(57)【要約】本発明は、加工品（１）にヒンジフラップ（３）を正確に位置決めして取り付ける、特に、車体に車両ドアを取り付ける方法に関する。このため、ロボットに案内される把持工具（５）が使用され、この把持工具（５）は、ヒンジフラップ（３）を保持するための固定装置（１４）を具備し、把持工具（５）に固定して接続されたセンサシステム（１８）を具備する。位置決め段階（Ａ−２）の間に、把持工具（５）は、第１のステップで、ロボット（７）の作業空間（２７）内の加工品（１）の位置とは関係のない近接位置（３７）から、把持工具（５）の固定装置（１４）に保持されたフラップ（３）が、加工品（１）に対して正確に位置決めして配置される取付け位置（２９）に移動される。取付け位置（２９）に近づくために、反復的な制御プロセスが実行され、この間に、センサシステム（１８）の（実）測定値が、まず生成され、設定段階の間に生成された（設定）測定値と比較される。把持工具（５）の移動ベクトルが、設定段階の間に計算されたヤコビ行列を用いて、（実）測定値と（設定）測定値との差に基づいて計算され、把持工具（５）が、この移動ベクトルだけ移動される。フラップは、その後、装着要素（９）を用いて加工品（１）に装着される。この位置決め作業を行うために、把持工具（５）のセンサシステム（１８）のメートル法校正を省くことができる。
2005537989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工品（１）に、特に車体（１）にフラップ（３）を取り付ける方法であり、前記フラップ（３）が、前記加工品（１）の基準領域（１１、３０）に対して正確に位置決めされ、
該方法では、ロボット（７）によって案内され、かつ前記フラップ（３）を保持するための固定装置（１４）と、把持工具（５）に永久的に接続され、かつ少なくとも１つのセンサ（１９）を備えたセンサシステム（１８）とを具備する把持工具（５）が使用され、
前記把持工具（５）が、まず、位置決め段階（Ａ−２）の間に、前記ロボット（７）の作業空間（２７）内の前記加工品（１）の位置とは関係のない近接位置（３７）から、前記把持工具（５）に保持された前記フラップ（３）が、前記加工品（１）の基準領域（１１、３０）に対して正確に位置決めして方向付けされる取付け位置（２９）に移動され、
前記フラップ（３）が、前記把持工具（５）の該取付け位置（２９）で前記加工品（１）に接続される方法であって、
前記取付け位置（２９）に移動するために、反復閉ループ制御プロセスが実行され、この間に、
前記少なくとも１つのセンサ（１９）の（実）測定値が生成され、
該（実）測定値が、設定段階の間に生成された（設定）測定値と比較され、
前記把持工具（５）の移動ベクトルが、前記設定段階の間に計算されたヤコビ行列を用いて、前記（実）測定値と前記（設定）測定値との差から計算され、
前記把持工具（５）が、該移動ベクトルに等しい量だけ移動されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記（設定）測定値と（実）測定値との差が、予め定められた閾値より下にある場合、又は
該差の連続する反復ステップで生じた減少が、予め定められた閾値より下にある場合のいずれかの場合に、
反復閉ループ制御プロセスが中止されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記取付け位置（２９）に閉ループで制御されて移動した後、前記把持工具（５）が、開ループ制御で回避位置（３８）に移動され、
装着要素（９）が、ロボットによって制御されるヒンジ取付けシステム（６）を用いて、前記加工品（１）に装着され、
前記把持工具（５）が、開ループ制御で、前記回避位置から前記取付け位置（２９）に移動して戻され、
前記把持工具（５）に保持された前記フラップ（３）が、前記装着要素（９）に装着されることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の方法。
【請求項４】
前記加工品（１）に前記装着要素（９）を装着するために、
まず、前記ヒンジ取付けシステム（６）が、ロボットの制御により、前記ロボット（８）の作業空間（２７）内の前記加工品（１）の位置とは関係のない近接位置（４８）に移動され、
次いで、前記ヒンジ取付けシステム（６）が、反復閉ループ制御プロセスで、前記ヒンジ取付けシステム（６）が前記把持工具（５）に対して正確に位置決めして方向付けされる作業位置（４１）に移動され、
次いで、ロボットの制御により加工操作（Ｃ−２）が行われ、該操作（Ｃ−２）中に、前記ヒンジ取付けシステム（６）に送られた前記装着要素（９）が、前記加工品（１）に接続されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記装着要素（９）が、前記加工品（１）に及び前記フラップ（３）にねじ止めされたヒンジであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ＴＣＰ／ＩＰインターフェースが、前記ロボット（７、８）の開ループ制御システム（１０）と前記センサシステム（１８、２４）の評価ユニット（３３、４５）との間の通信のために使用されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記方法が、車体（１）に車両ドア（３）を取り付けるために使用されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法の使用方法。
【請求項８】
加工品（１）にフラップ（３）を取り付けるための、特に車体に車両ドアを取り付けるための装置であって、
ロボット（７）によって案内される把持工具（５）を有し、
前記把持工具（５）に永久的に接続され、かつ少なくとも１つのセンサ（１９）を具備するセンサシステム（１８）を有し、
前記ロボット（７）及び前記把持工具（５）を開ループ制御するための開ループ制御システム（１０）を有し、
前記センサシステム（１８）の測定値を評価するための評価ユニット（３３）を有する装置であって、
前記センサ（１９）の少なくとも１つが、計量的に校正されていないセンサであることを特徴とする装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つのセンサ（１９）が、光学的隙間測定センサであることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば特許文献１に開示されているように、請求項１の前文に従って、フラップを加工品の基準領域に対して正確に位置決めして、加工品にフラップを取り付ける方法に関する。さらに、本発明は、この方法を行うための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラップが、取付け作業中、外部領域内及び内部領域内の異なる場所で車体に固定される。「フラップ」という用語は、本明細書においては、極めて一般的に、ヒンジ、継ぎ手などにより、別の構成部品、この場合には車体に装着される、回転可能な追加部品を表すものとする。自動車工学におけるこのようなフラップの例として、運転席ドア及び後部ドア、ボンネット、トランクリッド、燃料タンクカバーなどがある。車体の外観を高品質なものにするには、これらのフラップを、車体又は他の（隣接した）追加部品及び設置された部品の隣接した領域に対して、高い精度で方向付けさせ、したがって、フラップと車体の隣接する領域との間の予め定められた接合部が確実となるように位置決めすることが必要である。このため、フラップは、車体に対して正確に位置決めして方向付けされ、この状態で、接続要素（ヒンジ、継ぎ手、ねじなど）を用いて車体に装着されなければならない。
