DE102017201529A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Ist-Position eines Bauteils - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Ist-Position eines Bauteils Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Ist-Position eines Bauteils (1) vor der Durchführung eines Bearbeitungsschritts, wobei vor Durchführung des Bearbeitungsschritts das Bauteil (1) aus der erfassten Ist-Position mittels eines das Bauteil (1) haltenden Trägereinrichtung (10) in eine Soll-Position bewegt wird, und wobei die Ist-Position des Bauteils (1) mittels einer ersten Erfassungseinrichtung (21) erfasst wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Ist-Position eines Bauteils vor der Durchführung eines Bearbeitungsschritts nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Aus der DE 10 2007 058 105 A1 ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Das bekannte Verfahren findet Verwendung bei der Bearbeitung bzw. dem Materialabtrag an einer Oberfläche eines Bauteils mittels einer Laserstrahleinrichtung. Hierzu ist das Bauteil in einer Trägereinrichtung aufgenommen, wobei die Trägereinrichtung das Bauteil in drei Raumrichtungen sowie um drei Raumachsen bewegen bzw. schwenken kann. Zum gezielten Materialabtrag ist es erforderlich, das Bauteil mit seiner zu bearbeiteten Oberfläche beispielsweise zur Laserstrahleinrichtung genau zu positionieren. Hierzu sieht es das bekannte Verfahren vor, mittels einer Erfassungseinrichtung die zu bearbeitende Oberfläche bzw. deren Position vor der Bearbeitung mittels der Laserstrahleinrichtung zu erfassen und in Kenntnis der erfassten Position die Trägereinrichtung entsprechend anzusteuern, damit das Bauteil im Bereich der zu bearbeitenden Oberfläche von der erfassten Ist-Position zu einer Soll-Position überführt wird. Die Erfassung der Ist-Position der zu bearbeitenden Oberfläche des Bauteils erfolgt insbesondere vor der ersten Bearbeitung sowie ggf. auch zwischen einzelnen Bearbeitungsschritten.
  • Wesentlich für die Erzielung kurzer Prozeßzeiten beispielsweise zur Bearbeitung der Oberflächen an Bauteilen ist es, dass die Ist-Position möglichst schnell und genau erfasst wird. Anschließend erfolgt üblicherweise eine Ansteuerung der Trägereinrichtung zum Überführen des Bauteils von der erfassten Ist-Position in die Soll-Position. Diese eingestellte Position wird üblicherweise nochmals kontrolliert, um festzustellen, ob die Ist-Position mit der Soll-Position innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen identisch ist. Je nach verwendeten Messprinzipien sowie Messungenauigkeiten und Toleranzen der Verstelleinrichtungen kann es erforderlich sein, die Erfassung der Ist-Position des Bauteils und deren Verstellung über die Trägereinrichtung iterativ in mehreren Schritten durchzuführen, bis letztendlich die erforderliche Soll-Position erreicht ist. In diesem Zusammenhang erscheint es wesentlich, dass die von der Erfassungseinrichtung zuerst erfasste Ist-Position innerhalb bestimmter Toleranzlagen liegt, damit insbesondere die Erfassung der Ist-Position möglichst schnell erfolgt und die Anzahl der angesprochenen iterativen Vorgänge (Erfassung der Ist-Position und Verstellung der Position des Bauteils) möglichst gering gehalten werden kann. Da die Wahl der Erfassungseinrichtung sowie deren physikalisches Messprinzip nicht nur von der Geschwindigkeit abhängig ist, mit der die Erfassung einer Ist-Position und die Verstellung des Bauteils von der erfassten Ist-Position in die Soll-Position erfolgt, sondern auch andere Parameter (beispielsweise absolute Genauigkeit der Erfassung der Ist-Position, Investitionskosten, spezifische Anforderungen des Bauteils usw.) abhängt, ist das bekannte Verfahren insoweit ggf. noch nicht optimal.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das Verfahren zur Erfassung der Ist-Position eines Bauteils vor der Durchführung eines Bearbeitungsschritts mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verkürzte Zeit zur Erfassung der Ist-Position ermöglicht wird.
  • Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, vor der Erfassung einer Ist-Position des Bauteils durch die (erste) Erfassungseinrichtung das Bauteil derart vorzupositionieren, dass sichergestellt ist, dass die Erfassung der Ist-Position des Bauteils durch die (erste) Erfassungseinrichtung und ggf. erforderlich Ansteuerungen einer Trägereinrichtung von der ersten Erfassungseinrichtung zur Änderung der Ist-Position des Bauteils in die Soll-Position in einer verkürzten Zeitdauer erfolgen kann. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass vor der Erfassung der Ist-Position durch die erste Erfassungseinrichtung die zunächst vorhandene Ist-Position des Bauteils mittels einer zweiten Erfassungseinrichtung erfasst wird und anschließend auf Grundlage der erfassten Ist-Position des Bauteils durch die zweite Erfassungseinrichtung die Trägereinrichtung derart angesteuert wird, dass nach der Verstellung durch die Trägereinrichtung das Bauteil eine anschließend von der ersten Erfassungseinrichtung erfassbare Ist-Position aufweist, die eine schnelle Erfassung durch die erste Erfassungseinrichtung sowie eine schnelle Positionierung des Bauteils von der durch die erste Erfassungseinrichtung erfassten Ist-Position in die Soll-Position ermöglicht. Dadurch ist es möglich, die erste Erfassungseinrichtung derart auszubilden bzw. mit einem derartigen Meßprinzip zu betreiben, dass ohne eine Vorpositionierung eine relativ lange Prozesszeit benötigt werden würde, um das Bauteil von der Ist-Position in die Sollposition zu bringen. Somit wird insgesamt gesehen, trotz der Verwendung zweier Erfassungseinrichtungen, eine verkürzte Prozessdauer ermöglicht.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erfassung der Ist-Position eines Bauteils vor der Durchführung eines Bearbeitungsschritts sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
  • Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Erfassung der Ist-Positionen durch die beiden Erfassungseinrichtungen mittels unterschiedlicher Messprinzipien erfolgt. Hierbei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die erste Erfassungseinrichtung auf einem Messprinzip beruht, das eine hochgenaue Erfassung der Ist-Position und somit grundsätzlich auch eine hochgenaue Einstellung der Soll-Position ermöglicht. Demgegenüber kann die zweite Erfassungseinrichtung nach einem Messprinzip arbeiten, das eine möglichst schnelle Erfassung der Ist-Position sowie eine schnelle Verstellung von der Ist-Position in eine anschließend von der ersten Erfassungseinrichtung erfassbare Ist-Position ermöglicht, sodass möglichst wenig Meß- und Verstellvorgänge erforderlich sind.
  • Vorzugsweise erfolgt die Erfassung der Ist-Position durch die zweite Erfassungseinrichtung durch ein interferometrisches Meßprinzip. Bevorzugt ist hierbei ein Michelson Interferometer, es kann jedoch auch jede andere Interferometeranordnung vorgesehen sein, z.B. ein Mach-Zender-Interferometer, ein Mirau-Interferometer oder Ähnliches. Weiterhin ist es auch denkbar, unterschiedliche Wellenlängen des Laserlichts zu verwenden, um die Eigenschaften bei der Erfassung des Bauteils bzw. dessen Oberfläche durch die zweite Erfassungseinrichtung zu verbessern.
  • Je nach Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position sowie abhängig von der Positionsgenauigkeit, mit der die Trägereinrichtung das Bauteil von der erfassten Ist-Position in seine Soll-Position bewegen kann, ist es darüber hinaus vorgesehen, zur Optimierung der Ist-Position des Bauteils die Verstellung von der durch die zweite Erfassungseinrichtung erfasste Ist-Position in die von der ersten Erfassungseinrichtung erfasste Ist-Position und/oder von der von der ersten Erfassungseinrichtung erfassten Ist-Position in die Soll-Position in mehreren Schritten iterativ unter jeweiliger Erfassung von Ist-Positionen durch die Erfassungseinrichtungen stattfindet.
