DE102017109087A1 - fastener - Google Patents

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Jan Thesing
Hanno Gaitzsch
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Abstract

Ein Befestigungselement (6), insbesondere zum Einsatz in der optischen 3D-Messtechnik, zur Befestigung von magnetischen Messhilfselementen auf nicht-magnetischen Objektoberflächen (10) wird beschrieben. Das Befestigungselement (6) ist eine selbsthaftende Trägerfolie (7) und hat zusätzliche ferromagnetische Bestandteile.A fastening element (6), in particular for use in 3D optical metrology, for the attachment of magnetic measuring auxiliary elements on non-magnetic object surfaces (10) will be described. The fastening element (6) is a self-adhesive carrier film (7) and has additional ferromagnetic components.

Description

Zur Ermittlung der dreidimensionalen Koordinaten von Objektoberflächen sind photogrammetrische Messverfahren hinreichend bekannt. Hierbei werden die zu messenden Objektmerkmale herkömmlicherweise mit Messhilfselementen, zum Beispiel in Form von sogenannten Referenzmarken, photogrammetrischen Targets oder auch optischen Zielmarken markiert, die auf die Oberfläche des zu vermessenden Objektes aufgebracht werden. Das Objekt wird anschließend mit einer digitalen Kamera aus verschiedenen Richtungen fotografiert. Durch bekannte rechnerische Verfahren kann in für den Fachmann bekannter Weise der Schnittpunkt der Abbildungsstrahlen berechnet werden, der sich für gleiche Bildpunkte ergibt, die in unterschiedlichen Perspektiven aufgenommen wurden. Durch den Schnittpunkt sind dann die dreidimensionalen Koordinaten bekannt. Bei bekannter Dicke des Messhilfselementes und seiner Orientierung kann jeweils auf einen Oberflächenpunkt des Objektes unterhalb der optischen Zielmarke geschlossen werden.To determine the three-dimensional coordinates of object surfaces photogrammetric measuring methods are well known. Here, the object features to be measured conventionally marked with auxiliary measuring elements, for example in the form of so-called reference marks, photogrammetric targets or optical targets, which are applied to the surface of the object to be measured. The object is then photographed with a digital camera from different directions. By known computational methods, the intersection of the imaging beams can be calculated in a manner known to the person skilled in the art, which results for identical pixels which have been recorded in different perspectives. Through the intersection then the three-dimensional coordinates are known. With a known thickness of the measuring auxiliary element and its orientation can be closed in each case to a surface point of the object below the optical target.

Neben der Bestimmung der punktuellen dreidimensionalen Koordinaten von Objektoberflächen können entsprechende Messhilfselemente auch bei einer flächenhaften 3D-Vermessung eines Objekts, beispielsweise nach dem Streifenprojektionsverfahren, zum Einsatz kommen.In addition to the determination of the punctual three-dimensional coordinates of object surfaces, corresponding auxiliary measurement elements can also be used in the case of a planar 3D measurement of an object, for example according to the fringe projection method.

Zur vollständigen Rundumerfassung wird das zu vermessende Objekt in der Regel aus mehreren Sensorpositionen relativ zum Objekt erfasst und die Einzelmessungen, die in einem lokalen Koordinatensystem vorliegen, werden in ein globales Koordinatensystem transformiert und so zu einem Gesamtdatensatz zusammengefasst.For complete all-round detection, the object to be measured is generally detected from a plurality of sensor positions relative to the object, and the individual measurements that are present in a local coordinate system are transformed into a global coordinate system and thus combined to form an overall data record.

Die Festlegung eines globalen Koordinatensystems kann durch die Bestimmung der dreidimensionalen Koordinaten von auf dem Objekt angebrachten Messhilfselementen in Form von Referenzmarken erfolgen.The determination of a global coordinate system can take place by determining the three-dimensional coordinates of measurement auxiliary elements mounted on the object in the form of reference marks.

Eine berührungslose Vermessung der Referenzmarken durch eine photogrammetrische Vermessung ist möglich, dazu werden die Referenzmarken mit einer oder mehreren Kameras aus verschiedenen Richtungen aufgenommen und anschließend mit computergestützten Bildauswerteverfahren die Koordinaten der Referenzmarken bestimmt.A non-contact measurement of the reference marks by a photogrammetric survey is possible, for this purpose the reference marks are recorded with one or more cameras from different directions and then determined by computer-aided Bildauswerteverfahren the coordinates of the reference marks.

