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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkstückaufnahmesystem.
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Herkömmlicherweise ist ein Werkstückaufnahmesystem bekannt, das mittels eines Roboters in einem Behälter ungeordnet gelagerte Werkstücke aufnimmt (siehe beispielsweise
JP 2004-188562 A ). In dem Werkstückaufnahmesystem ist ein dreidimensionaler Sensor an einem Handspitzenabschnitt eines Roboters befestigt, wobei der dreidimensionale Sensor ausgestaltet ist, ein Bild mit einer gesamten oberen Öffnung eines Behälters aufzunehmen, das in einem Sichtfeld aufgenommen wird, und in der Lage zu sein, eine Gruppe dreidimensionaler Punkte eines Werkstücks in dem Sichtfeld zu erfassen.
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Die Größe der oberen Öffnung eines Behälters ist jedoch manchmal größer als ein Sichtfeldbereich des dreidimensionalen Sensors zum Erfassen der Gruppe dreidimensionaler Punkte eines Werkstücks. In solch einem Fall besteht, wenn ein Verfahren angenommen wird, gemäß dem, um Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte für alle Werkstücke in einem Behälter zu erfassen, ein Roboter, an dem der dreidimensionale Sensor montiert ist, sequenziell zu einer Vielzahl von Positionen und Stellungen bewegt wird, die im Voraus eingelernt werden, und Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte in einer Teilregion im Innern des Behälters an jeder Position erfasst werden, das Problem, dass ein Erfassungsprozess für die Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte selbst dann ausgeführt wird, wenn ein Werkstück nicht mehr in einer erreichten Region vorhanden ist.
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Des Weiteren ist in
DE 10 2014 212 304 B4 ein System zum Aufnehmen eines Werkstücks von einem Haufen von Werkstücken offenbart, dass eine Informationsverarbeitungsvorrichtung aufweist. Außerdem sind in
DE 10 2013 012 068 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entnehmen von lose gelagerten Objekten durch einen Roboter beschrieben.
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Weiterhin zeigt
EP 2 524 776 B1 ein Robotersystem mit einer Transportpassage, einer Transportpassagedetektiereinheit und einer Umordnunginstruierungseinheit. Ferner beschreibt
EP 2 345 515 B1 ein Verfahren zum Aufnehmen von Werkstücken. Darüber hinaus sind in
US 9,156,162 B2 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Informationsverarbeitung offenbart, wobei die Positionen und Orientierungen von Zielobjekten aus dem Ergebnis der Messung einer Reihe von Zielobjekten mit einem ersten Sensor erhalten werden. Schließlich ist in
JP 2011-083882 A ein Robotersystem zur Durchführung der Kommissionierung von Behältern beschrieben.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkstückaufnahmesystem bereitzustellen, das in Lage ist, unnötige Bewegungen eines Roboters und unnötiges Erfassen von Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte durch einen dreidimensionalen Sensor zu verhindern, und ein Werkstück effizient aufzunehmen, selbst wenn ein dreidimensionaler Sensor, der in der Lage ist, nur teilweise Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte zu erfassen, in einem Behälter montiert ist.
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Um die zuvor beschriebene Aufgabe zu erfüllen, sieht die vorliegende Offenbarung die folgenden Lösungen vor.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Werkstückaufnahmesystem, umfassend einen Roboter, eine Hand zum Aufnehmen eines Werkstücks, die an einem Handspitzenabschnitt des Roboters befestigt ist, einen dreidimensionalen Sensor zum Erfassen von Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte in einer Teilregion in einem Behälter, der an dem Handspitzenabschnitt des Roboters befestigt ist, eine Werkstückzustand-Berechnungseinheit, die ein Werkstück erkennt und eine Position und Stellung des erkannten Werkstücks basierend auf Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte in einer ersten Teilregion berechnet, die von dem dreidimensionalen Sensor erfasst wurden, eine Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit, die eine Roboterposition entsprechend einer zweiten Teilregion berechnet, in der als Nächstes Positionsinformationen zu erfassen sind, basierend auf den Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte in der ersten Teilregion, die von dem dreidimensionalen Sensor erfasst werden, und eine Steuereinheit, die den Roboter und die Hand basierend auf der Position und der Stellung des Werkstücks, die von der Werkstückzustand-Berechnungseinheit berechnet werden, und basierend auf der Roboterposition entsprechend der zweiten Teilregion steuert, die von der Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit berechnet wird, wobei die Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit als eine Referenz einen dreidimensionalen Punkt verwendet, der sich an einer höchsten Position von der Gruppe dreidimensionaler Punkte in der ersten Teilregion befindet, um die Roboterposition entsprechend der zweiten Teilregion zu berechnen.
