用于將鑄造零件從借助于鑄造過程獲得的群組中分離的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本方法包括將群組(3)放置在第一工作區(qū)域(z1)中，借助于第一人工視覺系統(tǒng)(4)獲得群組(3)的圖像并且對所述圖像進行處理，獲得參照第一人工視覺系統(tǒng)(4)的空間參照系(X、Y、Z)的切削點的坐標和鑄造零件的取向，將所述切削點的坐標和零件的取向轉換至布置在第二工作區(qū)域(z2)中的第一操作器(2)的空間參照系(X’、Y’、Z’)，確定用于分離每個鑄造零件(14)的攻角，并且將所述切削點的坐標、取向以及攻角傳輸至第一工業(yè)操作器(2)以在該切削點處以適當的取向和確定的攻角來施用操作工具(8)。該方法包括將群組緊固在第二工作區(qū)域(z2)中。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明包括在鋼鐵工業(yè)【技術領域】中，并且更具體地，包括在將零件從由通用結構 (群組）支撐的通過鑄造生產的成組的零件中分離的行業(yè)中。 用于將鑄造零件從借助于鑄造過程獲得的群組中分離的方 法和系統(tǒng)

【背景技術】
[0002] 鑄造群組通常包括澆口杯或澆口、供給線、冒口以及能夠被附接至冒口和/或供 給線的鑄造零件。填注杯、供給線以及冒口為供模具中熔融的材料流動通過以形成鑄造零 件的管道和腔體。供給線可以包括與澆口連通的連接分支和供給鑄造零件或冒口的側部的 二級線。在模具中制造鑄造零件一其中，鑄造零件在群組中獲得一要求將鑄造零件在 確定的切削點處與冒口或供給線分離，為此一般使用切削工具。
[0003] 這項任務一般手動地執(zhí)行，這涉及到需要由執(zhí)行該項任務的操作者付出巨大努力 的繁瑣工作。這些操作者遭受安裝中存在的噪音和煙塵、以非人體工程學的姿勢工作、并且 會由于切銷工具的錯誤使用而受傷，因此他們的工作質量會受到嚴重的影響。此外，正確的 結果取決于工人的經驗和情緒。
[0004] 有時會使用特別設計的模具以將零件與剩余的群組自動地分離；然而，零件上研 磨砂的存在極大地減小了模具的工作壽命，使得需要不適合于日常生產的非常高的維修次 數。另一方面，存在有大量的基準物，使得需要為它們中的每一者設計并且獲得特定的模 具，因此，它們的收益性受到嚴重質疑。
[0005] 鑒于上述問題并且由于大量的這種類型的各種零件，為每個零件確定允許鑄造零 件與群組并且更具體地與和它們附接的冒口或供給線精確并準確地分離的工具的接入點 及其切削角度和進入角一這對于將鑄造零件與和它們附接的群組（與冒口或在適當的情 況下與供給線）自動分離是必不可少的一是費力的。
[0006] 盡管已經設計了用于將鑄造零件與它們的群組分離的試圖減輕這種費力程度 的各種系統(tǒng)，諸如在專利文獻 JP2000225459 (A)、JP2000317622 (A)、FR2907039 (A1)、 FR2901161(A1)、W09738822(A1)以及US6364032(B1)中所描述的之類的系統(tǒng)，但這些系統(tǒng) 中目前沒有一個能夠實現(xiàn)允許減少費力程度、保持手動工藝的靈活性并且同時確保在對于 每個特定零件所特別要求的點處執(zhí)行精確切削以將鑄造零件與群組有效分離的自動操作。
[0007] 同樣已知的是提供了一種用于基于視覺和機器人技術執(zhí)行該任務的自動解決方 案的專利JP 2010 234431 A和JP 4 071769A?？傊?，這些系統(tǒng)要求需要借助于教示進行機 器人系統(tǒng)編程。必須為現(xiàn)有基準物中的每一者進行該繁重的編程，并且每當新的基準物添 加到生產中時必須進行該繁重的編程，這要求非常長的調試時間，并且該調試僅能由特定 的人員執(zhí)行。
[0008] 因此，本發(fā)明的方法在靈活性方面是一種進步，這是由于其不論群組以何位置或 何取向定位并且不論考慮中的零件為何種類型，均單獨地為每個特定零件自動地計算切削 點。這例如解決了諸如在固化過程期間出現(xiàn)的供給線的變形或隨著模具的使用而出現(xiàn)的存 在過多的大量的基準物等之類的問題。此外，無須在每當改變零件類型時停止生產，從而可 以同時以若干個基準物進行工作。另一方面，本發(fā)明的方法與目前為止出現(xiàn)的自動化解決 方案相比要求更短的調試時間，并且消除了對專業(yè)人員的需要，甚至連工人也能夠構造該 系統(tǒng)，并無需在機器人系統(tǒng)上執(zhí)行先前的教示編程。最后，本發(fā)明的方法還允許在需要時通 過人機界面進行人為干預以選擇或糾正所述點。因此在生產過程期間是由操作者自己選擇 工具的角度和切削點，并且將該工具朝向期望的點引導，而無需重新編程該系統(tǒng)或在工具 的工作區(qū)域中進行物理干擾。


【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明的目的是借助于一種用于將鑄造零件從借助于鑄造過程獲得的群組中分 離的方法和系統(tǒng)來克服上文詳細描述的技術現(xiàn)狀的缺點，該群組包括澆口杯、供給線、鑄造 零件以及供給冒口。在本發(fā)明的范圍內，群組既可以理解為完整的群組和也可以理解為不 完整的群組（例如缺少已經從群組中卸除的部分）。
[0010] 本發(fā)明的方法包括：
[0011] a)限定用于第一計算機視覺系統(tǒng)的空間參照系（X、Y、Z)，在第二工作區(qū)域中限定 用于第一工業(yè)操作器的空間參照系（X'、Υ'、ζ'），并且使所述兩個空間參照系根據分離它們 的距離（X、y、z)和每條軸線的取向來相互關聯(lián)；
[0012] b)研發(fā)用于第一工業(yè)操作器的基于通過參數的運動指令的基本編程算法；
[0013] c)存儲對應于群組的鑄造零件、供給線和冒口的、包括用于將鑄造零件從群組中 切削的切削點的數據的數據；
[0014] d)將群組放置在第一工作區(qū)域中；
[0015] e)借助于第一計算機視覺系統(tǒng)獲得鑄造群組的圖像；
[0016] f)處理在階段e)中由第一計算機視覺系統(tǒng)獲得的群組的圖像以根據階段e)的圖 像的數據和在階段c)中存儲的數據來獲得鑄造零件的取向和切削點的坐標；
[0017] g)將第一計算機視覺系統(tǒng)的空間參照系（X、Y、Z)的切削點的坐標和零件的取向 轉換至第一工業(yè)操作器的空間參照系（x'、Y'、z'）；
[0018] h)基于包括在計算機設備中的數據庫中的參照進入角值來確定用于分離每個鑄 造零件的進入角；
[0019] i)將計算出的坐標和取向以及階段h)的進入角傳輸至第一工業(yè)操作器，第一工 業(yè)操作器允許在用于切削群組的切削點處、以適合的取向以及以確定的進入角面對包括至 少一個分離工具的分離系統(tǒng)。第一操作器可承載分離工具以便將該分離工具施用在仍留存 的零件上，或者第一操作器可承載零件并且將該零件帶至組裝在結構上的分離工具。
[0020] j)將群組緊固在所述第二工作區(qū)域中，并且在第二工作區(qū)域中借助于分離系統(tǒng)將 每個鑄造零件從群組中分離。
[0021] 在一個實施方式中，該方法可以包括通過第一工業(yè)操作器操縱分離系統(tǒng)。為此，分 離系統(tǒng)將被限定為工作工具。隨后，不是像往常運行的一樣借助于"教示"編程特定空間點， 而是通過參數基于運動指令限定算法，因此，該算法對所有現(xiàn)存基準物都是有效的。
[0022] 該方法還可以包括將群組固定（例如借助于固定器具）在運送系統(tǒng)上，該運送系 統(tǒng)將群組從第一工作區(qū)域移動至定位有具有分離系統(tǒng)的第一操作器的第二工作區(qū)域。群組 可以由例如操作者手動地放置在第一區(qū)域或可以來自前一裝置。該方法包括從階段e)計 算群組的前進距離以更新階段g)的切削坐標。
[0023] 本文所描述的群組可以被支撐在運送系統(tǒng)的兩個表面上，S卩，上表面和下表面。有 時兩個表面中的一個表面包括凹部或凸部，以便支撐分離工具并且有助于切削，使得若在 群組的另一表面上執(zhí)行分離時，會發(fā)生錯誤。在以下實施方式中，群組的表面借助于計算 機視覺系統(tǒng)識別并且數據被發(fā)送至工業(yè)操作器；在群組的表面并不是最適合的表面的情況 下，操作器負責將其翻轉。
