Procedimiento y dispositivo para localizar un punto de recogida de un objeto en una instalación.

Procedimiento para establecer una posición de tolerancia (Ta-c) de un punto de recogida (6),

que difiere de una posición nominal (Sa-c), de un objeto (4a-c) que reposa en una instalación (2) y debe ser recogido por un medio de transporte (8), en el que:

- se aplica al objeto (4a-c) una marca de identificación (14a-c) en una posición relativa conocida (Ra-c) con relación al punto de recogida (6),

- una instalación de cálculo (18) establece, con base en un dispositivo de localización (16) dispuesto en la instalación (2), una posición tridimensional (La-c) de la marca de identificación (14a-c) en la instalación,

- a partir de la posición tridimensional (La-c) y de la posición relativa (R), la instalación de cálculo (18) establece la posición de tolerancia (Ta-c),

caracterizado porque

- el dispositivo de localización (16) establece un perfil de altura (38) mediante mediciones unidimensionales de la distancia (d) entre sí mismo y la marca de identificación (14a-c),

- la marca de identificación (14a-c) presenta un trazado de contorno (39) orientado en la dirección (34) de la distancia (d) a medir, con el objeto (4a-c) reposando en la posición nominal (Sa-c), y

- la instalación de cálculo (18) establece la posición tridimensional (La-c) con base en el perfil de altura (38).

Procedimiento y dispositivo para localizar un punto de recogida de un objeto en una instalación.

En instalaciones técnicas se impone con frecuencia la tarea de recoger mediante un medio de transporte un objeto que reposa en la instalación. Para esto el objeto dispone de un â?" o normalmente también varios â?" punto (s) de recogida, en el (los) que el medio de transporte puede recoger el objeto. En especial si esta recogida tiene que 5 realizarse automáticamente, es necesario establecer la posición tridimensional exacta del punto de recogida.

A continuación se quiere citar como ejemplo de una instalación una instalación EAF (Electric Arc Furnace â?" horno de arco eléctrico) . El objeto es un cesto de chatarra que puede llenarse con chatarra de acero a fundir, que reposa por ejemplo sobre un transbordador de chatarra, por ejemplo un vehículo sobre raíles, o sobre otro punto de entrega. El medio de transporte es una grúa de carga. Los puntos de recogida son después pivotes de transporte sobre el cesto 10 de chatarra, en los que engrana la grúa de carga con unos ganchos de transporte correspondientes como medios de recogida, para elevar y transportar el cesto de chatarra.

La recogida del cesto de chatarra desde un transbordador de chatarra u otro punto de entrega mediante la grúa de carga es un paso del proceso de carga. Se conoce llevar a cabo este proceso manualmente por medio de un operador de grúa y sin automatización ni técnica de medición. Esto se realiza mediante un mando a distancia, es 15 decir, mediante un manejo a distancia desde el suelo de la instalación o mediante manejo con pupitre desde el punto de observación del horno, o bien de forma móvil desde una cabina de grúa. El manejo se realiza con ello siempre por la vista mediante el operador de grúa, por ejemplo mediante control óptico directo o, basándose en una cámara, mediante la observación de una imagen de vídeo real. Aquí no se necesita determinar la posición del cesto de chatarra, respectivamente de su punto de recogida. 20

A continuación sería deseable una carga de chatarra automática en un horno de arco eléctrico. Aquí se ha abordado entre otras cosas la recogida automatizada de cestos de chatarra mediante la grúa de carga, el transporte automático de cestos de chatarra mediante la grúa de carga hasta el horno de arco eléctrico, la carga automática en el recipiente de horno así como el transporte de vuelta automatizado del cesto de chatarra hasta el transbordador de chatarra o hasta otro punto de entrega. La presente invención se ocupa aquí solamente de un problema parcial de 25 este campo, precisamente la determinación de la posición tridimensional real del punto de recogida del cesto de chatarra. La posición tridimensional establecida puede alimentarse después por ejemplo al control de la grúa de carga, que puede después acercarse automáticamente a la posición correspondiente, para recoger con precisión el cesto de chatarra.

