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EP3356895A1 - Verfahren und vorrichtung zur bereitstellung und handhabung unterschiedlicher bauteile - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bereitstellung und handhabung unterschiedlicher bauteile

Info

Publication number
EP3356895A1
EP3356895A1 EP16745420.6A EP16745420A EP3356895A1 EP 3356895 A1 EP3356895 A1 EP 3356895A1 EP 16745420 A EP16745420 A EP 16745420A EP 3356895 A1 EP3356895 A1 EP 3356895A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
components
abb
abc
conveyor
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16745420.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Stadler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EBZ Systec GmbH
Original Assignee
EBZ Systec GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EBZ Systec GmbH filed Critical EBZ Systec GmbH
Publication of EP3356895A1 publication Critical patent/EP3356895A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B25J9/1697—Vision controlled systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/402—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for positioning, e.g. centring a tool relative to a hole in the workpiece, additional detection means to correct position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31048—Project on workpiece, image of finished workpiece, info or a spot
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50148—Workpiece, setup of component, workpiece
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to a method for providing and handling different components as well as a device for providing and handling different components according to the method claim 1 or the device claim 9.
  • Handling of different components includes.
  • Handling different components includes the steps:
  • Conveying device by at least one projector; manual or machine placement of the component defined by the image or of the components defined by the images on the surface aligned with the projected image or the projected images,
  • the method thus makes it possible to provide the manipulator with the components in error-free position or supply, so that the process of gripping can run safely.
  • Conveyor at least one component from the for the Detecting and / or detecting and storing provided section to move into a provided for gripping section.
  • Projector or the existing projectors can be used and it can at the expense of an additional
  • Dispensing are waived. Alternatively or additionally, it is nevertheless provided that output the result of checking a correct position of the component or components by a sound and / or voice output means. This is particularly useful when the components are placed manually and a worker should be made aware of the need for a correction of the position of a component.
  • Project images in red Furthermore, it is also provided to project the images in different types of lines, such as with dashed lines or dotted lines or, for example, with fast or slow flashing lines. As a result, a variety of information can be displayed, which can either be directly implemented by a worker who manually hangs up components, or allow a worker entrusted with the monitoring a rapid diagnosis. Furthermore, it is provided that the images of the components are projected as contours of the components or as plan views of the components or as holograms of the components. This makes it possible in different strong form for the
  • To recognize image processing device either by means of an encoder of a drive of the conveyor or detected by detecting a simultaneous movement of at least two lying on the surface of the conveyor components or detect by detecting a arranged on the surface of the conveyor code and thereby the projector or the projectors to be controlled so that the projected image or the projected images are moved with the conveyor or projected after moving to another position. This makes it possible to use the projected image or the projected images
  • Manipulators gripping the components with a moving surface.
  • the inventive device for providing and
  • Handling a lot of different components includes a storage device or a conveyor, a
  • the image system Manipulator and an image system, the image system
  • At least one projector at least one
  • Image capture device and an image processing device comprises. This makes it possible to monitor both an actual state, as well as a desired state
  • Manipulator can grab each component safely and without delay and promote further.
  • the device thus makes it possible to supply the components to the manipulator in error-free position, so that the process of gripping can proceed safely.
  • the position of a component is understood to mean its spatial orientation in a state lying on a surface of a conveyor.
  • Figure 1 a schematic side view of a
  • Apparatus according to the invention for providing and handling a set of different components
  • FIG. 2 shows a sectional view through that in FIG. 1
  • FIG. 3 shows the section II in FIG
  • FIG 1 is an inventive device 1 for
  • Components A, B, and C shown in side view.
  • the Device is in the figure 2 again along with Section II-II sectioned top view.
  • the device 1 comprises a conveyor 2, a
  • the image system 4 comprises four projectors 5 to 8 and four image capture devices 9 to 12, which are optionally designed as a camera or scanner. Furthermore, the image system 4 comprises a
  • Image processing device 13 which the of the
  • Imaging devices 9 to 12 processed images of an actual state processed and compared with stored target specifications for the position of the components.
  • the projectors 5 to 8 are in particular according to the results of
  • control system 14 also becomes an interface to the
  • the conveyor 2 is designed as a conveyor belt 15 with a circulating belt 16, wherein the belt 16 oriented toward the image system 4 approximately horizontally in space
  • Stepwise moved in an arrow direction x so that placed on the surface 17 components A, B and C are gradually moved from a first section I via a second section II and a third section III in a fourth section IV.
  • the third section III is - as already the sectors I and II - intended for a manual final correction. After this final correction, all components must lie correctly.
  • the fourth section IV is provided for the components A, B and C fed in the correct position from the manipulator 3
  • Such gripping and settling of the components A, B and C is also referred to as manipulation by the manipulator 3.
  • Each of the sections I to IV is assigned a projector 5 or 6 or 7 or 8 and an image capture device 9 or 10 or 11 or 12 respectively.
