DE102014107855A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten von Segmenten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausrichten von Segmenten zueinander, wobei ein erstes Segment (40) und ein zweites Segment (50) auf Positioniereinrichtungen (94) zueinander ausgerichtet werden. Dazu projizieren bauplatzseitig installierte Projektionseinrichtungen (90) Projektionslinien (93) aus unterschiedlichen Richtungen auf die Segmente, so dass Abstände zwischen den Projektionslinien (93) und an den Segmenten angebrachten Referenzpunkten bestimmt werden können. Auf diese Weise kann die Position der einzelnen Referenzpunkte auf den Segmenten durch eine Auswerteeinrichtung (95) in Bezug auf ein Bauplatzkoordinatensystem bestimmt werden. Auf Basis der räumlichen Anordnung der Referenzpunkte werden anschließend theoretische Best-Fit-Ebenen bzw. Best-Fit-Linien für jedes Segment erzeugt, welche die Lage der Referenzpunkte möglichst gut repräsentieren und damit eine Referenz des jeweiligen Segments zur Ausrichtung darstellen. Das Nivellieren der Segmente erfolgt durch Verfahren der Positioniereinrichtungen (94) bzw. Einstellen eines möglichst geringen Abstandes zwischen den theoretischen Best-Fit-Ebenen bzw. Best-Fit-Linien zu den Projektionslinien (93). Das Ausrichten der Segmente erfolgt durch erneutes Verfahren der Positioniereinrichtungen (94), so dass die Abstände zwischen den theoretischen Best-Fit-Ebenen bzw. Best-Fit-Linien des ersten Segments (40) und den theoretischen Best-Fit-Ebenen bzw. Best-Fit-Linien des zweiten Segments (50) minimiert werden.

Description

• Feld der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Luft- und Raumfahrt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Ausrichten von Segmenten zueinander, eine Vorrichtung zum Ausrichten von Segmenten sowie ein computerlesbares Speichermedium mit einem Programmcode für ein Verfahren zum Ausrichten von Segmenten zueinander.
• Hintergrund der Erfindung
• Um Segmente, wie beispielsweise große Rumpfteile, vor dem Fügeprozess zueinander auszurichten, werden diese Rumpfteile auf einer Tragvorrichtung oder Positioniereinrichtung positioniert, um sie zueinander möglichst passgenau auszurichten. Das Ausrichten selbst erfolgt dann nach Augenmaß, d.h. dass der Fügeprozess in der Endmontagelinie von den Werkern und von der Qualitätssicherung durchgeführt wird, wobei versucht wird, die Segmente durch Minimieren von Spalten zwischen den Segmenten zueinander auszurichten. Das Ergebnis des Ausrichtprozess wird dabei stark von der Genauigkeit beeinflusst, mit der die Spalte vermessen werden können.
• Die Druckschrift DE 10 2006 019 917 A1 beschreibt Segmente, von denen Messpunkte erfasst werden, wobei die Segmente mit Hilfe der Messpunkte auf die exakte Soll-Position entsprechend ihrer späteren Anordnung innerhalb einer Flugzeugstruktur gefahren werden.
• Die Druckschrift DD 292 520 A5 betrifft ein Lasersystem zum Prüfen und Positionieren großer Bauteile, wobei ein Horizontal-Rotationslaser das Erzeugen von Ebenen ermöglicht, die parallel zu einem Bauplatz in variabler Höhe über diesem orientiert sind.
• Leica Geosystems AG, CH-9435 Heerbrugg (Switzerland), http://www.leica-geosystems.de/downloads123/zz/lasers/LineandDotLasers/manuals/Leica%20Lino%20MA N%201009%20757665b_en.pdf, „User Manual Leica Lino L360, L2P5, L2+, L2, P5, P3", Original Text (757665g EN), 2012 beschreibt eine Vorrichtung zum Projizieren von Linien auf Gegenstände mit Hilfe eines Lasers.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Es mag ein Bedarf bestehen, ein effizienteres Ausrichten von Segmenten bereitzustellen.
• Dementsprechend wird ein Verfahren zum Ausrichten von Segmenten zueinander und eine Vorrichtung zum Ausrichten von Segmenten sowie ein Computerlesbares Speichermedium mit einem Programmcode für ein Verfahren zum Ausrichten von Segmenten zueinander beschrieben.
• Die Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche beschrieben. Beispielhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ausrichten von Segmenten zueinander beschrieben, wobei ein erstes Segment eine erste Gruppe von Referenzpunkten und eine zweite Gruppe von Referenzpunkten aufweist und wobei ein zweites Segment eine dritte Gruppe von Referenzpunkten und eine vierte Gruppe von Referenzpunkten aufweist. Diese Referenzpunkte können beispielsweise Markierungen sein, die manuell oder mit Hilfe eines bestimmten Prozesses an den Segmenten angebracht werden. Die Markierungen bzw. Referenzpunkte können auch in Form von Aufklebern auf den Segmenten vorgesehen sein. Ferner liegen die Referenzpunkte der ersten Gruppe und der dritten Gruppe im Wesentlichen auf einer ersten gemeinsamen Linie, die parallel zu einer Längsachse des ersten Segments und des zweiten Segments verläuft. Die Referenzpunkte der zweiten Gruppe und der vierten Gruppe liegen im Wesentlichen auf einer zweiten gemeinsamen Linie, die ebenfalls parallel zu einer Längsachse des ersten Segments und des zweiten Segments verläuft.
• Der Begriff „gemeinsame Linie“ mag bedeuten, dass es sich bei der Linie um eine durchgängige Linie für die Segmente in einem eingebauten Zustand handelt, beispielsweise bezogen auf ein Flugzeugkoordinatensystem. Die gemeinsame Linie mag an der Oberfläche der Segmente verlaufen und in einer vorgebbaren Ebene liegen. Die gemeinsame Linie kann die Oberflächenstruktur der Segmente nachzeichnen und muss nicht notwendigerweise eine Gerade sein. Bei der Linie kann es sich jeweils um eine linienförmige Struktur handeln, die sich bei einem Schnitt der Oberfläche der Segmente mit einer Ebene ergibt.
• Die Referenzpunkte mögen auf ein Bauteilkoordinatensystem oder Flugzeugkoordinatensystem bezogen sein, da sie direkt am zugehörigen Bauteil angebracht sind und einen fixen Punkt in dem Bauteilkoordinatensystem bezeichnen sollen. Bei einer Gruppe von Referenzpunkten kann es sich um zumindest zwei Referenzpunkte oder eine Vielzahl von Referenzpunkten handeln. Beispielsweise sind die Markierungen oder Referenzpunkte an zu fügenden Flugzeugrumpfsegmenten in Form sog. FD(Fuselage Datum)-Marken oder NSA(Norme Sud Aviation)-Punkten an dem jeweiligen Rumpfsegment angebracht, wobei diese Marken oder Punkte auf das Flugzeugkoordinatensystem oder AC-Koordinatensystem (Aircraft Coordinate System) bezogen sind. Die FD-Marken beschreiben die x-y-Ebene bei z = 0 bezogen auf das Flugzeugkoordinatensystem, also eine Bezugsebene. Die z-Achse des Flugzeugkoordinatensystems stellt die Hochachse der Flugzeugrumpfteile dar und die y-Achse steht senkrecht auf der z-Achse und der x-Achse gemäß einem Rechtshandsystem und zeigt in Richtung der Flügelspannweite. Die x-Achse zeigt in Richtung der Flugzeuglängsachse. Es können auch weitere Gruppen von Referenzpunkten oder Markierungen vorgesehen sein, die im Wesentlichen auf einer gemeinsamen Linie liegen. Das Verfahren kann in einem Beispiel auch das Anbringen der Referenzpunkte oder Markierungen an die entsprechenden Segmente umfassen. In einem Beispiel kann das Verfahren auch vorsehen, aus einer Vielzahl von vorhandenen Referenzpunkten eine entsprechende Gruppe von Referenzpunkten zu bilden. So kann es sich bei den Referenzpunkten um Markierungen handeln, die nach vorgebbaren Kriterien ausgewählt werden, beispielsweise weil sie auf einer Ebene oder einer Linie bezogen auf ein Flugzeugkoordinatensystem liegen.
• Im Folgenden mag davon ausgegangen werden, dass Segmente mit entsprechenden Gruppen von Referenzpunkten bereitgestellt werden, beispielsweise indem ein erstes Segment auf einer ersten Positioniereinrichtung angeordnet wird und ein zweites Segment auf einer zweiten Positioniereinrichtung angeordnet wird. In einem Beispiel mögen die beiden Segmente grob zueinander ausgerichtet werden, so dass sie zueinander entlang einer Längsachse ausgerichtet sind und/oder die Referenzpunkte sichtbar sind.
• Das Verfahren sieht vor, eine erste Projektionslinie auf das erste Segment und das zweite Segment mit einer ersten Projektionseinrichtung zu projizieren. Ferner wird eine zweite Projektionslinie auf das erste Segment und das zweite Segment mit einer zweiten Projektionseinrichtung projiziert. Zum Projizieren der Linien mag in einem Beispiel ein Laserstrahl genutzt werden, der auf einer Ebene zwischen einem vorgebbaren Winkelbereich bewegt wird, so dass sich beim Auftreffen auf einer Oberfläche eine Linie ergibt. Der Winkelbereich mag jeweils so gewählt werden, dass beide Segmente von der Linie erfasst werden.
• Die Projektionseinrichtungen sind beispielsweise auf ein Bauplatzkoordinatensystem bzw. Baukoordinatensystem bezogen. Das Bauplatzkoordinatensystem mag beispielsweise ein Koordinatensystem sein, das für die Bewegung der Positioniereinrichtungen genutzt wird und mag beispielsweise auf den Hallenboden der Fertigungshalle bezogen sein, in der die Segmente zusammengefügt werden sollen. Das Koordinatensystem des Bauplatzes, also das Bauplatzkoordinatensystem wird durch definierte Punkte innerhalb der Vorrichtung, d. h. innerhalb der Positioniereinrichtungen festgelegt. Innerhalb dieses Koordinatensystems haben die Projektionseinrichtungen eine definierte Position, die durch beispielsweise jährlich stattfindende periodische Überprüfungen validiert und gegebenenfalls korrigiert wird, da das Gebäude als auch die Vorrichtung mit den Positioniereinrichtungen Setzprozessen, Schwingungen etc. unterworfen sind. Durch die projizierten Linien kann damit die räumliche Anordnung bestimmter Bauteile sowie deren Koordinaten in Bezug auf das Bauplatzkoordinatensystem, z. B. auf einen Bauplatz oder auf eine Montagehalle, ermittelt werden.
• Die erste Projektionslinie steht mit der ersten gemeinsamen Linie in Verbindung und die zweite Projektionslinie steht mit der zweiten gemeinsamen Linie in Verbindung. Durch diese Verbindung oder durch diesen Zusammenhang der Projektionslinien zu den gemeinsamen Linien mag ein Bezug des Flugzeugkoordinatensystems zu dem Bauplatzkoordinatensystems hergestellt werden. Dieser Bezug kann beispielweise durch eine mathematische Umrechnung der räumlichen Anordnung der Projektionslinien bzw. der ersten gemeinsamen Linie und der zweiten gemeinsamen Linie hergestellt werden. Es kann auch eine Koordinatentransformation von Koordinaten des Flugzeugkoordinatensystems und des Bauplatzkoordinatensystems erfolgen. Es mag daher möglich sein, dass durch eine Koordinatentransformation ein Zusammenhang zwischen der ersten Projektionslinie und der ersten gemeinsamen Linie sowie zwischen der zweiten Projektionslinie und der zweiten gemeinsamen Linie hergestellt wird. Durch das Projizieren der Linien mag jedoch das Ausrichten von einem Koordinatensystem im Wesentlichen unabhängig werden.
• Es können ferner auch weitere Projektionslinien auf das erste Segment und/oder das zweite Segment mit weiteren Projektionseinrichtungen projiziert werden. Beispielsweise kann eine dritte Projektionslinie auf das erste Segment und das zweite Segment projiziert werden. Das Projizieren der weiteren Projektionslinie mag in einem Beispiel so erfolgen, dass die weitere Projektionslinie mit der ersten oder der zweiten Projektionslinie auf einer Ebene liegt. Beispielsweise mag die weitere Projektionslinie auf einer der ersten oder zweiten Projektionslinie gegenüberliegenden Seite des Segments liegen.
• Das Projizieren der Projektionslinien auf die Segmente kann dabei aus beliebigen Richtungen erfolgen. Die Projektionslinien können beispielsweise im Wesentlichen parallel zu einer Segmentachse ausgerichtet sein und auf der Oberfläche der Segmente verlaufen, auf die sie projiziert werden. Beispielsweise verläuft die erste Projektionslinie im Wesentlichen entlang der ersten Gruppe und der dritten Gruppe von Referenzpunkten oder entlang der ersten gemeinsamen Linie. Ferner verläuft die zweite Projektionslinie im Wesentlichen entlang der zweiten Gruppe und der vierten Gruppe von Referenzpunkten oder entlang der zweiten gemeinsamen Linie.
