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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Artikeltransfervorrichtung.
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Es ist eine herkömmliche Artikeltransfervorrichtung bekannt, die dazu ausgebildet ist, um mit einer Bildaufnahmeeinrichtung ein Bild von einer Mehrzahl von Werkstücken zu erfassen, die zufällig auf einer Fördereinrichtung platziert und durch den Betrieb der Fördereinrichtung bewegt werden, und um eine Werkstückentnahme durch einen Roboter unter Verwendung des von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildes durchzuführen (siehe z.B. die Druckschrift PTL 1, die ungeprüfte Japanische Patentanmeldung mit Publikationsnummer
JP 2016-185 573 A ). Die Artikeltransfervorrichtung ist dazu ausgebildet, um ein Werkstück in einem aufgenommenen Bild zu erkennen, um einen Nachbarzustand-Bestimmungsbereich um jedes erfasste Werkstück herum einzustellen, und um zu bestimmen, ob sich ein anderes erfasstes Werkstück in dem Nachbarzustand-Bestimmungsbereich befindet.
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Die Druckschrift
DE 11 2009 001 414 T5 beschreibt ein Bearbeitungssystem, welches eine Fördereinrichtung zum Fördern eines Werkstücks, einen Roboter, der einen vorbestimmten Arbeitsvorgang an einem Werkstück ausführt, sowie einen optischen Sensor aufweist, der ein Bild des gerade geförderten Werkstücks erfasst und Werkstückdaten erzeugt, die jedes einzelne Werkstück in dem erfassten Bild anzeigen beziehungsweise abbilden. Ferner wird eine Steuerungseinrichtung zum Erfassen der Werkstückdaten für jedes der Bilder vorgesehen, um so Standortverfolgungsdaten zu erzeugen. Dadurch wird der Roboter derart gesteuert, dass dieser den vorbestimmten Arbeitsvorgang an einem geförderten Werkstück an einer Position des Roboters ausführt.
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Die Druckschrift
EP 2 998 077 A2 beschreibt ein Robotersystem, welches ein erstes Förderband, ein zweites Förderband, einen Roboter sowie eine Steuereinheit aufweist. Das erste Förderband fördert eine Vielzahl an Werkstücken. Das zweite Förderband fördert Werkstückgruppen, wobei jede Gruppe eine Kombination aus Werkstücken beinhaltet. Die Steuereinheit steuert den Roboter, wobei mittels einer Aufnahmeeinrichtung bestimmte Bereiche auf dem zweiten Förderband erfasst werden.
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Die Druckschrift
EP 2 733 480 A1 beschreibt eine Kontrollvorrichtung, welche eine Lichteinheit zum Aussenden eines Lichtstrahls zu einer medizinischen Verpackung umfasst. Ferner wird mittels einer Kamera ein Bild der medizinischen Verpackung aufgenommen.
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Die Druckschrift
EP 2 497 611 A2 beschreibt eine Bildverarbeitungseinrichtung, mittels welcher eine Erfassung bestimmter Bereiche eines Förderbandes bewerkstelligt wird.
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Die Druckschrift
US 2010/0232647 A1 beschreibt einen dreidimensionalen visuellen Sensor, welcher mittels einer Kamera eine dreidimensionale Vermessung eines Werkstücks gewährleistet.
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Die Druckschrift
JP 2016-130674 A beschreibt ein System zur Kontrolle eines Fördervorgangs, wobei mittels Kameras verschiedene Ansichten der geförderten Werkstücke aufgenommen und verarbeitet werden.
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Mit der oben beschriebenen Artikeltransfervorrichtung werden Bilder von Werkstücken, die zufällig auf der Fördereinrichtung abgelegt werden, von der Bildaufnahmeeinrichtung erfasst, und ein Werkstück, das unter Verwendung eines aufgenommenen Bildes erkannt worden ist, wird vom Roboter entnommen, weshalb jedes Werkstück vollständig in einem der aufgenommenen Bilder erfasst sein muss. Dementsprechend enthalten zwei sequentiell aufgenommene Bilder einen überlappenden Bereich. Weiterhin ist es wünschenswert, dass sich, um die Erkennungsgenauigkeit eines Artikels zu erhöhen, ein Werkstück in der Nähe eines Bildmittelpunktes befindet, wo eine planare Form des Werkstücks genau erfasst wird und wo ein Einfluss der Aberration gering ist, weshalb ein überlappender Bereich möglicherweise in drei oder mehreren aufeinanderfolgenden Bildern vorhanden ist, anstatt in zwei aufeinanderfolgenden Bildern, um die Erkennungsgenauigkeit zu erhöhen.
