DE102014005758A1

DE102014005758A1 - Robotersystem, aufweisend einen Roboter zur Beförderung eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102014005758A1
Application number: DE102014005758.5A
Authority: DE
Inventors: Takahiro IWATAKE
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2034-04-18
Also published as: US9126337B2; US20140316573A1; CN104108103A; DE102014005758B4; JP5616478B1; JP2014210310A; CN104108103B

Abstract

Ein Robotersystem beinhaltet eine dreidimensionale Messeinrichtung zur Ermittlung von Informationen zur Lage eines Werkstücks, einen Roboter, aufweisend ein Werkzeug, das zum Halten eines Werkstücks fähig ist, und eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Roboters. Die Steuerungseinrichtung speichert Assoziationsdaten, welche die Informationen zur Lage des Werkstücks mit einer Schwerpunktlage des Werkstücks assoziieren. Es wird eine Schwerpunktlage des auszuwählenden Werkstücks geschätzt, basierend auf den von der dreidimensionalen Messeinrichtung ermittelten Informationen zur Lage und auf den Assoziationsdaten. Die Steuerungseinrichtung bestimmt mindestens eine der Haltelage des Werkstücks, der Auswählrichtung und der Lage und Stellung des Werkzeugs, basierend auf der geschätzten Schwerpunktlage.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersystem, aufweisend einen Roboter, der zum Auswählen und Befördern eines Werkstücks verwendet wird.
2. Beschreibung des allgemeinen Stands der Technik
Ein bekanntes Robotersystem beinhaltet einen Roboter, der zum Auswählen von in unspezifizierten Lagen angeordneten Werkstücken, wie beispielsweise in einem Behälter zufällig gestapelten Werkstücken, mittels eines Werkzeugs und Befördern des ausgewählten Werkstücks zu einem festgelegten Ziel verwendet wird. Wenn die Lage und Stellung des auszuwählenden Werkstücks nicht genau erkannt werden, sind in einem solchen Robotersystem die Lage und Stellung des Werkstücks unbekannt. Deshalb ist ein Lageverhältnis zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug zum Zeitpunkt des Haltens des Werkstücks durch das Werkzeug nicht spezifizierbar. Insbesondere kann dann, wenn ein Werkstück auf unspezifizierte Art und Weise gehalten wird oder das zufällig gestapelte Werkstück an einem Abschnitt gehalten wird, der einfach zu halten ist, ein Abschnitt des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks jedes Mal variieren. Auch die Stellung des Werkstücks relativ zum Werkzeug kann jedes Mal variieren, wenn das Werkstück vom Werkzeug gehalten wird. In diesen Fällen, sowie in dem Fall, dass eine Schwerpunktlage des Werkstücks selbst dann unbestimmbar ist, wenn die Lage und Stellung des Werkstücks bekannt sind, ist nicht gewährleistbar, dass ein gewünschtes Lageverhältnis zwischen dem Werkzeug und der Schwerpunktlage des Werkstücks erreicht wird.
Infolgedessen kann das Werkstück an einer Lage, die vom Schwerpunkt des Werkstücks entfernt ist, oder in einer unstabilen Stellung gehalten werden. Da das Werkstück nicht stabil gehalten wird, kann sich in diesem Fall die Lage, an der das Werkstück vom Werkzeug gehalten wird, relativ zum Werkzeug bewegen, was in einer Änderung des Haltezustands des Werkstücks resultiert, oder das Werkstück kann während der Beförderung herunterfallen, wodurch periphere Einrichtungen beschädigt werden können. Dadurch kann es erforderlich sein, dass das System zeitweise angehalten wird und sich für Mitarbeiter im umgebenden Gebiet eine Gefahr ergibt.
JP-A-2011-183537 offenbart den Stand der Technik, in dem ein Haltezustand des Werkstücks kontrolliert und das Werkstück bei Bedarf wieder in einer anderen Stellung gehalten wird. JP-A-5-241626 , JP-A-2004-249391 und JP-A-2011-201007 offenbaren den Stand der Technik, in dem eine Stellung des Werkstücks relativ zum Werkzeug mithilfe eines optischen Sensors oder dergleichen korrigiert wird. JP-B-3300682 offenbart den Stand der Technik, in dem die Tätigkeit des Roboters gemäß einem Lernmodell bestimmt wird, das zum Auswählen des Werkstücks durch das Assoziieren der Bilddaten des Werkstücks, die aus einer Vielzahl von Richtungen mit dem Lernmodell ermittelt werden, und Assoziieren von Informationen über eine Richtung zwischen dem Roboter und dem Werkstück relativ zueinander mit dem Lernmodell angemessen ist. JP-B-3925020 offenbart den Stand der Technik, in dem der Roboter so betätigt wird, dass das Werkstück näher zur Mitte des Behälters bewegt wird, wenn der Roboter dabei versagt, ein Werkstück auszuwählen. JP-A-2000-263481 offenbart den Stand der Technik, in dem der Auswählprozess des Werkstücks ausgesetzt ist, um den Roboter einzufahren, wenn während des Prozesses des Auswählens des Werkstücks eine Anomalie erfasst wird. JP-A-5-116081 , JP-A-2012-40634 und JP-A-7-205075 offenbaren einen Stand der Technik, in dem das Gewicht und die Schwerpunktlage des Werkstücks, und die Richtung der Schwerkraft berechnet werden, um einen Einfluss der Schwerkraft auf eine Kraft zu kompensieren, die zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück wirkt.
Gemäß dem bekannten, zuvor beschriebenen Stand der Technik ist ein zusätzlicher Schritt erforderlich, um das Werkstück wieder zu halten, wenn der Haltezustand des Werkstücks unstabil ist. Dies führt zu einer erhöhten Zykluszeit. Dementsprechend besteht ein Bedarf an einem Robotersystem, das ein stabiles Auswählen des Werkstücks gestattet, ohne dass es notwendig wäre, das Werkstück wieder zu halten, sobald es ausgewählt wurde.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Robotersystem zum Auswählen und Befördern eines in einem dreidimensionalen Raum angeordnetes Werkstücks bereitgestellt, wobei das Robotersystem Folgendes umfasst: eine dreidimensionale Messeinrichtung zur Messung einer Oberflächenlage auf dem Werkstück, um Informationen zur Lage einer Vielzahl von Punkten auf einer Oberfläche des Werkstücks in einem dreidimensionalen Raum zu ermitteln; einen Roboter, der gemäß einer spezifizierten Lage und Stellung beweglich ist; ein Werkzeug, das an einem Spitzenabschnitt des Roboters angebracht ist und dazu geeignet ist, das Werkstück zu halten; einen Kraftmessungsteil zur Messung einer Kraft, die vom Werkstück auf das Werkzeug einwirkt, wenn das Werkstück vom Werkzeug gehalten wird; und eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Roboters, wobei die Steuerungseinrichtung Folgendes umfasst: einen Werkstückidentifizierungsteil zur Identifizierung eines auszuwählenden Werkstücks und einer Lage und Stellung des Werkstücks, basierend auf den von der dreidimensionalen Messeinrichtung ermittelten Informationen zur Lage einer Vielzahl von Punkten; einen Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil zur Bestimmung einer Haltelage des Werkstücks, einer Auswählrichtung des Werkstücks und einer Lage und Stellung des Werkzeugs, sodass das vom Werkstückidentifizierungsteil identifizierte Werkstück ausgewählt wird; einen Schwerpunktlageberechnungsteil zur Berechnung einer Schwerpunktlage des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks, basierend auf Kraftdaten, die vom Kraftmessungsteil mit einer Vielzahl von Stellungen des das Werkstück haltenden Roboters gemessen werden; einen Assoziierungsteil zur Assoziierung der von der dreidimensionalen Messeinrichtung ermittelten Informationen zur Lage des vom Werkzeug gehaltenen Werkstücks mit der vom Schwerpunktlageberechnungsteil berechneten Schwerpunktlage des Werkstücks; einen Assoziationsspeicherteil zur Speicherung eines Ergebnisses der vom Assoziierungsteil vorgenommenen Assoziation; und einen Schwerpunktlageschätzteil zur Schätzung einer Schwerpunktlage des vom Werkstückidentifizierungsteil identifizierten Werkstücks, basierend auf dem Ergebnis der vom Assoziationsspeicherteil gespeicherten Assoziation, wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil zur Bestimmung von mindestens einer der Haltelage des Werkstücks, die vom Werkstückidentifizierungsteil zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks identifiziert wurde, der Auswählrichtung des Werkstücks, der Lage und Stellung des Werkzeugs, basierend auf der vom Schwerpunktlageschätzteil geschätzten Schwerpunktlage des Werkstücks, geeignet ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Robotersystem gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil zur Bestimmung einer Haltelage des Werkstücks, basierend auf der vom Schwerpunktlageschätzteil geschätzten Schwerpunktlage des Werkstücks, geeignet ist, und wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil zur Bestimmung einer tatsächlichen Haltelage des Werkstücks, an der das Werkstück haltbar ist, geeignet ist, wobei die tatsächliche Haltelage des Werkstücks eine Haltelage ist, die in einen Bereich fällt, der von einem festgelegten Schwellenwert von der Haltelage, die an einem kürzesten Abstand von der vom Schwerpunktlageschätzteil geschätzten Schwerpunktlage des Werkstücks liegt, definiert wird.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Robotersystem gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil zur Bestimmung einer Haltelage des Werkstücks, basierend auf der vom Schwerpunktlageschätzteil geschätzten Schwerpunktlage des Werkstücks, geeignet ist, und wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil zur Bestimmung einer tatsächlichen Haltelage des Werkstücks, an der das Werkstück haltbar ist, basierend auf der Schwerpunktlage des Werkstücks und auf der Auswählrichtung des Werkstücks oder der Stellung des Werkzeugs zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks, geeignet ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Robotersystem gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil zur Bestimmung einer Lage und Stellung des Werkzeugs zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks geeignet ist, sodass eine Bewegungsrichtung zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks einer Richtung entspricht, die von der Schwerpunktlage zur Haltelage oder zu einer Lage, die von der Haltelage um einen festgelegten Abstand versetzt ist, ausgerichtet ist.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Robotersystem gemäß einem des ersten bis vierten Aspekts bereitgestellt, wobei der Werkstückidentifizierungsteil zur Identifizierung eines anderen Werkstücks als eine Alternative geeignet ist, wenn ein Abstand zwischen der Schwerpunktlage und der vom Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil bestimmten Haltelage oder einer von der Haltelage versetzten Lage einen festgelegten Schwellenwert übersteigt.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Robotersystem nach einem des ersten bis fünften Aspekts bereitgestellt, wobei, wenn das durch den Werkstückidentifizierungsteil identifizierte Werkstück unter einem anderen Werkstück liegt und ein Abstand zwischen einer Lage, die in einem Gebiet definiert ist, in dem die Werkstücke übereinander liegen, und der vom Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil bestimmten Haltelage des Werkstücks oder einer von der Haltelage um einen festgelegten Abstand versetzten Lage nicht größer als ein festgelegter Schwellenwert ist, der Werkstückidentifizierungsteil zur Identifizierung eines anderen Werkstücks als eine Alternative geeignet ist.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Robotersystem gemäß einem des ersten bis sechsten Aspekts bereitgestellt, das ferner Folgendes umfasst: einen Erfassungsteil zur Erfassung einer Intensität einer Kraft und Vibration, die zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks erzeugt werden, basierend auf Kraftdaten zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks; und einen Stabilitätsbestimmungsteil zur Bestimmung der Stabilität zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks, basierend auf einem Ergebnis der Erfassung durch den Erfassungsteil, wobei der Werkstückidentifizierungsteil zur Änderung einer Prioritätsreihenfolge zum Zeitpunkt der Identifizierung des Werkstücks, basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung durch den Stabilitätsbestimmungsteil, geeignet ist.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Robotersystem gemäß einem des ersten bis sechsten Aspekts bereitgestellt, das ferner Folgendes umfasst: einen Erfassungsteil zur Erfassung einer Intensität einer Kraft und Vibration, die zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks erzeugt werden, basierend auf Kraftdaten zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks; und einen Stabilitätsbestimmungsteil zur Bestimmung der Stabilität zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks, basierend auf einem Ergebnis der Erfassung durch den Erfassungsteil, wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil zur Änderung einer Haltelage des Werkstücks, einer Auswählrichtung des Werkstücks oder einer Stellung des Werkzeugs zum Zeitpunkt der Auswahl des Werkstücks, basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung durch den Stabilitätsbestimmungsteil, geeignet ist.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen klarer aus der ausführlichen Beschreibung ihrer Ausführungsbeispiele hervor, die in den Zeichnungen abgebildet werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 stellt schematisch eine beispielhafte Konfiguration eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform dar;