[0024] 在第二替代性實施方式中，分離系統(tǒng)還通過第一工業(yè)操作器來操縱。然而，第二工 作區(qū)域在運送系統(tǒng)的外部。在第三工作區(qū)域中（布置在第一計算機視覺系統(tǒng)之后），已設置 有將群組從第三工作區(qū)域傳送至第二工作區(qū)域的第二操作器，其中在第二工作區(qū)域定位有 具有分離工具的第一操作器。
[0025] 對于傳送而言，工業(yè)操作器可以例如通過澆口抓取群組，澆口為對于所有鑄造群 組而言的共有部分、在相同的鑄件中的對于所有基準物而言是通用的并且相同的，這使得 能夠使用相同的工具來操縱不同類型的基準物，從而減小工具更換的次數和成本。
[0026] 在本實施方式中，第一計算機視覺系統(tǒng)布置在第一工作區(qū)域與第三工作區(qū)域之 間，使得其在第二操作器將群組傳送至用于分離的第二工作區(qū)域之前捕獲群組的圖像。
[0027] 在該第二實施方式中，該方法包括以下階段：
[0028] k)在第三工作區(qū)域中限定用于操縱抓握工具的第二工業(yè)操作器的空間參照系 (父"、￥"、2"），并且使第二操作器的空間參照系》"、￥"、2"）與第一計算機視覺系統(tǒng)的空間 參照系（X、Y、Z)根據分離它們的距離（xl、yl、zl)和每條軸線的取向來相互關聯(lián)；
[0029] 1)存儲對應于抓握元件的、包括用于抓握鑄造群組的抓握點的數據和群組的表面 的數據的數據；
[0030] 并且，該方法在階段e)之后并且階段i)之前包括以下階段：
[0031] m)處理在階段e)中由第一計算機視覺系統(tǒng)獲得的群組的圖像以根據階段e)的圖 像的數據和在階段1)中存儲的數據來獲得群組的取向、群組的表面以及抓握點；
[0032] η)將第一計算機視覺系統(tǒng)的空間參照系（X、Y、Z)的階段m)的抓握坐標和群組的 取向轉換至第二工業(yè)操作器的空間參照系（X"、Y"、Z"）；
[0033] 〇)將階段m)的抓握坐標、群組的表面以及群組的取向傳輸至第二工業(yè)操作器以 通過抓握元件抓握群組。群組的表面理解為將傳輸群組的保持與分離工具相對并且因此分 離工具將在該表面上作用的第一表面或第二表面的數據。
[0034] p)基于階段η)的坐標借助于第二工業(yè)操作器的抓握工具在第三工作區(qū)域中抓握 和翻轉群組；
[0035] q)將群組定位在第二工作區(qū)域上以將群組以確定的位置和取向放置；
[0036] 并且，該方法在階段e)之后并且階段g)之前包括以下階段：
[0037] r)根據群組的表面并參照第一計算機視覺系統(tǒng)的抓握坐標對切削點的坐標、零件 的取向以及進入角進行更新；
[0038] 這種定位是必須的，使得第一操作器能夠基于由第一計算機視覺系統(tǒng)獲得的圖像 的數據分離每個鑄造零件。在上述的本發(fā)明的第一實施方式中，由于群組自第一工作區(qū)域 至第二工作區(qū)域是固定的，因而將群組以確定的位置和取向的方式定位的這種定位沒有必 要的。該定位可以借助于構造成將群組以確定的位置和取向固定的定位器具來完成，或第 二工業(yè)操作器可以在切削操作期間緊固群組。
[0039] 在本實施方式中，還提供有將群組從第一工作區(qū)域移動至第三工作區(qū)域的運送系 統(tǒng)和根據在運送系統(tǒng)上群組的前進對階段η)的抓握坐標進行的更新。
[0040] 在第三實施方式中，正如第二實施方式中一樣，第二工作區(qū)域在運送系統(tǒng)的外部， 并且分離系統(tǒng)由第一工業(yè)操作器操縱，并且第二工業(yè)操作器已經設置在第三工作區(qū)域中， 該第二工業(yè)操作器將群組從第三工作區(qū)域傳送至定位有具有分離系統(tǒng)的第一操作器的第 二工作區(qū)域。
[0041] 在該第三實施方式中，已經提供了并入布置在第一工作區(qū)域與第三工作區(qū)域之間 的第二計算機視覺系統(tǒng)。
[0042] 第二計算機視覺系統(tǒng)在第二操作器將群組傳送至用于分離的第二工作區(qū)域之前 捕獲群組的圖像。該第二計算機視覺系統(tǒng)構造成獲得群組的數據，該數據允許獲得群組的 表面、抓握點的坐標以及群組的取向。
[0043] 因此防止了由于通過第二工業(yè)操作器操縱群組而在切削點的坐標和零件取向中 出現(xiàn)的可能的偏差。
[0044] 在本實施方式中，第一計算機視覺系統(tǒng)布置在第二工作區(qū)域之前并且第三工作區(qū) 域之后，第一視覺系統(tǒng)在運送系統(tǒng)的外部，并且構造成獲得群組的數據，該數據允許獲得切 削點的坐標和零件的取向。在本實施方式中，群組的定位正如第二實施方式中一樣沒有必 要的，這是由于該階段在通過第一計算機視覺系統(tǒng)處理群組的圖像的階段之前。
[0045] 群組可以借助于防止群組在分離期間移動的固定器具緊固在第二工作區(qū)域中。在 這種情況下，第二工作區(qū)域可以包括借助于第二操作器來運送的群組輸送區(qū)域和用于通過 第一操作器分離的分離區(qū)域，第一計算機視覺系統(tǒng)布置在群組輸送區(qū)域與分離區(qū)域之間。 在這種情況下，可以存在有將群組從輸送區(qū)域移動至分離區(qū)域的附加的運送系統(tǒng)，并且可 以包括將群組固定在輸送區(qū)域中。
[0046] 群組也可以通過第二工業(yè)操作器緊固以防止群組在分離操作期間移動。在這種情 況下，第二工作區(qū)域將具有定位第一計算機視覺系統(tǒng)和執(zhí)行分離操作的單個區(qū)域。
[0047] 在本發(fā)明的第三實施方式中，該方法包括以下階段：
[0048] kl)在第三工作區(qū)域中限定用于操縱抓握工具的第二工業(yè)操作器的空間參照系 (X"、Y"、Z"），限定用于布置在第一工作區(qū)域與第三工作區(qū)域之間的第二計算機視覺系統(tǒng)的 空間參照系（Χ"'、γ"'、ζ"'），并且使所述兩個參照系根據分離它們的距離（xl、yl、zl)和 每條軸線的取向來相互關聯(lián)；
[0049] 11)存儲對應于抓握元件的、包括用于抓握鑄造群組的抓握點的數據和群組的表 面的數據的數據；
[0050] 并且，該方法在階段d)之后并且階段e)之前包括以下階段：
[0051] ml)借助于第二計算機視覺系統(tǒng)獲得鑄造群組的圖像；
[0052] nl)處理在階段ml)中由第二計算機視覺系統(tǒng)獲得的群組的圖像以根據階段ml) 的圖像的數據和在階段11)中存儲的數據來獲得群組的表面、群組的取向以及抓握點的坐 標；
[0053] 〇1)將第二計算機視覺系統(tǒng)的空間參照系（X"'、Y"'、Z"'）的階段nl)的抓握點的 坐標和群組的取向轉換至第二工業(yè)操作器的空間參照系（x"、Y"、z"）；
[0054] pi)將在階段〇1)中計算的坐標、群組的取向以及群組的表面?zhèn)鬏斨恋诙I(yè)操 作器以在抓握點處抓握群組；
[0055] ql)基于階段〇1)的坐標借助于第二工業(yè)操作器的抓握工具根據群組的表面在第 三工作區(qū)域中抓握和翻轉群組；
[0056] rl)將群組以未確定的取向定位在第二工作區(qū)域上；
[0057] -旦群組已經在階段d)中被放置并且在第三工作區(qū)域中的抓握階段之前執(zhí)行階 段ml)中的借助于第二計算機視覺系統(tǒng)獲得圖像，并且，在階段rl)之后并且階段j)的分 離之前執(zhí)行階段e)中借助于第一計算機視覺系統(tǒng)獲得圖像。
[0058] 在本實施方式中對于運送系統(tǒng)還設置成用以將群組從第一工作區(qū)域移動至第三 工作區(qū)域以及根據在運送系統(tǒng)上群組的前進對階段〇1)的抓握坐標進行更新。
[0059] 在第四實施方式中，分離系統(tǒng)位于第二工作區(qū)域中的結構上，該結構可以在運送 系統(tǒng)外部或不在運送系統(tǒng)外部。操縱抓握工具的第一工業(yè)操作器將群組從第三工作區(qū)域傳 送至第二工作區(qū)域，并且將群組以對于每個分離點計算的位置、取向以及進入角定位在分 離系統(tǒng)的下方，從而在切削階段期間緊固群組以便正確地分離零件。
[0060] 在該實施方式中，第一計算機視覺系統(tǒng)布置在第一工作區(qū)域與第三工作區(qū)域之 間，使得其在第一操作器將群組傳送至用于分離的第二工作區(qū)域之前捕獲群組的圖像。
[0061] 在該第四實施方式中，該方法包括以下階段：
[0062] k2)限定用于第一工業(yè)操作器的位于分離系統(tǒng)的原點處的第二空間參照系 (X"，，Y，，，，z，，，）；
[0063] 12)存儲對應于抓握元件的、包括用于抓握鑄造群組的抓握點數據和群組的表面 的數據的數據；
