DE102013012263A1

DE102013012263A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen eines Musters auf ein Werkstück mit einem Koordinatenmessgerät

Info

Publication number: DE102013012263A1
Application number: DE102013012263.5A
Authority: DE
Inventors: Jens Kempny; Thomas Werner
Original assignee: Volkswagen AG; Wenzel Praezision GmbH
Current assignee: Volkswagen AG; Wenzel Praezision GmbH
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-25
Also published as: DE102013012263B4

Abstract

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Aufbringen eines Musters, insbesondere einer Beschriftung (14), auf ein Werkstück mit einem Koordinatenmessgerät, das eine Grundstruktur zur Aufnahme des Werkstücks und eine Mehrzahl von motorisch antreibbaren Achsen zur Positionierung eines an einem Messarm (2) angeordneten Tasters relativ zu dem Werkstück umfasst, werden mit dem Koordinatenmessgerät die Koordinaten mindestens eines Messpunkts auf einer Oberfläche des Werkstücks aufgenommen, das Koordinatenmessgerät wird zur Positionierung einer Druckeinrichtung (1) relativ zum Werkstück eingerichtet, die Druckeinrichtung (1) wird zum Aufbringen eines Musters, insbesondere einer Beschriftung (14), auf die Oberfläche des Werkstücks in einer Umgebung des Messpunkts mit dem Messarm (2) des Koordinatenmessgeräts positioniert, und die Druckeinrichtung (1) wird im Stillstand der Achsen des Koordinatenmessgeräts zum Aufbringen eines dem Musspunkt zugeordneten Musters bzw. einer dem Messpunkt zugeordneten Beschriftung (14) betrieben. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Musters auf ein Werkstück.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Musters auf ein Werkstück mit einem Koordinatenmessgerät.
Koordinatenmessgeräte werden zur Aufnahme der Raumkoordinaten von Messpunkten auf der Oberfläche von Werkstücken eingesetzt. Bei vielen Anwendungen ist es gewünscht, dass ein Werkstück, an dem mit einem Koordinatenmessgerät Koordinaten von Messpunkten oder Abweichungen der Messpunkte von einem Sollmaß ermittelt worden sind, an den Messpunkten mit den Messergebnissen beschriftet oder in anderer Weise mit einem aufzubringenden Muster, das beispielsweise eine Beschriftung oder eine Markierung darstellen kann, versehen wird. Insbesondere sollen aufgetragene Messwerte sowie andere Beschriftungen leicht lesbar sein und dem Messpunkt eindeutig zugeordnet werden können. Eine solche Beschriftung wird oft anhand der Messprotokolle per Hand ausgeführt. Da die Beschriftung bei Änderungen oder neuen Musterteilen jeweils neu erstellt oder geändert werden muss und oft eine große Anzahl von Messpunkten beschriftet werden muss, entsteht hierdurch ein erheblicher Zeitaufwand. Zudem ist ein manuelles Auftragen der Messergebnisse fehlerträchtig und die Lesbarkeit manuell aufgetragener Messergebnisse ist unterschiedlich.
Es ist bekannt, Koordinatenmessgeräte auch zum Beschriften eines Werkstücks bzw. zum Aufbringen eines Musters auf ein Werkstück zu nutzen. Gemäß DE 195 43 763 B4 ist es bei einem Koordinatenmessgerät, bei dem die Sensoren vollautomatisch gewechselt werden, vorgesehen, dass der Sensor des Koordinatenmessgeräts gegen einen Farbstift zum Markieren und/oder Beschriften von Werkstücken eingewechselt werden kann. In DE 197 28 527 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen von einer oder mehreren Messmarkierungen auf einen Gegenstand, insbesondere auf ein Karosseriebauteil, mittels eines Markierungswerkzeugs offenbart, wobei das Markierungswerkzeug unter Rechnersteuerung an einer Koordinatenmessmaschine geführt wird. Das Markierungswerkzeug, das eine Reißnadel oder eine Farbauftrageinrichtung ist, kann als Schreibwerkzeug zum Aufbringen einer Beschriftung auf das Karosseriebauteil eingesetzt werden, wofür die von Stiftplottern bekannten Steuerungsroutinen zur Erzeugung von Schriften in die Steuersoftware der Vorrichtung integriert werden. Gemäß DE 10 2007 019 453 B4 weist ein Koordinatenmessgerät zwei an einem Träger unabhängig voneinander verstellbare Schlitten auf, wobei ein erster Schlitten ein erstes Element in Form eines Sensors trägt und ein zweiter Schlitten ein Werkzeug trägt, das als Laserkopf zum Gravieren des Messobjekts ausgebildet sein kann.
Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Aufbringen eines Musters bzw. einer Beschriftung auf ein Werkstück mit Hilfe eines Koordinatenmessgeräts wird das Werkzeug zum Aufbringen des Musters bzw. der Beschriftung von dem Koordinatenmessgerät geführt, insbesondere über die Oberfläche des zu markierenden Werkstücks geschleppt. Aufgrund der relativ großen zu bewegenden Massen ist eine solche Bewegung nur mit geringer Geschwindigkeit möglich, oder es ist ein speziell hierfür ausgelegter, aufwändiger Aufbau des Koordinatenmessgeräts notwendig. Ferner können Schwingungen auftreten, die das Aufbringen einer lesbaren Beschriftung erschweren oder unmöglich machen. Eine Markierung bzw. Beschriftung mit einer Reißnadel kann zudem das Messergebnis bei einer weiteren Messung verfälschen. Schließlich ist die Steuerung der Achsen eines Koordinatenmessgeräts in der Regel zum Positionieren des Tastkopfs von einem Messpunkt zu einem nächsten Messpunkt sowie ggf. zum Vermeiden von Kollisionen mit dem Werkstück auf dem Verfahrweg ausgelegt und nicht für das Steuern entlang von für eine Beschriftung notwendigen Kurven optimiert. Auch die Integration von entsprechenden Programmen zur Erzeugung einer Beschriftung in die Steuerung eines Koordinatenmessgeräts ist nicht ohne weiteres möglich.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Musters, insbesondere zum Aufbringen einer Beschriftung, auf ein Werkstück mit einem Koordinatenmessgerät anzugeben, wobei die genannten Nachteile möglichst vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Aufbringen eines Musters auf ein Werkstück mit einem Koordinatenmessgerät werden mit dem Koordinatenmessgerät die Koordinaten mindestens eines Messpunkts auf einer Oberfläche des Werkstücks aufgenommen. Das Koordinatenmessgerät weist eine Grundstruktur auf, die zur Aufnahme des Werkstücks dient, sowie eine Mehrzahl von motorisch antreibbaren Achsen, wodurch ein an einem Messarm des Koordinatenmessgeräts angeordneter Taster innerhalb eines Messvolumens in beliebige Positionen relativ zum Werkstück gebracht werden kann. Insbesondere kann das Koordinatenmessgerät drei aufeinander aufbauende, zueinander senkrechte Achsen zur translatorischen Verschiebung des Tasters in den drei Raumrichtungen umfassen, wovon die auf den beiden anderen Achsen aufbauende Achse durch den Messarm gebildet wird. Der Messarm kann insbesondere eine Pinole des Koordinatenmessgeräts sein. Der Taster dient zur Aufnahme der Koordinaten von Messpunkten auf einer Oberfläche des Werkstücks. Der Taster kann als mechanischer Taster mit einem Taststift zur berührenden Antastung der Werkstückoberfläche und einem Sensor, der als schaltender oder messender Sensor eine Berührung mit der Werkstückoberfläche detektiert, ausgebildet sein. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird auch ein Sensor zur berührungslosen Antastung der Werkstückoberfläche, beispielsweise ein optischer Sensor, als „Taster” bezeichnet. Die Achsen des Koordinatenmessgeräts weisen Maßstäbe und Positionsgeber auf, aus deren Signalen eine Steuerungseinrichtung des Koordinatenmessgeräts die Position des Tasters sowie zusammen mit den Signalen des Tasters die Koordinaten eines angetasteten Messpunkts auf der Objektoberfläche ermittelt. Das Koordinatenmessgerät kann auch eine oder mehrere Drehachsen aufweisen, um den Taster relativ zum Werkstück durch eine rotatorische Bewegung auszurichten, insbesondere einen zur Aufnahme des Werkstücks ausgebildeten Drehtisch und/oder eine Dreh-Schwenkeinrichtung zur ein- oder mehrachsigen Ausrichtung des Tasters.
