DE102004006596A1 - Handeingabe von Werkstückposen - Google Patents
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Abstract
Bei Systemen zur automatischen Bestimmung der vorzugsweise dreidimensionalen Lage (Pose) eines Werkstücks wird bei Störungen mittels Handbedienung auf dem Bildschirm eine Schablone so verändert, daß die Darstellung der Schablone mit der Darstellung eines mittels einer oder mehrerer Kameras aufgenommenen Bildern des Werkstücks korrespondiert. DOLLAR A Bei 3-D-Systemen mit 6 Freiheitsgraden besteht die Schablone vorzugsweise aus mehreren Einzelmerkmalen (z. B. Ecken, Löcher), die einzeln manuell am Bildschirm verschoben und ggf. verdreht werden können. DOLLAR A Bei Störungen, z. B. wenn das Werkstück vorgegebenen Bedingungen nicht genügt, wird alleine aufgrund dieser Handbedienung am Bildschirm und automatisch durchgeführter Rechnungen die aktuelle Pose des Werkstücks berechnet und an ein Handhabungssystem (Roboter) zur Entnahme übermittelt. DOLLAR A Dadurch werden die durch Störungen bedingten Ausfallzeiten minimiert.
Description
- Die Erfindung betrifft die Handeingabe der Pose von Werkstücken, die mittels Roboter gegriffen oder bearbeitet werden sollen.
- Zum Steuern von Robotern oder sonstigen Handhabungssystemen oder Bearbeitungssystemen (im folgenden einfach Roboter genannt) werden Sensorsysteme eingesetzt, die die Position und Drehlage (kurz Pose) von Werkstücken in mehreren Freiheitsgraden bestimmen und an den Roboter weitergeben. Solche Sensorsysteme können verschiedener Art sein, z.B. Bildverarbeitungssysteme, Laser-Meßsysteme, Ultraschall-Meßsysteme.
- Wenn in solchen Anlagen Störungen auftreten, sei es durch Ausfall des Sensorsystems oder eines Teils davon oder aufgrund von Problemen mit dem aktuellen Werkstück, das vorgegebenen Bedingungen nicht genügt, entstehen größere Ausfallzeiten durch die notwendigen Eingriffe (Öffnen der Schutztür, Herausnehmen des Werkstücks, Wiederstarten der Anlage..). Außerdem muß das herausgenommene Werkstück gehandhabt und ggf. verschrottet werden.
- Aufgabe der Erfindung ist es, die bei solchen Störungen unumgänglichen Ausfallzeiten zu minimieren und verarbeitbare Werkstücke nicht verschrotten zu müssen.
- Das Problem wird nach Anspruch 1 gelöst.
- Dabei kann es sich bei dem Sensorsystem um ein Bildverarbeitungssystem handeln, das im Normalfall die Position und Drehlage des Werkstücks automatisch bestimmt, bei bestimmten Problemfällen (Beispiel: Fehlen normalerweise vorhandener Werkstückmerkmale bei Guß-Rohlingen) jedoch Rückweisungen liefern muss. Für die Handeingabe nach Anspruch 1 werden dann vorzugsweise Kamera und Bildschirm des Bildverarbeitungssystems benutzt.
