DE112018000610T5

DE112018000610T5 - Schräge und kreisförmige Grenze für Linienverfolgung und kreisförmige Verfolgung

Info

Publication number: DE112018000610T5
Application number: DE112018000610.7T
Authority: DE
Inventors: Jean Min-Ren; Ganesh Kalbavi; Sai-Kai Cheng
Original assignee: Fanuc America Corp
Current assignee: Fanuc America Corp
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2019-12-12
Also published as: CN110234470A; CN110234470B; JP6997198B2; US20180215034A1; US10414043B2; JP2020505294A; WO2018144566A1

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern der Bewegung eines Roboters (R) relativ zu einer Förderband-Strömungsrichtung (10b) eines sich bewegenden Förderbands (10) beinhaltet die folgenden Schritte: Erstellen (30) eines Verfolgungsrahmens (10a, 10b) zum Koordinieren einer Position und Bewegung des Roboters (R) relativ zu einer Objektauflagefläche des Förderbands (10); Festsetzen (31) einer stromaufwärtigen Grenze (13) senkrecht oder schräg zu einer Förderband-Strömungsrichtung (1 Oa) des Förderbands (10); Festsetzen (32) einer stromabwärtigen Grenze (12) senkrecht oder schräg zur Förderband-Strömungsrichtung (10a); optional Festsetzen (33) einer kreisförmigen Grenze (22), welche die stromaufwärtige Grenze (13) und die stromabwärtige Grenze (12) teilweise überlappt, wobei die stromaufwärtige Grenze (13), die stromabwärtige Grenze (12) und die kreisförmige Grenze (22) positioniert werden, um einen Aufnahmebereich (14) relativ zur Auflagefläche zu definieren; und Betreiben (34) des Roboters (R), um Objekte von dem Aufnahmebereich (14) aufzunehmen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft flexible Verfahren zum Definieren des Aufnahmebereichs eines Roboters relativ zu einem sich bewegenden Förderband, das aufzunehmende Werkstücke transportiert.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen betreffend die vorliegende Offenbarung bereit, bei denen es sich nicht notwendigerweise um den Stand der Technik handelt.
Im Stand der Technik konnten die - häufig als stromaufwärtige Grenze „UB“ und stromabwärtige Grenze „DB“ bezeichneten - Grenzen (auch als Verfolgungsgrenzen bekannt), die den Arbeitsbereich des Roboters auf einem Förderband begrenzen, nur durch gerade Linien definiert werden, die senkrecht zur Strömungsrichtung der Werkstücke auf der Förderbandoberfläche sind. Ein Roboter kann ein Werkstück auf dem Förderband aufnehmen, wenn sich dieses im Aufnahmebereich befindet. Der Aufnahmebereich wird durch die Schnittfläche des kreisförmigen Arbeitsraums des Roboters und der Grenzen UB und DB definiert.
Im Stand der Technik erlaubt die Bewegungssoftware, welche die Bewegung des Roboters steuert, dem Roboter das Aufnehmen oder Absetzen, sobald sich ein Werkstück stromabwärts von der stromaufwärtigen Grenze UB befindet. Dies erfolgt auch dann, wenn sich das Werkstück eigentlich außerhalb des Arbeitsraums befindet. Wenn sich das Werkstück stromabwärts von der stromaufwärtigen Grenze, aber außerhalb des Arbeitsraums befindet, versagt der Roboter mit einem Fehler „Position nicht erreichbar“, was einen Stillstand verursacht.
Es ist immer wünschenswert, den Aufnahmebereich zu maximieren, sodass der Roboter in der Lage ist, die größtmögliche Anzahl an Werkstücken aufzunehmen oder abzusetzen. Wenn der Abstand zwischen den senkrechten stromaufwärtigen und stromabwärtigen Grenzen erhöht wird, nimmt jedoch die Wahrscheinlichkeit des Fehlers „Position nicht erreichbar“ zu, da die nicht erreichbaren Bereiche für Werkstücke zunehmen.
Um den oben beschriebenen Mängeln abzuhelfen, müssen die Benutzer eine komplexe benutzerdefinierte Programmierung vornehmen, um den Roboter daran zu hindern, einen Aufnahmevorgang in den nicht erreichbaren Bereichen vorzunehmen und um nur im Aufnahmebereich einen Aufnahmevorgang durchzuführen. Dies erhöht die Komplexität und die Kosten der Robotersoftware.
