DE102017105082A1

DE102017105082A1 - Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters und Stauvorrichtung zum Verstauen einer Vielzahl von Objekttypen

Info

Publication number: DE102017105082A1
Application number: DE102017105082.5A
Authority: DE
Inventors: Yuuki KIMOTO; Yoshiharu Nagatsuka
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2037-03-11
Also published as: CN107200228B; JP6378232B2; CN107200228A; US9957120B2; US20170267467A1; JP2017165565A; DE102017105082B4

Abstract

Eine Verstauvorrichtung umfasst eine Transportvorrichtung, die mehrere Arten von Objekten in einer unregelmäßigen Reihenfolge transportiert, und eine Steuervorrichtung, die die Positionen der Objekte im Inneren des Unterbringungsbereichs festlegt. Die Steuervorrichtung umfasst eine Abschlussmusterwahleinheit, die auf Basis von Informationen hinsichtlich der durch die Detektionsvorrichtung detektierten Arten von Objekten und der gegenwärtig in dem Unterbringungsbereich angeordneten Objekte ein Abschlussmuster wählt, in dem ein durch die Transportvorrichtung transportiertes Objekt verstaut werden kann. Die Steuervorrichtung umfasst eine Positionsbestimmungseinheit, die auf Basis des Abschlussmusters die Position, an der ein Objekt im Inneren des Unterbringungsbereichs angeordnet wird, bestimmt.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters für Objekte und eine Stauvorrichtung zum Verstauen von Objekten.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Im Prozess des Transports von Objekten gibt es Prozesse, bei denen eine Vielzahl von Objekten geordnet in einem Unterbringungsbereich angeordnet wird. Zum Beispiel gibt es einen Prozess, bei dem Objekte, die einzeln durch ein Transportband transportiert werden, auf einer Palette verstaut werden. Ein System, das derartige durch eine Transportvorrichtung transportierte Objekte an einer bestimmten Stelle verstaut, ist als Palettiersystem bekannt.
In der Patentoffenlegungsschrift 2013-71785 ist eine Stauvorrichtung offenbart, die im Fall eines vermischten Vorhandenseins einer Vielzahl von Arten von Schachteln mit unterschiedlichen Abmessungen die Kombination der Schachteln auf Basis der Größe der Schachteln berechnet. Bei dieser Vorrichtung ist offenbart, dass nach einer Anordnung von Schachteln in vier Ecken eines Schachtelunterbringungsbereichs Schachteln in dem Bereich mit Ausnahme der vier Ecken angeordnet werden.
Kurzdarstellung der Erfindung
Im Prozess des Transports von Objekten kann es vorkommen, dass Objekte von einer Art an einer bestimmten Stelle verstaut werden. In einem solchen Fall kann der Verstaubereich auf einer Palette vor der Vornahme der Verstautätigkeit im Voraus festgelegt werden. Und wenn die Reihenfolge des Transports mehrerer Arten von Objekten vorab festgelegt ist, kann ein Staumuster vorab festgelegt werden.
Es gibt jedoch andererseits im Transportprozess Fälle, in denen die Reihenfolge der Arten der zu verstauenden Objekte nicht bestimmt ist. Zum Beispiel gibt es Fälle, in denen die Arten der durch ein Transportband transportierten Objekte unregelmäßig sind. Bei herkömmlichen Stauvorrichtungen konnten die mehreren unregelmäßig antransportieren Arten von Objekten nicht passend verstaut werden.
Die Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters der vorliegenden Erfindung berechnet ein Muster, um eine Vielzahl von Objekten im Inneren eines vorab festgelegten Unterbringungsbereich zu verstauen. Die Vielzahl von Objekten umfasst mehrere Arten von Objekten mit einer Schachtelform und unterschiedlichen Abmessungen. Die Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters umfasst eine Reihenfolgenfestlegeeinheit, die mehrere Objekte wählt und die Reihenfolge, in der die Objekte verstaut werden, festlegt. Die Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters umfasst eine Musterberechnungseinheit, die auf Basis der Abmessungen des Unterbringungsbereichs, der Abmessungen der mehreren Arten von Objekten und der durch die Reihenfolgenfestlegeeinheit festgelegten Verstaureihenfolge ein Abschlussmuster, in dem die Objekte in dem Unterbringungsbereich angeordnet sind, erzeugt. Die Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters umfasst eine Speichereinheit, die das durch die Musterberechnungseinheit erzeugte Abschlussmuster speichert. Die Reihenfolgenfestlegeeinheit legt mehrere Reihenfolgen fest. Die Musterberechnungseinheit nimmt eine Steuerung, bei der das Muster, in dem die Objekte im Inneren des Unterbringungsbereichs untergebracht sind, wenn die Objekte in einer der Reihenfolgen verstaut wurden, als Abschlussmuster festlegt wird, wiederholt für die mehreren Reihenfolgen vor.
Bei der oben beschriebenen Erfindung kann die Musterberechnungseinheit eine Steuerung, bei der die mehreren Objekte in einer der Reihenfolgen in einer vorab festgelegten Anordnungsrichtung des Unterbringungsbereichs angeordnet werden, und eine Steuerung, bei ein Objekt an der Oberseite gestapelt wird, wenn das Objekt in der Anordnungsrichtung von dem Unterbringungsbereich abweicht, vornehmen.
Die Stauvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Transportvorrichtung, die mehrere Arten von Objekten in einer unregelmäßigen Reihenfolge transportiert, und einen Roboter, der die durch die Transportvorrichtung transportierten Objekte im Inneren eines vorab festgelegten Unterbringungsbereichs anordnet. Die Stauvorrichtung umfasst eine Detektionsvorrichtung, die die Arten der durch die Transportvorrichtung transportierten Objekte detektiert, und eine Steuervorrichtung, die die Position der Objekte im Inneren des Unterbringungsbereichs festlegt. Die Steuervorrichtung umfasst eine Speichereinheit, die Abschlussmuster, in denen mehrere Objekte im Inneren des Unterbringungsbereichs angeordnet wurden, speichert. Die Steuervorrichtung umfasst eine Abschlussmusterwahleinheit, die auf Basis von Informationen hinsichtlich der durch die Detektionsvorrichtung detektierten Arten von Objekten und der gegenwärtig in dem Unterbringungsbereich angeordneten Objekte aus den in der Speichereinheit gespeicherten Abschlussmustern ein Abschlussmuster wählt, in dem ein durch die Transportvorrichtung transportiertes Objekt verstaut werden kann. Die Steuereinheit umfasst eine Positionsbestimmungseinheit, die auf Basis des durch die Abschlussmusterwahleinheit gewählten Abschlussmusters die Position, an denen ein Objekt im Inneren des Unterbringungsbereichs angeordnet wird, bestimmt. Der Roboter transportiert das Objekte an die durch die Positionsbestimmungseinheit bestimmte Position.
Bei der oben beschriebenen Erfindung kann die Stauvorrichtung ein Zwischenablageabschnitt, auf dem Objekte vorübergehend abgelegt werden können, umfassen. Wenn durch die Abschlussmusterwahleinheit kein Abschlussmuster gewählt wird, kann der Roboter ein durch die Transportvorrichtung transportiertes Objekt auf dem Zwischenablageabschnitt anordnen.
Bei der oben beschriebenen Erfindung kann die Positionsbestimmungseinheit bei Vorhandensein mehrerer Abschlussmuster, in denen ein Objekt verstaut werden kann, die Position des Objekts so bestimmen, dass die Anzahl der Abschlussmuster, die der Position des Objekts entsprechen, wenn das Objekt in dem Unterbringungsbereich angeordnet wurde, maximal wird.
Einfache Erklärung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht einer Stauvorrichtung nach einer Ausführungsform;
2 ist ein Blockdiagramm der Stauvorrichtung nach der Ausführungsform;
3 ist ein Blockdiagramm einer Abschlussmustererzeugungseinheit nach der Ausführungsform;
4 ist eine Ansicht zur Erklärung der Arten von Schachteln und des Unterbringungsbereichs nach der Ausführungsform;
5 ist ein Ablaufdiagramm der Steuerung zur Erzeugung eines Abschlussmusters nach der Ausführungsform;
6 ist eine Ansicht zur Erklärung einer ersten Verstaureihenfolge und eines ersten Abschlussmusters;
7 ist eine Ansicht zur Erklärung einer zweiten Verstaureihenfolge und eines zweiten Abschlussmusters;
8 ist ein Ablaufdiagramm einer ersten Verstausteuerung nach der Ausführungsform;
9 ist eine Ansicht des Unterbringungsbereichs, einer durch ein Transportband transportierten Schachtel und von Abschlussmustern zur Erklärung der ersten Verstausteuerung;
10 ist ein Ablaufdiagramm einer zweiten Verstausteuerung nach der Ausführungsform;
11 ist eine Ansicht des Unterbringungsbereichs, einer durch ein Transportband transportierten Schachtel und von Abschlussmustern zur Erklärung der zweiten Verstausteuerung;
12 ist ein Ablaufdiagramm einer dritten Verstausteuerung nach der Ausführungsform;
13 ist eine Ansicht des Unterbringungsbereichs, einer durch ein Transportband transportierten Schachtel und von Abschlussmustern zur Erklärung der dritten Verstausteuerung;
14 ist eine Ansicht zur Erklärung eines ersten Beispiels, wenn Schachteln in einem Unterbringungsbereich angeordnet sind; und
15 ist eine Ansicht zur Erklärung eines zweiten Beispiels, wenn Schachteln in einem Unterbringungsbereich angeordnet sind.
