DE102020106197A1

DE102020106197A1 - Verfahren zur Inspektion eines Kraftfahrzeug-Befestigungsortes, Verfahren zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem Kraftfahrzeug-Befestigungsort, Radaranordnung und Werkzeugkopf für einen Roboter

Info

Publication number: DE102020106197A1
Application number: DE102020106197.8A
Authority: DE
Inventors: Christof Clemen; Luis Rodrigo; Paul Gianferrara; Manuel Schneider; Karin Wimmer
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2021-09-09
Also published as: WO2021175929A1

Abstract

Verfahren zum Inspektion und/oder Messung eines Befestigungsortes (14) mittels einer Radaranordnung (32), die eine Sendeantennenanordnung (92, 94) und eine Empfangsantennenanordnung (96, 98) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Positionieren der Radaranordnung (32) in Bezug auf den Befestigungsort (14), an dem ein Befestigungsvorgang durchgeführt worden ist oder an dem ein Befestigungsvorgang durchgeführt werden soll, so dass sich der Befestigungsort (14) innerhalb eines Erfassungsbereiches der Sendeantennenanordnung (92, 94) und der Empfangsantennenanordnung (96, 98) befindet; Aussenden mindestens eines Radarsignals (T) durch die Sendeantennenanordnung (92, 94); Empfangen mindestens eines Antwortsignals (R) durch die Empfangsantennenanordnung (96, 98); und Auswerten und/oder Aufzeichnen des Antwortsignals (R).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inspektion und/oder Messung bzw. Vermessung eines Befestigungsortes, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Befestigungsortes.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem Kraftfahrzeug-Befestigungsort, insbesondere an einer Rohkraftfahrzeugkarosserie.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Radaranordnung zur Anbringung an einem Werkzeugkopf, und auch einen Werkzeugkopf für einen Roboter, mit einem Befestigungswerkzeug zum Durchführen eines Fügevorganges an einem Befestigungsort, insbesondere zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem Befestigungsort eines Werkstückes.
Im Kraftfahrzeugbereich gibt es eine Vielzahl von Befestigungs- oder Fügetechnologien zum Befestigen von zwei Werkstücken aneinander oder zum Anbringen von Befestigungselementen. Insbesondere beim Rohbau einer Fahrzeugkarosserie gibt es eine große Anzahl an Fügeverfahren, die je nach Form, Material etc. der Werkstücke/Befestigungselemente angewendet werden.
Die Hauptkategorien des Fügens beinhalten Schweißen (zum Beispiel Nahtschweißen, Punktschweißen und Bolzenschweißen), Durchsetzfügen, Nieten (einschließlich Blindnieten, Stanznieten, etc.), Schrauben, Setzen, usw. Im Folgenden werden die Begriffe Befestigen und Fügen synonym verwendet.
Bei der Durchführung von einem beliebigen der oben genannten Befestigungsverfahren ist die Präzision in Bezug auf die Positionierung von großer Bedeutung.
Im Bereich der Herstellung einer Fahrzeugkarosserie werden daher Roboter eingesetzt. Die Fahrzeugkarosserie wird von einem Träger (wie einem Bandförderer) getragen, derart, dass ihre Position und Lage in einem Steuersystem bekannt sind. Ferner wird der Roboter derart gesteuert, dass ein Werkzeugkopf zum Durchführen eines Befestigungsvorganges exakt in Bezug auf die Position des Befestigungsortes der Fahrzeugkarosserie positioniert wird.
Die Qualitätskontrolle ist ein weiterer wichtiger Faktor auf dem Gebiet der Herstellung von Kraftfahrzeugen. Eine Qualitätskontrolle kann eine Inspektion eines Befestigungsortes beinhalten, bevor ein Befestigungsvorgang durchgeführt wird. Andererseits kann eine Qualitätskontrolle auch eine Inspektion eines Befestigungsortes beinhalten, nachdem ein Befestigungsvorgang durchgeführt worden ist.
Im Hinblick auf das oben Stehende ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Inspektion und/oder Messung eines Befestigungsortes anzugeben, ein verbessertes Verfahren zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem Kraftfahrzeug-Befestigungsort anzugeben, eine verbesserte Radaranordnung zur Anbringung an einem Werkzeugkopf anzugeben, und einen verbesserten Werkzeugkopf anzugeben, der an dem Arm eines Roboters angebracht werden kann.
Die obige Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Inspektion und/oder Messung eines Befestigungsortes mittels einer Radaranordnung, die eine Sendeantennenanordnung und eine Empfangsantennenanordnung aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Positionieren der Radaranordnung in Bezug auf den Befestigungsort, an dem ein Befestigungsvorgang durchgeführt worden ist oder an dem ein Befestigungsvorgang durchgeführt werden soll, derart, dass sich der Befestigungsort innerhalb eines Erfassungsbereiches bzw. einer Abdeckung der Sendeantennenanordnung und der Empfangsantennenanordnung befindet; Aussenden mindestens eines Radarsignals durch die Sendeantennenanordnung; Empfangen mindestens eines Antwortsignals durch die Empfangsantennenanordnung; und Auswerten und/oder Aufzeichnen des Antwortsignals.
Die Schritte des Messens und/oder der Inspektion eines Befestigungsortes werden typischerweise in einer rauen oder schmutzigen Produktionsumgebung durchgeführt. Daher erforderten bisherige optische Verfahren zur Inspektion und/oder Messung einen erhöhten Wartungsaufwand und waren störanfällig.
Radar ist ein Detektionssystem, das Radiowellen verwendet, um zum Beispiel die Entfernung, den Winkel oder die Geschwindigkeit von Objekten zu bestimmen. In den Anfängen wurde die Radartechnik hauptsächlich für Verteidigungszwecke eingesetzt. Moderne Verwendungen beinhalten Luft- und Landverkehrssteuerung, Meeresüberwachungssysteme, Boden durchdringendes Radar für geologische Beobachtungen, Körperscanner in Flughäfen und andere. Im Kraftfahrzeugbereich werden Radarsysteme zur Abstandssteuerung zwischen Fahrzeugen verwendet. Typische Anwendungen sind daher eine Vorwärtskollisionswarnung, ein adaptiver Tempomat, eine automatische Notbremsung, etc.
Ferner können Radarsysteme zur Überwachung der Umgebung eines Fahrzeugs verwendet werden und können daher für automatische Einparksysteme eingesetzt werden. Darüber hinaus werden Radarsysteme in den Bereichen der Anwesenheitserkennung von Passagieren und der Erkennung von Atembewegungen innerhalb eines Fahrzeuginnenraumes eingesetzt.
Die vorstehend definierte vorliegende Erfindung verwendet jedoch eine Radaranordnung zur Inspektion und/oder Messung bzw. Vermessung eines Befestigungsortes.
Die oben definierte Erfindung kann daher auch eine Verwendung einer Radarbildgebung und/oder einer Radaranordnung zur Inspektion eines Befestigungsortes oder eines Referenzortes/-merkmals in einer Produktionsumgebung beinhalten, vorzugsweise eines Befestigungsortes an einer Kraftfahrzeugkarosserie, an der ein Befestigungsvorgang durchzuführen ist oder durchgeführt worden ist.
Es hat sich herausgestellt, dass eine Radaranordnung dazu in der Lage ist, Antwortsignale bereitzustellen, die eine genaue Inspektion und/oder Messung eines Befestigungsortes ermöglichen, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Befestigungsortes.
Ferner ist die Radartechnologie sehr zuverlässig, insbesondere in der Umgebung einer Produktionslinie. Zusätzlich hierzu durchdringen Radarsignale und Antwortsignale leicht nichtmetallische Gehäuse. Daher kann die Radaranordnung vollständig umschlossen bzw. gekapselt werden und kann daher unempfindlich gegenüber Schmutz, Öl, Rauch und Kratzern sein.
Der Befestigungsort ist vorzugsweise eine Metallfläche, beispielsweise ein Metallblech der Kraftfahrzeugkarosserie. Die Metallfläche kann sauber (im Rohzustand) sein, oder kann beschichtet sein. Die Metallfläche kann auch mit Öl versehen sein oder kann rostig sein. Der Begriff Befestigungsort ist weit zu verstehen. Es könnte jeder beliebige Ort in einer Produktionsumgebung sein, wo ein Befestigungsvorgang durchgeführt werden soll oder durchgeführt worden ist. Es könnte jedoch auch ein beliebiger Referenzort sein, wo ein Referenzmerkmal vorhanden ist, das dazu verwendet werden kann, um das Positionierungssystem zu kalibrieren, mittels dessen die Radaranordnung positioniert wird.
Vorzugsweise wird ein frequenzmodulierter Dauerstrichradar („frequency-modulated continuous wave“, FMCW) in der Radaranordnung verwendet. Derartige Radargeräte basieren auf einem integrierten Oszillator, der über die Zeit linear in der Frequenz abgestimmt („tuned“) wird. Das resultierende Signal (Radarsignal) wird ausgesendet, und die zurückkommende Reflektion (Antwortsignal) wird mit dem Radarsignal gemischt oder korreliert. Der Frequenzversatz zwischen dem Radarsignal und dem Antwortsignal steht in direktem Zusammenhang mit der Distanz der Reflektion.
