Auf Fahrzeugkarosserien werden im Rohbau bzw. in der Montage in unterschiedlichen Karosseriebereichen Verbindungselemente eingebracht, an denen in der Fahrzeugmontage Anbauteile be- festigt werden. Im Interesse einer qualitativ hochwertigen Anmutung der Karosserie ist es oftmals notwendig, diese An- bauteile'hochgenau gegenüber Referenzbereichen auf der Karos- serie bzw. gegenüber anderen Modulen auszurichten und zu po- sitionieren. Um eine solche hochgenaue Ausrichtung der Anbau- teile auf der Karosserie sicherstellen zu können, müssen die Verbindungselemente lagegenau in bezug auf die Referenzberei- che auf der Karosserie positioniert werden.

Beispielsweise müssen die Heckleuchten auf der Karosserie hochgenau gegenüber den der Leuchte benachbarten Karosserie- flächen ausgerichtet werden, um knickfreie Spiegellinien und gleichmäßige Spaltmaße und Übergänge im hinteren Seitenbe- reich der Karosserie zu erreichen. Jede dieser Heckleuchten wird mit Hilfe von mehreren (z. B. vier) Schrauben an der Ka- rosserie befestigt. Um also eine hochgenaue Positionierung der Heckleuchte in ihrer Aufnahme auf der Karosserie zu er- reichen, müssen die entsprechenden Verbindungsbereiche auf eine solche Weise in die Karosserie eingebracht werden, daß eine hochgenaue Ausrichtung der Heckleuchte gegenüber diesen - der Heckleuchte benachbarten-Referenzbereichen gewähr- leistet ist.

In der Großserienfertigung werden die Verbindungsbereiche- bestehend typischerweise aus einem in das Karosserieteil ein- geprägten Buckel als Anschlagfläche und ein in diesen Buckel eingestanztes Loch zum Durchführen der Befestigungsschraube- generell mit Hilfe eines robotergeführten Präge-und Stanz- werkzeugs in die Karosserie eingebracht. Die Karosserien wer- den dem Werkzeug auf einem Förderband zugeführt, weswegen La- gevariationen der Karosserie gegenüber dem robotergeführten Werkzeug auftreten. Weiterhin weisen die Karosserien aufgrund fertigungsbedingter Toleranzen Abweichungen von der Soll-Form auf, die beispielsweise durch ein rechnerinternes (CAD-) Mo- dell vorgegeben ist. Um eine hochgenaue Ausrichtung der Heck- leuchte gegenüber den Referenzbereichen auf der Karosserie sicherstellen zu können, ist daher ein Verfahren notwendig, mit Hilfe dessen das robotergeführte Werkzeug-unabhängig von der Form und Raumlage der jeweiligen Karosserie im Ar- beitsbereich des Roboters-hochgenau gegenüber den relevan- ten Referenzbereichen dieser Karosserie ausgerichtet und po- sitioniert werden kann, und welches weiterhin ein prozeßsi- cheres Einbringen der Verbindungsbereiche in der durch diese Referenzbereiche definierten Raumlage gestattet.

Aus der DE 299 18 486 Ul ist ein Verfahren zum lagegenauen Ausformen eines Verbindungsbereichs auf einem Karosseriebau- teil mit Hilfe eines robotergeführten Präge-und Stanzwerk- zeugs bekannt. Bei diesem Verfahren werden zunächst mit Hilfe eines (z. B. optischen) Sensorsystems mehrere Meßwerte des Ka- rosseriebauteils aufgenommen ; basierend auf diesen Meßwerten wird die Absolutlage des zugeführten Karosseriebauteils im Arbeitsraum des Roboters ermittelt. Weiterhin werden die Meß- werte mit einem im Steuersystem des Roboters abgelegten Ide- almodell"des zu bearbeitenden Bereiches verglichen, und das "Idealmodell"wird rechnerintern soweit verschoben, bis eine maximale Überdeckung der Konturen des"Idealmodells"mit der meßtechnisch ermittelten (Ist-) Kontur eintritt. Das roboter- geführte Präge-und Stanzwerkzeug wird dann robotergesteuert entlang einer einprogrammierten Bahn gegenüber der Karosserie verfahren, im Zuge derer die Verbindungsstellen in die Karos- serie eingebracht werden.

Das aus der DE 299 18 486 U1 bekannte Verfahren basiert auf der Messung der Absolutlage der Karosserie im Arbeitsraum des Roboters. Daher müssen zur erfolgreichen Anwendung dieses Verfahrens mehrere Randbedingungen erfüllt sein : - Zunächst muß das Sensorsystem in der Lage sein, einzelne Meßwerte metrisch in bezug auf sein internes Bezugskoordi- natensystem zu bestimmen ("interne metrische Kalibrierung des Sensorsystems").

- Weiterhin muß die Lage des Sensorsystems im Arbeitsraum des Roboters bekannt sein ("externe metrische Kalibrierung des Sensorsystems").

- Schließlich muß das Sensorsystem in der Lage sein, mehrere Einzelmessungen der Karosserie auf eine solche Weise zu kombinieren und zu verdichten, daß die genaue Werkstücklage in bezug auf den Arbeitsraum des Roboters konsistent und prozeßsicher berechnet werden kann.

Der für die Erfüllung dieser Randbedingungen notwendige Ein- richt-und Kalibrieraufwand der Sensoren und des Gesamtsys- tems ist erfahrungsgemäß sehr hoch und nur von Experten zu leisten. Außerdem ist die hierbei geforderte Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Meßwerte nur durch hochwertige (und daher teuere) Sensoren zu leisten.

Weiterhin greift das der DE 299 18 486 Ul zugrundeliegende Auswerteverfahren zur Bestimmung der Karosserielage auf geo- metrisches Modellwissen über die betroffenen Karosserieberei- che (das oben erwähnte"Idealmodell", beispielsweise das CAD- Modell der Karosserie) zurück. Um dabei systematische Fehler zu vermeiden, muß eine eindeutige Zuordnung von Meßmerkmalen zum Modellwissen gewährleistet sein ; dies ist in der Regel mit einem hohen zusätzlichen algorithmischen Aufwand für die jeweilige Applikation verbunden.

