EP0798190A2 - Process for positioning of add-on units on the large sections of a modular railway vehicle - Google Patents
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- EP0798190A2 EP0798190A2 EP97103688A EP97103688A EP0798190A2 EP 0798190 A2 EP0798190 A2 EP 0798190A2 EP 97103688 A EP97103688 A EP 97103688A EP 97103688 A EP97103688 A EP 97103688A EP 0798190 A2 EP0798190 A2 EP 0798190A2
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- laser projector
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- B61—RAILWAYS
- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
- B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
- B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
- B61D17/043—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures connections between superstructure sub-units
- B61D17/045—The sub-units being construction modules
Definitions
- the invention relates to a method for positioning attachments and extensions to the large sections of a modular rail vehicle, the large sections being assembled from individual parts according to a dimensional reference system with tactile dimensional reference points and then being expanded at least on one side with further equipment parts, and it is particularly advantageous applicable when removing the base module of a local rail vehicle.
- DE-OS 42 16 606 proposed a method by which the large sections were already made during production with several probable and high Precision reference points to be arranged.
- gauges or templates are not only two-dimensional, but also three-dimensional, so that sometimes their storage near the stage of expansion of the large section can also be problematic for reasons of space.
- the invention thus pursues the goal of designing the positioning of attachments and extensions on the large sections of a modular rail vehicle in such a way that the aforementioned deficiencies in the prior art are eliminated.
- the object of the invention is to devise a method for positioning attachments and extensions to the large sections of a modular rail vehicle, which, based on existing reference points, avoids time-consuming and inaccurate measurement and marking by hand and the expenditure for special gauges or stencils can be reduced to a minimum.
- the object is achieved with a generic method according to the preamble of claim 1 according to the invention in such a way that the dimensional reference points first with passive reflectors or active sensors, then a laser projector is pre-positioned according to the reference points on the large section and then the exact position of the laser projector is determined with respect to the projection surface by controlling the reflectors or sensors on the reference points.
- a first image created in a CAD system is called up from the memory of a control computer, transferred to the laser projector and projected from there onto the large section on a scale of 1: 1. Finally, the projected image is marked on the large section and / or incorporated into it, and the next image is called up from the memory of the control computer by remote control. After the completion of the large section, the projection and identification of the positions of the connection modules with subsequent arrangement and connection of the modules to one another is then carried out. Appropriate embodiments of the method according to the invention are specified in subclaims 2 to 6.
- the advantage of the method according to the invention over the prior art is that an immediate display of the positions of the components in the assembly process of the large sections is possible directly on the basis of a CAD assembly drawing without complex measurements and without special gauges or templates. By eliminating any measuring processes, enormous time savings can be achieved, and incorrectly placed bores or positions due to errors in the dimension calculation are completely eliminated with the method according to the invention.
- Another advantage of the method according to the invention is that all projected bores and positions have a uniform, neutral dimension reference and body parts that are subject to high tolerances, such as the headpiece or longitudinal beam edge of the underframe, are replaced by reference axes drawn between the dimension reference points. This can significantly improve the accuracy of the holes or positions, especially among each other, and accelerate the expansion of the large sections into modules.
- the method according to the invention offers the possibility of not only displaying bores, openings and positions precisely, but also the position of components, benches, partitions, pipe clamps, sliding blocks and the like. Like. or to project the course of cable runs and / or of pneumatic / hydraulic lines on the individual large sections.
- this is a significant increase labor productivity while ensuring very good quality. Details of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing.
- the drawing shows the schematic representation of an underframe module of a commuter rail vehicle inserted in a device, on which the removal parts are positioned using the method according to the invention.
- the assembly of the underframe, which forms a large section 5, from individual parts is carried out in a known manner in a device 8, preferably on the main cross members and the side longitudinal members of the underframe, a series of neutral reference points 6 only indicated in the drawing in the form of probable bolts with high accuracy according to a Dimension reference system can be arranged.
- the underframe remains in the device 8 in the example shown, and the dimensional reference points 6 are first equipped with passive reflectors or active sensors. Then one or more laser projectors 1 are prepositioned according to the reference points 6 on the large section 5 and the exact position determination of the laser projector 1 with respect to the projection surface 3 by controlling the reflectors or sensors on the reference points 6.
