DE102021117455B4 - Method for teaching and operating a palletizing robot and associated palletizing system - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Anlernen eines Palettierroboters (10), die folgenden Schritte umfassend:- Bereitstellen (S1) einer Palette (14) im Arbeitsbereich (12) des Palettierroboters (10);- Erfassen (S2) der räumlichen Lage der Palette (14) in einer Steuerungseinheit (20) für den Palettierroboter (10);- manuelles Palettieren (S3) einer ersten Schicht (140) einer Vielzahl von Verpackungseinheiten (16) gemäß einem ersten Palettiermuster (A) auf der Palette (14);- Erkennen (S4) des ersten Palettiermusters (A) mittels maschinellem Sehen;- Erfassen (S5) der räumlichen Lage der Verpackungseinheiten (16) im ersten Palettiermuster (A) in der Steuerungseinheit (20).Method for teaching a palletizing robot (10), comprising the following steps:- providing (S1) a pallet (14) in the work area (12) of the palletizing robot (10);- detecting (S2) the spatial position of the pallet (14) in a control unit (20) for the palletizing robot (10);- manually palletizing (S3) a first layer (140) of a plurality of packaging units (16) according to a first palletizing pattern (A) on the pallet (14);- recognizing (S4) the first palletizing pattern (A) by means of machine vision;- detecting (S5) the spatial position of the packaging units (16) in the first palletizing pattern (A) in the control unit (20).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anlernen eines Palettierroboters, ein zugehöriges Verfahren zum Betrieb eines Palettierroboters sowie ein entsprechendes Palettiersystem. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein menügestütztes Verfahren zum Anlernen eines Palettierroboters bei dem zur Inbetriebnahme keine codebasierte Programmierung eines anwendungsspezifischen Palettiervorgangs durch einen Anwender erforderlich ist, sondern der Palettierroboter durch manuelle Palettierung angelernt wird.The present invention relates to a method for teaching a palletizing robot, an associated method for operating a palletizing robot and a corresponding palletizing system. In particular, the present invention relates to a menu-supported method for teaching a palletizing robot in which no code-based programming of an application-specific palletizing process by a user is required for commissioning, but rather the palletizing robot is taught by manual palletizing.

Stand der TechnikState of the art

Palettierroboter werden typischerweise dazu eingesetzt, einzelne Verpackungseinheiten einer Ware oder eines Produktes automatisch zu größeren Gebinden auf einem Ladungsträger zusammenstellen zu können. Hierzu können die Verpackungseinheiten von dem Palettierroboter einzeln aufgenommen und nach einem vorgegebenen Palettiermuster ein- oder mehrlagig auf unterschiedliche Arten von Paletten angeordnet werden. Üblicherweise sind die Verpackungseinheiten dabei für ein einfaches Stapeln und Schichten quaderförmig ausgebildet und weisen zudem oftmals eine einheitliche Größe auf. Palettierroboter sind jedoch nicht auf solche Arten von Verpackungseinheiten festgelegt, sondern können flexibel an unterschiedliche Palettieraufgaben angepasst werden. Insbesondere können auch andere Formen von Verpackungseinheiten oder Verpackungseinheiten mit unterschiedlicher Größe auf einer gemeinsamen Palette als Mischgebinde angeordnet werden.Palletizing robots are typically used to automatically assemble individual packaging units of a good or product into larger containers on a load carrier. To do this, the packaging units can be picked up individually by the palletizing robot and arranged in one or more layers on different types of pallets according to a predetermined palletizing pattern. The packaging units are usually cuboid-shaped for easy stacking and layering and are also often a uniform size. However, palletizing robots are not limited to these types of packaging units, but can be flexibly adapted to different palletizing tasks. In particular, other forms of packaging units or packaging units of different sizes can also be arranged on a common pallet as mixed containers.

Bei Palettierrobotern handelt es sich zumeist um 4- oder 6-achsige Industrieroboter, welche speziell für das Aufnehmen und Ablegen von Verpackungseinheiten angepasst sind. Hierzu können an einem beweglichen Arm des Palettierroboters insbesondere ein mit Unterdruck arbeitendes Aufnahmewerkzeug oder ein spezieller Greifer angeordnet werden. Die vom Paltettierroboter beim Palettieren auszuführenden Bewegungen und die zugehörigen Bewegungstrajektorien sind zumeist in einer zugehörigen Steuerungseinheit hinterlegt.Palletizing robots are usually 4- or 6-axis industrial robots that are specially adapted for picking up and putting down packaging units. For this purpose, a picking tool that works with negative pressure or a special gripper can be arranged on a movable arm of the palletizing robot. The movements to be carried out by the palletizing robot during palletizing and the associated movement trajectories are usually stored in an associated control unit.

Bevor der Palettierroboter mit einem bestimmten Palettiervorgang beginnen kann, muss zunächst eine Ersteinrichtung des Systems erfolgen. Bei dieser müssen dem Palettierroboter zunächst sein konkreter Arbeitsbereich und alle für den Palettiervorgang relevanten Parameter übergeben werden. Hierzu zählen beispielsweise eine Begrenzung und die räumliche Lage des Aufnahmebereichs; die Art, Form und Bereitstellung der einzelnen Verpackungseinheiten und wie diese aufzunehmen sind; welche Bewegungstrajektorien zulässig sind sowie die räumliche Lage des Ablagebereichs. Neben diesen allgemeinen Steuerungsparametern kommt es beim Palettieren jedoch insbesondere auf zu einer bestimmten Verpackungseinheit oder einer Gruppe von unterschiedlichen Verpackungseinheiten zugehörige Palettiermuster an, d. h. nach welchem festen Schema die einzeln aufgenommenen Verpackungseinheiten auf der Palette ein- oder mehrschichtig angeordnet werden sollen.Before the palletizing robot can begin a specific palletizing process, the system must first be set up for the first time. The palletizing robot must first be given its specific work area and all parameters relevant to the palletizing process. These include, for example, a boundary and the spatial position of the pick-up area; the type, shape and provision of the individual packaging units and how they are to be picked up; which movement trajectories are permitted and the spatial position of the storage area. In addition to these general control parameters, palletizing depends in particular on the palletizing patterns associated with a specific packaging unit or a group of different packaging units, i.e. the fixed pattern according to which the individually picked up packaging units are to be arranged on the pallet in one or more layers.

Während die allgemeinen Parameter bei einer Erstinstallation eines Paltettierroboters zumeist nur einmalig in der zugehörigen Steuerungseinheit hinterlegt werden müssen und keiner späteren Anpassung mehr bedürfen, ergibt sich jedoch beispielsweise bei einer Änderung in der Form und Größe von Verpackungseinheiten oder bei einem veränderten Palettentyp dennoch oftmals wiederholt Bedarf zur Anpassung von einzelnen Steuerungsparametern. Insbesondere das verwendete Palettiermuster muss dabei für jede einzelne Palettierungsaufgabe zumeist individuell in der Steuerung angepasst werden.While the general parameters usually only need to be stored once in the associated control unit when a palletizing robot is first installed and do not require any subsequent adjustment, there is often a repeated need to adjust individual control parameters, for example when the shape and size of packaging units changes or when the pallet type changes. In particular, the palletizing pattern used usually has to be individually adjusted in the control system for each individual palletizing task.

