DE112021002430T5

DE112021002430T5 - Positionseinstellvorrichtung zum einstellen einer werkstückstapelposition und robotervorrichtung, die mit der positionseinstellvorrichtung bereitgestellt ist

Info

Publication number: DE112021002430T5
Application number: DE112021002430.2T
Authority: DE
Inventors: Shinichirou Tsutsui; Tadanori Suzuki
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2023-02-16
Also published as: WO2021215370A1; JPWO2021215370A1; US20230158677A1; CN115485217A

Abstract

Es wird eine Positionseinstellvorrichtung bereitgestellt, die eine Position zum Stapeln eines zweiten Werkstücks auf einer Mehrzahl von ersten Werkstücken festlegt. Diese Positionseinstellvorrichtung ist mit einer Sucheinheit 54 bereitgestellt, die nach einer Position sucht, an der das zweite Werkstück auf den ersten Werkstücken eingerichtet werden darf. Die Sucheinheit 54 beinhaltet eine Bestimmungseinheit 55, die bestimmt, ob das zweite Werkstück so eingerichtet werden kann, dass es von einem der ersten Werkstücke und einem anderen der ersten Werkstücke getragen wird, wenn die Oberseite des einen ersten Werkstücks und die Oberseite des anderen ersten Werkstücks in der Höhe voneinander abweichen. Die Bestimmungseinheit 55 erlaubt, das zweite Werkstück so einzurichten, dass es von beiden von dem einen ersten Werkstück und dem anderen ersten Werkstück getragen wird, wenn der Höhenunterschied innerhalb eines Bestimmungsbereichs liegt.

Description

TECHNISCHES SACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Positionseinstellvorrichtung zum Festlegen einer Werkstückstapelposition und eine Robotervorrichtung, die mit der Positionseinstellvorrichtung bereitgestellt ist.
STAND DER TECHNIK
Wenn ein Artikel zu einem Zielort transportiert wird, kann der Artikel in einem Behälter, auf einer Palette oder dergleichen transportiert werden. In diesem Fall wird ein Vorgang des Anordnens einer Mehrzahl von Artikeln in einem vorbestimmten Bereich im Inneren des Behälters oder in einem vorbestimmten Bereich auf einer Oberseite der Palette durchgeführt.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass ein Vorgang des Anordnens eines Artikels in einem vorbestimmten Bereich von einer Robotervorrichtung durchgeführt wird (z. B. ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2019-181620A und internationale Veröffentlichung Nr. WO2017/149616A1 ). Darüber hinaus ist eine Robotervorrichtung bekannt, die einen Artikel in einer Mehrzahl von Stufen stapelt, wenn der Artikel transportiert wird (z. B. ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 7-291451A und ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 11-59909A). Darüber hinaus ist die Steuerung des Stapelns einer Mehrzahl von Artikeln mit unterschiedlichen Größen bekannt, wenn eine Robotervorrichtung einen Artikel stapelt (z. B. internationale Veröffentlichung Nr. WO 2017/061632A1 ).
Ferner kann, wenn eine f von Arten von Artikeln gestapelt wird, möglicherweise die Reihenfolge, in der die Artikeln gestapelt werden, nicht bestimmt werden. In diesem Fall ist es bekannt, dass eine Robotervorrichtung die Abmessungen eines Werkstücks erfasst und eine Steuerung des Anordnens eines Artikels entsprechend den Abmessungen des Werkstücks durchführt (z. B. ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 62-251811A und japanisches Patent Nr. 6267175B ).
[ZITIERLISTE]
[PATENTLITERATUR]

[PTL 1] Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2019-181620A
[PTL 2] Internationale Veröffentlichung Nr. WO 2017/149616A1
[PTL 3] Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 7-291451A
[PTL 4] Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 11-59909A
[PTL 5] Internationale Veröffentlichung Nr. WO2017/061632A1
[PTL 6] Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 62-251811A
[PTL 7] Japanisches Patent Nr. 6267175B

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[TECHNISCHES PROBLEM]
Ein Vorgang des Anordnens eines Artikels in einem vorbestimmten Bereich eines Behälters oder dergleichen wird als Kommissioniervorgang bezeichnet. Wenn eine Mehrzahl von Arten von Artikeln in einem Behälter oder dergleichen angeordnet werden, kann eine Größe der Mehrzahl von Arten von Artikeln und eine Reihenfolge, in der die Artikel gestapelt werden, vorbestimmt sein. In diesem Fall kann ein Muster für das Stapeln der Artikel im Voraus erzeugt werden und die Artikel können auf der Grundlage des Musters für das Stapeln der Artikel angeordnet werden.
Andererseits kann die Anzahl der Artikel, die in einem Behälter oder dergleichen angeordnet sind, der den Artikel transportiert, die Größe der Artikel und die Reihenfolge, in der der Artikel gestapelt wird, möglicherweise nicht bestimmt werden. Beispielsweise können eine Art eines Artikels und die Anzahl der Artikel für jede Bestellung eines Kunden, an den der Artikel geliefert wird, unterschiedlich sein. Ein solcher Vorgang des Anordnens einer Mehrzahl von Arten von Artikeln in einem Behälter oder dergleichen für jede Bestellung wird als Kommissionierung bezeichnet. In diesem Fall ist die Steuerung des Einstellens einer Position, an der eine Robotervorrichtung einen Artikel stapelt, schwierig. In vielen Fällen stapelt eine Bedienperson einen Artikel manuell.
Insbesondere, wenn ein Artikel auf der Oberseite eines Artikels angeordnet wird, der in einem Behälter oder dergleichen angeordnet ist, kann es zu einem Herabfallen des Artikels kommen. Beim Anordnen eines Artikels muss die Position des Artikels so bestimmt werden, dass es nicht zu einem Herabfallen kommt. Außerdem sind viele Artikel vorzugsweise in einem Behälter oder dergleichen angeordnet. Wenn jedoch eine Größe eines Artikels, die Anzahl des Artikels und die Reihenfolge, in der der Artikel zugeführt wird, nicht bestimmt sind, besteht das Problem, dass es schwierig ist, eine Position zu bestimmen, an der der Artikel effizient angeordnet wird. Ein weiteres Problem besteht darin, dass es schwierig ist, eine Position zu bestimmen, in der der Artikel so gestapelt wird, dass es nicht zu einem Herabfallen kommt.
[LÖSUNG FÜR DAS PROBLEM]
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Positionseinstellvorrichtung, die dafür ausgelegt ist, eine Position einzustellen, in der ein zweites Werkstück auf einer Oberseite einer Mehrzahl von ersten Werkstücken gestapelt wird. Die Positionseinstellvorrichtung beinhaltet einen Sensor, der dafür ausgelegt ist, die Form des zweiten Werkstücks zu erkennen. Die Positionseinstellvorrichtung beinhaltet eine Formerkennungseinheit, die dafür ausgelegt ist, eine Form des zweiten Werkstücks auf der Grundlage einer Ausgabe des Sensors zu erkennen, und eine Erfassungseinheit, die dafür ausgelegt ist, Formen und Positionen der Mehrzahl von ersten Werkstücken zu erfassen. Die Positionseinstellvorrichtung beinhaltet eine Sucheinheit, die dafür ausgelegt ist, nach einer Position zu suchen, in der das zweite Werkstück auf der Oberseite der Mehrzahl von ersten Werkstücken angeordnet werden kann. Jedes Werkstück von dem ersten und dem zweiten Werkstück beinhaltet eine obere Oberseite und eine Unterseite. Ein Bestimmungsbereich einer Höhendifferenz zwischen einer Oberseite eines ersten Werkstücks und einer Oberseite eines anderen ersten Werkstücks ist vorbestimmt. Die Sucheinheit beinhaltet eine Bestimmungseinheit, die dafür ausgelegt ist, zu bestimmen, ob das zweite Werkstück so angeordnet werden darf, dass es sowohl von dem einen ersten Werkstück als auch von dem anderen ersten Werkstück getragen wird, wenn eine Höhe der Oberseite des einen ersten Werkstücks und eine Höhe der Oberseite des anderen ersten Werkstücks verschieden sind. Die Bestimmungseinheit erlaubt, das zweite Werkstück so anzuordnen, dass es sowohl von dem einen ersten Werkstück als auch von dem anderen ersten Werkstück getragen wird, wenn eine Höhendifferenz innerhalb des Bestimmungsbereichs liegt. Die Bestimmungseinheit verhindert, dass das zweite Werkstück so angeordnet wird, dass es sowohl von dem einen ersten Werkstück als auch von dem anderen ersten Werkstück getragen wird, wenn eine Höhendifferenz von dem Bestimmungsbereich abweicht.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Robotervorrichtung, die die oben beschriebene Positionseinstellvorrichtung beinhaltet. Die Robotervorrichtung beinhaltet ein Arbeitswerkzeug, das dafür ausgelegt ist, das zweite Werkstück zu greifen, einen Roboter, der dafür ausgelegt ist, das Arbeitswerkzeug zu bewegen, und eine Steuerung, die dafür ausgelegt ist, das Arbeitswerkzeug und den Roboter zu steuern. Die Steuerung erkennt eine Position und eine Ausrichtung des zweiten Werkstücks auf der Grundlage einer Ausgabe des Sensors. Die Steuerung steuert den Roboter so, dass er das zweite Werkstück auf der Grundlage der Position und der Ausrichtung des zweiten Werkstücks greift. Die Steuerung steuert den Roboter so, dass er das zweite Werkstück an eine von der Positionseinstellvorrichtung eingestellte Position befördert, an der das zweite Werkstück angeordnet ist.
[VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG]
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Positionseinstellvorrichtung bereitgestellt werden, die eine Position einstellt, in der ein zweites Werkstück auf einer Oberseite einer Mehrzahl von ersten Werkstücken gestapelt wird.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Robotervorrichtung in einer Ausführungsform.
2 ist ein Blockdiagramm der Robotervorrichtung.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Behälters und eines Werkstücks, wenn das Werkstück einer ersten Stufe im Behälter angeordnet ist.
4 ist eine Draufsicht auf den Behälter zur Beschreibung eines ersten Schritts von Steuerung des Anordnens des Werkstücks der ersten Stufe im Behälter.
5 ist eine Draufsicht auf den Behälter zur Beschreibung eines zweiten Schritts der Steuerung des Anordnens des Werkstücks der ersten Stufe im Behälter.
6 ist eine Draufsicht auf den Behälter zur Beschreibung eines dritten Schritts der Steuerung des Anordnens des Werkstücks der ersten Stufe im Behälter.
7 ist eine Draufsicht auf den Behälter zur Beschreibung eines vierten Schritts der Steuerung des Anordnens des Werkstücks der ersten Stufe im Behälter.
8 ist eine Seitenansicht eines ersten Werkstücks und eines zweiten Werkstücks zur Beschreibung eines Beispiels, bei dem das Stapeln des zweiten Werkstücks zulässig ist.
9 ist eine Seitenansicht des ersten Werkstücks und des zweiten Werkstücks zur Beschreibung eines Beispiels, bei dem das Stapeln des zweiten Werkstücks zulässig ist.
10 ist eine Seitenansicht des ersten Werkstücks und des zweiten Werkstücks zur Beschreibung eines Beispiels, bei dem das Stapeln des zweite Werkstücks unzulässig ist.
11 ist eine Seitenansicht des ersten Werkstücks und des zweiten Werkstücks, wenn das zweite Werkstück auf einer Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet wird.
12 ist eine Seitenansicht eines Beispiels, bei dem das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet werden darf.
13 ist eine Seitenansicht eines Beispiels, bei dem das zweite Werkstück nicht auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet werden darf.
14 ist eine perspektivische Ansicht des ersten Werkstücks und des zweiten Werkstücks, wenn das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet wird.
15 ist eine Draufsicht zur Beschreibung eines Bereichs mit gegenüberliegendem ersten Werkstück, wenn das Stapeln des zweiten Werkstücks zulässig ist.
16 ist eine Draufsicht zur Beschreibung eines Bereichs mit gegenüberliegendem ersten Werkstück, wenn das Stapeln des zweiten Werkstücks unzulässig ist.
17 ist eine Draufsicht zur Beschreibung eines Bereichs mit gegenüberliegendem ersten Werkstück, wenn das Stapeln des zweiten Werkstücks zulässig ist.
18 ist eine Draufsicht zur Beschreibung eines Bereichs mit gegenüberliegendem ersten Werkstück, wenn das Stapeln des zweiten Werkstücks zulässig ist.
19 ist eine Draufsicht zur Beschreibung eines Bereichs mit gegenüberliegendem ersten Werkstück, wenn das Stapeln des zweiten Werkstücks zulässig ist.
20 ist eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines ersten Schritts der Steuerung des Anordnens eines Werkstücks einer zweiten Stufe im Behälter.
21 ist eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines zweiten Schritts der Steuerung des Anordnens des Werkstücks der zweiten Stufe im Behälter.
22 ist eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines dritten Schritts der Steuerung des Anordnens des Werkstücks der zweiten Stufe im Behälter.
23 ist eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines vierten Schritts der Steuerung des Anordnens des Werkstücks der zweiten Stufe im Behälter.
24 ist eine perspektivische Ansicht des Behälters und des Werkstücks, wenn das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet ist.
25 ist eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines fünften Schritts der Steuerung des Anordnens des Werkstücks der zweiten Stufe im Behälter.
26 ist eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines sechsten Schritts der Steuerung des Anordnens des Werkstücks der zweiten Stufe im Behälter.
27 ist eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines siebten Schritts der Steuerung des Anordnens des Werkstücks der zweiten Stufe im Behälter.
28 ist eine Draufsicht auf ein Werkstück, wenn eine Randbreite zu den Abmessungen des Werkstücks hinzugefügt wird.
