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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Bausatz zum Herstellen einer Messkulisse.
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Im Nachfolgenden wird die vorliegende Erfindung am Beispiel der Vermessung von Fahrzeugteilen als Werkstücke näher beschrieben. Wie für den Fachmann offensichtlich, lässt sich die Erfindung jedoch auch in anderen technischen Gebieten vorteilhaft einsetzen.
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Im Rahmen der Qualitätssicherung werden häufig Bauteile aus der Serie entnommen, vermessen und anschließend wieder in die Serie zurückgeführt. Zum Zwecke des Vermessens ist es in diesem Zusammenhang bekannt, Messkulissen bereitzustellen, die das zu vermessende Werkstück in einem vorgebbaren Maximalabstand, insbesondere 3 bis 10 cm, bevorzugt 5 cm, umgeben. Da, wie oben ausgeführt, das Werkstück in die Serie zurückgeführt wird, ist es nicht gestattet, Referenzpunkte für ein beispielsweise berührungsloses Messsystem auf dem Werkstück selbst anzubringen. Diese Referenzpunkte sind vielmehr auf der Messkulisse vorzusehen. Durch derartige Referenzpunkte wird die Überlappung von unterschiedlichen Aufnahmen des berührungslosen Messsystems ermöglicht. Um dies zu gewährleisten, muss die Lage der Referenzpunkte zueinander photogrammetrisch erfasst werden.
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Häufig dient die Messkulisse zugleich der Lagerung des zu vermessenden Werkstücks. Bei eigensteifen Werkstücken wird das Werkstück reversibel an dafür vorgesehene Anlagepunkte angelegt. Im Fall von nicht eigensteifen Werkstücken ist darauf zu achten, dass das Werkstück durch entsprechende Ausbildung der Lagerungspunkte in der Zwangslage gelagert wird, die es im Fahrzeug nach seinem Einbau tatsächlich einnimmt.
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An dem zu vermessenden Werkstück werden Referenzpunkte, beispielsweise Bohrungen, gewählt, die ein Einmessen des Werkstücks mit Bezug auf das Fahrzeugkoordinatensystem ermöglichen. Auch können durch die Referenzpunkte auf dem Werkstück diese mit Referenzpunkten auf der Messkulisse in Beziehung gesetzt werden. Daher kann das auf die Referenzpunkte der Messkulisse kalibrierte berührungslose Messsystem auf einfache Weise die Maße des zu vermessenden Werkstücks bestimmen, ohne dass es – beispielsweise bei einem eigensteifen Bauteil – auf die exakte Lage des Werkstücks innerhalb der Messkulisse ankäme.
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In 1 ist beispielhaft eine Messkulisse dargestellt, die mit einem bekannten Bausatz aufgebaut wurde, der unter der Bezeichnung Alufix Classic der Firma Horst Witte Gerätebau Barskamp KG, Bleckede, Deutschland vertrieben wird. Ein derartiger Bausatz umfasst unterschiedliche Bauelemente, insbesondere Stangen, aus Aluminium, die mittels Schrauben miteinander verbunden werden können. Zu diesem Zweck weisen die Vierkantalu-Profile eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen, die als Passungen dienen, auf, wodurch sich eine Vielzahl von Möglichkeiten ergibt, wie unterschiedliche derartige Stangen miteinander gekoppelt werden können. Eine Stange mit einer Länge von 30 cm kostet ca. 200 EUR.
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1 zeigt eine Messkulisse 10, die auf der Basis dieses Bausatzes aufgebaut wurde. Wie deutlich zu erkennen ist, ist dabei eine Vielzahl von Stangen 12 rechtwinklig miteinander gekoppelt, um die gewünschte Messkulisse aufzubauen.
