(57)【要約】  本発明は、中央制御ユニット１（１）、及び、少なくとも２つの電気作動式の動作デバイス（２）を備える、車体組立のためのシステムに関し、動作デバイス（２）はそれぞれ、前述の動作デバイスの運動を制御するためのそれら自体の制御ユニット（２．１）を有する。本発明によれば、２つの動作デバイス（２）のうちの一方の制御ユニット（２．１）は、２つの動作デバイス（２）のうちの他方の制御ユニット（２．１）を介して中央制御ユニット（１）に接続される。【選択図】図１
2020534624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央制御ユニット（１）、及び、少なくとも２つの電気作動式の動作デバイス（２）を備え、前記動作デバイス（２）がそれぞれ、その運動を制御するためにそれら自体の制御ユニット（２．１）を有する、車体組立のためのシステムであって、
前記２つの動作デバイス（２）のうちの一方の前記制御ユニット（２．１）が、前記２つの動作デバイス（２）のうちの他方の前記制御ユニット（２．１）を介して前記中央制御ユニット（１）に接続されるように具現化される
ことを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記動作デバイス（２）の前記制御ユニット（２．１）が、データ・パケットの送信、受信、及び処理のために設けられるデータ処理ユニットとして具現化される
ことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
電気ケーブル（３）が、電力を供給するためだけでなく情報を伝達するために、また好ましくは統合された安全機能、特にＳＴＯ安全機能のために、前記中央制御ユニット（１）と前記動作デバイス（２）の前記制御ユニット（２．１）との間、及び／または２つの前記動作デバイス（２）の前記制御ユニット（２．１）間に具現化される
ことを特徴とする、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記動作デバイス（２）の前記制御ユニット（２．１）が、前記中央制御ユニット（１）及び別の前記動作デバイス（２）の前記制御ユニット（２．１）に接続するために、または、別の前記動作デバイス（２）の前記制御ユニット（２．１）及び第３の前記動作デバイスの前記制御ユニット（２．１）に接続するために、２つの電子インターフェース４を有する
ことを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記動作デバイス（２）の力、トルク、角度位置、及び／または速度などの変数を設定するためのグラフィカル・ユーザ・インターフェースが提供される
ことを特徴とする、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記グラフィカル・ユーザ・インターフェースが、ソフトウェアとして前記中央制御ユニット（１）上に記憶される
ことを特徴とする、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記動作デバイス（２）が、自己ロック作用を実現するために、ウォーム軸（５）及びウォーム車（６）からなるウォーム歯車を有する
ことを特徴とする、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記動作デバイス（２）を作動させるために、電気モータ（７）が設けられ、
各モータ位置において、前記制御ユニット（２．１）が、前記電気モータ（７）の位置、力、トルク、速度、及び／または温度のいずれかを検出するように具現化される
ことを特徴とする、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記電気モータ（７）が、交流電圧サーボモータとして具現化される
ことを特徴とする、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記動作デバイス（２）が、グリース潤滑されるように具現化される
ことを特徴とする、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
安全機能、特にＳＴＯ安全機能を実現するために、前記制御ユニット（２．１）の各データ処理ユニット、及び／または各動作デバイス（２）に追加的に設けられる追加的なデータ処理ユニットが、ソフトウェアを備えるように任意に具現化される
ことを特徴とする、請求項２〜１０のうちいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記中央制御ユニット（１）及び／または前記制御ユニット（２．１）が、生じ得る誤差要因及び／または前記動作デバイス（２）のプロセス関連情報を任意に評価するためにそれぞれ任意に具現化される
