Bei der Fließfertigung von Werkstücken können von Arbeitem betriebene Werkzeu- ge nur selten einem bestimmten zu bearbeitenden Teil zugeordnet werden. Insbe- sondere gibt es keine Möglichkeit festzustellen, wo sich ein Werkzeug in Bezug auf ein auf einem Montageband befindliches Werkstück befindet. So könnte es bei- spielsweise vorkommen, daß Werkstücke, beispielsweise Fahrzeuge, die Montage veriassen, ohne daß bestimmte Verschraubungen durchgeführt worden sind. Eine diesbezügliche Überprüfung ist nicht ohne weiteres möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, das die Zuordnung von Werkzeugen zu einem auf einem Montageband beförderten Werkstückzuläßt.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1,14 und 26 genannten Merkmale gelost.

Gemäß einem Kerngedanken der Erfindung wird die Position eines Werkzeugs entweder relativ zu einem Werkstück oder bezügiich eines ortsfesten Koordhaten- systemes erfaßt und einem auf dem Montageband befindlichen Werkstück zuge- ordnet. Dabei ist jedem Werkstück eine bestimmte Identifikation (z. B. Produktions- oder Fahrgestellnummer) zugeordnet. Die Erfassung der Position des Werkzeugs erfolgt über die Auswertung der Laufzeiten von Signalen, die von einem Sender ausgegeben und von einem Empfänger aufgenommen werden. Über Winkelfunk- tionen kann die Position des Werkzeugs errechnet werden. Je nach Ausführungs- beispiei ist an dem Werkzeug ein Sender oder ein Empfänger angeordnet. Die An- ordnung eines Empfängers an einem Werkzeug hat den Vorteil, daß durch den Werkzeugbetrieb verursachte Störungen weniger Störeinfluß haben. Je nachdem, ob an dem Werkzeug ein Sender oder ein Empfänger angeordnet ist, sind die da- zugehörigen Gegenstücke, also die Empfänger bzw. die Sender, im Bereich des Montagebandes vorgesehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die nicht am Werkzeug angeord- neten Empfänger oder Sender ortsfest im Raum angeordnet. Durch die Auswertung der Laufzeiten zwischen Sendem und zugeordneten Empfängem kann die Absolut- position des Werkzeugs im Raum angegeben werden.

Bei einem in allen Richtungen beweglichen Werkzeug sind 3 Sender (bei der Alter- nativausführung 3 Empfänger) notwendig, um eine eindeutige Festlegung im Raum zu erreichen. Ist das Werkzeug jedoch nur in einer bestimmten Richtung zum Fahr- zeug bewegbar, kann auch schon ein einzelner Sender (bei der Altemativausfüh- rung 1 Empfänger) ausreichen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann ein Sender (bei der Alternativausfüh- rung ein Empfänger) auch am Montageband beispielsweise mit einem bestimmten Werkstück mitbewegt werden, so daß über die Entfemungsmessung bereits eine Information hinsichtlich des Abstandes vom Werkzeug zum am Werkstück ange- ordneten Sender (alternativ Empfänger) getroffen werden kann.

Unter Zuhilfenahme der bereits vorhandenen Kenntnis von identifizierbaren Werk- stücken auf dem Montageband und deren bekannten momentane Positionen kann

aus der Position des an dem Werkzeug angeordneten Empfängers (alternativ Sen- der) eine zeitliche Zuordnung eines Werkzeug zu einem Werkstück getroffen wer- den. Je nach Erfassungsrate der Werkzeugposition lassen sich somit genau Aus- sagen darüber treffen, ob das Werkzeug an eine bestimmte Position eines Werk- stücks mit einer bekannten Identifikation herangeführt worden ist. Durch Abspeiche- rung dieser Daten ist insgesamt eine Überprüfung möglich, ob einem Werkstück ein Werkzeug zugeführt worden ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich grundsätzlich für alle Werkzeuge einsetzen, bei denen die die Zuordnung zu einem Werkstück wichtig ist. Insgesamt ist die vorliegende Vorrichtung bi ! tiger und flexibler einzusetzen als bekannte mechanische Einrichtungen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform werden als Sender Ultraschallsender und als Empfänger Ultraschallempfänger verwendet. Die Sender können nach und nach getriggerte Signale abgeben. Altemativ kann jeder Sender charakteristische Signale aussenden. Diese ausgesendeten Signale werden von der Empfangseinheit aufgenommen und den entsprechenden Sendem zugeordnet. Aus den Laufzeiten der Signale können dann die Abstände zwischen den jeweiligen Sendern und Empfängern berechnet und so die Lage des Werkzeugs ermittelt werden.

