DE202008007949U1 - Device for measuring and cartography by means of ultrasound - Google Patents

Device for measuring and cartography by means of ultrasound Download PDF

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DE202008007949U1 DE200820007949 DE202008007949U DE202008007949U1 DE 202008007949 U1 DE202008007949 U1 DE 202008007949U1 DE 200820007949 DE200820007949 DE 200820007949 DE 202008007949 U DE202008007949 U DE 202008007949U DE 202008007949 U1 DE202008007949 U1 DE 202008007949U1
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Abstract

Vorrichtung zur Messung und Kartographie, aufweisend:
• einen manuellen oder automatischen Mehrfachachsen-Gelenkroboter (1) mit einem Abschlusssegment (4) und Codiergeräten,
• mindestens eine Prüfsonde (5), die fest mit dem Abschlusssegment (4) des Mehrfachachsen-Gelenkroboters (1) verbunden ist,
• Mittel zur Verarbeitung der Daten (8), beispielsweise ein zerstörungsfreies Prüfgerät, die dafür vorgesehen sind, Daten über die Position und über das Signal der Sonde (5), das an dieser Position gemessen wurde, zu empfangen und zu verarbeiten,
• Mittel zur Herstellung einer Schnittstellenverbindung (13), die für die Übertragung der Daten über die Position der Sonde (5) zwischen dem Roboter (1) und den Mitteln zur Verarbeitung der Daten (8) vorgesehen sind, die Berechnungs mittel (13) aufweisen, mit denen sich die Daten über die Winkelposition jedes einzelnen Codiergeräts, welche die Position des Abschlusssegments (4) des Mehrfachachsen-Gelenkroboters (1), mit dem die Sonde (5) fest verbunden ist, bestimmen, in kartesische Daten bezogen auf einen bestimmten Ursprung...Device for measurement and cartography, comprising:
A manual or automatic multi-axis articulated robot (1) with a terminating segment (4) and coding devices,
At least one test probe (5) fixedly connected to the terminating segment (4) of the multi-axis articulated robot (1),
Means for processing the data (8), for example a nondestructive testing device, intended to receive and process data on the position and on the signal of the probe (5) measured at this position,
• means for establishing an interface connection (13), which are provided for the transmission of data on the position of the probe (5) between the robot (1) and the means for processing the data (8), the calculation means (13) with which the data on the angular position of each individual coding device, which determine the position of the terminal segment (4) of the multi-axis articulated robot (1), with which the probe (5) is fixed, in Cartesian data with respect to a particular origin ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Vorrichtung betrifft eine Vorrichtung zur Messung und Kartographie mittels Ultraschall oder Wirbelstrom oder dergleichen, die eine Messsonde aufweist, die auf dem zu prüfenden Teil zu platzieren ist.The Device relates to a device for measurement and cartography by means of ultrasound or eddy current or the like, the one Measuring probe to be placed on the part to be tested.

Insbesondere aus dem Dokument US 6519860 ist die Herstellung einer Vorrichtung bekannt, enthaltend:

  • • einen Mehrfachachsen-Gelenkroboter mit einem Abschlusssegment und Codiergeräten,
  • • mindestens eine Sonde zur Prüfung mittels Ultraschall oder Wirbelstrom oder dergleichen, die fest mit dem Abschlusssegment des Mehrfachachsen-Gelenkroboters verbunden ist;
  • • Mittel zur Verarbeitung der Daten, beispielsweise ein zerstörungsfreies Prüfgerät, die dafür vorgesehen sind, Daten über die Position und über das Signal der Sonde, das an dieser Position gemessen wurde, zu empfangen und zu verarbeiten,
  • • Mittel zur Herstellung einer Schnittstellenverbindung, die für die Übertragung der Daten über die Position der Sonde zwischen dem Roboter und den Mitteln zur Verarbeitung der Daten vorgesehen sind, die Berechnungsmittel aufweisen, mit denen sich die Daten über die Winkelposition jedes einzelnen Codiergeräts, welche die Position des Abschlusssegments des Mehrfachachsen-Gelenkroboters, mit dem die Sonde fest verbunden ist, bestimmen, in kartesische Daten bezogen auf einen bestimmten Ursprung umwandeln lassen.
Especially from the document US 6519860 the production of a device is known, comprising:
  • A multi-axis articulated robot with a terminating segment and encoders,
  • • at least one probe for testing by means of ultrasound or eddy current or the like, which is firmly connected to the terminal segment of the multi-axis articulated robot;
  • Means for processing the data, for example a nondestructive testing device, intended to receive and process data on the position and signal of the probe measured at that position,
  • • means for establishing an interface connection, intended for the transmission of data on the position of the probe between the robot and the means for processing the data, comprising calculating means for acquiring the angular position data of each individual coding device representing the position determine the end segment of the multi-axis articulated robot to which the probe is firmly connected, convert it into Cartesian data relative to a particular origin.