• Das Verfahren sieht ferner ein Messen der Abstände zwischen jedem der Referenzpunkte der ersten Gruppe zu der ersten Projektionslinie und zwischen jedem der Referenzpunkte der dritten Gruppe zu der ersten Projektionslinie durch Fällen eines Lotes auf die erste Projektionslinie vor. Ferner erfolgt ein Messen der Abstände zwischen jedem der Referenzpunkte der zweiten Gruppe zu der zweiten Projektionslinie und zwischen jedem der Referenzpunkte der vierten Gruppe zu der zweiten Projektionslinie durch Fällen eines Lotes auf die zweite Projektionslinie. Das Lot stellt dabei den im Wesentlichen kürzesten Abstand zwischen der projizierten Linie und dem zugeordneten Referenzpunkt dar. Je nach Merkmal, z. B. NSA oder FD, wird der Abstand in einer Koordinatenrichtung bestimmt. Beispielsweise wird für die Bestimmung der Abstände der NSA-Punkte von der Projektionslinie derjenige Abstand bestimmt, der entlang der y-Koordinate gemessen wird.
• Es sei angemerkt, dass das Messen der Abstände zwischen jedem einzelnen Referenzpunkt einer bestimmten Gruppe zu der jeweils zugeordneten Projektionslinie erfolgt, sodass die Koordinaten der Referenzpunkte, die ursprünglich in einem Bauteilkoordinatensystem oder Flugzeugkoordinatensystem zur Verfügung standen, über die Abstandsbestimmung jetzt auch in Bezug auf ein Baukoordinatensystem oder Bauplatzkoordinatensystem zur Verfügung stehen. Dies folgt aus der Tatsache, dass die Projektionseinrichtungen und somit auch die von diesen Projektionseinrichtungen auf die Segmente projizierten Linien auf das Bauplatzkoordinatensystem bezogen sind. Wird der Abstand der Referenzpunkte zu diesen projizierten Linien bestimmt, kann die räumliche Anordnung der an den Segmenten angebrachten Referenzpunkte in Bezug auf das Bauplatzkoordinatensystem bestimmt werden. Das Messen der Abstände mag mit einer Messeinrichtung, insbesondere einer optischen Messeinrichtung, durchgeführt werden, wie beispielsweise einer Kamera. Es sind aber auch andere Messeinrichtungen oder Erfassungssysteme zum Messen der Abstände möglich. Es können mehrere Messeinrichtungen am Bauplatz installiert sein, so dass für jeden Referenzpunkt eine jeweils diesem Referenzpunkt zugeordnete Messeinrichtung vorgesehen ist, die den Abstand zwischen der Projektionslinie und dem Referenzpunkt misst. Die Messeinrichtungen sind bauplatzseitig installiert, wodurch die Messeinrichtungen auf das Bauplatzkoordinatensystem bezogen sind. In einem Beispiel wird die absolute Position des Erfassungssystems oder der Messeinrichtung so gewählt, dass die Projektionslinie und der zugehörige Referenzpunkt erfasst werden können. Beim Positionieren der Projektionseinrichtungen ist im Vergleich zum Positionieren des Erfassungssystems eine höhere Genauigkeit anzuwenden.
• Das Verfahren sieht ferner das Bestimmen einer ersten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und einer zweiten Best-Fit-Ebene des ersten Segments vor. Ferner wird eine erste Best-Fit-Ebene des zweiten Segments und eine zweite Best-Fit-Ebene des zweiten Segments bestimmt. Bei einer Best-Fit-Ebene mag es sich um eine theoretische Ebene oder Hilfsebene handeln, die möglichst gut die Ebene bezogen auf das Bauplatzkoordinatensystem oder das Baukoordinatensystem darstellt, auf der die Messwerte der Referenzpunkte liegen. Die Best-Fit-Ebenen sollen die Lage der Ebenen im Bauplatzkoordinatensystem nachbilden, auf denen die Referenzpunkte einer Gruppe liegen. Aufgrund von Verzerrungen und Torsionen mögen jedoch Gruppen von Referenzpunkten, die in einem Flugzeugkoordinatensystem, welches bei der Konstruktion verwendet wurde, auf einer Linie und/oder Ebene liegen, bei der Zusammensetzung der Segmente nicht mehr auf einer Linie und/oder Ebene liegen. Daher mag eine theoretische Ebene genutzt werden, die möglichst gut die Linie und/oder Ebene darstellt, auf der die gemessenen Referenzpunkte einer Gruppe liegen. Diese theoretische Ebene mag die Best-Fit-Ebene sein.
• Zur Konstruktion der Best-Fit-Ebene wird die jeweils einer Gruppe von Referenzpunkten zugeordnete Projektionslinie genutzt, von der angenommen wird, dass sie im Bauplatzkoordinatensystem auf einer gemeinsamen Ebene für beide Segmente liegt. Das Bilden der Best-Fit-Ebenen mag das Erkennen der Gruppen von Referenzpunkten im Bauplatzkoordinatensystem aufweisen. Die Best-Fit-Ebenen können durch ein beliebiges mathematisches Verfahren bestimmt werden. Beispielsweise erfolgt eine Regression beim Bestimmen der Best-Fit-Ebenen an die zugehörigen Referenzpunkte, insbesondere an die Messwerte der Referenzpunkte oder die gemessenen Koordinaten der Referenzpunkte. Die Qualität, wie gut eine Best-Fit-Ebene die Ebene nachbildet, auf der die Messwerte der Referenzpunkte liegen, mag von dem eingesetzten mathematischen Verfahren abhängen. Durch die Best-Fit-Ebene können Positionierungsungenauigkeiten bezüglich der Referenzpunkte ausgemittelt werden, wodurch eine theoretische oder virtuelle Referenzebene innerhalb der Flugzeugrumpfsektion geschaffen wird. Ausmitteln bedeutet dabei, dass ein Ausgleich zwischen negativen und positiven Abweichungen der Abstände der Referenzpunkte oder Markierungen zu den Best-Fit-Ebenen erreicht wird. Dieses Ausmitteln ist erforderlich, da die FD-Marken aufgrund von Ungenauigkeiten nicht immer die gleiche z-Koordinate besitzen, so dass die FD-Marken nicht in einer Ebene liegen.
• Alternativ oder ergänzend zu den Best-Fit-Ebenen kann das Verfahren ferner das Bestimmen einer ersten Best-Fit-Linie des ersten Segments und einer zweiten Best-Fit-Linie des ersten Segments vorsehen, wobei für die Best-Fit-Linien in analoger Weise die Eigenschaften der Best-Fit-Ebenen gelten und umgekehrt. Ferner kann eine erste Best-Fit-Linie des zweiten Segments und eine zweite Best-Fit-Linie des zweiten Segments bestimmt werden. Bei einer Best-Fit-Linie mag es sich um eine Linie handeln, die möglichst gut diejenige Linie bezogen auf das Bauplatzkoordinatensystem das Baukoordinatensystem darstellt, auf der die Messwerte der Referenzpunkte liegen. Aus einer Best-Fit-Linie kann in einem Beispiel eine Best-Fit-Ebene bestimmt werden und umgekehrt. Die Best-Fit-Linien sollen die Lage derjenigen Linien im Bauplatzkoordinatensystem nachbilden, auf denen die Referenzpunkte einer Gruppe liegen. Aufgrund von Verzerrungen und Torsionen mögen jedoch Gruppen von Referenzpunkten, die in einem Flugzeugkoordinatensystem, welches bei der Konstruktion verwendet wurde, auf einer Linie liegen, bei der Zusammensetzung der Segmente nicht mehr auf einer Linie liegen. Daher mag es möglich sein mit einer theoretischen Linie zu arbeiten, die möglichst gut diejenige Linie darstellt, auf der die gemessenen Referenzpunkte einer Gruppe liegen. Diese theoretische Linie mag die Best-Fit-Linie sein. Zur Konstruktion der Best-Fit-Linie wird die jeweils einer Gruppe von Referenzpunkten zugeordnete Projektionslinie genutzt, von der angenommen wird, dass sie im Bauplatzkoordinatensystem auf einer gemeinsamen Ebene für beide Segmente liegt. Das Bilden der Best-Fit-Linien mag das Erkennen der Gruppen von Referenzpunkten im Bauplatzkoordinatensystem aufweisen. Die Best-Fit-Linien können durch ein beliebiges mathematisches Verfahren bestimmt werden. Beispielsweise erfolgt eine Regression beim Bestimmen der Best-Fit-Linien an die zugehörigen Referenzpunkte, insbesondere an die Messwerte der Referenzpunkte oder die gemessenen Koordinaten der Referenzpunkte. Die Best-Fit-Linie mag in diesem Fall eine Regressionsgerade oder Regressionslinie für die gemessenen Punkte sein. Die Qualität, wie gut eine Best-Fit-Linie die Linie nachbildet, auf der die Messwerte der Referenzpunkte liegen, mag von dem eingesetzten mathematischen Verfahren abhängen.
• Eine Best-Fit-Ebene mag eine virtuelle Bezugsebene im Raum sein, die die Ausrichtung eines Segments beschreibt. Die erste Best-Fit-Ebene des ersten Segments mag auf Grundlage der ermittelten Koordinaten der Referenzpunkte der ersten Gruppe bestimmt werden. Für das Bestimmen der Best-Fit-Ebene mag eine Auswerteeinrichtung und/oder eine Recheneinrichtung vorgesehen sein, die die Koordinaten der Referenzpunkte auswertet und als Ausgangsbasis für die Bestimmung der Best-Fit-Ebenen verwendet. In analoger Weise mag die erste Best-Fit-Ebene des zweiten Segments auf Grundlage der ermittelten Koordinaten der Referenzpunkte der dritten Gruppe bestimmt werden. Die zweite Best-Fit-Ebene des ersten Segments mag auf Grundlage der ermittelten Koordinaten der Referenzpunkte der zweiten Gruppe bestimmt werden. In analoger Weise mag die zweite Best-Fit-Ebene des zweiten Segments auf Grundlage der ermittelten Koordinaten der Referenzpunkte der vierten Gruppe bestimmt werden. Die zweiten Best-Fit-Ebenen können dabei um einen bestimmten Winkel um die Längsachse der Segmente gegenüber den ersten Best-Fit-Ebenen gedreht sein. Insbesondere können zweite Best-Fit-Ebenen bestimmt werden, die senkrecht auf den ersten Best-Fit-Ebenen stehen. Es können weitere Best-Fit-Ebenen auf Grundlage weiterer Gruppen von Referenzpunkten bestimmt werden, die an den Segmenten angebracht sind. Beispielsweise kann eine weitere Best-Fit-Ebene des ersten Segments bestimmt werden, die unter einem bestimmten Winkel zur ersten und zur zweiten Best-Fit-Ebene des ersten Segments geneigt ist. In analoger Weise kann auch eine weitere Best-Fit-Ebene des zweiten Segments bestimmt werden, die unter einem bestimmten Winkel zur ersten und zur zweiten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments geneigt. Eine Best-Fit-Ebene kann sich auch zugleich auf gegenüberliegende Gruppen beziehen, z. B. Gruppen auf der rechten Seite und linken Seite eines Segments. Diese weiteren Best-Fit-Ebenen sind beispielsweise virtuelle Bezugsebenen, die um die Segmentlängsachsen gegenüber den ersten und zweiten Best-Fit-Ebenen gedreht sind. Die Best-Fit-Ebenen repräsentieren somit die aktuelle Ausrichtung der jeweiligen Segmente. Dadurch, dass die Best-Fit-Ebenen in Bezug auf das Bauplatzkoordinatensystem berechnet wurden, ist z. B. auch die Ausrichtung der Segmente bezüglich des Bauplatzkoordinatensystems bekannt.
• Eine Best-Fit-Linie mag eine virtuelle Bezugslinie im Raum sein, die die Ausrichtung eines Segments beschreibt. Die erste Best-Fit-Linie des ersten Segments mag auf Grundlage der ermittelten Koordinaten der Referenzpunkte der ersten Gruppe bestimmt werden. Für das Bestimmen der Best-Fit-Linie mag eine Auswerteeinrichtung und/oder eine Recheneinrichtung vorgesehen sein, die die Koordinaten der Referenzpunkte auswertet und als Ausgangsbasis für die Bestimmung der Best-Fit-Linien verwendet. In analoger Weise mag die erste Best-Fit-Linie des zweiten Segments auf Grundlage der ermittelten Koordinaten der Referenzpunkte der dritten Gruppe bestimmt werden. Die zweite Best-Fit-Linie des ersten Segments mag auf Grundlage der ermittelten Koordinaten der Referenzpunkte der zweiten Gruppe bestimmt werden. In analoger Weise mag die zweite Best-Fit-Linie des zweiten Segments auf Grundlage der ermittelten Koordinaten der Referenzpunkte der vierten Gruppe bestimmt werden. Es können weitere Best-Fit-Linien auf Grundlage weiterer Gruppen von Referenzpunkten bestimmt werden, die an den Segmenten angebracht sind. Beispielsweise kann eine dritte Best-Fit-Linie des ersten Segments anhand einer fünften Gruppe von Referenzpunkten bestimmt werden. Eine dritte Best-Fit-Linie des zweiten Segments kann anhand einer sechsten Gruppe von Referenzpunkten bestimmt werden. Die Best-Fit-Linien repräsentieren die aktuelle Ausrichtung der jeweiligen Segmente. Dadurch, dass die Best-Fit-Linien in Bezug auf das Bauplatzkoordinatensystem berechnet wurden, ist z. B. auch die Ausrichtung der Segmente bezüglich des Bauplatzkoordinatensystems bekannt.
