ES2346439T3 - Metodo para aplicar y controlar automaticamente una estructura que se aplica sobre un sustrato, y dispositivo para llevar a cabo el metodo. - Google Patents
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Abstract
Método para aplicar controlar automáticamente una estructura (20) a ser aplicada a un sustrato, preferiblemente una oruga de material adhesivo o una tira de material adhesivo, siendo que se determina un contorno de referencia por al menos una primera cámara (12, 13, 14) en la dirección de avance, siendo que en particular se determina el canto de un componente, preferiblemente entre dos componentes a ser unidos, para regular la trayectoria de la estructura (20) a ser aplicada de acuerdo al contorno de referencia (35), siendo que las imágenes tomadas por la primera cámara (12, 13, 14) se usan para guiar un dispositivo de aplicación (11) para la estructura (20) a ser aplicada, la estructura (220) a ser aplicada es aplicada sobre el sustrato por medio del dispositivo de aplicación (11) de acuerdo al contorno de referencia determinado por la primera cámara, y la estructura (20) aplicada al sustrato (30) mediante el dispositivo de aplicación (11) se controla en la dirección de seguimiento por al menos una segunda cámara (12, 13, 14), caracterizándose el método en que una proyección es aplicada en la porción del contorno de referencia (35) para evaluación tridimensional, aplicándose al sustrato (30), uno o múltiples láser o líneas LED-proyectadas como una proyección para llevar a cabo correcciones de posición tridimensional en la dirección de avance.
Description
Método para aplicar y controlar automáticamente
una estructura que se aplica sobre un sustrato, y dispositivo para
llevar a cabo el método.
La presente invención se refiere a un método
para aplicar y determinar automáticamente una estructura a ser
aplicada sobre un sustrato, así como a un dispositivo
correspondiente para este propósito.
Para determinar una estructura a ser aplicada
sobre un sustrato, convencionalmente hasta ahora se llevan a cabo
mediciones ópticas, siendo que frecuentemente se usan sistemas
diferentes para el examen completamente automático de la
estructura, entre otras tiras de material adhesivo y de agente de
sellado. Para este propósito varias videocámaras apuntan hacia la
estructura a ser determinada, siendo que se requiere adicionalmente
un módulo de iluminación, que sirve para producir una imagen de
cámara contrastante.
Para poder determinar la aplicación de una oruga
de material adhesivo o respectivamente una tira de material
adhesivo es necesario que se ingrese en la memoria una tira de
material adhesivo de referencia, es decir, que sea recorrida por la
cámara o las cámaras para a partir de ella calcular los parámetros
correspondientes de acuerdo a los que después es posible evaluar
las tiras de material adhesivo aplicadas.
Sin embargo, no siempre los componentes
individuales se alimentan mediante la técnica de transporte en la
misma posición al dispositivo de aplicación o respectivamente al
dispositivo para la aplicación y control automático. Además, en el
caso de aplicar una tira de material adhesivo sobre la ranura o una
costura es necesario corregir las tolerancias preestablecidas de
los componentes individuales o respectivamente la posición de las
costuras o ranuras individuales.
Como estado de la técnica se conoce el impreso
US 4,274,302, el cual presenta un método en el que se controla un
proceso de aplicación en tiempo real.
Además, se conoce el impreso US 5,402,351, el
cual posibilita un dispositivo para la fabricación de objetos
tridimensionales. Para ello se emplea un dispositivo de aplicación
que es controlado por tres cámaras. En este caso, las cámaras están
dispuestas sobre el dispositivo de aplicación, conformando un sensor
el cual transmite una señal de realimentación a un dispositivo de
control.
Además de esto se requiere de un método para
aplicar y determinar automáticamente una estructura a ser aplicada
sobre un sustrato, preferiblemente una oruga de material adhesivo o
tira de material adhesivo, en que se controla con gran precisión la
oruga de material adhesivo o tira de material adhesivo durante la
aplicación.
Por consiguiente es el objeto de la presente
invención proporcionar un método para aplicar y determinar
automáticamente una estructura a ser aplicada sobre un sustrato, en
que se controla con gran precisión la oruga de material adhesivo o
tira de material adhesivo durante la aplicación, y siendo que
resulta posible la guía automática del dispositivo de aplicación
una corrección de la posición con relación a las tolerancias de
posición de los componentes individuales o de las tolerancias de
costuras o lo similar.
Es adicionalmente objeto de la presente
invención proporcionar un dispositivo para llevar a cabo el método
de conformidad con la invención.
Estos problemas se resuelven en el aspecto del
método con las características de la reivindicación 1 y 4 y en el
aspecto del dispositivo con las características de la reivindicación
28.
De conformidad con la invención se propone un
método para aplicar y controlar automáticamente una tira de
material aislante sobre un sustrato o respectivamente componente, en
particular sobre una ranura o costura, siendo que en la dirección
de avance del dispositivo de aplicación se determina mediante una
primera cámara un canto de referencia o costura de referencia con
el fin de controlar o respectivamente regular el dispositivo de
aplicación de acuerdo al canto de referencia con relación a las
imágenes tomadas por la primera cámara. Simultáneamente o
respectivamente inmediatamente después de aplicar la tira de
material adhesivo sobre el sustrato o respectivamente sobre la
ranura o juntura de los componentes se efectúa una verificación en
línea de la tira de material adhesivo aplicado mediante una segunda
cámara en la dirección de seguimiento, es decir, la tira de
material adhesivo se aplica sobre el sustrato, y a continuación una
segunda cámara verifica la calidad de la tira de material adhesivo
acabada de aplicar. De conformidad con la invención esto permite
simultáneamente una conducción de costura para dos componentes a
ser adheridos así como un control en línea de la aplicación del
material adhesivo o respectivamente de la aplicación del sellador.
Por consiguiente se logra reducir la cantidad de sellador aplicado,
ya que en virtud de la conducción de la costura y el control
simultáneo únicamente se requiere de un pequeño gasto de material
en virtud de la compensación de la tolerancia.
Otras configuraciones favorables se desprenden
de las reivindicaciones subordinadas. Así, para una corrección de
posición tridimensional con relación a las tolerancias de posición
de los componentes individuales o con relación a las tolerancias de
las costuras es favorable que el contorno de referencia o
respectivamente una característica sea verificada por al menos dos
cámaras para llevar a cabo una corrección de posición tridimensional
para el dispositivo de aplicación con el auxilio del método
estereométrico.
Constituye además una ventaja que las dos
cámaras tomen el sustrato, una sección del componente o uno o varios
componentes como imagen completa o imagen grande, siendo que las
imágenes completas o imágenes grandes de ambas cámaras comprenden
en la dirección de avance una zona de traslape, y siendo que la
identificación de posición tridimensional del contorno de
referencia que resulta en la zona de traslape se usa para el ajuste
burdo del dispositivo de aplicación previamente a la aplicación de
la estructura. Se le transmiten al dispositivo de aplicación o
respectivamente al robot los valores de corrección correspondientes
para desplazar su sistema de coordenadas para la aplicación del
material adhesivo.
Si se aplica una proyección para la evaluación
tridimensional sobre el área del contorno de referencia, en
particular si se aplican una o varias líneas de láser como
proyección sobre el sustrato entonces puede resultar posible una
evaluación de perfil tridimensional con relación a la altura y el
contorno de cualesquiera componentes, incluso si esta no se puede
evaluar sin proyección adicional para un procesamiento de imagen
usual.