29 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen Werkstücks in der Ausführungsform.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Positionseinstellvorrichtung und eine Robotervorrichtung, die mit der Positionseinstellvorrichtung in einer Ausführungsform bereitgestellt ist, werden unter Bezugnahme auf 1 bis 29 beschrieben. Die Positionseinstellvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform stellt eine Position ein, in der ein Werkstück in Bezug auf einen Behälter angeordnet wird. Insbesondere stellt die Positionseinstellvorrichtung eine Position ein, in der ein zweites Werkstück auf einer Oberseite einer Mehrzahl von ersten Werkstücken, die in einem Behälter angeordnet sind, gestapelt wird. Die Robotervorrichtung befördert ein Werkstück zu einer von der Positionseinstellvorrichtung eingestellten Position in einem Behälter.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Robotervorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform. 2 ist ein Blockdiagramm der Robotervorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform. Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ordnet eine Robotervorrichtung 3 in einem Behälter 60 ein Werkstück 69 an, das auf einer Oberseite einer oberen Platte 79 einer Plattform 78 angeordnet ist. Das Werkstück 69 der vorliegenden Ausführungsform ist ein quaderförmiger Kasten. Der Behälter 60 wirkt als Trageelement, das das Werkstück 69 von einer Unterseite her trägt. Der Behälter 60 der vorliegenden Ausführungsform hat die Form eines Kastens und ist in einem oberen Abschnitt offen. Das Trageelement des Werkstücks 69 ist nicht auf den Behälter 60 beschränkt und es kann ein beliebiges Element verwendet werden, das ein Werkstück trägt. Zum Beispiel kann eine Palette für den Transport des Werkstücks 69 als Trageelement verwendet werden.
Die Robotervorrichtung 3 beinhaltet einen Greifer 5 als Arbeitswerkzeug, das das Werkstück 69 greift, und einen Roboter 1, der den Greifer 5 bewegt. Die Robotervorrichtung 3 beinhaltet eine Steuerung 2, die den Roboter 1 und den Greifer 5 steuert. Der Greifer 5 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Sauggreifer, der eine Oberseite des Werkstücks 69 durch Saugen ergreift. Das am Roboter 1 angebrachte Arbeitswerkzeug ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Es kann ein beliebiges Arbeitswerkzeug verwendet werden, das ein Werkstück über die Robotervorrichtung 3 greifen kann. Zum Beispiel kann ein Arbeitswerkzeug verwendet werden, das ein Werkstück zwischen einander zugewandten Klauenteilen einklemmt, ein Arbeitswerkzeug, das ein Werkstück durch eine magnetische Kraft greift, oder dergleichen.
Der Roboter 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Gelenkroboter einschließlich einer Mehrzahl von Gelenken 18. Der Roboter 1 beinhaltet einen oberen Arm 11 und einen unteren Arm 12. Der untere Arm 12 wird von einer Drehbasis 13 getragen. Die Drehbasis 13 wird von einer Basis 14 getragen. Der Roboter 1 beinhaltet ein Griffgelenk 15, das mit einem Endabschnitt des oberen Arms 11 gekoppelt ist. Das Griffgelenk 15 beinhaltet einen Flansch 16, an dem der Greifer 5 befestigt ist. Der Roboter ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt und es kann ein beliebiger Roboter eingesetzt werden, der ein Arbeitswerkzeug bewegen kann.
Ein Weltkoordinatensystem 81, das unbeweglich ist, wenn sich eine Position und eine Ausrichtung des Roboters 1 ändern, wird in der Robotervorrichtung 3 der vorliegenden Ausführungsform festgelegt. Das Weltkoordinatensystem 81 wird auch als Referenzkoordinatensystem bezeichnet. Im Weltkoordinatensystem 81 ist die Position des Ursprungs fixiert und auch die Richtungen der Koordinatenachsen sind fixiert. Zusätzlich wird in der Robotervorrichtung 3 ein Werkzeugkoordinatensystem mit einem Ursprung an einer beliebigen Position des Arbeitswerkzeugs festgelegt. Die Position und die Ausrichtung des Werkzeugkoordinatensystems ändern sich zusammen mit dem Greifer 5. Beispielsweise entspricht die Position des Roboters 1 der Position des Werkzeugspitzenpunkts (z. B. der Position des Ursprungs des Werkzeugkoordinatensystems). Außerdem entspricht die Ausrichtung des Roboters 1 der Ausrichtung des Werkzeugkoordinatensystems in Bezug auf das Weltkoordinatensystem 81.
In der Robotervorrichtung 3 der vorliegenden Ausführungsform wirkt die Steuerung 2 als Positionseinstellvorrichtung. Die Steuerung 2 beinhaltet einen Sensor zum Erkennen einer Form des Werkstücks 69. Der Sensor der vorliegenden Ausführungsform ist ein Sichtsensor 30 zum Erzeugen von Positionsinformationen eines dreidimensionalen Messpunkts, der einer Oberfläche des Werkstücks 69 entspricht. Der Sichtsensor 30 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Stereokamera einschließlich einer ersten Kamera 31 und einer zweiten Kamera 32. Darüber hinaus beinhaltet der Sichtsensor 30 einen Projektor 33, der Licht mit einem Muster, wie etwa einem Streifenmuster, auf ein Werkstück projiziert.
Der Sichtsensor 30 ist an einer Basis des Greifers 5 befestigt. Eine Position und einer Ausrichtung des Sichtsensors 30 ändern sich, wenn sich eine Position und eine Ausrichtung des Roboters 1 ändern. Der Sichtsensor 30 ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt und kann so angeordnet werden, dass er das auf der Plattform 78 angeordnete Werkstück 69 erfasst. Beispielsweise kann der Sichtsensor 30 an einem an der Plattform befestigten Befestigungselement angebracht werden.
Der Roboter 1 der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet eine Roboterantriebsvorrichtung 21, die einzelne Elemente wie den oberen Arm 11 antreibt. Die Roboterantriebsvorrichtung 21 beinhaltet eine Mehrzahl von Antriebsmotoren zum Antreiben des oberen Arms 11, des unteren Arms 12, der Drehbasis 13 und des Griffgelenks 15. Der Greifer 5 beinhaltet eine Greiferantriebsvorrichtung 22, die den Greifer 5 antreibt. Die Greiferantriebsvorrichtung 22 der vorliegenden Ausführungsform treibt den Greifer 5 durch Luftdruck an. Die Greiferantriebsvorrichtung 22 beinhaltet beispielsweise eine Pumpe und ein elektromagnetisches Ventil zum Dekomprimieren eines Innenraums eines Sauggreifers.
Die Steuerung 2 beinhaltet eine Vorrichtung für arithmetische Verarbeitung (Computer), die eine Zentraleinheit (CPU) als Prozessor beinhaltet. Die Vorrichtung für arithmetische Verarbeitung beinhaltet einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM) oder dergleichen, die über einen Bus mit der CPU verbunden sind. Die Robotervorrichtung 3 der vorliegenden Ausführungsform befördert das Werkstück 69 automatisch auf der Grundlage eines Betriebsprogramms 41. Die Roboterantriebsvorrichtung 21 und die Greiferantriebsvorrichtung 22 werden von der Steuerung 2 gesteuert.
Die Steuerung 2 beinhaltet einen Eingabeteil 42 zum Speichern von Informationen, die sich auf die Steuerung der Robotervorrichtung 3 beziehen. Der Eingabeteil 42 kann als ein Speichermedium ausgelegt sein, das in der Lage ist, Informationen zu speichern, wie etwa ein flüchtiger Speicher, ein nichtflüchtiger Speicher, eine Festplatte oder dergleichen. Das im Voraus erstellte Betriebsprogramm 41 für den Betrieb des Roboters 1 wird in die Steuerung 2 eingegeben. Das Betriebsprogramm 41 wird im Eingabeteil 42 gespeichert.
Die Steuerung 2 beinhaltet eine Betriebssteuereinheit 43 zum Übertragen eines Betriebsbefehls. Die Betriebssteuereinheit 43 überträgt auf der Grundlage des Betriebsprogramms 41 einen Betriebsbefehl zum Antreiben des Roboters 1 an ein Roboterantriebsteil 44. Der Roboterantriebsteil 44 beinhaltet eine elektrische Schaltung, die einen Antriebsmotor antreibt. Der Roboterantriebsteil 44 versorgt die Roboterantriebsvorrichtung 21 auf der Grundlage des Betriebsbefehls mit Strom. Die Betriebssteuereinheit 43 überträgt einen Betriebsbefehl zum Antreiben der Greiferantriebsvorrichtung 22 an einen Greiferantriebsteil 45. Der Greiferantriebsteil 45 beinhaltet eine elektrische Schaltung, die zum Beispiel eine Pumpe antreibt. Der Greiferantriebsteil 45 versorgt die Pumpe und dergleichen auf der Grundlage des Betriebsbefehls mit Strom.
Die Betriebssteuereinheit 43 entspricht einem Prozessor, der einen Betrieb entsprechend dem Betriebsprogramm 41 durchführt. Der Prozessor liest das Betriebsprogramm 41 und wirkt als Betriebssteuereinheit 43, indem er die im Betriebsprogramm 41 definierte Steuerung durchführt.
Der Roboter 1 beinhaltet einen Zustandsdetektor zum Erkennen einer Position und einer Ausrichtung des Roboters 1. Der Zustandsdetektor der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet einen Positionsdetektor 23, der am Antriebsmotor jeder Antriebsachse der Roboterantriebsvorrichtung 21 angebracht ist. Über die Ausgabe des Positionsdetektors 23 werden eine Position und eine Ausrichtung des Roboters 1 erkannt. Der Zustandsdetektor ist nicht auf den am Antriebsmotor angebrachten Positionsdetektor beschränkt, sondern es kann ein beliebiger Detektor verwendet werden, der die Position und die Ausrichtung des Roboters 1 erkennt.
Die Steuerung 2 beinhaltet ein Programmierhandgerät 49 als Bediengerät zum Bedienen der Robotervorrichtung 3 durch eine Bedienperson. Das Programmierhandgerät 49 beinhaltet einen Eingabeteil 49a zur Eingabe von Informationen über den Roboter 1, den Greifer 5 und den Sichtsensor 30. Der Eingabeteil 49a ist mit einem Element, wie etwa einer Tastatur und einem Drehknopf, ausgelegt. Das Programmierhandgerät 49 beinhaltet einen Anzeigeteil 49b, der Informationen über die Steuerung der Robotervorrichtung 3 anzeigt. Der Anzeigeteil 49b ist mit einer Anzeigeplatte, wie etwa einer Flüssigkristallanzeigeplatte, ausgelegt.
Die Steuerung 2 beinhaltet eine Verarbeitungseinheit 51, die ein Bild des Werkstücks 69 von dem Sichtsensor 30 erfasst und einen Betriebsbefehl zum Anordnen des Werkstücks 69 im Behälter 60 erzeugt. Die Verarbeitungseinheit 51 beinhaltet eine Formerkennungseinheit 52, die eine Form des in den Behälter 60 beförderten Werkstücks 69 auf der Grundlage einer Ausgabe des Sichtsensors 30 erkennt. Die Verarbeitungseinheit 51 beinhaltet eine Erfassungseinheit 53, die eine Form und eine Position des im Behälter 60 angeordneten Werkstücks 69 erfasst. Die Verarbeitungseinheit 51 beinhaltet eine Sucheinheit 54, die auf der Grundlage einer Position des im Behälter 60 angeordneten Werkstücks 69 eine Position sucht, an der das von dem Roboter 1 beförderte Werkstück 69 angeordnet ist. Die Sucheinheit 54 beinhaltet eine Bestimmungseinheit 55, die bestimmt, ob eine Position, an der das von dem Roboter 1 beförderte Werkstück 69 im Behälter 60 angeordnet ist, zulässig ist. Die Sucheinheit 54 beinhaltet eine Auswahleinheit 56, die eine Position auswählt, an der das Werkstück 69 angeordnet wird, wenn eine Anordnung des Werkstücks 69 in einer Mehrzahl von Positionen im Behälter 60 zulässig ist.
Darüber hinaus beinhaltet die Verarbeitungseinheit 51 eine Bildaufnahmesteuereinheit 57, die einen Befehl zum Aufnehmen eines Bildes an den Sichtsensor 30 überträgt. Die Verarbeitungseinheit 51 beinhaltet eine Betriebsbefehlseinheit 58, die einen Betriebsbefehl zum Antreiben des Roboters 1 auf der Grundlage einer von der Sucheinheit 54 festgelegten Position erzeugt, an der das Werkstück 69 in Bezug auf den Behälter 60 angeordnet wird.
Die oben beschriebene Verarbeitungseinheit 51 ist äquivalent zum Prozessor, der einen Betrieb entsprechend dem Betriebsprogramm 41 durchführt. Insbesondere ist jede Einheit von der Formerkennungseinheit 52, der Erfassungseinheit 53, der Sucheinheit 54, der Bestimmungseinheit 55 und der Auswahleinheit 56 äquivalent mit dem Prozessor, der einen Betrieb entsprechend dem Betriebsprogramm 41 durchführt. Die Bildaufnahmesteuereinheit 57 und die Betriebsbefehlseinheit 58 sind äquivalent mit dem Prozessor, der einen Betrieb entsprechend dem Betriebsprogramm 41 durchführt. Der Prozessor wirkt als die einzelnen Einheiten, indem er das Betriebsprogramm 41 ausliest und die durch das Betriebsprogramm 41 definierte Steuerung durchführt.
