-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System zum Aufnehmen von Gegenständen, und insbesondere, ein System zur Aufnahme von zufällig angeordneten Werkstücken.
-
Stand der Technik
-
Mit dem Fortschritt der Technik, wurden Roboter in der industriellen Produktion weit verbreitet eingesetzt, um Produktionslinien-Automatisierung voranzutreiben, Produktions-Effizienz zu steigern, und Arbeitskosten zu reduzieren. Beispielsweise wird der Roboter bei der Montage eines Produktes oft als eine Aufnahmevorrichtung verwendet. Herkömmlich sind Werkstücke auf einem Förderband regelmäßig angeordnet oder in einem Container, wie einer Schale oder einer Kiste, bevor sie ergriffen werden. Als solche sind alle Werkstücke unabhängig voneinander, um die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Ergreifens durch den Roboter zu erhöhen. Jedoch erfordert ein vorheriges Anordnen der Werkstücke Arbeit und Zeit, was für Automatisierung von Produktionslinie und Produktions-Effizienz nachteilig ist und zum Verbrauch von Arbeitskraft führt.
-
Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe werden Systeme zur Aufnahme zufällig angeordneter Werkstücke entwickelt. In einem dieser Systeme sind die Werkstücke in einer Kiste angeordnet. Wenn der Roboter kein zu ergreifendes Werkstück aufgrund schwerwiegender Überlagerungen zwischen den Werkstücken (d.h., der zu ergreifende Abschnitt jedes der Werkstücke ist durch die anderen Werkstücke bedeckt) finden kann, ergreift der Roboter die Kiste und schüttelt diese, um die relativen Positionen der Werkstücke zu ändern. Entsprechend ergibt sich die Chance, dass der zu ergreifende Abschnitt von mindestens einem der Werkstücke freigelegt worden sein kann, um durch den Roboter ergriffen zu werden. Jedoch kann ein Schütteln der Kiste nicht sicherstellen, dass der zu ergreifende Abschnitt von mindestens einem der Werkstücke freigelegt wird. Darüber hinaus, wenn die Werkstücke miteinander verklemmt sind, kann der verklemmte Zustand aufgrund unregelmäßiger Formen des Werkstückes nicht durch Schütteln gelöst werden. Wenn weiter das Werkstück aus Metall oder einem Material mit hohem spezifischem Gewicht besteht, ist das Gesamtgewicht der Werkstücke und der Kiste bedeutend. Der Roboter sollte das Gesamtgewicht tragen können, wodurch die Vorgaben für den Roboter erhöht sind.
-
In einem anderen der Systeme, wird ein robotischer Arm zum Rühren der zufällig angeordneten Werkstücke eingesetzt. Jedoch kann jedes Rühren auch nicht sicherstellen, dass der zu ergreifende Abschnitt von mindestens einem der Werkstücke freigelegt wird. Darüber hinaus kann während des Rührens die Stoßwirkung der Werkstücke auf den robotischen Arm den robotischen Arm beschädigen. Entsprechend ist die Lebensdauer des robotischen Arms reduziert.
-
In noch einem anderen der Systeme bestimmt der Roboter nach dem Ergreifen eines Gegenstandes, ob der Gegenstand ein einzelnes Werkstück oder mehrere miteinander verfangene Werkstücke sind. Wenn der Roboter bestimmt, dass der Gegenstand mehrere miteinander verfangene Werkstücke sind, schmeißt der Roboter den Gegenstand zurück in die Kiste und führt ein weiteres Ergreifen aus. Jedoch kann auch dies nicht den Erfolg des nächsten Ergreifens sicherstellen. Daher ist es schwierig, die Produktions-Effizienz der Systeme zur Aufnahme zufällig angeordneter Werkstücke zu erhöhen.
-
Die
DE 102018111370A1 offenbart ein Werkstückaufnahmesystem mit dreidimensionalem Sensor an einem Handspitzenabschnitt eines Roboters, wobei der dreidimensionale Sensor ausgestaltet ist, ein Bild mit einer gesamten oberen Öffnung eines Behälters aufzunehmen, das in einem Sichtfeld aufgenommen wird, und in der Lage zu sein, eine Gruppe dreidimensionaler Punkte eines Werkstücks in dem Sichtfeld zu erfassen. Die
DE 102018101375A1 offenbart unter anderem einen Positions-/Ausrichtungs-Erfassungsabschnitt einer Artikelbeförderungsvorrichtung, der ausgelegt ist, eine dreidimensionale Position/Ausrichtung des Artikels auf dem Zuführabschnitt zu erfassen; einen Bewegungsbetrag-Erfassungsabschnitt, der ausgelegt ist, einen Bewegungsbetrag des Zuführabschnitts zu erfassen; mindestens einen Arbeitsabschnitt, der ausgelegt ist, den Artikel zu entnehmen, während einer Förderbewegung des Zuführabschnitts gefolgt wird, anhand der von dem Positions-/Ausrichtungs-Erfassungsabschnitt erfassten dreidimensionalen Position/Ausrichtung des Artikels und anhand des von dem Bewegungsbetrag-Erfassungsabschnitt erkannten Bewegungsbetrags des Zuführabschnitts. Die
DE 102016001174A1 ein Robotersystem und ein Verfahren, bei denen ein Roboter effektiv und sequenziell eine Vielzahl von zufällig angeordneten Werkstücken entnehmen kann und dabei durch eine einfache Berechnung ein Anstoßen vermeiden kann. Die
