DE102014005434A1

DE102014005434A1 - Steuerungseinrichtung für einen Roboter zur Beförderung eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102014005434A1
Application number: DE102014005434.9A
Authority: DE
Inventors: Takahiro lwatake
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2014-11-06
Anticipated expiration: 2034-04-12
Also published as: CN104108104A; US9296103B2; CN104108104B; JP5698789B2; DE102014005434B4; US20140316572A1; JP2014210311A

Abstract

Eine Steuerungseinrichtung für die Steuerung eines Roboters, die ein Werkzeug zum Halten eines Werkstücks und einen Kraftmessungsteil zur Messung einer auf das Werkzeug einwirkenden Kraft aufweist. Die Steuerungseinrichtung beinhaltet einen Kraftmessungsteil zur Berechnung einer Schwerpunktlage des Werkstücks, basierend auf Kraftdaten, die vom Kraftmessungsteil mit einer Vielzahl von Stellungen des das Werkstück haltenden Roboters gemessen werden, einen Prozessierungsteil zur Ausführung mindestens eines Schätzprozesses zur Schätzung eines Haltezustands des Werkstücks, eines Prozesses zur Bestimmung eines Werkstücktyps und eines Prozesses zur Prüfung einer Werkstückqualität, basierend auf der Lage des Werkzeugs und der Schwerpunktlage des Werkstücks, und einen Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil zur Modifizierung eines an den Roboter gerichteten Tätigkeitsbefehls, basierend auf einem vom Prozessierungsteil ausgeführten Prozessergebnis.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung eines Roboters zum Auswählen und Befördern eines Werkstücks.
2. Beschreibung des allgemeinen Stands der Technik
Ein bekanntes Robotersystem beinhaltet einen Roboter, der zum Auswählen von zufällig platzierten Werkstücken mit einem Werkzeug und Befördern eines ausgewählten Werkstücks zu einer festgelegten Lage verwendet wird. Wenn eine Lage und Stellung eines auszuwählenden Werkstücks nicht genau erkannt werden, sind in einem solchen Robotersystem die Lage und Stellung des Werkstücks nicht spezifiziert, weshalb ein Lageverhältnis zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug zum Zeitpunkt des Haltens des Werkstücks durch das Werkzeug nicht bestimmbar ist. Im Genaueren kann, wenn ein Werkstück auf unspezifizierte Art und Weise gehalten wird oder ein zufällig platziertes Werkstück an einem Abschnitt gehalten wird, der einfach aufzunehmen ist, ein Abschnitt des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks jedes Mal geändert werden. Darüber hinaus kann eine Stellung des Werkstücks relativ zum Werkzeug jedes Mal dann geändert werden, wenn das Werkstück vom Werkzeug gehalten wird. Wie in diesen Fällen kann es außerdem in dem Fall, dass eine Schwerpunktlage des Werkstücks selbst dann unbekannt ist, wenn die Lage und Stellung des Werkstücks erkannt werden, unmöglich sein, ein gewünschtes Lageverhältnis zwischen dem Werkzeug und dem Schwerpunkt des Werkstücks, wenn das Werkstück gehalten wird, zu gewährleisten.
Deshalb kann ein Werkstück an einem Werkstückabschnitt, der von seinem Schwerpunkt entfernt ist, oder in einer unstabilen Stellung gehalten werden. In diesen Fällen wird das Werkstück nicht stabil gehalten. Deshalb kann ein vom Werkzeug gehaltener Werkstückabschnitt relativ bewegt werden, wodurch ein Haltezustand des Werkstücks während der Beförderung geändert wird. Das Werkstück kann während der Beförderung herunterfallen, wodurch periphere Einrichtungen beschädigt werden können. Dies kann ein Aussetzen der Tätigkeit des Robotersystems erforderlich machen oder Mitarbeiter gefährlichen Situationen aussetzen.
Da zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück kein Lageverhältnis bestimmt ist, kann es notwendig sein, eine Längsrichtung des Werkstücks oder der Stellung des Werkstücks zu kennen. Wenn das Werkstück eine Vielzahl von vom Werkzeug haltbaren Flächen aufweist, kann es unmöglich sein, zu wissen, welche Fläche des Werkstücks tatsächlich vom Werkzeug gehalten wird. In diesen Fällen kann ein zusätzlicher Prozess zum Erfassen eines Abschnitts des gehaltenen Werkstücks oder einer Stellung des Werkstücks mittels eines optischen Sensors erforderlich sein. Da eine Lage des Werkstücks relativ zum Werkzeug unbekannt ist, kann ferner ein zusätzlicher Prozess erforderlich sein, um das Werkstück an einen anderen Ort zu legen und das Werkstück wieder zu halten, nachdem die Stellung des Werkstücks durch den optischen Sensor erfasst wurde.
Wenn eine Vielzahl von Werkstücktypen oder defekte Werkstücke oder unerwartet unterschiedliche Werkstücke vorhanden sind, oder wenn das Werkstück bruchempfindlich ist, kann außerdem ein zusätzlicher Inspektionsprozess erforderlich sein, um den Werkstücktyp oder eine Qualität des Werkstücks zu kontrollieren. Wenn ein Werkstück aus zufällig platzierten Werkstücken ausgewählt wird, muss eine große Anzahl von Werkstücken ausgewählt werden. Infolgedessen können eine erhöhte Zykluszeit und höhere Kosten erforderlich sein, um das Werkstück aufzunehmen und in eine bestimmte Lage zu befördern.
JP-A-2011-183537 offenbart den Stand der Technik, der die Kontrolle eines Haltezustands eines Werkstücks und das erneute Halten des Werkstücks nach Bedarf in einer anderen Stellung einschließt. JP-A-5-212690 offenbart den Stand der Technik, der das Messen eines gehaltenen Werkstücks und die Bestimmung, ob das Werkstück einem festgelegten Typ entspricht oder nicht, einschließt. JP-A-5-241626 , JP-A-2004-249391 und JP-A-2011-201007 offenbaren den Stand der Technik, der das Korrigieren der Stellung des Werkstücks relativ zum Werkzeug mithilfe eines optischen Sensors einschließt. JP-B-3925020 offenbart den Stand der Technik, der das Steuern des Roboters so einschließt, dass das Werkstück näher zur Mitte des Behälters bewegt wird, wenn der Roboter dabei versagt, das Werkstück auszuwählen. JP-A-2000-263481 offenbart den Stand der Technik, der das Aussetzen des Auswahlprozesses einschließt, um den Roboter einzufahren, wenn zum Zeitpunkt des Auswählens eines Werkstücks eine Anomalie erfasst wird. JP-A-5-116081 , JP-A-2012-40634 und JP-A-7-205075 offenbaren ein Verfahren zur Berechnung eines Gewichts und einer Schwerpunktlage eines Werkstücks und einer Richtung einer Schwerkraft, die auf das Werkstück einwirkt, um einen Einfluss einer Schwerkraft zu kompensieren, die auf eine Kraft einwirkt, die zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug wirkt.
Wird bestimmt, dass ein Werkstück unstabil gehalten wird, ist es im zuvor beschriebenen bekannten Stand der Technik notwendig, das Werkstück an einem anderen Ort zu platzieren, um eine Lage und Stellung des Werkstücks durch eine Kontrolleinrichtung zu kontrollieren. Danach wird das Werkstück, basierend auf dem Kontrollergebnis, wieder in einer angemessenen Stellung gehalten. Während des Kontrollprozesses kann das Werkstück jedoch in einigen Fällen herunterfallen, wodurch die Kontrolleinrichtung möglicherweise beschädigt wird. Mit der Verwendung einer solchen Kontrolleinrichtung ist darüber hinaus nicht nur mehr Zeit für den Abschluss des Prozesses notwendig, sondern es entstehen auch höhere Kosten oder es ist viel Platz erforderlich. Dementsprechend sind die erhöhte Zykluszeit und die höheren Kosten mit der Kontrolleinrichtung nicht vermeidbar. Ferner ist die Kontrolleinrichtung nicht dazu konzipiert, während des Haltens des Werkstücks das tatsächliche Gewicht des Werkstücks, die Lage seines Schwerpunkts und die Daten einer Kraft zu ermitteln. Deshalb ist es schwierig zu bestimmen, wie stabil das Werkstück während der Beförderung ist.
Wenn es schwierig ist, den Typ oder die Qualität eines Werkstücks nach seinem Aussehen zu bestimmen, kann in einigen Fällen das einfache Bestimmen des Typs oder der Qualität des Werkstücks während der Beförderung wünschenswert sein.
Deshalb besteht ein Bedarf an einem Robotersystem, in dem die Schätzung eines Haltezustands des Werkstücks, die Bestimmung des Werkstücktyps und eine Prüfung zur Kontrolle einer Qualität des Werkstücks einfach durchführbar sind, um die Tätigkeit in Abhängigkeit einer besonderen Kondition des Werkstücks selektiv nach Bedarf zu implementieren. In diesem Zusammenhang kann der Haltezustand des Werkstücks die Stabilität des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks, die Lage und Stellung der Arbeit beinhalten oder welche Fläche des Werkstücks vom Werkzeug gehalten wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuerungseinrichtung für einen Roboter bereitgestellt, wobei der Roboter ein Werkzeug zum Halten eines Werkstücks und einen Kraftmessungsteil zur Messung einer Kraft umfasst, die vom Werkstück auf das Werkzeug einwirkt, wenn das Werkstück vom Werkzeug gehalten wird, wobei der Roboter dazu geeignet ist, das in einem dreidimensionalen Raum platzierte Werkstück zu halten und zu befördern, wobei die Steuerungseinrichtung Folgendes umfasst: einen Schwerpunktlageberechnungsteil zur Berechnung der Schwerpunktlage des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks, wenn der Roboter das Werkstück hält und befördert, basierend auf Kraftdaten, die vom Kraftmessungsteil mit einer Vielzahl von Stellungen des das Werkstück haltenden Roboters gemessen werden; einen Prozessierungsteil zur Durchführung von mindestens einem eines Schätzprozesses zur Schätzung eines Haltezustands des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks, eines Bestimmungsprozesses zur Bestimmung eines Typs des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks und eines Prüfprozesses zur Prüfung einer Qualität des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks, basierend auf einem Lageverhältnis zwischen der Lage des Werkzeugs und der Schwerpunktlage des Werkstücks; und einen Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil zur Modifizierung eines an den Roboter gerichteten Tätigkeitsbefehls, basierend auf einem vom Prozessierungsteil durchgeführten Prozessergebnis.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Steuerungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei der Schwerpunktlageberechnungsteil ferner einen Gewichtsermittlungsteil zum Ermitteln eines Gewichts des Werkstücks umfasst, wobei der Prozessierungsteil zur Durchführung von mindestens einem des Schätzprozesses zur Schätzung eines Haltezustands des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks, des Bestimmungsprozesses zur Bestimmung eines Typs des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks und des Prüfprozesses zur Prüfung einer Qualität des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks, basierend auf dem Lageverhältnis zwischen der Lage des Werkzeugs und der Schwerpunktlage des Werkstücks und auf dem Gewicht des Werkstücks, geeignet ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Steuerungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei der Prozessierungsteil zur Schätzung des Haltezustands des Werkstücks durch Bestimmung einer Stellung einer festgelegten Achse des Werkstücks relativ zum Werkzeug, basierend auf einer Halteart zum Halten des Werkstücks durch das Werkzeug und auf einem Lageverhältnis zwischen der Lage des Werkzeugs und der Schwerpunktlage des Werkstücks, geeignet ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Steuerungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei das Werkzeug dazu geeignet ist, das Werkstück durch Anziehen einer Oberfläche des Werkstücks zu halten und wobei die Steuerungseinrichtung ferner Folgendes umfasst: einen den kürzesten-Abstand-speichernden Teil zum Speichern eines kürzesten Abstands von Ebenen auf der Oberfläche des vom Werkzeug haltbaren Werkstücks bis zur Schwerpunktlage des Werkstücks; und einen den kürzesten-Abstand-ermittelnden Teil zum Ermitteln des kürzesten Abstands von Ebenen auf der Oberfläche des Werkstücks bis zur Schwerpunktlage des Werkstücks, basierend auf einer Lage und Stellung der Oberfläche des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks, wobei der Prozessierungsteil zur Schätzung der Fläche des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks geeignet ist, indem der vom kürzesten-Abstand-speichernden Teil gespeicherte kürzeste Abstand mit dem vom kürzesten-Abstand-ermittelnden Teil ermittelten kürzesten Abstand verglichen wird.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Steuerungseinrichtung gemäß einem des ersten bis vierten Aspekts bereitgestellt, wobei der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil zur Änderung einer Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters zum Zeitpunkt der Beförderung des Werkstücks, basierend auf einem Ergebnis des Schätzprozesses zur Schätzung eines Haltezustands des Werkstücks, der vom Prozessierungsteil durchgeführt wird, geeignet ist.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuerungseinrichtung gemäß einem des ersten bis vierten Aspekts bereitgestellt, wobei der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil den Roboter so betätigt, dass er das Werkstück innerhalb eines festgelegten Gebietes entfernt von der Lage, in der das Werkstück liegt, bevor es vom Werkzeug gehalten wird, platziert, beziehungsweise das Werkstück in eine Lage bewegt, in der das Werkstück zeitweise loslassbar und wieder haltbar ist, basierend auf einem Ergebnis des Schätzprozesses zur Schätzung eines Haltezustands des Werkstücks, der vom Prozessierungsteil durchgeführt wird.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Steuerungseinrichtung gemäß einem des ersten bis vierten Aspekts bereitgestellt, wobei der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil den Roboter so betätigt, dass eine Lage oder Stellung des Werkstücks zum Zeitpunkt der Beförderung des Werkstücks, basierend auf einem Ergebnis des Schätzprozesses zur Schätzung des Haltezustands des Werkstücks, der vom Prozessierungsteil durchgeführt wird, geändert wird.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Steuerungseinrichtung gemäß einem des ersten bis vierten Aspekts bereitgestellt, wobei die Steuerungseinrichtung zur Zusammenarbeit mit einer Messeinrichtung geeignet ist, die zur Messung einer Lage und Stellung des Werkstücks geeignet ist, wobei der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil den Roboter so betätigt, dass er das Werkstück in eine Lage bewegt, in der das Werkstück von der Messeinrichtung messbar ist, indem eine Lage und Stellung des Werkstücks, basierend auf einem Ergebnis des Schätzprozesses zur Schätzung des Haltezustands des Werkstücks, der vom Prozessierungsteil durchgeführt wird, korrigiert wird, und wobei die Steuerungseinrichtung ferner einen Haltelagekorrekturteil umfasst, der zur Zusammenarbeit mit der Messeinrichtung geeignet ist, um eine Haltelage und Stellung des Werkstücks zu korrigieren.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Steuerungseinrichtung gemäß einem des ersten bis vierten Aspekts bereitgestellt, wobei der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil den Roboter so betätigt, dass die Schwerpunktlage des Werkstücks innerhalb eines festgelegten Gebietes liegt, das an einer Lage definiert wird, in die das Werkstück befördert wird, basierend auf der Schwerpunktlage des Werkstücks, die vom Schwerpunktlageberechnungsteil berechnet wird.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen klarer aus der ausführlichen Beschreibung ihrer Ausführungsbeispiele hervor, die in den Zeichnungen abgebildet werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt schematisch eine beispielhafte Konfiguration eines Robotersystems, beinhaltend einen Roboter, der von einer Steuerungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
2 zeigt eine funktionale Konfiguration der Steuerungseinrichtung gemäß der Ausführungsform.
