DE102016005637A1

DE102016005637A1 - System zum Aufnehmen von Gegenständen und Verfahren zum Aufnehmen von gestapelten Gegenständen

Info

Publication number: DE102016005637A1
Application number: DE102016005637.1A
Authority: DE
Inventors: Tadanori Suzuki
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-05-13
Filing date: 2016-05-06
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2036-05-07
Also published as: CN106142109A; DE102016005637B4; CN106142109B; US9868215B2; JP2016209979A; JP6117853B2; US20160332299A1

Abstract

System zum Aufnehmen von Gegenständen, das in der Lage ist, eine einfachere Ausgestaltung zu verwenden, um aufgenommene Gegenstände an einem vorbestimmten Ort abzulegen, wobei die Richtungen der aufgenommenen Gegenstände ausgerichtet sind. Das System zum Aufnehmen von Gegenständen ist mit einer Roboterhand, einem Manipulator, einem Vision-Sensor, einen Anordnungsbestimmungsteil, der die Position und Stellung der Roboterhand beim Greifen eines Gegenstands einstellt, eine den Manipulator steuernde Manipulator-Steuerung und eine die Roboterhand steuernde Roboterhand-Steuerung bereitgestellt. Die Manipulator-Steuerung platziert die Roboterhand in eine Position und Stellung, die ein Moment in dem Gegenstand hervorruft. Die Roboterhand-Steuerung hindert einen Gegenstand am Herabfallen von der Roboterhand, während der Gegenstand durch die Einwirkung der Schwerkraft gedreht wird.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein System zum Aufnehmen von Gegenständen und ein Verfahren zum Aufnehmen von gestapelten Gegenständen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Aus dem Stand der Technik ist ein System zum Aufnehmen von Gegenständen bekannt, das in großer Menge in einem Behälter gestapelte Gegenstände aufnehmen kann und sie an einem vorbestimmten Ort in einem Zustand ablegen kann, in dem die Gegenstände in einer Richtung ausgerichtet sind (zum Beispiel die Japanische Patentschrift Nr. 2014-87913A ).
Im Stand der Technik wurden ein Vision-Sensor für den Arbeitsgang des Aufnehmens des Gegenstands und ein Vision-Sensor für den Arbeitsgang des Ausrichtens der aufgenommenen Gegenstände in einer Richtung als notwendig erachtet, sodass die Hardware letztendlich kompliziert wird. Daher wurde nach einer Technik gesucht, die eine einfachere Ausgestaltung verwendet, um Gegenstände an einem vorbestimmten Ort in einer Richtung ausgerichtet abzulegen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt der Erfindung umfasst ein System zum Aufnehmen von gestapelten Gegenständen eine Roboterhand, die einen Gegenstand greifen kann, einen Manipulator, der die Roboterhand bewegt, einen Vision-Sensor, der eine Position und Stellung des Gegenstands detektieren kann, und einen Anordnungsbestimmungsteil, der eine Position und Stellung der Roboterhand bestimmt, wenn die Roboterhand den Gegenstand basierend auf der durch den Vision-Sensor erkannten Position und Stellung des Gegenstands greift.
Des Weiteren umfasst das System zum Aufnehmen eines Gegenstands eine Manipulator-Steuerung, die den Manipulator steuert, um die Roboterhand in der durch den Anordnungsbestimmungsteil bestimmten Position und Stellung der Roboterhand anzuordnen, und eine Roboterhand-Steuerung, die die Roboterhand steuert, um den Gegenstand zu greifen.
Die Manipulator-Steuerung steuert den Manipulator, um die Roboterhand in einer Position und Stellung anzuordnen, in der ein Moment an dem Gegenstand erzeugt wird, wenn die den Gegenstand greifende Roboterhand den Gegenstand hochhebt.
Die Roboterhand-Steuerung steuert die Roboterhand, um dem Gegenstand zu erlauben, sich durch Einwirkung der Schwerkraft relativ zu der Roboterhand zu drehen, während der Gegenstand am Herabfallen von der Roboterhand gehindert wird, wenn die Roboterhand an der Position und Stellung angeordnet ist, in der das Moment an dem Gegenstand erzeugt wird.
Der Gegenstand kann an einer vom Schwerpunkt des Gegenstands abgesonderten Position mit einem Durchgangsloch ausgebildet werden. Die Roboterhand kann mehrere Pratzen und einen Pratzentreiber umfassen, der die mehreren Pratzen in aufeinander zu und voneinander weg gerichteten Richtungen bewegt.
Der Anordnungsbestimmungsteil kann die Position und Stellung der Roboterhand bestimmen, in der die mehreren Pratzen im Innern des Durchgangslochs angeordnet sind. Die Roboterhand-Steuerung kann den Pratzentreiber steuern, um die mehreren Pratzen in aufeinander zu und voneinander weg gerichteten Richtungen zu bewegen, um die mehreren Pratzen gegen eine Wandfläche zu drücken, die das Durchgangsloch definiert, wodurch der Gegenstand durch die mehreren Pratzen gegriffen wird.
Die Roboterhand-Steuerung kann den Pratzentreiber steuern, um die mehreren Pratzen in aufeinander zu gerichteten Richtungen zu bewegen, um dem Gegenstand zu erlauben, sich in Bezug auf die Roboterhand zu drehen, wenn die Roboterhand in der Position und Stellung angeordnet ist, in der das Moment an dem Gegenstand erzeugt wird.
Die Pratzen sind horizontal angeordnet oder sind in Bezug auf die horizontale Richtung so geneigt, dass die distalen Enden der Pratzen vertikal nach oben in Bezug auf die proximalen Enden der Pratzen positioniert sind, wenn die Roboterhand in der Position und Stellung angeordnet ist, in der das Moment an dem Gegenstand erzeugt wird.
Die Roboterhand kann ferner einen Arm umfassen, der an dem Manipulator befestigt ist und die mehreren Pratzen hält. Die mehreren Pratzen können sich so erstrecken, dass sie in Bezug auf den Arm geneigt sind.
Der Anordnungsbestimmungsteil kann die Position und Stellung der Roboterhand so bestimmen, dass die Roboterhand den Gegenstand greifen kann, ohne dass die Roboterhand und der Manipulator von einem umliegenden Teil störend beeinflusst werden.
Die Roboterhand-Steuerung kann die Roboterhand steuern, um den Gegenstand so zu greifen, dass sich der Gegenstand relativ zu der Roboterhand nicht bewegen kann, wenn die Drehung des Gegenstands stoppt.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Greifen und Aufnehmen von gestapelten Gegenständen durch eine Roboterhand die Schritte des Detektierens einer Position und Stellung eines Gegenstands, des Bestimmens einer Position und Stellung der Roboterhand, wenn die Roboterhand den Gegenstand basierend auf der detektierten Position und Stellung des Gegenstands greift, des Anordnens der Roboterhand in der bestimmten Position und Stellung der Roboterhand und des Greifens des Gegenstands durch die Roboterhand.