Während der Messung müssen die verwendeten Messhilfselemente eine feste Lage zum Objekt aufweisen. Dies wird durch eine Fixierung des Messhilfselementes am Objekt oder an einer fest mit dem Objekt verbundenen Fixture erreicht. Nach der Messung sollen die Messhilfselemente in der Regel wieder vom Objekt entfernt werden.During the measurement, the auxiliary measuring elements used must have a fixed position to the object. This is achieved by fixing the measuring auxiliary element to the object or to a fixture fixedly connected to the object. After the measurement, the auxiliary measuring elements should normally be removed from the object again.

Die Messhilfselemente können verschiedenartig ausgestaltet sein.The auxiliary measuring elements can be configured in various ways.

Die in der 3D-Messtechnik als Messhilfselemente sehr häufig eingesetzten Referenzmarken können prinzipiell eine beliebige Form aufweisen. Sie sind in der einfachsten Form beispielsweise als zwei konzentrische Kreise ausgestaltet. Die Fläche innerhalb des inneren Kreises (Innenfläche) ist mit einer definierten Farbe, beispielsweise weiß, ausgestaltet. Die Fläche zwischen den beiden konzentrischen Kreisen (Außenfläche) ist dann typischerweise mit der Komplementärfarbe gefüllt, also beispielsweise schwarz. Vielfach befindet sich in der direkten Umgebung der Marken noch ein spezielles Muster (Buchstaben, Zahlen, Ring-Code) das eine eindeutige Erkennung der jeweiligen Marken in den einzelnen Bildern ermöglicht.The reference marks very often used as auxiliary measuring elements in 3D measuring technology can in principle have any shape. They are designed in the simplest form, for example, as two concentric circles. The area inside the inner circle (inner surface) is designed with a defined color, for example white. The area between the two concentric circles (outer surface) is then typically filled with the complementary color, so for example black. Often located in the immediate vicinity of the brands still a special pattern (letters, numbers, ring code) that allows a clear recognition of the respective brands in the individual images.

Es ist vorteilhaft, wenn die Referenzmarke in einem Messbild mit einem geeigneten Algorithmus detektiert werden kann. Dies ermöglicht insbesondere eine automatische Identifikation der Referenzmarke.It is advantageous if the reference mark can be detected in a measurement image with a suitable algorithm. This allows in particular an automatic identification of the reference mark.

Häufig werden solche einfachen Referenzmarken aus Folie oder Papier gefertigt und direkt auf das Objekt geklebt.Often such simple reference marks are made of foil or paper and glued directly to the object.

Der Nachteil an der Befestigung des Messhilfselementes durch Kleben ist, dass nach der Entfernung häufig Klebereste auf dem Objekt verbleiben und eine mehrfache Anwendung des Messhilfselementes nicht zwingend gewährleistet ist, da die Klebkraft bei mehrfacher Anwendung im Allgemeinen sinkt.The disadvantage of the attachment of the measuring auxiliary element by gluing is that after removal of adhesive residues often remain on the object and a multiple application of the measuring aid is not necessarily guaranteed, since the bond strength generally decreases with multiple applications.

Eine weitere Möglichkeit zur Befestigung des Messhilfselementes bietet der Einsatz von Adhäsionsfolien, die Dank der Van der Waals-Kräfte auf allen glatten und ebenen Oberflächen wie Glas, Metall, Marmor, Keramik und Kunststoff haften, und sich einfach wieder rückstandslos entfernen lassen. Insbesondere sind Adhäsionsfolien von Vorteil, die auf Silikon verzichten, da selbst geringste Silikonrückstande nachfolgende Lackierprozesse des Messobjekts stören.Another way of attaching the auxiliary measuring element is the use of adhesive films, which adhere to the Van der Waals forces on all smooth and even surfaces such as glass, metal, marble, ceramic and plastic, and can be easily removed without leaving any residue. In particular, adhesive films are advantageous, which dispense with silicone, since even the slightest silicone residues interfere with subsequent painting processes of the test object.

Damit eine genügende Haftung der Adhäsionsfolie an der Oberfläche entsteht, muss sich ein ausreichend großes Adhäsionsfolienelement an die Objektoberfläche anschmiegen. Damit ist diese Methode nur für verformbare Messhilfselemente geeignet, die sich entsprechend zusammen mit der Adhäsionsfolie an die Form des Objektes anpassen.In order for sufficient adhesion of the adhesive film to the surface, a sufficiently large adhesive film element must conform to the surface of the object. Thus, this method is only suitable for deformable auxiliary measuring elements, which adapt to the shape of the object together with the adhesive film accordingly.

Weitere Fixiermethoden für die Messhilfselemente sind der Einsatz von Klettverschlüssen, Magneten, Saugnäpfen und Ähnliches.Further fixing methods for the auxiliary measuring elements are the use of Velcro fasteners, magnets, suction cups and the like.

