DE102010022357B4

DE102010022357B4 - Roboteranordnung zum Aufnehmen von Gegenständen und Ablegen der Gegenstände in Behälter

Info

Publication number: DE102010022357B4
Application number: DE102010022357.3A
Authority: DE
Inventors: Kazunori Ban; Ichiro Kanno; Fumikazu Warashina; Masafumi OOBA
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2014-07-24
Anticipated expiration: 2030-06-02
Also published as: DE102010022357A1; JP2010280010A; US8014899B2; JP4621789B2; US20100305754A1

Abstract

Roboteranordnung zum Befördern eines Gegenstands, die geeignet ist, effektiv einen Gegenstand in einem Behälter aufzunehmen, der durch einen Förderer befördert wird, indem ein Roboter verwendet wird. Ein Behälter-Erfassungsteil misst die Schattenverteilung eines Bildes einer jeden Aufnahmezelle basierend auf einem Erfassungsergebnis des Behälters, erfasst den Aufnahmezustand jeder Zelle und speichert das Erfassungsergebnis jeder Zelle. Ein informationsverwaltendes Teil einer Steuerung eines stromaufwärtigen Roboters erhält Informationen von einem Behälter-Erfassungsteil einer Steuerung eines stromabwärtigen Roboters und erzeugt dann Informationen betreffend die Aufnahmezelle. Ein informationsverwaltendes Teil überprüft die Zelleninformationen, die verarbeitet werden sollen, und übermittelt nur dann die Zelleninformationen an ein aufgabeausführendes Teil, wenn kein Gegenstand in der entsprechenden Zelle angeordnet ist. Das aufgabeausführende Teil steuert den Roboter derart, dass ein Gegenstand in der ausgewählten Zelle basierend auf der Zellinformation angeordnet wird.

Description

Verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Erfindung beansprucht die Priorität einer japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-133302 , die am 2. Juni 2009 eingereicht wurde, wobei deren Inhalt hierin durch Bezugnahme vollumfänglich aufgenommen ist.
Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Roboteranordnung zum Befördern von Gegenständen, die einen Roboter verwendet.
2. Beschreibung des damit verwandten Stands der Technik
Da eine aus dem Stand der Technik bekannte Roboteranordnung zum Befördern einen Industrieroboter und einen Vision-Sensor hat, ist eine Anordnung bekannt, die eine Vielzahl von Robotern umfasst, die entlang eines Förderwegs eines Förderers angeordnet sind. Die Roboter sind dazu ausgebildet, einen Gegenstand zu greifen, der von dem Förderer befördert wird, und den Gegenstand von dem Förderer zu einer anderen Position oder zu einem anderen Verfahren zu transportieren. Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP 2007-030087 A offenbart eine Anordnung zum Erfassen eines Gegenstands an einem Förderer, indem ein optischer Sensor (Vision-Sensor) verwendet wird, und zum Handhaben des ermittelten Gegenstands, indem eine Vielzahl von Robotern verwendet wird. In dieser Anordnung beurteilt jeder Roboter basierend auf Informationen, die die Position des Gegenstands und die Anzahl von Gegenständen betreffen, die gehandhabt werden sollen, ob der Roboter den ermittelten Gegenstand handhaben kann oder nicht. Wenn ein Roboter zu dem Ergebnis kommt, dass der Roboter einen Gegenstand nicht handhaben kann, so überträgt der Roboter die Informationen bzgl. des Gegenstands an einen weiteren Roboter an seiner stromabwärtstigen Seite, und der Roboter auf der stromabwärtigen Seite handhabt den Gegenstand. Mit anderen Worten wendet die Erfindung der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung JP 2007-030087 A eine verteilte Steuerung an, wobei jede Roboter-Steuerung bestimmt, welcher Gegenstand von den ermittelten Gegenständen durch den jeweiligen Roboter gehandhabt werden soll.
Andererseits offenbart die internationale Veröffentlichung WO 2004/113030 A1 eine zentrale Steuerung, wobei ein Computer den Handhabungsvorgang mit einer Vielzahl von Robotern lenkt.
Obwohl die Gegenstände, die in den vorstehenden Dokumenten gehandhabt werden sollen, einzelne Gegenstände sind, kann die vorstehende Technik auf eine Anordnung angewandt werden, in der ein Gegenstand in einem Behälter aufgenommen ist, der durch einen Förderer befördert wird. Jedoch treten die nachfolgenden Probleme auf, wenn die vorstehende Technik auf eine Anordnung angewandt wird, bei der ein Behälter auf einem Förderer eine Vielzahl von Aufnahmebereichen für einen Gegenstand hat, wenn zumindest einer der Aufnahmebereiche bereits durch den Gegenstand besetzt ist.
Es ist notwendig, jeden aufnehmenden Bereich als einen Behälter zu erfassen. Jedoch ist es im Gegensatz zur Erfassung jedes einzelnen Gegenstands nicht einfach, jeden aufnehmenden Bereich in einem Behälter zu erfassen. In vielen Fällen wird jeder aufnehmende Bereich durch eine einfache Abteilung innerhalb eines verhältnismäßig großen Behälters definiert. Wenn ein Bild, das von einer als ein Sensor verwendeten Kamera erhalten wird, verarbeitet wird, ist das Merkmal des Bildes wahrscheinlich nicht ausreichend (d. h. eine falsche Erfassung oder Fehlerfassung kann auftreten). In einem anderen Fall wird keine Abteilung verwendet und die aufnehmenden Bereiche sind begrifflich definiert (z. B. ist eine Vielzahl von Gegenständen in einem Behälter in einer „M-langen, N-breiten” Konfiguration positioniert). In einem solchen Fall ist es sehr schwer, jeden Aufnahmebereich mittels eines Sensors zu erfassen.
Selbst wenn jeder Bereich, ohne ein Mittel zum Überprüfen, ob jeder Bereich durch einen Gegenstand besetzt ist oder nicht, ermittelt werden kann, kann ein Roboter einen Gegenstand in einem Aufnahmebereich positionieren, in dem bereits ein anderer Gegenstand positioniert worden ist. Um einen solchen Fall zu vermeiden, kann ein Bediener von Hand eingeben, welcher Bereich durch einen Gegenstand besetzt ist. Jedoch ist dies im Hinblick auf eine Arbeitseinsparung nachteilig. Als solches ist eine Anordnung, in der ein Behälter eine Vielzahl von Bereichen für einen Gegenstand hat, schwierig in einer praktischen Anwendung umzusetzen.
