DE3735145A1

DE3735145A1 - Equipment for computer-controlled positioning of lifting gear

Info

Publication number: DE3735145A1
Application number: DE19873735145
Authority: DE
Inventors: Ludwig Carbon
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1989-04-27

Abstract

The invention concerns computer-controlled positioning of lifting gear (4) in a store. For precise detection of a coil (1) to be grasped, a video camera (10) is used which can be controlled so that the size of the image detected remains constant, no matter what the distance from the coil (1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum rechnerge steuerten Positionieren eines Hebezeuges relativ zu einem Wickel aus Papier oder Blech in einem Lager, bei dem das Hebe zeug in einer Ebene oberhalb der Wickel definiert verfahrbar ist und eine Greifanordnung aus der Verfahrebene auf den zu greifenden Wickel absenkbar ist.The invention relates to a device for computing controlled positioning of a hoist relative to one Wraps of paper or sheet metal in a warehouse where the lifting Stuff can be moved in a plane above the winding in a defined manner is and a gripping arrangement from the process level to the gripping wrap can be lowered.

Aus Gründen der Vorratshaltung ist es in zunehmendem Maße er forderlich, Wickel unterschiedlicher Größe und Qualität in La gern vorrätig zu halten, von wo sie bei Bedarf rasch abgezogen werden können. Diese Lager sind im allgemeinen so aufgebaut, daß die Wickel senkrecht nebeneinanderstehend gelagert werden und eine oberhalb befindliche Portalkraneinheit über dem zu greifenden Wickel positionierbar ist. Um Platz zu sparen, be nutzt man heute häufig zum Heben der Wickel sogenannte Saug heber, die mit Unterdruck arbeiten. Ein derartiger Saugheber (Vakuumheber) muß naturgemäß genau über dem Wickel positio niert werden, damit der Wickel sicher gegriffen werden kann.For reasons of stock keeping, it is increasing required, wraps of different sizes and quality in La like to keep in stock, from where they can be quickly withdrawn if necessary can be. These camps are generally designed that the windings are stored vertically next to each other and a gantry crane unit located above it gripping wrap is positionable. To save space, be So-called suction is often used today to lift the wrap lifters that work with negative pressure. Such a suction lifter (Vacuum lifter) must of course be positioned exactly above the winding be niert so that the winding can be gripped safely.

Es ist nun relativ einfach, das oberhalb der Wickel verfahrbare Hebezeug in etwa oben oberhalb des betreffenden Wickels zu posi tionieren. Hierzu können an sich bekannte Positionierantriebe ausgenutzt werden, mit denen das Hebezeug entsprechend ge steuert werden kann. Die Wegerfassung kann dabei mit Impuls gebern vorgenommen werden, die entsprechend der Bewegung des Hebezeugs in der Verfahrebene Wegimpulse liefern. Wesentlich schwieriger ist jedoch eine Feinpositionierung, da infolge der Ausdehnung des Lagers und Toleranzen in der Fahrbahn und an den Laufrädern sowie eines eventuellen Versatzes von Wickel rollen usw. nicht immer die definiert vorgegebene Sollposition unbedingt mit der tatsächlichen Lage der Wickelachse überein stimmen muß.It is now relatively easy to move the one above the reel Hoist to posi about above the relevant wrap function. Positioning drives known per se can be used for this purpose be used with which the hoist ge can be controlled. The path detection can be done with an impulse be made according to the movement of the Deliver lifting impulses in the process plane. Essential Fine positioning is more difficult, however, as a result the extent of the bearing and tolerances in the road and on the wheels as well as a possible offset of the winding roll etc. not always the defined target position necessarily match the actual position of the winding axis must be correct.

Es wäre daher vorteilhaft, die Einrichtung der eingangs genann ten Art so auszugestalten, daß auch eine einfache und schnelle Feinpositionierung der Greifanordnung in bezug auf den zu grei fenden Wickel möglich ist.It would therefore be advantageous to set up the above ten kind so that also a simple and fast Fine positioning of the gripping arrangement in relation to the gripping winding is possible.

Die Lösung dieser vorgenannten Aufgabe gelingt durch folgende Merkmale:The solution to this aforementioned task is achieved by the following Characteristics:

a) a television camera is arranged on the gripping arrangement, aligned with a mark on the wrap,
b) the television camera is provided with a lens, which depending on the distance from the camera to the marking of the wrap controllable in distance as well as in image size is and
c) serves to reject the captured image from a target shape for fine positioning of the hoist in the travel level.

Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn das Objektiv so ausge steuert wird, daß das erfaßte Bild in etwa unabhängig von der Hubstellung gleich groß bleibt und wenn die Fernsehkamera auf das Mittenloch des senkrecht stehenden Wickels ausgerichtet wird.It is particularly advantageous if the lens is so out controls that the captured image is approximately independent of the Stroke remains the same size and when the TV camera is on aligned the center hole of the vertical roll becomes.

