DE102004030946A1

DE102004030946A1 - Assembly method for component module, using manipulator, determining precisely position of component on detector field of assembly panel, with component supplied from storage unit

Info

Publication number: DE102004030946A1
Application number: DE102004030946A
Authority: DE
Inventors: Sönke Dr.-Ing. Kock; Rolf Dr.-Ing. Merte; Roland-Hans Dipl.-Ing. Oesterlein; Eckhard Dr.-Ing. Kruse
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 2004-06-26
Filing date: 2004-06-26
Publication date: 2006-01-12

Abstract

Assembly method for component modules uses manipulator. From component (100), brought out of storage unit onto detection field (3) of assembly panel (2), its position on detection field is precisely determined and transmitted to control of manipulator. Then component is picked-up by gripper of manipulator and inserted into manufactured module. Preferably precise position of each component on detection field is optically detected by camera and converted into control coordinates transmitted to control of manipulator. Independent claims are included for assembly mechanism.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Montage von Baueinheiten mittels eines Manipulators gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 3.The The invention relates to a method and a device for Assembly of units by means of a manipulator according to the preamble of claims 1 and 3.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung kommen dort zur Anwendung, wo größere und kleinere Bauelemente so anzuordnen sind, dass sie mit Hilfe eines Manipulators zu großen Baueinheiten zusammengebaut oder in große Baueinheiten eingebaut werden können.One such method and device are used there, where bigger and smaller components are to be arranged so that they are with the help of a Manipulator too big Assembled units or installed in large units can.

Aus dem Stand der Technik sind Bauteilfördersysteme wie Ketten-, Vibrations- und Bandförderungseinrichtungen bekannt, die Bauelemente in der Reichweite von Montagemanipulatoren fördern. Die so angeordneten Bauelemente werden in einem automatisierten Vorgang von einem Manipulator gegriffen, und zu einer größeren Baueinheit zusammengefügt. Zur Erkennung von Bauelementen, die in Reichweite eines Manipulators angeordnet sind, werden Kameras verwendet, die mit CCD-Sensoren ausgerüstet sind. Bei der aus dem Stand der Technik bekannten Objekterfassung, die bei der Montageautomatisierung angewendet wird, wird der Objektraum, in dem sich das zu erfassende Bauelement befindet, über optische Linsen verkleinert und auf ein kleines fotosensitives Halbleiterarray abgebildet. Die Auflösung der verfügbaren Fotoarrays ist begrenzt. Deshalb lässt sich die Lage und Orientierung kleiner Bauelemente innerhalb eines größeren Betrachtungsraums nur mit geringer Genauigkeit oder gar nicht erfassen. Zu den Fehlern, welche durch die Auflösung verursacht werden, kommen Abbildungsfehler der Optik. Falls noch die Objektorientierung erfasst werden soll, liegt die erforderliche Objektgröße für ein verwertbares Ergebnis noch höher.Out In the prior art, component conveyor systems such as chain, vibration and belt conveyors known, the components within the reach of Montagemanipulatoren promote. The components thus arranged are in an automated Operation gripped by a manipulator, and to a larger unit together. For detecting components that are within reach of a manipulator are arranged, cameras are used with CCD sensors equipped are. In the object detection known from the prior art, used in assembly automation, the object space, in which is the component to be detected, reduced by optical lenses and imaged onto a small photosensitive semiconductor array. The resolution the available Photo arrays is limited. That's why the location and orientation small components within a larger viewing space only with low accuracy or not at all. To the mistakes, which caused by the resolution Become aberrations of optics. If still the object orientation is to be recorded, is the required object size for a usable Result even higher.

Der Erfindung liegt, ausgehend von diesem Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem der Zugriff eines Manipulators auf Bauelemente exakt und sehr einfach ermöglicht wird. Aufgabe der Erfindung ist es zudem, eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit der ein solches Verfahren durchgeführt werden kann.Of the Invention, starting from this prior art, the task to demonstrate a method by which the access of a manipulator is made possible on components exactly and very easily. Object of the invention It is also to show a device with which such Procedure performed can be.

Die Aufgabe, das Verfahren betreffend, wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The Task, concerning the method, is characterized by the features of the claim 1 solved.

