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Die vorliegende Dissertation entstand wiihrend meiner Tiitigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am lnstitut fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universitiit Moochen. Herrn Prof. Dr. -lng. J. Milberg, dem Leiter dieses lnstituts, gilt mein besonderer Dank fur die wohlwollende Forderung und Unterstiitzung sowie fur die wertvollen Hinweise zu dieser Arbeit. Herrn Prof. Dr. -lng. K. Bender, dem Leiter des Lehrstuhls fur Informations technik im Machinenwesen, danke ich fur die Dbernahme des Korreferates und die aufmerksame Durchsicht der Arbeit. Dariiberhinaus mochte ich mich bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts und allen Studenten, die mich bei der Erstellung meiner Arbeit unterstiitzt haben, recht herzlich bedanken. Ando Welling MOOchen, Februar 94 Inhaltsverzeichnis 1. Einfiihrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 1. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 2. Problemfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1. 3. StandderTechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1. 3. 1. Entwicklungsstand bildgebender Sensorsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1. 3. 2. Stand der Objekterkennung durch bildgebende Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1. 3. 3. Ortsflexibler Einsatz von Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1. 3. 4. Informationsquellen fUr den ErkennungsprozeB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1. 4. Ziel der Arbeit und Vorgehensweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2. Einsatzfeld Fertigungsumgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2. 1. Mechanische Aspekte der Fertigungsumgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. 1. 1. Werkstiickspektrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. 1. 2. Palettensysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. 1. 3. Mobiler Roboter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2. 1. 4. Handhabungsvorgange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2. 2. Informationstechnische Komponenten der Fertigungsumgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2. 2. 1. Zellenrechner. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2. 2. 2. Aktorsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2. 2. 3. Simulationssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3. Konzeption eines flexiblen, integrierten Sensorsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3. 1. Anforderungen an das Sensorsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3. 1. 1. Flexibilitat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3. 1. 2. Wirtschaftlichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3. 2. Bildgebende Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .""

Full Product Details

Author:   Ando Welling
Publisher:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG
Imprint:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K
Volume:   73
Dimensions:   Width: 14.80cm , Height: 0.80cm , Length: 21.00cm
Weight:   0.215kg
ISBN:  

9783540580539

ISBN 10:   3540580530
Pages:   136
Publication Date:   01 June 1994
Audience:   Professional and scholarly ,  Professional & Vocational
Format:   Paperback
Publisher's Status:   Active
Availability:   Out of stock  
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Language:   German