Bei magnetischen Oberflächen ist der Einsatz von Magneten als Befestigungsmittel für Messhilfselemente beliebt, da sich Magnete schnell und einfach auf der Oberfläche positionieren und auch einfach wieder rückstandslos entfernen und wiederholt verwenden lassen. Leider ist die Verwendung von Magneten nicht für nicht-magnetische Oberflächen, wie Aluminium / CFK Karossen oder Kunststoffteile geeignet. For magnetic surfaces, the use of magnets as a fastener for auxiliary measuring elements is popular because magnets can be quickly and easily positioned on the surface and also easily removed without leaving any residue and used repeatedly. Unfortunately, the use of magnets is not suitable for non-magnetic surfaces, such as aluminum / carbon fiber bodies or plastic parts.

Flache Messhilfselemente, eignen sich unabhängig von der Art ihrer Befestigung auf dem Messobjekt gut für Objekte, deren Oberfläche bei der dreidimensionalen Vermessung von einem Sensor in einer Aufnahme aus einen genügend großen Winkelbereich einsehbar ist. Bei komplexen Objekten, oder wenn Vorder- und Rückseiten eines Objektes erfasst werden sollen, würde hingegen eine sehr große Anzahl von flachen Messhilfselementen und auch Messungen benötigt, um durchgehende Bildreihen für die Orientierung der einzelnen Messungen im Koordinatensystem zu erhalten.Flat auxiliary measuring elements, regardless of how they are mounted on the measuring object, are well suited for objects whose surface can be viewed from a sensor in a receptacle from a sufficiently large angular range during the three-dimensional measurement. For complex objects, or when the front and back of an object are to be detected, on the other hand, a very large number of flat auxiliary measuring elements and also measurements would be needed to obtain continuous rows of images for the orientation of the individual measurements in the coordinate system.

DE 195 36 295 C2 zeigt eine räumlich gestaltete Signalmarke, die derart gestaltet ist, dass sie eine Kombination von mehreren ebenen Signalmarken darstellt, die auf zueinander geneigt angeordneten Flächen angebracht sind, so dass aus jeder Raumrichtung mindestens eine Signalmarke beobachtbar ist. DE 195 36 295 C2 shows a spatially designed signal mark, which is designed such that it represents a combination of a plurality of planar signal marks, which are mounted on mutually inclined surfaces, so that from each spatial direction at least one signal mark is observable.

Messhilfselemente in Form von mehrflächigen Referenzkörpern haben im Gegensatz zu flachen Messhilfselementen den Vorteil, dass sie aus verschiedenen Blickwinkeln erfasst werden können. Nachteilig an den räumlich gestalteten Messhilfselementen ist die zumeist starre Ausführungsform und die damit verbundene fehlende Anschmiegsamkeit an die Objektoberfläche.Measurement auxiliary elements in the form of multi-surface reference bodies, in contrast to flat auxiliary measuring elements, have the advantage that they can be detected from different angles. A disadvantage of the spatially designed measuring auxiliary elements is the mostly rigid embodiment and the associated lack of conformability to the object surface.

Vermieden werden sollte das Aufbringen von verformbaren Referenzmarken in stark gekrümmten Oberflächenbereichen, da es durch das Anschmiegen des Messhilfselementes an der Oberfläche zu einer Verzerrung der Referenzmarken in der Bildaufnahme kommt und Schwierigkeiten bei der rechnerischen Erkennung und Auswertung auftreten. Eine automatisierte Auswertung ist dann nicht mehr möglich.Avoiding the application of deformable reference marks in highly curved surface areas, as it comes through the nestling of the measuring aid at the surface to a distortion of the reference marks in the image recording and difficulties in computational recognition and evaluation occur. An automated evaluation is then no longer possible.

Starre Messhilfselemente lassen sich, unabhängig ob sie als flache Elemente oder voluminöse Körper ausgestaltet sind, schlecht bis gar nicht auf gekrümmten Oberflächen stabil befestigen, insbesondere nicht mit Adhäsionsfolie.Rigid measuring auxiliary elements, regardless of whether they are configured as flat elements or voluminous bodies, can not be fastened firmly or even stably on curved surfaces, in particular not with adhesion foil.

Ein besonders vorteilhaft ausgeführter Referenzkörper kombiniert mehrere uncodierte Referenzmarken, beispielsweise einfache helle Punkte, mit einer codierten Messmarke, beispielsweise heller Punkt mit umgebenen Codemuster. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist ein solcher Referenzkörper in der Bodenfläche einen Magneten auf, um zum Beispiel in der automatisierten Vermessung von magnetischen Bauteilen verwendet zu werden.A particularly advantageously designed reference body combines a plurality of uncoded reference marks, for example simple bright dots, with a coded measuring mark, for example a bright dot with a surrounding code pattern. In an advantageous embodiment, such a reference body in the bottom surface of a magnet, for example, to be used in the automated measurement of magnetic components.