【０００３】
したがって、たとえば、運転席ドア及び後部ドアは、車体のドア開口部に対して、車体の隣接した領域、特にＡピラー及び／又はＣピラー、Ｂピラー、及びルーフ領域に対して、全体が可能な限り最高の均一性を有するような隙間寸法、接合部及び深さ寸法が得られるように取り付けられなければならない。これらの２つのドアのそれぞれが、２つのヒンジにより、車体に装着される。したがって、隣接した車体領域に対する運転席ドアの及び後部ドアの方向付けを確実に高精度なものにするために、ドアは、まず、各ドア開口部に対し最適な位置に配置され、次いで、この位置でヒンジに接続されなければならない。
【０００４】
特許文献１では、車体のドア開口部への車両ドアの、位置的に正確な方向付け及び装着が達成される取付け方法を提案している。この場合、挿入すべきドアを荷物の運搬台から取り外し、かつこれをドア開口部に挿入する、ロボットに案内される把持工具が使用される。特許文献１に記載されている方法においては、装填されていない把持工具が、まず、ドア開口部に対する（空間的に固定された）基準位置に移動され、ここで、車体のドア開口部の基準位置の画像が、把持工具に永久的に取り付けられたカメラを用いて撮られ、把持工具の基準位置に対するドア開口部の位置が、この（第１の）組の画像から計算される。次いで、把持工具により、荷物の運搬台からドアが取り外され、装填された把持工具が、再び基準位置に移動され、ここで、さらなる（第２の）組の画像が、把持工具に取り付けられたカメラによって撮られ、把持工具に保持されたドアの位置が、前記画像から計算される。ドア開口部に対するドアの所望の方向付けを得るために、これらの組の画像データを比較することにより、把持工具が移動される量を表示する移動ベクトルが判断される。把持工具は、この移動ベクトルに等しい量だけずらされ、現在ドア開口部に対して把持工具がとっている相対位置において、ドアに設けられたヒンジが、（溶接ロボットを用いて）車体に接続される。
【０００５】
特許文献１に記載されている方法は、両方とも把持工具の（空間的に固定された）基準位置で撮られたドア開口部の又はドアの、２つの組の画像データから進行する。したがって、この方法は、アームに把持工具が装着されたロボットの作業空間内の基準位置に対する、車体の及びドアの絶対位置を感知することに基づくものである。この方法をうまく適用するためには、複数の周辺条件が満たされなければならない：
−まず、位置を判断するのに使用されるそれぞれのカメラが、それらの内部の基準座標系に対して、個々の測定値を計量的に決定することが可能でなければならない（「カメラの内部的なメートル法校正」）。
−さらに、把持工具用ロボットの作業空間内でのカメラの位置が、知られていなければならない（「カメラの外部的なメートル法校正」）。
−最後に、カメラによる個々の測定は、ロボットの作業空間に対するドア開口部の又はドアの正確な位置が、処理上首尾一貫して確実に計算できるように、組み合わされ、簡潔にされなければならない。
【０００６】
センサを校正するために、特許文献１では、ロボットのそれぞれのサイクルにおいて近づけなければならない校正装置（より詳細には記述しない）が設けられる。しかし、前述の周辺条件を満たすためには、カメラ及びシステム全体について、大量の設定及び校正作業が必要であり、この作業は専門家だけが行うことができることが、経験的に分かっている。さらに、高品質の（したがって高価な）センサを用いてのみ、測定値の高水準な精度及び再現性が達成できる。
【０００７】
特許文献１において提案されている方法のさらなる課題は、一方では車体のドア開口部の画像データを取得するプロセス、他方ではドアの画像データを取得するプロセスが、時間的にずれた加工ステップで行われることである。したがって、位置決めプロセス中の、車体内のわずかな移動でさえも、大きな誤りとなりかねず、避ける必要がある。
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第４７０９３９Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明は、加工品に、特に車体に正確に位置決めしてフラップを取り付ける方法を提案するという目的に基づくものであり、本方法により、校正のための作業量が著しく軽減され、さらに、従来の方法と比べて、費用効率の高いセンサを使用する場合においても、精度が向上する。本発明はまた、本方法を行うための好適な装置を提案するという目的に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、本発明により、請求項１及び８の特徴によって達成される。
【００１１】
フラップを車体に位置決めし、装着するために、フラップのための固定装置と把持工具に永久的に接続されたセンサシステムとを具備する、ロボットに案内される把持工具が使用される。把持工具の固定装置には、フラップが装填されており、まず、ロボットによる制御で、車体に対する（そのための永久的なプログラミングがあり、かつロボットの作業空間内の車体の現在位置とは関係のない）近接位置に置かれる。次いで、把持工具は、閉ループ制御プロセスにより、取付け位置に移動され、ここで、固定装置に保持されたフラップが、車体の隣接した領域に対する所望の「最適な」設置位置に、正確に位置決めして方向付けされる。この把持工具が近接位置から取付け位置に移動される閉ループ制御プロセスにおいて、車体の及びフラップの選択された基準領域からの（実）測定値が、センサシステムによって生成され、これらの（実）測定値は、先の設定段階で生成された（設定）測定値と比較される。次いで、把持工具は、（線形移動及び／又は回転を含む）移動ベクトルに等しい量だけ移動し、このベクトルは、いわゆる「ヤコビ行列」（又は「感度行列」）を用いて、（実）測定値と（設定）測定値との差から計算される。（設定）測定値及びヤコビ行列の両方が、実際の位置決め及び取付けプロセスの前に起こる設定段階の間に決まり、この設定段階の間に、把持工具は、具体的な取付け作業について訓練される。この設定段階は、工具、センサシステム、車体の種類、並びに使用されるフラップの種類及び設置位置の新しい組合せの設定中に一度実行される。
【００１２】
いったん上述した閉ループ制御プロセスが完了し、したがって把持工具に保持されたフラップが、車体に対する所望の取付け位置にくると、次の方法ステップが開始し、この間に、フラップは車体に取り付けられる。このステップ中、予め定められた取付けプログラムがロボットの制御によって進み、把持工具とは別に、他のロボットに案内される工具（たとえば溶接ロボット、ねじ止めロボット、装着要素のための送り装置・・・）も必要となる。ここで重要なことは、取付けプログラムの処理中、位置決めプロセス中に見出された、車体に対して正確に位置決めして配置された取付け位置が、取付けプロセスに含まれるすべてのさらなる工具及び作業ステップのための基準位置として用いられることである。
【００１３】