  • FIG. 1 Images are designated in FIG. 1 only in section I.
  • the changed occupancy is first projected onto the surface 17 for the first time in section I, while a previous occupancy is still projected onto the surface 17 in sections II, III and optionally IV is projected.
  • the Sections are selected by means of the image capture device and the image processing device according to the respective
  • FIG. 2 shows how three workers WA, WB and WC
  • Components B and C occupied.
  • the component B was positioned in the correct position as indicated by a continuous contour line used as an image ABB.
  • the component C was - as indicated by a thick, dashed contour line used as image ABC - of the
  • Component C still requires a position correction.
  • the components A, B and C shown in the section IV or in the surface section 17-4 are all stored in the correct position, wherein the component A is being gripped by the manipulator 3.
  • the image system also detects incorrect components. In this case, it is provided that the image to which the wrong component is assigned flashes
  • FIG. 3 in addition to the representation of FIG. 2, a code 19 arranged on the surface 17 in the form of a code strip 20 is shown
  • This codestrip 20 allows the imaging system 4 to detect movement of the surface 17 and both the projection of the images ABA, ABB and ABC and the
  • the manipulator 3 a position, which occupy the components A, B and C in the section IV in space is transmitted from the image system, so that thereby tolerances are compensated at this interface.
  • Figures 1 to 3 are to be understood as a schematic representation. It is provided in particular, the image processing device to the individual
  • the sectors I to III or I to IV are replaced by a single
  • the projector and powered by a single image capture device.
  • the projector also takes over the projection of clues mentioned below on the floor next to the conveyor.
  • such a projection is made by only one projector, or the projection is made by multiple projectors whose projection surfaces so close to each other or overlap, so that on the surface of the images are continuously displayed. Accordingly, in such an embodiment, it is also provided in particular that the position of the components of the image capture device or the
  • Image capture devices during the movement components is detected. This is the image system for the
  • Image capture a longer period available. Furthermore, this means different for the image capture
  • the workers e.g. to project information on the floor next to the storage device or next to the conveyor, which facilitate the assignment of provided next to the conveyor in magazines components to the projections on the surface.
  • Hints are formed in particular as lines or arrows, which are switched control technology so that they provide the worker an optimal and especially short way for the assembly of the conveyor or the
  • a conveyor in which the inserted components beweget from section to section until this then from the last section of a manipulator be received and further promoted to use a storage device, which is designed as a storage table on which a worker supported by an image system components for later access a manipulator arranges.

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung und Handhabung unterschiedlicher Bauteile. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (1) zur Bereitstellung und Handhabung einer Menge unterschiedlicher Bauteile (A; B; C) umfassend eine Ablageeinrichtung oder eine Fördereinrichtung (2), einen Manipulator (3) und ein Bildsystem (4). Hierbei umfasst das Bildsystem (4) wenigstens einen Projektor (5 - 8), wenigstens eine Bilderfassungseinrichtung (9 - 12) und eine Bildverarbeitungseinrichtung (13).

Description

"Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung und Handhabung unterschiedlicher Bauteile"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung und Handhabung unterschiedlicher Bauteile sowie eine Vorrichtung zur Bereitstellung und Handhabung unterschiedlicher Bauteile gemäß dem Verfahrensanspruch 1 bzw. dem Vorrichtungsanspruch 9.
Aus der DE 10 2012 003 160 AI ist eine Vorrichtung zur
Bereitstellung und Handhabung einer Menge unterschiedlicher Bauteile bekannt, welche eine Fördereinrichtung, einen
Manipulator und ein Bildsystem zur Bereitstellung und
Handhabung unterschiedlicher Bauteile umfasst.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bzw. eine
Vorrichtung zur Bereitstellung und Handhabung
unterschiedlicher Bauteile vorzuschlagen, bei welchem bzw. welcher die Prozesssicherheit erhöht wird.
