DE102004021004A1

DE102004021004A1 - Messverfahren und Messvorrichtung

Info

Publication number: DE102004021004A1
Application number: DE200410021004
Authority: DE
Inventors: Klaus Michael Lass; Carlos Machado
Original assignee: L M F FAHRZEUGTECHNIK GmbH; Lmf Fahrzeugtechnik GmbH
Current assignee: L M F FAHRZEUGTECHNIK GmbH; Lmf Fahrzeugtechnik GmbH
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2024-04-21
Also published as: DE102004021004B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messverfahren und eine Messvorrichtung (10) zur Messung eines körperlichen Messobjekts (15) mit insbesondere mindestens einer gekrümmten Oberfläche, bei dem eine Messvorrichtung (10) mit einem räumlich verstellbaren Messarm (11) ein Messobjekt (15) vermisst, das an mehreren Auflagepunkten (23-29) auf Stützstellen (36-42) aufliegt, die durch Stützlagereinrichtungen (16-22) einer Stützanordnung (34) gebildet sind. Es werden die folgenden Schritte vorgeschlagen: Vorgeben mindestens einer Stützstelle mit einer an dem Messarm (11) angeordneten Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51), Verstellen der die mindestens eine Stützstelle (36-42) bildenden Stützlagereinrichtung zur Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) hin, bis die Stützlagereinrichtung an einer Definitionsfläche (52) der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung zur Definition der mindestens einen Stützstelle zumindest teilweise anliegt und die Stützlagereinrichtung die mindestens eine Stützstelle bildet, Freigeben der mindestens einen Stützstelle durch den Messarm, so dass das Messobjekt zur Vermessung durch die Messvorrichtung mit einem zugeordneten Auflagepunkt (23-29) an der mindestens einen Stützstelle auf die Stützlagereinrichtung aufgelegt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Messverfahren zur Messung eines körperlichen Messobjekts mit insbesondere mindestens einer gekrümmten Oberfläche, bei dem eine Messvorrichtung mit einem räumlich verstellbaren Messarm ein Messobjekt vermisst, das an mehreren Auflagepunkten auf Stützstellen aufliegt, die durch Stützlagereinrichtungen einer Stützanordnung gebildet sind. Die Erfindung betrifft ferner eine derartige Messvorrichtung und eine Stützanordnung für die Messvorrichtung.

Das Messobjekt ist beispielsweise ein Fahrzeugteil eines Kraftfahrzeuges, zum Beispiel eine Scheibe, die eine gekrümmte Oberfläche aufweist. Die Stützlagereinrichtungen der Stützanordnung werden positioniert, sodass das Messobjekt auf die Stützlagereinrichtungen an den vorgesehenen Stützstellen aufgelegt werden kann. Die Justierung der Stützlagereinrichtungen ist sehr aufwendig. Die Stützlagereinrichtungen enthalten beispielsweise Justierschrauben zur Justierung des jeweiligen Stützlagers. Wenn das Stützlager in einer Dimension, beispielsweise einer X-Richtung, verstellt wird, bewirkt dies zugleich üblicherweise eine Verstellung in den jeweils anderen Richtungen, beispielsweise der Y-Richtung und der Z-Richtung. Nach jedem Justiervorgang eines Stützlagers wird die jeweilige Stützstelle mit Hilfe der Messvorrichtung, beispielsweise einer Ständermessmaschine oder einer Portalmessmaschine, wieder eingemessen. Stellt man dabei eine Soll-Ist-Abweichung bei der jeweiligen Stützstelle fest, ist ein Nachjustieren erforderlich. Der Vorgang des Justierens und erneuten Einmessens mit Hilfe der Messvorrichtung wird iterativ wiederholt, bis die Stützstelle die gewünschte Position erreicht hat. Das Messobjekt wird üblicherweise an mehreren Stützstellen durch entsprechende Stützlagereinrichtungen gestützt, sodass der vorgenannte iterative Justiervorgang mehrfach an den jeweiligen Stützlagereinrichtungen durchgeführt werden muss. Dementsprechend aufwendig ist die Einrichtung der Stützanordnung, sodass einmal justierte Stützanordnungen meist nicht wieder abgebaut werden, sondern eingelagert werden. Der dafür erforderliche Lagerraum ist beträchtlich.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Messverfahren sowie geeignete Vorrichtungen hierfür bereitzustellen, bei denen das Justieren der Stützanordnung vereinfacht und optimiert ist.