Betrachtet man das gesamte Spektrum des erfassten Antwortsignals, können nicht nur ein, sondern einige Ziele unterschieden werden, abhängig von ihrer Distanz von der Radaranordnung und dem verwendeten Frequenzbereich. Je höher die Bandbreite, desto näher liegende Objekte können unterschieden werden. Die Fähigkeit zur Unterscheidung von zwei Reflektionen (Antwortsignale), die nahe beieinander liegen, wird Entfernungsauflösung („range resolution“) genannt. Die Entfernungsgenauigkeit ist andererseits die Fähigkeit, die Entfernung eines einzelnen Objektes zu messen. Diese wird durch die Fähigkeit der Radaranordnung bestimmt, den Frequenzversatz eines einzelnen Antwortsignals zu messen. Kommerzielle Radarsysteme, die mit etwa 24 GHz betrieben werden, stellen nur eine Entfernungsauflösung bereit, die so gering ist wie 60 cm. Die Genauigkeit zur Messung der Entfernung eines einzelnen Reflektors kann immer noch bis in den Millimeter- oder Submillimeterbereich hinuntergehen.
Die Betriebsfrequenz der Radaranordnung der vorliegenden Erfindung liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 50 GHz und 90 GHz. Höhere Frequenzen können verwendet werden, beispielsweise 120 GHz oder 240 GHz. Derartige Frequenzbänder können in Übereinstimmung mit bestimmten Richtlinien betreffend die Verwendung von Radartechnologie (wie z.B. von der „Bundesnetzagentur“ oder von der „FCC“) sein.
Vorzugsweise beinhaltet die Radaranordnung der vorliegenden Erfindung ein Radar-basiertes 3D-Bildgebungsmodul, das es erlaubt, komplexe Strukturen in mehreren Dimensionen zu rekonstruieren. Zu diesem Zweck werden vorzugsweise mehrere Radarkanäle verwendet.
Im Hinblick auf das oben Stehende beinhaltet die Radaranordnung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise mehrere Sendeantennen und mehrere Empfangsantennen (Sender und Empfänger), die um eine Inspektionsachse herum angeordnet sind. Die Inspektionsachse ist eine Mittelachse des Erfassungsbereiches bzw. der Abdeckung der Antennenanordnungen der Radaranordnung. In anderen Worten ist die Inspektionsachse, die typischerweise senkrecht ist zu einer Fläche des Befestigungsortes, wenn die Radaranordnung zur Durchführung des Inspektions- und/oder Messverfahrens relativ zu dem Befestigungsort positioniert ist.
Vorzugsweise werden die Antennenanordnungen (Senden und Empfangen) in Radar-on-Chip-Technologie realisiert. In anderen Worten sind die Antennenelemente vorzugsweise auf einer gedruckten Leiterplatte angeordnet, und zwar zusammen mit integrierten Schaltungen (ICs), die zur Signalerzeugung, zur Signaldetektion und zur Vorverarbeitung der Antwortsignale dienen. Vorzugsweise ist auf der gedruckten Leiterplatte ein Mikrocontroller vorgesehen, der als eine Schnittstelle zwischen den unterschiedlichen Radar-ICs und einem zentralen Datenport verwendet werden kann. Ferner kann der Mikrocontroller dazu verwendet werden, um eine zusätzliche Vorverarbeitung der Antwortsignale auszuführen, um die Datenmenge vor einer Übertragung über eine Standardschnittstelle (zum Beispiel Ethernet, ProfiNet, EtherCAT, USB, etc.) zu reduzieren.
Ferner ist es bevorzugt, wenn der reduzierte Datensatz über die Standardschnittstelle zu einem Computer übertragen wird, der die erforderlichen Inspektions- und/oder Messdaten berechnet und der eine Schnittstelle für die Steuerung des Produktionsortes bereitstellt (die zum Beispiel zur Steuerung eines Roboters, eines Befestigungswerkzeuges, etc. verwendet wird).
Die Radar-ICs und der Mikrocontroller sind vorzugsweise für wenigstens einen der folgenden Schritte verantwortlich: Signalfensterung, Pulskompression durch eine schnelle Fourier-Transformation, Demultiplexing, Kompensation der Systemantwort, Entfernungsberechnung und Bereichsauswahl („range selection“).
In einem Computer, der mit der gedruckten Leiterplatte der Radaranordnung verbunden ist, wird vorzugsweise eine Flächenrekonstruktion des Befestigungsortes durchgeführt, als auch eine Lokalisierung eines Befestigungsmerkmales, zum Beispiel die Lokalisierung eines Lochs. Die Lokalisierung des Befestigungsmerkmals kann korrelationsbasiert, phasenmusterbasiert, intensitätsbasiert, etc. sein oder kann auf Kombinationen hiervon beruhen.
In einigen Beispielen kann die Position eines derartigen Befestigungsmerkmals erfasst (gemessen) werden. In weiteren Beispielen ist es möglich, die Orientierung eines Befestigungsmerkmals zu messen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Befestigungsmerkmal eine bestimmte Symmetrie auf. Beispielsweise ist ein kreisförmiges Loch symmetrisch in Bezug zu einer zentralen Achse. Andererseits ist ein hexagonales Loch symmetrisch in Bezug auf eine Ebene. Die Radaranordnung verwendet vorzugsweise die Symmetrie, um die Position des Befestigungsmerkmals mit hoher Präzision zu erfassen. Es ist daher auch bevorzugt, wenn die Sendeantennenanordnung und die Empfangsantennenanordnung symmetrisch in Bezug auf eine zentrale Inspektionsachse vorgesehen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Inspektion und/oder Messung eines Befestigungsortes wird die Radaranordnung innerhalb eines Bereiches von 1 cm bis 100 cm in Bezug auf den Befestigungsort positioniert.
Vorzugsweise beträgt der Bereich 1 cm bis 50 cm, noch bevorzugter 2 cm bis 20 cm, und insbesondere vorzugsweise 3 cm bis 5 cm.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Radaranordnung eine MIMO-Radaranordnung (multiple input multiple output Radaranordnung) ist, wobei die Sendeantennenanordnung mehrere Sendeantennen beinhaltet und wobei die Empfangsantennenanordnung mehrere Empfangsantennen beinhaltet, und wobei der Aussendeschritt das Aussenden von unterschiedlichen Radarsignalen von jeder der Sendeantennen beinhaltet.
MIMO-Radar ist ein fortschrittlicher Typ von Phased-Array-Radar, der digitale Empfänger und Wellenformgeneratoren verwendet, die über eine Apertur verteilt sind. MIMO-Radarsysteme senden vorzugsweise zueinander orthogonale Signale von mehreren Sendeantennen aus, und diese Wellenformen können von jeder der Empfangsantennen durch einen Satz von angepassten Filtern extrahiert werden. Wenn beispielsweise ein MIMO-Radarsystem drei Sendeantennen und vier Empfangsantennen beinhaltet, lassen sich aus dem Empfänger zwölf Signale extrahieren, und zwar aufgrund der Orthogonalität der gesendeten Signale. Das heißt, es wird in diesem Fall ein virtueller Antennenarray mit zwölf Elementen erzeugt, wobei nur sieben Antennen verwendet werden, und zwar durch Durchführen einer digitalen Signalverarbeitung an den empfangenen Signalen, wodurch eine feinere räumliche Auflösung verglichen mit dem regulären Phased-Array-Pendant erreicht wird
(„https:\\en.wikipedia.org/w/index.php?title=mimo_radar+oldid=928753646“).
Eines der bevorzugten Hauptmerkmale ist daher die Verwendung der MIMO-Radartechnologie zur Inspektion und/oder Messung von Befestigungsorten, obwohl andere Radartechnologien auch möglich sind, z.B. SAR oder eine Kombination von MIMO und SAR.
Ferner ist es bevorzugt, wenn der Befestigungsort ein Befestigungsmerkmal eines Kraftfahrzeugkarosserieabschnittes beinhaltet, insbesondere ein Befestigungsloch in einem Kraftfahrzeugkarosserieblechabschnitt.
Das Befestigungsmerkmal kann eine Schweißnaht, ein bereits auf ein Blech geschweißter Schweißbolzen, ein Schweißpunkt sein, um einige Beispiel aus dem Bereich der Befestigungsorte zu nennen, an denen ein Befestigungsvorgang bereits durchgeführt worden ist. Wenn Befestigungsorte inspiziert werden, an denen ein Befestigungsvorgang durchzuführen ist, kann das Befestigungsmerkmal beispielsweise ein ebener Flächenabschnitt sein, auf den ein Bolzen zu schweißen ist, kann jedoch auch ein Loch sein. Das Loch kann ein Loch zum Aufnehmen eines Blindnietelementes, wie eines Blindniets, eines Blindnietbolzens, einer Blindnietmutter, sein, oder kann ein Loch sein, hinter dem ein weiteres Befestigungsmerkmal vorgesehen ist, an dem ein Befestigungsschritt durchzuführen ist. Das letztere gilt beispielsweise für das Befestigen eines Clips an einer Befestigungsrippe aus Kunststoff.
Das Loch in dem Karosserieblechabschnitt kann ein kreisförmiges Loch sein. In anderen Ausführungsformen ist das Loch ein polygonales Loch, beispielsweise ein hexagonales Loch. Ferner kann das Loch eine beliebige symmetrische oder nichtsymmetrische Form haben, einschließlich beliebiger polygonaler Formen mit abgerundeten oder scharfen Rändern und/oder Ecken, oder eine Form, die runde Merkmale und polygonale Merkmale kombiniert.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Radaranordnung durch einen Roboter getragen ist und wenn der Auswerteschritt das Bestimmen von wenigstens einem Positionsmerkmal des Befestigungsortes beinhaltet.
