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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR STORING REAL DATA RELATING TO A BODY CONTOUR OF A BODY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/241809
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for storing real data relating to a real body contour (11) of a body (8). The method comprises the following method steps: - creating a model surface grid (6) having a plurality of grid points (7), which model surface grid (6) represents a model body contour (5); - manufacturing the body (8) on the basis of the model body contour (5) from the CAD data; - determining real data relating to the manufactured body (8); - creating a storage surface grid (15) of the real body contour (11) by means of the computer (3); - storing the storage surface grid (15) on a data storage medium (19) for further processing of the data.

Inventors:
SEHRSCHÖN HARALD (AT)
WIESINGER ALOIS (AT)
Application Number:
PCT/AT2018/060126
Publication Date:
December 26, 2019
Filing Date:
June 21, 2018
Export Citation:
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Assignee:
FILL GMBH (AT)
International Classes:
G01B11/24; G06T17/20
Foreign References:
US20150339851A12015-11-26
DE102007021697A12007-11-15
DE102007021753A12007-11-15
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
ANWÄLTE BURGER UND PARTNER RECHTSANWALT GMBH (AT)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zum Speichern von Realdaten einer Realkörperkontur (11) eines Kör pers (8), umfassend die Verfahrensschritte:

- Erstellen eines Modelloberflächengitters (6) mit mehreren Gitterpunkten (7), welches Mo- delloberflächengitter (6) eine Modellkörperkontur (5) abbildet, wobei das Modelloberflächen- gitter (6) auf Basis von CAD-Daten eines virtuellen Körpers (4) auf einem Computer (3) er stellt wird, wobei zumindest einzelne Teilflächen (10) der Gesamtoberfläche des virtuellen Körpers (4) in einer Gittererzeugung, insbesondere einer adaptiven Gittererzeugung, diskreti- siert werden, um insbesondere an unterschiedlichen Teilflächen (10) eine unterschiedliche Auflösung des Modelloberflächengitters (6) zur Verfügung zu stellen;

- Fertigen des Körpers (8) auf Basis der Modellkörperkontur (5) der CAD-Daten;

- Eruieren von Realdaten des gefertigten Körpers (8);

- Erstellen einer Abbildung, insbesondere eines Realoberflächengitters (13), der Realkörper kontur (11) auf Basis der Realdaten und anschließendes anpassen des Modelloberflächengit- ters (6) der Modellkörperkontur (5) an die Abbildung, insbesondere an das Realoberflächen- gitter (13), der Realkörperkontur (11) durch Verschieben von einzelnen Gitterpunkten (7) des Modelloberflächengitters (6) und dadurch Erstellen eines Speicheroberflächengitters (15) zu mindest eines Teils der Realkörperkontur (11) mittels des Computers (3);

- Abspeichern des Speicheroberflächengitters (15) auf einem Datenträger (19) zur Weiterver arbeitung der Daten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Realdaten des ge fertigten Körpers (8) durch Vermessen des gefertigten Körpers (8) mittels eines Vermessungs mittels (12) eruiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des Messvor ganges das Modelloberflächengitter (6) der Modellkörperkontur (5) direkt an die Messdaten der Realkörperkontur (11) durch Verschieben von einzelnen Gitterpunkten (7) des Model- loberflächengitters (6) an die jeweils vermessene Position der Realkörperkontur (11) ange passt wird und dadurch ein Speicheroberflächengitter (15) der Realkörperkontur (11) mittels des Computers (3) erstellt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abspeichem des Speicheroberflächengitters (15) die Absolutkoordinaten der Git- terpunkte des Speicheroberflächengitters (15) abgespeichert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abspeichem des Speicheroberflächengitters (15) die Verschiebungswerte der Gitterpunkte des Speicheroberflächengitters (15) in Relation zum Modelloberflächengitter (6) abgespei- chert werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des Modelloberflächengitters (6) der Modellkörperkontur (5) eine Simulation durchgeführt wird und dass in einem weiteren Verfahrensschritt das Modelloberflächengitter (6) der Modellkörperkontur (5) durch das Speicheroberflächengitter (15) der Realkörperkon tur (11) ersetzt wird und die Simulation mittels der Daten des Speicheroberflächengitters (15) der Realkörperkontur (11) für den jeweiligen gefertigten Körper (8) oder Verbund aus mehre- ren gefertigten Körpern (8) angepasst oder erneut durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Diskretisieren des virtuellen Körpers (4) eine Auflösung des Modelloberflächengit ters (6) in jenen Bereichen in denen eine Schweißnaht (17) vorgesehen ist, feiner ist, als eine Auflösung des Modelloberflächengitters (6) in jenen Bereichen des virtuellen Körpers (4), in denen keine Schweißnaht (17) vorgesehen ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Anpassen des Modelloberflächengitters (6) der Modellkörperkontur (5) an die Ab bildung, insbesondere das Realoberflächengitter (13), der Realkörperkontur (11) ein Verfah rensschritt zum Ausrichten der Abbildung der Realkörperkontur (11) vorgelagert ist, wobei an der Modellkörperkontur (5) zumindest eine Referenzfläche oder Referenzpunkte (14) festge legt werden, welche am Körper (8) die höchste Fertigungsgenauigkeit aufweisen und dass die Abbildung der Realkörperkontur (11) bezüglich dessen Lage an die Referenzpunkte (14) in terpoliert wird, um die Abbildung der Realkörperkontur (11) weitestgehend mit dem Model loberflächengitter (6) bezüglich dessen Orientierung und/oder Lage auszurichten.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Anpassen des Modelloberflächengitters (6) der Modellkörperkontur (5) an die Abbil- dung, insbesondere das Realoberflächengitter (13), der Realkörperkontur (11) ein Verfahrens- schritt zum Ausrichten der Abbildung der Realkörperkontur (11) vorgelagert ist, wobei das Modelloberflächengitter (6) derart bezüglich dessen Orientierung und/oder Lage gedreht und/oder verschoben wird, dass über die Gesamtoberfläche betrachtet ein Abstand zwischen dem Modelloberflächengitter (6) und der Abbildung der Realkörperkontur (11) möglichst ge- ring ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausrichten oder Einpassen der Abbildung der Realkörperkontur (11) an das Modelloberflä- chengitter (6) ein Optimierungsalgorithmus, wie etwa ein künstliches neuronales Netz, ver wendet wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Modelloberflächengitter (6) der Modellkörperkontur (5) eine Abweichungstoleranz (24) definiert ist und dass ein Signal ausgegeben wird, wenn die Messwerte des Körpers (8) oder die Abbildung, insbesondere das Realoberflächengitter (13), der Realkörperkontur (11) zumindest bereichsweise außerhalb der Abweichungstoleranz (24) des Modelloberflächengit- ters (6) der Modellkörperkontur (5) liegt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermessungsmittel (12) zum Vermessen des gefertigten Körpers (8) ein optisches Erfassungsmittel (27), insbesondere ein handgeführtes optisches Erfassungsmittel (27), um fasst.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Fertigen des Körpers (8) Fertigungsparameter aufgezeichnet werden und in einer Lemphase die Einflüsse der Fertigungsparameter auf die Realkörperkontur (11) durch Auswertung der Abbildung der Realkörperkontur (11) oder des Speicheroberflächengitters (15) des vermessenen Körpers (8) bestimmt und in einem Einflussmodell abgespeichert wer den und dass nach Abschluss der Lernphase die Abbildung der Realkörperkontur (11) eines nachfolgend gefertigten Körpers (8) auf Basis der im jeweiligen Fertigungsprozess anliegen den Fertigungsparameter unter Berücksichtigung des Einflussmodells erstellt wird, ohne den Körper (8) zu vermessen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (8) in ei- nem automatisierten Fertigungsverfahren mittels einer Fertigungsmaschine (9), die eine PLC- Steuerung aufweist, gefertigt wird, wobei die Fertigungsparameter direkt aus der PLC-Steue- rung gewonnen werden.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne Fertigungsparameter mittels zumindest einem Sensor (18) erfasst werden, welcher an einem Bearbeitungswerkzeug (16), insbesondere an einem handgeführten Bearbeitungswerk zeug (16), angeordnet oder mit diesem gekoppelt ist.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im CAD eine virtuelle Fertigungsmaschine konstruiert wird und Prozessparameter der virtuellen Fertigungsmaschine, wie etwa eine maximale Vorschubgeschwindigkeit, festgelegt werden und dass die Prozessparameter der tatsächlich gefertigten und vermessenen Ferti gungsmaschine, insbesondere durch Einsatz eines künstlichen neuronalen Netzes, selbstler nend auf Basis der Vermessungsdaten angepasst werden.