Adicionalmente es particularmente favorable que
el contorno de referencia sea determinado por únicamente una
primera cámara en la dirección de avance para regular el recorrido
de la estructura a ser aplicada de acuerdo al contorno de
referencia, y siendo que la primera cámara únicamente tome una
franja de la imagen para la regulación en línea de la aplicación de
la estructura de material adhesivo. Mediante esta exploración
parcial respectivamente lectura parcial del chip de toma de
imágenes únicamente es necesario procesar flujos de datos
reducidos, de manera que es posible aumentar por un múltiplo la
frecuencia de toma de imágenes. Las tomas de imagen se efectúan en
intervalos de tiempo fijos definidos y son independientes de la
velocidad del dispositivo de aplicación o de la velocidad del
robot.
Si se usa únicamente una franja de la imagen de
la segunda cámara para la verificación en línea de la estructura
aplicada, entonces es posible llevara cabo en línea tanto la
aplicación del material adhesivo con gran velocidad como también la
conducción de la costura con gran velocidad, ya que ambas cámaras
permiten una alta frecuencia de toma de imágenes y una rápida
evaluación con solamente un sensor con dos cámaras. Paralelamente a
la inspección en línea de la tira de sellador aplicada, en el
avance se identifica un canto de referencia y los valores de
diferencia se le transmiten al robot para corregir la trayectoria,
de manera que es posible incrementar sustancialmente la precisión
de aplicación del sellador y se obtiene una reducción de material.
Mediante esta lectura parcial del chip de toma de imágenes de las
cámaras individuales es posible registrar las imágenes de todas las
cámaras en forma sincrónica y paralela con un elevado régimen de
toma de imágenes.
De conformidad con una forma de realización
favorable las franjas de las imágenes de las cámaras se toman
formando una sola secuencia de imágenes, y siendo que la frecuencia
de toma de imágenes se incrementa de manera correspondiente a la
reducción de datos debido a que únicamente se toma una franja de la
imagen, para aumentar la velocidad de la aplicación y verificación
automática del sellador. Mediante el almacenamiento de una sola
secuencia de imágenes para todas las cámaras es posible asociar
correspondientemente las imágenes respectivas de las cámaras
individuales en función del sitio de acuerdo al desplazamiento del
dispositivo de aplicación.
Si cada cámara usa como franja de la imagen
solamente una parte, en particular aproximadamente un tercio, cuarto
o quinto de las líneas de imagen como franja de la imagen la
frecuencia de toma de imágenes se multiplica de manera
correspondiente, en particular sustancialmente se triplica,
cuadriplica o quintuplica.
Adicionalmente es conveniente efectuar un
establecimiento de parámetros y una toma de la trayectoria de
aplicación en un solo recorrido de toma de imágenes, siendo que las
imágenes de todas las cámaras se almacenan en una secuencia de
imágenes.
De conformidad con la invención, la secuencia de
imágenes almacenada para el establecimiento de parámetros utiliza el
recorrido del robot y/o el tiempo de recorrido del robot o las
coordenadas del robot, la posición, el contraste, el valor de gris o
el valor de color, la anchura y la calidad de la estructura
aplicada.
Debido a los pocos datos a ser calculados es
posible tomar, en virtud de la alta frecuencia de toma de imágenes,
secciones parciales comparativamente cortas del sellador aplicado y
también del contorno de referencia o de la costura, que se
encuentran, por ejemplo, entre 1 mm y 3. Es adicionalmente ventajoso
que mediante el establecimiento de parámetros la estructura a ser
aplicada se deponga sustancialmente en una cadena de vectores,
efectuando una alta frecuencia de toma de imágenes y secciones
parciales cortas de sustancialmente entre 0.5 mm y 4 mm, en
particular 1 y 3 mm. La vectorización tiene la ventaja de que la
tira de material adhesivo se puede deponer en forma de una cadena
de vectores en un sistema de coordenadas global con traslape de las
cámaras. Contrariamente a esto, convencionalmente .hasta ahora
únicamente se usa un sistema de coordenadas local relacionado a una
imagen de cámara. Mediante esto resulta posible, de conformidad con
la invención, que después del cambio de una cabeza sensora
únicamente es necesario llevar a cabo una recalibración o nueva
calibración sin que sea necesario instruir nuevamente la tira de
material adhesivo.
De conformidad con otra forma de realización es
conveniente si se usan tres cámaras, siendo que cada cámara se usa,
o respectivamente se puede usar tanto para la regulación en
dirección de avance de acuerdo al contorno de referencia como
también para verificar la estructura aplicada en la dirección de
seguimiento, siendo que las tres cámaras comprenden en cada caso
una zona de traslape con respecto a la cámara adyacente en una
órbita circular. A consecuencia de esto es posible aplicar un
sensor con tres cámaras de manera fija en el dispositivo de
aplicación, en virtud de que cada cámara individual puede ocuparse
tanto de la regulación de la conducción de la costura como también
del control en línea de la aplicación del sellador. Convenientemente
los valores angulares de 0º a 360º de la órbita circular
constituyen un sistema de coordenadas global, en donde a las
imágenes de las cámaras individuales se asocia un segmento de la
órbita circular para sobre esta órbita circular llevar a cabo o
bien la conducción de la costura o la verificación del sellador. En
consecuencia, con esto siempre están activas en cada caso dos de
las tres cámaras para la evaluación, específicamente una para la
conducción de la costura y otra para verificar la aplicación
del
sellador.
sellador.
Otra ventaja consiste en que al desplazarse el
contorno de referencia o la tira de material adhesivo de una cámara
a la cámara siguiente tiene lugar una conmutación automática, es
decir, que se transfiere la activación de una cámara a la otra
cámara cuando la trayectoria de la estructura aplicada o del
contorno de referencia cambia del segmento de la órbita circular de
una cámara a través de la zona de traslape al segmento de la órbita
circular de otra cámara.
Debido al hecho que las tomas de imagen se
suceden muy próximas unas a otras (en cada caso cada 0.5 a 4, en
particular 1 a 3 mm) es posible partir del supuesto que la posición
de la tira de material adhesivo 0 respectivamente de la ranura no
puede cambiar mucho, lo cual incrementa notablemente el contenido de
información y la confiabilidad del conocimiento
a-priori, de manera que es posible prever
donde quedará colocada la tira. Un efecto positivo de esto es que
la computadora puede identificar de manera completamente automática
la posición de la tira incluso sin el conocimiento experto de un
ser humano, ya que conoce de antemano el recorrido aproximado de la
tira en la siguiente imagen. Mediante esto es posible restringir el
área de búsqueda e incrementar la velocidad de la evaluación.
De conformidad con la invención, para llevar a
cabo el método de conformidad con la invención se proporciona un
dispositivo para la aplicación y control automático a ser aplicada
sobre un sustrato, preferiblemente una oruga de material adhesivo o
tira de material adhesivo, siendo que se proporcionan al menos un
modulo de iluminación y una unidad sensora, y siendo que la unidad
sensora está constituida por al menos dos cámaras que se
proporcionan alrededor de y disponen en un dispositivo de
aplicación para aplicar la estructura a ser aplicada sobre el
sustrato, de manera se proporciona al menos una cámara en la
dirección de avance para regular el dispositivo de aplicación
mediante un contorno de referencia y al menos una cámara en la
dirección de seguimiento para la simultánea verificación en línea
de la estructura aplicada sobre el sustrato. Por consiguiente, con
el auxilio del dispositivo de conformidad con la invención es
posible efectuar, por ejemplo, una conducción de la costura como
contorno de referencia para el control del dispositivo de aplicación
o la guía del robot, y simultáneamente un control en línea de la
aplicación del sellador, de manera que en virtud de la conducción de
la costura resulta una reducción de material de sellador aplicado ya
que es posible reducir la anchura de la tira de material adhesivo en
virtud de la conducción del dispositivo de
aplicación.
aplicación.