Das Positionsmerkmal kann eine Mittellage bzw. eine Ortsmitte des Befestigungsortes sein, kann der Durchmesser eines Befestigungsmerkmals (zum Beispiel eines Loches) sein, kann die Koordinaten des Befestigungsortes und/oder die Lagewinkel des Befestigungsortes sein. Insbesondere dann, wenn der Befestigungsort durch einen Blechabschnitt bereitgestellt ist, der generell flach ist, kann das Positionsmerkmal die Koordinaten von einem Punkt des Blechabschnittes (zum Beispiel eine Mitte eines Loches) beinhalten, und zwar gemessen in x-, y- und z-Koordinaten, als auch Lagewinkel der Fläche des Blechabschnittes um die jeweilige x-Achse, y-Achse und z-Achse (Winkel α, β, γ).
In einigen Fällen ist die Position nur die Mitte bzw. der Mittelpunkt eines Loches (dessen Durchmesser im Voraus bekannt ist), wobei die Lage des Mittelpunktes durch ihre Koordinaten x, y, z definiert ist. Dies ist für die Identifikation von kreisförmigen Löchern hinreichend. Wenn ein hexagonales Loch zu identifizieren ist, ist es typischerweise auch notwendig, einen Winkel um die Inspektionsachse herum zu bestimmen (Winkel γ um die z-Achse herum).
Ferner ist es bevorzugt, wenn der Auswerteschritt eine Berechnung eines 2D-Radarbildes oder eines 3D-Radarbildes des Befestigungsortes aus dem wenigstens einen Antwortsignal beinhaltet. Die Bilder können auch in einem Bewegtbild oder einem Video (4D) kombiniert werden.
Ein 2D-Radarbild ist typischerweise hinreichend, wenn eine Mittelposition eines Loches zu erfassen ist. Ein 3D-Radarsender lässt jedoch erkennen, ob zum Beispiel die Fläche des Blechabschnittes schräg bzw. geneigt ist. Andererseits erlaubt ein 3D-Radarbild auch die Inspektion von dreidimensionalen Befestigungsorten, wie zum Beispiel Bolzen, die auf einen Blechabschnitt geschweißt worden sind.
Der Auswerteschritt kann ferner weitere Dimensionen oder weitere Daten berechnen, zum Beispiel Intensität, Phase, Zeit, etc.
Die obige Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem Kraftfahrzeug-Befestigungsort, insbesondere an einer Fahrzeugkarosserie erreicht, umfassend: Positionieren eines Befestigungswerkzeuges an einer Befestigungswerkzeugposition in Bezug auf den Befestigungsort; Auswerten, ob die Befestigungswerkzeugposition korrekt ist, und zwar unter Verwendung einer Radaranordnung, insbesondere durch Durchführen des Verfahrens zur Inspektion und/oder Messung der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben; Neu-Positionieren des Befestigungswerkzeugs in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Auswertungsschrittes; und Anbringen des Befestigungselementes an dem Befestigungsort.
Dieses Verfahren zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem Kraftfahrzeugbefestigungsort ermöglicht es, den Schritt des Anbringens des Befestigungselementes an dem Befestigungsort mit hoher Genauigkeit durchzuführen, selbst in einer schmutzigen Umgebung, wie zum Beispiel einer Produktionslinie bzw. Fertigungsstraße.
Es ist in diesem Fall bevorzugt, wenn der Befestigungsort ein Befestigungsloch in einem Karosserieblechabschnitt beinhaltet, wobei das Befestigungselement ein Blindnietelement ist, wie eine Blindnietmutter, das in dem Befestigungsloch zu setzen ist.
Der Unterschied zwischen einem Durchmesser des Befestigungsloches und einem Außendurchmesser eines Schaftes des Blindnietelementes ist typischerweise sehr klein, so dass das Blindnietelement in das Befestigungsloch mit hoher Präzision einzuführen ist. Daher ermöglicht die Auswertung der Befestigungswerkzeugposition unter Verwendung der Radaranordnung, diesen Einführschritt mit hoher Präzision auszuführen.
In einer alternativen Ausführungsform beinhaltet der Befestigungsort eine Befestigungsrippe, die innerhalb oder hinter einem Befestigungsloch in einem Karosserieblechabschnitt angeordnet sein kann, wobei das Befestigungselement ein Clip ist, insbesondere ein Trim-Clip oder ein Befestigungsclip mit hohen Haltekräften, oder ein U-Basis-Clip, der an der Befestigungsrippe anzubringen ist. Derartige Clips können beispielsweise für Instrumententafelträger verwendet werden.
Die Befestigungsrippe ist typischerweise eine Kunststoffrippe und der Clip ist ein Metallelement, das spezielle Flügelelemente(„winglets“) beinhalten kann, die einen Verriegelungseingriff mit der Kunststoffrippe bilden. In einigen Fällen ist eine derartige Befestigungsrippe innerhalb oder hinter einem Befestigungsloch in einem Karosserieblechabschnitt angeordnet, derart, dass das Einführen des Befestigungselementes durch das Befestigungsloch mit hoher Präzision durchgeführt werden muss.
In dem Stand der Technik ist ein derartiger Schritt von Hand durchgeführt worden, da die Installation eine exakte Positionierung erfordert.
Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch Radaranordnung zur Anbringung an einem Werkzeugkopf, der ein Befestigungswerkzeug beinhaltet, mit einem Gehäuse, das an einem vorderen Ende bzw. Frontend des Befestigungswerkzeuges angebracht werden kann, wobei das Gehäuse ein zentrales Durchgangsloch hat, wobei eine Schaltungsträgeranordnung innerhalb des Gehäuses so angeordnet ist, dass sie das zentrale Durchgangsloch umgibt, und mit einer Sendeantennenanordnung und einer Empfangsantennenanordnung, die an der Schaltungsträgeranordnung angeordnet sind.
Obgleich es generell denkbar ist, eine Radaranordnung zur Inspektion und/oder Messung eines Befestigungsortes derart zu verwenden, dass eine Inspektionsachse der Radaranordnung parallel in Bezug auf eine Befestigungsachse des Befestigungswerkzeuges versetzt ist, ermöglicht die Radaranordnung der vorliegenden Erfindung, die Radaranordnung auf eine konzentrische Art und Weise in Bezug auf die Befestigungsachse anzuordnen. Mit anderen Worten können die Befestigungsachse und die Inspektionsachse identisch sein.
Das Gehäuse der Radarantenne weist ein zentrales Durchgangsloch auf. Daher kann ein Teil des Befestigungswerkzeuges durch das zentrale Durchgangsloch hindurchgeführt werden, und zwar zum Durchführen des Befestigungsvorganges. Das zentrale Durchgangsloch ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass ein Befestigungselement durch das zentrale Durchgangsloch hindurchgeführt werden kann.
Vorzugsweise weist das zentrale Durchgangsloch einen Innendurchmesser von wenigstens 5 mm, vorzugsweise von wenigstens 8 mm auf. Typischerweise ist der Durchmesser nicht größer als 50 mm, vorzugsweise nicht größer als 40 mm.
Das Gehäuse ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das von Radarwellen ohne signifikante Interferenz hiermit durchdrungen werden kann. Daher kann das Gehäuse gegenüber der Umgebung abgedichtet sein.
Das Gehäuse ist vorzugsweise an einem vorderen Ende des Befestigungswerkzeuges angebracht, derart, dass das Gehäuse einen vordersten Abschnitt des Befestigungswerkzeuges bildet, um der Radaranordnung eine ungehinderte Sicht auf den Befestigungsort bereitzustellen.
Das Befestigungswerkzeug kann ein Befestigungswerkzeug zum Bolzenschweißen, zum Nieten, insbesondere zum Setzen einer Blindnietmutter oder eines Clips sein.
Die Schaltungsträgeranordnung trägt eine Radarantennenanordnung, wie nachstehend beschrieben. Die Schaltungsträgeranordnung trägt jedoch vorzugsweise auch Radar-Chipsets (ICs, insbesondere MMICs), und trägt optional eine Verarbeitungseinheit wie einen Mikrocontroller, und trägt ferner optional einen Speicher zur Speicherung von Daten, die aus dem wenigstens einen Antwortsignal abgeleitet sind.
Die Sendeantennenanordnung kann einen runden oder wenigstens teilweise kreisförmigen Antennenarray beinhalten, der vorzugsweise konzentrisch in Bezug auf die Befestigungs-/Inspektionsachse angeordnet ist.
Vorzugsweise weist die Sendeantennenanordnung zwei Sendeantennenarrays auf, und die Empfangsantennenanordnung weist vorzugsweise zwei Empfangsantennenarrays auf.
Die Antennenarrays sind vorzugsweise lineare Arrays. Die Anzahl von Sendeantennen in jedem Antennenarray liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 2 und 20, insbesondere in einem Bereich zwischen 2 und 16, was zu 8 bis 256 individuellen Antennen führt. Die Anzahl von Antennenelementen in den Sendeantennenarrays und in den Empfangsantennenarrays kann identisch sein. Die Anzahl kann jedoch auch unterschiedlich sein, wie oben erläutert.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die zwei Sendeantennenarrays und die zwei Empfangsantennenarrays jeweils so angeordnet sind, dass sie senkrecht zu einer Achse des Durchgangsloches angeordnet sind.