[0064] 并且，該方法在階段e)之后并且階段g)之前包括以下階段：
[0065] m2)處理由第一計算機視覺系統(tǒng)在階段e)中獲得的群組的圖像以根據階段e)的 圖像的數據和在階段12)中存儲的數據來獲得群組的表面、群組的取向以及抓握點；
[0066] n2)將第一計算機視覺系統(tǒng)的空間參照系（X、Y、Z)的階段m2)的抓握坐標和群組 的取向轉換至第一工業(yè)操作器的空間參照系（Χ'、γ'、ζ'）；
[0067] 〇2)將抓握坐標、群組的表面和群組的取向傳輸至第一工業(yè)操作器以通過抓握元 件抓握群組；
[0068] ρ2)基于的階段η2)的坐標借助于由第一工業(yè)操作器操縱的抓握工具根據群組的 表面在第三工作區(qū)域中抓握和翻轉群組；
[0069] 并且，該方法在階段g)之后并且階段i)之前包括以下階段：
[0070] q2)將第一工業(yè)操作器的空間參照系（X'、Y'、Z'）的切削點的坐標、零件的取向以 及進入角轉換至參照分離系統(tǒng)的第一工業(yè)操作器的第二空間參照系（Χ"'、Υ"'、Ζ"'）；
[0071] 并且，該方法在階段i)之后并且階段j)之前包括以下階段：
[0072] r2)根據分離坐標、零件的取向以及進入角將用于分離群組的分離點在第二工作 區(qū)域中定位在分離系統(tǒng)的下方；
[0073] -旦群組已經在階段d)中被放置并且在第三工作區(qū)域中的抓握階段p2)之前執(zhí) 行階段e)中的借助于第一計算機視覺系統(tǒng)獲得圖像。
[0074] 在本實施方式中對于運送系統(tǒng)還設置成用以將群組從第一工作區(qū)域移動至第三 工作區(qū)域，并且根據在運送系統(tǒng)上群組的前進對階段n2)的抓握坐標進行更新。
[0075] 在第五實施方式中，正如第四實施方式中一樣，分離系統(tǒng)位于第二工作區(qū)域中的 結構上，該結構可以在運送系統(tǒng)的外部或不在運送系統(tǒng)的外部，并且操縱抓握工具的第一 工業(yè)操作器將群組從第三工作區(qū)域傳送至第二工作區(qū)域，并且將群組以對于每個分離點計 算的位置、取向以及進入角定位在分離系統(tǒng)的下方，從而在切削階段期間緊固群組以便正 確地分離零件。
[0076] 在該第五實施方式中，已經提供了并入布置在第一工作區(qū)域與第三工作區(qū)域之間 的計算機視覺系統(tǒng)。
[0077] 第二計算機視覺系統(tǒng)在第二工業(yè)操作器將群組傳送至用于分離的第二工作區(qū)域 之前捕獲群組的圖像。該第二計算機視覺系統(tǒng)構造成獲得群組的數據，該數據允許獲得群 組的表面、抓握點的坐標以及群組的取向。
[0078] 在本實施方式中，第一計算機視覺系統(tǒng)布置在第二工作區(qū)域之前并且在第三工作 區(qū)域之后，并且構造成獲得群組的數據，該數據允許獲得切削點的坐標和零件的取向。
[0079] 因此防止了由于通過第一工業(yè)操作器操縱群組而在切削點的坐標和零件的取向 中出現(xiàn)的可能的偏差。
[0080] 在本發(fā)明的第五實施方式中，該方法包括以下階段：
[0081] k3)限定用于布置在第一工作區(qū)域與第三工作區(qū)域之間的第二計算機視覺系統(tǒng)的 空間參照系（X"、Y"、Z"），并且使第二計算機視覺系統(tǒng)的空間參照系（X"、Y"、Z"）與第一 工業(yè)操作器的空間參照系（X'、Y'、Z'）根據分離它們的距離（xl、yl、zl)和每條軸線的取 向來相互關聯(lián)，并且限定用于第一工業(yè)操作器的位于分離系統(tǒng)的原點處的第二空間參照系 (X，，，、Y，，，、Z，，，）；
[0082] 13)存儲對應于抓握元件的、包括用于抓握鑄造群組的抓握點的數據和群組的表 面的數據的數據。
[0083] 并且，該方法在階段d)之后并且階段e)之前包括以下階段：
[0084] m3)借助于第二計算機視覺系統(tǒng)獲得鑄造群組的圖像；
[0085] n3)處理在階段m3)中由第二計算機視覺系統(tǒng)獲得的群組的圖像以根據階段m3) 的圖像的數據和存儲在階段13)中的數據來獲得群組的表面和取向以及抓握點的坐標；
[0086] 〇3)將第二計算機視覺系統(tǒng)的空間參照系（X"、Y"、Z"）的抓握點的坐標和群組的 取向轉換至第一工業(yè)操作器的空間參照系（x'、Y'、z'）；
[0087] ρ3)將抓握坐標、群組的表面以及群組的取向傳輸至第一工業(yè)操作器以通過抓握 元件抓握所述群組；
[0088] q3)基于階段〇3)的坐標借助于由第一工業(yè)操作器處理的抓握工具根據群組的表 面在第三工作區(qū)域中抓握和翻轉群組；
[0089] 并且，該方法在階段g)之后并且階段i)之前還包括：
[0090] r3)將第一工業(yè)操作器的空間參照系（X'、Y'、Z'）的切削點的坐標、零件的取向以 及進入角轉換至參照分離系統(tǒng)的第一工業(yè)操作器的空間參照系（Χ"'、γ"'、ζ"'）；
[0091] 并且，該方法在階段i)之后并且階段j)之前還包括以下階段：
[0092] S3)根據階段r3)的分離坐標、零件的取向以及進入角將用于分離群組的分離點 在第二工作區(qū)域（z2)中定位在分離系統(tǒng)的下方；
[0093] 在群組一旦已經在階段d)中被放置并且在第三工作區(qū)域中的抓握階段q3)之前 執(zhí)行階段m3)中的借助于第二計算機視覺系統(tǒng)獲得圖像。并且在階段q3)之后并且階段j) 的分離之前執(zhí)行階段e)中的借助于第一計算機視覺系統(tǒng)在第二工作區(qū)域中獲得圖像。 [0094] 在該實施方式中對于運送系統(tǒng)還設置成用以將群組從第一工作區(qū)域移動至第三 工作區(qū)域并且根據在運送系統(tǒng)上群組的前進對階段〇3)的抓握坐標進行更新。
[0095] 本發(fā)明的方法在數據傳輸階段i)之前可以夠包括由操作者做出的對每個切削點 坐標、每個零件的取向以及進入角的修改：
[0096]-切削點和取向的手動選擇。
[0097]-借助于鍵盤對所需進入角的輸入。
[0098] 本方法可以包括，在數據傳輸階段o)、pl)、〇2)或p3)之前，由操作者對群組的取 向坐標和抓握點進行修改。
[0099] 也就是說，對于操作者來說，可以通過監(jiān)控器觀察到由系統(tǒng)獲得的數據并且決定 在他看來這些數據是否必須被用于分離或這些數據是否必須被修改（例如通過在圖像上 進行點擊）。
[0100] 該分離系統(tǒng)可以構造成允許借助于若干個靜態(tài)的分離工具在單次操作中分離若 干個零件。在該實施方式中，每個分離系統(tǒng)對特定基準物而言是特定的。在本實施方式中， 極大地減小了方法的周期，而該周期對成功的、技術上合理的解決方案來說是一個極其重 要的參數。
[0101] 分離系統(tǒng)可以構造成允許借助于若干個動態(tài)分離工具在單次操作中分離若干個 零件。通過本實施方式，每個分離工具將設置有允許每個分離工具以不同的自由度運動的 附加的元件，例如由齒輪馬達操作的線性螺紋模塊，從而能夠根據接收的數據例如通過PLC 構造它們的位置和取向，從而能夠同時執(zhí)行若干個分離。本實施方式允許將該分離系統(tǒng)適 用于生產中存在的任何類型的基準物。在本實施方式中，極大地減小了方法周期，該周期對 成功的、技術上合理的解決方案來說是極其重要的參數。
[0102] 該方法可以包括使用一個或若干個分離系統(tǒng)以執(zhí)行階段j)。
[0103] 該方法可以包括，在階段c)中，存儲對應于每種類型的鑄造群組的獨特元件的單 獨式樣圖像的數據，該獨特元件為群組的冒口或鑄造零件。獨特元件理解為允許識別群組 類型的零件或冒口。一種類型的群組理解為由相同類型的零件（相同的基準物）形成的所 有那些群組，而不論群組中零件的數目或布置如何，不同類型的群組被認為是由不同零件 形成的群組。同樣理解的是，每個群組由單個基準物的零件形成。根據群組的類型，獨特元 件可以是鑄造零件或供給冒口。
[0104] 該獨特元件可以包括每個式樣圖像之間的距離的數據和用于將鑄造零件從群組 中切削的至少一個切削點。此外，在階段f)中，該方法可以包括將在階段e)中由第一計算 機視覺系統(tǒng)獲得的群組的圖像與在階段c)中存儲的獨特元件的圖像進行比較，并且獲得 相對于群組的上述圖像的群組的上述獨特元件的位置和取向，并且基于由第一計算機視覺 系統(tǒng)提供的位置坐標和基于群組的獨特元件的式樣圖像的切削坐標來確定用于切削每個 鑄造零件的切削點。
