KR102162311B1

KR102162311B1 - 로봇

Info

Publication number: KR102162311B1
Application number: KR1020187016970A
Authority: KR
Inventors: 쇼고 하세가와; 사토루 히비노; 히데시 야마네; 히로유키 미즈모토; 켄지 반도; 다이치 히메카와; 준이치 마츠오카; 타츠히로 우토; 히로키 코쿠시; 소우이치 타마다; 아키히로 하네다; 유키오 이와사키
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2020-10-06
Also published as: US20180339867A1; CN108349087A; DE112016005250B4; US10625953B2; DE112016005250T5; JP6757328B2; KR20180098548A; TW201722660A; WO2017085928A1; JPWO2017085928A1; TWI698310B

Abstract

이동하는 워크에 대해 작업을 수행하는 로봇으로서, 워크(72)를 받치는 가이드용 툴(74)이 선단에 설치된 제1 로봇 암(10A)과; 워크(72)에 대해 특정의 작업을 수행하는 작업용 툴(73)이 선단에 설치된 제2 로봇 암(10B)과; 제1 및 제2 로봇 암(10A, 10B)의 동작을 제어하는 제어장치(6)를 구비하며; 제어장치(6)는, 워크(72)가 로봇의 작업영역에 도착하는 타이밍 정보에 따라서, 가이드용 툴(74)에 의해 상기 작업영역 안에 있는 워크(72)를 해당 영역 안으로 유도하고, 해당 영역 안으로 유도된 워크(72)에 대해서 작업용 툴(73)에 의해 특정의 작업을 수행하도록 제1 및 제2 로봇 암(10A, 10B)의 동작을 제어한다.

Description

로봇

본 발명은 로봇에 관한 것이다.

최근, 생산성 향상의 관점에서, 공장 등의 제조 현장에서, 종래 사람이 수행하던 작업과 동일한 작업을 로봇이 수행하는 것이 제안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 대상물을 파지하거나, 파지한 대상물을 이동하거나, 복수의 대상물을 조합하는 작업을 수행하는 로봇이 개시되어 있다. 특허문헌 2에는, 3D 카메라를 이용하여 워크(workpiece)를 핸들링하는 작업(빈피킹; bin picking)을 수행하는 로봇이 개시되어 있다. 특허문헌 3에는, 핸드(hand)와 워크의 접촉 센서를 이용하여 워크를 바꿔 잡는 작업을 수행하는 로봇이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 4에는, 카메라와 힘 센서를 이용하여 유연 물체의 조립 작업(끼워 맞춤 등)을 수행하는 로봇이 개시되어 있다.

일본특허출원공개공보 제2015-186834호 일본특허출원공개공보 제2014-176922호 일본특허출원공개공보 제2012-196768호 일본특허출원공개공보 제2011-115877호

그러나 상기 종래의 로봇에서는 모두, 정지한 워크에 대한 작업이 상정되어 있었다. 이 때문에, 컨베이어 등에 의해 이동하는 워크에 대하여 특정의 작업을 수행하려면, 이동하는 워크의 위치를 인식하기 위한 추종 제어 등이 별도로 필요해져서, 시스템 구성이 복잡하게 되어 버린다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 이동하는 워크에 대해 특정의 작업이 가능한 로봇을, 비교적 간단한 구성으로 실현하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 형태에 따른 로봇은, 이동하는 워크에 대해 작업을 수행하는 로봇으로서, 워크를 받치는 가이드용 툴이 선단에 설치된 제1 로봇 암과, 워크에 대해 특정의 작업을 수행하는 작업용 툴이 선단에 설치된 제2 로봇 암과, 상기 제1 및 제2 로봇 암의 동작을 제어하는 제어장치를 구비하며, 상기 제어장치는, 상기 워크가 로봇의 작업영역에 도착하는 타이밍 정보에 따라서, 상기 가이드용 툴에 의해 상기 작업영역 안에 있는 상기 워크를 해당 영역 안으로 유도하고, 해당 영역 안으로 유도된 워크에 대해서 상기 작업용 툴에 의해 특정의 작업을 수행하도록 상기 제1 및 제2 로봇 암의 동작을 제어한다.