Die Antennenarrays sind vorzugsweise in Bezug auf die Achse des Durchgangsloches schräg bzw. windschief angeordnet, d.h. schneiden die Achse nicht. Vorzugsweise sind die Antennenarrays in einer kurzen Entfernung von dem zentralen Durchgangsloch angeordnet, beispielsweise in einem Bereich von 1 mm bis 10 mm.
In diesem Fall ist gewährleistet, dass das Gehäuse mit kleinen Abmessungen in Richtungen quer zu der Achse des Durchgangsloches realisiert werden kann.
In anderen Worten kann das Gehäuse der Radaranordnung an dem vorderen Ende bzw. Frontend des Befestigungswerkzeuges angebracht werden, ohne Abmessungen des vorderen Endes des Befestigungswerkzeuges signifikant zu vergrößern, so dass die Erzeugung von Störkonturen vermieden wird.
Die axiale Länge des Gehäuses liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5 mm bis 40 mm. Die Erstreckung des Gehäuses in einer Richtung quer zu der Achse des Durchgangsloches liegt vorzugsweise in einem Bereich von 20 mm bis 100 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 30 mm bis 60 mm.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Sendeantennenarrays auf gegenüberliegenden Seiten des Durchgangslochs angeordnet, und die zwei Empfangsantennenarrays sind auf gegenüberliegenden Seiten des Durchgangslochs angeordnet.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die zwei Sendeantennenarrays so angeordnet sind, dass sie orthogonal zu den zwei Empfangsantennenarrays ausgerichtet sind.
In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn die zwei Sendeantennenarrays und die zwei Empfangsantennenarrays einen Umfang bzw. einen Perimeter eines Rechtsecks bilden, vorzugsweise den Umfang eines Quadrats, das konzentrisch zu einer Achse des zentralen Durchgangslochs angeordnet ist.
Die Antennenarrays sind an der Schaltungsträgeranordnung vorzugsweise nahe zu dem zentralen Durchgangsloch angeordnet, und Radar-ICs sind vorzugsweise auf einer Seite der Antennenarrays angeordnet, die von dem zentralen Durchgangsloch weg weist.
Die obige Aufgabewird ferner gelöst durch einen Werkzeugkopf für einen Roboter, insbesondere zum Anbringen an einem Arm eines Roboter, mit einem Befestigungswerkzeug zum Durchführen eines Fügevorganges an einem Befestigungsort, insbesondere zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem Befestigungsort des Werkstückes; mit einer Werkzeugsteuerung, die dazu ausgelegt ist, den Werkzeugkopf in Bezug auf ein Positionsmerkmal des Befestigungsortes zu positionieren; mit einer Radaranordnung, die eine Sendeantennenanordnung, eine Empfangsantennenanordnung und eine Radarsteuerung beinhaltet und dazu ausgelegt ist, ein Radarsignal in die Richtung des Befestigungsortes auszusenden und ein Antwortsignal zu empfangen, insbesondere eine Radaranordnung gemäß der oben beschriebenen Erfindung; wobei die Radarsteuerung ferner dazu ausgelegt ist, das Positionsmerkmal des Befestigungsortes auf der Basis des wenigstens einen Antwortsignals auszuwerten und den Werkzeugkopf neu zu positionieren, wenn notwendig.
Vorzugsweise ist das Gehäuse der Radaranordnung an einem vorderen Ende eines Befestigungswerkzeuges des Werkzeugkopfes angebracht.
Der Fügevorgang kann dazu verwendet werden, um zwei Werkstücke miteinander zu verbinden, beispielsweise durch Punktschweißen von zwei Metallblechen. In vielen Fällen beinhaltet der Fügevorgang jedoch das Befestigen eines Befestigungselementes an dem Befestigungsort.
Es versteht sich, dass die Merkmale der Erfindung, die oben genannt sind, und solche, die nachstehend zu erläutern sind, nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination verwendet werden können, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung in größerer Genauigkeit erläutert und sind in den Zeichnungen dargestellt, wobei:

1 eine schematische Ansicht eines Befestigungssystems in einer Produktionsumgebung ist;
2 eine schematische Ansicht einer nicht gesetzten Blindnietmutter ist;
3 eine schematische Ansicht eines Bolzens ist, der an einen Blechabschnitt geschweißt ist;
4 eine schematische Ansicht eines hohlen Stanzniets ist, der zwei Bleche miteinander verbindet;
5 eine schematische Ansicht eines U-Basis-Clips ist, der an einer Befestigungsrippe anzubringen ist, die hinter einem Durchgangsloch eines Blechabschnittes angeordnet ist;
6 eine schematische Ansicht eines Befestigungswerkzeuges ist, das in Relation zu einem Befestigungsort positioniert ist, wobei eine Radaranordnung konzentrisch zu dem Befestigungswerkzeug angeordnet ist;
7 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Werkzeugkopfes mit einem Befestigungswerkzeug und einer Radaranordnung ist;
8 eine perspektivische Ansicht einer Blindnietmutter ist, die mittels des Befestigungswerkzeuges der 7 zu setzen ist;
9 eine Schnittansicht der Blindnietmutter der 8 ist;
10 eine Explosionsansicht des Befestigungswerkzeuges und der Radaranordnung von 7 ist;
11 eine Vorderansicht des Befestigungswerkzeuges der 10 ist, wobei die Radaranordnung daran angebracht ist;
12 eine Schnittansicht entlang einer Ebene XII-XII in 11 ist, wobei ein Zustand gezeigt ist, bei dem eine Blindnietmutter einem vorderen des Befestigungswerkzeugs zugeführt worden ist;
13 eine Ansicht ähnlich zu 12 ist, wobei eine Spindel in die Blindnietmutter geschraubt worden ist;
14 eine Ansicht ähnlich zu 12 ist, wobei die Blindnietmutter aus einem zentralen Durchgangsloch der Radaranordnung herausgeführt worden ist, derart, dass die Blindnietmutter in ein Befestigungsloch eines Befestigungsortes wie einem Karosserieblech eingeführt ist;
15 eine Ansicht ähnlich zu 12 ist, wobei die Blindnietmutter in das Befestigungsloch des Karosserieblechs gesetzt worden ist;
16 eine schematische Draufsicht auf eine Schaltungsträgeranordnung einer Radaranordnung ist;
17 ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Anbringen eines Befestigungselementes an einem Kraftfahrzeugbefestigungsort ist, wobei „Yes“ Ja bedeutet und wobei „No“ Nein bedeutet;
18 eine perspektivische Ansicht eines U-Basis-Clips ist; und
19 eine perspektivische Ansicht einer Befestigungsrippe ist, auf die der U-Basis-Clip der 18 aufzubringen ist.

In 1 ist ein Kraftfahrzeugherstellungsort schematisch dargestellt und generell mit 10 bezeichnet.
Der Kraftfahrzeugherstellungsort 10 wird zur Herstellung oder Montage einer Fahrzeugkarosserie 12 eines Kraftfahrzeugs verwendet. Die Fahrzeugkarosserie 12 kann eine Fahrzeugkarosserie im Rohzustand sein.
Die Fahrzeugkarosserie 12 beinhaltet wenigstens einen Befestigungsort 14. Der Befestigungsort 14 ist ein Ort an der Fahrzeugkarosserie 12, wo entweder ein Befestigungsvorgang durchgeführt worden ist oder wo ein Befestigungsvorgang noch durchzuführen ist. Der Befestigungsort kann jedoch auch ein Referenzort/-merkmal sein.
Beispiele derartiger Befestigungsvorgänge sind Schweißen (einschließlich von Nahtschweißen, Punktschweißen, Bolzenschweißen, etc.), Nieten (einschließlich Blindnieten, Stanznieten, etc.), Durchsetzfügen, Schrauben, Verriegeln, Aufsetzen eines Kunststoffclips auf einen Träger, etc.
Der Kraftfahrzeugherstellungsort 10 beinhaltet eine Roboteranordnung 16. Die Roboteranordnung 16 weist einen Roboter 18 mit mindestens einem Arm auf. Eine Werkzeuganordnung 20 ist an einem Ende des Roboterarms angebracht.
Ferner beinhaltet die Roboteranordnung 16 eine Werkzeugversorgungseinheit 22, die von einem mobilen Wagen getragen werden kann. Die Werkzeugversorgungseinheit 22 beinhaltet eine Werkzeugsteuerung 24, die mit der Werkzeuganordnung 20 verbunden ist. Die Werkzeugsteuerung 24 stellt Steuersignale für die Werkzeuganordnung 20 bereit und kann auch Energie zum Betätigen der Werkzeuganordnung 20 bereitstellen, einschließlich von beispielsweise elektrischer Energie, pneumatischer Energie, etc.
Für den Fall, dass die Werkzeuganordnung 20 dazu verwendet wird, um ein Befestigungselement an dem Befestigungsort anzubringen, beinhaltet die Werkzeugversorgungseinheit 22 vorzugsweise eine Befestigungselementzuführung 26. Die Befestigungselementzuführung 26 ist über einen Schlauch oder dergleichen mit der Werkzeuganordnung 20 verbunden. Befestigungselemente, beispielsweise Schweißbolzen, Niete, Schrauben, etc. können von der Befestigungselementzuführung 26 zu der Werkzeuganordnung 20 zugeführt werden, und zwar über einen Schlauch, beispielsweise unter Verwendung von Druckluft.