Die Einschränkung, nur gerade, senkrechte Grenzen zu verwenden, macht es unmöglich, den Aufnahmebereich des Roboters zu maximieren, wenn sich Objekte oder Hindernisse wie andere Maschinen oder Roboter im Arbeitsraum des Roboters befinden. Die Einschränkung, nur gerade, senkrechte Grenzen zu verwenden, erlaubt es in bestimmten Anwendungen, wo dies gewünscht war, um die Aufnahmerate zu verbessern, dem Roboter nicht, jene Werkstücke aufzunehmen, die sich am Rand des Arbeitsraums befinden.
Zwar beschreibt der Stand der Technik Verfahren zum Vermeiden von Kollisionen beim Betreiben von Robotern, doch schräge Grenzen und kreisförmige Grenzen zum Definieren eines Aufnahmebereichs auf einem Förderband werden nicht erwähnt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung betrifft die Erfindung ein erstes flexibles Verfahren, das es erlaubt, einen Aufnahmebereich eines Roboters auf einem Förderband durch schräge Grenzen zu begrenzen. Ein zweites flexibles Verfahren erlaubt es, den Aufnahmebereich eines Roboters auf dem Förderband durch eine kreisförmige Grenze zu begrenzen, die kleiner ist als ein kreisförmiger Arbeitsraum des Roboters. Es ist vorgesehen, dass der Aufnahmebereich des Roboters unter Verwendung der folgenden Grenzen definiert wird:

1. Eine gerade stromaufwärtige Grenze kann senkrecht zu einer Längsachse oder Förderband-Strömungsrichtung des Förderbands (wie im Stand der Technik) oder schräg gemäß der Erfindung sein.
2. Eine gerade stromabwärtige Grenze kann senkrecht oder schräg sein.
3. Eine kreisförmige Grenze kann in Verbindung mit den obigen Grenzen 1 und 2 verwendet werden.

Gemäß der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern der Bewegung eines Roboters relativ zu einer Förderband-Strömungsrichtung eines sich bewegenden Förderbands die folgenden Schritte: Festsetzen einer stromaufwärtigen Grenze quer zur Förderband-Strömungsrichtung relativ zu einer Objektauflagefläche des Förderbands; Festsetzen einer stromabwärtigen Grenze quer zur Förderband-Strömungsrichtung relativ zu der Auflagefläche, wobei wenigstens eine von der stromaufwärtigen Grenze und der stromabwärtigen Grenze relativ zu einer Richtung senkrecht zur Förderband-Strömungsrichtung schräg ist, wobei die stromaufwärtige Grenze und die stromabwärtige Grenze positioniert werden, um zwischen ihnen einen Aufnahmebereich relativ zur Auflagefläche zu definieren; und Betreiben des Roboters in dem Aufnahmebereich, sodass er wenigstens eines aus dem Aufnehmen von Objekten von und dem Absetzen von Objekten auf der Auflagefläche durchführt, die durch die stromaufwärtige Grenze und die stromabwärtige Grenze abgegrenzt wird.
Das Verfahren umfasst Folgendes: Festsetzen der stromaufwärtigen Grenze schräg relativ zur senkrechten Richtung und der stromabwärtigen Grenze ausgerichtet auf die senkrechte Richtung; oder Festsetzen der stromabwärtigen Grenze schräg relativ zur senkrechten Richtung und der stromaufwärtigen Grenze ausgerichtet auf die senkrechte Richtung; oder Festsetzen der stromaufwärtigen Grenze und der stromabwärtigen Grenze schräg relativ zur senkrechten Richtung. Das Verfahren beinhaltet das Festsetzen der stromaufwärtigen Grenze und der stromabwärtigen Grenze schräg in unterschiedlichen Winkeln relativ zur senkrechten Richtung.
Der Roboter weist einen kreisförmigen Arbeitsraum auf, welcher der Auflagefläche überlagert ist, wobei das Verfahren Folgendes beinhalten kann: Festsetzen einer kreisförmigen Grenze mit einem Durchmesser, der kleiner ist als ein Durchmesser des Arbeitsraums, und Überlagern der kreisförmigen Grenze über die stromaufwärtige Grenze und die stromabwärtige Grenze, um den Aufnahmebereich weiter zu definieren. Das Verfahren beinhaltet das Positionieren eines Mittelpunkts der kreisförmigen Grenze auf einer Längsachse der Auflagefläche. Das Verfahren beinhaltet das Positionieren eines Mittelpunkts der kreisförmigen Grenze versetzt von einer Längsachse der Auflagefläche. Das Verfahren beinhaltet das Festsetzen des Durchmessers der kreisförmigen Grenze, sodass er größer als eine Breite der Auflagefläche ist. Das Verfahren beinhaltet das Festsetzen des Durchmessers der kreisförmigen Grenze, sodass er kleiner als oder gleich einer Breite der Auflagefläche ist.
