DE102007025575A1

DE102007025575A1 - Component`s e.g. passenger car door, focal point determining method, involves evaluating measuring positions of component and attaching optically evaluatable LEDs to receiving device, where LEDs take up different arrangement in positions

Info

Publication number: DE102007025575A1
Application number: DE200710025575
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Bühlmeier (FH); Hakim Dipl.-Ing. Chaieb
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2008-02-21

Abstract

The method involves recording different measuring positions of a component, and evaluating the measuring positions. Four optically evaluatable LEDs are attached to the component. The LEDs take up a different arrangement in the measuring positions and emit light of different wavelengths. Three optically evaluatable LEDs are attached to a receiving device and represents a fixed framework during determination of the focal point.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Schwerpunkts eines Bauteils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a method for determining the center of gravity a component according to the preamble of claim 1

Aus der DE 100 21 491 A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln des Schwerpunkts eines anbaubaren Werkstücks bekannt, bei dem ein anbaubares Werkstück auf einer Messplatte an mehreren Stützpunkten aufgenommen und vermessen wird. An den Stützpunkten werden über Gewichtskraftsensoren die Gewichtsteilkräfte für die entsprechende Messposition ermittelt. Durch Verschieben des Werkstücks auf der Messplatte, so dass die Gewichtsteilkräfte einem zuvor bestimmten Verhältnis entsprechen, wird der Schwerpunkt des Werkstücks ermittelt.From the DE 100 21 491 A1 For example, a method for determining the center of gravity of an attachable workpiece is known, in which an attachable workpiece is picked up and measured on a measuring plate at a plurality of interpolation points. At the interpolation points, the weight partial forces for the corresponding measuring position are determined by means of weight force sensors. By moving the workpiece on the measuring plate, so that the partial weight forces correspond to a predetermined ratio, the center of gravity of the workpiece is determined.

Ferner ist aus der DE 101 54 872 B4 ein Messverfahren zum Bestimmen des Schwerpunkts eines Bauteils bekannt, bei dem mittels mehrerer Wägemesseinrichtungen ein Bauteil in unterschiedlichen Messpositionen gemessen wird und anschließend mittels einer zentralen Messdaten-Verarbeitungseinheit der Schwerpunkt bestimmt wird.Furthermore, from the DE 101 54 872 B4 a measuring method for determining the center of gravity of a component, in which a component is measured in different measuring positions by means of a plurality of weighing measuring devices and then by means of a central measuring data processing unit, the center of gravity is determined.

Es leitet sich daher die Aufgabe der Erfindung ab, ein verbessertes und zugleich vereinfachtes Verfahren zur Ermittlung des Schwerpunkts eines Bauteils anzugeben.It Therefore, the object of the invention is derived, an improved and at the same time a simplified procedure for determining the center of gravity to specify a component.

Die Aufgabe in Bezug auf das anzugebende Verfahren zur Ermittlung des Schwerpunkts eines Bauteils wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei dem Verfahren das Bauteil in mindestens zwei unterschiedlichen Messpositionen in einer Aufnahmeeinrichtung gelagert wird und die unterschiedlichen Messpositionen jeweils mittels eines optischen Messsystems aufgenommen und nachfolgend ausgewertet werden, wobei am Bauteil mindestens vier optisch auswertbare Messmarkierungen angebracht werden, die in ihrer Kombination in den einzelnen unterschiedlichen Messpositionen eine unterschiedliche Anordnung einnehmen werden, und an der Aufnahmeeinrichtung mindestens drei optisch auswertbare Messmarkierungen angebracht werden, die während der Ermittlung des Schwerpunkts ein festes Bezugssystem darstellen werden.The Task with regard to the procedure to be specified for the determination of the Center of gravity of a component is inventively achieved in that at the method, the component in at least two different measuring positions is stored in a receiving device and the different Measurement positions each recorded by means of an optical measuring system and subsequently evaluated, wherein the component at least four optically evaluable measuring marks are attached, the in their combination in the individual different measuring positions will take a different arrangement, and on the receiving device at least three optically evaluable measuring marks attached be that while identifying the center of gravity as a fixed reference system become.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass auf vereinfachte Art und Weise der Schwerpunkt eines Bauteils bestimmt wird. Im Vergleich zum eingangs bezeichneten Stand der Technik ist keine umfangreiche Vorrichtung für Wägemessungen mehr vorzuhalten, sondern bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein dreidimensionales Bauteil auf einfache Art und Weise frei hängend in einer Aufnahmeeinrichtung befestigt, auf dem Bauteil werden optisch auswertbare Messmarkierungen angebracht und anschließend wird der Schwerpunkt des Bauteils mittels eines optischen Messsystems ermittelt. Zugrunde liegt dem Verfahren dabei das Prinzip, dass bei einem in Ruhe befindlichen und frei hängenden Körper, welcher an einem Punkt aufgenommen bzw. gelagert wird, der Schwerpunkt des Körpers auf der Verbindungslinie in Lotrichtung vom Aufnahmepunkt zur Erdoberfläche liegt. Wird diese Lotlinie in mindestens drei Positionen bestimmt, so ist der Schwerpunkt als Schnittpunkt der Lotlinien bestimmbar.Of the Advantage of the method according to the invention is that in a simplified way the center of gravity of a component is determined. Compared to the initially described state of Technology is no longer a comprehensive device for weighing measurements, but in the inventive method a three-dimensional component is released in a simple manner hanging mounted in a receiving device on the component are optically evaluable measuring marks are attached and then the center of gravity of the component by means of an optical measuring system determined. The underlying principle of the procedure is that in a resting and free-hanging body, which at one point is recorded or stored, the center of gravity of the body on the Connecting line in the direction of solder from the pickup point to the earth's surface is located. If this plumb line is determined in at least three positions, then the center of gravity can be determined as the point of intersection of the plumb lines.

