AT512732B1 - SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING AND / OR DETECTING OBJECTS IN ROBOT-BASED MANUFACTURING AND MANUFACTURING PROCESSES - Google Patents

SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING AND / OR DETECTING OBJECTS IN ROBOT-BASED MANUFACTURING AND MANUFACTURING PROCESSES Download PDF

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AT512732B1 ATA9307/2008A AT93072008A AT512732B1 AT 512732 B1 AT512732 B1 AT 512732B1 AT 93072008 A AT93072008 A AT 93072008A AT 512732 B1 AT512732 B1 AT 512732B1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Erfassung und Erkennung von Objekten bei robotergestützten Produktions- und Fertigungsprozessen, umfassend wenigstens einen Radarsensor (4, 4b) sowie eine Datenverarbeitungseinrichtung (2), welche mit dem jeweiligen Radarsensor (4, 4b) zusammenwirkt und mit welchen wenigstens ein Objekt (12), dessen geometrische Gestalt sowie räumliche Orientierung und dessen jeweilige Position sowie Lage erfassbar und erkennbar ist, und wenigstens ein Radarsensor (4,4b) als FMCW-Radar, Modulated CW-Radar oder als FM-Radar ausgebildet ist und erhaltene Daten oder Signale für wenigstens ein Objekt (12), insbesondere ein mittels eines Förder- oder Transportbandes bewegtes Objekt (12), in für eine Steuer- /Regeleinrichtung (10) wenigstens einer Handhabungsvorrichtung (6) verwertbare Informationen umwandelbar sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zur Erfassung und Erkennung von Objekten bei robotergestützten Produktions- und Fertigungsprozessen, mittels wenigstens eines Radarsensors (4, 4b), welcher wenigstens ein Objekt (12), dessen geometrische Gestalt sowie räumliche Orientierung und dessen jeweilige Position sowie Lage erfasst und erkennt wobei wenigstens ein Radarsensor (4,4b) in der Art eines FMGW- Radars, eines Modulated GW-Radars oder eines FM-Radars verwendet wird , wobei die verschiedenen Radartypen auch kombiniert einsetzbar sind und erhaltene Daten oder Signale für wenigstens ein Objekt (12), insbesondere ein mittels eines Förder- oder Transportbandes bewegtes Objekt (12), in für eine Steuer/Regeleinrichtung (10) wenigstens einer Handhabungsvorrichtung (6) verwertbare Informationen umgewandelt werden.The invention relates to a system for detecting and detecting objects in robotic production and manufacturing processes, comprising at least one radar sensor (4, 4b) and a data processing device (2) which cooperates with the respective radar sensor (4, 4b) and with which at least one Object (12) whose geometric shape and spatial orientation and its respective position and location is detectable and recognizable, and at least one radar sensor (4,4b) is designed as FMCW radar, Modulated CW radar or FM radar and data obtained or signals for at least one object (12), in particular an object (12) moved by means of a conveyor or conveyor belt, can be converted into information usable for a control device (10) of at least one handling device (6). Furthermore, the invention relates to a corresponding method for detecting and detecting objects in robot-assisted production and manufacturing processes, by means of at least one radar sensor (4, 4b), which at least one object (12), its geometric shape and spatial orientation and its respective position and Position detected and recognizes wherein at least one radar sensor (4,4b) is used in the form of an FMGW radar, a Modulated GW radar or an FM radar, the different radar types are also used in combination and received data or signals for at least one Object (12), in particular an object (12) moved by means of a conveyor or conveyor belt, are converted into information usable for a control / regulating device (10) of at least one handling device (6).

Description

österreichisches Patentamt AT512 732 B1 2014-02-15Austrian Patent Office AT512 732 B1 2014-02-15

SYSTEM UND VERFAHREN ZUR ERFASSUNG UND/ODER ERKENNUNG VON OBJEKTEN BEI ROBOTERGESTÜTZTEN PRODUKTIONS- UND FERTIGUNGSPROZESSENSYSTEM AND METHOD FOR DETECTING AND / OR DETECTING OBJECTS IN ROBOT-BASED MANUFACTURING AND MANUFACTURING PROCESSES

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein System sowie ein Verfahren zur Erfassung und/oder Erkennung von Objekten bei robotergestützten Produktions- und Fertigungsprozessen, wobei insbesondere die geometrische Gestalt und/oder die räumliche Orientierung und/oder die Lage des jeweiligen Objektes, insbesondere eines mittels eines Förder- oder Transportbandes bewegten Objektes, relativ zu wenigstens einer Handhabungsvorrichtung und/oder einem Referenzpunkt, auch unabhängig von den jeweils vorherrschenden Lichtverhältnissen, bestimmbar ist.Description: [0001] The invention relates to a system and a method for detecting and / or detecting objects in robot-assisted production and manufacturing processes, wherein in particular the geometric shape and / or the spatial orientation and / or the position of the respective object, in particular a means a conveyor or conveyor belt moving object, relative to at least one handling device and / or a reference point, also independent of the prevailing lighting conditions, can be determined.

[0002] Als Roboter wird dabei ein nahezu frei programmierbares, rechnergesteuertes Handhabungsgerät oder eine Handhabungsvorrichtung für das Bewegen von Material, Werkstücken, Werkzeugen oder Spezialgeräten verstanden. Roboter sind stationäre oder mobile Maschinen oder Geräte, die nach vorbestimmbaren Anweisungen, insbesondere einem Programm, festgelegte Aufgaben verrichten und/oder erfüllen. Roboter, Handhabungsvorrichtung oder -gerät werden nachfolgend auch synonym gebraucht. Als Industrieroboter werden industriell eingesetzte Roboter mit mehreren Achsen, insbesondere sechs Achsen, verstanden, welche in verschiedensten Produktions- und/oder Fertigungsprozessen, wie beispielsweise in der Automobilindustrie beim Lackieren, Schweißen, oder Polieren oder Schleifen und dergleichen einsetzbar sind.As a robot is an almost freely programmable, computer-controlled handling device or a handling device for moving material, workpieces, tools or special equipment understood. Robots are stationary or mobile machines or devices that perform predetermined tasks, in particular a program, specified tasks and / or fulfill. Robot, handling device or device are also used synonymously below. Industrial robots are understood to mean industrially used robots having a plurality of axles, in particular six axles, which can be used in a wide variety of production and / or production processes, for example in the automobile industry during painting, welding, or polishing or grinding and the like.

[0003] Der Einsatz von Robotern im Automatisierungsbereich, beispielsweise in der Lackier-und/oder Schweißtechnik, oder von robotergestützter Automation zählt zu den am weitest verbreiteten Anwendungen bei modernen Robotersystemen. Auch zur Bewältigung immer komplexerer Automatisierungsaufgaben im Fertigungsbereich werden zunehmend Roboter eingesetzt, mit deren Hilfe im Zusammenwirken mit möglichst universellen Fertigungseinrichtungen zahlreiche auch unterschiedliche Produktvariationen herstellbar sind, wobei die eingesetzten Roboter und/oder Fertigungseinrichtungen in aller Regel über eine Vielzahl von Sensoren intelligent mit ihrer Umwelt kommunizieren und interagieren können.The use of robots in the field of automation, for example in the painting and / or welding technology, or robot-based automation is one of the most widespread applications in modern robot systems. To cope with increasingly complex automation tasks in the manufacturing sector, robots are increasingly being used, with the aid of which, in conjunction with the most universal production devices, numerous different product variations can be produced, with the robots and / or production devices used as a rule intelligently communicating with their environment via a large number of sensors and interact.