Das Verfahren beinhaltet das Schrägstellen der wenigstens einen Grenze in einem Winkel, um ein Hindernis aus dem Aufnahmebereich auszuschließen.
Gemäß der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Steuern der Bewegung eines Roboters relativ zu einer Förderband-Strömungsrichtung eines sich bewegenden Förderbands die folgenden Schritte: Erstellen eines Verfolgungsrahmens zum Koordinieren einer Position und Bewegung des Roboters relativ zu einer Objektauflagefläche des Förderbands; Festsetzen einer stromaufwärtigen Grenze quer zu einer Förderband-Strömungsrichtung des Förderbands; Festsetzen einer stromabwärtigen Grenze quer zur Förderband-Strömungsrichtung; Festsetzen einer kreisförmigen Grenze, welche die stromaufwärtige Grenze und die stromabwärtige Grenze teilweise überlappt, wobei die stromaufwärtige Grenze, die stromabwärtige Grenze und die kreisförmige Grenze positioniert werden, um einen Aufnahmebereich relativ zur Auflagefläche zu definieren; und Betreiben des Roboters, um Objekte von dem Aufnahmebereich aufzunehmen, der durch die stromaufwärtige Grenze, die stromabwärtige Grenze und die kreisförmige Grenze abgegrenzt wird.
Figurenliste
Die obigen sowie andere Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform leicht ersichtlich, wenn diese unter Berücksichtigung der beiliegenden Zeichnungen gelesen wird, wobei:

1 ein schematisches Diagramm eines Förderbands in Draufsicht ist, das einen dem Stand der Technik entsprechenden Aufnahmebereich eines Roboters zeigt, der durch stromaufwärtige und stromabwärtige Grenzen abgegrenzt wird, die senkrecht zur Förderband-Strömungsrichtung sind;
2 ein schematisches Diagramm eines Förderbands in Draufsicht ist, das einen Aufnahmebereich eines Roboters zeigt, der durch eine senkrechte stromabwärtige Grenze und eine schräge stromaufwärtige Grenze gemäß der Erfindung abgegrenzt wird;
3 ein schematisches Diagramm eines Förderbands in Draufsicht ist, das einen Aufnahmebereich eines Roboters zeigt, der durch eine kreisförmige Grenze und senkrechte stromaufwärtige und stromabwärtige Grenzen gemäß der Erfindung abgegrenzt wird;
4 ein schematisches Diagramm eines Förderbands in Draufsicht ist, das einen Aufnahmebereich eines Roboters zeigt, der durch schräge stromaufwärtige und stromabwärtige Grenzen gemäß der Erfindung abgegrenzt wird;
5 ein schematisches Diagramm eines Förderbands in Draufsicht ist, das einen Aufnahmebereich eines Roboters zeigt, der durch eine kreisförmige Grenze und senkrechte stromaufwärtige und stromabwärtige Grenzen gemäß der Erfindung abgegrenzt wird;
6 eine perspektivische Ansicht eines Förderbands und eines Roboters ist, die einen Aufnahmebereich eines Roboters zeigt, der durch schräge stromaufwärtige und stromabwärtige Grenzen gemäß der Erfindung abgegrenzt wird;
7 ein Fließdiagramm eines Verfahrens zum Festsetzen von Grenzen des Aufnahmebereichs eines Roboters gemäß der Erfindung ist; und
8 ein schematisches Diagramm eines kreisförmigen Förderbands in Draufsicht ist, das einen Aufnahmebereich eines Roboters zeigt, der durch radiale stromaufwärtige und stromabwärtige Grenzen gemäß der Erfindung abgegrenzt wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen beschreiben und illustrieren verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen dazu, einen Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen und zu nutzen, wobei sie nicht dazu gedacht sind, den Schutzumfang der Erfindung auf welche Weise auch immer einzuschränken. Was die offenbarten Verfahren betrifft, so sind die vorgestellten Schritte beispielhafter Natur, und somit ist die Reihenfolge der Schritte nicht notwendig oder kritisch.
