KR102615782B1

KR102615782B1 - Palletizing cooperative robot having automatic multi-level loading weight measurement function

Info

Publication number: KR102615782B1
Application number: KR1020230128874A
Authority: KR
Inventors: 김동헌
Original assignee: 주식회사 유일로보틱스
Priority date: 2023-09-26
Filing date: 2023-09-26
Publication date: 2023-12-19

Abstract

본 발명은 이송수단에 의해 이송되는 적재물을 파지할 수 있는 홀더가 마련된 헤드부, 말단부에 상기 헤드부가 마련되어, 상기 적재물을 파지하고 목표 위치로 이동시켜 상기 목표 위치에 적재하도록 자유도를 가진 로봇암, 일측에 상기 로봇암이 결합된 상태로 제1 모터장치의 구동으로 수직방향으로 설치된 가이드레일을 따라 이동 가능하도록 마련되되, 상기 적재물의 중량을 측정하기 위해 마련된 적어도 하나의 로드셀을 포함하는 로드셀모듈, 및 상기 로봇암이 상기 적재물을 파지하여 상기 목표 위치에 소정 개수 또는 소정 높이만큼 적재하도록 상기 로봇암의 동작을 제어하되, 상기 로드셀에 의해 측정된 중량을 근거로 상기 적재물의 불량 여부를 판정하는 제어부를 포함하되, 상기 로드셀모듈은, 상기 가이드레일에 결합된 이송플레이트와, 상기 로봇암이 결합된 지지플레이트와, 상기 이송플레이트와 상기 지지플레이트 사이에 개재되어, 상기 지지플레이트에 의해 인가된 상기 적재물의 중량을 측정하기 위해 마련된 상기 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단적재 중량자동측정기능 파렛타이징 협동로봇을 제공한다.The present invention includes a head portion provided with a holder capable of holding a load transported by a transport means, a robot arm provided with the head portion at an end portion, and having a degree of freedom to hold the load, move it to a target position, and load the load at the target position; A load cell module that is capable of moving along a guide rail installed in the vertical direction by driving a first motor device with the robot arm coupled to one side, and includes at least one load cell provided to measure the weight of the load, And a control unit that controls the operation of the robot arm so that the robot arm grasps the load and loads it at the target position in a predetermined number or at a predetermined height, and determines whether the load is defective based on the weight measured by the load cell. Including, the load cell module, a transfer plate coupled to the guide rail, a support plate coupled to the robot arm, and the load applied by the support plate, interposed between the transport plate and the support plate Provides a multi-stage palletizing collaborative robot with automatic weight measurement function, which includes the load cell provided to measure the weight of.

Description

Palletizing collaborative robot with multi-level loading automatic measurement function {PALLETIZING COOPERATIVE ROBOT HAVING AUTOMATIC MULTI-LEVEL LOADING WEIGHT MEASUREMENT FUNCTION}

본 발명은 협동 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이송수단에 의해 이송되어 오는 적재물을 목표 위치에 다단으로 적재할 수 있는 파렛타이징 협동로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a collaborative robot, and more specifically, to a palletizing collaborative robot capable of loading loads transported by a transport means in multiple stages at a target location.

최근 공장자동화설비가 마련되어 제품의 고속 및 대량 생산 체제가 갖추어 짐에 따라, 생산이 완료된 또는 포장이 완료된 적재물을 다량으로 한꺼번에 운반하기 위해, 팔레트와 같은 화물 운반대 위에 적재하고 있다.Recently, as factory automation equipment has been installed and high-speed and mass production systems for products have been established, finished production or packaging is being loaded on cargo carriers such as pallets to transport large quantities at once.

종래에는 작업자가 컨베이어 위에 이송되어 오는 적재물을 수작업으로 팔레트 위에 일일이 적재하였기 때문에, 작업자에게 근골격계 질환이 발생하는 일이 빈번하였고, 작업자가 적재물을 쌓을 수 있는 높이에 한계가 있고, 작업자가 적재물을 적재하는 작업속도를 컨베이어의 구동 속도에 맞추어야 하기 때문에, 작업자의 작업 피로도가 매우 높고 작업 시간이 길어질수록 작업 효율이 점점 떨어지는 문제가 있다.In the past, workers manually loaded loads transported on conveyors onto pallets, so workers often suffered from musculoskeletal disorders, and there was a limit to the height at which workers could stack loads. Because the work speed must be matched to the driving speed of the conveyor, the worker's work fatigue is very high, and as work time increases, work efficiency gradually decreases.

따라서, 이러한 문제를 해소하기 위해, 컨베이어 따위와 같은 이송수단에 의해 이송되어 온 적재물을 자동으로 목표 위치에 다단으로 적재할 수 있는 기술이 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, in order to solve this problem, there is a need for technology that can automatically stack loads transported by transport means such as conveyors in multiple stages at the target location.

KRKR 10-2015-0034440 10-2015-0034440 AA

본 발명은, 이송수단에 의해 이송되어 오는 적재물을 목표 위치에 다단으로 적재하되, 중량을 자동으로 측정할 수 있는 기능을 가진 협동 로봇을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a collaborative robot that has the function of automatically measuring the weight of loads transported by a transport means in multiple stages at a target location.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이송수단에 의해 이송되는 적재물을 파지할 수 있는 홀더가 마련된 헤드부, 말단부에 상기 헤드부가 마련되어, 상기 적재물을 파지하고 목표 위치로 이동시켜 상기 목표 위치에 적재하도록 자유도를 가진 로봇암, 일측에 상기 로봇암이 결합된 상태로 제1 모터장치의 구동으로 수직방향으로 설치된 가이드레일을 따라 이동 가능하도록 마련되되, 상기 적재물의 중량을 측정하기 위해 마련된 적어도 하나의 로드셀을 포함하는 로드셀모듈, 및 상기 로봇암이 상기 적재물을 파지하여 상기 목표 위치에 소정 개수 또는 소정 높이만큼 적재하도록 상기 로봇암의 동작을 제어하되, 상기 로드셀에 의해 측정된 중량을 근거로 상기 적재물의 불량 여부를 판정하는 제어부를 포함하되, 상기 로드셀모듈은, 상기 가이드레일에 결합된 이송플레이트와, 상기 로봇암이 결합된 지지플레이트와, 상기 이송플레이트와 상기 지지플레이트 사이에 개재되어, 상기 지지플레이트에 의해 인가된 상기 적재물의 중량을 측정하기 위해 마련된 상기 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단적재 중량자동측정기능 파렛타이징 협동로봇을 제공한다.In order to solve the above problem, the present invention provides a head portion provided with a holder capable of holding a load transported by a transport means, and the head portion is provided at an end portion to hold the load and move it to a target position to load the load at the target position. A robot arm having a degree of freedom to move along a guide rail installed in the vertical direction by driving a first motor device with the robot arm coupled to one side, and at least one device provided to measure the weight of the load. A load cell module including a load cell, and the robot arm controls the operation of the robot arm to hold the load and load it at the target position in a predetermined number or at a predetermined height, based on the weight measured by the load cell. It includes a control unit that determines whether or not the load cell module is defective, and the load cell module is interposed between a transfer plate coupled to the guide rail, a support plate coupled to the robot arm, and the transport plate and the support plate, and the support A palletizing collaborative robot with an automatic multi-stage load weight measurement function is provided, including the load cell provided to measure the weight of the load applied by a plate.

