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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufnahme von gefertigten Bauteilen mittels eines Roboterarms und eine Ladevorrichtung mit einer Computer- und Messvorrichtungseinheit und einem Roboter zur Beladung eines oder mehrerer Behälter mit Bauteilen.
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In
AT 404 717 B ist ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei dem Stückgüter auf einer Fördereinheit hinsichtlich ihrer Produktart und Anzahl erkannt werden. Dies geschieht mit einer Erkennungseinrichtung, die mit einem Rechner verbunden ist. Hierbei wird jedes der Stückgüter im Zuge des Transportes optisch bzw. opto-elektrisch kontrolliert. Falls es für dieses Verfahren notwendig ist, wird das Stückgut vereinzelt und ausgerichtet.
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In
DE 38 19 624 C2 ist ein stapelbarer Magazinbehälter für die Lagerung und den Transport von Werkstücken auf Förderbahnen beschrieben. Dieser Behälter weist zwei gegenüberliegende Randflächen auf, die zum lageorientierten Einhängen von werkstückspezifischen Trageelementen für einzulagernde Werkstücke geeignet sind.
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Bisher wurde ein Behälter zur Aufnahme von Bauteilen an Großraum-Pressen manuell befüllt, besonders bei dem Abstapeln von großen Bauteilen. Bei einer automatischen Befüllung ist es zwingend erforderlich, dass der jeweilige Behälter exakt positioniert ist, damit weder der Behälter noch die Bauteile beim Einfügen beschädigt werden. Des Weiteren sollte sichergestellt sein, dass am Behälter keine Schädigungen vorliegen, die wiederum die Bauteile beschädigen können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine korrekte Positionierung der jeweils zum Bauteil passenden Behälter zu dem Bauteil beim Abstapeln dieser Bauteile sicherzustellen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterentwicklungen ausgeführt.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Befüllung von Behältern mit den jeweils passenden Bauteilen vorgeschlagen. Ein Roboter mit einer rechnergestützten Steuereinheit sortiert die Bauteile in die jeweils zu den Bauteilen passenden Behälter, wobei ein Sensor zur korrekten Zuordnung der Bauteile, der Bauteilsensor, vorzugsweise über einem Förderband angeordnet ist. Die Bauteile befinden sich hierbei zunächst auf der Fördereinrichtung und die Behälter sind in Reichweite des Roboters bereitgestellt. Der Standort der Behälter wird nach dem Abstellen mittels eines zweiten Sensors, dem Behältersensor, gemessen und mit einem fiktiven Referenzbehälter verglichen. An diesem fiktiven Referenzbehälter, der für jedes Bauteil unterschiedlich sein kann, orientiert sich ein systemseitig gespeicherter Fahrweg B. Aus der Differenz des gemessenen Standortes und des Standortes des fiktiven Referenzbehälters wird ein Ortsvektor ermittelt. In der Recheneinheit zur Steuerung der Fahrwege des Greifers der Robotereinheit wird dieser ermittelte Ortsvektor zu jedem Fahrwegendpunkt des Roboters addiert noch bevor sich die Robotereinheit anfängt zu bewegen um im Anschluss direkt diese um den Ortsvektor korrigierten Endpunkte ohne Umweg anfahren zu können. Der neue korrigierte Fahrweg wird so lange abgefahren bis der Behälter vollständig mit Bauteilen befüllt ist. Dann erfolgt der Abtransport des Behälters und die Anlieferung eines baugleichen Behälters im leeren Zustand.
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Vorteilhafterweise sind in dem Behälter Aufnahmen vorgesehen, die der Geometrie der einzulagernden Bauteile angepasst sind. Mittels dieser Aufnahmen werden die Bauteile vereinzelt und in einigen aufliegenden Geometriebereichen gestützt, so dass die Bauteile sich beim Transport der Behälter und auch bei Erschütterungen nicht mehr frei im Aufnahmebereich hin und her bewegen können. Zweck ist ein sicherer Transport ohne Bewegung oder Herausfallen der Bauteile und ohne dass sie durch Anstoßen unerwünschte Geometrieveränderungen erfahren.
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Bevorzugt ist ein Anschlag als Positionierhilfe für den Behälter vorgesehen. Beim Transport des Behälters an das Förderband schiebt das Transportfahrzeug den Behälter bis an den Anschlag, wodurch dieser in einer Richtung eindeutig ausgerichtet ist.
