用于車輛裝配的接頭保證系統及其控制方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于車輛裝配的緊固保證系統，其被用于車輛裝配線中以用緊固部件將緊固對象組裝到在輸送線上輸送的車身。所述系統可以包括i）車身感測單元，其感測進入輸送線的車身以及到所述車身的距離，ii）多個工具感測單元，其沿所述輸送線以預定間隔設置，感測緊固工具的位置，iii）慣性傳感器模塊，其感測所述緊固工具的角度和位移，iv）工具控制器，以及v）所述緊固工具。
【專利說明】用于車輛裝配的接頭保證系統及其控制方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年8月12日提交的韓國專利申請第10-2013-0095513的優先權，其全部內容通過引用的方式合并于此以用于所有目的。
【技術領域】
[0003]本發明涉及車輛裝配系統。尤其是，本發明涉及用于車輛裝配的緊固保證系統，其可以管理將零件組裝到車身的裝配線中的車輛零件的緊固歷史，以及該緊固保證系統的控制方法。
【背景技術】
[0004]一般情況下，汽車制造商在所有大批量生產過程中，通過大量的焊接和裝配工藝組裝數以萬計的零件來生產車輛。
[0005]尤其是，在生產成品車過程的設計工藝中進行的大多數工作是使用例如螺栓和螺母的連接部件，將各種零件緊固到車身的緊固過程。
[0006]該緊固過程與車輛的質量指標，例如成品車的耐久性或消費者感受的舒適度直接相連，所以必須徹底管理用于車身零件的歷史。
[0007]然而，盡管本領域已經認識到管理用于車身的零件的緊固歷史的重要性，但是由于技術限制，尚未作出具有較高實用效果的緊固歷史管理。
[0008]在本發明【背景技術】章節中公開的信息僅僅是為了加強對本發明總體背景的理解，但不應視為是對該信息形成已為本領域技術人員所知的現有技術的確認或任何形式的啟
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【發明內容】
[0009]本發明的各個方面提供一種用于車輛裝配的緊固保證系統以及該系統的控制方法，該系統通過精確識別車輛裝配線中的車身和緊固工具的位置，從而具有能夠高效管理緊固歷史的優點。
[0010]本發明的各個方面提供一種用于車輛裝配的緊固保證系統，其被用于車輛裝配線中以將緊固對象裝配到在輸送線上輸送的具有緊固部件的車身上，該緊固保證系統可以包括i)被設置在裝配線上的車身感測單元，其通過在輸送線的入口與出口側發射和接收激光以感測進入輸送線的車身以及感測到車身的距離，ii)多個工具感測單元，其沿裝配線的輸送線以預定間隔設置并感測緊固工具的位置，iii)慣性傳感器模塊，其被設置在緊固工具上，并感測在用于車身和緊固對象的緊固點的緊固工具的角度和位移，iV)工具控制器，其向緊固工具提供控制信號，該控制信號對應于用于車身和緊固對象的緊固點、緊固部件的類型以及緊固工具的緊固扭矩，以及V)緊固工具，通過車身感測單元、工具感測單元、以及慣性傳感器模塊的緊固工具的角度和位移，設置用于車身和緊固對象的緊固點、緊固部件的類型以及緊固工具的緊固扭矩，向工具控制器發送該設置值，并從工具控制器接收和存儲車身的識別號、緊固部件的類型、以及緊固工具的緊固扭矩最終值。
[0011]車身感測單元可以包括被設置在輸送線的車輛入口側，并識別車身上的條碼的條碼掃描器，以及被設置在輸送線的車身入口與出口側的激光傳感器，其向車身發射激光，接收從車身反射的激光，并感測到車身的距離。
[0012]條碼掃描器可以生成進入輸送線的車身的識別號，利用該識別號生成車身的順序信息，以及向主控制器發送該車身的順序信息。
[0013]主控制器可以獲得在輸送線的入口與出口側之間的車身的識別號。
[0014]主控制器可以根據來自激光傳感器的感測信號提取車身的輪廓，并通過分析該輪廓，計算在入口與出口側之間的車身的位置。
[0015]主控制器可以基于在輸送線上輸送的車身之間的間隙以及在輸送線的入口與出口側的車輛位置，計算在入口與出口側之間的車身的位置。
[0016]周期性地在超寬帶(UWB)范圍內發送信號的RFID標簽可以被貼到緊固工具。
[0017]工具感測單元可以包括RFID傳感器，該RFID傳感器根據來自RFID標簽的信號實時地計算緊固工具的位置。
[0018]慣性傳感器模塊可以感測緊固工具的角度、加速度和角速度。
