ES2367206T3

ES2367206T3 - Procedimiento para insertar una pieza en una sección de almacenaje de un contenedor de almacenaje y disposición de útil de inserción.

Info

Publication number: ES2367206T3
Application number: ES08016689T
Authority: ES
Inventors: Tassakos Charalambos
Original assignee: INOS Automationssoftware GmbH
Current assignee: INOS Automationssoftware GmbH
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2008-09-23
Publication date: 2011-10-31
Anticipated expiration: 2028-09-23
Also published as: PT2165807E; PL2165807T3; EP2165807A1; US8078312B2; US20100076592A1; EP2165807B1; ATE514532T1; SI2165807T1

Abstract

Procedimiento (69) para insertar automáticamente al menos una pieza (13) de una configuración dada en una sección de almacenaje (15) de un contenedor (11), en el que la sección de almacenaje (15) comprende una pluralidad de medios de soporte (17a-d) adaptados para soportar una de la al menos una pieza (13), en el que la pieza (13) es insertada (103) por medio de un útil de inserción (49), en el que dichos medios de soporte (17a-d) comprenden al menos una superficie de apoyo (37a-d) adaptada para enfrentarse a la pieza insertada (13), y en el que el procedimiento (69) comprende las etapas de: - detectar (93) la posición de los medios de soporte (17a-d) por medio de al menos un sensor óptico (51a-d), caracterizado porque el procedimiento (69) comprende además las etapas de: - verificar (95) por medio del al menos un sensor óptico (51a-d) si los medios de soporte (17a-d) de una sección de almacenaje (15) determinada están disponibles para la inserción de la pieza (13); - detectar (99) la orientación de los medios de soporte (17a-d) de una sección de almacenaje (15) disponible por medio del al menos un sensor óptico (51a-d); - explorar (81) al menos una región (79a-d) de al menos una superficie de apoyo (37a-d) por medio del al menos un sensor óptico (51a-d), en el que dicha detección (93) de la posición, dicha verificación (95) y/o dicha detección (99) de la orientación están basadas en la citada exploración (81); - determinar (100) una trayectoria de inserción (47) a lo largo de la cual se inserta la pieza en la sección de almacenaje (15) disponible por medio del útil de inserción (49), dependiendo la trayectoria de inserción (47) de la forma de la pieza (13), de la posición detectada y de la orientación de los medios de soporte (17a-d), e - insertar (103) la pieza (13) en la sección de almacenaje (15) disponible a lo largo de la trayectoria de inserción (47) determinada.

Description

La presente invención se refiere a un procedimiento para insertar automáticamente al menos una pieza de una configuración dada en una sección de almacenaje de un contenedor de almacenaje, en el que la sección de almacenaje comprende una pluralidad de medios de soporte adaptados para soportar una de la al menos una pieza, en el que la pieza se inserta por medio de un útil de inserción, y en el que el procedimiento comprende la etapa de detectar la posición de los medios de soporte por medio de al menos un sensor óptico. Además, la invención se refiere a una disposición de útil de inserción para insertar automáticamente al menos una pieza de una configuración dada en una sección de almacenaje de un contenedor de almacenaje de acuerdo con el procedimiento anterior.

A efectos de almacenar y transportar productos de alto valor, tal como piezas caras de un vehículo a motor, se aplican habitualmente contenedores especiales que comprenden múltiples secciones de almacenaje, cada una de las cuales está adaptada para soportar una sola pieza de alto valor. El almacenaje de las piezas en secciones de almacenaje individuales sirve para impedir que las piezas se dañen o se deformen durante el almacenaje o transporte dentro del contenedor.

Cuando se aplica producción en serie con el fin de fabricar la pieza, entonces la pieza ha de ser retirada de forma bastante rápida del extremo de la línea de montaje con el fin de evitar un cuello de botella que ralentice el proceso de producción. A este efecto, se conoce en el estado de la técnica el hecho de aplicar robots industriales para retirar automáticamente la pieza del extremo de la línea de montaje y para insertar la pieza en el contenedor. Los procedimientos conocidos utilizan sensores ópticos para localizar una marca óptica especial situado en una posición conocida dentro del contenedor, y calcular en base a la posición de la marca la posición de las secciones de almacenaje individuales.

La solicitud de patente publicada US 2004/0179206 A1 divulga un sensor óptico en forma de dispositivo portátil para medir la posición, la forma y/o el tamaño de un objeto.

Sin embargo, cuando se utilizan los procedimientos conocidos, se producen interrupciones del proceso de producción de manera relativamente frecuente. Por ejemplo, si un contenedor que no está completamente vacío se sitúa al final de la línea de montaje para ser llenado automáticamente, entonces se podrá producir eventualmente una colisión entre la pieza recogida del extremo de la línea de montaje por el robot y una pieza que ya estaba residente en el interior del contenedor con anterioridad a que el contenedor fuera situado al final de la línea de montaje. Además, los contenedores se utilizan por lo general múltiples veces de modo que las secciones de almacenaje están sometidas a desgaste y desgarro, y pueden resultar deformadas con el paso del tiempo. Si el robot intenta introducir una pieza en una sección de almacenaje deformada, entonces la pieza colisionará con el mismo. Ambas clases de colisiones, colisiones de unas piezas con otras y colisiones de una pieza con una sección de almacenaje deformada, dan como resultado una interrupción del proceso de producción en la mayor parte de los casos. Además, las piezas involucradas en la colisión pueden resultar dañadas.

