KR20120022075A

KR20120022075A - 로봇 시스템

Info

Publication number: KR20120022075A
Application number: KR1020110088173A
Authority: KR
Inventors: 다케시 오카모토; 겐지 마츠후지; 다쿠로 야노; 다쿠야 무라야마; 요시히사 나가노
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2012-03-09
Also published as: US8954182B2; CN102430530A; EP2422937A2; CN102430530B; US20120053724A1; EP2422937A3; JP5489000B2; JP2012051056A

Abstract

로봇 시스템으로서, 매니퓰레이터와, 상기 매니퓰레이터의 가동 범위내에 배치된 작업대와, 상기 작업대에 실린 부품의 2차원 화상을 촬상하는 촬상 장치와, 상기 작업대에 부품을 공급하는 부품 공급 수단과, 상기 매니퓰레이터 및 상기 촬상 장치의 동작을 제어하는 제어 시스템을 구비한다. 또한, 상기 제어 시스템은 상기 부품 공급 수단에 의해 상기 부품이 상기 작업대 상에 공급되면, 해당 작업대 상의 부품의 2차원 화상을 촬상하도록 상기 촬상 장치를 제어하는 촬상 제어부와, 상기 촬상 장치에 의해서 촬상된 2차원 화상과 미리 기억된 부품의 템플릿을 대조하여 상기 작업대 상의 부품을 확인하고, 상기 확인된 부품 각각의 위치 및 자세를 검출하는 부품 검출부와, 상기 매니퓰레이터를 동작시켜 상기 부품 검출부에서 검출된 상기 확인된 부품에 대해 작업을 실행하는 매니퓰레이터 제어부를 포함한다.

Description

로봇 시스템{ROBOT SYSTEM}

본 발명은 로봇 시스템에 관한 것이다．

하기 특허문헌에는 2차원 화상으로부터 산적한 부품의 윤곽선을 구하고, 그 윤곽선으로부터 윤곽선을 구성하는 복수의 구성 선분(線分)을 추출하며, 그 구성 선분으로부터 부품을 인식하여 로봇의 핸드에 의해 파지(把持)시키는 픽킹(picking) 시스템이 기재되어 있다.

일본 특허 공보 제2555822호

본 발명은 매니퓰레이터(manipulator)를 이용하여 작업을 실행하는 로봇 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 매니퓰레이터와, 상기 매니퓰레이터의 가동 범위내에 배치된 작업대와, 상기 작업대에 실린 부품의 2차원 화상을 촬상하는 촬상 장치와, 상기 작업대에 부품을 공급하는 부품 공급 수단과, 상기 매니퓰레이터 및 상기 촬상 장치의 동작을 제어하는 제어 시스템을 구비한 로봇 시스템이 제공된다. 또한, 상기 제어 시스템은 상기 부품 공급 수단에 의해 상기 부품이 상기 작업대 상에 공급되면, 해당 작업대 상의 부품의 2차원 화상을 촬상하도록 상기 촬상 장치를 제어하는 촬상 제어부와, 상기 촬상 장치에 의해서 촬상된 2차원 화상과 미리 기억된 부품의 템플릿을 대조하여 상기 작업대 상의 부품을 확인하고, 상기 확인된 부품 각각의 위치 및 자세를 검출하는 부품 검출부와, 상기 매니퓰레이터를 동작시켜 상기 부품 검출부에서 검출된 상기 확인된 부품에 대해 작업을 실행하는 매니퓰레이터 제어부를 포함한다.

상기 매니퓰레이터를 동작시켜 실행하는 작업은 상기 매니퓰레이터가 부품을 파지하여, 미리 설정된 수량만큼 이송 탑재하는 것이 가능하다.

바람직하게, 상기 매니퓰레이터 제어부는 상기 부품 검출부에서 검출된 상기 확인된 부품의 수량이 상기 수량보다 적은 경우에는 상기 부품 검출부에서 검출된 부품의 이송 탑재가 종료된 후, 재차 상기 부품 공급 수단을 동작시켜 상기 작업대에 부품을 공급하고, 상기 촬상 제어부 및 상기 부품 검출부를 동작시켜 해당 부품 검출부에서 검출된 부품을 이송 탑재하는 동작을, 이송 탑재한 부품의 수량이 상기 수량에 도달할 때까지 반복 실행하는 것이 가능하다.

