KR100379252B1

KR100379252B1 - 불규칙 물품의 정렬 장치

Info

Publication number: KR100379252B1
Application number: KR10-2000-0059741A
Authority: KR
Inventors: 미우라카추야; 카리야요시키; 푸쿠다타쿠야; 쇼우지아키라
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2003-04-08
Also published as: EP1092512A3; KR20010050955A; EP1092512A2; AU6247700A; US6360142B1; AU742980B2

Abstract

불규칙하게 운반된 물품을 로봇을 이용하여 정렬하고 정렬된 물품을 반출하는 불규칙 물품의 정렬 장치에 있어서, 상기 로봇은 복수 개의 암과, 각각의 암을 서로 독립적으로 제어하여 물품을 운반 지점에서 반출 지점으로 정렬 및 이송하도록 하는 단일의 로봇 제어기를 포함한다.

Description

불규칙 물품의 정렬 장치{RANDOM WORK ARRANGING DEVICE}

본 발명은 불규칙한 물품을 정렬하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 로봇에 복수 개의 암(arm)을 설치하여 불규칙적으로 무질서하게 이송되어 오는 다양한 물품을 정렬하고 정렬된 물품을 다음 단계로 반출하는 장치에 관한 것이다.

종래, 화학물질이나 화장품의 용기로서 사용되는 튜브, 병 및 뚜껑과 같은 물품(이하 "물품"이라 함)은 일반적으로 소정 자세를 갖도록 정렬됨으로써 그것을 박스에 포장하고, 그것에 표찰을 붙이는 것이 용이하게 된다.

더욱 상세하게는, 많은 양의 물품들이 랜덤(random)하게 즉, 불규칙적으로 무질서하게 성형 및 공급되기 때문에, 그것들은 "부분 피더(part feeder)"라고 하는 장치에 의하여 정렬되어 다음 단계로 이송된다. 부분 피더는 기본적으로 한 종류의 물품만을 처리하도록 되어 있고, 매번 필요한 처리 능력에 따라 설계 및 제작되는 비교적 간단한 구조로 된 장치이다. 이러한 이유로, 충분히 높은 처리 능력이 달성될 수 없고, 물품의 종류 변화에 대하여 적절하게 대응할 수가 없다. 다양한 종류의 물품이 처리되어야 할 때, 기계 설치에 소요되는 시간이 그에 따라 길어지게 되는 데, 이것은 생산성의 저하를 초래한다.

특히, 다양한 종류의 물품이 처리될 필요가 있고 높은 처리 능력이 요구되는 경우에, 영상 처리 장치(image processing device)를 포함한 로봇을 사용하여 물품을 정렬하는 방법이 일반적으로 사용된다. 이러한 방법에서는 특히, 전하 결합 소자(charge coupled device: 이하 "CCD"라 함) 카메라와 같은 시각 감지기(vision sensor)가 각 물품의 위치 및 자세에 관한 정보를 획득하는 데 사용되고, 로봇의 암은 이러한 정보에 따라 물품을 정렬하도록 제어된다. 이러한 방법은, 물품의 종류 변화에 따라 동작 프로그램의 단순한 절환(switching)만으로 다양한 물품을 처리할 수 있으며, 그럼으로써 설치에 소요되는 시간이 감소하게 되는 장점이 있다.

정렬 작업과 같은 비교적 단순한 물품 작업에 있어서, 종래 범용 로봇의 처리 능력과 부분 피더의 처리 능력에는 별 차이가 없기 때문에, 높은 처리 능력이 요구되는 경우에는 로봇의 개수가 늘어나게 된다. 이러한 경우에, 각각 로봇 제어기, 암 및 영상 처리 장치를 구비한 복수개의 로봇은, 물품을 이송하는 컨베이어와 같은 주변 장치까지 제어하는 총괄 제어 보드를 사용하여 전체적으로 제어되고, 그럼으로써 물품 작업을 수행하게 된다(일본공개특허공보 평7-281721 및 일본특허 제2717771호 참조). 이들 참고문헌은, 영상 처리 장치가 필수적이지 않은 시스템을 개시하고 있다.

그러나, 로봇의 개수를 증가시킴으로써 처리 능력을 향상시키는 방법은 시스템을 복잡하게 하고, 비용 대 성능 비의 저하를 초래한다. 물품의 정렬과 같은 비교적 단순한 작업을 처리하기 위하여 지나치게 복잡한 시스템을 구성하는 것은 처리 능력을 향상시키는 데 장애를 초래할 뿐이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로, 로봇이 물품의 이송과 같은 비교적 단순한 작업을 수행할 때 및 불규칙적으로 이송된 다양한 물품이 로봇에 의하여 정렬되어 다음 단계로 반출될 때, 시스템을 단순화하여 처리 능력을 크게 높일 수 있는 진보된 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정렬 장치의 개략적인 구조를 나타내는 정면도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정렬 장치의 개략적인 구조를 나타내는 평면도이다.

도 3은 정렬 장치의 제어 시스템을 나타내는 블럭도이다.

도 4는 정렬 장치의 선별 암의 개략적인 구조를 나타내는 정면도이다.

도 5는 정렬 장치의 선별 암의 개략적인 구조를 나타내는 평면도이다.

도 6은 정렬 장치의 선별 암의 개략적인 구조를 나타내는 부분 확대 정면도이다.

도 7은 정렬 장치의 선별 암의 개략적인 구조를 나타내는 부분 확대 측면도이다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정렬 장치의 이송 벨트의 형상을 나타내는 부분 확대 평면도이다.

도 9는 정렬 장치의 이송 벨트의 돌출부의 형상을 나타내는 부분 확대 측면도이다.

도 10은 정렬 장치의 이송 벨트의 돌출부의 다른 형상을 나타내는 부분 확대측면도이다.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 정렬 장치의 개략적인 구조를 나타내는 정면도이다.

도 12는 정렬 장치에서 카메라 및 거울의 배치 상태의 예를 나타내는 부분 확대 측면도이다.

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 정렬 장치의 제어 시스템의 개략적인 구조를 도시한 것이다.

도 14는 정렬 장치의 개략적인 구조를 나타내는 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 로봇 12, 13 : 선별 암

20: 이송 기구 21 : 반입 컨베이어

22 : 반출 컨베이어 23 : 반송 기구

24 : 인코더 25 : 발광 장치

30 : 카메라 31 : 카메라 지지부재

32 : 거울 40 : 로봇 제어기

41 : 보드 저장 랙 42 : CPU 보드

43 : 영상 처리 유니트 44 : 주변 장치 제어 유니트

45 : 컨베이어 위치 검출 유니트 46 : 물품 위치 검출 유니트

47 : 선별 위치 연산 유니트 48 : 할당 동작 유니트

49 : 암 제어 유니트 51a: 이송 벨트

53 : 돌출부 60 : 형상 검사 유니트

70 : 불량품 방출 기구 71 : 오버플로 슈터

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 불규칙적으로 무질서하게 이송된 물품을 로봇을 이용하여 정렬하고 정렬된 물품을 반출하는 불규칙 물품의 정렬장치에 있어서, 상기 로봇이 복수 개의 암(arm)과, 이송 지점(conveying position)에서 반출 지점(carry-out position)으로 물품을 정렬 및 이송시키도록 각각의 암을 서로 독립적으로 제어하기 위한 단일의 로봇 제어기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

정렬 장치에 있어서, 정렬 장치의 로봇은, 물품을 이송하기 위하여 이송 기구(conveying mechanism)의 이송 지점을 검출하는 위치 감지기(position sensor)로부터 수신한 신호 및 상기 이송 기구에 의하여 이송된 물품의 위치, 자세 및/또는 형상을 검출하는 시각 감지기로부터 수신한 신호에 따라서 이송 지점으로부터 반출 지점으로 물품을 정렬 및 이송시킨다.