Bei gekrümmten Oberflächen weist die Befestigung des starren Messhilfselementes auch mit einem Magneten das Problem auf, dass nur eine tangentiale oder sogar nur punktförmige Auflagefläche entsteht. Dies führt zu Instabilitäten in der Position des Messhilfselementes.For curved surfaces, the attachment of the rigid auxiliary measuring element with a magnet has the problem that only a tangential or even punctiform bearing surface is formed. This leads to instabilities in the position of the auxiliary measuring element.

In einer vorteilhaften Form weist der Referenzkörper daher drei sich nicht auf einer Geraden befindliche Magnete an der Bodenfläche auf, so dass sich durch die Dreipunktauflage eine stabile Position ergibt. Es ist auch denkbar, den Referenzkörper indirekt magnetisch über drei sich nicht auf einer Gerade befindlichen Auflagerungen als Widerlager an der Objektoberfläche zu fixieren.In an advantageous form, the reference body therefore has three magnets, which are not located on a straight line, on the bottom surface, so that a stable position results due to the three-point support. It is also conceivable to fix the reference body indirectly magnetically via three supports not located on a straight line as an abutment on the object surface.

Nicht-magnetische Oberflächen, wie zum Beispiel Kunststoffteile oder auch Aluminiumbleche, weisen eine nicht-magnetische aber glatte Oberfläche auf. Aus diesem Grund sind sie für eine Befestigung von Messhilfselementen mit Adhäsionsfolien geeignet.Non-magnetic surfaces, such as plastic parts or aluminum sheets, have a non-magnetic but smooth surface. For this reason, they are suitable for attaching auxiliary measuring elements with adhesive films.

Wenn die zur optischen Vermessung benötigten Referenzmarken allerdings direkt auf Adhäsionsfolie angebracht sind, so können in gekrümmten Bereichen nur verformbare Messhilfselemente zum Einsatz kommen, die sich der entsprechenden Oberflächenform anpassen.However, if the reference marks required for the optical measurement are applied directly to adhesion foil, then only deformable auxiliary measuring elements which conform to the corresponding surface shape can be used in curved areas.

Die Verwendung von Referenzkörpern wäre nur in ausreichend ebenen Oberflächenbereichen möglich, da nur dort eine genügend große ebene Auflagefläche für die starren Referenzkörper vorliegt. Eine stabile Dreipunktauflage wie bei dem beschriebenen vorteilhaften Referenzkörper für magnetische Oberflächen, ist nicht möglich, da die einzelnen Auflagepunkte keine ausreichend große Auflagefläche bieten, um eine Adhäsionshaftung zu gewährleisten.The use of reference bodies would only be possible in sufficiently flat surface areas, since only there there is a sufficiently large flat support surface for the rigid reference body. A stable three-point support as in the described advantageous reference body for magnetic surfaces, is not possible because the individual contact points do not provide a sufficiently large contact surface to ensure an adhesion adhesion.

Auf der anderen Seite, lassen sich flexible Adhäsionsfolien gut auch in stark gekrümmten Objektbereichen anbringen, da sie sich gut an das Objekt anschmiegen.On the other hand, flexible adhesive films can be applied well even in strongly curved object areas, since they cling well to the object.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu finden magnetische Messhilfselemente auch an nicht-magnetischen Oberflächen einfach und reversibel zu befestigen.The object of the invention is to find a way to easily and reversibly attach magnetic measuring aids to non-magnetic surfaces.

Die Aufgabe wird mit dem Befestigungselement nach Anspruch 1, das Befestigungsverfahren nach Anspruch 6 und die Verwendung nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved with the fastening element according to claim 1, the fastening method according to claim 6 and the use according to Claim 10 solved. Advantageous embodiments are described in the subclaims.