Im Stand der Technik ist hierzu üblicherweise eine Anpassung der Programmierung des Palettierroboters erforderlich. Diese Anpassung kann jedoch zumeist nur von auf diese spezielle Robotersteuerung spezialisierten Programmierern vorgenommen werden, was eine schnelle und flexible Anpassung unmittelbar durch den Anwender vor Ort in der Regel ausschließt. Eine Anpassung der Programmierung ist daher ein erheblicher Zeit- und Kostenfaktor für Anwender. Hinzu kommen die hohen Ausfallzeiten während des Programmierens und insbesondere die fehlende Möglichkeit noch kleinere Anpassungen und Korrekturen am Programmablauf nach Abschluss der Programmierung vorzunehmen. Die Programmierung erfolgt üblicherweise mittels einer codebasierten Programmierumgebung. Daher werden Palettierroboter typischerweise nicht durch die Anwender selbst programmiert, sondern es werden externe Programmierer beauftragt oder entsprechende Serviceverträge mit den Herstellern der Palettierroboter abgeschlossen.In the current state of the art, this usually requires an adjustment of the programming of the palletizing robot. However, this adjustment can usually only be carried out by programmers who specialize in this particular robot control system, which generally rules out quick and flexible adjustment directly by the user on site. Adapting the programming is therefore a significant time and cost factor for users. Added to this are the high downtimes during programming and, in particular, the lack of opportunity to make even smaller adjustments and corrections to the program sequence after programming has been completed. Programming is usually carried out using a code-based programming environment. Therefore, palletizing robots are typically not programmed by the users themselves, but external programmers are commissioned or corresponding service contracts are concluded with the manufacturers of the palletizing robots.

Die DE 10 2016 013 497 A1 bezieht sich auf eine Stauungsmuster-Berechnungsvorrichtung, die Positionen festlegt, an denen Gegenstände zu stapeln sind. Die DE 10 2009 011 300 A1 und DE 10 2009 011 294 B4 betreffen jeweils ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Palettieren von Paketen mittels eines Manipulators, insbesondere eines Roboters, auf Basis eines Modells eines Paketstapels auf einem Lademittel bzw. eines vorgegeben Ausgangs-Palettiermusters. Die DE 10 2020 127 881 B3 betrifft eine Vorrichtung zur Installation an einem Kommissionier- oder Verpackungsarbeitsplatz und ein computergestütztes Verfahren zum Unterstützen eines Kommissionier- und/oder Packvorgangs.The EN 10 2016 013 497 A1 refers to a stacking pattern calculation device that determines positions where items are to be stacked. The EN 10 2009 011 300 A1 and EN 10 2009 011 294 B4 each relate to a method and a device for palletizing packages by means of a manipulator, in particular a robot, based on a model of a stack of packages on a loading device or a predetermined initial palletizing pattern. EN 10 2020 127 881 B3 relates to a device for installation at a picking or packing workstation and a computer-aided drive to support a picking and/or packing process.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein menügestütztes Verfahren zum Anlernen eines Palettierroboters bereitzustellen, bei dem zur Inbetriebnahme keine codebasierte Programmierung eines anwendungsspezifischen Palettiervorgangs durch einen Anwender erforderlich ist. Des Weiteren sollen ein zugehöriges Verfahren zum Betrieb eines Palettierroboters sowie ein entsprechendes Palettiersystem bereitgestellt werden.It is therefore an object of the present invention to provide a menu-supported method for teaching a palletizing robot, in which no code-based programming of an application-specific palletizing process by a user is required for commissioning. Furthermore, an associated method for operating a palletizing robot and a corresponding palletizing system are to be provided.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 8, 9 und 10 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen enthalten.These objects are achieved according to the invention by the features of patent claims 1, 8, 9 and 10. Expedient embodiments of the invention are contained in the respective subclaims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Anlernen eines Palettierroboters umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen einer Palette im Arbeitsbereich des Palettierroboters; Erfassen der räumlichen Lage der Palette in einer Steuerungseinheit für den Palettierroboter; manuelles Palettieren (durch einen Anwender bzw. einen Anlerner) einer ersten Schicht einer Vielzahl von Verpackungseinheiten gemäß einem ersten Palettiermuster auf der Palette; Erkennen des ersten Palettiermusters mittels maschinellem Sehen (engl. Machine Vision, MV); Erfassen der räumlichen Lage der Verpackungseinheiten im ersten Palettiermuster in der Steuerungseinheit.A method according to the invention for teaching a palletizing robot comprises the following steps: providing a pallet in the working area of the palletizing robot; detecting the spatial position of the pallet in a control unit for the palletizing robot; manually palletizing (by a user or a trainee) a first layer of a plurality of packaging units according to a first palletizing pattern on the pallet; recognizing the first palletizing pattern by means of machine vision (MV); detecting the spatial position of the packaging units in the first palletizing pattern in the control unit.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine codebasierte Programmierung des Palettierroboters weitgehend vermieden werden. Stattdessen kann beispielsweise über eine menügestützte Anwenderschnittstelle das gesamte Anlernen des Palettierroboters auch ohne spezielle Programmierkenntnisse durch den Anwender vor Ort erfolgen. Insbesondere können dadurch neue oder veränderte Palettiermuster ohne aufwendige Programmierung schnell und flexibel umgesetzt werden. Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren die Erfassung aller relevanten Parameter für den Betrieb des Palettierroboters oder auch nur einzelner Parameter umfassen. Ein Teil der einzustellenden Parameter kann dabei weiterhin durch codebasiertes Programmieren in der Steuerungseinheit erfasst werden.The method according to the invention largely avoids code-based programming of the palletizing robot. Instead, the entire training of the palletizing robot can be carried out by the user on site, for example via a menu-based user interface, even without special programming knowledge. In particular, new or modified palletizing patterns can be implemented quickly and flexibly without complex programming. The method according to the invention can include the recording of all relevant parameters for the operation of the palletizing robot or just individual parameters. Some of the parameters to be set can also be recorded by code-based programming in the control unit.

