machine and/or an automatic winding machine, which is controlled in particular by the control device of the production system.
  • the assembly system can, for example, include at least one machine or assembly robot for assembly, i.e. for installing the line set in the vehicle.
  • the at least one machine of the assembly system can be controlled in particular by the control device of the assembly system.
  • the data set can be generated, for example, based on product data and/or process data of the line set, which can be transmitted, for example, from the assembly system, in particular the control device of the assembly system, to the communication interface.
  • the data record can be generated, for example, based on resource data of the manufacturing plant, which can be transmitted, for example, from the manufacturing plant, in particular the control device of the manufacturing plant, to the communication interface.
  • the product data can, for example, include information about a housing position of a housing surrounding the cable set to be produced, in particular a 3D geometry.
  • the product data can also include, for example, information about chamber occupancies of the line set to be manufactured. Chambers can be part of the housing and correspond to predefined spaces that accommodate and hold a contact part and lines of the line set.
  • the process data can include, for example, information about plug-in widths, plug-in depths and plug-in heights of the cables of the cable set to be plugged in. Furthermore, they can Process data include, for example, information about a counter-tension test and/or processing of the performance set, in particular through cutting, crimping and/or soldering processes, which are carried out by the manufacturing system.
  • the resource data can include, for example, information about supported assembly pallets, available tools and information about one or more machines in the production system, in particular the assembly machine and/or an automatic winding machine.
  • the processor device is designed to generate the second data based on the first data or to semantically link the second data with the first data.
  • the processor device can be designed to implement an ontology module which is designed to generate the second data based on the first data or to semantically link the second data with the first data.
  • a semantic link, in particular a networking, of all different proprietary data models of, for example, individual units of the production plant and/or the assembly plant of a vehicle manufacturer can take place.
  • This enables a continuous exchange of information between all proprietary data models without having to provide individual interfaces at the system level.
  • the semantic networking achieved with the ontology module enables the data models to be mapped in a comprehensive digital model, a so-called digital twin, which enables a bidirectional, harmonized data stream between all units of the manufacturing plant and all units of the assembly plant without additional hardware effort at the system level.
  • completely different proprietary data models from the areas of product development, manufacturing and assembly can be networked.
  • class structures forming ontologies can be specified in the ontology module, which have classes structured hierarchically or in associations, by means of which a semantic networking of the proprietary data models can be carried out.
  • the classification is advantageously carried out using metamodels that are structured in ontology libraries. With these ontologies, the semantic networking of the proprietary data models can be advantageously configured. This allows flexible data mapping of all proprietary data models to be carried out.
  • the first data defines a reference position of the line set and the positions and/or orientations of the plurality of line set components relative to the reference position of the line set.
  • the second data defines a reference position of the vehicle and the position and/or orientation of the line set relative to the reference position of the vehicle.
  • the first data and/or the second data define one or more process parameters of the manufacturing system and/or the assembly system.
  • the one or more process parameters can include parameters for the manufacturing process of the line set by the at least one machine of the manufacturing system, in particular the assembly machine and/or the winding machine.
  • the one or more process parameters can include parameters for the assembly process of the line set by the machine of the assembly system.
  • the communication interface is designed to provide the data record to the manufacturing system and/or the assembly system via a communication network or to store the data record on a portable data carrier and to provide the portable data carrier to the manufacturing system and/or the assembly system.
  • the data record can be transmitted to the production system and/or the assembly system particularly securely and/or without delay.
  • the portable data carrier can be, for example, a mechanically lockable data carrier, in particular a USB stick.
  • the communication network can be implemented, for example, via a cloud server, which in particular implements a cloud application.
  • the invention relates to a system for producing a line set for a vehicle and for mounting the line set in the vehicle.
  • the system includes a device according to the first aspect for creating a data set, a manufacturing system for automated production of a line set based on the data set and an assembly system for automated assembly of the line set in the vehicle.
  • the invention relates to a method for creating a data record for a production system for the automated production of a line set for a vehicle and for an assembly system for the automated assembly of the line set in the vehicle, wherein the line set comprises a plurality of line set components.
  • the method includes creating the data set based on virtual 3D models of the plurality of line set components of the line set and a virtual 3D model of the line set and providing the data set to the manufacturing plant and to the assembly plant, the data set comprising first data, which are designed such that the manufacturing system automatically manufactures the line set based on the first data, and wherein the data set includes second data, which is designed such that the assembly system automatically assembles or installs the line set in the vehicle based on the second data .
  • FIG. 1 shows a block diagram of a system according to an embodiment for producing a line set for a vehicle and for mounting the line set in the vehicle;
  • Fig. 2 shows schematically an exemplary line set
  • 3 shows a flowchart of a method according to an embodiment for creating a data record for a manufacturing system for producing a line set for a vehicle and for an assembly system for assembling the line set in the vehicle.
  • Figure 1 shows a schematic block diagram of a system 100 for producing a line set 140 for a vehicle 180, in particular a car 180, and for mounting the line set in the vehicle 180.
  • the components of the system 100 described below do not have to must necessarily be used at a common production site, but can also be operated remotely from one another.
  • Some or all of the components of the system 100 described below may be connected to each other or to a central device 110 via a communication network 150 to enable communication with each other or with the central device 110.
  • the device 110 is designed to create a data record 117 for a production system 120, 130 for the automated production of the line set 140 for the vehicle 180 and for an assembly system 160, 170 for the automated assembly of the line set 140 in the vehicle 180.
  • the communications network 150 may include a local communications network such as an enterprise network and/or a global communications network such as the Internet.
  • the manufacturing system 120, 130 is designed for the automated production of the line set 140 based on the data set 117 and the assembly system 160, 170 is designed for the automated assembly of the line set 140 in the vehicle 180 based on the data set 117.
  • the device 110 can communicate with a control device 120 of the manufacturing system 120, 130 and with a control device 160 of the assembly system 160, 170 of a vehicle manufacturer 190 (also referred to as OEM 190).
  • the device 110 includes a communication interface 113.
  • the device 110 further includes a processor device 111 and may include a non-volatile memory 115.
  • the non-volatile memory 115 may be designed to store data and executable program code that, when executed by the processor device 111 of the device 110, the processor device 111 to perform the functions, operations and procedures described below.
  • control device 120 of the manufacturing system 120, 130 and the control device 160 of the assembly system 160, 170 can also have communication interfaces for communication and processors and memories for data processing.
  • the processor device 111 of the device 110 is designed to create the data set 117 based on virtual 3D models of a large number of line set components of the line set 140 and a virtual 3D model of the line set 140. In other words: the processor device 111 is designed to fuse the virtual 3D models of the plurality of line set components of the line set 140 and the virtual 3D model of the line set 140.
