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Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Antriebseinrichtung und eine Prüfeinrichtung.
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Herstellungsverfahren für komplexe technische Systeme und insbesondere eine Antriebseinrichtung, vorzugsweise eine Brennkraftmaschine oder einen Hybridmotor, sind allgemein bekannt. Charakteristisch für derartige Herstellungsverfahren von komplexen Systemen wie einer Antriebseinrichtung ist, dass eine relativ hohe Anzahl von Bauteilen insbesondere in einer bestimmten Reihenfolge korrekt zusammengefügt werden muss. Dies erhöht die Anfälligkeit für Montagefehler, die die spätere Funktionsweise des Systems bis hin zum Ausfall der Antriebseinrichtung beeinträchtigen können. Ein Ansatz, diese Anfälligkeit zu reduzieren, ist einen oder mehrere Prüfschritte vorzusehen, in denen der Montagezustand des Systems geprüft wird.
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In der Regel ist ein Prüfen des Montagezustands jedoch mit relativ hohem personellen und/oder manuellem Aufwand verbunden. Einer der Gründe hierfür ist, dass eine Vielzahl von einzelnen Bauteilen in dem montierten oder teilmontierten System aufgesucht und auf deren Vorhandensein und Zustand kontrolliert werden muss. Diese Kontrolle erfolgt in der Regel optisch, also durch Sichtkontrolle, oder taktil, das heißt durch ein händisches Abtasten oder Fühlen der zu kontrollierenden Stelle. Dieser relativ hohe manuelle Anteil erhöht das Risiko, dass die Kontrolle nicht vollständig erfolgt, da einzelne Bauteile übersehen oder vergessen werden.
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DE 10 2011 015 987 A1 beschreibt ein System sowie ein Verfahren zur visuellen Darstellung von Informationen auf realen Objekten, mittels einer Projektionseinheit zur grafischen oder bildlichen Übertragung einer Information auf ein Objekt und ist gekennzeichnet durch eine dynamische Trackingeinrichtung mit einer 3D-Sensorik zur Bestimmung und Nachverfolgung der Position und/oder Lage des Objekts und/oder der Projektionseinheit im Raum, und eine Steuereinrichtung für die Projektionseinheit, die die Übertragung der Information an die aktuelle, von der Trackingeinrichtung bestimmte Position und/oder Lage des Objekts und/oder der Projektionseinheit anpasst.. Es lässt sich die Effizienz manueller Arbeitsschritte in Fertigung, Montage und Wartung steigern und gleichzeitig die Arbeitsqualität erhöhen. Durch die präzise Übertragung von Informationen, beispielsweise des digitalen Planungsstands (CAD-Modell) direkt auf ein Werkstück, entfällt die aufwändige und fehleranfällige Übertragung von Bauplänen mittels Schablonen und anderen Messinstrumenten. Allerdings ist jederzeit nur ein visueller Soll-IstVergleich möglich und für einen Anwender lediglich intuitiv durchführbar. Zudem können Arbeitsanweisungen, z. B. Schritt-für-Schritt-Anleitungen, direkt am Arbeitsobjekt bzw. im Sichtfeld des Anwenders zur Verfügung gestellt werden, also genau dort, wo sie tatsächlich benötigt werden.
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In einem Artikel von Sauer und Dornheim „Modellbasierte, optische Prüfung der Vollständigkeit von montierten Bauteilen“ vom 1./2. Fraunhofer-IFF-Kolloquium „Forschung vernetzen - Innovationen beschleunigen“ Magdeburg, 2007 (http://wwwisq.cs.unimagdeburg.de/~lars/publications/Sauer_FHG_2007.pdf) wird ein Ansatz zum automatisierten Prüfen eines Montagezustands einer Rumpfschale als Beispiel eines Bauteils aus dem Flugzeugbau vorgestellt. Insofern ist daraus ein Herstellungsverfahren für ein Bauteil bekannt, das die Schritte aufweist:
- - Montieren des Bauteils und Prüfen eines Montagezustands, wobei
- - ein dreidimensionales virtuelles Referenzmodell des Bauteils auf einer Auswerteeinheit bereitgestellt wird, und
- - eine dreidimensionale Aufnahme des Bauteils als reales Abbild auf der Auswerteeinheit bereitgestellt wird, wobei
- - wobei zum Prüfen eines Montagezustands das dreidimensionale virtuelle Referenzmodell und die dreidimensionale Aufnahme abgeglichen werden.
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In diesem Ansatz wird im Hinblick auf ein simples Bauteil also ein dreidimensionales virtuelles Referenzmodell mit einer dreidimensionalen Aufnahme als reales Abbild des Bauteils verglichen, um fehlende oder fehlerhaft montierte Komponenten an einem Bauteil zu ermitteln. Das Aufnehmen der dreidimensionalen Aufnahme erfolgt mittels einer Kamera, die über einen Sechs-Achs-Roboter bewegbar ist, wobei der Sechs-Achs-Roboter auf Schienen verfahrbar ist.
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Wünschenswert ist es aber nun speziell in Bezug auf einen komplexen Aufbau und Ablauf zum Montieren einer Antriebseinrichtung ein Kontrollieren des Montagezustands zu verbessern, insbesondere dennoch hinsichtlich Kinematik zu vereinfachen.
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An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein verbessertes Herstellungsverfahren unter Montieren einer Antriebseinrichtung anzugeben, das zumindest einen der oben erwähnten Nachteile beseitigt. Insbesondere sollte eine unmittelbare Korrekturmaßnahme möglich sein im Hinblick auf ein Prüfergebnis.
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Die Aufgabe, betreffend das Herstellungsverfahren, wird durch die Erfindung mit einem Herstellungsverfahren des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung betrifft damit ein Herstellungsverfahren für eine Antriebseinrichtung, aufweisend die Schritte: Montieren der Antriebseinrichtung in einem Montageablauf, Prüfen eines Montagezustands in dem Montageablauf, wobei ein dreidimensionales virtuelles Referenzmodell der Antriebseinrichtung auf einer Auswerteeinheit bereitgestellt wird, wobei das dreidimensionale virtuelle Referenzmodell aus einem Datensystem bereitgestellt wird, das für die Antriebseinrichtung produktspezifische, insbesondere Lebenszyklusphasen übergreifende, Daten vorhält, und eine dreidimensionale Aufnahme der Antriebseinrichtung als reales Abbild auf der Auswerteeinheit bereit gestellt wird, wobei die dreidimensionale Aufnahme mit einem an einem Portal angebrachten Aufnahmesystem erstellt wird, wobei das Portal und die Antriebseinrichtung relativ zueinander beweglich sind, wobei zum Prüfen eines Montagezustands das dreidimensionale virtuelle Referenzmodell und die dreidimensionale Aufnahme abgeglichen werden und im Falle einer Abweichung eine Anzahl von Differenzmerkmalen bestimmt wird, und zum Montieren ein Korrekturhinweis auf ein Differenzmerkmal der Anzahl interaktiv in einem Interaktionsgerät angezeigt wird.
