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1. WO2020109482 - PROCÉDÉ ET DISPOSITIF POUR PRODUIRE AVEC PRÉCISION DES PIÈCES STRUCTURALES DE RECHANGE

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[ DE ]

Verfahren und Vorrichtung zur passgenauen

Herstellung von Austauschstrukturteilen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur passgenauen Herstellung von Austauschstrukturteilen aus einem Rohling zum Ersatz beschädigter, mit einer Vielzahl von Lö chern zur Befestigung an einer aufnehmenden Struktur versehe ner Strukturbauteile.

Bei der mechanischen Instandsetzung von Strukturen, deren Teile mit einer Vielzahl von Schrauben und/oder Nieten mitei nander verbunden sind, muss ein Austauschstrukturteil sowohl in seiner äußeren Formgebung, als auch hinsichtlich der Befes tigungslöcher passgenau an die übrigen, bereits bestehenden Strukturbauteile angepasst sein.

Aufgrund von Fertigungstoleranzen, aber auch aufgrund von wäh rend des Betriebs auftretenden Verformungen an der Struktur ist es nicht immer möglich, ein Austauschstrukturteil derart vollständig vorzufertigen, dass es unmittelbar in die instand zusetzende Struktur eingefügt werden kann. In solchen Fällen wird auf einen Rohling zurückgegriffen, der die grundsätzliche Form des fraglichen Strukturteils hat, jedoch ein Übermaß auf weist und regelmäßig ohne Befestigungslöcher gefertigt ist.

Der Rohling muss dann manuell anhand der instandzusetzenden Struktur und ggf. unter Zuhilfenahme von Schablonen o. Ä. so nachbearbeitet werden, dass er als Austauschstrukturteil pass genau in die Struktur eingefügt werden kann.

Ein Beispiel für ein entsprechendes Austauschstrukturteil ist das Inlet Cowl Lip Skin-Segment eines Flugzeugtriebwerks, also ein Segment der ringförmigen und aerodynamisch ausgeformten Abdeckung am Einlass des Strahltriebwerks eines Flugzeuges, insbesondere eines Verkehrsflugzeugs. Entsprechende Lip Skins bzw. deren Segmente sind mehrfach gekrümmte Komponenten und mit hunderten Nietverbindungen in Umfangslänge an der Inlet Cowl Struktur befestigt.

Zum Austausch eines Lip Skin-Segments wird auf einen Rohling zurückgegriffen, der sowohl ohne Bohrungen für die Befesti gungselemente - in der Regel Nieten - als auch mit Konturüber maß angeliefert wird. Die relevanten geometrischen Elemente -Bohrungen und begrenzende Kanten - müssen anhand der aufneh menden Inlet Cowl Struktur sowie der übrigen Lip Skin-Segmente in den Rohling übertragen, eingebracht bzw. angepasst werden.

Dies erfolgt gemäß dem Stand der Technik von Hand mittels Messschieber und einer speziellen Lochübertragungsschablone.

Für das Zuschneiden des Rohlings auf die erforderliche Form wird mit Hilfe eines an einem an der Inlet Cowl Struktur zeit weise angebrachten Hilfselement (bspw. einem Klebestreifen) entlanggeführten Messschiebers bei auf die Struktur aufgesetz tem Rohling die Außenkontur des benötigten Austauschstruktur teils angezeichnet. Der Rohling wird anschließend entsprechend zugeschnitten .

Für jede einzelne Bohrung wird zunächst per Stift und Schab lone eine Markierung auf dem angrenzenden Bereich der Inlet Cowl-Struktur gesetzt. Auf Basis dieser Markierung können die Bohrungspositionen nach Aufsetzen des zugeschnittenen, aber noch ungebohrten Ersatzteils dann auf dieses Ersatzteil zurück übertragen werden. Die erforderlichen Bohrungen können dabei unmittelbar eingebracht oder zunächst nur angezeichnet werden, um zu einem späteren Zeitpunkt gebohrt zu werden.