• Nachdem sie festgelegt ist mag eine Best-Fit-Ebene und/oder eine Best-Fit-Linie mit dem zugehörigen Segment verknüpft sein und zur Ausrichtung genutzt werden, wobei Verformungen der Segmente im Wesentlichen ausgeglichen werden.
• Das Verfahren sieht weiter vor, dass die erste Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die erste Best-Fit-Ebene des zweiten Segments an der ersten Projektionslinie ausgerichtet wird. Weiterhin wird die zweite Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Ebene des zweiten Segments an der zweiten Projektionslinie ausgerichtet. Die Best-Fit-Ebenen werden beim Ausrichten derart in ihrer Lage verändert, dass sie einen möglichst geringen Abstand zu den Projektionslinien aufweisen. Da sich durch das Ausrichten der Best-Fit-Ebenen an den segmentübergreifenden Projektionslinien die Segmente mit den Best-Fit-Ebenen bewegen, kann durch das Ausrichten ein Nivellieren der Rumpfteile erreicht werden.
• Entsprechend kann das Verfahren vorsehen, dass die erste Best-Fit-Linie des ersten Segments und die erste Best-Fit-Linie des zweiten Segments an der ersten Projektionslinie ausgerichtet werden kann. Weiterhin kann die zweite Best-Fit-Linie des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Linie des zweiten Segments an der zweiten Projektionslinie ausgerichtet werden. Die Best-Fit-Linien werden beim Ausrichten derart in ihrer Lage verändert, dass sie einen möglichst geringen Abstand zu den Projektionslinien aufweisen. Durch das Ausrichten der Best-Fit-Linien an den segmentübergreifenden Projektionslinien kann ein Nivellieren der Rumpfteile erreicht werden.
• Das Nivellieren oder Ausrichten wird beispielswiese mit Positioniereinrichtungen durchgeführt, auf denen die Segmente für den Ausrichtprozess gelagert sind, wodurch das Ausrichten im Wesentlichen automatisiert werden kann. Bei den Positioniereinrichtungen kann es sich um Hebe- oder Tragvorrichtungen handeln, auf die die Segmente aufgebockt sind. Eine Positioniereinrichtung kann aus mehreren tragenden Türmen bestehen, die unabhängig voneinander bewegt und/oder verstellt werden können. Das Verstellen kann derart erfolgen, dass die jeweiligen Segmente in alle Richtungen bewegt und um alle Achsen gedreht werden können.
• Ein Flugzeugkoordinatensystem mag ein Koordinatensystem sein, das bei der Konstruktion eines Flugzeugs verwendet wird und auf das die Bauteile eines Flugzeugs, wie beispielsweise eine Sitzschiene, ein Fußboden, ein Monument, ein Flügel oder ein Leitwerk bei der Planung eines Flugzeugs segmentübergreifend bezogen sind. Zur Montage eines Flugzeugs mögen einzelne Segmente gefertigt werden, die in einer Montagehalle zusammengesetzt werden. Bei der Zusammensetzung der Segmente steht lediglich ein Bauplatzkoordinatensystem zur Orientierung zur Verfügung. Es mag als eine Idee der Erfindung angesehen werden, Bauteile, die auf das Flugzeugkoordinatensystem bezogen sind, gegenseitig zueinander auszurichten. Beim Ausrichten werden beispielsweise Aktuatoren, Positioniereinrichtungen oder Türme genutzt, die auf ein Bauplatzkoordinatensystem bezogen sind. So mag es beim Zusammensetzen von Rumpfteilen eines Flugzeugs darauf ankommen, dass der Fußboden, der eine Ebene innerhalb des zylindrischen Rumpfes darstellt, durchgängig maßhaltig ist, wenn die Rumpfteile zusammengesetzt werden. Zum Einhalten der Maßhaltigkeit werden Markierungen oder Referenzpunkte verwendet, die auf ein Flugzeugkoordinatensystem bezogen sind. Durch den Einsatz von Laserstrahlen, die von Laserprojektoren stammen und mit dem Bauplatzkoordinatensystem verknüpft sind, wird ein Bezug zwischen dem Flugzeugkoordinatensystem und dem Bauplatzkoordinatensystem hergestellt. Um Verwindungen möglichst gut beim Zusammenfügen der Rumpfteile ausgleichen zu können, werden Best-Fit-Linien und/oder Best-Fit-Ebenen aus möglichst weit auseinander liegenden Referenzmarken gebildet, die die Lage der von den Referenzpunkten gebildeten Ebenen in dem Bauplatzkoordinaten darstellen sollen. Die Referenzpunkte sind in einem Flugzeug generell vorhanden, beispielsweise um Vermessungen der Flugzeuggeometrie nach harten Landungen durchführen zu können, um zu überprüfen, dass es zu keinen Verformungen der Flugzeuggeometrie infolge mechanischer Belastungen gekommen ist. Für die Wahl der Best-Fit-Linien und/oder Best-Fit-Ebenen werden Markierungen genutzt, die über die gesamte Flugzeuglänge auf einer Linie liegen und/oder in einer Ebene liegen. Da ein einziger Laser für das Projizieren der Linien auf beide Rumpfteile genutzt wird, wird eine Beziehung zwischen den einzelnen Segmenten oder Rumpfteilen hergestellt anhand der die Best-Fit-Linien und/oder Best-Fit-Ebenen ausgerichtet werden. Die Best-Fit-Linien und/oder Best-Fit-Ebenen repräsentieren dann die aktuelle Ausrichtung der jeweiligen Rumpfteile. Bei der Ausrichtung der Rumpfteile werden die Best-Fit-Linien und/oder Best-Fit-Ebenen der jeweiligen Segmente in Kongruenz gebracht, so dass diese anschließend zusammengebaut werden können. Da die Segmente mit den Best-Fit-Linien und/oder Best-Fit-Ebenen in Verbindung stehen, werden durch das Ausrichten der Best-Fit-Linien und/oder Best-Fit-Ebenen der Segmente zueinander auch die Segmente selbst zueinander ausgerichtet.
• In anderen Worten mag das beschriebene Verfahren und/oder die beschriebene Vorrichtung vorsehen, dass auf den einzelnen Segmenten Gruppen von Referenzpunkten, die in einem Flugzeugkoordinatensystem auf einer gemeinsamen segmentübergreifenden Ebene liegen, in einem Bauplatzkoordinatensystem wiedergefunden werden, durch Best-Fit-Linien und/oder Best-Fit-Ebenen angenähert werden und dass die Segmente ausgerichtet werden, in dem die Best-Fit-Linien und/oder Best-Fit-Ebenen in eine definierte Lage zueinander gebracht werden.
• Das Verfahren kann überall eingesetzt werden, wo es auf die Zuordnung von Bauelementen innerhalb zweier Segmente ankommt, die auf ein gemeinsames Koordinatensystem bezogen sind. Insbesondere mag das Verfahren für das Zusammensetzen von rotationssymmetrischen Segmenten mit segmentübergreifenden Bauteilen, wie einem segmentübergreifenden Fußboden, einsetzbar sein, bei denen es sowohl auf die Ausrichtung der rotationssymmetrischen Segmente als auch der Bauteile ankommt, die sich im Inneren der Segmente befinden mögen und die daher nicht einfach mit optischen Verfahren ausgerichtet werden können.
• Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung mag das Verfahren zum Ausrichten von Segmenten zueinander das Projizieren einer weiteren Projektionslinie auf das erste Segment und das zweite Segment mit einer weiteren Projektionseinrichtung aufweisen. Das mag bedeuten, dass die weitere Projektionslinie auf den Segmenten erzeugt wird, beispielsweise auf einer anderen Seite des Segments. Das Vorsehen einer weiteren Projektionslinie mag die Genauigkeit des Ausrichten eines Segment erhöhen. Beispielsweise mag die weitere Projektionslinie auf der selben Ebene wie die erste Projektionslinie liegen und für eine entsprechende Gruppe von Punkten vorgesehen sein.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Projektionslinien auf die Oberflächen der Segmente projiziert, wobei die Projektionslinien auf ein Bauplatzkoordinatensystem bezogen sind.
• Die Projektionslinien werden beispielsweise durch Laserstrahlen erzeugt, die auf die Oberfläche der Segmente projiziert werden. Ein Laserstrahl mag eine sehr genaue Projektionslinie erzeugen, die in einer Ebene liegen mag, die von der Ablenkrichtung und der Ausbreitungsrichtung ausgehend von der Laserquelle beschrieben werden mag. Für das Erzeugen der Projektionslinien können am Bauplatz eine einzige, zumindest zwei oder mehrere Projektionseinrichtungen vorgesehen sein, die aus einer beliebigen Richtung Projektionslinien auf die Segmente projizieren können. Beispielsweise sind die Projektionseirichtungen auf ein Bauplatzkoordinatensystem bezogen, um die Abstände bestimmter an den Segmenten angebrachter Referenzpunkte oder Markierungen zu den Projektionslinien auf das Bauplatzkoordinatensystem bestimmen zu können. Durch die projizierten Linien und das Messen der Abstände kann die räumliche Anordnung der Referenzpunkte, die ursprünglich nur auf das Bauteilkoordinatensystem oder Segmentkoordinatensystem bekannt war, in Bezug auf ein Bauplatzkoordinatensystem ermittelt werden, das in einem Beispiel ortsfest ist. Das Bauplatzkoordinatensystem mag beispielsweise ein festes Koordinatensystem in einer Montagehalle sein, in der die Segmente zueinander ausgerichtet und/oder zusammengebaut werden.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Referenzpunkte auf ein Flugzeugkoordinatensystem bezogen.
• Die Referenzpunkte sind an den zueinander auszurichtenden Segmenten angebracht. Werden beispielsweise Flugzeugrumpfteile oder Flugzeugrumpfsegmente mit Markierungen versehen, dann sind diese in der Regel auf ein Flugzeugkoordinatensystem bezogen, welches bei der Planung des Flugzeugs eingesetzt werden mag. Dabei sind bestimmte, als FD-Marken bezeichnete Referenzpunkte im Wesentlichen parallel zur Flugzeuglängsachse an den Flugzeugrumpfsegmenten angeordnet. Die Längsachse mag in einem Beispiel die x-Achse des Flugzeugkoordinatensystems bezeichnen. Das Flugzeugkoordinatensystem mag seinen Ursprung in einer Flugrichtung vor dem Cockpit des Flugzeugs haben. Die y-Achse mag die Richtung der Flügel bezeichnen, die z-Achse mag die Richtung des Seitenleitwerks bezeichnen. Die Position der Markierungen relativ zueinander kann sich beispielsweise bei Verzug in den Segmenten ändern, wenn beispielsweise mechanische oder thermische Belastungen auf das Segment während des Montagevorgangs einwirken. Sowohl die FD-Punkte als auch die NSA-Punkte sind Referenzpunkte, die im Wesentlichen parallel zur Flugzeuglängsachse an den Flugzeugrumpfsegmenten angeordnet sind. Beispielsweise sind die Referenzpunkte an der Oberfläche der Segmente angebracht, insbesondere an der Außenhaut der Flugzeugrumpfsegmente, wobei die Segmente eine schalenförmige Struktur aufweisen. Es sei angemerkt, dass jedem Referenzpunkt eine Messeinrichtung zugeordnet werden kann, die den Abstand zwischen dem Referenzpunkt und einer Projektionslinie durch Fällen eines Lotes auf die Projektionslinie bestimmen kann.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt das Messen der Abstände durch ein optisches Verfahren.
• In einem Beispiel sind Kameras am Bauplatz installiert, die jeweils einem Referenzpunkt zugeordnet sind, dessen Abstand zu einer Projektionslinie bestimmt werden soll. Die Kameras senden die abgefilmten Bilder an eine Auswerteeinrichtung, z. B. an eine Bilderfassungssoftware. Die Auswerteeinrichtung mag eingerichtet sein, einen Abstand zwischen einem Referenzpunkt und der jeweiligen Projektionslinie zu bestimmen. Außer einer Kamera sind aber auch andere Erfassungssysteme und/oder Messverfahren möglich, mit denen der Abstand bestimmt werden kann.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt die Messung der Abstände und/oder das Ausrichten in Bezug auf das Bauplatzkoordinatensystem.
• Durch den Bezug auf das Bauplatzkoordinatensystem mögen sämtliche Abstände in Bezug auf dasselbe Koordinatensystem bekannt sein. In der Folge können auch die Koordinaten oder die räumliche Anordnung der Referenzpunkte in Bezug auf das Bauplatzkoordinatensystem bestimmt werden. Eine Ausrichtung der Segmente zueinander kann dementsprechend nach Bestimmung der Best-Fit-Linien und/oder Best-Fit-Ebenen, deren Lage ebenfalls in Bezug auf das Bauplatzkoordinatensystem bekannt ist, mit einer hohen Genauigkeit durchgeführt werden. Das mag bedeuten, dass die Ausrichtung in Bezug auf das Bauplatzkoordinatensystem genutzt werden kann, so dass die auszurichtenden Segmente auf das selbe Koordinatensystem bezogen sind. Da somit nicht mit absoluten Punkten im Raum gearbeitet wird, können Abweichungen der Referenzpunkte von ihren Sollpositionen auf den Segmenten vernachlässigt werden.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sieht das Verfahren weiter vor, dass die Segmente derart ausgerichtet werden, dass die erste Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die erste Best-Fit-Ebene des zweiten Segments kongruent sind oder dass der senkrechte Abstand der ersten Best-Fit-Ebene des ersten Segments zu der ersten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments eingestellt wird. Dabei mag das Einstellen des senkrechten Abstandes bedeuten, dass ein Abstand in einer z-Achse des Bauplatzkoordinatensystems, also senkrecht zu einem Hallenboden, minimiert wird, wobei die Best-Fit-Ebenen parallel zueinander ausgerichtet sind.