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Gemäß dem vorliegenden Aspekt werden, wenn der Roboter betrieben wird und der dreidimensionale Sensor, der an dem Handspitzenabschnitt befestigt ist, in Bezug auf den Behälter positioniert wird und Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte in einer Teilregion in dem Behälter erfasst werden, die Position und Stellung eines Werkstücks, das in der Gruppe dreidimensionaler Punkte in der erfassten ersten Teilregion umfasst ist, von der Werkstückzustand-Berechnungseinheit berechnet. Die Steuereinheit kann dadurch den Roboter und die Hand basierend auf der berechneten Position und Stellung des Werkstücks berechnen, um das Werkstück zu handhaben und das Werkstück aus dem Behälter aufzunehmen.
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In diesem Fall wird die Roboterposition der zweiten Teilregion, in der als Nächstes die Positionsinformationen eines Werkstücks zu erfassen sind, mittels der Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit basierend auf den Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte in der ersten Teilregion, die von dem dreidimensionalen Sensor erfasst werden, berechnet. Das heißt, die Datenerfassungsposition des dreidimensionalen Sensors für die nächste Gruppe dreidimensionaler Punkte wird nicht basierend auf einer Position bestimmt, die im Voraus eingelernt wird, sondern basierend auf den Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte, die von dem dreidimensionalen Sensor erfasst werden, und somit können, selbst wenn ein dreidimensionaler Sensor, der nur teilweise eine Gruppe dreidimensionaler Punkte erfassen kann, in dem Behälter montiert ist, unnötige Bewegung des Roboters und unnötiges Erfassen von Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte mittels des dreidimensionalen Sensors verhindert werden, und das Werkstück kann effizient aufgenommen werden.
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Gemäß der Erfindung verwendet die Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit als eine Referenz einen dreidimensionalen Punkt, der sich an einer höchsten Position von der Gruppe dreidimensionaler Punkte in der ersten Teilregion befindet, um die Roboterposition entsprechend der zweiten Teilregion zu berechnen. Von ungeordnet gelagerten Werkstücken in dem Behälter ist ein Werkstück, das sich an der höchsten Position befindet, sehr wahrscheinlich ein Werkstück, das am einfachsten aufgenommen werden kann. Dementsprechend kann, durch Berechnen der Position der zweiten Teilregion, in der als Nächstes die Positionsinformationen zu erfassen sind, mit Bezug auf eine Gruppe dreidimensionaler Punkte, die sich an der höchsten Position von der zuvor erfassten Gruppe von Punkten befindet, eine Gruppe dreidimensionaler Punkte in einer zweiten Teilregion, in der mindestens ein Werkstück erkannt werden kann, erfasst werden.
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Darüber hinaus kann, gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt, die Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit die Roboterposition entsprechend der zweiten Teilregion derart berechnen, dass eine Horizontalrichtungsposition des dreidimensionalen Punkts, der von der Gruppe dreidimensionaler Punkte in der ersten Teilregion am höchsten ist, an einer Mitte der zweiten Teilregion positioniert wird und eine Vertikalrichtungsposition des dreidimensionalen Sensors eine vorbestimmte Höhe wird. Dies erlaubt, dass die Roboterposition einfach für eine horizontale zweite Teilregion berechnet wird, die mit einem Bereich übereinstimmt, der in der Mitte den dreidimensionalen Punkt aufweist, der sich an der höchsten Position von der Gruppe dreidimensionaler Punkte in der ersten Teilregion befindet.
