CN107303668A - 具有位置确定装置的装配工作台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于设置装配工作台的方法，其中，装配工作台有多个容器容纳装置，容器容纳装置构造用于分别容纳至少一个配属的材料容器，其中，设置了第一位置确定装置。根据本发明，为多个容器容纳装置配备了第一数据载体，其中多个材料容器配备了第二数据载体，其中所述方法包括以任意顺序实施的下述步骤：a）利用工人的手来碰触在容器容纳装置处的基准点，并且利用第一位置确定装置来获取相应的基准位置；b）由配属于基准点的第一数据载体处读取第一数据；和c）由配属于基准点的第二数据载体处读取第二数据；其中基准位置、第一和第二数据被存储。

Description

具有位置确定装置的装配工作台

技术领域

本发明涉及一种用于设置装配工作台的方法，一种相应的装配工作台和一种用于运行这种装配工作台的方法。

背景技术

一般的装配工作台具有多个容器容纳装置，所述容器容纳装置被构造用于分别容纳至少一个配属的材料容器，其中，设置了第一位置确定装置，利用该位置确定装置能够确定工人的手的位置或者与所提及的手能够连接的标记的位置，其中，所述第一位置确定装置连接到控制装置上。相应的装配工作台是由DE 10 2013 220 107 A1所公开的。

发明内容

本发明的优点在于：装配工作台的调试是特别简单、直观和节省时间的。

根据权利要求1介绍了一种用于设置一般的装配工作台的方法，其中，多个容器容纳装置配备了第一数据载体，其中，多个材料容器配备了多个第二数据载体，其中，所述方法包括以任意顺序实施的下述步骤：

a) 利用工人的手来碰触在容器容纳装置上的基准点，并且利用第一位置确定装置来获取相对应的基准位置；

b)由配属于基准点的第一数据载体处读取第一数据；和

c) 由配属于基准点的第二数据载体处读取第二数据；

其中，所述基准位置、第一和第二数据被存储。

优选所有的容器容纳装置都配备了第一数据载体，其中，所有的材料容器都配备了第二数据载体。优选至少在所述容器容纳装置的一部分中分别容纳了至少一个相应的材料容器。第一和/或第二数据载体能够是指例如条形码、QR（Quick Response：快速反应）-码、RFID（射频识别）-标签或者NFC（Near Field Communication:近场通信）-标签。装配工作台优选包括读取装置，利用该读取装置能够读取第一和/或第二数据载体，并且该读取装置能够有线或者无线地连接到控制装置上。附加于第一位置确定装置，能够存在着分开的第二位置确定装置，利用该第二位置确定装置能够确定例如电驱动的手持螺丝刀或者其他工具的位置。第一和/或第二位置确定装置能够示例性地对应于US 2009/228841 A1或者DE10 2010 034 151 A1或者US 6198485 B1进行构造。对于第一和第二位置确定装置使用了优选不同的位置确定方法。基准位置、第一和第二数据优选存储在控制装置中。

在从属权利要求中说明了本发明的有利的改型方案和改进方案。

能够设置的是：所述方法对于所有的容器容纳装置进行实施，在所述容器容纳装置中容纳了至少一个材料容器。因此不保留下述材料容器：对于该材料容器必须实施花费高的、其他的设置过程。

能够设置的是：所述基准位置、第一和第二数据这样存储在共同的数据记录中：使得它们能够一起进行评价。在此，尤其是考虑到根据权利要求10和/或11的方法的实施。在此，优选确定出所涉及的材料容器或者所涉及的投影面的空间上的或者说三维的尺寸，最优选在使用配属的基准位置和配属的第一和第二数据的情况下。在确定所提及的空间尺寸时，能够使用其他的数据，它们与装配工作台的当前配置或者说设置无关。例如能够使用一种表格，在该表格中针对材料容器的每种可供使用的类型存储了其尺寸。另外，还能够使用一种表格，在该表格中针对单件零件的每种可供使用的类型存储的是：其保存在哪个容器类型中。

