(57)【要約】  本発明は、アイテムを第１ポジションからピックアップして第２ポジションにプレースする、ロボット１０、１１、１２又はピックアンドプレースマシンのような複数のマシンから成るグループを制御する方法を開示する。センサ７からの第１ポジション３に関する情報は制御手段４０に提供され、この制御手段は、メッセージをマスタープロセスから全てのマシンに送信する。メッセージは全ての第１ポジションのリストを含む。これらのマシンは、これらの第１ポジションの各々を動的且つ適応的にハンドリングし、各第１ポジションがハンドリングされるときマスタープロセスに通知を行なう。今度はマスタープロセスが全てのマシンに、所与の第１ポジションがハンドリングされたことを通知する。システム、コンピュータプログラム、及びグラフィカルユーザインターフェースも開示される。
2007528793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ポジション（３）からアイテム（２）をピックアップして第２ポジション（４ａ、４ｂ、４ｃ）にプレースするマシン（１０、１１、１２）を制御する方法であって、センサ手段（７）が前記第１ポジション（３）に関するデータを制御手段（４０）に供給し、
−  制御手段（４０）のマスタープロセスから一つ以上の前記第１ポジションを含むメッセージ（６１）を前記制御手段が制御する全ての前記マシン（１０、１１、１２）に送信し、
−  前記制御手段（４０）から全ての前記マシン（１０、１１、１２）に対し、一つ以上の前記第１ポジション（３）の内のいずれの第１ポジションを使用すべきかを指定する通知手段を付してメッセージ（６２）を送信すること
を特徴とする、方法。
【請求項２】
−  前記第１ポジション（３）が使用済みであるというステータスを有するメッセージ（６５）を前記マシン（１０、１１、１２）から受信し、
−  前記第１ポジション（３）、又はそれよりも多くの前記第１ポジションを含むメッセージを、前記制御手段（４０）が制御する全ての前記マシン（１０、１１、１２）に送信し、このメッセージにおいて、前記第１ポジションの各々が、このポジションが使用済みかどうかのステータスでマークされること
を特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
−  前記マシン（１０、１１、１２）において、一つ以上の前記第１ポジションを含むメッセージを受信し、
−  一つ以上の前記第１ポジションの内の一つをハンドリングし、
−  そのような一つの前記第１ポジションが使用済みであるという情報を含むメッセージを制御手段（４０）に送信すること
を特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
−  前記制御手段（４０）において、第１ポジションが使用済みであることを読み取るための一つの前記第１ポジションのマーカーを更新し、
−  制御手段（４０）から全ての前記マシン（１０、１１、１２）に対し、使用済みであることを示す前記第１ポジションのステータスが使用済みに等しいことを示すメッセージを送信すること
を特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項５】
制御手段（４０）が、特定のマシン（１０、１１、１２）によってハンドリングする一つ以上の特定の前記第１ポジションを選択する（７３、８５）ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項６】
制御手段（４０）がアルゴリズムを使用して、全てのマシン（１０、１１、１２）の内の一つの特定のマシンによってハンドリングする一つの前記第１ポジションを選択することを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
制御手段（４０）が、第１ポジションを繰り返し起動することを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項８】
−  アイテムの前記第１ポジション（３）の登録を、固有の識別手段を一緒に付ける形で行ない、
−  使用済みであるかどうかを示すステータスで前記第１ポジションの各々をマークすること
を特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項９】
固有の識別手段は数字の形をとることを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
固有の識別手段は英数字列の形をとることを特徴とする、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
制御手段（４０）が制御する複数のマシン（１０、１１、１２）の負荷平衡化に応じて、前記第１ポジションを特定のマシンに割り当てることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
制御手段（４０）が制御するマシンの全ての負荷平衡化に応じて、前記第１ポジションを特定のマシンに割り当てることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
制御手段（４０）が制御するワークグループに生じた停止に応じて、前記第１ポジションを特定のマシンに割り当てることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
制御手段（４０）が制御するワークグループの別の特定のマシンがサービスから除去されたことに応じて、前記第１ポジションを特定のマシンに割り当てることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１５】
第１ポジションからアイテムをピックアップして第２ポジションにプレースするマシンを制御し、センサ手段（７、８）、第１ポジション（３）からアイテム（２）をピックアップして第２ポジション（４ａ、４ｂ、４ｃ）にプレースする複数のマシン手段（１０、１１、１２）、及び前記複数のマシン（１０、１１、１２）を制御する制御手段（４０）を備えるシステムであって、制御手段（４０）が、前記複数のマシン（１０、１１、１２）の内の一つに対応する少なくとも一つのマシン制御手段（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ）に接続され、この制御手段（４０）が全ての前記第１ポジション（３）のリストを備えることを特徴とする、システム。
【請求項１６】