Zum Aufnehmen der Koordinaten mindestens eines Messpunkts auf der Oberfläche des Werkstücks wird der Taster mit Hilfe der Achsen des Koordinatenmessgeräts zur berührenden oder berührungslosen Antastung der Werkstückoberfläche in dem Messpunkt geführt, wobei eine translatorische Verschiebung und ggf. eine rotatorische Ausrichtung des Tasters relativ zum Werkstück stattfinden kann. Aus den vom Taster übermittelten Signalen sowie aus den Signalen der Positionsgeber der Achsen des Koordinatenmessgeräts, ggf. unter Einbeziehung der gleichzeitig ausgelesenen Signale der Drehgeber eines Drehtischs des Koordinatenmessgeräts und/oder einer Dreh-Schwenkeinrichtung, wird mindestens eine Ist-Koordinate des Messpunkts ermittelt. Es können auch in einer Umgebung des Messpunkts mehrere Antastungen vorgenommen werden, um beispielsweise die Ausrichtung der Oberfläche des Werkstücks im Bereich des Messpunkts zu ermitteln. Insbesondere können vier Antastungen in der Umgebung des Messpunkts erfolgen, bei der Aufnahme mehrerer Messpunkte können jeweils vier Antastungen in der Umgebung jeden Messpunkts vorgesehen sein.
Nach der Koordinatenmessung mit Hilfe des Tasters wird das Koordinatenmessgerät zur Positionierung einer Druckeinrichtung relativ zum Werkstück eingerichtet. Hierfür kann beispielsweise das Koordinatenmessgerät manuell oder automatisch in der Weise umgerüstet werden, dass anstelle oder zusätzlich zum Tastkopf an dem Messarm des Koordinatenmessgeräts die Druckeinrichtung angeordnet ist. Es kann aber auch die Druckeinrichtung bereits während der mit dem Taster erfolgenden Messpunktaufnahme gemeinsam mit diesem an dem Messarm befestigt sein und eine Steuerungseinrichtung derart umgestellt werden, dass eine Ansteuerung der Achsen des Koordinatenmessgeräts zur Positionierung der Druckeinrichtung relativ zum Werkstück erfolgt.
Die Druckeinrichtung wird nun mit Hilfe des Koordinatenmessgeräts zum Aufbringen eines Musters in einer Umgebung des aufgenommenen mindestens einen Messpunkts auf die Werkstückoberfläche positioniert. Die Druckeinrichtung wird somit durch Ansteuerung der Achsen des Koordinatenmessgeräts mit dem Messarm derart positioniert, dass sie sich in einer Position befindet, die für das Aufbringen des Musters auf einen Bereich der Umgebung des Messpunkts geeignet ist. Hierfür kann bei einem vorherigen Kalibrierlauf ein räumlicher Abstand (Offset) zwischen einem Antastpunkt des Tasters und einem Druckbereich der an dem Messarm angeordneten Druckeinrichtung ermittelt worden sein. Dabei kann ein ggf. notwendiger Abstand zwischen der Druckeinrichtung und der mit dem Muster zu versehenden Werkstückoberfläche berücksichtigt werden, so dass die Werkstückoberfläche näherungsweise mit einer Druckebene der Druckeinrichtung zusammenfallt. Die auf das Werkstück bezogene Position des Bereichs der Werkstückoberfläche, auf den das Muster aufgebracht wird, sowie die Lage des jeweils aufzubringenden Musters in Bezug zum Messpunkt können aufgrund einer zuvor bekannten Werkstückgeometrie vorbestimmt sein, können aber auch unter Berücksichtigung der ermittelten Koordinaten des mindestens einen Messpunkts bestimmt werden.
Schließlich wird die Druckeinrichtung zum Aufbringen eines dem mindestens einen Messpunkt zugeordneten Musters betrieben und entsprechend angesteuert. Als Muster wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein zweidimensional ausgedehntes bzw. flächiges Muster verstanden, das insbesondere eine Beschriftung darstellen kann und hierfür ein oder eine Mehrzahl von Zeichen, d. h. Buchstaben und/oder Ziffern umfassen kann. Hierfür ist ein Antreiben der Achsen des Koordinatenmessgeräts nicht erforderlich, d. h. das Aufbringen des Musters bzw. der Beschriftung erfolgt im Stillstand aller Achsen des Koordinatenmessgeräts, so dass insbesondere der Messarm relativ zum Werkstück nicht bewegt wird. Es wird somit ein flächiges Muster auf die Werkstückoberfläche aufgebracht, ohne dass während des Aufbringens des Musters eine Bewegung des Koordinatenmessgeräts erfolgt. Dabei kann es insbesondere bei einem ausgedehnten Muster bzw. einer längeren Beschriftung vorgesehen sein, dass das Muster bzw. die Beschriftung in mehreren Teilschritten aufgebracht wird, wobei in jedem Teilschritt die Achsen des Koordinatenmessgeräts stillstehen, von einem zum nächsten Schritt für eine neue Positionierung sowie ggf. Ausrichtung der Druckeinrichtung jedoch bewegt werden.
