An Fahrzeugkarosserien werden im Zuge der Montage an unter- schiedlichen Stellen im Außen-und im Innenbereich Anbauteile (z. B. Türen, Heckmodul, Frontmodul,...) an-bzw. eingebaut.

Im Interesse einer qualitativ hochwertigen Anmutung des Fahr- zeugs ist es notwendig, diese Anbauteile hochgenau gegenüber benachbarten Bereichen auf der Karosserie bzw. gegenüber an- deren (benachbarten) An-und Einbauteilen auszurichten und so zu positionieren, dass ein vorgegebener Übergang zwischen dem Anbauteil und den angrenzenden Karosseriebereichen gewähr- leistet ist. Hierzu muss das Anbauteil lagegenau gegenüber der Karosserie ausgerichtet und in diesem Zustand mit Hilfe eines Fügeverfahrens-beispielsweise durch Anschrauben-an der Karosserie befestigt werden. Ein solches Verfahren zur hochgenauen Ausrichtung eines Anbauteils gegenüber einem Werkstück ist beispielsweise in der (PCT-Anmeldung, unsere Akte P803949/WO/1) beschrieben.

In manchen Anwendungsfällen werden im Rahmen der Montage meh- rere (unterschiedliche und zumeist benachbarte) Anbauteile an einem Werkstück befestigt, die nicht nur gegenüber den be- nachbarten Karosseriebereichen, sondern auch relativ zueinan- der möglichst genau ausgerichtet sein sollen. Ein Beispiel hierfür ist die Montage von Seitentüren an Fahrzeugkarosse- rien : Die Fahrertür grenzt im Bereich der B-Säule unmittelbar an die Fondtür an. Um ein hochwertiges Erscheinungsbild des fertigen Fahrzeugs zu erreichen, muss die Lage diese beiden Türen hochgenau zueinander abgestimmt sein. Insbesondere muss ein zwischen Fahrertür und Fondtür gebildeter Spalt möglichst gleichförmig sein ; weiterhin müssen die Tiefenmaße der beiden Türen in diesem Bereich möglichst genau übereinstimmen. Daher besteht ein großes Interesse an einem großserientauglichen, automatisierbaren Verfahren, mit Hilfe dessen diese beiden Türen in einer'solchen Weise in die zugehörigen Türausschnit- te eingesetzt und befestigt werden können, dass prozesssicher eine hochgenaue Relativausrichtung der beiden Türen gegeben ist.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein automati- sierbares Verfahren vorzuschlagen, mit Hilfe dessen mehrere Anbauteile-insbesondere zwei benachbarte Fahrzeugtüren- lagegenau zueinander an einem Werkstück-insbesondere an ei- ner Fahrzeugkarosserie-befestigt werden können. Der Erfin- dung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine zur Durchfüh- rung des Verfahrens geeignete Vorrichtung vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der An- sprüche 1 und 6 gelöst.

Danach werden die lagegenau zueinander zu montierenden Anbau- teile in einem gemeinsamen Montageprozess am Werkstück befes- tigt. Die Positionierung und Befestigung der Anbauteile er- folgt mit Hilfe von robotergeführten Montagewerkzeugen, wobei für jedes der beteiligten Anbauteile ein eigenes roboterge- führtes Montagewerkzeug vorgesehen ist. Mit Hilfe dieser Mon- tagewerkzeuge werden die gemeinsam zu verbauenden Anbauteile zunächst in einer Vorhalteposition lagegenau zueinander aus- gerichtet und dann-unter Beibehaltung dieser lagegenauen Ausrichtung-am Werkstück positioniert und mit diesem ver- bunden. Zur Ausrichtung der Anbauteile in der Vorhaltepositi- on kommt ein iterativer Regelvorgang zum Einsatz, durch den das zweite Anbauteil (und evtl. die weiteren Anbauteile) ge- genüber dem raumfest gehaltenen ersten Anbauteil so lange verschoben und/oder geschwenkt wird, bis die gewünschte Rela- tivlage der Anbauteile erreicht ist. Der iterative Regelvor- gang verwendet Messwerte eines Sensorsystems, das fest mit einem der Montagewerkzeuge verbunden ist und Messwerte ausge- wählter Messgrößen auf den Anbauteilen liefert, die für die Beurteilung der Relativlage von besonderer Bedeutung sind.

Sollen beispielsweise zwei Anbauteile, die benachbart zuein- ander in das Werkstück eingebaut werden sollen, bezüglich ih- rer aneinandergrenzenden Ränder zueinander ausgerichtet wer- den, so spielen die Spaltmaße entlang dieser Ränder als Mess- größen eine besonders große Rolle.

Der iterative Regelvorgang, durch den die Anbauteile lagege- nau zueinander ausgerichtet werden, umfasst vorteilhafterwei- se die folgenden Prozessschritte : - es werden (Ist-) Messwerte der Messgrößen erzeugt, - diese (Ist-) Messwerte werden mit (Soll-) Messwerten vergli- chen, welche im Rahmen einer (der eigentlichen Arbeitspha- se vorausgehenden) sogenannten"Einrichtphase"erzeugt wurden, - aus der Differenz zwischen (Ist-) Messwerten und (Soll-) Messwerten wird unter Zuhilfenahme einer im Rahmen der Einrichtphase berechneten sogenannten Jacobimatrix" (oder "Sensitivitätsmatrix") ein Verschiebungsvektor der Monta- gewerkzeuge berechnet, und - die Montagewerkzeuge werden um diesen Verschiebungsvektor relativ zueinander verschoben.

Diese Regelschleife wird so lange durchlaufen, bis - entweder die Abweichung zwischen (Soll-) Messwerten und (Ist-) Messwerten unterhalb vorgegebener Schwellwerte liegt, oder - die bei aufeinanderfolgenden Iterationsschritten zu errei- chende Reduktion dieser Abweichungen unterhalb eines vor- gegebenen Schwelle liegt.

Sowohl die (Soll-) Messwerte als auch die Jacobimatrix werden im Rahmen einer-dem eigentlichen Positionier-und Montage- vorgang vorgeschalteten-Einrichtphase ermittelt, im Rahmen derer die Montagewerkzeuge auf die konkrete Montageaufgabe eingelernt werden. Diese Einrichtphase wird im Zuge der Ein- stellung einer neuen Kombination aus Werkzeugen, Sensorsys- tem, Werkstück und Art und Einbauposition der einzusetzenden Anbauteile einmalig durchlaufen.