ことを特徴とする、請求項１〜１１のうちいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１のプリアンブルに記載の車体組立のためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述のタイプの車体組立のためのシステムが、独国実用新案第２０２００８０１３０２５号明細書からの原理で知られている。このシステムは、典型的には制御キャビネット内に収容される中央制御ユニット（この文献では高位制御ユニットと呼ばれる）、及び、その運動を制御するためにそれ自体の制御ユニットを有する電気作動式の動作デバイス（この文献では締付けデバイスと呼ばれる）で構成される。前述の文献では明確に述べられていなくとも、当業者であれば、そのようなシステムは、中央制御ユニットに加えて、中央制御ユニットにそれぞれ直接接続される複数の（したがって、少なくとも２つの）そのような動作デバイスで常に構成されることを知っている。自動車の組立では、例えば個々の車体部品を一緒に溶接するときにそのようなシステムが使用され、その場合、動作デバイスは、以下、一般に、締付けデバイス、枢動デバイス、心出しデバイス、または位置決めデバイスなどであると理解される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国実用新案２０２００８０１３０２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述のタイプの車両組立のためのシステムを改善する目的に基づく。具体的には、配線の労力が抑えられた車両組立のためのシステムが創出される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、特許請求項１の特徴部分に明記された特徴により、上述のタイプのシステムで解決される。
【０００６】
したがって、本発明によれば、２つの動作デバイスのうちの一方の制御ユニットが、２つの動作デバイスのうちの他方の制御ユニットを介して中央制御ユニットに接続されるように具現化されるようになっている。
【０００７】
したがって、言い換えれば、本発明による解決策は、第１の制御デバイスの制御ユニットが、依然として中央制御ユニットに直接接続されるように具現化されるが、第２の動作デバイスの少なくとも１つの制御ユニットは、もはや中央制御ユニットに直接接続されずに第１の動作デバイスの制御ユニットを介して間接的にのみ接続されることを特徴とする。したがって、システムの動作デバイスの全ての制御ユニットが依然として中央制御ユニットに直接接続されるわけではなく、実際には、本発明によれば、第１の動作デバイスの第１の制御ユニットだけを中央制御ユニットに直接接続する一方で、第２の動作デバイスの第２の制御ユニットが、第１の動作デバイスの第１の制御ユニットだけに接続されて中央制御ユニットから届く信号を第１の制御ユニットから受信するようにすでに具現化されていることが可能であり、つまり、中央制御ユニットから届く信号は、１つの動作デバイスから次の動作デバイスにループ・スルーされ、ここで、本発明によれば、特に好ましい態様では、このようにして多数の動作デバイスを連続して接続するようになっており、これは、有利には、配線の労力の大幅な低減をもたらす。
【０００８】
要するに、特に好ましい態様では、動作デバイスの制御ユニットがデータ・パケットの送信、受信、及び処理のために設けられるデータ処理ユニットとして具現化されるようになっている。言い換えれば、そのようなシステムは、動作デバイスが、それぞれ、動作デバイスの制御を全面的に引き受けるそれら自体の完全コンピュータを備えることを特徴とする。したがって、単純な電気信号ではなくデータ・パケットが、動作デバイスまたは動作デバイスのデータ処理ユニットそれぞれと中央制御ユニットとの間でコンピュータ・ネットワークにおけるように送信され、中央制御ユニットはまた、この場合、データ・パケットの送信、受信、及び処理のために設けられまたリアルタイムでのシステムの動作すら提供する（このことについては、ｈｔｔｐｓ：／／ｄｅ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗ／ｉｎｄｅｘ．ｐｈｐ？ｔｉｔｌｅ＝Ｅｃｈｔｚｅｉｔ＆ｏｌｄｉｄ＝１６８４１０７４０も参照されたい）データ処理ユニットとして具現化される。したがって、完全コンピュータを備えた動作デバイスは「知能」動作デバイスとなり、そのような「知能」動作デバイスは、例えばセットアップ中に好ましくはそれ自体のグラフィカル・ユーザ・インターフェースを介して動作されることすら可能であり、その結果として、セットアップは、もはや以前のように中央制御ユニットにアクセスするプログラマによって行われる必要はなく、電気機械に関する訓練を受けた技術スタッフによってたやすく行われる。
【０００９】
他の有利なさらなる実施形態は、従属特許請求項から得られる。
【００１０】
完全性のために、以下の従来技術も参照する。
【００１１】
電気作動式の動作デバイスはまた、独国実用新案第２０２００８０１３０２５号明細書から知られている。しかし、出願人が考案したこの開発の事例では、上述の従来技術の事例におけるように、中央制御ユニットへの動作デバイスの直接接続が、いずれの場合にも提供されていた。
