通過使用用于識別部件位置的攝像機(jī)來制造一個部件或由多個部件構(gòu)成的部件復(fù)合體的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于制造部件或由多個部件構(gòu)成的部件復(fù)合體的方法，所述部件尤其是車輛的車身部件，具有如下步驟：在成型模具中、尤其是在深沖模具中成型板材；在板材的所預(yù)給定的部位上制造參考標(biāo)志；借助定位裝置粗略定位所成型的板材，使得參考標(biāo)志位于預(yù)給定的空間區(qū)域中；借助位置識別裝置辨識參考標(biāo)志的位置，尤其是借助攝像機(jī)系統(tǒng)來辨識，其中，位置識別裝置產(chǎn)生與參考標(biāo)志的位置對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)；借助電子控制的定位裝置基于位置數(shù)據(jù)將第一固定元件定位在參考標(biāo)志的部位上；以及將第一固定元件與所成型的板材連接，尤其是借助焊接裝置將第一固定元件焊接到所成型的板材上。
【專利說明】通過使用用于識別部件位置的攝像機(jī)來制造一個部件或由多個部件構(gòu)成的部件復(fù)合體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]這種方法在DE102008056971B3中公開。部件連接裝置與本申請的主題存在語義聯(lián)系，部件連接裝置在兩個尚未公開的德國專利申請DE102010028323.1以及DE102010040547.7 中公開。
[0003]此外，DE102009049602B3、DE102008038747A1、DE102009041161A1、DE102010028322AU DE102007044635AU DE102004046584AU DE3302177A1、US4, 942，539、US2003/0090682A1、EP1772199A1、US5, 150，623、DE19745728A1、DE69632309T2 以及DE102007061803B3也屬于相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)。
[0004]上面已提及的DE102009049602B3描述了一種用于可松脫地預(yù)固定兩個彼此要牢固連接的部件的車身構(gòu)造方法，其中，兩個部件中的至少一個是要制造的車輛車身的車身件。在兩個部件的第一部件上焊接有用作“形鎖合元件”的球體。通過設(shè)置在第二部件中的“形鎖合元件”將這兩個部件插接在一起或粘合在一起，所述形鎖合元件構(gòu)造為孔并且該形鎖合元件與球體共同作用，其中，該球體被引入孔中并且卡入在那里。接著，這兩個這樣“預(yù)固定的”部件可以持久牢固地彼此連接，例如通過焊接而彼此連接?！翱蛇_(dá)到的接合精度”完全決定性地取決于兩個共同作用的“形鎖合元件”制造或放置的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務(wù)是提出一種用于制造部件的方法，該方法適于高精度地且簡單地與至少一個另外的部件連接或者適于高精度地且簡單地預(yù)固定在另一部件上，其中，該方法尤其也要能夠使用在車輛車身的大規(guī)模制造。
[0006]該任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征來解決。本發(fā)明的有利的擴(kuò)展方案和改進(jìn)方案可從從屬權(quán)利要求中獲得。
[0007]本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)是用于制造一個部件尤其是車輛的車身部件或由多個部件構(gòu)成的部件復(fù)合體的方法。根據(jù)本發(fā)明，首先借助成型模具成型板材。成型模具尤其是沖壓模具或深沖模具。相應(yīng)地，成型的板材可以是擠壓部件或深沖的部件(深沖件)。
[0008]在所成型的板材的至少一個部位上制造“參考標(biāo)志”。概念“參考標(biāo)志”可極為寬泛地解釋。參考標(biāo)志例如可以是點(diǎn)狀凹進(jìn)部或凹槽等。重要的是，參考標(biāo)志實(shí)現(xiàn)為使得其適于盡可能明確地并且盡可能精確地辨識在所成型的板材的表面上的參考點(diǎn)。
[0009]本發(fā)明的核心在于將第一固定元件固定在所成型的板材處或上的方法。
[0010]首先，所成型的板材借助定位裝置“粗略定位”。“粗略定位”在此情況下表示，所成型的板材定位為使得參考標(biāo)志位于預(yù)給定的空間區(qū)域中。例如，可考慮的是，所成型的板材放置于加工臺或保持裝置上并且定向?yàn)槭沟脜⒖紭?biāo)志在預(yù)給定的“粗略定位區(qū)域”中。粗略定位區(qū)域例如可以是5cmX5cm的方形區(qū)域。為此可替選地，粗略定位區(qū)域也可以通過圓形區(qū)域形成，該圓形區(qū)域具有例如5cm的半徑。
