DE102017101922A1

DE102017101922A1 - Messvorrichtung zur Erfassung der Position eines robotergesteuerten Werkzeugs

Info

Publication number: DE102017101922A1
Application number: DE102017101922.7A
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Boillot; Jacques-André Gaboury; Andrei Rusnac
Original assignee: Servo Robot Inc
Current assignee: Servo Robot Inc
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2017-08-03
Also published as: JP6685832B2; CA2919392C; TW201728422A; CN107020471B; JP2017138297A; TWI689388B; CA2919392A1; CN107020471A

Abstract

Eine Messvorrichtung zum Überwachen einer 3D-Position eines robotergesteuerten Bearbeitungswerkzeugs relativ zu einer an dem robotergesteuerten Bearbeitungswerkzeug angebrachten Trackingvorrichtung ist offenbart. Ein an der Trackingvorrichtung anbringbarer Körper unterstützt eine Lasereinheit und eine Kameraeinheit. Die Lasereinheit projiziert eine Triangulationslasermarke auf einen Zielbereich des Bearbeitungswerkzeugs. Die Markierung, ein Werkzeugmittelpunkt und ein Bearbeitungsbereich befinden sich in einem Sichtfeld der Kameraeinheit. Eine Kontrolleinheit kontrolliert den Betrieb der Lasereinheit und weist eine Bildanalysatorschaltung zum Empfangen eines von der Kameraeinheit erzeugten Bildsignals auf, zum Erzeugen von Triangulationslasermessdaten aus der Triangulationslasermarke in dem Bildsignal, zum Erzeugen eines Signals, das die Position des robotergesteuerten Bearbeitungswerkzeugs als Funktion der Triangulationslasermessdaten anzeigt und zum Übertragen des von der Kameraeinheit erzeugten Bildsignals.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Robotermaterialbearbeitung und insbesondere eine Messvorrichtung sowie ein Verfahren zur Positionsüberwachung eines robotergesteuerten Werkzeugs in Bezug zu einer Trackingkamera, welche neben dem robotergesteuerten Werkzeug angebracht ist. Das robotergesteuerte Werkzeug kann insbesondere ein Schweißbrenner sein und die Überwachungskamera kann insbesondere eine Schweißverbindungstrackingkamera sein.
HINTERGRUND
Schweißverbindungstrackinglaserkameras werden in der Regel mit einem Triangulationslaser entworfen, der auf eine feste Distanz vor dem Schweißbrenner blickt. Diese Kameras sind manchmal mit einer zusätzlichen 2D-Videofarbkamera ausgestattet, die sich in der gleichen Frontfläche der Kamera befindet und denselben Bereich wie der Triangulationslaser betrachtet. Diese Trackinglaserkameras können den Bereich der Schweißbrennerspitze nicht überwachen oder die Position des Schweißbrenners relativ zu der Trackingkamera und der Schweißnaht überwachen. Die gelegentliche Kollision des Schweißbrenners mit dem Werkstück oder den nahe gelegenen Strukturen kann eine bleibende Verformung und Verschiebung des Schweißbrenners gegenüber der Laserkamera hervorrufen und die Erstkalibrierung des Roboter-TCPs (Tool Center Point) zerstören. Diese relative Verschiebung, wenn sie nicht erkannt und korrigiert wird, kann zu einer Fehlverfolgung der Schweißnaht und zu Schweißmängeln führen. Eine solche Verschiebung oder bleibende Verformung tritt auch bei Robotern auf, die mit einer Anti-Kollisions-Sicherheitswerkzeughalterung ausgestattet sind, wie in dem Patent US 6,346,751 (Delfino et al.) beschrieben. Die US 5,329,092 (Weaver et al.) schlägt einen Ausrichtungsmessblock vor, der an einer festen Position relativ zu einem Schweißroboter angebracht ist. Der Block hat eine V-förmige Kerbe, in die der Schweißdraht programmiert wird, um eine periodische Basis weiterzugeben. Die Fehlausrichtung des Schweißdrahts wird erkannt, wenn er die Seitenwände des Messblocks berührt. Der Arbeitsvorgang des Roboters muss jedes Mal gestoppt werden, wenn eine Ausrichtungsüberprüfung gewünscht wird und die Verschiebung der Brennerspitze zum Messblock benötigt Zeit und Raum.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Messvorrichtung für die Überwachung einer Position eines Roboterbearbeitungswerkzeugs relativ zu einer Trackingvorrichtung, die neben dem Roboterbearbeitungswerkzeug angebracht ist, bereitgestellt, wobei die Messvorrichtung umfasst:
einen Körper, der an der Trackingvorrichtung anbringbar ist;
eine Lasereinheit, die von dem Körper getragen wird, wobei die Lasereinheit einen Laser und eine operative Projektionsanordnung zum Projizieren einer Triangulationslasermarkierung auf einem vorbestimmten Zielbereich des Roboterbearbeitungswerkzeugs aufweist;
eine Kameraeinheit, die von dem Körper getragen wird, wobei die Kameraeinheit einen Bildsensor und eine optische Betrachtungseinrichtung aufweist, so dass die Triangulationslasermarkierung auf dem Zielbereich des Roboterbearbeitungswerkzeugs, ein Werkzeugmittelpunkt des Roboterbearbeitungswerkzeugs und ein Bearbeitungsbereich in einem Gesichtsfeld der Kameraeinheit sind; und
eine Kontrolleinheit (Steuer- oder Regeleinheit), die mit der Lasereinheit und der Kameraeinheit verbunden ist, wobei die Kontrolleinheit aufweist:
eine Laserkontrollschaltung zur Kontrolle des Betriebs der Lasereinheit; und
eine Bildanalysatorschaltung zum Empfangen eines von dem Bildsensor der Kameraeinheit erzeugten Bildsignals, wodurch Triangulationslasermessdaten aus der Triangulationslasermarke im Bildsignal erzeugt werden, wodurch ein Signal erzeugt wird, das die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs als Funktion der Triangulations-Lasermessdaten repräsentiert und zum Übertragen des von der Kameraeinheit erzeugten Bildsignals.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Überwachen einer Position eines Roboterbearbeitungswerkzeugs relativ zu einer Trackingvorrichtung, die neben dem Roboterbearbeitungswerkzeug angebracht ist, bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Anbringen einer Messvorrichtung an der Trackingvorrichtung, wobei die Messvorrichtung eine Lasereinheit mit einem Laser und eine operative Projektionsanordnung zum Projizieren einer Triangulationslasermarke, eine Kameraeinheit mit einem Bildsensor und einer optischen Betrachtungseinrichtung und eine Kontrolleinheit, die mit der Lasereinheit und der Kameraeinheit verbunden ist, umfasst;
Positionieren der Lasereinheit, so dass die Triangulationslasermarkierung auf einem Zielbereich des Roboterbearbeitungswerkzeugs projiziert wird;
Positionieren der Kameraeinheit, so dass die Triangulationslasermarkierung, ein Werkzeugmittelpunkt des Roboterbearbeitungswerkzeugs und ein Bearbeitungsbereich in einem Sichtfeld der Kameraeinheit liegen;
Regeln des Betriebs der Lasereinheit, so dass die Triangulations-Lasermarke auf den vorbestimmten Zielbereich des Roboterbearbeitungswerkzeugs projiziert wird;
Empfangen eines Bildsignals, das durch den Bildsensor der Kameraeinheit erzeugt wird;
Erzeugen von Triangulationslasermessdaten aus der Triangulationslasermarke im Bildsignal;
Erzeugen eines Signals, das die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs als Funktion der Triangulationslasermessdaten anzeigt; und
Übertragen des von der Kameraeinheit erzeugten Bildsignals, wobei die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs mit dem Bildsignal und dem Signal, das die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs anzeigt, überwacht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen werden hierin nachstehend unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen gegeben.