Des Weiteren umfasst das Verfahren Schritte zum Anordnen der Roboterhand in einer Position und Stellung, in der ein Moment an dem Gegenstand erzeugt wird, wenn die den Gegenstand greifende Roboterhand den Gegenstand hochhebt, und des Drehens des Gegenstands relativ zu der Roboterhand durch Einwirkung der Schwerkraft, während der Gegenstand am Herabfallen von der Roboterhand gehindert wird, wenn die Roboterhand in der Position und Stellung angeordnet ist, in der das Moment an dem Gegenstand erzeugt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obengenannten und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, in denen
1 eine perspektivische Ansicht eines Systems zum Aufnehmen von Gegenständen nach einer Ausführungsform der Erfindung ist;
2 ein Blockdiagramm des in 1 gezeigten Systems zum Aufnehmen von Gegenständen ist;
3 eine vergrößerte Ansicht der in 1 gezeigten Roboterhand ist;
4 ein Beispiel eines Zustands zeigt, in dem die in 3 gezeigte Roboterhand ein Werkstück greift;
5 ein Ablaufdiagramm eines Beispiels eines Arbeitsablaufs des in 1 gezeigten Systems zum Aufnehmen von Gegenständen ist;
6 ein Ablaufdiagramm des in 5 gezeigten Schritts S3 ist;
7 ein Ablaufdiagramm des in 5 gezeigten Schritts S6 ist;
8 einen Zustand zeigt, in dem sich die Roboterhand und ein Behälter störend beeinflussen;
9 eine vergrößerte Ansicht eines betreffenden Teils in 8 ist;
10 einen Zustand zeigt, in dem die Roboterhand an einem Positionskoordinatensystem nach einer Neueinstellung angeordnet ist;
11 eine vergrößerte Ansicht eines betreffenden Teils in 10 ist;
12 ein Beispiel der Stellung der Roboterhand im Schritt S5 in 5 zeigt;
13 eine vergrößerte Ansicht der in 12 gezeigten Roboterhand und des Werkstück ist;
14 eine Seitenansicht der in 13 gezeigten Roboterhand, in y-Achsenrichtung in 13 betrachtet, ist;
15 die Roboterhand und das Werkstück nach Schritt S6 in 5 zeigt;
16 die Roboterhand und das Werkstück nach Schritt S7 in 5 zeigt;
17 eine perspektivische Ansicht des Systems zum Aufnehmen von Gegenständen nach Schritt S8 in 5 ist;
18 eine Ansicht zum Erklären einer weiteren Ausführungsform von Schritt S5 in 5 ist;
19 eine Ansicht einer Roboterhand einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist; und
20 einen Zustand zeigt, in dem die in 19 gezeigte Roboterhand ein Werkstück greift.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung ausführlich anhand der Zeichnungen erklärt. Zunächst wird mit Bezug auf 1 und 2 ein System zum Aufnehmen von Gegenständen 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erklärt. Das System zum Aufnehmen von Gegenständen 10 dient dazu, eines der Werkstücke (Gegenstände) W, die in großer Menge in einem Behälter A gestapelt sind, aufzunehmen und das aufgenommene Werkstück W auf einen Beförderungstisch B abzulegen.
Das System zum Aufnehmen von Gegenständen 10 umfasst einen Roboter 12 und eine Roboter-Steuerung 14, die den Roboter 12 steuert. Der Roboter 12 ist z. B. ein vertikaler Mehrgelenkroboter und umfasst eine Roboterhand 16 und einen Manipulator 18, der die Roboterhand 16 bewegt.
Der Manipulator 18 umfasst eine Roboterbasis 20, eine Drehtrommel 22 und einen Roboterarm 24. Die Roboterbasis 20 ist auf einem Boden C einer Arbeitszelle festgesetzt. Die Drehtrommel 22 ist so an der Roboterbasis 20 befestigt, dass sie sich um die vertikale Achse drehen kann.
Der Roboterarm 24 umfasst einen Hinterarm 26, der drehbar an der Drehtrommel 22 befestigt ist, und einen Vorderarm 28, der drehbar am distalen Ende des Hinterarms 26 befestigt ist. Die Roboterhand 16 ist über ein Gelenk 30 am distalen Ende des Vorderarms 28 befestigt.
Als Nächstes wird mit Bezug auf 1 bis 3 die Roboterhand 16 erklärt. Die Roboterhand 16 kann das Werkstück W greifen und freigeben. Die Roboterhand 16 umfasst einen Arm 32, eine erste Pratze 34, eine zweite Pratze 36 und einen Pratzentreiber 38.
Der Arm 32 weist ein proximales Ende 32a, das mit dem Gelenk 30 verkoppelt ist, und ein dem proximalen Ende gegenüberliegendes distales Ende 32b auf. Der Arm 32 erstreckt sich linear entlang einer Achse O₁ vom proximalen Ende 32a zum distalen Ende 32b (3). Die Schiene 40 ist mit einer Nut 40a ausgebildet, die sich entlang einer in 3 gezeigten y-Achsenrichtung erstreckt.
Die erste Pratze 34 ist an der Schiene 40 über einen Pratzenhalter 42 befestigt. Die erste Pratze 34 ist ein Stangenteil, das sich linear entlang einer in 3 gezeigten z-Achsenrichtung erstreckt. Die erste Pratze 34 weist ein an dem distalen Ende des Pratzenhalters 42 befestigtes proximales Ende 34a und ein dem proximalen Ende 34b gegenüberliegendes distales Ende 34b auf.
Der Pratzenhalter 42 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zum Arm 32 (d. h. zur Achse O₁). Der Pratzenhalter 42 ist so an der Schiene 40 befestigt, dass er entlang der Nut 40a der Schiene 40 gleiten kann.
Die zweite Pratze 36 ist über einen Pratzenhalter 44 an der Schiene 40 befestigt. Die zweite Pratze 36 ist ein Stangenteil, das sich linear entlang der in 3 gezeigten z-Achsenrichtung erstreckt. Die zweite Pratze 36 ist in einer von der ersten Pratze separaten Position in der in 3 gezeigten y-Achsenrichtung angeordnet. Die zweite Pratze 36 weist ein an dem distalen Ende des Pratzenhalters 44 befestigtes proximales Ende 36a und ein dem proximalen Ende 36a gegenüberliegendes distales Ende 36b auf.
Der Pratzenhalter 44 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zum Arm 32 (d. h. zur Achse O₁). Der Pratzenhalter 44 ist so an der Schiene 40 befestigt, dass er entlang der Nut 40a der Schiene 40 gleiten kann.