2 zeigt eine funktionale Konfiguration einer Steuerungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zeigt, der von der Steuerungseinrichtung des Roboters durchgeführt wird;
4 zeigt eine beispielhafte Haltelage des Werkstücks, die gemäß einer Ausführungsform bestimmt wird;
5 zeigt eine weitere beispielhafte Haltelage des Werkstücks, die gemäß einer Ausführungsform bestimmt wird;
6 zeigt eine weitere beispielhafte Haltelage des Werkstücks, die gemäß einer Ausführungsform bestimmt wird;
7 zeigt eine Art und Weise, in der das Werkstück gemäß einer Ausführungsform ausgewählt wird;
8 zeigt beispielhafte, übereinanderliegende Werkstücke;
9 zeigt eine funktionale Konfiguration der Steuerungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
10 zeigt ein Beispiel, in dem die Haltelage und die Auswählrichtung des Werkstücks gemäß einer Ausführungsform geändert werden;
11 zeigt ein Beispiel, in dem die Haltelage des Werkstücks gemäß einer Ausführungsform geändert wird.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Beschrieben werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In der nachfolgenden Erklärung beinhaltet die Kraft sowohl einen Kraftmoment als auch eine Kraft selbst, sofern dies nicht anders erwähnt wird. 1 zeigt schematisch eine beispielhafte Konfiguration eines Robotersystems 11 gemäß einer Ausführungsform; Das Robotersystem 11 beinhaltet einen Roboter 40, der gemäß einer spezifizierten Lage und Stellung beweglich ist, eine Steuerungseinrichtung 10 zur Steuerung des Roboters 40 und eine dreidimensionale Messeinrichtung 46 zur Messung einer dreidimensionalen Oberflächenlage auf einem Werkstück 50. Im Robotersystem 11 wird das Werkstück 50 ausgewählt und mittels eines Werkzeugs 44 befördert, basierend auf Informationen, die durch die Messung von dreidimensionalen Punkten auf den in einem Behälter 52 zufällig gestapelten Werkstücken 50 mit einer dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelt werden. Obwohl der dargestellte Roboter 40 ein Sechs-Achs-Roboter ist, ist die vorliegende Erfindung auf jeden bekannten Typ eines Roboters auf dieselbe Art und Weise übertragbar. Jede Antriebsachse des Roboters 40 wird von der Steuerungseinrichtung 10 gesteuert, sodass ein Spitzenabschnitt des Roboterarms an einer spezifizierten Lage in einem dreidimensionalen Raum platziert wird. Die Steuerungseinrichtung 10 weist eine Hardware-Konfiguration auf, einschließlich u. a. einer CPU, eines ROMs und eines RAMs, und ist zur Ausführung von verschiedenen Funktionen konzipiert, wie im Folgenden beschrieben wird.
Der Roboter 40 wird dazu verwendet, ein im Behälter 52 zufällig gestapeltes Werkstück 50 auszuwählen und es zu einem festgelegten Ziel zu bewegen, wie beispielsweise einen Förderer oder einen Arbeitstisch (nicht dargestellt). Der Roboter 40 ist an einem Spitzenabschnitt des Arms mit einem Sechs-Achs-Kraftsensor 42 bereitgestellt, der als ein Kraftmessungsteil dient. An den Sensor 42 ist ein Werkzeug 44 in Form eines pneumatischen Saugkissens angebracht. Das Werkzeug 44 ist dazu konzipiert, das Werkstück 50 mit einer Saugkraft durch die Erzeugung eines Unterdrucks zu halten. Der Sensor 42 ist dazu konzipiert, eine Kraft, die auf das Werkzeug 44 einwirkt, wenn das Werkstück 50 vom Werkzeug 44 gehalten wird, zu messen.
Anstelle des Kraftsensors 42 kann eine auf das Werkzeug 44 einwirkende Kraft indirekt durch seine Schätzung, basierend auf einem Wert eines elektrischen Stroms, mit dem Elektromotoren zum Antrieb eines jeden Gelenks des Roboters 40 versorgt werden, ermittelt werden. Ein Kraftsensor kann am Werkzeug 44 angebracht sein, sodass die auf das Werkzeug 44 einwirkende Kraft gemessen wird. Einige existierende Auswählsysteme für zufällig gestapelte Werkstücke sind mit einem Kraftmessungsteil bereitgestellt, um Kollisionen, Kontakte oder Überlastungen zu erfassen, die vom Werkzeug 44 verursacht werden können, das an einem Spitzenabschnitt des Roboters 40 angebracht ist und an einem Werkstück 50 oder am Behälter 52 anstößt oder damit in Kontakt kommt oder während des Auswählprozesses mit anderen Werkstücken 50 interferiert. Wenn der Roboter 40 einen Kraftmessungsteil beinhaltet, um eine Kollision zu verhindern, eine Überlastung zu erfassen, oder eine Kraftüberwachung oder Kraftsteuerung durchzuführen, kann anstelle des Kraftsensors 42 der Kraftmessungsteil verwendet werden.
Solange das Werkzeug 44 das Werkstück 50 halten kann, kann es eine andere Konfiguration aufweisen. Zum Beispiel kann das Werkzeug in Form von zwei Greifern vorliegen, die sich öffnen und schließen, um das Werkzeug dazwischen zu halten, oder einen Elektromagneten zur Erzeugung einer Anziehungskraft auf das Werkstück 50 beinhalten. Ein Abschnitt des Werkzeugs, der mit dem Werkstück 50 in Kontakt kommt, kann eine flexible Struktur aufweisen, deren Form sich flexibel ändern kann, wenn es mit dem Werkstück 50 in Kontakt kommt, sodass ein Lageverhältnis zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück, wenn das Werkstück 50 vom Werkzeug gehalten wird, nicht geändert wird. Zum Beispiel kann das Werkzeug eine pneumatische Saugstruktur aus einer Feder oder einem Balg oder einem flexiblen Material aufweisen, bereitgestellt mit einer Vielzahl von Lücken, durch welche Luft fließt, sodass das Werkstück durch Ansaugen angezogen wird und der Haltezustand aufrechterhalten wird.
Wie in 1 dargestellt wird, beinhaltet das Robotersystem 11 eine dreidimensionale Messeinrichtung 46 zur Messung einer dreidimensionalen Lage auf einer Oberfläche der im Behälter 52 enthaltenen Werkstücke 50. Die dreidimensionale Messeinrichtung 46 ist auf einem Trägerständer 48 montiert und so in einer Lage bereitgestellt, dass die Werkstücke 50 im Behälter 52 gemessen werden. Die dreidimensionale Messeinrichtung 46 ist nicht auf einen bestimmten Typ einer Messeinrichtung beschränkt, vorausgesetzt sie kann eine Lage einer Oberfläche des Werkstücks 50 im dreidimensionalen Raum messen. Zum Beispiel kann die dreidimensionale Messeinrichtung 46 eine Messeinrichtung sein, die zur Ermittlung von Informationen zur dreidimensionalen Lage mit einem Laser konzipiert ist, oder eine Messeinrichtung sein, die zur Ermittlung von Informationen zur dreidimensionalen Lage durch Bildprozessierung von Bilddaten konzipiert ist. Die dreidimensionale Messeinrichtung 46 ist auf eine nicht-einschränkende Art und Weise montiert und kann beispielsweise fest an einem umgebenden Objekt montiert sein, wie beispielsweise einem Boden oder einer Wand oder am Roboterarm des Roboters 40.
Die dreidimensionale Messeinrichtung 46 gibt an die Steuerungseinrichtung 10 des Roboters 40 Informationen zur dreidimensionalen Lage des Werkstücks 50 aus, die durch Messung von Lagen dreidimensionaler Punkte auf einer Oberfläche des im Behälter 52 platzierten Werkstücks 50 ermittelt werden. Die Eingabe der Informationen zur dreidimensionalen Lage des Werkstücks 50 in die Steuerungseinrichtung 10 wird in einem Speicherteil 24 der Steuerungseinrichtung 10 gespeichert, der im Folgenden beschrieben wird. Der Speicherteil 24 kann zur Speicherung der Bilddaten verwendet werden, die durch die dreidimensionale Messeinrichtung 46 ermittelt werden und an die Steuerungseinrichtung 10 ausgegeben werden, um die Lagen der dreidimensionalen Punkte auf dem Werkstück 50 durch die Steuerungseinrichtung 10 zu berechnen. Basierend auf den von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelten Informationen zur Lage der dreidimensionalen Punkte wird eine Abgrenzung zwischen Werkstücken beziehungsweise zwischen einem Werkstück und anderen Objekten geschätzt, um die Informationen zur Lage der entsprechenden Werkstücke zu ermitteln. In diesem Zusammenhang werden die Abgrenzungen zwischen Werkstücken und zwischen dem Werkstück und anderen Objekten basierend auf Änderungen einer von den dreidimensionalen Punkten definierten Oberfläche, darauf, ob Oberflächenregionen glatt verbunden sind oder nicht, einem Abschnitt, an dem Änderungen der Lagen der dreidimensionalen Punkte einen festgelegten Schwellenwert überschreiten oder einer festgelegten dreidimensionalen Form des Werkstücks oder dergleichen, geschätzt. Wie die Informationen zur Lage des Werkstücks werden die Informationen zur Lage eines jeden Werkstücks durch diesen Schätzprozess mit den von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelten Informationen zur Lage der dreidimensionalen Punkte ermittelt. Die Informationen zur Lage des Werkstücks sind Daten zur Lage, auf deren Basis eine Lage des Werkstücks oder eine Lage, in der das Werkstück haltbar ist, von den Lagen der Punkte auf der Oberfläche des Werkstücks bestimmbar ist, um die Lage und Stellung des Werkstücks zu schätzen.
2 zeigt eine funktionale Konfiguration der Steuerungseinrichtung 10 gemäß der Ausführungsform. Wie abgebildet beinhaltet die Steuerungseinrichtung 10 einen Schwerpunktlageberechnungsteil 12, einen Werkstückidentifizierungsteil 14, einen Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16, einen Assoziierungsteil 18, einen Assoziationsspeicherteil 20, einen Schwerpunktlageschätzteil 22 und einen Speicherteil 24. Die Steuerungseinrichtung 10 kann zudem einen dreidimensionalen Punktberechnungsteil zur Berechnung einer Lage von dreidimensionalen Punkten auf dem Werkstück 50, basierend auf Daten, wie beispielsweise den von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelten Bildern, beinhalten.
Der Schwerpunktlageberechnungsteil 12 berechnet eine Schwerpunktlage des vom Werkzeug 44 gehaltenen Werkstücks 50, basierend auf Kraftdaten, die vom Kraftsensor 42 mit einer Vielzahl von Stellungen des Roboters 40 gemessen werden. Die Kraftdaten beinhalten Daten, die eine Kraft und einen Kraftmoment betreffen. In dieser Beschreibung ist mit der Schwerpunktlage eine Lage des Massenschwerpunkts gemeint, sofern dies nicht anders erwähnt wird.