[0011]為了粗略定位所成型的板材，例如可以使用機(jī)械止擋，例如為一個或多個“止擋條”形式，所成型的板材靠置于所述機(jī)械止擋上。為此例如也考慮通過兩個止擋腿形成的角形止擋，所成型的板材的“角部區(qū)域”可以靠置于角形止擋上。
[0012]在另一步驟中，借助“位置識別裝置”辨識參考標(biāo)志的位置。位置識別裝置例如可以是帶有所配設(shè)的分析電子裝置的攝像機(jī)系統(tǒng)，該分析電子裝置產(chǎn)生與參考標(biāo)志的位置對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)。由于所成型的板材事先至少被粗略定位，所以保證參考標(biāo)志處于由位置識別裝置能識別參考標(biāo)志的空間區(qū)域中。
[0013]在另一步驟中，基于由于位置識別裝置生成的位置數(shù)據(jù)來放置第一“固定元件”。利用電子控制的裝置例如借助機(jī)器人進(jìn)行第一固定元件的放置或定位。
[0014]在放置或定位第一固定元件之后，將第一固定元件與所成型的板材連接。第一固定元件例如可以焊接到所成型的板材上。連接或焊接可以自動地例如借助焊接機(jī)器人來實(shí)施。
[0015]借助上面所述的根據(jù)本發(fā)明的方法可以將在開頭所提及的DE102009049602B3中所申請專利的方法自動化。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在如下方面可見:利用根據(jù)本發(fā)明的方法可以將用于松散地固定兩個部件的第一固定元件非常精確地施加在所成型的板材部件上。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一種改進(jìn)方案，在成型模具中成型板材期間制造參考標(biāo)志。參考標(biāo)志的制造例如可以借助壓印元件進(jìn)行，壓印元件設(shè)置在成型模具中或者為成型模具的組成部分。例如適于此的是壓印元件，其牢固地與成型模具的成型件連接。在兩件式成型模具的情況下，壓印元件例如可以布置在上模具上或布置在下模具上或是上模具或下模具的“組成部分”。對此可替選地，壓印元件也可以構(gòu)造為壓印模板，其可相對于成型模具即相對于成型模具的上模具或下模具移動。
[0017]對此可替選地，參考標(biāo)志也可以以其他方式產(chǎn)生，例如借助激光裝置產(chǎn)生。
[0018]如果利用壓印元件來工作，則壓印元件可構(gòu)造為使得形成旋轉(zhuǎn)對稱的、尤其是球冠形參考標(biāo)志，例如為球冠形凹槽、圓錐形凹進(jìn)部等形式。壓印元件也可以構(gòu)造為使得形成帶有兩個相交的線的十字線狀的參考標(biāo)志。
[0019]為了確保在安置第一固定元件時不改變所成型的板材的位置，可以設(shè)計為，板材部件在粗略定位之后和在安置第一固定元件期間借助保持裝置保持在其當(dāng)前位置中。保持裝置例如可以為夾持裝置，尤其是“保持機(jī)器人”。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一種改進(jìn)方案，在將第一固定元件“置于”參考標(biāo)志的部位上之后，檢驗(yàn)第一固定元件的實(shí)際位置。為此借助測量裝置確定第一固定元件相對于所成型的板材的至少一個“取向點(diǎn)”的位置。概念“取向點(diǎn)”可以極為寬泛地解釋。取向點(diǎn)例如可以通過所成型的板材的“自然幾何特征”譬如通過頂點(diǎn)、孔心、棱邊等形成。
[0021]尤其是，特意為此目的而制造或產(chǎn)生的標(biāo)記譬如另一參考標(biāo)志可以用作取向標(biāo)記。優(yōu)選地，在所成型的板材上設(shè)置有多個這種取向標(biāo)記或參考標(biāo)志。一個或多個取向標(biāo)記或參考標(biāo)志同樣可以在成型模具中成型板材時被制造，尤其是以同用于定位第一固定元件的參考標(biāo)志的制造相同或類似的方式來制造。
[0022]如已提及的那樣，借助根據(jù)本發(fā)明法的方法也可以制造由多個部件構(gòu)成的部件復(fù)合體。部件復(fù)合體由至少兩個彼此連接的部件構(gòu)成。為此，具有與第一固定元件共同作用的第二固定元件的第二部件可以與所成型的板材件連接。兩個固定元件設(shè)計為，使得其形成可松脫的連接。第二部件可以借助電子控制裝置尤其是借助安裝機(jī)器人裝設(shè)到第一部件上并且固定在其上。電子控制裝置或機(jī)器人被輸送所成型的板材部件的位置數(shù)據(jù)，尤其是關(guān)于第一固定元件的姿態(tài)和位置的位置數(shù)據(jù)，第一固定元件由位置識別裝置生成。