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Eine wesentliche Erkenntnis der Erfindung beruht auf der Tatsache, dass ein - mindestens teilweise - automatisiertes Prüfen des Montagezustands die Zuverlässigkeit des Prüfergebnisses im Vergleich zu einem manuellen Prüfen erhöhen kann. Weiterhin hat die Erfindung erkannt, dass das Prüfen vorteilhaft durchgeführt werden kann, indem mittels eines Aufnahmesystems, insbesondere mindestens einer stereoskopischen bildgebenden Einrichtung, eine dreidimensionale Aufnahme der zu prüfenden Antriebseinrichtung, erfasst wird und anhand bestimmter Merkmale der Montagezustand der Antriebseinrichtung durch einen Vergleich mit einem dreidimensionalen virtuellen Referenzmodell geprüft wird.
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Durch dieses automatisierte Erstellen der dreidimensionalen Aufnahme und Abgleichen mit dem dreidimensionalen virtuellen Referenzmodell kann das Prüfen des Montagezustands vorteilhaft schneller und zuverlässiger erfolgen, insbesondere im Vergleich zu einem manuellen Prüfen des Montagezustands.
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Das Prüfen des Montagzustands kann als Zwischenschritt - auch mehrfach - im Montageablauf erfolgen, und/oder am Abschluss des Montageablaufs.
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Durch die Verwendung eines an einem Portal befestigten Aufnahmesystems kann mittels einer relativ einfachen Kinematik eine dreidimensionale Aufnahme erstellt werden. Dies ist vorteilhaft bei Antriebseinrichtungen, die ein hohes Gewicht und große Abmessungen aufweisen. Beispielsweise können Antriebseinrichtungen zum Antrieb von Containerschiffen ein Gewicht von mehreren hundert bis hin zu mehreren tausend Tonnen aufweisen.
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Das Verfahren ermöglicht vorteilhaft, dass etwaige Abweichungen, die bei der Prüfung des Montagezustands festgestellt werden, unmittelbar nach der Messung, insbesondere ohne für einen Montagearbeiter spürbare Verzögerung, dem Montagearbeiter angezeigt werden können. Somit kann eine direkte Korrektur etwaiger Montagefehler ohne wesentliche zeitliche Verzögerung erfolgen. Hierdurch kann die Produktivität der Herstellung gesteigert werden. Zu Montagefehlern zählen beispielsweise das Fehlen eines Bauteils, das Vorhandenseins eines falschen Bauteils, oder die falsche Montage eines Bauteils.
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Die Erfindung führt zur Lösung der Aufgabe auch auf eine Prüfeinrichtung zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren, aufweisend: ein Portal, ein Aufnahmesystem, ausgebildet zum Erstellen einer dreidimensionalen Aufnahme der Antriebseinrichtung, eine Auswerteeinheit ausgebildet zum Vergleichen eines virtuellen Referenzmodells der Antriebseinrichtung mit der dreidimensionalen Aufnahme und zum Bestimmen einer Anzahl von Differenzmerkmalen im Falle einer Abweichung zwischen dem virtuellen Referenzmodell und der dreidimensionalen Aufnahme, und ein Interaktionsgerät, insbesondere eine Augmented-Reality-Brille, ausgebildet zum interaktiven Anzeigen eines Korrekturhinweises auf das Differenzmerkmal. Bei der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung werden die Vorteile des Herstellungsverfahrens vorteilhaft genutzt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.
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Mit dem Begriff Portal ist in diesem Zusammenhang insbesondere eine bogenförmige Anordnung gemeint. Diese muss nicht notwendigerweise mit beiden Portalsäulen den Boden berühren, solange sie sich annähernd bogen- oder torförmig um die zu prüfende Antriebseinrichtung erstreckt, um einen möglichst großen Umfang der Oberfläche zu erfassen.
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Durch die Anordnung der Prüfeinrichtung an einem Portal kann eine relativ einfache Kinematik erreicht werden, insbesondere bei der die zu prüfende Antriebseinrichtung lediglich in die Prüfeinrichtung hinein oder durch diese hindurchgeschoben werden muss. Zusätzlich oder alternativ kann eine bevorzugte Kinematik dadurch erreicht werden, dass die Prüfeinrichtung bewegbar ausgebildet ist und somit zwecks Prüfung des Montagezustands über die oder entlang der Antriebseinrichtung bewegt werden kann.
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Es kann eine relativ einfache Kinematik verwendet werden. Dass durch die relativ einfache Kinematik unter Umständen nicht sämtliche zu prüfenden Bereiche der Antriebseinrichtung mit den Kameras direkt erreicht werden können, kann durch ein hochauflösendes Aufnahmesystem zumindest teilweise kompensiert werden. Insbesondere durch eine Auflösung des Aufnahmesystems auf der Oberfläche der Antriebseinrichtung von einigen Millimetern bis hin zu einem Zehntel Millimeter können die für die Prüfung des Montagezustands erforderliche Genauigkeit erreicht werden. Hierzu werden geeignete Optiken und Bildaufnehmer im Aufnahmesystem eingesetzt.
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Ein dreidimensionales virtuelles Referenzmodell kann automatisiert aus Konstruktionsdaten, insbesondere CAD-Dateien generiert werden. Durch die Nutzung solcher Konstruktionsdaten kann die Prüfeinrichtung und das Herstellungsverfahren relativ flexibel auf individuelle Produktvarianten angepasst werden. Derartige Konstruktionsdaten sind in produzierenden Unternehmen in der Regel ohnehin in der Konstruktionsabteilung vorhanden oder werden sogar - im Sinne eines digitalen Workflows - Lebenszyklusphasenübergreifend in Datensystemen, insbesondere in einem Enterprise Resource Planning (ERP)-System und/oder einem Product-Lifecycle-Management (PLM)-System vorgehalten.
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Das Abgleichen des dreidimensionalen virtuellen Referenzmodells und der dreidimensionalen Aufnahme zum Prüfen eines Montagezustands kann über geeignete Berechnungsverfahren, insbesondere über modellbasierte Berechnungsverfahren wie Feder-Masse-Modelle, erfolgen. Hierbei können Abweichungen zwischen einem aufgenommenen Messdatensatz in Form der dreidimensionalen Aufnahme und dem dreidimensionalen virtuellen Referenzmodell bestimmt und quantifiziert werden. Das Abgleichen kann weiter beinhalten, dass beim Generieren des Messdatensatzes auf Basis der dreidimensionalen Aufnahme Merkmale extrahiert werden, die den Montagezustand der Antriebseinrichtung charakterisieren.
