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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Baueinheit, insbesondere einer Baueinheit eines Kraftfahrzeuges, sowie eine Vorrichtung zur Herstellung einer Baueinheit, insbesondere einer Baueinheit eines Kraftfahrzeuges.
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Beim Offline Programmieren eines Roboters für Handhabungen an Karosserien wird in der Regel der CAD-Datensatz als Datenbasis genutzt. Die tatsächlichen Maße und Positionen des Werkstücks weichen aber gewöhnlich von dem CAD Datensatz ab. Daraus ergibt sich, dass Werkzeuge bei Benutzung der CAD-Daten für bestimmte Arbeiten nicht ausreichend genau ausgerichtet werden können. Dies gilt insbesondere dann, wenn es auf eine exakte Winkelausrichtung des Werkzeugs zur Werkstückoberfläche ankommt. So soll eine Polier- oder Schleifmaschine für Lacknacharbeit stets orthogonal zur Werkstückoberfläche geführt werden.
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Eine bekannte Lösung dieses Problems ist eine kardanische Werkzeugführung, oder auch eine Kugelkopflösung.
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Mechanische, passive Lösungen haben jedoch den Nachteil, dass die Werkzeuge beim Aufsetzen oder Absetzen von der Werkstückoberfläche keine definierte Ausrichtung haben. Erst im Prozess stellt sich die exakte Ausrichtung ein. Beim Schleifen oder Polieren besteht dann die Gefahr der Riefenbildung beim Auf- bzw. Absetzen des Schleif- oder Polierkopfes.
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Weiterhin sind verschiedene optische Verfahren bekannt, die zur Positionsbestimmung eines Werkstücks geeignet sind und mit denen ein Schleif- oder Poliervorgang gezielter durchgeführt werden kann.
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Ein optische Positionsbestimmung von Werkstücken ist beispielsweise aus der
DE 3302177 A1 bekannt. Hier wird die Position von Werkstücken mit vorbekannter Geometrie anhand von Positionsmarkierungen ermittelt. Ein Roboter beginnt sodann aufgrund der vorbekannten Geometrie und der ermittelten Position und Ausrichtung des Werkstücks den Bearbeitungsprozess.
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Eine optische Positionsbestimmung und ein Abgleich der Messdaten basierend auf einem CAD-Datensatz des Werkstücks hat wiederum den Nachteil, dass der tatsächliche Oberflächenverlauf des Werkstücks aufgrund von Rohbautoleranzen nicht bekannt ist. Damit ergeben sich relevante Abweichungen bei der Positionierung des Werkzeuges. Durch optische 3D-Formvermessung wäre man in der Lage, die erforderliche Präzision der Position zu erreichen, allerdings ist diese Methode extrem zeitintensiv und damit für den Einsatz in Serienproduktion ungeeignet.
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Bislang werden daher alle Aufgaben dieser Art wie beispielsweise das Schleifen und Polieren von Lackfehlern manuell erledigt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage sind, in vielseitiger Weise und mit geringem Zeitaufwand das Werkzeug eines Roboters präzise auf ein Werkstück unbekannter Bauform zur Herstellung einer Baueinheit anzusetzen und das Werkstück zu bearbeiten.
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Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben.
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Danach wird das Problem gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Baueinheit, insbesondere einer Baueinheit eines Kraftfahrzeuges beispielsweise eines Personenkraftfahrzeugs, gelöst indem:
- - wenigstens ein Bauelement bereit gestellt wird,
- - insbesondere ein Werkzeug in Bezug zu dem Bauelement angeordnet wird,
- - zumindest ein Bereich des Bauelements optisch erfasst wird und optische Daten aus dem Bereich bereitgestellt werden,
- - insbesondere lediglich aus den optischen Daten entlang zumindest einer Linie oder über einen Flächenabschnitt, der auch den gesamten Bereich umfassen kann, ein Oberflächenverlauf in wenigstens zwei, insbesondere drei Dimensionen, des Bauelements ermittelt wird,
- - insbesondere lediglich, also insbesondere ohne vorbekannte Informationen über das Bauelement, wie beispielsweise dessen Form, aus dem Oberflächenverlauf eine Ausrichtung eines Werkzeugs ermittelt wird und das Werkzeug in die ermittelte Ausrichtung gebracht wird,
- - das ausgerichtete Werkzeug entlang einer definierten Bahn bewegt wird.