Das beschriebene manuelle Verfahren ist sehr zeitaufwendig und dadurch kostenintensiv. Zusätzlich erfordern die Prozesse viel Erfahrung der durchführenden Personen, insbesondere Fluggerä- temechaniker . Aufgrund der regelmäßig hohen Anzahl an vorzu nehmenden Bohrungen besteht aber selbst bei erfahrenen Mecha nikern ein inhärentes Fehlerpotenzial, weshalb sich eine re produzierbare Qualität nur eingeschränkt erzielen lässt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei denen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile nicht mehr oder nur noch in ver mindertem Umfang auftreten.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß dem Haupt anspruch sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur passgenauen Herstellung von Austauschstrukturteilen aus einem Rohling zum Ersatz beschädigter, mit einer Vielzahl von Löchern zur Befes tigung an einer aufnehmenden Struktur versehener Strukturbau teile, mit den Schritten:

a) 3D-Scannen des Aufnahmebereichs für ein Austauschstruk turteil an der aufnehmenden Struktur umfassend die Stoßkanten für das Austauschstrukturteil und die Boh rungen zur Befestigung des Austauschstrukturteils;

b) Extrahieren von Modelldaten der Stoßkanten und/oder

Bohrungen an der aufnehmenden Struktur aus der durch das 3D-Scannen gewonnenen Punktwolke;

c) Übertragen der extrahierten Modelldaten der Stoßkanten und/oder Bohrungen auf Modelldaten für Begrenzungskan ten und Bohrungen für das Austauschstrukturteil mittels vorgegebener Übertragungsfunktionen;

d) Ermitteln kollisionsfreier Roboterbahnen zur Übertra gung der Modelldaten für Begrenzungskanten und Bohrun gen für das Austauschstrukturteil auf den Rohling des Austauschstrukturteils; und

e) Ansteuerung eines Roboters gemäß der ermittelten kolli sionsfreien Roboterbahnen zur Übertragung der Modellda ten auf den Rohling.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur passge nauen Herstellung von Austauschstrukturteilen aus einem Roh ling zum Ersatz beschädigter, mit einer Vielzahl von Löchern zur Befestigung an einer aufnehmenden Struktur versehener Strukturbauteile umfassend

- einen 3D-Scanner zum Scannen des Aufnahmebereichs für ein Austauschstrukturteil an der aufnehmenden Struktur umfassend die Stoßkanten für das Austauschstrukturteil und die Bohrungen zur Befestigung des Austauschstruk turteils;

- eine Steuerungs- und Berechnungsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist:

- Modelldaten der Stoßkanten und/oder Bohrungen an der aufnehmenden Struktur aus der durch das 3D-Scannen gewonnenen Punktwolke zu extrahieren;

- die extrahierten Modelldaten der Stoßkanten und/oder Bohrungen auf Modelldaten für Begrenzungskanten und Bohrungen für das Austauschstrukturteil mittels vor gegebener Übertragungsfunktionen zu übertragen; und

- Kollisionsfreie Roboterbahnen zur Übertragung der Modelldaten für Begrenzungskanten und Bohrungen für das Austauschstrukturteil auf den Rohling des Aus tauschstrukturteils zu ermitteln; und

- einen Roboter zur Übertragung der Modelldaten auf den Rohling gemäß der ermittelten kollisionsfreien Roboter bahnen .

Die Erfindung schafft demnach ein Verfahren, bei dem ein Aus tauschstrukturteil auf Basis eines geeigneten Rohlings automa tisiert passgenau hergestellt werden kann. Aufgrund der erfin dungsgemäß erreichten Automatisierung ist eine kostengünstige Herstellung mit über mehrere Austauschstrukturteile gleich bleibender Qualität möglich.

Die Erfindung hat dabei erkannt, dass für eine passgenaue Her stellung eines Austauschstrukturteils regelmäßig nicht auf Konstruktionszeichnungen o. Ä. zurückgegriffen werden kann, da sowohl die Außenkontur des zu ersetzenden Bauteils, insbeson dere aber die Bohrungen zur Befestigung des Bauteils teils er heblichen Fertigungstoleranzen unterliegen und sich die letzt lich aufnehmende Struktur im Laufe der Zeit verformen kann. Vielmehr wird unmittelbar auf die Struktur, für welches das Austauschstrukturteil hergestellt wird abgestellt, sodass sämtliche Abweichungen von der ursprünglichen Konstruktion der Struktur bei der Herstellung des Austauschstrukturteils be rücksichtigt werden können.