Die Anfertigung dieser Kartographien setzt voraus, dass der von der Sonde gemessene Wert für eine Gruppe von bestimmten Positionen dieses Letzten bekannt ist. Hierfür ist es notwendig, einen Zusammenhang zwischen einem Signal und einer Position der Sonde herzustellen.The Preparation of these cartographies requires that of the Probe measured value for a group of specific positions this last is known. For this it is necessary to have one Relationship between a signal and a position of the probe manufacture.

Die Roboter weisen mehrere angelenkte Segmente auf, deren Bewegung relativ zu einer Mehrzahl von Funktionsachsen bewirkt wird, die über eine Steuereinheit gesteuert werden. Mit dieser Einheit lässt sich das Abschlusssegment in verschiedene Position bewegen.The Robots have several articulated segments whose movement is relative is effected to a plurality of functional axes, which via a Controlled control unit. With this unit leaves move the closing segment into different position.

Das Steuergerät ermöglicht die Erfassung und die Verarbeitung der Daten. Auf diese Weise ist es möglich, den Wert der Messung der Sonde mittels Ultraschall für eine bestimmte Position der Sonde in einem dreidimensionalen Raum aufzuzeichnen, um beispielsweise Kartographien von Messungen anzufertigen.The Control unit allows detection and processing the data. In this way it is possible to change the value of Measuring the probe by means of ultrasound for a specific To record the position of the probe in a three-dimensional space for example, to make cartographies of measurements.

Die vorliegende Erfindung soll eine Vorrichtung vorschlagen, die einerseits imstande ist, Mehrfachachsen-Gelenkroboter und ein zerstörungsfreies Prüfgerät zu integrieren, das dafür vorgesehen ist, die Position der Sonde in Echtzeit zu empfangen und zu verarbeiten, andererseits aber eine verbesserte Frequenz zur Erfassung der Messungen sicherstellt, die beispielsweise im Rahmen eines Prüfvorgangs an einem Fließband verwendbar ist.The The present invention is intended to propose a device, on the one hand capable of multiple axis articulated robots and a nondestructive testing device to integrate, which is intended to position the probe in real time to receive and process, on the other hand but an improved frequency to capture the measurements ensures that for example as part of a test procedure on an assembly line is usable.

Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Vorrichtung des vorgenannten Typs, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Berechnungsmittel eine dedizierte programmierbare Logikschaltung aufweisen, insbesondere vom Typ umfassend einen programmierbaren Logikbaustein (FPGA), mit der sich die Positionen der Codiergeräte in Echtzeit verarbeiten, in kartesische Koordinaten im Raum umwandeln und formatieren lassen, bevor sie an das zerstörungsfreie Prüfgerät übertragen werden.To For this purpose, the invention relates to a device of the aforementioned Type, characterized in that the calculation means have a dedicated programmable logic circuit, in particular of the type comprising a programmable logic device (FPGA), with which process the positions of the encoders in real time, convert to cartesian coordinates in space and format, before transferring them to the nondestructive testing device become.