[0019]主控制器可以基于由車身感測單元獲得的車身的實時位置信息和由工具感測單元獲得的緊固工具的實時位置信息，將靠近緊固工具的車身識別為緊固對象。
[0020]主控制器可以基于由慣性傳感器模塊獲得的緊固工具的角度，確定緊固部件的類型并設置該緊固工具的緊固扭矩。
[0021]主控制器可以基于由慣性傳感器模塊獲得的緊固工具的位移，設置用于車身和緊固對象的緊固點。
[0022]當存在多個用于車身和緊固對象的緊固點時，主控制器可以基于從慣性傳感器模塊獲得的緊固工具的位移，確定在緊固點的緊固工具的緊固模式。
[0023]本發明的各個方面提供一種用于控制車輛裝配的緊固保證系統的方法，該方法可以包括提供(a)用于車輛裝配的緊固保證系統，其包括車身感測單元，工具感測單元，慣性傳感器模塊，工具控制器，以及主控制器，(b)通過用車輛感測單元感測進入輸送線的車身，生成車身的識別號，以及從該識別號生成車身的順序信息，(C)通過根據來自車身感測單元的感測信號提取和分析車身的輪廓，獲得車輛在輸送線的入口與出口側的位置信息，(d)基于沿輸送線輸送的車身之間的預定間隙以及基于在輸送線的入口與出口側的車身的位置，獲得在入口與出口側之間的車輛的位置信息，Ce)通過工具感測單元感測緊固工具在輸送線上的位置，以及感測緊固工具的位移和角度，(f)基于由車身感測單元獲得的車身位置信息和由工具感測單元獲得的緊固工具的位置信息，識別靠近緊固工具的車身，(g)獲得車身和緊固工具的位置信息以及緊固工具的角度和位移，設置用于車身和緊固對象的緊固點、緊固部件的類型以及緊固工具的緊固扭矩，并向工具控制器發送該設置值，(h)通過工具控制器向緊固工具提供緊固信號，將緊固部件緊固到用于車身和緊固對象的緊固點，以及(i)從工具控制器接收并存儲車身的識別號、緊固部件的類型、以及緊固工具的緊固扭矩結果。
[0024]在輸送線的入口與出口側之間的車輛的識別號可以由車身感測單元獲得。
[0025]當存在多個用于車身和緊固對象的緊固點時，基于由慣性傳感器模塊獲得的緊固工具的位移，確定在緊固點的緊固工具的緊固模式。
[0026]通過二重積分由慣性傳感器模塊獲得的緊固工具的加速度，可以計算緊固工具的移動距離。
[0027]通過積分由慣性傳感器模塊獲得的緊固工具的加速度，可以估算緊固工具的移動路徑。
[0028]車身的識別號、緊固部件的類型、以及緊固工具的緊固結果值被發送到隨后的修復工序。
[0029]可以在隨后的修復工序中確定緊固部件在緊固點是否存在緊固部件的緊固不良。
[0030]根據本發明的各個方面，通過利用車身感測單元、工具感測單元以及慣性傳感器模塊精確識別車身和緊固工具的位置，可以實現具有高實用效果的緊固歷史管理。
[0031]進一步，即使工人以任意順序工作而不遵從預定的工作順序，或在預定工作位置以外工作也可以實現精確的緊固結果和緊固歷史管理。
[0032]進一步，根據本發明的各個方面，通過將緊固結果與緊固對象精確匹配，可以將車輛的緊固對象確定在緊固部件的范圍中并有助于改善緊固質量。
[0033]進一步，根據本發明的各個方面，通過進一步增加緊固范圍，可以簡化系統和增加工作便利，從而節約投資成本。
[0034]本發明的裝置和方法還具有其他特征和優點，這些特征和優點將由以下附圖以及下述具體描述中可見或被具體闡述，該附圖中的內容合并于此，并與下述具體描述一起用于解釋本發明的某些原理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1是表示根據本發明的用于車輛裝配的示例性緊固保證系統的方案示意圖。
[0036]圖2是表示根據本發明的用于車輛裝配的示例性緊固保證系統的示意方框圖。
[0037]圖3是示意性表示使用根據本發明的用于車輛裝配的示例性緊固保證系統的緊固對象的例子的框圖。
[0038]圖4是簡要表示根據本發明的用于車輛裝配的示例性緊固保證系統的緊固工具的視圖。
[0039]圖5是表示根據本發明的用于車輛裝配的示例性緊固保證系統的緊固工具的透視圖。
[0040]圖6是表示根據本發明的用于車輛裝配的示例性緊固保證系統的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0041]現詳細參考本發明各種實施例，其例子在附圖中示出并在下面描述。雖然本發明結合示范性實施例進行描述，但應當理解本描述不是為了將本發明限定于那些示例性實施例。相反，本發明不僅覆蓋示例性實施例，而且意圖覆蓋包含于本發明所附權利要求定義的精神和范圍內的各種替換、更改、等效物和其他實施例。