DE 102014016033 B4 offenbart eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Gegenständen, die geeignet ist, ein Greifeinheitsmodell zu setzen, sowie Positionsstellungskandidaten für die Greifeinheit, weiterhin zum Berechnen einer Greiferfolgswahrscheinlichkeit für einen der Gegenstände beim Greifen durch die Greifeinheit für jeden der Greifpositionsstellungskandidaten auf Basis von Positionsinformationen, die gewonnen werden durch ein dreidimensionales Messinstrument, und auf Basis des Greifeinheitsmodells, weiterhin zum Auswählen von Positionsstellungskandidaten auf Basis der Greiferfolgswahrscheinlichkeit, und zum Setzen des Ausgewählten als Greifeinheitspositionsstellung, und zum Steuern des Roboters so, dass die Greifeinheit in die Greifeinheitspositionsstellung bewegt wird zum Aufnehmen eines der Gegenstände. Die
DE 102013018222B4 offenbart eine Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen eines Zielobjekts aus einer Mehrzahl von in einem Behälter beliebig aufeinandergestapelten Objekten und zum Platzieren des Zielobjekts in einer vorbestimmten Ausrichtung an einem Zielort. Die Vorrichtung umfasst einen ungefähre-Position-Beschaffungsteil zum Erhalten von Informationen bezüglich einer ungefähren Position des Zielobjekts. Die
EP 2343497B1 offenbart eine Vorrichtung zum Schätzen der Form eines Werkstücks, die eine Bildinformations-Erfassungseinrichtung aufweist, die mehrere gleiche Werkstücke in großen Mengen erfassen und dadurch Bildinformationen erfassen kann.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein System zur Beseitigung von Überlagerungen zufällig angeordneter Werkstücke offenbart. Das System umfasst ein dreidimensionales Sensormodul, eine Aufnahmevorrichtung und ein Steuermodul. Das Steuermodul ist an das dreidimensionale Sensormodul und die Aufnahmevorrichtung gekoppelt. Das Steuermodul ist ausgestaltet, zur: Steuerung des dreidimensionalen Sensormoduls, um ein dreidimensionales Bild zu erfassen, worin das dreidimensionale Bild durch Erfassen mindestens eines Abschnittes der Werkstücke ausgebildet wird; Analyse des dreidimensionalen Bildes, um eine Bildinformation zu erhalten; Auswählen eines entsprechend der Bildinformation aufzunehmenden Ziel-Werkstücks; Einrichten eines Überlagerungs-Beseitigungspfades für das Ziel-Werkstück, was umfasst, dass das Steuermodul das Ziel-Werkstück in mehrere Bereiche teilt, worin das Steuermodul einen Überlagerung-Parameter von jedem der Bereiche berechnet, und das Steuermodul die Bereiche entsprechend dem Überlagerungs-Parameter jedes der Bereiche sortiert, um den Überlagerung-Beseitigungspfad zu erhalten, wobei das Sortieren der Bereiche gemäß dem Überlagerungs-Parameter jedes der Bereiche durch das Steuermodul umfasst: Benennen eines der Bereiche als einen zu ergreifenden Bereich durch das Steuermodul; und Bestimmen, ob der Überlagerungs-Parameter des zu ergreifenden Bereiches geringer ist als eine Schwelle, durch das Steuermodul, wobei: wenn der Überlagerungs-Parameter des zu ergreifenden Bereiches geringer ist als die Schwelle, das Steuermodul den zu ergreifenden Bereich als einen ersten Pfadpunkt des Überlagerungs- Beseitigungspfades bestimmt; und das Steuermodul entsprechend dem Überlagerungs- Parameter jedes der Bereiche einen der Bereiche als einen zweiten Pfadpunkt bestimmt, der einen maximalen Überlagerungs- Parameter aufweist; worin der Überlagerungs- Beseitigungspfad den ersten Pfadpunkt und den zweiten Pfadpunkt umfasst; und Steuern der Aufnahmevorrichtung zur Beseitigung der Überlagerungen des Ziel-Werkstücks entsprechend dem Überlagerungs- Beseitigungspfad, wobei das Greifteil durch alle Bereiche des Ziel-Werkstücks versetzt, um sicherzustellen, dass die Überlagerungen aller Bereiche beseitigt wurden.
-
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden zweifellos dem Fachmann nach Lektüre der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, die in den verschiedenen Figuren und Zeichnungen dargestellt sind, offensichtlich.
-
Figurenliste
-
- 1 ist ein schematisches Diagramm eines Systems und Werkstücken gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 2 ist ein funktionelles Block-Diagramm des Systems aus 1.
- 3 ist ein Fluss-Diagramm, das ein zur Beseitigung von Überlagerungen ausgestaltetes Steuermodul erläutert.
- 4 ist ein Fluss-Diagramm für Schritt 640 auf 3 im Detail.
- 5 ist ein Fluss-Diagramm, das das Steuermodul erläutert, welches die Bereiche entsprechend einem Überlagerungs-Parameter jedes der Bereiche sortiert.
- 6 ist ein anderes Fluss-Diagramm, das das Steuermodul erläutert, welches die Bereiche entsprechend einem Überlagerungs-Parameter jedes der Bereiche sortiert.
- 7 ist ein schematisches Diagramm, das darstellt, wie Überlagerungen entsprechend dem ersten Beispiel der vorliegenden Offenbarung zu beseitigen sind.
- 8 ist ein schematisches Diagramm, das darstellt, wie Überlagerungen entsprechend dem zweiten Beispiel der vorliegenden Offenbarung zu beseitigen sind.
- 9 ist ein schematisches Diagramm, das darstellt, wie Überlagerungen entsprechend dem dritten Beispiel der vorliegenden Offenbarung zu beseitigen sind.
