DE102004020759A1

DE102004020759A1 - Haltevorrichtung

Info

Publication number: DE102004020759A1
Application number: DE200410020759
Authority: DE
Inventors: Oliver Dipl.-Ing. Wessel; Jürgen Kistner; Peter Hupfer
Original assignee: LANGER GmbH; Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-11-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine flexible Haltevorrichtung (1) zur vorübergehenden Positionierung und Fixierung von zu einer Baueinheit zusammenfügbaren Baugruppen oder Bauelementen (2) zur Durchführung von Messverfahren insbesondere mittels Koordinatenmessgeräten, wobei die Baugruppen oder Bauelemente (2) an Haltemitteln (3) fixierbar sind. Um eine einfache Analyse möglicher Fehlerquellen oder Fehlerursachen der erfassten Sollwertabweichungen zu ermöglichen, sind die Haltemittel (3) mittels Linearführungen (4) entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn in eine durch die Abmessungen der gewünschten Baueinheit definierte relative Sollposition verfahrbar. Die Analyse möglicher Fehlerquellen oder Fehlerursachen der erfassten Sollwertabweichungen wird dabei in einer mit der später herzustellenden Baueinheit übereinstimmenden Position der Baugruppen oder der Bauelemente (2) möglich.

Description

Die Erfindung betrifft eine flexible Haltevorrichtung zur vorübergehenden Positionierung und Fixierung von zu einer Baueinheit zusammenfügbaren Baugruppen und/oder Bauelementen zur Durchführung von Messverfahren insbesondere mittels Koordinatenmessgeräten, wobei die Baugruppen und/oder Bauelemente an Haltemitteln fixierbar sind.
Eine flexible Haltevorrichtung der genannten Art ist beispielsweise durch die DE 38 07 914 A1 bekannt, die der vorübergehenden Positionierung von Teilen im Messvolumen von Koordinatenmessgeräten dient. Diese flexible Haltevorrichtung hat eine Grundplatte mit in einem bestimmten festen Rastermaß angeordneten Spannlöchern, wobei die Spannlöcher von in der Grundplatte parallel verlaufenden Nuten eingefasst sind. Den Spannlöchern sind Präzisionsgrundkörper zugeordnet, die eine Verdrehsicherung sowie standardisierte Spannlaschen aufweisen.
Ein durch die DE 197 39 658 A1 bekanntes Verfahren und eine Vorrichtung dienen dazu, Karosserieteile hinsichtlich ihrer Anordnung zueinander sowohl optisch als auch über Messungen zu überprüfen, ob die Teile im Fügebereich spannungsfrei zueinander liegen. Wenn die Karosserieteile im Fügebereich nicht aufeinander liegen, wird eine Überprüfung mittels einer am Strukturcubing angeordneten Messeinrichtung vorgenommen.
Die DE 196 48 864 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionierung und zur temporären Fixierung eines Werkstückes in einem dreidimensionalen Arbeitsraum bekannter Koordinaten unter beliebiger räumlicher Winkellage, insbesondere, wenn das Werkstück eine mehrdimensionale Auflage benötigt. Dazu wird eine rechnergeführte Maschine mit einem Werkzeug benutzt, mit dem alle Koordinaten angefahren werden können und eine auf einer Basisplatte frei bewegliche höhenverstellbare Vorrichtung oder Stützsäule verwendet, auf der die Stützeinrichtung für die mehrdimensionale Auflage des Werkstückes zu positionieren ist. Dazu wird zunächst mit Hilfe der Werkzeuggeometrie oder eines CAD-Programms eine Kupplung am Werkzeug oder ein entsprechend ausgebildeter Messkopf einer Messmaschine entsprechend einer errechneten Referenzebene für das Werkstück und einer dazu geneigt verlaufenden, die Referenzebene schneidende Achse fixiert. Anschließend werden die als Kupplung ausgebildeten Koppelteile am Werkzeug bzw. an der Vorrichtung in eine Position entsprechend der Referenzebene gebracht, was entweder mit Hilfe entsprechend angetriebener Kupplungsteile direkt geschieht oder unter Zuhilfenahme einer Vorjustierung an einer auf der Basisplatte deponierten Justiereinrichtung. Anschließend wird dieses Werkzeug oder Messkopf in die vorbestimmte Raumposition der Auflage des Werkstückes verfahren.
