DE102006011341A1

DE102006011341A1 - Mounting arrangement for mounting e.g. tire, at e.g. vehicle, has conveying device for moving base part, industrial robot with manipulator for connecting attachment part to base part, and system controller controlling and regulating robot

Info

Publication number: DE102006011341A1
Application number: DE200610011341
Authority: DE
Inventors: Friedrich Lange; Mirko Frommberger; Stefan Jörg; Jörg Langwald; Pater Meusel
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2026-03-10
Also published as: DE102006011341B4

Abstract

The arrangement has a conveying device (16) for moving a base part (14) e.g. vehicle, and an industrial robot (20) with a manipulator (21) for connecting an attachment part (12) e.g. tire, to the base part. A system controller (40) is adapted to control and regulate the robot. A sensor (30) e.g. force sensor, is attached to the manipulator and connected with the controller for determining an interrelation between the manipulator and the base part and/or the attachment part. Another industrial robot (22) with another manipulator (23) fixes the attachment part at the base part.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur automatischen Montage eines Anbauteiles an ein bewegtes Basisbauteil mit einem Industrieroboter.The The invention relates to an assembly for automatic assembly an attachment to a moving base component with an industrial robot.

Die Montage eins Anbauteiles an einem bewegten Basisbauteil ist in der industriellen Fertigung, insbesondere in der Automobil-Fertigung eine häufige Montagesituation. Hierbei wird an ein Basisbauteil, beispielsweise an ein auf einer Fördervorrichtung, einem sogenannten Förderband, bewegtes Basisbauteil, beispielsweise ein Roh-Fahrzeug, ein Anbauteil, beispielsweise ein Fahrzeug-Rad, montiert, d. h. exakt ein- oder angefügt und fixiert.The Montage ein Anbauteiles on a moving base component is in the industrial production, especially in the automotive industry a common one Mounting situation. This is to a base member, for example to a on a conveyor, a so-called conveyor belt, Moving base member, such as a raw vehicle, an attachment, for example, a vehicle wheel, mounted, d. H. exactly on or added and fixed.

Die Montage von Anbauteilen an einem Basisbauteil, beispielsweise die Montage von Armaturen, Sitzen, Reifen u. ä. an bzw. in einem Fahrzeug, wird in der Regel von Personen ausgeführt. Industrieroboter werden im Rahmen der Endmontage bei der Automobilfertigung nur vereinzelt eingesetzt, wobei insbesondere große und schwere Anbauteile an dem Basisbauteil montiert werden. Hierzu wird das auf einer Fördervorrichtung laufende Basisbauteil in aller Regel angehalten, da die Montage eines Anbauteiles durch einen ortsfesten Industrieroboter an einem sich bewegendem Basisbauteil besonders schwierig ist. Nur bei einfachen Randbedingungen, insbesondere bei großen, zulässigen Lageabweichungen, sind Industrieroboter in der Lage, ein Anbauteil ausreichend genau an einem Basisbauteil zu platzieren, beispielsweise ein Reserverad in eine entsprechende Karosseriemulde eines Fahrzeuges einzulegen. Die Montage eines Rades an der Radaufhängung eines Fahrzeuges überfordert Industrieroboter jedoch in der Regel bereits wegen der erforderlichen wiederholbaren Genauigkeit.The Assembly of attachments to a base member, such as the Assembly of valves, seats, tires a. Ä. On or in a vehicle, is usually performed by persons. Industrial robots are used in the final assembly of automotive production only occasionally used, in particular large and heavy Attachments are mounted on the base member. This is the on a conveyor ongoing base component usually stopped because the assembly an attachment by a stationary industrial robot on a Moving base member is particularly difficult. Only with simple Boundary conditions, in particular for large permissible position deviations Industrial robots able to adequately attach a fixture to place a base member, such as a spare tire Insert in a corresponding body recess of a vehicle. The mounting of a wheel on the suspension of a vehicle overwhelmed However, industrial robots usually already because of the required repeatable accuracy.

Zur robotergestützten Montage werden derzeit entweder rein positionsgesteuerte Verfahren praktiziert oder aber Verfahren, bei denen die Sollposition für den Industrieroboter durch stationäre Sensoren gemessen wird. Als Sensoren werden insbesondere berührungslos messende Abstandssensoren, die beispielsweise in Form einer Zeilenkamera oder einer zweidimensionalen Kamera in Verbindung mit entsprechendem Bildverarbeitungssystemen ausgebildet sein können. Die Genauigkeit derartiger berührungslos messender Sensoren ist schon auf Grund der Entfernung zwischen dem Sensor und dem Messort begrenzt, und reicht für viele Fügaufgaben mit geringem Spiel nicht aus. Um dennoch derart anspruchsvolle Fügeaufgaben mit einem Industrieroboter mit optischen Lagesensoren durchführen zu können, werden mechanische Fügehilfen eingesetzt, die die mechanische Nachgiebigkeit des Industrieroboters erhöhen.to robotic Assembly is currently practiced either purely position-controlled method or else methods in which the setpoint position for the industrial robot by stationary Sensors is measured. As sensors are in particular contactless measuring distance sensors, for example in the form of a line camera or a two-dimensional camera in conjunction with appropriate Image processing systems can be formed. The accuracy of such contactless measuring sensors is already due to the distance between the Sensor and the location limited, and sufficient for many joining tasks with little play not from. Nevertheless, such demanding joining tasks with an industrial robot be able to perform with optical position sensors are mechanical joining aids used the mechanical compliance of the industrial robot increase.

Rein optisch messende Sensoren haben bei Fügeaufgaben eine Reihe von Nachteilen. Unerwartet hohe Kontaktkräfte oder -momente, wie sie im Fehlerfall auftreten können, können nicht ausgeregelt werden, da sie nicht erfasst werden. Ferner erfordern optisch messende Sensoren zum Fügen eine genaue Vermessung zwischen dem Sensorort, also der Kamera, dem Messpunkt und dem Kontaktpunkt zwischen den zu fügenden Teilen. Dabei sind unter Umständen größere Abstände sehr genau zu bestimmen, nämlich mit einem relativen Fehler von 10^–4 oder kleiner. Derartige Vermessungen sind empfindlich im Bezug auf Einflüsse durch Temperatur, Verformung durch Schwerkraft oder Fertigungstoleranzen. Diese Einflüsse lassen sich nur durch eine regelmäßige Kotrolle und Kalibrierung kompensieren. Für nachgiebige Bauteile oder Bauteile mit großen Fertigungstoleranzen ist eine allgemein gültige Vermessung nicht möglich. Daher können derartige Bauteile mit optisch messenden Sensoren alleine nicht montiert werden.Purely optically measuring sensors have a number of disadvantages in joining tasks. Unexpectedly high contact forces or moments, as they can occur in the event of a fault, can not be corrected since they are not recorded. Furthermore, optically measuring sensors for joining require an accurate measurement between the sensor location, ie the camera, the measuring point and the contact point between the parts to be joined. Under certain circumstances, larger distances can be determined very accurately, namely with a relative error of 10 ^-4 or smaller. Such surveys are sensitive to influences by temperature, deformation by gravity or manufacturing tolerances. These influences can only be compensated by a regular control role and calibration. For compliant components or components with large manufacturing tolerances a generally valid measurement is not possible. Therefore, such components can not be mounted with optically measuring sensors alone.

Ungenauigkeiten der Bewegungen des Industrieroboters, z. B. Schwingungen auf Grund von Regelbewegungen, werden durch einen stationären optischen Sensor zur Vermessung der Bauteile nicht erkannt. Ein optischer Sensor liefert nur dann ausreichend genaue Messwerte, wenn der Spalt zwischen den zu fügenden Bauteilen durch den Sensor direkt vermessen werden kann, und wenn darüber hinaus keine weiteren potentiellen Kontaktpunkte zwischen den zu fügenden Bauteilen existieren.inaccuracies the movements of the industrial robot, z. B. vibrations due to of control movements, are measured by a stationary optical sensor the components not recognized. An optical sensor only delivers sufficiently accurate readings when the gap between the components to be joined can be measured directly by the sensor, and if no more further potential contact points between the components to be joined exist.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Montageanordnung zur Montage eines Anbauteiles an ein bewegtes Basisbauteil zu schaffen, die geanu arbeitet und flexibel ist in Bezug auf verschiedene Anbauteile und Basisbauteile.task the invention it is in contrast, a Mounting arrangement for mounting an attachment to a moving base component The geanu works and is flexible in terms of different Attachments and basic components.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The Task is solved according to the invention with a Arrangement with the features of claim 1.

Die Montage-Anordnung weist an dem Manipulator einen Sensor zur Bestimmung einer Wechselbeziehungs-Größe zwischen dem ersten Manipulator und dem Basisbauteil auf. Die Signale des Sensors werden ständig an die Anlagensteuerung gesendet.The Mounting arrangement has on the manipulator a sensor for determination a correlation size between the first manipulator and the base member. The signals of Sensors are constantly sent to the plant controller.

