DE102020100610A1

DE102020100610A1 - Steuerung und steuerungsverfahren für robotersystem

Info

Publication number: DE102020100610A1
Application number: DE102020100610.1A
Authority: DE
Inventors: Isamu Arase; Satoshi Tendo; Rosen Dianko
Original assignee: Mujin Inc
Current assignee: Mujin Inc
Priority date: 2019-01-14
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2020-07-16
Also published as: CN111730603B; US11046518B2; US11905116B2; CN111434470A; US20200223634A1; US20210339955A1; CN111730603A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt eine Robotersystemsteuerung und ein Steuerungsverfahren bereit, die eine vielschichtige Zusammenarbeit zwischen Einheiten implementieren. Eine Steuerung für ein Robotersystem, das einen Handhabungsroboter und einen Transportroboter zum Einlagern oder Entnehmen eines Handhabungsobjekts in ein/aus einem Regal einschließt, wobei die Steuerung einschließt: eine Datenerfassungseinheit, die angepasst ist, um erste Daten einschließlich Informationen über das Handhabungsobjekt und das Regal zu erfassen, bevor das Handhabungsobjekt in das/aus dem Regal eingelagert oder entnommen wird; eine Datenspeichereinheit; und eine Robotersteuereinheit, die angepasst ist, um das Regal auszuwählen und in eine Zugriffsposition zu transportieren, bevor das Handhabungsobjekt in das Regal eingelagert oder aus dem Regal entnommen wird, eine Steuersequenz zum Einlagern oder Entnehmen des Handhabungsobjekts in das/aus dem Regal zu erzeugen oder zu erfassen, den Transportroboter anzuweisen, eine Aufgabe des Transports des Regals zur Zugriffsposition auszuführen, und den Handhabungsroboter anzuweisen, eine Aufgabe zum Einlagern oder Entnehmen des Handhabungsobjekts in das/aus dem Regal auszuführen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der US-Patentanmeldung Nr. 62/792,348 , eingereicht am 14. Januar 2019, sowie JP-Patentanmeldung 2019-188774 vom 15. Oktober 2019 in Anspruch, deren Inhalte hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Robotersystem (robotisches System) und insbesondere auf eine Steuerung (Steuerungsvorrichtung) für ein Robotersystem, das Objekte (zu handhabende Objekte) wie z. B. Gegenstände handhabt, sowie auf ein Robotersystemsteuerungsverfahren, ein Logistiksystem (physisches Verteilungssystem), ein Programm und ein Aufzeichnungsmedium.
Beschreibung des diesbezüglichen Stands der Technik
Viele Roboter (z. B. Maschinen, die so konfiguriert sind, dass sie automatisch/unabhängig physische Vorgänge ausführen) erfreuen sich derzeit aufgrund ihrer immer besseren Leistung und sinkenden Kosten in vielen Bereichen eines breiten Einsatzes. Beispielsweise können Roboter verwendet werden, um verschiedene Vorgänge wie das Manövrieren und Bewegen von Objekten bei der Herstellung, Montage, Verpackung, Übertragung, Förderung, dem Transport und dergleichen durchzuführen. Bei der Durchführung von Vorgängen können Roboter menschliche Bewegungen wiederholen und dadurch gefährliche oder sich wiederholende menschliche Vorgänge übernehmen oder reduzieren.
Als ein System (Robotersystem), das solche Roboter verwendet, schlägt z. B. das offengelegte japanische Patent Nr. 2018-167950 ein automatisches Logistiksystem vor, das mit einem Transportbehälterlagerungsmechanismus, der angepasst ist, einen Transportbehälter für die Automatisierung und Arbeitsersparnis der Prozesse von der Lagerung bis zum Versand der Artikel zwischenzuspeichern, sowie mit einem automatischen Artikelauslieferungsmechanismus ausgestattet ist, der angepasst ist, Artikel aus dem Transportbehälter automatisch in einem Versandbehälter auf der Grundlage von Versandinformationen zu bündeln.
Doch trotz des technischen Fortschritts fehlt es Robotern in vielen Fällen an der nötigen Raffinesse, um einen vom Menschen ausgeführten Vorgang bei der Ausführung einer größeren und/oder komplizierteren Aufgabe zu reproduzieren. Daher ist die Automatisierung und funktionale Erweiterung von Robotersystemen immer noch unzureichend und es gibt nicht wenige Vorgänge, bei denen es schwierig ist, die menschliche Beteiligung zu eliminieren, menschliche Vorgänge, deren Automatisierung unter dem Gesichtspunkt der Effizienz aufgeschoben wird, obwohl sie physisch durch Roboter ersetzt werden können, und andere ähnliche Vorgänge. Folglich besteht nach wie vor Bedarf an technologischen Verbesserungen, um die verschiedenen Bewegungen und/oder Interaktionen zwischen den Robotern zu verwalten und die Automatisierung und Funktionserweiterung der Robotersysteme weiter voranzutreiben. Somit besteht ein Gegenstand der vorliegenden Offenbarung darin, eine Robotersystemsteuerung und ein Robotersystemsteuerungsverfahren bereitzustellen, die z.B. eine ausgeklügelte Zusammenarbeit zwischen den Einheiten einschließlich der Roboter implementieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe verwendet die vorliegende Erfindung die folgenden Konfigurationen.
[1] Eine Steuerung gemäß der vorliegenden Offenbarung steuert ein Robotersystem einschließlich eines Handhabungsroboters, der angepasst ist, ein Handhabungsobjekt zu handhaben, um das Handhabungsobjekt in einem Regal einzulagern und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal zu entnehmen (herauszunehmen), und eines Transportroboters, der angepasst ist, das Regal zu transportieren, wobei der Handhabungsroboter das Handhabungsobjekt unter Verwendung eines Roboterarms, eines Endeffektors und dergleichen handhabt, und Beispiele des Handhabungsroboters schließen einen Abholroboter, einen Entladeroboter und einen Stückaufnahmeroboter ein. Die Steuerung umfasst(1) eine Datenerfassungseinheit, die angepasst ist, erste Daten zu erfassen, die Informationen über das Handhabungsobjekt und Informationen über das Regal einschließen, bevor das Handhabungsobjekt in dem Regal gelagert wird und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal entnommen wird; (2) eine Datenspeichereinheit, die angepasst ist, um die ersten Daten zu speichern; und (3) eine Robotersteuereinheit, die angepasst ist, um das Regal auszuwählen und auf Grundlage der ersten Daten zu einer Zugriffsposition zu transportieren, bevor das Handhabungsobjekt in dem Regal gelagert wird und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal entnommen wird, um eine Steuersequenz zum Einlagern des Handhabungsobjekts in dem Regal und/oder zum Entnehmen des Handhabungsobjekts aus dem Regal zu erzeugen oder zu erfassen, sowie auf Grundlage der Steuersequenz den Transportroboter anzuweisen, eine Aufgabe zum Transportieren des Regals zu der Zugriffsposition auszuführen, und den Handhabungsroboter anzuweisen, eine Aufgabe zum Einlagern des Handhabungsobjekts in dem Regal und/oder zum Entnehmen des Handhabungsobjekts aus dem Regal auszuführen.
Das „Handhabungsobjekt“ ist hier ein Objekt, das vom im Robotersystem bereitgestellten Handhabungsroboter gehandhabt wird, und schließt z. B. einen oder mehrere Gegenstände sowie einen Behälter wie einen Vorratsbehälter, Lagerbehälter oder eine Box ein, der die Gegenstände enthält oder auf dem die Gegenstände platziert sind. Der Behälter kann entweder verpackt oder unverpackt sein. Außerdem kann ein Teil (z. B. eine Oberseite) des Behälters offen sein (ein so genannter „oben offener Behälter“). Außerdem kann gemäß weiteren Ausführungsformen und Beispielen das „Handhabungsobjekt“ ein Konzept sein, das ein Regal, eine Palette, ein Förderband und einen Zwischenlagerbereich einschließt. Außerdem ist das vom Transportroboter des Robotersystems transportierte „Regal“ ein Werkzeug, das einen oder mehrere Regalböden einschließt und in der Lage ist, mindestens ein oder mehrere Handhabungsobjekte darauf zu halten. Darüber hinaus sind die „Informationen über das Handhabungsobjekt“ und die „Informationen über das Regal“ Informationen, die mit den Identifikationsinformationen über das Handhabungsobjekt verbunden sind, bzw. Informationen, die mit den Identifikationsinformationen über das Regal verbunden sind. Zudem ist die „Zugriffsposition“ des „Regals“ eine Position, an der der Handhabungsroboter auf das Regal zugreifen kann. Darüber hinaus ist die „Steuersequenz“ ein bei der Durchführung der Steuerung vorab festgelegter Bedienablauf, um eine oder mehrere im Robotersystem bereitgestellte Einheiten zur Ausführung einzelner Aufgaben zu veranlassen (sowohl der Handhabungsroboter als auch der Transportroboter sind Arten von „Einheiten“). Außerdem bedeutet der Begriff „bevor“, dass etwas zu oder vor einem bestimmten Zeitpunkt stattfindet und der Begriff „danach“, dass etwas zu oder nach einem bestimmten Zeitpunkt stattfindet.
Mit dieser Konfiguration werden vor dem Einlagern des Handhabungsobjekts in das Regal bzw. vor der Entnahme des Handhabungsobjekts aus dem Regal Informationen über das Handhabungsobjekt und Informationen über das Regal erfasst und eine Aufgabe wird auf der Grundlage der Steuersequenz ausgeführt, die auf der Grundlage der ersten Daten einschließlich der Informationen erstellt wurde. Dies ermöglicht eine effiziente und reibungslose Durchführung des Einlagerns des Handhabungsobjekts in das Regal bzw. der Entnahme des Handhabungsobjekts aus dem Regal. Dabei kann die Zusammenarbeit zwischen den Einheiten des Robotersystems und insbesondere die ausgeklügelte Kooperation zwischen Handhabungsroboter und Transportroboter realisiert werden, wodurch die Funktionalität des Robotersystems erweitert werden kann.
[2] In der obigen Konfiguration kann die Datenerfassungseinheit zweite Daten einschließlich der Informationen über das Handhabungsobjekt und der Informationen über das Regal erfassen, nachdem das Handhabungsobjekt im Regal eingelagert und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal entnommen wurde; und die Datenspeichereinheit kann die zweiten Daten speichern.
Mit dieser Konfiguration können Informationen über das Handhabungsobjekt und Informationen über das Regal erfasst werden, nachdem das Handhabungsobjekt im Regal eingelagert bzw. aus dem Regal entnommen wurde. Dies ermöglicht es, einen Zustand oder eine Situation des Regals zuverlässig nach dem Speichern des Handhabungsobjekts und/oder nach der Entnahme des Handhabungsobjekts zu verfolgen.
[3] In der obigen Konfiguration kann die Robotersteuereinheit die Steuersequenz basierend auf den zweiten Daten derart erzeugen oder erfassen, dass das Handhabungsobjekt auf eine konzentrierte Weise in dem Regal platziert wird.
Mit dieser Konfiguration können die verfügbaren Platzinformationen (Verfügbarkeitsinformationen) über das Regal aufgrund der zweiten Daten über das Handhabungsobjekt und das Regal im Voraus erfasst werden, nachdem das Handhabungsobjekt im Regal eingelagert und/oder aus dem Regal entnommen wurde. So kann in einem nächsten Schritt das Regal bei der Einlagerung (Befüllung) des Handhabungsobjekts ins (in das) Regal bzw. bei der Entnahme des Handhabungsobjekts aus dem Regal effizient ausgewählt werden. Dies ermöglicht es, die Lagerungseffizienz des Regals zu erhöhen und zu verhindern, dass das Regal mit ungenutzten Flächen überfüllt wird (Defragmentierung). Darüber hinaus ermöglicht die Konfiguration die Reduzierung solcher ungenutzter Flächen und erleichtert die gemeinsame Verwaltung von Positionsinformationen über das Handhabungsobjekt und das Regal.
[4] In der obigen Konfiguration kann die Robotersteuereinheit den Handhabungsroboter anweisen, mindestens einen Teil der Vorgänge in der Steuersequenz durchzuführen, bevor das Regal die Zugriffsposition erreicht.
Mit dieser Konfiguration kann der Handhabungsroboter das Handhabungsobjekt im Voraus einlagern oder entnehmen, während der Transportroboter das Regal zu der Zugriffsposition transportiert (d. h. bevor das Regal die Zugriffsposition erreicht). Dies ermöglicht ein anspruchsvolleres Zusammenwirken und damit eine Reduzierung der Arbeitszeit.
[5] In der obigen Konfiguration kann die Datenerfassungseinheit relative Positionsinformationen über den Transportroboter und das Regal erfassen; und die Robotersteuereinheit kann die Positionsinformationen über das Regal an der Zugriffsposition auf der Grundlage der relativen Positionsinformationen korrigieren und die Steuersequenz auf der Grundlage der korrigierten Positionsinformationen erstellen oder erfassen.
Mit dieser Konfiguration kann beim Zugriff des Handhabungsroboters auf das Regal, unabhängig davon, ob das Regal oder der Transportroboter als Positionsreferenz für Bewegungen eingestellt ist, eine Fehlausrichtung zwischen dem Regal und dem das Regal haltenden Transportroboter korrigiert werden. Dadurch kann der Handhabungsroboter sowohl die Einlagerung des Handhabungsobjekts in das Regal als auch die Entnahme des Handhabungsobjekts aus dem Regal genauer ausführen, was zu einer Verbesserung der Bedienungsgenauigkeit und der Betriebseffizienz führt.
[6] In der obigen Konfiguration kann das Regal so konfiguriert werden, dass das Handhabungsobjekt in seitlicher Richtung eingelagert und/oder entnommen wird, und es kann ein Sicherheitsfänger für das Handhabungsobjekt in einem Endbereich des Regals installiert werden; der Handhabungsroboter kann das Handhabungsobjekt aus der seitlichen Richtung greifen (z. B. kann ein Entladegreifer verwendet werden, wobei Entladen der Vorgang des Entladens z. B. aus einem Lagerbehälter ist); und die Robotersteuereinheit kann die Steuersequenz so erstellen oder erfassen, dass sich das Handhabungsobjekt über den Sicherheitsfänger bewegt. Es ist zu beachten, dass der „Endabschnitt des Regals“ eine Außenkante einer oberen Fläche jedes Regalbodens des Regals, ein ganzer Umfang in der Nähe der Außenkante oder ein Teil des gesamten Umfangs oder eine solche Position ist, an der mindestens ein Teil des Handhabungsobjekts, wie z. B. ein Gegenstand, mit mindestens einem Teil des Sicherheitsfängers in Berührung kommt, wobei das Handhabungsobjekt auf dem Regalboden platziert ist.
Mit dieser Konfiguration verhindert der an jedem Regalboden des Regals installierte Sicherheitsfänger, dass das auf dem Regalboden platzierte Handhabungsobjekt vom Regalboden fällt. Auch wird das Handhabungsobjekt vom Handhabungsroboter aus der seitlichen Richtung gegriffen und in der seitlichen Richtung in dem Regal eingelagert und/oder aus diesem entnommen. Selbst wenn es sich um ein mehrstöckiges Regal mit mehreren Regalböden handelt, kann das Handhabungsobjekt daher leicht in das Regal eingelagert bzw. aus dem Regal entnommen werden. Dadurch kann, da der Handhabungsroboter das Handhabungsobjekt durch Vermeiden (Überfahren) des Sicherheitsfängers bewegt, das Handhabungsobjekt gleichmäßig und zuverlässig in dem Regal gelagert und/oder aus diesem entnommen werden.
[7] In der obigen Konfiguration kann die Datenspeichereinheit Positionsinformationen (Layout-Informationen) über eine Vielzahl der Handhabungsobjekte im Regal als zweidimensionale Informationen oder dreidimensionale Informationen für jedes Handhabungsobjekt oder für jeden Regalboden im Regal speichern.
