AT9720U1 - Radargesteuerte geschwindigkeits- und entfernungsmessung bei robotergestützten produktions- und fertigungsprozessen - Google Patents

Radargesteuerte geschwindigkeits- und entfernungsmessung bei robotergestützten produktions- und fertigungsprozessen Download PDF

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AT9720U1
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Description

2 AT 009 720 U1
Angabe des technischen Gebietes
Komplexere Automatisierungsaufgaben im Fertigungsbereich erfordern zunehmend die Einführung von Robotern welche mit möglichst universellen Fertigungseinrichtungen viele Produktva-5 riationen herstellen und über verschiedene Sensoren intelligent mit ihrer Umwelt kommunizieren und interagieren können. Ein Aufgabengebiet ist das Zuführen des Werkstückes über ein Förderband.
Stand der Technik 10
Bei der Beschreibung vom Stand der Technik soll die Geschwindigkeitsmessung und Entfernungsmessung getrennt betrachtet werden. 1. Geschwindigkeitsmessung 15 Häufig wird das Werkstück oder Bauteil dem Handhabungsgerät (Roboter) z.B. mittels Förderbändern in jeglicher Form, zugeführt. Dabei muss darauf geachtet werden, dass die Geschwindigkeit des Förderbandes und die des Roboters zueinander synchronisiert werden. Eine Methode dafür ist das sog. Converor Tracking. 20
Dies kann z. B. beim Lackieren, Lichtbogenschweißen, Aufnehmen (Picking) und andere Anwendungen erfolgen.
Beim Converor Tracking wird die Geschwindigkeit des Förderbandes über ein Tastrad oder 25 anderen mechanischen Fühler gemessen und an die Steuerung weitergegeben. Dies erfolgt über einen Encoder. Der Encoder wandelt die elektrischen Impulse welche vom Taktgeber zur Steuerung gesendet werden in digitale oder analoge Werte um. Dieses System der Geschwindigkeitsmessung und Übertragung ist industrieller Standard. 30 In der allgemeinen Industrie sind Radargeräte zur Geschwindigkeitsmessung bekannt.
Aufgrund ihrer Bauart und Wirkungsweise sind diese Geräte in der Vergangenheit nicht für diese Art der Messung im Produktionsprozess eingesetzt worden. 35 2. Entfernungsmessung
Ist beim Produktionsprozess auch die Entfernung zwischen Werkstück und Handhabungssystem wichtig, werden z.B. Laser unterschiedlicher Klassen und Wellenlängen eingesetzt. Über ebenfalls in der Steuerung integrierte Encoder werden auch diese Impulse in digitale oder Ana-40 löge Werte umgewandelt die dann in Befehle an die Robotersteuerung weitergegeben werden können.
Als eine mögliche Alternative werden Lichtschranken als Impulsgeber verwendet. Dabei können zwei Lichtschranken welche in einem bestimmten Abstand in Bewegungsrichtung am Förder-45 band angebracht sind die Geschwindigkeit des Förderbandes messen und weitergeben.
Durch die Verwendung von Förderbändern ist die Position des Werkstückes im 2 - Dimensionalen Raum eindeutig definiert. Damit wäre eine Geschwindigkeitsmessung zusammen mit einer Entfernungsmessung und der Kenntnis der Lage des Förderbandes und dessen Bewegungs-50 richtung relativ zum Handhabungsgerät ausreichend um den Werkzeugmittelpunkt des Handhabungsgerätes mit der Geschwindigkeit des Werkstückes zu synchronisieren.
Schutzanspruch 55 Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein System auf

Claims (2)

  1. 3 AT 009 720 U1 Radarbasis zu entwickeln welches eine Geschwindigkeitsmessung und / oder Entfernungsmessung in sich vereinigt und welches ohne mechanische Bauteile oder externen Messfühlern wie Lichtschranken bei der Messung auskommt. 5 Dieses Problem wird mit dem im 1. Schutzanspruch (Hauptanspruch) „Radargesteuerte Geschwindigkeits- und Entfernungsmessung bei robotergestützten Produktions- und Fertigungsprozessen“ aufgeführten Merkmalen gelöst. Dabei werden elektromagnetische Wellen außerhalb des sichtbaren Lichtes verwendet. Bei der Messung wird auf den Doppler - Effekt zurückgegriffen. Als Doppler - Effekt bezeichnet man die Veränderung der Frequenz der Wellen io jeder Art, also auch Radar oder Ultraschallwellen, während sich die Quelle auf das Messinstrument zu oder sich von diesem weg bewegt. Durch diese Frequenzänderung können verschiedene Informationen an die Steuerung weitergegeben werden. Aus der Zeitdifferenz zwischen Senden der Welle und deren Empfang nach der Reflexion am 15 Objekt, kann die Entfernung des angestrahlten Objektes gemessen werden, ob sich das System auf den Betrachter zu oder weg bewegt und aus dem Verfolgen einzelner Messpunkte seine Geschwindigkeit und Richtung relativ zum Handhabungsgerätes. Zur Messung werden FMCW (frequency modulated continous wave) Radare, auch "Modulated 20 CW-Radar" oder FM-Radar-Geräte eingesetzt. Diese Radare senden mit einer sich ständig ändernden Frequenz. Dabei werden zwei Betriebsarten unterschieden. Die Frequenz steigt entweder linear an, um bei einer bestimmten Frequenz abrupt auf den Anfangswert wieder abzufallen, oder sie steigt und fällt abwechselnd mit 25 konstanter Änderungsgeschwindigkeit. Mit der Erfindung wird erreicht dass die Anzahl der elektronischen und mechanischen Bauteile bei der Messung reduziert wird. Häufige Fehler durch mechanische Abnutzung des Taktgebers oder Defekt der Messfühler werden so vermieden. 30 Ansprüche: 1. Radargesteuerte Geschwindigkeits- und Entfernungsmessung bei robotergestützten Pro- 35 duktions- und Fertigungsprozessen, dadurch gekennzeichnet, dass FMCW - Radare unter Verwendung von elektromagnetische Wellen außerhalb des sichtbaren Lichtes, zu Messzwecken und / oder zusammen mit einem Decoder zur Bereitstellung von Daten für die Werkzeuggeschwindigkeit und / oder Entfernung beim Produktionsprozess, verwendet werden. 40
  2. 2. Radargesteuerte Geschwindigkeits- und Entfernungsmessung bei robotergestützten Produktions- und Fertigungsprozessen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine beliebige Anzahl von Radargeräten zur Messung eingesetzt werden können. 45 Keine Zeichnung 50 55
AT0069406U 2006-09-22 2006-09-22 Radargesteuerte geschwindigkeits- und entfernungsmessung bei robotergestützten produktions- und fertigungsprozessen AT9720U1 (de)

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