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CN109789545A - 用于控制输送路径的速度的方法和系统 - Google Patents

用于控制输送路径的速度的方法和系统 Download PDF

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CN109789545A CN201680089683.XA CN201680089683A CN109789545A CN 109789545 A CN109789545 A CN 109789545A CN 201680089683 A CN201680089683 A CN 201680089683A CN 109789545 A CN109789545 A CN 109789545A
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Abstract

一种用于控制系统(11)的输送路径的速度的方法，该系统(11)包括：工业机器人(2)；第一输送路径(4)，被配置为在机器人(2)的工作区域(b2)内以速度vi传送物品(5)；以及第二输送路径(6)，被配置为在机器人(2)的工作区域(b2)内以速度V2传送空位(7)。该方法包括：获得针对多个物品(5)和多个空位(7)的位置数据；创建一个或多个对，该对包括多个空位(7)中的空位(7)中的一个空位和多个物品(5)中的相应物品(5)；对于一个或多个对中的一个对，基于针对该一个对的位置数据以及速度vi和V2，来计算一个对的空位(7)到达工作区域(b2)的边界(16，17)的时间tAs以及一个对的物品(5)到达工作区域(b2)的边界(16，17)的时间tBk；以及基于时间tAs与时间(tBk+At)之间的差来控制第二输送路径(6)的速度V2，其中At是预先确定的时间差。

Description

用于控制输送路径的速度的方法和系统
技术领域
本公开涉及工业机器人领域，并且涉及包括输送机的系统以及用于控制这种输送机的速度的方法。具体地，本公开涉及一种用于控制输送路径的速度的系统和方法。
背景技术
通过使用工业机器人来拾取和放置对象的自动化是众所周知的。
在多机器人拾取系统中，物品和空位(empty places)通常由经过机器人的输送机移动。物品可以被拾取，并且空位当在机器人的工作范围内部的同时可以被填充。每个机器人在拾取过程期间连续地接收关于例如由相机检索的新的拾取和放置位置的信息。
机器人通常独立地操作。对于要由机器人执行的每次拾取和放置，在运行时判定应当拾取哪个物品或应当填充哪个空位。当前在机器人的有效范围内对可用的物品与空位之间做出判定。为了使机器人高效工作，重要的是在有效范围内可以同时匹配物品和空位。
可以在机器人之间共享物品或空位的进入流动(incoming flow)的工作负荷。进入流动可以是波动的或预先定义的，并且机器人可以共享工作负荷。可以为每个机器人分配固定百分比的物品或空位。可替代地，所有物品和空位都分配给所有机器人。如果一个机器人拾取物品或填充空位，则下游机器人会取消该物品或空位。
常见系统设置是使两个平行输送机通过多个机器人，其中输送机中的一个输送机是在其中运送待拾取物品的物品输送机，而一个输送机是在其中运送空位的空位输送机。输送机可以在相同方向上移动，即并发流动(concurrent flow)，或者它们可以在相反方向上移动，即所谓的逆流动(counter flow)。通常，物品输送机的速度不受系统的影响，因为它具有预先确定的速度并且适于该物品输送机正在运送的物品的数量。然而，空位输送机的速度通常会受到系统的影响或由系统直接控制。
通常期望所有位的位置在经过最后一个机器人之前被填充。还期望在经过最后一个机器人之前拾取所有进入物品。逆流动使得这些组合任务更容易实现，因为关于拾取流动的最上游机器人具有可以用于填充剩余空位的进入物品溢流。并且，关于空位流动的最上游机器人具有可以用于放置剩余物品的空位溢流。在两个输送机沿相同方向上移动的平行流动中，更难以实现这两个任务。填充所有位的位置的任务可以例如通过在最下游机器人处对空位输送机进行启动/停止控制来实现。如果存在任何空位无法被及时填充的风险，则最下游机器人将停止空位输送机。然而，除非空位和物品的流入被主动地平衡、并且输送机的速度相似，否则难以保证所有物品都被拾取，例如参见US6122895A。
当需要两个输送机的输送机速度不同时，例如，由于物品和空位的密度不同，最有可能的是，最下游机器人将不时地具有可以拾取的物品，但是没有可以填充的空位，从而在物品输送机上导致溢流。这个问题可以例如通过具有在机器人旁边的固定空位的缓冲区来解决。缓冲区当空位输送机上的有效范围内没有空位时将被填充，并且当物品输送机上的有效范围内没有物品时将被拾取。然而，因为花费了额外的时间来将物品移入和移出缓冲区，所以使用缓冲区会降低系统的效率。
