DE102021108015B3

DE102021108015B3 - Messplatte für ein Messsystem

Info

Publication number: DE102021108015B3
Application number: DE102021108015.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Gallasch
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-09-08
Anticipated expiration: 2041-03-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messplatte (12) für ein Messsystem (1), mit einer fein bearbeiteten Referenzoberfläche (12.1), welche eine vorgegebene Ebenheit aufweist, wobei mindestens eine Aufbauplatte (14), welche zum Aufbau einer Bauteilaufnahme (5) für ein zu vermessendes Messobjekt (3) vorgesehen ist, schwenkbar in die Messplatte (12) integriert ist und mittels einer Schwenkbewegung von einer ersten Messposition in eine zweite Messposition bewegbar ist, sowie ein Messsystem (1) mit einer solchen Messplatte (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Messplatte für ein Messsystem, mit einer fein bearbeiteten Referenzoberfläche, welche eine vorgegebene Ebenheit aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Messsystem mit einer solchen Messplatte.
Messplatten für Messsysteme und korrespondierende Messsysteme mit mindestens einem Koordinatenmessgerät zur Vermessung eines sich innerhalb von dessen Arbeitsbereich befindlichen Messobjektes sind in zahlreichen Variationen bekannt, und werden für Koordinatenmessungen an Objekten mittels optischer oder taktiler Messsensoren eingesetzt. Das zu vermessende Messobjekt, wie beispielsweise ein Karosserieblechteil eines Kraftfahrzeugs, wird für die Messung in eine Bauteilaufnahme eingebracht. Diese dient zur unveränderlichen Fixierung des Messobjekts für die Zeit der Messung. Hierbei kann das Messobjekt an genau definierten Aufnahmepunkten, wie beispielsweise an RPS-Punkten (RPS: Referenz-Punkt-System) positioniert werden. Zudem kann das Messobjekt in einer definierten Lage, wie beispielsweise in einer Fahrzeugeinbaulage und/oder in einem bestimmten Verformungs- und/oder Spannungszustand positioniert und vermessen werden.
Da auf einer Messplatte des Messsystems mit dem mindestens einen Koordinatenmessgerät in der Regel eine Vielzahl verschiedener Messobjekte zu messen sind, welche wiederum teils an einer liegenden, teils an einer senkrecht stehenden Aufbauplatte montiert werden, sind dort im Arbeitsbereich des Messsystems mindestens einmal beide Ausführungen an Aufbauplatten vorhanden. Auch wenn durch die austauschbaren Aufbauplatten eine gewisse Flexibilität hinsichtlich verschiedener Aufbauvarianten im Arbeitsbereich des Messsystems vorhanden ist, so muss doch außerhalb des Messsystems ein Lagerbereich für die Aufbauplatten vorgehalten werden, wenn für eine bestimmte Messaufgabe die Messplatte des Messsystems komplett zur Verfügung stehen muss, beispielsweise für die Messung einer Fahrzeugrohkarosse oder eines fertigen Fahrzeugs. Der Transport dieser Aufbauplatten erfordert in der Regel einen Hallenkran, mit welchem die zeitaufwendigen Transportarbeiten durchgeführt werden können. Ist kein Kran vorhanden, so können die Aufbauplatten auch über Rollen oder auf einem Druckluftpolster bewegt werden, was aber entsprechend große Rangierbereiche im Arbeitsbereich des Messsystems selbst sowie in den Bereichen um das Messsystem herum erforderlich macht. Sollen in einem engen zeitlichen Rahmen mehrere Messobjekte vermessen werden, welche eine senkrecht stehende und eine liegende Aufbauplatte erfordern, so sind auch entsprechend viele dieser Aufbauplatten vorzuhalten, so dass das ansonsten immer wieder erneut durchzuführende zeitaufwendige Anbauen der Spannstellen an der Aufbauplatte entfällt. Beim Einsatz mehrerer Aufbauplatten auf einer Messplatte ist zusätzlich zu beachten, dass jede dieser Aufbauplatten auch eine Stellfläche auf der Messplatte und auch einen gewissen Bereich um die einzelnen Aufbauplatten herum für den Anbau der Spannstellen und Messobjekte und für die Verfahrbewegungen des Messsensors des mindestens einen Koordinatenmessgeräts benötigt.