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Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Werkstückaufnahmesystem, umfassend einen Roboter, eine Hand zum Aufnehmen eines Werkstücks, die an einem Handspitzenabschnitt des Roboters befestigt ist, einen dreidimensionalen Sensor zum Erfassen von Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte in einer Teilregion in einem Behälter, der an dem Handspitzenabschnitt des Roboters befestigt ist, eine Werkstückzustand-Berechnungseinheit, die ein Werkstück erkennt und eine Position und Stellung des erkannten Werkstücks basierend auf Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte in einer ersten Teilregion berechnet, die von dem dreidimensionalen Sensor erfasst werden, eine Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit, die eine Roboterposition entsprechend einer zweiten Teilregion berechnet, in der als Nächstes Positionsinformationen zu erfassen sind, basierend auf den Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte in der ersten Teilregion, die von dem dreidimensionalen Sensor erfasst werden, und eine Steuereinheit, die den Roboter und die Hand basierend auf der Position und der Stellung des Werkstücks, die von der Werkstückzustand-Berechnungseinheit berechnet werden, und basierend auf der Roboterposition entsprechend der zweiten Teilregion steuert, die von der Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit berechnet wird, wobei die Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit als eine Referenz eine Schwerpunktposition einer planaren Region verwendet, die von einem Teil der Gruppe dreidimensionaler Punkte in der ersten Teilregion gebildet wird, um die Roboterposition entsprechend der zweiten Teilregion zu berechnen. Weil ein Werkstück sehr wahrscheinlich erfolgreich von dem Roboter von einem Teil aufgenommen wird, der als eine planare Region in der Gruppe dreidimensionaler Punkte erkannt wird, wenn die Schwerpunktposition der planaren Region als eine Referenz verwendet wird, kann eine Gruppe dreidimensionaler Punkte in einer zweiten Teilregion, in der mindestens ein Werkstück erkannt und aufgenommen werden kann, erfasst werden.
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Darüber hinaus kann gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt die Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit die Roboterposition der zweiten Teilregion derart berechnen, dass eine Horizontalrichtungsposition der Schwerpunktposition an einer Mitte der zweiten Teilregion positioniert wird und eine Vertikalrichtungsposition des dreidimensionalen Sensors eine vorbestimmte Höhe wird. Dies erlaubt, dass die Roboterposition einfach für eine horizontale zweite Teilregion berechnet wird, die mit einem Bereich übereinstimmt, der an der Schwerpunktposition der planaren Region in der Gruppe dreidimensionaler Punkte in der ersten Teilregion zentriert ist.
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Darüber hinaus kann, gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt, in einem Fall, in dem die Anzahl der dreidimensionalen Punkte, die in der planaren Region vorhanden sind, gleich oder weniger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, die Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit die Roboterposition entsprechend der zweiten Teilregion berechnen, die einen Neigungswinkel des dreidimensionalen Sensors ändert. Wenn die Anzahl der dreidimensionalen Punkte, die in einer planaren Region vorhanden sind, gleich oder weniger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, ist die planare Region in Bezug auf den dreidimensionalen Sensor möglicherweise in hohem Maße geneigt, und somit kann durch Ändern des Neigungswinkels des dreidimensionalen Sensors die Roboterposition für eine zweite Teilregion berechnet werden, in der die Gruppe dreidimensionaler Punkte korrekt erkannt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht eine vorteilhafte Wirkung darin, dass, selbst wenn ein dreidimensionaler Sensor, der in der Lage ist, nur teilweise Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte zu erfassen, in einem Behälter montiert ist, unnötige Bewegung eines Roboters und unnötiges Erfassen von Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte mittels des dreidimensionalen Sensors verhindert werden können und ein Werkstück effizient aufgenommen werden kann.
- 1 ist eine Abbildung einer Gesamtausgestaltung eines Werkstückaufnahmesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Werkstückaufnahmeverfahren des Werkstückaufnahmesystems von 1 beschreibt.
- 3 ist eine Draufsicht eines Behälters, in dem Werkstücke gelagert sind, in dem ein Teilbereich, in dem zuerst Datenerfassung in Schritt S2 des Werkstückaufnahmeverfahrens von 2 ausgeführt wird, auf überlappende Weise gezeigt ist.
- 4 ist eine Draufsicht des Behälters, in dem Werkstücke gelagert sind, in dem ein Werkstück, das in Schritt S3 des Werkstückaufnahmeverfahrens von 2 erkannt wird, auf überlappende Weise gezeigt ist.