• Durch Einstellen eines senkrechten Abstandes der ersten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und der ersten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments können zwei Rotationsfreiheitsgrade und ein Translationsfreiheitsgrad bezüglich einer Relativbewegung der Segmente zueinander eingeschränkt werden.
• Ferner kann eine zweite Best-Fit-Ebene des ersten Segments und eine zweite Best-Fit-Ebene des zweiten Segments bestimmt werden, die jeweils um die Längsachse des ersten bzw. zweiten Segments in einem bestimmten Winkel gegenüber den ersten Best-Fit-Ebenen geneigt sind, z. B. in einem rechten Winkel. Die Segmente können nun so ausgerichtet werden, dass die zweite Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Ebene des zweiten Segments kongruent sind oder dass der senkrechte Abstand der zweiten Best-Fit-Ebene des ersten Segments zu der zweiten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments eingestellt wird. Damit kann ein weiterer Translationsfreiheitsgrad und ein weiterer Rotationsfreiheitsgrad bezüglich einer Relativbewegung der Segmente zueinander eingeschränkt werden, wodurch nur noch eine Verschiebung der Segmente in deren Längsrichtung möglich ist. Durch die Einstellung des senkrechten Abstandes der ersten Best-Fit-Ebenen und der zweiten Best-Fit-Ebenen kann also eine exakte Ausrichtung der Segmente für einen darauffolgenden Fügeprozess erreicht werden. Eine Kongruenz der ersten Best-Fit-Ebenen wird erreicht, wenn der senkrechte Abstand zwischen diesen gleich null ist. Analog wird eine Kongruenz zwischen den zweiten Best-Fit-Ebenen erreicht, wenn der senkrechte Abstand zwischen diesen gleich null ist.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Verfahren vorsehen, dass alternativ oder ergänzend zu den Best-Fit-Ebenen Best-Fit-Linien genutzt werden. So mag das Verfahren vorsehen, dass die Segmente derart ausgerichtet werden, dass die erste Best-Fit-Linie des ersten Segments und die erste Best-Fit-Linie des zweiten Segments kongruent sind oder dass der senkrechte Abstand der ersten Best-Fit-Linie des ersten Segments zu der ersten Best-Fit-Linie des zweiten Segments eingestellt wird. Dabei mag das Einstellen des senkrechten Abstandes bedeuten, dass ein Abstand in einer z-Achse des Bauplatzkoordinatensystems, also senkrecht zu einem Hallenboden, minimiert wird, wobei die Best-Fit-Linien parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Segmente können ferner so ausgerichtet werden, dass die zweite Best-Fit-Linie des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Linie des zweiten Segments kongruent sind oder dass der senkrechte Abstand der zweiten Best-Fit-Linie des ersten Segments zu der zweiten Best-Fit-Linie des zweiten Segments eingestellt wird. Damit können die Freiheitsgrade derart eingeschränkt werden, dass nur noch eine Verschiebung der Segmente in deren Längsrichtung möglich ist. Durch die Einstellung des senkrechten Abstandes der ersten Best-Fit-Linien und der zweiten Best-Fit-Linien kann also ebenfalls eine exakte Ausrichtung der Segmente für einen darauffolgenden Fügeprozess erreicht werden. Eine Kongruenz der ersten Best-Fit-Linien wird erreicht, wenn der senkrechte Abstand zwischen diesen gleich null ist. Analog wird eine Kongruenz zwischen den zweiten Best-Fit-Linien erreicht, wenn der senkrechte Abstand zwischen diesen gleich null ist.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sieht das Verfahren weiter vor, dass das erste Segment mit dem zweiten Segment zusammengesetzt, zusammengebaut oder zusammengefügt werden kann, wobei die Ausrichtung der Segmente zueinander während des Zusammenfügens beibehalten wird. Die Ausrichtung der Segmente zueinander mag durch die Kongruenz der ersten Best-Fit-Linie und/oder der ersten Best-Fit-Ebene des ersten Segments mit der ersten Best-Fit-Linie und/oder der ersten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments sowie durch die Kongruenz der der zweiten Best-Fit-Linie und/oder der zweiten Best-Fit-Ebene des ersten Segments mit der zweiten Best-Fit-Linie und/oder Best-Fit-Ebene des zweiten Segments vorgegeben sein. Dabei können die zweiten Best-Fit-Ebenen eines jeden Segments jeweils um die Längsachse der Segmente zu den ersten Best-Fit-Ebenen geneigt ausgerichtet sein. Beispielsweise beträgt diese Neigung 90 Grad.
• Eine Best-Fit-Linie und eine Best-Fit-Ebene mag gleichartig genutzt werden, so dass das, was für eine Best-Fit-Ebene beschrieben ist entsprechend auch für eine Best-Fit-Linie gelten mag und umgekehrt.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Verfahren zum Ausrichten von Segmenten zueinander das Ausrichten der ersten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und der ersten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments derart auf, dass die erste Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die erste Best-Fit-Ebene des zweiten Segments kongruent sind und/oder das Ausrichten der zweiten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und der zweiten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments derart, dass die zweite Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Ebene des zweiten Segments kongruent sind.
• Beim Ausrichten kann auch eine Einstellung eines bestimmten senkrechten Abstandes zwischen der ersten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und der ersten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments oder zwischen der zweiten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und der zweiten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments vorgenommen werden. Die Best-Fit-Ebenen mögen virtuelle oder theoretische Bezugsebenen sein, die die Ausrichtung der Segmente repräsentieren. Wenn diese virtuellen Bezugsebenen bestimmt worden sind, werden sie als mit den jeweiligen Segmenten fest verankert angenommen, so dass, wenn die Segmente bewegt werden, sich die Bezugsebenen in gleichem Maße bewegen und umgekehrt.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Verfahren zum Ausrichten von Segmenten zueinander das Ausrichten der ersten Best-Fit-Linie des ersten Segments und der ersten Best-Fit-Linie des zweiten Segments derart auf, dass die erste Best-Fit-Linie des ersten Segments und die erste Best-Fit-Linie des zweiten Segments kongruent sind und/oder das Ausrichten der zweiten Best-Fit-Linie des ersten Segments und der zweiten Best-Fit-Linie des zweiten Segments derart, dass die zweite Best-Fit-Linie des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Linie des zweiten Segments kongruent sind.
• Beim Ausrichten kann auch eine Einstellung eines bestimmten senkrechten Abstandes zwischen der ersten Best-Fit-Linie des ersten Segments und der ersten Best-Fit-Linie des zweiten Segments oder zwischen der zweiten Best-Fit-Linie des ersten Segments und der zweiten Best-Fit-Linie des zweiten Segments vorgenommen werden. Die Best-Fit-Linien mögen virtuelle oder theoretische Bezugslinien sein, die die Ausrichtung der Segmente repräsentieren. Wenn diese virtuellen Bezugslinien bestimmt worden sind, werden sie als mit den jeweiligen Segmenten fest verankert angenommen, so dass, wenn die Segmente bewegt werden, sich die Bezugslinien in gleichem Maße bewegen und umgekehrt.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Verfahren zum Ausrichten von Segmenten zueinander das Ausrichten der ersten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und der ersten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments derart auf, dass die erste Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die erste Best-Fit-Ebene des zweiten Segments einen minimalen Abstand zur ersten Projektionslinie aufweisen und/oder das Ausrichten der zweiten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und der zweiten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments derart, dass die zweite Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Ebene des zweiten Segments einen minimalen Abstand zur zweiten Projektionslinie aufweisen. Auch bei diesem Ausrichten erfassen beispielsweise Kameras den Abstand zwischen den Projektionslinien und den Best-Fit-Ebenen. Das Nivellieren der Sektionen kann durch das Ausrichten der theoretischen Best-Fit-Ebenen zu den projizierten Laserstrahlen bzw. zu den Projektionslinien erfolgen. Dabei werden die jeweiligen Referenzpunkte zum Laserstrahl ausgerichtet, wobei die Best-Fit-Ebenen eine definierte Position zu den Referenzpunkten aufweisen und daher auf die Position des Referenzpunktes in Relation zur Projektionslinie für ein Nivellieren geschlossen werden kann. Ist beispielsweise die Lage eines Referenzpunktes bekannt, kann auf die Lage der Best-Fit-Ebene geschlossen werden. Gleiches gilt analog für eine Best-Fit-Linie
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Verfahren zum Ausrichten von Segmenten zueinander das Ausrichten der ersten Best-Fit-Linie des ersten Segments und der ersten Best-Fit-Linie des zweiten Segments derart auf, dass die erste Best-Fit-Linie des ersten Segments und die erste Best-Fit-Linie des zweiten Segments einen minimalen Abstand zur ersten Projektionslinie aufweisen und/oder das Ausrichten der zweiten Best-Fit-Linie des ersten Segments und der zweiten Best-Fit-Linie des zweiten Segments derart, dass die zweite Best-Fit-Linie des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Linie des zweiten Segments einen minimalen Abstand zur zweiten Projektionslinie aufweisen. Auch bei diesem Ausrichten erfassen beispielsweise Kameras den Abstand zwischen den Projektionslinien und den Best-Fit-Linien.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die beiden Segmente bzw. Rumpfteile eine Bodenplatte auf. Insbesondere kann es sich bei den Segmenten um Flugzeugrumpfteile mit einer Bodenplatte handeln. Die Bodenplatten der beiden Segmente können nach der Ausrichtung der Segmente zueinander zusammengefügt werden. Dabei liegen die Bodenplatten, die fest mit den jeweiligen Segmenten verbunden sind, nach der Ausrichtung der Segmente zueinander und insbesondere nach dem Zusammenbau in Flucht, sodass linienförmige Elemente über beide Bodenplatten hinweg an den Bodenplatten befestigt werden können. Dies sind beispielsweise Schienen für eine Passagiersitzkonfiguration. Die Ebene, auf der die Bodenplatte liegt, mag parallel zu einer der Ebenen und/oder Linien liegen, die aus den Referenzpunkten gebildet werden mag.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein computerlesbares Speichermedium mit einem Programmcode beschrieben, der, wenn er auf einem Prozessor ausgeführt wird, das Verfahren zum Ausrichten von Segmenten nach einem der vorangehenden Ansprüche ausführt. Ein solcher Prozessor ist z. B. in einer Auswerteeinrichtung installiert. Der Prozessor kann mit den Projektionseinrichtungen, mit den Messeinrichtungen, mit den Auswerteeinrichtungen und/oder mit den Positioniereinrichtungen verbunden sein und diese Einrichtungen ansteuern. Zudem kann das Setzen von Referenzpunkten bzw. Markierungen auch nach vorgebbaren Kriterien durchgeführt werden. Zur Durchführung der Auswahl der Referenzpunkte mag das Verfahren entsprechend ausgebildet sein.
• Ein computerlesbares Speichermedium mag eine Floppy Disk, eine Festplatte, ein USB (Universal Serial Bus) Speichermedium, ein RAM (Random-Access Memory), ein ROM (Read-Only Memory) oder ein EEPROM (electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) sein. Als computerlesbares Speichermedium kann auch ein Kommunikationsnetzwerk, wie das Internet, angesehen werden, welches das Aufspielen oder Herunterladen von Programmcode ermöglichen mag.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ausrichten von Segmenten zueinander beschrieben. Diese Vorrichtung weist eine erste Projektionseinrichtung, eine zweite Projektionseinrichtung, eine Messeinrichtung, eine Auswerteeinrichtung und eine Positioniereinrichtung auf.
• Beispielsweise ist die Vorrichtung zum Ausrichten von einem ersten Segment und einem zweiten Segment zueinander eingerichtet. Das erste Segment weist eine erste und eine zweite Gruppe von Referenzpunkten auf. Das zweite Segment weist eine dritte Gruppe und eine vierte Gruppe von Referenzpunkten auf. Die Referenzpunkte der ersten Gruppe und der dritten Gruppe liegen im Wesentlichen auf einer ersten gemeinsamen Linie, die parallel zu einer Längsachse des ersten und zweiten Segments verläuft. Die Referenzpunkte der zweiten und vierten Gruppe liegen im Wesentlichen auf einer zweiten gemeinsamen Linie, die parallel zu einer Längsachse des ersten und zweiten Segments verläuft.
• Die erste Projektionseinrichtung ist dazu ausgeführt, eine erste Projektionslinie auf das erste und zweite Segment zu projizieren, wobei die zweite Projektionseinrichtung dazu ausgeführt ist, eine zweite Projektionslinie auf das erste und zweite Segment zu projizieren. Die Projektionseinrichtungen sind z. B. Laserprojektoren oder andere Lichtquellen. Die erste Projektionslinie steht mit der ersten gemeinsamen Linie in Verbindung und die zweite Projektionslinie steht mit der zweiten gemeinsamen Linie in Verbindung.