또한, 상기 매니퓰레이터는 선회하는 동체, 및 해당 동체에 마련된 제 1 아암 및 제 2 아암을 갖는 쌍아암 매니퓰레이터로서, 해당 쌍아암 매니퓰레이터는 상기 부품 공급 수단도 겸하고 있는 것이 가능하다.

상기 로봇 시스템은 복수의 부품이 종류마다 나뉘어져 각각 수용되는 복수의 부품상자를 저장하는 부품선반과, 부품을 상기 부품상자로부터 긁어내는 긁어냄 기구와, 내부가 복수의 구획으로 나뉜 배선상자가 실리는 배선대를 추가로 구비할 수 있다. 또한, 상기 쌍아암 매니퓰레이터는 상기 제 1 아암의 선단에, 제 1 역각 센서를 거쳐서 부품을 집는 제 1 파지부 및 상기 긁어냄 기구를 파지하는 툴 파지부가 마련된 제 1 핸드와, 상기 제 2 아암의 선단에, 제 2 역각 센서를 거쳐서 상기 부품상자를 파지하는 제 2 파지부 이 마련된 제 2 핸드를 갖고, 상기 쌍아암 매니퓰레이터는 상기 제 2 파지부를 이용하여 상기 부품선반으로부터 상기 부품상자를 취출해서 파지하고, 상기 툴 파지부로 파지한 상기 긁어냄 기구를 이용하여 해당 부품상자로부터 부품을 상기 작업대 상에 긁어내는 긁어냄 동작을 실행하고, 상기 제 1 파지부를 이용하여 해당 작업대 상에 긁어내어진 부품을 집어, 상기 배선대에 실린 상기 배선상자의 미리 정해진 구획으로 이송하는 것이 가능하다.

바람직하게, 상기 긁어냄 동작은 상기 부품상자에 상기 툴 파지부로 파지한 상기 긁어냄 기구를 넣고, 상기 제 1 역각 센서의 출력이 변화한 위치로부터 상기 긁어냄 기구를 미리 정해진 깊이만큼 삽입하여 부품을 긁어내고, 미리 정해진 양의 부품이 긁어내어지지 않았던 경우에는 상기 긁어냄 기구를 더욱 깊게 삽입하여 재차 부품을 긁어내는 동작이 가능하다.

상기 미리 정해진 양은 상기 제 2 역각 센서의 출력에 의거하여 구해지는 것이 가능하다.

또한, 상기 배선대, 상기 작업대, 및 상기 부품선반이 상기 쌍아암 매니퓰레이터의 동체의 선회축을 중심으로 한 원의 둘레 방향으로 차례로 배치 가능하다.

상기 배선상자의 미리 정해진 구획에 수용되는 부품의 종류 및 수의 정보는 상기 배선상자에 마련된 정보 기억 매체에 저장되는 것이 가능하다.

바람직하게, 상기 작업대는 일 방향으로 경동가능한 경동 천판과, 상기 경동 천판의 경동축이 있는 측에 마련되고, 상기 부품상자가 실리는 부품상자 스탠드를 갖는 것이 가능하다.

상기 구성에 의해, 매니퓰레이터를 이용하여 작업대에 실린 부품에 대한 작업을 실행하는 것이 가능하다.

또한, 촬상 장치와 쌍아암 매니퓰레이터를 이용하여 부품을 이송 탑재하는 것이 가능하다.

특히, 2차원 화상을 처리함에 있어서 장해로 되지 않을 정도의 부품을 긁어내는 것이 가능하다.

또한, 전용의 센서를 마련하는 일 없이, 미리 정해진 부품의 양을 측정하는 것이 가능하다.