US2014/0123606A1描述了一种用于将单独的产品插入自动化线中的容器中的方法和设备。一旦在产品带上运送与填充容器所需的多个产品相对应的多个单独的产品，就由容器供应来引导空容器。
发明内容
本公开的目的是提供一种改善机器人拾取和放置系统的性能的方法。本公开的特定目的是提供一种减少系统溢流的方法。
这些目的和其他目的至少部分地通过根据独立权利要求的方法和系统以及根据从属权利要求的实施例来实现。
根据第一方面，本公开涉及一种用于控制系统的输送路径的速度的方法，该系统包括工业机器人。该系统包括第一输送路径，被配置为在机器人的工作区域内以速度v1传送物品；以及第二输送路径，被配置为在机器人的工作区域内以速度v2传送空位。该方法包括：获得针对在第一输送路径上传送的多个物品的位置数据；以及获得针对在第二输送路径上传送的多个空位的位置数据。该方法还包括：创建一个或多个对，该对包括多个空位中的空位中的一个空位和多个物品中的相应物品；对于一个对或多个对中的一个对，基于针对该一个对的位置数据以及速度v1和v2，来计算该一个对的空位到达工作区域的边界的时间tA以及该一个对的物品到达工作区域的边界的时间tB。方法还包括：基于时间tA与时间(tB+Δt)之间的差来控制第二输送路径的速度，其中Δt是预先确定的时间差。
通过所提出的方法，可以改善系统的性能，因为增加了针对在机器人的工作区域内每个物品具有空位的可能性。因此，增加了机器人将有时间放置所有物品以及当存在可供拾取的物品时不必等待空位的可能性。因此可以减少机器人停顿时间。
该方法可以被实现到已经存在的系统，例如，拾取系统，并且该方法易于使用、解释和理解。增加了最后一个机器人总是同时接收到匹配数目的物品和空位的机会。该方法可以在没有缓冲区处置的情况下减少溢流数量，或者减少对于将任何物品溢流传递回物品、以用于新的被处置机会(即，再循环物品)的需要。
根据一些实施例，一个或多个对的创建包括：基于位置数据来创建一个或多个对，该对包括空位中的一个空位和相对于边界在运行方向上具有相同顺序号的相应物品。根据一些实施例，空位中的一个空位和相应物品仅位于工作区域中或工作区域的上游。
根据一些实施例，控制包括：如果对于一个或多个对中的一个对的时间tAs大于时间tBk+Δt，则增加第二输送路径的速度v2。
根据一些实施例，该方法包括：执行从边界开始的至多N个对的计算。如果对于所有N个对，时间tAs小于时间(tBk+Δt)，则控制包括：降低第二输送路径的速度v2。
根据一些实施例，从边界开始的N个对是从边界开始的N个连续对。
根据一些实施例，工作区域的边界是工作区域与第一输送路径和第二输送路径交叉的最上游边界。
根据一些实施例，工作区域的边界是工作区域与第一输送路径和第二输送路径交叉的最下游边界。
根据一些实施例，该方法包括：将一个对的空位的特性与特性极限进行比较，该特性极限指示最迟何时可以停止第二输送路径，使得空位仍然保留在机器人的工作区域内，以及如果空位的特性小于或等于特性极限，则控制包括：停止或减少第二输送路径的速度。
根据一些实施例，特性是到最下游边界的时间tAs或者空位到最下游边界的距离。
根据一些实施例，多个物品还包括由机器人拿持的任何物品。然后，该物品由机器人的工具(例如，由夹持器)拿持。
根据一些实施例，该方法包括：确定机器人的工作区域b2内的空位的数目和物品的数目；以及如果物品的数目大于空位的数目，则增加第二输送路径的速度v2。
根据一些实施例，该物品的数目还包括由机器人拿持的任何物品。
根据第二方面，本公开涉及一种系统，该系统包括工业机器人、第一输送路径和第二输送路径。第一输送路径被配置为在机器人的工作区域b2内以速度v1传送物品，并且第二输送路径被配置为在机器人的工作区域b2内以速度v2传送空位。进一步地，第一输送路径和第二输送路径的运行方向相同。该系统还包括控制系统，该控制系统包括处理电路，该处理电路被配置为执行如本文中所描述的方法。
根据一个实施例，该系统包括传感器系统，该传感器系统被布置为监测第一输送路径和第二输送路径以便获得位置数据。
附图说明
图1图示了根据本公开的一个实施例的具有沿着两个输送机布置的多个工业机器人的系统。
图2图示了根据一个实施例的主控制器。
图3单独地图示了根据一个实施例的图1中的两个输送器。
图4单独地图示了根据另一实施例的图1中的两个输送器。
