DE3112788A1

DE3112788A1 - Optoelektronisch gesteuertes positioniergeraet

Info

Publication number: DE3112788A1
Application number: DE19813112788
Authority: DE
Inventors: Hans Ing.(grad.) 6944 Hemsbach Holsmölle; Dietmar 6920 Sinsheim Nikolaj
Original assignee: Brown Boveri und Cie AG Germany; BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1981-03-31
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1982-10-07

Description

Optoelektronisch gesteuertes Positionierqerät.
Die Erfindung bezieht sich auf ein optoelektronisch gesteuertes Positioniergerät und liegt auf dem Gebiet der industriellen Steuerungstechnik.
Freiprogrammierbare Handhabe automaten (Roboter) zur Erkennung und Verarbeitung beliebiger Gegenstände sind bekannt. Die Erkennung der unbekannten Gegenstände bzw. automatische Identifizierung und Zuordnung zu Bezugsgegenständen ist dabei Voraussetzung für eine selektive Ergreifung und Zuführung zu weiteren Arbeitsmaschinen.
Verfahren und Anordnungen zur Erkennung von ungeordnet anfallenden Werkstücken sind bekannt aus den schweizer Patentanmeldungen 12 137/77, 12 138/77 und der britischen Patentschrift GB-PS 1 474 010. Hier werden durch Abtasten eines unbekannten Gegenstandes mittels Fernsehkamera und Vergleich der so gewonnen Abtastdaten mit Bezugsdaten eines Referenzgegenstandes Zuordnungen vorgenommen. Die Erkennung durch Vergleich mit bekannte Gegenständen erfolgt häufig durch Schwerpunktbestimmung, Bildung des Flächeninhaltes, Drehlagebestimmung, Bildung von Abtastkreisen um den Schwerpunkt usw.
Mit dieser Identifizierung bzw. Zuordnung zu einem bekannten Referenzgegenstand ist ein nachfolgender frei programmierbarer Hndhabeautomat (Roboter) nach Umarbeitung der Abtastdaten in eine Bewegungstransformation in der Lage, den unbekannten Gegenstand zu ergreifen und einer Arbeitsmaschine zuzuführen.
Denn in den abgetasteten Daten der unbekannten Gegenstände sind sämtliche erforderlichen Meßwerte über ihre Anordnung in x-, y- Richtung und Drehlage vorhanden. Der Handhabeautomat braucht nur noch aufgrund der übermittelten Daten die erforderlichen Bewegungen zur Ergreifung des unbekannten Gegenstandes auszuführen.
Zur Verarbeitung der angefallenen Daten innerhalb des Handhabeautomaten (Roboter) ist, da die über Elektromotoren gesteuerten Bewegungsrichtungen des Roboters sehr komplex sein können, ein Rechner erforderlich. So wird bsw. der bewegliche Arm eines über Koordinaten gesteuerten Roboters über fünf Motore angetrieben (5-achsiger Roboter). Die Steuerung derartiger frei programmierbarer Handhabeautomaten (Roboter) ist sehr aufwendig.
Es ist deshalb Augabe der Erfindung, ungeordnet einer Erkennungseinrichtung zugeführte, beliebig geformte Gegenstände positonsgerecht einem einfachen,nicht frei programmierbaren Roboter zuzuführen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß ein mit Positioniermotoren angetiebener Dreh-Koordinatentisch vorgesehen ist, der auf seiner Oberseite eine Positionierplatte trägt, die auch als Beobachtungsfeld für ein darüber angeordnetes optisches Bilderfassungsgerät dient und daß eine Zentrale zur Bildauswertung und eine damit gekoppelte Positioniersteuerung Bestandteil des Positioniergerätes ist.
Die Positionierplatte ist von unten beleuchtbar und kann mit einer Haftschicht versehen sein.
Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Positioniergerät ist der Einsatz einer einfachen Handhabetechnik ohne aufwendige Steuerung, was eine erhebliche kostenmäßige Einsparung bedeutet, denn der Dreh-Koordinatentisch bringt die durch das Bilderfassungsgerät erkannten Gegenstände in eine für den Roboter passende Greiflage. Der Einsatz des mit Positioniermotoren angetriebenen Dreh-Koordinatentisches ergibt schnelle Positionierzeiten mit hohen Arbeitstakten, die dem Arbeitsrhythmus im Bereich der einfachen Handhabetechnik entsprechen.