Die Formerkennungseinheit 52 der Verarbeitungseinheit 51 erkennt eine Form des Werkstücks 69 auf der Grundlage einer Ausgabe von dem Sichtsensor 30. Die Formerkennungseinheit 52 erfasst ein zweidimensionales Bild, das von den zwei Kameras 31 und 32 aufgenommen wurde. Die Formerkennungseinheit 52 berechnet einen Abstand zwischen dem Sichtsensor 30 und einem spezifischen Teil auf der Grundlage der Parallaxe des spezifischen Teils in einem von der ersten Kamera 31 aufgenommenen Bild und einem von der zweiten Kamera 32 aufgenommenen Bild.
Darüber hinaus kann die Formerkennungseinheit 52 dreidimensionale Positionen von Messpunkten auf der Oberfläche des Werkstücks 69 berechnen, auf der Grundlage eines Abstands zum spezifischen Teil und Positionen der zwei Kameras 31 und 32. Die Formerkennungseinheit 52 kann eine Form, einschließlich der Abmessungen des Werkstücks 69, auf der Grundlage von Positionsinformationen über Messpunkte auf der Oberfläche des Werkstücks 69 erkennen. Darüber hinaus kann die Formerkennungseinheit 52 eine Position und eine Ausrichtung des Werkstücks 69 erkennen.
Es ist zu beachten, dass ein Sensor, der die Form eines Werkstücks erkennt, nicht auf eine Stereokamera beschränkt ist und ein beliebiger Sensor, der die Form eines Werkstücks erkennen kann, eingesetzt werden kann. So kann beispielsweise ein Sensor wie eine „Time of Flight“-, TOF-, Kamera eingesetzt werden, die dreidimensionale Positionen von Messpunkten auf einer Oberfläche eines Werkstücks erkennen kann. Alternativ kann auch ein Kontaktsensor, der eine Form eines Werkstücks erkennt, indem er eine Sonde in Kontakt mit dem Werkstück bringt, oder dergleichen verwendet werden.
Die Robotervorrichtung 3 der vorliegenden Ausführungsform führt die Steuerung des Anordnens, im Behälter 60, des auf die Plattform 78 gelegten Werkstücks 69 durch. Das Werkstück 69 wird zur Plattform 78 von einer Bedienperson, einer Fördervorrichtung oder dergleichen zugeführt. Bevor der Greifer 5 der Robotervorrichtung 3 das Werkstück 69 greift, ordnet der Roboter 1 den Sichtsensor 30 über dem auf der Plattform 78 angeordneten Werkstück 69 an. Die Bildaufnahmesteuereinheit 57 überträgt einen Befehl zum Aufnehmen eines Bildes an den Sichtsensor 30. Der Sichtsensor 30 nimmt ein Bild des Werkstücks 69 auf. Die Formerkennungseinheit 52 erkennt eine Form des Werkstücks 69 sowie eine Position und eine Ausrichtung des Werkstücks 69. Insbesondere erkennt die Formerkennungseinheit 52 der vorliegenden Ausführungsform eine Höhe und Abmessungen von Seiten, wenn das Werkstück 69 in einer Draufsicht betrachtet wird.
Ein Kamerakoordinatensystem wird auf den Sichtsensor 30 eingestellt. Die Formerkennungseinheit 52 kann eine Position eines auf der Oberfläche des Werkstücks 69 festgelegten Messpunkts mit einem Koordinatenwert des Kamerakoordinatensystems berechnen. Die Formerkennungseinheit 52 kann Positionsinformationen über einen Messpunkt des Werkstücks 69, ausgedrückt im Kamerakoordinatensystem, in Positionsinformationen über einen Messpunkt des Werkstücks 69, ausgedrückt im Weltkoordinatensystem 81, auf der Grundlage einer Position und einer Ausrichtung des Roboters 1 umwandeln. Die Abmessungen eines Werkstücks können auf der Grundlage von Positionsinformationen eines Messpunkts erkannt werden.
Eine Position einer Oberfläche der oberen Platte 79 der Plattform 78 kann vorbestimmt werden. Die Formerkennungseinheit 52 kann die Höhe des Werkstücks 69 anhand einer Differenz zwischen einer Position der Oberfläche der oberen Platte 79 und einer Position der Oberseite des Werkstücks 69 erfassen. Die Formerkennungseinheit 52 ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, und eine Form und einer Höhe einer Oberfläche eines Werkstücks können durch eine beliebige Steuerung erfasst werden. Beispielsweise kann ein Roboter eine Position und eine Ausrichtung eines Sichtsensors ändern und ein Bild aus einer schrägen Richtung zu einem Werkstück aufnehmen. Durch die Steuerung können eine ebene Form und eine Form einer Seitenfläche erkannt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform werden im Eingabeteil 42 Informationen über eine Form aller im Behälter 60 angeordneten Werkstücke 69 und eine Position des Werkstücks 69 im Behälter 60 gespeichert. Die Informationen über die Form des Werkstücks 69 beinhalten Abmessungen des Werkstücks 69. In der vorliegenden Ausführungsform beinhalten die Informationen über die Form des Werkstücks 69 eine Länge jeder Seite des Werkstücks 69, das die Form eines rechteckigen Parallelepipeds aufweist. Als Position des Werkstücks 69 kann zum Beispiel eine Position des Schwerpunkts einer Form der Oberseite des Werkstücks 69 oder eine Position des Schwerpunkts einer dreidimensionalen Form des Werkstücks 69 beispielhaft genannt werden.
Die Erfassungseinheit 53 der Verarbeitungseinheit 51 erfasst Informationen über eine Form und eine Position des bereits im Behälter 60 angeordneten Werkstücks 69. Die Sucheinheit 54 legt auf der Grundlage der Informationen über das im Behälter 60 angeordnete Werkstück 69 eine Position fest, an der das Werkstück 69 neu angeordnet wird. Die Betriebsbefehlseinheit 58 überträgt den Befehl zum Antreiben des Roboters 1 an die Betriebssteuereinheit 43, zu dem Zweck, das Werkstück 69 zu greifen, auf der Grundlage der Position und der Ausrichtung des auf die Plattform 78 gelegten Werkstücks 69. Die Betriebsbefehlseinheit 58 überträgt den Befehl zum Antreiben des Roboters 1 an die Betriebssteuereinheit 43, zu dem Zweck, das Werkstück 69 zu der von der Sucheinheit 54 festgelegten Position zu befördern. Die Betriebssteuereinheit 43 treibt den Roboter 1 und den Greifer 5 auf der Grundlage des Betriebsbefehls von der Betriebsbefehlseinheit 58 an und befördert das Werkstück 69 von der Plattform 78 zum Behälter 60.
Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform eine Position des Behälters 60 auf der oberen Platte 79 der Plattform 78 vorbestimmt ist. Eine Position und eine Form einer Grundfläche des Behälters 60 und eine Position und eine Form einer Wandfläche des Behälters 60 sind vorbestimmt. Mit anderen Worten, es ist ein Anordnungsbereich vorbestimmt, in der die Mehrzahl von Werkstücken 69 in Bezug auf den Behälter 60 angeordnet wird. Eine Position des Behälters 60 kann jedoch leicht verschoben werden, wenn der Behälter 60 auf die obere Platte 79 gestellt wird. Die Robotervorrichtung 3 der vorliegenden Ausführungsform kann ein Bild des Behälters 60 durch den Sichtsensor 30 aufnehmen, nachdem der Behälter 60 auf die obere Platte 79 gestellt wurde. Danach kann eine Position des Behälters 60 erfasst werden und eine Position und eine Form der Grundfläche sowie eine Position und eine Form der Wandfläche des Behälters 60 können korrigiert werden. Mit anderen Worten, der Anordnungsbereich, in der das Werkstück 69 angeordnet wird, kann korrigiert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Größe der im Behälter 60 angeordneten Werkstücke 69, die Anzahl der Werkstücke 69 und die Reihenfolge, in der die Werkstücke 69 gestapelt werden, nicht bestimmt. Die Robotervorrichtung 3 ordnet eine Mehrzahl von Arten der Werkstücke 69 im Behälter 60 an. Das Werkstück 69 der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet eine Oberseite und eine Unterseite, die parallel zueinander sind. Die Mehrzahl von Werkstücken 69 weist voneinander verschiedene Größen auf. Mit anderen Worten, jedes der Werkstücke 69 hat eine unterschiedliche Höhe und unterschiedliche Abmessungen der Oberseite und der Unterseite. Es ist zu beachten, dass die Werkstücke 69 die gleiche Größe haben können.
In der folgenden Beschreibung wird die Steuerung des Einstellens einer Position, in der ein Werkstück in Bezug auf den Behälter 60 angeordnet ist, durch die Verarbeitungseinheit 51 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Position im Behälter 60 gesucht, an der j eweils ein zur Plattform 78 befördertes Werkstück 69 angeordnet werden soll. Bevor die Sucheinheit 54 nach der Position sucht, an der das Werkstück angeordnet wird, wird das auf der Plattform 78 angeordnete Werkstück 69 von dem Sichtsensor 30 aufgenommen. Die Formerkennungseinheit 52 erkennt eine Form, eine Position und eine Ausrichtung des Werkstücks 69. Die Erfassungseinheit 53 erhält von dem Eingabeteil 42 die Informationen über die Form des im Behälter 60 angeordneten Werkstücks 69 und die Informationen über die Position im Behälter 60. Nachdem die Sucheinheit 54 über die Position entschieden hat, an der das Werkstück 69 angeordnet wird, speichert der Eingabeteil 42 die Form des im Behälter 60 angeordneten Werkstücks 69 und die Position des Werkstücks 69 im Behälter 60. Die Robotervorrichtung 3 greift das auf der Plattform 78 angeordnete Werkstück 69 mit dem Greifer 5. Die Robotervorrichtung 3 ordnet das Werkstück 69 in der von der Sucheinheit 54 bestimmten Position an. Die Steuerung kann jedes Mal durchgeführt werden, wenn ein Werkstück 69 im Behälter 60 angeordnet wird.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht von Werkstücken und einem Behälter, wenn eine Anordnung der Werkstücke einer ersten Stufe im Behälter abgeschlossen ist. Im Inneren des Behälters 60 sind die Werkstücke 61a bis 61e einer ersten Stufe angeordnet. Die Werkstücke sind in einer Mehrzahl von Stufen im Inneren des Behälters 60 angeordnet. Mit anderen Worten, ein Vorgang des Stapelns der Werkstücke im Inneren des Behälters 60 wird durchgeführt. In der vorliegenden Ausführungsform wird bei den im Behälter 60 angeordneten Werkstücken der Mehrzahl von Stufen ein unterseitig angeordnetes Werkstück als ein erstes Werkstück und ein oberseitig des ersten Werkstücks gestapeltes Werkstück als ein zweites Werkstück bezeichnet. Das erste Werkstück ist ein unterseitiges Werkstück und das zweite Werkstück ist ein oberseitiges Werkstück. Im vorliegenden Beispiel entsprechen die Werkstücke 61a bis 61e dem ersten Werkstück.
4 zeigt eine Draufsicht auf den Behälter zur Beschreibung eines ersten Schritts des Anordnens der Werkstücke der ersten Stufe im Inneren des Behälters. Der Behälter 60 beinhaltet eine Grundfläche 60a und Wandflächen 60b bis 60e, die senkrecht nach oben zur Grundfläche 60a bereitgestellt sind. Das Werkstück der ersten Stufe wird auf die Grundfläche 60a des Behälters 60 gelegt. Das Werkstückkoordinatensystem 82 wird auf den Behälter 60 eingestellt. Das Werkstückkoordinatensystem 82 ist ein am Behälter 60 fixiertes Koordinatensystem. Ein Ursprung des Werkstückkoordinatensystems 82 ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform an einer Ecke der Grundfläche 60a angeordnet. Die Sucheinheit 54 der Verarbeitungseinheit 51 stellt eine Position ein, an der die ersten Werkstücke 61a bis 61e auf der Grundfläche 60a angeordnet werden.
Zunächst sucht die Sucheinheit 54 nach einer Position, an der das erste Werkstück 61b angeordnet wird. Wenn das erste Werkstück 61b im Behälter 60 angeordnet wird, befindet sich kein Werkstück im Inneren des Behälters 60. Die Erfassungseinheit 53 erfasst daher Informationen über eine Form und eine Position des Behälters 60. In der vorliegenden Ausführungsform ist an der Ecke der Grundfläche 60a des Behälters 60 ein als Referenz dienender Basispunkt 70 voreingestellt. Der Basispunkt 70 wird auf eine Position eingestellt, an der die Wandflächen 60b und 60c mit der Grundfläche 60a in Kontakt sind. Der Basispunkt 70 wird vorzugsweise auf eine Position eingestellt, bei der es weniger Bewegung des Roboters 1 zum Bewegen des Werkstücks gibt.
Zusätzlich wird ein Basispunkt 71 an einer Ecke der Unterseite des Werkstücks 61b voreingestellt. Die Sucheinheit 54 ordnet das Werkstück 61b so an, dass der Basispunkt 71 den Basispunkt 70 überlappt. Es ist zu beachten, dass in den Zeichnungen beim Überschneiden der Basispunkte einer der Basispunkte in einer leicht verschobenen Position beschrieben ist. Die Bestimmungseinheit 55 bestimmt, ob das Werkstück 61b mit dem anderen Werkstück oder dem Behälter 60 kollidiert. Die Bestimmungseinheit 55 bestimmt, dass das Werkstück 61b mit dem anderen Werkstück oder dem Behälter 60 nicht kollidiert. Anschließend entscheidet die Sucheinheit 54 über die Position des Werkstücks 61b.