Ein weiterer Nachteil des aus der DE 299 18 486 U1 bekannten Verfahrens besteht darin, daß die Merkmalsmessungen nur ein- mal pro Bearbeitungsschritt erfolgen. Auch geringfügige Bewe- gungen der Karosserie während des Positionier-oder Bearbei- tungsvorgangs führen zu großen Fehlern und müssen daher aus- geschlossen werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur lagegenauen Herstellung von Verbindungsbereichen auf ei- nem Werkstück, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie, vorzu- schlagen, das mit einem wesentlich reduzierten Kalibrierauf- wand verbunden ist und das die Verwendung wesentlich kosten- günstigerer Sensoren ermöglicht. Zusätzlich soll eine Steige- rung der Genauigkeit gegenüber konventionellen Verfahren er- zielt werden. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vor- richtung vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der An- sprüche 1 und 8 gelöst.

Danach wird zur Positionierung des Bearbeitungswerkzeugs ge- genüber der Karosserie ein Sensorsystem verwendet, das fest mit dem Werkzeug verbunden ist und mit diesem einen roboter- geführten Werkzeug/Sensor-Verbund bildet. Dieser Werk- zeug/Sensor-Verbund wird zunächst robotergesteuert in eine (fest einprogrammierte, von der aktuellen Lage der Karosserie unabhängige) Näherungsposition gegenüber der Karosserie ge- bracht und anschließend im Zuge eines Regelprozesses in eine (lagegenau gegenüber dem Referenzbereich auf der Karosserie ausgerichtete) Vorhalteposition gebracht. In dem Regelprozeß, der den Werkzeug/Sensor-Verbund von der Näherungsposition in die Vorhalteposition überführt, werden vom Sensorsystem (Ist-) Meßwerte des Referenzbereichs auf der Karosserie er- zeugt ; diese (Ist-) Meßwerte werden mit-in einer vorausge- henden Einrichtphase erzeugten- (Soll-) Meßwerten verglichen ; anschließend wird der Werkzeug/Sensor-Verbund um einen Ver- schiebungsvektor (umfassend Linearverschiebungen und/oder Drehungen) verschoben, der unter Zuhilfenahme einer sogenann- ten"Jacobimatrix" (oder"Sensitivitätsmatrix") aus der Dif- ferenz zwischen den (Ist-) und (Soll-) Meßwerten berechnet wird. Sowohl die (Soll-) Meßwerte als auch die Jacobimatrix werden im Rahmen einer-dem eigentlichen Positionier-und Bearbeitungsvorgang vorgeschalteten-Einrichtphase für den jeweils vorliegenden Werkzeug/Sensor-Verbund in Kombination mit dem zu bearbeitenden Karosseriebereich ermittelt. Diese Einrichtphase wird im Zuge der Einstellung einer neuen Kombi- nation aus Werkzeug, Sensorsystem, Karosserietyp und Bearbei- tungsproblem einmalig durchlaufen.

Ist der Regelvorgang abgeschlossen und befindet sich der Werkzeug/Sensor-Verbund somit in der gewünschten Vorhaltepo- sition gegenüber der Karosserie, so erfolgt die eigentliche Bearbeitung der Karosserie. Hierbei wird robotergesteuert ein vorgegebenes Bearbeitungsprogramm zum Einbringen der Verbin- dungsbereiche durchlaufen, bei dem als Referenzposition die im Zuge der Positionierung gefundene Vorhalteposition verwen- det wird.

Der Regelungsvorgang, im Rahmen dessen das Werkzeug von der (robotergesteuert angefahrenen) Näherungsposition in die (la- gegenau zum Werkstück ausgerichtete) Vorhalteposition ge- bracht wird, unterscheidet sich grundlegend von dem aus der aus der DE 299 18 486 U1 bekannten Positioniervorgang : Wäh- rend im Verfahren der DE 299 18 486 U1 nämlich im Zuge der Positionierung die Absolutposition des Werkstücks im Arbeits- raum des Roboters ermittelt wird, die die Basis für die wei- tere Ausrichtung des Werkzeugs bildet, beruht das erfindungs- gemäße Verfahren auf Relativmessungen, im Rahmen derer eine im Zuge der Einrichtphase hinterlegte Information-entspre- chend einem Satz von (Soll-) Meßwerten des Sensorsystems-ü- ber den Regelvorgang wiederhergestellt werden soll.

Dies führt zu zwei wesentlichen Vereinfachungen gegenüber dem Stand der Technik : - Zum einen ist keine interne metrische Kalibrierung der Sen- soren mehr 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 CCD-Kamera als Sensor die kamerainternen Linsenverzeichnungen nicht kompensiert werden müssen, bzw. daß bei Verwendung eines Triangulati- onssensors die exakte metrische Berechnung von Abstandswer- ten entfällt.

- Weiterhin ist keine externe metrische Kalibrierung der Sen- soren mehr notwendig : Im Unterschied zum Stand der Technik muß die Lage der Sensoren nicht mehr metrisch in bezug auf den Arbeitsraum des Roboters bzw. das Koordinatensystem der Roboterhand ermittelt werden, um geeignete Korrekturbewe- gungen berechnen zu können. Die Sensoren müssen lediglich in einer solchen Weise am Werkzeug befestigt werden, daß sie in ihrem Fangbereich überhaupt geeignete Meßdaten des Referenzbereichs der Karosserie erfassen können.

Auf die in der Regel nur mit großem Aufwand zu ermittelnde metrische Meßfunktion kann somit bei Verwendung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens vollständig verzichtet werden. Daher können auch metrisch unkalibrierte Sensoren zum Einsatz kom- men, 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 bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens we- sentlich kostengünstiger realisierbar. Die Sensordatenauswer- tung gestaltet sich-insbesondere bei Verwendung von punkt- förmig messenden Triangulationssensoren-sehr einfach und robust. Weiterhin wird bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Ersteinrichtung und Wartung des Werkzeugs drastisch vereinfacht und kann auch von angelerntem Personal vorgenommen werden.

Das Ergebnis der Werkzeugpositionierung ist weiterhin unab- hängig von der absoluten Positioniergenauigkeit des verwende- ten Roboters, da eventuelle Roboterungenauigkeiten bei der Anfahrt der Zielposition mit ausgeregelt werden. Aufgrund der daraus resultierenden kurzen Fehlerketten ist bei Bedarf eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit im Positionierergebnis erziel- bar.

Die Anzahl der Positionsfreiheitsgrade, die mit dem erfin- dungsgemäßen Verfahren in der Positionierphase kompensiert werden können, ist frei wählbar und hängt nur von der Konfi- guration des Sensorsystems ab. Ebenso ist die Anzahl der ver- wendeten Sensoren frei wählbar. Die Anzahl der bereitgestell- ten (skalaren) Sensorinformationen muß lediglich gleich oder größer der Anzahl der zu regelnden Freiheitsgrade sein. Ins- besondere kann eine größere Zahl von Sensoren vorgesehen wer- den, und die redundante Sensorinformation kann verwendet wer- den, z. B. um Formfehler des betrachteten Karosseriebereichs besser erfassen zu können oder den Positioniervorgang in sei- ner Genauigkeit zu verbessern. Schließlich kann Sensorinfor- mation aus unterschiedlichen Quellen verwendet werden (z. B. eine Kombination von CCD-Kameras und Abstandssensoren oder eine Kombination von Abstandssensoren und Kraft-Momenten- Sensoren).