Zusammenfassung der Erfindung
Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Roboteranordnung zum Befördern eines Gegenstands bereitzustellen, die geeignet ist, wirksam einen Gegenstand in einem Behälter aufzunehmen, der von einem Förderer befördert wird, indem ein Roboter verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Roboteranordnung zum Befördern eines Gegenstands bereitgestellt, die aufweist: einen Förderer, der dazu ausgebildet ist, einen Behälter zu befördern, der eine Vielzahl von Aufnahmezellen hat, in denen ein Gegenstand positioniert ist; eine Vielzahl von mechanischen Robotereinheiten, die entlang einer Förderrichtung des Förderers angeordnet sind; eine Vielzahl von Robotersteuerungen, die mittels eines Kommunikationsteils miteinander verbunden sind, wobei jede Robotersteuerung dazu ausgebildet ist, eine jeweilige mechanische Robotereinheit zu steuern; und einen Sensor, der auf der stromaufwärtigen Seite der Förderrichtung des Förderers relativ zu einer mechanischen Robotereinheit am stromaufwärtigen Ende der Förderrichtung positioniert ist, wobei der Sensor dazu ausgebildet ist, die Position oder Position-Orientierung des Behälters, der von dem Förderer befördert wird, und einen Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter zu erfassen, d. h., ob der Gegenstand in jeder Aufnahmezelle des Behälters aufgenommen ist oder nicht, wobei die Robotersteuerung dazu ausgebildet ist, die mechanische Robotereinheit basierend auf dem Erfassungsergebnis des Sensors zu aktivieren, um den Gegenstand in dem Behälter anzuordnen, wobei: wenigstens eine Robotersteuerung, die unter der Vielzahl mechanischer Robotereinheiten der mechanischen Robotereinheit am stromaufwärtigen Ende entspricht, ein informationsverwaltendes Teil aufweist, das dazu ausgebildet ist, zuvor die Position oder die Position-Orientierung jeder aufnehmenden Zelle in dem Behälter zu speichern und basierend auf der gespeicherten Position oder Position-Orientierung der Vielzahl von aufnehmenden Zellen in dem Behälter, der Position oder Position-Orientierung des Behälters, die von dem Sensor erhalten wurde, und auf dem Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter Informationen betreffend die Aufnahmezelle zu berechnen, die die Position oder Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle relativ zu dem Förderer und den Aufnahmezustand jeder Aufnahmezelle umfassen, und die Informationen bezüglich des Aufnahmezustands der Aufnahmezelle zu aktualisieren, wenn die korrespondierende mechanische Robotereinheit einen Gegenstand in der Aufnahmezelle angeordnet hat, wobei eine Robotersteuerung, die einer anderen mechanischen Robotereinheit entspricht als der mechanischen Robotereinheit am stromaufwärtigen Ende, ein Annahmeteil aufweist, das dazu ausgebildet ist, die Informationen bezüglich der aufnehmenden Zelle von einer Robotersteuerung einer benachbarten mechanischen Robotereinheit auf der stromaufwärtigen Seite, über das Kommunikationsteil, in Synchronisation mit der Förderbewegung des Förderers anzunehmen, wobei eine Robotersteuerung, die einer anderen mechanischen Robotereinheit entspricht als der mechanischen Robotereinheit am stromabwärtigen Ende, ein Übermittlungsteil aufweist, das dazu ausgebildet ist, die Informationen betreffend die Aufnahmezelle über das Kommunikationsteil in Synchronisation mit der Förderbewegung des Förderers an eine Robotersteuerung einer benachbarten mechanischen Robotereinheit auf der stromabwärtigen Seite zu übermitteln, und wobei jede Robotersteuerung, die jeder der Vielzahl von mechanischen Robotereinheiten entspricht, ein Steuerteil aufweist, das dazu ausgebildet ist, basierend auf den Informationen betreffend die Aufnahmezelle die jeweilige mechanische Robotereinheit zu steuern, um so einen Gegenstand in einer aufnehmenden Zelle unter Bezugnahme auf die Informationen betreffend die Aufnahmezelle anzuordnen, wenn die Aufnahmezelle nicht von einem Gegenstand besetzt ist.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Roboteranordnung zum Befördern eines Gegenstands bereit, die aufweist: einen Förderer, der dazu ausgebildet ist, einen Behälter zu befördern, der eine Vielzahl von Aufnahmezellen hat, in denen ein Gegenstand positioniert ist; eine Vielzahl von mechanischen Robotereinheiten, die entlang einer Förderrichtung des Förderers positioniert sind; eine Vielzahl von Robotersteuerungen, die miteinander mittels eines Kommunikationsteils verbunden sind, wobei jede Robotersteuerung dazu ausgebildet ist, die jeweilige mechanische Robotereinheit zu steuern; und einen Sensor, der auf der stromaufwärtigen Seite der Förderrichtung des Förderers relativ zu einer mechanischen Robotereinheit am stromaufwärtigen Ende der Förderrichtung positioniert ist, wobei der Sensor dazu ausgebildet ist, die Position oder Position-Orientierung des Behälters, der durch den Förderer gefördert wird, und einen Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter zu erfassen, d. h., ob der Gegenstand in jeder Aufnahmezelle des Behälters aufgenommen ist oder nicht, wobei die Robotersteuerung dazu ausgebildet ist, die mechanische Robotereinheit basierend auf dem Erfassungsergebnis des Sensors zu aktivieren, um den Gegenstand in dem Behälter anzuordnen, wobei: jede Robotersteuerung, die jeder der Vielzahl von mechanischen Robotereinheiten entspricht, ein informationsverwaltendes Teil aufweist, das dazu ausgebildet ist, die Position oder die Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle in dem Behälter zuvor zu speichern und basierend auf der gespeicherten Position oder Position-Orientierung der Vielzahl der Aufnahmezellen in dem Behälter, auf der Position oder der Position-Orientierung des Behälters, die von dem Sensor erhalten wird, und auf dem Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter Informationen betreffend die Aufnahmezelle zu berechnen, welche die Position oder die Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle relativ zu dem Förderer und den Aufnahmezustand jeder Aufnahmezelle umfassen, und die Informationen bezüglich des Aufnahmezustands der Aufnahmezelle zu aktualisieren, wenn die korrespondierende mechanische Robotereinheit einen Gegenstand in der Aufnahmezelle angeordnet hat, wobei eine Robotersteuerung, die einer anderen mechanischen Robotereinheit entspricht als der mechanischen Roboter- einheit am stromaufwärtigen Ende, ein Annahmeteil aufweist, das dazu ausgebildet ist, Informationen von einer Robotersteuerung einer benachbarten mechanischen Robotereinheit auf der stromaufwärtigen Seite über das Kommunikationsteil in Synchronisation mit der Förderbewegung des Förderers anzunehmen, welche die Position oder die Position-Orientierung des Behälters und den Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter umfassen, wobei eine Robotersteuerung, die einer anderen mechanischen Robotereinheit entspricht als der mechanische Robotereinheit am stromabwärtigen Ende, ein Übermittlungsteil aufweist, das dazu ausgebildet ist, die Informationen, welche die Position oder die Position-Orientierung des Behälters und den Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter umfassen, an eine Robotersteuerung einer benachbarten mechanischen Robotereinheit auf der stromabwärtigen Seite über das Kommunikationsteil in Synchronisation mit der Förderbewegung des Förderers zu übermitteln, und wobei jede Robotersteuerung, die jeder der Vielzahl von mechanischen Robotereinheiten entspricht, ein Steuerteil aufweist, das dazu ausgebildet ist, Informationen bezüglich der Aufnahmezelle basierend auf der Position oder der Position-Orientierung jeden Aufnahmezelle in dem Behälter basierend auf der Position oder Position-Orientierung des Behälters und basierend auf dem Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter zu berechnen und die jeweilige mechanische Robotereinheit basierend auf der Information betreffend die Aufnahmezelle zu steuern, um einen Gegenstand in einer Aufnahmezelle unter Bezugnahme auf die Informationen betreffend die Aufnahmezelle anzuordnen, wenn die Aufnahmezelle nicht von einem Gegenstand besetzt ist.
Vorzugsweise übermittelt das übermittelnde Teil die Informationen bezüglich der Aufnahmezelle, wenn eine Aufnahmezelle bezüglich der Informationen betreffend die Aufnahmezelle aus einem vorbestimmten Bearbeitungsbereich der jeweiligen mechanischen Robotereinheit herausbewegt wird.