  • the plurality of line set components of the line set 140 can in particular include a plurality of plug connectors 141a-c, 142a-c, a plurality of electrical lines 143a-c for connecting the plurality of plug connectors 141a-c, 142a-c, a plurality of housing receptacles and/or a plurality of holding devices 145a, b.
  • the communication interface 113 of the device 110 is designed to provide the data record 117 to the production system 120, 130, in particular the control device 120 of the production system, and the assembly system 160, 170, in particular the control device 160 of the assembly system.
  • the data record 117 includes first data, which is designed such that the manufacturing system 120, 130 automatically manufactures the line set 140 on the basis of the first data.
  • the data set 117 further includes second data, which is designed such that the assembly system 160, 170 automatically assembles or installs the line set 140 in the vehicle 180 on the basis of the second data.
  • the data set 117 can be generated, for example, based on product data and/or process data of the line set 140, which can be transmitted, for example, from the assembly system 160, 170, in particular the control device 160 of the assembly system 160, 170, to the communication interface 113. Furthermore, the data record 117 can be generated, for example, based on resource data of the manufacturing plant 120, 130, which, for example, from the manufacturing plant 120, 130, in particular the Control device 120 of the manufacturing plant 120, 130, to the
  • Communication interface 113 can be transmitted.
  • the product data can, for example, include information about a housing position of a housing surrounding the cable set 140 to be produced, in particular a 3D geometry.
  • the product data can also include, for example, information about chamber occupancies of the line set 140 to be manufactured. Chambers may be part of the housing and correspond to predefined spaces that receive and hold a contact part and the electrical lines 143a-c of the line set 140.
  • the process data can, for example, include information about plug-in widths, plug-in depths and plug-in heights of the electrical lines 143a-c of the cable set 140 to be plugged in. Furthermore, the process data can include, for example, information about a counter-tension test and/or processing of the performance set 140, in particular cutting, crimping, soldering and/or additional winding processes, which can be carried out by the manufacturing system 120, 130.
  • the processor device 111 in particular an ontology module implemented by the processor device 111, can be designed to generate the second data on the basis of the first data or to semantically link the second data with the first data.
  • the ontology module can in particular be further designed to semantically network the second data with the first data and/or to semantically network the product data, the process data and the resource data.
  • the ontology module Using the ontology module, a semantic networking of all different proprietary data models of, for example, individual units of the manufacturing plant 120, 130 and/or the assembly plant 160, 170 of the vehicle manufacturer 190 can take place. This enables a continuous exchange of information between all proprietary data models without having to provide individual interfaces at the system level. Rather, the semantic networking achieved with the ontology module enables the data models to be represented in a comprehensive digital model, a so-called digital twin, by means of which a bidirectional, harmonized data stream can be created between all units of the manufacturing plant 120, 130 and the assembly plant 160, 170 at the system level without additional hardware effort Vehicle manufacturer 190 is made possible. In particular, completely different proprietary ones can be used Data models from the areas of product development, manufacturing and assembly are networked.
  • class structures forming ontologies can be specified in the ontology module, which have classes structured hierarchically or in associations, by means of which a semantic networking of the proprietary data models can be carried out.
  • the classification is advantageously carried out using metamodels that are structured in ontology libraries. With these ontologies, the semantic networking of the proprietary data models can be advantageously configured. This allows flexible data mapping of all proprietary data models to be carried out. Further details of the ontology module according to a preferred embodiment can be found in DE 10 2019 128 104 A1, which is hereby incorporated by reference in its entirety.
  • the first data may define a reference position of the line set 140 and the positions and/or orientations of the plurality of line set components relative to the reference position of the line set 140.
  • the second data may define a reference position of the vehicle 180 and the position and/or orientation of the line set 140 relative to the reference position of the vehicle 180.
  • the first data and/or the second data can define one or more process parameters of the manufacturing system 120, 130 and/or the assembly system 160, 170.
  • the communication interface 113 can be designed to provide the data record 117 to the production system 120, 130 and/or the assembly system 160, 170 via the communication network 150 or to store the data record 117 on a portable data carrier and the portable data carrier of the production system 120, 130 and/or the Assembly system 160, 170 to be provided.
  • the control device 120 of the production system 120, 130 can be designed to receive the data record 117 and to control the at least one placement machine 130 of the production system 120, 130.
  • the manufacturing system 120, 130 in particular the at least one placement machine 130, can be designed to produce the line set 140 on the basis of the data record 117.
  • the production system 120, 130 can also include an automatic winding machine, which bandages the cable set 140 after partial production by the automatic assembly machine 130.
  • the control device 120 of the manufacturing plant 120, 130 can be designed to transmit the resource data to the device 110, which can include, for example, information about supported assembly pallets, available tools and information about the assembly machine(s) 130 of the manufacturing plant 120, 130.
  • the control device 160 of the assembly system 160, 170 of the vehicle manufacturer 190 can be designed to control assembly of the line set 140 in a vehicle 180, in particular car 180, by an automatic machine or assembly robot 170 of the assembly system 160, 170 based on the data record 117.
  • the central device 110 can be designed to control the production of the line set 140 based on the resource data from the control device 120 of the manufacturing system 120, 130 as well as the product data and the process data from the control device 160 of the assembly system 160, 170.
  • the central device 110 can be designed to transmit the data record 117 to the control device 120 of the manufacturing plant 120, 130, which can define manufacturing work steps, for example executable program code for the at least one placement machine 130 of the manufacturing plant 120, 130, and/or manufacturing components.
  • the device 100 which can be designed, for example, as an industrial PC 100, can further comprise a display device (not shown in FIG. 1).
  • the display device can, for example, be designed to display the virtual 3D models of the plurality of line set components of the line set 140 and/or the virtual 3D model of the line set 140.
  • Figure 2 shows a schematic representation of the line set 140 produced based on the data set 117.
  • the data set 117 can cause the assembly machine 130 of the production system 120, 130 or instruct a user of the assembly machine 130 to first mount so-called recording devices on the assembly pallet at defined positions and then Insert similar or different plug connectors 141 ac, 142 a-c into the individual receiving devices.
  • the automatic placement machine 130 can then be designed to connect the electrical lines 143a-c with the plug connectors 141a-c, 142a-c.
  • the connectors 141 ac, 142a-c can be one of the number of electrical lines 143a-c have a corresponding number or a different number of pins and/or contact parts.
  • the manufacturing system 120, 130 may have one or more further units and/or devices (not shown), such as, for example, a device for cutting the electrical lines 143a-c, a device for attaching electrical contact parts and/or an automatic crimping machine .