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Gemäß diesem Verfahren kann eine Baueinheit aus zumindest einem Bauelement hergestellt werden, dessen Form dem bearbeitenden Roboter oder dem eingesetzten Werkzeug insbesondere vollständig unbekannt ist. Vorteilhaft ist hierbei insbesondere, dass eine Bearbeitung eines Bauelements möglich wird, ohne dass die ermittelten optischen Daten anhand von anderen Daten, wie beispielsweise CAD-Daten des Bauelements abgeglichen werden.
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Dazu wird der Oberflächenverlauf insbesondere durch einen 3D-Sensor erfasst, wobei der Oberflächenverlauf beispielsweise durch die Position und die Steigung an bestimmten Punkten der Oberfläche des Bauelements ermittelt wird.
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Zur optischen Erfassung bieten sich insbesondere 3D-Kameras an, die schneller und günstiger als beispielsweise Laser-basierte Systeme arbeiten. Dabei wird beispielsweise ein Foto von dem Bereich des Bauelements aufgenommen und der Oberflächenverlauf daraus ermittelt.
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Als Baueinheit wird hierbei insbesondere eine Karosserie, ein Teil einer Karosserie oder ein anderes Werkstück bezeichnet, das aus einem Bauelement oder mehreren Bauelementen hergestellt wird.
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Dabei umfasst eine Herstellung auch das Lackieren, Schleifen oder Polieren eines Bauelements. Weiterhin umfasst eine Herstellung einer Baueinheit auch das Zusammenfügen von Bauelementen, wie beispielsweise das Einsetzen von Scheiben in entsprechende Haltevorrichtungen oder Aufnahmen.
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Auch das Abdichten oder Verschweißen eines Bauelements kann unter dem Begriff der Herstellung einer Baueinheit subsummiert werden.
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Ein Bauelement im Sinne der Erfindung ist beispielsweise ein Werkstück, eine Karosserie oder ein Teil einer Karosserie.
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Gemäß der Erfindung wird das Werkzeug, wenn es ausgerichtet ist, entlang einer Bahn bewegt.
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Eine Ausrichtung des Werkzeugs kann dabei auf mehrere Arten erfolgen: Das Ausrichten des Werkzeugs umfasst das Bewegen des Werkzeugs relativ zum Bauelement, so dass am Ende das Werkzeug in Bezug zum Oberflächenverlauf des Bereiches eine gewünschte Ausrichtung aufweist. Ob dazu lediglich das Werkzeug, lediglich das Bauelement oder beides verfahren wird, kann anhand der Prozessbedingungen festgelegt werden.
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Eine erfindungsgemäße Ausrichtung kann dabei durch drei Freiheitsgrade beschrieben werden, nämlich anhand der drei Raumwinkel des Werkzeugs in Bezug zum Oberflächenverlauf. Weiterhin kann eine Ausrichtung auch weitere drei Freiheitsgrade umfassen, wie zum Beispiel die drei-dimensionale Position des Werkzeugs relativ zum Bauelement.
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Mit Ausrichtung des Werkzeugs ist insbesondere die Ausrichtung des Werkzeugkopfes bezüglich des ermittelten Oberflächenverlaufs bezeichnet. Ein Werkzeug ist hierbei insbesondere ein Bearbeitungswerkzeug, wie beispielsweise ein Schleif-, Polier- oder Lackierwerkzeug. Weiterhin kann ein Werkzeug auch ein Handhabungswerkzeug, wie beispielsweise ein Fixierungswerkzeug zum Halten von Gegenständen sein.
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Um das erfindungsgemäße Verfahren durchführen zu können, muss zumindest einmal die Ausrichtung und Position des Werkzeugs relativ zum Oberflächenverlauf des Bereichs des Bauelements bestimmt werden bzw. bekannt sein.
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Das Bewegen auf der Bahn beinhaltet das Heranführen des Werkzeugs an das Bauelement, so dass die Bearbeitung des Bauelements oder die Herstellung der Baueinheit begonnen oder fortgesetzt werden kann. So umfasst dieser Schritt beispielsweise das Bewegen des Werkzeugs in eine Ausgangsposition. Diese kann ein erster Punkt auf der Linie oder dem Flächenabschnitt sein.
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Eine Bahn im Sinne der Erfindung umfasst dabei also insbesondere eine Strecke, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit zwischen zwei Punkten vom Werkzeug abgefahren wird.