Der Assoziierungsteil 18 assoziiert die Informationen zur Lage des Werkstücks 50 mit der vom Schwerpunktberechnungsteil 12 berechneten Schwerpunktlage des Werkstücks 50. Bei diesem Assoziierungsprozess werden die Informationen zur Lage des Werkstücks 50 von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelt, während das Werkstück 50 vom Werkzeug 44 gehalten wird, um es mit der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 zu assoziieren. Der Assoziierungsteil 18 ermittelt ein Lageverhältnis zwischen der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 und einer Verteilung dreidimensionaler Punkte auf einer Oberfläche des Werkstücks 50 in einem Koordinatensystem als Informationen zur Lage des Werkstücks 50. Wenn eine Verteilung dreidimensionaler Punkte auf dem Werkstück 50 zu einem gewissen Grad, basierend auf den Informationen zur Lage des Werkstücks, ermittelt ist, ist durch Entsprechung gemäß einem bekannten Verfahren, wie beispielsweise eine Mustererkennung, die Schwerpunktlage schätzbar. Alternativ ist die Assoziation oder Schätzung auf die nachstehend beschriebene Art und Weise ausführbar. Basierend auf der Verteilung der dreidimensionalen Punkte auf der Oberfläche des Werkstücks 50 und der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 wird ein Koordinatensystem, das die Lage und Stellung des Werkstücks 50 repräsentiert und den Ursprung am Schwerpunkt aufweist, spezifiziert. Und das Koordinatensystem ist mit der Verteilung der dreidimensionalen Punkte auf der Oberfläche des Werkstücks 50 assoziiert. Wenn bestimmte Informationen zur Lage des Werkstücks 50 ermittelt werden, wird die Lage und Stellung des Koordinatensystems von der Verteilung der dreidimensionalen Punkte berechnet und dann werden die Schwerpunktlage oder die Lage und Stellung des Werkstücks geschätzt. Im Folgenden wird der Prozess zur Assoziation durch den Assoziierungsteil 18 beschrieben. Der Assoziationsspeicherteil 20 speichert das Ergebnis der Assoziation durch den Assoziierungsteil 18.
Der Werkstückidentifizierungsteil 14 identifiziert ein auszuwählendes Werkstück und die Lage und Stellung des Werkstücks, basierend auf den Informationen zur dreidimensionalen Lage einer Vielzahl von Punkten auf der Oberfläche des Werkstücks 50, die von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelt werden. Mit dem auszuwählenden Werkstück 50 ist ein Werkstück 50 gemeint, das als stabil oder leicht auswählbar betrachtet wird. Zum Beispiel kann ein Werkstück 50 als das auszuwählende Werkstück 50 erkannt werden, wenn es ein größeres Gebiet aufweist, das von oben erkennbar ist, oder es in einer höheren Lage liegt oder es auf einem anderen Werkstück platziert ist. Die Lage und Stellung des vom Werkstückidentifizierungsteil 14 identifizierten Werkstücks 50 können eine ungefähre Lage und Stellung des Werkstücks sein, die ein Halten des Werkstücks 50 gestatten, die basierend auf der Lage der dreidimensionalen Punkte auf der Oberfläche des Werkstücks ermittelt werden. Im Genaueren ist eine ungefähre Lage des Werkstücks und/oder eine ungefähre Lage, in der das Werkstück haltbar ist, von den Lagen der Punkte auf der Oberfläche des Werkstücks bestimmbar. Basierend auf solchen Informationen zur Lage werden die Lage und Stellung des Werkstücks geschätzt, wodurch gestattet wird, dass das Werkstück entsprechend gehalten wird. Die Lage und Stellung des Werkstücks können vorzugsweise basierend auf den Lagen der Punkte auf der Oberfläche des Werkstücks genauer geschätzt werden. Der Schwerpunktlageschätzteil 22 schätzt eine Schwerpunktlage des vom Werkstückidentifizierungsteil 14 identifizierten Werkstücks 50. Im Genaueren ist die Schwerpunktlage des Werkstücks 50 gemäß den Informationen zur Lage des identifizierten Werkstücks 50 und den vom Assoziationsspeicherteil 20 gespeicherten Assoziationsdaten berechenbar, die ein Verhältnis zwischen den Informationen zur Lage des Werkstücks 50 und der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 definieren.
Der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 bestimmt die Haltelage des Werkstücks, die Auswählrichtung des Werkstücks und die Lage und Stellung des Werkzeugs, sodass eine Auswahl des vom Werkstückidentifizierungsteil 14 identifizierten Werkstücks 50 gestattet wird. Vorzugsweise ist mit Vorsicht vorzugehen, sodass ein Interferieren des Behälters 52 und des Werkstücks 44 vermieden wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform bestimmt der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 mindestens eine der Haltelage des Werkstücks 50, der Auswählrichtung des Werkstücks 50 und der Lage und Stellung des Werkzeugs 44, basierend auf der vom Schwerpunktlageschätzteil 22 geschätzten Schwerpunktlage des Werkstücks 50.
In der vorliegenden Erfindung repräsentiert die Haltelage des Werkstücks 50 relativ zum Roboter 40 eine Lage, die gemäß einer festgelegten Art und Weise relativ zu einem Bezugspunkt bestimmt ist, der am Roboterarm des Roboters 40 definiert ist. Dementsprechend kann die Haltelage des Werkstücks der Einfachheit halber definiert sein. Zum Beispiel kann die Haltelage des Werkstücks (a) eine TCP-Lage (Tool Center Point = Werkzeugmittelpunkt; ein Bezugspunkt, der für den Roboterarm definiert wurde) oder eine vom TCP um einen festgelegten Abstand in eine festgelegte Richtung versetzte Lage oder (b) eine Lage, in der das Werkzeug 44 tatsächlich mit dem Werkstück 50 in Kontakt kommt, sein. Im Fall von (b) kann, wenn es mehr als eine Lage gibt, an denen das Werkzeug 44 und das Werkstück 50 miteinander in Kontakt kommen, die Haltelage eine Kontaktlage sein, die für diese Lagen repräsentativ ist. Wenn zum Beispiel das Werkzeug 44 mit drei verschiedenen Lagen auf dem Werkstück 50 in Kontakt kommt, wenn das Werkstück 50 gehalten wird, kann die Haltelage des Werkstücks an einer Lage definiert sein, die für die drei Kontaktlagen repräsentativ ist, wie beispielsweise die Mitte der Kontaktlagen (b1). Wenn das Werkzeug zwei Greifer beinhaltet, die sich zum Halten des Werkstücks 50 öffnen und schließen, kann alternativ die Haltelage des Werkstücks in einer Lage in der Mitte der Greifer (b2), in einer von der Mitte der Greifer um einen festgelegten Abstand versetzten Lage (b3) oder in einer an einem der Greifer definierten TCP-Lage definiert sein.
Der Speicherteil 24 speichert ein Lernprogramm, ein Tätigkeitsprogramm, die berechnete Schwerpunktlage des Werkstücks 50, das Gewicht des Werkstücks 50, von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelte dreidimensionale Informationen zur Lage des Werkstücks 50, für verschiedene Berechnungen notwendige Parameter oder Ergebnisse der Berechnungen oder dergleichen.
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zeigt, der von der Steuerungseinrichtung 10 des Roboters 40 durchgeführt wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Assoziationsdaten zur Assoziierung der Informationen zur Lage des Werkstücks 50 mit der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 als ein Vorbereitungsprozess (Schritte S1 bis S4) vor dem Auswählprozess des Werkstücks 50 ermittelt.
Zunächst wird der Roboter 40 gemäß einem festgelegten Lernprogramm betätigt, um das Werkstück 50 durch das Werkzeug 44 zu halten (Schritt S1). Anschließend wird der Schwerpunktberechnungsteil 12 aktiviert, um die Schwerpunktlage des Werkstücks 50 zu berechnen (Schritt S2). Die Schwerpunktlage des vom Werkzeug 44 gehaltenen Werkstücks 50 wird in Schritt S2 ermittelt, weshalb die Schwerpunktlage des Werkstücks 50 in einem Koordinatensystem ermittelt wird, das am Kraftsensor 42 oder an einem Spitzenabschnitt des Roboters 40 definiert ist. Die Schwerpunktlage des Werkstücks 50 wird vom Schwerpunktlageberechnungsteil 12 auf den Kraftdaten basierend berechnet, die vom Kraftsensor 42 erfasst werden, wenn die Stellung des Werkstücks durch Betätigen des Roboters 40 nach dem Halten des Werkstücks 50 in Schritt S1 geändert wird.
Der Schwerpunktlageberechnungsteil 12 berechnet die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkstücks 50 auf einer Kraft basierend, die von der Schwerkraft beeinflusst ist, die von den Kraftdaten ermittelbar ist, wenn der Roboter 40 angehalten ist, wie in JP-A-5-116081 , JP-A-2012-40634 und JP-A-7-205075 beschrieben wird. Alternativ können der Schwerpunkt und das Gewicht des Werkstücks 50 auf einer Kraft basierend, die von der Schwerkraft und Trägheitskraft beeinflusst ist, die von den Kraftdaten ermittelbar sind, wenn der Roboter 40 tätig ist, berechnet werden. In jedem Fall werden die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkzeugs 44 zuvor ermittelt. Die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkzeugs 44 werden durch den Schwerpunktlageberechnungsteil 12 in Bezug auf das Werkzeug im Zustand des Nicht-Haltens des Werkstücks berechnet. Die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkzeugs 50 werden anschließend auf der Schwerpunktlage und dem kombinierten Gewicht des Werkzeugs 44 und des Werkstücks 50 und auf der Schwerpunktlage und dem Gewicht des Werkzeugs 44 basierend berechnet, die zuvor ermittelt werden. In diesem Prozess ist, wenn die kombinierte Schwerpunktlage des Werkzeugs 44 und des Werkstücks 50 als so wirksam wie die Schwerpunktlage des Werkstücks 50 in Bezug auf die vorliegende Erfindung betrachtet werden kann, der Einfachheit halber auch der vorherige Schwerpunkt verwendbar. Anstatt das Gewicht des Werkstücks 50 zu berechnen, kann auch ein zuvor gemessener oder berechneter Gewichtswert verwendet werden. Wenn die individuellen Werkstücke 50 Gewichte aufweisen, die sich wenig voneinander unterscheiden, und der bekannte Wert verwendbar ist, kann der Prozess zur Berechnung des Gewichts des Werkstücks 50 ausgelassen werden. In diesem Fall kann ein Fehler bei der Berechnung der Schwerpunktlage reduziert werden.
Um die Kraftdaten des tätigen Roboters 40 anzuwenden, wird ein bekanntes Verfahren zur Identifizierung von Trägheitsparametern einer Verbindung (Masse, die Schwerpunktlage und Trägheitstensor) verwendet. Zum Beispiel wird eine Newton-Euler-Gleichung in Bezug auf ein am Kraftsensor 42 angebrachtes Objekt aufgestellt, um das Gewicht und die Schwerpunktlage des am Kraftsensor 42 angebrachten Objekts (das Werkzeug 44 und das vom Werkzeug 44 gehaltene Werkstück 50) durch die Kleinste-Quadrate-Schätzung mit dem Vergleichsausdruck in Bezug auf eine Vielzahl von Stellungen zu berechnen. Basierend auf dem Berechnungsergebnis und auf der Schwerpunktlage und dem Gewicht des Werkzeugs 44, die zuvor ermittelt werden, werden die Schwerpunktlage und das Gewicht des vom Werkzeug 44 gehaltenen Werkstücks 50 berechnet.