制御手段（４０）が、全ての前記第１ポジションのリストに載っている前記第１ポジションのステータスを変えるコンピュータプログラム要素を含むことを特徴とする、請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
制御手段に接続される少なくとも一つのマシンコントローラ手段（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ）の各々が、全ての前記第１ポジションのリストに載っている前記第１ポジションのステータスを変えるコンピュータプログラム要素を含むことを特徴とする、請求項１５記載のシステム。
【請求項１８】
少なくとも一つのマシンコントローラ手段（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ）が、制御手段（４０）からメッセージを受信すると、全ての前記第１ポジションのリストに載っている前記第１ポジションのステータスを更新するコンピュータプログラム要素を含むことを特徴とする、請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
少なくとも一つのマシンコントローラ手段（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ）が、前記第１ポジションがハンドリングされると、制御手段（４０）にメッセージを送信するコンピュータプログラム要素を含むことを特徴とする、請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
リストに載っている全ての前記第１ポジションの各第１ポジションが固有の識別手段と一緒に記録されることを特徴とする、請求項１５記載のシステム。
【請求項２１】
マシン（１０、１１、１２）のいずれかに適切な信号を供給し、マシンをこの信号に基づいて起動させる同期手段を備えることを特徴とする、請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
少なくとも一つの前記センサ手段（７、８）が非光学的検出器を備えることを特徴とする、請求項１５記載のシステム。
【請求項２３】
少なくとも一つの前記センサ手段（７、８）が、目視検出手段又は光検出手段を備えることを特徴とする、請求項１５記載のシステム。
【請求項２４】
少なくとも一つの前記センサ手段（７、８）が光電セルを備えることを特徴とする、請求項２３記載のシステム。
【請求項２５】
少なくとも一つの前記センサ手段（７、８）がカメラ及び画像処理手段を備えることを特徴とする、請求項２３記載のシステム。
【請求項２６】
画像処理手段が、画像を認識するように構成されるコンピュータプログラム要素を含むことを特徴とする、請求項２５記載のシステム。
【請求項２７】
コンピュータ又はプロセッサに取り込まれるとコンピュータ又はプロセッサに請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の方法のステップを実行させるコンピュータコード手段及び／又はソフトウェアコード部分を含むコンピュータプログラム。
【請求項２８】
一つ以上のコンピュータで読み取り可能な媒体に格納される、請求項２７記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２９】
第１位置から第２位置にアイテムを移動させるように構成された複数のマシン（１０、１１、１２）を制御及び／又はモニターするための、搬送波に乗せたコンピュータデータ信号であって、複数のアイテム（２）に対応する第１ポジション（３）のリストを含むことを特徴とするコンピュータデータ信号。
【請求項３０】
前記コンピュータデータ信号が、所与の第１ポジション（３）が使用され、ハンドリング済みであるかを示すマーカーを含むことを特徴とする、請求項２９記載のコンピュータデータ信号。
【請求項３１】
前記コンピュータデータ信号は、いずれのマシン又はピックアンドプレースマシンが所与の第１ポジション（３）をハンドリングすべきであるかを示す少なくとも一つの表示子を含むことを特徴とする、請求項３０記載のコンピュータデータ信号。
【請求項３２】
前記コンピュータデータ信号の一部が、半二重又は全二重ＴＣＰ／ＩＰ、イーサネット、ｆｉｅｌｄｂｕｓ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、Ｍｏｄｂｕｓ、ＣＡＮ、ＦＦ、又は類似の要素から成るリストに含まれるいずれかを使用して送信されることを特徴とする、請求項２９記載のコンピュータデータ信号。
【請求項３３】
前記コンピュータデータ信号が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷＬＡＮ、１１０３２のいずれかのような規格に準拠する短距離無線手段を使用して送信されることを特徴とする、請求項２９記載のコンピュータデータ信号。
【請求項３４】
前記コンピュータデータ信号が、短いコールバック手順により通常の公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）、無線電話システム、自家用電話交換網、携帯電話網、又は衛星電話網を介して送信されることを特徴とする、請求項２９記載のコンピュータデータ信号。
【請求項３５】
第１ポジション（３）からアイテム（２）をピックアップして第２ポジション（４ａ、４ｂ、４ｃ）にプレースするマシン（１０、１１、１２）を制御するコンピューティングデバイスのグラフィカルユーザインターフェースであって、少なくとも一つの表示手段が、請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の方法を実行することを特徴とするグラフィカルユーザインターフェース。
【請求項３６】
−  マシン（１０、１１、１２）によりオブジェクト（３）を適応的に移動させるワークグループ（１０８）、
−  ハンドリング対象のオブジェクトの識別情報に従って配置されるマシン（１０、１１、１２）の分布（１１８、１１９）、
−  ＷｏｒｋＡｒｅａ（１１０、１１１）として表示されるマシン（１０、１１、１２）にオブジェクトが到達すべき順番、及び
−  マシン（１０、１１、１２）のいずれかの間で負荷を平衡化させる負荷平衡化グループ（１３２、１３３、１３４）
から成るリストのいずれかとして複数のマシン（１０、１１、１２）のいずれかを構成するソフトウェアオブジェクト表示手段（１０８、１０９、１１０、１１１）を含むことを特徴とする、請求項３５記載のグラフィカルユーザインターフェース。
【請求項３７】