[0004] So umfasst die Bewältigung komplexerer Automatisierungsaufgaben im Fertigungsbereich auch oftmals das Erfassen und/oder Differenzieren von Mustern sowie das Erkennen des jeweilig zu bearbeitenden Werkstückes und/oder seiner Position und/oder Orientierung beziehungsweise Ausrichtung im Raum. Dabei ist die Position und/oder Ausrichtung des jeweiligen Werkstückes genau zu bestimmen, um die jeweiligen Handhabungsvorrichtungen und Montageeinrichtungen hinreichend exakt nachführen zu können. Der Aufwand für die produktabhängigen Vorrichtungen reduziert sich drastisch und die Flexibilität der Fertigung erhöht sich um ein Vielfaches, wenn die Positionsbestimmung im dreidimensionalen Raum erfolgen kann. Dazu werden herkömmlich sog. „Vision Systeme“ eingesetzt. Diese Systeme nutzen vornehmlich optische Verfahren, insbesondere aus dem Bereich Bild-/Mustererkennung, und werden entsprechend ihrer Ausgestaltung unterteilt in 2-dimensionale- und 3- dimensionale Lage- und/oder Positionserkennungs-Systeme beziehungsweise - Verfahren. Dabei wird das jeweilige Werkstück über eine oder mehrere flexibel oder stationär angeordnete Kameras oder Kamerasysteme, in der Regel unter Verwendung von Licht oder Laserstrahlen, insbesondere im sichtbaren Spektralbereich, erfasst und dessen Position und/oder Orientierung, beispielsweise auch unter Verwendung einer entsprechenden Computerprogrammkomponente, ermittelt beziehungsweise bestimmt.Thus, the coping with complex automation tasks in the manufacturing sector often includes the detection and / or differentiation of patterns as well as the recognition of the respective workpiece to be machined and / or its position and / or orientation or orientation in space. In this case, the position and / or orientation of the respective workpiece is to be determined precisely in order to be able to track the respective handling devices and mounting devices with sufficient accuracy. The cost of the product-dependent devices is drastically reduced and the flexibility of production increases many times, if the position can be determined in three-dimensional space. Conventionally, so-called "vision systems" are used for this purpose. These systems mainly use optical methods, in particular from the field of image / pattern recognition, and are subdivided according to their design into 2-dimensional and 3-dimensional position and / or position recognition systems or methods. In this case, the respective workpiece via one or more flexible or stationary cameras or camera systems arranged, usually using light or laser beams, especially in the visible spectral range, detected and its position and / or orientation, for example, using a corresponding computer program component determined or determined.

[0005] Bekannte Systeme verwenden zur Aus- oder Anleuchtung beziehungsweise zum Betrieb der jeweiligen Kamera oder Kamerasysteme Licht im sichtbaren Bereich, insbesondere von ca. 380 bis 780 Nanometer [nm] Wellenlänge bzw. setzen Laser mit vergleichbarem Wellenlängenbereich ein. Für das räumliche Sehen beziehungsweise die räumliche Erfassung sind auch Stereosysteme einsetzbar.Known systems use for illumination or illumination or for operation of the respective camera or camera systems light in the visible range, in particular from about 380 to 780 nanometers [nm] wavelength or use lasers with a comparable wavelength range. For spatial vision or spatial detection and stereo systems can be used.

[0006] 3D (3-dimensionale)-Stereosysteme ermöglichen die hochgenaue Bestimmung von 1 /11 österreichisches Patentamt AT512 732 B1 2014-02-153D (3-dimensional) stereo systems allow the highly accurate determination of 1/11 Austrian Patent Office AT512 732 B1 2014-02-15

Lagekoordinaten auch in sechs Freiheitsgraden. Sie werden besonders dann eingesetzt, wenn einfache Erkennungs-/ldentifikations- beziehungsweise Unterscheidungsmerkmale nicht zur Verfügung stehen beziehungsweise nicht vorliegen, große oder mehrere Teile oder Komponenten mit einer sehr hohen Auflösung erfasst und die Qualität und Effizienz von hochautomatisierten Rotober- und Handhabungssystemen durch schnelle und präzise Positionsbestimmungen gesteigert werden sollen beziehungsweise müssen. Dabei ist der jeweilige Arbeitsbereich von Kamera und/oder Handhabungssystem beziehungsweise -Vorrichtung definiert und/oder homogen auszuleuchten, wobei die Schwankungen in der Helligkeit, insbesondere tagesverlaufsbedingte oder wetterbedingte oder jahreszeitbedingte Helligkeitsschwankungen, auf ein Minimum zu reduzieren sind.Position coordinates also in six degrees of freedom. They are particularly useful when simple detection / identification or distinctions are not available, large or multiple parts or components detected at a very high resolution and the quality and efficiency of highly automated rotober and handling systems through fast and accurate Position determinations should be increased or must. In this case, the respective working area of the camera and / or handling system or device is defined and / or illuminated homogeneously, the fluctuations in the brightness, in particular due to the course of the day, weather or seasonal variations in brightness, being reduced to a minimum.

[0007] Diesen Vorgaben wird beispielsweise durch umfangreiche Baumaßnahmen wie z. B. das Abdunkeln der jeweiligen Arbeitsbereiche und/oder Räumlichkeiten Rechnung getragen.These requirements, for example, by extensive construction measures such. B. the darkening of the respective work areas and / or premises taken into account.

[0008] Besonderes Augenmerk verdient auch die jeweilige Umgebung der Anlagen oder Fertigungsstätten, die nicht durch atmosphärische Störungen wie beispielsweise Sprühnebel beeinträchtigt werden darf. Ein derartiger Nebel könnte die Funktionsweise der Lampen beeinträchtigen oder zwischen Kamera und Werkstück eine Lichtstreuung oder Reduzierung der Lichtintensität verursachen. Damit wären solche Systeme beispielsweise in einer Gießerei nicht ersetzbar.Particular attention deserves the particular environment of plants or manufacturing facilities that must not be affected by atmospheric disturbances such as spray. Such a fog could affect the operation of the lamps or cause light scattering or reduction of light intensity between the camera and the workpiece. For example, such systems would not be replaceable in a foundry.

[0009] Auch an das jeweilige Werkstück oder Bauteil selbst werden dabei besondere Anforderung hinsichtlich Beschaffenheit und Material gestellt. So darf das jeweilige Bauteil beispielsweise nicht durchsichtig sein und/oder muss sich farblich vom Hintergrund unterscheiden.Also to the respective workpiece or component itself special requirements are made in terms of texture and material. For example, the respective component must not be transparent and / or must differ in color from the background.