[0042]為了使描述清晰起見，與示例性實施例的描述不相關的零件未被示出，并在整個說明書中同樣的參考數字標號指定相同的元件。
[0043]進一步，為了描述方便起見，在附圖中示出的構造的尺寸和厚度被選擇性提供，因此，本發明不受附圖限制，其厚度被放大，以便使某些零件和區域清晰。
[0044]在下面的描述中，用第一、第二等區分構件的名稱是為了區分所述構件的相同關系，并且這些構件不限定于下述描述中的順序。
[0045]在本說明書中，除非明確說明是相反的，詞語“包括”及其變化形式，例如“包含”或“含有”應當被理解為包括規定的元件，但不排除任何其他元件。
[0046]進一步地，本文使用的術語“…單元”，“…機構”，“…部件”，“…構件”等意味著執行至少一個或更多功能或操作的包括組件的單元。
[0047]圖1表示根據本發明的各個實施例的用于車輛裝配的緊固保證系統的方案示意圖，圖2表示根據本發明的各個實施例的用于車輛裝配的緊固保證系統的示意方框圖。
[0048]參考圖1和2，根據本發明的各個實施例的用于車輛裝配的緊固保證系統100可以在車輛生產過程中將預定零件(在下文中，被稱為“緊固對象”)緊固/裝配到以固定間隔輸送的帶有緊固部件的車身I上而被用于車輛裝配系統。
[0049]例如，本發明的各個實施例可以用于在生產成品車的工藝設計過程中，使用例如螺栓和螺母的連接部件將緊固對象3 (參見圖3)緊固/裝配到車身I的車輛裝配線中，其中該緊固對象3是例如制動踏板的設計零件。
[0050]根據本發明各個實施例的緊固保證系統100用于在對應過程(例如，設計過程)中實時定位所有車身I和緊固工具10，并利用該定位結果，管理將緊固對象3緊固到車身I上的緊固歷史。
[0051]車身I以固定間隔在輸送線5上輸送，并且輸送線5可以包括本領域公知的輸送帶。
[0052]如圖3所示，在車身I上的緊固對象3被緊固的緊固部位設置有需要不同緊固角度和緊固程度的多個(例如，五個)緊固點Pl?P5。
[0053]在這種情況下，用于車身I和緊固對象3的緊固點Pl?P5中的第一緊固點Pl需要23度的緊固角度和預定kgf的緊固程度，其他緊固點P2?P5需要90度的緊固角度以及預定kgf的緊固程度。
[0054]另一方面，用于本發明的各個實施例的緊固工具10是電動緊固裝置，其利用電力將例如螺栓和螺母的連接部件緊固到車身I以及緊固對象3的緊固點Pl?P5，并且可以通過用不同的緊固力將連接部件緊固到緊固點Pl?P5從而將緊固對象3裝配到車身I。
[0055]多個緊固工具10可以被設置在整個輸送線5上的預定位置。如圖4和5所示，緊固工具10包括工具本體11和驅動單元12。
[0056]工具本體11是電子緊固裝置的本體，并且預定的構成元件可以被裝設在工具本體11上。工具本體11可以具有用于支持這些構成元件的各種軸環，支架和支撐座的配件。
[0057]不過，由于這些配件是用于支持各種構成元件，因此這些配件通常被稱為工具本體11，特殊情況除外。
[0058]工具本體11是圓柱形本體，以及驅動單元12可以被設置在該工具本體中。將連接部件，例如螺栓和/或螺母(未在圖中示出)緊固到用于車身I和緊固對象3的緊固位置Pl?P5的緊固部件13設置在工具本體11 一側的端部(圖的上端)。
[0059]緊固部位12包括支持緊固部件的套筒(未在圖中示出)，該套筒可以由驅動單元12旋轉。
[0060]用于向驅動單元12提供動力的電源連接部件14被設置在工具本體11的另一端(圖的下端)。該電源連接部件14可以以陰陽插接件的方式連接到工具本體11的另一端。
[0061]進一步，用于工人握住工具的手柄15被設置在工具本體11的大致中間部位。手柄15可以由橡膠或塑料制成。
[0062]驅動單元12用于向緊固部件13提供緊固力(扭矩)，其可以被電連接到電源連接部件14并機械連接到緊固部件13，并且可以被設置在工具本體11中。
[0063]驅動單元12包括電機16，其根據電信號生成扭矩，以及動力發送單元17，其向緊固部件13發送電機16的扭矩。
[0064]動力發送單元17可以是，例如連接電機16和緊固部件13的錐形驅動齒輪和錐形小齒輪(未在圖中示出)，并且可以包括從電機16向預定的旋轉本體發送扭矩的其他齒輪系統。
[0065]動力發送單元17是本領域公知的動力發送單元，因此本文未詳細描述其構造。