Die Aufgabe, die Vorrichtung betreffend, wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 3 gelöst.The Task, concerning the device, is characterized by the features of Patent claim 3 solved.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, große und kleine, flächige oder räumlich ausgebildete Bauelemente vorzugsweise einzeln nach einander, oder, falls es die Gegebenheiten erfordern, alle auf einmal aus Magazinen von Bevorratungseinrichtungen auf eine Montageplatte zu transportieren. Dabei wird jedes Bauelement auf einem hierfür vorgesehenen Detektionsfeld angeordnet, und anschließend optisch erfasst. Aus dieser optischen Information wird die genaue geometrische Position eines jeden Bauelement auf einem Detektionsfeld berechnet. Diese Information wird an einen Manipulator weitergeben, welcher fest mit der Montageplatte verbunden ist. Mit Hilfe der berechneten Position eines Bauelements ist die Steuerung des Manipulators in der Lage, den Manipulator so zu steuern, dass er genau das Bauelement greift, das gerade für die Montage einer Baueinheit benötigt wird.With the method according to the invention Is it possible, size and small, flat or spatially trained Components preferably individually after each other, or, if it Conditions require, all at once from magazines of stockholding facilities to transport on a mounting plate. This is every component on a this one provided detection field, and then optically detected. From this optical information becomes the exact geometric Position of each device calculated on a detection field. This information is passed on to a manipulator, which firmly connected to the mounting plate. With the help of the calculated Position of a device is the control of the manipulator in able to control the manipulator so that it is exactly the component That's right for the Assembly of a unit needed becomes.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist wenigstens eine Montageplatte vorgesehen. Jede Montageplatte ist mit einem oder mehreren Detektionsfeldern ausgerüstet. Jedes Detektionsfeld wird auf einer Seite von einer Außenkante der Montageplatte begrenzt. Jede Montageplatte ist fest mit einem Manipulator verbunden. Dieser ist so installiert, dass er jedes Detektionsfeld der Montageplatte erreichen und ein definiertes Bauelement, das darauf angeordnet ist, greifen kann.For the implementation of the inventive method At least one mounting plate is provided. Each mounting plate is equipped with one or more detection fields. each Detection field is on one side of an outer edge of the mounting plate limited. Each mounting plate is firmly connected to a manipulator. This is installed so that it has every detection field of the mounting plate reach and a defined device that is arranged on it is, can grab.

Jedes Detektionsfeld steht mit einer Fördereinrichtung in Verbindung, die so installiert, dass sie ummittelbar an der Außenkante der Montageplatte endet, welche das Detekti onsfeld mitbegrenzt. Jede Fördereinrichtung wird durch eine flache Rinne gebildet, die beidseitig nach außen begrenzt ist. In jede Rinne münden ein oder mehrere Magazine einer Bevorratseinrichtung, in denen Bauelemente enthalten sind. Die Bauelemente eines Magazins sind vorzugsweise hintereinander angeordnet. Mit Hilfe eines Vorschubelements kann aus einem Magazin ein Bauelement nach dem anderen in die Rille geschoben werden. Ein Förderelement, das entlang der Rille hin und her bewegt werden kann, wird dazu genutzt, die Bauelemente auf das Detektionsfeld zu fördern. Der Transport der Bauelemente auf ein Detektionsfeld muss nicht sehr genau erfolgen. Es muss lediglich gewährleistet sein, dass jedes Bauelement innerhalb der Begrenzung des Detektionsfeldes angeordnet wird. Die genaue Position eines jeden Bauelementes auf dem Detektionsfeld wird anschließend ermittelt. Unter oder über einem jeden Detektionsfeldes ist eine hochauflösende Kamera installiert. Oberhalb eines jeden Detektionsfeldes befindet sich eine Beleuchtungseinrichtung.each Detection field stands with a conveyor connected so that they are directly on the outside edge the mounting plate ends, which mitbegrenzt the Detekti onsfeld. Each conveyor is formed by a shallow gutter bounded on both sides to the outside is. Into each channel one or more magazines of a storage device in which components are included. The components of a magazine are preferably arranged one behind the other. With the help of a feed element can from one magazine one component after the other pushed into the groove become. A conveying element, which can be moved back and forth along the groove is added used to promote the components on the detection field. The transport the components on a detection field does not have to be very accurate. It just has to be guaranteed be that every component within the boundary of the detection field is arranged. The exact position of each component the detection field is then determined. Below or above one Each detection field has a high-resolution camera installed. Above Each detection field is a lighting device.