Cada vez que ocurre una interrupción, se necesita un trabajo intensivo y un consumo de tiempo, y por lo tanto una intervención manual cara con el fin de reanudar el proceso de producción. Por lo tanto, resulta deseable aplicar un procedimiento para insertar las piezas en el contenedor que conduzca a un menor índice de interrupciones. Las referencias de la técnica anterior FR 2.643.732 y US 5.790.338 divulgan un procedimiento y una disposición de útil de inserción del tipo identificado anteriormente. La referencia US 4.685.095 divulga un procedimiento para insertar automáticamente una pieza en una sección de almacenaje de un contenedor por medio de un útil de inserción, en el que un sensor de alineamiento coopera con un objetivo de centrado del contenedor con el fin de verificar la posición y la orientación del útil de inserción en relación con la sección de almacenaje. En esta referencia, se utiliza un sensor de ranura completa para verificar que la sección de almacenaje está vacía y lista para recibir la pieza desde el útil de inserción.

El objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para insertar automáticamente una pieza en una sección de almacenaje de un contenedor, en el que se evitan las colisiones de unas piezas con otras y las colisiones de una pieza con la sección de almacenaje.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se ha alcanzado por medio de un procedimiento del tipo mencionado anteriormente, que está caracterizado porque los medios de soporte comprenden al menos una superficie de apoyo adaptada para enfrentarse a la pieza insertada, y porque el procedimiento comprende además las etapas de:

-verificar por medio del al menos un sensor óptico, si los medios de soporte de una sección de almacenaje determinada están disponibles para la inserción de la pieza;

-detectar la orientación de los medios de soporte de una sección de almacenaje disponible, por medio del al menos un sensor óptico;

-explorar al menos una región de al menos una superficie de apoyo por medio del al menos un sensor óptico, en la que dicha detección de posición, dicha verificación, y/o dicha detección de la orientación están basadas en la citada exploración;

-determinar una trayectoria de inserción a lo largo de la cual se inserte la pieza en la sección de almacenaje disponible por medio del útil de inserción, dependiendo la trayectoria de inserción, de la forma de la pieza, de la posición detectada y de la orientación de los medios de soporte, e

-insertar la pieza en la sección de almacenaje disponible a lo largo de la trayectoria de inserción determinada.

La etapa de verificación asegura que aquellas secciones de almacenaje que sean seleccionadas, son apropiadas para insertar la pieza. De ese modo, las secciones de almacenaje en las que la inserción de la pieza pudiera dar como resultado una colisión, son omitidas por el procedimiento conforme a la presente invención. Puesto que la trayectoria de inserción se determina dependiendo de la posición y de la orientación de los medios de soporte, el movimiento realizado por el útil de inserción durante la inserción está adaptado a las variaciones de forma de los medios de soporte resultantes de la deformación de los medios de soporte o de otras piezas del contenedor después de múltiples usos del contenedor. Con ello, el procedimiento conforme a la invención evita colisiones al omitir secciones de almacenaje inapropiadas y adaptar la trayectoria de inserción a la forma real de los medios de soporte.

De acuerdo con la presente invención, los medios de soporte comprenden al menos una superficie de apoyo adaptada para enfrentarse a la pieza insertada, y el procedimiento comprende explorar al menos una región de al menos una superficie de apoyo por medio del al menos un sensor óptico, en el que dicha detección de la orientación está basada en la citada exploración. Al explorar directamente la superficie de apoyo en vez de localizar una marca situada en el contenedor, tanto la posición como la orientación de los medios de soporte pueden ser detectadas de manera particularmente fiable y con una alta precisión. Esto conduce a un procedimiento altamente fiable que es robusto frente a variaciones inesperadas de la forma de los medios de soporte.

Se prefiere que la verificación, si están disponibles los medios de soporte, comprenda comprobar si la sección de almacenaje está ocupada por una pieza ya insertada, si la sección de almacenaje está bloqueada por un cuerpo extraño, y/o si los medios de soporte están dañados. Los medios de soporte podrían estar dañados por deformación de al menos una pieza de los medios de soporte hasta tal punto de que no fuera posible insertar la pieza en la sección de almacenaje correspondiente nunca más. Adicionalmente, los medios de soporte están dañados si una pieza de los medios de soporte se ha partido de modo que los medios de soporte no estén capacitados para mantener la pieza dentro de la sección de almacenaje nunca más. Cuando se lleva a cabo dicha comprobación, la probabilidad de que se selecciones una sección de almacenaje ocupada, bloqueada o dañada para insertar la pieza,

o la probabilidad de que se omita erróneamente una sección buena de almacenaje, es comparativamente baja.

