[发明专利]装配站中的传感器的校正和设置方法及装配站

说明书

发明的技术领域

本发明涉及一种用于在一个自动的车体或类似的组装和焊接站中的传感器的校正和设置方法，以便允许对由所述站处理的部件进行绝对的且不仅是相对的测量。本发明还涉及一种用于实现所述方法的工作站。

发明背景技术

在现有技术中已知自动化精密装配站，其包括一个支撑多个锁定插入件的结构，所述锁定插入件用于对被组装的部件进行相互定位。组装机构，例如带关节的机械焊接臂把利用该插入件定位的部件永久固定在一起，随后将最终产品从该工作站输出。

组装可以根据特殊的需要通过焊接、粘结、铆接、钉紧等进行。装配站例如可以是用于汽车及其部件的组装线上的焊接站。

通常，当使将该工作站作为一部分的组装线工作时，对插入件进行精密的定位设置，其在理想情况下代表需要被组装的结构的关键参考点，即，所述结构必须从其中通过的点被认为是非常好的。到目前为止，插入件形成有攫取面(通常有一个固定部分和一个面对该可动部分的互补部分)，该攫取面代表在被组装的物体的那些点处的理想形式，所述内表面通常从该部分表面的数学模型开始成形，而所述数学模型由表示其的CAD图形中获得。

然而，各种因素使得实际生产的物体的形状不够理想，并且会存在改变其最佳形状的几何误差。退化因素可能是所采用的组装技术的特点或者被归因于在工作站的最初设定之后产生的几何变化。例如，在通过焊接进行组装的情况下，例如由于电极的消耗、电流或焊接时间的变化、焊接点的位置或执行顺序的变化等等，可能会产生焊接参数的变化或漂移。其它组装方法中也可以发现类似的因素。

例如由于维护工作和/或工作站的调整、移动部件的磨损或者甚至是组装部件的物理参数的变化，如待组装部件的成分、厚度或形状等的变化均可能导致几何变化。典型地有，随着产品批次的变化而造成的由金属板压力成型的部件厚度的变化。

因此，对于各参考点被设定在产品必须落入其中的可以承受的范围，以便可以至少作为一个令人满意的部件被接受。

在现有技术中，已经提出了具有直接设置于在工作站中采用的锁定插入件中的测量装置的工作站，以便能够从插入件的锁定表面测定正在被生产的产品表面的偏差。在组装之后并且随着插入件的打开，可以在产品的点上进行相对偏差测量，其是通过如下方式定义的：如果它们被精确定位则即使当插入件作为其一部分的锁定机构被打开时也应当与插入件的参考表面接触。在这种方式中，可以在工作站具有参考插入件的点上检测组装部件的结构缺陷。

与利用在完全组装好的部件的生产线的末端取样的更传统的测量相比，这无疑是前进了一步，这种更传统的测量仅当一定数目的有缺陷产品已经被生产出来时才能鉴定出缺陷，并且可能难以在生产线上的许多工作站中鉴定出应由那个工作站负责。

但是，已经发现，不可接受的结构缺陷可能落入到在锁定插入件之间的中间位置。显然，这些缺陷即不能被检测到也不能通过上述结合在装配站的插入件中的测量系统所检测。

另一方面，在插入件外部设置测量传感器使得工作站的设置和有效保持变得相当复杂。

例如，测量结果的完全采用需要它们不仅是相对型的(如仅参考从插入件的固定表面的偏差时那样)并且例如发现仅在连续测量之间的不同，而且是绝对型的并且因此例如允许在工作站中的部件的测量几何尺寸和理论或所希望的几何尺寸之间直接进行比较。然而，仅当测量探头空间中的位置的取向相对于用于几何定义的参考系已知时可以进行绝对测量。传感器的校正可能采用试样，但由于它们相对精密并且自然非常昂贵，因而这将涉及到试样的生产、储存和运输等的成本。

进而，任何可能涉及到传感器的维修工作—例如更换其中一个传感器—将涉及到需要对带有试样的工作站再次进行校正。因此，需要在工作站附近一直保存有可获得的试样，用于任何校正需要或甚至仅仅是对测量系统的有效检测。

所有这些均与现代组装线的灵活性和经济性不相协调。

发明的内容

本发明总的目的是通过提供一种可获得的用于在一个工作站中无需试样便可校正和设置几何测量系统的方法来弥补上述缺点，其允许将传感器设置在部件几何形状中需要测量的任意点上，在工作站上进行的涉及传感器的操作、例如传感器的更换之后迅速恢复可靠的测量条件，迅速检验测量系统的有效性，并且绝对而非相对地进行测量。

本发明的另一个目的是提供一种应用上述方法的装配站。