3 zeigt Stellungen eines Werkstücks im Bewegungsprozess.
4 zeigt eine Art und Weise, in der das Werkstück von einem Werkzeug, aufweisend drei Saugeinheiten, gehalten wird.
5 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Bestimmungsprozesses zur Bestimmung einer Haltefläche des Werkstücks.
6 zeigt ein Werkzeug, das dazu konzipiert ist, in Kontakt mit der Ebene einer Oberfläche eines Werkstücks zu sein.
7 zeigt verschiedene Zustände des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks.
8 zeigt einen Vektor, der für eine Stellung des Werkstücks repräsentativ ist.
9 zeigt eine beispielhafte Konfiguration des Werkzeugs, das zum Halten eines Werkstücks verwendet wird.
10 zeigt eine weitere beispielhafte Konfiguration des Werkzeugs, das zum Halten eines Werkstücks verwendet wird.
11 ist ein Flussdiagramm, das Prozesse zeigt, die von einer Steuerungseinrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen werden im Folgenden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den nachfolgenden Beschreibungen beinhaltet die Kraft sowohl einen Kraftmoment als auch eine Kraft selbst, sofern dies nicht anders erwähnt wird. 1 zeigt schematisch eine beispielhafte Konfiguration eines Robotersystems, beinhaltend einen Roboter, der von einer Steuerungseinrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird. Obwohl der in der Zeichnung gezeigte Roboter 40 ein Sechs-Achs-Roboter ist, ist die vorliegende Erfindung auf jeden bekannten Roboter 40 mit einer anderen Konfiguration übertragbar. Jede Antriebswelle des Roboters 40 wird von der Steuerungseinrichtung 10 gesteuert, wodurch ein Spitzenabschnitt des Roboterarms in einem dreidimensionalen Raum platziert wird. Die Steuerungseinrichtung 10 weist eine Hardware-Konfiguration auf, wie beispielsweise CPU, ROM und RAM, und ist zur Ausführung von verschiedenen Prozessen konzipiert, wie im Folgenden beschrieben wird.
Der Roboter 40 wird dazu verwendet, zufällig in einem Behälter 52 platzierte Werkstücke 50 auszuwählen und sie an einen festgelegten Ort zu bewegen, wie beispielsweise einen Förderer oder einen Arbeitstisch. Die Werkstücke 50 sind zufällig in großen Mengen gestapelt oder auf nicht spezifizierte Art und Weise abgelegt. Wenn das Werkstück gehalten wird, ist deshalb ein Lageverhältnis zwischen dem Werkzeug und dem Schwerpunkt des Werkstücks nicht wie gewünscht gewährleistbar. Der Roboter 40 ist an einem Spitzenabschnitt des Arms mit einem Sechs-Achs-Kraftsensor 42 als ein Kraftmessungsteil bereitgestellt. Am Kraftsensor 42 ist das Werkzeug 44, aufweisend ein pneumatisches Saugkissen, angebracht. Das Werkzeug 44 ist dazu konzipiert, das Werkstück 50 zu halten, indem es das Werkstück 50 mit Unterdruck anzieht. Der Kraftsensor 42 ist dazu konzipiert, eine Kraft, die auf das Werkzeug 44 einwirkt, wenn das Werkstück 50 vom Werkzeug 44 gehalten wird, zu messen.
Solange das Werkzeug 44 das Werkstück 50 halten kann, kann das Werkzeug 44 eine andere beliebige Konfiguration aufweisen. Das Werkzeug kann zum Beispiel eine Konfiguration aufweisen, in der das Werkstück 50 von zwei Greifern gehalten wird, die einer Öffnungs- und Schließungsbewegung ausgesetzt sind. Alternativ kann das Werkzeug einen Elektromagneten zur Erzeugung einer Anziehungskraft auf das Werkstück 50 beinhalten. Anstelle des Kraftsensors 42 kann eine auf das Werkzeug 44 einwirkende Kraft indirekt durch seine Schätzung basierend auf einem elektrischen Strom, mit dem Elektromotoren zum Antrieb der jeweiligen Gelenke des Roboters 40 versorgt werden, ermittelt werden. Alternativ kann eine auf das Werkzeug 44 einwirkende Kraft durch den Kraftsensor gemessen werden, der am Werkzeug 44 angebracht ist. Wenn der Roboter 40 einen Kraftmessungsteil aufweist, um eine Kollision zu vermeiden, eine Überlastung zu erfassen, eine Kraft zu überwachen oder eine Kraftsteuerung auszuführen, kann anstelle des Kraftsensors 42 der Kraftmessungsteil verwendet werden.
2 zeigt eine funktionale Konfiguration der Steuerungseinrichtung 10 gemäß der Ausführungsform. Die Steuerungseinrichtung 10 beinhaltet einen Schwerpunktlageberechnungsteil 12, einen Prozessierungsteil 14, einen Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16, einen Gewichtsermittlungsteil 18, einen Speicherteil 20, einen den kürzesten-Abstand-speichernden Teil 28, einen den kürzesten-Abstand-ermittelnden Teil 30 und einen Haltelagekorrekturteil 32.
Der Schwerpunktlageberechnungsteil 12 berechnet eine Schwerpunktlage des vom Werkzeug 44 gehaltenen Werkstücks 50, basierend auf Kraftdaten, die vom Kraftsensor 42 mit einer Vielzahl von verschiedenen Stellungen des Roboters 40 gemessen werden. Die vom Kraftsensor 42 gemessenen Kraftdaten enthalten Daten einer Kraft und eines Kraftmoments. In dieser Beschreibung repräsentiert die Schwerpunktlage eine Lage des Massenschwerpunkts. Ein beispielhafter Prozess zur Berechnung der Schwerpunktlage wird im Folgenden näher beschrieben. Der Prozessierungsteil 14 beinhaltet ferner einen Schätzteil 22, einen Bestimmungsteil 24 und einen Prüfteil 26. Der Schätzteil 22 schätzt einen Haltezustand des Werkstücks 50, basierend auf der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 relativ zum Werkzeug 44. Der Bestimmungsteil 24 bestimmt den Typ des Werkstücks 50, basierend auf der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 relativ zum Werkzeug 44. Der Prüfteil 26 prüft das Werkstück darauf, ob es ein vorgesehenes Objekt ist oder nicht, basierend auf der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 relativ zum Werkzeug 44. Beispielsweise wird bestimmt, ob sich das Werkstück in einem anderen Zustand als dem vorgesehenen befindet, ob das Werkstück defekt ist oder nicht, ob das Werkstück ein anderer Typ als der vorgesehene ist oder nicht oder ob das Werkstück beschädigt ist oder nicht. Der Prozessierungsteil 14 kann wahlweise mindestens einen des Schätzteils 22, des Bestimmungsteils 24 und des Prüfteils 26 aktivieren.
Der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 modifiziert einen an den Roboter 40 gerichteten Tätigkeitsbefehl, basierend auf dem vom Prozessierungsteil 14 durchgeführten Prozessergebnis. Der Gewichtsermittlungsteil 18 ermittelt ein Gewicht des Werkstücks 50. Der Speicherteil 20 speichert ein Lernprogramm, ein Tätigkeitsprogramm, die berechnete Schwerpunktlage des Werkstücks 50, das Gewicht des Werkstücks 50, für verschiedene Berechnungen benötigte Parameter und Ergebnisse der Berechnungen oder dergleichen.
Der den kürzesten-Abstand-speichernde Teil 28 speichert den kürzesten Abstand von jeder Fläche des Werkstücks 50 bis zur Schwerpunktlage des Werkstücks 50. Der den kürzesten-Abstand-ermittelnde Teil 30 berechnet den kürzesten Abstand von der Haltefläche des Werkstücks 50 bis zur Schwerpunktlage des Werkstücks 50. Wie im Folgenden beschrieben wird, werden der den kürzesten-Abstand-speichernde Teil 28 und der den kürzesten-Abstand-ermittelnde Teil 30 dazu verwendet, zu bestimmen, welche Fläche des Werkstücks 50 vom Werkzeug 44 gehalten wird.
Der Haltelagekorrekturteil 32 ist dazu konzipiert, die durch Erfassen des Werkstücks mit einem optischen Sensor oder dergleichen ermittelte Haltelage und Stellung des Werkstücks zu korrigieren oder zu erfassen, sodass sie einer tatsächlichen Lage und Stellung des Werkstücks entsprechen.
Erklärt wird ein beispielhafter Prozess der Steuerungseinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 11. 11 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zeigt, der von der Steuerungseinrichtung 10 durchgeführt wird. In diesem Zusammenhang wird im Folgenden rein beispielhaft eine Reihe von Prozessen beschrieben, weshalb darauf hingewiesen wird, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das spezifische Beispiel beschränkt ist.