Das Verfahren hat den großen Vorteil, dass er unabhängig ist von der genauen Raumlage des Werkstücks und der Anbauteile. insbesondere benötigt der geregelt zu durchlaufende Positio- niervorgang, im Rahmen dessen die in den Montagewerkzeugen gehaltenen Anbauteile lagegenau zueinander ausgerichtet wer- den, keinerlei Informationen bezüglich der Absolutpositionen der einzelnen Anbauteile im Arbeitsraum der beteiligten Robo- ter ; das erfindungsgemäße Verfahren beruht ausschließlich auf Relativmessungen, im Rahmen derer eine (in der Einrichtphase hinterlegte) Information-entsprechend einem Satz von (Soll- ) Messwerten des Sensorsystems-über den Regelvorgang wie- derhergestellt wird. Dies ist mit großen prozessualen und ap- parativen Vorteilen verbunden : - Zum einen ist keine interne metrische Kalibrierung der Sen- soren notwendig, da die zum Einsatz kommenden Sensoren nicht mehr"messen", sondern lediglich auf eine monotone Inkrementalbewegung des Roboters mit einer monotonen Ände- rung ihres Sensorsignals reagieren. Dies bedeutet bei- spielsweise, dass bei Verwendung einer Fernseh-bzw. CCD- Kamera als Sensor die kamerainternen Linsenverzeichnungen nicht kompensiert werden müssen bzw. dass bei Verwendung eines Triangulationssensors die exakte metrische Berechnung von Abstandswerten entfällt.

- Weiterhin ist keine externe metrische Kalibrierung der Sen- soren notwendig. Das bedeutet, dass die Lage der Sensoren nicht metrisch in bezug auf den Arbeitsraum des das Sensor- system tragenden Roboters bzw. die Koordinatensystem der zugehörigen Roboterhand ermittelt zu werden braucht, um ge- eignete Korrekturbewegungen berechnen zu können. Die Senso- ren müssen lediglich in einer solchen Weise am Montagewerk- zeug befestigt werden, dass sie in ihrem Fangbereich über- haupt geeignete Messdaten der Referenzbereiche auf den am Ausrichtprozess beteiligten Anbauteilen erfassen können.

Auf eine Kalibriervorrichtung zur Bestimmung der internen und der externen Kalibration der Sensoren und kann somit voll- ständig verzichtet werden. Es können also metrisch unkalib- rierte Sensoren zum Einsatz kommen, die wesentlich einfacher und somit auch billiger sind als kalibrierte Sensoren. Sowohl der instrumentelle Aufbau als auch die Einrichtung und der Betrieb des Gesamtsystems ist daher sehr kostengünstig reali- sierbar. Weiterhin wird die Ersteinrichtung und Wartung des Montagesystems drastisch vereinfacht und kann auch von ange- lerntem Personal vorgenommen werden.

Das Ergebnis der Relativpositionierung der Anbauteile zuein- ander ist weiterhin unabhängig von der absoluten Positionier- genauigkeit der verwendeten Roboters, da eventuelle Roboter- ungenauigkeiten bei dem iterativen Regelprozess, der zum An- fahren der Vorhalteposition durchlaufen wird, ausgeregelt werden. Aufgrund der daraus resultierenden kurzen Fehlerket- ten ist bei Bedarf eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit im Po- sitionierergebnis erzielbar.

Die Anzahl der Positionsfreiheitsgrade, die mit Hilfe dieses Verfahrens bei der Relativpositionierung der Anbauteile kom- pensiert werden können, ist frei wählbar und hängt nur von der Konfiguration des Sensorsystems ab. Ebenso ist die Anzahl der verwendeten Sensoren frei wählbar. Die Anzahl der bereit- gestellten (skalaren) Sensorinformationen muss lediglich gleich oder größer der Anzahl der zu regelnden Freiheitsgrade sein. Insbesondere kann eine größere Zahl von Sensoren vorge- sehen werden, und die redundante Sensorinformation kann ver- wendet werden, z. B. um Formfehler der betrachteten Referenz- bereiche auf den Anbauteilen besser erfassen zu können oder den Positioniervorgang in seiner Genauigkeit zu verbessern.

Schließlich kann Sensorinformation aus unterschiedlichen be- rührungsfreien und/oder taktilen Quellen verwendet werden (z. B. eine Kombination von CCD-Kameras, optischen Spaltsenso- ren und taktilen Abstandssensoren). Somit können durch Ver- wendung geeigneter Sensoren die Messergebnisse unterschiedli- cher qualitätsrelevanter Größen (Spaltmaße, Übergangsmaße, Tiefenmaße) beim Ausrichtprozess der Anbauteile zueinander berücksichtigt werden.

Das Verfahren gestattet einen schnellen Ausgleich von Restun- sicherheiten, die bei der Positionierung der Anbauteile zu- einander auftreten können ; solche Restunsicherheiten können zustande kommen durch Lageabweichungen der zueinander auszu- richtenden Anbauteile in den zugehörigen Montagewerkzeugen und/oder durch Formfehler der Anbauteile, welche durch Bau- teiltoleranzen bedingt sind.

Ist der Positionierprozess, im Rahmen dessen die Anbauteile in eine gewünschte Relativposition zueinander gebracht wer- den, abgeschlossen, so werden die auf diese Weise gegenseitig ausgerichteten Anbauteile zu dem Werkstück transportiert und mit diesem verbunden. Um dabei die (in der Vorhalteposition erreichte) hochgenaue Relativ-Ausrichtung der beiden Anbau- teile nicht zu verlieren, werden vorteilhafterweise die bei- den Roboter, die die Anbauteile tragen, in der Vorhalteposi- tion aneinander angekoppelt ; einer der beiden Roboter dient dabei als"Master"-Roboter, dessen Bewegungen der andere, so- genannte"Slave"-Roboter folgt. Bei der Annäherung der Anbau- teile an das Werkstück nimmt der"Master"-Roboter daher den n Slaven-Roboter auf seiner Sollbahn mit, so dass der räumli- che Bezug der Anbauteile zueinander unverändert bleibt. Ein Steuerungsprinzip, mit Hilfe derer eine solche Kopplung er- reicht werden kann, ist beispielsweise bekannt aus der EP 752 633 A1, deren Inhalt hiermit in die vorliegende Anmeldung ü- bernommen wird.

Um-neben der hochgenauen Ausrichtung der Anbauteile relativ zueinander-auch eine hohe Genauigkeit bei der Positionie- rung und Montage der Anbauteile in das Werkstück zu errei- chen, ist es vorteilhaft, auch die Einpassung der (über die Montageroboter aneinander gekoppelten) Anbauteile an das Werkstück im Rahmen eines iterativen Regelvorgangs durchzu- führen. In diesem Fall ist ein weiteres Sensorsystem vorgese- hen, das fest mit einem der Montagewerkzeuge verbunden ist und Sensoren umfasst, die-bei Annäherung der gekoppelten Anbauteile an das Werkstück-auf ausgewählte Referenzberei- che auf dem Werkstück gerichtet sind. Die seitens dieser Sen- soren gelieferten Messwerte werden verwendet, um-analog zu der oben beschriebenen iterativen Ausrichtung der Anbauteile zueinander-eine iterative Ausrichtung der Anbauteile gegen- über dem Werkstück zu erreichen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei- spiels näher erläutert ; dabei zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung ausgewählter Stellun- gen eines Montagesystems bei der lagegenauen Aus- richtung und Montage zweier Türen in eine Fahrzeug- karosserie Fig. la : Rückzugsposition ; Fig. lb : Vorhalteposition ; Fig. lc : Montageposition.

Fig. 2 eine schematische Detailansicht eines Fahrertür- Montagewerkzeugs ; Fig. 3 eine schematische Darstellung der Verfahrbahnen der das Fahrertür-Montagewerkzeug und das Fondtür- Montagewerkzeug tragenden Roboterhände.