Insbesondere können bei einer Ersteinrichtung durch den Hersteller alle voraussichtlich als feststehend angenommenen Parameter (wie z. B. die Definition des allgemeinen Arbeitsbereichs des Palettierroboters mit Berücksichtigung feststehender Hindernisse, Aufnahme- und Ablagebereiche, das gewünschte Bewegungsprofil hinsichtlich zulässiger Beschleunigungs- und Geschwindigkeitswerte, Energiesparoptionen, Steuerung des Aufnahmewerkzeugs etc.) codebasiert in der Steuerungseinheit erfasst werden. Da hierbei eine Vielzahl von Parametern mit teilweise komplexen Zusammenhängen zu berücksichtigen ist, bietet sich eine menügestützte Anwendereingabe hierfür nicht unbedingt an. Ein erfindungsgemäßes Verfahren könnte in diesem Fall das Anlernen des Palettierroboters ausschließlich im Hinblick auf den eigentlichen Palettiervorgang umfassen, d. h. alleine auf das Anlernen spezifischer Palettiermuster und -aufgaben.In particular, during initial setup by the manufacturer, all parameters that are presumably assumed to be fixed (such as the definition of the general working area of the palletizing robot taking into account fixed obstacles, pick-up and deposit areas, the desired movement profile with regard to permissible acceleration and speed values, energy saving options, control of the pick-up tool, etc.) can be recorded in the control unit using code. Since a large number of parameters with sometimes complex relationships have to be taken into account here, menu-based user input is not necessarily suitable for this. In this case, a method according to the invention could include teaching the palletizing robot exclusively with regard to the actual palletizing process, i.e. solely teaching specific palletizing patterns and tasks.

Eine Hauptidee der vorliegenden Erfindung ist hierbei, das anzulernende Palettiermuster nicht zu programmieren, sondern dem Palettierroboter soweit manuell vorzulegen, dass dieser das Palettiermuster selbständig erfassen und anschließend entsprechende Bewegungstrajektorien daraus ableiten kann. Die Grundlagen maschinellen Sehens sind dem Fachmann hierzu hinlänglich bekannt, zudem sind im Stand der Technik entsprechende Kameras und Kamerasysteme auch in Kombination mit Palettierrobotern bekannt. Eine Kamera wird dabei üblicherweise mit dem Aufnahmewerkzeug am beweglichen Arm des Palettierroboters angeordnet. Für das maschinelle Sehen kommt es jedoch lediglich auf eine vollständige Erfassung des auszuwertenden Sichtbereichs und nicht auf eine spezifische Anordnung der Kamera an. Insofern kann auch eine externe statische oder eine anderweitig geeignet installierte Kamera zum maschinellen Sehen verwendet werden.A main idea of the present invention is not to program the palletizing pattern to be taught, but to present it manually to the palletizing robot so that it can independently capture the palletizing pattern and then derive corresponding movement trajectories from it. The basics of machine vision are well known to those skilled in the art, and corresponding cameras and camera systems are also known in the prior art in combination with palletizing robots. A camera is usually arranged with the recording tool on the movable arm of the palletizing robot. For machine vision, however, only a complete capture of the field of view to be evaluated is important and not a specific arrangement of the camera. In this respect, an external static camera or another suitably installed camera can also be used for machine vision.

Durch das Bereitstellen einer Palette im Arbeitsbereich des Palettierroboters wird der genaue Ablagebereich für das Palettieren festgelegt. Durch die unterschiedlichen Abmessungen verschiedener Palettentypen ist ein individuelles Anlernen für jeden Palettentyp erforderlich.By placing a pallet in the work area of the palletizing robot, the exact storage area for palletizing is determined. Due to the different dimensions of different pallet types, individual teaching is required for each pallet type.

Das Erfassen der räumlichen Lage der Palette in einer Steuerungseinheit für den Palettierroboter bedeutet, dass in der Steuerungseinheit ein steuerungsinternes Abbild der realen Palette in einem entsprechenden Koordinatensystem für die Robotersteuerung gespeichert wird. Der Ausdruck räumlichen Lage bezieht sich dabei allgemeine auf alle mit dem jeweiligen erfassten Objekt zusammenhängenden relevanten geometrischen Parameter. Insbesondere kann die räumliche Lage die geometrischen Abmessungen des Objektes sowie dessen Position und Ausrichtung im Raum umfassen. Bei Paletten ist insbesondere die Form, Größe und Ausrichtung des vorgesehenen Ablage- bzw. Palettierbereichs zu erfassen. Das Erfassen selbst kann dabei beispielweise manuell durch Eingabe konkreter Zahlenwerte in einem Anwendermenü bzw. durch Programmierung erfolgen. Ein Erfassen kann auch direkt oder indirekt mittels maschinellem Sehen erfolgen.Recording the spatial position of the pallet in a control unit for the palletizing robot means that an internal image of the real pallet is stored in the control unit in a corresponding coordinate system for the robot control. The term spatial position generally refers to all relevant geometric parameters associated with the respective recorded object. In particular, the spatial position can include the geometric dimensions of the object as well as its position and orientation in space. In the case of pallets, the shape, size and orientation of the intended storage or palletizing area must be recorded in particular. The recording itself can be done manually, for example, by entering specific numerical values in a user menu or by programming. Recording can also be directly or indirectly through machine vision.

Das manuelle Palettieren (durch einen Anwender bzw. einen Anlerner) einer ersten Schicht einer Vielzahl von Verpackungseinheiten gemäß einem ersten Palettiermuster auf der Palette ersetzt den Schritt des herkömmlichen Programmierens durch das aktive „Vorlegen“ eines gewünschten Palettiermusters. Das Palettierrobotersystem soll dieses vorgegebene Palettiermuster anschließend automatisch erkennen und somit selbständig „Abschauen“ können. Über eine zugehörige Menüführung beim Anlernen können bei Bedarf auch weitere Angaben insbesondere zur Form und Größe der einzelnen Verpackungseinheiten abgefragt oder eingegeben werden. Vorzugsweise erfordert das erfindungsgemäße Verfahren jedoch keine weiteren Angaben und kann alle für eine Palettierung benötigten Parameter selbständig dem vorgelegten Palettiermuster entnehmen.The manual palletizing (by a user or a trainee) of a first layer of a plurality of packaging units according to a first palletizing pattern on the pallet replaces the step of conventional programming by actively "presenting" a desired palletizing pattern. The palletizing robot system should then automatically recognize this specified palletizing pattern and thus be able to "copy" it independently. Additional information, in particular on the shape and size of the individual packaging units, can be requested or entered if required via an associated menu during the teaching process. Preferably, however, the method according to the invention does not require any further information and can independently take all the parameters required for palletizing from the palletizing pattern provided.

Das erste Palettiermuster wird anschließend mittels maschinellem Sehen erkannt. Hierzu kann insbesondere eine Kantenerkennung im erfassten Sichtbereich zur gegenseitigen Abgrenzung der einzelnen Verpackungseinheiten eingesetzt werden. Für weitere Einzelheiten zum maschinellen Sehen wird auf die entsprechende Literatur im Stand der Technik verwiesen.The first palletizing pattern is then recognized using machine vision. For this purpose, edge detection in the recorded field of view can be used in particular to distinguish the individual packaging units from one another. For further details on machine vision, please refer to the relevant literature in the state of the art.

