KR102423803B1

KR102423803B1 - 피공작물 파지 장치

Info

Publication number: KR102423803B1
Application number: KR1020180057009A
Authority: KR
Inventors: 하라 코지
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2017-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2022-07-21
Also published as: TW201900367A; US10870206B2; US20180333864A1; KR20180127243A; CN108943000B; CN108943000A; JP6914475B2; DE102018111431A1; JP2018192576A; TWI758477B

Abstract

피공작물 파지 장치(10)는 베이스 바디(20) 및 피공작물(100)을 파지하도록 구성되는 한 쌍의 핑거 유닛(22)을 포함한다. 상기 한 쌍의 핑거 유닛(22) 중 제1 핑거 유닛(40)은 베이스 바디(20)에 대해서 화살표(Z)의 방향으로 왕복운동되고 화살표(Z)의 방향에 수직인 평면 상에서 회전되도록 구성되는 스쿠프 부재(52)를 포함한다. 한 쌍의 핑거 유닛(22) 중 제2 핑거 유닛(60)은 화살표(X)의 방향으로 왕복운동되고 화살표(Z)의 방향에 수직인 평면 상에서 회전되도록 구성되는 가압 부재(74)를 포함한다.

Description

피공작물 파지 장치{WORKPIECE GRIPPING DEVICE}

본 발명은 로봇에 부착된 상태로 사용되는 피공작물 파지 장치에 관한 것이다.

생산 효율을 높이기 위해서, 생산 라인의 각각의 단계의 적어도 일 부분에서 로봇이 동작을 행하도록 하기 위한 자동화가 진행되고 있다. 예를 들어, 피공작물 파지 장치(소위 로봇 손)는 미리결정된 개소로부터 피공작물을 추출하고 이 피공작물을 다른 개소로 이송하기 위해서 로봇에 부착된다(예를 들어 일본 공개 특허 공보 No. 2013-000857 참조).

종래의 피공작물 파지 장치는 판재 금속 파트들과 같은 플레이트-형상 부재로 만들어지는 상이한 형상들의 피공작물을 파지할 수 없었다. 예를 들어, 일본 공개 특허 공보 No. 2013-000857에서 개시되는 피공작물 파지 장치는 상이한 사이즈들의 피공작물들을 파지할 수 있는 방식으로 구성되나, 상이한 형상들의 피공작물들을 파지할 수 있도록 구성되지 않는다.

본 발명은 상기 문제를 고려하여 고안되었고, 상이한 형상들의 피공작물들을 파지할 수 있는 피공작물 파지 장치를 제공하는 목적을 갖는다.

상술된 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 베이스 바디 및 상기 베이스 바디 상에 배치되고 피공작물을 파지하도록 구성되는 파지 메커니즘을 포함하는 피공작물 파지 장치로서, 상기 파지 메커니즘은 상기 베이스 바디에 대해서 제1 축선 방향으로 왕복운동되고 상기 제1 축선 방향에 수직인 평면 상에서 회전되도록 구성되는 제1 유지 구조체를 갖는 제1 핑거 유닛, 및 상기 제1 축선 방향에 수직인 제2 축선 방향으로 왕복운동되고 상기 제1 축선 방향에 수직인 평면 상에서 회전되도록 구성되는 제2 유지 구조체를 갖는 제2 핑거 유닛을 갖는, 피공작물 파지 장치에 의해서 특징지워진다.

위 구성에 따르면, 상기 제1 핑거 유닛의 상기 제1 유지 구조체 및 상기 제2 핑거 유닛의 상기 제2 유지 구조체로 상기 피공작물 파지 장치는 상이한 형상들의 피공작물들을 적절하게 파지할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 상기 제1 축선 방향으로 전후로 이동(즉, 왕복)되고 상기 제1 축선 방향에 수직인 평면 상에서 회전되는 상기 제1 유지 구조체, 및 상기 제1 축선 방향에 수직인 상기 제2 축선 방향으로 왕복운동되고 상기 제1 축선 방향에 수직인 평면 상에서 회전되는 상기 제2 유지 구조체는, 피공작물의 형상에 따라서, 상기 제1 축선 방향을 따라서 상기 피공작물을 샌드위칭하는 것과 같은 또는 상기 제2 축선 방향을 따라서 상기 피공작물을 샌드위칭하는 것과 같은 동작들 사이에서 선택할 수 있다. 결과적으로, 상기 피공작물 파지 장치는 다양한 파지 모드를 채택할 수 있고, 따라서 다기능성을 상당히 향상시킨다.

또한, 제1 축선 방향은 제1 유지 구조체가 베이스 바디를 향해서 접근도록 또는 이로부터 멀리 분리되도록 하는 방향일 수도 있고, 상기 제2 축선 방향은 제2 유지 구조체가 제1 핑거 유닛을 향해서 접근되도록 또는 이로부터 멀리 분리되도록 하는 방향일 수도 있다.

제1 핑거 유닛에 대한 제2 유지 구조체의 상대적인 거리를 변경함과 함께 베이스 바디에 대한 제1 유지 구조체의 상대적인 거리를 변경함으로써, 피공작물 유지 구조체가 제1 유지 구조체 및 제2 유지 구조체에 의해서 피공작물의 샌드위칭 및 샌드위칭의 해제 양자를 용이하게 행할 수 있다.

대안적으로, 베이스 바디는 제2 축선 방향에 수직인 방향으로 돌출되는 고정된 파지 바디을 포함할 수도 있고, 제2 핑거 유닛은 제2 축선 방향을 따라서 이동됨으로써, 가동 파지 바디와 고정된 파지 바디 사이에 피공작물을 파지하도록 구성되는 상기 가동 파지 바디를 포함할 수도 있다.

제2 핑거 유닛의 가동 파지 바디를 제2 축선 방향을 따라서 이동시키는 간단한 동작에 의해서, 피공작물 파지 장치는 고정된 파지 바디와 가동 파지 바디 사이에 피공작물을 샌드위치하고 파지할 수 있다.

상술된 구성에 부가하여, 피공작물 파지 장치는, 제1 핑거 유닛이 돌출되는 방향과 반대 방향으로 고정된 파지 바디가 베이스 바디로부터 돌출되고, 가동 파지 바디가 제2 핑거 유닛으로부터 베이스 바디에 마련되는 세장형 홀을 통해서 관통되고, 제2 핑거 유닛이 돌출되는 방향과 반대 방향으로 돌출되는 구성의 것일 수도 있다.

상기 제1 핑거 유닛 및 상기 제2 핑거 유닛에 의해서 피공작물을 파지하는 것에 부가하여, 상기 베이스 바디의 배향을 변경함으로써, 상기 피공작물 파지 장치는 상기 고정된 파지 바디 및 상기 가동 파지 바디에 의해서 피공작물을 파지하는 상태로 용이하게 절환될 수 있다.

이 예시에서, 평면에서 보았을 때, 상기 제1 유지 구조체 및 상기 제2 유지 구조체는 바람직하게는 상기 피공작물을 유지하기 전에 대기하는 스탠바이 위치로부터 상기 피공작물을 유지하는 유지 위치를 향한 회전 방향들이 서로 상호 반대이도록 배열된다.

상기 피공작물 파지 장치가 상기 제1 유지 구조체 및 상기 제2 유지 구조체를 상호 반대 방향으로 회전시킴으로써, 이들의 상기 각각의 스탠바이 위치들에서, 상기 제1 유지 구조체 및 상기 제2 유지 구조체는 동일한 방향으로 연장되는 상태로 놓인다. 따라서, 상기 각각의 스탠바이 위치들로부터 상기 유지 위치들로의 상기 제1 유지 구조체 및 상기 제2 유지 구조체의 운동 범위를 감소시키는 것이 가능하다. 결과적으로, 이용가능한 공간이 작은 경우에도, 피공작물을 만족스럽게 파지하는 것이 여전히 가능하다.

또한, 상기 제1 유지 구조체 및 상기 제2 유지 구조체 중 적어도 하나는 상기 스탠바이 위치로부터 상기 유지 위치로의 방향으로 일 측부 상에 테이퍼진 부분을 가질 수도 있다.

