AT520715A4 - Vorrichtung und Verfahren zur Radpositionserkennung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Radpositionserkennung Download PDF

Info

Publication number
AT520715A4
AT520715A4 ATA50241/2018A AT502412018A AT520715A4 AT 520715 A4 AT520715 A4 AT 520715A4 AT 502412018 A AT502412018 A AT 502412018A AT 520715 A4 AT520715 A4 AT 520715A4
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
measuring
motor vehicle
vehicle wheel
center hole
actuator
Prior art date
Application number
ATA50241/2018A
Other languages
English (en)
Other versions
AT520715B1 (de
Inventor
Raimund Parzmair Ing
Original Assignee
Alpine Metal Tech Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alpine Metal Tech Gmbh filed Critical Alpine Metal Tech Gmbh
Priority to ATA50241/2018A priority Critical patent/AT520715B1/de
Priority to PCT/AT2019/060095 priority patent/WO2019178629A1/de
Priority to DE112019001455.2T priority patent/DE112019001455A5/de
Application granted granted Critical
Publication of AT520715A4 publication Critical patent/AT520715A4/de
Publication of AT520715B1 publication Critical patent/AT520715B1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/24—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B5/25—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B23Q17/2291—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the workpiece relative to the holder thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06—Work-clamping means
    • B23Q3/062—Work-clamping means adapted for holding workpieces having a special form or being made from a special material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B21/24—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • G01B5/012—Contact-making feeler heads therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/24—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B5/25—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G01B5/252—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes for measuring eccentricity, i.e. lateral shift between two parallel axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B7/31—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B7/31—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G01B7/312—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes for measuring eccentricity, i.e. lateral shift between two parallel axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/013—Wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2231/00—Details of chucks, toolholder shanks or tool shanks
    • B23B2231/22—Compensating chucks, i.e. with means for the compensation of irregularities of form or position

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (1) und ein Verfahren zur Vermessung eines Versatzes (10) einer Rotationsachse (32) und/oder der Lage eines zur Bearbeitung in einer Aufspanneinheit (2) gespannten Kfz-Rades (3), umfassend, eine Messmittelaufnahme (4), welche einen höhenverstellbaren Messkopf (5) umfasst, wobei der Messkopf (5) mit einem, eine Aktorlängsachse (12) aufweisenden, Aktor (11) gekoppelt und mittels dem Aktor (11) in Richtung der Aktorlängsachse (12) zwischen einer Messposition (8) und einer Ruheposition (9) beweglich ausgebildet ist, und zumindest ein Messmittel (6), zur Vermessung des Versatzes (10) der Rotationsachse (32) des Kfz-Rads (3) anhand von Positionskoordinaten eines Mittellochs (31) in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) des Mittellochs (31) des Kfz-Rades (3) relativ zur Aktorlängsachse (12), wobei zur Vermessung keine Relativdrehung des Kfz-Rades (3) zum Messkopf (5) erforderlich ist und wobei das zumindest eine Messmittel (6) entweder die Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als Relativabstand (16) zwischen Messkopf (5) und dem Mittelloch (31) des zu vermessenden Kfz-Rades (3) erfasst, oder die Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als eine Relativposition (17) des Messkopfes (5) in der Messposition (8) abweichend von der Position des Messkopfes (5) in der Ruheposition (9) erfasst.

Description

Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (1) und ein Verfahren, sowie eine Aufspanneinheit (2), zur Vermessung eines Versatzes (10) einer Rotationsachse (32) und/oder der Lage eines zur Bearbeitung in einer Aufspanneinheit (2) gespannten Kfz-Rades (3), umfassend, eine Messmittelaufnahme (4), welche einen höhenverstellbaren Messkopf (5) umfasst, wobei der Messkopf (5) mit einem, eine Aktorlängsachse (12) aufweisenden, Aktor (11) gekoppelt und mittels dem Aktor (11) in Richtung der Aktorlängsachse (12) zwischen einer Messposition (8) und einer Ruheposition (9) beweglich ausgebildet ist, und zumindest ein Messmittel (6), zur Vermessung des Versatzes (10) der Rotationsachse (32) des Kfz-Rads (3) anhand von Positionskoordinaten eines Mittellochs (31) in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) des Mittellochs (31) des Kfz-Rades (3) relativ zur Aktorlängsachse (12), wobei das zumindest eine Messmittel (6) derart ausgebildet ist, dass zur Vermessung keine Relativdrehung des Kfz-Rades (3) zum Messkopf (5) erforderlich ist und wobei das zumindest eine Messmittel (6) zur Vermessung des Versatzes (10) der Rotationsachse (32) und/oder der Lage des Kfz-Rades (3) in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) entweder dazu ausgebildet ist die Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als Relativabstand (16) zwischen Messkopf (5) und dem Mittelloch (31) zu vermessenden Kfz-Rad (3) zu erfassen, oder dazu ausgebildet ist die Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als eine Relativposition (17) des Messkopfes (5) in der Messposition (8) abweichend von der Position des Messkopfes (5) in der Ruheposition (9) zu erfassen.
Fig. 1
1/45
N2018/06700-AT-00
Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur Vermessung eines Versatzes einer Rotationsachse und/oder der Lage eines zur Bearbeitung in einer Aufspanneinheit gespannten Kfz-Rades, sowie eine Aufspanneinheit welche eine derartige Messvorrichtung umfasst.
Die Herstellung von Kfz-Rädern, welche im Kontext dieser Anmeldung als Bezeichnung für Räder bzw. Felgen für Autos und Lastkraftfahrzeuge gemeint ist, erfordert eine Reihe von Herstellungsschritten. Nach dem Urformen des Kfz-Rades, wie etwa durch Gießen, werden in der Regel mechanische, materialabtragende Verfahren wie etwa Fräsen, Schleifen und insbesondere Bohren angewandt. Dabei kommen dem Fachmann bekannte mechanische Bearbeitungszentren, wie etwa CNC-gesteuerte, mehrachsige Mess- und Zerspanvorrichtungen, zum Einsatz. Die Bearbeitungszeit und -genauigkeit soll dabei aus Kostensicht möglichst kurz sein. Kfz-Räder benötigen ausreichend genau angeordnete und zueinander ausgerichtete Kontaktflächen gegenüber einer Radaufhängung, sowie exakt zum Mittelloch positionierte Bolzenlöchern, um eine problemlose Montage zu gewährleisten. Bereits wenige Hunderstei bis zu einigen Zehntel Millimetern Versatz der Bolzenlochbohrungen relativ zum Mittelloch können die Montage beeinträchtigen oder sogar völlig unmöglich machen.
Im Kontext heutiger Nullfehlerpolitik in der Automobilindustrie sind daher vorder Bearbeitung des Kfz-Rades bzw. der Felge, oftmals eine genaue Vermessung der Istkonturen und Positionen des Kfz-Rades durchzuführen, um dem Bearbeitungszentrum bzw. einer Anlagensteuervorrichtung die Vermessungsdaten des Kfz-Rades im Ausgangszustand mitzuteilen. Häufig wird eine genaue Vermessung des
2/45
N2018/06700-AT-00
Mittellochs des Kfz-Rades durchgeführt und die Mittellochposition bzw. die Position der Rotationsachse des Kfz-Rades als Referenzpunkt und Bezugsgröße für die Anordnung der Bolzenlöcher und/oder der Fenster zwischen den Felgenstegen herangezogen.
Diese Kfz-Radvermessung erfolgt häufig außerhalb des eigentlichen Bearbeitungszentrums in einer eigenen Messstation. Die Vermessungsdaten des vermessenen Kfz-Rades werden an die Anlagensteuervorrichtung übergeben, bevor das Kfz-Rad aus der Vermessungsvorrichtung in das Bearbeitungszentrum transferiert wird. Dieses Vorgehen ist sehr zeitaufwendig und benötigt ein wiederholtes Einund Ausspannen des zu bearbeitenden Kfz-Rades, mit den sich daraus ergebenden Messtoleranzen, sowie eine wiederholte Bestimmung der Position des als Referenzpunkt dienenden Mittellochs. Dies führt zu Zeitverlust bei der Bearbeitung des Kfz-Rades und ist somit kostenintensiv und daher unerwünscht.
Für die Vermessung von bereits fertig bearbeiteten Kfz-Rädern zur Kontrolle der Toleranzen und/oder einer Anpassung der laufenden Fertigung für Folgeteile sind dem Fachmann eine Reihe von Vermessungsvorrichtungen bekannt. Beispielhaft offenbart die DE3836540A1 eine Mehrstellenmesseinrichtung zur Vermessung von Kfz-Rädern. Es werden dabei eine Mehrzahl von Messwertaufnehmern um eine zentrale Messstation angeordnet um die Außenkonturen eines Kfz-Rades zu vermessen. Die zentrale Messstation ist dabei zur Vermessung des Mittellochs und der inneren und äußeren Radanlageflächen während einer vollständigen Rotation um die zentrale Achse der zentralen Messstation ausgebildet. Die zentrale Messstation weist einen von unten durch das Mittelloch der Radschüssel einfassenden vertikal verschieblichen Spannkopf auf, welcher durch Aufspannen eines Spreizdorns den Mittellochdurchmessererfassen kann. Die in DE3836540A1 offenbarte Mehrstellenmessvorrichtung erreicht auf diese Weise mittels vieler verschiedener Messwertaufnehmern eine mehrminütige Messdauer und macht eine genaue Einrichtung des bearbeiteten Kfz-Rades in der Messstation erforderlich. Eine derartige Messstation ist aufgrund des zeitintensiven Aus- und Wiedereinspannens des zu vermessenden Kfz-Rades nicht dazu geeignet um bereits vor
3/45
N2018/06700-AT-00 der Bearbeitung eine Position eines Versatzes und/oder einer etwaigen Lageabweichung des Kfz-Rades auf einer für die Bearbeitung des Kfz-Rades dienenden Aufspanneinheit zu ermitteln.
In ähnlicher Weise beschreibt die DE102005017991A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung eines bearbeiteten Kfz-Rades. Das zu vermessende Kfz-Rad muss dabei mit seiner Innenseite auf einem Drehteller aufliegend und mit einem Gegenhalter von der Außenseite verspannt werden. Die Vermessung des in der Dreh- und Spanneinheit fixierten Kfz-Rades erfolgt mittels einer ersten Messeinheit zur Ermittlung der Exzentrizität der Mittellochbohrung, sowie mittels einer zweiten Messeinheit zur Ermittlung der Ebenheit an der Innenseite der Radschüssel. Die beiden Messeinheiten entsprechen relativ einfach ausgeführten mechanischen Abtasteinrichtungen, welche in einer Messeinheitaufnahme angeordnet sind. Zur Vermessung der Exzentrizität und/oder der Ebenheit ist eine vollständige Drehung des Rades um die Drehachse des Drehtellers in geklemmtem Zustand erforderlich. Die Messvorrichtung in DE102005017991A1 ist jedoch ebenso zur Vermessung des fertig bearbeiteten Kfz-Rades vorgesehen. Das Verfahren eignet sich daher nicht zu einer Vermessung des, direkt vor der anschließenden mechanischen Bearbeitung des Kfz-Rades, insbesondere der Bolzenlöcher, bereits auf der Aufspanneinheit gespannten Kfz-Rades, da der Gegenhalter und der Drehteller den Zugriffeines Werkzeugs während der Bearbeitung von innen und außen unterbinden würden. Ein weiterer, zeitintensiver Manipulationsschritt des Kfz-Rades von der Messstation, mit darauffolgender erneuter Einrichtung des Kfz-Rades in der Aufspanneinheit des Bearbeitungszentrums wäre daher erforderlich.