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Eine solche Merkmalsextraktion kann mit bekannten Verfahren, insbesondere Verfahren der modellbasierten Segmentierung, beispielsweise auf Basis von Feder-Masse-Modellen, erfolgen. Indem diese Merkmale mit den Merkmalen eines Referenzmodells verglichen werden, können Abweichungen festgestellt werden. Wenn ein Merkmal im Messdatensatz nicht dem korrespondierenden Merkmal im Referenzmodell entspricht, oder ein Merkmal im dreidimensionalen virtuellen Referenzmodell nicht in einem Messdatensatz einer dreidimensionalen Aufnahme enthalten ist, so wird eine derartige Abweichung in Form eines Differenzmerkmals dargestellt. Ein Differenzmerkmal ist also eine Differenz, das heißt eine Abweichung zwischen einem Soll-Merkmal des dreidimensionalen virtuellen Referenzmodells und einem Ist-Merkmal der dreidimensionalen Aufnahme.
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Das Anzeigen des Korrekturhinweises auf das Differenzmerkmal beinhaltet insbesondere, dass auf Basis des ermittelten Differenzmerkmals ein Korrekturhinweis generiert und auf einem Interaktionsgerät angezeigt wird. Ein entsprechender Korrekturhinweis kann beispielsweise aus einer Gesamtheit von Korrekturhinweisen ausgewählt werden, die in einer Datenbank hinterlegt ist. Der Korrekturhinweis kann in Textform angezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Korrekturhinweis Bilder oder Videos aufweisen.
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Bei dem Herstellungsverfahren und in einer Weiterbildung der Prüfeinrichtung kann vorgesehen sein, dass das Aufnahmesystem mindestens eine oder mehrere, also eine Anzahl, stereoskopischer bildgebender Einrichtungen aufweist. Eine stereoskopische bildgebende Einrichtung kann insbesondere als stereoskopische Kamera oder als ein stereoskopisches Kamerapaar, das heißt eine Anordnung aus zwei aufeinander abgestimmten Kameras zum Zwecke der stereoskopischen Bilderfassung, ausgebildet sein.
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Bei dem Herstellungsverfahren kann vorgesehen sein, dass das Aufnahmesystem eine Anzahl von Triangulationssensoren aufweist. Ein Triangulationssensor kann dabei einen punkt-, linien- oder flächenförmigen Messbereich aufweisen. Ein Gesamtmessbereich kann insbesondere durch die Messbereiche mehrerer Triangulationssensoren zusammengesetzt sein. Mittels eines Triangulationssensors kann vorteilhaft eine berührungslose Messung einer Oberfläche vorgenommen werden.
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Bei dem Herstellungsverfahren kann vorgesehen sein, dass als Korrekturhinweis ein reelles Bilddetail der Antriebseinrichtung interaktiv in einem Interaktionsgerät angezeigt wird. Dies kann beinhalten, dass - insbesondere, wenn das Interaktionsgerät als Augmented-Reality-Brille ausgebildet ist - der Korrekturhinweis direkt in das Sichtfeld des Montagearbeiters eingeblendet wird. Eine solche Einblendung kann kontextsensitiv erfolgen, das heißt, dass die Augmented-Reality-Brille das Sichtfeld des Montagearbeiters erfasst und den Hinweis an der entsprechenden Stelle der Antriebseinrichtung (das heißt an der Stelle im Abbild der Antriebseinrichtung, das im Sichtfeld der Brille sichtbar ist) positioniert, an der Korrekturbedarf besteht. So kann der Montagearbeiter auf intuitive Weise auf einen Korrekturbedarf hingewiesen werden. Weiterhin kann eine Möglichkeit für den Montagearbeiter vorgesehen sein, Kommentare zu hinterlegen, beispielsweise um auf Schwierigkeiten oder Abweichungen vom Referenzmodell hinzuweisen oder Vorschläge zur Verbesserung zu machen. Derartige Hinweise können im Montageprotokoll hinterlegt werden und sowohl für die Produktdokumentation als auch für Statistiken zur Produkt- und/oder Prozessoptimierung genutzt werden.
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Bei dem Herstellungsverfahren kann vorgesehen sein, dass das Montieren der Antriebseinrichtung in einem Montageablauf an einem Montageplatz erfolgt und eine Relativbewegung zwischen der Prüfeinrichtung und der Antriebseinrichtung an dem Montageplatz erzeugt wird. Dies kann beinhalten, dass die Antriebseinrichtung zum Prüfen des Montagezustands nicht in ein Messlabor oder dergleichen Prüflabor bewegt werden muss, sondern vorteilhaft am Montageplatz geprüft werden kann.
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Das Herstellungsverfahren kann weiter den Schritt aufweisen: Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Prüfeinrichtung und der Antriebseinrichtung. Durch die Relativbewegung kann eine möglichst vollständige, das heißt sämtliche zu prüfende Bereiche der Antriebseinrichtung abdeckende, dreidimensionale Aufnahme der Antriebseinrichtung erfasst werden. Hierbei können etwaige Ausrichtungsfehler, die beispielsweise durch die Handhabung der Antriebseinrichtung und/oder der Prüfeinrichtung entstehen, durch die Auswerteeinheit bei der Verarbeitung der Messdaten, insbesondere beim Generieren des Messdatensatzes, kompensiert werden. Eine solche Kompensation kann beispielsweise durch das Erfassen von Referenzflächen auf der Antriebseinrichtung, deren Position bekannt ist, erfolgen.
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Insbesondere ist vorgesehen, das Erfassen der dreidimensionalen Aufnahme über eine Anzahl von stereoskopischen bildgebenden Einrichtungen erfolgt, insbesondere über drei stereoskopische bildgebende Einrichtungen erfolgt. Durch drei stereoskopische bildgebende Einrichtungen, insbesondere stereoskopische Kamerapaare, können die wesentlichen zu kontrollierenden Bereiche der Oberfläche erfasst werden. Die Anzahl von drei stereoskopischen bildgebenden Einrichtungen stellt somit einen Kompromiss aus apparativem Aufwand und Leistung der Prüfeinrichtung dar. Insbesondere kann eine stereoskopische bildgebende Einrichtung an einer Portalbrücke, und jeweils eine weitere stereoskopische bildgebende Einrichtung an einer Portalsäule angeordnet sein. Auf diese Weise kann ein relativ großer Anteil des Oberflächenumfangs der Antriebseinrichtung erfasst werden.