Die Werkzeuganordnung 20 weist einen Werkzeugkopf 28 auf, an dem ein Befestigungswerkzeug 30 angebracht ist. In einigen Fällen ist das Befestigungswerkzeug 30 eine Füge- oder Schweißvorrichtung. Vorzugsweise wird das Befestigungswerkzeug 30 jedoch dazu verwendet, um ein Befestigungselement an dem Befestigungsort 14 anzubringen. Zu diesem Zweck kann ein Befestigungswerkzeug 30 ein Schweißwerkzeug (z.B. zum Bolzenschweißen), ein Nietwerkzeug (z.B. ein Stanznietwerkzeug oder ein Blindschweißwerkzeug), ein Schraubwerkzeug, etc. beinhalten.
Der Werkzeugkopf 28 weist ferner eine Radaranordnung 32 auf. Die Radaranordnung 32 wird zur Inspektion und/oder Messung bzw. Vermessung des Befestigungsortes 14 verwendet. Zu diesem Zweck kann die Werkzeuganordnung 20, die die Radaranordnung 32 beinhaltet, in einer gewissen Entfernung von dem Befestigungsort 14 platziert bzw. angeordnet werden, und zwar unter Verwendung der Roboteranordnung 16. Anschließend wird die Radaranordnung 32 betätigt. Das Antwortsignal eines gesendeten Radarsignals wird empfangen und anschließend ausgewertet und/oder aufgezeichnet.
In dem Auswertungsschritt kann die Information über den Befestigungsort dazu verwendet werden, um die Werkzeuganordnung 20 neu zu positionieren, bevor ein Befestigungsvorgang durchgeführt wird. In anderen Fällen, nachdem ein Befestigungsvorgang durchgeführt worden ist, kann die von der Radaranordnung bereitgestellte Information einfach bereitgestellt werden, um ein qualifiziertes Protokoll zu errichten.
Die von der Radaranordnung 32 bereitgestellte Information kann entweder dazu verwendet werden, um das Befestigungswerkzeug automatisch neu zu Positionieren, oder kann zum Aufzeichnen des Antwortsignals oder von Information vorgesehen werden, die auf der Grundlage hiervon erhalten wird, oder kann auf einem Monitor 36 gezeigt werden, der der Werkzeugversorgungseinheit 22 zugewiesen ist.
Wenn das Antwortsignal aufgezeichnet wird, soll dies das Aufzeichnen des Antwortsignals selbst und/oder von Information beinhalten, die daraus abgeleitet ist, z.B. ein 2D- oder ein 3D-Radarbild.
In den 2 bis 5 sind unterschiedliche Befestigungselemente gezeigt. Beispielsweise zeigt 2 einen Karosserieblechabschnitt 40 der Fahrzeugkarosserie 12, wobei der Blechabschnitt 40 ein Befestigungsloch 42 hat. 2 zeigt, dass eine Blindnietmutter 44 mit ihrem Schaft in das Befestigungsloch 42 eingeführt ist, bevor ein Blindnietsetzschritt durchgeführt wird.
Andererseits zeigt 3 einen Karosserieblechabschnitt 40, in den ein Schweißbolzen 44' geschweißt worden ist. Die Schweißung ist bei 46 gezeigt.
4 zeigt einen Befestigungsort 14'', der zwei Bleche 40, 40a beinhaltet, die mittels eines Stanzniets 44'' aneinandergefügt sind.
5 zeigt einen Blechabschnitt 40 mit einem Loch 42'''. Ein weiterer Blechabschnitt 40b ist etwa parallel zu dem Blechabschnitt 40 angeordnet. Eine Befestigungsrippe 48 ist an dem zusätzlichen Blechabschnitt 40b angebracht, derart, dass die Befestigungsrippe 48 in Ausrichtung mit und hinter dem Befestigungsloch 42''' angeordnet ist. Das Befestigungselement ist hier ein U-Basis-Clip 44''', der aus Metall hergestellt ist, und der an der Befestigungsrippe 48 festgelegt werden kann, indem der U-Basis-Clip durch das Befestigungsloch 42''' eingeführt wird.
6 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Werkzeugkopfes 28'. Der Werkzeugkopf 28' beinhaltet ein Befestigungswerkzeug 30 zum Befestigen eines Befestigungselementes 44 an einem Befestigungsort 14, insbesondere an einem Befestigungsloch 42. Das Befestigungselement 44 kann beispielsweise ein Blindniet sein, insbesondere eine Blindnietmutter.
Das Befestigungswerkzeug 30 definiert eine Befestigungsachse 45, die typischerweise senkrecht auf einer Fläche des Blechabschnittes 40 steht und durch die Richtung definiert ist, in der das Befestigungselement 44 an dem Befestigungsort 14 angebracht wird.
Der Werkzeugkopf 28 beinhaltet ferner eine Radaranordnung 32', die konzentrisch zu dem Befestigungswerkzeug angeordnet ist. Die Radaranordnung 32 beinhaltet ein Radaranordnungsdurchgangsloch 50, das koaxial zu der Befestigungsachse 45 ist. Das Durchgangsloch 50 ist derart gebildet, dass wenigstens das Befestigungselement 44, vorzugsweise jedoch auch ein Teil des Befestigungswerkzeugs 30 durch das Durchgangsloch 50 hindurchbewegt werden kann.
Die Radaranordnung 32' ist dazu ausgelegt, wenigstens ein Radarsignal T auszusenden und wenigstens ein Antwortsignal R zu empfangen. Als solches ist die Radaranordnung 32' dazu in der Lage, wenigstens ein Antwortsignal bereitzustellen, aus dem sich ein Radarbild des Befestigungsortes14 ableiten lässt. Zu diesem Zweck ist der Werkzeugkopf 28 in Relation zu dem Befestigungsort innerhalb eines Bereiches H von 1 cm bis 100 cm, vorzugsweise von 1 cm bis 20 cm, insbesondere bevorzugt von 2 cm bis 10 cm und insbesondere von 3 cm bis 5 cm positioniert.
Die Antennenanordnung, die innerhalb der Radaranordnung 32' vorgesehen ist, ist so positioniert, dass der Befestigungsort 14 innerhalb eines Erfassungsbereiches bzw. einer Abdeckung oder einer Ausleuchtzone der Antennenanordnung angeordnet ist, die eine Sendeantennenanordnung und eine Empfangsantennenanordnung beinhaltet.
Eine Auswertung des Bildes, das aus dem wenigstens einen Antwortsignal R abgeleitet ist, ermöglicht es, den Werkzeugkopf 28' in Relation zu dem Befestigungsort 14 neu zu positionieren. 6 zeigt schematisch, dass der Werkzeugkopf 28' eine Position hat, die durch Koordinaten x_T , y_T und z_T definiert werden kann. Ferner hat der Werkzeugkopf 28' eine Lage bzw. Haltung, die durch Lagewinkel α_T um die x-Achse, β_T um die y-Achse und γ_T um die z-Achse definiert ist.
In ähnlicher Weise kann eine Position des Befestigungsortes 14 durch dessen Koordinaten x_F , y_F , z_F definiert werden, und die Lage bzw. Haltung bzw. Stellung des Befestigungsortes 14 kann durch einen Winkel α_F um die x-Achse, einen Winkel β_F um die y-Achse und einen Winkel γ_F um die z-Achse herum definiert werden.
Weitere charakteristische Positionsmerkmale des Befestigungsortes können eine Mitte C_F des Befestigungsloches 42, einen Durchmesser D_F des Befestigungsloches und eine Dicke t_F des Blechabschnittes 40 beinhalten.
Wenn ein Befestigungselement 44 an dem Befestigungsort 14 zu befestigen ist, wird der Werkzeugkopf 28' mit dem Befestigungswerkzeug 30 in Relation zu dem Befestigungsort 14 positioniert. Im Anschluss hieran wird die Radaranordnung 32' aktiviert, um wenigstens ein Antwortsignal R zu erzeugen, aus dem sich wenigstens ein Positionsmerkmal betreffend den Befestigungsort ableiten lässt. Auf der Basis hiervon wird ausgewertet, ob die Position der Befestigungswerkzeugposition korrekt ist. Im Anschluss hieran wird das Befestigungswerkzeug neu positioniert, und zwar für den Fall, dass der Auswertungsschritt ergeben hat, dass das Befestigungswerkzeug 30 nicht korrekt positioniert und mit dem Befestigungsort 14 ausgerichtet war. Erst dann wird der Befestigungsvorgang durchgeführt, einschließlich des Anbringens des Befestigungselementes 44 an dem Befestigungsort 14.
In den 7 bis 15 ist ein Werkzeugkopf 28'' mit einem Befestigungswerkzeug 30'' zum Setzen von Blindnietmuttern 44^IV in Befestigungslöchern 42 gezeigt. Die Konstruktion und die Funktion des Werkzeugkopfes 28'' entsprechen jenen der oben beschriebenen Werkzeugköpfe. Daher werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Nachstehend werden hauptsächlich die Unterschiede beschrieben.
Das Befestigungswerkzeug 30'' beinhaltet ein Werkzeug-Frontend 52, das an dem Werkzeugkopf 28' angebracht ist'. Das Werkzeug-Frontend 52 beinhaltet einen Befestigungselementzuführkanal 54, durch den hindurch Befestigungselemente (z.B. Blindnietmuttern 44^IV) zugeführt werden, beispielsweise mittels Druckluft.
Ferner weist das Befestigungswerkzeug 30 ein Werkzeugantriebssystem 56 auf, das entlang der Befestigungsachse 45 mit dem Werkzeug-Frontend 52 ausgerichtet ist.