[0066]根據本發明各個實施例的，使用車身I的輸送結構和緊固工具10可以用于將緊固對象3緊固到車身I的設計過程中的用于車輛裝配的緊固保證系統100，經配置通過精確識別車身I和緊固工具10的位置，能夠具有較高實際應用價值地管理緊固歷史。
[0067]為此目的，如圖1和2所示，根據本發明的各個實施例的用于車輛裝配的緊固保證系統100基本包括車身感測單元20，工具感測單元30，慣性感測模塊50，工具控制器70，以及主控制器90。
[0068]感測進入車輛裝配線的輸送線5中的車身I的車身感測單元20可以被設置在該裝配線上。
[0069]車輛感測單元20感測進入輸送線5的車身I，并通過在輸送線5的入口或出口發送/接收激光，感測到車身I的距離。
[0070]車身感測單元20包括條碼掃描器21和激光傳感器25。條碼掃描器21用于通過識別在車身I上的條碼2，檢測車身I的識別號。
[0071]通過掃描進入輸送線5的車身I上的條碼2，條碼掃描器21可以生成車身I的識別號，利用該識別號生成車身的順序信息，并向主控制器90發送對應于車身I的識別號的順序信息。
[0072]S卩，當每次條碼掃描器21通過識別車身I上的條碼2檢測車身I的識別號而移動由一個較早過程得到的在此之前檢測的識別號的時候，能夠連續生成車身I的順序信息。
[0073]如上所述，由條碼掃描器21生成的車身I的識別號和順序信息可以被主控制器90用于計算車身I在輸送線5上的位置。
[0074]就是說，主控制器90可以從條碼掃描器21接收車身I的識別號和順序信息，并且可以獲得車身I進入輸送線5的進入過程與車身I從輸送線5離開的離開過程之間的車身I的識別號。
[0075]條碼掃描器21是本領域公知的條碼掃描器，因此本文未詳細描述其配置。
[0076]另一方面，激光傳感器25可以用專用托架(未在圖中示出)安裝在輸送線5的車輛入口與出口側。通過向車身I發射激光和接收從車身I反射的激光，激光傳感器25可以感測到車身I的距離。
[0077]激光傳感器25可以是基于在輸送線5的入口與出口側對車身I的激光發射到從車身I的激光反射的反饋之間的時間，計算到車身I的距離的激光距離傳感器。
[0078]激光傳感器25在垂直掃描車身I每秒50次以上的時候測量到車身I的距離，并向主控制器90輸出測量值。接著，主控制器90根據來自激光傳感器25的感測信號提取車身I的輪廓，并基于分析該輪廓的具體點，計算車身在輸送線5的入口與出口側之間的位置。
[0079]進一步，由于在輸送線5上輸送的車身I之間的間隙保持恒定，主控制器90可以基于通過激光傳感器25獲得的在輸送線5的入口與出口側的車身位置，計算在入口與出口側之間的車身位置。
[0080]激光傳感器25是本領域公知的激光傳感器，因此本文未詳細描述其配置。
[0081]工具感測單元30包括沿裝配線的輸送線5以預定間隔設置的RFID傳感器31，該工具感測單元30感測緊固工具10在輸送線5上的位置，并向主控制器90輸出感測信號(感測值)。
[0082]在本發明的各個實施例中，周期性發出UWB (超寬帶)范圍內的信號的RFID標簽40被設置在緊固工具10中，以便通過RFID傳感器31感測緊固工具10的位置。如圖4和5所示，RFID標簽40被設置在緊固工具10的工具本體11上，標簽可以用裝配托架55設置在工具本體11的緊固部件13上。
[0083]多個RFID傳感器31以預定間隔，沿輸送線5被設置在裝配線中。在這種情況下，至少三個RFID傳感器31接收RFID標簽40的信號，并且這些信號可以被用于計算緊固工具10的精確位置。
[0084]通過接收在緊固工具10上的RFID標簽40的超寬帶范圍的信號，RFID傳感器31實時計算緊固工具10的位置。S卩，RFID傳感器31用于通過接收RFID標簽40的信號，檢測在某具體時間點時緊固工具10位于在輸送線5上的哪一個車體I。
[0085]RFID傳感器31和RFID標簽40的RFID (射頻識別)技術是指利用無線電波在較近范圍內識別信息的技術。
[0086]RFID標簽40由天線和集成電路組成，其中，信息被記錄在集成電路中，并且該信息通過該天線被發送到閱讀器。該信息用于識別具有標簽的對象。利用RFID標簽40的RFID傳感器31的感測技術使用無線電波替代用光來讀取。因此，RFID傳感器31甚至可以在遠程讀取RFID傳感器31，并且甚至可以穿過在它們之間的物體接收信息。
[0087]慣性傳感器模塊50用于感測緊固工具10在輸送線5上的位移，以及緊固工具對用于車身I和緊固對象3的緊固點Pl?P5的角度和位移。