- Bei Störungen wird nach Anspruch 1 alleine aufgrund der Handbedienung am Bildschirm und automatisch durch geführter Rechnungen, ohne in den Prozeß selbst mechanisch eingreifen zu müssen, die aktuelle Pose des Werkstücks berechnet und an den Roboter übermittelt. Hierzu verändert die Bedienperson eine auf dem Bildschirm dargestellte Schablone derart, daß die Schablone auf dem Bildschirm mit der Darstellung des Werkstücks korrespondiert. Bei einfachen 2D-Systemen (Freiheitsgrade x, y, alpha) genügt als Veränderung eine Verschiebung und Verdrehung einer starren Schablone. Bei 3D-Systemen mit
6 Freiheitsgraden besteht die Schablone vorzugsweise aus mehreren Einzelmerkmalen (z.-B. Ecken, Löcher), die einzeln manuell am Bildschirm verschoben und ggf. verdreht werdren können. In Sonderfällen genügt bei 3D-Systemen (z.B. bei Freiheitsgraden x, y, z, alpha) eine verschiebbare, verdrehbare und größenveränderbare Schablone. -
1 zeigt eine solche Szene, in der ein Bildauswertesystem als Sensorsystem eingesetzt wird, mit einem Werkstück1 , einer Kamera2 , einem Roboter3 , einem Bildschirm4 , und dem Bildauswertesystem5 , das mit Kamera2 und Bildschirm4 verbunden ist und ein Mittel zur Übertragung von Posedaten an den Roboter besitzt. - Die Kamera kann fest montiert sein oder beweglich, z.B. am Roboter selbst.
- Die
2 und3 zeigen eine einfache 2D-Aufgabe (Freiheitsgrade x, y, alpha). -
2 zeigt eine Bildschirmszene mit der11 des Werkstückes1 , mit einer Schablone12 , bestehend aus einzelnen Merkmalen, im speziellen Kanten13 und Ecken14 , optional mit verbindenden (punktierten) Linien15 . -
3 zeigt die gleiche Werkstückaufnahme, jedoch mit der Schablone per Handeingabe zurechtgeschoben und zurechtgedreht. - Die Veränderung kann allgemein realisiert werden mit bekannten verfahren wie Betätigen von realen Knöpfen oder Joysticks, oder in den Bildschirm eingeblendeten Bedienelementen oder durch Drag-and-Drop-Technik oder durch Anclicken signifikanter Punkte als Merkmale. (Beispiel: Löcher und Ecken). Die verbindenden Linien
15 zwischen den Merkmalen müssen nicht notwendigerweise realen Kanten entprechen und werden zur besseren Verständlichkeit für den Benutzer eingeblendet. - In besonderer Ausgestaltung handelt es sich um einen Touch Screen Monitor, auf dem die Schablone bzw. die Merkmale direkt verschoben und verdreht werden können, wie dies bei CAD-Systemen üblich ist.
- Die Schablone kann verschiedenste Ausführungsformen besitzten. Prinzipiell genügen bei 2D-Systemen (Freiheitsgrade x, y, alpha) beispielsweise zwei gerade Kanten, oder zwei Punkte oder ein Punkt und eine Kante, die grafisch als Overlay in das Bild eingeblendet werden. In der Praxis wird man jedoch eine mehr bildhafte Darstellung des Werkstücks wählen, um der Bedienperson die Assoziation zu der Erscheinungsweise des Werkstücks zu erleichtern. Vorteilhaft ist es dabei, signifikante Punkte besonders herausgehoben darzustellen.
- In Sonderfällen genügt es, eine Visualisierung der im Normalfall verwendeten Bildverarbeitungsmerkmale des Bildverarbeitungssystems (Beispiele: Konturen, Löcher, Testpunkte, Templates) als Schablone für die Handeingabe zu verwenden.
- In besonderer Ausgestaltung wird für 3D-Systeme eine Kamera mit kurzberennweitigem Objektiv eingesetzt und eine Schablone mit mindestens drei punktuellen, im Bild weit auseinder liegenden Merkmalen. In besonderer Ausgestaltung werden für 3D-Systeme mindestens zwei Kameras eingesetzt mit mindestens einer Schablone pro Kamera. Über die Handeingabe ist es auch in diesen Fällen möglich, die Werktückpose automatisch zu berechnen. Dazu werden die bekannten Methoden verwendet, wie sie aus der automatischen 3D-Bildanalyse bekannt sind. Damit können zum Beispiel aufgrund einfacher Handeingabe schwierige, nicht automatisch voll beherrschbare Einzelfälle beim sog. Griff in die Kiste oder durcheinander und übereinander auf einem Förderband liegender Teile gehandhabt werden. Ein spezieller Fall ist dabei der Einsatz von vorzugsweise drei Kameras, die aus verschiedenen Richtungen auf das Werkstück bzw. auf die Werkstücke orientiert sind, wobei bei der Handbedienung pro Kamera je mindestens ein punktuelles Merkmal (z.B. ein Loch, für jede Kamera ein anderes Merkmal) angeclickt wird. Aus den so manuell gewonnenen Daten kann bei kalibrierten Kameras mit verfahren, die aus der Bildauswertung bekannt sind, die 3D-Werkstückpose berechnet werden.