一つ以上のマシン（１０、１１、１２）を含む一つ以上の生産エリアのグラフィカル表示の一部が、コンピュータマウス、キーボード、キーパッド、タッチスクリーン、スタイラス、又は他の同様なコンピュータディスプレイ選択手段によって起動されると、表示及び／又は編集されるように構築されることを特徴とする、請求項３６記載のグラフィカルユーザインターフェース。
【請求項３８】
ソフトウェアオブジェクト表示手段（１１０、１１１）上でドラッグアンドドロップ操作を実行することにより、第１ポジションからオブジェクトをピックアップして第２ポジションにプレースするように、一つ以上のマシン（１０、１１、１２）を構成できることを特徴とする、請求項３５ないし３７のいずれか一項に記載のグラフィカルユーザインターフェース。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
技術分野
本発明は、産業マシンを制御してアイテムを一の場所から別の場所に移すか、又はアイテムをコンテナに梱包する操作を実行する方法及びシステムに関する。特に、システムは、産業ロボット又はマニピュレータを含むピックアンドプレースマシンに関する。
【０００２】
背景技術
本発明は、複数のオブジェクトの中から１つのオブジェクトを抽出するシステムに関する。これらのオブジェクトは、静止しているか、又は連続生産フローの中にある。本明細書におけるこれらのオブジェクトは、同じ構成のオブジェクト、及び形、色硬度などが異なるオブジェクト又はオブジェクトグループの両方であると理解する必要がある。これらのオブジェクトは、回転プレートなどの上の複数層のパレットに位置するロボットの作業範囲に配置されるか、又はそこに到達し、コンベヤー上に連続ストリームとして送り込まれる。このようなシステムのマシンが実行する共通作業は、一般的にピックアンドプレースと呼ばれる作業である。ピックアンドプレース作業はコンベヤーベルトからオブジェクトをピックアップし、それらを出荷パレットの上にプレースするか、又はオブジェクトをピックアップして出荷カートンの上にプレースする。公知の一例は、コンベヤーベルトからチョコレートをピックアップしてパックトレイ又はチョコレートボックスにプレースするものである。
「Ｄｉｖｅｒｔ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｖｅｙｏｒ  ｓｙｓｔｅｍ」と題する米国特許第６４０１９３６号には、コンベヤーシステムの迂回装置が記載されている。これは、３次元非フラット物品を含む無秩序に流れるアイテムを処理するソーティングシステムである。この装置は、所謂一本化プロセス（ｓｉｎｇｕｌａｔｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）において、互いに離間する単一アイテム群からなる一本のストリームを無秩序のストリームから生成することにより、システムを通過する物品の流れを調整する。アイテム群とゲートとの間隔を機械的に大きくして物品群をストリームから放出する手段もある。公知のシステムは一種類のみの物品群を対象として設計されている。しかしながら、生産に含まれるオブジェクトのタイプ又は複数のオブジェクトタイプの分布が変化すると、装置を機械的に調整し直さなければならない。
【０００３】
発明の概要
本発明は上に記載した種々の問題の一つ以上を解決する。本発明の第１の態様では、アイテムを第１ポジションからピックアップし、アイテムを第２ポジションにプレースするマシンを制御する方法が提供され、本方法では、センサ手段が前記第１ポジションに関するデータを制御手段に供給し、この制御手段は、一つ以上の前記第１ポジションを含むメッセージを、制御手段のマスタープロセスから、前記制御手段によって制御される全ての前記マシンに送信し；一つ以上の前記第１ポジションの内のいずれの第１ポジションを使用すべきかを指定する通知手段を用いて、前記制御手段から全ての前記マシンに対してメッセージを送信し；前記第１ポジションが使用済みであるというステータスを有する一つの前記マシンからメッセージを受信するように構成されている。
本発明の別の態様では、マシングループを動作させて本発明の方法を実行し、第１ポジションから第２ポジションにオブジェクトを適応的に移動させるマスター制御手段及び制御手段を備えるシステムが提供される。
【０００４】
本発明では新規のプロセス機能が開示され、このプロセス機能は、複数のマシン、好ましくはこれらには限定されないが複数のロボット、マニピュレータ、又はピックアンドプレースマシンの間で、オブジェクトポジションを動的に共有して作業を完了させるために使用される。ポジションは、個々のオブジェクト、複数のパターンに体系化されたオブジェクト、又はフリーオブジェクトポジション、すなわちオブジェクトを載置すべきポジションとすることができる。オブジェクトは、同一でも、類似でも、又は異なってもよい。ポジションは、コンベヤー又は他のいずれかのオブジェクトフレームの上において、固定されていても、移動していてもよい。
別の実施形態では、本発明は、複数のロボットにこのようなポジションを効率的に分布する新規の解決方法を開示する。利点をもたらす更に別の実施形態では、ポジションをハンドリングするロボットの間で負荷平衡化を実行する。
【０００５】
本発明の別の態様では、本発明の方法を実行するコンピュータプログラムを開示する。本発明の別の態様では、本方法の方法を実行するコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品を開示する。
本発明の更に別の態様では、本発明により搬送波に含まれるコンピュータデータ信号を開示する。
本発明の更に別の態様では、本発明によるグラフィカルユーザインターフェースを開示する。
【０００６】
本発明の基本的な利点は、マシングループ又はロボットグループによってオブジェクトが効率的に処理されることである。プロセスには順応性があり、プロセスによって、ロボット群の内の該当するロボット及び一つのロボットのみが各ポジションを使用することが保証される。これらのポジションが使用される順番は、いずれのロボット又はマシンがポジションを使用するかに関係がない。ポジションは、コンベヤー又は他のいずれかのオブジェクトフレームの上において、固定されていても、移動していてもよい。
本発明に記載される方法の別の利点は、プロセスが設備における個々のマシンの停止に関して堅牢であることであり、これは全てのマシンが常に全てのポジションを受信し、且つ無事に使用されたポジションのみが動作中のマシンから返信として報告されるからである。動作していないか、又はオフにされたマシン又はロボットは、無事に動作していることを報告することができない。
【０００７】