閉ループ制御で実行され、かつこの間に把持工具に保持されたフラップが、（ロボットによる制御によって移動された）近接位置から（車体に対して正確に位置決めして方向付けされた）取付け位置に移動される位置決めプロセスは、基本的に、特許文献１に記載されている位置決めプロセスとは異なる。特許文献１に記載されている方法においては、ロボットの作業空間内の車体の（又はドア開口部の）絶対位置が、まず、実際に位置決めプロセス中に決定され、次いで装填された把持工具を方向付けするための基礎を形成する。これとは異なり、本発明による方法は相対測定に基づくものであり、ここでは、（設定段階で記憶された）情報が、閉ループ制御プロセスによって復元され、前記情報はセンサシステムの１組の（設定）測定値に対応する。
【００１４】
上記により、先行技術と比べて、次の２つの重要な簡略化が可能となる：
−  まず、使用されるセンサは、もはや「測定する」のではなく、単に、そのセンサ信号の単調な変化でロボットの単調な増分移動に反応するだけであるので、センサの内部なメートル法校正がもはや不要なものとなる。つまり、たとえば、テレビカメラ又はＣＣＤカメラをセンサとして使用した場合には、もはやカメラ内のレンズの歪みを補償する必要はなく、三角測量センサが使用された場合には、距離値の正確なメートル法計算も除かれる。
−  さらに、センサの外部なメートル法校正がもはや不要となり、先行技術とは異なり、適切な補正移動を計算できるようにするために、ロボットの作業空間又はロボットの手の座標系に対して、センサの位置をもはや計量的に決定する必要がない。センサは、単に、それらの検出範囲内で、車体及びフラップの基準領域に関して適切な測定データをとにかく感知できるように、把持工具に装着するだけで良い。
【００１５】
したがって、本発明による方法を使用した場合には、一般に高い費用をかけてのみ決定できるメートル法測定機能、及び特許文献１に示されている校正装置を完全に省くことができる。したがって、校正されたセンサより、極めて簡単な、したがって安価でもある、計量的に校正されていないセンサを使用することができる。したがって、本発明による方法を使用した場合には、計測器の設計とシステム全体の設定及び操作の両方が、非常に費用効率の高い方法で実施できる。さらに、本発明による方法を使用した場合には、取付けシステムの初期設定及び保守は、徹底的に簡素化されたものとなり、また、訓練された人員が行うことができる。
【００１６】
車体に対するフラップの位置決めの結果はまた、起こり得るロボットの誤差が、取付け位置への移動中に補償されるので、使用されるロボットの絶対位置決め精度とも無関係である。この結果生じる短い誤差連鎖により、必要な場合には、位置決め結果の非常に高い反復精度を達成することができる。温度変動、ロボットの不正確な校正などによる、ロボットの位置決め誤差が補正される。
【００１７】
位置決め段階において、本発明による方法を用いて補償できる位置決めの自由度の数は、自由に選択でき、センサシステムの構成に依存する。使用されるセンサの数も、自由に選択できる。利用できる（スカラー）センサ情報項目の数は、単に規定される自由度の数以上でなければならない。特に、たとえば、対象となる車体領域及び／又は取付けられるフラップの形状誤差をより良く感知し、又は位置決めプロセスの精度を向上できるようにするために、比較的多数のセンサを設けることができ、余剰のセンサ情報を使用することができる。最後に、異なる非接触及び／又は触知の情報源（たとえば、ＣＣＤカメラ、光学的隙間センサ、及び触知距離センサの組合せ）からのセンサ情報が使用できる。この結果、適切なセンサを用いることにより、品質に関連する異なる変数（隙間寸法、接合部寸法、深さ寸法）の測定結果を、フラップを取り付けるつけるプロセス中に考慮することができる。
【００１８】
本発明による方法は、閉ループ制御システムの中心部ではなく、センサデータの取得及び調整のみを適合させれば良いので、新しい課題にも非常に容易に適合することができる。位置決めプロセス中に、車体及び挿入すべきフラップについての最新の知識を使用せずに済む。
【００１９】
特許文献１に記載の方法と比べて、本発明では、車体の開口部に対してフラップを位置決めする場合に起こる可能性のある未解決の不確実性を極めて速く補償できる。このような未解決の不確実性は、搬送設備によって引き起こされるロボットの動作領域内の車体の位置決め誤差によるものであり、把持工具内のフラップの位置の偏差、及び／又は挿入されるフラップの又は車体の形状誤差に原因があり、そのような形状誤差は構成要素の寸法公差によって引き起こされる。車体に対する把持工具の、このような素早い位置制御により、位置決めプロセス中に、車体を静止させて固定する必要がなく、ロボットに対して移動できる（たとえば組立てライン又は他の適切な搬送設備上において）。このことにより、本発明による方法の高度な順応性が可能となり、したがって、静止している及び移動している加工品にフラップを取り付けるという、非常に異なる適用状況に適用することができる。
【００２０】
閉ループで制御される取付け位置への移動は、１つの制御ループ内で行われることがあるが、この場合、閾値が中止の判断基準として予め定められている反復的な方法が用いられることが好ましく、この結果、（設定）測定値と（実）測定値との差が予め定められた閾値より低い場合、反復プロセスは中止され、さらに、（設定）測定値と、連続する反復ステップ中に生じる（実）測定値との差の減少が、別に予め定められた閾値より低い場合、反復プロセスは中止される。
【００２１】
フラップを車体に接続する装着要素（ヒンジ、継ぎ手、…）は、取り付けられるフラップの一部であり得るので、上述した車体の開口部へのフラップの位置決めが終了した後は、これらの装着要素をこの取付け位置で加工品に接続するだけで良い。しかし、多くの場合、フラップがヒンジに結合される前にまず車体に装着されたヒンジを用いて、フラップを車体に接続する。この場合、フラップの取付けと同じ作業ステップで、車体へのヒンジの取付けを行うことが好ましい。この場合、取付け方法は、以下のプロセスステップを含むことが好ましい：
Ａ  把持工具は、設置されるフラップが装填され、上述した反復閉ループ制御プロセスに従って、（開ループ制御で移動された）近接位置から、車体に対する取付け位置に移動され、この取付け位置において、フラップは、車体の開口部に対して、位置的に正確に方向付けされる。
Ｂ  把持工具が、取付け領域内に、ロボットによって制御されるヒンジ取付けシステムのための空間を設けるために、ロボットの制御により、予め永久的に定められたオフセット値だけ取付け位置から回避位置に移動される。
Ｃ  ヒンジ取付けシステム、たとえばヒンジが装填されたねじ工具が、ロボットの制御により、車体の予め定められた装着領域にヒンジを装着し、次いで作業領域から退く。
Ｄ  把持工具が、ロボットの制御により、予め永久的に定められたオフセット値だけ、回避位置から取付け位置に移動されて戻される（したがって、フラップは、取付け領域に正確に再位置決めされる）。
Ｅ  フラップが、ロボットによって制御される取付け工具（たとえば把持工具に装着されたねじ回し）を用いてヒンジに装着される。
Ｆ  把持工具が、ロボットの制御により戻り位置に移動される。ここで、把持工具が車体に衝突する危険性なく、車体が、ロボットの作業領域から取り外され、新しい車体が送りこまれ得る。
【００２２】
ステップＢは、本明細書においては、ステップＤの逆である、フラップの「搬出」に対応する。ここで重要なことは、ステップＢ、Ｄ、及びＥが、ロボットの制御により、ステップＡで見出された取付け位置への相対移動として行われることであり、この結果、ステップＡの閉ループ制御プロセスで見出された取付け位置は、これらのプロセスステップに含まれるさらなる工具のための基準位置として使用される。
【００２３】