Der Sensor dient der Koordination der Bewegungen des Manipulators mit der Bewegung bzw. Lage des Basisbauteils bzw. des gefügten Anbauteils. Dies gilt sowohl für den Zeitraum vor einem Kraftschluss des Manipulators mit dem bewegten Basisbauteil, als auch ganz besonders für den Zeitraum des Kraftschlusses mit dem Basisbauteil. Vor dem Kraftschluss, d. h, bezogen auf das Beispiel einer Fahrzeugrad-Montage, vor dem Beginn des Einschraubens des ersten Radbolzens durch den zweiten Manipulator, besteht das Problem, den zweiten Manipulator ausreichend präzise an das Anbauteil heranzuführen, wobei gleichzeitig eine Kollision des zweiten Manipulators mit dem ersten Manipulator, dem Anbauteil oder dem Basisbauteil vermieden werden soll. Während der Fixierung des Anbauteils an dem Basisbauteil durch einen zweiten Manipulator besteht ein Kraftschluss zwischen dem ersten Manipulator und dem Basisbauteil.The sensor serves to coordinate the movements of the manipulator with the movement or position of the base component or the attached attachment. This applies both for the period before a traction of the manipulator with the moving base member, as well as especially for the period of adhesion with the base member. Before the adhesion, d. h, based on the example of a vehicle wheel assembly, before the start of screwing the first wheel bolt by the second manipulator, the problem is the second Manipulator sufficiently precise to introduce the attachment, while avoiding a collision of the second manipulator with the first manipulator, the attachment or the base member. During fixation of the attachment to the base member by a second manipulator, there is a frictional connection between the first manipulator and the base member.

Während des Kraftschlusses müssen unbedingt zu hohe und unerwünschte Kräfte zwischen dem ersten Manipulator und dem Basisbauteil verhindert werden.During the Traction must necessarily too high and unwanted personnel prevented between the first manipulator and the base member become.

Da der Sensor an dem Manipulator angeordnet ist, kann der Sensor sehr nah an den Montageort herangebracht werden. Hieraus ergeben sich neue Möglichkeiten bezüglich der Genauigkeit der durch den Sensor gelieferten Sensorwerte. Aus der hohen Genauigkeit der Sensorwerte bezüglich einer oder mehrer Wechselbeziehungen können Montageaufgaben durch die Anordnung übernommen werden, die bisher wegen fehlender Genauigkeit oder fehlender Sensorwerte nicht realisierbar waren.There the sensor is arranged on the manipulator, the sensor can be very be brought close to the installation site. This results New opportunities in terms of the accuracy of the sensor values provided by the sensor. Out the high accuracy of the sensor values with respect to one or more correlations can Assembly tasks are taken by the arrangement, the previously not feasible due to lack of accuracy or missing sensor values were.

Vorzugsweise weist die Montageanordnung einen zweiten Industrieroboter mit einem zweiten Manipulator zur Fixierung des Anbauteiles an dem Basisbauteil auf. Die komplexe Aufgabe, ein Anbauteil an ein bewegtes Basisbauteil zu montieren, d. h. das Anbauteil an das Basisbauteil anzufügen und das angefügte Anbauteil an dem Basisbauteil zu fixieren, wird auf zwei Manipulatoren aufgeteilt. Weder für die Füge-Aufgabe des ersten Manipulators noch für die Fixierungs-Aufgabe des zweiten Manipulators sind komplexe Werkzeuge erforderlich, sondern reichen relativ einfache standardisierte und preiswerte Werkzeuge aus. Eine Umrüstung der Montage-Anordnung auf andere Anbauteile und/oder Basisbauteile, beispielsweise auf andere Räder und/oder andere Fahrzeuge, ist häufig nicht erforderlich, sondern kann alleine durch Aufruf eines anderen Montageprogramms in der Anlagensteuerung angepasst werden. Neben der Vermeidung hoher Kosten für viele und komplexe Werkzeuge entfallen, bezogen auf den Produktionsprozess, lange Umrüstzeiten. Werkzeuge für den zweiten Manipulator zur Fixierung des Anbauteiles an dem Basisbauteil sind in der Regel als standardisierte Werkzeuge preiswert erhältlich und universell einsetzbar. Auch ein Werkzeug für den ersten Manipulator zum Halten des Anbauteiles ist bedeutend weniger spezifisch und komplex.Preferably the mounting arrangement has a second industrial robot with a second manipulator for fixing the attachment to the base member on. The complex task, an attachment to a moving base component to assemble, d. H. Attach the attachment to the base member and the attached Attachment to the base member is fixed to two manipulators divided up. Neither for the joining task the first manipulator still for the fixation task the second manipulator complex tools are required, but range from relatively simple standardized and inexpensive tools out. A conversion the mounting arrangement on other attachments and / or base components, for example, on other wheels and / or other vehicles, is common not required but can be alone by calling another Assembly program in the plant control can be adjusted. Next avoiding high costs for many and complex tools are eliminated, related to the production process, long changeover times. Tools for the second manipulator for fixing the attachment to the base member are usually available as standardized tools inexpensively and universally used. Also a tool for the first manipulator to hold the attachment is significant less specific and complex.

Das Fixieren kann durch einfaches Andrücken des Anbauteiles an das Basisbauteil erfolgen, beispielsweise bei einer Klebeverbindung, oder aber kann durch Betätigung eines Verriegelungsmechanismus erfolgen. In der Regel erfordert die Fixierung des Anbauteiles an dem Basisbauteil jedoch ein Werkzeug, beispielsweise zum Schrauben, Nieten, Klammern oder für andere mechanische Befestigungsverfahren.The Fixing can be done by simply pressing the attachment to the Base component done, for example, in an adhesive bond, or else can by operation a locking mechanism. Usually requires However, the fixation of the attachment to the base member, a tool, for example, for screws, rivets, brackets or others mechanical fastening methods.

Trotz der höheren Investitionskosten für einen zweiten Industrieroboter bzw. einen zweiten Manipulator ist die Montageanordnung mit zwei Manipulatoren durch die erheblich geringeren Werkzeugkosten und die viel kürzeren Umrüstzeiten wirtschaftlicher als der Betrieb mit nur einem einzigen Industrieroboter.In spite of the higher one Investment costs for a second industrial robot or a second manipulator the mounting arrangement with two manipulators by the considerably lower tooling costs and much shorter changeover times more economical than Operation with only a single industrial robot.

Ferner können durch die Verwendung von zwei Manipulatoren anstelle eines einzigen Manipulators mit Spezialwerkzeug insgesamt kleinere und der jeweiligen Montageaufgabe angemessen dimensionierte Manipulatoren bzw. Industrieroboter gewählt werden. Beispielsweise kann der erste Industrieroboter mit dem ersten Manipulator zum Halten und Fügen des relativ schweren Anbauteiles als sog. Portalroboter ausgelegt sein, während der zweite Industrieroboter mit dem zweiten Manipulator zur Fixierung des Anbauteiles als leichter Knickarmroboter ausgelegt sein kann, der aufgrund seiner geringen Traglast und leichteren Konstruktion erheblich schneller beschleunigen und arbeiten kann.Further can through the use of two manipulators instead of a single one Manipulator with special tool overall smaller and the respective Assembly task appropriately dimensioned manipulators or industrial robots chosen become. For example, the first industrial robot with the first Manipulator for holding and joining the relatively heavy attachment designed as so-called. Portal robot be while the second industrial robot with the second manipulator for fixation the attachment can be designed as a lightweight articulated robot, due to its low payload and lighter construction accelerate and work much faster.

Der Einsatz von mindestens zwei voneinander unabhängigen Manipulatoren erlaubt die gleichzeitige Ausführung verschiedener Aufgaben. So können das Anbauteil einerseits als auch Fixierungs-Elemente wie beispielsweise Schrauben, andererseits unabhängig voneinander und ggf. gleichzeitig von den beiden Manipulatoren aufgenommen werden, bevor der eigentliche Montagevorgang beginnt. Der erste Industrieroboter bzw. der erste Manipulator kann mit der Aufnahme des folgenden Anbauteiles bereits beginnen, sobald das Anbauteil durch den zweiten Manipulator vorläufig an das Basisbauteil geheftet ist. Während der zweite Industrieroboter bzw. der zweite Manipulator mit der weitergehenden Fixierung des Anbauteiles an dem Basisbauteil befasst ist, kann der erste Industrieroboter bzw. der erste Manipulator andere Aufgaben ausführen, beispielsweise auf andere Weise an der Fixierung mitwirken oder mit der Aufnahme des folgenden Anbauteiles beginnen.Of the Use of at least two independent manipulators allowed the concurrent execution different tasks. So can the attachment on the one hand and fixing elements such as Screws, on the other hand independent taken from each other and possibly simultaneously from the two manipulators before the actual assembly process begins. The first Industrial robot or the first manipulator can with the recording the next attachment already begin as soon as the attachment through the second manipulator for the time being is stapled to the base member. While the second industrial robot or the second manipulator with the further fixation of the Attachment is concerned to the base member, the first industrial robot or the first manipulator perform other tasks, such as others Way to participate in the fixation or with the inclusion of the following Start attachments.