- the prepositioning is preferably carried out by manual or mechanical approximation of the Laser projectors 1 arranged on slide rails or portals to the intended reference points 6, and the exact position determination is preferably implemented automatically by a calibration unit integrated in the laser projector 1 by searching with a laser beam for reference points 6 arranged within the projection surface 3, at which the laser projector 1 is located can orient.
- a calibration unit integrated in the laser projector 1 by searching with a laser beam for reference points 6 arranged within the projection surface 3, at which the laser projector 1 is located can orient.
- reflectors or sensors on the reference points 6 also depends on whether the calibration unit of the laser projector 1 is able to recognize the laser beam reflected by the reflectors as a positioning signal or whether the positioning signal from active sensors that are hit by the laser beam and wired to the laser projector.
- the exact positioning must be ensured by appropriate aids, for example by stops on the portals or slide rails which the laser projectors are arranged can be realized.
- the first figure 4 created in a CAD system is called up from the memory of a control computer 2 and this figure 4 is transferred to the laser projector 1.
- the data for generating the projected figures 4 can also be used alternatively, they can be generated via the so-called teach-in mode, in which the image 4 to be displayed is scanned once in a punctiform manner and can then be called up as often as desired.
- the transfer of CAB data and drawings is simpler, it being possible in a particularly advantageous manner to split up extensive drawings and to display the respective contours one after the other.
- the projection of Figure 4 onto the large section 5 on a scale of 1: 1 is carried out by means of the laser projector 1, the precise vertical radiation of Figure 4, the flatness of the projection surface 3 as well as the roughness and / or the color of the surface being decisive for are an optimal quality of the projection.
- Another factor influencing the quality of the projection is the distance of the laser projector 1 from the projection surface 3, the minimum of which can be calculated from the maximum beam angle of the laser projector 1 and the edge length of the surface to be irradiated.
- the large section 5 can be expanded in different planes either in the simplest manner, with the laser projector in the same position, by changing the projected scale or by a three-dimensional projection, or in a conventional manner by adjusting the height of the laser projector 1 and / or the device 8 .
- the projected image 4 is then marked and / or incorporated into the large section 5, which is preferably done by punching and / or drilling a hole pattern or a position, but also, at least when marking, in a variety of other ways , for example with light-sensitive layers of color on the large section 5, can be realized.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionierung von An- und Ausbauteilen an den Großsektionen eines in Modulbauweise hergestellten Schienenfahrzeuges, wobei die Großsektionen nach einem Maßbezugssystem mit antastbaren Maßbezugspunkten aus Einzelteilen zusammengefügt und anschließend zumindest an einer Seite mit weiteren Ausrüstungsteilen ausgebaut werden, und sie ist insbesondere vorteilhaft beim Ausbau des Untergestellmoduls eines Nahverkehrs-Schienenfahrzeuges anwendbar.The invention relates to a method for positioning attachments and extensions to the large sections of a modular rail vehicle, the large sections being assembled from individual parts according to a dimensional reference system with tactile dimensional reference points and then being expanded at least on one side with further equipment parts, and it is particularly advantageous applicable when removing the base module of a local rail vehicle.
Dem Fachmann im Schienenfahrzeugbau ist allgemein bekannt, daß die Modulbauweise von Schienenfahrzeugen zumeist durch die gesonderte Vorfertigung des Untergestells, der Seitenwände, des Dachs und der Stirnwände als Großsektionen gekennzeichnet ist, welche nach weitestgehendem Ausbau mit den notwendigen Ausrüstungsteilen zum Wagenkasten des Schienenfahrzeuges zusammengefügt werden.
Der Ausbau dieser Großsektionen zu Modulen erfordert dabei eine Vielzahl einzubringender Bohrungen, zu positionierender Nutensteine oder zu verklebender Futterelemente zur Befestigung der Ausrüstungsteile, welche zumindest im Fall des Untergestellmoduls sowohl von deren Oberseite als auch von dessen Unterseite her einzuarbeiten beziehungsweise zu befestigen sind. Es ist deshalb bekannt, die Großsektionen in Vorrichtungen herzustellen, welche durch gute Begehbarkeit und großzügige Raumfreiheit sowohl zur Montage als auch zum Einbringen der Bohrungen in üblicher Weise durch Anreißen, Ankörnen und/oder Bohren sowie zur Durchführung der übrigen Ausbauvorbereitungen geeignet ausgebildet sind.