更に別の利点は、必要に応じて、負荷平衡化も実行することができることであり、負荷平衡化を使用して生産グループ又はワークグループの複数のマシンの間で作業を均等に配分することができる。この操作は、マシンの磨耗を均等に拡散させ、且つ負荷レベルをマシンの最大能力以下で平衡させることにより余剰度を確保できるという利点をもたらす。これはまた、下流における操作の負荷を平衡化させる単純且つ経済的な方法を提供する。
本発明の方法及びシステムは、製造の自由度を高くするという点で特に有利である。これは、扱う製品のタイプ又は範囲の変化を、主として再構成又は再プログラムにより調整することができるので、先行技術の一部の機器が通常必要とする設備及び／又はレイアウトに複雑でコストの掛かる機械的又は電気的変更を加える必要がないためである。本発明の利点は、新規のマシン又は設備に限定されず、既存の設備にも有利に適合させることができる点である。
【実施例】
【０００８】
本発明の方法及びシステムは、添付図面を参照しながら次の詳細な説明を一読することによりさらに理解できる。
【０００９】
好ましい実施形態の詳細な説明
図１は２つのセンサ７、８及びコンベヤーベルト５により構成される第１領域を示している。３台のマシン（図示せず）はそれぞれ、囲い１０、１１、１２により示される作業範囲の作業エリアを有する。２で示す１個のアイテムのような一連のアイテムをコンベヤーベルト５の上にプレースする。アイテムがまずセンサ７又は８によって登録されると、この箇所はアイテムの第１ポジション３と呼ばれる。第１ポジション３が識別され、制御システム（図示せず）に送信される。次に、アイテム２、３がそれぞれ、マシン１０又は１１又は１２の内の一つによって第２ポジションに搬送され、この第２ポジションは、本実施例では複数のコンテナ４ａ又は４ｂ又は４ｃ又は４ｄの内の一つである。コンベヤーベルト５は、ピックアンドプレースマシンの作業エリアＡ１０、Ａ１１、Ａ１２に、図の矢印で示すように左から右に向かってアイテムを移動させる。しかしながら、これらのアイテムは、コンベヤーベルトが移動せず、周期的に停止するときに、ベルトの上にプレースするか、又はドロップすることもでき、これによって、本方法が持つ上記の順応性により、静止状態でのアイテムの充填を実行することができる。例えば、バッチ処理においては、満杯のコンテナはマシンの作業エリアから、コンテナ４Ｄに示すように取り除くことができ、コンテナ１４のような空のコンテナを作業エリアにプレースすることができる。本明細書で開示されるマシンは、マニピュレータ、ロボット、ＡＢＢが供給するＦｌｅｘ  Ｐｉｃｋｅｒ（登録商標）型のロボット、ピックアンドプレースマシン、又はこれらの等価物とすることができる。連携動作するマシンから成るグループをワークグループと呼ぶか、又はワークグループがアダプティブに作業を実行する場合には、アダプティブタスクコンプリート（Ａｄａｐｔｉｖｅ  ｔａｓｋ  ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ）グループＡｔｃと呼ぶ。
【００１０】
図２は、第２の実施形態における動的な適応充填方式を示しており、本方式では少なくとも一つのコンベヤーベルトが移動中であり、且つコンベヤーベルトのような２つ以上の搬送手段を用いることができる。第１コンベヤー５は、３台のマシン１０、１１、１２（図示せず）の作業エリアＡ１０、Ａ１１、Ａ１２を通過するように構成される。移動中のコンベヤー５の上のアイテム２が第１ポジション３に入ると、センサ７又は８がそれらのアイテムを検出する。マスタープロセス４０（以下に詳細に説明する）がこれらのマシンに対し、（複数の）第１ポジションを含むリストを使用して指示を出すと、マシン１０、１１、１２のいずれか一つがアイテム２、３などをピックアップし、当該アイテムを、コンテナ４ａ、４ｂ、４ｃ、及び４ｄの１つである第２ポジションにプレースする。
別の実施形態では、第２コンベヤー６が、マシンの作業エリアＡ１０〜Ａ１２から離れる方向にコンテナ４ａ〜４ｄを移動させる。図に示すように、コンテナ４ａ〜４ｄにはそれぞれ、これらのコンテナが全ての作業エリア１０、１１、１２を通過するときに、複数のマシンによって適切な方法で徐々に充填が行なわれる。本実施例では、コンテナがマシン１２の作業エリアを離れる時点で、コンテナ（４ｄ）は完全に充填されている。
【００１１】
図３は、複数のマシンを制御するシステムをブロック図として模式的に示している。ネットワーク手段１６によって複数のマシン１０〜ｎのコントローラに接続されたマスタープロセス４０が示されている。マスタープロセス４０は、制御システムを含む一つ以上のコンピュータプログラムの一部として動作することができるか、又は制御システムとのデータ接続を確立する別のアプリケーションとして動作することができる。各マシンコントローラ４１ａ、ｂ、ｃは、ハンドリング対象又は使用済みとしてマークされる全ての第１ポジションのリストを備える。負荷平衡化も行なうプロセスの場合、リストの各ポジションには、マシンの内のいずれのマシン（本実施例の場合１０、１１、又は１２の内のいずれ）が所与の第１ポジションをハンドリングすべきであるかを識別する追加の表示子がマークされる。
複数のピックアンドプレースマシン１０〜１２を制御するシステムは、次の構成要素を有する。全てのマシンコントローラに接続されるコンピュータは、マスタープロセス４０と呼ばれるプロセスを有する。第１ポジション３（図１〜３を参照）は、搬送方向において第１マシン１０の手前のコンベヤー５の一つのポジションに登録される。システムによって登録される各第１ポジションには固有の識別情報が付与される。マスタープロセス４０は全第１ポジションのリストを維持する。第１ポジションには一つのステータスがマークされる。ステータスは、マシンが第１ポジションを使用したかどうかを示す。
【００１２】
各マシンコントローラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、固有のリストを維持する。各マシンコントローラのリストの複数の第１ポジションは一つのステータスを含む。マスタープロセス４０、又はマシンコントローラ（４１ａ又は４１ｂ又は４１ｃ）はステータスを変えることができる。プロセスは次の手段によって実行される。
−マスターは全ての第１ポジションを全てのマシンコントローラに送信する。
−マスターは、マシンコントローラに送信されるポジションを、これらのポジションを使用すべきかどうかについて指示する一つのステータスでマークする。
−マシンコントローラは、マシンが第１ポジションを使用（ハンドリング）したとき、該当ポジションに使用済み（利用済み）のマークを付け、メッセージをマスターに送信する。
−マスターは、マスターリストの該当ポジションに使用済みのマークを付け、メッセージを全てのマシンコントローラマスターに送信して、ポジションが使用されたと宣言する。