- 10 ist ein schematisches Diagramm, das darstellt, wie Überlagerungen entsprechend dem vierten Beispiel der vorliegenden Offenbarung zu beseitigen sind.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Es wird auf 1 und 2 verwiesen. 1 ist ein schematisches Diagramm eines Systems 10 und Werkstücken 400 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 2 ist ein funktionelles Block-Diagramm eines Systems 10 von 1. Die vorliegende Offenbarung stellt das System 10 bereit, das zum Beseitigen von Überlagerungen zufällig angeordneter Werkstücke 400 eingesetzt werden kann. Das System 10 umfasst ein dreidimensionales (3D) Sensormodul 100, eine Aufnahmevorrichtung 200 und ein Steuermodul 300. Das Steuermodul 300 ist mit dem 3D Sensormodul 100 und der Aufnahmevorrichtung 200 gekoppelt. Es wird auf 3 verwiesen. 3 ist ein Fluss-Diagramm, das das zur Beseitigen von Überlagerungen ausgestaltete Steuermodul 300 erläutert, was Schritte 610-650 umfasst. In Schritt 610 steuert das Steuermodul 300 das 3D Sensormodul 100, ein 3D Bild zu erfassen, worin das 3D Bild durch Erfassen mindestens eines Abschnitts der Werkstücke 400 ausgebildet wird. In Schritt 620, analysiert das Steuermodul 300 das 3D Bild, um eine Bildinformation zu erhalten. In Schritt 630 wählt das Steuermodul 300 ein entsprechend der Bildinformation aufzunehmendes Ziel-Werkstück (nicht markiert) aus. In Schritt 640 richtet das Steuermodul 300 einen Überlagerungs-Beseitigungspfad für das Ziel-Werkstück ein. In Schritt 650 steuert das Steuermodul 300 die Aufnahmevorrichtung 200, die Überlagerungen des Ziel-Werkstücks entsprechend dem Überlagerungs-Beseitigungspfad zu beseitigen. Es wird auf 4 verwiesen, die ein Fluss-Diagramm für Schritt 640 aus 3 im Detail ist. Schritt 640 umfasst die Schritte 641-643. In Schritt 641 teilt das Steuermodul 300 das Ziel-Werkstück in mehrere Bereiche. In Schritt 642 berechnet das Steuermodul 300 einen Überlagerungs- Parameter jedes der Bereiche. In Schritt 643 sortiert das Steuermodul 300 die Bereiche entsprechend dem Überlagerungs-Parameter jedem der Bereiche, um den Überlagerungs-Beseitigungspfad zu erhalten.
-
Speziell das System 10 kann zum Beseitigen von Überlagerungen der Werkstücke 400, die zufällig angeordnet sind, eingesetzt werden. Wie in 1 gezeigt, können die Arten und Formen der Werkstücke 400 identisch (beispielsweise sind die Werkstücke 400 in 1 alles säulenförmige Werkstücke) und zufällig in einer Kiste 500 angeordnet sein. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Entsprechend den praktischen Anforderungen können die Werkstücke 400 in anderen Trägern oder Containern, wie Förderbändern oder Schalen, angeordnet sein und die Werkstücke 400 können von anderer Art sein.
-
Das 3D Sensormodul 100 wird eingesetzt, um das 3D Bild der Werkstücke 400 zu erfassen. Beispielsweise kann das 3D Sensormodul 100 zum Erfassen von Bildern eines Abschnitts der Werkstücke 400 oder von allen Werkstücken 400 in der Kiste 500 über der Kiste 500 angeordnet sein. Das 3D Sensormodul 100 kann zwei Kameras (nicht gezeigt) umfassen. Jede der Kameras erfasst zweidimensionale (2D) Bilder der Werkstücke 400, sodann werden die 2D Bilder verarbeitet, um das 3D Bild zu erhalten. Beispielsweise können die 2D Bilder mit einer stereoskopischen Methode verarbeitet werden. Darüber hinaus können die 2D Bilder durch eine in dem 3D Sensormodul 100 eingebaute oder durch das Steuermodul 300 ausgeführte Bild-Verarbeitungs-Einheit (nicht gezeigt) verarbeitet werden. Wahlweise kann das 3D Sensormodul 100 eine Kamera und einen Projektor oder zwei Kameras und einen Projektor umfassen. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Geräte mit der Fähigkeit, 3D Bilder zu erzeugen, können als das 3D Sensormodul 100 und im Umfang der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Bildinformation der Werkstücke 400, wie die Positionen, Höhen, Überlagerungsgrade und zu ergreifende Bereiche der Werkstücke 400 und weitere, können durch die 3D Bilder erhalten werden. Das Steuermodul 300 kann bestimmen, welches der Werkstücke 400 das Ziel-Werkstück und entsprechend der Bildinformation zu ergreifen ist. Beispielsweise kann das Ziel-Werkstück das Werkstück 400 sein, das an dem oberen Abschnitt der Kiste angeordnet ist und weniger Überlagerungen aufweist.
-
Die Aufnahmevorrichtung 200 umfasst ein Greifteil 220 und kann einen Hauptkörper 210 umfassen, worin der Hauptkörper 210 mit dem Greifteil 220 verbunden ist. Der Hauptkörper 210 kann einen robotischen Arm umfassen, und der robotische Arm kann ein sechs-axialer robotischer Arm sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Greifteil 220 wird eingesetzt, um die Werkstücke 400 zu ergreifen. Eine Struktur des Greifteils 220 ist angepasst für die Werkstücke 400. Wie in 1 gezeigt wird üblicherweise ein Schwerpunkt eines säulenförmigen Werkstücks als der ergriffene Bereich ausgewählt, so dass das Greifteil 220 ein Greifer sein kann, der einwärts schließen kann. In anderen Ausführungsformen, wenn der zu ergreifende Bereich ein Loch umfasst, kann das Greifteil 220 ein Greifer sein, der auswärts öffnet.