Diese Vorrichtungen ermöglichen es, eine Kartographie von einem Teil zu erhalten, dessen Oberfläche von einem Gelenkarm, der mit einer Sonde versehen ist, abgefahren wird, indem Gelenkkoordinaten, die von dem Roboter bereitgestellt werden, in kartesische Koordinaten umgewandelt werden, die durch das Gerät mit einer verbesserten Erfassungsfrequenz verwendet werden können.These Devices allow a cartography of one Part to obtain its surface from an articulated arm, the provided with a probe is traversed by joint coordinates, provided by the robot in Cartesian coordinates be transformed by the device with an improved Detection frequency can be used.

Die Realisierung dieser Umwandlungen im Bereich der Mittel zur Herstellung einer Schnittstellenverbindung durch dedizierte Berechnungsmittel ermöglicht es, die Schnelligkeit dieses Bearbeitungsschritts zu erhöhen, der die Gesamtleistung der Vorrichtung einschränkt.The Realization of these transformations in the field of production an interface connection by dedicated computing means allows it to increase the speed of this processing step, which limits the overall performance of the device.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Berechnungsmittel, mit denen sich die Werte der Winkelpositionen jedes einzelnen Codiergeräts in eine kartesische Position relativ zu einem am Ausgangspunkt ortsfesten Ursprung umwandeln lassen, eine Gesamtheit von Arbeitsabläufen zur Änderung des Bezugspunktes, der den verschiedenen Gelenken des Roboters entspricht, auf.Corresponding According to one embodiment of the invention, the calculating means, with which the values of the angular positions of each individual coding device in a Cartesian position relative to a place fixed at the starting point To transform origin, a set of work processes to change the reference point, the different joints of the robot corresponds, on.

Diese Berechnungsmittel ermöglichen die Bereitstellung einer spezifischen Schnittstellenverbindung zwischen dem Mehrfachachsen-Gelenkroboter und dem zerstörungsfreien Prüfgerät.These Calculation means allow the provision of a specific interface connection between the multi-axis articulated robot and the nondestructive testing device.

Vorzugsweise wird die kartesische Position der Sonde in Form von Inkrementalcodierern an das zerstörungsfreie Prüfgerät gesendet.Preferably becomes the Cartesian position of the probe in the form of incremental encoders sent to the nondestructive testing device.

Diese Merkmale gestatten eine schnelle Verarbeitung der Daten, da diese Prüfgeräte für den Empfang von Daten in Form von Inkrementalcodierern optimiert sind.These Features allow for fast processing of the data since these Test equipment for receiving data are optimized in the form of incremental encoders.

Entsprechend einer Ausführungsform wird die Position der Sonde in digitaler Form, insbesondere binärer Form, über eine schnelle Verbindung an das zerstörungsfreie Prüfgerät gesendet.According to one embodiment, the position of the probe in digital form, in particular binary form, via a fast connection to sent the nondestructive testing device.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung weist das zerstörungsfreie Prüfgerät Mittel für den Empfang der Positionsdaten, Mittel für die Verknüpfung der Positionsdaten mit dem Signal der Sonde und Mittel für die Speicherung der Positionsdaten auf.Corresponding a feature of the invention, the non-destructive Testing device means for receiving the Position data, means for linking the Position data with the signal of the probe and means for the storage of the position data.

Die Erfindung lässt sich jedenfalls besser anhand der nachfolgenden Beschreibung verstehen, die auf die beigefügte schematische Zeichnung Bezug nimmt, in der rein beispielhaft und nicht erschöpfend eine Ausführungsform dieser Vorrichtung dargestellt ist.The In any case, the invention can be better understood by reference to the following Understand the description given in the attached schematic Drawing reference, in the purely exemplary and not exhaustive an embodiment of this device is shown.

1 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Messung und Kartographie; 1 is a schematic representation of the device for measurement and cartography;

2 stellte eine kinematische Kette mit drei Segmenten und zwei Gelenkachsen dar. 2 presented a kinematic chain with three segments and two joint axes.

3 stellt die Bezugspunkte dar, die mit dem jeweiligen Segment verbunden sind und mit denen sich die Denavit-Hartenberg-Parameter bestimmen lassen. 3 represents the reference points that are linked to the respective segment and with which the Denavit-Hartenberg parameters can be determined.