Con el fin de proporcionar un procedimiento con una complejidad computacional bastante baja que trabaje de manera fiable, se ha sugerido que la exploración comprenda calcular al menos un punto característico, en el que el punto característico caracteriza una forma de la región explorada de la superficie de apoyo. Con preferencia, se calculan múltiples puntos característicos y la posición, la orientación y/o la forma de los medios de soporte se detectan dependiendo de una posición absoluta de los puntos y de la disposición relativa de cada uno de los puntos respecto a los otros. La sección de almacenaje del contenedor tiene habitualmente múltiples medios de soporte localizados en posiciones diferentes dentro de la sección de almacenaje. Típicamente, cada uno de los medios de soporte tiene al menos una superficie de apoyo adaptada para enfrentarse a la pieza insertada.

Con el fin de permitir la exploración de la superficie de apoyo de los diferentes medios de soporte de manera simultánea, se ha sugerido que el útil de inserción comprenda múltiples sensores ópticos y que se exploren múltiples regiones de diferentes superficies de apoyo, en el que las regiones de diferentes superficies de apoyo son exploradas por diferentes sensores.

Con el fin de adquirir información más precisa acerca de la estructura de la superficie de apoyo y por lo tanto de la posición y la orientación de los medios de soporte correspondientes, se prefiere que las múltiples regiones de una única superficie de apoyo sean exploradas por un solo sensor.

De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, al menos un sensor es un sensor portátil. Se prefiere que al menos un sensor esté dispuesto de forma estacionaria con respecto al útil de inserción, y que la exploración comprenda mover el útil de inserción hasta al menos una posición de exploración de tal modo que el sensor se sitúe próximo a la región de la superficie de apoyo que va a ser explorada. En otras palabras, al menos un sensor está sujeto al útil de inserción próximo a la superficie de apoyo o a la región de la superficie de apoyo que va a ser explorada por el sensor. Esto permite el posicionamiento óptimo del sensor respecto a la región que va a ser explorada sin necesidad de un actuador separado para mover el sensor. Se sugiere utilizar un actuador común tanto para el útil de inserción como para el sensor montado en el útil de inserción.

Se prefiere que la exploración comprenda mover el útil de inserción sucesivamente hasta múltiples posiciones de exploración diferentes. En cada posición de exploración, se puede explorar un conjunto de regiones diferente de las superficies de apoyo. De ese modo, se puede adquirir una gran cantidad de información correspondiente a la posición y a la orientación de los medios de soporte. Como consecuencia, la posición y también la orientación de los medios de soporte pueden ser determinadas de manera totalmente precisa. Además, se ha sugerido que el contenedor comprenda múltiples secciones de almacenamiento dispuestas lado con lado, y que la inserción de la pieza y la exploración se realicen simultáneamente, en el que la sección de almacenaje en la que se inserte una pieza y la sección de almacenaje cuya región de la superficie de apoyo se explora, difieran entre sí y sean, con preferencia, directamente adyacentes. Con la inserción de la pieza en la sección de almacenaje y la determinación simultánea de la posición y la orientación de una sección de almacenaje diferente, se reduce considerablemente el tiempo necesario para llenar el contenedor con múltiples piezas debido a que la determinación de la posición y de la orientación de los medios de soporte no requieren un intervalo de tiempo adicional. Por lo tanto, el procedimiento puede ser ejecutado de forma bastante rápida.

De acuerdo con una realización de la presente invención, se sugiere que el procedimiento comprenda la etapa de determinar una posición, o al menos una posición aproximada, del contenedor mediante la localización de una porción predeterminada del contenedor, con preferencia una esquina externa del contenedor. Con el fin de determinar la posición del contenedor, se puede aplicar el sensor que se utilice para determinar la posición y la orientación de los medios de soporte. Sin embargo, es posible aplicar un sensor diferente dedicado a determinar la posición del contenedor. Con preferencia, la posición del contenedor se determina con anterioridad a que se determine la posición y la orientación de los medios de soporte de una determinada sección de almacenaje. Esto permite determinar inicialmente al menos una posición aproximada de una primera sección de almacenaje en la que se debe insertar una primera pieza. De esta manera, el procedimiento conforme a la invención puede ser iniciado de forma rápida y fiable.

El objeto de la presente invención ha sido también resuelto mediante una disposición de útil de inserción para insertar automáticamente al menos una pieza de una configuración dada en una sección de almacenaje de un contenedor de almacenaje en el que la sección de almacenaje comprende una pluralidad de medios de soporte adaptados para soportar una de la al menos una pieza, la disposición de útil de inserción comprende un útil de inserción para insertar la pieza, y en el que la disposición de útil de inserción, con preferencia el útil de inserción, comprende al menos un sensor óptico para detectar la posición de los medios de soporte, que se caracteriza porque la disposición de útil de inserción comprende medios de control configurados para operar automáticamente el útil de inserción de acuerdo con el procedimiento conforme a la invención. El útil de inserción conforme a la presente invención tiene todas las ventajas del procedimiento descrito en lo que antecede de acuerdo con la invención.