반출되지 않은 물품은 이송 시작점(conveying starting point)으로 반송되는 것이 바람직하다.

물품은 각각의 암에 의하여 이송될 때 소망의 자세를 갖도록 만들어지는 것이 바람직하다.

각각의 암은 특정 물품만을 이송하도록 특정되는 것이 바람직하다.

암에 의하여 이송될 수 없는 물품이 있다고 판단될 때, 하나의 암이 운반될 수 없는 물품에 대하여 상류에 위치한 또다른 물품을 운반하도록 특정되는 것이 바람직하다.

물품이 운반되는 동안 구르지 않도록 하는 것이 바람직하다.

이송 기구의 이송 벨트 표면에는 소정 형태로 배열된 돌출부가 마련(제공)되는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 돌출부가 마련된 이송 벨트는 투명한 것이 더욱 바람직하다.

정렬 장치는, 이송 벨트를 통해 전송된 광선의 광선 경로를 변화시키기 위한 광로 변환 수단(light path changing means)을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 상기 광로 변환 수단은 이송 벨트 상의 소정 위치에 소정 각도로 제공된 거울이고 상기 거울의 각도는 조정될 수 있는 것이 더욱 바람직하다.

정렬 장치는, 투명 물품 인식 프로세스(transparent work recognition process)에서 투명한 물품을 인식하기 위한 영상 처리 수단(image processing means)을 구비하는 것이 바람직하다.

정렬 장치는, 상기 영상 처리 수단으로부터 수신한 영상 데이터에 기초하여 물품의 형상을 검사하기 위한 형상 검사 유니트(shape checking unit)를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 물품의 외형이 검사되는 데 있어서, 물품의 다양하고 많은 외형적 특성에 기초하거나 또는 물품의 특정 부위의 특정 정보에 기초하여 외형이 검사된다.

정렬 장치는 형상 검사 유니트에 의하여 수행된 검사 프로세스에서 불량으로 판정된 물품을 방출하기 위한 불량품 방출 기구를 포함하는 것이 바람직하다.

각각의 암은 3개의 축으로 구성되며, 그 중 2개는 로봇 제어기에 의하여 로봇의 축으로서 제어되는 것이 바람직하다. 각각의 암은 2개의 축으로 구성될 수도 있으며, 그 중 하나는 로봇 제어기에 의하여 로봇의 축으로서 제어될 수도 있다. 이러한 경우에, 상기 로봇 제어기에 의하여 제어되는 축 이외의 축은 주변 장치로서 동 제어기에 의하여 제어된다. 각각의 암은 로봇 제어기에 의하여 로봇의 축으로서 제어되는 3개의 축으로 구성될 수도 있다. 각각의 암은 로봇 제어기에 의하여 로봇의 축으로서 제어되는 2개의 축으로 구성될 수도 있다.

정렬 장치의 로봇 제어기는, 이송 벨트 및 카메라를 포함하는 이송 기구와 같은 주변 장치를 제어하기 위한 주변 장치 제어 유니트(peripheral device control unit)와; 이송 벨트의 위치를 검출하기 위한 컨베이어 위치 검출 유니트(conveyor position detecting unit)와; 영상 처리 유니트에 의하여 발생된 영상 데이터에 기초하여 각각의 물품의 위치, 자세 및/또는 형상을 검출하는 물품 위치 검출 유니트(work position detecting unit)와; 컨베이어 위치 검출 유니트 및 물품 위치 검출 유니트에 의하여 검출된 정보에 기초하여 각각의 암에 대한 반입 컨베이어 상에서 각각의 물품이 선별될 위치를 연산하기 위한 선별 위치 연산 유니트(picking position computing unit)와; 선별 위치 연산 유니트에 의하여 연산된 정보에 기초하고 소정 할당 알고리즘(allocation algorithm)에 따라 여러 암들 중 어떤 암이 특정 물품을 선별할 것인가를 특정하는 할당 동작 유니트(allocation operation unit)와; 할당 동작 유니트의 동작 결과 및 선별 위치 연산 유니트의 연산된 정보에 따라 반입 컨베이어 상에서 물품을 정렬하도록 각각의 암을 제어하기 위한 암 제어 유니트(arm control unit)를 구비한다.

이미 알 수 있는 바와 같이, 불규칙하게 이송된 물품을 정렬하고 정렬된 물품을 반출하는 정렬 장치의 구조는 단순화 될 수 있으며, 그 처리 능력은 크게 향상될 수 있다.

예를 들어, 비교적 단순한 물품 작업에 있어서, 3개의 축으로 구성된 각각의 암의 2개의 축은 로봇 제어기에 의하여 로봇의 축으로서 제어된다. 단일 로봇 제어기에 의하여 제어될 수 있는 암의 개수가 증가될 수 있기 때문에, 하나의 로봇의 처리 능력은 향상될 수 있다. 각각의 암의 단순화 된 구조는 고속 동작을 가능케 하고 나아가 처리 능력을 향상시킨다.

다양한 물품 작업에 따라서, 각각의 암은 2개의 축을 갖도록 될 수 있는 데, 그 중 하나의 축은 로봇의 축으로서 제어된다. 이러한 경우에, 단지 축의 동작은 로봇 제어기에 의하여 로봇의 축으로서 제어되고 그럼으로써 단일의 로봇 제어기에 의하여 제어될 수 있는 암의 개수가 증가될 수 있기 때문에, 단일 로봇의 처리 능력이 더 향상될 수 있다. 또한, 암의 구조가 더 단순화 될 수 있고, 처리 능력은 쉽게 향상될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 투명한 물품과 불투명한 물품이 이송시에 공존 가능하다. 그러므로, 설치에 소요되는 시간이 감소되고 나아가 향상된 처리 능력이 달성될 수 있다.

본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따르면, 물품이 이송 시에 구르는 것이 방지된다. 구형 물품 또는 튜브형 물품이 다른 물품과 마찬가지로 처리될 수 있기 때문에, 기계 설치에 소요되는 시간이 감소되고 처리 능력이 더 향상될 수 있다.

본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따르면, 물품은 운반시에 그 형상이 검사된다. 그래서, 하위 단계에서의 물품의 형상 검사가 생략될 수 있고, 그로 인해 단계 및 설비의 간이화가 가능하다.

본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 있어서, 형상 검사 프로세스에 의해 불량품으로 판단된 물품은 방출되게 된다. 불량 물품은 하위 단계로 운반되지 않게 됨으로써 처리 능력이 더 향상된다.