[0088]如圖4和5所示，慣性傳感器模塊50被設置在緊固工具10的緊固本體11上。例如，感測緊固工具10的角度、加速度和角速度的慣性傳感器模塊50可以通過裝配托架55設置在工具本體11的緊固部件13。
[0089]慣性傳感器模塊50由角度傳感器、加速度傳感器以及角速度傳感器組成，其向主控制器90輸出緊固工具10的角度、加速度和角速度的信息，并用于通過主控制器90計算緊固工具10的精確位置。
[0090]當緊固工具10隨輸送線5移動或工人移動緊固工具10時，加速度傳感器和角速度傳感器實時感測緊固工具10的位移的加速度和角速度。
[0091]角度傳感器感測被固定(放置)到用于車身I和緊固對象3的緊固點Pl?P5處的緊固工具10的角度。該角度傳感器可以包括測量預定對象的傾斜度的光杠桿式角度傳感器和偏振式角度傳感器。
[0092]由于加速度傳感器、角速度傳感器和角度傳感器是本領域公知的加速度傳感器，角速度傳感器和角度傳感器，因此其配置未在本文中詳細描述。
[0093]工具控制器70向緊固工具10發送緊固工具10在用于車身I和緊固對象3的緊固點Pl?P5的工作默認值，其由主控制器90基于由車身感測單元20、工具感測單元30以及慣性傳感器模塊50實時檢測的車身I的位置信息和緊固工具10的位置信息。
[0094]S卩，工具控制器70向緊固工具10發送對應于由主控制器90設置的用于車身I和緊固對象3的緊固點Pl?P5的控制信號、緊固部件的類型以及緊固工具10的緊固扭矩。
[0095]工具控制器70可以通過與主控制器90的實時通信，接收緊固工具10的工作默認值，并基于所接收的默認值，實時糾正緊固工具10的工作默認值。
[0096]根據本發明的各個實施例，主控制器90用于控制緊固保證系統100的整個操作。
[0097]主控制器90從車身感測單元20、工具感測單元30以及慣性傳感器模塊50獲得車身I和緊固工具10的位置信息以及緊固工具10的角度和位移，設置用于車身I和緊固對象3的緊固點Pl?P5、緊固部件的類型以及緊固工具10的緊固扭矩，然后向工具控制器70發送該設置值。
[0098]當緊固工具10接收對應于工具控制器70的設置值的控制信號，使車身I和緊固對象3用緊固部件被緊固在緊固點Pl?P5時，主控制器90從工具控制器70接收緊固完成信號。
[0099]進一步，在接收緊固完成信號的時候，主控制器90從工具控制器70接收和存儲車身I的識別號、固部件的類型、以及緊固工具10的緊固扭矩結果值。
[0100]主控制器90可以從車身感測單元20的條碼掃描器21接收車身I的識別號和順序信息，并可以獲得在車身I進入輸送線5的進入過程與車身I從輸送線5離開的離開過程之間的車身I的識別號。
[0101]進一步，通過根據來自車身感測單元20的激光傳感器5的感測信號，提取車身I的輪廓并接著分析該輪廓，主控制器90可以計算車身在輸送線5的入口與出口側的位置。
[0102]進一步，由于在輸送線5上輸送的車身I之間的間隙保持恒定，主控制器90可以基于通過激光傳感器25獲得的車身在輸送線5的入口與出口側的位置，計算該車身在入口與出口側之間的位置。
[0103]因此，根據本發明的各個實施例的主控制器90基于由車身感測單元20獲得的車身I的實時位置信息和由工具感測單元30獲得的緊固工具10的實時位置信息，將靠近緊固工具10的車身I識別為緊固對象。
[0104]進一步，主控制器90可以基于由慣性傳感器模塊50獲得的緊固工具10的角度值，確定緊固部件的類型和緊固工具10的緊固扭矩。
[0105]進一步，主控制器90可以基于由慣性傳感器模塊50獲得的緊固工具10的位移，設置用于車身I和緊固對象3的緊固點的Pl?P5。
[0106]另一方面，根據本發明的各個實施例，當存在多個用于車身I和緊固對象3的緊固點Pl?P5時，主控制器90可以基于由慣性傳感器模塊50獲得的緊固工具10的位移，設置在緊固點Pl?P5的緊固工具10的緊固模式。
[0107]S卩，由于存在多個用于車身I和緊固對象3的緊固點Pl?P5，主控制器90分析緊固工具10的緊固模式，以便準確區分緊固點Pl?P5。
[0108]在這種情況下，主控制器90的緊固模式分析可以通過對由慣性傳感器模塊50獲得的緊固工具10的加速度進行二重積分，來計算緊固工具10的移動距離，并通過對由慣性傳感器模塊50獲得的緊固工具的加速度進行積分，來估算緊固工具10的移動路徑來實現。