Die Montage-Anordnung mit zwei voneinander unabhängigen Manipulatoren ist insbesondere für Montagesituationen sinnvoll, bei denen zwischen der Anbauteil-Haltevorrichtung und dem Fixierungs-Werkzeug mehrere zusätzliche Freiheitsgrade erforderlich sind. Diese sind beispielsweise dann erforderlich, wenn das Anbautei elastisch verformt wird oder wenn die Maße des Anbauteiles bei verschiedenen Anbauteilen so unterschiedlich sind, dass eine feste Beziehung zwischen dem Haltepunkt und dem Fixierungspunkt nicht so genau bekannt ist, wie dies zur Fixierung nötig wäre. Zusätzliche Freiheitsgrade sind auch dann erforderlich, wenn der Greifpunkt, an dem der erste Industrieroboter mit dem ersten Manipulator das Anbauteil hält, bei verschiedenen Greifvorgängen unterschiedlich liegt oder nicht genau ermittelt werden kann. Schließlich sind auch dann ein oder mehrere zusätzliche Freiheitsgrade erforderlich, wenn dies zum Fixieren erforderlich ist, beispielsweise bei der Fixierung durch eine Verriegelung oder durch einen Bajonett-Verschluss, oder aber bei einer Fixierung durch mehrere Fixierungselemente, beispielsweise Schraubbolzen.The assembly arrangement with two independent manipulators is particularly useful for mounting situations in which several additional degrees of freedom between the attachment holder and the fixing tool are required. These are required, for example, when the Anbautei is elastically deformed or when the dimensions of the attachment are different for different attachments so that a fixed relationship between the breakpoint and the fixation point is not known as precisely as would be necessary for fixation. Additional degrees of freedom are required even if the gripping point at which the first industrial robot with the first Mani pulator holds the attachment, is different for different gripping operations or can not be determined accurately. Finally, one or more additional degrees of freedom are required even if this is required for fixing, for example, in the fixation by a lock or by a bayonet closure, or in a fixation by a plurality of fixing elements, such as bolts.

Die Montage-Anordnung ist ferner insbesondere für Montageaufgaben geeignet, bei denen Kräfte auf das Basisbauteil und/oder das Anbauteil ausgeübt werden müssen. Es kann beispielsweise erforderlich sein, das Anbauteil an das Basisbauteil anzudrücken, um eine Vorspannung oder die Rastkraft eines Rastelementes zu überwinden. Die dabei auftretenden Kräfte und/oder Momente werden nach der Fixierung des Anbauteiles ggf. durch Fixierelemente, beispielsweise Schraubbolzen, übernommen. Die erforderliche Kraft kann durch den ersten Manipulator oder auch durch den zweiten Manipulator ausgeübt werden. Die Montage-Anordnung ist auch für eine Montageaufgabe geeignet, bei der der zweite Manipulationsarm eine Kraft und/oder ein Moment auf das Basisbauteil ausüben muss, um eine Verriegelung zu öffnen, die es dem ersten Manipulator erst ermöglicht, das Anbauteil kraftfrei und/oder momentenfrei oder nahezu kraftfrei und/oder momentenfrei zu fügen.The Mounting arrangement is also particularly suitable for assembly tasks, where forces be exercised on the base member and / or the attachment have to. For example, it may be necessary to attach the attachment to the base member to press, to overcome a bias or the detent force of a locking element. The forces occurring and / or moments are after the fixation of the attachment by fixing, such as bolts, taken over. The required force can be through the first manipulator or else be exercised by the second manipulator. The assembly arrangement is also for a mounting task suitable, in which the second manipulation arm must exert a force and / or a moment on the base component, to open a lock, which allows the first manipulator, the attachment without force and / or torque-free or virtually power-free and / or torque-free to add.

Bei der Fahrzeug-Montage führt der erste Industrieroboter mit seinem ersten Manipulator das Fahrzeug-Rad an die Radnabe des Basisbauteiles, also des Fahrzeuges, woraufhin der zweite Manipulator mit einem Standard-Fixierungs-Werkzeug, beispielsweise einer Schraub-Vorrichtung, das Rad mit den Schraubbolzen vorläufig heftet, so dass nach erfolgtem Heften der erste Manipulator von dem Anbauteil bereits abgezogen werden kann, um das folgende Anbauteil aufzunehmen, während der zweite Manipulator die Schraubbolzen bis zum vorgeschriebenen Nenn-Drehmoment anschraubt.at the vehicle assembly leads the first industrial robot with its first manipulator the vehicle wheel to the wheel hub of the base member, so the vehicle, whereupon the second manipulator with a standard fixation tool, for example a screwing device that provisionally staples the wheel with the bolts, so that after successful stapling the first manipulator of the attachment already withdrawn to accommodate the following attachment, while the second manipulator the bolts to the prescribed Screwed nominal torque.

Vorzugsweise weist der dem ersten Manipulator zugeordnete Endeffektor eine Anbauteil-Haltevorrichtung auf und/oder weist der dem zweiten Manipulator zugeordnete Endeffektor ein Fixierungs-Werkzeug auf.Preferably the end effector associated with the first manipulator has an attachment holding device and / or has the end effector associated with the second manipulator a fixation tool.

Vorzugsweise ist eine gemeinsame Fördervorrichtung für die Industrieroboter bzw. die Manipulatoren vorgesehen. Die Linearbewegung der Industrieroboter bzw. der Manipulatoren kann auf diese Weise mit der Linearbewegung des Basisbauteiles synchronisiert werden. Hierdurch werden ggf. erhebliche Probleme vermieden, die bei einer Linearbewegung des Basisbauteiles und stationären Industrierobotern bzw. Manipulatoren auftreten.Preferably is a common conveyor for the Industrial robot or the manipulators provided. The linear movement the industrial robot or the manipulators can in this way be synchronized with the linear movement of the base member. As a result, if necessary, significant problems are avoided in a Linear movement of the base component and stationary industrial robots or Manipulators occur.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Basisbauteil ein Roh-Fahrzeug und ist das Anbauteil ein Fahrzeug-Rad.According to one preferred embodiment, the base member is a raw vehicle and the attachment is a vehicle wheel.

Die Sensoranordnung weist vorzugsweise einen Kraft-Sensor, einen Momenten-Sensor und/oder einen optischen Lagesensor auf, mit denen die Wechselbeziehungsgröße Entfernung bzw. Lage, Kraft und/oder Momente zwischen dem ersten Manipulator und dem Basisbauteil und/oder dem Anbauteil ermittelt wird. Unter der Wechselbeziehungsgröße Entfernung wird vorliegend nicht ausschließlich ein Entfernungsvektor verstanden, sondern auch eine Positionsermittlung in Welt-Koordinaten oder anderen Koordinaten, aus denen jederzeit die Entfernung zwischen dem Manipulator zu dem betreffenden Bauteil ermittelt werden kann. Durch den Kraft-Sensor können während des Kraftschlusses zwischen dem Manipulator und dem Basisbauteil die zwischen beiden wirkenden Kräfte ermittelt werden.The Sensor arrangement preferably has a force sensor, a torque sensor and / or a optical position sensor, with which the correlation relation distance or position, force and / or moments between the first manipulator and the base component and / or the attachment is determined. Under the correlation relation distance in the present case is not exclusively one Distance vector understood, but also a position determination in world coordinates or other coordinates from which any time the distance between the manipulator and the component in question can be determined. Through the force sensor can during the adhesion between the manipulator and the base member acting between the two personnel be determined.

Der Kraft-Sensor kann ein reiner Kraft-Sensor sein, oder ein Kraft-Drehmoment-Sensor, d. h. ein Sensor der sowohl Kräfte in mindestens einer Raumachse als auch Drehmomente um mindestens eine Raumachse ermittelt. Durch den Einsatz eines Kraft-Sensors an dem Endeffektor können die auf den Endeffektor einwirkenden Kräfte und Drehmomente erfasst werden. Damit können bei einer Fügesituation insbesondere unerwartete Kontaktkräfte und -momente erfasst werden und für die Steuerung und Regelung des Industrieroboters und insbesondere der Raumlage des Endeffektors herangezogen werden. Hierdurch ergeben sich geringere Anforderungen an die Positioniergenauigkeit des Industrieroboters und auch an die Genauigkeit der Programmierung sowie der Vermessung zwischen dem Messpunkt und dem Kontaktpunkt. Ferner kann auf eine regelmäßige Kalibrierung verzichtet werden, bzw. die Kalibrierung während des Regelbetriebes durch Auswertung der Signalwerte des Kraftsensors automatisch vorgenommen werden. Hierdurch wird auch die Umstellung bzw. Neuprogrammierung des Industrieroboters für einen neuen Montagevorgang erheblich vereinfacht.Of the Force sensor may be a pure force sensor, or a force-torque sensor, d. H. a sensor of both forces in at least one spatial axis as well as torques around at least a spatial axis determined. By using a force sensor at the end effector can detects the forces and torques acting on the end effector become. With that you can in a joining situation in particular unexpected contact forces and moments are recorded and for the control and regulation of the industrial robot and in particular the spatial position of the end effector are used. This results lower demands on the positioning accuracy of the industrial robot and also to the accuracy of the programming as well as the measurement between the measuring point and the contact point. It also indicates a regular calibration be omitted, or the calibration during normal operation by Evaluation of the signal values of the force sensor made automatically become. This will also change or reprogramming of the industrial robot for considerably simplifies a new assembly process.

Die Verwendung eines dem Endeffektor zugeordnetem Kraftsensors ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Montageaufgabe das Ausüben von Kräften und/oder Momenten von dem Industrieroboter auf das Anbauteil und/oder das Basisbauteil erfordert. Fügehilfen oder andere rein passive Nachgiebigkeiten können für derartige Montageaufgaben nicht verwendet werden, da bei passiven Systemen ein kleiner Restfehler an Kräften und Momenten von einer kleinen Impedanz abhängen. Die auszuübenden Kräfte und Momente erfordern aber große Impedanzen, da andernfalls die Auslenkungen zu groß sind.The Use of a force sensor associated with the end effector is in particular then advantageous if the assembly task, the exercise of forces and / or Moments from the industrial robot to the attachment and / or the Basic component required. Insertion Units or other purely passive compliances can not for such assembly tasks can be used because with passive systems a small residual error in forces and moments depend on a small impedance. The forces to be exercised and Moments, however, require big ones Impedances, otherwise the deflections are too large.