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Aufgrund eines solchen überlappenden Bereiches liegt das identische erkannte Werkstück in einer Mehrzahl von Bildern vor. Je höher jedoch die Erkennungsgenauigkeit eines erkannten Werkstücks ist, oder mit anderen Worten, je genauer die Positions- oder Winkelerkennung für ein erfasstes Werkstück in einem Bild ist, desto vorteilhafter ist es für den Entnahmevorgang durch den Roboter. Die in PTL 1 beschriebene Artikeltransfervorrichtung führt eine Näherungszustandsbestimmung für ein Werkstück durch, aber selbst wenn das identische erkannte Werkstück in einer Mehrzahl von Bildern vorhanden ist, wird der Entnahmevorgang vom Roboter basierend auf der Erkennung der Position und des Winkels des erkannten Werkstücks im aktuellen Bild durchgeführt.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben genannten Umstände gemacht und hatdie Aufgabe , eine Artikeltransfervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Positionserkennung und Winkelerkennung eines Werkstücks genauer durchzuführen, während die Näherungszustandsbestimmung des Werkstücks durchgeführt wird.
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Um die oben beschriebene Aufgabe zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung die folgende Lösung bereit.
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Eine Artikeltransfervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: wenigstens einen Roboter, der dazu ausgebildet ist, einen Werkstückentnahmevorgang in Bezug auf eine Fördereinrichtung zum Transferieren einer Mehrzahl von Werkstücken durchzuführen; eine Bildaufnahmeeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, nacheinander Bilder der Werkstücke auf der Fördereinrichtung aufzunehmen; ein Werkstückidentifikationsmittel, das dazu ausgebildet ist, eine Werkstückerkennung in den von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern durchzuführen; eine Werkstückinformationsspeichereinrichtung, die ausgebildet ist, um Werkstückinformationen über eine Position und einen Winkel jedes erfassten Werkstücks zu speichern, wenn die Werkstückerkennung durch das Werkstückidentifikationsmittel durchgeführt worden ist; ein Identisches-Werkstück-Bestimmungsmittel, das ausgebildet ist, um die Werkstückinformation jedes der erfassten Werkstücke in einem neu aufgenommenen Bild, zu dem die Werkstückbestimmung durchgeführt wird, mit der Werkstückinformation jedes der erfassten Werkstücke in wenigstens einem der zuvor aufgenommenen Bilder, zu dem die Werkstückbestimmung durchgeführt wird, zu vergleichen, um festzustellen, ob eines oder mehrere der erfassten Werkstücke, die mit den erfassten Werkstücken in dem wenigstens einen zuvor aufgenommenen Bild identisch sind, in dem neu aufgenommenen Bild vorhanden sind; eine Werkstückinformationsauswahleinrichtung, die ausgebildet ist, um eine Auswahl in Bezug auf wenigstens ein erfasstes Werkstück durchzuführen, das durch das Identisches-Werkstück-Bestimmungsmittel als identisch bestimmt worden ist, um in der Werkstückinformationsspeichereinrichtung nur eine der Werkstückinformationen bezüglich des neu aufgenommenen Bildes und der Werkstückinformationen bezüglich des wenigstens einen der zuvor aufgenommenen Bilder zu speichern, wobei die zu speichernden Werkstückinformationen näher an vorbestimmten Referenzinformationen liegen; ein Störbereich-Einstellmittel, das ausgebildet ist, um einen Störbereich für jedes der erfassten Werkstücke in jedem der Bilder einzustellen; und ein Störbereich-Bestimmungsmittel, das ausgebildet ist, um zu bestimmen, ob der Störbereich des jeweiligen erfassten Werkstücks eine Kontur eines anderen erfassten Werkstücks stört oder nicht, wobei der Roboter den Werkstückentnahmevorgang nicht für erfasste Werkstücke durchführt, für die eine Störung durch das Störbereich-Bestimmungsmittel festgestellt worden ist.
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Gemäß diesem Aspekt werden bei einem erkannten Werkstück, das in einem neuen Bild und wenigstens einem vorherigen Bild vorhanden ist, die Werkstückinformation für das neue Bild und die Werkstückinformation für das vorherige Bild miteinander verglichen, wobei z.B., in dem Fall, wo ein Modellbild für das Werkstück als vorgegebene Referenzinformation verwendet wird, die Werkstückinformation mit einer höheren Ähnlichkeit zum Modellbild im Werkstückinformationsspeicher abgelegt wird. Für den Fall, wo die Form des Werkstücks selbst nicht stark variiert, bedeutet dies, dass je ähnlicher das Modellbild, desto näher ist die Form des erkannten Werkstücks an der tatsächlichen Form. Dementsprechend werden die Werkstückinformationen des erkannten Werkstücks, die näher an der tatsächlichen Form des Werkstücks liegen, im Werkstückinformationsspeicher gespeichert.
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Da der Roboter den Entnahmevorgang unter Verwendung der aus der Werkstückinformation gewonnenen Position, des Winkels oder dergleichen des erkannten Werkstücks durchführt, kann die Positionserkennung und Winkelerkennung für das Werkstück genauer durchgeführt werden, wenn die Werkstückinformation des erkannten Werkstücks, die näher an der tatsächlichen Form des Werkstücks liegt, im Werkstückinformationsspeicher gehalten wird.
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Weiterhin wird, da der Störbereich für ein so genau erfasstes Werkstück eingestellt ist, der Störbereich in geeigneterer Weise eingestellt, was sich vorteilhaft auf die Genauigkeit und Effizienz des Entnahmevorgangs des Werkstücks auswirkt.
