[发明专利]用于将待加工物体位置精确地放置在生产装置上的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助位置确定系统和定位装置将待加工物体位置精确地放置在生产装置上的系统。本发明还涉及一种用于将待加工物体位置精确地放置在生产装置上的方法，该方法可在这种系统上实施。

背景技术

在自动化的生产和装配系统中，设置在第一位置上的待加工物体被定位装置接纳并且又放置在第二位置上。为此，定位装置具有用于接纳以及释放待加工物体的接纳装置。在将待加工物体放置在第二位置上时需要尽可能精确地定位待加工物体，以确保接下来的生产或装配过程的尽可能高的过程可靠性。在自动化的生产和装配系统中，待加工物体的错误定位可能导致有缺陷的产品并在极端情况下导致生产或装配系统停工。

尤其是在汽车工业中使用这种自动化的生产和装配系统。在制造纤维增强构件、如壳式构件时，待加工物体借助增强纤维增强以便提高强度和刚度。这种物体通常构造为塑料构件并且因此被称为纤维增强塑料。纤维增强塑料包含增强纤维，其嵌入塑料基质中。由于常规的机械负荷常常不均匀地分布在构件上，因此构件为了减少总重而常常具有根据该机械负荷设计的纤维增强部。这种纤维增强构件因此具有可在相应构件上不同地设计的纤维增强部，以致构件的一些部位例如具有较强的、纤维增强部或增强纤维定向不同于其它部位的纤维增强部。

为了制造局部构造有纤维增强部的构件，使用冲压模具，其具有用于接纳增强纤维的凹腔。因为当增强纤维沿力流方向定向时纤维增强塑料具有特别高的负荷能力，所以除了将增强纤维精确定位在构件待增强部位上之外，增强纤维相对于构件的精确定向对于尽可能高效地增强构件也十分重要。增强纤维在冲压模具中的不精确或者说错误定位可能导致构件的局部过压并且因此损坏构件。增强纤维在冲压模具中的不精确或者说错误定向可能导致增强纤维不能最佳地相对于力流定向并且因此不能发挥足够的构件增强效果，以致构件可能无法按规定使用。基于此，这种生产和装配系统对用于将构件、如纤维增强塑料精确放置在生产装置上的系统的可靠性要求非常高。

已知一种用于将待加工物体放置在生产装置上的系统，在该系统中，待加工物体可设置在定位装置的接纳装置上。该系统包括用于检测待加工物体相对于定位装置的相对位置的光学识别系统。此外，该系统还包括生产装置相对于系统的理想相对位置的位置数据。这种系统的缺点在于，生产装置的错误位置不能由系统识别并且可能导致有缺陷的产品。因此，生产装置只能在极小公差下相对于系统进行设置。该过程非常费时并且导致生产系统过长的停工和由此引起的制造成本增加。

发明内容

因此，本发明的任务在于，在用于将待加工物体位置精确地放置在生产装置上的系统中至少部分消除上述缺点。本发明的任务尤其是在于，提供一种用于将待加工物体位置精确地放置在生产装置上的系统，该系统能够将待加工物体位置精确地放置在生产装置上且无须复杂地将生产装置定向。本发明的任务还在于，提供一种用于将待加工物体位置精确地放置在生产装置上的方法，该方法至少部分消除上述缺点。

上述任务通过具有权利要求1特征的系统以及通过具有权利要求9特征的用于将待加工物体位置精确地放置在生产装置上的方法来解决。本发明的其它特征和细节由从属权利要求、说明书和附图给出。在此，结合装置描述的特征和细节当然也适于与根据本发明的方法相结合，并且反之亦然，从而在对各个发明方面的公开内容方面始终互相参考或可相互参考。

根据本发明的第一方面，该任务通过一种用于将待加工物体位置精确地放置在生产装置上的系统来解决，该系统包括至少一个用于确定待加工物体相对于生产装置的相对位置的位置确定系统和用于将待加工物体放置在生产装置上的定位装置。定位装置具有用于接纳以及释放待加工物体的接纳装置以及用于使待加工物体从第一位置运动到第二位置中的可运动臂。所述位置确定系统具有至少一个位置检测设备，该位置检测设备构造用于检测接纳装置相对于位置检测设备的相对位置。此外，所述位置检测设备构造用于检测待加工物体相对于位置检测设备的相对位置以及生产装置相对于位置检测设备的相对位置。

“待加工物体的位置”在本发明意义中理解为待加工物体的位置和定向。因此，通过位置来确定实体在三维空间中的所有自由度。

待加工物体优选是局部纤维增强的半成品，其也称为拼板(Tailored Blanks)。待加工物体优选主要由塑料制成并且包含增强纤维。