상기 제1 유지 구조체 및 상기 제2 유지 구조체 중 적어도 하나에 상기 테이퍼진 부분을 가짐으로써, 상기 피공작물 파지 장치는, 상기 제1 유지 구조체 및 상기 제2 유지 구조체가 회전될 때 상기 테이퍼진 부분이 피공작물의 하측 상에 용이하게 들어갈 수 있도록 한다.

또한, 상기 제1 유지 구조체 및 상기 제2 유지 구조체 각각은 상기 스탠바이 위치로부터 상기 유지 위치로의 방향으로 일 측부로부터 돌출되는 발톱 부재를 가질 수도 있다.

상기 발톱 부재를 가짐으로써, 상기 피공작물 파지 장치는 상기 제1 유지 구조체 및 상기 제2 유지 구조체가 상기 피공작물의 측부들로부터 상기 피공작물에 접근하도록 할 수 있고, 상기 발톱 부재의 상호 동작에 의해서 단일 피공작물을 샌드위치할 수 있다.

또한, 상기 제1 핑거 유닛은 바람직하게는 상기 베이스 바디에 연결되고 상기 제1 축선 방향을 따라서 상기 제1 유지 구조체를 이동시키도록 구성되는 종방향 액츄에이터, 및 상기 종방향 액츄에이터에 연결되고 상기 제1 유지 구조체를 회전시키도록 구성되는 제1 회전 액츄에이터를 포함하고, 상기 제2 핑거 유닛은 바람직하게는 상기 제2 축선 방향을 따라서 상기 제2 유지 구조체를 이동시키도록 구성되고 상기 베이스 바디에 연결되는 측방향 액츄에이터, 및 상기 측방향 액츄에이터에 연결되고 상기 제2 유지 구조체를 회전시키도록 구성되는 제2 회전 액츄에이터를 포함한다.

상기 피공작물 파지 장치는 상기 제1 유지 구조체 및 상기 제2 유지 구조체가 상기 종방향 액츄에이터, 상기 제1 회전 액츄에이터, 상기 측방향 액츄에이터 및 상기 제2 회전 액츄에이터에 의해서 독립적으로 그리고 서로 협력하여 동작되는 것을 가능하게 한다.

본 발명에 따르면, 상기 피공작물 파지 장치는 상이한 형상의 피공작물들을 적합하게 파지할 수 있고, 이에 따라, 상기 피공작물 파지 장치를 포함하는 로봇은 다양한 타입의 피공작물이 이동되는 것을 가능하게 하는 높은 다기능성을 보인다.

본 발명의 위의 그리고 다른 목적, 특징 및 장점은 본 발명의 바람직한 실시형태가 예시적인 실시예의 방식으로 도시되는 첨부된 도면과 함께 고려될 때, 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 분명해 질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 피공작물 파지 장치가 응용되는 파지 로봇 및 처리 사이트를 개략적으로 도시하는 설명도이고;
도 2는 도 1의 피공작물 파지 장치를 도시하는 사시도이고;
도 3은 도 2의 피공작물 파지 장치가 180° 만큼 회전된 상태를 도시하는 설명도이고;
도 4는 변형예에 따른 피공작물 파지 장치를 도시하는 사시도이고;
도 5a는 피공작물 파지 장치의 동작을 도시하는 제1 측면도이고;
도 5b는 도 5a에서 화살표(VB)의 시점으로부터 보이는 바와 같은 도이고;
도 5c는 피공작물 파지 장치의 동작을 도시하는 제2 측면도이고;
도 5d는 도 5c에서 화살표(VD)의 시점으로부터 보이는 바와 같은 도이고;
도 6a는 피공작물 파지 장치의 동작을 도시하는 제3 측면도이고;
도 6b는 도 6a의 선 VIB-VIB에 따른 단면도이고;
도 6c는 피공작물 파지 장치의 동작을 도시하는 제4 측면도이고;
도 6d는 도 6c의 선 VID-VID에 따른 단면도이고;
도 7a는 피공작물 파지 장치의 제1 파지 메커니즘에 의한 파지를 도시하는 제1 측 단면도이고;
도 7b는 피공작물 파지 장치의 제1 파지 메커니즘에 의한 파지를 도시하는 제2 측 단면도이고;
도 8은 도 4의 피공작물 파지 장치에 의한 피공작물의 파지를 도시하는 설명도이고; 그리고
도 9는 도 4의 피공작물 파지 장치에 의한 다른 하나의 피공작물의 파지를 도시하는 설명도이다.

본 발명에 따른 피공작물 파지 장치의 바람직한 실시형태가 제공되고 수반된 도면을 참조하여 이하 상세히 설명될 것이다.

도 1에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 피공작물 파지 장치(10)는 파지 로봇(12)의 엔드 이펙터(end effector)로서 사용된다. 파지 로봇(12)은 공장 내에 장착되고, 피공작물(100)을 다른 피공작물로 또는 처리 장치의 지그로 이송하며, 이 처리 장치는 미리결정된 프로세스(피공작물의 용접 등)를 실행한다. 또한, 피공작물 파지 장치(10)가 장착되는 대상은 파지 로봇(12)에 한정되지 않고, 피공작물을 파지하는 목적으로 다양한 장치에 적용될 수도 있다.

예를 들어, 파지 로봇(12)은 다-관절식 또는 관절식 타입의 로봇으로서 구성되고, 복수의 암(14), 암(14)을 서로 회전가능하게 연결하는 복수의 관절(16), 및 각각의 관절(16)의 동작을 제어하는 제어 유닛(18)을 포함한다. 파지 로봇(12)의 제어 유닛(18)은, 피공작물(100)이 임시로 위치되는 피공작물 저장 공간(200)으로 피공작물 파지 장치(10)를 이동시키기 위해서 각각의 암(14) 및 각각의 관절(16)을 이동시킨다. 또한, 피공작물 파지 장치(10)는 제어 유닛(18)의 제어 하에서 피공작물(100)을 파지(유지)한다. 또한, 파지된 피공작물(100)은 각각의 암(14) 및 각각의 관절(16)의 동작에 의해서 배치 위치(202)로 이송되고, 피공작물(100)의 파지는 피공작물(100)을 배열(설정)하기 위해서 배치 위치(202)에서 해제된다.

특히, 도 2에 도시되는 바와 같이, 상이한 형상들을 갖는 복수의 타입의 피공작물들(100)을 파지하기 위해서, 본 실시형태에 따른 피공작물 파지 장치(10)는 상이한 파지 모드들을 실현할 수 있는 멀티-핸드식 타입의 로봇으로서 구성된다. 이하, 피공작물 파지 장치(10)에 관한 상세가 구체적으로 설명될 것이다.

또한, 아래에 주어진 설명에서, 장치 구성의 방향은 도 2에 도시되는 방향 표시를 참조하여 설명될 것이다. 좀 더 구체적으로, 장치의 측 방향(도 2에서 대략 좌우 방향)은 화살표(X)에 의해서 표시되고, 장치의 폭 방향(도 2에서 지면의 대략 후방 방향 및 대략 전방 방향)은 화살표(Y)에 의해서 표시되고, 장치의 높이 방향(도 2에서 상측 방향 및 하측 방향)은 화살표(Z)에 의해서 표시된다. 또한, 대략 우측 방향은 화살표(X1)의 방향에 의해서 표시되고, 대략 좌측 방향은 화살표(X2)의 방향에 의해서 표시되고, 지면의 대략 후방 방향은 화살표(Y1)의 방향에 의해서 표시되고, 지면의 대략 전방 방향은 화살표(Y2)의 방향에 의해서 표시되고, 상측 방향은 화살표(Z1)의 방향에 의해서 표시되고, 그리고 하측 방향은 화살표(Z2)의 방향에 의해서 표시된다. 또한, 설명의 이해를 촉진시키기 위해서 방향 표시가 제공되고, 피공작물 파지 장치(10)는 파지 로봇(12)의 구동 작동 하에서 임의적인 어느 하나의 배향으로 사용될 수 있다.