Nach dem Erkennen des ersten Paletteriermusters erfolgt ein Erfassen der räumlichen Lage der Verpackungseinheiten im ersten Palettiermuster in der Steuerungseinheit. Dieser Schritt entspricht dem obenstehend beschriebenen Schritt des Erfassens der räumlichen Lage der Palette. Auch hierbei geht es darum, dass in der Steuerungseinheit ein steuerungsinternes Abbild des realen Palettiermusters in einem entsprechenden Koordinatensystem für die Robotersteuerung hinterlegt wird.After the first palletizing pattern has been recognized, the spatial position of the packaging units in the first palletizing pattern is recorded in the control unit. This step corresponds to the step of recording the spatial position of the pallet described above. Here, too, an internal image of the real palletizing pattern is stored in the control unit in a corresponding coordinate system for the robot control.

Nach einem erfindungsgemäßen Anlernen sollten somit alle für das Palettieren des angelernten Palettiermusters erforderlichen Parameter in der Steuerungseinheit hinterlegt sein. Auf Grundlage dieser Parameter kann die Steuerungseinheit anschließend selbständig entsprechende Bewegungstrajektorien ableiten und das Palettiermuster automatisch reproduzieren. Das automatische Ableiten entsprechender Bewegungstrajektorien gehört ebenfalls zum Stand der Technik, auf den an dieser Stelle ebenfalls nur verwiesen wird.After a training according to the invention, all parameters required for palletizing the trained palletizing pattern should be stored in the control unit. On the basis of these parameters, the control unit can then independently derive corresponding movement trajectories and automatically reproduce the palletizing pattern. The automatic derivation of corresponding movement trajectories is also part of the state of the art, to which reference is also only made here.

Somit ist zur Inbetriebnahme eines Palettierroboters mit dem erfindungsgemäßen Verfahren keine codebasierte Programmierung eines anwendungsspezifischen Palettiervorgangs durch einen Anwender mehr erforderlich, stattdessen erfolgt beispielsweise ein einfaches menügestütztes Anlernen durch Vorlegen eines bestimmten Palettiermusters und anschließendes selbständiges Erkennen des Palettiermusters durch das Palettiersystem. Dabei kann die zusätzliche Angabe weiterer Parameter vorgesehen sein.Thus, in order to commission a palletizing robot using the method according to the invention, code-based programming of an application-specific palletizing process by a user is no longer required; instead, for example, a simple menu-based teaching process is carried out by presenting a specific palletizing pattern and then independently recognizing the palletizing pattern by the palletizing system. The additional specification of further parameters can be provided.

Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin die Schritte: manuelles Palettieren einer zweiten Schicht einer Vielzahl von Verpackungseinheiten gemäß einem zweiten Palettiermuster auf der Palette; Erkennen des zweiten Palettiermusters mittels maschinellem Sehen; Erfassen der räumlichen Lage der Verpackungseinheiten im zweiten Palettiermuster in der Steuerungseinheit. Diese Schritte sind identisch mit den Schritten zur Erfassung des ersten Palettiermusters. Ein zweites Palettiermuster kann beispielsweise zur besseren Verteilung des Gewichtes obenliegender Schichten erforderlich sein. Ein zweites Palettiermuster kann jedoch beispielsweise auch unterschiedliche Verpackungseinheiten umfassen, welche aus einem separierten zweiten Aufnahmebereich entnommene werden können. Das manuelle Palettieren einer zweiten Schicht kann dabei unmittelbar auf der ersten Schicht erfolgen oder die erste Schicht wird vor dem manuellen Palettieren der zweiten Schicht zunächst wieder entfernt. Da die Höhe der ersten Schicht der Steuerungseinheit nach der Erfassung des zugehörigen Palettiermusters bekannt ist, kann die vorgesehene räumliche Lage der zweiten Schicht auch unmittelbar aus den bekannten Parametern abgeleitet werden. Zusätzlich zum Anlernen einer zweiten Schicht einer Vielzahl von Verpackungseinheiten können auch eine dritte und weitere Schichten entsprechend angelernt werden.The method according to the invention preferably further comprises the steps of: manually palletizing a second layer of a plurality of packaging units according to a second palletizing pattern on the pallet; recognizing the second palletizing pattern using machine vision; detecting the spatial position of the packaging units in the second palletizing pattern in the control unit. These steps are identical to the steps for detecting the first palletizing pattern. A second palletizing pattern may be necessary, for example, to better distribute the weight of the upper layers. However, a second palletizing pattern may also comprise, for example, different packaging units that can be removed from a separate second receiving area. The manual palletizing of a second layer can take place directly on the first layer, or the first layer is first removed again before the manual palletizing of the second layer. Since the height of the first layer is known to the control unit after the associated palletizing pattern has been detected, the intended spatial position of the second layer can also be derived directly from the known parameters. In addition to teaching a second layer of a large number of packaging units, a third and further layers can also be taught accordingly.

Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin den folgenden Schritt: Erfassen der räumlichen Lage der Verpackungseinheiten innerhalb eines Aufnahmebereichs des Palettierroboters in der Steuerungseinheit. Dieser Schritt kann analog zum Erfassen der räumlichen Lage der Palette in der Steuerungseinheit erfolgen. Insbesondere können hierbei eine oder mehrere Aufnahmepositionen für mit Förderbändern transportierte Verpackungseinheiten festgelegt werden. Auch hierbei kann das Erfassen selbst beispielweise manuell durch Eingabe konkreter Zahlenwerte in einem Anwendermenü bzw. durch Programmierung erfolgen. Ein Erfassen kann auch direkt oder indirekt mittels maschinellem Sehen erfolgen.The method according to the invention preferably further comprises the following step: detecting the spatial position of the packaging units within a receiving area of the palletizing robot in the control unit. This step can be carried out in a similar way to detecting the spatial position of the pallet in the control unit. In particular, one or more receiving positions for packaging units transported by conveyor belts can be defined. Here too, the detection itself can be carried out manually, for example, by entering specific numerical values in a user menu or by programming. Detection can also be carried out directly or indirectly using machine vision.

Vorzugsweise erfolgt daher ein Erfassen der räumlichen Lage einer Palette im Arbeitsbereich und / oder von Verpackungseinheiten in einem Aufnahmebereich in der Steuerungseinheit manuell. Ein manuelles Erfassen durch eine menügestützte Anwendereingabe oder mittels Programmierung hat den Vorteil, dass bei vorausgehender Kenntnis der konkret zu übergebenden Parameter eine besonders schnelle und sichere Erfassung möglich ist.Preferably, the spatial position of a pallet in the work area and/or of packaging units in a receiving area in the control unit is recorded manually. Manual recording by means of menu-based user input or by means of programming has the advantage that, with prior knowledge of the The specific parameters to be transferred can be captured particularly quickly and reliably.