Aus der DE 10 2019 204 166 A1 ist eine Koordinatenmessmaschine in Armbauweise bekannt, welche einen Drehtisch, auf dem ein Werkstück montiert ist, einen Messtaster zum Messen von dreidimensionalen Koordinaten des auf dem Drehtisch montierten Werkstücks, einen Tragarm, der drehbar ist, während er den Messtaster trägt, einen Armantriebsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, den Tragarm um eine erste Achse zu drehen, einen Tischantriebsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, den Drehtisch um eine zur ersten Achse senkrechten zweite Achse zu drehen, und einen Steuerabschnitt umfasst, der dazu konfiguriert ist, den Armantriebsabschnitt und den Tischantriebsabschnitt anzusteuern, um den Messtaster in Bezug auf das Werkstück zu so bewegen, dass die dreidimensionalen Koordinaten des Werkstücks durch den Messtaster gemessen werden können.
Aus der DE 42 38 139 A1 ist ein Koordinatenmessgerät bekannt, dessen Messtaster über zwei hintereinander geschaltete Drehachsen in mehreren Raumrichtungen leicht beweglich gelagert ist. Außerdem besitzt das Koordinatenmessgerät einen Werkstücktisch, der um mindestens zwei Achsen drehbar bzw. kippbar ist.
Aus der DE 44 10 195 C1 sind ein Verfahren und eine Anordnung zum Messen kegliger Gewinde bekannt. Die Anordnung zum Messen kegliger Gewinde auf einem Koordinatenmessgerät umfasst einen entlang mindestens zweier Koordinatenachsen bewegbaren Gerätetisch, auf dem ein, den Prüfling aufnehmender Sinustisch angeordnet ist, welcher um eine parallel zur Y-Achse verlaufende Schwenkachse kippbar ist, einen am Koordinatenmessgerät angeordneten, in einer Z-Achse ausrichtbaren Messtaster mit einem entlang der X-Achse auslenkbaren Tastelement und eine Auswerteeinrichtung, welche mit dem Messtaster elektrisch verbunden ist.
Aus der JP 2000 - 55 641 A ist eine Messplatte für ein Messsystem bekannt, welche eine Referenzoberfläche mit einer vorgegebenen Ebenheit aufweist. Hierbei ist mindestens eine Aufbauplatte, welche zum Aufbau einer Bauteilaufnahme für ein zu vermessendes Messobjekt vorgesehen ist, schwenkbar in die Messplatte integriert und mittels einer Schwenkbewegung von einer ersten Messposition in eine zweite Messposition bewegbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Messplatte für ein Messsystem und ein Messsystem mit einer solchen Messplatte bereitzustellen, welche flexibel zur Vermessung von verschiedenen Messobjekten eingesetzt sowie schnell umgebaut und an verschiedene Messpositionen angepasst werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Messplatte für ein Messsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Messsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Um eine Messplatte für ein Messsystem bereitzustellen, welche flexibel zur Vermessung von verschiedenen Messobjekten eingesetzt sowie schnell umgebaut und an verschiedene Messpositionen angepasst werden kann, ist mindestens eine Aufbauplatte, welche zum Aufbau einer Bauteilaufnahme für ein zu vermessendes Messobjekt vorgesehen ist, schwenkbar in die Messplatte integriert und mittels einer Schwenkbewegung von einer ersten Messposition in eine zweite Messposition bewegbar. Hierbei ist die mindestens eine schwenkbare Aufbauplatte beidseitig bestückbar. Dadurch kann in einer aufgestellten Messposition der mindestens einen Aufbauplatte zusätzlich zu einem großen Flächenbereich an der Oberseite auch ein großer Flächenbereich an der Unterseite der Aufbauplatte, welche in der ersten Messposition der Aufbauplatte nicht nutzbar ist, genutzt werden, um ein Messobjekt anzubauen und zu vermessen. Dadurch sind in den aufgestellten Messpositionen an der Oberseite und an der Unterseiten der mindestens einen schwenkbaren Aufbauplatte zeitsparende parallel ablaufende Messungen an zwei Messobjekten möglich. Zudem ist die mindestens eine Aufbauplatte in der ersten Messposition in einer Aufnahme der Messplatte aufgenommen und parallel zur Referenzoberfläche der Messplatte ausgerichtet und schließt bündig mit dieser Referenzoberfläche ab. Da die Aufbauplatte auf der Oberseite und auf der Unterseite Formelemente aufweist, sind auch in der ersten Messposition auf der sichtbaren Oberseite der Aufbauplatte Formelemente sichtbar und nutzbar. Aufgrund der ebenen Einpassung der mindestens einen Aufbauplatte in die Aufnahme der Messplatte in der ersten Messposition, ist die Messplatte zudem in ihrer Gesamtheit nutzbar, um beispielsweise eine komplette Rohkarosse oder ein fertiges Fahrzeug darauf abzustellen und zu vermessen.