Wie oben bereits erwähnt, kann beim Einsatz von mindestens drei Sendern (altemativ drei Empfängern) eine eindeutige Positionsbestimmung auch bei einem Werkzeug erfolgen, welches frei bewegbar ist. Dabei kann ein Nullpunkt festgelegt und gegenüber diesem Nullpunkt die Lage des Werkzeugs angegeben werden.

Zur Überprüfung der Montageabläufe ist es von Vorteil, wenn die von einer Zuord- nungseinheit gelieferten Zuordnungsdaten eines Werkzeugs zu einem Fahrzeug in einem Speicher, insbesondere einem nicht-flüchtigen Speicher abgelegt werden.

Die Daten können auch auf einem aufzubewahrenden Speichermedium aufge- nommen werden, so daß man auch über längere Zeit hinweg noch genau den Montageablauf überprüfen kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird zusätzlich noch erfaßt und aufge- zeichnet, ob das Werkzeug, beispielsweise ein Eiektroschracber, auch funktions- gemäß betrieben wurde. So faßt sich nicht nur die Heranführung des Werkzeugs zu einem bestimmten Fahrzeug sondern auch dessen funktionsgemäßer Betrieb in einem bestimmten Punkt nachvoliziehen. Beispielsweise kann bei einem Elektro- schrauber über das anliegende Moment bestimmt werden, ob die Verschraubung richtig durchgeführt wurde. Bei einer Betätigung des Elektroschraubers ohne diesen an der Schraube anzusetzen oder bei Abdrehen einer Schraube, entsteht kein er- wartetes Moment, so daß keine ordnungsgemäße Verschraubung an einem be- stimmten identifizierbaren Werkstück gemeldet werden kann. Sotche Rückmeldun- gen von einwandfrei durchgeführten Arbeitsschritten können bei allen betätigbaren Werkzeugen erfolgen, und wiederum Werkstücken zugeordnet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispieten und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 eine schematische Darstellung von auf einem Montageband angeord- neten Fahrzeugen gegenüber einem an einem Werkzeug angeordneten Empfänger, dessen Position mittels Sendem ermittelt wird, Fig. 2 eine elektrische Schaltskize für eine solche erfindungsgemäße Vor- richtung und Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung von auf einem Montageband angeordneten Fahrzeugen gegeüber einem an einem Werkzeug ange- ordneten Sender, dessen Position mittels Empfänger ermittett wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Montage von Fahrzeugen beschrieben.

Natürtich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch für alle anderen Werkstücke eingesetzt werden, die an oder mit einem Montageband transportiert werden und identifizierbar sind.

In Fig. 1 ist in schematischer Weise ein Montageband B dargestellt, auf dem sich verschiedene und eindeutig identifizierbare Fahrzeuge (vorliegend zwei) A, und A2

befinden. Das Montageband B wird in Pfeilrichtung P bewegt. Jedem Fahrzeug A, und A2 ist eine Fahrzeugposition F, bzw. F2 zugeordnet : Wobei in einem (nicht dar- gestellten) Steuerungsleitsystem jede Fahrzeugposition eines gerade montierten Fahrzeugs bekannt ist. Diese Positionen können in einem definierten Koordinaten- system 10 angegeben werden.

Die Fahrzeugposition kann beispielsweise wie folgt ermittelt werden. Bei Einbringen eines Fahrzeugs A, auf das Montageband B wird dessen Fahrgestellnummer über einen Transponder in das Steuerungsleitsystem eingelesen. Überwacht man nun die Fortbewegung des Bandes, so kann man immer angeben, an welchem Band- punkt sich das Fahrzeug gerade befindet.

Im Bereich des Montagebandes B ist ein Werkzeug, vorliegend ein Elektroschrau- ber (nicht weiter dargestellt) vorgesehen, an dem ein Empfänger E angeordnet ist.

Bei dem Empfänger E handelt es sich um einen Ultraschallempfänger, der Signale von ortsfest in der Montagehalle montierten Ultraschallsendem S1, S2 und S3 empfängt. Über die verschiedenen, von einer später noch zu eriäuternden Schal- tung ausgewerteten Laufzeiten werden die Abstände L1, L2 und L3 zwischen dem Empfänger einerseits und den zugeordneten Sendem S1, S2 und S3 andererseits ermittelt. Aus diesen Abständen L1, L2 und L3 und den Positionen der Sender S1, S2 und S3 lassen sich insgesamt die Koordinaten des Empfängers (XE, YE, ZE) ge- genüber einem definierten Nullpunkt N errechnen.

