-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Maßhaltigkeit eines Teilegreifers, insbesondere eines Teilegreifers von Karosserieteilen von Kraftfahrzeugen. Auch betrifft die Erfindung eine Überprüfungsvorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens.
-
Teilegreifer werden in der Automobilindustrie dafür eingesetzt, dass Karosserieteile damit gegriffen und positioniert werden, bevor sie mit anderen Karosserieteilen verbunden werden, wie beispielsweise verschweißt oder vernietet werden. Dabei greifen die Teilegreifer die Teile, die sie greifen, an verschiedenen Kontaktstellen, wobei dort beispielsweise Spannelemente oder nur Anlageelemente vorgesehen sind.
-
Werden die Teilegreifer in der Produktion oder auch außerhalb der Produktion beschädigt, so kann sich die Maßhaltigkeit zumindest einzelner Kontaktstellen verändern, so dass die zu greifenden Teile entweder nicht mehr oder nicht mehr lagerichtig gegriffen und damit nicht mehr lagerichtig positioniert werden können. Auch könnten die zu greifenden Teile beschädigt werden.
-
Die
EP 1 462 223 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen von robotergeführten Teilegreifern, wobei der Teilegreifer an eine Prüfeinrichtung herangeführt wird, welche mehrere formschlüssige Aufnahmen aufweist, wobei zumindest ein Funktionsteil mit einer der formschlüssigen Aufnahmen in Kontakt gebracht wird.
-
Dabei stellt sich jedoch heraus, dass der Teilegreifer typischerweise derart ausgebildet ist, dass nicht alle Kontaktstellen des Teilegreifers mit den zu greifenden Teilen, wie insbesondere Karosserieblechen, in alle Raumrichtungen überprüfet werden können, da nicht alle Spanngruppen und Kontaktstellen mit Messpunkten ausgestattet werden können oder sind.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Überprüfung der Maßhaltigkeit eines Teilegreifers zu schaffen, mittels welchem ein Teilegreifer automatisiert und berührungslos an einer Vielzahl von überprüfbaren Positionen schnell und sicher überprüft werden kann. Auch ist es die Aufgabe, eine diesbezügliche Überprüfungsvorrichtung zu schaffen.
-
Die Aufgabe zum Verfahren wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Maßhaltigkeit eines Teilegreifers mit einer Vielzahl von zu überwachenden Positionen, mit einem mittels einer Antriebsvorrichtung verfahrbaren Teilegreifer und mit einer optischen Messvorrichtung, wobei der Teilegreifer mittels der Antriebsvorrichtung an der optischen Messvorrichtung vorbei geführt wird, derart, dass der Teilegreifer mit den zu überwachenden Positionen erfasst wird, wobei aus den Daten des Teilegreifers ein dreidimensionales Abbild des Teilegreifers erzeugt wird, welches mit einem dreidimensionalen Modell des Teilegreifers verglichen wird, um die Maßhaltigkeit des Teilegreifers zu beurteilen. Dadurch werden nicht nur die zu überwachenden Positionen erfasst und überwacht, sondern es wird der Teilegreifer als solches überwacht und seine Gestaltung als dreidimensionales Abbild ermittelt und mit einem zuvor erzeugten dreidimensionalen Modell verglichen. Das dreidimensionale Modell kann dabei ein Abbild des Neuzustands des Teilegreifers sein oder es kann ein CAD-Modell sein, welches beispielsweise für die Herstellung des Teilegreifers verwendet wird. Es wird also der Teilegreifer als Ganzes überwacht und auf Maßhaltigkeit überprüft.
-
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn zur Bewertung der Maßhaltigkeit des Teilegreifers ein Grad der Abweichung des dreidimensionalen Abbilds von dem dreidimensionalen Modell bestimmt wird. Dadurch kann die Anzahl der Stellen bestimmt werden, die mehr als ein zulässiges Maß abweichen oder es kann eine Anzahl von Positionen ermittelt werden, die mehr als ein zulässiges Maß abweichen etc. Auch kann an den Positionen die Abweichung als solches festgestellt und die Gesamtabweichung bestimmt werden. Auch kann es bereits ausreichend sein, wenn an nur einer Position die Abweichung mehr als ein zulässiges Maß ist.
-
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Daten des dreidimensionalen Abbilds mit den Daten des dreidimensionalen Modells, insbesondere bezogen auf einen gemeinsamen Modellursprung, übereinandergelegt werden, so dass für zumindest einzelne oder alle Konturen oder Volumenelemente des Teilegreifers eine geometrische Differenz als Abweichung bestimmt wird. Dabei werden insbesondere die Positionen ausgewählt bzw. berücksichtigt, die für einen Kontakt mit dem zu greifenden Teil relevant sind.