Zudem wird ein Messsystem vorgeschlagen, welches mindestens ein Koordinatenmessgerät zur Vermessung eines sich innerhalb von dessen Arbeitsbereich befindlichen Messobjektes und eine solche Messplatte mit einer fein bearbeiteten Referenzoberfläche für das mindestens eine Koordinatenmessgerät umfasst.
Unter einer Messplatte wird nachfolgend eine Platte aus Stahlguss oder aus Granit oder einem anderen Hartgestein verstanden, welche eine fein bearbeiteten Referenzoberfläche aufweist, so dass entsprechende Kennwerte für die Ebenheit erreicht werden und damit Messobjekte oder Hilfsobjekte wie Bauteilaufnahmen eben und ohne Verwindung darauf aufgebaut werden können. In die bearbeitete Oberfläche der Messplatte können Formelemente, wie beispielsweise T-Nuten, Bohrbilder oder Passbohrungen eingebracht werden, welche zur wiederholgenauen Positionierung von Objekten auf der Messplatte dienen können. Die Messplatte wird in der Regel auf Stützen montiert, so dass unterhalb der Messplatte ausreichend Bauraum für eine Aufnahme der mindestens einen schwenkbeweglichen Aufstellplatte oder für einen Antrieb der Aufbauplatte vorhanden ist. Vor allem Messplatten aus Stahlguss verfügen unterhalb der Referenzoberfläche über Verrippungen und/oder Hohlräume, welche ebenfalls genutzt werden können.
Unter einer Aufbauplatte wird nachfolgend eine Rasterplatte, eine Lochrasterplatte, eine Strukturplatte oder eine Sandwichplatte verstanden, welche zumindest auf einer Oberseite und/oder einer Unterseite einen großen Flächenbereich für Formelemente zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Montage von Anbauteilen, wie beispielsweise Spannstellen aufweist, welche eine Bauteilaufnahme für zu vermessende Messobjekte ausbilden. Der Kerngedanke der Erfindung ist die Integration von einer oder von mehreren Aufbauplatten direkt in die Messplatte eines Messsystems, wobei diese Aufbauplatte(n) sowohl liegend oder senkrecht stehend oder in schräger Lage genutzt werden können. In vorteilhafter Weise kann die mindestens eine schwenkbare Aufbauplatte sowohl als senkrecht stehende Aufbauplatte für Messobjekte, wie beispielsweise Fahrzeugtüren oder Seitenwandrahmen, als auch als liegende Aufbauplatte für Messobjekte eingesetzt werden, welche an der liegenden Aufbauplatte leichter in deren Fahrzeugeinbaulage aufgebaut werden können, wie beispielsweise Frontklappen, Dächer und Heckklappen. Die einzelnen Bauteilaufnahmen verfügen für die Fixierung des Messobjekts über mehrere Spannstellen, die einen form- oder kraftschlüssigen Kontakt zwischen der jeweiligen Spannstelle und dem Messobjekt herstellen. Dadurch besteht die Möglichkeit, an der mindestens einen schwenkbaren Aufbauplatte verschiedene Messobjekte messen zu können, für welche die Aufbauplatte unterschiedliche Messpositionen einnehmen kann.
Zudem kann die mindestens eine Aufbauplatte in der zweiten Messposition aufgestellt und senkrecht zur Referenzoberfläche der Messplatte ausgerichtet sein. Hierbei kann die mindestens eine Aufbauplatte in der liegenden ersten Messposition und/oder in der senkrecht stehenden zweiten Messposition und/oder in weiteren aufgestellten Messpositionen mit einem beliebigen Schwenkwinkel, vorzugsweise in einem Winkelbereich zwischen 45 und 135 Grad, festgelegt werden. Während man auf der in der ersten Messposition liegend positionierten Aufbauplatte in bekannter und gewohnter Weise Spannstellen für Messobjekte in dieser Einbaulage montieren kann, kann man gleiches bei der senkrecht stehenden Aufbauplatte für Messobjekte vornehmen, welche eine Montage an einer solchen stehenden Aufbauplatte voraussetzen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Messplatte kann eine Schwenkachse für die Schwenkbewegung der mindestens einen Aufbauplatte außermittig der Messplatte verlaufen. Dadurch weist die Aufbauplatte im senkrecht stehenden Zustand eine ausreichende Höhe für die Montage von Spannstellen oder von anderen Bauteilen auf. Eine genau mittig zur Messplatte ausgerichtete Schwenkachse ist aber auch möglich, die Höhe der Aufbauplatte ist in diesem Fall aber nur maximal die Hälfte der Breite der Messplatte. Da ein Messsensor eines korrespondierenden Koordinatenmessgeräts bis über die Mitte der Messplatte hinaus verfahren kann, und das Messobjekt selbst aufgrund des Anbaus an der Anbauplatte mittels Spannstellen wieder in Richtung des Messsensors verschoben wird, kann das Messobjekt trotz der nicht mittig in der Messplatte angeordneten Schwenkachse der Aufbauplatte vollständig vermessen werden. Auch das Schwenken der mindestens einen Aufbauplatte über eine zur Messplattenlängsachse nicht parallele Schwenkachse ist denkbar. So kann das Schwenken der mindestens einen schwenkbaren Aufbauplatte auch um eine Schwenkachse erfolgen, welche senkrecht zur Messplattenlängsachse und damit parallel zu einer Messplattenquerachse verläuft.