[0109]進一步地，主控制器90可以向隨后的修復工序發送從工具控制器70接收的車身I的識別號、緊固部件的類型、以及緊固工具10的緊固扭矩結果值。
[0110]在修復工序中，可以確定在緊固點車身I和緊固工具3是否存在緊固不良，并可以輸出認為緊固點Pl?P5具有緊固不良的警告。
[0111]根據本發明的各個實施例，具有上述配置，用于車輛裝配的緊固保證系統100的控制方法將在下文中結合上述附圖和補充的附圖進行詳細描述。
[0112]圖6是表示根據本發明的各個實施例，用于車輛裝配的緊固保證系統的控制方法的流程圖。
[0113]參考上述附圖以及圖6，首先，在車身I進入本發明的各個實施例中的車輛裝配線的輸送線5的時候(S11)，車身感測單元20的條碼掃描器21在輸送線5的車輛入口側感測進入輸送線5的車身I (S12)。
[0114]條碼掃描器21通過掃描車身I上的條碼2，生成車身I的識別號，并利用該識別號生成車身I的順序信息(S13)。
[0115]即，當每次條碼掃描器21通過識別車身I上的條碼2檢測車身I的識別號而移動由一個過程得到的在此之前檢測的識別號的時候，能夠連續生成車身I的順序信息。
[0116]條碼掃描器21向主控制器90發送車身I的識別號和順序信息。因此，主控制器90可以從條碼掃描器21接收車身I的識別號和順序信息，并可以獲得車身I進入輸送線5的進入過程與車身I從輸送線5離開的離開過程之間的車身I的識別號。
[0117]在這個過程中，本發明的各個實施例中的車身感測單元20的激光傳感器25向在輸送線5的車身入口與出口側的車身I發射激光，并由所發射的激光從車身I反射后返回的時間，計算到車身I的距離或車身I的位置(S14)。
[0118]在這種情況下，激光傳感器25在垂直掃描車身I每秒50次以上的時候測量到車身I的距離，并向主控制器90輸出測量值。
[0119]接著，主控制器90根據來自感測激光傳感器25的信號提取車身I的輪廓，并基于分析該輪廓的具體點，可以獲得該車身在輸送線5的入口與出口側之間的位置信息。
[0120]進一步，由于在輸送線5上輸送的車身I之間的間隙保持恒定，因此主控制器90可以基于通過激光傳感器25獲得的車身在輸送線5的入口與出口側的位置信息，獲得車身在入口與出口側之間的位置信息(S15 )。
[0121]通過上述過程，工具感測單元30的RFID傳感器31感測在本發明的各個實施例中的輸送線5上的緊固工具10的位置(S21)。
[0122]在這種情況下，RFID傳感器31根據來自在緊固工具10上的RFID標簽40周期性發送的超寬帶(UWB)信號實時地計算緊固工具10的位置，并向主控制器90發送該位置值。
[0123]進一步，在本發明的各個實施例中，在緊固工具10上的慣性感測模塊50感測緊固工具10的角度和位移，并向主控制器90輸出感測信號(S22)。
[0124]慣性傳感器模塊50通過角度傳感器、加速度傳感器以及角速度傳感器向主控制器90輸出緊固工具10的角度、加速度和角速度的信息。然后，主控制器90從慣性傳感器模塊50接收緊固工具10的位移，并計算緊固工具10的精確位置。
[0125]進一步，主控制器90基于由車身感測單元20獲得的車身I的實時位置信息和由工具感測單元30獲得的緊固工具10的實時位置信息，識別靠近緊固工具10的車身I(S31)。
[0126]其后，當工人將緊固工具10放在用于車身I和緊固對象3的緊固點Pl?P5來工作時，主控制器90基于由慣性傳感器模塊50獲得的緊固工具10的位移(角速度和加速度信息)，設置用于車身I和緊固工具3的緊固點Pl?P5 (S32)。
[0127]進一步，主控制器90確定從慣性傳感器模塊50接收的緊固工具10的角度是否被保持0.5秒或更長時間。當緊固工具10的角度被保持0.5秒或更長時間時，主控制器90確定緊固工具10已經被放置在用于車身I和緊固對象3的緊固點Pl?P5。
[0128]進一步，主控制器90基于由慣性傳感器模塊50接收的緊固工具10的角度值，確定緊固部件的類型并設置適合該類型的緊固工具10的緊固扭矩(S33)。
[0129]從而，主控制器90獲得車身I和緊固工具10的位置信息，以及緊固工具10的角度和位移，設置用于車身I和緊固對象3的緊固點Pl?P5、緊固部件的類型以及緊固工具10的緊固扭矩，并向工具控制器70發送該設置值(S34)。