-
Dabei ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel auch zweckmäßig, wenn die Abweichung bewertet wird, wobei bei einem Übersteigen eines vorgebbaren Abweichungswerts für die Abweichung eine Fehlermeldung ausgegeben wird. Dadurch kann der Teilegreifer sofort als fehlerhaft erkannt und ausgetauscht bzw. repariert werden.
-
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Abweichung optisch angezeigt wird, insbesondere in räumlichem Bezug auf den Teilegreifer. Diese Fehlermeldung kann vorzugsweise optisch ausgegeben werden. Dabei kann der Teilegreifer als solcher abgebildet sein, an welchem angezeigt wird, welches Element bzw. welcher Teil des Teilegreifers die zu große Abweichung trägt. Beispielsweise kann dieses Teil farbig und gut erkennbar dargestellt werden, beispielsweise rot.
-
Auch ist es vorteilhaft, wenn die optische Messvorrichtung eine laseroptische Messvorrichtung ist, die mittels zumindest eines Laserstrahls die Geometrie des Teilegreifers ermittelt. Dadurch kann auch ein dreidimensionales Element, wie der Teilegreifer, vollständig dreidimensional vermessen werden, was berührungslos, exakt und schnell erfolgen kann. Damit kann ein dreidimensionales Abbild mit der nötigen Präzision erstellt werden.
-
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Antriebsvorrichtung eine Robotereinrichtung oder ein Roboterarm einer Robotereinrichtung ist. Damit kann der Teilegreifer schnell und mit hoher Präzision bewegt werden, insbesondere auch an der Messvorrichtung vorbei bewegt werden.
-
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Teilegreifer von der Antriebseinrichtung mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit vor der optischen Messvorrichtung vorbei geführt wird. Dadurch wird erreicht, dass das Abbild des Teilegreifers eine hohe Präzision hat.
-
Die Aufgabe zur Überprüfungsvorrichtung wird mit den Merkmalen von Anspruch 9 gelöst.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Überprüfungsvorrichtung zur Überprüfung der Maßhaltigkeit eines Teilegreifers mit einer Vielzahl von zu überwachenden Positionen, mit einem mittels einer Antriebsvorrichtung verfahrbaren Teilegreifer und mit einer optischen Messvorrichtung, wobei der Teilegreifer mittels der Antriebsvorrichtung, insbesondere in einem definierten Abstand, an der optischen Messvorrichtung vorbei führbar ist, wobei der Teilegreifer derart an der optischen Messvorrichtung vorbei führbar ist, dass der Teilegreifer als solcher mit seinen zu überwachenden Positionen als Messstellen detektierbar ist, wobei aus den Daten des Teilegreifers, insbesondere inklusive der Messstellen, ein dreidimensionales Abbild des Teilegreifers erzeugbar ist, welches mit einem dreidimensionalen Modell des Teilegreifers vergleichbar ist, um die Maßhaltigkeit des Teilegreifers zu beurteilen. Damit wird eine Überwachungsvorrichtung geschaffen, welche den gesamten Teilegreifer überwachen kann.
-
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die optische Messvorrichtung eine laseroptische Messvorrichtung ist, die mittels zumindest eines Laserstrahls die Geometrie des Teilegreifers ermittelt und/oder die Antriebsvorrichtung eine Robotereinrichtung oder ein Roboterarm einer Robotereinrichtung ist.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigt:
-
1 eine Darstellung einer Überprüfungsvorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Die 1 zeigt eine Überprüfungsvorrichtung 1 zur Überprüfung der Maßhaltigkeit eines Teilegreifers 2. Der Teilegreifer 2 weist mit einer Vielzahl von zu überwachenden Positionen 3 auf, mittels welchen er vorteilhaft mit einem zu greifenden Teil, beispielsweise einem Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs, in Kontakt gerät, um das Teil abzustützen oder zu greifen. So ist eine solche Position 3 beispielsweise ein Spannelement 4 oder eine Spanngruppe oder eine sonstige Kontaktstelle. Der Teilegreifer 2 ist mittels einer Antriebsvorrichtung 5 verfahrbar aufgenommen. Die Antriebsvorrichtung 5 ist dabei bevorzugt eine Robotereinrichtung 7 oder zumindest ein Roboterarm 6 einer solchen Robotereinrichtung 7.
-
Der Teilegreifer 2 ist durch eine optische Messvorrichtung 8 überwachbar. Die optische Messvorrichtung 8 ist dabei bevorzugt eine laseroptische Messvorrichtung 8, welche mittels eines Laserstrahls 9 die Geometrie des Teilegreifers 2 ermittelt.
-
Dazu wird der Teilegreifer 2 mittels der Antriebsvorrichtung 5, insbesondere in einem definierten Abstand, an der optischen Messvorrichtung 8 vorbei geführt, so dass die optische Messvorrichtung 8 mittels des Laserstrahls 9 den Teilegreifer 2 abtasten kann.