파지 로봇(12)의 원위 단부 암(14a)은 피공작물 파지 장치(10)가 장착되는 피장착부(15)를 포함하고, 피장착부(15)는 적어도 180° 이상으로 원위 단부 암(14a)의 외측 쉘에 대해서 회전될 수 있다(또한 도 1을 참조). 따라서, 피장착부(15)의 회전과 함께, 피공작물 파지 장치(10)는 도 2에 도시되는 화살표(Z)의 방향을 상측으로 그리고 하측으로 역으로 할 수 있다(또한 도 3을 참조).

도 2 및 도 3에 도시되는 바와 같이, 피공작물 파지 장치(10)는 피장착부(15)에 연결되는 베이스 바디(20), 및 베이스 바디(20)에 제공되고 피공작물(100)을 파지하는 한 쌍의 핑거 유닛(22)을 포함한다. 한 쌍의 핑거 유닛(22)은 제1 핑거 유닛(40) 및 제2 핑거 유닛(60)으로 구성되며, 핑거 유닛 각각은 상이한 동작을 행한다. 또한, 한 쌍의 핑거 유닛(22)의 동작은 파지 로봇(12)의 제어 유닛(18)에 의해서 제어된다. 또한, 피공작물 파지 장치(10)는 파지 로봇(12)의 제어 유닛으로부터 별개로 피공작물 파지 장치(10)를 배타적으로 제어하는 제어 유닛을 구비할 수도 있다.

베이스 바디(20)는 블록 형상으로 형성되고 한 쌍의 핑거 유닛(22)이 동작가능하게 유지될 수 있도록 하는 강성을 갖는다. 좀 더 구체적으로, 화살표(X)의 방향으로 연장되고 화살표(Z)의 방향으로 충분한 두께를 갖는 직사각형 형상의 제1 블록(24), 및 화살표(X1)의 방향으로 제1 블록(24)의 측부 상의 그리고 화살표(Z2)의 방향으로 이와 연속적인 직사각형 형상의 제2 블록(26)이 서로 일체적으로 구성된다.

제1 핑거 유닛(40)은 화살표(Z2)의 방향으로 제1 블록(24)의 표면(하측 표면)에 부착되고, 제2 핑거 유닛(60)은 화살표(Z2)의 방향으로 제2 블록(26)의 표면에 부착된다. 결과적으로, 베이스 바디(20)는 제1 핑거 유닛(40) 및 제2 핑거 유닛(60)을 미리결정된 거리 만큼 서로 분리되는 위치에서 지지한다.

화살표(X)의 방향으로 제2 블록(26)의 길이는 제1 블록(24)의 길이보다 더 짧다. 따라서 베이스 바디(20)의 하측 표면 측부는 계단형 형상을 보인다. 제1 블록(24)과 함께 제2 블록(26)은 베이스 바디(20)가 피장착부(15)에 부착되게 하는 일 부분을 형성하고, 제1 핑거 유닛(40)의 높이 및 제2 핑거 유닛(60)의 높이를 적절하게 조절하기 위한 스페이서로서 기능한다.

화살표(X1)의 방향으로 베이스 바디(20)의 일 단부에서, 복수(도 2에서 도시되는 바와 같이 4개)의 장착 나사 홀(28)이 화살표(X1)의 방향으로 단부 표면, 화살표(Y2)의 방향으로 측 표면 및 화살표(Z1)의 방향으로 측 표면 각각에 제공된다. 결과적으로 베이스 바디(20)는 다양한 자세로 피장착부(15)에 나사조임되고 고정될 수 있다. 예를 들어, 화살표(X1)의 방향으로 베이스 바디(20)의 단부 표면과 피장착부(15)를 연결함으로써, 베이스 바디(20)는 화살표(X)의 방향으로 피장착부(15)의 연장 축선 둘레로 회전되고, 한 쌍의 핑거 유닛(22)은 180° 만큼 위치가 역으로 될 수 있다. 베이스 바디(20) 및 피장착부(15)가 서로 고정되는 수단은 나사 고정에 한정되지 않고, 다양한 다른 방법, 예를 들어 용접 등이 채용될 수도 있다.

또한, 종방향(화살표(X)의 방향)으로 연장되는 세장형 홀(30)은 평면에서 (화살표(Z2)의 방향으로) 보았을 때 측방향으로 베이스 바디(20)의 중앙 부분에 마련된다. 세장형 홀(30)은 화살표(X2)의 방향에 더 가깝게 제1 블록(24)에서 화살표(Z)의 방향으로 관통되게 형성된다. 후술될 제2 핑거 유닛(60)의 가동 파지 바디(64)는 세장형 홀(30) 안에 마련된다.

또한, 제2 핑거 유닛(60)과의 사이에 피공작물(100)을 샌드위치(클램핑)할 수 있는 고정된 파지 바디(32)는 화살표(Z1)의 방향으로 베이스 바디(20)의 표면(상측 표면)에 제공된다. 고정된 파지 바디(32)는 측방향으로 베이스 바디(20)의 중심 부분에 연결되고, 화살표(X2)의 방향으로 세장형 홀(30)의 일 측부와 연속되어 따라서 세장형 홀(30)의 일 부분을 폐쇄한다.

고정된 파지 바디(32)는 (화살표(Y2)의 방향으로 보았을 때) 측면이 L-형상으로 형성된다. 좀 더 구체적으로, 고정된 파지 바디(32)는 세장형 홀(30)의 폭과 동일한 폭으로 화살표(X)의 방향으로 연장되는 고정 부분(34), 및 고정 부분(34)의 일 단부에서 직각으로 절곡되고 화살표(Z1)의 방향으로 연장되는 연장 부분(36)을 포함한다. 고정 부분(34)은 나사 고정, 접착, 용접 등과 같은 적합한 고정 수단에 의해서 베이스 바디(20)에 강고히 고정된다.

고정된 파지 바디(32)의 연장 부분(36) 및 제2 핑거 유닛(60)은 이들 사이에 피공작물(100)을 직접적으로 파지하는 제1 파지 메커니즘(11A)을 구성한다. 연장 부분(36)의 연장 단부(36a)는 쐐기 형상을 보이며, 이 연장 단부에서 화살표(X2)의 방향으로 일 측부의 측 표면이 화살표(X1)의 방향으로 이의 돌출 방향을 향해서 경사지고, 화살표(X1)의 방향으로 일 측부 상의 측 표면은 편평한 형상으로 연장된다. 증가된 탄성력 및 마찰 저항을 갖는 고무 편(38)은 화살표(X1)의 방향으로 측부 상에 연장 단부(36a)의 측 표면 상에 제공된다.

제1 파지 메커니즘(11A)의 반대 측 상에 제공되는 한 쌍의 핑거 유닛(22)은 제1 핑거 유닛(40)과 제2 핑거 유닛(60)의 상호 협력을 통해서 피공작물(100)을 파지하기 위한 제2 파지 메커니즘(11B)을 구성한다.

제1 핑거 유닛(40)은 종방향 액츄에이터(42), 스페이서(44), 제1 회전 액츄에이터(46), 및 제1 유지 구조체(48)을 포함한다. 종방향 액츄에이터(42) 및 제1 회전 액츄에이터(46)는 베이스 바디(20)에 대한 제1 유지 구조체(48)의 운동을 가능하게 하기 위한 구동 메커니즘을 구성한다.

종방향 액츄에이터(42)의 상측부는 베이스 바디(20)에 연결되고 고정되고, 종방향 액츄에이터(42)는 화살표(Z) 방향(제1 축선 방향)으로, 이의 하측부에 연결되는 스페이서(44), 제1 회전 액츄에이터(46), 및 제1 유지 구조체(48)를 이동시킨다. 이 타입의 구동 메커니즘으로서, 예를 들어, 고정 실린더(42a) 및 공기(압축 공기)의 공급 및 배출에 근거하여 고정 실린더(42a)에 대해서 상대적으로 이동되는 가동 바(42b)를 갖는 공기 실린더가 적용될 수 있다.