1 ist eine perspektivische schematische Ansicht, die einen robotergesteuerten Schweißbrenner und eine Schweißverbindungstrackingkamera, die mit einer Messvorrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet ist, wiedergibt.
2 ist eine schematische Seitenansicht, die einen robotergesteuerten Schweißbrenner und eine Schweißverbindungstrackingkamera mit einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung wiedergibt.
3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung.
4 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung.
5 zeigt eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung.
6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung.
7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Bild eines Zielblocks mit einer Triangulationslasermarkierung gemäß der Erfindung darstellt.
8 ist ein Diagramm, das Triangulationslasermessdaten gemäß der Erfindung darstellt.
9 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Kalibrierungssequenz einer Messvorrichtung gemäß der Erfindung wiedergibt.
10 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Betriebsmodus der Messvorrichtung gemäß der Erfindung wiedergibt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2, wird ein typischer Aufbau eines robotergesteuerten Schweißbrenners 2 (z.B. ein Gas-Metall-Lichtbogen-Schweißbrenner, englischsprachig auch als gas metal arch welding torch (GMAW) bezeichnet) gezeigt, der an einem Roboterhandgelenk 4 angebracht ist und der mit einer Schweißverbindungstrackingkamera 6 ausgestattet ist, welche neben dem robotergesteuerten Schweißbrenner 2 angebracht ist, z.B. mit einer Montagehalterungsanordnung 8, die an dem Roboterhandgelenk 4 durch eine mechanische Kupplung und eine Spannvorrichtung 10 befestigt ist. Die Schweißverbindungstrackingkamera 6 ist derart angeordnet, um eine Schweißnaht 12 (wie in 1 gezeigt) mit einem fixierten Look-Ahead-Abstand vor dem robotergesteuerten Schweißbrenner 2 zu verfolgen, z.B. durch die Verwendung einer Laserlinie 14, die in einem Winkel auf ein Werkstück 16 projiziert ist und geeignete Triangulationsanalyse von Bildern, die von der Schweißverbindungstrackingkamera 6 erfasst wurden.
Während die folgende Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf einen Schweißkontext mit einem robotergesteuerten Schweißbrenner und einer Schweißverbindungstrackingkamera gemacht wird, sollte verstanden werden, dass auch andere Materialbearbeitungskontexte für die Erfindung in Betracht gezogen werden. Eine Dichtungspistole, ein Schneid- oder ein Bearbeitungswerkzeug sind Beispiele für Roboterbearbeitungswerkzeuge, die anstelle eines Schweißbrenners verwendet werden können. Ebenso kann anstelle einer Schweißverbindungstrackingkamera auch eine Verfolgungsvorrichtung verwendet werden, die eine Kante oder ein anderes aufspürbares Element zur Führung der Verschiebung des Roboterbearbeitungswerkzeuges verfolgt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schweißverbindungstrackingkamera 6 mit einer Messvorrichtung 18 für die Überwachung einer Position des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 relativ zu der Schweißverbindungstrackingkamera 6 versehen.
Unter Bezugnahme auf 3 ist dargestellt, dass die Messvorrichtung 18 einen Körper 20 aufweist, der an der Schweißverbindungstrackingkamera 6 (wie z.B. in 1 gezeigt) anbringbar ist. Eine Lasereinheit 22 wird von dem Körper 20 getragen. Die Lasereinheit 22 weist einen Laser 24 und eine operative Projektionsanordnung 26 auf, wie eine Linienlinse, die einen Laserpunkt in eine Laserlinie umwandelt, um eine Triangulationslasermarkierung 28 auf einen vorbestimmten Zielbereich des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 (wie beispielsweise in 1 gezeigt) zu projizieren. Eine Kameraeinheit 30 wird von dem Körper 20 getragen. Die Kameraeinheit 30 weist einen Bildsensor 32 und eine optische Betrachtungseinheit 34 auf, so dass die Triangulationslasermarkierung 28 auf dem Zielbereich des robotergesteuerten Schweißbrenners 2, ein Werkzeugmittelpunkt (Tool center point: TCP) 36 des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 und ein Schweißbereich 38 (wie in 1 gezeigt) durch den Bildsensor 32 betrachtbar sind.