Vorzugsweise umfasst wenigstens eine Robotersteuerungseinrichtung, die der mechanischen Robotereinheit entspricht, welche sich von der mechanischen Robotereinheit an dem stromabwärtigen Ende unterscheidet, Mittel, die dazu ausgelegt sind, einen Arbeitsbereich der entsprechenden mechanischen Robotereinheit vorzubestimmen, und übermittelt das Übermittlungsteil die Informationen, umfassend die Position oder die Position-Orientierung des Behälters und den Aufnahmezustand des Gegenstands, wenn der Behälter im Bezug auf die Informationen der Position oder der Position-Orientierung des Behälters außerhalb eines vorbestimmten Bearbeitungsbereichs der jeweiligen mechanischen Robotereinheit bewegt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Sensor durch eine Kamera und eine Bildverarbeitung gebildet, die das von der Kamera erhaltene Bild verarbeitet, wobei die Bildverarbeitung in eine der Vielzahl von Robotersteuerungen eingebaut ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Sensor durch eine Kamera und eine Bildverarbeitung gebildet, die das von der Kamera erhaltene Bild verarbeitet, wobei die Bildverarbeitung separat von der Vielzahl von Robotersteuerungen angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher durch die nachfolgende Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine Ausführungsform einer Ausgestaltung einer Roboteranordnung zum Befördern eines Gegenstands gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2. ein Beispiel einer Ausgestaltung einer Hardware einer Robotersteuerung der 1 zeigt;
3 ein funktionales Blockdiagramm der Robotersteuerung der 1 ist;
4 eine schematische Darstellung eines Behälters ist;
5 eine Tabelle ist, die ein Beispiel für die Position jeder Aufnahmezelle in dem Behälter zeigt;
5 eine Darstellung ähnlich 4 ist, die ein Beispiel zeigt, bei dem ein Bauteil in einigen der Aufnahmezellen aufgenommen worden ist;
7 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren betreffend eine Auswahl und ein Ausgeben von Informationen betreffend eine Aufnahmezelle zeigt;
8 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren betreffend ein Übermitteln von Behälterinformationen zeigt;
9 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren betreffend ein Annehmen der Behälterinformation und ein Erzeugen der Informationen betreffend die Aufnahmezelle zeigt; und
10 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren betreffend ein Übermitteln der Informationen betreffend die Aufnahmezelle zeigt.
Detaillierte Beschreibungen
1 zeigt eine Ausführungsform einer Roboteranordnung 1 zum Befördern eines Gegenstands gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Roboteranordnung 1 hat einen Abförderer 10, der dazu ausgebildet ist, einen Behälter 20 zu befördern, einen Zuförderer 11, der dazu ausgebildet ist, einen Gegenstand 19 zu befördern (dargestellt als ein pfeilförmiges Bauteil in 1). Vorzugsweise sind die beiden Förderer benachbart zueinander positioniert, so dass ihre Förderrichtungen parallel zueinander sind. In einem Verfahren zum Befördern des Bauteils 19 von dem Zuförderer 11 zu dem Abförderer 10 führt ein Bediener 16 einen stromaufwärtigen Vorgang „A” (auf der linken Seite der 1), und eine Vielzahl von (zwei in der Ausführungsform) Robotern 12, 14 führen einen stromabwärtigen Vorgang „B” durch.
In dem stromaufwärtigen Vorgang „A” ordnet der Bediener 16 das Bauteil 19 in einer aufnehmenden Zelle an, die Teil eines Behälters 20 ist. Andererseits ordnet eine Roboteranordnung, die die Roboter 12, 14 umfasst, in einem stromabwärtigen Vorgang „B” das Bauteil 19 in einer aufnehmenden Zelle an, die nicht von einem Bauteil besetzt ist. Die vorliegende Erfindung soll in dem stromabwärtigen Vorgang verwendet werden.
Wie in 1 gezeigt ist, sind die Roboter 12, 14 entlang der Förderrichtung eines Zuförderers 11 angeordnet. Auf der stromaufwärtigen Seite relativ zu dem Roboter (Roboter 12 in der Ausführungsform) auf der stromaufwärtigen Seite ist eine Kamera 17 direkt über dem Zuförderer 11 positioniert, um das Bauteil zu erfassen. Die Kamera 17 ist mit einer Bildverarbeitung 60 (siehe 2) verbunden, die in die Robotersteuerung 13 eingebaut ist. In ähnlicher Weise ist an der stromaufwärtigen Seite relativ zu dem Roboter (Roboter 12 in der Ausführungsform) auf der stromaufwärtigen Seite eine Kamera 18 direkt über dem Abförderer 10 positioniert, um den Behälter zu erfassen. Die Kamera 18 ist mit einer Bildverarbeitung verbunden, die in die Robotersteuerung 15 eingebaut ist. Es ist nicht notwendig, die Bildverarbeitung in die Robotersteuerung einzubauen; die Bildverarbeitung kann andernfalls separat von der Robotersteuerung angeordnet sein. Es ist nicht notwendig, den Förderer zum Anliefern des Bauteils an den Roboter zu verwenden. Beispielsweise kann eine verhältnismäßig große Box, die viele Gegenstände oder Bauteile umfasst, in der Nähe des Roboters positioniert sein. Zusätzlich ist die Position der Kamera 17, 18 nicht auf einen Ort direkt über dem Förderer beschränkt, solange die Kamera das Bauteil und den Behälter erfassen kann.
2 zeigt eine Ausgestaltung der Hardware der Robotersteuerungen 13, 15. Die Robotersteuerung 13, die dazu ausgebildet ist, den Roboter 12 zu steuern, erhält Informationen umfassend die Position oder Position-Orientierung eines Bauteils von der Bildverarbeitung 60, die in die Robotersteuerung 13 eingebaut ist. In ähnlicher Weise erhält die Robotersteuerung 15, die dazu ausgebildet ist, den Roboter 14 zu steuern, Informationen umfassend die Position oder Position-Orientierung des Behälters und den Aufnahmezustand des Bauteils in dem Behälter (oder wie das Bauteil in dem Behälter aufgenommen ist) von der Bildverarbeitung, die in die Robotersteuerung 15 eingebaut ist. Wie in 1 gezeigt, ist ein Kodierer (Encoder) 36, der dazu ausgebildet ist, das Ausmaß der Bandbewegung des Zuförderers 11 zu erfassen, an dem Zuförderer 11 positioniert, und ein Ausgangswert des Kodierers 36 wird in die Robotersteuerung 13, 15 eingegeben. In ähnlicher Weise ist ein Kodierer 35, der dazu ausgebildet ist, das Ausmaß der Bandbewegung des Abförderers 10 zu erfassen, an dem Abförderer 10 positioniert, und ein Ausgangswert des Kodierers 35 wird in die Robotersteuerung 13, 15 eingegeben. Die Robotersteuerungen 13, 15 verwenden die Ausgabe (die Ausgangswerte) der Kodierer 35, 36, um die entsprechenden Roboter zu steuern, so dass jeder Roboter eine Nachführbewegung (tracking motion) durchführt. Die Robotersteuerungen 13, 15 sind miteinander über ein Kommunikationsteil verbunden, wie beispielsweise über eine Kommunikationsleitung 29, wobei Informationen betreffend das Bauteil und die Aufnahmezelle zwischen den Robotersteuerungen übermittelt oder angenommen werden können. Zusätzlich bedeutet in der vorliegenden Erfindung der Ausdruck „Position-Orientierung” die Position und die Orientierung (Stellung) des Bauteils oder Gegenstands.
Wie in 2 gezeigt ist, hat die Bildverarbeitung 60, die in der Robotersteuerung 13 eingebaut ist, eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 61, die einen Mikroprozessor, einen ROM-Speicher (Nur-Lese-Speicher) 62, einen RAM-Speicher (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) 63, eine Bildschirmschnittstelle 64, die mit einem Bildschirm 71 verbunden ist, und eine Kameraschnittstelle 65 umfasst, die jeweils miteinander über ein Bus 66 verbunden sind. Die Kamera 17 ist mit der Kameraschnittstelle 65 verbunden, und ein Bild, das von der Kamera 17 erhalten wird, wird in dem RAM-Speicher 63 gespeichert. Daten, die in dem RAM-Speicher 63 gespeichert werden, werden von der CPU 61 analysiert. Der RAM-Speicher 62 speichert verschiedene Einstellungsdaten, die die Bildverarbeitung 60 betreffen, und ein Analyseprogramm.