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In dem oben beschriebenen Aspekt ist die Störbereich-Einstellung vorzugsweise dazu ausgebildet, um den Störbereich entsprechend einem Werkstücktyp einzustellen. Entsprechend einer solchen Konfiguration wird je nach Werkstücktyp ein geeigneterer Bereich als Störbereich eingestellt, was noch vorteilhafter ist, um die Genauigkeit und Effizienz des Entnahmevorgangs des Werkstücks zu erhöhen.
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In dem oben beschriebenen Aspekt ist die Bildaufnahmeeinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet, bei jeder Bewegung der Fördereinrichtung ein Bild des Werkstücks aufzunehmen. Entsprechend einer solchen Konfiguration kann ein überlappender Bereich eines neuen Bildes und eines vorherigen Bildes einfach und zuverlässig eingestellt werden. Beispielsweise, in dem Fall, wo ein Bereich, wo die Form des Werkstücks durch die Bildaufnahmeeinrichtung relativ genau erfasst wird, bekannt ist, kann ein Zustand, in dem alle Werkstücke zwangsläufig vollständig in dem Bereich erfasst werden, in dem die Formen der Werkstücke relativ genau erfasst werden, durch Einstellen des vorgegebenen Abstands realisiert werden.
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In dem oben beschriebenen Aspekt ist die Artikeltransfervorrichtung vorzugsweise mit einer Eingabeeinrichtung versehen, die dazu ausgebildet ist, um eine Eingabe von einem Bediener zu empfangen, der die Artikeltransfervorrichtung bedient, um die Werkstückentnahme durchzuführen, und mit einer Störbereich-Einstellmittel, die dazu ausgebildet ist, um, basierend auf der Eingabe in die Eingabeeinrichtung, wenigstens eine Form oder eine Größe des Störbereichs anzupassen, die durch die Störbereich-Einstellmittel eingestellt ist.
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Entsprechend einer solchen Konfiguration kann ein Bediener, der die Artikeltransfervorrichtung zur Durchführung der Werkstückentnahme bedient, den Störbereich aufgrund seiner Erfahrung oder ähnlichem einstellen. Ein Bediener ist eine Person, die die Artikeltransfervorrichtung tatsächlich bedient, wobei der Bediener in vielen Fällen mit den Eigenschaften des Roboters oder den Eigenschaften des vom Roboter aufzunehmenden Werkstücks vertraut ist. Dadurch, dass der Bediener den Störbereich auf der Grundlage seiner Erfahrung einstellen kann, kann ein effizienterer Entnahmevorgang für das Werkstück realisiert werden.
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In dem oben beschriebenen Aspekt bewirkt das Störbereich-Einstellmittel vorzugsweise, dass eine Anzeigeeinrichtung ein Bild des Werkstücks und einen Modellbestimmungsrahmen anzeigt, und bestimmt einen Teil des Bildes des Werkstücks, das in dem Modellbestimmungsrahmen angeordnet ist, als einen Störbereich-Einstellabschnitt des Werkstücks, wobei eine Position und eine Größe des Modellbestimmungsrahmens basierend auf einer Eingabe in die Eingabeeinrichtung eingestellt wird, wobei das Störbereich-Einstellmittel dazu ausgebildet ist, um in jedem der Bilder den Störbereich auf den Störbereich-Einstellabschnitt des jeweiligen erfassten Werkstücks einzustellen.
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Entsprechend einer solchen Konfiguration kann ein Bediener einen Teil des Werkstücks als Störbereich-Einstellabschnitt, anstelle des gesamten Werkstücks, einstellen, basierend auf der Erfahrung des Bedieners oder ähnlichem. Je nach Art des Werkstücks tritt ein Problem bei der Werkstückentnahme durch den Roboter weniger häufig auf, wenn ein Teil des Werkstücks, anstelle des gesamten Werkstücks, zum Störbereich-Einstellabschnitt gemacht wird, und da der Bediener aufgrund seiner Erfahrung die Einstellung frei vornehmen kann, kann die Arbeitseffizienz erhöht werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können eine Positionserkennung und Winkelerkennung für ein Werkstück genauer durchgeführt werden, während die Näherungszustandsbestimmung des Werkstücks durchgeführt wird.
- 1 ist eine schematische Draufsicht einer Artikeltransfervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein Blockschaltbild der Artikeltransfervorrichtung nach der ersten Ausführungsform.
- 3 ist ein Diagramm, das ein Beispielbild zeigt, das von einer Bildaufnahmeeinrichtung der Artikeltransfervorrichtung entsprechend der ersten Ausführungsform aufgenommen wurde.
- 4 ist ein Diagramm, das ein Beispielbild zeigt, das von der Bildaufnahmeeinrichtung der Artikeltransfervorrichtung entsprechend der ersten Ausführungsform aufgenommen wurde.
- 5 ist ein Blockschaltbild einer Artikeltransfervorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 6 zeigt ein Beispiel einer Anpassungsbildschirmoberfläche der Artikeltransfervorrichtung entsprechend der zweiten Ausführungsform.
- 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Modellbild-Einstellbildschirmoberfläche der Artikeltransfervorrichtung entsprechend der zweiten Ausführung zeigt.