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Der Nachteil dieser bekannten Vorgehensweise besteht in den außerordentlich hohen Kosten. Eine Messkulisse zur Vermessung einer Fahrzeugheckklappe verursacht dabei Kosten in einer Größenordnung von 60.000 EUR. Aufgrund dieser hohen Kosten können derartige Messkulissen nur temporär aufgebaut werden und stehen damit nicht permanent zur Verfügung. Stationäre Vorrichtungen werden im Stand der Technik aus Aluminium gefräst. Dies resultiert ebenfalls in unerwünscht hohen Kosten. Zum anderen sind bei dieser bekannten Vorgehensweise konstruktionsbedingt nur rechtwinklige Verknüpfungen von Stangen 12 möglich. Dadurch müssen bestimmte geometrische Formen, beispielsweise Schrägen, durch kurze Stangenabschnitte aufgebaut werden, um durch eine Abfolge kurzer, rechtwinklig miteinander verknüpfter Stangenabschnitte einen schrägen, d. h. nicht rechtwinkligen Verlauf, zu realisieren. Ein weiterer Nachteil besteht in dem außerordentlichen Zeitaufwand zum Aufbau einer Messkulisse. Für den Aufbau der in 1 dargestellten Messkulisse sind in etwa 2 Tage zu veranschlagen.
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Die
DE 27 04 511 A1 beschreibt eine Messanordnung zur Ortsvermessung ortsvariabler Punkte auf einer Fahrzeugkarosserie. Die Messanordnung weist acht Ultraschallsender an den Ecken eines Quaders auf, die ein äußeres Koordinatensystem bilden, drei Eichmikrofone an Referenzpunkten der Karosserie, die ein inneres Koordinatensystem bilden und ein Messmikrofon, das zum Vermessen der Karosserie an jeder Stelle dieser angebracht werden kann. Dabei kann die Karosserie und somit auch das innere Koordinatensystem jede beliebige Position innerhalb des äußeren Koordinatensystems einnehmen. Durch Ultraschallimpulse, die von den Ultraschallsendern ausgehen und von den Mikrofonen empfangen werden, kann die Lage des inneren Koordinatensystems bezüglich des äußeren Koordinatensystems und die Lage des Messmikrofons bezüglich des inneren Koordinatensystems bestimmt werden und so die Karosserie vermessen werden.
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Die
DE 36 32 477 C2 beschreibt ein Mess- und Anordnungsverfahren zum Anordnen und Befestigen von Anbauteilen an Kraftfahrzeug-Karosserien und eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens. Bei diesem Verfahren wird zunächst die Karosserie in einer Messstation vermessen, wobei deren Lage im Raum durch drei taktile 3D-Messtaster bestimmt wird. Anschließend werden mit mehreren Scanning-Delta-Lasersonden, die nach dem Triangulationsverfahren arbeiten, die Kontaktstellen der Karosserie vermessen, an die die Fahrzeugteile anzufügen sind. Ein Rechner transferiert die gewonnenen Messdaten an die nächste Arbeitsgruppe, wohin auch die Karosserie mittels eines elektronisch angetriebenen Linearförderers gebracht wird. Dort ermitteln 3D-Messtaster die Lage der Karosserie in Bezug auf die Lage in der Messstation. Mittels der errechneten Daten bringt ein Handlings-Roboter mit einer Greifeinheit und einer speziellen Sensorik das anzubringende Fahrzeugteil in die richtige Position, wo es mittels eines Schweißroboters an die Karosserie angefügt wird. Mittels dieses Verfahrens werden in weiteren Arbeitsgruppen weitere Karosserieteile angebracht.
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Die
DE 10 2005 063 051 A1 beschreibt ein Verfahren zur optischen Fahrwerksvermessung, bei dem mittels mindestens zwei in Position und Lager zugeordneten Bildaufnahmeeinrichtungen an festen Messeinheiten und mittels fester Referenzeinrichtungen am Prüfplatz ein Koordinatensystem erstellt wird. Zur vollständigen Beschreibung des Messplatzkoordinatensystems sind mobile Referenzeinrichtungen am Messplatz angebracht. Am Fahrzeug angebrachte Referenzpunkte können somit in das Koordinatensystem eingerechnet und das Fahrzeug somit vermessen werden.