−「ポジション使用済み」メッセージを受信する各マシンは、次に、マシン又はロボットが保持するリストのコピーの該当ポジションに使用済みのマークを付ける。
従って、マシン群のいずれのマシンも、ポジションの使用、又はポジションのハンドリングを再度試みることがない。
【００１３】
本発明に開示するプロセスの利点は、全てのマシンが常に全てのポジションを受信し、且つ問題なく使用できるポジションのみが動作中のマシンによって返信として報告されるので、プロセスが、設備内の個々のマシンの停止により堅牢になることである。動作しなくなったか、又はオフにされるなどしたマシン又はロボットが、正常に動作していると誤って報告することはありえない。
本発明を発展させた別の実施形態では、同期方法を取り入れることができる。第１ポジションを複数回に渡って起動することにより、既に登録されている第１ポジションの精度を必要に応じて補正することができるので、精度が向上する。この操作は、全てのロボットが同期するタイムスタンプのようなグローバルトリガーを、全てのロボットに対して使用することにより行なうことができる。これにより、生じ得る環境の変化、コンベヤーベルトの緩み、検査者又はクライアントによる作業エリアからのオブジェクトの除去に対処することができ、ポジションの２回目のチェック、及び／又は第１ポジションの登録精度の向上を可能にする。更に発展させた別の実施形態では、第２トリガーを各マシンの横に配置することができる。非常に高い精度が必要である場合、第２センサ又はカメラを全てのマシンの横に設けて第１ポジションの位置精度を大きく向上させることができる。
【００１４】
図５は、複数のマシンを制御する本発明のプロセスのフローチャートを示している。リスト更新はステップ５１で始まり、このステップでは、センサ７又は８が検出し、その位置を測定した新規の第１ポジションの登録を行なう。ステップ５３では、数字、英数字列、コード、又は少なくとも一つの記号とすることができる固有識別子を新規の第１ポジションに割り当てる（例えば、図１〜３に示すアイテム３）。ステップ５５では、第１ポジションがマシンによってハンドリングされた−−使用された、利用された−−かどうかを示すためのマーカーを第１ポジションに付す。ステップ５７では、表示子を付加して、制御下にあるグループ全体の中のいずれのマシンが新規の第１ポジションをハンドリングすべきかを識別する。ステップ５９では、全ての使用済みポジションに使用済みのマークが付された全ての第１ポジションの更新リストを、グループのマシンの全てに送信することができる。
【００１５】
図６は、本発明の好適な実施形態によるマシン制御方法のフローチャートを示している。ステップ６１では、プロセッサ又はコンピュータで動作するプロセスとすることができるマスタープロセス４０（図３を参照）は、全ポジションのリストに含まれるポジションに対し、これらのポジションをハンドリングする（使用する）必要があるかどうかについて示すステータスでマークする。ステップ６２では、マスター制御プロセス４０は、全ての第１ポジションの現行リストを、ワークグループの全マシン１０、１１、１２、．．．ｎのコントローラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ．．．４１ｎの全てに第１ステップ６１の結果として送信する。マシン１０、１１、１２、．．．ｎ又はロボットがポジションのハンドリングを終了すると、ステップ６４において、マシンはマシン固有のリストコピーに、ポジションは使用済みとしてマークする。次に、ステップ６５において、ハンドリングマシンのマシンコントローラは、ポジションがハンドリングされ、使用されることを報告するメッセージをマスター制御プロセス４０に送信する。マスター制御プロセス４０は、そのリストを更新して、ポジションが使用されたことを示し、次にメッセージを全てのマシンに送信してステップ６６の各第１ポジションがこの時点で使用済みステータスを有することを通知する。次に、各マシン又は更に詳細には各マシンコントローラは、固有のポジションリストコピーを更新して、各ポジションが使用されたことを示す。
【００１６】
図４は、本発明の別の態様による負荷平衡化の実行方法の一実施例を示している。搬送コンベヤー５に搬送されるアイテム２のフローから成る負荷が、３台のピックアンドプレースマシン（図示せず）の作業エリアＡ１０〜Ａ１２を通過して流れる。他の３つの搬送コンベヤー２６ａ、２６ｂ、２６ｃはアイテムを別の搬送先に移動させる。アイテム２は第１ポジション３においてカメラ又は他のセンサ７によって識別される。第１ポジション３は識別されて、制御システム（図示せず）に通知される。制御システムは、３つの搬出コンベヤー２６ａ〜ｃの各々の平衡負荷を計算し、複数のアイテムの内、どのアイテムをピックアップし、３つの搬出コンベヤー２６ａ〜ｃの一つの第２ポジションにプレースすべきか、且つこれらの操作をマシン１０、１１、１２（図示せず）の内のいずれのマシンによって実行するべきかについて指示する。ベルト５の第１ポジションからアイテムをピックアップし、ベルト２６ａ〜ｃの内の一つの第２ポジションにプレースすると、ベルト２６ａ〜ｃの各々は、負荷平衡化された同様のアイテム２、３を受け入れる。
【００１７】
図７は、負荷平衡化プロセスの一形態に選択肢を加えた図６の方法のフローチャートを示している。ステップ７２において、マスター制御プロセス４０のプロセスは、現在のオブジェクト、第１ポジションに対して負荷平衡化を実行すべきかどうかをチェックする。Ｙｅｓ判定により、マスターはリストの各第１ポジションに関して、マシン、例えば１０、１１、１２の内のいずれのマシンが各第１ポジションをハンドリングするかを通知する。ステップ７３では、このようにしてマークの付されたリスト群を送出し、ステップ７６〜７８が図６と同じように実行される。Ｎｏ判定により、リストが全てのマシンに向けてステップ７４で送出され、ステップ７５〜７８が図６のステップ６４〜６８と同じように実行される。
【００１８】
図８は、更に別の任意選択の負荷平衡化プロセスのフローチャートを示している。グループの全てのマシンの負荷平衡化は、全ての未使用の（ハンドリングされていない）第１ポジションの合計を各マシン又はピックアンドプレースロボットのコンピュータプロセスが計算するステップ８１から始まる。ステップ８３では、マシン毎の未使用の（ハンドリングされていない）第１ポジション（ｎｃｆｐ）の合計を比較する。この目的のためにアルゴリズムを使用してもよい。ステップ８５では、一つ以上の未使用の（ハンドリングされていない）第１ポジションを再割り当てするために選択し、アルゴリズムを使用してこの再割り当てを行なうことができる。ステップ８７では、選択された未使用の第１ポジションを、全ての第１ポジションのリスト（図３）の中から見付け出し、マシン表示子を変える。