Sobald der Auswählprozess und die Beförderungsprozessierung des Werkstücks 50 beginnen, wird von der Steuerungseinrichtung 10 an den Roboter 40 ein Tätigkeitsbefehl gesendet. Als Reaktion auf den Tätigkeitsbefehl bewegt der Roboter 40 das Werkzeug 44, das am Spitzenabschnitt des Roboters 40 angebracht ist, in den Behälter 52. Das Werkzeug 44 führt eine Haltetätigkeit aus, um das Werkstück 50 zu halten (Schritt S1). Während die Stellungen des Werkstücks 50 mit dem vom Werkzeug 44 gehaltenen Werkstück 50 geändert werden, werden vom Kraftsensor 42 Daten einer Kraft ermittelt, die vom Werkstück 50 auf das Werkzeug 44 einwirken (Schritt S2). Die Kraftdaten beinhalten eine Kraft und einen Kraftmoment, die mit einer Vielzahl von Stellungen des Roboters 40 assoziiert sind. Die ermittelten Kraftdaten werden zum Beispiel im Speicherteil 20 der Steuerungseinrichtung 10 gespeichert.
Bei Schritt S3 berechnet der Schwerpunktlageberechnungsteil 12 der Steuerungseinrichtung 10 eine Schwerpunktlage des Werkstücks 50, basierend auf den Kraftdaten, die mit einer Vielzahl von Stellungen des Roboters 40 bei Schritt S2 ermittelt werden. Die Lagen und Stellungen des Roboters 40 und des Werkzeugs 44 werden durch eine Lageerfassungseinrichtung, wie beispielsweise einen Kodierer, berechnet, die an jeder Antriebswelle des Roboters 40 angebracht ist.
Der Prozessierungsteil 14 aktiviert mindestens einen des Schätzteils 22, des Bestimmungsteils 24 und des Prüfteils 26, um bei den Schritten S4 bis S9 Prozesse durchzuführen. Ein Betätigender kann zum Beispiel mit einer Lernsteuerungstafel auswählen, ob jeder Prozess durchgeführt wird oder nicht. Wenn die Beurteilung bei Schritt S4 JA lautet, oder wenn, mit anderen Worten, eine Schätzung des Haltezustands des Werkstücks 50 notwendig ist, geht der Prozess zu Schritt S5 über, bei dem der Schätzteil 22 den Haltezustand des Werkstücks 50 schätzt. Sollte die Beurteilung bei Schritt S4 NEIN lauten, überspringt der Prozess Schritt S5 und geht zu Schritt S6 über.
Sollte die Beurteilung bei Schritt S6 JA lauten, oder sollte, mit anderen Worten, eine Bestimmung des Typs des Werkstücks 50 notwendig sein, geht der Prozess zu Schritt S7 über, bei dem der Bestimmungsteil 24 den Typ des Werkstücks 50 bestimmt. Sollte die Beurteilung bei Schritt S6 NEIN lauten, überspringt der Prozess Schritt S7 und geht zu Schritt S8 über.
Sollte die Beurteilung bei Schritt S8 JA lauten, oder sollte, mit anderen Worten, eine Prüfung der Qualität des Werkstücks 50 notwendig sein, geht der Prozess zu Schritt S9 über, bei dem der Prüfteil 26 die Qualität des Werkstücks 50 prüft. Sollte die Beurteilung bei Schritt S8 NEIN lauten, überspringt der Prozess Schritt S9 und geht zu Schritt S10 über.
Bei Schritt S10 modifiziert der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 einen an den Roboter 40 gerichteten Tätigkeitsbefehl, basierend auf den vom Prozessierungsteil 14 durchgeführten Prozessergebnissen, d. h. den Ergebnissen der Prozesse, die vom Schätzteil 22, vom Bestimmungsteil 24 und/oder vom Prüfteil 26 durchgeführt werden. Der Roboter 40 wird in Übereinstimmung mit dem modifizierten Tätigkeitsbefehl gesteuert.
Im Folgenden werden die Prozess, die von der Steuerungseinrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform durchgeführt werden, ausführlicher beschrieben. Inwieweit der Haltezustand des Werkstücks 50 stabil ist, hängt davon ab, welcher Abschnitt des Werkstücks 50 vom Werkzeug 44 gehalten wird. Wenn das Werkstück 50 beispielsweise an einer Lage in der Nähe seines Schwerpunkts gehalten wird, wird das Werkstück 50 stabil gehalten. In diesem Fall wird ein Lageverhältnis zwischen dem Werkzeug 44 und dem Werkstück 50 kaum geändert. Dementsprechend besteht nur ein geringes Risiko, dass das Werkstück 50 während der Bewegung des Werkstücks herunterfällt. Wenn das Werkstück 50 hingegen an einer vom Schwerpunkt entfernten Lage gehalten wird, besteht ein größeres Risiko, dass das Werkstück 50 herunterfällt. Im letzten Fall wird der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteilabschnitt 16 aktiviert, um den Prozess, wie beispielsweise das Herabsetzen einer Geschwindigkeit, bei der das Werkstück 50 bewegt wird, oder wenn angemessen, das Ablegen des Werkstücks 50 an einem anderen Ort und das anschließende erneute Halten des Werkstücks 50 an einer stabilen Lage, wahlweise durchzuführen.
Wenn eine Änderung der vom Kraftsensor 42 ermittelten Kraftdaten einen festgelegten Schwellenwert übersteigt, kann angenommen werden, dass der Haltezustand des Werkstücks 50 nicht stabil ist. Dementsprechend wird in diesem Fall der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 aktiviert, um den Prozess, wie beispielsweise das Herabsetzen einer Geschwindigkeit, bei der das Werkstück 50 bewegt wird, oder nach Bedarf das Halten des Werkstücks 50 an einer anderen Lage, wahlweise durchzuführen.
In der vorliegenden Erfindung repräsentiert die Haltelage des Werkstücks 50 eine Lage, die gemäß einem festgelegten Vorgang relativ zu einem Bezugspunkt bestimmt wird, der für den Roboterarm des Roboters 40 definiert wird. Demnach wird die Haltelage des Werkstücks 50 der Einfachheit halber bestimmt. Zum Beispiel kann die Haltelage des Werkstücks (a) eine TCP-Lage (Tool Center Point = Werkzeugmittelpunkt; ein Bezugspunkt, der für den Roboterarm definiert wurde) oder eine vom TCP durch einen festgelegten Abstand in eine festgelegte Richtung versetzte Lage oder (b) eine Lage, in der das Werkzeug 44 tatsächlich mit dem Werkstück 50 in Kontakt kommt, sein. Im Fall von (b) kann, wenn das Werkzeug 44 und das Werkstück 50 an einer Vielzahl von Kontaktlagen miteinander in Kontakt kommen, die Kontaktlage eine Lage sein, die für diese Kontaktlagen repräsentativ ist. Wenn zum Beispiel das Werkzeug 44 mit drei Lagen auf der Fläche des Werkstücks 50 in Kontakt kommt, wenn das Werkstück 50 gehalten wird, kann die Haltelage des Werkstücks eine Lage sein, die für die drei Kontaktlagen repräsentativ ist, wie beispielsweise eine Mitte der Kontaktlagen (b1). Wenn das Werkzeug aus zwei Greifern besteht, die zum Halten des Werkstücks 50 geöffnet und geschlossen werden, kann die Haltelage des Werkstücks eine Lage in der Mitte der Greifer (b2), eine von der Lage in der Mitte der Greifer versetzte Lage (b3) oder eine an einem der Greifer definierte TCP-Lage sein.
Im Folgenden wird ein Prozess zur Berechnung der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 durch den Schwerpunktlageberechnungsteil 12 beschrieben. Der Schwerpunktlageberechnungsteil 12 berechnet eine Schwerpunktlage des Werkstücks 50, basierend auf den Kraftdaten, die vom Kraftsensor 42 ermittelt werden. Der Schwerpunktlageberechnungsteil 12 kann optional mit einem Gewichtsermittlungsteil 18 bereitgestellt sein, der das Gewicht des Werkstücks 50 auf den Kraftdaten basierend ermittelt. Die zur Berechnung der Schwerpunktlage und des Gewichts des Werkstücks 50 verwendeten Kraftdaten werden mit einer Vielzahl von Stellungen des Roboters 40 ermittelt. Mit anderen Worten werden die Kraftdaten in Assoziierung mit den Lagen oder Stellungen des Werkzeugs 44, des Werkstücks 50 oder dem Endeffektor am Spitzenabschnitt des Roboterarms des Roboters 40 ermittelt, während es sich in einem ausgesetzten Zustand befindet oder tätig ist. Wie in 3 gezeigt wird, ist das Werkstück 50 im Bewegungsablauf zum Auswählen des Werkstücks 50 (in der Reihenfolge (a), (b) und (c)) vorzugsweise in seinen Stellungen änderbar.
Wenn die Bewegungslage oder die Bewegungsbahn des Werkstücks 50 erlernt wird, kann auf einem Bildschirm der Lerneinrichtung dargestellt oder über ein Geräusch oder eine Vibration der Lerneinrichtung oder durch eine Anzeigelampe der Lerneinrichtung angegeben werden, ob die Schwerpunktlage und das Gewicht berechenbar sind oder nicht. Ob die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkstücks 50 berechenbar sind, kann darauf basierend bestimmt werden, ob genaue Ergebnisse ermittelbar sind oder nicht, wenn ein bestimmtes Werkstück, dessen Schwerpunktlage und Gewicht bekannt sind, tatsächlich bewegt wird. Dieser Bestimmungsprozess wird darauf basierend durchgeführt, ob die Schwerpunktlage einen festgelegten Schwellenwert übersteigt oder nicht beziehungsweise ob das berechnete Gewicht einen festgelegten Schwellenwert übersteigt, beziehungsweise ob eine Matrix der Vergleichsausdrücke, die in der Berechnung verwendet werden, entartet ist oder nicht, beziehungsweise ob eine Konditionszahl der Matrix in den Vergleichsausdrücken kleiner als ein festgelegter Schwellenwert ist oder nicht.
Um die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkstücks 50 zu berechnen, kann die Steuerungseinrichtung 10 den Roboter 40 so betätigen, dass er die Stellung des Werkstücks 50 automatisch ändert, damit gewährleistet wird, dass das Werkstück 50 im Bewegungsablauf eine Vielzahl von Stellungen einnimmt. In diesem Fall erzeugt, wenn eine bestimmte Bewegungsbahn spezifiziert wird, die Steuerungseinrichtung 10 automatisch einen an den Roboter 40 gerichteten Tätigkeitsbefehl, sodass das Werkstück 50 eine Vielzahl von Stellungen in der Bewegungsbahn einnimmt. Alternativ kann das Lernprogramm zur Änderung der Stellung des Werkstücks 50 korrigiert werden, sodass das Werkstück 50 während der Bewegung eine geeignete Stellung einnehmen kann.
Zum Beispiel, wie in JP-A-5-116081 , JP-A-2012-40634 und JP-A-7-205075 offenbart wird, berechnen der Schwerpunktlageberechnungsteil 12 und der Gewichtsermittlungsteil 18 die Schwerpunktlage beziehungsweise das Gewicht des Werkstücks 50, basierend auf einer Schwerkraft gemäß den Kraftdaten zum Zeitpunkt des Aussetzens des Roboters 40. Alternativ können die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkstücks 50 basierend auf einer Schwerkraft und einer Trägheitskraft gemäß den Kraftdaten des tätigen Roboters 40 berechnet werden. In jedem Fall werden die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkzeugs 44 zuvor ermittelt. Die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkzeugs 44 werden mithilfe des Schwerpunktlageberechnungsteils 12 und des Gewichtsermittlungsteils 18 berechnet, während das Werkzeug kein Werkstück hält. Die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkzeugs 50 werden basierend auf der Schwerpunktlage und dem kombinierten Gewicht des Werkzeugs 44 und des Werkstücks 50 und auf der Schwerpunktlage und dem Gewicht des Werkzeugs 44 berechnet, die zuvor ermittelt werden. In diesem Zusammenhang kann in dem Fall, dass dieselbe Wirkung bereitstellbar ist, wenn die Schwerpunktlage auf einer Kraft basierend berechnet wird, die sowohl durch das Werkzeug 44 als auch durch das Werkstück 50 auf den Kraftsensor 42 einwirkt, um die Schwerpunktlage des Werkstücks 50 der vorliegenden Erfindung mit der Resultante zu ersetzen, der Einfachheit halber auch die Resultante verwendet werden.