본 발명의 전술한 목적, 기타 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로부터 당해 기술분야의 당업자에게 분명하게 될 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

실시예 1

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정렬 장치의 구조를 나타내는 정면도 및 평면도이다. 도 1 및 도 2에 있어서, 정렬 장치(A)는, 복수 개의 선별 암(이하 "암"이라 함)을 가진 로봇(10), 상기 로봇(10)에 의하여 처리된 물품(W)을 운반하기 위한 운반 기구(conveying mechanism)(20) 및 상기 운반 기구(20)에 의하여 운반된 물품(W)에 대한 영상 데이터를 획득하기 위한 시각 감지기로서의 카메라(30)를 포함한다.

로봇(10)은 로봇 제어기(40) 및 상기 로봇 제어기(40)에 의하여 제어되는 복수 개의 선별 암(12, 13)을 포함한다. 로봇 제어기(40)는 각각의 암(12, 13) 및 운반 기구(20) 및 카메라(30)와 같은 주변 장치의 제어를 담당한다.

운반 기구(20)는, 불규칙적으로 공급된 물품(W)을 그것이 로봇(10)에 처리될 위치까지 운반시키기 위한 반입 컨베이어(21), 로봇(10)에 의하여 정렬된 물품(W)을 다음 단계로 운반시키기 위한 반출 컨베이어(22) 및 로봇(10)에 의하여 정렬되지 않은 채 반입 컨베이어(21)의 종착점(terminal point)(21a)까지 운반된 물품(W)을 반입 컨베이어(21)의 시작점(starting point)(21b)으로 반송시키는 반송 기구(reverse conveying mechanism)(23)를 포함한다. 본 실시예에서 하나의 반출 컨베이어(22)가 설명되었으나, 복수 개의 반출 컨베이어가 병렬로 구비될 수 있다.

반입 컨베이어(21)에는 위치 감지기로서 인코더(encoder)(24)가 구비된다. 인코더(24)는 이송 벨트의 위치에 관한 정보를 컨베이어 인코더 값(conveyor encoder value)으로 로봇 제어기(11)에 제공한다. 반입 컨베이어(21)의 운반 벨트는 반투명이고, 그것을 통하여 물품(W)을 조사하기 위한 발광 장치(lighting device)(25)가 그 아래에 구비된다.

반송 기구(23)는, 종착점(21a)에서 떨어지는 물품(W)을 수용하기 위하여 반입 컨베이어(21)의 운반 방향에 대해 후방에 구비되는 오버플로 슈터(overflow shooter)(23a), 상기 오버플로 슈터(23a)로부터 운반된 물품(W)을 반입컨베이어(21)의 상류로 운반시키기 위한 반송 컨베이어(23b) 및 상기 반입 컨베이어(21)의 상류로 반송 컨베이어(23b)에 의하여 운반된 물품(W)을 반입 컨베이어(21)의 시작점(21b)으로 이송하는 슈터(23c)를 포함한다. 상기 오버플로 슈터(23a) 및 슈터(23c)의 하나 또는 양자가 벨트 컨베이어로서 사용될 수 있다는 것이 주지되어야 한다.

카메라(30)는 CCD(charge coupled device: 전하결합장치) 감지기로 구성되고, 발광 장치(25)의 조사 하에 반입 컨베이어(21)에 의하여 운반된 물품(W)의 영상을 취하여 상기 영상 신호를 전기적 신호로 전환하고 상기 전기적 신호를 로봇 제어기(40)에 제공한다.

도 3은 로봇 제어기(40)의 상세 구조를 나타낸다.

도 3에 있어서, 로봇 제어기(40)는 보드 저장 랙(board storage rack)(41)을 포함한다. 상기 보드 저장 랙(41)은 영상 데이터를 발생시키기 위하여 카메라(30)로부터 수신된 신호를 처리하는 CPU 보드(42) 및 영상 처리 유니트(43)를 포함한다. 상기 CPU 보드(42) 및 영상 처리 유니트(43)는 VMEbus로 연결되어 있다.

상기 CPU 보드(42)는, 이송 기구(20) 및 카메라(30)와 같은 주변 장치를 제어하기 위한 주변 장치 제어 유니트(44)와, 인코더(24)에 의하여 공급된 컨베이어 인코더 값에 기초하여 운반 벨트의 위치를 검출하기 위한 컨베이어 위치 검출 유니트(45)와, 상기 영상 처리 유니트(43)에 의하여 발생된 영상 데이터에 기초하여 물품의 위치, 자세 및/또는 형상을 검출하기 위한 물품 위치 검출 유니트(46)와, 상기 컨베이어 위치 검출 유니트(45) 및 물품 위치 검출 유니트(46)에 의해 검출된정보에 기초하여 각각의 선별 암(12, 13)을 위하여 반입 컨베이어(21) 위에서 물품(W)이 선별될 위치를 연산하는 선별 위치 연산 유니트(47)와, 상기 선별 위치 연산 유니트(47)에 의하여 연산된 정보에 기초하여 주어진 할당 알고리즘에 따라 특정 물품(W)을 선별할 암(12(13))을 특정하는 할당 동작 유니트(48)와, 상기 할당 동작 유니트(48)의 동작 결과 및 선별 위치 연산 유니트(47)의 연산 정보에 따라 각각의 암(12, 13)을 반입 컨베이어(21) 위에서 물품(W)을 정렬하도록 제어하는 암 제어 유니트(49)를 포함한다.

물품(W)을 선별하도록 암(12, 13)을 특정할 때, 할당 동작 유니트(48)에 사용되는 할당 알고리즘이 설명될 것이다.

(1) 예를 들어, 암(12, 13)에 대해 물품(W) 선별을 균일하게 할당할 때, 카메라(30)에 포착되는 물품(W)은 순차적으로 번호가 부여되고, 후속하여 암(12, 13)에 할당되게 된다. 선별 위치 연산 유니트(47)에 의한 동작 결과가 어떤 물품(W)이 암(12, 13)에 의하여 선별될 수 없다는 것을 나타낼 때, 할당 동작 유니트(48)는 이러한 물품(W)이 선별될 수 없다는 것을 결정하고, 이러한 물품(W) 이외의 다음 번호의 물품(W)을 암(12, 13)에 순차적으로 할당하게 된다. 그럼으로써, 각각의 암(12, 13)은 불필요한 대기 상태에 머물지 않고서 정렬 동작을 수행할 수 있다.

(2) 특정 암, 예를 들어, 하나의 암(12)이 주된 암으로서 동작되고 다른 암(13)이 보조 암으로서 동작될 때, 카메라(30)에 포착된 물품(W)은 순차적으로 번호가 부여되고, 주된 암(12)이 그것들을 순차적으로 선별하게 된다. 선별 위치 연산 유니트(47)의 연산 결과가 어떤 물품이 주된 암(12)에 의하여 선별될 수 없음을 나타낼 때, 할당 동작 유니트(48)가 이러한 물품(W)을 보조 암(13)에 할당한다.

이러한 물품(W)의 일부가 여전히 보조 암(13)에 의해서도 선별될 수 없을 때, 할당 동작 유니트(48)는 이러한 물품(W)이 선별될 수 없다고 결정하고, 보조 암(13)이 이러한 물품(W)의 상류에 위치하고 주된 암(12)에 의하여 선별될 수 없는 하위 번호의 물품(W)을 선별하게 된다.