17. System zur Datenverarbeitung (2), umfassend einen Computer (3) mit einer Be nutzerschnittstelle und einen Datenträger (19), wobei der Computer (3) zur Ausführung der Schritte des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind.

18. System zur Datenverarbeitung (2) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vermessungsmittel (12) ausgebildet ist, welches insbesondere ein handgeführtes Er fassungsmittel umfasst.

19. Fertigungsanlage (1) umfassend ein System zur Datenverarbeitung (2) gemäß An spruch 17 oder 18 und eine Fertigungsmaschine (9) zum Fertigen des Körpers (8).

20. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die das System zur Datenverar beitung (2) des Anspruchs 17 oder 18 veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 auszuführen.

21. Computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer (3) diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 auszuführen.

Description:
Verfahren zum Speichern von Realdaten einer Körperkontur eines Körpers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Speichern von Realdaten einer Körperkontur eines Körpers, sowie ein System zur Datenverarbeitung, eine Fertigungsanlage ein Computerpro- grammprodukt und ein Computerlesbares Speichermedium zum Ausfuhren des Verfahrens.

Zur Qualitätssicherung ist es oft notwendig, dass zu gefertigten Bauteilen die tatsächlich ge- fertigte Geometrie vermessen und dem Bauteil eindeutig zugeordnet abgespeichert wird, um beispielsweise im Falle eines zukünftigen Bauteilversagens eine Evaluierung bzw. Fehlersu- che durchführen zu können. Dies ist auch oft bei Serienproduktionen notwendig, wo eine Nachvollziehbarkeit der tatsächlich gefertigten Geometrie der Bauteile erforderlich sein kann.

Aus dem Stand der Technik sind diverse Verfahren zum Vermessen von gefertigten Bauteilen und zum Speichern der Messdaten bekannt. Hierbei wir die Oberfläche des Bauteils diskreti- siert und in einzelne Punkte eines Oberflächengitters aufgeteilt, wobei das Oberflächengitter abgespeichert wird. Diese Verfahren weisen den Nachteil auf, dass bei Wahl einer hohen Auf lösung des Oberflächengitters eine große Datenmenge gespeichert werden muss. Bei Wahl ei- ner niedrigen Auflösung des Oberflächengitters ist die Genauigkeit des Oberflächengitters oft nur unzureichend. Eine adaptive Gittererzeugung beim Vermessen des Bauteiles ist nicht möglich, da nicht automatisiert erkannt werden kann, wo ein engmaschiges Gitter notwendig ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu über winden und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels dem die Realdaten unter Verwen dung von möglichst wenig Speicherplatz, jedoch mit ausreichend hoher Genauigkeit abge speichert werden können.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich zumindest in einzelnen Verfahrens schritten um ein computerimplementiertes Verfahren. Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Speichern von Realdaten einer Realkörperkontur ei- nes Körpers vorgesehen. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:

- Erstellen eines Modelloberflächengitters mit mehreren Gitterpunkten, welches Modellober flächengitter eine Modellkörperkontur abbildet, wobei das Modelloberflächengitter auf Basis von CAD-Daten eines virtuellen Körpers auf einem Computer erstellt wird, wobei zumindest einzelne Teilflächen der Gesamtoberfläche des virtuellen Körpers in einer Gittererzeugung separat diskretisiert werden;

- Fertigen des Körpers auf Basis der Modellkörperkontur der CAD-Daten;

- Eruieren von Realdaten des gefertigten Körpers;

- Erstellen einer Abbildung, insbesondere eines Realoberflächengitters, der Realkörperkontur auf Basis der Realdaten und anschließendes anpassen des Modelloberflächengitters der Mo dellkörperkontur an die Abbildung, insbesondere das Realoberflächengitter, der Realkörper kontur durch Verschieben von einzelnen Gitterpunkten des Modelloberflächengitters und dadurch Erstellen eines Speicheroberflächengitters zumindest eines Teils der Realkörperkon tur mittels des Computers;

- Abspeichern des Speicheroberflächengitters auf einem Datenträger zur Weiterverarbeitung der Daten.

Weiters kann vorgesehen sein, dass die Realdaten des gefertigten Körpers durch Vermessen des gefertigten Körpers mittels eines Vermessungsmittels eruiert werden.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass während des Messvorganges das Modelloberflä chengitter der Modellkörperkontur direkt an die Messdaten der Realkörperkontur durch Ver schieben von einzelnen Gitterpunkten des Modelloberflächengitters an die jeweils vermessene Position der Realkörperkontur angepasst wird und dadurch ein Speicheroberflächengitter der Realkörperkontur mittels des Computers erstellt wird.

Im Speziellen kann vorgesehen sein, dass das Verfahren zum Speichern von Vermessungsda ten einer Realkörperkontur eines Körpers folgende Verfahrensschritte umfasst:

- Erstellen eines Modelloberflächengitters mit mehreren Gitterpunkten, welches Modellober flächengitter eine Modellkörperkontur abbildet, wobei das Modelloberflächengitter auf Basis von CAD-Daten eines virtuellen Körpers auf einem Computer erstellt wird, wobei zumindest einzelne Teilflächen der Gesamtoberfläche des virtuellen Körpers in einer adaptiven Gitterer zeugung separat diskretisiert werden, um an unterschiedlichen Teilflächen eine unterschiedli che Auflösung des Modelloberflächengitters zur Verfügung zu stellen;

- Fertigen des Körpers auf Basis der Modellkörperkontur der CAD-Daten;

- Vermessen des gefertigten Körpers mittels einem Vermessungsmittel und

a) Erstellen eines Realoberflächengitters der Realkörperkontur auf Basis der Vermessungsda ten und anschließendes anpassen des Modelloberflächengitters der Modellkörperkontur an das Realoberflächengitter der Realkörperkontur durch Verschieben von einzelnen Gitterpunkten des Modelloberflächengitters und dadurch Erstellen eines Speicheroberflächengitters der Re alkörperkontur mittels des Computers;

oder

b) während des Messvorganges direktes anpassen des Modelloberflächengitters der Modell körperkontur an die Messdaten der Realkörperkontur durch Verschieben von einzelnen Gitter punkten des Modelloberflächengitters an die jeweils vermessene Position der Realkörperkon tur und dadurch Erstellen eines Speicheroberflächengitters der Realkörperkontur mittels des Computers;

- Abspeichern des Speicheroberflächengitters auf einem Datenträger zur Weiterverarbeitung der Daten.

Das erfindungsgemäße Verfahren bringt den überraschenden Vorteil mit sich, dass die Da teigröße zum Speichern des Speicheroberflächengitters zum Speichern des Speicheroberflä- chengitters sehr gering ausfällt. Gleichzeitig weist das Speicheroberflächengitter in den rele vanten Bereichen trotzdem eine ausreichende Genauigkeit auf. Dies kann dadurch erreicht werden, dass bereits beim Erstellen des Modelloberflächengitters jene Bereiche mit einer komplexen Kontur bzw. jene Bereiche in denen eine höhere Genauigkeit gefordert ist, mit ei ner höheren Auflösung diskretisiert werden können, als jene Bereiche der Modellkörperkon tur, welche keine hohe Komplexität aufweisen bzw. welche mit einer hohen Genauigkeit ge fertigt werden können bzw. bei welchen keine hohe Genauigkeit gefordert ist. Beim Vermes sen des gefertigten Körpers bzw. beim Erstellen des Realoberflächengitters ist somit die Git terstruktur des Modelloberflächengitters bereits bekannt, wodurch nur die einzelnen Gitter punkte der Gitterstruktur des Modelloberflächengitters an die Gegebenheiten im gefertigten Körper angepasst werden müssen. Dies bringt nicht nur den Vorteil der geringeren notwendi- gen Speicherkapazität mit sich, sondern bringt auch den überraschenden Vorteil mit sich, dass das Vermessen des gefertigten Körpers einfach und effizient durchgeführt werden kann.