Der Pratzentreiber 38 besteht z. B. aus einem Pneumatik- oder Hydraulikzylinder, oder einem Servomotor. Der Pratzentreiber 38 bewegt die Pratzenhalter 42 und 44 in aufeinander zu und voneinander weg gerichteten Richtungen entlang der y-Achse in 3, entsprechend einem Befehl von der Roboter-Steuerung 14.
Somit werden die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 durch den Pratzentreiber 38 in aufeinander zu und voneinander weg gerichteten Richtungen entlang der y-Achse in 3 bewegt.
Wenn als ein Beispiel der Pratzentreiber aus einem Zylinder besteht, dann umfasst der Pratzentreiber 38 einen rohrförmigen Zylinderkörper, eine wechselseitig in dem Zylinderkörper angeordnete Kolbenstange und einen Bewegungsumkehrungsmechanismus, der die wechselseitige Bewegung der Kolbenstange in die Öffnungs-/Schließbewegung der Pratzenhalter 42 und 44 entlang der y-Achsenrichtung umwandelt. In der Kolbenstange ist ein Magnet eingebettet. Andererseits ist ein Magnetsensor (sogenannter Leitungsschalter) an dem Zylinderkörper befestigt.
Der Magnetsensor detektiert das Magnetfeld, das durch den in der Kolbenstange eingebetteten Magneten erzeugt wird und das sich als Reaktion auf die Verschiebung der Kolbenstange ändert. Der Magnetsensor sendet Daten des Magnetfelds an die Roboter-Steuerung 14. Die Robotersteuerung 14 kann den Abstand zwischen der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 basierend auf den von dem Magnetsensor empfangenen Daten detektieren.
In dieser Ausführungsform erstrecken die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 so, dass sie in Bezug auf den Arm 32 geneigt sind. Insbesondere ist die Erstreckungsrichtung der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 (d. h. die z-Achsenrichtung) in Bezug auf die Achse O₁ des Arms 32 um einen Winkel θ₁ geneigt. Der Winkel θ₁ wird z. B. auf 0° < θ₁ < 90° eingestellt.
Die Roboter-Steuerung 14 zeichnet vorab das in 3 gezeigte Kartesische Koordinatensystem als ein Werkzeugkoordinatensystem der Roboterhand 16 auf. Die Position und Stellung der Roboterhand 16 in einem 3D-Raum kann durch 3D-Koordinaten mit einem Ursprung O, der x-Achsenrichtung, y-Achsenrichtung und z-Achsenrichtung des Werkzeugkoordinatensystems definiert werden. Der Ursprung O ist an einer Position zwischen der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 und zwischen dem proximalen Ende 34a (proximalen Ende 36a) und dem distalen Ende 34b (distalen Ende 36b) angeordnet.
Die 4 zeigt ein Beispiel eines Zustands, in dem die Roboterhand 16 das Werkstück W greift. Wie in 4 gezeigt ist in dieser Ausführungsform das Werkstück ein längliches Teil, das sich entlang der Achse O₂ der Längsrichtung erstreckt.
In dem in 4 gezeigten Beispiel ist die Roboterhand 16 in Bezug auf das Werkstück W so positioniert, dass die x-Achse des Werkzeugkoordinatensystems parallel zur Achse O₂ der Längsrichtung des Werkstücks W ist, die z-Achse des Werkzeugkoordinatensystems der Roboterhand 16 parallel zur Dickenrichtung des Werkstücks W ist und die y-Achse des Werkzeugkoordinatensystems parallel zur Breitenrichtung des Werkstücks W ist.
Das Werkstück W ist mit einem kreisförmigen Durchgangsloch D ausgebildet. Das Durchgangsloch D ist an einer vom Schwerpunkt des Werkstücks W separaten Position ausgebildet und erstreckt sich durch das Werkstück W in Dickenrichtung des Werkstücks W (d. h. der z-Achsenrichtung in 4).
Wenn die Roboterhand 16 das Werkstück W wie in 4 gezeigt greift, werden die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 in das Durchgangsloch D eingeführt und der Pratzentreiber 38 bewegt sie dann in voneinander weg gerichteten Richtungen.
Infolgedessen werden die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 gegen eine Wandfläche gedrückt, die das Durchgangsloch D definiert. Dadurch wird das Werkstück W durch die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 gegriffen.
Mit Bezug auf 1 und 2 umfasst das System zum Aufnehmen von Gegenständen 10 ferner einen Vision-Sensor 46. Der Vision-Sensor 46 wird vertikal oberhalb des Behälters A durch einen Halterahmen 48 gehalten. Der Vision-Sensor 46 ist z. B. ein 3D-Vision-Sensor und detektiert gemäß einem Befehl von der Roboter-Steuerung 14 die Positionen und Stellungen der in dem Behälter A angehäuften Werkstücke W.
Insbesondere bildet der Vision-Sensor 46 die Werkstücke W in dem Behälter A mehrere Male ab und misst den Abstand zwischen dem Vision-Sensor 46 und dem Werkstück W basierend auf den Bilddaten. Dann berechnet der Vision-Sensor 46 die 3D-Koordinaten des Werkstücks W und detektiert dadurch die Positionen und Stellungen der Werkstücke W in einem 3D-Raum. Der Vision-Sensor 46 sendet die Daten der detektierten Positionen und Stellungen der Werkstücke W an die Roboter-Steuerung 14.
Als Nächstes wird mit Bezug auf die 1 bis 7 der Arbeitsvorgang des Systems zum Aufnehmen von Gegenständen 10 erklärt. Die 5 zeigt ein Beispiel des Arbeitsablaufs des Systems zum Aufnehmen von Gegenständen 10. Der in 5 gezeigte Ablauf wird gestartet, wenn die Roboter-Steuerung 14 von dem Benutzer oder der Host-Steuerung einen Befehl zum Aufnehmen des Werkstücks W empfängt.
Im Schritt S1 detektiert die Roboter-Steuerung 14 Positionen und Stellungen der Werkstücke W durch den Vision-Sensor 46. Insbesondere sendet die Roboter-Steuerung 14 einen Befehl an den Vision-Sensor 46, um die in dem Behälter A gestapelten Werkstücke W abzubilden, und detektiert die Positionen und Stellungen der Werkstücke W im 3D-Raum. Der Vision-Sensor 46 sendet Daten der detektierten Positionen und Stellungen der Werkstücke W an die Roboter-Steuerung 14.
Im Schritt S2 bestimmt die Roboter-Steuerung 14 eine Position und Stellung der Roboterhand 16, in der die Roboterhand 16 basierend auf den im Schritt S1 detektierten Positionen und Stellungen eines der Werkstücke W entsprechend greifen kann.
Dieser Schritt S2 wird mit Bezug auf 6 erklärt. Nachdem der Schritt S2 gestartet wird, erfasst die Roboter-Steuerung 14 im Schritt S11 eine Position des Durchgangslochs D eines Werkstücks W. Insbesondere bezieht sich die Roboter-Steuerung 14 auf von dem Vision-Sensor 46 im Schritt S1 empfangenen Daten, um ein aufzunehmendes Werkstück W festzulegen, und erfasst die Koordinaten der Mittenposition des Durchgangslochs D des einen Werkstücks W.