Die vorliegende Erfindung setzt dabei bewusst auf die automa tisierte Bearbeitung von Rohlingen bei der Herstellung von Austauschstrukturteilen. Die Erfindung hat nämlich erkannt, dass die Strukturteile, die mit einer Vielzahl an Nieten oder Schrauben an benachbarten Strukturteilen befestigt sind, re gelmäßig einer solch hohen mechanischen und/oder thermischen Belastung ausgesetzt sind, dass aufbauende Fertigungsverfah- ren, wie bspw. der 3D-Druck, für entsprechende Austauschstruk turteile (derzeit) nicht geeignet sind. Durch die Verwendung von Rohlingen können mechanisch und thermisch ausreichend be lastbare Austauschstrukturteile hergestellt werden.

Zu Beginn des Verfahrens wird zunächst der Aufnahmebereich für das herzustellende Austauschstrukturteil an der aufnehmenden Struktur umfassend die Stoßkanten für das Austauschstruktur teil und die Bohrungen zur Befestigung des Austauschstruktur teils daran als 3D-Scan erfasst. In anderen Worten soll nach Entfernen des beschädigten bzw. auszutauschenden Strukturteils derjenige Bereich der Struktur vollständig gescannt werden, der die erforderliche Außenkontur des Austauschstrukturteils sowie sämtliche Bohrungen zur Befestigung des fehlenden und zu ersetzenden Strukturteils umfasst. Das 3D-Scannen erfolgt da bei vorzugsweise berührungslos und kann bspw. mit einem robo tergeführten, optischen Messsystem durchgeführt werden.

Das Ergebnis des 3D-Scannens ist eine Punktwolke, welche die Oberfläche der gescannten Struktur - insbesondere umfassend den Anschlussbereich für das herzustellende Austauschstruktur teil - widerspiegelt. Da sich die Punktwolke für die nachfol genden Schritte nicht unmittelbar verwenden lässt, werden nach der Gewinnung der Punktwolke die Stoßkanten und/oder die Boh rungen der aufnehmenden Struktur aus der Punktwolke ermittelt. Aus der Punktwolke werden also Modelldaten extrahiert, welche die Stoßkanten und/oder Bohrungen wiedergeben. Bei den Modell daten handelt es sich dabei um logisch und/oder mathematisch beschreibbare 3D-Linien beliebiger Form (Geraden, Kreise, Bö gen, Ellipsen, Splines, etc.), wie sie bspw. aus dem Bereich des 3D-CAD bekannt sind. Die extrahierten Modelldaten lassen sich bildlich als Drahtgittermodell vorstellen.

Eine bevorzugte Variante zum Extrahieren von Modelldaten aus Punktwolken umfasst die Schritte:

- Identifizierung von Punkten der Punktwolke als Rand punkte durch Berechnung einer Randpunktwahrscheinlich keit, vorzugsweise auf Basis des Winkelkriteriums, Halbscheibenkriteriums und/oder Formkriteriums;

- Zusammenfassung der identifizierten Randpunkte in ein zelne jeweils eine oder mehrere Stoßkanten oder eine Bohrung beschreibende Randpunktgruppen, vorzugsweise basierend auf einer Abstandsmetrik; und

- Bestimmen einer analytischen Beschreibung der Rand

punkte jeder Randpunktgruppe.

In anderen Worten werden zunächst diejenigen Punkte aus der Punktwolke identifiziert, die mit hoher Wahrscheinlichkeit am Rand der von der Punktwolke abgebildeten Struktur liegen, un abhängig davon, ob es sich um eine Begrenzungskante der Struk tur an sich oder um die Begrenzung eines Bohrlochs handelt.

Zur Ermittlung der Randpunktwahrscheinlichkeit für jeden ein zelnen Punkt der Punktwolke kann auf das Winkelkriterium, Halbscheibenkriterium und/oder Formkriterium zurückgegriffen werden, wie sie ausführlich in G. H. Bendels et.al. "Detecting Holes in Point Set Surfaces" (Journal of WSCG 14, 2006, S. 89-96) und S. Gumhold et al . "Feature extraction from point clouds" (Proceedings of 10th international meshing roundtable, 2001) diskutiert sind.