Ausführliche Erklärung
Unter Bezugnahme auf 1 bis 15 werden eine Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters und eine Stauvorrichtung nach einer Ausführungsform erklärt. Die Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters nach der Ausführungsform ist in einer Stauvorrichtung, die schachtelartige Objekte auf Paletten verstaut, bereitgestellt. Die Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters berechnet Muster zur Anordnung von Objekten im Inneren eines vorab festgelegten Unterbringungsbereichs. Die Stauvorrichtung ordnet Objekte auf Basis des durch die Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters erzeugten Musters der Objekte in dem Unterbringungsbereich an.
1 ist eine schematische Ansicht einer Stauvorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform wird anhand von quaderförmigen Schachteln als Beispiel für schachtelförmige Objekte erklärt. Eine Stauvorrichtung 6 umfasst eine Hand 4 als Endeffektor, die Schachteln 81, 82, 83 als zu transportierende Objekte ergreift, und einen Roboter 1, der die Hand 4 an einer gewünschten Position und in einer gewünschten Lage anordnet. Die Stauvorrichtung 6 umfasst eine Steuereinheit 2, die den Roboter 1 steuert.
Der Roboter 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein mehrgelenkiger Roboter, der einen Arm 11 und mehrere Gelenkabschnitte 14 aufweist. Der Roboter 1 kann die Position und die Lage eines Handgelenksabschnitts des Arms 11 frei verändern. Der Roboter 1 kann die Schachteln 81, 82, 83, die mit der Hand 4 ergriffen wurden, an einer gewünschten Position und in einer gewünschten Lage anordnen.
Die Stauvorrichtung 6 der vorliegenden Ausführungsform umfasst ein Transportband 31 als Transportvorrichtung. Die Stauvorrichtung 6 führt die Tätigkeit des Verstauens von Schachteln, die durch das Transportband 31 antransportiert werden, auf einer Palette 32 aus. Auf der oberen Fläche der Palette 32 ist vorab ein Unterbringungsbereich 91, in dem Schachteln verstaut werden können, festgelegt. Der Unterbringungsbereich 91 bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Form eines Quaders auf, doch besteht keine Beschränkung auf diese Form und können beliebige Formen verwendet werden.
Die Schachteln, die auf der Palette 32 verstaut werden, sind mehrere Arten von Schachteln 81, 82, 83 mit unterschiedlichen Abmessungen. Die mehreren Arten von Schachteln 81, 82, 83 werden durch das Transportband 31 in einer unregelmäßigen Reihenfolge transportiert. Das heißt, die Schachteln 81, 82, 83 werden in einer unregelmäßigen Reihenfolge, bei der die Reihenfolge der Arten der durch das Transportband 31 transportierten Schachteln nicht festgelegt ist, transportiert. Die Transportvorrichtung ist nicht auf ein Transportband beschränkt, es können beliebige Vorrichtungen, die Objekte transportieren können, eingesetzt werden.
Die Stauvorrichtung 6 legt die Positionen, an denen die Schachteln 81, 82, 83 im Inneren des Unterbringungsbereichs 91 verstaut werden, fest. Der Roboter 1 ordnet die Schachteln an den festgelegten Positionen im Inneren des Unterbringungsbereichs 91 an. Außerdem ist bei der vorliegenden Ausführungsform ein Zwischenablagegestell 33 als Zwischenablageabschnitt zum vorübergehenden Ablegen der Schachteln 81, 82, 83 angeordnet. Das Zwischenablagegestell 33 bietet eine Zwischenablagestelle für die Schachteln 81, 82, 83.
In 2 ist ein Blockdiagramm der Stauvorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform gezeigt. Unter Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst der Roboter 1 eine Armantriebsvorrichtung, die die einzelnen Gelenksabschnitte 14 antreibt. Die Armantriebsvorrichtung umfasst einen Armantriebsmotor 12, der mit den Gelenksabschnitten 14 gekoppelt ist. Durch Antreiben des Armantriebsmotors 12 kann der Arm 11 durch die Gelenksabschnitte 14 in gewünschte Richtungen gerichtet werden. Die Hand 4 umfasst eine Handantriebsvorrichtung, die einen Klauenabschnitt, der die Schachteln ergreift, schließt und öffnet. Die Handantriebsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Handantriebszylinder 13, der die Hand mittels Luftdruck antreibt. Für den Endeffektor kann eine beliebige Vorrichtung, die Schachteln halten und freigeben kann, eingesetzt werden.
Die Steuervorrichtung 2 umfasst eine Rechenverarbeitungsvorrichtung mit einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) einem RAM (Direktzugriffsspeicher) und einem ROM (Nurlesespeicher) und dergleichen, die untereinander über einen Bus verbunden sind. Die Steuervorrichtung 2 umfasst eine Betriebssteuereinheit 21, die Betriebsbefehle für den Roboter 1 und die Hand 4 aussendet.
Die Betriebssteuereinheit 21 sendet Betriebsbefehle zum Antrieb des Armantriebsmotors 12 an die Armantriebseinheit 22 aus. Die Armantriebseinheit 22 umfasst eine elektrische Schaltung zum Antrieb des Armantriebsmotors 12 und versorgt den Armantriebsmotor 12 auf Basis der Betriebsbefehle mit Strom. Die Betriebssteuereinheit 21 sendet Betriebsbefehle zum Antrieb der Handantriebsvorrichtung an eine Handantriebseinheit 23 aus. Die Handantriebseinheit 23 umfasst eine elektrische Schaltung zum Antrieb einer Luftpumpe, wobei dem Handantriebszylinder 13 auf Basis der Betriebsbefehle Druckluft geliefert wird. Durch Regulieren des Drucks der Luft, die dem Handantriebszylinder 13 geliefert wird, wird der Klauenabschnitt der Hand 4 geöffnet und geschlossen.
Die Stauvorrichtung 6 der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Detektionsvorrichtung 17, die die Art der durch das Transportband 31 antransportierten Schachteln detektiert. Die Detektionsvorrichtung 17 der vorliegenden Ausführungsform beurteilt die Form der Schachteln auf Basis von Bildern, wofür die Schachteln 81, 82, 83 aufgenommen werden. Die Detektionsvorrichtung 17 der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine an der Hand 4 fixierte Kamera 15. Als Kamera 15 kann eine beliebige Kamera, die die Art der Schachteln detektieren kann, wie etwa eine 2D-Kamera oder eine 3D-Kamera oder dergleichen eingesetzt werden. Die Detektionsvorrichtung 17 umfasst eine in der Steuervorrichtung 2 angeordnete Bildverarbeitungseinheit 49. Die Bildverarbeitungseinheit 49 beurteilt durch Analyse der durch die Kamera 15 aufgenommenen Bilder die Art der durch das Transportband 31 transportierten Schachteln. Die Detektionsvorrichtung ist nicht auf diese Form beschränkt, und es kann eine beliebige Vorrichtung, die die Art der durch die Transportvorrichtung transportierten Objekte detektieren kann, eingesetzt werden.
Die Steuervorrichtung 2 der vorliegenden Ausführungsform wirkt als Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters. Die Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters umfasst eine Abschlussmustererzeugungseinheit 51, die ein Abschlussmuster erzeugt. Das Abschlussmuster ist ein Muster bei Abschluss des Verstauens von Schachteln im Inneren des Unterbringungsbereichs 91. Die Abschlussmustererzeugungseinheit 51 erzeugt das Abschlussmuster vor der Vornahme der Verstautätigkeit.