Zudem können mehrere schwenkbare Aufbauplatten in die Messplatte integriert werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Messplatte kann ein Antrieb für das Ausführen der Schwenkbewegung der mindestens einen schwenkbaren Aufbauplatte vorgesehen sein. Das Aufrichten der mindestens einen schwenkbaren Aufbauplatte aus der ersten Messposition in die zweite Messposition kann in vorteilhafter Weise über den Antrieb erfolgen, der beispielsweise mindestens einen Motor und ein Getriebe umfasst. Denkbar ist aber auch die Nutzung eines Hallenkrans für den Aufstellvorgang, wenn die mindestens eine schwenkbare Aufbauplatte keinen eigenen Antrieb aufweist.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Messsystems kann das mindestens eine Koordinatenmessgerät einen Manipulator umfassen, welcher ausgeführt ist, einen Messsensor an verschiedene Messpunkte zu bewegen. Hierzu kann der Manipulator ein Steuersystem aufweisen, welches beispielsweise eine Bedieneinheit und eine Ausgabeeinheit umfasst und ausgeführt ist, bei der Bewegung des Manipulators die jeweilige Messposition der mindestens einen Aufbauplatte zu berücksichtigen. Der Messsensor kann beispielsweise als taktiler Sensor bzw. Taster oder als optischer Sensor ausgeführt und am freien Ende eines bewegbaren Messarms oder eines bewegbaren Roboterarms angeordnet sein.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Messsystems können mehrere Koordinatenmessgeräte vorhanden sein, welche jeweils einen Manipulator mit einem Steuersystem umfassen können, wobei die einzelnen Steuersysteme ausgeführt sind, die Bewegungen der einzelnen Manipulatoren beim Anfahren der verschiedenen Messpunkte aufeinander abzustimmen. Zudem können bei mehreren in die Messplatte integrierten schwenkbaren Aufbauplatten die Manipulatoren so ausgeführt sein, dass jede Aufbauplatte in jeder möglichen Messposition von wenigstens einem der Manipulatoren erreichbar und das korrespondierende Messobjekt vermessbar ist. Hierbei können die in die Messplatte integrieren Aufbauplatten die gleichen oder auch unterschiedliche Abmessungen sowohl in der Höhe als auch in der Länge aufweisen. Dadurch lässt sich das Messsystem flexibel mit verschiedenen Messobjekten auf den verschiedenen schwenkbaren Aufbauplatten bestücken und zeiteffizient nutzen.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Messsystems mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messplatte in einer ersten Messposition;
2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Messsystems aus 1 in einer zweiten Messposition;
3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Messsystems mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messplatte in einer zweiten Messposition; und
4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Messsystems aus 3 in einer weiteren Messposition.

Wie aus 1 bis 4 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Messsystems 1, 1A, 1B jeweils mindestens ein Koordinatenmessgerät 10 zur Vermessung eines sich innerhalb von dessen Arbeitsbereich befindlichen Messobjektes 3, 3A, 3B und eine erfindungsgemäße Messplatte 12 mit einer fein bearbeiteten Referenzoberfläche 12.1 für das mindestens eine Koordinatenmessgerät 10.
Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, umfasst die erfindungsgemäße Messplatte 12 eine fein bearbeitete Referenzoberfläche 12.1, welche eine vorgegebene Ebenheit aufweist. Zudem ist mindestens eine Aufbauplatte 14, welche zum Aufbau einer Bauteilaufnahme 5 für ein zu vermessendes Messobjekt 3, 3A, 3B vorgesehen ist, schwenkbar in die Messplatte 12 integriert und mittels einer Schwenkbewegung von einer in 1 dargestellten ersten Messposition in eine in 2 und 3 dargestellte zweite Messposition bewegbar.
Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele des Messsystems 1, 1A, 1B jeweils nur eine in die Messplatte 12 integrierte schwenkbare Aufbauplatte 14, welche als Rasterplatte 14A ausgeführt ist. Zudem ist die dargestellte schwenkbare Aufbauplatte 14 beidseitig bestückbar. Das bedeutet, dass sowohl auf einer Oberseite als auch auf einer Unterseite der Aufbauplatte 14, welche in der ersten Messposition nicht nutzbar ist, Messobjekte 3, 3A, 3B montiert werden können.
Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, verfügen die einzelnen Bauteilaufnahmen 5 für die Fixierung des korrespondierenden Messobjekts 3, 3A, 3B über mehrere Spannstellen, welche einen form- oder kraftschlüssigen Kontakt zwischen der jeweiligen Spannstelle und dem Messobjekt 3, 3A, 3B herstellen. In den dargestellten Ausführungsbespielen sind die Bauteilaufnahmen 5 mehrteilig ausgeführt und bestehen aus mehreren einzelnen Spannstellenmodulen 5A, 5B, welche wiederum an die Aufbauplatte 14 montiert werden. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass die mindestens eine schwenkbare Aufbauplatte 14 mittels der Spannstellenmodule 5A, 5B einfach an verschiedene zu vermessende Messobjekte 3, 3A, 3B angepasst und so zur Vermessung einer Vielzahl von verschiedenen Messobjekten 3, 3A, 3B eingesetzt werden kann. So kann für jedes Messobjekt 3, 3A, 3B eine eigene, spezielle Bauteilaufnahme 5 bzw. ein eigener Satz von Spannstellenmodulen 5A, 5B bereitgestellt werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, an der mindestens einen schwenkbaren Aufbauplatte 13 verschiedene Messobjekte 3, 3A, 3B messen zu können, indem die jeweilige Bauteilaufnahme 5 bzw. deren Satz von Spannstellenmodulen 5A, 5B montiert wird.
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist das dargestellte Messobjekt 3 eine Frontklappe 3A, für welche ein erster Satz von Spannstellenmodulen 5A eingesetzt wird.
Wie aus 2 bis 4 weiter ersichtlich ist, sind die dargestellten Messobjekte 3 Fahrzeugtüren 3B, für welche jeweils ein zweiter Satz von Spannstellenmodulen 5B eingesetzt wird.
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist die Aufbauplatte 14 in der dargestellten ersten Messposition in einer Aufnahme 12.2 der Messplatte 12 aufgenommen und parallel zur Referenzoberfläche 12.1 der Messplatte 12 ausgerichtet und schließt bündig mit dieser Referenzoberfläche 12.1 ab. Wie aus 2 und 3 weiter ersichtlich ist, ist die Aufbauplatte 14 in der dargestellten zweiten Messposition aufgestellt und senkrecht zur Referenzoberfläche 12.1 der Messplatte 12 ausgerichtet. Zudem kann die Aufbauplatte 14 nicht dargestellte weitere aufgestellte Messpositionen mit beliebigen Schwenkwinkeln einnehmen. Vorzugsweise weisen diese weiteren aufgestellten Messpositionen Schwenkwinkel in einem Winkelbereich zwischen 45 und 135 Grad auf. Das bedeutet, dass die schwenkbare Aufbauplatte 14 zwischen der ersten Messposition und der zweiten Messposition weitere aufgestellte Messpositionen mit einem Schwenkwinkel zwischen 0 und 90 Grad, aber auch weitere aufgestellte Messpositionen mit einem Schwenkwinkel von mehr als 90 Grad bezogen auf die erste Messposition einnehmen kann. So weist die Aufbauplatte 14 in der in 4 dargestellten weiteren Messposition beispielsweise einen Schwenkwinkel von etwa 115 Grad bezogen auf die erste Messposition auf.
Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, verläuft eine Schwenkachse für die Schwenkbewegung der Aufbauplatte 14 außermittig der Messplatte 12. In den Darstellungen ist die Schwenkachse bezogen auf eine Mittellängsachse nach links versetzt.
Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist ein Antrieb 7 für das Ausführen der Schwenkbewegung der schwenkbaren Aufbauplatte 14 vorhanden. Der Antrieb 7 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Elektromotor M und ein Getriebe 9. Der Antrieb 7 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich zur Festlegung der Aufbauplatte 14 in der ersten Messposition und in der zweiten Messposition verwendet. Zudem kann die Aufbauplatte 14 in den weiteren aufgestellten Messpositionen, welche vorzugsweise Schwenkwinkel im Winkelbereich zwischen 45 und 135 Grad aufweisen, über eine Selbsthemmung der Motor-Getriebe-Kombination stufenlos gehalten werden. Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Messplatte 12 wird die mindestens eine Aufbauplatte durch das Einfallen von Bremsen in den verschiedenen Messpositionen gehalten. Solche Bremsvorrichtungen werden vorzugsweise für größere bzw. schwerere Aufbauplatte 14 eingesetzt. Bei einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Messplatte 12 sind keine weiteren Messpositionen erforderlich, so dass ein automatisiertes oder manuelles Einrasten und Verriegeln der mindestens einen Aufbauplatte 14 in der ersten Messposition und in der zweiten Messposition ausreichend ist.
Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele des Messsystems 1, 1A, 1B jeweils zwei Koordinatenmessgeräte 10, welche jeweils einen Manipulator 10A, 10B umfassen. Die Manipulatoren 10A, 10B bewegen jeweils einen Messsensor 16 an verschiedene Messpunkte. Hierzu weisen die Manipulatoren 10A, 10B jeweils ein Steuersystem 17 auf, welches eine Bedieneinheit 18 und eine Ausgabeeinheit 19 umfasst und bei der Bewegung des Manipulators 10A, 10B die jeweilige Messposition der Aufbauplatte 14 berücksichtigt. Zudem stimmen die Steuersysteme 17 die Bewegungen der einzelnen Manipulatoren 10A, 10B beim Anfahren der verschiedenen Messpunkte aufeinander ab. Hierbei sind die zulässigen Arbeitsräume für beide Manipulatoren 10A, 10B von ihren Abmessungen her so gewählt, dass es zu keiner Kollision zwischen den Manipulatoren 10A, 10B bzw. den montierten Messsensoren 16 kommen kann. Des Weiteren ist die Steuerung des Antriebs 7 in den dargestellten Ausführungsbeispielen vollständig in das Steuersystem 17 des korrespondierenden Manipulators 10A, 10B integriert. Dadurch kann die Aufbauplatte 14 über Steuerbefehle in einem Messprogramm während des Messablaufs bewegt werden.
Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, umfassen die Manipulatoren 10A des dargestellten ersten Ausführungsbeispiels des Messsystems 1A zur Bewegung des korrespondierenden Messsensors 16 jeweils einen Ständer 11A, welcher schiebebeweglich in einer Verschiebeführung 13 gelagert ist, welche parallel zu einer Längsseite der Messplatte 12 verläuft, so dass der korrespondierende Ständer 11 A in Längsrichtung der Messplatte 12 bewegt werden kann. Die Messsensoren 16 der beiden Manipulatoren 10A sind im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Messsystems 1A als taktile Sensoren 16A ausgeführt und jeweils an einem Messarm 15A gehalten, welcher beweglich in dem Ständer 11A geführt ist. Hierbei können die Messarme 15A in Querrichtung der Messplatte 12 ausgefahren und senkrecht zur Messplatte 12 nach oben und unten bewegt werden. Dadurch kann der korrespondierende Messsensor 16 an beliebige Positionen innerhalb des Arbeitsraums des Messsystems 1A bewegt werden. Da die Messarme 15A in Querrichtung bis über die Mitte der Messplatte 12 hinaus verfahren können, und das Messobjekt 3B selbst aufgrund des Anbaus an der Anbauplatte 12 mittels der Spannstellenmodule 5A wieder in Richtung des korrespondierenden Messarms 15A verschoben ist, kann das als Fahrzeugtür 3B ausgeführte Messobjekt 3 aus 2 trotz nicht mittig in der Messplatte 12 angeordneter Schwenkachse der Aufbauplatte 14 vollständig von dem rechts dargestellten Koordinatenmessgerät 10 vermessen werden. Das als Frontklappe 3A ausgeführte Messobjekt 3 aus 1 kann sowohl von dem links dargestellten Koordinatenmessgerät 10 als auch von dem rechts dargestellten Koordinatenmessgerät 10 vermessen werden.