特に高水準の精度を達成するためには、ヒンジの取付け（ステップＣ）の基準位置として、ステップＡで見出された取付け位置を関連付けることも好ましい。この場合、ヒンジの取付け（ステップＣ）は、以下の作業ステップを含む：
Ｃ−１  ヒンジ取付けシステムは、ヒンジが装填され、フラップを取り付けるための上述した閉ループ制御プロセスと同様の反復閉ループ制御プロセスで、把持工具に対する作業位置に移動され、この作業位置において、ヒンジ取付けシステムは、ヒンジがねじ止めされるドアの面に対して、又は（回避位置に位置する）把持工具の補助面に対して、正確に位置決めして方向付けされる。この閉ループ制御プロセスは、ヒンジ取付けシステムを（プロセスＡで見つかった）フラップの取付け位置に結びつける。
Ｃ−２  作業位置から開始して、ヒンジ取付けシステムが、ロボットの制御により、予め定められた処理プログラムを実行し、この間に、ヒンジは、たとえばヒンジ取付けシステムのねじ回しを用いて、車体の開口部に装着される。
Ｃ−３  ヒンジ取付けシステムが、ロボットの制御により加工領域から移動され、フラップを有する把持工具は、衝突の危険性がなく、取付け位置に移動して戻ることができる。
【００２４】
ここに記述した方法順序において、ステップＡ及びＣ−１を除く、すべての方法ステップは、ロボットの制御により、即ち予め定められた処理プログラムを実行することにより、及び／又は関連するロボット及び工具の経路の移動により行われる。ステップＡ及びＣ−１は、反復閉ループ制御プロセスに対応し、この間に、使用されるフラップが、車体の開口部に正確に位置決めして位置決めされ（ステップＡ）、及び／又はヒンジ取付けシステムが、フラップ又は把持工具に対して方向付けされる（ステップＣ−１）。
【００２５】
本発明のさらに好ましい実施の形態が、従属請求項に見出される。以下、図面に示されている例示的な実施の形態を参照しながら、本発明についてより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、後部ドア３が挿入される後部ドア開口部２と、運転席ドア（図１に図示せず）が取り付けられる前部ドア開口部２”とを有する車体１の詳細を示す。この車体１は、回転可能なフラップ３（その形状は開口部に適合されている）が挿入される開口部２を有する加工品１の一例である。
【００２７】
後部ドア３は、作業空間２７を有する（図１に概略的に示されている）自動取付けシステム４を用いて、車体１に取り付けられる。取付けシステム４は、産業用ロボット７によって案内され、かつ後部ドア３を供給し、車体１に対して正確に位置決めする把持工具５を具備する。さらに、取付けシステム４はヒンジ取付けシステム６を具備し、このヒンジ取付けシステム６は、産業用ロボット８によって案内され、ヒンジを、車体１に供給し、車体１及び正確に位置決めされたドアに対して方向付けさせ、ドア開口部２のヒンジ接合領域３９に装着する。ロボット７、８の、したがって工具５、６の位置及び移動を制御するために、制御システム１０が設けられる。
【００２８】
左側の後部ドア３を取り付けるための図１の取付けシステム４と同様の、（車体１の反対側の）さらなる取付けシステムが、右側の後部ドアのために設けられ、この設計及び操作方法は、取付けシステム４に対応する（鏡面対称である）。運転席ドアは、後部ドアの取付けと同様に、これに対応して適合された取付けシステムを用いて取り付けられる。
【００２９】
ドア開口部２に後部ドア３を取り付けるために、まず、ヒンジ９がドア開口部２のヒンジ接合領域３９に装着され、次いで、後部ドア３が定められた位置でヒンジ９に固定される。ヒンジ９がドア開口部２に装着される位置が、ここでは確実な方法で、ドア開口部２に完全に取り付けられた後部ドア３の位置を決定する。車体１の高品質な視覚的印象を確実にするために、後部ドア３は、ドア開口部２に隣接した車体１の領域１１に対して（位置及び角度姿勢において）正確に位置決めして取り付けられなければならず、したがって、周囲の領域１１は、車体１に対して後部ドア３を方向付けするための、いわゆる基準領域を形成する。
【００３０】
ドア開口部２への後部ドア３の位置決め、及びその後の取付けのために使用される把持工具５が、図２ａに概略的に示されている。産業用ロボット７の手に装着されたこの把持工具は、固定装置１４を装着し、かつ明確に定められた位置内に後部ドア３を保持するために使用できるフレーム１３を具備する。後部ドア３は、固定装置１４により、ドアの取付け中に付属ヒンジ９をねじ止めするヒンジ保持面１６のすぐ近接の後部ドア３の内側１５で保持されることが好ましい。後部ドア３に対する固定装置１４の係合点を、このように選択することにより、ドアの設置中に起こる形状のゆがみが最小となることが保証される。このようにして、ドア３を設定する状況が考慮される。このことにより、固定装置１４は、ドアの内側１５のヒンジ保持面１６の領域に自由に接近できるように構成されることが保証され、ドア３が固定装置１４内に位置する間に、ヒンジ９を取り付けることができる。図２ａに示されている固定装置１４の構造によって、また、ドア３を、車体１上の設置位置に（即ち閉じた状態で）把持工具５によって位置決めできることが保証される。固定装置１４は、把持工具５のフレーム１３に対して回転可能及び／又は旋回可能なように配置されるので、取付け後、取り付けられ閉じられたドア３の窓の開口部１７から取り外すことができる。或いは、ドア３を外板で把持することもできる。
【００３１】
位置を測定し、把持工具５に固定された後部ドア３を車体１に対して方向付けさせるために、把持工具５には、把持工具５のフレーム１３に堅く接続された、複数（図２ａの概略的な図では５つ）のセンサ１９を有するセンサシステム１８が設けらる。したがって、これらのセンサは、把持工具５と共に１つの構造的なユニットを形成する。これらのセンサ１９は、後部ドア３の周辺領域２０と車体１のドア開口部２の隣接した領域１１との間の、接合部寸法、隙間寸法、及び深さ寸法を決定するのに使用される。このセンサシステム１８を用いて、把持工具５に保持された後部ドア３は、以下に記述するように、反復閉ループ制御プロセスで、車体１のドア開口部２に対して方向付けされる。
【００３２】
ヒンジ取付けシステム６は、第２の産業用ロボット８の手２１に装着され、２つのヒンジテンションジャッキ２２を具備し、このヒンジテンションジャッキ２２により、ドア開口部３にドア３を装着するのに必要な２つのヒンジ９が、定められた、正確に位置決めされかつ正確な角度付けされた方向付けで保持される（図３参照）。さらに、ヒンジ取付けシステム６は、車体１内のドア開口部２にヒンジ９を装着するための、ロボットによって制御される動力ねじ回し（図３に図示せず）を具備する。ヒンジテンションジャッキ２２は、ヒンジ９が車体１に接続されるねじ面２３にねじ回しが接近できるように構成され、ねじ回しに対して配置される。ヒンジ９は、容器２２内に（自動的に又は手動で）挿入され、ヒンジ９を車体１に装着する付属ねじ（図３に図示せず）を、ヒンジ９と共に、後に自動的に挿入する又は供給することができる。
【００３３】
ヒンジ取付けシステム６にはまた、複数（図３の概略的な図では２つ）のセンサ２５を具備するセンサシステム２４が設けられ、ヒンジ取付けシステム６と共に、１つの構造的なユニットが形成されている。後に記述するように、これらのセンサ２５は、把持工具５に対してヒンジ取付けシステム６を位置決めするのに使用される。
【００３４】