3 zeigt ein Blockdiagramm der Abschlussmustererzeugungseinheit. In die Abschlussmustererzeugungseinheit 51 werden Eingabedaten 54 eingegeben, die die Arten und die Anzahl der jeweiligen Arten von Schachteln, die bei der aktuellen Tätigkeit verstaut werden sollen, enthalten. In den Eingabedaten 54 sind die Form und die Abmessungen des Unterbringungsbereichs 91 und die Form und die Abmessungen der Schachteln 81, 82, 83 enthalten. Die Eingabedaten 54 werden in einer Speichereinheit 45 der Steuervorrichtung 2 gespeichert.
Die Abschlussmustererzeugungseinheit 51 umfasst eine Reihenfolgenfestlegeeinheit 52, die wenigstens ein Objekt wählt und die Reihenfolge, in der das Objekt verstaut wird, festlegt. Die Abschlussmustererzeugungseinheit 51 umfasst eine Musterberechnungseinheit 53, die wenigstens ein Abschlussmuster erzeugt. Die Musterberechnungseinheit 53 erzeugt das Abschlussmuster auf Basis der durch die Reihenfolgenfestlegeeinheit 52 festgelegten Verstaureihenfolge, der Abmessungen des Unterbringungsbereichs 91 und der Abmessungen der mehreren Arten von Objekten.
Außerdem umfasst die Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters eine Speichereinheit, die das durch die Musterberechnungseinheit 53 erzeugte Abschlussmuster speichert. Bei der vorliegenden Ausführungsform wirkt die Speichereinheit 45 der Steuervorrichtung 2 als Speichereinheit der Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters.
Unter Bezugnahme auf 2 legt die Stauvorrichtung 6 der vorliegenden Ausführungsform die Positionen der Schachteln auf Basis des durch die Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters erzeugten Abschlussmusters fest. Die Steuervorrichtung 2 umfasst eine Positionsberechnungseinheit 41, die die Positionen im Inneren des Unterbringungsbereichs 91, an denen die Schachteln angeordnet werden sollen, festlegt.
Die Positionsberechnungseinheit 41 erlangt das Abschlussmuster von der Speichereinheit 45. In die Positionsberechnungseinheit 41 werden die Eingabedaten 54, die die Arten und die Anzahl der jeweiligen Arten von Schachteln, die bei der aktuellen Tätigkeit verstaut werden sollen, enthalten, eingegeben. In den Eingabedaten 54 sind die Abmessungen der jeweiligen Schachteln enthalten. Außerdem erhält die Positionsberechnungseinheit 41 die durch die Bildverarbeitungseinheit 49 detektierten Arten der Schachteln.
Die Positionsberechnungseinheit 41 umfasst eine Abschlussmusterwahleinheit 43, die ein Abschlussmuster, in dem die durch die Transportvorrichtung transportierten Objekte verstaut werden können, wählt. Die Abschlussmusterwahleinheit 43 wählt aus den in der Speichereinheit 45 gespeicherten Abschlussmustern ein Abschlussmuster, in dem das Verstauen möglich ist. Die Abschlussmusterwahleinheit 43 wählt das Abschlussmuster auf Basis der durch die Detektionsvorrichtung 17 detektierten Arten von Objekten und von Informationen hinsichtlich der gegenwärtig in dem Unterbringungsbereich 91 angeordneten Objekte. Außerdem umfasst die Positionsberechnungseinheit 41 eine Positionsbestimmungseinheit 44, die auf Basis des durch die Abschlussmusterwahleinheit 43 gewählten Abschlussmusters die Positionen, an denen die Objekte angeordnet werden, bestimmt.
4 zeigt eine Ansicht der Arten von Schachteln und des Unterbringungsbereichs, die bei der vorliegenden Ausführungsform zur Erklärung verwendet werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden eine Schachtel 81 als Schachtel A, eine Schachtel 82 als Schachtel B und eine Schachtel 83 als Schachtel C im Inneren des Unterbringungsraums 91 angeordnet. Der Unterbringungsraum 91 wird zum Beispiel an der oberen Fläche einer Palette 32 auf Basis einer Bodenfläche und einer Höhe, auf und in der Schachteln gestapelt werden können, festgelegt. Die Schachtel A, die Schachtel B und die Schachtel C weisen die Form eines Quaders auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform erfolgt die Erklärung anhand von drei Arten von Schachteln mit der gleichen Länge und unterschiedlichen Breiten und Höhen als Beispiel
In 5 ist ein Ablaufdiagramm der Steuerung der Abschlussmustererzeugungseinheit der Steuervorrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform gezeigt. Die Abschlussmustererzeugungseinheit 51 erzeugt das Abschlussmuster vor der Vornahme der Tätigkeit des Transports der Schachteln 81, 82, 83 durch den Roboter 1.
Unter Bezugnahme auf 3 und 5 erlangt der Abschlussmustererzeugungsabschnitt 51 in Schritt 110 die in der Speichereinheit 45 gespeicherten Eingabedaten 54. Der Abschlussmustererzeugungsabschnitt 51 erlangt die Formen und Abmessungen der Schachteln und die Form und die Abmessungen des Unterbringungsbereichs.
In Schritt 111 setzt der Abschlussmustererzeugungsabschnitt 51 die gespeicherte Anzahl SN, die die Anzahl der in dem Speicherabschnitt 45 gespeicherten Abschlussmuster ist, auf null. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Erzeugung von Abschlussmustern wiederholt, bis die gespeicherte Anzahl SN einen vorab festgelegten Beurteilungswert erreicht.
In Schritt 112 setzt die Abschlussmustererzeugungseinheit 51 die Gesamtanzahl TN der Schachteln auf 1. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird zu Beginn eine Gesamtanzahl TN der Schachteln festgelegt und werden der Gesamtanzahl TN der Schachteln entsprechende Abschlussmuster erzeugt. In Schritt 113 erzeugt die Reihenfolgenfestlegeeinheit 52 alle der Gesamtanzahl TN der Schachteln entsprechenden Verstaureihenfolgen. Wenn die Gesamtanzahl TN der Schachteln 1 lautet, ist die Verstaureihenfolge eine Abfolge. Die Speichereinheit 45 speichert die durch die Reihenfolgenfestlegeeinheit 52 erzeugten Verstaureihenfolgen.
Als nächstes wählt die Reihenfolgenfestlegeeinheit in Schritt 114 eine Verstaureihenfolge aus den erzeugten Verstaureihenfolgen der Schachteln. Wenn die Gesamtanzahl TN der Schachteln 1 lautet, wird die erzeugte Verstaureihenfolge gewählt.
Dann erzeugt die Musterberechnungseinheit 53 in Schritt 115 ein Abschlussmuster der im Inneren des Unterbringungsbereichs 91 angeordneten Schachteln. Die Musterberechnungseinheit 53 erzeugt ein Abschlussmuster, in dem die Schachteln durch eine vorab festgelegte Prozedur im Inneren des Unterbringungsbereichs 91 verstaut sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Schachteln wie später besprochen so verstaut, dass sie mit einer Seitenfläche des Unterbringungsbereichs 91 in Kontakt stehen.
Als nächstes beurteilt die Musterberechnungseinheit in Schritt 116, ob das gegenwärtig erzeugte Abschlussmuster einem früher erzeugten Abschlussmuster gleich ist oder nicht. Wenn sich das gegenwärtig erzeugte Abschlussmuster von dem früher erzeugten Abschlussmuster unterscheidet, geht die Steuerung zu Schritt 117 über. In Schritt 117 speichert die Speichereinheit 45 der Steuervorrichtung 2 das Abschlussmuster.
In Schritt 118 addiert die Abschlussmustererzeugungseinheit 51 1 zu der gespeicherten Anzahl SN. Auf diese Weise kann ein Abschlussmuster mit einer Gesamtanzahl TN der Schachteln von eins erzeugt werden. Dann werden die Abschlussmuster mit einer Gesamtanzahl der Schachteln von zwei und mehr erzeugt.
In Schritt 119 beurteilt die Abschlussmustererzeugungseinheit 51, ob die gespeicherte Anzahl SN gleich oder größer als ein Beurteilungswert ist oder nicht. Der Beurteilungswert stellt eine Anzahl für das Beenden der Berechnung dar, damit die Erzeugung von Abschlussmustern nicht unbegrenzt wiederholt wird. Dieser Beurteilungswert kann vorab durch einen Arbeiter festgelegt werden. Vorzugsweise wird für den Beurteilungswert der gespeicherten Anzahl SN zum Beispiel ein großer Wert festgelegt, damit alle Abschlussmuster, die in dem Unterbringungsbereich 91 untergebracht werden können, erzeugt werden.