Wie in 2 gezeigt, ist die CPU 61 einer Bildverarbeitung 60 mit einer CPU 51 eines Steuerteils 50 der Robotersteuerung 13 über ein Bus 72 verbunden. Das Steuerteil 50 hat einen ROM-Speicher 52, einen RAM-Speicher 53, einen SRAM-Speicher (statischen RAM) 54, eine digitale Signalverarbeitung (DSP) 57 und einen Datenspeicher 55 für die DSP, die miteinander über ein Bus 59 verbunden sind. Der ROM-Speicher 52 speichert ein Programm zum Steuern der gesamten Anordnung, und der RAM-Speicher 53 speichert vorübergehend Daten, die von der CPU 51 verarbeitet werden sollen. Der SRAM-Speicher 54 speichert ein Bewegungsprogramm und/oder Einstellungsdaten für den Roboter 12. Die DSP 57 ist ein Prozessor, der dazu ausgebildet ist, Ausgangssignale von den Kodierern 35, 36 zu verarbeiten, und der DSP-Datenspeicher 55 speichert Einstellungsparameter und/oder verarbeitete Parameter des DSP 57. Der DSP 57 kann die Ausgabe (Ausgangswerte) von den Kodierern 35, 36 gemäß einem Befehl von der CPU 51 zu einem gegebenen Zeitpunkt erfassen, und die ermittelten Daten in einem bestimmten Bereich des DSP-Daten-Speichers 55 speichern. Die CPU 61 der Bildverarbeitung 60 kann auch auf den DSP-Daten-Speicher 55 über die CPU 51 des Steuerteils 50 zugreifen.
Das Steuerteil 50 hat eine Achssteuerung 56, die dazu ausgebildet ist, den Roboter 12 zu steuern, und die mit dem Roboter (mechanische Einheit) 12 über einen Servokreis 58 verbunden ist. Da die Ausgestaltung der Robotersteuerung 15, die dazu ausgebildet ist, den Roboter 14 zu steuern, dieselbe wie die der Robotersteuerung 13 sein kann, wird auf eine detaillierte Beschreibung hiervon verzichtet.
3 ist ein Blockdiagramm, das jeden Vorgang in den Robotersteuerungen 13, 15 zum Behandeln der Informationen angibt, die das Bauteil und die Aufnahmezelle betreffen. Ein Pfeil in 3 gibt den Informationsstrom betreffend das Bauteil und die Aufnahmezelle an. In der Ausführungsform wird die Handhabung eines Behälters 20 auf einem Abförderer 10 beschrieben und auf eine Erläuterung des Gegenstand-Erfassungsteils 40, das dazu ausgebildet ist, den Gegenstand auf dem Zuführer 11 zu erfassen, wird verzichtet. Die Handhabung des Gegenstands ist im Wesentlichen die Gleiche wie die Handhabung des Behälters 20.
Wie in 3 gezeigt, haben die Robotersteuerungen 13, 15 Zelleneinstellungsteile 44 bzw. 49. In jedem Zelleneinstellungsteil wird die Position oder Position-Orientierung der Vielzahl von Behälterzellen in dem Behälter, in dem das Bauteil positioniert ist, bestimmt. Jede Position oder Position-Orientierung der Aufnahmezelle, die in einer der Robotersteuerungen 13, 15 definiert ist, kann an die andere Robotersteuerung über das Kommunikationsteil übermittelt werden, wobei dieselbe Position oder Position-Orientierung in dem Zelleneinstellungsteil der anderen Robotersteuerung definiert ist.
4 ist eine Draufsicht auf den Behälter 20 direkt von oben gesehen, dessen Aufnahmefläche nach oben zeigt. In 4 ist die Position jeder Aufnahmezelle 21 bis 24 dargestellt, die in dem Behälter 20 der 1 definiert ist. Die Position oder Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle ist unter Bezugnahme auf ein Koordinatensystem 25 des Behälters definiert, das an einem willkürlichen Punkt in dem Behälter 20 definiert ist. Eine Tabelle der 5 zeigt die Position oder Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle der 4. Die Buchstaben X, Y in der Tabelle geben die X-, Y-Koordinaten eines jeweiligen Punkts (beispielsweise des Massenschwerpunkts) des Bauteils in jeder Zelle in dem Koordinatensystem 25 des Behälters an, und ein Buchstabe R gibt einen Winkel des Bauteils in jeder Aufnahmezelle an. Mit anderen Worten ist die Orientierung der Bauteile in den Zellen 21, 22 in dem Beispiel der 4 0° und die Orientierung der Bauteile in den Zellen 23, 24 ist 90° in der dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung relativ zu den Bauteilen in den Zellen 21, 22.
Ein Behälter-Erfassungsteil 45, wie in 3 gezeigt, erfasst den Behälter, wenn das Band des Förderers um einen vorbestimmten Abstand bewegt wurde oder wenn eine Ausgabe von einem externen Sensor, wie beispielsweise von einem Photozellensensor, in das Behälter-Erfassungsteil 45 eingegeben wird. Als ein Verfahren zum Erfassen des Behälters können viele Verfahren angewandt werden, beispielsweise ein normiertes Korrelationsverfahren (normalized correlation), wobei ein Bild, das mit einem eingetragenen Modellbild übereinstimmt, aus Bildern, die von einer Kamera erhalten worden sind, ermittelt wird, oder ein allgemeines grobes Umwandlungsverfahren, wobei eine Außenlinie eines Objekts von einem eingetragenen Modellbild extrahiert wird und die Position oder die Position-Orientierung des Objekts auf einem Bild, das mittels einer Kamera erhalten wurde, basierend auf der Außenlinie berechnet wird.
Als ein Verfahren zum Erfassen des Aufnahmezustands jeder aufnehmenden Zelle (d. h., ob das Bauteil in jeder Zelle positioniert ist oder nicht), können viele Verfahren verwendet werden, beispielsweise ein Verfahren zum Messen der Verteilung von Schatten in einem bestimmten Bildbereich (oder Messbereich) in einem Bild, das mittels einer Kamera erhalten wurde, oder ein Verfahren zum Überprüfen, ob ein Bauteil oder ein Objekt in einem bestimmten Bildbereich (oder Messbereich) ermittelt worden ist. In dieser Hinsicht ist es bevorzugt, den Messbereich abhängig von dem Erfassungsergebnis des Behälters zu bewegen, so dass der Messbereich immer jede Aufnahmezelle umgibt.
In der Ausführungsform gibt die Bildverarbeitung 60 zuvor einen Messbereich in einem Bild an (dann, wenn Informationen betreffend die Angabe in dem ROM-Speicher 62 oder dergleichen gespeichert werden), und die Schattenverteilung des angegebenen Messbereichs wird gemessen, wenn das Bild verarbeitet wird. Die Angabe des Messbereichs kann basierend auf einer Definitionsinformation 26 der Position jeder Aufnahmezelle automatisch durchgeführt werden, wie in einer Tabelle der 5 gezeigt, die die Beziehung zwischen dem Behälter und den Aufnahmezellen des Behälters angibt. Ansonsten kann ein Bild, das von der Kamera 17 erhalten wurde, ein Bild des aktuellen Behälters umfassen, und der Bediener (oder eine Person, die die Anordnung einrichtet) kann einen Messbereich entsprechend jeder Aufnahmezelle in dem Bild angeben. Die Position oder Position-Orientierung des Messbereichs kann entsprechend dem Erfassungsergebnis (der Position oder Position-Orientierung) des Behälters in dem von der Kamera 17 erhaltenen Bild dynamisch geändert werden, wobei die Schattenverteilung in jeder Aufnahmezelle immer gemessen werden kann.