Als Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, die Vorteile einer dank Adhäsionskräften selbsthaftenden, rückstandsfrei ablösbaren und wiederverwendbaren Trägerfolie mit denen von magnetischen Messhilfselementen zu vereinen. Hierzu wird ein Befestigungselement vorgeschlagen, dass zusätzlich zu der selbsthaftenden und damit rückstandsfrei ablösbaren und wiederverwendbaren Trägerfolie ferromagnetische Bestandteile aufweist. Das magnetische Messhilfselement kann durch die ferromagnetischen Bestandteile an dem Befestigungselement durch Magnetkraft anhaften und mit Hilfe der selbsthaftenden Trägerfolie an der Objektoberfläche lösbar befestigt werden. Die ferromagnetischen Bestandteile können beispielsweise Eisen-, Kobalt-, Nickel- oder Neodym-Partikel oder Mischungen oder Legierungen aus ferromagnetischen Stoffen sein. Die ferromagnetischen Bestandteile können auch derart magnetisiert sein, dass das Befestigungselement selbst eine Magnetkraft bereitstellt, an der das metallische, ferromagnetische Messhilfselement durch Magnetkraft des Befestigungselementes anhaften kann.As a solution to the problem, it is proposed to combine the advantages of a self-adhesive adhesive, residue-free removable and reusable carrier film with those of magnetic measuring auxiliary elements. For this purpose, a fastener is proposed that in addition to the self-adhesive and thus residue-free removable and reusable carrier film ferromagnetic components. The magnetic measuring auxiliary element can adhere to the fastening element by magnetic force through the ferromagnetic components and be releasably secured to the surface of the object by means of the self-adhesive carrier film. The ferromagnetic constituents may be, for example, iron, cobalt, nickel or neodymium particles or mixtures or alloys of ferromagnetic substances. The ferromagnetic components can also be magnetized such that the fastening element itself provides a magnetic force to which the metallic, ferromagnetic measuring auxiliary element can adhere by magnetic force of the fastening element.

Es ist denkbar das Befestigungselement mehrlagig auszubilden, wobei mindestens eine Lage aus der selbsthaftenden Trägerfolie und mindestens eine andere Lage aus einer ferromagnetischen Schicht gebildet wird. Damit wird das Befestigungselement in der Form einer Gesamtfolie in Kombination einer selbsthaftenden Trägerfolie und einer mit ferromagnetischen Bestandteilen angereicherten Folienlage bereitgestellt.It is conceivable to form the fastener in multiple layers, wherein at least one layer of the self-adhesive carrier film and at least one other layer is formed from a ferromagnetic layer. Thus, the fastener is provided in the form of an overall film in combination of a self-adhesive carrier film and a ferromagnetic component-enriched film layer.

Die Gesamtfolie ist dabei so aufgebaut, dass sie auf der dem Objekt zugewandten Seite eine selbsthaftende Oberfläche aufweist, mit der sie auf dem Objekt befestigt werden kann. Die dem Objekt abgewandte Seite stellt mit der auf dieser Seite angebrachten Schicht oder Folie mit ferromagnetischen Bestandteilen eine Befestigungsfläche für magnetische Messhilfselemente bereit, die mittels Magnetkraft mit dem Befestigungselement verbunden werden können.The overall film is constructed so that it has a self-adhesive surface on the side facing the object, with which it can be attached to the object. The side facing away from the object provides with the attached on this page layer or film with ferromagnetic components, a mounting surface for magnetic measuring auxiliary elements that can be connected by magnetic force with the fastener.

Dadurch können auch starre Messhilfselemente, beispielsweise die vorteilhaften Referenzkörper mit magnetischer Dreipunktauflage, sowohl in ebenen wie gekrümmten Bereichen des Objektes reversibel befestigt werden.As a result, even rigid auxiliary measuring elements, for example the advantageous reference bodies with a magnetic three-point support, can be reversibly fastened both in flat and curved regions of the object.

Zu einfachen Handhabung kann das Befestigungselement in Form einer Folie verwendet werden, die in handlich zugeschnittene Patches zugeschnitten ist. Die Größe der Patches sollte derart gewählt sein, dass sie einfach zu handhaben sind und eine genügend große Auflagefläche vorhanden ist, um eine zuverlässige Adhäsion zu gewährleisten. Dennoch sollten nicht zu große Bereiche des Objektes durch die Folie verdeckt werden. Im Idealfall reicht eine Patchgröße in der Größe der Grundfläche des anzubringenden Messhilfselementes oder der Grundfläche eines Fußelementes eines Messhilfselementes aus, wodurch keine zusätzlichen Objektteile während der optischen Vermessung des Objektes verdeckt werden.For ease of use, the fastener can be used in the form of a film that is cut into handy tailored patches. The size of the patches should be chosen so that they are easy to handle and have a sufficiently large contact surface to ensure reliable adhesion. Nevertheless, not too large areas of the object should be covered by the film. Ideally, a patch size is sufficient in the size of the base surface of the measuring auxiliary element to be attached or the base of a foot element of a measuring auxiliary element, whereby no additional object parts are concealed during the optical measurement of the object.

Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die gleichen Messhilfselemente, beispielsweise magnetische Referenzmarken oder magnetische Referenzkörper, sowohl auf magnetischen, wie nicht-magnetischen Messobjekten zum Einsatz kommen können. Es wird ein Satz von magnetischen Messhilfselementen und eine entsprechende Anzahl von Befestigungselementen benötigt. Damit ist auch ein einfacher Einsatz bei Messobjekten, die aufgrund unterschiedlicher Materialien sowohl magnetische, wie auch nicht-magnetische Objektbereiche aufweisen, möglich.One advantage of the invention is that the same auxiliary measuring elements, for example magnetic reference marks or magnetic reference bodies, can be used both on magnetic and non-magnetic measuring objects. It requires a set of auxiliary magnetic measurement elements and a corresponding number of fasteners. This also makes a simple use possible in the case of measuring objects that have both magnetic and non-magnetic object areas due to different materials.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 - Referenzkörper für die dreidimensionale optische Vermessung;
  • 2 - Unterseite eines Referenzkörpers mit Dreipunktauflage;
  • 3 - Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Befestigungselement;
  • 4 - Formen von erfindungsgemäßen Befestigungselementen;
  • 5 - schematische seitliche Ansicht.
The invention will be explained in more detail with reference to embodiments with the accompanying drawings. Show it:
  • 1 - Reference body for the three-dimensional optical measurement;
  • 2 - underside of a reference body with three-point support;
  • 3 - Cross section through an inventive fastener;
  • 4 - Forms of fasteners according to the invention;
  • 5 - schematic side view.

1 zeigt einen vorteilhaften Referenzkörper 1 für die optische 3D-Messstechnik. Der Referenzkörper 1 ist würfelförmig aufgebaut und weist auf der Oberseite eine mit Codemuster umgebene Referenzmarke 2 (codierte Referenzmarke) auf. Auf den Seitenflächen befinden sich jeweils uncodierte Referenzmarken 3. Die codierte Referenzmarke 2 dient der photogrammetrischen Erfassung. Die zusätzlichen uncodierten Referenzmarken 3 auf den Seitenflächen, ermöglichen eine bessere Erkennung des Referenzkörpers 1 aus verschiedenen Richtungen, Winkeln und Abständen. 1 shows an advantageous reference body 1 for optical 3D measuring technology. The reference body 1 is cube-shaped and has on the top a code pattern surrounded reference mark 2 (coded reference mark). On the side surfaces are each uncoded reference marks 3 , The coded reference mark 2 is used for photogrammetric acquisition. The additional uncoded reference marks 3 on the side surfaces, allow better detection of the reference body 1 from different directions, angles and distances.

Eine Ausführungsform, die auch auf den Seitenflächen über codierte Referenzmarken 2 verfügt, ist denkbar.An embodiment which also on the side surfaces via coded reference marks 2 is available, is conceivable.

Die 2 zeigt die Unterseite 4 eines Referenzkörpers 1, beispielsweise des Referenzkörpers aus 1.The 2 shows the bottom 4 a reference body 1 , For example, the reference body 1 ,

An der Unterseite 4, das heißt die Seite des Referenzkörpers, die dem zu vermessendem Objekt zugewandt sein wird, sind drei Auflageelemente 5 angebracht. Die drei Auflageelemente 5 sind nicht auf einer gemeinsamen Geraden angeordnet und voneinander entfernt so angeordnet, dass sie eine Dreipunktauflage und damit eine sichere Auflage bieten. Die Auflageelemente 5 können dabei zur direkten magnetischen Fixierung als Magnete ausgebildet sein, oder sie dienen als selbst nicht-magnetische Auflageelemente 5 bei einer indirekten magnetischen Haltung als Widerlager.On the bottom 4 that is, the side of the reference body that is the object to be measured will face, are three support elements 5 appropriate. The three support elements 5 are not arranged on a common line and arranged away from each other so that they provide a three-point support and thus a secure support. The support elements 5 can be designed for direct magnetic fixation as magnets, or they serve as even non-magnetic support elements 5 in an indirect magnetic posture as an abutment.

3 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Befestigungselement 6. Erkennbar ist der schichtweise Aufbau, bestehend aus einer selbsthaftenden Trägerfolie 7 und einer mit ferromagnetischen Bestandteilen angereicherten Schicht 8. Die Trägerfolie 7 ist selbsthaftend, beispielsweise durch Adhäsion. Sie besitzt in dem dargestellten Ausführungsbespiel keine Klebeschicht. Dadurch ist sie rückstandsfrei vom Objekt ablösbar und wiederverwendbar. Die mit ferromagnetischen Bestandteilen angereicherte Schicht 8 kann als Schicht direkt auf die Trägerfolie 7 aufgebracht werden, oder als eigenständige Folie produziert und anschließend mit der Trägerfolie 7 verbunden werden. Denkbar ist aber auch, dass die ferromagnetischen Bestandteile in die Trägerfolie 7 integriert sind. 3 shows a cross section through a fastener according to the invention 6 , Visible is the layered structure, consisting of a self-adhesive carrier film 7 and a layer enriched with ferromagnetic components 8th , The carrier foil 7 is self-adhesive, for example by adhesion. It has no adhesive layer in the illustrated exemplary embodiment. As a result, it can be removed from the object without residue and reused. The layer enriched with ferromagnetic components 8th Can be used as a layer directly on the carrier foil 7 be applied, or produced as a separate slide and then with the carrier film 7 get connected. It is also conceivable that the ferromagnetic components in the carrier film 7 are integrated.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement 6 ist derart flexibel gestaltet, dass es sich gut an die Oberflächenform des Objekts anpasst, an das es angebracht wird. Dadurch wird eine gute Haftung aufgrund der Adhäsions- oder Van der Waals-Kräfte gewährleistet.The fastening element according to the invention 6 is so flexible that it adapts well to the surface shape of the object to which it is attached. This ensures a good adhesion due to the adhesion or Van der Waals forces.