좀 더 구체적으로, 가동 바(42b)의 부분은 고정 실린더(42a) 내부에 수용되고, 고정 실린더(42a) 내부의 내측 공간(미도시)을 나누는 플랜지(미도시)가 가동 바(42b) 상에 제공된다. 또한, 공기가 나누어진 내측 공간 각각의 안으로 유동되고 이의 외부로 유동되는 것을 허여할 수 있는 2개의 포트(42c)가 고정 실린더(42a) 상에 제공된다. 포트(42c)는 미-도시의 공기 소스에 연결된다. 제어 유닛(18)의 제어 하에서 공기를 공급하거나 또는 배출함으로써, 내측 공간 각각의 내측 압력이 조정된다. 결과적으로, 플랜지는 적절한 위치로 이동되고, 가동 바(42b)의 위치가 조정된다. 또한, 종방향 액츄에이터(42)는 상술된 구성에 한정되지 않고, 다른 구성, 예를 들어 유압 실린더, 볼 스크류 메커니즘 등이 적용될 수도 있다.

또한, 고정 실린더(42a)의 인접부에 마련되고 가동 바(42b)의 슬라이딩을 가이드하는 제1 가이드 메커니즘(50)은 종방향 액츄에이터(42) 상에 제공된다. 제1 가이드 메커니즘(50)은 고정 실린더(42a)에 연결되는 가이드 레일(50a), 및 가동 바(42b)에 연결되는 L-형상의 슬라이더(50b)로 구성된다(도 3 참조). 슬라이더(50b)는, 가동 바(42b)가 일 표면에 연결되고, 스페이서(44)가 다른 표면에 연결된 채로, 화살표(Z) 방향으로 연장되는 제1 부분, 및 화살표(Z2) 방향으로 단부에서 수직하게 절곡되는 제2 부분을 포함한다. 슬라이더(50b)의 제1 부분은 가동 바(42b)의 변위를 수반하는 가이드 레일(50a)을 따라서 가이드되고, 따라서 화살표(Z)의 방향으로 스페이서(44)를 안정적으로 변위시킨다.

제1 핑거 유닛(40)의 스페이서(44)는 미리결정된 플레이트 두께를 갖는 디스크 형상으로 형성되고, 화살표(Z)의 방향으로 제2 핑거 유닛(60)에 관련하여 제1 유지 구조체(48)의 위치를 조절한다. 스페이서(44)의 하측 표면 (화살표(Z2)의 방향으로 표면) 상에, 제1 회전 액츄에이터(46)가 스크류 등과 같은 고정 수단에 의해서 고정된다.

제1 회전 액츄에이터(46)는 화살표(Z)의 방향의 축선 둘레로 제1 유지 구조체(48)를 회전시키고 이동시킨다. 이 타입의 구동 메커니즘으로서, 스페이서(44)에 연결되는 원통형 바디(46a), 및 공기의 배출 및 공급에 기초하여 원통형 바디(46a)에 대해서 상대적으로 회전되는 회전 샤프트(46b)(도 3 참조)를 갖는 회전 액츄에이터가 적용될 수 있다.

예시로서, 제1 회전 액츄에이터(46)에서, 베인(vane; 미도시)은 회전 샤프트(46b)에 연결되고, 베인의 각도 범위를 결정하기 위한 고정 벽(미도시)이 원통형 바디(46a) 내부에 제공된다. 또한, 원통형 바디(46a) 내부에서, 압력 챔버들이 베인의 양 측부 상에 각각 형성되고, 미도시의 공기 소스가 원통형 바디(46a) 안의 각각의 압력 챔버들과 연통되는 2개의 포트들(46c)에 연결된다. 공기 소스는 제어 유닛(18)의 제어 하에서 공기를 공급하고 배출하여, 벤인이 회전되고 이의 운동이 회전 샤프트(46b)에 전달된다. 또한, 제1 회전 액츄에이터(46)는 상술된 구성에 한정되지 않고, 모터 메커니즘 등과 같은 다른 구성이 이에 적용될 수도 있다.

제1 유지 구조체(48)는 화살표(Z2)의 방향으로 원통형 바디(46a)로부터 돌출되는 회전 샤프트(46b)에 고정된다. 회전 샤프트(46b)가 회전될 때, 제1 유지 구조체(48)가 화살표(Z)의 방향에 수직인 평면 상에서 회전 샤프트(46b)를 중심으로 회전된다.

본 실시형태에 따른 제1 유지 구조체(48)는, 제2 핑거 유닛(60)과 협력하여 상측 및 하측으로부터 피공작물(100)을 샌드위치하는 플레이트-형상의 스쿠프 부재(52)에 의해서 구성된다. 종방향으로 스쿠프 부재(52)의 일 단부는 회전 샤프트(46b)에 연결되고, 스쿠프 부재(52)는 회전 샤프트(46b)의 축선 방향(화살표(Z)의 방향)에 수직인 방향으로 미리결정된 길이만큼 일 단부로부터 연장된다. 회전 샤프트(46b)의 동작 상태에 근거하여, 스쿠프 부재(52)는 화살표(X1)의 방향을 따라서 배열되는 유지 위치로 그리고 화살표(Y2)의 방향을 따라서 배열되는 스탠바이 위치로 가동이다.

스쿠프 부재(52)는 화살표(Z)의 방향으로 미리결정된 두께를 갖는 실질적으로 직각사각형의 평행육면체의 형상으로 형성된다. 스탠바이 위치로부터 파지 위치로의 회전 방향에서 스쿠프 부재(52)의 일 측부는 테이퍼진 부분(54)이고, 이의 상측 표면(화살표(Z1)의 방향으로 표면)은 하측으로 경사진다. 또한, 테이퍼진 부분(54)의 하측 표면(화살표(Z2)의 방향으로 표면)은 편평한 형상으로 형성된다. 달리 말하면, 단면으로 보았을 때, 테이퍼진 부분(54)은 직각 삼삭형 형상으로 형성되며, 이 삼각형 형상에서 이의 두께가 폭방향으로 외측부를 향해서 점진적으로 감소된다.

이러한 테이퍼진 부분(54)을 가짐으로써, 스쿠프 부재(52)가 스탠바이 위치로부터 유지 위치로 회전될 때, 이의 하측 예각 부분은 먼저 피공작물(100)의 하측부 상으로 들어간다. 이 때문에, 스쿠프 부재(52)는 테이퍼진 부분(54)의 경사를 따라서 피공작물(100)의 하측부 상으로 용이하게 삽입되고, 피공작물(100)은 위로 떠 올려지고 스쿠프 부재(52)의 상측 표면(편평한 표면)으로 가이드 된다.

또한, 제1 유지 구조체(48)는 도 2에 도시되는 스쿠프 부재(52)에 한정되지 않고, 다양한 대안적 구성이 이에 적용될 수 있다. 도 4는 변형예에 따른 피공작물 파지 장치(10A)의 사시도이다. 피공작물 파지 장치(10A)의 제1 핑거 유닛(40A)(제1 유지 구조체(48A))은 제2 핑거 유닛(60A)과 협력하여 피공작물(100)의 측부로부터 피공작물(100)로 접근하거나 또는 피공작물(100)의 미리결정된 개소를 걸기 위한 제1 후크 부분(56)에 의해서 구성된다.

제1 후크 부분(56)은, 회전 샤프트(46b)에 연결되는 이의 종방향으로 일 단을 갖고 회전 샤프트(46b)의 축선 방향에 수직인 방향으로 미리결정된 길이만큼 연장되는 연장 플레이트 바디(57), 및 연장 플레이트 바디(57)의 타단부에 연결되는 발톱 부재(58)를 포함한다.

발톱 부재(58)는 연장 플레이트 바디(57)의 일 측부(제1 후크 부분(56)의 스탠바이 위치로부터 유지 위치로의 방향으로 일 측부)부터 돌출되도록 형성된다. 평면에서 보았을 때, 발톱 부재(58)는 연장되는 플레이트 바디(57)의 단부 표면과 동일 평면이고, 직각 삼각형 형상으로 형성되며, 이 삼각형에서 이의 폭이 발톱 부재(58)가 돌출되는 방향을 향해서 점진적으로 좁아진다.