图5图示了根据本公开的一个实施例的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将描述一种用于控制输送路径的速度的方法，并且首先将描述其中可以实施该方法的示例系统。在图1中，示出了具有两个工业机器人1，2的机器人系统11。在下文中称为系统11的示例性机器人系统11仅用于说明，并且系统11可以例如包括更多或更少的工业机器人1，2，但包括至少一个工业机器人1，2。工业机器人在本文中被定义为可以被自动控制、可重新编程的、可以适于多个任务并且具有三个或更多个轴线的机器人。在下文中称为机器人1，2的每个工业机器人1，2布置有机器人控制器1A，2A、机器人臂1B，2B和工具1C，2C。每个工具1C，2C分别附接到机器人的末端执行器。工具1C，2C可以例如是夹持器、抽吸工具或加工工具。机器人臂1B，2B可以是单链臂。机器人可以具有六个自由度。可替代地，机器人可以是一种特殊类型的拾取机器人，其中臂1B，2B被实施为多个腿，所有这些腿都被布置到同一工具1C，2C。可替代地，机器人可以是双臂机器人，其中机器人的每个臂可以被独立控制。
从图1中可以看出，机器人在该示例系统中沿着两个不同的平行线性输送路径4，6(即，第一输送路径4和第二输送路径6)布置。第一输送路径4和第二输送路径6可以是具有从输送机的流入侧到流出侧的高度差的输送机设备，诸如带式输送机、辊式输送机或射击输送机(shooter conveyor)等。第一输送路径4和第二输送路径6可以是不同种类的输送路径。第一输送路径4沿第一方向12A运行，而第二输送路径6沿第二方向12B运行。第一方向12A和第二方向12B在这里是相同的，因此，第一方向12A和第二方向12B是并发方向。换句话说，第一输送路径4和第二输送路径6的行进方向相同。然而，在一些其他实施例中，第一方向12A和第二方向12B可以不平行。第一输送路径4布置有用于承载物品5的第一平面15A。第二输送路径6布置有用于承载空位7(诸如具有空位7的容器)的第二平面15B。当沿着第一输送路径4和第二输送路径6布置时，关于第一输送路径4和第二输送路径6的共同方向，机器人可以被称为：作为最上游机器人的第一机器人1，以及作为所描绘的机器人的最下游机器人的最后机器人2。每个机器人能够在工作区域内工作，该工作区域通常形成为围绕机器人的球体，并且这里在第一输送路径4和第二输送路径6的第一平面15A和第二平面15B两者中被示意性地描绘为半圆b1，b2。因此，第一机器人1被布置为在第一工作区域b1内工作，并且最后机器人2被布置为在第二工作区域b2内工作。第一工作区域b1和第二工作区域b2可以限定在由相应机器人的机器人工具1C，2C通过移动机器人的臂1B，2B在空间中到达的位置限制的区域内。因此，第一工作区域b1和第二工作区域b2可以被限定为相应机器人能够利用其机器人工具1C，2C到达的整个区域，或者被限定为在该整个区域内的较小的减小区域。较小的区域可能是有用的，例如，如果必须暂时或不断地限制机器人的运动，例如，以不与任何相邻机器人或结构相撞。第一输送路径4被配置为在第一工作区域b1和第二工作区域b2内以速度v1传送物品5，例如，多个物品5。第二输送路径6被配置为在第一工作区域b1和第二工作区域b2内以速度v2传送物品5的空位7，例如，多个空位7。
第一输送路径控制器4A被布置为基于到第一输送路径控制器4A的输入数据来控制第一输送路径4的电动机(未示出)，以便控制第一输送路径4的速度v1和运行方向。第二输送路径控制器6A被布置为基于到第二输送路径控制器6A的输入数据来控制第二输送路径6的电动机(未示出)，以便控制第二输送路径6的速度v2和运行方向。具有用于设定相应输送路径4，6的速度和运行方向的输入数据可以由机器人控制系统10确定和生成，并且分别被发送到输送路径控制器4A，6A。输送路径4，6的速度和运行方向可以预先设定为标称值。输送路径4，6的移动(例如，速度和运行方向)可以通过机器人控制系统10分别接收来自布置到输送路径4，6的编码器(未示出)的输入而被监测。
在图2中，图示了机器人控制器1A，2A和/或主控制器9。每个机器人控制器1A，2A和主控制器9包括相应的处理器13和相应的存储器14。处理器13可以由一个或多个CPU(中央处理单元)组成。存储器14可以由一个或多个存储器单元组成。每个机器人控制器1A，2A可以被布置为根据到机器人控制器1A，2A的输入数据来控制机器人，该输入数据指示物品5在第一输送路径4上的位置和/或空位7在第二输送路径6上的位置。响应于输入数据，机器人控制器1A，2A被布置为执行计算机程序P并且生成对相应机器人的各种致动器的控制信号，使得机器人的工具1C，2C处置物品5或空位7，例如，在该位置处拾取、处理或释放物品5。