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sehr leicht auf neue Problemstellungen adaptiert werden, da lediglich die Sensor- datengewinnung und-aufarbeitung, nicht aber der regelnde Systemkern adaptiert werden muß. Auf eine Nutzung von Modell- wissen über die zu bearbeitenden Karosseriebereiche, das bei dem Verfahren der DE 299 18 486 Ul eine entscheidende Rolle bei der Berechnung der Absolutlage spielt, kann verzichtet werden.

Im Vergleich zu dem aus der DE 299 18 486 U1 bekannten Ver- fahren gestattet das erfindungsgemäße Verfahren einen wesent- lich schnelleren Ausgleich von Restunsicherheiten, die bei der Positionierung des Werkzeugs gegenüber der Karosserie- aufgrund von fördertechnisch bedingten Lagefehlern der Karos- serie gegenüber dem Werkzeug und/oder aufgrund von Formfeh- lern innerhalb des Referenzbereichs auf der Karosserie selbst (durch Bauteiltoleranzen) -auftreten können. Aufgrund der schnellen Regelung der Werkzeugposition gegenüber dem Werk- stück braucht das Werkstück während des Positionier-und Be- arbeitungsvorgangs nicht stationär aufgespannt sein, sondern es kann (beispielsweise auf einem Montageband oder einer an- deren geeigneten Fördertechnik) gegenüber dem Roboter bewegt werden. Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität des erfin- dungsgemäßen Verfahrens, das somit auf unterschiedlichste An- wendungsfälle der Bearbeitung und/oder Messung von stationä- ren und bewegten Werkstücken anwendbar ist.

Das geregelte Anfahren der Vorhalteposition kann in einer einzigen Regelschleife erfolgen ; vorteilhafterweise wird da- bei jedoch ein iteratives Verfahren eingesetzt, bei dem Schwellwerte als Abbruchkriterien vorgegeben werden : So wird der Iterationsvorgang abgebrochen, wenn die Abweichung zwi- schen dem (Soll-) Meßwert und dem (Ist-) Meßwert unterhalb ei- nes vorgegebenen Schwellwerts liegt ; weiterhin wird der Ite- rationsvorgang abgebrochen, wenn die bei aufeinanderfolgenden Iterationsschritten zu erreichende Reduktion der Abweichung zwischen (Soll-) Meßwert und (Ist-) Meßwert unterhalb eines weiteren vorgegebenen Schwellwerts liegt.

Die Positionierung des Werkzeug/Sensor-Verbunds sowie die Be- arbeitung der Karosserie durch das Werkzeug kann entweder se- quentiell nacheinander oder auch überlappend zueinander er- folgen. Somit können bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einfache Weise Lage-und Formfehler von Karos- serien vor oder während der Bearbeitung kompensiert werden.

Somit ist das Verfahren auch bei der Bearbeitung bewegter Ka- rosserien einsetzbar. In diesem Fall muß jedoch im Werk- zeug/Sensor-Verbund das Sensorsystem in einer solchen Weise gegenüber dem Werkzeug angeordnet sein, daß das Sensorsystem auch während der Bearbeitungsphase in einer solchen Weise ge- genüber dem Referenzbereich auf der Karosserie ausgerichtet ist, daß nutzbare (Ist-) Meßwerte aufgenommen werden können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungs- beispiele näher erläutert ; dabei zeigen : Fig. 1 einen Heckausschnitt einer Fahrzeugkarosserie in perspektivischen Darstellung ; Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Werkzeug/- Sensor-Verbunds in einer Vorhalteposition gegenüber der Fahrzeugkarosserie ; Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Verfahrbahn ei- ner Roboterhand bei der Abarbeitung einer Bearbei- tungsaufgabe ; Fig. 4 eine schematische Darstellung ausgewählter Stellun- gen des Werkzeug/Sensor-Verbunds beim Durchlaufen des Verfahrensablaufs der Figur 3 : Fig. 4a : Rückzugsposition Fig. 4b : Näherungsposition Fig. 4c : Vorhalteposition Fig. 4d : Bearbeitungsposition Fig. 5 eine Aufsicht auf eine vordere Stirnwand einer Fahrzeugkarosserie...

Fig. 5a... vor Einbau eines Cockpitmoduls ; Fig. 5b... mit eingebautem Cockpitmodul ; Fig. 6 eine schematische Darstellung eines robotergeführ- ten Werkzeug/Sensor-Verbunds bei der Bearbeitung des Karosseriebereichs der Figur 5a.

Figur 1 zeigt einen Heckausschnitt 2 einer Rohbau-Fahrzeug- karosserie 1 mit einem Heckleuchtenbereich 3, in dem eine (in Figur 1 nicht gezeigte) Heckleuchte montiert werden soll. Zur lagegenauen Montage der Heckleuchte sind im Heckleuchtenbe- reich 3 vier (in Figur 1 gestrichelt angedeutete) Verbin- dungsbereiche 4 vorgesehen, an denen die Heckleuchte durch Schraubverbindungen befestigt werden soll. Jeder Verbindungs- bereich 4 umfaßt eine eingeprägte Anschlagfläche 5, an der die Heckleuchte im Einbauzustand anliegt, und ein gestanztes Loch 6 zur Durchführung einer Befestigungsschraube. Die Rela- tivlage der vier Anschlagflächen 5 und der vier Löcher 6 ist definiert durch die Geometrie der einzubauenden Heckleuchte und ist daher (für einen vorgegebenen Karosserietyp) kon- stant.

Um einen qualitativ hochwertigen optischen Eindruck der Ka- rosserie 1 sicherzustellen, muß die Heckleuchte lagegenau (in bezug auf Position und Winkellage) gegenüber einem dem Heck- leuchtenbereich 3 benachbarten Seitenwandbereich 7 der Karos- serie 1 ausgerichtet werden ; dies bedeutet, daß die vier Ver- bindungsbereiche 4 (bestehend aus je einer Anschlagfläche 5 und einem Stanzloch 6) hochgenau gegenüber diesem Seitenwand- bereich 7 und dem Heckleuchtenbereich 3 positioniert werden müssen. Der Seitenwandbereich 7 und der Heckleuchtenbereich 3 zusammen bilden somit einen sogenannten Referenzbereich 8 zur Ausrichtung des Werkzeugs 9 gegenüber der Karosserie l.

