Benchmark mit Mess-Arm und Laserscanner für Fremdfahrzeuge

Über die Schulter geschaut

Anzeige
Aus einer Datenbank beliebige Wettbewerbsfahrzeuge auswählen und deren Innenräume oder Außenflächen mit eigenen oder anderen Fahrzeugen vergleichen – Digitales Fahrzeug Benchmarking macht´s möglich. Die erfassten Oberflächen und Verstellfelder werden in Catia-Daten umgewandelt, so dass sich diese im CAD-System beliebig analysieren lassen.

Der Autor Dipl.-Ing. Hans Weigert ist Vertriebs- und Marketingdirektor von Faro Europe, Stuttgart

Digitales Fahrzeug Benchmarking (DiFaBe): Aus einer Datenbank können Kunden beliebige Wettbewerbsfahrzeuge auswäh-len und deren Innenräume oder Außenflächen mit ihren eigenen oder anderen Produkten vergleichen. Alle Oberflächen und Verstellfelder werden mittels Faro-Arm mit Laserscanner sowie taktilem Messtaster erfasst und in Catia-Daten umgewandelt, so dass sie sich beliebig analysieren lassen. Diese Dienstleistung bietet die Intec Industrie-Technik GmbH & Co. KG, Poing, an.
Ausschlaggebend waren Fahrzeugsitze
Der Weg zum DiFaBe führte über Fahrzeugsitze, Intecs Kernkompetenz. Dort müssen die Daten in einer definierten Lage des Sitzes aufgenommen werden. Doch oft ließ sich nicht mehr definieren, in welcher Position die Punktewolke aufgenommen wurde. Ralf Franz, Intec-Vertriebsleiter, erklärt: „Deshalb entschieden wir uns Anfang 2000, die Flächenrückführung im eigenen Haus durchzuführen.” Zunächst galt es, ein geeignetes Messsystem zu finden. Wichtig dabei war, dass sich dieses beim Kunden einsetzen lässt. So war der Weg zum Faro-Messarm schnell klar. Hinzu kam, so Franz „dass wir Kunden haben, die auch mit dem Faro-Arm arbeiten. Es ist sicher von Vorteil, das gleiche Mess-system einzusetzen.”
Zusammenarbeit von Faro-Arm und Laserscanner
März 2000 fiel die Entscheidung zugunsten eines Faro-Arms der Gold-Serie mit 3,70 m Mess-durchmesser in Kombination mit dem 3D-Laserscanner Modelmaker. Dieser besitzt einen Laserstreifensensor, der handgeführt auf dem portablen hochpräzisen Faro-Gelenkmessarm komplexe Körper in kurzer Zeit abtastet und dem PC die Daten bereitstellt. Zur Hardware wurde von Faro auch die Software CAM2 Automotive geliefert, der Modelmaker und die Pointmas-ter-Software, die bei Intec ihre Daten mit Catia austauschen muss. Schon während der Entscheidung für das kombinierte System überlegten Franz und Thomas Münzenloher, Leiter des Automotive-Bereichs, wie das System optimal ausgelastet werden könnte. „Wir kamen auf die Idee, ein Benchmark von Sitzen anzubieten.” Das war der Startschuss des DiFaBe. Neu war die vollkommen digitale Umsetzung. Während bisherige Benchmarks mit Probanden durchgeführt wurden und zu subjektiven Urteilen führten, wollte Intec wissen, warum diese so ausfielen. So begann das Unternehmen, die Oberflächen verschiedener Fahrzeugsitze einzuscannen und in CAD-Modelle umzuwandeln, damit Kunden eigene mit am Markt befindlichen Sitzen vergleichen können. Mit einem Dummy wird der Hüftpunkt ermittelt, an welchem der Oberkörper relativ zu den Beinen abknickt. Da dieses Verfahren nur „oberflächliche” Ergebnisse bringt, entschied man sich, den Sitz detaillierter zu betrachten. Seitdem werden auch Schaumflächen und -härten, Befederung sowie die Sitzstruktur darunter ermittelt. Ein Fahrzeugsitz zeichnet sich durch Design, Komfort und Einstellmöglichkeiten aus. Intec erfasst deshalb alle Verstellwege wie Länge, Höhe, Winkel, Lehnenneigung, Kopfstützenhöhe oder Verstellung der Sitztiefe, so dass der Kunde am CAD-Flächenmodell jede Möglichkeit in den tatsächlichen Verstellfeldern nachvollziehen kann.
Erfassung kompletter Fahrzeuginnen-räume
Die Idee, komplette Fahr-zeug-Innenräume zu erfassen und darzustellen, entstand durch die Forderung der Kunden, auch das Sitzumfeld aufzunehmen. Münzenloher hat dieses Angebot maßgeblich vorangetrieben: „Mit DiFaBe können dreidimensional gesamte Innenräume der Fahrzeuge begutachtet und bewertet werden. Oder es lassen sich zum Beispiel Er-gonomiebetrachtungen durchführen. Man darf nicht vergessen, dass es sich um Fremdfahrzeuge handelt, über die der Auftraggeber bislang keine digitale Information hatte.” Das heutige DiFaBe liefert die gesamten Informationen eines Fahrzeuginnenraums mit allen Kinematiken. Enthalten sind die Verstellfelder der Sitze, des Lenkrads, des Schalthebels, der Pedale sowie aller Bedienelemente. Ebenso die Türinnenflächen, die mit der Kinematik geöffnet werden können, um zum Beispiel die Einstiegsbedingungen zu untersuchen. Franz weist auf einen besonderen Vorteil hin: „Es ist ein neuer Ansatz im Benchmark, dass die Informationen jederzeit reproduzierbar sind und sich unter neuen Randbedingungen betrachten lassen.”