Vorzugsweise erfolgt ein Erfassen der räumlichen Lage einer Palette im Arbeitsbereich und / oder von Verpackungseinheiten in einem Aufnahmebereich in der Steuerungseinheit mittels maschinellem Sehen. Dabei kann das maschinelle Sehen eine vollautomatische und selbständige Erfassung einer räumlichen Lage ermöglichen. Das maschinelle Sehen kann jedoch auch teilautomatisch zur Unterstützung oder Verfeinerung einer manuellen Erfassung der räumlichen Lage verwendet werden. Beispielsweise kann ein Anwender, anstatt konkreter Parameter, der Steuerungseinheit zunächst lediglich ungefähre Parameterbereiche übergeben und das System versucht dann anschließend, innerhalb des übergebenen Parameterbereichs mittels maschinellem Sehen die genaue räumlichen Lage der Objekte zu bestimmen. Während ein vollautomatisch ablaufendes Verfahren am einfachsten für den Anwender ist, muss jedoch berücksichtigt werden, dass beim maschinellem Sehen, beispielswiese unter bestimmten Lichtbedingungen, Erkennungsfehler auftreten können. Bei einem kombinierten Verfahren kann bereits vorab das Suchfeld effektiv eingeschränkt und somit die Erkennungswahrscheinlichkeit erhöht werden.Preferably, the spatial position of a pallet in the work area and/or of packaging units in a recording area in the control unit is recorded using machine vision. Machine vision can enable a fully automatic and independent recording of a spatial position. However, machine vision can also be used semi-automatically to support or refine manual recording of the spatial position. For example, instead of concrete parameters, a user can initially only give the control unit approximate parameter ranges and the system then tries to determine the exact spatial position of the objects within the parameter range passed using machine vision. While a fully automatic process is easiest for the user, it must be taken into account that recognition errors can occur with machine vision, for example under certain lighting conditions. With a combined process, the search field can be effectively restricted in advance and the probability of recognition can thus be increased.

Vorzugsweise wird die räumliche Lage der Palette dem Palettierroboter mittels eines der Palette manuell zugewiesenen maschinenlesbaren Codes bereitgestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die räumliche Lage einer Palette im Arbeitsbereich bereits (bzw. zumindest ungefähr) bekannt. Anstatt einer manuellen Erfassung der räumlichen Lage in einer Anwenderschnittstelle wird diese in der Steuerungseinheit über einen maschinenlesbaren Code (z. B. mittels eines Bar- oder QR-Codes) erfasst. Beispielsweise könnte der Anwender nach dem Bereitstellen einer bestimmten Palette im Arbeitsbereich des Palettierroboters durch Auflegen eines mit dem zu dieser Palette oder dem Palettentyp gehörenden maschinenlesbaren Code in eine Ecke der Palette alle oder zumindest einige für den bevorstehenden Palettiervorgang erforderlichen Parameter übermitteln.Preferably, the spatial position of the pallet is provided to the palletizing robot by means of a machine-readable code manually assigned to the pallet. In this embodiment, the spatial position of a pallet in the work area is already known (or at least approximately). Instead of manually recording the spatial position in a user interface, this is recorded in the control unit via a machine-readable code (e.g. using a bar or QR code). For example, after making a specific pallet available in the work area of the palletizing robot, the user could transmit all or at least some of the parameters required for the upcoming palletizing process by placing a machine-readable code belonging to this pallet or pallet type in a corner of the pallet.

Insbesondere die Erfassung der räumlichen Lage der Palette kann somit ebenfalls mittels maschinellem Sehen erfolgen. Das Erfassen ist jedoch nicht auf die Auswertung des maschinenlesbaren Codes beschränkt, vielmehr kann auch in diesem Fall eine zusätzliche Erfassung der räumlichen Lage der Palette zur Erhöhung der Genauigkeit oder zur Erfassung noch fehlender Parameter am realen Objekt erfolgen. Der Vorteil eines maschinenlesbaren Codes besteht insbesondere darin, dass der Anwender nach dem Bereitstellen einer Palette bevorzugt lediglich eine entsprechend passende Codekarte auswählt und auf der Palette positioniert. Über den maschinenlesbaren Code können zudem auch weitere Parameter (z. B. bestimmte Palettiermuster, die Zuordnung bestimmter Verpackungseinheiten oder sonstige nicht lagebezogene Parameter) übermittelt werden. Eine Menüsteuerung während des Palettierens kann dadurch weitgehend vermieden werden, so dass ein Anlernen des Palettierroboters auch von ungelernten Hilfskräften nach kurzer Einarbeitungszeit übernommen werden kann.In particular, the spatial position of the pallet can also be recorded using machine vision. However, the recording is not limited to the evaluation of the machine-readable code; in this case, the spatial position of the pallet can also be recorded additionally to increase accuracy or to record any missing parameters on the real object. The advantage of a machine-readable code is in particular that after preparing a pallet, the user only needs to select a suitable code card and position it on the pallet. Other parameters (e.g. certain palletizing patterns, the allocation of certain packaging units or other non-position-related parameters) can also be transmitted via the machine-readable code. Menu control during palletizing can thus be largely avoided, so that the palletizing robot can also be trained by unskilled assistants after a short training period.

Vorzugsweise laufen die einzelnen Schritte des Verfahrens menügestützt über eine Anwenderschnittstelle der Steuerungseinheit für den Palettierroboter ab. Der Anwender wird somit ohne eine codebasierte Programmierung durch das erfindungsgemäße Verfahren geführt. Die Menüführung kann dabei sowohl textbasiert als auch graphisch dargestellt werden.Preferably, the individual steps of the method are menu-supported via a user interface of the control unit for the palletizing robot. The user is thus guided through the method according to the invention without code-based programming. The menu navigation can be presented both text-based and graphically.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft Verfahren zum Betrieb eines Palettierroboters, wobei das Anlernen des Palettierroboters mit einem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt und der Palettierroboter selbständig Verpackungseinheiten innerhalb eines Aufnahmebereichs des Palettierroboters aufnimmt und gemäß einem angelernten Palettiermuster auf einer bereitgestellten Palette im Arbeitsbereich des Palettierroboters ein- oder mehrschichtig palettiert.A further aspect of the invention relates to methods for operating a palletizing robot, wherein the palletizing robot is taught using a method according to the invention and the palletizing robot independently picks up packaging units within a receiving area of the palletizing robot and palletizes them in one or more layers on a pallet provided in the working area of the palletizing robot according to a taught palletizing pattern.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuerungseinheit für einen Palettierroboter, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Anlernen eines Palettierroboters ausführen zu können.A further aspect of the invention relates to a control unit for a palletizing robot, designed to be able to carry out a method according to the invention for teaching a palletizing robot.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Palettiersystem umfassend einen Palettierroboter, eine für maschinelles Sehen eingerichtete Kamera und eine erfindungsgemäße Steuerungseinheit, wobei der Palettierroboter, die Kamera und die Steuerungseinheit zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Palettierroboters eingerichtet sind.A further aspect of the invention relates to a palletizing system comprising a palletizing robot, a camera configured for machine vision and a control unit according to the invention, wherein the palletizing robot, the camera and the control unit are configured to carry out a method according to the invention for operating a palletizing robot.