【００１２】
動作デバイスは、この文献では「枢動締付けデバイス」と呼ばれているが、実際には枢動デバイスであって締付けデバイスではないので、これは正確ではないことも指摘される。これら２つのデバイスの違いは、枢動デバイスは一定に定められたトルクで対象物を２つの位置の間で枢動させる目的を果たすが、締付けデバイスは必要に応じて設定され得る力で対象物を締め付ける働きをする、ということである。当業者は、挙げられた文献は図１及び２に示されたピボット・アームにより枢動デバイスであることを、認識することができる。
【００１３】
さらに、たとえ上述の文献（段落
【００１４】
参照）がいわゆるアブソリュート型回転式位置センサまたは位置センサそれぞれに言及していても、このセンサは、当業者が知っているように、単に、モータ・ハードウェア内に設置されてモータの絶対回転角度位置（ａｂｓｏｌｕｔｅ  ｒｏｔａｒｙ  ａｎｇｌｅ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を取得するだけの単純な電子部品であり、したがって、データ・パケットの送信、受信、及び処理のために設けられる独立して動作するデータ処理ユニットではなく、したがって独立したコンピュータではないことが、指摘される。
【００１５】
また、電気作動式の動作デバイス、より正確にはトグル・レバー締付けデバイス（ｔｏｇｇｌｅ  ｌｅｖｅｒ  ｃｌａｍｐｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）が、文献独国特許発明１０２０１３００５４８４Ｂ３号明細書から知られているが、このトグル・レバー締付けデバイスは、まさに上述の従来技術のように、常に中央制御ユニットに直接接続される。この締付けデバイスの場合、位置を照会するためのセンサ（文献中の参照番号８及び９）が明らかにヘッド・ピース内に設けられるということを考えると、そのようなデータ処理ユニットは実際にそのような費用のかかるセンサを有利な態様で余分なものにするので、この締付けデバイスはそれ自体の処理ユニットを有さないことが、当業者には直接にさらに理解される。
【００１６】
従属請求項に記載のその有利なさらなる発展を含む本発明による車両組立のためのシステムは、好ましい例示的な実施形態の図解に基づいて以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】中央制御ユニット及び３つの動作デバイスを備える車両組立のための本発明によるシステムの概略図である。
【図２】図１によるシステムのための動作デバイスの部分的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
まず、図１に示された車両組立のためのシステムは、中央制御ユニット１、及び、少なくとも２つの（３つ示されている）電気作動式の動作デバイス２で構成され、動作デバイス２はそれぞれ、それ自体知られた方法でその運動を制御するために、それら自体の制御ユニット２．１を有する。
【００１９】
述べられた動作デバイスに関して、特に好ましい態様では、図２を参照すると、前述の動作デバイスは、動作要素９を回転可能に支持するためのヘッド・ピース８を有し（ここでは、例えば締付けアームであるが、例えば位置決め、心出し、または枢動特性を備える他のヘッド・ピースも可能であり、したがって、具体的には位置決めもしくは心出し用のマンドレルを備えるかまたはピボット・アームを備える他のヘッド・ピースも可能である）、動作要素９は、ヘッド・ピース８内に配置された歯車１０を介して、ヘッド・ピース８上に配置された電気モータ７に動作的に接続されるように具現化されるようになっている。したがって、本発明によれば交流電圧サーボモータ（ｈｔｔｐｓ：／／ｄｅ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗ／ｉｎｄｅｘ．ｐｈｐ？ｔｉｔｌｅ＝Ｓｅｒｖｏｍｏｔｏｒ＆ｏｌｄｉｄ−１６３３４７７１５によれば、それらのモータ軸の角度位置及び回転速度ならびに加速度の制御を可能にする特別な電気モータが、サーボモータであると見なされる）として特に好ましい態様で具現化される電気モータ７によって生成されるトルクが、歯車１０を介して動作要素９に伝達される。
【００２０】
特に好ましい態様では、ヘッド・ピース８が２つの半体シェル（ｈａｌｆ  ｓｈｅｌｌ）で形成されるようになっている。したがって、図２では、電気モータ７は、完全な側面図で示されているが、ヘッド・ピース８は対照的に、２つの半体シェルのうちの一方が取り外されている導入状況で示されており、つまり、図２では、動作デバイスは、ヘッド・ピース８が開かれている状態で見ることができる。したがって、特に好ましい態様では、図に見られるように、半体シェルの分割面は、電気モータ７の回転軸に平行に延びる。歯車１０の軸受が、２つの半体シェルで形成されたヘッド・ピース８のうちの一方にまたは分割面それぞれに配置されるようにもなっている。
【００２１】