Diese Erfindung führt das Konzept von kreisförmigen und schrägen Grenzen zum Definieren eines Aufnahmebereichs eines Roboters relativ zu einer Förderbandoberfläche ein, die aufzunehmende Objekte trägt. Durch die erfindungsgemäßen Konzepte ist der Roboter nicht nur imstande, die Mängel des Stands der Technik zu überwinden, sondern er schafft auch zusätzliche Vorteile, um den Anforderungen einer Anwendung gerecht zu werden, bei denen ein Roboter Objekte auf einem Förderband aufnimmt.
1 zeigt ein Förderband C und einen Arbeitsbereich WE eines Roboters R mit einem Roboterarm RA gemäß einer Konfiguration des Stands der Technik. Virtuelle Grenzen (auch als Verfolgungsgrenzen bekannt) werden als eine stromaufwärtige Grenze UB und eine stromabwärtige Grenze DB definiert. Diese Grenzen grenzen den Aufnahmebereich PA des Roboters auf dem Förderband C ab und konnten im Aufnahmeanwendungsprogramm der Robotersteuerung durch den Benutzer nur als gerade Linien definiert werden, die sich senkrecht zu einer Förderband-Strömungsrichtung CFD von Werkstücken (P1, P2, P3) auf der Förderbandoberfläche erstrecken. Der Roboter R kann ein Werkstück auf dem Förderband C aufnehmen, wenn sich ein Aufnahmewerkzeug PT am Ende des Roboterarms RA im Aufnahmebereich PA befindet. Der Aufnahmebereich PA wird durch die Schnittfläche des Umfangs des kreisförmigen Arbeitsraums WE des Roboters R und der Grenzen UB und DB abgegrenzt.
Im Stand der Technik erlaubt die in der Robotersteuerung laufende Bewegungssoftware eine Roboterbewegung zum Aufnehmen oder Absetzen, sobald sich ein Werkstück stromabwärts von der stromaufwärtigen Grenze UB bewegt hat. Diese Aufnahme erfolgt auch dann, wenn sich das Werkstück eigentlich außerhalb des Arbeitsraums WE befindet. In 1 befindet sich das Werkstück P1 stromabwärts von der stromaufwärtigen Grenze UB, aber außerhalb des Arbeitsraums WE in einem „nicht erreichbaren“ Bereich NR. In diesem Fall versagt der Roboter R mit einem Fehler „Position nicht erreichbar“, was einen Stillstand des Systems verursacht und den ersten Mangel des Systems des Stands der Technik darstellt.
Es ist immer wünschenswert, den Aufnahmebereich PA zu maximieren, sodass der Roboter R in der Lage ist, die größtmögliche Anzahl an Werkstücken aufzunehmen oder abzusetzen. Wenn der Abstand zwischen der stromaufwärtigen Grenze UB und der stromabwärtigen Grenze DB erhöht wird, nimmt jedoch die Wahrscheinlichkeit des obigen ersten Mangels zu, da die „nicht erreichbaren“ Bereiche NR für die Werkstücke zunehmen, was einen zweiten Mangel des Systems des Stands der Technik darstellt.
Um den ersten und zweiten Mangel der Systeme des Stands der Technik zu vermeiden, müssen die Benutzer eine komplexe benutzerdefinierte Programmierung vornehmen, um den Roboter R daran zu hindern, einen Aufnahmevorgang in den Bereichen NR zu versuchen, und um nur in dem Aufnahmebereich PA einen Aufnahmevorgang durchzuführen, um einen Stillstand zu vermeiden. Dies erhöht die Komplexität und die Kosten der Robotersoftware.
Die Einschränkung des Stands der Technik, nur gerade, senkrechte Grenzen UB und DB zu verwenden, machte es unmöglich, den Aufnahmebereich PA des Roboters R zu maximieren, wenn sich Objekte oder Hindernisse wie andere Maschinen oder Roboter im Arbeitsraum WE des Roboters befanden.