상기 구성에 의하면, 이동하는 워크가 로봇의 작업영역에 도착하는 타이밍 정보에 따라, 제1 로봇 암이 선단에 설치된 가이드용 툴에 의해 작업영역 안에 있는 워크를 해당 영역 안으로 유도하여, 제2 로봇 암의 선단에 설치된 작업용 툴에 의해 해당 영역 안으로 유도된 워크에 대해서 작업을 수행한다. 이에 따라, 워크의 추종 제어 등을 수행하지 않고, 타이밍 정보에 따라 이동하는 워크에 대한 작업을 수행할 수가 있다.

상기 로봇은, 상기 워크가 로봇의 작업영역에 도착하는 타이밍을 검지하고, 상기 제어장치에 검지 신호를 출력하는 검지 수단을 더 구비하여도 좋다.

상기 구성에 의하면, 워크가 로봇의 작업영역에 도착하는 타이밍을 정확하게 검지할 수 있다. 예를 들면, 워크를 반송하는 컨베이어 부근에 설치된 광전 센서에 의해 워크가 도착하는 타이밍을 검지하여도 좋고, 고정하여 설치된 카메라의 이미지를 분석하여 타이밍 정보를 산출하여도 좋다.

상기 로봇은, 상기 가이드용 툴이 상기 워크에 접촉한 것을 검지하고, 상기 제어장치에 검지 신호를 출력하는 접촉 센서를 더 구비하고, 상기 제어장치는, 상기 접촉 센서로부터 상기 검지 신호를 수신한 경우에 상기 워크에 대해서 상기 작업용 툴에 의해 특정의 작업을 수행하도록 상기 제2 로봇 암의 동작을 제어하여도 좋다.

상기 제1 로봇 암은, 상기 가이드용 툴에 의해, 컨베이어 위에서 반송되는 상기 워크를 상기 컨베이어의 폭 방향의 소정방향으로 안내하는 동작을 수행하는 것에 의해, 상기 워크의 컨베이어 반송 방향으로의 이동을 규제함과 더불어 상기 워크를 소정의 자세로 유지하고, 상기 제2 로봇 암은, 상기 소정의 자세가 된 상기 워크에 소정물품을 공급하는 작업을 수행하도록 구성되어도 좋다.

상기 로봇은, 상기 작업영역 안에 있는 상기 워크를 해당 영역 안에 머무르게 하는 규제 부재를 더 구비하고, 상기 제1 로봇 암은, 상기 가이드용 툴에 의해 상기 작업영역 안에 있는 상기 워크의 한쪽 측면을 받치면서 해당 워크의 반대쪽 측면을 상기 규제 부재 쪽으로 유도하여도 좋다.

상기 구성에 의하면, 가이드용 툴에 의해 작업영역 안에 있는 워크의 한쪽 측면을 받치면서 워크의 반대쪽 측면을 규제 부재 쪽으로 유도함으로써, 워크를 소정의 자세로 유지하기 쉬워진다.

본 발명은 이동하는 워크에 대해 특정의 작업이 가능한 로봇을, 비교적 간단한 구성으로 실현할 수가 있다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 로봇의 구성의 일례를 나타내는 개략 정면도이다.
도 2는 도 1의 로봇의 모식적 평면도이다.
도 3은 도 1의 로봇의 제어장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 특정의 작업을 수행하는 로봇의 전체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 로봇의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 6은 타이밍 정보 검지 수단의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 로봇에 의한 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 제2 실시형태에 따른 로봇의 제어장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 로봇에 의한 동작의 일례를 나타내는 도면이다.

이하, 바람직한 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서는 모든 도면을 통하여 동일 또는 상당하는 요소에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 중복하는 설명을 생략한다. 또한, 도면은 이해하기 쉽도록, 각 구성요소를 모식적으로 나타낸 것이므로, 형상 및 치수비율 등에 대해서는 정확한 표시가 아닐 경우가 있다.