此外，对于根据权利要求4的装配工作台要求了保护，在该装配工作台中设置了用于实施根据本发明的方法的控制装置。

能够设置的是：所述容器容纳装置的至少一部分分别具有第一和第二容器导轨，它们相互平行地布置，其中，它们的间隔是能够调节的，其中，在第一和/或第二数据载体中存储了一种信息，由该信息能够导出在第一和第二容器导轨之间的间隔。容器导轨的间隔优选适合于材料容器的分别配属的类型进行调节。优选第二数据载体包括关于配属的材料容器的类型的信息。最优选所述控制装置具有对一种表格的访问，在该表格中存储了容器导轨的、对于材料容器的每种可供使用的类型来要求的间隔。所提及的表格能够直接存储在控制装置中。但是，它们也能够通过网络连接而由其他的计算机来进行调取。第二数据载体优选包括关于容纳在材料容器中的单件零件的信息。第一和第二容器导轨优选分别是指具有大量能够转动的滚子的滚动轨道，所述材料容器在该滚动轨道上运动。但是也能够考虑的是：容器导轨具有用于材料容器的滑动面。除所述容器导轨之外，也可行的是面状的材料平面。在这种情况下，盒子位置（Boxenpositionen）固定在所述平面上。此外，在所述材料平面上也可行的是：所述材料容器任意地定位，并且通过第一和/或第二位置确定装置来进行识别，并且因此持续地被跟踪。

能够设置的是：所有容器导轨平行于竖直的参考平面进行布置。借此，产生了对于工人来说在人体工程学上特别有利的抓取运动，当他到材料容器中的一个材料容器中进行抓取时。优选所述装配工作台被设置来竖立在水平的基底上，即在基本上平坦的下述基底上：该基底垂直于重力的方向取向。所提及的参考平面与此相应地平行于重力的方向取向。

能够设置至少一个图像投影装置，其中，在第一容器导轨的面对着工人的端面上布置了用于图像投影装置的图像的投影面。所述图像投影装置优选是能够数字化操控的，其中，所述图像投影装置例如根据LCD（Liquid Crystal Display：液晶显示）-原理、根据DLP（Digital Light Processing：数字光处理）-原理或者根据激光-原理来工作。优选将省电并且寿命长的LED用作光源。优选如此布置和设计所述图像投影装置：使得它能够在所有提及的投影面上投射出图像。但是，也能够考虑的是：使用多个图像投影装置，尤其是当装配工作台具有多个容器容纳装置时。投影面优选由板形构件构成，该板形构件以一种角度弯曲。投影面优选配备了反射的表面。投影面优选能够松脱地紧固在第一容器导轨上。

能够设置的是：第一数据载体布置在第二容器导轨的面对着工人的端面上。借此，工人能够借助于读取装置特别简单地读取第一数据载体。

能够设置至少一个工具，其中，设置了第二位置确定装置，利用该第二位置确定装置能够确定工具的位置和/或旋转位置，其中，第一和第二位置确定装置相互不同地进行构造。尤其是考虑到：第一和第二位置确定装置根据不同的位置确定方法来工作。尤其是，考虑到：第一位置确定装置光学地工作，而不为工人的手配备以标记。第二位置确定装置优选使用一种方法，该方法使用了在工具上的特别的标记。最优选能够利用第二位置装置确定在空间中的工具的旋转位置。

另外，对于用于运行根据本发明的装配工作台的方法要求了保护，其中，在使用第一位置确定装置和被存储的基准位置和被存储的第一和第二数据的情况下确定的是：是否工人利用他的手到配属的材料容器中进行了抓取。优选当到错误的材料容器中进行抓取时，为工人显示了能够看到的错误提示。优选在装配工作台的屏幕上显示装配指导，其中，如果工人到正确的材料容器中进行了抓取的话，则显示了下一个装配步骤。最优选仅当工人到正确的材料容器中进行抓取时，才进行下一个装配步骤的自动显示。

另外，对于用于运行根据本发明的装配工作台的方法要求了保护，其中，借助于所述至少一个图像投影装置来将预先规定的图像投射到配属的投影面上，其中，在使用配属于投影面的并且被存储的基准位置以及第一和第二数据的情况下，从预先规定的图像出发确定出扭曲的图像，该扭曲的图像被传输至图像投影装置。所述扭曲的图像优选被如此设计：使得在所述投影面上，所述预先规定的图像对于工人来说是能够看见的，其中，尤其是对于扭曲进行了补偿，所述扭曲由于投影面相对于图像投影装置的投影轴线倾斜的布局而产生。此外，对于所提及的扭曲来说考虑到了下述状况：投影面是显著小于图像投影装置能够投射的整个图像的。预先规定的图像优选包括下述信息：该信息是关于通过工人从配属的材料容器中待取出的零件的数量的信息，最优选以被描绘的数字的形式。