In 6 geben strichlierte Linien Messbereiche 31 bis 34 an, die jeweils im Verhältnis zu den Aufnahmezellen 21 bis 24 festgesetzt sind. Wenn das Behälter-Erfassungsteil 45 der 3 den Behälter ausgehend von dem Eingangsbild erfasst, berechnet das Behälter-Erfassungsteil 45 auch die Position oder Position-Orientierung und die Schattenverteilung der Messbereiche 31 bis 34 basierend auf dem Erfassungsergebnis. In einem Beispiel variiert die Schattenverteilung abhängig davon, ob das Bauteil in der Aufnahmezelle aufgenommen ist oder nicht. Der Aufnahmezustand jeder Zelle kann aufgrund der Veränderung der Schattenverteilung beurteilt werden.
In dem Fall der 6 beinhalten die Messbereiche 31, 33 das Bauteil 19, die Messbereiche 32, 34 beinhalten nicht das Bauteil 19. Das Behälter-Erfassungsteil 45 misst die Schattenverteilung jeder Aufnahmezelle basierend auf dem Erfassungsergebnis des Behälters 20 und ermittelt den Aufnahmezustand jeder Aufnahmezelle.
Das Behälter-Erfassungsteil 45 speichert das Erfassungsergebnis des Aufnahmezustands jeder Aufnahmezelle. Beispielsweise verwendet das Behälter-Erfassungsteil 45 eine Speicherregion (RAM-Speicher 63 oder dergleichen), die dazu ausgebildet ist, Daten, die den Aufnahmezustand jeder Aufnahmezelle 21 bis 24 angeben, immer dann zu speichern, wenn der Behälter 20 erfasst ist, und jedes Bit des Speicherbereichs entspricht jeder Speicherzelle. Beispielsweise gibt ein erstes Bit des Speichers das Ergebnis eines Messbereichs 31 an, der mit der Aufnahmezelle 21 übereinstimmt. Wenn das erste Bit zum Beispiel gleich „1” ist, ist ein Artikel in der jeweiligen Aufnahmezelle aufgenommen, und wenn das erste Bit gleich „0” ist, dann ist kein Artikel in der jeweiligen Aufnahmezelle aufgenommen.
Wenn der Behälter 20 erfolgreich erfasst worden ist, übermittelt das Behälter-Erfassungsteil 45 Informationen an ein informationsverwaltendes Teil 41 der Steuerung 13, wobei die Informationen die Position oder Position-Orientierung des Behälters, den Aufnahmezustand jeder Aufnahmezelle des Behälters und einen Wert des Kodierers 35 des Abförderers 10 genau von dem Moment umfassen, zu dem die Kamera 17 den Behälter aufnimmt, etc. Auch das Erfassungsergebnis des Gegenstands mittels des Gegenstand-Erfassungsteils 40 wird an das informationsverwaltende Teil 41 übermittelt.
Nachdem das informationsverwaltende Teil 41 der Steuerung 13 die vorstehenden Informationen von dem Behälter-Erfassungsteil 45 der Steuerung 15 erhalten hat, erzeugt es eine Information betreffend die Aufnahmezelle. Das informationsverwaltende Teil 41 speichert zuvor die Position eines Koordinatensystems 25 des Behälters in dem Behälter 20 und Positionsinformationen jeder Aufnahmezelle 21 bis 24. Aufgrund dieser gespeicherten Daten und dem Erfassungsergebnis der Position oder Position-Orientierung des Behälters 20 von dem Behältererfassungsteil 45 wird die Position oder Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle berechnet, wenn der Behälter erfasst ist. Das informationsverwaltende Teil 41 verwaltet Informationen betreffend die Aufnahmezelle, wobei die Informationen betreffend die Aufnahmezelle die Position oder Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle in Verbindung mit der Information des Aufnahmezustands jeder Aufnahmezelle umfasst, die von dem Behälter-Erfassungsteil 45 erhalten wurden. Obwohl die Position oder Position-Orientierung des Behälters und der Aufnahmezelle als ein Wert in einem Kamera-Koordinatensystem dargestellt ist, das in der Kamera 17 definiert ist, so kann dann, wenn die Positionsbeziehung zwischen dem Kamera-Koordinatensystem und einem Roboter-Koordinatensystem, basierend auf dem die Bewegung des Roboters bestimmt wird, definiert ist, die Position oder Position-Orientierung in dem Kamera-Koordinatensystem zu der Position oder Position-Orientierung in dem Roboter-Koordinatensystem umgewandelt werden, indem ein bekanntes Koordinaten-Umwandlungsverfahren angewandt wird. Ferner kann die Position oder Position-Orientierung der aufnehmenden Zelle dann, wenn das Roboter-Koordinatensystem, das in jeder Robotersteuerung definiert ist, dazu ausgebildet ist, um physikalisch dasselbe Koordinatensystem darzustellen, allgemein in allen der Robotersteuerungen verwendet werden. Daher kann wenigstens eine der Robotersteuerungen 13, 15 dann, wenn die Position oder Position-Orientierung der aufnehmenden Zelle von der Bildverarbeitung 60 oder dergleichen bestimmt worden ist, wenigstens eine der mechanischen Robotereinheiten 12, 14 derart steuern, dass der gesteuerte Roboter eine Aufgabe in Bezug auf die Aufnahmezelle durchführen kann.
7 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zeigt, in dem ein Informationsauswahlteil 42 der Steuerung 13 eine Information betreffend die Aufnahmezelle auswählt, die nachfolgend verarbeitet werden soll, und die Information betreffend die Aufnahmezelle an ein aufgabeausführendes Teil 43 der Steuerung ausgibt. Zuerst wählt das Informationsauswahlteil 42 in Schritt S200 der 7 basierend auf der Informationen bezüglich der Aufnahmezelle, die von oder in dem informationsverwaltenden Teil 42 verwaltet oder gespeichert sind, Informationen betreffend die Aufnahmezelle aus, die nachfolgend verarbeitet werden sollen. Das informationsverwaltende Teil 41 speichert die Anzahl von Aufnahmezellen, die einen Bearbeitungsbereich des Roboters durchlaufen haben (eine Durchlaufnummer), und die Anzahl von Aufnahmezellen unter den durchlaufenden Aufnahmezellen, die von dem Roboter 12, der von der Steuerung 13 gesteuert wird, welche das informationsverwaltende Teil 41 hat, verarbeitet oder gehandhabt wurden (eine Verarbeitungsnummer). Das Informationsauswahlteil 42 speichert zuvor eine Prozesskennziffer, die ein Verhältnis der Anzahl an Aufnahmezellen, die von jedem Roboter verarbeitet werden sollen, zu der Anzahl von Aufnahmezellen angibt, die den Bearbeitungsbereich des jeweiligen Roboters durchlaufen haben. Das Informationsauswahlteil 42 überprüft die Zellinformationen der Aufnahmezelle, die am stromabwärtigen Ende von den Aufnahmezellen positioniert ist, die von dem informationsverwaltenden Teil 41 verwaltet werden, erhält Daten der vorstehend genannten Durchlaufnummer und Verarbeitungsnummer von dem informationsverwaltenden Teil 41, und vergleicht die Daten mit der vorbestimmten Prozesskennziffer. Als ein Ergebnis des Vergleichs wählt das Informationsauswahlteil 42 die überprüften Zellinformationen aus, wenn, nachdem die überprüfte Zellinformation verarbeitet wurde, beurteilt wird, dass eine Prozesskennziffer nicht die vorbestimmte Prozesskennziffer überschreitet. Andererseits, wenn, nachdem die überprüfte Zellinformation verarbeitet worden ist, beurteilt wird, dass die Prozesskennziffer die vorbestimmte Prozesskennziffer überschreitet, überprüft das Informationsauswahlteil 42 die Zellinformation der Aufnahmezelle, die am zweitweitesten stromabwärts am stromabwärtigen Ende positioniert ist, und vergleicht die Daten mit der vorbestimmten Prozesskennziffer, wie vorstehend beschrieben.