- 5 ist eine Draufsicht des Behälters, in dem Werkstücke gelagert sind, in dem eine Roboterposition, an der als Nächstes Datenerfassung auszuführen ist, die in Schritt S8 des Werkstückaufnahmeverfahrens von 2 berechnet wird, auf überlappende Weise gezeigt ist.
- 6 ist eine Draufsicht des Behälters, in dem Werkstücke gelagert sind, in dem ein Teilbereich, in dem als Nächstes Datenerfassung in Schritt S2 des Werkstückaufnahmeverfahrens von 2 auszuführen ist, auf überlappende Weise gezeigt ist.
- 7 ist ein Flussdiagramm, das ein abgewandeltes Beispiel des Werkstückaufnahmeverfahrens von 2 beschreibt.
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Ein Werkstückaufnahmesystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst das Werkstückaufnahmesystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Roboter 2, der in der Nähe eines Behälters Y aufgestellt ist, der zum Lagern einer Vielzahl von Werkstücken W dient und der oben offen ist, eine Hand 4, die an einem Handspitzenabschnitt 3 des Roboters 2 befestigt ist, zum Greifen eines Werkstücks W, einen dreidimensionalen Sensor 5, der an dem Handspitzenabschnitt 3 des Roboters 2 befestigt ist, zum Erfassen von dreidimensionalen Informationen eines Werkstücks W in dem Behälter Y, eine Informationsverarbeitungseinheit 6 zum Verarbeiten der dreidimensionalen Informationen, die von dem dreidimensionalen Sensor 5 erfasst werden, und eine Steuereinheit 7 zum Steuern des Roboters 2 und der Hand 4 basierend auf einem Verarbeitungsergebnis der Informationsverarbeitungseinheit 6. Die Informationsverarbeitungseinheit 6 und die Steuereinheit 7 umfassen einen Speicher, nicht gezeigt, zum Speichern von Informationen, und einen Prozessor, nicht gezeigt, zum Ausführen von Informationsverarbeitung.
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In dem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, ist der Roboter 2 ein vertikaler Gelenkroboter, doch es kann ein Roboter jeder Art angenommen werden.
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Wie in 3 gezeigt, weist der dreidimensionale Sensor 5 einen Datenerfassungsbereich A auf, der kleiner ist als eine Größe einer oberen Öffnung des Behälters Y, und ist ausgestaltet, von einer Oberseite Informationen über dreidimensionale Positionen einer Vielzahl von Punkten (Gruppe dreidimensionaler Punkte) auf Oberflächen der Werkstücke innerhalb des Datenerfassungsbereichs A von den Oberflächen einer Vielzahl von ungeordnet gelagerten Werkstücken W in dem Behälter Y zu erfassen und die Informationen an die Informationsverarbeitungseinheit 6 zu übermitteln. In der Zeichnung gibt ein Bezugszeichen B einen von dreidimensionalen Punkten an, die in dem Datenerfassungsbereich A vorhanden sind.
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Die Informationsverarbeitungseinheit 6 umfasst eine Werkstückzustand-Berechnungseinheit 8 zum Erkennen, basierend auf Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte, die von dem dreidimensionalen Sensor 5 übermittelt werden, eines Werkstücks W, das in dem Datenerfassungsbereich (der ersten Teilregion) A vorhanden ist, und zum Berechnen einer Position und Stellung des erkannten Werkstücks W, und eine Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit 9 zum Berechnen einer Position einer Region (einer zweiten Teilregion), in der als Nächstes die Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte zu erfassen sind.
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Beispielsweise erkennt die Werkstückzustand-Berechnungseinheit 8 ein Werkstück W mittels Ausführen von Modellanpassung unter Verwendung von dreidimensionalen Modelldaten, die im Voraus registriert werden. Darüber hinaus werden Positionskoordinaten des erkannten Werkstücks W beispielsweise basierend auf einer Schwerpunktposition des Werkstücks W berechnet, und eine Stellung des Werkstücks W, wie ein Neigungswinkel und eine Neigungsrichtung, wird basierend auf einem Verformungsgrad in Bezug auf die dreidimensionalen Modelldaten oder den Positionsinformationen des dreidimensionalen Punkts B auf der Oberfläche des erkannten Werkstücks W berechnet.