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In einer besonderen Ausgestaltung sind zwei Anschläge vorhanden an denen zwei Seiten des Behälters positioniert werden können. Hierbei kann ein Anschlag geradlinig verlaufen und ein anderer Anschlag ist rechtwinklig angeordnet, so dass der Behälter zunächst gegen den geradlinigen Anschlag gefahren wird und dann mit einer seiner Ecken in dem rechtwinkligen Anschlag exakt positioniert wird. In einer anderen Ausgestaltung sind zwei Anschläge vorgesehen, die im rechten Winkel zueinander stehen, wobei auch hier der Behälter zunächst an einen der Anschläge gefahren wird um dann durch Anfahren des zweiten Anschlages den Behälter zweidimensional zu fixieren.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist der Behältersensor zur Bestimmung des Ortsvektors in den Anschlägen integriert. Hier kann der Unterschied zwischen dem genauen Anliegen des Behälters und dem noch vorhandenen Abstand zwischen den jeweiligen Anschlägen und den Behältern ermittelt werden. Liegt der Behälter exakt an den Anschlägen, so entspricht das der genauen Lage des Referenzbehälters und der Ortsvektor erhält den Wert Null.
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In einer besonderen Ausgestaltung wird der neu zur Verfügung gestellte, leere Behälter zunächst über eine Sensorik erkannt, das heißt einem bestimmten Bauteil, mit dem dieser Behälter befüllt werden soll, zugeordnet. Dies kann durch den Behältersensor oder einen zusätzlichen Sensor erfolgen. In einem nächsten Schritt wird der Behälter mit seinen Aufnahmen innen vermessen und mit dem für das Bauteil geeigneten Referenzbehälter verglichen. Hierfür kann der Behältersensor oder ein weiterer Sensor verwendet werden. Bei geometrischen Abweichungen über einen vorgegebenen Toleranzwert hinaus wird eine Fehlermeldung erzeugt. In der Folge kann der Behälter dann beispielsweise ausgemustert oder überarbeitet werden. Auf diese Weise werden Schäden an den Bauteilen durch die Einlagerung in den nicht maßhaltigen Behälter vorgebeugt.
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Erfindungsgemäß erkennt also ein Messsystem, beispielsweise der Bauteilsensor, die Bauteile auf dem Förderband. Ein weiteres Messsystem, beispielsweise der Behältersensor hat alle bereitstehenden Aufnahmebehälter erkannt und kennt deren Standorte. Nun ist ein System vorgesehen, das die Bauteile den passenden Behältern zuordnet. In einer besonderen Ausgestaltung ist wenigstens eines der Messsysteme ein optisches Messsystem.
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In einer weiteren Ausgestaltung werden ein oder mehrere der bereit stehenden Behälter manuell mit Bauteilen von dem Förderband befüllt.
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Erfindungsgemäß wird eine Ladevorrichtung vorgestellt bei der ein oder mehrere Roboter einen oder mehrere Behälter beladen. Es ist eine Messvorrichtung vorgesehen, die geeignet ist die Bauteile auf dem Förderband zu unterscheiden und zuzuordnen und eine andere Messvorrichtung, die besonders geeignet ist, den Standort eines leeren zur Verfügung gestellten Behälters zu vermessen. Des Weiteren gibt es eine Recheneinheit, die diesen gemessenen Standort mit einem Referenzstandort vergleicht und den vollständigen Fahrweg des Roboters um diese Differenz korrigiert. Außerdem kann eine Messvorrichtung vorgesehen sein, die besonders dazu geeignet ist, den Innenbereich eines Behälters mit seinen Bauteilaufnahmen zu vermessen und mit einem Referenzbehälter zu vergleichen.
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Es wird eine Ladevorrichtung vorgestellt mit einem Roboter der einen Fahrweg abfährt mit wenigstens einem Start- und einem Endpunkt. Dazwischen können beliebig viele Punkte liegen, die durch den Roboter angefahren werden. Dabei ist systemseitig ein Fahrweg für jeden Behälter vorprogrammiert, der durch seine einzelnen Anfahrpunkte definiert ist. Diese Anfahrpunkte werden nach einem Behälterwechsel und der Vermessung der Abweichung seines tatsächlichen Standortes zu einem Referenzstandort um den Differenzwert korrigiert. So lange der Behälter nicht vollständig befüllt ist wird dann dieser korrigierte Fahrweg vom Roboter abgefahren bis nach einem Behälterwechsel ein neuer Differenzbetrag durch Messung ermittelt wird.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
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1 ein Förderband mit Behältern, Bauteilen und Robotern perspektivisch,
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2 einen Behälter mit Anschlägen von oben,
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3 einen Behälter von der Seite mit eingelagerten Bauteilen und Aufnahmen,
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4 einen Behälter und einen Referenzbehälter perspektivisch mit zugehörigen Fahrwegen und Referenzfahrwegen in einer verzerrten Ansicht.