Das erfindungsgemäße kollaborative Palettiersystem hat das Ziel, die Komplexität der Inbetriebnahme eines Palettierroboters um ein Vielfaches zu senken. Die Einrichtung kann komplett über eine Touch-Oberfläche einer Anwenderschnittstelle (engl. human machine interface, HMI) auf einer Steuerungseinheit des Palettierroboters erfolgen („Teach Pendant“). Alle Parameter und Einstellungen sind dort aufrufbar, sodass kein Anlagenprogrammierer notwendig ist und die Einrichtung von einem Endanwender übernommen werden kann.The collaborative palletizing system according to the invention aims to reduce the complexity of commissioning a palletizing robot by a multiple. The setup can be carried out entirely via a touch surface of a human machine interface (HMI) on a control unit of the palletizing robot (“teach pendant”). All parameters and settings can be called up there, so that no system programmer is required and the setup can be carried out by an end user.

Im ersten Schritt kann die Position der Palette festgelegt werden. Die Erkennung der Palette erfolgt vorzugsweise über einen OR-Code mit einem Marker, welcher ausgedruckt werden kann und in eine zuvor entsprechend definierte Ecke der Palette gelegt wird. Der Palettierroboter kann anschließend entsprechend eines Suchmusters den Marker selbständig finden und diesen zur Kontrolle anfahren, um dem Anwender eine Rückmeldung über die Erkennung zu geben.In the first step, the position of the pallet can be determined. The detection of the Pallet identification is preferably carried out using an OR code with a marker, which can be printed out and placed in a previously defined corner of the pallet. The palletizing robot can then find the marker independently according to a search pattern and approach it for inspection in order to give the user feedback on the detection.

In einem nächsten Schritt kann ein erstes Palettiermuster angelernt werden: Der Anwender palettiert eine erste Schicht von beispielsweise sortenreinen Paketen und gibt beispielsweise dessen Länge und Breite auf dem HMI an. Nach dem Aktivieren eines „Schicht lernen“-Modus, kann der Roboter einen weiteren Suchpfad beginnen und beispielsweise via eines am Palettierroboter installierten 3Dv Sensors Position, Höhe und Rotation der Pakete auf der Palette erkennen und zur Erfassung speichern. Anschließend kann jedes Paket vom Roboter noch einmal einzeln angefahren werden, damit der Anwender die korrekte Erkennung aller Pakete sicher erkennen kann.In the next step, a first palletizing pattern can be taught: The user palletizes a first layer of, for example, single-variety packages and specifies its length and width on the HMI. After activating a "learn layer" mode, the robot can start a further search path and, for example, use a 3D sensor installed on the palletizing robot to detect the position, height and rotation of the packages on the pallet and save it for recording. The robot can then approach each package individually again so that the user can be sure that all packages have been correctly recognized.

Es besteht die Möglichkeit eine zweite Schicht anzulernen, sodass beispielsweise beide Schichten abwechselnd gestapelt werden können. Die zweite Schicht kann zum Anlernen ebenfalls auf dem Boden der Palette gestapelt und vom 3Dv Sensor eingescannt werden. Alternativ kann die zweite Schicht auch unmittelbar auf der zum Anlernen palettierten ersten Schicht aufgebracht werden.It is possible to teach a second layer so that, for example, both layers can be stacked alternately. The second layer can also be stacked on the bottom of the pallet for teaching and scanned by the 3D sensor. Alternatively, the second layer can also be applied directly to the first layer palletized for teaching.

Zusätzlich kann die Position beispielweise eines Aufnahmebereichs an einem Förderband, von welchem ankommende Pakete abgenommen und palettiert werden sollen, festgelegt werden. Hierzu kann durch einen weiteren Suchpfad die Position bestimmt werden. Rotation und leichte Abweichungen der ursprünglichen Position können durch den 3Dv Sensor korrigiert werden. Dieser Schritt kann entfallen, falls die Position des Aufnahmebereichs bereits fest in der Steuerungseinheit hinterlegt ist und nicht angepasst werden muss.In addition, the position of a receiving area on a conveyor belt, for example, from which incoming packages are to be picked up and palletized, can be determined. The position can be determined using an additional search path. Rotation and slight deviations from the original position can be corrected by the 3Dv sensor. This step can be omitted if the position of the receiving area is already stored in the control unit and does not need to be adjusted.

Nach dem Festlegen der Anzahl der zu stapelnden Schichten, sind in diesem konkreten Beispiel alle Schritte zur Einrichtung des Palettiersystems abgeschlossen. Das System kann anschließend in Betrieb genommen werden.After determining the number of layers to be stacked, all steps for setting up the palletizing system are completed in this specific example. The system can then be put into operation.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention result from the features mentioned in the subclaims.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in individual cases.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnung erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer exemplarischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Palettiersystems,
  • 2 schematische Darstellungen eines exemplarischen ersten und zweiten Palettiermusters, und
  • 3 eine schematische Darstellung einer exemplarischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anlernen eines Palettierroboters.
The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. They show:
  • 1 a schematic representation of an exemplary embodiment of a palletizing system according to the invention,
  • 2 schematic representations of an exemplary first and second palletizing pattern, and
  • 3 a schematic representation of an exemplary embodiment of a method according to the invention for teaching a palletizing robot.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

1 zeigt eine schematische Darstellung einer exemplarischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Palettiersystems 1000. Das gezeigte Palettiersystem 1000 umfasst einen Palettierroboter 10, eine für maschinelles Sehen eingerichtete Kamera 30 und eine Steuerungseinheit 20, wobei der Palettierroboter 10, die Kamera 30 und die Steuerungseinheit 20 zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Palettierroboters 10, insbesondere zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anlernen eines Palettierroboters 10, eingerichtet sind. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a palletizing system 1000 according to the invention. The palletizing system 1000 shown comprises a palletizing robot 10, a camera 30 configured for machine vision and a control unit 20, wherein the palletizing robot 10, the camera 30 and the control unit 20 are configured to carry out a method according to the invention for operating a palletizing robot 10, in particular to carry out a method according to the invention for teaching a palletizing robot 10.

Die Kamera 30 ist bei dieser Ausführungsform zusammen mit einem geeigneten Aufnahmewerkzeug am beweglichen Arm des Palettierroboters 10 angeordnet. Weiterhin gezeigt sind mehrere Verpackungseinheiten 16 innerhalb eines räumlich begrenzten Aufnahmebereichs 120, welcher sich im des Arbeitsbereich 12 des Palettierroboters 10 befindet. Innerhalb des Arbeitsbereichs 12 ist eine Palette 14 angeordnet, auf welcher die Verpackungseinheiten 16 in einem bestimmten Palettiermuster A, B angeordnet sind. Exemplarisch ist die räumliche Lage der ersten Schicht 140 und einer nicht dargestellten zweiten Schicht 142 angegeben.In this embodiment, the camera 30 is arranged together with a suitable recording tool on the movable arm of the palletizing robot 10. Also shown are several packaging units 16 within a spatially limited recording area 120, which is located in the work area 12 of the palletizing robot 10. A pallet 14 is arranged within the work area 12, on which the packaging units 16 are arranged in a specific palletizing pattern A, B. The spatial position of the first layer 140 and a second layer 142 (not shown) is given as an example.