  • these additional units and/or devices can also be integrated into the placement machine 130.
  • the electrical lines 143a-c connected to the plug connectors 141a-c, 142a-c can then be removed from the assembly pallet and laid out on a building board (also referred to as an assembly aid), in particular manually or automatically.
  • the electrical lines 143a-c can then be further processed. This can include at least partially wrapping the electrical lines 143a-c (also referred to as bandaging) with a material by the winding machine in order to bundle several electrical lines 143a-c.
  • the electrical lines 143a-c can alternatively and/or additionally be further processed on the assembly pallet, in particular at least partially wrapped or bandaged with a material by the automatic winding device in order to bundle several electrical lines 143a-c.
  • holding devices 145a-b can be attached to certain positions of the electrical lines 143a-c.
  • the holding devices 145a-b can in particular be designed differently, for example as a support for the electrical lines 143a-c and/or as a holder for the plug connectors 141a-c, 142a-c.
  • a line set 140 is created with a defined 3D structure, which can be installed in the vehicle 180.
  • FIG. 3 shows a flowchart of a method 300 for creating the data record 117 for the production system 120, 130 for the automated production of the line set 140 for the vehicle 180 and for the assembly system 160, 170 for the automated assembly of the line set 140 in the vehicle 180.
  • the method 300 includes a step 301 of creating the data set 117 based on virtual 3D models of the plurality of line set components of the line set 140 and a virtual 3D model of the line set 140.
  • the method 300 further includes a step 303 of providing the data set 117 to the manufacturing plant 120, 130 and to the assembly plant 160, 170, wherein the data record 117 comprises first data which is designed such that the manufacturing plant 120, 130 automatically manufactures the line set 140 on the basis of the first data, and wherein the data record 117 second data, which is designed such that the assembly system 160, 170 automatically assembles or installs the line set 140 in the vehicle 180 based on the second data.

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Abstract

Vorrichtung (110) zum Erstellen eines Datensatzes (117) für eine Fertigungsanlage (120, 130) zur Fertigung eines Leitungssatzes (140) für ein Fahrzeug (180) und für eine Montageanlage (160, 170) zur Montage des Leitungssatzes (140) in dem Fahrzeug (180). Der Leitungssatz (140) umfasst eine Vielzahl von Leitungssatzkomponenten. Die Vorrichtung (110) umfasst eine Prozessoreinrichtung (111), welche ausgebildet ist, den Datensatz (117) auf der Grundlage von virtuellen 3D-Modellen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes (140) und einem virtuellen 3D-Modell des Leitungssatzes (140) zu erstellen. Die Vorrichtung (110) umfasst ferner eine Kommunikationsschnittstelle (113), welche ausgebildet ist, den Datensatz (117) der Fertigungsanlage (120, 130) und der Montageanlage (160, 170) bereitzustellen. Der Datensatz (117) umfasst erste Daten, welche derart ausgebildet sind, dass die Fertigungsanlage (120, 130) den Leitungssatz (140) auf der Grundlage der ersten Daten fertigt. Der Datensatz (117) umfasst zweite Daten, welche derart ausgebildet sind, dass die Montageanlage (160, 170) den Leitungssatz (140) auf der Grundlage der zweiten Daten in dem Fahrzeug (180) montiert.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Erstellen eines Datensatzes zur Fertigung und Montage eines Leitungssatzes
Die vorliegende Erfindung betrifft die Fertigung und Montage von elektrischen Leitungssätzen. Insbesondere betrifft die Erfindung Vorrichtungen, Verfahren und ein System zum Erstellen eines Datensatzes zur automatisierten Fertigung eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug und zur automatisierten Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug.
Leitungssätze (auch als Kabelbäume bezeichnet) werden in zahlreichen Produkten und Industriezweigen zum Verbinden von elektrischen Komponenten eingesetzt, damit die elektrischen Komponenten beispielsweise mit Energie versorgt werden und/oder miteinander kommunizieren können. Insbesondre in der Fahrzeugtechnik werden in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen, Zügen und dergleichen teils komplexe Leitungssätze als Komponenten von Bordnetzen verbaut. Solche Leitungssätze können eine hohe Komplexität, insbesondere zahlreiche Leitungen, Steckverbinder, Halteeinrichtungen zur Befestigung im Fahrzeug und dergleichen aufweisen.
Bislang erfolgt die Fertigung und Montage von Leitungssätzen, wenn überhaupt, lediglich teilautomatisiert. Dies liegt insbesondere daran, dass bei unterschiedlichen Teilprozessen der Fertigung und der Montage unterschiedliche Daten notwendig seien können. Beispielsweise kommen Produkt-Daten wie beispielsweise 3D-Geometrie-Daten des Leitungssatzes und/oder der Leitungssatzkomponenten, Prozess-Daten wie beispielsweise Verarbeitungsschritte einer Leitung des Leitungssatzes und Ressourcen-Daten wie Informationen über Anlagen zur Erstellung und/oder Montage des Leitungssatzes zum Einsatz. Diese Daten werden oft noch manuell erzeugt und können nicht digital, nur unvollständig und/oder in unterschiedlichen Formaten bzw. Datenmodellen vorliegen, und werden daher bislang auch nicht genutzt, um die Fertigung und Montage eines Leitungssatzes zu automatisieren. Die Aufgabe besteht deshalb darin, eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein System zu realisieren, um auf effiziente Weise einen Datensatz zur im Wesentlichen automatisierten Fertigung und Montage eines Leitungssatz zu bestimmen und bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Figuren, der Beschreibung sowie der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Erstellen eines Datensatzes für eine Fertigungsanlage zur automatisierten Fertigung eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug und für eine Montageanlage zur automatisierten Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug. Der Leitungssatz umfasst eine Vielzahl von Leitungssatzkomponenten. Die Vielzahl von Leistungssatzkomponenten kann insbesondre eine Vielzahl von Steckverbindern, eine Vielzahl von elektrischen Leitungen zum Verbinden der Vielzahl von Steckverbindern, eine Vielzahl von Gehäuseaufnahmen und/oder eine Vielzahl von Halteeinrichtungen umfassen. Ein Steckverbinder kann beispielsweise ein elektrisches Kontaktteil aufweisen, das von einem, insbesondere aus Kunststoff gefertigten, Steckverbindergehäuse umgeben sein kann.
Die Vorrichtung umfasst eine Prozessoreinrichtung, welche ausgebildet ist, den Datensatz auf der Grundlage von virtuellen 3D-Modellen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes und einem virtuellen 3D-Modell des Leitungssatzes zu erstellen. Mit anderen Worten: die Prozessoreinrichtung ist ausgebildet, die virtuellen 3D-Modelle der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten und das virtuelle 3D-Modell des Leitungssatzes in einem einzigen Datensatz zu fusionieren.