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Fahrzeugkarosserie 1 mit einem hinteren Türausschnitt 2, in den-im Zuge der Fahr- zeugmontage-eine Fondtür 3 montiert werden soll und einem vorderen Türausschnitt 2', in den eine Fahrertür 3'montiert werden soll. Diese Karosserie 1 ist ein Beispiel für ein Werkstück mit benachbarten Ausschnitten 2, 2', in die benach- barte, den Ausschnitten 2, 2' bezüglich ihrer Form angepasste Anbauteile 2, 2' lagegenau eingesetzt werden sollen : In Ein- baulage der Türen 3, 3' grenzt im Bereich der B-Säule 8 der Karosserie 1 die Fondtür 3 mit ihrer in Fahrtrichtung vorde- ren Kante 10 unmittelbar and die in Fahrtrichtung hintere Kante 10'der Fahrertür 3'an (siehe Figuren lb und lc).

Die Montage der beiden Türe 3, 3'in die Karosserie 1 erfolgt mit Hilfe eines (in Figur 1 schematisch dargestellten) auto- matischen Montagesystems 4 mit einem Arbeitsraum 6. Das Mon- tagesystem 4 umfasst ein von einem Industrieroboter 7 geführ- tes Montagewerkzeug 5, das die Fondtür 3 zuführt und im Tür- ausschnitt 2 der Karosserie 1 positioniert. Weiterhin umfasst das Montagesystem 4 ein von einem Industrieroboter 7'geführ- tes Montagesystem 5', das die Fahrertür 3'zuführt und im Türausschnitt 2'der Karosserie 1 positioniert. Zur Lage-und Bewegungssteuerung der Roboter 7, 7'und der Werkzeuge 5, 5' ist ein Steuersystem 20 vorgesehen.-Analog zum Montagesys- tem 4 der Figur 1 für die Montage der linken Fondtür 3 und Fahrertür 3'ist (auf der gegenüberliegenden Seite der Karos- serie 1) ein weiteres Montagesystem für die rechte Fondtür vorgesehen, dessen Aufbau und Funktionsweise dem des Montage- systems 4 (spiegelbildlich) entspricht.

Um einen qualitativ hochwertigen optischen Eindruck der Ka- rosserie 1 sicherzustellen, müssen die Türen 3, 3'lagegenau (in bezug auf Position und Winkellage) gegenüber den den Tür- ausschnitten 2, 2'benachbarten Bereichen 9 der Karosserie 1 montiert werden ; diese Umgebungsbereiche 9 bilden somit einen sogenannten Referenzbereich zur Ausrichtung der Türen 3, 3t gegenüber der Karosserie 1. Weiterhin ist es wichtig, die beiden Türen 3 und 3'hochgenau in einer solchen Weise zuein- ander auszurichten, dass sie im Bereich ihrer benachbarten Kanten 10, 10'eine vorgegebene Relativlage einnehmen, insbe- sondere einen ebenmäßigen Spalt 21 bilden und in bezug auf ihre Lage in Z- (Vertikal-) und Y- (Quer-) Richtung der Karosse- rie aufeinander abgestimmt sind. Die den Kanten 10, 10'be- nachbarten Bereiche 11, 11'auf den Türen 3, 3' bilden somit die sogenannten Referenzbereiche zur gegenseitigen Ausrich- tung der Türen 3,3'.

Das robotergeführte Montagewerkzeug 5', das zur Positionie- rung der Fahrertür 3'im Türausschnitt 2'und der anschlie- ßenden Montage zum Einsatz kommt, ist schematisch in Figur 2 gezeigt. Dieses an der Hand i2'des Industrieroboters 7'be- festigte Montagewerkzeug 5'umfasst einen Rahmen 13', an dem eine Fixiervorrichtung 14'befestigt ist, mit Hilfe derer die Fahrertür 3'in einer wohldefinierten Lage aufgenommen werden kann. Die Aufnahme der Tür 3'durch die Fixiervorrichtung 14' erfolgt an der Innenseite 15'der Tür 3'in unmittelbarer Nachbarschaft von Scharnieraufnahmeflächen 16', an denen im Zuge der Türmontage (in Figur 2 nicht dargestellte) Befesti- gungsscharniere angeschraubt werden. Durch diese Wahl der An- griffspunkte der Fixiervorrichtung 14'an der Fahrertür 3' wird sichergestellt, dass zwischen den (durch die Scharniere definierten) Anlenkpunkten der Fahrertür 3'in der Karosserie 1 und den Angriffspunkten der Fixiervorrichtung 14'ein mini- maler Hebelarm vorliegt, so dass sich die Schwerkraft auf die in der Fixiervorrichtung 14'gehaltene Tür 3'annähernd iden- tisch auswirkt wie auf die fertig eingebaute Tür 3'. Damit wird gewährleistet, dass der beim Türeinbau auftretende Form- verzug minimal ist. Die Fixiervorrichtung 14'ist so gestal- tet, dass der Bereich der Scharnieraufnahmeflächen 16'auf der Türinnenseite 15'frei zugänglich ist, so dass die Schar- niere montiert werden können, während sich die Tür 3'in der Fixiervorrichtung 14'befindet. Durch die in Figur 2 gezeigte Gestaltung der Fixiervorrichtung 14'ist weiterhin sicherge- stellt, das die Tür 3'durch das Montagewerkzeug 5'in Ein- baulage (d. h. im geschlossenen Zustand) an der Karosserie 1' positioniert werden kann. Die Fixiervorrichtung 14'ist dreh- und/oder schwenkbar gegenüber dem Rahmen 13'des Montagewerk- zeugs 5'angeordnet, so dass sie nach der Montage durch den Fensterausschnitt 17'der montierten und geschlossenen Tür 3' entfernt werden kann. -Das Montagewerkzeug 5 für die Fondtür 3 ist analog gestaltet.

Zur lagegenauen Ausrichtung der im Montagewerkzeug 5'fixier- ten Fahrertür 3'gegenüber der im Montagewerkzeug 5 gehalte- nen Fondtür 3 ist das Montagewerkzeug 5'mit einem Sensorsys- tem 18'mit mehreren (in der schematischen Darstellung der Figur 2 drei) Sensoren 19'versehen, die starr mit dem Rahmen 13 des Montagewerkzeugs 5'verbunden sind ; sie bilden somit mit dem Montagewerkzeug 5'eine bauliche Einheit. Diese Sen- soren 19'dienen zur Ermittlung von Fugen-, Spalt-und Tie- fenmaßen zwischen der Vorderkante 10 der Fondtür 3 und der Hinterkante 10'der Fahrertür 3'. Mit Hilfe dieses Sensorsys- tems 18'wird-wie weiter unten beschrieben-die in dem Montagewerkzeug 5'gehaltene Fahrertür 3'in einem iterativen Regelvorgang gegenüber der Fondtür 3 ausgerichtet.