In Fig. 2 ist eine einfache und schematische Schaltskize der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Demgemäß geben die Sender S1, S2 und S3 nach und nach getriggerte Ultraschallsignale aus, die von dem Empfänger E erfaßt werden. Über eine Auswerteeinheit 20, die einerseits mit den Sendem S1, S2 und S3 und andererseits mit dem Empfänger E verbunden ist, kann über die ver- schiedenen Laufzeiten und die bekannten Positionen der Sender auf den Ort des Empfängers in der Montagehalle geschlossen werden. Dieser Ort wird einer Zuord- nungseinheit 40 zugeführt. Diese Zuordnungseinheit 40 erhält femer von einer Mel- deeinrichtung 30 die verschiedenen auf dem Montageband B befindlichen Positio- nen F, und F2 von Fahrzeugen A, und A2. Durch einen Vergleich der einzelnen Po-

sitionen kann eine Zuordnung eines Werkzeugs oder einer Werkzeugposition zu einem identifizierten Fahrzeug erfolgen.

In Fig. 3 ist eine alternative Variante zu derjenigen in den Fig. 1 und 2 dargestellt.

Hierbei ist die Anordnung von Sendern und Empfänger vertauscht. Wiederum in schematischer Weise ist ein Montageband B'dargestellt, auf dem sich verschiede- ne, eindeutig identifizierbare Fahrzeuge A,', A2', A3', A4', As'und A6'befinden. Das Montageband B'wird in Pfeilrichtung P'bewegt. Jedem Fahrzeug A,'bis A6'ist eine Fahrzeugposition F,'bis F6'zugeordnet. Beim Einbringen der Fahrzeuge A,'bis A6' wird von diesem jeweils über einen Transponder eine Fahrzeugidentifizierung an ein Empfangsgerät EM abgegeben, welches die Information an einen Rechner 50 weiterleitet. Über eine Bandbewegungserfassungseinrichtung 60, welche ebenfalls mit dem Rechner verbunden ist, ist die Bandbewegung bekannt, so daß jede Fahr- zeugposition auf dem Montageband B'nachvoliziehbar ist. Diese Positionen können in einem definierten Koordinatensystem angegeben werden.

Im Bereich des Montagebandes B'sind zwei Werkzeuge 70, 70', vorliegend zwei Elektroschrauber, vorgesehen, an denen jeweils ein Sender S', S"angeordnet ist.

Bei den Sendem S', S"handelt es sich wiederum um Uttraschallsender, deren Si- gnale von ortsfest in der Montagehalle montierten Ultraschallemfängem E1', E2' und E3'empfangen werden. Über die verschiedenen Laufzeiten werden die Ab- stände zwischen den Sendem S', S"einerseits und den Empfängern E1', E2'und E3'andererseits ermittelt. Aus diesen Abständen und den Positionen der Empfän- ger E1', E2'und E3'lassen sich insgesamt die Koordinaten des Senders gegenüber einem definierten Nullpunkt errechnen.

Gemäß Fig. 3 geben die Sender S'und S"und die Empfänger E1', E2', E3'ihre Signale an den Rechner 50 ab, der die in der Fig. 2 separat dargestellte Auswerte- einheit, Meldeeinrichtung und Zuordnungseinheit zentral umfaßt. Die Zuordnung der Werkzeuge 70 und 70'zu den einzelnen Fahrzeugen erfolgt analog wie in den Fig.

1 und 2 beschrieben. Vorliegend werden dabei die Position des Werkzeugs und die Positionen der Fahrzeuge F,'bis F6'miteinander verglichen, und ein Werkzeug 70, 70'wird einem bestimmten Fahrzeug dann zugeordnet, wenn die Abstände inner- halb bestimmter Bereiche liegen ST1, ST2.

Bei einer kontinuierlich durchgeführten E-fassung der Werkzeugposition kann die Hinzuführung eines Werkzeugs zu einem Fahrzeug nachvolizogen und überprüft werden. Wird zusätzlich noch der funktionsgemäße Werkzeugbetrieb, beispielswei- se die zweckgemäße Bedienung des Elektroschraubers, erfaßt, so kann neben der Hinzuführung des Werkzeugs zu dem Fahrzeug auch noch die Ausführung eines bestimmten Montageverfahrens an einem identifizierten Fahrzeug festgehalten werden. Somit ist es auf einfache Weise möglich, zu überprüfen, ob alle mit einem E ! ektroschrauber durchzuführenden Verschraubungen richtig abgearbeitet worden sind. Verfaßt dann ein Fahrzeug das Montageband, ohne daß zu diesem Fahrzeug die erforderlichen Verschraubungen vorgenommen wurde, so kann ein entspre- chender Hinweis erfolgen. Alle Daten können auch in einem Speicher, beispielswei- se des Rechners 50 abgelegt werden.

Das vorliegend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren kann natürlich nicht nur bei der Montage von Fahrzeugen, sondem bei allen zu montierenden Werkstücken verwendet werden. Dabei können auch jegliche andere Werkzeuge Verwedung finden.