5 zeigt eine Draufsicht auf den Behälter zur Beschreibung eines zweiten Schritts der Steuerung des Anordnens des Werkstücks der ersten Stufe im Behälter. Die Verarbeitungseinheit 51 legt eine Position fest, an der das erste Werkstück 61c angeordnet wird. Die Sucheinheit 54 ordnet den Basispunkt 71 des Werkstücks 61c so an, dass er den Basispunkt 70 des Behälters 60 überlappt. Da sich das Werkstück 61b bereits im Inneren des Behälters 60 befindet, bestimmt die Bestimmungseinheit 55, dass das Werkstück 61c mit dem Werkstück 61b kollidiert.
Die Sucheinheit 54 bewegt das Werkstück 61c in eine vorbestimmte Richtung. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie durch einen Pfeil 90 angedeutet, die Steuerung des Bewegens des Werkstücks 61c in einer X-Achsen-Richtung (Richtung entlang einer kurzen Seite des Behälters 60) des Werkstückkoordinatensystems 82 durchgeführt. Die Sucheinheit 54 bewegt das Werkstück 61c um eine vorbestimmte kleine Strecke. Die Bestimmungseinheit 55 bestimmt, ob das Werkstück 61c mit dem Werkstück 61b und dem Behälter 60 kollidiert. Die Sucheinheit 54 wiederholt die Bewegung um eine kleine Strecke und die Bestimmung.
6 zeigt eine Draufsicht auf den Behälter zur Beschreibung eines dritten Schritts der Steuerung des Anordnens des Werkstücks der ersten Stufe im Behälter. Im vorliegenden Beispiel, wenn sich das Werkstück 61c in eine Position bewegt, in der eine Seitenfläche des Werkstücks 61c mit einer Seitenfläche des Werkstücks 61b in Kontakt ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 55, dass das Werkstück 61c mit dem Werkstück 61b und dem Behälter 60 nicht kollidiert. Die Bestimmungseinheit 55 entscheidet, dass das Werkstück 61c in der Position angeordnet ist.
7 zeigt eine Draufsicht auf den Behälter zur Beschreibung eines vierten Schritts der Steuerung des Anordnens des Werkstücks der ersten Stufe im Behälter. Anschließend, wenn das erste Werkstück 61d angeordnet ist, ordnet die Sucheinheit 54 das Werkstück 61d so an, dass der für das Werkstück 61d festgelegte Basispunkt 71 den Basispunkt 70 des Behälters 60 überlappt. Die Bestimmungseinheit 55 bestimmt, dass das Werkstück 61d in dieser Position mit dem Werkstück 61b kollidiert.
Als Nächstes bewegt die Sucheinheit 54 das Werkstück 61d in einer Richtung parallel zu einer X-Achse des Werkstückkoordinatensystems 82 und bestimmt, ob die Kollision auftritt. Die Steuerung wird so lange wiederholt, bis das Werkstück 61d mit der Wandfläche 60d kollidiert. Selbst wenn sich das Werkstück 61d in die Position bewegt, an der eine Oberfläche des Werkstücks 61d in Kontakt mit der Wandfläche 60d ist, kollidiert das Werkstück 61d mit dem anderen Werkstück 61c. Die Sucheinheit 54 bringt also das Werkstück 61d an die Position zurück, an der der Basispunkt 71 mit dem Basispunkt 70 des Behälters 60 überlappt.
Als Nächstes, wie durch einen Pfeil 83 angedeutet, bewegt die Sucheinheit 54 das Werkstück 61d in einer Richtung (Richtung entlang einer Längsseite des Behälters 60) parallel zu einer Y-Achse des Werkstückkoordinatensystems 82. Die Sucheinheit 54 bewegt das Werkstück 61d um eine kleine Strecke. Als Nächstes sucht die Sucheinheit 54 nach einer Position, in der das Werkstück 61d ohne die Kollision angeordnet werden kann, während sie das Werkstück 61d um eine kleine Strecke in der Richtung parallel zur X-Achsen-Richtung des Werkstückkoordinatensystems 82 bewegt, wie durch einen Pfeil 84 angedeutet. Die Bewegung wird so lange durchgeführt, bis das Werkstück 61d mit der Wandfläche 60d des Behälters 60 kollidiert.
Auf diese Weise wiederholt die Sucheinheit 54 die Bewegung in der X-Achsen-Richtung und die Bewegung in der Y-Achsen-Richtung des Werkstückkoordinatensystems 82. Die Sucheinheit 54 stellt als Position, an der das Werkstück 61d angeordnet wird, eine Position ein, an der das Werkstück 61d angeordnet werden kann, ohne mit einem anderen Objekt zu kollidieren. Im vorliegenden Beispiel kann das Werkstück 61d in einer Position angeordnet werden, in der eine Seitenfläche des Werkstücks 61d in Kontakt mit einer Seitenfläche des Werkstücks 61b und der Wandfläche 60b des Behälters 60 ist. Die Sucheinheit 54 entscheidet über die Position, an der das Werkstück 61d angeordnet wird.
Um das nächste erste Werkstück auf der Grundfläche 60a des Behälters 60 anzuordnen, erfolgt die Steuerung des Einstellens einer Position des ersten Werkstücks ähnlich wie die oben beschriebene Steuerung des Einstellens einer Position des ersten Werkstücks. Die Sucheinheit 54 beendet die Steuerung, wenn das Werkstück mit der Wandfläche 60e kollidiert.
Auf diese Weise kann die Sucheinheit 54 bestimmen, ob die Kollision mit einem anderen Objekt auftritt, während sie ein Werkstück um eine kleine Strecke in einer vorbestimmten Richtung bewegt. Im vorliegenden Beispiel wiederholt die Sucheinheit 54 die Bewegung in der X-Achsen-Richtung und die Bewegung in der Y-Achsen-Richtung des Werkstückkoordinatensystems 82 und bestimmt, ob das Werkstück angeordnet werden kann. Mit dieser Steuerung lassen sich die Positionen einstellen, an denen die ersten Werkstücke 61a bis 61e auf der Grundfläche 60a des Behälters 60 angeordnet sind. Außerdem kann, da eine Position des Werkstücks in Bezug auf den Basispunkt 70 des Behälters 60 festgelegt wird, eine Mehrzahl von Werkstücken so angeordnet werden, dass sie sich in der Nähe des Basispunkts 70 befinden. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Basispunkt 70 auf eine Position eingestellt, an der die Antriebsstärke des Roboters 1 abnimmt. Wenn also die ersten Werkstücke 61a bis 61e befördert werden, verringert sich die Antriebsstärke des Roboters 1. Dadurch können die ersten Werkstücke 61a bis 61e in einem kurzen Zeitraum befördert werden.
Es ist zu beachten, dass, wenn bestimmt wird, dass es keine Position gibt, in der ein Werkstück nicht mit einem anderen Objekt kollidiert, kann die ähnliche Steuerung in einem Zustand durchgeführt werden, in dem das Werkstück um einen vorbestimmten Drehwinkel gedreht wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine ebene Form des Werkstücks ein Rechteck. So kann die oben beschriebene Steuerung in einem Zustand durchgeführt werden, in dem das Werkstück um 90° um die Drehachse senkrecht zur Grundfläche 60a gedreht ist. Nachdem beispielsweise die Kollision des Werkstücks bestimmt wurde, während das Werkstück in der Y-Achsen-Richtung des Werkstückkoordinatensystems 82 bewegt wurde, kann das Werkstück um 90° gedreht werden, und danach können die Bewegung in der Y-Achsen-Richtung und die Bestimmung der Kollision des Werkstücks durchgeführt werden.
Die Steuerung des Einstellens einer Position, in der das Werkstück auf der Grundfläche 60a des Behälters 60 angeordnet wird, ist nicht auf die oben beschriebene Auslegung beschränkt und eine beliebige Steuerung kann durchgeführt werden. Zum Beispiel erkennt die Sucheinheit eine Ecke eines Bereichs, in der eine Grundfläche eines Behälters freiliegt. Dann kann die Sucheinheit ein Werkstück so anordnen, dass ein Basispunkt des Werkstücks die Ecke überlappt, und bestimmen, ob die Kollision auftritt.
Als Nächstes wird die Steuerung des Stapelns des zweiten Werkstücks auf der Oberseite des ersten Werkstücks beschrieben. Informationen über eine Form der ersten Werkstücke 61a bis 61e, die im Behälter 60 angeordnet sind, und Informationen über jede Position der ersten Werkstücke 61a bis 61e innerhalb des Behälters 60 werden im Eingabeteil 42 der vorliegenden Ausführungsform gespeichert. Die Erfassungseinheit 53 erfasst von dem Eingabeteil 42 die Informationen über die im Behälter 60 angeordneten Werkstücke 61a bis 61e.
8 zeigt eine Seitenansicht des ersten Werkstücks und des zweiten Werkstücks zum Beschreiben eines Beispiels, bei dem das zweite Werkstück auf der Oberseite der Mehrzahl der ersten Werkstücke angeordnet werden darf. In dem in 8 dargestellten Beispiel bestimmt die Bestimmungseinheit 55 der Sucheinheit 54, ob ein zweites Werkstück 64a auf einer Oberseite der ersten Werkstücke 63a, 63b und 63c, die sich unterseitig befinden, angeordnet werden darf.
In der vorliegenden Ausführungsform gibt es Werkstücke mit unterschiedlichen Höhen. Wenn die Mehrzahl von Werkstücken im Behälter 60 angeordnet ist, können sich Höhen von Oberseiten der Werkstücke voneinander unterscheiden. Wenn eine Höhendifferenz zwischen den Oberseiten der ersten Werkstücke gering ist, erlaubt die Bestimmungseinheit 55 das Anordnen des zweiten Werkstücks auf der Mehrzahl von ersten Werkstücken. Mit anderen Worten, wenn die Positionen der Oberseiten der Werkstücke leicht unterschiedlich sind, führt die Bestimmungseinheit 55 die Bestimmung unter der Annahme durch, dass die Höhen im Wesentlichen gleich sind. Als Höhe der Oberseite des Werkstücks kann zum Beispiel eine Höhe ab der Grundfläche 60a des Behälters 60 verwendet werden. Alternativ kann als Höhe der Oberseite des Werkstücks auch ein Koordinatenwert im Weltkoordinatensystem 81 verwendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Bestimmungsbereich einer Höhendifferenz zwischen der Oberseite eines ersten Werkstücks und der Oberseite eines anderen ersten Werkstücks vorbestimmt. Die Bestimmungseinheit 55 wählt ein Werkstück 63a als Referenzwerkstück aus und legt einen Bestimmungsbereich R in Bezug auf eine Position einer Oberseite 63aa des Werkstücks 63a fest. Wenn dann eine Höhendifferenz zwischen der Oberseite 63aa des einen Werkstücks 63a und einer Oberseite 63ba des anderen Werkstücks 63b in den Bestimmungsbereich fällt, erlaubt die Bestimmungseinheit 55, dass das zweite Werkstück 64a so angeordnet wird, dass es von beiden Werkstücken von dem ersten Werkstück 63a und dem ersten Werkstück 63b getragen wird. Mit anderen Worten, wenn die Oberseite 63ba des ersten Werkstücks 63b innerhalb des Bestimmungsbereichs R angeordnet ist, lässt die Bestimmungseinheit 55 zu, dass das zweite Werkstück 64a über dem Werkstück 63a und dem Werkstück 63b angeordnet wird.
Andererseits, wenn eine Höhendifferenz zwischen einem ersten Werkstück 63a und einem anderen ersten Werkstück 63c von dem Bestimmungsbereich R abweicht, bestimmt die Bestimmungseinheit 55, dass eine Höhe einer Oberseite 63ca von der Höhe der Oberseite 63aa verschieden ist. Die Bestimmungseinheit 55 verhindert, dass das zweite Werkstück 64a so angeordnet wird, dass es von beiden Werkstücken von dem ersten Werkstück 63a und dem ersten Werkstück 63c getragen wird. Alternativ, wenn die Höhe des ersten Werkstücks 63c kleiner als der Bestimmungsbereich R ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 55, dass das erste Werkstück 63c nicht in Kontakt mit dem zweiten Werkstück 64a ist.
9 zeigt eine Seitenansicht des ersten Werkstücks und des zweiten Werkstücks zum Beschreiben eines Beispiels, bei dem das zweite Werkstück auf der Oberseite der Mehrzahl der ersten Werkstücke angeordnet werden darf. In dem in 9 dargestellten Beispiel sind das erste Werkstück 63a und das erste Werkstück 63b voneinander entfernt angeordnet. Das erste Werkstück 63c ist zwischen dem Werkstück 63a und dem Werkstück 63b angeordnet. Auch in diesem Fall befindet sich die Oberseite 63ba des Werkstücks 63b innerhalb des Bestimmungsbereichs R bezogen auf die Oberseite 63aa des Werkstücks 63a. Die Bestimmungseinheit 55 führt also die Bestimmung unter der Annahme durch, dass die Oberseite 63ba im Wesentlichen die gleiche Höhe wie die Oberseite 63aa hat. Die Bestimmungseinheit 55 erlaubt, das zweite Werkstück 64a so anzuordnen, dass es von der Oberseite 63aa des Werkstücks 63a und der Oberseite 63ba des Werkstücks 63b getragen wird.
10 zeigt eine Seitenansicht des ersten Werkstücks und des zweiten Werkstücks zum Beschreiben eines Beispiels, bei dem das zweite Werkstück nicht auf der Oberseite der Mehrzahl der ersten Werkstücke angeordnet werden darf. In dem in 10 dargestellten Beispiel bestimmt die Bestimmungseinheit 55, ob das zweite Werkstück 64a auf einer Oberseite der ersten Werkstücke 63a, 63c und 63d angeordnet werden kann. Eine Oberseite 63 da des Werkstücks 63d befindet sich in einer von dem Bestimmungsbereich R abweichenden Position, bezogen auf die Oberseite 63aa des Werkstücks 63a. Also verhindert die Bestimmungseinheit 55, dass das zweite Werkstück 64a so angeordnet wird, dass es von dem ersten Werkstück 63a und dem ersten Werkstück 63d getragen wird. Im vorliegenden Beispiel befindet sich die Oberseite 63da des Werkstücks 63d in der Position, die höher ist als eine obere Grenze des Bestimmungsbereichs R. Somit bestimmt die Bestimmungseinheit 55, dass das zweite Werkstück 64a mit dem ersten Werkstück 63d kollidiert, wenn das zweite Werkstück 64a auf der Oberseite 63aa des ersten Werkstücks 63a angeordnet wird.