Soll das Montagesystem 4 auf eine neue Bearbeitungsaufgabe- beispielsweise auf. die Türenmontage in einem neuen Fahrzeug- typ-eingestellt werden, so muss zunächst eine sogenannte Einrichtphase durchlaufen werden, in der die Montagewerkzeuge 5, 5' konfiguriert werden. Dabei wird-entsprechend der zu montierenden Fahrertür 3'-eine angepasste Fixiervorrichtung 14', ein geeignet gestalteter Rahmen 13'und ein Sensorsystem 18'mit den entsprechenden Sensoren 19'ausgewählt und ge- meinsam zu dem Montagewerkzeug 5'konfiguriert. Weiterhin wird aus einer Fixiervorrichtung 14 und einem Rahmen 13 eine Montagevorrichtung 5 für die Fondtür 3 konfiguriert. Im An- schluss daran wird das Sensorsystem 18'des Montagewerkzeugs 5'"eingelernt", indem-wie im folgenden unter I. beschrie- ben- (Soll-) Messwerte des Sensorsystems 18'auf einer"Mas- ter"-Fondtür 103 und einer"Master"-Fahrertür 103'aufgenom- men werden. Weiterhin werden in einer zweiten Einlernphase- wie im folgenden unter II. beschrieben-die beiden zueinan- der ausgerichteten"Master"-Türen 103, 103' auf eine"Master"- Karosserie 101 eingelernt und die gesteuert zu durchlaufenden Bahnabschnitte der Verfahrbahnen der Roboter 7, 7' einprogram- miert. Nach Beendigung dieser Einrichtphasen I, II steht das so konfigurierte und eingemessene Montagesystem 4 zum Serien- einsatz bereit, bei dem für jede dem Arbeitsraum 6 der Robo- ter 7, 7' zugeführte Karosserie 1 eine sogenannte Arbeitsphase durchlaufen wird, bei der-wie im folgenden unter III. be- schrieben-zwei zugehörige Türen 3, 3' zunächst lagegenau zu- einander ausgerichtet werden und anschließend gemeinsam in den Türausschnitt 2 transportiert, dort positioniert und be- festigt werden.

I. Einrichtphase des Montagewerkzeugs 5'gegenüber dem be- nachbarten Anbauteil (d. h. gegenüber der Fondtür 103) : Zur Lösung einer neu gestellten Montageaufgabe wird in einem ersten Schritt zunächst das wie oben beschrieben konfigurier- te Fondtür-Montagewerkzeug 5 an der Roboterhand 12 befestigt und mit einer ("Master"-) Fondtür 103 bestückt. Das Montage- werkzeug 5 wird dann mit Hilfe des Roboters 7 ein eine frei wählbare, außerhalb des eigentlichen Montagebereichs 122 auf der Karosserie 101 befindliche, sogenannte Fondtür- Vorhalteposition 23 bewegt ; in dieser Stellung wird das Mon- tagewerkzeug 5 während der Einrichtphase stationär gehalten.

Weiterhin wird ein der Montageaufgabe angepasste Sensorsystem 18'ausgewählt und gemeinsam mit der Fixiervorrichtung 14' zum Montagewerkzeug 5'konfiguriert, das seinerseits an der Roboterhand 12'befestigt wird. Die Fixiervorrichtung 14' wird mit einer ("Master"-) Fahrertür 103'bestückt und (manu- ell bzw. interaktiv) in einer solchen Weise gegenüber der in Fondtür-Vorhalteposition 23 befindlichen ("Master"-) Fondtür 103 ausgerichtet, dass eine"optimale"Ausrichtung der beiden Türen 103, 103' zueinander gegeben ist (siehe Figur nib). Diese "optimale"Ausrichtung ist im vorliegenden Fall dadurch defi- niert, dass der Spalt 21 zwischen den beiden Türen 103,103' möglichst gleichförmig ist, dass zwischen den beiden Kanten 10, 10' in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) kein Tiefenver- satz vorliegt und dass die Referenzbereiche 11, 11'der beiden Türen 103, 103' in Z-Richtung miteinander fluchten. Die dabei eingenommene Relativposition des Montagewerkzeugs 5'gegen- über dem Montagewerkzeug 5 wird im folgenden als Fahrertür- Vorhalteposition 23'bezeichnet.

Die Zahl und die Lage der Sensoren 19'auf dem Rahmen 13'des Montagewerkzeugs 5'ist so gewählt, dass die Sensoren 19'auf geeignete, für die"optimale"Ausrichtung besonders wichtige, Bereiche 24'auf der ("Master"-) Fahrertür 103'bzw. Bereiche 24 der ("Master"-) Fondtür 103 gerichtet sind. Im Ausführungs- beispiel der Figuren 2, lb werden drei Sensoren 19'verwendet werden, die auf die in Figur 1 gezeigten Bereiche 24, 24'ge- richtet sind, so dass die Sensoren 19'Spaltmessungen im obe- ren, mittleren und unteren Bereich der gegenüberliegenden Kanten 10, 10'der beiden ("Master"-) Türen 103, 103' durchfüh- ren. Die Zahl der Einzelsensoren 19'sowie die Umgebungen 24, 24', auf die sie ausgerichtet sind, werden in einer sol- chen Weise ausgewählt, dass sie eine bestmögliche Charakteri- sierung der für den jeweiligen Anwendungsfall relevanten Qua- litätsmerkmale gestatten. Neben den Spaltmessungssensoren 19' können weitere Sensoren vorgesehen sein, die beispielsweise einen (Tiefen-) Abstand zwischen den beiden ("Master"-) Türen 103, 103' messen.

Das Montagewerkzeug 5'mit dem Sensorsystem 18'und mit der in der Fixiervorrichtung 14'gehaltenen ("Master"-) Fahrertür 103'wird nun mit Hilfe des Roboters 7'auf die (durch das manuell bzw. interaktiv Ausrichten eingestellte, in der Dar- stellung der Figur 1b eingenommene) Fahrertür-Vorhalte- position 23 gegenüber der stationär gehaltenen ("Master"-) Fondtür 103"eingelernt". Hierbei werden zunächst Messwerte aller Sensoren 19'in der Fahrertür-Vorhalteposition 23'auf- genommen und als"Soll-Messwerte"in einer Auswerteeinheit 26 des Sensorsystems 18'abgelegt ; diese Sensor-Auswerteeinheit 26 ist zweckmäßigerweise in das Steuersystem 20 der Roboter 7, 7' integriert. Anschließend wird-ausgehend von der Fah- rertür-Vorhalteposition 23'-mit Hilfe des Roboters 7'die Lage des Montagewerkzeugs 5'und der darin gehaltenen ("Mas- ter"-) Fahrertür 103'gegenüber der ("Master"-) Fondtür 103 entlang bekannter Verfahrbahnen-wie in Figur lb durch Pfei- le 25 angedeutet-systematisch verändert ; in der Regel sind dies Inkrementalbewegungen des Roboters 7'in seinen Frei- heitsgraden. Die dabei auftretenden Veränderungen der Mess- werte der Sensoren 19'werden (vollständig oder in Teilen) aufgezeichnet. Aus diesen Sensorinformationen wird-in be- kannter Weise-eine sogenannte Jacobimatrix (Sensitivitäts- matrix) errechnet, die den Zusammenhang zwischen den Inkre- mentalbewegungen des Roboters 7'und den dabei auftretenden Änderungen der Sensormesswerte beschreibt. Das Verfahren zur Ermittlung der Jacobimatrix ist beispielsweise beschrieben in "A tutorial on visual servo control"von S. Hutchinson, G.