Weiters kann vorgesehen sein, dass das Modell ob erflächengitter bzw. die Auflösung des Mo- delloberflächengitters beim Vermessen des gefertigten Körpers dazu verwendet wird, um dem Vermessungsmittel den notwendigen Abtastpfad vorzugeben bzw. um die Verfahrgeschwin digkeit bzw. die Auflösung des Vermessungsmittels entsprechend der Auflösung des Model- loberflächengitters zu steuern. Dies bringt den überraschenden Vorteil mit sich, dass nicht nur die Qualität der Vermessung, sondern auch die Geschwindigkeit der Vermessung verbessert werden kann.

Die alternativen Verfahrensschritte a und b des erfindungsgemäßen Verfahrens lösen beide dieselbe Aufgabe der Erfindung, nämlich das Bereitstellen eines Speicheroberflächengitters der Realkörperkontur des gefertigten Körpers, welches eine hohe Genauigkeit und dabei eine geringe Datenmenge aufweist.

Das Abspeichem des Speicheroberflächengitters auf einem Datenträger bringt den Vorteil mit sich, dass die Speicherdaten der Realkörperkontur des gefertigten Körpers für zukünftige Auf gabenstellungen bereitgehalten werden können. Insbesondere kann es notwendig sein, dass in einer Serienproduktion das Speicheroberflächengitter über ein Identifizierungsmerkmal, bei- spielsweise eine fortlaufende Nummerierung, eindeutig dem jeweils vermessenen Körper zu- ordenbar ist.

Weiters kann vorgesehen sein, dass jede einzelne Teilfläche der Gesamtoberfläche des virtu- ellen Körpers in einer adaptiven Gittererzeugung separat diskretisiert wird. Hierbei kann jeder einzelnen Oberfläche eine eigene Auflösung zugeordnet werden.

Weiters kann es zweckmäßig sein, wenn beim Abspeichern des Speicheroberflächengitters die Absolutkoordinaten der Gitterpunkte des Speicheroberflächengitters abgespeichert werden. Dies bring den Vorteil mit sich, dass das Speicheroberflächengitter unabhängig vom Model- loberflächengitter in jedem Programm geöffnet werden kann bzw. in jedem entsprechenden Programm zur Verfügung steht. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass beim Abspeichern des Speicheroberflächengitters lediglich die Verschiebungswerte der Gitterpunkte des Speicheroberflächengitters in Relation zum Modelloberflächengitter abgespeichert werden. Dies bringt insbesondere in der Großseri enfertigung Vorteile mit sich, da durch diese Maßnahme die Datenmenge des Speicherober flächengitters weiter reduziert werden kann. Insbesondere kann beispielsweise vorgesehen sein, dass nur zu jenen Gitterpunkten des Speicheroberflächengitters auch Dateneinträge an gelegt werden, welche eine Abweichung zum Modelloberflächengitter aufweisen.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass auf Basis des Modelloberflächengitters der Mo dellkörperkontur eine Simulation durchgeführt wird und dass in einem weiteren Verfahrens schritt das Modelloberflächengitter der Modellkörperkontur durch das Speicheroberflächen- gitter der Realkörperkontur ersetzt wird und die Simulation mittels der Daten des Speicher- oberflächengitters der Realkörperkontur für den jeweiligen gefertigten Körper oder Verbund aus mehreren gefertigten Körpern angepasst oder erneut durchgeführt wird. Dies bringt den überraschenden Vorteil mit sich, dass die Datenmenge bzw. die Rechenleistung zur Simula tion der tatsächlich gefertigten Körper möglichst geringgehalten werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Daten des tatsächlich gefertigten Körpers eine Beurteilung der Eignung zur Verwendung in ihrem Einsatzgebiet zulassen. Insbesondere durch die beschrie benen Verfahrensschritte kann das Modelloberflächengitter in der Simulation einfach durch das Speicheroberflächengitter ersetzt werden, da beide Oberflächengitter eine ähnliche Daten struktur aufweisen, wobei lediglich die Gitterpunkte teilweise geringfügig verschoben sind.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine Fertigungs maschine in einem CAD-Programm konstruiert wird. Auf Basis dieser CAD-Daten der virtu ellen Fertigungsmaschine können die einzelnen Bauteile der virtuellen Fertigungsmaschine diskretisiert werden, sodass entsprechende Modell ob erflächengitter für Simulationen erzeugt werden können. Die Modell ob erflächengitter werden anschließend in ein Simulationsmodell übertragen, um die Simulation durchführen zu können. Derartige Simulationen können bei spielsweise Festigkeitssimulationen, Schwingungssimulationen, Strömungssimulationen, Wärmeleitungssimulationen oder dergleichen sein. Bei einzelnen Bauteilen kann hierbei das Bauteilverhalten simuliert werden. Bei Modellen von komplexen Fertigungsmaschinen kann beispielsweise das Verhalten der Fertigungsmaschine bzw. das Aussehen des Produktes eines auf dieser Fertigungsmaschine produzierten Produktes simuliert werden. Beispielsweise kann die mechanische Bearbeitung an einem Produkt simuliert werden und dabei die in der Ferti- gungsmaschine auftretenden Schwingungen simuliert werden. Dadurch kann beispielsweise eine mögliche zu erzeugende Oberfläche eines Produktes simuliert werden. Weiters können beispielsweise auch Strömungen oder Wärmeleitungen in Gießprozessen simuliert werden. Somit lässt sich beispielsweise der Schweißtemperaturverlauf, insbesondere die Abkühlzeit t8/5 im Schweißprozess simulieren.

In einem weiteren Verfahrensschritt können beispielsweise die einzelnen Körper der obig be- schriebenen Fertigungsmaschine gefertigt und entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfah ren vermessen und die Messdaten abgespeichert werden. Hierbei ist es natürlich auch mög- lich, dass die Fertigungsmaschine, die zum Fertigen der Körper dient, selbst schon in dem hier beschriebenen Prozess vermessen wurde bzw. für diese ein Simulationsmodell besteht.

In einem anschließenden Verfahrensschritt kann das bereits erstellte Simulationsmodell, wel- ches auf Basis der CAD-Daten der virtuellen und somit idealen Fertigungsmaschine oder ei- nes virtuellen Produktes erstellt wurde, einfach durch die Realkörperkontur der gefertigten Fertigungsmaschine oder des gefertigten Produktes ersetzt werden und somit die Simulation einfach angepasst werden. Dies wird, wie schon beschrieben dadurch begünstigt, dass der grundsätzliche Aufbau des Modelloberflächengitters und des Speicheroberflächengitter seine einheitliche Datenstruktur aufweisen und nur die Gitterpunkte teilweise verschoben sind.

Durch die angeführten Maßnahmen ist es somit einfach möglich, ein Simulationsmodell für eine Maschine, welche in Serie gefertigt werden soll, zu erstellen und anschließend mit mög- lichst geringem Rechen- bzw. Bearbeitungsaufwand das einmalig erstellte Simulationsmodell an die tatsächlich gefertigte Bearbeitungsanlage anzupassen. Somit können für jede tatsäch lich gefertigte Bearbeitungsanlage Simulationsmodelle bereitgestellt werden, mittels denen eine Simulation der Bearbeitung bzw. der Fertigung eines Werkstückes auf der Bearbeitungs anlage durchgeführt werden kann.

Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass beim Dis- kretisieren des virtuellen Körpers eine Auflösung des Modelloberflächengitters in jenen Be- reichen in denen eine Schweißnaht vorgesehen ist, feiner ist, als eine Auflösung des Model- loberflächengitters in jenen Bereichen des virtuellen Körpers, in denen keine Schweißnaht vorgesehen ist. Dadurch kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass Schweißnähte bei der Herstellung im Vergleich zu den restlichen Oberflächen meist eine geringe Genauig- keit bzw. eine komplexe Oberfläche aufweisen.