11 zeigt eine Seitenansicht, in der das zweite Werkstück tatsächlich auf der Oberseite der Mehrzahl von ersten Werkstücken angeordnet ist. 11 ist eine Seitenansicht, in der das zweite Werkstück 64a auf der Oberseite der in 8 dargestellten Mehrzahl von ersten Werkstücken 63a, 63b und 63c angeordnet ist. Die Oberseite 63aa und die Oberseite 63ba haben leicht unterschiedliche Höhen. Bei der Anordnung des zweiten Werkstücks 64a kann das zweite Werkstück 64a also leicht geneigt sein. Bei der Steuerung in der vorliegenden Ausführungsform ist diese leichte Neigung zulässig. Auch in diesem Fall, wie in 8 dargestellt, führt die Sucheinheit 54 die Berechnung unter der Annahme durch, dass das zweite Werkstück 64a nicht geneigt ist. Mit anderen Worten, auch bei der Steuerung des Anordnens des anderen Werkstücks auf der Oberseite des Werkstücks 64a führt die Sucheinheit 54 Berechnungen unter der Annahme durch, dass die gesamte Oberseite 63aa des Werkstücks 63a mit einer Unterseite des Werkstücks 64a in Kontakt ist. Die Sucheinheit 54 führt Berechnungen unter der Annahme durch, dass die Oberseite und die Unterseite jedes Werkstücks parallel zur Grundfläche des Behälters liegen.
Ein Bestimmungsbereich, der sich auf eine Höhendifferenz einer Oberseite eines Werkstücks bezieht, wird vorzugsweise so klein gewählt, dass ein Herabfallen des Werkstücks nicht auftritt. Der Bestimmungsbereich hängt von einer Form, einer Größe, einem Gewicht und dergleichen des Werkstücks ab. Der Bestimmungsbereich kann zum Beispiel in einem Bereich von ± 5 mm für eine Position einer Oberseite eines als Referenz dienenden Werkstücks eingestellt werden.
Auf diese Weise führt die Bestimmungseinheit 55 der vorliegenden Ausführungsform die Bestimmung einer Position der Oberseite des ersten Werkstücks in einer Höhenrichtung durch, zu dem Zweck, das zweite Werkstück stabil auf der Oberseite der Mehrzahl von ersten Werkstücken anzuordnen. Darüber hinaus führt die Bestimmungseinheit 55 zusätzlich zur Bestimmung einer Position der Oberseite des Werkstücks in der Höhenrichtung die Bestimmung einer Größe und einer Position eines Bereichs durch, in der das zweite Werkstück dem ersten Werkstück gegenüberliegt.
12 zeigt eine Beispiel, bei dem das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet werden darf. Die Bestimmungseinheit 55 bestimmt, ob das zweite Werkstück 64a auf einer Oberseite eines ersten Werkstücks 63g angeordnet werden kann. In einem Fall, in dem ein Flächeninhalt einer Oberseite des ersten Werkstücks kleiner ist als ein Flächeninhalt einer Unterseite des zweiten Werkstücks, kann das zweite Werkstück instabil sein, wenn das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet wird. In dem in 12 dargestellten Beispiel weicht eine Position der Oberseite 63ca des Werkstücks 63c von dem Bestimmungsbereich R ab, der sich auf eine Oberseite 63ga des Werkstücks 63g bezieht. Daher darf das zweite Werkstück 64a nicht so angeordnet werden, dass es von dem Werkstück 63c getragen wird. Andererseits ist eine Fläche, auf der die Oberseite 63ga des Werkstücks 63g und eine Unterseite 64aa des Werkstücks 64a einander gegenüberliegen, groß. Mit anderen Worten, die Fläche, auf der die Oberseite 63ga und die Unterseite 64aa miteinander in Kontakt stehen, ist groß. In diesem Fall lässt die Bestimmungseinheit 55 zu, dass das zweite Werkstück 64a auf der Oberseite des ersten Werkstücks 63g angeordnet wird.
13 zeigt eine Beispiel, bei dem das zweite Werkstück nicht auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet werden darf. Eine Position einer Oberseite 63fa eines ersten Werkstücks 63f weicht von dem Bestimmungsbereich R bezogen auf die Oberseite 63aa des ersten Werkstücks 63a ab. Andererseits befindet sich eine Position einer Oberseite 63ea eines ersten Werkstücks 63e innerhalb des Bestimmungsbereichs R bezogen auf die Oberseite 63aa des ersten Werkstücks 63a. Die Bestimmungseinheit 55 führt also die Bestimmung unter der Annahme durch, dass die Oberseite 63ea im Wesentlichen die gleiche Höhe wie die Oberseite 63aa hat. Doch selbst wenn eine Fläche der Oberseite 63aa und eine Fläche der Oberseite 63ea hinzugefügt werden, ist eine Fläche, auf der das zweite Werkstück 64a den ersten Werkstücken 63a und 63e gegenüberliegt, klein. Wenn also das zweite Werkstück 64a auf der Oberseite der ersten Werkstücke 63a und 63e angeordnet wird, wird das Werkstück 64a instabil. In diesem Fall verhindert die Bestimmungseinheit 55, dass das zweite Werkstück 64a auf der Oberseite der ersten Werkstücke 63a und 63e angeordnet wird.
Wenn eine Fläche, auf der eine Unterseite des zweiten Werkstücks und eine Oberseite des ersten Werkstücks, das so angeordnet ist, dass es das zweite Werkstück trägt, einander gegenüberliegen, größer ist als eine Fläche, die durch Multiplizieren einer Fläche der Unterseite des zweiten Werkstücks mit einem vorbestimmten Verhältnis erhalten wird, erlaubt die Bestimmungseinheit 55, dass das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet wird. Wenn andererseits eine Fläche, auf der eine Oberseite des ersten Werkstücks und eine Unterseite des zweiten Werkstücks einander gegenüberliegen, gleich oder kleiner ist als eine Fläche, die durch Multiplizieren einer Fläche der Unterseite des zweiten Werkstücks mit einem vorbestimmten Verhältnis erhalten wird, ist es unzulässig, das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks anzuordnen.
Als Nächstes wird die Steuerung des Bestimmens einer Fläche, auf der eine Oberseite des ersten Werkstücks und eine Unterseite des zweiten Werkstücks einander gegenüberliegen, und einer Position, in der die Oberseite des ersten Werkstücks und die Unterseite des zweiten Werkstücks einander gegenüberliegen, näher beschrieben.
14 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Beispiels, bei dem das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks platziert ist. 15 zeigt eine Draufsicht auf das erste Werkstück und das zweite Werkstück. Wie in 14 und 15 dargestellt, ist das zweite Werkstück 64a auf einer Oberseite eines ersten Werkstücks 63h angeordnet. Eine Fläche einer Oberseite 63ha des ersten Werkstücks 63h ist kleiner als eine Fläche der Unterseite 64aa des zweiten Werkstücks 64a.
Die Bestimmungseinheit 55 der vorliegenden Ausführungsform legt eine Mehrzahl von Bereichen 75 fest, indem sie die Unterseite 64aa des zweiten Werkstücks 64a unterteilt. Im vorliegenden Beispiel hat der Bereich 75 eine rechteckige Form. Zusätzlich unterteilt die Bestimmungseinheit 55 die Unterseite 64aa des zweiten Werkstücks 64a in gleiche Teile. Wenn die Anzahl der Bereiche 75, die dem ersten Werkstück 63h gegenüberliegen, gleich oder größer als ein vorbestimmter Bestimmungswert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 55, dass die Oberseite 63ha des ersten Werkstücks 63h der Unterseite 64aa des zweiten Werkstücks 64a auf einer Fläche mit einer ausreichenden Größe gegenüberliegt. Die Bestimmungseinheit 55 erlaubt die Anordnung des zweiten Werkstücks 64a auf der Oberseite des ersten Werkstücks 63h.
In der vorliegenden Ausführungsform wird bestimmt, dass der Bereich 75 dem ersten Werkstück 63h gegenüberliegt, wenn zumindest ein Teil des Bereichs 75 der Oberseite 63ha des ersten Werkstücks 63h gegenüberliegt. In einer in 15 dargestellten Position des zweiten Werkstücks 64a werden 16 Bereiche 75 für die Unterseite 64aa des Werkstücks 64a festgelegt. Ein Bestimmungswert der Anzahl der Bereiche 75 wird hier auf 16 gesetzt, was 100 Prozent einer Gesamtzahl der Bereiche 75 entspricht. Mit anderen Worten, wenn alle Bereiche 75 dem ersten Werkstück 63h gegenüberliegen, darf das zweite Werkstück 64a angeordnet werden. Im vorliegenden Beispiel liegen alle Bereiche 75 dem ersten Werkstück 63h gegenüber. Daher erlaubt die Bestimmungseinheit 55 die Anordnung des zweiten Werkstücks 64a in der in 15 dargestellten Position.
16 zeigt eine Beispiel, bei dem das zweite Werkstück nicht auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet werden darf. In einer in 16 dargestellten Position des zweiten Werkstücks 64a beträgt die Anzahl der Bereiche 75, die der Oberseite 63ha des ersten Werkstücks 63h gegenüberliegen, 12, was weniger als der Bestimmungswert ist. Daher bestimmt die Bestimmungseinheit 55, dass eine Fläche, auf der das zweite Werkstück 64a dem ersten Werkstück 63h gegenüberliegt, klein ist. Die Bestimmungseinheit 55 verhindert, dass das zweite Werkstück 64a auf der Oberseite des ersten Werkstücks 63h angeordnet wird.
Es ist zu beachten, dass die Bestimmungseinheit eine Unterseite des zweiten Werkstücks unterteilen und einen unterteilten Bereich durch ein beliebiges Verfahren festlegen kann. Beispielsweise kann die Bestimmungseinheit eine Unterseite in eine beliebige Anzahl von Bereichen unterteilen. Darüber hinaus kann als Form eines Bereichs eine beliebige Form wie etwa ein Dreieck oder ein Sechseck verwendet werden. Darüber hinaus kann, wenn jede der Gesamtheit der Bereiche 75 dem ersten Werkstück gegenüberliegt, die Bestimmungseinheit 55 bestimmen, dass der Bereich 75 dem ersten Werkstück gegenüberliegt.
17 zeigt eine Beispiel, bei dem das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet werden darf. Die Bestimmungseinheit 55 bestimmt, ob das zweite Werkstück 64a auf einer Oberseite der ersten Werkstücke 63i, 63j und 63k angeordnet werden darf. Die ersten Werkstücke 63i, 63j und 63k sind mit Abstand zueinander angeordnet. Eine Höhendifferenz zwischen den Oberseiten der ersten Werkstücke 63i, 63j und 63k fällt in den Bestimmungsbereich R. Wenn im vorliegenden Beispiel 80 Prozent oder mehr der Anzahl (13 oder mehr) der Bereiche 75 unter den 16 Bereichen 75 den ersten Werkstücken 63i, 63j und 63k gegenüberliegen, darf das zweite Werkstück 64a angeordnet werden. In einer in 17 dargestellten Position des zweiten Werkstücks 64a liegen die 13 Bereiche 75 den ersten Werkstücken 63i, 63j und 63k gegenüber. Daher darf das zweite Werkstück 64a auf der Oberseite der ersten Werkstücke 63i, 63j und 63k angeordnet werden.
Als Nächstes erkennt die Bestimmungseinheit 55 der vorliegenden Ausführungsform eine Position eines Bereichs einer Unterseite des zweiten Werkstücks, die einer Oberseite des ersten Werkstücks gegenüberliegt. Die Bestimmungseinheit 55 bestimmt auf der Grundlage der Position des Bereichs, ob das zweite Werkstück angeordnet werden darf.
18 zeigt eine Beispiel, bei dem das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet werden darf. Selbst wenn eine Fläche einer Unterseite des zweiten Werkstücks, die der Oberseite des ersten Werkstücks gegenüberliegt, klein ist, gibt es einen Fall, in dem das zweite Werkstück in einer stabilen Weise angeordnet werden kann. In dem in 18 dargestellten Beispiel ist das zweite Werkstück 64a auf einer Oberseite einer Mehrzahl von ersten Werkstücken 631, 63m, 63n und 63o angeordnet. Eine Höhendifferenz zwischen den Oberseiten der ersten Werkstücke 631, 63m, 63n und 63o liegt innerhalb des Bestimmungsbereichs R.
Die ersten Werkstücke 631, 63m, 63n und 63o sind so angeordnet, dass sie das zweite Werkstück 64a tragen und eine Position des Schwerpunkts 64ax einer Form der Unterseite des zweiten Werkstücks 64a umgeben. In diesem Fall erlaubt die Bestimmungseinheit 55, dass das zweite Werkstück 64a auf der Oberseite der ersten Werkstücke 631, 63m, 63n und 63o angeordnet wird. Insbesondere dann, wenn drei oder mehr Bereiche 75 den ersten Werkstücken 631, 63m, 63n und 63o so gegenüberliegen, dass sie den Schwerpunkt 64ax umgeben, erlaubt die Bestimmungseinheit 55 die Anordnung des zweiten Werkstücks 64a in dieser Position.