일 실시예에 따라, 상기 로드셀모듈은, 복수 개의 로드셀을 포함하고, 상기 로드셀은, 수직방향으로 마련된 복수 개의 수직로드셀과, 수평방향으로 마련된 복수 개의 수평로드셀을 포함하되, 상기 수직로드셀과 상기 수평로드셀은 소정 배열로 배치될 수 있다.According to one embodiment, the load cell module includes a plurality of load cells, wherein the load cells include a plurality of vertical load cells provided in a vertical direction and a plurality of horizontal load cells provided in a horizontal direction, wherein the vertical load cells and the horizontal load cells include Load cells may be arranged in a predetermined arrangement.

일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 로봇암의 말단부를 수직 또는 수평의 어느 한 방향으로 고속이동 후 급정지하는 고앤스탑 동작을 복수 횟수만큼 반복한 다음, 상기 적재물을 소정 방향으로 기울인 상태에서 상기 로드셀에 의해 측정된 중량을 근거로 상기 적재물의 불량 여부를 판정할 수 있다.According to one embodiment, the control unit repeats the go-and-stop operation of moving the distal end of the robot arm at high speed in either vertical or horizontal direction and then stopping it suddenly a plurality of times, and then tilts the load in a predetermined direction. It is possible to determine whether the load is defective based on the weight measured by the load cell.

일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 고앤스탑 동작을 수행할 때, 먼저 수평방향으로 상기 고앤스탑 동작을 수행한 이후, 수직방향으로 상기 고앤스탑 동작을 수행할 수 있다.According to one embodiment, when performing the go-and-stop operation, the controller may first perform the go-and-stop operation in the horizontal direction and then perform the go-and-stop operation in the vertical direction.

일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 수직로드셀 및 상기 수평로드셀 각각으로부터 측정된 중량값들 각각이 기준 정상범위 내 속하는지 여부를 근거로 상기 적재물의 불량 여부를 판정하되, 소정 배열로 배치된 각 상기 로드셀마다 정상범위는 상이할 수 있다.According to one embodiment, the control unit determines whether the load is defective based on whether each of the weight values measured from each of the vertical load cell and the horizontal load cell falls within a standard normal range, and the load cell is arranged in a predetermined arrangement. The normal range may be different for each load cell.

일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 소정 배열로 배치된 상기 복수의 로드셀 중 상부에 위치한 로드셀은 하부에 위치한 로드셀보다 상기 기준 정상범위가 상대적으로 낮고, 상기 기준 정상범위의 폭은 더 넓을 수 있다.According to one embodiment, the control unit may have the reference normal range of a load cell located at the top of the plurality of load cells arranged in a predetermined arrangement relatively lower than that of a load cell located at the bottom, and the width of the reference normal range may be wider. .

일 실시예에 따라, 수직방향으로 마련된 상기 가이드레일은, 제2 모터장치의 구동으로 수직축을 중심으로 자전 가능하되, 상기 제어부는, 상기 제2 모터장치를 이용하여 수평방향의 상기 고앤스탑 동작을 수행할 수 있다.According to one embodiment, the guide rail provided in the vertical direction can rotate about the vertical axis by driving a second motor device, and the control unit performs the go-and-stop operation in the horizontal direction using the second motor device. It can be done.

일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 적재물을 불량으로 판정한 경우, 해당 상기 적재물을 인접한 위치의 분류함으로 이동시킬 수 있다.According to one embodiment, when the control unit determines that the load is defective, the control unit may move the load to a sorting bin at an adjacent location.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이송수단에 의해 이송되어 오는 적재물을 목표 위치에 다단으로 적재하되, 중량을 자동으로 측정할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the load transported by the transport means can be stacked in multiple stages at the target position and the weight can be automatically measured.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇의 외관을 나타낸 도면이다.
도 2 및 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중량 자동측정기능 다관절 로봇이 동작하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드셀모듈의 분해도를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드레일의 하단부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로드셀의 배치도를 나타낸 도면이다.
도 8 및 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇이 적재물을 파지한 모습을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇이 적재물의 불량 여부를 판정할 때의 모습을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부가 적재물의 불량 여부를 판정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the appearance of a collaborative robot according to an embodiment of the present invention.
Figures 2 and 3 are diagrams showing the operation of an articulated robot with automatic weight measurement function according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a configuration diagram of a collaborative robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing an exploded view of a load cell module according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a view showing the lower part of a guide rail according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the arrangement of a load cell according to an embodiment of the present invention.
Figures 8 and 9 are diagrams showing a collaborative robot holding a load according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a diagram showing a collaborative robot according to an embodiment of the present invention when determining whether a load is defective.
Figure 11 is a diagram for explaining a process in which the control unit determines whether a load is defective according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the attached drawings. However, identical or similar components will be assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted. The suffixes “module” and “part” for the components used in the following description are given or used interchangeably only for the ease of preparing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves. Additionally, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed descriptions will be omitted. In addition, the attached drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed in this specification is not limited by the attached drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention are not limited. , should be understood to include equivalents or substitutes.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇의 외관을 나타낸 도면이고, 도 2 및 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중량 자동측정기능 협동 로봇이 동작하는 모습을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇의 구성도이다.Figure 1 is a diagram showing the appearance of a collaborative robot according to an embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 are diagrams showing the operation of a collaborative robot with automatic weight measurement function according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a configuration diagram of a collaborative robot according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중량 자동측정기능 협동 로봇은, 복수의 축(일 예로, 5축, 6축, 7축, 8축 등)을 중심으로 적어도 하나의 암(arm)이 상하 및/또는 좌우 방향으로 회동함으로써, 로봇암(10)의 말단부(13)가 임의의 방향 및/또는 임의의 지점 등으로 이동할 수 있는 자유도를 갖되, 이때 로봇암(10)의 말단부(13)에는 적재물(3)을 파지 또는 흡착할 수 있는 홀더를 가진 헤드부(미도시)가 필요에 따라 탈장착될 수 있다.As shown in Figures 1 to 4, the collaborative robot with automatic weight measurement function according to an embodiment of the present invention is at least centered around a plurality of axes (for example, 5-axis, 6-axis, 7-axis, 8-axis, etc.) By rotating one arm in the up and down and/or left and right directions, the distal end 13 of the robot arm 10 has a degree of freedom to move in any direction and/or any point, etc., and in this case, the robot arm ( A head portion (not shown) having a holder capable of holding or adsorbing the load 3 may be attached to the distal end 13 of 10) as needed.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇은 헤드부의 홀더를 이용하여 이송수단(1)에 의해 이송되어 온 적재물(3)을 파지하고 목표 위치로 이동시켜 목표 위치에 적재할 수 있다.Specifically, the collaborative robot according to an embodiment of the present invention can use a holder on the head to hold the load 3 transported by the transfer means 1, move it to the target location, and load it at the target location.