Dadurch, dass die Druckeinrichtung zum Aufbringen des dem Messpunkt zugeordneten Musters bzw. der dem Messpunkt zugeordneten Beschriftung mit Hilfe der Achsen des Koordinatenmessgeräts positioniert und danach die Druckeinrichtung zum Aufbringen des Musters bzw. der Beschriftung angesteuert wird, wird es auf einfache Weise ermöglicht, das Muster bzw. die Beschriftung derart aufzubringen, dass die Beschriftung leicht lesbar und das Muster bzw. die Beschriftung dem betreffenden Messpunkt leicht zuordenbar ist. Ferner wird dadurch, dass die Druckeinrichtung im Stillstand des Koordinatenmessgeräts betrieben wird und das flächige Muster ohne Bewegung der Achsen des Koordinatenmessgeräts aufgetragen wird, die zu bewegende Masse minimiert und das Auftreten von Schwingungen weitestgehend vermieden. Hierdurch wird insbesondere ein positionsgenaues Aufbringen einer gut lesbaren und reproduzierbaren Beschriftung ermöglicht. Insbesondere bei Werkstücken, deren Oberflächengeometrie nur ungenau vorgegeben ist, kann es in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, durch die vorherige Koordinatenmessung die Positionsgenauigkeit des Musters bzw. der Beschriftung zu verbessern. Schließlich ist dadurch, dass das Muster durch die Druckeinrichtung ohne weitere Ansteuerung der Achsen des Koordinatenmessgeräts aufgebracht wird, kein Eingriff in die Steuerung des Koordinatenmessgeräts zur Erzeugung eines eine Beschriftung darstellenden Musters notwendig, sondern dies kann in bekannter Weise durch die Steuerung der Druckeinrichtung geleistet werden. Insgesamt wird es hierdurch ermöglicht, in einfacher Weise zumindest teilautomatisiert eine gut lesbare, standardisierbare und leicht dem Messpunkt zuzuordnende Beschriftung auf das Werkstück aufzubringen.
Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass durch Positionieren der Druckeinrichtung mit dem Koordinatenmessgerät und Betreiben der Druckeinrichtung im Stillstand des Koordinatenmessgeräts ein Muster bzw. eine Beschriftung auch unabhängig von einem Messpunkt oder einem Messergebnis, auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht wird. Hierdurch wird es ermöglicht, ein Werkstück, das zum Aufnehmen von Messpunkten auf einer Werkstückaufnahme eines Koordinatenmessgeräts angeordnet wird, im gleichen Arbeitsgang mit einer beliebigen Beschriftung, die etwa eine Bauteilbezeichnung oder Bauteileigenschaften sowie Serien- oder Chargennummern darstellen kann, zu versehen.
In vorteilhafter Weise ist die Druckeinrichtung nach Art eines Tintenstrahldruckers zum berührungslosen Aufbringen eines Farbauftrags auf die Werkstückoberfläche ausgebildet. Dabei erfolgt durch die Druckeinrichtung lediglich ein dünner Farbauftrag, so dass eine nachfolgende Messung nicht verfälscht wird. Eine unterschiedliche Strichdicke oder Stärke eines Farbauftrags kann beispielsweise durch ein mehrmaliges Aufbringen des Musters bzw. der Beschriftung erzeugt werden.
Vorzugsweise wird aus den aufgenommenen Koordinaten des mindestens einen Messpunkts ein dem Messpunkt zugeordneter Messwert ermittelt. Der Messwert kann beispielsweise eine Abweichung von einer Soll-Koordinate oder einem in anderer Weise bestimmten Sollwert sein, oder die gemessenen Ist-Koordinaten können selbst den Messwert bilden. Vorzugsweise ist der Messwert ein für die Bestimmung der Maßhaltigkeit des Werkstücks relevanter Wert, beispielsweise ein Abstand des Messpunkts von einer vorgegebenen Soll-Kontur, etwa einer Linie oder einer Fläche, die in Bezug zum Werkstück vorgegeben ist. Vorzugsweise ist das in einer Umgebung des Messpunkts aufgebrachte Farbmuster eine Beschriftung, die den ermittelten Messwert darstellt, insbesondere in digitaler Form als eine Abfolge von Ziffern; zusätzlich ist auch eine analoge Darstellung des Messwerts, beispielsweise durch eine Größe oder Strichdicke der Schriftzeichen bzw. Ziffern oder auch eine farb- oder anders kodierte Darstellung des Messwerts möglich. Hierdurch wird es ermöglicht, ein Messergebnis, das durch den ermittelten Messwert gebildet wird, fehlerfrei und in einfacher Weise erkennbar und dem Messpunkt zuordenbar darzustellen. Dies ist besonders vorteilhaft bei einer Messaufgabe, die die Aufnahme einer großen Anzahl von Messpunkten erfordert.
In bevorzugter Weise wird zusätzlich zu einer Beschriftung eine Markierung auf die Werkstückoberfläche aufgebracht, die den Messpunkt markiert, und hierfür die Druckeinrichtung entsprechend angesteuert. Hierdurch wird der Ort des Messpunkts auf der Oberfläche des Werkstücks leicht erkennbar gemacht. Die Beschriftung ist somit benachbart zur Markierung des Messpunkts auf die Oberfläche aufgebracht, so dass die Zuordnung der Beschriftung zu dem Messpunkt besonders leicht erkennbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Taster an einer Wechselschnittstelle des Koordinatenmessgeräts angeordnet, und die Druckeinrichtung wird beim Einrichten des Koordinatenmessgeräts zur Positionierung der Druckeinrichtung anstelle des Tasters an der Wechselschnittstelle eingewechselt. Die Wechselschnittstelle ist insbesondere als Tasterwechselschnittstelle bzw. Multifunktionsschnittstelle und zum mechanischen Halten und Freigeben des Tasters und der Druckeinrichtung ausgebildet. Hierfür weist die Druckeinrichtung wie der Taster ein Gegenstück zu der Wechselschnittstelle auf. Ferner dient die Schnittstelle vorzugsweise zur Versorgung des Tasters und zur Signalübertragung vom Taster, wie auch zur Versorgung der Druckeinrichtung und zur Übermittlung von Steuersignalen zur und von der Druckeinrichtung. Dabei kann es vorgesehen sein, dass der Wechsel vom Taster zur Druckeinrichtung manuell erfolgt, vorzugsweise ist jedoch ein automatischer Wechsel mit Hilfe einer automatischen Tasterwechseleinrichtung vorgesehen. Nach dem Aufbringen des Musters auf das Werkstück kann manuell oder automatisch wieder der Taster einwechselbar sein. Dadurch, dass der Taster und die Druckeinrichtung an einer Wechselschnittstelle angeordnet sind, wird eine einfache manuelle oder eine automatische Durchführung des Verfahrens ermöglicht. Insbesondere wird es dadurch, dass die Druckeinrichtung in ähnlicher Weise wie ein weiterer Taster eingewechselt und mit dem Messarm des Koordinatenmessgeräts verbunden werden kann, ermöglicht, dass das Koordinatenmessgerät ohne weitere Änderung zum Aufbringen des Musters bzw. einer Beschriftung auf das Werkstück verwendet werden kann, abgesehen von einer ggf. notwendigen Anpassung der Kontaktbelegung der Wechselschnittstelle und der dorthin geführten Verkabelung sowie einer Anpassung einer Steuerungseinrichtung.