CN113646139A - 用于设置在构件上的抓握元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于设置在构件(2)上的抓握元件(1),其中,所述构件(2)、特别是电缆束构造为柔性的并且具有可变的形状,所述抓握元件(1)具有至少一个能光学地检测的标记器件(11),借助于所述标记器件能由光学的识别设备(3)检测抓握元件(1)的空间取向,并且所述抓握元件(1)能由抓取器(4)抓取。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于设置在构件上的抓握元件,其中,所述构件、特别是电缆束构造为柔性的并且具有可变的形状。
背景技术
在为了装配目的而操作柔性的并且形状可变的构件时、例如在将电缆束装配在车辆前照灯中时,在借助于机器人的过程自动化方面要克服特别是两个挑战,所述两个挑战在于可靠地识别构件的取向以及在于安全地并且无损伤地抓取构件。
首先必须保证正确地识别为了装配而供应的构件的位置和取向。例如,要装配的用于车辆前照灯的电缆束是根据几何要求和电学要求预制造的,特别是,可以沿着电缆束在确定位置上设置有分支和电连接元件,从而在装配时强制必须将电缆束以确定的取向定位在其安装位置中。由如下原因使对取向的标识困难化:电缆束作为形状可变的元件例如由于卷曲或缠绕而不具有明确规定的构型。从而,自动化的、软件支持的基于光学检测系统的识别设备通常不能对电缆束取向进行无错误的标识。如果以散装物料的形式为装配过程提供电缆束,即,将多个彼此无规则地设置的并且彼此缠绕的电缆束置入到自动识别设备的视野中,则这个问题会更严重。
DE 11 2016 001 554 T5公开一种线缆束模块,所述线缆束模块具有以折叠的构型构造的线缆束,所述线缆束模块具有:线缆束,所述线缆束通过捆扎多个电线形成;一个或多个连接件,所述连接件分别安设在线缆束的一个端部上,其中,所述一个或多个连接件通过折叠所述多个电线而在特定的位置上安设在线缆束上;一个或多个固定组件,用于将线缆束固定在车辆上,其中,所述一个或多个固定组件在特定的位置上安设在线缆束上;以及信息保存单元,用于保存第一信息,所述第一信息涉及其上固定有所述一个或多个连接件的位置以及其上安设有所述一个或多个固定组件的位置。在此根据该发明,能将保存在信息保存单元上的信息以安装指导的形式用于装配,不过,借此没有解决无错误地识别所供应的线缆束模块的取向的问题,而是对于使用保存在信息保存单元上的信息而言以知道准确的线缆束取向为前提。
此外,在使用抓取机器人用于操作柔性的并且形状可变的构件方面存在如下困难:保证由机器人防止故障地并且无损伤地抓取构件。在这里的原因是抓取机器人的触觉能力不足,并且在抓取柔性的构件时在选择抓取器的确定的按压力时存在如下风险:在实施移动时构件从抓取器失落或构件由于过于强烈的抓取压力而损伤。
在这个背景下,对柔性的并且形状可变的构件的操作在工业制造中通常完全手动地由工作人员实施,特别是在将由电缆束组成的线缆组装配在车辆前照灯中时。手动装配过程的缺点是固有的高易错性,这反映在不一致的产品质量中并且因此导致在质量控制中的高花费以及导致有缺陷的产品的高废品率。
发明内容
因此,本发明的任务是,提出用于操作柔性的并且形状可变的构件、特别是电缆束的器件,其克服现有技术的前述缺点并且特别是能实现借助于抓取机器人的自动的操作过程。
所述任务从根据权利要求1前序部分的用于设置在柔性的构件上的抓握元件出发结合特征部分的特征来解决。本发明的有利的进一步改进方案在各从属权利要求中给出。
本发明给出如下技术教导:抓握元件具有至少一个能光学地检测的标记器件,能借助于所述标记器件由光学的识别设备检测抓握元件的空间取向,并且所述抓握元件能由抓取器抓取。
在此,本发明从如下构思出发:将抓握元件作为用于自动操作的辅助器件以确定的取向设置在柔性的构件上,从而抓握元件一方面承担指示构件取向的标记的功能,并且此外所述抓握元件也构造为,使得所述抓握元件适合于由抓取机器人牢固地抓取。为了借助于基于摄像机和图像识别软件的自动的识别设备标识构件取向,根据本发明的优点在于,代替于形状可变的并因此本身要仅非常困难地检测的构件(在散装物料状地进行提供的情况下,所述构件此外还可能与其他的构件缠绕),利用抓握元件,显著的并且在其构型方面不可变的标记现在作为对于图像识别而言容易探测的目标对象。由于在要操作的构件与设置在所述构件上的抓握元件之间的明确规定的并且确定的取向关系,可以从抓握元件的识别到的取向唯一地推断出构件的取向。在此基础上可以向抓取机器人发出相应的控制指令以用于以目标取向抓取抓握元件并且定位构件。为了适合于由抓取机器人抓取,所述抓握元件由刚性的并且抗压的材料制成、例如由硬塑料材料如热塑性塑料或热固性塑料制成,并且所述抓握元件此外优选具有几何上简单的并且与抓取器的几何尺寸适配的构型。例如,抓握元件的设置为供抓取的区段构造为球形的、杆形的或柱形的。
