DE3817465A1 - Vorrichtung zum zufuehren von werkstuecken, fuer die verwendung bei robotern - Google Patents
Vorrichtung zum zufuehren von werkstuecken, fuer die verwendung bei roboternInfo
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- B65G47/02—Devices for feeding articles or materials to conveyors
- B65G47/04—Devices for feeding articles or materials to conveyors for feeding articles
- B65G47/12—Devices for feeding articles or materials to conveyors for feeding articles from disorderly-arranged article piles or from loose assemblages of articles
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zuführen
von Werkstücken, für die Verwendung bei Robotern gemäß
Oberbegriff Patentenspruch 1.
In jüngster Zeit werden in zunehmendem Maße zum maschinellen
Herstellen von Produkten auch bereits Roboter verwendet, die
mit einem optischen Erfassungssystem (z.B. Videokamera)
versehen und in der Lage sind, insbesondere auch kleinere
Werkstücke (Bauteile, Baugruppen usw.) hinsichtlich ihres
optischen Erscheinungsbildes, d.h. insbesondere an in einem
Speicher gespeicherten markanten optischen Strukturen optisch
zu erfassen. Durch einen Vergleich der Information (Bild),
die das Erfassungssystem von einem auf einer Ablage angeord
neten Werkstück liefert, mit der gespeicherten Information
(gespeichertes Bild bzw. gespeicherte Struktur) wird die rein
zufällige Lage des Werkstückes auf der Ablage ermittelt und
dieses Werkstück von dem Greifer des Roboters so erfaßt und
von der Ablage abgenommen, daß das Werkstück dann mit diesem
Greifer in einer gewünschten Orientierung der weiteren Be-
oder Verarbeitung zugeführt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung aufzuzeigen,
die bei besonders einfacher Konstruktion und hoher Betriebs
sicherheit ein Zuführen von Werkstücken auf die mit dem
Roboter zusammenarbeitende Auflage gestattet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend
dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.
Die Zuführung der Werkstücke auf die Auflage erfolgt bei der
erfindungsgemäßen Vorrichtung in besonders einfacher Weise
durch eine Relativbewegung bzw. einen Relativhub zwischen dem
Aufnahmebehälter, in welchem die Werkstücke als ungeordnete
Menge angeordnet sind, und der Ablage, wobei sich diese
Ablage in einer ersten Position innerhalb des von den
Werkstücken eingenommenen Innenraumes des Aufnahmebehälters
befindet, also die Ablage in die ungeordnete Werkstückmenge
"eingetaucht" ist, während sich die Ablage in der zweiten
Position über dem von den Werkstücken eingenommenen Innenraum
des Aufnahmebehälters befindet, also aus der ungeordneten
Werkstückmenge ausgetaucht ist. Bei in der zweiten Position
befindlichen Ablage ist auf dieser dann immer eine bestimmte
Anzahl von Werkstücken vorhanden, von denen zumindest ein
Teil eine Orientierung aufweist, in der die Werkstücke von
dem optischen Erfassungssystem in ihrer Lage erkannt und
somit auch von dem Greifer des Roboters erfaßt und von der
Ablage abgenommen werden können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere
auch zum Zuführen kleinerer Werkstücke oder Bauelemente, wie
beispielsweise Platinen usw.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter
ansprüche.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an einem
Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht eine
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zuführen von Werk
stücken zur Verwendung von Robotern;
Fig. 2 in schematischer Darstellung und in Draufsicht eine
Ablage der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum
Zuführen von Werkstücken 1 (z.B. kleineren Bauelemente,
Baugruppen usw.), die unter Verwendung eines Roboters weiter
verarbeitet und/oder zusammen mit anderen Werkstücken,
Bauelementen oder Baugruppen zu einem Zwischen- oder End
produkt montiert oder kombiniert werden sollen.