Se propone que la disposición de útil de inserción comprenda al menos un sensor óptico para explorar la región de la superficie de apoyo, en la que el sensor comprende un láser para iluminar la región y una cámara para la toma de una imagen de la región. Se prefiere disponer el sensor directamente en el útil de inserción. A este efecto, se puede aplicar un sensor compacto, robusto y portátil. Un sensor de ese tipo se encuentra descrito en la solicitud de Patente US 2004/01792601 A1. Para determinar la posición y la orientación de los medios de soporte, se pueden aplicar con esta clase de sensor métodos adecuados de procesamiento de imagen. Por ejemplo, se pueden aplicar procedimientos fotométricos, de triangulación con láser, o procedimientos con luz estructurada. Cuando se utiliza un sensor con múltiples cámaras, entonces se puede utilizar también procesamiento de imagen en estéreo.

En una realización preferida de la presente invención, la pieza es esencialmente plana y la sección de almacenaje corresponde con una porción esencialmente plana del contenedor delimitada por al menos una ranura de los medios de soporte, localizada en un borde de la sección de almacenaje y que forma la superficie de apoyo, y el útil de inserción es móvil hasta al menos una posición de exploración de tal modo que el sensor óptico se sitúa próximo a la ranura con el fin de explorar al menos una región de la superficie de apoyo formada por una ranura. De esta manera, se proporciona un útil de inserción que permite insertar piezas planas de una carrocería de coche, tales como un capó, en el contenedor. Sin embargo, el útil de inserción conforme a la invención puede ser aplicado también para insertar diferentes clases de piezas en el contenedor.

Con el fin de permitir determinar la posición y la orientación de una sección de almacenaje e insertar simultáneamente la pieza en una sección de almacenaje diferente, se sugiere que los medios de soporte comprendan múltiples ranuras y el útil de inserción comprenda múltiples sensores, donde cada sensor esté dispuesto de manera estacionaria con respecto al útil de inserción de tal modo que cada sensor se sitúe próximo a una ranura diferente si el útil de inserción está situado en la posición de exploración.

Las realizaciones preferidas y las ventajas adicionales de la presente invención, han sido mostradas en las figuras y se describen con detalle en lo que sigue.

La Figura 1 muestra una vista seccionada frontal de un contenedor conforme a una realización preferida de la presente invención, con una pieza insertada en una sección de almacenaje del contenedor;

la Figura 2 muestra un vista superior seccionada del contenedor mostrado en la Figura 1;

la Figura 3 muestra una vista lateral seccionada de la sección de almacenaje del contenedor mostrado en la Figura 1 y en la Figura 2, y la pieza insertada en la sección de almacenaje;

la Figura 4 muestra una vista lateral seccionada de un útil de inserción de acuerdo con una realización preferida de la presente invención;

la Figura 5 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento de acuerdo con la realización preferida de la presente invención;

la Figura 6 muestra una imagen de cámara generada por un sensor óptico del útil de inserción mostrado en la Figura 4;

la Figura 7 muestra un diagrama de flujo de tareas ejecutadas simultáneamente del procedimiento mostrado en la Figura 5, y

la Figura 8 muestra una vista esquemática de una disposición de útil de inserción de acuerdo con la realización preferida.

Las Figuras 1 y 3 muestran un contenedor 11 para almacenaje y transporte de múltiples piezas 13 de una configuración dada. De acuerdo con la realización preferida descrita en la presente memoria, la pieza 13 es un capó para un vehículo a motor. Sin embargo, la presente invención puede ser aplicada también en relación con diferentes clases de piezas, tal como piezas arbitrarias de un vehículo a motor, en particular una pieza la carrocería de un coche, y similares. La presente invención no se limita a aplicaciones de la industria de la automoción. La presente invención es particularmente adecuada para ser aplicada en relación con piezas de alto valor y fácilmente dañables que no puedan ser tratadas como productos a granel y que deban ser manipuladas individualmente.

El contenedor 11 comprende múltiples secciones de almacenaje 15, cada una de ellas adaptada para mantener una única pieza 13 por medio de medios de soporte. Según se muestra en la Figura 1, cada sección de almacenaje 15 posee un primer medio de soporte 17a situado en la parte superior de la sección de almacenaje 15, un segundo medio de soporte 17b situado próximo al primer medio de soporte 17a, un tercer medio de soporte 17c situado por debajo del segundo medio de soporte 17b, y un cuarto medio de soporte situado por debajo del tercer medio de soporte 17c.

Los primeros medios de soporte 17a de las secciones de almacenaje 15 están formados por un primer raíl 21 posicionado en la parte superior del contenedor 11 y fijado a varillas laterales 23 superiores de un bastidor 25 del contenedor 11 (véase la Figura 2).

Los segundos medios de soporte 17b de todas las secciones de almacenaje 15 han sido formados en un segundo raíl 27 y los terceros medios de soporte 17c están formados en un tercer raíl 29. Tanto el segundo raíl 27 como el tercer raíl 29 están montados en varillas verticales 31 traseras del bastidor 25 del contenedor 11. El primer raíl 21, el segundo raíl 27 y el tercer raíl 29 son paralelos entre sí.