[0010] Aus der US 5 537 119 A ist beispielsweise ein System und Verfahren zur sicheren Nachverfolgung von fliegenden Objekten, wie zum Beispiel Flugzeuge, aber auch Fernlenkgeschosse, Lenkwaffen und Raketen, mittels mehrdimensionaler Relaxation bekannt geworden, bei welchen die Erfassung der sich bewegenden Objekte vornehmlich durch Anwendung einer iterativen Lagrange-Relaxations-Technik erfolgt. Der US 5 537 119 sind dabei jedoch keinerlei Hinweise entnehmbar auf die Erfassung und Erkennung von Objekten bei robotergestützten Produktions- und Fertigungsprozessen und die zu verwendenden Sensorarten schließen ließen.From US 5,537,119 A, for example, a system and method for safe tracking of flying objects, such as aircraft, but also missile projectiles, missiles and missiles, known by means of multi-dimensional relaxation, in which the detection of the moving objects primarily by using an iterative Lagrangian relaxation technique. However, US Pat. No. 5,537,119 does not disclose any clues as to the detection and recognition of objects in robot-assisted production and manufacturing processes and the types of sensors to be used.

[0011] Des Weiteren ist aus der EP 1 239 299 A2 zwar eine Verwendung von Radarsensoren in der Fahrzeugtechnik bekannt geworden, welche unter Ausnutzung des Dopplereffektes in der Lage sind die relative Geschwindigkeit und den Abstand zweier Objekte zueinander zu bestimmen, jedoch sind dieser keinerlei Hinweise hinsichtlich einer Verwendung von Radarsensoren für die robotergestützte Automation bei robotergestützten Produktions- und Fertigungsprozessen entnehmbar.Furthermore, it is known from EP 1 239 299 A2 although a use of radar sensors in vehicle technology, which are using the Doppler effect in a position to determine the relative speed and the distance between two objects to each other, but this is no evidence regarding the use of radar sensors for robotic automation in robotic production and manufacturing processes.

[0012] Aufgabe der Erfindung ist es eine Möglichkeit für eine effiziente Erfassung und/oder Erkennung eines Objektes, insbesondere eines bewegten Objektes anzugeben, welche nichtoptisch und damit unabhängig von den vorherrschenden Lichtverhältnissen ist und auf den Einsatz künstlicher Lichtquellen verzichtet.The object of the invention is to provide a way for efficient detection and / or detection of an object, in particular a moving object, which is non-optical and thus independent of the prevailing lighting conditions and dispenses with the use of artificial light sources.

[0013] Diese Aufgabe wird durch ein System der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildung sowie ein entsprechendes Verfahren zur Erfassung und/oder Erkennung von Objekten für eine Bearbeitung mittels rechnergesteuerter Handhabungsgeräte sind in weiteren Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben.This object is achieved by a system of the type mentioned above with the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments as well as a corresponding method for detecting and / or detecting objects for processing by means of computer-controlled handling devices are specified in further claims and the following description.

[0014] Demgemäß weist das System zur Erfassung und/oder Erkennung von Objekten bei robotergestützten Produktions- und Fertigungsprozessen, wenigstens einen Radarsensor sowie eine Datenverarbeitungseinrichtung auf, welche mit dem jeweiligen Radarsensor zusammenwirkt und mit welchen wenigstens ein Objekt, dessen geometrische Gestalt sowie räumliche Orientierung und dessen jeweilige Position sowie Lage erfassbar und erkennbar ist, wobei wenigstens ein Radarsensor (4,4b) als FMCW- Radar, Modulated CW-Radar oder als FM-Radar ausgebildet ist und erhaltene Daten oder Signale für wenigstens ein Objekt, insbesondere ein mittels eines Förder- oder Transportbandes bewegtes Objekt, in für eine Steu- 2/11 österreichisches Patentamt AT512 732B1 2014-02-15 er/Regeleinrichtung wenigstens einer Handhabungsvorrichtung (6) verwertbare Informationen umwandelbar sind.Accordingly, the system for detecting and / or detecting objects in robotic production and manufacturing processes, at least one radar sensor and a data processing device which cooperates with the respective radar sensor and with which at least one object whose geometric shape and spatial orientation and its respective position and position can be detected and recognized, wherein at least one radar sensor (4,4b) as FMCW radar, Modulated CW radar or FM radar is formed and received data or signals for at least one object, in particular one by means of a conveyor - or conveyor belt moving object, in a taxable for a tax / control device at least one handling device (6) information can be converted.

[0015] Systemgemäß sind dabei insbesondere zwei oder mehr Radarsensoren einsetzbar.According to the system, in particular two or more radar sensors can be used.

[0016] Vorteilhaft ist vorsehbar, dass Radarsensor und Datenverarbeitungseinrichtung jeweils über eine drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsverbindung, insbesondere ein LAN, WLAN oder WAN, beispielsweise der Art Ethernet, Bluetooth, oder einen anderen gängigen Bustyp, wie beispielsweise CAN, CANOPEN, Profibus, Modbus, aber auch USB, RS-232, SCSI oder dergleichen Zusammenwirken.Advantageously, it can be provided that radar sensor and data processing device each have a wireless or wired communication connection, in particular a LAN, WLAN or WAN, for example, the type Ethernet, Bluetooth, or another common bus type, such as CAN, CANOPEN, Profibus, Modbus, but also USB, RS-232, SCSI or the like interaction.

[0017] In vorteilhafter Ausgestaltung umfasst das System wenigstens eine Schnittstelle, über welche die umgewandelten Informationen der Steuer-/Regeleinrichtung wenigstens einer Handhabungsvorrichtung, insbesondere einem oder mehreren sechsachsigen Industrierobotern, zuleitbar beziehungsweise übermittelbar sind.In an advantageous embodiment, the system comprises at least one interface via which the converted information of the control / regulating device of at least one handling device, in particular one or more six-axis industrial robots, feedable or can be transmitted.

[0018] Auch die vorgenannte Schnittstelle kann dabei der Art nach drahtgebunden oder drahtlos beispielsweise als Ethernet-, Bluetooth-, CAN-, CANOPEN-, Profibus-, Modbus-, aber auch USB-, RS-232- oder SCSI-Schnittstelle oder einer Kombination daraus ausgebildet sein.The aforementioned interface can be wired or wireless, for example, as Ethernet, Bluetooth, CAN, CANOPEN, Profibus, Modbus, but also USB, RS-232 or SCSI interface or a Combination of it be formed.

[0019] Die entsprechenden Radarsensoren umfassen dabei insbesondere sowohl eine Sendeeinrichtung als auch eine Empfangseinrichtung für Radarwellen geeigneter Frequenz. Weiterbildend können Sende- und Empfangseinrichtung auch in einem Gerät integriert sein.The corresponding radar sensors include in particular both a transmitting device and a receiving device for radar waves suitable frequency. Further education transmitting and receiving device can also be integrated in a device.