Die von der Kamera erfasste optische Information wird an einen Digitalisierer weitergeleitet, der die analogen Signale der Kamera in digitale Signale wandelt und einem Rechner zugeführt. Der Rechner ist beispielsweise als Mikroprozessor ausgebildet. Er ermittelt aus den empfangenen Signalen die genauen Koordination des Bauelements auf dem Detektionsfeld in Bezug auf den Mittelpunkt oder einen Eckpunkt des Kamerabildes. Sind die Position der Kamera relativ zum Manipulator und die optischen Abbildungseigenschaften der Kamera bekannt, so kann die Position des Bauelements in Bezug auf den Manipulator berechnet werden. Der Manipulator kann dann mit Hilfe von diesen Daten von der zugehörigen Steuereinrichtung gesteuert werden.The optical information captured by the camera is forwarded to a digitizer, which converts the analog signals of the camera into digital signals and fed to a computer. The computer is designed for example as a microprocessor. It determines exactly from the received signals Coordination of the component on the detection field with respect to the center point or a vertex of the camera image. If the position of the camera relative to the manipulator and the optical imaging properties of the camera are known, the position of the component with respect to the manipulator can be calculated. The manipulator can then be controlled by means of these data from the associated control device.

Für die optische Erfassung der Bauelemente können Verfahren der Binärbildverarbeitung durch Anwendung eines Schwellwertoperators angewendet werden, da das Objekt unmittelbar als dunkler Schattenbereich in der Kamera abgebildet wird, weil die Beleuchtungseinrichtung über dem Bauelement installiert ist. Zur Bestimmung der Lage und Orientierung bieten sich beispielsweise Verfahren der Momentenberechnung in Binärbildern an.For the optical Capture of the components can Method of binary image processing be applied by applying a threshold operator, since the object immediately as a dark shadow area in the camera is pictured because the lighting device above the Component is installed. To determine the location and orientation For example, methods of torque calculation in binary images are available at.

Jede Kamera und jedes Detektionsfeld, die zu einer Montageplatte gehören, sind bezüglich des zugeordneten Manipulators fest montiert. Zudem ist die Position jeder Kamera in der Steuereinrichtung des Manipulators gespeichert. Diese Steuereinrichtung erhält zudem die Information über die Lage und Orientierung des Bauelements in Bezug auf die Kamera. Mit dieser Informationen ist es möglich, den Manipulator so zu steuern, dass er jedes Bauelement auf einem Detektionsfeld an genau definierter Stelle greifen kann.each Camera and each detection field that belong to a mounting plate are in terms of the associated manipulator firmly mounted. In addition, the position each camera stored in the control device of the manipulator. This control device receives also the information about the location and orientation of the device with respect to the camera. With this information, it is possible to manipulator so too control that he puts each component on a detection field at exactly defined place can grab.

Durch den Greifvorgang kann sich neben der Position auch die Orientierung des Bauelements ändern. Gegebenenfalls ist es dann erforderlich, die Lage eines Bauelements erneut mit der Kamera zu detektieren. Mit Hilfe einer genauen Lage- und Orientierungsinformation des von dem Manipulator gegriffenen Bauelements kann die Steuerung des Manipulators dann so erfolgen, dass er das Bauelement passgenau in eine zu fertigende Baueinheit einfügt.By The gripping process can be next to the position and orientation change the component. If necessary, it is then necessary, the location of a device to detect again with the camera. With the help of a precise location and orientation information of the manipulator gripped Component can then be the control of the manipulator so that he the component fit into a unit to be manufactured fits.

Ist die Montageplatte mit mehreren Detektionsfeldern ausgerüstet, so sind unter oder über jedem Detektionsfeld eine Kamera und eine Beleuchtungseinrichtung installiert. Wo sich die jeweilige Kamera und die zugehörige Beleuchtungseinrichtung befinden, ist von der Größe des Detektionsfeldes und des darauf positionierten Bauelements abhängig.is the mounting plate equipped with several detection fields, so are under or over Each detection field a camera and a lighting device Installed. Where the respective camera and the associated lighting device are located, is the size of the detection field and the component positioned thereon.