  • Je nach Ist-Position des Bauteils ist es möglich, dass die Ist-Position von der zweiten Erfassungseinrichtung nicht erfasst werden kann, da diese üblicherweise bestimmte Toleranzgrenzen aufweist, innerhalb derer die Ist-Position des Bauteils liegen muss, damit die Ist-Position von der zweiten Erfassungseinrichtung erfasst werden kann. Um in diesem Fall eine Erfassung der Ist-Position durch die zweite Erfassungseinrichtung zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass die Trägereinrichtung derart aktiviert wird, dass diese das Bauteil seitlich bzw. lateral in eine Raumrichtung solange verstellt, bis das erste Mal eine Ist-Position durch die zweite Erfassungseinrichtung detektierbar ist.
  • Weiterhin ist es zur Optimierung der Prozesszeit vorgesehen, dass die erste Erfassungseinrichtung erst dann aktiviert wird, wenn die Ist-Position des Bauteils innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen liegt. Dadurch wird eine Verstellung der Position des Bauteils von der von der ersten Erfassungseinrichtung erfassten Ist-Position in die Soll-Position in möglichst wenigen Schritten ermöglicht.
  • Weiterhin sieht es das Verfahren vor, dass die Trägereinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese das Bauteil sowohl in die drei unterschiedlichen Raumrichtungen, als auch um die drei unterschiedlichen Raumachsen bewegen bzw. drehen kann. Erst durch eine derartige 6-achsige Beweglichkeit der Trägereinrichtung ist es möglich, das Bauteil aus jeder beliebigen Ist-Position in jede beliebige bzw. benötigte Soll-Position zu verstellen. In diesem Zusammenhang wird erläutert, dass die Erfassung der Ist-Position des Bauteils sich üblicherweise auf die Erfassung der Ist-Position einer an sich bekannten Oberfläche des Bauteils bezieht, wobei die Positionierung der Oberfläche des Bauteils für den nachfolgenden Bearbeitungsschritt wesentlich ist.
  • Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zum Durchführen eines soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung zeichnet sich durch zwei Erfassungseinrichtungen zur Erfassung der (Ist-) Position eines Bauteils und einer das Bauteil haltenden Trägereinrichtung aus, sowie durch wenigstens eine, mit den beiden Erfassungseinrichtungen gekoppelte Auswerteeinrichtung und einer mit der Trägereinrichtung gekoppelten Verstelleinrichtung, wobei die Verstelleinrichtung dazu ausgebildet ist, die Trägereinrichtung und somit das Bauteil in drei Raumrichtungen eines kartesischen Koordinatensystems und um drei senkrecht zueinander angeordnete Raumachsen zu verstellen.
  • Zuletzt umfasst die Erfindung auch die Verwendung eines soweit beschriebenen Verfahrens zur Positionierung eines optischen Bauteils in einer Sensoreinrichtung. Typische Anwendungsfälle für das erfindungsgemäße Verfahren sind die Positionierung einer optischen Linse oder Ähnlichem zu einem Imager, wie er bei Überwachungseinrichtungen in Kamerasystemen Verwendung finden. Derartige Einsätze ergeben sich insbesondere auch im Kraftfahrzeugbereich, bei denen beispielsweise mittels einer Kamera ein Parkumfeld oder Ähnliches detektiert wird, um damit einen zumindest teilautonomen Betrieb eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
  • Diese zeigt in:
    • 1 eine stark vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung zur Erfassung der Ist-Position eines Bauteils vor einem Bearbeitungsschritt durch zwei unterschiedliche Erfassungseinrichtungen,
    • 2a bis 2c unterschiedliche, mittels einer zweiten Erfassungseinrichtung erfasste Bilder,