In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß das manuelle Anreißen der Vielzahl von notwendigen Bohrungen und zu kennzeichnenden Positionen einen enormen Zeitaufwand erfordert, der sich äußerst negativ auf die Arbeitsproduktivität und die Kosten für das Schienenfahrzeug auswirkt. Darüber hinaus ist das herkömmliche Anreißen selbst bei gewissenhafter Tätigkeit immer mit relativ großen Maßabweichungen oder -toleranzen verbunden, da die möglichen Maßbezüge an den Großsektionen, wie beispielsweise die Kopfstückkante oder die Längsträgerkante am Untergestell, ebenfalls bereits mit Ungenauigkeiten behaftet sein können. Unter weiterer Berücksichtigung des mit dem Anreißen zumeist verbundenen hohen Aufwandes zur Maßberechnung ist es somit nicht ausgeschlossen, daß, speziell bei einer großen Anzahl von Bohrungen, einige Bohrungen insbesondere dann falsch gesetzt werden, wenn diese in verdeckte oder bereits überbaute Bauteile der Großsektion einzubringen sind.
Um dieses sogenannte Weiterreichen von Maßabweichungen oder -toleranzen während der Fertigung und/oder dem Ausbau der Großsektionen entscheidend zu mindern, wurde durch die DE-OS 42 16 606 ein Verfahren vorgeschlagen, nach dem die Großsektionen bereits während der Fertigung mit mehreren antastbaren und mit hoher Genauigkeit anzuordnenden Maßbezugspunkten versehen werden. Diese Maßbezugspunkte werden dann während der Fertigung und/oder dem Ausbau der Großsektion sowohl zum maßgenauen Fügen und/oder Fixieren der einzelnen Bauteile der Großsektion als auch zum An- oder Auflegen von Schablonen oder Lehren genutzt, mit denen ein lagegenaues Anbringen von Teilen, Flächen- und/oder Raumsektionen ermöglicht und unter anderem auch das Einbringen der Bohrungen für die Ausbauteile der Großsektion wesentlich erleichtert wird.
Die Anwendung dieses an sich sehr vorteilhaften Verfahrens erfordert jedoch insbesondere bei der Modulbauweise von Schienenfahrzeugen eine derart große Anzahl von Lehren oder Schablonen, daß dessen Effektivität durch die hohen Herstellungskosten der Lehren oder Schablonen wiederum stark gemindert wird. Dieser Nachteil wird noch deutlicher, wenn an einem Standort mehrere unterschiedliche Typen von Schienenfahrzeugen hergestellt werden, da für jeden Fahrzeugtyp ein gesonderter Satz Lehren oder Schablonen notwendig ist. Darüber hinaus sind diese Lehren oder Schablonen nicht nur zwei-, sondern auch dreidimensional ausgebildet, so daß mitunter auch deren Lagerung in der Nähe des Ausbaustandes der Großsektion aus Platzgründen problematisch werden kann.
Die Erfindung verfolgt somit das Ziel, die Positionierung von An- und Ausbauteilen an den Großsektionen eines in Modulbauweise hergestellten Schienenfahrzeuges derart zu gestalten, daß die genannten Mängel des Standes der Technik beseitigt werden.It is generally known to the person skilled in rail vehicle construction that the modular construction of rail vehicles is usually characterized by the separate prefabrication of the underframe, the side walls, the roof and the end walls as large sections, which after extensive expansion are joined together with the necessary equipment parts to form the body of the rail vehicle.
The expansion of these large sections into modules requires a large number of holes to be drilled, slot nuts to be positioned or lining elements to be glued for fastening the equipment parts, which, at least in the case of the base module, must be incorporated or fastened both from the top and from the bottom thereof. It is therefore known to produce the large sections in devices which, due to good accessibility and generous freedom of space, are suitably designed both for mounting and for drilling the bores in the usual way by marking, punching and / or drilling and for carrying out the other preparations for expansion.