-
Das Steuermodul 300, welches analysieren und berechnen kann, wird zum Steuern des 3D Sensormoduls 100 und der Aufnahmevorrichtung 200 eingesetzt. Das Steuermodul 300 kann eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Verbindung zwischen dem Steuermodul 300, dem 3D Sensormodul 100 und der Aufnahmevorrichtung 200 kann eine Drahtverbindung oder eine drahtlose Verbindung sein. Als solches kann das Steuermodul 300, das 3D Sensormodul 100 und die Aufnahmevorrichtung 200 Informationen zueinander übertragen.
-
Die vorstehend erwähnte Begriff „Überlagerungen“ bezieht sich auf ein Überlappen zwischen den Werkstücken 400.
-
Der vorstehend erwähnte Begriff „Überlagerungsgrad“ bezieht sich auf einen Überlappungsgrad zwischen den Werkstücken 400. Je größer die Überlagerungs-Ratio ist, desto schwerwiegender ist der Überlagerungsgrad. Die Überlagerungs-Ratio eines ausgewählten Bereiches des Werkstücks 400 kann entsprechend der nachstehenden Formel berechnet werden: Überlagerungs-Ratio = [(überlappende Fläche)/(überlappende Fläche + nicht-überlappende Fläche)] × 100 %. Die überlappende Fläche bezieht sich auf eine Gesamtfläche von Abschnitten des Werkstücks 400, die mit den anderen Werkstücken 400 in der ausgewählten Fläche überlappen. Die nicht-überlappende Fläche bezieht sich auf die Gesamtfläche von Abschnitten des Werkstücks 400, die nicht mit den anderen Werkstücken 400 in der ausgewählten Fläche überlappen. Eine Summe der überlappenden Fläche und der nicht-überlappenden Fläche ist gleich einer Fläche des ausgewählten Bereiches.
-
Der vorstehend erwähnte Ausdruck „Überlagerungs-Beseitigungspfad“ bezieht sich auf einen virtuellen Pfad, der für eine Oberfläche des aufzunehmenden Ziel-Werkstücks bestimmt wird.
-
Der vorstehend erwähnte Ausdruck „das Steuermodul 300 steuert die Aufnahmevorrichtung 200, um Überlagerungen des Ziel-Werkstücks entsprechend dem Überlagerungs-Beseitigungspfad zu beseitigen“ bezieht sich darauf, dass das Steuermodul 300 einen Teil der Aufnahmevorrichtung 200 steuert, um sich der Oberfläche des Ziel-Werkstücks zu einer bestimmten Distanz anzunähern und den Teil der Aufnahmevorrichtung 200 steuert, der entlang dem Überlagerungs-Beseitigungspfad versetzt wird. Der Teil der Aufnahmevorrichtung 200 kann das Greifteil 220 sein. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit ist der Teil der Aufnahmevorrichtung 200 nachstehend durch das Greifteil 220 repräsentiert. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Darüber hinaus kann die bestimmte Distanz flexibel anpassbar sein. Die bestimmte Distanz ist üblicherweise geringer als eine Höhe des Werkstücks 400. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Eine Distanz, die dem Greifteil 220 ermöglicht, andere auf der Oberfläche des Ziel-Werkstücks angeordnete Werkstücke wegzustoßen, wenn das Greifteil 220 versetzt wird, kann die bestimmte Distanz der vorliegenden Offenbarung sein. Die bestimmte Distanz kann von der Bildinformation erhalten oder künstlich bestimmt sein. Wenn das Greifteil 220 als solches, entlang dem Überlagerungs-Beseitigungspfad versetzt wird, können die Überlagerungen des Ziel-Werkstücks beseitigt werden.
-
Der vorstehend erwähnte Ausdruck „zum Beseitigen von Überlagerungen des Ziel-Werkstücks“ bezieht sich darauf, dass die Überlagerungen des Ziel-Werkstücks komplett beseitigt werden.
-
Der vorstehend erwähnte Ausdruck „Überlagerungs-Parameter“ kann die Überlagerungs-Ratio jedes der Bereiche sein. Das Berechnungsverfahren der Überlagerungs-Ratio kann sich auf die vorstehende Beschreibung beziehen. Jeder der Bereiche kann als ein Pfadpunkt des Überlagerungs-Beseitigungspfades betrachtet und ein bestimmter Punkt jedes der Bereiche kann benannt werden, jeden der Bereiche zu repräsentieren. Beispielsweise kann ein zentraler Punkt jedes der Bereiche benannt werden, jeden der Bereiche zu repräsentieren, und der Überlagerungs-Beseitigungspfad kann durch Verbinden des bestimmten Punktes jedes Bereiches entsprechend dem Sortierergebnis erhalten werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind alle Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet. Das Greifteil 220 der Aufnahmevorrichtung 200 kann als solches mit einer bestimmten Distanz durch alle Bereiche ziehen, was vorteilhaft zur Beseitigung von Überlagerungen aller der Bereiche ist. Eine Fläche jedes der Bereiche kann kleiner oder gleich einer Fläche des Greifteils 220 sein, so dass die Wirkung des Beseitigens von Überlagerungen verstärkt werden kann.
-
Es wird auf 5 verwiesen, die ein Fluss-Diagramm ist, das das Steuermodul erläutert, das die Bereiche entsprechend dem Überlagerungs-Parameter jedes der Bereiche sortiert. Das ausführende Subjekt jedes der nachstehenden Schritte ist das Steuermodul.