도 2 및 도 3으로 복귀하면, 피공작물 파지 장치(10)의 제2 핑거 유닛(60)은, 고정된 파지 바디(32)와 함께 제1 파지 메커니즘(11A)을 구성하고, 제1 핑거 유닛(40)과 함께 제2 파지 메커니즘(11B)를 구성하는 부분이다. 좀 더 구체적으로, 제2 핑거 유닛(60)은 측방향 액츄에이터(62), 가동 파지 바디(64), 스페이서(66), 제2 회전 액츄에이터(68), 및 제2 유지 구조체(70)를 포함한다. 제1 핑거 유닛(40)과 다르게, 제2 핑거 유닛(60)은 화살표(Z)의 방향으로 제2 유지 구조체(70)를 변위시키지 않으면서 화살표(X)의 방향(제2 축선 방향)으로 제2 유지 구조체(70)를 변위시킨다.

측방향 액츄에이터(62)의 상측부는 베이스 바디(20)에 연결되고 고정되고, 측방향 액츄에이터(62)는 가동 파지 바디(64), 스페이서(66), 제2 회전 액츄에이터(68) 및 제2 유지 구조체(70)를 화살표(X)의 방향으로 왕복운동시킨다. 이 타입의 구동 메커니즘으로서, 종방향 액츄에이터(42)와 같은 방식으로, 고정 실린더(62a), 및 공기의 공급 및 배출의 근거로 고정 실린더(62a)에 대해서 상대적으로 이동되는 가동 바(62b)를 갖는 공기 실린더가 적용될 수 있다.

더욱 상세히, 측방향 액츄에이터(62)는 박스 형상의 고정 실린더(62a)에 대해서 이동되는 한 쌍의 가동 바(62b)를 포함하고, 각각의 가동 바(62b)의 돌출된 단부들(화살표(X2)의 방향으로 단부들)을 부착 바디(62d)가 가교한다. 종방향 액츄에이터(42)에 유사하게, 고정 실린더(62a)는, 고정 실린더의 내부가 각각의 가동 바(62b)의 플랜지(미도시)에 의해서 분할되는 내측 공간들, 및 공기가 분할된 내측 공간들의 각각 안으로 유동되는 그리고 이로부터 외부로 유동되는 것을 허여할 수 있는 2개의 포트(62c)를 구비한다. 각각의 포트(62c)는 미-도시의 공기 소스에 각각 연결된다. 제어 유닛(18)의 제어 하에서 공기를 공급하거나 또는 배출함으로써, 내측 공간들 각각의 내측 압력이 조정되고, 화살표(X)의 방향으로 가동 바(62b) 각각의 위치가 조절된다.

제2 가이드 메커니즘(72)은 부착 바디(62d)의 슬라이딩을 가이드하기 위해서 측방향 액츄에이터(62) 상에 제공되고, 고정 실린더(62a)에 연결된 가이드 레일(미도시), 및 부착 바디(62d)에 연결된 U-형상 슬라이더(72a)에 의해서 구성된다. 가동 파지 바디(64)는 슬라이더(72a)와 함께 부착 바디(62d)에 고정되고, 측방향 액츄에이터(62)는 슬라이더(72a) 및 가동 파지 바디(64)가 화살표(X)의 방향으로 일체적으로 슬라이딩되도록 한다.

가동 파지 바디(64)는 부착 바디(62d)에 연결되는 이의 루트부로부터 화살표(Z1)의 방향을 따라서 선형으로 연장되고, 베이스 바디(20)의 세장형 홀(30)을 통해서 베이스 바디(20)의 반대 측부로 돌출된다. 가동 파지 바디(64)의 연장 단부(64a)는 베이스 바디(20)에 고정되는 고정된 파지 바디(32)의 연장 단부(36a)와 같은 높이로 설정된다. 가동 파지 바디(64)의 연장 단부(64a)는 고정된 파지 바디(32)와 대칭적으로 형성되고, 고정된 파지 바디(32) 쪽을 향하는 이의 표면 상에 배치되는 고무 편(38)과 함께 쐐기 형상으로 형성된다.

또한, 스페이서(66)가 제2 가이드 메커니즘(72)의 슬라이더(72a)의 하측 표면에 고정된다. 제2 핑거 유닛(60)의 스페이서(66)는 미리결정된 플레이트 두께를 갖는 직각사각형 플레이트 형상으로 형성되고, 제2 유지 구조체(70)의 (화살표(Z)의 방향으로) 높이를 조절한다. 스페이서(66)의 하측 표면 (화살표(Z2)의 방향으로 표면) 상에, 제2 회전 액츄에이터(68)가 스크류 등과 같은 고정 수단에 의해서 고정된다.

제2 회전 액츄에이터(68)에 대해서, 제1 회전 액츄에이터(46)의 것과 유사한 구조체(즉, 원통형 바디(68a) 및 회전 샤프트(68b)를 갖는 구성)가 채택될 수 있다. 그러나, 제2 회전 액츄에이터(68)의 회전 샤프트(68b)의 회전 방향은 제1 회전 액츄에이터(46)의 것과 반대의 방향으로 설정된다. 따라서, 제1 유지 구조체(48) 및 제2 유지 구조체(70)는 이들의 스탠바이 위치에서 동일한 방향(도 2에서 화살표(Y2)의 방향)으로 연장되고, 이들의 연장 단부는 이들의 유지 위치를 향해서 회전될 때 서로 근접게 놓인다.

본 실시형태에 따른 제2 유지 구조체(70)는 플레이트-형상 가압 부재(74)의 형태로 구성될 수 있다. 가압 부재(74)는 스쿠프 부재(52)의 것과 유사한 연장 길이, 폭 및 플레이트 두께를 갖는 직각사각형 평행육면체 형상으로 형성된다. 회전 샤프트(68b)의 회전에 동반하여, 가압 부재(74)는 가압 부재가 화살표(X2)의 방향을 따라서 배열되는 유지 위치, 및 가압 부재가 화살표(Y2)의 방향을 따라서 배열되는 스탠바이 위치로 이동가능하다. 스쿠프 부재(52) 및 가압 부재(74)는 이들 사이에 서로 피공작물(100)을 샌드위치함으로써 피공작물(100)을 유지한다.

도 4에 도시되는 변형예에 따른 피공작물 파지 장치(10A)에서, 제2 핑거 유닛(60A)(제2 유지 구조체(70A))은 또한 제1 유지 구조체(48A)의 제1 후크 부분(56)과 대칭적인 제2 후크 부분(76)을 갖는다. 달리 말하면, 제2 후크 부분(76)은 연장 플레이트 바디(77), 및 연장 플레이트 바디(77)의 연장 단부와 연속되게 마련되고, 제2 후크 부분(76)의 스탠바이 위치로부터 유지 위치로의 회전 방향으로 플레이트 바디(77)의 측부로부터 돌출되는 발톱 부재(78)를 포함한다. 발톱 부재(78)는 발톱 부재(78)가 돌출되는 방향을 향해서 더 좁아지는 폭을 갖는 직각 삼각형 형상으로 형성된다.

비록 도면의 도해로부터 생략되나, 피공작물 파지 장치(10)는, 제1 및 제2 후크 부분(56, 76)과 함께 스쿠프 부재(52) 및 가압 부재(74) 양자를 포함하는 구성을 가질 수도 있다. 예를 들어, 피공작물 파지 장치(10)는 제1 회전 액츄에이터(46) 및 제2 회전 액츄에이터(68)의 회전 샤프트들(46b, 68b)이 180° 이상 회전가능하도록 구성된다. 또한, 제1 유지 구조체(48)는 스쿠프 부재(52) 및 제1 후크 부분(56)이 회전 샤프트(46b)를 기점으로 반대 방향(180°위상이 어긋나는 위치)으로 돌출되는 구성을 갖고, 제2 유지 구조체(70)는 가압 부재(74) 및 제2 후크 부분(76)이 회전 샤프트(68b)를 기점으로 반대 방향으로 돌출되는 구성을 갖는다. 결과적으로, 피공작물 파지 장치(10)는, 피공작물(100)의 형상에 따라서 스쿠프 부재(52) 및 가압 부재(74)가 사용되는 경우와, 제1 후크 부분(56) 및 제2 후크 부분(76)이 사용되는 경우 사이에서 스위칭될 수 있다.