Die Einschränkung des Stands der Technik, nur gerade, senkrechte Grenzen UB und DB zu verwenden, erlaubte es in bestimmten Anwendungen, wo dies gewünscht war, um die Aufnahmerate zu verbessern, dem Roboter R nicht, jene Werkstücke aufzunehmen, die sich am Rand des Arbeitsraums WE befinden.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Förderbands 10 in Draufsicht, das ein Hindernis 11 zeigt, das von dem Roboter R zu meiden ist, wenn er Objekte von der Oberfläche des Förderbands aufnimmt. Eine stromabwärtige Grenze 12 erstreckt sich senkrecht (Y-Achsen-Richtung des Pfeils 10a eines Verfolgungsrahmens) zu einer Längsbewegungsrichtung (X-Achsen-Pfeil 10b) über die Breite des Förderbands 10. Eine stromaufwärtige Grenze 13 ist von der Grenze 12 beabstandet, erstreckt sich über die Breite des Förderbands 10 und ist mit einem vorbestimmten Winkel ausgehend von der senkrechten Richtung 10a schräggestellt. Der Schrägungswinkel S ist in Bezug auf den Verfolgungsrahmen dargestellt. Die Grenzen 12 und 13 erstrecken sich ausgehend von der Oberfläche des Förderbands 10 (siehe 6) nach oben in einer Z-Achse des Verfolgungsrahmens. Ein Ende 13a der stromaufwärtigen Grenze 13 ist benachbart zu dem Hindernis 11 positioniert, und ein gegenüberliegendes Ende 13b ist in einem größeren Abstand von der stromabwärtigen Grenze 12 als das Ende 13a positioniert. Die Grenzen 12 und 13 beschränken den Roboter R auf einen zwischen ihnen befindlichen Aufnahmebereich 14 auf der Förderbandoberfläche, wobei sich das Hindernis 11 außerhalb des Aufnahmebereichs befindet. Die stromabwärtige Grenze 12 und die stromaufwärtige Grenze 13 sind virtuelle Grenzen, die durch eine Steuerung des Roboters erstellt werden, um die Bewegung des Roboterarms auf den Aufnahmebereich 14 zu beschränken, wenn er Objekte von der Oberfläche des Förderbands 10 aufnimmt. Die schräge Grenze 13 erlaubt es dem Benutzer des Roboters, einen Aufnahmebereich ohne Hindernis oder Kollisionsrisiko innerhalb dieses Aufnahmebereichs zu definieren, wobei dieser Aufnahmebereich 14 größer als jener ist, der durch eine senkrechte stromaufwärtige Grenze definiert ist, wie z.B. die in 1 dargestellte stromaufwärtige Grenze UB.
3 ist ein schematisches Diagramm des Förderbands 10 in Draufsicht, das die stromabwärtige Grenze 12 zeigt, die sich senkrecht zur Längsbewegungsrichtung und über die Breite des Förderbands 10 erstreckt. Eine stromaufwärtige Grenze 21 ist von der Grenze 12 beabstandet und erstreckt sich senkrecht zur Längsbewegungsrichtung über die Breite des Förderbands 10. Eine darübergelagerte innere kreisförmige Grenze 22 überlappt die Grenzen 12 und 21 und erstreckt sich über beide Ränder des Förderbands 10 hinaus. Ein Verfolgungsbereich 23 ist von den Grenzen 12, 21 und 22 umgeben und schließt einen Aufnahmebereich ein, wo der Verfolgungsbereich die Oberfläche des Förderbands 10 überlappt. Die stromabwärtige Grenze 12, die stromaufwärtige Grenze 21 und die kreisförmige Grenze 22 sind virtuelle Grenzen, die durch eine Steuerung des Roboters (nicht dargestellt) erstellt werden, um die Bewegung des Roboterarms auf den Verfolgungsbereich 23 zu beschränken, wenn er Objekte von der Oberfläche des Förderbands 10 aufnimmt. Die kreisförmige Grenze 22 erlaubt es dem Benutzer des Roboters, einen Aufnahmebereich ohne Hindernis oder Kollisionsrisiko innerhalb dieses Aufnahmebereich zu definieren.
Gemäß der Erfindung erlaubt es die in 3 dargestellte kreisförmige Grenze 22 dem Benutzer, den für den Roboter erreichbaren Arbeitsbereich innerhalb eines definierten Bereichs auf dem Förderband zu definieren. Eine Kombination der kreisförmigen Grenze 22 und der in 2 dargestellten schrägen Grenze 13 würde es dem Benutzer erlauben, den Roboterarbeitsbereich zu maximieren, den der Roboter immer erreichen kann und der frei von einem Kollisionsrisiko ist. Die kreisförmige Grenze 22 weist einen Durchmesser auf, der größer ist als eine Breite des Förderbands 10. Der Durchmesser könnte jedoch auch gleich der Förderbandbreite oder kleiner als diese sein. Darüber hinaus ist der Mittelpunkt der kreisförmigen Grenze 22 relativ zu einer Längsachse des Förderbands 10 versetzt, er könnte jedoch auch auf das Förderband zentriert sein.