[0105] 該方法可以包括，在階段1)和12)中，存儲對應于每種類型的鑄造群組的獨特 元件的單獨的式樣圖像的數據一該獨特元件為抓握元件，以及區(qū)分群組的表面的獨特元 件。
[0106] 所述獨特元件可以包括每個式樣圖像之間的距離的數據和用于抓握群組的抓握 元件的至少一個抓握點。此外，在階段m)和m2)中，該方法可以包括將在階段e)中由第一 計算機視覺系統(tǒng)獲得群組的圖像與在階段1)和12)中存儲的獨特元件的單獨的式樣圖像 進行比較，并且獲得相對于群組的上述圖像的群組的上述獨特元件的位置和取向，并且基 于由第一計算機視覺系統(tǒng)提供的位置坐標和基于群組的獨特元件的式樣圖像的抓握點的 坐標來確定抓握元件的抓握點，以及獲得群組的表面。
[0107] 該方法可以包括，在階段11)和13)中，存儲對應于每種類型的鑄造群組的獨特元 件的單獨的式樣圖像的數據--該獨特元件為抓握元件，以及區(qū)分群組的表面的元件。
[0108] 所述獨特元件可以包括每個式樣圖像之間距離的數據和用于抓握群組的抓握元 件的至少一個抓握點。此外，在階段nl)和n3)中，該方法可以包括將在階段ml)和m3)中 由第二計算機視覺系統(tǒng)獲得的群組的圖像與在階段11)和13)中存儲的獨特元件的單獨 的式樣圖像進行對比，并且獲得相對于群組的上述圖像的群組的上述獨特元件的位置和取 向，并且基于由第二計算機視覺系統(tǒng)提供的位置坐標和基于群組的獨特元件的式樣圖像的 抓握點的坐標來確定抓握元件的抓握點以及群組的表面。
[0109] 該方法可以包括使用形態(tài)分析，其中，在階段c)中，該方法包括存儲群組的輪廓 的任一點與用于將鑄造零件從群組中切削的切削點之間的距離的數據。同樣地，在階段f) 中，該方法包括處理圖像以將圖像的不需要的部分移除，以及獲得關于零件的輪廓和形態(tài) 的信息。該方法還包括根據在階段f)中獲得的信息和在階段c)中存儲的數據以像素的方 式獲得每個鑄造零件的位置和取向。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0110] 下文基于若干附圖描述本發(fā)明的方面和實施方式，其中，
[0111] 圖1示意性地示出了本發(fā)明的方法的第一實施方式。
[0112] 圖2示出了用于實施本發(fā)明的方法的圖1的實施方式的可能的裝置。
[0113] 圖3示出了用于實施本發(fā)明的方法的圖1的實施方式的替代性裝置。
[0114] 圖4示意性地示出了本發(fā)明的方法的第二實施方式。
[0115] 圖5示出了用于實施本發(fā)明的方法的圖4的實施方式的可能的裝置。
[0116] 圖6示出了用于實施本發(fā)明的方法的圖4的實施方式的可能的裝置，其中，第一工 業(yè)操作器用作用于在切削過程期間緊固群組的緊固元件。
[0117] 圖7示意性地示出了本發(fā)明的方法的第三實施方式。
[0118] 圖8示出了用于實施本發(fā)明的方法的圖7的實施方式的可能的裝置。
[0119] 圖9示出了用于實施本發(fā)明的方法的圖7的實施方式的可能的裝置，其中，第一操 作器用作用于在借助于第一計算機視覺系統(tǒng)進行圖像捕獲過程期間緊固群組的緊固元件。
[0120] 圖10示出了本發(fā)明的方法的第四實施方式，其中，分離系統(tǒng)由結構支撐。
[0121] 圖11示出了本發(fā)明的方法的第五實施方式，其中，分離系統(tǒng)由結構支撐，并且第 二計算機視覺系統(tǒng)已經設置在第一工作區(qū)域與第三工作區(qū)域之間。
[0122] 圖12示出了群組的實施方式，本發(fā)明、全局參照系、抓握區(qū)域的識別、群組中包括 的零件的識別以及由群組中的計算機視覺系統(tǒng)計算的坐標可應用于該群組。
[0123] 圖13示出了基于存儲的數據的切削元件的進入角的指定。
[0124] 圖14示意性地示出了自真實群組的第一表面截取的圖像的實施方式。
[0125] 圖15示意性地示出了自真實群組的第二表面截取的圖像的實施方式。
[0126] 圖16示意性地示出了經預處理的圖像的實施方式，所述圖像基于圖14的真實圖 像進行預處理以消除干擾并改進圖像。
[0127] 圖17B示意性地示出了與圖16中示出的小冒口中的一個小冒口相對應的式樣圖 像的實施方式。
[0128] 圖17C示意性地示出了與圖16中示出的大冒口中的一個大冒口相對應的式樣圖 像的實施方式。
[0129] 圖17D示意性地示出了與圖16中示出的澆口杯相對應的式樣圖像的實施方式。
[0130] 圖17E示意性地示出了圖16中示出的鑄造零件中的一個鑄造零件的對應的式樣 圖像的實施方式。
[0131] 圖18B示意性地示出了為圖17B中示出的式樣圖像指定的切削點的圖像。
[0132] 圖18C示意性地示出了為圖17C中示出的式樣圖像指定的切削點的圖像。
[0133] 圖18D示意性地示出了為圖17D中示出的式樣圖像指定的抓握點的圖像。
[0134] 圖19示意性地示出了基于真實冒口的式樣圖像的真實群組的處理圖像中存在的 小冒口的識別。
[0135] 圖20示意性地示出了基于由計算機視覺系統(tǒng)返回的信息的切削點的計算。
[0136] 圖21示出了不完整的群組。
[0137] 圖22示出了借助于水平的、堅直的、或成確定角度的固定器具固定零件的階段。
[0138] 圖23示出了由若干個分離工具形成的分離系統(tǒng)。
[0139] 圖24示出了由若干個分離工具形成的分離系統(tǒng)，其中，分離工具具有相對于彼此 進行相對運動的可能性和繞它們本身進行旋轉的可能性。
[0140] 在這些附圖中，存在有標識以下元件的附圖標記：
[0141] 1 第一運送系統(tǒng)
[0142] Γ第二運送系統(tǒng)
[0143] 2 第一工業(yè)操作器
[0144] 3 群組
[0145] 4 第一計算機視覺系統(tǒng)
[0146] 5 固定器具
[0147] 6 定位器具
[0148] 7 第二操作器
[0149] 8 分離工具
[0150] 9 抓握工具
[0151] 10結構/機架
[0152] 12第二計算機視覺系統(tǒng)
[0153] 13計算機設備
[0154] 14鑄造零件
[0155] 15a連接分支
[0156] 15b 二級分支
[0157] 15c側分支
[0158] 15d 燒口杯
[0159] 16a 小冒口
[0160] 16b 大冒口
[0161] B 群組的真實圖像
[0162] C 群組的處理圖像
[0163] C1群組的預處理圖像
[0164] D2小冒口的式樣圖像
[0165] D3大冒口的式樣圖像
[0166] D4澆口杯的式樣圖像
[0167] D5鑄造零件的式樣圖像
[0168] 81至84分離工具的示意性描繪

【具體實施方式】
[0169] 圖1至圖11示出了用于分離零件的可能的分離裝置，本發(fā)明可以集成在該分離裝 置中。如可以觀察到的，要被分離的鑄造零件的群組（3)從前一制造過程或借助于操作者 到達分離裝置。
[0170] 群組（3)將穿過捕獲群組圖像的第一計算機視覺系統(tǒng)（4)。由于第一計算機視覺 系統(tǒng)（4)是靜態(tài)視覺系統(tǒng)，因此其可以借助于保護罩來免受出現(xiàn)在裝置中煙塵和沙子以及 高溫的影響，并且保持在照明上的連續(xù)控制，以及防止與外界的干擾。由第一計算機視覺系 統(tǒng)獲得的信息將被傳輸至將管理第一計算機視覺系統(tǒng)（4)的數據的計算機設備（13)。相對 于鑄造零件（14)的預定基準物的重要點的位置或相對于每種類型的群組（3)的冒口（16a、 16b)的重要點的位置，以及根據零件（14)的類型的用于分離工具（8)的進入角將借助于例 如式樣圖像或電子模型以及數據庫的輸入在計算機設備（13)啟動時被傳輸至上述的計算 機設備（13)。計算機設備（13)將使用鑄造零件或冒口的式樣圖像的信息以及來自第一計 算機視覺系統(tǒng)（4)的經處理的圖像信息來計算分離工具（8)的最優(yōu)接入點、零件的取向以 及進入角。如果位于控制站中的操作者認為是便捷或必需的，則計算機設備（13)包括為此 通過使用圖形界面而對分離工具（8)的接入點的坐標、零件的取向以及工具的進入角進行 顯示、檢查以及修改的功能。
[0171] 第一計算機視覺系統(tǒng)（4)的參照系（X、Y、Z)的所計算的零件的取向和分離點的坐 標隨后將轉換至第一工業(yè)操作器（2)的參照系（Χ'、Υ'、Ζ'）。