- 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Modellbild-Einstellbildschirmoberfläche der Artikeltransfervorrichtung entsprechend der zweiten Ausführungsform zeigt.
- 9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Störbereichs-Anpassungsbildschirmoberfläche der Artikeltransfervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform zeigt.
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Im Folgenden wird eine Artikeltransfervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die Artikeltransfervorrichtung einen Roboter 10 zur Durchführung eines Entnahmevorgangs eines Werkstücks W von einer Fördereinrichtung 100, eine Steuereinrichtung 20 und eine über der Fördereinrichtung 100 angeordnete Bildaufnahmeeinrichtung 30 zur sequentiellen Erfassung von Bildern des Werkstücks W auf der Fördereinrichtung 100. Als die Fördereinrichtung 100 können verschiedene bekannte Fördereinrichtungen eingesetzt werden, wie z.B. ein Förderband, ein Plattenbandförderer, ein Schalenförderer, ein Vibrationsförderer und ein Rollenförderer. Zusätzlich ist das Bildaufnahmeeinrichtung 30 dazu ausgebildet, bei jeder Bewegung der Fördereinrichtung 100 eine Bildaufnahme durchzuführen.
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Der Roboter 10 umfasst eine Mehrzahl von Armgliedern und Gelenken sowie eine Mehrzahl von Servomotoren 11 zum Antrieb der jeweiligen Gelenke. Für jeden Servomotor 11 können verschiedene Servomotoren verwendet werden, wie z.B. ein Rotationsmotor und ein Linearmotor. Jeder Servomotor 11 enthält eine Betriebspositionserfassungseinrichtung, wie z.B. einen Encoder, zur Erfassung einer Betriebsposition des Servomotors 11, wobei ein Erfassungswert der Betriebspositionserfassungseinrichtung an die Steuereinrichtung 20 übertragen wird.
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An einem distalen Ende des Roboters 10 ist eine Werkstückhalteeinrichtung 12 angebracht, die ein Werkstück W halten kann. Die Werkstückhalteeinrichtung 12 kann Klauen zum Greifen des Werkstücks W oder einen Elektromagneten oder eine Saugvorrichtung umfassen, an die das Werkstück W angezogen wird. Die Werkstückentnahmeeinrichtung 12 wird von der Steuerung 20 gesteuert.
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Wie in 2 dargestellt ist, umfasst die Steuereinrichtung 20 eine Steuereinheit 21 mit einer CPU, RAM und dergleichen, eine Anzeigeeinrichtung 22, eine Eingabeeinrichtung 23, eine Speichereinrichtung 24 mit einem nichtflüchtigen Speicher, ROM oder dergleichen, eine Mehrzahl von Servo-Controllern 25, die entsprechend den jeweiligen Servomotoren 11 des Roboters 10 vorgesehen sind, und ein Programmierhandgerät 26, das mit der Steuereinrichtung 20 verbunden ist und beispielsweise von einem Bediener getragen werden kann. Das Programmierhandgerät 26 dient hauptsächlich zum Anlernen des Roboters 10 und kann für die drahtlose Kommunikation mit der Steuereinrichtung 20 ausgebildet sein.
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In der Speichereinrichtung 24 ist ein Systemprogramm 24a gespeichert, wobei das Systemprogramm 24a eine Grundfunktion des Steuergerätes 20 zur Verfügung stellt. Weiterhin ist wenigstens ein mit dem Programmierhandgerät 26 erstelltes Bedienprogramm 24b in der Speichereinrichtung 24 gespeichert.
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Weiterhin speichert die Speichereinrichtung 24 ein Werkstückerkennungsprogramm (Werkstückidentifikationsmittel) 24c zur Durchführung der Werkstückerkennung in einem aufgenommenen Bild, ein Speicherprogramm 24d zur Speicherung in der Speichereinrichtung (Werkstückinformationsspeicher) 24, für jedes erkannte Werkstück W, Werkstückinformationen über Position und Winkel des erkannten Werkstücks W, ein Identisches-Werkstück-Bestimmungsprogramm (Identisches-Werkstückbestimmungsmittel) 24e zum Bestimmen, ob ein identisches erfasstes Werkstück W wie in einem vorherigen Bild in einem neuen Bild vorhanden ist oder nicht, und ein Werkstückinformationsauswahlprogramm (Werkstückinformationsauswahlmittel) 24f zum Erreichen eines Zustands, bei dem nur die Werkstückinformationen für das neue Bild oder die Werkstückinformationen für das vorherige Bild bezüglich der erfassten Werkstücke W gespeichert werden, die als das identische Werkstück W bestimmt sind.
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Weiterhin speichert die Speichereinrichtung 24 ein Störbereich-Einstellprogramm (Störbereich-Einstellmittel) 24g zum Einstellen eines Störbereiches IA für jedes erkannte Werkstück W in jedem Bild, und ein Störbereich-Bestimmungsprogramm (Störbereich-Bestimmungsmittel) 24h zum Bestimmen, ob der Störbereich IA jedes erkannten Werkstückes W eine Kontur eines anderen erkannten Werkstückes W stört, d.h. mit dieser „interferiert“, oder nicht.
