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Die
Erfindung betrifft eine Messaufnahmevorrichtung für Bauteile
an einem Koordinatenmessstand, insbesondere für größerflächige Karosseriebauteile, Bodengruppen
oder fertige Fahrzeuge, zur Beurteilung der Verbaubarkeit bzw. Maßgenauigkeit.
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Im
Fahrzeug- und Maschinenbau ist es üblich, Bauteile zur Bearbeitung
oder zum Vermessen zur Beurteilung ihrer Verbaubarkeit bzw. Maßgenauigkeit
im Rahmen der Qualitätssicherung
frei im Raum aufzunehmen, um eine korrekte Bearbeitung oder Vermessung
zu ermöglichen.
Die Vermessung größerflächiger Bauteile
oder von gefertigten Fahrzeugen erfolgt in der Regel mit Hilfe einer
3D-Meßmaschine
auf einem Koordinatenmessstand, der zur definierten Anordnung der
Bauteile oder der Fahrzeuge einen Messtisch oder eine Messplatte
und an diesen definiert anordbare Messaufnahmevorrichtungen mit
Halterungsvorrichtungen aufweist. Das reproduzierbare Anordnen unterschiedlicher
Bauteile bzw. Fahrzeuge stellt dabei hohe Anforderungen an die Anordnung
der Halterungsvorrichtungen, deren Halterungs- oder Aufnahmemittel
mit am jeweiligen Bauteil oder Fahrzeug vorbestimmt angeordneten Spann-
oder Auflagestellen korrespondieren müssen. Zur Messdatenerfassung
sind an der Messplatte definiert geführte Werkzeugaufnahmeköpfe, Videokameras,
Projektoren, elektronische 3D-Taster und/oder Lasertaster oder auch
mechanische Taster, Messuhren und Markiergeräte angeordnet, die im Rahmen
der Größe des Koordinatenmessstandes
jeden Punkt im Koordinatensystem erfassen und messen können.
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In
der
DE 199 57 635
A1 ist ein Halterungssystem von Fahrzeugteilen an einem
Koordinatenmessstand beschrieben. Bei diesem wird das jeweilige
Fahrzeugteil unter Verwendung einer Messaufnahmevorrichtung mit
Halterungsmitteln, die definiert an einer Messplatte anordbar ist,
definiert und spannungsfrei gehaltert, wobei die Halterungsmittel
an Adapterteilen angeordnet sind. Die Halterungsmittel sind an einer
Basiskomponente der Messaufnahmevorrichtung, insbesondere einem
Spannrahmen mit Traversen (Trägerelemente)
oder säulenartigen
Trägerelementen
(Trägersäulen), lösbar angeordnet. Die
Trägerelemente
bzw. Trägersäulen wiederum können dabei ortsveränderlich
an einem Grundkörper
und über
diesen definiert am Messtisch angeordnet sein. Die Adapterteile
mit den entsprechenden Halterungsmitteln sind fahrzeugspezifisch
ausgelegt. Ein spannungsfreies Haltern eines Bauteils wird dabei
durch die Gestaltung der Halterungsmittel und/oder der Adapter ermöglicht.
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In
der
DE 299 11 395
U1 ist ein Halterungssystem beschrieben, dass gegenüber dem
vorbeschriebenen aufwandsreduziert ist und eine verbesserte Variabilität aufweist.
Dieses ist aus einer Basisplatte mit auf dieser vorstehend montierbaren,
in ihrer Länge
vorbestimmbaren und mit einem zu vermessenden Bauteil korrespondierenden
Trägersäulen gebildet,
die Trägerköpfe für die Aufnahme
des Bauteils tragen, wobei die Trägerköpfe austauschbar und an das
zu halternde Bauteil anpassbar sind. Die Trägersäulen sind über in der Basisplatte angeordnete Pass-
oder Rasterbohrungen und/oder Nuten an dieser festlegbar. Die spannungsfreie
Halterung eines Bauteils erfolgt über die Trägerköpfe, die entsprechend aufwändig gestaltet
sind.