Die Blindnietmuttern 44^IV, die mittels des Befestigungswerkzeuges 30'' befestigt werden können, sind in den 8 und 9 gezeigt.
Die Blindnietmutter 44^IV beinhaltet einen Blindnietmutterkopf 60, der einen Durchmesser D_H hat, der größer ist als der Durchmesser D_F des Befestigungslochs 42. Ferner weist die Blindnietmutter 44^IV einen Blindnietmutterschaft 62 auf, der sich von dem Mutterkopf 60 erstreckt. Der Außendurchmesser D_S des Mutterschaftes 62 entspricht dem Durchmesser D_F des Befestigungsloches 42, derart, dass der Schaft 62 in das Befestigungsloch 42 eingeführt werden kann.
Der Mutterschaft 62 weist an einem Ende hiervon ein Innengewinde (Muttergewinde 64) auf. Ferner beinhaltet der Mutterschaft 62 in einem Bereich des Mutterkopfes 60 eine Verformungsregion 66. Die Verformungsregion 66 wird während eines Blindnietmutter-Setzvorganges deformiert, derart, dass ein Nietwulst gebildet werden kann, der an einer Blindseite eines Blechabschnittes 40 angreift, derart, dass der Blechabschnitt 40 zwischen dem Mutterkopf 60 und dem Wulst angeordnet ist.
In 10 ist das Befestigungswerkzeug 30'' in größerer Genauigkeit gezeigt. Das Befestigungswerkzeug 30'' beinhaltet eine Spindel 70. Die Spindel 70 kann mittels des Werkzeugantriebssystems 56 gedreht werden und kann mittels des Werkzeugantriebssystems 56 axial versetzt werden. Diese zwei Bewegungen können kombiniert werden, vorzugsweise synchronisiert mit einer Gewindesteigung eines Gewindes einer Blindnietmutter.
Das Werkzeug-Frontend 52 beinhaltet an seinem vordersten Ende einen Mutterhalteabschnitt 72. In dem Mutterhalteabschnitt 72 kann eine Blindnietmutter 44^IV in einer in Drehrichtung festgelegten Art und Weise gehalten werden, derart, dass ein Außengewinde der Spindel 70 in das Muttergewinde 64 eingeschraubt werden kann.
Das vorderste Ende des Werkzeug-Frontends 52 ist durch eine Trennplatte 74 geschlossen, die das Werkzeug-Frontend 52 von der Radaranordnung 32'' abtrennt.
Das vorderste Ende des Werkzeug-Frontends 52 hat eine rechteckige Form. Die Form der Radaranordnung 32'' entspricht jener des vordersten Endes des Frontends 52. Insbesondere hat die Radaranordnung 32'' in einer Draufsicht eine Rechteckform, und zwar mit einer langen Seite A und einer kurzen Seite B. Die Länge der langen Seite A liegt in einem Bereich von 2 cm bis 10 cm, insbesondere in einem Bereich von 3 cm bis 6 cm.
Die Länge der kurzen Seite B liegt in einem Bereich von 1 cm bis 6 cm, insbesondere in einem Bereich von 2 cm bis 5 cm. Die Dicke T der Radaranordnung 32'' liegt in einem Bereich von 1 cm bis 4 cm, insbesondere in einem Bereich von 1 cm bis 3 cm.
Die Radaranordnung 32'' ist von einem Radaranordnungsgehäuse 76 umschlossen, das die obigen Dimensionen A, B, T hat. Ferner ist an einer der langen Seiten des Radaranordnungsgehäuses 76 ein Gehäusevorsprung 78 vorgesehen. Der Gehäusevorsprung 78 dient dazu, um die Schaltkreise der Radaranordnung 32'' im Inneren des Gehäuses 76 mit Energie und mit einer bidirektionalen Signalschnittstelle (z.B. Ethernet) zu versorgen.
11 ist eine Vorderansicht des Werkzeug-Frontend 52 und zeigt die Radaranordnung 32'' und das Durchgangsloch 50, die konzentrisch zu der Befestigungsachse 45 angeordnet ist. Der Durchmesser D_R des Durchgangslochs ist größer als der Außendurchmesser der größten Abmessung des Befestigungselementes, insbesondere größer als der Außendurchmesser D_H des Blindnietmutterkopfes 60.
12 bis 15 zeigen jeweils Schnittansichten entlang einer Ebene XII-XII in 11, und zeigen unterschiedliche Schritte während eines Befestigungsvorganges.
Insbesondere zeigt 12, dass die Spindel 70 an ihrem vorderen Ende einen Gewindeabschnitt 80 mit einem Außengewinde beinhaltet, das dem Muttergewinde 64 der Blindnietmutter 44^IV entspricht.
Ferner ist die Spindel 70 in einem Abschnitt benachbart zu dem Gewindeabschnitt 80 mit einer Hülse 82 ausgestattet. Die Hülse 82 ist konzentrisch zu der Spindel 70 angeordnet. Die Hülse 82 ist axial in Bezug auf die Spindel 70 versetzbar. An ihrem vorderen Ende weist die Hülse 82 einen Setzabschnitt auf, der dazu ausgelegt ist, während eines Setzvorganges an der oberen Seite des Blindnietmutterkopfes 60 anzugreifen.
12 zeigt auch den Befestigungselementzuführkanal 54, durch den hindurch Befestigungselemente 44 mittels Druckluft zugeführt werden. Ein Befestigungselement 44B ist mittels einer beweglichen Nase, die sich in Kanal 54 hinein erstreckt, in einer Warteposition (versetzt gegenüber der Befestigungsachse) gehalten. 12 zeigt ein Befestigungselement 44A, das in dem Mutterhalteabschnitt 72 gehalten ist. Zwischen der Warteposition und dem Mutterhalteabschnitt 72 ist ein Sensor 84 vorgesehen, der erfasst, wenn ein Befestigungselement 44A passiert und daher in dem Mutterhalteabschnitt 72 vorgesehen sein muss. In dem Mutterhalteabschnitt 72 kann das Befestigungselement 44A in Drehrichtung festgelegt gehalten werden, und zwar mittels Klemmbacken 86. In 12 sind Klemmbacken in einer Freigabeposition.
In 12 ist der Gewindeabschnitt 80 zurückgezogen, so dass es Befestigungselementen 44 ermöglicht wird, aus dem Kanal 54 in den Mutterhalteabschnitt 72 zu gelangen.
Ausgehend von 12 wird eine Kraft F_A auf die Spindel 70 aufgebracht, um den Gewindeabschnitt 80 in die Richtung des Befestigungselementes 44A zu bewegen, das in dem Mutterhalteabschnitt 72 gehalten ist.
Wie es in 13 gezeigt ist, wird die Spindel 70 mittels einer Kraft F_R in Drehung versetzt, um den Gewindeabschnitt 80 in das Muttergewinde 64 zu schrauben, bis der Setzabschnitt der Hülse 82 an dem Nietmutterkopf 60 anliegt. Während dieses Prozesses bleiben die Klemmbacken 86 in einer geschlossenen Position, um das Befestigungselement 44A in Drehrichtung festzuhalten.
Wenn das Befestigungselement 44A in dem Mutterhalteabschnitt 72 ist, steht es nicht gegenüber dem zentralen Loch 50 vor.
In 14 ist gezeigt, dass die Spindel 70 weiter nach vorne bewegt ist, so dass das Befestigungselement 44A aus dem Durchgangsloch der Radaranordnung 32'' herausbewegt ist. Zu diesem Zweck werden die Klemmbacken 86 kurz freigegeben. Sobald der hintere Teil der Hülse 82 die Klemmbacken 86 passiert hat, werden diese erneut in ihre geschlossene Position angesteuert, so dass, wie es in 14 gezeigt ist, die Hülse 82 an den Klemmbacken 86 anliegt und nicht erneut zurückgezogen werden kann.
In der in 14 gezeigten Position ist der Schaft 62 des Befestigungselements 44A in ein Befestigungsloch 42 eines Blechabschnittes eingeführt (in 14 nicht gezeigt).
Für den Vorgang des Setzens der Blindnietmutter 44A wird die Spindel 70 mittels einer Kraft F_S zurückgezogen, wie es in 15 gezeigt ist. Der vordere Setzabschnitt der Hülse 82 greift an dem Mutterkopf 60 an, und die Spindel 70 wirkt als ein Blindnietdorn, der den Abschnitt des Mutterschaftes, der mit dem Muttergewinde versehen ist, nach hinten zieht, derart dass sich die Verformungsregion 66 deformiert und eine Wölbung 66' bildet, wie es in 15 gezeigt ist. Die Wölbung 66' greift an der Blindseite des Blechabschnittes 40 an, derart, dass die Blindnietmutter 44A sicher an dem Blechabschnitt 40 festgelegt bzw. befestigt ist. Anschließend wird die Spindel 70 in einer Richtung im Gegensatz zu jener der 13 in Drehung versetzt, um die Spindel vom dem Muttergewinde zu lösen. Im Anschluss werden die Klemmbacken 86 freigegeben, und die Spindel 70 wird erneut in die in 12 gezeigte Position zurückgezogen, derart, dass das nächste Befestigungselement 44B in den Mutterhalteabschnitt 72 geblasen werden kann, um einen weiteren Blindnietmutter-Setzprozess durchzuführen, wie er oben beschrieben wurde.
16 zeigt eine schematische Ansicht einer gedruckten Leiterplatte 90 einer Radaranordnung 32'''.