Diese Aufgabe wird durch den Verfahrensanspruch 1 bzw. den Vorrichtungsanspruch 9 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bereitstellung und
Handhabung unterschiedlicher Bauteile umfasst die Schritte:
Projizieren wenigstens eines Abbilds wenigstens eines Bauteils aus der Menge der unterschiedlichen Bauteile auf eine Oberfläche einer Ablageeinrichtung oder einer
Fördereinrichtung durch wenigstens einen Projektor; auf das projizierte Abbild bzw. die projizierten Abbilder ausgerichtetes manuelles oder maschinelles Ablegen des durch das Abbild definierten Bauteils bzw. der durch die Abbilder definierten Bauteile auf der Oberfläche,
Erfassen des auf der Oberfläche abgelegten Bauteils oder der auf der Oberfläche abgelegten Bauteile durch wenigstens eine Bilderfassungseinrichtung,
Überprüfen der Richtigkeit der Lage des auf der Oberfläche abgelegten Bauteils oder der auf der Oberfläche abgelegten Bauteile in Bezug auf das projizierte Abbild bzw. die
projizierten Abbilder durch eine Bildverarbeitungseinrichtung,
Ausgeben des Ergebnisses oder der Ergebnisse der
Überprüfung,
sofern erforderlich manuelle oder maschinelle Korrektur der Lage des falsch liegenden Bauteils oder der falsch
liegenden Bauteile,
ggf. erneutes Überprüfen und erneutes Ausgeben und erneute Korrektur,
Greifen und Weiterfördern des richtig liegenden Bauteils oder der richtig liegenden Bauteile durch einen Manipulator. Hierdurch wird sichergestellt, dass dem Manipulator die unterschiedlichen Bauteile in einer vorgesehenen Lage
bereitgestellt bzw. zugeführt werden, so dass der Manipulator jedes Bauteil sicher und ohne Verzögerung greifen und
weiterfördern kann. Das Verfahren ermöglicht es somit, dem Manipulator die Bauteile in fehlerfreier Lage bereitzustellen bzw. zuzuführen, so dass der Prozess des Greifens sicher ablaufen kann.
Es ist auch vorgesehen, mittels der Oberfläche der
Fördereinrichtung wenigstens ein Bauteil aus einer für das Ablegen vorgesehen ersten Sektion in eine ebenfalls für das Ablegen vorgesehene zweite Sektion zu bewegen. Hierdurch steht für den Vorgang des Ablegens ein längerer Zeitraum zur
Verfügung .
Weiterhin ist es vorgesehen, mittels der Oberfläche der
Fördereinrichtung wenigstens ein Bauteil aus der für das Erfassen und/oder das Erfassen und Ablagen vorgesehen Sektion in eine für das Greifen vorgesehene Sektion zu bewegen.
Hierdurch können die Vorgänge des Erfassens und des Greifens ungestört voneinander erfolgen.
Es ist vorgesehen das Ergebnis der Überprüfung einer korrekten Lage des Bauteils bzw. der Bauteile durch den Projektor bzw. die Projektoren auszugeben. Hierzu kann der vorhandene
Projektor bzw. können die vorhandenen Projektoren Verwendung finden und es kann auf den Aufwand für ein zusätzliches
Ausgebemittel verzichtet werden. Alternativ oder zusätzlich ist es dennoch vorgesehen, dass das Ergebnis der Überprüfung einer korrekten Lage des oder der Bauteile durch ein Ton- und/oder Sprachausgabemittel auszugeben. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Bauteile manuelle aufgelegt werden und ein Werker auf das Erfordernis einer Korrektur der Lage eines Bauteils aufmerksam gemacht werden soll.
Bei einer optischen Ausgabe des Ergebnisses der Überprüfung ist es vorgesehen, eine Farbgebung und/oder eine
Darstellungsart der einzelnen Abbilder abhängig davon zu wählen, ob durch das Bildverarbeitungssystem erkannt wird, dass noch kein Bauteil entsprechend der Abbildung ausgerichtet ist oder dass ein Bauteil entsprechend der Abbildung
ausgerichtet ist oder dass ein Bauteil abweichend von der Abbildung ausgerichtet ist. Insbesondere ist es vorgesehen unbelegte Abbilder in gelber Farbe zu projizieren, mit einem Bauteil in richtiger Lage belegte Abbilder in grüner Farbe zu projizieren und zu lange unbelegte oder falsch belegte
Abbilder in roter Farbe zu projizieren. Weiterhin ist es auch vorgesehen, die Abbilder in unterschiedlichen Linienarten wie zum Beispiel mit gestrichelten Linien oder punktierten Linien oder zum Beispiel auch mit schnell oder langsam blinkenden Linien zu projizieren. Hierdurch können eine Vielzahl von Informationen angezeigt werden, welche entweder von einem Werker, welcher Bauteile manuell auflegt, direkt umgesetzt werden können oder einem mit der Überwachung betrauten Werker eine rasche Diagnose ermöglichen. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Abbilder der Bauteile als Konturen der Bauteile oder als Draufsichten der Bauteile oder als Hologramme der Bauteile projiziert werden. Hierdurch ist es möglich in unterschiedlicher starker Form für die
Manuelle Bestückung und/oder für die Kontrolle Hinweise zu geben. Hierbei ist ein Projizieren einer Kontur für flächige Bauteile ausreichend und hierbei bedeutet eine Projizierung von Draufsichten oder Hologrammen bei geometrisch komplexeren Bauteilen für den Werker eine große Erleichterung.