    • 3 eine erstes Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Verstellung des Bauteils von einer Ist-Position in eine Soll-Position durch die zweite Erfassungseinrichtung und
    • 4 ein zweites Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • In der 1 ist stark vereinfacht ein Teilbereich einer Vorrichtung 100 dargestellt, wie sie als Bestandteil einer Fertigungsanlage dient. Die Vorrichtung 100 weist eine Trägereinrichtung 10 mit einer Aufnahme 11 zur (starren) Halterung eines Bauteils 1 auf. Bei dem Bauteil 1 handelt es sich insbesondere, jedoch nicht einschränkend, um ein optisches Bauteil, wie eine Linse 2 oder Ähnliches. Die Linse 2 weist auf der der Trägereinrichtung 10 abgewandten Seite beispielhaft eine konkav ausgebildete Oberfläche 3 auf. Das Bauteil 1 bzw. die Linse 2 wird von der Trägereinrichtung 10 beispielsweise in eine nicht dargestellte Sensoreinrichtung montiert bzw. eingebaut, bei der das Bauteil 1 bzw. die Oberfläche 3 eine definierte Position aufweisen muss. Beispielsweise wirkt das Bauteil 1 bzw. die Linse 2 mit einem sogenannten Imager zusammen, der dazu dient, über die Linse 2 auf den Imager auftreffendes Licht in Informationen zu verarbeiten. Hierzu ist es erforderlich, dass mittels der Linse 2 auf der Messoberfläche des Imagers beispielsweise ein scharfes Bild erzeugt wird, wozu die erforderliche genaue Positionierung der Linse 2 bzw. der Oberfläche 3 in der Sensoreinrichtung erforderlich ist.
  • Die Erfassung der Ist-Position des Bauteils 1 bzw. der Oberfläche 3 in der Trägereinrichtung 10 ist mittels einer lediglich symbolisch dargestellten ersten Erfassungseinrichtung 21 detektierbar, die in Wirkverbindung mit dem Bauteil 1 angeordnet ist. Weiterhin ist eine zweite Erfassungseinrichtung 22 vorgesehen, die ebenfalls der Erfassung der Ist-Position des Bauteils 1 bzw. der Oberfläche 3 dient.
  • Die zweite Erfassungseinrichtung 22 basiert auf einem interferometrischen Meßprinzip und weist einen Messkopf 25 auf. Weiterhin umfasst die zweite Erfassungseinrichtung 22 eine Laserstrahlquelle 26, die einen Laserstrahl erzeugt, der nach dem Passieren eines Strahlenteilers 28 als Messstrahl 30 ein Objektiv 32 durchquert, von der Oberfläche 3 des Bauteils 1 zurückreflektiert wird, und über den Strahlenteiler 28 wiederum einer Kamera 34 zugeführt wird. Der von dem Strahlenteiler 28 abgeleitete Anteil des Laserstrahls trifft als Referenzstrahl 36 auf ein Referenzobjekt 38 auf und wird von dem Referenzobjekt 38 über den Strahlenteiler 28 ebenfalls der Kamera 34 zugeführt. Bei dem Referenzobjekt 38 handelt es sich insbesondere um eine flache optische Oberfläche. Weiterhin weist der von der Oberfläche 3 des Bauteils 1 der Kamera 34 zugeführte Messstrahl 30 die optischen Informationen hinsichtlich der Oberfläche 3 auf, die in Zusammenhang mit der optischen Information des Referenzobjekts 38 der Detektion der Ist-Position des Bauteils 1 dient.
  • Die Kamera 34 ist mit einer Bildverarbeitungseinrichtung 40 gekoppelt, die wiederum mit einer Steuereinrichtung 42 verbunden ist, die der Ansteuerung einer Verstelleinrichtung 44 dient. Die Verstelleinrichtung 44 ist Bestandteil einer Montageeinrichtung 50 ist. Bei der Montageeinrichtung 50 handelt es sich beispielsweise um einen Montageroboter, wobei die Trägereinrichtung 10 an einem Roboterarm 49 befestigt ist. Mittels der Verstelleinrichtung 44 lässt sich die Trägereinrichtung 10 bzw. die Aufnahme 11 und somit auch das Bauteil 1 bzw. die Oberfläche 3 in die drei Raumrichtungen x, y und z sowie um die drei Raumachsen a, b und c bewegen.