[0020] Systemgemäß sind mittels des jeweiligen Radarsensors elektromagnetische Wellen außerhalb des sichtbaren Spektralbereiches generierbar, beispielsweise in Form von Mikrowellen im MHz- und GHz-Bereich oder von Schallwellen bei Frequenzen zwischen 20 kHz und 1 GHz, welche gegen Einflüsse in der umgebenden Atmosphäre wie sie in Fertigungs- und Produktionsbetrieben vorkommt unempfindlich sind.According to the system electromagnetic waves can be generated outside the visible spectral range by means of the respective radar sensor, for example in the form of microwaves in the MHz and GHz range or sound waves at frequencies between 20 kHz and 1 GHz, which against influences in the surrounding atmosphere as they are insensitive in manufacturing and production plants.

[0021] Die zugehörigen Sendefrequenzen können sich dabei beispielhaft im Bereich von 76-77 GHz, entsprechend einer Wellenlänge von etwa 4 mm oder aber auch im Bereich von ca. 24 GHz bewegen.The associated transmission frequencies can be an example in the range of 76-77 GHz, corresponding to a wavelength of about 4 mm or even in the range of about 24 GHz move.

[0022] Des Weiteren wird die gestellte Aufgabe durch ein entsprechendes Verfahren zur Erfassung und/oder Erkennung von Objekten für eine Bearbeitung mittels rechnergesteuerter Handhabungsgeräte gelöst, wobei insbesondere mittels eines vorgenannten Systems, wenigstens ein Objekt, dessen geometrische Gestalt sowie räumliche Orientierung und dessen jeweilige Position sowie Lage erfasst und erkennt, und wenigstens ein Radarsensor in der Art eines FMGW- Radars, eines Modulated GW-Radars oder eines FM-Radars verwendet wird, wobei die verschiedenen Radartypen auch kombiniert einsetzbar sind und erhaltene Daten oder Signale für wenigstens ein Objekt, insbesondere ein mittels eines Förder- oder Transportbandes bewegtes Objekt, in für eine Steuer/Regeleinrichtung wenigstens einer Handhabungsvorrichtung verwertbare Informationen umgewandelt werden.Furthermore, the object is achieved by a corresponding method for detecting and / or recognition of objects for processing by computer-controlled handling devices, in particular by means of an aforementioned system, at least one object whose geometric shape and spatial orientation and its respective position and position detected and detected, and at least one radar sensor in the manner of an FMGW radar, a Modulated GW radar or an FM radar is used, the different radar types are also used in combination and obtained data or signals for at least one object, in particular a moved by means of a conveyor or conveyor belt object to be converted into usable for a control / regulation device of at least one handling device information.

[0023] Vorteilhaft ist das Verfahren auch bei einem mittels eines Transport- oder Förderbandes bewegten Objektes anwendbar.Advantageously, the method is also applicable to a moving by means of a transport or conveyor belt object.

[0024] In Weiterbildung des Verfahrens werden die verwertbaren Informationen zur Umsetzung über eine entsprechende Kommunikationsverbindung an die Steuer-/Regeleinrichtung wenigstens einer Handhabungsvorrichtung, insbesondere ein mehrachsiger Industrieroboter, übermittelt und/oder zur Synchronisation sowie Abstimmung der Bewegungen sowie Positionierung von Handhabungsvorrichtung und Objekt, insbesondere Werkstück, verwendet.In a further development of the method, the useful information for implementation via a corresponding communication link to the control / regulating device at least one handling device, in particular a multi-axis industrial robot, transmitted and / or synchronization and tuning of the movements and positioning of handling device and object, in particular Workpiece, used.

[0025] Vorteilhaft ist vorsehbar dass der jeweilige Radarsensor mit Sende - sowie Empfangseinrichtung, gerichtete elektromagnetische Wellen gebündelt als sogenanntes Primärsignal aussendet und die vom jeweiligen Objekt reflektierten Signale beziehungsweise "Echos" als sogenanntes Sekundärsignal empfängt und im Zusammenwirken mit der Datenverarbeitungseinrichtung nach verschiedenen, vorbestimmbaren Kriterien auswertet und/oder das jeweilige Objekt regelbasiert erkennt beziehungsweise positionsgenau erfasst. 3/11 österreichisches Patentamt AT512 732 B1 2014-02-15 [0026] So können Informationen über die jeweiligen Objekte gewonnen werden, indem beispielsweise bei der jeweiligen Messung auf Laufzeiten sowie Laufzeitunterschiede und/oder auch auf den Doppler - Effekt zurückgegriffen wird.Advantageously, it can be provided that the respective radar sensor with transmitting and receiving device transmits directional electromagnetic waves bundled as a so-called primary signal and the signals or "echoes" reflected by the respective object. receives as a so-called secondary signal and evaluates in cooperation with the data processing device according to different, predeterminable criteria and / or recognizes the respective object rule-based or accurately detected position. Thus, information about the respective objects can be obtained, for example, by using the respective measurement for transit times as well as transit time differences and / or also for the Doppler effect.

[0027] Als Doppler - Effekt bezeichnet man die Veränderung der Frequenz der Wellen jeder Art, also auch Radar oder Ultraschallwellen, während sich die Quelle und Messkörper, vorliegend insbesondere das Werkstück, relativ zueinander bewegen, das heißt, beispielsweise die Quelle sich auf den Köper zu oder sich von diesem weg bewegt oder der Körper sich auf die Quelle zu oder von dieser weg bewegt. Durch diese Frequenzänderung können verschiedene Informationen an die Steuer-/Regeleinrichtung der jeweiligen Handhabungsvorrichtung weitergegeben werden.Doppler effect is the change in the frequency of waves of any kind, including radar or ultrasonic waves, while the source and measuring body, in particular the workpiece, move relative to each other, that is, for example, the source on the body to or away from, or the body is moving toward or away from the source. Through this change in frequency, various information can be passed to the control / regulating device of the respective handling device.

[0028] Aus der Zeitdifferenz und damit der Laufzeit zwischen Senden der Welle und deren Empfang nach der Reflexion am jeweiligen Objekt oder Messkörper, insbesondere einem zu verarbeitenden Werkstück, kann die Entfernung des jeweils angestrahlten Oberflächenbereiches oder Punktes des jeweiligen Objektes zum Sender erfasst werden.From the time difference and thus the transit time between sending the wave and receiving it after reflection on the respective object or measuring body, in particular a workpiece to be processed, the distance of each illuminated surface area or point of the respective object to the transmitter can be detected.

[0029] Wird das jeweilige, die Radarstahlen zumindest anteilig reflektierende Objekt, bei hinreichend kleinem Abstand zum Sender, insbesondere nur wenige 10 cm bis wenige Meter, entsprechend einem vorbestimmbaren Raster mit entsprechender Auflösung mittels eines gerichteten Radarstrahls abgetastet (kann 1- oder 2- dimensionale Abtastung sein), so lassen sich die reflektierenden Strukturen des Objektes, insbesondere die Oberflächen von metallischen Objekten beziehungsweise Werkstücken, anhand von Abtastrichtung und Laufzeit der empfangenen Echos rekonstruieren.Is the respective, the Radarstahlen at least partially reflecting object, at a sufficiently small distance to the transmitter, in particular only a few 10 cm to a few meters, corresponding to a predeterminable grid with appropriate resolution by means of a directed radar beam scanned (1- or 2-dimensional Be scanning), so the reflective structures of the object, in particular the surfaces of metallic objects or workpieces, on the basis of scanning direction and duration of the received echoes can be reconstructed.