Mit dieser Konfiguration können Positionen der Handhabungsobjekte, die auf den Regalböden des Regals platziert sind, für jedes Handhabungsobjekt oder für jeden Regalboden erfasst werden (letzteres kann auch als Schicht-für-Schicht-Basis bezeichnet werden). Auch das Layout der mehrfachen Handhabungsobjekte kann gemeinsam als eindimensionale oder dreidimensionale Information auf jedem Regalboden oder über verschiedene Regalböden hinweg verwaltet werden. So können z. B. bei der Ortung eines Handhabungsobjekts die auf dem gleichen Regalboden des Regals gelagerten Handhabungsobjekte oder die im Regal gelagerten Handhabungsobjekte alle auf einmal geortet werden. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Betriebseffizienz, z. B. durch die Reduzierung der für die Bestandsführung und Inventur benötigten Arbeitsstunden.
[8] In der oben beschriebenen Konfiguration kann das Robotersystem ferner einen Sensor einschließen, der angepasst ist, um das Regal abzubilden, in dem das Handhabungsobjekt gelagert wird; und damit der Sensor Identifikationsinformationen (einen Identifikationscode oder ein Identifikationsetikett, das die Identifikationsinformationen darstellt) über das Handhabungsobjekt messen kann, kann die Robotersteuereinheit die Steuersequenz für die Lagerung des Handhabungsobjekts im Regal erstellen oder erfassen.
Mit dieser Konfiguration können die Identifikationsinformationen über das Handhabungsobjekt auch dann, wenn ein Handhabungsobjekt im Regal eingelagert gehalten wird, überprüft werden, indem sie vom Sensor gemessen werden. In diesem Fall, wenn die Identifikationsinformationen über das Handhabungsobjekt mindestens an einer Seitenfläche angebracht sind, können die Identifikationsinformationen so freigelegt werden, dass sie von einer Außenseite des Regalbodens sichtbar sind, wobei die an dem Handhabungsobjekt angebrachten Identifikationsinformationen (ein Identifikationscode oder ein Identifikationsanhänger, der die Identifikationsinformationen darstellt) leicht zu erkennen sind, indem sie von einem Sensor, z. B. einer Kamera, abgebildet werden. Selbst wenn ein Handhabungsobjekt im Regal aufbewahrt wird, kann das Handhabungsobjekt somit leicht identifiziert und bestimmt werden. Werden dabei Positionsinformationen über mehrere Handhabungsobjekte im Regal vorab als zweidimensionale Informationen oder dreidimensionale Informationen wie in [7] oben gespeichert, so können durch das Orten eines Handhabungsobjekts die im Regal gelagerten Handhabungsobjekte für jeden Regalboden oder jedes Regal leichter und einfacher auf einmal geortet werden. Dadurch ist es möglich, die Betriebseffizienz in der Bestandsführung und Inventur weiter zu verbessern.
[9] In diesem Fall insbesondere kann das Robotersystem ferner einen Sensor einschließen, der angepasst ist, um das Regal abzubilden, in dem das Handhabungsobjekt gelagert wird; und der Sensor kann das Regal abbilden, wenn der Transportroboter, der das Regal hält, stillsteht oder wenn der Transportroboter, der das Regal hält, sich bewegt.
[10] In der obigen Konfiguration kann die Robotersteuereinheit bestimmen, dass die Einlagerung des Handhabungsobjekts in das Regal und/oder die Entnahme des Handhabungsobjekts aus dem Regal abgeschlossen ist, bevor die Einlagerung des Handhabungsobjekts in das Regal und/oder die Entnahme des Handhabungsobjekts aus dem Regal beendet ist.
Mit dieser Konfiguration kann zu einem Zeitpunkt, bevor die Einlagerung des Handhabungsobjekts in das Regal und/oder die Entnahme des Handhabungsobjekts aus dem Regal abgeschlossen ist, bestimmt werden, dass der Einlagerungsvorgang und der Entnahmevorgang abgeschlossen sind. Auf diese Weise kann die Durchführung einer Aufgabe, die in einer nächsten Phase ausgeführt wird, reibungslos und rechtzeitig begonnen werden, was eine anspruchsvollere Zusammenarbeit zwischen den Einheiten ermöglicht, indem Arbeitsverzögerungen reduziert werden.
[11] In der obigen Konfiguration kann die Datenerfassungseinheit tatsächlich gemessene Werte oder geschätzte Werte der Informationen über das Handhabungsobjekt und/oder der Informationen über das Regal erfassen. Somit kann die Position des Handhabungsobjekts innerhalb/außerhalb des Regals, die Position des Regals und die Position der am Handhabungsobjekt angebrachten Identifikationsinformationen durch eine tatsächliche Messung mit einem Sensor wie z. B. einer Kamera überprüft werden oder z. B. anhand von Stammdaten auch ohne tatsächliche Messung geschätzt werden.
[12] Ein Logistiksystem gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: die Steuerung gemäß einer der obigen Konfigurationen; und ein Robotersystem einschließlich des Handhabungsroboters und des Transportroboters.
[13] In der obigen Konfiguration kann die Steuerung das Robotersystem und einen auf das Robotersystem bezogenen Bereich identifizieren und Aufgaben (einschließlich einer Einzelaufgabe und einer Aufgabe, die aus einer Kombination einer Vielzahl von Einzelaufgaben besteht) auf der Grundlage der Steuersequenz berechnen; und die Aufgaben können eine Aufgabe einschließen, die sich auf die vom Robotersystem ausgeführte Beförderung des Regals und die Handhabung des Handhabungsobjekts bezieht sowie eine Vielzahl von Aufgaben, die durch das Robotersystem über benachbarte und/oder überlappende Bereiche ausgeführt werden.
[14] Ein Programm gemäß der vorliegenden Offenbarung bewirkt, dass ein Computer als die Steuerung irgendeiner der obigen Konfigurationen funktioniert.
[15] Ein Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein computerlesbares, nicht flüchtiges Aufzeichnungsmedium, auf dem das obige Programm aufgezeichnet ist.
[16] Ein Steuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Steuerungsverfahren für ein Robotersystem einschließlich eines Handhabungsroboters, der angepasst ist, ein Handhabungsobjekt zu handhaben, um das Handhabungsobjekt in einem Regal einzulagern und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal zu entnehmen, und eines Transportroboters, der angepasst ist, das Regal zu transportieren, wobei das Steuerungsverfahren durch eine Steuerung mit einer Datenerfassungseinheit, einer Datenspeichereinheit und einer Robotersteuereinheit durchgeführt wird. Bei diesem Verfahren (1) erfasst die Datenerfassungseinheit erste Daten, die Informationen über das Handhabungsobjekt und Informationen über das Regal einschließen, bevor das Handhabungsobjekt in dem Regal gelagert wird und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal entnommen wird; (2) speichert die Datenspeichereinheit die ersten Daten; und (3) wählt die Robotersteuereinheit das Regal aus und transportiert es auf Grundlage der ersten Daten zu einer Zugriffsposition, bevor das Handhabungsobjekt in dem Regal gelagert wird und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal entnommen wird, erzeugt oder erfasst eine Steuersequenz zum Einlagern des Handhabungsobjekts in dem Regal und/oder zum Entnehmen des Handhabungsobjekts aus dem Regal, und weist basierend auf der Steuersequenz den Transportroboter an, eine Aufgabe zum Transportieren des Regals zu der Zugriffsposition auszuführen, und weist den Handhabungsroboter an, eine Aufgabe zum Einlagern des Handhabungsobjekts in dem Regal und/oder zum Entnehmen des Handhabungsobjekts aus dem Regal auszuführen.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Flussdiagramm, das einen beispielhaften Arbeitsablauf für ein Robotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2A und 2B sind perspektivische Ansichten, die schematisch das äußere Erscheinungsbild beispielhafter Transportroboter gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch das äußere Erscheinungsbild eines beispielhaften Handhabungsroboters gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
4A und 4B sind perspektivische Ansichten, die schematisch das äußere Erscheinungsbild eines beispielhaften Transportroboters gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen;
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Hardwarekonfiguration und funktionale Konfiguration eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
6 ist eine Vorderansicht (partielles funktionales Konfigurationsdiagramm), das ein Beispiel eines von einem Robotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durchgeführten Arbeitsablaufs sowie ein Beispiel einer funktionellen Konfiguration einer in dem Robotersystem bereitgestellten Steuerung zeigt;
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel von Vorgehensweisen zum Ausführen einer ersten Aufgabe durch Betreiben eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel von Vorgehensweisen zum Ausführen einer zweiten Aufgabe durch Betreiben eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
9A ist eine schematische Draufsicht, die eine beispielhafte Umgebung zeigt, in der ein Robotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung arbeiten kann;
9B ist eine schematische Draufsicht, die einen Teil der beispielhaften Umgebung, in der das Robotersystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betrieben werden kann, zeigt und die einen Zustand eines Gruppierungsbereichs in 9A und dessen Umgebung veranschaulicht;
10A ist eine schematische Draufsicht, die eine weitere beispielhafte Umgebung zeigt, in der ein Robotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung arbeiten kann; und
10B ist eine schematische Draufsicht, welche die weitere beispielhafte Umgebung, in der das Robotersystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betrieben werden kann, zeigt und die einen Zustand eines Gruppierungsbereichs in 10A und dessen Umgebung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Robotersystem bereit, bei dem mehrere Einheiten (z. B. verschiedene Roboter, verschiedene Vorrichtungen, eine integral damit verbundene oder getrennt davon bereitgestellte Steuerung) in komplexer Weise integriert sind, eine Steuerung für das Robotersystem, ein damit ausgestattetes Logistiksystem, ein Verfahren dafür und dergleichen. Das heißt, ein Robotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein integriertes System, das in der Lage ist, autonom beispielsweise eine oder mehrere Aufgaben auszuführen.
Hier können „Aufgaben“ z. B. eine Aufgabe einschließen, bei der ein Roboter und dergleichen auf Handhabungsobjekte zugreift, Aufgaben, bei denen die Handhabungsobjekte von einem Ort zum anderen bewegt und gelagert, aufbewahrt, entnommen und organisiert werden, eine Aufgabe, bei der die Handhabungsobjekte in mehrere Gruppen klassifiziert werden, und Aufgaben zur Abbildung, Beobachtung und Verwaltung der Handhabungsobjekte.
Zudem können „Aufgaben“ auch Kombinationen von mehreren Aufgaben einschließen, die während der Lagerung von Handhabungsobjekten (Wareneingang, Transport, Palettierung (Beladung), Depalettierung (Entladung), Einhausung usw.), dem Auffüllen mit Handhabungsobjekten (Auspacken, Befüllen, Auffüllen usw.) und dem Versand von Handhabungsobjekten (Entnahme, Abholung, Verpackung, Beladung, Palettierung usw.) in einem Logistiksystem ausgeführt werden. Darüber hinaus können „Aufgaben“ beispielsweise das Greifen oder Heben von Handhabungsobjekten an einer bestimmten Position, das Bewegen von Handhabungsobjekten auf einem bestimmten Weg und das Freigeben, Ablegen oder Platzieren von Handhabungsobjekten an einer bestimmten Position einschließen, um die Handhabungsobjekte neu anzuordnen, neu zu greifen oder zu ersetzen.
Darüber hinaus kann das Robotersystem gemäß der vorliegenden Offenbarung z. B. über mehrere Einheiten wie Handhabungsroboter und Transportroboter auf Handhabungsobjekte zugreifen und somit die Automatisierung von Vorgängen in einem Lagerungsprozess, Nachschubprozess, Versandprozess und dergleichen der Handhabungsobjekte unterstützen. Darüber hinaus kann das Robotersystem gemäß der vorliegenden Offenbarung die Handhabungsobjekte nach Bedarf klassifizieren (gruppieren), die Handhabungsobjekte zu/an gewünschten Positionen oder bestimmten Positionen bewegen, auf die Handhabungsobjekte zugreifen, die Handhabungsobjekte an der Stelle oder an anderen Orten neu ordnen oder neu klassifizieren oder die Handhabungsobjekte gemäß der Eigenschaften der Handhabungsobjekte neu anordnen oder ersetzen. In diesem Fall kann das Robotersystem eine oder mehrere Identifikationsinformationen (z. B. einen Barcode oder Quick-Response-(QR)-Code (eingetragenes Warenzeichen)), die an einer oder mehreren bestimmten Positionen oder Oberflächen der Handhabungsobjekte angebracht sind, lesen, die Identifikationsinformationen bei Bedarf mit den Stammdaten abgleichen und dadurch die Handhabungsobjekte identifizieren und/oder lokalisieren und Informationen zu den Handhabungsobjekten erfassen.
Darüber hinaus kann das Robotersystem gemäß der vorliegenden Offenbarung mit einem Sensor, wie beispielsweise einem Bilderzeugungssensor, ausgestattet sein, um Positionen und Zustände (z. B. Lagen einschließlich Ausrichtungen) von Handhabungsobjekten und/oder eine Umgebung der Handhabungsobjekte zu identifizieren. Der Bilderzeugungssensor kann Bilder von Arbeitspositionen (z. B. Positionen der Handhabungsobjekte einschließlich einer Aufnahmeposition, einer Absetzposition und einer Position in der Mitte eines Weges) in den von den einzelnen Einheiten des Robotersystems ausgeführten Aufgaben und Bilder der Handhabungsobjekte an den Arbeitspositionen erfassen. Ebenso kann das Robotersystem gemäß der vorliegenden Offenbarung Bilder der Handhabungsobjekte in einer vorbestimmten Reihenfolge verarbeiten (z. B. von oben nach unten, von einer Seitenkante oder von einer Innenseite des Handhabungsobjekts). Dabei können z. B. durch die Identifizierung und Klassifizierung von äußeren Formen und Umgebungen der Handhabungsobjekte, basierend auf den Farben der benachbarten Pixel, der Helligkeit und den Veränderungen dieser Werte auf den Bildern der Handhabungsobjekte, Zustände und Situationen der Bilder der Handhabungsobjekte entsprechend bestimmt werden.
Das Robotersystem gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine Steuersequenz zum Ausführen einer Aufgabe des Zugreifens auf Handhabungsobjekte und des Handhabens von Handhabungsobjekten sowie einer Aufgabe zum Transportieren, Bewegen, Platzieren, Speichern und anderweitigem Manipulieren der Handhabungsobjekte und anderer Aufgaben erfassen und ausführen. Die Steuersequenz kann eine Kombination von grundlegenden Steuersequenzen zum Antreiben von Betriebsmechanismen der jeweiligen Einheiten einschließen. Das Robotersystem kann eine Steuersequenz zur Ausführung verschiedener Aufgaben erzeugen oder erfassen, z. B. durch maschinelles Lernen wie Bewegungsplanung oder Tiefenlernen oder durch ein anderes Verfahren.
Hier ist es z. B. bei einem herkömmlichen Robotersystem, das in einem typischen Logistiksystem bei der Ausführung von Aufgaben im Zusammenhang mit der Lagerung, dem Nachschub oder dem Versand von Handhabungsobjekten eingesetzt wird, nicht möglich, eine komplexe Interaktion zwischen mehreren Einheiten in ausreichendem Maße durchzuführen, was es oft unerlässlich macht, eine Unterstützung durch den Bediener beim Übergang zwischen verschiedenen, nacheinander ausgeführten Aufgaben bereitzustellen. Auch wenn das konventionelle Robotersystem z. B. auf Handhabungsobjekte als Reaktion auf eine Bestellung zugreifen kann, ist es für den Bediener oft notwendig, die bestellte Ware zu klassifizieren oder in die richtige Reihenfolge zu bringen. Darüber hinaus ist es beim herkömmlichen Robotersystem, z. B. beim Wechseln der Einheit, welche die Handhabungsobjekte handhabt, oder beim Wechseln der Betriebsabläufe für die Handhabungsobjekte, oft schwierig, diese Wechsel durch autonome Interaktionen zwischen den Einheiten durchzuführen. Insbesondere wenn die betroffenen Einheiten eine Einheit einschließen, bei der ein Vorgang einschließlich einer Aufgabe erforderlich ist, die das Eingreifen und die Unterstützung des Bedieners erfordert, ist es äußerst schwierig, eine Steuersequenz autonom oder automatisch zu ändern.