Wenn die Kraftdaten des tätigen Roboters 40 verwendet werden, kann ein bekanntes Identifizierungsverfahren, das zur Identifizierung von Trägheitsparametern einer Verbindung angewandt wird (Masse, die Schwerpunktlage und Trägheitstensor), verwendet werden. Zum Beispiel wird eine Newton-Euler-Gleichung in Bezug auf ein am Kraftsensor 42 angebrachtes Objekt aufgestellt, um das Gewicht und die Schwerpunktlage des am Kraftsensor 42 angebrachten Objekts (das Werkzeug 44 und das vom Werkzeug 44 gehaltene Werkstück 50) durch die Kleinste-Quadrate-Schätzung mit dem Vergleichsausdruck in Bezug auf eine Vielzahl von Stellungen zu berechnen. Basierend auf der Schwerpunktlage und dem Gewicht des Werkzeugs 44, die zuvor ermittelt werden, und auf dem Berechnungsergebnis werden die Schwerpunktlage und das Gewicht des vom Werkzeug 44 gehaltenen Werkstücks 50 berechnet.
In diesem Zusammenhang kann, anstatt das Gewicht des Werkstücks 50 auf die zuvor beschriebene Art und Weise zu berechnen, der Gewichtsermittlungsteil 18 ein Gewicht verwenden, das zuvor gemessen oder berechnet wird. Wenn sich die Gewichte der jeweiligen Werkstücke 50 nicht erheblich voneinander unterscheiden und ein bekanntes Gewicht verwendet werden kann, ist ein Prozess zur Berechnung des Gewichts des Werkstücks 50 auslassbar. In diesem Fall ist ein Fehler in Bezug auf die Berechnung der Schwerpunktlage reduzierbar.
Wenn das Werkzeug während seiner Bewegung seine Schwerpunktlage ändert, zum Beispiel in Form von zwei sich öffnenden und sich schließenden Greifern, werden die Schwerpunktlagen und Gewichte von Bestandteilen des Werkzeugs zuvor ermittelt. Darüber hinaus wird ein Mittel zur Messung einer Länge eines beweglichen Abschnitts des Werkzeugs, zum Beispiel zur Messung einer Hublänge des Greifers, verwendet. Die Schwerpunktlage des Werkzeugs wird basierend auf der Hublänge, der Schwerpunktlage und dem Gewicht des beweglichen Abschnitts korrigiert. Auf diese Art und Weise ist die Schwerpunktlage des Werkzeugs und demnach die Schwerpunktlage des Werkstücks 50 genau berechenbar.
Wenn bestimmt wird, dass das Gewicht und die Schwerpunktlage des Werkstücks 50 nicht berechenbar sind oder wenn bestimmt wird, dass sich das Gewicht und die Schwerpunktlage des Werkstücks 50 erheblich von festgelegten Schwellenwerten unterscheiden, sodass die Ergebnisse wahrscheinlich ungenau sind, wird angenommen, dass das Werkstück 50 vom Werkzeug 44 nicht stabil gehalten wird. In diesem Zusammenhang sind in einigen Fällen die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkstücks 50 aufgrund einer unangemessenen Stellung des Roboters 40 zum Zeitpunkt des Ermittelns der Kraftdaten nicht berechenbar. Um dies zu vermeiden, kann, sobald das Werkstück 50 in eine festgelegte Lage bewegt wird, das Werkstück 50 auf derselben Bewegungsbahn bewegt werden. Entlang dieser Bewegungsbahn wird eine Lage erlernt, sodass die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkstücks 50 berechenbar sind.
Wenn die Schwerpunktlage des Werkstücks 50 nicht berechenbar ist, kann ein Warnzeichen auf einer Lerntätigkeitstafel des Roboters 40 angezeigt werden, um den Betätigenden über eine unangemessene Stellung des Roboters 40 zu informieren. Wenn das berechnete Gewicht des Werkstücks 50 einen festgelegten Schwellenwert übersteigt, kann ferner angenommen werden, dass der Haltezustand unangemessen ist, zum Beispiel wenn mehrere Werkstücke 50 gehalten werden.
Wenn die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkstücks 50 regelmäßig nicht berechenbar sind, oder wenn regelmäßig bestimmt wird, dass das Berechnungsergebnis ungenau ist, besteht eine Möglichkeit, dass das Messergebnis des Kraftsensors ungenau ist. Bevor das Werkstück 50 vom Werkzeug 44 gehalten wird, wird das Werkstück 50 irregulär in einem Behälter 52 platziert. Deshalb kann zum Beispiel, wenn das Werkstück 50 ausgewählt wird, das Werkstück 50 mit anderen Werkstücken 50 und/oder dem Behälter 52 in Kontakt kommen. Dies kann zur Beschädigung des Kraftsensors 42 führen. Dementsprechend kann der Beförderungsprozess nach Bedarf angehalten werden, oder wenn der Beförderungsprozess nicht durchgeführt wird, zum Beispiel zum Zeitpunkt der Instandhaltung, kann eine Prüfung ausgeführt werden, ob der Kraftsensor 42 wie vorgesehen mit einem Werkstück funktioniert, dessen Schwerpunktlage und Gewicht durch den Vergleich von berechneter Schwerpunktlage und Gewicht bekannt sind, die mit den bekannten Werten berechnet werden.
Der Schätzteil 22 schätzt einen Haltezustand des Werkstücks 50, basierend auf dem Verhältnis zwischen der Lage des Werkzeugs 44 und der vom Schwerpunktlageberechnungsteil 12 berechneten Schwerpunktlage des Werkstücks 50. Alternativ schätzt der Schätzteil 22 einen Haltezustand des Werkstücks 50, basierend auf der Lage des Werkzeugs 44, der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 und dem Gewicht des Werkstücks 50. Gemäß dem Schätzergebnis des Schätzteils 22 modifiziert der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 einen an den Roboter 40 gerichteten Tätigkeitsbefehl. Die Modifizierung des vom Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 durchgeführten, an den Roboter 40 gerichteten Tätigkeitsbefehls kann eine Anpassung, eine Korrektur und ein Wechsel des Tätigkeitsbefehls beinhalten.
Es werden die Prozesse zur Schätzung des Haltezustands des Werkstücks 50, die vom Schätzteil 22 durchgeführt werden, und eine beispielhafte Modifizierung des Tätigkeitsbefehls durch den Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16, basierend auf dem Ergebnis der Schätzung, erklärt.
(Fall I): Die Kraftdaten ändern sich über einen festgelegten Schwellenwertbereich hinaus
Wenn sich die vom Kraftsensor 42 ermittelten Kraftdaten über einen festgelegten Schwellenwertbereich hinaus ändern, kann angenommen werden, dass eine Lage des Werkstücks 50 relativ zum Werkzeug 44 nicht konstant ist. Deshalb schätzt in solch einem Fall der Schätzteil 22, dass sich das Werkstück 50 in einem unstabilen Zustand befindet und nicht angemessen vom Werkzeug 44 gehalten wird. In diesem Fall lässt der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 das Werkstück 50 beispielsweise in den Behälter 52 zurücklegen (Tätigkeit I-I). Das Werkstück 50 wird in jeder Lage innerhalb eines festgelegten Bereiches in den Behälter 52 zurückgelegt, von der Lage, aus der das Werkstück ausgewählt wurde, einer beliebigen Lage, die basierend auf den regionalen Daten des Behälters bestimmt wurde, oder einer Lage der Mitte des Behälters. Sofern dies nicht anders angegeben wird, trifft der zuvor genannte Sachverhalt auf die anderen hier beschriebenen Ausführungsformen zu. Alternativ kann der Tätigkeitsbefehl so modifiziert werden, dass das Werkstück 50 einmal auf einen nahegelegenen Arbeitstisch gelegt wird und wieder auf eine stabilere Art und Weise gehalten wird (Tätigkeit I-II). Alternativ kann der Tätigkeitsbefehl so modifiziert werden, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters 40 zum Zeitpunkt der Beförderung des Werkstücks 50 langsamer als die spezifizierte Geschwindigkeit gemacht wird (Tätigkeit I-III).
(Fall II): Das Gewicht des Werkstücks 50 liegt außerhalb eines festgelegten Schwellenwertbereiches
Wenn das vom Gewichtsermittlungsteil 18 ermittelte Gewicht des Werkstücks 50 eine Obergrenze des Schwellenwertbereiches übersteigt, wird angenommen, dass fälschlicherweise mehr als ein Werkstück 50 gehalten wird. In einem solchen Fall wird der Tätigkeitsbefehl so modifiziert, dass er das Werkstück 50 in den Behälter 52 zurücklegen (Tätigkeit II-I) oder das Werkstück 50 auf einen Arbeitstisch legen und es wieder in einem stabilen Haltezustand halten lässt (Tätigkeit II-II). Wenn das Gewicht des Werkstücks 50 niedriger als eine Untergrenze des Schwellenwertbereiches ist, schätzt der Schätzteil 22, dass das Werkstück 50 nicht gehalten wird. In diesem Fall modifiziert der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 den an den Roboter 40 gerichteten Tätigkeitsbefehl der Sicherheit halber so, dass das Werkstück 50 zurück in den Behälter 52 gelegt wird und das Werkstück 50 wieder im Behälter 52 gehalten wird (Tätigkeit II-III).
(Fall III): Ein Abstand zwischen der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 und der Lage des Haltens des Werkstücks 50 durch das Werkzeug 44 liegt außerhalb eines festgelegten Schwellenwertbereiches
Wenn ein Abstand zwischen der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 und der Haltelage des Werkstücks 50 kurz ist, wird der Roboter 40 normalerweise auf eine festgelegte Art und Weise betätigt. Zum Beispiel kann das Werkstück 50 so wie es ist befördert werden, oder das Werkstück 50 kann in eine Messlage bewegt werden, in der die Lage und die Stellung des Werkstücks 50 in Bezug auf das Referenzkoordinatensystem des Roboters 40 mittels eines optischen Sensors korrigierbar sind. Wenn das Werkstück 50 jedoch aus den zufällig übereinander gestapelten ausgewählt wird, wird oft ein oberer Abschnitt des geneigten Werkstücks 50 gehalten. Dementsprechend wird das Werkstück 50 oft an einer Lage gehalten, die von seinem Schwerpunkt entfernt ist.
Wenn die Haltekraft zum Halten des Werkstücks 50 durch das Werkzeug 44 schwach ist, kann das Werkstück 50, das an einer Lage, die von seinem Schwerpunkt entfernt ist, gehalten wird, herunterfallen, oder ein Lageverhältnis zwischen dem Werkzeug 44 und dem Werkstück 50 kann geändert werden. Dementsprechend modifiziert der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 den Tätigkeitsbefehl so, dass er das Werkstück 50 in den Behälter 52 zurücklegt (Tätigkeit III-I) oder das Werkstück 50 auf einen Arbeitstisch legt und das Werkstück 50 wieder auf stabile Art und Weise hält (Tätigkeit III-II). Alternativ modifiziert der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 den Tätigkeitsbefehl so, dass eine Geschwindigkeit zum Zeitpunkt der Beförderung des Werkstücks 50 langsamer als die spezifizierte Geschwindigkeit gemacht wird, basierend auf dem Abstand zwischen der Haltelage des Werkstücks 50 und der Schwerpunktlage des Werkstücks 50. Wenn ein Abstand D zwischen der Haltelage und der Schwerpunktlage einen ersten Schwellenwert Th1 übersteigt, wird die Beförderungsgeschwindigkeit beispielsweise an die Beförderungsgeschwindigkeit V', die niedriger als die spezifizierte Geschwindigkeit V ist, angepasst, gemäß der folgenden Gleichung: V' = V × (Th1/D). Wenn der Abstand D hingegen einen zweiten Schwellenwert Th2, der größer als der erste Schwellenwert Th1 ist, übersteigt, wird die Beförderungsgeschwindigkeit an die Beförderungsgeschwindigkeit V', die ein fester Einstellwert ist, der niedriger als die spezifizierte Geschwindigkeit ist, angepasst.