[0172] 隨后將數據傳輸至第一工業(yè)操作器（2)。為此，會在計算機設備（13)與第一工業(yè) 操作器（2)的控制器之間建立例如以太網通信或RS-232通信。
[0173] 此外群組（3)能夠借助于運送系統(tǒng)（1)進行移動，因此，群組（3)的前進將借助于 讀取編碼器的脈沖以及將其轉化成的直線距離來計算。或者通過I/O卡從計算機設備（13) 進行脈沖的這種讀取或者通過諸如的DSQC 377 Α/Β之類的編碼器界面從工業(yè)操作 器的控制器來進行讀取。
[0174] 第一工業(yè)操作器（2)將執(zhí)行使得能夠在用于切削群組（3)的至少一個切削點處、 以適當的取向以及以確定的進入角面對包括至少一個分離工具（8)的分離系統(tǒng)的必要的 運動以便執(zhí)行分離。
[0175] 圖1、圖2和圖3示出了本發(fā)明的方法（根據權利要求1和2)的第一實施方式，其 中，觀察到有第一工作區(qū)域（zl)，在該第一工作區(qū)域（zl)中，出于在每次分離后保持切削 坐標的目的，操作者借助于固定器具（5)將群組固定在運送系統(tǒng)（1)上的任何位置中。固定 器具（5)為用來固定鑄造零件（14)的不同基準物的通用器具。這種器具的示例可以是運 送系統(tǒng)上的一組磁化板，操作者在他希望進行磁化/消磁時在這組磁環(huán)板中進行選擇。另 一可能的選項可以是通過供給線中的任一供給線來固定零件的一組卡夾件。固定器具（5) 能夠將群組水平地或如圖16中所描繪的堅直地或成確定角度地固定在運送系統(tǒng)（1)上。
[0176] 也可以觀察到用于獲得上述群組（3)的圖像及其根據本發(fā)明的方法的階段f)至 h)對其進行處理的第一計算機視覺系統(tǒng)（4)，以及第二工作區(qū)域（z2)，第一工業(yè)操作器（2) 可在該第二工作區(qū)域（z2)中工作，該第一工業(yè)操作器（2)根據階段i)中傳送的切削點的 坐標、零件的取向以及進入角來操縱包括用于分離鑄造零件（14)的至少一個分離工具的 分尚系統(tǒng)。
[0177] 在本實施方式中，第一計算機視覺系統(tǒng)（4)布置在第一工作區(qū)域（zl)之后并且第 二工作區(qū)域（z2)之前。借助于固定器具（5)對群組（3)進行固定由操作者手動地執(zhí)行。已 經描繪了第二操作者，該第二操作者在群組一經分離時即將固定器具（5)從鑄造零件（14) 中移除并且將其放置在轉盤式運送器上，該轉盤式運送器將固定器具返回到第一工作區(qū)域 (zl)。
[0178] 圖2和圖3分別描繪了用于固定器具（5)和運送系統(tǒng)（1)的兩個可能的替代性解 決方案。
[0179] 圖4、圖5和圖6示出了本發(fā)明的方法（如權利要求3中所描述）的第二實施方 式，其中，可以觀察到放置有群組（3)的第一工作區(qū)域（zl)，用于獲得上述群組（3)的圖像 并且根據本發(fā)明的方法的階段f)至h)對其進行處理的第一計算機視覺系統(tǒng)（4)以及第一 工業(yè)操作器（2)能夠在其中工作的第二工作區(qū)域（z2)，該第一工業(yè)操作器（2)根據階段i) 中傳送的切削點的坐標、零件的取向以及進入角來操縱包括用于分離鑄造零件（14)的至 少一個分離工具（8)的分離系統(tǒng)。在本實施方式中，群組（3)布置在運送系統(tǒng)（1)上的第 一工作區(qū)域（zl)中，但沒有必要借助于固定器具來固定群組。在這種情況下，運送系統(tǒng)（1) 將群組移動通過第一計算機視覺系統(tǒng)（4)到第三工作區(qū)域（z3)。
[0180] 在本實施方式中，已經設置有構造成將群組（3)從第三工作區(qū)域（z3)移動至第二 工作區(qū)域（z2)以分離鑄造零件（14)的第二工業(yè)操作器（7)。第二操作器（7)將群組以確 定的取向和位置定位在第二工作區(qū)域（z2)中。在這種情況下，第二工作區(qū)域（z2)布置在 運送器（1)的外部。第一計算機視覺系統(tǒng)（4)布置在第一工作區(qū)域（zl)與第三工作區(qū)域 (z3)之間。
[0181] 圖5示出了定位工具￠)，該定位工具（6)允許在分離過程期間將群組定位在第二 工作區(qū)域（z2)中。
[0182] 圖6示出了第一工業(yè)操作器⑵在切削過程期間用作用于緊固群組（3)的緊固元 件的實施方式。
[0183] 圖7、圖8和圖9示出了本發(fā)明的方法（如權利要求4中描述）的第三實施方式， 其中，與第二實施方式中一樣，限定有三個工作區(qū)域，包括第三工作區(qū)域（z3)和第二操作 器（7)，并且其中，用于借助于第一操作器（2)進行分離的第二工作區(qū)域（z2)布置在運送系 統(tǒng)⑴的外部。
[0184] 在這種情況下，已經設置有布置在第一工作區(qū)域（zl)與第三工作區(qū)域（z3)之間 的第二計算機視覺系統(tǒng)（12)，并且第一計算機視覺系統(tǒng)（4)布置在第三工作區(qū)域（z3)與第 二工作區(qū)域（z2)之間，使得由第二操作器（7)從第三工作區(qū)域（z3)移動的群組在于第二 工作區(qū)域（z2)中進行分離之前穿過第一計算機視覺系統(tǒng)（4)。該實施方式使得能夠防止在 分離過程中由于群組的從第三工作區(qū)域（z3)至第二工作區(qū)域（z2)的操作期間的可能的偏 差而產生的錯誤，并且沒有必要將群組（3)以確定的取向和位置放置在第二工作區(qū)域（z2) 中。
[0185] 圖8中示出了在借助于第一計算機視覺系統(tǒng)（4)捕獲群組圖像的過程期間、在計 算分離坐標、取向以及進入角的過程期間以及分離過程期間將群組固定在第二工作區(qū)域 (z2)中的固定器具（5)。
[0186] 圖9示出了第一工業(yè)操作器（2)在借助于第一計算機視覺系統(tǒng)（4)捕獲群組的圖 像的過程期間、在計算分離坐標、取向以及進入角的過程期間以及分離過程期間用作用于 緊固群組（3)的緊固元件的實施方式。
[0187] 圖10示出了本方法（根據權利要求5)的第四實施方式，其中，由位于第二工作區(qū) 域（z2)中的至少一個分離工具（8)形成的分離系統(tǒng)由實心結構或機架（10)支撐，并且第 一工業(yè)操作器（2)操縱抓握工具（9)。
[0188] 與第二實施方式中一樣，限定有三個工作區(qū)域。群組（3)放置在第一工作區(qū)域 (zl)中，并且在第三工作區(qū)域（z3)中，第一工業(yè)操作器（2)抓握群組（3)以將其在分離操 作之前移動至第二工作區(qū)域（z2)。
[0189] 第一計算機視覺系統(tǒng)（4)布置在第一工作區(qū)域（zl)與第三工作區(qū)域（z3)之間。
[0190] 第一工業(yè)操作器（2)將群組（3)以對群組的每次分離而言的適當的取向和確定的 進入角定位在分離系統(tǒng)下方以使分離系統(tǒng)與用于切削群組（3)的切削點排列成行。
[0191] 圖11示出了本方法（根據權利要求6)的第五實施方式，其中，與第四實施方式中 一樣，位于第二工作區(qū)域（z2)中的分離系統(tǒng)（8)由結構支撐，并且三個工作區(qū)域被區(qū)別開 來。
[0192] 在這種情況下，已經設置有布置在第一工作區(qū)域（zl)與第三工作區(qū)域（z3)之間 的第二計算機視覺系統(tǒng)（12)，并且第一計算機視覺系統(tǒng)（4)布置在第三工作區(qū)域（z3)與第 二工作區(qū)域（z2)之間，使得由第一操作器（2)從第三工作位置（z3)移動的群組（3)在于 第二工作區(qū)域（z2)中進行分離之前穿過第一計算機視覺系統(tǒng)（4)，該群組（3)由第一工業(yè) 操作器⑵緊固。
[0193] 該實施方式使得能夠防止在分離過程中由于群組從第三工作區(qū)域至第二工作區(qū) 域（z2)的操作期間的可能偏差而產生的錯誤。
[0194] 圖12示意性地示出了具有附接至兩個二級分支（15b)的相應的側線（15c)的鑄 造零件（14)的一般常規(guī)的群組（3)，所述兩個二級分支（15b)附接至包括澆口杯（15d)的 模子（15)的連接分支（15c)。澆口杯（15d)為一個鑄件的群組（3)中的通用元件，并且可 以用作用于借助于抓握工具（9)所具有的工業(yè)操作器來抓握群組（3)的參照物，而無論權 利要求2、3、4和5中制造的為何種類型的零件（14)--在制造中必需在于第二工作區(qū)域 (z2)中進行分離之前操作群組。
[0195] 圖12示出了由第一計算機視覺系統(tǒng)（4)計算的坐標，以及圖13示出了基于所存 儲的數據的進入角的指定，以便建立關注點。由于該系統(tǒng)適于特定大小和重量限制內的任 何類型的群組（3)，因此其在用于將鑄造零件從它們的群組中分離的過程中涉及了新的靈 活性概念。