Im Schritt S12 stellt die Roboter-Steuerung 14 ein Positionskoordinatensystem des Werkstücks W auf das Durchgangsloch D des aufzunehmenden Werkstücks W ein. Das Positionskoordinatensystem des Werkstücks W ist ein Zielkoordinatensystem, auf das das Werkzeugkoordinatensystem der Roboterhand 16 positioniert werden muss, wenn die Roboterhand 16 das Werkstück W greift. Als ein Beispiel stellt die Roboter-Steuerung 14 das Positionskoordinatensystem des Werkstücks W auf das Durchgangsloch D als das in 4 gezeigte Kartesische Koordinatensystem ein.
In diesem Fall fällt der Ursprung O des Positionskoordinatensystems mit den Koordinaten der im Schritt S11 erfassten Mittenposition des Durchgangslochs D zusammen. Des Weiteren ist die x-Achsenrichtung des Positionskoordinatensystems parallel mit der Achse O₂ der Längsrichtung des Werkstücks W. Des Weiteren ist die z-Achsenrichtung des Positionskoordinatensystems parallel zu der Dickenrichtung des Werkstücks W, während die y-Achsenrichtung des Positionskoordinatensystems parallel zur Breitenrichtung des Werkstücks W ist.
Im Schritt S13 beurteilt die Roboter-Steuerung 14, ob die Roboterhand 16 und der Manipulator 18 von einem umgebenden Teil störend beeinflusst werden. Dieser Arbeitsvorgang wird mit Bezug auf 8 und 9 erklärt.
Angenommen, dass die Roboter-Steuerung 14 das von den mehreren in dem Behälter A gestapelten Werkstücken W aufzunehmende Werkstück W_t festgelegt hat. In diesem Fall bewegt die Roboter-Steuerung 14 die Roboterhand 16 derart, dass das Werkzeugkoordinatensystem der Roboterhand 16 mit dem für das Werkstück W_t eingestellte Positionskoordinatensystem zusammenfällt, wenn die Roboterhand 16 in Bezug auf die Werkstücke W positioniert wird.
Wenn das Positionskoordinatensystem auf das Durchgangsloch D des wie in 4 gezeigten aufzunehmenden Werkstücks W_t eingestellt wird und die Roboterhand 16 in Bezug auf das Werkstück W_t so positioniert wird, dass das Werkzeugkoordinatensystem mit dem Positionskoordinatensystem übereinstimmt, dann ist die Roboterhand 16 in Bezug auf das Werkstück W_t wie in 9 gezeigt positioniert.
Wenn die Roboterhand 16 auf diese Weise positioniert wird, wird ein Teil der Roboterhand 16, der durch die punktierte Linie E in 9 angedeutet ist, durch eine Seitenwand A₁ des Behälters A störend beeinflusst. Dadurch kann die Roboterhand 16 in Bezug auf das Werkstück W_t nicht angemessen angeordnet werden, wenn das Positionskoordinatensystem des Werkstücks auf das Werkstück W_t wie in 9 gezeigt eingestellt wird.
Daher beurteilt in dieser Ausführungsform im Schritt S13 die Roboter-Steuerung 14, ob die oben genannte Beeinflussung auftritt, wenn die Roboterhand 16 so angeordnet wird, dass das Werkzeugkoordinatensystem mit dem im Schritt S12 eingestellten Positionskoordinatensystem übereinstimmt.
Als ein Beispiel werden Modelldaten des Behälters A (d. h. Daten der 3D-Koordinaten des Behälters A) in einem Speicher (nicht gezeigt) vorab aufgezeichnet. Andererseits berechnet die Roboter-Steuerung 14 Modelldaten der Roboterhand 16 (d. h. die Daten der 3D-Koordinaten der Roboterhand 16), wenn die Roboterhand 16 an dem im Schritt S12 eingestellten Positionskoordinatensystem angeordnet ist.
Dann vergleicht die Roboter-Steuerung 14 die Modelldaten des Behälters A mit den Modelldaten der Roboterhand 16 und beurteilt, ob die störende Beeinflussung zwischen dem Behälter A und der Roboterhand 16 auftritt.
In ähnlicher Weise zeichnet der Speicher Modelldaten nicht nur von dem Behälter A, sondern auch von einem um den Roboter 12 herum vorhandenen Teil (z. B. dem Halterahmen) vorab auf. Des Weiteren vergleicht die Roboter-Steuerung 14 die Modelldaten des umgebenden Teils mit den Modelldaten der Roboterhand 16 und beurteilt, ob eine störende Beeinflussung zwischen dem umgebenden Teil und der Roboterhand 16 auftritt.
Wenn die Roboter-Steuerung 14 beurteilt, dass sich die Roboterhand 16 und das den Behälter A umfassende umgebende Teil störend beeinflussen (d. h. mit „JA” beurteilt), dann geht die Roboter-Steuerung 14 weiter zu Schritt S14. Wenn andererseits die Roboter-Steuerung 14 beurteilt, dass sich die Roboterhand 16 und das umgebenden Teil nicht störend beeinflussen (d. h. mit „NEIN” beurteilt), dann wird der in 6 gezeigte Ablauf beendet.
Im Schritt S14 stellt die Roboter-Steuerung 14 das Positionskoordinatensystem des Werkstücks W neu ein. Insbesondere dreht die Roboter-Steuerung 14 das wie in 9 gezeigt eingestellte Positionskoordinatensystem um die z-Achse des Positionskoordinatensystems.
Zusammen mit dem Drehen des Positionskoordinatensystems um die z-Achse berechnet dann die Roboter-Steuerung 14 fortlaufend die Modelldaten der Roboterhand 16, wenn sie an dem gedrehten Positionskoordinatensystem angeordnet ist, und beurteilt die störende Beeinflussung zwischen den Modelldaten der Roboterhand 16 und den Modelldaten des den Behälter A umfassenden umgebenden Teils.
Wenn das Positionskoordinatensystem auf eine Position gedreht wird, bei der keine störenden Beeinflussung zwischen den Modelldaten der Roboterhand 16 und den Modelldaten des umgebenden Teils auftritt, dann stellt die Roboter-Steuerung 14 dieses gedrehte Positionskoordinatensystem wieder als ein neues Positionskoordinatensystem ein.
Ein Beispiel des so neu eingestellten Positionskoordinatensystems ist in 10 und 11 gezeigt. Das in 10 und 11 gezeigte neu eingestellte Positionskoordinatensystem ist aus dem in 9 gezeigten ursprünglichen Positionskoordinatensystem in der z-Achsen-Plusrichtung in 9 betrachtet um ungefähr 150° um die z-Achse gedreht.