Zur Lösung der Aufgabe sind bei einem Messverfahren der eingangs genannten Art die folgenden Schritte vorgesehen:

– Vorgeben mindestens einer Stützstelle mit einer an dem Messarm angeordneten Stützstellen-Vorgabeeinrichtung,
– Verstellen der die mindestens eine Stützstelle bildenden Stützlagereinrichtung zur Stützstellen-Vorgabeeinrichtung hin, bis die Stützlagereinrichtung an einer Definitionsfläche der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung zur Definition der mindestens einen Stützstelle zumindest teilweise anliegt und die Stützlagereinrichtung die mindestens eine Stützstelle bildet, und
– Freigeben der mindestens einen Stützstelle durch den Messarm, so dass das Messobjekt zur Vermessung durch die Messvorrichtung mit einem zugeordneten Auflagepunkt an der mindestens einen Stützstelle auf die Stützlagereinrichtung aufgelegt werden kann. Die erfindungsgemäße Messvorrichtung und die Stützanordnung sind zur Durchführung des erfindungsgemäßen Messverfahrens ausgestaltet.

Ein Grundgedanke der Erfindung ist, dass mit Hilfe der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung, die am Messarm angeordnet ist, die Stützstelle sozusagen vorgegeben wird, sodass die der Stützstelle zugeordnete Stützlagereinrichtung zu dieser Stützstelle sozusagen hin bewegt bzw. hin verstellt wird, bis sie an der Definitionsfläche der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung zumindest teilweise anliegt und die Stützstelle bildet. Ohne einen weiteren Justiervorgang ist dann die Stützlagereinrichtung an der gewünschten Position, nämlich der Stützstelle, auf die später das Messobjekt mit dem zugeordneten Auflagepunkt bzw. Auflagebereich aufgelegt werden kann, positioniert. Die Stützlagereinrichtung wird, nachdem sie zur Definitionsfläche hin bewegt worden ist, zweckmäßigerweise festgelegt.

Die Begriffe Auflagepunkt bzw. Stützstelle sind so zu verstehen, dass der jeweilige Berührungsbereich zwischen dem Messobjekt, zum Beispiel einem Kraftfahrzeug-Bauteil, und der Stützlagereinrichtung zur Aufnahme der Auflagekräfte ausreichend groß ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung.

Besonders bevorzugt ist, dass die Stützlagereinrichtung zur Bildung der Stützstelle eine dreidimensional verformbare Stützoberfläche aufweist, wobei beispielsweise ein verformbarer Kunststoff, ein aushärtender Kunststoff oder dergleichen denkbar sind. Im Ausführungsbeispiel wird eine vorteilhafte Stützstiftanordnung vorgestellt, die verstellbar ist und eine resultierende dreidimensionale Stützoberfläche bilden kann. Bei der erfindungsgemäßen Stützanordnung ist eine derartige Stützlagereinrichtung mit einer dreidimensionalen bzw. resultierenden dreidimensionalen Stützoberfläche vorhanden.

Die Stützoberfläche, auf die das Messobjekt später mit dem entsprechenden Auflagepunkt aufgelegt wird, ist an die Definitionsfläche der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung anpassbar. Diese Definitionsfläche ist vorzugsweise konkav, das heißt nach innen gewölbt. Die Stützoberfläche bildet dann eine entsprechende konvexe Form aus, ist sozusagen nach außen gewölbt, sodass das Messobjekt im Bereich des zugeordneten Auflagepunkts nur an diesem Auflagepunkt auf der Stützoberfläche aufliegt. Nach Anpassung an die Definitionsfläche der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung weist diese Stützoberfläche beispielsweise eine ballige Gestalt auf.

Die Definitionsfläche der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung hat zweckmäßigerweise eine stärkere Wölbung als der Auflagepunkt des Messobjekts, der der Stützstelle jeweils zugeordnet ist. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, dass das Messobjekt nur an dem Auflagepunkt und nicht zusätzlich neben dem Auflagepunkt auf der Stützlagereinrichtung aufliegt. Die Definitionsfläche ist beispielsweise im Wesentlichen negativ kugelförmig, das heißt, sie hat beispielsweise die Gestalt einer Innenoberfläche einer Kugel.

Die Stützstelle ist vorteilhafterweise etwa dem Mittelpunkt der Definitionsfläche zugeordnet. Die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung wird mit Hilfe des Messarmes bezüglich der Stützstelle so positioniert, dass der Mittelpunkt der Definitionsfläche sich etwa an der Stützstelle befindet. Es versteht sich, dass die Stützoberfläche der Stützlagereinrichtung nicht seitlich an der Definitionsfläche vorstehen sollte.