본 발명의 구성을 취하지 않는 경우에 비해, 효율적으로 부품을 이송 탑재하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 구성을 취하지 않는 경우에 비해, 배선상자와 그 배선상자에 수납되는 부품의 대응이 명확하게 된다.

본 발명의 구성을 취하지 않는 경우에 비해, 전용의 기구를 마련하는 일 없이, 부품을 부품상자로 되돌리는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 픽킹 시스템(로봇 시스템)의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 픽킹 시스템의 정면도(도 1에 도시된 화살표 A 방향으로부터 본 도면)이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 픽킹 시스템의 측면도(도 1에 도시된 화살표 B 방향으로부터 본 도면)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 픽킹 시스템이 구비하는 쌍아암 매니퓰레이터의 좌측 핸드의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 픽킹 시스템이 구비하는 쌍아암 매니퓰레이터의 우측 핸드의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 픽킹 시스템에 이용되는 부품상자의 사시도이다.
도 7 본 발명의 일 실시형태에 따른 픽킹 시스템이 구비하는 쌍아암 매니퓰레이터가 볼트를 긁어내는(scrape) 상태를 나타내는 설명도이다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 픽킹 시스템이 구비하는 쌍아암 매니퓰레이터가 볼트를 긁어낼 때의 부품상자와 긁어냄 기구를 도시하는 설명도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 픽킹 시스템의 볼트 픽킹 방법(스텝 S1?S4)을 도시하는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 픽킹 시스템의 볼트 픽킹 방법(스텝 S1)의 주요 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 1 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 픽킹 시스템의 볼트 픽킹 방법(스텝 S2)의 주요 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따른 픽킹 시스템의 볼트 픽킹 방법(스텝 S3)의 주요 동작을 도시하는 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명을 구체화한 실시형태에 대해 설명하고, 본 발명의 이해를 돕는다. 또, 각 도면에 있어서, 설명에 관련되지 않은 부분은 도시를 생략하는 경우가 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 픽킹 시스템(로봇시스템)(10)은 작업 장치(9), 배선대(配膳台)(13), 긁어냄 기구(15) 및 복수의 부품선반(20)을 구비하고 있다. 그리고, 작업 장치(9)는 쌍아암 매니퓰레이터(매니퓰레이터 및 부품 공급 수단의 일예)(11), 작업대(17), 2차원 카메라(촬상 장치의 일예)(100), 및 제어 시스템(150)의 일예로서의 로봇 컨트롤러(22), 시스템 컨트롤러(24) 및 화상 처리용 컴퓨터(26)를 구비하고 있다.

본 실시형태에서는 제어 시스템(150)이 로봇 컨트롤러(22), 시스템 컨트롤러(24) 및 화상 처리용 컴퓨터(26)의 3개의 별체의 연산 장치에 의해 구성되어 있지만, 제어 시스템(150)을 구성하는 연산장치의 대수 등은 적절히 조정 가능하다.

그 중, 배선대(13), 작업대(17) 및 부품선반(20)은 쌍아암 매니퓰레이터(11)를 중심으로 하여, 시계 방향으로(원의 둘레 방향으로) 차례로 배치되어 있다. 특히, 각 부품선반(20)은 쌍아암 매니퓰레이터(11)의 동체(11c)의 선회축(쌍아암 매니퓰레이터(11)의 설치면과 직교 하는 축) (AX1)을 중심으로 하는 실질적으로 동일한 원주상에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 배선대(13), 작업대(17) 및 부품선반(20)이 배치됨으로써, 쌍아암 매니퓰레이터(11)의 동선이 짧아지고, 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 효율적으로 동작한다.

픽킹 시스템(10)은 쌍아암 매니퓰레이터(11)를 이용하여, 부품선반(20)으로부터 필요한 종류의 볼트(부품의 일예)를 필요한 수만큼 취출하고, 반송대차(12)상에 적재된 배선(配膳)상자(B1)에 수납할 수 있다.

또, 픽킹 시스템(10)은 도 1?도 3에 도시하는 바와 같이, 출입구에 슬라이딩 도어(30)가 마련된 방호벽(31)에 의해서 둘러싸여져 있다.