In practice, however, it has been found that the manual marking of the large number of necessary bores and positions to be marked requires an enormous amount of time, which has an extremely negative effect on labor productivity and the costs for the rail vehicle. In addition, conventional scribing is always associated with relatively large dimensional deviations or tolerances, even with conscientious work, since the possible dimensional references to the large sections, such as the edge of the head piece or the edge of the side member on the base frame, can also be inaccurate. Taking further account of the high outlay for dimensioning usually associated with scribing, it is therefore not excluded that, particularly with a large number of bores, some bores are set incorrectly, in particular, if these are to be installed in hidden or already built-over components of the large section.
In order to decisively reduce this so-called passing on of dimensional deviations or tolerances during the manufacture and / or the expansion of the large sections, DE-OS 42 16 606 proposed a method by which the large sections were already made during production with several probable and high Precision reference points to be arranged. These dimensional reference points are then used during the manufacture and / or the expansion of the large section both for the precise fitting and / or fixing of the individual components of the large section and for the application or application of templates or gauges with which an accurate position of parts, surface and / or room sections and, among other things, making the holes for the expansion parts of the large section considerably easier.
However, the use of this method, which is very advantageous per se, requires such a large number of gauges or templates, in particular in the modular construction of rail vehicles, that its effectiveness is in turn greatly reduced by the high production costs of the gauges or templates. This disadvantage becomes even clearer if several different types of rail vehicles are manufactured at one location, since a separate set of gauges or templates is required for each vehicle type. In addition, these gauges or templates are not only two-dimensional, but also three-dimensional, so that sometimes their storage near the stage of expansion of the large section can also be problematic for reasons of space.
The invention thus pursues the goal of designing the positioning of attachments and extensions on the large sections of a modular rail vehicle in such a way that the aforementioned deficiencies in the prior art are eliminated.
Als Aufgabe liegt der Erfindung die Konzipierung eines Verfahrens zur Positionierung von An- und Ausbauteilen an den Großsektionen eines in Modulbauweise hergestellten Schienenfahrzeuges zugrunde, mit welchem, aufbauend auf vorhandenen Maßbezugspunkten, ein zeitaufwendiges und ungenaues Vermessen und Anreißen per Hand vermieden und die Aufwendungen für spezielle Lehren oder Schablonen auf ein Minimum reduziert werden.
Die Aufgabe wird mit einem gattungsgemäßen Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß derart gelöst, daß die Maßbezugspunkte zunächst mit passiven Reflektoren oder aktiven Sensoren ausgerüstet werden, anschließend ein Laserprojektor nach den Maßbezugspunkten auf der Großsektion vorpositioniert wird und danach durch Ansteuerung der Reflektoren oder Sensoren auf den Maßbezugspunkten die exakte Positionsbestimmung des Laserprojektors bezüglich der Projektionsfläche erfolgt. Daran anschließend wird eine erste, in einem CAD-System erstellte Abbildung aus dem Speicher eines Steuerrechners aufgerufen, auf den Laserprojektor übertragen und von diesem im Maßstab 1:1 auf die Großsektion projiziert.
Abschließend wird die projizierte Abbildung auf der Großsektion gekennzeichnet und/oder in diese eingearbeitet sowie die nächste Abbildung aus dem Speicher des Steuerrechners mittels Fernbedienung aufgerufen. Nach der Fertigstellung der Großsektion erfolgt dann gegebenenfalls noch die Projizierung und Kennzeichnung der Positionen der Anschlußmodule mit nachfolgender Anordnung und Verbindung der Module untereinander.
Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik ist, daß unmittelbar ausgehend von einer CAD-Montagezeichnung ohne aufwendiges Vermessen und ohne spezielle Lehren oder Schablonen eine sofortige Anzeige der Positionen der Ausbauteile im Montageprozeß der Großsektionen vor Ort möglich ist. Durch den Wegfall jeglicher Meßvorgänge kann somit eine enorme Zeitersparnis erreicht werden, und falsch gesetzte Bohrungen oder Positionen aufgrund von Fehlern bei der Maßberechnung sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gänzlich ausgeschlossen.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß alle projizierten Bohrungen und Positionen einen einheitlichen neutralen Maßbezug besitzen und stark toleranzbehaftete Körperkanten, wie die Kopfstück- oder Längsträgerkante des Untergestells, durch zwischen den Maßbezugspunkten gezogene Bezugsachsen ersetzt werden. Dadurch kann die Genauigkeit der Bohrungen oder Positionen, vor allem untereinander, erheblich verbessert und der Ausbau der Großsektionen zu Modulen beschleunigt werden.