  • Weiterhin besteht zwischen der Steuereinrichtung 42 und der Verstelleinrichtung 44 bzw. der Montageeinrichtung 50 eine bidirektionale Verbindung, bei der über eine erste Verbindung 45 von der Verstelleinrichtung 44 die mechanischen Positionsdaten der Trägereinrichtung 10 an die Steuereinrichtung 42 als Eingangsgrößen zuführt werden. Über die zweite Verbindung 46 werden Soll-Vorgaben von der Steuereinrichtung 42 an die Verstelleinrichtung 44 übertragen.
  • In den 2a bis 2c sind von der Kamera 34 aufgenommene, übereinander gelegte Bilder in Form von Referenzmustern 48a bis 48c des Referenzstrahls 36 und des Messstrahls 30 dargestellt, wie sie sich ergeben, wenn die Ist-Position des Bauteils 1 bzw. der Oberfläche 3 von einer Soll-Position abweicht. In der 2a ist der Fall dargestellt, bei der das Referenzmuster 48a auf eine seitliche Abweichung der Oberfläche 3 von der Soll-Position hinweist. Das Referenzmuster 48b in der 2b deutet auf eine falsche vertikale Position des Bauteils 1 bzw. der Oberfläche 3 hin. Das Referenzmuster 48c in der 2c ist typisch für den Fall, dass die Drehwinkellage des Bauteils 1 bzw. der Oberfläche 3 in einer der drei Raumachsen a, b und c von der Soll-Position abweicht.
  • In der 3 ist ein Teil eines Ablaufdiagramms dargestellt, wie das Bauteil 1 bzw. die Oberfläche 3 nach der Erfassung eines Referenzmusters 48a, 48b, 48c aus der durch die zweite Erfassungseinrichtung 22 erfassten Ist-Position in eine Soll-Position verstellt wird, die als Startposition bzw. Ist-Position für die erste Erfassungseinrichtung 21 dient. So wird in dem ersten Schritt 51 zunächst mittels der Kamera 34 das entsprechende Referenzmuster 48a, 48b, 48c aufgenommen und der Bildverarbeitungseinrichtung 40 als Eingangsgröße zugeführt. Die Bildverarbeitungseinrichtung 40 weist einen Algorithmus auf, der zunächst in einem zweiten Schritt 52 die in dem ersten Schritt 51 aufgenommenen Referenzmuster 48a, 48b, 48c in Daten umrechnet, sodass in einem dritten Schritt 53 die Ist-Position der Oberfläche 3 berechenbar ist. In einem vierten Schritt 54 wird anschließend die Abweichung der Ist-Position von der (idealen) Soll-Position berechnet. Diese Abweichung wird in einem fünften Schritt 55 zur aktuellen Ist-Position dazugerechnet und anschließend in Kenntnis der von der Verstelleinrichtung 44 über die erste Verbindung 45 zugeführten Daten (Block 56) in eine neue Ansteuerung bzw. Positionierung der Trägereinrichtung 10 in einem sechsten Schritt 57 umgesetzt.
  • Anschließend wird die aktuelle Ist-Position des Bauteils 1 bzw. der Oberfläche 3 nochmals mittels der zweiten Erfassungseinrichtung 22 erfasst, wobei sich die Schritte 51 bis 55 und 57 ggf. solange wiederholen, bis die aktuell erfasste Ist-Position der Oberfläche 3 bzw. der Bauteils 1 innerhalb vorgegebener Toleranzen für eine als Startwert für die erste Erfassungseinrichtung 21 dienende Ist-Position liegen. Sobald dies der Fall ist, wird die Position der Oberfläche 3 bzw. des Bauteils 1 mittels der ersten Erfassungseinrichtung 21 detektiert.