此外，对于根据权利要求12的装配工作台要求了保护，在该装配工作台中设置了用于实施上述两种方法中的一种方法的控制装置。

应当理解，上文所提及的和接下来仍待阐述的特征不仅在分别说明的组合中，而且在其他的组合中或者在单独的情况下能够使用，而不离开本发明的框架。

附图说明

本发明接下来根据附图来进一步进行阐述。附图示出：

图1 根据本发明的装配工作台的立体视图；和

图2 具有配属的材料容器的容器容纳装置的立体视图。

附图标记列表

10 装配工作台

11 框架

12 工作面

13 发光体

14 屏幕

15 竖直的参考平面

16 调节脚

17 控制装置

18 读取装置

19 工人的位置

20 图像投影装置

21 第一位置确定装置

22 第二位置确定装置

23 工具（螺丝刀）

30 容器容纳装置

31 第一数据载体

32 第二数据载体

33 材料容器

34 基准点

40 夹持型材

41 第一容器导轨

42 第二容器导轨

43 容器导轨的间隔

44 端部止挡部

45 螺栓

46 投影面。

具体实施方式

图1示出了一种根据本发明的装配工作台10的立体视图。在所述装配工作台10上，组件应当在系列生产的框架内由单件零件组合而成，尤其是由工人通过手来进行组合。所述装配工作台由于其简单的能够改装性（Umrüstbarkeit）而也能够用于组件的单件生产。所述单件零件在材料容器33中被准备好，所述材料容器被容纳在容器容纳装置30中。所述容器容纳装置30这样紧固在夹持型材40（Halteprofil）上：使得所述容器容纳装置的位置和/或它们的宽度是能够调节的，从而使得就人体工程学而言，能够选取材料容器的最佳布局。所述夹持型材40又紧固在框架11上，该框架当前由铝-挤压型材（Aluminium-Strangpressprofilen）组装而成。此外，在所述框架11上布置了工作面12，所述工作面当前由具有不变的厚度的平板构成。在所述工作面12上组装上述组件。在所述工作面12上能够布置辅助装置，在所述辅助装置中容纳了组件。工作面12的高度位置是能够调节的。框架12配备了多个高度能够调节的调节脚16，从而使得所述框架能够被调节至优选水平的基底上。

在所述工作面12上方布置了屏幕14，该屏幕连接到控制装置17上。（粗略示意性示出的）控制装置17能够是指唯一的装置或者多个相互联网的分装置。在所述屏幕14上例如显示了工人应当执行的工作步骤。另外，在所述工作面12的上方布置了图像投影装置20，该图像投影装置优选是能够数字化操控的，其中，所述图像投影装置例如根据LCD-原理、根据DLP-原理或者根据激光-原理来工作。优选使用节能的和寿命长的LED作为光源。图像投影装置20同样连接到控制装置17上。利用所述图像投影装置20来将图像投射到材料容器（在即将到来的装配步骤的框架内，由该材料容器处取出单件零件）上。容器容纳装置30为此分别配备了投影面（图2中的号码46）。所提及的图像能够包括数字，该数字表明了待取出的零件的数量。它能够示例性地具有绿色背景，该绿色背景提示工人：到这个材料容器中去抓取。具有颜色的背景能够脉冲地在“满强度”和“没有”之间实施，从而使得工人的注意力加强地转移到正确的位置上。在没有零件待从中取出的材料容器的投影面上，能够示例性地投射具有红色背景的图像。根据容器容纳装置30的数量和布局，需要多个图像投影装置20，以便照亮所有的投影面。

框架11配备了发光体13，利用该发光体能够明亮地照亮工作面12，从而使得工人能够不疲劳地工作。所述图像投影装置20也能够在这个关系中用于更明亮地照亮所述工作台的单个区域，例如下述区域：在该区域中布置了待装配的组件。此外，图像投影装置20能够用于点亮待装配的组件的位置，在该位置处应当安装下一个单件零件。也能够考虑的是：图像投影装置20完全替代所述发光体13。

图像投影装置20在其内部典型地具有唯一的图像原型，该图像原型被投射，并且该图像原型例如由DLP-芯片或者LCD-芯片构成。这个图像原型以必要时扭曲的形状包括所有应当投射到投影面上的图像。为了计算出所述图像原型所必须的是：认识到在空间中的投影面的布局。本发明的优点在于：在装配工作台机械地调整至新的装配过程之后，能够特别简单地确定出这些位置。