[0130]然后，工具控制器70向緊固工具10發送對應于由主控制器90設置的用于車身I和車輛對象3的緊固點Pl?P5的控制信號、緊固部件的類型以及緊固工具10的緊固扭矩。
[0131]因此，在本發明的各個實施例中，在緊固開始信號通過工具控制器70被提供給緊固工具10的時候，緊固工具10可以將具有設定緊固扭矩的緊固部件緊固到用于車身I和緊固對象3的預定緊固點Pl?P5。
[0132]在各個實施例中，當存在多個用于車身I和緊固對象3的緊固點Pl?P5時，主控制器90基于由慣性傳感器模塊50獲得的緊固工具10的位移(角速度和加速度信息)，確定在緊固點Pl?P5的緊固工具10的緊固模式(S36)。
[0133]主控制器90可以通過對由慣性傳感器模塊50獲得的緊固工具10的加速度進行二重積分，來計算緊固工具10的移動距離，并通過對由慣性傳感器模塊50獲得的緊固工具10的加速度進行積分，來估算緊固工具10的移動路徑來確定緊固工具10對緊固點Pl?P5的緊固模式。
[0134]當緊固部件通過緊固工具10被緊固到用于車身I和緊固對象3的緊固點Pl?P5時，工具控制器70向主控制器90發送緊固完成信號。
[0135]然后，主控制器90從工具控制器70接收和存儲車身I的識別號、緊固部件的類型、以及緊固工具10的緊固扭矩結果值(S37)。
[0136]在本發明的各個實施例中，主控制器90向隨后的修復工序發送從工具控制器70接收的車身I的識別號、緊固部件的類型、以及緊固工具10的緊固扭矩結果值(S38)。
[0137]然后，在隨后的修復工序中，確定在用于車身I和緊固工具3的緊固點是否存在緊固工具的緊固不良(S39)，并可以輸出稱緊固點Pl?P5具有緊固不良的警告。
[0138]如上所述，通過車身感測20、工具感測單元30以及慣性傳感器模塊50的方式，精確識別車身I和緊固工具10的位置，根據本發明的各個實施例的用于車輛裝配的緊固保證系統100可以實現具有很高實踐效果的緊固歷史管理。
[0139]進一步，在本發明的各個實施例中，即使工人以任意順序工作，不遵從預定的工作順序，或在預定工作位置之外工作，都可以實現緊固結果和緊固對象的精確緊固歷史管理。
[0140]進一步，在本發明的各個實施例中，通過將緊固結果與緊固對象精確匹配，可以將車輛的緊固對象確定在緊固部件的范圍中并有助于改善緊固質量。
[0141]進一步，在本發明的各個實施例中，通過進一步增加緊固范圍來簡化系統、增加工作便利，可以節約投資成本。
[0142]為了方便描述和在所附權利要求中的精確定義，術語上部或下部等是被用于描述帶有如附圖所示的特征的位置參考的示例性實施例的特征。
[0143]提交的本發明具體示范性實施例的前述描述僅用于說明和描述目的。本發明上述實施例不是為了窮舉或限制本發明于已經公開的具體形式，顯而易見根據上述教義，可以進行許多修改和變化。上述示范性實施例之所以被選擇和描述是為了解釋本發明的某些規律和他們實際應用，從而使本領域的其他技術人員能夠做出和使用本發明的示范性實施例，以及做出各種替換和修改。本發明的范圍意圖限定為所附權利要求及其等效形式。
【權利要求】
1.一種用于車輛裝配線的緊固歷史保證系統，其中所述緊固歷史保證系統用緊固部件將緊固對象組裝到在輸送線上輸送的車身，所述系統包括: 車身感測單元，被設置在所述裝配線上，其感測進入所述輸送線的車身，并通過在所述輸送線的入口和出口側發射和接收激光，感測到所述車身的距離； 多個工具感測單元，其沿著所述輸送線以預定間隔設置，并感測緊固工具的位置； 慣性傳感器模塊，被設置在所述緊固工具，其感測在用于所述車身和所述緊固對象的緊固點的所述緊固工具的角度和位移； 工具控制器，其提供對應于所述緊固點和所述緊固對象的控制信號、所述緊固部件的類型以及所述緊固工具的緊固扭矩；以及 主控制器，其通過所述車身感測單元、所述工具感測單元和所述慣性傳感器模塊獲得所述車身和所述緊固工具的位置信息以及所述緊固工具的角度和位移，其中所述主控制器設置所述緊固點、所述緊固部件的類型以及所述緊固工具的緊固扭矩，向所述工具控制器發送所述設置值，從所述工具控制器接收和存儲所述車身的識別號、所述緊固部件的類型以及所述緊固工具的緊固扭矩結果值。
2.如權利要求1所述的系統，其中， 所述車身感測單元包括: 條碼掃描器，其被設置在所述輸送線的車輛入口側，并識別所述車身上的條碼；以及 激光傳感器，其被設置在所述輸送線的車身入口和出口側，向所述車身發射激光，接收從所述車身反射的激光，并感測到所述車身的距離。