Si en la dirección de observación los ejes
ópticos de las cámaras individuales intersecan sustancialmente el
eje longitudinal axial del dispositivo de aplicación o los ejes
ópticos de las cámaras individuales se orientan mutuamente
paralelos y en particular perpendiculares al sustrato, entonces
resulta favorable de conformidad con un perfeccionamiento de este
tipo que es posible controlar un área angosta alrededor del
dispositivo de aplicación con una resolución adecuada y una alta
frecuencia de toma de imágenes.
De conformidad con una forma de realización
preferida se disponen cámaras individuales, en particular tres
cámaras en cada caso a la misma distancia una de otra en la
dirección de la circunferencia.
Convenientemente las cámaras individuales
interactuarán de manera que las imágenes de las cámaras se almacenan
en una secuencia de imágenes, siendo que en el soporte lógico
(software) estas imágenes se componen de tres secciones parciales
de las cámaras individuales tomadas en forma sincrónica, e
ingresadas en paralelo.
Si se proporciona un dispositivo de proyección
en el dispositivo de aplicación que proyecta una o varias
características, en particular franjas sobre el sustrato para la
evaluación tridimensional, entonces es posible usar cualesquiera
componentes a discreción para una corrección o respectivamente
ajuste del dispositivo de aplicación antes de aplicar la
estructura.
De conformidad con una forma de realización
preferida, el dispositivo de proyección envía una o varias líneas
de láser para la evaluación tridimensional del perfil. Si se
disponen al menos dos dispositivos de proyección alrededor del
dispositivo de aplicación, entonces resulta posible una evaluación
tridimensional continua alrededor del dispositivo de aplicación,
siendo que la evaluación de la altura del agente de sellado y el
contorno del agente del sellado así como la posición y la anchura
se llevan a cabo de acuerdo al principio de triangulación mediante
procesamiento de imagen.
De conformidad con una configuración de la
invención, las cámaras se disponen alrededor del dispositivo de
aplicación de manera que se forma al menos una exploración
sustancialmente circular de los cantos, en particular en forma de
un calibre circular cuyo punto central lo constituye el dispositivo
de aplicación de la estructura. Es posible usar uno o varios
calibres circulares que permite que la identificación del canto de
la tira de material adhesivo tenga lugar en una órbita circular.
De conformidad con una forma de realización
preferida las cámaras individuales tienen una zona de traslape de
respectivamente 30º a 90º, en particular de sustancialmente 60º con
relación a la cámara siguiente. Esta zona de traslape permite una
conmutación totalmente automática de las cámaras adyacentes cuando
la trayectoria de la tira de material adhesivo para de la zona de
traslape de una cámara a la siguiente, ya que la elección de la
cámara no está ligada a una posición del robot o a un componente de
tiempo sino que está referida a los resultados actuales de la
inspección, es decir a la disposición sobre la órbita circular del
calibre circular o respectivamente el sistema de coordenadas global
formado mediante esto.
Constituye una ventaja adicional que el módulo
de iluminación este constituido de LEDs, en particular LEDs
infrarrojos, LEDs UV ó LEDs RVA.
Es adicionalmente una ventaja que para la
calibración de las cámaras individuales para la asociación de la
pertinencia angular se use un disco de calibración con elementos
constitutivos individuales, siendo que estos elementos
constitutivos tienen en particular una distancia angular de
sustancialmente 10º. Mediante esto es posible asociar el factor de
desmultiplicación, la pertinencia angular y el centro así como el
radio del círculo de búsqueda para las cámaras individuales. De
conformidad con la invención, el disco de calibración comprende al
menos tres sitios de marcación que se disponen en un arco de círculo
del disco de calibración de sustancialmente 0º, 25 120º y 240º, para
calibrar tres cámaras.
Otras configuraciones favorables de la invención
son objeto de las reivindicaciones subordinadas restantes.
Mediante los dibujos siguientes se representan
ejemplarmente las configuraciones favorables de la invención.
Figura 1 muestra una vista en elevación lateral
esquemática de un dispositivo de conformidad con la invención para
aplicar y controlar una tira de material adhesivo.
Figura 2 muestra una vista en perspectiva del
dispositivo de conformidad con la invención de la figura 1.
Figura 3 muestra la trayectoria de
desplazamiento del dispositivo de conformidad con la invención para
aplicar y controlar una tira de material adhesivo.
Figura 4 muestra otra trayectoria de
desplazamiento del dispositivo de conformidad con la invención con
relación a la conmutación de las cámaras pertinentes.
Figura 5 es una representación de una sola
imagen que se compone de tres franjas de imagen de tres cámaras para
la conducción de la costura y el control en línea de la aplicación
del sellador en el canto de un componente.
Figura 6 es otra representación de una sola
imagen que se compone de tres franjas de imagen de tres cámaras, en
donde se pegan dos componentes que se solapan.
Figura 7 muestra esquemáticamente un dispositivo
de calibración de conformidad con la invención para calibrar las
cámaras individuales del dispositivo de conformidad con la invención
para aplicar y controlar una estructura a ser aplicada sobre un
sustrato.
Figura 8 muestra una vista en planta superior
con relación al principio fundamental del seguimiento de la
costura.
Figura 9 muestra una vista en planta superior
con 10 relación al principio de la identificación 3D de la
posición.
Figura 10 muestra una vista en planta superior
con relación a la evaluación del perfil.
Figura 11 constituye una vista esquemática en 15
alzado lateral del dispositivo de conformidad con la invención con
dispositivo de proyección.
Figura 12 muestra una vista en planta superior
esquemática con una proyección de aplicación circular.
A continuación se explica la estructura del
dispositivo de conformidad con la invención para controlar una
estructura a ser aplicada sobre un sustrato de acuerdo a las figuras
1 y 2.
Con el símbolo de referencia 10 se muestra un
dispositivo esquemáticamente representado para aplicar y controlar
una tira de material adhesivo. En el centro del dispositivo de
conformidad con la invención se dispone un dispositivo 11 de
aplicación mediante el cual se aplica una tira 20 de material
adhesivo sobre un sustrato o respectivamente sobre una chapa 30, en
la figura 1 de la derecha a la izquierda. Alrededor del dispositivo
11 de aplicación se disponen en un círculo tres cámaras 12, 13, 14
uniformemente espaciadas, en cada caso orientadas al dispositivo 11
de aplicación. Como se desprende de la figura 1, los ejes
longitudinales axiales de las tres cámaras 12, 13, 14 intersecan el
eje longitudinal axial del dispositivo 11 de aplicación directamente
debajo del sustrato 30, de manera que el foco de las cámaras
individuales se localiza directamente alrededor de la zona del
dispositivo 11 de aplicación, en particular sobre una órbita
circular.