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Die
EP 0 085 253 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Vermessung der Symmetrieverhältnisse einer Karosserie bezüglich einer Mittelachse. Die Vorrichtung weist eine Führungsschiene auf, die höhenverstellbar an einem vorderen und einem hinteren Ständer befestigt ist, an der in Längsrichtung verschiebbare, symmetrisch zueinander ausfahrbare Arme angebracht sind, an deren Enden jeweils ein Anzeigestab befestigt ist. Bei einer intakten Karosserie, die so angeordnet ist, dass ihre Symmetrieachse entlang der Führungsschiene verläuft, können die Anzeigestäbe zweier symmetrisch ausgefahrener Arme in zueinander symmetrisch angeordnete Referenzpunkte der Karosserie, die mehrere symmetrisch zueinander liegende Referenzpunkte aufweist, eingeführt werden. Ist die Karosserie nicht intakt, so kann beispielsweise nur ein Anzeigestab eingeführt werden, der andere gibt Aufschluss über die Lage der korrekturbedürftigen Stelle.
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Die
US 4 691 443 A beschreibt eine Fahrzeugsvermessungsanordnung als Erweiterung des X, Y und Z Koordinaten Laser-Vermessungssystems, das transversale, longitudinale und vertikale Schienen aufweist, die zum Teil an ein Fahrzeug angebracht werden und X, Y und Z Koordinaten entsprechen, um die Maße des Fahrzeugs zu ermitteln. Die transversalen Schienen sind mit Schnellbefestigungselementen an den longitudinalen Schienen befestigt, um einen schnellen Auf- und Abbau der Anordnung zu ermöglichen. Des Weiteren sind zusätzliche Anbringungen zwischen den longitudinalen Schienen und dem Untergrund vorhanden, die zur schnellen Anpassung der Schienen an das nächste Fahrzeug dienen.
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Die
US 4 630 379 A beschreibt ein Laser-Vermessungssystem, das zwei Schienen aufweist, die T-förmig angeordnet sind. An einer Schiene ist ein Laser verschiebbar angebracht, der Licht in einer vertikalen und einer horizontalen Ebene, die eine horizontale Bezugsebene unterhalb des Fahrzeugs definiert, emittiert. An der anderen Schiene sind Strahlteiler verschiebbar angebracht, die einen Teil des einfallenden Laserlichts transmittieren und einen Teil senkrecht zur Einfallsrichtung reflektieren. An Bezugspunkten an der Fahrzeugunterseite werden Laser-Zielobjekte angebracht, deren Lage durch die horizontale und vertikale Laserlichtebene und den senkrecht dazu reflektierten Laserstrahl in drei Dimensionen eindeutig bestimmt ist, und somit zur Vermessung der Fahrzeugunterseite dienen. Des Weiteren weist eine Schiene eine Rahmenkonstruktion auf, an der an den Seiten und an der Oberseite Antennen befestigt sind, mittels derer der Motorraum oder die Seiten des Fahrzeugs vermessbar sind.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren und einen Bausatz zum Herstellen einer Messkulisse bereitzustellen, das bzw. der einen möglichst kostengünstigen Aufbau der Messkulisse in möglichst kurzer Zeit ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1, sowie durch einen Bausatz mit den Merkmalen von Patentanspruch 11.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein kostengünstiger Aufbau einer Messkulisse dann ermöglicht wird, wenn die Messkulisse aus einer Vielzahl von Stäben und Kugeln zusammengesetzt wird. Wenn zwei Stäbe mit einer Kugel verbunden werden, so können die beiden Stäbe in beliebige Raumrichtungen verlaufen. Sie sind insbesondere nicht darauf beschränkt, einen rechten Winkel oder einen Winkel von 180° einzunehmen. Durch die vorliegende Erfindung lassen sich also zunächst bereits beliebige Winkel realisieren, die zwei Stangen zueinander einnehmen können.
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Die Erfindung basiert weiterhin auf der Erkenntnis, dass die Positionen der Kugeln und Stäbe vorab an einem Rechner eingegeben werden können. Anschließend kann die Messkulisse unter Überwachung der zuvor am Rechner eingegebenen Positionen in der Realität aufgebaut werden.