Der Messarm, dem z.B. geeignete Positioniermittel zugeordnet sind bzw. der vorteilhafterweise einen Bestandteil von Positioniermitteln der Messvorrichtung bildet, wird zweckmäßigerweise bezüglich der jeweiligen Stützstelle so positioniert, dass die Definitionsfläche, insbesondere der Mittelpunkt der Definitionsfläche, an der mindestens einen Stützstelle im Wesentlichen senkrecht zu dieser orientiert ist. Es versteht sich, dass je nach erlaubter Messtoleranz, nach Wölbung der Definitionsfläche oder dergleichen auch eine Abweichung möglich ist. Beim nachfolgenden Ausführungsbeispiel ist beispielsweise eine Toleranz von 5° bezüglich der Normalenrichtung tolerierbar.

Die Messvorrichtung ist zweckmäßigerweise mit Hilfe der Daten, die die Stützstelle jeweils beschreiben, parametrierbar. Diese Daten enthalten beispielsweise dreidimensionale Positionsdaten der Stützstelle. Insbesondere zu dem Zweck, dass die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung durch den Messarm in Normalenrichtung bezüglich der Stützstelle positionierbar ist, ist es bevorzugt, dass die Stützstelle ferner mit Hilfe von Tangentialdaten und/oder Daten eines Normalenvektors oder sonstiger Vektoren zur Beschreibung der Stützstelle parametrierbar ist. Die entsprechenden Daten werden beispielsweise aus CAD-Daten (CAD = Computer Aided Design) entnommen, mit denen der entsprechende Auflagepunkt des Messobjekts definiert ist.

Während des Vorgebens der Stützstelle durch den Messarm bzw. die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung ist es zweckmäßig, den Messarm und/oder die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung festzulegen, beispielsweise mit Hilfe einer Klemmeinrichtung. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Verstellen des Messarms bzw. der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung vermieden.

Zur späteren Vermessung des Messobjekts ist es zweckmäßig, anstelle der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung eine an sich bekannte Messeinrichtung mit einem entsprechenden Messkopf an dem Messarm anzuordnen. Eine derartige Messeinrichtung enthält üblicherweise eine Druckmesseinrichtung, die bei geeignetem Anpressdruck des Messkopfs an dem Messobjekt ein Mess-Signal ausgibt. Diese Druckmesseinrichtung ist jedoch beim Vorgeben der Stützstelle mit Hilfe der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung zweckmäßigerweise zu deaktivieren, sodass sie nicht oder erst bei einem höheren Anpressdruck als für Messungen üblich anspricht. Es ist auch möglich, die Druckmesseinrichtung zu entfernen, wenn die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung an dem Messarm montiert ist.

Die Messvorrichtung wird zweckmäßigerweise in an sich bekannter Weise kalibriert, wobei beispielsweise die Messeinrichtung mit dem Messkopf an dem Messarm angeordnet ist. Zur Ka librierung dient eine Kalibriereinrichtung, beispielsweise eine Kalibrierungskugel, die im Bereich der Stützlagereinrichtung angeordnet ist. Es ist bevorzugt, die Messvorrichtung an dieser Kalibriereinrichtung auch mit an dem Messarm angeordneter Stützstellen-Vorgabeeinrichtung zu kalibrieren.