Los cuartos medios de soporte 17d están formados por cuartos raíles 33 que están dispuestos en paralelo cada uno de los otros, y ortogonales al primer raíl 21, al segundo raíl 27, y al tercer raíl 29. Según se muestra en la Figura 1 y en la Figura 3, los cuartos raíles 33 están montados en la parte superior de una placa de base 35 del contenedor 11.

Los primeros medios de soporte 17a, los segundos medios de soporte 17b, los terceros medios de soporte 17c y los cuartos medios de soporte 17d comprenden una primera superficie de apoyo 37a, una segunda superficie de apoyo 37b, una tercera superficie de apoyo 37c y una cuarta superficie de apoyo 37d, respectivamente. Cada superficie de apoyo 37a se enfrenta a la pieza 13 insertada en la sección de almacenaje 15. La primera superficie de apoyo 37a, la segunda superficie de apoyo 37b, y la tercera superficie de apoyo 37c están formadas por cavidades curvas 39 de los raíles 21, 27, 29 correspondientes. La cuarta superficie de apoyo 37d está delimitada por las superficies laterales 41 de dos cuartos raíles 33 adyacentes y por una porción de un lado 43 superior de la placa de base 35 situada entre esos dos cuartos raíles 33 adyacentes.

Las superficies de apoyo 37a-d forman ranuras en las que puede ser insertada la pieza 13. Si la pieza 13 se inserta en esas ranuras, entonces las superficies de apoyo 37 encajan con determinadas porciones del borde externo de la pieza 13. De esta manera, se evita un movimiento indeseado de la pieza 13 en el interior del contenedor 11 durante el almacenaje o el transporte.

Con el fin de cargar el contenedor 11 con múltiples piezas 13, las piezas se insertan sucesivamente a lo largo de una trayectoria de inserción (flecha 47), la cual es aproximadamente paralela con los medios de soporte 17a-d, es decir, paralela con las superficies laterales 41 de los cuartos raíles 33.

La Figura 4 muestra un útil de inserción 49, para insertar automáticamente una pieza 13 o múltiples piezas 13 en las secciones de almacenaje15 del contenedor 11. El útil de inserción 49 comprende cuatro sensores ópticos 51a-d. Los sensores 51a-d está dispuestos de forma estacionaria con respecto a un cuerpo 57 del útil de inserción por medio varillas de montaje 53 conformadas apropiadamente. Los sensores 51a-d están sujetos a las varillas de montaje 53 por medio de una bisagra 55, para el ajuste fino de la posición de los sensores 51a-d con respecto al cuerpo 57 de la varilla de inserción 49.

Cada sensor 51a-d comprende una unidad de transmisión 59, tal como un láser, para iluminar una o más regiones de la superficie de apoyo 37a-d. Adicionalmente, cada sensor óptico 51a-d comprende una unidad receptora 61, tal como una cámara de video, para capturar una imagen de las regiones de las superficies de apoyo 37a-d iluminadas por la unidad de transmisión 59. Tres sensores ópticos, en especial el primer sensor óptico 51a, el segundo sensor óptico 51b y el tercer sensor óptico 51c, comprenden un elemento portador 63 para asegurar una localización precisa de la unidad de recepción 61 con respecto a la unidad de transmisión 59. La unidad de transmisión 59 y la unidad de recepción 61 del cuarto sensor óptico 51d están montadas separadamente en el cuerpo 57. Sensores ópticos 51a-d adecuados para su aplicación en relación con la presente invención han sido descritos con mayor detalle en la solicitud de Patente publicada US 2004/0179206 A1.

Además, el útil de inserción 49 comprende cuatro copas de succión 65 controlables, fijadas por medio de las varillas de montaje 53 al cuerpo 57 del útil de inserción 49. Las copas de succión 65 pueden ser conectadas a través de una válvula electrométricamente controlable a un sistema de aire de vacío. El útil de inserción 49 puede agarrar la pieza 13 moviendo las copas de succión 65 hasta una superficie de la pieza 13, y activando las copas de succión 65 conectándolas al sistema de aire de vacío por medio de la válvula. El contorno de la pieza 13 agarrada por el útil de inserción 49 ha sido mostrado en la Figura 4 por medio de una línea discontinua.

El útil de inserción 49 es plano, es decir, la dimensión máxima del útil de inserción 49 en una dirección que es ortogonal al plano de la Figura 4, es del orden de la anchura w de una sección de almacenaje 15. En general, el espesor del útil de inserción 49 puede estar comprendido en la gama de entre la mitad de la anchura w de una sección de almacenaje 15, hasta aproximadamente el doble de la anchura w de la sección de almacenaje 15.

Con el fin de realizar automáticamente los movimientos del útil de inserción 49, por ejemplo el movimiento a lo largo de la trayectoria de inserción 47, el cuerpo 57 está sujeto a un medio actuador apropiado tal como un brazo de un robot industrial.

