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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Bestimmen, ob ein Bauteil an einem vorbestimmten Ort
einer Bestückungstafel,
insbesondere zum Herstellen eines Kabelbaums, fehlt.
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Bei
der manuellen oder maschinellen Herstellung zahlreicher Produkte
werden Bestückungseinrichtungen
verwendet, die im folgenden allgemein als Bestückungstafeln bezeichnet werden.
Eine Bestückungstafel
weist einen, in der Regel jedoch mehrere vorbestimmte Orte auf,
an denen zunächst
eine Anzahl gleicher oder auch verschiedener Bauteile bzw. Werkstücke angeordnet
werden. Während
die Bauteile an den vorbestimmten Orten der Bestückungstafel angeordnet sind,
werden sie durch Kabel, Folien und andere elektrisch und/oder mechanisch
wirksame Strukturen oder Strukturmaterialien miteinander verbunden.
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Die
Bestückungstafel
definiert in der Regel die genauen Orte und Abstände und die relative Orientierung
der einzelnen Bauteile. Dies geschieht beispielsweise durch Vertiefungen,
mechanische Anschläge
oder formschlüssige
mechanische Verbindungen.
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Es
ist wichtig, festzustellen, ob die Bestückungstafel vollständig bestückt ist.
Das Fehlen eines Bauteils hat in der Regel die Erzeugung von Ausschuss
und oft auch eine Störung
des Produktionsprozesses zur Folge.
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Ein
Beispiel ist die automatische Bestückung von Steckergehäusen mit
Leitungen bei der Herstellung von Kabelbäumen für Kraftfahrzeuge oder andere
Anwendungen. Die Steckergehäuse
werden manuell oder auch maschinell in die Bestückungstafel eingesetzt. Die
so vorbereitete Bestückungstafel
wird in einen Bestückungsautomaten
eingesetzt oder eingefahren. Der Be stückungsautomat entnimmt die
in die Steckergehäuse
einzusetzenden Leitungen aus einem Reservoir und setzt sie in einer
vorbestimmten Reihenfolge und Anordnung in die Steckergehäuse ein
und verbindet auf diese Weise die Steckergehäuse durch die Leitungen.
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Das
Fehlen eines Steckergehäuses
erkennt der Bestückungsautomat
beispielsweise an einem falschen Kraft-Weg-Verhältnis beim Stecken einer Leitung
in ein Steckergehäuse.
Die Erkennung des Fehlens eines Steckergehäuses hat eine sofortige Unterbrechung
der Produktion zur Folge. Alle im Reservoir verbliebenen Leitungen
müssen
als Fehlteile ausgeworfen werden, um eine definierte Reihenfolge beim
Neustart der Produktion zu gewährleisten.
Dies wirkt sich in Form anfallender Materialkosten und einem erhöhten Zeitaufwand
negativ auf die Effizienz und die Kostenbilanz der Produktion aus.
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Um
diese Nachteile zu vermeiden, versucht man, die vollständige und
korrekte Bestückung
der Bestückungstafel
vor Beginn der Bestückung
der Steckergehäuse
mit Leitungen zu überprüfen. Dazu werden
beispielsweise Druck- oder Kraftsensoren, Lichtschranken oder andere
Sensoren verwendet, deren (elektrisches) Ausgangssignal die Anwesenheit
oder Abwesenheit eines Bauteils und/oder seine korrekte Anordnung
und Ausrichtung anzeigt. Ferner werden Kameras und Bildverarbeitungssysteme
verwendet, welche durch eine Mustererkennung die Bestückung der
Bestückungstafel
kontrollieren.
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Die
DE 34 13 474 C2 beschreibt
eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins oder
Fehlens von Teilen in einer Fertigungsanlage für mehrere Teile, insbesondere
in einer Form oder einem Tiegel. Die Erfassung erfolgt über Luft-
oder Vakuum-Erfassungssysteme an der Entnahmevorrichtung, optisch über Glasfasern,
eine Fernsehkamera, Fotozellen oder über Sensoren.
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Die
WO 00/57251 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Detektion
eines Werkstückes
in einer automatischen Bearbeitungsvorrichtung über einen Unterschied im akustischen
Reflexionsvermögen
zwischen dem Werkstück
und einem Untergrund.
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Die
DE 198 43 162 C2 beschreibt
eine Bearbeitungsvorrichtung mit einem Bearbeitungswerkzeug zur
Bearbeitung eines Werkstücks.
Durch eine Erkennungseinrichtung wird die Lage bzw. Position des
Bearbeitungswerkzeugs im Bearbeitungsbereich erkannt. Daraus wird
die relative Lage des Bearbeitungswerkzeugs zu der jeweiligen Bearbeitungsstelle bestimmt.