[0023]為了連接這兩個部件，使它們相對彼此運(yùn)動，使得第一固定元件沿著引入方向被引入設(shè)置在第二部件上的第二固定元件中并且夾緊在其上。這兩個固定元件可以被設(shè)計為使得這兩個部件在可松脫地連接之后沿著橫向于引入方向的方向相對彼此不可移動地固定。此外，它們還可以配置為使得這兩個共同作用的固定元件形成夾持連接或卡鎖連接，其中，第一固定元件卡入在第二固定元件上或被引入反扣另一固定元件(形鎖合和/或力鎖合)的位置中。這兩個部件可以在固定元件上力鎖合和/或形鎖合地夾持在一起。
[0024]在通過固定元件可松脫連接兩個部件之后，兩個部件可以持久牢固地或不可松脫地彼此連接，例如材料鎖合、尤其是通過焊接或借助其他連接元件譬如鉚釘、螺栓等彼此連接。
[0025]這種可松脫地連接兩個部件的一個主要優(yōu)點(diǎn)在于，可松脫的連接將兩個部件牢固且足夠精確地彼此定位，使得它們能夠在無需其他張緊元件的情況下而彼此焊接。
[0026]如已描述的那樣，第一固定元件可以是“陽性固定元件”，即從所成型的板材突出的固定元件，第二固定元件可以是“陰性固定元件”，其設(shè)置用于容納陽性固定元件。
[0027]優(yōu)選地，陽性固定元件橫向于引入方向相對于陰性固定元件過盈。由此實(shí)現(xiàn)，兩個部件在固定兀件插接在一起之后夾持在一起。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一種改進(jìn)方案，第一固定元件部分或完全具有球體形狀或部分或完全具有類球體的形狀。這種“凸面幾何形狀”具有如下優(yōu)點(diǎn):在將陽性固定元件引入陰性固定元件時幾乎消除了掛鉤或卷邊。此外，球體形固定元件可以成本非常低廉地獲得。
[0029]第一或陽性固定元件例如可以由金屬、尤其是由鋼或鋁構(gòu)成。如已提及的那樣，可以將其與所成型的板材焊接。
[0030]對于球體形第一固定元件可替選地，也可以使用第一固定元件，其具有功能頭，其部分或完全具有球體形狀或部分或完全具有類球體形狀并且是與固定功能頭連接的腳部區(qū)段。腳部區(qū)段例如可以借助冷接合方法形鎖合地與所成型的板材連接。對此可替選地，腳部區(qū)段也可以與所成型的板材件焊接。
[0031]設(shè)置在第二部件中的陰性固定元件尤其可以通過穿通孔形成。穿通孔可以圓形地構(gòu)成或具有與圓形不同的形狀。例如考慮方形或三角形穿通孔。用作陰性固定元件的穿通孔例如可以由第二部件沖壓出。
[0032]如所描述的那樣，所成型的板材件是要制造的車輛車身的車身部件。在部件復(fù)合體的情況下單個或所有其他部件也可以是車身部件或安裝件。
【權(quán)利要求】
1.用于制造一個部件或由多個部件構(gòu)成的部件復(fù)合體的方法，所述部件尤其是車輛的車身部件，所述方法具有如下步驟: 在成型模具中、尤其是在深沖模具中成型板材， 在板材的所預(yù)給定的部位上制造參考標(biāo)志， 其特征在于， 借助定位裝置粗略定位所成型的板材，使得參考標(biāo)志位于預(yù)給定的空間區(qū)域中， 借助位置識別裝置辨識參考標(biāo)志的位置，尤其是借助攝像機(jī)系統(tǒng)來辨識參考標(biāo)志的位置，其中，位置識別裝置產(chǎn)生與參考標(biāo)志的位置對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)， 借助電子控制的定位裝置基于位置數(shù)據(jù)將第一固定元件定位在參考標(biāo)志的部位處，以及 將第一固定元件與所成型的板材連接，尤其是借助焊接裝置將第一固定元件焊接到所成型的板材上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的方法，其特征在于，在成型期間在成型模具中或借助成型模具產(chǎn)生參考標(biāo)志。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在粗略定位之后和在連接期間借助保持裝置將所成型的板材保持就位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中之一所述的方法，其特征在于，焊接裝置由定位裝置控制或是定位裝置的一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中之一所述的方法，其特征在于，成型模具具有壓印元件，借助所述壓印元件將參考標(biāo)志壓印到板材中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，壓印元件牢固地與成型模具的成型件連接或是成型件的組成部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，壓印元件能夠相對于成型模具的成型件可移動地布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中之一所述的方法，其特征在于，參考標(biāo)志是旋轉(zhuǎn)對稱的，尤其是，參考標(biāo)志具有球冠形凹槽的形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中之一所述的方法，其特征在于，借助測量裝置確定第一固定元件相對于所成型的板材的至少一個定向標(biāo)記的實(shí)際位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，同樣借助成型模具或在成型模具中在成型期間產(chǎn)生所述至少一個定向標(biāo)記。