Weiters kann vorgesehen sein, dass die Daten des Realoberflächengitters gelöscht werden, so- bald die Daten des Speicheroberflächengitters abgespeichert sind.

Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass dem Anpassen des Modelloberflächengitters der Modellkörperkontur an die Abbildung, insbesondere das Realoberflächengitter, der Real- körperkontur ein Verfahrensschritt zum Ausrichten der Abbildung vorgelagert ist, wobei an der Modellkörperkontur zumindest eine Referenzfläche oder Referenzpunkte festgelegt wer den, welche am Körper die höchste Fertigungsgenauigkeit aufweisen und dass die Abbildung der Realkörperkontur bezüglich dessen Lage an die Referenzpunkte interpoliert wird, um die Abbildung der Realkörperkontur weitestgehend mit dem Modelloberflächengitter bezüglich dessen Orientierung und/oder Lage auszurichten. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn einzelne Referenzflächen bzw. Referenzpunkte eine hohe Positionsgenauigkeit aufweisen, welche in diesem Fall genutzt werden kann.

Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass am Körper ein Referenzobjekt angeordnet wird, welches zur Bestimmung der Ausrichtung und Lage des Körpers dient.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass vor dem Anpassen des Modelloberflächengitters der Modellkörperkontur an die Abbildung, insbesondere das Realoberflächengitter, der Real- körperkontur ein Verfahrensschritt zum Ausrichten der Abbildung der Realkörperkontur vor gelagert ist, wobei das Modell ob erflächengitter derart bezüglich dessen Orientierung und/oder Lage gedreht und/oder verschoben wird, dass über die Gesamtoberfläche betrachtet ein Ab stand zwischen dem Modell ob erflächengitter und der Abbildung der Realkörperkontur mög lichst gering ist. Dieses Verfahren kann auch als Best-Fit- Verfahren bezeichnet werden. Hier bei werden das Realoberflächengitter und das Modelloberflächengitter bestmöglich in Über- einstimmung gebracht, um anschließen das Speicheroberflächengitter möglichst wenig gegen über dem Modelloberflächengitter durch Verschiebung von Gitterpunkten anpassen zu müs- sen.

In einer weiteren Alternative kann vorgesehen sein, dass der Körper beim Vermessen in einer vordefinierten Position bzw. Orientierung in einer Spannaufnahme gespannt ist, sodass der zu vermessende Körper bezüglich dessen Position bzw. Orientierung bereits beim Vermessen richtig angeordnet ist. Somit ist es nicht notwendig, dass die Lage des Körpers referenziert wird, da diese durch die Spannaufnahme vorgegeben ist.

Weiters kann vorgesehen sein, dass zum Ausrichten oder Einpassen der Abbildung der Real- körperkontur an das Modelloberflächengitter, insbesondere im Best-Fit- Verfahren, ein Opti mierungsalgorithmus, wie etwa ein künstliches neuronales Netz, verwendet wird. Besonders für derartige Einpassprozesse sind künstliche neuronale Netze gut geeignet.

Weiters kann vorgesehen sein, dass am Modelloberflächengitter der Modellkörperkontur eine Abweichungstoleranz definiert ist und dass ein Signal ausgegeben wird, wenn die Messwerte des Körpers oder die Abbildung, insbesondere das Realoberflächengitter, der Realkörperkon tur zumindest bereichsweise außerhalb der Abweichungstoleranz des Modelloberflächengit ters der Modellkörperkontur liegt. Durch diese Maßnahme kann dem Benutzer eine außerhalb der Toleranz liegende Abweichung des Körpers signalisiert werden.

Das Signal zum Anzeigen des Überschreitens der Abweichungstoleranz kann beispielsweise ein akustisches oder auch ein optisches Signal sein. Weiters ist es auch denkbar, dass das Sig nal beim Überschreiten der Abweichungstoleranz ausschließlich computerintem weiterverar beitet wird.

Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass das Vermessungsmittel zum Ver messen des gefertigten Körpers ein optisches Erfassungsmittel, insbesondere ein handgeführ tes optisches Erfassungsmittel, umfasst. Besonders mittels eines optischen Erfassungsmittels lassen sich Bauteile effizient und einfach vermessen. Weiters kann vorgesehen sein, dass bereits beim Vermessen des gefertigten Körpers und Er stellen eines Realoberflächengitters einer Realkörperkontur der Verfahrensschritt zum Aus- richten des Realoberflächengitters ausgeführt wird, wobei am Modelloberflächengitter der Modellkörperkontur eine Abweichungstoleranz definiert ist und wobei ein Signal ausgegeben wird, wenn das Realoberflächengitter der Realkörperkontur bereichsweise außerhalb der Ab- weichungstoleranz des Modelloberflächengitters der Modellkörperkontur liegt. Hierbei kann beispielsweise an einem Bildschirm direkt das Messergebnis ausgegeben werden und somit dem Benutzer annähernd verzögerungsfrei etwaige Fehlerstellen signalisiert werden.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass während dem Fer tigen des Körpers Fertigungsparameter aufgezeichnet werden und in einer Lernphase die Ein flüsse der Fertigungsparameter auf die Realkörperkontur durch Auswertung der Abbildung der Realkörperkontur, insbesondere des Realoberflächengitters, des Körpers oder des Spei cher ob erflächengitters des vermessenen Körpers bestimmt und in einem Einflussmodell abge speichert werden und dass nach Abschluss der Lernphase die Abbildung, insbesondere das Realoberflächengitter, der Realkörperkontur eines nachfolgend gefertigten Körpers auf Basis der im jeweiligen Fertigungsprozess anliegenden Fertigungsparameter unter Berücksichtigung des Einflussmodells erstellt wird, ohne den Körper zu vermessen. Durch diese Maßnahme ist es möglich, dass in einer Serienfertigung von Bauteilen nicht alle gefertigten Körper tatsäch lich vermessen werden müssen, sondern dass das Realoberflächengitter für zumindest einige Körper ausschließlich anhand der Fertigungsparameter erstellt werden kann. Beispielsweise ist es denkbar, dass nach Abschluss der Lernphase kein einziges der weiteren gefertigten Bau teile vermessen wird.

Alternativ dazu ist es auch denkbar, dass nach Abschluss der Lernphase in einem zyklischen oder antizyklischen Abstand bzw. beim Auftreten bestimmter Kriterien die nach Abschluss der Lemphase gefertigten Bauteile vermessen werden. Die Kriterien, welche eine Vermes sung des Körpers erforderlich machen können hierbei etwa das Erreichen oder Überschreiten gewisser vorgegebener Toleranzgrenzen der Fertigungsparameter sein.

Somit kann beispielsweise bei Überschreiten einer Toleranzgrenze eines Fertigungsparame ters durch Vermessen des Körpers evaluiert werden, ob das Überschreiten der Toleranzgrenze des Fertigungsparameters tatsächlich auch zu einem Überschreiten der Genauigkeitstoleranz des Körpers führt. Weiters ist es auch denkbar, dass die Toleranzgrenzen der Fertigungspara- meter auf Basis des Messergebnisses automatisiert angepasst werden. Dadurch braucht bei- spielsweise ein zukünftig gefertigter Körper, welcher Fertigungsparameter aufweist, die au- ßerhalb der ursprünglichen Toleranzgrenze für Fertigungsparameter, jedoch innerhalb der an gepassten Toleranzgrenze für die Fertigungsparameter liegt, nicht mehr vermessen zu werden.

Beim Erstellen des Einflussmodells wird eine große Datenmenge an Fertigungsparametern und die direkte Auswirkung dieser Fertigungsparameter auf das tatsächlich gefertigte Werk stück gesammelt. Hierbei werden auch Zusammenhänge von verschiedenen Fertigungspara metern bzw. deren Einflüsse auf die Fertigung erstellt. Nach Abschluss der Lernphase kann das Ergebnis der tatsächlich aufgetretenen Fertigungsparameter auf Basis der im Einflussmo dell abgespeicherten Daten interpoliert werden. Wie oben beschrieben kann das Einflussmo dell auch nach Abschluss der Lernphase weiter angepasst werden.