Die Vorrichtung umfasst ferner eine Kommunikationsschnittstelle, welche ausgebildet ist, den Datensatz der Fertigungsanlage, insbesondere einer Steuerungseinrichtung der Fertigungsanlage, und der Montageanlage, insbesondere einer Steuerungseinrichtung der Montageanlage, bereitzustellen.
Der Datensatz umfasst erste Daten, welche derart ausgebildet sind, dass die Fertigungsanlage den Leitungssatz auf der Grundlage der ersten Daten automatisiert fertigt. Der Datensatz umfasst ferner zweite Daten, welche derart ausgebildet sind, dass die Montageanlage den Leitungssatz auf der Grundlage der zweiten Daten automatisiert in dem Fahrzeug montiert bzw. einbaut. Dadurch kann bewirkt werden, dass der Datensatz sowohl zur automatisierten Fertigung als auch zur automatisierten Montage des Leitungssatzes verwendet werden kann. Ferner kann der Leitungssatz über ein durchgängiges Datenmodell dargestellt werden und ein durchgängiger Informationsfluss sichergestellt werden. Somit lässt sich beispielsweise die Prozessqualität und Fertigungsqualität des Leitungssatzes effizient überwachen und optimieren.
Zur automatisierten Herstellung des Leitungssatzes kann die Fertigungsanlage beispielsweise zumindest einen Automaten bzw. Roboter umfassen. Der zumindest eine Automat der Fertigungsanlage kann beispielsweise einen Bestückungsautomaten und/oder einen Wicklungsautomaten umfassen, welcher insbesondere durch die Steuerungseinrichtung der Fertigungsanlage gesteuert wird.
Zur automatisierten Montage des Leitungssatzes kann die Montageanlage beispielsweise zumindest einen Automaten bzw. Montageroboter zur Montage, d.h. zum Einbauen des Leitungssatzes in dem Fahrzeug umfassen. Der zumindest eine Automat der Montageanlage kann insbesondere durch die Steuerungseinrichtung der Montageanlage gesteuert werden.
Der Datensatz kann beispielsweise basierend auf Produktdaten und/oder Prozessdaten des Leitungssatzes generiert werden, welche beispielsweise von der Montageanlage, insbesondere der Steuerungseinrichtung der Montageanlage, an die Kommunikationsschnittstelle übermittelt werden können. Ferner kann der Datensatz beispielsweise basierend auf Ressourcendaten der Fertigungsanlage generiert werden, welche beispielsweise von der Fertigungsanlage, insbesondere der Steuerungseinrichtung der Fertigungsanlage, an die Kommunikationsschnittstelle übermittelt werden können.
Die Produktdaten können beispielsweise Informationen über eine Gehäuseposition eines den herzustellenden Leitungssatz umgebenden Gehäuses umfassen, insbesondere eine 3D Geometrie. Die Produktdaten können ferner beispielsweise Informationen über Kammerbelegungen des herzustellenden Leitungssatzes umfassen. Kammern können Teil des Gehäuses sein, und vordefinierten Räumen entsprechen, die ein Kontaktteil und Leitungen des Leitungssatzes aufnehmen und festhalten.
Die Prozessdaten können beispielsweise Informationen über Steckbreiten, Stecktiefen und Steckhöhen der zu steckenden Leitungen des Leitungssatzes umfassen. Ferner können die Prozessdaten beispielsweise Informationen über eine Gegenzugprüfung und/oder eine Verarbeitung des Leistungssatzes umfassen, insbesondere durch Schneid-, Crimp- und/oder Löt-Prozesse, welche von der Fertigungsanlage durchgeführt werden.
Die Ressourcendaten können beispielsweise Informationen über unterstützte Bestückungspaletten, verfügbare Werkzeuge und Informationen über einen oder mehrere Automaten der Fertigungsanlage, insbesondere den Bestückungsautomaten und/oder einen Wicklungsautomaten, umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Prozessoreinrichtung ausgebildet, die zweiten Daten auf der Grundlage der ersten Daten zu erzeugen oder die zweiten Daten mit den ersten Daten semantisch zu verknüpfen. Die Prozessoreinrichtung kann ausgebildet sein, ein Ontologie-Modul zu implementieren, welches ausgebildet ist, die zweiten Daten auf der Grundlage der ersten Daten zu erzeugen oder die zweiten Daten mit den ersten Daten semantisch zu verknüpfen.
Mittels des Ontologiemoduls kann eine semantische Verknüpfung, insbesondere eine Vernetzung, aller verschiedenen proprietären Datenmodelle von beispielsweise einzelnen Einheiten der Fertigungsanlage und/oder der Montageanlage eines Fahrzeugherstellers erfolgen. Damit wird ein durchgehender Austausch von Informationen zwischen allen proprietären Datenmodellen ermöglicht, ohne dass auf Systemebene einzelne Schnittstellen vorgesehen werden müssen. Die mit dem Ontologiemodul erzielte semantische Vernetzung ermöglicht vielmehr eine Abbildung der Datenmodelle in einem übergreifenden digitalen Modell, einen sogenannten digitalen Zwilling, mittels denen ohne zusätzlichen Hardwareaufwand auf Systemebene ein bidirektionaler harmonisierter Datenstrom zwischen allen Einheiten der Fertigungsanlage und allen Einheiten der Montageanlage ermöglicht wird. Hierbei können insbesondere völlig unterschiedliche proprietäre Datenmodelle aus den Bereichen Produktentwicklung, Fertigung und Montage vernetzt werden.
Beispielsweise können in dem Ontologiemodul Ontologien bildende Klassenstrukturen vorgegeben sein, die hierarchisch oder in Verbänden strukturierte Klassen aufweisen, mittels derer eine semantische Vernetzung der proprietären Datenmodelle durchführbar ist. Vorteilhaft erfolgt die Klassifizierung mittels Metamodellen, die in Ontologie-Bibliotheken strukturiert sind. Mit diesen Ontologien ist vorteilhaft die semantische Vernetzung der proprietären Datenmodelle konfigurierbar. Damit kann ein flexibles Datenmapping aller proprietären Datenmodelle durchgeführt werden. Gemäß einer Ausführungsform definieren die ersten Daten eine Referenzposition des Leitungssatzes und die Positionen und/oder Orientierungen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten relativ zu der Referenzposition des Leitungssatzes.