Hager und P. Corke, IEEE Transactions on Robotics and Automa- tion 12 (5), Oktober 1996, Seiten 651-670. In diesem Artikel sind auch die Anforderungen an die Verfahrwege bzw. die Mess- umgebungen beschrieben (Stetigkeit, Monotonie, ...), die er- füllt sein müssen, um eine gültige Jacobimatrix zu erhalten.

- Die Inkrementalbewegungen sind in einer solchen Weise aus- gewählt, dass während dieses Einrichtvorgangs keine Kollisio- nen des Montagewerkzeugs 5'bzw. der ("Master"-) Fahrertür 103'mit der stationär gehaltenen ("Master"-) Fondtür 103 auf- treten können.

Die in der Einrichtphase erzeugte Jacobimatrix wird zusammen mit den"Soll-Messwerten"in der Auswerteeinheit 26 des Sen- sorsystems 18'abgelegt und bilden die Grundlage für den spä- teren Positionier-Regelvorgang A-2'in der Arbeitsphase (sie- he unten unter III.).

II. Einrichtphase des Montagewerkzeugs 5'gegenüber dem Werk- stück (d. h. gegenüber der Karosserie 1) : In einem nächsten Schritt werden die beiden Montagewerkzeuge 5, 5'unter Zuhilfenahme der Roboter 7,7' (manuell oder inter- aktiv) zu einer im Arbeitsraum 6 des Montagesystems 4 befind- lichen ("Master"-) Karosserie 101 hinbewegt. Dabei wird die der Vorhalteposition 23, 23' entsprechende Relativlage der beiden ("Master"-) Türen 103, 103' (d. h. die im Prozessschritt I. manuell eingestellten, gewünschten Relativausrichtung der beiden Türen 103, 103') beibehalten.

Analog zum oben beschriebenen Einlernen der Vorhalteposition 23'des Montagewerkzeugs 5'gegenüber dem (stationär in der Vorhalteposition 23 gehaltenen) Montagewerkzeug 5 wird nun das gekoppelte System der beiden Montagewerkzeuge 5, 5' gegen- über der ("Master"-) Karosserie 101 eingelernt. Hierzu werden die beiden Türen 103,103', die in den (zueinander ausgerich- teten) Montagewerkzeugen 5, 5'gehalten sind, mit Hilfe der Roboter 7, 7' (manuell oder interaktiv) in der gewünschten ("optimalen") Lage und Ausrichtung in den Türausschnitt 102, 102'der ("Master"-) Karosserie 101 positioniert. Die da- bei eingenommene Relativposition des Türenpaares 103, 103'ge- genüber der ("Master"-) Karosserie 101 wird im folgenden "Montageposition"27 genannt und entspricht derjenigen Rela- tivausrichtung des Türenpaares 103, 103' zur Karosserie 101, in der die beiden Türen in der Karosserie 101 befestigt wer- den sollen.

Zum Einlernen der Montageposition 27 wird ein weiteres Sen- sorsystem 28' (mit Sensoren 29') verwendet, das ebenfalls fest mit dem Montagesystem 5'verbunden ist. Hierbei können einige (oder alle) der Sensoren 18'des Sensorsystems 19' auch als Sensoren 29'des Sensorsystems 28'zum Einsatz kom- men. Die Sensoren 29'sind in einer solchen Weise am Montage- werkzeug 5'befestigt, dass sie auf die ausgewählten Refe- renzbereiche 9 auf der ("Master"-) Karosserie 101 und/oder auf ausgewählte Referenzbereiche 30'der ("Master"-) Fahrertür 103'gerichtet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel um- fasst das Sensorsystem 28'vier Sensoren 29', von denen zwei auf einen Karosseriebereich 9 im Bereich der A-Säule 8"ge- richtet sind, ein weiterer Sensor 19', der bereits zur Rela- tivausrichtung der beiden Türen 103, 103' im Zuge der Phase I zum Einsatz kam, auf den oberen Bereiche der B-Säule 8 ge- richtet ist. Die Sensoren 29'sind vorteilhafterweise (opti- sche) Spaltsensoren, die die Breite des Spaltes 31'zwischen der Fahrertür 103'und der Karosserie 101 im jeweiligen Sichtbereich messen.

Die robotertechnisch aneinandergekoppelten Montagewerkzeuge 5, 5'mit dem Sensorsystem 28'werden nun mit Hilfe der gekop- pelt bewegten Roboter 7, 7'auf die (manuell bzw. interaktiv eingestellte) Montageposition 27, 27'des ("Master"- ) Türenpaares 103, 103' gegenüber der ("Master"-) Karosserie 101 "eingelernt". Dieses iterative Einlernen erfolgt analog zu dem unter I. beschriebenen Einlernvorgang des Montagewerk- zeugs 5', bei dem das Montagewerkzeug 5'mit der ("Master"- ) Fahrertür 103'auf die (Fahrertür-) Vorhalteposition 23'ge- genüber der stationär gehaltenen ("Master"-) Fondtür 103 ein- gelernt wurde : Es werden zunächst-während die beiden Monta- gewerkzeuge 5, 5' in der Montageposition 27, 27' befindet-mit Hilfe des Sensorsystems 28 Messwerte der Referenzbereiche 9, 30'auf der ("Master"-) Karosserie 101 und/oder der ("Mas- ter"-) Fahrertür 103'aufgenommen und als"Soll-Messwerte"in einer zum Sensorsystem 28 gehörigen Auswerteeinheit 32 abge- legt, die in das Steuersystem 20 der Roboter 7, 7' integriert ist. Anschließend wird-ausgehend von dieser Montageposition 27, 27'-mit Hilfe der gekoppelten Roboter 7, 7' synchron zu- einander die Lage der zueinander ausgerichteten ("Master"- ) Türen 103, 103' gegenüber der ("Master"-) Karosserie 101 ent- lang bekannter Verfahrbahnen systematisch verändert (Pfeile 25"). Aus den damit verbundenen Veränderungen der Messwerte der Sensoren 29'wird die Jacobimatrix (Sensitivitätsmatrix) der gekoppelten Montagewerkzeuge 5, 5' errechnet, die den Zu- sammenhang zwischen den Inkrementalbewegungen der gekoppelten Roboter 7, 7'und den dabei auftretenden Änderungen der Mess- werte der Sensoren 29'beschreibt. Die Inkrementalbewegungen sind in einer solchen Weise ausgewählt, dass während dieses Einrichtvorgangs keine Kollisionen der Türen 103, 103'bzw. der Werkzeuge 5, 5' mit der ("Master"-) Karosserie 101 auftre- ten können. Die erzeugte Jacobimatrix wird zusammen mit den "Soll-Messwerten"in der Auswerteeinheit 32 des Sensorsystems 28'abgelegt und bildet die Grundlage für den späteren Regel- vorgang in der Positionierphase C, C' der gekoppelten Werkzeu- ge 5, 5' gegenüber der Karosserie 1 (siehe unten unter III.).