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass eine Ausrichtung der Druckeinrichtung in Abhängigkeit von einer Ausrichtung der Werkstückoberfläche in der Umgebung des mindestens einen Messpunkts ermittelt und die Druckeinrichtung entsprechend der ermittelten Ausrichtung ausgerichtet wird. Insbesondere ist es bei einer als Tintenstrahldrucker arbeitenden Druckeinrichtung zur Gewährleistung einer hohen Druckqualität vorteilhaft, dass die Richtung des erzeugten Tintenstrahls senkrecht zur Werkstückoberfläche ausgerichtet ist. Dadurch kann erreicht werden, dass eine Druckebene der Druckeinrichtung parallel zur Werkstückoberfläche angeordnet ist oder mit dieser zumindest bereichsweise zusammenfallt. Zur Ausrichtung der Druckeinrichtung kann die Druckeinrichtung an einer Dreh-Schwenkeinrichtung angeordnet sein, so dass die Druckeinrichtung zusätzlich in einer oder zwei Achsen manuell oder motorisch, insbesondere automatisch, in die entsprechende Ausrichtung gedreht bzw. geschwenkt werden kann. In besonders bevorzugter Weise ist die Druckeinrichtung an einer Wechselschnittstelle angeordnet, die an einer Dreh-Schwenkeinrichtung angeordnet ist. Hierdurch wird es ermöglicht, eine auch zur Aufnahme von Messpunkten durch den Taster genutzte Wechselschnittstelle zur Ausrichtung der Druckeinrichtung zur Erzielung einer hohen Druckqualität und damit zur Verbesserung der Lesbarkeit einer aufgebrachten Beschriftung zu nutzen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Orientierung des dem mindestens einen Messpunkt zugeordneten Musters bzw. einer dem Messpunkt zugeordneten Beschriftung ermittelt, insbesondere aufgrund einer vorbekannten Geometrie des Werkstücks und/oder unter Berücksichtigung der ermittelten Koordinaten des mindestens einen Messpunkts. Die Orientierung der Beschriftung wird insbesondere derart ermittelt, dass die Beschriftung für einen Betrachter leicht lesbar und dem Messpunkt zuordenbar ist. Ebenso kann gegebenenfalls eine Orientierung einer Markierung des Messpunkts ermittelt werden. Die Druckeinrichtung wird sodann derart angesteuert, dass die Beschriftung sowie gegebenenfalls die Markierung in der ermittelten Orientierung auf die Werkstückoberfläche aufgebracht wird. Sofern die Druckeinrichtung beispielsweise als Matrix-Drucker ausgebildet ist, kann hierdurch in besonders einfacher Weise eine Beschriftung in einer für einen Betrachter leicht lesbaren und dem Messpunkt zuordenbaren Anordnung auf die Werkstückoberfläche aufgebracht werden. Bei einer Druckeinrichtung, die eine bevorzugte Schrift- bzw. Druckrichtung aufweist, wird die Schrift- bzw. Druckeinrichtung vorzugsweise derart gedreht, dass die Schriftrichtung mit der ermittelten Orientierung der Beschriftung übereinstimmt. Hierfür kann, insbesondere zusätzlich zu einer Dreh-Schwenkeinrichtung, eine weitere Dreheinrichtung vorgesehen sein. Hierdurch wird das Aufbringen des Musters bzw. der Beschriftung weiter vereinfacht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Koordinaten einer Mehrzahl von Messpunkten aufgenommen, sodann das Koordinatenmessgerät zur Positionierung der Druckeinrichtung eingerichtet und danach die Muster, insbesondere die Beschriftungen, die jeweils den Messpunkten zugeordnet sind, auf die Werkstückoberfläche aufgebracht. Sofern zu mehreren Messpunkten unterschiedliche Ausrichtungen bzw. Orientierungen der Druckeinrichtung ermittelt worden sind, werden insbesondere die den mehreren Messpunkten zugeordneten Beschriftungen in der Weise nacheinander auf die Werkstückoberfläche aufgebracht, dass alle Beschriftungen, für die die Druckeinrichtung eine erste Ausrichtung und/oder Beschriftungsorientierung aufweist, in einem ersten Schritt nacheinander auf die Werkstückoberfläche aufgebracht werden, danach die Ausrichtung und/oder Orientierung der Druckeinrichtung geändert wird und sodann die Beschriftungen, die der geänderten Ausrichtung und/oder Orientierung entsprechen, auf die Werkstückoberfläche aufgebracht werden. Es wird somit jeweils eine Mehrzahl von Beschriftungen gruppiert nach der Ausrichtung der Druckeinrichtung bzw. Orientierung der Beschriftung auf die Werkstückoberfläche aufgebracht. Das Gleiche gilt für ein nicht als Beschriftung ausgebildetes Muster mit einer bevorzugten Orientierung, etwa eine Markierung der Messpunkte. Hierdurch wird es ermöglicht, die gegebenenfalls zeitaufwändigen Vorgänge der Änderung der Ausrichtung bzw. der Orientierung der Druckeinrichtung auf ein Minimum zu begrenzen. Insbesondere dann, wenn die Ausrichtung bzw. die Orientierung manuell geändert wird, wird hierdurch ein besonders effizienter Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Beschriftung von Werkstücken, die mehrere zu messende Messpunkte aufweisen, ermöglicht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Mehrzahl von Messpunkten nach einem zuvor erstellten Teilemessprogramm gemessen, d. h. das Koordinatenmessgerät wird automatisch gemäß einem solchen Teilemessprogramm betrieben. Nachdem die Messpunkte aufgenommen worden sind, wird aus dem Teilemessprogramm und den aufgenommenen Koordinaten der Messpunkte automatisch ein Teiledruckprogramm erstellt. Das Koordinatenmessgerät und die Druckeinrichtung werden sodann automatisch gemäß dem Teiledruckprogramm angesteuert. Hierdurch wird eine besonders rasche und wenig fehleranfällige Durchführung des Verfahrens ermöglicht.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbringen eines Musters auf ein Werkstück umfasst ein Koordinatenmessgerät mit einer Grundstruktur zur Aufnahme des Werkstücks und einer Mehrzahl von motorisch antreibbaren Achsen zur Positionierung eines Messarms des Koordinatenmessgeräts mit einem daran angeordneten Taster des Koordinatenmessgeräts relativ zu dem Werkstück. Das Koordinatenmessgerät kann derart betrieben werden, dass mit dem Taster Koordinatenwerte von Messpunkten auf der Oberfläche des Werkstücks aufgenommen werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiterhin eine Druckeinrichtung. Das Koordinatenmessgerät ist derart ausgebildet, dass es zur Positionierung der Druckeinrichtung relativ zum Werkstück mit dem Messarm des Koordinatenmessgeräts eingerichtet werden kann, etwa dadurch, dass die Druckeinrichtung anstelle des Tasters an dem Messarm angeordnet wird. Die Druckeinrichtung ist zum Aufbringen eines Musters auf die Oberfläche des Werkstücks in einer Umgebung eines Messpunkts im Stillstand der Achsen des Koordinatenmessgeräts ausgebildet. Die Druckeinrichtung ist somit selbst zum Erzeugen eines flächigen Musters ausgebildet, so dass zum Aufbringen des Musters, das beispielsweise eine Beschriftung darstellen kann, auf einen Bereich der Oberfläche keine Bewegung der Achsen des Koordinatenmessgeräts, insbesondere keine Bewegung des Messarms, notwendig ist. Die Druckeinrichtung kann hierfür beispielsweise eine ein- oder zweidimensionale Anordnung von Farbdüsen und/oder einen in ein oder zwei Richtungen bewegbaren Druckkopf aufweisen. Die Beschriftung bzw. das Muster ist vorzugsweise von den aufgenommenen Koordinaten des bzw. der Messpunkte abhängig und kann beispielsweise einen Messwert bzw. eine Abweichung eines Istwerts von einem Sollwert darstellen. Hierdurch wird es ermöglicht, Messwerte bzw. Abweichungen in besonders einfacher und dem jeweiligen Messpunkt zuordenbarer Weise auf die Oberfläche eines Werkstücks aufzubringen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ausgebildet.