En lo que sigue, se describe con mayor detalle un ejemplo de procedimiento para insertar automáticamente una o más piezas 13 en una o en múltiples secciones de almacenaje 15. Según se muestra en la Figura 5, después de un inicio 71 del procedimiento, se determina en la etapa 73 una localización del contenedor 11. A este efecto, una porción predeterminada del contenedor 11, tal como una esquina externa 75 del contenedor 11 (véase la Figura 1), puede ser localizada por medio de un sensor. El sensor que va a ser usado para localizar la esquina externa 75 puede ser uno de los sensores 51a-d o un sensor adicional.

A continuación, se mueve el útil de inserción 47 hasta una posición de exploración (etapa 77). El útil de inserción 49 está en la posición de exploración si el mismo se inserta en el contenedor 11 entre dos secciones de almacenaje 15 adyacentes de tal modo que el primer sensor 51a esté situado próximo a la primera superficie de apoyo 37a, el segundo sensor 51b esté situado próximo a la segunda superficie de apoyo 37b, el tercer sensor 51c esté situado próximo a la tercera superficie de apoyo 37c, y el cuarto sensor 51d esté situado próximo a la cuarta superficie de apoyo 37d.

Después de que el útil de inserción 49 se ha movido hasta la posición de exploración, las regiones 79a-d de las superficies de apoyo 37a-d son exploradas por los sensores 51a-d en una etapa 81. En particular, la unidad transmisora 59 del primer sensor 51a ilumina una región lineal 79a de la primera superficie de apoyo 37a. La unidad transmisora 59 del segundo sensor 51b ilumina una segunda región lineal 79b de la segunda superficie de apoyo 37b. La unidad transmisora 59 del tercer sensor 51c ilumina una tercera región lineal 49c de la tercera superficie de apoyo 37c. En contraste con los otros sensores 51a-c que iluminan únicamente una sola región 79a-c, la unidad transmisora 59 del cuarto sensor 51d ilumina múltiples cuartas regiones lineales 79d de la cuarta superficie de apoyo 37d. La primera región 79a, la segunda región 79b y la tercera región 79c, están esencialmente en paralelo con el primer raíl 21, el segundo raíl 27, y el tercer raíl 29, respectivamente. Las cuartas regiones lineales 79d son ortogonales a las superficies laterales 41 de los cuartos raíles 33, y se extienden parcialmente por el lado superior de la placa de base 35 y parcialmente por los cuartos raíles 33.

Durante la exploración 81, las unidades de recepción 61, es decir, las cámaras, capturan imágenes de las regiones 79a-d iluminadas por las unidades transmisoras 59. Un ejemplo de imagen 83 de la primera región 79a ha sido representado en la Figura 6. La imagen 83 muestra una línea 85 cuya forma caracteriza la forma de la primera región 79a.

A continuación de la exploración 81, se lleva a cabo una etapa de análisis 87. La etapa de análisis 87 comprende calcular puntos característicos 89 de la línea 85 que caractericen la forma de la primera región 79a. Los puntos característicos 89 están situados cerca de los límites de la sección de almacenaje. En otra realización, los puntos están situados exactamente en los límites de la sección de almacenaje 15. Según se muestra en la Figura 6, se puede calcular un punto de caracterización adicional. En una realización de la presente invención, este punto puede estar situado en la mitad de la sección de almacenaje 15, según se muestra en la Figura 6.

En una etapa 93 siguiente, se determina una posición de los medios de soporte 17a-d en base a la exploración 81 y/o al análisis 87. A continuación, en una etapa 95, se verifica por medio de los sensores 51a-d, la exploración 81, y/o el análisis 87, si los medios de soporte 15 están disponibles para la inserción de la pieza 13. A este efecto, la verificación 95 puede comprender comprobar si la sección de almacenaje está ocupada por una pieza 13 ya insertada, si la sección de almacenaje 15 está bloqueada por un cuerpo extraño 97 (véase la Figura 2), y/o si los medios de soporte están dañados, por ejemplo deformados. Si la sección de almacenaje no está disponible (N), entonces se elige una sección de almacenaje 15 diferente en una etapa 96. Después de que la etapa 96 se ha completado, el procedimiento salta de nuevo a la etapa 77.

Si la sección de almacenaje 15 está disponible (S), entonces se ejecuta una etapa 99. En la etapa 99, se determina la orientación de los medios de soporte 17a-d y por tanto la orientación de la sección de almacenaje 15, en la etapa

99.

Después de que la etapa 99 se ha completado, se lleva a cabo una etapa 100 para determinar una trayectoria de inserción 47 óptima para insertar rápidamente la pieza 13 en la sección de almacenaje 15 sin colisiones. Tanto la posición como la orientación de los medios de soporte 17a-d se utilizan para determinar la trayectoria de inserción 47 a lo largo de la cual va a ser insertada la pieza 13 en la sección de almacenaje.

Según se muestra en la Figura 5, el procedimiento 69 comprende una sección A de adquisición y procesamiento de imagen, la cual comprende las etapas 77, 81, 87, 93, 95, 96, 99 y 100.