이때, 홀더는 적재물(3)의 무게나 형태, 접촉부위의 재질 등에 의해 적재물(3)을 파지할 수 있는 것이면, 본 발명은 특별히 한정하지 않으며, 홀더의 구체적인 일 예로서, 음압을 이용하여 적재물(3)을 흡착하거나, 적재물(3)의 양측면을 가압하여 집거나, 적재물(3)의 저면에 포크(fork)를 개재시켜 적재물(3)을 리프팅(lifting)할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 로봇암(10)이 적재물(3)을 파지하여 목표 위치에 적재할 수 있으며, 이때 소정 개수나 소정 높이만큼 적재하도록 로봇암(10)의 동작을 제어할 수 있다.At this time, the present invention is not particularly limited as long as the holder is capable of holding the load (3) by the weight or shape of the load (3), the material of the contact area, etc., and as a specific example of the holder, the load (3) can be held by using negative pressure. The load (3) can be lifted by adsorbing it, picking it up by pressing both sides of the load (3), or inserting a fork on the bottom of the load (3). At this time, the control unit 110 according to an embodiment of the present invention allows the robot arm 10 to grip the load 3 and load it at the target position, and at this time, the robot arm 10 allows the robot arm 10 to load the load 3 in a predetermined number or at a predetermined height. The operation can be controlled.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇은, 로봇암(10)을 이용하여 적재물(3)을 파지하고 목표 위치에 적재하는 과정에서 적재물(3)의 중량을 측정할 수 있으며, 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇은, 수직방향으로 설치된 가이드레일(20)과, 이에 승강 이동 가능하도록 마련된 로드셀모듈(30)에 적어도 하나의 로드셀(32)을 포함할 수 있다.In addition, the collaborative robot according to an embodiment of the present invention can measure the weight of the load 3 in the process of grasping the load 3 using the robot arm 10 and loading it at the target location. For this purpose, The collaborative robot according to an embodiment of the present invention may include at least one load cell 32 in a guide rail 20 installed in the vertical direction and a load cell module 30 provided to enable lifting and lowering movement.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇은, 가이드레일(20)의 길이방향을 따라 이동 가능하도록 상기 가이드레일(20)에 결합된 로드셀모듈(30)을 포함할 수 있고, 이때 로봇암(10)은 상기 로드셀모듈(30)의 일 측에 결합되되, 이때, 상기 로드셀모듈(30)은 제1 모터장치(51)에 의해 승강 이동 가능하도록 마련됨으로써, 제1 모터장치(51)의 구동으로 로드셀모듈(30) 및 이에 결합된 로봇암(10)은 승강 이동하면서 적재물(3)의 중량을 측정할 수 있다.That is, the collaborative robot according to an embodiment of the present invention may include a load cell module 30 coupled to the guide rail 20 so as to be movable along the longitudinal direction of the guide rail 20, and at this time, the robot arm (10) is coupled to one side of the load cell module 30, and at this time, the load cell module 30 is provided to be able to move up and down by the first motor device 51, so that the first motor device 51 By driving, the load cell module 30 and the robot arm 10 coupled thereto can measure the weight of the load 3 while moving up and down.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 로봇암(10)이 이동수단(1)을 따라 이동한 적재물(3)을 파지하여 적재하는 과정에서 로드셀(32)에 의해 측정된 중량을 근거로 적재물의 불량 여부를 판정할 수 있다.Accordingly, the control unit 110 according to an embodiment of the present invention uses the data measured by the load cell 32 in the process of the robot arm 10 gripping and loading the load 3 moving along the moving means 1. It is possible to determine whether a load is defective based on its weight.

제어부(110)는 협동 로봇의 전반적인 동작을 제어하는 수단으로서, 협동 로봇의 각 구성요소와 연동하여 각종 응용 프로그램을 실행하고, 그와 관련된 동작을 수행토록 할 수 있다. 즉 제어부(110)는 협동 로봇의 구성요소들을 통해 입출력되는 신호 또는 데이터 등을 처리하거나, 저장부(140)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 협동 로봇의 구동을 제어할 수 있다.The control unit 110 is a means of controlling the overall operation of the collaborative robot, and can execute various application programs in conjunction with each component of the collaborative robot and perform operations related thereto. That is, the control unit 110 can control the operation of the collaborative robot by processing signals or data input and output through the components of the collaborative robot, or by running an application program stored in the storage unit 140.

구체적인 일 실시예에 따라, 제어부(110)는 저장부(140)에 저장된 소정의 단계로 이루어진, 기 설정된 시퀀스(sequence)에 따라 로봇암(10)의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 각 단계는 공간 내 로봇암(10) 말단부(13)의 위치 및 방향, 그리고 헤드부의 자세 등을 포함할 수 있다.According to one specific embodiment, the control unit 110 may control the operation of the robot arm 10 according to a preset sequence consisting of predetermined steps stored in the storage unit 140. Here, each step may include the position and direction of the distal end 13 of the robot arm 10 in space, the posture of the head part, etc.

이에 따라 제어부(110)는, 현재 로봇암(10)의 자세, 현재 적재물(3)의 위치, 및/또는 현재 파레트(2) 위 적재물(3)의 적재 상태에 따른 다음의 적재 위치를 근거로 하여, 로봇암(10) 및/또는 로드셀모듈(30)의 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇은 적재물(3)을 비전방식으로 인식하기 위해 적어도 하나의 카메라(미도시)를 포함할 수 있으나, 본 발명은 이를 한정하지 않는다.Accordingly, the control unit 110 is based on the next loading position according to the current posture of the robot arm 10, the current position of the load 3, and/or the current loading state of the load 3 on the pallet 2. Thus, the operation of the robot arm 10 and/or the load cell module 30 can be controlled. To this end, the collaborative robot according to an embodiment of the present invention may include at least one camera (not shown) to recognize the load 3 by vision, but the present invention is not limited thereto.

다관절의 로봇암(10)은 바람직하게 컨베이어 따위의 이송수단(1)에 의해 이송되어 온 적재물(3)을 파지할 수 있고, 이후, 로봇암(10)은 파지한 적재물(3)을 목표 위치에 있는 팔레트(2) 위에 n행×n열×n높이에 적재물을 안착시켜 적재할 수 있도록, 다수의 구동축을 가질 수 있다. 여기서 n은 1 이상의 자연수일 수 있다.The multi-joint robot arm (10) is preferably capable of gripping the load (3) transported by a transport means (1) such as a conveyor, and then the robot arm (10) aims at the grabbed load (3). It may have a plurality of drive shafts so that the load can be placed and loaded in n rows x n columns x n heights on the pallet 2 in position. Here, n may be a natural number greater than or equal to 1.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇암(10)은 n높이에 적재물을 이동시켜 안착시키기 위해 승강 이동할 수 있어야 하고, 이를 위해 로봇암(10)이 결합된 로드셀모듈(30)은 수직방향으로 설치된 가이드레일(20)을 따라 이동할 수 있다.Meanwhile, the robot arm 10 according to an embodiment of the present invention must be able to move up and down in order to move and seat the load at height n, and for this purpose, the load cell module 30 to which the robot arm 10 is coupled is positioned in the vertical direction. It can move along the guide rail (20) installed.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇은, 제1 모터장치의 구동으로 가이드레일(20)을 따라 승강 이동하되, 일측에 로봇암(10)이 결합된 로드셀모듈(30)를 포함할 수 있다.Specifically, the collaborative robot according to an embodiment of the present invention moves up and down along the guide rail 20 by driving the first motor device, and includes a load cell module 30 to which a robot arm 10 is coupled to one side. can do.