[0196] 為了建立切削點，它們的用來定位切削工具的位置借助于第一計算機視覺系統(tǒng) (4)識別，該第一計算機視覺系統(tǒng)（4)將所需區(qū)域的式樣定位在圖像中，并且將其空間坐 標-1-，1-，-2-，-0-傳輸至第一操作器（2)。這些坐標既是位置坐標也是取向坐標。它 們首先會被使得參照第一計算機視覺系統(tǒng)（4)的坐標軸（X、Y、Z)，因此，有必要使基改變以 使它們參照工業(yè)操作器（2)的坐標系（Χ'、Υ'、Ζ'）。
[0197] 此外，根據權利要求2、3和5,沿著運送系統(tǒng)（1)群組（3)的前進必須被加入到該 獲得的值。
[0198] 在切削點處的進入角-a_，g卩，切削工具的傾斜角度，為與每種類型的零件相關 聯(lián)的常量，并且自數據庫中存儲的記錄中獲得。
[0199] 圖14至圖18示出了在搜索切削點的算法之前的步驟。在這些先前的步驟中能夠 采用例如Microsoft paint?之類的任何的圖像處理程序。
[0200] 首先限定用于第一計算機視覺系統(tǒng)（4)的參照系和用于第一工業(yè)操作器（2)的參 照系。
[0201] 第一計算機視覺系統(tǒng)（4)的參照系的軸線的取向將通過校正照相機來限定，由 此，采集圖像時的可能的變形也得以糾正，并且為圖像的每個區(qū)域計算像素毫米等值。
[0202] 用于工業(yè)操作器的坐標系借助于教示來編程。坐標系的選擇可以是任意的，但對 于它們來說便捷的是，與第一計算機視覺系統(tǒng)（4)的坐標系在取向上一致。
[0203] 必需精確地知道分離兩個坐標系的距離X、y、z和它們的角度的取向的差異以便 能夠隨后執(zhí)行基的改變。
[0204] 沒有必要借助于教示為工業(yè)操作器編制任意運動指令，也沒有必要如在需要關于 工業(yè)操作器的運動的先前輸入的其他自動系統(tǒng)中出現(xiàn)的根據不同類型的群組來限定特定 的空間點。
[0205] 通過所描述的本發(fā)明，程序被加載到包括基于參數的運動指令的工業(yè)操作器中， 使得通過圖形界面以及由計算機視覺系統(tǒng)獲得的數據，與位置、速度、工具、點的數目以及 運動的類型相關的信息被發(fā)送到工業(yè)操作器。借助于標準程序，因此可以自主地命令工業(yè) 操作器，使得其適于需執(zhí)行的活動和必須與之一起工作的零件的類型。
[0206] 要被使用的照相機和透鏡取決于諸如工作區(qū)域、所需精確度、工作距離以及所需 連接類型之類的不同的因素。用于該應用的有效的照相機可以是例如具有8mm透鏡的 1280X960的數碼照相機。
[0207] 圖14描繪了自真實群組的第一表面截取的圖像。圖15描繪了自真實群組的第二 表面（與第一表面相反的表面）截取的圖像。
[0208] 在圖14和圖15的情況下，除了形成群組的、已經示意性地在圖12至圖13中示出 的元件之外，也可以觀察到兩個小冒口（16a)和兩個大冒口（16b)，其中，所述兩個小冒口 (16a)中的每一個小冒口均附接至二級分支（15b)中的一個二級分支以及附接至鑄造零件 (14)，所述兩個大冒口（16b)中的每一個大冒口均附接至二級分支（15b)和兩個鑄造零件 (14)。一個或多個鑄造零件（14)也可以附接至諸如側分支（15c)或二級分支（15b)之類 的供給線。圖21描繪了與圖14的群組相類似的群組（3)，但圖21的該群組（3)是不完整 的，即，缺少了鑄造零件中的一個鑄造零件。真實圖像可以通過應用不同的濾波器來處理以 改進其質量并且將負面影響式樣識別的背景標記移除或移除圖像中存在的噪聲。因此獲得 了群組（3)的無噪的、更清晰的經處理的圖像-C-(圖16)。
[0209] 在經處理的圖像-C上，例如、并且根據圖17B至圖17E中所示出的，群組（3)的 之后被用作小冒口（16a)、大冒口（16b)、澆口杯（15d)以及鑄造零件（14)的式樣的那些 部分被選擇，并且作為式樣圖像被單獨地存儲在相應的隨后的數字化文件中，式樣圖像例 如式樣圖像-D2-(將用于在小冒口中找出切削點）、-D3-(將用于在大冒口中找出切削 點）、-D4-(將用于必要時識別將于其中抓握群組的操作區(qū)域）以及-D5-(在零件已經被選 作特別元件的情況下能夠依靠數據庫知道哪個傾斜角度-α -對應于該特別元件或找出切 削點）。
[0210] 隨后執(zhí)行式樣圖像-D2-，-D3-，-D4-中的每一者中的重要參照點的選擇。
[0211] 隨后可以例如通過使用美國德克薩斯州的公司NATIONAL INSTRUMENTS CORPORATION? 的 NI LabWindows?/CVI 的工作環(huán)境來產生圖形界面 以向用戶示出必要的信息。因此，在本文描述的實施方式中，已經創(chuàng)建了一種界面，在該界 面中示出了獲取的圖像和其上的切削點的位置、計算出的每個切削點的坐標、取向以及進 入角。也提供了在用戶不贊同由程序計算的切削點、取向以及進入角的情況下改變切削點、 取向以及進入角的可能性。
[0212] 指示了零件的類型和與該類型的零件相對應的進入角的進入角數據庫可以是例 如由'Wtaidows? "記事本"創(chuàng)建的"· txt"文件。
[0213] 關于圖像的處理，可以使用例如"IMAQ Vision for丨^八/丨丨.丨小州^/(^1"之類 的不同版本的庫或其他更權威的諸如MVTK β HALC0N libraries之類的庫。
[0214] 在這種情況下，已經使用了 "IMAQ Vision for Lab Windows? CVI"庫，其中, 可以直接使用C語言進行編程。最初，在程序啟動時，執(zhí)行一系列功能從而允許程序"學習" 先前存儲的圖像以便隨后能夠在圖像中識別出它們（先前采集的式樣）。此外，配置了一系 列用于搜索式樣的參數作為期望（360° )尋找到的式樣的位置、認為尋找是有效的必然存 在的最小匹配以及能夠被執(zhí)行的迭代數目等
[0215] 當例如借助于光電傳感器檢測到一個零件時，群組的圖像被捕獲并且被處理。為 此，以上提到的在限定式樣中的相同的濾波器被用于移除噪聲并且獲得更清晰的圖像。隨 后執(zhí)行式樣搜索。如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)任何匹配的式樣，則獲得了該式樣的相對于初始式樣的旋 轉、相對于初始式樣的規(guī)模、匹配度、關于已發(fā)現(xiàn)的該式樣所處的位置的信息…。這通過所 有上述的式樣圖像-D2-、-D3-、-D4-、-D5-來執(zhí)行。
[0216] 隨后應用一系列三角函數以獲得最初以毫米限定的相對于計算機識別系統(tǒng)的坐 標系原點的期望的點的坐標。
[0217] 為了提供對每個零件的切削點和取向進行改變的可能性，所述期望的點可以在圖 像上進行選擇、鼠標所具有的坐標可在界面的屏幕上進行選擇，以及其在屏幕上畫出的切 削線的取向當采取在屏幕上點擊時，可在該屏幕上進行選擇。這些數據根據計算機屏幕的 大小來給出。為了改變進入角，操作者通過鍵盤手動地輸入。
[0218] 隨后計算參照了計算機視覺系統(tǒng)的坐標原點并轉換至毫米的坐標。
[0219] 隨后需要使獲得的空間坐標參照至工業(yè)操作器的參照系，將零件的前進考慮在 內。為此，放置在運送系統(tǒng)上的編碼器的脈沖借助于特定卡片來讀??；脈沖隨后根據編碼器 的參數轉換至直線距離；獲得的值被添加到先前的空間坐標，并且最終，基的改變如在先前 的情況下的被執(zhí)行以參照相對于第一工業(yè)操作器（2)的參照系的坐標。
[0220] 為了計算進入角，為每種類型的零件指定名稱，并且隨后運行.txt文件以提取處 對應于定位名稱的進入角。
[0221] 該信息被發(fā)送至工業(yè)操作器的控制器。為此，需要在計算機設備與控制器之間建 立通信。例如，可以使用借助于套接口的TCP協(xié)議下的通信。隨后需要為兩個應用限定共 用幀，在該幀中構造要被發(fā)送的信息。
[0222] 最終，工業(yè)操作器通過接收到的旋轉和進入角來解釋幀并且接近指示點。此外，工 業(yè)操作器根據群組的前進程度在閉環(huán)中修正其位置。
[0223] 圖23示出了出于同時執(zhí)行若干個零件分離的目的的由若干個分離工具（8)形成 的分尚系統(tǒng)。
[0224] 這些工具例如可以是靜態(tài)的，使得每個分離系統(tǒng)對于特定的基準物來說是特定 的。