본 실시형태에 따른 피공작물 파지 장치(10, 10A)는 기본적으로 위에서 설명되는 방식으로 구성된다. 피공작물 파지 장치(10, 10A)의 장점 및 효과가 이하 설명될 것이다.

위에서 논의된 바와 같이, 피공작물 파지 장치(10)는 한 쌍의 핑거 유닛(22)의 작동 또는 모션뿐만 아니라, 장치의 자세를 전체로서 변경함으로써, 피공작물(100)의 다양한 형상에 대응하여 다양한 파지 모드를 실현시킨다. 이하, 도 1에서 도시되는 바와 같이, 편평한 메인 플레이트 부분(112), 및 메인 플레이트 부분(112)의 일 측부에서 절곡되는 가장자리 부분(114)을 갖는 피공작물(110)이 파지되는 경우가 설명될 것이다. 피공작물들(110)은, 예를 들어, 피공작물들의 가장자리 부분들(114)이 상측으로 위치된 채로 그리고 가장자리 부분들(114)이 중첩된 채로 피공작물 저장 공간(200)의 바스켓 내에 세워진 방식으로 수용된다.

이 경우에, 작업자는 피공작물(110)의 가장자리 부분(114)이 피공작물 파지 장치(10)의 한 쌍의 핑거 유닛(22)(제2 파지 메커니즘(11B)의 스쿠프 부재(52) 및 가압 부재(74))에 의해서 파지되도록 제어 유닛(18)의 제어 내용을 설정한다. 피공작물을 처리하는 때에, 파지 로봇(12)은 제어 유닛(18)으로부터의 지시에 근거하여 복수의 암(14) 및 복수의 관절(16)을 동작시키고, 피공작물 저장 공간(200)으로 피공작물 파지 장치(10)를 이동시킨다. 결과적으로, 도 5A 및 도 5B에 도시되는 바와 같이, 피공작물 파지 장치(10)는 파지되도록 의도된 피공작물(110) 위에 미리결정된 거리만큼 이격되는 위치에 배치된다. 이 때, 스쿠프 부재(52) 및 가압 부재(74)는 화살표(Y2)의 방향을 따른 스탠바이 위치로 배치된다(또한 도 2를 참조).

파지될 피공작물(110)에 대해서 피공작물 파지 장치(10)를 위치시킨 후, 제어 유닛(18)은 제1 핑거 유닛(40) 및 제2 핑거 유닛(60)을 동작시켜 제1 유지 구조체(48) 및 제2 유지 구조체(70)를 이동시킨다. 좀 더 구체적으로, 제1 핑거 유닛(40)은 종방향 액츄에이터(42)를 구동시키고, 스쿠프 부재(52)를 하측방향(화살표(Z2)의 방향)으로 이동시킨다. 결과적으로, 스쿠프 부재(52)는 피공작물(110)의 가장자리 부분(114)과 동일한 높이 위치에 배치된다. 또한, 제2 핑거 유닛(60)은 측방향 액츄에이터(62)를 구동시키고, 측방향(화살표(X2)의 방향)으로 가압 부재(74)를 이동시킨다. 좀 더 구체적으로, 가압 부재(74)는 스쿠프 부재(52) 및 피공작물(110)의 가장자리 부분(114)보다 더 높은 위치에 배치된다.

다음으로, 도 5c 및 도 5d에 도시되는 바와 같이, 제1 핑거 유닛(40)은 제1 회전 액츄에이터(46)를 구동시켜 반시계방향으로 스쿠프 부재(52)를 회전시키고, 스탠바이 위치로부터 유지 위치로 스쿠프 부재(52)를 이동시킨다. 회전될 때, 스쿠프 부재(52)는 가장자리 부분(114)의 하측 측부 상에 안으로 슬라이드되면서, 스쿠프 부재(52)의 테이퍼진 부분(54)은 피공작물(110)의 가장자리 부분(114)의 하측 측부 상으로 들어가고, 이의 경사부를 따라서 가장자리 부분(114)을 떠 올린다. 가장자리 부분(114)의 하측부에서, 유지 위치에 배열되는 스쿠프 부재(52)는 가장자리 부분(114)이 연장되는 방향(화살표(X1)의 방향)을 따라서 배향된다(또한 도 6a 및 도 6b를 참조).

다른 한편으로, 제2 핑거 유닛(60)은 제2 회전 액츄에이터(68)를 구동시켜 시계방향으로 가압 부재(74)를 회전시키고, 스탠바이 위치로부터 유지 위치로 가압 부재(74)를 이동시킨다. 유지 위치에서, 가장자리 부분(114) 위에, 가압 부재(74)는 가장자리 부분(114)이 연장되는 방향(화살표(X2)의 방향)을 따라서 배향되는 자세이다. 또한, 가압 부재(74)가 가장자리 부분(114) 위에 위치됨으로써, 스쿠프 부재(52)가 피공작물(110)의 가장자리 부분(114)의 하측 측부 상으로 들어갈 때 피공작물(110)의 자세 변화가 억제된다. 또한, 가압 부재(74)의 회전은 반드시 스쿠프 부재(52)의 회전과 함께 발생될 필요는 없다. 예를 들어, 스쿠프 부재(52)는 먼저 가압 부재(74)를 유지 위치에 위치시킨 후에 회전될 수도 있다.

스쿠프 부재(52)가 가장자리 부분(114)의 하측 측부 상에 배치될 때 피공작물 파지 장치(10)는 종방향 액츄에이터(42)를 구동시키고 상측 방향(화살표(Z1)의 방향)으로 스쿠프 부재(52)를 이동시켜, 피공작물(110)의 가장자리 부분(114)이 들어 올려진다. 이 실시예에서, 가압 부재(74)가 화살표(X2)의 방향으로 이동되고, 스쿠프 부재(52) 및 가압 부재(74) 모두가 이들의 유지 위치에서 함께 배열되는 경우, 스쿠프 부재(52) 및 가압 부재(74)는 평면으로 보았을 때 서로 부분적으로 중첩된다. 따라서, 스쿠프 부재(52)가 상측으로 이동될 때, 스쿠프 부재(52)는 그 위에 존재하는 가압 부재(74)의 인근에 즉시 도달되어 스쿠프 부재(52)와 가압 부재(74) 사이에 피공작물(110)의 가장자리 부분(114)을 샌드위치한다.

따라서, 도 6c 및 도 6d에 도시되는 바와 같이, 피공작물 파지 장치(10)는 위와 아래로부터 피공작물(110)의 가장자리 부분(114)을 파지할 수 있다. 또한, 파지된 상태에서, 파지 로봇(12)은 피공작물 파지 장치(10)를 위로 당김으로써 피공작물(110)을 추출하고, 피공작물(110)을 배치 위치(202)(지그)로 이송한다(또한 도 1을 참조). 이 때, 가장자리 부분(114)이 상측 및 하측으로부터 샌드위치되기 때문에, 피공작물 파지 장치(10)는 피공작물(110)이 낙하되거나 또는 아래로 떨어지는 것을 상당히 방지할 수 있다.

또한, 도 7a 및 도 7b에 도시되는 바와 같이, 가장자리 부분(114)을 갖지 않는 간단한 플레이트-형상의 피공작물(120)을 이송하는 경우에, 피공작물 파지 장치(10)는 제1 파지 메커니즘(11A)에 의해서 피공작물(120)을 파지한다. 좀 더 구체적으로, 파지 로봇(12)의 제어 유닛(18)은 피장착부(15)를 회전시키고, 제1 파지 메커니즘(11A)이 피공작물(120)을 향해서 대향하게 한다(또한 도 3 참조). 또한, 피공작물(120)을 파지하기 전에, 제어 유닛(18)은 제2 핑거 유닛(60)(측방향 액츄에이터(62))을 구동시키고, 고정된 파지 바디(32)로부터 분리된 위치에 피공작물 파지 장치(10)의 가동 파지 바디(64)를 위치시킨다.