Außerdem führt das konventionelle Robotersystem als grundlegende Steuersequenz die Aufgabe aus, ein Handhabungsobjekt an einer Position zu greifen, sich in diesem Zustand an eine andere Position zu bewegen und das Handhabungsobjekt freizugeben. Durch den Einsatz lediglich solcher Basisvorgänge können jedoch die Lagerungseffizienz für die Handhabungsobjekte und die Betriebseffizienz jeder Einheit nicht ausreichend erhöht werden, und insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Erhöhung der Lagerungseffizienz für die Handhabungsobjekte sind in einigen Fällen Eingriffe und Unterstützung durch den Bediener erforderlich (Anpassung, Neuerstellung, Ergänzung, Systemstopp usw.).
Im Gegensatz dazu können die Robotersysteme gemäß verschiedener Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung, die unten beispielhaft veranschaulicht sind, die Wechselwirkung zwischen separaten Einheiten (z. B. dem Handhabungsroboter und dem Transportroboter) beim Ausführen von Aufgaben und beim Fördern der Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Einheiten im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern einstellen und steuern. Dadurch entfallen die konventionell notwendigen Bedienereingriffe und -unterstützungen sowie die Lagerungseffizienz für Handhabungsobjekte, die Betriebseffizienz und die Wirtschaftlichkeit können verbessert werden.
Außerdem kann das Robotersystem gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Arbeitsbereich, einen Bewegungspfad, Positionen und Zustände von Handhabungsobjekten oder eine Kombination davon zuverlässig erkennen und Aufgaben über verschiedene Einheiten hinweg reibungslos ausführen. Auf diese Weise kann das Robotersystem die Lagerungseffizienz für Handhabungsobjekte auf der Grundlage von Forminformationen, Identifikationsinformationen, Positionsinformationen und anderen ähnlichen Informationen über die Handhabungsobjekte optimieren und so die Effizienz der Raumnutzung weiter steigern. Daher kann das Robotersystem gemäß der vorliegenden Offenbarung folgendes erzeugen oder erfassen und ausführen: einen oder mehrere Algorithmen, die konfiguriert sind, um Aufgaben verschiedener Einheiten in eine Reihenfolge zu bringen, ein oder mehrere Protokolle zum Steuern der Interaktion zwischen separaten Einheiten, und eine geeignete Steuersequenz, die komplexe zusammenwirkende Bewegungen unter verschiedenen Einheiten basierend auf Informationen über die Zustände von Handhabungsobjekten implementieren kann.
Ausführungsformen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Jedoch sind die unten beschriebenen Ausführungsformen lediglich beispielhaft, und verschiedene Modifikationen und technische Anwendungen, die hiernach nicht erwähnt sind, sollen nicht ausgeschlossen werden. Das heißt, das Beispiel der vorliegenden Offenbarung kann in verschiedenen modifizierten Formen implementiert werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Auch sind in den folgenden Zeichnungen identische oder ähnliche Teile mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Zeichnungen sind schematisch und stellen nicht notwendigerweise tatsächliche Größen, Verhältnisse oder dergleichen dar. Außerdem sind die Zeichnungen möglicherweise nicht in ihren tatsächlichen Größenverhältnissen dargestellt. Auch sind natürlich die unten beschriebenen Ausführungsformen Teil der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und nicht alle Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Darüber hinaus ist jede andere Ausführungsform, die von Fachleuten auf der Grundlage von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ohne die Notwendigkeit kreativer Tätigkeiten erhalten wird, in den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung einbezogen.
Auch kann in jeder Ausführungsform die hierin eingeführte Technik ohne besondere Details der Technik ausgeführt werden. Darüber hinaus wird auf eine detaillierte Beschreibung bekannter Funktionen, wie beispielsweise spezifischer Funktionen oder Routinen, verzichtet, um die vorliegende Offenbarung nicht unnötig schwer verständlich zu machen. Außerdem kann eine detaillierte Beschreibung allgemein bekannter Strukturen oder Prozesse, die häufig mit Robotersystemen und Subsystemen verbunden sind, der Klarheit halber ebenfalls weggelassen werden. Eine Bezugnahme auf „Ausführungsform“, „eine Ausführungsform“ oder ähnliches bedeutet herin, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur, ein bestimmtes Material oder eine bestimmte Eigenschaft in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Daher nimmt die Erwähnung eines solchen Ausdrucks hierin nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform Bezug. Andererseits schließen sich solche Bezugnahmen nicht immer gegenseitig aus. Darüber hinaus kann ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur, ein bestimmtes Material und eine bestimmte Eigenschaft in einer oder mehreren Ausführungsformen beliebig kombiniert werden. Es sollte verstanden werden, dass verschiedene veranschaulichte Ausführungsformen nur erklärend dargestellt und nicht unbedingt in ihrem wahren Maßstab gezeigt werden.
Außerdem schließen viele Ausführungsformen oder Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung Prozesse, Schritte, Routinen, Blöcke und ähnliches ein, die von einem programmierbaren Computer oder einer Steuerung (Controller) ausgeführt werden und welche die Form von durch den Computer oder die Steuerung ausführbaren Befehlen haben. Es sollte von Fachkräften verstanden werden, dass die offenbarte Technik durch ein anderes als das in den Ausführungsformen dargestellte Computer- oder Steuerungssystem umgesetzt werden kann. Die hierin beschriebene Technik kann in einem Spezialcomputer oder Datenprozessor ausgeführt werden, der so programmiert, konfiguriert oder gebaut ist, dass er einen oder mehrere der unten beschriebenen von Computern ausführbaren Befehle ausführt.
Daher schließen die hierin allgemein verwendeten Begriffe „Computer“ und „Steuerung“ jeden Datenprozessor sowie internetfähige Vorrichtungen und Handgeräte ein (einschließlich Palmtop-Computer, tragbare Computer, Mobiltelefone, Multiprozessorsysteme, prozessorbasierte oder programmierbare elektrische Haushaltsgeräte, Netzwerkcomputer und Minicomputer). Informationen, die von dem Computer und der Steuerung gehandhabt werden, können jedem geeigneten Anzeigemedium bereitgestellt werden, einschließlich beispielsweise einer Flüssigkristallanzeige(LCD).
Befehle, die zur Ausführung der vom Computer oder der Steuerung ausführbaren Aufgaben ausgegeben werden, können in Hardware, Firmware oder einem geeigneten computerlesbaren, nichtflüchtigen Aufzeichnungsmedium einschließlich einer Kombination aus Hardware und Firmware gespeichert werden. Außerdem kann jeder Befehl z. B. in jeder geeigneten Speichervorrichtung einschließlich eines Flash-Laufwerks und/oder eines anderen geeigneten Mediums enthalten sein.
„Gekoppelt“, „verbunden“ und andere ähnliche Begriffe können verwendet werden, um strukturelle Beziehungen zwischen Komponenten zu beschreiben. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, dass diese Begriffe austauschbar sind. Konkret kann in bestimmten Ausführungsformen der Begriff „verbunden“ verwendet werden, um anzuzeigen, dass zwei oder mehr Elemente in direktem Kontakt miteinander stehen. Sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht, kann der Begriff „gekoppelt“ verwendet werden, um anzuzeigen, dass zwei oder mehr Elemente entweder direkt (durch Einbeziehung zwischengeschalteter Elemente) oder indirekt miteinander in Kontakt stehen, um anzuzeigen, dass zwei oder mehr Elemente zusammenwirken oder interagieren (z. B. wenn die Elemente in einer Ursache-Wirkung-Beziehung stehen, wie im Fall von Signalübertragung/Signalempfang oder eines Funktionsaufrufs), oder um beide Zustände anzuzeigen.
[Anwendungsbeispiel]
1 ist ein schematisches Flussdiagramm, das einen beispielhaften Arbeitsablauf eines Logistiksystems einschließlich eines Robotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Der Arbeitsablauf schließt z. B. einen Lagerhaltungsprozess P10 des Empfangs von Handhabungsobjekten (z. B. Behälter wie beispielsweise Kartons mit Artikeln, entsprechend der vorliegenden Ausführungsform) in einem Verteilzentrum oder dergleichen, einen Auffüllprozess P20 zum Auffüllen z. B. eines Regals oder dergleichen mit Handhabungsobjekten, die z. B. auf einer Palette oder dergleichen platziert sind, und zum Aufbewahren der Handhabungsobjekte sowie einen Versandprozess P30 zum Abholen und Versenden bestellter Artikel von den im Regal aufgefüllten und aufbewahrten Handhabungsobjekten ein.
In dem Lagerhaltungsprozess P10 werden zuerst in Schritt S101 Handhabungsobjekte, die von einem Fahrzeug oder dergleichen gebracht werden, empfangen und dann unter Verwendung von zum Beispiel einem Entladeroboter entladen. In Schritt S102 werden die Handhabungsobjekte z. B. mit Hilfe eines Sortiersystems auf einem Förderband oder dergleichen in eine Warteposition zum Nachladen von Paletten transportiert. Als nächstes werden in Schritt S103 die transportierten Handhabungsobjekte z. B. von einem Palettierroboter auf eine entsprechende Palette geladen.
Beim Auffüllprozess P20 wird in Schritt S104, z. B. mit Hilfe eines Paletten-FTS (fahrerloses Transportsystem, das konfiguriert ist, um Paletten durch Tragen oder Heben zu bewegen), die Palette mit den darauf abgestellten Handhabungsobjekten zu einer Position transportiert, an der die Handhabungsobjekte z. B. von einem Depalettierroboter ausgepackt und von der Palette entladen werden. In Schritt S105, z. B. mit Hilfe einer Maschine zum Öffnen von oben, werden die Handhabungsobjekte durch Schneiden und damit Öffnen der Oberseite der Handhabungsobjekte ausgepackt und über ein Förderband oder dergleichen in eine Warteposition von Lagerregalen transportiert. Als nächstes werden in Schritt S106 die Handhabungsobjekte in einer geeigneten Position des Regals z. B. durch einen Abholroboter eingelagert, zu einem Regallagerort z. B. durch ein Regal-FTS (Fahrerloses Transportsystem, das konfiguriert ist, um Regale durch Tragen oder Heben zu bewegen) transportiert und in einem geeigneten Zustand aufbewahrt.
Beim Versandprozess P30 wird, wenn eine Bestellung von Artikeln vorliegt, in Schritt S107 ein Regal mit Handhabungsobjekten, welche die bestellten Artikel enthalten, z. B. mit Hilfe eines Regal-FTS zu einer Entnahmeposition transportiert und ein gewünschtes Handhabungsobjekt z. B. von einem Abholroboter aus dem Regal geholt. In Schritt S108 werden die bestellten Artikel, beispielsweise unter Verwendung eines Stückaufnahmeroboters, aus dem Handhabungsobjekt entnommen und in einen Versandbehälter oder dergleichen überführt. Anschließend wird in Schritt S109 der Versandbehälter beispielsweise mit einer Verpackungsmaschine verpackt, und in Schritt S110 wird der verpackte Versandbehälter beispielsweise in einen entsprechenden Wagen oder ein Fahrzeug verladen und versandt.
Auf diese Weise kann das Robotersystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Entladeroboter, einen Palettierroboter, einen Depalettierroboter, einen Abholroboter, einen Stückaufnahmeroboter, eine Verpackungsmaschine und dergleichen als Handhabungsroboter einschließen, die als Transfer-/Sortiereinheiten dienen und konfiguriert sind, um Vorgänge zum Bewegen von Handhabungsobjekten zwischen verschiedenen Orten durchzuführen. Ebenso kann das Robotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Sortiersystem, ein Paletten-FTS und ein Regal-FTS als Transportroboter einschließen, die als Transporteinheiten dienen.
Hier sind 2A und 2B perspektivische Ansichten, die schematisch das äußere Erscheinungsbild beispielhafter Transportroboter 11 und 12 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen. Die Transportroboter 11 und 12 können einen mobilen/fahrbaren Roboter wie z. B. ein Regal-FTS einschließen, der konfiguriert ist, um Regale zwischen vorgegebenen Positionen zu transportieren. Die Transportroboter 11 und 12 weisen z. B. solche Außenmaße auf, dass die Transportroboter 11 und 12 sich unter den Regalen und/oder zwischen den Regalen bewegen können. Außerdem können die Transportroboter 11 und 12 einen Hebemechanismus einschließen, der konfiguriert ist, um Regale vom Boden (einer Transportbahnoberfläche) anzuheben.
Die Transportroboter 11 und 12 können unter Verwendung verschiedener Mechanismen navigiert werden. Beispielsweise können die Transportroboter 11 und 12 sich selbst bewegen, indem sie einem vorbestimmten Weg folgen, der beispielsweise als Bodenmarkierung (z. B. Lackierung, Band) bereitgestellt ist, und zwar gemäß den Anweisungen einer Steuerung eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Darüber hinaus können die Transportroboter 11 und 12 über einen Zuordnungs-/Positionierungsmechanismus (z. B. ein Koppelnavigationssystem, ein System auf Laserbasis und/oder ein System auf Basis eines Funksignals) aktuelle Positionen berechnen und sich auf der Grundlage der aktuellen Positionen entlang einer vorgegebenen Bahn und Route bewegen. Darüber hinaus kann der Transportroboter 12 neben dem Transport des Regals selbst auch die Funktion aufweisen, Handhabungsobjekte in ein Regal einzulagern und/oder Handhabungsobjekte aus dem Regal zu entnehmen.
Es ist zu beachten, dass ein Robotersystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Zielposition eines zu transportierenden Regals, eine Halteposition des Regals, Identifikationsinformationen über das Regal, einen Weg, einen Bewegungsplan oder eine Kombination daraus an die Transportroboter 11 und 12 übertragen kann, z. B. über eine Steuerung als eigenständige Vorrichtung oder als Teil einer anderen Einheit. Basierend auf Kommunikationsanweisungsinformationen können die Transportroboter 11 und 12 eine Aufgabe ausführen, beispielsweise in die Halteposition des zu transportierenden Regals zu fahren, das Regal anzuheben, das Regal in eine spezifizierte Position zu transportieren und/oder das Regal an der spezifizierten Position abzustellen. Darüber hinaus können die Transportroboter 11 und 12 die Aufgabe ausführen oder abschließen, indem sie das zu transportierende Regal in die ursprüngliche Halteposition oder an einen anderen Lagerort zurückbringen.
3, 4A und 4B sind perspektivische Ansichten, die schematisch das äußere Erscheinungsbild beispielhafter Handhabungsroboter 13 und 14 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen. Die Handhabungsroboter 13 und 14 können beispielsweise einen Roboter einschließen, der so konfiguriert ist, dass er Handhabungsobjekte 16 (siehe 4) zwischen vorbestimmten Positionen überführt. So verfügen die Handhabungsroboter 13 und 14 beispielsweise über Strukturelemente einschließlich der Endeffektoren 131 und 141, wie z. B. Greifer, die in der Lage sind, Handhabungsobjekte mittels Vakuumansaugung zu greifen, und Roboterarme 132 und 142, die an den Spitzen mit den Endeffektoren 131 und 141 ausgestattet sind. Dies ermöglicht es den Handhabungsrobotern 13 und 14, die Handhabungsobjekte aus der seitlichen Richtung zu greifen. Die Handhabungsroboter 13 und 14 können auch fest oder beweglich bereitgestellt werden. Zusätzlich kann der Endeffektor 141 des Handhabungsroboters 14 mit einer Plattenführung oder dergleichen ausgestattet werden, um das Handhabungsobjekt 16 wie bei einem sogenannten Entladegreifer von unten zu stützen (halten). Dies verbessert die Last- und Greifkapazität beim Greifen des Handhabungsobjekts 16 und macht es einfach, ein relativ großes Handhabungsobjekt zu handhaben, das von einem Fahrzeug 40 oder dergleichen transportiert wird, wie in 4A und 4B gezeigt.