Eine Möglichkeit die Vermessung und Erkennung des Mittellochs eines Kfz-Rades direkt im Bearbeitungszentrum ist dem Fachmann bekannt, da moderne Bearbeitungszentren überz.B. ein Werkzeugwechselmagazin verfügen können, welches einen dafür vorgesehenen Messkopf mit einem Messtaster aufweist oder z.B. eine separate Messvorrichtung zur Vermessung der Position des Kfz-Rades innerhalb des Bearbeitungszentrums vorgesehen sein kann. Dabei wird in der Regel die Vermessung der Position des Kfz-Rades anhand der Mittellochbohrung von oben,
4/45
N2018/06700-AT-00 also von der der Aufspanneinheit gegenüberliegenden Seite, am Kfz-Rad durchgeführt. Die Vermessung innerhalb des Bearbeitungszentrums erfolgt dabei kurz vor der mechanischen Bearbeitung und geht demnach direkt zulasten der relativ teuren Bearbeitungszeit, wodurch erhöhte Kosten entstehen können. Zudem erfordern derartige Verfahren eine Drehbewegung des Kfz-Rades relativ zur Messvorrichtung oder umgekehrt, was einen zusätzlichen konstruktiven Aufwand und somit Kosten bedeutet. Die Vermessung des Mittellochs zur Ermittlung der Rotationsachse des Kfz-Rades als Referenzpunkt für die Anordnung der Bolzenlochbohrungen benötigt hierbei etwa 10 bis 20 Sekunden pro Kfz-Rad bzw. Felge, was ca. 15 bis 20 % der Bearbeitungszeit für das Bohren der Bolzenlöchern entspricht. Eine Reduktion dieser Messzeit, welche zur Bearbeitungszeit gerechnet werden muss, wäre hier vorteilhaft. Die Rotationsachse des Kfz-Rades sollte im Idealfall keine Abweichung, also einen Versatz in Querrichtung bzw. X-/Y-Richtung, relativ zur Zentralachse der Aufspanneinheit aufweisen. Ebenso sollte keine Abweichung in Vertikalrichtung, also eine Lageabweichung des Mittellochs und somit des KfzRades in Richtung der Aktorlängsachse bzw. Z-Richtung, von einer vordefinierten Einspannposition des Kfz-Rades auftreten. Ferner sollte das Kfz-Rad keine Verkippung der Rotationsachse relativ zur Aktorlängsachse bzw. Zentralachse der Aufspanneinheit aufweisen. Eine Erkennung einer unerwünschten Lageabweichung des Kfz-Rades um einen Kippwinkel relativ zur Ebene der Aufspanneinheit ist heutzutage nicht, oder nur mit sehr großem Aufwand, messbar. Eine solche Verkippung kann z.B. bei einem leicht schräg eingespannten Kfz-Rad dazu führen, dass die Rotationsachse des Kfz-Rades relativ zur Achse des Bearbeitungsgeräts geneigt ist und die Bolzenlöcher in unerwünschter Schräglage gebohrt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels derer ein Benutzer in der Lage ist, eine einfache und kostengünstige Detektion und Vermessung eines Versatzes der Rotationsachse und/oder der Lage, insbesondere einer möglichen Verkippung, eines zur Bearbeitung in einer Aufspanneinheit gespannten Kfz-Rades vorder anschließenden Bearbeitung, vorzunehmen.
5/45
N2018/06700-AT-00
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung zur Vermessung eines Versatzes einer Rotationsachse und/oder der Lage eines zur Bearbeitung in einer Aufspanneinheit gespannten Kfz-Rades, umfasst dabei eine Messmittelaufnahme mit einem Aktor, und zumindest ein mit dem Aktor gekoppeltes Messmittel mit einem Messkopf. Der Messkopf ist dabei höhenverstellbar ausgebildet und mit dem, eine Aktorlängsachse aufweisenden, Aktor gekoppelt. Der Messkopf ist in Richtung der Aktorlängsachse zwischen einer Messposition und einer Ruheposition beweglich ausgebildet. Das zumindest eine Messmittel ist dazu eingerichtet, die Vermessung des Versatzes der Rotationsachse des Kfz-Rads anhand von Positionskoordinaten des Mittellochs des Kfz-Rades in zumindest Querrichtung und/oder die Position bzw. Lage des Mittellochs in Axialrichtung des Kfz-Rades relativ zur Aktorlängsachse zu bestimmen. Das zumindest eine Messmittel ist dabei derart ausgebildet, dass zur Vermessung keine Relativdrehung des Kfz-Rades zum Messkopf und/oder der Aufspanneinheit erforderlich ist. Das zumindest eine Messmittel ist ferner dazu ausgebildet, zur Vermessung des Versatzes der Rotationsachse und/oder der Lage des Kfz-Rades anhand des Mittelloches in Querrichtung und/oder Axialrichtung entweder die Positionskoordinaten des Mittellochs als Relativabstand zwischen Messkopf und dem Mittelloch zu vermessenden Kfz-Rades zu erfassen, oder die Positionskoordinaten des Mittellochs als eine Relativposition des Messkopfes in der Messposition abweichend von der Position des Messkopfes in der Ruheposition zu erfassen.
Die in der Praxis häufig durch die Einspannung des Kfz-Rades auftretenden Abweichungen von wenigen Hunderstei bis Zehntel Millimetern der Rotationsachse von der Zentralachse der Aufspanneinheit, können mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung in vorteilhafter weise in bereits aufgespanntem Zustand des KfzRades in der für die anschließende Bearbeitung verwendeten Aufspanneinheit detektiert werden. Die Aktorlängsachse fällt bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung mit der Zentralachse der Aufspanneinheit zusammen. Dies kann bei ei
6/45
N2018/06700-AT-00 nem z.B. nachträglichen Einbau der Messvorrichtung in eine vorhandene Radbrücke bzw. Aufspanneinheit relativ einfach sichergestellt werden. Die Vermessung eines unerwünschten Versatzes der Rotationsachse des Kfz-Rades gegenüber der Aktorlängsachse der Messvorrichtung und/oder eine unerwünschte Vertikalabweichung und/oder eine unerwünschte Verkippung des Kfz-Rades können hiermit auf relativ einfache Weise ermittelt werden.
Es wird dabei ein Messmittel zur Ermittlung bzw. Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs verwendet. Die Vermessungsdaten werden einer Anlagensteuerung zur Verfügung gestellt, welche die Vermessungsdaten als Korrekturgrößen für die anschließende Bearbeitung, insbesondere das Bohren der Bolzendlöcher, bei unveränderter Einspannung des Kfz-Rades verwendet. Das bedeutet, dass ein Versatz der Rotationsachse in Querrichtung erkannt und eine damit verbundene Korrektur der Bolzenlochpositionen erfolgt. Dies spart ein umständliches Aus- und Wiedereinspannen des Kfz-Rades. Durch die Anordnung des Messmittels zumindest teilweise an oder innerhalb des höhenverstellbaren Messkopfs, kann die Messvorrichtung an der Seite angeordnet werden, welche der Bearbeitungsseite beim Bohren der Bolzenlöcher abgewandt ist. Moderne Bearbeitungszentren weisen zwei oder mehrere Aufspanneinheiten auf, welche in den Bearbeitungsbereich eingewechselt werden können. Durch die bereits erfolgte Auf- bzw. Einspannung des Kfz-Rades auf der Aufspanneinheit ist die Vermessung außerhalb oderauch innerhalb des Bearbeitungszentrums möglich und kann demnach vorteilhafterweise noch außerhalb des Bearbeitungsraums in einer Nebenzeit, also während das Bearbeitungszentrum ein anderes Kfz-Rad bearbeitet, erfolgen. Auf diese Weise kann auf die Vermessung innerhalb des Bearbeitungsbereichs verzichtet werden und teure Bearbeitungszeit eingespart werden. Ferner ist eine Detektion einer möglichen Verkippung oder Falschausrichtung des Kfz-Rades in der Einspannung möglich und kann gegebenenfalls korrigiert werden bevor die Aufspanneinheit in den Bearbeitungsbereich eingewechselt wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass bei Verwendung eines mehrachsigen Bearbeitungszentrums die Vermessungsdaten bzw. Korrekturgrößen dazu verwendet werden, das Bearbeitungswerkzeug, wie etwa einen Bohrer, zum ermittelten Versatz in Querrichtung
7/45
N2018/06700-AT-00 und/oder einer Verkippung des Kfz-Rades entsprechend auszurichten. Eine Neubzw. Wiedereinspannung kann auf diese Weise vermieden werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zur Vermessung des Versatzes der Rotationsachse und/oder der Lage, also der Verkippung, des Kfz-Rades ein Messmittel auf, welches die Positionskoordinaten des Mittellochs im Raum, mit der Messvorrichtung in Ruheposition als Bezugssystem, bestimmen kann. Gemäß der erfinderischen Idee, kann das Messmittel hierbei als den Relativabstand an zumindest zwei, bevorzugt drei, Punkten zwischen dem Messkopf und dem Mittelloch auf Höhe der Ebene des Mittellochs ermitteln und somit die Rotationsachse des KfzRades ermittelt werden. Es sind dazu bei bekanntem Mittellochdurchmesser lediglich zwei zu erfassende Relativabstände erforderlich, wobei zur Erhöhung der Messgenauigkeit bevorzugt eine Vermessung an drei Punkten erfolgen kann. Ebenso ist es möglich die Positionskoordinaten des Mittellochs durch die Auslenkung des Messkopfs in der Messposition, bei Kontaktierung des Messkopfs mit dem Mittelloch, zu ermitteln und durch Rückrechnen der eingenommenen Relativposition relativ zur Ruheposition des Messkopfs die Rotationsachse des Kfz-Rades relativ zur Aktorlängsachse zu bestimmen. In beiden Fällen kann auf eine Drehung der Messvorrichtung relativ zum Kfz-Rad, oder umgekehrt, verzichtet werden, wodurch eine sehr robuste und relativ einfache und kostengünstige Konstruktion ermöglicht wird.
Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, wenn der Messkopf zur Vermessung des Relativabstand zwischen Messkopf und dem zu vermessenden Kfz-Rad einen geringeren Durchmesser als das Mittelloch des Kfz-Rades aufweist und somit der Messkopf in der Messposition in das Mittelloch einführbar ausgebildet ist, wobei das zumindest eine Messmittel zumindest zwei, bevorzugt drei, radial und sternförmig angeordnete Sensorelemente zur Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs als jeweiligen Relativabstand des jeweiligen Sensorelements vom Mittelloch umfasst.
Der Vorteil dieser Ausführungsform ist die Möglichkeit unterschiedlich große KfzRäder mit dementsprechend unterschiedlichen Mittellochdurchmessern durch Ein
8/45
N2018/06700-AT-00 führen des Messkopfs in das Mittelloch vermessen zu können. Durch die Verwendung von lediglich zwei Sensorelementen kann auf sehr einfache Weise der Abstand zum Mittelloch jeweils ermittelt werden und somit die exakte Position der Rotationsachse des Kfz-Rades relativ zur Aktorlängsachse bzw. Zentralachse der Aufspanneinheit ermittelt werden. Die Verwendung von drei oder mehreren Sensorelementen kann die Messgenauigkeit erhöhen. Es ist auch denkbar, dass das Messmittel bzw. die Sensorelemente dieser Anordnung in einer Art „Scanbewegung“ beim Einnehmen der Messposition den Anfang der Mittellochbohrung in Vertikalrichtung bzw. der Aktorlängsachse erkennen, wodurch eine Detektion der Lage des Kfz-Rades im Raum ermöglicht wird und auf eine mögliche Verkippung rückgeschlossen werden kann, falls die zumindest zwei, bevorzugt drei, Messpunkte bzw. Anfangspunkte des Mittellochs zu unterschiedlichen Zeitpunkten während der Bewegung erfasst werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Sensorelemente als berührungslose Abstandssensoren oder in Radialrichtung bewegliche Messtaster ausgebildet sind.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Sensorelemente ermöglicht eine von außen sichtverborgene und unter Umständen sogar vor und nach dem Messvorgang, z.B. durch eine verschiebbare Blende, geschützte Anordnung des zumindest einen Messmittels. Die berührungslose Vermessung hat den Vorteil, dass kein physischer Kontakt zum Mittelloch erfolgen muss, wodurch eine gleichbleibend und verschleißfreie Messvorrichtung gewährleistet wird. Die Ausbildung als bewegliche bzw. in Radialrichtung aus dem Messkopfzeitweilig ausfahrbare Messtaster stellt eine dafür sehr kostengünstige und robuste Variante der Messvorrichtung dar.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der Aktor eine zur Auflage an einer dem Mittelloch in Radialrichtung nach außen benachbarten Anlagefläche des KfzRades geeignete und gegenüber dem Messkopf in Radialrichtung vorragende Abstützfläche aufweist.