在根据本发明的抓握元件的一种有利的实施方式中,所述能光学地检测的标记器件由抓握元件的非对称的构型构造。在此,抓握元件的构型优选这样获得,使得能在尽可能大的视角范围下光学地标识抓握元件的取向,从而在无序地或散装物料状地进行提供的情况下也保证无错误的识别。特别是,抓握元件的构型可以构造为,使得所述抓握元件的构型具有第一侧和第二侧,所述第一侧和所述第二侧唯一地并且显著地彼此区分,并且所述第一侧和所述第二侧与柔性的构件的第一侧和第二侧相对应,例如在用于车辆前照灯的线缆组的电缆束的情况下,所述电缆束具有用于连接到车辆的车载电网上的第一侧并且具有用于连接到容纳在前照灯壳体中的电模块、如光模块或控制设备上的第二侧。
所述抓握元件的能光学地检测的标记器件可以备选地或附加地也构造为在抓握元件的表面上的图形元件。在此可以例如涉及反差明显的、优选附加地上色的雕刻部或涉及合适地印刷的贴纸。
在另一种实施方式中,所述抓握元件包括固定元件,抓握元件可以借助于所述固定元件固定在柔性的构件上。在此,所述固定元件个性化地与要操作的构件适配,所述固定元件例如是以用于容纳电缆束区段的电缆通道的形式。在固定元件与柔性的构件之间的连接可以构造为固定的或可松脱的。抓握元件的固定元件和设置用于由抓取器抓取的区段优选作为一件式的组件制造(例如借助于注射成型制造)或彼此粘接或钎焊或熔焊或通过螺纹连接或铆接彼此连接。
在另一种实施方式中,所述抓握元件具有用于固定在固定容纳部上的固定器件。在此,固定接纳部是如下结构组合件的组成部分,在装配的进程中将柔性的构件集成到所述结构组合件中。根据本发明的抓握元件因此可以作为在所述柔性的构件与所述结构组合件之间的连接件,其中,固定器件例如可以构造为孔眼()或构造为钩或构造为螺纹连接的一部分,或者所述固定器件包括用于与结构组合件构建形锁合连接(例如借助于粘接、钎焊或熔焊)的规定的接触面。
本发明还涉及一种用于操作能单独地操作的结构组合件的方法,所述结构组合件包括柔性的并且形状可变的构件、特别是电缆束和包括至少一个根据前述实施方式中任一项所述的根据本发明的抓握元件,其中,所述方法至少包括如下方法步骤:
-借助于光学的识别设备光学地检测抓握元件的取向;并且
-借助于抓取器以所需要的目标取向抓取所述抓握元件。
根据本发明,可以此外还实施另一个方法步骤,所述方法步骤在于借助于固定器件将结构组合件固定在固定接纳部上、特别是固定在前照灯上。
附图说明
其他的改进本发明的措施在下面与对本发明的优选实施例的描述共同借助于附图更详细地示出。图中:
图1示出根据本发明的抓握元件;
图2示出根据本发明的结构组合件;
图3示出根据本发明的方法的图解;
图4示出有利的方法步骤的图解。
具体实施方式
图1至图4示出根据本发明的抓握元件1的一种实施方式,所述抓握元件包括抓握区段10、能光学地检测的标记器件11、固定元件12以及固定器件13。抓握区段10用于由抓取器抓取并且具有基本上空心柱形的构型,所述构型具有非对称的箭头状的成型部,所述成型部构成标记器件11。抓握区段10由于其几何上简单的构型而适合于从不同的方向抓取,从而在将设置在构件上的抓握元件1无规则地或散装物料状地输送的情况下也能实现通过抓取器可靠地抓取抓握区段10。借助于成型的标记器件11能够唯一地标识抓握元件1的空间取向,其中,在这里示出的箭头状的构型要仅视作一个合适的、特别是不会显著地限制抓握区段10对于抓取器的可接近性的示例。固定器件13具有孔眼的功能,即,抓握元件1因此可以容纳在例如销或钩上。
与抓握区段10连接的固定元件12具有空心圆柱或空心长方体的构型并且在所示出的示例中用作电缆通道以用于容纳在图2至图4中示出的以电缆束21形式的构件2的区段。固定元件12为此优选具有轴向延伸的切口或缝隙并且由可弯曲的塑料制成,从而能为了引入电缆束21而将所述固定元件沿着所述切口或所述缝隙掰开。随后可以例如借助于粘接来在固定元件12与容纳在其中的电缆束21之间产生固定的连接。在所示出的示例中,电缆束21在第一侧2a上通入到唯一一个插头22a中并且在侧部2b上分叉到两个另外的插头22b中,其中,插头22a和22b可以例如用于使前照灯与所属的控制设备电接触。因此,借助于标记器件11可以从抓握元件1的取向推断出构件2的取向、即推断出第一侧2a和第二侧2b的位置。超出在此示出的示例之外,在原则上可以沿着柔性的构件设置有多个抓握元件。