Wenn die gespeicherte Anzahl SN in Schritt 119 den Beurteilungswert erreicht, endet die Steuerung. Wenn der gespeicherte Wert SN in Schritt 119 geringer als der Beurteilungswert ist, geht die Steuerung zu Schritt 120 über. Und wenn in Schritt 116 das gegenwärtig erzeugte Abschlussmuster einem in der Speichereinheit 45 gespeicherten Abschlussmuster gleich ist, speichert die Speichereinheit 45 das erzeugte Abschlussmuster nicht. Dann geht die Steuerung zu Schritt 120 über.
In Schritt 120 beurteilt die Abschlussmustererzeugungseinheit 51, ob alle in der Speichereinheit 45 gespeicherten Verstaureihenfolgen gewählt sind oder nicht. Bei einer Gesamtanzahl TN der Schachteln von eins sind alle Verstaureihenfolgen gewählt. Wenn in Schritt 120 nicht alle Verstaureihenfolgen gewählt wurden, geht die Steuerung zu Schritt 114 über. In Schritt 114 wird eine noch nicht gewählte Verstaureihenfolge gewählt.
Wenn in Schritt 120 alle Verstaureihenfolgen gewählt wurden, geht die Steuerung zu Schritt 121 über. In Schritt 121 wird 1 zu der Gesamtanzahl TN von Schachteln addiert. Dann wird durch die Steuerung von Schritt 113 bis Schritt 120 ein Abschlussmuster erzeugt. Bei der vorliegenden Ausführungsform können durch jeweiliges Addieren von 1 zu der Gesamtanzahl der Schachteln Abschlussmuster gemäß der Gesamtanzahl der Schachteln erzeugt werden. Nun wird ein Beispiel erklärt, bei dem die Gesamtanzahl TN von Schachteln in Schritt 121 vier erreicht hat.
In 6 ist ein Beispiel für eine erste Verstaureihenfolge und ein erstes Abschlussmuster bei einer Gesamtanzahl der Schachteln von vier gezeigt. In 7 ist ein Beispiel für eine zweite Verstaureihenfolge und ein zweites Abschlussmuster bei einer Gesamtanzahl der Schachteln von vier gezeigt. Unter Bezugnahme auf 5 bis 7 erzeugt die Reihenfolgenfestlegeeinheit 52 in Schritt 113 alle Verstaureihenfolgen bei einer Gesamtanzahl der Schachteln von vier. Die Reihenfolgenfestlegeeinheit 52 legt die Arten der Schachteln und die Reihenfolge fest. Die Reihenfolgenfestlegeeinheit 52 erzeugt zum Beispiel die in 6 gezeigte erste Verstaureihenfolge und die in 7 gezeigte zweite Verstaureihenfolge.
Die durch den Pfeil 95 gezeigte Richtung entspricht der Verstaureihenfolge. Bei der ersten Verstaureihenfolge wird zuerst eine Schachtel B gewählt, als zweites die Schachtel A gewählt, als drittes eine Schachtel B gewählt, und als viertes die Schachtel C gewählt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind drei Arten von Schachteln vorhanden. Daher werden bei einer Gesamtanzahl der Schachteln von vier 3⁴ Verstaureihenfolgen erzeugt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl pro Schachtelart nicht festgelegt, doch besteht keine Beschränkung darauf und kann für jede Schachtelart auch ein oberer Grenzwert festgelegt sein.
Als nächstes wählt die Reihenfolgenfestlegeeinheit 52 in Schritt 114 eine Verstaureihenfolge aus den mehreren Verstaureihenfolgen. Zum Beispiel wählt die Reihenfolgenfestlegeeinheit 52 die in 6 gezeigte erste Verstaureihenfolge.
Dann erzeugt die Musterberechnungseinheit 53 in Schritt 115 ein Abschlussmuster. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Abschlussmuster auf Basis der Verstaureihenfolge und vorab festgelegter Regeln erzeugt. Unter Bezugnahme auf 6 nimmt die Musterberechnungseinheit 53 eine Steuerung vor, um die mehreren Schachteln in einer Verstaureihenfolge in einer vorab festgelegten Anordnungsrichtung des Unterbringungsbereichs 91 anzuordnen. Und wenn eine Schachtel in der Anordnungsrichtung von dem Unterbringungsbereich 91 abweicht, nimmt die Musterberechnungseinheit 53 eine Steuerung vor, bei die Schachtel an der Oberseite gestapelt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Richtung der Breite d des Unterbringungsbereichs 91 der Anordnungsrichtung. Das heißt, die Anordnungsrichtung der vorliegenden Ausführungsform verläuft parallel zu der waagerechten Richtung.
Die Musterberechnungseinheit 53 verstaut die Schachteln so, dass die Schachteln gegen eine Seitenfläche 91a des Unterbringungsbereichs 91 geschoben werden. Die Musterberechnungseinheit 53 ordnet eine Schachtel B so an, dass die Seitenfläche der Schachtel B mit der Seitenfläche 91a des Unterbringungsbereichs 91 in Kontakt gelangt. Als nächstes ordnet die Musterberechnungseinheit 53 die Schachtel A neben der Schachtel B an. Die Musterberechnungseinheit 53 ordnet die Schachtel A so an, dass die Schachtel A zu der Seitenfläche 1a hin gegen die Schachtel B geschoben wird. Auf diese Weise nimmt die Musterberechnungseinheit 53 eine Steuerung vor, bei der Schachteln in der Breitenrichtung des Unterbringungsbereichs 91 angeordnet werden.
Dann ordnet die Musterberechnungseinheit 53 eine Schachtel B neben der Schachtel A an. Die Schachtel B ragt über die Breite d des Unterbringungsbereichs 91 hinaus. Daher entscheidet die Musterberechnungseinheit 53, dass das Anordnen der Schachteln in der ersten Stufe abgeschlossen ist. Die Musterberechnungseinheit 53 stapelt die Schachtel B wie durch den Pfeil 96 gezeigt in einer zweiten Stufe. In diesem Fall stapelt die Musterberechnungseinheit 53 die Schachtel B so an der Ecke des Unterbringungsbereichs 91, dass sie gegen die Seitenfläche 91a geschoben wird. Da die obere Fläche der Schachtel B der ersten Stufe und die untere Fläche der Schachtel B der zweiten Stufe übereinstimmen, kann die Schachtel B wie durch den Pfeil 96 gezeigt angeordnet werden.
Wenn als nächstes die Schachtel C neben der Schachtel A angeordnet wird, ragt die Schachtel C über den Unterbringungsbereich 91 hinaus. Daher ordnet die Musterberechnungseinheit 53 die Schachtel C auf der Schachtel A und der Schachtel B der zweiten Stufe an. Dabei stehen die gesamte Bodenfläche der neu gestapelten Schachtel C und die oberen Flächen der bereits gestapelten Schachteln A und B miteinander in Kontakt. Daher entscheidet die Musterberechnungseinheit 53, dass das Stapeln möglich ist. Auf diese Weise kann das erste Abschlussmuster gebildet werden.
Unter Bezugnahme auf 7 kann auch für die zweite Verstaureihenfolge durch die gleiche Steuerung ein Abschlussmuster gebildet werden. Die Musterberechnungseinheit 53 ordnet die Schachtel C so an, das sie mit der Seitenfläche 91a des Unterbringungsbereichs 91 in Kontakt steht. Wenn die Schachtel A neben der Schachtel C angeordnet wird, ragt die Schachtel A über den Unterbringungsbereich 91 hinaus. Daher ordnet die Musterberechnungseinheit 53 die Schachtel A wie durch den Pfeil 96 gezeigt auf der Schachtel C an. Die Musterberechnungseinheit 53 ordnet die Schachtel A so an, dass sie mit der Seitenfläche 91a des Unterbringungsbereichs 91 in Kontakt steht. Als nächstes ordnet die Musterberechnungseinheit 53 die erste Schachtel B an der Oberseite der Schachtel C an. Wenn dann auch die zweite Schachtel B an der Oberseite der ersten Schachtel B angeordnet wird, wird die zweite Schachtel B im Inneren des Unterbringungsbereichs 91 angeordnet. Daher ordnet die Musterberechnungseinheit 53 die zweite Schachtel B an der Oberseite der ersten Schachtel B an. Auf diese Weise kann das zweite Abschlussmuster gebildet werden.
Die Abschlussmuster können gemäß vorab festgelegter Regeln gebildet werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ordnet die Musterberechnungseinheit 53 die Schachteln auf Basis der Anordnungsreihenfolge der Reihe nach in dem Unterbringungsbereich 91 an. Die Musterberechnungseinheit 53 ordnet die Schachteln so an, dass sie zu der Seitenfläche 91a des Unterbringungsbereichs 91 gerückt werden. Außerdem nimmt die Musterberechnungseinheit 53 eine Steuerung vor, bei der Schachteln an der Oberseite gestapelt werden, wenn die Breite der verstauten Schachteln die Breite des Unterbringungsbereichs 91 übersteigt.