Zur Herstellung der Verbindungsbereiche 4 wird ein (schema- tisch in Figur 2 dargestelltes) robotergeführtes Präge- /Stanzwerkzeug 9 mit einer Präge/Stanzzange 9'eingesetzt, mit Hilfe derer der Verbindungsbereich 4 (d. h. Anschlagfläche 5 und Loch 6) in einem einzigen Verfahrensschritt erzeugt werden kann ; Einzelheiten in bezug auf den Aufbau und die Wirkungsweise eines solchen Präge/Stanzwerkzeugs 9 sind bei- spielweise in der DE 299 18 486 Ul beschrieben. Dieses Präge- /Stanzwerkzeug 9 ist an der Hand 10 eines Industrieroboters 11 befestigt, der mit einer Steuervorrichtung 12 zur Lage- steuerung der Roboterhand 10 sowie zur Bewegungssteuerung des Präge-/Stanzwerkzeugs 9 versehen ist. Zur Vermessung der Lage und Ausrichtung des Heckleuchtenbereichs 3 und der benachbar- ten Seitenwandbereiche 7 trägt die Roboterhand 10 weiterhin ein Sensorsystem 13 mit mehreren (in der schematischen Dar- stellung der Figur 2 zwei) Sensoren 14, die über ein Gestänge 15 starr mit dem Präge-Stanzwerkzeug 9 verbunden sind und so- mit mit dem Werkzeug 9 eine bauliche Einheit, den sogenannte Werkzeug/Sensor-Verbund 16 bilden. Mit Hilfe dieses Sensor- systems 13 wird-wie weiter unten beschrieben wird-das Präge-/Stanzwerkzeug 9 in einem iterativen Regelvorgang ge- genüber dem Seitenwandbereich 7 und dem Heckleuchtenbereich 3 als Referenzbereichen 8 ausgerichtet.

Soll das Präge-/Stanzwerkzeug 9 auf eine neue Bearbeitungs- aufgabe-beispielsweise die Bearbeitung eines neuen Fahr- zeugtyps oder eines neuen Bereichs auf der Karosserie 1- eingestellt werden, so muß zunächst eine sogenannte Einricht- phase durchlaufen werden, in der ein geeignetes Sensorsystem 13 ausgewählt und mit dem Werkzeug 9 zu einem Werk- zeug/Sensor-Verbund 16 konfiguriert wird. Im Anschluß daran werden (Soll-) Meßwerte dieses Sensorsystems 13 in den Refe- renzbereichen 8 aufgenommen. Nach Beendigung der Einrichtpha- se steht der so konfigurierte und eingemessene Werk- zeug/Sensor-Verbund 16 nun zum Serieneinsatz bereit, in der für jede dem Arbeitsraum 23 des Roboters 11 zugeführte Karos- serie 1 eine sogenannte Arbeitsphase durchlaufen wird. Im folgenden werden diese beiden unterschiedlichen Phasen darge- stellt : Einrichtphase : Zur Lösung einer neu gestellten Bearbeitungsaufgabe wird in einem ersten Schritt zunächst ein der Bearbeitungsaufgabe an- gepaßtes Sensorsystem 13 ausgewählt. Dieses Sensorsystem 13 wird in einer (frei gewählten) Vorhalteposition 18 des Werk- zeugs/Sensor-Verbunds an der Roboterhand 10 befestigt und in einer solchen Weise gegenüber einer ("Master"-) Karosserie 1' im Arbeitsraum 23 des Roboters 11 ausgerichtet, daß die Sen- soren 14 auf geeignete, der jeweiligen Bearbeitungsaufgabe angepaßte Referenzbereiche 8'der Karosserie 1'gerichtet sind.

In Figur 2 ist der Werkzeug/Sensor-Verbund 16 in der Vorhal- teposition 18 gegenüber der Karosserie l'gezeigt. Die beiden Sensoren 14 sind dabei auf Ausschnitte 17 des Referenzbe- reichs 8'auf der Karosserie 1'gerichtet, die so ausgewählt sind, daß sie von besonders hoher Bedeutung für die Lage und Ausrichtung der mit dem Werkzeug 9 zu bearbeitenden Bereiche sind. Im konkreten Ausführungsbeispiel der Bearbeitung des Heckleuchtenbereichs 3 (Figur 1) wird als Sensorsystem 13 ein Zusammenbau von acht optischen (Triangulations-) Sensoren 14' verwendet, die auf unterschiedliche Ausschnitte 17'der hin- teren Seitenwand 7 und des Heckleuchtenbereichs 3 gerichtet sind. Die Sensoren 14, 14' liefern Meßwerte, welche Abstands- werten zwischen dem jeweiligen Einzelsensor 14, 14' und der dem Sensor 14, 14' gegenüberliegenden Umgebung 17, 17' des Re- ferenzbereichs 8 entsprechen. Die Zahl der Einzelsensoren 14, 14'sowie die Umgebungen 17,17', auf die sie ausgerichtet sind, werden in einer solchen Weise ausgewählt, daß sie eine bestmögliche Charakterisierung der für den jeweiligen Anwen- dungsfall relevanten Referenzflächen 8' (in diesem Fall der hinteren Seitenwand 7 und des Heckleuchtenbereichs 3) gestat- ten.

Das mit dem Werkzeug 9 starr verbundene Sensorsystem 13 wird nun in dieser Vorhalteposition 18 mit Hilfe des Roboters 11 auf den Referenzbereich 8'der Karosserie 1'"eingelernt".

Hierbei werden zunächst die (Soll-) Sensormeßwerte in der Vor- halteposition 18 aufgenommen. Anschließend wird-ausgehend von der Vorhalteposition 18-mit Hilfe des Roboters 11 die Lage des Werkzeug/Sensor-Verbunds 16 gegenüber der Karosserie 1 entlang bekannter Verfahrbahnen-wie in Figur 2 durch Pfeile 26 angedeutet-systematisch verändert ; in der Regel sind dies Inkrementalbewegungen des Roboters 11 in seinen Freiheitsgraden. Die dabei auftretenden Veränderungen der Meßwerte der Sensoren 14 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 11 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 Me- ßumgebungen beschrieben (Stetigkeit, Monotonie, ...), die er- füllt sein müssen, um eine gültige Jacobimatrix zu erhalten.