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Bei dem Herstellungsverfahren kann vorgesehen sein, dass eine stereoskopische bildgebende Einrichtung der Anzahl ausgebildet ist, eine Lage und/oder ein Montagemaß eines Bauteils und/oder einer Verbindung an der Antriebseinrichtung, insbesondere umfassend ein Anbauteil der Peripherie eines Motors wie ein Turbolader und ein Wärmetauscher und/oder umfassend eine Schraub-, Klemm und/oder Steckverbindung zu erfassen und/oder am Messdatensatz zu analysieren.
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Dies kann konkret beinhalten, dass die stereoskopische bildgebende Einrichtung über eine Messgenauigkeit verfügt, die eine genaue Bestimmung einer Lage und/oder eines Montagemaßes eines Bauteils und/oder einer Verbindung ermöglicht. Für das Bestimmen der Lage eines Bauteils parallel zur optischen Achse der stereoskopischen bildgebenden Einrichtung ist hierzu eine hohe axiale Auflösung der Einrichtung erforderlich. Für das Bestimmen der Position eines Bauteils senkrecht zur optischen Achse der stereoskopischen bildgebenden Einrichtung ist hierzu eine hohe laterale Auflösung der Einrichtung erforderlich. Ein Montagemaß einer Verbindung kann beispielsweise der Eindrehgrad, das heißt die Eindrehposition einer Schraube sein. Zum Bestimmen der Eindrehposition einer Schraube wird - je nach Größe der Schraube - eine Auflösung von einigen Millimetern, bis in den Bereich von 0,1 mm benötigt.
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Das Herstellungsverfahren kann weiter den Schritt aufweisen: Durchführen eines Korrektur-Montageschritts zur Korrektur des Differenzmerkmals angewiesen durch den Korrekturhinweis, insbesondere unmittelbar nach dem Prüfen des Montagezustands. Dies beinhaltet, dass der Montagearbeiter unmittelbar nach dem Prüfen des Montagezustands ein Feedback über etwaige Abweichungen vom Sollzustand erhält. Auf diese Weise können Abweichungen - im übertragenen Sinne einer Regelschleife - direkt korrigiert werden. Insbesondere kann das Prüfen des Montagezustands vorteilhaft in das Herstellungsverfahren integriert werden, und so Wartezeiten und Verzögerungen, die durch eine externe Prüfung verursacht würden, verringert werden.
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Bei dem Herstellungsverfahren kann vorgesehen sein, dass auf Basis der dreidimensionalen Aufnahme ein Messdatensatz generiert wird. In dem Messdatensatz können weitere relevante Daten zur Messung gespeichert werden. Zu diesen relevanten Daten zählen beispielsweise Merkmale als Ergebnis einer Merkmalsextraktion, Differenzmerkmale als Ergebnis eines Vergleichs der dreidimensionalen Aufnahme mit einem dreidimensionalen virtuellen Referenzmodell oder Metadaten wie das Datum und die Uhrzeit der Prüfung und der Name der Person, die die Prüfung durchgeführt hat.
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Das Herstellungsverfahren kann weiter den Schritt aufweisen: Speichern der dreidimensionalen Aufnahme (AD) und/oder des Messdatensatzes und/oder eines Montageprotokolls in einem Enterprise Resource Planning-System, Product-Lifecycle-Management-System, oder in dergleichen, produktspezifische Daten enthaltenden Datensystem. Dies kann beinhalten, dass Ergebnisse des Herstellungsverfahrens, insbesondere der Messdatensatz, und/oder das Montageprotokoll gespeichert und für verschiedene Zwecke im Unternehmen zugänglich gemacht werden können. Insbesondere betrifft dies das Vorhalten von Daten für eine möglichst lückenlose und lebenszyklusbegleitende - insbesondere Lebenszyklusphasen übergreifender - Produktdokumentation. Mittels einer solchen Produktdatendokumentation können sowohl vom Kunden als auch von Servicemitarbeitern, die später Dienstleistungen an einer Antriebseinrichtung durchführen, Informationen abgerufen werden, die die individuelle Antriebseinrichtung betreffen. Über eine solche produktindividuelle Nutzung der Daten hinaus können die gespeicherten Daten genutzt werden, um Statistiken zu generieren, die in die Optimierung der Produktentwicklung und der Herstellungs- und/oder Montageprozesse einfließen.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Prüfeinrichtung in dem Verfahren ortsfest ausgebildet ist, wobei die Relativbewegung durch ein Bewegen der Antriebseinrichtung mittels einer Bewegungsvorrichtung, vorzugsweise durch die Prüfeinrichtung hindurch erzeugt wird, insbesondere an einem Montageplatz für die Antriebseinrichtung. Dies kann beinhalten, dass die Antriebseinrichtung mittels einer Bewegungsvorrichtung durch die Prüfeinrichtung hindurchbewegt wird. Die Bewegungsvorrichtung kann Teil eines übergeordneten Materialflusssystems einer Produktionsstraße sein. Auf diese Weise kann das Herstellungsverfahren, insbesondere das Prüfen des Montagezustands, effizient in einen bestehenden Produktions- oder Montageprozess integriert werden. Weiterhin kann die Bewegungsvorrichtung als ein Bauteilträger ausgebildet sein, auf dem die Antriebseinrichtung bewegt werden kann und der über geeignete Rollen oder Räder verfügt. Ein Erzeugen der Relativbewegung über eine angetriebene und/oder automatisierte Bewegungsvorrichtung hat weiter den Vorteil, dass der Montagearbeiter körperlich entlastet wird, da die Antriebseinrichtung, die ein relativ hohes Gewicht aufweist, nicht von dem Montagearbeiter manuell bewegt werden muss. Bei größeren Abmessungen und Gewicht der Antriebseinrichtung können die Bauteilträger durch einen Antrieb angetrieben sein, um somit die Handhabung zu ermöglichen.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Prüfeinrichtung in dem Verfahren bewegbar ausgebildet ist und die Relativbewegung durch ein Bewegen der Prüfeinrichtung über die - insbesondere stehende - Antriebseinrichtung erzeugt wird. Dies kann beinhalten, dass die Prüfeinrichtung auf einer Bewegungsvorrichtung über die Antriebseinrichtung geführt wird, während das Aufnahmesystem die dreidimensionale Aufnahme erstellt. Eine solche Weiterbildung ist insbesondere bei Antriebseinrichtungen mit hohem Gewicht und/oder großen Abmessungen sinnvoll, wo ein Bewegen der Antriebseinrichtung zum Erzeugen der Relativbewegung mit relativ hohem Aufwand verbunden wäre.