[0030] Auf diese Weise lässt sich eine 3D-Rekonstruktion des Abtastbereiches sowie des darin zumindest teilweise befindlichen Objektes gewinnen.In this way, it is possible to obtain a 3D reconstruction of the scanning region and of the object located therein at least partially.

[0031] Wirken mehrere, beispielsweise zwei bis vier geeignet positionierte Radarsensoren zusammen, beispielsweise über eine entsprechende Datenverarbeitungseinrichtung mit dafür eingerichtetem Computerprogrammprodukt, so kann auf diese Weise ein nahezu vollständiges 3D-Abbild des jeweiligen Objektes gewonnen und/oder eine Erfassung sowie Bilderkennung des jeweiligen Objektes durchgeführt und damit auch die Ausrichtung beziehungsweise Orientierung des jeweiligen Werkstückes ermittelt werden.Act multiple, for example, two to four suitably positioned radar sensors together, for example via a corresponding data processing device with computer program product set up so can be obtained in this way an almost complete 3D image of the respective object and / or detection and image recognition of the respective object performed and thus the orientation or orientation of the respective workpiece can be determined.

[0032] Entsprechendes ist auch mit lediglich einem beispielsweise von oben auf das jeweilige Objekt, insbesondere ein weiterzuverarbeitendes Werkstück, gerichteten Sensor möglich, wobei auch bei 2-dim Abtastung in x- und y-Richtung dann lediglich eine teilweise 3D-Rekonstruktion des Objektes gewinnbar ist.The same is possible with only one, for example, from the top of the respective object, in particular a weiterzuverarbeitendes workpiece, directed sensor, whereby even in 2-dim scanning in x and y direction then only a partial 3D reconstruction of the object recoverable is.

[0033] Wird das jeweilige Objekt unter dem Sensor bewegt, so kann dies in Kenntnis der Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit, welche beispielsweise mittels Radarsensor unter Ausnutzung des Dopplereffektes bestimmbar sind, auch bereits mit einer 1- dimensionalen Abtastung erreicht werden.If the respective object is moved under the sensor, this can be achieved with knowledge of the direction of movement and speed, which can be determined for example by means of radar sensor by utilizing the Doppler effect, even with a 1-dimensional scan.

[0034] Wird in alternativer Verfahrensausführung auf eine Laufzeitauswertung verzichtet, so kann eine Bilderkennung gegebenenfalls auch allein anhand der erfassten reflektierenden Strukturen durchgeführt werden.If a runtime evaluation is dispensed with in an alternative method embodiment, an image recognition can optionally also be carried out solely on the basis of the detected reflective structures.

[0035] In einer weiteren Verfahrensausführung wird wenigstens ein Radarsensor in der Art eines FMCW- (frequency modulated continous wave) Radars, eines „Modulated CW- Radars“ oder eines FM-Radars verwendet, wobei die verschiedenen Radartypen auch kombiniert ersetzbar sind.In a further method embodiment, at least one radar sensor is used in the form of an FMCW (Frequency Modulated Continous Wave) radar, a "Modulated CW radar" or an FM radar, the different radar types also being combined in a combinable manner.

[0036] Diese Radare senden mit einer sich ständig ändernden Frequenz. Dabei können zumindest zwei Betriebsarten unterschieden werden. Die Frequenz steigt entweder linear an, um bei einer bestimmten Frequenz abrupt auf den Anfangswert wieder abzufallen, oder sie steigt und fällt abwechselnd mit konstanter Anderungsgeschwindigkeit.These radars transmit with a constantly changing frequency. At least two operating modes can be distinguished. The frequency either increases linearly to abruptly drop to the initial value at a certain frequency, or it increases and decreases alternately at a constant rate of change.

[0037] Vorteilhaft ist weiterhin vorsehbar, dass verfahrensgemäß wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung eingesetzt wird, welche einen Decoder beziehungsweise Dekodierer oder 4/11 österreichisches Patentamt AT512 732 B1 2014-02-15Advantageously, furthermore, it can be provided that, according to the method, at least one data processing device is used, which is a decoder or decoder or Austrian patent office

Kodierer zur Signal- beziehungsweise Impuls- oder Signalverarbeitung und/oder Informationsbereitstellung aufweist.Encoder for signal or pulse or signal processing and / or information provision has.

[0038] Mittels des Dekodierers ist demgemäß auch eine Bereitstellung von Daten/Informationen bereifend die Werkzeuggeschwindigkeit und/oder Entfernung beim Produktionsprozess durchführbar.By means of the decoder is accordingly a provision of data / information frosting the tool speed and / or removal in the production process feasible.

[0039] Vorteilhaft ist vorsehbar, dass Radarsensor und/oder Datenverarbeitungseinrichtung und/oder Steuer-/Regeleinrichtung wenigstens einer Handhabungsvorrichtung jeweils über eine drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsverbindung, insbesondere ein LAN, WLAN oder WAN, beispielsweise der Art Ethernet, Bluetooth, oder einen anderen gängigen Bustyp, wie beispielsweise CAN, CANOPEN, Profibus, Modbus, aber auch USB, RS-232, SCSI oder dergleichen Zusammenwirken.Advantageously, it can be provided that radar sensor and / or data processing device and / or control / regulating device at least one handling device in each case via a wireless or wired communication connection, in particular a LAN, WLAN or WAN, for example, the type Ethernet, Bluetooth, or other common Bus type, such as CAN, CANOPEN, Profibus, Modbus, but also USB, RS-232, SCSI or the like interaction.

[0040] In Weiterbildung des Verfahrens werden die verwertbaren Informationen zur Umsetzung über eine entsprechende Kommunikationsverbindung an die Steuer-/Regeleinrichtung wenigstens einer Handhabungsvorrichtung, insbesondere ein mehrachsiger Industrieroboter, übermittelt und/oder zur Synchronisation sowie Abstimmung der Bewegungen von Handhabungsvorrichtung und Objekt, insbesondere Werkstück, verwendet.In a further development of the method, the usable information for implementation via a corresponding communication connection to the control / regulating device at least one handling device, in particular a multi-axis industrial robot, transmitted and / or for synchronization and tuning of the movements of handling device and object, in particular workpiece, used.

[0041] Die weitere Darlegung der Erfindung erfolgt anhand zweier Figuren sowie der zugehörigen Ausführungsbeispiele.The further illustration of the invention is based on two figures and the associated embodiments.

[0042] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sowie Weiterbildungen der Erfindung sind den beiden Figuren sowie der zugehörigen Beschreibung entnehmbar.Further advantageous embodiments and developments of the invention are the two figures and the associated description can be removed.