Wie aus 3 und 4 weiter ersichtlich ist, umfassen die Manipulatoren 10B des dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels des Messsystems 1B zur Bewegung des korrespondierenden Messsensors 16 jeweils einen Sockel 11B, welcher schiebebeweglich in einer Verschiebeführung 13 gelagert ist, welche parallel zu einer Längsseite der Messplatte 12 verläuft, so dass der korrespondierende Sockel in Längsrichtung der Messplatte 12 bewegt werden kann. Die Messsensoren 16 der beiden Manipulatoren 10B sind im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Messsystems 1B als optische Sensoren 16B ausgeführt und jeweils an einem Roboterarm 15B mit mehreren Gelenken gehalten, welcher drehbeweglich auf dem Sockel 11B gelagert ist. Hierbei können die Roboterarme 15B in Querrichtung der Messplatte 12 und senkrecht zur Messplatte 12 nach oben und unten bewegt werden. Dadurch kann der korrespondierende Messsensor 16 an beliebige Positionen innerhalb des Arbeitsraums des Messsystems 1B bewegt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Messsystems 1B ist sowohl auf der Unterseite als auch auf der Oberseite der Aufbauplatte 14 ein als Fahrzeugtür 3B ausgeführtes Messobjekt 3 angebaut. Hierbei wird die links an der Oberseite der Aufbauplatte 14 angebaute Fahrzeugtür 3B von dem linken Koordinatenmessgerät 10B vermessen, und die rechts an der Unterseite der Aufbauplatte 14 angebaute Fahrzeugtür 3B wird von dem rechten Koordinatenmessgerät 10B vermessen. Da beide Roboterarme 15B in Querrichtung bis über die Mitte der Messplatte 12 hinaus verfahren können, können beide Fahrzeugtüren 3B problemlos vermessen werden, selbst wenn die Schwenkachse der Aufbauplatte 14 nicht mittig in der Messplatte 12 angeordnet ist.
Bei Koordinatenmessungen mit optischen Sensoren 16B ist es erforderlich, dass das zu messende Element am Messobjekt 3B, beispielsweise ein Loch oder ein Beschnitt eines Blechteils, optisch zugänglich ist, also vom optischen Sensor 16B auch „gesehen“ werden kann. Zwar kann der an der Roboterhand 15B montierte optische Sensor 16B im Prinzip beliebig innerhalb des Arbeitsraums positioniert und orientiert werden, allerdings sind, beispielsweise durch die einzuhaltenden Maximal- und Minimalabstände des optischen Sensors 16B zum Messobjekt 3 sowie durch den optimalen Anstellwinkel des optischen Sensors 16B zum zu messenden Element am Messobjekt 3, gewisse Randbedingungen einzuhalten bzw. bestimmte Beschränkungen zu berücksichtigen. Gerade für Messungen im unteren Bereich oder auch von unten auf das Messobjekt 3, also im Bereich des Messobjekts 3 zur Messplatte 12 hin, ist es daher oftmals vorteilhaft, wenn das Messobjekt 3 bis zu einem gewissen Grad hin, aus der vorgegebenen Einbaulage herausgeschwenkt werden kann, so dass die optische Zugänglichkeit des optischen Sensors 16B auf das zu messende Element am Messobjekt 3 verbessert oder auch erst ermöglicht wird. Mit der in die Messplatte 12 integrierten schwenkbaren Aufbauplatte 14 ist das Herausschwenken des Messobjekts 3 aus der in 3 dargestellten senkrecht aufgestellten zweiten Messposition in die in 4 dargestellte aufgestellte weitere Messposition mit einem Schwenkwinkel von etwa 115 Grad möglich, in welcher das rechts an der Unterseite der Aufbauplatte 14 angebrachte Messobjekt 3 mit dem an der rechten Roboterhand 15B montierten optischen Sensor 16B des rechts angeordneten Koordinatenmessgeräts 10 von unten vermessen werden kann. Analog kann das links an der Oberseite der Aufbauplatte angebrachte Messobjekt 3 mit der Aufbauplatte 14 nach rechts geneigt werden, so dass das links an der Oberseite der Aufprallplatte 14 angebrachte Messobjekt 3 mit dem an der linken Roboterhand 15B montierten optischen Sensor 16B des links angeordneten Koordinatenmessgeräts 10 von unten vermessen werden kann.
Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Messsystems sind in der Messplatte 12 zwei oder mehr schwenkbare Aufbauplatten 14 integriert, welche die gleichen oder auch unterschiedliche Abmessungen sowohl in der Höhe als auch in der Länge aufweisen können. Die Messplatte 12 lässt sich so flexibel mit verschiedenen Messobjekten 3 an den verschiedenen schwenkbaren Aufbauplatten 14 bestücken und zeiteffizient nutzen. Hierbei können die Schwenkachsen der zwei oder mehr Aufbauplatten 14 in der Messplatte 12 nicht zwangsweise in einer Linie liegen, sondern auch zueinander parallel versetzt sein, sofern es für die Durchführung der Messungen insgesamt vorteilhaft ist, dass sich einmal die eine und einmal die andere Aufbauplatte 14 näher an dem einen oder anderen Messsensor 16 befindet. Bei mehreren in die Messplatte 12 integrierten schwenkbaren Aufbauplatten 14 ist durch die angepasste Ausführung der Manipulatoren 10A, 10B jede Aufbauplatte 14 in jeder möglichen Messposition von wenigstens einem der Manipulatoren 10A, 10B erreichbar, so dass auch jedes der an den Aufbauplatten 14 angebrachten Messobjekte 3 vermessen werden kann.