En la inspección del material adhesivo se
desplaza ahora o bien el dispositivo de aplicación con las cámaras
o el sustrato, siendo que simultáneamente se aplica la tira 20 de
material adhesivo sobre el sustrato 30 mediante el dispositivo 11
de aplicación y durante esto las cámaras 12, 13, 14 verifican la
estructura aplicada. Para este propósito es posible o bien
desplazar el dispositivo de aplicación con las cámaras o el sustrato
para aplicar la tira de material adhesivo en una trayectoria
deseada sobre el sustrato 30. En el método de conformidad con la
invención una primera cámara verifica ahora en la dirección de
avance, en este caso la cámara 14 hacia la izquierda un contorno de
referencia o respectivamente línea de referencia o canto de
referencia, para regular la trayectoria de la estructura a ser
aplicada de acuerdo al contorno de referencia, siendo que las
imágenes tomadas por la primera cámara se usan para guiar el
dispositivo 11 de aplicación para aplicar la tira de material
adhesivo. El dispositivo 11 de aplicación aplica la tira de material
adhesivo simultáneamente con la verificación del contorno de
referencia, siendo que el dispositivo 11 de aplicación es conducido
a la tira correspondiente o respectivamente sobre la trayectoria
correspondiente de la tira de material adhesivo de acuerdo a los
valores de corrección determinados por la primera cámara. En forma
sincrónica con esto, la tira de material adhesivo aplicada es
verificada por una segunda cámara en la dirección de seguimiento.
Mediante esto es posible que las cámaras acompañantes del
movimiento controlen la tira de material adhesivo simultáneamente
con la aplicación de acuerdo al contorno de referencia y verifiquen
en línea la calidad de la tira de material adhesivo
independientemente de la trayectoria. En la figura 2 la tira 20 de
material adhesivo se extiende de izquierda a derecha, siendo que se
representa como línea trazada. A la derecha del dispositivo 11 de
aplicación se indica con una línea a rayas la trayectoria deseada
de la tira 20 de material adhesivo, el cual puede estar aplicado
sobre la chapa o sobre el sustrato como contorno de referencia (por
ejemplo, mediante láser o como estampado).
La figura 3 muestra ahora el trayecto de la tira
20 de material adhesivo, el cual se indica mediante flechas, siendo
que en tres sitios se representa la orientación y respectivamente el
área de visión de las tres cámaras individuales. Las áreas de las
tres cámaras individuales se representan en cada caso mediante un
rectángulo con línea trazada, un rectángulo con líneas a rayas
separadas y un rectángulo con líneas a rayas angostas. Como se
puede apreciar por la figura 3, la alineación de las áreas de visión
individuales de las cámaras se mantiene siempre constantemente
alineada, siendo que únicamente se desplaza el dispositivo
completo.
La figura 4 muestra otra trayectoria de la tira
20 de material adhesivo, siendo que se indica en cada caso el área
de visión que está activa, es decir, cual cámara con la
correspondiente área de visión representada como rectángulo está
activa al verificar la tira de material adhesivo. Además en la
dirección de avance siempre se encuentra activa en cada caso al
menos una segunda cámara para la conducción de la costura y la
trayectoria de la tira de sellador, lo cual sin embargo no se
representa por motivos de claridad. Sin embargo, se puede apreciar
que las cámaras indicadas como activas se encuentran dispuestas en
la dirección de seguimiento, y que se conmutan de manera automática
de acuerdo a la trayectoria de la tira de material adhesivo. Por lo
tanto en la dirección de avance opuesta a la dirección de
seguimiento se encuentra en cada caso activa al menos una cámara
para la conducción de la costura y el ajuste fino del dispositivo de
aplicación de acuerdo al contorno de referencia preestablecido.
En la figura 5 se representan ahora tres franjas
de imagen que en cada caso representan un detalle de imagen o
franja de imagen pertinente de las tres cámaras individuales de la
figura 1. De acuerdo con el método de conformidad con la invención
cada cámara únicamente toma una franja de la imagen con el fin de
obtener una correspondiente reducción de datos, para poder
incrementar la frecuencia de las tomas. Estas franjas de imagen
individuales de las tres cámaras se reúnen para formar una imagen,
siendo que las tomas de imagen se efectúan a intervalos de tiempo,
fijos, definidos, independientemente del control robótico para el
dispositivo de aplicación. Las cámaras toman, por ejemplo;
solamente una franja de la imagen, siendo que en lugar de una altura
de imagen de 480 puntos de imagen solamente se usa una altura de
imagen de alrededor de 100 puntos de imagen (100 líneas de imagen).
Mediante esta técnica de exploración parcial, es decir una lectura
parcial del chip de toma de imagen se producen flujos de datos
reducidos de manera que es posible aumentar por un múltiplo
correspondiente la frecuencia de tomas de imagen. Mediante la toma
sincrónica de imágenes e ingreso paralelo de las imágenes es
posible reunir las tres franjas de la imagen dispuestas una debajo
de otra para formar una sola imagen. A consecuencia de esto las
tres imágenes, es decir, las tres franjas de imagen se encuentran de
inmediato correctamente ubicadas y asociadas uno respecto a otra
con relación al sitio y al momento de acuerdo a la trayectoria de
desplazamiento del dispositivo de aplicación, y se pueden procesar
correspondientemente. Esta técnica especial de toma de imágenes
permite, por consiguiente, la toma simultánea y paralela de imágenes
de cámara individuales, mediante lo cual se logra incrementar la
frecuencia de toma de imágenes, tanto para la guía o regulación del
dispositivo de aplicación como también para el control en línea del
material adhesivo aplicado, siendo que las imágenes de todas las
cámaras se almacenan en una secuencia de imágenes.
Tras haberse almacenado las imágenes de las tres
cámaras en una secuencia de imágenes al instruir la tira de
material adhesivo de referencia se lleva a cabo un establecimiento
de parámetros de esta tira de referencia. Para establecer los
parámetros se usan la trayectoria de recorrido del robot, el tiempo
de recorrido del robot, la dirección, la anchura y la calidad de la
tira de material adhesivo. De esta manera resulta para la tira de
material adhesivo una especie de cadena vectorial, mediante lo cual
es posible obtener la elevada frecuencia de tomas de imágenes y las
secciones parciales comparativamente cortas (entre 1 y 3 mm). La
visualización vectorial, tiene además la ventaja de que la tira de
material adhesivo se puede depositar en forma de una cadena
vectorial en un sistema de coordenadas global que traslapa las
cámaras.
Como se puede apreciar por la figura 5 que
representa una conducción de costura en el canto de un componente,
en la franja central de la figura 5 se efectúa en línea la
inspección de la costura, siendo que el segmento de círculo
constituye la zona en la que la primera cámara se ocupa de controlar
el material adhesivo.
Los dispositivos de aplicación y los robots
trabajan internamente con un intervalo de interpolación de, por
ejemplo, 12 ms. La regulación de la conducción de la costura no se
puede efectuar más rápido que este intervalo de interpolación de
acuerdo a la franja inferior de la figura 5. Con una velocidad
máxima de desplazamiento del robot de 700 mm/s esto solamente
significa que en 12 ms se recorre un trayecto de 8.4 mm. 0 sea que
si se determina un valor correctivo en el instante x, entonces la
corrección sólo se puede llevar a cabo con el siguiente intervalo
de interpolación, es decir, 8.4 mm después de determinado el valor.
Esto tiene por consecuencia que la detección del canto de
referencia se debe efectuar al menos 8.4 mm delante de la boquilla.