(제1 실시형태)

제1 실시형태에 따른 로봇은, 예를 들면, 도시락 등을 생산하는 식품공장 등에서 이용된다. 또한, 본 실시형태에서는, 로봇의 일례로서 수평 다관절 형 양팔 로봇을 이용한 경우에 관하여 설명하지만, 수평 다관절 형·수직 다관절 형을 불문하고, 2개 이상의 로봇 암을 구비한 다관절 로봇을 사용할 수 있다.

[로봇의 구성의 일례]

도 1은, 제1 실시형태에 따른 로봇의 일례의 전체적인 구성을 나타내는 정면도이고, 도 2는 그 모식적 평면도이다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 로봇(1)은, 대차(17)와, 대차(17)에 지지 된 한 쌍의 로봇 암(이하, 간략히 '암'(arm)이라고 기재하는 경우가 있다. )(10, 10)과, 대차(17) 안에 수납된 제어장치(6)를 구비하고 있다.

이 로봇(1)은, 좌우의 암(10, 10)을 구비한 양팔 로봇이다. 좌우의 암(10, 10)은, 독립하여 동작하거나, 서로 연관하여 동작할 수 있다.

각 암(10)은, 수평 다관절 형 로봇 암으로서, 암 부(11)와, 손목(wrist) 부(13)와, 핸드(hand) 부(15)를 구비하고 있다. 본 예에서는, 암 부(11)가 제1 링크(12a) 및 제2 링크(12b)로 구성되어 있다. 또한, 핸드(hand) 부(15)가 툴(tool)(5)로 구성되고, 손목부(13)에는 툴(5)이 장착되는 메커니컬 인터페이스를 가지고 있다. 또한, 좌우의 암(10, 10)은, 핸드부(15)를 제외하고 실질적으로 동일한 구조이며, 좌우의 핸드부(15, 15)의 툴(5, 5)은, 동일한 구성의 것이어도 좋고 상이한 구성의 것이어도 좋다.

암 부(11)의 제1 링크(12a)는, 대차(17)의 상면에 고정된 기초 축(16)과 회전 관절에 의해 연결되어 있다. 제1 링크(12a)는, 기초 축(16)의 축심을 통과하는 수직인 회전축선(L1) 주위로 회동 가능하다. 또한, 제2 링크(12b)는, 제1 링크(12a)의 선단과 회전 관절에 의해 연결되어 있다. 제2 링크(12b)는, 제1 링크(12a)의 선단에 규정된 수직인 회전축선(L2) 주위로 회동 가능하다.

손목부(13)는, 제2 링크(12b)의 선단과 직동(直動) 관절에 의해 연결되고, 제2 링크(12b)에 대해 승강 이동 가능하다.

핸드부(15)의 툴(5)은, 손목부(13)와 회전 관절에 의해 연결되고, 수직인 회전축선 주위로 회동 가능하다.

상기 구성의 각 암(10)은, 각 관절에 대응하는 관절축(J1 ~ J4)을 가진다. 그리고 암(10)에는, 각 관절축(J1 ~ J4)에 맞대응되도록, 구동용 서보 모터(도시하지 않음) 및 그 서보 모터의 회전각을 검출하는 인코더(도시하지 않음) 등이 설치되어 있다.

상기 구성의 2개의 암(10, 10)의 제1 링크(12a, 12a)의 회전축선(L1)은 동일 직선상에 있으며, 한쪽의 암(10)의 제1 링크(12a)와 다른 한쪽의 암(10)의 제1 링크(12a)는 상하로 높낮이 차이를 두고서 배치되어 있다. 로봇(1)의 기본 좌표계의 원점은 제1 링크(12a)의 회전축선(L1) 상에 규정되어 있다.

다음으로, 제어장치(6)에 관하여 설명한다. 도 3은, 제어장치(6)의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 제어장치(6)는, CPU 등의 연산부(601)와, ROM, RAM 등의 기억부(602)와, 서보 제어부(603)와, 인터페이스부(604)를 구비한다. 제어장치(6)는, 예를 들면 마이크로 컨트롤러 등의 컴퓨터를 구비한 로봇 컨트롤러이다. 또한, 제어장치(6)는, 집중 제어하는 단독의 제어장치에 의해서 구성되어 있어도 좋고, 서로 협동하여 분산 제어하는 복수의 제어장치에 의해서 구성되어 있어도 좋다.