Die Handhabungsroboter 13 und 14 können z. B. auf Anweisung einer Steuerung eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angesteuert werden. Außerdem können die Handhabungsroboter 13 und 14 aktuelle Positionen von Handhabungsobjekten berechnen und die Handhabungsobjekte entlang vorgegebener Bahnen und Routen auf Basis der aktuellen Positionen handhaben. Das Robotersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann z. B. über eine Steuerung als eigenständige Vorrichtung oder als Teil einer anderen Einheit Ziel- und Aufnahmepositionen der Handhabungsobjekte, Identifikationsinformationen über die Handhabungsobjekte, Wege, Bewegungspläne oder eine Kombination davon an die Handhabungsroboter 13 und 14 übermitteln. Jeder der Handhabungsroboter 13 und 14 kann auf der Grundlage von Kommunikationsanweisungsinformationen eine Aufgabe ausführen, z. B. die Endeffektoren 131 und 141 in eine Greifposition eines Handhabungsobjekts bewegen, das Handhabungsobjekt greifen und anheben, das Handhabungsobjekt an eine bestimmte Position überführen und/oder das Handhabungsobjekt an der bestimmten Position platzieren.
[Konfigurationsbeispiel]
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Hardwarekonfiguration und funktionelle Konfiguration eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Beispielsweise kann ein Robotersystem 500 mit elektronischen/elektrischen Geräten wie Prozessor 502, Speichervorrichtung 504, Kommunikationsvorrichtung 506, Ein-/Ausgabevorrichtung 508, Betätigungsvorrichtung 512, Überführungsmotor 514, Sensor 516 oder einer Kombination daraus ausgestattet werden. Das Robotersystem 500 kann mit mehr als einem dieser Elemente und Vorrichtungen ausgestattet sein.
Auch können diese Elemente und Vorrichtungen über drahtgebundene und/oder drahtlose Verbindungen miteinander gekoppelt sein. Beispielsweise kann das Robotersystem 500 Busse wie einen Systembus, einen PCI-Bus (Peripheral Component Interconnect) oder einen PCI-Express-Bus, einen HyperTransport- oder ISA-Bus (Industry Standard Architecture), einen SCSI-Bus (Small Computer Systems Interface), einen USB-Bus (Universal Serial Bus), einen IIC-Bus (I2C) und einen IEEE-1394-Bus (Institute of Electrical and Electronic Engineers) (auch als „Firewire“-Bus bezeichnet) einschließen.
Außerdem kann das Robotersystem 500 zum Beispiel eine Brücke, einen Adapter, eine Steuerung und eine weitere signaltechnische Vorrichtung zum Bereitstellen drahtgebundener Verbindungen von Vorrichtungen untereinander einschließen. Drahtlose Verbindungen können z. B. auf einem Mobilfunkprotokoll (z. B. 3G, 4G, LTE oder 5G), einem Protokoll für ein drahtloses lokales Netzwerk (LAN) (z. B. Wireless Fidelity (WIFI)), einem Peer-to-Peer- oder Geräte-zu-Geräte-Kommunikationsprotokoll (z. B. Bluetooth (eingetragenes Warenzeichen) oder Near-Field Communications (NFC)), einem Internet of Things-(IoT)-Protokoll (z. B. NB-IoT oder LTE-M) und/oder einem anderen drahtlosen Kommunikationsprotokoll basieren.
Der Prozessor 502 kann einen Datenprozessor (z. B. eine Zentraleinheit (CPU), einen Spezialcomputer und/oder einen Onboard-Server) einschließen, der so konfiguriert ist, dass er Befehle (z. B. Softwareanweisungen) ausführt, die in der Speichervorrichtung 504 (z. B. einem Computerspeicher) gespeichert sind. Der Prozessor 502 kann Programmanweisungen ausführen, um andere Vorrichtungen zu steuern oder mit diesen zu interagieren, wodurch das Robotersystem 500 in der Lage ist, verschiedene Bewegungen, Vorgänge und/oder Manipulationen in einer Aufgabe durchzuführen.
Die Speichervorrichtung 504 kann ein computerlesbares nichtflüchtiges Aufzeichnungsmedium mit darauf gespeicherten Programmanweisungen (z. B. Software) einschließen. Beispiele für die Speichervorrichtung 504 schließen einen flüchtigen Speicher (z. B. Zwischenspeicher und/oder Direktzugriffsspeicher (RAM)), einen nichtflüchtigen Speicher (z. B. Flash-Speicher und/oder Magnetplattenlaufwerk), ein tragbares Speicherlaufwerk und eine Cloud-Speichervorrichtung ein.
In einigen Ausführungsformen speichert die Speichervorrichtung 504 ferner Verarbeitungsergebnisse, vorbestimmte Daten, einen vorbestimmten Schwellenwert, einen vorbestimmten Parameter und ermöglicht nach Bedarf einen Zugriff auf diese. Beispielsweise kann die Speichervorrichtung 504 die Stammdaten 552 einschließlich der Informationsdaten von Handhabungsobjekten, die vom Robotersystem 500 manövriert werden können, speichern.
Hinsichtlich der vom Robotersystem 500 zu handhabenden Handhabungsobjekte können die Stammdaten 552 Abmessungen, Formen (z. B. computergenerierte Schablonen möglicher Zustände und computergenerierte Modelle zur Erkennung der Handhabungsobjekte in verschiedenen Zuständen), Farben, Bilder, Identifikationsinformationen (z. B. Barcodes, Quick-Response-(QR)-Codes (eingetragenes Warenzeichen) und Logos sowie Positionen, an denen die Codes und ähnliches erwartungsgemäß bereitgestellt werden sollen), erwartete Gewichte oder eine Kombination davon einschließen. Außerdem können die Stammdaten 552 zugehörige Informationen über Objekte und deren Manövrieren einschließen, wie die jeweiligen Massenmittelpunkte (Schwerpunktpositionen) der Handhabungsobjekte, erwartete Messwerte (z. B. verschiedene Messwerte von Kraft, Drehmoment, Druck und einen Kontaktreferenzwert) von Sensoren als Reaktion auf eine oder mehrere Bewegungen oder eine Kombination davon.
Außerdem kann die Speichervorrichtung 504 z. B. die Objektverfolgungsdaten 554 speichern, die bei der Verfolgung der Handhabungsobjekte durch das Robotersystem 500 entstehen. Die Objektverfolgungsdaten 554 können ein Protokoll gescannter oder gehandhabter Handhabungsobjekte einschließen. Außerdem können die Objektverfolgungsdaten 554 Bilddaten (z. B. Fotos, Punktwolken und bereitgestellte Live-Videos) von Handhabungsobjekten an einer oder mehreren Positionen (z. B. eine bestimmte Aufnahme- oder Absetzposition und/oder eine Position auf einem Förderband) sowie Positionen und/oder Zustände (Ausrichtungen usw.) der Handhabungsobjekte an einer oder mehreren Positionen einschließen.
Die Kommunikationsvorrichtung 506 kann eine Schaltung einschließen, die konfiguriert ist, um mit einer externen Vorrichtung oder einer Remote-Vorrichtung über ein Netzwerk zu kommunizieren. Zum Beispiel kann die Kommunikationsvorrichtung 506 einen Empfänger, einen Sender, einen Regler/Demodulator (Modem), einen Signaldetektor, einen Signalcodierer/Decodierer, einen Anschluss und eine Netzwerkkarte einschließen. Die Kommunikationsvorrichtung 506 kann so konfiguriert werden, dass sie elektrische Signale gemäß einem oder mehreren Kommunikationsprotokollen (z. B. dem Internetprotokoll (IP) und einem drahtlosen Kommunikationsprotokoll) empfängt, sendet und/oder verarbeitet. Unter Verwendung der Kommunikationsvorrichtung 506 kann das Robotersystem 500 Informationen zwischen den Einheiten des Robotersystems 500 und/oder mit Systemen/Vorrichtungen außerhalb des Robotersystems 500 austauschen, zum Beispiel zwecks Datenerfassung, Analyse, Reporting, Fehlerbehebung und dergleichen.
Die Ein- und Ausgabevorrichtung 508 kann eine Benutzerschnittstelle einschließen, die so konfiguriert ist, dass sie Informationen mit dem Bediener austauscht und/oder Informationen vom Bediener empfängt. Um zum Beispiel Informationen mit dem Bediener auszutauschen, kann die Ein- und Ausgabeausgabevorrichtung 508 eine Anzeige 510 und/oder eine andere Ausgabevorrichtung, wie z. B. einen Lautsprecher, eine taktile Schaltung und eine taktile Rückmeldungsvorrichtung, einschließen. Außerdem kann die Ein- und Ausgabevorrichtung 508 Steuer- und Empfangsvorrichtungen wie Tastatur, Maus, Touchscreen, Mikrofon, Benutzerschnittstellen- (UI-) Sensor (z. B. eine Kamera, die zum Empfang von Bewegungsbefehlen verwendet wird) und eine tragbare Eingabevorrichtung einschließen. Unter Verwendung der Ein- und Ausgabevorrichtung 508 kann das Robotersystem 500 mit dem Bediener interagieren, wenn Aufgaben, Bewegungen, Vorgänge, Manipulationen oder eine Kombination davon mit dem Robotersystem 500 durchgeführt werden.
Eine geeignete Einheit des Robotersystems 500 kann ein Strukturelement, das durch ein Gelenk für Bewegungen (z. B. Rotation und/oder Translation) verbunden ist, und einen Endeffektor, der z. B. zum Greifen, Drehen oder Schweißen konfiguriert ist, sowie einen Roboterarm und dergleichen einschließen, der zum Manövrieren des Endeffektors konfiguriert ist (siehe z. B. auch 3, 4A und 4B). Außerdem kann das Robotersystem 500 an oder um ein Gelenk herum eine Betätigungsvorrichtung 512 (z. B. einen Motor, einen Stellantrieb, einen Draht, einen künstlichen Muskel oder ein elektroaktives Polymer) einschließen, die so konfiguriert ist, dass sie das Strukturelement antreibt oder manövriert (z. B. verschiebt und/oder ausrichtet), sowie den Überführungsmotor 514, der so konfiguriert ist, dass er die Einheit von einer Position in eine andere überführt.
Das Robotersystem 500 kann einen Sensor 516 einschließen, um Informationen zu erhalten, die beim Fahren oder Manövrieren des Strukturelements und/oder bei der Durchführung von Überführungsarbeiten verschiedener Einheiten verwendet werden. Der Sensor 516 kann verschiedene Vorrichtungen einschließen, die konfiguriert sind, um eine oder mehrere physische Eigenschaften (z. B. Zustände, Bedingungen, Positionen und dergleichen eines oder mehrerer Gelenke oder Strukturelemente) des Robotersystems 500 und/oder Eigenschaften einer Umgebung zu erfassen oder zu messen. Als ein solcher Sensor 516 kann das Robotersystem 500 einen Bilderzeugungssensor 522, einen Positionssensor 524 und einen Kontaktsensor 526 sowie einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop, einen Kraftsensor, einen Dehnungsmessstreifen und einen Drehmomentsensor einschließen.
Als ein oder mehrere Bilderzeugungssensoren 522 kann der Sensor 516 z. B. eine sichtbare Kamera und/oder Infrarotkamera, eine zweidimensionale Bildkamera und/oder eine dreidimensionale Bildkamera (2D-Sicht und/oder 3D-Sicht) und eine Entfernungsmessvorrichtung wie ein Lidar oder einen Radar zur Erkennung der Umgebung einschließen. Beispielsweise kann der Bilderzeugungssensor 522 bei der Anwendung von automatisierter Inspektion, Roboterführung oder einem anderen Roboter Anzeigedaten wie digitale Bilder und/oder Punktgruppen (Punktwolken) erzeugen, die zur Steuerung verschiedener Einheiten und der Steuerung dienen.
Um jedes Handhabungsobjekt zu handhaben, kann das Robotersystem 500 Bilder von spezifizierten Bereichen (z. B. Bereichen, die eine Greifposition, eine Aufnahmeposition, eine Absetzposition und andere Arbeitspositionen bezüglich des Handhabungsobjekts enthalten) erfassen und analysieren und dadurch jede der Positionen identifizieren. Beispielsweise kann der Bilderzeugungssensor 522 die vorstehend genannten Kameras und Entfernungsmessvorrichtungen einschließen, die konfiguriert sind, um Bilddaten und Entfernungsdaten der spezifizierten Bereiche zu generieren. Das Robotersystem 500 kann auf Basis der erfassten Bilder und/oder Entfernungsdaten z. B. die Greifposition, die Aufnahmeposition, die Absetzposition und andere Arbeitspositionen zum Handhabungsobjekt bestimmen. Es ist zu beachten, dass die Arbeit das Scannen des Handhabungsobjekts einschließen kann, um ein Protokoll des Handhabungsobjekts während des Transports/der Annahme zu führen. In diesem Fall kann der Bilderzeugungssensor 522 einen oder mehrere Scanner (z. B. einen Barcode-Scanner und/oder einen QR-Code-Scanner (eingetragenes Warenzeichen)) einschließen, die dazu konfiguriert sind, Identifikationsinformationen über das Handhabungsobjekt während des Transports des Handhabungsobjekts zu scannen.
Auch hinsichtlich des Positionssensors 524 kann der Sensor 516 die Strukturelemente (z. B. einen Roboterarm und/oder einen Endeffektor) und/oder z. B. einen Positionsgeber und ein Potentiometer einschließen, die so konfiguriert sind, dass sie die Position eines Gelenks in jeder Einheit des Robotersystems 500 erfassen. Während die Arbeit der Aufgaben ausgeführt wird, kann das Robotersystem 500 den Positionssensor 524 verwenden, um die Positionen und/oder Zustände (Ausrichtungen usw.) der Strukturelemente und/oder Gelenke zu verfolgen.
Darüber hinaus kann der Sensor 516 in Bezug auf den Kontaktsensor 526 beispielsweise einen Drucksensor, einen Kraftsensor, einen Dehnungsmessstreifen, einen piezoresistiven/piezoelektrischen Sensor, einen kapazitiven Sensor, einen elastischen Widerstandssensor und andere taktile Sensoren einschließen, die so konfiguriert sind, dass sie Eigenschaften messen, die mit dem direkten Kontakt zwischen mehreren physischen Strukturen oder Oberflächen zusammenhängen. Der Kontaktsensor 526 kann eine Eigenschaft messen, die beispielsweise einem Greifvorgang des Endeffektors in Bezug auf ein Handhabungsobjekt entspricht. Daher ist der Kontaktsensor 526 so konfiguriert, dass er eine dem Kontakt zwischen Handhabungsobjekt und Greifer bzw. deren Einbauzustand entsprechende physikalische Größe erfassen und quantifizierte Messwerte (z. B. verschiedene Messwerte von Kraft, Drehmoment, Druck und einen Kontaktreferenzwert) ausgeben kann. Es ist zu beachten, dass der Kontaktreferenzwert eine oder mehrere Ausgaben von Kraft oder Drehmoment im Verhältnis zur vom Endeffektor auf das Handhabungsobjekt ausgeübten Kraft einschließt.