Gemäß einer Ausführungsform definieren die zweiten Daten eine Referenzposition des Fahrzeugs und die Position und/oder Orientierung des Leitungssatzes relativ zu der Referenzposition des Fahrzeugs.
Dadurch kann die Montageanlage des Fahrzeugherstellers den Leitungssatz effizient in das Fahrzeug montieren, beispielsweise kann damit eine Kalibrierung eines Automaten der Montageanlage nicht mehr nötig sein.
Gemäß einer Ausführungsform definieren die ersten Daten und/oder die zweiten Daten einen oder mehrere Prozessparameter der Fertigungsanlage und/oder der Montageanlage.
Beispielsweise kann der eine oder die mehreren Prozessparameter Parameter für den Herstellungsprozess des Leitungssatzes durch den zumindest einen Automaten der Fertigungsanlage, insbesondere den Bestückungsautomaten und/oder den Wicklungsautomaten, umfassen. Beispielsweise kann der eine oder die mehreren Prozessparameter Parameter für den Montageprozess des Leitungssatzes durch den Automaten der Montageanlage umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet, den Datensatz der Fertigungsanlage und/oder der Montageanlage über ein Kommunikationsnetzwerk bereitzustellen oder den Datensatz auf einem tragbaren Datenträger abzuspeichern und den tragbaren Datenträger der Fertigungsanlage und/oder der Montageanlage bereitzustellen.
Dadurch kann, je nach Anforderungen, der Datensatz besonders sicher und/oder besonders verzögerungsfrei an die Fertigungsanlage und/oder die Montageanlage übermittelt werden.
Der tragbare Datenträger kann beispielsweise ein mechanisch-verriegelbarer Datenträger, insbesondere ein USB-Stick sein. Das Kommunikationsnetzwerk kann beispielsweise über einen Cloud-Server realisiert sein, welcher insbesondere eine Cloud-Anwendung implementiert. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein System zur Fertigung eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug und zur Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug. Das System umfasst eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt zur Erstellung eines Datensatzes, eine Fertigungsanlage zur automatisierten Fertigung eines Leitungssatzes auf der Grundlage des Datensatzes und eine Montageanlage zur automatisierten Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erstellen eines Datensatzes für eine Fertigungsanlage zur automatisierten Fertigung eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug und für eine Montageanlage zur automatisierten Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug, wobei der Leitungssatz eine Vielzahl von Leitungssatzkomponenten umfasst. Das Verfahren umfasst ein Erstellen des Datensatzes auf der Grundlage von virtuellen 3D-Modellen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes und einem virtuellen 3D-Modell des Leitungssatzes und ein Bereitstellen des Datensatzes an die Fertigungsanlage und an die Montageanlage, wobei der Datensatz erste Daten umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass die Fertigungsanlage den Leitungssatz auf der Grundlage der ersten Daten automatisiert fertigt, und wobei der Datensatz zweite Daten umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass die Montageanlage den Leitungssatz auf der Grundlage der zweiten Daten automatisiert in dem Fahrzeug montiert bzw. einbaut.
Die für den Gegenstand des ersten Aspekts genannten Ausführungsformen sind ebenfalls Ausführungsformen für den Gegenstand des zweiten Aspekts und des dritten Aspekts.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden beispielhaft anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 in einem Blockschaubild ein System gemäß einer Ausführungsform zum Fertigen eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug und zur Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug;
Fig. 2 schematisch einen beispielhaften Leitungssatz; und Fig. 3 in einem Flussdiagramm ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform zum Erstellen eines Datensatzes für eine Fertigungsanlage zur Fertigung eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug und für eine Montageanlage zur Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug.
Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt in einem schematischen Blockschaubild ein System 100 zur Fertigung eines Leitungssatzes 140 für ein Fahrzeug 180, insbesondere einen PKW 180, und zur Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug 180. Wie der Fachmann erkennen wird, müssen die nachfolgend beschriebenen Komponenten des Systems 100 nicht zwingend an einer gemeinsamen Fertigungsstätte zum Einsatz kommen, sondern können auch voneinander entfernt betrieben werden. Einige oder alle nachfolgend beschriebenen Komponenten des Systems 100 können untereinander oder mit einer zentralen Vorrichtung 110 über ein Kommunikationsnetzwerk 150 verbunden sein, um eine Kommunikation untereinander bzw. eine Kommunikation mit der zentralen Vorrichtung 110 zu ermöglichen. Die Vorrichtung 110 ist zum Erstellen eines Datensatzes 117 für eine Fertigungsanlage 120, 130 zur automatisierten Fertigung des Leitungssatzes 140 für das Fahrzeug 180 und für eine Montageanlage 160, 170 zur automatisierten Montage des Leitungssatzes 140 in dem Fahrzeug 180 ausgebildet. Das Kommunikationsnetzwerk 150 kann ein lokales Kommunikationsnetzwerk wie beispielsweise ein Unternehmensnetzwerk und/oder ein globales Kommunikationsnetzwerk wie beispielsweise das Internet umfassen. Die Fertigungsanlage 120, 130 ist zur automatisierten Fertigung des Leitungssatzes 140 auf der Grundlage des Datensatzes 117 ausgebildet und die Montageanlage 160, 170 ist zur automatisierten Montage des Leitungssatzes 140 in dem Fahrzeug 180 auf der Grundlage des Datensatzes 117 ausgebildet.
In der Figur 1 ist die Vorrichtung 110 dargestellt, welche mit einer Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130 und mit einer Steuerungseinrichtung 160 der Montageanlage 160, 170 eines Fahrzeugherstellers 190 (auch als OEM 190 bezeichnet) kommunizieren kann. Hierzu umfasst die Vorrichtung 110 eine Kommunikationsschnittstelle 113. Die Vorrichtung 110 umfasst ferner eine Prozessoreinrichtung 111 und kann einen nichtflüchtigen Speicher 115 umfassen. Der nichtflüchtige Speicher 115 kann ausgebildet sein, Daten und ausführbaren Programmcode zu speichern, der, wenn von der Prozessoreinrichtung 111 der Vorrichtung 110 ausgeführt, die Prozessoreinrichtung 111 veranlasst, die im Folgenden beschriebenen Funktionen, Operationen und Verfahren durchzuführen.
Auch wenn dies in der Figur 1 nicht dargestellt ist, können entsprechend auch die Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130 und die Steuerungseinrichtung 160 der Montageanlage 160, 170 zur Kommunikation Kommunikationsschnittstellen und zur Datenverarbeitung Prozessoren und Speicher aufweisen.