Wenn die Roboterhand 16 so positioniert wird, dass das Werkzeugkoordinatensystem mit diesem neu eingestellten Positionskoordinatensystem übereinstimmt, wie in 10 und 11 gezeigt, dann werden die Roboterhand 16 und der Manipulator 18 nicht mehr störend durch die Seitenwand A1 des Behälters A beeinflusst. Als ein Ergebnis können die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 in geeigneter Weise im Innern des Durchgangslochs D des Werkstücks W_t angeordnet werden.
Somit bestimmt die Roboter-Steuerung 14 basierend auf der durch den Vision-Sensor 46 im Schritt S2 detektierten Position und Stellung des Werkstücks W_t die Position und Stellung der Roboterhand 16, in der die Roboterhand 16 die Werkstücke W entsprechend greifen kann. Daher hat in dieser Ausführungsform die Roboter-Steuerung 14 eine Funktion eines Anordnungsbestimmungsteils 50 (2), der die Position und Stellung der Roboterhand 16 bestimmt.
Mit Bezug wiederum auf 5 steuert im Schritt S3 die Roboter-Steuerung 14 den Manipulator 18, um die Roboterhand 16 in der im Schritt S2 bestimmten Position und Stellung der Roboterhand 16 anzuordnen.
Als ein Ergebnis wird die Roboterhand 16 in Bezug auf das zu greifende Werkstück W_t, wie in 10 und 11 gezeigt, positioniert, wodurch die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 ins Innere des Durchgangslochs D des Werkstücks W_t eingeführt werden. Somit hat in dieser Ausführungsform die Roboter-Steuerung 14 eine Funktion einer Manipulator-Steuerung 52 (2), die den Manipulator steuert.
Im Schritt S4 steuert die Roboter-Steuerung 14 die Roboterhand 16, um das Werkstück W_t zu greifen. Insbesondere sendet die Roboter-Steuerung 14 einen Befehl an den Pratzentreiber 38, um die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 in voneinander weg gerichteten Richtungen zu bewegen.
Als ein Ergebnis werden die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 gegen die Wandfläche gedrückt, die das Durchgangsloch D des Werkstücks W_t definiert. Dadurch wird das Werkstück W_t durch die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 gegriffen. Somit hat in dieser Ausführungsform die Roboter-Steuerung 14 eine Funktion einer Roboterhand-Steuerung 54 (2), die die Roboterhand 16 steuert.
Im Schritt S5 steuert die Roboter-Steuerung 14 den Manipulator 18, um die Roboterhand 16 so zu bewegen, dass die Roboterhand 16 in einer vorbestimmten Stellung angeordnet ist. Ein Beispiel der Stellung, in der die Roboterhand im Schritt S5 angeordnet wird, ist in 12 bis 14 gezeigt.
In dem in 12 bis 14 gezeigten Zustand sind die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 im Wesentlichen horizontal angeordnet. Mit anderen Worten, die Roboterhand 16 ist so angeordnet, dass die z-Achse und y-Achse des Werkzeugkoordinatensystems der Roboterhand 16 im Wesentlichen horizontal ist, während die x-Achsenrichtung des Werkzeugkoordinatensystems mit der vertikal nach unten gerichteten Richtung zusammenfällt. Zu diesem Zeitpunkt ist, wie in 13 gezeigt, die Achse O₂ der Längsrichtung des Werkstücks W in Bezug auf die vertikale Richtung (d. h. x-Achse) um einen Winkel θ₂ geneigt.
In diesem Schritt S5 steuert die Roboter-Steuerung 14 den Manipulator 18, um die das Werkstück W_t greifende Roboterhand 16 von der in 10 gezeigten Position zu der in 12 gezeigten Position zu bewegen. Zusammen mit dieser Bewegung ordnet die Roboter-Steuerung 14 die Roboterhand 16 in der in 13 und 14 gezeigten Stellung an.
Wie oben erklärt ist das Durchgangsloch D des Werkstücks W_t an einer vom Schwerpunkt des Werkstücks W separaten Position ausgebildet. Wenn die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 die Wandfläche des Durchgangslochs D in der in 13 gezeigten Stellung greifen, wird daher an dem Werkstück W_t aufgrund der Wirkung der Schwerkraft ein Drehmoment M um den Ursprung O erzeugt, wie durch den Pfeil M in 13 gezeigt.
Im Schritt S6 betreibt die Roboter-Steuerung 14 die Roboterhand 16, um dem Werkstück W_t zu erlauben, sich durch die Wirkung der Schwerkraft in Bezug auf die Roboterhand 16 zu drehen.
Dieser Schritt S6 wird mit Bezug auf 7 erklärt. Nachdem der Schritt S6 gestartet wird bewegt die Roboter-Steuerung 14 im Schritt S21 die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36. Insbesondere sendet die Roboter-Steuerung 14 einen Befehl an den Pratzentreiber 38, um die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 in aufeinander zu gerichteten Richtungen zu bewegen.
Im Schritt S22 beurteilt die Roboter-Steuerung 14, ob die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 in geeigneter Weise an den Zielpositionen angeordnet sind. Wenn, als ein Beispiel, der Pratzentreiber 38 aus einem Zylinder besteht, empfängt in diesem Schritt die Roboter-Steuerung 14 Daten des Magnetfelds des in der Kolbenstange eingebetteten Magneten von dem oben erwähnten Magnetsensor.
Basierend auf den von dem Magnetsensor empfangenen Daten beurteilt dann die Roboter-Steuerung 14, ob der Abstand zwischen der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 ein vorbestimmter Sollabstand ist. Wenn der Abstand zwischen der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 der Sollabstand ist, nähern sich die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 im Vergleich zu der Anordnung am Ende des Schritts S4 etwas um einen vorbestimmten Abstand aneinander an.
Die Roboter-Steuerung 14 beurteilt, dass die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 in geeigneter Weise an den Zielpositionen angeordnet sind, wenn sie detektiert, dass der Abstand zwischen der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 der Sollabstand ist.
Wenn, als ein weiteres Beispiel, der Pratzentreiber 38 aus einem Servomotor besteht, beurteilt die Roboter-Steuerung 14 in diesem Schritt S22, ob der Servomotor in einer ersten Richtung ab dem Start von Schritt S21 um eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen gedreht wird.
Wenn der Servomotor in der ersten Richtung um eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen gedreht wird, nähern sich die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 im Vergleich zu der Anordnung am Ende des Schritts S4 etwas um einen vorbestimmten Abstand aneinander an.
Die Roboter-Steuerung 14 beurteilt, das die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 in geeigneter Weise in den Zielpositionen angeordnet sind, wenn sie detektiert, dass der Servomotor in der ersten Richtung um die vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen gedreht wird.
Wenn, als noch ein weiteres Beispiel, der Pratzentreiber 38 aus einem Servomotor besteht, beurteilt die Roboter-Steuerung 14, ob ein Lastdrehmoment (oder Rückkopplungsstrom) des Servomotors einen vorbestimmten Sollwert aufweist.