1 stellt eine Vorrichtung dar, mit der sich eine Kartographie der Messungen an einem Teil mittels Ultraschall erhalten lässt, das geprüft oder analysiert werden soll. 1 represents a device with which a mapping of the measurements on a part can be obtained by means of ultrasound, which is to be tested or analyzed.

Die Vorrichtung enthält einen Mehrfachachsen-Gelenkroboter 1. Der Roboter 1 weist starre Segmente 2 auf, die durch Gelenke 3 verbunden sind.The device includes a multi-axis articulated robot 1 , The robot 1 has rigid segments 2 on, through joints 3 are connected.

Der Roboter 1 weist an seinem oberen Ende ein Abschlussorgan 4 auf, an dessen Ende eine Sonde 5 angeordnet ist. Es ist möglich, mehrere Sonden 5 an dem Abschlussorgan 4 des Roboters 1 anzuordnen. Bei der Sonde 5 handelt es sich um eine Ultraschallsonde 5, die ein Signal erzeugt, das die Analyse eines Objekts ermöglicht. Die Sonde 5 ist mit einem zerstörungsfreien Prüfgerät 8 verbunden, an das sie die Messung überträgt.The robot 1 has at its upper end a closing organ 4 on, at the end of a probe 5 is arranged. It is possible to have several probes 5 at the closing organ 4 of the robot 1 to arrange. At the probe 5 it is an ultrasound probe 5 which generates a signal that allows the analysis of an object. The probe 5 is with a nondestructive testing device 8th to which it transmits the measurement.

Der Roboter 1 weist an seinem unteren Ende eine Basis 10, die beispielsweise auf einem Sockel befestigt sein kann, mit dem Zweck, die Basis 10 des Roboters 1 in ihrer Bewegung zu sperren, um zu vermeiden, dass er aus dem Gleichgewicht gebracht wird. Eine schwingungsfreie Platte kann vorgesehen sein, um zu vermeiden, dass die Schwingungen eine Messabweichung in dem Messsystem bewirken.The robot 1 has a base at its lower end 10 , which may for example be mounted on a pedestal, with the purpose of the base 10 of the robot 1 in their movement, to avoid being unbalanced. A vibration free plate may be provided to prevent the vibrations from causing a measurement error in the measurement system.

Bei den Gelenken 3 handelt es sich um Prismagelenke oder Kugelgelenke, d. h. in der Translation oder in der Rotation entlang einer Achse beweglich. Die Anzahl der Achsen legt die Anzahl der Freiheitsgrade fest, und jedes Segment 2 verfügt über einen Bezugspunkt.At the joints 3 they are prismatic joints or ball joints, ie movable in translation or in rotation along an axis. The number of axes determines the number of degrees of freedom, and each segment 2 has a reference point.

In der Nähe der Gelenke 3 sind Codiergeräte angeordnet, die dafür vorgesehen sind, die Winkelposition eines Segments 2 relativ zu dem vorangegangenen Segment 2 zu messen.Near the joints 3 encoders are arranged, which are provided for the angular position of a segment 2 relative to the previous segment 2 to eat.

Der Roboter 1 weist Stellantriebe 3 auf. Bei einem Stellantrieb 3 kann es sich um einen Linearstellantrieb oder einen Drehstellantrieb handeln. Ein Linearstellantrieb 3 ermöglicht die Erzeugung einer Translationsbewegung und ein Drehstellantrieb 3 ermöglicht die Erzeugung einer Rotationsbewegung eines Segments 2 relativ zu einem anderen.The robot 1 has actuators 3 on. With an actuator 3 it can be a linear actuator or a rotary actuator. A linear actuator 3 allows the generation of a translational movement and a rotary actuator 3 allows the generation of a rotational movement of a segment 2 relative to another.