9/45
N2018/06700-AT-00
Die Ausbildung einer Abstützfläche hat den Vorteil, dass eine Detektion der Vertikalposition bzw. auch -abweichung des Kfz-Rades durch Kontaktierung der Abstützfläche beim Einnehmen der Messposition erfolgen kann. Außerdem kann die Abstützfläche zur Abstützung unter Aufbringung einer Dämpfungskraft während des Bohrens der Bolzenlöcher vorteilhaft sein. Insbesondere bei sehr dünnwandig bzw. filigran konstruierten Kfz-Rädern kann somit eine Aussteifung während des Bohrens einen unerwünschten Verzug und/oder eine Durchbiegung effizient vermindern, wodurch die Qualität der produzierten Kfz-Räder sichergestellt werden kann.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass der Messkopf eine in Axialrichtung konvexe Form und einen relativ zum Mittelloch größeren Maximaldurchmesser aufweist, und in Querrichtung und/oder Axialrichtung relativ zur Aktorlängsachse verschiebbar gelagert ist, und wobei das zumindest eine Messmittel zur Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs anhand der Relativposition des Messkopfes in der Messposition, derart ausgebildet ist, dass in der Messposition eine Auslenkung des Messkopfs in Querrichtung und/oder Axialrichtung relativ zur Ruheposition erfassbar ist.
Ein derartig zur Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs ausgebildeter Messkopf bietet den Vorteil, dass das Messmittel in der Ruhe- und Messposition von außen verborgen angeordnet sein kann, wodurch eine besonders robuste Bauweise möglich wird. Des Weiteren kann durch die konvexe, bevorzugt kegelförmige oder auch kugelsegmentförmige, Form des Messkopfs eine Art Selbstzentrierung des Messkopfs in der Messposition erfolgen. Diese Ausführungsform erlaubt somit eine „schwimmende“ Lagerung des Messkopfs, wodurch die Freiheitsgrade und Anordnungsmöglichkeiten des zumindest einen Messmittels deutlich erhöht sind. Die Verschiebung des Messkopfs relativ zur Aktorlängsachse lässt sich, je nach Anordnung des Messmittels sehr exakt in zumindest Querrichtung, aber auch unter Umständen, zeitgleich in Vertikalrichtung, bestimmen. Auf diese Weise wird die Ermittlung eines Versatzes in Querrichtung und/oder Vertikalrichtung, und u.U. sogar zeitgleich eine Verkippung des Kfz-Rades zugänglich.
10/45
N2018/06700-AT-00
Dies kann die erforderliche Zeit zur Vermessung reduzieren, sowie die Sicherheit und Qualität während der Bearbeitung erhöhen.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass das zumindest eine Messmittel zumindest ein optisches und/oder induktives und/oder ein kapazitives Sensorelement umfasst.
Die Verwendung von optischen und/oder induktiven und/oder kapazitiven Sensorelementen kann bevorzugt innerhalb des Messkopfs, aber auch separat oder zumindest teilweise an oder innerhalb des Aktors, erfolgen. Die Sensorelemente sind dabei effizient von außen geschützt und können, je nach verwendetem Sensortyp beispielsweise anhand von Referenzmarkierungen eine Verschiebung in zumindest eine Raumrichtung erfassen. Die Verwendung von kapazitiven Sensorelementen hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da sie eine geringe Baugröße, geringer Energieverbrauch und gute Messsensitivität ermöglichen. Es kann vorgesehen sein, dass der Messkopf zumindest zwei, bevorzugt drei, korrespondierende Sensorelemente umfasst um Verschiebungen in Querrichtung und/oder Axialrichtung detektieren zu können. Es ist auch denkbar, dass die Sensorelemente schräg zur Aktorlängsachse derart angeordnet sind, dass sie in der Lage sind die Verschiebung des Messkopfs gleichzeitig in Quer- und Vertikalrichtung bzw. Aktorlängsrichtung zu detektieren. Dies ermöglicht eine robuste, wartungsarme und schnelle Erfassung der Positionskoordinaten des Mittellochs und/oder der Lage des Kfz-Rades.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn zur gleichzeitigen Vermessung der Relativposition des Messkopfs in Querrichtung und Axialrichtung der Messkopf an einem innerhalb des Aktors angeordneten, als Biegestab ausgebildeten Messmittel, gelagert ist.
Auf diese Weise können die Sensorelemente innerhalb des Messkopfs und/oder innerhalb des Aktors angeordnet werden und eine schwimmende Lagerung des Messkopfs kann auf einfache Weise realisiert werden. Die Durchbiegung des Biegestabes in eine von den Sensorelementen erfassten Raumrichtungen gibt einen Rückschluss auf die Position der Rotationsachse des Mittellochs und kann sogar
11/45
N2018/06700-AT-00 zu Bestimmung der Lage bzw. Verkippung des Kfz-Rades auf relativ einfach Weise verwendet werden. Es ist sogar vorstellbar, dass ein derartiger Biegestab zur Ermittlung einer auf das Kfz-Rad von unten aufzubringenden Dämpfungskraft genutzt werden kann.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Messmittel innerhalb des Messkopf von außen zumindest zeitweise sichtverborgen angeordnet ist.
Das zeitweilige Verbergen des Messmittels kann die Einsatzdauer und somit die Wartungsintervalle der Messvorrichtung erhöhen. Es kann somit eine hohe Präzision der Vermessung über einen längeren Zeitraum sichergestellt werden. Ferner ist die Gefahr einer Beschädigung des Messmittels z.B. während des Aufspannens oder Entfernen des Kfz-Rades auf dem Aufspannmittel reduziert.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Messmittel eine drahtlose, bevorzugt WLAN- oder Bluetooth-, Kommunikationsvorrichtung zur Übertragung der Positionskoordinaten des Mittellochs als Vermessungsdaten an eine Anlagensteuervorrichtung umfasst.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Messmittel kabellos mit einer Anlagensteuerung verbindbar ist, da auf diese Weise keine Öffnungen im Messkopf und/oder dem Aktor erforderlich sind, worin sich Fremdkörper ansammeln können. Dadurch wird die Robustheit der Messvorrichtung gefördert. Überdies kann eine derartige Messvorrichtung auch mit relativ geringem technischen Aufwand in bereits vorhandene Aufspanneinheiten eingebaut werden und mit der Anlagensteuerung über, dem Fachmann durchaus bekannte, drahtlose Datenübermittlungsverfahren verbunden werden.
Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass das Messmittel zur Vermeidung von, den Aktor und/oder den Messkopfdurchdringenden, Energieversorgungskabeln eine, bevorzugt durch induktive und/oder kapazitive, in der Ruheposition wiederaufladbare Energieversorgungsvorrichtung aufweist.
12/45
N2018/06700-AT-00
Auf diese Weise kann die autarke Funktionalität des Messmittels gegenüber der Aufspanneinheit auf einfache Weise gewährleistet werden. Die kabellose Energieübertragung erlaubt, dass speziell im Bereich des höhenverstellbaren Aktors, unerwünschte Strom- und/oder Datenübertragungskabel ausgespart werden können, wodurch eine sehr robuste Bauweise ermöglicht wird.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass eine mit der Energieversorgungsvorrichtung korrespondierende Ladevorrichtung an der Messmittelaufnahme angeordnet ist.
Durch diese Anordnung kann der Abstand zur Energieversorgungsvorrichtung, welches bevorzugt im Messkopf angeordnet ist, relativ kurz gehalten werden. Diese begünstigt die Vermeidung von Übertragungs- und Leistungsverlusten und ermöglicht eine schnelle und sichere Aufladung der Energieversorgungsvorrichtung in der Ruheposition des Messkopfs.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn ein zusätzliches Längenmesselement, bevorzugt ein Längenmessstab, zur Vermessung einer Vertikalverschiebung des Aktors mit dem Aktor gekoppelt ist
Dieses Längenmesselement kann als Redundanzelement zur Erfassung der Vertikalposition des Messkopfs oder auch als Ergänzung zu einer lediglich in Querrichtung erfassenden Messmittel verwendet werden. Ein derartiges Längenmesselement kann somit in Kombination bzw. als Teil eines zuvorgenannten Messmittels, welches zur Ermittlung eines Versatzes in Querrichtung ausgebildet ist, verwendet werden oder auch eigenständig als Messmittel zur alleinigen Ermittlung der Lage als somit eigenständige Messvorrichtung verwendet werden. Gemäß der erfinderischen Idee ist dabei ein derartiges Messmittel zur Ermittlung der Lage, bzw. Vertikalverschiebung, nicht zwingend auf eine Anordnung im Messkopf beschränkt, sondern kann gegebenenfalls auch an oder zumindest teilweise innerhalb der Messmittelaufnahme und/oder des Aktors angeordnet sein. Ein derartiges Längenmesselement kann als zumindest ein kapazitives, induktives und/oder optisches Sensorelement ausgebildet sein und dient der Erfassung der Auslenkung des Ak
13/45
N2018/06700-AT-00 tors und/oder des Messkopfes in Vertikalrichtung. Bevorzugt kann das Längenmesselement als Längenmessstab mechanisch und/oder elektromechanisch ausgebildet sein und z.B. mit dem Aktor gekoppelt sein. Diese Ausführungsform kann auch eigenständig im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausgebildet sein und stellt daher eine gegebenenfalls eigenständige Erfindung zur Kontrolle der Lage des Kfz-Rades und/oder der Verkippung des Kfz-Rades dar.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Aktor einen pneumatischen, hydraulischen oder elektromechanischen Antrieb zur Aufbringung einer Dämpfungskraft auf zumindest Teile des zu vermessenden Kfz-Rades umfasst.
Durch diese Ausführungsform kann auf einfache Weise eine Abstützung der, das Mittelloch benachbart angeordneten Teile, des Kfz-Rades während der Bearbeitung im Bearbeitungszentrum vorgenommen werden. Dies erhöht die Sicherheit während des Bearbeitens, insbesondere während des Bohrens der Bolzenlöcher, gegen Durchbiegung des Kfz-Rades. Hierdurch kann die Qualität der Bearbeitung erhöht werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Aufspanneinheit, zur zeitweiligen Fixierung während eines Vermessungs- und Bearbeitungsvorgangs zumindest eines Kfz-Rades, umfassend zumindestdrei, bevorzugt sechs, konzentrisch zu einer Zentralachse verschiebliche Spannelemente, welche geeignet sind am Kfz-Rad, bevorzugt an einem Felgenhorn des Kfz-Rades, anzugreifen und das Kfz-Rad in einer vorgebbaren Position und Lage zu spannen. Die erfindungsgemäße Aufspanneinheit weist eine erfindungsgemäße Messvorrichtung auf, wobei die Aktorlängsachse der Messvorrichtung mit der Zentralachse der Aufspanneinheit fluchtend angeordnet ist.
Der Vorteil dieser Aufspanneinheit liegt darin, dass in einer Nebenzeit des Bearbeitungszentrums, also während ein anderes Kfz-Rad bearbeitet wird, die Aufspannung und das Vermessen in der oben angegeben Weise erfolgen kann. Dadurch kann die erforderliche Messzeit zur Ermittlung der Position und/oder Lage des Kfz-Rades vor dem Einwechseln in den Bearbeitungsbereich des Bear
14/45
N2018/06700-AT-00 beitungszentrums erfolgen und ein Umspannen und/oder das Vermessen innerhalb des Bearbeitungsraums entfällt. Durch die Kombination mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung sind die bereits vorangehend diskutierten Vorteile auch auf die Aufspanneinheit übertragbar und werden hier nicht wiederholt.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Spannelemente mehrstufig zur Aufnahme von Kfz-Rädern mit unterschiedlichen Raddurchmessern ausgebildet sind.