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Die optischen Daten werden zunächst aus dem jeweils verwendeten 3D-Sensor gewonnen. Diese optischen Daten liegen vorzugsweise in digitaler Form vor und können mit Hilfe eines Computers verarbeitet werden. Eine solche Verarbeitung umfasst insbesondere das Auswerten der optischen Daten hinsichtlich des Oberflächenverlaufs, d.h. der Computer kann aus den optischen Daten Informationen über den Oberflächenverlauf auf der Linie oder dem Flächenabschnitt erzeugen.
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Der erfassbare Bereich des Oberflächenverlaufs hängt im Wesentlichen von dem Blickfeld des 3D-Sensors, insbesondere der 3D-Kamera ab. Der Bereich kann sich über einen Teil des Bauelements erstrecken aber auch das gesamte Bauelement umfassen.
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In bestimmten Fällen kann es ausreichend sein, lediglich einen zweidimensionalen Oberflächenverlauf zu ermitteln, nämlich dann wenn bekannt sein sollte, dass die Oberfläche tatsächlich eben ist. Meistens jedoch wird es notwendig sein, dass der Oberflächenverlauf in drei Dimensionen ermittelt wird, dass also die Lage und Form der zweidimensionalen Oberfläche im dreidimensionalen Raum ermittelt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass vor dem Abfahren der definierten Bahn, die Ausrichtung des Werkzeugs an einem Ansatzpunkt der Linie oder des Flächenabschnitts anhand des ermittelten Oberflächenverlaufs in dem Ansatzpunkt ermittelt wird, wobei hierzu auch eine Umgebung des Ansatzpunkt in Betracht gezogen werden kann, und/oder dass bei einer Unterbrechung oder bei Beendigung der Herstellung der Baueinheit, die Ausrichtung des Werkzeugs an einem Endpunkt der Linie oder des Flächenabschnitts anhand des ermittelten Oberflächenverlaufs im Endpunkt ermittelt wird.
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So wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass insbesondere bei der Herstellung der Baueinheit durch eine Oberflächenbearbeitung keine Ansatz- oder Ausfahrriefen des Werkvorgangs erzeugt werden. Als Oberflächenbearbeitung kommen hier insbesondere Schleif- und Polierarbeiten in Betracht.
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Der Ansatzpunkt ist hierbei insbesondere der Punkt oder Bereich, an dem das Werkzeug die Oberfläche des Bauelements erstmalig berührt.
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Ebenso ist der Endpunkt insbesondere der Punkt oder Bereich, an dem das Werkzeug die Oberfläche des Bauelements letztmalig berührt.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist vorgesehen, dass das Werkzeug entlang der Linie oder über den Flächenabschnitt bewegt wird, wobei die Linie oder der Flächenabschnitt mehrere Punkte umfasst, wobei in mehreren Punkten der Linie oder des Flächenabschnitts die Ausrichtung des Werkzeugs aus dem ermittelten Oberflächenverlauf in dem jeweiligen Punkt bestimmt wird und insbesondere das Werkzeug entsprechend des Oberflächenverlaufs im dem jeweiligen Punkt insbesondere parallel oder senkrecht zum Oberflächenverlauf in dem jeweiligen Punkt ausgerichtet wird.
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Diese Ausführungsform hat insbesondere den Vorteil, dass durch eine solche aktive Ausrichtung des Werkzeugs hinsichtlich der Oberfläche des Bauelements, passive Ausrichtungskomponenten des Werkzeugs, wie beispielsweise Kugelgelenke oder kardanische Elemente eines Polierkopfes, entfallen können und durch aktiv steuerbare Komponenten ersetzt werden können.
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Die aktive Steuerung der Ausrichtung des Werkzeugs oder zumindest des Werkzeugkopfes während des Bearbeitungsvorgangs des Bauelements ist weiterhin vorteilhaft, da eine erhöhte Kontrolle über die Fertigung der Baueinheit erlangt wird.
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Die Zahl der Punkte und der Abstand zwischen den Punkten bestimmen sich beispielsweise aus der räumlichen Auflösung der optischen Daten. Alternativ können die Punkte äquidistant entlang der Linie oder des Flächenabschnitts angeordnet sein. Auch eine kontinuierliche Anordnung der Punkte ist möglich.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Werkzeug ein Schleif- oder Polierwerkzeug ist, und dass eine Rotationsachse des Schleif- oder Polierwerkzeugs im Ansatzpunkt, im Endpunkt und/oder einem von der Linie oder des Flächenabschnitts umfassten Punkt senkrecht oder parallel zum Oberflächenverlauf, also insbesondere der Bauelementsoberfläche im jeweiligen Punkt der Linie oder des Flächenabschnitts ausgerichtet wird, oder dass das Werkzeug ein Ausbringungswerkzeug ist, insbesondere zur Ausbringung einer Dichtmasse, und dass das Ausbringungswerkzeug derart ausgerichtet wird, dass die Dichtmasse in einem definierten Winkel und/oder Abstand in oder an das Bauelement aufbringbar ist.