4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der beide Grenzen UB und DB relativ zur Förderband-Strömungsrichtung CFD des Förderbands C schräg sind. Objekte O sind im Arbeitsraum WE des Roboters (nicht dargestellt) positioniert. Der Aufnahmebereich PA wird durch die schrägen stromaufwärtigen und stromabwärtigen Grenzen UB und DB abgegrenzt, um die Objekte O zu meiden. Der Roboter nimmt ohne zusätzliche Programmierschritte nur die Werkstücke P auf, die sich in dem Aufnahmebereich PA befinden. In dem System des Stands der Technik, einem System, das nur gerade Grenzen erlaubt, wie dies in 1 dargestellt ist, wird entweder der Aufnahmebereich des Roboters erheblich verkleinert (wobei es ihm erlaubt wird, nur einige wenige Werkstücke aufzunehmen), oder der Roboter läuft Gefahr, mit den Objekten O zu kollidieren.
Gemäß 1 war es in dem System des Stands der Technik nicht möglich, zusätzlich zu den senkrechten Grenzen UB und DB eine kreisförmige Grenze zu definieren. In 5 nimmt der Roboter (nicht dargestellt) die Werkstücke P im Aufnahmebereich PA auf, der die Schnittfläche einer kreisförmigen Grenze CB (mit kleinerem Durchmesser als der Arbeitsraumkreis WE) mit den senkrechten Grenzen UB und DB ist. Dieses Merkmal ist wichtig, da in einigen Anwendungen der Roboter in der Nähe des Rands des Arbeitsraums WE keinen Aufnahmevorgang durchführen sollte, da es länger dauert, diese Strecke zurückzulegen, was die Zykluszeit erhöht und die Aufnahmerate verringert. Dies ist einfach eine Anwendungsanforderung. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht diese Fähigkeit ohne Extra-Programmierung.
6 ist eine perspektivische Ansicht des Förderbands C mit dem benachbart zu ihm angeordneten Aufnahmeroboter R. Ähnlich wie in 4 ist der Aufnahmebereich des Roboters PA durch ein Paar von erfindungsgemäßen schrägen Grenzen UB und DB abgegrenzt. Jede von der stromaufwärtigen Grenze UB und der stromabwärtigen Grenze DB ist schräg positioniert, um den Roboter R daran zu hindern, mit einem benachbarten Objekt O zu kollidieren, wenn er das Werkstück P aufnimmt oder absetzt.
Gemäß der obigen Beschreibung der Erfindung und den zugehörigen Zeichnungen versetzt das erfindungsgemäße Verfahren einen Benutzer in die Lage, virtuelle Grenzen festzusetzen, um einen Roboter auf einen gewünschten Aufnahmebereich zu beschränken. Der Benutzer setzt eine stromaufwärtige Grenze derart fest, dass sie senkrecht oder schräg ist, und er setzt eine stromabwärtige Grenze derart fest, dass sie senkrecht oder schräg ist. Der Benutzer kann eine kreisförmige Grenze hinzufügen. Die Grenzen können festgesetzt werden, um Hindernisse zu meiden und den Aufnahmebereich des Roboters zu maximieren.
7 ist ein Fließdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Festsetzen von Grenzen eines Aufnahmebereichs eines Roboters. Das Verfahren beginnt mit einem Schritt 30, in dem der Benutzer einen Verfolgungsrahmen erstellt, der die Position und Bewegung des Roboters mit der Position der Förderbandoberfläche und den Positionen der Grenzen in Beziehung setzt. In einem Schritt 31 setzt der Benutzer den Schrägungswinkel der stromaufwärtigen Grenze mit 0º fest, was senkrecht zur Förderband-Strömungsrichtung ist. In einem Schritt 32 setzt der Benutzer den Schrägungswinkel der stromabwärtigen Grenze mit 0º fest, was senkrecht zur Förderband-Strömungsrichtung ist. In einem Schritt 33 setzt der Benutzer den Durchmesser der kreisförmigen Grenze und eine Position des Mittelpunkts der kreisförmigen Grenze fest, wenn eine kreisförmige Grenze gewünscht wird. In einem Schritt 34 wird der Roboter betrieben, um Objekte in dem durch die festgesetzten Grenzen abgegrenzten Aufnahmebereich aufzunehmen und/oder abzusetzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde unter Bezugnahme auf lineare Förderbänder beschrieben. Das Verfahren kann jedoch auch verwendet werden, um Grenzen zum Aufnehmen von Werkstücken von einem kreisförmigen Förderband zu definieren. 8 zeigt ein als Ring ausgebildetes kreisförmiges Förderband 40, das sich um eine Drehachse 40a dreht. Eine geradlinige stromabwärtige Grenze 41 erstreckt sich radial von der Achse 40a zu einem Umfang 40b des Förderbands. Eine geradlinige stromaufwärtige Grenze 42 erstreckt sich ebenfalls radial von der Achse 40a zum Umfang 40b in einem Winkel zur stromabwärtigen Grenze 41, sodass ein ringförmiges Segment 40c des Förderbands 40 zwischen den radialen Grenzen liegt. Eine kreisförmige Grenze 43 ist derart festgesetzt, dass sie die radialen Grenzen 41 und 42 an der Oberfläche des Förderbands überlappt. Auf diese Weise definieren die radialen Grenzen 41 und 42, die kreisförmige Grenze 43 und der Förderbandumfang 40b einen Verfolgungs- oder Aufnahmebereich 44 zum Aufnehmen und/oder Absetzen von Werkstücken P.
