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Die Erfindung betrifft ein Messsystem und ein Verfahren zur Bestimmung von 3D-Koordinaten von Messpunkten eines Objekts, insbesondere eines Umformwerkzeuges zur Herstellung von Fahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solches Messsystem und ein solches Verfahren zur Bestimmung von 3D-Koordinaten von Messpunkten einer Oberfläche eines Objekts sind beispielsweise bereits der
WO 2012/140190 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Messsystem umfasst dabei wenigstens einen 3D-Scanner, mittels welchem zur Bestimmung der 3D-Koordinaten die Oberfläche bzw. das Objekt optisch abtastbar ist bzw. abgetastet wird.
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Des Weiteren offenbart die
WO 20004/0965002 A1 ein Verfahren zum Vernetzen von Objekten. Außerdem ist aus der
WO 2014/006545 A1 ein 3D-Mess- und Positionierungssystem bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Messsystem und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die 3D-Koordinaten besonders einfach und mit einer besonders hohen Prozesssicherheit präzise erfasst werden können, sodass eine besonders einfache, präzise und prozesssicher Digitalisierung des Objekts realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Messsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Messsystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass die 3D-Koordinaten besonders einfach, prozesssicher und präzise erfasst werden können, sodass eine besonders einfache, präzise und prozesssichere Digitalisierung des Objekts realisierbar ist, ist erfindungsgemäß wenigstens ein Roboter vorgesehen, an welchem der 3D-Scanner gehalten ist, sodass der 3D-Scanner mittels des Roboters im Raum bewegbar ist.
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Ferner umfasst das erfindungsgemäße Messsystem eine erste Verfahreinrichtung, mittels welche der Roboter und mit diesem der an den Roboter gehalten 3D-Scanner entlang wenigstens einer ersten Achse relativ zu dem Objekt translatorisch bewegbar sind. Auf diese Weise ist beispielsweise der 3D-Scanner in drei senkrecht zueinander verlaufende Raumrichtungen translatorisch bewegbar und/oder um die drei senkrecht zueinander verlaufenden Raumrichtungen drehbar, sodass der 3D-Scanner flexibel bzw. bedarfsgerecht sowie automatisiert bzw. automatisch bewegt werden kann, insbesondere entlang des Objekts bzw. entlang seiner Oberfläche.
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Das erfindungsgemäße Messsystem umfasst ferner einen an dem Roboter gehaltenen und relativ zu dem Objekt verschwenkbaren ersten optischen Tracker, welcher auch als erster optischer Verfolger bezeichnet wird. Mittels des ersten optischen Trackers sind jeweilige Positionen des 3D-Scanners relativ zu dem Objekt und relativ zu dem ersten optischen Tracker erfassbar.
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Beispielsweise werden die 3D-Koordinaten der Messpunkte des Objekts als als 3D-Koordinaten von Messpunkten einer Oberfläche des Objekts ermittelt. Im Rahmen des Verfahrens wird beispielsweise nicht nur die Oberfläche digitalisiert, sondern das gesamte Objekt. Das Objekt wird beispielsweise nach oder auf Basis einer CAD-Zeichnung (CAD – Computer Aided Design) angefertigt und durch das Abtasten bzw. Scannen des Objekts, insbesondere der Oberfläche, wird geprüft, ob das tatsächliche Objekt auch der Konstruktion bzw. der CAD-Zeichnung entspricht. Die Oberfläche ist ein sehr wichtiger Teil, der genau gescannt wird, da diese anschließend beispielsweise komplett bearbeitet wird.