Bezugszeichenliste

1, 1A, 1B: Messsystem
3: Messobjekt
3A: Frontklappe
3B: Fahrzeugtür
5: Bauteilaufnahme
5A, 5B: Satz von Spannstellenmodulen
7: Antrieb
9: Getriebe
M: Elektromotor
10: Koordinatenmessgerät
10A, 10B: Manipulator
11A: Ständer
11B: Sockel
12: Messplatte
12.1: Referenzoberfläche
12.2: Aussparung
13: Verschiebeführung
14: Aufbauplatte
14A: Rasterplatte
15A: Messarm
15B: Roboterarm
16: Messsensor
16A: taktiler Sensor
16B: optischer Sensor
17: Steuersystem
18: Bedieneinheit
19: Ausgabeeinheit

Claims

Messplatte (12) für ein Messsystem (1), mit einer fein bearbeiteten Referenzoberfläche (12.1), welche eine vorgegebene Ebenheit aufweist, wobei mindestens eine Aufbauplatte (14), welche zum Aufbau einer Bauteilaufnahme (5) für ein zu vermessendes Messobjekt (3) vorgesehen ist, schwenkbar in die Messplatte (12) integriert ist und mittels einer Schwenkbewegung von einer ersten Messposition in eine zweite Messposition bewegbar ist, wobei die mindestens eine schwenkbare Aufbauplatte (14) beidseitig bestückbar ist, und wobei die mindestens eine Aufbauplatte (14) in der ersten Messposition liegend in einer Aufnahme (12.2) der Messplatte (12) aufgenommen und parallel zur Referenzoberfläche (12.1) der Messplatte (12) ausgerichtet ist und bündig mit dieser Referenzoberfläche (12.1) abschließt.
Messplatte (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aufbauplatte (14) in der zweiten Messposition der Messplatte (12) aufgestellt und senkrecht zur Referenzoberfläche (12.1) ausgerichtet ist.
Messplatte (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aufbauplatte (14) in der ersten Messposition und/oder in der zweiten Messposition und/oder in weiteren aufgestellten Messpositionen mit einem beliebigen Schwenkwinkel, vorzugsweise in einem Winkelbereich zwischen 45 und 135 Grad, festlegbar ist.
Messplatte (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenkachse für die Schwenkbewegung der mindestens einen Aufbauplatte (14) außermittig der Messplatte (12) verläuft.
Messplatte (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb (7) für das Ausführen der Schwenkbewegung der mindestens einen schwenkbaren Aufbauplatte (14) vorgesehen ist.
Messsystem (1) mit mindestens einem Koordinatenmessgerät (10) zur Vermessung eines sich innerhalb von dessen Arbeitsbereich befindlichen Messobjektes (3) und einer Messplatte (12) mit einer fein bearbeiteten Referenzoberfläche (12.1) für das mindestens eine Koordinatenmessgerät (10), welche nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgeführt ist.
Messsystem (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Koordinatenmessgerät (10) einen Manipulator (10A, 10B), umfasst, welcher ausgeführt ist, einen Messsensor (16) an verschiedene Messpunkte zu bewegen.
Messsystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator (10A, 10B) ein Steuersystem (17) aufweist, welches ausgeführt ist, bei der Bewegung des Manipulators (10A, 10B) die jeweilige Messposition der mindestens einen Aufbauplatte (14) zu berücksichtigen.
Messsystem (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Koordinatenmessgeräte (10) vorhanden sind, welche jeweils einen Manipulator (10A, 10B) mit einem Steuersystem (17) umfassen, wobei die einzelnen Steuersysteme (17) ausgeführt sind, die Bewegungen der einzelnen Manipulatoren (10A, 10B) beim Anfahren der verschiedenen Messpunkte aufeinander abzustimmen.
Messsystem (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren in die Messplatte (12) integrierten schwenkbaren Aufbauplatten (14) die Manipulatoren (10A, 10B) so ausgeführt sind, dass jede Aufbauplatte (14) in jeder möglichen Messposition von wenigstens einem der Manipulatoren (10A, 10B) erreichbar und das korrespondierende Messobjekt (3) vermessbar ist.