Wenn das Lastdrehmoment des Servomotors den vorbestimmten Sollwert aufweist, nähern sich die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 im Vergleich zu der Anordnung am Ende des Schritts S7 etwas um einen vorbestimmten Abstand aneinander an. Das heißt, der Sollwert des Lastdrehmoments wird so eingestellt, dass es kleiner als das Lastdrehmoment am Ende von Schritt S7 ist.
Die Roboter-Steuerung 14 beurteilt, dass die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 in geeigneter Weise in den Zielpositionen angeordnet sind, wenn sie detektiert, dass das Lastdrehmoment des Servomotors den Sollwert aufweist. Es wird angemerkt, dass der oben erwähnte vorbestimmte Sollabstand, die Anzahl von Umdrehungen des Servomotors und der Sollwert des Lastdrehmoments vorab durch z. B. ein experimentelles Verfahren oder Simulationsverfahren definiert werden kann.
Wenn die Roboter-Steuerung 14 beurteilt, dass die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 in geeigneter Weise in den Zielpositionen angeordnet sind (d. h. mit „JA” beurteilt), geht sie weiter zu Schritt S23. Wenn die Roboter-Steuerung 14 andererseits beurteilt, dass die erste Pratze 34 und die zweite Pratze nicht in geeigneter Weise an den Zielpositionen (d. h. mit „NEIN” beurteilt) angeordnet sind, bewegt sie sich im Schritt S22 in einer Schleife.
Im Schritt S23 sendet die Roboter-Steuerung 14 einen Befehl an den Pratzentreiber 38, um die Bewegung der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 zu stoppen.
Durch Ausführen der Schritte S21 bis S23, nähern sich die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 etwas um einen vorbestimmten Abstand einander an, wodurch die Kräfte, durch die die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 gegen die das Durchgangsloch D definierende Wandfläche gedrückt werden, reduziert werden.
Wie oben erklärt werden am Ende des Schritts S5 die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 im Wesentlichen horizontal angeordnet und das in 13 gezeigte Drehmoment M wird am Werkstück W_t erzeugt.
Wenn die Kräfte zum Andrücken der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 gegen die Wandfläche des Durchgangslochs D reduziert werden, dreht daher das Werkstück W_t durch die Wirkung der Schwerkraft in Richtung des Pfeils M in 13, während das Werkstück W_t durch die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 aufgehakt wird.
Auf diese Weise wird dem Werkstück W_t gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht, sich in Bezug auf die Roboterhand 16 durch die Wirkung der Schwerkraft zu drehen, während das Werkstück W_t am Herabfallen von der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 gehindert wird. Als ein Ergebnis wird das Werkstück W_t an der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 aufgehängt.
In diesem Zustand ist der Schwerpunkt des Werkstücks W_t vertikal unterhalb der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 (oder des Ursprungs O) positioniert, und die Achse O₂ in Längsrichtung des Werkstücks W_t ist parallel zur x-Achse des Werkzeugkoordinatensystems der Roboterhand 16 (d. h. der vertikalen Richtung).
Des Weiteren ist die z-Achse des Werkzeugkoordinatensystems der Roboterhand 16 parallel zur Dickenrichtung des Werkstücks W_t, während die y-Achse des Werkzeugkoordinatensystems parallel zur Breitenrichtung des Werkstücks W ist. Mit anderen Worten, die Stellung des Werkstücks W_t in Bezug auf die in 15 gezeigten Roboterhand 16 (oder das Werkzeugkoordinatensystem) ist dieselbe wie die in 4 gezeigte Stellung.
Im Schritt S24 beurteilt die Roboter-Steuerung 14, ob die Drehung des Werkstücks W_t in Bezug auf die Roboterhand 16 beendet ist. Als ein Beispiel beurteilt die Roboter-Steuerung 14, dass die Drehung des Werkstücks W_t in Bezug auf die Roboterhand 16 beendet wurde, wenn eine vorbestimmte Zeit (z. B. eine Sekunde) ab dem Zeitpunkt, zu dem sie im Schritt S22 mit „JA” beurteilte, abgelaufen ist, oder wenn der Schritt S23 beendet worden ist.
Als ein weiteres Beispiel überwacht die Roboter-Steuerung 14 ein Lastdrehmoment eines in dem Manipulator 18 eingebauten Servomotors ab dem Ende des Schritts S23 und beurteilt, dass die Drehung des Werkstücks W_t in Bezug auf die Roboterhand 16 beendet ist, wenn sich die Schwankungen im Lastdrehmoment angeglichen haben.
Als noch ein weiteres Beispiel wird ein Kraftsensor angebracht, der die am Manipulator 18 angelegte Kraft messen kann. In diesem Fall überwacht die Roboter-Steuerung 18 die durch den Kraftsensor ab dem Ende von Schritt S23 gemessene Kraft und beurteilt, dass die Drehung des Werkstücks W_t in Bezug auf die Roboterhand 16 beendet ist, wenn sich die Schwankungen in der gemessenen Kraft angeglichen haben.
Somit kann durch Ausführen des in 7 gezeigten Schritts S6 die Stellung des Werkstücks W_t in Bezug auf die Roboterhand 16 von der in 13 gezeigten Stellung zu der in 15 gezeigten Stellung geändert werden.
Wiederum mit Bezug auf die 5 steuert im Schritt S7 die Roboter-Steuerung 14 die Roboterhand 16, um das Werkstück W_t so zu greifen, dass sich das Werkstück W_t relativ zur Roboterhand 16 nicht bewegen kann. Insbesondere sendet die Roboter-Steuerung 14 einen Befehl an den Pratzentreiber 38, um die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 in voneinander weg gerichteten Richtungen zu bewegen.
Als ein Ergebnis werden die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36, wie im Schritt S4, gegen die das Durchgangsloch D des Werkstücks W_t definierende Wandfläche gedrückt. Dadurch wird das Werkstück W_t unbeweglich durch die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 gegriffen.
Im Schritt S8 steuert die Roboter-Steuerung 14 den Manipulator 18 und die Roboterhand 16, um das Werkstück W_t auf den Beförderungstisch B zu legen. Insbesondere steuert die Roboter-Steuerung 14 den Manipulator 18, um die Roboterhand 16 in einer Stellung anzuordnen, in der die x-Achse und y-Achse des Werkzeugkoordinatensystems der Roboterhand 16 horizontal sind, während die z-Achsenrichtung mit der vertikal nach oben gerichteten Richtung (d. h. der in 4 gezeigten Stellung) zusammenfällt.