  • Hierbei wird, in Analogie zur zweiten Erfassungseinrichtung 22, die jeweils erfasste Ist-Position der Oberfläche 3 bzw. des Bauteils 1 mit einer Soll-Position verglichen. Auch die zweite Erfassungseinrichtung 22 ist über eine Verbindung 60 über die Steuereinrichtung 42 zumindest mittelbar mit der Verstelleinrichtung 44 der Trägereinrichtung 10 bzw. der Montageeinrichtung 50 verbunden, um diese derart anzusteuern, dass die Ist-Position (innerhalb vorgegebener Toleranzen) innerhalb der Soll-Position liegt. Sobald die gewünschte Soll-Position des Bauteils 1 bzw. der Oberfläche 3 erreicht ist, ist das Bauteil 1 mit Blick beispielweise auf einen Montagevorgang derart ausgerichtet, dass die Trägereinrichtung 10 das Bauteil 1 beispielsweise zum Fügen in der Sensoreinrichtung an seine gewünschte Position verfahren bzw. bewegen kann.
  • In der 4 ist ein Ablaufdiagramm dargestellt, welches den gesamten Ablauf der Erfassung der Ist-Position des Bauteils 1 bzw. der Oberfläche 3 mittels der beiden Erfassungseinrichtungen 21, 22 beschreibt. Hierbei ist es in einem ersten Schritt 61 vorgesehen, dass die Trägereinrichtung 10 zusammen mit dem Bauteil 1 in eine Messposition positioniert wird. Hierzu wird die Trägereinrichtung 10 über die Verstelleinrichtung 44 vorab entsprechend angesteuert. Anschließend wird in einem zweiten Schritt 62, bei dem lediglich die zweite Erfassungseinrichtung 22 aktiviert ist festgestellt, ob ein Referenzmuster 48a, 48b, 48c erfassbar ist. Ist dies nicht der Fall, wird in einem dritten Schritt 63 die Trägereinrichtung 10 derart verstellt, dass die Trägereinrichtung 10 das Bauteil 1 bzw. die Oberfläche 3 in einer Ebene, d.h. seitlich verschoben wird. Anschließend wiederholt sich der zweite Schritt 62 solange, bis ein Referenzmuster 48a, 48b, 48c erfassbar ist. Sobald dies der Fall ist, wird in dem vierten Schritt 64 die Ist-Position des Bauteils 1 bzw. der Oberfläche 3 und die Abweichung von der Soll-Position berechnet. Anschließend wird in einem fünften Schritt 65 die Verstelleinrichtung 44 der Trägereinrichtung 10 zur Erzielung der Soll-Position entsprechend angesteuert. In dem sechsten Schritt 66 wird geprüft, ob das erfasste Referenzmuster 48a, 48b, 48c innerhalb der Toleranzen liegt, die es anschließend ermöglicht, die Ist-Position des Bauteils 1 bzw. der Oberfläche 3 mittels der ersten Erfassungseinrichtung 21 zu erfassen. Ist dies nicht der Fall, werden der vierte Schritt 64 und der fünfte Schritt 65 erneut durchgeführt. Ist das Referenzmuster 48a, 48b, 48c hingegen innerhalb der vorgegebenen Toleranzen für die erste Erfassungseinrichtung 21, so wird in einem siebten Schritt 67 die erste Erfassungseinrichtung 21 angesteuert, die in einem achten Schritt 68 die endgültige Positionierung des Bauteils 1 bzw. der Oberfläche 3 mittels der ersten Erfassungseinrichtung 21 durchführt.