Zwischen dem Messkopf und der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung sind geometrische Differenzen möglich, beispielsweise Längendifferenzen in Bezug auf eine Aufnahme für die Messeinrichtung bzw. die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung und den jeweiligen Mittelpunkt bzw. Messpunkt des Messkopfs bzw. der Definitionsfläche. Es ist bevorzugt, dass ein solcher Differenzwert, beispielsweise anhand der Kalibriereinrichtung, ermittelt wird, sodass die jeweils vorzugebende Stützstelle unter Berücksichtigung des Differenzwertes vorgebbar ist. Der Differenzwert ist beispielsweise ein Längendifferenzwert.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine Messvorrichtung sowie eine Stützanordnung in perspektivischee Ansicht, mit denen das erfindungsgemäße Messverfahren ausführbar ist,
2 eine Stützlagereinrichtung der Stützanordnung gemäß 1 sowie einen Messarm der Messvorrichtung, an dem eine Stützstellen-Vorgabeeinrichtung montiert ist,
3 eine perspektivische Ansicht der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung gemäß 2, wenn diese in eine Vorgabeposition für eine Stützstelle gefahren ist, sowie einen Teil der Stützlagereinrichtung gemäß 2, der noch von der Vorgabeeinrichtung entfernt ist,
4 eine der 3 entsprechende Ansicht, wobei die Stützlagereinrichtung zur Stützstellen-Vorgabeeinrichtung hin verstellt ist,
5 eine perspektivische Darstellung eines vorderen Teils der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung gemäß 2 bis 4,
6 eine Querschnittsansicht des vorderen Teils gemäß 5, und
7 die Stützlagereinrichtung gemäß 3 und 4 mit einem aufgelegten Messobjekt, das schematisch dargestellt ist.
In 1 ist eine Messvorrichtung 10, beispielsweise eine Ständermessmaschine oder eine Portalmessmaschine, mit einem Messarm 11 dargestellt. Am vorderen, freien Ende des Messarms 11 ist eine Messeinrichtung 12 an einem Kopf 13 des Messarms 11 befestigt. Die Messeinrichtung 12, die durch nicht dargestellte Antriebe des Messarms 11 und/oder des Kopfs 13 räumlich, d.h. in drei Dimensionen verstellbar ist, enthält einen Messkopf 14, beispielsweise in Gestalt eines Kugelkopfs, zum Abtasten eines Messobjekts 15, zum Beispiel einer Scheibe eines Kraftfahrzeugs, eines Karosserieteils oder eines sonstigen dreidimensionalen Körpers, der insbesondere eine oder mehrere gekrümmte Oberflächen aufweist.
Das Messobjekt 15 ist auf Stützlagereinrichtungen 16 – 22 an vorbestimmten Auflagepunkten 23 – 29 aufgelegt. Die Stützlagereinrichtungen 16 – 22 sind oben an Stützen 30 – 32 angeordnet, die zweckmäßigerweise höhenverstellbar, insbesondere teleskopierbar, sind und einen Bestandteil einer Stützanordnung 34 bilden. Die Stützanordnung 34 kann einen Bestandteil der Messvorrichtung 10 bilden.
Die Stützen 30 – 33 können auf einem Untergrund 35 hin- und herbewegt werden, bis die Stützlagereinrichtungen 16 – 22 auf die erfindungsgemäße Weise positioniert und justiert sind. Sodann können die Stützen 30 – 33 auf dem Untergrund festgelegt werden. Ferner ist die jeweilige Höhenposition der Stützen 30 – 33 festlegbar, beispielsweise durch Klemm-Schrauben oder dergleichen.
Das Messobjekt 15 ist an den Auflagepunkten 23 – 29 beispielsweise gekrümmt. Dennoch liegt es an Stützstellen 36 – 42, die durch die Stützlagereinrichtungen 16 – 22 gebildet werden, so sicher auf, dass eine präzise Abtastung des Messobjekts 15 mit Hilfe des Messarms 11 bzw. der Messeinrichtung 12 möglich ist. Dabei wird der Messkopf 14 durch den Messarm 11 relativ zu dem Messobjekt 15 bewegt, bis der Messkopf 14 am jeweiligen Messpunkt an dem Messobjekt 15 anliegt. Eine Druckmesseinrichtung 43 misst dann den jeweiligen Anpressdruck und löst bei einem geeigneten Anpressdruck des Messkopfs 14 ein Mess-Signal aus, wobei eine Auswerteeinrichtung 44 die jeweilige Messposition anhand der Position des Messarms bzw. des Messkopfs 14 ermittelt.
