DE102020113278A1 - Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Industrieroboters - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines, insbesondere zur Ausführung von Pick-and-Place- bzw. Vereinzelungsaufgaben konfigurierten, Industrieroboters (3).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines, insbesondere zur Ausführung von Pick-and-Place- bzw. Vereinzelungsaufgaben konfigurierten, Industrieroboters, wobei der Industrieroboter eine Handhabungseinrichtung, welche wenigstens ein Handhabungselement zur Handhabung eines von einer ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position umzusetzenden Objekts umfasst.
  • Entsprechende Verfahren zur Steuerung des Betriebs von Industrierobotern sind aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt.
  • Die Steuerung des Betriebs entsprechender Industrieroboter erfolgt bis dato typischerweise über jeweiligen Industrierobotern zuordenbare oder zugeordnete Steuereinrichtungen. Diese Steuereinrichtungen sind eingerichtet, diesen zugeführte Daten - hierbei kann es sich z. B. um verschiedene Erfassungs- bzw. Sensordaten handeln -zur Erzeugung von Steuerinformationen zu verarbeiten. Die derart erzeugten Steuerinformationen werden der Steuerung des Betriebs des oder der jeweiligen Industrieroboter zugrunde gelegt.
  • Wenngleich diese bekannten Verfahren eine zuverlässige Steuerung des Betriebs von Industrierobotern auf Grundlage entsprechender Steuerinformationen ermöglichen, sind diese verbesserungswürdig, als die zur Erzeugung entsprechender Steuerinformationen erforderlichen datenverarbeitungsmäßige Ressourcen, d. h. insbesondere der erforderliche Speicher- und Rechenressourcen, typischerweise sehr hoch sind.
  • Mithin besteht ein Bedarf nach einem demgegenüber, insbesondere im Hinblick auf die zur Erzeugung entsprechender Steuerinformationen erforderlichen datenverarbeitungsmäßigen Ressourcen, d. h. insbesondere die erforderlichen Speicher- und Rechenressourcen, verbesserten Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Industrieroboters.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein, insbesondere im Hinblick auf die zur Erzeugung entsprechender Steuerinformationen erforderlichen datenverarbeitungsmäßigen Ressourcen, d. h. insbesondere die erforderlichen Speicher- und Rechenressourcen, verbessertes Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Industrieroboters anzugeben.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Industrieroboters gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen des Verfahrens.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs wenigstens eines Industrieroboters. Ein entsprechender Industrieroboter umfasst typischerweise eine Handhabungseinrichtung, welche wenigstens ein Handhabungselement, d. h. z. B. ein Greifelement, Saugelement, etc., zur Handhabung eines von einer ersten räumlichen Ausrichtung und/oder Position in eine zweite räumliche Ausrichtung und/oder Position umzusetzenden Objekts umfasst. Bei einem entsprechenden Industrieroboter handelt es sich sonach insbesondere um einen zur Ausführung von Pick-and-Place- bzw. Umsetz- bzw. Vereinzelungsaufgaben konfigurierten Industrieroboter. Entsprechend handelt es sich bei dem Verfahren insbesondere um ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs wenigstens eines zur Ausführung von Pick-and-Place- bzw. Umsetz- bzw. Vereinzelungsaufgaben konfigurierten Industrieroboters.
  • Eine entsprechende Handhabungseinrichtung eines entsprechenden Industrieroboters kann gegebenenfalls auch als Endeffektoreinrichtung bezeichnet bzw. erachtet werden. Ein entsprechendes Handhabungselement kann sonach gegebenenfalls auch als Endeffektorelement bezeichnet bzw. erachtet werden.
  • Bei einem entsprechenden Industrieroboter kann es sich in allen Ausführungsformen um einen kollaborativen Industrieroboter („Cobot“) handeln. Mithin kann das Verfahren zur Steuerung eines kollaborativen Industrieroboter („Cobot“) implementiert sein bzw. werden.
  • Das Verfahren umfasst die im Weiteren näher beschriebenen Schritte:
    • In einem ersten Schritt des Verfahrens erfolgt ein Erfassen einer Mehrzahl an in einer ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten und ein Erzeugen einer die erfasste Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten beschreibenden Erfassungsdaten, In dem ersten Schritt des Verfahrens werden sonach Erfassungsdaten erzeugt, welche eine Mehrzahl an erfassten in einer ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten beinhalten bzw. beschreiben. Die in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten werden hierfür typischerweise über eine oder mehrere Erfassungseinrichtungen erfasst; mithin wird bzw. werden zur Durchführung des ersten Schritts des Verfahrens typischerweise eine oder mehrere Erfassungseinrichtungen verwendet. Die in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten befinden sich typischerweise in einem Erfassungsbereich der jeweiligen Erfassungseinrichtung(en). Ein entsprechender Erfassungsbereich kann z. B. einen definierten Ausschnitt bzw. Bereich eines, z. B. band- oder kettenartigen, Förderelements einer die jeweiligen in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte fördernden Fördereinrichtung betreffen. Konkret kann ein entsprechender Erfassungsbereich einen definierten Ausschnitt bzw. Bereich eines, z. B. band- oder kettenartigen, Zuführelements einer die jeweiligen in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte in einen Aktionsbereich eines Handhabungselements einer Handhabungseinrichtung des Industrieroboters zuführenden Zuführeinrichtung betreffen.
  • Die in dem ersten Schritt des Verfahrens erfassten Objekte können grundsätzlich zumindest teilweise, gegebenenfalls vollständig, geordneten oder ungeordnet ausgerichtet und/oder positioniert sein.
  • In einem zweiten Schritt des Verfahrens erfolgt ein Anwenden einer ersten Datenverarbeitungsmaßnahme zur Verarbeitung der Erfassungsdaten, wobei das Anwenden der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme eine Auswahl genau eines Objekts aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten liefert, und ein Erzeugen einer das genau eine aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten ausgewählte Objekt beschreibenden Auswahlinformation. In dem zweiten Schritt des Verfahrens wird sonach eine erste Datenverarbeitungsmaßnahme angewendet, um die in dem ersten Schritt des Verfahrens erzeugten Erfassungsdaten zu verarbeiten. Die in dem ersten Schritt des Verfahrens erzeugten Erfassungsdaten werden in dem zweiten Schritt des Verfahrens sonach auf Grundlage einer ersten Datenverarbeitungsmaßnahme verarbeitet. Die insbesondere durch eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Datenverarbeitungseinrichtung durchgeführte Anwendung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme liefert als Ergebnis eine Auswahl genau eines Objekts aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten. Das Ergebnis der Anwendung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme ist sonach eine erzeugte Auswahlinformation, welche das genau eine aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten ausgewählte Objekt beinhaltet bzw. beschreibt. Die erzeugte Auswahlinformation beinhaltet bzw. beschreibt sonach (genau) das Objekt, welches durch Anwendung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme aus der der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten ausgewählt wurde.
  • Wie sich im Weiteren ergibt, können bei der Anwendung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme eine oder mehrere Auswahlkriterien berücksichtigt werden; mithin kann eine Auswahl genau eines Objekts aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten auf Grundlage bzw. unter Berücksichtigung wenigstens eines Auswahlkriteriums erfolgen.
  • Die Anwendung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme kann die Anwendung wenigstens eines, gegebenenfalls einen Bestandteil einer Auswahlsoftware bildenden, Auswahlalgorithmus, hierbei kann es sich z. B. um einen Bildverarbeitungsalgorithmus handeln, beinhalten. Ein entsprechender Auswahl- bzw. Bildverarbeitungsalgorithmus kann eingerichtet sein, aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten genau ein Objekt auszuwählen. Wie erwähnt, können bei der Anwendung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme eine oder mehrere Auswahlkriterien berücksichtigt werden. Ein entsprechender Auswahl- bzw. Bildverarbeitungsalgorithmus kann entsprechend eingerichtet sein, bei der Auswahl des genau einen Objekts aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten ein oder mehrere entsprechende Auswahlkriterien zu berücksichtigen.
  • Der Auswahlalgorithmus kann im Rahmen eines Maschinenlernprozesses, d. h. über eine Methode des maschinellen Lernens, erzeugt werden bzw. worden sein. Im Rahmen eines entsprechenden Maschinenlernprozesses können ein oder mehrere künstliche neuronale Netze mit einen oder mehreren zwischen einer Eingabe- und einer Ausgabeschicht implementierten Zwischenschichten eingesetzt werden bzw. worden sein.