Die gedruckte Leiterplatte 90 weist eine rechteckige Form auf, mit einer langen Seite a und einer kurzen Seite b. Die Länge der langen Seite a entspricht der langen Seite A des Gehäuses 76 in 10. Die Länge der kurzen Seite b entspricht der Länge der kurzen Seite B des Gehäuses 76 in 10.
Die Leiterplatte 90 weist ein zentrales Loch 50''' auf. In 16 hat das zentrale Loch 50''' eine rechteckige Form, mit einer langen Seite c und einer kurzen Seite d. Die Form des zentralen Loches 50''' kann jedoch auch kreisförmig sein.
Die Radaranordnung 32''' beinhaltet einen ersten Sendeantennenarray 92 und einen zweiten Sendeantennenarray 94. Jeder der Sendeantennenarrays 92, 94 beinhaltet eine Anzahl von 2 bis 16 Sendeantennen, die linear parallel zu einer der Seiten der gedruckten Leiterplatte 90 ausgerichtet bzw. aufgereiht sind. In dem vorliegenden Fall sind zwei Sendeantennenarrays 92, 94 parallel zu den langen Seiten a der gedruckten Leiterplatte 90 angeordnet.
Die zwei Sendeantennenarrays 92, 94 sind auf gegenüberliegenden Seiten des zentralen Durchgangslochs 50''' angeordnet.
Ferner beinhaltet die Radaranordnung 32''' einen ersten Empfangsantennenarray 96 und einen zweiten Empfangsantennenarray 98. Die Empfangsantennenarrays 96, 98 beinhalten jeweils eine Anzahl von Empfangsantennenelementen, wobei die Anzahl in einem Bereich von 2 bis 16 liegen kann. Die Anzahl kann kleiner sein als die Anzahl von Sendeantennenelementen in jedem der Arrays 92, 94.
Die zwei Empfangsantennenarrays 96, 98 sind auf gegenüberliegenden Seiten des zentralen Durchgangslochs 50''' angeordnet und sind orthogonal zu den Sendeantennenarrays 92, 94 angeordnet, derart, dass die Antennenarrays 92 bis 98 den Umfang eines Rechtecks bilden.
Die Länge der Sendeantennenarrays 92, 94 ist bei e gezeigt. Die Länge von e ist kleiner als die Länge der langen Seite a der gedruckten Leiterplatte 90, ist jedoch länger als die Länge der langen Seite c des zentralen Durchgangslochs 50'''. Ferner hat jeder der Empfangsantennenarrays 96, 98 eine Länge f, die kleiner ist als die Länge b der kurzen Seite der gedruckten Leiterplatte 90 und die länger ist als die kurze Seite d des Durchgangslochs 50'''.
Die rechteckige Form der gedruckten Leiterplatte 90 kann eine Quadratform sein, in welchem Fall das zentrale Durchgangsloch ebenfalls eine quadratische Form oder eine Kreisform hat. In diesem Fall folgt a = b und e = f.
Die gedruckte Leiterplatte 90 beinhaltet einen Sendeschaltkreis bzw. eine Sendeschaltung 100 mit integrierten Schaltungen (ICs), die den Antennenelementen der Sendeantennenarrays 92, 94 zugewiesen sind. Die Sendeschaltung ist zwischen den jeweiligen Sendeantennenarrays 92, 94 und der äußeren Seite der gedruckten Leiterplatte 90 angeordnet.
In ähnlicher Weise beinhaltet die gedruckte Leiterplatte 90 eine Empfangsschaltung 102, die ICs beinhaltet, die mit den Antennenelementen der Empfangsantennenarrays 96, 98 verbunden sind. In jedem Fall ist die Empfangsschaltung 102 zwischen dem jeweiligen Empfangsantennenarray 96, 98 und der äußeren Seite der gedruckten Leiterplatte 90 angeordnet.
Die obige Antennenanordnung der Radaranordnung 32''' ermöglicht es, dass die Radaranordnung 32''' als ein MIMO-Radar (multiple-input-multiple-output) arbeitet.
In einem MIMO-Radarsystem ist jedem Sendeantennenelement ein individueller Wellenformgenerator der Sendeschaltung 100 zugewiesen, der für dieses Antennenelement ein individuelles Signal erzeugt. Dieses individuelle Signal ist die Basis zum Zuweisen von Antwortsignalen zu ihrer Quelle.
Für eine effektivere Radarsignalverarbeitung kann jedes individuelle Sendesignal mit dem Ziel („target“) geändert werden („adaptive Wellenform“), um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern.
17 ist ein Flussdiagramm 110 eines Befestigungsvorganges, der in dem oben beschriebenen Kraftfahrzeugherstellungsort 10 ausgeführt werden kann, beispielsweise unter Verwendung des Werkzeugkopfes 28 der 7.
Der Prozess beginnt bei S2. In einem darauffolgenden Schritt S4 bewegt ein Roboter den Werkzeugkopf 28 zu einer bestimmten Position.
In dem nächsten Schritt S6 wird abgefragt, ob sich der Roboter in der Position befindet. Wenn Nein („No“) kehrt der Prozess zurück zum Schritt S4. Wenn der Roboter sich in der Position befindet (Ja („Yes“) im Schritt S6), geht der Prozess zum Schritt S8 über. Im Schritt S8 sendet der Roboter ein Startsignal an die Radaranordnung 32, so dass wenigstens ein Sendesignal T ausgesendet wird.
Im Schritt S10 wird abgefragt, ob wenigstens ein Empfangssignal R empfangen worden ist. Wenn die Antwort im Schritt S10 Nein ist, kehrt der Prozess zurück zum Schritt S8. Wenn die Antwort Ja ist, geht der Prozess über zum Schritt S12. Im Schritt S12 wird eine Auswertung durchgeführt, ob die Roboterposition korrekt ist, und zwar auf der Basis einer Auswertung von dem wenigstens einen Antwortsignal. Wenn die Roboterposition im Schritt S12 als korrekt bestimmt ist (Ja), geht der Prozess über zum Schritt S14, um den Befestigungsvorgang zu initiieren.
Im Schritt S16 wird abgefragt, ob der Befestigungsvorgang abgeschlossen bzw. vollständig ist. Wenn die Antwort Nein ist, geht der Prozess über zum Schritt S17, in dem ein Timer abgefragt wird. Wenn die abgelaufene Zeit größer ist als ein Schwellenwert (Ja im Schritt S17), wird im Schritt S19 ein Fehlersignal erzeugt. Hiernach endet der Prozess im Schritt S30. Wenn andererseits die Antwort im Schritt S17 Nein ist, kehrt der Prozess zurück zum Schritt S16. Wenn die Antwort im Schritt S16 Ja ist (Befestigungsvorgang abgeschlossen), sendet das Befestigungswerkzeug ein Quittierungssignal an den Roboter, und zwar im Schritt S18.
Im Schritt S20 wird abgefragt, ob ein weiterer Befestigungsvorgang durchzuführen ist. Wenn die Antwort Ja ist, kehrt der Prozess zurück zum Schritt S22, bei dem ein Zähler inkrementiert wird. Nach dem Schritt S22 kehrt der Prozess zurück zum Schritt S4.
Wenn die Antwort im Schritt S20 Nein ist, wird der Prozess im Schritt S30 beendet.
Wenn andererseits die Auswertung im Schritt S12 ergeben hat, dass die Roboterposition nicht korrekt ist, wird im Schritt S24 eine Roboterumpositionierung bzw. - neupositionierung eingeleitet.
Im darauffolgenden Schritt S26 wird abgefragt, ob sich der Roboter an seiner neu angeordneten Position befindet. Wenn die Antwort Nein ist, wird im Schritt S26 abgefragt, ob ein Timer einen gewissen Schwellenwert erreicht hat. Wenn die Antwort Ja ist, löst der Prozess das Fehlersignal des Schrittes S19 aus. Wenn andererseits der Timer den Schwellenwert noch nicht erreicht hat, geht der Prozess zurück zum Schritt S26.
Wenn die Antwort im Schritt S26 Ja ist (Roboter ist in neue Position umpositioniert worden), kehrt der Prozess zurück zum Schritt S8, so dass die Radaranordnung erneut gestartet wird. Der Prozess verläuft dann durch die Schritte S10 bis S20, um den Befestigungsvorgang abzuschließen.
Obgleich oben ein System zum Setzen einer Blindnietmutter im Detail beschrieben worden ist, kann die vorliegende Lehre auch auf andere Befestigungsvorgänge angewendet werden.
18 zeigt ein Beispiel eines Befestigungselementes 44^V, bei dem es sich um ein U-Basis-Befestigungselement handelt, das aus Metall hergestellt ist. Das Befestigungselement 44^V ist dazu ausgelegt, an einer Befestigungsrippe 48^V angeordnet zu werden, die aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, wie es in 19 gezeigt ist.
Das Befestigungselement 44^V muss auf der Befestigungsrippe 48^V mit hoher Präzision positioniert werden. In einigen Fällen ist die Befestigungsrippe 48^V hinter einem Loch angeordnet, wie es in 5 bei 42''' gezeigt ist.
Es versteht sich, dass das Befestigungswerkzeug zum Anordnen des Befestigungselementes 44^V auf der Befestigungsrippe 48^V sich von dem Befestigungswerkzeug unterscheidet, das zum Beispiel in 7 bis 15 dargestellt ist. Es gelten jedoch die gleichen Prinzipien. Vorliegend kann die Form des zentralen Durchgangsloches 50 in der Radaranordnung 32 tatsächlich rechteckförmig und nicht kreisförmig sein. Ferner kann das Befestigungsloch 42''' ebenfalls rechteckförmig und nicht kreisförmig sein.