Anschließend werden die Randpunkte jeweils so in Gruppen zu sammengefasst, dass die Randpunkte einer Gruppe jeweils ein geometrisches Merkmal der Struktur - insbesondere also eine Stoßkante oder eine Bohrung - widerspiegeln. Die Zuordnung zu einer Gruppe kann bspw. basierend auf einer Abstandsmetrik er folgen, bei der nur solche Randpunkte einer Gruppe zugeordnet werden, wenn der Abstand zu wenigstens einem weiteren Rand punkt in der Gruppe unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegt. Ist der Schwellwert für den Abstand größer als die Auf lösung des 3D-Scanners, aber kleiner als der kleinste Abstand zweier benachbarter geometrischer Merkmale der Struktur, ist die gewünschte Zuordnung in die einzelnen Randpunktgruppen re gelmäßig sehr zuverlässig.

Für die so ermittelten Randpunktgruppen werden dann jeweils analytische Beschreibungen auf Basis der darin enthaltenen Randpunkte bestimmt. Es wird dabei nach einer analytischen und also logisch und/oder mathematisch ausdrückbaren Funktion ge sucht, welche die durch die Randpunkte der jeweiligen Rand punktgruppe abgebildete Kantengeometrie möglichst genau wider spiegelt. Dabei können beliebig komplexe logische und/oder ma thematische Funktionen an die Randpunkte der jeweiligen Grup pen angepasst werden. Es ist aber bevorzugt, wenn zumindest für einige zu erwartende geometrische Formen bestimmte analy tische Beschreibungen vorgegeben sind, um ggf. an die Rand punkte angepasst zu werden. Bevorzugt wird ein 3D-Kreis - also ein Kreis, dessen Radius und Lage im dreidimensionalen Raum beliebig anpassbar ist - als eine von ggf. mehreren analyti schen Beschreibungen vorgegeben, um damit insbesondere Bohrun gen in der Struktur beschreiben zu können.

Es ist bevorzugt, wenn vor oder nach dem Bestimmen der analy tischen Beschreibung die für das Austauschstrukturteil irrele vanten Randpunkte, Randpunktgruppen und/oder analytische Be schreibungen verworfen werden. Können Randpunkte und/oder Randpunktgruppen bereits vor der Ermittlung einer analytischen Beschreibung dafür als für die Herstellung des Austauschstruk turteils irrelevant ermittelt werden, bspw. weil sie Bohrungen beschreiben, die nicht für die Verbindung mit dem Austausch strukturteil vorgesehen sind, kann die Rechenleistung für das Ermitteln der analytischen Beschreibung für eben diese Rand punkte und/oder Randpunktgruppen eingespart werden. Ähnliches gilt für bereits ermittelte analytische Beschreibungen: Für die Herstellung des Austauschstrukturteils irrelevante analy tische Beschreibungen müssen bei den nachfolgenden Schritten nicht weiter berücksichtigt werden, was Rechenleistung einspa ren kann.

Die extrahierten Modelldaten, welche die Stoßkanten und/oder die Bohrungen an der aufnehmenden Struktur widerspiegeln, wer den mittels vorgegebener Übertragungsfunktionen auf Modellda ten für die Begrenzungskanten und/oder Bohrungen für das Aus tauschstrukturteil übertragen. Da die extrahierten Modelldaten lediglich die erfasste aufnehmende Struktur abbilden, auf der das Austauschstrukturteil zu liegen kommt bzw. mit der es ver bunden werden soll, ist eine Übertragung der Modelldaten der aufnehmenden Struktur auf das Austauschstrukturteil und letzt endlich den Rohling nicht immer möglich. Vielmehr ist vorgese hen, die extrahierten Modelldaten mithilfe von Übertragungs funktionen in Modelldaten für das Austauschstrukturteil zu überführen, wobei bspw. auf die Dicke des Austauschstruktur teils im Bereich der Bohrungen für Verbindungselemente Rück sicht genommen werden kann. Darüber hinaus ist bevorzugt, wenn bei den Übertragungsfunktionen Abstände zwischen Stoßkanten der Struktur und den jeweiligen Begrenzungskanten der Aus tauschstruktur vorgesehen werden, bspw. um einen Spalt für Dichtungsmasse zwischen aufnehmender Struktur und Austausch strukturteil zu schaffen.