Es ist auch vorgesehen, eine Bewegung der Oberfläche der
Fördereinrichtung von einem Regelsystem für den Projektor und die Bilderfassungseinrichtung und die
Bildverarbeitungseinrichtung entweder mittels eines Gebers eines Antriebs der Fördereinrichtung zu erkennen oder durch eine Detektion einer gleichzeitigen Bewegung wenigstens zweier auf der Oberfläche der Fördereinrichtung liegenden Bauteile zu erkennen oder durch eine Detektion eines auf der Oberfläche der Fördereinrichtung angeordneten Codes zu erkennen und hierdurch den Projektor oder die Projektoren derart zu regeln, dass das projizierte Abbild bzw. die projizierten Abbilder mit der Fördereinrichtung bewegt oder nach der Bewegung an anderer Position projiziert werden. Hierdurch ist es möglich, das projizierte Abbild bzw. die projizierten Abbilder
kontinuierlich oder schrittweise mit der Oberfläche der
Fördereinrichtung mitzuführen, so dass die Abbilder zumindest bei stehender Oberfläche angezeigt werden. Sofern die Abbilder synchron zu einer Bewegung der Lauffläche mitgeführt werden, bringt dies den Vorteil mit sich, dass auch die Lauffläche auch während ihrer Bewegung von Werkern mit Bauteilen belegt werden kann. Diese ist zum Beispiel dann von besonderem
Vorteil, wenn mehrere Werker eine Oberfläche mit jeweils gleichen Teilen belegen und ein Manipulator oder mehrere
Manipulatoren die Bauteile bei sich bewegender Oberfläche greifen .
Weiterhin ist es vorgesehen, mit Hilfe des Projektors oder mit Hilfe der Projektoren neben der Oberfläche der
Ablageeinrichtung oder neben der Oberfläche der
Fördereinrichtung Hinweise zu projizieren, wobei diese
insbesondere in Form von Linien oder Pfeilen ausgeführt sind. Hierdurch wird den Werkern eine Zuordnung von bereitgestellten Bauteilen zu den auf die Oberfläche projizierten Abbildern erleichtert .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bereitstellung und
Handhabung einer Menge unterschiedlicher Bauteile umfasst eine Ablageeinrichtung oder eine Fördereinrichtung, einen
Manipulator und ein Bildsystem, wobei das Bildsystem
wenigstens einen Projektor, wenigstens eine
Bilderfassungseinrichtung und eine Bildverarbeitungseinrichtung umfasst. Hierdurch ist es möglich sowohl einen Ist-Zustand zu überwachen, als auch einen SOLL-Zustand
darzustellen, so dass sowohl ein manuelles Belegen der
Fördereinrichtung mit Bauteilen möglich ist, als auch durch den Werker mit einem Blick Abweichungen SOLL-Zustand erkennbar sind, so dass ohne weitere Analyse Rückschlüsse auf die
Fehlerquelle möglich sind.
Es ist auch vorgesehen, mittels des Projektors oder mittels der Projektoren auf einen Flächenabschnitt einer Oberfläche der Ablageeinrichtung Abbilder von Bauteilen aus der Menge der unterschiedlichen Bauteile zu projizieren. Hierdurch wird sichergestellt, dass dem Manipulator die unterschiedlichen Bauteile in einer vorgesehenen Lage zugeführt werden können, so dass der Manipulator jedes Bauteil sicher und ohne
Verzögerung greifen und weiterfördern kann. Die Vorrichtung ermöglicht es somit, dem Manipulator die Bauteile in
fehlerfreier Lage zuzuführen, so dass der Prozess des Greifens sicher ablaufen kann.
Schließlich ist es vorgesehen, dass der Projektor oder die Projektoren auf in eine Förderrichtung benachbarte
Flächenabschnitte einer Oberfläche der Fördereinrichtung
Abbilder von Bauteilen aus der Menge der unterschiedlichen Bauteile projiziert bzw. projizieren und dass bei einer
Weiterbewegung der Oberfläche der Fördereinrichtung die
Abbilder derart projiziert werden, dass die Abbilder der
Bewegung der Oberfläche der Fördereinrichtung kontinuierlich oder schrittweise folgen. Hierdurch wird sichergestellt, dass dem Manipulator die unterschiedlichen Bauteile in einer vorgesehenen Lage zugeführt werden können, so dass der
Manipulator jedes Bauteil sicher und ohne Verzögerung greifen und weiterfördern kann. Die Vorrichtung ermöglicht es somit, dem Manipulator die Bauteile in fehlerfreier Lage zuzuführen, so dass der Prozess des Greifens sicher ablaufen kann.
Im Sinne der Erfindung wird unter der Lage eines Bauteils dessen räumlich Ausrichtung in einem auf einer Oberfläche einer Fördereinrichtung liegenden Zustand verstanden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben .
Hierbei zeigt:
Figur 1: eine schematische Seitenansicht einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bereitstellung und Handhabung einer Menge unterschiedlicher Bauteile;
Figur 2: einen Schnittansicht durch die in der Figur 1
gezeigte Vorrichtung entsprechend der Schnittlinie II-II und
Figur 3: die in der Figur 2 gezeigte Sektion II in
vergrößerter Ansicht.