Zusammenfassend ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren flexible Verfahren zum Definieren des Aufnahmebereichs eines Roboters auf einem sich bewegenden Förderband, das Werkstücke enthält. Es handelt sich um zwei flexible Verfahren: 1) Erlauben, dass der Aufnahmebereich auf dem Förderband durch schräge Grenzen begrenzt wird; und 2) Erlauben, dass der Aufnahmebereich auf dem Förderband durch eine kreisförmige Grenze begrenzt wird, die kleiner ist als der kreisförmige Arbeitsraum des Roboters. Es ist möglich, einen Aufnahmebereich des Roboters unter Verwendung der folgenden Kombination von Grenzen zu definieren: A) Eine stromaufwärtige Grenze kann senkrecht (wie im Stand der Technik) oder schräg sein; B) eine stromabwärtige Grenze kann senkrecht oder schräg sein; und C) eine kreisförmige Grenze kann in Verbindung mit Punkt A und B existieren.
Ein Nutzen des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es zu keinem Stillstand kommt, der dadurch verursacht wird, dass der Roboter versucht, ein unerreichbares Werkstück zu erreichen, und einen Fehler verursacht. Ein anderer Nutzen besteht darin, dass der Aufnahmebereich die realistischen Einschränkungen in den Fabriken berücksichtigt, in denen der Aufnahmeroboter verwendet wird, wie z.B. Hindernisse, Geräte oder andere Roboter, die den Platz mit dem Aufnahmeroboter teilen müssen. Ein weiterer Nutzen besteht darin, dass keine zusätzliche Programmierung notwendig ist, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
Gemäß den Bestimmungen der Patentgesetze wurde die Erfindung anhand dessen beschrieben, von dem angenommen wird, dass es ihre bevorzugte Ausführungsform repräsentiert. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Erfindung auf andere Weise in die Praxis umgesetzt werden kann, als dies spezifisch dargestellt und beschrieben wurde, ohne von ihrem Geist oder Schutzumfang abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Steuern der Bewegung eines Roboters relativ zu einer Förderband-Strömungsrichtung eines sich bewegenden Förderbands, umfassend die folgenden Schritte: Festsetzen einer stromaufwärtigen Grenze quer zur Förderband-Strömungsrichtung relativ zu einer Objektauflagefläche des Förderbands; Festsetzen einer stromabwärtigen Grenze quer zur Förderband-Strömungsrichtung relativ zur Auflagefläche, wobei wenigstens eine von der stromaufwärtigen Grenze und der stromabwärtigen Grenze relativ zu einer Richtung senkrecht zur Förderband-Strömungsrichtung schräg ist, wobei die stromaufwärtige Grenze und die stromabwärtige Grenze positioniert werden, um zwischen ihnen einen Aufnahmebereich relativ zur Auflagefläche zu definieren; und Betreiben des Roboters in dem Aufnahmebereich, sodass er wenigstens eines aus dem Aufnehmen von Objekten von und dem Absetzen von Objekten auf der Auflagefläche durchführt, die durch die stromaufwärtige Grenze und die stromabwärtige Grenze abgegrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Festsetzen der stromaufwärtigen Grenze schräg relativ zur senkrechten Richtung und der stromabwärtigen Grenze ausgerichtet auf die senkrechte Richtung.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Festsetzen der stromabwärtigen Grenze schräg relativ zur senkrechten Richtung und der stromaufwärtigen Grenze ausgerichtet auf die senkrechte Richtung.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Festsetzen der stromaufwärtigen Grenze und der stromabwärtigen Grenze schräg relativ zur senkrechten Richtung.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Festsetzen der stromaufwärtigen Grenze und der stromabwärtigen Grenze schräg in unterschiedlichen Winkeln relativ zur senkrechten Richtung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Roboter einen kreisförmigen Arbeitsraum aufweist, welcher der Auflagefläche überlagert ist, und beinhaltend das Festsetzen einer kreisförmigen Grenze mit einem Durchmesser, der kleiner ist als ein Durchmesser des Arbeitsraums, und Überlagern der kreisförmigen Grenze über die stromaufwärtige Grenze und die stromabwärtige Grenze, um den Aufnahmebereich weiter zu definieren.