Bezugszeichenliste

10: Kraftfahrzeugherstellungsort
12: Fahrzeugkarosserie
14: Befestigungsort
16: Roboteranordnung
18: Roboter mit Arm
20: Werkzeuganordnung
22: Werkzeugversorgungseinheit
24: Werkzeugsteuerung
26: Befestigungselementzuführung
28: Werkzeugkopf
30: Befestigungswerkzeug
32: Radaranordnung
36: Monitor
40: Karosserieblechabschnitt
42: Befestigungsloch
44: Befestigungselement
45: Befestigungsachse/Inspektionsachse
46: Schweißung
48: Befestigungsrippe
50: Radaranordnungsdurchgangsloch
52: Werkzeug-Frontend
54: Befestigungselementzuführkanal
56: Werkzeugantriebssystem
60: Blindnietmutterkopf
62: Blindnietmutterschaft
64: Blindnietmuttergewinde
66: Verformungsregion
70: Spindel
72: Mutterhalteabschnitt
74: Trennplatte
76: Radaranordnungsgehäuse
78: Gehäusevorsprung
80: Gewindeabschnitt 70
82: Hülse 70
84: Sensor
86: Klemmbacken
90: gedruckte Leiterplatte
92: erster Sendeantennenarray
94: zweiter Sendeantennenarray
96: erster Empfangsantennenarray
98: zweiter Empfangsantennenarray
100: Sendeschaltung
102: Empfangsschaltung
104: Radarbild
106: verarbeitetes Radarbild
108: virtuelle MIMO-Antenne
110: Flussdiagramm
T: Radarsignal
R: Antwortsignal
xT, yT, zT: Werkzeugkoordinaten
αT, βT, γT: Werkzeuglagewinkel
xF,yF,zF: Befestigungsortkoordinaten
αF, βF, γF: Befestigungsortlagewinkel
CF: Befestigungsortmitte
DF: Befestigungsortdurchmesser
DH: Nietmutterkopfdurchmesser
DS: Nietmutterschaftdurchmesser
DR: Radaranordnungslochdurchmesser
FR: Rotationsgewindekraft
FA: Axialkraft
FS: Setzkraft
tF: Blechdicke
H: Abstand 28/14 entlang 45
a: lange Seite von 90
b: kurze Seite von 90
c: lange Seite von 44'''
d: kurze Seite von 44'''
e: Länge Sendeantennenarrays
f: Länge Empfangsantennenarrays
A: lange Seite von 76
B: kurze Seite von 76
T: Dicke von76'

Claims

Verfahren zur Inspektion und/oder Messung eines Befestigungsortes (14) mittels einer Radaranordnung (32), die eine Sendeantennenanordnung (92, 94) und eine Empfangsantennenanordnung (96, 98) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Positionieren der Radaranordnung (32) in Bezug auf den Befestigungsort (14), an dem ein Befestigungsvorgang durchgeführt worden ist oder an dem ein Befestigungsvorgang durchgeführt werden soll, derart, dass sich der Befestigungsort (14) innerhalb eines Erfassungsbereiches der Sendeantennenanordnung (92, 94) und der Empfangsantennenanordnung (96, 98) befindet; - Aussenden mindestens eines Radarsignals (T) durch die Sendeantennenanordnung (92, 94); - Empfangen mindestens eines Antwortsignals (R) durch die Empfangsantennenanordnung (96, 98); und - Auswerten und/oder Aufzeichnen des Antwortsignals (R).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Radaranordnung (32) innerhalb eines Bereichs (H) von 1 cm bis 100 cm in Bezug auf den Befestigungsort (14) positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Radaranordnung (32) eine MIMO-Radaranordnung ist, wobei die Sendeantennenanordnung (92, 94) mehrere Sendeantennen umfasst und wobei die Empfangsantennenanordnung (96, 98) mehrere Empfangsantennen umfasst, und wobei der Aussendeschritt das Aussenden unterschiedlicher Radarsignale von jeder der Sendeantennen umfasst.
Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Befestigungsort (14) ein Befestigungsmerkmal (42) eines Fahrzeugkarosserieteils (40), insbesondere ein Befestigungsloch (42) in einem Fahrzeugkarosserieblechteil (40), umfasst.
Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Radaranordnung (32) von einem Roboter (18) getragen wird und wobei der Auswerteschritt das Ermitteln mindestens eines Positionsmerkmals (C_F, D_F, x_F, y_F, z_F, α_F, β_F, γ_F) des Befestigungsortes (14) umfasst.
Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Auswerteschritt das Berechnen eines 2D-Radarbildes oder eines 3D-Radarbildes des Befestigungsortes (14) aus dem mindestens einen Antwortsignal (R) umfasst.
Verfahren zum Anbringen eines Befestigungselements (44) an einem Kraftfahrzeug-Befestigungsort (14), insbesondere einer Rohkraftfahrzeugkarosserie (12), umfassend: - Positionieren eines Befestigungswerkzeugs (30) an einer Befestigungswerkzeugposition in Bezug auf den Befestigungsort (14) ; - Auswerten, ob die Befestigungswerkzeugposition korrekt ist, und zwar unter Verwendung einer Radaranordnung (32), insbesondere durch Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6; - Neupositionieren des Befestigungswerkzeugs (30) in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Auswerteschritts; und - Anbringen des Befestigungselements (44) an dem Befestigungsort (14).
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Befestigungsort (14) ein Befestigungsloch (42) in einem Karosserieblechabschnitt (40) umfasst, und wobei das Befestigungselement (44) ein Blindnietelement ist, das in das Befestigungsloch (44) zu setzen ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Befestigungsort (14''') eine Befestigungsrippe (48) aufweist, die innerhalb oder hinter einem Befestigungsloch (42''') in einem Karosserieblechabschnitt (40) angeordnet sein kann, und wobei das Befestigungselement (44''') ein Clip ist, der an der Befestigungsrippe (48) anzubringen ist.
Radaranordnung (32) zum Anbringen an einem Werkzeugkopf (28), der ein Befestigungswerkzeug (30) enthält, mit - einem Gehäuse (76), das an einem vorderen Ende (52) des Befestigungswerkzeugs (30) angebracht werden kann, wobei das Gehäuse (76) ein zentrales Durchgangsloch (50) aufweist, - eine Schaltungsträgeranordnung (90), die innerhalb des Gehäuses (76) so angeordnet ist, dass sie das zentrale Durchgangsloch (50) umgibt, - eine Sendeantennenanordnung (92, 94) und eine Empfangsantennenanordnung (96, 98), die an der Schaltungsträgeranordnung (90) angeordnet sind.
Radaranordnung nach Anspruch 10, wobei die Sendeantennenanordnung (92, 94) zwei Sendeantennenarrays (92, 94) umfasst und wobei die Empfangsantennenanordnung (96, 98) zwei Empfangsantennenarrays (96, 98) umfasst.
Radaranordnung nach Anspruch 11, wobei die beiden Sendeantennenarrays (92, 94) und die beiden Empfangsantennenarrays (96, 98) jeweils so angeordnet sind, dass sie senkrecht zu einer Achse (45) des Durchgangslochs (50) sind.
Radaranordnung nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 12, wobei die zwei Sendeantennenarrays (92, 94) auf gegenüberliegenden Seiten des Durchgangslochs (50) angeordnet sind, und wobei die zwei Empfangsantennenarrays (96, 98) auf gegenüberliegenden Seiten des Durchgangslochs (50) angeordnet sind.
Radaranordnung nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 13, wobei die zwei Sendeantennenarrays (92, 94) so angeordnet sind, dass sie orthogonal zu den beiden Empfangsantennenarrays (96, 98) sind.
Werkzeugkopf (28) für einen Roboter (18), umfassend - ein Befestigungswerkzeug (30) zur Durchführung eines Fügevorgangs an einem Befestigungsort (14), insbesondere zum Anbringen eines Befestigungselements (44) an einem Befestigungsort (14) eines Werkstücke (40); - eine Werkzeugsteuerung (24), die geeignet ist, den Werkzeugkopf (28) in Bezug auf ein Positionsmerkmal (C_F, D_F, x_F, y_F, z_F, α_F, β_F, γ_F) des Befestigungsortes (14) zu positionieren; - eine Radaranordnung (32), die eine Sendeantennenanordnung (92, 94), eine Empfangsantennenanordnung (96, 98) und eine Radarsteuerung aufweist und dazu eingerichtet ist, ein Radarsignal (T) in Richtung des Befestigungsortes (14) auszusenden und ein Antwortsignal (R) zu empfangen, insbesondere eine Radaranordnung (32) nach einem beliebigen der Ansprüche 10 bis 14; wobei die Radarsteuerung ferner eingerichtet ist, das Positionsmerkmal des Befestigungsortes (14) auf der Basis des Antwortsignals (R) auszuwerten und den Werkzeugkopf (28) gegebenenfalls neu zu positionieren.
Verwendung von Radarbildgebung und/oder von einer Radaranordnung (32) zur Inspektion eines Befestigungsortes (14) oder eines Referenzortes in einer Produktionsumgebung, vorzugsweise eines Befestigungsortes an einer Kraftfahrzeugkarosserie (12), an der ein Befestigungsvorgang durchgeführt werden soll oder durchgeführt wurde.