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Das erfindungsgemäße Messsystem umfasst ferner einen dem ersten optischen Tracker gegenüberliegenden und relativ zu dem Objekt verschwenkbaren zweiten optischen Tracker, welcher auch als zweiter optischer Verfolger bezeichnet wird. Mittels des zweiten optischen Trackers sind jeweilige Positionen des 3D-Scanners relativ zu dem Objekt und relativ zu dem zweiten optischen Tracker erfassbar. Die optischen Tracker sind beispielsweise insbesondere zumindest signaltechnisch miteinander gekoppelt, sodass mit Hilfe der optischen Tracker der 3D-Scanner besonders präzise und definiert entlang des Objekts, insbesondere entlang der bzw. über die Oberfläche, bewegt werden kann, während der 3D-Scanner die Oberfläche optisch abtastet, das heißt scannt. Ferner ist eine zweite Verfahreinrichtung vorgesehen, mittels welcher der zweite optische Tracker entlang einer zweiten Achse relativ zu dem Objekt translatorisch bewegbar ist. Somit kann beispielsweise der zweite optische Tracker mit dem Roboter und somit mit dem ersten optischen Tracker mitbewegt werden, sodass sich der 3D-Scanner stets zwischen den beiden optischen Trackern befindet, welche vorzugsweise miteinander gekoppelt sind. Durch die Bewegbarkeit der optischen Tracker kann ein kontinuierlicher Kontakt, insbesondere optischer Kontakt, zwischen dem 3D-Scanner und den Trackern gewährleistet werden. Mit anderen Worten kann durch die Bewegbarkeit der Tracker vermieden werden, dass der 3D-Scanner, wenn er im Raum bewegt wird, aus jeweiligen Erfassungsbereichen der Tracker herausbewegt wird. Der jeweilige Erfassungsbereich wird auch als Messbereich oder Messvolumen bezeichnet. Durch die Bewegbarkeit der optischen Tracker kann sichergestellt werden, dass der 3D-Scanner beim Abtasten des Objekts, insbesondere der Oberfläche, stets in dem Messvolumen bzw. in zumindest einem der Messvolumen verbleibt, sodass der 3D-Scanner – während er das Objekt bzw. die Oberfläche abtastet – stets mittels der Tracker bzw. wenigstens eines der Tracker optisch erfasst werden kann.
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Des Weiteren ist erfindungsgemäß eine elektronische Recheneinrichtung vorgesehen, welche den Roboter und die Verfahreinrichtungen ansteuert bzw. ansteuern kann, um dadurch den 3D-Scanner und die optischen Tracker automatisiert bzw. automatisch zu bewegen.
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Der Erfindung liegt insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Herkömmlicherweise werden Objekte wie beispielsweise Umformwerkzeuge zum Herstellen von Bauteilen für Fahrzeuge manuell, das heißt von Hand digitalisiert. Hierzu wird ein Handscanner genutzt, welcher von einer Person entlang des jeweiligen Umformwerkzeuges derart geführt wird, dass der Handscanner das komplette Umformwerkzeug abfährt und dadurch abtasten kann. Auf diese Weise kann der Handscanner Daten erzeugen bzw. bereitstellen, welche beispielsweise jeweilige 3D-Koordinaten von Messpunkten des Umformwerkzeugs, insbesondere einer Oberfläche des Umformwerkzeuges, charakterisieren. Der Handscanner muss von einem Tracker verfolgt werden, dessen Messvolumen üblicherweise nicht das vollständige, auch als Messobjekt bezeichnete Objekt abdeckt, sodass beispielsweise ein die Daten des Handscanners empfangenes und den Tracker umfassendes Messsystem stets mehrmals manuell positioniert und somit relativ zu dem Objekt bewegt werden muss.
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Dadurch ist die Digitalisierung des Objekts sehr aufwendig, was nun jedoch durch das erfindungsgemäße Messsystem vermieden werden kann. Hierzu ist das Messsystem als automatisiert dynamisch positionierbares Messsystem ausgebildet, welches automatisiert dynamisch, insbesondere in Bezug auf einen Scan-Bereich des 3D-Scanners, und dabei insbesondere relativ zu dem Objekt positioniert werden kann. Der Scanbereich ist ein Erfassungsbereich bzw. Messbereich oder Messvolumen des 3D-Scanners, wobei der 3D-Scanner in dem Scanbereich angeordnete Objekte abtasten kann. Da üblicherweise der Scanbereich nicht das vollständige Objekt abdeckt, ist es nun möglich, den 3D-Scanner und mit diesem die optischen Tracker und somit die Messvolumen der Tracker und den Scanbereich des 3D-Scanners relativ zu dem Objekt automatisiert zu bewegen, sodass die Bestimmung der 3D-Koordinaten als automatisierter Ablauf ausgestaltet werden kann. Dadurch können menschliche Fehlerquellen ausgeschlossen werden, sodass die Bestimmung der 3D-Koordinaten prozesssicher und reproduzierbar durchführbar ist. Der Ablauf wird beispielsweise von einer Person hauptzeitparallel offline programmiert. Ferner ermöglicht das erfindungsgemäße Messsystem eine Prozessdokumentation in Bezug auf Kosten, Ressourcen und Qualität.