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Eine Weiterbildung der Prüfeinrichtung weist weiter eine Bewegungsvorrichtung auf, die ausgebildet ist zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Prüfeinrichtung und der Antriebseinrichtung.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
- 1 eine Prüfeinrichtung gemäß dem Konzept der Erfindung,
- 2 schematisch den Ablauf eines Herstellungsverfahrens gemäß dem Konzept der Erfindung,
- 3 das abschnittsweise Zusammensetzen einer dreidimensionalen Aufnahme,
- 4 das Vergleichen von Messdatensatz und Referenzmodell sowie das Generieren eines Korrekturhinweises.
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1 zeigt eine Prüfeinrichtung 100 gemäß dem Konzept der Erfindung an einem Montageplatz MP. Die Prüfeinrichtung 100 weist ein Portal 102 auf, welches sich torförmig über eine Bewegungsvorrichtung 700 erstreckt derart, dass die Bewegungsvorrichtung 700 und/oder auf der Bewegungsvorrichtung 700 bewegte Messobjekte 1000, insbesondere eine Antriebseinrichtung 1001, das Portal 102 durch eine Durchtrittsebene ED passieren. In bevorzugten Ausführungsformen sind, wie vorliegend gezeigt, über den Umfang des Portals 102 drei stereoskopische bildgebende Einrichtungen 10, 20, 30 angeordnet. An einer ersten Portalsäule 102.1 ist eine erste stereoskopische bildgebende Einrichtung 10 angeordnet. An einer zweiten Portalsäule 102.2 ist eine zweite stereoskopische bildgebende Einrichtung 20 angeordnet. An einer Portalbrücke 102.3 ist eine dritte stereoskopische bildgebende Einrichtung 30 angeordnet.
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Die Bewegungsvorrichtung 700 kann als Fließband 701 oder dergleichen Fördermittel ausgebildet sein, sodass eine Relativbewegung RB erzeugt wird, wobei die Relativbewegung RB eine definierte Ausrichtung gegenüber der Prüfeinrichtung 100 aufweisen kann, die senkrecht zur Durchtrittsebene ED ist. Alternativ kann die Bewegungsvorrichtung 700 als ein individueller Bauteilträger 702 ausgebildet sein, der eine Antriebseinrichtung 1001 oder eine begrenzte Anzahl von Messobjekten 1000 hält, wobei dieser Bauteilträger 702 einschließlich der Antriebseinrichtung 1001 oder einschließlich des mindestens einen Messobjektes 1000 durch die Prüfeinrichtung 100 bewegt werden kann. In diesem Falle, nämlich wenn der Bauteilträger 702 beispielsweise von einem Montagearbeiter durch die Prüfeinrichtung 100 bewegt wird, kann es zu Abweichungen der Ausrichtung der tatsächlichen Relativbewegung RB kommen, so dass die Relativbewegung RB nicht mehr entlang einer Bewegungsachse AB senkrecht zur Durchtrittsebene ED ist. In diesem Fall kann die Abweichung der Ausrichtung, beispielsweise durch das Erfassen einer oder mehrerer bekannter Referenzflächen auf dem Messobjekt, beim Verarbeiten der aufgenommenen Messdaten in einer Auswerteeinheit 800 berücksichtigt und gegebenenfalls kompensiert werden. Alternativ ist es ebenfalls möglich, die Relativbewegung RB zu erzeugen, indem das Portal 102 bewegbar ausgebildet ist. Auf diese Weise kann somit das Portal 102 über eine stehende Antriebseinrichtung 1001 bewegt werden.
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Die Auswerteeinheit 800 ist ausgebildet, die über die stereoskopischen bildgebenden Einrichtungen 10, 20, 30 erfassten Daten zu einer eine Menge von dreidimensionalen Koordinaten umfassende dreidimensionalen Aufnahme AD zu verarbeiten. Diese dreidimensionale Aufnahme AD repräsentiert ein messtechnisch erfasstes, dreidimensionales Modell der mittels der Prüfeinrichtung 100 erfassten Antriebseinrichtung 1001. Auch wenn die Antriebseinrichtung 1001 nicht vollständig erfasst wird - insbesondere die untere Seite wird in dem gezeigten Beispiel nicht erfasst, und auch innenliegende Bereiche der Antriebseinrichtung 1001 ohne Sichtkontakt zu mindestens einer stereoskopischen bildgebenden Einrichtung 10, 20, 30 sind von der Erfassung ausgeschlossen - so werden jedoch die wesentlichen Bereiche der Antriebseinrichtung 1001 erfasst, um eine Aussage über den Herstellungs- und/oder Montagezustand der Antriebseinrichtung 1001 zu ermöglichen.
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Die Erfassung der Oberflächen der Antriebseinrichtung 1001 erfolgt in dem gezeigten Beispiel nach dem Prinzip einer stereoskopischen Kamera. Hierbei kann über die Anordnung der Kameras einer stereoskopischen bildgebenden Einrichtung 10, 20, 30 zueinander bei einer gleichzeitigen fotografischen Aufnahme eines Oberflächenbereiches der Antriebseinrichtung 1001 eine dreidimensionale Aufnahme dieses Oberflächenbereiches generiert werden. Alternativ oder zusätzlich können zur Verbesserung und/oder Vereinfachung des Messverfahrens Hilfstechnologien wie Streifenbildprojektion oder Lichtlaufzeit-Messung eingesetzt werden. Die Prüfeinrichtung 100 kann allgemein eine oder mehrere Beleuchtungsmittel aufweisen, um eine gleichmäßige Ausleuchtung des Messobjekts 1000 zu ermöglichen und somit die Qualität der Messung zu verbessern.
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Die an der ersten Portalsäule 102.1 angeordnete erste stereoskopische bildgebende Einrichtung 10 weist eine erste Kamera 11 und eine zweite Kamera 12 auf. Beide Kameras 11, 12 sind derart ausgerichtet, dass sie einen gemeinsamen ersten Messbereich MB1 auf der Oberfläche der Antriebseinrichtung 1001 erfassen. Die an der zweiten Portalsäule 102.2 angeordnete zweite stereoskopische bildgebende Einrichtung 20 weist eine erste Kamera 21 und eine zweite Kamera 22 auf. Beide Kameras 21, 22 sind derart ausgerichtet, dass sie einen gemeinsamen zweiten Messbereich MB2 auf der Oberfläche der Antriebseinrichtung 1001 erfassen. Die an der Portalbrücke 102.3 angeordnete dritte stereoskopische bildgebende Einrichtung 30 weist eine erste Kamera 31 und eine zweite Kamera 32 auf. Beide Kameras 31, 32 sind derart ausgerichtet, dass sie einen gemeinsamen dritten Messbereich MB3 auf der Oberfläche der Antriebseinrichtung 1001 erfassen. Gleichwohl ist es in Weiterbildungen möglich, dass die jeweils beiden Kameras einer stereoskopischen bildgebenden Einrichtung in einem einzelnen Gehäuse untergebracht sind. Auch kann es in Weiterbildungen möglich sein, aus Bilddaten wie z. B. Videoaufnahmen, insbesondere von einer einzelnen Kamera, eine dreidimensionale Aufnahme AD zu erzeugen.