Die Erkennungseinrichtung umfasst eine Bildaufnahmeeinrichtung zur
Aufnahme eines Bildes, das dann von einer Bildverarbeitungseinrichtung
mit vorgegebenen Bildmustern verglichen wird, um eine vorgegebenen
Bearbeitungsstelle zu erkennen. Das Bearbeitungswerkzeug trägt beispielsweise
einen Strichcode oder eine leuchtende Markierung.
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Die
DE 698 06 123 T2 beschreibt
ein Verfahren zum Zuführen
von Bauelementen und eine Bestückungsvorrichtung
für elektronische
Bauteile. Informationen eines Bauteilzuführabschnitts sind in IC-Codes
oder Strichcodes gespeichert, die beispielsweise an Teilekassetten
vorgesehen sind.
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Ein
Nachteil mechanischer Sensoren ist ihre Empfindlichkeit gegen Verschmutzung,
Beschädigung
und Zerstörung.
Diese Empfindlichkeit hat regelmäßig während des
Suchens und Austauschens defekter Sensoren einen Produktionsstillstand
und hohe Erhaltungskosten zur Folge. Lichtschranken und ähnliche
Anordnungen aus Leuchtdioden und Fototransistoren, welche von einem
Bauteil reflektiertes oder transmittiertes Licht der Leuchtdiode
erfassen, erzeugen einen relativ hohen mechanischen und elektrischen
Aufwand, da für
jedes einzelne Bauteil eine solche Anordnung vorgesehen sein muss. Die
Verwendung von Kameras mit einer nachgeschalteten Bildverarbeitung
oder Mustererkennung durch einen Computer hat den Nachteil, dass
eine genaue und zuverlässige
Mustererkennung aufwändige
Hard- und Software
erfordert ist. Außerdem
ist die Mustererkennung in der Regel sehr empfindlich gegenüber Störungen,
beispielsweise Störungen
in der Beleuchtung, Schattenwurf etc.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine vereinfachte
Vorrichtung und ein vereinfachtes Verfahren zum Bestimmen, ob ein
Bauteil an einem vorbestimmten Ort einer Bestückungstafel zum Herstellen
eines Kabelbaums fehlt, sowie eine entsprechende Bestückungstafel
zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch
1, eine Vorrichtung gemäß Anspruch 3
und eine Bestückungstafel
gemäß Anspruch
12 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf der Idee, einen Hintergrund oder
Hinterraum des vorbestimmten Ortes, an dem sich ein Bauteil befinden soll,
mit einer optisch erfassbaren Markierung zu versehen. Diese Markierung
wird von dem Bauteil verdeckt, wenn dieses an dem vorbestimmten
Ort angeordnet ist. Wenn das Bauteil fehlt bzw. nicht an dem vorbestimmten
Ort angeordnet ist, verdeckt es die Markierung nicht und diese kann
ohne weiteres optisch erfasst werden. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen
Bilderfassung mit nachgeschalteter Mustererkennung wird gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht das Bauteil selbst erfasst, sondern die Markierung
im Hintergrund oder Hinterraum des vorbestimmten Ortes des Bauteils.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besonders klar, wenn man
die verschiedenen Ausführungsbeispiele
betrachtet, bei denen die Markierung beispielsweise lichtreflektierend
oder fluoreszierend ausgebildet ist oder eine Öffnung umfasst, die von hinten
beleuchtet wird. Diese Merkmale machen das Erkennen der Markierung
durch einen Menschen, vor allem aber auch durch eine Maschine besonders
einfach, da sich die Markierung in sehr eindeutiger Weise von der
Umgebung unterscheidet. Während
das optische Erscheinungsbild eines Bauteils durch seine Funktion
und andere Randbedingungen sehr stark vorgegeben ist, kann die erfindungsgemäße Markierung alleine
in Hinblick auf eine Vereinfachung von deren Erkennung, beispielsweise
einen maximalen Kontrast ausgebildet werden.
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Ferner
kann die Markierung sich selbst und den vorbestimmten Ort, in dessen
Hintergrund oder Hinterraum sie angeordnet ist, identifizieren.
Dazu umfasst die Markierung beispielsweise einen Strichcode bzw.
Barcode oder eine eindeutige Anordnung von Öffnungen, reflektierenden oder
fluoreszierenden Flächen
mit vorbestimmter geometrischer Gestalt. Ein durch eine Kamera erfasstes
Bild der Bestückungstafel
muss dann nicht mehr auf den Ort einer Markierung hin analysiert
werden, um festzustellen, an welchem vorbestimmten Ort ein Bauteil
fehlt. Vielmehr ist es ausreichend, die in der Markierung selbst enthaltene
Information zu decodieren, um den vorbestimmten Ort zu identifizieren,
an dem ein Bauteil fehlt.