Auch wenn dies optional ist, kann auch das durch den Gewichtsermittlungsteil 18 ermittelte Gewicht des Werkstücks 50 verwendet werden. Wenn zum Beispiel das Gewicht des Werkstücks 50 niedriger als ein festgelegter Schwellenwert ist, wird bestimmt, dass das Werkstück 50 selbst in einem unstabilen Haltezustand problemlos beförderbar ist. Wenn dies der Fall ist, wird das Werkstück 50 so wie es ist befördert, ohne Tätigkeiten (III-1) bis (III-III) durchzuführen.
4 zeigt eine Art und Weise, in der das Werkstück 50 von einem ersten Werkzeug 54, aufweisend drei Saugeinheiten 56, gehalten wird. Im Fall des ersten Werkzeugs 54 kann eine Lage und Stellung der Fläche des vom ersten Werkzeug 54 gehaltenen Werkstücks 50 durch eine Halteart durch das erste Werkzeug 54 bestimmt werden. Andererseits weist das Werkstück 50 eine Vielzahl von Flächen 50a, 50b, 50c und 50d auf, die möglicherweise vom ersten Werkzeug 54 gehalten werden können. Deshalb sollte bestimmt werden, an welcher Fläche das Werkstück 50 gehalten wird oder ob das Werkstück 50 an einer vorgesehenen Fläche gehalten wird oder nicht.
An welcher Fläche das Werkstück 50 gehalten wird oder ob das Werkstück 50 an der vorgesehenen Fläche gehalten wird oder nicht, ist durch den den kürzesten-Abstand-speichernden Teil 28 und den den kürzesten-Abstand-ermittelnden Teil 30 der Steuerungseinrichtung 10 wie im Folgenden beschrieben bestimmbar. 5 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Bestimmungsprozesses zur Bestimmung einer Haltefläche des Werkstücks. Der den kürzesten-Abstand-ermittelnde Teil 30 berechnet den kürzesten Abstand MD1 von der Ebene auf der Haltefläche des Werkstücks 50 bis zur Schwerpunktlage. Der den kürzesten-Abstand-speichernde Teil 28 speichert zuvor den kürzesten Abstand MD von der Ebene auf jeder Fläche 50a, 50b, 50c und 50d des Werkstücks 50 bis zur Schwerpunktlage G. Der kürzeste Abstand ist als ein kürzester Abstand von der Ebene auf der Fläche des Werkstücks bis zur Schwerpunktlage definiert. Der kürzeste Abstand ist ein Abstand von einem Punkt, an dem eine sich von der Schwerpunktlage G erstreckende Linie die Ebene in einem rechten Winkel im dreidimensionalen Raum durchquert, bis zur Schwerpunktlage G. Die Ebene auf der Fläche des Werkstücks ist eine auf der Oberfläche des Werkstücks definierte Ebene. Die Ebene kann eine ungefähre Ebene sein, die für die Fläche des Werkstücks repräsentativ ist, oder eine Tangentialebene an einer Lage auf der Fläche des Werkstücks, oder eine Ebene, die aus drei Lagen auf der Fläche des Werkstücks gebildet wird, an denen das Werkstück haltbar ist. Der den kürzesten-Abstand-speichernde Teil 28 kann den kürzesten Abstand MD zuvor mithilfe des Schwerpunktlageberechnungsteils 12 und des den kürzesten-Abstand-ermittelnden Teils 30 ermitteln, wenn das Werkstück 50 auf jeder Fläche durch das Werkzeug gehalten wird.
Wenn sich der kürzeste Abstand MD von der Ebene auf jeder Fläche des Werkstücks 50, an der das Werkstück möglicherweise gehalten wird, bis zur Schwerpunktlage G voneinander unterscheidet, kann der Bestimmungsprozess wie folgt durchgeführt werden. Der den kürzesten-Abstand-ermittelnde Teil 30 berechnet den kürzesten Abstand MD1 von der Ebene auf der Haltefläche des Werkstücks 50 bis zur Schwerpunktlage, basierend auf der Lage und Stellung der Fläche des Werkstücks 50 und der Schwerpunktlage G, die berechnet werden, wenn das Werkstück gehalten wird. An welcher Fläche des Werkstücks 50 gehalten wird, wird anschließend durch Vergleichen des berechneten kürzesten Abstands MD1 mit dem durch den den kürzesten-Abstand-speichernden Teil 28 gespeicherten kürzesten Abstand MD von der Ebene auf jeder Fläche 50a, 50b, 50c und 50d des Werkstücks 50 bis zur Schwerpunktlage G, bestimmt. Zum Beispiel wird bestimmt, dass die Fläche des Werkstücks 50, aufweisend den kürzesten Abstand MD1, welcher der zu MD naheliegendste ist, die Haltefläche ist. Alternativ kann die Haltefläche in Abhängigkeit davon identifiziert werden, ob eine Differenz zwischen dem berechneten kürzesten Abstand MD1 und dem zuvor ermittelten kürzesten Abstand MD in einen festgelegten Schwellenwert fällt. Wenn sich der kürzeste Abstand MD von der Ebene auf jeder Fläche des Werkstücks 50, an der das Werkstück möglicherweise gehalten wird, bis zur Schwerpunktlage G, zwischen einer auf der vorgesehenen Fläche und jenen auf anderen Flächen unterscheidet, sodass es nur notwendig ist, zu bestimmen, ob die Haltefläche die vorgesehene Fläche ist, ist die Bestimmung durch Vergleichen des kürzesten Abstands MD auf der vorgesehenen Fläche mit dem vom kürzesten-Abstand-ermittelnden Teil 30 berechneten kürzesten Abstand MD1 durchführbar.
Wenn vom Schätzteil 22 bestimmt wird, dass das Werkstück 50 an einer vorgesehenen Fläche gehalten wird, wird das Werkstück 50 so wie es ist befördert (Tätigkeit III-IV). Wenn hingegen bestimmt wird, dass die Haltefläche des Werkstücks 50 keine vorgesehene Fläche ist, modifiziert der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 den Tätigkeitsbefehl so, dass er das Werkstück 50 auf einen Arbeitstisch legt und anschließend das Werkstück 50 wieder auf stabile Art und Weise hält (Tätigkeit III-V).
Alternativ modifiziert der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 den Tätigkeitsbefehl so, dass die Tätigkeit als mit der Haltefläche assoziiert durchgeführt wird.
Die Lage und Stellung der Ebene auf der Fläche des Werkstücks 50 ist wie folgt ermittelbar. Wenn die Fläche des Werkstücks 50 an drei oder mehr Lagen gehalten wird (4 zeigt ein Beispiel, in dem die Fläche des Werkstücks 50 an drei Lagen gehalten wird), werden die Lage und Stellung der Ebene auf der Fläche des Werkstücks 50 auf einer Vielzahl von bekannten Haltelagen in Bezug auf das Referenzkoordinatensystem des Roboters 40 basierend berechnet (im Fall von 4 werden die Lage und Stellung der Fläche aus den drei Haltelagen ermittelt). Das Werkzeug kann ein pneumatisches Saugwerkzeug sein, das zur Erzeugung einer Anziehungskraft konzipiert ist. Das pneumatische Saugwerkzeug kann dazu konzipiert sein, eine Feder bzw. einen Balg aufzuweisen und seine Lage zu ändern, wenn gegen die Fläche des Werkstücks 50 gedrückt wird, je nachdem, wie weit das Werkzeug gedrückt wird, um die Auswirkung freizusetzen oder die Haltelage zu ändern, je nach Neigung der Fläche des Werkstücks 50. Das pneumatische Saugwerkzeug kann ferner dazu konzipiert sein, die Haltelage zur Referenzlage zu bewegen, wenn es angehoben wird, und während der Beförderung befestigt zu werden.
Es kann möglich sein, ein Werkzeug zu verwenden, aufweisend eine Haltefläche, dessen Lage und Stellung in Bezug auf das Referenzkoordinatensystem des Roboters 40 bekannt sind. In diesem Fall wird das Werkstück 50 mit der Haltefläche des Werkzeugs in Kontakt mit der Fläche des Werkstücks 50 gehalten. Die Lage und Stellung der Ebene auf der Fläche des gehaltenen Werkstücks 50 werden auf der Lage und Stellung der Haltefläche des Werkzeugs basierend bestimmt. Zum Beispiel weist ein zweites Werkzeug 60, gezeigt in 6, am Spitzenabschnitt ein Saugkissen 62 auf, das dazu konzipiert ist, im planaren Kontakt mit der Fläche des Werkstücks 50 zu sein. In diesem Fall wird das Werkstück 50 ausgewählt, während seine Stellung relativ zum zweiten Werkzeug 60 aufrechterhalten wird. Dementsprechend sind, wenn die Lage und Stellung des Saugkissens 62 des zweiten Werkzeugs bekannt sind, die Lage und Stellung der Ebene auf der Haltefläche des Werkstücks 50 basierend auf der Information über das Saugkissen 62 ermittelbar.
Wenn das Werkzeug dazu konzipiert ist, das Werkstück 50 an einer oder zwei Lagen zu halten und in Bezug auf die Lage und Stellung der Fläche auf dem Spitzenabschnitt des Werkzeugs keine Informationen erhältlich sind, wird das Werkzeug bei unveränderter Lage des Werkstücks mit der Fläche des Werkstücks 50 an drei oder mehr Lagen in Kontakt gebracht, bevor das Werkstück 50 aufgenommen wird. Anschließend sind die Lage und Stellung der Ebene auf der Fläche des Werkstücks 50 basierend auf den drei oder mehr Kontaktlagen berechenbar.
Die Lage und Stellung der Ebene auf der Fläche des Werkstücks 50 kann beispielsweise mittels eines optischen Sensors bestimmt werden, bevor das Werkstück 50 vom Werkzeug gehalten wird. Wenn die Lage und Stellung auf der Fläche des Werkstücks 50 bestimmt werden, bevor das Werkstück 50 gehalten wird, ist es notwendig, das Werkstück 50 zu befestigen oder die Bewegung des Werkstücks 50 zu minimieren, wenn das Werkstück 50 gehalten wird. Dementsprechend ist es in diesem Fall zu bevorzugen, dass ein Abschnitt des Werkzeugs, der mit dem Werkstück 50 in Kontakt kommt, durch eine flexible Struktur konfiguriert ist, sodass sich die Form des Abschnitts flexibel ändern kann, wenn das Werkzeug mit dem Werkstück 50 in Kontakt kommt. Beispielsweise kann der Abschnitt des Werkzeugs durch eine Feder oder eine Balgstruktur, eine flexible Struktur konfiguriert sein, die mit einer Vielzahl von Lücken bereitgestellt ist, welche das Durchfließen von Luft gestatten. Das Werkzeug kann einen pneumatischen Saugmechanismus aufweisen, der zum Anziehen und Halten des Werkstücks konzipiert ist.
In diesem Zusammenhang ist die Fläche des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks 50 nicht notwendigerweise eine Ebene. Die Fläche des gehaltenen Werkstücks 50 kann eine Oberfläche aufweisen, die in etwa als eine Ebene betrachtet werden kann, um die zuvor genannten Prozesse durchzuführen, oder eine leicht gebogene Oberfläche. Das Werkstück 50 kann einen ebenen Abschnitt beinhalten, auf dem das Werkstück 50 gehalten wird.
Der zuvor genannte Prozess ist wirksam, wenn es notwendig ist, zu identifizieren, auf welcher Fläche das Werkstück 50 gehalten wird, aber die Haltefläche ist nicht durch einen optischen Sensor oder dergleichen identifizierbar.
Im zuvor beschriebenen Fall (III), d. h. im Fall dass ein Abstand zwischen der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 und der Lage des Haltens des Werkstücks 50 durch das Werkzeug 44 nicht innerhalb eines festgelegten Schwellenwertbereiches liegt, kann der Schätzteil 22 eine Stellung des Werkstücks 50 und seine Längsrichtung schätzen, basierend auf der Haltelage des Werkstücks 50 und der Vektorrichtung der Schwerpunktlage. Der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 kann eine Stellung des Werkstücks 50, basierend auf dem Schätzergebnis, korrigieren.