Weitere erfinderische Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.Further inventive features are characterized in the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.The The invention will be described below with reference to schematic drawings explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein erfindungsgemäße Vorrichtung für die Montage von Baueinheiten, 1 a device according to the invention for the assembly of structural units,

2 die Vorrichtung nach 1 im Vertikalschnitt, 2 the device after 1 in vertical section,

3 eine Variante der in 1 dargestellten Vorrichtung, 3 a variant of in 1 illustrated device,

4 die Vorrichtung nach 3 im Vertikalschnitt, 4 the device after 3 in vertical section,

5 eine weitere Ausführungsform der in 1 dargestellten Vorrichtung. 5 another embodiment of in 1 illustrated device.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 mit einer Montageplatte 2, einem Detektionsfeld 3, einer Bevorratungseinrichtung 4 und einer Fördereinrichtung 5. Das Detektionsfeld 3 ist transparent ausgebildet. Es ist über eine Fassung 3F so in die Montageplatte 2 integriert, dass es bündig mit der Oberfläche der Montageplatte 2 abschließt und auf einer Seite von einer Außenkante der Montageplatte 2 mitbegrenzt wird. 1 shows a device 1 with a mounting plate 2 , a detection field 3 , a storage device 4 and a conveyor 5 , The detection field 3 is transparent. It is about a version 3F so in the mounting plate 2 Integrated that it flush with the surface of the mounting plate 2 closes and on one side from an outer edge of the mounting plate 2 is mitbegrenzt.

Wie 2 zu entnehmen ist, ist auf der Unterseite des Detektionsfeldes 3 eine hochauflösende Kamera 6 installiert. Die Kamera 6 grenzt unmittelbar an das Detektionsfeld 3 an. Sie ist mit einer ebenen, transparenten Schutzschicht versehen, oder durch ein transparentes Glas- oder Kunststoffplättchen abgedeckt (hier nicht dargestellt). Oberhalb des Detektionsfeldes 3 ist eine Beleuchtungseinrichtung 7 installiert. Die Kamera 6 steht mit einem Rechner 8 in Verbindung, der bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Mikroprozessor ausgebildet ist. Die optischen Signale der Kamera 6 werden mit Hilfe eine CCD-Chip, der in die Kamera 6 eingebaut ist, in elektrische Signale umgewandelt. Die analogen Signale der Kamera 6 werden mit einem Digitalisierer (Frame Grabber) in digitale Signale für den Rechner 8 umgewandelt. Ein solcher Digitalisierer (hier nicht dargestellt) wird zwischen die Kamera 6 und den Rechner 8 geschaltet. In dem Rechner 8 wird aus den empfangenen Signalen die genaue Position des jeweiligen Bauelements 100 bestimmt, das gerade auf dem Detektionsfeld 3 angeordnet ist. Der Signalausgang des Rechners 8 ist an einen Manipulator 10 angeschlossen, der mit der Montageplatte 2 fest verbunden ist. Der Manipulator 10 ist mit einem Arm 10A ausgerüstet, an dessen freiem Ende eine Greifervorrichtung 10G befestigt ist. Die Länge des Arms 10A und seine Bewegungsmöglichkeiten sind so ausgelegt, dass die Greifervorrichtung 10G das Bauelement 100 erfassen und in einer Baueinheit 110 installieren kann, die, wie 4 zeigt, neben der Vorrichtung 1 angeordnet ist. Mit Hilfe der Ausgangssignale des Rechners 8, die der Steuereinheit des Manipulators 10 zugeführt werden, kann der Arm 10A des Manipulators 10 so gesteuert werden, dass die Greifervorrichtung 10G genau zu der Position geführt wird, an der sich das Bauelement 100 auf dem Detektionsfeld 3 befindet. Falls es die Gegebenheiten erfordern, kann nach dem Aufnehmen des Bauelements 100 durch die Greifervorrichtung 10G die Position des Bauelements 100 noch einmal mit der Kamera 6 bestimmt werden. Die Greifervorrichtung 10G kann dann exakt an die Stelle geführt werden, an der das Bauelement 100 in der Baueinheit 110 zu installieren ist.As 2 it can be seen on the underside of the detection field 3 a high-resolution camera 6 Installed. The camera 6 immediately adjacent to the detection field 3 at. It is provided with a flat, transparent protective layer, or covered by a transparent glass or plastic plate (not shown here). Above the detection field 3 is a lighting device 7 Installed. The camera 6 stands with a calculator 8th in connection, which is formed in the embodiment shown here as a microprocessor. The optical signals of the camera 6 be using a CCD chip in the camera 6 is built-in, converted into electrical signals. The analog signals of the camera 6 are used with a digitizer (frame grabber) in digital signals for the computer 8th transformed. Such a digitizer (not shown here) is placed between the camera 6 and the calculator 8th connected. In the calculator 8th becomes from the received signals the exact position of the respective component 100 Certainly, that's just on the detection field 3 is arranged. The signal output of the computer 8th is to a manipulator 10 connected to the mounting plate 2 is firmly connected. The manipulator 10 is with one arm 10A equipped, at its free end a gripper device 10G is attached. The length of the arm 10A and its movement possibilities are designed so that the gripper device 10G the component 100 capture and in a unit 110 can install that, like 4 shows next to the device 1 is arranged. With the help of the output signals of the computer 8th , the control unit of the manipulator 10 can be fed, the arm 10A of the manipulator 10 be controlled so that the gripper device 10G exactly to the position, at the itself the component 100 on the detection field 3 located. If required by circumstances, after picking up the component 100 by the gripper device 10G the position of the device 100 again with the camera 6 be determined. The gripper device 10G can then be guided exactly to the point where the device 100 in the unit 110 to install.