在一些实施例中，机器人系统11包括传感器系统8，传感器系统8被布置为以迄今已知的方式确定物品5和空位7的位置。传感器系统8可以被布置为监测第一输送路径4和第二输送路径6，以便确定第一输送路径4上的物品5和第二输送路径6上的空位7的位置数据。传感器系统8可以包括：至少一个传感器物品8A，至少一个传感器物品8A被布置为监测第一机器人1的工作区域b1上游的第一输送路径4；以及至少一个传感器物品8B，至少一个传感器物品8B被布置为监测工作区域b1上游的第二输送路径6。可替代地，传感器物品8A，8B可以被合并为监测第一机器人1的工作区域b1上游的第一输送路径4和第二输送路径6的一个传感器物品。传感器物品8A，8B可以包括至少一个相机和/或至少一个光电传感器。
当第一机器人1和最后机器人2共享相同的传感器系统8时，可能需要第一机器人控制器1A与第二机器人控制器2A之间的握手过程，以便通知最后机器人2关于哪些物品5和/或空位7已经由第一机器人1处置。例如，如果传感器系统8仅监测第一机器人1上游的物品5和空位7、但是向所有机器人控制器1A，2A发送所有传感器数据或位置数据，则第一机器人控制器1A和第二机器人控制器2A正在握手，使得第二机器人控制器2A知道哪些物品5和空位7保留在到最后机器人2的进入流动中。
图1的机器人系统11包括机器人控制系统10，机器人控制系统10布置有用于控制机器人系统11的处理电路。处理电路可以包括主控制器9和/或机器人控制器1A，2A。主控制器9被布置为从传感器系统8接收位置数据。空位7可以根据预先确定的图案而位于一个或多个容器中。如果一个容器的位置然后是已知的，则相应空位7的位置也可以通过主控制器9或传感器系统8将容器位置与预先确定的图案映射而被确定。主控制器9的功能可以替代地并入机器人控制器1A，2A中的一个机器人控制器中，例如，并入最后机器人2的机器人控制器2A中、或者并入机器人控制器1A，2A中的每个机器人控制器中。
在图1中，还图示了公共传输路径18。该传输路径18可以是有线的或无线的。传输路径18图示了机器人系统11的所有设备、单元、系统和/或控制器可以被布置为彼此通信并且通过有线或无线方式在彼此之间传送数据。主控制器9可以被配置为向机器人控制器1A，2A中的至少一个机器人控制器发送位置数据(例如，物品5和空位7的位置)，并且经由传输路径18从该至少一个机器人控制器接收数据。主控制器9还可以被布置为向输送路径控制器4A，6A发送数据并从输送路径控制器4A，6A接收数据。
机器人控制系统10(图1)被配置为执行用于控制机器人系统11的输送路径的速度(这里是第二输送路径6的速度v2)的方法。例如，主控制器9或最后机器人2的机器人控制器2A可以被配置为执行该方法，并且生成到输送路径控制器4A，6A的控制信号。主控制器9或机器人控制器2A可以包括具有程序代码的计算机程序P，以使主控制器9、机器人控制器2A、或者连接到主控制器9或包括主控制器9的功能的另一计算机执行将在下面解释的该方法。程序代码可以存储在单独的计算机可读介质上，并且被加载到主控制器9和/或机器人控制器2A中。
现在，讲参考图5中的流程图以及图1、图3和图4的图示来对该方法进行解释。第一输送路径4已经被启动并且正在在第一机器人1的工作区域b1内和最后机器人2的工作区域b2内以速度v1传送物品5。物品5的流动在这里是波动的。可以在机器人之间平衡第一输送路径4上的工作负荷。然而，最后机器人2被编程为拾取下一个离开最后机器人2的工作区域b2的最后物品5，并且将该物品5放置在下一个离开最后机器人2的工作区域b2的空位7中。
第二输送路径6也已经被启动，并且正在通过第一机器人1的工作区域b1以及通过最后机器人2的工作区域b2以速度v2传送空位7。空位7的流动在这里是波动的。第一输送路径4和第二输送路径6的运行方向相同。可替代地，第一输送路径4和第二输送路径6的运行方向垂直或以其他方式成角度。当被实施到最后机器人2时，这里将图示该方法，同样也是优选的。该方法包括：在步骤A1中，获得针对在第一输送路径4上传送的多个物品5的位置数据。该方法包括：在另一步骤A2中，获得针对在第二输送路径6上传送的多个空位7的位置数据。位置数据分别表示物品5和空位7的位置。这些位置可以容易地从存储器14获得，从传感器系统8发送，或者基于来自传感器系统8的传感器数据来由机器人控制系统10(例如，主控制器9或机器人控制器1A，2A中的任一机器人控制器)确定。连续执行步骤A1和A2，使得机器人控制系统10连续访问相应的输送路径4，6上的物品5和空位7的位置。