쌍아암 매니퓰레이터(11)는 선회 가능한 동체(11c)의 좌우에 각각 좌측 아암(제 1 아암의 일예)(11a) 및 우측 아암(제 2 아암의 일예)(11b)을 갖고 있다. 좌측 아암(11a) 및 우측 아암(11b)은 각각, 예를 들면, 7개의 관절축을 갖는 다관절 매니퓰레이터이다.

좌측 아암(11a)의 선단의 손목 플랜지(32a)에는 도 4에 도시하는 바와 같이, 좌측 역각 센서(제 1 역각 센서의 일예)(33a)를 거쳐서 좌측 핸드(제 1 핸드의 일예)(35a)가 마련되어 있다. 이 좌측 핸드(35a)는 볼트를 집는 1쌍의 파지발톱(제 1 파지부의 일예)(36)과, 후술하는 긁어냄 기구(15)를 파지하는 1쌍의 툴 파지부(41)를 갖고 있다.

파지발톱(36)은 손목 플랜지(32a)의 회전축(AXta)과 직교하는 픽(pick) 축(AXp)을 중심으로 회전하여, 그 선단의 방향을 바꿀 수 있다. 또한, 파지발톱(36)은 픽 축 (AXp) 방향을 따라 멀어지거나 가까워지도록 구성되어 있다. 파지발톱(36)은 서보 모터(도시하지 않음)에 의해 구동되고, 볼트를 집는 힘이 제어된다.

툴 파지부(41)는 각 파지발톱(36)을 지지하는 지지부(42)에 마련되어 있다. 따라서, 툴 파지부(41)는 파지발톱(36)의 멀어지거나 가까워짐에 맞추어 멀어지거나 가까워진다.

한편, 우측 아암(11b) 선단의 손목 플랜지(32b)에는 도 5에 도시하는 바와 같이, 우측 역각 센서(제 2 역각 센서의 일예)(33b)를 거쳐서 우측 핸드(35b)(제 2 핸드의 일예)가 마련되어 있다. 우측 핸드(35b)는 볼트가 들어간 부품상자(B2)를 파지할 수 있다.

이 우측 핸드(35b)는 부품상자(B2)의 후단부를 상하 방향으로부터 사이에 두어 파지하는 상측 및 하측 파지발톱(제 2 파지부의 일예)(44)을 갖고 있다. 하측 파지발톱(44)은 부품상자(B2)의 하면을 지지하고, 상측 파지발톱(44)은 손목 플랜지(32b)의 회전축(AXtb)과 직교하는 개폐축(AXq)방향을 따라 하측 파지발톱(44)에 대해 멀어지거나 가까워지게 움직일 수 있도록 구성되어 있다. 또, 도 5는 상측 파지발톱(44)이 하측 파지발톱(44)에 닿을 때까지 이동한상태를 나타내고 있다.

또, 좌측 역각 센서(33a), 우측 역각 센서(33b)는 로봇 컨트롤러(22)를 거쳐서 시스템 컨트롤러(24)에 접속되어 있다.

여기서, 반송대차(12)에 대해 설명한다. 반송대차(12)는 쌍아암 매니퓰레이터(11)에 의해서 파지된 볼트를 수납하기 위한 배선상자(B1)를 반송 할 수 있다.

반송대차(12)는 대차 프레임(50)과, 대차 프레임(50)에 지지되고 연직축(AX3)을 중심으로 회전하는 회전 테이블(51)을 갖고 있다.

대차 프레임(50)의 하부에는 캐스터(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 또한, 대차 프레임(50)에는 회전 테이블(51)의 회전 각도를 산출하는 산출 수단(도시하지 않음)과, 회전 테이블(51)의 각도 위치를 고정시키는 고정 수단(도시하지 않음)이 마련되어 있다.