取付けシステム４が、たとえば新しい型式の車両に後部ドアを取り付ける又は運転席ドアを取り付けるなどの、新しい加工作業のために設定される場合は、まず、いわゆる設定段階を実行する必要があり、この設定段階で把持工具５及びヒンジ取付けシステム６が構成される。この場合、取り付けられるドア３に適合された固定装置１４、適切に成形されたフレーム１３、及びこれに対応するセンサ１９を有するセンサシステム１８が、選択され、共に構成されて、把持工具５を形成する。次いで、把持工具５のセンサシステム１８は、以下の段階Ｉに記述するように、「主」車体１’及び「主」ドア３’に関するセンサシステム１８の（設定）測定値を記録し、開ループ制御で実行されるべきロボット７の移動経路の経路区間をプログラミングすることによって、「訓練される」。さらに、ヒンジ取付けシステム６が、以下の段階ＩＩに記述するように、取付け作業に従って構成され、センサ２５が設けられ、さらに、この工具のための把持工具５の基準領域２６に関するセンサ２５の（設定）測定値を記録し、また、開ループ制御で実行されるべきロボット８の移動経路の経路区間をプログラミングすることによって、「訓練される」。この設定段階が終了すると、このようにして構成されかつ校正された取付けシステム４は、連続生産で使用される準備が整い、連続生産において、いわゆる作業段階がロボット７、８の作業空間２７に供給された各車体１に対して実行され、作業段階で、以下の段階ＩＩＩに記述するように、関連するドア３が位置決めされドア開口部２に装着される。
【００３５】
Ｉ  把持工具５の設定段階：
新しく設定された取付け作業を行うために、第１のステップでは、取付け作業に適合されたセンサシステム１８が、まず、把持工具５のために選択され、固定装置１４と共にフレーム１３に装着される。このようにして組み立てられた把持工具５は、ロボットの手１２に装着される。次いで、固定装置１４に（「主」）後部ドア３’が装填され、固定装置１４は、（「主」）車体１’に対する（「主」）後部ドア３’の「最適な」方向付けが生じるように、ロボット７の作業空間２７内の（「主」）車体１’に対して（手動で又は対話形式で）方向付けされる（図２ｂ参照）。このような「最適な」方向付けは、たとえば、（「主」）後部ドア３’と（「主」）車体１’との間の隙間２８ができる限り均一であることによって、又は隙間２８が特定の領域内で特定の値をとることによって定義され得る。把持工具５によりここでとられた（「主」）車体１’に対する相対位置を、以下、取付け位置２９と呼ぶ。
【００３６】
フレーム１３上のセンサ１９の数及び位置は、センサ１９が、「最適な」方向付けのために特に重要な、（「主」）車体１’又は（「主」）後部ドア３’の適切な領域３０’又は領域３１’に向けられるように選択される。図２ａの例示的な実施の形態においては、図１に示されている領域３０、３１に向けられた５つのセンサ１９が使用され、３つのセンサ１９は、Ｂピラー３２の領域内の隙間２８に方向付けされ、他の２つのセンサ１９は、後部ドア３の後部領域内の隙間測定を行う。これらの領域３０、３１が、ドア開口部２における後部ドア３の位置及び方向付けのために特に重要であることが経験によって分かっている。個々のセンサ１９の数及び個々のセンサが向けられている周囲３０、３１を評価することにより、各適用状況に関連する品質特性を、可能な最良のものにすることができる。隙間を測定するためのセンサ１９に加えて、たとえば、車体１と後部ドア３との間の（深さ）距離及び／又は接合部を測定するセンサのためのセンサも、設けることができる。
【００３７】
次いで、センサシステム１８と、固定装置１４に保持された（「主」）後部ドア３’とを有する把持工具５が、ロボット７を用いて、（「主」）車体１’に対する（手動又は対話形式の方向付けによって設定され、かつ図２ｂでとられている）取付け位置２９に「訓練される」。この場合、すべてのセンサ１９の測定値が、まず、取付け位置２９で記録され、センサシステム１８の評価ユニット３３に「設定測定値」として記憶される。このセンサ評価ユニット３３は、制御システム１０に便宜上組み込まれる。次いで、（「主」）車体１’に対する、把持工具５の及びそれに固定された（「主」）後部ドア３’の位置が、ロボット７を用いて、図２ｂの矢印３４に示されているように、取付け位置２９から開始して、既知の移動経路に沿って系統的に変更される。これらは、一般に、その自由度においてロボット７の増分移動である。この場合に起こるセンサ１９の測定値の変化は、（完全に又は部分的に）記録される。いわゆる「ヤコビ」行列（感度行列）が、このセンサ情報から既知の方法で計算され、前記行列は、ロボット７の増分移動とこのプロセス中に起こるセンサ測定値の変化との間の関係を示す。ヤコビ行列を決定する方法は、たとえば、Ｓ．ハッチンソン（Ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎ）、Ｇ．ヘーガ（Ｈａｇｅｒ）、及びＰ．コーク（Ｃｏｒｋｅ）による「視覚的サーボ制御に関する指導（Ａ  ｔｕｔｏｒｉａｌ  ｏｎ  ｖｉｓｕａｌ  ｓｅｒｖｏ  ｃｏｎｔｒｏｌ）」、電気電子技術者協会  ロボット工学及び自動化学会誌（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｒｏｂｏｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）１２（５）、１９９６年１０月、６５１〜６７０頁に記述されている。この論文はまた、有効なヤコビ行列を得るために満たされるべき移動経路又は測定環境からなる要件（不変性、単調さ・・・）についても記述している。増分移動は、把持工具５又は（「主」）後部ドア３’と（「主」）車体１’との間の衝突が、この設定プロセス中に起こり得ないような形で選択される。
【００３８】
設定段階で生成されたヤコビ行列は、「設定測定値」と共に、センサシステム１８の評価ユニット３３に記憶され、これらは、作業段階で後の位置決めのループ制御プロセスＡ−２のための基準を形成する（以下のＩＩＩ参照）。
【００３９】
さらに、設定段階でロボットの手１２の（したがってまた把持工具５の）移動経路３５が生成され、制御された方法で後の作業段階ＩＩＩで実行される。この移動経路３５は、図４に概略的に示されている。移動経路３５の始点は、車体１と把持工具５又はそれに保持された後部ドア３とが衝突する危険性がなく、新しい車体１をロボット７の作業空間２７内に導入できるように選択された、いわゆる「戻り移動位置」３６によって形成される。この戻り移動位置３６は、たとえば装備ステーション（図示せず）に対応することがあり、ここで、取り付けられる後部ドア３が把持工具５に（手動で）装填される。或いは、戻り移動位置３６は、取り外しステーションに対応する場合もあり、ここで、取り付けられる後部ドア３が、把持工具５により荷物の運搬台から取り外される。この戻り移動位置３６から開始して、移動経路３５は、以下の別個の区間を含む：
Ａ−１  挿入された（「主」）後部ドア３’を有する把持工具５が、開ループ制御で実行されるべき経路Ａ−１上の戻り移動位置３６から、センサシステム１８のすべての個々のセンサ１９が、（「主」）後部ドア３’の及び／又は（「主」）車体１’の各領域３０、３１の有効な測定値を感知でき、同時に、把持工具５又は後部ドア３と車体１との間で衝突が起こり得ないことが確実となるよう選択された、いわゆる開ループの「近接位置」３７に移動される。
Ａ−２  挿入された（「主」）後部ドア３’を有する把持工具５が、閉ループ制御で実行されるべき経路Ａ−２上を、近接位置３７から（上述したように「訓練され」た）取付け位置２９に移動され、ここで、把持工具５に保持された（「主」）後部ドア３’が、（「主」）車体１’のドア開口部２’に対して、正確に位置決めされかつ正確に角度付けされて方向付けされる。閉ループ制御で実行されるべき、このステップ中の特別な出来事について、以下に（ＩＩＩ作業段階で）記述する。