Finalmente, la pieza 13 puede ser agarrada por medio de las copas de succión 65 del útil de inserción 49 (etapa 101) y ser insertada en la sección de almacenaje 15 moviendo la pieza 13 hacia la sección de almacenaje 15 a lo largo de la trayectoria de inserción 47 determinada (etapa 103).

El útil de inserción 49 puede insertar una pieza 13 en una sección de almacenaje 15 y llevar a cabo etapas (A) de adquisición y procesamiento de imagen simultáneamente. Es decir, la etapa 103 de inserción y la sección A de adquisición y procesamiento de imagen pueden ser ejecutadas al mismo tiempo según se muestra en la Figura 7. La etapa 103 representada en el lado izquierdo de la Figura 7 inserta la pieza 13 en la sección de almacenaje 15 más a la derecha del contenedor 11 (véase la Figura 1 y la Figura 2). Mientras se inserta la pieza 13 en la sección de almacenaje 15 más a la derecha, la sección A de adquisición y procesamiento de imagen (véase la función 105 en el lado derecho de la Figura 7) calcula la posición y la orientación de la sección de almacenaje 15 próxima a la sección de almacenaje 15 más a la derecha de modo que una segunda pieza puede ser agarrada e insertada en la siguiente sección de almacenaje 15 (véanse las etapas 101 y 103 en el lado derecho de la Figura 7) sin necesidad de ningún movimiento adicional del útil de inserción 49 para la ejecución de las etapas (A) de adquisición y procesamiento de imagen. Las etapas 105, 101 y 103 pueden ser repetidas con la frecuencia que sea necesaria con el fin de insertar el número de piezas 13 que se necesite en el contenedor 11. Después de que el contenedor 11 ha sido llenado por completo con piezas 13, o si se ha insertado un número predeterminado de piezas 13 en el contenedor 11, entonces se ha completado el procedimiento. Se puede proveer un contenedor diferente y el procedimiento puede ser iniciado de nuevo.

Según se ha representado esquemáticamente en la Figura 8, el útil de inserción 49 forma parte de una disposición de útil de inserción 111. La disposición de útil de inserción 111 comprende medios de control 113 y medios actuadores 115 para mover el útil de inserción 49. Por motivos de integridad, el sistema de aire de vacío 119 y la válvula electromagnéticamente controlable 121 han sido también representados en la Figura 6. Tanto el útil de inserción 49 como los medios actuadores 115 están controlados por los medios de control 113. Un ordenador digital 117 de los medios de control 113 ha sido programado para ejecutar el procedimiento 69. En la realización mostrada en la Figura 6, el útil de inserción 49 es movido inicialmente a una primera posición de exploración p1 y después a una segunda posición de exploración p2, donde la segunda posición de exploración p2 corresponde con una posición extrema en la que los medios de control 113 cierran la válvula 121 con el fin de desconectar las copas de succión 65 del sistema de aire de vacío 119 y liberar la pieza 13.

Claims

REIVINDICACIONES

1.-Procedimiento (69) para insertar automáticamente al menos una pieza (13) de una configuración dada en una sección de almacenaje (15) de un contenedor (11), en el que la sección de almacenaje (15) comprende una pluralidad de medios de soporte (17a-d) adaptados para soportar una de la al menos una pieza (13), en el que la pieza (13) es insertada (103) por medio de un útil de inserción (49), en el que dichos medios de soporte (17a-d) comprenden al menos una superficie de apoyo (37a-d) adaptada para enfrentarse a la pieza insertada (13), y en el que el procedimiento (69) comprende las etapas de:

-detectar (93) la posición de los medios de soporte (17a-d) por medio de al menos un sensor óptico (51a-d),

caracterizado porque el procedimiento (69) comprende además las etapas de:

-verificar (95) por medio del al menos un sensor óptico (51a-d) si los medios de soporte (17a-d) de una sección de almacenaje (15) determinada están disponibles para la inserción de la pieza (13);

-detectar (99) la orientación de los medios de soporte (17a-d) de una sección de almacenaje (15) disponible por medio del al menos un sensor óptico (51a-d);

-explorar (81) al menos una región (79a-d) de al menos una superficie de apoyo (37a-d) por medio del al menos un sensor óptico (51a-d), en el que dicha detección (93) de la posición, dicha verificación (95) y/o dicha detección (99) de la orientación están basadas en la citada exploración (81);

-determinar (100) una trayectoria de inserción (47) a lo largo de la cual se inserta la pieza en la sección de almacenaje (15) disponible por medio del útil de inserción (49), dependiendo la trayectoria de inserción (47) de la forma de la pieza (13), de la posición detectada y de la orientación de los medios de soporte (17a-d), e