(3) 이송 벨트 위에 다양한 종류의 물품(W)이 있을 때, 처리 능력을 배양하기 위하여 암은 물품(W)의 종류에 따라 특정될 수 있다. 이 경우에, 물품 위치 검출 유니트(46)는 각 물품(W)의 종류를 결정하고, 할당 동작 유니트(48)는 각 물품(W)의 종류에 따라서 물품(W)을 암(12, 13)에 할당한다. 암(12, 13)에 의하여 선별될 수 없는 물품(W)의 처리는 상기 설명한 경우와 유사하다.

(4) 각각 전면 및 배면을 갖는 물품(W)을 처리할 때, 처리 능력을 높이기 위하여 각 물품(W)의 면이 전면인가 또는 배면인가에 따라 암이 특정될 수 있다. 이 경우에, 물품 위치 검출 유니트(46)는 각 물품의 면이 전면인지 또는 배면인지를 결정하고, 할당 동작 유니트(48)는 결정 결과에 따라 물품(W)을 암(12, 13)에 할당한다. 암(12, 13)에 의하여 선별될 수 없는 물품(W)의 처리는 상기 설명된 바와 유사하다.

상기 실시예에서 선별되지 아니한 물품(W)은 반송 기구(23)에 의하여 반입 컨베이어(21)의 상류로 반송된다.

다음, 선별 암(12, 13)의 구조가 설명될 것이다. 도면의 간략화 및 이해를돕기 위하여, 아래 설명에서는, 선별 암(12)은 주된 암으로 설명될 것이고, 선별 암(13)은 단순히 "암(13)"으로 설명될 것이다.

도 4 내지 도 7은 선별 암(12, 13)의 구조를 나타낸다. 선별 암(12, 13)은 물품(W)을 선별하기 위한 핸드(12a, 13a)가 구비되고, 3개의 자유도를 갖는 3개의 축으로 구성된다. 상기 축은, 도 4의 수평 방향으로 핸드(12a, 13a)를 이동시키는 제1 선형 운동 기구(제1 축)(12b, 13b)와, 도 4의 수직 방향으로 핸드(12a, 13a)를 이동시키는 수직 축으로서의 제2 선형 운동 기구(제2 축)(12c, 13c) 및 자체 축을 중심으로 핸드(12a, 13a)를 회전시키기 위한 회전축으로서의 회전 기구(제3 축)(12d, 13d)로 구성된다. 제1 선형 운동 기구(12a, 13a) 및 회전 기구(12d, 13d)는 로봇 제어기(40)에 의하여 로봇 축으로서 각각 제어되고, 제2 선형 운동 기구(12c, 13c)는 로봇 제어기(40)에 의하여 주변 장치로서 제어된다.

특히, 반입 컨베이어(21) 및 반출 컨베이어(22)는 서로 평행한 부분을 갖는다. 암(12, 13)을 지지하기 위하여 위로 개방된 U자 형의 단면을 갖는 빔(12e, 13e)이 제공됨으로써 빔(12e, 13e)은 상기 평행한 부분에 놓여진다.

빔(12e, 13e)은 그것의 측벽(12f, 13f)에 레일(12g, 13g)이 구비되고, 상기 레일(12g, 13g)은 반입 컨베이어(21) 및 반출 컨베이어(22) 위의 공간 내에서 핸드(12a, 13a)를 이동시키기 위하여 요구되는 영역 L에 걸쳐 있으며, 빔(12e, 13e)이 내부 공간으로 돌출되어 있다.

빔(12e, 13e)에는 그 바닥판(12h, 13h) 위, 반입 컨베이어(21)의 영역 L 내의 종착점에 위치한 제1 구동 모터(12i, 13i)가 구비된다. 상기 모터(12i, 13i)는, 그 토크(torque)를 전달하기 위하여 한 쌍의 활차(12k, 13k)를 사용함으로써 제1 선형 운동 기구(12b, 13b) 및 전달 벨트(12j, 13j)의 구동원이 된다.

제2 선형 운동 기구(12c, 13c) 및 회전 기구(12d, 13d)를 지지하는 지지부재(12m, 13m)는 구동 가능하게 전달 벨트(12j, 13j)에 고정되고, 활주 가능하게 레일(12g, 13g) 위에 지지됨으로써 제1 선형 구동 기구(12b, 13b)를 구성한다.

제2 선형 운동 기구(12c, 13c)는 구동원으로서 제2 구동 모터(12t, 13t)를 포함한다. 제2 구동 모터(12t, 13t)는 그 회전축이 수평 방향을 향하도록 지지부재(12m, 13m)에 의하여 지지된다. 제2 선형 운동 기구(12c, 13c)는 제2 구동 모터(12t, 13t)의 회전축의 회전을 수직 방향으로 전화시키기 위한 운동 방향 전환 기구(12n, 13n)를 더 포함한다. 더욱 상세하게는, 제2 구동 모터(12t, 13t)는 펄스 모터로 구성되고, 소정 거리만큼 상하로 핸드(12a, 13a)를 지지하기 위한 튜브형 핸드 지지부재(12o, 13o)를 움직이기 위하여 암 제어 유니트(20)의 명령에 따라 소정 기간 동안 소정 각도에서 회전함으로써 핸드(12a, 13a)를 상하로 움직이게 된다.

회전 기구(12d, 13d)는 구동원으로서 제3 구동 모터(12p, 13p)를 포함한다. 제3 구동 모터(12d, 13d)는 그 회전축이 하향 수직 방향을 향하도록 지지부재(12m, 13m)에 의하여 지지된다. 회전축의 회전은 기어 기구(gear mechanism)(12r, 13r)을 통하여 핸드 지지부재(12o, 13o)에 전달됨으로써 그 축을 중심으로 핸드(12a, 13a)를 회전시킨다.

핸드(12a, 13a)는 물품(W)을 흡입하기 위한 흡입 패드(suction pad)(P)를 갖는다. 공지의 흡입 검출기, 공지의 진공 펌프, 공지의 진공 필터 등을 포함하는 진공 유니트(AU)는 튜브(PV) 및 튜브형 핸드 지지부재(12o, 13o)를 통하여 흡입 패드(P)에 연결된다.

이하, 조립된 정렬 장치(A)가 어떻게 물품(W)을 정렬하는지를 설명한다.

(1) 반입 컨베이어(21)에 의하여 운반된 각각의 물품(W)이 카메라(30)에 포착될 때, 물품 위치 검출 유니트(17)는 영상 처리 유니트(43)에 의하여 연산된 영상 데이터에 기초하여 물품(W)의 위치, 자세 및 형상을 검출한다.

(2) 컨베이어 위치 검출 유니트(45)는 컨베이어 인코더(24)에 의하여 제공된 컨베이어 인코더 값에 기초하여 운반 벨트의 위치를 검출한다. 선별 위치 연산 유니트(47)는, 물품 위치 검출 유니트(46)에 의하여 검출된 물품(W)의 위치, 자세 및/또는 형상에 관한 정보와, 컨베이어 위치 검출 유니트(45)에 의하여 검출된 이송 벨트의 위치에 관한 정보로부터 각각의 암(12, 13)이 물품(W)을 선별하게 될 위치를 연산한다.

(3) 할당 동작 유니트(48)는 이러한 연산된 위치 정보와 상기 할당 알고리즘에 따라 각각의 물품(W)을 선별하는데 사용될 암 즉, 암(12) 및/또는 암(13)을 특정한다.