- Das Werkzeug 9 ist in einer solchen Weise auf der Roboter- hand 10 angebracht, daß während dieses Einrichtvorgangs keine Kollisionen des Werkzeugs 9 mit der Karosserie 1 auftreten können.

Die in der Einrichtphase erzeugten Soll-Werte und die Jacobi- matrix werden in einer Auswerteeinheit 20 des Sensorsystems 13 abgelegt und bilden die Grundlage für den späteren Regel- vorgang in der Positionierphase.

Weiterhin wird in der Einrichtphase eine Verfahrbahn 21 der Roboterhand 10 (und somit des Werkzeug/Sensor-Verbunds 16) generiert, die in der späteren Arbeitsphase gesteuert durch- laufen wird. Diese Verfahrbahn 21 ist schematisch in Figur 3 dargestellt. Den Ausgangspunkt der Verfahrbahn 21 bildet eine sogenannte Rückzugsposition"22, die so gewählt ist, daß ei- ne neue Karosserie 1 in den Arbeitsraum 23 des Roboters 11 eingeführt werden kann, ohne daß Kollisionen der Karosserie 1 mit dem Werkzeug 9 bzw. dem Sensorsystem 13 auftreten können.

Ausgehend von dieser Rückzugsposition 22 umfaßt die Verfahr- bahn 21 vier separate Abschnitte : I. Der Werkzeug/Sensor-Verbund 16 wird auf einer gesteuert zu durchlaufenden Bahn I von der Rückzugsposition 22 in eine sogenannte Näherungsposition"24 gebracht, die so gewählt ist, daß alle Einzelsensoren 14 des Sensorsys- tems 13 gültige Meßwerte in den Ausschnitten 17 des Re- ferenzbereichs 8 erfassen können.

II. Der Werkzeug/Sensor-Verbund 16 wird auf einer geregelt zu durchlaufenden Bahn II von der Näherungsposition 24 in die (wie oben beschrieben eingelernte") Vorhaltepo- sition 18 gebracht, in der der Werkzeug/Sensor-Verbund 16 lage-und winkelgenau gegenüber dem Referenzbereich 8 der Karosserie 1 ausgerichtet ist.

III. Der Werkzeug/Sensor-Verbund 16 wird auf einer gesteuert zu durchlaufenden Bahn III von der Vorhalteposition 18 an diejenigen Bearbeitungsbereiche (z. B. Stellen 4 des Heckleuchtenbereichs 3) geführt, an denen die Verbin- dungsstellen 4 erzeugt werden. An jeder Verbindungsstel- le 4 wird die Präge-/Stanzzange 9'aktiviert, um in die- ser Stellung eine Anschlagfläche 5 zu prägen und ein Loch 6 zu stanzen. Dieser Teil III der Verfahrbahn kann beispielsweise durch in Teach-In-Verfahren an einem Mas- terteil eingelernt werden.

IV. Der Werkzeug/Sensor-Verbund 16 wird auf einer Bahn IV ge- steuert in die Rückzugsposition 22 zurückbewegt.

Die im Rahmen der Einrichtphase erzeugte Verfahrbahn 21 be- steht somit aus drei gesteuert zu durchlaufenden Abschnitten I, III und IV sowie einem geregelt zu durchlaufenden Ab- schnitt II.

Arbeitsphase In der Arbeitsphase werden dem Arbeitsraum 23 des Roboters 11 sequentiell Karosserien 1 zugeführt, und für jede Karosserie 1 wird die in der Einrichtphase generierte Verfahrbahn 21 durchlaufen.

Verfahrbahn-Abschnitt I : Während des Zuführens der neuen Karosserie 1 befindet sich der Werkzeug/Sensor-Verbund 16 in der Rückzugsposition 22 (siehe Figur 4a). Sobald die neue Karosserie 1 in den Ar- beitsraum 23 hineinbewegt worden ist, wird der Werk- zeug/Sensor-Verbund 16 an der Roboterhand 10 gesteuert in die Näherungsposition 24 bewegt (siehe Figur 4b).

Verfahrbahn-Abschnitt II (Positionierphase) : Ausgehend von der Näherungsposition 24 wird eine Positionier- phase (Bahnabschnitt II in Figur 3) durchlaufen, im Rahmen derer der Werkzeug/Sensor-Verbund 16 in die (während der Ein- lernphase eingelernte) Vorhalteposition 18 gegenüber der Ka- rosserie 1 gebracht und dabei lagegenau gegenüber dem Refe- renzbereich 8 der Karosserie 1 ausgerichtet wird. Hierzu wer- den durch die Sensoren 14 des Sensorsystems 13 Meßwerte des Referenzbereichs 8 aufgenommen. Mit Hilfe dieser Meßwerte und der aus der Einrichtphase bekannten Jacobimatrix wird ein Be- wegungsinkrement (Verschiebungsvektor) berechnet, das die Differenz zwischen den aktuellen (Ist-) Sensormeßwerten und den (Soll-) Sensormeßwerten verkleinert. Der Werkzeug/Sensor- Verbund 16 wird dann mit Hilfe des Roboters 11 um dieses Be- wegungsinkrement verschoben und/oder geschwenkt, und während der laufenden Bewegung werden neue (Ist-) Sensormeßwerte auf- genommen.

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. Der Werkzeug/Sensor- Verbund 16 befindet sich nun (im Rahmen der durch Fehlermaß bzw. Schwellenwert vorgegebenen Genauigkeit) in der (in Figur 4c dargestellten) Vorhalteposition 18 gegenüber dem Referenz- bereich 8 auf der Karosserie 1.

Durch die in der Positionierphase durchlaufene iterative Mi- nimierung werden sowohl Ungenauigkeiten der Karosserie 1 be- züglich ihrer Lage und Ausrichtung im Arbeitsraum 23 des Ro- boters 11 als auch eventuell vorhandene Formfehler der Karos- serie 1 (bzw. im Referenzbereich 8) simultan kompensiert. Zur separaten Erkennung und Bewertung von Formfehlern können zu- sätzliche Sensoren 14 vorgesehen werden, deren Meßwerte aus- schließlich oder teilweise zur Erfassung der Formfehler ver- wendet werden. Weiterhin können die Meßwerte der Einzelsenso- ren 14 mit unterschiedlichen Gewichtungsfaktoren versehen werden, um eine gewichtete Lageoptimierung des Werk- zeug/Sensor-Verbunds 16 gegenüber dem Referenzbereich 8 der Karosserie 1 herbeizuführen.