Zusätzlich zum Einlernen der Montageposition 27, 27'werden in dieser Einrichtphase Verfahrbahnen 33, 33'der Roboter 7, 7' erzeugt, die schematisch in Figur 3 dargestellt sind. Den Ausgangspunkt der Verfahrbahnen 33, 33'der beiden Roboter 7, 7'bildet jeweils eine sogenannte"Rückzugsposition" 34,34', die so gewählt ist, dass eine neue Karosserie 1 in den Arbeitsraum 6 der Roboter 7, 7' eingeführt werden kann, ohne dass Kollisionen der Karosserie 1 mit den Montagewerk- zeugen 5, 5' auftreten können. Diese Rückzugspositionen 34, 34' können beispielsweise unterschiedlichen (in den Figuren nicht dargestellten) Bestückungsstationen entsprechen, in der die Montagewerkzeuge 5, 5' (manuell) mit den zu verbauenden Türen 3, 3' bestückt werden. Alternativ können die Rückzugspositio- nen 34, 34' Entnahmestationen entsprechen, in denen die Monta- gewerkzeuge 5, 5'die zu verbauenden Türen 3,3' (automatisch) aus Werkstückträgern entnehmen.

Ausgehend von dieser Rückzugsposition 34, 34' umfassen die Verfahrbahnen 33, 33'der beiden Montagewerkzeuge 5, 5'folgen- de separate Abschnitte : A-1 Das Fondtür-Montagewerkzeug 5 mit eingelegter Fondtür 3 wird auf einer gesteuert zu durchlaufenden Bahn A-1 von der Rückzugsposition 34 in die Fondtür-Vorhalteposition 23 gebracht.

A-1'Gleichzeitig bzw. danach wird das Fahrertür- Montagewerkzeug 5'mit eingelegter Fahrertür 3'auf ei- ner gesteuert zu durchlaufenden Bahn A-1'von der Rück- zugsposition 34'in eine sogenannte"Ausrichtposition" 35'gebracht, die so gewählt ist, dass alle Einzelsen- soren 19'des Sensorsystems 18'gültige Messwerte der jeweiligen Bereiche 24, 24' der Fondtür 3'und/oder der Fahrertür 3 erfassen können, während gleichzeitig ge- währleistet ist, dass keine gegenseitigen Kollisionen der Montagewerkzeuge 5, 5' oder der darin gehaltenen Tü- ren 3, 3' auftreten können.

A-2'Das Fahrertür-Montagewerkzeug 5'mit eingelegter Fah- rertür 3'wird auf einer geregelt zu durchlaufenden Bahn A-2'von der Ausrichtposition 35'in die (wie oben beschrieben"eingelernte") Fahrertür-Vorhalteposition 23'gebracht, in der die im Montagewerkzeug 5'gehalte- ne Fahrertür 3'lage-und winkelgenau gegenüber der im Montagewerkzeug 5 gehaltenen Fondtür 3 ausgerichtet ist. Was während dieses geregelt zu durchlaufenden Pro- zessschritts im einzelnen geschieht, wird weiter unten (in III. Arbeitsphase) beschrieben.

B, B' Anschließend wird der Fondtür-Roboter 7 an den Fahrer- tür-Roboter 7'angekoppelt, und die beiden Roboter 7,7' werden auf einer gesteuert zu durchlaufenden Bahn B bzw. B'von der Vorhalteposition 23, 23' in eine Nähe- rungposition 36, 36' gegenüber der Karosserie 1 bewegt.

Die Näherungsposition ist so gewählt, dass alle Einzel- sensoren 29'des Sensorsystems 28'gültige Messwerte der (für die Türeinpassung relevanten) Referenzbereiche 9,30, 30'auf der Karosserie 1 und den Türen 3, 3'lie- fern, während gleichzeitig sichergestellt ist, dass keine Kollisionen der Montagewerkzeuge 5, 5'oder der darin gehaltenen Türen 3, 3' mit der Karosserie 1 auf- treten können.

C, C'Die Montagewerkzeuge 5, 5'werden von den gekoppelten Robotern 7, 7' auf einer geregelt zu durchlaufenden Bahn C bzw. C'von der Näherungsposition 36, 36' in die (wie oben beschrieben"eingelernte") Montageposition 27, 27' gebracht, in der die beiden Türen 3, 3' (ohne Verlust der in Prozessschritt A-2'erzielten hochgenauen Rela- tivausrichtung der Türen 3,3') winkel-und abstandsge- nau gegenüber dem Türausschnitten 2, 2' der Karosserie 1 ausgerichtet sind. Nun werden die beiden Türen 3, 3' in ihrer Montageposition 27, 27'an die Türausschnitte 2, 2' der Karosserie 1 montiert.

D, D' Die Fixiervorrichtungen 14, 14' der Montagewerkzeuge 5, 5'werden gelöst, wodurch die Türen 3, 3' freigegeben werden. Anschließend wird die Kopplung der beiden Robo- ter 7, 7' aufgehoben, und beide Montagewerkzeuge 5, 5' werden (unabhängig voneinander) robotergesteuert in ih- re jeweiligen Rückzugspositionen 34, 34'zurückbewegt.

Die im Rahmen dieser Einrichtphase erzeugten Verfahrbahnen 46, 46' der beiden Montagewerkzeuge 5, 5' (bzw. der zugehörigen Roboter 7,7') besteht somit aus den gesteuert zu durchlaufen- den Abschnitten A-1, A-1', B/B'und D/D'sowie den geregelt zu durchlaufenden Abschnitten A-2'und C/C'.

III. Arbeitsphase In der Arbeitsphase werden dem Arbeitsraum 6 des Montagesys- tems 4 sequentiell Karosserien 1 zugeführt und eingespannt, und für jede Karosserie 1 werden die in der Einrichtphase II. generierten Verfahrbahnen 33, 33'der Roboter 7, 7' bzw. der Montagewerkzeuge 5, 5' durchlaufen.

Verfahrbahn-Abschnitte A-1 und A-l' : Während des Zuführens der neuen Karosserie 1 befinden sich die beiden Montagewerkzeuge 5, 5' in den Rückzugspositionen 34, 34'und sind bzw. werden mit der zu montierenden Fondtür 3 und der zu montierenden Fahrertür 3'bestückt (siehe Fig. la). Ausgehend von der Rückzugsposition 34, 34'wird das Fond- tür-Montagewerkzeug 5 mit eingelegter Fondtür 3 in die Fond- tür-Vorhalteposition 23 gebracht, während das Fahrertür- Montagewerkzeug 5'mit eingelegter Fahrertür 3'in die Aus- richtposition 35'transportiert wird.