In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur
Bereitstellung und Handhabung einer Menge unterschiedlicher
Bauteile A, B, und C in Seitenansicht gezeigt. Diese
Vorrichtung ist in der Figur 2 nochmals mit entlang der Schnittlinie II-II geschnittener Ansicht von oben gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Fördereinrichtung 2, einen
Manipulator 3 und ein Bildsystem 4. Das Bildsystem 4 umfasst vier Projektoren 5 bis 8 und vier Bilderfassungseinrichtungen 9 bis 12, welche wahlweise als Kamera oder Scanner ausgebildet sind. Weiterhin umfasst das Bildsystem 4 eine
Bildverarbeitungseinrichtung 13, welche die von den
Bilderfassungseinrichtungen 9 bis 12 erfassten Bilder eines IST-Zustands aufbereitet und mit gespeicherten SOLL-Vorgaben für die Lage der Bauteile abgleicht. Die Projektoren 5 bis 8 werden insbesondere entsprechend den Ergebnissen der
Bildverarbeitung durch ein Regelsystem 14 gesteuert, welches insbesondere durch eine SPS-Steuerung gebildet ist. Durch das Regelsystem 14, wird auch eine Schnittstelle zu der
Fördereinrichtung 2 und dem Manipulator 3 gebildet.
Die Fördereinrichtung 2 ist als Förderband 15 mit einem umlaufenden Band 16 ausgebildet, wobei das Band 16 zu dem Bildsystem 4 hin eine etwa waagrecht im Raum orientierte
Oberfläche 17 aufweist. Hierbei wird das Band 16 und damit auch die erwähnte Oberfläche 17 von einem Antrieb 18
schrittweise in eine Pfeilrichtung x bewegt, so dass auf die Oberfläche 17 aufgelegte Bauteile A, B bzw. C schrittweise von einer ersten Sektion I über eine zweite Sektion II und eine dritte Sektion III in eine vierte Sektion IV bewegt werden. Hierbei sind die erste und zweite Sektion I, II für das
Ablegen von Bauteilen durch Werker WA, AB und WC vorgesehen. Die dritte Sektion III ist - wie bereits auch die Sektoren I und II - für eine manuelle Endkorrektur vorgesehen. Nach dieser Endkorrektur müssen alle Bauteile richtig liegen. Die vierte Sektion IV ist dafür vorgesehen, dass die lagerichtig zugeführten Bauteile A, B und C von dem Manipulator 3
gegriffen und in einer dem Manipulator 3 zugeordneten, nicht dargestellten Fertigungszelle von dem Manipulator 3
insbesondere an einer Fahrzeugkarosserie montiert werden. Eine derartiges Greifen und Absetzen des Bauteile A, B und C wird auch als Handhabung durch den Manipulator 3 bezeichnet.
Nachdem in der vierten Sektion IV ein Manipulator arbeitet ist diese für die Werker WA, WB, WC im Betrieb unzugänglich, so dass die Werker WA, WB und WC nur in den Sektionen I bis III Zugriff auf die Bauteile nehmen und damit Korrekturen
vornehmen können.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es auch vorgesehen, dass ein oder mehrere weitere Manipulatoren und optional auch zusätzlich ein oder mehrere Werker die
Oberfläche der Fördereinrichtung mit den erforderlichen
Bauteilen bestücken. In einer derartigen Konfiguration sind selbstverständlich die Sicherheitsbestimmungen für das
Zusammenarbeiten von Werkern und Manipulatoren zu
berücksichtigen. Bei einer derartigen Konfiguration ist es auch vorgesehen, dass der oder die weiteren Manipulatoren Korrekturen vornehmen und hierzu von dem Regelsystem
beauftragt werden.
Jeder der Sektionen I bis IV ist ein Projektor 5 bzw. 6 bzw. 7 bzw. 8 und eine Bilderfassungseinrichtung 9 bzw. 10 bzw. 11 bzw. 12 zugeordnet. Hierbei projizieren die Projektoren 5 bis 8 in ihrer jeweiligen Sektion I bzw. II. bzw. III bzw. IV Abbilder ABA, ABB und ABC der Bauteile A bis C, welche dem der Sektion IV zugeordneten Manipulator zur Handhabung zugeführt werden sollen, auf die einzelnen Sektionen I bis IV der
Oberfläche 17 der Fördereinrichtung 2. Die projizierten
Abbilder sind in der Figur 1 nur in der Sektion I bezeichnet. Bei der dargestellten Ausführungsvariante sind der Projektor 8 und die Bilderfassungseinrichtung 12, welche der Sektion IV zugeordnet sind, als optionale Komponenten vorgesehen, welche - sofern diese verbaut sind - zu Überwachungs- und/oder
Analysezwecken eingesetzt werden können. Für die Arbeit der Werker sind diese nicht erforderlich.