Die im Rahmen des Regelvorgangs der Positionierphase erfolgte Lage-und Winkelverschiebung des Werkzeug/Sensor-Verbunds 16 (entsprechend der Verschiebung zwischen der Näherungsposition 24 und der Vorhalteposition 18) kann in Form einer sogenann- ten Nullpunktskorrektur an das Steuersystem 12 des Roboters 11 weitergegeben werden. Das Steuersystem 12 des Roboters 11 kennt somit die (der Vorhalteposition 18 entsprechende) Aus- gangslage, von der aus die Bearbeitungsphase beginnen soll.

Eine wichtige Eigenschaft dieser Positionierphase ist ihre Unabhängigkeit von der Robotergenauigkeit : Da der Positio- niervorgang auf einem iterativen Vergleich der (Ist-) Meßwer- te mit (Soll-) Meßwerten beruht, wird jede Positionierunge- nauigkeit des Roboters 11 sofort durch den iterativen Re- gelprozeß kompensiert.

(Bemerkung : Falls der Referenzbereich 8 der nun im Arbeits- raum 23 des Roboters 11 befindlichen Karosserie 1 bezüglich Lage und Form mit dem Referenzbereich 8'der ("Master"-) Ka- rosserie 1'übereinstimmt, anhand derer das System in der Einrichtphase eingelernt wurde, so stimmt die Näherungsposi- tion 24 mit der Vorhalteposition 18 überein, so daß keine Nullpunktskorrektur des Werkzeug/Sensor-Verbunds 16 notwendig ist.) Verfahrbahn-Abschnitt III (Bearbeitungsphase) : In der nun folgenden eigentlichen Bearbeitungsphase wird der Werkzeug/Sensor-Verbund 16-ausgehend von der Vorhalteposi- tion 18-gesteuert entlang der vorprogrammierten Bearbei- tungsbahn (Bahnabschnitt III in Figur 3) bewegt. Im vorlie- genden Ausführungsbeispiel wird der Werkzeug/Sensor-Verbund 16 zunächst in eine solche Position gebracht, daß die Präge- /Stanzzange 9'in einer ersten Bearbeitungsstelle 25 des Heckleuchtenbereichs 3 zu liegen kommt (siehe Figur 4d). Dann wird das die Präge-/Stanzzange 9'gesteuert aktiviert, so daß die Anschlagfläche 5 ausgeformt und das Loch 6 ausgestanzt wird. Danach werden nacheinander die drei weiteren Bearbei- tungsstellen 25'des Heckleuchtenbereichs 3 angefahren und mit Anschlagflächen 5 und Stanzlöchern 6 versehen.

Verfahrbahn-Abschnitt IV : Nach Beendigung der Bearbeitungsphase III wird der Werk- zeug/Sensor-Verbund 16 gesteuert in die Rückzugsposition 22 zurückbewegt. Nun kann die bearbeitete Karosserie 1 aus dem Arbeitsraum 23 des Roboters 11 entfernt und eine neue Karos- serie 1 zur Bearbeitung zugeführt werden.

Zur Kommunikation zwischen der Auswerteeinheit 20 des Sensor- systems 13 und der Steuereinheit 12 des Roboters 11 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise eine TCP/IP-Schnittstelle eingesetzt, die eine hohe Datenrate er- möglicht. Eine solche hohe Datenrate ist notwendig, um eine Regelung des Gesamtsystems (Sensorsystem/Roboter) in sechs Freiheitsgraden mit acht Einzelsensoren 14'im Interpolati- onstakt des Roboters 11 (typischerweise 12 Millisekunden) be- wältigen zu können. Für Regelungsprobleme geringerer Komple- xität-d. h. bei niedrigeren Anforderungen an die Genauigkeit und längeren Regelzeiten-kann die Regelung auch über eine konventionelle serielle Schnittstelle realisiert werden.

Das Ausführungsbeispiel der Figur 1, bei dem acht auf unter- schiedliche Bereiche 8 der Karosserie 1 gerichtete optische Abstandssensoren (Triangulationssensoren) 14'zur Positionie- rung des Werkzeug/Sensor-Verbunds 16 verwendet werden, ist so ausgelegt, daß die zulässigen Maximalwerte für die Positions- korrektur (und somit die maximal zulässige räumliche Diffe- renz zwischen der gesteuert angefahrenen Näherungsposition und der geregelt angefahrenen Vorhalteposition) translato- risch in X, Y, und Z jeweils 5 mm und in jedem der drei Raum- winkel 1° betragen. Dies bedeutet, daß die Karosserie 1 mit einer höheren Genauigkeit als diese Maximalabweichungen in den Arbeitsraum 23 des Roboters 11 zugeführt-werden muß. Als ein geeignetes Abbruchkriterium für den Regelvorgang bei der Positionierphase haben sich dabei Schwellwerte von 0,1 mm bis 0,2 mm für die translatorische (X-, Y-, Z-) Abweichung und von 0, 03° für die rotatorischen Abweichung herausgestellt.

In der bisherigen Beschreibung wurde der Spezialfall der Be- arbeitung des Heckleuchtenausschnitts 2 auf einer Karosserie 1 beschrieben, wobei der robotergeführte Werkzeug/Sensor- Verbund 16 hochgenau gegenüber dem benachbarten Seitenwandbe- reich 7 und dem Heckleuchtenbereich 3 als Referenzbereichen 8 ausgerichtet wird. Selbstverständlich können als Referenzbe- reiche zur Ausrichtung des Werkzeug/Sensor-Verbunds 16 am Heckausschnitt 2 auch andere Karosseriebereiche (z. B. benach- barter Kofferraumausschnitt, Stoßfängeraufnahme etc. ) verwen- det werden. Weiterhin ist das Verfahren auf die Bearbeitung beliebiger anderer Karosseriebereiche (Befestigungsbereich für Stoßstange, Frontmodul, ...) übertragbar, welche lagege- nau relativ zu einem Referenzbereich 8 bearbeitet werden müs- sen. Schließlich beschränkt sich das Verfahren nicht auf die Bearbeitung von Karosserien 1, sondern ist grundsätzlich auf beliebige Fertigungsprobleme anwendbar, bei denen ein robo- tergeführtes Bearbeitungswerkzeug 9 ortsrichtig gegenüber ei- nem Referenzbereich 8 eines Werkstücks positioniert werden soll.