Vorteilhafterweise ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einfache optische Messtechnik ausreichend, die die zu erfassenden Messmarkierung in eine Ebene projiziert und ihre Lage aufnimmt. So wird eine 2D-Ansicht des Messobjekts erhalten. Zur Vermessung von dreidimensionalen Bauteilen wird das Verfahren weiterentwickelt, indem das Bauteil in der Aufnahmeeinrichtung drehbar gelagert wird und das Bauteil somit während des Vermessens rotiert wird. Auf diese Weise wird die Veränderung der Lage der Messmarkierungen erfasst und die Lage der Lotachse eines dreidimensionalen Bauteils relativ zu den optisch auswertbaren Messmarkierungen ermittelt. Alternativ zur Rotation des Bauteils ist das Verfahren auch derart ausgestaltbar, dass das optische Messsystem um das zu vermessende Bauteil rotiert wird.advantageously, is in the inventive method simple optical metrology sufficient to capture the Projected measuring mark into a plane and takes up its position. So a 2D view of the DUT is obtained. For the measurement of three-dimensional components, the process is further developed, in that the component is rotatably mounted in the receiving device and the component thus during of the survey is rotated. This is the change the position of the measuring marks and the position of the vertical axis a three-dimensional component relative to the optically evaluable Measurement marks determined. Alternative to the rotation of the component the method can also be configured such that the optical measuring system is rotated about the component to be measured.

Zur Erhöhung der Genauigkeit der computerunterstützten Ermittlung des Schwerpunkts ist es vorteilhaft mehr als zwei Messpositionen, vorzugsweise drei Messpositionen, zu vermessen und auszuwerten. Dennoch wird der Schwerpunkt als Schnittpunkt zweier Lotachsen auch prinzipiell durch zwei Messpositionen bestimmbar.to increase the accuracy of the computer-aided determination of the center of gravity it is advantageous more than two measuring positions, preferably three Measuring positions, to measure and evaluate. Nevertheless, the focus will be as an intersection of two Lotachsen also principally by two measuring positions determinable.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist, dass es ortsunabhängig einsetzbar ist, da die erforderliche Messapparatur, aufweisend im Wesentlichen eine Aufnahmeeinrichtung, optische Messmarkierungen und ein optisches Messsystem, einfach ausgestaltet ist.One Another advantage of the method is that it can be used anywhere is, as the required measuring apparatus, having essentially a recording device, optical measuring marks and an optical Measuring system, simply designed.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Messverfahrens ist, dass als optisch auswertbare Messmarkierungen konventionelle Messmarkierungen aus der optischen Messtechnik, vorzugsweise Licht reflektierende und/oder Licht emittierende Markierungen, verwendet werden. Zu ihrer eindeutigen Zuordnung ist es erforderlich, dass die Messmarkierungen codiert werden. Eine derartige Codierung kann beispielsweise erfolgen durch Variation der Größe und/oder Form der Messmarkierungen oder aber auch durch die Farbe, d.h. Wellenlänge, des reflektierten oder emittierten Lichts. Besonders vorteilhaft ist allerdings die Verwendung von Licht emittierenden Dioden (LED), welche einfach am Bauteil und/oder der Aufnahmeeinrichtung angebracht werden und anschließend ausgewertet werden.One Another advantage of the measuring method according to the invention is that as optically evaluable measuring marks conventional measuring marks from the optical measuring technique, preferably light-reflecting and / or light-emitting markers. To their Clear assignment requires that the measurement marks be coded. Such coding can be done, for example by varying the size and / or Shape of the measuring marks or else by the color, i. Wavelength, of reflected or emitted light. Is particularly advantageous however, the use of light-emitting diodes (LED), which simply attached to the component and / or the receiving device and then be evaluated.