Unter Bezugnahme auf 6 ist dargestellt, dass eine Kontrolleinheit 40 mit der Lasereinheit 22 und der Kameraeinheit 30 verbunden ist. Die Kontrolleinheit 40 weist eine Laserkontrollschaltung zur Kontrolle des Betriebs der Lasereinheit 22 auf. Die Kontrolleinheit 40 weist außerdem eine Bildanalysatorschaltung zum Empfangen eines von dem Bildsensor 32 der Kameraeinheit 30 erzeugten Bildsignals auf, wodurch Triangulationslasermessdaten aus der Triangulationslasermarke 28 im Bildsignal erzeugt werden, wie beispielsweise in 7 gezeigt ist, wodurch ein Signal erzeugt wird, das die Position des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 (wie beispielsweise in 1 gezeigt) als Funktion der Triangulationslasermessdaten wiedergibt, und das von der Kameraeinheit 30 erzeugte Bildsignal, durch beispielsweise einen Videoanschluss 58, überträgt. Die Laserkontrollschaltung und die Bildanalysatorschaltung können durch ein Field Programmable Gate Array (FPGA) 42 ausgeführt werden, welches an einer Verarbeitungseinheit (CPU) 44, die einen Prozessor 46 und einen Speicher 48 (oder mehrere Prozessoren und Speichermodule, falls gewünscht) aufweist, angeschlossen ist, da solche Komponenten in hohem Maße konfigurierbar sind und verwendet werden können, um verschiedene Funktionen auszuführen. Es versteht sich jedoch, dass die Laserkontrollschaltung gegebenenfalls unterschiedlich implementiert werden kann, beispielsweise unter Verwendung eines Mikrocontrollers oder einer Schaltung aus diskreten elektrischen und elektronischen Komponenten.
Unter Bezugnahme auf die 3, 4 und 5 weist der Körper 20 vorzugsweise eine Befestigungsanordnung, wie Stifte und Bolzen 50, zum Befestigen des Körpers 20 an einer Seite 52 der Schweißverbindungstrackingkamera 6 auf, die dem robotergesteuerten Schweißbrenner 2 zugewandt ist (wie in den 1 und 2 gezeigt). Die Montageanordnung ist derart, dass ein Neigungswinkel des Körpers 20 auf einen Neigungswinkel der Trackingkamera 6 in Bezug auf den Schweißbrenner 2 eingestellt wird, so dass die Lasereinheit 22 und die Kameraeinheit 30 gerichtet und positioniert sind, um den Brennwinkel und den Look-Ahead-Abstand (LAD) anzupassen, wenn die Messvorrichtung 18 auf der Trackingkamera 6 montiert ist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Körper 20 mit einer Montagefläche auf der Seite der Trackingkamera 6 versehen ist, die zu diesem Zweck einen geeigneten Montagewinkel aufweist oder indem die Trackingkamera 6 mit einer aufnehmenden Oberfläche für die Messereinrichtung 18 versehen ist. Die Montageanordnung kann einstellbar sein, um den Winkel der Messervorrichtung 18 in Bezug auf die Trackingkamera 6 wie gewünscht anzupassen. Die Montageanordnung sollte vorzugsweise luftdicht sein, um das Eindringen von möglichen Dämpfen zu verhindern.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 1 und 2 weist die Zielfläche des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 vorzugsweise ein Targetelement 54 auf, das sich auf einer der Schweißverbindungstrackingkamera 6 zugewandten Vorderseite des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 erstreckt. Das Targetelement 54 kann eine Markierung sein (nicht gezeigt in den Figuren), die auf der Vorderseite des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 oder einem Block, der an dem robotergesteuerten Schweißbrenners 2 durch eine entsprechende Klammeranordnung 55 und mit einer Form, die vorzugsweise für Triangulationsmessungen gut geeignet ist, befestigt ist. Die Form kann vorteilhafterweise einer dreieckigen Form entsprechen, die von dem robotergesteuerten Schweißbrenner 2 in Richtung der Schweißverbindungstrackingkamera 6 vorspringt, wie in den 1 und 2 gezeigt. Ein solches Targetelement verbessert die Präzision der Triangulation, beispielsweise besser als 0,2 mm für die XYZ-Position des Brennerkörpers. Der Block kann vorteilhafterweise aus hart eloxiertem Aluminium, Messing oder anderen Materialien, die sehr widerstandsfähig gegen Spritzer sind, bestehen.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 6 kann der Speicher 48 von der Bildanalysatorschaltung zur Speicherung von Referenzpositionsdaten des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 (wie beispielsweise in 1 gezeigt) verwendet werden. Der mit dem Speicher 48 verbundene Prozessor 46 kann so konfiguriert sein, dass er das Signal, das die Position des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 anzeigt, mit den Referenzpositionsdaten vergleicht und ein Warnsignal erzeugt, wenn ein Differenzunterschied zwischen dem Signal, das die Position des robotergesteuerten Schweißbrenners anzeigt, und den Referenzpositionsdaten einen voreingestellten Verschiebungsschwellenwert überschreitet. Die erfasste Positionsdifferenz und Warndaten mit einem Zeitstempel können, falls gewünscht, in dem Speicher 48 gespeichert werden. Das Warnsignal kann extern über einen Verbinder 56 übertragen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das Warnsignal die Form eines hörbaren Tonausgangs über einen Lautsprecher (nicht gezeigt) oder ein sichtbares Signal, das von einer Lichtanzeige (nicht gezeigt) ausgegeben wird, annehmen. Der Prozessor 46 kann so konfiguriert sein, dass er ein Bild von dem Bildsignal speichert, das durch den Bildsensor 32 der Kameraeinheit 30 in dem Speicher 48 erzeugt wird, wenn das Warnsignal erzeugt wird. Das Bild kann extern durch den Videoausgangsverbinder 58 übertragen werden, z.B. an einem Ende einer Koaxialleitung 49, zum Betrachten durch einen Bediener, z.B. auf einem Tablett oder Bildschirm (nicht gezeigt). Die Kontrolleinheit 40 kann mit einem drahtlosen Kommunikationsmodul (nicht gezeigt) versehen sein, um mit externen Geräten (nicht gezeigt), falls gewünscht, zu kommunizieren, wie z.B. M2M IoT (Machine to Machine, Internet of Things). Der Verbinder 56 kann verwendet werden, um mit der Kontrolleinheit 40 zu kommunizieren, z.B. durch eine Kontollleitung 43 und eine Ethernetleitung 45 und um eine Stromversorgung, z.B. durch die Versorgungsleitung 47, bereitzustellen.