In der DE 195 31 520 A1 wird zum Positionieren und Fixieren von Körpern mittels einer Mehrzahl von auf einer Bezugsebene verschiebbaren Elementen vorgeschlagen, die Bezugsebene durch den Stator eines planaren, luftgelagerten Hybridschrittmotors zu verifizieren, und eine Mehrzahl von auf der Bezugsebene unabhängig voneinander programmgesteuert verfahrbaren und hochgenau positionierbaren luftgelagerten Läufern vorzusehen, die gegebenenfalls manuell oder selbsttätig auswechselbare Elemente zum Positionieren und Fixieren tragen.
Die DE 38 07 914 A1 betrifft eine flexible Haltevorrichtung zum Plazieren von Teilen im Messvolumen von Koordinatenmessgeräten. Die neue flexible Haltevorrichtung ist im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundplatte mit in einem bestimmten festen Rastermaß angeordneten Spannlöchern vorgesehen ist, wobei die Spannlöcher von in der Grundplate parallel verlaufenden Nuten eingefasst sind, und dass den Spannlöchern Präzisionsgrundkörper zugeordnet sind, die eine Verdrehsicherung sowie standardisierte Spannlaschen aufweisen.
Durch die DE 199 57 635 A1 ist die Anordnung von Fahrzeugteilen an einem Koordinatenmessstand bekannt, bei der das jeweilige Fahrzeugteil unter Verwendung einer definiert an einem Messtisch anordbaren Messaufnahmevorrichtung mit Halterungsmitteln gehaltert und anschließend vermessen wird. Um den Aufwand zur Anordnung von unterschiedlichen Fahrzeugteilen an einem Koordinatenmessstand erheblich zu reduzieren, sind die Halterungsmittel an Adapterteilen angeordnet, die als lösbarer Bestandteil der Messaufnahmevorrichtung mit einer Basiskomponente verbunden sind.
Alle bekannten Verfahren und Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, dass dadurch entweder lediglich eine Analyse einzelner Baugruppen oder Bauelemente hinsichtlich ihrer möglichen Abweichungen von einer Sollgeometrie vorgenommen oder aber diese Analyse an der aus den Baugruppen oder Bauelementen aufgebauten Baueinheit, beispielsweise also einer Kraftfahrzeugkarosserie, vorgenommen wird. Dadurch sind zwar Abweichungen von einem Sollmaß erkennbar, jedoch ist auf der Basis der fertigen Baueinheit eine Identifizierung möglicher Fehlerquellen oder Fehlerursachen nicht möglich. Insbesondere ist beispielsweise nicht ohne weiteres erkennbar, ob die Maßabweichungen der fertigen Baueinheit auf Toleranzeinflüsse der einzelnen Baugruppen oder Bauelemente beruhen, oder aber durch den vorausgehenden Montageprozess bedingt sind.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Haltevorrichtung der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass diese eine einfache Analyse möglicher Fehlerquellen oder Fehlerursachen der erfassten Sollwertabweichungen gestattet.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Haltevorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also eine Haltevorrichtung vorgesehen, bei der die Haltemittel entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn in eine durch die Abmessungen der gewünschten Baueinheit definierte relative Sollposition verfahrbar ausgeführt sind.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die Analyse möglicher Fehlerquellen oder Fehlerursachen der erfassten Sollwertabweichungen dann in optimaler Weise möglich ist, wenn die Baugruppen oder Bauelemente in ihrem relativen Bezug zueinander, also in einer mit der später herzustellenden Baueinheit übereinstimmenden Position erfasst werden. Hierzu werden die Baugruppen oder Bauelemente mittels der Haltemittel mit geringer Geschwindigkeit in diese durch die gewünschte Baueinheit bestimmte Sollposition verfahren, so dass einerseits relative Abweichungen im Bereich der Kontaktflächen oder der Schnittstelle unter Ausschluss möglicher Fehlereinflüsse durch den Montageprozess erkennbar werden, andererseits bereits durch die Verfahrbewegung Abweichungen sichtbar werden, die an der späteren Baueinheit nicht mehr erkennbar oder zuordenbar sind.
Die Verfahrbewegung könnte manuell eingeleitet oder gesteuert werden. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hingegen dadurch erreicht, dass die Haltemittel automatisiert verfahrbar sind. Hierdurch können in optimaler Weise reproduzierbare Ergebnisse der Messverfahren erreicht werden, die frei von Bedieneinflüssen sind. Weiterhin können dadurch solche Fehlereinflüsse ausgeschlossen werden, die aufgrund möglicher Bedienfehler der Haltevorrichtung im Zusammenhang mit der Vorbereitung der Messwertermittlung unbeabsichtigt eingebracht werden.