Bevor ein Bauelement 100 auf einem Detektionsfeld 3 angeordnet wird, befindet es sich, wie 1 zeigt, in der Bevorratungseinrichtung 4, die mit einem oder mehreren Magazinen 4M versehen ist. Die Magazine 4M sind mit Bauelementen 100 gefüllt, die gleich oder unterschiedlich gestaltet jedoch etwa gleich groß sind. Beidem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bevorratungseinrichtung 4 ist mit drei Magazinen 4M versehen, die nebeneinander angeordnet sind, so dass ihre Längsachsen parallel zueinander ausgerichtet sind. Senkrecht zu den Längsachsen der Magazine 4M ist die Fördereinrichtung 5 installiert, die durch eine Rinne 5R gebildet wird. Die Rinne 5R endet an der Außenkante der Montageplatte 3, die das Detektionsfeld 3 unmittelbar begrenzt. Jedes Magazin 4M ist mit jeweils einem Vorschubelement 4V versehen. Mit Hilfe der Vorschubelemente 4V, die beispielsweise von Schrittmotoren (hier nicht dargestellt) angetrieben werden, können die Bauelemente 100 durch die Magazine 4M geschoben werden. Jedes Vorschubelement 4V kann von dem Rechner 8 separat angesteuert werden, woraufhin aus einem bestimmten Magazine 4M ein Bauelement 100 in die Rinne 5R befördert wird. Die Rinne 5R ist mit einem Förderelement 5V versehen, das von einem Motor (hier nicht dargestellt) angetrieben wird. Ist das Detektionsfeld 3 leer, wird aus einem Magazine 4M ein Bauelement 100 in die Rinne 5R befördert, und von dem Förderelement 5V auf das Detektionsfeld 3 transportiert. Der Motor des Förderelements 5V kann ebenfalls von dem Rechner 8 aus gesteuert werden.Before a component 100 on a detection field 3 is located, it is located, like 1 shows, in the storage device 4 that come with one or more magazines 4M is provided. The magazines 4M are with components 100 filled, the same or different designed but about the same size. In the embodiment shown here, the storage device 4 is with three magazines 4M provided, which are arranged side by side, so that their longitudinal axes are aligned parallel to each other. Perpendicular to the longitudinal axes of the magazines 4M is the conveyor 5 installed by a gutter 5R is formed. The gutter 5R ends at the outer edge of the mounting plate 3 that the detection box 3 immediately limited. Every magazine 4M is each with a feed element 4V Mistake. With the help of the feed elements 4V , which are driven for example by stepper motors (not shown here), the components 100 through the magazines 4M be pushed. Each feed element 4V can from the calculator 8th be controlled separately, whereupon from a particular magazine 4M a component 100 into the gutter 5R is transported. The gutter 5R is with a conveyor element 5V provided, which is driven by a motor (not shown here). Is the detection field 3 empty, becomes from a magazine 4M a component 100 into the gutter 5R transported, and of the conveying element 5V on the detection field 3 transported. The motor of the conveyor element 5V can also from the calculator 8th be controlled from.