In 7 werden beispielhaft verschiedene Zustände (a) bis (d) des Werkstücks 50 gezeigt, das vom Werkzeug 44 in derselben Lage gehalten wird. Der von der Haltelage P zur Schwerpunktlage G gerichtete Vektor A wird mit einem Pfeil dargestellt. Wie abgebildet ist, kann der Vektor A in verschiedene Richtungen ausgerichtet sein, selbst wenn das Werkstück 50 in derselben Lage gehalten wird.
Im nachfolgend beschriebenen Fall wird das Werkstück 50 in einer festgelegten Lage gehalten und das Werkstück 50 ist nicht um eine Achse, die sich durch die Haltelage und die Schwerpunktlage des Werkstücks 50 erstreckt, drehbar, beziehungsweise ist es möglich, die Drehung um die Achse zu vernachlässigen. In diesem Fall ist es möglich, wenn eine Stellung der Achse des Werkstücks 50 in Bezug auf das Werkzeug 44 bekannt ist, die Stellung des Werkstücks 50 zu schätzen. Wie in 7 gezeigt wird, kann in dem Fall, dass angenommen werden kann, dass die Richtung des Vektors A von der Haltelage P zur Schwerpunktlage G ungefähr eine Stellung und Längsrichtung des Werkstücks 50 ist, sind die Stellung und Längsrichtung des Werkstücks 50 basierend auf der Richtung dieses Vektors A schätzbar. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die Lage und Stellung des Werkstücks 50 aus der Lage und Stellung des Werkzeugs 44, der Haltelage des Werkstücks 50 und der Stellung des Werkstücks 50 in Bezug auf das Werkzeug 44 zu schätzen.
Alternativ sind die Stellung und die Längsrichtung des Werkstücks 50 durch das Assoziieren des von der Haltelage P zur Schwerpunktlage G ausgerichteten Vektors A mit der Stellung und der Längsrichtung des Werkstücks 50 ermittelbar. In diesem Fall wird der von der Haltelage P zur Schwerpunktlage G ausgerichtete Vektor A in einen Vektor B umgewandelt, der für die Stellung des Werkstücks 50 relativ zum Werkzeug 44 repräsentativ ist, d. h. einen Vektor, der parallel zur Hauptträgheitsachse ist. Zu diesem Zweck wird zuvor eine Transformationsmatrix ermittelt. Die Transformationsmatrix transformiert einen Vektor, der von einer festgelegten Lage auf dem Werkstück 50 zur Schwerpunktlage G ausgerichtet ist, in den Vektor B, der für die Stellung des Werkstücks 50 relativ zum Werkzeug 44 repräsentativ ist. Der Vektor B ist so definiert, dass die darauf basierende Stellung des Werkstücks 50 ermittelt wird. Anschließend wird gemäß der zuvor ermittelten Transformationsmatrix der Vektor B aus dem von der Haltelage P zur Schwerpunktlage G ausgerichteten Vektor A berechnet. Es ist möglich, die Lage und Stellung des Werkstücks 50 aus der Lage und Stellung des Werkzeugs 44, der Haltelage des Werkstücks 50 und dem Vektor B, der die Stellung des Werkstücks 50 relativ zum Werkzeug 44 repräsentiert, zu schätzen.
In diesem Zusammenhang ist der Vektor B, der für die Stellung des Werkstücks 50 relativ zum Werkzeug 44 repräsentativ ist, ein Vektor, der die Längsrichtung und die Stellung des Werkstücks 50 basierend auf dem Vektor B unter der Zwangskondition hinsichtlich der Lage und Stellung des Werkstücks 50 repräsentieren kann. Mit anderen Worten ist der Vektor B ein Vektor, der die Längsrichtung und die Stellung des Werkstücks 50 basierend auf der Halteart des Werkstücks durch das Werkzeug und dem Vektor B bestimmen kann, unabhängig von der Drehung um die Achse basierend auf dem Vektor B. Ein Beispiel eines solchen Vektors B wird in 8 gezeigt.
Im nachfolgend beschriebenen Fall ist eine Länge des Werkstücks in der Längsrichtung länger als ein festgelegter Schwellenwert und ein Abstand zwischen der Haltelage und der Schwerpunktlage des Werkstücks ist länger als ein weiterer Schwellenwert. Und die Drehung um eine sich durch die Haltelage und die Schwerpunktlage erstreckende Achse ist vernachlässigbar, bzw. das Werkstück wird so gehalten, dass das Werkstück nicht um die Achse gedreht wird. In diesen Fällen sind die Stellung und die Längsrichtung des Werkstücks basierend auf der Vektorrichtung, ausgerichtet von der Haltelage und der Schwerpunktlage, schätzbar. Basierend auf der Stellung des Werkzeugs und der Stellung des Werkstücks relativ zum Werkzeug ist die Stellung des Werkstücks schätzbar. Wenn die Länge des Werkstücks in der Längsrichtung länger als ein festgelegter Schwellenwert und der Abstand zwischen der Haltelage und der Schwerpunktlage des Werkstücks länger als ein weiterer Schwellenwert ist, sind eine ungefähre Lage und Stellung durch die Lage und Stellung des Werkzeugs und den Vektor, der für die Stellung des Werkstücks relativ zum Werkzeug repräsentativ ist, schätzbar, selbst wenn die Haltelage des Werkstücks nicht festgelegt ist. Wenn das Werkstück lang ist und die Haltelage in der Nähe des Werkstückendes ist, kann eine solche Schätzung praktisch zutreffend sein.
Wenn der Abstand zwischen der Haltelage und der Schwerpunktlage größer als ein festgelegter Schwellenwert ist, selbst wenn die Haltelage nicht festgelegt ist, sind die Stellung und die Längsrichtung des Werkstücks mit einem geringfügigen Fehler schätzbar, basierend auf der Haltelage und der Schwerpunktlage. Ferner ist dies in dem Fall, dass eine vollständige Identifizierung der Stellung des Werkstücks nicht notwendig ist und eine grobe Schätzung genügt, auf mehrere Objekte anwendbar. Da der Abstand zwischen der Haltelage und der Schwerpunktlage geringer ist, ist der Fehler im Ergebnis der Schätzung der Stellung größer. Deshalb wird in Abhängigkeit vom akzeptablen Fehler der Stellungen ein Schwellenwert eingestellt. Wenn die Identifizierung der Stellung des Werkstücks nicht notwendig ist, ist es akzeptabel, das Werkstück an einem seiner Enden zu halten. Wenn jedoch die Identifizierung der Stellung des Werkstücks notwendig ist, wird das Werkstück an einer beliebigen Lage an einem der Enden des Werkstücks oder an einer Lage zwischen einem der Enden des Werkstücks und dem Schwerpunkt gehalten.
Wenn der Abstand zwischen der Haltelage und der Schwerpunktlage größer als ein festgelegter Schwellenwert ist, kann angenommen werden, dass ein Vektor, der von der Haltelage des Werkstücks zum Schwerpunkt ausgerichtet ist, ein Vektor ist, der von einer festgelegten Lage zur Schwerpunktlage ausgerichtet ist. Zuvor wird eine Transformationsmatrix ermittelt. Die Transformationsmatrix transformiert den Vektor, der von der festgelegten Lage zur Schwerpunktlage G ausgerichtet ist, in einen Vektor, der für die Stellung des Werkstücks relativ zum Werkzeug repräsentativ ist. Auf diese Art und Weise sind die Stellung und die Längsrichtung des Werkstücks basierend auf der Haltelage des Werkstücks, der zuvor ermittelten Transformationsmatrix und dem von der Haltelage zur Schwerpunktlage ausgerichteten Vektor ermittelbar.
9 zeigt eine beispielhafte Konfiguration eines Werkstücks 70 und eines dritten Werkzeugs 72, das zum Halten des Werkstücks 70 verwendet wird. Das dritte Werkzeug 72 weist an seinem Spitzenabschnitt zwei Greifer 74 auf. Das Werkstück 70 weist einen ringförmigen ersten Abschnitt 76 auf, der an seinem Ende mit einem Loch ausgebildet ist, und einen stangenförmigen zweiten Abschnitt 78. Das dritte Werkzeug 72 ist dazu konzipiert, das Werkstück 70 zu halten, indem die zwei Greifer 74, die im Loch des ersten Abschnitts 76 liegen, voneinander weg zu bewegen, und eine Kraft auf den Innenumfang des ersten Abschnitts 76 anzuwenden. In diesem Fall ist, wenn das Werkstück 70 vom dritten Werkzeug 72 gehalten wird, die Drehung um die Längsachse, die sich entlang dem zweiten Abschnitt 78 erstreckt, eingeschränkt. In den Beispielen (a) bis (c) der 9 wird das Werkstück 70 zwar vom dritten Werkzeug 72 in derselben Lage gehalten, jedoch unterscheiden sich die Stellungen des Werkstücks 70 voneinander.
Die Haltelage P des Werkstücks 70 ist zum Beispiel in der Mitte der beiden Lagen am Innenumfang eingestellt, mit dem die beiden Greifer 74 des dritten Werkzeugs 72 in Kontakt kommen. Mit der Annahme, dass die Haltelage P und die Schwerpunktlage G auf der Längsachse des Werkstücks 70 liegen, entspricht die Richtung des von der Haltelage P zum Schwerpunkt G ausgerichteten Vektors A ungefähr der Längsrichtung des Werkstücks 70, wie abgebildet ist. Deshalb ist die Längsrichtung des Werkstücks 70 basierend auf dem von der Haltelage P zur Schwerpunktlage G ausgerichteten Vektor A schätzbar. Darüber hinaus ist die Stellung des Werkstücks 70 relativ zum Werkzeug 72 basierend auf der Längsrichtung des Werkstücks 70 schätzbar. Dementsprechend ist die Stellung des Werkstücks 70 relativ zum Werkzeug 72 aus der Richtung des Vektors A durch Assoziierung der Stellung des Werkstücks 70 mit der Längsrichtung des Werkstücks 70 schätzbar. Die Stellung des Werkstücks ist auf der Stellung des Werkzeugs 72 und der Stellung des Werkstücks 70 relativ zum Werkzeug 72 basierend schätzbar. Wenn die Haltelage des Werkstücks 70 in der Nähe einer festgelegten Lage liegt, sind die Lage und Stellung des Werkstücks 70 auf der Lage und Stellung des Werkzeugs 72, der Haltelage des Werkstücks 70 und der Stellung des Werkstücks 70 relativ zum Werkzeug 72 basierend schätzbar. Wenn die Haltelage näher zur festgelegten Lage liegt, ist die Lage des Werkstücks 70 genau schätzbar.
Selbst wenn die Haltelage P nicht auf der Längsachse des Werkstücks 70 liegt, sind eine ungefähre Längsrichtung und Stellung des Werkstücks 70 aus der Richtung des Vektors A auf dieselbe Art und Weise schätzbar. Wenn eine Transformationsmatrix zur Transformation des Vektors A, der von der Haltelage P zum Schwerpunkt G ausgerichtet ist, in einen Vektor, der repräsentativ für die Stellung des Werkstücks ist, z. B. ein Vektor, der in der Längsrichtung des Werkstücks 70 ausgerichtet ist, zuvor ermittelt wird, sind die Längsrichtung und die Stellung des Werkstücks 70 mittels der Transformationsmatrix schätzbar. Auf diese Art und Weise ist, wenn das Werkstück mit Drehung um eine befestigte Achse gehalten wird, die Stellung des Werkstücks relativ zum Werkzeug auf dem Vektor von der Haltelage zur Schwerpunktlage basierend ermittelbar, um die Längsrichtung und die Stellung des Werkstücks zu schätzen. Die Lage des Werkstücks 70 ist auf dieselbe Art und Weise schätzbar.