Ｂ  挿入された（「主」）後部ドア３’を有する把持工具５が、開ループ制御で実行されるべき経路Ｂ上を、取付け位置２９から回避位置３８に移動される。ここでは、（「主」）後部ドア３’は、ドア開口部２’にあるヒンジ９の接合領域３９に悪影響を及ぼさない。したがって、把持工具５は、ヒンジ９を設置するための空間を設けるために、定められた回避移動を行う。
Ｄ  挿入された（「主」）後部ドア３’を有する把持工具５が、制御された方法で実行されるべき経路Ｄ上を、回避位置３９から（上述したように「訓練され」た）取付け位置２９に移動して戻され、ここで、把持工具５に保持された（「主」）後部ドア３’は、（「主」）車体１’のドア開口部２’に対して、正確に位置決めされかつ正確に角度付けされて方向付けされる。この経路Ｄは、特に、経路Ｂの「逆」であり得る。
Ｆ  把持工具５が、ロボットの制御により、戻り移動位置３６に移動して戻される。
【００４０】
したがって、把持工具５の、設定段階の間に生成された移動経路３５は、開ループ制御で実行されるべき４つの区間Ａ−１、Ｂ、Ｄ、及びＦと、閉ループ制御で実行されるべき１つの区間Ａ−２とから構成される。ステップＡ−１、Ｂ、Ｄ、及びＦは、把持工具５の訓練段階中に対話形式で入力できるか、又は制御システム１０に（オフラインで生成される）ＣＮＣプログラムの形態で記憶できる。
【００４１】
ＩＩ  ヒンジ取付けシステム６の設定段階：
その後のステップにおいて、（複数のセンサ２５が設けられ、かつヒンジ用ロボット８のロボットの手２１に装着された）ヒンジ取付けシステム６の移動経路４０が訓練される：
【００４２】
上述した把持工具５の取付け位置２９の訓練と同様の方法で、ヒンジ取付けシステム６のいわゆる「作業位置」４１が、ここでまず訓練される。このため、把持工具５は、（「主」）車体１’に対する回避位置３８（経路区間Ｂの端位置）に位置決めされる。次いで、ヒンジ取付けシステム６には、２つのヒンジ９が装填され、（「主」）車体１’のドア開口部２’に対して（手動で又は対話形式で）方向付けされ、ドア開口部２’の接合領域３９においてヒンジ９が、「最適な」方向付け及び装着位置で位置決めされる。ヒンジ取付けシステム６によりここで（「主」）車体１’に対してとられた相対位置を、以下、ヒンジ取付けシステム６の「作業位置」４１と呼ぶ。
【００４３】
センサ２５が、ヒンジ取付けシステム６に装着され、把持工具５上の選択された基準領域２６に、この例示的な実施の形態においては把持工具上５の補助面４２に方向付けされる。この場合、「補助面」４２は平面であり、把持工具５が（図５に例示されている）回避位置３８に位置するとき、その表面の垂線４３は、車両の縦方向４４にほぼ平行に伸びる。センサ２５は、（たとえば三角測量の原理を用いて）補助面４２からの距離を測定する（光学的）距離測定センサである。センサの測定値を評価することにより、車両の縦方向４４におけるヒンジ取付けシステム６と補助面４２との間の距離を決定することができ、さらに、補助面４２に対する（したがって把持工具５の回避位置３８に対する）ヒンジ取付けシステム６の角度位置が計算できる。
【００４４】
次いで、センサ２５を有するヒンジ取付けシステム６が、ヒンジ用ロボット８を用いて、把持工具５の補助面４２に対する（手動で又は対話形式で設定された）作業位置４１に「訓練される」。この反復的な訓練は、段階Ｉに記述した把持工具５の訓練プロセスと同様の方法で行われ、このプロセス中に、把持工具５は、（「主」）車体１’に対する取付け位置２９に訓練されている。まず、ヒンジ取付けシステム６は、作業位置４１に位置し、補助面４２の測定値は、センサ２５を用いて記録され、さらに、センサシステム２４に関連付けられ、かつ開ループ制御システム１０に組み込まれた評価ユニット４５に「設定測定値」として記憶される。次いで、把持工具５の補助面４２に対するヒンジ取付けシステム６の位置は、ロボット８を用いて、この作業位置４１から開始し、既知の移動経路に沿って系統的に変更される。これに関連付けられたセンサ２５の測定値の変化から、ヒンジ取付けシステム６のヤコビ行列（感度行列）が計算され、前記行列は、ヒンジ用ロボット８の増分移動と、このプロセスで起こるセンサ２５の測定値の変化との間の関係を示す。増分移動は、この設定プロセス中に、ヒンジ取付けシステム６と（「主」）車体１’との間で衝突が起こり得ないように選択される。
【００４５】
生成されたヤコビ行列は、「設定測定値」と共に、センサシステム２４の評価ユニット４５に記憶され、ヒンジ取付けシステム６の位置決め段階の、後の閉ループ制御プロセスのための基準を形成する（以下の区間Ｃ−１参照）。
【００４６】
作業位置４１の訓練に加えて、ヒンジ用ロボットの手２１の移動経路４６が、ヒンジ取付けシステム６の設定段階で生成される。前記移動経路４６は、図４の概略的な図に、把持工具５のロボットの手１２の移動経路３５と共に表されている。ヒンジ取付けシステム６の移動経路４６の始点は、車体１とヒンジ取付けシステム６との間で衝突が起こらず、新しい車体１をロボット８の作業空間２７内に導入できるように選択された、いわゆる「ヒンジ保持位置」４７によって形成される。このヒンジ保持位置４７において、ヒンジテンションジャッキ２２に、設置すべきヒンジ９が（手動で又は自動的に）装填できる。このヒンジ保持位置４７から開始して、ヒンジ取付けシステム６の移動経路４６は、以下の別個の区間を含む：
Ｃ−０  挿入されたヒンジ９を有するヒンジ取付けシステム６が、開ループ制御で実行されるべき経路Ｃ−０上を、ヒンジ保持位置４７から、センサ２５が（回避位置３８において）把持工具５の補助面４２の有効な測定値を供給するよう選択された、いわゆる近接位置４８に移動される。
Ｃ−１  挿入されたヒンジ９を有するヒンジ取付けシステム６が、閉ループ制御で実行されるべき経路Ｃ−１上を、近接位置４８から、ヒンジ取付けシステム６が、把持工具５の補助面４２に対して正確に角度付けされて方向付けされかつ正確な距離にある（上述したように「訓練され」た）作業位置４１に移動される。
Ｃ−３  ヒンジ取付けシステム６は、ロボットの制御により、ヒンジ保持位置４７に移動して戻される。
【００４７】
したがって、ヒンジ保持システム６の、この設定段階の間に生成された移動経路４６は、開ループ制御で実行されるべき２つの区間Ｃ−０及びＣ−３と、閉ループ制御で実行されるべき区間Ｃ−１とから構成される。
【００４８】
ＩＩＩ  作業段階：
作業段階では、車体１が、取付けシステム４の作業空間２７に順次に供給されて固定され、それぞれの車体１に対して、把持工具５及びヒンジ取付けシステム６により、設定段階で生成された移動経路３５、４６が実行される。
【００４９】
移動経路区間Ａ−１：
新しい車体１が送られてくる間、把持工具５は、戻り移動位置３６にあり、取り付けられるべき後部ドア３が装填され、ヒンジ取付けシステム６は、ヒンジテンションジャッキ２２にヒンジ９が装填されるヒンジ保持位置４７に位置する。新しい車体１が作業空間２７に移動され、そこに固定されるとすぐに、挿入された後部ドア３を有する把持工具５は、制御された方法で近接位置３７に移動される。
【００５０】
移動経路区間Ａ−２（把持工具５の位置決め段階）：