즉, 수직방향으로 설치된 가이드레일(20)을 따라 상하방향으로 이동하는 로드셀모듈(30)에 결합된 로봇암(10)은 이송수단(1) 위에 안착된 적재물(3)을 파지하고, 이를 목표 위치에 기 적재되어 있는 적재물(3) 위에 안착시켜 적재할 수 있다.That is, the robot arm 10 coupled to the load cell module 30, which moves in the vertical direction along the guide rail 20 installed in the vertical direction, grasps the load 3 seated on the transport means 1 and targets it. It can be loaded by seating it on the load (3) that is already in place.

제어부(110)는 로봇암(10)이 적재물(3)을 파지하여 목표 위치에 소정 개수 또는 소정 높이만큼 적재하도록 로봇암(10)의 동작을 제어할 수 있으며, 이때 제어부(110)는 기 적재한 적어도 하나의 적재물(3)들의 위치를 저장함으로써, 기 설정된 순서에 따라 목표 위치에 마련된 파레트(2) 위에 다수의 적재물(3)을 적재할 수 있다.The control unit 110 may control the operation of the robot arm 10 so that the robot arm 10 grasps the load 3 and loads it at a target location in a predetermined number or at a predetermined height. At this time, the control unit 110 controls the loading. By storing the positions of at least one load (3), a plurality of loads (3) can be loaded on the pallet (2) provided at the target position according to a preset order.

한편, 전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로봇암(10)이 파지한 적재물(3)의 중량을 측정하기 위해, 로드셀모듈(30)에는 적재물(3)의 중량을 측정할 수 있는 적어도 하나의 로드셀(32)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, as described above, in order to measure the weight of the load 3 held by the robot arm 10 according to a preferred embodiment of the present invention, the load cell module 30 is equipped with a device to measure the weight of the load 3. It may further include at least one load cell 32 that can be used.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 로드셀(32)은, 적재물(3)의 중량을 측정할 수 있는 것이면 그 종류는 특별히 한정하지 않는다.Here, the type of the load cell 32 according to an embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it can measure the weight of the load 3.

다만, 로드셀(32)을 이용하여 제어부(110)는 로드셀(32)에 의해 측정된 적재물(3)의 중량을 근거로, 기 설정된 기준중량을 초과하거나 상기 기준중량에 미치지 못하는 경우, 해당 적재물(3)을 불량으로 판정할 수 있고, 불량으로 판정한 적재물(3)은 인접한 분류함으로 분류할 수 있다.However, using the load cell 32, the control unit 110, based on the weight of the load 3 measured by the load cell 32, if it exceeds the preset standard weight or falls short of the standard weight, the load ( 3) can be determined to be defective, and the load 3 determined to be defective can be classified into an adjacent sorting bin.

구체적으로, 적재물(3)에 어느 구성요소가 생략되거나, 이와 반대로 어느 구성요소가 추가 내포되어 있어 적재물(3)의 중량이 기준 중량과 소정 범위 이상 차이가 나는 불량 적재물의 경우에는, 적재물(3)에 문제가 있는 것으로 판단하고, 제어부(110)는 로봇암(10)의 동작을 제어하여 해당 적재물(3)을 인접한 위치에 있는 분류함으로 이동시켜 적재 또는 낙하시킴으로써 불량 적재물(3)과 정상 적재물(3)을 분류할 수 있다.Specifically, in the case of a defective load in which a certain component is omitted in the load 3 or, on the contrary, a certain component is additionally contained in the load 3, the weight of the load 3 differs from the reference weight by more than a predetermined range, the load 3 ), and the control unit 110 controls the operation of the robot arm 10 to move the corresponding load 3 to a sorting box in an adjacent location and load or drop it, thereby separating the defective load 3 and the normal load. (3) can be classified.

한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드셀모듈의 분해도를 나타낸 도면이다.Meanwhile, Figure 5 is a diagram showing an exploded view of a load cell module according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로드셀모듈(30)은, 가이드레일(20)에 가이드레일(20)의 길이 방향을 따라 승강 이동 가능하도록 결합된 이송플레이트(31)와, 로봇암(10)과 결합된 지지플레이트(33)와, 이송플레이트(31)와 지지플레이트(33) 사이에 개재되어 지지플레이트(33)에 인가된 중량을 측정하기 위해 마련된 적어도 하나의 로드셀(32)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 5, the load cell module 30 according to an embodiment of the present invention includes a transfer plate 31 coupled to the guide rail 20 so as to be able to move up and down along the longitudinal direction of the guide rail 20. and a support plate 33 coupled to the robot arm 10, and at least one load cell disposed between the transfer plate 31 and the support plate 33 to measure the weight applied to the support plate 33. (32) may be included.

여기서, 수직하게 마련된 가이드레일(20)은, 도 5 및 6에 도시한 바와 같이, 이송플레이트(31)가 승강 이동 가능하도록 결합된 것이면 그 형태 등에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 단면이 대략 '['자와, ']'자인 막대 형상의 두 레일이 마주하도록 마련되되, 각 레일의 개구진 개구부(21)가 서로 내측을 향하도록 마주함으로써 가이드레일(20)의 대략 단면은 '[ ]' 형태를 가질 수 있다.Here, the vertically provided guide rail 20 is not particularly limited in its shape as long as it is coupled to the transfer plate 31 so that it can be moved up and down, as shown in FIGS. 5 and 6, but its cross-section is approximately '[' Two rails in the shape of a bar and a ']' bar are provided to face each other, and the open openings 21 of each rail face each other facing inward, so that the approximate cross section of the guide rail 20 has a '[ ]' shape. You can have it.