Wenn sich die Schwerpunktlage des Werkzeugs während der Tätigkeit ändert, wie beispielsweise in dem Fall, dass das Werkzeug aus zwei Greifern besteht, die sich öffnen und schließen, werden die Schwerpunktlage und das Gewicht der Bestandteile des Werkzeugs zuvor ermittelt. Um eine Hublänge des beweglichen Abschnitts des Werkzeugs zu messen, wie beispielsweise Greifer, wird eine Messeinrichtung verwendet. Die Schwerpunktlage des Werkzeugs wird auf der Hublänge und dem Gewicht des beweglichen Abschnitts basierend korrigiert. Dies gestattet eine genaue Berechnung der Schwerpunktlage des Werkzeugs und demnach der Schwerpunktlage des Werkstücks 50.
Vorzugsweise können eine Bewegungslage und Bewegungsbahn des Werkstücks 50 zur Berechnung der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 festgelegt werden. Zum Beispiel werden eine Bewegungslage und Bewegungsbahn verwendet, wenn bestimmt wird, dass sie tatsächlich gestatten, dass die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkstücks mit dem Werkstück berechnet werden, dessen Schwerpunktlage und Gewicht bekannt sind. Der Prozess zur Bestimmung, ob die Schwerpunktlage und das Gewicht des Werkstücks berechenbar sind oder nicht, sind beispielsweise darauf basierend durchführbar, ob die Schwerpunktlage und das berechnete Gewicht einen festgelegten Schwellenwert übersteigen, oder ob eine Matrix der Gleichung, die für die Berechnung verwendet wird, entartet ist oder nicht, oder ob eine Konditionszahl der Matrix in der Gleichung kleiner als ein festgelegter Schwellenwert ist oder nicht, oder dergleichen. Das Ergebnis des Prozesses der Bestimmung, ob die Schwerpunktlage und das Gewicht berechenbar sind, kann je nach Ergebnis auf einem Bildschirm der Lerneinrichtung dargestellt oder mit einem Geräusch oder einer Vibration von der Lerneinrichtung oder mit einer Anzeigelampe der Lerneinrichtung angegeben werden.
Anschließend werden die Lagen einer Vielzahl von dreidimensionalen Punkten auf einer Oberfläche des vom Werkzeug 44 gehaltenen Werkstücks 50 von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 gemessen, um die Informationen zur Lage des Werkstücks 50 (Schritt S3) zu ermitteln. In Schritt S3 werden die Informationen zur Lage des vom Werkzeug 44 gehaltenen Werkstücks 50 in einem am Kraftsensor 42 definierten Koordinatensystem oder einem an einem Spitzenabschnitt des Roboters 40 definierten Koordinatensystem ermittelt. Das Werkstück 50 kann eine beliebige Stellung einnehmen und die Informationen zur Lage des Werkstücks 50 sind basierend auf den Lagen einer Vielzahl von dreidimensionalen Punkten auf einer Oberfläche des Werkstücks 50 ermittelbar, die ermittelt werden, während die Stellung des Werkstücks 50 während des Prozesses geändert wird. Die Berechnung der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 in Schritt S2 ist gleichzeitig mit Schritt S3 durchführbar. Mit anderen Worten, kann, um die Informationen zur Lage des Werkstücks 50 zu ermitteln, die Schwerpunktlage des Werkstücks 50 basierend auf den Kraftdaten berechnet werden, die vom Kraftsensor 42 ermittelt werden, wenn die Lage und Stellung des vom Roboter 40 gehaltenen Werkstücks 50 relativ zur dreidimensionalen Messeinrichtung 46 geändert werden. Basierend auf dem in diesem Prozess berechneten Gewicht des Werkstücks 50 kann bestimmt werden, dass die vorliegende Erfindung nur anwendbar ist, wenn das Gewicht des Werkstücks 50 einen festgelegten Schwellenwert übersteigt.
Die Assoziationsdaten werden vom Assoziierungsteil 18 (Schritt S4), basierend auf den in Schritt S3 ermittelten Informationen zur Lage des Werkstücks 50 und der in Schritt S2 ermittelten Schwerpunktlage des Werkstücks 50, ermittelt. Die Assoziationsdaten können eine Übereinstimmung zwischen den Informationen zur Lage des Werkstücks 50 und der Schwerpunktlage des Werkstücks definieren, sodass eine Schätzung der Schwerpunktlage gestattet wird. Wenn eine Lage eines Abschnitts des Werkstücks 50 nicht messbar ist, da der Abschnitt des Werkstücks 50 vom Werkzeug gehalten wird oder der Abschnitt des Werkstücks 50 mit dem Roboter 40 oder mit dem Werkzeug 44 interferiert, sind die Informationen zur Lage des Werkstücks 50 nicht von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelbar.
Um die Genauigkeit der Assoziation zwischen den Informationen zur Lage des Werkstücks und der Schwerpunktlage des Werkstücks zu erhöhen, können die verschiedenen Daten durch Durchführung der Prozesse in den Schritten S2 und S3 mehrere Male mit verschiedenen Haltelagen ermittelt werden. Wenn im Behälter 52 verschiedene Typen von Werkstücken 50 sind, kann der Assoziierungsteil 18 vorzugsweise die Informationen zur Lage des Werkstücks mit der Schwerpunktlage des Werkstücks vorher in Bezug auf die jeweiligen Typen von Werkstücken assoziieren, indem die Prozesse in den Schritten S1 bis S4 für die entsprechenden Werkstücktypen durchgeführt werden.
Das zum Halten des Werkstücks 50 im Vorbereitungsprozess in den Schritten S1 bis S4 verwendete Werkzeug kann eine Konfiguration aufweisen, die sich von der des Werkzeugs 44 unterscheidet, das tatsächlich verwendet wird, um das Werkstück 50 auszuwählen und zu befördern. Zum Beispiel kann das beim Auswählen verwendete tatsächliche Werkzeug manchmal ein Werkzeug sein, dessen Saugkraft oder Haltekraft schwach ist, sodass das Werkstück 50 nicht beschädigt wird, oder ein Werkzeug mit einer Federstruktur oder Balgstruktur sein, sodass eine Lageverschiebung oder Stoß zum Zeitpunkt des Haltens des Werkstücks absorbiert wird. Es ist während des Vorbereitungsprozesses jedoch notwendig, das Werkstück lediglich zu halten, und deshalb kann auch der Werkstücktyp bei Bedarf geändert werden. Um die Genauigkeit beim Messen der Schwerpunktlage zu erhöhen, kann das Werkstück in einer Lage gehalten werden, die so weit von der Schwerpunktlage des Werkstücks entfernt wie möglich ist. Um die Genauigkeit der Assoziation zu erhöhen, können die Prozesse bei den Schritten S2 und S3 mehrere Male mit verschiedenen Haltelagen durchgeführt werden, sodass die Lage und die Schwerpunktlage des Werkstücks 50 relativ zum Werkzeug geändert werden.
Anschließend wird der Auswählprozess des Werkstücks 50 durchgeführt (Schritte S5 bis S9). Im Auswählprozess des Werkstücks 50 wird ein Werkstück 50 vom Werkstückidentifizierungsteil 14 identifiziert, das als stabil oder leicht ausgewählt betrachtet wird (Schritt S5). Basierend auf den von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelten Informationen zur dreidimensionalen Lage einer Vielzahl von Punkten auf einer Oberfläche des Werkstücks 50 wird eine Abgrenzung zwischen Werkstücken 50 beziehungsweise eine Abgrenzung zwischen einem Werkstück 50 und anderen Objekten spezifiziert und die Informationen zur Lage der entsprechenden Werkstücke ermittelt. Gemäß diesem wird eine Anordnung einer Vielzahl von Werkstücken 50 im Behälter 52 geschätzt und anschließend wird das auszuwählende Werkstück 50 identifiziert. Zum Beispiel wird in Schritt S5 ein Werkstück mit einem größeren erkennbaren Oberflächengebiet, oder ein in einer höheren Lage liegendes Werkstück oder ein auf einem anderen Werkstück platziertes Werkstück identifiziert.
Die vom Werkstückidentifizierungsteil 14 identifizierte Lage und Stellung des Werkstücks 50 wird ermittelt (Schritt S6). Die Lage und Stellung des Werkstücks 50 können eine ungefähre Lage und Stellung des Werkstücks 50 sein, in denen das Werkstück 50 haltbar ist, und die ungefähre Lage und Stellung des Werkstücks 50 werden basierend auf den Lagen der dreidimensionalen Punkte auf der Oberfläche des Werkstücks ermittelt. Im Genaueren wird eine ungefähre Lage beziehungsweise eine ungefähre Haltelage, in der das Werkstück haltbar ist, basierend auf den Lagen der dreidimensionalen Punkte auf der Oberfläche des Werkstücks, ermittelt. Basierend auf den Informationen zur Lage werden ferner die Lage und Stellung des Werkstücks zum Halten des Werkstücks geschätzt. Die Lage und Stellung des Werkstücks werden vorzugsweise auf den Lagen der dreidimensionalen Punkte auf der Oberfläche des Werkstücks basierend so genau wie möglich geschätzt.
Anschließend wird der Schwerpunktlageschätzteil 22 zur Schätzung der Schwerpunktlage des in Schritt S6 vom Werkstückidentifizierungsteil 14 identifizierten Werkstücks 50 aktiviert (Schritt S7). Die Schätzung wird basierend auf den Informationen zur Lage des Werkstücks 50 durchgeführt, die basierend auf den Informationen zur dreidimensionalen Lage der Punkte auf der Oberfläche des Werkstücks 50, die von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelt werden, und den Assoziationsdaten, die zuvor in Schritt S4 zur Assoziierung der Informationen zur Lage des Werkstücks mit der Schwerpunktlage des Werkstücks ermittelt werden, ermittelt werden. Die Schätzung der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 im Referenzkoordinatensystem des Roboters 40 wird durch Vergleichen der Informationen zur Lage des vom Werkstückidentifizierungsteil 14 identifizierten Werkstücks 50 mit den Informationen zur Lage des Werkstücks in den Assoziationsdaten zwischen den Informationen zur Lage und dem Schwerpunkt des Werkstücks gemäß einem bekannten Entsprechungsverfahren, wie beispielsweise eine Mustererkennung, durchgeführt.
Der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 bestimmt eine Art und Weise, auf die das Werkstück 50 stabil und leicht auswählbar ist, basierend auf der in Schritt S6 ermittelten Lage und Stellung des Werkstücks 50 und auf der in Schritt S7 ermittelten Schwerpunktlage des Werkstücks 50. Zum Beispiel werden mindestens eine der Haltelage des Werkstücks 50, der Auswählrichtung des Werkstücks 50 und der Lage und Stellung des Werkzeugs 44, bestimmt (Schritt S8). Das Werkstück 50 wird gemäß der in Schritt S8 bestimmten Art und Weise ausgewählt (Schritt S9).
Die Funktion des Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteils 16 wird im Folgenden näher beschrieben. Wenn das Werkstück 50 ausgewählt und bewegt wird, wirken die Schwerkraft und Trägheitskraft auf das Werkstück 50 an seiner Schwerpunktlage ein. Der Kraftmoment um die Haltelage ändert je nach Lageverhältnis zwischen der Haltelage und der Schwerpunktlage des Werkstücks 50, im Besonderen, wie beispielsweise ein Abstand dazwischen, die Richtung der Schwerkraft und die Bewegungsrichtung. Wenn der Roboter 40 das vom Werkzeug 44 gehaltene Werkstück 50 befördert, wenn eine Kraft bzw. ein Kraftmoment, die/der an der Haltelage des Werkstücks 50 wirkt, zunimmt, kann der Haltezustand des Werkstücks unstabil sein. Deshalb können das Lageverhältnis zwischen der Haltelage und der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 oder die Richtung, in die das Werkstück 50 ausgewählt und befördert wird, dementsprechend geändert werden, sodass der Kraftmoment um die Haltelage kleiner gemacht wird, wodurch eine stabilere Beförderung des Werkstücks gestattet wird. Beim Halten des Werkstücks 50 wird der Roboter zur Änderung der Lage und Stellung des Werkzeugs 44 betätigt, sodass die auf eine festgelegte Art und Weise definierte Lage des Werkzeugs 44 relativ zum Roboter 40 der Haltelage des Werkstücks 50 entspricht. Zunächst wird der Fall beschrieben, dass der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 die Haltelage des Werkstücks 50 bestimmt.