Dann legt die Roboter-Steuerung 14 das Werkstück W_t auf dem Beförderungstisch B ab. Dieser Zustand ist in 17 gezeigt. Dann sendet die Roboter-Steuerung 14 einen Befehl an den Pratzentreiber 38, um die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 in aufeinander zu gerichteten Richtungen zu bewegen, wodurch die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 von der Wandfläche des Durchgangslochs D gelöst werden. Als ein Ergebnis wird das Werkstück W_t in der 17 gezeigten Stellung auf dem Beförderungstisch B abgelegt.
Im Schritt S9 beurteilt die Roboter-Steuerung 14, ob das Aufnehmen aller Werkstücke W abgeschlossen wurde. Wenn die Roboter-Steuerung 14 beurteilt, dass ein weiteres Werkstück W vorhanden ist, das aus dem Behälter A aufzunehmen ist (d. h. mit „NEIN” beurteilt wird), kehrt sie zu Schritt S1 zurück. Wenn die Roboter-Steuerung 14 andererseits beurteilt, dass alle Werkstücke W aus dem Behälter A aufgenommen wurden (d. h. mit „JA” beurteilt), dann beendet sie den in 5 gezeigten Ablauf.
Gemäß dieser Ausführungsform ändert die Roboter-Steuerung 14 im Schritt S6 die Stellung des Werkstücks W_t in Bezug auf die Roboterhand 16 durch die Wirkung der Schwerkraft. Aufgrund dieser Ausgestaltung können die Stellungen von jeweiligen Werkstücken W_t in Bezug auf die Roboterhand 16 selbst dann leicht in Übereinstimmung gebracht werden, wenn die Roboterhand 16 jeweilige Werkstücke aus dem Behälter A aufnimmt.
Insbesondere bestimmt die Roboter-Steuerung 14 im Schritt S2 die Position des Koordinatensystems des Werkstücks W derart, dass die Roboterhand 16 und der Manipulator 18 durch das umgebende Teil nicht störende beeinflusst werden und ordnet die Roboterhand 16 so an, dass das Werkzeugkoordinatensystem mit dem Positionskoordinatensystem übereinstimmt. In diesem Fall ändert sich für jedes der in dem Behälter A gestapelten Werkstücke W die Stellung (d. h. der in 13 gezeigte Winkel θ₂), wenn es durch die Roboterhand 16 aufgenommen wird.
Selbst dann, wenn sich der Winkel θ₂ auf diese Weise ändert, kann die Roboter-Steuerung 14 durch Ausführen des Schritts S6 die Stellung des aufgenommenen Werkstücks W relativ zur Roboterhand 16 so abändern, dass sie mit der in 16 gezeigten Stellung zusammenfällt. Demzufolge kann die Roboter-Steuerung 14 das Werkstück W auf dem Beförderungstisch B in denselben Stellungen (Orientierungen) ablegen wie im Schritt S8.
Da ferner gemäß dieser Ausführungsform die Stellung des aufgenommenen Werkstücks W durch die Wirkung der Schwerkraft geändert wird, ist es nicht notwendig, eine zusätzliche Vorrichtung, wie einen Vision-Sensor, bereitzustellen, um die Stellung des Werkstücks W zu ändern. Es ist somit durch eine einfachere Hardware möglich, die Stellungen der Werkstücke W so zu ändern, dass sie miteinander übereinstimmen.
Es wird angemerkt, dass im Schritt S5 die Robotersteuerung 14 die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 so anordnen kann, dass sie in Bezug auf die horizontale Richtung so geneigt sind, dass die distalen Enden 34b und 36b der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 jeweils vertikal oberhalb der proximalen Enden 34a und 36a angeordnet sind.
Gemäß dieser Ausgestaltung ist es möglich, das Werkstück W_t am Herunterfallen von der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 zu hindern, wenn das Werkstück W_t im Schritt S6 relativ zu der Roboterhand 16 gedreht wird.
Des Weiteren kann im Schritt S5 die Roboter-Steuerung 14 die distalen Enden 34b und 36b der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze mit einem anderen Teil kontaktieren. Eine solche Ausführungsform ist in 18 gezeigt.
In dieser Ausführungsform kontaktiert die Roboter-Steuerung 14 im Schritt S5 die distalen Enden 34b und 36b der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 mit einer Außenfläche eines festen Gegenstands 56. Die Außenfläche des festen Gegenstands 56 weist eine größere Fläche als das Durchgangsloch D des Werkstücks W auf.
Gemäß dieser Ausgestaltung ist es möglich, das Werkstück W_t wirksam am Herunterfallen von der ersten Pratze 34 und der zweiten Pratze 36 zu hindern, wenn das Werkstück W_t im Schritt S6 relativ zur Roboterhand 16 gedreht wird.
Des Weiteren können die erste Pratze 34 und die zweite Pratze 36 mit Elementen zum Verhindern des Herunterfallens des Werkstücks W_t ausgebildet werden. Eine solche Ausführungsform ist in 19 und 20 gezeigt. In dieser Ausführungsform umfasst die Roboterhand 16' eine erste Pratze 34' und eine zweite Pratze 36'.
Die distalen Enden 34b und 36b der ersten Pratze 34' und der zweiten Pratze 36' sind jeweils mit nach außen ragenden Haken 34c und 36c ausgebildet. Wenn die Roboterhand 16' dieser Ausführungsform im oben erwähnten Schritt S4 das Werkstück W_t greift, dann greifen die Haken 34c und 36c wie in 20 gezeigt am Werkstück W_t an.
Gemäß dieser Ausgestaltung ist es möglich, das Werkstück wirksam am Herunterfallen von der ersten Pratze 34' und der zweiten Pratze 36' zu hindern, wenn die Roboterhand 16' das Werkstück W_t greift.
Des Weiteren kann die Außenfläche der Pratze 34, 34', 36, 36' mit einer Schicht zum Erhöhen eines Reibungskoeffizienten, wie einer Gummischicht, ausgebildet werden, um den Reibungskoeffizienten zwischen der Pratze 34, 34', 36, 36' und dem Werkstück W zu erhöhen. Gemäß dieser Ausgestaltung ist es möglich, das Werkstück W wirksam am Herunterfallen von der Pratze 34, 34', 36, 36' zu hindern, wenn die Werkstücke W relativ zur Roboterhand 16, 16' gedreht werden.
Des Weiteren kann die Roboter-Steuerung 14 nach dem oben erwähnten Schritt S23 oder parallel zu den Schritten S21 bis S23 den Manipulator 18 so steuern, dass die Roboterhand 16 etwas schwenkt. Gemäß dieser Ausgestaltung ist es möglich, die Drehung des Werkstücks W in Bezug auf die Roboterhand 16 zu erleichtern.
Wenn insbesondere der in 13 gezeigte Winkel θ₂ beispielsweise 0° ist, kann das Werkstück selbst dann nicht drehen, wenn der Schritt 21 ausgeführt wurde. In diesem Fall es ist vorteilhaft, die Roboterhand 16 zu schwenken, um die Drehung des Werkstücks W zu erleichtern.