Die Stellantriebe 3 werden durch einen Steuerschrank 11 gesteuert. Der Steuerschrank 11 ermöglicht die Vorgabe der Winkelwerte, auf die jedes seiner Gelenke 3 jeweils positioniert werden soll. Auf diese Weise ist es möglich, die Bewegung des Abschlussorgans 4, und somit der Sonde 5, zu steuern, indem die Position sämtlicher Stellantriebe 3 auf einen bestimmten Bezugspunkt festgelegt wird, um die elementare Bewegung jedes Segments 2 zu bewirken.The actuators 3 be through a control cabinet 11 controlled. The control cabinet 11 allows the specification of the angle values to which each of his joints 3 each should be positioned. In this way it is possible the movement of the closing organ 4 , and thus the probe 5 to control the position of all actuators 3 is set to a specific reference point to the elementary movement of each segment 2 to effect.

Die Position der Sonde 5 hängt von der Position jedes einzelnen Gelenks 3 und insbesondere von dem Wert der Drehwinkel bei Drehgelenken und von dem Wert der Translationen bei Prismagelenken ab.The position of the probe 5 depends on the position of each joint 3 and in particular the value of the angles of rotation of hinges and of the value of translations in prismatic joints.

Wie in 1 veranschaulicht, weist der Roboter 1 eine Gesamtheit von Gelenken 3 auf, mit denen sich ein Volumen festlegen lässt, in dem das Abschlussorgan 4, und somit die Sonde 5, Bewegungen ausführen kann. Bei jeder eingenommenen Position nimmt die Sonde 5 eine Messung vor, deren Signal an ein zerstörungsfreies Prüfgerät 8 übertragen wird.As in 1 illustrates, the robot points 1 a set of joints 3 with which a volume can be defined in which the closing organ 4 , and thus the probe 5 , Can perform movements. At each position taken the probe picks up 5 a measurement before, their signal to a nondestructive testing device 8th is transmitted.

Mittel zur Berechnung 13 der Positionen der Gelenke 3 im Raum, die von einer programmierbaren Logikschaltung 13 gebildet sind, sind zwischen den Roboter 1 und dem zerstörungsfreien Prüfgerät 8 vorgesehen.Means of calculation 13 the positions of the joints 3 in the room, by a programmable logic circuit 13 are formed, are between the robot 1 and the nondestructive testing device 8th intended.

Die Berechnungsmittel 13 ermöglichen die Bildung einer Umwandlungsfunktion, die für die Umwandlung der Winkelkoordinaten in kartesische Koordinaten (x, y, z) vorgesehen ist.The calculation means 13 allow the formation of a transformation function intended for the transformation of the angular coordinates into Cartesian coordinates (x, y, z).

Um die Winkelkoordinaten in kartesische Koordinaten umzuwandeln, werden die Denavit-Hartenberg-Parameter verwendet, um mit einer Mindestanzahl an Parametern die elementaren homogenen Matrizen der Umwandlungen zu bestimmen, welche den Übergang von dem Bezugspunkt, der dem Segment i des Roboters zugehörig ist, zu dem Segment i + 1, das in der kinematischen Kette folgt, zu ermöglichen.Around to convert the angle coordinates into Cartesian coordinates the Denavit-Hartenberg parameters used to be with a minimum number at parameters elementary homogeneous matrices of transformations to determine which the transition from the reference point, which is associated with the segment i of the robot, to the segment i + 1, which follows in the kinematic chain.

Die Parameter hängen bei Kugelgelenken von den Drehwinkeln und bei Prismagelenken vom Wert der Translationen ab.The Parameters depend on the angles of rotation for ball joints and for prism charges, the value of the translations.

Die unterschiedlichen Gelenke 3 des Roboters 1, gleich, ob es sich um Kugelgelenke oder Prismagelenke handelt, zeichnen sich durch ihre Achsen aus (Translationsachse bei einem Prismagelenk, Rotationsachse bei einem Kugelgelenk).The different joints 3 of the robot 1 Whether they are ball joints or prism joints, they are characterized by their axes (translation axis in a prism shaft, rotation axis in a ball joint).

Es wird von drei aufeinanderfolgenden Achsen, i – 1, i und i + 1, ausgegangen, die in 3 dargestellt sind.Three consecutive axes, i - 1, i and i + 1, are assumed to be in 3 are shown.