Zu beachten ist, dass das Robotersystem 500 zwar oben und unten am Beispiel eines Lager- und Logistiksystems beschrieben wird, dass das Robotersystem 500 aber nicht auf diese beschränkt ist und für die Ausführung verschiedener Aufgaben in anderen Umgebungen oder für andere Zwecke konfiguriert werden kann, um die Fertigung, Montage, Verpackung, Gesundheitspflege und/oder andere Arten von automatisierten Vorgängen durchzuführen. Darüber hinaus kann das Robotersystem 500 weitere Einheiten wie z. B. nicht veranschaulichte Manipulatoren, Serviceroboter und modulare Roboter einschließen. Außerdem kann das Robotersystem 500 z. B. verschiedene Arten von Entlade-/Beladerobotern einschließen, die für den Betrieb in einem Lager oder einem Verteilungs-/Transportzentrum geeignet sind und zum Überführen von Handhabungsobjekten von einem Gitterwagen oder einer Palette auf ein Förderband oder eine andere Palette verwendet werden, ein Sortiersystem, einen Auspackroboter, der zum Auspacken von Handhabungsobjekten verwendet wird, eine Maschine zum Öffnen von oben, einen Behälterwechselroboter, der zum Überführen von Handhabungsobjekten von einem Behälter in einen anderen verwendet wird, einen Packroboter, der zum Verpacken von Handhabungsobjekten verwendet wird, eine Verpackungsmaschine oder eine Kombination davon.
[Betriebsbeispiel]
6 ist eine Vorderansicht (partielles funktionales Konfigurationsdiagramm), das ein Beispiel eines von einem Robotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durchgeführten Arbeitsablaufs sowie ein Beispiel einer funktionellen Konfiguration einer in dem Robotersystem bereitgestellten Steuerung zeigt. Ein Robotersystem 600 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist z. B. in einem Lagerhaus oder dergleichen installiert, das ein Stützpunkt für die Lagerhaltung, Auffüllung, Lagerung und den Versand in einem Logistiksystem ist und eine Steuerung 610 als Vorrichtung einschließen kann, die zur Einstellung und Steuerung des Betriebs verschiedener Einheiten des Robotersystems 600 angepasst ist. Das Robotersystem 600 kann als ein System bezeichnet werden, das besonders zum Einlagern von Handhabungsobjekten in einem Regal in dem Auffüllprozess P20 und zum Entnehmen der Handhabungsobjekte aus dem Regal in dem Versandprozess P30 geeignet ist, wobei die Prozesse P20 und P30 in 1 gezeigt sind.
Wie oben beschrieben, ist die Steuerung 610 als eigenständige Vorrichtung oder als Teil einer anderen Einheit konfiguriert und kann Bewegungen in Aufgaben einstellen und steuern, die von Einheiten wie den Transportrobotern 11 und 12 (der in 6 dargestellte Transportroboter 11 steht für die Transportroboter 11 und 12; dasselbe gilt für das Folgende) und den Handhabungsrobotern 13 und 14 (der in 6 dargestellte Handhabungsroboter 13 steht für die Handhabungsroboter 13 und 14; dasselbe gilt für das Folgende) ausgeführt werden. Genauer gesagt ist die Steuerung 610 mit dem Transportroboter 11, dem Handhabungsroboter 13 und dem Sensor 516 einschließlich des Bilderzeugungssensors 522 verbunden und nach Bedarf mit einem nicht veranschaulichten Lagerverwaltungssystem (LVS), einem anderen Host-System und/oder einem externen System vernetzt.
Außerdem schließt die Steuerung 610 eine Datenerfassungseinheit 612, einen Datenspeicher 614 und eine Robotersteuereinheit 616 ein, und wie man im Vergleich zu 5 verstehen kann, besteht die Steuerung 610 hauptsächlich aus einem Prozessor 502, einer Speichervorrichtung 504 und einer Kommunikationsvorrichtung 506. Insbesondere kann der Prozessor 502 als Datenerfassungseinheit 612 und Robotersteuereinheit 616 fungieren, während die Speichervorrichtung 504 als Datenspeichereinheit 614 fungieren kann. Das Robotersystem 600 kann konfiguriert sein, um eine erste Aufgabe der Einlagerung von Handhabungsobjekten 16 in einem Regal 15 und/oder eine zweite Aufgabe der Entnahme der Handhabungsobjekte 16 aus dem Regal 15 auszuführen.
[Erste Aufgabe: Einlagern der Handhabungsobjekte 16 in das Regal 15]
In der ersten Aufgabe werden die unten gezeigten Aufgaben A1 bis A5 in Kombination in geeigneter Reihenfolge mit geeigneter Zeitsteuerung ausgeführt.
A1: Das in einem Lagerbereich 101 aufbewahrte Regal 15 wird vom Transportroboter 11 von seinem Lagerort zu einer Zugriffsposition 601 (Stopp-Position SP) in einem Gruppierungsbereich 103 transportiert.
A2: Jedes Handhabungsobjekt 16, das z. B. an einem Übergabeort (Ausgabeort) 602 (Übergabeort ÜO) auf einem Förderer im Gruppierungsbereich 103 zwischengelagert ist, wird z. B. aus seitlicher Richtung angesaugt und vom Handhabungsroboter 13 gegriffen (kann im Falle des Handhabungsroboters 14 von unten gehalten werden; dasselbe gilt für das Folgende).
A3: Das gegriffene Handhabungsobjekt 16 wird von dem Übergabeort 602 zu der Zugriffsposition 601 bewegt.
A4: Das Handhabungsobjekt 16 wird in einer freien, spezifizierten Position auf dem Regal 15 eingelagert (aufgefüllt), das durch den Transportroboter 11 in Ruhestellung gehalten wird.
A5: Das mit den Handhabungsobjekten 16 aufgefüllte Regal 15 wird von der Zugriffsposition 601 durch den Transportroboter 11 zu dem Lagerort im Lagerbereich 101 zurückgebracht.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel von Vorgangsweisen zum Ausführen der ersten Aufgabe durch Betreiben eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Zunächst erfasst die Datenerfassungseinheit 612 in Block 701 z. B. vor Ausführung der Aufgabe A1 erste Daten einschließlich Informationen über die Handhabungsobjekte 16 und Informationen über jedes Regal 15, und die Datenspeichereinheit 614 speichert die ersten Daten, indem sie die ersten Daten den Handhabungsobjekten 16 und den Regalen 15 zuordnet.
Beispielsweise kann die Datenerfassungseinheit 612 das am Übergabeort 602 im Gruppierungsbereich 103 vorübergehend platzierte Handhabungsobjekt 16 mit Hilfe eines 3D-Sicht- oder eines anderen Bilderzeugungssensors 522 abbilden und Informationen über das Handhabungsobjekt 16 einschließlich Identifikationsinformationen, Positionsinformationen, Forminformationen und Informationen über Gewicht und Schwerpunkt auf der Grundlage eines Ergebnisses der Verarbeitung der Bilddaten sowie der Stammdaten 552 nach Bedarf erfassen. Alternativ können Informationen über das Handhabungsobjekt 16 und das Regal 15 aus Verfolgungsinformationen über die Handhabungsobjekte 16 und Regale 15 in den Stammdaten 552 geschätzt oder lokalisiert werden. Es ist zu beachten, dass als Technik zur Identifizierung/Verfolgung eines Handhabungsobjekts 16 z. B. die in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 2019-118678 und 2019-080213, der US-Patentanmeldung Nr. 16/258,120 und anderen Anwendungen beschriebenen Verfahren verwendet werden können. Alternativ kann die Datenerfassungseinheit 612 Informationen über das Handhabungsobjekt 16 von einem Host-System wie dem WMS erfassen. In diesem Fall können Informationen über das Handhabungsobjekt 16 im Voraus eingeholt werden, bevor das Handhabungsobjekt 16 am Übergabeort 602 platziert wird.
Als nächstes bestimmt die Robotersteuereinheit 616 in Block 702 anhand der Informationen über die Handhabungsobjekte 16 und der Informationen über die im Lagerbereich 101 gelagerten Regale 15 das Regal 15, in dem die Handhabungsobjekte 16 gelagert sind. In diesem Fall wählt die Robotersteuereinheit 616 auf der Grundlage der Forminformationen über die Handhabungsobjekte 16, der Informationen über den verfügbaren Platz im Regal 15 (Informationen über den Platz, auf dem kein Handhabungsobjekt 16 eingelagert wird), einer SKU (Stock Keeping Unit) der einzulagernden Handhabungsobjekte 16, einer SKU der bereits im Regal 15 eingelagerten Handhabungsobjekte 16 und dergleichen das Regal 15 aus, das geeignet ist, die Lagerungseffizienz des gesamten Lagers zu erhöhen, während die Handhabungsobjekte 16 so weit wie möglich auf einer SKU-nach-SKU-Basis konzentriert werden. Darüber hinaus können unter Berücksichtigung eines Transportweges und dergleichen zum Gruppierungsbereich 103 ein oder mehrere optimale Regale 15 bestimmt werden.
Als Nächstes spezifiziert die Robotersteuereinheit 703 in Block 616 den Transportroboter 11, der verwendet wird, um das bestimmte eine oder die mehreren Regale 15 von dem Lagerbereich 101 zu der Zugriffsposition 601 in dem Gruppierungsbereich 103 zu transportieren, und erzeugt oder erfasst eine Steuersequenz, beispielsweise durch Maschinenlernen oder dergleichen, wobei die Steuersequenz einen Transportweg des vom Transportroboter 11 transportierten Regals 15 einschließt. Basierend auf der Steuersequenz weist die Robotersteuereinheit 616 den spezifizierten Transportroboter 11 an, die Aufgabe A1 zum Transportieren des Regals 15 zu der Zugriffsposition 601 auszuführen.
In Block 704 erstellt oder erfasst die Robotersteuereinheit 616 aufgrund von Informationen über die Handhabungsobjekte 16 eine Steuersequenz, z. B. durch maschinelles Lernen oder dergleichen, entweder gleichzeitig mit der Aufgabe A1 oder vor oder nach der Aufgabe A1. Die Steuersequenz beinhaltet das Ansaugen z. B. aus seitlicher Richtung, das Greifen und damit das Bewegen des auf dem Übergabeort 602 temporär platzierten Handhabungsobjekts 16 vom Übergabeort 602 zur Zugriffsposition 601 mit dem Handhabungsroboter 13. Basierend auf der Steuersequenz weist die Robotersteuereinheit 616 den Handhabungsroboter 13 an, die Aufgaben A2 und A3 zum Greifen und damit Bewegen des Handhabungsobjekts 16 in die Zugriffsposition 601.
Der Zeitablauf für die Ausführung der Aufgaben A2 und A3 ist nicht spezifisch begrenzt, und die Robotersteuereinheit 616 kann z. B. den Handhabungsroboter 13 anweisen, mindestens einen Teil der in der Steuersequenz enthaltenen Handhabung durchzuführen, bevor das Regal 15 die Zugriffsposition 601 erreicht. In diesem Fall schließt der Handhabungsroboter 13, bevor das Regal 15 die Zugriffsposition 601 erreicht, den Vorgang zum Greifen und Bewegen der Handhabungsobjekte 16 in die Zugriffsposition 601 ab und unmittelbar nach Ankunft des Regals 15 kann der Handhabungsroboter 13 die Aufgabe A4 zum Einlagern der Handhabungsobjekte 16 in das Regal 15 ausführen.
Anschließend bildet die Steuerung 610 in Block 705 die Handhabungsobjekte 16 und das Regal 15 an der Zugriffsposition 601 mit einem 3D-Sicht- oder einem anderen Bilderzeugungssensor 522 ab, verarbeitet die resultierenden Bilddaten und überprüft dabei die Zustände und Situationen der Handhabungsobjekte 16 und des Regals 15. Darüber hinaus spezifiziert die Robotersteuereinheit 616 in Block 705, basierend auf Informationen über die Handhabungsobjekte 16 und Informationen über das Regal 15 (insbesondere die Verfügbarkeit des Regals 15), Positionen auf Regalböden im Regal 15, auf denen die Handhabungsobjekte 16 abgelegt sind, und erstellt bzw. erfasst z. B. durch maschinelles Lernen oder dergleichen eine Steuersequenz, wobei die Steuersequenz Fahrwege der Handhabungsobjekte 16 zu diesen Positionen einschließt. Basierend auf der Steuersequenz weist die Robotersteuereinheit 616 den Handhabungsroboter 13 an, die Aufgabe A4 zum Absetzen der Handhabungsobjekte 16 in freien spezifizierten Positionen auf dem Regal 15 auszuführen, das von dem Transportroboter 11 in Ruhestellung gehalten wird.
Dabei kann die Robotersteuereinheit 616 z. B. eine beliebige Position im Regal 15, das von dem an der Zugriffsposition 601 angehaltenen Transportroboter 11 gehalten wird, als Referenzkoordinaten für den Zugriff des Handhabungsroboters 13 auf das Regal 15 vorgeben. Die Ruheposition des Regals 15 kann auf der Grundlage der Zugriffsposition 601 berechnet werden, an welcher der das Regal 15 haltende Transportroboter 11 stoppt, und die Position des Regals 15 auf dem Transportroboter 11 kann von einer Standardposition abweichen. So berechnet die Steuerung 610 die Positionen des Transportroboters 11 und des Regals 15 aus den Bilddaten des Regals 15 an der Zugriffsposition 601, und die Datenerfassungseinheit 612 kann relative Positionsinformationen über den Transportroboter 11 und das Regal 15 erfassen. Dann korrigiert die Robotersteuereinheit 616 in geeigneter Weise Positionsinformationen über das Regal 15 an der Zugriffsposition 601 auf Grundlage der entsprechenden Positionsinformationen über die beiden und erzeugt oder erfasst eine Steuersequenz für die Aufgabe A4, beispielsweise durch Maschinenlernen oder dergleichen, basierend auf der korrigierten Positionsinformation über das Regal 15.
Außerdem schließt das Regal 15 mehrere Etagen von Regalböden ein und ist so konfiguriert, dass die Handhabungsobjekte 16 auf den Regalböden in seitlicher Richtung eingelagert bzw. daraus entnommen werden, wobei in den Endbereichen jedes Regalbodens des Regals 15 Sicherheitsfänger 152 bereitgestellt sind, die beispielsweise aus den Endbereichen nach oben ragen. Somit kann die Robotersteuereinheit 616 z. B. durch maschinelles Lernen oder dergleichen eine Steuersequenz erstellen oder erfassen, so dass die Handhabungsobjekte 16 über den Sicherheitsfänger 152 fahren, ohne die Sicherheitsfänger 152 zu berühren, während der Handhabungsroboter 13 ein Handhabungsobjekt 16 aus seitlicher Richtung (horizontale Richtung) greift.
Wenn die Einlagerung (das Auffüllen) der Handhabungsobjekte 16 in das Regal 15 auf diese Weise abgeschlossen ist, erstellt oder erfasst die Robotersteuereinheit 616 in Block 706 eine Steuersequenz, z. B. durch maschinelles Lernen oder dergleichen, wobei die Steuersequenz einen Transportweg einschließt, auf dem das mit den Handhabungsobjekten 16 aufgefüllte Regal 15 von der Zugriffsposition 601 durch den Transportroboter 11 zum Lagerort im Lagerbereich 101 zurückgebracht wird. Basierend auf der Steuersequenz weist die Robotersteuereinheit 616 den Transportroboter 11 an, die Aufgabe A5 zum Transportieren und Zurückbringen des Regals 15 zum Lagerbereich 101 auszuführen.
Wenn die oben erwähnte erste Aufgabe der Einlagerung von Handhabungsobjekten 16 im Regal 15 abgeschlossen ist, erfasst die Datenerfassungseinheit 612 in Block 707 zweite Daten einschließlich Informationen über das Regal 15, in dem die Handhabungsobjekte 16 gelagert sind, und Informationen über die Lagerorte der Handhabungsobjekte 16 im Regal 15, und die Datenerfassungseinheit 614 speichert die zweiten Daten, indem sie die zweiten Daten den Handhabungsobjekten 16 und dem Regal 15 zuordnet.