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Durch die Bestimmung der 3D-Koordinaten kann das physische und beispielsweise als Umformwerkzeug ausgebildete Objekt digitalisiert werden, da beispielsweise anhand der 3D-Koordinaten ein virtuelles bzw. digitales Modell des Objekts geschaffen werden kann. Das Messsystem ist somit ein Digitalisiersystem, welches beispielsweise in eine Roboterzelle integriert ist. Diese Roboterzelle umfasst den genannten Roboter, mittels welchem der 3D-Scanner automatisch bzw. automatisiert relativ zu dem Objekt bewegt werden kann, insbesondere während der 3D-Scanner das Objekt bzw. die Oberfläche abtastet. Ferner sind bei dem erfindungsgemäßen Messsystem eine Kombination und Positionierung der optischen Tracker und des 3D-Scanners vorgesehen, da die optischen Tracker mit dem 3D-Scanner mitbewegt werden bzw. umgekehrt. Dadurch kann beispielsweise der 3D-Scanner stets mittels der optischen Tracker erfasst werden, sodass stets jeweilige Relativpositionen zwischen dem 3D-Scanner, dem Objekt und den Trackern erfasst werden können. Dabei ist beispielsweise eine insbesondere signaltechnische Kommunikation zwischen der Roboterzelle bzw. zwischen dem Roboter und den Verfahreinrichtungen vorgesehen, um die auch als Verfahreinheiten bezeichneten Verfahreinrichtungen und den Roboter derart anzusteuern, dass die Tracker und der 3D-Scanner derart relativ und/oder relativ zu einander bewegt werden, dass der 3D-Scanner stets in den Messvolumen der Tracker bzw. einem der Messvolumen der Tracker verbleibt. Außerdem ist vorzugsweise eine Offline-Programmierstrategie vorgesehen, wobei alternativ oder zusätzlich sowohl eine Simulation als auch ein Post-Programmierung realisierbar sind.
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Die Digitalisierung des Objekts wird als auch Digitalisiervorgang bezeichnet, welcher durch Einsatz des Roboters, der Verfahreinheiten und der elektronischen Recheneinrichtung automatisiert hauptzeitparallel durchgeführt werden kann. Dadurch kann die Digitalisierung besonders zeit- und kostengünstig sowie prozesssicher durchgeführt werden.
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Dadurch, dass der 3D-Scanner und die optischen Tracker mittels des Roboters und mittels der Verfahreinheiten bewegt werden können, ist eine dynamische Positionierung der Tracker und des 3D-Scanner realisierbar, sodass ein besonderes großes Gesamtmessvolumen geschaffen werden kann, innerhalb dessen Objekte abgetastet und somit digitalisiert werden können. Somit können auch besonders große Objekte einfach digitalisiert werden. Die Erfindung ermöglicht daher eine Automatisierung eines herkömmlicherweise zeit- und kostenintensiven Prozesses. Ferner kann das erfindungsgemäße Messsystem als robotergeführtes System ausgebildet werden, wodurch ein ergonomisches Arbeiten darstellbar ist. Außerdem ist ein hauptzeitparalleles und somit zeit- und kostengünstiges Arbeiten möglich. Des Weiteren ermöglicht das erfindungsgemäße Messsystem eine genaue Termin-, Kosten- und Ressourcenplanung sowie eine deutliche Reduzierung der Durchlaufzeit durch einen geregelten Ablauf. Durch eine entsprechende Programmerstellung und Simulation ist eine besonders gute Qualitätsdokumentation realisierbar.
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Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Messsystems, sodass im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die 3D-Koordinaten der Messpunkte des Objekts, insbesondere der Oberfläche des Objekts, bestimmt werden. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Messsystems sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt.
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Das zuvor genannte Gesamtmessvolumen ist ein dynamisches Messvolumen, da die 3D-Scanner und die optischen Tracker im Raum bewegt werden können. Dabei kann eine multifunktionale Roboterzelle geschaffen werden, da beispielsweise die Verfahreinheiten, die optischen Tracker und der 3D-Scanner in die zuvor genannte Roboterzelle integriert werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Messsystems zur Bestimmung von 3D-Koordinaten von Messpunkten einer Oberfläche eines Objekts, insbesondere eines Umformwerkzeuges zur Herstellung von Fahrzeugen bzw. zur Herstellung von Bauteilen für Fahrzeuge;
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2 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht des Messsystems;
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3 eine schematische Seitenansicht des Messsystems; und
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4 eine schematische Vorderansicht des Messsystems.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Messsystem zur Bestimmung von 3D-Koordinaten eines Objekts 14 (3 und 4), insbesondere von Messpunkten einer Oberfläche 12 (3 und 4) des Objekts 14. Das Objekt 14 ist vorliegend als Umformwerkzeug ausgebildet, mittels welchem Bauteile für Fahrzeuge umgeformt und dadurch hergestellt werden können. Wie im Weiteren noch genauer erläutert wird, wird das Messsystem 10 genutzt, um durch die Bestimmung der 3D-Koordinaten ein digitales bzw. virtuelles, dreidimensionales Modell des Objekts 14 zu realisieren und somit das Objekt 14 zu digitalisieren.