Esta área es cubierta mediante la disposición del sistema sensor
óptico, y los valores de corrección se ponen a disposición a tiempo
debido al rápido ciclo de evaluación (< 5 ms). En virtud de que
las cámaras se montan estacionarias alrededor del dispositivo de
aplicación varia la trayectoria de recorrido del material adhesivo,
siendo que por esto la corrección de la costura se puede efectuar en
la primera franja de acuerdo a la primera cámara, en la segunda
franja de acuerdo a la segunda cámara o en la tercera franja de
acuerdo a la tercera cámara. Como ya se describió con relación al
control en línea de la aplicación de material adhesivo, en
consecuencia en cada caso se torna activa una cámara diferente para
la corrección de la costura al viajar la costura de referencia fuera
del área de visión de una cámara al área de visión de la otra
cámara.
La franja inferior de la figura 5 muestra en la
línea perpendicular al canto del componente una cruz clara
directamente en el canto del componente, el cual se usa25 como canto
de referencia para la conducción de la costura. En paralelo a esto
en la franja central de la figura 5 se lleva a cabo la inspección en
línea de la costura para verificar la aplicación del sellador.
En el caso de que ahora la tira de material
adhesivo se sale del área de visión de una cámara, entonces la tira
de material adhesivo se encuentra de manera transitoria en la zona
de traslape de los intervalos angulares de ambas cámaras. Si ahora
la tira de material adhesivo se extiende del segmento de la órbita
circular de una cámara pasando por la zona de traslape al segmento
de la órbita circular de otra cámara se conmuta automáticamente de
una cámara a la otra. Esto se representa en particular en la figura
4 mediante las áreas de visión activas de las cámaras
individuales.
Las ventajas precedentes se obtienen debido a
que las cámaras individuales forman un calibre circular cuyo punto
central lo constituye el dispositivo 11 de aplicación, siendo que la
búsqueda, tanto del canto de referencia como también de los cantos
21, 22 o de la tira de material adhesivo se lleva a cabo en una
órbita circular directamente alrededor del dispositivo de
aplicación. Para este propósito es esencial que las cámaras
individuales estén ajustadas sobre el dispositivo de aplicación,
siendo que los ejes longitudinales axiales de las cámaras
individuales intersecan el eje longitudinal del dispositivo de
aplicación.
Para el dispositivo de conformidad con la
invención, el módulo de iluminación no mostrado está constituido de
LEDs, en particular LEDs infrarrojos, LEDs UV ó LEDs RVA (Rojo Verde
Azul). Para obtener el mínimo de falta de nitidez por movimiento y
elevados contrastes en la toma de imágenes es posible aplicar
destellos a los LEDs, es decir, aplicar a los diodos fuertes
impulsos cortos de corriente en el intervalo de 1.0 a 0.01 ms. En
este aspecto son favorables en particular aquellos diodos luminosos
que pueden emitir luz de diferentes colores, de manera que la
estructura del sensor se puede reajustar sin reconstrucciones a
otros tipos de material adhesivo colores de material adhesivo.
A continuación se explica ahora un recorrido de
enseñanza o instrucción de una tira de material adhesivo de
referencia.
El proceso de instrucción de la tira de material
adhesivo de referencia puede ser iniciado por parte del operador
marcando la tira, mediante lo cual se indica la posición de la tira
de material adhesivo. Esto es suficiente para en las siguientes
imágenes de cámara controlar de manera completamente automática la
posición y dirección de la tira de material adhesivo en virtud de
que la frecuencia de toma de imágenes es correspondientemente alta
y las tomas de imagen individuales tienen lugar en forma muy
próximamente sucesiva, por ejemplo, cada 1 mm a 3 mm. A partir del
punto de inicio se efectúa la exploración del material adhesivo
imagen por imagen, siendo que la posición de la tira de material
adhesivo y el ángulo de la tira de material adhesivo encontrados en
la imagen actual se usan como conocimiento a priori para la
imagen siguiente. Por consiguiente es posible el registro
completamente automático de la tira de material adhesivo sin que un
ser humano tenga que verificar o evaluar la imagen o
respectivamente la posición de la tira de material adhesivo. Como
consecuencia de esto es posible restringir o adaptar el área de
búsqueda.
En la figura 6 se representa un conducción de
costura en la zona de traslape de dos componentes, en particular en
una juntura a tope de dos componentes. La segunda cámara muestra la
franja de la segunda cámara leída de acuerdo al proceso de
exploración parcial, en la cual, para la conducción de la costura se
determina como contorno de referencia o canto de referencia la
posición de solapamiento de ambas chapas. En la franja inferior de
la figura 6 se representa la franja de la tercera cámara en la que
se evalúa la tira de sellador aplicada en paralelo a la conducción
de la costura. Para este propósito se representa el segmento de
círculo en la franja inferior, a través de cuyo centro pasa la tira
de material adhesivo, lo cual se indica mediante un círculo. En la
franja superior de la figura 6 se representa la franja de toma de
imagen de la primera cámara.
La figura 7 muestra un dispositivo 40 de
calibración en forma de un disco de calibración circular alrededor
para asociar el factor de desmultiplicación, la pertinencia angular
y el centro así como el radio del círculo de búsqueda a las cámaras
individuales. El disco de calibración consta de elementos
constitutivos o respectivamente puntos 41 individuales dispuestos
sobre una órbita circular que se disponen en cada caso a una
distancia angular de sustancialmente 10º. Se disponen además sitios
42 de marcación espaciados uniformemente uno de otro para calibrar
tres cámaras. Mediante un cálculo de compensación se calculan, a
partir de las coordenadas de los puntos centrales de los puntos
individuales, por una parte el factor de desmultiplicación de las
cámaras individuales y por otra parte el punto central así como el
radio del área de búsqueda. Mediante los sitios de marcación en el
ángulo de 0º, 120º, 240º en el sistema global de coordenadas es
posible determinar la pertinencia angular la respectiva área de
visión de las cámaras individuales. El área de visión de las cámaras
individuales se representa en particular mediante tres rectángulos
en la figura 7, siendo que los elementos 41 constitutivos pueden
corresponder a la órbita circular del calibre circular para
registrar la tira de material adhesivo.
Alrededor del dispositivo 11 de aplicación, en
la figura 8 se representa en cada caso en línea a puntos y rayas
tres franjas alrededor del dispositivo 11 de aplicación, las cuales
constituyen la zona de lectura para la exploración parcial de las
cámaras individuales. La franja 31 de la primera cámara determina el
canto 35 de referencia para controlar o respectivamente regular el
dispositivo de aplicación de acuerdo a la trayectoria del canto de
referencia. Por lo tanto, la franja 31 de imagen se orienta en la
dirección de avance y mide la posición del canto de referencia o
respectivamente de la ranura 35, de manera que el dispositivo 11 de
aplicación aplica el sellador sobre la trayectoria corregida de
acuerdo al contorno 35 de referencia. Después de la corrección de
la trayectoria del robot con relación a la posición de la carrocería
se lleva a cabo un control de la costura mediante movimiento a la
primera posición y activación de la conducción de costura. Tras la
autorización de recorrido (costura determinada), la trayectoria del
robot recibe continuamente valores de corrección perpendiculares a
la dirección de aplicación instruida. En este aspecto la zona de
captación puede ser de \pm 15 mm, donde el intervalo de
regulación es < \pm 1 mm. La comunicación entre el sistema de
procesamiento de imagen y el robot o respectivamente el dispositivo
de aplicación se lleva a cabo mediante protocolo XML, por ejemplo,
a través de una interfaz ethernet normalizada. En la dirección de
seguimiento se muestran las dos franjas 32 y 33 de imagen con punto
de intersección en la zona de la tira 20 de sellador.