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Dadurch
wird sowohl der apparative Aufwand als auch der Rechenaufwand drastisch
reduziert. Insbesondere ist weder eine exakte Ausrichtung von Kamera
und Bestückungstafel
erforderlich, noch die Bestimmung des Ortes, an dem die Markierung
in dem von der Kamera erfassten Bild erscheint. Beispielsweise ist
ein einfaches, sowohl mechanisch als auch hinsichtlich seiner Funktion
robustes und dank Massenfertigung sehr preisgünstiges Strichcode-Lesegerät in der
Lage, eine erfindungsgemäße Strichcode-Markierung
im Hinterraum oder am Hintergrund eines vorbestimmten Ortes zu erkennen und
zu identifizieren und ein entsprechendes Signal zu erzeugen.
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Bevorzugte
Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
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2A bis 2C eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung;
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3A bis 3C eine
schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung;
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4 eine
schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung; und
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5 ein
schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
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1 ist
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Erfassen des Vorliegens oder Fehlens eines Bauteils an einem vorbestimmten
Ort an einer Bestückungstafel,
die vorzugsweise zum Herstellen eines Kabelbaums verwendet wird.
Eine Lichtquelle 2 und eine Kamera 4 sind gegenüber der
Bestückungstafel 10 angeordnet. Die
Lichtquelle 2 und die Kamera 4 sind so auf die Bestückungstafel 10 gerichtet,
dass von der Lichtquelle 2 ausgehendes Licht die Bestückungstafel 10 beleuchtet
und von der Bestückungstafel 10 gestreutes,
reflektiertes oder emittiertes Licht von der Kamera 4 erfasst
wird. Die Kamera 4 ist mit einer Auswertungseinrichtung 6 verbunden,
die bestimmt, ob alle Bauteile an den ihnen vorbestimmten Orten
angeordnet sind, oder ob ein Bauteil fehlt, und ein fehlendes Bauteil
zu identifiziert. Dieses vorzugsweise von der Auswertungseinrichtung 6 durchgeführte Verfahren und
die Ausgestaltung der Bestückungstafel 10 werden
nachfolgend anhand der weiteren Figuren näher beschrieben.
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Die 2A bis 2C zeigen
eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung. 2A zeigt eine Ansicht einer
erfindungsgemäßen Bestückungstafel 10,
welche mit Bauteilen, beispielsweise Steckergehäusen 12a, 12b, 12c, 12d, 12f,
bestückt
ist. Die Steckergehäuse 12a bis 12f werden
durch nicht dargestellte Einrichtungen an den vorbestimmten Orten
und in den vorbestimmten Ausrichtungen gehalten, an und in denen
sie in 2A dargestellt sind. Die Bestückungstafel 10 dient
der Vorbereitung einer automatischen Bestückung der Steckergehäuse 12a bis 12f mit
Leitungen, um einen Kabelbaum zu bilden.
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Dazu
werden die Steckergehäuse 12a bis 12f zunächst in
die Bestückungstafel 10 eingesetzt bzw.
an den vorbestimmten Orten aufgesetzt. Dies erfolgt manuell oder
maschinell. Die so vorbereitete Bestückungstafel 10 wird
dann in einen Bestückungsautomaten
eingesetzt oder eingefahren. Der Bestückungs automat entnimmt die
Leitungen einem Reservoir und setzt sie in die Steckergehäuse 12a bis 12f ein.
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Die
Bestückungstafel 10 ist
unvollständig
mit Steckergehäusen
bestückt.
An einem für
ein nicht dargestelltes Steckergehäuses vorbestimmten Ort 14 zwischen
den Steckergehäusen 12d und 12f fehlt ein
Steckergehäusen
(12e). Die erfindungsgemäße Bestückungstafel 10 weist
im Hintergrund des vorbestimmten Ortes 14, an dem ein Steckergehäuse fehlt, eine
optisch erfassbare Markierung 16 auf. Die Markierung 16 besteht
beispielsweise aus einem reflektierenden oder fluoreszierenden Farbstoff
oder einer reflektierenden Struktur, insbesondere einem Spiegel oder
einem Rückstrahler
bzw. Katzenauge. Entsprechende Markierungen sind auch im Hintergrund
oder Hinterraum der vorbestimmten Orte der vorhandenen Steckergehäuse angeordnet,
sind jedoch durch die vorhandenen Steckergehäuse verdeckt und deshalb nicht
sichtbar und in 2A nicht dargestellt.