또한, 피공작물 파지 장치(10)가 파지될 피공작물(120) 위에 위치될 때, 파지 로봇(12)은 피공작물 파지 장치(10)를 하강시키고 고정된 파지 바디(32)와 가동 파지 바디(64) 사이에 피공작물(120)을 삽입한다. 위에서 논의된 바와 같이, 고정된 파지 바디(32) 및 가동 파지 바디(64)의 연장 단부들(36a, 64a)은 쐐기 형상으로 형성된다. 따라서, 복수의 피공작물(120)이 서로 나란히 배열된다고 하더라도, 연장 단부(36a, 64a) 각각은 이들의 하측방향 운동에 수반하여 피공작물들(120) 사이에 삽입될 수 있고, 피공작물들(120) 중 하나가 고정된 파지 바디(32)와 가동 파지 바디(64) 사이에 용이하게 샌드위치될 수 있다.

피공작물 파지 장치(10)가 미리결정된 위치로 하강될 때, 파지 로봇(12)이 측방향 액츄에이터(62)를 구동시켜 고정된 파지 바디(32)를 향해서 가동 파지 바디(64)를 이동시킨다. 결과적으로, 고정된 파지 바디(32) 및 가동 파지 바디(64)는 피공작물(120)을 샌드위치하여 이들 사이에 파지되게 할 수 있다. 파지된 상태에서, 고정된 파지 바디(32) 및 가동 파지 바디(64)는 적합한 파지력을 피공작물(120)에 가할 수 있고, 또한 상호 고무 편들(38)에 의해서, 피공작물(120)이 낙하되는 것을 방지하는 것이 가능하다. 따라서, 플레이트-형상 피공작물(120)이라고 하더라도, 피공작물 파지 장치(10)는 플레이트-형상 피공작물(120)을 적절하게 추출하고 미리결정된 위치로 이를 이송할 수 있다.

또한, 도 3에 도시되는 바와 같이, 피공작물 파지 장치(10)는 종방향 액츄에이터(42)의 가동 바(42b) 또는 제1 가이드 메커니즘(50)의 슬라이더(50b) 등에 브라켓(51)을 구비할 수도 있다(도 3의 2점 쇄선을 참조). 예를 들어, 브라켓(51)은 화살표(X1)의 방향으로 슬라이더(50b)로부터 연장되고 화살표(Z1)의 방향으로 절곡되는 L-형상으로 형성된. 또한, 화살표(X1)의 방향으로 이의 단부가 제1 파지 메커니즘(11A)의 피공작물(120)의 파지 위치를 향한다.

이 경우에, 브라켓(51)은 화살표(Z)의 방향으로 종방향 액츄에이터(42)에 의해서 변위될 수 있고, 고정된 파지 바디(32)와 가동 파지 바디(64) 사이에 파지되는 피공작물(120)의 파지 시에 피공작물(120)에 대해서 가압된다. 결과적으로, 피공작물(120)의 흔들림 등을 억제함으로써, 브라켓(51)은 제1 파지 메커니즘(11A)에 의해서 행해지는 파지를 조력할 수 있다. 또한, 브라켓(51)의 단부는 피공작물(120)을 클립핑하기 위한 메커니즘 등을 포함할 수도 있고, 제1 파지 메커니즘(11A)과 함께 피공작물(120)을 지지하도록 구성될 수 있다. 본질에 있어서, 한 쌍의 핑거 유닛(22) 중에서 하나의 핑거 유닛의 액츄에이터의 동작이 피공작물 파지 장치(10)에서 불필요한 경우에, 상기 하나의 핑거 유닛의 상기 액츄에이터의 가동 부분에 보조의 메커니즘을 제공함으로써, 나머지 액츄에이터의 동작에 의한 피공작물(100)의 파지를 지원하는 것이 가능하다.

또한, 도 4에서 도시되는 변형예에 따른 피공작물 파지 장치(10A)는 제1 유지 구조체(48A) 및 제2 유지 구조체(70A)로서 제1 후크 부분(56) 및 제2 후크 부분(76)을 구비하고, 이로써 플레이트-형상 피공작물(120)에 대한 접근이 피공작물(120)의 측부들로부터(화살표(Y)의 방향으로) 가능해진다.

좀 더 구체적으로, 도 8에 도시되는 바와 같이, 파지 로봇(12)은 피공작물(120)의 측부들에 대항하여, 유지 위치에서 대기하는 제1 후크 부분(56) 및 제2 후크 부분(76)을 배치시킨다. 또한, 제1 회전 액츄에이터(46) 및 제2 회전 액츄에이터(68)를 회전가능하게 구동시킴으로써, 그리고 이로써 제1 후크 부분(56) 및 제2 후크 부분(76) 각각을 유지 위치로 이동시킴으로써, 파지될 피공작물(120)이 제1 후크 부분(56)과 제2 후크 부분(76) 사이에 배열된다. 이 때, 제1 후크 부분(56) 및 제2 후크 부분(76)의 발톱 부재(58, 78) 각각이 이들의 돌출 방향으로 날카롭게 되고, 따라서 복수의 피공작물(120)이 서로 나란하게 배열된다고 하더라도, 이의 회전에 수반하여, 발톱 부재들(58, 78)은 피공작물들(120) 사이에 삽입될 수 있고, 피공작물들(120) 중 하나는 발톱 부재들(58, 78) 사이에 용이하게 샌드위치될 수 있다.

또한, 제1 후크 부분(56) 및 제2 후크 부분(76)이 유지 위치에 배치되는 상태에서, 피공작물 파지 장치(10A)는 측방향 액츄에이터(62)를 구동시키고 제2 후크 부분(76)을 제1 후크 부분(56)에 더 가까운 근접부로 이동시킨다. 결과적으로, 제1 후크 부분(56)과 제2 후크 부분(76) 사이에 서로 피공작물(120)을 샌드위치시키는 것이 가능하다.

또한, 도 9에 도시되는 바와 같이, 피공작물 파지 장치(10A)에서, 제1 후크 부분(56) 및 제2 후크 부분(76)을 적용함으로써, 홀(132) 또는 그루브 등이 피공작물(130)에 마련되는 경우에, 피공작물(130)은 홀(132) 또는 그루브 등을 사용하여 파지될 수 있다. 예를 들어, 스탠바이 위치로부터 유지 위치로의 회전에 수반하여, 제1 후크 부분(56) 및 제2 후크 부분(76)의 발톱 부재들(58, 78)은 피공작물(130)의 홀(132) 안으로 삽입된다. 또한, 측방향 액츄에이터(62)를 구동시킴으로써, 피공작물 파지 장치(10A)는 제2 후크 부분(76)의 발톱 부재(78)와 제1 후크 부분(56)의 발톱 부재(58) 사이의 간격을 조절한다. 또한, 이 때, 종방향 액츄에이터(42)는 제1 후크 부분(56) 및 제2 후크 부분(76)의 높이가 서로 상이하게 되도록 구동될 수도 있고, 발톱 부재(58, 78)가 중첩되고 홀(132) 안으로 삽입될 수도 있다.

결과적으로, 피공작물 파지 장치(10A)는 피공작물(130)의 홀(132)의 가장자리 부분 상에서 걸거거나 또는 집어, 적합하게 피공작물(100)을 파지할 수 있다. 또한, 발톱 부재(58, 78)가 피공작물(130)의 홀(132) 또는 그루브 등에 용이하게 걸리거나 또는 잡히도록 적합한 형상으로 구성될 수도 있다.

앞의 방식으로, 제1 핑거 유닛(40)의 제1 유지 구조체(48) 및 제2 핑거 유닛(60)의 제2 유지 구조체(70)로, 본 실시형태에 따른 피공작물 파지 장치(10, 10A)는 상이한 형상의 피공작물(100)을 적합하게 파지할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 화살표(Z)의 방향으로 왕복운동(전후로 이동)되고, 화살표(Z)의 방향에 수직인 평면 상에서 회전되는 제1 유지 구조체(48), 및 화살표(X)의 방향으로 왕복운동되고, 화살표(Z)의 방향에 수직인 평면 상에서 회전되는 제2 유지 구조체(70)는, 피공작물(100)의 형상에 따라, 화살표(Z)의 방향을 따라서 피공작물(100)을 샌드위치하거나, 화살표(X)의 방향을 따라서 피공작물(100)을 샌드위치하는 것이 가능하다. 결과적으로, 피공작물 파지 장치(10)는 다양한 파지 모드를 채택할 수 있고, 따라서 다양한 타입의 피공작물들이 이송될 수 있도록 하는 높은 다기능성을 보인다.