3 zeigt eine Montageplatte 2, die mit zwei Detektionsfeldern 3A und 3B ausgerüstet. Die beiden Detektionsfelder 3A und 3B sind so installiert, wie das in 1 dargestellte Detektionsfeld 3. Im Unterschied dazu werden, die beiden Detektionsfelder 3A und 3B von zwei Außenkanten der Montageplatte 2 begrenzt, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Das Detektionsfeld 3A ist bezüglich seiner Abmessungen so ausgebildet wie das in 1 dargestellte und in der zugehörigen Beschreibung erläuterte Detektionsfeld 3. Unter dem Detektionsfeld 3A ist, ebenso wie in 2 dargestellt, wiederum eine Kamera 6 installiert, während sich über dem Detektionsfeld 3A eine Beleuchtungseinrichtung 7 befindet. Die Signale der Kamera 6 werden auch hierbei an einen Rechner 7 zur Auswertung weitergeleitet. Auf das Detektionsfeld 3A können Bauelemente 100 befördert werden, wie sie in den Magazinen 4M der Bevorratungseinrichtung 4 enthalten sind. Die Bevorratungseinrichtung 4 steht mit der Rinne 5R einer Fördereinrichtung 5 in Verbindung. Die Bevorratungseinrichtung 4 und die Fördereinrichtung 5 sind so ausgebildet und arbeiten in der gleichen Weise wie die in 1 dargestellten und in der zugehörigen Beschreibung erläuterten Einrichtungen 4 und 5. 3 shows a mounting plate 2 that with two detection fields 3A and 3B equipped. The two detection fields 3A and 3B are installed like that in 1 illustrated detection field 3 , In contrast, the two detection fields become 3A and 3B from two outer edges of the mounting plate 2 limited, which are arranged at right angles to each other. The detection field 3A is designed with respect to its dimensions as in 1 illustrated and explained in the accompanying description detection field 3 , Under the detection field 3A is, as well as in 2 represented, again a camera 6 installed while above the detection panel 3A a lighting device 7 located. The signals of the camera 6 are synonymous here to a computer 7 forwarded for evaluation. On the detection field 3A can components 100 be transported, as in the magazines 4M the storage device 4 are included. The storage device 4 stands with the gutter 5R a conveyor 5 in connection. The storage device 4 and the conveyor 5 are trained and work in the same way as those in 1 illustrated and explained in the accompanying description facilities 4 and 5 ,

Das zweite Detektionsfeld 3B weist westlich größere Abmessungen auf als das Detektionsfeld 3A. Damit ist es möglich, auf das Detektionsfeld 3B Bauelemente 101 zu fördern, deren Abmessungen die der Kamera 6 überschreiten. Die Kamera 6 wird auch hier zur Erfassung der Position eines jeden Bauelements 101 genutzt. Sie ist, wie 4 zeigt, unter dem Detektionsfeld 3B installiert. Das Detektionsfeld 3B wird durch eine transparente Glas- oder Kunststoffplatte gebildet. Für die Beleuchtung eines jeden Bauelementes 101, das auf dem Detektionsfeld 3B angeordneten wird, ist eine Beleuchtungseinrichtung 7 installiert. Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Beleuchtungseinrichtung 7 über dem Detektionsfeld 3B angeordnet. Die Kamera 6 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer zusätzlichen Optik 6A ausgerüstet. Wo die jeweilige Kamera 6 und die zugehörige Beleuchtungseinrichtung 7 installiert werden, hängt von der Größe des Detektionsfeldes und der darauf zu positionierenden Bauelemente ab. Da die Kamera 6 mit einem Objektiv 6A versehen ist, kann damit ein Bereich erfasst werden, der größer ist als das Detektionsfeld 3B.The second detection field 3B has larger dimensions to the west than the detection field 3A , This makes it possible to access the detection field 3B components 101 to promote the dimensions of the camera 6 exceed. The camera 6 is also used here to capture the position of each component 101 used. She is how 4 shows below the detection field 3B Installed. The detection field 3B is formed by a transparent glass or plastic plate. For the lighting of every component 101 that on the detection field 3B is arranged, is a lighting device 7 Installed. At the in 4 illustrated embodiment, the lighting device 7 above the detection field 3B arranged. The camera 6 is in the embodiment shown here with an additional optics 6A equipped. Where the respective camera 6 and the associated lighting device 7 to be installed depends on the size of the detection field and the components to be positioned thereon. Because the camera 6 with a lens 6A is provided, so that an area can be detected, which is larger than the detection field 3B ,