  • In einem dritten Schritt des Verfahrens erfolgt ein Anwenden einer zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme zur Verarbeitung der Auswahlinformation, wobei das Anwenden der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme wenigstens eine Koordinate zur Handhabung des genau einen durch die Auswahlinformation beschriebenen Objekts vermittels wenigstens eines Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters liefert, und ein Erzeugen einer die wenigstens eine Koordinate beschreibenden Koordinateninformation. In dem dritten Schritt des Verfahrens wird sonach eine zweite Datenverarbeitungsmaßnahme angewendet, um die in dem zweiten Schritt des Verfahrens erzeugte Auswahlinformation zu verarbeiten. Die in dem zweiten Schritt des Verfahrens erzeugte Auswahlinformation wird in dem dritten Schritt des Verfahrens sonach auf Grundlage einer zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme verarbeitet. Die insbesondere durch die oder eine weitere hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Datenverarbeitungseinrichtung durchgeführte Anwendung der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme liefert als Ergebnis wenigstens eine Koordinate zur Handhabung des genau einen durch die Auswahlinformation beschriebenen Objekts vermittels wenigstens eines Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters. Das Ergebnis der Anwendung der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme ist sonach eine erzeugte Koordinateninformation, welche wenigstens eine Koordinate zur Handhabung des genau einen durch die Auswahlinformation beschriebenen Objekts vermittels wenigstens eines Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters beinhaltet bzw. beschreibt. Die erzeugte Koordinateninformation beinhaltet bzw. beschreibt sonach eine oder mehrere Koordinaten - hierbei handelt es sich typischerweise um auf das jeweilige Objekt bezogene Koordinaten - zur Handhabung des genau einen durch die Auswahlinformation beschriebenen Objekts vermittels wenigstens eines Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters. Bei den durch die Koordinateninformation beschriebenen Koordinaten kann es sich z. B. um Weltkoordinaten handeln.
  • Wie sich im Weiteren ergibt, können bei der Anwendung der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme eine oder mehrere Bestimmungskriterien berücksichtigt werden; mithin kann eine Bestimmung einer oder mehrerer Koordinate(n) zur Handhabung des genau einen durch die Auswahlinformation beschriebenen Objekts vermittels wenigstens eines Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters auf Grundlage bzw. unter Berücksichtigung wenigstens eines Bestimmungskriteriums erfolgen.
  • Die Anwendung der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme kann die Anwendung wenigstens eines, gegebenenfalls einen Bestandteil einer Bestimmungssoftware bildenden, Bestimmungsalgorithmus, hierbei kann es sich z. B. um einen Bildverarbeitungsalgorithmus handeln, beinhalten. Ein entsprechender Bestimmungs- bzw. Bildverarbeitungsalgorithmus kann eingerichtet sein, an dem durch die Auswahlinformation beschriebenen Objekt geeignete Koordinaten zu bestimmen, an welchen sich das Objekt vermittels eines oder mehrerer Handhabungselemente der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters handhaben, d. h. z. B. greifen, lässt. Wie erwähnt, können bei der Anwendung der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme eine oder mehrere Bestimmungskriterien berücksichtigt werden. Ein entsprechender Bestimmungs- bzw. Bildverarbeitungsalgorithmus kann entsprechend eingerichtet sein, bei der Bestimmung entsprechender Koordinaten ein oder mehrere entsprechende Bestimmungskriterien zu berücksichtigen.
  • Der Bestimmungsalgorithmus kann im Rahmen eines Maschinenlernprozesses, d. h. über eine Methode des maschinellen Lernens, erzeugt werden bzw. worden sein. Im Rahmen eines entsprechenden Maschinenlernprozesses können ein oder mehrere künstliche neuronale Netze mit einen oder mehreren zwischen einer Eingabe- und einer Ausgabeschicht implementierten Zwischenschichten eingesetzt werden bzw. worden sein.
  • In einem vierten Schritt des Verfahrens erfolgt ein Steuern des Betriebs des Industrieroboters zur Ausführung einer Aufgabe, insbesondere einer Pick-and-Place- bzw. Vereinzelungsaufgabe, auf Grundlage der Koordinateninformation. Die Koordinateninformation geht sonach in entsprechende Steuerinformationen zur Steuerung des Betriebs des Industrieroboters ein bzw. werden entsprechende Steuerinformationen auf Grundlage bzw. unter Berücksichtigung der Koordinateninformation erzeugt. In dem vierten Schritt des Verfahrens wird die in dem dritten Schritt des Verfahrens erzeugte Koordinateninformation der Steuerung des Betriebs des Roboters zugrunde gelegt, sodass der Industrieroboter das oder die jeweiligen Handhabungselemente der Handhabungseinrichtung an der oder den durch die Koordinateninformation beschriebenen Koordinaten ansetzt, um das jeweilige Objekt von der ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position umzusetzen. Die zweite Ausrichtung und/oder Position kann dabei z. B. durch einen Benutzer bzw. Programmierer des Industrieroboters vorgegeben sein bzw. werden.
  • Die Steuerung des Betriebs des Industrieroboters beinhaltet dabei typischerweise ein Handhaben genau des einen Objekts, welches durch die Auswahlinformation beschrieben ist, an der oder den Koordinaten, welche durch die Koordinateninformation beschrieben sind, bzw. resultiert in einem solchen.
  • Der wesentliche Vorteil des hierin beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass bereits in dem zweiten Schritt des Verfahrens eine entsprechende Auswahl genau eines Objekts aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an erfassten Objekten ausgewählt wird. Derart kann die im Weiteren zur Bestimmung jeweiliger Koordinaten zu verarbeitende Datenmenge erheblich reduziert bzw. auf ein einziges Objekt, nämlich das jeweils ausgewählte Objekt, beschränkt werden, was gleichermaßen die zur Erzeugung entsprechender Steuerinformationen erforderlichen datenverarbeitungsmäßigen Ressourcen, d. h. insbesondere die Speicher- und Rechenressourcen, erheblich reduziert.
  • Insbesondere im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Ansätzen zur Erzeugung entsprechender der Steuerung entsprechender Industrieroboter zugrunde zu legender Steuerinformationen, in welchen erhebliche Datenmengen verarbeitet werden müssen, ermöglicht es das hierin beschriebene Verfahren bereits in dem zweiten Schritt des Verfahrens und damit vergleichsweise frühzeitig, die zur Erzeugung entsprechender Koordinateninformationen zu verarbeitende Datenmenge erheblich zu reduzieren, indem durch Anwenden der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten genau ein Objekt ausgewählt wird. Durch die bereits in dem zweiten Schritt des Verfahrens erfolgende Auswahl genau eines Objekts aus den durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten wird die Datenmenge der im Weiteren zu verarbeitenden Daten auf genau das ausgewählte Objekt reduziert; die durch die Auswahlinformation definierten, im Weiteren zu verarbeitenden Daten sind damit auf das jeweilige genau eine ausgewählte Objekt beschränkt bzw. konzentriert, sodass sich auch die weitere Verarbeitung der Daten nur auf das jeweilige genau eine ausgewählte Objekt beschränkt bzw. konzentriert.
  • Aufgrund der reduzierten Datenmenge lässt sich das Verfahren deutlich schneller ausführen, als die erforderlichen datenverarbeitungsmäßigen Ressourcen, d. h. insbesondere die erforderlichen Speicher- und Rechenressourcen, erheblich reduziert sind. Alternativ oder ergänzend, können zur Durchführung des Verfahrens gegebenenfalls, insbesondere im Hinblick auf Speicher- und Rechenleistung, weniger leistungsstarke Datenverarbeitungseinrichtungen verwendet werden.
  • Insgesamt liegt ein verbessertes Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Industrieroboters vor.
  • Das Steuern des Betriebs des Industrieroboters auf Grundlage der Koordinateninformation kann in allen Ausführungsformen wenigstens eine Interaktion des wenigstens einen Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters mit dem durch die jeweilige Auswahlinformation beschriebenen und somit ausgewählten Objekt an oder im Bereich der durch die Koordinateninformation beschriebenen wenigstens einen Koordinate umfassen. Eine entsprechende Interaktion kann ein, z. B. durch ein Greifen realisiertes, Aufnehmen („Picken“) des durch die jeweilige Auswahlinformation beschriebenen und somit ausgewählten Objekts an der oder den durch die jeweilige Koordinateninformation beschriebenen Koordinate(n) umfassen. Insbesondere kann das Steuern des Betriebs des Industrieroboters auf Grundlage der Koordinateninformation ein Umsetzen des durch die jeweilige Auswahlinformation beschriebenen und somit ausgewählten Objekts von einer ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position vermittels des wenigstens einen Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters umfassen.
  • Das in dem ersten Schritt des Verfahrens erfolgende Erfassen der Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten kann vermittels wenigstens einer optischen Erfassungseinrichtung durchgeführt werden. Entsprechende Erfassungseinrichtungen können sonach als optische Erfassungseinrichtungen, d. h. z. B. als (digitale) Kameraeinrichtungen, ausgebildet sein oder solche umfassen. Entsprechende Erfassungseinrichtungen können ein oder mehrere Erfassungselemente, d. h. z. B. optische Sensorelemente, wie z. B. CCD- und/oder CMOS-Sensoren, umfassen. Die in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten können in allen Ausführungsformen sonach optisch erfasst werden.