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Des
Weiteren sind aus der Praxis aufwändige Halterungsvorrichtungen
bekannt, die auf einer Messplatte frei positionier- und ausrichtbar
sind und mit einem Scherensystem verstellbare Schlitten aufweisen,
auf denen Adapter mit einem Aufnahmedorn oder – kegel für jeweils eine am jeweiligen
Bauteil ausgebildete Ausrichtaufnahme angeordnet sind.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Messaufnahmevorrichtung für Bauteile
an einem Koordinatenmessstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
aufwandsreduziert zu gestalten.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Messaufnahmevorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Die
Erfindung besteht darin, dass bei einer Messaufnahmevorrichtung
für Bauteile
an einem Koordinatenmessstand, die eine ebene Messplatte und auf
dieser angeordnete Trägersäulen mit
Trägerköpfen für das jeweilige
Bauteil aufweist, die Trägerköpfe für einen
formschlüssigen
Eingriff mit am jeweiligen Bauteil ausgebildeten Ausrichtaufnahmen
ausgebildet sind, wobei der Eingriff eines Trägerkopfes in eine Ausrichtaufnahme
in Richtung der Achse der Trägersäule und
vorbestimmt zum Bauteil, insbesondere quer zu diesem, erfolgt und
bewirkt, dass die jeweilige Trägersäule senkrecht
zur Messplatte ausgerichtet ist, wobei die Trägersäulen in beliebiger Position (frei
positionierbar) auf der Messplatte anordbar sind und dass das Bauteil
durch die zu seiner Halterung mit diesem im Eingriff befindlichen
Trägersäulen spannungsfrei
gehaltert ist. Die Schnittstelle für eine spannungsfreie Halterung
ist somit zwischen den Trägersäulen und
der Messplatte gegeben. Damit ist ein bezüglich des Bauteils und der
Messplatte selbstjustierendes, aufwandsreduziertes Halterungssystem
gegeben, das das jeweilige Bauteil spannungsfrei aufnimmt. Ein zeitaufwändiges Anordnen,
Ausrichten und auch Umrüsten
der Trägersäulen entfällt. Ein
Modellwechsel und/oder einer Positionsänderung der Ausrichtaufnahmen
an einem Bauteil oder einem fertigen Fahrzeug erfordert an der Messaufnahmevorrichtung
keinen nennenswerten Aufwand, sondern lediglich in der Höhe angepasste
Trägersäulen und/
oder Trägerköpfe, die
wiederverwendbar sind. Die Messaufnahmevorrichtung ist schnell angepasst,
kostengünstig
und erfordert wenig Wartungs- und Lageraufwand.
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Vorteilhaft
sind die Trägersäulen und
die Adapter Hohlkörper,
wobei die Trägersäulen eine
zylindrische und/ oder kegelige Gestalt haben. Am bauteilseitigen
Ende weisen die Trägersäulen jeweils eine
Steckaufnahme für
einen als Steckkörper
ausgebildeten Trägerkopf
auf, wobei diese Aufnahmen vorzugsweise bei allen Trägersäulen gleich
dimensioniert sind, ebenso die für
die Aufnahmen vorgesehenen Steckansätze an den Trägerköpfen. Diese weisen
bauteilseitig einen Aufnahmedorn oder -kegel für die am jeweiligen Bauteil
ausgebildete Ausrichtaufnahme auf, so dass deren Position und axiale Ausrichtung
in der Ausrichtaufnahme sichergestellt ist.
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Die
Trägersäulen können vorteilhaft
auf einer tellerförmigen
Platte stehen, mit der sie auf der Messplatte ausgerichtet und fixiert
werden können,
wozu am Rand der Platte Befestigungslöcher angeordnet sein können. Die
Trägersäulen stellen
selbst Referenzpunkte für
die Ausmessung dar, die gegenüber der
Messplatte in bekannter Weise nach RPS-Kriterien erfolgt, wobei
zwei der Trägersäulen die
Basis für die
Vermessung bilden.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In
den zugehörigen
Zeichnungen zeigen:
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1: eine Messaufnahmevorrichtung
mit einer gehalterten Bodengruppe, schematisch,
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2: eine Trägersäule in einer
Seitenansicht,
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3: diese in der Draufsicht,
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4: eine perspektivische
Darstellung des bodengruppenseitigen Endbereichs derselben mit einem
Trägerkopf,
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5: die Anordnung einer Trägersäule an einer
an der Bodengruppe ausgebildeten Ausrichtaufnahme, geschnitten,
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6: die Trägersäule mit
einem anderen Trägerkopf,
geschnitten, und
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7: die Trägersäule in der
Seitenansicht.
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Die
in 1 gezeigte Messaufnahmevorrichtung
weist eine ebene Messplatte 1 und auf dieser zwei Paare
von Trägersäulen 2 und 3 kreisrunden Querschnitts
auf und trägt
eine zu vermessende Bodengruppe 4 eines Fahrzeugs. Die
Trägersäulen 2, 3 stehen
mit ihren Achsen senkrecht auf der Messplatte und sind mit dieser
nicht verbunden, wobei die Trägersäulen 2 länger (höher) als
die Trägersäulen 3 sind.