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Eine solche Digitalisierung wird herkömmlicherweise derart durchgeführt, dass ein Scanner, insbesondere ein 3D-Scanner, und ein optischer Tracker, das heißt ein optische Verfolger verwendet werden. Der Tracker und der Scanner weisen jeweilige Messvolumen auf, welche auch als Messbereiche oder Erfassungsbereiche bezeichnet werden. Dabei kann der Scanner bzw. der Tracker in dem jeweiligen Messbereich angeordnete Objekte optisch erfassen. Im jeweiligen Messvolumen des Trackers können durch Abtasten des sich zumindest teilweise im Messvolumen befindenden Objekts Daten erzeugt werden, welche beispielsweise die 3D-Koordinaten charakterisieren. Das Abtasten des Objekts wird auch als Scannen bezeichnet und mittels des Scanners durchgeführt. Herkömmlicherweise wird der Tracker vor dem auch als Messobjekt bezeichneten Objekt so platziert, dass sich ein möglichst großer Bereich bzw. Teil des Objekts im Messvolumen des Trackers befindet. Dann wird das Objekt, insbesondere dessen Oberfläche, mit dem als Handscanner ausgebildeten Scanner abgefahren, indem der Scanner von einer Person manuell relativ zu dem Objekt bewegt wird. Durch dieses Abfahren des Objekts und das damit einhergehende Abtasten der Oberfläche werden Daten erzeugt, die beispielsweise 3D-Koordinaten von jeweiligen, mittels des Scanners optisch erfassten Messpunkten charakterisieren. Je nach Größe des Objekts kann das Objekt größer als das Messvolumen des üblicherweise ortsfesten Trackers sein, sodass der Scanner von der Person aus dem Messvolumen des Trackers herausbewegt werden könnte.
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Kann lediglich ein erster Teilbereich des Objekts in dem Messvolumen des Trackers angeordnet werden, während ein sich an den ersten Teilbereich anschließender zweiter Teilbereich des Objekts außerhalb des Messvolumens des Trackers angeordnet ist, so muss beispielsweise nach Abtasten des ersten Teilbereichs und somit je nach Größe des Objekts der Tracker zwischendurch relativ zu dem Objekt neupositioniert und derart ausgerichtet werden, dass dann beispielsweise der zweite Teilbereich in dem Messvolumen des Trackers angeordnet ist, während beispielsweise der erste Teilbereich außerhalb des Messvolumens liegt. Dann kann beispielsweise der Scanner in dem Messvolumen des Trackers bewegt werden und dabei den zweiten Teilbereich des Objekts abtasten. Dabei muss der Tracker nicht nur neu positioniert, sondern auch neu referenziert werden. Somit werden wenigstens zwei Scan- oder Abtastvorgänge durchgeführt. Im Rahmen eines ersten der Scanvorgänge wird der erste Teilbereich mittels des Scanners abgetastet, das heißt gescannt. Dann wird der erste Scanvorgang beendet. Daraufhin wird der zweite Scanvorgang durchgeführt, in dessen Rahmen der zweite Teilbereich des Objekts mittels des Scanners abgetastet wird. Anschließend müssen die Scanvorgänge bzw. jeweilige, durch die Scanvorgänge erzeugte Daten über bewusst aufgenommene, markante Bereich zusammengeführt werden. Dies führt zu einem insgesamt fehleranfälligen sowie zeit- und kostenaufwendigen Prozess, was nun durch den Einsatz des Messsystems 10 vermieden werden kann. Durch Nutzung des Messsystems 10 können sowohl das Neupositionieren des Trackers sowie die Zusammenführung der Daten und die ständige Neureferenzierung vermieden werden.