【００１９】
必要に応じて、オブジェクトのソーティングを任意選択の形で実行し、所与のソーティングルールに従って連続生産フローの中からオブジェクトの選択を行なうことができる。オブジェクトをロボット作業エリアに送り込む連続生産フローは、以降「Ｘ」と記載する正のフロー方向、及び「Ｙ」と記載する右手座標の水平面においてＸに直交する方向により定義される。
例えば、Ｘ、Ｙ及びＺ軸ポジションにオブジェクトを載せる作業では、各ロボットは、時間的にピックアップすることが可能なオブジェクトをピックアップしてプレースする。これらのオブジェクトは、ロボットの前にプレースされるか、又はロボットの前をコンベヤーベルトに載って流れて行くと、パレット又はボックス、或いは他のコンテナが徐々に充填される。
【００２０】
図９は、ハンドリングされるオブジェクトのソーティング、又は選択方法を示している。本実施形態では、マシンにオブジェクトを通過させるコンベヤーベルトのような移動搬送手段について記載するが、オブジェクトが周期的にマシンの前でプレースされる静的適応的充填（ｓｔａｔｉｃ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｆｉｌｌ）にも、変更を加えた同じアルゴリズムを使用できる。図９は、コンベヤーベルト９１、オブジェクト９０〜９９を含む複数のオブジェクト、及びベルト９１に対する２つの基準ポジション、すなわち搬入ポイント１００及びチェックリミット１０１を示している。搬出ポジション１０２もマークした。オブジェクトのフロー方向は矢印Ｘで示し、ソート方向、すなわちマシンがオブジェクトをピックし、移動させる方向は、矢印Ｙの方向である。
全てのオブジェクトに関する、ポジション、向き、タイプ及びサイズのような情報は、産業用マシンコントローラのバッファに保存され、その一部はセンサ７又はセンサ７及び８によって提供される。マシン又はロボットがオブジェクトを目標として使用しようとするとき、すなわち当該オブジェクトが第１ポジションになるとき、バッファは新規のオブジェクトをリクエストする。ロボット操作は、第１ポジションがＸ方向の搬入リミット及び搬出リミットの内側に位置するときにのみ実行することができる。各マシン（１０、１１、１２）又はロボットのマシンコントローラ（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ）がこの操作を監視する。この作業エリアの内部では、Ｘ及びＹ方向及び／又はＺ方向の優先ルールに基づいてオブジェクトを選択することが可能である。
【００２１】
ソーティングに関する好適な情報は以下の通りである。
ソート方向：
どの方向からソーティングが行われるか。オブジェクトリクエスト命令に格納される。
安全距離：
ソーティングのクリアランスエリア。オブジェクトリクエスト命令に格納される。
搬入リミット：
マシンがオブジェクトに対する操作を開始することができるリミット。新規のオブジェクトバッファを定義する際に与えられる。
搬出リミット：
ロボットがオブジェクトに対する操作を実行することができないリミット。オブジェクトがこのリミットを越えると、オブジェクトはバッファから消去される。新規のオブジェクトバッファを定義する際に与えられる。
チェックリミット：
随意で設けられるロボットがオブジェクトに対する操作を実行することができない操作リミット。オブジェクトがこのリミットを越えると、オブジェクトはバッファから消去されない。オブジェクトリクエスト命令に含まれる。
【００２２】
ソーティングアルゴリズムは第１ポジションを選択し、この第１ポジションは、Ｘ方向の搬出リミットに最も近く、且つソーティング方向に他のオブジェクトが存在しないことに依存するオブジェクトのポジションであり、ソート方向の第１ポジションが選択される。安全距離はオブジェクト近傍に必要なクリアランスエリアを定義する。アルゴリズムは生産フローの上流方向及び下流方向の両方をチェックして他のオブジェクトの有無を確認する。
オブジェクトバッファが新規のオブジェクトをリクエストするとき、ソート方向及び安全距離がパラメータとしてリクエスト命令に与えられる。次に、ソーティングアルゴリズムは、ロボットがどのオブジェクトを操作するのかを選択する。
【００２３】
Ｘ方向のチェックリミットをリクエスト命令のパラメータとして使用することにより、第１オブジェクトを抜き取る開始ポイントを定義することができる。命令は、第１オブジェクトをチェックリミットと搬入リミットとの間で抜き取ろうとする形で作用する。これによって、ソーティングアルゴリズムが、最も近いオブジェクトに対する安全距離をチェックする際に、チェックリミットと搬出リミットとの間の全てのオブジェクトも考慮に入れるという効果がもたらされる。本発明によるこのアルゴリズムによって、オブジェクトをフローから、当該オブジェクトの周りのオブジェクトに触れることなく抜き取ることができる。オブジェクトは、生産フローの他のオブジェクトと衝突させることなく、サイドを入れ替えることができる。
方向ソーティングをタイプリクエストと組み合わせることができる。従って、生産フロー中の特定のタイプの第１オブジェクトが、前述のアルゴリズムに従って選択される。
【００２４】
普通、生産フローは水平面に位置する。しかしながら、どの方向に製品が流れるかについては制限がない。例えば、生産フローは垂直方向とすることができる。この状況は、部品群が個々に積み上げられるか、又は層状に積み上げられる構成のパレットの操作エリアに製品群が達する場合に生じる。従って、検出情報は、パッケージパターンから得られるか、又は検出エリアと操作エリアとの間でパレットを移動させることにより得られる。
センサ又はセンサ群７、８は、あらゆる適切なセンサとすることができる。センサは、磁気変換器、超音波変換器、圧力変換器、又は力変換器のような非光学的手段とすることができる。光センサは、光電セル、ＩＲセンサ、ビデオ又はＣＣＤカメラのようなあらゆる適切な光センサとすることができる。センサはまた、信号を処理するか、又は画像を処理して必要に応じてオブジェクトの有無を検出するコンピュータアプリケーションを備えるか、又はコンピュータアプリケーションに何らかの方法により接続することができる。
【００２５】