Sofern eine Belegung geändert wird, was in den Figuren 1 bis 3 nicht dargestellt ist, wird die geänderte Belegung zunächst erstmalig in der Sektion I auf die Oberfläche 17 projiziert während eine vorhergehende Belegung noch in den Sektionen II, III und optional IV auf die Oberfläche 17 projiziert wird. Die Sektionen werden mittels der Bilderfassungseinrichtung und der Bildverarbeitungseinrichtung entsprechend der jeweils
projizierten Belegung überwacht.
In der Figur 2 ist gezeigt wie drei Werker WA, WB und WC
Bauteile ABC zu der Fördereinrichtung 2 bringen. Hierbei ist ein in der Sektion I stehender Flächenabschnitt 17-1 der
Oberfläche 17 noch nicht durch Bauteile belegt. Entsprechend sind die auf diesen Flächenabschnitt 17-1 projizierten
Abbilder ABA, ABB, ABC mit gestrichelten Konturlinien
dargestellt. Der in der Sektion II stehende Flächenabschnitt 17-2 der Oberfläche 17 wurde bereits von den Werkern mit
Bauteilen B und C belegt. Hierbei wurde das Bauteil B - wie durch eine als Abbild ABB verwendete durchgehende Konturlinie angezeigt ist - lagerichtig positioniert. Das Bauteil C hingegen wurde - wie durch eine als Abbild ABC verwendete dicke, gestrichelte Konturlinie angezeigt ist - von dem
Bildsystem mittels der Bilderfassungseinrichtung 10 als falsch liegend erkannt. Wie in der Figur 2 dargestellt ist der Werker WA gerade dabei eines der Bauteile A nachzulegen, welches in der Sektion II durch ein Abbild ABA - gestrichelte Konturlinie - noch als fehlend markiert ist. In der Sektion III bzw. im Flächenabschnitt 17-3 ist bezüglich des dort liegenden
Bauteils C noch eine Lagekorrektur erforderlich. Die in der Sektion IV bzw. im Flächenabschnitt 17-4 gezeigten Bauteile A, B und C sind allesamt lagerichtig abgelegt, wobei das Bauteil A gerade von dem Manipulator 3 gegriffen wird. Eine
Weitertaktung der Oberfläche 17 wird durch das Bildsystem 4 jedoch erst dann frei gegeben, wenn das in der Sektion III falsch liegende Bauteil C lagerichtig positioniert ist.
Selbstverständlich werden von dem Bildsystem auch falsche Bauteile erkannt. Hierbei ist es vorgesehen, dass das Abbild, welchem das falsche Bauteil zugeordnet ist, blinkend
dargestellt wird. Zur Erleichterung der Bestückung ist es auch vorgesehen, zusätzlich Informationen insbesondere in Form von Text und Bildern und insbesondere auch in Form von Kurzfilmen auf die Oberfläche 17 zu projizieren, um die Werker bei einem erkannten Fehler in der Korrektur zu unterstützen oder um die Werker mit geänderten Belegungen vertraut zu machen.
Zur besseren Erkennbarkeit ist die in der Figur 2 gezeigte Sektion II in der Figur 3 nochmals vergrößert dargestellt. So dass die unterschiedliche Darstellung der Abbilder ABA, ABB und ABC besser erkennbar ist. Weiterhin ist in der Figur 3 ergänzend zur Darstellung der Figur 2 ein auf der Oberfläche 17 angeordneter Code 19 in Form eines Codestreifens 20
dargestellt, welcher sich mit der Oberfläche 17 bzw. dem Band 16 bewegt. Dieser Codestreifen 20 ermöglicht es dem Bildsystem 4 eine Bewegung der Oberfläche 17 zu erkennen und sowohl die Projektion der Abbilder ABA, ABB und ABC als auch die
Erfassung der Bauteile A, B, C in jeder Sektion I- IV
entsprechend der tatsächlichen Bewegung auszurichten.
Hierdurch ist es nicht erforderlich, dass das Förderband 15 sein Band 16 hochgenau bewegt. Entsprechen ist es auch
vorgesehen, dass dem Manipulator 3 eine Position, welche die Bauteile A, B und C in der Sektion IV im Raum einnehmen von dem Bildsystem übermittelt wird, so dass hierdurch auch an dieser Schnittstelle Toleranzen ausgeglichen werden.
Die Darstellungen der Figuren 1 bis 3 sind als schematische Darstellung zu verstehen. Es ist insbesondere vorgesehen, die Bildverarbeitungseinrichtung auf die einzelnen
Bilderfassungseinrichtungen aufzuteilen und Kameras mit integrierter Bildverarbeitung einzusetzen. Weiterhin ist es insbesondere auch vorgesehen, jeweils
Bildererfassungseinrichtung und Projektor als Baueinheit auszuführen .