Für das Übertragen der extrahierten Modelldaten der Stoßkanten und/oder Bohrungen auf Modelldaten für Begrenzungskanten und Bohrungen für das Austauschstrukturteil kann auf ein 3D-Modell des Rohlings zurückgegriffen werden, um sicherzustellen, dass sich die übertragenen Modelldaten für Begrenzungskanten und Bohrungen für das Austauschstrukturteil tatsächlich auf dem nachfolgend zu bearbeitenden Rohling bzw. dessen Oberfläche wiederfinden .

Es kann vorgesehen sein, dass die Modelldaten für Begrenzungs kanten und Bohrungen für das Austauschstrukturteil manuell überprüft und/oder bearbeitet werden können, bevor die letzt endliche Umsetzung der Modelldaten in den Rohling erfolgt.

Auf Basis der ggf. manuell veränderten Modelldaten für Begren zungskanten und Bohrungen für das Austauschstrukturteil werden anschließend auf bekannte Art und Weise kollisionsfreie Robo terbahnen zur Übertragung dieser Modelldaten auf den Rohling des Austauschstrukturteils ermittelt. Hierzu sind neben den Modelldaten noch Informationen über den Roboter und insbeson dere dessen Beweglichkeit erforderlich, die jedoch regelmäßig vorliegen .

Abschließend wird ein Roboter gemäß der ermittelten kollisi onsfreien Roboterbahnen zur Übertragung der Modelldaten auf den Rohling angesteuert. Dass Übertragen der Modelldaten auf den Rohling kann dabei das Anzeichnen von Bohrungen und Be grenzungskanten, die anschließend entsprechend - ggf. auch ma nuell - ausgearbeitet werden, oder aber das unmittelbare Ein bringen von Bohrungen und/oder das Fräsen von Begrenzungskan ten umfassen. Hierzu geeignete Roboter sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Am Ende des Verfahrens liegt ein aus einem Rohling hergestell tes Austauschstrukturteil vor, welches sich passgenau in die aufzunehmende Struktur einfügen und sich unmittelbar an dieser befestigen lässt.

Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.

Die Erfindung wird nun anhand einer bevorzugten Ausführungs form unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bei-spielhafthaft beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 : schematische Darstellung des Inlet-Cowl-Bereichs eines Flugzeugtriebwerks mit entferntem, zu er setzendem Lip Skin-Segment ;

Figur 2 : einen 3D-Scanner zum Scannen der Inlet Cowl aus

Figur 1;

Figur 3: beispielhafter Ausschnitt einer Punktwolke als

Ergebnis des 3D-Scanners aus Figur 2;

Figur 4 : schematische Darstellung der aus einer Punktwolke gemäß Figur 3 extrahierten Modelldaten der Inlet Cowl aus Figur 1;

Figur 5: schematische Darstellung der auf einen Rohling übertragenen Modelldaten basierend auf den Mo delldaten der Inlet Cowl nebst kollisionsfreier Roboterbahnen; und

Figur 6: schematische Darstellung eines Roboters zur Über tragung der Modelldaten gemäß Figur 5 auf einen Rohling .

In Figur 1 ist ein Abschnitt einer Inlet Cowl 1 eines Flug zeugtriebwerks dargestellt, aus dem ein defektes Lip Skin-Seg-ment 2 bereits entfernt ist. Die dazu benachbarten Lip Skin-Segmente 2 sind an der Inlet Cowl 1 verblieben, ebenso wie die Verbindungslaschen 3, mit dem die Lip Skin-Segmente 2 an der Inlet Cowl 1 sowie den benachbarten Lip Skin-Segmenten 2 ver bunden werden. Die Verbindungslaschen 3 weisen dazu ein Loch bild 4 auf, um jeweils mit den darüber zu verbindenden Teilen durch Nieten 5 fest verbunden zu werden.