Darüber hinaus bietet das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit, nicht nur Bohrungen, Durchbrüche und Positionen lagegenau anzuzeigen, sondern auch die Lage von Bauteilen, Sitzbänken, Trennwänden, Rohrschellen, Nutensteinen u. dgl. oder auch den Verlauf von Kabelsträngen und/oder von Pneumatik-/Hydraulikleitungen auf die einzelnen Großsektionen zu projizieren. Infolge der Einsparung an Betriebsmitteln, einer hohen Flexibilität und der unmittelbaren Kopplung an die in CAD-Systemen erstellten Konstruktionsunterlagen ist somit eine deutliche Erhöhung der Arbeitsproduktivität bei gleichzeitiger Gewährleistung einer sehr guten Qualität möglich.
Einzelheiten der Erfindung werden anschließend anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei die schematische Darstellung eines in eine Vorrichtung eingelegten Untergestellmoduls eines Nahverkehrs-Schienenfahrzeuges, auf dem die Ausbauteile nach dem erfindungsgemäßen Verfahren positioniert werden.
Das Zusammenfügen des eine Großsektion 5 bildenden Untergestells aus Einzelteilen erfolgt in bekannter Weise in einer Vorrichtung 8, wobei bevorzugt auf den Hauptquerträgern und den seitlichen Längsträgern des Untergestells eine Reihe in der Zeichnung nur angedeuteter neutraler Maßbezugspunkte 6 in Form von antastbaren Bolzen mit hoher Genauigkeit nach einem Maßbezugssystem angeordnet werden.
Zum Ausbau des Untergestells mit weiteren Ausrüstungsteilen 7 zu einem Modul verbleibt das Untergestell im dargestellten Beispiel in der Vorrichtung 8, und die Maßbezugspunkte 6 werden erfindungsgemäß zunächst mit passiven Reflektoren oder aktiven Sensoren ausgerüstet. Danach erfolgt die Vorpositionierung eines oder mehrerer Laserprojektoren 1 nach den Maßbezugspunkten 6 auf der Großsektion 5 und die exakte Positionsbestimmung des Laserprojektors 1 bezüglich der Projektionsfläche 3 durch Ansteuerung der Reflektoren oder Sensoren auf den Maßbezugspunkten 6. Die Vorpositionierung erfolgt dabei bevorzugt durch manuelles oder mechanisches Annähern der auf Gleitschienen oder Portalen angeordneten Laserprojektoren 1 an die vorgesehenen Maßbezugspunkte 6, und die exakte Positionsbestimmung wird bevorzugt durch eine im Laserprojektor 1 integrierte Kalibriereinheit automatisch realisiert, indem mit einem Laserstrahl nach innerhalb der Projektionsfläche 3 angeordneten Maßbezugspunkten 6 gesucht wird, an denen der Laserprojektor 1 sich orientieren kann. Um dabei die Genauigkeit der Positionierung des Laserprojektors 1 zu erhöhen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, möglichst weit auseinanderliegende sowie im Randbereich der Projektion angeordnete Maßbezugspunkte 6 zur Positionierung des Laserprojektors 1 auszuwählen. Die Verwendung von Reflektoren oder Sensoren auf den Maßbezugspunkten 6 richtet sich zudem danach, ob die Kalibriereinheit des Laserprojektors 1 dazu in der Lage ist, den von den Reflektoren zurückgestrahlten Laserstrahl als Positioniersignal zu erkennen oder ob das Positioniersignal von aktiven Sensoren, die vom Laserstrahl getroffen werden und mit dem Laserprojektor verkabelt sind, gemeldet wird.
Bei Laserprojektoren ohne Selbstkalibrierung muß dagegen die exakte Positionierung durch entsprechende Hilfsmittel, beispielsweise durch Anschläge auf den Portalen oder Gleitschienen, auf denen die Laserprojektoren angeordnet sind, realisiert werden. Darüber hinaus ist es bei solchen Laserprojektoren von Vorteil, die Möglichkeit vorzusehen, die Projektion manuell über die Lasersteuerung drehen und verschieben zu können, damit eine eventuell unrichtige Lage des Laserprojektors im Rahmen der Beobachtungsfähigkeiten des Anwenders kompensiert werden kann.