Bei der Steuerung, bei der Schachteln an der Oberseite gestapelt werden, kann es vorkommen, dass nicht die gesamte Bodenfläche einer neu verstauten Schachtel mit der oberen Fläche von bereits verstauten Schachteln in Kontakt steht. Hier entscheidet die Musterberechnungseinheit 53, dass das Stapeln der Schachtel nicht möglich ist. In diesem Fall bildet das Muster vor dem Verstauen der neuen Schachtel das Abschlussmuster. Auch wenn beim Verstauen einer Schachtel an der Oberseite die Höhe der verstauten Schachtel die Höhe des Unterbringungsbereichs 91 überschreitet, entscheidet die Musterberechnungseinheit 53, dass das Stapeln der Schachtel nicht möglich ist. Auch in diesem Fall bildet das Muster vor dem Verstauen der neuen Schachtel das Abschlussmuster.
Als Regeln für die Bildung des Abschlussmusters können beliebige Regeln angewendet werden. Zum Beispiel ist es bei der vorliegenden Ausführungsform nötig, dass die gesamte untere Fläche einer neu verstauten Schachtel mit der oberen Fläche von bereits gestapelten Schachteln in Kontakt steht. Die Musterberechnungseinheit 53 kann jedoch auch entscheiden, dass das Verstauen möglich ist, wenn ein bestimmter Anteil der unteren Fläche der neu gestapelten Schachtel mit der oberen Fläche von bereits gestapelten Schachteln in Kontakt steht.
Die Musterberechnungseinheit bei der vorliegenden Ausführungsform nimmt die Steuerung zur Anordnung der Schachteln in der Breitenrichtung des Unterbringungsbereichs in einer durch die Reihenfolgenfestlegeeinheit festgelegten Reihenfolge vor, doch besteht keine Beschränkung darauf und kann eine Steuerung, bei der eine Vielzahl von Objekten in einer vorab festgelegten Anordnungsreihenfolge des Unterbringungsbereichs angeordnet wird, vorgenommen werden. Zum Beispiel ist auch eine Steuerung, bei der mehrere Schachteln in der Höhenrichtung angeordnet werden, und eine Steuerung, bei der Objekte seitlich gestapelt werden, wenn die Objekte von dem Unterbringungsbereich abweichen, möglich.
Wenn unter Bezugnahme auf 5 in Schritt 116 das gegenwärtig erzeugte Abschlussmuster einem früher erzeugten Abschlussmuster gleich ist, verwirft die Musterberechnungseinheit 53 das erzeugte Muster und geht die Steuerung zu Schritt 120 über. Wenn das gegenwärtig erzeugte Muster in Schritt 116 nicht einem früher erzeugten Abschlussmuster gleich ist, geht die Steuerung zu Schritt 117 über.
In Schritt 117 speichert die Speichereinheit 45 das gegenwärtig erzeugte Abschlussmuster. In Schritt 118 addiert die Abschlussmustererzeugungseinheit 51 1 zu der gespeicherten Anzahl SN. Als nächstes wird die gegenwärtige Steuerung beendet, wenn in Schritt 119 die gespeicherte Anzahl SN gleich oder größer als der Beurteilungswert ist. Wenn die gespeicherte Anzahl SN in Schritt 119 geringer als der Beurteilungswert ist, geht die Steuerung zu Schritt 120 über.
In Schritt 120 wird beurteilt, ob alle in Schritt 113 erzeugten Verstaureihenfolgen gewählt sind oder nicht. Wenn nicht alle Verstaureihenfolgen gewählt wurden, geht die Steuerung zu Schritt 114 über und wird eine neue Verstaureihenfolge gewählt. Dann wird eine Steuerung ausgeführt, um mit der gewählten Verstaureihenfolge ein Abschlussmuster zu erzeugen.
Wenn in Schritt 120 alle Verstaureihenfolgen gewählt wurden, wird zu Schritt 121 übergegangen und 1 zu der Gesamtanzahl TN der Schachteln addiert. Dann wird die Erzeugung von Abschlussmustern mit der erhöhten Gesamtanzahl der Schachteln wiederholt.
Auf diese Weise kann die Abschlussmustererzeugungseinheit 51 die Anzahl der zu verstauenden Schachteln der Reihe nach von eins erhöhen und Abschlussmuster erzeugen. Wenn die Musterberechnungseinheit 53 Schachteln in einer Verstaureihenfolge verstaut hat, wiederholt sie die Steuerung, um das Muster, in dem Schachteln im Inneren des Unterbringungsbereichs 91 untergebracht werden, als Abschlussmuster anzusetzen, für mehrere Verstaureihenfolgen. Wenn die gespeicherte Anzahl SN der in der Speichereinheit 45 gespeicherten Abschlussmuster gleich oder größer als der Beurteilungswert geworden ist, endet diese Steuerung. Alle erzeugten Abschlussmuster werden in der Speichereinheit 45 gespeichert.
Die Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters der vorliegenden Ausführungsform kann Muster, in denen Objekte im Inneren eines Unterbringungsbereichs angeordnet werden können, berechnen. Die Musterberechnungseinheit ist nicht auf die oben beschriebene Steuerung zur Erzeugung von Mustern beschränkt, sondern kann durch beliebige Verfahren Abschlussmuster erzeugen. Zum Beispiel kann die Musterberechnungseinheit Abschlussmuster auch durch unregelmäßiges Anordnen von Schachteln in dem Unterbringungsbereich erzeugen. Die Musterberechnungseinheit kann aus den unregelmäßig erzeugten Mustern ein Muster für die Anordnung im Inneren des Unterbringungsbereichs wählen und als Abschlussmuster festlegen.
Als nächstes wird die Stauvorrichtung 6 für Objekte nach der vorliegenden Ausführungsform erklärt. Die Stauvorrichtung 6 ordnet durch das Transportband 31 antransportierte Schachteln auf Basis eines vorab erzeugten Abschlussmusters im Inneren des Unterbringungsbereichs 91 an.
In 8 ist ein Ablaufdiagramm einer ersten Verstausteuerung der Stauvorrichtung 6 nach der vorliegenden Ausführungsform gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl pro Art der antransportierten Schachteln vorab festgelegt. Daher ist auch die Gesamtanzahl der zu verstauenden Schachteln festgelegt. Die Vielzahl von Schachteln wird in einer unregelmäßigen Reihenfolge antransportiert.
Unter Bezugnahme auf 1, 2 und 8 erlangt die Positionsberechnungseinheit 41 der Steuervorrichtung 2 in Schritt 131 aus den Eingabedaten 54 die Anzahl pro Art der durch das Transportband 31 antransportierten Schachteln.
Dann extrahiert eine Abschlussmusterextraktionseinheit 42 in Schritt 132 aus den in der Speichereinheit 45 gespeicherten Abschlussmustern der Anzahl pro Schachtelart entsprechende Abschlussmuster. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird wie in 6 und 7 gezeigt ein Beispiel erklärt, bei dem die mehreren Schachteln aus einer Schachtel A, zwei Schachteln B und einer Schachtel C bestehen. Die Abschlussmusterextraktionseinheit 42 extrahiert alle Abschlussmuster, die durch eine Schachtel A, zwei Schachteln B und eine Schachtel C gebildet sind. Die extrahierten Abschlussmuster werden in der Speichereinheit 45 gespeichert.
In Schritt 133 transportiert das Transportband 31 eine Schachtel. Die Kamera 15 nimmt die durch das Transportband 31 transportierte Schachtel auf. Die Bildverarbeitungseinheit 49 der Steuervorrichtung 2 beurteilt auf Basis des von der Kamera 15 aufgenommenen Bilds die Art der Schachtel. Die Speichereinheit 45 speichert die Art der durch das Transportband 31 transportierten Schachtel. Zu dieser Zeit nimmt der Roboter 1 keine Tätigkeit vor, um die Schachtel zu ergreifen, sondern befindet er sich in Bereitschaft.
Als nächstes wählt die Abschlussmusterwahleinheit 43 in Schritt 134 aus den in Schritt 132 extrahierten Abschlussmustern ein Abschlussmuster, in dem die Schachtel verstaut werden kann. Die Abschlussmusterwahleinheit 43 wählt das Abschlussmuster, in dem die Schachtel verstaut werden kann, auf Basis von Informationen hinsichtlich gegenwärtig in dem Unterbringungsbereich 91 angeordneter Schachteln und der Art der zu verstauenden Schachtel. Die Abschlussmusterwahleinheit 43 wählt aus den in der Speichereinheit 45 gespeicherten Abschlussmustern wenigstens ein Abschlussmuster.