Grundsätzlich eignen sich beliebige Anordnungen für die bewegliche Lagerung der Haltemittel. Besonders Erfolg versprechend ist hingegen eine Ausgestaltung, bei der die Haltemittel mittels Linearführungen der Haltevorrichtung verfahrbar sind. Hierdurch wird eine positionsgenaue Bewegung in eine der Sollposition entsprechenden Endstellung erreicht. Zudem lassen sich so auch Kollisionen zwischen verschiedenen Baugruppen oder Bauelementen zuverlässig ausschließen.
Als besonders hilfreich erweist es sich zudem, wenn die Baugruppen und/oder Bauelemente mittels der Haltemittel in einer definierten zeitlichen Abfolge, insbesondere mit einer vorbestimmten relativen Geschwindigkeit verfahrbar sind und damit eine Simulation des Montageprozesses als dynamischer Vorgang gestatten. Daher können auch solche Fehlereinflüsse erfasst werden, die über bloße Maßabweichungen hinausgehen.
Eine andere ebenfalls besonders Erfolg versprechende Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass die Haltevorrichtung auf eine bewegliche Grundplatte aufgebaut ist, die dabei alle zur Positionierung und Fixierung der Baugruppen und Bauelemente erforderlichen Haltemittel aufnimmt und in einen mit den Koordinatenmessgeräten zur Durchführung des Messverfahrens ausgestatteten Messraum einfahrbar ist.
Hierzu hat nach einer weiteren besonders zweckmäßigen Abwandlung die Grundplatte ein Mittel zur Erzeugung eines Luftkissens zwischen der Messplatte und dem Untergrund, welches eine weitgehend kraftfreie Verlagerung der Grundplatte gestattet. Insbesondere können so störende Stöße oder Kraftspitzen mit einer Wirkkomponente auf die Baugruppen oder Bauelemente vermieden werden.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;
2 eine Vorderansicht der in 1 gezeigten Haltevorrichtung.
Die Zeichnung zeigt eine flexible Haltevorrichtung 1 zur vorübergehenden Positionierung und Fixierung von zu einer Baueinheit zusammenfügbaren Bauelementen 2, wobei die 1 eine Seitenansicht und die 2 eine Vorderansicht der Haltevorrichtung 1 zeigt Die Haltevorrichtung 1 dient der Durchführung von Messverfahren insbesondere mittels nicht gezeigter Koordinatenmessgeräte. Hierzu hat die Haltevorrichtung 1 mehrere Haltemittel 3 zur vorübergehenden Fixierung des Bauelementes 2, wobei die Haltemittel 3 entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn mittels Linearführungen 4 in eine durch die Abmessungen der herzustellenden Baueinheit definierte, gestrichelt dargestellte Sollposition verfahrbar sind. Die Bewegung der Bauelemente 2 mittels der Haltemittel 3 erfolgt dabei in einer definierten zeitlichen Abfolge mit einer vorbestimmten relativen Geschwindigkeit.

1: Haltevorrichtung
2: Bauelement
3: Haltemittel
4: Linearführung

Claims

Flexible Haltevorrichtung (1) zur vorübergehenden Positionierung und Fixierung von zu einer Baueinheit zusammenfügbaren Baugruppen und/oder Bauelementen (2) zur Durchführung von Messverfahren insbesondere mittels Koordinatenmessgeräten, wobei die Baugruppen und/oder Bauelemente (2) an Haltemitteln (3) fixierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (3) entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn in eine durch die Abmessungen der gewünschten Baueinheit definierte relative Sollposition verfahrbar ausgeführt sind.
Haltevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (3) automatisiert verfahrbar sind.
Haltevorrichtung (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel mittels Linearführungen (4) der Haltevorrichtung (1) verfahrbar sind.
Haltevorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppen und/oder Bauelemente (2) mittels der Haltemittel (3) in einer definierten zeitlichen Abfolge, insbesondere mit einer vorbestimmten relativen Geschwindigkeit verfahrbar sind.
Haltevorrichtung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (1) auf eine bewegliche Grundplatte aufgebaut ist.
Haltevorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte ein Mittel zur Erzeugung eines Luftkissens zwischen der Messplatte und dem Untergrund hat.