Die Prozessoreinrichtung 111 der Vorrichtung 110 ist ausgebildet, den Datensatz 117 auf der Grundlage von virtuellen 3D-Modellen einer Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes 140 und einem virtuellen 3D-Modell des Leitungssatzes 140 zu erstellen. Mit anderen Worten: die Prozessoreinrichtung 111 ist ausgebildet, die virtuellen 3D-Modelle der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes 140 und das virtuelle 3D-Modell des Leitungssatzes 140 zu fusionieren. Wie in der Figur 2 genauer dargestellt, kann die Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes 140 insbesondere eine Vielzahl von Steckverbindern 141a-c, 142a-c, eine Vielzahl von elektrischen Leitungen 143a-c zum Verbinden der Vielzahl von Steckverbindern 141 a-c, 142a-c, eine Vielzahl von Gehäuseaufnahmen und/oder eine Vielzahl von Halteeinrichtungen 145a,b umfassen.
Die Kommunikationsschnittstelle 113 der Vorrichtung 110 ist ausgebildet, den Datensatz 117 der Fertigungsanlage 120, 130, insbesondere der Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage, und der Montageanlage 160, 170, insbesondere der Steuerungseinrichtung 160 der Montageanlage, bereitzustellen.
Der Datensatz 117 umfasst erste Daten, welche derart ausgebildet sind, dass die Fertigungsanlage 120, 130 den Leitungssatz 140 auf der Grundlage der ersten Daten automatisiert fertigt. Der Datensatz 117 umfasst ferner zweite Daten, welche derart ausgebildet sind, dass die Montageanlage 160, 170 den Leitungssatz 140 auf der Grundlage der zweiten Daten automatisiert in dem Fahrzeug 180 montiert bzw. einbaut.
Der Datensatz 117 kann beispielsweise basierend auf Produktdaten und/oder Prozessdaten des Leitungssatzes 140 generiert werden, welche beispielsweise von der Montageanlage 160, 170, insbesondere der Steuerungseinrichtung 160 der Montageanlage 160, 170, an die Kommunikationsschnittstelle 113 übermittelt werden können. Ferner kann der Datensatz 117 beispielsweise basierend auf Ressourcendaten der Fertigungsanlage 120, 130 generiert werden, welche beispielsweise von der Fertigungsanlage 120, 130, insbesondere der Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130, an die
Kommunikationsschnittstelle 113 übermittelt werden können.
Die Produktdaten können beispielsweise Informationen über eine Gehäuseposition eines den herzustellenden Leitungssatz 140 umgebenden Gehäuses umfassen, insbesondere eine 3D Geometrie. Die Produktdaten können ferner beispielsweise Informationen über Kammerbelegungen des herzustellenden Leitungssatzes 140 umfassen. Kammern können Teil des Gehäuses sein, und vordefinierten Räumen entsprechen, die ein Kontaktteil und die elektrischen Leitungen 143a-c des Leitungssatzes 140 aufnehmen und festhalten.
Die Prozessdaten können beispielsweise Informationen über Steckbreiten, Stecktiefen und Steckhöhen der zu steckenden elektrischen Leitungen 143a-c des Leitungssatzes 140 umfassen. Ferner können die Prozessdaten beispielsweise Informationen über eine Gegenzugprüfung und/oder eine Verarbeitung des Leistungssatzes 140 umfassen, insbesondere Schneid-, Crimp-, Löt- und/oder zusätzliche Wickel-Prozesse, welche von der Fertigungsanlage 120, 130 durchgeführt werden können.
Die Prozessoreinrichtung 111 , insbesondere ein von der Prozessoreinrichtung 111 implementiertes Ontologie-Modul, kann ausgebildet sein, die zweiten Daten auf der Grundlage der ersten Daten zu erzeugen oder die zweiten Daten mit den ersten Daten semantisch zu verknüpfen. Das Ontologiemodul kann insbesondere ferner ausgebildet sein, die zweiten Daten mit den ersten Daten semantisch zu vernetzen und/oder die Produktdaten, die Prozessdaten und die Ressourcendaten semantisch zu vernetzen.
Mittels des Ontologiemoduls kann eine semantische Vernetzung aller verschiedenen proprietären Datenmodelle von beispielsweise einzelnen Einheiten der Fertigungsanlage 120, 130 und/oder der Montageanlage 160, 170 des Fahrzeugherstellers 190 erfolgen. Damit wird ein durchgehender Austausch von Informationen zwischen allen proprietären Datenmodellen ermöglicht, ohne dass auf Systemebene einzelne Schnittstellen vorgesehen werden müssen. Die mit dem Ontologiemodul erzielte semantische Vernetzung ermöglicht vielmehr eine Abbildung der Datenmodelle in einem übergreifenden digitalen Modell, einen sogenannten digitalen Zwilling, mittels denen ohne zusätzlichen Hardwareaufwand auf Systemebene ein bidirektionaler harmonisierter Datenstrom zwischen allen Einheiten der Fertigungsanlage 120, 130 und der Montageanlage 160, 170 des Fahrzeugherstellers 190 ermöglicht wird. Hierbei können insbesondere völlig unterschiedliche proprietäre Datenmodelle aus den Bereichen Produktentwicklung, Fertigung und Montage vernetzt werden.
Beispielsweise können in dem Ontologiemodul Ontologien bildende Klassenstrukturen vorgegeben sein, die hierarchisch oder in Verbänden strukturierte Klassen aufweisen, mittels derer eine semantische Vernetzung der proprietären Datenmodelle durchführbar ist. Vorteilhaft erfolgt die Klassifizierung mittels Metamodellen, die in Ontologie-Bibliotheken strukturiert sind. Mit diesen Ontologien ist vorteilhaft die semantische Vernetzung der proprietären Datenmodelle konfigurierbar. Damit kann ein flexibles Datenmapping aller proprietären Datenmodelle durchgeführt werden. Weitere Details des Ontologiemoduls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform lassen sich der DE 10 2019 128 104 A1 entnehmen, auf die hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.
Die ersten Daten können eine Referenzposition des Leitungssatzes 140 und die Positionen und/oder Orientierungen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten relativ zu der Referenzposition des Leitungssatzes 140 definieren. Ferner können die zweiten Daten eine Referenzposition des Fahrzeugs 180 und die Position und/oder Orientierung des Leitungssatzes 140 relativ zu der Referenzposition des Fahrzeugs 180 definieren. Ferner können die ersten Daten und/oder die zweiten Daten einen oder mehrere Prozessparameter der Fertigungsanlage 120, 130 und/oder der Montageanlage 160, 170 definieren.