(4) 암 제어 유니트(20)는, 선별 위치 연산 유니트(47)에 의하여 연산된 위치 정보에 따라 제1 선형 운동 기구(12b, 13b)의 제1 구동 모터(12i, 13i)를 회전시켜 연산된 위치 정보에 의해 지시된 위치까지 핸드(12a, 13a)를 이동시킨다.

(5) 핸드(12a, 13a)가 상기 (4)의 위치까지 이동된 때, 암 제어 유니트(49)는 펄스 모터로 구성된 제2 구동 모터(12t, 13t)가 회전함에 따라 명령을 출력한다.

(6) 이러한 명령에 따라, 제2 구동 모터(12t, 13t)는 소정 각도에서 회전하게 되고 핸드(12a, 13a)는 대기 위치(A)에서 파지 위치(B)까지 하향한다.

(7) 핸드(12a, 13a)가 파지 위치(B)까지 하향하여 핸드(12a, 13a)의 흡입 패드(P)가 물품(W)에 접하게 될 때, 진공 유니트(AU)가 작동되고 그럼으로써 물품(W)이 흡입 패드(P)로 흡입되게 된다.

(8) 흡입 패드(P)에 물품(W)이 흡입되어 있다는 것이 흡입 검출기에 의하여 검출될 때, 제2 구동 모터(12t, 13t)가 소정 각도에서 회전하여 핸드(12a, 13a)를 보류 위치(C)까지 상향시킴에 따라서 암 제어 유니트(49)가 명령을 출력한다.

(9) 보류 위치(C)에서, 암 제어 유니트(49)는 회전 기구(12d, 13d)의 제3 구동 모터(12p, 13p)를 구동함으로써 물품 위치 검출 유니트(46)에 의하여 검출된 물품(W)의 자세에 관한 정보에 따라 핸드(12a, 13a)에 의하여 파지된 물품(W)이 적당한 자세를 갖도록 한다.

(10) 상기 (9)에서 설명된 바와 같이, 제3 구동 모터(12p, 13p)의 회전을 제어함과 동시에, 암 제어 유니트(49)는 물품(W)을 파지한 핸드(12a, 13a)를 반출 컨베이어(22) 상의 소정 위치까지 이동시키도록 제1 선형 운동 기구(12b, 13b)를 제어한다.

(11) 물품(W)을 파지한 핸드(12a, 13a)가 제1 선형 운동 기구(12b, 13b)에의하여 반출 컨베이어(22) 위의 소정 위치까지 움직일 때, 암 제어 유니트(20)는 제2 선형 운동 기구(12c, 13c)를 제어하여 물품(W)이 탈착될 해지 위치(D)까지 핸드(12a, 13a)를 이동시킨다.

(12) 핸드(12a, 13a)가 해지 위치(D)까지 이동된 때, 물품(W)은 탈착되고, 각각의 물품(W)은 반출 컨베이어(22) 상에 적절한 자세로 정렬되게 된다.

(13) 이러한 실시예에서, 대기 위치(A)는 보류 위치(C)와 수평이 될 수 있고, 파지 위치(B)는 해지 위치(D)와 수평이 될 수 있다.

앞의 설명으로부터 평가된 것처럼, 제1 실시예에 따르면, 각각의 암(12, 13)에 대하여 제어되는 축의 개수가 감소함으로써 복수 개의 선별 암(12, 13)은 단일의 로봇 제어기(40)에 의하여 제어될 수 있다. 특히, 단지 제1 선형 운동 기구(12b, 13b) 및 회전 기구(12d, 13d)만이 불규칙적으로 공급되는 물품(W)의 위치 및 자세에 따라 움직이도록 제어되는 반면, 제2 선형 운동 기구(12c, 13c)는 주어진 시간 동안 소정 거리만 움직이게 된다. 그럼으로써, 물품(W)의 정렬과 같은 비교적 단순한 작업을 수행할 때, 시스템이 단순화하고 비용이 감소될 수 있다.

물품(W)의 위치, 자세 및/또는 형상에 관한 정보를 획득하기 위하여 사용되는 영상 처리 유니트(43) 및 시각 감지기(30) 각각의 개수는 암의 개수에 무관하게 로봇 제어기(30)의 개수와 동일하므로 즉, 하나이므로 시스템이 더 간이화될 수 있다. 더구나, 영상 처리 유니트(43)의 개수가 하나이므로, 그것을 로봇 제어기(40) 내에 설치하는 것이 용이하다.

더욱이, 각각의 암은 작업의 난이도에 따른 구조를 가지므로, 높은 작업 속도가 달성될 수 있으며, 그것은 크게 향상된 처리 능력으로 귀결된다.

예를 들어, 종래 범용 6축 로봇은 분당 30개의 물품을 처리할 수 있으나, 본 실시예에 의한 정렬 장치의 하나의 암은 암의 고속동작으로 인해 분당 60개의 물품을 처리할 수 있다. 그러므로, 로봇의 암이 개수가 두 개이면 로봇은 분당 120개의 물품을 처리할 수 있고, 이것은 4배나 높은 처리 능력의 향상으로 귀결된다.

이러한 실시예에서, 암의 개수는 쉽게 3개로 설치될 수 있기 때문에, 종래의 로봇 제어기와 동일한 설계의 로봇 제어기를 사용하여 6배나 높은 처리 능력이 달성될 수 있다.

더욱이, 자세를 교정할 필요가 없는 물품(W) 예를 들어, 원형 물품(W)에 대하여는, 로봇 제어기(40)는 단지 수평축의 동작만을 제어하도록 하면 된다. 이러한 경우에, 로봇 제어기(40)는 각 암에 대한 축을 로봇의 축으로서 제어하기 때문에, 암의 개수는 6개 또는 그 이상 예를 들어, 8개로 설정될 수 있다. 이러한 경우에, 암의 동작 속도는 더욱 증가되기 때문에, 종래 범용 로봇이 사용되는 경우에 비하여 16배나 높은 처리 능력이 달성될 수 있다.

게다가, 이 실시예에서는 반송 기구(23)가 구비되므로, 정렬 장치(A)에 공급되는 물품(W)의 개수가 조정될 필요가 있고, 이것은 동작을 더욱 용이하게 만든다.

제2 선형 운동 기구(12b, 13b)는 이 실시예의 정렬 장치(A)에서 로봇의 축으로서 로봇 제어기(40)에 의하여 제어되지 않는 데, 이것은 설명적인 것에 불과하다. 예를 들면, 로봇 제어기(40)가 여분의 성능을 가질 때, 제2 선형 운동 기구(12b, 13b)는 로봇 제어기(40)에 의하여 로봇의 축으로서 제어될 수 있다. 또한 이러한 구성에서, 암의 개수는 로봇 당 2개로 설정될 수 있으므로, 처리 능력이 크게 향상될 수 있다. 원형 물품(W)을 처리하는 경우에, 암의 개수는 로봇 당 4개로 설정될 수 있고, 그러므로 처리 능력은 더 크게 향상될 수 있다.