기억부(602)에는, 로봇 컨트롤러로서의 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 기억되어 있다.

연산부(601)는, 기억부(602)에 기억된 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어내어 실행하는 것에 의해, 로봇(1)의 각종 동작을 제어한다. 즉, 연산부(601)는, 로봇(1)의 제어 지령을 생성하고, 이것을 서보 제어부(603)에 출력한다. 서보 제어부(603)는, 연산부(601)에 의해 생성된 제어 지령에 의거하여, 로봇(1)의 각 암(10)의 관절축(J1 ~ J4)에 대응하는 서보 모터의 구동을 제어하도록 구성되어 있다.

인터페이스 부(604)는, 타이밍 정보 검지 수단(7)과 통신 가능하게 접속되고, 타이밍 정보 검지 수단(7)으로부터 취득한 검지 신호를 연산부(601에 출력한다.

또한, 핸드부(15)의 툴(5)이 척킹(chucking)이나 흡착 등의 동작을 수행하도록 구성되어 있을 경우에는, 그 동작 제어도 제어장치(6)에 의해서 수행된다. 또한, 툴(5)이 별도의 툴을 척킹 하고, 그 별도의 툴이 척킹이나 흡착 등의 동작을 수행할 경우에는, 그 별도의 툴의 동작 제어도 제어장치(6)에 의해서 수행된다. 따라서, 제어장치(6)는, 로봇(1) 전체의 동작의 제어를 수행한다.

또한, 툴(5)이 별도의 툴을 척킹 하였을 경우에는, 툴(5) 및 별도의 툴에 의해서 핸드부(15)가 구성되는 것으로 한다. 또한, 툴(5)은 교환 가능하다.

도 4는, 특정의 작업을 수행하는 로봇의 전체적인 구성을 나타내는 도면이다. 이하에서는. 한 쌍의 암을 펼친 방향을 '좌우 방향'이라고 칭하고, 기초 축의 축심에 평행한 방향을 '상하 방향'이라고 칭하며, 좌우 방향 및 상하 방향에 직교하는 방향을 '전후 방향'이라고 칭한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 로봇(1)의 앞에는 컨베이어(71)가 배치되어 있다. 컨베이어(71)에 의해서, 워크(72)가 화살표시(75) 방향으로 반송된다. 본 실시형태에서는, 로봇(1)은 컨베이어(71)에 의해서 이동하는 워크(72)에 대해 특정의 작업을 수행한다. 로봇(1)의 '작업영역'은, 로봇(1) 주위의 영역으로서, 컨베이어(71)를 커버 하는 영역이다. 컨베이어(71)의 벨트의 양측에는 반송물의 흐름을 규정하는 한 쌍의 측벽(71a, 71b)이 설치되어 있다. 이러한 측벽에 타이밍 정보 검지 수단(7)으로의 광전 센서가 설치되어 있다. 광전 센서의 투광부(7a)보다 하류 측의 측벽(71a)에는 규제 부재(8)가 설치되어 있다. 규제 부재(8)는 평판 형상을 가지며, 그 주면(主面)이 컨베이어(71) 쪽을 향해서 배치된다.

광전 센서는, 로봇(1) 측의 한쪽의 측벽(71a)에 설치된 투광부(投光部)(7a)와, 반대쪽의 측벽(71b)에 설치된 수광부(受光部)(7b)를 가진다. 이 광전 센서는, 가시광선 또는 적외선 등의 빛을 투광부(7a)로부터 발사하고, 컨베이어(71) 위의 검출물체에 의해서 차광 되는 광량의 변화를, 수광부(7b)로 검출하여 검지 신호를 생성하도록 구성된다. 이와 같이 광전 센서는 컨베이어(71)를 따라 반송되어 오는 워크(72)를 검지한다. 이 검지 신호는 로봇(1)의 제어장치(6)에 입력된다(도 3 참조).