Der mit dem Segment i verbundene Bezugspunkt (0, xi-1, yi-1, zi-1) bestimmt sich wie folgt:

  • • die Achse zi-1 ist mit derjenigen Achse verbunden, die dem Glied i die Bewegung verleiht,
  • • die Achse xi-1 wird von der Lotrechten getragen, die den Achsen i – 1 und i gemeinsam ist, und ist in Richtung der Achse i gerichtet,
  • • die Achse yi-1 ist derart gewählt, dass das Achsenkreuz gerade ist.
The reference point (0, x i-1 , y i-1 , z i-1 ) associated with the segment i is determined as follows:
  • The axis z i-1 is connected to the axis which gives the member i the movement,
  • The axis x i-1 is carried by the vertical, which is common to the axes i-1 and i, and is directed in the direction of the axis i,
  • • The axis y i-1 is selected so that the axbox is straight.

Die in 3 dargestellte Zeichnung geht davon aus, dass bei der Bestimmung des Bezugspunktes (0, xi, yi, zi) auf der Achse i + 1 dieselben Regeln angewendet wurden.In the 3 The drawing shown assumes that in determining the reference point (0, xi, y i , z i ) on the axis i + 1, the same rules have been applied.

Die Matrize für den Übergang vom Bezugspunkt (0, xi-1, yi-1, zi-1) zum Bezugspunkt (0, xi, yi, zi) wird wie folgt ausgedrückt: An = Trans[0,0,di]·Rot[z,θi]·Trans[αi, 0,0]·Rot[x, αi] The template for the transition from the reference point (0, x i-1 , y i-1 , z i-1 ) to the reference point (0, x i , y i , z i ) is expressed as follows: A n = Trans [0,0, d i ] · Red [z, θ i ] · Trans [α i , 0,0] · red [x, α i ]

(Der Vorgang Trans ist ein Translationsvorgang und der Vorgang Rot ist ein Rotationsvorgang).
wobei:
ai die Länge der den Achsen i und i + 1 gemeinsamen Normalen, die als positiv angesehen wird, wenn sie von i in Richtung
i + 1 gerichtet ist, = der Abstand zwischen zi-1 und zi entlang von xi.
αi der Winkel zwischen 2 Achsen, gemessen in einer zu ai lotrechten Ebene. Das Vorzeichen dieses Winkels ergibt sich durch die Maxwell'sche Korkenzieherregel, d. h. der Winkel zwischen zi-1 und zi bezogen auf xi.
di der Abstand zwischen 2 aufeinanderfolgenden Normalen ai und ai-1, gemessen entlang der Achse i, d. h. der Abstand, der zwischen xi-1 und xi entlang von zi-1 gemessen wird.
Θi der Winkel zwischen 2 aufeinanderfolgenden Normalen, gemessen in einer zu der Achse i lotrechten Ebene, d. h. der Winkel xi-1 und xi bezogen auf zi-1.(The process Trans is a translation process and the process Red is a rotation process).
in which:
a i is the length of the axles i and i + 1 which is regarded as positive common normal, when i in the direction
i + 1, = the distance between z i-1 and z i along x i .
α i is the angle between 2 axes measured in a plane perpendicular to a i . The sign of this angle is given by Maxwell's corkscrew rule, ie the angle between z i-1 and z i with respect to xi.
d i is the distance between 2 consecutive normals a i and a i-1 , measured along the axis i, ie the distance measured between x i-1 and x i along z i-1 .
Θ i is the angle between 2 consecutive normals, measured in a plane perpendicular to the axis i, ie the angle x i-1 and xi with respect to z i-1 .

Diese vier Parameter bilden die Denavit-Hartenberg-Parameter.These four parameters form the Denavit-Hartenberg parameters.

Die Bewegung eines Segments i wird relativ zu der Bewegung des unteren Segments i – 1, das angrenzt und in dem Bezugspunkt des unteren Segments i – 1 bestimmt wird, bestimmt.The Movement of a segment i becomes relative to the movement of the lower one Segments i - 1 adjoining and at the reference point of the lower segment i - 1 is determined.