上記の方法は、一つ以上のコンピュータプログラムを使用して実行することができる。特に、図６のステップ６１〜６８を含むマスター制御プロセス４０は、マシン、ロボット、又はピックアンドプレースマシンの近傍に配置できるか、或いは離れた位置に配置することができる一つ以上のコンピュータ又はプロセッサ（図示せず）で実行することができる。マイクロプロセッサ（又はプロセッサ群）は、本発明の一つ以上の態様による方法のステップを実行する中央演算ユニットＣＰＵを備える。これは、一つ以上のプロセッサがアクセスすることができるメモリに少なくとも一部が保存される一つ以上のコンピュータプログラムを援用して実行される。コンピュータプログラムはまた、一つ以上の特殊仕様コンピュータ又はプロセッサではなく、一つ以上の産業用汎用マイクロプロセッサ又はコンピュータで実行することができることを理解されたい。
マシンコントローラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、少なくとも一つのメモリ手段を含み、このメモリ手段では、全ての第１ポジションのリストの個々のマシンコピーが保存され、更新される。コントローラはまた、コンピュータプログラムに含まれるようなマシン制御命令を処理する何らかのプロセッサを備えることができる。
【００２６】
マスター制御プロセス４０のコンピュータプログラム及びマシンコントローラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃのプロセス群のコンピュータプログラムは共に、方程式、アルゴリズム、データ、前述のリスト及び計算を使用する方法をコンピュータ又はプロセッサに実行させる、或るタイプのコンピュータプログラムコード要素又はソフトウェアコード部分を含む。プログラムの一部は、上のようなプロセッサだけでなく、ＲＯＭチップ、ＲＡＭチップ、ＰＲＯＭチップ、ＥＰＲＯＭチップ又は同様なメモリ手段に保存することができる。プログラムの一部又は全体を、磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、ハードディスク、光磁気メモリストレージ手段のようなコンピュータ読み取り可能な他の適切な媒体の、揮発性メモリ、フラッシュメモリにファームウェアとして保存することができ、又はデータサーバに格納することもできる。Ｓｏｎｙメモリスティック及び他の消去可能なフラッシュメモリ、ハードドライブなどのような消去可能なメモリ媒体を含む、他の公知の適切な媒体を使用することもできる。
記載のコンピュータプログラムの一部を、幾つかの異なるコンピュータ又はコンピュータシステムでほぼ同時に動作することができる分散アプリケーションとして配置することができる。
【００２７】
ピックアンドプレースマシンコントローラ４１ａ〜ｃに対する命令を含むマスタープロセス４０からの制御信号は、ＬＡＮ又は他のデータネットワーク通信手段を介して、半二重又は全二重ＴＣＰ／ＩＰ、イーサネット、フィールドバス、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、Ｍｏｄｂｕｓ、（ＣＡＮ）、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄｂｕｓ（ＦＦ）又は類似の手段などの規格に送信することができる。データネットワークは少なくとも一部がＷＬＡＮのような無線手段とすることができるか、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈのような規格、又は無線イーサネット標準規格ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｂ、無線ＡＴＭ（非同期転送モード）ネットワーク標準規格ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ、又はＨｏｍｅＲＦ規格、或いはこの業界で使用することができる類似の規格に準拠する短距離無線を使用する無線手段とすることができる。信号はまた、離れた場所から送信することができ、且つ搬送波に乗せたコンピュータデータ信号の中に組み込むことができる。コンピュータデータ信号の一部は、ＩＲ及び無線を含むいずれかの適切な無線規格に従って、ラップトップ、ＰＤＡ、適切な機能を備える携帯電話、又はコントローラ又はＴｅａｃｈ  Ｐｅｎｄａｎｔのような携帯型コンピューティングデバイスとの間で送受信できる。コンピュータデータ信号に含まれる情報の一部を、上に列挙した携帯型コンピューティングデバイスのいずれかのグラフィカルユーザインターフェースによって、又は携帯端末によって表示することができる。マスタープロセスのコンピュータプログラム及びマシンコントローラのプロセス群のコンピュータプログラムはまた、インターネットを含むあらゆるデータネットワークを介して提供することができる。
グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を使用して本発明の特定の実施形態の方法を動作させるか、又は制御することができる。図１０〜１３は、例示的グラフィックユーザインターフェースの幾つかを示している。図１０は、アダプティブワークグループ、すなわちＡｔｃＧｒｏｕｐ１０８及びＡｔｃＧｒｏｕｐ２  １０９の形成及び構成方法を示している。新規のＡｔｃＧｒｏｕｐ１０６又は新規のＷｏｒｋＡｒｅａ１０７をインターフェースの右の領域からドラッグし、インターフェースの左の一ポジションにドロップして、ＷｏｒｋＡｒｅａがどのＡｔｃＧｒｏｕｐに属するのかを表わすことができる。「ドラッグアンドドロップ」という用語は、概念オブジェクト又は実世界オブジェクトであるテクニカルオブジェクトを表わすソフトウェアオブジェクト表示を操作して、操作を制御するか、又は実行する方法の一例として使用されるに過ぎない。
【００２８】
図１１、すなわちＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎインターフェースが、例えばタブ１１５が選択された場合に表示される。負荷平衡化グループ、すなわちＬｂＧｒｏｕｐ１１２、１１３、１１４などの構成に利用することができるディストリビュータが示されており、同様に、図１０に１１６ａ、１１６ｂが付された２つのＡｔｃＧｒｏｕｐ及び番号１０７が付された３つのＷｏｒｋＡｒｅａが示されている。各ＷｏｒｋＡｒｅａが構成されたら、１１０、１１１はマシン又はロボットの作業エリアのソフトウェア表示となる（図１〜４の１０、１１、１２）。これらのオブジェクトは、ドラッグアンドドロップによってハンドリングされる製品又はアイテムに従って配置されるディストリビューションの中に構成して、インターフェースの左側に示す２つのアイテムのようなアイテム分布を形成することができる。本実施例において番号１１８が付されたアイテム分布Ｉｔｅｍ１は、一つのＡｔｃＧｒｏｕｐ１０８及び本実施例で１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃとして示す３つの作業エリアを含むものとして示される。バイパス表示を有するリジェクト機能も示される。