Verfahren nach Anspruch 6, beinhaltend das Positionieren eines Mittelpunkts der kreisförmigen Grenze auf einer Längsachse der Auflagefläche.
Verfahren nach Anspruch 6, beinhaltend das Positionieren eines Mittelpunkts der kreisförmigen Grenze versetzt von einer Längsachse der Auflagefläche.
Verfahren nach Anspruch 6, beinhaltend das Festsetzen des Durchmessers der kreisförmigen Grenze, sodass er größer ist als eine Breite der Auflagefläche.
Verfahren nach Anspruch 6, beinhaltend das Festsetzen des Durchmessers der kreisförmigen Grenze, sodass er kleiner als oder gleich einer Breite der Auflagefläche ist.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Schrägstellen der wenigstens einen Grenze in einem Winkel, um ein Hindernis von dem Aufnahmebereich auszuschließen.
Verfahren zum Steuern der Bewegung eines Roboters relativ zu einer Förderband-Strömungsrichtung eines sich bewegenden Förderbands, umfassend die folgenden Schritte: Erstellen eines Verfolgungsrahmens zum Koordinieren einer Position und Bewegung des Roboters relativ zu einer Objektauflagefläche des Förderbands; Festsetzen einer stromaufwärtigen Grenze quer zu einer Förderband-Strömungsrichtung des Förderbands; Festsetzen einer stromabwärtigen Grenze quer zur Förderband-Strömungsrichtung; Festsetzen einer kreisförmigen Grenze, welche die stromaufwärtige Grenze und die stromabwärtige Grenze teilweise überlappt, wobei die stromaufwärtige Grenze, die stromabwärtige Grenze und die kreisförmige Grenze positioniert werden, um einen Aufnahmebereich relativ zur Auflagefläche zu definieren; und Betreiben des Roboters, um Objekte von dem Aufnahmebereich aufzunehmen, der durch die stromaufwärtige Grenze, die stromabwärtige Grenze und die kreisförmige Grenze abgegrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, beinhaltend das Festsetzen der stromaufwärtigen Grenze schräg relativ zur senkrechten Richtung und der stromabwärtigen Grenze ausgerichtet auf die senkrechte Richtung.
Verfahren nach Anspruch 12, beinhaltend das Festsetzen der stromabwärtigen Grenze schräg relativ zur senkrechten Richtung und der stromaufwärtigen Grenze ausgerichtet auf die senkrechte Richtung.
Verfahren nach Anspruch 12, beinhaltend das Festsetzen der stromaufwärtigen Grenze und der stromabwärtigen Grenze schräg relativ zur senkrechten Richtung.
Verfahren nach Anspruch 12, beinhaltend das Festsetzen der stromaufwärtigen Grenze und der stromabwärtigen Grenze schräg in unterschiedlichen Winkeln relativ zur senkrechten Richtung.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Roboter einen kreisförmigen Arbeitsraum aufweist, welcher der Auflagefläche überlagert ist, und beinhaltend das Festsetzen der kreisförmigen Grenze mit einem Durchmesser, der kleiner ist als ein Durchmesser des Arbeitsraums.
Verfahren nach Anspruch 12, beinhaltend das Positionieren eines Mittelpunkts der kreisförmigen Grenze auf einer Längsachse der Auflagefläche oder versetzt von der Längsachse der Auflagefläche.
Verfahren nach Anspruch 12, beinhaltend das Festsetzen des Durchmessers der kreisförmigen Grenze, sodass er eines von Folgendem ist: größer als, kleiner als oder gleich einer Breite der Auflagefläche.
Verfahren nach Anspruch 12, beinhaltend das Schrägstellen von wenigstens einer aus der stromaufwärtigen Grenze und der stromabwärtigen Grenze in einem Winkel relativ zu einer Richtung senkrecht zur Förderband-Strömungsrichtung, um ein Hindernis aus dem Aufnahmebereich auszuschließen.