Die mit ferromagnetischen Bestandteilen angereicherte Schicht 8 ermöglicht es auf der dem Objekt abgewandten Seite magnetische Messhilfselemente anzubringen.The layer enriched with ferromagnetic components 8th allows magnetic measuring auxiliary elements to be mounted on the side facing away from the object.

4 zeigt verschiedene Formen für erfindungsgemäße Befestigungselemente 6 in der Aufsicht. 4 shows various forms for fastening elements according to the invention 6 in the supervision.

Ein unendlich ausgedehntes erfindungsgemäßes Befestigungselement würde dank der großen Fläche zwar über sehr gute Haftungseigenschaften verfügen, wäre aber unhandlich und würde große Teile des Messobjekts abdecken. Eine großflächige Abdeckung des Messobjekts ist in der optischen 3D-Messtechnik nicht erwünscht, da bevorzugt die Objektoberfläche und nicht die Oberfläche des Befestigungselements und oder der Messhilfselemente gemessen werden soll. Aus diesem Grund wird angestrebt nur den zwingend notwendigen Teil des Objekts mit Messhilfselementen und deren Befestigungselementen zu verdecken. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Befestigungselement in Form von Quadraten, Rechtecken oder Kreisen ausgestaltet sein. Durch die Verwendung von Befestigungselementen in Form von zugeschnittenen Patches, zum Beispiel in Größe des anzubringenden Messhilfselementes, wird eine einfache Handhabung und ein optimales Gleichgewicht zwischen möglichst großer Auflagefläche und kleinstmöglicher Objektabdeckung erreicht.An infinitely extended fastener according to the invention would, thanks to the large area, have very good adhesion properties, but would be unwieldy and would cover large parts of the test object. A large-area coverage of the measurement object is not desirable in the optical 3D measurement technology, since it is preferable to measure the object surface and not the surface of the fastening element and / or the auxiliary measurement elements. For this reason, the aim is to obscure only the mandatory part of the object with auxiliary measuring elements and their fastening elements. For example, the fastening element according to the invention can be designed in the form of squares, rectangles or circles. By using fasteners in the form of tailored patches, for example, in size of the measuring auxiliary element to be attached, a simple handling and an optimal balance between the largest possible contact surface and the smallest possible object coverage is achieved.

5 zeigt eine beispielhafte schematische seitliche Ansicht eines Messobjektes 9, auf dessen Oberfläche 10 ein Befestigungselement 6 angebracht ist. Das Befestigungselement 6 haftet dank Adhäsionskräfte an der Objektoberfläche 10. Das Befestigungselement 6 ist ausreichend flexibel gestaltet, um sich der Kontur der Objektoberfläche 10 anzupassen. An der dem Objekt abgewandten Seite des Befestigungselements 6, befindet sich die mit ferromagnetischen Bestandteilen angereicherten Schicht 8. An dieser haftet der magnetische Referenzkörper 1 durch Magnetkraft. Der Referenzkörper wird über eine Auflage auf drei Punkten direkt oder indirekt magnetisch auf der Objektoberfläche gehalten. Die an der Unterseite 4 des Referenzkörpers 1 befindlichen Auflageelemente 5 dienen einer stabilen Dreipunktauflage. 5 shows an exemplary schematic side view of a measurement object 9 , on its surface 10 a fastener 6 is appropriate. The fastener 6 Adheres to the surface of the object thanks to adhesion 10 , The fastener 6 is designed to be flexible enough to fit the contour of the object surface 10 adapt. At the side facing away from the object of the fastener 6 , is the enriched with ferromagnetic components layer 8th , At this the magnetic reference body adheres 1 by magnetic force. The reference body is held on a support on three points directly or indirectly magnetically on the object surface. The at the bottom 4 of the reference body 1 located support elements 5 serve a stable three-point support.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Referenzkörperreference body
22
codierte Referenzmarkencoded reference marks
33
uncodierte Referenzmarkenuncoded reference marks
44
Unterseite des Referenzkörpers 1Bottom of the reference body 1
55
Auflageelementesupport elements
66
Befestigungselementfastener
77
selbsthaftende Trägerfolieself-adhesive carrier film
88th
mit ferromagnetischen Bestandteilen angereicherte Schichtlayer enriched with ferromagnetic components
99
Messobjektmeasurement object
1010
Objektoberflächeobject surface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19536295 C2 [0017]DE 19536295 C2 [0017]