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2B zeigt
ein durch eine Kamera erfasstes Bild 10' der Bestückungstafel 10 mit
Bildern 12a', 12b', 12c', 12d', 12f' der Steckergehäuse 12a, 12b, 12c, 12d, 12f und
einem Bild 16' der
Markierung 16.
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2C zeigt
den Verlauf der Intensität
I oder einer entsprechenden Größe entlang
der Linien 18a, 18b in 2B. Der
Abszisse ist jeweils der Ort entlang der Linie 18a bzw. 18b zugeordnet,
den Ordinaten ist jeweils die Intensität I zugeordnet. Die Steckergehäuse 12a bis 12f erzeugen
verhältnismäßig kleine
Signale bzw. Intensitäten
bzw. Intensitätsvariationen,
die hier beispielhaft als Intensitätsmaxima 20 dargestellt
sind, welche an den Rändern
jedes Steckergehäuses 12a bis 12f auftreten.
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Die
geringe Größe dieser
Signale bzw. Signalvariationen ist darauf zurückzuführen, dass die Steckergehäuse 12a bis 12f sowie
die Bestückungstafel 10 und
insbesondere ihre Materialien und Oberflächen hinsichtlich der Herstellungskosten,
der mechanischen und elektrischen Eigenschaften, der Robustheit
gegenüber
Beschädigung
und Alterung und der Lebensdauer ausgewählt sind. Die Steckergehäuse 12a bis 12f bestehen
aus diesen und ähnlichen
Gründen
oft aus Kunststoffmaterialien in grauen und nur selten in leuchtenden
Farbtönen.
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Die
Markierung 16 erzeugt ein deutlich unterscheidbares Maximum 22 in
der Intensität.
In Form eines gestrichelt dargestellten horizontalen Stücks ist eine
Schwelle 24 dargestellt, die so gewählt ist, dass nur das von der
Markierung 16 erzeugte Intensitätsmaximum 22 die Schwelle überschreitet.
Mit einer einfachen (analogen) Diskriminatorschaltung oder einer
entsprechenden Software-Lösung
kann somit das Fehlen eines Steckergehäuses an dem vorbestimmten Ort 14 erkannt
werden.
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Es
stehen zahlreiche Möglichkeiten
zur Verfügung,
um den Kontrast bzw. das Verhältnis
zwischen der durch die Markierung 16 erzeugten Intensität im Maximum 22 und
den durch die Steckergehäuse 12a bis 12f und
die Bestückungstafel 10 erzeugten
Intensitäten
positiv zu beeinflussen oder zu maximieren. Dazu zählt die
Ausbildung der Markierung 16 mit einer oder mehreren spiegelnden
Oberflächen
oder in Form eines Rückstrahlers
bzw. Katzenauges oder einer Beschichtung mit entsprechend wirkenden
Kristallen. Alternativ ist die Verwendung eines möglichst
hell leuchtenden Farbstoffes vorteilhaft. Dessen Absorption ist
vorteilhafterweise möglichst
schmalbandig und weist eine große Übereinstimmung
mit dem Emissionsspektrum der Lichtquelle auf. Auch eine Abstimmung
des Emissionsspektrums des Farbstoffes und der spektralen Empfindlichkeit
der verwendeten Kamera wirkt sich positiv auf den Kontrast aus.
Zur Abstimmung können
sowohl an der Lichtquelle als auch an der Kamera entsprechende Filter
vorteilhaft verwendet werden.
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Eine
weitere Steigerung des Kontrasts ist durch Wahl eines Farbstoffes
möglich,
dessen Absorptions- und Emissionsbande mindestens soweit gegeneinander
verschoben sind, dass das E missionsspektrum der Lichtquelle und
die spektrale Empfindlichkeit der Kamera gegebenenfalls. unter Verwendung
von Vorsatzfiltern so gewählt
werden können,
dass Licht der Lichtquelle von der Kamera nicht erfasst wird. Licht
der Lichtquelle, das an der Bestückungstafel 10 oder
den Steckergehäusen 12a bis 12f,
die nicht fluoreszieren, gestreut oder von diesen reflektiert wird,
erzeugt somit kein Signal in der Kamera.
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3A ist
eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Dieses Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem oben anhand der 2A bis 2C dargestellten
Ausführungsbeispiel
dadurch, dass die Markierung 16 die Identität des vorbestimmten
Ortes 14 codiert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel geschieht
dies durch einen Strichcode bzw. Barcode.
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3B zeigt
wieder ein von einer Kamera erfasstes Bild 10' der Bestückungstafel 10 mit
den Bildern 12a' bis 12f' der Steckergehäuse 12a bis 12f und
dem Bild 16' der
Markierung 16.