Die stufenweise Ausbildung der Spannelementoberseite ermöglicht auf einfache Weise die Aufnahme von Kfz-Rädern, welche gängige Raddurchmesser von z.B. 15 bis 22 Zoll aufweisen. Ein Kfz-Rad wird dabei mit den Felgenhörnern auf korrespondierenden Spannelementoberseiten bzw. Rasten der Spannelemente aufgelegt und durch Zusammenfahren der konzentrisch zur Zentralachse der Aufspanneinheit angeordneten Spannelemente eingespannt. Miteinander korrespondierende Rasten bilden somit eine virtuelle Ebene, welche zur Rotationsachse des Kfz-Rades normal stehen sollte. Ein möglicherweise „schräges“ Einlegen eines Kfz-Rades wird durch die erfindungsgemäße Messvorrichtung frühzeitig erkannt und kann durch die oben beschriebene Vermessung und Ermittlung von Korrekturgrößen ohne qualitative Auswirkung für die nachfolgende Bearbeitung des Kfz-Rades bleiben. Dadurch wird ein sehr schnelles und robustes Hantieren und u.U. sogar automatisiertes Manipulieren der Kfz-Räder ermöglicht.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass der Messkopf der Messvorrichtung in der Ruheposition relativ zu einer horizontalen zwischen den Spannelementen ausgebildeten Ebene versenkbar ausgebildet ist.
Das „Versenken“ des Messkopfes relativ zur Ebene Rast- bzw. Spannelemente kann die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Messvorrichtung während des Einlegens bzw. Herausnehmens eines Kfz-Rades effizient reduzieren. Die sehr robuste und wartungsarme Aufspanneinheit bzw. Messvorrichtung kann daher Wartungsintervalle verlängern und damit verbundene Reparatur- und Wartungskosten einsparen.
15/45
N2018/06700-AT-00
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Vermessung eines Versatzes einer Rotationsachse und/oder der Lage eines zur Bearbeitung in einer Aufspanneinheit gespannten Kfz-Rades, umfasst die Verfahrensschritte:
- Bereitstellen einer Messvorrichtung, welche eine Messmittelaufnahme mit einem höhenverstellbaren Messkopf umfasst, wobei der Messkopf mit einem, eine Aktorlängsachse aufweisenden, Aktor gekoppelt und mittels dem Aktor in Richtung der Aktorlängsachse zwischen einer Messposition und einer Ruheposition beweglich ausgebildet ist, und die einer Messvorrichtung zumindest ein Messmittel, zur Vermessung des Versatzes der Rotationsachse des Kfz-Rads anhand von Positionskoordinaten eines Mittellochs in Querrichtung und/oder Axialrichtung des Mittellochs des Kfz-Rades relativ zur Aktorlängsachse aufweist, wobei das zumindest eine Messmittel derart ausgebildet ist, dass zur Vermessung keine Relativdrehung des Kfz-Rades zum Messkopf erforderlich ist und wobei das zumindest eine Messmittel zur Vermessung des Versatzes der Rotationsachse und/oder der Lage des Kfz-Rades in Querrichtung und/oder Axialrichtung entweder dazu ausgebildet ist die Positionskoordinaten des Mittellochs durch einen Relativabstand zwischen Messkopf und dem Mittelloch zu vermessenden Kfz-Rad zu erfassen, oder dazu ausgebildet ist die Positionskoordinaten des Mittellochs als eine Relativposition des Messkopfes in der Messposition abweichend von der Position des Messkopfes in der Ruheposition zu erfassen;
- Bewegen des Messkopfs in die Messposition mittels Aktor; und
- Vermessung der Position des Mittellochs und/oder der Lage des Kfz-Rades durch entweder
-- Ermitteln des Relativabstands zwischen Messkopf und der Rotationsachse des zu vermessenden Kfz-Rads mittels dem dafür eingerichteten, bevorzugt zumindest zwei, besonders bevorzugt drei, sternförmig in Radialrichtung angeordnete Sensorelemente umfassenden, Messmittels, durch Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs an zumindest zwei, bevorzugt drei, unterschiedlichen Punkten des Mittellochs, oder
-- Ermitteln der Relativposition des Messkopfes in der Messposition abweichend von der Ruheposition des, bevorzugt eine konvexe Form und einen relativ zum
16/45
N2018/06700-AT-00
Mittelloch größeren Maximaldurchmesser aufweisenden, Messkopfes durch Verschiebung des Messkopfes und in Querrichtung und/oder Axialrichtung relativ zur Ruheposition relativ zur Aktorlängsachse, wobei das zumindest eine Messmittel zur Vermessung der Relativposition des Messkopfes in der Messposition eine Auslenkung des Messkopfs in Querrichtung und/oder Axialrichtung erfasst;
- Übertragen der Positionskoordinaten des Mittellochs als Vermessungsdaten an eine Anlagensteuervorrichtung;
- Verwendung der Vermessungsdaten als Korrekturgrößen für eine anschließende Bearbeitung des Kfz-Rades bei unveränderter Aufspannung des Kfz-Rades.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren liegt in der einmaligen Aufspannung des Kfz-Rades in der Aufspanneinheit und der Möglichkeit die nachfolgende Bearbeitung hinsichtlich der Position und/oder Lage auf einfache Weise zu korrigieren. Die dabei erfolgende Vermessung und Übertragung der Positionskoordinaten des Kfz-Rades wird auf relativ einfache Weise, ohne zusätzlich erforderliche Drehbewegung der Messvorrichtung oder des Kfz-Rades ermöglicht. Eventuell auftretende Abweichungen bzw. ein Versatz des Kfz-Rades in Quer- und/oder Vertikalrichtung können effizient ermittelt und als Korrekturgrößen über die Anlagensteuerung an das Bearbeitungszentrum übermittelt werden, wodurch ein Umspannen und/oder erneutes Einmessen im Bearbeitungsbereich effizient vermieden werden können. Andere mit dem Verfahren verbundene Vorteile ergeben sich durch die Zusammenschau mit den bereits zuvor erwähnten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Messvorrichtung, welche an dieser Stelle auch für das Verfahren geltend gemacht werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass bei der Vermessung zeitgleich ein etwaiger Versatz des Mittellochs relativ zur Zentralachse der Aufspanneinheit und eine etwaige Verkippung des Kfz-Rades ermittelt wird.
Dies ermöglicht eine besonders sichere und schnelle Methode um eine hohe Qualität bei der Bearbeitung des Kfz-Rades zu gewährleisten.
17/45
N2018/06700-AT-00
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn im Anschluss an die Übertragung die Korrekturgrößen zur Ermittlung von korrigierten Bolzenlochpositionen verwendet werden und anschließend die Bearbeitung von Bolzenlöchern erfolgt.
Es hat sich insbesondere bei der Bestimmung der Bolzenlochpositionen als vorteilhaft erwiesen, die Korrekturgrößen aus dem ermittelten Verfahren über die Anlagensteuerung an das Bearbeitungszentrum weiterzuleiten und dort eine entsprechende Repositionierung, und u.U. sogar eine Verkippung, der Bolzenlochbohrungen durchzuführen. Dies kann als entscheidender Beitrag bei der Vermeidung von Ausschuss und somit der Sicherstellung hoher Qualität von Kfz-Rädern dienen.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass nach dem Messvorgang der Messkopf in seiner Messposition verbleibt und während der Bearbeitung der Bolzenlöcher der Messkopf oder eine Abstützfläche des Aktors zur Abstützung, bevorzugt an einer dem Mittelloch in Radialrichtung nach außen benachbarten Anlagefläche des Kfz-Rades, eine Dämpfungskraft in Axialrichtung aufbringt.
Die Aufbringung der Dämpfungskraft kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren von der gleichen Seite wie die Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs und somit des Kfz-Rades erfolgen, wodurch eine zusätzliche Abstützvorrichtung überflüssig wird. Zudem kann eine vorgebbare Dämpfungskraft etwaige Vibrationen, und/oder Verzug und/oder unerwünschte Durchbiegung des Kfz-Rades im Bereich des Mittellochs reduzieren. Dies kann besonders vorteilhaft bei einer u.U. schrägen Anstellung eines Bohrwerkzeugs und/oder bei Kfz-Rädern mit filigraner Konstruktion sein.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 schematische Darstellung einer Messvorrichtung mit auslenkbarem Messkopf zur Vermessung eines Versatzes der Rotationsachse des Kfz-Rades von der Aktorlängsachse bzw. Zentralachse in der Ruheund Messposition;
18/45
N2018/06700-AT-00
Fig. 2 schematische Darstellung einer Messvorrichtung mit Messkopfweicher zur Vermessung eines Versatzes der Rotationsachse des Kfz-Rades von der Aktorlängsachse bzw. Zentralachse in das Mittelloch einführbar ausgebildet ist;
Fig. 3 schematische Schnittdarstellung des Funktionsprinzips einer Messvorrichtung mit auslenkbarem Messkopf zur Vermessung eines Versatzes der Rotationsachse des Kfz-Rades von der Aktorlängsachse bzw. Zentralachse in der Ruheposition (a) und Messposition (b);
Fig. 4 schematische Schnittdarstellung des Funktionsprinzips einer Messvorrichtung mit Messkopf welcher zur Vermessung eines Versatzes der Rotationsachse des Kfz-Rades von der Aktorlängsachse bzw. Zentralachse in das Mittelloch einführbar ausgebildet ist in der Ruheposition (a) und Messposition (b);
Fig. 5 schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform mit Längenmesselementen am Aktor in der linken Bildhälfte bzw. als Längenmessstab in der rechten Bildhälfte;
Fig. 6 Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung mit Kommunikationsvorrichtung und Energieversorgungsvorrichtung im Messkopf, bzw. einer Ladevorrichtung an bzw. in der Messmittelaufnahme;
Fig. 7 Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels einer Aufspanneinheit mit integrierter Messvorrichtung und mehrstufigen Spannelementen.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
19/45
N2018/06700-AT-00
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung 1 zur Vermessung eines Versatzes 10 einer Rotationsachse 32 und/oder der Lage eines zur Bearbeitung in einer Aufspanneinheit 2 gespannten Kfz-Rades 3 ist schematisch in den Fig. 1 und 2 dargestellt. In beiden Figuren weist die Messvorrichtung 1 eine Messmittelaufnahme 4 mit einem Aktor 11 und zumindest ein mit dem Aktor 11 gekoppeltes Messmittel 6 auf. Am Aktor 11 in Vertikalrichtung nach oben angeordnet, ist ein Messkopf 5 ersichtlich. Der Messkopf 5 ist relativ zur Messmittelaufnahme 4 höhenverstellbar ausgebildet und mit dem, eine Aktorlängsachse 12 aufweisenden, Aktor 11 gekoppelt. In den Fig. 1 und 2 ist in der linken Abbildungshälfte die Ruheposition 9 des Messkopfes ersichtlich und in der jeweils rechten Bildhälfte eine Messposition 8 zu sehen. Der Messkopf 5 ist dabei zwischen der Ruheposition 9 und der Messposition 8 beweglich ausgebildet. Das zumindest eine Messmittel 6 ist derart eingerichtet, die Vermessung des Versatzes 10 der Rotationsachse 32 anhand von Positionskoordinaten des Mittellochs 31 des Kfz-Rades 3 in zumindest Querrichtung 13 und/oder die Position des Mittellochs in Axialrichtung 14 relativ zur Aktorlängsachse 12 zu bestimmen. Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Anordnung des Messmittels erfordert zur Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs 31 keine Relativdrehung des Kfz-Rades 3 relativ zum Messkopf 5 und/oder der Aufspanneinheit 2.