10 zeigt eine weitere beispielhafte Konfiguration eines Werkstücks 80 und eines vierten Werkzeugs 82, das zum Halten des Werkstücks 80 verwendet wird. Eine Länge des Werkstücks 80 ist in der Längsrichtung größer als ein festgelegter Schwellenwert und ein Abstand zwischen der Haltelage des Werkstücks und der Schwerpunktlage ist größer als ein weiterer Schwellenwert. In diesem Beispiel weist das Werkstück 80 im Allgemeinen eine zylindrische Form auf. Das vierte Werkzeug 82 ist dazu konzipiert, das Werkstück 80 an zwei Lagen am Außenumfang zu halten, indem die beiden Greifer 84 am Spitzenabschnitt näher zueinander bewegt werden. Auch in diesem Fall wird das Werkstück 80 so gehalten, dass die Drehung um die Längsachse eingeschränkt ist. In den Beispielen (a) bis (c) der 10 wird das Werkstück 80 zwar vom vierten Werkzeug 82 in derselben Lage gehalten, nimmt aber unterschiedliche Stellungen ein.
Die Haltelage P des Werkstücks 80 ist zum Beispiel in der Mitte der beiden Lagen am Außenumfang des Werkstücks 80 eingestellt, mit dem die beiden Greifer 84 des vierten Werkzeugs 82 in Kontakt kommen. Mit der Annahme, dass die Haltelage P und der Schwerpunkt G auf der Längsachse des Werkstücks 80 liegen, entspricht die Richtung des von der Haltelage P zur Schwerpunktlage G ausgerichteten Vektors A ungefähr der Längsrichtung des Werkstücks 80, wie abgebildet ist. Dementsprechend ist die Längsrichtung des Werkstücks 80 auf dem von der Haltelage P zur Schwerpunktlage G ausgerichteten Vektor A basierend schätzbar. Darüber hinaus ist die Stellung des Werkstücks 80 relativ zum Werkzeug 82 basierend auf der Längsrichtung des Werkstücks 80 schätzbar. Deshalb ist die Stellung des Werkstücks 80 relativ zum Werkzeug 82 von der Richtung des Vektors A durch Assoziierung der Längsrichtung des Werkstücks 80 mit der Stellung des Werkstücks 80 schätzbar. Die Stellung des Werkstücks ist auf der Stellung des Werkzeugs 82 und der Stellung des Werkstücks 80 relativ zum Werkzeug 82 basierend schätzbar. Wenn eine Länge des Werkstücks 80 in der Längsrichtung größer als ein festgelegter Schwellenwert ist und ein Abstand zwischen der Haltelage des Werkstücks und der Schwerpunktlage des Werkstücks 80 größer als ein weiterer festgelegter Schwellenwert ist, sind eine ungefähre Lage und Stellung des Werkstücks auf der Lage und Stellung des Werkzeug 82 und der Stellung des Werkstücks 80 relativ zum Werkzeug 82 selbst dann schätzbar, wenn die Haltelage des Werkstücks 80 nicht festgelegt ist.
Wenn eine Länge des Werkstücks 80 in der Längsrichtung größer als ein festgelegter Schwellenwert ist und der Abstand zwischen der Haltelage des Werkstücks und der Schwerpunktlage des Werkstücks 80 größer als ein weiterer festgelegter Schwellenwert ist, sind eine ungefähre Längsrichtung, Lage und Stellung des Werkstücks 80 aus der Richtung des Vektors A selbst dann schätzbar, wenn die Haltelage P nicht auf der Längsachse des Werkstücks 80 liegt. Wenn eine Transformationsmatrix zur Transformation des Vektors A, der von der Haltelage P zum Schwerpunkt G ausgerichtet ist, in einen Vektor, der repräsentativ für die Stellung des Werkstücks relativ zum Werkzeug ist, z. B. ein Vektor, der in der Längsrichtung des Werkstücks 80 ausgerichtet ist, zuvor ermittelt wird, sind die Längsrichtung und die Stellung des Werkstücks 80 mittels der Transformationsmatrix berechenbar. Auf diese Art und Weise sind, wenn das Werkstück mit Drehung um eine befestigte Achse gehalten wird, die Länge des Werkstücks größer als ein festgelegter Schwellenwert und der Abstand zwischen der Haltelage des Werkstücks und der Schwerpunktlage des Werkstücks größer als ein weiterer festgelegter Schwellenwert ist, die Längsrichtung, die Lage und Stellung des Werkstücks durch Ermitteln der Stellung des Werkstücks relativ zum Werkzeug auf dem Vektor von der Haltelage zur Schwerpunktlage basierend schätzbar.
In den mehreren zuvor beschriebenen Beispielen kann das Werkstück absichtlich an einem Endabschnitt oder an einer Lage in der Nähe eines Endabschnitts von der Schwerpunktlage des Werkstücks entfernt gehalten werden, da der größere Abstand zwischen der Haltelage und der Schwerpunktlage gestatten können, dass die Stellung des Werkstücks ermittelt beziehungsweise genauer ermittelt werden.
In den zuvor genannten Beispielen, in denen die Längsrichtung, die Lage und Stellung des Werkstücks basierend auf der Halteart des Werkstücks und dem von der Haltelage zum Schwerpunkt des Werkstücks gerichteten Vektor bzw. dem Vektor, der für die darauf basierende Stellung des Werkstücks repräsentativ ist, schätzbar sind, sind die folgenden Tätigkeiten in Abhängigkeit vom Ergebnis der Schätzung durchführbar.

(1) Lage und Stellung der Werkstücke werden korrigiert, um sie zum Förderer oder dem Ziel des Werkstücks in einer ausgerichteten Art und Weise zu bewegen.
(2) Das Werkstück wird mit einer geänderten Lage und Stellung bewegt, sodass die Messung durch die Messeinrichtung für das Werkstück gestattet wird. Es ist zu bevorzugen, dass die Lage und Stellung so genau wie möglich geschätzt werden, solange eine ungefähre Lage und Stellung geschätzt werden, ist jedoch die zuvor genannte Messung ausführbar. Die Messung des Werkstücks wird ausgeführt, um die Lage und Stellung des Werkstücks genau zu korrigieren oder zu erfassen oder eine Qualität oder eine Kondition des Werkstücks zu kontrollieren. Zum Beispiel können die Lage und Stellung des Werkstücks geändert werden, sodass bei der Verwendung der Messeinrichtung mit einem optischen Sensor oder dergleichen, der dazu geeignet ist, eine Lage und Stellung des Werkstücks zu messen, Lage und Stellung des Werkstücks für die Messung wünschenswert werden, oder das Werkstück ist innerhalb des Messbereiches hinlegbar, oder die Längsrichtung des Werkstücks ist in eine festgelegte Richtung ausgerichtet, oder das Werkstück wird für die Messung auf die Ebene gelegt. Der obige Prozess zur genauen Korrektur der Lage und Stellung des Werkstücks in Zusammenarbeit mit der Messeinrichtung wird durch den Haltelagekorrekturteil 32 der Steuerungseinrichtung 10 durchgeführt. Und der Haltelagekorrekturteil 32 der Steuerungseinrichtung 10 korrigiert die Lage und Stellung des Werkstücks mittels der Messeinrichtung, die dazu geeignet ist, eine Lage und Stellung des Werkstücks zu messen. Auf diese Art und Weise werden die Lage und Stellung des Werkstücks durch den Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 basierend auf dem Ergebnis der Schätzung des Haltezustands des Werkstücks korrigiert, wenn die Steuerungseinrichtung dazu geeignet ist, mit einer Messeinrichtung zusammenzuarbeiten, die dazu geeignet ist, eine Lage und Stellung des Werkstücks zu messen.
(3) Die Beförderung des Werkstücks fährt so fort, wenn kein Bedarf an einer Änderung der Lage und Stellung des Werkstücks besteht.
(4) Wenn die Richtung des Vektors von der Haltelage zur Schwerpunktlage relativ zum Werkzeug außerhalb eines festgelegten Bereichs liegt, wird bestimmt, dass der Haltezustand des Werkstücks unangemessen ist, da angenommen werden kann, dass die Stellung des Werkstücks nicht innerhalb eines wünschenswerten Bereichs liegt, oder der Vektor ist falsch berechnet. In diesem Fall modifiziert der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 den Tätigkeitsbefehl so, dass er das Werkstück in den Behälter zurücklegt oder das Werkstück auf einen Arbeitstisch legt und es wieder in einer stabilen Stellung hält.

Gemäß der zuvor genannten Tätigkeit ist es möglich, das Werkstück auf eine stabile Art und Weise zu befördern. Darüber hinaus ist es durch Schätzen einer ungefähren Lage und Stellung des Werkstücks möglich, die Anzahl von Tätigkeiten zum Ablegen des Werkstücks auf einem anderen Arbeitstisch zu reduzieren, um die Lage und Stellung des Werkstücks zu erfassen und es wieder zu halten und eine solche Tätigkeit nur durchzuführen, wenn es notwendig ist.
Wenn der Abstand zwischen der Schwerpunktlage des Werkstücks und der Haltelage des Werkstücks einen festgelegten Schwellenwert übersteigt, kann die Lage und Stellung des Werkstücks während der Beförderung korrigiert werden, sodass die Richtung des Vektors in der Bewegungsrichtung für die Beförderung des Werkstücks der des vom Schwerpunkt zur Haltelage ausgerichteten Vektors entspricht. Wenn mehr als eine mögliche Haltelagen vorliegen, wird die Haltelage an der Haltelage definiert, die repräsentativ für diese ist, oder die Lage in der Mitte der Haltelagen. Auf diese Art und Weise kann verhindert werden, dass der Haltezustand des Werkstücks während der Beförderung unstabil ist. Wenn das Gewicht des Werkstücks geringer als ein festgelegter Schwellenwert ist, kann bestimmt werden, dass die Haltelage während der Beförderung stabil ist und eine solche Tätigkeit wird nicht durchgeführt.
Durch Durchführung der zuvor beschriebenen Tätigkeit und Berechnung des ausgewählten Werkstücks ist es möglich, den Prozess zur Bestimmung des Werkstücktyps, den Prozess zur Prüfung der Qualität des Werkstücks bzw. den Prozess zur Kontrolle, ob die Teile richtig am Werkstück angebracht sind oder nicht, durchzuführen. Die Bestimmung des Werkstücktyps ist durch den Bestimmungsteil 24 der Steuerungseinrichtung 10 durchführbar. Die Prüfung der Qualität des Werkstücks ist durch den Prüfteil 26 der Steuerungseinrichtung 10 durchführbar.
Wenn das Werkstück stets vom Werkzeug mit derselben Lage und Stellung relativ zum Werkzeug gehalten wird, z. B. wenn das Werkstück in einer festgelegten Lage ist oder das Werkstück im selben Lageverhältnis mittels einer Messeinrichtung, wie beispielsweise einem optischen Sensor, haltbar ist, sind die Bestimmung des Werkstücktyps durch den Bestimmungsteil 24, die Kontrolle, ob das Werkstück vorgesehen ist oder nicht, durch den Prüfteil 26 und die Kontrolle, ob die Teile richtig am Werkstück angebracht sind, einfach und schnell durch die Berechnung der Schwerpunktlage des Werkstücks und den Vergleich des berechneten Wertes mit einem festgelegten Wert während der Beförderung des Werkstücks durchführbar. Durch die Verwendung der Schwerpunktlage des Werkstücks ist es möglich, verschiedene Prozesse durchzuführen, selbst wenn das Werkstück dasselbe Gewicht aufweist. Im Besonderen ist es wirksam, wenn dieselbe Prüfung mittels eines optischen Sensors nicht durchführbar ist, beispielsweise wenn das Werkstück von der Abdeckung umgeben ist. Ferner sind durch die Verwendung des Gewichts und der Schwerpunktlage des Werkstücks für die verschiedenen Prozesse die Bestimmung oder Prüfung spezifisch und genau durchführbar.
Der an den Roboter gerichtete Tätigkeitsbefehl kann in Abhängigkeit vom Werkstück durch den Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil 16 modifiziert werden. Zum Beispiel wird zum Zeitpunkt der Beförderung der Werkstücktyp oder die Qualität des Werkstücks bestimmt und das Ziel des Werkstücks wird basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung geändert. Wenn das Werkstück nicht vorgesehen ist, kann das Werkstück entfernt werden. Wie zuvor beschrieben werden die verschiedenen Prozesse zum Zeitpunkt der Beförderung durchgeführt und die Tätigkeit wird je nach Ergebnis der Bestimmung und der Schätzung und der Prüfung durchgeführt. Darüber hinaus ist der für die allgemeine Verwendung konzipierte Kraftmessungsteil verwendbar. Dementsprechend ist die Zykluszeit des Systems verkürzbar, was die Betriebskosten des Systems reduziert. Dies gestattet eine Verwendung des Systems in verschiedenen Anwendungen.