9 zeigt eine Schrägansicht des Unterbringungsbereichs und der Schachteln, die die erste Verstausteuerung erklärt. Bei diesem Beispiel befindet sich der gegenwärtige Unterbringungsbereich 91 in einem Zustand, in dem keine Schachteln angeordnet sind. Dann wird durch das Transportband 31 die Schachtel A antransportiert. In den durch die Abschlussmusterextraktionseinheit 42 extrahierten Abschlussmustern sind ein erstes Abschlussmuster und ein zweites Abschlussmuster enthalten. Da in dem gegenwärtigen Unterbringungsbereich 91 keine Schachteln angeordnet sind, wird die Schachtel A auf der Bodenfläche des Unterbringungsbereichs 91 angeordnet. Daher kann das erste Abschlussmuster gebildet werden, aber das zweite Abschlussmuster nicht gebildet werden. Die Abschlussmusterwahleinheit 43 wählt das erste Abschlussmuster als Abschlussmuster, in dem die Schachtel verstaut werden kann. Die Abschlussmusterwahleinheit 43 wählt nicht das zweite Abschlussmuster. Bei Vorhandensein einer Vielzahl von Abschlussmustern, in denen das Verstauen möglich ist, wählt die Abschlussmusterwahleinheit 43 alle Abschlussmuster, in denen das Verstauen möglich ist.
In Schritt 135 beurteilt die Abschlussmusterwahleinheit 43 nach dem Abschluss der Beurteilung aller Abschlussmuster, ob Abschlussmuster, in denen die Schachtel verstaut werden kann, vorhanden sind oder nicht. Wenn in Schritt 135 keine Abschlussmuster, in denen die Schachtel verstaut werden kann, vorhanden sind, endet diese Steuerung. In diesem Fall benachrichtigt die Steuervorrichtung den Arbeiter, indem sie zum Beispiel eine Warnung, dass das Verstauen der Schachtel unmöglich ist, an die Anzeigeeinheit ausgibt. Wenn in Schritt 135 Abschlussmuster, in denen die Schachtel verstaut werden kann, vorhanden sind, geht die Steuerung zu Schritt 136 über.
In Schritt 136 bestimmt die Positionsbestimmungseinheit 44 die Position der Schachtel in dem Unterbringungsbereich 91. Wenn es mehrere Abschlussmuster gibt, in denen die Schachtel verstaut werden kann, kann die Positionsbestimmungseinheit 44 ein beliebiges Abschlussmuster wählen. Hier wird das in Schritt 134 anfangs gewählte Abschlussmuster benutzt. Unter Bezugnahme auf 9 wählt die Positionsbestimmungseinheit 44 zum Beispiel das erste Abschlussmuster. Dann bestimmt die Positionsbestimmungseinheit 44, dass die Schachtel A so angeordnet wird, dass sie mit der anderen Seitenfläche 91b des Unterbringungsbereichs 91 in Kontakt steht.
In Schritt 137 sendet die Positionsberechnungseinheit 41 die durch die Positionsbestimmungseinheit 44 festgelegte Position an die Betriebssteuereinheit 21. Die Betriebssteuereinheit 21 steuert den Roboter 1 und die Hand 4 so, dass die Schachtel A an der befohlenen Position abgelegt wird. Auf diese Weise ordnet der Roboter 1 die Schachtel A in dem Unterbringungsbereich 91 an. Außerdem speichert die Speichereinheit 45 die Position, an der die Schachtel A in dem Unterbringungsbereich 91 abgelegt wurde. In der Speichereinheit 45 sind Informationen gespeichert, die die Arten der Schachteln und die Positionen der Schachteln, die bis jetzt in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet wurden, enthalten.
Als nächstes beurteilt die Positionsberechnungseinheit 41 in Schritt 138 auf Basis der in der Speichereinheit 45 gespeicherten Anzahl und Arten der Schachteln im Inneren des Unterbringungsbereichs 91, ob alle Schachteln in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet sind oder nicht. Wenn in Schritt 138 nicht alle Schachteln in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet sind, kehrt die Steuerung zu Schritt 133 zurück. Dann wird durch die Steuerung von Schritt 133 bis Schritt 138 eine durch das Transportband 31 antransportierte Schachtel angeordnet. Wenn in Schritt 138 alle Schachteln in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet sind, endet diese Steuerung.
Auf diese Weise bestimmt die Stauvorrichtung 6 für Objekte der vorliegenden Ausführungsform auf Basis der Art einer neu zu verstauenden Schachtel, der Arten und der Anzahl der Schachteln im gegenwärtigen Unterbringungsbereich 91 und des durch die Abschlussmusterwahleinheit 43 gewählten Abschlussmusters die Position, an der die Schachtel angeordnet wird. Durch die Ausführung dieser Steuerung können Schachteln auch dann in dem Unterbringungsbereich verstaut werden, wenn die Art der durch das Transportband transportierten Objekte unregelmäßig ist.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Anzahl pro Art der durch das Transportband 31 transportierten Schachteln vorab festgelegt. Die Steuerung der Stauvorrichtung ist nicht auf diese Weise beschränkt, sondern die vorliegende Erfindung kann auch dann angewendet werden, wenn die Gesamtanzahl der Schachteln vorab festgelegt ist, aber die Anzahl pro jeweiliger Art von Schachtel nicht festgelegt ist.
In diesem Fall kann die Abschlussmusterextraktionseinheit 42 in Schritt 132 alle Abschlussmuster, die mit der Gesamtanzahl der Schachteln übereinstimmen, extrahieren. In Schritt 134 wählt die Abschlussmusterwahleinheit 43 Abschlussmuster, in denen eine Schachtel verstaut werden kann. Dann kann die Positionsbestimmungseinheit 44 in Schritt 135 eine Position, an der die Schachtel verstaut wird, festlegen.
Ferner kann die vorliegende Erfindung auch angewendet werden, wenn sowohl die Arten als auch die Gesamtanzahl der durch das Transportband 31 transportierten Schachteln nicht festgelegt sind. In diesem Fall kann die Abschlussmusterextraktionseinheit 42 in Schritt 42 alle durch die Abschlussmustererzeugungseinheit 51 erzeugten Abschlussmuster extrahieren. Dann kann die Positionsbestimmungseinheit 44 in Schritt 135 eine Position, an der die Schachtel verstaut wird, festlegen. In Schritt 138 nimmt die Kamera 15 eine vorab festgelegte Position an dem Transportband 31 auf. Wenn auf dem Bild keine Schachtel abgebildet ist, kann die Positionsberechnungseinheit 41 beurteilen, dass alle Schachteln in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet wurden.
In 10 ist ein Ablaufdiagramm einer zweiten Verstausteuerung der Stauvorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform gezeigt. Bei der zweiten Verstausteuerung wird bei der Beurteilung, dass das Verstauen einer Schachtel nicht möglich ist, da kein entsprechendes Abschlussmuster vorhanden ist, eine Steuerung vorgenommen, bei der die Schachtel vorübergehend auf einem Zwischenablagegestell 33 abgelegt wird. Die Steuerung von Schritt 131 bis Schritt 135 entspricht der ersten Verstausteuerung.
In 11 ist eine Ansicht des Unterbringungsbereichs, einer durch ein Transportband transportierten Schachtel und von Abschlussmustern zur Erklärung der zweiten Verstausteuerung gezeigt. Bei diesem Beispiel ist in dem gegenwärtigen Unterbringungsbereich 91 eine Schachtel A angeordnet. Das Transportband 31 transportiert eine Schachtel C. Zudem wird beispielhaft erklärt, dass die Abschlussmusterextraktionseinheit 42 ein erstes Abschlussmuster und ein zweites Abschlussmuster extrahiert hat.
Unter Bezugnahme auf 2, 10 und 11 ist es zur Erzeugung des ersten Abschlussmusters nötig, dass vor dem Verstauen der Schachtel C zwei Schachteln B verstaut werden. Zur Erzeugung des zweiten Abschlussmusters ist es nötig, dass die Schachtel C auf dem Boden des Unterbringungsbereichs 91 angeordnet wird. Daher wählt die Abschlussmusterwahleinheit 43 in Schritt 134 keines der Abschlussmuster. In Schritt 135 beurteilt die Abschlussmusterwahleinheit 43, dass keine Abschlussmuster, in denen die Schachtel verstaut werden kann, vorhanden sind. Die Steuerung geht zu Schritt 141 über.