Las tarea podría resolverse por ejemplo mediante un escaneado láser en 3D o una vigilancia mediante cámara en 30 tiempo real de la instalación, o bien una combinación de ambos métodos. Un sistema de este tipo debería instalarse en la instalación, para establecer la posición real del punto de recogida, por ejemplo en un sistema de coordenadas fijo de la instalación. Para esto se necesitan hardware y mediciones complejos (escáner láser en 3D) o una compleja valoración de imágenes con un caro hardware especial (valoración de imágenes de cámara) . Una solución de este tipo sería por lo tanto compleja y cara. 35

De los documentos EP 1519372 A2 y DE 21 2009 00 055 UI se conocen procedimientos para determinar posiciones, que representan también soluciones complejas.

La invención parte de las siguientes premisas: en el o al menos poco antes del momento de la recogida del objeto mediante el medio de transporte, el objeto reposa en la instalación. En la instalación está prefijada una posición nominal para el objeto. Por ejemplo un transbordador guiado sobre raíles, que soporta un cesto de chatarra, hace 40 contacto con un amortiguador de choques del sistema de raíles instalado fijamente en una posición conocida. La geometría del transbordador y del cesto de chatarra es conocida y de este modo la posición de los puntos de recogida. Si el objeto se encontrase exactamente en la posición nominal, se conocería directamente la posición tridimensional de los puntos de recogida en la instalación. Sin embargo, a causa de diferentes circunstancias el objeto no reposa en la práctica exactamente en la posición nominal, sino en una posición de tolerancia que difiere de 45 ésta dentro de ciertos límites. Por ejemplo el cesto de chatarra está elevado un par de centímetros a causa de la chatarra situada debajo y el transbordador de chatarra está desplazado un par de centímetros a lo largo de los raíles. Esta posición de tolerancia real debe establecerse aquí lo más exactamente posible.

La tarea de la invención consiste en indicar un procedimiento mejorado y un dispositivo para establecer la posición de tolerancia del punto de recogida del objeto. 50

La tarea es resuelta con relación al procedimiento mediante un procedimiento conforme a la reivindicación 1, para establecer una posición de tolerancia de un punto de recogida de un objeto. El objeto reposa en una instalación y debe ser recogido en el punto de recogida por un medio de transporte. Para la posición de tolerancia existe una posición nominal conocida. Normalmente la posición de tolerancia difiere de la posición nominal.

Conforme a la invención se aplica al objeto una marca de identificación. La posición relativa de la marca de identificación con relación al punto de recogida â?" y normalmente también al objeto en sí â?" es con ello conocida. Una instalación de cálculo establece a continuación, con base en un dispositivo de localización dispuesto en la instalación, una posición tridimensional de la marca de identificación en la instalación, es decir, en un sistema de coordenadas de instalación fijo en la instalación. A partir de la posición tridimensional establecida y de la posición 5 relativa conocida, la instalación de cálculo estable a continuación la posición de tolerancia, es decir, la posición de localización real del punto de recogida en la instalación, respectivamente en el sistema de coordenadas de instalación.

La posición de tolerancia real del punto de recogida puede transmitirse a continuación, por ejemplo, a un control automático del medio de transporte que también se orienta con el sistema de coordenadas de instalación, para que 10 éste pueda aproximarse adecuadamente al punto de recogida y recoger el objeto en el punto de recogida, con sus medios de recogida, lo más precisamente posible.

Por lo tanto, conforme a la invención mediante un dispositivo de localización no se localiza directamente el propio punto de recogida, sino la marca de identificación. Al contrario que el punto de recogida, que bajo ciertas circunstancias es difícil de localizar, la marca de identificación puede configurarse de la manera que se quiera. En 15 especial el dispositivo de localización y la marca de identificación pueden configurarse de forma especialmente favorable como sistema, para hacer posible una localización de forma exacta y sencilla. Por ejemplo un pivote de recogida cilíndrico, metálico, a menudo muy sucio de un cesto de chatarra como punto de recogida es más difícil de localizar mediante un dispositivo de localización que una marca de identificación claramente definida, limpia, diseñada especialmente con esta finalidad y ajustada al dispositivo de localización. La invención causa primero una 20 aparente complejidad añadida, precisamente mediante la instalación adicional, respectivamente el rodeo de localización por la marca de identificación. Sin embargo, mediante la localización de la marca de identificación, bastante simplificada y posible de forma precisa, se consigue en conjunto una ventaja, ya que puede utilizarse en especial un dispositivo de localización bastante más sencillo y económico.