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante werden die Sektoren I bis III oder I bis IV durch einen einzigen
Projektor und durch eine einzige Bilderfassungseinrichtung versorgt. Hierbei ist es auch vorgesehen, dass der Projektor auch noch die unten erwähnte Projektion von Hinweisen auf den Fußboden neben der Fördereinrichtung übernimmt.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist sowohl bei der beschriebenen schrittweisen Bewegung der Oberfläche 17 auch bei einer kontinuierlichen Bewegung der Oberfläche 17 eine Mitführung der projizierten Abbilder mit der Bewegung der Oberfläche vorgesehen. Hierzu wird die Projektion mit der Bewegung der Oberfläche 17 von dem Bildsystem 4
synchronisiert. Abweichend von dem dargestellten
Ausführungsbeispiel wird eine derartige Projektion durch nur einen Projektor vorgenommen oder wird die Projektion durch mehrere Projektoren vorgenommen, deren Projektionsflächen derart eng aneinander grenzen oder sich überschneiden, so dass auf der Oberfläche die Abbildungen ununterbrochen darstellbar sind. Entsprechend ist es bei einer derartigen Ausführung dann insbesondere auch vorgesehen, dass die Lage der Bauteile von der Bilderfassungseinrichtung oder den
Bilderfassungseinrichtungen während der Bewegung Bauteile erfasst wird. Hierdurch Steht dem Bildsystem für die
Bilderfassung ein längerer Zeitraum zur Verfügung. Weiterhin stehen für die Bilderfassung hierdurch unterschiedliche
Perspektiven auf die einzelnen Bauteile zur Verfügung, durch welche zusätzliche Möglichkeiten für Lagererkennung schaffen.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es weiterhin vorgesehen, für die Werker z.B. auf dem Fußboden neben der Ablageeinrichtung bzw. neben der Fördereinrichtung Hinweise zu projizieren, welche die Zuordnung von neben der Fördereinrichtung in Magazinen bereitgestellten Bauteilen zu den Projektionen auf der Oberfläche erleichtern. Diese
Hinweise sind insbesondere als Linien oder Pfeile ausgebildet, welche steuerungstechnisch so geschaltet werden, dass diese für den Werker einen optimalen und insbesondere kurzen Weg für die Bestückung der Fördereinrichtung oder der
Ablageeinrichtung angeben, so dass der Werker hinsichtlich seiner Arbeitsbelastung entlastet wird.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es auch vorgesehen, statt einer Fördereinrichtung, in welcher die eingelegten Bauteile von Sektion zu Sektion beweget werden bis diese dann aus der letzten Sektion von einem Manipulator aufgenommen und weitergefördert werden, eine Ablageeinrichtung einzusetzen, welche als Ablagetisch konzeptioniert ist, auf welchen ein Werker unterstützt von einem Bildsystem Bauteile für einen späteren Zugriff eine Manipulators anordnet.
Bezugszeichenliste :
1 Vorrichtung
2 Fördereinrichtung
3 Manipulator
4 Bildsystem
5 - 8 Projektor von 4
9 - 12 Bilderfassungseinrichtung von 4
13 Bildverarbeitungseinrichtung von 4
14 Regelsystem für 5 bis 13
15 Förderband
16 Band
17 Oberfläche
17-1 - 17-4 Flächenabschnitt der Oberfläche
18 Antrieb
19 Code
20 Codestreifen
I - IV Sektion
Ά - C Bauteil
ABA, ABB, ABC Abbild von A bis B
WA, WB, WC Werker
x Bewegungsrichtung von 17

Claims

Ansprüche :
1. Verfahren zur Bereitstellung und Handhabung
unterschiedlicher Bauteile (A; B; C) umfassend die Schritte:
Projizieren wenigstens eines Abbilds (ΆΒΑ; ABB; ABC) wenigstens eines Bauteils (A; B; C) aus der Menge der
unterschiedlichen Bauteile (A; B; C) auf eine Oberfläche einer Ablageeinrichtung oder eine Oberfläche (17) einer
Fördereinrichtung (2) durch wenigstens einen Projektor (5 - 8) ;
auf das projizierte Abbild (ABA; ABB; ABC) bzw. die projizierten Abbilder (ABA; ABB; ABC) ausgerichtetes manuelles oder maschinelles Ablegen des durch das Abbild (ABA; ABB; ABC) definierten Bauteils (A; B; C) bzw. der durch die Abbilder (ABA; ABB; ABC) definierten Bauteile (A; B; C) auf der
Oberfläche (17),
Erfassen des auf der Oberfläche (17) abgelegten Bauteils (A; B; C) oder der auf der Oberfläche (17) abgelegten Bauteile (A; B; C) durch wenigstens eine Bilderfassungseinrichtung (9 - 12) ,
Überprüfen der Richtigkeit der Lage des auf der Oberfläche (17) abgelegten Bauteils (A; B; C) oder der auf der Oberfläche (17) abgelegten Bauteile (A; B; C) in Bezug auf das
projizierte Abbild (ABA; ABB; ABC) bzw. die projizierten
Abbilder (ABA; ABB; ABC) durch eine