In dem in 18 dargestellten Beispiel liegen vier Eckbereiche 75 aus der Mehrzahl der für die Unterseite des zweiten Werkstücks 64a festgelegten Bereiche 75 den Werkstücken 631, 63m, 63n und 63o gegenüber. Die vier Eckbereiche 75 sind so um den Schwerpunkt 64ax angeordnet, dass sie den Schwerpunkt 64ax umgeben. Die Bestimmungseinheit 55 erlaubt die Anordnung des zweiten Werkstücks 64a in dieser Position.
Alternativ kann die Bestimmungseinheit 55 die Anordnung des zweiten Werkstücks zulassen, wenn der Bereich 75 in einer vorbestimmten Position unter der Mehrzahl von Bereichen 75, die für die Unterseite des zweiten Werkstücks festgelegt wurde, dem ersten Werkstück gegenüberliegt. Wenn zum Beispiel ein vorbestimmter Teil des Bereichs 75 aus der Mehrzahl der Bereiche 75, die auf einem äußeren Umfangsabschnitt des zweiten Werkstücks angeordnet sind, dem ersten Werkstück gegenüberliegt, darf das zweite Werkstück angeordnet werden. In dem in 18 dargestellten Beispiel können die vier Bereiche 75, die an Ecken der Unterseite des zweiten Werkstücks 64a angeordnet sind, im Voraus festgelegt werden. Wenn die vier Bereiche 75 den ersten Werkstücken 631, 63m, 63n und 63o gegenüberliegen, kann die Bestimmungseinheit 55 die Anordnung des zweiten Werkstücks 64a in dieser Position zulassen.
19 zeigt eine Beispiel, bei dem das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet werden darf. Eine Höhendifferenz zwischen Oberseiten von ersten Werkstücken 63p, 63q und 63r fällt in den Bestimmungsbereich R. In diesem Beispiel wird 10 als ein Bestimmungswert für die Anzahl der Bereiche 75 bestimmt, bei dem die Unterseite des zweiten Werkstücks 64a den ersten Werkstücken 63p, 63q und 63r gegenüberliegt. Darüber hinaus sind vier Bereiche 75, die in Eckabschnitten der Unterseite des zweiten Werkstücks 64a angeordnet sind, als Bereiche festgelegt, die den ersten Werkstücken 63p, 63q und 63r gegenüberliegen müssen. In dem in 19 dargestellten Beispiel erlaubt die Bestimmungseinheit 55, da diese zwei Bedingungen erfüllt sind, dass das zweite Werkstück 64a auf einer Oberseite der ersten Werkstücke 63p, 63q und 63r angeordnet wird.
Auf diese Weise kann die Bestimmungseinheit 55 mindestens eine Bestimmung von der Bestimmung auf der Grundlage einer Fläche eines Bereichs, in der das zweite Werkstück dem ersten Werkstück gegenüberliegt, und der Bestimmung auf der Grundlage einer Position, in der das zweite Werkstück dem ersten Werkstück gegenüberliegt, durchführen. Durch die Steuerung kann, wenn das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet wird, bestimmt werden, ob das zweite Werkstück stabil angeordnet werden kann. Insbesondere können diese Bestimmungen kombiniert durchgeführt werden. Durch das Festlegen eines Bereichs durch Unterteilen einer Unterseite des zweiten Werkstücks kann die Bestimmung auf der Grundlage einer Fläche, auf der sich die Werkstücke gegenüberliegen, mit einer einfachen Berechnung durchgeführt werden.
20 zeigt eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines ersten Schritts von Steuerung des Anordnens des zweiten Werkstücks auf der Oberseite des ersten Werkstücks. Als Nächstes wird ein spezielles Beispiel für die Anordnung des Werkstücks der zweiten Stufe auf der Oberseite des Werkstücks der ersten Stufe beschrieben, das in 3 dargestellt ist. Wenn die Sucheinheit 54 bestimmt, dass es keine Position gibt, an der das Werkstück auf der Grundfläche 60a des Behälters 60 angeordnet werden kann, wird das Stapeln des zweiten Werkstücks auf der Oberseite der ersten Werkstücke 61a bis 61e, die bereits im Inneren des Behälters 60 angeordnet sind, in Betracht gezogen. Zunächst wird eine Position festgelegt, in der ein zweites Werkstück 62a auf der Oberseite der ersten Werkstücke 61 a bis 61 e angeordnet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Sucheinheit 54 eine Position, an der das zweite Werkstück 62a angeordnet wird. Die Bestimmungseinheit 55 bestimmt, ob das zweite Werkstück 62a in einer Position angeordnet werden darf. Die Bestimmungseinheit 55 führt die Bestimmung einer Höhendifferenz zwischen Oberseiten der Mehrzahl von ersten Werkstücken durch. Zusätzlich führt die Bestimmungseinheit 55 die Bestimmung auf der Grundlage einer Fläche eines Bereichs, in dem das zweite Werkstück dem ersten Werkstück gegenüberliegt, und die Bestimmung auf der Grundlage einer Position durch, in der das zweite Werkstück dem ersten Werkstück gegenüberliegt. Ferner bestimmt die Bestimmungseinheit 55, ob das zweite Werkstück 62a mit dem Behälter 60 kollidiert. Darüber hinaus bestimmt die Bestimmungseinheit 55, ob das zweite Werkstück 62a mit einem anderen zweiten Werkstück kollidiert, wenn das andere zweite Werkstück angeordnet wird. Ein Bestimmungsergebnis der Bestimmungsergebnis 55 wird zusammen mit einer Position des zweiten Werkstücks im Eingabeteil 42 gespeichert.
Als Nächstes bewegt die Sucheinheit 54 das zweite Werkstück 62a um eine kleine Strecke in einer vorbestimmten Richtung zu einer nächsten Position. Dann bestimmt die Bestimmungseinheit 55, ob das zweite Werkstück 62a in der nächsten Position angeordnet werden darf. Die Sucheinheit 54 wiederholt die Bewegung des zweiten Werkstücks 62a und die Bestimmung innerhalb des Bereichs, der von den Wandflächen 60b bis 60e des Behälters 60 umgeben ist. Wenn das Werkstück 62a in einer Mehrzahl von Positionen angeordnet werden kann, wählt die Auswahleinheit 56 eine Position aus, in der das zweite Werkstück 62a entsprechend einer vorbestimmten Bedingung angeordnet wird.
Genauer gesagt, erfasst die Erfassungseinheit 53 von dem Eingabeteil 42 Informationen über eine Form und Informationen über eine Position der im Inneren des Behälters 60 angeordneten Werkstücke 61a bis 61e. Die Sucheinheit 54 erkennt auf der Grundlage der Informationen über die Werkstücke 61a bis 61e, dass ein Werkstück mit der Oberseite freiliegt. Mit anderen Worten, wenn die Werkstücke in einer Mehrzahl von Stufen gestapelt sind, wird ein auf der höchsten Seite angeordnetes Werkstück erkannt. Im vorliegenden Beispiel entsprechen die Werkstücke 61a bis 61e der ersten Stufe einem Werkstück, dessen Oberseite freiliegt. Die Sucheinheit 54 legt die Werkstücke 61a bis 61e als das erste Werkstück fest. An einer Unterseite des zweiten Werkstücks 62a ist der Basispunkt 71 an der Ecke festgelegt. Ferner hat sich der Basispunkt 70 des Behälters 60 von der Grundfläche 60a zur Oberseite des ersten Werkstücks 61b verschoben.
21 zeigt eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines zweiten Schritts der Steuerung des Anordnens des zweiten Werkstücks auf der Oberseite des ersten Werkstücks. Die Sucheinheit 54 ordnet das zweite Werkstück 62a so an, dass der Basispunkt 71 den Basispunkt 70 überlappt. Die Bestimmungseinheit 55 bestimmt, ob das zweite Werkstück 62a auf der Oberseite der ersten Werkstücke 61b und 61d angeordnet werden darf. Im vorliegenden Beispiel weicht eine Höhendifferenz zwischen der Oberseite des ersten Werkstücks 61b und der Oberseite des ersten Werkstücks 61d von dem Bestimmungsbereich R ab. Ferner ist eine Fläche, auf der sich die Unterseite des zweiten Werkstücks 62a und die Oberseite des ersten Werkstücks 61d, die das zweite Werkstück 62a trägt, gegenüberliegen, kleiner als eine vorbestimmte Fläche. Die Bestimmungseinheit 55 lässt also nicht zu, dass das zweite Werkstück 62a in dieser Position angeordnet wird. Der Eingabeteil 42 speichert die Position des zweiten Werkstücks 62a und das Bestimmungsergebnis.
Als Nächstes bewegt die Sucheinheit 54 das Werkstück 62a in eine vorbestimmte Richtung. Die Sucheinheit 54 der vorliegenden Ausführungsform bewegt das Werkstück 62a in ähnlicher Weise wie die Steuerung des Suchens nach einer Position des Werkstücks der ersten Stufe. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Werkstück 62a in der X-Achsen-Richtung des Werkstückkoordinatensystems 82 und dann in der Y-Achsen-Richtung bewegt. Wie durch den Pfeil 90 angedeutet, bewegt die Sucheinheit 54 das Werkstück 62a um eine vorbestimmte kleine Strecke in der X-Achsen-Richtung des Werkstückkoordinatensystems 82. Die Bestimmungseinheit 55 bestimmt, ob die Anordnung des Werkstücks 62a in der Position zulässig ist. Die Sucheinheit 54 wiederholt die Bewegung in der X-Achsen-Richtung und die Bestimmung der Anordnung des Werkstücks 62a so lange, bis das Werkstück 62a mit der Wandfläche 60d des Behälters 60 kollidiert. Der Eingabeteil 42 speichert jede Position des zweiten Werkstücks 62a zusammen mit dem Bestimmungsergebnis.
22 zeigt eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines dritten Schritts der Steuerung des Anordnens des zweiten Werkstücks auf der Oberseite des ersten Werkstücks. Als Nächstes, wie durch den Pfeil 83 angedeutet, bewegt die Sucheinheit 54 das zweite Werkstück 62a in der Y-Achsen-Richtung von der Position aus, an der der Basispunkt 71 den Basispunkt 70 überlappt. Die Sucheinheit 54 bewegt das zweite Werkstück 62a um eine kleine Strecke. Die Bestimmungseinheit 55 bestimmt, ob die Anordnung des Werkstücks 62a in der Position zulässig ist. Als Nächstes, wie durch den Pfeil 84 angedeutet, bestimmt die Sucheinheit 54, ob die Anordnung des Werkstücks 62a zulässig ist, während das zweite Werkstück 62a um eine kleine Strecke in der X-Achsen-Richtung bewegt wird. Die Sucheinheit 54 wiederholt die Bewegung in der X-Achsen-Richtung und die Bestimmung der Anordnung, bis das zweite Werkstück 62a mit der Wandfläche 60d kollidiert. Der Eingabeteil 42 speichert jede Position des zweiten Werkstücks 62a zusammen mit dem Bestimmungsergebnis.
Die Bewegung des zweiten Werkstücks 62a in der Y-Achsen-Richtung wird so lange durchgeführt, bis das zweite Werkstück 62a mit der Wandfläche 60e des Behälters 60 kollidiert. Auf diese Weise werden die Bewegung in der X-Achsen-Richtung und die Bewegung in der Y-Achsen-Richtung wiederholt, und die Bestimmungssteuerung zum Bestimmen, ob das zweite Werkstück 62a angeordnet werden darf, wird ebenfalls durchgeführt. Im vorliegenden Beispiel ist es in einer Richtung des zweiten Werkstücks 62a, in der eine lange Seite einer ebenen Form des zweiten Werkstücks 62a parallel zur Wandfläche 60b verläuft, unzulässig, das zweite Werkstück 62a auf der Oberseite der ersten Werkstücke 61a bis 61e anzuordnen.
23 zeigt eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines vierten Schritts der Steuerung des Anordnens des zweiten Werkstücks auf der Oberseite des ersten Werkstücks. Anschließend dreht die Sucheinheit 54 das zweite Werkstück 62a um einen vorbestimmten Drehwinkel, um eine Richtung des zweiten Werkstücks 62a zu ändern. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Position des zweiten Werkstücks 62a um 90° um eine senkrecht zur Grundfläche 60a des Behälters 60 verlaufende Drehachse gedreht. Dann ordnet die Sucheinheit 54 das zweite Werkstück 62a so an, dass die Ecke des zweiten Werkstücks 62a den Basispunkt 70 überlappt.
Im vorliegenden Beispiel liegt eine Höhendifferenz zwischen der Oberseite des ersten Werkstücks 61b und der Oberseite des ersten Werkstücks 61c innerhalb des Bestimmungsbereichs R. Die Bestimmungseinheit 55 erlaubt, das zweite Werkstück 62a so anzuordnen, dass es von dem ersten Werkstück 61b und dem ersten Werkstück 61c getragen wird. Außerdem ist eine Fläche, auf der sich die Unterseite des zweiten Werkstücks 62a und die ersten Werkstücke 61b und 61d gegenüberliegen, größer als die vorbestimmte Fläche. Also lässt die Bestimmungseinheit 55 die Anordnung des Werkstücks 62a in dieser Position zu. Der Eingabeteil 42 speichert die Position des Werkstücks 62a und das Bestimmungsergebnis.
Als Nächstes wiederholt die Sucheinheit 54 die Bewegung in der X-Achsen-Richtung des Werkstückkoordinatensystems 82, wie durch den Pfeil 90 angedeutet, und führt auch die Bestimmungssteuerung zum Bestimmen durch, ob das zweite Werkstück 62a angeordnet werden darf. Außerdem wiederholt die Sucheinheit 54 die Bewegung in der Y-Achsen-Richtung und in der X-Achsen-Richtung, wie durch die Pfeile 83 und 84 angedeutet, und führt auch die Bestimmungssteuerung zum Bestimmen durch, ob das zweite Werkstück 62a angeordnet werden darf. Der Eingabeteil 42 speichert alle Positionen des Werkstücks 62a und das Bestimmungsergebnis.