Die mit dem Roboter zu verarbeitenden Werkstücke 1, welche
hinsichtlich Art, Form, Größe usw. jeweils identisch sind,
weisen an einer Oberflächenseite ein markantes, optisch
erfaßbares Bild oder eine markante, optisch erfaßbare
Struktur auf. In den Figuren sind die Werkstücke 1 der
einfacheren Darstellung wegen als quaderförmige Werkstücke
angenommen, wobei jedes Werkstück 1 an einer Oberflächenseite
im Bereich der von zwei angrenzenden Seitenflächen bzw. den
dortigen Randlinien 2 und 3 gebildeten Ecke einen optisch
markanten Bereich 4 besitzt, der beispielsweise von einem
Vorsprung, von einer Vertiefung usw. gebildet ist. Alle mit
der den Bereich 4 aufweisenden Oberflächenseite nach oben
liegende Werkstücke 1 besitzen somit das gleiche optische
Erscheinungsbild bzw. die gleiche optisch erfaßbare Struktur,
die von dem von den beiden Randlinien 2 und 3 gebildeten
Winkel sowie von dem an diesem Winkel vorgesehenen Bereich 4
bestimmt ist.
Der ansonsten nicht näher dargestellte, durch eine Elektronik
(Mikroprozessor oder Rechner) gesteuerte Roboter weist an
einem Arm 5 einen Greifer 6 auf, mit welchem die Werkstücke 1
erfaßt werden können und der am Arm 5 bzw. mit diesem Arm
beispielsweise in einer vertikalen Achse V sowie in zwei
senkrecht zueinander sowie senkrecht zu der vertikalen Achse V
verlaufenden Achsen bewegbar und auch um die vertikale Achse
V drehbar ist. Der nicht dargestellte Roboter besitzt
weiterhin wenigstens eine Videokamera 7, mit der die auf
einer Ablage 8 unterhalb dieser Videokamera 7 und im Arbeits
bereich des Greifers 6 liegenden Werkstücke 1 optisch erfaßt
werden können und die ein entsprechendes Videosignal an die
Steuereinrichtung des Roboters liefert, in der das Bild der
von den Randlinien 2 und 3 sowie dem Bereich 4 gebildeten
Struktur gespeichert ist.
Mit der Videokamera 7, die beispielsweise mit dem Greifer 6
mitbewegt wird, wird die Oberfläche der Ablage 8 entsprechend
einem vorgegebenen Programm nach evtl. auf der Anlage 8
vorhandenen Werkstücken 1 abgetastet, die dort an ihrer
Oberseite die von den Randlinien 2 und 3 und dem Bereich 4
gebildete Struktur aufweisen und somit auf der Ablage 8
zumindest hinsichtlich der dem Bereich 4 aufweisenden
Oberflächenseite richtig, d.h. mit dieser Oberflächenseite
nach oben liegend orientiert sind. Immer dann, wenn ein
derart richtig orientiertes Werkstück 1 optisch erfaßt ist,
wird mit Hilfe des von der Videokamera 7 gelieferten Video
signals bzw. Bildes und aufgrund des Verlaufs der Randlinien
2 und 3 die Lage des betreffenden Werkstückes 1 in der
horizontalen Ebene der Ablage 8 festgestellt, so daß dann
auch nach einem entsprechenden Drehen des Greifers 6 um die
vertikale Achse V dieses Werkstück 1 von dem Greifer 6
erfaßt, von der Ablage 8 abgenommen und mit diesem Greifer 6
der weiteren Ver- bzw. Bearbeitung usw. zugeführt werden
kann.
Die in den Fig. dargestellte Vorrichtung dient nun speziell
zum Aufbringen der Werkstücke 1 auf die Ablage 8 in der Form,
daß sich stets rein zufällig eine bestimmte Anzahl von
Werkstücken 1 auf dieser Ablage in der richtigen Orientierung
(mit der den Bereich 4 aufweisenden Oberflächenseite nach
oben liegend) befindet.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem oben
offenen, an seinem Umfang durch eine Umfangswand 9 ver
schlossenen Topf oder Aufnahmebehälter 10, dessen Innenraum 11
sich ausgehend von der oberen Öffnung des Behälters nach
unten hin trichterartig verengt.