In Fig. 1 ist eine schematische Schnittdarstellung durch die Messvorrichtung 1 gezeigt, in welcher ein Messmittel 6 derart ausgebildet ist, die Positionskoordinaten des Mittellochs 31 als eine Relativposition 17 des Messkopfes 5 in der Messposition 8 abweichend von der Position des Messkopfes 5 in der Ruheposition 9 zu erfassen. Wie aus Fig. 1, in Zusammenschau mit Figuren 3a und 3b ersichtlich, wird in der Messposition 8 der Messkopf in Querrichtung 13 bei Kontaktierung des KfzRades 3 am Mittelloch 31 ausgelenkt. Der beweglich am Aktor 11 angeordnete Messkopf 5 ermöglicht somit eine Auslenkung des Messkopfes 5 in die Relativposition 17 in Querrichtung 13 und/oder Axialrichtung 14 bzw. Vertikalrichtung.
In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Messvorrichtung 1 schematisch im Querschnitt dargestellt, wobei das zumindest eine Messmittel 6 zur Vermessung des Versatzes 10 dazu ausgebildet ist, die Positionskoordinaten des Mittellochs 31 als
20/45
N2018/06700-AT-00
Relativabstand 16 zwischen Messkopf 5 und dem Mittelloch 31 des zu vermessenden Kfz-Rades 3 zu erfassen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel in Fig. 2 ist dabei der Durchmesser des Messkopfes 5 geringer als der Durchmesser des Mittellochs 31 gewählt. Auf diese Weise wird der Messkopf in der Messposition 8 in das Mittelloch 31 einführbar. Wie aus Fig. 2, in Zusammenschau mit Fig. 4a und 4b, ersichtlich, erfolgt die Vermessung des Relativabstandes 16 durch das Messmittel 6.
In Fig. 3 ist das Funktionsprinzip und eine mögliche Ausführungsform eines Messmittels 6 zur Bestimmung der Positionskoordinaten des Mittellochs 31 als Relativposition 17 des Messkopfes 5 schematisch dargestellt. Der Messkopf 5 in Fig. 3 weist hierbei eine konvexe Form in Axialrichtung 14 und einen im Vergleich zum Mittelloch 31 größeren Maximaldurchmesser auf. Der Messkopf 5 ist in Querrichtung 13 und/oder Axialrichtung 14 relativ zur Aktorlängsachse 12 verschiebbar gelagert. In Fig. 3a ist der Messkopf 5 in der Ruheposition 9 dargestellt. In der gewählten Darstellung weist das Messmittel 6 zumindest ein, bevorzugt mehrere, Sensorelement 7 auf, welches eine Verschiebung bzw. Auslenkung relativ zur Aktorlängsachse 12 erfasst. Es kann dabei vorgesehen sein, dass eine Referenzmarkierung 36 mit dem Sensorelement 7 korrespondierend am Aktor 11 angeordnet ist. In Fig. 3b ist die Messposition 8 schematisch dargestellt. Hierbei ist es ersichtlich, dass durch die konvexe Form des Messkopfes 5 bei der Kontaktierung des Messkopfes 5 mit dem Kfz-Rad 3 im Bereich des Mittellochs 31 eine Art Selbstzentrierung und dadurch eine Auslenkung des Messkopfes 5 relativ zur Aktorlängsachse 12 erfolgt. Auf diese Weise kommt es zum Einnehmen der Messposition 8 zu einer Relativposition 17 des Messkopfes 5, welche mit einem Versatz 10 der Rotationsachse 32 des Kfz-Rades 3 relativ zur Aktorlängsachse 12 bzw. der Zentralachse 29 der Aufspanneinheit 2 korreliert. Auf diese Weise kann sehr exakt und einfach auf die Position der Rotationsachse 32 des Kfz-Rades rückgeschlossen werden.
Die in Fig. 3 dargestellten Messmittel 6 bzw. Sensorelementen 7 stellen eine beispielhafte Anordnung dar, welche besonders geeignet ist, eine Verschiebung in Querrichtung 13 zu erfassen. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, dass die
21/45
N2018/06700-AT-00
Anordnung des zumindest einen Messmittels 6 derart gewählt wird, dass die Verschiebung des Messkopf 5 zum Beispiel entlang zumindest einer schiefen Ebene erfolgt, wodurch gleichzeitig die Detektion einer Quer- und Axialverschiebung des Messkopfes 5 relativ zum Aktor 11 erfassbar wird. Auch in dieser nicht dargestellten Ausführungsform erfolgt die Bestimmung der Positionskoordinaten des Mittellochs 31 anhand der Relativposition 17 des Messkopfes 5 relativ zur Aktorlängsachse 12 bzw. dem Aktor 11 zwischen Ruheposition 9 und Messposition 8.
Das in Fig. 3 sowie Fig. 1 dargestellte Messmittel 6 kann zumindest ein optisches und/oder induktives und/oder kapazitives Sensorelement 7 umfassen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Sensorelemente 7 innenliegend im Messkopf 5 anordenbar und dadurch effizient gegen Beschädigung oder Verschmutzung von außen geschützt. Ferner kann aus Fig. 3b, in Zusammenschau mit Fig. 1, ersehen werden, dass mittels dem Messkopf 5 bzw. dem Aktor 11 eine Dämpfungskraft 37 in Vertikalrichtung bzw. Axialrichtung 14 zur Abstützung von zumindest Teilen des Kfz-Rades 3 aufgebracht werden kann. Durch die konvexe Form des Messkopfes 5 wird eine Art Selbstzentrierung erreicht, wodurch die Krafteinleitung der Dämpfungskraft 37 homogen überden Umfang erfolgt.
Ferner liegt eine nicht dargestellte Ausführungsform im Rahmen der Erfindung, bei der das Messmittel 6, welches zur gleichzeitigen Vermessung der Relativposition 17 des Messkopfs 5 in Querrichtung 13 und Axialrichtung 14 dient, als Biegestab ausgebildet ist, welcher am oder zumindest teilweise innerhalb des Aktors 11 angeordnet ist und mit dem Messkopf 5 gekoppelt ist. Eine derartige Ausbildung des Messmittels 6 als Biegestab kann überdies Vorteile bei der Ermittlung und Steuerung der Dämpfungskraft 37 bieten.
Analog zur Beschreibung der Darstellung 3 wird in Fig. 4a und b eine Messvorrichtung 1 schematisch im Schnitt dargestellt. Die weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Messvorrichtung 1 verwendet wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis Fig.3. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Abbildungen hingewiesen bzw. Bezug genommen. In der gewählten Darstellung wird ein Schnitt durch eines
22/45
N2018/06700-AT-00 von zwei, bevorzugt drei, Sensorelementen 7 des Messmittels 6, welche im Messkopf 5 angeordnet sind, dargestellt. In Fig. 4a ist die Ruheposition 9 ersichtlich, in welcher der Aktor 11 bzw. der mit dem Aktor 11 gekoppelte Messkopf 5 in eingefahrenem Zustand zu sehen ist. In Fig. 4b ist die Messposition 8 dargestellt, wobei das zumindest eine Messmittel 6 als zumindest zwei, bevorzugt drei, radial und sternförmig angeordnete Sensorelemente 7 zur Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs 31 im Messkopf angeordnet sind. In der Darstellung ist der Schnitt durch eines dieser Sensorelemente 7 bzw. als Messtaster 19 ausgebildetes Sensorelement 7 ersichtlich. Die in Fig. 4 in Zusammenschau mit Fig. 2 ersichtlichen Messmittel 6 bzw. Sensorelemente 7 können als berührungslose Abstandssensoren 18 oder in Radialrichtung 15 bewegliche Messtaster 19 ausgebildet sein. Das Prinzip eines berührungslosen Abstandssensors 18 ist zur Verdeutlichung in Fig. 2 als strichlierte Linien dargestellt, welche den Detektionsbereich des Abstandssensors 18 andeuten. In Fig. 4b ist eine beispielhafte Anordnung eines beweglichen Messtasters 19 schematisch dargestellt, welcher zur Erfassung des Relativabstandes 16 in Radialrichtung 15 ausfahrbar ausgestaltet ist. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Sensorelemente 7 zumindest zeitweilig, zum Beispiel durch eine Blende, nach außen hin abgedeckt und somit geschützt sind. Wie in Fig. 4b ersichtlich, erfolgt die Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs 31 durch die Vermessung des Relativabstandes 16 zwischen Messkopf 5 und dem Mittelloch 31, wobei dieser Relativabstand 16 zum Versatz 10 der Rotationsachse 32 relativ zur Aktorlängsachse 12 bzw. Zentralachse 29 korreliert. Auf diese Weise kann relativ einfach durch die Kenntnis der Position der Aktorlängsachse 12 auf die Position der Rotationsachse 32 rückgeschlossen werden.
Des Weiteren ist aus Fig. 4 ersichtlich, dass eine Abstützfläche 21 am Aktor 11 in Radialrichtung 15 hervorragend angeordnet ist, welche zur Auflage an einer dem Mittelloch 31 in Radialrichtung 15 nach außen benachbarten Anlagefläche 20 des Kfz-Rades 3 dient. Mittels dieser Abstützfläche 21 ist die Aufbringung einer Dämpfungskraft 37 zur Abstützung von zumindest Teilen des Kfz-Rades 3 in Vertikalrichtung bzw. Axialrichtung 14 möglich.
23/45
N2018/06700-AT-00
In Fig. 5 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Messvorrichtung 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis Fig. 4, sowie Fig. 6, verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Abbildungen hingewiesen bzw. Bezug genommen. In Fig. 5 sind zwei beispielhafte Schnittdarstellungen gezeigt, wobei das Messmittel 6 bzw. dessen Sensorelemente 7 zur Ermittlung einer Vertikalauslenkung bzw. Vertikalverschiebung 28 des Aktors 11 schematisch dargestellt sind. Dieses als Längenmesselement 26 ausgebildete Messmittel 6 kann zur Ermittlung der Lage des Kfz-Rades 3 verwendet werden.
Ein derartiges Längenmesselement 26 kann in Kombination bzw. als Teil eines zuvor genannten Messmittels 6, welches zur Ermittlung eines Versatzes 10 in Querrichtung ausgebildet ist, verwendet werden oder auch eigenständig als Messmittel 6 zur alleinigen Ermittlung der Lage verwendet werden. Gemäß der erfinderischen Idee ist dabei das Messmittel 6 nicht zwingend auf eine Anordnung im Messkopf 5 beschränkt, sondern kann gegebenenfalls auch an oder zumindest teilweise innerhalb der Messmittelaufnahme 4 und/oder des Aktors 11 angeordnet sein. In Fig. 5 ist in der linken Bildhälfte der Aktor 11 in einer von der Ruheposition 9 abweichenden Messposition 8 dargestellt. Am Aktor 11 ist dabei ein zusätzliches Längenmesselement 26 zur Vermessung der Vertikalverschiebung 28 des Aktors 11 gezeigt. Analog zu den Ausführungen von Fig. 3 kann ein derartiges Längenmesselement 26 ebenfalls als optisches kapazitives und/oder induktives Sensorelement 7 ausgebildet sein. Die dargestellten Referenzmarkierungen 36 an der Messmittelaufnahme 4 können zur exakten Vermessung der Vertikalverschiebung 28 z.B. an der Innenwand der Messmittelaufnahme 4 angeordnet sein, sind jedoch abhängig vom Typ des verwendeten Längenmesselements 26 nicht zwingend erforderlich. Eine besonders einfache Ausführung eines Längenmesselements 26 ist in der rechten Bildhälfte von Fig. 5 als ein Längenmessstab 27 dargestellt, welcher eine Vertikalverschiebung 28 des Aktors erfasst. Die in Fig. 5 dargestellten Längenmesselemente können als eigenständiges Messmittel 6 betrachtet werden, welches entweder in Kombination mit einem Messmittel 6 der Fig. 1 bis 4 oder auch als eigenständiges Messmittel 6 ausgebildet sein. Die Verwendung eines
24/45
N2018/06700-AT-00
Längenmesselementes 26 und/oder einer Messvorrichtung, wie in den vorhergehenden Beispielen 1 bis 4 gezeigt, dient insbesondere dazu, eine Verkippung und/oder vertikale Lage des Kfz-Rades 3 abweichend von einer zu erwartenden Soll-Position zu detektieren.