Wenn die Steuerung des Suchens nach einer Position, an der das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks der vorliegenden Ausführungsform angeordnet wird, durchgeführt wird, erkennt die Sucheinheit 54 möglicherweise eine Mehrzahl von Positionen, an denen das zweite Werkstück angeordnet werden kann. Mit Bezug auf 2 beinhaltet die Sucheinheit 54 der vorliegenden Ausführungsform die Auswahleinheit 56, die eine Position auswählt, an der das zweite Werkstück angeordnet wird. Die Auswahleinheit 56 legt eine Position fest, an der das zweite Werkstück entsprechend einer Mehrzahl von Bedingungen mit einer vorbestimmten Prioritätsstufe angeordnet wird. Die Auswahleinheit 56 wählt eine Position aus, an der das zweite Werkstück entsprechend einer ersten Bedingung mit einer ersten Prioritätsstufe angeordnet wird. Wenn es eine Mehrzahl von Positionen gibt, die die erste Bedingung erfüllen und an denen das zweite Werkstück angeordnet wird, wählt die Auswahleinheit 56 eine Position aus, an der das zweite Werkstück gemäß einer zweiten Bedingung mit einer zweiten Prioritätsstufe angeordnet wird. Im vorliegenden Beispiel wird als erste Bedingung festgelegt, dass eine Höhe des ersten Werkstücks, das das zweite Werkstück trägt, am niedrigsten ist. Als zweite Bedingung wird bestimmt, dass ein Basispunkt des zweiten Werkstücks dem Basispunkt des Behälters am nächsten ist.
Die Auswahleinheit 56 erhält von dem Eingabeteil 42 eine Mehrzahl von Positionen, an denen die Anordnung des zweiten Werkstücks zulässig ist. Gemäß der ersten Bedingung wählt die Auswahleinheit 56 eine Position des zweiten Werkstücks, die dem ersten Werkstück mit der geringsten Höhe der Oberseite gegenüberliegt, aus der Mehrzahl von Positionen aus, in denen die Anordnung des zweiten Werkstücks zulässig ist. Die Auswahleinheit 56 legt eine Reihenfolge von Positionen in der Höhenrichtung der Oberseite der ersten Werkstücke 61a bis 61e fest. Die Sucheinheit 54 legt die Reihenfolge in aufsteigender Reihenfolge der Höhe der Oberseite fest. Mit Bezug auf 3 wird in diesem Beispiel die Reihenfolge Werkstück 61a, Werkstück 61c, Werkstück 61b, Werkstück 61d und Werkstück 61e festgelegt.
Mit Bezug auf 23 kann das zweite Werkstück 62a in einer den Werkstücken 61b und 61c gegenüberliegenden Position und in einer dem Werkstück 61e gegenüberliegenden Position in einer Richtung angeordnet werden, in der eine kurze Seite der ebenen Form des zweiten Werkstücks 62a parallel zur Wandfläche 60b verläuft. Die Auswahleinheit 56 wählt unter den Werkstücken 61b, 61c und 61e das Werkstück 61b mit der niedrigsten Position der Oberseite aus. Dann wählt die Auswahleinheit 56 die Position aus, die den Werkstücken 61b und 61c gegenüberliegt. Im vorliegenden Beispiel gibt es eine Mehrzahl von Positionen, in denen das zweite Werkstück 62a so angeordnet werden kann, dass es den ersten Werkstücken 61b und 61c gegenüberliegt.
Als Nächstes wählt die Auswahleinheit 56 gemäß der zweiten Bedingung eine Position aus, in der der Basispunkt 71 des zweiten Werkstücks 62a dem Basispunkt 70 des Behälters 60 am nächsten liegt. Im vorliegenden Beispiel ist in einer Position (Position des zweiten Werkstücks 62a in 23), in der die Ecke des zweiten Werkstücks 62a den Basispunkt 70 überlappt, der Abstand des Basispunkts 71 von dem Basispunkt 70 am geringsten. Die Auswahleinheit 56 kann diese Position als eine Position festlegen, in der das zweite Werkstück 62a angeordnet wird. Auf diese Weise kann durch Vorbestimmen einer Bedingung mit einer Prioritätsstufe eine Position ausgewählt werden, an der das zweite Werkstück angeordnet wird.
Es können drei oder mehr Bedingungen zum Auswählen einer Position, an der das zweite Werkstück angeordnet wird, bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Prioritätsreihenfolge einer Richtung eines Werkstücks als Bedingung für die Auswahl einer Position, in der das zweite Werkstück abweichend von den oben beschriebenen Bedingungen angeordnet wird, vorbestimmt werden. Ein Zustand, bei dem die kurze Seite der ebenen Form des Werkstücks 62a parallel zur Wandfläche 60b des Behälters 60 verläuft, wie in 23 dargestellt, kann höher priorisiert werden als ein Zustand, bei dem die lange Seite der ebenen Form des Werkstücks 62a parallel zur Wandfläche 60b des Behälters 60 verläuft, wie in 21 gezeigt. Auf diese Weise kann die Auswahleinheit 56 durch Vorgabe einer Bedingung mit einer Prioritätsstufe eine Position auswählen, an der das zweite Werkstück angeordnet wird. Mit dieser Steuerung kann ein Werkstück so gestapelt werden, dass es einem gewünschten Zustand der Bedienperson nahe kommt.
24 zeigt eine perspektivische Ansicht des Behälters und des Werkstücks, wenn ein Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet ist. Die Robotervorrichtung 3 ordnet das Werkstück 62a in einer von der Sucheinheit 54 bestimmten Position an. Die Betriebssteuereinheit 43 ordnet das zweite Werkstück 62a auf der Oberseite des ersten Werkstücks 61b und des ersten Werkstücks 61c an, indem sie den Roboter 1 und den Greifer 5 antreibt.
25 zeigt eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines fünften Schritts der Steuerung des Anordnens des zweiten Werkstücks auf der Oberseite des ersten Werkstücks. Anschließend sucht die Sucheinheit 54 nach einer Position, an der ein zweites Werkstück 62b angeordnet wird. Die Sucheinheit 54 führt die Steuerung des Einstellens einer Position, in der das zweite Werkstück 62b angeordnet wird, durch eine ähnliche Steuerung wie die beim zweiten Werkstück 62a durch.
Die Sucheinheit 54 ordnet das zweite Werkstück 62b so an, dass der Basispunkt 71 des zweiten Werkstücks 62b den Basispunkt 70 des Behälters überlappt. Da das zweite Werkstück 62b mit dem zweiten Werkstück 62a kollidiert, verhindert die Bestimmungseinheit 55, dass das zweite Werkstück 62b in dieser Position angeordnet wird. Als Nächstes bewegt die Sucheinheit 54 das zweite Werkstück 62b um eine kleine Strecke in der X-Achsen-Richtung des Werkstückkoordinatensystems 82, wie durch den Pfeil 90 angedeutet. Die Bestimmungseinheit 55 bestimmt, ob die Anordnung des zweiten Werkstücks 62b zulässig ist. Die Bewegung in der X-Achsen-Richtung und die Bestimmung werden so lange wiederholt, bis das Werkstück 62b mit der Wandfläche 60d des Behälters 60 kollidiert. Anschließend führt der Suchkopf 54 die Bestimmung durch, während er die Bewegung in der Y-Achsen-Richtung und die Bewegung in der X-Achsen-Richtung wiederholt, wie durch die Pfeile 83 und 84 angedeutet. Die Bewegung in der Y-Achsen-Richtung wird so lange durchgeführt, bis das Werkstück 62b mit der Wandfläche 60e des Behälters 60 kollidiert. Der Eingabeteil 42 speichert alle Positionen des Werkstücks 62b und das Bestimmungsergebnis.
26 zeigt eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines sechsten Schritts der Steuerung des Anordnens des zweiten Werkstücks auf der Oberseite des ersten Werkstücks. Als Nächstes führt die Sucheinheit 54 die Steuerung des Bestimmens durch, ob die Anordnung des Werkstücks 62b in einem Zustand zulässig ist, in dem das zweite Werkstück 62b um 90° gedreht ist. Die Sucheinheit 54 ordnet das Werkstück 62b so an, dass die Ecke des Werkstücks 62b den Basispunkt 70 überlappt. Die Sucheinheit 54 bewegt das Werkstück 62b schrittweise in der X-Achsen-Richtung des Werkstückkoordinatensystems 82, wie durch den Pfeil 90 angedeutet, und bestimmt, ob die Anordnung des Werkstücks 62b zulässig ist. Darüber hinaus bestimmt die Sucheinheit 54, ob die Anordnung des Werkstücks 62b zulässig ist, während die Bewegung in der X-Achsen-Richtung und der Bewegung in der Y-Achsen-Richtung durchgeführt wird, wie durch die Pfeile 83 und 84 angedeutet. Der Eingabeteil 42 speichert alle Positionen des Werkstücks 62b und das Bestimmungsergebnis.
27 zeigt eine Draufsicht auf das Werkstück und den Behälter zur Beschreibung eines siebten Schritts der Steuerung des Anordnens des zweiten Werkstücks auf der Oberseite des ersten Werkstücks. Die Auswahleinheit 56 erhält von dem Eingabeteil 42 eine Mehrzahl von Positionen, an denen die Anordnung des zweiten Werkstücks 62b zulässig ist. Die Auswahleinheit 56 wählt eine Position aus, in der das zweite Werkstück 62b entsprechend einer vorbestimmten Bedingung angeordnet wird. Im vorliegenden Beispiel kann das zweite Werkstück 62b auf der Oberseite der ersten Werkstücke 61b und 61c oder der Oberseite des ersten Werkstücks 61e in einem Zustand angeordnet werden, in dem eine kurze Seite des zweiten Werkstücks 62b parallel zur Wandfläche 60b liegt. Im vorliegenden Beispiel ist das zweite Werkstück 62b entsprechend der vorbestimmten Bedingung auf der Oberseite der ersten Werkstücke 61b und 61c in einem Bereich zwischen dem zweiten Werkstück 62a und dem ersten Werkstück 61d angeordnet.
Die Anordnung der dritten und der nachfolgenden zweiten Werkstücke kann durch eine Steuerung erfolgen, die der Steuerung des Anordnens der zweiten Werkstücke 62a und 62b ähnlich ist. Außerdem wird die Anordnung des zweiten Werkstücks so lange durchgeführt, bis das Werkstück der zweiten Stufe nicht mehr im Behälter 60 angeordnet werden kann. Ferner kann nach Abschluss der Anordnung des Werkstücks der zweiten Stufe ein Werkstück einer dritten Stufe angeordnet werden. Wenn das Werkstück der dritten Stufe angeordnet wird, kann eine Steuerung ähnlich der Steuerung des Anordnens des Werkstücks der zweiten Stufe durchgeführt werden. In diesem Fall ist das in der zweiten Stufe angeordnete Werkstück das erste Werkstück, und das in der dritten Stufe angeordnete Werkstück ist das zweite Werkstück. Wenn ein Werkstück der vierten und der nachfolgenden Stufen angeordnet wird, kann die Steuerung ähnlich wie die Steuerung des Anordnens des Werkstücks der dritten Stufe durchgeführt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform bewegt die Sucheinheit 54 das zweite Werkstück 62a in alle Positionen ohne Kollision mit dem Behälter 60, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Ein Bereich, in dem das zweite Werkstück bewegt wird, kann vorbestimmt werden. Alternativ kann, wenn eine Position erkannt wird, an der die Anordnung des zweiten Werkstücks zulässig ist, diese Position auch als eine Position bestimmt werden, an der das zweite Werkstück angeordnet wird.
Der Zeitpunkt, zu dem das Stapeln eines Werkstücks bei der vorliegenden Ausführungsform beendet wird, kann durch eine beliebige Steuerung bestimmt werden. Beispielsweise kann die Steuerung des Stapelns eines Werkstücks beendet werden, wenn die Position der höchsten Oberseite unter den Oberseiten einer Mehrzahl von Werkstücken einen vorbestimmten Bestimmungswert überschreitet. Zusätzlich kann ein Deckel auf einer Öffnung des Behälters angeordnet werden. Wenn in diesem Fall bestimmt wird, dass die Oberseite eines Werkstücks eine Höhe einer Wandfläche des Behälters überschreitet, kann die Steuerng des Stapelns des Werkstücks beendet werden. Alternativ kann beim Stapeln eines Werkstücks auf einer Palette ein Anordnungsbereich voreingestellt werden, in dem das Werkstück auf einer Oberseite der Palette angeordnet wird. Wenn bestimmt wird, dass eine Oberseite des Werkstücks den Anordnungsbereich überschreitet, kann die Steuerung des Stapelns des Werkstücks beendet werden. Alternativ kann die Anordnung des Werkstücks beendet werden, wenn ein Befehl zum Beendigen der Steuerung des Stapelns des Werkstücks durch eine Betätigung eines Programmierhandgeräts durch eine Bedienperson oder dergleichen eingegeben wird.
Es ist zu beachten, dass die Robotervorrichtung das Stapeln eines Werkstücks auch in einem Bereich durchführen kann, die höher liegt als ein oberes Ende einer Wandfläche eines Behälters. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Informationen über eine dreidimensionale Form eines Behälters im Voraus im Eingabeteil gespeichert. So kann ein Werkstück in einem Bereich angeordnet werden, der höher als ein oberes Ende einer Wandfläche des Behälters liegt, derart, dass das Werkstück zu einer Seite der Wandfläche hin heraussteht.