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3C zeigt
analog 2C die Intensitäten I entlang
der Linien 18a, 18b in 3B. Wie
im ersten Ausführungsbeispiel
gezeigt, ist das Fehlen eines Steckergehäuses bereits an der Intensität I erkennbar,
welche im Bereich des fehlenden Steckergehäuses die Schwelle 24 überschreitet.
Die Intensität
I zeigt hier jedoch nicht nur ein relativ unstrukturiertes Maximum,
sondern eine Reihe von Maxima 30, welche den Strichcode
der Markierung 16 abbilden. Ein die Intensität I darstellendes
analoges oder digitales Signal wird an einen handelsüblichen
Strichcode-Auswerter bzw. eine Strichcode-Auswertesoftware weitergeleitet, die
den Strichcode bzw. den von dieser erzeugten Intensitätsverlauf
als codiertes Datenwort interpretiert und entsprechend auswertet.
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Der
Strichcode codiert den vorbestimmten Ort 14 und damit die
Identität
des fehlenden Steckergehäuses.
Darüber
hinaus enthält
der Strichcode Informationen zur Fehlerkorrektur sowie Start-Stop-Informationen.
Eine fehlerhafte Erfassung des Strichcodes ist damit durch den Strichcode-Auswerter selbstständig erkennbar
oder sogar korrigierbar.
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Durch
Auswertung des Strichcodes wird somit in einer gegenüber Störungen robusten
Weise die Information erhalten, welches Steckergehäuse an welchem
vorbestimmten Ort fehlt. Dieses Ergebnis kann dann innerhalb der
Datenverarbeitungskette weiter verarbeitet werden. Dabei ist es
nicht erforderlich, Informationen über den Ort der Markierung 16 direkt
aus dem durch die Kamera erfassten Bild zu gewinnen oder auch an
den Strichcode-Auswerter weiterzuleiten, da dieser die gesamte Information
alleine aus dem Strichcode selbst entnimmt. Insbesondere ist es
beispielsweise nicht erforderlich, Zeilenwechsel zu erfassen.
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Der
Strichcode-Auswerter kann von sich aus erkennen, ob ein Strichcode
vorliegt und diesen, wie beschrieben, auswerten. Alternativ wird
zunächst
wie in dem anhand der 2A bis 2C beschriebenen
Ausführungsbeispiel
durch Vergleich der Intensität
mit der Schwelle 24 festgestellt, ob überhaupt ein Signal von einer 16 vorliegt.
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Dem
Strichcode-Auswerter wird der Intensitätsverlauf entlang der Linien 18a, 18b in 3B zur Auswertung
zugeleitet. Wenn aufgrund einer definierten Anordnung und Ausrichtung
sowohl der Kamera als auch der Bestückungstafel 10 die
Anordnung der Bilder 12a' bis 12f', 16' der Steckergehäuse bzw.
der Markierungen innerhalb des von der Kamera erfassten Bildes feststeht,
kann die Lage der Linien 18a, 18b relativ zu dem
Bild definiert sein. Im einfachsten Fall werden dann entsprechend
ausgewählte
Zeilen oder Spalten an den Strichcode-Auswerter weitergeleitet.
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Die
vorliegende Erfindung ist jedoch auch ohne weiteres verwendbar,
wenn die Anordnung und Ausrichtung von Kamera und Bestückungstafel
relativ zueinander nicht bekannt ist, beispielsweise weil die Bestückungstafel
auf dem Weg in den Bestückungsautomaten
in Bewegung erfasst wird. In diesem Fall werden die Intensitätsverläufe entlang
einer innerhalb des Gesamtbildes ausreichend dicht liegenden Mehrzahl
von Linien dem Strichcode-Auswerter zugeleitet.
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Alternativ
werden zunächst
durch einen Vergleich der Intensität mit der in 3C dargestellten Schwelle 24 das
oder die Orte der Bilder 16' der
Markierung 16 identifiziert. Die Linie oder die Linien 18a, 18b werden
dann so festgelegt, dass sie das oder die Bilder 16' der Markierung
schneiden. Im Fall einer unbekannten Orientierung der Bestückungstafel 10 relativ
zu der Kamera werden vorzugsweise zu jedem Bild 16' einer Markierung
zwei oder mehr Linien 18a, 18b bestimmt, die dieses
Bild 16' in
verschiedenen Richtungen schneiden.