该方法还包括：在步骤A3中，基于位置数据，创建一个或多个对，该对包括多个空位7中的空位7中的一个空位和多个物品5中的相应物品5。换句话说，至少一个空位7与相应物品5配对。在尚未通过最后机器人2的工作区域b2的物品5与空位7之间创建一个或多个对，即，空位7中的一个空位和相应物品5两者均位于工作区域b2中或工作区域b2的上游。根据一个实施例，创建一个或多个对包括：基于位置数据来创建一对或多对，该对包括空位7中的一个空位和在运行方向上具有相同顺序号的相应物品5。顺序号相对于工作区域b2的边界16，17确定，空位7和物品5与顺序号为1的边界16，17具有最短距离。边界16，17是一对的空位7和物品5两者的同一边界，也就是说，工作区域b2的最上游边界16或最下游边界17。这里，运行方向意指相应输送路径4，6的运行方向。
该方法包括：在另一步骤A4中，对于一个或多个对中的一个对，基于针对该一个对(s，k)的位置数据以及速度v1和v2，来计算该一个对(s，k)的空位7到达工作区域b2的边界16，17的时间tA以及该一个对(s，k)的物品5到达工作区域b2的边界16，17的时间tBk。这里“s”指示来自该对的物品5的边界16，17的顺序号，并且这里的“k”指示来自该对的空位7的相同边界16，17的顺序号。数字“s”可以是1，2，3，4，5，6，7，8，9，10...50等，而数字“k”可以是1，2，3，4，5，6，7，8，9，10...50等。可以通过将第二输送路径6的运行方向上编号为“s”的空位7与边界16，17之间的最近距离除以速度v2来计算时间tAs。可以通过将第一输送路径4的运行方向上编号为“k”的物品5与边界16，17之间的最近距离除以速度v1来计算时间tBk。
在图3中，图示了方法步骤A4中的计算结果的示例。边界16，17这里是工作区域b2与第一输送路径4和第二输送路径6交叉的最下游边界17。换句话说，最下游边界17由工作区域b2与第一输送路径4和第二输送路径6在最下游交叉点限定。可以创建第一对的物品5和相应空位7，其中物品5是依次穿过最下游边界17的下一物品5，而空位7是依次穿过最下游边界17的下一空位。在步骤A4中，计算物品5到达最下游边界17的时间tB1，并且计算空位7到达最下游边界17的时间tA1。可以对多达N个对进行计算，例如，如果N＝2，则除了第一对之外，还对第二对进行计算，该第二对是依次穿过最下游边界17的下一对。然后，创建第二对的物品5和相应空位7，其中物品5是依次穿过最下游边界17的第二下一物品5，而空位7是依次穿过最下游边界17的第二下一空位。
在图4中，图示了方法步骤A4中的计算结果的另一示例。边界这里是工作区域b2与第一输送路径4和第二输送路径6相交的最上游边界16。换句话说，最上游边界16由工作区域b2与第一输送路径4和第二输送路径6在最上游的相交点限定。创建第一对的物品5和相应空位7，其中物品5是依次穿过最上游边界16的下一物品5，而空位是依次穿过最上游边界16的下一空位。在步骤A4中，计算物品5到达最上游边界16的时间tB1，并且计算空位7到达最上游边界16的时间tA1。可以对多达N个对进行计算，例如，如果N＝2，则除了第一对之外，还对第二对进行计算，该第二对是依次穿过最上游边界16的下一对。然后，创建第二对的物品5和相应的空位7，其中物品5是依次穿过最上游边界16的第二下一物品5，而空位7是依次穿过最上游边界16的第二下一空位。在一些实施例中，如果对应的物品5已经通过最上游边界16，则时间tBk是负时间。此外，在一些实施例中，如果对应的空位7已经通过最上游边界16，则时间tAk是负时间。因此，在一些实施例中，如果对应的相应物品5和空位7均已经通过最上游边界16，则时间tBk和时间tAk两者均为负时间。
该方法还包括：在步骤A5中，基于时间tAs与时间(tBk+Δt)之间的差来控制第二输送路径6的速度v2，其中Δt是预先确定的时间差。根据一个实施例，预先确定的时间差Δt为零，然后，仅基于时间tAs与时间tBk之间的差来控制第二输送路径6的速度。根据另一实施例，预先确定的时间差Δt具有非零值。例如，预先确定的时间差可以等于机器人拾取物品5所花费的时间，以确保当拾取的物品5应该放置在相应的空位7中时，该相应的空位7仍然在工作区域b2内。在一些实施例中，“s”等于一对的“k”，并且该对的物品5和同一对的空位7分别在相对于边界16，17的运行方向上(即，分别从边界16，17测量)具有相同的顺序号。在其他实施例中，“s”不等于一对的“k”，并且该对的物品5和同一对的空位7分别在相对于边界16，17的运行方向上具有不同的顺序号。在一个示例中，步骤A5包括：控制第二输送路径6的速度v2，使得时间tAs与时间(tBk+Δt)之间的差减小。
第二输送路径6的速度v2优选地通过重复步骤A1-A5中的一个或多个步骤而以规则的时间间隔(例如，每秒)被更新。由于任何上游拾取和放置将连续地修改物品5和空位7的配对，所以任一上游机器人1或任何多个机器人可以通过它们所执行的每次拾取和放置来影响速度控制。