-insertar (103) la pieza (13) en la sección de almacenaje (15) disponible a lo largo de la trayectoria de inserción (47) determinada.
2.-Procedimiento (69) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la verificación (95) de si los medios de soporte (17a-d) están disponibles comprende comprobar si la sección de almacenaje (15) está ocupada por una pieza (13) ya insertada, si la sección de almacenaje está bloqueada por un cuerpo extraño (97), y/o si los medios de soporte (17a-d) están dañados.
3.-Procedimiento (69) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la exploración (81) comprende calcular al menos un punto característico (89, 91), en el que el punto característico (89, 91) caracteriza una forma de la región explorada (79a-d) de la superficie de apoyo (37a-d).
4.-Procedimiento (69) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el útil de inserción (49) comprende múltiples sensores ópticos (51a-d), y porque son exploradas múltiples regiones (79a-d) de diferentes superficies de apoyo (37a-d) mediante diferentes sensores (51a-d).
5.-Procedimiento (69) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque múltiples regiones (79d) de una única superficie de apoyo (37d) son exploradas por un único sensor (51d).
6.-Procedimiento (69) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un sensor (51a-d) está dispuesto de forma estacionaria con respecto al útil de inserción (49), y porque la exploración

(81) comprende mover (77) el útil de inserción (49) hasta al menos una posición de exploración (p1, p2) de tal modo que el sensor (51a-d) se posiciona próximo a la región (79a-d) de la superficie de apoyo (37a-d) que va a ser explorada.
7.-Procedimiento (69) de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la exploración (81) comprende mover (77) el útil de inserción (49) sucesivamente hasta múltiples posiciones de exploración (p1, p2) diferentes.
8.-Procedimiento (69) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contenedor

(11) comprende múltiples secciones de almacenaje (15) dispuestas lado con lado, y porque la inserción (103) de la pieza (13) y la exploración (81) se realizan simultáneamente, en el que la sección de almacenaje (15) en la que se inserta la pieza (13) y la sección de almacenaje (15) cuya región (79a-d) de superficie de apoyo (37a-d) es explorada, son diferentes una de la otra y con preferencia son directamente adyacentes.
9.-Procedimiento (69) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el procedimiento (69) comprende una etapa de determinar (73) la posición del contenedor (11) localizando una porción predeterminada del contenedor (11), con preferencia una esquina exterior (75) del contenedor (11).
10.-Disposición de útil de inserción (111) para insertar (103) automáticamente al menos una pieza de una configuración dada en una sección de almacenaje (15) de un contenedor de almacenaje (11), en la que la sección de almacenaje (15) comprende una pluralidad de medios de soporte (17a-d) adaptados para mantener una de la al menos una pieza (13), comprendiendo la disposición de útil de inserción un útil de inserción (49) para insertar la pieza (13), en la que la disposición de útil de inserción comprende al menos un sensor óptico (51) para detectar la posición de los medios de soporte (17a-d),

-y en la que los medios de soporte (17a-d) comprenden al menos una superficie de apoyo (37a-d) adaptada para enfrentarse a la pieza (13) insertada, caracterizada porque,

-medios del al menos un sensor óptico (51a-d) verifican si los medios de soporte (17a-d) de una sección de almacenaje (15) determinada están disponibles para la inserción de la pieza (13);

-medios del al menos un sensor óptico (51a-d) detectan la orientación de los medios de soporte (17a-d) de una sección de almacenaje (15) disponible;

-medios del al menos un sensor óptico (51a-d) exploran al menos una región (79a-d) de la al menos una superficie de apoyo (37a-d), en el que dicha detección de la posición, dicha verificación y/o dicha detección de la orientación están basadas en la citada exploración;

-medios de control (113) de la disposición de útil de inserción (111) determinan una trayectoria de inserción

(47) a lo largo de la cual es insertada la pieza (13) en la sección de almacenaje (15) disponible, dependiendo la trayectoria de inserción (47) de la forma de la pieza (13), de la posición detectada y de la orientación de los medios de soporte (17a-d), y

-la pieza (13) se inserta en la sección de almacenaje (15) disponible a lo largo de la trayectoria de inserción

(47) determinada.
11.-Disposición de útil de inserción (111) de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque el al menos un sensor óptico (51a-d) comprende un láser (59) para iluminar la región (79a-d) y una cámara (61) para la adquisición de una imagen (83) de la región (179a-d).
12.-Disposición de útil de inserción (111) de acuerdo con las reivindicaciones 10 u 11, caracterizada porque la pieza (13) es plana y la sección de almacenaje (15) corresponde con una porción plana (15) del contenedor (11) delimitada por al menos una ranura (37a-d) de los medios de soporte (17a-d) localizada en un borde de la sección de almacenaje (15) y que forma la superficie de apoyo (37a-d), y porque el útil de inserción (49) es móvil hasta al menos una posición de exploración (p1, p2) tal que el sensor óptico (51a-d) se sitúa próximo a la ranura (37a-d) con el fin de explorar al menos una región (79a-d) de la superficie de apoyo (37a-d).
13.-Disposición de útil de inserción (111) de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque los medios de soporte (17a-d) comprenden múltiples ranuras (37a-d) y el útil de inserción (49) comprende múltiples sensores (51ad), en la que cada sensor (51a-d) está dispuesto de forma estacionaria con respecto al útil de inserción (49) de tal modo que cada sensor (51a-d) se sitúa próximo a una ranura (37a-d) diferente si el útil de inserción (49) está situado en la posición de exploración (p1, p2).