In einer Weiterbildung ist es denkbar, dass beispielsweise nur für eine Vorserie einer Ferti gungsmaschine ein Einflussmodell erstellt wird und dass dieses Einflussmodell für die weite ren Fertigungsmaschinen einer Serie nur adaptiert wird, sodass nicht bei jedem einzelnen Fer tigungsprozess tatsächlich auch eine Lernphase notwendig ist. Wenn die Fertigungsmaschinen selbst entsprechend den beschriebenen Verfahren vermessen sind, bzw. ein Simulationsmo dell erstellt wurde, dann ist es auch denkbar, dass die Anpassungen des Einflussmodells auf Basis dieser Vermessungsdaten vorgenommen werden.

Weiters ist es auch denkbar, dass hierbei an verschiedenen Fertigungsmaschinen einer Serie verschiedene Einflussmodelle erstellt werden und dass die Fertigungsmaschinen miteinander vernetzt sind, wodurch die Einflussmodelle der einzelnen Fertigungsmaschinen angepasst bzw. ergänzt werden können. Insbesondere bei später in einer Serie gebauten Maschinen kön nen beispielsweise die Einflussmodelle um das gewonnene alterungsbedingte Know-How, beispielsweise bezüglich Verschleiß, von früheren in einer Serie gebauten Maschinen ergänzt bzw. angepasst werden.

Natürlich ist es auch denkbar, dass durch Lerneffekte nicht nur das Einflussmodell für die Vorhersage des Aussehens des gefertigten Körpers angepasst wird. Vielmehr ist es auch denk bar, dass durch Lerneffekte von außerhalb der Toleranzgrenze liegenden gefertigten Körpern die Fertigungsparameter angepasst werden. Hierbei können die aus dem Einflussmodell be- kannten Zusammenhänge für die Anpassung der Fertigungsparameter verwendet werden.

Weiters kann vorgesehen sein, dass zum Erstellen des Einflussmodells der Fertigungsparame- ter bzw. zum Erstellen des Realoberflächengitters der Realkörperkontur bzw. zum Abändern der Fertigungsparameter auf Basis des obig beschriebenen Lernprozesses ein künstliches neu- ronales Netz und/oder Deep Learning Optimierungsmethoden verwendet werden.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der Körper in einem automatisierten Fertigungs- Verfahren mittels einer Fertigungsmaschine, die eine PLC-Steuerung aufweist, gefertigt wird, wobei die Fertigungsparameter direkt aus der PLC-Steuerung gewonnen werden. Somit kön nen die Fertigungsparameter einfach ausgelesen werden.

Eine PLC-Steuerung (Programmable Logic Controller) dient zum Steuern der Aktoren einer Fertigungsmaschine. Mittels der PLC-Steuerung können die einzelnen Verfahrensschritte auf einander abfolgend gesteuert werden. Eine CNC-Steuerung (Computerized Numerical Con trol) ist eine spezielle Ausführungsvariante einer PLC-Steuerung, in der einzelne Aktorenbe wegungen auch überlagert werden können und somit zeitgleich ausgeführt werden können, um beispielsweise eine Bahnsteuerung realisieren zu können.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass zumindest einzelne Fertigungspa rameter mittels zumindest einem Sensor erfasst werden, welcher an einem Bearbeitungswerk zeug, insbesondere an einem handgeführten Bearbeitungswerkzeug, angeordnet oder mit die sem gekoppelt ist. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass die Fertigungsparame ter um die tatsächlich auftretenden Zustände, welche durch die Sensoren erfasst werden, ange passt werden können bzw. dass mittels der Sensoren die tatsächlich auftretenden Zustände er fasst werden können.

In einem ersten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass der Sensor direkt am Bear beitungswerkzeug angeordnet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Datenübertragung zwischen dem Bearbeitungs- werkzeug und der Fertigungsmaschine ermöglicht wird. Hierbei kann beispielsweise vorgese- hen sein, dass in der Werkzeugaufnahme, wie etwa Steilkegel Schaftaufnahme, eines Bearbei- tungswerkzeuges in einer Fertigungsmaschine eine Datenverbindungsschnittstelle zur Über tragung von Daten der Sensoren an die Fertigungsmaschine vorgesehen ist.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass der Sensor nicht direkt am Bearbeitungswerkzeug angeordnet ist, sondern an einem das Bearbeitungswerkzeug aufneh menden Werkzeugträger angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausführung kann der Fertigungs parameter des Bearbeitungswerkzeuges mittels des Werkzeugträgers aufgezeichnet werden.

Ein Bearbeitungswerkzeug im Sinne dieses Dokumentes kann beispielsweise ein Werkzeug zur spanabtragenden Bearbeitung, ein Biegewerkzeug, ein Schweißkopf oder ein sonstiges Werkzeug welches zum Beeinflussen der Beschaffenheit des Körpers dient, sein.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zum Erstellen des Einflussmodells die einzelnen Fertigungsparameter bzw. deren zeitlicher Verlauf miteinander kombiniert werden.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Sensor einen Beschleunigungssensor und/oder einen Gyrosensor umfasst, welche zum Erfassen der Position bzw. der Ausrichtung des Bear beitungswerkzeuges über einen zeitlichen Verlauf hinweg ausgebildet sind.

In einem ersten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das Bearbeitungswerkzeug in Form eines Schweißkopfes ausgebildet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass als erster Fertigungsparameter bei Erstellung einer Schweißnaht mittels des Sensors die Position bzw. die Ausrichtung des Schweißkopfes während dem Schweißvorgang erfasst wird. Dies ist be sonders bei handgeführten Schweißköpfen von Vorteil. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels des Sensors ein Schweißwinkel und/oder ein Vorschub winkel und/oder die Posi tion eines Toolcenterpoints des Schweißkopfes und/oder eine Schweißkopfvorschubge schwindigkeit erfasst wird.

Weitere Fertigungsparameter, die für die Erstellung einer Schweißnaht relevant sind, können beispielsweise direkt aus den Einstellungen der Schweißmaschine gewonnen werden. Dies kann beispielsweise die Schweißdrahtvorschubgeschwindigkeit, der Schweißdrahtdurchmes- ser, oder die elektrische Schweißleistung sein. Die elektrische Schweißleistung berechnet sich hierbei aus Schweißspannung und Schweißstrom.

Als Schweißdraht im Sinne dieses Dokumentes wird sowohl der Draht einer Schutzgas- schweißvorrichtung verstanden, als auch die Elektrode einer Elektrodenschweißvorrichtung. Bei einer Elektrodenschweißvorrichtung errechnet sich Schweißdrahtvorschubgeschwindig- keit aus der zeitlichen Abstandsänderung des Toolcenterpoints zu den zu verschweißenden Werkstücken.

Weitere Fertigungsparameter können auch per Hand eingegeben werden. Dies kann beispiels- weise das zu verschweißende Material der zu einem Körper zu verschweißenden Werkstücke, die Material stärke der Werkstücke, die Schweißposition, das Material des Schweißdrahtes o- der der Schweißdrahtdurchmesser sein.

Die Schweißpositionen beschreiben oder bezeichnen die Lage der Schweißnaht während des Schweißvorgangs. Die Schweißpositionen ergeben sich aus der Lage der zu schweißenden Werkstücke und der Zugänglichkeit des Brenners zur Naht.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die zu verschweißenden Werkstücke in einer Spann vorrichtung gespannt sind, sodass die Schweißposition eindeutig festgelegt ist.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass im CAD eine virtuelle Fertigungsmaschine kon struiert wird und Prozessparameter der virtuellen Fertigungsmaschine, wie beispielsweise eine maximale Vorschubgeschwindigkeit eines Drehmeißels, festgelegt werden und dass die Pro zessparameter der tatsächlich gefertigten und vermessenen Fertigungsmaschine, insbesondere durch Einsatz eines künstlichen neuronalen Netzes, selbstlernend auf Basis der Vermessungs daten angepasst werden. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass die Prozesspara meter der virtuellen Fertigungsmaschine berechnet bzw. maximiert werden können und diese Prozessparameter in der tatsächlich gefertigten Fertigungsmaschine entsprechend selbstler nend angepasst werden können, um die Effizienz der einzelnen gefertigten Fertigungsmaschi nen steigern zu können. Dieser Anpassvorgang kann beispielsweise durch Vernetzung von verschiedenen Fertigungsmaschine einer Baureihe optimiert werden. Insbesondere kann hier bei vorgesehen sein, dass die Fertigungsparameter zum Ausgleich von alterungsbedingten Verschleißzuständen angepasst werden.