特に有利な態様では、動作デバイスを特に小さくまたは少なくとも比較され得る空気式の動作デバイスと同じくらい小さくするようにそれぞれ具現化することを可能にするために、前述の動作デバイスが油潤滑ではなくグリース潤滑されるように具現化されるようにもなっている。したがって、グリース潤滑される動作デバイスの場合の完全な設計は、潤滑される必要が全くない箇所にグリースがたまることがないように、潤滑されるべき構成要素のためのスペースが小さく保たれる必要があることから理解される。
【００２２】
そして、２つの動作デバイス２のうちの一方の制御ユニット２．１が、２つの動作デバイス２のうちの他方の制御ユニット２．１を介して中央制御ユニット１に接続されるように具現化されることが、車体組立のための本発明によるシステム（これに関しては図１を再度参照されたい）に必須である。
【００２３】
したがって、図１に示された例示的な実施形態では、この条件は、図に見られるように、第１の動作デバイスとして識別される単一の動作デバイス２のみが中央制御ユニット１に接続され、第２の動作デバイスとしてここで識別される動作デバイスが第１の動作デバイスに接続され、そして第３の動作デバイスとしてここで識別される動作デバイスが第２の動作デバイスに接続されることにより、実施される。本発明によれば、すでに述べられたように、中央制御ユニット１から届く信号は、１つの動作デバイスから次の動作デバイスにループ・スルーされる。
【００２４】
すでに上記で説明されたように、特に好ましい態様では、動作デバイス２の制御ユニット２．１が、データ・パケットの送信、受信、及び処理のために設けられるデータ処理ユニットとして具現化されるようになっている。したがって、制御ユニット２．１は、ソフトウェアがインストールされまた動作デバイスを作動させるためのいわゆるファームウェア（これに関しては、ｈｔｔｐｓ：／／ｄｅ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗ／ｉｎｄｅｘ．ｐｈｐ？ｔｉｔｌｅ＝Ｆｉｒｍｗａｒｅ＆ｏｌｄｉｄ＝１６６０８２８６９を参照されたい）として識別され得る完全コンピュータとして具現化される：「ファームウェアは、電子デバイスに埋め込まれるソフトウェアであると理解される」）。したがって、これらのデータ処理ユニットにより、各モータ位置において、制御ユニット２．１が、電気モータ７の位置、力、トルク、速度、及び／または温度のいずれかを検出するように具現化されることが可能となる。
【００２５】
それに加えて、また、上述の独国実用新案第２０１２１６３０号明細書とは対照的に、データ処理ユニットの使用に基づき、端位置照会デバイスなしにまたは端位置を照会するためのデバイスなしに、それぞれ、電気モータ７と動作要素９との間の歯車１０を最初に具現化することも可能である。
【００２６】
特に好ましい態様では、図１及び２から理解されるように、電気モータ７上に配置された補助的なハウジング１２内に制御ユニット２．１が収容されるようになっている。
【００２７】
さらに、図１に示されるように、情報を伝達するために（好ましくはＬＡＮベースであり、これに関してはｈｔｔｐｓ：／／ｄｅ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗ／ｉｎｄｅｘ．ｐｈｐ？ｔｉｔｌｅ＝Ｌｏｃａｌ＿Ａｒｅａ＿Ｎｅｔｗｏｒｋ＆ｏｌｄｉｄ＝１６８７９５２６０も参照されたい）、また、電力供給のために（好ましくは２４ボルトの直流であり、動作デバイス２は、この場合、また、電気モータ７が交流で作動されることが好ましいのであれば、直流を交流に変換するための変換器を有する）、中央制御ユニット１と動作デバイス２の制御ユニット２．１との間及び／または２つの動作デバイス２の制御ユニット２．１間に平行に延びる複数のケーブル束で形成され得る電気ケーブル３が、最も好ましい態様で設けられ、つまり、この条件により、いずれの場合にも１つのケーブル束のみが中央制御ユニット１から第１の動作デバイス２に引かれることを必要とし、前述の第１の動作デバイスから第２の動作デバイス２にケーブル束が引かれ、前述の第２の動作デバイスから第３の動作デバイス２にケーブル束が引かれるので、想像できる限りの最も簡単な方法で中央制御ユニット１と動作デバイス２とを接続することが可能である。
【００２８】
特に好ましい態様ではさらに、本発明によるシステム、または、具体的には、「ハイブリッド配線」、特に「ＳＴＯを有するハイブリッド配線」とも呼ばれ得る中央制御ユニット１、動作デバイス２、及びケーブル３は、それぞれ、ＥＮ  ６０２０４（ｈｔｔｐｓ：／／ｄｅ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗ／ｉｎｄｅｘ．ｐｈｐ？ｔｉｔｌｅ＝Ｓｉｃｈｅｒｈｅｉｔｓｆｕｎｋｔｉｏｎ＆ｏｌｄｉｄ＝１６６７２６９１２も参照されたい）及びＤＩＮ  ＥＮ  ６１８００−５−２によるいわゆる停止カテゴリ１（ＳＴＯ−「セーフ・トルク・オフ」）を満たすように具現化されるようになっており、つまり、中央制御ユニット１、動作デバイス２、及び／またはケーブル３のいずれかはまた、作動しているシステムに由来する健康上のリスクを最大限減少させる、統合されたまたは駆動統合された（ｄｒｉｖｅ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ）安全機能をそれぞれ有する。