[0043] Es zeigen: [0044] Fig. 1 ein beispielhaft ausgebildetes System zur Erfassung und/oder Erkennung von[0043] FIG. 1 shows an exemplary system for detecting and / or detecting

Objekten bei robotergestützten Produktions- und Fertigungsprozessen (in Draufsicht), sowie [0045] Fig. 2 ein beispielhaft ausgebildetes System zur Erfassung und/oder Erkennung vonObjects in robotic production and manufacturing processes (in plan view), as well as an exemplified system for detecting and / or recognition of

Objekten bei robotergestützten Produktions- und Fertigungsprozessen inkl. Ge-schwindigkeits- und Entfernungsbestimmung.Objects in robotic production and manufacturing processes including speed and distance determination.

[0046] In Fig. 1 zeigt ein beispielhaft ausgebildetes System zur Erfassung und/oder Erkennung von Objekten bei robotergestützten Produktions- und Fertigungsprozessen, welches Radarwellen zur Bilderkennung einsetzt. Das beispielhaft gezeigte System umfasst eine Datenverarbeitungseinrichtung 2 sowie zwei Radarsensoren 4, welche vor einer Handhabungsvorrichtung 6, hier ein mehrachsiger Industrieroboter, über einem Transportband 8, insbesondere in Transportrichtung fluchtend und einander beabstandet, angeordnet sind. Die Signale der Radarsensoren 4 werden mit Hilfe eines Encoders, welcher in die Datenverarbeitungseinrichtung 2 integrabel ist, in digitale Signale umgewandelt. Diese Signale werden mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 2 in für die Steuer-/Regeleinrichtung 10 des Roboters verwertbare Informationen und/oder Anweisungen umgewandelt und diese mittels wenigstens einer dafür vorgesehen und eingerichteten Schnittstelle drahtgebunden oder drahtlos an die jeweilige Robotersteuerung übermittelt. Diese Informationen können beispielsweise zur genauen Positionierung des Roboters 6 zum jeweiligen Objekt oder Werkstück herangezogen werden.In Fig. 1 shows an exemplary trained system for detection and / or detection of objects in robotic production and manufacturing processes, which uses radar waves for image recognition. The system shown by way of example comprises a data processing device 2 and two radar sensors 4, which are arranged in front of a handling device 6, here a multi-axis industrial robot, above a conveyor belt 8, in particular in the transport direction and spaced apart. The signals of the radar sensors 4 are converted into digital signals by means of an encoder, which is integrable into the data processing device 2. These signals are converted by means of the data processing device 2 into information and / or instructions which can be used for the control / regulating device 10 of the robot and are transmitted to the respective robot controller by means of at least one interface provided and set up for this purpose. This information can be used, for example, for the exact positioning of the robot 6 for the respective object or workpiece.

[0047] In Figur 2 ist ein System zur Geschwindigkeits- sowie Entfernungsmessung bei robotergestützten Produktions- und Fertigungsprozessen in gegenüber Fig. 1 abgewandelter Ausgestaltung gezeigt, wobei auch hier gemäß Fig. 1 zwei Radarsensoren 4 oberhalb eines Transport- oder Förderbandes 8 in Transportrichtung fluchtend und einander beabstandet angeordnet sind. Zudem ist ein weiterer, dritter Radarsensor 4b am Ende des Transportbades 8 vorgesehen, welcher unter Ausnutzung des Dopplereffektes die Transportgeschwindigkeit eines Objektes beziehungsweise des Bandes ermittelt. Weiterhin ist eine Datenverarbeitungseinrichtung 2 vorgesehen, welche Datenverarbeitungseinrichtung 2 mit dem jeweiligen Radarsensor 4,4b zusammenwirkt und mit welchen, insbesondere, in Kenntnis von Geschwindigkeit und/oder Entfernung wenigstens eines sich mittels eines Transport- 8 oder Förderbandes bewegenden 5/11 österreichisches Patentamt AT 512 732 B1 2014-02-15In Figure 2, a system for speed and distance measurement in robotic production and manufacturing processes in relation to FIG. 1 modified embodiment is shown, wherein also here according to FIG. 1, two radar sensors 4 above a conveyor or conveyor belt 8 in the transport direction aligned and are spaced apart. In addition, a further, third radar sensor 4b is provided at the end of the transport bath 8, which determines the transport speed of an object or of the belt by utilizing the Doppler effect. Furthermore, a data processing device 2 is provided, which data processing device 2 interacts with the respective radar sensor 4, 4b and with which, in particular, with knowledge of speed and / or distance of at least one Austrian Patent Office AT 512 moving by means of a transport or conveyor belt 732 B1 2014-02-15

Objektes 12 selbiges erfasst und erkannt, insbesondere hinsichtlich Art und Lage, werden kann und/oder die ermittelten Daten in für eine Steuer-/Regeleinrichtung 10 wenigstens einer Handhabungsvorrichtung 6, im hier gezeigten Beispiel ein sechsachsiger Industrieroboter, insbesondere ein Schweiß- und/oder Lackierroboter, verwertbare Informationen umgewandelt und diesem zur Umsetzung beziehungsweise Verwertung über eine geeignete Schnittstelle übermittelt werden.Object 12 selbiges detected and recognized, in particular in terms of nature and location, can and / or the data determined in at least one control device 6 for a control device 6, in the example shown here a six-axis industrial robot, in particular a welding and / or painting robot , convertible information is transmitted and this for implementation or recovery via a suitable interface.

[0048] Das radarbasierte System sowie auf ihm ausführbare Verfahren ermöglichen vorteilhaft eine Erkennung und/oder Erfassung eines auch sich bewegenden Objektes, gegebenenfalls auch der jeweiligen Geschwindigkeit und/oder der Entfernung des Objektes in Relation zu einem vorbestimmbaren Bezugspunkt, unabhängig von den vorherrschenden Lichverhältnissen und ohne den Aufwand zusätzlicher künstlicher Lichtquellen. 6/11The radar-based system as well as executable on him method advantageously allow detection and / or detection of a moving object, possibly also the respective speed and / or the distance of the object in relation to a predeterminable reference point, regardless of the prevailing Lichverhältnissen and without the expense of additional artificial light sources. 6/11

Claims (20)