El dispositivo de localización mide conforme a la invención una distancia entre él y la marca de identificación. La 25 instalación de cálculo establece después la posición tridimensional de la marca de identificación, con base en la distancia. Las mediciones de distancia son especialmente fáciles de materializar en comparación con por ejemplo un tratamiento de imágenes digital de una imagen de cámara. Normalmente son suficientes unas operaciones aritméticas sencillas después del haz de rayos, etc. De este modo sólo se precisa una instalación de cálculo sencilla y con una potencia relativamente reducida.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para establecer una posición de tolerancia (Ta-c) de un punto de recogida (6) , que difiere de una posición nominal (Sa-c) , de un objeto (4a-c) que reposa en una instalación (2) y debe ser recogido por un medio de transporte (8) , en el que:

- se aplica al objeto (4a-c) una marca de identificación (14a-c) en una posición relativa conocida (Ra-c) con 5 relación al punto de recogida (6) ,

- una instalación de cálculo (18) establece, con base en un dispositivo de localización (16) dispuesto en la instalación (2) , una posición tridimensional (La-c) de la marca de identificación (14a-c) en la instalación,

- a partir de la posición tridimensional (La-c) y de la posición relativa (R) , la instalación de cálculo (18) establece la posición de tolerancia (Ta-c) , 10

caracterizado porque

- el dispositivo de localización (16) establece un perfil de altura (38) mediante mediciones unidimensionales de la distancia (d) entre sí mismo y la marca de identificación (14a-c) ,

- la marca de identificación (14a-c) presenta un trazado de contorno (39) orientado en la dirección (34) de la distancia (d) a medir, con el objeto (4a-c) reposando en la posición nominal (Sa-c) , y 15

- la instalación de cálculo (18) establece la posición tridimensional (La-c) con base en el perfil de altura (38) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que una unidad de detección (26) , contenida en el dispositivo de localización (16) y que mide la distancia (d) , se mueve con relación al objeto en reposo (4a-c) .

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que la unidad de detección (26) se mueve a lo largo de una recta (27) . 20

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que una marca de identificación (14a-c) que presenta una superficie base plana (20) se aplica de tal modo al objeto que, en el caso de un objeto (4a-c) que repose en la posición nominal (Sa-c) , la superficie base (20) está orientada en paralelo a la recta (27) .

5. Procedimiento según la reivindicación 3 ó 4, en el que la distancia (d) se mide a lo largo de una dirección (34) perpendicular a la recta (27) . 25

6. Dispositivo para establecer una posición de tolerancia (Ta-c) de un punto de recogida (6) , que difiere de una posición nominal (Sa-c) , de un objeto (4a-c) que reposa en una instalación (2) y debe ser recogido por un medio de transporte (8) , con:

- una marca de identificación (14a-c) que puede aplicarse en una posición relativa conocida (R) con relación al punto de recogida (6) , 30

- una instalación de cálculo (18) que establece, con base en un dispositivo de localización (16) dispuesto en la instalación (2) , una posición tridimensional (La-c) de la marca de identificación (14a-c) en la instalación (2) y que establece, a partir de la posición tridimensional (La-c) y de la posición relativa (R) , la posición de tolerancia (Ta-c) ,

caracterizado porque 35

- el dispositivo de localización (16) contiene un aparato de medición de distancia como parte al menos de la unidad de detección (26) , que establece unidimensionalmente una distancia (d) entre sí mismo y la marca de identificación (14a-c) ,

- el dispositivo de localización (16) es adecuado para establecer un perfil de altura (38) mediante mediciones unidimensionales de la distancia (d) entre sí mismo y la marca de identificación (14a-c) , 40

- la marca de identificación (14a-c) presenta un trazado de contorno (39) orientado en la dirección (34) de la distancia (d) a medir, con el objeto (4a-c) reposando en la posición nominal (Sa-c) , y

- la instalación de cálculo (18) es adecuada para establecer la posición tridimensional (La-c) con base en el perfil de altura (38) .

7. Dispositivo según la reivindicación 6, en el que el trazado de contorno (39) está formado por una superficie base (20) y al menos un elemento estructural (22a-c) contorneado con respecto a la misma.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 a 7, en el que al menos una región de la marca de identificación 5 (14a-c) presenta un trazado de contorno (39) constante, con relación a diferentes posiciones de tolerancia (Ta-c) en la dirección de la distancia (d) a medir.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 a 8, en el que al menos una región de la marca de identificación (14a-c) presenta un trazado de contorno (39) diferente, con relación a diferentes posiciones de tolerancia (Ta-c) en la dirección de la distancia (d) a medir. 10

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 a 7, en el que la instalación de cálculo (18) es un control con memoria programable.