Verfahrbahn-Abschnitt A-2' (Ausrichtphase des Fahrer- tür-Montagewerkzeugs 5') : Ausgehend von der Ausrichtposition 35'wird eine Positionier- phase des Montagewerkzeugs 5' (Bahnabschnitt A-2'in Figur 3) durchlaufen, im Rahmen derer die im Montagewerkzeug 5'gehal- tene Fahrertür 3'in die (während der Einlernphase eingelern- te) Vorhalteposition 23'gegenüber der stationär in der Vor- halteposition 23 gehaltenen Fondtür 3 gebracht und dabei la- gegenau gegenüber der Fondtür 3 ausgerichtet wird. Hierzu werden durch die Sensoren 19'des Sensorsystems 18'Messwerte in ausgewählten Bereichen 11, 11'der Fondtür 3 und der Fah- rertür 3'aufgenommen. Mit Hilfe dieser Messwerte und der in der Einrichtphase bestimmten Jacobimatrix wird ein Bewegungs- inkrement (Verschiebungsvektor) berechnet, das die Differenz zwischen den aktuellen (Ist-) Sensormesswerten und den (Soll- ) Sensormesswerten verkleinert. Die im Montagewerkzeug 5'ge- haltene Fahrertür 3'wird dann mit Hilfe des Roboters 7'um dieses Bewegungsinkrement verschoben und/oder geschwenkt, und während der laufenden Bewegung werden neue (Ist-) Sensormess- werte aufgenommen.

Dieser iterative Mess-und Verschiebe-Vorgang wird in einer Regelschleife so lange wiederholt, bis die Differenz zwischen den aktuellen (Ist-) und den angestrebten (Soll-) Sensormess- werten ein vorgegebenes Fehlermaß unterschreitet, oder bis sich diese Differenz nicht mehr über einen im Vorfeld festge- setzten Schwellenwert hinaus ändert. Die Fahrertür 3'befin- det sich nun (im Rahmen der durch Fehlermaß bzw. Schwellen- wert vorgegebenen Genauigkeit) in der (in Figur 1b darge- stellten) Vorhalteposition 23'gegenüber der Fondtür 3.

Durch die in dieser Positionierphase A-2'durchlaufene itera- tive Minimierung werden sowohl Ungenauigkeiten der beiden Tü- ren 3, 3' bezüglich ihrer Lage und Ausrichtung in den Fixier- vorrichtungen 14, 14' der Montagewerkzeuge 5, 5'als auch even- tuell vorhandene Formfehler dieser Türen 3,3' (d. h. Abwei- chungen von den ("Master"-) Türen 103, 103') kompensiert. Die Fahrertür 3'wird also im Zuge dieses iterativen Regelprozes- ses-unabhängig von Form-und Lageungenauigkeiten-in der "optimalen"gegenüber der Fondtür 3 ausgerichtet. Zur separa- ten Erkennung und Bewertung von Formfehlern auf Fondtür 3 und Fahrertür 3'können auf dem Montagewerkzeug 5'zusätzliche Sensoren vorgesehen werden, deren Messwerte ausschließlich o- der teilweise zur Erfassung der Formfehler verwendet werden.

Weiterhin können die Messwerte der Einzelsensoren 19'mit un- terschiedlichen Gewichtungsfaktoren versehen werden, um eine gewichtete Lageoptimierung der Fahrertür 3'gegenüber der Fondtür 3 herbeizuführen.

Eine wichtige Eigenschaft dieser Positionierphase A-2'ist ihre Unabhängigkeit von den Genauigkeiten der Roboter 7, 7' : Da der Positioniervorgang auf einem iterativen Vergleich der (Ist-) Messwerte mit (Soll-) Messwerten beruht, wird jede Po- sitionsungenauigkeit der Roboter 7, 7' sofort durch den itera- tiven Regelprozess kompensiert.

Verfahrbahn-Abschnitte B, B' (Annäherung der Montage- werkzeuge 5, 5' an die Karosserie 1) : Ist die Fahrertür 3'gegenüber der Fondtür 3 ausgerichtet, so wird die dabei erreichte Relativausrichtung der beiden Robo- ter 7, 7'als eine feste Bezugsgröße im Steuersystem 20 abge- speichert. Anschließend werden die beiden Roboter 7, 7' rech- nerisch aneinander angekoppelt und während der nun folgenden Verfahrensschritte simultan zueinander bewegt. Um dies zu er- reichen, enthält das Steuersystem 20 der Roboter 7, 7' einen Controller mit drei Untersystemen : - Das erste Untersystem enthält alle diejenigen Befehle, die die Funktionen des Fahrertür-Roboters 7'mit seinem Monta- gesystem 5'beschreiben (u. a. die Steuerung der Bahnen A- 1', B', D' und der Greifaufgaben der Fixiervorrichtung 14 so- wie die Regelung der Bahnen A-2', C') ; es enthält weiterhin alle Befehle für den Fondtürroboter 7 mit seinem Montage- system 5, die von den Funktionen des Fahrertürroboters 7' unabhängig sind (also u. a. die Steuerung der Bahnen A-1, D und der Greifaufgaben für die Fixiervorrichtung 14').

- Das zweite Untersystem enthält diejenigen Befehle, die Funktionen der Roboter 7, 7' beschreiben, die vom ersten Un- tersystem regiert werden und bei denen der Fahrertür- Roboter 7'mit dem Fondtür-Roboter 7 zusammenwirkt ; dies betrifft insbesondere die gekoppelt zu durchlaufenden Bahn- abschnitte B/B'und C/C'.

- Das dritte Untersystem enthält nur Befehle zum Starten des ersten und des zweiten Untersystems und führt diese Befehle asynchron und simultan aus.

Bezüglich Details des Zusammenwirkens dieser Untersysteme wird auf die EP 752 633 AI verwiesen. Bezüglich der Bahnab- schnitte B/B'und C/C', in denen der Roboter 7 an den Roboter 7'angekoppelt ist, wird der Roboter 7'als der"Master"und der Roboter 7 als der"Slave"bezeichnet.

Zu Beginn des Verfahrbahn-Abschnitts B/B'wird seitens des dritten Untersystems ein Befehl abgesetzt, der das zweite Un- tersystem startet und somit den 7 an den "Master"-Roboter 7'ankoppelt. Anschließend wird der Fahrer- tür-Roboter 7'als Master"gesteuert von der Vorhaltepositi- on 23'in die Näherungsposition 36'in der Nachbarschaft des Fahrer-Türausschnitts 2'der Karosserie 1 bewegt. Der Fond- tür-Roboter 7 folgt ihm dabei als"Slave"in die Näherungspo- sition 36, wobei die in Bahnabschnitt A-2'erreichte hochge- naue Relativausrichtung der beiden Türen 3, 3' erhalten bleibt.