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Anstelle
einer Kamera wird alternativ ein (Laser-)Scanner, wie er beispielsweise
im Einzelhandel zur Erfassung des EAN-Strichcodes von Produkten an der Kasse
verwendet wird und in großen
Stückzahlen
kostengünstig
hergestellt wird. Wenn dieser Scanner an einem Ort aufgestellt wird,
an dem die Bestückungstafel
mit einer vorbestimmten Orientierung vorbeibewegt wird, kann es
ausreichend sein, dass der Scanner nur entlang einer Linie abtastet,
die während
der Bewegung der Bestückungstafel
diese vollständig überstreicht.
In anderen Fällen
wird vorzugsweise ein Scanner verwendet, der zweidimensional bzw.
in einem Raumwinkelbereich und vorzugsweise auch in zwei senkrechten
oder zumindest nicht parallelen Richtungen abtastet.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dabei darin, dass sowohl
die optisch-mechanische Scanner-Einheit als auch der Strichcode-Auswerter
(in Hardware- oder Software-Realisierung) als Massenprodukte kostengünstig hergestellt
werden, weit ausgereift sind, in jeder Hinsicht eine große Robustheit
und geringe Unterhaltungskosten aufweisen, sowie in einer großen Vielfalt
angeboten werden.
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Eine
Codierung einer Information über
den vorbestimmten Ort, an dem die Markierung 16 angeordnet
ist, in der Markierung 16 selbst kann jedoch auch auf andere
Weise erfolgen. Beispielsweise ist eine Codierung in Form der Anordnung,
Form und Größe von einem
oder mehreren beliebigen geometrischen Objekten, aus denen die Markierung 16 zusammengesetzt
ist, möglich.
In diesem Fall ist eine Decodierung durch einen sehr einfachen Bildauswertungsalgorithmus
möglich,
da wie oben beschrieben ohne weiteres ein hoher Kontrast erzeugbar
ist.
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Auch
eine Codierung von Informationen durch die spektralen Eigenschaften
eines Farbstoffes, insbesondere die Wellenlängen seiner Absorptions- und
Emissionsbanden, ist bei einer entsprechenden wellenlängenselektiven
Beleuchtung und/oder einer wellenlängenselektiven oder -sensitiven
Lichterfassung möglich.
Eine Wellenlängencodierung
hat dabei den Vorteil, dass weder eine Kamera noch ein Scanner verwendet
werden muss, sondern lediglich eine Mehrzahl (abwechselnd betriebener)
Lichtquellen für
die entsprechenden Wellenlängen
und/oder ein oder mehrere (ggf. wellenlängen-sensitive) Sensoren.
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Bei
allen beschriebenen Ausführungsbeispielen
und deren Varianten gilt, dass die Anforderungen an das Intensitätsverhältnis zwischen
dem Bild 16' der
Markierung und den Bildern 12a' bis 12f', 10' der Steckergehäuse und der Bestückungstafel umso
geringer sind, je robuster die Signalerfassung bzw. das verwendete
Messverfahren (beispielsweise aufgrund einer ausgeprägten Wellenlängensensitivität) und der
Auswertealgorithmus sind. Umgekehrt sind die Anforderungen an die
Signalerfassung und den Auswertealgorithmus umso geringer, je größer das
Intensitätsverhältnis ist.
Auch die als Strichcode ausgeführte,
Markierung 16 des anhand der 3A bis 3C be schriebenen
Ausführungsbeispiels
ist deshalb vorzugsweise nicht nur als zweifarbige oder Schwarz-Weiß-Struktur,
sondern ähnlich
wie bei dem oben anhand der 2A bis 2C beschriebenen Ausführungsbeispiel
mit einem (fluoreszierenden) Farbstoff ausgeführt.
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4 ist
eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. Die dargestellte Bestückungstafel 10 ist aufgrund
eines Fehlers bei der Bestückung
mit Steckergehäusen
nicht, wie vorgesehen, mit vier Steckergehäusen, sondern lediglich mit
drei Steckergehäusen 12a, 12b, 12c an
für diese
Steckergehäuse vorbestimmten
Orten bestückt
worden. An einem vorbestimmten Ort 14 fehlt ein Steckergehäuse.
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Die
Bestückungstafel 10 weist
im Hintergrund des für
das fehlende Steckergehäuse
vorbestimmten Ortes 14 eine Markierung 16 in Form
einer Öffnung
bzw. Bohrung auf. Hinter der Bestückungstafel 10 ist
eine Lichtquelle 40 vorgesehen, welche über Leitungen 42 mit
elektrischer Leistung versorgt wird und durch eine Trägerstruktur 44 gehalten
oder auf dieser angebracht ist. Die Trägerstruktur wird durch eine
Haltestruktur 46 gehalten. Die Lichtquelle 40 ist hier
ebenso wie die Trägerstruktur 44 schematisiert plattenförmig dargestellt.