Der Speicher 48 kann verwendet werden, um Schweißbrenner-Identifikationsdaten und entsprechende Schweißbrenner-Konfigurationsdaten zu speichern. Der Prozessor 46 kann dann so konfiguriert werden, dass er eine Funktion zum Erfassen einer Identifizierung des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 (wie in 1 gezeigt) von einer Identifikationsmarkierung aufweist, die in dem Bildsignal detektiert wird, das durch den Bildsensor 32 der Kameraeinheit 30 erzeugt wird, z.B. einen Barcode, und die entsprechenden Schweißbrenner-Konfigurationsdaten aus dem Speicher 48 abruft, die verwendet werden, um die Triangulations-Lasermessdaten zu erzeugen. Die Identifikationsmarkierung in dem Bildsignal kann beispielsweise aus einem ID-Etikett 60 resultieren, das an dem robotergesteuerten Schweißbrenner 2 befestigt ist, wie in 1 gezeigt. Optional können sowohl der robotergesteuerte Schweißbrenner 2 als auch die Messvorrichtung 18 mit einer IoT-Kommunikation ausgestattet sein.
Die Triangulationslasermarkierung 28 (wie z. B. in 1 gezeigt), die von der Lasereinheit 22 projiziert wird, kann aus Parallel- oder Querlinien bestehen, um die Triangulationsgenauigkeit zu verbessern.
Die Kameraeinheit 30 kann eine Sensorschnittstellenkarte 69 zur Vorverarbeitung des Bildsignals aufweisen. Die Kameraeinheit 30 weist vorzugsweise einen Autofokus und einen von der Kontrolleinheit 40 kontrollierbaren einstellbaren Bereich von Interesse auf. Die Kameraeinheit 30 ist vorzugsweise mit einem Verschluss 71 versehen, der sich vor dem Bildsensor 32 befindet, wie in 3 gezeigt, der durch die Kontrolleinheit 40 betätigbar ist. Der Verschluss 71 kann vorteilhafterweise ein LCD-Verschluss sein, der während des Schweißens aktiviert wird, um die intensive Strahlung von dem auf den Bildsensor 32 kommenden Schweiß-Lichtbogen zu kappen.
Der Prozessor 46 ist vorzugsweise so konfiguriert, dass er eine Position des TCP durch Bildanalyse des von der Kameraeinheit 30 empfangenen Bildsignals berechnet. Eine solche TCP-Position kann verwendet werden, um einen Ursprung des Koordinatensystems zu definieren.
Unter Bezugnahme auf die 7 und 8 kann die Bildanalysatorschaltung derart konfiguriert sein, um Intensitätsspitzen im Bildsignal und zwei Haltepunkte 68, 70 in der segmentierten Lasermarkierung 28, die aus der Projektion der Triangulationslasermarke 28 auf dem Zielbereich des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 (wie beispielsweise in 1 gezeigt) resultieren, zu detektieren. Die Position des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 kann als Funktion eines Abstandes zwischen den beiden Haltepunkten 68, 70 mit Anpassung der Polynomkalibrierparameter bestimmt werden. 8 zeigt ein Beispiel eines von der Kameraeinheit 30 betrachteten Profils.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 kann die Messvorrichtung 18 vorzugsweise ferner LEDs 62 aufweisen, die von dem Körper 20 getragen werden und darauf gerichtet sind, eine Szene zu betrachten, die von dem Bildsensor 32 betrachtet wird (wie in 3 gezeigt).
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 weist die Messvorrichtung 18 vorzugsweise ein Schutzfenster 64 auf, das sich vor der Lasereinheit 22 und der Kameraeinheit 30 erstreckt, und eine Luftdüsenanordnung 66, wie in 5 gezeigt, die sich auf einer Außenseite des Schutzfenster 64 erstreckt. Das Schutzfenster 64 isoliert die fixierte Schutzlinse 27, 33 der Lasereinheit 22 und der Kameraeinheit 30. Dadurch werden alle optischen Aperturen der Messvorrichtung 18 durch das optisch transparente Fenster 64 mit integrierten Luftdüsen 66 rund um die Öffnungsbereiche gekühlt und gegen Verschmutzungsstoffe und Dämpfe geschützt.