图3图解根据本发明的用于操作根据本发明的结构组合件100的自动化的方法。在识别设备3的摄像机31的可见范围310内检测抓握元件1,并且由识别设备3借助于图像识别程序根据标记器件11的姿态标识所述抓握元件的取向并且与此相应地推断出构件2的取向。在此基础上向抓取自动装置4发出控制指令以用于以符合目的的目标取向抓取抓握元件1。由于抓握区段的几何上简单的构型,抓握区段10对于抓取器4而言能从大的角度范围接近,从而即使在无规则地或散装货物状地提供结构组合件100的情况下也保证由抓取器4可靠地抓取并且随后移动结构组合件100。
图4图解结构组合件100在固定容纳部5中的固定,所述固定容纳部可以例如是车辆前照灯的组成部分,在所述车辆前照灯中要装配电缆束21。固定容纳部5构造为柱形的栓,将所述柱形的栓容纳在固定器件13中,从而抓握元件1至少被锁定防止侧向位移。为了进一步锁止,可以此外例如还借助于粘接或焊接来增强在抓握元件1与固定容纳部5之间的连接。
本发明在其实施方案方面不限于以上给出的优选的实施例。而可设想大量的变型方案,这些变型方案即使在原则上不同的实施方案中也利用示出的解决方案。由权利要求书、说明书或附图得出的所有特征和/或优点、包括结构细节、空间布置和方法步骤无论是单独还是以最广泛的组合形式都可以是对本发明重要的。
附图标记列表
1 抓握元件
10 抓握区段
11 标记器件
12 固定元件
13 固定器件
2 构件
2a 第一侧
2b 第二侧
21 电缆束
22a、22b 插头
3 识别设备
31 摄像机
310 可见范围
4 抓取器
5 固定容纳部
100 结构组合件
Claims (9)
1.用于设置在构件(2)上的抓握元件(1),其中,所述构件(2)、特别是电缆束(21)构造为柔性的并且具有可变的形状,
其特征在于,所述抓握元件(1)具有至少一个能光学地检测的标记器件(11),借助于所述标记器件能由光学的识别设备(3)检测抓握元件(1)的空间取向,并且所述抓握元件(1)能由抓取器(4)抓取。
2.根据权利要求1所述的抓握元件(1),其特征在于,所述标记器件(11)通过抓握元件(1)的非对称的构型构造。
3.根据权利要求1或2所述的抓握元件(1),其特征在于,所述标记器件(11)构造为在抓握元件(1)的表面上的图形元件。
4.根据前述权利要求中任一项所述的抓握元件(1),其特征在于,所述抓握元件(1)包括固定元件(12),抓握元件(1)能借助于所述固定元件固定在所述构件(2)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的抓握元件(1),其特征在于,所述抓握元件(1)具有用于固定在固定容纳部(5)上的固定器件(13)。
6.能单独地操作的结构组合件(100),所述结构组合件包括柔性的并且形状可变的构件(2)、特别是电缆束和包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的抓握元件(1)。
7.根据权利要求6所述的结构组合件(100),其特征在于,所述构件(2)具有第一侧(2a)和第二侧(2b),其中,借助于所述抓握元件(1)的空间取向能标识所述第一侧(2a)和所述第二侧(2b)的空间取向。
8.用于操作根据权利要求6或7所述的结构组合件(100)的方法,所述方法至少包括如下方法步骤:
-借助于光学的识别设备(3)光学地检测抓握元件(1)的取向;并且
-借助于抓取器(4)以所需要的目标取向抓取所述抓握元件(1)。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,实施如下方法步骤:
-借助于固定器件(13)将结构组合件(100)固定在固定接纳部(5)上、特别是固定在前照灯上。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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