Die kartesischen Koordinaten der Sonde werden formatiert und anschließend über die Berechnungsmittel 13 mit Hilfe einer programmierbaren Logikschaltung 13 an das zerstörungsfreie Prüfgerät 8 übertragen. Sie werden in Form von Inkrementalco dierern im Format TTL oder HTL an das zerstörungsfreie Prüfgerät 8 gesendet. Bei der Verbindung zur Ermöglichung der Übertragung der Daten handelt es sich um eine schnelle Verbindung.The Cartesian coordinates of the probe are formatted and then via the calculation means 13 using a programmable logic circuit 13 to the non-destructive testing device 8th transfer. They are supplied in the form of incremental coders in TTL or HTL format to the nondestructive testing device 8th Posted. The connection to enable the transmission of the data is a fast connection.

Die Mittel zur Herstellung einer Schnittstellenverbindung 13 ermöglichen die Bereitstellung einer Frequenz zur Erfassung, zur Umwandlung der Daten und zur Übertragung, die höher als 2 kHz ist.The means for making an interface connection 13 allow the provision of a frequency for acquisition, conversion of data and transmission that is higher than 2 kHz.

Das zerstörungsfreie Prüfgerät 8 weist Mittel für den Empfang der Positionsdaten, Mittel für die Verknüpfung der Positionsdaten mit dem Signal der Sonde und Mittel für die Speicherung der Positionsdaten auf.The nondestructive testing device 8th has means for receiving the position data, means for combining the position data with the signal of the probe and means for storing the position data.

Die Mittel zur Herstellung einer Schnittstellenverbindung 13 ermöglichen die Verarbeitung der Winkelpositionen jedes einzelnen Codiergeräts in Echtzeit, indem sie sie in kartesische Koordinaten im Raum umwandeln.The means for making an interface connection 13 enable the processing of the angular positions of each individual coding device in real time, converting them into Cartesian coordinates in space.

Diese Vorrichtung ermöglicht die Verknüpfung der Messung über Ultraschall, die durch die Sonde durchgeführt wird, mit ihrer Position in Form von kartesischen Koordinaten, die durch die Berechnungsmittel 13 bereitgestellt werden, und auf diese Weise den Erhalt einer Kartographie in einem dreidimensiona len Raum mit einer Erfassung und Verarbeitung der Daten mit mehr als 2 kHz.This device makes it possible to link the measurement via ultrasound made by the probe with its position in the form of Cartesian coordinates obtained by the calculating means 13 in this way, obtaining a cartography in a three-dimensional space with detection and processing of the data more than 2 kHz.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 6519860 [0002] US 6519860 [0002]

Claims (7)