  • Insbesondere kann in dem ersten Schritt des Verfahrens wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung verwendet werden, welche an dem verfahrensgemäß steuerbaren bzw. zu steuernden Industrieroboter, d. h. insbesondere an einem unbewegbaren oder unbewegten Abschnitt des Industrieroboters, insbesondere an einem Abschnitt einer zur Aufnahme von Funktions- und/oder Versorgungskomponenten des Industrieroboters eingerichteten Gehäuseeinrichtung des Industrieroboters, angeordnet oder ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann wenigstens eine lage- bzw. ortsfest an dem Industrieroboter angeordnete oder ausgebildete optische Erfassungseinrichtung verwendet werden, was deshalb vorteilhaft ist, als durch die lage- bzw. ortsfeste Anordnung die Realisierung eines definierten optischen Erfassungsbereichs auf einfache Weise möglich ist. Eine entsprechende lage- bzw. ortsfeste Anordnung einer entsprechenden optischen Erfassungseinrichtung ist zweckmäßig an einem relativ zu den zu erfassenden Objekten erhöhten Bereich gewählt, sodass der sich aus der Anordnung der optischen Erfassungseinrichtung relativ zu den zu erfassenden Objekten ergebende Erfassungsbereich eine Art Übersicht zumindest über einen Teil der zu erfassenden Objekte, gegebenenfalls über alle zu erfassenden Objekte, ermöglicht. Hierfür hat sich eine Anordnung der optischen Erfassungseinrichtung an einer Gehäuseeinrichtung des Industrieroboters des Industrieroboters als zweckmäßig erwiesen. Eine entsprechende Gehäuseeinrichtung kann z. B. auf einem sich vertikal erstreckend angeordneten oder ausgebildeten Grundträger des Industrieroboters angeordnet oder ausgebildet sein. An oder in einer bisweilen auch als „Kopf“ zu bezeichnenden bzw. zu erachtenden Gehäuseeinrichtung können, gegebenenfalls hardware- und/oder softwaremäßig implementierte, Funktions- und/oder Versorgungskomponenten des Industrieroboters angeordnet oder ausgebildet sein.
  • In allen Ausführungsformen kann wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung verwendet werden, welche einen definierten optischen Erfassungsbereich, innerhalb welches Objekte vermittels der Erfassungseinrichtung erfassbar sind bzw. erfasst werden, aufweist. Ein entsprechender optischer Erfassungsbereich kann z. B. einen definierten Ausschnitt bzw. Bereich eines, z. B. band- oder kettenartigen, Förderelements einer die jeweiligen in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte fördernden Fördereinrichtung betreffen. Konkret kann ein entsprechender optischer Erfassungsbereich einen definierten Ausschnitt bzw. Bereich eines, z. B. band- oder kettenartigen, Zuführelements einer die jeweiligen in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte in einen Aktionsbereich eines Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters zuführenden Zuführeinrichtung betreffen.
  • Typischerweise besteht zumindest ein qualitativer Zusammenhang zwischen der Größe des optischen Erfassungsbereichs und der durch die Erfassungsdaten erzeugten Datenmenge. Ein optischer Erfassungsbereich kann in allen Ausführungsformen, insbesondere im Hinblick auf seine Größe, so gewählt sein, dass die durch die Erfassungsdaten erzeugte Datenmenge auf einen bestimmten Grenzwert beschränkt ist. Selbstverständlich ist es denkbar, dass eine optische Erfassungseinrichtung mit einem variablen optischen Erfassungsbereich verwendet wird; mithin kann eine optische Erfassungseinrichtung verwendet werden, welche einen ersten optischen Erfassungsbereich und wenigstens einen davon jedenfalls im Hinblick auf die Größe des Erfassungsbereichs im Vergleich zu dem ersten optischen Erfassungsbereich verschiedenen weiteren optischen Erfassungsbereich aufweist.
  • Grundsätzlich gilt, dass die zu erfassenden Objekte dynamisch oder statisch erfasst werden können; die Objekte können sonach erfasst werden, wenn sich diese in Bewegung befinden, oder wenn sich diese nicht in Bewegung befinden.
  • Die erste Datenverarbeitungsmaßnahme kann durch wenigstens ein ein- oder mehrschichtiges bzw. -stufiges erstes künstliches neuronales Netz implementiert werden. Ein entsprechendes erstes künstliches neuronales Netz weist wenigstens eine zwischen einer Eingabe- und einer Ausgabeschicht befindliche Zwischenschicht auf. Der Grad der Komplexität und damit einhergehend das Leistungsvermögen des oder der jeweiligen ersten künstlichen neuronalen Netze(s) kann insbesondere durch die Anzahl der jeweiligen Zwischenschichten definiert werden. Grundsätzlich können (vergleichsweise) einfach oder (vergleichsweise) komplex konfigurierte künstliche neuronale Netze zur Implementierung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme verwendet werden. Die Verwendung entsprechender künstlicher neuronaler Netze zeigte in Untersuchungen überraschenderweise besondere Vorteile im Zusammenhang mit der Verarbeitung jeweiliger Erfassungsdaten zur Erzeugung jeweiliger Auswahlinformationen.
  • Alternativ oder ergänzend kann die zweite Datenverarbeitungsmaßnahme durch wenigstens ein ein- oder mehrschichtiges bzw. -stufiges zweites künstliches neuronales Netz implementiert werden. Ein entsprechendes zweites künstliches neuronales Netz weist wenigstens eine zwischen einer Eingabe- und einer Ausgabeschicht befindliche Zwischenschicht auf. Der Grad der Komplexität und damit einhergehend das Leistungsvermögen des oder der jeweiligen zweiten künstlichen neuronalen Netze(s) kann insbesondere durch die Anzahl der jeweiligen Zwischenschichten definiert werden. Grundsätzlich können (vergleichsweise) einfach oder (vergleichsweise) komplex konfigurierte künstliche neuronale Netze zur Implementierung der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme verwendet werden. Die Verwendung entsprechender künstlicher neuronaler Netze zeigte in Untersuchungen überraschenderweise besondere Vorteile im Zusammenhang mit der Verarbeitung jeweiliger Auswahlinformationen zur Erzeugung jeweiliger Koordinateninformationen.
  • Wie erwähnt, kann zur Anwendung der ersten und zweiten Datenverarbeitungsmaßnahmen wenigstens eine zur Anwendung der ersten und zweiten Datenverarbeitungsmaßnahmen eingerichtete hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Datenverarbeitungseinrichtung verwendet werden. Eine jeweilige Datenverarbeitungseinrichtung kann eingerichtet sein, wenigstens ein erstes künstliches neuronales Netz und/oder wenigstens ein zweites künstliches neuronales Netz zu implementieren respektive durch entsprechende erste und/oder zweite künstliche neuronale Netze implementiert sein bzw. werden. Eine jeweilige Datenverarbeitungseinrichtung kann einen Bestandteil einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs des Industrieroboters bilden.
  • Wie erwähnt, können bei der Anwendung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme eine oder mehrere Auswahlkriterien berücksichtigt werden. Mithin kann die vermittels der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme erfolgende Auswahl genau eines Objekts aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten auf Grundlage wenigstens eines Auswahlkriteriums durchgeführt werden. Ein entsprechendes Auswahlkriterium kann eine bei der Auswahl eines jeweiligen genau einen Objekts zu berücksichtigende Randbedingung darstellen.
  • Als entsprechendes Auswahlkriterium kann z. B. eine eine absolute Ausrichtung und/oder Position wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte beschreibende Absolutausrichtungsinformation und/oder Absolutpositionsinformation verwendet werden. Eine Absolutausrichtungsinformation und/oder Absolutpositionsinformation kann z. B. in Lagewinkeln und/oder in Weltkoordinaten angegeben sein bzw. solche beinhalten. Mithin kann eine absolute Ausrichtung und/oder Position wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte erfasst und als Auswahlkriterium verwendet und entsprechend bei der Auswahl des genau einen Objekts berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium z. B. eine eine relative Ausrichtung und/oder Position wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte zu wenigstens einem weiteren Objekt der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte beschreibende Relativausrichtungsinformation und/oder Relativpositionsinformation verwendet werden. Eine Relativausrichtungsinformation und/oder Relativpositionsinformation kann z. B. in Lagewinkeln und/oder in Weltkoordinaten angegeben sein bzw. solche beinhalten. Mithin kann eine relative Ausrichtung und/oder Position wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte zu wenigstens einem weiteren Objekt der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte erfasst und als Auswahlkriterium verwendet und entsprechend bei der Auswahl des genau einen Objekts berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium eine eine, insbesondere von einer IST-Position und/oder IST-Ausrichtung erforderliche(n) Anfahrbewegung bzw. Anfahrvektor eines Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters zum Anfahren wenigstens eines Objekts der in der in ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte beschreibende Anfahrinformation verwendet werden. Mithin kann eine, insbesondere von einer IST-Position und/oder IST-Ausrichtung erforderliche(r) Anfahrbewegung bzw. Anfahrvektor eines Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters erfasst und als Auswahlkriterium verwendet und entsprechend bei der Auswahl des genau einen Objekts berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium eine wenigstens eine geometrisch-konstruktive Abmessung wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte beschreibende Abmessungsinformation verwendet werden. Mithin kann wenigstens eine Abmessung wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte erfasst und als Auswahlkriterium verwendet und entsprechend bei der Auswahl des genau einen Objekts berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium eine wenigstens eine geometrische-konstruktive Form (Raumform) wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte beschreibende Forminformation verwendet werden. Mithin kann wenigstens eine Form wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte erfasst und als Auswahlkriterium verwendet und entsprechend bei der Auswahl des genau einen Objekts berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium eine die Farbgebung wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte beschreibende Farbinformation verwendet werden. Mithin kann die Farbgebung wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte erfasst und als Auswahlkriterium verwendet und entsprechend bei der Auswahl des genau einen Objekts berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann entsprechendes Auswahlkriterium eine die Oberfläche, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, d. h. insbesondere die mechanischen und/oder optischen Oberflächeneigenschaften, wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte beschreibende Oberflächeninformation verwendet werden. Mithin kann die Oberfläche, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte erfasst und als Auswahlkriterium verwendet und entsprechend bei der Auswahl des genau einen Objekts berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium eine die Masse, insbesondere einen Masseschwerpunkt, wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte beschreibende Masseinformation verwendet werden. Mithin kann die Masse, insbesondere ein Masseschwerpunkt, wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte erfasst und als Auswahlkriterium verwendet und entsprechend bei der Auswahl des genau einen Objekts berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium eine die in Pick-and-Place-Anwendungen bisweilen auch als „Format“ bezeichnete Gattung wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte beschreibende Gattungsinformation verwendet werden. Mithin kann die Gattung wenigstens eines Objekts der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte erfasst und als Auswahlkriterium verwendet und entsprechend bei der Auswahl des genau einen Objekts berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Wie erwähnt, können bei der Anwendung der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme eine oder mehrere Bestimmungskriterien berücksichtigt werden. Mithin kann die vermittels der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme erfolgende Bestimmung der wenigstens einen Koordinate zur Handhabung des durch die Auswahlinformation beschriebenen genau einen Objekts auf Grundlage wenigstens eines Bestimmungskriteriums durchgeführt werden. Ein entsprechendes Bestimmungskriterium kann eine bei der Bestimmung der jeweiligen Koordinate(n) zu berücksichtigende Randbedingung darstellen.