실시예 2

제2 실시예의 정렬 장치는 제1 실시예의 정렬 장치에서 반입 컨베이어(21)가 변형된 것이고, 다른 구조는 제1 실시예의 정렬 장치(A)와 동일하다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라 정렬 장치에 사용될 반입 컨베이어의 개략적인 구조를 나타내는 것이다. 도 8에는, 물품이 구르는 것을 방지하기 위하여 운반 벨트(51a)의 표면에 많은 돌출부(53)가 구비되어 있는 반입 컨베이어(51)가 도시되어 있다. 이러한 돌출부는 구르기 쉬운 구형 및 튜브형 물품(W)의 처리를 용이하게 한다.

선별 암(12, 13)이 물품 위치 검출 유니트(17)에 의하여 검출된 물품(W)의 위치 및 자세에 따라 물품(W)을 선별할 때, 반입 컨베이어(51) 위에서 각 물품의 검출된 위치 및 자세와 선별 암(12, 13)의 선별 위치 사이에는 일치가 되어야 한다.

그러나, 구르기 쉬운 구형 및 튜브형 물품(W)의 경우에는, 물품(W)이 이송될 때 구르게 되고 선별 암(12, 13)에 의하여 선별되지 못한다. 그래서, 제2 실시예의 정렬 장치에 있어서는, 운반 벨트(53a) 표면에 많은 돌출부(53)가 구비됨으로써 물품(W)의 위치 및 자세가 운반 벨트(51a) 위에서 변하는 것을 방지하고 있다.

도 9는 운반 벨트(51a)의 표면에 구비된 돌출부(53)의 형상을 나타내고 있다. 돌출부(3)는 투명 클로로에텐과 같은 투명 물질로 제작됨으로써 돌출부(53)가, 물품 위치 검출 유니트(17)가 발광 장치(25)로부터 전송된 광선을 이용하여 물품의 위치, 자세 및/또는 형상을 검출하는 것을 방해하지 않도록 한다. 또한, 돌출부(53)는 반구형의 단부를 가짐으로써 물품(W) 손상을 방지하도록 한다. 돌출부(53)는 운반 벨트(51a)의 표면에 예를 들어, 좁은 간격의 격자형으로 배열되도록 하여 물품이 그 사이에 끼이는 것을 방지한다.

그래서, 제2 실시예에 따르면, 반입 컨베이어(51)의 운반 벨트(51a) 표면에 많은 돌출부(53)가 형성되기 때문에, 구르기 쉬운 구형 및 튜브형 물품의 처리를 가능하게 한다. 돌출부(53)가 투명하므로, 물품(W)이 구르기 쉽든 아니든 무관하게 통상적인 설계의 정렬 장치를 사용하여 물품을 정렬하는 것을 가능하게 한다. 그러므로, 물품(W)의 형상에 따라 복수 개의 정렬 장치를 설치할 필요가 없다. 그럼으로써 비용 및 공간이 절약될 수 있다. 게다가, 물품(W)의 형상에 따라 복수 개의 정렬 장치를 준비할 필요가 없다. 그리하여, 공간이 절약될 수 있다. 더욱이, 벨트의 교체와 같은 설치에 요구되는 시간을 절약하는 것이 가능하다.

제2 실시예에서 돌출부(53)가 반구형 단부를 가질 때, 그 형상은 이것에 제한되지 않으나, 물품(W)의 손상을 방지하기 위하여는 구형인 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 오목부(53a)가 단부의 중앙에 형성될 수 있다.

반입 컨베이어에만 돌출부(53)를 형성하는 대신에, 그것을 반출 컨베이어에도 형성할 수 있다. 이것은 정렬된 물품(W)이 굴러서 그 위치 및 자세가 변하는것을 방지한다.

실시예 3

도 11 및 도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 정렬 장치의 주요부의 정면도 및 구조를 나타낸 것이다. 정렬 장치(A2)는 제1 실시예에 따른 정렬 장치의 영상 시스템을 변형한 것으로서 카메라(30)가 하부 위치에 구비될 수 있다. 약술하면, 정렬 장치(A2)는 광로 변환 수단을 포함한다. 다른 구조는 제1 실시예의 그것과 동일하다.

물품(W)의 영상이 카메라에 의해 위에서 포착되는 경우에, 정렬 장치의 설치 위치가 수직 방향에 제한된다면, 때때로 카메라가 방해가 되므로 정렬 장치를 설치하는 것이 불가능하게 된다. 그래서, 제3 실시예에서는, 영상 시스템에 거울(32)이 제공됨으로써 카메라의 위치에 자유도를 부여한다.

특히, 정렬 장치(A2)에 있어서, 거울(32)은 반입 컨베이어(21) 위, 소정 위치에 구비됨으로써 카메라(30)의 영상 광로(J)를 소정 각도로 휘게 한다. 거울(32)은 카메라(30)에 의해 포착된 전체 영상을 반사시킬 만큼 넓은 면적을 가지며 지지부재(32a)에 의하여 지지됨으로써, 그 경사가 카메라(30)의 위치에 따라 조정될 수 있다.

카메라(30)는 반입 컨베이어(21)의 측면에 구비된 카메라 지지부재(31)에 의하여 지지된다. 카메라 지지부재(31)는, 수직 및 수평 방향으로 카메라(30)의 지지 위치를 조정하고 카메라(30)의 자세를 소정 범위 내에서 조정하기 위한 지지 위치 조정 기구(31a)를 포함한다. 이것은 거울(32)에 의하여 반사되는 물품(W)의 영상을 카메라(30)가 포착할 수 있도록 카메라(30)의 위치 및 자세를 지지하는 것을 가능하게 한다.

그래서, 제3 실시예의 정렬 장치(A2)에 있어서는, 영상 시스템에 카메라(30)의 영상 광로(J)를 휘게 하는 거울(32)이 구비되기 때문에, 카메라(30)를 하부 위치에 설치하는 것이 가능하다. 결국, 정렬 장치(A2)의 설치 위치가 수직 방향에 제한되는 경우에도 정렬 장치(A2)를 설치하는 것이 가능하다.

실시예 4

제4 실시예의 영상 처리 방법은 실시예 1의 영상 처리 유니트(43)에 의한 영상 처리 방법을 변형한 것이다. 그것은 정렬 장치가 투명 및 불투명 물품(W) 모두를 처리할 수 있도록 한다. 다른 구조는 제1 실시예의 그것과 동일하다.

투명한 물품(W)의 경우에, 카메라(30)에 의해 포착된 그 영상은 물품(W)과 그 배경 사이에 미세한 발광(명암)의 차이만을 갖는다. 발광 장치(25)의 위치에 따라서, 발광 차이 즉, 시야의 주변 영역은 어둡고 시야의 중심 영역은 밝게 되는 차이가 때때로 발생한다. 이러한 차이에 의한 영향으로 물품 위치 검출 유니트(17)가 물품의 위치 및 자세를 검출하는 것이 어렵게 된다. 그러므로, 정렬 장치에 의하여 투명 물품(W)이 처리되어야 할 때, 설계의 변경 예를 들어, 발광 장치(25)를 신중하게 배치하고 반입 컨베이어(21)의 운반 벨트로서 높은 투과성을 갖는 운반 벨트를 사용하는 것이 필요하다.

결국, 제4 실시예에 있어서, 영상 처리 유니트(43)의 영상 처리 방법이 변형됨으로써 특별한 설계를 하지 않고서도 동일한 정렬 장치로 투명 및 불투명물품(W)이 처리될 수 있다.