Die Kommunikationsschnittstelle 113 kann ausgebildet sein, den Datensatz 117 der Fertigungsanlage 120, 130 und/oder der Montageanlage 160, 170 über das Kommunikationsnetzwerk 150 bereitzustellen oder den Datensatz 117 auf einem tragbaren Datenträger abzuspeichern und den tragbaren Datenträger der Fertigungsanlage 120, 130 und/oder der Montageanlage 160, 170 bereitzustellen.
Die Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130 kann ausgebildet sein, den Datensatz 117 zu empfangen und den zumindest einen Bestückungsautomaten 130 der Fertigungsanlage 120, 130 zu steuern. Die Fertigungsanlage 120, 130, insbesondere der zumindest eine Bestückungsautomat 130, kann ausgebildet sein, den Leitungssatz 140 auf der Grundlage des Datensatzes 117 zu fertigen. Neben der Steuerungseinrichtung 120 und dem Bestückungsautomaten 130 kann die Fertigungsanlage 120, 130 ferner einen Wicklungsautomaten umfassen, welcher den Leitungssatz 140 nach der Teilfertigung durch den Bestückungsautomaten 130 bandagiert. In einer Ausführungsform kann die Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130 ausgebildet sein, die Ressourcendaten an die Vorrichtung 110 zu übermitteln, welche beispielsweise Informationen über unterstützte Bestückungspaletten, verfügbare Werkzeuge und Informationen über den oder die Bestückungsautomaten 130 der Fertigungsanlage 120, 130 umfassen können.
Die Steuerungseinrichtung 160 der Montageanlage 160, 170 des Fahrzeugherstellers 190 kann ausgebildet sein, eine Montage des Leitungssatzes 140 in einem Fahrzeug 180, insbesondere PKW 180, durch einen Automat bzw. Montageroboter 170 der Montageanlage 160, 170 basierend auf dem Datensatz 117 zu steuern.
Die zentrale Vorrichtung 110 kann ausgebildet sein, basierend auf den Ressourcendaten von der Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130 sowie den Produktdaten und den Prozessdaten von der Steuerungseinrichtung 160 der Montageanlage 160, 170 die Fertigung des Leitungssatzes 140 zu steuern. Hierzu kann die zentrale Vorrichtung 110 ausgebildet sein, den Datensatz 117 an die Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130 zu übermitteln, welcher Fertigungsarbeitsschritte, beispielsweise ausführbaren Programmcode für den zumindest einen Bestückungsautomaten 130 der Fertigungsanlage 120, 130, und/oder Fertigungskomponenten definieren kann.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung 100, welche beispielsweise als ein Industrie-PC 100 ausgebildet sein kann, ferner eine in der Figur 1 nicht dargestellte Anzeigevorrichtung umfassen. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise ausgebildet sein, die virtuellen 3D-Modelle der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes 140 und/oder das virtuellen 3D-Modell des Leitungssatzes 140 anzuzeigen.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des basierend auf dem Datensatz 117 hergestellten Leitungssatzes 140. Der Datensatz 117 kann den Bestückungsautomaten 130 der Fertigungsanlage 120, 130 veranlassen oder einem Benutzer des Bestückungsautomaten 130 anweisen, zunächst auf der Bestückungspalette sogenannte Aufnahmevorrichtungen an definierte Positionen zu montieren und danach in die einzelnen Aufnahmevorrichtungen jeweils gleichartige oder verschiedene Steckverbinder 141 a-c, 142a- c einzusetzen. Anschließend kann der Bestückungsautomat 130 ausgebildet sein, die elektrischen Leitungen 143a-c mit den Steckverbindern 141a-c, 142a-c zu verbinden. Die Steckverbinder 141 a-c, 142a-c können eine der Anzahl von elektrischen Leitungen 143a-c entsprechende Anzahl oder eine davon abweichende Anzahl von Pins und/oder Kontaktteilen aufweisen.
Ferner kann die Fertigungsanlage 120, 130 eine oder mehrere weitere Einheiten und/oder Vorrichtungen (nicht gezeigt) aufweisen, wie etwa beispielsweise eine Vorrichtung zum Schneiden der elektrischen Leitungen 143a-c, eine Vorrichtung zum Anbringen von elektrischen Kontaktteilen und/oder einen Crimp-Automaten. In einer weiteren Ausführungsform können diese weiteren Einheiten und/oder Vorrichtungen auch in den Bestückungsautomaten 130 integriert sein.
Die mit den Steckverbindern 141 a-c, 142a-c verbundenen elektrischen Leitungen 143a-c können anschließend von der Bestückungspalette abgenommen und auf einem Baubrett (auch als Montagehilfe bezeichnet) insbesondere manuell oder auch automatisch ausgelegt werden. Anschließend können die elektrischen Leitungen 143a-c weiterbearbeitet werden. Dies kann ein zumindest abschnittsweises Umwickeln der elektrischen Leitungen 143a-c (auch als Bandagieren bezeichnet) mit einem Material durch den Wicklungsautomat umfassen, um mehrere elektrische Leitungen 143a-c zu bündeln.
In einer weiteren Ausführungsform können die elektrischen Leitungen 143a-c alternativ und/oder zusätzlich auf der Bestückungspalette weiterbearbeitet werden, insbesondere zumindest abschnittsweises mit einem Material durch den Wicklungsautomat umwickelt bzw. bandagiert werden, um mehrere elektrische Leitungen 143a-c zu bündeln.
Ferner können Halteeinrichtungen 145a-b an bestimmten Positionen der elektrischen Leitungen 143a-c angebracht werden. Die Halteeinrichtungen 145a-b können insbesondere unterschiedlich ausgestaltet sein, beispielsweise als Auflage für die elektrischen Leitungen 143a-c und/oder als Halter für die Steckverbinder 141 a-c, 142a-c. Auf diese Weise entsteht basierend auf dem Datensatz 117 ein Leitungssatz 140 mit einer definierten 3D-Struktur, der in das Fahrzeug 180 eingebaut werden kann.
Die Figur 3 zeigt in einem Flussdiagramm ein Verfahren 300 zum Erstellen des Datensatzes 117 für die Fertigungsanlage 120, 130 zur automatisierten Fertigung des Leitungssatzes 140 für das Fahrzeug 180 und für die Montageanlage 160, 170 zur automatisierten Montage des Leitungssatzes 140 in dem Fahrzeug 180. Das Verfahren 300 umfasst einen Schritt 301 des Erstellens des Datensatzes 117 auf der Grundlage von virtuellen 3D-Modellen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes 140 und einem virtuellen 3D-Modell des Leitungssatzes 140. Das Verfahren 300 umfasst ferner einen Schritt 303 des Bereitstellens des Datensatzes 117 an die Fertigungsanlage 120, 130 und an die Montageanlage 160, 170, wobei der Datensatz 117 erste Daten umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass die Fertigungsanlage 120, 130 den Leitungssatz 140 auf der Grundlage der ersten Daten automatisiert fertigt, und wobei der Datensatz 117 zweite Daten umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass die Montageanlage 160, 170 den Leitungssatz 140 auf der Grundlage der zweiten Daten automatisiert in dem Fahrzeug 180 montiert bzw. einbaut.