Es ist besonders vorteilhaft die in den Fig. 1 bis 7 dargestellte Messvorrichtung 1 mit einem pneumatisch oder hydraulisch oder elektromechanischen Antrieb zur Aufbringung einer Dämpfungskraft 37 auf den Aktor 11 und somit auf zumindest Teile des zu kontaktierenden Kfz-Rades 3 auszubilden.
In Fig. 6 ist eine erfindungsgemäße Messvorrichtung 1 dargestellt, wobei das Messmittel 6 über eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 22 zur Übertragung der Positionskoordinaten des Mittellochs 31 als Vermessungsdaten an eine Anlagensteuervorrichtung 23 aufweist. Die Kommunikationsvorrichtung 22 ist dabei bevorzugt als WLAN oder Bluetooth Sende-bzw. Empfangseinrichtung ausgebildet. Ferner ist aus Fig. 6 ersichtlich, dass zur Vermeidung von Energieversorgungskabeln an oder innerhalb des Aktors 11 eine Energieversorgungsvorrichtung 24 innerhalb des Messkopfes 5 angeordnet ist. Auf diese Weise werden das Messmittel 6 bzw. die Sensorelemente 7 sowie eine optionale Kommunikationsvorrichtung 22 mit Energie versorgt. Strichliert dargestellt ist dabei der Messkopf in der Ruheposition 9 . In dieser Ruheposition 9 kommt der Messkopf 5 bzw. dessen Energieversorgungsvorrichtung 24 in den Nahebereich einer korrespondierenden Ladevorrichtung 25, welche an der Messmittelaufnahme 4 bevorzugt angeordnet ist. Die in Fig. 6 dargestellte Kommunikationsvorrichtung 22 und/oder die Energieversorgungsvorrichtung 24 sowie die korrespondierende Ladevorrichtung 25 sind mit allen Ausführungsformen, welche vorangehend beschrieben wurden, kompatibel.
In Fig. 7 ist eine erfindungsgemäße Aufspanneinheit 2 zur zeitweiligen Fixierung während eines Vermessungs- und/oder Bearbeitungsvorganges eines Kfz-Rades 3 schematisch dargestellt. Die Aufspanneinheit 2 weist dabei in der gewählten Darstellung sechs konzentrisch zu einer Zentralachse 29 bzw. Aktorlängsachse 12 beweglich angeordnete Spannelemente 30 auf. Das Kfz-Rad 3 wird durch Zusammenfahren der Spannelemente 30 am Felgenhorn 33 an sechs Punkten angegriffen bzw. gespannt. Nach dem Spannen des Kfz-Rades 3 kann ein Messvorgang
25/45
N2018/06700-AT-00 mittels der Messvorrichtung 1 durchgeführt werden. Die Messposition 8 des Messkopfes 5 ist dabei strichliert dargestellt. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, fällt die Aktorlängsachse 12 mit der Zentralachse 29 der Aufspanneinheit zusammen. Die Spannelemente 30 weisen mehrere Stufen auf, wodurch Kfz-Räder 3 mit unterschiedlichen Raddurchmessern 34 aufgenommen werden können. Die erfindungsgemäße Aufspanneinheit 2 bzw. die erfindungsgemäße Messvorrichtung 1 ermöglichen in der zuvor erwähnten Weise ein sehr rasches und sicheres Erkennen einer möglichen Schräglage des Kfz-Rades 3 innerhalb der Aufspanneinheit 2 in den Spannelementen 30.
Eine Aufspanneinheit 2, wie in Fig. 7 dargestellt, kann als Teil eines Bearbeitungszentrums in ein solches einschwenkbar ausgebildet sein, wodurch die einmalige Aufspannung des Kfz-Rades in der Aufspanneinheit 2 beibehalten werden kann. Bevorzugt kommen zwei miteinander abwechselnd im Bearbeitungsbereich befindliche Aufspanneinheiten 2 zum Einsatz. Das Aufspannen und/oder Vermessen des Kfz-Rades 3 bzw. des Versatzes 10 des Mittellochs 31 kann somit in der Nebenzeit und bereits außerhalb des Bearbeitungsbereichs erfolgen. Gemäß der erfinderischen Idee wird ein etwaiger Versatz 10 der Rotationsachse 32 des Kfz-Rades 3 relativ zur Zentralachse 29 bzw. Aktorlängsachse 12 auf einfache und sichere Weise messbar. Die Anlagensteuervorrichtung 23 erhält vom Messmittel die Positionskoordinaten des Mittellochs 31 als Vermessungsdaten, welche nachfolgend als Korrekturgrößen für die anschließende Bearbeitung des Kfz-Rades 3 bei unveränderter Aufspannung in der Aufspanneinheit 2 verwendet werden. Auf diese Weise ist die zeit- und kostenintensive Vermessung zum Beispiel der Bolzenlochpositionen innerhalb des Bearbeitungsraums des Bearbeitungszentrums obsolet. In der beispielhaft in Fig. 7 dargestellten Anordnung kann direkt an die Übertragung der Korrekturgrößen zur Ermittlung von korrigierten Bolzenlochpositionen die Bearbeitung bzw. Bohrung der Bolzenlöcher 35 erfolgen. In Zusammenschau mit den Fig. 1,2, 3b und 4b ist ersichtlich, dass der Messkopf 5 oder eine Abstützfläche 21 des Aktors 11 zur Abstützung von zumindest Teilen des Kfz-Rades 3 mittels einer Dämpfungskraft 37 in Axialrichtung 14 verwendet werden kann.
26/45
N2018/06700-AT-00
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
27/45
N2018/06700-AT-00
Bezugszeichenliste
1 Messvorrichtung 30 Spannelement
2 Aufspanneinheit 31 Mittel loch
3 Kfz- Rad 32 Rotationsachse des Kfz-Rads
4 Messmittelaufnahme 33 Felgenhorn
5 Messkopf 34 Raddurchmessern
6 Messmittel 35 Bolzenloch
7 Sensorelement 36 Referenzmarkierung
8 Messposition 37 Dämpfungskraft
9 Ruheposition
10 Versatz
11 Aktor
12 Aktorlängsachse
13 Querrichtung
14 Axialrichtung
15 Radialrichtung
16 Relativabstand
17 Relativposition
18 Abstandssensor
19 Messtaster
20 Anlagefläche
21 Abstützfläche
22 Kommunikationsvorrichtung
23 Anlagensteuervorrichtung
24 Energieversorgungsvorrich- tung
25 Ladevorrichtung
26 Längenmesselement
27 Längenmessstab
28 Vertikalverschiebung
29 Zentralachse
28/45
N2018/06700-AT-00

Claims (20)

  1. Patentansprüche
    1. Messvorrichtung (1) zur Vermessung eines Versatzes (10) einer Rotationsachse (32) und/oder der Lage eines zur Bearbeitung in einer Aufspanneinheit (2) gespannten Kfz-Rades (3), umfassend, eine Messmittelaufnahme (4), welche einen höhenverstellbaren Messkopf (5) umfasst, wobei der Messkopf (5) mit einem, eine Aktorlängsachse (12) aufweisenden, Aktor (11) gekoppelt und mittels dem Aktor (11) in Richtung der Aktorlängsachse (12) zwischen einer Messposition (8) und einer Ruheposition (9) beweglich ausgebildet ist, und zumindest ein Messmittel (6), zur Vermessung des Versatzes (10) der Rotationsachse (32) des Kfz-Rads (3) anhand von Positionskoordinaten eines Mittellochs (31) in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) des Mittellochs (31) des KfzRades (3) relativ zur Aktorlängsachse (12), wobei das zumindest eine Messmittel (6) derart ausgebildet ist, dass zur Vermessung keine Relativdrehung des Kfz-Rades (3) zum Messkopf (5) erforderlich ist und wobei das zumindest eine Messmittel (6) zur Vermessung des Versatzes (10) der Rotationsachse (32) und/oder der Lage des Kfz-Rades (3) in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14):
    - dazu ausgebildet ist die Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als Relativabstand (16) zwischen Messkopf (5) und dem Mittelloch (31) zu vermessenden KfzRades (3) zu erfassen, oder
    - dazu ausgebildet ist die Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als eine Relativposition (17) des Messkopfes (5) in der Messposition (8) abweichend von der Position des Messkopfes (5) in der Ruheposition (9) zu erfassen.
  2. 2. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (5) zur Vermessung des Relativabstand (16) zwischen Messkopf (5) und dem zu vermessenden Kfz-Rad (3) einen geringeren Durchmesser als das Mittelloch (31) des Kfz-Rades (3) aufweist und somit der Messkopf (5) in der
    29/45
    N2018/06700-AT-00
    Messposition (8) in das Mittelloch (31) einführbar ausgebildet ist, wobei das zumindest eine Messmittel (6) zumindest zwei, bevorzugt drei, radial und sternförmig angeordnete Sensorelemente (7) zur Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als jeweiligen Relativabstand (16) des jeweiligen Sensorelements (7) vom Mittelloch (31) umfasst.
  3. 3. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (7) als berührungslose Abstandssensoren (18) oder in Radialrichtung (15) bewegliche Messtaster (19) ausgebildet sind.
  4. 4. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (11) eine zur Auflage an einer dem Mittelloch (31) in Radialrichtung (15) nach außen benachbarten Anlagefläche (20) des Kfz-Rades (3) geeignete und gegenüber dem Messkopf (5) in Radialrichtung (3) vorragende Abstützfläche (21) aufweist.
  5. 5. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (5) eine in Axialrichtung (14) konvexe Form und einen relativ zum Mittelloch (31) größeren Maximaldurchmesser aufweist, und in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) relativ zur Aktorlängsachse (12) verschiebbar gelagert ist, und wobei das zumindest eine Messmittel (6) zur Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs (31) anhand der Relativposition (17) des Messkopfes (5) in der Messposition (8), derart ausgebildet ist, dass in der Messposition (8) eine Auslenkung des Messkopfs (5) in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) relativ zur Ruheposition (9) erfassbar ist.
  6. 6. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Messmittel (6) zumindest ein optisches und/oder induktives und/oder ein kapazitives Sensorelement (7) umfasst.
    30/45
    N2018/06700-AT-00
  7. 7. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichzeitigen Vermessung der Relativposition (17) des Messkopfs (5) in Querrichtung (13) und Axialrichtung (14) der Messkopf (5) an einem innerhalb des Aktors (11) angeordneten, als Biegestab ausgebildeten Messmittel (6), gelagert ist.
  8. 8. Messvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Messmittel (6) innerhalb des Messkopf (5) von außen zumindest zeitweise sichtverborgen angeordnet ist.
  9. 9. Messvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Messmittel (6) eine drahtlose, bevorzugt WLAN- oder Bluetooth-, Kommunikationsvorrichtung (22) zur Übertragung der Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als Vermessungsdaten an eine Anlagensteuervorrichtung (23) umfasst.
  10. 10. Messvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Messmittel (6) zur Vermeidung von, den Aktor (11) und/oder den Messkopf (5) durchdringenden, Energieversorgungskabeln eine, bevorzugt durch induktive und/oder kapazitive, in der Ruheposition (9) wiederaufladbare Energieversorgungsvorrichtung (24) aufweist.
  11. 11. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Energieversorgungsvorrichtung (24) korrespondierende Ladevorrichtung (25) an der Messmittelaufnahme (4) angeordnet ist.
  12. 12. Messvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzliches Längenmesselement (26), bevorzugt ein Längenmessstab (27), zur Vermessung einer Vertikalverschiebung (28) des Aktors (11) mit dem Aktor (11) gekoppelt ist.
    31/45
    N2018/06700-AT-00
  13. 13. Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (11) einen pneumatischen, hydraulischen oder elektromechanischen Antrieb zur Aufbringung einer Dämpfungskraft (37) auf zumindest Teile des zu vermessenden Kfz-Rades (3) umfasst.