Table of Contents

1. Einfuhrung.- 1.1. Einleitung.- 1.2. Problemfeld.- 1.3. Stand der Technik.- 1.3.1. Entwicklungsstand bildgebender Sensorsysteme.- 1.3.2. Stand der Objekterkennung durch bildgebende Sensoren.- 1.3.3. Ortsflexibler Einsatz von Sensoren.- 1.3.4. Informationsquellen fur den Erkennungsprozess.- 1.4. Ziel der Arbeit und Vorgehensweise.- 2. Einsatzfeld Fertigungsumgebung.- 2.1. Mechanische Aspekte der Fertigungsumgebung.- 2.1.1. Werkstuckspektrum.- 2.1.2. Palettensysteme.- 2.1.3. Mobiler Roboter.- 2.1.4. Handhabungsvorgange.- 2.2. Informationstechnische Komponenten der Fertigungsumgebung.- 2.2.1. Zellenrechner.- 2.2.2. Aktorsteuerungen.- 2.2.3. Simulationssystem.- 3. Konzeption eines flexiblen, integrierten Sensorsystems.- 3.1. Anforderungen an das Sensorsystem.- 3.1.1. Flexibilitat.- 3.1.2. Wirtschaftlichkeit.- 3.2. Bildgebende Sensoren.- 3.2.1. Aufgaben und Anforderungen.- 3.2.2. Laserscannersystem.- 3.2.2.1. Eigenschaften und Funktionsweise.- 3.2.2.2. Analyse von Flexibilitat und Integrierbarkeit.- 3.2.2.3. Konzept zur Erhoehung der Flexibilitat.- 3.2.2.4. Konzept zur Verbesserung der Integrationsfahigkeit.- 3.2.3. Kamera in der Roboterhand.- 3.2.3.1. Anbringung der Kamera.- 3.2.3.2. Bildscharfe bei unterschiedlichen Betrachtungsabstanden.- 3.2.3.3. Bildverarbeitungshardware.- 3.3. Erkennungsprozess.- 3.3.1. Anforderungen.- 3.3.2. Analyse der Erkennungsaufgaben.- 3.3.3. Konzeption von Verfahren zur Realisierung von Eikennungsaufgaben.- 3.3.3.1. Sensordatenvorverarbeitung.- 3.3.3.2. Zuordnung von Muster- und Sensorinformation.- 3.3.3.3. Berucksichtigung unterschiedlicher Sensorperspektiven.- 3.4. Datenquellen.- 3.4.1. Anforderungen.- 3.4.2. Musterbibliotheken.- 3.4.3. Aktorsteuerungen.- 3.4.4. CAD-Systeme.- 3.4.5. 3D-Simulationssysteme.- 3.4.6. Ergebnisse und Konzept fur die Nutzung der Datenquellen.- 3.5. Datenstrukturen.- 3.5.1. Anforderungen.- 3.5.2. Reprasentationsformen von Bilddaten.- 3.5.3. Konvertierung.- 3.6. Kommunikation.- 3.6.1. Anforderungen.- 3.6.2. Kommunikationshardware.- 3.6.3. Kommunikationssoftware.- 3.6.3.1. Kommunikation zu externen Kommunikationspartnern.- 3.6.3.2. Aufwandsreduzierung bei Kommunikation zu externen Datenquellen.- 4. Realisierung des Sensorsystems und Einsatzbeispiel.- 4.1. Sensorhardware.- 4.1.1. Laserscanner.- 4.1.1.1. Positionsvermessung bezuglich Objekten.- 4.1.1.2. Ansteuerung.- 4.1.2. Kamera in der Roboterhand.- 4.1.2.1. Anbringung der Kamera.- 4.1.2.2. Fokussierungsmechanismus.- 4.1.2.3. Bildverarbeitungssystem.- 4.2. Realisierung von Objekterkennung und Positionsbestimmung.- 4.2.1. Datenreduktion und Objekterkennung.- 4.2.2. Betrachtungsperspektiven bei der Kamera in der Roboterhand.- 4.2.3. Positionsbestimmung im Koordinatensystem des Sensors.- 4.3. Eingesetzte Datenquellen.- 4.3.1. Musterbibliothek.- 4.3.2. 3D-Simulationssystem.- 4.4. Datenstrukturen.- 4.4.1. Sensorauftrags- und -ergebnisformat.- 4.4.2. Konverter fur die Erkennungsmusterreprasentation.- 4.5. Kommunikation.- 4.5.1. Verwendete Kommunikationshardware.- 4.5.2. Softwaretechnische Abwicklung der Kommunikation.- 4.6. Graphische Benutzeroberflache des Sensorsystems.- 4.7. Beschickung einer Werkzeugmaschine durch den mobilen Roboter.- 4.7.1. Positionsvermessung des mobilen Roboters.- 4.7.2. Erkennung und Lokalisierung zu greifender Objekte.- 5. Ergebnisse.- 5.1. Flexibilitat.- 5.1.1. Rechner- und Sensorhardware.- 5.1.2. Software.- 5.1.3. Einsatzort.- 5.1.4. Objekterkennung.- 5.1.5. Variable Betrachtungsperspektiven.- 5.2. Wirtschaftlichkeit.- 5.2.1. Hard- und Softwarekosten.- 5.2.2. Zeitverhalten.- 5.2.3. Aufwand zur Anpassung an unterschiedliche Handhabungsaufgaben.- 5.2.4. Zuverlassigkeit.- 5.3. Nutzen fur die derzeitige Fertigung.- 6. Zusammenfassung und Ausblick.- 7. Literatur.

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