Die Inlet Cowl 1 sowie die daran verbliebenden Lip Skin-Seg mente 2 nebst Verbindungslaschen 3 bilden eine aufnehmende Struktur 10 im Sinne der vorliegenden Erfindung mit einem Auf nahmebereich 11 für ein Austauschstrukturteil 40 als Ersatz für das bereits entfernte defekte Lip Skin-Segment 2. Damit das Austauschstrukturteil 40 in den Aufnahmebereich 11 passt, muss zum einen dessen Außenkontur an die durch die aufnehmende Struktur 10 definierte Begrenzung des Aufnahmebereichs 11 an gepasst sein, zum anderen muss das für die Befestigung an dem Austauschstrukturteil 40 vorzusehende Muster an Bohrungen 41 auf die dafür vorgesehenen Bohrungen 13 in den Verbindungsla schen 3 ausgelegt sein. Die in diesem Zusammenhang relevanten Stoßkanten 12 sowie die Bohrungen 13 in den Verbindungslaschen 3 sind in Figur 1 angegeben.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Aufnahmebereich 11 per 3D-Scan-Verfahren erfasst wird.

In Figur 2 ist exemplarisch eine für den gewünschten 3D-Scan geeignete Vorrichtung 20 gezeigt.

Die Vorrichtung 20 umfasst einen Roboter 21 und einen um eine vertikale Achse 22 drehbaren Werkstückträger 23 zur Aufnahme der aufnehmenden Struktur 10. Der Roboter 21 weist einen Werk zeugwechsler 24 auf, wobei ein Werkzeug ein Laserliniensensor 25 ist. Der Roboter 21 inkl . dem Werkstückträger 23, der Werk zeugwechsler 24 sowie der Laserliniensensor 25 werden jeweils über ihnen zugeordnete Steuerungseinheiten 26, 27, 28 gesteu ert, die über ein Bus-System 29 mit einer übergeordneten Steu-erungs- und Berechnungsvorrichtung 30 verbunden sind, welche die verschiedenen Komponenten der Vorrichtung 20 koordiniert. An der Steuerungs- und Berechnungsvorrichtung 30 ist außerdem ein Terminal 31 angeordnet, über welches ein Nutzer auf die Steuerung der Vorrichtung 20 Einfluss nehmen kann.

Aufgrund des Werkzeugwechslers 24 ist es möglich, den Roboter 21 wahlweise mit einem Markierstift oder Bearbeitungselemen ten, wie Bohrer oder Fräser, zu versehen, sodass die Vorrich tung 20 gemäß Figur 2 grundsätzlich auch für die in Zusammen hang mit Figur 6 erläuterte Bearbeitung eines Rohlings 39 ge eignet ist.

Die Steuerungs- und Berechnungsvorrichtung 30 steuert die Vor richtung 20 so, dass der in der Figur 1 dargestellte Aufnahme bereich 11 der aufnehmenden Struktur 10 vollständig erfasst wird. Der Laserliniensensor 25 liefert als Ergebnis eine

Punktwolke 32 des Aufnahmebereichs 11 inklusive der relevanten Stoßkanten 12 und der Bohrungen 13. Ein beispielhafter Aus schnitt einer entsprechenden Punktwolke 32 ist in Figur 3 dar gestellt.

Aus der Punktwolke 32 werden anschließend durch die Steue rungs- und Berechnungsvorrichtung 30 Modelldaten der Stoßkan ten 12 und der Bohrungen 13 extrahiert. Dazu werden zunächst die Randpunkte in der Punktwolke 32 durch Berechnung einer Randpunktwahrscheinlichkeit auf Basis des Winkelkriteriums, des Halbscheibenkriteriums sowie des Formkriteriums ermittelt, wie es aus der Literatur bekannt ist. Anschließend werden diese identifizierten Randpunkte basierend auf einer Abstands metrik in einzelne jeweils eine oder mehrere Stoßkanten 12 o-der eine Bohrung 13 beschreibende Randpunktgruppen zusammenge fasst, für die dann jeweils eine analytische Beschreibung be stimmt wird. Für die Bohrungen 13 ist als analytische Be schreibung ein 3D-Kreis vorgegeben, für die Stoßkanten 12 eine auf die Oberfläche des Rohlings, welche in Form von 3D-CAD-Da-ten vorliegt, projizierte Gerade.