로봇(1)의 제1 로봇 암(10A)(이하, '제1 암(10A)'이라고 기재하는 경우가 있다.)의 핸드부(15)(15A)에는, 워크(72)에 대해 특정의 작업을 수행하는 작업용 툴(73)을 가지고 있다. 또한, 제2 로봇 암(10B)(이하, '제2 암(10B)'이라고 기재하는 경우가 있다)의 핸드부(15)(15B)에는, 워크(72)를 받쳐서 소정의 방향으로 안내하는 가이드용 툴(74)을 가지고 있다. 제어장치(6)(도 3 참조)는, 워크(72)가 로봇(1)의 작업영역에 도착하는 타이밍 정보에 따라서, 가이드용 툴(74)에 의해 작업영역 내에 있는 워크(72)를 해당 영역 안으로 유도하고, 해당 영역 안으로 유도된 워크(72)에 대해서 작업용 툴(73)에 의해 작업을 수행하도록 제1 암(10A) 및 제2 암(10B)의 동작을 제어하도록 구성된다.

본 실시형태에서는, 워크(72)는, 밥과 복수 종류의 반찬이 들어간 도시락이다. 로봇(1)의 '특정 작업'은, 도시락 속의 특정의 반찬(예를 들면, 햄버거)에 소스를 치는 작업이다. 이 경우, 작업용 툴(73)은 소스 토출 장치이고, 가이드용 툴(74)은 도시락을 안내하는 안내 부재이다. 가이드용 툴(74)은 평면에서 바라볼 때 대략 L-자 모양으로 굽은 형상을 가진다.

또한, 제1, 제2 암(10A, 10B)은, 전술한 바와 같이, 각각 핸드부(15A, 15B)를 포함하는 것이므로, 핸드부(15A, 15B)의 툴에 의한 동작도, 제1, 제2 암(10A, 10B)에 의한 동작으로서 설명할 경우가 있다.

[로봇의 동작]

다음으로, 상기 구성의 로봇(1)의 동작에 관하여 설명한다. 도 5는, 특정 작업을 수행하는 로봇(1)의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.

먼저, 제어장치(6)는, 타이밍 정보 검지 수단(7)으로부터 검지 신호를 취득하여, 워크(72)가 로봇(1)의 작업영역에 도착하는 타이밍 정보를 생성한다(도 5의 단계 S1). 도 6은, 타이밍 정보 검지 수단(7)(광전 센서)에 의해 타이밍 정보를 검지하는 동작의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 광전 센서는, 가시광선 또는 적외선 등의 빛을 투광부(7a)로부터 발사하고, 컨베이어(71)에 의해서 반송되어 오는 워크(도시락)(72)에 의해 차광 되는 광량의 변화를, 수광부(7b)에서 검출하여 검지 신호를 생성한다. 컨베이어(71)에 의해서 반송되어 오는 워크(도시락)(72)는 특정의 자세는 아니지만, 광전 센서에 의해, 컨베이어(71)를 따라 반송되어 오는 워크(도시락)(72)를 검지한다. 이 검지 신호는 로봇(1)의 제어장치(6)에 입력된다(도 3 참조). 제어장치(6)는, 취득한 검지 신호에 의거하여, 워크(72)가 로봇(1)의 작업영역에 도착하는 타이밍 정보를 생성한다. 여기에서는 컨베이어(71)에 의해서, 워크(72)가 광전 센서로 검지 되고 로봇(1)의 작업영역까지 반송되는 시간은, 미리 기억부(602)에 기억되어 있다. 광전 센서 검지 타이밍에 상기 시간을 가산하는 것에 의해서, 로봇(1)의 작업영역에 도착하는 타이밍을 정확하게 산출할 수가 있다.

다음으로, 제어장치(6)는, 타이밍 정보에 따라, 가이드용 툴(74)에 의해 로봇(1)의 작업영역에 도착하고 있는 워크(72)를 영역 안으로 유도하고(도 5의 단계 S2), 영역 안으로 유도된 워크(72)에 대해서 작업용 툴(73)에 의해 작업을 수행하도록 제1, 제2 암(10A, 10B)의 동작을 제어한다(도 5의 단계 S3).