Auf diese vorgenannte Weise kann durch die Kamera schon kurz nach dem Einfahren in die Grobposition beim Beginn des Absen kens der Greifanordnung auf den Wickel die tatsächliche Lage des Wickels so vermessen werden, daß sofort Korrektursignale für die Positionierung abgeleitet werden können. Diese Korrek tursignale können bis zum Absenken auf den Wickel fortlaufend zur Feinjustierung benutzt werden. Auf diese Weise lassen sich die zu greifenden Wickel oder Rollen ohne Unterbrechung des Kranspiels sehr schnell anfahren.In this way, the camera can briefly after entering the rough position at the beginning of the down kens the gripping arrangement on the wrap the actual location of the roll are measured so that correction signals immediately can be derived for positioning. This correction Door signals can continue until they are lowered onto the reel be used for fine adjustment. This way the wraps or rolls to be gripped without interrupting the Start crane game very quickly.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie les sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen:Using an exemplary embodiment shown in the drawing The invention is explained in more detail; show it:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Anordnung, Fig. 1 is a schematic diagram of the arrangement,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Wickel und Fig. 2 is a plan view of the winding and

Fig. 3 ein Schemaschaltbild der Meßanordnung. Fig. 3 is a schematic diagram of the measuring arrangement.

Die zu greifenden Wickel 1 aus Papier sind in einem Lager neben einander senkrechtstehend gestapelt. Oberhalb der Wickel ist in einer Verfahrebene ein Hebezeug 4 auf Schienen 3 verfahrbar. Dieses Hebezeug 4 ist auch in der zur X-Richtung senkrechten Richtung verfahrbar, wie nicht näher dargestellt. Durch einen Rechner 7 kann das Hebezeug mit der Greifanordnung 5 über den zu greifenden Wickel 1 gefahren werden. Hierzu erhält das Hebe zeug bzw. seine Antriebe entsprechende Befehle von einem Rech ner 7. Ist das Hebezeug 4 auf der angewählten Grobposition in der Verfahrebene angekommen, so wird die Greifanordnung 5, z.B. ein Sauggreifer auf den zu greifenden Wickel abgesenkt. Die Zen trierung im letzten Stück wird dabei mit einem in das Mittel loch 2 des Wickels 1 eingreifenden Zentrierbolzen 6 vorgenom men.The paper rolls 1 to be gripped are stacked vertically next to one another in a store. A hoist 4 can be moved on rails 3 above the winding in a travel plane. This hoist 4 can also be moved in the direction perpendicular to the X direction, as not shown in more detail. The hoist with the gripping arrangement 5 can be moved over the winding 1 to be gripped by a computer 7 . For this purpose, the hoist or its drives receives corresponding commands from a computer 7 . When the hoist 4 has reached the selected rough position in the travel plane, the gripping arrangement 5 , for example a suction gripper, is lowered onto the winding to be gripped. The Zen tration in the last piece is vorgenom men with a center hole 2 of the winding 1 engaging centering pin 6 .

Zur Feinpositionierung des Hebezeuges 4 bzw. dessen Greifanord nung 5 in bezug auf den Wickel ist an der Greifanordnung 5 eine Meßanordnung 9 angebracht, die aus einer Fernsehkamera 10 und einem verstellbaren Objektiv 11 besteht. Die Fernsehkamera 10 ist mit einem Fernsehbildauswertesystem verknüpft, das unter der Bezeichnung Videomat von der Firma Siemens AG vertrieben wird (vgl. Druckschrift E 678/1026 der Siemens AG).For fine positioning of the hoist 4 or its Greifanord voltage 5 with respect to the winding, a measuring arrangement 9 is attached to the gripping arrangement 5 , which consists of a television camera 10 and an adjustable lens 11 . The television camera 10 is linked to a television image evaluation system which is marketed by Siemens AG under the name Videomat (cf. publication E 678/1026 from Siemens AG).

Die Fernsehkamera 10 ist mit ihrem Objektiv auf das Mittelloch 2 des zu greifenden Wickels 1 in etwa ausgerichtet. Die Kamera kann im Zentrierbolzen 6 oder daneben untergebracht werden. Das in der Auswerteeinrichtung der Fernsehkamera 10 auftauchende und ermittelte Bild - in Fig. 2 als gestricheltes Bild 12 angedeu tet - wird mit derjenigen Form verglichen, die das Bild eigent lich haben müßte; d.h. im vorliegenden Fall wäre die Form das mittlere Loch 2 in Wickel 1. Abhängig von der Abweichung der La ge des erfaßten Bildes 12 von der Sollage werden nun die Antrie be des Hebezeuges 4 so nachgesteuert, daß sich neben einer Grobpositionierung auch eine Feinpositionierung der Greifan ordnung 5 in bezug auf den zu greifenden Wickel 1 ergibt. Hier durch ist es möglich, schon bei Beginn der Z-Bewegung, d.h. beim Beginn des Absenkens, relativ genau mit hoher Geschwin digkeit den Wickel anzufahren.The television camera 10 is approximately aligned with its lens onto the center hole 2 of the roll 1 to be gripped. The camera can be accommodated in the centering pin 6 or next to it. . The emerging and in the evaluation of the television camera 10 determined image - in Figure 2 as a dashed angedeu tet Figure 12 - is compared with that form, the image must have Eigent lich; ie in the present case the shape would be the middle hole 2 in winding 1 . Depending on the deviation of the position of the captured image 12 from the target position, the drives of the hoist 4 are now readjusted so that, in addition to rough positioning, there is also a fine positioning of the Greifan arrangement 5 with respect to the winding 1 to be gripped. This makes it possible to start the winding relatively precisely at high speed at the start of the Z movement, ie at the start of lowering.