In dem nächsten Schritt S201 überprüft das Informationsauswahlteil 42 den Aufnahmezustand der Aufnahmezelle, die der ausgewählten Zellinformation entspricht, und übermittelt die Zellinformation an das aufgabeausführende Teil 43 nur dann, wenn kein Gegenstand in der entsprechenden Zelle aufgenommen ist, um einen Gegenstand in der Aufnahmezelle aufzunehmen (Schritt S202). Das aufgabeausführende Teil 43 steuert den Roboter 12 so, dass der Roboter einen Gegenstand in der ausgewählten Aufnahmezelle basierend auf der Information betreffend die Aufnahmezelle anordnet.
Wenn die Aufnahmearbeit des Roboters abgeschlossen ist, ändert das informationsverwaltende Teil 41 die Information bezüglich des Aufnahmezustands der jeweiligen Aufnahmezelle von „unbelegt” zu „belegt”.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang zeigt, der periodisch von dem informationsverwaltenden Teil durchgeführt wird. Zuerst kann das informationsverwaltende Teil 41 in Schritt S300 das Ausmaß der Bewegung des Behälters basierend auf der Differenz zwischen dem gegenwärtigen Wert des Kodierers und einem Wert des Kodierers zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Eingangsbild aufgenommen wurde, bestimmen und die gegenwärtige Position jeder Aufnahmezelle basierend auf dem Ausmaß der Bewegung aktualisieren.
In dem nächsten Schritt S301, wenn die gegenwärtigen Positionen aller Aufnahmezellen des Behälters außerhalb eines vorbestimmten Bearbeitungsbereichs des Roboters bewegt werden (in anderen Worten, der Behälter ist außerhalb des Bearbeitungsbereichs des Roboters gelangt), werden die Position oder Position-Orientierung des Behälters, die Informationen, die den Aufnahmezustand jeder Zelle in dem Behälter angeben, und der Wert des Kodierers zu dem Zeitpunkt, zu dem das Eingangsbild aufgenommen wurde (was der Bildermittlung des Behälters entspricht) von dem informationsverwaltenden Teil 41 der Steuerung 13 an ein informationsverwaltendes Teil 46 einer Steuerung eines benachbarten Roboters auf der stromabwärtigen Seite (in der Ausführungsform die Steuerung 15) übermittelt (Schritt S302).
9 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf zeigt, wenn die Robotersteuerung die Informationen betreffend den Behälter erhält. Zuerst erhält das informationsverwaltende Teil 46 der Steuerung 15 in Schritt S400 die Position oder Position-Orientierung des Behälters, die Informationen, welche den Aufnahmezustand jeder Zelle in dem Behälter angeben, und den Wert des Kodierers zu dem Zeitpunkt, zu dem das Eingangsbild aufgenommen wurde, von dem informationsverwaltenden Teil 41 der Steuerung 13 und erzeugt dann Informationen bezüglich der Aufnahmezelle, indem es die Informationen der Position oder Position-Orientierung jeder Zelle kombiniert, die von dem Zelleneinstellteil definiert werden, ähnlich dem informationsverwaltenden Teil 41 der Steuerung 13 (Schritt S410).
Ein Informationsauswahlteil 47 der Steuerung 15 führt eine Aufgabe, wie in 7 erläutert, ähnlich dem Informationsauswahlteil 42 der Steuerung 13 durch. Das Informationsauswahlteil 47 prüft eine Zelleninformation. Dann, wenn beurteilt wird, dass die Prozesskennziffer, nachdem die überprüfte Zelle verarbeitet wurde, nicht eine vorbestimmte Prozesskennziffer (ein Verhältnis, das angibt, wie viele Zellen, die den Roboterbetriebsbereich durchlaufen haben, verarbeitet werden müssen) überschreitet und wenn kein Gegenstand in der Zelle enthalten ist, die der überprüften Zellinformation entspricht, übermittelt das Informationsauswahlteil 47 die überprüfte Zellinformation an ein aufgabenausführendes Teil 48. Das aufgabenausführende Teil 48 steuert den Roboter 14 derart, dass der Roboter einen Gegenstand in der ausgewählten Aufnahmezelle basierend auf der Information betreffend die Aufnahmezelle anordnet.
In der Ausführungsform ist das einen Gegenstand erfassende Teil 40 in der Steuerung 13 des stromaufwärtigen Roboter umfasst und das behältererfassende Teil 45 ist in der Steuerung 15 des stromabwärtigen Roboters umfasst. Jedoch kann das einen Gegenstand erfassende Teil 40 in der Steuerung 15 des stromabwärtigen Roboter umfasst sein und das behältererfassende Teil 45 kann in der Steuerung 13 des stromaufwärtigen Roboters umfasst sein. Andernfalls können sowohl das einen Gegenstand erfassende Teil 40 als auch das behältererfassende Teil 45 in einer der Steuerungen umfasst sein. Andernfalls können das einen Gegenstand erfassende Teil 40 und das behältererfassende Teil 45 separat von den Robotersteuerungen angeordnet sein. Im übrigen kann das Verarbeitungsergebnis des gegenstanderfassenden Teils 40 und des behältererfassenden Teils 45 an das informationsverwaltende Teil 41 der Steuerung 13 übermittelt werden.
In der Ausführungsform beträgt die Anzahl der Roboter zwei und die Anzahl der Robotersteuerung für die Roboter ist ebenfalls zwei. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Anordnung angewandt werden, die davon abweichende Anzahlen von Robotern und Robotersteuerungen umfasst. Wenn die Anzahl der Roboter und der Robotersteuerungen drei ist, kann der Ablauf wie in 3 beschrieben beispielsweise sequenziell in den drei Steuerungen durchlaufen werden. Konkret überträgt das informationsverwaltende Teil des stromaufwärtigsten Roboters die Information an das informationsverwaltende Teil des Zwischenroboters und dann überträgt das informationsverwaltende Teil des Zwischenroboters die Information auf das informationsverwaltende Teil des stromabwärtigsten Roboters. Als solche wird die Information beginnend mit dem stromaufwärtigsten Roboter sequenziell zu dem benachbarten Roboter auf der stromabwärtigen Seite übermittelt. Zusätzlich kann jedes einen Gegenstand erfassende Teil 40 und jedes behältererfassende Teil 45 in einer der Robotersteuerungen umfasst sein. Wenn das einen Gegenstand erfassende Teil 40 in der Steuerung 13 des stromaufwärtigsten Roboters umfasst ist und das behältererfassende Teil 45 in der Steuerung des stromabwärtigsten Roboters umfasst ist, wie in 3 gezeigt, dann muss beispielsweise der Zwischenroboter kein einen Gegenstand erfassendes Teil 40 und kein behältererfassendes Teil 45 umfassen. Dies kann gleichsam angewandt werden, wenn die Anzahl der Roboter und Robotersteuerungen gleich oder größer als vier ist.
In der Ausführungsform bestimmt das informationsverwaltende Teil 41 der Steuerung 13 die Position oder Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle zu dem Zeitpunkt, wenn das Eingangsbild gemacht wird (wenn der Behälter erfasst wird), basierend auf den Informationen umfassend die Position oder Position-Orientierung des Behälters und die Position oder Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle, die in dem Zelleneinstellteil 44 definiert wird, und erzeugt die Informationen bezüglich der Aufnahmezelle. In ähnlicher Weise bestimmt das informationsverwaltende Teil 46 der Steuerung 15 die Position oder Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle zu dem Zeitpunkt, wenn das Eingangsbild gemacht wird (wenn der Behälter erfasst wird), basierend auf den Informationen umfassend die Position oder Position-Orientierung des Behälters und die Position oder Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle, die in dem Zelleneinstellteil 49 definiert ist, und erzeugt die Informationen bezüglich der Aufnahmezelle. Demnach werden die Informationen der Position oder Position-Orientierung des Behälters von dem informationsverwaltenden Teil 41 zu dem informationsverwaltenden Teil 46 übermittelt.