도 7은, 단계 S2 및 단계 S3의 동작의 일례를 나타내는 도면이다. 가이드용 툴(74)은 평면에서 바라볼 때 대략 L-자 모양으로 굽은 형상으로 형성되어 있어, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제2 암(10B)은, 가이드용 툴(74)을 화살표시(76) 방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 워크(도시락)(72)가 가이드용 툴(74)을 따라가면서, 컨베이어(71)의 폭 방향의 일단 측으로 안내된다. 이때, 가이드용 툴(74)에 의해 작업영역 안에 있는 워크(도시락)(72)의 한쪽 측면을 받치면서 워크(도시락)(72)의 반대쪽 측면을 규제 부재(8) 쪽으로 유도한다. 이것에 의해, 워크(도시락)(72)의 컨베이어 반송 방향으로의 이동이 규제됨과 더불어 워크(도시락)(72)가 소정의 자세로 유지된다. 이에 따라, 작업영역 안에 있는 워크(72)를 해당 영역 안에 머무르게 할 수가 있다.

한편, 제1 암(10A)은, 소정의 자세가 된 워크(도시락)(72)에 소정물품을 공급하는 작업을 수행한다. 이 자세로의 반송 상태에서, 제1 암(10A)은, 핸드부(15A)가 화살표시(77) 방향(컨베이어(71)의 폭 방향)으로 왕복 이동을 반복하도록 동작하면서, 작업용 툴(73)인 소스 토출 장치로 소스를 토출시킨다. 이것에 의해, 워크(도시락)(72)의 특정 개소에 있는 반찬(예를 들면, 햄버거)에 소스를 칠 수가 있다. 워크(72)는 컨베이어(71)에 의해서 순차적으로 반송되어 오므로, 로봇(1)은, 작업을 계속할 경우(단계 S4)는, 단계 S1으로 되돌아가, 제어장치(6)가 다음의 검지 신호를 취득할 때까지(다음의 워크(72)가 반송될 때까지) 대기한다.

따라서, 본 실시형태에 따르면, 이동하는 워크(72)가 로봇(1)의 작업영역에 도착하는 타이밍 정보에 따라서, 암(10B)의 선단에 설치된 가이드용 툴(74)에 의해 작업영역 안에 있는 워크(72)를 해당 영역 안으로 유도하고, 암(10A)의 선단에 설치된 작업용 툴(73)에 의해 해당 영역 안으로 유도된 워크(72)에 대해서 작업을 수행한다. 이에 따라, 워크(72)의 추종 제어 등을 수행하지 않고, 타이밍 정보에 따라서 이동하는 워크(72)에 대한 작업을 수행할 수가 있다. 이와 같이, 이동하는 워크(72)에 대해서 특정의 작업이 가능한 로봇을, 비교적 간단한 구성으로 실현할 수가 있다.

또한, 로봇(1)은, 타이밍 정보 검지 수단(7)을 구비하고 있으므로, 워크(72)가 로봇(1)의 작업영역에 도착하는 타이밍을 정확하게 산출할 수가 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 워크를 반송하는 컨베이어(71) 부근에 설치된 투과형의 광전 센서에 의해 워크(72)를 검지하였으나, 투과형 광전 센서뿐만 아니라, 이른바 '반사형'이나 '회귀 반사형' 광전 센서로 검지하여도 좋다. 또한, 고정하여 설치된 카메라의 이미지를 분석하여 워크(72)가 도착하는 타이밍 정보를 산출하여도 좋다.

또한, 가이드용 툴(74)에 의해 작업영역 안에 있는 워크(72)의 한쪽 측면을 받치면서 워크(72)의 반대쪽 측면을 규제 부재(8) 쪽으로 유도함에 따라, 워크(72)의 자세를 유지하기 쉬워진다.

(제2 실시형태)

다음으로, 제2 실시형태에 관하여 설명한다. 이하에서는, 제1 실시형태와 공통하는 구성의 설명은 생략하고, 상이한 구성에 대해서만 설명한다.

도 8은, 제2 실시형태에 따른 로봇(1)의 제어장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 로봇(1)은, 가이드용 툴(74)이 워크(72)에 접촉한 것을 검지하고, 제어장치(6A)에 의해 검지 신호를 출력하는 접촉 센서(9)를 더 구비하는 점이 다르다. 본 실시형태에서는, 접촉 센서(9)는 분포형의 압력 센서를 사용하지만, 물체와의 접촉을 검지하는 것이라면, 다른 형식의 접촉 센서를 사용하여도 좋다.