Wenn die Sucheinheit 54 nach einer Position sucht, an der das zweite Werkstück angeordnet wird, gibt es möglicherweise keine Position, an der das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet wird. Mit anderen Worten, die Bestimmungseinheit 55 verhindert möglicherweise, dass das zweite Werkstück in allen Positionen in Bezug auf das erste Werkstück angeordnet wird. In diesem Fall sendet die Sucheinheit 54 an das Programmierhandgerät 49 die Information, dass es keine Position gibt, an der das zweite Werkstück angeordnet wird. Der Anzeigeteil 49b des Programmierhandgeräts 49 zeigt die Information an. Eine Bedienperson kann erkennen, dass das Stapeln des Werkstücks abgeschlossen ist. Dann beendet die Steuerung 2 die Steuerung des Stapelns des Werkstücks in einem aktuellen Behälter.
Die Positionseinstellvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann automatisch eine Position eines Werkstücks einstellen, das in einem Behälter angeordnet wird. Somit kann die Robotervorrichtung einschließlich der Positionseinstellvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Vorgang des automatischen Stapelns eines Werkstücks durchführen. Selbst wenn die Anzahl der Werkstücke, eine Größe der Werkstücke und eine Reihenfolge, in der die Werkstücke gestapelt werden, nicht bestimmt sind, können die Werkstücke automatisch auf einem Trageelement wie einem Behälter gestapelt werden.
Der Sensor in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Sensor für drei Dimensionen, der eine dreidimensionale Form eines Werkstücks erkennen kann. Da eine dreidimensionale Form eines Werkstücks durch den Sensor erkannt werden kann, kann ein Vorgang des Speicherns von Informationen mit Bezug auf eine Form des Werkstücks im Voraus im Eingabeteil entfallen.
Als Sensor kann zum Beispiel eine zweidimensionale Kamera verwendet werden. Dann kann ein Referenzbild, das sich auf ein Bild der zweidimensionalen Kamera bezieht, im Eingabeteil gespeichert werden. Außerdem kann der Eingabeteil Informationen über Abmessungen und dergleichen eines Werkstücks speichern, die dem Referenzbild entsprechen. Durch das Auswählen des Referenzbildes, das am besten mit einem tatsächlich aufgenommenen Bild übereinstimmt, kann eine dreidimensionale Form des Werkstücks erkannt werden. Bei einer solchen Steuerung müssen jedoch das Referenzbild des Werkstücks und die Informationen über die Abmessungen und dergleichen des Werkstücks im Voraus erstellt werden. Durch den Einsatz des Sensor für drei Dimensionen als Sichtsensor kann ein solcher Vorgang entfallen.
28 zeigt eine Draufsicht auf ein Werkstück zur Beschreibung einer Randbreite des Werkstücks. Wenn die Sucheinheit 54 nach einer Position sucht, an der ein Werkstück angeordnet wird, kann die Sucheinheit 54 eine vorbestimmte Randbreite MD zu den Abmessungen eines Werkstücks 69 hinzufügen und nach einer Position suchen, an der das Werkstück 69 angeordnet wird. Mit anderen Worten, die Position, an der das Werkstück angeordnet wird, kann mit Hilfe einer Form gesucht werden, die durch Hinzufügen der Randbreite MD zu einer Außenkante einer Form des Werkstücks 69 erhalten wurde. In diesem Fall kann ein Basispunkt 73 des Werkstücks 69 an einer Ecke der durch Hinzufügen der Randbreite MD erhaltenen Form festgelegt werden.
Wenn ein Werkstück von dem Roboter 1 befördert wird, wird das Werkstück möglicherweise leicht erschüttert. Durch eine Erschütterung des Werkstücks kann das Werkstück mit anderen Werkstücken oder einem Behälter kollidieren. Die Kollision des Werkstücks kann durch Hinzufügen einer Randbreite zu einer Größe des Werkstücks unterdrückt werden. Die Größe der Randbreite MD hängt von einer Größe und einem Gewicht des Werkstücks und des Behälters, der Leistung eines Roboters oder dergleichen ab. Für die Randbreite MD kann zum Beispiel ein Wert von 0,5 mm oder mehr und 1 mm oder weniger festgelegt werden.
29 zeigt eine perspektivische Ansicht eines anderen Werkstücks der vorliegenden Ausführungsform. Das oben beschriebene Werkstück hat die Form eines rechteckigen Parallelepipeds, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Die Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann auf ein beliebiges Werkstück einschließlich einer Oberseite und einer Unterseite angewendet werden. Eine beliebige Form kann als Oberseite und Unterseite verwendet werden. Ein weiteres Werkstück 65a beinhaltet eine Oberseite 65aa und eine Unterseite 65ab, die parallel zueinander liegen. Die Oberseite 65aa und die Unterseite 65ab sind eine ebene Fläche. Eine Form der Oberseite 65aa und der Unterseite 65ab ist ein Fünfeck. Des Weiteren sind eine Fläche der Oberseite 65aa und eine Fläche der Unterseite 65ab voneinander verschieden. Eine ähnliche Steuerung wie bei der vorliegenden Ausführungsform kann auch an einem solchen Werkstück durchgeführt werden.
Außerdem befördert der Roboter in der vorliegenden Ausführungsform ein Werkstück zu einer von der Positionseinstellvorrichtung festgelegten Position, doch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Eine andere Vorrichtung als der Roboter kann ein Werkstück befördern, nachdem die Positionseinstellvorrichtung eine Position festgelegt hat, in der das Werkstück angeordnet wird. Alternativ kann der Anzeigeteil des Programmierhandgeräts eine Position anzeigen, in der ein Werkstück angeordnet wird, und eine Bedienperson kann das Werkstück in der angezeigten Position anordnen.
Bei jeder der oben beschriebenen Steuerungen kann die Reihenfolge der Schritte nach Bedarf geändert werden, solange die Funktion und die Wirkung nicht verändert werden.
Die oben genannten Ausführungsformen können nach Bedarf kombiniert werden. In jeder der oben beschriebenen Zeichnungen sind gleiche oder äquivalente Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es ist zu beachten, dass die oben beschriebene Ausführungsform ein Beispiel ist und die Erfindung nicht einschränkt. Darüber hinaus beinhaltet die Ausführungsform Modifikationen der in den Ansprüchen beschriebenen Ausführungsform.
Bezugszeichenliste

1: Roboter
2: Steuerung
3: Robotervorrichtung
5: Greifer
30: Sichtsensor
42: Eingabeteil
49: Programmierhandgerät
49b: Anzeigeteil
52: Formerkennungseinheit
53: Erfassungseinheit
54: Sucheinheit
55: Bestimmungseinheit
56: Auswahleinheit
60: Behälter
61a, 61b, 61c, 61d, 61e: Erstes Werkstück
63a bis 63r: Erstes Werkstück
63aa, 63ba, 63ca, 63da, 63ea, 63fa, 63ga, 63ha: Oberseite
62a, 62b, 62c: Zweites Werkstück
64a: Zweites Werkstück
64aa: Unterseite
65a: Werkstück
65aa: Oberseite
65ab: Unterseite
69: Werkstück
71, 72, 73: Basispunkt
75: Bereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2017149616 A1 [0003, 0004]
WO 2017061632 A1 [0003, 0004]
JP 6267175 B [0004]

Claims

Positionseinstellvorrichtung, die dafür ausgelegt ist, eine Position einzustellen, in der ein zweites Werkstück auf einer Oberseite einer Mehrzahl von ersten Werkstücken gestapelt wird, wobei die Positionseinstellvorrichtung folgende Elemente umfasst: einen Sensor, der dafür ausgelegt ist, die Form des zweiten Werkstücks zu erkennen; eine Formerkennungseinheit, die dafür ausgelegt ist, eine Form des zweiten Werkstücks auf der Grundlage einer Ausgabe des Sensors zu erkennen; eine Erfassungseinheit, die dafür ausgelegt ist, Formen und Positionen der Mehrzahl von ersten Werkstücken zu erfassen; und eine Sucheinheit, die dafür ausgelegt ist, nach einer Position zu suchen, in der das zweite Werkstück auf der Oberseite der Mehrzahl von ersten Werkstücken angeordnet werden kann, wobei von dem ersten und dem zweiten Werkstück jedes Werkstück eine Oberseite und eine Unterseite beinhaltet, ein Bestimmungsbereich einer Höhendifferenz zwischen einer Oberseite eines ersten Werkstücks und einer Oberseite eines anderen ersten Werkstücks vorbestimmt ist, die Sucheinheit eine Bestimmungseinheit beinhaltet, die dafür ausgelegt ist, zu bestimmen, ob das zweite Werkstück so angeordnet werden darf, dass es sowohl von dem einen ersten Werkstück als auch von dem anderen ersten Werkstück getragen wird, wenn eine Höhe der Oberseite des einen ersten Werkstücks und eine Höhe der Oberseite des anderen ersten Werkstücks unterschiedlich sind, und die Bestimmungseinheit es erlaubt, das zweite Werkstück so anzuordnen, dass es sowohl von dem einen ersten Werkstück als auch von dem anderen ersten Werkstück getragen wird, wenn eine Höhendifferenz innerhalb des Bestimmungsbereichs liegt, und die Bestimmungseinheit verhindert, dass das zweite Werkstück so angeordnet wird, dass es sowohl von dem einen ersten Werkstück als auch von dem anderen ersten Werkstück getragen wird, wenn eine Höhendifferenz von dem Bestimmungsbereich abweicht.
Positionseinstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Fläche, auf der eine Unterseite des zweiten Werkstücks und eine Oberseite des ersten Werkstücks, das so angeordnet ist, dass es das zweite Werkstück trägt, einander gegenüberliegen, größer ist als eine Fläche, die durch Multiplizieren einer Fläche der Unterseite des zweiten Werkstücks mit einem vorbestimmten Verhältnis erhalten wird, die Bestimmungseinheit zulässt, dass das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet wird.
Positionseinstellvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Bestimmungseinheit eine Mehrzahl von Bereichen festlegt, indem sie die Unterseite des zweiten Werkstücks unterteilt, und, wenn die Anzahl der dem ersten Werkstück gegenüberliegenden Bereiche gleich oder größer als ein vorbestimmter Bestimmungswert ist, die Bestimmungseinheit zulässt, dass das zweite Werkstück auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet wird.
Positionseinstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, wenn die ersten Werkstücke, die so angeordnet sind, dass sie das zweite Werkstück tragen, so angeordnet sind, dass sie den Schwerpunkt einer Form der Unterseite des zweiten Werkstücks umgeben, die Bestimmungseinheit zulässt, dass das zweite Werkstück auf der Oberseite der ersten Werkstücke angeordnet wird.
Positionseinstellvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Bestimmungseinheit eine Mehrzahl von Bereichen festlegt, indem sie die Unterseite des zweiten Werkstücks unterteilt, und, wenn ein vorbestimmter Bereich aus der Mehrzahl von Bereichen, die auf einem äußeren Umfangsabschnitt der Unterseite des zweiten Werkstücks angeordnet sind, dem ersten Werkstück gegenüberliegt, die Bestimmungseinheit zulässt, dass das zweite Werkstück auf der Oberseite der ersten Werkstücke angeordnet wird.
Positionseinstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Sucheinheit eine Auswahleinheit beinhaltet, die dafür ausgelegt ist, eine Position auszuwählen, an der das zweite Werkstück angeordnet wird, wenn das zweite Werkstück in einer Mehrzahl von Positionen auf der Oberseite des ersten Werkstücks angeordnet werden kann, die Auswahleinheit eine Position auswählt, an der das zweite Werkstück entsprechend einer ersten Bedingung mit einer ersten Prioritätsstufe angeordnet wird, und, wenn es eine Mehrzahl von Positionen gibt, die die erste Bedingung erfüllen und an denen das zweite Werkstück angeordnet wird, die Auswahleinheit eine Position auswählt, an der das zweite Werkstück gemäß einer zweiten Bedingung mit einer zweiten Prioritätsstufe angeordnet wird.
Positionseinstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Sensor ein Sensor für drei Dimensionen ist, der dafür ausgelegt ist, eine dreidimensionale Form des ersten Werkstücks erfassen zu können.
Positionseinstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend einen Anzeigeteil, der dafür ausgelegt ist, Informationen in Bezug auf eine Anordnung des zweiten Werkstücks anzuzeigen, wobei, wenn die Sucheinheit keine Position erkennen kann, an der die Anordnung des zweiten Werkstücks auf der Oberseite des ersten Werkstücks zulässig ist, der Anzeigeteil anzeigt, dass es keine Position gibt, an der das zweite Werkstück angeordnet wird.
Positionseinstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Bestimmungseinheit eine vorbestimmte Randbreite zu den Abmessungen des zweiten Werkstücks hinzufügt und bestimmt, ob die Anordnung des zweiten Werkstücks zulässig ist.
Robotervorrichtung, umfassend: die Positionseinstellvorrichtung nach Anspruch 1; ein Arbeitswerkzeug, das zum Greifen des zweiten Werkstücks ausgelegt ist; einen Roboter, der zum Bewegen des Arbeitswerkzeugs ausgelegt ist; und eine Steuerung, die zum Steuern des Arbeitswerkzeugs und des Roboters ausgelegt ist, wobei die Steuerung eine Position und eine Ausrichtung des zweiten Werkstücks auf der Grundlage einer Ausgabe von dem Sensor erfasst, den Roboter so antreibt, dass er das zweite Werkstück auf der Grundlage der Position und der Ausrichtung des zweiten Werkstücks greift, und den Roboter so antreibt, dass er das zweite Werkstück zu einer Position befördert, wo das zweite Werkstück angeordnet wird, die von der Positionseinstellvorrichtung eingestellt ist.