Optische Sensorsysteme zur On-line-Führung von Industrierobotern

ISBN-13: 9783540517443 / Niemiecki / Miękka / 1989 / 123 str.

Wolfgang Ruoff

Opis

Zur wirtschaftlichen und flexiblen Automatisierung von Bearbeitungsvorgangen wie Schleifen, Lackieren oder Kleben ist der Einsatz bahngesteuerter Industrieroboter notwendig. Um deren Bewegungsbahnen an die Form- und Lagetoleranzen jedes Werkstucks individuell anpassen zu konnen, sind leistungsfahige Sensorsysteme - bestehend aus einem Messkopf zur Messdatenerfassung und einer Auswerteeinheit zur Datenaufbereitung - notwendig. In der vorliegenden Publikation werden deshalb zunachst Messverfahren und -komponenten unter Berucksichtigung der speziellen anwendungsspezifischen Randbedingungen untersucht und hinsichtlich ihrer Eignung beurteilt, dann die anstehenden Messaufgaben verdeutlicht und geeignete Losungswege aufgezeigt. Von besonderem Interesse hierbei ist, dass die aufbereiteten Daten on-line an eine Robotersteuerung ubergeben und dort unmittelbar zur Korrektur der Bearbeitungsbahn genutzt werden. Die Modularitat der entwickelten Hard- und Software gestattet es, das entwickelte Robotersensorsystem an unterschiedliche Aufgaben anzupassen."

Spis treści

Formelzeichen, Abkürzungen.- 1 Einleitung.- 2 Meßproblematik beim Einsatz verschiedenartiger Meßsysteme.- 2.1 Roboterfeste integrierte Meßsysteme zur Lageerkennung.- 2.2 Raumfeste, maßstäblich abbildende Meßsysteme.- 2.3 Robotergeführtes Abstandsmeßsystem.- 2.4 Ziel dieser Arbeit und Vorgehensweise.- 3 Anforderungen an ein optisches Sensorsystem.- 3.1 Anforderungen an das Meßverfahren.- 3.2 Anforderungen an den Meßkopf und den Sensorrechner.- 4 Eignung optischer Meßverfahren und Lichtablenker für den Einsatz an Industrierobotern.- 4.1 Übersicht der wichtigsten optischen Meßverfahren.- 4.1.1 Laserinterferometrie.- 4.1.2 Entfernungsbestimmung durch Laufzeitmessung.- 4.1.3 Entfernungsbestimmung durch Phasenmessung.- 4.1.4 Fokussierverfahren.- 4.1.5 Triangulationsmeßverfahren.- 4.1.5.1 LichtSchnittmeßverfahren.- 4.1.6 Bewertung und Auswahl des Meßverfahrens.- 4.2 Auswahl und Aufbau der Einzelkomponenten einer Triangulationsmeßeinheit.- 4.2.1 Auswahl und Aufbau einer geeigneten Lichtquelle.- 4.2.2 Auswahl und Aufbau der Empfangseinheit.- 4.2.2.1 Prinzipbedingte Meßfehler der Empfangseinheit.- 4.3 Steuerung des Meßorts.- 4.3.1 Akustooptische Lichtablenkung.- 4.3.2 Elektrooptische Lichtablenkung.- 4.3.3 Elektromechanische Lichtablenker.- 4.3.3.1 Resonanzschwinger.- 4.3.3.2 Steuerbare, analoge Lichtablenker.- 4.3.3.3 Piezoablenker.- 4.3.3.4 Rotierende Ablenker.- 4.3.4 Bewertung und Auswahl der verschiedenen Ablenkprinzipien.- 5 Meßaufgaben und Lösungswege.- 5.1 Abstandsmessung.- 5.2 Orientierungsmessung.- 5.2.1 Systembedingter Meßfehler bei der Orientierungsmessung.- 5.3 Profilmessung.- 5.3.1 Programmierung von Sollprofilen.- 5.3.2 Profilvergleichsdurchführung.- 5.3.2.1 Profilanfangsfindung.- 5.3.2.2 Profilvergleichsalgorithmus.- 5.3.3 Automatische Spurverfolgung.- 5.3.4 Identifikation, Qualitäts- und Bearbeitungskontrolle mittels Profilbildauswertung.- 5.4 Profilbildauswertung mit Orientierungsmessung.- 6 Aufbereitung der Meßdaten und Verarbeitung in der Robotersteuerung.- 6.1 Transformation der Sensorkoordinaten.- 6.2 Verarbeitung der Meßdaten in der Robotersteuerung.- 6.2.1 Steuerungsbedingter Bahnfehler durch Meßortversatz.- 7 Realisierung eines optischen Robotersensorsystems.- 7.1 Entwicklung der Auswerteelektronik.- 7.2 Aufbau des Meßkopfs.- 7.3 Aufbau des Sensorrechners.- 7.3.1 Modularer Hardwareaufbau des Sensorrechners.- 7.3.2 Modularer Aufbau und Struktur der Sensorsoftware.- 7.4 Grenzen des realisierten Sensorsystems bei der Spurverfolgung.- 8 Zusammenfassung und Ausblick.- Schrifttum.