4 zeigt eine beispielhafte Haltelage des Werkstücks 50, die gemäß einer Ausführungsform bestimmt wird. Im Beispiel der 4 bestimmt der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 die Haltelage an einem Punkt P, der am kürzesten Abstand von der Schwerpunktlage G bis zu einer Lage auf der Oberfläche des Werkstücks 50, an der das Werkstück 50 haltbar ist, liegt. In diesem Zusammenhang ist die Lage auf der Oberfläche des Werkstücks 50, an der das Werkstück 50 haltbar ist, eine Lage auf der Oberfläche des Werkstücks 50, die vom Werkzeug 44 haltbar ist und der Roboter 40 zu erreichen fähig ist. Der abgebildete Pfeil A zeigt eine Auswählrichtung des Werkstücks 50. Die Haltelage muss nicht notwendigerweise die Lage P am kürzesten Abstand von der Schwerpunktlage G sein und kann stattdessen aus Lagen innerhalb eines festgelegten Schwellenwertbereiches von der Lage P am kürzesten Abstand ausgewählt sein.
5 zeigt eine weitere beispielhafte Haltelage des Werkstücks 50', die gemäß einer Ausführungsform bestimmt wird. Das Werkstück 50' in diesem Beispiel ist auf der Oberfläche mit einem nicht-haltbaren Gebiet 54 bereitgestellt, das nicht vom Werkzeug 44 haltbar ist. Wie abgebildet ist die Haltelage in diesem Fall an einem Punkt definiert, der vom nicht-haltbaren Gebiet 54 um einen festgelegten Abstand entfernt und so nah wie möglich an der Schwerpunktlage G liegt. Im abgebildeten Beispiel werden die Punkte P1 und P2 an den gegenüberliegenden Kanten des nicht-haltbaren Gebiets 54 dargestellt und der näher an der Schwerpunktlage G liegende Punkt P1 ist als die Haltelage definiert. Wie zuvor Bezug nehmend auf die 4 und 5 beschrieben wurde, bestimmt der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 die Haltelage, an der das vom Werkstückidentifizierungsteil 14 identifizierte Werkstück 50 stabil auswählbar und beförderbar ist, basierend auf der Schwerpunktlage G des Werkstücks 50. Der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 schränkt die Auswählrichtung des Werkstücks 50 oder die Lage und Stellung des Werkzeugs 44 ein, basierend auf der Lage des Werkstücks 50, der Lage der Wand des Behälters 52, der Größe oder Form des Werkzeugs 44 oder dergleichen, sodass eine Interferenz des Werkzeugs 44 mit der Umgebung vermieden wird. Innerhalb des beschränken Bereiches können die Auswählrichtung des Werkstücks 50 oder die Stellung des Werkzeugs 44 geändert werden. Zum Beispiel können für eine Auswahl des Werkstücks 50 die Auswählrichtung des Werkstücks 50 oder die Stellung des Werkzeugs 44 in eine Richtung ausgerichtet sein, die lotrecht zur Oberfläche des Werkstücks 50 ist, oder eine Richtung, die gegensätzlich zur Richtung der Schwerkraft ist, oder eine Richtung, die je nach Stellung des Werkstücks 50 bestimmt ist, oder eine Richtung, die parallel zur Längsrichtung des Werkstücks 50 ist, oder dergleichen. Wenn die Haltelage in der Nähe der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 gemäß den Beispielen in den 4 und 5 ist, ist der Haltezustand des Werkstücks 50 zum Zeitpunkt der Auswahl und Beförderung des Werkstücks 50 selbst dann stabilisierbar, wenn die Bewegungsrichtung oder die Stellung des Werkstücks 50 bei Bedarf geändert werden. Deshalb ist ein unerwarteter Unfall oder Abschalten des Systems aufgrund eines Herunterfallens des Werkstücks 50 oder einer Verschiebung der Haltelage verhinderbar. Wenn das Werkzeug aus zwei Greifern besteht, die sich zum Halten des Werkstücks öffnen und schließen, kann das Werkstück so gehalten werden, dass die entsprechenden Greifer in Kontakt mit dem Werkstück in der Nähe von Lagen innerhalb eines von einem festgelegten Schwellenwert definierten Bereiches von der Lage in einem kürzesten Abstand von der Schwerpunktlage des Werkstücks kommen.
6 zeigt eine weitere beispielhafte Haltelage des Werkstücks 50', die gemäß einer Ausführungsform bestimmt wird. Im Beispiel der 6 ist die Haltelage als Punkt P auf einer Oberfläche des Werkstücks 50 definiert, an dem das Werkstück 50 haltbar ist und der auf dem Pfeil A liegt, welcher sich in der Auswählrichtung des Werkstücks 50 durch die Schwerpunktlage G des Werkstücks 50 erstreckt. Wenn die von der Schwerpunktlage G des Werkstücks 50 in der Auswählrichtung entfernte Lage auf einer Oberfläche des Werkstücks 50 eine Lage ist, in der das Werkstück 50 nicht haltbar ist oder die vom Werkzeug 44 nicht erreichbar ist, ist die Haltelage in einer Lage im kürzesten Abstand von der zuvor beschriebenen Lage oder innerhalb eines festgelegten Schwellenwerts davon definiert, in dem das Werkstück 50 haltbar ist. In diesem Fall kann die Auswählrichtung jedwede Richtung sein. Sie kann jedoch wie folgt bestimmt sein. Wenn das Werkzeug 44 ein am Spitzenabschnitt des Werkzeugs 44 angebrachtes Saugkissen aufweist, kann der Auswählprozess stabil durch Auswählen des Werkstücks 50 in eine Richtung durchgeführt werden, die lotrecht zur Oberfläche des Werkstücks 50 ist, zu der der Spitzenabschnitt des Werkzeugs 44 orthogonal in Kontakt ist. In diesem Fall ist die Richtung, die lotrecht zur Oberfläche des Werkstücks 50 ist, als die Auswählrichtung definiert. Die Auswählrichtung kann als eine Richtung definiert sein, in der das Werkstück 50 ausgewählt und befördert wird, nachdem das Werkstück 50 gehalten und etwas von der ursprünglichen Lage in eine angemessene Richtung wegbewegt wird. Die Auswählrichtung kann auch als eine Richtung definiert sein, in der der kürzeste Abstand von anderen Werkstücken so groß wie möglich ist, sodass eine Interferenz des Werkstücks 50 mit anderen Werkstücken verhindert wird, wenn sich das Werkzeug 44 näher zum Werkstück 50 bewegt oder wenn das Werkstück 50 anschließend ausgewählt wird, nachdem es gehalten wird, basierend auf den Informationen zur Lage einer Vielzahl von Werkstücken, die in der Nähe des identifizierten Werkstücks 50 liegen. Wenn die Auswählrichtung des Werkstücks 50 bestimmt ist, ist dementsprechend eine angemessene Haltelage bestimmbar, basierend auf der Auswählrichtung des Werkstücks 50. Alternativ kann Pfeil A in eine Richtung, basierend auf der Stellung des Werkzeugs, ausgerichtet sein. Die Haltelage kann unter Lagen auf der Oberfläche des Werkstücks 50 bestimmt sein, an denen das Werkstück 50 haltbar ist, basierend auf der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 und der Stellung des Werkzeugs 44. Wenn die Auswählrichtung des Werkstücks 50 von der Stellung des Werkzeugs 44 bestimmbar ist, kann die Stellung des Werkzeugs 44 anstelle der Auswählrichtung des Werkstücks 50 verwendet werden. Wenn eine gewünschte Auswählrichtung festgelegt ist, das Werkzeug 44 jedoch nicht zu einer Ziellage auf der Oberfläche des Werkstücks 50 bewegbar ist, die von der Schwerpunktlage in der gewünschten Auswählrichtung aufgrund einer Interferenz zwischen dem Werkzeug 44 und der Umgebung oder dergleichen entfernt liegt, ist eine Lage, in der das Werkzeug 44 bewegbar ist, innerhalb eines festgelegten Schwellenwertes von der Ziellage auf der Oberfläche des Werkstücks 50 als eine alternative Zielhaltelage definiert. Die Haltelage kann unter Lagen auf der Oberfläche des Werkstücks 50 bestimmt sein, an denen das Werkstück 50 haltbar ist, und die auf dem Vektor liegt, der sich in der Auswählrichtung, basierend auf der Stellung des Werkzeug 44, durch die Schwerpunktlage G des Werkstücks 50 erstreckt. Dies kann gelten, wenn die Auswählrichtung und die Stellung des Werkzeugs 44 nicht dieselbe Richtung sind, zum Beispiel wenn nicht die Auswählrichtung geändert ist, sondern die Stellung des Werkzeugs 44 geändert ist, um lotrecht zur Oberfläche des Werkstücks 50 zu sein, um die Oberfläche des Werkstücks 50 stabil und fest zu halten, oder um das Interferieren mit der Umgebung zu vermeiden.
Wie zuvor Bezug nehmend auf 6 beschrieben wurde, bestimmt die Auswähllage-und-Stellungsbestimmungseinheit 16 eine Haltelage, an der das identifizierte Werkstück 50 stabil auswählbar und beförderbar ist, basierend auf der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 und der Auswählrichtung des Werkstücks 50 oder der Stellung des Werkzeugs 44. Der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 ermittelt die im zuvor genannten Prozess verwendete Auswählrichtung des Werkstücks 50 oder die Stellung des Werkzeugs 44 zuvor. Der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 schränkt die Auswählrichtung des Werkstücks 50 oder die Lage und Stellung des Werkzeugs 44 ein, basierend auf der Lage des Werkstücks 50, der Lage der Wand des Behälters 52, der Größe oder Form des Werkzeugs 44 oder dergleichen, sodass eine Interferenz des Werkzeugs 44 mit der Umgebung verhindert wird. Innerhalb des beschränken Bereiches können die Auswählrichtung und die Stellung des Werkzeugs 44 geändert werden. Zum Beispiel können beim Auswählen des Werkstücks 50 die Auswählrichtung des Werkstücks 50 oder die Stellung des Werkzeugs 44 in eine Richtung ausgerichtet sein, die lotrecht zur Oberfläche des Werkstücks 50 ist, eine Richtung, die gegensätzlich zur Richtung der Schwerkraft ist, oder eine Richtung, die je nach Stellung des Werkstücks 50 bestimmt ist, oder eine Richtung, die parallel zur Längsrichtung des Werkstücks 50 ist, oder dergleichen. Auf diese Art und Weise wird die Haltelage basierend auf der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 und der Auswählrichtung des Werkstücks 50 bestimmt. Deshalb ist eine Kraft oder ein Kraftmoment, die/der an der Haltelage wirkt, zum Zeitpunkt des Auswählens und der Beförderung des Werkstücks 50 reduzierbar und das Werkstück 50 ist haltbar und mit dem stabilen Haltezustand beförderbar.
Der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 kann zudem die Auswählrichtung des Werkstücks 50 bestimmen, basierend auf der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 und einer beliebigen anderen Haltelage. Die auf der Oberfläche des Werkstücks 50 bestimmte Haltelage kann im folgenden Beispiel eine beliebige Lage sein. Zum Beispiel kann die Haltelage unter Lagen auf der Oberfläche des Werkstücks 50, an denen das Werkstück 50 haltbar ist, basierend auf den dreidimensionalen Punkten auf der Oberfläche des Werkstücks 50, die von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 erkennbar sind, als eine Lage in der Mitte der erkannten dreidimensionalen Punkte, oder eine Lage in der Mitte der Fläche des Werkstücks 50, dessen Fläche groß ist, oder eine Lage, die basierend auf den Informationen zur Lage aufgrund einer relativ glatten Oberfläche als einfach zu halten betrachtet wird, oder eine festgelegte Lage, die relativ zum Werkstück 50 als einfach zu halten betrachtbar ist, wobei die Form oder das Material berücksichtigt werden, bestimmt werden, oder die für einen nachfolgenden Prozess nach der Beförderung geeignet ist.