Vorzugsweise ist eine Überlast-Kontrollvorrichtung vorgesehen, die ein Überlast-Signal ausgibt, wenn der von dem Kraftsensor gelieferte Signalwert eine festgelegte Grenzkraft überschreitet. Hierdurch kann die Betriebssicherheit erheblich erhöht werden, da die bei unerwarteten und unerwünschten Kollisionen auftretendenden hohen Kontaktkräfte und -momente durch die Überlast-Kontrollvorrichtung erkannt und begrenzt werden können. Insbesondere wird hierdurch ein erhöhter Schutz für in dem Arbeitsfeld des Industrieroboters arbeitende Personen realisiert.Preferably is an overload control device provided that outputs an overload signal when the signal value provided by the force sensor exceeds a predetermined limit force. As a result, the reliability can be significantly increased since the unexpected and unwanted Collisions occurring high contact forces and moments by the overload control device can be recognized and limited. In particular, this is an increased protection for in the Working field of industrial robots working people realized.

Vorzugsweise ist der Endeffektor mit einem Federelement federnd an einem Manipulatorelement gelagert. Der Endeffektor ist also federnd gelagert und kann entsprechend nachgeben, wenn dies erforderlich ist.Preferably the end effector is resiliently mounted with a spring element on a manipulator element. The end effector is thus spring-mounted and can accordingly give in, if necessary.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Kraft-Sensor als Längensensor eines Federelementes ausgebildet. Anstelle eines unmittelbar Kräfte und Momente messenden Sensors werden an definierten Orten Lageabweichungen an Manipulatorelementen und dem Endeffektor des Industrieroboters gemessen und dadurch Kräfte und/oder Momente ermittelt. So kann als Kraft-Sensor beispielsweise ein kalibriertes Feder-Dämpfer-Element zur Kraftmessung verwendet werden. Mit der Federkonstanten K, der Dämpferkonstanten D, der Positionsabweichung Δx gegenüber der Gleichgewichtslage und derAccording to one preferred embodiment is the force sensor as a length sensor formed of a spring element. Instead of an immediate powers and Moments of measuring sensor are at defined locations positional deviations measured on manipulator elements and the end effector of the industrial robot and thereby forces and / or moments determined. For example, as a force sensor a calibrated spring-damper element used for force measurement. With the spring constant K, the damping coefficient D, the position deviation Δx across from the equilibrium position and the

Geschwindigkeit Δx der Positionsabweichung ergibt sich die Beziehung K·Δx + D·Δx = f wobei f die Kontaktkraft ist.Speed Δx the position deviation gives the relationship K · Δx + D · Δx = f where f is the contact force.

Bei einem in mehreren Freiheitsgraden messenden Kraft-Sensor sind die Variablen Δx, Δx und f Vektoren der entsprechenden Dimension, wobei die Elemente bei rotatorischen Freiheitsgraden Oriertierungen bzw. Drehgeschwindigkeiten darstellen. K und D sind im mehrdiemensionalen Fall Matrizen. Die Koeffizienten, die Lagen, also Positionen und Orientierungen, und deren Ableitungen oder daraus bestimmte Kenngrößen in Kräfte und Momente umrechnen, werden als Impedanzen bezeichnet.at a measuring in several degrees of freedom force sensor are the Variables Δx, Δx and f vectors the corresponding dimension, the elements being rotational Degrees of freedom represent orientations or speeds of rotation. K and D are matrices in the multi-dimensional case. The coefficients, the layers, ie positions and orientations, and their derivatives or from it certain characteristics into forces and Converting moments are called impedances.

Sofern der Endeffektor oder ein damit geführtes Anbauteil oder Werkzeug eine beschleunigte Bewegung ausführt, müssen ferner die Bescheunigungskräfte sowie die Zentrifugal- und Corioliskräfte zu der gemessenen Kraft f addiert werden, um die Kontaktkraft f_k zu bestimmen. Dies kann auch durch eine Erweiterung der Impedanzgleichung zu K·Δx + D·Δx + V(x) + M·ẍ = fK ausgedrückt werden, wobei M der Trägheitstensor (Massenmatrix) und V der die Coriolis- und Zentrifugalkräfte berücksichtigende Term ist. Beide genannten Größen beschreiben die Kräfte, die auf Grund der Massen zwischen dem Kraft-Sensor und dem Kontaktpunkt entstehen. x beschreibt die absolute Lage des Bezugspunktes für den Trägheitstensor. ẍ ist in einem Inertialsystem ausgedrückt.In addition, if the end effector or any attached attachment or tool performs an accelerated motion, the acceleration forces as well as the centrifugal and Coriolis forces must be added to the measured force f to determine the contact force f _k . This can also be achieved by an extension of the impedance equation K · Δx + D · Δx + V (x) + M · ẍ = f K where M is the inertial tensor (mass matrix) and V is the term taking Coriolis and centrifugal forces into account. Both of these quantities describe the forces that arise due to the masses between the force sensor and the contact point. x describes the absolute position of the reference point for the inertial tensor. ẍ is expressed in an inertial system.

Im Gegensatz zum eigentlichen Fügevorgang ist die Kompensation von Trägheitskräften insbesondere dann wichtig, wenn während einer Relativ-Bewegung des Endeffektors festgestellt werden soll, ob Kontaktkräfte auftreten.in the Contrary to the actual joining process is the compensation of inertial forces in particular then important if during a relative movement the end effector should be determined whether contact forces occur.

Industrieroboter ohne nennenswerte Nachgiebigkeit in den Achsen, den Kraft-Sensoren, dem Endeffektor bzw. dem Werkzeug lassen sich zu anspruchsvollen Fügeaufgaben nur eingeschränkt einsetzen, da ohne eine nennenswerte Nachgiebigkeit die Anforderungen an die Lageregelung bezüglich Genauigkeit und Dynamik sehr hoch sind. Die Positioniergenauigkeit des Industrieroboters kann beispielsweise schon einen unerlaubt hohen Kraft- oder Momentenfehler entsprechen, oder aber die verfügbare Beschleunigung des Industrieroboters ist zum Ausregelen von Stoßvorgängen zu klein. Beides trifft insbesondere auf große und schwere Industrieroboter zu. Dieses Problem wird mit einem mit einem Federelement gelagerten Endeffektor gelöst, wobei dem Federelement ein Längensensorelement zugeordnet sein kann, das im Zusammenspiel mit dem Federelement den Kraftsensor bildet.industrial robots without significant compliance in the axes, the force sensors, the end effector or the tool can be used for demanding joining tasks only limited use, as without a significant yield the requirements to the position control with regard to accuracy and dynamics are very high. The positioning accuracy of the industrial robot For example, it may already be an unauthorized high force or torque error match, or the available Acceleration of the industrial robot is to compensate for shock events too small. Both apply in particular to large and heavy industrial robots to. This problem is with a bearing with a spring element End effector solved, wherein the spring element is a length sensor element can be assigned, in interaction with the spring element forms the force sensor.

Eine reine Messung von Kräften und Momenten durch den Kraft-Sensor und ohne ein entsprechendes Federelement ist nur bei positionsmäßig genau definierten Aufgaben möglich, da der Kraft-Sensor oder der Kraft-Momenten-Sensor erst bei Kontakt Kraftwerte liefert. Daher kann bei Montageaufgaben zusätzlich der Einsatz eines berührungslosen, beispielsweise eines bildgebenden optischen Sensors hilfreich sein. Dies ist insbesondere bei Montageaufgaben an bewegten Fördervorrichtungen sinnvoll.A pure measurement of forces and moments through the force sensor and without a corresponding one Spring element is only in positionally defined tasks possible, because the force sensor or the force-moment sensor only when in contact Force values. Therefore, in addition to the assembly tasks Use of a non-contact, For example, be helpful for an imaging optical sensor. This is particularly useful for assembly tasks on moving conveyors.