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1 zeigt Behälter 1 und unterschiedliche Bauteile 2, die zum Transport auf einem Förderband 4 aufliegen. An dem Förderband 4 stehen Behälter 1 zur Aufnahme der Bauteile 2. Über dem Förderband 4 sind Bauteilsensoren 5 und Behältersensoren 6 über den Behältern 1 angeordnet. Die Roboter 3 zur Befüllung der Behälter 1 stehen hier zwischen dem Förderband 4 und dem jeweiligen Behälter 1. Am Ende des Förderbands 4 stehen Behälter 1, die von Hand befüllt werden können.
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2 zeigt in Draufsicht einen einzelnen Behälter 1 mit zwei Anschlägen 8. Ein Anschlag 8 ist an der Längsseite des Behälters 1 angeordnet und ein zweiter Anschlag 8 liegt an der der Ecke eines Behälters 1 an. Soweit die Länge des Behälters 1 den Abstand der beiden Anschläge 8 nicht unterschreitet, sind die Anschläge 8 dazu geeignet, Behälter 1 mit unterschiedlichen Behältergrößen aufzunehmen.
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3 zeigt einen einzelnen Behälter 1 in der Seitenansicht. Über dem Behälterboden sind einige eingestapelte Bauteile 2 angeordnet. Die Aufnahmen 7 für die Bauteile 2 sind am Behälterboden befestigt.
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4 zeigt einen fiktiven Referenzbehälter 9, der direkt an den Anschlägen 8 anliegt und gestrichelt dargestellt ist. Im Gegensatz dazu ist der real vorhandene Behälter 1 in durchgehenden Linien dargestellt. Der Abstand zwischen beiden Behältern ist übertrieben dargestellt, damit die Unterschiede deutlich erkennbar sind. So sind die beiden Fahrwege A, B deutlich zu unterscheiden. Der Roboter hat den Fahrweg B mit den Punkten P0 P1´ P2´ P3´ in seiner Programmierung. Sobald der Behälter 1 abgesetzt ist, bestimmt der Behältersensor 6 den tatsächlichen Standort des Behälters 1 und vergleicht diesen mit dem im System gespeicherten Standort des Referenzbehälters 9. Hieraus ergibt sich ein Ortsvektor OV um den nun die Punkte des Referenzfahrwegs P1´, P2´, P3´ berichtigt werden, so dass die neuen Punkte für den Fahrweg A die Punkte P1, P2, P3 sind. Der Punkt P0 ist durch die Lage des Bauteils 2 auf dem Förderband 4 bestimmt und wird daher nicht korrigiert. Hinter dem Behälter 1 ist das Förderband 4 mit einem Bauteil 2 angeordnet.
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Ist ein Behälter 1 vollständig befüllt, so wird er durch ein dafür geeignetes Fahrzeug abgeholt. Die vollständige Befüllung kann durch Zählen der Befüllungsvorgänge oder sensorisch über den Behältersensor 6 sichergestellt werden. In der Folge wird ein baugleicher leerer Behälter 1 angeliefert und zunächst gegen einen der Anschläge 8 dann gegen den zweiten Anschlag 8 geschoben und dann dort abgesetzt. Danach vermisst der Behältersensor 6 zunächst den Innenraum und die Aufnahmen 7 des Behälters 1 und vergleicht sie mit einem im System gespeicherten Referenzbehälter 9. Bleiben die ermittelten geometrischen Unterschiede in einem definierten Toleranzbereich, so wird nun ein bestimmter Punkt des Behälters 1 gemessen und mit einem im System hinterlegten Punkt des Referenzbehälters 9 verglichen. Hieraus wird ein Vektor OV bestimmt um den jeder Punkt auf dem Fahrweg A korrigiert wird. Lediglich der Punkt P0, der zum Greifen des Bauteils 2 auf dem Förderband 4 notwendig ist, bleibt unverändert. Dann wird der Fahrweg so lange abgefahren, bis der Behälter 1 vollständig befüllt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behälter
- 2
- Bauteil
- 3
- Roboter
- 4
- Förderband
- 5
- Bauteilsensor
- 6
- Behältersensor
- 7
- Aufnahmen
- 8
- Anschlag
- 9
- Referenzbehälter
- A
- Fahrweg
- B
- Referenzfahrweg
- OV
- Ortsvektor
- P0, P1, P2, P3
- Punkte des Fahrwegs
- P1´, P2´, P3´
- Punkte des Referenzfahrwegs
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- AT 404717 B [0002]
- DE 3819624 C2 [0003]