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Die Steuereinheit 21 arbeitet entsprechend dem Systemprogramm 24a und liest das in der Speichereinrichtung 24 gespeicherte Bedienprogramm 24b aus und speichert das Bedienprogramm 24b im RAM zwischen, sendet ein Steuersignal an jeden Servo-Controller 25 entsprechend dem ausgelesenen Bedienprogramm 24b, und steuert damit einen Servoverstärker jedes Servomotors 11 des Roboters 10, und steuert das Greifen/Nichtgreifen eines Werkstücks W durch die Werkstückhalteeinrichtung 12.
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Die Steuereinheit 21 führt den folgenden Vorgang aus, um ein Werkstück W durch die Werkstückhalteeinrichtung 12 zu greifen.
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Die Steuereinheit 21 arbeitet zunächst entsprechend dem Werkstückerkennungsprogramm 24c, führt bekannte Bildverarbeitungen durch, wie z.B. eine Binarisierung, und zwar an Bilddaten (nachfolgend auch einfach „Bild“ genannt), die von der Bildaufnahmeeinrichtung 30 empfangen werden, und betont die Kontur oder ähnliches jedes Werkstücks W im Bild. Anschließend wird eine Form der Kontur mit einem vorher in der Speichereinrichtung 24 gespeicherten Modellbild verglichen, wobei eine Kontur, die einer Kontur entspricht, die einen vorgegebenen Referenzwert überschreitet, als Werkstück W erkannt wird.
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Anschließend arbeitet die Steuereinheit 21 entsprechend dem Speicherprogramm 24d und speichert in der Speichereinrichtung 24 für jedes erkannte Werkstück W die Werkstückinformationen einschließlich der Position und des Winkels des erkannten Werkstücks W. Die Position kann eine Position einer Mitte oder ein Merkmalspunkt der Kontur des erkannten Werkstücks W in Bezug auf eine Referenzposition des Roboters 10 oder eine Referenzposition der Fördereinrichtung 100 sein. Der Winkel kann beispielsweise ein Winkel sein, der durch eine Mittellinie der Kontur des erfassten Werkstücks W zu einer Bewegungsrichtung der Fördereinrichtung 100 gebildet wird.
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Die oben beschriebene Werkstückerkennung und - speicherung erfolgt immer dann, wenn die Steuereinheit 21 ein Bild von der Bildaufnahmeeinrichtung 30 empfängt.
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Anschließend arbeitet die Steuereinheit 21 entsprechend dem Identisches-Werkstück-Bestimmungsprogramm 24e und ermittelt, ob ein identisches erfasstes Werkstück W wie in einem vorherigen Bild in einem neuen Bild vorhanden ist oder nicht. Beispielsweise nimmt, nach der Aufnahme eines Bildes eines Bereichs A1 in 1, die Bildaufnahmeeinrichtung 30 ein Bild eines Bereichs A2 in 1 auf. Das Bild des Bereichs A1 ist wie in 3 dargestellt, und das Bild des Bereichs A2 ist wie in 4 dargestellt. Zusätzlich sind in 1 der Bereich A1 und der Bereich A2 in Breitenrichtung der Fördereinrichtung 100 verschoben, wobei aber der Bereich A1 und der Bereich A2 tatsächlich nicht in Breitenrichtung der Fördereinrichtung 100 verschoben sind.
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Das heißt, wenn die Steuereinheit 21 das Bild des Bereichs A2 empfängt, wird das Bild in 4 zum neuen Bild und das Bild in 3 zum vorherigen Bild. Die Anzahl der vorherigen Bilder kann mehr als eins sein.
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Die Werkstückinformation mit Angabe der Position und des Winkels wird für jedes erkannte Werkstück W durch die Steuereinheit 21 gemäß dem Werkstückerkennungsprogramm 24c und dem Speicherprogramm 24d ermittelt, und durch Vergleich der Werkstückinformation miteinander, ob das gleiche erkannte Werkstück W wie im vorherigen Bild im neuen Bild vorhanden ist oder nicht. Wenn z.B. die Werkstückinformation, deren Differenz zur Werkstückinformation des erkannten Werkstücks W im neuen Bild innerhalb eines vorgegebenen Referenzwertes liegt, im vorherigen Bild vorhanden ist, wird dieses erkannte Werkstück W auch im vorherigen Bild als vorhanden bestimmt.
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Wird festgestellt, dass das identische erkannte Werkstück W im neuen Bild und im vorherigen Bild vorhanden ist, arbeitet die Steuereinheit 21 entsprechend dem Werkstückinformationsauswahlprogramm 24f und vergleicht die Werkstückinformation für das neue Bild und die Werkstückinformation für das vorherige Bild mit einem zuvor in der Speichereinrichtung 24 gespeicherten Modellbild oder mit Informationen aus dem Modellbild, und speichert die Werkstückinformation mit der höchsten Ähnlichkeit zum Modellbild in der Speichereinrichtung 24 als Werkstückinformation des erkannten Werkstücks W.