In einer ersten Ausführungsvariante kann das Vermessungsmittel ein optisches Erfassungs- mittel umfassen. Das optische Erfassungsmittel kann beispielsweise ein Kamerasystem, ein CCD-Sensor, ein Profilprojektor, ein Konfokalmikroskop, ein Weißinterferometer oder ein Rasterkraftmikroskop sein.

Ein optisches Erfassungsmittel in Form eines optischen Rauheitssensors ist beispielsweise in der ISO 25178 beschrieben.

In einer weiteren Ausführungsvariante kann das Vermessungsmittel auch ein taktiles Erfas- sungsmittel umfassen. Hierbei kann ein Tastkopf, insbesondere eine Tastkugel, zum Abtasten der Oberfläche des Körpers ausgebildet sein.

In wieder einer anderen Ausführungsvariante ist es beispielsweise auch denkbar, dass das Vermessungsmittel einen Wellensensor, beispielsweise einen EU traschall sensor, umfasst.

Erfindungsgemäß ist ein System zur Datenverarbeitung, umfassend einen Computer mit einer Benutzerschnittstelle und einen Datenträger, sowie ein Vermessungsmittel ausgebildet. Der Computer und das Vermessungsmittel sind hierbei zur Ausführung der Schritte des erfin- dungsgemäßen Verfahrens ausgebildet.

Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass das Vermessungsmittel ein handgeführtes Er fassungsmittel umfasst. Dies bringt insbesondere den Vorteil mit sich, dass ein handgeführtes Erfassungsmittel flexibel eingesetzt werden kann und keiner vorherigen Programmierung be darf. Somit können verschiedenartig ausgebildete Körper mit komplexen Bauformen einfach und kostengünstig erfasst werden.

Erfindungsgemäß ist eine Fertigungsanlage umfassend ein erfindungsgemäßes System zur Datenverarbeitung und eine erfindungsgemäße Fertigungsmaschine vorgesehen. Erfindungsgemäß ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, umfassend Befehle, die das System zur Datenverarbeitung veranlassen, das erfmdungsgemäße Verfahren auszuführen.

Erfindungsgemäß ist ein computerlesbares Speichermedium vorgesehen, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das erfmdungsgemäße Ver fahren auszuführen.

Ein Oberflächengitter weist mehrere im Raum verteilte Gitterpunkte auf, die durch Gitterli nien miteinander verbunden sind. Die Gitterlinien können gerade sein, oder in Spezialfällen auch in Form von parametrisierten Kurven ausgebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Dreieckgitter ausgebildet ist. Weiters kann auch ein Polyedergitter, wie etwa ein Rechteckgitter oder ein Sechs oder Achteckgitter ausgebildet sein.

Das Oberflächengitter kann als strukturiertes Gitter mit regelmäßiger Topologie, jedoch nicht notwendigerweise einer regelmäßigen Zellgeometrie ausgebildet sein. Bei strukturierten Git tern liegen die Zellen in einem regelmäßigen Raster vor, so dass sich die Zellen eindeutig durch ganzzahlige Zahlen indizieren lassen.

Weiters ist es auch denkbar, dass das Oberflächengitter als unstrukturiertes Gitter ausgebildet ist. Einstrukturierte Gitter haben keine festgelegte Topologie und keine gleichmäßige Gitter zellgeometrie. Einstrukturierte Gitter sind meist das Ergebnis eines Adaptionsprozesses. Be kannt sind auch Gitter aus komplexen Zellen, sogenannte Polygongitter.

Als Auflösung des Oberflächengitters wird die Feinmaschigkeit des Oberflächengitters be zeichnet. Je feiner die Auflösung des Oberflächengitters ist, desto feiner ist das Oberflächen gitter und desto mehr Gitterpunkte sind in einem gewissen Bereich vorhanden. Je feiner die Auflösung des Oberflächengitters ist, desto größer ist auch der benötigte Speicherplatz zum Abspeichem der Daten.

Das Realoberflächengitter ist im Normalfall ein nichtadaptives Gitter, das überall dieselbe Auflösung aufweist. Das Realoberflächengitter kann durch Vermessung des Körpers erstellt werden. Alternativ dazu ist es auch denkbar, dass das Realoberflächengitter auf Basis der Pro zessparameter erstellt wird. Ein Computer im Sinne dieses Dokumentes ist ein Rechner zur Datenverarbeitung. Wird von einem Computer gesprochen, so kann auch ein Zusammenschluss mehrerer Computer ge- meint sein. Insbesondere ist es auch möglich, dass einzelne Verfahrensschritte, wie beispiels- weise das Erstellen der CAD-Daten des virtuellen Körpers und das Erstellen des Realoberflä- chengitters auf unterschiedlichen Computern ausgeführt werden, obwohl der Einfachheit hal- ber mit demselben Bezugszeichen auf nur einen Computer verwiesen wird.

Als Speicheroberflächengitter wird das an die Realkörperkontur angepasste Modelloberflä- chengitter bezeichnet. Insbesondere ist es denkbar, dass hier nicht die Daten des ursprünglich erstellten Modelloberflächengitters überschrieben werden, sondern dass eine Kopie des ur sprünglich erstellten Modelloberflächengitters zum Erstellen des Speicheroberflächengitters verwendet wird, um die Daten des Modelloberflächengitters zum Erstellen von weiteren Spei- cheroberflächengittem von weiteren Körpern bereit zu halten.

Ein gefertigter Körper im Sinne dieses Dokumentes kann ein einteilig gefertigtes Bauteil sein, welcher beispielsweise durch Urformen, wie etwa gießen, hergestellt wird. Weiters wird im Sinne dieses Dokumentes als Körper auch ein einstückig gefertigtes Bauteil verstanden, wel- ches beispielsweise durch Verbindung aus mehreren Werkstücken mittels einer Schweißver bindung gefertigt wird.

Darüber hinaus wird im Sinne dieses Dokumentes als Körper auch eine aus mehreren Bautei len zusammengesetzte Baugruppe verstanden. Hierbei ist es denkbar, dass jedes der Bauteile einzeln vermessen wird, oder dass die Baugruppe im zusammengebauten Zustand vermessen wird.

Beim Diskretisieren der Modellkörperkontur wird aus der Modellkörperkontur des virtuellen Körpers, der bis zu diesem Zeitpunkt durch die Parametrisierung der CAD-Daten im CAD- Programm definiert ist, ein Modell ob erflächengitter mit einzelnen Gitterpunkten erzeugt, wo bei die einzelnen Gitterpunkte jeweils eindeutig definierte Koordinaten aufweisen und somit unabhängig vom verwendeten CAD-Modell bzw. CAD-Programm gespeichert werden kön- nen. Das CAD-Modell kann gerade Flächen, Hüllflächen von geometrisch bestimmten Volumskör- pem und auch Non-uniform rational B-Splines (NURBS) enthalten. NURBS sind mathema- tisch definierte Kurven oder Flächen.

Weiters ist es auch denkbar, dass für ein Objekt mit definierter konstanter Wandstärke, wie etwa ein Blechbauteil, nur eine Mittelebene bzw. Mittelfläche der Geometrie und zusätzlich die Information bezüglich der Wandstärke abgespeichert wird. Dadurch kann zusätzlich Spei- cherplatz eingespart werden.