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Die Messbereiche MB1, MB2, MB3 überlappen sich in den jeweiligen Grenzbereichen, so dass die zu messende Oberfläche der Antriebseinrichtung 1001 möglichst vollständig erfasst werden kann. Ebenso ist es in Weiterbildungen möglich, wenn auch hier nicht gezeigt, dass die untere, hier der Bewegungsvorrichtung 700 zugewandte Seite der Antriebseinrichtung 1001 mittels einer weiteren stereoskopischen bildgebenden Einrichtung erfasst wird, in einem solchen Fall muss die Bewegungsvorrichtung 700 derart ausgebildet sein, dass die zu messenden Bereiche der betroffenen Seite nicht durch die Bewegungsvorrichtung 700 verdeckt werden. Dies kann beispielsweise über punktuelle, die Antriebseinrichtung 1001 fixierende Befestigungsmittel oder Aufhängungen erreicht werden. Gleichwohl ist es ebenfalls möglich, die Bewegungsvorrichtung 700 derart zu gestalten, dass die Antriebseinrichtung 1001 - insbesondere um eine senkrecht zur Durchtrittsebene ED angeordnete Bewegungsachse AB - gedreht werden kann, und somit die zu messenden Oberflächen derart ausgerichtet werden können, dass sie von mindestens einer stereoskopischen bildgebenden Einrichtung 10, 20, 30 erfasst werden können.
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Mittels der Auswerteeinheit 800, welche mit den stereoskopischen bildgebenden Einrichtungen 10, 20, 30 der Prüfeinrichtung 100 signalleitend verbunden ist, kann die von den stereoskopischen bildgebenden Einrichtungen 10, 20, 30 erfasste dreidimensionale Aufnahme AD mit einem dreidimensionalen virtuellen Referenzmodell ARD verglichen werden. Im Falle von Abweichungen kann ein Differenzmerkmal MDIF (siehe 4) bestimmt und ein Korrekturhinweis 310 generiert werden. Beispielsweise kann der Vergleich zwischen der dreidimensionalen Aufnahme AD und dem dreidimensionalen Referenzmodell ARD ergeben, dass ein Bauteil, beispielsweise eine Untereinheit der Antriebseinrichtung 1001, nicht vorhanden ist. Im Falle einer solchen Abweichung kann die Auswerteeinheit 800 einen Korrekturhinweis 310 generieren, der von dem Bediener der Prüfeinrichtung 100, einem Montagearbeiter oder einem Werker, unmittelbar wahrgenommen werden kann. Hierzu kann die Auswerteeinheit 800 beispielsweise mit einem Interaktionsgerät 300 verbunden sein. Das Interaktionsgerät 300 kann eine Augmented-Reality-Brille 302 aufweisen, welche der Montagearbeiter bei der Arbeit trägt. Korrekturhinweise 310, die auf der Augmented-Reality-Brille 302 dargestellt werden, erscheinen dem Montagearbeiter unmittelbar in seinem Sichtfeld. Eine durch die Auswerteeinheit 800 festgestellte Abweichung kann somit auf der Augmented-Reality-Brille 302, insbesondere mit einem zu dieser Abweichung korrespondierenden Korrekturhinweis 310, dargestellt werden. Der Werker kann daraufhin eine Korrektur, beispielsweise das Nachmontieren der fehlenden Untereinheit, vornehmen. Alternativ oder zusätzlich kann das Interaktionsgerät 300 einen Bildschirm 301 aufweisen, auf dem die dreidimensionale Aufnahme AD und/oder das Differenzmerkmal MDIF und/oder der Korrekturhinweis 310 für den Montagearbeiter angezeigt werden können.
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Die Auswerteeinheit 800 ist weiterhin über eine Schnittstelle 901 mit einem produktspezifische Daten enthaltenden Datensystem 900 verbunden. Das produktspezifische Daten enthaltende Datensystem 900 kann beispielsweise als Enterprise Resource Planning-System 902 oder als Product-Lifecycle-Management-System 903 ausgebildet sein.
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2 zeigt einen beispielhaften Ablauf eines Herstellungsverfahrens gemäß dem Konzept der Erfindung - für Bezugszeichen in der folgenden Beschreibung, die nicht in 2 enthalten sind, wird auf 1 verwiesen.
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In einem ersten Schritt S1 erfolgt die Herstellung, insbesondere ein vollständiger oder teilweiser Montageablauf AM eines Produkts, nämlich des in 1 dargestellten Messobjekts 1000. Hierbei kann es sich insbesondere um die Montage eines Motors oder einer Antriebseinrichtung 1001 oder von Subkomponenten handeln. Die Antriebseinrichtung 1001 kann beispielsweise eine Brennkraftmaschine oder ein Hybridmotor sein. Subkomponenten können durch untergeordnete Baugruppen gebildet sein. Im Anschluss an die Montage erfolgt in einem ersten Abschnitt I ein Aufnehmen einer dreidimensionalen Aufnahme AD, insbesondere mindestens eines Messprofils PM, und in einem zweiten Abschnitt II ein Auswerten der dreidimensionalen Aufnahme AD.
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Hierzu wird zunächst die Antriebseinrichtung 1001 in die Prüfeinrichtung 100 bewegt und in einem zweiten Schritt S2 von mindestens einer stereoskopischen bildgebenden Einrichtung 10, 20, 30 erfasst. Die mindestens eine stereoskopische bildgebende Einrichtung 10, 20, 30 generiert dabei dreidimensionale Oberflächendaten, welche an eine hier nicht dargestellte Auswerteeinheit 800 übermittelt werden.
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In einem dritten Schritt S3 kann insbesondere gleichzeitig zum Aufnehmen des Messdatensatzes MD eine Relativbewegung RB zwischen der Antriebseinrichtung 1001 und der Prüfeinrichtung 100 erzeugt werden. Ein derartiger Schritt ist sinnvoll bei Weiterbildungen einer Prüfeinrichtung 100, bei denen die Gesamtfläche der überlappenden Messbereich MB1, MB2, MB3 geringer ist als die zu erfassende Oberfläche der Antriebseinrichtung 1000. In diesem Falle kann die Aufnahme des Messdatensatzes MD abschnittsweise während der Relativbewegung RB zwischen der Antriebseinrichtung 1000 und der Prüfeinrichtung 100 erfolgen.