Unter Bezugnahme auf 9 ist eine mögliche automatische Selbstkalibrierungssequenz für die Messvorrichtung 18 (wie z. B. in 1 gezeigt) gezeigt. Anfänglich wird die Messvorrichtung 18 an der Schweißverbindungstrackingkamera 6 befestigt, wie durch den Block 72 dargestellt, entweder als ein integraler Teil oder als ein separater Teil der Schweißverbindungstrackingkamera 6. Die Lasereinheit 22 sollte so positioniert sein, dass die Triangulations-Lasermarkierung 28 auf dem Zielbereich des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 projektierbar ist. Die Kameraeinheit 30 sollte so positioniert sein, dass die Triangulationslasermarkierung 28, der Werkzeugmittelpunkt 36 des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 und der Schweißbereich 38 durch den Bildsensor 32 sichtbar sind. Die Kalibrierung wird dann, wie durch den Block 74 dargestellt, eingeleitet. Es werden Merkmale und Parameter des Aufbaus ermittelt, um den Look-Ahead-Abstand (LAD) der Schweißverbindungstrackingkamera 6, deren Winkel usw. zu bestimmen / zu überprüfen, wie dies durch den Block 76 dargestellt ist. Der Betrieb der Lasereinheit 22 wird so kontrolliert, dass die Triangulationslasermarke 28 auf den Zielbereich des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 projiziert wird und das Sichtfeld der Kameraeinheit 30 zumindest den Zielbereich abdeckt, wie dies durch den Block 78 zum Durchführen der Kalibrierung, dargestellt ist. In einer Ausführungsform weist das Sichtfeld der Kameraeinheit 30 eine pyramidenförmige Gestalt 57 auf, wie in gestrichelten Linien in 2 gezeigt, wobei es sich von der Kameraeinheit 30 aufweitet (obwohl in 2D gezeigt ist, versteht es sich, dass die pyramidenförmige Gestalt ein 3D-Volumen aufweist). Ein Fokalisierungsbereich der Kameraeinheit 30 wird sowohl für den Streaming- als auch den Prüfmodus eingestellt, wie durch den Block 80 dargestellt. Die Parameter des Aufbaus, z.B. der Kamerawinkel mit der Brennerachse, der Look-Ahead-Abstand der Trackinglaserlinie, die Toleranzen der Brennerzielposition, der interessierende Bereich des Bildsensors 32 für die Brennerzielpositionsüberwachung und auch für die Schweißverbindungsüberwachung während oder zwischen Schweißsequenzen, werden beispielsweise von einem Bediener durch ein mit der Kontrolleinheit 40 der Messvorrichtung 18 verbundenes Tablet oder PC (nicht gezeigt) eingegeben und eine Kalibrierungssequenz gestartet, wie durch Block 82 dargestellt. Der Parametereintrag kann automatisiert werden, indem die Kameraeinheit 30 die Brenneridentifikation 60 auf dem Brennerkörper liest und die Parameterdaten aus einer Datenbank im Speicher 48 der Kontrolleinheit 40 abgerufen werden können. Die Kalibrierungssequenz kann beginnen, indem die LEDs 62 und der Laser 24 eingeschaltet werden und ein Bild der Laserlinie 28 auf dem Target 54 mit der Kameraeinheit 30, wie durch Block 84 dargestellt, aufgenommen werden. Ein in der Kontrolleinheit 40 programmierter Sichtalgorithmus bestimmt dann eine Position der Laserlinie 28, beispielsweise durch die Intensitätsspitzen und die beiden Haltepunkte 68, 70 der segmentierten Laserlinie 28, wie durch Block 86 dargestellt. Ein Abstand zwischen den Haltepunkten 68, 70 hängt von der Lage der Laserlinie 28 auf dem Target ab. Die Kontrolleinheit 40 bestimmt die Position auf dem 2D-Bild des Ziels, seine scheinbare Größe und die Position der Laserlinie 28 auf dem Ziel. Aus den realen Abmessungen des Ziels wird der auf der Ziellaserlinie 28 gemessene Abstand zwischen den beiden Haltepunkten 68, 70, wie durch Block 88 dargestellt, mit der Einstellung von Polynomkalibrierparametern, wie durch Block 90 dargestellt, kalibriert. Die normale XYZ-Position des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 wird somit mit der Position der beiden Haltepunkte 68, 70 im Referenzrahmen des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 bestimmt und die Kalibrierung erfolgt wie in Block 92 dargestellt. Wie in 7 gezeigt ist, liefert eine vertikale Position der Haltepunkte 68, 70 eine Verschiebungsmessung entlang der X-Achse, eine horizontale Position der Haltepunkte 68, 70 liefert eine Verschiebungsmessung entlang der Y-Achse, während ein Abstand zwischen den Haltepunkten 68, 70 eine Verschiebungsmessung entlang der Z-Achse liefert. Die Abweichung der Position wird ebenfalls berechnet und in dem Speicher 48 gespeichert. Die Kontrolleinheit 40 kann so konfiguriert sein, dass sie einer Kalibrierungsprüfroutine folgt, die festlegt, wann eine Kalibrierungsprüfung durchgeführt werden soll. In einer anderen Ausführungsform kann die Brennerposition durch einen Querlinienlaser gemessen werden, der die Y-Mitte des Brennerkörpers und die XZ-Position auf einer Kreuzlinie findet, die auf der Brennerkörperoberfläche eingraviert ist.
Als Abkürzung können die Blöcke des Diagramms von 9 wie folgt beschrieben werden:
Bezugszeichenliste

72: Gerät an Roboterhandgelenk anbringen
74: Durchführen einer Geräte-Roboter-Kalibrierung
76: Messen von Eigenschaften (LAD, Kamerawinkel, usw.)
78: Einschalten des Lasers und überprüfen, ob der Laser auf Ziel und innerhalb der 2D-Ansicht ist
80: Einstellen der Focalisierungsregion sowohl für den Streaming- als auch den Check-Modus
82: Eingabeparameter und Kalibrierreihenfolge ausführen
84: Kamera macht ein Bild
86: Laserprofil-Extraktion aus Bild
88: Messen von Standorten von Haltepunkten
90: Abstandsmesspolynome einstellen
92: Kalibrierung fertig

Unter Bezugnahme auf 10 ist ein möglicher normaler Betriebsprozess der Messvorrichtung 18 gezeigt. Vor einer Schweißsequenz wird die Kameraeinheit 30 in den Streaming-Modus versetzt, wie durch den Block 94 dargestellt. Ein Echtzeitvideo kann an die Bedieneranzeige (nicht gezeigt), z.B. durch den Verbinder 58 (wie in 6 gezeigt), übertragen werden. Die Kontrolleinheit 40 berechnet eine mittlere Pixelintensität des Bildes. Wenn sie einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet, wird der LCD-Verschluss 71 aktiviert und ein Schweißstart wird erkannt. Dies kann einem Beginn des Schweißprozesses entsprechen, wie durch Block 96 dargestellt, einem Autodetektionsschritt, wie durch Block 98 dargestellt, wo der LCD-Verschluss 71 eingeschaltet ist und die LEDs 62 ausgeschaltet sind, und einem weiteren Autodetektionsschritt, wie durch Block 100 dargestellt, um einen Schweißstopp auf der Grundlage der durchschnittlichen Pixelintensität des von der Kameraeinheit 30 aufgenommenen Bildes zu erfassen, wobei in diesem Fall der LCD-Verschluss 71 ausgeschaltet und die LEDs 62 eingeschaltet werden. Der Speicher 48 kann für eine 2D-Videospeicherung verwendet werden, wie durch Block 102 dargestellt. Die Kontrolleinheit 40 wartet auf eine Positionsüberprüfungsanforderung, wie durch den Block 104 dargestellt ist, beispielsweise durch den Roboter oder den Bediener, wie durch Block 106 dargestellt ist. Wenn eine solche Anforderung empfangen wird, stoppt die Kameraeinheit 30 das Streaming und schaltet in den Brennerpositions-Prüfmodus, wie durch Block 108 dargestellt. Die Kontrolleinheit 40 ändert die Fokalisierungsparameter des Bildsensors 32, schaltet den Laser 22 ein und erhält ein 2D Bild, wie durch Block 110 dargestellt. Die Kontrolleinheit 40 berechnet dann die Brenner-XYZ-Position, wie in der oben beschriebenen Kalibrierungssequenz, und speichert ihren Wert in einer Protokolldatei, wie durch Block 112 dargestellt. Die Kontrolleinheit 40 vergleicht die letzte gemessene Position mit der Ausgangsposition, wie durch Block 114 dargestellt. Wenn die Differenz zwischen den Positionen innerhalb vorgegebener Grenzen liegt, wie durch Block 116 dargestellt, kann die Schweißaufgabe fortgesetzt werden. Wenn nicht, dann wird ein Warnsignal erzeugt, wie durch Block 118 dargestellt, um den Bediener zu warnen, und die Schweißaufgabe kann durch den Bediener gestoppt werden. Ein Befehl kann von der Kontrolleinheit 40 oder wahlweise durch den Bediener gesendet werden, um die Zielkalibrierung zu verifizieren. Wenn eine Brennerfehlausrichtung erkannt wird, wird eine Korrekturmaßnahme gefordert. Wenn nicht, kehrt die Kameraeinheit 30 in den Streaming-Modus zurück, bereit zum Schweißen. In einer anderen Ausführungsform kann die Brennerposition zwischen den Schweißsequenzen mit dem Bildsensor 32 nur im Prüfmodus gemessen werden.