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Wie in 5 und 6 gezeigt, stellt die Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit 9 als den nächsten Datenerfassungsbereich A eine Region ein, die in der Mitte (Referenz) einen dreidimensionalen Punkt B1 aufweist, der sich an der höchsten Position von den dreidimensionalen Punkten B befindet, die beispielsweise im Datenerfassungsbereich A vorhanden sind. Das heißt, der nächste Datenerfassungsbereich (zweite Teilregion) A ist ein Sichtfeldbereich (der den dreidimensionalen Punkt B1 in der Mitte des Sichtfelds aufweist), der durch Anordnen des dreidimensionalen Sensors 5 an einer Position erfasst wird, die vertikal oberhalb des dreidimensionalen Punkts B1 liegt, der sich an der höchsten Position von den dreidimensionalen Punkten B befindet, die in dem Datenerfassungsbereich A vorhanden sind, und der um einen vorbestimmten Abstand von diesem getrennt ist.
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Eine Funktion des Werkstückaufnahmesystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die auf die obige Weise ausgestaltet ist, wird nachfolgend beschrieben.
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Wie in 2 gezeigt wird, um ungeordnet gelagerte Werkstücke W in dem Behälter Y unter Verwendung des Werkstückaufnahmesystems 1 der vorliegenden Ausführungsform aufzunehmen, zuerst der Roboter 2 betrieben, den dreidimensionalen Sensor 5 an einer ersten Datenerfassungsposition anzuordnen, die im Vorfeld eingestellt wurde, wie eine Position, die eine vorbestimmte Region in der Mitte des Behälters Y als den Datenerfassungsbereich A einnimmt (Schritt S1).
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Der dreidimensionale Sensor 5 wird in diesem Zustand betrieben, um Datenerfassung für den Datenerfassungsbereich A auszuführen, der in dem Behälter Y eingestellt ist, um Positionskoordinaten einer Vielzahl von dreidimensionalen Punkten B auf einer Oberfläche eines Werkstücks W, das in dem Behälter Y vorhanden ist, zu erkennen und zu erfassen (Schritt S2). Als Nächstes wird Modellanpassung basierend auf der erfassten Gruppe dreidimensionaler Punkte und unter Verwendung dreidimensionaler Modelldaten ausgeführt, und es wird eine Erkennung des Werkstücks W ausgeführt (Schritt S3).
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In dem Fall, in dem ein Werkstück W im Innern des Datenerfassungsbereichs A erkannt wird (Schritt S4), werden die Positionen und Stellungen aller erkannten Werkstücke W berechnet (Schritt S5). In dem in 4 gezeigten Beispiel weist das Werkstück W eine Ringkammerform auf, und dreidimensionale Koordinaten eines dreidimensionalen Punkts B in der Mitte einer Mittelbohrung W1 werden als die Position des Werkstücks W berechnet, und ein Neigungswinkel und eine Neigungsrichtung des Werkstücks W werden als die Stellung berechnet.
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Der Roboter 2 wird in Bezug auf mindestens ein Werkstück W betrieben, von dem die Position und Stellung berechnet wurden, und die Werkstücke W werden aufgenommen und mittels der Hand 4, die an dem Handspitzenabschnitt 3 befestigt ist, eines nach dem anderen zu einem Transportziel transportiert (Schritt S6). Wenn alle erkannten Werkstücke W aufgenommen wurden, wird bestimmt, ob alle Werkstücke W in dem Behälter Y aufgenommen wurden oder nicht (Schritt S7), und wenn alle Werkstücke W aufgenommen wurden, ist der Prozess beendet, und wenn das Aufnehmen nicht vollständig ist, wird ein Berechnen der nächsten Datenerfassungsposition ausgeführt (Schritt S8).
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Dann wird der Datenerfassungsbereich A, der den dreidimensionalen Punkt B1 aufweist, der sich an der höchsten Position befindet, in der Mitte als die nächste Datenerfassungsposition berechnet, basierend auf der Gruppe dreidimensionaler Punkte, die in Schritt S2 erfasst wird. Dann werden in dem Fall, in dem die nächste Datenerfassungsposition berechnet wird, die Schritte ab Schritt S1 wiederholt. In dem Fall, in dem in Schritt S4 kein Werkstück W erkannt wird, werden die Schritte ab Schritt S7 wiederholt.