Zur Berücksichtigung von Kräften und Momenten bei der Steuerung des Industrieroboters wird der Vektor f_d aus Sollkräften und -momenten in die Impedanzgleichung eingesetzt. Durch Lösung der Differenzialgleichung K·Δx + D·Δx = fd wird daraus die erforderliche Trajektorie der Lageänderung Δx berechnet, die von dem Industrieroboter ausgeführt werden muss, um die Sollkräfte und -momente zu erreichen. Bei Impedanzen, die nur aus einer Federkonstante K bestehen, nicht aber geschwindigkeits- oder beschleunigungsabhängige Anteile aufweisen, vereinfacht sich die Differentialgleichung zur einer linearen Gleichung. Anstelle einer Trajektorie der Lageänderung ergibt sich dann direkt die erforderliche Lage.To take into account forces and moments in the control of the industrial robot, the vector f _{d is} inserted from desired forces and moments into the impedance equation. By solving the differential equation K · Δx + D · Δx = f d From this, the required trajectory of the change in position Δx is calculated, which must be carried out by the industrial robot in order to achieve the desired forces and moments. For impedances that consist only of a spring constant K, but not speed or acceleration-dependent shares, simplifies the Differentialglei to a linear equation. Instead of a trajectory of the change in position then results directly the required location.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Endeffektor des ersten Manipulators eine Anbauteil-Haltevorrichtung für ein Fahrzeug-Rad. Bei der Montage eines Rades an einem auf einer Fördervorrichtung linear bewegten Fahrzeug, wie auch bei Montageaufgaben mit derartiger Kinematik im allgemeinen, erfolgt die grobe Bestimmung der Fügetrajektorie des Industrieroboters vorzugsweise durch Bildverarbeitung. Die Bestimmung der feinen Bewegung erfolgt durch Messung der Kräfte und Drehmomente durch den mit einem Federelement und dem Kraft-Sensor ausgerüsteten Endeffektor. Durch die kraft- bzw. drehmomentabhängige Regelung der Manipulatorelemente und des Endeffektors wird der Endeffektor stets so nachgeführt, dass die zulässigen Grenzen der durch das Federelement ermöglichten Auslenkung nicht erreicht werden, bzw. dass der Bereich geringer Kontaktkräfte und -momente nicht verlassen wird. Die Kompensation hochfrequenter Bewegungen und Erschütterungen der Fördervorrichtung erfolgt dagegen durch das Federelement, da eine entsprechend rasche Regelung und Reaktion der Manipulatorelemente und des Endeffektors des Industrieroboters nicht möglich ist.According to one preferred embodiment is the end effector of the first manipulator an attachment holding device for a vehicle wheel. During installation a wheel at one on a conveyor linearly moving vehicle, as well as assembly tasks with such Kinematics in general, the coarse determination of the joining trajectory of the industrial robot, preferably by image processing. The determination The fine movement is done by measuring the forces and torques through the equipped with a spring element and the force sensor end effector. Due to the force or torque-dependent control of the manipulator elements and the end effector, the end effector is always tracked so that the permissible limits the deflection made possible by the spring element can not be achieved, or that the area of low contact forces and moments will not leave. The compensation of high-frequency movements and shakes the conveyor takes place by the spring element, as a correspondingly rapid Control and reaction of the manipulator elements and the end effector of the industrial robot is not possible is.

Vorzugsweise ist der Kraft-Sensor vertikal ober- oder unterhalb des Schwerpunktes des Endeffektors angeordnet. Falls der Endeffektor eine Haltevorrichtung oder Führung für ein Anbauteil ist, wird der Kraft-Sensor bevorzugt vertikal unterhalb oder oberhalb des Endeffektors einschließlich des Anbauteiles bzw. ihres gemeinsamen Schwerpunktes angeordnet. Hierdurch wird vermieden, dass das Eigengewicht des Endeffektors und ggf. des Anbauteiles in dem Kraft-Drehmoment-Sensor große Momente erzeugt, die sowohl aus konstruktiven als auch aus messtechnischen Gründen unerwünscht sind.Preferably the force sensor is vertically above or below the center of gravity arranged the end effector. If the end effector a holding device or leadership for a Attachment is, the force sensor is preferably vertically below or above the end effector including the attached part or their common center of gravity. This avoids that the weight of the end effector and possibly the add-on part generated in the force-torque sensor large moments, both are undesirable for constructive as well as metrological reasons.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung erfasst der Kraft-Sensor mindestens zwei Raumachsen, wobei diesen Raumachsen Federelemente verschiedener Federkonstante zugeordnet sind. Insbesondere sollte der der Vertikalen zugeordnete Kraft-Sensor bzw. das der Vertikalen zugeordnete Federelement wesentlich steifer als der – bzw. dasjenige bezüglich der übrigen Freiheitsgrade ausgelegt sein. Dies ist deshalb sinnvoll, weil bezüglich der Vertikalen höhere Kräfte als in den übrigen Freiheitsgraden auftreten.According to one preferred embodiment, the force sensor detects at least two Spatial axes, these spatial axes spring elements of different Spring constant are assigned. In particular, should be the vertical associated force sensor or the vertical associated spring element much stiffer than the - or the one concerning the rest Be designed degrees of freedom. This makes sense because of the Vertical higher personnel than in the rest Degrees of freedom occur.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Sensoranordnung an einem Manipulator, und besonders bevorzugt an einem der Endeffektoren des ersten Industrieroboters, angebracht. Beispielsweise kann ein Kraft-Momenten-Sensor in der Nähe eines Flansches des Industrieroboters angeordnet sein. Ein optischer Lagesensor kann in der Nähe des sogenannten Tool-Center-Points oder eines anderen bewegten Teiles des Manipulators angeordnet sein. Die durch den Sensor erfasste Position des Basisbauteiles und/oder des Anbauteiles wird durch Auswertung der Stellung des betreffenden Industrieroboters und der Sensorwerte des Sensors auf ein von der Stellung dieses Industrieroboters unabhängiges Koordinatensystem umgerechnet, beispielsweise in Basis- oder Welt-Koordinaten. In diesem Fall können alle Industrieroboter unter Nutzung der Lageinformationen bezüglich des Basisbauteiles und/oder des Anbauteiles, und ggf. auch des ersten Manipulators, unabhängig voneinander geregelt werden. Der den Sensor aufweisende erste Industrieroboter kann die Sensorwerte auch direkt verwerten. Es können selbstverständlich auch weitere Sensorwerte von anderen Industrierobotern in der zentralen Anlagensteuerung gesammelt und allen Industrierobotern zur Verfügung gestellt werden.According to one preferred embodiment is the sensor arrangement on a manipulator, and particularly preferably on one of the end effectors of the first industrial robot, appropriate. For example, a force-moment sensor in the Near a flange be arranged of the industrial robot. An optical position sensor can close the so-called Tool Center Point or another moving part be arranged of the manipulator. The detected by the sensor Position of the base member and / or the attachment is by Evaluation of the position of the relevant industrial robot and the Sensor values of the sensor on one of the position of this industrial robot independent coordinate system converted, for example in basic or world coordinates. In this case can all Industrial robots using the location information regarding the Basic components and / or the attachment, and possibly also the first Manipulator, independent be regulated by each other. The sensor having the first industrial robot can also use the sensor values directly. It can of course also other sensor values from other industrial robots in the central Plant control collected and made available to all industrial robots become.

Alternativ kann auch die durch den Sensor bestimmte Soll-Lage des ersten Industrieroboters, des sogenannten Master-Industrieroboters bzw. seines ersten Manipulators, zur Repräsentation der Sensorwerte dienen. Weitere Industrieroboter, sogenannte Slave-Industrieroboters bzw. ihre Manipulatoren werden so angesteuert, dass sie beim Fügevorgang und/oder während eines Kraftschlusses bezüglich des Master-Industrieroboters eine vorgegebenen kartesische Lagedifferenz einnehmen.alternative can also be determined by the sensor target position of the first industrial robot, the so-called master industrial robot or its first manipulator, for representation serve the sensor values. Other industrial robots, so-called slave industrial robots or their manipulators are controlled so that they during the joining process and / or during of a frictional connection of the master industrial robot a predetermined Cartesian position difference taking.

Anstelle der Soll-Lage kann auch eine hieraus berechnete Lage oder die gemessene Ist-Lage als Industrieroboter-Stellung des Master-Industrieroboters zur Vorgabe der Bewegung des Slave-Industrieroboters verwendet werden. Unabhängig davon kann die Lage des Slave-Industrieroboters durch weitere Sensoren modifiziert werden, wenn sich herausstellt, dass die vorgegebene Differenzlage zwischen dem Master-Industrieroboter und dem Slave-Industrierober zur Ausführung der Aufgabe nicht oder nicht optimal geeignet ist.Instead of the desired position can also be a calculated position or the measured Actual position as industrial robot position of the master industrial robot be used to specify the movement of the slave industrial robot. Independently The position of the slave industrial robot can be determined by additional sensors be modified if it turns out that the given Differential position between the master industrial robot and the slave industrial top for execution the task is not or not optimal.

Der Sensor kann ferner dazu dienen, die lineare Bewegung des Basisbauteiles auf der Fördervorrichtung zu erfassen. Falls die Industrieroboter ebenfalls auf einer parallel laufenden Fördervorrichtung angeordnet sind, können die Sensorwerte des Sensors auch zur Steuerung der Industrieroboter-Fördervorrichtung verwendet werden.Of the Sensor can also serve to the linear movement of the base member on the conveyor capture. If the industrial robots also on a parallel running conveyor are arranged the sensor values of the sensor are also used to control the industrial robot conveyor.

Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.in the Following are several embodiments the invention explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen:It demonstrate:

1 Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Montage eines Anbauteiles an ein bewegtes Basisbauteil, mit mehreren Sensoren in einer Queransicht, 1 A first embodiment of an arrangement for mounting an attachment to a be moving base component, with several sensors in a transverse view,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Montage-Anordnung, bei der die Industrieroboter auf einer Fördervorrichtung angeordnet sind in Draufsicht, 2 A second embodiment of a mounting arrangement, in which the industrial robots are arranged on a conveying device in plan view,

3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Diagrammes der Verarbeitung der Sensorwerte, 3 a first embodiment of a diagram of the processing of the sensor values,

4 ein zweites Diagramm zur Darstellung der Verarbeitung der Sensorwerte, und 4 a second diagram showing the processing of the sensor values, and

5 ein drittes Diagramm zur Darstellung einer Verwertung der Sensorwerte. 5 a third diagram showing the utilization of the sensor values.