Weiterhin ist es möglich, mit Hilfe eines und desselben robo- tergeführten Bearbeitungswerkzeugs 9 die Heckleuchtenbereiche 3 unterschiedlicher Karosserietypen zu bearbeiten, die bezüg- lich ihrer geometrischen Gestaltung (Form und Lage der Refe- renzbereiche 8, Anzahl und Lage der Verbindungsbereiche 4 etc. ) sehr unterschiedlich sein können. In diesem Fall umfaßt das Sensorsystem 13 neben den Sensoren 14 (welche für die Po- sitionierung des Werkzeug/Sensor-Verbunds 16 gegenüber dem ersten Karosserietyp 1 verwendet werden) weitere Sensoren 14" vorgesehen, mit Hilfe derer der Werkzeug/Sensor-Verbund 16 gegenüber den Referenzbereichen des zweiten Karosserietyps positioniert wird ; dieser zweite Satz von Sensoren 14"ist in der schematischen Darstellung der Figuren 4a bis 4d gestri- chelt angedeutet. Die für die Positionierung des Werk- zeug/Sensor-Verbunds 16 gegenüber dem zweiten Karosserietyp verwendeten Sensoren 14"können sich bezüglich ihrer Zahl, ihrer räumlichen Ausrichtung, ihres Meßprinzips etc. stark gegenüber den Sensoren 14 unterscheiden. Wird dem Arbeitsraum 23 eine Karosserie 1 des ersten Typs zugeführt, so wird der Werkzeug/Sensor-Verbund 16 aus der Rückzugsposition 22 in die oben beschriebene Näherungsposition 24 verfahren, in der (wie in Figur 4b gezeigt) die Sensoren 14 auf die Referenzbereiche 8 gerichtet sind ; der anschließende Positioniervorgang ver- wendet die Meßwerte der Sensoren 14, um den Werkzeug/Sensor- Verbunds 16 in die Vorhalteposition 18 zu bringen (siehe Fi- gur 4c), woraufhin die dem ersten Karosserietyp entsprechende Bearbeitungsphase durchlaufen wird. Wird hingegen dem Ar- beitsraum 23 eine Karosserie des zweiten Typs zugeführt, so wird der Werkzeug/Sensor-Verbund 16 aus der Rückzugsposition 22 in eine (in Figur 4b nicht gezeigte) Näherungsposition verfahren, in der die Sensoren 14"auf die relevanten Refe- renzbereiche des zweiten Karosserietyps gerichtet sind ; im anschließenden Positioniervorgang werden die Meßwerte der Sensoren 14"verwendet, um den Werkzeug/Sensor-Verbunds 16 in die diesem Karosserietyp entsprechende Vorhalteposition zu bringen, und dann wird die dem zweiten Karosserietyp entspre- chende Bearbeitungsphase durchlaufen. Die Sensorgruppen 14 und 14"brauchen dabei nicht disjunkt zu sein, sondern es ist durchaus möglich, einige der Sensoren 14, 14" zur Positionie- rung sowohl gegenüber dem ersten Karosserietyp als auch ge- genüber dem zweiten Karosserietyp zu verwenden.

Neben der Bearbeitung unterschiedlicher Karosserietypen mit einem gemeinsamen Werkzeug/Sensor-Verbund 16 mit Sensorgrup- pen 14 und 14"ist es auch möglich, unterschiedliche Bereiche (z. B. Heckleuchtenbereich 3 und Befestigungsbereich der Stoß- stange) ein und desselben Karosserietyps mit einem gemeinsa- men Werkzeug/Sensor-Verbund 16 zu bearbeiten. Dann wird die Gruppe der Sensoren 14 zur Positionierung des Werk- zeug/Sensor-Verbunds 16 gegenüber dem Referenzbereich 8 des Heckleuchtenbereichs 3 verwendet, während die Gruppe der Sen- soren 14"zur Positionierung des Werkzeug/Sensor-Verbunds 16 gegenüber dem Referenzbereich der Stoßstange verwendet wird, und in den jeweiligen Bearbeitungsphasen werden die zu den unterschiedlichen Bereichen gehörigen Bearbeitungsphasen durchlaufen.

Bisher wurde ein Anwendungsfall betrachtet, bei dem die Ka- rosserie 1 dem Arbeitsraum 23 des Roboters 11 mit Hilfe einer geeigneten Fördertechnik (beispielsweise auf einem Transport- schlitten auf einer Rollenbahn) zugeführt wird, dann jedoch aus der Fördertechnik ausgekoppelt wird und sich daher wäh- rend der Werkzeugpositionierung und Bearbeitung in einer sta- tionären Lage gegenüber dem Arbeitsraum 23 befindet. Eine solche stationäre Lagerung der Karosserie 1 gegenüber dem Ar- beitsraum 23 ist allerdings nicht notwendig : Die oben be- schriebene schnelle Regelung der Werkzeugposition kann auf eine solche Weise modifiziert werden, daß die Sensoren 14 La- geänderungen der Karosserie 1 on-line kompensieren, so daß der Werkzeug/Sensor-Verbund der Karosserie 1 folgt. In diesem Fall wird die Präge-/Stanzzange 9'des Präge/Stanzwerkzeugs 9 verschieblich und/oder schwenkbar gegenüber der Roboterhand 10 gelagert, so daß die Präge-/Stanzzange 9'gegenüber dem Sensorsystem 13 gesteuert verschoben und/oder geschwenkt wer- den kann. Eine solche bewegliche Lagerung der Präge- /Stanzzange 9'gestattet es, die Bearbeitungsphase (Abschnitt III) in einer solchen Lage des Werkzeug/Sensor-Verbunds 16 durchzuführen, daß das Sensorsystem 13-unabhängig von dem Fortschritt des Bearbeitungsvorgangs-auf den Referenzbe- reich 8 der Karosserie 1 ausgerichtet ist. Da das Sensorsys- tem 13 während der gesamten Bearbeitungsphase auf den Refe- renzbereich 8 der Karosserie 1 ausgerichtet ist, können Lage- und Ausrichtungsänderungen der Karosserie 1 prozeßbegleitend erkannt werden ; die Lage und Ausrichtung des Werkzeug/Sensor- Verbunds kann dann durch Anwendung des obengenannten Regel- verfahrens prozeßbegleitend in einer Vorhalteposition 18 ge- genüber der (bewegten) Karosserie 1 gehalten werden, so daß der Werkzeug/Sensor-Verbund den Bewegungen des Karosserie 1 folgt. Somit braucht die Karosserie 1 während des Positio- nier-und Bearbeitungsvorgangs nicht stationär aufgespannt sein, sondern kann sich (beispielsweise durch Weitertransport auf dem Montageband) gegenüber dem (eventuell mitbewegten) Roboter 11 bewegen. Dies setzt lediglich voraus, daß Änderun- gen in der Relativlage zwischen Karosserie 1 und Roboter 11 langsamer erfolgen als die Messung und Positionsregelung des Werkzeug/Sensor-Verbunds gegenüber der Karosserie 1.