Vorteilhafterweise sind dabei LEDs verwendbar, welche Licht in unterschiedlicher Wellenlänge abstrahlen. Dieses ermöglicht eine eindeutige Zuordnung der Leuchtdiode zu ihrer Position am Bauteil oder ihrer Position an der Aufnahmeeinrichtung. Da die Messmarkierungen an der Aufnahmeeinrichtung das feste Bezugssystem darstellen, ist somit die eindeutige Erkennung des Bezugssystems, beispielsweise eines Koordinatensystems durch drei LEDs, gewährleistet, sofern die LEDs ein vorzugsweise rechtwinkliges Koordinatensystem repräsentieren. Dabei ist es möglich, die LEDs oder auch andere Messmarkierungen in feststehender oder auch beweglicher Art und Weiseder Aufnahmeeinrichtung anzubringen. Vorzugsweise werden die LEDs am drehbaren Aufnahmelager der Aufnahmeeinrichtung angebracht, da dies die Messdatenauswertung vorteilhaft vereinfacht.advantageously, LEDs are used, which emit light in different wavelengths. This allows a clear assignment of the LED to their position on the component or their position at the receiving device. Because the measurement marks at the receiving device constitute the fixed reference system is thus the unique recognition of the reference system, for example of a coordinate system by three LEDs, provided that the LEDs represent a preferably rectangular coordinate system. there Is it possible, the LEDs or other measuring marks in fixed or also mobile fashion of the reception device. Preferably, the LEDs are attached to the rotatable receiving bearing of the receiving device, as this advantageously simplifies the measurement data evaluation.

Gleichzeitig werden die Positionen der LEDs auf dem Bauteil in den unterschiedlichen Messpositionen nicht verändert, sondern das gesamte Bauteil wird in seiner Messposition verändert. So ist durch LEDs, welche Licht unterschiedlicher Wellenlänge abstrahlen auch hierbei wiederum die Lage des Bauteils in der Messposition eindeutig bestimmbar, so dass durch computerunterstützte Auswertung der einzelnen Messpositionen und ihre Überlagerung der Schwerpunkt des Bauteils eindeutig und wesentlich vereinfacht bestimmt wird.simultaneously The positions of the LEDs on the component are different Measurement positions not changed, but the entire component is changed in its measuring position. So is through LEDs that emit light of different wavelengths Again, the position of the component in the measuring position clearly determinable, so that by computer-aided evaluation the individual measurement positions and their superposition of the center of gravity the component is determined clearly and significantly simplified.

Weitere Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels hervor.Further Advantageous embodiments and further developments of the invention go from the dependent claims and the description of the embodiment out.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:
Zur Ermittlung des Schwerpunkts einer Kraftfahrzeugtür für einen Pkw wird die Kraftfahrzeugtür als bereits komplett vormontierte Montagekomponente optisch vermessen. Auf Grund der vereinfachten und mobilen Messapparatur wird das Verfahren zur Bestimmung des Schwerpunkts der Kraftfahrzeugtür direkt vor Ort in der Montage durchgeführt. Dazu wird als Aufnahmeeinrichtung ein mobiles C-Gestell mit einem nicht näher beschriebenen drehbaren Lager zur direkten Aufnahme der Kraftfahrzeugtür verwendet. Weiterhin wird als optisches Messinstrument eine Kamera mit nicht näher beschriebenem konventionellem Handhabungszubehör verwendet. Die Kamera ist mit einem ebenfalls mobilen Computersystem verbunden, an welches die optischen Messdaten übertragen werden und welches die Messdaten mit einem speziellen Computerprogramm verarbeitet und vor Ort auswertet, so dass der Schwerpunkt der dreidimensionalen Kraftfahrzeugtür bestimmt wird.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment:
To determine the center of gravity of a motor vehicle door for a passenger car, the motor vehicle door is optically measured as a completely pre-assembled mounting component. Due to the simplified and mobile measuring apparatus, the method for determining the center of gravity of the motor vehicle door is carried out directly on site in the assembly. For this purpose, a mobile C-frame is used with a rotatable bearing not described in detail for receiving the motor vehicle door as a recording device. Furthermore, a camera with unspecified conventional handling accessories is used as an optical measuring instrument. The camera is connected to a likewise mobile computer system, to which the optical measurement data are transmitted and which processes the measurement data with a special computer program and evaluates it on site, so that the center of gravity of the three-dimensional motor vehicle door is determined.

Am drehbaren Lager werden drei LEDs angebracht, die ein festes Bezugssystem für die Vermessung darstellen und somit ein Referenzsystem bilden. Zur exakten und reproduzierbaren Bestimmung der Lage des Referenzsystems werden LEDs verwendet, welche Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren, d.h. eine blaue LED, eine rote LED und eine gelbe LED.At the rotatable bearings are attached to three LEDs, which provide a fixed reference system for the Represent surveying and thus form a reference system. To the exact one and reproducible determination of the location of the reference system Using LEDs that emit light of different wavelengths, i.e. a blue LED, a red LED and a yellow LED.