Des Weiteren umfasst die Roboterhand 16 in den oben erwähnten Ausführungsformen zwei Pratzen 34 und 36. Die Roboterhand 16 kann jedoch drei oder mehr Pratzen umfassen.
Obenstehend wurden Ausführungsformen der Erfindung verwendet, um die Erfindung zu erklären, wobei jedoch die obengenannten Ausführungsformen die Erfindung gemäß den Ansprüchen nicht einschränken. Des Weiteren können Kombinationen der in den Ausführungsformen erklärten Merkmale ebenfalls im technischen Umfang der Erfindung umfasst sein. Es sind jedoch nicht alle Kombinationen dieser Merkmale unbedingt wesentlich für die Lösung der Erfindung. Die Tatsache, dass die obengenannten Ausführungsformen auf verschiedene Weisen geändert oder verbessert werden können, wäre des Weiteren für einen Fachmann verständlich.
Des Weiteren sollte angemerkt werden, dass die Arbeitsvorgänge, Routinen, Schritte, Stufen und andere Bearbeitungen in der Vorrichtung, dem System, dem Programm und dem Verfahren in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden können, sofern sie nicht eindeutig durch „vor”, „vorab” usw. angegeben werden, oder das Arbeitsergebnis einer vorausgehenden Bearbeitung für eine spätere Bearbeitung verwendet wird. Selbst wenn in dem Ablauf von Arbeitsvorgängen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen der Einfachheit halber „erste”, „als Nächstes”, „dann” usw. verwendet wird, bedeutet dies nicht, dass die Ausführung in dieser Reihenfolge wesentlich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014-87913 A [0002]

Claims

System (10) zum Aufnehmen von Gegenständen (W) zum Aufnehmen von gestapelten Gegenständen (W), wobei das System zum Aufnehmen von Gegenständen umfasst: eine Roboterhand (16), die einen Gegenstand (W) greifen kann; einen Manipulator (18), der die Roboterhand bewegt; einen Vision-Sensor (46), der eine Position und Stellung des Gegenstands detektieren kann; einen Anordnungsbestimmungsteil (50), der eine Position und Stellung der Roboterhand bestimmt, wenn die Roboterhand den Gegenstand basierend auf der durch den Vision-Sensor erkannten Position und Stellung des Gegenstands greift; eine Manipulator-Steuerung (52), die den Manipulator steuert, um die Roboterhand in der durch den Anordnungsbestimmungsteil bestimmten Position und Stellung der Roboterhand anzuordnen; und eine Roboterhand-Steuerung (54), die die Roboterhand steuert, um den Gegenstand zu greifen, wobei die Manipulator-Steuerung den Manipulator steuert, um die Roboterhand in einer Position und Stellung anzuordnen, in der ein Moment an dem Gegenstand erzeugt wird, wenn die den Gegenstand greifende Roboterhand den Gegenstand hochhebt, wobei die Roboterhand-Steuerung die Roboterhand steuert, um dem Gegenstand zu erlauben, sich durch Einwirkung der Schwerkraft relativ zu der Roboterhand zu drehen, während der Gegenstand am Herabfallen von der Roboterhand gehindert wird, wenn die Roboterhand in der Position und Stellung angeordnet ist, in der das Moment an dem Gegenstand erzeugt wird.
System zum Aufnehmen von Gegenständen nach Anspruch 1, wobei der Gegenstand mit einem Durchgangsloch (D) an einer von dem Schwerpunkt des Gegenstands separaten Position ausgebildet ist, wobei die Roboterhand umfasst: mehrere Pratzen (34, 36); und einen Pratzentreiber (38), der die mehreren Pratzen in aufeinander zu und voneinander weg gerichteten Richtungen bewegt, wobei der Anordnungsbestimmungsteil die Position und Stellung der Roboterhand bestimmt, in der die mehreren Pratzen im Inneren des Durchgangslochs angeordnet werden können, wobei die Roboterhand-Steuerung: den Pratzentreiber steuert, um die mehreren Pratzen in aufeinander zu und voneinander weg gerichteten Richtungen zu bewegen, um die mehreren Pratzen gegen eine Wandfläche zu drücken, die das Durchgangsloch definiert, wodurch der Gegenstand durch die mehreren Pratzen gegriffen wird; und den Pratzentreiber steuert, um die mehreren Pratzen in aufeinander zu und voneinander weg gerichteten Richtungen zu bewegen, um den Gegenstand zu erlauben, sich relativ zur Roboterhand zu drehen, wenn die Roboterhand in der Position und Stellung angeordnet ist, in der das Moment an dem Gegenstand erzeugt wird.
System zum Aufnehmen von Gegenständen nach Anspruch 2, wobei die Pratzen horizontal angeordnet sind oder so angeordnet sind, dass sie in Bezug auf die horizontale Richtung so geneigt sind, dass distale Enden der Pratzen vertikal oberhalb in Bezug auf proximale Enden der Pratzen positioniert sind, wenn die Roboterhand in der Position und Stellung angeordnet ist, in der das Moment an dem Gegenstand erzeugt wird.
System zum Aufnehmen von Gegenständen nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Roboterhand ferner einen Arm (32) umfasst, der an dem Manipulator befestigt ist und die mehreren Pratzen hält, wobei sich die mehreren Pratzen so erstrecken, dass sie in Bezug auf den Arm geneigt sind.
System zum Aufnehmen von Gegenständen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Anordnungsbestimmungsteil die Position und Stellung der Roboterhand so bestimmt, dass die Roboterhand den Gegenstand greifen kann, ohne dass die Roboterhand und der Manipulator von einem umliegenden Teil störend beeinflusst werden.
System zum Aufnehmen von Gegenständen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Roboterhand-Steuerung die Roboterhand steuert, um den Gegenstand so zu greifen, dass sich der Gegenstand relativ zu der Roboterhand nicht bewegen kann, wenn die Drehung des Gegenstands stoppt.
Verfahren zum Greifen und Aufnehmen von gestapelten Gegenständen (W) durch eine Roboterhand (16), wobei das Verfahren umfasst: Detektieren einer Position und Stellung eines Gegenstands; Bestimmen einer Position und Stellung der Roboterhand, wenn die Roboterhand den Gegenstand basierend auf der detektierten Position und Stellung des Gegenstands greift; Anordnen der Roboterhand in der bestimmten Position und Stellung der Roboterhand; Greifen des Gegenstands durch die Roboterhand; Anordnen der Roboterhand in einer Position und Stellung, in der ein Moment an dem Gegenstand erzeugt wird, wenn die den Gegenstand greifende Roboterhand den Gegenstand hochhebt; und Drehen des Gegenstands relativ zu der Roboterhand durch die Einwirkung der Schwerkraft, während der Gegenstand am Herabfallen von der Roboterhand gehindert wird, wenn die Roboterhand in der Position und Stellung angeordnet ist, in der das Moment an dem Gegenstand erzeugt wird.