  14. 14. Aufspanneinheit (2) zur zeitweiligen Fixierung während eines Vermessungs- und Bearbeitungsvorgangs zumindest eines Kfz-Rades (3), umfassend zumindest drei, bevorzugt sechs, konzentrisch zu einer Zentralachse (29) verschiebliche Spannelemente (30), welche zum Spannen des Kfz-Rades (3), bevorzugt an einem Felgenhorn (33) des Kfz-Rades (3) angreifend, geeignet sind und eine Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Aktorlängsachse (12) der Messvorrichtung (1) mit der Zentralachse (29) der Aufspanneinheit (2) fluchtend angeordnet ist.
  15. 15. Aufspanneinheit (2) nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (30) mehrstufig zur Aufnahme von Kfz-Rädern (3) mit unterschiedlichen Raddurchmessern (34) ausgebildet sind.
  16. 16. Aufspanneinheit (2) nach einem der Ansprüche 14 oder 15 dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (5) der Messvorrichtung (1) in der Ruheposition (9) relativ zu einer horizontalen zwischen den Spannelementen (30) ausgebildeten Ebene versenkbar ausgebildet ist.
  17. 17. Verfahren zur Vermessung eines Versatzes (10) einer Rotationsachse (32) und/oder der Lage eines zur Bearbeitung in einer, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 14 bis 16 ausgebildeten, Aufspanneinheit (2) gespannten Kfz-Rades (3), umfassend die Verfahrensschritte:
    -- Bereitstellen einer Messvorrichtung (1), vorzugweise ausgebildet nach einem der Ansprüche 1 bis 14, welche eine Messmittelaufnahme (4) mit einem höhenverstellbaren Messkopf (5) umfasst, wobei der Messkopf (5) mit einem, eine Aktorlängsachse (12) aufweisenden, Aktor (11) gekoppelt und mittels dem Aktor (11) in
    32/45
    N2018/06700-AT-00
    Richtung der Aktorlängsachse (12) zwischen einer Messposition (8) und einer Ruheposition (9) beweglich ausgebildet ist, und die einer Messvorrichtung (1) zumindest ein Messmittel (6), zur Vermessung des Versatzes (10) der Rotationsachse des Kfz-Rads (3) anhand von Positionskoordinaten eines Mittellochs (31) in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) des Mittellochs (31) des Kfz-Rades (3) relativ zur Aktorlängsachse (12) aufweist, wobei das zumindest eine Messmittel (6) derart ausgebildet ist, dass zur Vermessung keine Relativdrehung des Kfz-Rades (3) zum Messkopf (5) erforderlich ist und wobei das zumindest eine Messmittel (6) zur Vermessung des Versatzes (10) der Rotationsachse (32) und/oder der Lage des Kfz-Rades (3) in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14):
    - dazu ausgebildet ist die Positionskoordinaten des Mittellochs (31) durch einen Relativabstand (16) zwischen Messkopf (5) und dem Mittelloch (31) zu vermessenden Kfz-Rad (3) zu erfassen, oder
    - dazu ausgebildet ist die Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als eine Relativposition (17) des Messkopfes (5) in der Messposition (8) abweichend von der Position des Messkopfes (5) in der Ruheposition (9) zu erfassen;
    -- Bewegen des Messkopfs (5) in die Messposition (8) mittels Aktor (11); und
    -- Vermessung der Position des Mittellochs (31) und/oder der Lage des Kfz-Rades (3) durch entweder:
    — Ermitteln des Relativabstands (16) zwischen Messkopf (5) und der Rotationsachse des zu vermessenden Kfz-Rads (3) mittels dem dafür eingerichteten, bevorzugt zumindestdrei sternförmig in Radialrichtung (15) angeordnete Sensorelemente (7) umfassenden, Messmittels (6), durch Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs (31) an zumindest zwei, bevorzugt drei, unterschiedlichen Punkten des Mittellochs (31), oder — Ermitteln der Relativposition (17) des Messkopfes (5) in der Messposition (8) abweichend von der Ruheposition (9) des, bevorzugt eine konvexe Form und einen relativ zum Mittelloch (31) größeren Maximaldurchmesser aufweisenden, Messkopfes (5) durch Verschiebung des Messkopfes (5) und in Querrichtung (13)
    33/45
    N2018/06700-AT-00 und/oder Axialrichtung (14) relativ zur Ruheposition (9) relativ zur Aktorlängsachse (12) wobei das zumindest eine Messmittel (6) zur Vermessung der Relativposition (17) des Messkopfes (5) in der Messposition (8) eine Auslenkung des Messkopfs (5) in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) erfasst;
    -- Übertragen der Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als Vermessungsdaten an eine Anlagensteuervorrichtung (23);
    - Verwendung der Vermessungsdaten als Korrekturgrößen für eine anschließende Bearbeitung des Kfz-Rades (3) bei unveränderter Aufspannung des Kfz-Rades (3).
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vermessung zeitgleich ein etwaiger Versatz (10) des Mittellochs (31) relativ zur Zentralachse (29) der Aufspanneinheit (2) und eine etwaige Verkippung des KfzRades (3) ermittelt wird.
  19. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18 dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Übertragung die Korrekturgrößen zur Ermittlung von korrigierten Bolzenlochpositionen verwendet werden und anschließend die Bearbeitung von Bolzenlöchern (35) erfolgt.
  20. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Messvorgang der Messkopf (5) in seiner Messposition (8) verbleibt und während der Bearbeitung der Bolzenlöcher (35) der Messkopf (5) oder eine Abstützfläche (21) des Aktors (11) zur Abstützung, bevorzugt an einer dem Mittelloch (31) in Radialrichtung (15) nach außen benachbarten Anlagefläche (20) des Kfz-Rades (3), eine Dämpfungskraft (37) in Axialrichtung (14) aufbringt.
    34/45
    N2018/06700-AT-00
    Figure AT520715A4_C0001
    35/45
    Figure AT520715A4_C0002
    Figure AT520715A4_C0003
    36/45
    Figure AT520715A4_C0004
    Figure AT520715A4_C0005
    Figure AT520715A4_C0006
    Figure AT520715A4_C0007
    Figure AT520715A4_C0008
    ALPINE METAL TECH GmbH
    37/45
    Figure AT520715A4_C0009
    Figure AT520715A4_C0010
    38/45
    Figure AT520715A4_C0011
    ALPINE METAL TECH GmbH
    39/45
    Patentansprüche
    1. Messvorrichtung (1) zur Vermessung eines Versatzes (10) einer Rotationsachse (32) und/oder der Lage eines zur Bearbeitung in einer Aufspanneinheit (2) gespannten Kfz-Rades (3), umfassend, eine Messmittelaufnahme (4), welche einen höhenverstellbaren Messkopf (5) umfasst, wobei der Messkopf (5) mit einem, eine Aktorlängsachse (12) aufweisenden, Aktor (11) gekoppelt und mittels dem Aktor (11) in Richtung der Aktorlängsachse (12) zwischen einer Messposition (8) und einer Ruheposition (9) beweglich ausgebildet ist, und zumindest ein Messmittel (6), zur Vermessung des Versatzes (10) der Rotationsachse (32) des Kfz-Rads (3) anhand von Positionskoordinaten eines Mittellochs (31) in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) des Mittellochs (31) des KfzRades (3) relativ zur Aktorlängsachse (12), wobei zur Vermessung keine Relativdrehung des Kfz-Rades (3) zum Messkopf (5) erforderlich ist und wobei das zumindest eine Messmittel (6) entweder:
    - die Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als Relativabstand (16) zwischen Messkopf (5) und dem Mittelloch (31) des zu vermessenden Kfz-Rades (3) erfasst, oder
    - die Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als eine Relativposition (17) des Messkopfes (5) in der Messposition (8) abweichend von der Position des Messkopfes (5) in der Ruheposition (9) erfasst.
    2. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (5) zur Vermessung des Relativabstands (16) zwischen Messkopf (5) und dem zu vermessenden Kfz-Rad (3) einen geringeren Durchmesser als das Mittelloch (31) des Kfz-Rades (3) aufweist und somit der Messkopf (5) in der Messposition (8) in das Mittelloch (31) einführbar ausgebildet ist, wobei das zumindest eine Messmittel (6) zumindest zwei, bevorzugt drei, radial und sternförmig angeordnete Sensorelemente (7) zur Vermessung der Positionskoordinaten des ΛίΑ, Λ = [ ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE 1
    40 / 45 V '
    A2018/50241-AT-00
    Mittellochs (31) als jeweiligen Relativabstand (16) des jeweiligen Sensorelements (7) vom Mittelloch (31) umfasst.
    3. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (7) als berührungslose Abstandssensoren (18) oder in Radialrichtung (15) bewegliche Messtaster (19) ausgebildet sind.
    4. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (11) eine zur Auflage an einer dem Mittelloch (31) in Radialrichtung (15) nach außen benachbarten Anlagefläche (20) des Kfz-Rades (3) geeignete und gegenüber dem Messkopf (5) in Radialrichtung (3) vorragende Abstützfläche (21) aufweist.
    5. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (5) eine in Axialrichtung (14) konvexe Form und einen relativ zum Mittelloch (31) größeren Maximaldurchmesser aufweist, und in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) relativ zur Aktorlängsachse (12) verschiebbar gelagert ist, und wobei das zumindest eine Messmittel (6) zur Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs (31) anhand der Relativposition (17) des Messkopfes (5) in der Messposition (8), eine Auslenkung des Messkopfs (5) in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) relativ zur Ruheposition (9) erfasst.
    6. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Messmittel (6) zumindest ein optisches und/oder induktives und/oder ein kapazitives Sensorelement (7) umfasst.
    7. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichzeitigen Vermessung der Relativposition (17) des Messkopfs (5) in Querrichtung (13) und Axialrichtung (14) der Messkopf (5) an einem innerhalb des [ ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜChF)
    41/45
    A2018/50241-AT-00
    Aktors (11) angeordneten, als Biegestab ausgebildeten Messmittel (6), gelagert ist.
    8. Messvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Messmittel (6) innerhalb des Messkopf (5) von außen zumindest zeitweise sichtverborgen angeordnet ist.
    9. Messvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Messmittel (6) eine drahtlose, bevorzugt WLAN- oder Bluetooth-, Kommunikationsvorrichtung (22) zur Übertragung der Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als Vermessungsdaten an eine Anlagensteuervorrichtung (23) umfasst.
    10. Messvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Messmittel (6) zur Vermeidung von, den Aktor (11) und/oder den Messkopf (5) durchdringenden, Energieversorgungskabeln eine, bevorzugt durch induktive und/oder kapazitive, in der Ruheposition (9) wiederaufladbare Energieversorgungsvorrichtung (24) aufweist.
    11. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Energieversorgungsvorrichtung (24) korrespondierende Ladevorrichtung (25) an der Messmittelaufnahme (4) angeordnet ist.
    12. Messvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzliches Längenmesselement (26), bevorzugt ein Längenmessstab (27), zur Vermessung einer Vertikalverschiebung (28) des Aktors (11) mit dem Aktor (11) gekoppelt ist.
    [ ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE ]
    42/45
    A2018/50241-AT-00
    13. Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (11) einen pneumatischen, hydraulischen oder elektromechanischen Antrieb zur Aufbringung einer Dämpfungskraft (37) auf zumindest Teile des zu vermessenden Kfz-Rades (3) umfasst.
    14. Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspanneinheit (2) zumindest drei, bevorzugt sechs, konzentrisch zu einer Zentralachse (29) verschiebliche Spannelemente (30), welche zum Spannen des Kfz-Rades (3), bevorzugt an einem Felgenhorn (33) des KfzRades (3) angreifend, geeignet sind aufweist, wobei die Aktorlängsachse (12) mit der Zentralachse (29) der Aufspanneinheit (2) fluchtend angeordnet ist.
    15. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (30) mehrstufig zur Aufnahme von Kfz-Rädern (3) mit unterschiedlichen Raddurchmessern (34) ausgebildet sind.