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Im Anschluss an den ersten Abschnitt I erfolgt im zweiten Abschnitt II das Auswerten der Messdaten. In einem vierten Schritt S4 wird zunächst ein Messdatensatz MD generiert. Hierzu werden die dreidimensionalen Oberflächendaten der einzelnen stereoskopischen Kamerapaare 10, 20, 30 kombiniert derart, dass aus den einzelnen Messprofilen PM1, PM2, PM3, die jeweils in einzelnen Messbereichen MB1, MB2, MB3 aufgenommen wurden, eine dreidimensionale Aufnahme AD erzeugt wird. Für den oben dargestellten Fall, dass während des Aufnehmens eine Relativbewegung RB erzeugt wurde, werden weiterhin mehrere, abschnittsweise hintereinanderliegende Messprofile PM zu einer dreidimensionalen Aufnahme AD zusammengefügt.
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Weiterhin können im vierten Schritt S4 gegebenenfalls Ausrichtungsfehler erkannt und kompensiert werden. Derartige Ausrichtungsfehler können beispielsweise durch eine abweichende Ausrichtung der Antriebseinrichtung 1001 während des Messens, oder durch Abweichungen bei der Erzeugung der Relativbewegung entstehen. Derartige Ausrichtungsfehler können beispielsweise durch eine oder mehrere Referenzflächen mit bekannter Lage auf der Antriebseinrichtung 1001 erkannt und kompensiert werden.
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In einem fünften Schritt S5 erfolgt ein Ermitteln der Produktvariante, also die Zuordnung der dreidimensionalen Aufnahme AD zu einem bestimmten Produkttyp. Dies kann automatisch erfolgen, beispielsweise indem Merkmale auf der Antriebseinrichtung 1001, die charakteristisch für eine spezifische Produktvariante, jedoch unabhängig vom Montagezustand sind, von einer Auswerteeinheit 800 (siehe 1) beim Auswerten der dreidimensionalen Aufnahme AD erkannt werden. Auf Basis des Ergebnisses der Auswerteeinheit 800 kann somit eine Zuordnung der dreidimensionalen Aufnahme AD zu einer bestimmten Produktvariante erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Bestimmung der Produktvariante mittels eines auf Antriebseinrichtung 1001 angeordneten Identifikationsmittels, beispielsweise eines Barcodes oder RFID-Etiketts erfolgen.
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In einem sechsten Schritt S6 erfolgt der Vergleich der dreidimensionalen Aufnahme AD mit einem dreidimensionalen virtuellen Referenzmodell ARD. Dabei korrespondiert das dreidimensionale virtuelle Referenzmodell ARD insbesondere zu der Produktvariante, die im vorherigen Schritt S5 ermittelt wurde und stellt den Soll-Montagezustand der Antriebseinrichtung 1001 dar. Dabei können beispielsweise mittels bekannter Verfahren der Mustererkennung Merkmale M aus der dreidimensionalen Aufnahme AD extrahiert werden, wobei jeweils ein Merkmal einem bestimmten Bauteil der Antriebseinrichtung 1001 oder einer Position eines Bauteils entspricht. Die Gesamtheit der bestimmten Merkmale M wird als Montagezustand ZM bezeichnet. Die Merkmale des Montagezustands ZM können dann mit korrespondierenden Merkmalen des Referenzmodells verglichen werden. Ein Vergleich der dreidimensionalen Aufnahme AD mit dem Referenzmodell ARD kann mit Methoden der modellbasierten Segmentierung, beispielsweise einer Hough-Transformation, statistischer Verfahren und/oder prototypenbasierter Modelle, erfolgen. Das Ergebnis des Vergleichs, insbesondere die Differenzmerkmale MDIF (siehe 4), können in einem Messdatensatz MD gespeichert werden. Ebenfalls kann die dreidimensionale Aufnahme AD und/oder die ermittelte Produktvariante und/oder weitere relevanten Daten im Messdatensatz gespeichert werden.
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In einer anschließenden Verzweigung V1 wird geprüft, ob im sechsten Schritt S6 eine oder mehrere Abweichungen der dreidimensionalen Aufnahme AD von dem Referenzmodell ARD festgestellt wurden. Ist dies der Fall, so erfolgt in einem dritten Abschnitt III ein Korrigieren des Montagezustands ZM. Hierzu wird in einem siebten Schritt S7 ein Korrekturhinweis 310 auf einem Interaktionsgerät 300 dargestellt. Dieser kann insbesondere bereits eine Anleitung in Form einer Arbeitsanweisung 311 enthalten. Mittels eines solchen Korrekturhinweises 310 wird ein Benutzer, insbesondere ein Montagearbeiter, auf ein Differenzmerkmal MDIF und somit den Korrekturbedarf hingewiesen und erhält eine konkrete Arbeitsanweisung zur Korrektur. In einem anschließenden achten Schritt S8 wird entsprechend des Korrekturhinweises 310 ein korrigierender Montageschritt, insbesondere durch den Montagearbeiter, durchgeführt.
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Im Anschluss wird der Programmablauf an einer ersten Zusammenführung Z1 wieder zurückgeführt an einen Punkt vor Beginn des ersten Abschnittes I. Die Schritte S2-S6 werden analog durchgeführt. Sollte bei diesem Durchgang im sechsten Schritt S6 keine Abweichung mit dem Referenzmodell ARD festgestellt werden, wird der Programmablauf an der ersten Verzweigung V1 zu einem neunten Schritt S9 geleitet. In diesem Schritt S9 wird der Messdatensatz MD und optional ein Montageprotokoll MP in einem Produktdaten enthaltenden System 900 gespeichert. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Enterprise Resource Planning-System 901 handeln. Alternativ oder zusätzlich können diese Daten in einem Produkt Lifecycle Management-System 902 gespeichert werden. Das Montageprotokoll MP kann ein Protokoll des Abgleichs mit dem Referenzmodell ARD und/oder ein Protokoll etwaiger Korrekturschritte aufweisen.
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Durch ein derartiges Speichern und Verwalten der Daten können die montagespezifischen Daten für einen späteren Nachweis, beispielsweise gegenüber dem Kunden, vorgehalten werden und darüber hinaus für Statistiken, insbesondere zur Produkt- oder Produktionsoptimierung, genutzt werden.