Ferner werden an der zu vermessenden Kraftfahrzeugtür fünf LEDs angebracht, welche ebenfalls zur exakten und vereinfachten Bestimmung der Lage der Tür Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren. Verwendet werden dazu fünf grüne LEDs, die grünes Licht im Bereich einer Wellenlänge von 530nm bis 550nm emittieren.Further are mounted on the motor vehicle door to be measured five LEDs, which also for accurate and simplified determination of the position of the door light emit different wavelengths. Five are used green LEDs, the green Light in the range of one wavelength emit from 530nm to 550nm.

In einer ersten Messaufnahme wird dabei die Kraftfahrzeugtür an einem Punkt am Fensterrahmen in der Aufnahmeeinrichtung des C-Gestells aufgenommen und drehbar gelagert. Anschließend werden die LEDs mit Strom versorgt, so dass sie Licht emittieren. Die Versorgungseinheit der LEDs mit Strom und die Zuleitungen werden hierbei nicht näher erläutert, sind aber natürlich vorhanden. Darauf folgend wird die Position der LEDs optisch Vermessen und die Messdaten werden online an das Computersystem zur Messdatenverarbeitung übertragen. Somit wird die Lage der Tür in 2D-Ansicht bestimmt. Um die Dreidimensionalität des Bauteils abzubilden wird die Tür rotiert und die Veränderung der Lage der LEDs wird ebenfalls optisch vermessen und zur weiteren Messdatenverarbeitung an das Computersystem übertragen. Somit wird auch die Lage der Tür in 3D-Ansicht bestimmt und die Lotachse, die hier mit der Drehachse übereinstimmt wird rechnerisch ermittelt.In a first measurement recording is doing the vehicle door on a Point on the window frame in the receptacle of the C-frame recorded and stored rotatably. Subsequently, the LEDs are powered supplied so that they emit light. The supply unit of LEDs with power and the leads are not explained here are of course available. Subsequently, the position of the LEDs is optically measured and the measurement data is transmitted online to the computer system for measurement data processing. Consequently will the location of the door determined in 2D view. To depict the three-dimensionality of the component the door rotates and the change The position of the LEDs is also optically measured and to further Transfer measured data processing to the computer system. Thus, too the location of the door determined in 3D view and the Lotachse, which here coincides with the axis of rotation is determined by calculation.

Anschließend an die erste Messaufnahme wird die Vermessung der Kraftfahrzeugtür in zwei weiteren, von der ersten Messposition unterschiedlichen Messpositionen durchgeführt. Die Tür wird dazu an zwei anderen Punkten in der Aufnahmevorrichtung aufgenommen und vermessen. Die Vermessung erfolgt dabei analog der zuvor beschriebenen Vermessung. Folglich werden auch dabei zwei weitere Lotachsen rechnerisch ermittelt.Afterwards the first measurement recording is the measurement of the vehicle door in two other, performed from the first measurement position different measurement positions. The Door becomes recorded at two other points in the recording device and measured. The measurement is carried out analogously to the previously described measurement. Consequently, two more lot axes are calculated.

Abschließend werden die Ergebnisse der drei Vermessungen der Tür computerunterstützt überlagert, so dass rechnerisch der Schwerpunkt der Kraftfahrzeugtür als Schnittpunkt der Lotachsen der drei einzelnen Messpositionen ermittelt wird.To conclude the results of the three surveys of the door computer-aided superimposed, so that mathematically the center of gravity of the motor vehicle door as an intersection the lot axes of the three individual measurement positions is determined.

Claims

Method for determining the center of gravity of a component, wherein the component is stored in at least two different measuring positions in a receiving device, characterized in that the different measuring positions respectively are recorded by means of an optical measuring system and subsequently evaluated and that at least four optically evaluable measuring marks are attached to the component, which will occupy a different arrangement in their combination in the individual different measuring positions, and at least three optically evaluable measuring marks are attached to the receiving device during identifying the center of gravity as a fixed reference system.

Method according to claim 1, characterized in that that component is stored in the receiving device hanging freely.

Method according to claim 1 or 2, characterized that component is rotatably mounted and rotated in the receiving device becomes.

Method according to claim 1, 2 or 3, characterized that the evaluation of the different measuring positions are computer-aided is by overlay the different arrangements determined by optical measurement the optically evaluable measuring marks.

Method according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized that light-emitting optically evaluable measuring marks Diodes (LED) are used.

Method according to claim 5, characterized in that that LEDs are used which emit light of different wavelengths.