Die Funktionsweise
Für die Fahrzeuge steht bei Intec ein spezieller Raum zur Ver-fügung. Dort kommt der Faro-Arm zum Einsatz. Doch zunächst gilt es, Vorarbeit zuleisten. Erst werden Bodenmarken gesetzt, damit man sich mit dem Messsystem frei um das Fahrzeug bewegen kann. Zudem werden sehr viele Referenzmarken benötigt, um die Verstellfelder ermitteln zu können. Vor der Erfassung von Punkten und Flächen muss das System in das Fahrzeugkoordinatensystem eingemessen werden. Dazu werden die Punkte am Messplatzboden und an der Fahrzeugkarosserie aufgenommen. Beim eigentlichen Messen werden Verstellfelder ermittelt, Flächen erfasst sowie al-le beweglichen Funktionselemente aufgenommen. Entscheidender Vorteil: Ständig kann mit beiden Systemen gearbeitet werden. Denn oft ist es erforderlich, neben Flächen zusätzlich auch Punkte zu erfassen. Manche Flächenbereiche kann die Messoptik nicht aufnehmen, da der Laserstrahl diese nicht erreicht. Dann werden Punktreihen mit dem Tas-ter aufgenommen, über die später in Catia Flächen gelegt werden. Ein Wechsel zwischen Laser und Messtaster ist unproblematisch, der Laser muss nur abgenommen werden, wenn die Bauräume zu eng sind. Auch ein Versetzen des Faro-Arms ist einfach – über die gesetzten Bodenmarken sowie die Marken auf der Karosserie kann das System jederzeit wieder eingemessen werden. Die Genauigkeit leidet darunter nicht: Intec hat sich Maßtoleranzen unterhalb zwei Millimeter auferlegt. Zum Wandel der entstehenden Punktewolken in Flächendaten dient die Software Pointmaster. Daraus wird ein Datenformat geschrieben, das in Catia lesbar ist. Dies wiederum wird ins Catia-Format konvertiert, damit die endgültige Weiterverarbeitung und Datenreduktion dort stattfinden kann. Das Ende des DiFaBe dürfte noch nicht erreicht sein: Bei Intec können je nach Kundenwunsch noch mehr Informationen vom Gesamtpackage Auto wie komplette Fahrwerke, Vorder- oder Hinterachsen oder Gesamtteile vom Motor und Motorraum zur Verfügung gestellt werden, so dass annähernd Gesamtfahrzeuge wie ein Baukasten in digitaler Form zur Verfügung stehen.
Internet
Ausführliche Informationen
Digitales Fahrzeug Benchmarking
KEM 518
Faro-Arm
KEM 519
Der Faro-Arm
Faro-Arme sind als Gold-, Silber- und Bronze-Millenium Serie lieferbar, die sich durch ihre Messgenauigkeit unterscheiden: Die erreichbare 2-Sigma-Einzelpunktgenauigkeit beträgt bei der Gold-Serie ±0,025, bei der Silber-Serie ±0,076 und bei der Bronze-Millenium-Serie ±0,102 mm. Verfügbar sind Größen von 1,2, 1,8, 2,4, 3,0bis hin zu 3,7m. Dabei handelt es sich um das sphärische Messvolumen, das zu erreichen ist. Arm, CAM2-Software Measure, ein Laptop, die Schulung und 1 Jahr Garantie werden als Komplettpaket angeboten. Beim CAD-zu-Bauteil-Vergleich, prismatischen Messungen, Messungen von Konturen und beim Reverse-Engineering bietet der Faro-Arm, der in einem Koffer transportiert werden kann, direkten Zugriff auf die Istdaten vor Ort. Durch einfaches Berühren oder berührungsloses Abtasten und Drücken einer Taste können sofort 3D-Daten aufgenommen und abgespeichert werden.
Anzeige

Emerson: Pneumatik 4.0

Smartenance

Pneumatik 4.0 bei Emerson im Überblick

Video aktuell

Step into the state-of-the-art Samsung Audio Lab to see how they develop loudspeakers, soundbars, and other audio products using multiphysics simulation.

Aktuelle Ausgabe

Titelbild KEM Konstruktion Entwicklung Management S6
Ausgabe
S6.2019
LESEN
ARCHIV
ABO

Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Top-Thema Spannvorrichtungen

Spannvorrichtungen

Alles über Spannvorrichtungen und welches Einsparungspotenzial sie bieten

Top-Thema Schaltschränke

Alle Infos über den Schaltschrankbau mit seinen Komponenten, Geräten und deren Verdrahtung

Kalender

Aktuelle Termine für Konstrukteure

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de