Als Sensoren 14 zur Erfassung der Ist-Lage des Werkzeugs 9 gegenüber dem Referenzbereich 8 können-neben den oben kon- kret beschriebenen (Laser-) Triangulationssensoren 14'-auch andere optische Sensoren zum Einsatz kommen. Beispielsweise können flächenhaft messende CCD-Kameras als Sensoren einge- setzt werden, mit Hilfe derer (in Kombination mit geeigneten Bildauswertungsalgorithmen) die Raumlagen von Kanten, Löchern etc. als Meßgrößen generiert werden kann. Prinzipiell können beliebige taktile und/oder berührungsfreie Meßsysteme verwen- det werden, wobei die Auswahl der geeigneten Sensoren stark vom jeweiligen Einsatzfall abhängt.

Die Erfindung ist-neben dem in den Anwendungsbeispielen be- schriebenen robotergeführten Präge/Stanzwerkzeug-auf ein weites Spektrum von robotergeführten Bearbeitungswerkzeugen anwendbar. Unter"robotergeführten"Werkzeugen sind im Zusam- menhang der vorliegenden Anmeldung ganz allgemein Werkzeuge zu verstehen, die auf einem mehrachsigen Manipulator, insbe- sondere einem sechsachsigen Industrieroboter 11, montiert sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 5a, 5b und 6 dargestellt : Figur 5a zeigt eine Aufsicht auf eine vor- dere Stirnwand 27 einer Fahrzeugkarosserie 1, an die im Zuge der Fahrzeugmontage ein Cockpitmodul 33 montiert wird (siehe Figur 5b). Um ein qualitativ hochwertiges Aussehen des Innen- bereichs der Karosserie 1 zu erreichen, muss das Cockpitmodul 33 dabei in einer solchen Weise gegenüber den Innenseiten 34 der Fahrertüren 31 ausgerichtet werden, dass zwischen dem Cockpitmodul 33 und den benachbarten Bereichen 35 der Türin- nenseiten 34 optimierte Spalt-und Übergangsmaße vorliegen.

Zur lagegenauen Montage des Cockpitmoduls 33 werden in Sei- tenbereichen 30 der Stirnwand 27 Bolzen 28 als Justierelemen- te angebracht, die die Position des Cockpits während der End- montage definieren. Diese Bolzen 28 werden zu einem Zeitpunkt in die Karosserie 1 eingebracht, zu dem die Türen 31 bereits eingebaut und zur den benachbarten Bereichen 32 der Fahrzeug- außenhaut ausgerichtet wurden (siehe Figur 6). Die Bolzen 28 werden mit Hilfe des Bolzenschweißens an der Stirnwand 27 be- festigt.

Zur lagegenauen Ausrichtung und Befestigung der Bolzen 28 kommt ein (schematisch in Figur 6 dargestellter) Werk- zeug/Sensor-Verbund 116 zum Einsatz, der an der Hand 110 ei- nes Industrieroboters 111 befestigt ist. Der Werkzeug/Sensor- Verbund 116 umfasst ein Gestänge 115, an dem zwei Bolzen- schweißgeräte 109 sowie ein Sensorsystem 113 mit zwei opti- schen Sensoren 114 befestigt sind. Die Sensoren 114 sind in einer solchen Weise auf dem Gestänge ausgerichtet, dass sie Messwerte der Seitenbereiche 30 der Stirnwand 27 und der be- nachbarten Bereiche 35 der Türen 31 aufnehmen können, wenn der Werkzeug/Sensor-Verbund 116-wie in Figur 6 gezeigt-im Innenraum der Karosserie 1 an die Stirnwand 27 angenähert wird.

Zum n Einlernenn dieser Bearbeitungsaufgabe wird-analog zu dem oben beschriebenen Verfahren-zunächst eine Einrichtpha- se durchlaufen : Der Werkzeug/Sensor-Verbund 116 wird dabei in der in Figur 6 gezeigten Vorhalteposition gegenüber der Stirnwand 27 ("Master"-) Karosserie 1'ausgerichtet, und es werden Messwerte der Sensoren 114 in dieser Lage des Werk- zeug/Sensor-Verbunds 116 aufgenommen. Anschließend werden weitere Messungen durchgeführt, für die der Werkzeug/Sensor- Verbund 116 entlang bekannter Bahnen systematisch verändert wird. Aus den Messdaten wird die Jacobimatrix des Werk- zeug/Sensor-Verbunds 116 berechnet und in einer Auswerteein- heit des Sensorsystems 113 abgelegt. Weiterhin werden (inter- aktiv oder off-line) die gesteuert zu durchlaufenden Ab- schnitte der Verfahrbahn des Werkzeug/Sensor-Verbunds 116 eingelernt.

In der Arbeitsphase werden dem Roboter 111 Karosserien 1 zu- geführt, und für jede Karosserie 1 wird die in der Einricht- phase generierte Verfahrbahn durchlaufen. Dabei wird der Werkzeug/Sensor-Verbund zunächst über einen Regelprozess in der Vorhalteposition gegenüber der Stirnwand 27 positioniert, in der der Werkzeug/Sensor-Verbund 116 optimal gegenüber den der Stirnwand 27 benachbarten Bereichen 35 der Türinnenseite 34 ausgerichtet ist ; dieser Regelprozeß verläuft analog zu der oben beschriebenen Positionierphase (Verfahrbahn- Abschnitt II). Ausgehend von dieser Vorhalteposition wird dann eine Bearbeitungsphase (Verfahrbahn-Abschnitt III) durchlaufen, im Zuge derer der Werkzeug/Sensor-Verbund 116 an die Stirnwand 27 heranbewegt wird, so daß mit Hilfe der Bol- zenschweißgeräte 109 die Bolzen 28 in den ihnen gegenüberlie- genden Stellen der Seitenbereiche 30 gesetzt werden können.

Das"Ausformen des Verbindungsbereichs"entspricht in diesem Fall somit dem lagegenauen Setzen der Bolzen 28 im Seitenbe- reich 30. Die Position der Bolzen 28 ist somit"optimal"zu den benachbarten Innenbereichen 35 der Fahrertüren 31 ausge- richtet. Somit ist gewährleistet, daß das Cockpitmodul 33, das im Rahmen der Endmontage auf die Bolzen 28 aufgesteckt wird, das gewünschte Spaltmaß und Übergangsmaße gegenüber den Türinnenwänden 35 aufweist.