根据一个实施例，步骤A5包括：首先基于时间tA1与时间(tB1+Δt)之间的差来控制第二输送路径6的速度，并且此后包括：基于时间tA2与时间(tB2+Δt)之间的差来控制第二输送路径6的速度。这可以继续直到已经达到一定数目的对(例如，N个对)为止，或继续直到没有更多对来创建为止。控制可以包括：如果一个或多个对中的一个对的时间tAs大于时间(tBk+Δt)，则增加第二输送路径6的速度v2。根据一个实施例，速度v2增加，使得该一个对中的物品5和相应空位7基本上同时到达边界16，17。因此，该方法可以通过到达最后机器人2的工作区域b2的进入物品5来使空位7被“推入”到最后机器人2的工作区域b2中。如果机器人系统11能够处置进入物品5的总数目，则将发生非常少的第二输送路径6的停顿，并且将向上游机器人1或多个上游机器人连续提供新的空位7，从而使它们保持忙于拾取和放置而无需等待新的空位7。如果停止功能被用于避免第二输送路径6上的溢流，则可能发生停顿。
在一些实施例中，多个物品5还包括由最后机器人2拿持的任何物品5。然后，该物品5由最后机器人2的工具2C(例如，夹持器)拿持。然后，任何夹持器拿持的物品5被认为是依次穿过下游边界17的下一物品5，并且将与相应的空位7配对，例如，与作为穿过边界16，17的下一空位7配对。例如，如果最后机器人2用其夹持器拿持物品5，并且可选地在最后机器人2的工作区域b2内没有其他物品5、以及下一空位7依次尚未到达边界16，17，则优选地增加第二输送路径6的速度v2，使得可以更快地填充下一空位7。在一些其他实施例中，多个物品5不包括最后机器人2用其工具2C拿持的任何物品5。
根据一个实施例，通过设定第二输送路径6的电动机的预先确定的加速度a2来增加速度v2。然后，第二输送路径控制器6A被布置为设定电动机的预先确定的加速度a2。例如，第二输送路径6可以具有550mm/s的最大速度和至多500mm/s2的加速度。每次通过该方法判定第二输送路径6的速度v2应该增加时，最大或其他预先确定的加速度被设定为电动机例如在下一个时间间隔驱动第二输送路径6的500mm/s2。维持该加速度，直到达到第二输送路径6的最大速度为止、或者直到该方法判定另一控制指令要被实现以例如降低第二输送路径6的速度v2为止。每次通过该方法判定应当降低速度v2时，最大或其他预先确定的减速度可以设定为电动机例如在下一个时间间隔驱动第二输送路径6的500mm/s2。维持该减速度，直到第二输送路径6已经停止并且v2为零为止、或者直到该方法判定另一控制指令要被实现以例如增加第二输送路径6的速度v2为止。
根据另一实施例，该方法包括：执行从边界16，17开始的至多N个对的计算，并且控制包括：如果对于所有N个对，时间tA小于时间(tBk+Δt)，则降低第二输送路径6的速度v2。根据一些实施例，当创建对并且执行计算时，N个对中的每一对的空位7至少位于边界16，17的上游。下面对两个示例进行解释。在第一示例中，考虑最上游边界16。然后，只要一对的空位7到达最上游边界16的时间tAs小于同一对的物品5到达最上游边界16的时间tBk+Δt，那么空位7将比物品5早到达第二工作区域b2，并且空位7将在最后机器人2的有效范围之内。现在，可以降低携带空位7的第二输送路径6的速度v2，以便等待物品5。然而，由于不期望不必要地降低速度v2，因为这可能降低整个系统的填充率，对至多N个对进行比较，以便更好地评估降低速度v2是否合适。如果对于所有N个对，时间tA小于时间tBk+Δt，则速度v2将降低以最终等待物品5。如果相反找到另一对，其中一对的空位7的时间tAs大于时间tBk+Δt，则速度v2将增加。在第二示例中，考虑最下游边界17。然后，仅考虑最下游边界17上游的物品5和空位7。然后，只要一对的空位7到达最下游边界17的时间tAs小于同一对的物品5到达最下游边界17的时间tBk+Δt，就可以推定空位7将比物品5早到达最下游边界17。现在，可以降低携带空位7的第二输送路径6的速度v2，以等待物品5。然而，因为最后机器人2被编程为拾取最后物品5并且将最后物品5放置在最后空位7中，所以如果在最后机器人2的有效范围内存在物品5，则最后空位7无论如何将被放置，并且因此可能不需要降低第二输送路径的速度v2。因此，由于不期望不必要地降低速度v2，因为这可能降低整个系统的填充率，对至多N个对进行比较，以便更好地评估降低速度v2是否合适。如果对于所有N个对，时间tA小于时间tBk+Δt，则速度v2将降低以最终等待物品5。如果相反找到另一对，其中一对的空位7的时间tAs大于时间tBk+Δt，则速度v2将增加。如果存在空位7在离开第二工作区域b2之前不会被填充的风险，则可以使用安全停止来停止第二输送路径6。