  • Das soweit beschriebene Verfahren bzw. die soweit beschriebene Vorrichtung 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere wird erwähnt, dass durch die Vorausrichtung des Bauteils 1 bzw. der Oberfläche 3 mittels der zweiten Erfassungseinrichtung 22 bei der nachfolgenden Positionierung des Bauteils 1 bzw. der Oberfläche 3 mittels der ersten Erfassungseinrichtung 21 üblicherweise nur noch Fehler korrigiert werden müssen, die aufgrund der Toleranzen des optischen Systems sowie der Toleranzen der Bauteile vorhanden sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007058105 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Erfassung der Ist-Position eines Bauteils (1) vor der Durchführung eines Bearbeitungsschritts, wobei vor Durchführung des Bearbeitungsschritts das Bauteil (1) aus der erfassten Ist-Position mittels eines das Bauteil (1) haltenden Trägereinrichtung (10) in eine Soll-Position bewegt wird, und wobei die Ist-Position des Bauteils (1) mittels einer ersten Erfassungseinrichtung (21) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Erfassung der Ist-Position des Bauteils (1) durch die erste Erfassungseinrichtung (21) eine Vorpositionierung des Bauteils (1) erfolgt, bei der eine Ist-Position des Gegenstands (1) von einer von der ersten Erfassungseinrichtung (21) unterschiedlichen zweiten Erfassungseinrichtung (22) erfasst wird und die Trägereinrichtung (10) in Abhängigkeit von der von der zweiten Erfassungseinrichtung (22) erfassten Ist-Position des Gegenstands (1) so angesteuert wird, dass bei der anschließenden Erfassung der Ist-Position durch die erste Erfassungseinrichtung (21) die durch die Vorpositionierung erzielte Position des Gegenstands (1) eine geringere Abweichung von der Soll-Position des Gegenstands (1) als die zunächst von der zweiten Erfassungseinrichtung (22) erfasste Ist-Position.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Ist-Positionen des Gegenstands (1) durch die beiden Erfassungseinrichtungen (21, 22) mittels unterschiedlicher physikalischer Messprinzipien erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Ist-Position des Gegenstands (1) durch die zweite Erfassungseinrichtung (22) auf einem interferometrischen Meßprinzip basiert.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Verstellung des Gegenstands (1) während der Erfassung durch die beiden Erfassungseinrichtungen zur Erzielung der Soll-Position in mehreren Schritten iterativ erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Position des Gegenstands (1) durch die zweite Erfassungseinrichtung (22) erfassbar ist, wenn die Ist-Position innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen für die zweite Erfassungseinrichtung (22) liegt, und dass für den Fall, dass die Ist-Position außerhalb der Toleranzgrenzen liegt, die Trägereinrichtung (10) das Bauteil (1) ggf. in mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten unter jeweiliger Aktivierung der zweiten Erfassungseinrichtung (22), vorzugsweise durch eine Verstellung in eine Raumrichtung (x, y, z), bewegt, bis die Ist-Position innerhalb der Toleranzgrenzen liegt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung der ersten Erfassungseinrichtung (21) erfolgt, wenn die Ist-Position des Bauteils (21) innerhalb vorgegebener Toleranzen liegt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (10) in die drei Raumrichtungen (x, y, z) und um die drei Raumachse (a, b, c) beweglich angeordnet ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtzeitdauer zur Erzielung der Soll-Position des Bauteils (1) aus der der ursprünglichen Ist-Position des Bauteils (1) kürzer ist als die Zeitdauer zur Verstellung, wenn die Ist-Position des Gegenstands (1) ausschließlich durch die erste Erfassungseinrichtung (21) erfolgt.
  9. Vorrichtung (100) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit zwei Erfassungseinrichtungen (21, 22) zur Erfassung der Ist-Position eines Bauteils (1) und einer das Bauteil (1) haltenden Trägereinrichtung (10), sowie mit wenigstens einer mit den beiden Erfassungseinrichtungen (21, 22) gekoppelten Auswerteeinrichtung (40) und einer mit der Trägereinrichtung (10) gekoppelten Verstelleinrichtung (44), wobei die Verstelleinrichtung (44) dazu ausgebildet ist, das Bauteil (1) in drei Raumrichtungen (x, y, z) und um drei Raumachsen (a, b, c) zu verstellen.
  10. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Positionierung eines optischen Bauteils (1) in einer Sensoreinrichtung.
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DE102022125219B3 (de) 2022-09-29 2024-02-08 Schwind Eye-Tech-Solutions Gmbh Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines Bearbeitungsobjekts, Verfahren, Computerprogramm sowie computerlesbares Medium

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DE102007058105A1 (de) 2007-12-03 2009-06-10 Carl Zeiss Smt Ag Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung von optischen Elementen mittels Laserablation

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