Als Abkürzung können die Blöcke des Diagramms von 9 wie folgt beschrieben werden:
Bezugszeichenliste

94: Setzen Sie die Kamera in den Stream-Modus
96: Starten des Schweißprozesses
98: Autodetektbeginn des Schweißens auf der Grundlage der durchschnittlichen Pixelintensität. LCD einschalten und die LED ausschalten.
100: Autodetektende des Schweißens auf der Grundlage der durchschnittlichen Pixelintensität. LCD ausschalten und die LED einschalten.
102: 2D-Videospeicher
104: Position prüfen?
106: Roboter sendet Befehl, um die Kameraposition zu überprüfen
108: Kamera in den Prüfmodus versetzen
110: Laser anschalten und Bild erhalten
112: Laserprofil aus dem Bild extrahieren
114: Vergleiche Positionsergebnisse mit voreingestellten Schwellenwerten
116: Innerhalb der Grenzen?
118: Warnung an Benutzer senden

In Bezug auf 10 haben die Ausgänge des Blöcke 104 und 116 die Bedeutung, dass der mit "YES" markierte Ausgang der Ausgang ist, falls die im Block zu prüfende Frage / Situation mit "Ja" beantwortet wird. Der mit "NO" markierte Ausgang ist der Ausgang, wenn die Frage / Situation, die im Block geprüft werden soll, mit "Nein" beantwortet wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ermöglicht die Messvorrichtung 18 somit eine Online-Überwachung der relativen Schweißbrennerposition und ermöglicht das Erfassen einer zufälligen Verschiebung des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 relativ zu der Schweißverbindungstrackingkamera 6, die durch eine Kollision mit dem Werkstück 16 oder einem anderen Bauteil verursacht wurde. Die rückseitige Positionierung der Messvorrichtung 18 ermöglicht eine bessere Betrachtung des TCP-Schweiß-Pool-Bereichs und kann Informationen über die Brennererkennung, die Lichtbogen-Zeitverfolgung, die Timer-Funktionen und die Schweißprozess-Unterstützung hinzu zur vollständigen Automatisierung von mechanisierten oder robotisierten Schweißprozessen von Teil- und Verbindungsort durch Verbindungstracking und komplette Durchführung der Schweißverbindung liefern. Die Messvorrichtung 18 kann an anderen Stellen oder Seiten der Trackingkamera 6 angebracht sein, falls dies gewünscht wird. Die Messvorrichtung 18 kann verwendet werden, um den Teil eines anderen Roboterwerkzeuge zu überwachen, das eine präzise Positionierung erfordert, wie beispielsweise eine Dichtungspistole, ein Schneid- oder ein Bearbeitungswerkzeug und so weiter. Die Messvorrichtung 18 ermöglicht eine weniger starre Befestigung des robotergesteuerten Schweißbrenners 2 an dem Roboterarm 4, um zu verhindern, dass Brenner oder Roboter von Kollisionen beschädigt werden. Die Vorderseite der Kamera 6 kann kleiner gemacht werden und verursacht eine eine geringere Behinderung des Schweißbrenners 2. Die Kontrolleinheit 40 (wie in 6 gezeigt) kann, je nach Modell der Kamera 6, in der Kontrolleinheit der Kamera 6 implementiert sein. Vorzugsweise befindet sich die Messvorrichtung 18 auf einem oberen Teil der Kamera 6, so dass sie weiter von dem Schweißbereich entfernt ist und weniger Schweißspritzern, Wärme und Dämpfe ausgesetzt ist. Die Messvorrichtung 18 kann an der Kamera 6 durch die Montagehalterungsbaugruppe 8 angebracht sein, falls dies gewünscht wird. Die genaue relative XYZ-Brennerposition kann mit Hilfe des am robotergesteuerten Schweißbrenner 2 angebrachten Zielblocks 54 oder einer Referenzmarke am Brennerkörper gemessen werden. Die Brennerposition kann entweder beim Schweißen oder zwischen Schweißfolgen überwacht werden. Wenn eine Verschiebung größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, kann ein Warnsignal angezeigt, aufgezeichnet und an den Schweißoperator gesendet werden. Die Ausgestaltung des dreieckigen Zielblocks 54 passt zu vielen Arten von Schweißbrennern und ergibt auch eine hohe XYZ-Auflösung. In einer anderen Ausführungsform kann eine Doppellinien-Triangulations-Lasereinheit 22 verwendet werden, um direkt die zylindrische Brennerkörperposition mit Hilfe einer einfachen Kreuzung zu messen, die auf dem Brennerkörper geschnitzt ist.