Während der Einlagerungsarbeiten (Auffüllarbeiten) der Handhabungsobjekte 16 in das Regal 15, die das nächste Mal und später durchgeführt werden, kann die Robotersteuereinheit 616 auf Basis der zweiten Daten eine Steuersequenz mit dem Ziel erzeugen oder erfassen, die Handhabungsobjekte 16 gebündelt aufzubewahren, so dass die Handhabungsobjekte 16 auf einen Punkt gerichtet im Regal 15 platziert werden, d. h. so, dass unnötiger Platz minimiert wird. Außerdem kann die Robotersteuereinheit 616 in diesem Fall auf Grundlage der Eigenschaften der Handhabungsobjekte 16 z. B. eine derartige Steuersequenz erzeugen oder erfassen, dass die Handhabungsobjekte 16, welche die gleiche SKU haben, zusammengefasst werden, oder eine derartige Steuersequenz, dass die Handhabungsobjekte 16, die in Form und Größe gleich oder ähnlich sind, gebündelt aufbewahrt werden. Die so gewonnenen zweiten Daten zu den Einlagerungssituationen der Handhabungsobjekte 16 in dem Regal 15 werden für jedes Handhabungsobjekt 16 und für jede Einlagerungsarbeit der Handhabungsobjekte 16 aktualisiert und können bei Bedarf in der später beschriebenen zweiten Aufgabe (Entnahme der Handhabungsobjekte 16 aus dem Regal 15) verwendet werden.
Darüber hinaus kann die Datenspeichereinheit 614 auf der Grundlage der so gewonnenen zweiten Daten Positionsinformationen (Layout-Informationen) über mehrere Handhabungsobjekte 16 im Regal 15 für jedes Handhabungsobjekt 16 oder für jeden Regalboden (Lage) des Regals 15 oder als zweidimensionale Informationen für jeden Regalboden oder dreidimensionale Informationen über mehrere Regalböden hinweg speichern.
Auch kann jedes Handhabungsobjekt 16 einen Identifikationscode oder ein Identifikationsetikett auf einer Seitenfläche als Identifikationsinformationen aufweisen. Dadurch können die Identifikationsinformationen über das Handhabungsobjekt 16 so freigelegt werden, dass sie je nach Anordnung von außerhalb des Regals 15 sichtbar sind, auch wenn das Handhabungsobjekt 16 im Regal 15 gelagert ist. Durch die Überprüfung der Identifikationsinformationen des Handhabungsobjekts 16 mit Hilfe des Bilderzeugungssensors 522 oder dergleichen kann dann, auch wenn das Handhabungsobjekt 16 im Regal 15 gelagert bleibt, das Handhabungsobjekt 16 leicht identifiziert und lokalisiert werden. Sind in diesem Fall, wie oben beschrieben, die Positionsinformationen zu mehreren Handhabungsobjekten 16 im Regal 15 als zwei- oder dreidimensionale Informationen gespeichert, können, sobald eines der Handhabungsobjekte 16 lokalisiert ist, die im Regal 15 gelagerten Handhabungsobjekte 16 für jeden Regalboden oder für jedes Regal 15 einfach und schnell lokalisiert werden. Es ist zu beachten, dass der Bilderzeugungssensor 522 so konfiguriert werden kann, dass er das Regal 15 abbildet, entweder wenn der das Regal 15 haltende Transportroboter 11 in Ruhestellung ist oder wenn der das Regal 15 haltende Transportroboter 11 sich bewegt, d. h. entweder wenn das Regal 15 in Ruhestellung ist oder sich bewegt.
Zudem kann die Robotersteuereinheit 616 konfiguriert sein, um zu bestimmen, dass die Einlagerung eines Handhabungsobjekts 16 in dem Regal 15 abgeschlossen ist, bevor die Einlagerungsarbeit (Aufgabe A4) des Handhabungsobjekts 16 in das Regal 15 tatsächlich beendet ist. So kann z. B. durch die Überprüfung eines Betriebszustandes eines Endeffektors des Handhabungsroboters 13 oder durch die Verfolgung der Bewegung des Handhabungsobjekts 16 mit Hilfe des Bilderzeugungssensors 522 bestimmt werden, dass die Einlagerung des Handhabungsobjekts 16 dann abgeschlossen ist, wenn das gesamte Handhabungsobjekt 16 oder der größte Teil des Handhabungsobjekts 16 auf den Regalboden des Regals 15 bewegt wurde oder wenn ein Teil des Handhabungsobjekts 16 den Regalboden berührt.
Das Robotersystem 600 kann die erste Aufgabe (Einlagerung von Handhabungsobjekten 16 in das Regal 15) und die zweite Aufgabe (Entnahme von Handhabungsobjekten 16 aus dem Regal 15), die sich aus den nachgenannten Einzelaufgaben B1 bis B5 zusammensetzt, ausführen, wobei diese in geeigneter Reihenfolge und mit entsprechendem Timing ausgeführt werden.
[Zweite Aufgabe: Entnehmen der Handhabungsobjekte 16 aus dem Regal 15]
Die zweite Aufgabe besteht aus den unten gezeigten Einzelaufgaben B1 bis B5, die in Kombination in geeigneter Reihenfolge mit geeignetem Timing ausgeführt werden.
B1: Das im Lagerbereich 101 aufbewahrte Regal 15, in dem z. B. die Handhabungsobjekte 16 gelagert sind, für die ein Versandauftrag eingegangen ist, wird vom Transportroboter 11 vom Lagerort zur Zugriffsposition 601 (Stopp-Position SP) im Gruppierungsbereich 103 transportiert.
B2: Jedes Handhabungsobjekt 16 im Regal 15, das vom an der Zugriffsposition 601 angehaltenen Transportroboter 11 gehalten wird, wird z. B. in seitlicher Richtung angesaugt und vom Handhabungsroboter 13 gegriffen.
B3: Das gegriffene Handhabungsobjekt 16 wird von der Zugriffsposition 601 zum Übergabeort 602 bewegt.
B4: Das Handhabungsobjekt 16 wird abgesetzt und vorübergehend am Übergabeort 602 platziert.
B5: Das Regal 15, aus dem die Handhabungsobjekte 16 entnommen wurden, wird von dem Transportroboter 11 von der Zugriffsposition 601 an den Lagerort im Lagerbereich 101 zurückgebracht.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel von Vorgangsweisen zum Ausführen der zweiten Aufgabe durch Betreiben eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Zunächst erfasst die Datenerfassungseinheit 612 in Block 801 z. B. vor Ausführung der Aufgabe B1 erste Daten einschließlich Informationen über die Handhabungsobjekte 16 und Informationen über jedes Regal 15, und die Datenspeichereinheit 614 speichert die ersten Daten, indem sie die ersten Daten den Handhabungsobjekten 16 und den Regalen 15 zuordnet.
Wenn z. B. ein Versandauftrag für Handhabungsobjekte 16 angenommen wird, kann die Datenerfassungseinheit 612 auf der Grundlage der in der Datenspeichereinheit 614 gespeicherten zweiten Daten sowie der Stammdaten 552 bei Bedarf Informationen über die Handhabungsobjekte 16 einschließlich Identifikationsinformationen, Positionsinformationen, Forminformationen und Informationen über Gewicht und Schwerpunkt sowie Identifikationsinformationen und Lagerortinformationen über das Regal 15, in dem die Handhabungsobjekte 16 gelagert sind, erfassen. Anschließend kann die Robotersteuereinheit 616 in Block 802 auf der Grundlage der Informationen über die Handhabungsobjekte 16 und der Informationen über die im Lagerbereich 101 aufbewahrten Regale 15 ein Regal 15 auswählen, aus dem die Handhabungsobjekte 16 entnommen werden, und ein oder mehrere optimale Regale 15 unter Berücksichtigung eines Transportweges und dergleichen zum Gruppierungsbereich 103 bestimmen.
Als Nächstes spezifiziert die Robotersteuereinheit 803 in Block 616 den Transportroboter 11, der verwendet wird, um das bestimmte eine oder die mehreren Regale 15 von dem Lagerbereich 101 in die Zugriffsposition 601 in dem Gruppierungsbereich 103 zu transportieren, und erzeugt oder erfasst eine Steuersequenz, beispielsweise durch Maschinenlernen oder dergleichen, wobei die Steuersequenz einen Transportweg des vom Transportroboter 11 transportierten Regals 15 einschließt. Basierend auf der Steuersequenz weist die Robotersteuereinheit 616 den spezifizierten Transportroboter 11 an, die Aufgabe B1 zum Transportieren des Regals 15 in die Zugriffsposition 601 auszuführen.
Befindet sich ein Endeffektor des Handhabungsroboters 13 nicht an der Zugriffsposition 601, entweder gleichzeitig mit der Aufgabe B1 oder vor oder nach der Aufgabe B1, weist die Robotersteuereinheit 616 den Handhabungsroboter 13 an, die Aufgabe zum Bewegen des Endeffektors des Handhabungsroboters 13 in die Zugriffsposition 601 auszuführen. In diesem Fall kann der Handhabungsroboter 13, indem er die Bewegung des Handhabungsroboters 13 abschließt, bevor das Regal 15 die Zugriffsposition 601 erreicht, die Aufgabe B2, die Handhabungsobjekte 16 aus dem Regal 15 zu entnehmen, unmittelbar nach Ankunft des Regals 15 ausführen.
Wenn der Transportboter 11 an der Zugriffsposition 601 ankommt, bildet die Steuerung 610 in Block 804 die Handhabungsobjekte 16 und das Regal 15 an der Zugriffsposition 601 mit einem 3D-Sicht- oder einem anderen Bilderzeugungssensor 522 ab, verarbeitet die resultierenden Bilddaten und überprüft dabei die Zustände und Situationen der Handhabungsobjekte 16 und des Regals 15. Darüber hinaus spezifiziert die Robotersteuereinheit 616 in Block 804, basierend auf Informationen über die Handhabungsobjekte 16 und Informationen über das Regal 15 (insbesondere Einlagerungssituation im Regal 15), die Position eines Handhabungsobjekts 16 im Regal 15 und erzeugt oder erfasst eine Steuersequenz, z. B. durch maschinelles Lernen oder dergleichen, wobei die Steuersequenz einen Fahrweg des Endeffektors zu der Position einschließt und die Aufnahme und Bewegung des Handhabungsobjekts 16 von der Zugriffsposition 601 zum Übergabeort 602 beinhaltet. Die Robotersteuereinheit 616 weist den Handhabungsroboter 13 auf Grundlage der Steuersequenz an, die Aufgaben B2 und B3 auszuführen, die darin bestehen, das Handhabungsobjekt 16 in dem Regal 15, das von dem an der Zugriffsposition 601 gestoppten Transportroboter 11 gehalten wird, zu greifen und es zum Übergabeort 602 zu bewegen.
Wie bei der ersten Aufgabe berechnet dabei die Steuerung 610 die Positionen des Transportroboters 11 und des Regals 15 aus den Bilddaten des Regals 15 an der Zugriffsposition 601, und die Datenerfassungseinheit 612 kann entsprechende Positionsinformationen über den Transportroboter 11 und das Regal 15 erfassen. Dann korrigiert die Robotersteuereinheit 616 in geeigneter Weise Positionsinformationen über das Regal 15 an der Zugriffsposition 601 auf Grundlage der entsprechenden Positionsinformationen über die beiden und erzeugt oder erfasst eine Steuersequenz für die Aufgabe B2, beispielsweise durch Maschinenlernen oder dergleichen, basierend auf der korrigierten Positionsinformation über das Regal 15. Ebenso kann die Robotersteuereinheit 616 z. B. durch maschinelles Lernen oder dergleichen eine Steuersequenz erstellen oder erfassen, so dass sich die Handhabungsobjekte 16 über den Sicherheitsfänger 152 bewegen, ohne die Sicherheitsfänger 152 zu berühren.
Anschließend nimmt die Steuerung 610 in Block 805 die am Übergabeort 602 gehaltenen Handhabungsobjekte 16 sowie den Übergabeort 602 (z. B. eine Förderbandoberfläche und die Endposition) mit einem 3D-Sicht- oder einem anderen Bilderzeugungssensor 522, je nach Bedarf, auf, verarbeitet die resultierenden Bilddaten und überprüft dabei die Zustände und Situationen der Handhabungsobjekte 16 und des Übergabeortes 602. Darüber hinaus erzeugt oder erfasst die Robotersteuereinheit 616 in Block 805 z. B. durch maschinelles Lernen oder dergleichen eine Steuersequenz, wobei die Steuersequenz eine spezifizierte Position, an der die Handhabungsobjekte 16 übergeben werden, und Fahrwege der Handhabungsobjekte 16 zu der spezifizierten Position einschließt. Basierend auf der Steuersequenz weist die Robotersteuereinheit 616 den Handhabungsroboter 13 an, die Aufgabe B4 zum Absetzen der Handhabungsobjekte 16 an der spezifizierten Position am Übergabeort 602 auszuführen. Es ist zu beachten, dass bei der direkten Platzierung der Handhabungsobjekte 16 in einem am Übergabeort 602 bereitgestellten Versandbehälter die Verfügbarkeit von Platz im Versandbehälter mit dem Bilderzeugungssensor 522 überprüft werden kann, um die Lagerungseffizienz zu erhöhen.
Wenn die Entnahme der Handhabungsobjekte 16 aus dem Regal 15 auf diese Weise abgeschlossen ist, erstellt oder erfasst die Robotersteuereinheit 616 in Block 806 eine Steuersequenz, z. B. durch maschinelles Lernen oder dergleichen, wobei die Steuersequenz einen Transportweg einschließt, auf dem das Regal 15, aus dem die Handhabungsobjekte 16 entnommen worden sind, von der Zugriffsposition 601 durch den Transportroboter 11 zum Lagerort im Lagerbereich 101 zurückgebracht wird. Basierend auf der Steuersequenz weist die Robotersteuereinheit 616 den Transportroboter 11 an, die Aufgabe B5 zum Transportieren des Regals 15 zum Lagerbereich 101 auszuführen.
Wenn die oben erwähnte zweite Aufgabe der Entnahme von Handhabungsobjekten 16 aus dem Regal 15 abgeschlossen ist, erfasst die Datenerfassungseinheit 612 in Block 807 die zweiten Daten einschließlich Informationen über das Regal 15, aus dem die Handhabungsobjekte 16 entnommen wurden, und Informationen über die Lagerorte der anderen Handhabungsobjekte 16, die im Regal 15 enthalten sind, und die Datenerfassungseinheit 614 speichert die zweiten Daten, indem sie die zweiten Daten den Handhabungsobjekten 16 und dem Regal 15 zuordnet. Auf diese Weise werden die zweiten Daten zur Einlagerungssituation der Handhabungsobjekte 16 im Regal 15 für jedes Handhabungsobjekt 16 und für jede Entnahmearbeit der Handhabungsobjekte 16 aktualisiert. Außerdem kann die Datenspeichereinheit 614, wie bei der ersten Aufgabe, auf Basis der zweiten Daten die Positionsinformationen über mehrere Handhabungsobjekte 16 im Regal 15 als zweidimensionale Informationen oder dreidimensionale Informationen für jedes Handhabungsobjekt 16 oder für jeden Regalboden im Regal 15 speichern.
Außerdem, wie bei der ersten Aufgabe, wenn die Handhabungsobjekte 16 auf einer Seitenfläche Identifikationsinformationen aufweisen, auch wenn die Handhabungsobjekte 16 im Regal 15 gelagert sind, können die Identifikationsinformationen über die Handhabungsobjekte 16 je nach Anordnung mit dem Bilderzeugungssensor 522 überprüft werden, und auch wenn die Handhabungsobjekte 16 im Regal 15 gelagert bleiben, können die Handhabungsobjekte 16 durch tatsächliche Messung leicht identifiziert werden. Ferner kann der Bilderzeugungssensor 522 so konfiguriert werden, dass er das Regal 15 abbildet, wenn der das Regal 15 haltende Transportroboter 11 in Ruhe ist oder wenn der das Regal 15 haltende Transportroboter 11 sich bewegt.