アイテム分布Ｉｔｅｍ２は、番号１１９により示され、且つＩｔｅｍ２は負荷平衡化グループＬｂＧｒｏｕｐ１３２の一例を含み、この実施例では、ＷｏｒｋＡｒｅａ１１１に対し、本実施例ではＷｏｒｋＡｒｅａ１及びＷｏｒｋＡｒｅａ３に３３％〜６７％の割合で作業を割り当てて平衡化する。
【００２９】
図１２は、Ｏｒｄｅｒインターフェースを、例えばタブ１２１を使用して選択した様子を示しており、このＯｒｄｅｒインターフェースは、オブジェクトが各マシン又はロボット１０、１１、１２（の作業エリア）に達してピックアップされ、プレースされる順番をユーザが決めるための方法を提供する。従って、インターフェースの右側の構成可能なオブジェクトは、コンベヤーＩｎＣｏｎｖｅｙｏｒによる作業に利用することができる３つの作業エリア１０７ＩＣ、及び１０７’で示されるＩｎｄｅｘｅｄＷｏｒｋＡｒｅａ３と呼ばれる別のタイプの作業エリアである。インターフェースの左側には、オブジェクトが作業エリア（及び作業エリア内のマシン）に接触することになる順番が１１０として示され、且つ番号順にＷｏｒｋＡｒｅａ１、ＷｏｒｋＡｒｅａ２、及びＷｏｒｋＡｒｅａ３の順に示される。更に、オブジェクトを右側から左側にドラッグアンドドロップすることができる（又は、逆の操作により左側から取り除くことができる）。左側の作業エリアの順番は、左側でドラッグアンドドロップすることにより入れ替えることができる。
【００３０】
図１３は、更に別の有利な実施形態による一つ以上の負荷平衡化機能を選択するインターフェースを示している。インターフェースの左側の構成に含めることができる右側の利用可能なディストリビュータは、最初は、新規の負荷平衡化グループ、Ｎｅｗ  ＬｂＧｒｏｕｐ１３０、ＷｏｒｋＡｒｅａ１０７、ＡｔｃＧｒｏｕｐ１１６ａ、１１６ｂ、及びバイパス機能を含む。インターフェースの左側部分に構成される図示の負荷平衡グループは、３つの負荷平衡化グループ、ＬｂＧｒｏｕｐ１３２、ＬｂＧｒｏｕｐ２  １３３、及びＬｂＧｒｏｕｐ３  １３４を含む。ＬｂＧｒｏｕｐ１３２は、３つのＷｏｒｋＡｒｅａ１１０を含む。第２負荷平衡化グループＬｂＧｒｏｕｐ２は、２つのバイパス領域だけでなく、前に使用したＷｏｒｋＡｒｅａと同じでも、異なってもよい３つのＷｏｒｋＡｒｅａ１１０’を示している。第３負荷平衡化グループＬｂＧｒｏｕｐ２は、一つのＡｔｃＧｒｏｕｐ及び一つのＷｏｒｋＡｒｅａを示している。
【００３１】
上述に本発明の例示的実施形態を説明したが、請求の範囲に規定する本発明の技術範囲から逸脱せずに、開示された解決手段に幾つかの変更及び変形を加え得ることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一の実施形態に従ってアイテムを第１ポジションから第２ポジションに移動させるシステムの固定コンテナの適応的充填手順の模式図である。
【図２】本発明の別の実施形態に従ってアイテムを第１ポジションから第２ポジションに移動させるシステムの可動コンテナの適応的充填手順の模式図である。
【図３】本発明の一の実施形態によるシステムのマスター制御プロセス及び複数のマシンコントローラの模式的ブロック図である。
【図４】本発明の別の有利な実施形態に従ってコンテナを移動させる適応的充填手順の負荷平衡化操作の模式図である。
【図５】システムのマスターコントローラ及び複数のマシンコントローラが実行するプロセスのフローチャートを示す。
【図６】本発明の一の実施形態に従ってアイテムを第１ポジションから第２ポジションに移動させるシステムを制御する方法を実行するコンピュータプログラムのフローチャートを示す。
【図７】本発明の別の有利な実施形態による、一形式の負荷平衡化方法を実行するコンピュータプログラムのフローチャートを示す。
【図８】本発明の一実施形態によるシステムにおいて、複数のマシンの間で別の形式の負荷平衡化方法を実行するコンピュータプログラムのフローチャートを示す。
【図９】可動オブジェクトのフローからオブジェクトを選択及び／又はソートしてハンドリングする方法を模式的に示す。
【図１０】本発明の一の実施形態に従ってアイテムを第１ポジションから第２ポジションに移動させる適応的手順を実行するシステムのグラフィカルユーザインターフェースの各部分を写した画面を模式的に示す。
【図１１】本発明の一の実施形態に従ってアイテムを第１ポジションから第２ポジションに移動させる適応性手順を実行するシステムのグラフィカルユーザインターフェースの各部分を写した画面を模式的に示す。
【図１２】本発明の一の実施形態に従ってアイテムを第１ポジションから第２ポジションに移動させる適応性手順を実行するシステムのグラフィカルユーザインターフェースの各部分を写した画面を模式的に示す。
【図１３】本発明の一の実施形態に従ってアイテムを第１ポジションから第２ポジションに移動させる適応性手順を実行するシステムのグラフィカルユーザインターフェースの各部分を写した画面を模式的に示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2007528793.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月21日(2007.6.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２９】
第１位置から第２位置にアイテムを移動させるように構成された複数のマシン（１０、１１、１２）を制御及び／又はモニターするための、搬送波に乗せたコンピュータデータ信号であって、複数のアイテム（２）に対応する第１ポジション（３）のリストを含み、該第１ポジションのリストがセンサ手段（７）により制御手段（４０）へ供給される前記第１ポジションに関するデータを含むことを特徴とするコンピュータデータ信号。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３５】
第１ポジション（３）からアイテム（２）をピックアップして第２ポジション（４ａ、４ｂ、４ｃ）にプレースするマシン（１０、１１、１２）を制御するコンピューティングデバイスのグラフィカルユーザインターフェースであって、請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の方法を実行することを特徴とするグラフィカルユーザインターフェース。
【国際調査報告】
2007528793.tif 000016
2007528793.tif 000017
2007528793.tif 000018