【００２９】
より具体的には、特に好ましい態様では、安全機能を実現するために、詳細には安全機能または前述のＳＴＯ安全機能を実現するために、制御ユニット２．１の各データ処理ユニット及び／または各動作デバイス２に追加的に設けられる追加的なデータ処理ユニットが、それぞれ、ソフトウェアを備えるように任意に具現化され、またはこのタイプのソフトウェアがそれぞれインストールされるようになっている。この手段は、個々の動作デバイス２の自給自足的に機能する安全機能をもたらし、ここで、前述の統合されたＳＴＯ安全機能は、突然に、すなわち、中央制御ユニット１から来る可能性のある情報とは全く無関係に、電気モータ７を停止させることができる。したがって、前述の安全機能は、さらに、以下で述べられる自己ロック歯車、特にウォームを備える動作デバイス２と一緒に、特に良く実現され得る。
【００３０】
これに関連して、特に好ましい態様では、中央制御ユニット１及び／または制御ユニット２．１が、生じ得る誤差要因及び／または動作デバイス２のプロセス関連情報を任意に評価するためにそれぞれ任意に具現化されるようになっている。
【００３１】
したがって、特に好ましい態様では（図１を参照されたい）、動作デバイス２の制御ユニット２．１が、中央制御ユニット１と別の動作デバイス２の制御ユニット２．１とを接続するために、または、別の動作デバイス２の制御ユニット２．１と第３の動作デバイス２の制御ユニット２．１とを接続するために、好ましくは全く同じに具現化されまた好ましくは電気モータ７上に配置された補助的なハウジング１２にそれぞれ取り付けられる２つの電子インターフェース４を有するようになっている。
【００３２】
また、すでに上述されたように、特に好ましい態様では、動作デバイス２の力、トルク、角度位置、及び／または速度のいずれかなどの変数を設定するためのグラフィカル・ユーザ・インターフェースが、さらに提供され、ここで、前述のグラフィカル・ユーザ・インターフェースは、さらに、特に好ましい態様では、ソフトウェア（ファームウェア）として中央制御ユニット１上に記憶され、かつ／または、いわゆる「Ａｐｐ」として（これに関しては、ｈｔｔｐｓ：／／ｄｅ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗ／ｉｎｄｅｘ．ｐｈｐ？ｔｉｔｌｅ＝Ａｎｗｅｎｄｕｎｇｓｓｏｆｔｗａｒｅ＆ｏｌｄｉｄ＝１６８９１４５４５も参照されたい）例えばタブレット・コンピュータもしくはスマートフォンなどのモバイル・コンピュータ上に記憶される。
【００３３】
電力供給が（どんな理由であれ）停止されたときに動作デバイス２がそれぞれの位置に留まるように、最も好ましい態様ではさらに、前述の動作デバイスが、自己ロック作用（これに関しては、ｈｔｔｐｓ：／／ｄｅ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗ／ｉｎｄｅｘ．ｐｈｐ？ｔｉｔｌｅ＝Ｓｃｈｎｅｃｋｅｎｇｅｔｒｉｅｂｅ＆ｏｌｄｉｄ＝１６６４３４６６２も参照されたい）を実現するためにウォーム軸５及びウォーム車６で構成されるウォーム歯車を有するようになっている。したがって、このウォーム歯車により、動作デバイス２が３６０°の回転角度を有することが、さらに可能になる。
【００３４】
好ましい態様ではさらに、ウォーム軸５の回転軸が電気モータ７の回転軸に平行に延びるように具現化され、及び／またはウォーム車６の回転軸が電気モータ７の回転軸に垂直に延びるように具現化されるようになっている。
【００３５】
提案されかつ図２に示されるように、好ましい態様ではさらに、電気モータ７とウォーム軸５との間に平歯車１１が配置されるようになっている。
【００３６】
最後に、好ましい態様では（独立して示されていないが）、ウォーム車６が、それぞれ、スプラインにより１つのもしくはその動作要素９にまたはその回転軸に接続されるように具現化されるようになっている。
【００３７】
上記の説明から結論づけられ得るように、車両組立のための本発明によるシステムは、そのようなシステムの全く新しい世代に属するが、これは、新規な概念が、動作デバイス２の非常に単純なケーブル３から始まり例えばタブレット・コンピュータなどのモバイル・エンド・デバイス上のグラフィカル・ユーザ・インターフェースを介した全システムのユーザに優しい設定可能性で終わる、今まで達せられ得なかった動作の快適さを提供するためである。
【図１】
2020534624.tif 000003
【図２】
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【国際調査報告】
2020534624.tif 000005
2020534624.tif 000006
2020534624.tif 000007
2020534624.tif 000008
2020534624.tif 000009