  • Als entsprechendes Bestimmungskriterium kann z. B. eine eine absolute Ausrichtung und/oder Position des jeweils ausgewählten Objekts beschreibende Absolutausrichtungsinformation und/oder Absolutpositionsinformation verwendet werden. Eine Absolutausrichtungsinformation und/oder Absolutpositionsinformation kann z. B. in Lagewinkeln und/oder in Weltkoordinaten angegeben sein bzw. solche beinhalten. Mithin kann eine absolute Ausrichtung und/oder Position des jeweils ausgewählten Objekts erfasst und als Bestimmungskriterium verwendet und entsprechend bei der Bestimmung der Koordinate(n) berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium z. B. eine eine relative Ausrichtung und/oder Position des jeweils ausgewählten Objekts zu wenigstens einem weiteren Objekt der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte beschreibende Relativausrichtungsinformation und/oder Relativpositionsinformation verwendet werden. Eine Relativausrichtungsinformation und/oder Relativpositionsinformation kann z. B. in Lagewinkeln und/oder in Weltkoordinaten angegeben sein bzw. solche beinhalten. Mithin kann eine relative Ausrichtung und/oder Position des jeweils ausgewählten Objekts zu wenigstens einem weiteren Objekt der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte erfasst und als Bestimmungskriterium verwendet und entsprechend bei der Bestimmung der Koordinate(n) berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine eine, insbesondere von einer IST-Position und/oder IST-Ausrichtung erforderliche(n) Anfahrbewegung bzw. Anfahrvektor eines Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters beschreibende Anfahrinformation zum Anfahren des jeweils ausgewählten Objekts verwendet werden. Mithin kann eine, insbesondere von einer IST-Position und/oder IST-Ausrichtung erforderliche(r) Anfahrbewegung bzw. Anfahrvektor eines Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters zum Anfahren des jeweils ausgewählten Objekts erfasst und als Auswahlkriterium verwendet. und entsprechend bei der Bestimmung der Koordinate(n) berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine wenigstens eine geometrisch-konstruktive Abmessung des jeweils ausgewählten Objekts beschreibende Abmessungsinformation verwendet werden. Mithin kann wenigstens eine Abmessung des jeweils ausgewählten Objekts erfasst und als Bestimmungskriterium verwendet und entsprechend bei der Bestimmung der Koordinate(n) berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine wenigstens eine geometrische-konstruktive Form (Raumform) des jeweils ausgewählten Objekts beschreibende Forminformation verwendet werden. Mithin kann eine Form des jeweils ausgewählten Objekts erfasst und als Bestimmungskriterium verwendet und entsprechend bei der Bestimmung der Koordinate(n) berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine die Farbgebung des jeweils ausgewählten Objekts beschreibende Farbinformation verwendet werden. Mithin kann die Farbgebung des jeweils ausgewählten Objekts erfasst und als Bestimmungskriterium verwendet und entsprechend bei der Bestimmung der Koordinate(n) berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann entsprechendes Bestimmungskriterium eine die Oberfläche, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, d. h. insbesondere die mechanischen und/oder optischen Oberflächeneigenschaften, des jeweils ausgewählten Objekts beschreibende Oberflächeninformation verwendet werden. Mithin kann die Oberfläche, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, des jeweils ausgewählten Objekts erfasst und als Bestimmungskriterium verwendet und entsprechend bei der Bestimmung der Koordinate(n) berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine die Masse, insbesondere einen Masseschwerpunkt, des jeweils ausgewählten Objekts beschreibende Masseinformation verwendet werden. Mithin kann die Masse, insbesondere ein Masseschwerpunkt, des jeweils ausgewählten Objekts erfasst und als Bestimmungskriterium verwendet und entsprechend bei der Bestimmung der Koordinate(n) berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine die Art der Handhabung des jeweils ausgewählten Objekts durch wenigstens ein Handhabungselement der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters beschreibende Handhabungsinformation verwendet werden. Mithin kann die Art der Handhabung des jeweils ausgewählten Objekts durch wenigstens ein Handhabungselement der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters erfasst und als Bestimmungskriterium verwendet und entsprechend bei der Bestimmung der Koordinate(n) berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine die Handhabungsfläche des jeweils ausgewählten Objekts durch wenigstens ein Handhabungselement der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters beschreibende Handhabungsinformation verwendet werden. Mithin kann die Handhabungsfläche des jeweils ausgewählten Objekts durch wenigstens ein Handhabungselement der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters erfasst und als Bestimmungskriterium verwendet und entsprechend bei der Bestimmung der Koordinate(n) berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine Gattung des jeweils ausgewählten Objekts beschreibende Gattungsinformation verwendet werden. Mithin kann die Gattung des jeweils ausgewählten Objekts erfasst und als Bestimmungskriterium verwendet und entsprechend bei der Bestimmung der Koordinate(n) berücksichtigt bzw. dieser zugrunde gelegt werden.
  • Das Verfahren endet typischerweise nicht nach der Durchführung der beschriebenen Schritte für ein erstes ausgewähltes Objekt welches im Rahmen bzw. nach Durchführung der weiter oben beschriebenen Schritte des Verfahrens z. B. aus der Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte ausgewählt und als ausgewähltes Objekt im Zuge der Steuerung des Industrieroboters aus der Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten entnommen und in eine zweite Ausrichtung und/oder Position umgesetzt wurde. Entsprechend wird nach dem Erzeugen einer entsprechenden Auswahlinformation und Koordinateninformation für ein erstes aus der Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte ausgewähltes Objekt typischerweise eine entsprechende Auswahlinformation und Koordinateninformation für wenigstens ein weiteres Objekt aus der Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position verbliebenen Objekten erzeugt. Das Verfahren wird typischerweise so lange durchgeführt, bis für jedes Objekt aus der Vielzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten sukzessive eine entsprechende Auswahlinformation und Koordinateninformation erzeugt wurde. Selbstverständlich kann das Verfahren bei Erfüllen bzw. Vorliegen einer Abbruchbedingung unterbrochen bzw. gestoppt werden. Eine entsprechende Abbruchbedingung kann z. B. erfüllt sein bzw. vorliegen, wenn nur noch eine bestimmte Anzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten vorhanden ist oder, wenn kein in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindliches Objekt mehr vorhanden ist.
  • Das Verfahren kann vor dem Schritt des Erfassens der Mehrzahl an in einer ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte und dem Erzeugen einer die erfasste Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten beschreibenden Erfassungsdaten einen Schritt des Bereitstellens einer Mehrzahl an Objekten in einer ersten Ausrichtung und/oder Position auf einer unbewegten oder bewegten Unterlage, insbesondere einer Unterlage einer Fördereinrichtung, bevorzugt einer Zuführfördereinrichtung zur Zuführung von Objekten, umfassen. Mithin kann jedenfalls optional auch das Bereitstellen, dieses kann ein Zuführen jeweiliger Objekte in einen Aktionsbereich eines Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters beinhalten, einen Schritt des Verfahrens darstellen.
  • In allen Ausführungsformen kann es sich bei entsprechenden Objekten um in einer Verpackung zu verpackende Objekte handeln. Die Art der Verpackung ergibt sich aus der Art der zu verpackenden Objekte. Lediglich beispielhaft wird auf vereinzelbare Nahrungsmittel, wie z. B. Süßigkeiten, als mögliche Objekte verwiesen. Das Verfahren ist grundsätzlich mit sämtlichen aus einer Mehrzahl an in einer ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten zu vereinzelnden Objekten durchführbar.