이에 대응하여, 이송플레이트(31)는 대략 두께가 얇은 판 형태로서, 가이드레일(20)에 길이방방향을 따라 결합되어 승강 이동하기 위해 이송플레이트(31)의 적어도 일 측에는 자전 가능하도록 마련된 적어도 하나의 바퀴(미도시)가 마련될 수 있다. 이에 따라, 이송플레이트(31)의 바퀴는 상기 마주한 두 레일의 개구부(21)에 삽입 결합된 상태로, 이송플레이트(31)는 가이드레일(20)의 길이 방향을 따라 승강 이동할 수 있다.Correspondingly, the transfer plate 31 is in the form of a plate of approximately thin thickness, and is coupled to the guide rail 20 along the longitudinal direction to move up and down. At least one rotatable attachment is provided on at least one side of the transfer plate 31. A wheel (not shown) may be provided. Accordingly, the wheels of the transfer plate 31 are inserted into and coupled to the openings 21 of the two opposing rails, and the transfer plate 31 can move up and down along the longitudinal direction of the guide rail 20.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇은, 이송플레이트(31)가 가이드레일(20)을 따라 승강 이동할 수 있도록 구동력을 생성하여 제공하는 제1 모터장치(51)를 포함할 수 있다.At this time, the collaborative robot according to an embodiment of the present invention may include a first motor device 51 that generates and provides driving force so that the transfer plate 31 can move up and down along the guide rail 20.

일 예로, 제1 모터장치(51)의 회전축에 마련된 피니언(pinion)은 이송플레이트(31)에 마련된 랙(rack)과 직간접적으로 랙앤피니언(rack&pinion) 결합될 수 있고, 이에 따라 제1 모터장치(51)의 구동방향 및/또는 구동속도 등에 따라 이송플레이트(31) 또는 로드셀모듈(30)은 가이드레일(20)을 따라 승강 이동할 수 있다.As an example, a pinion provided on the rotation axis of the first motor device 51 may be directly or indirectly coupled to a rack provided on the transfer plate 31 by rack and pinion, and thus the first motor device 51 Depending on the driving direction and/or driving speed of (51), the transfer plate 31 or the load cell module 30 may move up and down along the guide rail 20.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 제1 모터장치(51)의 회전축의 회전속도, 회전방향 및/또는 회전속도를 조합하여, 가이드레일(20)을 따라 이동하는 로드셀모듈(30)의 상승이동거리 또는 하강이동거리를 산정할 수 있어, 제어부(110)가 목표 위치에 적재물(3)을 소정 개수나 소정 높이만큼 적재하도록 이동할 때, 현재 적재된 적재물(3)의 개수에 따른 높이를 근거로 현재 로봇암(10)의 위치에 따라 필요한 상승 이동 거리를 산정하여 산정된 거리만큼 제1 모터장치(51)의 회전축을 소정 방향으로 소정 횟수만큼 회전시킬 수 있다.In addition, the control unit 110 according to an embodiment of the present invention combines the rotation speed, rotation direction, and/or rotation speed of the rotation axis of the first motor device 51, and the load cell module moves along the guide rail 20. The upward movement distance or downward movement distance of (30) can be calculated, so when the control unit 110 moves to load the load (3) in a predetermined number or at a predetermined height at the target position, the number of currently loaded loads (3) Based on the height, the required upward movement distance can be calculated according to the current position of the robot arm 10, and the rotation axis of the first motor device 51 can be rotated a predetermined number of times in a predetermined direction by the calculated distance.

한편, 이송플레이트(31)는 전방에 대략 판 형태를 가진 지지플레이트(33)와 마주 결합할 수 있고, 이때 지지플레이트(33)에는 로봇암(10)이 결합될 수 있으며, 이때 마주 결합 이송플레이트(31)와 지지플레이트(33) 사이에는 적어도 하나의 로드셀(32)이 개재될 수 있다.On the other hand, the transfer plate 31 can be coupled to face the support plate 33, which has a roughly plate shape at the front, and the robot arm 10 can be coupled to the support plate 33, and at this time, the facing transfer plate At least one load cell 32 may be interposed between (31) and the support plate 33.

지지플레이트(33)에 결합된 로봇암(10)의 무게에 의해 적어도 하나의 로드셀(32)에는 소정의 중량이 인가될 수 있고, 제어부(110)는, 로드셀(32)의 적어도 하나의 측정수단은 외력에 의한 로드셀(32)의 변형을 측정하고, 로드셀(32)에 의해 측정된 변형을 무게로 환산하여 로드셀(32)에 인가된 로봇암(10)의 무게를 측정할 수 있다.A predetermined weight may be applied to at least one load cell 32 by the weight of the robot arm 10 coupled to the support plate 33, and the control unit 110 may apply at least one measuring means of the load cell 32. Measures the deformation of the load cell 32 due to an external force, converts the deformation measured by the load cell 32 into weight, and measures the weight of the robot arm 10 applied to the load cell 32.

이때 제어부(110)는, 로봇암(10)이 적재물(3)을 파지하였을 때 로드셀(32)에 의해 측정된 무게와, 기 설정된 적재물(3)을 파지하지 않았을 때 로드셀(32)에 의해 측정된 무게의 차이를 이용하여 적재물(3)의 무게를 산정할 수 있다.At this time, the control unit 110 determines the weight measured by the load cell 32 when the robot arm 10 grips the load 3 and the weight measured by the load cell 32 when the robot arm 10 does not grip the preset load 3. The weight of the load (3) can be calculated using the difference in weight.

본 발명은, 로드셀모듈(30)에 포함된 로드셀(32)의 개수에 대해 특별히 한정하지 않으나, 복수인 것이 바람직하고, 구체적인 일 실시예에 따라, 도 7에 도시한 바와 같이, 복수의 로드셀(32)은 이송플레이트(31) 상에 수직방향으로 마련된 복수 개의 수직로드셀(311, 313)(312, 314)과, 수평방향으로 마련된 복수 개의 수평로드셀(311, 312)(313, 314)을 포함하되, 상기 수직로드셀(311, 313)(312, 314)과 상기 수평로드셀(311, 312)(313, 314)은 소정 배열로 배치될 수 있다.The present invention does not specifically limit the number of load cells 32 included in the load cell module 30, but it is preferable that there are a plurality, and according to one specific embodiment, as shown in FIG. 7, a plurality of load cells ( 32) includes a plurality of vertical load cells (311, 313) (312, 314) provided in the vertical direction on the transfer plate (31) and a plurality of horizontal load cells (311, 312) (313, 314) provided in the horizontal direction. However, the vertical load cells (311, 313) (312, 314) and the horizontal load cells (311, 312) (313, 314) may be arranged in a predetermined arrangement.

또한 이때, 상기 수직로드셀(311, 313)(312, 314)과 상기 수평로드셀(311, 312)(313, 314)의 배열 역시 본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 도 7에 도시한 바와 같이, 이송플레이트(31) 상에 마련된 로드셀(32) 각각은 이송플레이트(31)의 중심으로부터 동일한 거리에 위치하는 것이 바람직하다.Also, at this time, the present invention is not particularly limited in the arrangement of the vertical load cells (311, 313) (312, 314) and the horizontal load cells (311, 312) (313, 314), but as shown in FIG. 7, the transport Each of the load cells 32 provided on the plate 31 is preferably located at the same distance from the center of the transfer plate 31.