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Diese Ausführungsform ist insbesondere vorteilhaft hinsichtlich der Ausrichtung eines Polierwerkzeugs, das je nach Rotationsachse entweder senkrecht oder parallel zum Oberflächenverlauf ausgerichtet werden soll, da dies der optimale Anstellwinkel eines solchen Werkzeugs ist.
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Eine solche optimale Ausrichtung des Werkzeugkopfes - also dem Teil, der das rotierende Schleif- oder Poliermittel umfasst - verhindert Schleif- bzw. Polierspuren auf dem Bauelement, und auch eine Riefenbildung beim An- und Absetzen des Werkzeug wird so verhindert.
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Hinsichtlich des Ausbringungswerkzeugs ist es besonders vorteilhaft, die genaue Ausrichtung des Ausbringungswerkzeugs hinsichtlich der Oberfläche des Bauelements einstellen zu können, so dass eine Dichtmasse oder Schweißnähte genauer und zielgerichteter appliziert werden.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Werkzeug ein Fixierungswerkzeug, insbesondere zur Aufnahme einer Scheibe, insbesondere einer Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs, wobei das Werkzeug derart ausgerichtet wird, dass eine daran angeordnete Scheibe entlang der definierten Bahn passgenau eingesetzt werden kann.
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Die definierte Bahn ist also insbesondere so exakt, dass das Werkzeug eine Scheibe in die dafür vorgesehene Aufnahme eines Bauelements verfährt, ohne dabei weitere oder zusätzliche Bahnkorrekturen vornehmen zu müssen. Dabei kann es notwendig sein, dass die Position der Scheibe am Werkzeug ebenfalls mit einer hohen Genauigkeit in drei Dimensionen erfasst wird, so dass eine optimale Ausrichtung der Scheibe zur Scheibenaufnahme möglich wird.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass das Einsetzen einer Scheibe in eine Scheibenaufnahme voll automatisiert erfolgen kann und keinerlei zusätzliche Maßnahmen bedarf, wie beispielsweise den Einsatz ein für diese Art von Arbeiten spezifischen SensorSystems.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wird der Oberflächenverlauf entlang der Linie oder des Flächenabschnitts in Form von Vektoren ermittelt, wobei die Vektoren insbesondere Normalvektoren oder Gradienten an dem jeweiligen Punkt auf der Oberfläche des Bauelements umfassen.
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Das Ermitteln eines vektorisierten Oberflächenverlaufs ermöglicht ein effizientes Verarbeiten der Oberflächendaten und ist besonders gut geeignet, um Steuerungsvorgänge wie in dem erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen. Weiterhin ist es bei dieser Art der Daten weitestgehend unerheblich, ob es sich um einen zwei- oder dreidimensionalen Oberflächenverlauf handelt.
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So wird gemäß dieser Ausführungsform insbesondere für jeden Punkt der Linie, des Flächenabschnitts oder des gesamten Bereichs ein Vektor aus den optischen Daten bestimmt, der Auskunft über den Oberflächenverlauf an diesem Punkt der Oberfläche gibt. Wie bereits erwähnt, eignen sich hierfür besonders der Gradient oder der Normalvektor, wobei letzterer in dem jeweiligen Punkt orthogonal zur Oberfläche steht. Aus dem Normalvektor kann eine Tangentialebene für jeden Punkt errechnet werden, in die beispielsweise das Schleif- oder Polierwerkzeug gebracht werden muss, damit optimale Schleif- bzw. Polierergebnisse erreicht werden, also dass insbesondere Schleif- oder Polierspuren vermieden werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bereich des Bauelements mit einer 3D-Kamera, insbesondere mit einer 3D-Stereokamera oder einer Time-Of-Flight-Kamera (ToF.Kamera), erfasst wird, und/oder dass die optischen Daten ein 3D-Tiefenbild oder 3D-Stereobild der Oberfläche des Bauelements umfassen.