In der 1 ist eine Anordnung 10 zur Montage eines Anbauteiles 12 an ein bewegtes Basisbauteil 14 dargestellt. Das Basisbauteil 14 wird kontinuierlich linear bewegt durch eine Fördervorrichtung 16. Das Basisbauteil 14 ist ein Fahrzeug, und das Anbauteil 12 ist ein Fahrzeug-Rad.In the 1 is an arrangement 10 for mounting an attachment 12 to a moving base component 14 shown. The basic component 14 is continuously moved linearly by a conveyor 16 , The basic component 14 is a vehicle, and the attachment 12 is a vehicle wheel.

Zur Montage des Anbauteiles 12 sind zwei sechsachsige Industrieroboter 20, 22 vorgesehen. Der erste Industrieroboter 20 weist einen ersten Manipulator 21 und der zweite Industrieroboter 22 weist einen zweiten Manipulator 23 auf. Die Manipulatoren 21, 23 sind jeweils als Knickarme ausgeführt.For mounting the attachment 12 are two six-axis industrial robots 20 . 22 intended. The first industrial robot 20 has a first manipulator 21 and the second industrial robot 22 has a second manipulator 23 on. The manipulators 21 . 23 are each designed as articulated arms.

Der erste Industrieroboter 20 weist als Endeffektor 26 eine Haltevorrichtung 28 auf, die das Anbauteil 12 bis zur Fixierung hält. An dem Endeffektor 26 des ersten Industrieroboters 20 ist zwischen der Haltevorrichtung 28 und dem Manipulator 21 ein sechsachsiger Kraft-Sensor 30 angeordnet, der die Kräfte und Drehmomente zwischen der Haltevorrichtung 28 und dem Manipulator 21 ermittelt. Ferner ist starr mit der Haltevorrichtung 28 ein optischer Sensor 32 vorgesehen, der als Digitalkamera ausgebildet ist.The first industrial robot 20 points as the end effector 26 a holding device 28 on that the attachment 12 until fixation stops. At the end effector 26 the first industrial robot 20 is between the fixture 28 and the manipulator 21 a six-axis force sensor 30 arranged, the forces and torques between the holding device 28 and the manipulator 21 determined. Furthermore, it is rigid with the holding device 28 an optical sensor 32 provided, which is designed as a digital camera.

Der zweite Industrieroboter 22 weist an dem distalen Ende des zweiten Manipulators 23 ebenfalls einen Endeffektor 36 auf, an dem ein Fixierungswerkzug 38 zum Fixieren des Anbauteiles 12 an dem Basisbauteil 14 befestigt ist. Das Fixierungswerkzeug 38 ist vorliegend eine Schraubvorrichtung, die Radbolzen in die basisbauteilseitige Rad-Nabe zur Fixierung des Fahrzeug-Rades an der Nabe einschraubt.The second industrial robot 22 points at the distal end of the second manipulator 23 also an end effector 36 on, on which a fixation work train 38 for fixing the attachment 12 on the base component 14 is attached. The fixation tool 38 In the present case, a screwing device which screws wheel bolts into the base component-side wheel hub for fixing the vehicle wheel to the hub.

Es ist ferner eine Anlagensteuerung 40 vorgesehen, die alle Komponenten der Montageanordnung 10 steuert und regelt.It is also a plant control 40 provided all the components of the mounting arrangement 10 controls and regulates.

Die Montage des Anbauteiles an das bewegte Basisbauteil erfolgt im Fließbetrieb, da hierdurch der Platzbedarf für ein Ein- und Austakten entfällt, der bei einer getakteten Montage an einer Fördervorrichtung nötig wäre.The Assembly of the attachment to the moving base component takes place in flow operation, because of this the space requirement for an in-and-out file is omitted, which would be necessary for a clocked mounting on a conveyor.

Die beiden Industrieroboter 20, 22 montieren nacheinander jeweils ein vorderes und ein hinteres Anbauteil, nämlich ein Vorderrad und ein Hinterrad. Hierfür steht jeweils die Zeit zur Verfügung, die die Fördervorrichtung benötigt, um das hintere Anbauteil an die Position zu bringen, an der sich zu Beginn der Bewegung das vordere Anbauteil befand. Bei einem Radstand, d. h. bei einem Abstand der beiden montierten Anbauteile zueinander von 2,5 m und einer Fördergeschwindigkeit von 6 m/min. stehen für die Montage eines Anbauteiles ca. 25 Sekunden zur Verfügung. Diese Zeit ist ausreichend zum Aufnehmen des Anbauteiles und der Fixierungsmittel, der Radbolzen, und zur Montage des Anbauteiles 12 an das Basisbauteil 14.The two industrial robots 20 . 22 successively mount each a front and a rear attachment, namely a front wheel and a rear wheel. In each case, the time is available for the conveyor device to bring the rear attachment to the position at the beginning of the movement, the front attachment was. For a wheelbase, ie at a distance of the two mounted add-on parts from each other by 2.5 m and a conveying speed of 6 m / min. are available for mounting an attachment for approx. 25 seconds. This time is sufficient for receiving the attachment and the fixing means, the wheel bolts, and for mounting the attachment 12 to the base component 14 ,

Die Montage eines Anbauteiles erfolgt wie folgt:
Zunächst ergreift der erste Industrieroboter 20 mit seiner Haltevorrichtung 28 ein neues Anbauteil 12, ein Fahrzeug-Rad. Die Haltevorrichtung 28 hält das Anbauteil 12 von unten, so dass der Kraft-Sensor 30 durch das Eigengewicht des Anbauteiles 12 nur in einer senkrechten Komponente belastet wird. Durch die symmetrische Ausgestaltung der Haltevorrichtung 28 erzeugt das Eigengewicht des Anbauteiles 12 und der Haltevorrichtung 28 kein nennenswertes Moment in dem Kraft-Sensor 30.The assembly of an attachment is done as follows:
First, the first industrial robot takes hold 20 with his holding device 28 a new attachment 12 , a vehicle wheel. The holding device 28 holds the attachment 12 from below, leaving the force sensor 30 by the weight of the attachment 12 is loaded only in a vertical component. Due to the symmetrical design of the holding device 28 generates the dead weight of the attachment 12 and the holding device 28 no significant moment in the force sensor 30 ,

Der zweite Industrieroboter 22 hält an seinem Endeffektor 36 das Fixierungswerkzeug 38 ungefähr in seinem Schwerpunkt, so dass auch dort statische Momente vermieden werden.The second industrial robot 22 stops at his end effector 36 the fixation tool 38 approximately in its center of gravity, so that there static moments are avoided.

Bei der vorliegenden Montage-Anordnung 10 kann der erste Industrieroboter 20 als sogenannter Konsolroboter ausgebildet sein.In the present assembly arrangement 10 may be the first industrial robot 20 be designed as a so-called console robot.

Bei der Montage eines Fahrzeugrades ist der Montageort, d. h. die Rad-Nabe des Basisbauteiles 14, relativ frei zugänglich und kann daher kollisionsfrei von den Industrierobotern 20, 22 erreicht werden, auch wenn sich der Montageort ein bis zwei Meter neben den Basen der Industrieroboter 20, 22 befindet, und daher in Winkeln bis zu 60° gegenüber der Normalen zur Förderrichtung arbeiten muss. Bei anderen Montageaufgaben, beispielsweise bei der Montage von Anbauteilen im Inneren eines Fahrzeuges ist dies nicht möglich. Für derartige Montageaufgaben müssen die Industrieroboter auf einer eigenen Fördervorrichtung montiert werden, die die beiden Industrieroboter auf einer Zusatzachse parallel zur Förderrichtung des Basisbauteiles führt.When mounting a vehicle wheel is the mounting location, ie the wheel hub of the base component 14 , relatively freely accessible and therefore can be collision-free from the industrial robots 20 . 22 be achieved, even if the mounting location one to two meters next to the bases of industrial robots 20 . 22 and therefore must work at angles up to 60 ° to the normal to the direction of conveyance. In other assembly tasks, for example, during the assembly of attachments inside a vehicle, this is not possible. For such assembly tasks, the industrial robots must be mounted on a separate conveyor, which leads the two industrial robots on an additional axis parallel to the conveying direction of the base component.

Die grobe Positionierung des Anbauteiles 12 erfolgt durch Auswertung der Sensorwerte des optischen Sensors 32, erfolgt also bildgestützt anhand von Merkmalen, die nicht durch das Anbauteil verdeckt werden. Aus den Bildern des optischen Sensors 32 bestimmt die Anlagensteuerung 40 eine grobe Bahn für den Endeffektor 26 bzw. die Anbauteil-Haltevorrichtung 28. Die Bahn wird unter der Annahme bestimmt, dass sich die Fördervorrichtung mit einer Nominalgeschwindigkeit von beispielsweise 6 m/min. bewegt. Auf diese Weise lässt sich der Fügeort, also der Ort, an dem das Anbauteil 12 an das Basisbauteil 14 gefügt wird, mit einer Genauigkeit von etwa 1 mm bestimmen.The rough positioning of the attachment 12 takes place by evaluation of the sensor values of the optical sensor 32 , So it is image-based on features that are not covered by the attachment. From the pictures of the optical sensor 32 determines the plant control 40 a big one train for the end effector 26 or the attachment holding device 28 , The web is determined on the assumption that the conveyor is at a nominal speed of, for example, 6 m / min. emotional. In this way, the place of joining, ie the place where the attachment 12 to the base component 14 is determined with an accuracy of about 1 mm.