Die Detektionsfelder 3A und 3B sind so installiert, dass sie sich beide in Reichweite des Manipulators 10 befinden, der fest mit der Montageplatte 2 verbunden ist. Die Greifervorrichtung 10G des Manipulators 10 kann somit jedes Bauelement 100 als auch jedes Bauelement 101 erfassen. Die Ausgangssignale beider Kameras 6 werden dem Rech ner 8 zugeführt, der daraus die genauen geometrischen Positionen der Bauelement 100 und 101 auf den Detektionsfeldern 3A und 3B ermittelt. Diese Information wird an die Steuerung des Manipulators 10 weiter geleitet. Die Bauelemente 101 sind ebenfalls in einem Magazin 4M einer Bevorratungseinrichtung 4 enthalten. Das Magazin 4M steht mit einer Fördereinrichtung 5 in Verbindung. Über die Rinne 5R der Fördereinrichtung 5 kann auch hierbei ein Bauelement 101 nach dem anderen auf das Detektionsfeld 3B transportiert werden. Die Bevorratungseinrichtung 4 und die Fördereinrichtung 5 sind in gleicher Weise ausgebildet und mit und dem Detektionsfeld 3B verbunden wie die in 1 dargestellten und in der zugehörigen Beschreibung erläuterten Einrichtungen 4 und 5.The detection fields 3A and 3B are installed so that they are both within reach of the manipulator 10 which are fixed to the mounting plate 2 connected is. The gripper device 10G of the manipulator 10 can thus each component 100 as well as every component 101 to capture. The output signals of both cameras 6 become the computer 8th fed, from which the exact geometrical positions of the component 100 and 101 on the detection fields 3A and 3B determined. This information is sent to the controller of the manipulator 10 passed on. The components 101 are also in a magazine 4M a storage device 4 contain. The magazine 4M stands with a conveyor 5 in connection. About the gutter 5R the conveyor 5 can also be a component here 101 after the other on the detection field 3B be transported. The storage device 4 and the conveyor 5 are formed in the same way and with and the detection field 3B connected like those in 1 illustrated and explained in the accompanying description facilities 4 and 5 ,

5 zeigt eine Montageplatte 2, die mit zwei Detektionsfeldern 3A und zwei Detektionsfeldern 3B ausgerüstet. Die beiden Detektionsfelder 3A sind so ausgebildet wie das in 3 gezeigte und in der zugehörigen Beschreibung erläuterte Detektionsfeld 3A. Sie grenzen mit einer Seite an eine erste Außenkante der Montageplatte 2. Zu jedem Detektionsfeld 3A können Bauelemente 100 aus den Magazinen 4M einer zugehörigen Bevorratungseinrichtung 4 über die Rinne 4R einer Fördereinrichtung 5 transportiert werden. Unter jedem Detektionsfeld 3A ist in analoger Weise wie in 2 dargestellt und in der zugehörigen Beschreibung erläutert, eine Kamera 6 installiert, während sich über jedem Detektionsfeld 3A eine Beleuchtungseinrichtung 7 befindet. Die Signale der Kameras 6 werden auch hierbei an einen Rechner 8 zur Auswertung weitergeleitet. 5 shows a mounting plate 2 that with two detection fields 3A and two detection fields 3B equipped. The two detection fields 3A are as educated as that in 3 shown and explained in the accompanying description detection field 3A , They border with one side to a first outer edge of the mounting plate 2 , To every detection field 3A can components 100 from the magazines 4M an associated storage device 4 over the gutter 4R a conveyor 5 be transported. Under each detection field 3A is in a similar way as in 2 shown and explained in the accompanying description, a camera 6 installed while going over each detection box 3A a lighting device 7 located. The signals of the cameras 6 are synonymous here to a computer 8th forwarded for evaluation.

Die beiden Detektionsfelder 3B sind so ausgebildet wie das in 3 gezeigte und in der zugehörigen Beschreibung erläuterte Detektionsfeld 3B. Eines dieser Detektionsfelder 3B wird durch eine zweite und das weitere Detektionsfeld 3B durch eine dritte Außenkante der Montageplatte 2 begrenzt. Die beiden Detektionsfelder 3B weisen westlich größere Abmessungen auf als die Detektionsfelder 3A. Damit ist es möglich, auch hierbei Bauelemente 101 auf die Detektionsfelder 3B zu transportieren, deren Abmessungen die der Kamera 6 überschreiten. Zu jedem Detektionsfeld 3B können Bauelemente 101 aus dem Magazin 4M einer zugehörigen Bevorratungseinrichtung 4 über die Rinne 4R einer Fördereinrichtung 5 transportiert werden.The two detection fields 3B are as educated as that in 3 shown and explained in the accompanying description detection field 3B , One of these detection fields 3B is through a second and the more detection field 3B through a third outer edge of the mounting plate 2 limited. The two detection fields 3B have larger dimensions to the west than the detection fields 3A , This makes it possible, even here, components 101 on the detection fields 3B to transport the dimensions of which the camera 6 exceed. To every detection field 3B can components 101 from the magazine 4M an associated storage device 4 over the gutter 4R a conveyor 5 be transported.