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Wie zuvor beschrieben, wird bei dem Werkstückaufnahmesystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Datenerfassungsposition des dreidimensionalen Sensors 5 für die Positionsinformationen der nächsten Gruppe dreidimensionaler Punkte nicht basierend auf einer Position bestimmt, die im Vorfeld eingelernt wird, sondern basierend auf den Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte, die von dem dreidimensionalen Sensor 5 erfasst wird.
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Dementsprechend besteht ein Vorteil darin, dass, selbst wenn der dreidimensionale Sensor 5, der nur teilweise eine Gruppe dreidimensionaler Punkte erfassen kann, in dem Behälter Y montiert ist, unnötige Bewegung des Roboters 2 und unnötiges Erfassen von Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte mittels des dreidimensionalen Sensors 5 verhindert werden können und das Werkstück W effizient aufgenommen werden kann.
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Das heißt, in einem Fall, in dem man einen Raum im Innern des Behälters Y in eine Vielzahl von Regionen unterteilt und in dem sequenziell in jeder Region Erfassen von Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte mittels des dreidimensionalen Sensors 5 und Erkennen des Werkstücks W ausgeführt werden, müssen Erfassen der Positionsinformationen und der Erkennungsprozess für das Werkstück W sogar in einem Fall ausgeführt werden, in dem das Werkstück bereits aufgenommen wurde und nicht mehr vorhanden ist, und somit werden unnötige Bewegung des Roboters 2, unnötiges Erfassen von Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte mittels des dreidimensionalen Sensors 5 und Ähnliches ausgeführt. Andererseits wird bei dem Werkstückaufnahmesystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die nächste Datenerfassungsposition unter Verwendung bereits erfasster Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte bestimmt, und somit können unnötige Bewegung des Roboters 2 und unnötiges Erfassen von Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte mittels des dreidimensionalen Sensors 5 verhindert werden.
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Insbesondere weil ein nächster Datenerfassungsbereich A, der den dreidimensionalen Punkt B1 aufweist, der sich an der höchsten Position der Gruppe dreidimensionaler Punkte in einem erfassten Datenerfassungsbereich A befindet, in der Mitte bestimmt wird, kann eine neue Gruppe dreidimensionaler Punkte mit einer Position erfasst werden, an der die Möglichkeit, dass das Werkstück W vorhanden ist, als die Mitte am höchsten ist, und es besteht ein Vorteil darin, dass das Werkstück W effizienter aufgenommen werden kann.
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Zudem stellt in der vorliegenden Ausführungsform die Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit 9 den Datenerfassungsbereich A an einer Region ein, die in der Mitte den dreidimensionalen Punkt B1 aufweist, der sich an der höchsten Position von der Gruppe dreidimensionaler Punkte befindet, für die die Positionsinformationen in Schritt S2 erfasst werden, und der Roboter 2 wird betrieben, den dreidimensionalen Sensor 5 an einer Position anzubringen, die vertikal oberhalb des dreidimensionalen Punkts B1 und um einen vorbestimmten Abstand von diesem getrennt ist, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Beispielsweise kann der Roboter 2 betrieben werden, den dreidimensionalen Sensor 5 an einer Position an einer vorbestimmten Höhe vertikal oberhalb des dreidimensionalen Punkts B1 anzuordnen, der sich an der höchsten Position befindet.
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Zudem kann ein dreidimensionaler Punkt B, der sich auf einer gleichen Ebene befindet, von einer erfassten Gruppe dreidimensionaler Punkte extrahiert werden, und ein Bereich (zweite Teilregion), der in der Mitte eine Schwerpunktposition einer planaren Region aufweist, die von einer extrahierten Gruppe dreidimensionaler Punkte gebildet ist, kann als der nächste Datenerfassungsbereich A berechnet werden. Von einer Gruppe dreidimensionaler Punkte auf der gleichen Ebene wird angenommen, dass sie auf der Oberfläche des gleichen Werkstücks W ist, und somit kann, durch Erfassen von Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte in dem Bereich, der den Schwerpunkt als die Mitte aufweist, eine Gruppe dreidimensionaler Punkte in einem Bereich erfasst werden, in dem die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass ein Werkstück W vorhanden ist.