Die Vorrichtung kann zusätzlich zum Aufbringen eines Muster oder einer Beschriftung, die beispielsweise beliebige Bauteilbezeichnungen oder -eigenschaften sowie Serien- oder Chargennummern darstellen kann, an einer beliebigen Position auch unabhängig von einem Messpunkt oder einem Messergebnis, ausgebildet sein. Dabei wird die Druckeinrichtung mit dem Messarm des Koordinatenmessgeräts positioniert und die betreffende Beschriftung im Stillstand der Achsen des Koordinatenmessgeräts auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht.
Vorzugsweise weist die Druckeinrichtung einen Druckkopf mit einer Mehrzahl von entlang einer Linie angeordneten Farbdüsen auf, wobei der Druckkopf innerhalb der Druckeinrichtung in einer Richtung quer zur Linie motorisch verstellbar ist. Die Druckeinrichtung ist gemäß dieser Ausführungsform somit nach Art eines Tintenstrahldruckers ausgebildet, wobei ein Druckkopf ein eindimensionales Muster erzeugt und zur Erzeugung eines zweidimensionalen Musters mit einem der Druckeinrichtung eigenen Antrieb bewegbar ist. Hierdurch wird auf besonders einfache Weise die Erzeugung eines flächigen Musters ermöglicht. Da die Steuerungsroutinen zur Ansteuerung eines entsprechend ausgebildeten Tintenstrahldruckers, um ein Muster einer vorgebbaren Art, etwa in Form von Schriftzeichen und Ziffern, zu erzeugen, bekannt sind, wird hierdurch ferner in besonders einfacher Weise ein Aufbringen einer Beschriftung, die etwa einen aufgenommenen Messwert darstellen kann, auf das Werkstück ermöglicht, ohne dass ein Eingriff in die Steuerung des Koordinatenmessgeräts notwendig ist.
Vorzugsweise weist die Druckeinrichtung eine Dreheinrichtung zum Einstellen einer Druckorientierung auf. Hierdurch wird es ermöglicht, dass ein nach Art eines Tintenstrahldruckers, der eine eigene Achse zur Bewegung des Druckkopfs und damit eine bevorzugte Schriftrichtung aufweist, in einer zum Aufbringen des Musters bzw. einer Beschriftung in einer jeweils geeigneten Orientierung genutzt werden kann.
In vorteilhafter Weise ist der Taster an einer Wechselschnittstelle angeordnet, die an dem Messarm vorgesehen ist, und die Druckeinrichtung ist anstelle des Tasters an die Wechselschnittstelle einwechselbar. Hierdurch wird es ermöglicht, auf einfache Weise das Koordinatenmessgerät zum Positionieren der Druckeinrichtung und das Aufbringen des Musters mit der Druckeinrichtung einzurichten.
In besonders vorteilhafter Weise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine automatische Tasterwechseleinrichtung zum automatischen Wechsel zwischen dem Taster und der Druckeinrichtung. Eine solche automatische Tasterwechseleinrichtung umfasst insbesondere eine feststehende Halterung bzw. Tasterwechselbank, in der der Taster sowie die Druckeinrichtung in dem Fall, dass dieser bzw. diese nicht an die Wechselschnittstelle angesetzt ist, gehalten werden kann. Insbesondere kann die automatische Tasterwechseleinrichtung mit einer Multifunktionsschnittstelle ausgebildet sein, die zur Energieversorgung und Signalübertragung zum und vom Taster bzw. der Druckeinrichtung ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist die Druckeinrichtung eine Schaltfunktion auf, durch die bei einer Berührung eines Gegenstandes mit der Druckeinrichtung ein Signal erzeugt wird. Die Druckeinrichtung kann somit wie ein taktiler Taster reagieren. Ein durch ein solches Antasten erzeugtes Signal der Druckeinrichtung kann beispielsweise dazu genutzt werden, ein für einen Benutzer wahrnehmbares Warnsignal, etwa ein akustisches Warnsignal, zu erzeugen und/oder die Achsen des Koordinatenmessgeräts automatisch anzuhalten. Hierdurch kann bei einer Kollision mit dem Werkstück eine Beschädigung der Druckeinrichtung bzw. des Koordinatenmessgeräts vermieden werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst vorzugsweise eine Steuerungseinrichtung für das Koordinatenmessgerät und die Druckeinrichtung, wobei die Steuerungseinrichtung sowohl die Steuerung des Koordinatenmessgeräts und die Steuerung der Druckeinrichtung umfassen kann. Die Steuerungseinrichtung steuert somit die Aufnahme der Koordinatenwerte mindestens eines Messpunkts, die Ermittlung eines Messwerts aus den Koordinaten des Messpunkts, die Erzeugung eines aufzubringenden Musters, die Positionierung der Druckeinrichtung und das Aufbringen eines beispielsweise als Beschriftung ausgebildeten Musters, insbesondere eines Farbmusters, auf die Werkstückoberfläche. Die Steuerung der Druckeinrichtung zur Erzeugung des Musters kann auch als von der Steuerung des Koordinatenmessgeräts separates Modul ausgebildet sein, an das von der Steuerung des Koordinatenmessgeräts lediglich Steuersignale, die das zu erzeugende Muster bzw. die zu erzeugende Beschriftung angeben, übermittelt werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Weitere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:
1 ein vereinfachtes Ablaufdiagram eines beispielhaft dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufbringen eines als Beschriftung ausgebildeten Musters auf ein Werkstück;
2a und 2b einen Dreh-Schwenkkopf und eine an diesem angeordnete Druckeinrichtung;
3 in schematischer Form einen Dreh-Schwenkkopf und eine Druckeinrichtung zusammen mit einem zu beschriftenden Karosseriebauteil;
4 Beispiele möglicher Anordnungen einer Beschriftung und einer Markierung eines Messpunkts;
5 in schematischer Form eine Fahrertür mit darauf aufgebrachten, unterschiedlichen Messpunkten zugeordneten Beschriftungen.
Wie in 1 in vereinfachter Form gezeigt, wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel von einem Teilemessprogramm (TMP) ausgegangen. Dieses Teilemessprogramm ist in üblicher Weise erstellt worden und gegebenenfalls an den zu markierenden und zu beschriftenden Messpunkten um die hierfür notwendigen Informationen ergänzt worden. So kann insbesondere ergänzt worden sein, wie ein Messwert aus den aufgenommenen Koordinaten des betreffenden Messpunkts ermittelt wird und in welcher Form dieser Messwert durch eine Beschriftung, die dem Messpunkt zugeordnet ist, dargestellt wird. Ebenso können ggf. Informationen zur Position der Beschriftung relativ zum Messpunkt sowie zur Orientierung der Beschriftung enthalten sein. Ferner können beispielsweise Benennungen der Messpunkte eingegeben worden sein. Dies kann beispielsweise über vordefinierte Kommentare erfolgen, die einkopiert werden; der Ablauf des TMP bleibt davon unbeeinflusst.