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Beispielsweise wird, in dem Fall, wo die vom Werkstückerkennungsprogramm 24c ermittelte Konturform des erkannten Werkstücks W in der Werkstückinformation enthalten ist, die Konturform mit dem Modellbild verglichen und die Werkstückinformation mit dem höchsten Übereinstimmungsgrad (z.B., die Nächstes-Werkstück-Information) als Werkstückinformation des erkannten Werkstücks W gespeichert. Wenn außerdem eine Länge der Mittellinie oder eine Länge jeder Seite der Kontur des erkannten Werkstücks W in der Werkstückinformation enthalten ist, wird eine solche Länge mit der Länge der Mittellinie oder der Länge jeder als Modell verwendeten Seite verglichen, und eine Werkstückinformation mit einem höchsten Übereinstimmungsgrad (d.h. die Nächstes-Werkstück-Information) wird in der Speichereinrichtung 24 als die Werkstückinformation des erkannten Werkstücks gespeichert. In beiden Fällen wird nur eine der Werkstückinformationen für das neue Bild und die Werkstückinformationen für das vorhergehende Bild, die näher an vorgegebenen Referenzinformationen liegen, in der Speichereinrichtung 24 gespeichert.
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Anschließend arbeitet die Steuereinheit 21 entsprechend dem Störbereich-Einstellprogramm 24g und stellt für jedes erkannte Werkstück W in jedem Bild einen Störbereich IA ein, wie es z.B. in 3 und 4 dargestellt ist. Je nach Art des Werkstücks W wird in der Speichereinrichtung 24 vorab eine Form des Störbereichs IA gespeichert, und die Form des anzuwendenden Störbereichs IA wird z.B. anhand der Form der Kontur jedes erfassten Werkstücks W automatisch ausgewählt. Die gespeicherte Form des Störbereichs IA wird aufgrund der Information über den Winkel, der in der Werkstückinformation jedes erkannten Werkstücks W enthalten ist, gedreht und anhand der Information über die Position, die in der Werkstückinformation jedes erkannten Werkstücks W enthalten ist, angeordnet, wobei der Störbereich IA dadurch für jedes erkannte Werkstück W in jedem Bild eingestellt wird.
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Anschließend arbeitet die Steuereinheit 21 entsprechend dem Störbereich-Bestimmungsprogramm 24h, und stellt fest, ob der Störbereich IA jedes detektierten Werkstücks W die Kontur eines anderen detektierten Werkstücks W stört, d.h. damit „interferiert“. In dem in 3 dargestellten Fall werden zwei fünfeckige detektierte Werkstücke W oben rechts als störend bestimmt, und ein fünfeckiges detektiertes Werkstück W und ein oval detektiertes Werkstück W oben links werden als störend, d.h. „miteinander interferierend“, bestimmt.
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Dann steuert die Steuereinheit 21 den Servoverstärker jedes Servomotors 11 des Roboters 10 unter Verwendung der Werkstückinformation jedes erkannten Werkstücks W, überträgt die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung 100 und dergleichen, steuert das Greifen/Nicht-Greifen des Werkstücks W durch die Werkstückhalteeinrichtung 12 und nimmt die Werkstücke W nacheinander von der Fördereinrichtung 100 auf. Zu diesem Zeitpunkt steuert die Steuereinheit 21 jeden Servomotor 11 und die Werkstückentnahme 12, um die Werkstückentnahme für erkannte Werkstücke W, die sich gegenseitig stören, nicht durchzuführen.
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Wie oben beschrieben worden ist, werden, entsprechend der vorliegenden Ausführungsform, bei einem erkannten Werkstück W, das in einem neuen Bild und wenigstens einem vorherigen Bild vorhanden ist, die Werkstückinformation des neuen Bildes und die Werkstückinformation des vorherigen Bildes miteinander verglichen, und die dem Modellbild für das Werkstück W ähnlichere Werkstückinformation wird in der Speichereinrichtung 24 gespeichert. Für den Fall, dass die Form des Werkstücks W selbst nicht sehr verschieden ist, kann man sagen, dass je ähnlicher das Modellbild ist, desto näher ist die Form des erkannten Werkstücks W an der tatsächlichen Form. Dementsprechend wird die Werkstückinformation des erkannten Werkstücks W, die näher an der tatsächlichen Form liegt, in der Speichereinrichtung 24 gespeichert.
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Da der Roboter 10 den Entnahmevorgang unter Verwendung der aus der Werkstückinformation gewonnenen Position, des Winkels oder dergleichen des erkannten Werkstücks W durchführt, kann die Positionserkennung und Winkelerkennung für das Werkstück W genauer durchgeführt werden, wenn die Werkstückinformation des erkannten Werkstücks W, die näher an der tatsächlichen Form liegt, in der Speichereinrichtung 24 behalten wird.
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Da der Störbereich IA für ein auf diese Weise genauer detektiertes Werkstück W eingestellt ist, ist der Störbereich IA geeigneter eingestellt, was für die Erhöhung der Genauigkeit und Effizienz des Entnahmevorgangs des Werkstücks W von Vorteil ist.