为此，容器容纳装置30分别配备了第一数据载体31，其中，材料容器分别配备了第二数据载体（在图2中的号码32）。第一和/或第二数据载体能够是指例如条形码、QR-码、RFID-标签或者NFC-标签。装配工作台10包括至少一个读取装置18，利用该读取装置能够读取第一和第二数据载体31；32。读取装置18有线地或者无线地能够连接或者被连接到控制装置17上。第一数据载体31在最简单的情况下包括清楚的第一识别号码，该第一识别号码用于分别配属的容器容纳装置30。第二数据载体在最简单的情况下包括被容纳在配属的材料容器中的零件类型的、清楚的第二识别号码。优选在一个材料容器中仅容纳单件零件的唯一的类型。此外，第二数据载体在所提及的最简单的情况下包括配属的材料容器的构造类型的、清楚的第二识别号码。在此注意：对于不同大小的单个零件典型地使用不同大小的材料容器，其中，在工厂的内部，仅使用材料容器类型的、有限的数量。容器容纳装置30优选能够调节地进行构造，从而使得它们能够适配于材料容器的不同类型、尤其是不同的构造大小。相应的调整对投影面的位置有影响，并且对下述位置有影响：在该位置处工人典型地到材料容器中进行抓取。

在工作面的上方布置了第一和在期望的情况下第二位置识别装置。利用它们一方面应当获取工人一只或者两只手的空间位置。在最简单的情况下，仅分别获取了每只手的参考点的位置。但是，也能够考虑获取所涉及的手的旋转位置。此外，应当利用第二位置识别装置22来确定工具23、尤其是电驱动的手持螺丝刀的位置。位置识别能够以不同的方式进行，例如，手和/或工具23能够配备以一个或者多个超声波发送器，它们发射合适的声波信号。相应的，当前第二位置获取装置22测量所提及的声波信号至多个、优选三个超声波接收器所需要的时间。由此能够计算出超声波发送器的位置。如果尤其是所述工具配备了多个超声波发送器（它们相对相互位置固定地布置）的话，那么除此之外就能够确定出在空间中的工具的旋转位置。同样情况适用于工人的手。

此外，第一和/或第二位置识别装置能够光学地工作，例如以立体摄像机的形式，如同这由US 6 198 485 B1或者US 7 227 526 B1所公开的那样。位置识别能够通过使用所谓的深度摄像机来进一步改进，正如由US 2009/228841 A1所已知的那样。在此，也可行的是：在不必为工人的手配备以标记的情况下，识别出工人手的位置。如果所涉及的对象配备了一个或者多个强烈反射的标记的话，光学的位置识别是更准确和更可靠的。

需要注意，优选所有的容器容纳装置30平行于竖直的参考平面15取向。所述参考平面15尤其是平行于重力方向进行取向。所述参考平面典型地如同在图1中示出的那样与框架11的侧壁重合。通过容器容纳装置30的所提及的取向得到了对于工人来说在人体工程学上有利的抓取运动，当他到材料容器中进行抓取时。

图2示出了具有配属的材料容器33的容器容纳装置30的立体视图。容器容纳装置30分别包括第一和第二容器导轨41、42，所述容器导轨相互平行地布置，其中，它们的间隔43是能够调节的。所述容器导轨41；42这样倾斜地布置：使得放置在其上的材料容器33通过重力的作用运动至最前端的、面对着工人的位置中。在那里，两个容器导轨41；42分别配备了端部止挡部44，该端部止挡部示例性地以具有不变的厚度的平板为形式进行构造。第一容器导轨41根据定义是在其上安装了投影面46的容器导轨。投影面的斜度如此选取：使得投影面对于工人来说是能够良好看到的，其中，同时确保的是：通过图像投影装置（图1中的号码20）能够将图像投射到投影面46上。投影面46优选由板形构件构成，该板形构件以一种角度弯曲。所述投影面46优选配备以反射的表面。投影面优选能够松脱地紧固在第一容器导轨41上。第二容器导轨42根据定义是滚动导轨，在其上安装了第一数据载体31。这个第一数据载体优选紧固在所涉及的端部止挡部的、面对着工人的面上。

在设置所述装配工作台时，启动了设置程序，该设置程序存储在控制装置中并且在那里执行。根据相应的要求（所述要求例如显示在屏幕上），工人利用他的手来碰触在容器容纳装置30上的基准点34，其中，第一位置确定装置获取了相应的基准位置。能够考虑：图像投影装置仅仅照亮装配工作台的下述区域：在该区域中，当前应当进行设置过程。基准点34例如由预先规定的螺栓45来定义，利用该螺栓来将端部止挡块44紧固在配属的容器导轨41；42上。应当获取所述基准位置的时间点能够示例性地借此来提示：手在短暂的时间间隔内（例如两秒）不运动地保持在基准位置上。当然也可行的是：工人用另外的手来操纵按钮或者操纵虚拟的开关面。虚拟的开关面由图像投影装置来投射到工作面12上，其中，所述虚拟的开关面的操纵利用第一位置确定装置来识别。