La verificación en línea de una tira de material
adhesivo aplicada solamente se explicará brevemente. El dispositivo
11 de aplicación mostrado en la figura 1 aplica la tira de material
adhesivo sobre la chapa 30, siendo que el dispositivo 11 de
aplicación con las cámaras se desplaza y se regula de acuerdo al
contorno de referencia sobre la chapa 30. Sin embargo también es
posible una inversión cinemática, es decir, que se desplace la chapa
30 y el dispositivo de aplicación con las cámaras se dispone
estacionario. La tira 20 de material adhesivo aplicada se verifica
y evalúa mediante una de las cámaras 12, 13, 14 sobre la órbita
circular del calibre circular explicada de acuerdo a la figura 5,
siendo que cada cámara toma en cada caso únicamente una franja de
la imagen que se reúne en una sola imagen formando una secuencia de
imágenes. De acuerdo a la disminución de datos debido a que cada
cámara únicamente toma una franja de la imagen se incrementa la
frecuencia de toma de imágenes, siendo que las franjas individuales
de imagen permiten en la imagen reunida o ensamblada el registro
sincrónico y paralelo así como simultáneo de las tres imágenes de
cámara, y siendo que las imágenes individuales de las tres cámaras
se pueden asociar directamente en función del sitio. Por
consiguiente resulta posible una conducción de la costura y una
inspección en línea de la tira de material adhesivo en tiempos
reales que logra una elevada precisión a altas velocidades de
desplazamiento tanto durante la regulación de acuerdo al canto de
referencia como también al inspeccionar la tira de material adhesivo
aplicada debido a la alta frecuencia de toma de imágenes.
La figura 9 muestra ahora el principio
fundamental de la identificación de posición 3D, la cual se lleva a
cabo previamente a la aplicación del sellador. En virtud de que las
chapas, por ejemplo, carrocerías en bruto de vehículos no son
colocadas siempre en la misma posición por la técnica de transporte
y la posición de las costuras de juntura está sujeta a tolerancias,
resulta favorable un ajuste burdo o respectivamente colocación
burda del dispositivo de conformidad con la invención. Para este
propósito los campos de imagen de las cámaras se cambian a imagen
grande o tamaño normal o imagen completa, lo cual en cada caso se
representa mediante la línea 51 y 52 a rayas. El campo 51 de imagen
normal de la cámara muestra el área de visión ampliada de la
cámara, la cual de acuerdo al método de exploración parcial
únicamente lee la correspondiente franja 31. De manera análoga a
este, la franja 32 se reduce en proporción al campo 52 de imagen de
cámara normal. Por ejemplo, la franja 31 y 32 de imagen se reduce
con el auxilio de un software adecuado a, por ejemplo, la mitad de
la anchura y 1/5 de la altura. Por motivos de claridad se omitió el
correspondiente campo 53 de imagen de cámara normal con la
correspondiente franja 33 de imagen. En la identificación de
posición 3D se mide una característica 60 a discreción, la cual se
encuentra en el área de visión traslapada de ambos campos 51 y 52
de imagen de cámara. En virtud de que ambos campos 51 y 52 de imagen
de cámara se solapan en la zona de la característica 60 es posible
emplear el método de la estereometría para permitir una evaluación
tridimensional, por ejemplo de un agujero o de un canto de
componente. Si se identificó, por ejemplo, una costura de dos
componentes, entonces el dispositivo de aplicación puede con el
auxilio del sistema sensor óptico efectuar una corrección de
posición automática para a continuación llevar a cabo en línea la
corrección de trayectoria de la trayectoria del robot o de la
trayectoria del dispositivo de aplicación, como se describe en la
figura 8. Simultáneamente, el sistema sensor idéntico puede llevar
a cabo en línea el control de calidad del sello de la costura, como
se describe igualmente en la figura 8. Por consiguiente, una
corrección de posición del dispositivo de aplicación y una
regulación en línea de la trayectoria de recorrido del dispositivo
de aplicación así como el control en línea de la aplicación del
sellador resulta posible con un solo sistema sensor que se compone,
por ejemplo, de tres cámaras que se montan estacionarias alrededor
del dispositivo de aplicación. De conformidad con la invención se
toma para esto únicamente una franja de la imagen 31,10 32, 33, para
utilizar flujos de datos reducidos para incrementar la frecuencia
de toma de imágenes. El uso de la técnica de exploración parcial
permite de esta manera, por ejemplo, un régimen de repetición de
imagen de aproximadamente 240 Hz o menor. 0 sea que las imágenes se
efectúan en intervalos fijos, definidos, y son independientes de la
velocidad del robot y de la velocidad del dispositivo de
aplicación. Adicionalmente, en la computadora de evaluación se
inserta una tarjeta de captación de imágenes (Framegrabber = tarjeta
de inserción en PC para ingresar imágenes de la cámara), la cual
permite captar en forma sincrónica y paralela imágenes de todas las
tres cámaras. Las imágenes se reúnen a continuación para formar una
imagen (tres franjas superpuestas), lo cual proporciona la ventaja
de que inmediatamente se encuentran asociadas de manera
correspondiente en cada caso tres imágenes en función del sitio.
Además es suficiente, en particular, por ejemplo
buscar y evaluar la tira de sellador en una de las tres imágenes.
Si el valor angular excede un determinado valor, entonces se conmuta
automáticamente a la cámara adyacente. El valor angular está
referido en este aspecto a un círculo completo de 360º, mediante lo
cual resulta un sistema de coordenadas global. En este aspecto cada
cámara comprende una zona de traslape con relación a la cámara
siguiente. La elección de la cámara no tiene lugar en función de la
posición del dispositivo de aplicación o de la posición del robot,
ni en función de una componente temporal, sino siempre solamente
referida a los resultados actuales de inspección que se registran
en el sistema de coordenadas global. Mediante esto se evitan errores
producidos debido a los controles relativamente imprecisos del robot
y del dispositivo de aplicación.
De conformidad con las figuras 10 y 11 ahora la
evaluación tridimensional del perfil se describe con el auxilio de
una proyección para obtener la corrección de posición del
dispositivo de aplicación, como ya se explicó de acuerdo a la
figura 9. En la figura 10 nuevamente se representan a rayas sólo dos
campos 51, 52 de visión de las cámaras por motivos de claridad. En
la zona de traslape de ambos campos 51, 52 de visión de las cámaras
se representan una multitud de líneas 60 de láser que se usan para
la evaluación del perfil en lo relacionado con la altura y el
contorno de orugas de estructura y para la producción de los
llamados contornos suaves. Las líneas 60 de láser son producidas
por un dispositivo de producción que se puede disponer, por ejemplo,
en el sensor óptico con tres cámaras. Pero el dispositivo de
proyección también se puede disponer además directamente en el
dispositivo 11 de aplicación. El sensor con las tres cámaras se
representa esquemáticamente mediante el circulo 70. Mediante las
líneas de láser o respectivamente franjas de láser proyectadas sobre
el componente 30 ó respectivamente la chapa 30 se resaltan
contornos sobre el componente que no son utilizables para la
evaluación tridimensional con el15 procesamiento de imagen
convencional. Con el auxilio de las líneas de láser sobre el
componente se producen características artificiales que luego se
pueden evaluar mediante el procesamiento de imagen de acuerdo a la
estereometría. Por consiguiente, la figura 9 muestra el principio de
la determinación de posición tridimensional previamente a la
aplicación del agente de sellado en el caso de no existir
características salidas capaces de ser evaluadas. Contrariamente a
esto, en la ya mencionada figura 9 se describió un contorno duro
mediante la característica 60.