-
In Schritt 710, Bestimmen einer der Bereiche als den zu ergreifenden Bereich. Der zu ergreifende Bereich kann entsprechend der Art des Werkstücks bestimmt werden. Wenn beispielsweise das Werkstück ein Schraubenschlüssel ist, kann der zu ergreifende Bereich der Bereich sein, wo sich der Schwerpunkt befindet. Wenn das Werkstück ein Loch aufweist, kann der zu ergreifende Bereich der Bereich sein, wo das Loch angeordnet ist.
-
In Schritt 720 wird bestimmt, ob der Überlagerungs-Parameter des zu ergreifenden Bereiches geringer ist als eine Schwelle; wenn ja, so folgt Schritt 741. Die Schwelle kann entsprechend praktischen Anforderungen bestimmt sein. Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, kann die Schwelle größer oder gleich sein als die Rausch-Ratio des 3D Bildes, so dass die durch das Rauschen verursachte Fehlbeurteilung vermieden werden kann.
-
In Schritt 741 wird der zu ergreifende Bereich als einen ersten Pfadpunkt des Überlagerungs-Beseitigungspfades bestimmt.
-
In Schritt 751 wird bestimmt, ob alle Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind; wenn ja, so folgt Schritt 795, das Sortieren ist abgeschlossen, und der Überlagerungs-Beseitigungspfad umfasst den ersten Pfadpunkt; wenn nicht, so folgt Schritt 761.
-
In Schritt 761 wird einer der Bereiche, der einen maximalen Überlagerungs-Parameter aufweist als ein zweiter Pfadpunkt bestimmt, was entsprechend dem Überlagerungs-Parameter jedes der Bereiche ist.
-
In Schritt 771 wird bestimmt, ob alle Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind; wenn ja, so folgt Schritt 795, das Sortieren ist abgeschlossen, und der Überlagerungs-Beseitigungspfad umfasst den ersten Pfadpunkt und den zweiten Pfadpunkt; wenn nicht, so folgt Schritt 781.
-
In Schritt 781 wird einer der Bereiche, der dem zweiten Pfadpunkt am nächsten ist, als dritter Pfadpunkt bestimmt. Wenn mehr als zwei Bereiche von dem zweiten Pfadpunkt durch dieselbe Distanz entfernt sind, kann einer der Bereiche als der dritte Pfadpunkt beliebig ausgewählt werden.
-
Wenn nicht alle der Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind, werden Schritt 771 und Schritt 783 (nicht gezeigt) widerholt, bis alle der Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind. Schritt 771 kann sich auf die vorstehende Beschreibung beziehen. In Schritt 771, wenn ja, so folgt Schritt 795, das Sortieren ist abgeschlossen; wenn nicht, so folgt Schritt 783. In Schritt 783 wird einer der Bereiche, der dem aktuellen Pfadpunkt am nächsten ist (hier, der dritte Pfadpunkt) als ein nächster Pfadpunkt (hier, der vierte Pfadpunkt) bestimmt. Mit anderen Worten, nach dem zweiten Pfadpunkt wird der Bereich, der dem aktuellen Pfadpunkt am nächsten ist, als der nächste Pfadpunkt bestimmt.
-
Es folgt erneut Schritt 720, wenn die Überlagerungs-Parameter des zu ergreifenden Bereiches größer oder gleich der Schwelle ist, wobei einer der Bereiche als ein erster Pfadpunkt des Überlagerungs-Beseitigungspfades bestimmt wird, der dem zu ergreifenden Bereich am nächsten ist und einen Überlagerungs-Parameter aufweist, der geringer als die Schwelle ist. Wenn mehr als zwei Bereiche von dem zu ergreifenden Bereich durch dieselbe Distanz entfernt sind, kann einer der Bereiche oder der Bereich, der einen minimalen Überlagerungs-Parameter aufweist als der erste Pfadpunkt willkürlich gewählt werden.
-
In Schritt 742 wird der zu ergreifende Bereich als zweiter Pfadpunkt bestimmt.
-
In Schritt 752 wird bestimmt, ob alle der Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind; wenn ja, so folgt Schritt 795, das Sortieren ist abgeschlossen, und der Überlagerungs-Beseitigungspfad umfasst den ersten Pfadpunkt und den zweiten Pfadpunkt; wenn nicht, so folgt Schritt 762.
-
In Schritt 762, Bestimmen eines der Bereiche als einen dritten Pfadpunkt, der einen maximalen Überlagerungs-Parameter aufweist, was entsprechend dem Überlagerungs-Parameter jedes der Bereiche ist.
-
In Schritt 772 wird bestimmt, ob alle der Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind; wenn ja, so folgt Schritt 795, das Sortieren ist abgeschlossen, und der Überlagerungs-Beseitigungspfad umfasst den ersten Pfadpunkt, den zweiten Pfadpunkt und den dritten Pfadpunkt; wenn nicht, so folgt Schritt 782.
-
In Schritt 782 wird einer der Bereiche, der dem dritten Pfadpunkt am nächsten ist, als ein vierter Pfadpunkt bestimmt.
-
Wenn nicht alle der Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind, so werden Schritt 772 und Schritt 784 (nicht gezeigt) wiederholt, bis alle der Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind. Schritt 772 kann sich auf die vorstehende Beschreibung beziehen. In Schritt 772, wenn ja, so folgt Schritt 795, das Sortieren ist abgeschlossen; wenn nicht, so folgt Schritt 784. In Schritt 784 wird einer der Bereiche, die dem aktuellen Pfadpunkt am nächsten sind (hier der vierte Pfadpunkt), als ein nächster Pfadpunkt (hier der fünfte Pfadpunkt) bestimmt. Mit anderen Worten wird nach dem dritten Pfadpunkt der Bereich, der dem aktuellen Pfadpunkt am nächsten ist, als der nächste Pfadpunkt bestimmt. Darüber hinaus wird keiner der Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad wiederholt angeordnet, bevor alle der Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind, so dass die Effizienz und die Wirkung zur Beseitigung von Überlagerungen abgestimmt werden können.