Die Auswerteeinrichtung 44 bildet einen Bestandteil einer schematisch dargestellten Steuereinrichtung 45 der Messvorrichtung 10 und enthält beispielsweise einen Prozessor 46 sowie Speicher 47. Mit dem Prozessor 46 ist Programmcode von Programmmodulen ausführbar, beispielsweise von einem Auswertemodul 48, das einen Bestandteil der Auswerteeinrichtung 44 bildet, sowie einem Positioniermodul 49, das Bestandteil von Positioniermitteln 50 zur Positionierung des Messarms 11 bildet.
Mit Hilfe der Positioniermittel 50 ist der Messarm 11 bei der Einrichtung der Stützanordnung 34, insbesondere der Stützlagereinrichtungen 16 – 22, an den Stützstellen 36 – 42 positi onierbar. Zur Vorgabe der Stützstellen 36 – 42 dient ferner eine Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51, die am Kopf 13 des Messarms 11 befestigbar ist, beispielsweise in den Kopf 13 einschraubbar ist. Beim Ausführungsbeispiel ist die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51 in die Druckmesseinrichtung 43 eingeschraubt, eingesteckt oder dergleichen. Solange die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51 an der Druckmesseinrichtung 43 angeordnet ist, ist die Druckmesseinrichtung 43 zweckmäßigerweise deaktiviert oder zumindest desensibilisiert, sodass sie nicht oder erst bei größerem Anpressdruck anspricht als in Verbindung mit der Messeinrichtung 12.
Am vorderen, freien Ende der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51 befindet sich eine Definitionsfläche 52, die vorliegend konkav ist, das heißt nach innen gewölbt. Die Definitionsfläche 52 wird beispielsweise durch einen Körper 53 oder ein Gehäuse 53 gebildet, das beim Ausführungsbeispiel die Gestalt einer Art Haube aufweist. Man könnte den Körper 53, insbesondere die Definitionsfläche 52, auch als eine Art Kalotte bzw. Kalottenfläche bezeichnen. An der der Definitionsfläche 52 entgegengesetzten Seite befindet sich als Befestigungsmittel eine Montageeinrichtung 54, zum Beispiel in Gestalt eines Vorsprungs, eines Gewindestifts oder dergleichen, mit der die Vorgabeeinrichtung 51 an der Druckmesseinrichtung 12, das heißt also am Messarm 11, montierbar ist.
Die erfindungsgemäße Einrichten der Stützstellen 36 – 42 durch die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51 wird folgendermaßen durchgeführt, bevor das Messobjekt 15 auf die Stützstellen 36 – 42 aufgelegt wird:
Die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51 wird an der jeweiligen Stützstelle 36 – 42 mit Hilfe der Positioniermittel 50 positioniert, das heißt, die Positioniermittel 50 steuern den Messarm 11 so an, dass er die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51 an den Stützstellen 36 – 42 jeweils positioniert. Am Beispiel der Stützstelle 36 wird diese Positionierung der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51 bzw. die Einrichtung der zugeordneten Stützlagereinrichtung 16 und der Stütze 30 nachfolgend näher erläutert.
Der Messarm 11 fährt die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51 derart an die Stützstelle 36 heran, dass die Definitionsfläche 52 an der Stützstelle 36 im wesentlichen entsprechend dem Normalenvektor 62 der Stützstelle 36, das heißt dem Vektor senkrecht oder senkrecht zur Neigung der Stützstelle 36 bzw. senkrecht zur Fläche des Montageobjekts 15 am Auflagepunkt 23, orientiert ist. Ferner befindet sich etwa die Mitte der Definitionsfläche 52 im Bereich der Stützstelle 36, wobei aber auch eine außermittige Orientierung möglich ist, sofern eine Stützfläche 55, die von der Stützlagereinrichtung 16 gebildet wird, sich innerhalb des Bereiches der Definitionsflä che 52 befindet, wenn die Vorgabeeinrichtung 51 an der Stützstelle 36 positioniert ist.