  • Ein zweiter Aspekt der hierin beschriebenen Erfindung betrifft einen Industrieroboter, insbesondere einen kollaborativen Industrieroboter („Cobot“). Der Industrieroboter umfasst eine Handhabungseinrichtung, welche wenigstens ein in wenigstens einem Bewegungsfreiheitsgrad bewegbares Handhabungselement zur Handhabung eines von einer ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position umzusetzenden Objekts und eine, insbesondere hardware- und/oder softwaremäßig implementierte, Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs des Industrieroboters. Die Steuereinrichtung ist zur Durchführung des Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung eingerichtet ist. Die Steuereinrichtung verfügt sonach typischerweise über maschinenlesbare Instruktionen zu Durchführung der Schritt des Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung. Sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gelten analog für den Industrieroboter gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und umgekehrt.
  • Ein dritter Aspekt der hierin beschriebenen Erfindung betrifft eine Anordnung zur Umsetzung von Objekten von einer ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position. Die gegebenenfalls auch als Maschine zu bezeichnende bzw. erachtende Anordnung umfasst wenigstens einen Industrieroboter nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. Die Anordnung umfasst dazu wenigstens ein Peripherieeinrichtung. Eine entsprechende Peripherieeinrichtung kann als eine Zuführeinrichtung zur Zuführung von Objekten, insbesondere von in einer ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten, in einen Aktionsbereich wenigstens eines Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters sein oder eine solche umfassen. Alternativ oder ergänzend kann eine entsprechende Peripherieeinrichtung als eine Abführeinrichtung zur Abführung von Objekten, insbesondere von vermittels des Industrieroboters in die zweite Ausrichtung und/oder Position umgesetzten Objekten sein oder eine solche umfassen. Sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gelten analog für die Anordnung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung und umgekehrt.
  • Eine entsprechende Anordnung kann eine Verpackungsmaschine zum Verpacken von Objekten sein oder einen Bestandteil einer solchen bilden. Eine entsprechende Verpackungsmaschine kann z. B. eingerichtet sein, Objekte, wie z. B. Lebensmittel, kosmetische Artikel, pharmazeutische Artikel, technische Artikel, aus einer ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position, d. h. z. B. in eine trägerartige, Aufnahmeeinrichtung, umzusetzen.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 eine Prinzipdarstellung einer Anordnung zur Umsetzung von Objekten von einer ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 2 eine Prinzipdarstellung eines Industrieroboters gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 3 eine Prinzipdarstellung einer von einer Erfassungseinrichtung erfassten Mehrzahl an in einer ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 4 ein aus der in 3 gezeigten Mehrzahl ausgewähltes Objekt; und
    • 5 ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zur Steuerung des Betriebs eines Industrieroboters gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Anordnung 1 zur Umsetzung von Objekten 2 von einer ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Aufsicht. Die Anordnung 1 kann auch als Maschine bezeichnet bzw. erachtet werden.
  • Die Anordnung 1 umfasst einen, z. B. als kollaborativen Industrieroboter („Cobot“), ausgebildete Industrieroboter 3 und mehrere Peripheriegeräte. Bei entsprechenden Peripheriegeräten handelt es sich in dem Ausführungsbeispiel um eine z. B. als Zuführband ausgebildete Zuführeinrichtung 4 zur Zuführung von Objekten 2, insbesondere von in einer ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2, in einen Aktionsbereich 5 eines, z. B. als Greif- oder Saugelement ausgebildeten, Endeffektor- bzw. Handhabungselements 6 einer Endeffektor- bzw. Handhabungseinrichtung 7 des Industrieroboters 3 und um eine z. B. als Abführband ausgebildete Abführeinrichtung 9 zur Abführung von Objekten 2, insbesondere von vermittels des Industrieroboters in eine zweite Ausrichtung und/oder Position umgesetzten Objekten 2.
  • Das Endeffektor- bzw. Handhabungselement 6 der Endeffektor- bzw. Handhabungseinrichtung 7 ist, wie rein schematisch durch den Doppelpfeil angedeutet, in einem oder mehreren Bewegungsfreiheitsgraden bewegbar gelagert.
  • In strichlierter Darstellung ist angedeutet, dass die Anordnung 1 auch mehrere entsprechende Peripheriegeräte sowie mehrere entsprechende Endeffektor- bzw. Handhabungseinrichtungen 7 nebst zugehörigen Endeffektor- bzw. Handhabungselements 6 umfassen kann.
  • 2 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Industrieroboters 3 gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht. Anhand von 2 ist nochmals die z. B. als Roboterarm ausgebildete bzw. einen solchen umfassende Endeffektor- bzw. Handhabungseinrichtung 7 nebst zugehörigem Endeffektor- bzw. Handhabungselements 6 gezeigt. Der in 2 gezeigte Industrieroboter 3 kann dem in 1 gezeigten Industrieroboter 3 entsprechen.
  • Anhand von 2 ist eine auf einem sich vertikal erstreckend angeordneten oder ausgebildeten Grundträger 3.2 des Industrieroboters 3 angeordnete oder ausgebildete Gehäuseeinrichtung 3.1 ersichtlich. An oder in der auch als „Kopf“ zu bezeichnenden bzw. zu erachtenden Gehäuseeinrichtung 3.1 können, gegebenenfalls hardware- und/oder softwaremäßig implementierte, Funktions- und/oder Versorgungskomponenten (nicht gezeigt) des Industrieroboters 3 angeordnet oder ausgebildet sein.
  • Anhand von 2 ist weiterhin eine z. B. als Kameraeinrichtung ausgebildete oder eine solche umfassende optische Erfassungseinrichtung 10 ersichtlich, welche an der Gehäuseeinrichtung 3.1 angeordnet oder ausgebildet ist. Die optische Erfassungseinrichtung 10 ist sonach an einem Abschnitt der Gehäuseeinrichtung 3.1 und somit an einem unbewegbaren oder unbewegten Abschnitt des Industrieroboters 3 angeordnet oder ausgebildet ist. Eine entsprechende lage- bzw. ortsfeste Anordnung der optischen Erfassungseinrichtung 10 ist in dem Ausführungsbeispiel sonach an einem relativ zu den zu erfassenden Objekten 2 erhöhten Bereich gewählt, sodass der sich aus der Anordnung der optischen Erfassungseinrichtung 10 relativ zu den zu erfassenden Objekten 2 ergebende optische Erfassungsbereich 12 eine Art Übersicht zumindest über einen Teil der zu erfassenden Objekte 2, gegebenenfalls über alle zu erfassenden Objekte 2, ermöglicht.
  • In strichlierter Darstellung ist wiederum angedeutet, dass der Industrieroboter 3 auch mehrere entsprechende Endeffektor- bzw. Handhabungseinrichtungen 7 nebst zugehörigen Endeffektor- bzw. Handhabungselementen 6 sowie mehrere entsprechende optische Erfassungseinrichtungen 10 umfassen kann.
  • Zurückkommend auf 1 ist eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Steuereinrichtung 11 ersichtlich, welche zur Steuerung des Betriebs des Industrieroboters 3 eingerichtet ist. Die in 1 rein beispielhaft als struktureller Bestandteil des Industrieroboters 3 dargestellte Steuereinrichtung 11 ist sonach eingerichtet, Steuerinformationen zu erzeugen, auf Grundlage welcher der Betrieb des Industrieroboters 3 zur Durchführung bestimmter Aufgaben gesteuert wird. Bei entsprechenden Aufgaben kann es sich z. B. um Pick-and-Place- bzw. Vereinzelungsaufgaben von Objekten 2 handeln.
  • Die Steuereinrichtung 11 ist entsprechend zur Durchführung eines Verfahrens zur Steuerung eines Industrieroboters 3 eingerichtet, welches nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels auch unter Bezugnahme auf die 3 - 5 näher erläutert wird.
  • Das Verfahren umfasst die im Weiteren näher beschriebenen Schritte:
    • In einem ersten Schritt des Verfahrens S1 des Verfahrens werden Erfassungsdaten erzeugt, welche eine Mehrzahl an erfassten in einer ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 beinhalten bzw. beschreiben. Die z. B. auf einer Oberfläche der Zuführeinrichtung 4 in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 werden hierfür über eine oder mehrere optische Erfassungseinrichtungen 10 erfasst; mithin wird bzw. werden zur Durchführung des ersten Schritt des Verfahrens eine oder mehrere optische Erfassungseinrichtungen 10 verwendet. Die in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 befinden sich in einem in 1 strichliert und in 3 gesondert dargestellten Erfassungsbereich 12 wenigstens einer optischen Erfassungseinrichtung 10. Ersichtlich kann ein entsprechender Erfassungsbereich 12 einen definierten Ausschnitt bzw. Bereich eines, z. B. band- oder kettenartigen, Zuführelements 4.1 der die jeweiligen in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 in den Aktionsbereich 5 eines Handhabungselements 6 der Handhabungseinrichtung 7 des Industrieroboters 3 zuführenden Zuführeinrichtung 4 betreffen.
  • Die in dem ersten Schritt des Verfahrens erfassten Objekte 2 können grundsätzlich zumindest teilweise, gegebenenfalls vollständig, geordneten oder ungeordnet ausgerichtet und/oder positioniert sein.