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3D-Kameras sind vergleichsweise günstig im Vergleich zu anderen 3D-Messsystemen, wie beispielsweise Laser-basierten Systemen oder anderen 3D-Systemen, die oftmals in Verbindung mit einem Datensatz bezüglich der Geometrie des Bauelements arbeiten.
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So ist besonders vorteilhaft, dass insbesondere lediglich anhand der so gewonnen 3D-Tiefenbilder oder 3D-Stereobilder und des daraus ermittelten Oberflächenverlaufs, z.B. anhand einer vektorisierten Darstellung, die Herstellung der Baueinheit erfolgen kann, insbesondere ohne weitere Informationen über das Bauelement.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Oberflächenverlauf für alle Punkte der Linie oder des Flächenabschnitts ermittelt wird, wobei die Punkte insbesondere Pixel bzw. Voxel eines 3D-Tiefenbildes oder 3D-Stereobildes sind.
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Dadurch dass die Pixel bzw. Voxel eine vorgegebene Rasterung des Bauelements bewirken, kann der Oberflächenverlauf vorteilhaft anhand dieser Rasterung bestimmt werden. So müssen keine zusätzlichen Punkte erzeugt werden oder andere Punkte entfernt werden.
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Gemäß eines Aspekts der Erfindung, wird der Oberflächenverlauf anhand eines 3D-Bildes, insbesondere anhand einer Matrix deren Einträge Tiefenwerte enthalten, ermittelt.
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Dabei stellen die Einträge der Matrix in vorteilhafter Weise eine äquidistante Tiefeninformation über den Oberflächenverlauf zur Verfügung. Besonders im Gegensatz zur lediglich punktuellen Ermittlung des Oberflächenverlaufs oder einer Ermittlung des Oberflächenverlaufs anhand von Markierungen oder anhand von erfassbaren geometrischen Eigenschaften des Bauelements, ist diese Art der Erfassung unabhängig von der Form und dem Oberflächenverlauf des Bauelements. Diese Art der Oberflächenermittlung ermöglicht es, das erfindungsgemäße Verfahren in vielseitiger Weise auf verschiedenste Bauelemente und Bauelementausrichtungen flexibel anzuwenden, ohne dass vorher weitere Informationen über das Bauelement oder dessen Ausrichtung im Raum relativ zum Werkzeug ermittelt werden müssen.
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Zur Lösung des erfindungsgemäßen Problems wird außerdem eine Vorrichtung zur Herstellung einer Baueinheit zur Verfügung gestellt, insbesondere einer Baueinheit eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, aufweisend
- - eine Aufnahmeeinrichtung zur Positionierung und/oder Fixierung eines Bauelements,
- - einen 3D-Sensor, insbesondere eine 3D-Kamera, zur optischen Erfassung zumindest eines Bereiches des Bauelements eines auf oder in der Aufnahmeeinrichtung angeordneten Bauelements,
- - ein Werkzeug, insbesondere ein Bearbeitungswerkzeug,
- - eine Ausrichtungs- und Verfahreinrichtung, insbesondere ein Roboter,
- - eine Steuerungseinrichtung,
wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, den Oberflächenverlauf des Bereichs des Bauelements zu ermitteln und anhand des Oberflächenverlaufs entsprechende Steuerungsinformationen zur Ausrichtung des Werkzeugs oder des Bauelements zu erstellen und das Werkzeug oder das Bauelement entsprechend auszurichten und zu verfahren.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es zeigen
- 1: eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Ansicht,
- 2: ein drei-dimensionales Bild eines Bereichs der Oberfläche eines Bauelements in schematischer Ansicht.
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In 1 ist beispielhaft eine Vorrichtung abgebildet, die das erfindungsgemäße Verfahren durchführen kann. In dem abgebildeten Beispiel handelt es sich um einen Polierroboter 22 zum Polieren von Bauelementen 10. Der Roboter 22 weist einen Roboterarm auf, der mit einer 3D-Kamera 30 ausgestattet ist. Der Roboterarm umfasst mehrere Gelenke 24, wobei an einem Ende des Roboterarms ein Polierwerkzeug 20 schwenk- und positionierbar angeordnet ist. Das Polierwerkzeug 20 weist einen Polierteller und eine Rotationsachse 21 auf, um die sich der Polierteller drehen kann.