Die Einrichtung der Stützoberfläche 55 bzw. der Stützlagereinrichtung 16 gestaltet sich folgendermaßen:
Zunächst wird die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51 an der Stützstelle 36 wie erläutert positioniert. Sodann wird die Säule oder Stütze 30 an der Stützstelle 36, das heißt im Bereich des Auflagepunkts 23, grob positioniert, das heißt auf dem Untergrund 35 verschoben und dort zweckmäßigerweise festgelegt, z.B. durch nicht dargestellte Schrauben. Sodann wird die Stütze 30 in die erforderliche Höhenposition verfahren. Oben an der Stütze 30 ist eine Positionierunterlage 56, beispielsweise in Gestalt einer mit Nuten versehenen Platte, angeordnet, auf der die Stützlagereinrichtung 16 positionierbar ist, beispielsweise in X- und/oder Y-Richtung verschiebbar ist. Die Stützlagereinrichtung 16 ist an der Positionierunterlage 56 festlegbar, beispielsweise klemmbar, schraubbar oder dergleichen.
Jedenfalls wird die Stützlagereinrichtung 16 auf der Positionierunterlage 56 positioniert, bis sich eine Stützstiftanordnung 58 bzw. die durch die Stützstiftanordnung 58 bildbare Stützoberfläche 55 im Bereich der an der Stützstelle 36 positionierten Definitionsfläche 52 befindet. Die Dimensionen der Definitionsfläche 52 und der durch die Stützstiftanordnung 58 bildbaren Stützoberfläche 55 korrelieren miteinander, d.h. die Stützoberfläche 55 ist kleiner oder gleich groß wie die Definitionsfläche 52. Es versteht sich, dass zur Positionierung der Stützstiftanordnung 58 ein in manchen Fällen mehrfaches Verstellen der Stützlagereinrichtung 16 auf der Positionierunterlage 56 sowie ein Verschieben und/oder Höhenverstellen der Stütze 30 oder weitere Positionierhandlungen möglich sind.
Die Stützstiftanordnung 58 steht beim Ausführungsbeispiel nach oben vor ein Gehäuse 59 der Stützlagereinrichtung 16 vor. Die Stützstiftanordnung 58 enthält eine Vielzahl von Stützstiften 60, deren Längsposition, vorliegend Höhenposition, bezüglich des Gehäuses 59 verstellbar ist. Die Stützstifte 60 sind in der gewünschten Längsposition festlegbar, beispielsweise mit Hilfe einer Klemmschraube 61 oder dergleichen. Die Stützstiftanordnung 58 ist beispielsweise federnd in dem Gehäuse 59 gelagert, wobei beim Entspannen der zugeordneten Federanordnung die Stützstifte 60 nach vorn, vorliegend nach oben, vor das Gehäuse 59 (längs-) verstellt werden. Das Gehäuse 59 ist vorliegend senkrecht orientiert auf der Positionierunterlage 56 angeordnet.
In den 3 und 4 ist dargestellt, wie die Stützstifte 60 nach dem Lösen der Klemmschraube 61 (4) eine individuelle Längsposition bezüglich des Gehäuses 59 einnehmen, bis sie an der Definitionsfläche 52 anliegen. Wenn die Stützstif te 60 der Stützstiftanordnung 58 die Definitionsfläche 52 erreicht haben, werden die Stützstifte 60 festgelegt, z.B. mit der Klemmschraube 61, sodass ihre jeweilige Position erhalten bleibt. Die Stützstiftanordnung 58 bildet an ihrer Oberseite dann die Stützoberfläche 55 aus, die vorliegend eine resultierende Stützoberfläche ist.
Es versteht sich, dass beispielsweise durch einen plastisch verformbaren Kunststoff, einen aushärtbaren Kunststoff oder dergleichen ebenfalls eine Stützoberfläche 55 gebildet werden kann. Eine solche Maßnahme stellt im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 10 eine eigenständige Erfindung dar.
Die Definitionsfläche 52 weist eine stärkere Wölbung auf als das Messobjekt 15 am Auflagepunkt 23, der der Stützstelle 36 zugeordnet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass das Messobjekt 15 nur im Bereich der Stützstelle 36 auf der Stützoberfläche 55 aufliegt, oder mit anderen Worten, dass keiner der Stützstifte 60 neben der Stützstelle 36 die gewünschte Stützoberfläche 55 durchstößt. Dies ist insbesondere in 7 gut erkennbar. In 7 ist ferner der Normalenvektor 62 eingezeichnet, in dessen Richtung die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51 an der Stützstelle 36 durch die Messvorrichtung 10 positioniert wird. Der Normalenvektor 62 ist derjenige Vektor, der senkrecht zur Fläche des Messobjekts 15 am Auflage punkt 23 und somit senkrecht zur Neigung an der Stützstelle 36 orientiert ist.