-
Es wird auf 5 verwiesen, die ein anderes Fluss-Diagramm ist, das das Steuermodul erläutert, das die Bereiche entsprechend dem Überlagerungs-Parameter jedes der Bereiche sortiert. Schritt 710' bis 782' und Schritt 795' beziehen sich auf Schritt 710 bis 782 und Schritt 795. Wenn nach Schritt 781' oder 782' nicht alle der Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind, so werden Schritte 772' und 783' (nicht gezeigt) wiederholt oder Schritte 772' und 784' (nicht gezeigt) wiederholt, bis alle der Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind. Schritte 772', 783' und 784' sind entsprechend identisch mit Schritten 772, 783 und 784. Daher werden Schritt 772', 783' und 784' hier nicht wiederholt. Verglichen mit 5, umfasst 6 weiter Schritt 791' oder 792', nachdem alle der Bereiche in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind. In Schritt 791' wird der erste Pfadpunkt als ein letzter Pfadpunkt des Überlagerungs-Beseitigungspfad bestimmt. In Schritt 792' wird der erste Pfadpunkt oder der zweite Pfadpunkt als ein letzter Pfadpunkt des Überlagerungs-Beseitigungspfades bestimmt. Dies kann etwa die Werkstücke, die von dem Ziel-Werkstück beseitigt wurden, daran hindern, während des Prozesses der Beseitigung von Überlagerungen zurück zu dem Ziel-Werkstück gestoßen zu werden, was die Wirkung der Überlagerungs-Beseitigung weiter verstärken kann.
-
Nachdem das Sortieren abgeschlossen ist, kann der Überlagerungs-Beseitigungspfad durch Verbinden all der Bereiche entsprechend dem Sortierergebnis erhalten werden. Sodann überträgt das Steuermodul den Überlagerungs-Beseitigungspfad an die Aufnahmevorrichtung.
-
Das nachstehende erste bis vierte Beispiel ist bereitgestellt, zu erklären, wie die Überlagerungen gemäß der vorliegenden Offenbarung durch das System beseitigt werden. In dem ersten bis vierten Beispiel ist Überlagerungs-Parameter die Überlagerungs-Ratio jedes der Bereiche, die Schwelle ist als 30% definiert und jeder der Bereiche wird durch den seinen zentralen Punkt repräsentiert.
-
7 ist ein schematisches Diagramm, das darstellt, wie Überlagerungen gemäß dem ersten Beispiel der vorliegenden Offenbarung beseitigt werden. Der linke Teil von 7 zeigt einen Zustand vor der Beseitigung von Überlagerungen. Der mittlere Teil und der rechte Teil von 7 zeigen die Versetzpfade des Greifteils. Wie in dem linken Teil von 7 gezeigt, ist das Werkstück 810 das aufzunehmende Ziel-Werkstück, und das Werkstück 820 ist auf dem Werkstück 810 angeordnet, um Überlagerungen auszubilden. Das Steuermodul teilt das Werkstück 810 in Bereiche 811-813, berechnet einen Überlagerungs-Parameter von jedem der Bereiche 811-813, und sortiert die Bereiche 811-813 entsprechend dem Fluss-Diagramm von 5.
-
Es wird gleichzeitig auf den linken Teil von 7 und 5 verwiesen. Zuerst wird Schritt 710 durchgeführt, um den Bereich 812 als den zu ergreifenden Bereich zu benennen. Als zweites wird Schritt 720 durchgeführt, um zu bestimmen, ob der Überlagerungs-Parameter des zu ergreifenden Bereiches (d.h., dem Bereich 812) geringer ist als die Schwelle; da die Bestimmung „ja“ ergibt, folgt Schritt 741, um den Bereich 812 als den ersten Pfadpunkt des Überlagerungs-Beseitigungspfades zu bestimmen. Schritt 751 wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob alle der Bereiche 811-813 in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind; da die Bestimmung „nein“ ergibt, folgt Schritt 761, um den Bereich 813 als den zweiten Pfadpunkt zu bestimmen, der den maximalen Überlagerungs-Parameter aufweist. Schritt 771 wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob alle der Bereiche 811-813 in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind; da die Bestimmung „nein“ ergibt, folgt Schritt 781, um den Bereich als den dritten Pfadpunkt zu bestimmen, der dem zweiten Pfadpunkt (d.h., dem Bereich 813) am nächsten ist. Da nur der Bereich 811 nicht sortiert ist, wird der Bereiches 811 als den dritter Pfadpunkt bestimmt.
-
Daher ist der Überlagerungs-Beseitigungspfad in der Reihenfolge der Bereiche 812, 813 und 811. Wenn das Sortieren abgeschlossen ist, überträgt das Steuermodul den Überlagerungs-Beseitigungspfad an die Aufnahmevorrichtung und steuert das Greifteil der Aufnahmevorrichtung, um sich entsprechend dem Überlagerungs-Beseitigungspfad zu versetzen. Wie in dem mittleren Teil von 7 gezeigt, versetzt sich das Greifteil von dem Bereich 812 zu dem Bereich 813, so dass das Werkstück 820 von dem Bereich 813 weggestoßen wird. Wie in dem rechten Teil von 7 gezeigt, versetzt sich das Greifteil von dem Bereich 813 zu dem Bereich 811. Daher zieht das Greifteil durch alle der Bereiche 811-813 des Werkstücks 810, was sicherstellen kann, dass die Überlagerungen aller der Bereiche 811-813 beseitigt wurden, was vorteilhaft für den Greifvorgang der Aufnahmevorrichtung ist.