In Schritt 141 beurteilt die Positionsberechnungseinheit 41, ob auf dem Zwischenablagegestell 33 andere Schachteln, deren Anordnung in dem Unterbringungsbereich 91 nicht geprüft ist, angeordnet sind oder nicht. Wenn der Roboter 1 eine Schachtel auf dem Zwischenablagegestell 33 anordnet, kann es sein, dass bereits Schachteln auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordnet sind. Wenn in Schritt 141 keine anderen Schachteln auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordnet sind, geht die Steuerung zu Schritt 142 über. Das heißt, wenn auf dem Zwischenablagegestell 33 keinerlei Schachteln angeordnet sind, geht die Steuerung zu Schritt 142 über. Und wenn keine der Schachteln, die auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordnet sind, in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet werden kann, geht die Steuerung zu Schritt 142 über.
In Schritt 142 bestimmt die Positionsbestimmungseinheit 44, dass die Schachtel C auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordnet wird. Die Positionsbestimmungseinheit 44 bestimmt auf Basis der Arten der Schachteln und der Anzahl der Schachteln, die auf dem gegenwärtigen Zwischenablagegestell 33 angeordnet sind, die Position der Schachtel C auf dem Zwischenablagegestell 33. Wenn auf dem Zwischenablagegestell 33 bereits Schachteln angeordnet sind, bestimmt die Positionsbestimmungseinheit 44 eine Position, bei der den Positionen dieser Schachteln ausgewichen wird.
In Schritt 143 sendet die Positionsberechnungseinheit 41 die festgelegte Position an die Betriebssteuereinheit 21. Der Roboter 1 ergreift die durch das Transportband 31 antransportierte Schachtel C. Der Roboter 1 ordnet die Schachtel C an der bestimmten Position auf dem Zwischenablagegestell 33 an. Dabei speichert die Speichereinheit 45 die Art und die Position der Schachtel C auf dem Zwischenablagegestell 33. Auf diese Weise ist es dann, wenn eine durch das Transportband 31 antransportierte Schachtel nicht in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet werden kann, möglich, die Schachtel vorübergehend auf dem Zwischenablagegestell 33 anzuordnen. Als nächstes geht die Steuerung zu Schritt 144 über.
In Schritt 144 beurteilt die Positionsberechnungseinheit 41, ob alle vorab festgelegten Schachteln durch das Transportband 31 antransportiert wurden und von dem Transportband 31 genommen wurden oder nicht. Die Arten und die Stückzahl der durch das Transportband 31 transportierten Schachteln sind in der Speichereinheit 45 gespeichert. Wenn nicht alle Schachteln durch das Transportband 31 antransportiert wurden, oder wenn Schachteln auf dem Transportband 31 liegen, kehrt die Steuerung zu Schritt 133 zurück. Dann wiederholt die Steuereinheit 2 die Steuerung zum Anordnen der Schachteln. Wenn in Schritt 144 alle Schachteln von dem Transportband 31 genommen wurden, geht die Steuerung zu Schritt 145 über.
Wenn in Schritt 141 andererseits andere Schachteln, deren Anordnung in dem Unterbringungsbereich 91 nicht geprüft ist, auf dem Zwischenablagegestell 33 vorhanden sind, geht die Steuerung zu Schritt 146 über. In Schritt 146 wählt die Positionsberechnungseinheit 41 eine Schachtel aus den anderen Schachteln, die auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordnet sind. Die Steuerung kehrt zu Schritt 134 zurück. Die Abschlussmusterwahleinheit 43 wählt ein Abschlussmuster, in dem die gewählte Schachtel verstaut werden kann. Das heißt, die Abschlussmusterwahleinheit 43 wählt ein Abschlussmuster, in dem die auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordnete Schachtel verstaut werden kann.
Wenn in Schritt 135 ein Abschlussmuster, in dem die Schachtel verstaut werden kann, vorhanden ist, geht die Steuerung dann zu Schritt 136 über. In Schritt 136 bestimmt die Positionsbestimmungseinheit 44 die Position der Schachtel in dem Unterbringungsbereich 91. Als nächstes ordnet der Roboter 1 in Schritt 137 die auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordnete Schachtel an der bestimmten Position des Unterbringungsbereichs 91 an. Dann beurteilt die Positionsberechnungseinheit 41 in Schritt 144, dass Schachteln zum Teil nicht von dem Transportband 31 genommen wurden. Die Steuerung kehrt zu Schritt 133 zurück, und es wird die Prüfung der Anordnung einer durch das Transportband 31 antransportierten Schachtel vorgenommen.
Wenn in Schritt 135 kein Abschlussmuster, in dem eine andere Schachtel verstaut werden kann, vorhanden ist, geht die Steuerung zu Schritt 141 über. In Schritt 141 nimmt die Positionsberechnungseinheit 41 eine Beurteilung vor, ob auf dem Zwischenablagegestell 33 andere Schachteln, deren Anordnung in dem Unterbringungsbereich 91 nicht geprüft ist, angeordnet sind oder nicht. Wenn in Schritt 141 andere Schachteln vorhanden sind, wird in Schritt 146 eine andere Schachtel gewählt und das Verstauen der anderen Schachtel geprüft.
Auf diese Weise beurteilt die Positionsberechnungseinheit 41 dann, wenn eine durch das Transportband 31 antransportierte Schachtel nicht in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet werden kann, für alle auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordneten Schachteln, ob eine Anordnung in dem Unterbringungsbereich 91 möglich ist oder nicht. Wenn eine auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordnete Schachtel in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet werden kann, wird diese Schachtel in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet. Als nächstes kehrt die Steuerung zu Schritt 133 zurück und wird eine Beurteilung vorgenommen, ob eine durch das Transportband 31 antransportierte Schachtel in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet werden kann oder nicht.
In Schritt 145 beurteilt die Positionsberechnungseinheit 41, ob auf dem Zwischenablagegestell 33 Schachteln verblieben sind oder nicht. Wenn in Schritt 145 Schachteln auf dem Zwischenablagegestell 33 verblieben sind, geht die Steuerung zu Schritt 146 über. Nach der Wahl einer auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordneten Schachtel in Schritt 146 geht die Steuerung zu Schritt 134 über. Auf diese Weise können nach der Abnahme aller Schachteln von dem Transportband auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordnete Schachteln in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet werden.
Wenn in Schritt 145 keine auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordneten Schachteln vorhanden sind, kann beurteilt werden, dass alle Schachteln in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet wurden. In diesem Fall endet die Steuerung.
Bei der zweiten Verstausteuerung kann der Roboter 1 eine Schachtel auf dem Zwischenablagegestell 33 anordnen, wenn durch die Abschlussmusterwahleinheit 43 kein Abschlussmuster gewählt wird. Das heißt, der Roboter 1 kann eine Schachtel auf dem Zwischenablagegestell 33 anordnen, wenn beurteilt wurde, dass kein Abschlussmuster, in dem die Schachtel angeordnet werden kann, vorhanden ist. Durch die Ausführung dieser Steuerung wird die Wahrscheinlichkeit, dass die Schachteln zur Gänze verstaut werden können, erhöht. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Zwischenablagegestell 33 so groß ausgeführt, dass alle mehreren Schachteln auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordnet werden können. Daher können durch die vorübergehende Anordnung von Schachteln auf dem Zwischenablagegestell 33 sicher Abschlussmuster erzeugt werden.
In 12 ist ein Ablaufdiagramm einer dritten Verstausteuerung nach der vorliegenden Ausführungsform gezeigt. Bei der dritten Verstausteuerung wird eine Steuerung ausgeführt, die bei Vorhandensein mehrerer Abschlussmuster, in denen eine Schachtel verstaut werden kann, das ideale Abschlussmuster wählt. Die Steuerung von Schritt 131 bis Schritt 135 und die Steuerung von Schritt 141 bis Schritt 146 entsprechen der zweiten Verstausteuerung. Bei der dritten Verstausteuerung geht die Steuerung zu Schritt 151 über, wenn in Schritt 135 Abschlussmuster, in denen eine Schachtel verstaut werden kann, vorhanden sind.
In Schritt 151 beurteilt die Positionsbestimmungseinheit 44, ob mehrere Abschlussmuster, in denen die Schachtel verstaut werden kann, vorhanden sind oder nicht. Wenn in Schritt 151 nicht mehrere Abschlussmuster vorhanden sind, geht die Steuerung zu Schritt 152 über. In diesem Fall ist ein Abschlussmuster, in dem die Schachteln verstaut werden kann, vorhanden. In Schritt 152 legt die Positionsbestimmungseinheit 44 die Position der Schachtel in dem Unterbringungsbereich 91 auf Basis des Abschlussmusters fest.