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Demgemäß wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst die Messkulisse an einem Rechner unter Verwendung eines 3D-Programms durch Zusammensetzen der Messkulisse aus einer Vielzahl von Stäben und Kugeln aufgebaut, wodurch die Sollpositionen zumindest der Kugeln definiert werden. Anschließend wird eine Platzhalterkugel und ein die Platzhalterkugel kontaktierender erster realer Stab unter Überwachung durch eine Überwachungsvorrichtung solange bewegt, bis die Istposition der Platzhalterkugel mit der im Rechner definierten Sollposition einer ersten realen Kugel übereinstimmt. Anschließend wird der erste reale Stab an seiner von der Platzhalterkugel abgewandten Seite fixiert, beispielsweise auf einer Unterlage. Dann wird die Platzhalterkugel durch eine erste reale Kugel ersetzt und diese erste reale Kugel am ersten realen Stab fixiert. Diese Schritte werden mit weiteren realen Kugeln und Stäben bis zur Fertigstellung der Messkulisse wiederholt.
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Ein erfindungsgemäßer Bausatz zum Herstellen einer Messkulisse umfasst daher ein 3D-Programm zum Aufbauen der Messkulisse an einem Rechner durch Zusammensetzen der Messkulisse aus einer Vielzahl von Stäben und Kugeln, wobei die Sollpositionen zumindest der Kugeln definiert werden. Er umfasst weiterhin eine Vielzahl von realen Stäben und Kugeln sowie eine Platzhalterkugel und eine Überwachungsvorrichtung, die mit der Platzhalterkugel gekoppelt und ausgebildet ist, eine Überwachung der Istposition der Platzhalterkugel mit der im Rechner definierbaren Sollposition von realen Kugeln zu überwachen. Schließlich umfasst er eine Fixiervorrichtung zur Fixierung der realen Stäbe und Kugeln zueinander.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise den erfindungsgemäßen Bausatz geeignete Stangen sind als Meterware erhältlich und kosten beispielsweise bei achteckiger Ausbildung mit einer Schlüsselweite von 60 mm und Aluminium als Material ca. 6 EUR pro Meter. Der Aufbau einer Messkulisse, für die im Stand der Technik 2 bis 3 Tage nötig waren, lässt sich in 3 bis 6 Stunden realisieren. Aufgrund der kostengünstigen Umsetzung können derartige Messkulissen permanent verwendet werden. Eine Realisierung durch Fräsen in Aluminium ist nicht mehr nötig. Die Kosten für eine Messkulisse reduzieren sich auf unter 10 Prozent im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren.
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Bevorzugt werden durch eine Kugel mindestens zwei Stäbe miteinander gekoppelt, wobei sich die mindestens zwei Stäbe bevorzugt in unterschiedliche Raumrichtungen erstrecken. Diese Maßnahme basiert auf der Erkenntnis, dass dadurch, dass die Stäbe vorliegend als Meterware verfügbar sind, diese problemlos auf geeignete Länge geschnitten werden können. Erst wenn eine Richtungsänderung zur Realisierung der Messkulisse an einer Stelle nötig wird, wird eine Kugel eingesetzt, wobei der daran anschließende Stab sich in eine andere Raumrichtung erstreckt als der Stab, an dem die Kugel bereits befestigt ist.
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Zum Vergleichen der Istposition der Platzhalterkugel mit der Sollposition der jeweiligen realen Kugel wird bevorzugt eine Überwachungsvorrichtung mit einem 3D-Messarm verwendet, an dem die Platzhalterkugel montiert ist, wobei der 3D-Messarm mit dem Rechner gekoppelt ist. Geeignete 3D-Messarme sind beispielsweise erhältlich unter der Bezeichnung Quantum, Platinum, Fusion von der Firma Faro Europe GmbH & Co. KG, Korntal-Münchingen, Deutschland. Alternativ kann zum Vergleichen der Istposition der Platzhalterkugel mit der Sollposition der jeweiligen realen Kugel eine Überwachungsvorrichtung mit einem 3D-Tracking-System mit mindestens einer Kamera verwendet werden, wobei das 3D-Tacking-System und mindestens eine Kamera mit dem Rechner gekoppelt sind. Dabei kann vorgesehen werden, dass die Platzhalterkugel an einem Griffel befestigt wird, der von einer Bedienperson im Raum bewegt wird, bis eine Übereinstimmung der Istposition der Platzhalterkugel mit der Sollposition der jeweilgen realen Kugel festgestellt wurde.