왜냐하면, 로봇암(10) 또는 적재물(3)을 파지한 로봇암(10)의 중량이 이송플레이트(31)의 중심을 기준으로 동일 가중치로 복수의 로드셀(32)에 동일하게 인가되는 것이 바람직하기 때문이다.This is because it is desirable that the weight of the robot arm 10 or the robot arm 10 holding the load 3 be equally applied to the plurality of load cells 32 with the same weight based on the center of the transfer plate 31. Because.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는, 전술한 바와 같이, 로봇암(10) 말단부(13)의 헤드부에 마련된 홀더가 파지한 적재물(3)의 중량을 측정할 수 있고, 이때 적재물(3)의 중량이 소정 범위 내 속하는지 여부를 판단함으로써, 적재물(3)의 불량 여부를 판단할 수 있다.Meanwhile, the control unit 110 according to an embodiment of the present invention can measure the weight of the load 3 held by the holder provided on the head of the distal end 13 of the robot arm 10, as described above. , At this time, it is possible to determine whether the load 3 is defective by determining whether the weight of the load 3 is within a predetermined range.

다만, 적재물(3)은 통상 내부에 소정의 구성요소를 내포하여 패키지되어 있기 때문에, 전체적으로 동일한 중량의 적재물(3)임에도 적재물(3) 내부 구성요소의 배치에 따라 어느 적재물(3)은 정상일 수도 있으나, 이와 반대로 불량일 수도 있다.However, since the load 3 is usually packaged with predetermined components inside, even though the load 3 has the same overall weight, some loads 3 may be normal depending on the arrangement of the internal components of the load 3. However, on the contrary, it may be defective.

이러한 문제를 해소하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇은, 상기 로봇암(10)의 말단부를 수직 또는 수평의 어느 한 방향으로 고속이동 후 급정지하는 고앤스탑(go&stop) 동작을 복수 횟수만큼 반복한 다음, 적재물(3)을 소정 방향으로 기울인 상태에서 로드셀(32)에 의해 측정된 중량을 근거로 적재물(3)의 불량 여부를 판정할 수 있다.In order to solve this problem, the collaborative robot according to an embodiment of the present invention performs a go&stop operation in which the distal end of the robot arm 10 moves at high speed in either vertical or horizontal direction and then stops suddenly several times. After repeating as many times as possible, it can be determined whether the load 3 is defective based on the weight measured by the load cell 32 while the load 3 is tilted in a predetermined direction.

도 8 및 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇이 적재물을 파지한 모습을 나타낸 도면이다.Figures 8 and 9 are diagrams showing an articulated robot gripping a load according to an embodiment of the present invention.

도 8 및 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇의 로봇암(10)은 말단부에 적재물(3)을 파지할 수 있으며, 제어부(110)가 로드셀(32)에 의해 측정된 중량을 근거로 적재물(3)의 불량 여부를 판정하기 전에, 사전적으로 적재물(3)을 수직방향, 즉 상방 또는 하방으로 최대 속도로 고속이동 후, 속도를 점차 감속하지 않고 급정지하는 고앤스탑 동작을 반복하거나, 또는 수평방향, 즉 좌측방향 또는 우측방향으로 최대 속도로 고속이동 후 속도를 점차 감속하지 않고 급정지하는 고앤스탑 동작을 반복할 수 있다.As shown in FIGS. 8 and 9, the robot arm 10 of the collaborative robot according to an embodiment of the present invention is capable of holding the load 3 at the distal end, and the control unit 110 controls the load cell 32 by the load cell 32. Before determining whether the load (3) is defective based on the measured weight, go-and-stop moves the load (3) at maximum speed in the vertical direction, that is, upward or downward, and then stops suddenly without gradually slowing down the speed. You can repeat the motion, or repeat the go-and-stop motion of moving at maximum speed in the horizontal direction, that is, in the left or right direction, and then stopping suddenly without gradually slowing down the speed.

이렇게 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇암(10)이 적재물(3)에 대하여 수평방향 또는 수직방향으로 고앤스탑 동작을 수행함으로써, 적재물(3)에 내포된 구성요소들을 고르게 분포되도록 할 수 있다. 즉, 적재물(3) 내 구성요소들이 어느 한 위치에 집중된 상태로 걸렸을 때, 반복된 고앤스탑 동작으로 이를 해소토록 할 수 있다.In this way, the robot arm 10 according to an embodiment of the present invention performs a go-and-stop operation in the horizontal or vertical direction with respect to the load 3, so that the components contained in the load 3 can be evenly distributed. . In other words, when the components in the load 3 are concentrated in one location and become stuck, the problem can be resolved through repeated go-and-stop operations.

적재물(3) 내 어느 한 곳에 구성요소가 집중되어 걸려있는 경우, 적재물(3) 내 내포된 구성요소들은 적층되어 있는 상태가 일반적이므로, 더욱 바람직하게 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는, 수직방향과 수평방향을 조합한 고앤스탑 동작을 반복하되, 수평방향에 우선순위를 두어 수평방향으로 먼저 고앤스탑 동작을 수행한 다음에 수직방향으로 고앤스탑 동작을 수행하는 것이 좋다.When components are concentrated and hung in one place within the load 3, the components contained within the load 3 are generally stacked, so it is more preferable to use the control unit 110 according to an embodiment of the present invention. It is better to repeat the go-and-stop operation combining the vertical and horizontal directions, but give priority to the horizontal direction and perform the go-and-stop operation in the horizontal direction first and then perform the go-and-stop operation in the vertical direction.

여기서, 수평방향의 고앤스탑 동작은 적재물(3)을 직선으로 이동시키는 것에 한하지 않고 소정의 회전축을 중심으로 회전 이동시키는 것을 포함할 수 있다.Here, the horizontal go-and-stop operation is not limited to moving the load 3 in a straight line but may include rotating the load 3 around a predetermined rotation axis.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇의 제어부(110)는, 전술한 수평방향의 고앤스탑 동작을 위해, 로봇암(10)의 어느 일 관절을 수직축으로 하여 수평회전시킬 수 있으나, 바람직한 일 실시예에 따라 이에 한하지 않고 수직방향으로 마련된 가이드레일(20)을 자전시킬 수 있다.To this end, the control unit 110 of the collaborative robot according to an embodiment of the present invention may horizontally rotate any one joint of the robot arm 10 around the vertical axis for the above-described horizontal go-and-stop operation. According to a preferred embodiment, the guide rail 20 provided in the vertical direction can be rotated without being limited to this.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드레일의 하단부를 나타낸 도면이다.Figure 6 is a view showing the lower part of a guide rail according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇은, 수직방향으로 마련된 가이드레일(20)을 수직축을 중심으로 자전 가능하도록 구동력을 생성하여 제공하는 제2 모터장치(23, 52)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6, the collaborative robot according to an embodiment of the present invention includes a second motor device 23 that generates and provides a driving force so that the guide rail 20 provided in the vertical direction can rotate about the vertical axis. 52) may be included.