Im Bodenbereich des Aufnahmebehälters 10 ist ein in Achs
richtung des Behälters, d.h. in vertikaler Richtung V auf- und
abbewegbarer Stempel 12 vorgesehen, dessen Querschnitt bei
der dargestellten Ausführungsform etwa gleich dem Querschnitt
ist, den der Aufnahmebehälter 10 an seiner Unterseite bzw. an
seinem Boden aufweist und der durch eine Öffnung dieses
Bodens hindurchgeführt ist. An seinem oberen Ende bzw. an
seiner oberen Stirnseite bildet der Stempel 12 die Ablage 8.
Das Auf- und Abbewegen des Stempels 12 erfolgt vom Roboter
und von dessen Steuereinrichtung gesteuert durch einen nicht
näher dargestellten Antriebsmotor in der Form, daß in einer
ersten Hubstellung des Stempels die Ablage 8 sich etwa im
Bereich des Bodens des Aufnahmebehälters 10 und in einer
zweiten Hubstellung etwa im Bereich der oberen Öffnung oder
oberhalb dieser Öffnung des Aufnahmebehälters 10 befindet.
Der Stempel 12 weist über seine gesamte Länge, mit der dieser
Stempel in der zweiten Hubstellung im Innenraum 11 des
Aufnahmebehälters 10 angeordnet ist, einen gleichbleibenden
Querschnitt auf, der auch gleich der Fläche der Ablage 8 ist.
Die Werkstücke 1 werden in den Aufnahmebehälter 10 einge
bracht, so daß sich im Innenraum 11 dieses Aufnahmebehälters
10 jeweils eine genügende, allerdings ungeordnete Menge an
Werkstücken 1 befindet. Immer dann, wenn sich der Stempel 12
aus seiner ersten Hubstellung in seine zweite Hubstellung
bewegt, wird eine bestimmte Anzahl von Werkstücken 1 auf der
Auflage 8 liegend mit nach oben bewegt und gelangen somit bei
Erreichen der zweiten Hubstellung des Stempels 12 in den
Arbeitsbereich des Greifers 6. Die dann rein zufällig auf der
Ablage 8 die richtige Orientierung in bezug auf den Bereich 4
aufweisenden Werkstücke 1 werden dann in der oben beschrie
benen Weise optisch erfaßt und mit dem Greifer 6 von der
Ablage 8 abgenommen.
Werden keine in bezug auf den Bereich 4 richtig orientierte
Werkstücke 1 auf der Ablage 8 festgestellt oder sind bereits
alle richtig orientierten Werkstücke 1 von dieser Ablage 8
abgenommen worden, so wird der Stempel 12 in seine untere,
erste Hubstellung und aus dieser wieder zurück in die zweite,
obere Hubstellung zum Zuführen neuer Werkstücke 1 in den
Arbeitsbereich des Greifers 6 zurückbewegt.
Um sich evtl. überlagernde Werkstücke 1 oder evtl. für ein
Erfassen durch den Greifer 6 zu dicht nebeneinander ange
ordnete Werkstücke 1 auf der Ablage 8 voneinander zu trennen
bzw. auseinander zu bewegen, weist der Stempel 12 auch noch
eine Vibrationseinrichtung 13 auf, mit deren Hilfe auf die
Ablage 8 Vibrationsbewegungen vorzugsweise in zwei senkrecht
zueinander verlaufenden horizontalen Achsrichtungen ausgeübt
werden können, wie dies in der Fig. 1 mit dem Doppelpfeil B
für eine dieser Richtungen angedeutet ist.