En la figura 11 se representa en vista en alzado
lateral el dispositivo 11 de aplicación con la unidad 70 sensora
montada en el, siendo que el sensor 70 puede comprender además de
las tres cámaras, por ejemplo, al menos todavía dos dispositivos 61
de proyección que proyectan líneas láser sobre la chapa o el
sustrato 30, como se representa esquemáticamente mediante la línea
a rayas. Si se disponen varios dispositivos 61 de proyección
alrededor del dispositivo de aplicación es posible producir un
contorno continuo sobre la chapa 30, mediante lo cual, en virtud de
la calibración del sensor y el dispositivo de proyección, es posible
usar el contorno continuo para la evaluación tridimensional. En
consecuencia, la figura 11 muestra ejemplarmente dos dispositivos
61 de proyección. Este tipo de dispositivos de proyección pueden
proyectar, por ejemplo, un láser sobre el sustrato o el componente,
o pueden estar compuestos por un módulo de LED, el cual comprende un
lente suplementario para producir una línea sobre el sustrato.
Los dispositivos de proyección se pueden usar
tanto para la corrección de posición tridimensional previamente a
la aplicación del sellador como también para la evaluación en línea
de la altura y del perfil del sellador aplicado. Para la corrección
de posición tridimensional, los dispositivos de proyección pueden
proyectar preferiblemente varias líneas. Para la evaluación de la
altura se debieran proporcionar uno o varios dispositivos de
proyección que proyectan una línea o, como se representa en la
figura 12, un contorno circular sobre el componente o el sustrato.
En este aspecto es posible que para la evaluación resulten
favorables varias líneas.
Como se muestra en la figura 12, taha bien la
altura del sellador o respectivamente el contorno del sellador y la
posición del sellador se pueden verificar simultáneamente o
respectivamente inmediatamente tras la aplicación del sellador
mediante el procesamiento de la imagen de acuerdo al principio de
triangulación. Para este propósito se aplica, por ejemplo, un
contorno 63 redondo sobre la chapa 30 mediante los dispositivos de
proyección, siendo que el sellador o respectivamente la tira 20 de
sellador se ocupa de una variación de altura y posición del
contorno 63 proyectado. Esta modificación del contorno 63 de
proyección redondo es identificada a su vez por los campos de
objetivo individuales de las cámaras individuales. La forma original
del contorno 63 proyectado está deformada por el sellador 20, de
manera que a partir de esto es posible, mediante el principio de
triangulación, determinar la altura, el contorno, pero también la
anchura y la posición del sellador 20 aplicado. En el principio de
la triangulación existe entre la cámara y el dispositivo de
proyección un ángulo definido en que la cámara y el dispositivo de
proyección se calibran mutuamente. Mediante el ángulo, los contornos
del sustrato iluminados por el dispositivo de proyección aparecen
en diferentes sitios sobre el chip sensible a la luz o el chip CCD
ó chip CMOS de la cámara en función de la altura, de manera que
mediante la calibración de la cámara y del dispositivo de proyección
es posible calcular la altura y el contorno del sellador.
De conformidad con una forma de realización no
representada, el sensor que en particular está constituido de tres
cámaras, el cual está dispuesto alrededor del dispositivo de
aplicación, puede estar construido de manera que los ejes ópticos
de las cámaras individuales se orientan mutuamente paralelos, siendo
que las cámaras se orientan en particular en cada caso
perpendiculares sobre el sustrato o la chapa. Mediante una
disposición de este tipo es posible colocar el sensor
particularmente cerca de la zona de aplicación del sellador, con lo
que las áreas de visión de las cámaras individuales según su
amplitud de ángulo comprenden una zona de traslape más o menos
grande.
Claims (28)
1. Método para aplicar controlar automáticamente
una estructura (20) a ser aplicada a un sustrato, preferiblemente
una oruga de material adhesivo o una tira de material adhesivo,
siendo que se determina un contorno de referencia por al menos una
primera cámara (12, 13, 14) en la dirección de avance, siendo que en
particular se determina el canto de un componente, preferiblemente
entre dos componentes a ser unidos, para regular la trayectoria de
la estructura (20) a ser aplicada de acuerdo al contorno de
referencia (35), siendo que las imágenes tomadas por la primera
cámara (12, 13, 14) se usan para guiar un dispositivo de aplicación
(11) para la estructura (20) a ser aplicada, la estructura (220) a
ser aplicada es aplicada sobre el sustrato por medio del dispositivo
de aplicación (11) de acuerdo al contorno de referencia determinado
por la primera cámara, y la estructura (20) aplicada al sustrato
(30) mediante el dispositivo de aplicación (11) se controla en la
dirección de seguimiento por al menos una segunda cámara (12, 13,
14), caracterizándose el método en que una proyección es
aplicada en la porción del contorno de referencia (35) para
evaluación tridimensional, aplicándose al sustrato (30), uno o
múltiples láser o líneas LED-proyectadas como una
proyección para llevar a cabo correcciones de posición
tridimensional en la dirección de avance.
2. Método de conformidad con la reivindicación
1, caracterizado porque el contorno de referencia (35) esta
determinado por al menos dos cámaras (12, 13, 14) para implementar
una corrección de posición tridimensional para el dispositivo de
aplicación (11) usando el método estereométrico.
3. Método de conformidad con la reivindicación
2, caracterizado porque las dos cámaras (12, 13, 14)
registran el sustrato, una sección de componente o uno o mas
componentes como una imagen completa o imagen grande, las imágenes
completas o imágenes grandes de las dos cámaras (12, 13, 14) tienen
una zona que se traslapa en la dirección de avance, la detección de
la posición tridimensional del contorno de referencia (35) ocurre en
la zona de traslape siendo usada para ajustar el dispositivo de
aplicación (11) antes de aplicar la estructura (20).
4. Método de conformidad con la reivindicación
1, caracterizado porque el contorno de referencia (35) se
determina mediante únicamente una primera cámara (12, 13, 14) en la
dirección de avance para regular la trayectoria de la estructura
(20) a ser aplicada de acuerdo al contorno de referencia (35), y
siendo que la primera cámara (12, 13, 14) únicamente toma una franja
de la imagen para la regulación en línea de la aplicación de la
estructura de material adhesivo.
5. Método de conformidad con la reivindicación
4, caracterizado porque la segunda cámara (12, 13, 14)
únicamente usa una franja de la imagen para el control en línea de
la estructura (20) aplicada.
6. Método de conformidad con la reivindicación 4
y 5, caracterizado porque las franjas de las imágenes de
ambas cámaras (12, 13, 14) se toman formando una sola secuencia de
imágenes, y la frecuencia de toma de imágenes se incrementa de
manera correspondiente a la reducción de datos mediante la toma de
únicamente una franja de la imagen.
7. Método de conformidad con al menos una de las
reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque cada cámara (12,
13, 14) únicamente usa una parte, en particular por ejemplo un
tercio, cuarto o quinto de las líneas de imagen como franja de la
imagen, y la frecuencia de toma de imágenes se multiplica de manera
correspondiente, en particular sustancialmente se triplica,
cuadriplica o quintuplica.
8. Método de conformidad con al menos una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
establecimiento de parámetros y una toma de la trayectoria de la
aplicación se efectúa en un solo recorrido de toma de imágenes,
siendo que las imágenes de todas las cámaras (12, 13, 14) se
almacenan en una secuencia de imágenes.