도 9는, 로봇(1)에 의한 동작의 일례를 나타내는 도면이다. 가이드용 툴(74)은 평면에서 바라볼 때 대략 L-자 모양으로 굽은 형상으로 형성되어 있고, 긴 부분(74a)과 짧은 부분(74b)을 가진다. 본 실시형태에서는, 짧은 부분(74b)의 내측 표면에 접촉 센서(9)가 설치되어 있다. 접촉 센서(9)는 가이드용 툴(74)의 짧은 부분(74b)의 내측 표면에 워크(도시락)(72)가 접촉한 것을 검지한다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 제어장치(6A)는, 타이밍 정보에 따라, 컨베이어(71)의 외측으로부터 제2 암(10B)의 가이드용 툴(74)을 화살표시(76) 방향으로 이동시킨다. 이때 제어장치(6A)는, 접촉 센서(9)로부터 가이드용 툴(74)의 짧은 부분(74b)의 내측 표면에 워크(도시락)(72)가 접촉한 것을 검지한 검지 신호를 수신했을 경우에는, 가이드용 툴(74)의 짧은 부분(74b) 및 긴 부분(74a)에 의해 작업영역 안에 있는 워크(도시락)(72)의 선단 및 측면을 받치면서 컨베이어(71)에 의해 반송되는 워크(도시락)(72)의 움직임에 추종하도록 가이드용 툴(74)을 제어한다.

한편, 제1 암(10A)은, 가이드용 툴(74)에 의해 소정의 자세가 된 워크(도시락)(72)에 소정물품을 공급하는 작업을 수행한다. 제1 암(10A)은, 컨베이어(71)에 의해서 반송되는 워크(도시락)(72)의 움직임에 추종하면서, 핸드부(15A)가 화살표시(77) 방향(컨베이어(71)의 폭 방향)으로 왕복 이동을 반복하도록 동작하면서, 작업용 툴(73)인 소스 토출 장치로 소스를 토출시킨다. 이에 따라, 워크(도시락)(72)의 특정 개소에 있는 반찬(예를 들면, 햄버거)에 소스를 칠 수가 있다. 이와 같이 본 실시형태에서는, 제어장치(6A)는, 접촉 센서(9)에 의해, 가이드용 툴(74)이 워크(72)에 접촉한 것을 검지했을 경우 워크(72)에 대해서 작업용 툴(73)에 의해 특정의 작업을 수행하도록 제1 암(10A)의 동작을 제어한다.

또한, 본 실시형태에서는, 접촉 센서(9)를 가이드용 툴(74)의 짧은 부분(74b)의 내측 표면에 설치하고, 컨베이어(71)에 의해서 반송되는 워크(72)의 움직임에 추종하면서 특정의 작업을 수행하도록 한 구성으로 하였지만, 접촉 센서(9)를 긴 부분(74a)의 내측 표면에 설치하고. 가이드용 툴(74)의 긴 부분(74a)에 의해서 컨베이어(71) 위의 워크(72)의 움직임을 완전히 멈춘 후에, 특정의 작업을 수행하여도 좋다. 접촉 센서(9)는 가이드용 툴(74)의 긴 부분(74a)의 내측 표면에 워크(도시락)(72)가 접촉한 것을 검지하여, 검지 신호를 제어장치(6A)에 출력한다. 제어장치(6A)는, 가이드용 툴(74)의 긴 부분(74a)에 의해 작업영역 안에 있는 워크(도시락)(72)의 한쪽 측면을 받치면서 워크(도시락)(72)의 반대쪽 측면을 규제 부재(8) 쪽으로 유도하도록 제2 암(10B)의 동작을 제어한다. 이에 따라, 워크(도시락)(72)의 컨베이어 반송 방향으로의 이동이 규제됨과 더불어 워크(도시락)(72)가 소정의 자세로 유지된다. 이와 같이 컨베이어(71) 위의 워크(72)의 움직임을 완전히 멈춘 후, 워크(도시락)(72)의 특정 개소에 있는 반찬(예를 들면, 햄버거)에 소스를 쳐도 좋다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 도시락의 내용물에 소스를 도포하는 작업이었으나, 간장, 드레싱 등을 도포하는 작업이어도 좋고, 도시락의 내부에 반찬 등의 내용물을 채워넣는 작업이어도 좋다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 도시락을 반송하면서 소스를 치도록 하였으나, 도시락이 특정의 자세가 된 후, 컨베이어를 정지시키고, 정지 상태의 도시락에 소스를 치게 하여도 좋다.