österreichisches Patentamt AT512 732B1 2014-02-15 Patentansprüche 1. System zur Erfassung und Erkennung von Objekten bei robotergestützten Produktionsund Fertigungsprozessen, umfassend wenigstens einen Radarsensor (4, 4b) sowie eine Datenverarbeitungseinrichtung (2), welche mit dem jeweiligen Radarsensor (4, 4b) zusammenwirkt und mit welchen wenigstens ein Objekt (12), dessen geometrische Gestalt sowie räumliche Orientierung und dessen jeweilige Position sowie Lage erfassbar und erkennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Radarsensor (4,4b) als FMCW- Radar, Modulated CW-Radar oder als FM-Radar ausgebildet ist und erhaltene Daten oder Signale für wenigstens ein Objekt (12), insbesondere ein mittels eines Förder- o-der Transportbandes bewegtes Objekt (12), in für eine Steuer/Regeleinrichtung (10) wenigstens einer Handhabungsvorrichtung (6) verwertbare Informationen umwandelbar sind.Austrian Patent Office AT512 732B1 2014-02-15 Claims 1. A system for detecting and detecting objects in robotic production and manufacturing processes, comprising at least one radar sensor (4, 4b) and a data processing device (2) which is connected to the respective radar sensor (4, 4b). cooperates and with which at least one object (12) whose geometric shape and spatial orientation and its respective position and location is detectable and recognizable, characterized in that at least one radar sensor (4,4b) as FMCW radar, Modulated CW radar or in the form of an FM radar, and data or signals obtained for at least one object (12), in particular an object (12) moved by means of a conveyor or transport belt, for at least one handling device (6) for a control / regulating device (10). usable information is convertible. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Radarsensoren (4,4b) eingesetzt sind.2. System according to claim 1, characterized in that two or more radar sensors (4,4b) are used. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Radarsensor (4, 4b) und die Datenverarbeitungseinrichtung (2) jeweils über eine drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsverbindung, insbesondere ein LAN, WLAN oder WAN, beispielsweise der Art Ethernet, Bluetooth, oder einen anderen gängigen Bustyp, wie beispielsweise CAN, CANOPEN, Profibus, Modbus, aber auch USB, RS-232, SCSI oder dergleichen Zusammenwirken.3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the respective radar sensor (4, 4b) and the data processing device (2) in each case via a wireless or wired communication connection, in particular a LAN, WLAN or WAN, for example, the type Ethernet, Bluetooth, or any other common bus type such as CAN, CANOPEN, Profibus, Modbus, but also USB, RS-232, SCSI, or the like. 4. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schnittstelle vorgesehen ist, über welche die umgewandelten Informationen der Steuer/Regeleinrichtung (10) wenigstens einer Handhabungsvorrichtung (6), insbesondere einem oder mehreren mehrachsigen Industrierobotern, zuleitbar beziehungsweise übermittelbar sind.4. System according to one of the preceding claims, characterized in that at least one interface is provided, via which the converted information of the control / regulating device (10) at least one handling device (6), in particular one or more multi-axis industrial robots, zuleitbar or can be transmitted. 5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle drahtgebunden oder drahtlos ausgebildet ist, insbesondere als Ethernet-, Bluetooth-, CAN-, CANOPEN-, Profibus-, Modbus-, aber auch USB-, RS-232- oder SCSI-Schnittstelle oder einer Kombination daraus.5. System according to claim 4, characterized in that the interface is wired or wireless, in particular as Ethernet, Bluetooth, CAN, CANOPEN, Profibus, Modbus, but also USB, RS-232 or SCSI Interface or a combination thereof. 6. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des jeweiligen Radarsensors (4,4 b) elektromagnetische Wellen außerhalb des sichtbaren Spektralbereiches generierbar sind, wobei insbesondere Sendefrequenzen im Bereich von 76-77 GHz, entsprechend einer Wellenlänge von etwa 4 mm, oder im Sendefrequenzbereich von etwa 24 GHz generierbar sind.6. System according to any one of the preceding claims, characterized in that by means of the respective radar sensor (4,4 b) electromagnetic waves can be generated outside the visible spectral range, in particular transmission frequencies in the range of 76-77 GHz, corresponding to a wavelength of about 4 mm , or in the transmission frequency range of about 24 GHz can be generated. 7. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsensoren (4,4b) dabei sowohl eine Sendeeinrichtung als auch eine Empfangseinrichtung für Radarwellen geeigneter Frequenz umfassen und/oder Sende- und Empfangseinrichtung in einem Gerät integrierbar sind.7. System according to one of the preceding claims, characterized in that the radar sensors (4,4b) comprise both a transmitting device and a receiving device for radar waves suitable frequency and / or transmitting and receiving device can be integrated in a device. 8. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Radarsensor (4,4b) zur Geschwindigkeits- und Entfernungsbestimmung des jeweiligen Objektes (12) eingesetzt und eingerichtet ist.8. System according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one radar sensor (4,4b) for speed and distance determination of the respective object (12) is used and set up. 9. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (2) einen Decoder beziehungsweise Dekodierer oder Kodierer beziehungsweise Encoder zur Signal- beziehungsweise Impuls - oder Signalverarbeitung und/oder Informationsbereitstellung umfasst.9. System according to one of the preceding claims, characterized in that the data processing device (2) comprises a decoder or decoder or encoder or encoder for signal or pulse or signal processing and / or information provision. 10. Verfahren zur Erfassung und Erkennung von Objekten bei robotergestützten Produktionsund Fertigungsprozessen, mittels wenigstens eines Radarsensors (4, 4b), welcher wenigstens ein Objekt (12), dessen geometrische Gestalt sowie räumliche Orientierung und dessen jeweilige Position sowie Lage erfasst und erkennt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Radarsensor (4,4b) in der Art eines FMGW- Radars, eines Modulated GW-Radars oder eines FM-Radars verwendet wird, wobei die verschiedenen Radartypen auch 7/11 österreichisches Patentamt AT512 732B1 2014-02-15 kombiniert einsetzbar sind und erhaltene Daten oder Signale für wenigstens ein Objekt (12), insbesondere ein mittels eines Förder- oder Transportbandes bewegtes Objekt (12), in für eine Steuer/Regeleinrichtung (10) wenigstens einer Handhabungsvorrichtung (6) verwertbare Informationen umgewandelt werden.10. A method for detecting and detecting objects in robot-aided production and manufacturing processes, by means of at least one radar sensor (4, 4b), which detects at least one object (12), its geometric shape and spatial orientation and its respective position and location, characterized in that at least one radar sensor (4, 4b) is used in the manner of an FMGW radar, a modulated GW radar or an FM radar, the different types of radar also being usable in combination and data or signals obtained for at least one object (12), in particular an object (12) moved by means of a conveyor or conveyor belt, are converted into information usable for a control device (10) of at least one handling device (6). 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die verwertbaren Informationen zur Umsetzung über eine entsprechende Kommunikationsverbindung an die Steuer/Regeleinrichtung (10) wenigstens einer Handhabungsvorrichtung (6), insbesondere ein mehrachsiger Industrieroboter, übermittelt und/oder zur Synchronisation sowie Abstimmung der Bewegungen sowie Positionierung von Handhabungsvorrichtung (6) und Objekt (12), insbesondere Werkstück, verwendet werden.11. The method according to claim 10, characterized in that the usable information for implementation via a corresponding communication link to the control / regulating device (10) at least one handling device (6), in particular a multi-axis industrial robot, transmitted and / or for synchronization and tuning of the movements As well as positioning of handling device (6) and object (12), in particular workpiece, are used. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem jeweiligen Radarsensor (4,4b) mit Sende - sowie Empfangseinrichtung, gerichtete elektromagnetische Wellen gebündelt als so genanntes Primärsignal ausgesendet und die vom jeweiligen Objekt (12) reflektierten Signale oder Echos als so genanntes Sekundärsignal empfangen werden und/oder im Zusammenwirken mit der Datenverarbeitungseinrichtung (2) nach verschiedenen, vorbestimmbaren Kriterien ausgewertet und das jeweilige Objekt (12) regelbasiert erkannt oder positionsgenau erfasst wird.12. The method according to any one of claims 10 or 11, characterized in that emitted with the respective radar sensor (4,4b) with transmitting and receiving device, directed electromagnetic waves bundled as so-called primary signal and the respective object (12) reflected signals or Echoes are received as so-called secondary signal and / or evaluated in cooperation with the data processing device (2) according to different, predeterminable criteria and the respective object (12) is detected rule-based or accurately detected position. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der jeweiligen Messung auf Laufzeiten sowie Laufzeitunterschiede und/oder auch auf den Doppler - Effekt zurückgegriffen wird.13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that is used in the respective measurement on maturities and time differences and / or on the Doppler effect. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radarstrahlen zumindest anteilig reflektierendes Objekt (12) bei hinreichend kleinem Abstand zum Sender, insbesondere nur wenige 10 cm bis wenige Meter, entsprechend einem vorbestimmbaren Raster mit entsprechender Auflösung mittels eines gerichteten Radarstrahls abgetastet wird und/oder die reflektierenden Strukturen des Objektes, insbesondere die Oberflächen von metallischen Objekten beziehungsweise Werkstücken, anhand von Abtastrichtung und Laufzeit der empfangenen Echos rekonstruiert werden.14. The method according to any one of claims 10 to 13, characterized in that a radar beams at least partially reflecting object (12) at a sufficiently small distance to the transmitter, in particular only a few 10 cm to a few meters, corresponding to a predeterminable grid with a corresponding resolution by means of a directed Radar beam is scanned and / or the reflective structures of the object, in particular the surfaces of metallic objects or workpieces are reconstructed on the basis of scanning direction and duration of the received echoes. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastung mit wenigstens einem von oben auf das jeweilige Objekt (12), insbesondere ein weiterzuverarbeitendes Werkstück, gerichteten Radarsensor (4,4b) durchgeführt, wird, wobei eine 1-dimensionale oder 2-dimensionaie Abtastung durchführbar ist.15. The method according to claim 14, characterized in that the scanning is carried out with at least one of the top of the respective object (12), in particular a weiterzuverarbeitendes workpiece, directed radar sensor (4,4b), wherein a 1-dimensional or 2- Dimensionaie scanning is feasible. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung und Erfassung und/oder Entfernungs- und/oder Geschwindigkeitsmessung mehrere Radarsensoren (4,4b) eingesetzt werden, wobei ein Sensor dabei sowohl eine Sendeais auch eine Empfangseinrichtung aufweist und die Sendeeinrichtung elektromagnetische Wellen geeigneter Sendefrequenz oder Wellen lange generiert und sendet und die Empfangseinrichtung die an einem oder mehreren Objekten, insbesondere Werkstücken, reflektierten Wellen, empfängt und registriert.16. The method according to any one of claims 10 to 15, characterized in that for detection and detection and / or distance and / or speed measurement a plurality of radar sensors (4,4b) are used, wherein a sensor has both a Sendeais and a receiving device and the transmitting device generates and transmits electromagnetic waves of suitable transmission frequency or waves for a long time, and the receiving device receives and registers the waves reflected at one or more objects, in particular workpieces. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Zeitverschiebung zwischen Senden und Empfang beziehungsweise durch die Laufzeitbestimmung der Welle, in Kenntnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit, die Entfernung zum jeweilig reflektierenden Objekt (12) bestimmt wird und/oder unter Ausnutzung des Dopplereffektes und durch Bestimmung einer etwaigen Frequenzverschiebung sich die Geschwindigkeit und Richtung des jeweiligen Objektes (12), insbesondere des jeweiligen Werkstückes, bestimmt wird.17. The method according to any one of claims 10 to 16, characterized in that is determined by the time shift between transmission and reception or by the transit time of the wave, with knowledge of the propagation speed, the distance to the respective reflecting object (12) and / or under utilization the Doppler effect and by determining a possible frequency shift, the speed and direction of the respective object (12), in particular of the respective workpiece is determined. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung (2) eingesetzt wird, welche einen Decoder beziehungsweise Dekodierer oder Kodierer zur Signal- beziehungsweise Impuls- oder Signalverarbeitung und/oder Informationsbereitstellung aufweist. 8/11 österreichisches Patentamt AT512 732B1 2014-02-1518. The method according to any one of claims 10 to 17, characterized in that at least one data processing device (2) is used, which has a decoder or decoder or encoder for signal or pulse or signal processing and / or information provision. 8/11 Austrian Patent Office AT512 732B1 2014-02-15 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Dekodierers auch eine Bereitstellung von Dateninformationen betreffend die Werkzeuggeschwindigkeit und/oder Entfernung beim Produktionsprozess durchgeführt wird.19. The method according to claim 18, characterized in that by means of the decoder, a provision of data information regarding the tool speed and / or removal in the production process is performed. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass Radarsensor (4,4b) und Datenverarbeitungseinrichtung (2) und Steuer/Regeleinrichtung (10) wenigstens einer Handhabungsvorrichtung (6) jeweils über eine drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsverbindung, insbesondere ein l_AN, WLAN oder WAN, beispielsweise der Art Ethernet, Bluetooth, oder einen anderen gängigen Bustyp, wie beispielsweise CAN, CANOPEN, Profibus, Modbus, aber auch USB, RS-232, SCSI oder dergleichen Zusammenwirken. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 9/1120. The method according to any one of claims 10 to 19, characterized in that the radar sensor (4,4b) and data processing device (2) and control / regulating device (10) at least one handling device (6) in each case via a wireless or wired communication connection, in particular a l_AN , WLAN or WAN, for example, the type Ethernet, Bluetooth, or other common bus type, such as CAN, CANOPEN, Profibus, Modbus, but also USB, RS-232, SCSI or the like interaction. For this 2 sheets drawings 9/11
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5537119A (en) * 1993-12-21 1996-07-16 Colorado State University Research Foundation Method and system for tracking multiple regional objects by multi-dimensional relaxation
EP1239299A2 (en) * 2001-03-06 2002-09-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. FMCW radar receiver with frequency dependent gain

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5073780A (en) * 1982-12-22 1991-12-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Cooperative passive identification system for moving or stationary objects
EP1252968A1 (en) * 2001-04-26 2002-10-30 Progressive Tool & Industries Company Tooling fixture building process
DE102005048812B4 (en) * 2005-10-10 2011-02-10 Universität Stuttgart Control of workpiece-processing machines

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5537119A (en) * 1993-12-21 1996-07-16 Colorado State University Research Foundation Method and system for tracking multiple regional objects by multi-dimensional relaxation
EP1239299A2 (en) * 2001-03-06 2002-09-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. FMCW radar receiver with frequency dependent gain

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