Die Messpunkte werden nun vom Koordinatenmessgerät unter Steuerung durch das Teilemessprogramm nacheinander angefahren, und mit Hilfe des Tasters des Koordinatenmessgeräts werden in an sich bekannter Weise die Koordinaten der Messpunkte aufgenommen. Die Koordinaten der Messwerte werden aus dem Tastersignal sowie aus den Signalen der Positionsgeber an den Achsen des Koordinatenmessgeräts ermittelt, wobei eine Geometriekorrektur stattfinden kann. Ist der Taster an einer Dreh-Schwenkeinrichtung angeordnet, so werden auch die Signale der Drehgeber der Dreh-Schwenkeinrichtung berücksichtigt, ebenso wie ggf. das Signal eines Drehtischs.
Wenn der Messvorgang beendet ist, wird der Taster automatisch durch eine Druckeinrichtung, die über ein Gegenstück zur Tasterwechselschnittstelle verfügt, ersetzt. Hierfür werden die an sich bekannten Schritte eines automatischen Tasterwechsels durchgeführt, so dass nach Durchführung des Wechsels anstelle des Tasters die Druckeinrichtung an der Tasterwechselschnittstelle des Koordinatenmessgeräts angeordnet ist.
Nach Ausführung des Teilemessprogramms liegen die Benennungen der Messpunkte und die zugehörigen Messergebnisse in einem Speicher einer Steuerungseinrichtung des Koordinatenmessgeräts vor. Von der Steuerungseinrichtung wird sodann aus dem TMP automatisch ein Teiledruckprogramm (TDP) generiert. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Postprozessors erfolgen, d. h. eines Programms, das die in das TMP eingefügten Kommentare interpretieren kann. Dabei werden aus den ermittelten Koordinaten den einzelnen Messpunkten zugeordnete, mit einer Beschriftung darzustellende Messwerte ermittelt. Ferner werden die geplanten Positionen und Orientierungen der betreffenden Beschriftungen auf der Werkstückoberfläche bestimmt. Aus den Positionen und Orientierungen der Beschriftungen werden entsprechende Positionen und Ausrichtungen und Druckorientierungen der Druckeinrichtung ermittelt. Das TDP umfasst die zur entsprechenden Ansteuerung des Koordinatenmessgeräts sowie des Druckers zur Erzeugung der Beschriftung notwendigen Steuerungsbefehle.
Nachdem die Druckeinrichtung anstelle des Tasters eingewechselt worden ist und das Teiledruckprogramm vorliegt, wird das TDP ausgeführt. Dabei wird die Druckeinrichtung zum Aufbringen einer einem ersten Messpunkt zugeordneten Beschriftung positioniert und durch Ansteuerung einer Dreh-Schwenkeinrichtung und einer Dreheinrichtung bzw. gegebenenfalls eines Drehtischs ausgerichtet. Sodann wird der Drucker zum Erzeugen der Beschriftung, die den ermittelten, dem betreffenden Messpunkt zugeordneten Messwert darstellt, angesteuert. Dabei werden auch ggf. weitere Druckparameter zur Erstellung des Druckbilds übermittelt und der Druck ausgelöst. Die Druckintensität kann beispielsweise durch die Anzahl der Druckläufe vorgewählt werden.
Sind verschiedene Ausrichtungen der Druckeinrichtung und/oder Orientierungen der Beschriftung und somit Winkelstellungen einer Dreh-Schwenkeinrichtung bzw. einer Dreheinrichtung der Druckeinrichtung notwendig, so werden gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel diese verschiedenen Stellungen derart nacheinander abgearbeitet, dass zunächst alle Beschriftungen, die mit der gleichen Ausrichtung der Druckeinrichtung und der gleichen Schriftorientierung erstellt werden können, auf die Werkstückoberfläche aufgebracht werden, sodann die Ausrichtung bzw. Orientierung der Druckeinrichtung geändert wird und die nächste Gruppe von Beschriftungen mit jeweils wieder einheitlicher Ausrichtung der Druckeinrichtung bzw. Schriftorientierung aufgebracht wird. Dabei kann etwa ein Aufruf an einen Bediener zum manuellen Ändern der Winkelstellung oder ein Steuerbefehl an eine Dreh-Schwenkeinrichtung bzw. eine zusätzliche Dreheinrichtung zum automatischen Ändern der Winkelstellung erfolgen. Die zum Druck einzustellenden Winkelstellungen der Druckeinrichtung können etwa aus dem TMP direkt in das TDP übernommen werden oder anhand der Ausrichtung der Druckebene, die näherungsweise mit der Werkstückoberfläche übereinstimmen soll, automatisch gewählt werden. Die Druckposition kann vor der Ausführung des Verfahrens mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung im Verhältnis zu einem definierbaren Standardtastsystem eingemessen und dadurch ein Offset zwischen einer Position des Tasters und dem Druckbereich der Druckeinrichtung festgelegt werden.
2a zeigt in schematischer Form die Anbringung einer Druckeinrichtung 1 an einem nicht dargestellten Koordinatenmessgerät. Wie auf der rechten Seite der 2a gezeigt ist, ist am Ende der Pinole bzw. des Messarms 2, der mit den Achsen des Koordinatenmessgeräts translatorisch bewegt werden kann bzw. selbst eine auf den anderen Achsen aufbauende Achse bildet, eine als Dreh-Schwenkkopf 3 ausgebildete Dreh-Schwenkeinrichtung befestigt. Eine derartige Dreh-Schwenkeinrichtung wird beispielsweise von der Fa. Renishaw plc, Wottonunder-Edge, GB, unter der Bezeichnung PH10 angeboten. Der Dreh-Schwenkkopf 3 weist eine Multifunktionsschnittstelle 4 auf, an die sowohl ein nicht dargestellter Taster zur Aufnahme von Koordinatenwerten von Messpunkten als auch die Druckeinrichtung 1 eingewechselt werden können. Die Multifunktionsschnittstelle 4 umfasst mechanische Elemente zum Halten und Klemmen des Tasters bzw. der Druckeinrichtung sowie elektrische Kontakte zur Versorgung und Datenübertragung, wobei die Kontaktbelegung und die Verkabelung an die Versorgung der Druckeinrichtung 1 angepasst sind. Die Druckeinrichtung 1 umfasst ein Gegenstück 5 zur Multifunktionsschnittstelle 4, an dem über eine Dreheinrichtung 6 ein Drucker 7 angebracht ist. Die Dreheinrichtung 6 kann manuell oder automatisch betätigbar sein; die Orientierung des Druckers 7 kann auch beispielsweise durch Einsetzen bzw. Austauschen von kurzen Verlängerungen mit festem Winkelversatz geändert werden.
Wie in 2b in einer von unten, d. h. von der zu beschriftenden bzw. mit einem Muster zu versehenden Werkzeugoberfläche aus gesehenen Ansicht des Druckers 7 gezeigt ist, weist der Drucker 7 einen Druckschlitten 8 auf, der einen Druckkopf 9 trägt, wobei der Druckschlitten 8 in Richtung der durch den Pfeil 10 angedeuteten Druckerachse bewegbar ist. Der Drucker 7 umfasst hierfür einen nicht näher dargestellten Antrieb des Druckschlittens 8. Der Drucker 7 ist als Tintenstrahldrucker ausgebildet, wobei innerhalb des Druckkopfs 9 eine Reihe von Druckdüsen 11 übereinander angeordnet sind. Durch Bewegung des Druckschlittens 8 in Richtung des Pfeils 10 und Ansteuerung der Druckdüsen 11 ist ein flächiges Druckmuster erzeugbar.