Wenn das Werkstück an einem festgelegten Ziel wie beispielsweise auf einem Förderer platziert ist, wird das Werkstück ferner vorzugsweise so platziert, dass der Schwerpunkt des Werkstücks innerhalb eines festgelegten Gebietes auf dem Förderer platziert ist, basierend auf dem Schwerpunkt, der zum Zeitpunkt der Beförderung des Werkstücks berechnet wurde. Dies ermöglicht, dass das Werkstück in einer stabilen Lage platziert ist. Zum Beispiel ist verhinderbar, dass das Werkstück vom Förderer fällt. Zum Zeitpunkt des Palettierens, welches das Aufeinanderplatzieren der Werkstücke, deren Formen identisch, deren Schwerpunktlagen jedoch unterschiedlich sind, einschließt, ist es möglich, die Schwerpunktlagen so zu versetzen, dass die Schwerpunktlagen nicht lokal konzentriert sind.
Wenn das Werkstück in einer festgelegten Lage ist und selbst wenn das Werkstück so angeordnet ist, dass das wünschenswerte Verhältnis zwischen dem Werkzeug und dem Schwerpunkt des Werkstücks zum Zeitpunkt des Haltens des Werkstücks nicht umsetzbar ist, sind gemäß der zuvor genannten Ausführungsformen der Haltezustand des Werkstücks, wie beispielsweise die Stabilität des Haltezustands, die Lage und Stellung des Werkstücks, an dessen Werkstückfläche gehalten wird, basierend auf der Schwerpunktlage des Werkstücks, die zum Zeitpunkt des Haltens und Beförderns des Werkstücks berechnet wird, schätzbar. Darüber hinaus ist die Bestimmung des Werkstücktyps oder der Werkstückqualität durchführbar. Ferner sind verschiedene Bestimmungsprozesse nach Bedarf durchführbar, indem das Gewicht des Werkstücks, die Änderungen der Kraftdaten, die von der Krafterfassungseinheit erfasst werden, berücksichtigt werden. Die Tätigkeit des Roboters wird in Abhängigkeit vom Zustand bzw. der Kondition des Werkstücks, die während der Beförderung ermittelt werden, geändert. Dementsprechend sind die verschiedenen Prozesse während der Beförderung durchführbar. Darüber hinaus ist die Anzahl von Tätigkeiten zum Ablegen des Werkstücks auf einem Arbeitstisch und das erneute Halten reduzierbar oder eine solche Tätigkeit ist auslassbar. Durch die Verwendung des Kraftmessungsteils zur allgemeinen Verwendung anstatt einer teuren Prüfeinrichtung können die Kosten des Systems sowie seine Betriebskosten reduziert werden. Wenn die Möglichkeit des Unfalls während der Beförderung besteht, ist ferner die Tätigkeit des Roboters änderbar, um ein Auftreten des Unfalls zu verhindern, wodurch die Sicherheit des Systems erhöht wird.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der Erfindung ist die Tätigkeit des Roboters in Abhängigkeit vom Zustand bzw. der Situation des gehaltenen Werkstücks änderbar. Dies gestattet eine Durchführung von verschiedenen Tätigkeiten je nach Bedarf und beseitigt unnötige Schritte und Einrichtungen, wodurch die Zykluszeit und die Installationskosten des Systems sowie seine Betriebskosten reduziert werden.
Obwohl die verschiedenen Ausführungsformen und Varianten der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist es für einen Fachmann offensichtlich, dass die vorgesehene Funktion und Wirkung der vorliegenden Erfindung auch durch andere Ausführungsformen oder Varianten erreicht werden können. Im Besonderen kann ein Bestandteil der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und Varianten ausgelassen oder ersetzt werden, oder ein bekanntes Mittel hinzugefügt werden, ohne dass vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Ferner ist es für einen Fachmann offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung durch eine beliebige Kombination von Merkmalen der Ausführungsformen implementierbar ist, die hier entweder explizit oder implizit offenbart sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011-183537 A [0006]
JP 5-212690 A [0006]
JP 5-241626 A [0006]
JP 2004-249391 A [0006]
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JP 7-205075 A [0006, 0052]

Claims

Steuerungseinrichtung (10) für einen Roboter (40), wobei der Roboter (40) ein Werkzeug (44, 54, 60, 72, 82) zum Halten eines Werkstücks (50, 70, 80) und einen Kraftmessungsteil (42) zur Messung einer Kraft umfasst, die vom Werkstück (50, 70, 80) auf das Werkzeug (44, 54, 60, 72, 82) einwirkt, wenn das Werkstück (50, 70, 80) vom Werkzeug (44, 54, 60, 72, 82) gehalten wird, wobei der Roboter (40) dazu geeignet ist, das in einem dreidimensionalen Raum platzierte Werkstück (50, 70, 80) zu halten und zu befördern, wobei die Steuerungseinrichtung (10) Folgendes umfasst: einen Schwerpunktlageberechnungsteil (12) zur Berechnung der Schwerpunktlage des vom Werkzeug (44, 54, 60, 72, 82) gehaltenen Werkstücks (50, 70, 80), wenn der Roboter (40) das Werkstück (50, 70, 80) hält und befördert, basierend auf Kraftdaten, die vom Kraftmessungsteil (42) mit einer Vielzahl von Stellungen des das Werkstück (50, 70, 80) haltenden Roboters (40) gemessen werden; einen Prozessierungsteil (14) zur Durchführung von mindestens einem eines Schätzprozesses zur Schätzung eines Haltezustands des vom Werkzeug (44, 54, 60, 72, 82) gehaltenen Werkstücks (50, 70, 80), eines Bestimmungsprozesses zur Bestimmung eines Typs des vom Werkzeug (44, 54, 60, 72, 82) gehaltenen Werkstücks (50, 70, 80) und eines Prüfprozesses zur Prüfung einer Qualität des vom Werkzeug (44, 54, 60, 72, 82) gehaltenen Werkstücks (50, 70, 80), basierend auf einem Lageverhältnis zwischen der Lage des Werkzeugs (44, 54, 60, 72, 82) und der Schwerpunktlage des Werkstücks (50, 70, 80); und einen Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil zur Modifizierung eines an den Roboter (40) gerichteten Tätigkeitsbefehls, basierend auf einem vom Prozessierungsteil (14) durchgeführten Prozessergebnis.
Steuerungseinrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der Schwerpunktlageberechnungsteil (12) ferner einen Gewichtsermittlungsteil (18) zum Ermitteln eines Gewichts des Werkstücks (50, 70, 80) umfasst, wobei der Prozessierungsteil (14) zur Durchführung von mindestens einem des Schätzprozesses zur Schätzung eines Haltezustands des vom Werkzeug (44, 54, 60, 72, 82) gehaltenen Werkstücks (50, 70, 80), des Bestimmungsprozesses zur Bestimmung eines Typs des vom Werkzeug (44, 54, 60, 72, 82) gehaltenen Werkstücks (50, 70, 80) und des Prüfprozesses zur Prüfung einer Qualität des vom Werkzeug (44, 54, 60, 72, 82) gehaltenen Werkstücks (50, 70, 80), basierend auf dem Lageverhältnis zwischen der Lage des Werkzeugs (44, 54, 60, 72, 82) und der Schwerpunktlage des Werkstücks (50, 70, 80) und auf dem Gewicht des Werkstücks (50, 70, 80), geeignet ist.
Steuerungseinrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der Prozessierungsteil (14) zur Schätzung des Haltezustands des Werkstücks (50, 70, 80) durch Bestimmung einer Stellung einer festgelegten Achse des Werkstücks (50, 70, 80) relativ zum Werkzeug (44, 54, 60, 72, 82), basierend auf einer Halteart zum Halten des Werkstücks (50, 70, 80) durch das Werkzeug (44, 54, 60, 72, 82) und auf einem Lageverhältnis zwischen der Lage des Werkzeugs (44, 54, 60, 72, 82) und der Schwerpunktlage des Werkstücks (50, 70, 80), geeignet ist.
Steuerungseinrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Werkzeug (54) dazu geeignet ist, das Werkstück (50) durch Anziehen einer Oberfläche des Werkstücks (50) zu halten, und wobei die Steuerungseinrichtung (10) ferner Folgendes umfasst: einen den kürzesten-Abstand-speichernden Teil (28) zum Speichern eines kürzesten Abstands von Ebenen auf der Oberfläche des vom Werkzeug (54) haltbaren Werkstücks (50) bis zur Schwerpunktlage des Werkstücks (50); und einen den kürzesten-Abstand-ermittelnden Teil (30) zum Ermitteln des kürzesten Abstands von Ebenen auf der Oberfläche des Werkstücks (50) bis zur Schwerpunktlage des Werkstücks (50), basierend auf einer Lage und Stellung der Oberfläche des vom Werkzeug (54) gehaltenen Werkstücks (50), wobei der Prozessierungsteil zur Schätzung der Fläche des vom Werkzeug (54) gehaltenen Werkstücks (50) geeignet ist, indem der vom kürzesten-Abstand-speichernden Teil (28) gespeicherte kürzeste Abstand mit dem vom kürzesten-Abstand-ermittelnden Teil (30) ermittelten kürzesten Abstand verglichen wird.
Steuerungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil zur Änderung einer Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters (40) zum Zeitpunkt der Beförderung des Werkstücks (50, 70, 80), basierend auf einem Ergebnis des Schätzprozesses zur Schätzung eines Haltezustands des Werkstücks (50, 70, 80), der vom Prozessierungsteil (14) durchgeführt wird, geeignet ist.
Steuerungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil den Roboter (40) so betätigt, dass er das Werkstück (50, 70, 80) innerhalb eines festgelegten Gebietes entfernt von der Lage, in der das Werkstück (50, 70, 80) liegt, bevor es vom Werkzeug (44, 54, 60, 72, 82) gehalten wird, platziert, beziehungsweise das Werkstück (50, 70, 80) in eine Lage bewegt, in der das Werkstück (50, 70, 80) zeitweise loslassbar und wieder haltbar ist, basierend auf einem Ergebnis des Schätzprozesses zur Schätzung eines Haltezustands des Werkstücks (50, 70, 80), der vom Prozessierungsteil (14) durchgeführt wird.
Steuerungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil den Roboter so betätigt, dass er eine Lage oder Stellung des Werkstücks (50, 70, 80) zum Zeitpunkt der Beförderung des Werkstücks (50, 70, 80), basierend auf einem Ergebnis des Schätzprozesses zur Schätzung des Haltezustands des Werkstücks (50, 70, 80), der vom Prozessierungsteil (14) durchgeführt wird, ändert.
Steuerungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerungseinrichtung (10) zur Zusammenarbeit mit einer Messeinrichtung geeignet ist, die zur Messung einer Lage und Stellung des Werkstücks (50, 70, 80) geeignet ist, wobei der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil den Roboter (40) so betätigt, dass er das Werkstück (50, 70, 80) in eine Lage bewegt, in der das Werkstück (50, 70, 80) von der Messeinrichtung messbar ist, indem eine Lage und Stellung des Werkstücks (50, 70, 80), basierend auf einem Ergebnis des Schätzprozesses zur Schätzung des Haltezustands des Werkstücks (50, 70, 80), der vom Prozessierungsteil (14) durchgeführt wird, korrigiert wird, und wobei die Steuerungseinrichtung (10) ferner einen Haltelagekorrekturteil (32) umfasst, der zur Zusammenarbeit mit der Messeinrichtung geeignet ist, um eine Haltelage und Stellung des Werkstücks (50, 70, 80) zu korrigieren.
Steuerungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Tätigkeitsbefehlmodifizierungsteil den Roboter (40) so betätigt, dass die Schwerpunktlage des Werkstücks (50, 70, 80) innerhalb eines festgelegten Gebietes liegt, das an einer Lage definiert wird, zu der das Werkstück (50, 70, 80) befördert wird, basierend auf der Schwerpunktlage des Werkstücks (50, 70, 80), die vom Schwerpunktlageberechnungsteil (12) berechnet wird.