In den 2 bis 4 ist eine Trägersäule 2 und
in 7 eine Trägersäule 3 detaillierter
dargestellt. Die Trägersäulen 2 weisen
Bereiche 5 bis 8 kegeliger und Bereiche 9 bis 11 zylindrischer
Gestalt auf und sind in ihren unteren Bereichen 5, 9 und 6 als
Hohlkörper ausgebildet
(strichpunktierte Linien). Die beiden Bereiche 8 und 11 sind
mit einer vertikal ausgebildeten Ausnehmung 12 versehen,
die als sog. Freimachung der Aufnahme von in den Anordnungsbereich
der Trägersäule 2 ragender
und somit störender
Teile des jeweiligen Bauteils oder fertigen Fahrzeugs dient. Am
bauteilseitigen Endabschnitt 8 ist eine Buchse 13 als
Aufnahme für
einen lösbar
angeordneten Trägerkopf 14 eingebracht.
Eine Ausführung
eines solchen Trägerkopfes 14 ist
in 4 zu sehen. Dieser
ist als Steckkörper
ausgebildet und weist einen Steckansatz 15 für die Buchse 13,
einen Bund 16 mit zwei ebenen Flächen senkrecht zur Rotationsachse
des Trägerkopfes 14 zur
definierten Auflage auf der bauteilseitigen Stirnfläche der
Trägersäule 2 und
bauteilseitig zur definierten Anlage des jeweiligen Bauteils, hier
der Bodengruppe 4, und bauteilseitig einen Dorn 17 mit
einer kegelförmigen
Deckfläche 18 für einen
formschlüssigen
Eingriff mit der Bodengruppe 4 auf. Der Bund 16 ist,
korrespondierend mit der Ausnehmung 12, mit einer Bundausnehmung (Bundabschnitt) 19 versehen.
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Die
in 7 gezeigte Trägersäule 3 ist
kürzer
ausgebildet und weist nur zwei Bereiche zylindrischer Gestalt und
drei Bereiche kegeliger Gestalt auf, von denen der bauteilseitige
(obere) Bereich mit einer Sackbohrung 20 als Aufnahme für einen Trägerkopf
versehen ist. Die Trägersäule 3 ist
in ihren unteren Bereichen ebenfalls hohl (strichpunktierte Linie).
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In
den 5 und 6 sind zwei Ausführungen von
Trägerköpfen 21, 22 dargestellt.
Der aus Vollmaterial gefertigte Trägerkopf 21 in 6 entspricht im wesentlichen
dem Trägerkopf 14,
weist jedoch keine Bundausnehmung auf.
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Die 5 und 6 zeigen die Trägerköpfe 21 und 22 im
richtungsdefinierten formschlüssigen
Eingriff mit an der Bodengruppe 4 in vorbestimmter Position
ausgebildeten Kragenlöchern 23 als
Ausrichtaufnahmen. Der Eingriff des jeweiligen Dornes 17 eines
Trägerkopfes 21 und 22 (und
auch 14) in ein solches Kragenloch 23 bewirkt
in Verbindung mit dem jeweiligen Bund (16) und den an der
jeweiligen Trägersäule 2, 3 und
der Bodengruppe 4 ausgebildeten ebenen Flächen (24, 25)
senkrecht zur Achse der Trägersäule 2, 3 eine
exakte Ausrichtung derselben senkrecht zur Messplatte 1.
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Die
Messplatte 1 wird als Ebene für die Ausrichtung der Trägersäulen 2, 3 verwendet.
Zwei der Säulen 2, 3 werden
am Kreisumfang einer Querschnittsfläche derselben angemessen, der
Kreis rechnerisch auf die Messplatte projiziert und danach nach
RPS-Kriterien die
Ausrichtung des Bauteils 4 gegenüber der Messplatte 1 rechnerisch
bestimmt.
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- 1
- Messplatte
- 2
- Trägersäule
- 3
- Trägersäule
- 4
- Bodengruppe
- 5
bis 8
- Bereiche
kegeliger Gestalt
- 9
bis 11
- Bereiche
zylindrischer Gestalt
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Buchse
- 14
- Trägerkopf
- 15
- Steckansatz
- 16
- Bund
- 17
- Dorn
- 18
- Deckfläche
- 19
- Bundabschnitt
- 20
- Sackbohrung
- 21
- Trägerkopf
- 22
- Trägerkopf
- 23
- Kragenloch
- 24
- ebene
Fläche
- 25
- ebene
Fläche