Bei der Vorpositionierung des Laserprojektors 1 ist es natürlich auch möglich, einen fest installierten Laserprojektor 1 zu verwenden und diesen durch Verschieben der Vorrichtung 8 nach den Maßbezugspunkten 6 auf der Großsektion 5 grob auszurichten.
Aufgrund des begrenzten Abstrahlwinkels eines Laserprojektors 1 und der zunehmenden Ungenauigkeit bei großen Projektionswinkeln ist es jedoch nicht möglich, das gesamte Untergestell mit nur einem Laserprojektor 1 abzudecken. Um eine Großsektion 5 wie das Untergestell mit einer üblichen Länge von ca. 24 m zu bestrahlen haben sich demzufolge mehrere Laserprojektoren 1 als vorteilhaft erwiesen, welche nebeneinander angeordnet werden und zur Erhöhung der Projektionsgenauigkeit mit größeren Überdeckungsgraden arbeiten. Je nach Notwendigkeit ist es natürlich auch möglich nur einige Laserprojektoren 1 jeweils an den Schwerpunktbereichen einer Großsektion 5, wie beispielsweise den Vorbauten am Untergestell, einzusetzen oder statt mehrere Laserprojektoren 1 nur einen Laserprojektor 1 zu verwenden und diesen oder die Großsektion 5 mehrere Male umzusetzen.
Nach der exakten Positionsbestimmung des Laserprojektors 1 erfolgt dann das Aufrufen einer ersten, in einem CAD-System erstellten Abbildung 4 aus dem Speicher eines Steuerrechners 2 und die Übertragung dieser Abbildung 4 auf den Laserprojektor 1. Die Daten zur Erzeugung der projizierten Abbildungen 4 können jedoch auch alternativ über den sogenannten Teach-In-Modus erzeugt werden, bei welchem die darzustellende Abbildung 4 einmal punktförmig abgetastet wird und anschließend beliebig oft abgerufen werden kann. Einfacher ist jedoch das Übernehmen von CAB-Daten und Zeichnungen, wobei es in besonders vorteilhafter Weise möglich ist, umfangreiche Zeichnungen aufzusplitten und die jeweiligen Konturen nacheinander anzuzeigen.
Anschließend an die Übertragung erfolgt die Projizierung der Abbildung 4 auf die Großsektion 5 im Maßstab 1:1 mittels des Laserprojektors 1, wobei die genau senkrechte Abstrahlung der Abbildung 4, die Ebenheit der Projektionsfläche 3 sowie die Rauhigkeit und/oder die Farbe der Oberfläche entscheidend für eine optimale Qualität der Projektion sind. Ein weiterer Einflußfaktor auf die Qualität der Projektion ist der Abstand des Laserprojektors 1 von der Projektionsfläche 3, dessen Minimum rechnerisch jeweils aus dem maximalen Abstrahlwinkel des Laserprojektors 1 und der Kantenlänge der zu bestrahlenden Fläche ermittelt werden kann.The object of the invention is to devise a method for positioning attachments and extensions to the large sections of a modular rail vehicle, which, based on existing reference points, avoids time-consuming and inaccurate measurement and marking by hand and the expenditure for special gauges or stencils can be reduced to a minimum.
The object is achieved with a generic method according to the preamble of claim 1 according to the invention in such a way that the dimensional reference points first with passive reflectors or active sensors, then a laser projector is pre-positioned according to the reference points on the large section and then the exact position of the laser projector is determined with respect to the projection surface by controlling the reflectors or sensors on the reference points. Subsequently, a first image created in a CAD system is called up from the memory of a control computer, transferred to the laser projector and projected from there onto the large section on a scale of 1: 1.
Finally, the projected image is marked on the large section and / or incorporated into it, and the next image is called up from the memory of the control computer by remote control. After the completion of the large section, the projection and identification of the positions of the connection modules with subsequent arrangement and connection of the modules to one another is then carried out.
Appropriate embodiments of the method according to the invention are specified in subclaims 2 to 6.