Weitere Vorteile sind aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels ersichtlich.
Ein Ausführungsbeispiel für das optoelektronisch gesteuerte Positioniergerät wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Das erfindungsgemäße Positioniergerät besteht aus einem Gehäuse 1, auf dem ein Dreh-Koordinatentisch 2 mit einer Positionierplatte 3 angebracht ist. Oberhalb der Positionierplatte 3 ist an einem Rahmenträger 4 ein optisches Bilderfassungsgerät 5 (bsw. TV-Kamera) angeordnet. Innerhalb des Gehäuses 1 ist, gestrichelt dargestellt, die Zentrale 6 zur Bildauswertung und Positioniersteuerung angebracht.
Der Dreh-Koordinatentisch 2 wird über nicht gezeigte Positioniermotore in x-, y- und Drehrichtuna verstelLt.
Diese Bewegungsrichtungen des Koordinatentisches 2 sind in der Zeichnung als Pfeile dargestellt. Die elektrischen Verbindungsleitungen von der Zentrale 6 zu dem Bilderfassungsgerät 5 und dem Koordinatentisch 2 ist der Einfachheithalber nicht gezeigt. Auch ein durch die Zentrale 6 gesteuerter Handhabeautomat (Roboter), der die dem Koordinatentisch 2 ungeordnet zugeführten und in eine definierte Abgriffsposition gebrachten Gegenstände ergreift, ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
Die Positionierplatte 3 des Koordinatentisches 2 - auf der die zugeführten Gegenstände abgelegt werden - ist in vorteilhafter Weise von unten beleuchtbar, so daß die optische Bilderfassung in einfacher Art und Weise erfolgt. Ebenfalls von Vorteil ist es, die Positionierplatte 3 mit einer Haftschicht zu versehen, um die unbekannten Gegenstände trotz der Bewegung des Dreh- Koordinatentisches 2 zu fixieren.
Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: Von einem nicht gezeigten Förderband, einer Vibrationsrinne oder einer anderen Transporteinrichtung werden vereinzelt anfallende unbekannte Gegenstände auf die Positionierplatte 3 des Dreh- Koordinatenstisches 2 aufgebracht. Das oberhalb der Positionierplatte 3 in der optischen Achse angeordnete optoelektronische Bilderfassungsgerät 5 bestimmt den unbekannten Gegenstand durch Vergleich mit bekannten Referenzgegenständen (optischer Lärmvorgang) nach Größe und Lage. Diese elektronische Bildauswertung erfolgt in der im Gehäuse 1 angebrachten Zentrale 6 mit Mikroprozessorsteuerung. Diese Zentrale 6 steuert nach der Bilderkennung die nicht gezeigten Motore für die x-Achsen-, y-Achsen- und Drehwinkel-Korrektur des Dreh-Koordinatentisches 2. Der Gegenstand wird jetzt in eine definierte Abgriffsposition (Sollage) gebracht, so daß ein Roboter, der nur eine einfache Zugreifbewegung ausführen kann, diesen Gegenstand ergreift und einer weiteren Verarbeitung zuführt.
Selbstverständlich ist in der Zentrale auch eine Steuerung funktion untergebracht, die den Prozessablauf zwischen Zuführung der unbekannten Gegenstände, Erkennung, Positionierung und Zuqreifbewegung des Roboters in sinnvoller und optimaler Weise synchronisiert.

Claims

Ansprüche 1. )Optoelektronisch gesteuertes Positioniergerät, da durch gekennzeichnet, daß ein mit Positioniermotoren angetriebener Dreh-Koordinatentisch (2) vorgesehen ist, der auf seIner Oberseite eine Positionierplatte (3) trägt, die auch als Beobachtungsfeld für ein darüber angeordnetes optisches Bilderfassungsgerät (5) dient und daß eine Zentrale (6) zur Bildauswertung und eine damit gekoppelte Positioniersteuerung Bestandteil des Positioniergerätes ist.
2. Optoelektronisch gesteuertes Positioniergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierplatte (3) von unten beleuchtbar ist.
3. Optoelektronisch gesteuertes Positioniergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierplatte (3) mit einer Haftschicht versehen ist.