회전 테이블(51)은 원형형상의 천판(52)을 갖고 있다. 천판(52)상에는 천판(52)의 외주를 따라, 예를 들면, 5개소에 복수의 배선상자(B1)를 수용할 수 있다. 배선상자(B1)는 천판(52)으로부터 상부 방향으로 연장하는 복수의 가이드 폴(54)에 의해서 수평 방향의 위치 결정이 이루어지고, 예를 들면, 10단까지 쌓아 올려진다.

여기서, 배선상자(B1)은 내부가 복수의 구획(배선대(13)에 실려 있는 배선상자(B1)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 4구획)으로 간막이되고, 좌우 양측면에 손잡이(56)가 마련된 용기이다. 배선상자(B1)의 상부에는 배면에 마련된 힌지(57)에 의해서 회전 가능하게 지지되고, 상부 방향으로 열리는 덮개(58)가 마련되어 있다. 덮개(58)에는 앞측으로 돌출된 손잡이(59)가 마련되어 있다. 배선상자(B1)은, 예를 들면, 수지제의 부품 박스이다. 배선상자(B1)의 각 구획에는 미리 정해진 종류의 볼트가 수용된다.

배선상자(B1)의 배면에는 적어도 그 배선상자(B1)의 구획과, 그 구획에 수납되어야 할 볼트의 종류(예를 들면, 직경, 길이 및 재질) 및 볼트의 수를 대응짓는 제 1 대응 정보가 저장된 도시하지 않은 2차원 바코드(정보 기억 매체의 일예)가 첨부되어 있다. 또, 2차원 바코드 대신에, 1차원 바코드로 해도 좋다. 따라서, 배선상자(B1)에 제 1 대응 정보가 저장된 2차원 바코드가 직접 부착되어 있으므로, 배선상자(B1)와 그 배선상자(B1)에 수납되어야 할 볼트의 대응이 명확하게 된다.

또한, 천판(52)에는 상부 방향으로 연장하는 핸들 바(61)가 복수 마련되어 있다. 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 이 핸들 바(61)를 좌측 핸드(35a)의 지지부(42)로 쥐고, 회전 테이블(51)을 연직축(AX3)을 중심으로 회전시킬 수 있다.

또한, 반송대차(12)에는 바(63)가 마련되며, 작업자는 이 바(63)를 쥐고 반송대차(12)를 이동시킬 수 있다. 배선상자(B1)가 실린 반송대차(12)는 작업자에 의해서, 슬라이딩 도어(30)가 마련된 출입구로부터 반출 반입된다. 반송대차(12)는 소정 위치에 반입되면, 도시하지 않은 에어 실린더에 의해 아래쪽부터 들어 올려진다. 그 결과, 캐스터가 들뜬 상태로 되어 고정된다.

배선대(13)는 쌍아암 매니퓰레이터(11)에 의해서 반송대차(12)에서 취출된 배선상자(B1)가 실리는 대(台)이다. 쌍아암 매니퓰레이터(11)에 의해서 부품선반(20)에 저장된 부품상자(B2)로부터 취출된 볼트는 이 배선대(13)에 실린 배선상자(B1)에 이송 탑재(작업의 일예)된다.

배선대(13)에는 배선상자(B1)가 배선대(13)에 실린 것을 검출하기 위한 부하 센서(도시하지 않음), 배선대(13)에 실려 있는 배선상자(B1)의 덮개(58)의 개폐 상태를 검지하기 위한 개폐 검지 센서(도시하지 않음), 및 배선상자(B1)에 마련된 2차원 바코드를 판독하는 바코드 리더(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 부하 센서, 개폐 검지 센서, 및 바코드 리더는 시스템 컨트롤러(24)에 접속되어 있다.

또한, 배선대(13)에는 배선상자(B1)의 덮개(58)를 지지하는 지지 부재(70)가 마련되어 있다.

도7에 도시된 바와 같이, 긁어냄 기구(15)는 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 부품상자(B2)에 수용된 볼트를 작업대(17)상에 긁어내기 위한 툴이다. 긁어냄 기구(15)는 손잡이(72)와, 손잡이(72)의 선단에 마련된 스크래칭 발톱(scratching nail)(73)을 갖고 있다. 스크래칭 발톱(73)은 근원에서 선단에 걸쳐 만곡된 복수의 금속봉에 의해 형성되어 있다. 손잡이(72)에는 좌측 핸드(35a)의 툴 파지부(41)가 파지하기 위한 어댑터(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

긁어냄 기구(15)는 스탠드(75)에 실린다.