Bezugszeichenliste
100 System
110 Vorrichtung
111 Prozessoreinrichtung der Vorrichtung
113 Kommunikationsschnittstelle der Vorrichtung
115 Speicher der Vorrichtung
117 Datensatz
120, 130 Fertigungsanlage
120 Steuerungseinrichtung der Fertigungsanlage
130 Bestückungsautomat
140 Leitungssatz
141a-c, 142a-c Steckverbinder
143a-c Elektrische Leitungen
145a-b Halteeinrichtung
150 Kommunikationsnetzwerk
160, 170 Montageanlage
160 Steuerungseinrichtung der Montageanlage
170 Montageroboter
180 Fahrzeug
190 Fahrzeughersteller
300 Verfahren zum Bestimmen einer Fertigungskonfiguration
301 Erster Verfahrensschritt des Verfahrens
303 Zweiter Verfahrensschritt des Verfahrens

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (110) zum Erstellen eines Datensatzes (117) für eine Fertigungsanlage (120, 130) zur Fertigung eines Leitungssatzes (140) für ein Fahrzeug (180) und für eine Montageanlage (160, 170) zur Montage des Leitungssatzes (140) in dem Fahrzeug (180), wobei der Leitungssatz (140) eine Vielzahl von Leitungssatzkomponenten umfasst, wobei die Vorrichtung (110) umfasst: eine Prozessoreinrichtung (111), welche ausgebildet ist, den Datensatz (117) auf der Grundlage von virtuellen 3D-Modellen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes (140) und einem virtuellen 3D-Modell des Leitungssatzes (140) zu erstellen; und eine Kommunikationsschnittstelle (113), welche ausgebildet ist, den Datensatz (117) der Fertigungsanlage (120, 130) und der Montageanlage (160, 170) bereitzustellen; wobei der Datensatz (117) erste Daten umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass die Fertigungsanlage (120, 130) den Leitungssatz (140) auf der Grundlage der ersten Daten fertigt, und wobei der Datensatz (117) zweite Daten umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass die Montageanlage (160, 170) den Leitungssatz (140) auf der Grundlage der zweiten Daten in dem Fahrzeug (180) montiert.
2. Vorrichtung (110) nach Anspruch 1 , wobei die Prozessoreinrichtung (111) ausgebildet ist, die zweiten Daten auf der Grundlage der ersten Daten zu erzeugen oder die zweiten Daten mit den ersten Daten semantisch zu verknüpfen.
3. Vorrichtung (110) nach Anspruch 2, wobei die Prozessoreinrichtung (111) ausgebildet ist, ein Ontologie-Modul zu implementieren, und wobei das Ontologie-Modul ausgebildet ist, die zweiten Daten auf der Grundlage der ersten Daten zu erzeugen oder die zweiten Daten mit den ersten Daten semantisch zu verknüpfen.
4. Vorrichtung (110) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ersten Daten eine Referenzposition des Leitungssatzes (140) und die Positionen und/oder Orientierungen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten relativ zu der Referenzposition des Leitungssatzes (140) definieren.
5. Vorrichtung (110) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweiten Daten eine Referenzposition des Fahrzeugs (180) und die Position und/oder Orientierung des Leitungssatzes (140) relativ zu der Referenzposition des Fahrzeugs (180) definieren.
6. Vorrichtung (110) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ersten Daten und/oder die zweiten Daten einen oder mehrere Prozessparameter der Fertigungsanlage (120, 130) und/oder der Montageanlage (160, 170) definieren.
7. Vorrichtung (110) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kommunikationsschnittstelle (113) ausgebildet ist, den Datensatz (117) der Fertigungsanlage (120, 130) und/oder der Montageanlage (160, 170) über ein Kommunikationsnetzwerk (150) bereitzustellen oder den Datensatz (117) auf einem tragbaren Datenträger abzuspeichern und den tragbaren Datenträger der Fertigungsanlage (120, 130) und/oder der Montageanlage (160, 170) bereitzustellen.
8. Vorrichtung (110) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl von Leitungssatzkomponenten eine Vielzahl von Steckverbindern (141a-c, 142a-c), eine Vielzahl von elektrischen Leitungen (143a-c) zum Verbinden der Vielzahl von Steckverbindern (141 a- c, 142a-c), eine Vielzahl von Gehäuseaufnahmen und/oder eine Vielzahl von Halteeinrichtungen (145a,b) umfassen.
9. System (100) zur Fertigung eines Leitungssatzes (140) für ein Fahrzeug (180) und zur Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug (180), wobei das System (100) umfasst: eine Vorrichtung (110) nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Erstellung eines Datensatzes (117); eine Fertigungsanlage (120, 130) zur Fertigung eines Leitungssatzes (140) auf der
Grundlage des Datensatzes (117); und eine Montageanlage (160, 170) zur Montage des Leitungssatzes (140) in dem Fahrzeug (180).
10. Verfahren (300) zum Erstellen eines Datensatzes (117) für eine Fertigungsanlage (120, 130) zur Fertigung eines Leitungssatzes (140) für ein Fahrzeug (180) und für eine Montageanlage (160, 170) zur Montage des Leitungssatzes (140) in dem Fahrzeug (180), wobei der Leitungssatz (140) eine Vielzahl von Leitungssatzkomponenten umfasst, wobei das Verfahren (300) umfasst:
Erstellen (301) des Datensatzes (117) auf der Grundlage von virtuellen 3D-Modellen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes (140) und einem virtuellen 3D- Modell des Leitungssatzes (140); und
Bereitstellen (303) des Datensatzes (117) an die Fertigungsanlage (120, 130) und an die Montageanlage (160, 170); wobei der Datensatz (117) erste Daten umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass die Fertigungsanlage (120, 130) den Leitungssatz (140) auf der Grundlage der ersten Daten fertigt, und wobei der Datensatz (117) zweite Daten umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass die Montageanlage (160, 170) den Leitungssatz (140) auf der Grundlage der zweiten Daten in dem Fahrzeug (180) montiert.
PCT/EP2023/074059 2022-09-05 2023-09-01 Vorrichtung und verfahren zum erstellen eines datensatzes zur fertigung und montage eines leitungssatzes WO2024052229A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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