近接位置３７から開始して、工具の位置決め段階（図４の経路区間Ａ−２）が実行され、この段階の間に、把持工具５に保持された後部ドア３は、車体１に対する（訓練段階中に訓練された）取付け位置２９に移動され、このプロセスにおいて、車体１のドア開口部２に対して位置的に正確に方向付けされる。このため、センサシステム１８のセンサ１９が、後部ドア３の及び車体１の選択された領域３０、３１の測定値を記録する。これらの測定値及び設定段階で決まったヤコビ行列を用いて、現在の（実）センサ測定値と（設定）センサ測定値との差を減少させる移動増分（移動ベクトル）を計算する。次いで、把持工具５に保持された後部ドア３が、ロボット７を用いて、この移動増分だけ移動及び／又は回転され、新しい（実）センサ測定値が、移動が進行している間に記録される。
【００５１】
現在の（実）センサ測定値と目標とする（設定）センサ測定値との差が、予め定められた誤りの大きさより下に下がるまで、又はこの差が、もはや前もって指定された閾値を超えて変化しなくなるまで、この反復的な測定及び移動プロセスが、制御ループで繰り返される。こうして、後部ドア３は、（誤りの大きさ又は閾値により予め定められた精度内で）車体１に対する（図３に示された）取付け位置２９に位置する。
【００５２】
この位置決め段階Ａ−２で実行される反復最小化は、ロボット７の作業空間２７内の位置及び方向付けに対する車体１の誤差と、恐らく存在する車体１の形状誤差（即ち（「主」）車体１’からの偏差）との両方を補償する。同時に、把持工具５における位置及び方向付けに関する後部ドア３の誤差と、後部ドア３の恐らく存在する形状誤差（即ち（「主」）後部ドア３’からの偏差）とが補償される。したがって、後部ドア３は、形状及び位置の誤差とは無関係に、この反復閉ループ制御プロセス中に、「最適な」方法で、車体１のドア開口部２に配置される。後部ドア３の及び車体１の形状誤差を別々に検出し、評価するために、把持工具５に追加のセンサを設けることができ、それらのセンサの測定値は、専用に又は部分的に形状誤差を感知するのに使用される。さらに、車体１のドア開口部２に対する後部ドア３の位置を重み付けして最適化するために、個々のセンサ１９の測定値に、異なる重み係数を設けることができる。
【００５３】
（近接位置３７と取付け位置２９との間の移動に対応する）把持工具５に保持された後部ドア３の、この位置決め段階Ａ−２の閉ループ制御プロセスの間に行われた、位置の移動及び角度の変化は、いわゆる原点修正の形態で、ロボット７の制御システム１０に伝えることができる。したがって、ロボット７の制御システム１０は、ドア開口部２への、後部ドア３の最適な取り付けに対応する（取付け位置２９に対応する）開始位置を「認識」する。この位置決め段階の重要な特性は、ロボットの精度からの独立性である。何故なら、位置決めプロセスが、（実）測定値の、（設定）測定値との反復比較に基づくので、ロボット７のどのような位置の誤差も、反復閉ループ制御プロセスにより直ちに補償される。
【００５４】
移動経路区間Ｂ及びＣ−０（把持工具５の回避段階及びヒンジ取付けシステム６の準備）：
取付け位置２９から開始して、それに保持された後部ドア３を有する把持工具５が、次いで、ロボット７の制御により、回避位置３８に移動される。このようにして、ヒンジ９が装填され、かつ開ループ制御で把持工具５の回避段階Ｂの後又はこれと同時に近接位置４８に移動されるヒンジ取付けシステム６のための空間が、ドア開口部２の接合領域３９に設けられる。
【００５５】
移動経路区間Ｃ−１（ヒンジ取付けシステム６の位置決め段階）：
近接位置４８から開始して、ヒンジ取付けシステム６が、次いで、回避位置３８に位置する把持工具５に対する（訓練段階中に訓練された）作業位置４１に移動される。この位置決め段階は、区間Ａ−２の位置決め段階と同様の方法で進行し、この間に、把持工具５が、車体１に対して位置決めされる。ヒンジ取付けシステム６のセンサ２５を用いて、把持工具５の補助面４２の測定値が記録され、ロボット８を用いてヒンジ取付けシステム６を移動するために、設定段階で決まったヤコビ行列を用いて、これらの測定値から移動増分が計算される。現在の（実）センサ測定値と目標とする（設定）センサ測定値との差が、予め定められた誤りの大きさより下に下がるまで、又はこの差が、もはや前もって指定された閾値を超えて変化しなくなるまで、この測定及び移動プロセスが反復的に繰り返される。こうして、ヒンジ取付けシステム６は、把持工具５に対する及び車体１に対する（図５に示された）作業位置４１に来る。作業位置４１に対応するロボットの手２１の空間位置は、制御システム１０に記憶される。補助面４２のセンサ４９が、ヒンジ９の位置を測定し、また、制御システム１０で設定された設定データの結果を記憶する。
【００５６】
ヒンジ取付けシステム６が、車両の縦方向４４に対してほぼ垂直に方向付けされた平面４２に対する距離測定により、把持工具５に対して方向付けされるので、このステップでは、ヒンジ取付けシステム６を、車両に垂直にではなく、車両の縦方向４４に位置決めすることが可能となる。車両の横方向のヒンジ取付けシステム６の移動は、（閉ループ制御で行われる車両の縦方向の移動とは異なり）、この場合開ループ制御で行われるので、ヒンジ取付けシステム６は、車両の方向４４に垂直に、ドア開口部２の接合領域３９に開ループ制御で移動され、ヒンジ９は、ばね又は適切な空気圧システムを用いて、接合領域３９に押し付けられる。
【００５７】
操作Ｃ−２（ドア開口部２へのヒンジ９の装着）：
次いで、ヒンジ９が、ヒンジ取付けシステム６の作業位置４１でドア開口部２に取り付けられ、この作業位置４１で、ヒンジ９は、位置決めされ、ドア開口部２の接合領域３９内の所望の場所に押し付けられる。たとえば、ヒンジ取付けシステム６に設けられた（しかし図示しない）ねじ回しをこのために使用し、この操作のためにヒンジ９の付属ねじに係合することができる。或いは、追加のロボット又は取扱システムに装着された他のねじ回しを使用することもできる。
【００５８】
ヒンジ９が取り付けられた後、ヒンジテンションジャッキ２２が開かれ、ヒンジ９は解放される。補助面４２のセンサ４９を用いて、ねじ止めされたヒンジ９の位置を測定し、これをねじ止めされていない状態の（制御コンピュータ１０に設定された設定データとして記憶された）ヒンジの位置と比較する。偏差がある場合には、ヒンジ９は、ヒンジテンションジャッキ２２にもう一度固定され、ロボットの制御により、測定されたずれだけ移動される。ねじ止めされたヒンジ９の位置がねじ止めされていないヒンジの位置に対応するまで、このプロセスが繰り返される。このようにして、ねじ止めプロセスの弾性及び可塑性の影響が補償でき、接合領域３９内のヒンジ９の、特に高い位置決め精度が達成される。
【００５９】
ヒンジが、ドア開口部２の接合領域３９内の所望の（設定）位置に装着された場合には、ヒンジテンションジャッキ２２及びヒンジ９が解放される。
【００６０】
移動経路区間Ｃ−３及びＤ（ヒンジ取付けシステム６の戻り移動及び把持工具５の接近移動）：
次いで、（ヒンジ９の付いていない）ヒンジ取付けシステム６が、まず、ロボットの制御により、作業位置４１からヒンジ保持位置４７に移動して戻される。この結果、接合領域３９の周りの空間が再び空き、後部ドア３を有する把持工具５は、回避位置３８の後に、ロボット制御により取付け位置２９に移動して戻ることができる。把持工具５に対するヒンジ取付けシステム６の（先のプロセスステップＣ−１で実施された）高度に正確な方向付けにより、ここで、後部ドア３のヒンジ保持面１６が非常に正確な方向付けでヒンジ９に載ることが保証され、車体１に対する把持工具の（区間Ａ−２で実施された）方向付けにより、後部ドア３がドア開口部２に対して最適な方法で方向付けされることが保証される。