Die jeweilige Position der Stützstelle 36 bzw. des Auflagepunkts 23 wird den Positioniermitteln 50 beispielsweise anhand von CAD-Daten zur Beschreibung des Messobjekts 15 vorgegeben. Eine vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass ein Bereich möglicher Auflagepunkte, das heißt beispielsweise ein Bereich des Messobjekts 15 um den Auflagepunkt 23 herum, bei den Positioniermitteln 50 parametriert wird, beispielsweise durch entsprechende CAD-Daten des Messobjekts 15. Die Positioniermittel 50 wählen dann einen geeigneten Auflagepunkt, beispielsweise den Auflagepunkt 23, aus. Hierbei ist es möglich, dass die Positioniermittel 50 die Krümmung bzw. Wölbung der Definitionsfläche 52 berücksichtigen und einen solchen Auflagepunkt 23 auswählen, dessen Krümmung geringer ist als die Krümmung der Definitionsfläche 52.
Wenn die Stützstelle 36 definiert ist, werden auch die weiteren Stützstellen 37 – 42 auf die beschriebene Weise eingerichtet. Sodann wird zweckmäßigerweise die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51 entfernt und durch die Messeinrichtung 12 ersetzt, wobei eine Kalibrierung mit Hilfe einer Kalibriereinrichtung 63 zweckmäßig ist, bevor das Messobjekt 15 vermessen wird. Jedenfalls wird das Messobjekt 15 an den Stützstellen 36 – 42 auf die Stützanordnung 34 aufgelegt und mit Hilfe der Messeinrichtung 12 vermessen.
Die Kalibriereinrichtung 63 enthält eine Kalibrierungskugel 64, die beispielsweise an einem Ständer 65 angeordnet ist. Die Kalibriereinrichtung 63 befindet sich innerhalb der Stützanordnung 34, jedenfalls in einem Bereich, der durch den Messarm 11 erreichbar ist.
Besonders bevorzugt ist eine Kalibrierung der Messvorrichtung 10 sowohl mit der Messeinrichtung 12 als auch mit der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51. Die Kalibrierung der Messeinrichtung 12 und/oder der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51 erfolgt in an sich bekannter Weise, wobei mehrere Punkte 72 am Außenumfang der Kalibrierungskugel 64 abgetastet werden, um deren Mittelpunkt bzw. den Abstand 66 eines Mittelpunkts 67 des Messkopfes 14 von einem Bezugspunkt 68 am Messarm 11 zu ermitteln.
Es ist zweckmäßig, auch die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 51 insbesondere vor dem Einrichten der Stützstellen 36 – 42 mit Hilfe der Kalibrierungskugel 64 zu kalibrieren. Dabei wird beispielsweise ein Abstand 69 zwischen dem Bezugspunkt 68 und einem Mittelpunkt 70 der Definitionsfläche 52 ermittelt.
Die Positioniermittel 50, das heißt die Messvorrichtung 10, berücksichtigen einen Differenzwert 71, vorliegend einen Längendifferenzwert, zwischen den Abständen 66 und 69 bei der Vorgabe der Stützstellen 36 – 42, beispielsweise durch eine entsprechende Umrechnung.
Varianten der Erfindung sind ohne weiteres realisierbar.
Beispielsweise könnte die Definitionsfläche 52 stärker oder weniger stark gewölbt sein, wobei die jeweilige Oberflächengeometrie des zu messenden Messobjekts und/oder Messtoleranzen vorteilhafterweise bei der Krümmung der Definitionsfläche 52 berücksichtigt werden.
Es ist prinzipiell möglich, eine Stützstellen-Vorgabeeinrichtung mit einer ebenen Definitionsfläche vorzusehen, wenn das Messobjekt an der zu definierenden Stützstelle bzw. an dem zugeordneten Auflagepunkt ebenfalls eben ist.
Es versteht sich, dass auch eine oder mehrere Stützstellen fest definiert sein können und die Messvorrichtung 10 eine oder mehrere zusätzliche Stützstellen auf die erfindungsgemäße Weise vorgibt.