• Die Messeinrichtung ist ausgeführt, die Abstände zwischen jedem der Referenzpunkte der ersten Gruppe zu der ersten Projektionslinie und jedem der Referenzpunkte der dritten Gruppe zu der ersten Projektionslinie durch Fällen eines Lotes auf die erste Projektionslinie zu messen. Die Messeinrichtung ist weiter ausgeführt, die Abstände zwischen jedem der Referenzpunkte der zweiten Gruppe zu der zweiten Projektionslinie und jedem der Referenzpunkte der vierten Gruppe zu der zweiten Projektionslinie durch Fällen eines Lotes auf die zweite Projektionslinie zu messen. Zur Abstandsmessung können mehrere Messeinrichtungen vorgesehen sein. Ferner ist die Auswerteeinrichtung ausgeführt, eine erste Best-Fit-Linie und/oder eine erste Best-Fit-Ebene des ersten Segments und eine zweite Best-Fit-Linie und/oder eine zweite Best-Fit-Ebene des ersten Segments zu bestimmen, wobei die Auswerteeinrichtung weiter ausgeführt ist, eine erste Best-Fit-Linie und/oder eine erste Best-Fit-Ebene des zweiten Segments und eine zweite Best-Fit-Linie und/oder eine zweite Best-Fit-Ebene des zweiten Segments zu bestimmen.
• Die Auswerteeinheit verfügt beispielsweise über eine Recheneinheit oder einen Prozessor, der ausgeführt ist, ein mathematisches Regressionsverfahren oder ein anderes Näherungsverfahren für die Bestimmung Best-Fit-Linien und/oder der Best-Fit-Ebenen aus den Referenzpunkten zu durchzuführen.
• Die Positioniereinrichtung ist ausgeführt, die erste Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die erste Best-Fit-Ebene des zweiten Segments an der ersten Projektionslinie auszurichten. Die Positioniereinrichtung ist weiter ausgeführt, die zweite Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Ebene des zweiten Segments an der zweiten Projektionslinie auszurichten.
• In entsprechnder Weise ist die Positioniereinrichtung ausgeführt, die erste Best-Fit-Linie des ersten Segments und die erste Best-Fit-Linie des zweiten Segments an der ersten Projektionslinie auszurichten. Die Positioniereinrichtung ist weiter ausgeführt, die zweite Best-Fit-Linie des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Linie des zweiten Segments an der zweiten Projektionslinie auszurichten.
• Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Fertigungshalle für Flugzeugsegmente angegeben, die die Vorrichtung zum Ausrichten von Segmenten aufweist.
• Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Beispielhafte Ausführungsformen werden im Folgenden mit Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben.
• 1 zeigt eine Seitenansicht eines Flugzeugs mit einer Anordnung von Referenzpunkten gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• 2 zeigt eine Draufsicht eines Flugzeugs mit einer Anordnung von FD-Marken gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• 3 zeigt eine Detailansicht von FD-Marken und NSA-Punkten gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• 4 zeigt eine Seitenansicht und eine Unteransicht der Laserprojektion im Bauplatz auf zwei Rumpfteile eines Flugzeugs.
• 5 zeigt im Detail das aufgenommene Bild eines Erfassungssystems zur Abstandsmessung zwischen einem Laserstrahl und einer FD-Marke gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• 6 zeigt einen Querschnitt eines Rumpfteils mit einem NSA-Punkt und einem projizierten Laserstrahl zur Abstandsmessung zwischen dem Laserstrahl und dem NSA-Punkt gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• 7 zeigt eine Anordnungen von zwei Best-Fit-Ebenen eines Segments zueinander gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• 8 zeigt eine Vorrichtung zur Ausrichtung von Segmenten gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• 9 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Ausrichtung von Segmenten gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
• Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. In der folgenden Beschreibung der 1 bis 9 werden die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder sich entsprechende Elemente verwendet.
• Obwohl sich folgende Beschreibung auf ein Ausrichtverfahren bzw. auf eine Ausrichtvorrichtung für Flugzeugrumpfteile zueinander richtet, soll dies nicht als Einschränkung verstanden werden. Das Verfahren bzw. die Ausrichtvorrichtung kann für jede Art, Form und Größe von Segmenten genutzt werden. Das Verfahren und/oder die Vorrichtung bieten eine Möglichkeit zur genauen Positionierung der Sektionen eines Flugzeugrumpfs. Insbesondere kann durch das Verfahren und/oder die Vorrichtung eine eindeutige Positionierung der Rumpfteile sichergestellt werden. Zudem kann dadurch die Einhaltung von Gesamttoleranzen des Flugzeugrumpfs im endmontierten Zustand sichergestellt werden.
• Auf den Flugzeugrumpfteilen können Referenzpunkte bzw. Referenzmarken vorgesehen, die auf ein Flugzeugkoordinatensystem bezogen sind. Dabei verläuft die x-Achse des Flugzeugkoordinatensystems entlang der Längsachse der zylinderförmigen Flugzeugrumpfteile. Die z-Achse des Flugzeugkoordinatensystems stellt die Hochachse der Flugzeugrumpfteile dar und die y-Achse steht senkrecht auf der z-Achse und der x-Achse gemäß einem Rechtshandsystem und zeigt in Richtung der Flügelspannweite. Der Ursprung dieses Flugzeugkoordinatensystems liegt im Bereich der Flugzeugnase vor dem Cockpit. Das Flugzeugkoordinatensystem wird auch als AC-Koordinatensystem bezeichnet.
• Die Referenzpunkte werden zum einen als NSA-Punkte zur Festlegung des Rotationsfreiheitsgrades um die z-Achse und des Translationsfreiheitsgrades in y-Richtung bezeichnet. Das heißt, das AC-Koordinatensystem wird beispielweise über die Verwendung der NSA-Punkte zur Definition von ROT-Z und TR-Y und über die Verwendung der FD-Marken zur Definition von ROT-X, ROT-Y und TR-Z definiert. Als Abkürzung für eine Rotation um die z-Achse wird der Begriff ROT-Z und als Abkürzung für eine Translation in y-Richtung wird der Begriff TR-Y verwendet.
• Weitere Referenzpunkte werden als FD-Marken bezeichnet, welche die Rotationsfreiheitsgrade um die x-Achse und die y-Achse sowie den Translationsfreiheitsgrad in z-Richtung festlegen. Als Abkürzungen hierfür werden sinngemäß die Begriffe ROT-X für eine Rotation um die x-Achse, ROT-Y für eine Rotation um die y-Achse und TR-Z für eine Translation in z-Richtung verwendet.
• 1 zeigt in einer Seitenansicht eine mögliche Lage und Anordnung der NSA-Punkte 10, 11 und der FD-Marken 20 am Flugzeugrumpf eines Flugzeugs. Es sind zwei NSA-Punkte 10 pro Rumpfteil vorhanden, welche z. B. 45 mm außerhalb der Mitte entlang der Rumpfunterseite angebracht sind. Das heißt, dass sie bei y = +/–45 mm liegen. Die zugehörige Ebene wird Ebene y-45 RHS (Right Hand System) bezeichnet. Auf die Längsachse 3 der Rumpfteile bezogen, die mit der x-Achse des Flugzeugkoordinatensystems zusammenfällt, befindet sich der vorderste NSA-Punkt 10 unterhalb des Radoms 4 im Bereich der Flugzeugnase, der hinterste NSA-Punkt 11 befindet sich unterhalb einer Abdeckung für einen Aufbockpunkt im sphärischen Bereich 5. Ein Radom 4 ist eine geschlossene Schutzhülle für Richtfunk- und Radarantennen, die sich bei Flugzeugen in der Regel im Bereich der Flugzeugnase befindet. Der sphärische Bereich 5 ist durch eine abgerundete Kontur am Flugzeugheck gekennzeichnet. Der NSA-Punkt 10 unterhalb des Radoms 4 ist mit Hilfe eines Halters am vorderen Druckschott angebracht. Ein Halter kann speziell geformtes Bauteil, wie beispielweise ein Blechbiegeteil, sein. Dieses Blechbiegeteil kann mit der Primärstruktur des Flugzeugs, z. B. den Stringern und Spanten, vernietet sein.
• Die FD-Marken 20 sind bezogen auf das AC-Koordinatensystem bei z gleich null parallel zur x-Achse oder zur Flugzeuglängsachse 3 am Flugzeugrumpf bzw. an der Rumpfaußenhaut angebracht. 2 zeigt sechs FD-Marken am hinteren Rumpf zwischen den angedeuteten Flügeln und dem Leitwerk und vier FD-Marken 20 am vorderen Rumpf zwischen der Nase des Flugzeugs und den Flügeln. Weitere in 2 dargestellte FD Marken 20 werden z. B. nach der Endlackierung gesetzt.
• 3 zeigt eine Detailansicht der NSA-Punkte 10 und der FD-Marken 20 sowie den NSA-Punkt 11, der im sphärischen Bereich 5 angeordnet ist. Die NSA-Punkte 10, 11 können mit Hilfe eines Adapters oder Messadapters, d. h. einer Befestigungsvorrichtung am jeweiligen Rumpfteil angebracht oder adaptiert werden. Ein entsprechender Adapter ist in den Punkten 10 und 11 zum besseren Verständnis dargestellt. Der Adapter kann an definierten Positionen in entsprechende Aufnahmestellen im Rumpfteil eingeschoben oder aufgesteckt werden. Auf dem Adapter kann ein Target, also ein Zielpunkt, befestigt werden. Ein Target ist ein Zielpunkt, aus dem durch die Bilderfassungssoftware ein Mittelpunkt konstruiert werden kann. Die FD-Marken 20 können an definierten Positionen z. B. in Form von Aufklebern an dem Rumpfteil angebracht werden.
• Die NSA-Punkte 10 und 11 bzw. FD-Marken 20, wie in den 1 und 2 dargestellt, dienen als Referenzpunkte für das spätere Ausrichten der einzelnen Flugzeugrumpfteile zueinander. Die FD-Marken 20 können z. B. manuell an Hand einer Bleistiftmarkierung gesetzt werden. Das Setzen der Marken kann in einem Beispiel in der MCA (Major Componet Assembly), Sektionsmontage oder am Bauplatz erfolgen. Nach Ground Test Requirement (GTR) ist eine Genauigkeit der FD-Marken 20 in z-Richtung von +/–0,5 mm gefordert. In x-Richtung ist eine Genauigkeit von +/–10 mm vorgegeben. Das bedeutet, dass eine FD-Marke maximal 10 mm von ihrer Sollposition in x-Richtung und maximal 0,5 mm von ihrer Sollposition in z-Richtung abweichen darf. Eine Abweichung der Referenzpunkte von ihren Sollpositionen wird z. B. durch eine Verformung eines Rumpfteils erzeugt, bei der sich die Referenzpunkte relativ zueinander verschieben. Die Referenzpunkte befinden sich beispielsweise dann auf ihren Sollpositionen, wenn keine Verformung des Rumpfteils vorliegt.
• Als zusätzliche Einschränkung zur Verwendung der FD-Marken 20 im vorderen Rumpfteil ist ein geringer Abstand zwischen den FD-Marken 20 in x-Richtung zu nennen. Eine geringe Distanz zwischen zwei Merkmalen bzw. Referenzpunkten begünstigt einen Extrapolationsfehler. Definiert man beispielweise eine Gerade durch zwei Messpunkte, die in geringer Distanz zueinander angeordnet sind, so äußert sich eine geringe Abweichung von der Nominalposition dieser Messpunkte durch die Extrapolation in einer großen Abweichung in größerem Abstand von diesen zwei Messpunkten. Somit kann es günstig sein, möglichst weit auseinanderliegende FD-Marken 20 zu benutzen. Die genannten Referenzpunkte, also die FD-Marken 20 bzw. die NSA-Punkte 10 und 11 können zur Überprüfung genutzt werden, die es erlauben, festzustellen, ob eine Verformung des Rumpfs durch mechanische Belastungen aufgetreten ist. Dies führt zu einer Abweichung der Referenzpunkte von ihren Sollpositionen. Beispielsweise kann die Lage der NSA-Punkte in Referenz zum AC-Koordinatensystem mittels einer Messkampagne überprüft werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren beschreibt eine Möglichkeit zum Ausrichten bzw. Nivellieren von Rumpfteilen eines Flugzeugs mit Hilfe von Laserprojektionstechnik sowie ein System zum Ausrichten bzw. Nivellieren von Rumpfteilen eines Flugzeugs mit Hilfe von Laserprojektionstechnik. Hierbei werden durch Ablenkungen von Laserstrahlen Linien auf Gegenständen erzeugt. Es werden also Projektionslinien auf den Rumpfteilen erzeugt, wobei die Projektionseinrichtungen und damit die erzeugten Projektionslinien eine definierte Position innerhalb des Bauplatzkoordinatensystems haben.