3.如權利要求2所述的系統，其中， 所述條碼掃描器生成進入所述輸送線的所述車身的識別號，利用所述識別號生成所述車身的順序信息，并向所述主控制器發送所述車身的順序信息。
4.如權利要求3所述的系統，其中， 所述主控制器獲得在所述輸送線的入口與出口側之間的所述車身的識別號。
5.如權利要求2所述的系統，其中， 所述主控制器根據來自所述激光傳感器的感測信號提取所述車身的輪廓，并通過分析所述輪廓，計算在所述輸送線的所述入口與出口側之間的所述車身的位置。
6.如權利要求5所述的系統，其中， 所述主控制器基于在所述輸送線上輸送的車身之間的間隙以及在所述輸送線的入口與出口側的車輛位置，計算在所述入口與出口側之間的車身的位置。
7.如權利要求1所述的系統，其中， 周期性地發射在UWB的范圍內的信號的RFID標簽被貼在所述緊固工具上，UWB是超寬帶。
8.如權利要求7所述的系統，其中， 所述工具感測單元包括RFID傳感器，該RFID傳感器根據來自所述RFID標簽的信號實時地計算所述緊固工具的位置。
9.如權利要求1所述的系統，其中， 所述慣性傳感器模塊感測所述緊固工具的角度、加速度和角速度。
10.根據權利要求1所述的系統，其中， 所述主控制器基于由所述車身感測單元獲得的車身的實時位置信息和由所述工具感測單元獲得的緊固工具的實時位置信息，將靠近所述緊固工具的車身識別為緊固對象。
11.如權利要求1所述的系統，其中， 所述主控制器基于由所述慣性傳感器模塊獲得的所述緊固工具的角度來確定所述緊固部件的類型，并設置所述緊固工具的緊固扭矩。
12.如權利要求1所述的系統，其中， 所述主控制器基于由所述慣性傳感器模塊獲得的緊固工具的位移，設置用于車身和緊固對象的緊固點。
13.如權利要求1所述的系統，其中， 當存在多個用于所述車身和所述緊固對象的緊固點時，所述主控制器基于從所述慣性傳感器模塊獲得的所述緊固工具的位移，確定在所述緊固點的所述緊固工具的緊固模式。
14.一種控制用于車輛裝配系統的緊固歷史保證系統的方法，所述方法包括: 提供用于權利要求1所述的車輛裝配的緊固保證系統； 通過用所述車身感測單元感測進入輸送線的車身，生成車身的識別號，并從所述識別號生成車身的順序信息； 通過根據來自所述車身感測單元的感測信號提取和分析所述車身的輪廓，獲得在所述輸送線的入口與出口側的車輛的位置信息； 基于沿所述輸送線輸送的車身之間的預定間隙以及在所述輸送線的入口與出口側的所述車身的位置，獲得在所述入口與出口側之間的車輛的位置信息； 通過所述工具感測單元來感測在所述輸送線上的緊固工具的位置，并通過所述慣性傳感器模塊來感測所述緊固工具的位移和角度； 基于由所述車身感測單元獲得的車身的位置信息和由所述工具感測單元獲得的緊固工具的位置信息，識別靠近所述緊固工具的所述車身； 獲得所述車身和所述緊固工具的位置信息、以及所述緊固工具的角度和位移，設置用于所述車身和所述緊固對象的緊固點、緊固部件的類型以及所述緊固工具的緊固扭矩，并向所述工具控制器發送所述設置值； 通過由所述工具控制器向所述緊固工具提供緊固信號，將所述緊固部件緊固到用于所述車身和所述緊固對象的緊固點；以及 從所述工具控制器接收和存儲所述車身的識別號、所述緊固部件的類型，以及所述緊固工具的緊固扭矩結果值。
15.如權利要求14所述的方法，其中， 所述輸送線的入口與出口側之間的所述車輛的識別號由所述車身感測單元獲得。
16.如權利要求14所述的方法，其中， 當存在多個用于所述車身和所述緊固對象的緊固點時，基于由所述慣性傳感器模塊獲得的所述緊固工具的位移，確定在所述緊固點的所述緊固工具的緊固模式。
17.根據權利要求16所述的方法，其中， 所述緊固工具的移動距離通過對由所述慣性傳感器模塊獲得的所述緊固工具的加速度進行二重積分來進行計算，并且所述緊固工具的移動路徑通過對由所述慣性傳感器模塊獲得的所述緊固工具的加速度進行積分來進行估算。
18.根據權利要求14所述的方法，其中， 所述車身的識別號、所述緊固部件的類型以及所述緊固工具的緊固結果值被發送到隨后的修復工序，并且在所述隨后的修復工序中確定在所述緊固點是否存在所述緊固部件的緊固不良。
【文檔編號】B62D65/00GK104369791SQ201310741636
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年8月12日
【發明者】李宰鉉, 柳盛弼 申請人:現代自動車株式會社