Unter bzw. über jedem Detektionsfeld 3B sind auch hier, wie in 4 dargestellt und in der zugehörigen Beschreibung erläutert, jeweils eine Kamera 6 mit einem zusätzlichen Objektiv 6A und eine Beleuchtungseinrichtung 7 installiert. Die Ausgangssignale aller Kameras 6 werden zur Ermittlung der genauen Positionen eines jeden Bauelements 101 dem Rechner 8 zugeführt. Seine Ausgangssignale werden an die Steuereinrichtung des Manipulators (hier nicht dargestellt) weitergeleitet, der auch hier mit der Montageplatte 2 verbunden und so installiert ist, dass die an seinem Arm befestigte Greifervorrichtung 10G jedes Bauelement 100, 101 auf einem jeden Detektionsfeld 3A, 3B erreichen, greifen und in einer Baueinheit montieren kann.Below or above each detection field 3B are also here, as in 4 shown and explained in the accompanying description, each a camera 6 with an additional lens 6A and a lighting device 7 Installed. The output signals of all cameras 6 are used to determine the exact positions of each component 101 the calculator 8th fed. Its output signals are forwarded to the control device of the manipulator (not shown here), which also here with the mounting plate 2 connected and installed so that the attached to his arm gripper device 10G every component 100 . 101 on each detection field 3A . 3B reach, grab and assemble in a unit.

Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr umfasst sie alle Variationen des Verfahren und der Vorrichtung, die dem Kern der Erfindung zugeordnet werden können.The Restricted invention not only on the embodiment described here. Rather, it includes They all variations of the procedure and the device that the Core of the invention can be assigned.

Claims

Method for assembling building units ( 110 ) of components ( 100 ) using a manipulator ( 10 ), characterized in that a component ( 100 . 101 ), which consists of a storage device ( 4 ) out on a detection field ( 3 . 3A . 3B ) a mounting plate ( 2 ), the position on the detection field ( 3 ) and to the control of a manipulator ( 10 ) and that the device ( 100 . 101 ) subsequently by the gripper device ( 10 ) of the manipulator ( 10 ) and into a unit to be manufactured ( 110 ) is inserted.

Method according to claim 1, characterized in that the exact position of each component ( 100 . 1001 ) on each detection field ( 100 . 101 ) is optically detected and converted into control coordinates that the control device of the manipulator ( 10 ).

Device for assembling building units ( 110 ) using a manipulator ( 10 ), in particular for carrying out the method according to claim 1, characterized in that a mounting plate ( 2 ) with at least one detection field ( 3 . 3A . 3B ), on each of which at least one component ( 100 . 101 ) positionable by a manipulator ( 10 ) and in a structural unit ( 110 ) is insertable.

Device according to claim 3, characterized in that the manipulator ( 10 ) fixed to the mounting plate ( 2 ) and below or above each detection field ( 3 . 3A . 3B ) a camera ( 6 ) and a lighting device ( 7 ) are installed, that the signal outputs of the camera ( 6 ) to a computer ( 8th ) connected to the control device of the manipulator ( 10 ) that the manipulator ( 10 ) with a movable arm ( 10A ) is provided at the free end of a gripper device ( 10G ), with which each component ( 100 . 101 ) on each detection field ( 3 . 3A . 3B ) of the mounting plate ( 2 ) tangible and into a structural unit ( 110 ) is insertable.

Device according to one of claims 3 or 4, characterized in that each detection field ( 3 . 3A . 3B ) with a storage device ( 4 ), which is at least one magazine ( 4M ) for the inclusion of components ( 100 . 101 ) and that each magazine ( 4M ) with a motor-driven feed element ( 4V ) provided by the computer ( 8th ) is controllable.

Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that each storage device ( 4 ) to a conveyor ( 5 ) connected to a gutter ( 5R ) into which each magazine ( 4M ) of the storage device ( 4 ), that each channel ( 5R ) of each conveyor ( 5 ) to a detection field ( 3 . 3A . 3B ) and that each conveyor ( 5 ) with a motor-driven conveying element ( 5V ) provided by the computer ( 8th ) out is controllable.