Bildverarbeitungseinrichtung (13) ,
Ausgeben des Ergebnisses oder der Ergebnisse der
Überprüfung,
sofern erforderlich manuelle oder maschinelle Korrektur der Lage des falsch liegenden Bauteils (A; B; C) oder der falsch liegenden Bauteile (A; B; C) ,
ggf. erneutes Überprüfen und erneutes Ausgeben und erneute Korrektur,
Greifen und Weiterfördern des richtig liegenden Bauteils (A; B; C) oder der richtig liegenden Bauteile (A; B; C) durch einen Manipulator (3) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der Oberfläche (17) der Fördereinrichtung (2) wenigstens ein Bauteil (A; B; C) aus einer für das Ablegen vorgesehen erste Sektion (I; II) in eine ebenfalls für das Ablegen
vorgesehen zweite Sektion (II; III) bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der Oberfläche der Fördereinrichtung wenigstens ein
Bauteil (A; B; C) aus einer für das Erfassen und/oder Erfassen und Ablegen vorgesehen Sektion (III) in eine für das Greifen vorgesehene Sektion (IV) bewegt wird.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis der
Überprüfung durch den Projektor (5 - 8) bzw. die Projektoren (5 - 8) ausgeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Farbgebung und/oder eine Darstellungsart der einzelnen Abbilder (ABA; ABB; ABC) abhängig davon gewählt wird, ob durch das Bildverarbeitungssystem (13) erkannt wird, dass noch kein Bauteil (A; B; C) entsprechend der Abbildung (ABA; ABB; ABC) ausgerichtet ist oder dass ein Bauteil (A; B; C) entsprechend der Abbildung (ABA; ABB; ABC) ausgerichtet ist oder dass ein Bauteil (A; B; C) abweichend von der Abbildung (ABA; ABB; ABC) ausgerichtet ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbilder (ABA; ABB; ABC) der Bauteile (A; B; C) als Konturen der Bauteile (A; B; C) oder als
Draufsichten der Bauteile (A; B; C) oder als Hologramme der Bauteile (Ά; B; C) projiziert werden.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung der Oberfläche (17) der Fördereinrichtung (2) von einem
Regelsystem (14) für den Projektor (5 - 8) und die
Bilderfassungseinrichtung (9 - 12) und die
Bildverarbeitungseinrichtung (13) entweder mittels eines Gebers eines Antriebs (18) der Fördereinrichtung (2) erkannt wird
oder durch eine Detektion einer gleichzeitigen Bewegung wenigstens zweier auf der Oberfläche (17) der
Fördereinrichtung (2) liegenden Bauteile (A; B; C) erkannt wird
oder durch eine Detektion eines auf der Oberfläche (17) der Fördereinrichtung (2) angeordneten Codes (19) erkannt wird und dass hierdurch der Projektor (5 - 8) oder die
Projektoren (5 - 8) entsprechend derart geregelt wird bzw.
werden, dass das projizierte Abbild (ABA; ABB; ABC) bzw. die projizierten Abbilder (ABA; ABB; ABC) mit der
Fördereinrichtung (2) bewegt oder nach der Bewegung an anderer Position projiziert werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Projektor oder durch die
Projektoren neben der Oberfläche der Ablageeinrichtung oder Fördereinrichtung Hinweise projiziert werden, wobei diese insbesondere in Form von Linien oder Pfeilen ausgeführt sind.
9. Vorrichtung (1) zur Bereitstellung und Handhabung einer Menge unterschiedlicher Bauteile (A; B; C) umfassend eine Ablageeinrichtung oder eine Fördereinrichtung (2) , einen
Manipulator (3) und ein Bildsystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildsystem (4) wenigstens einen Projektor (5 - 8), wenigstens eine Bilderfassungseinrichtung (9 - 12) und eine Bildverarbeitungseinrichtung (13) umfasst.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor oder die Projektoren auf einen Flächenabschnitt einer Oberfläche der Ablageeinrichtung Abbilder von Bauteilen aus der Menge der unterschiedlichen Bauteile projiziert bzw. proj izieren .
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor (5 - 8) oder die Projektoren (5 - 8) auf in eine Förderrichtung (x) benachbarte Flächenabschnitt (17-1 - 17 - 4) einer Oberfläche (17) der Fördereinrichtung (2) Abbilder (ABA; ABB; ABC) von Bauteilen (A; B; C) aus der Menge der unterschiedlichen Bauteile (A; B; C) projiziert bzw.
projizieren und dass bei einer Weiterbewegung der Oberfläche (17) der Fördereinrichtung (2) die Abbilder (ΑΒΆ; ABB; ABC) derart projiziert werden, dass die Abbilder (ABA; ABB; ABC) der Bewegung der Oberfläche (17) der Fördereinrichtung (2) kontinuierlich oder schrittweise folgen.
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