9. Método de conformidad con la reivindicación
8, caracterizado porque la secuencia de imágenes almacenada
utiliza para el establecimiento de parámetros de la trayectoria de
desplazamiento del robot y/o el tiempo de recorrido del robot o las
coordinadas del robot, la posición, el contraste, el valor de gris o
el valor de color, la anchura y la calidad de la estructura (20)
aplicada.
10. Método de conformidad con la reivindicación
8 ó 9, caracterizado porque la estructura (20) a ser aplicada
se depone esencialmente en una cadena vectorial siendo que se lleva
a cabo una elevada frecuencia de toma de imágenes y secciones
parciales cortas de sustancialmente entre 0.5 y 4 mm, en particular
1 y 3 mm.
11. Método de conformidad con al menos una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se
usan tres cámaras (12, 13, 14), siendo que cada cámara (12, 13, 14)
se puede usar tanto para la regulación en la dirección de avance de
acuerdo al contorno de referencia (35) como también para el control
de la estructura (20) aplicada en la dirección de seguimiento,
siendo que las tres cámaras (12, 13, 14) en cada caso comprenden una
zona de traslape con relación a la cámara (12, 13, 14) adyacente
sobre una órbita circular.
12. Método de conformidad con la reivindicación
11, caracterizado porque los valores angulares de 0 a 360º de
la órbita circular constituyen un sistema de coordenadas global,
siendo que a las imágenes de las cámaras (12, 13, 14) individuales
se asocia un segmento de la órbita circular.
13. Método de conformidad con la reivindicación
11 ó 12, caracterizado porque durante el recorrido del
contorno de referencia (35) o de la tira de material adhesivo se
conmuta automáticamente de una cámara (12, 13, 14) a la cámara (12,
13, 14) siguiente si la trayectoria de la estructura aplicada o del
contorno de referencia (35) pasa del segmento de la órbita circular
de una cámara (12, 13, 14) a través de la zona de traslape al
segmento de la órbita circular de otra cámara (12, 13, 14).
14. Dispositivo para la aplicación y control
automáticos de una estructura (20) a ser aplicada sobre un sustrato
(30), preferiblemente una oruga de material adhesivo o una tira de
material adhesivo para llevar a cabo un método de conformidad con
las reivindicaciones 1 a 13, siendo que se proporcionan al menos un
módulo de iluminación y una unidad de sensor, la unidad sensora está
constituida de al menos dos cámaras (12, 13, 14), siendo que las
cámaras (12, 13, 14) se proporcionan alrededor de un dispositivo de
aplicación (11) para la estructura (20) a ser aplicada y se montan
en éste de manera que se proporciona al menos una cámara (12, 13,
14) en la dirección de avance para regular el dispositivo de
aplicación (11) mediante un contorno de referencia (35) y al menos
una cámara (12, 13, 14) en la dirección de seguimiento para el
control simultáneo en línea de la estructura (20) aplicada sobre el
sustrato (30), caracterizado porque se proporciona un
dispositivo de proyección para la evaluación tridimensional para el
contorno de referencia (35), uno o varios láser o líneas
LED-proyectadas siendo aplicadas al sustrato (30)
como una proyección para llevar a cabo correcciones de posición
tridimensional en la dirección de avance.
15. Dispositivo de conformidad con la
reivindicación 14, caracterizado porque los ejes ópticos de
las cámaras (12, 13, 14) individuales intersecan sustancialmente el
eje longitudinal axial del dispositivo de aplicación (11) en la
dirección de observación, o los ejes ópticos de las cámaras (12, 13,
14) individuales se orientan mutuamente paralelos, y en particular
están alineados de manera perpendicular al sustrato (30).
16. Dispositivo de conformidad con la
reivindicación 14 o 15, caracterizado porque las cámaras
individuales, en particular tres cámaras (12, 13, 14) se disponen en
la dirección de la circunferencia en cada caso a la misma distancia
una de otra.
17. Dispositivo de conformidad con la
reivindicación 14 a 16, caracterizado porque las cámaras (12,
13, 14) individuales interactúan de manera que las imágenes de todas
las cámaras (12, 13, 14) se almacenan en una secuencia de
imágenes.
18. Dispositivo de conformidad con la
reivindicación 17, caracterizado porque cada cámara (12, 13,
14) únicamente toma una franja de la imagen formando una parte de la
secuencia de imágenes.
19. Dispositivo de conformidad con la
reivindicación 18, caracterizado porque se incrementa la
frecuencia de toma de imágenes en forma correspondiente a la
reducción de datos mediante la toma de únicamente una franja de la
imagen.
20. Dispositivo de conformidad con una de las
reivindicaciones 14 a 19, caracterizado porque en el
dispositivo de aplicación (11) se proporciona un dispositivo de
proyección que proyecta una o varias características, en particular
franjas sobre el sustrato (30) para una evaluación
tridimensional.
21. Dispositivo de conformidad con la
reivindicación 20, caracterizado porque alrededor del
dispositivo de aplicación (11) se disponen al menos dos dispositivos
de proyección.
22. Dispositivo de conformidad con una de las
reivindicaciones 14 a 21, caracterizado porque las cámaras
(12, 13, 14) se disponen alrededor del dispositivo de aplicación
(11) de manera que se proporciona al menos una exploración
sustancialmente circular de los cantos, en particular en forma de un
calibre circular cuyo punto central lo constituye el dispositivo de
aplicación (11), siendo que en particular las cámaras (12, 13, 14)
se alinean sobre un circulo alrededor del dispositivo de aplicación
(11) cuyo punto central coincide sustancialmente con el punto
central del dispositivo de aplicación (11).
23. Dispositivo de conformidad con una de las
reivindicaciones 14 a 22, caracterizado porque las cámaras
(12, 13, 14) individuales comprenden una zona de traslape de
respectivamente 30º a 90º, en particular de sustancialmente 60º con
relación a la cámara (12, 13, 14) siguiente.
24. Dispositivo de conformidad con una de las
reivindicaciones 14 a 23 precedentes, caracterizado porque el
modulo de iluminación está constituido de LEDs, en particular LEDs
infrarrojos, LEDs UV ó LEDs
rojo-verde-azul.
25. Dispositivo de conformidad con la
reivindicación 24, caracterizado porque a los LEDs se aplican
destellos, siendo que se usan impulsos de corriente de
sustancialmente 1.0 a 0.01 ms.
26. Dispositivo de conformidad con una de las
reivindicaciones 15 a 25, caracterizado porque para calibrar
las cámaras (12, 13, 14) individuales para la asociación de la
pertinencia angular se usa un dispositivo de calibración con
elementos de forma individuales, siendo que los elementos de forma
en particular comprenden una separación angular de sustancialmente
10º.
\newpage
27. Dispositivo de conformidad con la
reivindicación 26, caracterizado porque el dispositivo de
calibración comprende al menos tres sitios de marcación, los cuales
se encuentran dispuestos en un arco de circulo del dispositivo de
calibración de sustancialmente 0º, 120º y 290º para calibrar tres
cámaras (12, 13, 14).
28. Dispositivo de conformidad con la
reivindicación 27, caracterizado porque los sitios de
marcación se extienden sobre la órbita circular en un intervalo
angular de en cada caso sustancialmente 10º, siendo que los sitios
de marcación están constituidos en particular mediante al menos dos
elementos de forma.
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