이를 위해, 입설된 가이드레일(20)의 하단부에 결합되어 상기 가이드레일(20)을 지지하는 원판형의 회전판(22)이 마련될 수 있고, 이때 회전판(22)의 둘레를 따라 랙(rack)이 마련되되, 이는 이때 제2 모터장치(23, 52)의 회전축에 마련된 피니언(pinion)과 직간접적으로 랙앤피니언(rack&pinion) 결합될 수 있다.For this purpose, a disc-shaped rotating plate 22 may be provided that is coupled to the lower end of the upright guide rail 20 and supports the guide rail 20, and at this time, a rack is formed along the circumference of the rotating plate 22. is provided, and at this time, it can be coupled directly or indirectly with a pinion provided on the rotation axis of the second motor device (23, 52) through a rack and pinion.

이에 따라 제2 모터장치(23, 52)의 구동방향 및/또는 구동속도 등에 따라 입설된 가이드레일(20)은 시계방향 또는 반시계방향으로 자전할 수 있으며, 이를 이용하여 제어부(110)는 로봇암(10)의 말단부에 파지된 적재물(3)에 대하여 수평방향으로 고앤스탑 동작을 수행할 수 있다.Accordingly, the guide rail 20 installed upright can rotate clockwise or counterclockwise according to the driving direction and/or driving speed of the second motor device 23, 52, and using this, the control unit 110 controls the robot. A go-and-stop operation can be performed in the horizontal direction with respect to the load 3 held at the distal end of the arm 10.

한편, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇이 적재물의 불량 여부를 판정할 때의 모습을 나타낸 도면이다.Meanwhile, Figure 10 is a diagram showing a collaborative robot according to an embodiment of the present invention when determining whether a load is defective.

도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는, 전술한 수평방향 및 수직방향의 고앤스탑 동작을 조합한 이후, 로봇암(10)의 말단부에 파지된 적재물(3)을 소정 방향으로 기울일 수 있으며, 적재물(3)이 소정 방향으로 기울어진 상태에서 제어부(110)는 로드셀(32)을 이용하여 적재물(3)의 중량을 측정할 수 있다.As shown in FIG. 10, the control unit 110 according to an embodiment of the present invention combines the above-described horizontal and vertical go-and-stop operations, and then the load held at the distal end of the robot arm 10 ( 3) can be tilted in a predetermined direction, and the control unit 110 can measure the weight of the load 3 using the load cell 32 while the load 3 is tilted in a predetermined direction.

선행한 수평방향 및 수직방향의 고앤스탑 동작으로, 적재물(3) 내 구성요소들은 내부에 고르게 분포될 수 있으며, 이후 제어부(110)는, 적재물(3)을 어느 한 방향으로 기울인 상태에서 로드셀(32)을 이용하여 적재물(3)의 중량을 측정할 수 있다. 왜냐하면, 적재물(3) 내 구성요소들이 고르게 분포된 상태라고 하더라도 그 적재물(3) 내 구성요소의 분포가 일정하지 않으며, 따라서 다수 적재물(3)에 대해 측정된 적재물(3)의 중량들은 편차가 발생할 수 있기 때문이다.With the previous go-and-stop operation in the horizontal and vertical directions, the components within the load 3 can be evenly distributed inside, and then the control unit 110 operates the load cell ( 32) can be used to measure the weight of the load (3). This is because, even if the components within the load 3 are evenly distributed, the distribution of the components within the load 3 is not constant, and therefore the weights of the load 3 measured for multiple loads 3 have a deviation. Because it can happen.

따라서, 다수 적재물(3)에 대한 중량 측정시 일관성을 유지하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 고앤스탑 동작 이후 로봇암(10)을 이용하여 적재물(3)을 어느 한 방향으로 기울이도록 하는 것이 바람직하다.Therefore, in order to maintain consistency when measuring the weight of multiple loads 3, the control unit 110 according to an embodiment of the present invention uses the robot arm 10 to move the loads 3 to one location after the go-and-stop operation. It is desirable to tilt it in this direction.

한편, 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로드셀모듈(30)은, 복수의 로드셀(32)을 포함할 수 있으며, 제어부(110)는 복수의 로드셀(32)에 의해 측정된 적재물(3)의 중량을 기준으로 적재물(3)의 불량 여부를 판정할 수 있다.Meanwhile, as described above, the load cell module 30 according to an embodiment of the present invention may include a plurality of load cells 32, and the control unit 110 controls the load measured by the plurality of load cells 32. Based on the weight of (3), it can be determined whether the load (3) is defective.

이때, 제어부(110)는 복수의 로드셀(32)에 의해 측정된 중량값을 산술 또는 가중 평균하고, 이를 기준중량과 비교하여 적재물(3)의 불량 여부를 판정할 수 있으나, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제어부(110)는 복수의 로드셀(32), 즉, 수직로드셀(311, 313)(312, 314)과 수평로드셀(311, 312)(313, 314) 각각으로부터 측정된 중량값들 각각이 기준 정상범위 내 속하는지 여부를 근거로 적재물(3)의 불량 여부를 판정할 수 있다.At this time, the control unit 110 may perform arithmetic or a weighted average of the weight values measured by the plurality of load cells 32 and compare them with the standard weight to determine whether the load 3 is defective. However, a preferred embodiment of the present invention The control unit 110 according to the embodiment controls weight values measured from each of a plurality of load cells 32, that is, vertical load cells 311, 313 (312, 314) and horizontal load cells 311, 312 (313, 314). It is possible to determine whether the load 3 is defective based on whether each falls within the standard normal range.

다만, 이때 소정 배열로 배치된 각 로드셀(32)마다 기준 정상범위는 동일하지 않고 상이할 수 있다.However, at this time, the reference normal range may not be the same for each load cell 32 arranged in a predetermined arrangement and may be different.

즉, 여기서, 각 로드셀(32)마다 설정된 기준 정상범위는 상이하되, 로드셀모듈(30)에 결합된 로봇암(10)이 대략 법선 방향, 즉 수평방향으로 결합되고, 로봇암(10)의 말단부에 적재물(3)이 파지되기 때문에, 상기 소정 배열로 배치된 복수의 로드셀(32) 중 상부에 위치한 상기 기준 정상범위는 하부에 위치한 상기 기준 정상범위보다 상대적으로 낮은 것이 바람직하다. 다시말해, 상부에 위치한 로드셀(32)에 대한 기준 정상범위는 하부에 위치한 로드셀(32)에 대한 기준 정상범위보다 상대적으로 낮은 중량값의 범위를 갖는 것이 바람직하다.That is, here, the reference normal range set for each load cell 32 is different, but the robot arm 10 coupled to the load cell module 30 is coupled in approximately the normal direction, that is, the horizontal direction, and the distal end of the robot arm 10 Since the load 3 is held, it is preferable that the reference normal range located at the upper part of the plurality of load cells 32 arranged in the predetermined arrangement is relatively lower than the reference normal range located at the lower part. In other words, it is desirable that the reference normal range for the load cell 32 located at the top has a weight value range that is relatively lower than the reference normal range for the load cell 32 located at the bottom.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부가 적재물의 불량 여부를 판정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.Figure 11 is a diagram for explaining a process in which the control unit determines whether a load is defective according to an embodiment of the present invention.