-
Bevorzugt wird der Teilegreifer 2 von der Antriebseinrichtung 5 mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit vor der optischen Messvorrichtung 8 vorbei geführt, so dass die Datenqualität für den gesamten Teilegreifer 2 von gleichmäßiger Qualität ist.
-
Dabei wird die Geometrie des Teilegreifers 2 erfasst. Es wird also der Teilegreifer 2 als solcher erfasst, der Teilegreifer 2 wird also mit seinen zu überwachenden Positionen 3 als Messstellen im Wesentlichen als Ganzes vermessen. Dabei wird von einer Steuereinheit 10 aus den von der Messvorrichtung 8 ermittelten Daten 11 des Teilegreifers 2, insbesondere inklusive der Messstellen an den Positionen 3, ein dreidimensionales Abbild des Teilegreifers 2 erzeugt. Dieses dreidimensionale Abbild wird mit einem dreidimensionalen Modell des Teilegreifers 2 verglichen. Anhand dieses Vergleichs wird die Maßhaltigkeit des Teilegreifers 2 beurteilt.
-
Das dreidimensionale Modell des Teilegreifers 2 wird bevorzugt aus einer Messung im Neuzustand oder aus einem mathematischen Modell bzw. CAD-Modell gewonnen.
-
Mit der Überprüfungsvorrichtung 1 wird ein Verfahren zur Überprüfung der Maßhaltigkeit eines Teilegreifers 2 durchgeführt. Der Teilegreifer 2 weist dabei bevorzugt eine Vielzahl von zu überwachenden Positionen 3 auf. Bei der Durchführung des Verfahrens wird der Teilegreifer 2 mittels einer Antriebsvorrichtung 5 verfahren, wobei der Teilegreifer 2 insbesondere bereichsweise an einer optischen Messvorrichtung 8 vorbei geführt wird, derart, dass der Teilegreifer 2 mit den zu überwachenden Positionen 3 erfasst wird. Dabei werden Daten 11 des Teilegreifers 2 erzeugt, wobei aus den Daten 11 des Teilegreifers 2 ein dreidimensionales Abbild des Teilegreifers 2 erzeugt wird, welches mit einem dreidimensionalen Modell des Teilegreifers 2 verglichen wird, um die Maßhaltigkeit des Teilegreifers 2 zu beurteilen.
-
Dabei wird zur Bewertung der Maßhaltigkeit des Teilegreifers 2 ein Grad der Abweichung des dreidimensionalen Abbilds von dem dreidimensionalen Modell bestimmt.
-
Zum Vergleich des Abbilds mit dem Modell werden die Daten 11 des dreidimensionalen Abbilds mit den Daten 11 des dreidimensionalen Modells, insbesondere bezogen auf einen gemeinsamen Modellursprung, derart übereinandergelegt, wie verglichen, so dass für zumindest einzelne oder alle Konturen oder Volumenelemente des Teilegreifers 2 eine geometrische Differenz als Abweichung bestimmt werden kann, wenn diese denn gegeben ist.
-
Die ermittelte Abweichung bzw. die ermittelten Abweichungen wird bzw. werden bewertet, wobei bei einem Übersteigen eines vorgebbaren Abweichungswerts als Grenzwert für die Abweichung eine Fehlermeldung ausgegeben wird. Dabei kann die lokale Abweichung oder eine Summe von Abweichungen etc. bewertet werden. Liegt beispielsweise eine einzige lokale Abweichung vor, so kann es ausreichen, wenn diese Abweichung groß genug ist, um die Maßhaltigkeit als nicht mehr gegebene anzusehen. Auch kann bei einer Vielzahl von Abweichungen die Summe der Abweichungen zu groß sein im Vergleich zu einem vorgegebenen Grenzwert. Entsprechend ist es vorteilhaft, dass nicht nur die Abweichungen von ausgewählten Positionen 3 zu einem definierten Fixpunkt bewertet werden, sondern die gesamte Geometrie des Teilegreifers 2 bewertet wird.
-
So ist es vorteilhaft, wenn die Abweichung optisch angezeigt wird, insbesondere in räumlichem Bezug auf den Teilegreifer 2. Dadurch kann beispielsweise der Anteil oder der Teil des Teilegreifers 2 farbig hinterlegt sein, welcher die Abweichung aufweist, um auch gleich anzuzeigen, welcher Teil des Teilegreifers 2 beschädigt ist, um den Teilegreifer 2 auszusondern und ggf. an der dargestellten Stelle reparieren zu können.
-
Die laseroptische Messvorrichtung 8 ist bevorzugt ein Laserscanner. Bei dem Messvorgang wird der Teilegreifer 2 derart an der laseroptischen Messvorrichtung 8 mit gleichmäßiger Geschwindigkeit vorbei geführt, dass alle zu überwachenden Elemente des Teilegreifers 2 erfasst werden können. Dabei beträgt die Messgenauigkeit etwa +/–0,25 mm, die Messgeschwindigkeit kann etwa 250 mm/s oder mehr betragen.