In einer alternativen Ausführungsform können die Informationen betreffend die Aufnahmezelle (umfassend die Position oder Position-Orientierung jeder Zelle), die durch das informationsverwaltende Teil 41 erzeugt werden, an das informationsverwaltende Teil 46 übermittelt werden, so dass das informationsverwaltende Teil 46 nicht die Informationen betreffend die Aufnahmezelle basierend auf der Position oder Position-Orientierung des Behälters erzeugt. In diesem Falle führt das informationsverwaltende Teil 41 periodisch eine Aufgabe, wie in 10 gezeigt, durch anstelle der Aufgabe, wie sie in 8 gezeigt ist. Konkret aktualisiert das informationsverwaltende Teil 41 in Schritt S500 zuerst die aktuelle Position der Aufnahmezelle, die der überprüften Zellinformation entspricht, basierend auf dem Unterschied zwischen dem Wert des Kodierers zu dem Zeitpunkt, wenn das Eingangsbild gemacht wird, und dem aktuellen Wert des Kodierers.
Als nächstes, wenn beurteilt wird, dass die Aufnahmezelle außerhalb des vorbestimmten Bearbeitungsbereichs des Roboters bewegt wurde (Schritt S501), werden die Informationen betreffend die Aufnahmezelle und der Wert des Kodierers zu dem Zeitpunkt, zu dem das Eingangsbild gemacht wurde (was der Bilderfassung des Behälters entspricht), von dem informationsverwaltenden Teil 41 der Steuerung 13 an das informationsverwaltende Teil der Robotersteuerung des benachbarten Roboters auf der stromabwärtigen Seite (in diesem Fall das informationsverwaltende Teil 46 der Robotersteuerung 15) übermittelt (Schritt S502). Demnach ist der Ablauf der Robotersteuerung 15, wenn sie die Information des Behälters erhält, wie in 9 gezeigt, nicht notwendig.
Gemäß der Roboteranordnung der vorliegenden Erfindung zum Befördern eines Artikels kann eine Aufnahmezelle aus der Vielzahl der Aufnahmezellen in einem Behälter, in der bereits ein Gegenstand in dem vorhergehenden Vorgang aufgenommen wurde, ausgeschlossen werden, und ein Gegenstand kann in den verbleibenden Aufnahmezellen aufgenommen werden. Erfindungsgemäß können eine Roboteranordnung und eine andere Anordnung, die nicht einen Roboter verwendet, miteinander kombiniert werden. So kann beispielsweise ein Bediener, der auf der stromaufwärtigen Seite eines Roboters positioniert ist, einen Gegenstand in einer Aufnahmezelle in dem Behälter anordnen und der Roboter kann einen weiteren Gegenstand einer in den übrigen Aufnahmezellen anordnen. Ferner sind alle Robotersteuerungen miteinander mittels eines Kommunikationsteils verbunden, wobei die Robotersteuerung die Informationen betreffend die Aufnahmezelle oder die Informationen umfassend die Position oder Position-Orientierung des Behälters und den Aufnahmezustand von der Robotersteuerung des benachbarten Roboters auf der stromaufwärtigen Seite annehmen kann, auf der die Informationen betreffend die Aufnahmezelle basieren. Daher kann der stromabwärtige Roboter keinen Gegenstand in der Aufnahmezelle anordnen, in der bereits ein weiterer Gegenstand durch den stromaufwärtsseitigen Roboter angeordnet worden ist.
Das Übermittlungsteil kann die Informationen betreffend die Aufnahmezelle übermitteln, wenn eine Aufnahmezelle im Verhältnis zu der Information betreffend die Aufnahmezelle außerhalb eines vorbestimmten Bearbeitungsbereichs der jeweiligen mechanischen Robotereinheit bewegt wurde, wobei die Information zu einem bevorzugten Zeitpunkt übermittelt werden kann.
Andernfalls kann das Übermittlungsteil die Information umfassend die Position oder die Position-Orientierung des Behälters und den Aufnahmezustand des Gegenstands übermitteln, wenn der Behälter in Bezug auf die Information der Position oder der Position-Orientierung des Behälters außerhalb eines vorbestimmten Bearbeitungsbereichs der entsprechenden mechanischen Robotereinheit bewegt wurde, wobei die Information zu einem bevorzugten Zeitpunkt übermittelt werden kann.
Die Kamera und die Bildverarbeitung zum Verarbeiten eines Bildes, das von der Kamera erhalten wurde, können in die Robotersteuerung eingebaut sein oder können separat von der Robotersteuerung angeordnet sein. Mit anderen Worten kann die Anordnung der Kamera und der Bildverarbeitung abhängig von der Anwendung und/oder dem Aufbau der Roboteranordnung bestimmt werden.

Claims

Roboteranordnung zum Befördern eines Gegenstands, die aufweist: einen Förderer (10, 11), der dazu ausgebildet ist, einen Behälter (20) zu befördern, der eine Vielzahl von Aufnahmezellen (21–24) hat, in denen ein Gegenstand (19) positioniert ist; eine Vielzahl von mechanischen Robotereinheiten (12, 14), die entlang einer Förderrichtung des Förderers (10, 11) angeordnet sind; eine Vielzahl von Robotersteuerungen (13, 15), die mittels eines Kommunikationsteils (29) miteinander verbunden sind, wobei jede Robotersteuerung dazu ausgebildet ist, eine jeweilige mechanische Robotereinheit zu steuern; und einen Sensor (17, 18, 60), der auf der stromaufwärtigen Seite der Förderrichtung des Förderers (10, 11) relativ zu einer mechanischen Robotereinheit (12) an dem stromaufwärtigen Ende der Förderrichtung positioniert ist, wobei der Sensor dazu ausgebildet ist, die Position oder Position-Orientierung des Behälters (20), der von dem Förderer befördert wird, und einen Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter zu erfassen, woran erkennbar ist, ob der Gegenstand (19) in jeder Aufnahmezelle (21–24) des Behälters (20) aufgenommen ist oder nicht, wobei die Robotersteuerung dazu ausgebildet ist, die mechanische Robotereinheit basierend auf dem Erfassungsergebnis des Sensors zu aktivieren, um den Gegenstand in dem Behälter anzuordnen, dadurch gekennzeichnet, dass: wenigstens eine Robotersteuerung (13), die unter der Vielzahl mechanischer Robotereinheiten der mechanischen Robotereinheit (12) an dem stromaufwärtigen Ende entspricht, ein informationsverwaltendes Teil (41, 46) aufweist, das dazu ausgebildet ist, zuvor die Position oder Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle (21–24) in dem Behälter (20) zu speichern, und basierend auf der gespeicherten Position oder Position-Orientierung der Vielzahl von Aufnahmezellen in dem Behälter, auf der Position oder der Position-Orientierung des Behälters, die von dem Sensor erhalten wurde, und auf dem Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter Informationen betreffend die Aufnahmezelle zu berechnen, die die Position oder die Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle relativ zu dem Förderer (10, 11) und den Aufnahmezustand jeder Aufnahmezelle umfassen, und die Informationen bezüglich des Aufnahmezustands der Aufnahmezelle zu aktualisieren, wenn die korrespondierende mechanische Robotereinheit einen Gegenstand in der Aufnahmezelle angeordnet hat, wobei eine Robotersteuerung (15), die einer anderen mechanischen Robotereinheit (14) als der mechanischen Robotereinheit an dem stromaufwärtigen Ende entspricht, ein Annahmeteil aufweist, das dazu ausgebildet ist, Informationen betreffend die Aufnahmezelle von einer Robotersteuerung (13) einer benachbarten mechanischen Robotereinheit (14) auf der stromaufwärtigen Seite über das Kommunikationsteil (29) in Synchronisation mit der Förderbewegung des Förderers (10, 11) anzunehmen, wobei eine Robotersteuerung (13), die einer anderen mechanischen Robotereinheit (12) als der mechanischen Robotereinheit an dem stromabwärtigen Ende entspricht, ein Übermittlungsteil aufweist, das dazu ausgebildet ist, Informationen betreffend die Aufnahmezelle an eine Robotersteuerung (15) einer benachbarten mechanischen Robotereinheit (14) auf der stromabwärtigen Seite über das Kommunikationsteil (29) in Synchronisation mit der Förderbewegung des Förderers (10, 11) zu übermitteln, und wobei jede Robotersteuerung (13, 15), die jeder der Vielzahl von mechanischen Robotereinheiten (12, 14) entspricht, ein Steuerteil (50) aufweist, das dazu ausgebildet ist, die jeweilige mechanische Robotereinheit basierend auf den Informationen betreffend die Aufnahmezelle zu steuern, um einen Gegenstand (19) in einer Aufnahmezelle (21–24) unter Bezugnahme auf die Informationen betreffend die Aufnahmezelle anzuordnen, wenn die Aufnahmezelle nicht von einem Gegenstand besetzt ist.