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Hierzu umfasst das Messsystem ein besonders gut aus 3 erkennbaren 3D-Scanner 16, mittels welchem zur Bestimmung der 3D-Kooridnaten das Objekt, insbesondere die Oberfläche 12, optisch abtastbar ist bzw. abgetastet wird. Außerdem umfasst das Messsystem 10 einen als Industrieroboter und vorliegend als Mehrachsroboter ausgebildeten Roboter 18, welcher beispielsweise mehrere, relativ zueinander bewegbare, insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch relativ zueinander bewegbare, Roboterachsen aufweist. Die Roboterachsen werden auch als Achsen bezeichnet und durchnummeriert, insbesondere beginnend bei 1. Dabei ist der 3D-Scanner an dem Roboter 18 gehalten, sodass der 3D-Scanner 16 mittels des Roboters 18 im Raum, insbesondere in gewissen Grenzen, bewegbar ist bzw. bewegt wird.
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Das Messsystem 10 umfasst ferner eine erste Verfahreinrichtung 20, an welcher der Roboter 18 gehalten ist. Die erste Verfahreinrichtung 20 wird auch als erste Lineareinheit bezeichnet, wobei mittels der Verfahreinrichtung 20 der Roboter 18 und mit diesem der an dem Roboter 18 gehaltene 3D-Scanner 16 entlang wenigstens einer ersten Achse 22 relativ zu dem Objekt 14 translatorisch bewegbar sind. Des Weiteren umfasst das Messsystem einen an dem Roboter 18 gehaltenen und relativ zu dem Objekt 14 sowie relativ zu dem Roboter 18 verschwenkbaren ersten optischen Tracker 24, mittels welchem jeweilige Positionen des 3D-Scanner 16 relativ zu dem Objekt 14 und relativ zu dem ersten optischen Tracker 24 erfassbar sind. Des Weiteren ist ein dem ersten optischen Tracker 24 gegenüberliegender und relativ zu dem Objekt 14 verschwenkbarer zweiter optischer Tracker 26 (2) vorgesehen, mittels welchem jeweilige Positionen des 3D-Scanners 16 relativ zu dem Objekt 14 und relativ zu dem zweiten optischen Tracker 26 erfassbar sind.
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Das Messsystem 10 umfasst des Weiteren eine zweite Verfahreinrichtung 28, welche auch als zweite Lineareinheit bezeichnet wird. Dabei ist der optische Tracker 26 zumindest mittelbar an der Verfahreinrichtung 28 gehalten, sodass mittels der Verfahreinrichtung 28 der zweite optische Tracker 26 entlang wenigstens einer Achse 30 relativ zu dem Objekt 14 translatorisch bewegbar ist bzw. bewegt wird. Wie in 1 durch Pfeile 32 veranschaulicht ist, ist der Tracker 24 relativ zu dem Objekt 14 und insbesondere relativ zu dem Roboter 18 um wenigstens zwei senkrecht zueinander verlaufende Drehachsen drehbar. Wie in 2 durch Pfeile 34 veranschaulicht ist, ist der Tracker 26 um zwei senkrecht zueinander verlaufende Drehachsen relativ zu der Verfahreinrichtung 28 und relativ zu dem Objekt 14 verschwenkbar. Ferner umfasst das Messsystem 10 eine Arbeitsplatte 36, auf welcher das Objekt 14 liegt bzw. liegen kann, während das Objekt 14 von dem 3D-Scanner 16 abgetastet wird.
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Schließlich ist eine in 1 besonders schematisch dargestellte elektronische Recheneinrichtung 42 vorgesehen, welche dazu ausgebildet ist, die Verfahreinheiten 20 und 28 und den Roboter 18 anzusteuern, um dadurch die Tracker 24 und 26 und den 3D-Scanner 16 relativ zu dem Objekt 14 automatisch bzw. automatisiert zu bewegen. Die Tracker 24 und 26 sind dabei beispielsweise derart, insbesondere signaltechnisch, miteinander gekoppelt, sowie beispielsweise derart, insbesondere signaltechnisch, mit dem Roboter 18 bzw. mit dem 3D-Scanner 16 gekoppelt, dass der 3D-Scanner 16 – während er entlang des Objekts 14 bewegt wird – stets zwischen den Tracker 24, 26 verbleibt und somit stets von beiden Trackern 24 und 26 oder von zumindest einem der Tracker 26 optisch erfasst wird. Dabei ist in 1 ein Erfassungsbereich 38 des Trackers 24 veranschaulicht, wobei der Erfassungsbereich 38 auch als Messbereich oder Messvolumen bezeichnet wird. Ferner ist in 2 ein Erfassungsbereich 40 des Trackers 26 veranschaulicht, wobei auch der Erfassungsbereich 40 als Messbereich oder Messvolumen des Trackers 26 bezeichnet wird.