이하, 제4 실시예에 따른 정렬 장치의 영상 처리 유니트(43)에 의해 수행되는 영상 처리 즉, 투명 물품에 대한 프로세스가 특히 설명될 것이다.

(1) 물품(W)이 이송되지 않은 영상(이하에서는 "배경 영상"을 의미함)이 카메라(30)에 의하여 포착되고, 결과적인 영상 데이터는 영상 처리 유니트(43)의 영상 데이터 메모리(미도시)에 저장된다.

(2) 물품(W)이 이송되었을 때의 영상(이하에서는 "물품이 포착된 영상"을 의미함)이 카메라(30)에 의하여 포착된다.

(3) 배경 영상은 물품이 포착된 영상으로부터 제거된다. 그럼으로써, 발광 차이에 의한 영향이 감소된다.

(4) 영상 데이터는 영상 강조(image highlighting) 및 잡음 제거(noise removal)가 수행되는 방식으로 처리되어 물품 위치 검출 유니트(46)로 출력된다.

그래서, 제4 실시예에 있어서, 영상 처리 유니트(43)는 배경 영상을 이용하여 카메라(30)의 시야 내에서 발광 차이에 의한 영향을 감소시키는 방향으로 영상 처리를 수행하기 때문에, 투명 및 불투명 물품 모두는 동일한 정렬 장치에 의해 정렬 될 수 있다. 그럼으로써, 투명 및 불투명 물품 사이에서 발광 장치 및 운반 벨트의 설계를 변경할 필요가 없다. 결국, 비용이 절감될 수 있고 설치에 소요되는 시간이 절약될 수 있다. 운반시에 투명 및 불투명 물품(W)이 동시에 존재할 수 있음을 명심해야 한다.

실시예 5

도 13 및 도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 정렬 장치의 개략적인 구조를 나타내는 것이다. 정렬 장치(A3)는 다음과 같은 구성을 갖는다. 즉, 정렬 장치(A)의 CPU 보드는 정렬될 때 물품(W)의 형상을 검사하는 형상 검사 유니트(60)를 구비하고, 상기 형상 검사를 통해 불량품으로 판단된 물품(W)을 방출하기 위한 불량품 방출 기구(70)가 정렬 장치(A)에 부가된다. 다른 구조는 제1 실시예의 그것과 동일하다.

도 13은 정렬 장치(A3)의 제어 시스템을 개략적으로 나타내고, 도 14는 정렬 장치(A3)를 평면도로 나타낸다.

특히, 제5 실시예에 따른 정렬 장치(A3)의 CPU 보드(42')는 물품(W)의 형상 검사를 수행하기 위한 형상 검사 유니트(60)를 구비한다.

형상 검사 유니트(60)는 상기와 같이 영상 처리 유니트(43)로부터 제공된 영상 데이터에 기초하여 다양한 형태의 형상 검사를 수행한다. 검사 결과에 따라서, 형상 검사 유니트(60)는 불량품 방출 유니트(70)를 제어하여 불량품으로 판단된 물품(W)을 방출하도록 하고, 암 제어 유니트(49)의 지시에 사용되는 불량품 검출 신호를 출력하여 암 제어 유니트(49)가 양질의 물품(W) 처리와는 다르게 불량 물품을 처리하도록 하는 데, 예를 들어, 암 제어 유니트(49)가 불량품으로 판단된 물품(W)을 선별하지 않도록 한다.

특히, 불량품 방출 기구(70)는, 형상 검사 유니트(60)의 검사 결과에 따라 운반될 물품(W)의 도착지를 변경하기 위한 오버플로 슈터(71)와, 상기 오버플로 슈터(71)에 의하여 운반된 불량 물품(W)을 수집하기 위한 불량품 방출 유니트(72)를포함한다.

이하, 형상 검사 유니트(60)에 의하여 수행되는 형상 검사 프로세스가 설명될 것이다.

(1) 외부 형상 검사

양질 물품의 교시적 외부 형상과 물품(W)의 외부 형상에 대한 비교 검사가 수행됨으로써 이러한 물품의 외부 형상의 일치 정도를 지시하는 지표를 연산한다. 지표가 임계값 보다 큰 경우에는 물품(W)은 양질품으로 판단되고, 지표가 작은 경우에는 물품(W)은 불량품으로 판단된다. 이러한 경우에, 물품의 특정 부분의 일치 정도를 중요한 것으로 고려한다면, 그 일치성은 무게 측정 방법에 의하여 연산될 수 있다. 예를 들면, 용기의 단부에 있는 돌출부와 같이 결함에 의하여 영향을 받기 쉬운 부분의 일치 정도는 중요한 것으로 간주될 수 있다.

(2) 많은 외부 특성에 기초한 검사

미리 교시된 특성인 면적, 외주 길이, 구멍이 개수, 최대 반경, 최소 반경, 반경비, 주축의 길이, 단축의 길이, 단축의 길이에 대한 주축의 길이의 비 및 양질품의 원형 등의 많은 외부 특성과 물품(W)의 많은 외부 특성 사이에 비교 검사가 수행됨으로써 이러한 비교된 많은 외부 특성의 일치 정도를 지시하는 지표를 연산하게 된다. 지표가 소정 범위 내에 있을 때, 대응 물품은 양질품으로 판단되고, 그 범위를 벗어날 때, 대응 물품은 불량품으로 판단된다. 이러한 검사에서, 많은 외부 특성 중 필수 항목은 물품의 종류 또는 사용자의 필요에 따라서 선택될 수 있으며, 또한, 많은 외부 특성 중 일부는 검사에 사용되기 위하여 결합될 수 있다.

(3) 특정 부분의 특정 정보에 기초한 검사

형상 검사는 물품(W)의 특정 부분만에 대한 특정 정보에 기초하여 수행된다. 예를 들어, 용기의 단부에 위치한 돌출부에 대하여만, 돌출부의 형상, 돌출부의 존재 유무 및 돌출부의 크기와 같은 특정 정보가 검사된다. 또는, 용기에 표장이 부착될 때, 용기가 표장을 가지고 있는지 또는 아닌지에 대하여 검사된다.

이 경우, 물품(W)의 특정 부분에 대한 양질품의 특정 정보는 미리 교시되고, 이런 특정 정보는 검사된 각 물품(W)의 특정 부분에 대한 특정 정보와 비교됨으로써 그들 사이에 일치가 있는지 또는 아니지가 판단된다. 그들 사이에 일치가 있으면, 물품(W)은 양질품으로 판단되고, 그들 사이에 일치가 없으면, 물품(W)은 불량품으로 판단된다.

필수 검사 항목은 물품(W)의 형상 또는 사용자의 필요의 관점에서 수행될 수 있음은 물론이다.

다음에는, 형상 검사 유니트(60)의 검사 결과에 기초한 정렬 장치(A3)의 동작이 설명될 것이다.

(a) 필수 검사 항목은 정렬될 물품(W)에 따라서 선택되고, 이러한 검사에서 참고로서 사용되는 양질품에 관한 정보는 형상 검사 유니트(60)에 저장된다.