  • In einem zweiten Schritt des Verfahrens S2 des Verfahrens wird eine erste Datenverarbeitungsmaßnahme angewendet, um die in dem ersten Schritt des Verfahrens S1 erzeugten Erfassungsdaten zu verarbeiten. Die in dem ersten Schritt des Verfahrens S1 erzeugten Erfassungsdaten werden in dem zweiten Schritt des Verfahrens S2 sonach auf Grundlage einer ersten Datenverarbeitungsmaßnahme verarbeitet. Die insbesondere durch eine hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Datenverarbeitungseinrichtung durchgeführte Anwendung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme liefert als Ergebnis eine Auswahl genau eines Objekts 2.1 aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 (vgl. 3). Das Ergebnis der Anwendung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme ist sonach eine erzeugte Auswahlinformation, welche das genau eine aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 ausgewählte Objekt 2.1 beinhaltet bzw. beschreibt. Die erzeugte Auswahlinformation beinhaltet bzw. beschreibt sonach (genau) das Objekt 2.1, welches durch Anwendung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme aus der der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 ausgewählt wurde.
  • Die Anwendung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme kann die Anwendung wenigstens eines, gegebenenfalls einen Bestandteil einer Auswahlsoftware bildenden, Auswahlalgorithmus, hierbei kann es sich z. B. um einen Bildverarbeitungsalgorithmus handeln, beinhalten. Ein entsprechender Auswahl- bzw. Bildverarbeitungsalgorithmus kann eingerichtet sein, aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 genau ein Objekt 2.1 auszuwählen.
  • Der Auswahlalgorithmus kann im Rahmen eines Maschinenlernprozesses, d. h. über eine Methode des maschinellen Lernens, erzeugt werden bzw. worden sein. Im Rahmen eines entsprechenden Maschinenlernprozesses können ein oder mehrere künstliche neuronale Netze mit einen oder mehreren zwischen einer Eingabe- und einer Ausgabeschicht implementierten Zwischenschichten eingesetzt werden bzw. worden sein.
  • In einem dritten Schritt des Verfahrens S3 des Verfahrens wird eine zweite Datenverarbeitungsmaßnahme angewendet, um die in dem zweiten Schritt des Verfahrens S2 erzeugte Auswahlinformation zu verarbeiten. Die in dem zweiten Schritt des Verfahrens S2 erzeugte Auswahlinformation wird in dem dritten Schritt des Verfahrens S3 sonach auf Grundlage einer zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme verarbeitet. Die insbesondere durch die oder eine weitere hardware- und/oder softwaremäßig implementierte Datenverarbeitungseinrichtung durchgeführte Anwendung der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme liefert als Ergebnis wenigstens eine Koordinate K zur Handhabung des genau einen durch die Auswahlinformation beschriebenen Objekts 2.1 vermittels eines Handhabungselements 6 der Handhabungseinrichtung 7 des Industrieroboters 3 (vgl. 4). Das Ergebnis der Anwendung der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme ist sonach eine erzeugte Koordinateninformation, welche wenigstens eine Koordinate K zur Handhabung des genau einen durch die Auswahlinformation beschriebenen Objekts 2.1 vermittels eines Handhabungselements 6 der Handhabungseinrichtung 7 des Industrieroboters 3 beinhaltet bzw. beschreibt. Die erzeugte Koordinateninformation beinhaltet bzw. beschreibt sonach eine oder mehrere Koordinaten - hierbei handelt es sich beispielsweise um auf das jeweilige Objekt 2.1 bezogene Weltkoordinaten - zur Handhabung des genau einen durch die Auswahlinformation beschriebenen Objekts 2.1 vermittels eines Handhabungselements 6 der Handhabungseinrichtung 7 des Industrieroboters 3.
  • Die Anwendung der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme kann die Anwendung wenigstens eines, gegebenenfalls einen Bestandteil einer Bestimmungssoftware bildenden, Bestimmungsalgorithmus, hierbei kann es sich z. B. um einen Bildverarbeitungsalgorithmus handeln, beinhalten. Ein entsprechender Bestimmungs- bzw. Bildverarbeitungsalgorithmus kann eingerichtet sein, an dem durch die Auswahlinformation beschriebenen Objekt 2.1 geeignete Koordinaten zu bestimmen, an welchen sich das Objekt 2.1 vermittels eines Handhabungselements 6 der Handhabungseinrichtung 7 des Industrieroboters 3 handhaben, d. h. z. B. greifen, lässt.
  • Der Bestimmungsalgorithmus kann im Rahmen eines Maschinenlernprozesses, d. h. über eine Methode des maschinellen Lernens, erzeugt werden bzw. worden sein. Im Rahmen eines entsprechenden Maschinenlernprozesses können ein oder mehrere künstliche neuronale Netze mit einen oder mehreren zwischen einer Eingabe- und einer Ausgabeschicht implementierten Zwischenschichten eingesetzt werden bzw. worden sein.
  • In einem vierten Schritt des Verfahrens S4 des Verfahrens wird die in dem dritten Schritt des Verfahrens S3 erzeugte Koordinateninformation der Steuerung des Betriebs des Industrieroboters zugrunde gelegt, sodass der Industrieroboter 3 das jeweilige Handhabungselement 6 der Handhabungseinrichtung 7 an der oder den durch die Koordinateninformation beschriebenen Koordinaten K ansetzt, um das Objekt 2.1 von der ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position umzusetzen. Die zweite Ausrichtung und/oder Position kann dabei z. B. durch einen Benutzer bzw. Programmierer des Industrieroboters vorgegeben sein bzw. werden.
  • Die Steuerung des Betriebs des Industrieroboters 3 beinhaltet entsprechend typischerweise ein Handhaben genau des einen Objekts 2.1, welches durch die Auswahlinformation beschrieben ist, an der oder den Koordinaten K, welche durch die Koordinateninformation beschrieben sind, bzw. resultiert in einem solchen.
  • Das Steuern des Betriebs des Industrieroboters 3 auf Grundlage der Koordinateninformation kann wenigstens eine Interaktion eines Handhabungselements 6 der Handhabungseinrichtung 7 des Industrieroboters 3 mit dem durch die jeweilige Auswahlinformation beschriebenen und somit ausgewählten Objekt 2.1 an oder im Bereich der durch die Koordinateninformation beschriebenen Koordinate(n) K umfassen. Eine entsprechende Interaktion kann ein, z. B. durch ein Greifen realisiertes, Aufnehmen („Picken“) des durch die jeweilige Auswahlinformation beschriebenen und somit ausgewählten Objekts 2.1 an der oder den durch die jeweilige Koordinateninformation beschriebenen Koordinate(n) K umfassen. Insbesondere kann das Steuern des Betriebs des Industrieroboters 3 auf Grundlage der Koordinateninformation ein Umsetzen des durch die jeweilige Auswahlinformation beschriebenen und somit ausgewählten Objekts 2.1 von der ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position vermittels eines Handhabungselements 6 der Handhabungseinrichtung 7 des Industrieroboters 3 umfassen.
  • Der wesentliche Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass bereits in dem zweiten Schritt des Verfahrens S2 eine entsprechende Auswahl genau eines Objekts 2.1 aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an erfassten Objekten 2 ausgewählt wird. Derart kann die im Weiteren zur Bestimmung jeweiliger Koordinaten K zu verarbeitende Datenmenge erheblich reduziert bzw. auf ein einziges Objekt, nämlich das jeweils ausgewählte Objekt 2.1, beschränkt werden, was gleichermaßen die zur Erzeugung entsprechender Steuerinformationen erforderlichen datenverarbeitungsmäßigen Ressourcen, d. h. insbesondere die Speicher- und Rechenressourcen, erheblich reduziert.
  • Das Verfahren ermöglicht es sonach bereits in dem zweiten Schritt des Verfahrens S2 und damit vergleichsweise frühzeitig, die zur Erzeugung entsprechender Koordinateninformationen zu verarbeitende Datenmenge erheblich zu reduzieren, indem durch Anwenden der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 genau ein Objekt 2.1 ausgewählt wird. Durch die bereits in dem zweiten Schritt des Verfahrens S2 erfolgende Auswahl genau eines Objekts 2.1 aus den durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 wird die Datenmenge der im Weiteren zu verarbeitenden Daten auf genau das ausgewählte Objekt 2-1 reduziert; die durch die Auswahlinformation definierten, im Weiteren zu verarbeitenden Daten sind damit auf das jeweilige genau eine ausgewählte Objekt 2.1 beschränkt bzw. konzentriert, sodass sich auch die weitere Verarbeitung der Daten nur auf das jeweilige genau eine ausgewählte Objekt 2.1 beschränkt bzw. konzentriert.
  • Aufgrund der reduzierten Datenmenge lässt sich das Verfahren deutlich schneller ausführen, als die erforderlichen datenverarbeitungsmäßigen Ressourcen, d. h. insbesondere die erforderlichen Speicher- und Rechenressourcen, erheblich reduziert sind. Alternativ oder ergänzend, können zur Durchführung des Verfahrens gegebenenfalls, insbesondere im Hinblick auf Speicher- und Rechenleistung, weniger leistungsstarke Datenverarbeitungseinrichtungen verwendet werden.