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Außerdem wird nach der vorliegenden Ausführungsform der Störbereich IA entsprechend dem Typ des Werkstücks W eingestellt und damit ein geeigneterer Bereich als der Störbereich IA entsprechend dem Typ des Werkstücks W, was noch vorteilhafter für die Erhöhung der Genauigkeit und die Effizienz des Entnahmevorgangs des Werkstücks W ist.
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Darüber hinaus erfasst, entsprechend der vorliegenden Ausführungsform, die Bildaufnahmeeinrichtung 30 bei jeder Bewegung der Fördereinrichtung 100 um einen vorbestimmten Abstand ein Bild des Werkstücks W. Entsprechend einer solchen Konfiguration kann ein überlappender Bereich eines neuen Bildes und eines vorherigen Bildes einfach und zuverlässig eingestellt werden. Beispielsweise kann, in dem Fall, wo ein Bereich bekannt ist, in dem die planare Form des Werkstücks W von der Bildaufnahmeeinrichtung 30 genau erfasst wurde, ein Zustand, in dem alle Werkstücke W zwangsläufig vollständig in dem Bereich erfasst werden, in dem die planaren Formen der Werkstücke genau erfasst werden, durch Einstellen des vorgegebenen Abstands realisiert werden.
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Zusätzlich kann die Bildaufnahmeeinrichtung 30 eine Bildaufnahme zu jedem vorgegebenen Zeitraum oder zu anderen festgelegten Zeitpunkten durchführen, wobei in beiden Fällen eine sequentielle Bildaufnahme durchgeführt wird.
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Weiterhin können anstelle der Position und des Winkels des erkannten Werkstücks W auch Formdaten oder Bilddaten der Kontur des erkannten Werkstücks W in der Speichereinrichtung 24 als Werkstückinformation gespeichert werden. Da die Position und der Winkel des erkannten Werkstücks W aus den Formdaten oder den Bilddaten der Kontur bestimmt oder abgeleitet werden können, sind solche Werkstückinformationen auch Informationen über den Winkel und die Position des erkannten Werkstücks W.
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Im Folgenden wird anhand der Zeichnungen eine Artikeltransfervorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Zusätzlich zu der Konfiguration der ersten Ausführungsform enthält die zweite Ausführungsform eine Konfiguration zur beliebigen Einstellung des Störbereichs IA. Die gleichen Strukturelemente wie in der ersten Ausführungsform werden durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, weshalb ihre Beschreibung weggelassen wird.
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Wie in 5 dargestellt ist, ist in der zweiten Ausführungsform ein Störbereich-Einstellprogramm (Störbereich-Einstellmittel) 24i in der Speichereinrichtung 24 gespeichert.
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Die Steuereinheit 21 arbeitet entsprechend dem Störbereich-Einstellprogramm 24i, und bewirkt, dass auf der Anzeigeeinrichtung 22 eine Anpassungsbildschirmoberfläche 40 angezeigt wird, wie es in 6 dargestellt ist. Eine Modellbild-Einstelltaste 40a und eine Störbereich-Einstelltaste 40b werden auf der Anpassungsbildschirmoberfläche 40 angezeigt.
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Durch Drücken der Modellbild-Einstelltaste 40a erfolgt ein Wechsel zu einer in 7 gezeigten Modellbild-Einstellbildschirmoberfläche 41, wobei ein Bild eines Werkstücks W auf der Oberfläche angezeigt wird. Zusätzlich können, als das Bild, Konstruktionsdaten wie z.B. CAD-Daten verwendet werden, wobei ein Konturbild eines Werkstücks W, das durch Anwenden von Bildverarbeitung an einem mit der Bildaufnahmeeinrichtung 30 aufgenommenen Bild extrahiert wurde, ebenfalls verwendet werden kann.
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Außerdem wird auf der Modellbild-Einstellbildschirmoberfläche 41 ein Modellbestimmungsrahmen 41a angezeigt, wobei in einer Menüleiste die Tasten 41b zum Ändern von Form, Größe, Position und dergleichen des Modellbestimmungsrahmens 41a, eine Eingabetaste 41c und dergleichen angezeigt werden. Ein Bediener bedient die Tasten 41b, 41c über die Eingabeeinrichtung 23, und definiert Form, Größe, Position und dergleichen des Modellbestimmungsrahmens 41a.
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Wenn beispielsweise der Modellbestimmungsrahmen 41a mit der in 8 gezeigten Form, Größe und Position definiert ist, wird eine Form, die durch eine durchgezogene Linie im Modellbestimmungsrahmen 41a in 8 dargestellt wird, zum Modellbild gemacht. Das ermittelte Modellbild wird in der Speichereinrichtung 24 als das in der ersten Ausführungsform beschriebene Modellbild gespeichert, und wird auch in der Speichereinrichtung 24 als Einstellbereich für den in der ersten Ausführungsform beschriebenen Störbereich IA gespeichert.