Claims (10)

Befestigungselement (6), insbesondere zum Einsatz in der optischen 3D-Messtechnik, zur Befestigung von magnetischen Messhilfselementen auf nicht-magnetischen Objektoberflächen (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) eine selbsthaftende Trägerfolie (7) und zusätzliche ferromagnetische Bestandteile hat.Fastening element (6), in particular for use in optical 3D measuring technology, for fastening magnetic measuring auxiliary elements on non-magnetic object surfaces (10), characterized in that the fastening element (6) has a self-adhesive carrier film (7) and additional ferromagnetic components. Befestigungselement (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) mehrlagig mit mindestens einer selbsthaftenden Trägerfolie (7) und mindestens einer mit den ferromagnetischen Bestandteilen angereicherten Folienlage (8) ist.Fixing element (6) after Claim 1 , characterized in that the fastening element (6) is multi-layered with at least one self-adhesive carrier film (7) and at least one enriched with the ferromagnetic components film layer (8). Befestigungselement (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die selbsthaftende Trägerfolie (7) silikonfrei ist.Fastening element (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the self-adhesive carrier film (7) is silicone-free. Befestigungselement (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) in Form von Patches zugeschnitten ist.Fastening element (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening element (6) is cut in the form of patches. Befestigungselement (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) in Form und Größe der Grundfläche des zu befestigenden Messhilfselementes oder in Form und Größe von Fußteilen des zu befestigenden Messhilfselementes angepasst ist.Fastening element (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening element (6) is adapted in shape and size of the base of the measuring auxiliary element to be fastened or in the shape and size of the foot parts of the measuring auxiliary element to be fastened. Verfahren zur Befestigung von magnetischen Messhilfselementen für die optische 3D-Messtechnik auf nicht-magnetischen Objektoberflächen (10), gekennzeichnet durch: - Anhaften eines Befestigungselementes (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit seiner selbsthaftenden Oberfläche auf der nicht-magnetischen Objektoberfläche (10) und - Magnetisches Anhaften des magnetischen Messhilfselementes an dem ferromagnetische Bestandteile aufweisenden Befestigungselement (6).Method for fixing magnetic measuring auxiliary elements for 3D optical metrology on non-magnetic object surfaces (10), characterized by : adhering a fastening element (6) according to one of the preceding claims with its self-adhesive surface on the non-magnetic object surface (10) and - Magnetic adhesion of the magnetic measuring auxiliary element to the ferromagnetic components having fastener (6). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zu befestigenden Messhilfselement um ein starres Messhilfselement handelt.Method according to Claim 6 , characterized in that the measuring auxiliary element to be fastened is a rigid auxiliary measuring element. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zu befestigenden Messhilfselement um ein starres Messhilfselement handelt, das mit magnetischer Dreipunktauflage platziert wird.Method according to Claim 6 or 7 , characterized in that it is to be fastened measuring auxiliary element is a rigid auxiliary measuring element, which is placed with magnetic three-point support. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zu befestigenden Messhilfselement um ein flexibles magnetisches Messhilfselement handelt, das mit dem zwischenliegenden Befestigungselement (6) durch Magnetkraft auf einer nicht-magnetischen Objektoberfläche (10) platziert wird.Method according to Claim 6 , characterized in that it is to be fastened measuring auxiliary element is a flexible magnetic measuring auxiliary element, which is placed with the intermediate fastening element (6) by magnetic force on a non-magnetic object surface (10). Verwendung von Befestigungselementen (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, zur Platzierung von starren oder flexiblen magnetischen Messhilfselementen, insbesondere von Referenzmarken oder Referenzkörpern für die dreidimensionale optische Vermessung nach dem Prinzip der Photogrammmetrie, auf glatten nicht-magnetischen Objektoberflächen (10).Use of fasteners (6) according to one of Claims 1 to 5 , for the placement of rigid or flexible magnetic auxiliary measuring elements, in particular reference marks or reference bodies for the three-dimensional optical measurement according to the principle of photogrammetry, on smooth non-magnetic object surfaces (10).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

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DE19536295C2 (en) 1995-09-29 2000-12-14 Daimler Chrysler Ag Spatially designed signal mark

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