Der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 bestimmt die Auswählrichtung und die Bewegungsrichtung zum Zeitpunkt der Beförderung des Werkstücks, sodass ein Vektor von der Schwerpunktlage zur Haltelage parallel zu einem Vektor in der Bewegungsrichtung des Werkstücks ist, basierend auf einem Lageverhältnis zwischen der Schwerpunktlage des Werkstücks 50 und der Haltelage des Werkstücks 50. In diesem Fall sind, ähnlich zum in Bezug auf 6 beschriebenen Fall, die Haltelage und die Schwerpunktlage auf derselben Linie ausgerichtet, die sich in der Auswählrichtung erstreckt, weshalb das Werkstück 50 stabil aus dem Behälter 52 ausgewählt werden kann. Der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 kann die Stellung des Werkzeugs 44 bestimmen, basierend auf der Haltelage des Werkstücks 50 und der Schwerpunktlage des Werkstücks 50. Wenn die Auswählrichtung des Werkstücks 50 von der Stellung des Werkzeugs 44 bestimmt wird, kann auf diese Art und Weise die Stellung des Werkzeugs 44 bestimmt werden. Der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 kann vorzugsweise die Bewegungsrichtung des Werkstücks 50 zum Zeitpunkt des Auswählens und der Beförderung oder die Lage und Stellung des Werkzeugs 44 einschränken, basierend auf der Lage des Werkstücks 50, der Lage der Wand des Behälters 52, oder der Größe oder Form des Werkzeugs 44 oder dergleichen, sodass eine Interferenz zwischen dem Werkzeug 44 und der Umgebung verhindert wird. Innerhalb des beschränken Bereiches können die Bewegungsrichtung des Werkstücks 50 zum Zeitpunkt des Auswählens und der Beförderung, oder die Stellung des Werkzeugs 44 bestimmt werden.
Gemäß der zuvor genannten Ausführungsform bestimmt der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 die Bewegungsrichtung des Werkstücks 50 zum Zeitpunkt des Auswählens, basierend auf der Schwerpunktlage und der Haltelage. Unter den auf diese Art und Weise bestimmten Bewegungsrichtungen kann es der Fall sein, dass das Werkstück 50 an die umgebenden Werkstücke oder den Behälter 52 stößt oder die Bewegungsrichtung unangemessen ist, je nach seiner Lage relativ zum Behälter 52 oder anderen Werkstücken 50, der Stellung des Roboters 40 oder strukturellen Einschränkungen des Werkzeugs 44. Infolgedessen kann das Werkstück 50 nicht richtig aus dem Behälter 52 ausgewählt werden, weshalb es notwendig wäre, die Bewegungsrichtung zum Zeitpunkt des Auswählens und der Beförderung zu ändern. In solch einem Fall wird das vom Werkzeug 44 gehaltene Werkstück bewegt, nachdem oder während seine Stellung geändert wird, sodass die von der Schwerpunktlage und der Haltelage bestimmte Bewegungsrichtung eine gewünschte Richtung ist. Bezug nehmend auf 7 beispielsweise, welche die Art und Weise zeigt, auf welche das Werkstück 50 ausgewählt wird, wird es in dem Fall, dass ein von der Schwerpunktlage G zur Haltelage P des Werkstücks 50 ausgerichteter Vektor eine nach unten gerichtete Komponente, wie in Teil (a) der 7 dargestellt, beinhaltet, und das Werkstück 50 in die Richtung bewegt wird, an andere Werkstücke oder den Behälter 52 anstoßen. Deshalb wird das Werkstück 50 ausgewählt und befördert, nachdem oder während die Stellung des Werkstücks geändert wird, während die Haltelage P wie in den Teilen (a) bis (e) der 7 dargestellt, aufrecht erhalten bleibt, sodass der Vektor von der Schwerpunktlage G zur Haltelage P nach oben und in eine Richtung weg vom Behälter 52 ausgerichtet ist. Durch Ändern der Stellung des Werkstücks 50 auf diese Art und Weise wird der Vektor von der Schwerpunktlage G zur Haltelage P des Werkstücks 50 zum Zeitpunkt des Auswählens und der Beförderung eine wünschenswerte Bewegungsrichtung (wie von den Pfeilen A1 bis A5 dargestellt). In Übereinstimmung damit wird das Werkstück 50 durch den Roboter 40 bewegt, während der stabile Haltezustand des Werkstücks 50 aufrechterhalten wird. Dementsprechend sind der Auswähl- und der Beförderungsprozess richtig durchführbar.
Auch wenn die Funktion des Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteils 16 zum stabilen Auswählen des vom Werkstückidentifizierungsteil 14 identifizierten Werkstücks 50 beschrieben wurde, kann es der Fall sein, dass das Auswählen und Befördern des identifizierten Werkstücks 50 auf stabile Art und Weise schwierig ist, weshalb es bevorzugt sein kann, statt des identifizierten Werkstücks 50 ein anderes Werkstück 50 auszuwählen. Wenn der Abstand zwischen der Schwerpunktlage und der Haltelage beispielsweise einen festgelegten Schwellenwert übersteigt, kann die Steuerungseinrichtung 10 den Identifizierungsprozess durch den Werkstückidentifizierungsteil 14 noch einmal durchführen.
Im Folgenden wird der Fall beschrieben, in dem es notwendig ist, den Identifizierungsprozess des Werkstücks 50 noch einmal durchzuführen, um ein anderes auszuwählendes Werkstück 50 zu identifizieren. Wenn das vom Werkstückidentifizierungsteil 14 identifizierte Werkstück 50 zum Beispiel unter anderen Werkstücken platziert ist, kann der Auswählprozess nicht problemlos durchgeführt werden.
8 zeigt ein erstes Werkstück 60 und ein zweites Werkstück 62, die beispielhaft aufeinander platziert sind. Davon ausgehend, dass der Werkstückidentifizierungsteil 14 das auszuwählende Werkstück 60 identifiziert, werden die Haltelage P und die Auswählrichtung des Werkstücks 60 vom Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 wie zuvor beschrieben bestimmt. 8 zeigt die Werkstücke 60 und 62 so, dass die Auswählrichtung des Werkstücks 60 vom Zeichenpapier nach oben ausgerichtet ist. Wenn die Haltelage und ein Abschnitt des Werkstücks, auf dem ein anderes Werkstück platziert ist, nah zueinander in einer Ansicht von der Auswählrichtung des Werkstücks sind, ist die auf die Haltelage P des Werkstücks 60 einwirkende Last zum Zeitpunkt des Auswählens groß, selbst wenn der Abschnitt des Werkstücks, auf dem ein anderes Werkstück platziert ist, klein ist. Deshalb ist es wahrscheinlicher, dass das Auswählen des Werkstücks unstabil ist. Zum Beispiel kann der Haltezustand geändert werden oder das Werkstück kann während des Auswählens herunterfallen. Selbst wenn ein anderes Werkstück auf einem Abschnitt des auszuwählenden Werkstücks platziert ist, wenn die Haltelage und der Abschnitt des Werkstücks ausreichend voneinander entfernt sind, kann das zuvor beschriebene Problem hingegen keine Bedeutung haben. Teil (a) aus 8 zeigt die Anordnung, in der ein Abstand zwischen der Haltelage P und einer zentralen Lage M eines Gebiets 64, in dem das erste Werkstück 60 unter dem zweiten Werkstück 62 ist, relativ groß ist. Teil (b) aus 8 zeigt hingegen den Fall, in dem der Abstand zwischen der Haltelage P und der zentralen Lage M des Gebiets 64 relativ gering ist. Wenn die Haltelage P ausreichend von der zentralen Lage M des Überlappungsgebiets 64 entfernt ist, ist das Auswählen des ersten Werkstücks 60, wie in Teil (a) der 8 dargestellt, relativ problemlos durchführbar. In diesem Fall ist es nicht notwendig, ein anderes Werkstück zu identifizieren.
Wenn die Haltelage P nah zum Überlappungsgebiet 64 ist, wie in Teil (a) der 8 dargestellt, ist hingegen mehr Haltekraft erforderlich, um das erste Werkstück 60 stabil auszuwählen. Infolgedessen kann das Werkstück nicht stabil ausgewählt werden. Zum Beispiel kann sich die Haltelage P während des Auswählens verschieben, kann sich der Haltezustand ändern, oder kann das Werkstück herunterfallen. Deshalb ist die Steuerungseinrichtung 10 vorzugsweise so konfiguriert, dass der Werkstückidentifizierungsteil 14 den Identifizierungsprozess erneut durchführt, wenn der Abstand zwischen der Haltelage P und dem Überlappungsgebiet 64 gleich groß oder geringer als ein festgelegter Schwellenwert ist.
Wie Bezug auf 8 nehmend kurz erklärt wurde, führt der Werkstückidentifizierungsteil 14 den Identifizierungsprozess erneut durch, wenn die Haltelage und das Gebiet, in dem sich die Werkstücke überlappen, nah zueinander sind. In diesem Fall kann das Werkstück, das zu diesem Zeitpunkt als nicht auszuwählen bestimmt wird, vom Werkstückidentifizierungsteil von Kandidaten-Werkstücken, die im nächsten Prozess oder in einem oder mehreren Prozessen danach der Identifizierung ausgesetzt sind, ausgeschlossen werden, oder es kann bestimmt werden, dass ein anderes Werkstück 62 der nächste Kandidat ist, welcher der Identifizierung ausgesetzt wird. Zum Beispiel ist die Bestimmung, ob die Haltelage und das Überlappungsgebiet der Werkstücke nah zueinander sind oder nicht, wie folgt durchführbar. Es wird angenommen, dass das Werkstück 60 als auszuwählen identifiziert wird. Die von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelten dreidimensionalen Punkte auf dem Werkstück 60 und Werkstück 62 werden auf eine Ebene projiziert, die sich lotrecht zum Vektor der Auswählrichtung des Werkstücks 60 erstrecken. Das Gebiet 64, in dem sich die Werkstücke 60 und 62 überlappen, wird basierend auf den Informationen zur Lage der dreidimensionalen Punkte auf den Oberflächen der Werkstücke 60 und 62, die von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelt werden, auf der Ebene geschätzt. Es wird ein Lageschwerpunkt des Überlappungsgebiets 64 auf der Ebene berechnet und die berechnete Lage wird als die zentrale Lage M eingestellt. Es wird ein Abstand auf der Ebene zwischen der zentralen Lage M und der Haltelage, wo die Haltelage P auf die Ebene projiziert wird, berechnet. Wenn der Abstand auf der Ebene zwischen der zentralen Lage M des Gebiets 64, in dem sich die Werkstücke 60 und 62 überlappen, und der Haltelage gleich groß oder geringer als ein festgelegter Schwellenwert ist, wird bestimmt, dass sie nah zueinander sind. Wenn der Abstand auf der Ebene zwischen der zentralen Lage M und der Haltelage größer als ein festgelegter Schwellenwert ist, wird bestimmt, dass sie nicht nah zueinander sind. Die Bestimmung, ob die Haltelage und das Überlappungsgebiet der Werkstücke nah zueinander sind oder nicht, ist auf die folgende Art und Weise durchführbar. Wie zuvor beschrieben werden die Haltelage auf der Ebene, wo die Haltelage P auf die Ebene projiziert wird, und die Lage des Überlappungsgebietes 64 auf der Ebene berechnet. Anschließend wird der kürzeste Abstand auf der Ebene zwischen der Haltelage und dem Überlappungsgebiet 64 berechnet. Wenn der kürzeste Abstand gleich groß oder geringer als ein festgelegter Schwellenwert ist, wird bestimmt, dass sie nah zueinander sind. Wenn der kürzeste Abstand größer als der Schwellenwert ist, wird hingegen bestimmt, dass sie nicht nah zueinander sind.