Verfahrbahn-Abschnitte C, C' (Ausrichtung der Montage- werkzeuge 5, 5' am Türausschnitt 2, 2'der Karosserie 1) : Ausgehend von der Näherungsposition 36'wird das Montagewerk- zeug 5'nun in die (während der Einlernphase eingelernte) Montageposition 27'gegenüber dem Türausschnitt 2'der Karos- serie 1 gebracht. Diese Positionierphase verläuft analog zu der Positionierphase des Abschnitts A-2', im Zuge derer das Montagewerkzeug 5'gegenüber der Fondtür 3 positioniert wur- de : Mit Hilfe der Sensoren 29'des Sensorsystems 28'werden Messwerte auf den Referenzflächen 9 der Karosserie 1 und/oder den Referenzbereichen 30, 30' der Türen 3, 3' aufgenommen, und aus diesen Messwerten wird mit Hilfe der in der Einrichtphase II. bestimmten Jacobimatrix ein Bewegungsinkrement berechnet, um das das Montagewerkzeuge 5'mit Hilfe des Roboters 7'ver- schoben wird. Da der Fondtür-Roboter 7 an den Fahrertür- Roboter 7 angekoppelt ist, folgt er diesen Verschiebungen des Montagewerkzeugs 5'. Der Mess-und Verschiebe-Vorgang wird i- terativ so lange wiederholt, bis die Differenz zwischen den aktuellen (Ist-) und den angestrebten (Soll-) Sensormesswer- ten ein vorgegebenes Fehlermaß unterschreitet, oder bis sich diese Differenz nicht mehr über einen im Vorfeld festgesetz- ten Schwellenwert hinaus ändert. Die beiden Montagewerkzeuge 5, 5' befinden sich dann in der (in Figur lc dargestellten) Montageposition 27, 27' gegenüber der Karosserie 1. In dieser Position werden die beiden Türen 3, 3' an den Türausschnitten 2, 2' befestigt. Hierfür können beispielsweise (in Figur lc nicht gezeigte) Schrauber zum Einsatz kommen die an zusätzli- chen Robotern oder Handlingssystemen befestigt sind.

Um die Montage der Türen 3, 3' zu erleichtern, kann es zweck- mäßig sein, die Türen 3, 3' zwischenzeitlich aus dem Montage- bereich 22 hinauszubewegen, um dort Platz zu schaffen für (in den Figuren nicht gezeigte) Scharnierroboter, die Türschar- niere in den Türausschnitten 2, 2' befestigen. Hierzu wird die Fahrertür 3'mit Hilfe des Roboters 7'in eine Ausweichposi- tion bewegt, in der der Montagebereich freigegeben wird. Nach erfolgter Scharniermontage wird die Fährertür 3'zurück in die Montageposition 27'bewegt. Der angekoppelte Fondtür- Roboter 7 folgt dieser Bewegung, so dass die hochgenaue Aus- richtung der beiden Türen 3, 3' bei diesen Auslagerungsbewe- gungen erhalten bleibt.-Bei der Scharniermontage kann die im Zuge des Positioniervorgangs aufgefundene, lagegenau zur Karosserie angeordnete Montageposition 27, 27' als Referenzla- ge für alle an der Montage beteiligten weiteren Werkzeuge und Arbeitsschritte verwendet werden.

Nach dem Montieren der Türen 3, 3' werden die Fixiervorrich- tungen 14, 14'der Montagewerkzeuge 5, 5' gelöst, so dass die Türen 3, 3' frei an der Karosserie 1 hängen. In dieser Lage können mit Hilfe der Sensoren 29 Kontrollmessungen der Fugen- maße, Spalte 31, 31'und Tiefenmaße in den Bereichen 9,30, 30' durchgeführt werden. Sollten dabei Abweichungen von den Soll- maßen festgestellt werden, so kann dem Bediener der Anlage eine definierte Information zur Nacharbeit zugesandt werden.

Verfahrbahn-Abschnitte D/D' (Rückzug der Montagewerk- zeuge 5, 5') : Sind die Türen 3, 3' in der richtigen Lage in den Türaus- schnitten 2, 2' befestigt, so wird die Master"-"Slave"- Kopplung der beiden Roboter 7, 7' aufgehoben. Weiterhin werden die Fixiervorrichtungen 14, 14'der Montagewerkzeuge 5, 5' in einer solchen Weise aus den Eingriffspositionen herausge- schwenkt, dass die Montagewerkzeuge 5, 5' kollisionsfrei robo- tergesteuert von der Montageposition 27, 27' in die Rückzugs- position 34, 34' zurückbewegt werden können. Die Karosserie 1 wird entspannt, ausgehoben und gefördert, und parallel dazu werden die Montagewerkzeuge 5, 5'mit neuen Türen 3, 3'be- stückt, während eine neue Karosserie 1 dem Arbeitsraum 6 des Montagesystems 4 zugeführt wird.

Zur Datenkommunikation zwischen den unterschiedlichen System- komponenten (Auswerteeinheiten 26,32 der Sensorsysteme 18', 28' und den Steuerungen der Roboter 7, 7' im Steuersystem 20) wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorteilhafter- weise eine TCP/IP-Schnittstelle eingesetzt, die eine hohe Da- tenrate ermöglicht. Eine solche hohe Datenrate ist notwendig, um während der geregelt zu durchlaufenden Positionierphasen A-2'und C/C'eine Regelung des Gesamtsystems (Sensorsyste- me/Roboter) mit der Vielzahl der Einzelsensoren 19,29 im In- terpolationstakt der Roboter 7,7' (typischerweise 12 Millise- kunden) bewältigen zu können. Für Regelungsprobleme geringe- rer Komplexität-d. h. bei niedrigeren Anforderungen an die Genauigkeit und längeren Regelzeiten-kann die Regelung auch über eine konventionelle serielle Schnittstelle realisiert werden.

Als Sensoren 19', 29'zur Erfassung der Ist-Lage der Türen 3, 3'relativ zueinander und gegenüber dem Referenzbereich 9 auf der Karosserie 1 können neben den bisher beschriebenen Spaltsensoren beliebige optische Sensoren zum Einsatz kommen.

Beispielsweise können flächenhaft messende CCD-Kameras als Sensoren 19', 29' eingesetzt werden, mit Hilfe derer (in Kom- bination mit geeigneten Bildauswertungsalgorithmen) die Raum- lagen und der gegenseitige Versatz von Kanten sowie räumliche Abstände etc. als Messgrößen generiert werden kann. Weiterhin können beliebige taktile und/oder berührungsfreie Messsysteme verwendet werden, wobei die Auswahl der geeigneten Sensoren stark vom jeweiligen Einsatzfall abhängt.

Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 sind die Sensoren 19', 29'der Sensorsysteme 18', 28' ausschließlich auf dem Fah- rertür-Montagewerkzeug 5'montiert. Stattdessen bzw. zusätz- lich können (wie in Fig. la-tic angedeutet) zur Messung auch Sensoren 19, 29 verwendet werden, die auf dem Fondtür- Montagewerkzeug 5 befestigt sind bzw. die Sensoren können zwischen den beiden Montagewerkzeugen 5, 5' aufgeteilt sein.

Insbesondere kann das Sensorsystem 28'auch Sensoren 29 um- fassen, die fest mit dem Montagewerkzeug 5 verbunden sind : Da die beiden Montagewerkzeuge 5, 5' in der Ausrichtphase C/C' fest miteinander gekoppelt sind, nehmen diese Sensoren 29 (innerhalb der in der Positionierphase erreichten Genauig- keit) eine bekannte Position gegenüber dem Montagewerkzeug 5' ein.

Das Verfahren'ist neben der Türmontage auf die Montage belie- biger anderer (benachbarter) Anbauteile übertragbar, welche in hochgenauer Relativausrichtung an einem Werkstück montiert werden müssen. Unter"robotergeführten"Werkzeugen sind im Zusammenhang der vorliegenden Anmeldung ganz allgemein Werk- zeuge zu verstehen, die auf einem mehrachsigen Manipulator, insbesondere einem sechsachsigen Industrieroboter montiert sind.