Bevorzugt weist die Vorrichtung auch noch Mittel auf, mit
denen nach dem Erfassen und Abnehmen aller richtig orientier
ter Werkstücke 1 die dann noch auf der Ablage 8 vorhandenen,
nicht richtig orientierten Werkstücke 1 in die im Aufnahme
behälter 10 vorhandene ungeordnete Werkstückmenge zurückge
führt werden. Diese Mittel können von wenigstens einem
Abstreifer 14 gebildet sein, der über die von der Ablage 8
gebildete Fläche bewegbar ist. Zum Entfernen der nicht
richtig orientierten Werkstücke 1 von der Ablage 8 kann aber
auch die Vibrationseinrichtung 13 oder eine andere Vibra
tionseinrichtung dienen, die für diesen Zweck dann so
angesteuert bzw. angetrieben ist, daß sie auf die auf der
Ablage 8 angeordneten Werkstücke 1 eine diese Werkstücke von
der Ablage 8 wegfördernde Förderwirkung ausübt. Auch andere
Maßnahmen zum Wegfördern der nicht richtig orientierten
Werkstücke 1 von der Ablage 8, z.B. ein Schrägstellen oder
Kippen dieser Ablage 8 oder (bei kleinen Werkstücken 1) ein
Freiblasen der Ablage 8 mittels einer aus einer oder mehreren
Düsen 15 austretender Druckluft usw. sind denkbar.
Um sicherzustellen, daß bei in der unteren Position bzw.
Hubstellung befindlicher Ablage 8 diese Ablage auch von einer
genügenden Menge an Werkstücken 1 überdeckt ist und damit
auch eine genügende Menge an Werkstücken 1 beim Bewegen des
Stempels 12 in die obere Hubstellung bzw. Position mitgeführt
wird, ist die Vorrichtung vorzugsweise auch noch so ausge
bildet, daß zumindest bei in der unteren Position befind
lichen Ablage 8 eine gewisse Bewegung der Werkstücke 1
innerhalb des Aufnahmebehälters 10 stattfindet. Dies wird
beispielsweise durch die Vibrationseinrichtung 13 oder eine
weitere, den Aufnahmebehälter 10 einschließlich Stempel 12 in
horizontaler Richtung hin- und herbewegende Vibrationsein
richtung erreicht.
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Zuführen von Werkstücken, für eine
Verwendung bei Robotern mit wenigstens einem optisch
gesteuerten Greifer zur Abnahme der auf einer Ablage
angeordneten Werkstücke, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ablage (8) im Bereich eines die Werkstücke (1) als
ungeordnete Menge aufnehmenden Aufnahmebehälters (10)
vorgesehen ist, und daß die Ablage (8) sowie der Auf
nahmebehälter (10) in vertikaler Richtung relativ zu
einander derart bewegbar sind, daß sich die Ablage in
einer ersten Position innerhalb des von den Werkstücken
(1) eingenommenen Innenraumes (11) des Aufnahmebehälters
(10) und in einer zweiten Position über diesem Innenraum
(11) befindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
bei feststehendem Aufnahmebehälter (10) die Ablage (8)
bewegbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ablage (8) an der Oberseite eines
stempelartigen Elementes (12) gebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das stempelartige Element (12) zumindest über eine
Teillänge, mit der sich das stempelartige Element (12) in
der zweiten Position der Ablage (8) innerhalb des Innen
raumes (11) des Aufnahmebehälters (10) befindet, einen
gleichbleibenden oder sich zur Ablage (8) verjüngenden
Querschnitt aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet
durch Mittel zum Trennen oder Auseinanderbewegen von
Werkstücken (1) auf der Ablage (8) und/oder zum Entfernen
von falsch orientierten Werkstücken (1) von der Ablage
(8).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel von wenigstens einer Vibrationseinrichtung
(13), von einem die Werkstücke (1) bewegenden Förder
element oder Schieber (14) und/oder von wenigstens einer
Austrittsdüse (15) zur gesteuerten Abgabe von Blasluft
gebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883817465 DE3817465A1 (de) | 1988-05-21 | 1988-05-21 | Vorrichtung zum zufuehren von werkstuecken, fuer die verwendung bei robotern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883817465 DE3817465A1 (de) | 1988-05-21 | 1988-05-21 | Vorrichtung zum zufuehren von werkstuecken, fuer die verwendung bei robotern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3817465A1 true DE3817465A1 (de) | 1989-11-30 |
Family
ID=6354932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883817465 Withdrawn DE3817465A1 (de) | 1988-05-21 | 1988-05-21 | Vorrichtung zum zufuehren von werkstuecken, fuer die verwendung bei robotern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3817465A1 (de) |
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- 1988-05-21 DE DE19883817465 patent/DE3817465A1/de not_active Withdrawn
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