상기 설명으로부터, 통상의 기술자에게는, 본 발명이 많은 개량이나 다른 실시형태가 분명하다. 따라서, 상기 설명은, 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 최선의 형태를 통상의 기술자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 정신을 벗어나지 않고, 그 구조 및/또는 기능의 자세한 내용을 실질적으로 변경할 수 있다.

본 발명은 종래 사람이 수행하던 작업과 동일한 작업을 수행하는 로봇에 유용하다.

1 : 로봇
6, 6A : 제어장치
7 : 타이밍 정보 검지 수단(광전 센서)
8 : 규제 부재
9 : 접촉 센서
10 : 로봇 암
10A : 제1 로봇 암
10B : 제2 로봇 암
15, 15A, 15B : 핸드부
72 : 워크(도시락)
73 : 작업용 툴(소스 토출 장치)
74 : 가이드용 툴(L-자형 안내 부재)

Claims

컨베이어에 의해 이동하는 워크에 대해 작업을 수행하는 로봇으로서,
워크를 지지하는 가이드용 툴이 선단에 설치된 제1 로봇 암과,
워크에 대해 특정의 작업을 수행하는 작업용 툴이 선단에 설치된 제2 로봇 암과,
상기 제1 및 제2 로봇 암의 동작을 제어하는 제어장치와,
상기 컨베이어에 설치되고, 해당 컨베이어에 의해 반송되어 오는 상기 워크를 검지하고, 상기 제어장치에 검지신호를 출력하는 광전 센서를 구비하고
상기 제어장치는, 상기 광전 센서에 의해 검지된 상기 워크가 상기 컨베이어에 의해 상기 로봇의 작업영역까지 반송되는 시간 정보를 미리 기억해두는 기억부를 갖고, 상기 광전 센서로부터 입력된 검지 신호 및 상기 기억부에 기억된 시간 정보에 의거하여, 상기 워크가 로봇의 작업영역에 도착하는 타이밍 정보를 생성하고, 상기 타이밍 정보에 따라, 상기 가이드용 툴에 의해 상기 작업영역 내에 있는 상기 워크를 해당 영역내로 고정시키고, 해당 영역내로 고정된 워크에 대해서 상기 작업용 툴에 의해 특정의 작업을 수행하도록 상기 제1 및 제2 로봇 암의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇.
제1항에 있어서,
상기 가이드용 툴이 상기 워크에 접촉한 것을 검지하고, 상기 제어장치에 검지 신호를 출력하는 접촉 센서를 더 구비하고,
상기 제어장치는, 상기 접촉 센서로부터 상기 검지 신호를 수신한 경우에, 상기 워크에 대해서 상기 작업용 툴에 의해 특정의 작업을 수행하도록 상기 제2 로봇 암의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제1 로봇 암은, 상기 가이드용 툴에 의해, 컨베이어 위에서 반송되는 상기 워크를 상기 컨베이어의 폭 방향의 소정방향으로 안내하는 동작을 수행하는 것에 의해, 상기 워크의 컨베이어 반송 방향으로의 이동을 규제함과 동시에 상기 워크를 소정의 자세로 유지하고,
상기 제2 로봇 암은, 상기 소정의 자세가 된 상기 워크에 소정물품을 공급하는 작업을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇.
제1항에 있어서,
상기 작업영역내에 있는 상기 워크를 해당 영역 내에 고정시키기 위한 규제 부재를 더 구비하고,
상기 제1 로봇 암은, 상기 가이드용 툴에 의해 상기 작업영역 내에 있는 상기 워크의 일측면을 지지하면서 해당 워크의 타측면을 상기 규제 부재측으로 유도하는 것을 특징으로 하는 로봇.
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