• 4 zeigt eine Seitenansicht 100 und eine Unteransicht 101 der Laserprojektion im Bauplatz auf zwei Rumpfteile eines Flugzeugs. Der Bauplatz ist z. B. eine Montagehalle, in der Laserprojektoren auf entsprechenden Vorrichtungen installiert sind, um bezogen auf das Flugzeugkoordinatensystem (AC-Koordinatensystem), die zu den oben beschriebenen Referenzpunkten korrespondierenden Referenzen bzw. Projektionslinien auf den Flugzeugrumpf zu projizieren. Das bedeutet, dass eine erste Ebene (z = 0) seitlich auf ein erstes Segment 40 bzw. auf ein erstes Rumpfteil und ein zweites Segment 50 bzw. auf ein zweites Rumpfteil mit Hilfe eines ersten Laserstrahls 60 ausgehend von einem ersten Laserprojektor 30 abgebildet wird. Bei Segment 40 handelt es sich um ein hinteres Rumpfteil und bei Segment 50 handelt es sich um ein vorderes Rumpfteil. Der Laserstrahl 60 ist segmentübergreifend, d.h. er wird von einer einzigen Quelle erzeugt und erfasst beide Segmente. Dieser Zusammenhang ist in der Seitenansicht 100 in 4 gut zu erkennen.
• Eine zweite Ebene, also die Ebene y = 45 wird aus dem Boden 31 heraus mit Hilfe eines zweiten Laserstrahls 61 von einem zweiten Laserprojektor 32 auf das erste Segment 40 und das zweite Segment 50 abgebildet. Aus dem Boden heraus bedeutet, dass der Laserprojektor beispielsweise im Boden angeordnet ist, so dass der Laserstrahl 61 von unten nach oben, d. h. in Richtung Segment 40 und Segment 50, in der x-z-Ebene bei y = 0 auf die beiden Segmente bzw. Rumpfteile projiziert wird. Die Ebene y-45 RHS (Right Hand System) wird also aus dem Boden heraus mit Hilfe eines Laserstrahls auf den beiden Segmenten abgebildet. Auch der zweite Laserstrahl 61 ist segmentübergreifend. Dieser Zusammenhang ist in der Unteransicht 101 der 4 zu erkennen.
• An jeder Position, an der sich eine FD-Marke 20 sowie ein NSA-Punkt 10 und 11 befinden, sind bauplatzseitig Erfassungssysteme 80 installiert. Das bedeutet, dass die Erfassungssysteme 80 auf das Bauplatzkoordinatensystem bezogen sind. Die Erfassungssysteme 80 können beispielsweise Messeinrichtungen, wie Kameras sein und filmen sowohl den projizierten Laserstrahl als auch den jeweiligen NSA-Punkt 10 und 11 beziehungsweise die jeweilige FD-Marke 20. Dabei ist die Lage des ersten Laserprojektors 30 und des zweiten Laserprojektors 32 bezogen auf das Bauplatzkoordinatensystem bekannt. Der erste Laserprojektor 30 ist z. B. über ein Verbindungselement 35 mit dem Fußboden verbunden. Die korrekte Lage der Laserprojektoren bezogen auf das Bauplatzkoordinatensystem wird im Rahmen einer periodischen Prüfung regelmäßig überprüft. Die FD-Marken 20 des ersten Segments 40 bilden eine erste Gruppe 110 von Referenzpunkten. Die NSA-Punkte des ersten Segments bilden eine zweite Gruppe von Referenzpunkten 120. Die FD-Marken des zweiten Segments 50 bilden eine dritte Gruppe von Referenzpunkten. Die NSA-Punkte des zweiten Segments bilden eine vierte Gruppe von Referenzpunkten. Es können weitere Gruppen von Referenzpunkten an jedem Segment vorgesehen sein.
• Die Rumpfteile 40, 50 werden beispielsweise auf Positioniereinrichtungen ausgerichtet (die Positioniereinrichtungen sind in 4 nicht dargestellt). Diese Positioniereinrichtungen weisen mehrere Verfahrtürme auf die unabhängig voneinander bewegt werden können, derart, dass die Rumpfteile in alle Richtungen verschoben und um alle Achsen gedreht werden können. Man kann sich das so vorstellen, wie wenn eine Toilettpapierrolle von 4 Bleistiften getragen wird. Jeder einzelne Turm bzw. Bleistift kann in seiner Höhe verändert werden. Normalerweise werden alle Stifte gleichmäßig bewegt. Wenn jedoch der Rumpf gedreht werden soll, können nur zwei Türme auf der gleichen Seite bewegt werden. Dies wird asymmetrisches Verfahren der Türme genannt. Die Türme werden vor dem Einlegen der Rumpfteile um einen festen Wert, in z-Richtung abgesenkt und in y- und x-Richtung auf die vorgesehene Nominalposition gefahren, so dass die Rumpfteile grob ausgerichtet sind. Nach Positionieren der Rumpfteile in der Vorrichtung werden die Türme in z-Richtung auf Nominalposition angehoben. Durch diesen Schritt kann beispielweise das Spiel in den Spindeln minimiert werden, wodurch Verfahrensungenauigkeiten in den Spindeln der Aufnahmen verringert werden. Dies kann erreicht werden, da die Endpositionen, in die die Rumpfteile gebracht werden, von einer Richtung angefahren werden, wobei die Genauigkeit der Endposition abhängig von der konstruktiven Ausführung der Vorrichtung, also der Positioniereinrichtung, ist. Es kann ein Hohlliegen von Beschlägen verhindert werden, indem eine Abweichung zwischen der Position der Heißbeschlagkugel und Kugelaufnahme bei einem gleichmäßigen Anheben fortbesteht. Heißbeschlagkugeln sind Beschläge, die eine Kugelpfanne aufweisen, in die die Türme eingreifen können. Dafür ist an einem Ende der Türme eine solche Heißbeschlagkugel vorgesehen. Man kann sich dies als eine Art Kugelgelenk vorstellen, welches bei der Ausrichtung der Segmente zueinander genutzt wird.
• Die Messeinrichtung bzw. eine installierte Kamera detektiert beispielsweise eine Bewegung der FD-Marken 20 in Referenz zum projizierten Laserstrahl, wodurch das automatische Erkennen eines hohlliegenden Beschlags ermöglicht wird. Stimmt beispielsweise die Translation der FD-Marke nicht mit der zu erwartenden Translation durch den Verfahrweg x überein, kann auf einen hohlliegenden Beschlag geschlossen werden.
• Nach Einlegen der Rumpfteile in die Positioniereinrichtung erfolgt der Ausrichtprozess. Zu Beginn des Verfahrens befinden die Türme sich in Nominalposition in z-Richtung. Danach beginnt die Anlage die Laserstrahlen auf den Rumpf zu projizieren. Die Kameras senden die abgefilmten Bilder an eine Software. Diese Software ist in der Lage, FD-Marken 20 und NSA-Punkte 10 und 11 zu erkennen und aus diesen einen Mittelpunkt zu konstruieren. Dazu wird von einer Kamera ein Bild 51 erfasst, aus welchem der Abstand des Mittelpunktes der FD-Marke zu einer projizierten Linie ermittelt wird. Als Bilderfassungssoftware kann z. B. die des Bohrrobotersystems Flex-Track verwendet. Die Bestimmung des Abstandes erfolgt durch eine Messeinrichtung aufgrund der von der Bilderfassungssoftware erfassten Mittelpunkte der NSA-Punkte 10 und 11 bzw. FD-Marken 20. Die Auswerteeinrichtung 95, insbesondere die Bilderfassungssoftware kann reale Geometrien erkennen und aus diesen bestimmte geometrische Größen idealisieren bzw. berechnen. Beispielsweise kann die Bilderfassungssoftware den Mittelpunkt einer FD-Marke anhand des Umrisses berechnen.
• 5 zeigt im Detail ein Bild 51, das von einem Erfassungssystem 80 aufgenommen wird und zur Konstruktion eines Mittelpunkts 21 eines Referenzpunktes genutzt werden kann. Die Konstruktion des Mittelpunktes 21 kann beispielsweise durch die Bilderfassungssoftware eines Erfassungssystems 80 durchgeführt werden. Dieses Bild 51 des Erfassungssystems 80, beispielsweise einer Kamera, kann für die Konstruktion des Mittelpunkts 21 sowie die Bestimmung des Abstandes 70 zwischen dem ersten Laserstrahl 60 und dem Mittelpunktes 21 einer FD-Marke 20 zur Ermittlung der Lage der FD-Marke 20 bezogen auf das Bauplatzkoordinatensystem genutzt werden. Gemäß der Darstellung in 5 wird der Abstand zum projizierten Laserstrahl 60 gemessen, indem vom konstruierten Mittepunkt 21 der FD-Marke 20 das Lot auf den ersten Laserstrahl 60 gefällt wird.
• Analog wird gemäß der Darstellung in 6 vom konstruierten Mittelpunkt des NSA-Punktes 10 bzw. 11 das Lot auf den zweiten Laserstrahl 61 gefällt, um den Abstand zwischen dem Mittelpunkt des NSA-Punktes und dem zweiten Laserstrahl 61 zu messen. Aus den vorliegenden Angaben werden die Koordinaten der FD-Marken 20 und der NSA-Punkte 10 und 11 bezogen auf das Bauplatzkoordinatensystem berechnet. In einem Beispiel kann der NSA-Punkt mit Hilfe eines Adapters oder Messadapters, d. h. einer Befestigungsvorrichtung am jeweiligen Rumpfteil angebracht werden. Auf diesem Adapter kann ein Target, also ein Zielpunkt befestigt werden, aus dem durch die Bilderfassungssoftware ein Mittelpunkt konstruiert werden kann. Der Messadapter kann an bestimmten Stellen eines Rumpfteils angebracht oder eingeschoben werden.
• 6 zeigt einen Querschnitt eines Rumpfteils mit einem NSA-Punkt 10, der von einem zweiten Erfassungssystem 81 aufgenommen wird und zur Konstruktion eines Mittelpunkts des NSA-Punktes genutzt werden kann. Der Querschnitt wird aus der Blickrichtung B-B in 4 betrachtet. Ein vom Erfassungssystem 81 erzeugtes Bild kann für die Konstruktion des Mittelpunktes des NSA-Punktes sowie für die Bestimmung des Abstandes 72 zwischen dem zweiten Laserstrahl 61 und dem Mittelpunkt eines NSA-Punktes 10 oder 11 genutzt werden. Die Ermittlung der Lage des NSA-Punktes 10 oder 11 erfolgt durch das zweite Erfassungssystem 81 in Bezug auf das Bauplatzkoordinatensystem, so dass auch die Koordinaten und die räumliche Anordnung der NSA-Punkte 10 und 11 bezüglich des Bauplatzkoordinatensystems bekannt sind.
• Es können beliebig viele Erfassungssysteme bzw. Messeinrichtungen vorgesehen sein. Beispielsweise kann jeder FD-Marke 20 und jedem NSA-Punkt 10 und 11 ein Erfassungssystem zugeordnet werden. Diese Erfassungssysteme sind Messeinrichtungen, die die Mittelpunkte der Referenzpunkte (FD-Marken 20 und NSA-Punkte 10 und 11) konstruieren und den Abstand dieser Mittelpunkte zu den projizierten Linien durch Fällen eines Lotes auf die projizierten Linien bestimmen.
• Aus den optisch durch die Erfassungssysteme ermittelten Messinformationen der Referenzpunkte werden theoretische bzw. virtuelle Best-Fit Ebenen berechnet, welche somit AD- und FD-Referenzen, der jeweiligen Rumpfpartie zur Ausrichtung darstellen. AD ist die Abkürzung für Aircraft Datum und FD ist die Abkürzung für Fuselage Datum.