-
8 ist ein schematisches Diagramm, das darstellt, wie Überlagerungen gemäß dem zweiten Beispiel der vorliegenden Offenbarung beseitigt werden. Wie in dem linken Teil von 8 gezeigt, ist das Werkstück 830 das aufzunehmende Ziel-Werkstück, worin das Werkstück 840 auf dem Werkstück 830 angeordnet ist, um Überlagerungen auszubilden. Das Steuermodul teilt das Werkstück 830 in Bereiche 831-833, berechnet einen Überlagerungs-Parameter jedes der Bereiche 831-833, und sortiert die Bereiche 831-833 entsprechend dem Fluss-Diagramm von 5. Es wird gleichzeitig auf den linken Teil von 8 und 5 verwiesen. Zuerst wird Schritt 710 durchgeführt, um den Bereich 832 als den zu ergreifenden Bereich zu benennen. Als zweites wird Schritt 820 durchgeführt, um zu bestimmen, ob der Überlagerungs-Parameter des zu ergreifenden Bereiches (d.h., des Bereiches 832) geringer ist als die Schwelle; da die Bestimmung „nein“ ergibt, folgt Schritt 730, um den Bereich 833 als den ersten Pfadpunkt des Überlagerungs-Beseitigungspfades zu bestimmen, der dem Bereich 832 am nächsten ist und einen Überlagerungs-Parameter aufweist, der geringer als die Schwelle ist. Schritt 742 wird durchgeführt, um den Bereich 832 als den zweiten Pfadpunkt zu bestimmen. Schritt 752 wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob alle der Bereiche 831-833 in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind; da die Bestimmung „nein“ ergibt, folgt Schritt 762, um den Bereich als den dritten Pfadpunkt zu bestimmen, der den maximalen Überlagerungs-Parameter aufweist. Da nur der Bereich 831 nicht sortiert wurde, wird der Bereich 831 als den dritter Pfadpunkt bestimmt. So ist der Überlagerungs-Beseitigungspfad in der Reihenfolge der Bereiche 833, 832 und 831.
-
Wie in dem mittleren Teil und dem rechten Teil von 8 gezeigt, wird das Greifteil von dem Bereich 833 zu dem Bereich 832, sodann zu dem Bereich 831 versetzt, so dass das Werkstück 840 zuerst von dem Bereich 832 weggestoßen wird, sodann wird das Werkstück 840 von dem Bereich 831 weggestoßen. Der durch das Werkstück 840 ausgebildete Überlagerungsgrad wird daher extrem gering, so dass der Greifprozess der Aufnahmevorrichtung nicht beeinträchtigt wird.
-
9 ist ein schematisches Diagramm, das darstellt, wie Überlagerungen gemäß dem dritten Beispiel der vorliegenden Offenbarung beseitigt werden. Der am weitesten linke Teil der oberen Reihe von 9 zeigt einen Zustand bevor dem Beseitigen von Überlagerungen. Die übrigen Teile von 9 zeigen die Versetzungspfade des Greifteils. Wie in den übrigen Teilen von 9 gezeigt, ist das Werkstück 860 nicht länger abgebildet, nachdem es von dem Werkstück 850 weggestoßen wurde.
-
Wie in dem am weitesten linken Teil der oberen Reihe von 9 gezeigt, das Werkstück 850 ist das aufzunehmende Ziel-Werkstück, und das Werkstück 860 ist auf dem Werkstück 850 angeordnet, um Überlagerungen auszubilden. Das Steuermodul teilt das Werkstück 850 in Bereiche 851-856, berechnet einen Überlagerungs-Parameter jedes der Bereiche 851-856 und sortiert die Bereiche 851-856 entsprechend dem Fluss-Diagramm aus 6. Es wird gleichzeitig auf den am weitesten linken Teil der oberen Reihe von 9 und 6 verwiesen. Zuerst wird Schritt 710' durchgeführt, um den Bereich 851 als zu ergreifenden Bereich zu benennen. Als zweites wird Schritt 720' durchgeführt, um zu bestimmen, ob der Überlagerungs-Parameter des zu ergreifenden Bereichs (d.h., des Bereiches 851) geringer ist als die Schwelle; da die Bestimmung „ja“ ergibt, folgt Schritt 741', um den Bereich 851 als den ersten Pfadpunkt des Überlagerungs-Beseitigungspfades zu bestimmen. Schritt 751' wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob alle der Bereiche 851-856 in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind; da die Bestimmung „nein“ ergibt, folgt Schritt 761', um den Bereich 853 als den zweiten Pfadpunkt zu bestimmen, der den maximalen Überlagerungs-Parameter aufweist. Schritt 771' wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob alle der Bereiche 851-856 in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind; da die Bestimmung „nein“ ergibt, folgt Schritt 781', um den Bereich 854 als den dritten Pfadpunkt zu bestimmen, der dem zweiten Pfadpunkt (d.h., dem Bereich 853) am nächsten ist. Anschließend wird Schritt 771' und 783' (nicht gezeigt) wiederholt, bis alle der Bereiche 851-856 in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind. Details von Schritt 771' und Schritt 783' können sich entsprechend auf diese von Schritt 771 und Schritt 783 beziehen. So bestimmt das Steuermodul den Bereich 855 als den vierten Pfadpunkt, der Bereich 856 als den fünften Pfadpunkt u den Bereich 852 al den sechsten Pfadpunkt. Wenn alle der Bereiche 851-856 in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind, wird Schritt 791' durchgeführt, um den ersten Pfadpunkt (d.h., den Bereich 851) als den letzten Pfadpunkt des Überlagerungs-Beseitigungspfad zu bestimmen. Damit ist der Überlagerungs-Beseitigungspfad in der Reihenfolge der Bereiche 851, 853, 854, 855, 856, 852 und 851. Anschließend wird, wie in den Pfeilen des Werkstückes 850 der übrigen Teile von 9 gezeigt, das Greifteil entsprechend dem Überlagerungs-Beseitigungspfad versetzt, und die durch das Werkstück 860 ausgebildeten Überlagerungen erfolgreich entfernt.