The advantage of the method according to the invention over the prior art is that an immediate display of the positions of the components in the assembly process of the large sections is possible directly on the basis of a CAD assembly drawing without complex measurements and without special gauges or templates. By eliminating any measuring processes, enormous time savings can be achieved, and incorrectly placed bores or positions due to errors in the dimension calculation are completely eliminated with the method according to the invention.
Another advantage of the method according to the invention is that all projected bores and positions have a uniform, neutral dimension reference and body parts that are subject to high tolerances, such as the headpiece or longitudinal beam edge of the underframe, are replaced by reference axes drawn between the dimension reference points. This can significantly improve the accuracy of the holes or positions, especially among each other, and accelerate the expansion of the large sections into modules.
In addition, the method according to the invention offers the possibility of not only displaying bores, openings and positions precisely, but also the position of components, benches, partitions, pipe clamps, sliding blocks and the like. Like. or to project the course of cable runs and / or of pneumatic / hydraulic lines on the individual large sections. As a result of the savings in resources, a high degree of flexibility and the direct coupling to the design documents created in CAD systems, this is a significant increase labor productivity while ensuring very good quality.
Details of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing. The drawing shows the schematic representation of an underframe module of a commuter rail vehicle inserted in a device, on which the removal parts are positioned using the method according to the invention.
The assembly of the underframe, which forms a large section 5, from individual parts is carried out in a known manner in a device 8, preferably on the main cross members and the side longitudinal members of the underframe, a series of neutral reference points 6 only indicated in the drawing in the form of probable bolts with high accuracy according to a Dimension reference system can be arranged.
To expand the underframe with further equipment parts 7 to form a module, the underframe remains in the device 8 in the example shown, and the dimensional reference points 6 are first equipped with passive reflectors or active sensors. Then one or more laser projectors 1 are prepositioned according to the reference points 6 on the large section 5 and the exact position determination of the laser projector 1 with respect to the projection surface 3 by controlling the reflectors or sensors on the reference points 6. The prepositioning is preferably carried out by manual or mechanical approximation of the Laser projectors 1 arranged on slide rails or portals to the intended reference points 6, and the exact position determination is preferably implemented automatically by a calibration unit integrated in the laser projector 1 by searching with a laser beam for reference points 6 arranged within the projection surface 3, at which the laser projector 1 is located can orient. In order to increase the accuracy of the positioning of the laser projector 1, it has proven to be advantageous to select dimension reference points 6 which are as far apart as possible and which are arranged in the edge region of the projection for the positioning of the laser projector 1. The use of reflectors or sensors on the reference points 6 also depends on whether the calibration unit of the laser projector 1 is able to recognize the laser beam reflected by the reflectors as a positioning signal or whether the positioning signal from active sensors that are hit by the laser beam and wired to the laser projector.
In the case of laser projectors without self-calibration, on the other hand, the exact positioning must be ensured by appropriate aids, for example by stops on the portals or slide rails which the laser projectors are arranged can be realized. In addition, it is advantageous in such laser projectors to provide the possibility of being able to manually rotate and shift the projection via the laser control so that a possibly incorrect position of the laser projector can be compensated within the scope of the user's observation capabilities.
When prepositioning the laser projector 1, it is of course also possible to use a permanently installed laser projector 1 and to roughly align it by moving the device 8 according to the dimensional reference points 6 on the large section 5.
However, due to the limited beam angle of a laser projector 1 and the increasing inaccuracy with large projection angles, it is not possible to cover the entire base frame with only one laser projector 1. In order to irradiate a large section 5 such as the base frame with a customary length of approx. 24 m, several laser projectors 1 have consequently proven to be advantageous, which are arranged next to one another and work with greater degrees of coverage to increase the projection accuracy. Depending on the need, it is of course also possible to use only a few laser projectors 1 in each case at the focal areas of a large section 5, such as the stems on the base, or to use only one laser projector 1 instead of several laser projectors 1 and to implement this or the large section 5 several times.