    16. Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 14 oder 15 dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (5) der Messvorrichtung (1) in der Ruheposition (9) relativ zu einer horizontalen zwischen den Spannelementen (30) ausgebildeten Ebene versenkbar ausgebildet ist.
    17. Verfahren zur Vermessung eines Versatzes (10) einer Rotationsachse (32) und/oder der Lage eines zur Bearbeitung in einer Aufspanneinheit (2) gespannten Kfz-Rades (3), umfassend die Verfahrensschritte:
    -- Bereitstellen einer Messvorrichtung (1), vorzugweise ausgebildet nach einem der Ansprüche 1 bis 14, welche eine Messmittelaufnahme (4) mit einem höhenverstellbaren Messkopf (5) umfasst, wobei der Messkopf (5) mit einem, eine Aktorlängsachse (12) aufweisenden, Aktor (11) gekoppelt und mittels dem Aktor (11) in Richtung der Aktorlängsachse (12) zwischen einer Messposition (8) und einer Ruheposition (9) beweglich ausgebildet ist, und die einer Messvorrichtung (1) zumindest ein Messmittel (6), zur Vermessung des Versatzes (10) der Rotationsachse ( ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE ]
    43/45
    A2018/50241-AT-00 des Kfz-Rads (3) anhand von Positionskoordinaten eines Mittellochs (31) in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) des Mittellochs (31) des Kfz-Rades (3) relativ zur Aktorlängsachse (12) aufweist, wobei zur Vermessung keine Relativdrehung des Kfz-Rades (3) zum Messkopf (5) erforderlich ist und wobei das zumindest eine Messmittel (6) entweder:
    - die Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als Relativabstand (16) zwischen Messkopf (5) und dem Mittelloch (31) des zu vermessenden Kfz-Rades (3) erfasst, oder
    - die Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als eine Relativposition (17) des Messkopfes (5) in der Messposition (8) abweichend von der Position des Messkopfes (5) in der Ruheposition (9) erfasst;
    -- Bewegen des Messkopfs (5) in die Messposition (8) mittels Aktor (11); und
    -- Vermessung der Position des Mittellochs (31) und/oder der Lage des Kfz-Rades (3) durch entweder:
    — Ermitteln des Relativabstands (16) zwischen Messkopf (5) und der Rotationsachse des zu vermessenden Kfz-Rads (3) mittels dem dafür eingerichteten, bevorzugt zumindest drei sternförmig in Radialrichtung (15) angeordnete Sensorelemente (7) umfassenden, Messmittels (6), durch Vermessung der Positionskoordinaten des Mittellochs (31) an zumindest zwei, bevorzugt drei, unterschiedlichen Punkten des Mittellochs (31), oder — Ermitteln der Relativposition (17) des Messkopfes (5) in der Messposition (8) abweichend von der Ruheposition (9) des, bevorzugt eine konvexe Form und einen relativ zum Mittelloch (31) größeren Maximaldurchmesser aufweisenden, Messkopfes (5) durch Verschiebung des Messkopfes (5) und in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) relativ zur Ruheposition (9) relativ zur Aktorlängsachse (12) wobei das zumindest eine Messmittel (6) zur Vermessung der Relativposition (17) des Messkopfes (5) in der Messposition (8) eine Auslenkung des Messkopfs (5) in Querrichtung (13) und/oder Axialrichtung (14) erfasst;
    -- Übertragen der Positionskoordinaten des Mittellochs (31) als Vermessungsdaten an eine Anlagensteuervorrichtung (23);
    ( ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE ]
    44/45
    A2018/50241-AT-00
    - Verwendung der Vermessungsdaten als Korrekturgrößen für eine anschließende Bearbeitung des Kfz-Rades (3) bei unveränderter Aufspannung des Kfz-Rades (3).
    18. Verfahren nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vermessung zeitgleich ein etwaiger Versatz (10) des Mittellochs (31) relativ zur Zentralachse (29) der Aufspanneinheit (2) und eine etwaige Verkippung des KfzRades (3) ermittelt wird.
    19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18 dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Übertragung die Korrekturgrößen zur Ermittlung von korrigierten Bolzenlochpositionen verwendet werden und anschließend die Bearbeitung von Bolzenlöchern (35) erfolgt.
    20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Messvorgang der Messkopf (5) in seiner Messposition (8) verbleibt und während der Bearbeitung der Bolzenlöcher (35) der Messkopf (5) oder eine Abstützfläche (21) des Aktors (11) zur Abstützung, bevorzugt an einer dem Mittelloch (31) in Radialrichtung (15) nach außen benachbarten Anlagefläche (20) des Kfz-Rades (3), eine Dämpfungskraft (37) in Axialrichtung (14) aufbringt.
    i ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE
    45 / 45 ----------------------------------------A2018/50241-AT-00
ATA50241/2018A 2018-03-22 2018-03-22 Vorrichtung und Verfahren zur Radpositionserkennung AT520715B1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50241/2018A AT520715B1 (de) 2018-03-22 2018-03-22 Vorrichtung und Verfahren zur Radpositionserkennung
PCT/AT2019/060095 WO2019178629A1 (de) 2018-03-22 2019-03-20 Vorrichtung und verfahren zur radpositionserkennung
DE112019001455.2T DE112019001455A5 (de) 2018-03-22 2019-03-20 Vorrichtung und Verfahren zur Radpositionserkennung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50241/2018A AT520715B1 (de) 2018-03-22 2018-03-22 Vorrichtung und Verfahren zur Radpositionserkennung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT520715A4 true AT520715A4 (de) 2019-07-15
AT520715B1 AT520715B1 (de) 2019-07-15

Family

ID=66349201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50241/2018A AT520715B1 (de) 2018-03-22 2018-03-22 Vorrichtung und Verfahren zur Radpositionserkennung

Country Status (3)

Country Link
AT (1) AT520715B1 (de)
DE (1) DE112019001455A5 (de)
WO (1) WO2019178629A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110653548A (zh) * 2019-09-27 2020-01-07 浙江跃岭股份有限公司 一种汽车轮毂生产用治具

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3081988B1 (fr) * 2018-05-31 2020-06-05 Continental Automotive France Procede de detection d'un changement de position d'une unite roue portee par une roue associee sur un vehicule automobile
CN111929082B (zh) * 2020-08-11 2023-05-05 一汽解放青岛汽车有限公司 一种减振器阻尼力的测试方法
CH718199A1 (de) * 2020-12-21 2022-06-30 Erowa Ag Überwachungsanordnung, Spannsystem mit Überwachungsanordnung und Verfahren zur Überwachung einer Spannvorrichtung mittels Überwachungsanordnung.
CN113600868B (zh) * 2021-06-29 2022-11-08 东风汽车集团股份有限公司 缸孔圆心的确定方法、确定装置及精镗机床
CN114264216B (zh) * 2021-12-24 2024-06-14 浙江博阳压缩机有限公司 一种转子平衡块中心偏差角的测量装置及方法
CN114083468B (zh) * 2021-12-24 2023-04-07 江西省信航航空科技有限公司 一种旋翼中央件工装夹具
DE102023102505A1 (de) 2023-02-01 2024-08-01 Chiron Group Se Werkzeugmaschine und Haltevorrichtung zur Felgenbearbeitung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3407551A1 (de) * 1984-03-01 1985-09-05 FRENCO Verzahnungslehren GmbH, 8500 Nürnberg Aufnahmekopf fuer mess- und/oder montagevorgaenge
DE102004017172A1 (de) * 2004-04-02 2005-10-20 Jan Bernd Lugtenburg Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung eines Messobjekts
CN106091874A (zh) * 2016-07-23 2016-11-09 安徽机电职业技术学院 一种方向盘平面度及同轴度的检测装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3836540A1 (de) 1988-10-27 1990-05-03 Lemmerz Werke Kgaa Mehrstellenmesseinrichtung zur vermessung von kraftfahrzeugraedern, deren felgen und/oder radschuesseln
US5574233A (en) * 1994-10-17 1996-11-12 Amsted Industries Incorporated Non-contact railway wheel test apparatus and method
US5653040A (en) * 1995-10-24 1997-08-05 Hayes Wheels International, Inc. One touch face gage for vehicle wheels
JPH1068619A (ja) * 1996-08-28 1998-03-10 Isuzu Motors Ltd 穴中心位置検出装置
DE102005017991B4 (de) 2005-04-19 2007-11-22 Ief Werner Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen eines rotationssymmetrischen Bauteils, insbesondere eines KFZ-Rades mit Mittenloch
US8464434B1 (en) * 2010-09-15 2013-06-18 The Boeing Company Hole and countersink measurement system
JP5863475B2 (ja) * 2012-01-20 2016-02-16 三菱重工業株式会社 穴形状測定装置及び穴形状測定方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3407551A1 (de) * 1984-03-01 1985-09-05 FRENCO Verzahnungslehren GmbH, 8500 Nürnberg Aufnahmekopf fuer mess- und/oder montagevorgaenge
DE102004017172A1 (de) * 2004-04-02 2005-10-20 Jan Bernd Lugtenburg Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung eines Messobjekts
CN106091874A (zh) * 2016-07-23 2016-11-09 安徽机电职业技术学院 一种方向盘平面度及同轴度的检测装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110653548A (zh) * 2019-09-27 2020-01-07 浙江跃岭股份有限公司 一种汽车轮毂生产用治具
CN110653548B (zh) * 2019-09-27 2020-10-13 浙江跃岭股份有限公司 一种汽车轮毂生产用治具

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019178629A1 (de) 2019-09-26
AT520715B1 (de) 2019-07-15
DE112019001455A5 (de) 2020-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT520715B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Radpositionserkennung
EP1733183B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur vermessung eines messobjekts
EP2275217B1 (de) Vorrichtung zum Einspannen eines Werkstücks
DE102013200928B4 (de) Vorrichtung für die Fixierung und/oder Justierung von Karosseriebauteilensowie Verfahren dazu
EP3308887B1 (de) Spanneinheit
DE102013100899B4 (de) Verfahren und Vorichtung zum Bestimmen einer Bearbeitungsachse
DE102009024752B4 (de) Verfahren zum Vermessen und/oder Kalibrieren einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine
EP3311104B1 (de) Messvorrichtung
EP2875893B1 (de) Vorrichtung zum Läppen oder Prüfen von Zahnrädern
EP2165784B1 (de) Einrichtung und Verfahren zum automatischen Zentrieren der Werkzeugaufnahmen einer Stanzmaschine
EP2130630B2 (de) Verfahren zum Planfräsen von Werkstückoberflächen
DE102014110801B4 (de) Verfahren zur Ausrichtung eines an einem Koordinatenmessgerät angeordneten Rauheitssensors sowie Koordinatenmessgerät zur Durchführung des Verfahrens
DE69103501T2 (de) Gerät zur mehrfachen kontrolle von innenabmessungen.
DE102019104420A1 (de) Anordnung und Verfahren zur Justage eines Roboterarms
EP3463748A1 (de) Ausrichtungsvorrichtung für drehwerkzeuge
DE102019205145B4 (de) Ausrichten von Komponenten relativ zu einem Koordinatenmessgerät
EP3441352B1 (de) Überwachungsvorrichtung
DE102016224456A1 (de) Verfahren zum Ausrichten von Bauteilen
DE10018214A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen von Fertigungsmaschinen
DE102011008716A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Rotationsbewegungen von Werkzeugmaschinenschlitten
DE102010007265A1 (de) Rotationsfinishvorrichtung und Verfahren zur Einrichtung oder zum Betrieb einer Rotationsfinishvorrichtung
EP3480669A1 (de) Verbesserte kalibrierung von werkzeugmaschinen
DE102007009114A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten einer Kante eines Kunststoffbauteils
DE102017004493B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Justieren von Teilen eines Fahrzeugs
DE202007002965U1 (de) Vorrichtung zum Einstellen eines Soll-Werts für die Wölbung eines plattenförmigen Werkstücks