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Der Tracker 24 ist beispielsweise an der Roboterachse 1 des Roboters 18 schwenkbar befestigt und kann über den Roboter 18 entlang der Achse 22 bewegt werden. Dabei weist beispielsweise die Verfahreinrichtung 20 eine entlang der Achse 22 verlaufende Länge von 5 Metern auf, sodass beispielsweise der Roboter 18 und mit diesem der Tracker 24 und der 3D-Scanner 16 über 5 Meter entlang der Achse 22 mittels der Verfahreinrichtung 20 verfahren werden können. Die Achse 22 ist dabei beispielsweise eine dynamisch gesteuerte Roboterachse, wobei die Achse 30 beispielsweise eine dynamisch gesteuerte Linearachse ist. Dabei weist beispielsweise die Verfahreinrichtung 28 einen entlang der Achse 30 verlaufende Länge von 5 Metern auf, sodass das beispielsweise der verschwenkbar an der Verfahreinrichtung 28 befestigte bzw. gehaltene Tracker 26 über 5 Meter entlang der Achse 30 verfahren werden kann. Die jeweilige Achse 22 bzw. 30 ist eine Linearachse, auf bzw. entlang welcher der jeweilige Tracker 24 bzw. 26 verfahren werden kann. Durch dynamisches Verschwenken und Verfahren des jeweiligen Trackers 24 bzw. 26 auf der jeweiligen Linearachse kann das jeweilige Messvolumen über die gesamte Arbeitsplatte 36 bewegt werden und somit die gesamte Arbeitsplatte 36 und das gesamte auf der Arbeitsplatte 36 angeordnete Objekt 14 automatisiert abfahren und somit erfassen. Dabei wird der Erfassungsbereich 38 durch den gegenüberliegenden Erfassungsbereich 40 erweitert bzw. umgekehrt, sodass der 3D-Scanner 16 und die Tracker 24 bzw. 26 präzise bewegt werden können.
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Insbesondere ist der Tracker 24 automatisiert horizontal schwenkbar. Der 3D-Scanner 16 ist beispielsweise an einer Bearbeitungsspindel des Roboters 18 gehalten und kann somit besonders bedarfsgerecht bewegt werden. Bei dem in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist das Objekt 14 ein Umformwerkzeug zum Umformen einer Seitenwand für eine Karosserie eines Personenkraftwagens. Das Messsystem 10, insbesondere die Recheneinrichtung 42, wird so programmiert, dass die Tracker 24 und 26 je nach Lage und Position des 3D-Scanner 16 ihrer Ausrichtposition automatisch, insbesondere an die Lage und Position des 3D-Scanners 16, anpassen. Durch diese automatisierte Schwenkbarkeit der Tracker 24 und 26 und ihrer Verfahrbarkeit entlang der Achsen 22 und 30 ist ein ständiger optischer Kontakt zwischen dem jeweiligen Tracker 24 bzw. 26 und dem 3D-Scanner 16 garantiert, und alle Messobjekte können problemlos automatisiert digitalisiert, d. h. abgetastet werden. Das Messsystem 10 ist mit einer dynamischen Echtzeit-Referenzierung ausgestattet. Dadurch ist das automatisierte Ausrichten der Tracker 24 und 26 während des auch als Messobjektaufnahme bezeichneten Abtastens des Objekts 14 möglich, und es muss keine erneute Referenzierung nach Ändern der Ausrichtung der Tracker 24 und 26 vorgenommen werden. Während 2 das Messsystem 10 in einer schematischen Seitenansicht zeigt, ist das Messsystem 10 in 4 in einer schematischen Vorderansicht gezeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Messsystem
- 12
- Oberfläche
- 14
- Objekt
- 16
- 3D-Scanner
- 18
- Roboter
- 20
- erste Verfahreinrichtung
- 22
- erste Achse
- 24
- erster optischer Tracker
- 26
- zweiter optischer Tracker
- 28
- zweite Verfahreinrichtung
- 30
- zweite Achse
- 32
- Pfeil
- 34
- Pfeil
- 36
- Arbeitsplatte
- 38
- Erfassungsbereich
- 40
- Erfassungsbereich
- 42
- Recheneinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2012/140190 A1 [0002]
- WO 20004/0965002 A1 [0003]
- WO 2014/006545 A1 [0003]