Ein Bediener kann jederzeit auf einem Videomonitor (nicht gezeigt) das Sichtfeld der 2D-Kameras 6, 30 für die Prozessverwaltung fernüberwachen und sicherstellen, dass der von dem Trackinglaser gefundene Trackingpunkt wie gewünscht ist, durch die Betrachtung dere Position der Schweißbrennerspitze und der Schweißdrahtspitze an der Naht. Während des Schweißens kann der Bediener auch den Lichtbogen, Dämpfe und Spritzer um die Brennerspitze überwachen. Nach einem Warnsignal kann der Bediener das bei der Erkennung einer Brennerverschiebung aufgenommene 2D-Bild betrachten und den interessierenden Bereich dieses Bildes, die von der Kameraeinheit 30 erfassten Triangulationsprofile, die Brennerposition zu diesem Zeitpunkt und die vorangegangene zeitliche Entwicklung betrachten. Eine große Abweichung der zylindrischen Brennerspitzenmitte von der Schweißverbindung kann auch direkt auf dem 2D-Bild ohne Lasertriangulation detektiert werden.
In einer Ausführungsform ist die Trackingkamera 6 so ausgelegt, dass sie die Messvorrichtung 18, z.B. mit einer rückseitigen (oder anderen Seite) Befestigungsanordnung, die mit Gewindelöchern für die Bolzen 50 (wie in 5 gezeigt) und integrierten Schnittstellenverbindungen versehen ist, aufnimmt, so dass die eingebaute Kontrolleinheit der Kamera 6 mit der Messvorrichtung 18 für den Betrieb geteilt werden kann.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6 kann die Kontrolleinheit 40 mit verschiedenen Betriebsarten konfiguriert sein, beispielsweise so, dass der Bildsensor 32 kontinuierliche Bilder des Targets 54 (wie z. B. in 1 gezeigt) mit der Laserlinie auf diesem und von der sichtbaren Szene der Schweißnaht vor dem Schweißbrenner 2 aufnimmt. Der Sichtalgorithmus kann in der CPU 44 oder dem FPGA 42 implementiert sein. Die CPU 44 kann verwendet werden, um Code für die Benutzerkalibrierung auszuführen (Prozedur, grafische Schnittstelle, Eingabe der Parameter, Beta-Winkel der Kamera 6, LAD usw.), Bereitstellung einer GUI, so dass der Benutzer die Region von Interesse (ROI) für die Fokalisierung (d.h. einen Bereich für die Messung des Ziels 54 und einen anderen Bereich für die Überwachung), die Bereitstellung einer Schnittstelle, um die Ergebnisse zu betrachten, Streamen/Speichern von Videos, Eingabe der Toleranzen, Verwaltung der Antwort, wenn eine Bewegung aufgetreten ist, Durchführung einer Analyse und automatisches Aktivieren des LCD-Verschlusses 71. Generische Kalibrierungspolynome können in der Kontrolleinheit 40 fest codiert werden. Ein von der Kameraeinheit 30 aufgenommenes Bild kann verwendet werden, um Zwischenpixelabstände zu berechnen (das Ziel 54 hat eine vordefinierte Breite / Höhe) und die generischen Polynome können als Funktion der Zwischenpixelabstände geändert werden.
Der Bildsensor 32 kann vorteilhafterweise ein CMOS-Farbsensor für die Triangulationsmessung der Brennerposition und für das Farbvideo des Schweißbereichs sein, wobei die Platine 69 dann eine CMOS-Schnittstellenkarte ist. Optische Filter können durch den LCD-Verschluss 71 implementiert werden, um die Triangulationsmessung und das 2D-Farbvideo des Schweißbereichs mit und ohne Schweißen zu ermöglichen.
Die LEDs 62 und der LCD-Verschluss 71 können durch Treiber 41 betrieben werden, die mit dem FPGA 42 der Kontrolleinheit 40 verbunden sind.
Während Ausführungsformen der Erfindung in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und oben beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6346751 [0002]
US 5329092 [0002]

Claims

Messvorrichtung für die Überwachung einer Position eines Roboterbearbeitungswerkzeugs relativ zu einer Trackingvorrichtung, die neben dem Roboterbearbeitungswerkzeug angebracht ist, wobei die Messvorrichtung umfasst: einen Körper, der an der Trackingvorrichtung anbringbar ist; eine Lasereinheit, die von dem Körper getragen wird, wobei die Lasereinheit einen Laser und eine operative Projektionsanordnung zum Projizieren einer Triangulationslasermarkierung auf einem vorbestimmten Zielbereich des Roboterbearbeitungswerkzeugs aufweist; eine Kameraeinheit, die von dem Körper getragen wird, wobei die Kameraeinheit einen Bildsensor und eine optische Betrachtungseinrichtung aufweist, so dass die Triangulationslasermarkierung auf dem Zielbereich des Roboterbearbeitungswerkzeugs, ein Werkzeugmittelpunkt des Roboterbearbeitungswerkzeugs und ein Bearbeitungsbereich in einem Gesichtsfeld der Kameraeinheit sind; und eine Kontrolleinheit, die mit der Lasereinheit und der Kameraeinheit verbunden ist, wobei die Kontrolleinheit aufweist: eine Laserkontrollschaltung zur Kontrolle des Betriebs der Lasereinheit; und eine Bildanalysatorschaltung zum Empfangen eines von dem Bildsensor der Kameraeinheit erzeugten Bildsignals, wodurch Triangulationslasermessdaten aus der Triangulationslasermarke im Bildsignal erzeugt werden, wodurch ein Signal erzeugt wird, das die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs als Funktion der Triangulations-Lasermessdaten repräsentiert und zum Übertragen des von der Kameraeinheit erzeugten Bildsignals.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Körper eine Montageanordnung zum Montieren des Körpers auf einer dem Roboterbearbeitungswerkzeug zugewandten Seite der Trackingvorrichtung aufweist in einem Neigungswinkel, der auf einen Neigungswinkel der Trackingvorrichtung in Bezug auf das Roboterbearbeitungswerkzeug eingestellt ist.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Zielbereich ein Zielelement umfasst, das sich auf einer Vorderseite des Roboterbearbeitungswerkzeugs erstreckt, das der Trackingvorrichtung zugewandt ist.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei das Zielelement eine Markierung umfasst, die auf der Vorderseite des Roboterbearbeitungswerkzeugs oder eines Blocks eingraviert ist, der an dem Roboterbearbeitungswerkzeug befestigt ist und eine vorbestimmte Form aufweist.