Damit das Bild auch schon für einen sehr frühzeitigen Beginn der Korrektur zur Verfügung steht, und zwar in ausreichender Deutlichkeit, ist das der Kamera 9 vorgeschaltete Objektiv 11 vom Rechner 7 her derart aussteuerbar, daß unabhängig vom Ab stand a der Fernsehkamera zur Oberfläche des Wickels 1 das Fern sehbild in etwa gleich groß bleibt. Diese Nachführung des Obje tivs ist relativ einfach, da die Z-Lage der Kamera über die Hub bewegung leicht erfaßt werden kann und die Höhe des Wickels, d.h. des Abstandes des Wickels von einer Bezugsebene Z 0 eben falls bekannt ist. Der Transportvorgang könnte also z.B. in der Weise vorgenommen werden, daß mittels einer Tastatur 8 in den Rechner 7 die gewünschte Grobposition des Wickels eingegeben wird, dann automatisch das Hebezeug in diese Grobposition ver fährt, dann selbsttätig während des Absenkens der Greifanord nung 5 auf den Wickel eine Feinkorrektur vorgenommen wird, und daß dann der Wickel gegriffen, angehoben und an die gewünschte Transportstelle gefahren wird. Anstelle eines Wickels können gegebenenfalls auch anders geformte Lasten, wie z.B. Container oder dergleichen erkannt werden.So that the image already represents a very early start of correction available, in sufficient clarity, that is the camera 9 upstream lens 11 such Exceptional dynamic range by the computer 7 ago that regardless of the Ab was a television camera to the surface of the reel 1 the television picture remains roughly the same size. This tracking of the lens is relatively simple, since the Z position of the camera can be easily detected via the stroke movement and the height of the roll, ie the distance of the roll from a reference plane Z 0, if known. The transport process could thus be carried out, for example, in such a way that the desired rough position of the winding is entered into the computer 7 by means of a keyboard 8 , then the hoist automatically moves into this rough position ver, then automatically during the lowering of the Greifanord voltage 5 on the winding a fine correction is made, and that the winding is then gripped, raised and moved to the desired transport point. Instead of a wrap, other shaped loads, such as containers or the like, can also be recognized.

Es gibt noch einen Vorteil, den die hier beschriebene Methode der vorgesteuerten gleichen Bildgröße in jedem Abstand hat: Bei Irrtümern, ob sie nun im zentralen Speicher oder durch Fehlbedienung im Lager entstanden sind, erkennt die Anordnung den Fehler durch die sich ergebenden Bildgrößenunterschiede, d.h., steht eine Rolle zuviel im Stapel, wird das Bild zu groß, steht eine Rolle zuwenig im Lager, so ist das Bild zu klein. Dieses "Nichterkennen" des Zieles wird als Abschaltkriterium ausgewertet.There is another advantage to the method described here the same image size at every distance: In the event of errors, whether in the central memory or through Incorrect operation in the warehouse recognizes the arrangement the error due to the resulting image size differences, i.e. if there is one roll too many in the stack, the picture becomes too large, if there is not enough roll in the warehouse, the picture is too small. This "failure to recognize" the target becomes the switch-off criterion evaluated.

Claims

1. A device for computer-controlled positioning of lifting apparatus relative to a winding of paper or sheet in a bearing in which the hoist is defined in a plane above the winding is movable, and a gripping assembly from the Ver driving level to be lowered to cross winding, characterized due to the following features:

a) on the gripping arrangement ( 5 ) a television camera ( 10 ) is arranged, which is directed to a mark ( 2 ) of the winding ( 1 ),
b) the television camera ( 10 ) is provided with a lens ( 11 ) which can be controlled as a function of the distance from the camera to the marking ( 2 ) of the winding ( 1 ) and
c) the deviation of the captured image ( 12 ) from a target shape is used for fine positioning of the hoist ( 4 ) in the driving plane Ver.

2. Device according to claim 1, characterized in that the lens ( 11 ) is controllable such that the captured image remains approximately the same size.

3. Device according to claim 1, characterized in that the television camera ( 10 ) is aligned with the center hole of the perpendicular winding ( 1 ).