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Als Nächstes, wenn die Bildschirmoberfläche zur Einstellbildschirmoberfläche 40 zurückkehrt und die Taste 40b zur Einstellung des Störbereichs gedrückt wird, erfolgt der Wechsel zu einer in 9 gezeigten Störbereichs-Einstellbildschirmoberfläche 42, ein Modellbild M, das eingestellt ist, und ein Störbereichsrahmen 42a werden auf der Bildschirmoberfläche angezeigt. Außerdem werden in einer Menüleiste die Tasten 42b zum Ändern der Form des Störbereichsrahmens 42a, die Tasten 42c zum Ändern der Größe und Position des Störbereichsrahmens 42a, eine Taste 42d zum Drehen des Modellbildes M und des Störbereichsrahmens 42a, eine Eingabetaste 42e und dergleichen angezeigt. Ein Bediener bedient die Tasten 42b bis 42e mit der Eingabeeinrichtung 23 und definiert Form, Größe, Position und dergleichen des Störbereichsrahmens 42a.
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Der Bediener kann die Form, Position und Größe des Störbereichsrahmens 42a entsprechend der Art des Werkstücks W einstellen, basierend auf der Erfahrung des Bedieners oder ähnlichem. So scheint z.B. ein im wesentlichen rechteckiger Störbereichsrahmen 42a für ein im wesentlichen rechteckiges Werkstück W geeignet; je nach Art des Werkstücks W, der Transfergeschwindigkeit o.ä. ist jedoch möglicherweise ein ovaler Störbereichsrahmen 42a angebracht. Der Bediener kann die Form des Störbereichsrahmens 42a entsprechend der Art des Werkstücks W, der Anzahl der Werkstücke W usw. wählen.
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Darüber hinaus kann der Bediener, wenn je nach Art des Werkstücks W, der Transfergeschwindigkeit o.ä. die Entnahme-Leistung erhöht wird, wenn ein Abstand zwischen einem Endabschnitt des Modells M in einer Längsrichtung und dem Störbereichsrahmen 42a verringert wird, den Störbereichsrahmen 42a als solchen einstellen. Soll darüber hinaus der Störbereichsrahmen 42a bei jedem Anordnungswinkel des Modells M eingestellt werden, wird der Störbereichsrahmen 42a bei jedem Anordnungswinkel definiert, während das Modell M mit der Taste 42d gedreht wird.
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Der so definierte Störbereichsrahmen 42a wird in der Speichereinrichtung 24 als der in der ersten Ausführungsform beschriebene Störbereich IA gespeichert, und wie in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde, wird der Störbereich IA für jedes erkannte Werkstück W anhand der Position und des Winkels in der Werkstückinformation jedes erkannten Werkstücks W eingestellt.
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Zusätzlich kann eine Einstelltaste bereitgestellt sein zur automatischen Verbreiterung des Störbereichs IA in Transferrichtung des erkannten Werkstückes W durch die Fördereinrichtung 100, oder zur automatischen Verengung des Störbereiches IA in einer Richtung senkrecht zur Transferrichtung auf der Störbereich-Anpassungsbildschirmoberfläche 42.
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Die zweite Ausführungsform ermöglicht es einem Bediener, der die Artikeltransfervorrichtung bedient, die Werkstückentnahme durchzuführen, den Störbereich IA aufgrund seiner Erfahrung oder dergleichen einzustellen, und zwar zusätzlich zu den Vorteilen der ersten Ausführungsform. Ein Bediener ist eine Person, die die Artikeltransfervorrichtung tatsächlich bedient, wobei der Bediener in vielen Fällen mit den Eigenschaften des Roboters 10 oder den Eigenschaften des vom Roboter 10 aufzunehmenden Werkstücks W vertraut ist. Dadurch, dass der Bediener den Störbereich IA aufgrund seiner Erfahrung einstellen kann, kann ein effizienterer Entnahmevorgang für das Werkstück W erreicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Roboter
- 11
- Servomotor
- 12
- Werkstückhalteeinrichtung
- 20
- Steuereinrichtung
- 21
- Steuereinheit
- 22
- Anzeigeeinrichtung
- 23
- Eingabeeinrichtung
- 24
- Speichereinrichtung (Werkstückinformationsspeicher)
- 24a
- Systemprogramm
- 24b
- Betriebsprogramm
- 24c
- Werkstückerkennungsprogramm (Werkstückidentifikationsmittel)
- 24d
- Speicherprogramm
- 24e
- Identisches-Werkstück-Bestimmungsprogramm (Identisches-Werkstück-Bestimmungsmittel)
- 24f
- Werkstückinformationsauswahlprogramm (Werkstückinformationsauswahlmittel)
- 24g
- Störbereich-Einstellprogramm (Störbereich-Einstellmittel)
- 24h
- Störbereich-Bestimmungsprogramm (Störbereich-Bestimmungsmittel)
- 24i
- Störbereich-Anpassungsprogramm (Störbereich-Anpassungsmittel)
- 25
- Servo-Controller
- 26
- Programmierhandgerät
- 30
- Bildaufnahmeeinrichtung
- 40
- Anpassungsbildschirmoberfläche
- 41
- Modellbild-Einstellbildschirmoberfläche
- 41a
- Modellbestimmungsrahmen
- 42
- Störbereichs-Anpassungsbildschirmoberfläche
- 42a
- Störbereichsrahmen
- 100
- Fördereinrichtung
- W
- Werkstück
- IA
- Störbereich
- M
- Modellbild