  • Die erste Datenverarbeitungsmaßnahme kann durch ein ein- oder mehrschichtiges bzw. -stufiges erstes künstliches neuronales Netz implementiert werden. Ein entsprechendes erstes künstliches neuronales Netz weist wenigstens eine zwischen einer Eingabe- und einer Ausgabeschicht befindliche Zwischenschicht auf. Grundsätzlich können (vergleichsweise) einfach oder (vergleichsweise) komplex konfigurierte künstliche neuronale Netze zur Implementierung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann die zweite Datenverarbeitungsmaßnahme durch ein ein- oder mehrschichtiges bzw. -stufiges zweites künstliches neuronales Netz implementiert werden. Ein entsprechendes zweites künstliches neuronales Netz weist wenigstens eine zwischen einer Eingabe- und einer Ausgabeschicht befindliche Zwischenschicht auf. Grundsätzlich können (vergleichsweise) einfach oder (vergleichsweise) komplex konfigurierte künstliche neuronale Netze zur Implementierung der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme verwendet werden.
  • Jeweilige Datenverarbeitungseinrichtungen zur Anwendung der ersten und zweiten Datenverarbeitungsmaßnahmen können sonach eingerichtet sein, wenigstens ein erstes künstliches neuronales Netz und/oder wenigstens ein zweites künstliches neuronales Netz zu implementieren respektive durch entsprechende erste und/oder zweite künstliche neuronale Netze implementiert sein bzw. werden. Jeweilige Datenverarbeitungseinrichtung kann einen Bestandteil der Steuereinrichtung 11 zur Steuerung des Betriebs des Industrieroboters 3 bilden.
  • Bei der Anwendung der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme kann wenigstens eine Auswahlkriterium berücksichtigt werden. Mithin kann die vermittels der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme erfolgende Auswahl genau eines Objekts 2.1 aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 auf Grundlage wenigstens eines Auswahlkriteriums durchgeführt werden.
  • Als entsprechendes Auswahlkriterium kann z. B. eine eine absolute Ausrichtung und/oder Position wenigstens eines Objekts 2 der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 beschreibende Absolutausrichtungsinformation und/oder Absolutpositionsinformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium z. B. eine eine relative Ausrichtung und/oder Position wenigstens eines Objekts 2 der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 zu wenigstens einem weiteren Objekt 2 der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 beschreibende Relativausrichtungsinformation und/oder Relativpositionsinformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium eine eine, insbesondere von einer IST-Position und/oder IST-Ausrichtung erforderliche(n) Anfahrbewegung bzw. Anfahrvektor eines Handhabungselements 6 der Handhabungseinrichtung 7 des Industrieroboters 3 zum Anfahren wenigstens eines Objekts 2 der in der in ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 beschreibende Anfahrinformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium eine wenigstens eine geometrisch-konstruktive Abmessung wenigstens eines Objekts 2 der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 beschreibende Abmessungsinformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium eine wenigstens eine geometrische-konstruktive Form (Raumform) wenigstens eines Objekts 2 der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 beschreibende Forminformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium eine die Farbgebung wenigstens eines Objekts 2 der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 beschreibende Farbinformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann entsprechendes Auswahlkriterium eine die Oberfläche, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, d. h. insbesondere die mechanischen und/oder optischen Oberflächeneigenschaften, wenigstens eines Objekts 1 der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 beschreibende Oberflächeninformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium eine die Masse, insbesondere einen Masseschwerpunkt, wenigstens eines Objekts 2 der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 beschreibende Masseinformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Auswahlkriterium eine die in Pick-and-Place-Anwendungen bisweilen auch als „Format“ bezeichnete Gattung wenigstens eines Objekts 2 der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 beschreibende Gattungsinformation verwendet werden.
  • Bei der Anwendung der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme kann wenigstens ein Bestimmungskriterium berücksichtigt werden. Mithin kann die vermittels der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme erfolgende Bestimmung der wenigstens einen Koordinate zur Handhabung des durch die Auswahlinformation beschriebenen genau einen Objekts 2.1 auf Grundlage wenigstens eines Bestimmungskriteriums durchgeführt werden.
  • Als entsprechendes Bestimmungskriterium kann z. B. eine eine absolute Ausrichtung und/oder Position des jeweils ausgewählten Objekts 2.1 beschreibende Absolutausrichtungsinformation und/oder Absolutpositionsinformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium z. B. eine eine relative Ausrichtung und/oder Position des jeweils ausgewählten Objekts 2.1 zu wenigstens einem weiteren Objekt 2 der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 beschreibende Relativausrichtungsinformation und/oder Relativpositionsinformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine eine, insbesondere von einer IST-Position und/oder IST-Ausrichtung erforderliche(n) Anfahrbewegung bzw. Anfahrvektor eines Handhabungselements 6 der Handhabungseinrichtung 7 des Industrieroboters 3 beschreibende Anfahrinformation zum Anfahren des jeweils ausgewählten Objekts 2.1 verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine wenigstens eine geometrisch-konstruktive Abmessung des jeweils ausgewählten Objekts 2.1 beschreibende Abmessungsinformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine wenigstens eine geometrische-konstruktive Form (Raumform) des jeweils ausgewählten Objekts 2.1 beschreibende Forminformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine die Farbgebung des jeweils ausgewählten Objekts 2.1 beschreibende Farbinformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann entsprechendes Bestimmungskriterium eine die Oberfläche, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, d. h. insbesondere die mechanischen und/oder optischen Oberflächeneigenschaften, des jeweils ausgewählten Objekts 2.1 beschreibende Oberflächeninformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine die Masse, insbesondere einen Masseschwerpunkt, des jeweils ausgewählten Objekts 2.1 beschreibende Masseinformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine die Art der Handhabung des jeweils ausgewählten Objekts 2.1 durch ein Handhabungselement 6 der Handhabungseinrichtung 7 des Industrieroboters 3 beschreibende Handhabungsinformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine die Handhabungsfläche des jeweils ausgewählten Objekts 2.1 durch ein Handhabungselement 6 der Handhabungseinrichtung 7 des Industrieroboters 3 beschreibende Handhabungsinformation verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann als entsprechendes Bestimmungskriterium eine Gattung des jeweils ausgewählten Objekts 2.1 beschreibende Gattungsinformation verwendet werden.
  • Das Verfahren endet typischerweise nicht nach der Durchführung der beschriebenen Schritte S1 - S4 für ein erstes ausgewähltes Objekt 2.1, welches im Rahmen bzw. nach Durchführung der weiter oben beschriebenen Schritte des Verfahrens z. B. aus der Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 ausgewählt und als ausgewähltes Objekt im Zuge der Steuerung des Industrieroboters aus der Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 entnommen und in eine zweite Ausrichtung und/oder Position umgesetzt wurde. Entsprechend wird nach dem Erzeugen einer entsprechenden Auswahlinformation und Koordinateninformation für ein erstes ausgewähltes Objekt 2.1 typischerweise eine entsprechende Auswahlinformation und Koordinateninformation für wenigstens ein weiteres Objekt 2 aus der Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position verbliebenen Objekten 2 erzeugt. Das Verfahren wird typischerweise so lange durchgeführt, bis für jedes Objekt 2 aus der Vielzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 sukzessive eine entsprechende Auswahlinformation und Koordinateninformation erzeugt wurde. Das Verfahren kann bei Erfüllen bzw. Vorliegen einer Abbruchbedingung unterbrochen bzw. gestoppt werden. Eine entsprechende Abbruchbedingung kann z. B. erfüllt sein bzw. vorliegen, wenn nur noch eine bestimmte Anzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 vorhanden ist oder, wenn kein in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindliches Objekt 2 mehr vorhanden ist.
  • Das Verfahren kann vor dem Schritt S1 des Erfassens der Mehrzahl an in einer ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte 2 und dem Erzeugen einer die erfasste Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten 2 beschreibenden Erfassungsdaten einen Schritt des Bereitstellens einer Mehrzahl an Objekten 2 in einer ersten Ausrichtung und/oder Position auf einer unbewegten oder bewegten Unterlage, insbesondere einer Zuführfördereinrichtung 4, umfassen. Mithin kann jedenfalls optional auch das Bereitstellen, dieses kann ein Zuführen jeweiliger Objekte 4 in den Aktionsbereich 5 eines Handhabungselements 6 der Handhabungseinrichtung 7 des Industrieroboters beinhalten, einen Schritt des Verfahrens darstellen.