-
10 ist ein schematisches Diagramm, das darstellt, wie Überlagerungen gemäß dem vierten Beispiel der vorliegenden Offenbarung beseitigt werden. Der am weitesten linke Teil der oberen Reihe von 10 zeigt einen Zustand, bevor dem Beseitigen der Überlagerungen. Die übrigen Teile von 10 zeigen die Beseitigungspfade des Greifteils. Wie in den übrigen Teilen von 10 gezeigt, sind die Werkstücke 880 und 890 nicht länger abgebildet, nachdem diese von dem Werkstück 870 weggestoßen wurden.
-
Wie in dem am weitesten linken Teil der oberen Reihe von 10 gezeigt, ist das Werkstück 870 das aufzunehmende Ziel-Werkstück, und die Werkstücke 880 und 890 sind auf dem Werkstück 870 angeordnet, um Überlagerungen auszubilden. Das Steuermodul teilt das Werkstück 870 in Bereiche 871-876, berechnet einen Überlagerungs-Parameter jedes der Bereiche 871-876, und sortiert die Bereiche 871-876 entsprechend dem Fluss-Diagramm aus 6. Es wird gleichzeitig auf den am weitesten linken Teil der oberen Reihe von 10 und 6 verwiesen. Zuerst wird Schritt 710' durchgeführt, um den Bereich 871 als den zu ergreifenden Bereich zu benennen. Als zweites wird Schritt 720' durchgeführt, um zu bestimmen, ob der Überlagerungs-Parameter des zu ergreifenden Bereiches (d.h., des Bereiches 871) geringer ist als die Schwelle; da die Bestimmung „nein“ ergibt, folgt Schritt 730', um den Bereich 872 als den ersten Pfadpunkt des Überlagerungs-Beseitigungspfad zu bestimmen, der dem Bereich 871 am nächsten ist und einen Überlagerungs-Parameter aufweist, der geringer als die Schwelle ist. Schritt 742' wird durchgeführt, um den Bereich 871 als den zweiten Pfadpunkt zu bestimmen. Schritt 752' wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob alle der Bereiche 871-876 in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind; da die Bestimmung „nein“ ergibt, folgt Schritt 762', um den Bereich 874 als den dritten Pfadpunkt zu bestimmen, der den maximalen Überlagerungs-Parameter aufweist. Schritt 772' wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob alle der Bereiche 871-876 in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind; da die Bestimmung „nein“ ergibt, folgt Schritt 782', um den Bereich 873 als den vierten Pfadpunkt zu bestimmen, der dem dritten Pfadpunkt (d.h., dem Bereich 874) am nächsten ist. Anschließend werden Schritt 772' und 784' (nicht gezeigt) wiederholt, bis alle der Bereiche 871-876 in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind. Details von Schritt 772' und Schritt 784' können sich entsprechend auf diese von Schritt 772 und Schritt 784 beziehen. Das Steuermodul bestimmt etwa den Bereich 875 als den fünften Pfadpunkt, und den Bereich 876 als den sechsten Pfadpunkt. Wenn alle der Bereiche 871-876 in dem Überlagerungs-Beseitigungspfad angeordnet sind, wird Schritt 792' durchgeführt, um den ersten Pfadpunkt (d.h., den Bereich 872) als den letzten Pfadpunkt des Überlagerungs-Beseitigungspfad zu bestimmen. Damit ist der Überlagerungs-Beseitigungspfad in der Reihenfolge der Bereiche 872, 871, 874, 873, 875, 876 und 872. Anschließend wird, wie in den Pfeilen des Werkstückes 870 der übrigen Teile von 10 gezeigt, das Greifteil entsprechend dem Überlagerungs-Beseitigungspfad versetzt, und die durch die Werkstücke 880 und 890 ausgebildeten Überlagerungen werden erfolgreich entfernt.
-
Verglichen mit dem Stand der Technik, kann das System gemäß der vorliegenden Offenbarung eingesetzt werden, um Werkstücke zu ergreifen, die zufällig angeordnet sind. Es ist nicht erforderlich, die Werkstücke vorher anzuordnen, was Arbeit und Zeit sparen kann. Darüber hinaus begünstigt der Überlagerungs-Beseitigungspfad für das aufzunehmende Ziel-Werkstück effizient das Beseitigen der Überlagerungen des Ziel-Werkstücks, so dass die Erfolgswahrscheinlichkeit des Ergreifens der Aufnahmevorrichtung und die Produktions-Effizienz gesteigert werden können.
-
Der Fachmann wird leicht erkennen, dass zahlreiche Varianten und Änderungen des Gerätes und des Verfahrens durchgeführt werden können, wobei die Lehren der Erfindung beibehalten werden. Entsprechend sollte die vorstehende Offenbarung nur als durch die Maße und Grenzen der nachstehenden Ansprüche beschränkt ausgelegt werden.
