Titelaufnahme

Titel
Optisch gesteuerte Werkzeugmaschine / von Christian Bauer
VerfasserBauer, Christian
Begutachter / BegutachterinKittl, Burkhard
Erschienen2010
UmfangVII, 117 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2010
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Hintergrunderkennung / Blobsuche / Tiefenentzerrung / Kamerabildentzerrung / Triangulation / Stereoskopie / Schwenk- Neigegerät / Werkzeugmaschine / Framegrabber
Schlagwörter (EN)backgrounddetection / blobsearch / deepequalisation / camerapictureequalisation / triangulation / stereoskopy / pan- tilddevice / machinetool / framegrabber
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-41046 Persistent Identifier (URN)
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Optisch gesteuerte Werkzeugmaschine [13.45 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Ziel dieser Diplomarbeit war es, eine Werkzeugmaschine im Rahmen eines mit 70.000,- Euro dotierten Forschungsprojekts der Fachhochschule Wels, Abteilung Automatisierungstechnik mit ausschließlich optischen Hilfsmitteln (Kameras) anzusteuern, basierend auf einer unmittelbaren Umsetzung der Maschinengreifarmbewegungen durch entsprechende Handbewegungen des Bearbeiters eines Werkstückes in Echtzeit. Dieses Forschungsprojekt stellte zumindest in Europa eine komplette Neuentwicklung dar, da die bisherige Entwicklung von Robotern und Werkzeugmaschinen ausschließlich in der starren Programmierung der Maschine für eine spezielle und unveränderliche Anwendung mündete. Der große Nachteil dieser bisherigen Forschungen liegt in der für jede neue Anwendung jeweils erforderlichen aufwendigen Neuprogrammierung, was mit hohen zusätzlichen Kosten- und Zeitaufwand verbunden ist. Das Ziel des ggst. Forschungsprojekt war daher, unterschiedliche Werkstücke und Anwendungsmodelle bearbeiten zu können, ohne jedes Mal einen hohen Programmieraufwand für die Bearbeitungsänderung in Kauf nehmen zu müssen. Beim konkreten Forschungsprojekt musste der gesamte Aufbau und die Konfiguration der Kameras, das einwandfreie Zusammenspiel mit der Werkzeugmaschine und dem jeweiligen Werkstück und deren Programmierung entwickelt werden. Zusätzlich musste auch das Konzept für die gesamte Umsetzung ausgearbeitet werden, worin auch die Planung zur Fortführung und Weiterentwicklung dieses Forschungsprojektes beinhaltet ist.

Ausgehend von den Platzproblemen, die aus dem geringen verfügbaren Platz zwischen Maschine und Werkstück resultierten und Problemen im Hinblick auf die Lösung einer möglichen Werkzeugbearbeitbarkeit von sämtlichen Seiten, musste u.a. auch die Befestigungsart des Materials auf einem Drehtisch ersonnen werden. Genauso umfangreich waren die Schwierigkeiten mit der vorhandenen Werkzeugmaschine, die erstens nicht in jede gewünschte Lage geführt werden konnte und in einigen Fällen ausserdem umständliche Zusatzbewegungen benötigte, um bestimmte Positionen zu erreichen.

Zusammenfassung (Englisch)

The goal of this expensive 70,000 Euro research project of the Fachhochschule Wels, Automation Engineering Department, was to control a machine tool using only optical methods (optical cameras) in a real time implementation. This research project is unique in Europe and represents a new application of controlling a machine directly with a signal hand (coordinate pointer).

Previously it was possible only through rigid programming, whereby there was no option to modify the program during the work. The major disadvantage of this kind of programming is that much time and money is required to change code or to program new code. The intention of this research project was to allow different work elements to be adjusted without changing the program. This project includes work on the implementation of the whole structure, the configuration of the cameras, and the development of an optimal interaction between the machine tool and the work piece through programming.

In addition it was necessary to find a concept for converting the entire research project including future work and the project continuation. Starting with problems concerning the space between workpart and machine, there were problems to turn the workpart correctly to process it, as well as difficulties fixing the workpiece on the turn table. Additionally there was a problem moving the machine correctly to the special point required to tool the workpart, because the machine tool itself often acted as a physical barrier. There were extensive problems steering the machine as good as the hand could be moved with the coordinate-"pointer" on it. Sometimes this resulted in additional movements of the machine tool or, in some instances, it was completely impossible to control the machine. The movement of the machine should run precisely, free from error and without overlapping between the picture of the pointer and the picture of the person. Being precise was a major challenge and a high definition picture was needed to increase the resolution of the recording the movement. Therefore it was necessary to use more than one or two cameras (for stereovision). To reduce the possibility of finding a wrong blob was also important. This could happen when you took a white shirt into the field of vision of the camera. On the other hand it is a good approach to check the contrast at its highest point. This thesis describes a solution of sorting out this problem.