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3 zeigt beispielhaft ein abschnittsweises Zusammenfügen mehrerer Messprofile PM1, PM2, PM3 zu einer dreidimensionalen Aufnahme AD während des zweiten Schrittes S2. Hierbei wird die Antriebseinrichtung 1001 mittels einer Relativbewegung RB durch die hier nicht dargestellte Prüfeinrichtung 100 bewegt, so dass der - ebenfalls hier nicht, sondern in 1 dargestellte und sich aus drei einzelnen Messbereichen MB1, MB2, MB3 zusammensetzende - Messbereich MB durchfahren wird. Auf diese Weise können zwei oder mehrere, zeitlich nacheinander aufgenommene und abschnittsweise hintereinanderliegende, Messprofile PM1, PM2, PM3 zu einer dreidimensionalen Aufnahme AD zusammengefügt werden.
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4 zeigt beispielhaft das Vergleichen einer dreidimensionalen Aufnahme AD mit einem Referenzmodell ARD sowie das anschließende Anzeigen eines Korrekturhinweises 310.
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Dargestellt ist ein produkt- oder produktvariantenspezifisches Referenzmodell ARD mit vier Merkmalen M1, M2, M3, M4. Weiterhin ist eine dreidimensionale Aufnahme AD dargestellt, die über eine Prüfeinrichtung 100 (hier nicht dargestellt) aufgenommen wurde. Mittels bekannter Methoden der Merkmalsextraktion wurden von der Auswerteeinheit 800 aus der dreidimensionalen Aufnahme AD die signifikanten Merkmale, also die für den Montagezustand ZM relevanten und zu prüfenden Merkmale, extrahiert. Bei einem anschließenden Vergleich mit dem Referenzmodell ARD wird festgestellt, dass die ersten drei Merkmale M1, M2, M3 der dreidimensionalen Aufnahme AD mit dem Referenzmodell ARD übereinstimmen. Jedoch ist das vierte Merkmal M4 des Referenzmodells ARD in der dreidimensionalen Aufnahme AD nicht vorhanden. Diese Abweichung ist vorliegend als erstes Differenzmerkmal MDIF1 dargestellt. Die kleinstmögliche Abmessung zu erfassender Differenzmerkmale MDIF hängt dabei insbesondere von der Auflösung der verwendeten stereoskopischen bildgebenden Einrichtung ab. Je genauer die Auflösung, desto kleiner sind die erfassbaren Differenzmerkmale. Mit einer relativ geringen Auflösung kann beispielsweise das Vorhandensein relativ großer Komponenten an einem Messobjekt 1000 überprüft werden. Mit einer relativ hohen Auflösung ist es darüber hinaus möglich, auch relativ kleine Komponenten zu erfassen, und sogar den Zustand einzelner Komponenten und/oder Befestigungsmittel festzustellen, beispielsweise ob eine Schraube vollständig eingedreht ist.
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Weiter ist ein Korrekturhinweis 310 dargestellt, der im siebten Schritt S7 auf Basis der Abweichung, insbesondere auf Basis des ersten Differenzmerkmals MDIF1, generiert und auf einer Anzeige 300 dargestellt wird. Der Korrekturhinweis 310 kann eine Arbeitsanweisung 311 mit den für die Korrektur durchzuführenden Schritten aufweisen; diese Arbeitsanweisung 311 kann beispielsweise in Textform angezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Arbeitsanweisung 311 Bilder oder Videos aufweisen. Auch ist es möglich, insbesondere wenn die Anzeige 300 als Augmented-Reality-Brille 302 ausgebildet ist, dass der Korrekturhinweis 310 alternativ oder zusätzlich einen kontextbasierten Hinweis 312 aufweist, der dem Montagearbeiter in sein Sichtfeld eingeblendet wird. Dies kann über ein Überlagern des Sichtfelds der Augmented-Reality-Brille 302 mit dem kontextbasierten Hinweis 312 erfolgen. Der kontextbasierte Hinweis 312 kann beispielsweise - wie hier dargestellt - in Form eines Pfeils 313 ausgebildet sein, der die Aufmerksamkeit des Montagearbeiters auf die Stelle der Antriebseinrichtung 1001 richtet, an der eine Handlung vorzunehmen ist. Hierbei wird durch die Überlagerung des kontextbasierten Hinweises 312 und des dazu korrespondierenden Ausschnitts des Sichtfelds ein reelles Bilddetail 314 erzeugt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Erste stereoskopische bildgebende Einrichtung
- 11
- Erste Kamera der ersten stereoskopischen bildgebenden Einrichtung
- 12
- Zweite Kamera der ersten stereoskopischen bildgebenden Einrichtung
- 20
- Zweite stereoskopische bildgebende Einrichtung
- 21
- Erste Kamera der zweiten stereoskopischen bildgebenden Einrichtung
- 22
- Zweite Kamera der zweiten stereoskopischen bildgebenden Einrichtung
- 30
- Dritte stereoskopische bildgebende Einrichtung
- 31
- Erste Kamera der dritten stereoskopischen bildgebenden Einrichtung
- 32
- Zweite Kamera der dritten stereoskopischen bildgebenden Einrichtung
- 100
- Prüfeinrichtung
- 102
- Portal
- 102.1
- Erste Portalsäule
- 102.2
- Zweite Portalsäule
- 102.3
- Portalbrücke
- 200
- Kamerasystem
- 300
- Interaktionsgerät, Anzeigegerät
- 301
- Bildschirm
- 302
- Augmented-Reality-Brille
- 310
- Korrekturhinweis
- 311
- Arbeitsanweisung
- 312
- Kontextbasierter Hinweis
- 313
- Pfeil
- 314
- Reelles Bilddetail
- 700
- Bewegungsvorrichtung
- 701
- Fließband
- 702
- Bauteilträger
- 800
- Auswerteeinheit
- 900
- Produktspezifische Daten enthaltendes Datensystem
- 901
- Schnittstelle
- 902
- Enterprise Resource Planning-System
- 903
- Product-Lifecycle-Management-System
- 1000
- Messobjekt
- 1001
- Antriebseinrichtung
- AB
- Bewegungsachse
- AD
- Dreidimensionale Aufnahme der Antriebseinrichtung
- AM
- Montageablauf
- ARD
- Dreidimensionales virtuelles Referenzmodell
- ED
- Durchtrittsebene
- M
- Merkmal
- MB1-3
- Messbereich
- MD
- Messdatensatz
- MDIF
- Differenzmerkmal
- MP
- Montageplatz
- PM, PM1-3
- Messprofil
- RB
- Relativbewegung
- S1 -10
- Schritte des Herstellungsverfahrens
- ZM
- Montagezustand