Die Steuerungseinheit 20 kann eine Anwenderschnittstelle 22 umfassen. Diese kann als externes Modul ausgebildet sein. Bevorzugt kann die Anwenderschnittstelle 22 als Anwendung auch auf einem Smartphone eines Anwenders bereitgestellt werden. Diese Anwendung kann dann zum Anlernen mit der Steuerungseinheit 20 des Palettiersystems 1000 verbindbar sein. Die bereitgestellte Anwenderschnittstelle 22 kann eine textbasierte oder graphische Menüführung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen. Eine erfindungsgemäße Steuerungseinheit 20 ist daher dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Anlernen eines Palettierroboters 10 ausführen zu können.The control unit 20 can comprise a user interface 22. This can be designed as an external module. Preferably, the user interface 22 can also be provided as an application on a user's smartphone. This application can then be connected to the control unit 20 of the palletizing system 1000 for training purposes. The user interface 22 provided can comprise a text-based or graphical menu navigation for carrying out the method according to the invention. A control unit 20 according to the invention is therefore set up to carry out a method according to the invention to be able to teach a palletizing robot 10.

2 zeigt schematische Darstellungen eines exemplarischen ersten und zweiten Palettiermusters A, B. Insbesondere sind eine Palette 14 und darauf angeordnete Verpackungseinheiten 16 in der Aufsicht dargestellt. Abhängig von den jeweiligen Größen der Palette 14 und der einzelnen Verpackungseinheiten 16 wird dabei eine optimale Ausnutzung des auf der Palette 14 zur Verfügung stehenden Volumens angestrebt. Bei einer mehrschichtigen Palettierung muss zudem auch auf eine ausreichende Stabilität der einzelnen Schichten geachtet werden. Insbesondere bei der Zusammenstellung von Mischgebinden können auch unterschiedliche Verpackungseinheiten 16 gemeinsam auf einer Palette 14 anzuordnen sein. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit insbesondere für die Palettierung einer nur kleinen Anzahl identischer Mischgebinde deutliche Vorteile gegenüber einer aufwendigen codebasierten Programmierung für jede einzelne solcher eventuell nur tagesaktuellen Gebindezusammenstellungen. 2 shows schematic representations of an exemplary first and second palletizing pattern A, B. In particular, a pallet 14 and packaging units 16 arranged on it are shown in plan view. Depending on the respective sizes of the pallet 14 and the individual packaging units 16, optimal use of the volume available on the pallet 14 is sought. In the case of multi-layer palletizing, sufficient stability of the individual layers must also be ensured. In particular when assembling mixed containers, different packaging units 16 can also be arranged together on a pallet 14. The method according to the invention therefore offers significant advantages, particularly for the palletizing of only a small number of identical mixed containers, compared to complex code-based programming for each individual such container assemblies, which may only be updated on a daily basis.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer exemplarischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anlernen eines Palettierroboters 10. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen S1 einer Palette 14 im Arbeitsbereich 12 des Palettierroboters 10; Erfassen S2 der räumlichen Lage der Palette 14 in einer Steuerungseinheit 20 für den Palettierroboter 10; manuelles Palettieren S3 einer ersten Schicht 140 einer Vielzahl von Verpackungseinheiten 16 gemäß einem ersten Palettiermuster A auf der Palette 14; Erkennen S4 des ersten Palettiermusters A mittels maschinellem Sehen; Erfassen S5 der räumlichen Lage der Verpackungseinheiten 16 im ersten Palettiermuster A in der Steuerungseinheit 20. 3 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a method according to the invention for teaching a palletizing robot 10. The method comprises the following steps: providing S1 a pallet 14 in the work area 12 of the palletizing robot 10; detecting S2 the spatial position of the pallet 14 in a control unit 20 for the palletizing robot 10; manually palletizing S3 a first layer 140 of a plurality of packaging units 16 according to a first palletizing pattern A on the pallet 14; recognizing S4 the first palletizing pattern A by means of machine vision; detecting S5 the spatial position of the packaging units 16 in the first palletizing pattern A in the control unit 20.

Das Verfahren kann weiterhin die folgenden Schritte umfassen: manuelles Palettieren S3' einer zweiten Schicht 142 einer Vielzahl von Verpackungseinheiten 16 gemäß einem zweiten Palettiermuster B auf der Palette 14; Erkennen S4' des zweiten Palettiermusters B mittels maschinellem Sehen; Erfassen der räumlichen Lage der Verpackungseinheiten 16 im zweiten Palettiermuster S5' in der Steuerungseinheit 20. Das Anlernen eines dritten und weiterer Palettiermuster ist möglich.The method may further comprise the following steps: manual palletizing S3' of a second layer 142 of a plurality of packaging units 16 according to a second palletizing pattern B on the pallet 14; recognition S4' of the second palletizing pattern B by means of machine vision; detection of the spatial position of the packaging units 16 in the second palletizing pattern S5' in the control unit 20. The teaching of a third and further palletizing patterns is possible.

Weiterhin kann das Verfahren den folgenden Schritt umfassen: Erfassen S der räumlichen Lage der Verpackungseinheiten 16 innerhalb eines Aufnahmebereichs 120 des Palettierroboters 10 in der Steuerungseinheit 20. Falls die räumliche Lage der Verpackungseinheiten 16 beispielsweise bei einer Ersteinrichtung des Palettierroboters 10 bereits in der Steuerungseinheit 20 erfasst bzw. hinterlegt ist, kann dieser Schritt beim weiteren Anlernen durch den Anwender entfallen.Furthermore, the method can comprise the following step: detecting S the spatial position of the packaging units 16 within a receiving area 120 of the palletizing robot 10 in the control unit 20. If the spatial position of the packaging units 16 has already been detected or stored in the control unit 20, for example during initial setup of the palletizing robot 10, this step can be omitted during further training by the user.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
PalettierroboterPalletizing robot
1212
ArbeitsbereichWorkspace
120120
AufnahmebereichRecording area
1414
Palettepalette
140140
erste Schichtfirst layer
142142
zweite Schichtsecond layer
1616
VerpackungseinheitenPackaging units
2020
SteuerungseinheitControl unit
2222
AnwenderschnittstelleUser interface
3030
Kameracamera
10001000
Palettiersystem Palletizing system
AA
erstes Palettiermusterfirst palletizing pattern
BB
zweites Palettiermustersecond palletizing pattern

Claims (10)