[0225] 這些工具同樣也可以是動態(tài)分離工具，其設置有馬達和允許它們沿不同方向移動 的移動導引件并且具有外部通信，由此，它們接收要到達的位置。該位置及其取向因此可以 根據所接收的數據來構造，并且因此可以同時執(zhí)行若干個分離。
[0226] 圖24示出了由4個相對于彼此相對運動的分離工具形成的分離系統(tǒng)（8)的可能 的實施方式。
[0227] 貫穿該描述，方向X指的是群組的縱向方向，方向Y指的是在平面中與方向X垂直 的方向，以及方向Z指的是對應于群組的高度的方向。
[0228] 在X軸線上，分離工具（81)和（82)被固定，并且分離工具（83)和（84)被剛性地 附接，因此X3 = X4。
[0229] 另一方面，沿Y方向，分離工具（81)和（82)對稱地移動，使得Y1 = -Y2。對于分 離工具（83)和（84)，發(fā)生相同的情況（Y3 = -Y4)。然而，若群組需要，則Y1可以與Y3不 同。
[0230] 分離工具借助于由齒輪馬達操作的線性螺紋模塊來移動。Y軸線的螺紋模塊允許 兩個分離工具借助于單個馬達進行對稱運動。
[0231] 另一方面，對于在X軸線上運動，已經使用了用作主從模式的兩個線性螺紋模塊， 假定兩個線性螺紋模塊的位置一直都是相同的。
[0232] 每個分離工具（81、82、83、84)的定位借助于PCL來控制。
【權利要求】
1. 一種用于將鑄造零件（14)從借助于鑄造過程獲得的群組中分離的方法，所述群組 (3)包括澆口杯（15d)、通過附接元件（15b、15c)附接至所述群組（3)的鑄造零件（14)以 及供給冒口（16a、16b)，其特征在于，所述方法包括： a) 限定用于第一計算機視覺系統(tǒng)（4)的空間參照系（X、Y、Z)，在借助于分離系統(tǒng)分離 所述鑄造零件（14)所在的第二工作區(qū)域（ζ2)中限定用于第一工業(yè)操作器（2)的空間參照 系（X'、Υ'、Ζ'），并且使所述兩個空間參照系根據分離它們的距離（X、和ζ)和每條軸線的 取向來相互關聯(lián)； b) 研發(fā)用于所述第一工業(yè)操作器（2)的基于通過參數的運動指令的基本編程算法； c) 存儲對應于所述群組的所述鑄造零件（14)、供給線（15a、15b、15c)和所述冒口 (16a、16b)的數據，所述對應于所述群組的所述鑄造零件（14)、供給線（15a、15b、15c)和所 述冒口（16a、16b)的數據包括用于將所述鑄造零件（14)從所述群組（3)中切削的切削點 的數據； d) 將所述群組（3)放置在第一工作區(qū)域（zl)中； e) 借助于所述第一計算機視覺系統(tǒng)（4)獲得所述鑄造群組（3)的圖像； f) 處理在階段e)中由所述第一計算機視覺系統(tǒng)（4)獲得的所述群組的圖像以根據階 段e)的所述圖像的數據和在階段c)中存儲的數據來獲得所述鑄造零件的取向和所述切削 點的坐標； g) 將所述第一計算機視覺系統(tǒng)（4)的所述空間參照系（X、Y、Z)的所述切削點的坐標 和所述零件的所述取向轉換至所述第一工業(yè)操作器（2)的所述空間參照系（X'、Y'、Z'）； h) 基于在計算機設備（13)中的數據庫中所包含的參照進入角值來確定用于分離每個 所述鑄造零件（14)的進入角； i) 將計算出的坐標和取向以及階段h)的所述進入角傳輸至所述第一工業(yè)操作器（2)， 所述第一工業(yè)操作器（2)允許在用于切削所述群組（3)的所述切削點處、以所述適當的取 向以及以所確定的進入角面對包括至少一個分離工具（8)的所述分離系統(tǒng)； j) 將所述群組固定在所述第二工作區(qū)域（z2)中，并且在所述第二工作區(qū)域（z2)中借 助于所述分離系統(tǒng)（8)將每個所述鑄造零件（14)從所述群組（3)中分離。
2. 根據權利要求1所述的用于分離鑄造零件（14)的方法，其中，位于所述第二工作區(qū) 域（z2)中的所述分離系統(tǒng)由所述第一工業(yè)操作器（2)操縱； 并且，階段d)包括借助于固定器具（5)固定所述群組（3)并且借助于運送系統(tǒng)（1)將 所述群組從所述第一工作區(qū)域（zl)移動至所述第二工作區(qū)域（z2)，并且一旦所述群組（3) 已經在階段d)中被放置時執(zhí)行階段e)中的借助于所述第一視覺系統(tǒng)（4)獲得圖像； 并且，所述方法包括從階段e)計算所述群組（3)的前進距離以對階段g)的所述切削 坐標進行更新。
3. 根據權利要求1所述的用于將鑄造零件（14)從群組中分離的方法，其中，位于所述 第二工作區(qū)域（z2)中的所述分離系統(tǒng)由所述第一工業(yè)操作器（2)操縱，所述第二工作區(qū)域 (z2)在所述運送系統(tǒng)（1)外部； 并且，所述方法包括以下階段： k) 在第三工作區(qū)域（z3)中限定用于對抓握工具（9)進行操縱的第二工業(yè)操作器（7) 的空間參照系^"、￥"、2"），并且使所述第二操作器（7)的所述空間參照系^"、￥"、2"）與 所述第一計算機視覺系統(tǒng)（4)的所述空間參照系（X、Y、Z)根據分離它們的距離（xl、yl、 zl)和每條軸線的取向來相互關聯(lián)； l) 存儲對應于抓握元件（15d)的數據，所述對應于抓握元件（15d)的數據包括用于抓 握所述鑄造群組（3)的抓握點的數據和所述群組的表面的數據； 并且，所述方法在階段e)之后且在階段i)之前包括以下階段： m) 處理在階段e)中由所述第一計算機視覺系統(tǒng)（4)獲得的所述群組的圖像以根據階 段e)的所述圖像的數據和在階段1)中存儲的數據來獲得所述群組的取向、所述群組的表 面以及所述抓握點； η)將所述第一計算機視覺系統(tǒng)（4)的所述空間參照系（X、Y、Z)的階段m)的所述抓握 坐標和所述群組的取向轉換至所述第二工業(yè)操作器（7)的所述空間參照系（X"、Y"、Z"）； 〇)將階段m)的所述抓握坐標、所述群組的表面以及所述群組的取向傳輸至所述第二 工業(yè)操作器（7)以通過所述抓握元件（15d)抓握所述群組； P)基于階段η)的坐標借助于所述第二工業(yè)操作器（7)的所述抓握工具（9)根據所述 群組（3)的表面在所述第三工作區(qū)域（ζ3)中抓握和翻轉所述群組； q) 將所述群組（3)定位在所述第二工作區(qū)域（ζ2)上以將所述群組放置于確定的位置 和取向； 并且，所述方法在階段e)之后且在階段g)之前包括以下階段： r) 根據所述群組的表面并參照所述第一計算機視覺系統(tǒng)（4)的所述抓握坐標對所述 切削點的坐標、所述零件的取向以及進入角進行更新； 并且，所述方法包括借助于運送系統(tǒng)將所述群組（3)從所述第一工作區(qū)域（zl)移動至 所述第三工作區(qū)域（z3)，并且，一旦所述群組已經在階段d)中被放置并且在所述第三工作 區(qū)域（z3)中的所述抓握階段p)之前執(zhí)行階段e)中的借助于所述第一計算機視覺系統(tǒng)（4) 獲得圖像，并且，所述方法包括根據在所述運送系統(tǒng)（1)上所述群組（3)的前進對階段η) 的所述抓握坐標進行更新。
4.根據權利要求1所述的用于將鑄造零件（14)從群組中分離的方法，其中，位于所述 第二工作區(qū)域（ζ2)中的所述分離系統(tǒng)由所述第一工業(yè)操作器（2)操縱，所述第二工作區(qū)域 (ζ2)在所述運送系統(tǒng)（1)的外部； 并且，所述方法包括以下階段： kl)在第三工作區(qū)域（ζ3)中限定用于對抓握工具（9)進行操縱的第二工業(yè)操作器（7) 的空間參照系（Χ"、Υ"、Ζ"），限定用于布置在所述第一工作區(qū)域（zl)與所述第三工作區(qū)域 (Z3)之間的第二計算機視覺系統(tǒng)（12)的空間參照系（X"'、Y"'、Z"'），并且使所述兩個參 照系根據分離它們的距離（xl、yl、zl)和每條軸線的取向來相互關聯(lián)； 11)存儲對應于抓握元件（15d)的數據，所述對應于抓握元件（15d)的數據包括用于抓 握所述鑄造群組（3)的抓握點的數據和所述群組的表面的數據； 并且，所述方法在階段d)之后且在階段e)之前包括以下階段： ml)借助于所述第二計算機視覺系統(tǒng)（12)獲得所述鑄造群組（3)的圖像； nl)處理在階段ml)中由所述第二計算機視覺系統(tǒng)（12)獲得的所述群組的圖像以根據 階段ml)的所述圖像的數據和在階段11)中存儲的數據來獲得所述群組的表面、所述群組 的取向以及所述抓握點的坐標； ol)將所述第二計算機視覺系統(tǒng)（12)的所述空間參照系（X"'、Y"'、Z"'）的階段nl) 的所述抓握點的坐標和所述群組的取向轉換至所述第二工業(yè)操作器（7)的所述空間參照 系（X，，、Y，，、Z，，）； Pi)將在階段〇1)中計算出的坐標、所述群組的取向以及所述群組的表面?zhèn)鬏斨了?第二工業(yè)操作器（7)以在所述抓握點處抓握所述群組（3); ql)基于階段〇1)的坐標借助于所述第二工業(yè)操作器（7)的所述抓握工具（9)根據所 述群組（3)的表面在所述第三工作區(qū)域（z3)中抓握和翻轉所述群組； rl)將所述群組（3)以未確定的取向定位在所述第二工作區(qū)域（z2)上； 并且，所述方法包括借助于運送系統(tǒng)（1)將所述群組（3)從所述第一工作區(qū)域（zl)移 動至所述第三工作區(qū)域（z3)，并且，一旦所述群組已經在階段d)中被放置并且在所述第三 工作區(qū)域（Z3)中的所述抓握階段ql)之前執(zhí)行階段ml)中的借助于所述第二計算機視覺 系統(tǒng)（12)獲得圖像，并且，在階段rl)之后且在階段j)的所述分離之前在所述第二工作區(qū) 域（z2)中執(zhí)行階段e)中的借助于所述第一計算機視覺系統(tǒng)（4)獲得圖像，并且，所述方法 包括根據在所述運送系統(tǒng)（1)上所述群組（3)的前進對階段〇1)的所述抓握坐標進行更 新。