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Die 3D-Kamera 30 kann so ausgerichtet werden, dass ein Bauelement 10, hier ein Werkstück, mit einer Oberfläche in deren Blickfeld liegt. Wenn ein Bauelement 10 in dem Blickfeld der 3D-Kamera 30 liegt, nimmt die 3D-Kamera 30 ein 3D-Bild 16 auf, wobei das 3D-Bild 16 einen Bereich 12 der Oberfläche 11 des Bauelements 10 erfasst. Mit einem Computer 50 wird anhand des 3D-Bildes 16 der Oberflächenverlauf 11 dieses Bereichs 12 ermittelt. Der Oberflächenverlauf 11 im aufgenommenen Bereich 12 ist schematisch in 2 als 3D-Bild 16 dargestellt.
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Auf der Oberfläche wird ein Ansatzpunkt 18 und ein Endpunkt 19 einer Linie 17 ermittelt, entlang derer die Oberfläche des Bauelements 10 poliert werden soll. Dies geschieht beispielsweise vollautomatisch mit Hilfe eines entsprechenden Computerprogramms, das zum Polieren von Oberflächen ausgestaltet ist. Die ermittelte Linie 17 kann eine einfache Gerade sein, oder aber sich über den gesamten ermittelten Bereich 12 erstrecken und mehrfach die Richtung ändern. Wie der genaue Verlauf der Linie 17 aussieht, wird dabei beispielsweise von dem Computerprogramm ermittelt.
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In einem nächsten Schritt wird der Oberflächenverlauf 11 im Ansatzpunkt 18 bestimmt. Hier wird insbesondere die Neigung bzw. Steigung der Oberfläche des Bauelements 10 im Ansatzpunkt 18 bestimmt. Entsprechend der ermittelten Steigung im Ansatzpunkt 18 wird das Polierwerkzeug 20 so ausgerichtet, dass die Rotationsachse 21 orthogonal zu der Oberfläche bzw. dem Oberflächenverlauf 11 im Ansatzpunkt 18 steht, also der Polierteller parallel zu der Oberfläche rotiert. Im Folgenden wird der Polierteller in der ermittelten Ausrichtung entlang einer definierten Bahn an den Ansatzpunkt 18 auf dem Bauelement 10 herangeführt. Sobald der Polierteller die Oberfläche berührt wird der Polierteller zum Polieren entlang der ermittelten Linie 17 über das Bauelement 10 geführt, wobei die Ausrichtung des Poliertellers dem Oberflächenverlauf 11 im jeweiligen Punkt, an dem der Polierteller sich auf der Oberfläche des Bauelements 10 befindet, angepasst wird. Die Anpassung der Ausrichtung des Werkzeugs geschieht mittels einer Kontrolleinheit 23, die mit einem Steuercomputer 50, der insbesondere auch den Oberflächenverlauf 11 des Bereiches 12 ermittelt, kommuniziert.
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Wenn das Werkzeug am Endpunkt 19 der Linie 17 angekommen ist, wird das Werkzeug insbesondere ohne Änderung der Ausrichtung im Endpunkt 19 von der Oberfläche des Bauelements 10 weg geführt.
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Auf diese Weise entstehen weder im Ansatzpunkt 18 noch im Endpunkt 19 sowie an keiner Stelle entlang der Linie 17 Riefen, die aufgrund einer falschen Werkzeugausrichtung bezüglich der Oberfläche des Bauelements 10 in das Bauelement 10 eingebracht wurden.
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Der Oberflächenverlauf 11 des Bauelements 10 ist in 2 anhand von Normalvektoren 15, also Vektoren, die senkrecht zur ermittelten Oberfläche stehen, dargestellt. Anhand dieser Normalvektoren 15 kann die Ausrichtung des Werkzeugs ermittelt werden.
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Durch diese vorteilhafte, aktive Werkzeugausrichtung bezüglich des Oberflächenverlaufs 11 des Bauelements 10, ist es effizient und kostengünstig möglich, Bauelemente 10 mit unbekanntem Oberflächenverlauf zu polieren.
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Bezugszeichenliste
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| Bauelement |
10 |
| Oberflächenverlauf |
11 |
| Bereich |
12 |
| Vektoren, Normalvektoren, Gradienten |
15 |
| 3D-Bild |
16 |
| Linie |
17 |
| Ansatzpunkt |
18 |
| Endpunkt |
19 |
| Polierwerkzeug |
20 |
| Rotationsachse |
21 |
| Roboter |
22 |
| Steuerungseinheit |
23 |
| Gelenk |
24 |
| 3D-Kamera |
30 |
| Computer |
50 |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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