Zudem kann die Robotersteuereinheit 616 konfiguriert sein, um zu bestimmen, dass die Entnahme eines Handhabungsobjekts 16 aus dem Regal 15 abgeschlossen ist, bevor die Entnahmearbeit (Aufgabe B2) des Handhabungsobjekts 16 aus dem Regal 15 tatsächlich beendet ist. So kann z. B. durch die Überprüfung eines Betriebszustandes eines Endeffektors des Handhabungsroboters 13 oder durch die Verfolgung der Bewegung des Handhabungsobjekts 16 mit Hilfe des Bilderzeugungssensors 522 bestimmt werden, dass die Entnahme des Handhabungsobjekts 16 dann abgeschlossen ist, wenn das gesamte Handhabungsobjekt 16 oder der größte Teil des Handhabungsobjekts 16 aus dem Regal 15 herausbewegt wurde oder wenn das ganze Handhabungsobjekt 16 oder ein Teil des Handhabungsobjekts 16 den Regalboden verlässt.
Die Steuerung 610 und das Steuerungsverfahren für das wie oben beschrieben konfigurierte Robotersystem 500 bzw. 600 ermöglicht es, vor dem Einlagern der Handhabungsobjekte 16 in das Regal 15 bzw. vor dem Entnehmen der Handhabungsobjekte 16 aus dem Regal 15 Informationen über die Handhabungsobjekte 16 und das Regal 15 zu erfassen und Aufgaben (erste und zweite Aufgaben) auszuführen, die auf einer z. B. durch maschinelles Lernen oder dergleichen erzeugten bzw. erfassten Steuersequenz basieren, auf Basis der ersten Daten einschließlich der oben genannten Informationen. Dies wiederum ermöglicht eine effiziente und reibungslose Durchführung des Einlagerns der Handhabungsobjekte 16 in das Regal 15 bzw. der Entnahme der Handhabungsobjekte 16 aus dem Regal 15. Dabei kann eine komplexe Zusammenarbeit zwischen Einheiten des Robotersystems 500 oder 600 (z. B. zwischen dem Transportroboter 11 und dem Handhabungsroboter 13) realisiert werden, wodurch die Funktionalität der Robotersysteme 500 und 600 erweitert werden kann.
[Ein weiteres Anwendungsbeispiel 1]
9A ist eine schematische Draufsicht, die eine beispielhafte Umgebung zeigt, in der ein Robotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung arbeiten kann. Ähnlich wie das Robotersystem 600 kann ein Robotersystem 100 beispielsweise in einem Lager oder dergleichen installiert werden, bei dem es sich um einen Stützpunkt für die Lagerhaltung, Auffüllung, Lagerung und den Versand in einem Logistiksystem handelt. Zudem kann das Robotersystem 100 konfiguriert sein, um eine oder mehrere Aufgaben und/oder eine geeignete Kombination von mehreren Aufgaben durchzuführen oder auszuführen. Die Aufgaben können durch das Robotersystem 100 einschließlich einer oder mehrerer Einheiten (z. B. verschiedener Roboter, verschiedener Vorrichtungen, einer darin integrierten oder davon getrennten bereitgestellten Steuerung) in geeigneter Weise durchgeführt oder ausgeführt werden. Ebenso kann das Robotersystem 100 verwendet werden, um bestellte Artikel von einem Handhabungsobjekt in den Versandbehälter in dem in 1 gezeigten Versandprozess P30 zu überführen.
Wie in 9A dargestellt, kann das Robotersystem 100 einen oder mehrere Transportroboter 11 und 12 (z. B. ein Regal-FTS und ein FTS, das so konfiguriert ist, dass es einen Behälter aus einem Regal nimmt oder einen Behälter in das Regal lädt und den Behälter an Ort und Stelle abstellt), die als Transporteinheit/Transporteinheiten dienen, einen oder mehrere Handhabungsroboter 13 (z. B. Stückaufnahmeroboter), die als Übergabe-/Sortiereinheiten dienen und so konfiguriert sind, dass sie Handhabungsobjekte zwischen verschiedenen Orten bewegen, sowie eine Steuerung dafür einschließen (nicht in 9A dargestellt) .
Um vorgegebene Zwecke zu erreichen, können die vom Robotersystem 100 ausgeführten Aufgaben so kombiniert werden, dass jede Einheit einzelne Aufgaben in geeigneter Reihenfolge ausführt, oder so konfiguriert werden, dass jede Einheit verschiedene, entsprechend ausgewählte Aufgaben ausführt. Jede Einheit des Robotersystems 100 kann eine oder mehrere Aufgaben ausführen, um auf verschiedene, im Lagerbereich 101 verstreute Artikel, die im Regal 15 oder einem Behälter 16 gelagert werden und/oder auf diverse verschiedene Artikel, die nach einem vorgegebenen Eingangs- oder Verpackungsauftrag oder nach Eigenschaften der Artikel klassifiziert sind, zuzugreifen.
Der Transportroboter 11 kann z. B. die Aufgabe ausführen, die darin besteht, die Regale 15, in denen die Behälter 16 mit den bestellten Artikeln gestapelt sind, zwischen dem Lagerbereich 101 und einem Transportbereich 102 zu überführen. Auf der anderen Seite kann der Transportroboter 12 Behälter 16, in denen bestellte Artikel gelagert sind, aus den transportierten Regalen 15 entnehmen (abholen). Außerdem kann der Transportroboter 12 die Aufgabe ausführen, die Behälter 16 zwischen dem Transportbereich 102 und dem Gruppierungsbereich 103 (ein Bereich, der zum Gruppieren von Artikeln verwendet wird: die Stopp-Position SP der Behälter 16 in 9A) zu überführen. Andererseits kann der Handhabungsroboter 13 die Aufgabe ausführen, die bestellten Artikel aus den Behältern 16 im Gruppierungsbereich 103 aufzunehmen und die Behälter 16 zum Übergabeort ÜO zu bewegen (z. B. Behälter oder Boxen, welche die bestellten Artikel verpacken, oder ein Förderband oder ein Zwischenlagerbereich, auf dem die Behälter oder Boxen platziert werden) und/oder andere Versandbehälter oder dergleichen.
Das Robotersystem 100 kann bei der Ausführung einer Aufgabe, z. B. bei der Erteilung eines Transportauftrags, bei der Neuanordnung von gelagerten Objekten oder beim Auffüllen von Artikeln, verschiedene Bereiche identifizieren, in denen einzelne Einheiten und/oder Einheitengruppen arbeiten. Beispielsweise kann das Robotersystem 100 den Lagerbereich 101, in dem der Transportroboter 11 arbeitet, den Transportbereich 102, in dem der Transportroboter 12 arbeitet, und den Gruppierungsbereich 103, in dem der Transportroboter 12 und/oder der Handhabungsroboter 13 arbeiten, identifizieren. Es ist zu beachten, dass die Bereiche, in denen die Transportroboter 11 und 12 und der Handhabungsroboter 13 arbeiten, nicht auf die oben beschriebenen Bereiche beschränkt sind, und dass z. B. der Transportroboter 11 ferner im Transportbereich 102 und der Transportroboter 12 ferner im Lagerbereich 101 gemäß einer entsprechenden Steuersequenz arbeiten können.
Auch können die Bereiche, in denen die Einheiten arbeiten, benachbart zueinander sein oder sich teilweise überlappen. Beispielsweise kann der Lagerbereich 101 an den Transportbereich 102 grenzen, während sich der Transportbereich 102 teilweise mit dem Gruppierungsbereich 103 überlappen kann. In diesem Fall können die Transportroboter 11 und 12 in verschiedenen Bereichen arbeiten, indem sie z. B. auf das Regal 15 im Transportbereich 102 zugreifen, wie in 9A dargestellt. Folglich kann das Robotersystem 100 die Möglichkeit potenzieller Kollisionen zwischen verschiedenen Typen von Einheiten und/oder die Möglichkeit der gegenseitigen Behinderung reduzieren. Zu beachten ist, dass der Handhabungsroboter 13 fixiert werden kann, so dass der Transportroboter 12 leicht in den Gruppierungsbereich 103 einfahren kann, ohne mit anderen Einheiten zu kollidieren oder während der Bewegung einen Stau zu verursachen.
Auch kann das Robotersystem 100 geeignete Wege verwenden, um Transporteinheiten wie die Transportroboter 11 und 12 zu navigieren. Beispielsweise kann das Robotersystem 100 einen ersten Weg P1 nutzen, um einen oder mehrere Transportroboter 11 zu manövrieren, und/oder einen zweiten Weg P2, um einen oder mehrere Transportroboter 12 zu manövrieren. Es ist zu beachten, dass der erste Weg P1 und der zweite Weg P2 durch einen Abstand oder Zwischenraum voneinander getrennt sein können, um sich nicht zu überlappen, wie z. B. in 9A gezeigt, aber dies ist nicht einschränkend.
Ebenso können Bodenmarkierungen (z. B. Lackierung oder Band) auf dem ersten Weg P1 und dem zweiten Weg P2 vorgesehen sein, damit Transporteinheiten wie die Transportroboter 11 und 12 die Bodenmarkierungen verfolgen können, wenn sie sich selbstständig bewegen. Dies ermöglicht es dem Robotersystem 100, Formen/Positionen der Bodenmarkierungen zu identifizieren und die identifizierten Informationen zu verwenden, wenn die Transporteinheiten angewiesen werden, Wegberechnungen durchzuführen und/oder eine Sequenzierung von Positionen durchzuführen (z. B. Aufnahmepositionen und/oder Absetzpositionen von zu transportierenden Objekten). Darüber hinaus können der erste Weg P1 und der zweite Weg P2 eine Reihe von Verbindungen (z. B. Wege zwischen den Regalen 15) und Knoten (z. B. Kreuzungspositionen von Wegen oder bestimmte Positionen, die bei der Änderung einer Fahrtrichtung verwendet werden) einschließen.
Ebenso kann das Robotersystem 100 effiziente Wege berechnen, die es Transporteinheiten wie den Transportrobotern 11 und 12 ermöglichen, sich zwischen Aufnahmepositionen und/oder Absetzpositionen von zu transportierenden Objekten zu bewegen, ohne andere Einheiten zu stören. Diese Transporteinheiten können aktuelle Positionen auf den Wegen beispielsweise unter Verwendung eines Positions-/Navigationssystems berechnen und sich auf der Grundlage der aktuellen Positionen entlang spezifizierter Wege und Routen bewegen.
Zu beachten ist, dass das Robotersystem 100, wie oben beschrieben, Aufgaben als eine Reihe von Aufgaben festlegen kann, die von mehreren Einheiten ausgeführt werden, und jede der mehreren Einheiten auf der Grundlage der Eigenschaften der einzelnen Aufgaben so einstellen und steuern kann, dass die Ausführung einer integrierten Aufgabe optimiert werden kann. Beispielsweise kann das Robotersystem 100 Anpassungen vornehmen, wie z. B. das Definieren eines Arbeitsbereichs, der mehrere Einheiten erfordert, oder das Definieren eines Arbeitsbereichs, der mehrere spezifizierte Bereiche umfasst.
Um z. B. auf einen Versandauftrag zu reagieren und den Auftrag zu erfüllen, können Aufgaben oder eine Aufgabe, die aus einer geeigneten Kombination von Aufgaben besteht, ausgeführt werden, wobei die Aufgaben Folgendes umfassen: Lokalisieren des Lagerorts der bestellten Artikel im Lagerbereich 101, z. B. ein Regal 15, in dem die bestellten Artikel gelagert werden, oder ein Regal 15, in dem ein Behälter 16 mit den bestellten Artikeln gestapelt ist; Überführen des Regals 15 in den Transportbereich 102; Überführen des Behälters 16 von dem Regal 15 zu dem Gruppierungsbereich 103; Überführen der bestellten Artikel von dem Behälter 16 zu einer Zielposition, wie zum Beispiel einem Versandbehälter und/oder Förderer; Zurückbringen des Behälters 16 zu dem Regal 15; und Zurückbringen des Regals 15 zu dem Lagerbereich 101.
Um die Lagerung von Artikeln oder das Auffüllen mit Artikeln zu bewältigen, können auch Aufgaben oder eine Aufgabe, die aus einer geeigneten Kombination von Aufgaben besteht, ausgeführt werden, wobei die Aufgaben Folgendes umfassen: Bestimmen eines Behälters 16, in dem die Artikel gelagert werden können, und eines Regals 15, in dem der Behälter 16 als Lagerort für die Artikel, z. B. auf der Grundlage von Bedarfsprognosen zur Bestimmung eines verfügbaren Lagerorts, herangezogen werden kann; Einlagern von Lagerartikeln oder Auffüllartikeln in dem Behälter 16; Laden des Behälters 16, im dem die Lagerartikel oder Auffüllartikel gelagert werden, in das Regal 15; und Überführen des Regals 15 an einen geeigneten vorbestimmten Lagerort.
Um verschiedene Einheiten zu manövrieren, kann das Robotersystem 100 zudem beispielsweise Befehle, Steuerungseinstellungen, Bewegungspläne, Positionen, Identifikationsinformationen, Wege, aktuelle Positionen der Einheiten, Zustände, Fortschrittsinformationen oder eine Kombination davon generieren, die für den Betrieb von Antrieben in den jeweiligen Einheiten benötigt werden. Die erzeugten Informationen können zwischen den einzelnen Einheiten kommuniziert werden, und Aufgaben können ausgeführt werden, indem die erzeugten Informationen zwischen der Steuerung und den Einheiten ausgetauscht werden.
9B ist eine schematische Draufsicht, die einen Teil der beispielhaften Umgebung, in der das Robotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betrieben werden kann, zeigt und die einen Zustand des Gruppierungsbereichs 103 in 9A und dessen Umgebung veranschaulicht. Der Gruppierungsbereich 103 ist ein Bereich, in dem der Handhabungsroboter 13 Artikel aus dem Behälter 16 aufnimmt, die Artikel an einen Übergabeort ÜO auf einem Förderband oder dergleichen überführt und/oder die Artikel im Behälter 16 umpositioniert. Der Gruppierungsbereich 103 kann z. B. eine oder mehrere Stopp-Positionen SP einschließen, an denen der Transportroboter 12 durch Annäherung an den Handhabungsroboter 13 stoppt. Die Stopp-Position SP entsprechen Referenzpositionen, an denen ein oder mehrere Transportroboter 12 anhalten, während der Handhabungsroboter 13 eine Aufgabe zum Handhaben von Artikeln ausführt. Außerdem schließen die Stopp-Positionen SP Positionen ein, an denen der z. B. an der Spitze des Roboterarms des Handhabungsroboters 13 bereitgestellte Endeffektor (z. B. ein Greifer (wie ein Dämpfer oder Entladegreifer) oder eine Hand) für den Behälter 16 am Transportroboter 12 zugänglich ist.
Außerdem kann das Robotersystem 100 einen Bilderzeugungssensor einschließen (in 9A und 9B nicht dargestellt), der so konfiguriert ist, dass er eine oder mehrere Positionen abbildet. Beispiele für den Bilderzeugungssensor schließen eine zweidimensionale/dreidimensionale Kamera (2D/3D-Sicht), die so konfiguriert ist, dass sie den Behälter 16 im Gruppierungsbereich 103 abbildet (z. B. am Transportroboter 12 an der Stopp-Position SP und/oder am Übergabeort ÜO), Lidar und Radar ein. Das Robotersystem 100 kann die vom Bilderzeugungssensor erfassten Bilddaten für verschiedene Zwecke verarbeiten und verwenden.
Beispielsweise kann das Robotersystem 100 Bilddaten verarbeiten und verwenden, um Artikel zu identifizieren, sich für einen Artikel oder eine Kombination aus mehreren Artikeln zu entscheiden, den Artikel zu greifen und die Position und den Zustand (Ausrichtung usw.) des Artikels zu erkennen. Darüber hinaus kann das Robotersystem 100 anhand der Bilddaten die Menge der im Behälter 16 gelagerten Artikel und den Status des Behälters 16, wie z. B. den Füllstand oder den Verfügbarkeitszustand des Behälters 16, berechnen. Es ist zu beachten, dass ein interner Zustand des Behälters 16 aus der Menge der Artikel und/oder der Höhe oder dergleichen der in dem Behälter 16 gelagerten Artikel bestimmt werden kann.