도 11에 도시한 바와 같이, 이송플레이트(31)에 마련된 복수의 로드셀(32)은 소정 배열에 따라 수평방향으로 그리고 수직방향으로 배치될 수 있으며, 일 예로 도면부호 311~314의 로드셀(32)은 2행×2열로 배치될 수 있다.As shown in FIG. 11, a plurality of load cells 32 provided on the transfer plate 31 may be arranged horizontally and vertically according to a predetermined arrangement, for example, load cells 32 of reference numerals 311 to 314. Can be arranged in 2 rows x 2 columns.

각 로드셀(32)마다 정상범위는 상이할 수 있고, 제어부(110)는 각 로드셀(32)마다 측정된 측정값이 각 로드셀(32)마다 설정된 정상범위 내인 경우에는 로봇암(10)이 파지한 적재물(3)이 정상인 것으로 판정할 수 있다.The normal range may be different for each load cell 32, and the control unit 110 determines whether the measured value for each load cell 32 is within the normal range set for each load cell 32. It can be determined that the load 3 is normal.

만약, 복수의 로드셀(32) 중 일부가 정상범위를 벗어난 경우, 로봇암(10)이 파지한 적재물(3)이 불량인 것으로 판정할 수 있으며, 이때 기준 정상범위를 벗어난 중량값이 측정된 로드셀(32)의 비율에 대해 본 발명은 특별히 한정하지 않고, 임의로 설정될 수 있다.If some of the plurality of load cells 32 are outside the normal range, the load 3 held by the robot arm 10 may be determined to be defective, and at this time, the load cell whose weight value is outside the standard normal range is measured. The present invention does not specifically limit the ratio of (32) and can be set arbitrarily.

다만, 이때 상기 기준 정상범위의 폭은 소정 배열로 배치된 복수의 로드셀(32) 중 상부에 위치한 것과, 하부에 위치한 것은 서로 다를 수 있다. 구체적으로 상기 기준 정상범위의 폭은, 복수의 로드셀(32) 중 상부에 위치한 것이 하부에 위치한 것보다 넓은 것이 바람직하다. 왜냐하면, 동일 중량의 적재물(3)을 파지한 로봇암(10)이라고 하더라도 상기 로봇암(10)이 승강 이동 가능한 로드셀모듈(30)에 결합되어 있어, 상부에 위치한 로드셀(32)보다 하부에 위치한 로드셀(32)에 인가되는 하중이 크고, 적재물(3)의 중량 변화량에 따라 상대적으로 상부에 위치한 로드셀(32)에 의해 측정되는 중량 변화량의 민감도가 크기 때문이다.However, at this time, the width of the reference normal range may be different for those located at the top and those located at the bottom among the plurality of load cells 32 arranged in a predetermined arrangement. Specifically, the width of the reference normal range is preferably wider in the upper part of the plurality of load cells 32 than in the lower part. This is because, even if the robot arm 10 holds a load 3 of the same weight, the robot arm 10 is coupled to the load cell module 30 that can move up and down, and is located lower than the load cell 32 located at the top. This is because the load applied to the load cell 32 is large, and the sensitivity of the weight change measured by the load cell 32 located relatively above the load 3 is large.

즉, 소정 배열로 배치된 복수의 로드셀(32) 중 상부에 위치한 로드셀(32)은, 하부에 위치한 로드셀(32)보다 기준 정상범위가 상대적으로 낮은 것이 바람직하되, 더 나아가 상기 기준 정상범위의 폭은 더 넓은 것이 바람직하다.That is, it is preferable that the load cell 32 located at the top of the plurality of load cells 32 arranged in a predetermined arrangement has a relatively lower standard normal range than the load cell 32 located at the bottom, and furthermore, the width of the standard normal range is is preferably wider.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Above, preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. The description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing its technical idea or essential features.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Accordingly, the scope of the present invention is indicated by the claims described later rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention. must be interpreted.

1: 이송수단 2: 팔레트
3: 적재물 10: 로봇암
20: 가이드레일 21: 개구부
22: 회전판 23: 제2 모터장치
30: 승강이동부 31: 이송플레이트
32: 로드셀 33: 지지플레이트
51: 제1 모터장치 52: 제2 모터장치
110: 제어부 140: 저장부1: means of transportation 2: pallet
3: Load 10: Robot arm
20: guide rail 21: opening
22: Rotating plate 23: Second motor device
30: Elevating moving part 31: Transfer plate
32: load cell 33: support plate
51: first motor device 52: second motor device
110: control unit 140: storage unit

Claims

A head portion provided with a holder capable of holding the load transported by the transport means;
a robot arm provided with the head portion at a distal end and having a degree of freedom to hold the load, move it to a target location, and load the load at the target location;
A load cell module that is capable of moving along a guide rail installed in the vertical direction by driving a first motor device with the robot arm coupled to one side, and includes at least one load cell provided to measure the weight of the load; and
A control unit that controls the operation of the robot arm so that the robot arm grasps the load and loads it at the target position in a predetermined number or at a predetermined height, and determines whether the load is defective based on the weight measured by the load cell;
Including,
The load cell module is interposed between a transfer plate coupled to the guide rail, a support plate coupled to the robot arm, and the transport plate and the support plate, and measures the weight of the load applied by the support plate. It includes the load cell provided to do so,
The load cell module includes a plurality of load cells,
The load cell includes a plurality of vertical load cells provided in a vertical direction and a plurality of horizontal load cells provided in a horizontal direction, wherein the vertical load cells and the horizontal load cells are arranged in a predetermined arrangement,
The control unit repeats the go-and-stop operation of moving the distal end of the robot arm at high speed in either vertical or horizontal direction and then stopping it suddenly a plurality of times, and then the weight measured by the load cell while tilting the load in a predetermined direction. A palletizing collaborative robot with automatic multi-stage weight measurement function, characterized in that it determines whether the load is defective based on .

delete

According to claim 1,
When performing the go-and-stop operation, the control unit first performs the go-and-stop operation in the horizontal direction and then performs the go-and-stop operation in the vertical direction. Multi-stage stacking weight automatic measurement function palletizing cooperation robot.

According to claim 1,
The control unit determines whether the load is defective based on whether each of the weight values measured from each of the vertical load cells and the horizontal load cells falls within a standard normal range, and determines whether the load is defective for each of the load cells arranged in a predetermined arrangement. is a palletizing collaborative robot with a multi-stage loading automatic weight measurement function characterized by different features.

According to claim 5,
The control unit is configured to operate a multi-stage loading weight automatic system, wherein among the plurality of load cells arranged in a predetermined arrangement, the load cell located at the top has a relatively lower standard normal range than the load cell located at the bottom, and the width of the standard normal range is wider. Palletizing collaborative robot with measurement function.

According to claim 1,
The guide rail provided in the vertical direction can rotate about the vertical axis by driving the second motor device,
A palletizing collaborative robot with a multi-stage loading automatic weight measurement function, wherein the control unit performs the go-and-stop operation in the horizontal direction using the second motor device.

According to claim 1,
A multi-stage palletizing collaborative robot with automatic weight measurement function, wherein the control unit moves the load to a sorting bin at an adjacent location when the load is determined to be defective.