根据一个实施例，从边界16，17开始的N个对由从边界16，17开始的N个连续物品5和空位7组成。然后，一对(s，k)中的物品5的顺序号s是连续的并且等于空位7的顺序号k。在一些其他实施例中，N个对不是由从边界开始的连续物品5和空位7组成。例如，可以考虑每个第二物品5和每个第二空位7。例如，如果机器人一次应当拾取两个物品5并将它们直接放在一组两个空位7中，则这可能是有用的。然后，该方法只需要考虑对1，3，5...等。然而，一对(s，k)中的s仍然等于k。
根据另一实施例，一对(s，k)中的s不等于k。例如，k可以等于s的倍数，例如，2*k、3*k等。可替代地，s可以等于k的倍数，例如，2*s、3*s等。例如，如果机器人2由于某种原因应当跳过一些物品5或空位7，则这可能是有用的。例如，如果另一机器人沿着相同的第一输送路径4并且在机器人2的下游工作、并且转移到具有空位7的另一输送路径，则该机器人可以使用来自机器人2的物品5的溢流以放置在其他空位7中。
数目N取决于第一输送路径4和第二输送路径6的速度、第一输送路径4上的物品5的数目、最后机器人2的能力(例如，最后机器人2的最大拾取率)等。数目N例如可以是1，2，3，4，5，6，7，8，9，10...50中的任一数字。当考虑更多对时，系统11将更快地响应物品5与空位7之间的上游不平衡。如果系统11响应太快，则太频繁触发停止功能(在下一节中描述)的风险可能增加，从而导致造成物品5的流动与空位7的流动之间的不平衡的停顿。
为了避免空位7的溢流，该方法可以包括停止功能。停止功能包括：将一对的空位7的特性与特性极限进行比较，该特性极限指示最迟何时可以停止第二输送路径6，使得空位7将仍然在机器人2的工作区域b2内。如果空位7的特性小于或等于特性极限，则控制包括：停止或降低第二输送路径6的速度。该特性可以是到最下游边界17的时间tAs或空位7到最下游边界17的距离中的任一个。该极限可以是基于例如速度v2停止第二输送路径6所需的制动时间或制动距离。其特性正在与极限进行比较的一对的空位7可以是依次离开最后机器人2的工作区域b2的下一空位7。然而，如果空位7中的任一空位在离开工作区域b2之前处于未被填充的风险区中，应当及时停止第二输送路径6，使得在离开工作区域b2之前可以填充空位7。因此，停止功能将尽可能晚地停止第二输送路径6，以避免不必要的停顿。
根据另一实施例，该方法包括：确定最后机器人2的工作区域b2内的空位7的数目和物品5的数目；以及如果物品5的数目大于空位7的数目，则增加第二输送路径6的速度v2。然后，可以减少来自最后机器人2的物品5的溢流，并且可以提高系统11的效率。在一些实施例中，该物品5的数目还包括由最后机器人2拿持、因此由最后机器人2的夹持器拿持的任何物品5。
如果没有物品5和空位7的一对可用，例如，当加速生产时，第二输送路径6可以例如以标称速度运行。如果具有空位7的多个第二输送路径6与具有物品5的一个第一输送路径4一起使用，则该方法可以用于通过划分第二输送路径6之间的进入物品5来控制所有这些第二输送路径4的速度。然后，在该方法中的对的创建可以包括：为每个第二输送路径6单独且独立地创建具有空位7和物品5的对。
除了控制第二输送路径6或多个第二输送路径的速度v2之外，还可以控制第一输送路径4的速度v1。因此，可以控制第一输送路径4与第二输送路径6之间的相对速度。然而，最常见的是仅控制第二输送路径6的速度v2，并且以恒定速度v1驱动第一输送路径4。如果第一输送路径4的速度v1无论如何被改变，则该方法将快速适应第一输送路径4的速度改变。
当在第一输送路径4上开始馈送物品5并且在第二输送路径6上开始馈送空位7、并且因此加速物品5的流动和空位7的流动时，让第一对的物品5和空位7沿运行方向基本上同时进入系统可能是有利的。然后，第一对将在上游机器人1的工作区域b1中基本上同时可用，因此到最后机器人2的进入流动将通过前一个机器人1或多个机器人显著减小，并且降低了针对第一输送路径4的初始溢流的风险。
当停止馈送物品5和空位7、并且因此减速物品5的流动和空位7的流动时，可以通过当匹配数目的空位7已经被馈送到匹配所有预期物品5的空位时在新的空位7中停止馈送来执行减速。该方法将尝试在最后机器人2处匹配最后剩余的所有物品5和空位7。
本发明不限于上文所描述的优选实施例。可以使用各种备选方案、修改和等同物。因此，上述实施例不应视为限制由所附权利要求限定的本发明的范围。

Claims (14)

1.一种用于控制系统(11)的输送路径的速度的方法，所述系统(11)包括：工业机器人(2)；第一输送路径(4)，被配置为在所述机器人(2)的工作区域(b2)内以速度v1传送物品(5)；以及第二输送路径(6)，被配置为在所述机器人(2)的所述工作区域(b2)内以速度v2传送空位(7)；其中所述方法包括：
