Meßanordnung zur Identifizierung der Lage eines Punktes Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, deren Merkmale aus der analytischen Geometrie bekannt sind. Wenn also diesem Nullpunkt eines Eoordinstensystems eine tangentiale Fläche zugeordnet wird, besteht eine geometrische Beziehung zwischen dieser Anordnung und jedem anderen Punkt innerhalb und ausserhalb des definierten Koordinatensystems0 Systeme mit mehr als drei Freiheitsgraden kommen bei den Endstücken, insbesondere bei Greifköpfen, von Handhabungsgeräten vor, die zum Aufnehmen oder Abgeben von Gegenständen oder zur programmierten Durchführung von Fertigungsschritten eingerichtet sind. Bei diesen Geräten, die auch als Industrieroboter bezeichnet werden, sind Prüfmittel notwendig, die es erlauben, die Positioniergenauigkeit im Zusammenhang mit einer eindeutigen Referenzpunktbestimmung des gesamten Handhabungssystems zu bestimmen und zu überprüfen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Meßanordnung zu schaffen, mit der eine derartige Bestimmung und Prüfung mit der erforderlichen Genauigkeit durchgeführt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung enthalten die Ansprüche 2 bis 10. Bei dieser Meßanordnung, bei der ddr Nullpunkt der durchdie Lichtstrahlen der Sendedioden definierten Koordinaten durch die Kegelachse geht, muß bei der praktischen Anwendung der Meßkäfig in eine solche Lage gebracht werden, daß der für das Handhabungsgerät gewählte Referenzpunkt auch durch die Kegelachse geht.

Die erfindungsgemäße Meßanordnung gestattet die Durchführung der nachfolgend aufgeführten Arbeiten und Prüfungen an Handhabungsgeräten: Untersuchung der Eigenschaften von Prototypen z.B. von Industrierobotern, Abnahme von mehrachsigen kqnematischen Geräten beim Hersteller, eindeutige Referenzpunkt-Pestlegung der Gesamtkinematik von entsprechenden Geräten beim Hersteller oder Anwender, Abnahme von Handhabungsgeräten am Aufstellungsort, Überprüfen der Geräte nach längerer Betriebszeit einschließlich Fehlersuche beim Anwender, F ehlerkompensation nach Komponenten- oder Systemtausch.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 eine Prinzipdarstellung ton Sende- und Empfängerdioden und Figur 2 eine vereinfachte Darstellung einer Meßanordnung.

In der Prinzipdarstellung der Figur 1 senden drei Sendedioden 1, die räumlich gleichmäßig soneinander angeordnet sind, je einen Lichtstrahl 2«auf jeweils gegenüberliegend angebrachte Empfängerdioden 3. Die Lichtstrahlen 2 sind durch Linsen 4 so fokussiert, daß sie auf den Empfängerdioden 3 einen scharf begrenzten Lichtpunkt 5 erzeugens Die Empfängerdiode 3 eist eine senkrecht zum Lichtstrahl 2 angeordnete Speicherfläche 6 auf. Im Ruhezustand der Anordnung ist der Lichtpunkt 5 in der Mitte der Fläche 6, die Nullpunkt eines gedachten Koordinatensystems mit der Abszisse x und der Ordinate y ist0 Die Bestimmung des Ortes des Lichtpunktes 5 im Koordinatensystem kann zOB. so durchgeführt werden, daß der Stromverlauf über die Fläche 6 gemessen und integriert wird, wodurch eine Schvrerpunktsbestimmung der Ausleuchtung erfolgte In der vereinfacht dargestellten praktischen Ausführungsforn einer Meßanordnung 10 sind drei Sendedioden 1 auf dem Mantel eines Meßkegels 11, der einen Kegelwinkel von 90° aufweist, so angeordnet, aa3iauf 4 einer zu der Grundfläche des Kegels 11 parallelen Ebene 11a in gleichen Abständen liegen. Die Achsen der Senddioden 1 treffern sich dabei in einem Punkt 11b auf der Kegelachse 11c. Gegenüber den Sendedioden 1 sind die Empfängerdioden 3 an einem Meßkäfig 12 angebracht, der den Meßkegel 11 umschließt. Der Meßkegel 11 wird durch sowohl am eßkäfig 12 als auch am Meßkegel 11 befestigte, die Senddioden 1 und die Empfängerdioden 3 umhüllende, Federbälge 13 elastisch in an,nähender Nulllage gehalten. In der Gesamtdarstellung der Meßanordnung 10 in der Figur 2 ist eine der Meßkomponenten, bestehend aus der Sendediode 1, Der Empfängerdiode 3 und dem Federbalg 13 der Anschaulichkeit halber um 600 versetzt dargestellt.

X einer kohärenten Lichtquelle - beispielsweise einer Laserlichtquelle - Die Meßanordnung wird von einem allseitig bewegbaren Handhabungsgerat 14 gehalten, das mit Greifern 15a einer Kupplung 15 einen hinteren Flansch lid des Meßkegels 11 umfaßt. Zur Vermeidung von Beschädigingen der Meßanordnung 10 beim automatischen Heranfahren der Greifer 15a an den Flansch lid ist an dem Meßkäfig 12 ein Schutzring 9 angesetzt, der mit einem Labyrinth zur Positionseinfädelung versehen ist und der bei Berührung durch den Greifer 15a eine Stromunterbrechung in der Steuerung des Handhabungsgerätes 14 veranlaßt. brenn nun bei der Überprüfung des i.et'erenzpunktes oder bei einer Rehlersuche in der Steuerung des Handhabungsgerätes 14 der Meßkegel 11 sich außerhalb der Nullage befindet, treffen die Lichtstrahlen 2 von einer oder mehreren Sendedioden 1 nicht mehr auf den Koordinatenmittelpunkt der Fläche 6 der zugehörigen Empfängerdioden 3. Es werden dann Signale von den Empfängerdioden 3 über Leitungen 16 zu einer Auswerteeinheit 17 übertragen und je Empfängerdiode 3 zu x-, y-Koordinaten entsprechend der Stellung des jeweiligen Lichtpunktes 5 auf der Fläche 6 umgewandelt (siehe auch Figur 1). Die ermittelten x-, y-Eoordinaten erden daraufhin an einen Auswerterechner 18 übertragen, der aus den durch die Koordinaten x und y gegebenen Ist zustand der Stellungen der Sendedioden 1 Translationavektoren für eine Koordinaten-Korrektur ermittelt and die Korrekturwerte über eine Leitung22 in eine Stauareinheit 21 eingibt, die die Kupplung 15 überein Leitung 23 und von dieser über mechanische Mittel zu einer Korrekturbewegung des ziteßkegels 11 veranlaßt. Dieser Korrekturvorgang wiederholt sich so oft, bis die exakte Nullage des Meßkegels 11 oder zumindestens ein vorgegeoenes ioleranzfeld um die Nullage erreicht ist.Die Sendedioden 1 können auch über eine in der Greiferkupplung 15 angeordnete kohärente Lichtquelle 20 gespeist werden.