Die Lichtquelle 40 umfasst eines oder mehrere punkt- oder
linienförmige
oder flächige,
lichtemittierende Bauteile. Darüber
hinaus umfasst die Lichtquelle 40 erforderlichenfalls Lichtleiter,
Streuscheiben, Projektionsflächen
oder andere optische Bauelemente.
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Die
dargestellte Anordnung der Bestückungstafel
vor der Lichtquelle 40 stellt beispielsweise eine Bereitstellungsposition
dar, an der die Bestückungstafel 10 mit
den Steckergehäusen 12a bis 12c bestückt wird.
Vorzugsweise wird beim Einsetzen der Bestückungstafel in die Bereitstellungsposition
ein elektrischer Kontakt bzw. ein Schalter geschlossen, der die
Lichtquelle 40 einschaltet. Eine Bedienungsperson, welche die
Bestückungstafel
mit den Steckergehäusen
bestückt,
wird somit durch an dem vorbestimmten Ort 14 durchscheinendes
Licht der Lichtquelle 40 in eindeutiger und unübersehbarer
Weise auf das Fehlen eines Steckergehäuses hingewiesen.
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Auch
eine automatische Auswertung, wie oben anhand der 2A bis 2C, 3A bis 3C beschrieben,
ist ohne weiteres möglich. Durch
eine entsprechende Verringerung der Umgebungshelligkeit und eine
entsprechend helle Lichtquelle 40 ist ein beliebig hohes
Intensitätsverhältnis zwischen
einem Bild der Markierung und den Bildern der Steckergehäuse 12a bis 12c und
anderer Oberflächen
erzielbar.
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Gemäß einer
bevorzugten Variante stellt 4 die Bestückungstafel 10 an
einer Bereitstellungsposition mit stark verringerter oder ohne Umgebungshelligkeit
dar. Die bestückte
Bestückungstafel 10 wird
vor Produktionsbeginn bzw. nach der Bestückung durch einen Bestückungsautomaten
in diese Bereitstellungsposition gefahren. Das Signal eines einfachen
optoelektronischen Bauelements, beispielsweise einer Fotozelle,
zeigt dann an, ob durch eine der als Bohrungen ausgeführten Markierungen 16 Licht
von der Lichtquelle 40 fällt und somit ein Steckergehäuse fehlt.
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Auf
die Abdunklung der Bereitstellungsposition kann verzichtet werden,
wenn die Lichtquelle 40 und das von ihr emittierte Spektrum
einerseits und die Empfindlichkeitskurve der Fotozelle andererseits so
aufeinander und auf das Umgebungslicht abgestimmt werden, dass Umgebungslicht
nicht als fehlendes Werkstück
interpretiert wird. Dazu eignet sich beispielsweise die Verwendung
von Infrarot- oder UV-Licht. Auch eine hochfrequent intensitätsmodulierte
Beleuchtung ermöglicht
eine Unterscheidung des Lichts der Lichtquelle 40 vom Umgebungslicht, wenn
das Signal der Fotozelle hochpassgefiltert wird.
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Die
oben anhand der 2A bis 2C, 3A bis 3C und 4 dargestellten
Ausführungsbeispiele
sind ohne weiteres miteinander kombinierbar. Insbesondere ist eine
Codierung von Information über
den vorbestimmten Ort, an dem sich eine Markierung 16 befindet,
in der Markierung auch bei dem anhand der 4 beschriebenen
Ausführungsbeispiel
möglich.
Dazu umfasst eine Markierung eine oder mehrere Bohrungen, deren
Anzahl, Größe, Form
und Anordnung diese Information codiert. Insbesondere ist ein Strichcode
als Transmissionsmaske vor der hinterleuchteten Öffnung verwendbar.
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Alternativ
wird die in 4 dargestellte, Markierung in
Form einer Bohrung mit einem Lichtfilter versehen, dessen Transmissionsspektrum
die Information codiert. Eine weitere Alternative besteht darin,
dass das von der Lichtquelle 40 emittierte Licht auf eine
vom Ort abhängige
Weise intensitätsmoduliert
ist, so dass aus der Zeitabhängigkeit
einer empfangenen Lichtintensität
auf den vorbestimmten Ort geschlossen werden kann, an dem ein Steckergehäuse fehlt.
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Bei
allen dargestellten Ausführungsbeispielen
ist die Markierung 16 alternativ so ausgeführt, dass
nicht nur ein Fehlen eines Steckergehäuses, sondern auch eine falsche
Ausrichtung desselben erfassbar ist. Dazu wird jede Markierung 16 hinsichtlich ihrer
Umrisse so ausgebildet, dass sie nur von einem korrekt ausgerichteten
Steckergehäuse
vollständig abgedeckt
wird.