Die durch den Pfeil 10 angedeutete Druckerachse entspricht somit der Orientierung einer aufzubringenden Beschriftung; diese kann durch die Dreheinrichtung 6 eingestellt werden. Hierfür steht die Achse der Dreheinrichtung 6 im Wesentlichen senkrecht zur Druckerachse.
Der Drucker 7 ist leicht, klein und kompakt ausgeführt, so dass er von einem üblichen Dreh-Schwenkkopf 3 über eine Standard-Multifunktionsschnittstelle 4 aus einer entsprechenden Tasterwechselbank automatisch aufgenommen und bewegt werden kann. Die Farbe des Drucks kann manuell oder auch automatisch eingestellt werden. Die Farbe und der Farbauftrag sind so gewählt, dass die aufgebrachten Messwerte in Klarschrift leicht lesbar sind, dass das Messergebnis bei einer weiteren Messung dadurch nicht verfälscht wird, und dass die Farbe für Änderungen abwaschbar ist.
Wie auf der rechten Seite der 2a dargestellt und durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, kann in einer alternativen Ausführungsform der Dreh-Schwenkkopf 3' mit einem Wechselteller 12 ausgebildet sein, der an den Dreh-Schwenkkopf 3' ansetzbar ist. Ein Dreh-Schwenkkopf dieser Art wird beispielsweise von der Fa. Renishaw plc, Wotton-under-Edge, GB unter der Bezeichnung PHS1 angeboten. Der Wechselteller 12 trägt eine Schnittstelle 4', an die die Druckeinrichtung 1 mit dem Gegenstück 5 ansetzbar ist.
Der Dreh-Schwenkkopf 3, 3' kann stufenlos verstellbar oder in Stufen, d. h. rastend (indexierbar) verstellbar und arretierbar sein. Vorzugsweise ist der Dreh-Schwenkkopf 3, 3' motorisch verstellbar und automatisch über das Teilemessprogramm und das Teiledruckprogramm ansteuerbar, kann aber auch manuell verstellbar sein. Der Dreh-Schwenkkopf 3, 3' weist hierfür insbesondere eine parallel zur Längsachse des Messarms 2 und eine senkrecht hierzu angeordnete Drehachse auf. Die Dreheinrichtung 6 der Druckeinrichtung 1 ist ebenfalls manuell oder vorzugsweise automatisiert ansteuerbar und ebenfalls rastend oder stufenlos verstellbar ausgebildet. Ein stufenlos motorisch verstellbarer Dreh-Schwenkkopf 3' kann insbesondere als vierte und fünfte Achse des Koordinatenmessgeräts ausgebildet und entsprechend ansteuerbar sein; eine stufenlos motorisch verstellbare Dreheinrichtung 6 kann in diesem Fall als sechste Achse des Koordinatenmessgeräts ausgebildet sein.
Das Einwechseln der Druckeinrichtung 1 an die Multifunktionsschnittstelle und entsprechend die vorherige Entnahme des Tasters aus der Multifunktionsschnittstelle 4 kann ebenfalls manuell oder vorzugsweise automatisch mit Hilfe eines automatischen Tasterwechsels geschehen. Das Gleiche für ein Verbinden oder Lösen des Wechseltellers 12 mit bzw. von dem Dreh-Schwenkkopf 3'.
In 3 sind das Anfahren einer entsprechenden Position und die Ausrichtung der Druckeinrichtung zum Aufbringen einer Beschriftung auf ein Werkstück symbolisch anhand einer Fahrzeugkarosserie bzw. eines Karosseriebauteils dargestellt. Die Karosserie bzw. das Karosseriebauteil soll an den Messpunkten mit den Messergebnissen oder Abweichungen von einem Sollmaß beschriftet werden, wobei dies oft Hunderte von Messpunkten sind. Die Beschriftungspunkte können über die ganze Karosserie verteilt sein, so dass nicht nur die Orientierung und die Lage der Beschriftung, sondern auch die Lage der jeweiligen Beschriftungsfläche unterschiedlich ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Messarm 2 des Koordinatenmessgeräts unter Steuerung durch das Teiledruckprogramm mit Hilfe der Antriebe des Koordinatenmessgeräts in eine für die Erstellung der Beschriftung durch die Druckeinrichtung 1 geeignete Position bewegt. Dabei ist die Orientierung der aufzubringenden Beschriftung, die der Druckrichtung und somit der Richtung der Druckerachse entspricht, symbolisch durch den auf dem Drucker 7 angedeuteten Pfeil dargestellt. Wie aus den unterschiedlichen Ausrichtungen des Druckers 7 ersichtlich ist, ist zur Erreichung einer entsprechenden Ausrichtung sowohl ein Verstellen der beiden Achsen des Dreh-Schwenkkopfs 3 als auch der Dreheinrichtung 6 der Druckeinrichtung 1 erforderlich.
Mögliche Ausführungen einer aufzubringenden Beschriftung sind symbolisch in 4 gezeigt. Dabei ist durch die Linie 13, deren durch die Pfeilspitze gekennzeichnetes Ende am Ort des Messpunkts liegt, eine Zuordnung der Beschriftung 14 zum jeweiligen Messpunkt möglich. Die Beschriftung 14 selbst kann beispielsweise, wie in 4 gezeigt, drei Koordinatenwerte bzw. Abweichungen von Sollwerten in den drei räumlichen Koordinatenrichtungen umfassen. Hierdurch kann sowohl die Position des Messpunktes eindeutig markiert werden als auch der betreffende Messwert leicht dem Messpunkt zugeordnet werden.
Ein Beispiel für ein mit derartigen Beschriftungen versehenes Werkstück ist in 5 gezeigt, im dargestellten Beispiel eine Fahrertür 15 eines Kraftfahrzeugs. Die Messpunkte sind jeweils am Rand der Fahrertür angeordnet, da es hierbei besonders auf die Spaltweite zu einem benachbarten Bauteil der Fahrzeugkarosserie und auf einen Versatz der Fläche der Fahrertür zur Fläche des benachbarten Bauteils bzw. auf die jeweiligen Abweichungen von Sollwerten ankommt. Je nach Platzverhältnissen und Lage des Messpunktes sind die Orientierung der Beschriftung 14 und die Position der Schrift in Bezug zur Markierung des Punktes angepasst, wie in den Ausschnittsvergrößerungen vergrößert gezeigt ist.
Die Zuordnung einer dem betreffenden Messpunkt zugeordneten Beschriftung 14 zu diesem Messpunkt wird durch die mit der Markierung des Messpunkts verbundene Linie 13 erleichtert, wobei das verdickte Ende der Linie 13 den Messpunkt kennzeichnet. Zudem ist die jeweilige Beschriftung 14 stets benachbart zum Messpunkt und von anderen Messpunkten weiter beabstandet angeordnet. In 5 sind die Beschriftungen 14 und Markierungen nach Art der drei oberen Beispiele aus 4 aufgebracht worden. Wie in 5 weiter ersichtlich, ist die Orientierung der Beschriftung 14 von Messpunkt zu Messpunkt unterschiedlich und insbesondere von der Lage des Messpunkts und von der Größe des zur Aufbringung der Beschriftung 14 zur Verfügung stehenden Bereichs des Werkstücks abhängig.