In diesem Dokument werden die Begriffe Oberflächengitter bzw. Körperkontur verwendet, wobei darauf hingewiesen sei, dass der Schutzumfang nicht nur auf Geometriehüllen be- schränkt ist, sondern natürlich auch Volumenkörper umfasst sind. Dementsprechend können die Oberflächengitter auch innerhalb der Oberfläche eine räumliche Ausdehnung aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass beim Vermessen des gefertigten Körpers nicht nur die Oberfläche vermessen wird, sondern auch unter der Oberfläche befindliche Materialeigen schaften, unterschiedliche Materialen und auch Materialfehler erfasst werden können.

Um das Volumen des Körpers darzustellen kann eine räumliche Gitterstruktur, wie etwa ein Polyedergitter, insbesondere ein Tetraedergitter, oder etwa ein Hexaedergitter verwendet wer den.

Weiters ist es auch denkbar, dass beispielsweise während dem Erstarren eines Gusswerkstü ckes mittels einer Thermografie die Temperaturverteilung bzw. der Verlauf der Temperatur verteilung festgehalten wird. Dies kann notwendig sein, da bei einem Gießprozess unter schiedliche Oberflächen eine unterschiedliche Abkühlung aufweisen können. Somit kann es zu unterschiedlichen Abläufen bei der Erstarrung eines Körpers kommen, welche zu unter schiedlichen Gefügezusammensetzungen führen können.

Eine Fertigungsmaschine im Sinne dieses Dokumentes kann jede Maschine sein, welche zum Urformen, Umformen, Fügen oder mechanischen Bearbeiten von Werkstücken dient. Eine Fertigungsmaschine kann beispielsweise eine Gießmaschine, eine Schweißanlage, eine Biege maschine, eine CNC-Fräsmaschine oder eine CNC-Drehmaschine, ein Bearbeitungszentrum oder eine sonstige Maschine sein. Die Fertigungsmaschine kann rechnergesteuert und somit vollautomatisch ausgebildet sein. Weiters ist es auch denkbar, dass die Fertigungsmaschine durch einen Maschinenbediener gesteuert wird, bzw. dass einzelne Verfahrensschritte manuell ausgeführt werden. Die Fertigungsmaschine selbst kann aus Körpern zusammengesetzt sein, welche entsprechend den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten vermessen sind.

Eine Abbildung der Realkörperkontur kann beispielsweise in Form einer Punktewolke von Vermessungspunkten erfolgen. Weiters ist es auch denkbar, dass aus der Abbildung der Real- körperkontur, beispielsweise aus der Punktewolke ein Realoberflächengitter erstellt wird.

Als Realdaten eines Körpers werden Daten zur Beschaffenheit eines Körpers gesehen. Die Realdaten können beispielsweise Geometriedaten, wie etwa Oberflächendaten oder Volumen daten umfassen. Weiters können die Realdaten auch Daten über die Gefügezusammensetzung bzw. die Materialeigenschaften eines Körpers umfassen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 den Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer Fertigungsanlage;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Modell ob erflächengitters einer Modellkörper kontur;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Realkörperkontur eines gefertigten Körpers bzw. schematisch angedeutet das Realoberflächengitter der Realkörperkontur;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Speicheroberflächengitters;

Fig. 5 einen Aufriss und eine Seitenansicht eines Schweißkopfes;

Fig. 6 eine Darstellung einer Abweichungstoleranz eines Modelloberflächengitters; Fig. 7 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems zur Datenverarbeitung mit einem handgeführten Messkopf;

Fig. 8 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems zur Datenverarbeitung mit einem robotergeführten Messkopf.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer Fertigungsanlage 1 bzw. eines Systems zur Datenverarbeitung 2, auf welchem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann. Das System zur Datenverarbeitung 2 kann Teil der Fertigungsanlage 1 sein.

Weiters kann vorgesehen sein, dass das System zur Datenverarbeitung 2 einen Computer 3 umfasst, welcher in Fig. 1 schematisch durch einen Bildschirm dargestellt ist. Auf dem Com puter 3 kann ein CAD Programm ausgeführt werden, mittels welchem CAD Daten eines vir tuellen Körpers 4 erstellt werden können. Der virtuelle Körper 4 kann hierbei ein einzelner Körper mit einem monolithischen Aufbau oder auch ein aus mehreren Körpern zusammenge setzter Körper sein.

Eine Modellkörperkontur 5 repräsentiert die Oberfläche des virtuellen Körpers 4.

Für die weitere Beschreibung dient eine Zusammenschau der Fig. 1 mit den Figuren 2 bis 4.

In einem weiteren Verfahrensschritt kann auf Basis der Modellkörperkontur 5 ein Model - loberflächengitter 6 diskretisiert werden, welches einzelne Gitterpunkte 7 aufweist, die mitei- nander verbunden sind. Ein derartiges Modelloberflächengitter 6 ist in Fig. 2 dargestellt. Ins- besondere kann hierbei vorgesehen sein, dass einzelne Teilflächen 10 der Modellkörperkontur 5 einzeln diskretisiert werden und zu einem Netz verbunden werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Modelloberflächengitter 6 der einzelnen Teilflächen 10 der Modell- körperkontur 5 an definierten Schnittstellen miteinander gekoppelt sind. Hierbei können ein zelne Gitterpunkte 7 vorgegeben sein, welche zum Koppeln der einzelnen Teile des Model - loberflächengitters 6 dienen. Mit anderen Worten ausgedrückt kann die Modellkörperkontur 5 aus mehreren Teiloberflächengittem zu einem Modell ob erflächengitter 6 zusammengesetzt sein.

Auf Basis der CAD Daten des virtuellen Körpers 4 kann im Anschluss an die CAD-Konstruk- tion ein realer Körper 8 gefertigt werden. Dies kann beispielsweise unter Zuhilfenahme einer Fertigungsmaschine 9 erfolgen. Der Körper 8 weist eine Realkörperkontur 11 auf, welche in Fig. 3 dargestellt ist.

In einem weiteren Bearbeitungsschritt, welcher ebenfalls in Fig. 1 dargestellt ist, kann der ge- fertigte und somit reale Körper 8 mittels eines Vermessungsmittels 12 vermessen werden. Als Output der Vermessung können die Realdaten des gefertigten Körpers 8 eruiert werden. Ins- besondere kann auf Basis der Realdaten, welche durch die Vermessung gewonnen werden können, eine Abbildung der Realkörperkontur 11 erstellt werden. Die Abbildung der Realkör perkontur 11 kann nach dem Vermessen beispielsweise in Form einer Punktewolke vorliegen.

In einer alternativen Ausführungsvariante können die Realdaten des gefertigten Körpers 8 di rekt auf Basis von in der Fertigung gewonnen Daten ermittelt werden. Somit kann eine Abbil dung der Realkörperkontur 11 direkt auf Basis einer Aufzeichnung von Fertigungsparametern gewonnen werden.

Wie in Fig. 3 schematisch angedeutet, kann vorgesehen sein, dass auf Basis der Vermessungs daten des Vermessungsmittels 12 ein Real ob erflächengitter 13 erstellt wird, welches die Real körperkontur 11 des Körpers 8 repräsentiert. Das Real ob erflächengitter 13 weist eine feine Auflösung auf, welches als nicht adaptives Gitter ausgeführt ist und somit über die gesamte Oberfläche oder einen Messbereich verteilt eine gleichmäßige Auflösung aufweist. In einer weiteren Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass Realkörperkontur 11 des Körpers 8 nur in einem gewissen Messbereich vermessen wird. Dieser Messbereich kann beispielsweise an jenem Bereich des Körpers 8 festgelegt werden, an welchem eine Ferti- gungsabweichung erwartet wird. Der Rest des Körpers 8 wird hierbei nicht vermessen. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das Vermessen des Körpers 8 beschleunigt erfolgen kann, wenn nicht alle Bereiche des Körpers 8 vermessen werden müssen.

In einem weiteren Verfahrensschritt kann das Realoberflächengitter bezüglich dessen Orien tierung in Übereinstimmung mit dem Modelloberflächengitter 6 gebracht werden, was bei spielsweise über Referenzpunkte 14 erfolgen kann. Anschließend können die einzelnen Git terpunkte 7 des Modelloberflächengitters 6 entsprechend dem vermessenen Realoberflächen- gitter 13 verschoben werden, wodurch, wie in Fig. 4 ersichtlich, ein Speicheroberflächengitter 15 gebildet werden kann.