Vorrichtung zur Messung und Kartographie, aufweisend: • einen manuellen oder automatischen Mehrfachachsen-Gelenkroboter (1) mit einem Abschlusssegment (4) und Codiergeräten, • mindestens eine Prüfsonde (5), die fest mit dem Abschlusssegment (4) des Mehrfachachsen-Gelenkroboters (1) verbunden ist, • Mittel zur Verarbeitung der Daten (8), beispielsweise ein zerstörungsfreies Prüfgerät, die dafür vorgesehen sind, Daten über die Position und über das Signal der Sonde (5), das an dieser Position gemessen wurde, zu empfangen und zu verarbeiten, • Mittel zur Herstellung einer Schnittstellenverbindung (13), die für die Übertragung der Daten über die Position der Sonde (5) zwischen dem Roboter (1) und den Mitteln zur Verarbeitung der Daten (8) vorgesehen sind, die Berechnungs mittel (13) aufweisen, mit denen sich die Daten über die Winkelposition jedes einzelnen Codiergeräts, welche die Position des Abschlusssegments (4) des Mehrfachachsen-Gelenkroboters (1), mit dem die Sonde (5) fest verbunden ist, bestimmen, in kartesische Daten bezogen auf einen bestimmten Ursprung umwandeln lassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungsmittel (13) eine dedizierte programmierbare Logikschaltung aufweisen, insbesondere vom Typ umfassend einen programmierbaren Logikbaustein (FPGA), mit der sich die Positionen der Codiergeräte in Echtzeit verarbeiten, in kartesische Koordinaten im Raum umwandeln und formatieren lassen, bevor sie an das zerstörungsfreie Prüfgerät übertragen werden.Device for measurement and cartography, comprising: a manual or automatic multi-axis articulated robot ( 1 ) with a terminating segment ( 4 ) and coding devices, • at least one test probe ( 5 ), which are fixed to the closing segment ( 4 ) of the multi-axis articulated robot ( 1 ), means for processing the data ( 8th ), such as a nondestructive testing device designed to collect data on the position and signal of the probe ( 5 ), which was measured at this position, receive and process, • means for establishing an interface connection ( 13 ) used for the transmission of data on the position of the probe ( 5 ) between the robot ( 1 ) and the means for processing the data ( 8th ), the calculation means ( 13 ), with which the data on the angular position of each individual coding device, which the position of the terminal segment ( 4 ) of the multi-axis articulated robot ( 1 ), with which the probe ( 5 ), determine, convert into Cartesian data relative to a particular origin, characterized in that the calculation means ( 13 ) have a dedicated programmable logic circuit, in particular of the type comprising a programmable logic device (FPGA), with which the positions of the encoders can be processed in real time, converted into Cartesian coordinates in space and formatted before being transmitted to the nondestructive testing device. Vorrichtung zur Messung und Kartographie, nach Anspruch 1, wobei die Berechnungsmittel (13), mit denen sich die Werte der Winkelpositionen jedes einzelnen Codiergeräts in eine kartesische Position relativ zu einem am Ausgangspunkt ortsfesten Ursprung umwandeln lassen, eine Gesamtheit von Arbeitsabläufen zur Änderung des Bezugspunktes, der den verschiedenen Gelenken (3) des Roboters (1) entspricht, aufweisen.Apparatus for measurement and cartography according to claim 1, wherein said calculating means ( 13 ), with which the values of the angular positions of each individual coding device can be converted into a Cartesian position relative to an origin which is fixed at the starting point, a set of working processes for changing the reference point belonging to the various joints ( 3 ) of the robot ( 1 ). Vorrichtung zur Messung und Kartographie, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die kartesische Position der Sonde (5) in Form von Inkrementalcodierern an das zerstörungsfreie Prüfgerät (8) gesendet wird.Device for measuring and cartography according to one of the preceding claims, wherein the Cartesian position of the probe ( 5 ) in the form of incremental encoders to the nondestructive testing device ( 8th ) is sent. Vorrichtung zur Messung und Kartographie, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Position der Sonde (5) in digitaler Form, insbesondere binärer Form, über eine schnelle Verbindung an das zerstörungsfreie Prüfgerät (8) gesendet wird.Device for measuring and cartography according to one of the preceding claims, wherein the position of the probe ( 5 ) in digital form, in particular binary form, via a fast connection to the nondestructive testing device ( 8th ) is sent. Vorrichtung zur Messung und Kartographie, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das zerstörungsfreie Prüfgerät (8) Mittel für den Empfang der Positionsdaten, Mittel für die Verknüpfung der Positionsdaten mit dem Signal der Sonde (5) und Mittel für die Speicherung der Positionsdaten aufweist.Device for measurement and cartography according to one of the preceding claims, wherein the non-destructive testing device ( 8th ) Means for receiving the position data, means for linking the position data with the probe signal ( 5 ) and means for storing the position data. Vorrichtung zur Messung und Kartographie, nach den Ansprächen 1 bis 5, wobei es sich bei der Sonde um eine Ultraschallsonde handelt.Device for measurement and cartography, according to Claims 1 to 5, wherein it is the probe to a Ultrasonic probe acts. Vorrichtung zur Messung und Kartographie, nach den Ansprächen 1 bis 5, wobei es sich bei der Sonde um eine Wirbelstromsonde handelt.Device for measurement and cartography, according to Claims 1 to 5, wherein it is the probe to a Eddy current probe acts.
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