- Notwendige Anzahl der Kameras sowie Art und Anzahl der Schablonenmerkmale ergeben sich generell aus geometrischen Überlegungen, wie aus der automatischen Bildanalyse bekannt (Schablonenmerkmale sind explizit oder implizit Bestandteil der Schablone, z.B. besitzt eine Rechteckschablone
2 Geraden, aus denen sich eine 2D-Pose ergibt, die restlichen Geraden sind redundant). - Natürlich genügt beim Einsatz von mehreren Kameras ein einzelner Bildschirm, auf dem die Werkstückbilder gleichzeitig (nebeneinander) oder zeitlich hintereinander dargestellt werden.
- Die vorliegende Erfindung besitzt eine besondere Bedeutung für sogenannte Assistenzsysteme, wie sie derzeit intensiv erforscht bzw. entwickelt werden; bei Ihnen befindet sich in der Nähe des Roboters immer eine Bedienperson, die bei Problemen sofort für die Handeingabe zur Verfügung steht.
Claims (5)
- Verfahren zur Handeingabe von Werkstückposen, mit einer Kamera, die ein Werkstück erfasst, mit einem Bildschirm, auf dem das mit der Kamera gewonnene Bild des Werkstücks dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Handbedienung auf dem Bildschirmeine Schablone so verändert wird, daß die Darstellung der Schablone auf dem Bildschirm mit der Darstellung des Werkstücks korrespondiert.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Schablone diese am Bildschirm verschoben und/oder verdreht wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, für die Handeingabe einer dreidimensionalen Werkstückpose, dadurch gekennzeichnet, eine Kamera mit kurzbrennweitigem Objektiv eingesetzt wird und daß die Schablone aus mindestens drei Merkmalen besteht, die am Bildschirm manuell verändert werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, für die Handeingabe einer dreidimensionalen Werkstückpose, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kameras eingesetzt werden und dass für jede Kamera eine Schablone verändert wird, daß jede Schablone mindestens ein Merkmal besitzt und daß insgesamt mindestens drei Merkmale verwendet werden, die am Bildschirm manuell verändert werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, für die Handeingabe einer dreidimensionalen werkstückpose, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Kameras eingesetzt werden, dass für jede Kamera eine Schablone verändert wird und dass jede Schablone mindestens ein Merkmal besitzt, das am Bildschirm manuell verändert wird.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008104426A3 (de) * | 2007-02-28 | 2008-11-13 | Kuka Roboter Gmbh | Industrieroboter und verfahren zum bestimmen der lage eines industrieroboters relativ zu einem objekt |
CN111851295A (zh) * | 2019-08-26 | 2020-10-30 | 东南大学 | 一种桥墩模板智能装卸装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4871252A (en) * | 1986-10-30 | 1989-10-03 | The Regents Of The University Of California | Method and apparatus for object positioning |
DE4421699A1 (de) * | 1994-06-21 | 1996-01-04 | Hartmut Prof Janocha | Verfahren zur sensorgestützten Anpassung oder Generierung von Posen zur Steuerung von Handhabungsgeräten zur Verbesserung der absoluten Posegenauigkeit dieser Handhabungsgeräte in Verbindung mit Off-line-Programmiersystemen und zur Übertragung von Roboterprogrammen auf verschiedene Exemplare der Handhabungsgeräte mit gleicher Aufgabe unter Reduzierung der Auswirkungen exemplarspezifischer Positionierunterschiede sowie Unterschiede im Aufbau der den einzelnen Handhabungsgeräten zugehörigen Arbeitszellen |