在获取了所述基准位置之后，工人将读取装置引导至第一数据载体31，从而读取第一数据载体的第一数据。之后，工人将该读取装置引导至第二数据载体32，从而读取第二数据载体的第二数据。所述参考位置、第一和第二数据优选存储在控制装置中。上述步骤根据相应的要求通过控制装置来对于所有的容器容纳装置30进行重复。一旦获取了所有的容器装置，工人就操纵开关面，该开关面例如显示在屏幕上，该屏幕配设以碰触敏感的表面。随即，终止所提及的设置程序。

在设置时，不取决于所述方法步骤的顺序。也能够示例性地考虑：首先读取所有的基准位置，其中，接下来读取所有的第一数据，其中，接下来读取所有的第二数据。在这种途径时，在所述三个过程中，优选所有的容器容纳装置以相同的顺序来完成。

Claims (12)

1.用于设置装配工作台（10）的方法，其中，所述装配工作台（10）具有多个容器容纳装置（30），所述容器容纳装置被构造用于分别容纳至少一个配属的材料容器（33），其中，多个容器容纳装置（30）配备了第一数据载体（31），其中，多个材料容器（33）配备了第二数据载体（32），其中，设置了第一位置确定装置（21），利用该位置确定装置能够确定工人的手的位置或者与所提及的手能够连接的标记的位置，其中，所述第一位置确定装置（21）连接到控制装置（17）上，其中，所述方法包括以任意顺序实施的下述步骤：

a）利用工人的手来碰触在容器容纳装置（30）处的基准点（34），并且利用所述第一位置确定装置（21）来获取相应的基准位置；

b）由配属于所述基准点（34）的第一数据载体（31）处读取第一数据；和

c）由配属于所述基准点（34）的第二数据载体处读取第二数据；

其中，所述基准位置、第一和第二数据被存储。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，所述方法对于所有的容器容纳装置（30）进行实施，在所述容器容纳装置中容纳了至少一个材料容器（33）。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，

其中，所述基准位置、第一和第二数据这样存储在共同的数据记录中：使得它们能够一起被评价。

4.具有多个容器容纳装置（30）的装配工作台，该容器容纳装置被构造用于分别容纳至少一个配属的材料容器（33），其中，每个容器容纳装置（30）配备了第一数据载体（31），其中，每个材料容器（33）配备了第二数据载体（32），其中，设置了第一位置确定装置（21），利用该位置确定装置能够确定工人的手的位置或者与所提及的手能够连接的标记的位置，其中，所述第一位置确定装置（21）连接到控制装置（17）上，其中，所述控制装置（17）能够与用于读取第一或者第二数据载体（31；32）的读取装置（18）相连接，其中，所述控制装置（17）被设置用于实施根据上述权利要求中任一项所述的方法。

5.根据权利要求4所述的装配工作台，

其中，所述容器容纳装置（30）的至少一部分分别具有第一和第二容器导轨（41；42），它们相互平行地布置，其中，它们的间隔（43）是能够调节的，其中，在第一和/或在第二数据载体（31；32）中存储了一种信息：由该信息能够导出在第一和第二容器导轨（41；42）之间的间隔。

6.根据权利要求4或5所述的装配工作台，

其中，所有的容器导轨平行于竖直的参考平面（15）布置。

7.根据权利要求5或6所述的装配工作台，

其中，设置了至少一个图像投影装置（20），其中，在第一容器导轨（41）的面对着工人的端面处布置了用于图像投影装置（20）的图像的投影面（46）。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的装配工作台，

其中，第一数据载体（31）布置在第二容器导轨（42）的面对着工人的端面处。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的装配工作台，

其中，设置了至少一个工具（23），其中，设置了第二位置确定装置（22），利用该第二位置确定装置能够确定所述工具（23）的位置和/或旋转位置，其中，所述第一和第二位置确定装置（21；22）相互不同地进行构造。

10.用于运行根据权利要求5至9中任一项所述的装配工作台的方法，

其中，在使用第一位置确定装置（21）和被存储的基准位置和被存储的第一和第二数据的情况下确定：是否工人利用他的手到配属的材料容器（33）中进行了抓取。

11.用于运行根据权利要求7至9中任一项所述的装配工作台的方法，

其中，借助于所述至少一个图像投影装置（20）来将预先规定的图像投射到配属的投影面（46）上，其中，在使用配属于投影面（46）的并且被存储的基准位置以及第一和第二数据的情况下，从所述预先规定的图像出发确定出扭曲的图像，该扭曲的图像能够被传输至所述图像投影装置（20）处。

12.根据权利要求4至9中任一项所述的装配工作台，其中，所述控制装置被设置用于实施根据权利要求10或11所述的方法。