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Bevorzugt ist die Überwachungseinrichtung ausgelegt, bei Übereinstimmung der Istposition mit der Sollposition ein optisches und/oder ein akustisches Signal auszugeben. Auf diese Weise lässt sich für eine Bedienperson besonders einfach feststellen, ob die Istposition bereits mit der Sollposition übereinstimmt.
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Geeignete 3D-Tracking-Systeme sind beispielsweise bekannt unter der Bezeichnung NDI Optotrac Kamerasystem oder AXIOS 3D (CAMBAR 2).
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Bevorzugt erfolgt nach dem Aufbau der Messkulisse am Rechner zunächst eine Kalibrierung der Überwachungsvorrichtung. Dadurch lassen sich besonders genaue Messergebnisse erzielen.
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Das Fixieren der Kugel beziehungsweise des Stabs erfolgt bevorzugt mittels Schweißen, Löten oder Kleben. Dadurch kann besonders einfach und schnell eine Fixierung eines Stabs auf der Kugeloberfläche an einer beliebigen Position erfolgen.
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Erfindungsgemäß kann weiterhin ein Schritt des Aufbringens von Referenzpunkten für ein berührungsloses Messsystem auf die Messkulisse vorgesehen werden. Diese Referenzpunkte können mit Bezug auf ein fremdes Koordinatensystem, beispielsweise ein Fahrzeugkoordinatensystem, photogrammetrisch eingemessen werden.
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Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen werden, dass an der Messkulisse Lagerungspunkte für ein zu vermessendes Werkstück angebracht werden. Dadurch dient die Messkulisse nicht nur der Vermessung des Werkstücks, sondern auch der Lagerung des Werkstücks. Auch die Bereitstellung geeigneter Lagerungspunkte wird durch die vorliegende Erfindung vereinfacht, da, wie bereits oben ausgeführt, beliebige Winkel realisiert werden können, die die jeweils zwei über eine Kugel gekoppelten Stangen einnehmen können.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bausatzes weist der mindestens eine reale Stab einen eckigen, insbesondere 4-eckigen, 6-eckigen oder 8-eckigen Querschnitt auf. Im Gegensatz zu runden Stäben können dadurch viele auf den Stäben angebrachte Referenzpunkte aus unterschiedlichen Richtungen von dem berührungslosen Messsystem aufgenommen werden. Derartige Referenzpunkte haben üblicherweise einen Durchmesser von 10 mm und werden im Rahmen der Vermessung aus verschiedenen Winkeln aufgenommen. Würde man einen runden Stab verwenden, ergäbe sich die Gefahr einer Verzerrung durch eine zweifache optische Krümmung. Durch die Verwendung eines eckigen Querschnitts ergeben sich lediglich einfach gekrümmte Ellipsen. Dadurch wird das Vermessen des Werkstücks durch ein berührungsloses Messsystem deutlich vereinfacht.
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Bevorzugt weist der mindestens eine reale Stab einen Außendurchmesser von 10 bis 100 mm auf, bei eckigen Querschnitten eine Schlüsselweite von 10 bis 80 mm, bevorzugt 60 mm. Insbesondere bei einer Anwendung eines derartigen Bausatzes im Fahrzeugbereich, lassen sich dadurch einerseits kostengünstige Messkulissen aufbauen, die andererseits die nötige Stabilität aufweisen, um ein Fahrzeugbauteil auch zu lagern. Für andere Einsatzzwecke können andere Maße bevorzugt sein.