Ein spezifischeres Beispiel: wenn eine Bestellung einschließlich vier verschiedener Arten von Artikeln eingeht, sendet die Steuerung des Robotersystems 100 Befehle auf der Grundlage von Steuersequenzen, die den jeweiligen Vorgängen entsprechen, an vier verschiedene Transportroboter 12, die jeweils einen von vier Behältern 16 mit den jeweiligen bestellten Artikeln aufnehmen können. Jeder der vier Transportroboter 12, die für die Aufnahme und den Transport der Behälter 16 entsprechend den vier bestellten Warenarten angepasst sind, kann z. B. an einer der Stopp-Positionen SP im Gruppierungsbereich 103 in Ruhestellung kommen, wie in 9B dargestellt. Wenn einer der Behälter 16 auf diese Weise im Gruppierungsbereich 103 eintrifft und der Transportroboter 12 wie in 9A und 9B dargestellt an der Stopp-Position SP zur Ruhe kommt, fungiert der Behälter 16 als Artikelabgabebehälter oder als Artikelaufnahmebehälter.
Durch das Manövrieren des Handhabungsroboters 13 kann das Robotersystem 100 dann z. B. die bestellten Artikel aus den Behältern 16 aufnehmen und die bestellten Artikel entsprechend dem Auftrag in den Versandbehälter oder auf das Überführungsband überführen. Darüber hinaus kann das Robotersystem 100 eine oder mehrere Einheiten (z. B. ein Förderband, einen Behälterverschlussroboter, einen Beladeroboter und ein Versandfahrzeug: keine sind abgebildet) einschließen, die so konfiguriert sind, dass sie den Versandbehälter z. B. an einem Versandort wie einer Laderampe platzieren.
Zu beachten ist, dass, während in der obigen Beschreibung des Robotersystems 100 hauptsächlich die Ausführung von Aufgaben beschrieben wurde, die mit dem Versenden (Versand) von Artikeln zusammenhängen, wird zum Ausführen von Aufgaben, die mit dem Einlagern von Artikeln oder dem Auffüllen mit Artikeln zusammenhängen, im Wesentlichen eine Steuersequenz für die Bedienung des Robotersystems 100 durch die Umkehrung der obigen Vorgänge erzeugt oder erfasst, z. B. durch maschinelles Lernen oder dergleichen, und die Aufgaben werden auf der Grundlage der Steuersequenz ausgeführt.
[Ein weiteres Anwendungsbeispiel 2]
10A und 10B sind schematische Draufsichten, die eine weitere beispielhafte Umgebung zeigen, in der ein Robotersystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung arbeiten kann, wobei 10B einen Zustand des Gruppierungsbereichs 103 in 10A und seiner Umgebung veranschaulicht. Das Robotersystem 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat einen ähnlichen Aufbau wie das in den 9A und 9B gezeigte Robotersystem 100, außer dass die Artikel direkt auf Regalböden der Regale 15 eingelagert werden, anstatt dass die Artikel in den Behälter 16 eingelagert werden, bevor sie in ein Regal eingelagert werden. Auf diese Weise kann das Robotersystem 200 als ein Beispiel betrachtet werden, bei dem die Handhabungsobjekte gemäß der vorliegenden Offenbarung selbst Artikel sind, und ist auf die direkte Einlagerung von Artikeln in ein Regal und die direkte Entnahme von Artikeln aus einem Regal anwendbar, wenn die Handhabungsobjekte selbst Artikel im Auffüllprozess P20 und im Versandprozess P30 sind, die in 1 dargestellt sind.
Das heißt, das Robotersystem 200 muss den als Transporteinheit dienenden Transportroboter 12 nicht in das Robotersystem 100 einschließen, und somit können die Transportroboter 11, welche die Regale 15 durch Zugriff auf den Lagerbereich 101 aufnehmen, sich auf dem ersten Weg P1 bewegen, die Regale 15 zum Gruppierungsbereich 103 transportieren und an den Stopp-Positionen SP in der Nähe des Handhabungsroboters 13 zur Ruhe kommen. Wenn die Regale 15 auf diese Weise im Gruppierungsbereich 103 ankommen und die Transportroboter 11 an den Stopp-Positionen SP, wie in den 10A und 10B dargestellt, zur Ruhe kommen, fungieren die Regale 15 als Artikelabgabebehälter oder Artikelaufnahmebehälter.
Durch das Manövrieren des Handhabungsroboters 13 kann das Robotersystem 200 dann z. B. die bestellten Artikel aus den Regalen 15 aufnehmen und die bestellten Artikel entsprechend dem Auftrag in den Versandbehälter oder dergleichen überführen. Darüber hinaus kann das Robotersystem 200 eine oder mehrere Einheiten (z. B. ein Förderband, einen Behälterverschlussroboter, einen Beladeroboter und ein Versandfahrzeug: keine sind abgebildet) einschließen, die so konfiguriert sind, dass sie den Versandbehälter und dergleichen z. B. an einem Versandort wie einer Laderampe platzieren.
Das so konfigurierte und gesteuerte Robotersystem 200 kann auf den Transportroboter 12, den Transportbereich 102 und den zweiten Weg P2 des Robotersystems 100 verzichten und damit Platz sparen und die Betriebseffizienz verbessern. Zu beachten ist, dass, während in der obigen Beschreibung des Robotersystems 200 wieder hauptsächlich die Ausführung von Aufgaben beschrieben wurde, die mit dem Versenden (Versand) von Artikeln zusammenhängen, wird zum Ausführen von Aufgaben, die mit dem Einlagern von Artikeln oder dem Auffüllen mit Artikeln zusammenhängen, eine Steuersequenz für die Bedienung des Robotersystems 200 durch die Umkehrung der obigen Vorgänge erzeugt oder erfasst, z. B. durch maschinelles Lernen oder dergleichen, und die Aufgaben werden auf der Grundlage der Steuersequenz ausgeführt.
Während Ausführungsformen als Beispiele für die vorliegende Offenbarung oben ausführlich beschrieben wurden, sind die obigen Beschreibungen in jeder Hinsicht lediglich beispielhaft für die vorliegende Offenbarung und sollen das Verständnis der vorliegenden Erfindung erleichtern, sind aber nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung auszulegen. Darüber hinaus können selbstverständlich verschiedene Verbesserungen und Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und die Bestandteile der Ausführungsformen sowie die Anordnungen, Materialien, Bedingungen, Formen, Größen und dergleichen der Bestandteile sind nicht auf die oben abgebildeten oder spezifischen beschränkt und können gegebenenfalls geändert werden.
Mit anderen Worten schließen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung andere Konfigurationen weder aus noch beschränken sie die vorliegende Offenbarung auf die oben genannten Ausführungsformen. Modifizierte Formen, die den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung entsprechen, können innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung umgesetzt werden. Beispielsweise können Prozesse, Schritte, Routinen oder Blöcke in verschiedenen Reihenfolgen in alternativen Ausführungsformen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden, und einige Prozesse, Schritte, Routinen oder Blöcke können innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung gelöscht, verschoben, hinzugefügt, unterteilt, kombiniert und/oder verändert werden. Auch können die Prozesse, Schritte, Routinen oder Blöcke mit verschiedenen Verfahren durchgeführt werden. Auch wenn die Prozesse, Schritte, Routinen oder Blöcke in den oben genannten Ausführungsformen nacheinander ausgeführt werden sollen, können darüber hinaus die Prozesse, Schritte, Routinen oder Blöcke in einigen Fällen gleichzeitig oder nicht nacheinander zu verschiedenen Zeitpunkten ausgeführt werden. Darüber hinaus können hierin zitierte spezifische Zahlenwerte andere Werte oder andere Bereiche sein.
Da es sich um spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung handelt, sollten die oben genannten Ausführungsformen auch nicht ausschließlich als „beste denkbare Arten“ betrachtet werden, da sie möglicherweise durch viele alternative Verfahren durchgeführt werden können. Darüber hinaus können Details der oben genannten Ausführungsformen in bestimmten Umsetzungsmodi erheblich geändert werden, sind aber dennoch in den Techniken der vorliegenden Offenbarung enthalten. Außerdem sind die spezifischen Begriffe, die zur Beschreibung spezifischer Merkmale oder Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, nicht auf bestimmte Eigenschaften, Merkmale oder Gesichtspunkte oder spezifische Ausführungsformen beschränkt, die in der vorliegenden Offenbarung verwendet werden und mit denen die Begriffe assoziiert sind, und somit ist die vorliegende Erfindung nicht auf bestimmte Bedeutungen beschränkt, außer wie in den beigefügten Ansprüchen definiert. Obwohl die vorliegende Erfindung durch eine beliebige Anzahl von Ansprüchen definiert ist, ist es selbstverständlich, dass verschiedene Gesichtspunkte innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung erwartet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62792348 [0001]
JP 2019188774 [0001]
US 16/258120 [0086]

Claims

Steuerung für ein Robotersystem einschließlich eines Handhabungsroboters, der geeignet ist, ein Handhabungsobjekt zu handhaben, um das Handhabungsobjekt in einem Regal einzulagern und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal zu entnehmen, und eines Transportroboters, der geeignet ist, das Regal zu transportieren, die Steuerung umfassend: eine Datenerfassungseinheit, die angepasst ist, erste Daten einschließlich Informationen über das Handhabungsobjekt und Informationen über das Regal zu erfassen, bevor das Handhabungsobjekt in dem Regal eingelagert wird und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal entnommen wird; eine Datenspeichereinheit, die angepasst ist, um die ersten Daten zu speichern; und eine Robotersteuereinheit, die angepasst ist, um das Regal auszuwählen und auf Grundlage der ersten Daten in eine Zugriffsposition zu transportieren, bevor das Handhabungsobjekt in dem Regal eingelagert wird und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal entnommen wird, um eine Steuersequenz zum Einlagern des Handhabungsobjekts in dem Regal und/oder zum Entnehmen des Handhabungsobjekts aus dem Regal zu erzeugen oder zu erfassen, und basierend auf der Steuersequenz den Transportroboter anzuweisen, eine Aufgabe zum Transportieren des Regals zu der Zugriffsposition auszuführen, und den Handhabungsroboter anzuweisen, eine Aufgabe zum Einlagern des Handhabungsobjekts in dem Regal und/oder zum Entnehmen des Handhabungsobjekts aus dem Regal auszuführen.
Steuerung nach Anspruch 1, wobei: die Datenerfassungseinheit zweite Daten einschließlich der Informationen über das Handhabungsobjekt und der Informationen über das Regal erfasst, nachdem das Handhabungsobjekt im Regal eingelagert und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal entnommen wurde; und die Datenspeichereinheit die zweiten Daten speichert.
Steuerung nach Anspruch 2, wobei die Robotersteuereinheit die Steuersequenz auf Grundlage der zweiten Daten erzeugt oder erfasst, so dass das Handhabungsobjekt gebündelt in dem Regal platziert wird.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Robotersteuereinheit den Handhabungsroboter anweist, mindestens einen Teil der Vorgänge in der Steuersequenz durchzuführen, bevor das Regal die Zugriffsposition erreicht.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Datenerfassungseinheit entsprechende Positionsinformationen über den Transportroboter und das Regal erfasst; und die Robotersteuereinheit die Positionsinformationen über das Regal an der Zugriffsposition auf der Grundlage der entsprechenden Positionsinformationen korrigiert und die Steuersequenz auf der Grundlage der korrigierten Positionsinformationen erzeugt oder erfasst.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das Regal so konfiguriert ist, dass das Handhabungsobjekt in seitlicher Richtung eingelagert und/oder entnommen wird, und ein Sicherheitsfänger für das Handhabungsobjekt in einem Endbereich des Regals installiert ist; der Handhabungsroboter das Handhabungsobjekt aus der seitlichen Richtung greift; und die Robotersteuereinheit die Steuersequenz so erzeugt oder erfasst, dass sich das Handhabungsobjekt über den Sicherheitsfänger bewegt.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Datenspeichereinheit Positionsinformationen über eine Vielzahl von Handhabungsobjekten im Regal als zweidimensionale Informationen oder dreidimensionale Informationen für jedes Handhabungsobjekt oder für jeden Regalboden im Regal speichert.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: das Robotersystem ferner einen Sensor einschließt, der angepasst ist, um das Regal abzubilden, in dem das Handhabungsobjekt gelagert wird; und die Robotersteuereinheit die Steuersequenz für die Lagerung des Handhabungsobjekts im Regal erzeugt oder erfasst, damit der Sensor Identifikationsinformationen über das Handhabungsobjekt messen kann.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: das Robotersystem ferner einen Sensor einschließt, der angepasst ist, um das Regal abzubilden, in dem das Handhabungsobjekt gelagert wird; und der Sensor das Regal abbildet, wenn der Transportroboter, der das Regal hält, stillsteht oder wenn der Transportroboter, der das Regal hält, sich bewegt.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Robotersteuereinheit bestimmt, dass die Einlagerung des Handhabungsobjekts in das Regal und/oder die Entnahme des Handhabungsobjekts aus dem Regal abgeschlossen ist, bevor die Einlagerung des Handhabungsobjekts in das Regal und/oder die Entnahme des Handhabungsobjekts aus dem Regal beendet ist.
Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Datenerfassungseinheit tatsächlich gemessene Werte oder geschätzte Werte der Informationen über das Handhabungsobjekt und/oder der Informationen über das Regal erfasst.
Logistiksystem umfassend: die Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11; und ein Robotersystem einschließlich des Handhabungsroboters und des Transportroboters.
Logistiksystem nach Anspruch 12, wobei: die Steuerung das Robotersystem und einen auf das Robotersystem bezogenen Bereich identifiziert und Aufgaben auf Basis der Steuersequenz berechnet; und die Aufgaben eine Aufgabe, die sich auf die vom Robotersystem ausgeführte Beförderung des Regals und die Handhabung des Handhabungsobjekts bezieht, sowie eine Vielzahl von Aufgaben einschließen, die durch das Robotersystem über benachbarte und/oder überlappende Bereiche ausgeführt werden.
Programm, das so konfiguriert ist, dass es einen Computer veranlasst, als Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zu fungieren.
Computerlesbares, nichtflüchtiges Aufzeichnungsmedium, auf dem das Programm gemäß Anspruch 14 aufgezeichnet ist.
Steuerungsverfahren für ein Robotersystem einschließlich eines Handhabungsroboters, der angepasst ist, ein Handhabungsobjekt zu handhaben, um das Handhabungsobjekt in einem Regal einzulagern und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal zu entnehmen, und eines Transportroboters, der angepasst ist, das Regal zu transportieren, wobei das Steuerungsverfahren durch eine Steuerung mit einer Datenerfassungseinheit, einer Datenspeichereinheit und einer Robotersteuereinheit durchgeführt wird, wobei: die Datenerfassungseinheit erste Daten einschließlich Informationen über das Handhabungsobjekt und Informationen über das Regal erfasst, bevor das Handhabungsobjekt in dem Regal eingelagert wird und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal entnommen wird; die Datenspeichereinheit die ersten Daten speichert; und die Robotersteuereinheit das Regal auswählt und es auf Grundlage der ersten Daten in eine Zugriffsposition transportiert, bevor das Handhabungsobjekt in dem Regal eingelagert wird und/oder das Handhabungsobjekt aus dem Regal entnommen wird, eine Steuersequenz zum Einlagern des Handhabungsobjekts in dem Regal und/oder zum Entnehmen des Handhabungsobjekts aus dem Regal erzeugt oder erfasst, und basierend auf der Steuersequenz den Transportroboter anweist, eine Aufgabe zum Transportieren des Regals zu der Zugriffsposition auszuführen, und den Handhabungsroboter anweist, eine Aufgabe zum Einlagern des Handhabungsobjekts in dem Regal und/oder zum Entnehmen des Handhabungsobjekts aus dem Regal auszuführen.