After the exact position of the laser projector 1 has been determined, the first figure 4 created in a CAD system is called up from the memory of a control computer 2 and this figure 4 is transferred to the laser projector 1. However, the data for generating the projected figures 4 can also be used alternatively, they can be generated via the so-called teach-in mode, in which the
Subsequent to the transmission, the projection of Figure 4 onto the large section 5 on a scale of 1: 1 is carried out by means of the laser projector 1, the precise vertical radiation of Figure 4, the flatness of the projection surface 3 as well as the roughness and / or the color of the surface being decisive for are an optimal quality of the projection. Another factor influencing the quality of the projection is the distance of the laser projector 1 from the projection surface 3, the minimum of which can be calculated from the maximum beam angle of the laser projector 1 and the edge length of the surface to be irradiated.
Des weiteren ist es bei der Projizierung von Vorteil, die zu projizierenden Abbildungen 4 nach funktionellen Zusammenhängen geordnet vom Speicher des Steuerrechners 2 abzurufen, da die zu projizierende Linienlänge bei guter Sichtbarkeit zumeist begrenzt ist. Die Selektion und Gruppierung der einzelnen Bohrbilder und Positionen zu verschiedenen Abbildungen 4 kann dabei unter vielfältigen Gesichtspunkten erfolgen, wobei die Möglichkeit, konstruktive Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Bohrbildern und Positionen, beispielsweise alle Bohrungen für die Befestigung eines bestimmten Ausbauteiles 7, oder auch technologische Erfordernisse, beispielsweise zur Vermeidung häufigen Werkzeugwechsels alle Bohrungen eines bestimmten Durchmessers, zu berücksichtigen besonders hervorgehoben werden soll. Selbstverständlich ist dabei zu beachten, daß die zu einer Abbildung 4 zusammengefaßten Bohrungen und Positionen bei einer zweidimensionalen Projektion auf dem gleichen Höhenniveau auf der Großsektion 5 angeordnet sein müssen. Ein Ausbau der Großsektion 5 in verschiedenen Ebenen ist jedoch entweder in einfachster Weise, bei gleicher Stellung des Laserprojektors, durch eine Änderung des projizierten Maßstabes beziehungsweise durch eine dreidimensionale Projektion oder in herkömmlicher Weise durch eine entsprechende Höhenverstellung des Laserprojektors 1 und/oder der Vorrichtung 8 möglich.
Nach der Projizierung erfolgt dann die Kennzeichnung und/oder Einarbeitung der projizierten Abbildung 4 auf/in die Großsektion 5, was bevorzugt durch Ankörnen und/oder Bohren eines Lochbildes bzw. einer Position, aber auch, zumindest beim Kennzeichnen, auf vielfältige andere Art und Weise, beispielsweise mit lichtempfindlichen Farbschichten auf der Großsektion 5, realisiert werden kann.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich darüber hinaus als sehr hilfreich erwiesen, die Projektion derjeweiligen Abbildung 4 durch eine zeitgleiche Projektion erklärender Schriftzüge zu ergänzen, welche beispielsweise den jeweils einzuarbeitenden Bohrungsdurchmesser oder das zu positionierende Ausbauteil 7 angeben.
Anschließend wird mittels einer Fernbedienung die nächste Abbildung 4 aus dem Speicher des Steuerrechners 2 aufgerufen und in der zuvor beschriebenen Weise durch Projizierung, Kennzeichnung und/oder Einarbeitung an der Großsektion 5 abgearbeitet. Dies wiederholt sich dann so lange, bis die Großsektion 5 mit allen Ausbauteilen 7 ausgerüstet ist, so daß nach deren Fertigstellung die Projizierung und Kennzeichnung der Positionen der Anschlußmodule des Schienenfahrzeuges mit abschließender Anordnung und Verbindung der Module untereinander zum Wagenkasten des Schienenfahrzeuges erfolgen kann.Furthermore, when projecting, it is advantageous to retrieve the
After the projection, the projected
In an embodiment of the method according to the invention, it has also proven to be very helpful to supplement the projection of the respective figure 4 with a simultaneous projection of explanatory lettering which, for example, indicates the bore diameter to be worked in or the expansion part 7 to be positioned.
The next figure 4 is then called up from the memory of the control computer 2 by means of a remote control and processed in the manner described above by projecting, labeling and / or incorporating it into the large section 5. This is then repeated until the large section 5 is equipped with all the expansion parts 7, so that after their completion the projection and marking of the positions of the connection modules of the rail vehicle can be carried out with the final arrangement and connection of the modules to one another to the car body of the rail vehicle.
Claims (6)
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