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Bevorzugt ist der mindestens eine reale Stab als Rohr mit einem Innendurchmesser von 10 bis 80 mm, bevorzugt 45 mm, ausgebildet. Bevorzugt ist der Innendurchmesser kreisrund, so dass die zugehörige Kugel sicher und zuverlässig im Rohr gelagert werden kann. Derartige Stangen sind beispielsweise erhältlich unter der Bezeichnung A45 bei der Ingrid L. Blecha GmbH, Neunkirchen, Österreich.
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Die mindestens eine reale Kugel weist einen Außendurchmesser von 20 bis 100 mm, bevorzugt 80 mm, auf. Der Innendurchmesser des Rohrs sowie der Durchmesser der Kugel sind dabei aufeinander abzustimmen, wobei der Durchmesser der Kugel bevorzugt 10 bis 30% größer ist als der Innendurchmesser des Rohrs.
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Der mindestens eine reale Stab und/oder die mindestens eine reale Kugel sind bevorzugt aus Aluminium oder Stahl gefertigt.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen gelten entsprechend, soweit anwendbar, für den erfindungsgemäßen Bausatz und umgekehrt.
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Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine nach einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren aufgebaute Messkulisse;
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2 einen Signalflussgraphen zur Beschreibung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
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3 den Aufbau einer Messkulisse an einem Rechner unter Verwendung eines 3D-Programms gemäß einem Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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4 ein Beispiel einer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Kugel (4a) sowie eines verwendbaren Stabs (4b); und
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5 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise von Teilen eines erfindungsgemäßen Bausatzes bei der Montage eines ersten Stabs auf einer Unterlage.
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Im Nachfolgenden werden für gleiche und gleich wirkende Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Diese werden der Übersichtlichkeit halber nur einmal eingeführt.
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2 zeigt in schematischer Darstellung einen Signalflussgraphen für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Das erfindungsgemäße Verfahren startet im Schritt 100. Im Schritt 120 wird die Messkulisse an einem Rechner unter Verwendung eines 3D-Programms aufgebaut und zwar durch Zusammensetzung der Messkulisse aus einer Vielzahl von Stäben und Kugeln, wodurch die Sollpositionen zumindest der Kugeln definiert werden.
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Eine entsprechend aufgebaute Messkulisse ist in 3 zu sehen. Diese umfasst eine Vielzahl von Kugeln 14a, 14b, 14i, 14n sowie eine Vielzahl von Stäben 16a, 16b, 16i, 16n. Eine Unterlage 18 dient zur Befestigung der untersten Stäbe 16a, 16x. An einer Kugel 14 sind entweder drei Stäbe miteinander gekoppelt, wobei zwei Stäbe sich in dieselbe Raumrichtung erstrecken, oder zwei Stäbe, die sich in unterschiedliche Raumrichtungen erstrecken. Die Länge der Stäbe 16 ist beliebig. Die Vielzahl von Kugeln 14 und Stäben 16 ergeben eine Messkulisse 20, die ein Werkstück 21, vorliegend die Heckklappe eines Fahrzeugs, umschließt und dabei einen vorgebbaren Maximalabstand A nicht überschreitet. Auf der Unterlage 18 sind Staplerschuhe 22a bis 22d eingezeichnet, die einen einfachen Transport der Messkulisse 20 ermöglichen. Querstreben 24a, 24b, 24c dienen zur Stabilisierung der Messkulisse 20 auf der Unterlage 18. Vorliegend umfasst die Messkulisse 20 auch Lagerungspunkte 26a, 26b, 26c zur Lagerung des Werkstücks 21. Bohrungen 28a, 28b dienen als Ausrichtepunkte des Werkstücks 21. Vorliegend handelt es sich um ein eigensteifes Werkstück 21, so dass an die Lagerungspunkte 26a bis 26c geringere Anforderungen zu stellen sind als bei einem nicht eigensteifen Bauteil. Bei einem nicht eigensteifen Bauteil ist auf eine verzugsfreie Lagerung zu achten, bei der ein Freiheitsgrad des Werkstücks von gleich null realisiert ist.