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中之一所述的方法，其特征在于，在所成型的板材部件上固定有第二部件，其中，設(shè)置在第二部件上的第二固定元件與第一固定元件形成可松脫的連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，借助電子控制的定位裝置尤其是借助機(jī)器人將第二部件固定在所成型的板材部件上，其中，電子控制的定位裝置被輸送位置數(shù)據(jù)或電子控制的定位裝置被輸送由位置識別裝置所生成的第一固定元件的位置數(shù)據(jù)和/或所成型的板材部件的位置數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在可松脫地將兩個所述部件固定在一起時，將第一固定元件沿著引入方向引入設(shè)置于第二部件上的第二固定元件中并且夾緊在其上。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，兩個所述部件在可松脫連接之后沿著橫向于引入方向的方向相對彼此不可移動地固定。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中之一所述的方法，其特征在于，兩個固定元件形成卡鎖連接，其中，第一固定元件卡入在第二固定元件上或引入反扣第二固定元件的位置中。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15中之一所述的方法，其特征在于，兩個所述部件在固定元件上力鎖合和/或形鎖合地夾持在一起。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至16中之一所述的方法，其特征在于，兩個所述部件在可松脫連接之后持久牢固或不可松脫地彼此連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至17中之一所述的方法，其特征在于，兩個所述部件在可松脫連接之后彼此焊接。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，兩個所述部件在焊接之前或在焊接期間僅通過可松脫地彼此連接的第一固定元件和第二固定元件相對彼此保持。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中之一所述的方法，其特征在于，所述至少一個第一固定元件或所述至少一個第二固定元件是陽性的元件，并且與其共同作用的其他固定元件是陰性元件，其中，兩個所述部件通過將兩個固定元件插接在一起而夾持在一起。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，陽性固定元件橫向于其被引入陰性固定元件中的引入方向相對于陰性固定元件過盈，其中，兩個所述部件在固定元件上夾持在一起。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至21中之一所述的方法，其特征在于，使用如下第一固定元件，其部分或完全具有球體形狀或部分或完全具有類球體的形狀。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至21中之`一所述的方法，其特征在于，完全由金屬尤其鋼或鋁構(gòu)成的元件用作第一固定元件。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至23中之一所述的方法，其特征在于，如下元件用作第一固定元件，該元件: 具有功能頭，其部分或完全具有球體形狀或部分或完全具有類球體的形狀， 具有與功能頭連接的腳部區(qū)段，其中，腳部區(qū)段與所成型的板材部件連接。
25.根據(jù)權(quán)利要求20至24中之一所述的方法，其特征在于，陰性固定元件通過在第二部件中產(chǎn)生穿通孔來制造。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生如下穿通孔，其具有不同于圓形的形狀，尤其是近似方形或三角形的形狀。
【文檔編號】B21D53/88GK103561896SQ201280026025
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月5日
【發(fā)明者】T·赫青格, J·范尼克爾克 申請人:寶馬股份公司