So sind die Beschriftungen und Markierungen im oberen Bereich 16 der Fahrertür 15 leicht schräg angeordnet und gemäß dem dritten Beispiel aus 4 ausgestaltet, um einerseits eine einfache Lesbarkeit und andererseits eine unmittelbare Zuordnung zum jeweiligen Messpunkt zu ermöglichen. In den oberen seitlichen Bereichen 17, 18 der Fahrertür 15, ebenso wie im oberen Bereich 16, ist die für die Beschriftung 14 zur Verfügung stehende Fläche nicht bei jeder Orientierung der Beschriftung ausreichend. Die Orientierung der Beschriftung 14 ist daher in diesen Bereichen derart angepasst, dass einerseits die Beschriftung vollständig aufgebracht werden kann, andererseits aber immer noch eine einfache Lesbarkeit ermöglicht wird. Im linken oberen Bereich 17 sind Beschriftung 14 und Markierung gemäß dem dritten Beispiel aus 4 ausgeführt, im rechten oberen Bereich gemäß dem zweiten Beispiel aus 4. In den übrigen Bereichen der Fahrertür ist die Orientierung der Beschriftung 14 jeweils senkrecht zum Rand der Fahrertür 15, an dem die Messpunkte angeordnet sind, gerichtet, wobei am linken und unteren Rand die Beschriftung und Markierung dem ersten Beispiel aus 4 und am rechten Rand dem zweiten Beispiel aus 4 folgt.
Der Übersichtlichkeit halber sind nicht in allen Figuren alle Bezugszeichen dargestellt. Zu einer Figur nicht erläuterte Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in den übrigen Figuren.
Bezugszeichenliste

1: Druckeinrichtung
2: Messarm
3, 3': Dreh-Schwenkkopf
4, 4': Schnittstelle
5: Gegenstück
6: Dreheinrichtung
7: Drucker
8: Druckschlitten
9: Druckkopf
10: Pfeil
11: Farbdüsen
12: Wechselteller
13: Linie
14: Beschriftung
15: Fahrertür
16: Oberer Bereich
17: Seitlicher Bereich
18: Seitlicher Bereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19543763 B4 [0003]
DE 19728527 A1 [0003]
DE 102007019453 B4 [0003]

Claims

Verfahren zum Aufbringen eines Musters, insbesondere einer Beschriftung, auf ein Werkstück mit einem Koordinatenmessgerät, das eine Grundstruktur zur Aufnahme des Werkstücks und eine Mehrzahl von motorisch antreibbaren Achsen zur Positionierung eines an einem Messarm (2) angeordneten Tasters relativ zu dem Werkstück umfasst, wobei mit dem Koordinatenmessgerät die Koordinaten mindestens eines Messpunkts auf einer Oberfläche des Werkstücks aufgenommen werden, das Koordinatenmessgerät zur Positionierung einer Druckeinrichtung (1) relativ zum Werkstück eingerichtet wird, die Druckeinrichtung (1) zum Aufbringen eines Musters, insbesondere einer Beschriftung (14), auf die Oberfläche des Werkstücks in einer Umgebung des Messpunkts mit dem Messarm (2) des Koordinatenmessgeräts positioniert wird und die Druckeinrichtung (1) im Stillstand der Achsen des Koordinatenmessgeräts zum Aufbringen eines dem Messpunkt zugeordneten Musters bzw. einer dem Messpunkt zugeordneten Beschriftung (14) betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus den aufgenommenen Koordinaten ein dem Messpunkt zugeordneter Messwert ermittelt wird und dass das dem Messpunkt zugeordnete Muster als Beschriftung ausgebildet ist, die den Messwert darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung zum Aufbringen einer Markierung des mindestens einen Messpunkts auf die Werkstückoberfläche angesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster an einer Wechselschnittstelle angeordnet ist und dass die Druckeinrichtung (1) anstelle des Tasters an die Wechselschnittstelle eingewechselt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausrichtung der Druckeinrichtung (1) in Abhängigkeit von einer Ausrichtung der Werkstückoberfläche ermittelt und die Druckeinrichtung (1) entsprechend der ermittelten Ausrichtung ausgerichtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Orientierung des dem Messpunkt zugeordneten Musters bzw. der dem Messpunkt zugeordneten Beschriftung (14) ermittelt und die Druckeinrichtung (1) zum Aufbringen des Musters bzw. der Beschriftung in der ermittelten Orientierung gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl an Messpunkten gemessen, anstelle des Tasters die Druckeinrichtung (1) eingewechselt und danach die der Mehrzahl von Messpunkten zugeordneten jeweiligen Muster bzw. Beschriftungen (14) auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht werden, wobei die der Mehrzahl von Messpunkten zugeordneten jeweiligen Muster bzw. Beschriftungen (14) gruppenweise mit innerhalb einer Gruppe jeweils einheitlicher Ausrichtung der Druckeinrichtung (1) und/oder Orientierung des Musters bzw. der Beschriftung (14) aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl an Messpunkten gemäß einem Teilemessprogramm (TMP) gemessen werden, dass aus dem Teilemessprogramm (TMP) unter Berücksichtigung der ermittelten Koordinaten automatisch ein Teiledruckprogramm (TDP) erstellt wird und das Aufbringen der Beschriftung (14) gemäß dem Teiledruckprogramm (TDP) durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Aufbringen eines Musters, insbesondere einer Beschriftung, auf ein Werkstück, umfassend ein Koordinatenmessgerät mit einer Grundstruktur zur Aufnahme des Werkstücks und mit einer Mehrzahl von motorisch antreibbaren Achsen zur Positionierung eines an einem Messarm (2) des Koordinatenmessgeräts angeordneten Tasters relativ zu dem Werkstück zur Aufnahme von Koordinaten von Messpunkten auf einer Oberfläche des Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Druckeinrichtung (1) umfasst, dass das Koordinatenmessgerät einrichtbar ist zur Positionierung der Druckeinrichtung (1) relativ zum Werkstück mit dem Messarm (2), und dass die Druckeinrichtung (1) zum Aufbringen eines Musters, insbesondere einer Beschriftung (14), im Stillstand der Achsen des Koordinatenmessgeräts auf die Oberfläche des Werkstücks in einer Umgebung mindestens eines Messpunkts ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung (1) einen Druckkopf (9) mit einer Mehrzahl von entlang einer Linie angeordneten Farbdüsen (11) aufweist, wobei der Druckkopf (9) in einer Richtung quer zur Linie motorisch verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung (1) eine Dreheinrichtung (6) zum Einstellen einer Druckorientierung umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster und die Druckeinrichtung mit einer an dem Messarm (2) angeordneten Wechselschnittstelle verbindbar sind und dass die Vorrichtung eine Tasterwechseleinrichtung zum automatischen Wechseln zwischen dem Taster und der Druckeinrichtung (1) an der Wechselschnittstelle umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung (1) eine Schaltfunktion zum Erkennen einer Berührung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung umfasst, die zum Ansteuern des Koordinatenmessgeräts und zum Ansteuern der Druckeinrichtung (1) zum Aufbringen des Musters bzw. der Beschriftung (14) auf das Werkstück ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.