-获得针对在所述第一输送路径(4)上传送的多个物品(5)的位置数据；
-获得针对在所述第二输送路径(6)上传送的多个空位(7)的位置数据；
-创建一个或多个对，所述对包括所述多个空位(7)中的所述空位(7)中的一个空位和所述多个物品(5)中的相应物品(5)；
-对于所述一个对或多个对中的一个对，基于针对所述一个对的位置数据并基于所述速度v1和v2，来计算所述一个对的所述空位(7)到达所述工作区域(b2)的边界(16，17)的时间tA以及所述一个对的所述物品(5)到达所述工作区域(b2)的所述边界(16，17)的时间tBk；以及
-基于所述时间tAs与时间(tBk+Δt)之间的差来控制所述第二输送路径(6)的所述速度，其中Δt是预先确定的时间差。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述创建一个或多个对包括：基于所述位置数据来创建一个或多个对，所述对包括所述空位(7)中的一个空位和相对于所述边界(16，17)在运行方向上具有相同顺序号的相应物品(5)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述控制包括：如果对于所述一个对的所述时间tAs大于所述时间(tBk+Δt)，则增加所述第二输送路径(6)的所述速度v2。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括：对于从所述边界(16，17)开始的至多N个对来执行所述计算，并且如果对于所有所述N个对、所述时间tAs小于所述时间(tBk+Δt)，则所述控制包括：降低所述第二输送路径(6)的所述速度v2。
5.根据权利要求4所述的方法，其中从所述边界(16，17)开始的所述N个对是从所述边界(16，17)开始的N个连续对。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述工作区域(b2)的所述边界(16，17)是与所述第一输送路径(4)和所述第二输送路径(6)交叉的最上游边界(16)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述工作区域(b2)的所述边界(16，17)是与所述第一输送路径(4)和所述第二输送路径(6)交叉的最下游边界(17)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：将一对的所述空位(7)的特性与特性极限进行比较，所述特性极限指示最迟何时能够停止所述第二输送路径(6)以使得所述空位(7)仍然保留在所述机器人的所述工作区域(b2)内，并且如果所述空位(7)的所述特性小于或等于所述特性极限，则所述控制包括：停止或减少所述第二输送路径(6)的所述速度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述特性是到最下游边界(17)的所述时间tAs或者所述空位(7)到所述最下游边界(17)的距离。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多个物品(5)还包括由所述机器人(2)拿持的任何物品(5)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：
-确定所述机器人(2)的所述工作区域(b2)内的空位(6)的数目和物品(4)的数目；
-如果所述物品(4)的数目大于所述空位(6)的数目，则增加所述第二输送路径(6)的所述速度v2。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述物品(5)的数目还包括由所述机器人(2)拿持的任何物品(5)。
13.一种系统(11)，包括：工业机器人(2)；第一输送路径(4)，被配置为在所述机器人(2)的工作区域(b2)内以速度v1传送物品(5)；以及第二输送路径(6)，被配置为在所述机器人(2)的所述工作区域(b2)内以速度v2传送空位(7)，其中所述第一输送路径(4)和所述第二输送路径(6)的运行方向相同；所述系统(11)还包括控制系统(10)，所述控制系统(10)包括处理电路，其特征在于，所述处理电路被配置为执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
14.根据权利要求13所述的系统(11)，还包括传感器系统(8)，所述传感器系统(8)被布置为监测所述第一输送路径(4)和所述第二输送路径(6)以便获得位置数据。
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