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Jede
erfindungsgemäße Markierung
kann unmittelbar auf dem Untergrund, auf dem die Steckergehäuse aufliegen
oder auch in einer Ausnehmung oder Vertiefung angeordnet sein. Eine
solche vertiefte Anordnung hat den Vorteil eines mechanischen Schutzes
für die
Markierung.
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5 ist
ein schematisches Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung darstellt. Nach dem Start 50 wird
in einem ersten Schritt 52 die Bestückungstafel 10 und
insbesondere der vorbestimmte Ort 14 optisch abgetastet.
In einem Schritt 54 wird bestimmt, ob beim optischen Abtasten
eine Markierung 16 erfasst wurde.
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Die
nachfolgenden Verfahrensschritte werden zunächst für den Fall beschrieben, in
dem die Markierung 16, wie oben beschrieben, eine Information
codiert.
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Wenn
beim optischen Abtasten eine Markierung erfasst wird, wird die Markierung
in einem Schritt 56 decodiert, um die codierte Information
zu erhalten. Diese codierte Information liegt dann beispielsweise
zunächst
in Form einer binär
oder dezimal darstellbaren Zahl oder einer alphanumerisch darstellbaren
Buchstaben- und Ziffernfolge vor. Diese Information identifiziert
primär
den vorbestimmten Ort 14, an dem die Markierung 16 angeordnet
ist. Da im Fall verschiedener Steckergehäuse in der Regel eine eindeutige
Zuordnung zwischen den vorbestimmten Orten 14 und den Steckergehäusen bzw. den
Steckergehäuse-Typen
vorliegt, ist mit der Identifizierung des vorbestimmten Ortes 14,
an dem ein Steckergehäuse
fehlt, auch das Steckergehäuse selbst
identifiziert.
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Die
decodierte Information wird dann weiter verwendet, um das Steckergehäuse zu identifizieren, seinen
Lagerbestand und Lagerort und insbesondere seinen Lagerbestand am
Bestückungsplatz
festzustellen, und um festzustellen, ob eine Nachbestellung erforderlich
ist.
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Anschließend wird
in einem Schritt 58 ein Signal erzeugt, das anzeigt, dass
die Bestückungstafel 10 unvollständig bestückt ist
und vorzugsweise ferner das fehlende Steckergehäuse identifiziert und/oder
eine Zuführung
des fehlenden Steckergehäuses
zum Bestückplatz
und/oder eine Nachbestellung auslöst.
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Wenn
beim optischen Abtasten der Bestückungstafel 10 keine
Markierung 16 erfasst wurde, wird in einem Schritt 60 ein gnal
erzeugt, das anzeigt, dass die Bestückungstafel 10 vollständig bestückt ist. Durch
dieses Signal wird beispielsweise das Einsetzen von Leitungen in
die Steckergehäuse
durch einen Bestückungsautomaten
freigegeben.
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Nach
dem Erzeugen eines Signals in einem der Schritte 58, 60 endet
das Verfahren im Schritt 62.
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Wenn
die Markierung 16 keine Information codiert, entfällt der
Schritt 56 des Decodierens, und im Schritt 58 wird
lediglich ein Fehlersignal erzeugt, das anzeigt, dass die Bestückungstafel 10 unvollständig bestückt ist.
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Die
obigen Ausführungsbeispiele
beziehen sich auf Steckergehäuse,
welche mit Leitungen zu versehen und/oder durch Leitungen zu verbinden sind,
um einen Kabelbaum herzustellen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch
auch im Fall beliebiger anderer Bauteile verwendbar, die während eines Herstellungsprozesses
an einer Bestückungstafel angeordnet
sind.
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In
allen Anwendungsfällen
weist die vorliegende Erfindung den Vorteil auf, dass keine komplexe
Bilderkennung bzw. Objekterkennung erforderlich ist. Es resultieren
deshalb deutlich weniger Anforderungen an die Hardware (Kamera,
Auswerte-Computer
etc.) und die Software (Auswertung). Insbesondere die Verwendung
eines Standard-Strichcodes ermöglicht
eine Verwendung bestehender, erprobter, robuster und niedrige Kosten
verursachender Verfahren und Vorrichtungen.
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Im
Gegensatz zu einer Sensorik mittels Berührungsschalter, Lichtschranken
oder ähnliches,
ist kein Anschluss der Bestückungstafel
an ein Messsystem erforderlich. Mechanische Gestaltung sowie Handhabung
und damit Material- sowie Prozesskosten werden damit niedrig gehalten.
Zudem ist das System leicht in bestehende Anlage integrierbar und weist
einen geringen Verschleiß auf.