Wie zuvor beschrieben identifiziert der Werkstückidentifizierungsteil 14 ein Werkstück 50, das als stabil und/oder leicht auswählbar geschätzt wird, basierend auf den von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelten Informationen zur Lage der Werkstücke 50. Im Prozess des tatsächlichen Auswählens des identifizierten Werkstücks 50 kann es sich herausstellen, dass die Durchführung des Auswählprozesses schwierig ist. Dies kann an mangelnden Informationen zum Werkstück 50 und einer unvollständigen Erkennung des Zustands des Werkstücks 50 liegen. Es können zum Beispiel eine falsche Erkennung oder Fehler in den Informationen zur Lage, basierend auf den dreidimensionalen Punkten auf der Oberfläche des Werkstücks 50, die von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelt werden, vorliegen. Darüber hinaus kann ein Mangel an Informationen zum Werkstück 50 aufgrund eines unbekannten Anordnungszustands des Werkstücks 50 vorliegen, zum Beispiel gibt es einen nicht erfassten Abschnitt auf der Rückseite des Werkstücks 50 oder des Überlappungsgebiets des Werkstücks 50. Ferner kann es schwierig sein, das Werkstück 50 aufgrund seines Materials oder seiner Oberflächenform auszuwählen.
Deshalb werden Informationen zur leichten Auswählbarkeit des Werkstücks 50 gesammelt, basierend auf den während des Auswählprozesses vom Kraftsensor 42 gesammelten Kraftdaten oder dem Kraftmoment, und die gesammelten Informationen mit den von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelten Informationen zur Lage des Werkstücks 50 assoziiert. Die Assoziationsdaten können zudem vom Werkstückidentifizierungsteil 14 zur Identifizierung des Werkstücks verwendet werden. Wie die Informationen zur leichten Auswählbarkeit des Werkstücks 50 werden der Höchstwert oder der Durchschnittswert der Kraft oder der höchste oder durchschnittliche Differenzwert der Kraft während des Auswählprozesses gesammelt. Wenn beim Auswählen des Werkstücks 50 der Durchschnittswert oder der Höchstwert der Kraft, der Kraftmoment oder der Differenzwert davon größer als ein festgelegter Schwellenwert sind, kann geschätzt werden, dass ein Auswählen des Werkstücks 50 schwierig ist. In solch einem Fall können die umgebenden Werkstücke mit einer übermäßigen Kraft weggeschoben werden, was möglicherweise zu beschädigten Werkstücken führt, oder das Werkstück 50 kann vom Schwerpunkt auf eine unstabile Art und Weise in einem Abstand gehalten werden. Wenn die oben genannten Werte kleiner als der Schwellenwert sind, ist hingegen schätzbar, dass sich das Werkstück 50 im Zustand der leichten Auswählbarkeit befand und dass das Werkstück 50 erfolgreich ausgewählt wurde. Auf diese Art und Weise wird die leichte Auswählbarkeit des Werkstücks 50 mit den Informationen zur Lage der dreidimensionalen Punkte auf der Oberfläche des Werkstücks 50 assoziiert, die zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks 50 ermittelt werden, und die Assoziationsdaten werden im Speicherteil 24 gespeichert. Basierend auf den Assoziationsdaten und den von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelten Daten zur Lage des Werkstücks kann der Werkstückidentifizierungsteil 14 das Werkstück identifizieren, das stabil auswählbar ist.
9 zeigt eine funktionale Konfiguration einer Steuerungseinrichtung 10', die zur Bestimmung der Stabilität des Auswählprozesses mittels der Kraftdaten konfiguriert ist, die vom Kraftmessungsteil, wie beispielsweise dem Kraftsensor 42, ermittelt werden. Die bereits zuvor unter Bezugnahme auf 2 beschriebene Konfiguration und Funktion der Steuerungseinrichtung 10' werden aus der folgenden Erklärung ausgelassen.
Der Erfassungsteil 70 der Steuerungseinrichtung 10' arbeitet mit dem am Roboter 40 angebrachten Kraftsensor 42 zusammen, um den Höchstwert oder den Durchschnittswert der auf das Werkzeug 44 zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks 50 einwirkenden Kraft zu erfassen. Alternativ kann der Erfassungsteil 70 den Höchstwert oder den Durchschnittswert des Differenzwertes der auf das Werkzeug 44 einwirkenden Kraft erfassen, sodass zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks 50 eine Vibration erfasst wird. In diesem Zusammenhang kann die Kraft eine Kraft oder ein Kraftmoment, oder ein elektrischer Stromwert, der anstelle der Kraft verwendbar ist, zum Antrieb des Roboters 40 sein. Wenn ein pneumatisches Saugkissen verwendet wird, können zudem die Änderungen vom Zieldruck erfasst werden.
Der Stabilitätsbestimmungsteil 72 der Steuerungseinrichtung 10' bestimmt die Stabilität des Auswählprozesses des Werkstücks 50, basierend auf den vom Erfassungsteil 70 ermittelten Informationen. Zum Beispiel bestimmt der Stabilitätsbestimmungsteil 72, dass die Stabilität des Auswählprozesses gering ist, wenn die vom Erfassungsteil 70 erfasste Kraft groß ist. Der Stabilitätsbestimmungsteil 72 bestimmt zudem, dass die Stabilität des Auswählprozesses gering ist, wenn der Differenzwert der Kraft groß ist, oder mit anderen Worten, die Vibration zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks 50 groß ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ändert der Werkstückidentifizierungsteil 14 der Steuerungseinrichtung 10' die Priorität zur Identifizierung des Werkstücks 50, basierend auf der vom Stabilitätsbestimmungsteil 72 bestimmten Stabilität, auf die im Folgenden beschriebene Art und Weise. Der Werkstückidentifizierungsteil 14 bestimmt den Zustand des Werkstücks und die leichte Auswählbarkeit, zum Beispiel, ob das Oberflächengebiet des erkennbaren Werkstücks groß ist oder nicht, das Werkstück unter den gestapelten Werkstücken in einer höheren Position liegt, oder das Werkstück auf einem anderen Werkstück platziert ist, basierend auf den Informationen zur dreidimensionalen Lage der Punkte auf der Oberfläche des Werkstücks 50, die von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelt werden. Für die jeweiligen Kandidatenwerkstücke werden Bewertungen zum Auswählen berechnet, sodass ein einfacher auszuwählendes Werkstück eine höhere Bewertung aufweist. Der Werkstückidentifizierungsteil 14 bestimmt die Priorität der Werkstücke basierend auf diesen Bewertungen und identifiziert das auszuwählende Werkstück. Wenn die durch den Stabilitätsbestimmungsteil 72 in Bezug auf die Informationen zur Lage des Werkstücks ermittelten Stabilitätsinformationen den Eigenschaften der von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelten Informationen zur Lage des Werkstücks ähneln, erhält in diesem Prozess das Werkstück mit der als gering eingeschätzten Stabilität eine niedrigere Bewertung, während das Werkstück mit der als hoch eingeschätzten Stabilität eine höhere Bewertung erhält. Gemäß diesem Bewertungsprozess ändert der Werkstückidentifizierungsteil 14 die Priorität des für den Auswählprozess zu identifizierenden Werkstücks.
In der vorliegenden Ausführungsform kann der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 der Steuerungseinrichtung 10' alternativ oder zusätzlich die Haltelage oder die Auswählrichtung des Werkstücks 50 oder die Stellung des Werkzeugs 44 für den Auswählprozess ändern, basierend auf der vom Stabilitätsbestimmungsteil 72 bestimmten Stabilität.
10 zeigt ein Beispiel, in dem die Haltelage und die Auswählrichtung des Werkstücks gemäß der vorliegenden Ausführungsform geändert werden. Wenn es möglich ist, das Werkstück durch Ändern der Stellung des Werkzeugs und ohne Ändern der Auswählrichtung auszuwählen, können die Stellung des Werkzeugs und die Haltelage des Werkstücks geändert werden. Darüber hinaus kann zudem eine der Haltelage, der Auswählrichtung und der Stellung des Werkzeugs geändert werden. Wie in 10 dargestellt wird, ist ein zweites Werkstück 82 so angeordnet, dass es zu einem ersten Werkstück 80 benachbart ist, das zum Auswählen durch den Werkstückidentifizierungsteil 14 identifiziert ist. Die durch Pfeil A dargestellte Auswählrichtung ist in eine Richtung definiert, die lotrecht zur Fläche des ersten Werkstücks 80 ist, und die dargestellte Haltelage ist an einem Punkt P1 definiert, der von der Schwerpunktlage G in der Auswählrichtung entfernt ist. Alternativ kann die Haltelage an einem Punkt P1 am kürzesten Abstand von der Schwerpunktlage G des Werkstücks 80 definiert sein, und die Auswählrichtung ist als eine Richtung von der Schwerpunktlage G zur Haltelage P1 definiert. Wenn das erste Werkstück 80 in der wie durch Pfeil A dargestellten Auswählrichtung ausgewählt wird, kann aufgrund des an der Seite in der Auswählrichtung liegenden zweiten Werkstücks 82 eine relativ größere Kraft oder Kraftmoment erfasst werden, oder kann eine relativ größere Vibration der Kraft oder des Kraftmoments erfasst werden. Infolgedessen erfasst der Erfassungsteil 70 die größere Kraft oder Kraftmoment oder die größere Vibration davon, und deshalb bestimmt der Stabilitätsbestimmungsteil 72, das die Stabilität des Auswählprozesses gering ist.
In solch einem Fall werden die von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelten Informationen zur Lage des Werkstücks 80, und die vom Stabilitätsbestimmungsteil 72 bestimmten Stabilitätsinformationen, und die Haltelage oder die Auswählrichtung des Werkstücks 80 oder die Stellung des Werkzeugs miteinander assoziiert und im Speicherteil 24 gespeichert. Wenn ein anderes Werkstück vom Werkstückidentifizierungsteil 14 zum Auswählen des Werkstücks identifiziert wird, werden die Assoziationsinformationen angewandt, die mit der Stabilität assoziiert sind, die vom Stabilitätsbestimmungsteil 72 für ein Werkstück bestimmt wird, dessen Informationen zur Lage denen des identifizierten Werkstücks ähneln, die von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 ermittelt werden. Die Assoziationsinformationen werden verwendet, um zu einer stabilen Auswahl des Werkstücks fähig zu sein und das Werkstück auf eine Art und Weise auszuwählen, die sich von der Art und Weise unterscheidet, deren Stabilität gering ist. In diesem Fall ändert der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 die Haltelage des Werkstücks, die Auswählrichtung des Werkstücks oder die Stellung des Werkzeugs. Im Beispiel in 10 ändert der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 den Auswählprozess vom Prozess, dessen Stabilität gering ist, basierend auf den Assoziationsinformationen. Der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 ändert die Auswählrichtung in die nach oben gerichtete, durch Pfeil B dargestellte Richtung, die sich von der Richtung des Pfeils A unterscheidet, wie beispielsweise die Richtung, die einen nach oben gerichteten Bestandteil beinhaltet, fast lotrecht zur Richtung des Pfeils A, oder die Richtung, die lotrecht zu einer anderen Fläche des Werkstücks 80 ist. Der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 ändert zudem die Haltelage in die von der Schwerpunktlage G um einen festgelegten Abstand versetzte Lage P2 und in die Auswählrichtung. Der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 kann die Haltelage in die Lage P2 ändern, die von der Haltelage P1 um einen festgelegten Abstand entfernt ist, und die Auswählrichtung in die Richtung von der Schwerpunktlage G zur Haltelage P2 ändern. Wenn der Stabilitätsbestimmungsteil 72 bestimmt, dass die Stabilität des Auswählprozesses gering ist, wenn das Werkstück 80 gemäß der Haltelage P1 und der durch Pfeil A dargestellten Auswählrichtung ausgewählt wird, können darüber hinaus im Beispiel aus 10 der Auswählprozess angehalten und die Haltelage und die Auswählrichtung des Werkstücks 80 oder die Stellung des Werkzeugs wie zuvor beschrieben geändert werden.