Wenn in Schritt 151 mehrere Abschlussmuster, in denen die Schachtel verstaut werden kann, vorhanden sind, geht die Steuerung zu Schritt 153 über. In Schritt 153 wählt die Positionsbestimmungseinheit 44 die Position, an der die Schachtel angeordnet wird, auf Basis der mehreren Abschlussmuster. Bei der dritten Verstausteuerung bestimmt die Positionsbestimmungseinheit 44 die Position der Schachtel so, dass die Anzahl der Abschlussmuster, die der Position der Schachtel entsprechen, wenn die Schachtel in dem Unterbringungsbereich 91 angeordnet wurde, maximal wird.
In 13 ist eine Ansicht des Unterbringungsbereichs, einer durch ein Transportband transportierten Schachtel und von Abschlussmustern zur Erklärung der dritten Verstausteuerung gezeigt. Bei diesem Beispiel besteht ein Zustand, in dem in dem gegenwärtigen Unterbringungsbereich 91 keine Schachtel angeordnet ist. Dann transportiert das Transportband 31 eine Schachtel A an. Als Abschlussmuster werden durch die Abschlussmusterwahleinheit 43 ein drittes Abschlussmuster und ein viertes Abschlussmuster gewählt. Bei diesem Beispiel kann die Schachtel A bei beiden Abschlussmustern verstaut werden.
14 zeigt eine erste Schrägansicht, wenn die Schachtel in dem Unterbringungsbereich angeordnet ist. 15 zeigt eine zweite Schrägansicht, wenn die Schachtel in dem Unterbringungsbereich angeordnet ist. Wie in 14 gezeigt kann die Schachtel A so angeordnet werden, dass sie mit der einen Seitenwand 91a des Unterbringungsbereichs 91 in Kontakt gebracht wird. Oder die Schachtel A kann wie in 15 gezeigt so angeordnet werden, dass sie mit der anderen Seitenwand 91b in Kontakt gebracht wird.
Wenn die Schachtel A wie in 14 gezeigt angeordnet ist, entsprechen das dritte Abschlussmuster und das vierte Abschlussmuster der Position der Schachtel A. Das heißt, die Position der Schachtel A entspricht zwei Abschlussmustern. Wenn die Schachtel A andererseits wie in 15 gezeigt angeordnet ist, entspricht das dritte Abschlussmuster der Position der Schachtel A. Das heißt, die Position der Schachtel A entspricht einem Abschlussmuster.
Unter Bezugnahme auf 12 legt die Positionsbestimmungseinheit 44 die in 14 gezeigte Position so fest, dass die Anzahl der Abschlussmuster, die der Position der Schachtel A entsprechen, hoch wird. Dann ordnet der Roboter 1 in Schritt 137 die Schachtel A an der festgelegten Position an.
Da die Positionen der Schachteln bei der dritten Verstausteuerung so gewählt werden, dass die Anzahl der Abschlussmuster maximal wird, kann die Wahrscheinlichkeit, dass eine Schachtel nicht verstaut werden kann, verringert werden. Außerdem kann die Häufigkeit der Verwendung des Zwischenablagegestells 33 verringert werden und die Zeit für das Verstauen der Schachteln verkürzt werden. Die gleiche Steuerung kann auch verwendet werden, wenn eine auf dem Zwischenablagegestell 33 angeordnete Schachtel in dem Unterbringungsbereich 91 verstaut wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wirkt die Steuervorrichtung als Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters, doch besteht keine Beschränkung auf diese Form und kann die Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters durch eine von der Steuervorrichtung gesonderte Rechenverarbeitungsvorrichtung gebildet sein. In diesem Fall können die durch die Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters erzeugten Abschlussmusters über eine Kommunikationsvorrichtung an die Steuervorrichtung gesendet werden. Es ist auch möglich, dass ein Arbeiter Abschlussmuster in die Steuervorrichtung eingibt.
Nach der vorliegenden Erfindung können eine Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters, die Stauanordnungsmuster zum passenden Verstauen einer Vielzahl von Objekttypen berechnet, und eine Stauvorrichtung zum passenden Verstauen einer Vielzahl von Objekttypen bereitgestellt werden.
Bei den einzelnen Steuerungen, die oben beschrieben wurden, kann die Reihenfolge der Schritte innerhalb eines Umfangs, in dem die Funktion und die Wirkung nicht verändert werden, beliebig geändert werden.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen können beliebig kombiniert werden. In den einzelnen oben beschriebenen Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind beispielhaft und beschränken die Erfindung nicht. In den Ausführungsformen sind Änderungen der in den Ansprüchen gezeigten Ausführungsformen enthalten.

Claims

Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters (2), die ein Muster, um eine Vielzahl von Objekten (81, 82, 83) im Inneren eines vorab festgelegten Unterbringungsbereichs (91) zu verstauen, berechnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Objekten mehrere Arten von Objekten mit einer Schachtelform und unterschiedlichen Abmessungen umfasst; eine Reihenfolgenfestlegeeinheit (52), die mehrere Objekte wählt und die Reihenfolge, in der die Objekte verstaut werden, festlegt; eine Musterberechnungseinheit (53), die auf Basis der Abmessungen des Unterbringungsbereichs, der Abmessungen der mehreren Arten von Objekten und der durch die Reihenfolgenfestlegeeinheit festgelegten Verstaureihenfolge ein Abschlussmuster, in dem die Objekte in dem Unterbringungsbereich angeordnet sind, erzeugt; und eine Speichereinheit (45), die das durch die Musterberechnungseinheit erzeugte Abschlussmuster speichert, bereitgestellt sind, wobei die Reihenfolgenfestlegeeinheit mehrere Reihenfolgen festlegt, und die Musterberechnungseinheit eine Steuerung, bei der das Muster, in dem die Objekte im Inneren des Unterbringungsbereichs untergebracht sind, wenn die Objekte in einer der Reihenfolgen verstaut wurden, als Abschlussmuster festgelegt wird, wiederholt für die mehreren Reihenfolgen vornimmt.
Vorrichtung zum Berechnen eines Staumusters nach Anspruch 1, wobei die Musterberechnungseinheit eine Steuerung, bei der die mehreren Objekte in einer der Reihenfolgen in einer vorab festgelegten Anordnungsrichtung des Unterbringungsbereichs angeordnet werden, und eine Steuerung, bei der ein Objekt an der Oberseite gestapelt wird, wenn das Objekt in der Anordnungsrichtung von dem Unterbringungsbereich abweicht, vornimmt.
Stauvorrichtung (6), dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Transportvorrichtung (31), die mehrere Arten von Objekten in einer unregelmäßigen Reihenfolge transportiert; einen Roboter (1), der die durch die Transportvorrichtung transportierten Objekte im Inneren eines vorab festgelegten Unterbringungsbereichs anordnet; eine Detektionsvorrichtung (17), die die Arten der durch die Transportvorrichtung transportierten Objekte detektiert; und eine Steuervorrichtung (2), die die Position der Objekte im Inneren des Unterbringungsbereichs festlegt, umfasst, wobei die Steuervorrichtung eine Speichereinheit (45), die Abschlussmuster, in denen mehrere Objekte im Inneren des Unterbringungsbereichs angeordnet wurden, speichert; eine Abschlussmusterwahleinheit (43), die auf Basis von Informationen hinsichtlich der durch die Detektionsvorrichtung detektierten Arten von Objekten und der gegenwärtig in dem Unterbringungsbereich angeordneten Objekte aus den in der Speichereinheit gespeicherten Abschlussmustern ein Abschlussmuster wählt, in dem ein durch die Transportvorrichtung transportiertes Objekt verstaut werden kann; und eine Positionsbestimmungseinheit (44), die auf Basis des durch die Abschlussmusterwahleinheit gewählten Abschlussmusters die Position, an der ein Objekt im Inneren des Unterbringungsbereichs angeordnet wird, bestimmt, umfasst, wobei der Roboter das Objekt an die durch die Positionsbestimmungseinheit bestimmte Position transportiert.
Stauvorrichtung nach Anspruch 3, wobei ein Zwischenablageabschnitt (33), auf dem Objekte vorübergehend abgelegt werden können, bereitgestellt ist, wobei der Roboter ein durch die Transportvorrichtung transportiertes Objekt auf dem Zwischenablageabschnitt anordnet, wenn durch die Abschlussmusterwahleinheit kein Abschlussmuster gewählt wird.
Stauvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Positionsbestimmungseinheit bei Vorhandensein mehrerer Abschlussmuster, in denen ein Objekt verstaut werden kann, die Position des Objekts so bestimmt, dass die Anzahl der Abschlussmuster, die der Position des Objekts entsprechen, wenn das Objekt in dem Unterbringungsbereich angeordnet wurde, maximal wird.