Roboteranordnung zum Befördern eines Gegenstands, die aufweist: einen Förderer (10, 11), der dazu ausgebildet ist, einen Behälter (20) zu befördern, der eine Vielzahl von Aufnahmezellen (21–24) hat, in denen ein Gegenstand (19) positioniert ist; eine Vielzahl von mechanischen Robotereinheiten (12, 14), die entlang einer Förderrichtung des Förderers (10, 11) angeordnet sind; eine Vielzahl von Robotersteuerungen (13, 15), die mittels eines Kommunikationsteils (29) miteinander verbunden sind, wobei jede Robotersteuerung dazu ausgebildet ist, eine jeweilige mechanische Robotereinheit zu steuern; und einen Sensor (17, 18, 60), der auf der stromaufwärtigen Seite der Förderrichtung des Förderers (10, 11) relativ zu einer mechanischen Robotereinheit (12) an dem stromaufwärtigen Ende der Förderrichtung positioniert ist, wobei der Sensor dazu ausgebildet ist, die Position oder Position-Orientierung des Behälters (20), der von dem Förderer befördert wird, und einen Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter zu erfassen, woran erkennbar ist, ob der Gegenstand (19) in jeder Aufnahmezelle (21–24) des Behälters (20) aufgenommen ist oder nicht, wobei die Robotersteuerung dazu ausgebildet ist, die mechanische Robotereinheit basierend auf dem Erfassungsergebnis des Sensors zu aktivieren, um den Gegenstand in dem Behälter anzuordnen, dadurch gekennzeichnet, dass: jede Robotersteuerung (13, 15), die jeder der Vielzahl von mechanischen Robotereinheiten (12, 14) entspricht, ein informationsverwaltendes Teil (41, 46) aufweist, das dazu ausgebildet ist, zuvor die Position oder die Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle (21–24) in dem Behälter (20) zu speichern und basierend auf der gespeicherten Position oder Position-Orientierung der Vielzahl der Aufnahmezellen in dem Behälter, auf der Position oder der Position-Orientierung des Behälters, die von dem Sensor erhalten wurde, und auf dem Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter Informationen betreffend die Aufnahmezelle, die die Position oder die Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle relativ zu dem Förderer (10, 11) und den Aufnahmezustand jeder Aufnahmezelle umfassen, zu berechnen, und die Informationen bezüglich des Aufnahmezustands der Aufnahmezelle zu aktualisieren, wenn die korrespondierende mechanische Robotereinheit einen Gegenstand in der Aufnahmezelle angeordnet hat, wobei eine Robotersteuerung (15), die einer anderen mechanischen Robotereinheit (14) als der mechanischen Robotereinheit an dem stromaufwärtigen Ende entspricht, ein Annahmeteil aufweist, das dazu ausgebildet ist, Informationen umfassend die Position oder die Position-Orientierung des Behälters und den Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter von einer Robotersteuerung (13) einer benachbarten mechanischen Robotereinheit (14) auf der stromaufwärtigen Seite über das Kommunikationsteil (29) in Synchronisation mit der Förderbewegung des Förderers (10, 11) anzunehmen, wobei eine Robotersteuerung, die einer anderen mechanischen Robotereinheit (12) als der mechanischen Robotereinheit an dem stromabwärtigen Ende entspricht, ein Übermittlungsteil aufweist, das dazu ausgebildet ist, Informationen umfassend die Position oder die Position-Orientierung des Behälters und den Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter an eine Robotersteuerung (15) einer benachbarten mechanischen Robotereinheit (14) an der stromabwärtigen Seite über das Kommunikationsteil (29) in Synchronisation mit der Förderbewegung des Förderers (10, 11) zu übermitteln, und wobei jede Robotersteuerung (13, 15), die jeder der Vielzahl von mechanischen Robotereinheiten (12, 14) entspricht, ein Steuerteil (50) aufweist, das dazu ausgebildet ist, basierend auf der Position oder der Position-Orientierung jeder Aufnahmezelle in dem Behälter, auf der Position oder Position-Orientierung des Behälters und auf dem Aufnahmezustand des Gegenstands in dem Behälter Informationen betreffend die Aufnahmezelle zu berechnen, um einen Gegenstand (19) in einer Aufnahmezelle (21–24) unter Bezugnahme auf die Informationen betreffend die Aufnahmezelle anzuordnen, wenn die Aufnahmezelle nicht von einem Gegenstand besetzt ist.
Roboteranordnung zum Befördern eines Gegenstands nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine Robotersteuerungseinrichtung, die der mechanischen Robotereinheit entspricht, welche sich von der mechanischen Robotereinheit an dem stromabwärtigen Ende unterscheidet, Mittel umfasst, die dazu ausgelegt sind, einen Arbeitsbereich der entsprechenden mechanischen Robotereinheit vorzubestimmen, und wobei das Übermittlungsteil die Informationen betreffend eine Aufnahmezelle dann übermittelt, wenn eine Aufnahmezelle (21–24) im Bezug auf die Informationen bezüglich der Aufnahmezelle außerhalb eines vorbestimmten Bearbeitungsbereichs der entsprechenden mechanischen Robotereinheit (12, 14) bewegt wird.
Roboteranordnung zum Befördern eines Gegenstands nach Anspruch 2, wobei wenigstens eine Robotersteuerungseinrichtung, die der mechanischen Robotereinheit entspricht, welche sich von der mechanischen Robotereinheit an dem stromabwärtigen Ende unterscheidet, Mittel umfasst, die dazu ausgelegt sind, einen Arbeitsbereich der entsprechenden mechanischen Robotereinheit vorzubestimmen, und wobei das Übermittlungsteil die Informationen umfassend die Position oder die Position-Orientierung des Behälters (20) und den Aufnahmezustand des Gegenstands dann übermittelt, wenn der Behälter im Bezug auf die Informationen der Position oder Position-Orientierung des Behälters außerhalb eines vorbestimmten Bearbeitungsbereichs der entsprechenden mechanischen Robotereinheit (12, 14) bewegt wird.
Roboteranordnung zum Befördern eines Gegenstands nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Sensor durch eine Kamera (17, 18) und eine Bildverarbeitung (60) gebildet wird, die das von der Kamera erhaltene Bild verarbeitet, wobei die Bildverarbeitung in eine der Vielzahl von Robotersteuerungen (13, 15) eingebaut ist.
Roboteranordnung zum Befördern eines Gegenstands nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Sensor durch eine Kamera (17, 18) und eine Bildverarbeitung (60) gebildet ist, die das von der Kamera erhaltene Bild verarbeitet, wobei die Bildverarbeitung separat von der Vielzahl von Robotersteuerungen (13, 15) angeordnet ist.