Das Anbauteil, also das Fahrzeug-Rad wird an das Basisbauteil 14, also an die Fahrzeug-Nabe angesetzt. Bis zur Fixierung muss das Anbauteil 12 noch durch die Anbauteil-Halterung 28 des ersten Industrieroboters 20 gehalten werden.The attachment, so the vehicle wheel is to the base member 14 , so attached to the vehicle hub. Until fixation, the attachment must 12 still through the attachment bracket 28 the first industrial robot 20 being held.

Der optische Sensor 32 ist nach der Fügung des Anbauteiles 12 an das Basisbauteil 14 nicht mehr für eine Regelung der erforderlichen Nachführung der Haltevorrichtung 28 geeignet. Die Feinpositionierung der Haltevorrichtung 28 zu dem durch die Fördervorrichtung 16 bewegten Basisbauteil 14 und die Regelung der Geschwindigkeit des Endeffektors des ersten Industrieroboters 20 in Förderrichtung erfolgt durch Nutzung der Sensorwerte des Kraft-Sensors 30. Dieser Kraft-Sensor 30 misst in allen Freiheitsgraden, außer der senkrechten Kraftkomponente, in der die Gewichtskraft der Haltevorrichtung 28 und des Anbauteiles 12 wirkt, sehr fein. Der Kraft-Sensor 30 ist auch in der Lage, an einem Vorderrad den Lenkwinkel zu erfassen.The optical sensor 32 is after the addition of the attachment 12 to the base component 14 no longer for a regulation of the required tracking of the holding device 28 suitable. The fine positioning of the holding device 28 to the conveyor 16 moving base component 14 and the speed control of the end effector of the first industrial robot 20 in the conveying direction by using the sensor values of the force sensor 30 , This force sensor 30 Measures in all degrees of freedom, except the vertical force component, in which the weight of the fixture 28 and the attachment 12 works, very fine. The force sensor 30 is also capable of detecting the steering angle on a front wheel.

Wegen der unvermeidlichen zeitlichen Verzögerung der Lage-Regelung durch die Anlagensteuerung 40 ist der Kraft-Sensor 30 nachgiebig ausgebildet, so dass die Haltevorrichtung 28 auf auf sie von außen wirkende Kräfte und Momente passiv nachgebend reagieren kann.Because of the inevitable time lag of the position control by the plant control 40 is the force sensor 30 compliant, so that the holding device 28 reacting passively to forces and moments acting on them from outside.

Nach dem Fügevorgang des Anbauteiles 12 an das Basisbauteil 14 und dem Ausgleichen noch vorhandener Regeldifferenzen wird der zweite Industrieroboter 22, ähnlich einer Master-Slave-Steuerung, an die durch die Sensoren 30, 32 an dem ersten Industrieroboter 20 ermittelte Position des Anbauteiles 12 geführt. Die Fixierungsmittel, also Radbolzen, werden durch das Fixierungswerkzeug 38, also die Schraubvorrichtung, durch die Löcher in der Rad-Felge und in die Gewindebohrungen an der Rad-Nabe eingesteckt, woraufhin die Schraubvorrichtung die Radbolzen sofort durch eine Schraubbewegung in die Gewindebohrungen eindreht.After the joining process of the attachment 12 to the base component 14 and the compensation of remaining control differences is the second industrial robot 22 , similar to a master-slave controller, to which through the sensors 30 . 32 at the first industrial robot 20 Determined position of the attachment 12 guided. The fixing means, so wheel studs are through the fixing tool 38 , So the screwing device, inserted through the holes in the wheel rim and in the threaded holes on the wheel hub, whereupon the screw rotates the wheel bolt immediately by a screwing into the threaded holes.

Voraussetzung hierfür ist grundsätzlich, dass die Lagen der Löcher in der Rad-Felge und der Gewindebohrungen in der Rad-Nabe bekannt sind und jeweils miteinander fluchten. Zur Gewährleistung einer senkrechten Ausrichtung der Haltevorrichtung 28 wurde das Anbauteil bereits beim Ergreifen so ausgerichtet, dass die Lochanordnung der Rad-Felge bei senkrecht stehender Haltevorrichtung 28 mit der Lochanordnung der Rad-Nabe korrespondiert. Hierzu wird die Löcheranordnung der Rad-Felge und der Rad-Nabe vor dem Ergreifen durch einen hierfür geeigneten Sensor, beispielsweise den bildgebenden Sensor 32, ermittelt. Das Fixierungswerkzeug 38, also die Schraubvorrichtung, wird durch die Anlagensteuerung 40 entsprechend der Lochanordnung in der Rad-Felge um die Radachse gedreht.The prerequisite for this is in principle that the positions of the holes in the wheel rim and the threaded holes in the wheel hub are known and each aligned with each other. To ensure a vertical alignment of the holding device 28 the attachment was already aligned when gripping so that the hole arrangement of the wheel rim with vertical holding device 28 corresponds to the hole arrangement of the wheel hub. For this purpose, the hole arrangement of the wheel rim and the wheel hub before grasping by a suitable sensor, such as the imaging sensor 32 , determined. The fixation tool 38 So the screwdriver is controlled by the plant control 40 rotated according to the hole arrangement in the wheel rim around the wheel axle.

Der das Fixierungswerkzeug 38 führende zweite Industrieroboter 22 weist eine passive Nachgiebigkeit auf, um verbleibende Ungenauigkeiten oder Regeldifferenzen durch eine ggf. ungleichmäßige Linearbewegung der Fördervorrichtung 16 auszugleichen. Eine Messung der Auslenkungen der Nachgiebigkeit durch einen entsprechenden Sensor ist hier jedoch nicht erforderlich.The fixation tool 38 leading second industrial robot 22 has a passive compliance to remaining inaccuracies or control differences by a possibly non-uniform linear movement of the conveyor 16 compensate. A measurement of the deflections of the compliance by a corresponding sensor is not required here.

Als Industrieroboter 20, 22 werden absolut genaue Industrieroboter verwendet, um für den Master-Slave-Betrieb die erforderliche Genauigkeit gewährleisten zu können und zu vermeiden, dass die eingebauten Nachgiebigkeiten an ihre Endanschläge kommen. Falls ausreichend genaue Industrieroboter nicht zur Verfügung stehen, ist auch für den zweiten Industrieroboter 22 eine kraftabhängige Regelung mit einem entsprechenden Kraft-Sensor vorzusehen. Der Kraft-Sensor ist auch dann erforderlich, wenn gewünscht ist, dass zum verspannungsfreien Fixieren des Anbauteiles 12 die zum Ansetzen und Fügen nötige Führung durch den ersten Industrieroboter 20 gelöst werden soll.As an industrial robot 20 . 22 Absolutely accurate industrial robots are used in order to ensure the required accuracy for the master-slave operation and to avoid that the built-in compliances come to their end stops. If sufficiently accurate industrial robots are not available, it is also for the second industrial robot 22 to provide a force-dependent control with a corresponding force sensor. The force sensor is also required if it is desired that for tension-free fixing of the attachment 12 the necessary for the preparation and joining leadership by the first industrial robot 20 to be solved.

Das als Schraubvorrichtung ausgebildete Fixierungswerkzeug 38 ist so ausgeführt, dass für die Bewegung der Radbolzen in Schraubrichtung keine axiale Nachführung erforderlich ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Radbolzen und die Schraubspindeln zu Beginn des Schraubvorganges durch eine Axial-Feder angedrückt werden. Die Federkraft lässt im Laufe der Schraubbewegung durch das axiale Eindringen des Radbolzens in die nabenseitige Gewindebohrung nach.The trained as a screw fixation tool 38 is designed so that no axial tracking is required for the movement of the stud in the screwing. This is achieved in that the wheel bolts and the screw spindles are pressed at the beginning of the screwing by an axial spring. The spring force can be in the course of the screw movement by the axial penetration of the wheel bolt in the hub-side threaded hole.

In der Anlagen-Steuerung 40 ist eine Überlast-Kontrollvorrichtung vorgesehen, die einen Grenzkraft-Speicher aufweist, in dem für jeden Freiheitsgrad des Kraft-Sensors 30 eine Grenzkraft gespeichert ist. Die Überlast-Kontrollvorrichtung gibt ein Überlast-Signal aus, wenn ein von dem Kraft-Sensor 30 gelieferter Signalwert bezüglich eines Freiheitsgrades die betreffende festgelegte Grenzkraft überschreitet. Ferner weist die Industrieroboter-Steuerung eine Regelungsvorrichtung auf, die dem ersten Manipulator 21 und/oder den Endeffektor 26 bzw. die diesen zugeordneten Aktuatoren in Abhängigkeit von dem von dem Kraft-Sensor gelieferten Signalwerten regelt.In the plant control 40 an overload control device is provided which has a limit force memory in which for each degree of freedom of the force sensor 30 a limit force is stored. The overload control device outputs an overload signal when one of the force sensor 30 supplied signal value with respect to a degree of freedom exceeds the relevant specified limit force. Furthermore, the industrial robot controller has a control device which is the first manipulator 21 and / or the end effector 26 or controls the associated actuators in response to the signal values supplied by the force sensor.