Nach Bestimmung der analytischen Beschreibung für sämtliche in der Punktwolke 32 identifizierbare Stoßkanten 12 und Bohrungen 13 werden anschließend die für die Herstellung des Austausch teils 40 irrelevanten analytischen Beschreibungen - bspw.

sämtliche Bohrungen 13 außerhalb der Stoßkanten 12 - verwor fen, sodass im Ergebnis nur analytische Beschreibungen der tatsächlich relevanten Geometrie des Aufnahmebereichs 11 ver bleiben. Diese lassen sich bspw. als 3D-CAD-Modell darstellen, wie es in Figur 4 als vereinfachte, insbesondere hinsichtlich der Anzahl der Bohrungen 13 stark reduzierte Draufsicht ge zeigt ist.

Basierend auf den extrahierten Modelldaten der Stoßkanten 12 und Bohrungen 13 im Aufnahmebereich 11 der aufnehmenden Struk tur 10 werden anschließend durch die Steuerungs- und Berech nungsvorrichtung 30 mithilfe von vorgegebenen Übertragungs funktionen Modelldaten für die Begrenzungskanten 42 und Boh rungen 41 für das Austauschstrukturteil 40 ermittelt, damit dieses passgenau zum Aufnahmebereich 11 der aufnehmenden

Struktur 10 ist. Dabei wird bspw. die Position der Bohrungen 41 unter Berücksichtigung der Wandstärke des Rohlings 39 ange passt. Außerdem werden die Begrenzungskanten 42 so verändert, dass im eingesetzten Zustand des aus dem Rohling 39 herge stellten Austauschstrukturteils 40 in den Aufnahmebereich 11 der aufnehmenden Struktur 10 zwischen Begrenzungskanten 42 und Stoßkanten 12 ein Spalt zur Aufnahme von Dichtmaterial vorhan den ist.

Die so gewonnenen Modelldaten für die Begrenzungskanten 42 und Bohrungen 41 für das Austauschstrukturteil 40 lassen sich ebenfalls als 3D-CAD-Daten darstellen, wie es in Figur 5 ana log zur Darstellung aus Figur 4 gezeigt ist. Diese Modelldaten lassen sich bei Bedarf noch manuell anpassen.

Sind die Modelldaten - bspw. über das Terminal 31 - von einem Nutzer freigegeben, werden in einem nächsten Schritt von der Steuerungs- und Berechnungsvorrichtung 30 kollisionsfreie Ro boterbahnen 43 zur Übertragung der Modelldaten für Begren zungskanten 42 und Bohrungen 41 für das Austauschstrukturteil 40 auf einen Rohling 39 ermittelt. Diese Roboterbahnen 43 las-sen sich unter Berücksichtigung der Freiheitsgrade des Robo ters 20 auf bekannte Art und Weise ermitteln und sind in Figur 5 angedeutet.

Die so ermittelten Roboterbahnen 43 werden dann zur Ansteue rung des Roboters 20 verwendet, mit dem die Modelldaten auf den Rohling 39 übertragen werden (Figur 6) . Der Roboter 20 führt dabei die Bohrungen 41 unmittelbar selbst aus, während die Begrenzungskanten 42 auf dem Rohling 39 lediglich ange zeichnet werden, sodass in einer manuellen Bearbeitung das ge wünschte Austauschteil 40 aus dem Rohling 39 ausgelöst werden kann. Aus dem Rohling 39 entsteht somit durch Bearbeitung durch den Roboter 20 und durch anschließende manuelle Bearbei tung das Austauschstrukturteil 40. Der Wechsel zwischen Bohrer und Markierstift erfolgt mithilfe des Werkzeugwechslers 24.

Das so hergestellte Austauschstrukturteil 40 passt unmittelbar in den Aufnahmebereich 11 der aufnehmenden Struktur 10. Ein weiteres Einpassen ist grundsätzlich nicht erforderlich.