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In dem Fall, in dem eine Vielzahl von Gruppen dreidimensionaler Punkte auf einer gleichen Ebene extrahiert werden, kann der Schwerpunkt eines planaren Abschnitts, der die größte Fläche aufweist, als die Mitte eines Bereichs eingestellt werden, in dem als Nächstes die Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte zu erfassen sind. Die Fläche eines planaren Abschnitts kann einfach durch die Anzahl von dreidimensionalen Punkten B bestimmt werden, die den planaren Abschnitt bilden.
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Ein Fall, in dem die Anzahl von dreidimensionalen Punkten B, die als die Gruppe dreidimensionaler Punkte auf einer gleichen Ebene extrahiert werden, gering ist, ist ein Fall, in dem die Fläche des extrahierten planaren Abschnitts physisch klein ist, oder beispielsweise ein Fall, in dem die Fläche groß ist, aber der planare Abschnitt nicht orthogonal ist und in Bezug auf eine Messrichtung des dreidimensionalen Sensors 5 geneigt ist. Dementsprechend können, in dem Fall, in dem die Anzahl von dreidimensionalen Punkten B, die als die Gruppe dreidimensionaler Punkte auf einer gleichen Ebene extrahiert werden, auf oder unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts ist, die Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte erneut von dem dreidimensionalen Sensor 5 erfasst werden, nachdem der Roboter 2 derart betrieben wird, dass der dreidimensionale Sensor 5 in einer beliebigen der Richtungen um eine horizontale Linie gedreht wird, die durch den Schwerpunkt des planaren Abschnitts verläuft, der von der extrahierten Gruppe dreidimensionaler Punkte gebildet wird und entlang des planaren Abschnitts liegt, und der Neigungswinkel des dreidimensionalen Sensors 5 geändert wird.
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Wenn folglich die Anzahl von dreidimensionalen Punkten B, die den planaren Abschnitt bilden, größer als der vorbestimmte Schwellenwert wird, können die Positionsinformationen einer Gruppe dreidimensionaler Punkte, die an der Position erfasst werden, verwendet werden, um ein Werkstück W zu erkennen. Wenn die Anzahl von dreidimensionalen Punkten B, die den planaren Abschnitt bilden, aufgrund von Drehung vermindert wird, kann Drehung in der entgegengesetzten Richtung ausgeführt werden.
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Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Datenerfassungsposition, an der als Nächstes die Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte zu erfassen sind, unter Verwendung der Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte bestimmt, die in Schritt S2 erfasst wurden. Alternativ kann, wie in 7 gezeigt, in dem Fall, in dem nach dem Aufnehmen eines Werkstücks W bestimmt wird, dass das Aufnehmen aller Werkstücke W in dem Behälter Y noch nicht abgeschlossen ist (Schritt S7), der Roboter 2 zu der ersten Datenerfassungsposition bewegt werden, und Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte in der gleichen Region wie in Schritt S2 können erneut erfasst werden (Schritt S9), und die nächste Datenerfassungsposition kann basierend auf den neu erfassten Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte berechnet werden (Schritt S8).
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Das heißt, wenn die Größe eines aufgenommenen Werkstücks W groß ist oder Positionen anderer Werkstücke W aufgrund des Aufnehmens eines Werkstücks W geändert werden, werden die Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte, die in Schritt S2 erfasst werden, möglicherweise geändert.
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Dementsprechend können die Positionsinformationen der Gruppe dreidimensionaler Punkte während des Transports eines aufgenommenen Werkstücks W in Schritt S2 erneut an der Datenerfassungsposition erfasst werden. Eine Gruppe dreidimensionaler Punkte, die ein genaues Erkennen eines Werkstücks W ermöglicht, kann somit erfasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkstückaufnahmesystem
- 2
- Roboter
- 3
- Handspitzenabschnitt
- 4
- Hand
- 5
- dreidimensionaler Sensor
- 7
- Steuereinheit
- 8
- Werkstückzustand-Berechnungseinheit
- 9
- Datenerfassungsposition-Berechnungseinheit
- A
- Datenerfassungsbereich (erste Teilregion, zweite Teilregion)
- B, B1
- dreidimensionaler Punkt
- W
- Werkstück
- Y
- Behälter