Verfahren zum Anlernen eines Palettierroboters (10), die folgenden Schritte umfassend: - Bereitstellen (S1) einer Palette (14) im Arbeitsbereich (12) des Palettierroboters (10); - Erfassen (S2) der räumlichen Lage der Palette (14) in einer Steuerungseinheit (20) für den Palettierroboter (10); - manuelles Palettieren (S3) einer ersten Schicht (140) einer Vielzahl von Verpackungseinheiten (16) gemäß einem ersten Palettiermuster (A) auf der Palette (14); - Erkennen (S4) des ersten Palettiermusters (A) mittels maschinellem Sehen; - Erfassen (S5) der räumlichen Lage der Verpackungseinheiten (16) im ersten Palettiermuster (A) in der Steuerungseinheit (20).Method for teaching a palletizing robot (10), comprising the following steps: - providing (S1) a pallet (14) in the work area (12) of the palletizing robot (10); - detecting (S2) the spatial position of the pallet (14) in a control unit (20) for the palletizing robot (10); - manually palletizing (S3) a first layer (140) of a plurality of packaging units (16) according to a first palletizing pattern (A) on the pallet (14); - recognizing (S4) the first palletizing pattern (A) by means of machine vision; - detecting (S5) the spatial position of the packaging units (16) in the first palletizing pattern (A) in the control unit (20). Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin die folgenden Schritte umfassend: - manuelles Palettieren (S3') einer zweiten Schicht (142) einer Vielzahl von Verpackungseinheiten (16) gemäß einem zweiten Palettiermuster (B) auf der Palette (14); - Erkennen (S4') des zweiten Palettiermusters (B) mittels maschinellem Sehen; - Erfassen der räumlichen Lage der Verpackungseinheiten (16) im zweiten Palettiermuster (S5') in der Steuerungseinheit (20).Procedure according to Claim 1 , further comprising the following steps: - manually palletizing (S3') a second layer (142) of a plurality of packaging units (16) according to a second palletizing pattern (B) on the pallet (14); - recognizing (S4') the second palletizing pattern (B) by means of machine vision; - detecting the spatial position of the packaging units (16) in the second palletizing pattern (S5') in the control unit (20). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin den folgenden Schritt umfassend: - Erfassen (S) der räumlichen Lage der Verpackungseinheiten (16) innerhalb eines Aufnahmebereichs (120) des Palettierroboters (10) in der Steuerungseinheit (20).Procedure according to Claim 1 or 2 , further comprising the following step: - detecting (S) the spatial position of the packaging units (16) within a receiving area range (120) of the palletizing robot (10) in the control unit (20). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Erfassen der räumlichen Lage einer Palette (14) im Arbeitsbereich (12) und / oder von Verpackungseinheiten (16) in einem Aufnahmebereich (120) in der Steuerungseinheit (20) manuell erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein detection of the spatial position of a pallet (14) in the working area (12) and/or of packaging units (16) in a receiving area (120) in the control unit (20) is carried out manually. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Erfassen der räumlichen Lage einer Palette (14) im Arbeitsbereich (12) und / oder von Verpackungseinheiten (16) in einem Aufnahmebereich (120) in der Steuerungseinheit (20) mittels maschinellem Sehen erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the spatial position of a pallet (14) in the work area (12) and/or of packaging units (16) in a receiving area (120) in the control unit (20) is detected by means of machine vision. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die räumliche Lage der Palette (14) dem Palettierroboter (10) mittels eines der Palette (14) manuell zugewiesenen maschinenlesbaren Codes bereitgestellt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the spatial position of the pallet (14) is provided to the palletizing robot (10) by means of a machine-readable code manually assigned to the pallet (14). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die einzelnen Schritte des Verfahrens menügesteuert über eine Anwenderschnittstelle (22) der Steuerungseinheit (20) für den Palettierroboter (10) ablaufen.Method according to one of the preceding claims, wherein the individual steps of the method are menu-controlled via a user interface (22) of the control unit (20) for the palletizing robot (10). Verfahren zum Betrieb eines Palettierroboters (10), wobei das Anlernen des Palettierroboters (10) mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche erfolgt und der Palettierroboter (10) selbständig Verpackungseinheiten (16) innerhalb eines Aufnahmebereichs (120) des Palettierroboters (10) aufnimmt und gemäß einem angelernten Palettiermuster (A, B) auf einer bereitgestellten Palette (14) im Arbeitsbereich (12) des Palettierroboters (10) ein- oder mehrschichtig palettiert.Method for operating a palletizing robot (10), wherein the palletizing robot (10) is taught using a method according to one of the preceding claims and the palletizing robot (10) independently picks up packaging units (16) within a receiving area (120) of the palletizing robot (10) and palletizes them in one or more layers on a provided pallet (14) in the working area (12) of the palletizing robot (10) according to a taught palletizing pattern (A, B). Steuerungseinheit (20) für einen Palettierroboter (10), dazu eingerichtet, ein Verfahren zum Anlernen eines Palettierroboters (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführen zu können.Control unit (20) for a palletizing robot (10), designed to carry out a method for teaching a palletizing robot (10) according to one of the Claims 1 until 7 to be able to execute. Palettiersystem (1000), umfassend einen Palettierroboter (10), eine für maschinelles Sehen eingerichtete Kamera (30) und eine Steuerungseinheit (20) nach Anspruch 9, wobei der Palettierroboter (10), die Kamera (30) und die Steuerungseinheit (20) zur Ausführung eines Verfahrens zum Betrieb eines Palettierroboters (10) nach Anspruch 8 eingerichtet sind.Palletizing system (1000) comprising a palletizing robot (10), a camera (30) configured for machine vision and a control unit (20) according to Claim 9 , wherein the palletizing robot (10), the camera (30) and the control unit (20) are designed to carry out a method for operating a palletizing robot (10) according to Claim 8 are set up.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009011300A1 (en) 2009-03-02 2010-09-09 Kuka Roboter Gmbh Loading of loaders with parcels by manipulator
DE102016013497A1 (en) 2015-11-20 2017-05-24 Fanuc Corporation Stowage pattern calculation device that determines positions at which items are to be stacked
DE102009011294B4 (en) 2009-03-02 2020-12-24 Kuka Roboter Gmbh Palletizing of packages using a manipulator
DE102020127881B3 (en) 2020-10-22 2022-02-24 IGZ Ingenieurgesellschaft für logistische Informationssysteme mbH Device for installation at a picking and/or packaging workstation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009011300A1 (en) 2009-03-02 2010-09-09 Kuka Roboter Gmbh Loading of loaders with parcels by manipulator
DE102009011294B4 (en) 2009-03-02 2020-12-24 Kuka Roboter Gmbh Palletizing of packages using a manipulator
DE102016013497A1 (en) 2015-11-20 2017-05-24 Fanuc Corporation Stowage pattern calculation device that determines positions at which items are to be stacked
DE102020127881B3 (en) 2020-10-22 2022-02-24 IGZ Ingenieurgesellschaft für logistische Informationssysteme mbH Device for installation at a picking and/or packaging workstation

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