  • In allen Ausführungsbeispielen kann es sich bei entsprechenden Objekten 2 um in einer Verpackung zu verpackende Objekte handeln. Die Art der Verpackung ergibt sich aus der Art der zu verpackenden Objekte. Lediglich beispielhaft wird auf vereinzelbare Nahrungsmittel, wie z. B. Süßigkeiten, als mögliche Objekte 2 verwiesen.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines, insbesondere zur Ausführung von Pick-and-Place- bzw. Vereinzelungsaufgaben konfigurierten, Industrieroboters (3), wobei der Industrieroboter (3) eine Handhabungseinrichtung (7), welche wenigstens ein in wenigstens einem Bewegungsfreiheitsgrad bewegbares Handhabungselement (6) zur Handhabung eines von einer ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position umzusetzenden Objekts (2) umfasst, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: - Erfassen einer Mehrzahl an in einer ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten (2) und Erzeugen einer die erfasste Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten (2) beschreibenden Erfassungsdaten; - Anwenden einer ersten Datenverarbeitungsmaßnahme zur Verarbeitung der Erfassungsdaten, wobei das Anwenden der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme eine Auswahl genau eines Objekts (2.1) aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten (2) liefert, und Erzeugen einer das genau eine aus den durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten (2) ausgewählte Objekt (2) beschreibenden Auswahlinformation; - Anwenden einer zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme zur Verarbeitung der Auswahlinformation, wobei das Anwenden der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme wenigstens eine Koordinate zur Handhabung des genau einen durch die Auswahlinformation beschriebenen Objekts (2.1) vermittels wenigstens eines Handhabungselements (6) der Handhabungseinrichtung (7) des Industrieroboters (3) liefert, und Erzeugen einer die wenigstens eine Koordinate beschreibenden Koordinateninformation; - Steuern des Betriebs des Industrieroboters (3) zur Ausführung einer Aufgabe, insbesondere einer Pick-and-Place- bzw. Vereinzelungsaufgabe, auf Grundlage der Koordinateninformation.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten (2) vermittels wenigstens einer optischen Erfassungseinrichtung (10) durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung (10) verwendet wird, welche an dem Industrieroboter (3), insbesondere an einem unbewegbaren oder unbewegten Abschnitt des Industrieroboters, insbesondere an einem Abschnitt einer zur Aufnahme von Funktions- und/oder Versorgungskomponenten des Industrieroboters (3) eingerichteten Gehäuseeinrichtung (3.1) des Industrieroboters (3), angeordnet oder ausgebildet ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine optische Erfassungseinrichtung (10) verwendet wird, welche einen definierten optischen Erfassungsbereich (12), innerhalb welches Objekte (2) vermittels der optischen Erfassungseinrichtung (10) erfassbar sind bzw. erfasst werden, aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte optische Erfassungsbereich (12) der wenigstens einen optischen Erfassungseinrichtung (10) zumindest abschnittsweise, gegebenenfalls vollständig, innerhalb eines definierten Aktionsraums (5), innerhalb welches das wenigstens eine Handhabungselement (6) der Handhabungseinrichtung (7) bewegbar ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Datenverarbeitungsmaßnahme durch wenigstens ein ein- oder mehrschichtiges bzw. -stufiges erstes künstliches neuronales Netz implementiert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Datenverarbeitungsmaßnahme durch wenigstens ein ein- oder mehrschichtiges bzw. -stufiges zweites künstliches neuronales Netz implementiert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anwendung der ersten und zweiten Datenverarbeitungsmaßnahmen wenigstens eine zur Anwendung der ersten und zweiten Datenverarbeitungsmaßnahmen eingerichtete Datenverarbeitungseinrichtung verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vermittels der ersten Datenverarbeitungsmaßnahme erfolgende Auswahl genau eines Objekts (2.1) aus der durch die Erfassungsdaten beschriebenen Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten (2) auf Grundlage wenigstens eines Auswahlkriteriums durchgeführt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Auswahlkriterium verwendet wird eine absolute Ausrichtung und/oder Position wenigstens eines Objekts (2) der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte (2) beschreibende Absolutausrichtungsinformation und/oder Absolutpositionsinformation; und/oder eine relative Ausrichtung und/oder Position wenigstens eines Objekts (2) der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte (2) zu wenigstens einem weiteren Objekt (2) der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte (2) beschreibende Relativausrichtungsinformation und/oder Relativpositionsinformation; und/oder eine eine, insbesondere von einer IST-Position und/oder IST-Ausrichtung erforderliche(n) Anfahrbewegung bzw. Anfahrvektor eines Handhabungselements der Handhabungseinrichtung des Industrieroboters zum Anfahren wenigstens eines Objekts (2) der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte (2) beschreibende Anfahrinformation; und/oder eine wenigstens eine Abmessung wenigstens eines Objekts (2) der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte (2) beschreibende Abmessungsinformation; eine wenigstens eine Form wenigstens eines Objekts (2) der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte (2) beschreibende Forminformation; und/oder eine die Farbgebung wenigstens eines Objekts (2) der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte (2) beschreibende Farbinformation; und/oder eine die Oberfläche, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, wenigstens eines Objekts (2) der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte (2) beschreibende Oberflächeninformation; und/oder eine die Masse, insbesondere einen Masseschwerpunkt, wenigstens eines Objekts (2) der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte (2) beschreibende Masseinformation; eine die Gattung wenigstens eines Objekts (2) der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte (2) beschreibende Gattungsinformation verwendet werden.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vermittels der zweiten Datenverarbeitungsmaßnahme erfolgende Bestimmung der wenigstens einen Koordinate zur Handhabung des durch die Auswahlinformation beschriebenen genau einen Objekts (2.1) auf Grundlage wenigstens eines Bestimmungskriteriums durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Bestimmungskriterium verwendet wird eine absolute Ausrichtung und/oder Position des ausgewählten Objekts (2.1) beschreibende Absolutausrichtungsinformation und/oder Absolutpositionsinformation; und/oder eine relative Ausrichtung und/oder Position des ausgewählten Objekts (2.1) zu wenigstens einem weiteren Objekt (2) der in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekte (2) beschreibende Relativausrichtungsinformation und/oder Relativpositionsinformation; und/oder eine eine, insbesondere von einer IST-Position und/oder IST-Ausrichtung erforderliche(n) Anfahrbewegung bzw. Anfahrvektor des wenigstens einen Handhabungselements (6) der Handhabungseinrichtung (7) des Industrieroboters (3) beschreibende Anfahrinformation zum Anfahren des ausgewählten Objekts (2.1); und/oder eine wenigstens eine Abmessung des ausgewählten Objekts (2.1) beschreibende Abmessungsinformation; eine wenigstens eine Form des ausgewählten Objekts (2.1) beschreibende Forminformation; und/oder eine die Farbgebung des ausgewählten Objekts (2.1) beschreibende Farbinformation; und/oder eine die Oberfläche, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, des ausgewählten Objekts (2.1) beschreibende Oberflächeninformation; und/oder eine die Masse, insbesondere einen Masseschwerpunkt, des ausgewählten Objekts (2.1) beschreibende Masseinformation; und/oder eine die Art der Handhabung des ausgewählten Objekts (2.1) durch wenigstens ein Handhabungselement (6) der Handhabungseinrichtung (7) des Industrieroboters beschreibende Handhabungsinformation; und/oder eine die Handhabungsfläche des ausgewählten Objekts (2.1) durch wenigstens ein Handhabungselement (6) der Handhabungseinrichtung (7) des Industrieroboters (3) beschreibende Handhabungsinformation; und/oder eine die Gattung des ausgewählten Objekts (2.1) beschreibende Gattungsinformation verwendet werden.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern des Betriebs des Industrieroboters (3) auf Grundlage der Koordinateninformation eine Interaktion des wenigstens einen Handhabungselements (6) der Handhabungseinrichtung (7) des Industrieroboters (3) mit dem durch die jeweilige Auswahlinformation beschriebenen Objekt (2.1) an oder im Bereich der durch die Koordinateninformation beschriebenen wenigstens einen Koordinate umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern des Betriebs des Industrieroboters (3) auf Grundlage der Koordinateninformation ein Umsetzen des durch die jeweilige Auswahlinformation beschriebenen Objekts (2.1) von einer ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position vermittels des wenigstens einen Handhabungselements (6) der Handhabungseinrichtung (7) des Industrieroboters (3) umfasst.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erzeugen einer entsprechenden Auswahlinformation und Koordinateninformation für ein erstes Objekt (2) aus der Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position verbliebenen Objekten (2) eine entsprechende Auswahlinformation und Koordinateninformation für ein weiteres Objekt (2) aus der Mehrzahl an in der ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten (2) erzeugt wird.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Industrieroboter (3) ein kollaborativer Industrieroboter („Cobot“) verwendet wird.
  17. Industrieroboter (3), insbesondere kollaborativer Industrieroboter („Cobot“), umfassend wenigstens eine Handhabungseinrichtung (7), welche wenigstens ein in wenigstens einem Bewegungsfreiheitsgrad bewegbares Handhabungselement (6) zur Handhabung eines von einer ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position umzusetzenden Objekts (2) und eine, insbesondere hardware- und/oder softwaremäßig implementierte, Steuereinrichtung (11) zur Steuerung des Betriebs des Industrieroboters (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (11) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
  18. Anordnung (1) zur Umsetzung von Objekten (2) von einer ersten Ausrichtung und/oder Position in eine zweite Ausrichtung und/oder Position, umfassend: - wenigstens einen Industrieroboter (3) nach Anspruch 17; und - wenigstens eine Zuführeinrichtung (4) zur Zuführung von Objekten (2), insbesondere von in einer ersten Ausrichtung und/oder Position befindlichen Objekten (2), in einen Aktionsbereich (5) wenigstens eines Handhabungselements (6) der Handhabungseinrichtung (7) des Industrieroboters (3), und/oder - wenigstens eine Abführeinrichtung (5) zur Abführung von Objekten (2), insbesondere von vermittels des Industrieroboters (3) in die zweite Ausrichtung und/oder Position umgesetzten Objekten (2).
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