EP1020383A1 (de) * | 1997-10-27 | 2000-07-19 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Verfahren zur erzeugung von lademustern |
DE19930087A1 (de) * | 1999-06-30 | 2001-01-11 | Charalambos Tassakos | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Vorhalteposition eines Manipulators eines Handhabungsgeräts |
DE10118514A1 (de) * | 2001-04-16 | 2002-10-24 | Vmt Bildverarbeitungssysteme G | Verfahren zur Arbeitspunktstabilisierung bei berührungsloser 3D- Positionserkennung eines Objektes mittels Digitalkameras |
EP0776739B1 (de) * | 1992-01-21 | 2003-04-23 | Sri International | Chirurgisches System |
DE10159574A1 (de) * | 2001-10-15 | 2003-04-30 | Hermann Tropf | Vorrichtung und Verfahren zur Korrektur der Bewegung von Greif- und Bearbeitungswerkzeugen |
US6681151B1 (en) * | 2000-12-15 | 2004-01-20 | Cognex Technology And Investment Corporation | System and method for servoing robots based upon workpieces with fiducial marks using machine vision |
-
2004
- 2004-02-10 DE DE102004006596A patent/DE102004006596B4/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4871252A (en) * | 1986-10-30 | 1989-10-03 | The Regents Of The University Of California | Method and apparatus for object positioning |
EP0776739B1 (de) * | 1992-01-21 | 2003-04-23 | Sri International | Chirurgisches System |
DE69332914T2 (de) * | 1992-01-21 | 2004-02-26 | Sri International, Menlo Park | Chirurgisches System |
DE4421699A1 (de) * | 1994-06-21 | 1996-01-04 | Hartmut Prof Janocha | Verfahren zur sensorgestützten Anpassung oder Generierung von Posen zur Steuerung von Handhabungsgeräten zur Verbesserung der absoluten Posegenauigkeit dieser Handhabungsgeräte in Verbindung mit Off-line-Programmiersystemen und zur Übertragung von Roboterprogrammen auf verschiedene Exemplare der Handhabungsgeräte mit gleicher Aufgabe unter Reduzierung der Auswirkungen exemplarspezifischer Positionierunterschiede sowie Unterschiede im Aufbau der den einzelnen Handhabungsgeräten zugehörigen Arbeitszellen |
EP1020383A1 (de) * | 1997-10-27 | 2000-07-19 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Verfahren zur erzeugung von lademustern |
DE19930087A1 (de) * | 1999-06-30 | 2001-01-11 | Charalambos Tassakos | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Vorhalteposition eines Manipulators eines Handhabungsgeräts |
US6681151B1 (en) * | 2000-12-15 | 2004-01-20 | Cognex Technology And Investment Corporation | System and method for servoing robots based upon workpieces with fiducial marks using machine vision |
DE10118514A1 (de) * | 2001-04-16 | 2002-10-24 | Vmt Bildverarbeitungssysteme G | Verfahren zur Arbeitspunktstabilisierung bei berührungsloser 3D- Positionserkennung eines Objektes mittels Digitalkameras |
DE10159574A1 (de) * | 2001-10-15 | 2003-04-30 | Hermann Tropf | Vorrichtung und Verfahren zur Korrektur der Bewegung von Greif- und Bearbeitungswerkzeugen |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JP 11-239989 A (Internet: http://aipn.ipdl.ncipi. go.jp/AI2/cgi-bin/AIPNSEARCH) |
JP 11239989 A (Internet: http://aipn.ipdl.ncipi. go.jp/AI2/cgi-bin/AIPNSEARCH) * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008104426A3 (de) * | 2007-02-28 | 2008-11-13 | Kuka Roboter Gmbh | Industrieroboter und verfahren zum bestimmen der lage eines industrieroboters relativ zu einem objekt |
CN111851295A (zh) * | 2019-08-26 | 2020-10-30 | 东南大学 | 一种桥墩模板智能装卸装置 |
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