(b) 형상 검사 유니트(60)는 상기와 같이 물품의 영상이 카메라(30)에 의하여 포착된 각 물품(W)의 영상 데이터에 기초한 형상 검사를 수행한다. 불량품으로 판단된 물품이 없을 때, 프로세스는 제1 실시예에서 설명된 바와 동일한 절차를 따라 수행된다.

(c) 형상 검사 유니트(60)에 의해 불량품으로 판단된 물품이 있을 때, 유니트(60)는 불량품 검출 신호를 암 제어 유니트(49)에 출력하여 선별 암(12, 13)이 불량품을 선별하는 것을 막는다.

(d) 동시에, 불량 물품(W)이 반입 컨베이어(21)로부터 오버플로 슈터(71)로 떨어질 때, 형상 검사 유니트(60)는 변경 신호를 불량품 방출 기구(70)로 출력하고 그에 따라 오버플로 슈터(71) 위에 운반된 물품(W)의 도착지가 불량품 방출 유니트(72)로 변경된다.

그래서, 제5 실시예에 따른 정렬 장치(A3)에 있어서, 물품(W)의 형상 검사는 물품(W)의 정렬 처리와 병행하여 형상 검사 유니트(60)에 의하여 수행되므로, 특별한 검사 장치에 의해 전후 단계로 수행되던 종래 검사 단계는 필요 없게 될 수 있고 생산성이 증가될 수 있다. 게다가, 시스템이 단순화 될 수 있으므로, 비용이 절약될 수 있다.

불량품 방출 기구(70)의 구성은 제5 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 불량 물품은 오버플로 슈터(71)에 의해 수용되는 대신에 직접 불량품 방출 유니트(72)로 떨어질 수도 있다. 더욱이, 불량 물품(W)이 선별 암(12, 13)에 의해 선별될 수 있고, 직접 불량품 방출 유니트(72)로 운반될 수도 있다.

본 발명의 많은 변형 및 대체적 실시가 위에 기술된 관점으로부터 당해 기술분야의 당업자에게 자명할 것이다. 결국, 위의 기술은 단지 설명적인 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 실시를 위한 최적의 실시예를 당해 기술분야의 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것으로 이해되어야 한다. 세부적인 구조 및/또는 기능은본 발명의 사상을 벗어나지 않고 상당히 변형될 수도 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 불규칙 물품의 정렬 장치를 사용하면, 로봇이 물품의 이송과 같은 비교적 단순한 작업을 수행할 때 및 불규칙적으로 이송된 다양한 물품이 로봇에 의하여 정렬되어 다음 단계로 반출될 때, 시스템을 단순화하여 처리 능력을 크게 높일 수 있다.

Claims

불규칙적으로 무질서하게 운반된 물품을 로봇을 사용하여 정렬하고 정렬된 물품을 반출하는 불규칙 물품의 정렬 장치에 있어서,

상기 로봇은, 복수개의 암 및 운반 위치로부터 반출 위치로 물품을 정렬 및 이송하도록 각각의 암을 서로 독립적으로 제어하는 단일 로봇 제어기를 구비하며, 물품을 운반하기 위하여 운반 벨트의 운반 위치를 검출하는 위치 감지기로부터 수신된 신호와, 운반 기구에 의하여 운반된 물품의 위치, 자세 또는 형상을 검출하는 시각 감지기로부터 수신된 신호에 따라서 운반 위치로부터 반출 위치로 물품을 정렬 및 이송하는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

반출되지 않은 물품은 운반 시작점으로 반송되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 1 항에 있어서,

물품은 각각의 암에 의하여 이송될 때 소망하는 자세를 갖는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 1 항에 있어서,

각각의 암은 특정 물품을 이송하도록 특정되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 1 항에 있어서,

암에 의하여 이송될 수 없는 물품이 있는 것으로 판단될 때, 암은 운반될 수 없는 물품의 상류에 위치한 물품을 이송하도록 특정되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 1 항에 있어서,

물품이 운반될 때 구르는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 7 항에 있어서,

운반 기구의 운반 벨트 표면에 소정 형태로 배열된 돌출부가 구비되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 8 항에 있어서,

돌출부를 구비한 운반 벨트가 투명한 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 정렬 장치가 운반 벨트를 통과하여 전송된 광선의 광로를 변경하기 위한 광로 변환 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 광로 변환 수단이 운반 벨트 상의 소정 위치에 소정 각도로 구비된 거울인 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 거울의 각도가 조정 가능한 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 정렬 장치가, 투명 물품 인식 프로세스로 투명 물품을 인식하기 위한 영상 처리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 정렬 장치가, 상기 영상 처리 수단으로부터 수신된 영상 데이터에 기초하여 물품의 형상을 검사하기 위한 형상 검사 유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 정렬 장치에 의하여 물품의 외부 형상이 검사되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 외부 형상이 물품의 다양하고 많은 외부 특징에 기초하여 검사되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 형상이 물품의 특정 부분에 대한 특정 정보에 기초하여 검사되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 정렬 장치가, 형상 검사 유니트에 수행된 검사 프로세스에서 불량품으로 판단된 물품을 방출하기 위한 불량품 방출 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는불규칙 물품의 정렬 장치.
제 14 항에 있어서,

각각의 암이 3개의 축으로 구성되고, 그 중 2개는 로봇 제어기에 의하여 로봇의 축으로서 제어되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 1 항에 있어서,

각각의 암이 로봇 제어기에 의하여 로봇의 축으로서 제어되는 3개의 축으로 구성되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 1 항에 있어서,

각각의 암이 2개의 축으로 구성되고, 그 중 하나는 로봇 제어기에 의하여 로봇의 축으로서 제어되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 1 항에 있어서,

각각의 암이 로봇 제어기에 의하여 로봇의 축으로서 제어되는 2개의 축으로 구성되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 19 항에 있어서,

로봇 제어기에 의하여 제어되는 2개의 축 이외의 축이 로봇 제어기에 의하여주변 장치로서 제어되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 21 항에 있어서,

로봇 제어기에 의하여 제어되는 축 이외의 축이 로봇 제어기에 의하여 주변 장치로서 제어되는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 로봇 제어기가,

운반 벨트 및 카메라를 포함하는 운반 기구와 같은 주변 장치를 제어하기 위한 주변 장치 제어 유니트와;

운반 벨트의 위치를 검출하기 위한 컨베이어 위치 검출 유니트와;

영상 처리 유니트에 의하여 발생한 영상 데이터에 기초하여 각 물품의 위치, 자세 및/또는 형상을 검출하기 위한 물품 위치 검출 유니트와;

컨베이어 위치 검출 유니트 및 물품 위치 검출 유니트에 의하여 검출된 정보에 기초하여 각각의 물품이 반입 컨베이어 상에서 선별될 위치를 각각의 암에 대하여 연산하기 위한 선별 위치 연산 유니트와;

선별 위치 연산 유니트에 의하여 연산된 정보에 기초하고 소정 할당 알고리즘에 따라 여러 암들 중 특정 물품을 선별하기 위한 암을 특정하기 위한 할당 동작 유니트와;

할당 동작 유니트의 동작 결과 및 선별 위치 연산 유니트의 연산된 정보에따라 반입 컨베이어 상에서 물품을 정렬하도록 각각의 암을 제어하기 위한 암 제어 유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 불규칙 물품의 정렬 장치.