Das Speicheroberflächengitter 15 ist somit in dessen Auflösung an das Modelloberflächengit- ter 6 angepasst, weist jedoch die exakte Abbildung der Realkörperkontur 11 des Körpers 8 auf. Somit vereint das Speicheroberflächengitter 15 die Vorteile eines geringen Speicherplatz bedarfes bei gleichzeitig möglichst genauer Abbildung des gefertigten Körpers 8.

Das Speicheroberflächengitter 15 kann auf einem Datenträger 19 abgespeichert werden. Der Datenträger 19 kann hierbei Teil des Computers 3 sein, oder auch ein externer Datenträger 19 sein.

Fig. 5 zeigt den Aufriss und die Seitenansicht des Körpers 8 während der Fertigung. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass zum Fertigen des Körpers 8 ein Bearbeitungs werkzeug 16 eingesetzt wird. Das Bearbeitungswerkzeug 16 kann, wie aus dem Ausführungs beispiel nach Fig. 5 ersichtlich, in Form eines Schweißkopfes ausgebildet sein. Ein Schweiß kopf dient zum Verbinden von zwei oder mehreren Bauteilen mittels einer Schweißnaht 17.

Wie aus dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass am Be arbeitungswerkzeug 16 ein Sensor 18 angeordnet ist, mittels welchem die exakte Ausrichtung bzw. Position des Bearbeitungswerkzeuges 16 über den zeitlichen Verlauf erfasst werden kann. Dadurch kann insbesondere auf die Lage bzw. Ausrichtung eines Toolcenterpoints 20 rückgeschlossen werden. Somit ist es beispielsweise möglich einen Schweißwinkel 21, einen Vorschub winkel 22 oder einen Schweißkopfabstand 23 vom Schweißgrund zu bestimmen.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass am Modelloberflächengitter 6 der Mo- dellkörperkontur 5 eine Abweichungstoleranz 24 definiert ist, welche dazu herangezogen wer den kann, um zu bestimmen, ob der Körper 8 innerhalb dieser Abweichungstoleranz liegt. Beim Erstellen der Abweichungstoleranz 24 kann beispielsweise das Modelloberflächengitter 6 in einem bestimmten Abstand nach innen bzw. nach außen kopiert werden.

Wenn, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 bei der Schweißnaht 17 der Fall, der Körper 8 außerhalb der Abweichungstoleranz 24 liegt, so kann beispielsweise ein optisches oder ein akustisches Signal abgegeben werden.

Weiters ist es natürlich auch denkbar, dass die Abweichungstoleranz 24 direkt im Model- loberflächengitter 6 hinterlegt ist. Hierbei kann beim Anpassen der Gitterpunkte 7 des Model- loberflächengitters 6 an das Realoberflächengitter 13 bzw. beim direkten Anpassen der Gitter punkte 7 des Modelloberflächengitters 6 an den vermessenen Körper 8, eine Überschreitung der Abweichungstoleranz 24 dadurch erkannt werden, dass die Gitterpunkte 7 um einen au ßerhalb der Toleranzgrenze liegenden Wert verschoben werden.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Systems zur Datenverarbeitung 2. Wie aus Fig. 7 er sichtlich, kann vorgesehen sein, dass das Vermessungsmittel 12 ein optisches Erfassungsmit tel 27 umfasst. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das optische Erfassungsmittel 27 an einem Messkopf 28 angeordnet ist. Das optische Erfassungsmittel 27 dient insbesondere zum Erfassen der Realkörperkontur 11 des Körpers 8.

Weiters kann ein Anzeigemittel 25 vorgesehen sein, welches mit dem Computer 3 gekoppelt ist und zur Anzeige von Vermessungsdaten dient. Weiters ist zwischen dem Vermessungsmit tel und dem Computer 3 eine Datenverbindung vorgesehen. Diese Datenverbindung kann bei spielsweise kabelgebunden oder auch kabellos sein. Weiters kann eine Datenverbindung 26 des Computers 3 zu einem Netzwerk vorgesehen sein. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zum optischen Erfassungs- mittel 27 ein Referenziermittel 29 am Messkopf 28 angeordnet ist. Das Referenzmittel 29 kann dazu dienen, um die Lage des Körpers 8 über die Referenzpunkte 14 oder eine Referenz fläche zu ermitteln bzw. zu bestimmen.

Weiters ist es auch denkbar, dass am Körper 8 ein Referenzobjekt 30 angeordnet ist, mittels welchem die Lage des Körpers 8 ermittelt werden kann. Das Referenzobjekt 30 kann hierbei beim Herstellen des Körpers 8, beispielsweise beim Gießen, mit diesem hergestellt werden bzw. kann es auch nachträglich auf den Körper 8 aufgebracht werden.

Natürlich ist es auch denkbar, dass das optische Erfassungsmittel 27 und das Referenziermit tel 29 in einer Einheit realisiert sind.

Das Referenziermittel 29 kann insbesondere dazu dienen, um die Bewegung des Messkopfes 28 relativ zum Körper 8 zu ermitteln. Hierbei kann die Bewegung des Messkopfes 28 in ei nem Messkopfkoordinatensystem 32 und die Lage des Körpers 8 in einem Spannkoordinaten system 31 berechnet werden. Durch Ermitteln der exakten Position des Messkopfes 28 kann mittels des optischen Erfassungsmittels 27 die exakte Lage bzw. Ausgestaltung der Oberflä che des Körpers 8 ermittelt werden.

Alternativ oder zusätzlich zum Referenziermittel 29 kann am Messkopf 28 ein Beschleuni- gungs- und Gyrosensor 33 angeordnet sein, mittels welchem über den zeitlichen Verlauf exakt die Lage des Messkopfes 28 erfasst werden kann. Ein derartiger Aufbau des Vermessungsmit tels 12, wie er in Fig. 7 dargestellt ist, kann beispielsweise handgeführt sein.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Systems zur Datenverarbeitung 2. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das Vermessungsmittel 12, insbesondere der Messkopf 28 mittels eines Robotersystems 34 geführt ist und somit die exakte Lage- bzw. Ausrichtung des Messkopfes 28 zu ihrem Zeitpunkt exakt bestimmbar ist. Bei Verwendung des Roboter Systems 34 kann somit das Referenziermittel 29 und/oder der Beschleunigungs und Gyrosensor 33 optional auch weggelassen werden. Insbesondere wenn die Spannlage des Körpers 8 exakt bekannt ist, kann das Referenziermittel 29 weggelassen werden. Dem Fachmann ist es klar, dass das optische Erfassungsmittel 27 in den Ausführungsbeispie- len nach Fig. 7 und 8 durch sämtliche auf sonstige Weise funktionierende Erfassungsmittel ersetzt werden kann. Auch das Referenziermittel 29 kann verschiedenste Erfassungsmecha- nismen nutzen.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle be- merkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten dersel- ben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfüh rungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmals- kombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie- len können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen wer den.

Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verste hen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert darge stellt wurden. Bezugszeichenaufstellung Fertigungsanlage 30 Referenzobjekt

System zur Datenverarbeitung 31 Spannkoordinatensystem

Computer 32 Messkopfkoorinatensystem virtueller Körper 33 Beschleunigungs und Gyrosensor Modellkörperkontur 34 Roboter System

Modelloberflächengitter

Gitter punkt Modell ob erfl ächengit- ter

Körper

Fertigungsmaschine

Teilfläche

Realkörperkontur

Vermessungsmittel

Real ob erfl ächengitter

Referenzpunkt

Speicheroberflächengitter

Bearbeitungswerkzeug

Schweißnaht

Sensor

Datenträger

Toolcenterpoint

Schweißwinkel

Vorschub winkel

Schweißkopfab stand

Abweichungstoleranz

Anzeigemittel

Datenverbindung

optisches Erfassungsmittel

Messkopf

Referenziermittel




 
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