5.根據權利要求1所述的用于分離鑄造零件（14)的方法，其中，位于所述第二工作區(qū) 域（z2)中的所述分離系統(tǒng)由結構（10)支撐并且所述第一工業(yè)操作器（2)操縱抓握工具 (9)； 并且，所述方法還包括以下階段： k2)限定用于所述第一工業(yè)操作器（2)的位于所述分離系統(tǒng)的原點處的第二空間參照 系（X，，，、Y，，，、Z，，，）； 12)存儲對應于抓握元件（15d)的數據，所述對應于抓握元件（15d)的數據包括用于抓 握所述鑄造群組（3)的所述抓握點的數據和所述群組的表面的數據； 并且，所述方法在階段e)之后且在階段g)之前包括以下階段： m2)處理在階段e)中由所述第一計算機視覺系統(tǒng)（4)獲得的所述群組的圖像以根據階 段e)的所述圖像的數據和在階段12)中存儲的數據來獲得所述群組的表面、所述群組的取 向以及所述抓握點； n2)將所述第一計算機視覺系統(tǒng)（4)的所述空間參照系（X、Y、Z)的階段m2)的所述抓 握坐標和所述群組的取向轉換至所述第一工業(yè)操作器（2)的所述空間參照系（Χ'、Υ'、Ζ'）； 〇2)將所述抓握坐標、所述群組的表面和所述群組的取向傳輸至所述第一工業(yè)操作器 以通過所述抓握元件（15d)抓握所述群組； P2)基于階段n2)的坐標借助于由所述第一工業(yè)操作器（2)操縱的所述抓握工具（9) 根據所述群組的表面在所述第三工作區(qū)域（z3)中抓握和翻轉所述群組（3); 并且，所述方法在階段g)之后且在階段i)之前包括以下階段： q2)將所述第一工業(yè)操作器（2)的所述空間參照系（X'、Y'、Z'）的所述切削點的坐標、 所述零件的取向以及進入角轉換至參照所述分離系統(tǒng)的所述第一工業(yè)操作器（2)的所述 第二空間參照系（Χ"'、Υ"'、Ζ"'）； 并且，所述方法在階段i)之后且在階段j)之前包括以下階段： r2)根據分離坐標、所述零件的取向以及進入角將用于分離所述群組（3)的分離點在 所述第二工作區(qū)域（z2)中定位在所述分離系統(tǒng)的下方； 并且，所述方法包括借助于運送系統(tǒng)將所述群組（3)從所述第一工作區(qū)域（zl)移動至 所述第三工作區(qū)域（z3)，并且一旦所述群組已經在階段d)中被放置并且在所述第三工作 區(qū)域（z3)中的所述抓握階段p)之前執(zhí)行階段e)中的借助于所述第一計算機視覺系統(tǒng)（4) 獲得圖像，并且，所述方法包括根據在所述運送系統(tǒng)（1)上所述群組（3)的前進對階段n2) 的所述抓握坐標進行更新。
6.根據權利要求1所述的用于分離鑄造零件（14)的方法，其中，位于所述第二工作區(qū) 域（z2)中的所述分離系統(tǒng)由結構（10)支撐，并且所述第一工業(yè)操作器（2)操縱抓握工具； 并且，所述方法還包括以下階段 ： k3)限定用于布置在所述第一工作區(qū)域（zl)與第三工作區(qū)域（z3)之間的第二計算機 視覺系統(tǒng)（12)的空間參照系（X"、Y"、Z")，并且使所述第二計算機視覺系統(tǒng)（12)的所述空 間參照系（Χ"、Υ"、Ζ"）與所述第一工業(yè)操作器（2)的所述空間參照系（Χ'、Υ'、Ζ'）根據分 離它們的距離（xl，yl，zl)和每條軸線的取向來相互關聯(lián)，并且限定用于所述第一工業(yè)操 作器（2)的位于所述分離系統(tǒng)的原點處的第二空間參照系（X"'、Y"'、Z"'）； 13)存儲對應于所述抓握元件（15d)的數據，所述對應于所述抓握元件（15d)的數據包 括用于抓握所述鑄造群組（3)的所述抓握點的數據和所述群組的表面的數據； 并且，所述方法在階段d)之后且在階段e)之前包括以下階段： m3)借助于所述第二計算機視覺系統(tǒng)（12)獲得所述鑄造群組（3)的圖像； n3)處理在階段m3)中由所述第二計算機視覺系統(tǒng)（12)獲得的所述群組的圖像以根據 階段m3)的所述圖像的數據和在階段13)中存儲的數據來獲得所述群組的表面和取向以及 所述抓握點的坐標； 〇3)將所述第二計算機視覺系統(tǒng)（12)的所述空間參照系（X"、Y"、Z"）的所述抓握點的 坐標和所述群組的取向轉換至所述第一工業(yè)操作器（2)的所述空間參照系（X'，Υ'，Ζ'）； Ρ3)將所述抓握坐標、所述群組的表面以及所述群組的取向傳輸至所述第一工業(yè)操作 器（2)以通過所述抓握元件（15d)抓握所述群組； q3)基于階段〇3)的坐標借助于由所述第一工業(yè)操作器（2)操縱的所述抓握工具（9) 根據所述群組（3)的表面在第三工作區(qū)域（z3)中抓握和翻轉所述群組； 并且，所述方法在階段g)之后且在階段i)之前還包括： r3)將所述第一工業(yè)操作器（2)的所述空間參照系（X'，Y'，Z'）的所述切削點的坐 標、所述零件的取向以及進入角轉換至參照所述分離系統(tǒng)的所述第一工業(yè)操作器（2)的所 述空間參照系（X"'，Y"'，Z"'）； 并且，所述方法在階段i)之后且在階段j)之前還包括： s3)根據階段r3)的分離坐標、所述零件的取向以及進入角將用于分離所述群組（3)的 分離點在所述第二工作區(qū)域（z2)中定位在所述分離系統(tǒng)的下方； 并且，所述方法包括借助于運送系統(tǒng)（1)將所述群組（3)從所述第一工作區(qū)域（zl)移 動至所述第三工作區(qū)域（z3)，并且，一旦所述群組已經在階段d)中被放置并且在所述第三 工作區(qū)域（z3)中的所述抓握階段（q3)之前執(zhí)行階段m3)中的借助于所述第二計算機視 覺系統(tǒng)（12)獲得圖像，并且，在階段q3)之后且在階段j)的分離之前在所述第二工作區(qū)域 (z2)中執(zhí)行階段e)中的借助于所述第一計算機視覺系統(tǒng)（4)獲得圖像，并且，所述方法包 括根據在所述運送系統(tǒng)（1)上所述群組（3)的前進對階段〇3)的所述抓握坐標進行更新。
7. 根據前述權利要求中任一項所述的將鑄造零件（14)從群組中分離的方法，其中，所 述方法包括：在所述數據傳輸階段i)之前，由操作者對每個零件的切削坐標和取向以及所 述切削工具的進入角做出修改。
8. 根據前述權利要求中任一項所述的將鑄造零件（14)從群組中分離的方法，其中，所 述分離系統(tǒng)包括允許在單一操作中分離若干個零件的多于一個的分離工具（8)。
9. 根據權利要求8所述的方法，其中，所述分離系統(tǒng)包括動態(tài)分離工具，所述動態(tài)分離 工具包括允許所述動態(tài)分離工具以不同的自由度運動的附加元件。
【文檔編號】G05B19/418GK104114304SQ201180076372
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2011年12月12日 優(yōu)先權日:2011年12月12日
【發(fā)明者】赫蘇斯·瑪利亞·洛佩斯岡薩雷斯, 馬伊泰·安德烈斯阿朗索, 豪爾赫·阿門蒂亞奧爾蒂斯, 葛卡·杜羅羅德里格斯, 喬斯·佩雷斯拉拉扎巴爾, 迪奧尼西奧·德爾波佐羅約, 胡安·馬努埃爾·佩德雷羅伊尼格斯, 帕特里西亞·卡巴萊羅歐吉扎, 歐伊哈恩·貝羅基蘇維里, 瓦倫丁·科拉多希門尼斯 申請人:Tecnalia研究與創(chuàng)新基金