• Tabelle 1 zeigt eine Bezeichnungskonvention der Best-Fit Ebenen. Daraus geht hervor, dass zwei Rumpfteile jeweils zwei Best-Fit-Ebenen aufweisen. Das erste Rumpfteil (AFT-Sektion) ist definiert durch 6 FD-Marken, die die Referenz zur Bestimmung der ersten Best-Fit-Ebene (BFE2-FD) des ersten Rumpfteils darstellen. Das erste Rumpfteil (AFT-Sektion) weist ferner 2 NSA-Punkte auf, die die Referenz zur Bestimmung der zweiten Best-Fit-Ebene (BFE2-AD) des ersten Rumpfteils darstellen. Das zweite Rumpfteil (FWD-Sektion) ist definiert durch vier FD-Marken, die eine Referenz zur Bestimmung der ersten Best-Fit-Ebene (BFE1-FD) des zweiten Rumpfteils darstellen. Das zweite Rumpfteil (FWD-Sektion) weist ferner 2 NSA-Punkte auf, die die Referenz zur Bestimmung der zweiten Best-Fit-Ebene (BFE1-AD) des zweiten Rumpfteils darstellen. Tabelle 1:

  Abkürzung der Best-Fit Ebene (BFE) unter Verwendung der durch die BFE definierte Bezugsfläche (FD oder AD) und Zuordnung zum vorderen oder hinteren Rumpfabschnitt (1 oder 2)	Beschreibung der Definition	Theoretische Orientierung der Ebene bezogen auf das AC-Koordinatensystem
  BFE1-FD	FWD-Sektion definiert durch 4-FD-Marken der vorderen Sektion	x-y-Ebene
  BFE2-FD	AFT-Sektion definiert durch 6 FD-Marken der hinteren Sektion	x-y-Ebene
  BFE1-FD	FWD-Sektion definiert durch 2 NSA-Punkte der vorderen Sektion	x-z-Ebene
  BFE2-FD	FWD-Sektion definiert durch 2 NSA-Punkte, orthogonal auf BFE2-FD	x-z-Ebene

• Mit Hilfe der Best-Fit-Ebenen kann ein Nivellieren der Rumpfteile erfolgen. Für das Nivellieren werden die notwendigen Verfahrwege der Türme in y- und z-Richtung berechnet, um einen möglichst geringen Abstand zwischen den projizierten Laserstrahlen und den theoretischen Ebenen BFE1-FD, BFE2-FD, BFE1-AD und BFE2-AD an allen Messpositionen zu erreichen. Weitere Merkmale der Segmente außer den Best-Fit-Ebenen oder ggf. den Best-Fit-Linien müssen zum Ausrichten nicht mehr berücksichtigt werden, da diese Merkmale, wie eine Bodenplatte, durch das Ausrichten der Best-Fit-Ebenen und/oder der Best-Fit-Linien mit ausgerichtet werden. Es kann eine Vielzahl von Messeinrichtungen vorgesehen sein, die alle die Abstände zwischen den Best-Fit-Ebenen und den Laserstrahlen messen. Beim Nivellieren der Rumpfteile ist auch ein asymmetrisches Verfahren der Türme möglich. Das bedeutet, dass die Türme unterschiedlich stark verfahren werden können. Werden bei einer Anordnung von vier Türmen, die ein Rumpfteil tragen, beispielweise jeweils zwei Türme mit derselben Geschwindigkeit verfahren, kann dieses Rumpfteil um eine Achse gedreht werden. Eine Hebevorrichtung kann eine Vielzahl an Türmen aufweisen, die die Rumpfteile zueinander ausrichten. Nach Abschluss des Einrichtens ist die Lage der beiden Rumpfteile in der x-y-Ebene als auch in der x-z-Ebene eindeutig definiert.
• Nach dem Nivellieren kann die gegenseitige Ausrichtung der Rumpfteile durch Anpassen der Best-Fit-Ebenen zueinander erfolgen. Beim Ausrichten wird durch gleichzeitiges Absenken und/oder Anheben der Türme der vertikale Abstand zwischen den Ebenen BFE1-FD und BFE2-FD eingestellt oder minimiert. Das heißt, dass diese Ebenen nach dem Ausrichten kongruent sein können. Das Ausrichten kann durch eine Auswerteeinrichtung und insbesondere durch eine für die Auswerteeinrichtung verwendete Software und damit durch die Bauplatzsteuerung erfolgen.
• 7 zeigt eine Anordnungen von zwei Best-Fit-Ebenen eines ersten Segments 40 (das erste Segment ist der Übersichtlichkeit halber in 7 nicht dargestellt) zueinander gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei 7 handelt es sich somit um eine Darstellung der theoretischen Best-Fit Ebenen eines ersten Segments 40, beispielsweise der hinteren Sektion eines Flugzeugrumpfes. Diese Anordnung von entsprechenden Best-Fit-Ebenen wird für jedes Segment unabhängig voneinander bestimmt. Die Best-Fit-Ebenen werden z. B. durch ein Regressionsverfahren unter Berücksichtigung der Koordinaten der NSA-Punkte 10a bzw. FD-Marken 20a, 20b bestimmt. Die erste Best-Fit-Ebene BFE2-FD wird beispielweise auf Basis zweier Gruppen von Referenzpunkten erzeugt. Die erste Gruppe von FD-Marken 20a ist seitlich im Wesentlichen entlang einer ersten gemeinsamen Linie längs der Flugzeuglängsachse bei z = 0 am ersten Segment 40 angeordnet. Eine fünfte Gruppe von FD-Marken 20b ist auf der gegenüberliegenden Seite ebenfalls seitlich im Wesentlichen entlang einer fünften gemeinsamen Linie längs der Flugzeuglängsachse bei z = 0 am ersten Segment 40 angeordnet. Zwei Laserprojektoren projizieren jeweils einen Laserstrahl (hier nicht dargestellt) aus verschiedenen Richtungen auf das erste Segment 40. Das heißt, ein erster Laserprojektor projiziert eine erste Projektionslinie entlang der ersten gemeinsamen Linie und eine fünfte Projektionseinrichtung projiziert eine fünfte Projektionslinie entlang der fünften gemeinsamen Linie. Um die räumliche Anordnung der ersten Gruppe von FD-Marken 20a zu ermitteln, werden die Abstände der FD-Marken der ersten Gruppe von FD-Marken 20a zu der ersten Projektionslinie bestimmt. Bei diesen Abständen zu der ersten gemeinsamen Linie handelt es sich nicht um die Abstände 70a zu der Best-Fit-Ebene BFE2-FD. Um die räumliche Anordnung der fünften Gruppe von FD-Marken 20b zu ermitteln, werden die Abstände der FD-Marken der fünften Gruppe von FD-Marken 20b zu der fünften Projektionslinie bestimmt. Bei diesen Abständen zu der fünften gemeinsamen Linie handelt es sich nicht um die Abstände 70b zu der zweiten Best-Fit-Ebene BFE2-AD. Anhand der ermittelten räumlichen Anordnung der FD-Marken der ersten und fünften Gruppe wird beispielweise durch Regression die erste Best-Fit-Ebene BFE2-FD bestimmt, wobei die Abstände 70a und 70b zwischen der ersten Best-Fit-Ebene BFE2-FD und den FD-Marken 20a und 20b minimiert werden. Ferner ist eine Gruppe von NSA-Punkten 10a an der Segmentunterseite im Wesentlichen entlang einer zweiten gemeinsamen Linie längs der Flugzeuglängsachse angeordnet. Ein zweiter Laserprojektor projiziert eine zweite Projektionslinie entlang der zweiten gemeinsamen Linie. Um die räumliche Anordnung der Gruppe von NSA-Punkten 10a zu ermitteln, werden die Abstände der NSA-Punkte der zweiten Gruppe von NSA-Punkten 10a zu der zweiten Projektionslinie bestimmt. Bei diesen Abständen zu der zweiten gemeinsamen Linie handelt es sich nicht um die Abstände 72a zu der Best-Fit-Ebene BFE2-AD.
• Anhand der ermittelten räumlichen Anordnung der Gruppe von NSA-Punkten 10a wird beispielweise durch Regression eine zweite Best-Fit-Ebene BFE2-AD bestimmt, so dass die zweite Best-Fit-Ebene BFE2-AD gegenüber der ersten Best-Fit-Ebene BFE2-FD um 90 Grad um die Flugzeuglängsachse gedreht ist. Bei der Bestimmung der zweiten Best-Fit-Ebene BFE2-AD werden die Abstände 72a zwischen der zweiten Best-Fit-Ebene BFE2-AD und den NSA-Punkten 10b minimiert.
• Während der Ausrichtung der Best-Fit-Ebenen zueinander wird eine möglichst gute Übereinstimmung der Ebenen BFE1-AD und BFE2-AD berechnet und ebenfalls versucht durch paralleles Verfahren den horizontalen Abstand der Ebenen zu minimieren. In anderen Worten mag das bedeuten, dass das Berechnen der Best-Fit-Ebenen und das Ausrichten der Best-Fit-Ebenen zueinander im Wesentlichen gleichzeitig oder parallel erfolgen kann. Die Ebenen BFE1-AD und BFE2-AD können nach dem Ausrichten ebenfalls kongruent sein. Für die Ausrichtung der Best-Fit-Ebenen wird die Summe der quadrierten Abstände einer definierten Anzahl an Punkten zu den Ebenen minimiert. In analoger Weise kann auch das Ausrichten von Best-Fit-Linien erfolgen, wenn Best-Fit-Linien statt oder in Ergänzung zu Best-Fit-Ebenen eingesetzt werden.
• Die beiden Trennstellen, an denen die Segmente zusammengefügt werden sollen, können daraufhin vermessen werden. Abschließend wird eine gute Passung des Querstoßes unter Beachtung der beschriebenen Vorgaben und Einschränkungen berechnet, sodass etwaige Bodenplatten der Rumpfteile fluchtend ausgerichtet sind.
• 8 zeigt eine Vorrichtung zum Ausrichten von Segmenten 40, 50 zueinander. Dabei wird ein erstes Segment 40 und ein zweites Segment 50 auf eine Hebevorrichtung 80, 94 aufgebockt. Die Hebevorrichtung umfasst für jedes Segment eine beliebige Anzahl von Türmen 80. Die Türme 80 sind mit Positioniereinrichtungen 94 verbunden, die Türme ansteuern und somit verfahren können. Die Türme können auch als zur Positioniereinrichtung zugehörig angesehen werden. Die Positioniereinrichtungen 94 sind wiederum mit einer Auswerteeinrichtung 95 verbunden und werden von ihr angesteuert, z. B. mittels kabelgestützter und/oder kabelloser Datenübertragung. Ferner weist die Vorrichtung eine erste Projektionseinrichtung 90 und eine zweite Projektionseinrichtung 91 zum Projizieren von Projektionslinien 93 auf den beiden Segmenten auf. Die erste Projektionseinrichtung 90 ist z. B. über ein hier nicht dargestelltes Verbindungselement oder ein Stativ mit dem Fußboden verbunden. Die zweite Projektionseinrichtung 91 ist z. B. im Fußboden angeordnet. Die zweite Projektionseinrichtung 91 ist ausgeführt, um Projektionslinien aus dem Fußboden 31 heraus auf das erste Segment 40 und das zweite Segment 50 zu projizieren. Dazu ist die zweite Projektionseinrichtung 91 in der Lage die projizierten Strahlen innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs 97 zu lenken, der beide Segmente umfasst. Zum Projizieren der Strahlen mag z. B. ein Laserstrahl genutzt werden, der auf einer Ebene zwischen einem vorgebbaren Winkelbereich 97 bewegt wird, so dass sich beim Auftreffen auf die Segmentoberflächen eine Linie ergibt. Der Winkelbereich 97 mag jeweils so gewählt werden, dass beide Segmente von der Linie erfasst werden. Auf die gleiche Weise kann auch die erste Projektionseinrichtung 90 eine Projektionslinie seitlich in einer Ebene z = 0 auf die beiden Segmente projizieren. Die Projektionseinrichtungen 90 und 91 sind mit der Auswerteeinrichtung 95 verbunden, z. B. mittels kabelgestützter und/oder kabelloser Datenübertragung. Die Vorrichtung weist ferner eine Messeinrichtung 96 auf, die die Abstände zwischen den Projektionslinien und den an den Segmenten angebrachten Referenzpunkten bestimmen kann. Diese Messeinrichtung 96 ist beispielsweise ein Erfassungssystem mit einer Erfassungssoftware zum optischen Messen von Abständen. Auch die Messeinrichtung 96 kann mittels kabelgestützter und/oder kabelloser Datenübertragung mit der Auswerteeinheit 95 verbunden sein. Auf diese Weise kann die Auswerteeinheit 95 aufgrund der ermittelten Abstände eine Bestimmung der Best-Fit-Ebenen und einen Ausrichtprozess der Segmente über die Positioniereinrichtungen 94 durchführen bzw. steuern.
• 9 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Ausrichtung von Segmenten. In einem Schritt S100 erfolgt ein Projizieren einer ersten Projektionslinie auf ein erstes Segment und ein zweites Segment mit einer ersten Projektionseinrichtung sowie ein Projizieren einer zweiten Projektionslinie auf das erste Segment und das zweite Segment mit einer zweiten Projektionseinrichtung. In einem Schritt S101 erfolgt ein Messen der Abstände zwischen jedem der Referenzpunkte einer ersten Gruppe zu der ersten Projektionslinie und zwischen jedem der Referenzpunkte einer dritten Gruppe zu der ersten Projektionslinie durch Fällen eines Lotes auf die erste Projektionslinie sowie ein Messen der Abstände zwischen jedem der Referenzpunkte einer zweiten Gruppe zu der zweiten Projektionslinie und zwischen jedem der Referenzpunkte einer vierten Gruppe zu der zweiten Projektionslinie durch Fällen eines Lotes auf die zweite Projektionslinie. In einem Schritt S102 erfolgt eine Bestimmung einer ersten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und einer zweiten Best-Fit-Ebene des ersten Segments sowie eine Bestimmung einer ersten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments und einer zweiten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments. In einem weiteren Schritt S103 erfolgt ein Ausrichten der ersten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und der ersten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments an der ersten Projektionslinie sowie ein Ausrichten der zweiten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und der zweiten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments an der zweiten Projektionslinie. Zusätzlich oder alternativ zum Bestimmen und Ausrichten einer Best-Fit-Ebene kann eine Best-Fit-Linie bestimmt und ausgerichtet werden.
• Trotz hoher Investitionskosten für das Erfassungssystem und aufwändiger Bauplatzintegration lassen sich mit dem Verfahren eine Erhöhung der Herstellgenauigkeit und eine Verringerung der Durchlaufzeiten erreichen. Durch Bestimmen und Erhöhen der optische Erfassungsgenauigkeit kann die Ausrichtgenauigkeit erhöht werden. Eine hohe Genauigkeit bei der Anbringung der Markierungen kann wegen der Abhängigkeit von Positionierungsgenauigkeit der FD-Marken und NSA-Punkte auf den Rumpfsektionen zu einer hohen Herstellgenauigkeit bzw. Ausrichtgenauigkeit führen. Dazu kann beispielsweise die Positionierungsgenauigkeit der FD-Marken und NSA-Punkte ermittelt werden.