【００６１】
操作Ｅ（ヒンジ９への後部ドア３の装着）：
次いで、把持工具５により再びとられた、ドア開口部２に対して最適な方法で後部ドア３が位置決めされた取付け位置２９において、後部ドア３が、ドア開口部２のヒンジ９に装着される。たとえば把持工具６に取り付けられ、かつこの作業のためにヒンジ９に又は付属ねじに係合するねじ回し（図示せず）が、このために使用できる。或いは、さらなるロボット又は取扱システムに装着された、追加のねじ回しも使用されることがある。
【００６２】
車両ドア３が取り付けられた後、把持工具５の固定装置１４が解放され、ドア３は車体３に自由にぶら下がる。この位置において、領域３０、３１内の接合部寸法、隙間寸法、及び深さ寸法を検査するための測定が、（センサ１４を用いて）行われる。ここで、設定寸法からの偏差が検出されると、その後の操作のために定められた情報が、システムの操作者に供給される。
【００６３】
移動経路区間Ｆ（把持工具５の戻り移動）：
後部ドア３がドア開口部２の正しい位置に装着された場合には、把持工具５の固定装置１４が、係合位置から外れて回転し、把持工具５は、ロボットの制御により衝突しないで、取付け位置２９から戻り移動位置３６に移動して戻ることができる。車体１は、外され、持ち上げられ、運ばれる。これと並行して、工具５、システム６には、新しいドア３、ヒンジ９、及びねじが装填され、新しい車体１が作業空間４内に送られてくる。
【００６４】
異なるシステム構成要素（センサシステム１８、２４の評価ユニット３３、４５、及び制御システム１０のロボット７、８の制御システム）の間のデータ通信のために、ＴＣＰ／ＩＰインターフェースが、この例示的な実施の形態で使用されることが好ましく、前記インターフェースにより、高いデータ速度が可能となる。このような高いデータ速度は、閉ループ制御で実行されるべき位置決め段階Ａ−２及びＣ−１中に、ロボット７、８の補間サイクル（通常１２ミリ秒）を用いて、多数の個々のセンサ１９、２５を有するシステム全体（センサシステム／ロボット）の閉ループ制御を実施できるようにするために必要なものである。それ程複雑ではない閉ループ制御の課題については、即ち、精度に関する要求が低く、閉ループ制御時間が長い場合には、従来のシリアルインターフェースにより、閉ループ制御を行うこともできる。
【００６５】
以上の記述においては、車体１に後部ドア３を取り付けるという、具体的な場合について記述した。勿論、この方法は、車体１に運転席ドアを取り付けることに適用することもでき、この場合、各工具５、システム６の接近がより容易となるように、後部ドア及び運転席ドアを同時にではなく順次に、位置決めし、取り付けることが好ましい。
【００６６】
さらに、ドアの取付けに加えて、この方法は、正確に位置決めして車体１に取り付けなければならない、他の任意のフラップ（燃料タンク蓋、ボンネット、テールゲートなど）の取付けにも転用することができる。最後に、この方法は、車体に取り付ける状況に限定されるものではなく、基本的に、ロボットに案内される工具５、６を用いて、フラップを正確に位置決めして加工品に取り付ける、どのような取付け上の課題にも適用できるものである。「ロボットに案内される」工具とは、本出願においては、極めて一般的に、多軸マニピュレータ、特に６軸の産業用ロボット７、８に取り付けられる工具であると理解される。
【００６７】
以上に記述した隙間センサと同様に、他の任意の光学センサが、加工品１の基準領域１１に対するフラップ３の実際の位置を感知するためのセンサ１９として使用されてもよい。たとえば、領域全体を測定するＣＣＤカメラが使用でき、このセンサ１９により（適切な画像評価アルゴリズムと合わせて）、空間位置、及び縁と縁とのずれ、それに空間距離などを測定変数として生成することができる。把持工具５の補助面４２に対してヒンジ取付けシステム６を方向付けするために使用されるセンサ２５の場合も同様である。さらに、どのような触知及び／又は非接触の測定システムも使用でき、適切なセンサの選択は、個々の場合によって様々である。
【００６８】
把持工具５の基準領域が、車両の縦方向４４に垂直な平面４２として構成され、かつセンサ２５が距離測定センサである図５の例示的な実施の形態においては、補助面４２により、車両の縦方向のみで、位置が測定でき、ヒンジ取付けシステム６を方向付けできる。この場合、車両の横方向の位置決めは、上述したように、開ループ制御で行われる。基準領域２６は、極めて一般的に、３空間方向すべてにおいて、把持工具５に対するヒンジ取付けシステム６の空間的な方向付けを可能とする、どのように形状付けされた領域でもあり得る。特に、ヒンジ取付けシステム６は、ドア３のヒンジねじ止め面１６に対して方向付けされてもよい。
【００６９】
さらに、ヒンジ９は、車体１のドア開口部２に手動で取り付けられてもよく、この場合、ヒンジ９の自動準備、位置決め、及び取付けのためのステップＣ−０〜Ｃ−２が省かれ、代わりに、手動のヒンジ取付けプロセスが行われる。
【００７０】
図１〜図５の例示的な実施の形態においては、（第１の）センサシステム１８が把持工具５に設けられ、前記センサシステム１８を用いて、車体１に対して把持工具５が位置決めされ、把持工具５に対してヒンジ取付けシステム６を位置決めするために使用される（第２の）センサシステム２４が、ヒンジ取付けシステム６に設けられる。これらの二重のセンサシステム１８、２４の代わりに、把持工具５の追加のセンサを用いて、把持工具５に対するヒンジ取付けシステム６の位置決めを行うこともできる。この場合、補助面４２は、把持工具５ではなく、ヒンジ取付けシステム２６に設けられる。このようにして、把持工具に装着され、かつ車体に対して把持工具５を方向付けさせるためのセンサ１９、及び把持工具５に対してヒンジ取付けシステム６を方向付けさせるためのセンサ２５の両方を含む、１つのセンサシステム２４のみを使用することができる。
【００７１】
さらに、車体に対する把持工具５の位置の閉ループ制御は、位置決め段階Ａ−２に限定する必要はなく、代わりに、選択された（追加の）センサを用いて、取付けプロセス全体に渡って、把持工具５が車体１を観測することもできる。この場合、位置を制御するための高速アルゴリズムにより、車体１は、位置決め及び取付けプロセス中、固定して締められる必要はなく、（たとえば組立てライン又は他の適切なコンベア設備上で）ロボット７、８に対して移動することができる。このことにより、本発明による方法が極めて順応性を有するものとなり、したがって、この方法を、固定した加工品及び移動する加工品にフラップを取り付けるという、非常に異なる適用状況に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】車体と後部ドアを設置するための取付けシステムの概略を示す図。
【図２ａ】把持工具に保持された後部ドアの概略的な平面図。
【図２ｂ】把持工具を用いて、車体に対する取付け位置に保持された後部ドアの概略的な断面図。
【図３】ヒンジを保持したヒンジ取付けシステムの概略的な平面図。
【図４】把持工具及びヒンジ取付けシステムが取り付けられたロボットの手の、ドアの取付けを実行中の移動経路を概略的に示す図。
【図５】車両と回避位置に位置する把持工具及び作業位置に位置するヒンジ取付けシステムの概略を示す図。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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