Claims

Messverfahren zur Messung eines körperlichen Messobjekts (15) mit insbesondere mindestens einer gekrümmten Oberfläche, bei dem eine Messvorrichtung (10) mit einem räumlich verstellbaren Messarm (11) ein Messobjekt (15) vermisst, das an mehreren Auflagepunkten (23-29) auf Stützstellen (36-42) aufliegt, die durch Stützlagereinrichtungen (16-22) einer Stützanordnung (34) gebildet sind, gekennzeichnet durch die Schritte: – Vorgeben mindestens einer Stützstelle (36-42) mit einer an dem Messarm (11) angeordneten Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51), – Verstellen der die mindestens eine Stützstelle (36-42) bildenden Stützlagereinrichtung (16-22) zur Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) hin, bis die Stützlagereinrichtung (16-22) an einer Definitionsfläche (52) der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) zur Definition der mindestens einen Stützstelle (36-42) zumindest teilweise anliegt und die Stützlagereinrichtung (16-22) die mindestens eine Stützstelle (36-42) bildet, und – Freigeben der mindestens einen Stützstelle (36-42) durch den Messarm (11), so dass das Messobjekt (15) zur Vermessung durch die Messvorrichtung (10) mit einem zugeordneten Auflagepunkt (23-29) an der mindestens einen Stützstelle (36-42) auf die Stützlagereinrichtung (16-22) aufgelegt werden kann.
Messverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützlagereinrichtung (16-22) zur Bildung der mindestens einen Stützstelle (36-42) eine dreidimensional verformbare Stützoberfläche (55) und/oder eine verstellbare Stützstiftanordnung (58) aufweist, mit eine resultierende dreidimensionale Stützoberfläche (55) gebildet werden kann.
Messverfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Anpassen der Stützoberfläche (55) der Stützlagereinrichtung (16-22) an die Definitionsfläche (52) der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) zur Definition der mindestens einen Stützstelle (36-42).
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Definitionsfläche (52) konkav ist.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Definitionsfläche (52) eine stärkere Wölbung als der der mindestens einen Stützstelle (36-42) zugeordnete Auflagepunkt (23-29) des Messobjekts (15) aufweist.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Definitionsfläche (52) im Wesentlichen negativ kugelförmig ist.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stützstelle (36-42) etwa dem Mittelpunkt der Definitionsfläche (52) zugeordnet ist, und dass die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) bezüglich der mindestens einen Stützstelle (36-42) so positioniert wird, dass der Mittelpunkt der Definitionsfläche (52) sich etwa an der mindestens einen Stützstelle (36-42) befindet.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) bezüglich der mindestens einen Stützstelle (36-42) so positioniert wird, dass die Definitionsfläche (52) an der mindestens einen Stützstelle (36-42) im Wesentlichen senkrecht zu der mindestens einen Stützstelle (36-42) orientiert ist.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Vorgeben der Position der mindestens einen Stützstelle (36-42) der Messvorrichtung (10) anhand von dreidimensionalen Positionsdaten und/oder von Tangentialdaten und/oder von Daten eines Normalenvektors des der mindestens einen Stützstelle (36-42) zugeordneten Auflagepunkts (23-29) des Messobjekts (15).
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Festlegen, insbesondere Klemmen, des Messarms (11) und/oder der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) an der mindestens einen Stützstelle während des Verstellens der die mindestens eine Stützstelle (36-42) bildenden Stützlagereinrichtung (16-22) zur Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) hin.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ersetzen der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) durch eine Messeinrichtung (12) mit einem Messkopf (14) zum Vermessen des Messobjekts (15).
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Deaktivieren oder Desensibilisieren oder Entfernen einer Druckmesseinrichtung (34) zur Messung des Anpressdrucks der Messeinrichtung (12) dem Messobjekt (15), während die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) montiert ist.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Kalibrieren der Messvorrichtung (10) mit der an dem Messarm (11) angeordneten Messeinrichtung (12) mit dem Messkopf (14) und/oder mit der an dem Messarm (11) angeordneten Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) an einer Kalib riereinrichtung (63), insbesondere an einer Kalibrierungskugel (64).
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ermitteln eines Differenzwertes (71) zwischen der Messeinrichtung (12) mit dem Messkopf (14) und der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51), und Vorgeben der mindestens einen Stützstelle (36-42) unter Berücksichtigung des Differenzwertes (71).
Messverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzwert (71) ein Längendifferenzwert zwischen dem Mittelpunkt des Messkopfs (14) der Messeinrichtung (12) und dem der mindestens einen Stützstelle (36-42) zugeordneten Punkt der Definitionsfläche (52) der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) ist.
Messvorrichtung (10) zur Messung eines körperlichen Messobjekts (15) mit insbesondere mindestens einer gekrümmten Oberfläche, mit einem räumlich verstellbaren Messarm (11) zum Vermessen eines Messobjekt (15) vermisst, das an mehreren Auflagepunkten (23-29) auf Stützstellen (36-42) aufliegt, die durch Stützlagereinrichtungen (16-22) einer Stützanordnung (34) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine an dem Messarm (11) anordenbaren Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) mit einer Definitionsfläche (52) zum Vorgeben mindestens einer Stützstelle (36-42) aufweist, dass sie Positioniermittel (50) zum Positionieren der Stützstellen-Vorgabeeinrich tung (51) an der mindestens einen Stützstelle (36-42) aufweist, so dass die Stützlagereinrichtung (16-22) zur Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) zu Bildung der mindestens einen Stützstelle (36-42) verstellbar ist, bis sie an der Definitionsfläche (52) der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) zumindest teilweise anliegt und die mindestens eine Stützstelle (36-42) definiert.
Stützanordnung (34) mit mindestens einer Stützlagereinrichtung (16-22) zur Zusammenwirkung mit einer Messvorrichtung (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützlagereinrichtung (16-22) zur Bildung der mindestens einen Stützstelle (36-42) eine dreidimensional verformbare Stützoberfläche (55) und/oder eine Stützstiftanordnung (58) aufweist, mit eine resultierende dreidimensionale Stützoberfläche (55) gebildet werden kann, wobei die Stützoberfläche (55) der Stützlagereinrichtung (16-22) an eine insbesondere konkave Definitionsfläche (52) der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung (51) zur Definition der mindestens einen Stützstelle (36-42) anpassbar ist.