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Gemäß Schritt 140 wird anschließend eine Platzhalterkugel und ein die Platzhalterkugel kontaktierender erster realer Stab unter Überwachung durch eine Überwachungsvorrichtung bewegt, bis die Istposition der Platzhalterkugel mit der im Rechner definierten Sollposition einer ersten realen Kugel übereinstimmt. Bevorzugt entspricht der Durchmesser der Platzhalterkugel dem Durchmesser der realen Kugeln.
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Dieses Szenario ist in 5 schematisch dargestellt. Als Überwachungsvorrichtung dient ein 3D-Messarm 30, an dessen Spitze eine Platzhalterkugel 32 fest montiert ist. Die Platzhalterkugel 32 wird in die Öffnung eines ersten realen, als Rohr ausgebildeten Stabs 16a eingelegt und die Kombination aus Stab 16a und Platzhalterkugel 32 auf der Unterlage 18 solange bewegt, bis die Istposition der Platzhalterkugel 32 der Sollposition der ersten realen Kugel 14a entspricht.
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Der 3D-Messarm 30 ist mit einem Rechner 34 gekoppelt, der seinerseits wiederum mit einem Monitor 36, einer Tastatur 38 und einer Maus 40 gekoppelt ist. Sobald die Istposition der Platzhalterkugel 32 der Sollposition einer ersten realen Kugel 14a entspricht, wird am Rechner 34 oder am 3D-Messarm 30 ein optisches und/oder ein akustisches Signal ausgegeben.
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Dies ist das Startsignal zur Ausführung des Schritts 160, wonach der erste reale Stab 16a an seiner von der Platzhalterkugel 32 abgewandten Seite auf der Unterlage 18 fixiert wird. Das Fixieren erfolgt mittels einer Fixiervorrichtung 42, beispielsweise einer Schweißvorrichtung, einer Lötvorrichtung oder einer Klebevorrichtung.
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Anschließend wird in Schritt 180 die Platzhalterkugel 32 durch eine erste reale Kugel 14a ersetzt. Im sich anschließenden Schritt 200 wird die erste reale Kugel 14a am Stab 16a fixiert, wobei bevorzugt dieselbe Fixiervorrichtung verwendet wird, wie bei der Fixierung des Stabs 16a auf der Unterlage 18.
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Im Schritt 220 wird geprüft, ob es sich um die letzte reale Kugel 14 handelt. Wird dies bejaht, so endet das Verfahren im Schritt 240. Wird dies verneint, so wird zurückverzweigt zu Schritt 140, wobei die Schritte 140 bis 220 sooft durchlaufen werden, bis alle realen Kugeln 14 und Stäbe 16 an ihrem vorgesehenen Platz fixiert sind.
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4a zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer realen Kugel 14. Der Durchmesser D beträgt bevorzugt 80 mm. 4b zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Stabs 16. Dieser weist einen 8-eckigen Querschnitt auf sowie einen kreisrunden Innendurchmesser d. Die Schlüsselweite SW beträgt bevorzugt 45 mm, der Innendurchmesser d bevorzugt 40,4 mm. Derartige Stangen sind als 6-Meter-Ware erhältlich und können auf die gewünschte Länge zurechtgeschnitten werden.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich Messkulissen 20 mit einer Toleranz von ±1 mm realisieren. Diese Genauigkeit ist bei Weitem ausreichend, da es keine Rolle spielt, welchen Abstand die Messkulisse vom zu vermessenden Werkstück 21 einnimmt. Beispielsweise ist es völlig gleichgültig, ob der Abstand nun 50 oder 80 mm beträgt. Wichtig dabei ist nur, dass die Messkulisse nach der photogrammetrischen Einmessung, die nach dem Abschluss des Aufbaus der Messkulisse vorgenommen wird, geometrisch nicht mehr verändert wird.
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Geeignete 3D-Programme sind beispielsweise unter mit den Bezeichnungen Pro/ENGINEER, CATIA V5 oder V6, SolidWorks, TEBIS oder Unigraphics gekannt.