• Mit dem Verfahren und/oder der Vorrichtung lässt sich das Nivellieren der Sektionen oder Segmente automatisieren und damit eine Qualitätsverbesserung sowie Durchlaufzeitersparnis erreichen, welche den zusätzlichen Mehraufwand der Trennstellenmessung verringert oder kompensiert. Durch das Verwenden von Best-Fit-Ebenen kann der menschliche Faktor innerhalb des Einmessprozesses weitestgehend eliminiert werden. Durch das Vermessen im Bauplatzkoordinatensystem kann eine Unabhängigkeit von Messinformationen interner und externer Zulieferer erreicht werden, d.h. die Messdaten werden direkt vor Ort in der Endmontagelinie generiert.
• Eine Fehlpositionierung der Heißbeschläge am Rumpf mag keinen Einfluss auf den Mess- und Ausrichtprozess, da die Rumpfpartien anhand von Referenzen nivelliert werden, welche unabhängig von den Heißbeschlägen sind. Es wird eine verlässliche Ausgangsreferenz für die maximalen Verfahrwege geschaffen. Die Nominallage der Vorrichtung mag nicht ausreichend als Ausgangsreferenz sein, da sich aus ihr nicht zwangsläufig eine eindeutige Lage der Rumpfteile über die Heißbeschläge ergibt. Das bedeutet, dass die Position der Rumpfteile innerhalb der Vorrichtung, also der Positioniereinrichtung über Heißbeschläge definiert ist, so dass die Ausgangslage der Rumpfteile von der Setzgenauigkeit der Heißbeschläge abhängig ist. Vorzugsweise sind aus aerodynamischen Gründen die Gesamttoleranzen innerhalb der Rumpfgeometrie einzuhalten, wodurch maximale Verfahrwege der Verfahrtürme resultieren.
• Das AC-Koordinatensystem wird unabhängig vom Fußboden definiert und kann durch das Vermessen am Bauplatz in das Bauplatzkoordinatensystem übertragen werden. Da Referenzpunkte verwendet werden, die oftmals schon für Vermessungszwecke vorhanden sind, müssen keine strukturellen Veränderungen am Rumpf vorgenommen werden, es gilt lediglich die Eignung bereits vorhandener Merkmale bzw. Referenzpunkte zu verifizieren und deren Positionierungsgenauigkeit gegebenenfalls zu optimieren.
• Es müssen lediglich die Trennstellenpunkte und unter Umständen die NSA-Punkte mit Messadaptern bestückt werden. Die NSA-Punkte müssen lediglich mit Messadaptern bestückt werden, sofern die Bilderfassungssoftware nicht in der Lage sein sollte, sich auf den Mittelpunkt der NSA-Punkte referenzieren zu können.
• Durch ein Absenken der Vorrichtung vor Einlegen der Rumpfteile mit anschließendem Anfahren der Endposition in z-Richtung kann die Genauigkeit gesteigert sowie das Hohlliegen von Beschlägen vermieden.
• Zur Kontrolle der maßhaltigen Fertigung kann das Verfahren und/oder die Vorrichtung weiter vorsehen, die Flugzeuggesamtgeometrie im Anschluss an den Fügeprozess zu verifizieren.
• Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102006019917 A1 [0003]
• DD 292520 A5 [0004]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• Leica Geosystems AG, CH-9435 Heerbrugg (Switzerland), http://www.leica-geosystems.de/downloads123/zz/lasers/LineandDotLasers/manuals/Leica%20Lino%20MA N%201009%20757665b_en.pdf, „User Manual Leica Lino L360, L2P5, L2+, L2, P5, P3“, Original Text (757665g EN), 2012 [0005]

Claims (10)

1. Verfahren zum Ausrichten von Segmenten zueinander, wobei ein erstes Segment eine erste Gruppe von Referenzpunkten und eine zweite Gruppe von Referenzpunkten aufweist; wobei ein zweites Segment eine dritte Gruppe von Referenzpunkten und eine vierte Gruppe von Referenzpunkten aufweist; wobei die Referenzpunkte der ersten Gruppe und der dritten Gruppe im Wesentlichen auf einer ersten gemeinsamen Linie liegen, die parallel zu einer Längsachse des ersten Segments und des zweiten Segments verläuft; wobei die Referenzpunkte der zweiten Gruppe und der vierten Gruppe im Wesentlichen auf einer zweiten gemeinsamen Linie liegen, die parallel zu einer Längsachse des ersten und zweiten Segments verläuft, aufweisend: Projizieren einer ersten Projektionslinie auf das erste Segment und das zweite Segment mit einer ersten Projektionseinrichtung, Projizieren einer zweiten Projektionslinie auf das erste Segment und das zweite Segment mit einer zweiten Projektionseinrichtung, wobei die erste Projektionslinie mit der ersten gemeinsamen Linie in Verbindung steht; wobei die zweite Projektionslinie mit der zweiten gemeinsamen Linie in Verbindung steht; Messen der Abstände zwischen jedem der Referenzpunkte der ersten Gruppe zu der ersten Projektionslinie und zwischen jedem der Referenzpunkte der dritten Gruppe zu der ersten Projektionslinie durch Fällen eines Lotes auf die erste Projektionslinie; Messen der Abstände zwischen jedem der Referenzpunkte der zweiten Gruppe zu der zweiten Projektionslinie und zwischen jedem der Referenzpunkte der vierten Gruppe zu der zweiten Projektionslinie durch Fällen eines Lotes auf die zweite Projektionslinie; Bestimmen einer ersten Best-Fit-Linie und/oder einer ersten Best-Fit-Ebene des ersten Segments; Bestimmen einer zweiten Best-Fit-Linie und/oder einer zweiten Best-Fit-Ebene des ersten Segments; Bestimmen einer ersten Best-Fit-Linie und/oder einer ersten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments; Bestimmen einer zweiten Best-Fit-Linie und/oder einer zweiten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments; Ausrichten der ersten Best-Fit-Linie und/oder der ersten Best-Fit-Ebene des ersten Segments an der ersten Projektionslinie; Ausrichten der ersten Best-Fit-Linie und/oder der ersten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments an der ersten Projektionslinie; Ausrichten der zweiten Best-Fit-Linie und/oder der zweiten Best-Fit-Ebene des ersten Segments an der zweiten Projektionslinie; Ausrichten der zweiten Best-Fit-Linie und/oder der zweiten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments an der zweiten Projektionslinie.
2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Projizieren einer weiteren Projektionslinie auf das erste Segment und das zweite Segment mit einer weiteren Projektionseinrichtung.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messen der Abstände und/oder das Ausrichten in Bezug auf ein Bauplatzkoordinatensystem erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Ausrichten der ersten Best-Fit-Linie des ersten Segments und der ersten Best-Fit-Linie des zweiten Segments derart, dass die erste Best-Fit-Linie des ersten Segments und die erste Best-Fit-Linie des zweiten Segments kongruent sind und/oder Ausrichten der zweiten Best-Fit-Linie des ersten Segments und der zweiten Best-Fit-Linie des zweiten Segments derart, dass die zweite Best-Fit-Linie des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Linie des zweiten Segments kongruent sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Ausrichten der ersten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und der ersten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments derart, dass die erste Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die erste Best-Fit-Ebene des zweiten Segments kongruent sind und/oder Ausrichten der zweiten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und der zweiten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments derart, dass die zweite Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Ebene des zweiten Segments kongruent sind.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Ausrichten der ersten Best-Fit-Linie des ersten Segments und der ersten Best-Fit-Linie des zweiten Segments derart, dass die erste Best-Fit-Linie des ersten Segments und die erste Best-Fit-Linie des zweiten Segments einen minimalen Abstand zur ersten Projektionslinie aufweisen und/oder Ausrichten der zweiten Best-Fit-Linie des ersten Segments und der zweiten Best-Fit-Linie des zweiten Segments derart, dass die zweite Best-Fit-Linie des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Linie des zweiten Segments einen minimalen Abstand zur zweiten Projektionslinie aufweisen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Ausrichten der ersten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und der ersten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments derart, dass die erste Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die erste Best-Fit-Ebene des zweiten Segments einen minimalen Abstand zur ersten Projektionslinie aufweisen und/oder Ausrichten der zweiten Best-Fit-Ebene des ersten Segments und der zweiten Best-Fit-Ebene des zweiten Segments derart, dass die zweite Best-Fit-Ebene des ersten Segments und die zweite Best-Fit-Ebene des zweiten Segments einen minimalen Abstand zur zweiten Projektionslinie aufweisen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Segmente Rumpfteile mit einer Bodenplatte sind.
9. Computerlesbares Speichermedium mit einem Programmcode, der, wenn er auf einem Prozessor ausgeführt wird, das Verfahren zum Ausrichten von Segmenten nach einem der vorangehenden Ansprüche ausführt.
10. Vorrichtung zum Ausrichten von Segmenten zueinander, aufweisend: eine erste Projektionseinrichtung (30, 90); eine zweite Projektionseinrichtung (31, 91); eine Messeinrichtung (80, 81, 96); eine Auswerteeinrichtung (95); eine Positioniereinrichtung (94); wobei ein erstes Segment (40) eine erste Gruppe (110) und eine zweite Gruppe (120) von Referenzpunkten (20, 10) aufweist; wobei ein zweites Segment (50) eine dritte Gruppe (130) und eine vierte Gruppe (140) von Referenzpunkten (20, 10) aufweist; wobei die Referenzpunkte (20, 10) der ersten Gruppe (110) und der dritten Gruppe (130) im Wesentlichen auf einer ersten gemeinsamen Linie liegen, die parallel zu einer Längsachse des ersten (40) und zweiten Segments (50) verläuft; wobei die Referenzpunkte (20, 10) der zweiten Gruppe (120) und der vierten Gruppe (140) im Wesentlichen auf einer zweiten gemeinsamen Linie liegen, die parallel zu einer Längsachse des ersten (40) und zweiten Segments (50) verläuft; wobei die erste Projektionseinrichtung (90) dazu ausgeführt ist, eine erste Projektionslinie (60, 93) auf das erste Segment (40) und das zweite Segment (50) zu projizieren, wobei die zweite Projektionseinrichtung (91) dazu ausgeführt ist, eine zweite Projektionslinie (61) auf das erste Segment (40) und das zweite Segment (50) zu projizieren, wobei die erste Projektionslinie (60, 93) mit der ersten gemeinsamen Linie in Verbindung steht; wobei die zweite Projektionslinie (61) mit der zweiten gemeinsamen Linie in Verbindung steht; wobei die Messeinrichtung (96) ausgeführt ist, die Abstände (70) zwischen jedem der Referenzpunkte (20, 20a) der ersten Gruppe zu der ersten Projektionslinie und jedem der Referenzpunkte (20) der dritten Gruppe zu der ersten Projektionslinie (60, 93) durch Fällen eines Lotes auf die erste Projektionslinie (60, 93) zu messen; wobei die Messeinrichtung (96) weiter ausgeführt ist, die Abstände zwischen jedem der Referenzpunkte (10) der zweiten Gruppe zu der zweiten Projektionslinie (61) und jedem der Referenzpunkte (10) der vierten Gruppe zu der zweiten Projektionslinie (61) durch Fällen eines Lotes auf die zweite Projektionslinie (61) zu messen; wobei die Auswerteeinrichtung (95) ausgeführt ist, eine erste Best-Fit-Linie und/oder eine erste Best-Fit-Ebene des ersten Segments (40) zu bestimmen; wobei die Auswerteeinrichtung (95) weiter ausgeführt ist, eine zweite Best-Fit-Linie und/oder eine zweite Best-Fit-Ebene des ersten Segments (40) zu bestimmen; wobei die Auswerteeinrichtung (95) weiter ausgeführt ist, eine erste Best-Fit-Linie und/oder eine erste Best-Fit-Ebene (BFE2-FD) des zweiten Segments (50) zu bestimmen; wobei die Auswerteeinrichtung (95) weiter ausgeführt ist, eine zweite Best-Fit-Linie und eine zweite Best-Fit-Ebene (BFE2-AD) des zweiten Segments (50) zu bestimmen; wobei die Positioniereinrichtung (94) ausgeführt ist, die erste Best-Fit-Linie und/oder die erste Best-Fit-Ebene des ersten Segments (50) an der ersten Projektionslinie (60, 93) auszurichten; wobei die Positioniereinrichtung (94) weiter ausgeführt ist, die erste Best-Fit-Linie und/oder die erste Best-Fit-Ebene (BFE2-FD) des zweiten Segments (50) an der ersten Projektionslinie (60, 93) auszurichten; wobei die Positioniereinrichtung (94) weiter ausgeführt ist, die zweite Best-Fit-Linie und/oder die zweite Best-Fit-Ebene des ersten Segments (40) an der zweiten Projektionslinie (61) auszurichten; wobei die Positioniereinrichtung (94) weiter ausgeführt ist, die zweite Best-Fit-Linie und/oder die zweite Best-Fit-Ebene (BFE2-AD) des zweiten Segments (50) an der zweiten Projektionslinie (61) auszurichten.

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