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By Ando Welling

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. ok. 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 ninety four Inhaltsverzeichnis 1. Einfiihrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 1. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 2. Problemfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . three 1. three. StandderTechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . five 1. three. 1. Entwicklungsstand bildgebender Sensorsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1. three. 2. Stand der Objekterkennung durch bildgebende Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . eight 1. three. three. Ortsflexibler Einsatz von Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . nine 1. three. four. Informationsquellen fUr den ErkennungsprozeB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . eleven 1. four. Ziel der Arbeit und Vorgehensweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2. Einsatzfeld Fertigungsumgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . sixteen 2. 1. Mechanische Aspekte der Fertigungsumgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. 1. 1. Werkstiickspektrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. 1. 2. Palettensysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. 1. three. Mobiler Roboter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2. 1. four. Handhabungsvorgange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2. 2. Informationstechnische Komponenten der Fertigungsumgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2. 2. 1. Zellenrechner. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2. 2. 2. Aktorsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2. 2. three. Simulationssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 three. Konzeption eines flexiblen, integrierten Sensorsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 three. 1. Anforderungen an das Sensorsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 three. 1. 1. Flexibilitat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 three. 1. 2. Wirtschaftlichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 three. 2. Bildgebende Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ."

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18: Analyse des Scannersystems beziiglich der aufgestellten Ariforderungen an visuelle Sensoren Die Forderung nach einem flexiblen MeBbereich wird durch die Programmierbarkeit der Laserstrahlrichtungen ebenso vollstandig eritillt, wie die Genauigkeitsanforderungen von einem Millimeter. Etwas eingeschriinkt ist die Ortsflexiblilitat des Scannersystems. Es kann nur an Orten eingesetzt werden, wo die zur Positionsvermessung notwendigen Referenzkreuze angebracht wurden. Hier ist ein universelleres referenzkreuzunabhangiges Konzept erforderlich.

Die datentechnische Integrierbarkeit des Scannersystems in eine Fertigungsurngebung ist jedoch nur tiber eine serielle RS-232-Schnittstelle zur Obertragung von MeBergebnissen moglich. 2. Bildgebende Sensoren Sensorsystem, sind aber wesentlich durch Zukaufteile festgelegt, fiir die keine preiswerteren Altemativen bestehen. Als Ansatzpunkte fiir Weiterentwicklungen ergeben sich damit die Verbesserung der Ortsflexibilitiit durch eine referenzmarkenunabhlingige Positionvermessung und die Verbesserung der Integrationsfahigkeit durch leistungsfahigere Kommunikationsmoglichkeiten.

Der Leitdraht ist wiederum mit einer Kontrolleinheit verbunden, die ihre Befehle von der Zellenebene empfangt. 1m Aufbau befindet sich ein flachenbewegliches FTS, dessen Steuerung iiber einen Ethemet-AnschluB angesprochen wird. Dies ist ein Hinweis auf die zunehmende Verwendung leistungsflihiger Kommunikationsmedien bei der Einbindung von Steuerungen in den Verbund der Fertigung. -24- 2. 3. Einsatzreld Fertigungsumgebung Simulationssystem Fiir die computergestiitzte Bahn- und Greifplanung von Robotem gewinnen 3D-Simulationssysteme zunehmend an Bedeutung.

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