또한, 제1 유지 구조체(48)와 베이스 바디(20) 사이의 상대적인 거리는 제1 핑거 유닛(40)에 의해서 변경되는 반면, 제2 유지 구조체(70)와 제1 핑거 유닛(40) 사이의 상대적인 거리는 제2 핑거 유닛(60)에 의해서 변경된다. 따라서, 제1 유지 구조체(48)와 제2 유지 구조체(70)에 의해서 피공작물(100)을 샌드위치하는 것과 이의 샌드위치를 해제하는 것이 용이하게 행해질 수 있다. 또한, 화살표(X)의 방향을 따라서 가동 파지 바디(64)를 이동시킴으로써, 피공작물 파지 장치(10)는 고정된 파지 바디(32)와 가동 파지 바디(64) 사이에 피공작물(100)을 파지할 수 있다. 또한, 베이스 바디(20)의 배향을 변경함으로써, 제1 핑거 유닛(40)과 제2 핑거 유닛(60)으로부터 베이스 바디(20)의 반대 측에 배치되는 고정된 파지 바디(32)와 가동 파지 바디(64)가 제1 핑거 유닛(40) 및 제2 핑거 유닛(60) 대신에 피공작물(100)을 파지하기 위해서 용이하게 사용될 수 있다.

이 실시예에서, 피공작물 파지 장치(10)가 제1 유지 구조체(48) 및 제2 유지 구조체(70)를 상호 반대 방향으로 회전시키는 구성에 의해서, 스탠바이 위치로부터 유지 위치로의 제1 유지 구조체(48) 및 제2 유지 구조체(70)의 이동 범위가 감소될 수 있다. 따라서, 이용가능한 공간이 작은 경우에도, 피공작물(100)을 만족스럽게 파지하는 것이 여전히 가능하다. 또한, 제1 유지 구조체(48)를 테이퍼진 부분(54)을 갖는 스쿠프 부재(52)의 형태로 함으로써, 피공작물 파지 장치(10)는 스쿠프 부재(52)가 테이퍼진 부분(54)을 따라서 피공작물(100)의 하측 측부 상으로 용이하게 들어가는 것을 가능하게 한다.

대안적으로, 제1 유지 구조체(48A) 및 제2 유지 구조체(70A)가 상기 발톱 부재들(58, 78)을 갖게 함으로써, 상기 피공작물 파지 장치(10A)는 제1 유지 구조체(48A) 및 제2 유지 구조체(70A)가 피공작물(100)의 측부들로부터 피공작물(100)에 접근하도록 할 수 있고, 발톱 부재(58, 78)의 상호 동작에 의해서 단일 피공작물(100)을 샌드위치할 수 있다.

특히, 본 실시형태에 따른 피공작물 파지 장치(10)는 종방향 액츄에이터(42), 제1 회전 액츄에이터(46), 측방향 액츄에이터(62), 및 제2 회전 액츄에이터(68)에 의해서 구성된다. 이러한 특징에 부합하여, 제1 유지 구조체(48) 및 제2 유지 구조체(70)는 독립적으로 그리고 서로 협력하여 동작될 수 있다.

본 발명은 위에서 설명된 실시형태에 한정되지 않고, 다양한 변형예가 본 발명의 범위에 부합하게 가능하다.

Claims

베이스 바디(20) 및 상기 베이스 바디(20)에 마련되고 피공작물(100, 110, 120, 130)을 파지하도록 구성되는 파지 메커니즘(11A, 11B)을 포함하는 피공작물 파지 장치(10, 10A)로서,
상기 파지 메커니즘(11A, 11B)은,
상기 베이스 바디(20)에 대해서 제1 축선 방향으로 왕복운동되고 상기 제1 축선 방향에 수직인 평면 상에서 회전되도록 구성되는 제1 유지 구조체(48, 48A)를 갖는 제1 핑거 유닛(40, 40A); 및
상기 제1 축선 방향에 수직인 제2 축선 방향으로 왕복운동되고 상기 제1 축선 방향에 수직인 평면 상에서 회전되도록 구성되는 제2 유지 구조체(70, 70A)를 갖는 제2 핑거 유닛(60, 60A)을 포함하며,
상기 제1 축선 방향은 상기 제1 유지 구조체(48, 48A)가 상기 베이스 바디(20)를 향해서 접근되도록 또는 이로부터 멀어지게 분리되도록 하는 방향이고; 그리고 상기 제2 축선 방향은 상기 제2 유지 구조체(70, 70A)가 상기 제1 핑거 유닛(40, 40A)를 향해서 접근되도록 또는 이로부터 멀어지게 분리되도록 하는 방향이며,
상기 베이스 바디(20)는 상기 제2 축선 방향에 수직인 방향으로 돌출되는 고정된 파지 바디(32)를 포함하고; 그리고 상기 제2 핑거 유닛(60, 60A)은 가동 파지 바디(64)로서, 상기 제2 축선 방향을 따라서 이동됨으로써, 상기 가동 파지 바디(64)와 상기 고정된 파지 바디(32) 사이에 상기 피공작물(100, 110, 120, 130)을 파지하도록 구성되는, 상기 가동 파지 바디(64)를 포함하며,
상기 고정된 파지 바디(32)는 상기 제1 핑거 유닛(40, 40A)이 돌출되는 방향에 반대 방향으로 상기 베이스 바디(20)로부터 돌출되고; 그리고 상기 가동 파지 바디(64)는 상기 제2 핑거 유닛(60, 60A)으로부터 상기 베이스 바디(20)에 마련되는 세장형 홀(30)을 통해서 관통되고, 상기 제2 핑거 유닛(60, 60A)이 돌출되는 방향에 반대인 방향으로 돌출되는, 피공작물 파지 장치(10, 10A).
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청구항 1에 있어서, 평면에서 보았을 때, 상기 제1 유지 구조체(48, 48A) 및 상기 제2 유지 구조체(70, 70A)는 상기 피공작물(100, 110, 120, 130)을 유지하기 전에 대기하는 스탠바이 위치로부터 상기 피공작물(100, 110, 120, 130)을 유지하는 유지 위치를 향한 회전 방향들이 서로에 대해서 상호 반대이도록 배열되는, 피공작물 파지 장치(10, 10A).
청구항 5에 있어서, 상기 제1 유지 구조체(48) 및 상기 제2 유지 구조체(70) 중 적어도 하나는 상기 스탠바이 위치로부터 상기 유지 위치를 향하는 방향으로 일 측부에 테이퍼진 부분(54)을 갖는, 피공작물 파지 장치(10).
청구항 5에 있어서, 상기 제1 유지 구조체(48A) 및 상기 제2 유지 구조체(70A) 각각은 상기 스탠바이 위치로부터 상기 유지 위치를 향하는 방향으로 일 측부로부터 돌출되는 발톱 부재(58, 78)를 갖는, 피공작물 파지 장치(10A).
청구항 1에 있어서,
상기 제1 핑거 유닛(40, 40A)은 상기 베이스 바디(20)에 연결되고 상기 제1 축선 방향을 따라서 상기 제1 유지 구조체(48)를 이동시키도록 구성되는 종방향 액츄에이터(42), 및 상기 종방향 액츄에이터(42)에 연결되고 상기 제1 유지 구조체(48)를 회전시키도록 구성되는 제1 회전 액츄에이터(46)를 포함하고; 그리고
상기 제2 핑거 유닛(60 , 60A)은 상기 베이스 바디(20)에 연결되고 상기 제2 축선 방향을 따라서 상기 제2 유지 구조체(70)를 이동시키도록 구성되는 측방향 액츄에이터(62), 및 상기 측방향 액츄에이터(62)에 연결되고 상기 제2 유지 구조체(70)를 회전시키도록 구성되는 제2 회전 액츄에이터(68)를 포함하는, 피공작물 파지 장치(10, 10A).