In der 2 ist eine ähnliche Anordnung 60 wie in der 1 dargestellt. Allerdings sind die beiden Industrieroboter 20, 22 auf einem Schlitten 64 befestigt, der auf einer zweiten Fördervorrichtung 62 bewegt wird. Die Förderachsen der beiden Fördervorrichtungen 16, 62 sind parallel zueinander.In the 2 is a similar arrangement 60 like in the 1 shown. However, the two are industrial robots 20 . 22 on a sledge 64 fixed on a second conveyor 62 is moved. The delivery axes of the two conveyors 16 . 62 are parallel to each other.

In den 3–5 sind drei Beispiele für die Verarbeitung der Sensorwerte in der Anlagensteuerung 40 dargestellt.In the 3 - 5 are three examples of the processing of sensor values in plant control 40 shown.

In der 3 ist ein Beispiel für die Verarbeitung von Sensorwerten im sogenannten Master-Slave-Betrieb dargestellt. Hierbei werden Sensorwerte 71 des Sensors 30 bzw. der Sensoren 30, 32 des ersten Industrieroboters 20 und eine Aufgabenbeschreibung 72 für den ersten Industrieroboter 20 einer Regelung 73 des ersten Industrieroboters 20 zugeführt. Die Regelung 73 des ersten Industrieroboters 20 regelt durch Abgleich der Sensorwerte 71 und der Aufgabenbeschreibung 72 die Stellung 74 des ersten Industrieroboters. Die Roboterstellung 74 des ersten Industrieroboters 20 wird an die Regelung 76 des zweiten Industrieroboters 22 gesendet, die ferner die Aufgabenbeschreibung 75 des zweiten Industrieroboters 22 empfängt und abgleicht. Die Aufgabenbeschreibung 75 des zweiten Industrieroboters 22 ist als Funktion der Roboterstellung 74 des ersten Industrieroboters 20 formuliert. Aus der Roboterstellung 74 des ersten Industrieroboters 20 und der Aufgabenbeschreibung 75 des zweiten Industrieroboters 22 generiert die Regelung 76 des zweiten Industrieroboters 22 die Roboterstellung 77 des zweiten Industrieroboters 22.In the 3 is an example of the processing of sensor values in the so-called master-slave operation shown. Here are sensor values 71 of the sensor 30 or the sensors 30 . 32 the first industrial robot 20 and a job description 72 for the first industrial robot 20 a regulation 73 the first industrial robot 20 fed. The regulation 73 the first industrial robot 20 regulates by adjusting the sensor values 71 and the task description 72 the position 74 the first industrial robot. The robot position 74 the first industrial robot 20 will be to the scheme 76 of the second industrial robot 22 also sent the task description 75 of the second industrial robot 22 receives and balances. The task description 75 of the second industrial robot 22 is as a function of the robot position 74 the first industrial robot 20 formulated. From the robot position 74 the first industrial robot 20 and the task description 75 of the second industrial robot 22 generates the regulation 76 of the second industrial robot 22 the robot position 77 of the second industrial robot 22 ,

In der 4 ist eine Verarbeitung von Sensorwerten mit zwei unabhängigen Industrieroboter-Steuerungen dargestellt. Gleiche oder ähnliche Elemente der 4 weisen die gleiche Bezugszeichen-Endziffer auf wie entsprechende Elemente der 3.In the 4 a processing of sensor values is shown with two independent industrial robot controls. Same or similar elements of 4 have the same reference numerals as the corresponding elements 3 ,

Aus den Sensorwerten 81 und der Roboterstellung 84 des ersten Industrieroboters 20 wird eine Sensorwerte-Transformation 88 durchgeführt, durch die aus den Sensorwerten Raumlagen des Basisbauteiles 14 und/oder des Anbauteiles 12 in einem Koordinatensystem, beispielsweise in einem Weltsystem generiert werden. Hieraus ergibt sich also die Objektlage 89 von dem Basisbauteil 14 und/oder dem Anbauteil 12.From the sensor values 81 and the robot position 84 the first industrial robot 20 becomes a sensor value transformation 88 carried out by the sensor values spatial positions of the base component 14 and / or the attachment 12 be generated in a coordinate system, for example in a world system. This results in the object situation 89 from the base member 14 and / or the attachment 12 ,

Diese Objektlage wird neben der Aufgabenbeschreibung 82 des ersten Industrieroboters 20 der Regelung 83 des ersten Industrieroboters 20 zugeführt, die hieraus wiederum die Roboterstellung 84 des ersten Industrieroboters 20 errechnet. Ferner wird die Objektlage 89 des Basisbauteiles 14 und/oder des Anbauteiles 12 auch der Regelung 86 des zweiten Industrieroboters 22 zugeführt, die hieraus und aus der Aufgabenbeschreibung 85 des zweiten Industrieroboters 22 die Roboterstellung 87 des zweiten Industrieroboters 22 ermittelt.This object location will be next to the task description 82 the first industrial robot 20 the regulation 83 the first industrial robot 20 fed, which in turn the robot position 84 the first industrial robot 20 calculated. Furthermore, the object position 89 of the basic component 14 and / or the attachment 12 also the regulation 86 of the second industrial robot 22 supplied, the hereof and from the task description 85 of the second industrial robot 22 the robot position 87 of the second industrial robot 22 determined.

In der in der 5 dargestellten Sensorverarbeitung voneinander unabhängiger Industrieroboter-Regelungen wird ein ähnlicher Ansatz gewählt wie bei der Sensorverarbeitung der 4. Allerdings werden bei der Sensorverarbeitung der 5 die Sensorwerte 91 des ersten Industrieroboters 20 der Regelung 93 des ersten Industrieroboters 20 direkt zugeführt. Die Aufgabenbeschreibung des ersten Industrieroboters 20 bezieht sich daher nicht auf Objektlagen oder -bewegungen im Weltsystem, sondern unmittelbar auf die direkt zugeführten Sensorwerte.In the in the 5 As shown in sensor processing of independent industrial robot controls, a similar approach is adopted as in sensor processing 4 , However, in sensor processing, the 5 the sensor values 91 the first industrial robot 20 the regulation 93 the first industrial robot 20 fed directly. The task description of the first industrial robot 20 Therefore, it does not refer to object positions or movements in the world system, but directly to the directly supplied sensor values.

Claims

Arrangement ( 10 ) for mounting an attachment ( 12 ) to a moving base component ( 14 ), with a conveying device ( 16 ) for the continuous movement of the base component ( 14 ), a first industrial robot ( 20 ) with a first manipulator ( 21 ) for joining the add-on part ( 12 ) to the base component ( 14 ), and a plant control ( 40 ) for controlling and regulating the industrial robot ( 20 ), characterized by a first manipulator ( 21 ) and with the plant control ( 40 ) connected sensor ( 30 . 32 ) for determining a correlation between the first manipulator ( 21 ) and the base component ( 14 ) and / or the attachment ( 12 ).

Arrangement according to claim 1, characterized in that a second industrial robot ( 22 ) with a second manipulator ( 23 ) for fixing the attachment ( 12 ) on the base component ( 14 ).

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor ( 30 ) is a force sensor and / or a torque sensor.

Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor ( 32 ) is an optical sensor.

Arrangement according to one of claims 1-4, characterized in that the sensor ( 30 . 32 ) an end effector ( 26 ) of the first manipulator ( 21 ) assigned.

Arrangement according to one of claims 1-5, characterized in that the end effector ( 26 ) of the first manipulator ( 21 ) an attachment holding device ( 28 ) having.

Arrangement according to one of claims 2-6, characterized in that the end effector ( 36 ) of the second manipulator ( 23 ) a fixation tool ( 38 ) having.

Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the end effector ( 26 ) with a spring element resiliently on a manipulator ( 21 ) is stored.

Arrangement according to one of claims 3 to 8, characterized in that the force sensor ( 30 ) is designed as a length sensor of a spring element.

Arrangement according to one of claims 3 to 9, characterized in that the force sensor ( 30 ) vertically above or below the center of gravity of the end effector ( 26 ) is arranged.

Arrangement according to one of claims 3 to 10, characterized in that the force sensor ( 30 ) detects at least the force with respect to two spatial axes, wherein these spatial axes are each associated with spring elements of different spring constants.

Arrangement according to one of claims 3 to 11, characterized in that in the plant control ( 40 ) is provided an overload control device which outputs an overload signal when the of the force sensor ( 30 ) supplied signal value exceeds a predetermined limit force.

Arrangement according to one of claims 1-12, characterized in that a second conveying device ( 62 ) for the two industrial robots ( 20 . 22 ) provided parallel to the base member conveying device ( 16 ) promotes.

Arrangement according to one of claims 1-13, characterized in that the base component ( 14 ) a vehicle and the attachment ( 12 ) is a vehicle wheel.

Arrangement according to one of claims 1-14, characterized in that the plant control ( 40 ) is designed such that the second industrial robot ( 22 ) a fixed position difference to the first industrial robot ( 20 ).

Arrangement according to one of claims 1-15, characterized in that the plant control ( 40 ) is designed such that regulations ( 83 . 86 ; 93 . 96 ) of the two industrial robots ( 20 . 22 ) Sensor values of the sensors ( 30 . 32 ) or process values calculated jointly from the sensor values independently of each other.

Arrangement according to claim 4, characterized that the optical sensor is a gap-width sensor.