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Form einer dreieckigen Form entspricht, die von dem Roboterbearbeitungswerkzeug in Richtung der Trackingvorrichtung hervorsteht.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Bildanalysatorschaltung einen Speicher zum Speichern von Referenzpositionsdaten des Roboterbearbeitungswerkzeugs und einen Prozessor aufweist, der mit dem Speicher verbunden ist, um das Signal, das die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs repräsentiert, mit den Referenzpositionsdaten zu vergleichen und um ein Warnsignal zu erzeugen, wenn eine Differenz zwischen dem Signal, das die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs repräsentiert, und den Referenzpositionsdaten festgestellt wird, die einen voreingestellten Verschiebungsschwellenwert überschreitet.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Prozessor so konfiguriert ist, dass er ein Bild aus dem von dem Bildsensor der Kameraeinheit erzeugten Bildsignal in dem Speicher speichert, wenn das Warnsignal erzeugt wird.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Speicher die Bearbeitungswerkzeugidentifikationsdaten und entsprechende Bearbeitungswerkzeugkonfigurationsdaten speichert und der Prozessor eine Funktion zum Erfassen einer Identifizierung des Roboterbearbeitungswerkzeugs aus einer Identifikationsmarkierung aufweist, die in dem durch den Bildsensor der Kameraeinheit erzeugten Bildsignal detektiert wird, und Abrufen der entsprechenden Bearbeitungswerkzeugkonfigurationsdaten aus dem Speicher, zur Verwendung für die Erzeugung der Triangulations-Lasermessdaten.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung weiterhin LEDs aufweist, die von dem Körper getragen werden und zum Ausleuchten einer von dem Bildsensor betrachteten Bildfläche ausgerichtet sind.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung weiterhin ein Schutzfenster aufweist, das sich vor der Lasereinheit und der Kameraeinheit erstreckt, und eine Luftstrahlanordnung, die sich auf einer Außenseite des Schutzfensters erstreckt.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Kameraeinheit eine Sensor-Schnittstellenkarte zur Vorverarbeitung des Bildsignals aufweist.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Kameraeinheit einen Autofokus und einen von der Kontrolleinheit kontrollierten einstellbaren Bereich von Interesse aufweist.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Kameraeinheit mit einem vor dem Bildsensor befindlichen Verschluss versehen ist, der von der Kontrolleinheit bedienbar ist.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um eine Position des Werkzeugmittelpunkts durch eine Bildanalyse des von der Kameraeinheit empfangenen Bildsignals zu berechnen.
Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Bildanalysatorschaltung konfiguriert ist, um Intensitätsspitzen in dem Bildsignal und zwei Haltepunkte in einer segmentierten Lasermarke zu detektieren, die aus der Projektion der Triangulationslasermarkierung auf dem vorbestimmten Zielbereich des Roboterbearbeitungswerkzeugs resultieren, wobei die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs als Funktion von Positionen und Abstand zwischen den beiden Haltepunkten mit Anpassung der Polynom-Kalibrierparameter bestimmt wird.
Das Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Roboterbearbeitungswerkzeug einen Schweißbrenner und die Trackingvorrichtung eine Schweißverbindungs-Tracking-Kamera umfasst.
Verfahren zum Überwachen einer Position eines Roboterbearbeitungswerkzeugs relativ zu einer Trackingvorrichtung, die neben dem Roboterbearbeitungswerkzeug angebracht ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Anbringen einer Messvorrichtung an der Trackingvorrichtung, wobei die Messvorrichtung eine Lasereinheit mit einem Laser und eine operative Projektionsanordnung zum Projizieren einer Triangulationslasermarke, eine Kameraeinheit mit einem Bildsensor und einer optischen Betrachtungseinrichtung und eine Kontrolleinheit, die mit der Lasereinheit und der Kameraeinheit verbunden ist, umfasst; Positionieren der Lasereinheit, so dass die Triangulationslasermarkierung auf einem Zielbereich des Roboterbearbeitungswerkzeugs projiziert wird; Positionieren der Kameraeinheit, so dass die Triangulations-Lasermarkierung, ein Werkzeugmittelpunkt des Roboterbearbeitungswerkzeugs und ein Bearbeitungsbereich in einem Sichtfeld der Kameraeinheit liegen; Regeln des Betriebs der Lasereinheit, so dass die Triangulations-Lasermarke auf den vorbestimmten Zielbereich des Roboterbearbeitungswerkzeugs projiziert wird; Empfangen eines Bildsignals, das durch den Bildsensor der Kameraeinheit erzeugt wird; Erzeugen von Triangulations-Lasermessdaten aus der Triangulations-Lasermarke im Bildsignal; Erzeugen eines Signals, das die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs als Funktion der Triangulationslasermessdaten anzeigt; und Übertragen des von der Kameraeinheit erzeugten Bildsignals, wobei die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs mit dem Bildsignal und dem Signal, das die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs anzeigt, überwacht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 17, weiterhin umfassend die Schritte mit der Kontrolleinheit: Anfängliches Speichern von Referenzpositionsdaten des Roboterbearbeitungswerkzeugs als Funktion eines Anfangssignals, das die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs anzeigt; Vergleichen des Signals, das die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs mit den Referenzpositionsdaten während oder zwischen Bearbeitungssequenzen anzeigt; und Erzeugen eines Warnsignals, wenn eine Differenz zwischen dem Signal, das die Position des Roboterbearbeitungswerkzeugs anzeigt, und die Referenzpositionsdaten einen voreingestellten Verschiebungsschwellenwert überschreitet.