11 zeigt ein Beispiel, in dem die Haltelage des Werkstücks gemäß der vorliegenden Ausführungsform geändert wird. Wie zuvor an 10 beschrieben wurde, ist, wenn das erste Werkstück 80 in der wie durch Pfeil A dargestellten Auswählrichtung ausgewählt wird, ist aufgrund des an der Seite in der Auswählrichtung liegenden zweiten Werkstücks 82 der Auswählprozess unstabil. Diese Informationen werden im Speicherteil 24 gespeichert und sind basierend auf den zuvor beschriebenen Assoziationsinformationen bestimmbar. Im Vergleich zum Beispiel aus 10 unterscheidet sich das Beispiel aus 11 dahingehend, dass nur die Haltelage durch den Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16, basierend auf den zuvor beschriebenen Assoziationsinformationen, geändert wird und die Auswählrichtung oder die Stellung des Werkzeugs den Änderungen nicht unterliegen. Wie im abgebildeten Beispiel dargestellt wird, ist das erste Werkstück 80 stabil durch das Ändern der Haltelage in Punkt P2 anstelle von Punkt P1 auswählbar, ohne die Auswählrichtung zu ändern.
Wie zuvor unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 die Haltelage des Werkstücks, die Auswählrichtung des Werkstücks oder die Stellung des Werkzeugs zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks ändern, basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung der Stabilität, das von den Kraftdaten durch den Stabilitätsbestimmungsteil 72 ermittelt und gespeichert wird, wenn das Werkstück ausgewählt wird. Wenn während des Auswählprozesses bestimmt wird, dass der Prozess unstabil ist, kann der Prozess angehalten werde und die Haltelage des Werkstücks, die Auswählrichtung des Werkstücks oder die Stellung des Werkzeugs kann geändert werden. Selbst in dem Fall, dass ein Grund des unstabilen Auswählprozesses vorliegt, der nicht von der dreidimensionalen Messeinrichtung 46 erfasst wurde, kann die Art und Weise, auf die der Auswählprozess durchgeführt wird, angemessen geändert werden, wodurch ein stabiler Auswählprozess ermöglicht wird. Zusätzlich zur Haltelage und Auswählrichtung des Werkstücks, oder alternativ, können die Lage und Stellung des Werkzeugs geändert werden.
Auch wenn der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil 16 die Haltelage oder die Auswählrichtung des Werkstücks oder die Stellung des Werkzeugs, basierend auf der Schwerpunktlage des Werkstücks, wie zuvor beschrieben, ändern kann, kann auch ein Faktor, der nicht der Schwerpunktlage des Werkstücks entspricht, berücksichtigt werden. Zum Beispiel kann, wenn bekannt ist, dass das Werkstück durch Gleiten auf der Oberfläche eines anderen Werkstücks einfach auswählbar ist, die Oberflächenform des Werkstücks berücksichtigt werden. Auch die Interferenz zwischen dem Werkzeug und dem Behälter kann berücksichtigt werden. Auch das Material des Werkstücks, die Konfiguration des Werkzeugs können berücksichtigt werden. Dementsprechend wird darauf hingewiesen, dass auch andere Faktoren, die ein Fachmann regulär bei der Betätigung des Robotersystems in Betracht ziehen würde, berücksichtigt werden können, um die vorliegende Erfindung zu implementieren.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks die Schwerpunktlage des Werkstücks geschätzt, und basierend auf der geschätzten Schwerpunktlage werden die Haltelage des Werkstücks, die Auswählrichtung des Werkstücks oder die Lage und Stellung des Werkzeugs bestimmt. Dementsprechend ist das Werkstück stabil auswähl- und beförderbar, ohne dass eine Lage des Werkstücks verschoben wird oder das Werkstück herunterfällt. Dies kann die Zykluszeit verkürzen und die Betriebskosten des Systems verringern.
Obwohl die verschiedenen Ausführungsformen und Varianten der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist es für Fachleute offensichtlich, dass die vorgesehene Funktion und Wirkung der vorliegenden Erfindung auch durch andere Ausführungsformen oder Varianten erreicht werden können. Im Besonderen kann ein Bestandteil der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und Varianten ausgelassen oder ersetzt werden, oder ein bekanntes Mittel hinzugefügt werden, ohne dass vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Ferner ist es für Fachleute offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung durch eine beliebige Kombination von Merkmalen der Ausführungsformen implementierbar ist, die hier entweder explizit oder implizit offenbart sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011-183537 A [0004]
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Claims

Robotersystem (11) zum Auswählen und Befördern eines in einem dreidimensionalen Raum platzierten Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), wobei das Robotersystem (11) Folgendes umfasst: eine dreidimensionale Messeinrichtung (46) zum Messen einer Oberflächenlage auf dem Werkstück (50; 50'; 60, 62; 80, 82), um Informationen zur Lage einer Vielzahl von Punkten auf einer Oberfläche des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) in einem dreidimensionalen Raum zu ermitteln; einen Roboter (40), der gemäß einer spezifizierten Lage und Stellung beweglich ist; ein Werkzeug (44), das an einem Spitzenabschnitt des Roboters (40) angebracht ist und dazu geeignet ist, das Werkstück (50; 50'; 60, 62; 80, 82) zu halten; einen Kraftmessungsteil (42) zum Messen einer Kraft, die vom Werkstück (50; 50'; 60, 62; 80, 82) auf das Werkzeug (44) einwirkt, wenn das Werkstück (50; 50'; 60, 62; 80, 82) vom Werkzeug (44) gehalten wird; und eine Steuerungseinrichtung (10, 10') zur Steuerung des Roboters (40), wobei die Steuerungseinrichtung (10, 10') Folgendes umfasst: einen Werkstückidentifizierungsteil (14) zum Identifizieren eines auszuwählenden Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) und einer Lage und Stellung des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), basierend auf den von der dreidimensionalen Messeinrichtung (46) ermittelten Informationen zur Lage einer Vielzahl von Punkten; einen Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil (16) zum Bestimmen einer Haltelage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), einer Auswählrichtung des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) und einer Lage und Stellung des Werkzeugs (44), sodass das vom Werkstückidentifizierungsteil (14) identifizierte Werkstück (50; 50'; 60, 62; 80, 82) ausgewählt wird; einen Schwerpunktlageberechnungsteil (12) zum Berechnen einer Schwerpunktlage des vom Werkzeug (44) gehaltenen Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), basierend auf Kraftdaten, die vom Kraftmessungsteil (42) mit einer Vielzahl von Stellungen des das Werkstück (50; 50'; 60, 62; 80, 82) haltenden Roboters (40) gemessen werden; einen Assoziierungsteil (18) zum Assoziieren der von der dreidimensionalen Messeinrichtung (46) ermittelten Informationen zur Lage des vom Werkzeug (44) gehaltenen Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) mit der vom Schwerpunktlageberechnungsteil (12) berechneten Schwerpunktlage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82); einen Assoziationsspeicherteil (20) zum Speichern eines Ergebnisses der vom Assoziierungsteil (18) vorgenommenen Assoziation; und einen Schwerpunktlageschätzteil (22) zum Schätzen einer Schwerpunktlage des vom Werkstückidentifizierungsteil (14) identifizierten Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), basierend auf dem Ergebnis der vom Assoziationsspeicherteil (20) gespeicherten Assoziation, wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil (16) zum Bestimmen von mindestens einer der Haltelage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), die vom Werkstückidentifizierungsteil (14) zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) identifiziert wurde, der Auswählrichtung des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), der Lage und Stellung des Werkzeugs (44), basierend auf der vom Schwerpunktlageschätzteil (22) geschätzten Schwerpunktlage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), geeignet ist.
Robotersystem (11) nach Anspruch 1, wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil (16) zum Bestimmen einer Haltelage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), basierend auf der vom Schwerpunktlageschätzteil (22) geschätzten Schwerpunktlage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), geeignet ist, und wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil (16) zum Bestimmen einer tatsächlichen Haltelage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), an der das Werkstück (50; 50'; 60, 62; 80, 82) haltbar ist, geeignet ist, wobei die tatsächliche Haltelage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) eine Haltelage ist, die in einen Bereich fällt, der von einem festgelegten Schwellenwert von der Haltelage, die an einem kürzesten Abstand von der vom Schwerpunktlageschätzteil (22) geschätzten Schwerpunktlage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) liegt, definiert wird.
Robotersystem (11) nach Anspruch 1, wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil (16) zum Bestimmen einer Haltelage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), basierend auf der vom Schwerpunktlageschätzteil (22) geschätzten Schwerpunktlage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), geeignet ist, und wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil (16) zum Bestimmen einer tatsächlichen Haltelage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), an der das Werkstück (50; 50'; 60, 62; 80, 82) haltbar ist, basierend auf der Schwerpunktlage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) und auf der Auswählrichtung des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) oder der Stellung des Werkzeugs (44) zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), geeignet.
Robotersystem (11) nach Anspruch 1, wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil (16) zum Bestimmen einer Lage und Stellung des Werkzeugs (44) zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) geeignet ist, sodass eine Bewegungsrichtung zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) einer Richtung entspricht, die von der Schwerpunktlage zur Haltelage oder zu einer Lage, die von der Haltelage um einen festgelegten Abstand versetzt ist, ausgerichtet ist.
Robotersystem (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Werkstückidentifizierungsteil (14) zum Identifizieren eines anderen Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) als eine Alternative geeignet ist, wenn ein Abstand zwischen der Schwerpunktlage und der vom Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil (16) bestimmten Haltelage oder einer von der Haltelage versetzten Lage einen festgelegten Schwellenwert übersteigt.
Robotersystem (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei dann, wenn das vom Werkstückidentifizierungsteil (14) identifizierte Werkstück (60) unter einem anderen Werkstück (62) liegt und ein Abstand zwischen einer Lage, die in einem Gebiet definiert ist, in dem die Werkstücke (60, 62) übereinander liegen, und der vom Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil (16) bestimmten Haltelage des Werkstücks (60) oder einer von der Haltelage um einen festgelegten Abstand versetzten Lage nicht größer als ein festgelegter Schwellenwert ist, der Werkstückidentifizierungsteil (14) zur Identifizierung eines anderen Werkstücks (62) als eine Alternative geeignet ist.
Robotersystem (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: einen Erfassungsteil (70) zum Erfassen einer Intensität einer Kraft und Vibration, die zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) erzeugt werden, basierend auf Kraftdaten zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82); und einen Stabilitätsbestimmungsteil (72) zum Bestimmen der Stabilität zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), basierend auf einem Ergebnis der Erfassung durch den Erfassungsteil (70), wobei der Werkstückidentifizierungsteil (14) zum Ändern einer Prioritätsreihenfolge zum Zeitpunkt der Identifizierung des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung durch den Stabilitätsbestimmungsteil (72), geeignet ist.
Robotersystem (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: einen Erfassungsteil (70) zum Erfassen einer Intensität einer Kraft und Vibration, die zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) erzeugt werden, basierend auf Kraftdaten zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82); und einen Stabilitätsbestimmungsteil (72) zum Bestimmen der Stabilität zum Zeitpunkt des Auswählens des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), basierend auf einem Ergebnis der Erfassung durch den Erfassungsteil (70), wobei der Auswähllage-und-Stellungsbestimmungsteil (16) zum Ändern einer Haltelage des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), einer Auswählrichtung des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82) oder einer Stellung des Werkzeugs (44) zum Zeitpunkt der Auswahl des Werkstücks (50; 50'; 60, 62; 80, 82), basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung durch den Stabilitätsbestimmungsteil (72), geeignet ist.