작업대(17)는 쌍아암 매니퓰레이터(11)의 가동 범위내에 배치되고, 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 부품상자(B2)로부터 긁어낸 볼트를 집기 위한 대이다.

작업대(17)는 긁어내어진 볼트가 실리는 경동(傾動) 천판(80) 및 부품상자(B2)를 가배치하기 위한 부품상자 스탠드(90)를 갖고 있다. 이 경동 천판(80)은, 예를 들면, 직사각형 형상의 판재이다. 경동 천판(80)은 경동 천판(80)의 긴쪽 방향과 교차하고, 경동 천판(80)의 일단측에 마련된 대략 수평의 회전축(AX4)을 중심으로 회전할 수 있다.

부품상자 스탠드(90)는 경동 천판(80)의 회전축(AX4)이 마련되어 있는 측의 옆에 마련되어 있다.

따라서, 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 경동 천판(80)의 타단측을 들어 올리면, 경동 천판(80)은 회전축(AX4)을 지점으로 하여 기울고, 그 위에 실려 있던 볼트가 부품상자 스탠드(90)에 가설치된 부품상자(B2)로 되돌아가도록 구성되어 있다.

또, 이 부품상자 스탠드(90)에는 부품상자(B2)가 실린 것을 검출하기 위한 부하 센서(도시하지 않음)가 마련되어 있다.

2차원 카메라(100)는 경동 천판(80)의 위쪽에 마련되며, 작업대(17)에 실린 볼트의 2차원 화상을 촬상할 수 있다. 2차원 카메라(100)는, 예를 들면, 화소수 400만 화소의 2차원 모노크롬 카메라이다.

2차원 카메라(100)는 스탠드(105)에 의해서, 상하 방향 위치가 조정 가능하게 지지된다.

또, 스탠드(105)에는 2차원 카메라(100)의 촬상 조도를 확보하기 위한 조명 장치(101)가 마련되어 있다.

2차원 카메라(100)는 화상 처리용 컴퓨터(26)에 접속되어 있다. 2차원 카메라(100)가 촬상한 화상은 화상 처리용 컴퓨터(26)에 송신된다. 또한, 2차원 카메라(100)는 시스템 컨트롤러(24)와도 접속되어 있으며, 시스템 컨트롤러(24)에 의해 촬상 동작 등이 제어되도록 되어 있다. 즉, 시스템 컨트롤러(24)는 2차원 카메라(100)를 제어하는 촬상 제어부의 일예로서 구성되어 있다.

부품선반(20)은 부품상자(B2)가 복수 저장되는 선반이다. 이 부품선반(20)은 상하 좌우 방향으로 복수의 구획으로 간막이되고, 전후 방향으로 개구되어 있다. 따라서, 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 부품선반(20)의 앞측으로부터 부품상자(B2)를 꺼낼 수도 있으며, 작업자가 부품선반(20)의 뒤측으로부터 부품상자(B2)를 꺼낼 수도 있다.

여기서, 부품상자(B2)는 도 6에 도시하는 바와 같이, 좌우의 측면판(120a, 120b) 및 배면판(120c)이 직사각형 형상의 저면판(121)의 좌우 및 뒤의 가장자리로부터 각각 위쪽으로 연장해서 형성되어 있다. 전면판(120d)은 앞쪽으로 경사지고, 저면판(121)의 가장자리에서 그 선단까지의 길이가 좌우의 측면판(120a, 120b) 및 배면판(120c)보다도 짧다. 즉, 부품상자(B2)는 상면과, 전면의 상측이 개구되어 있다. 또, 상세한 것은 후술하겠지만, 쌍아암 매니퓰레이터(11)에 의해 이 전면측으로부터 볼트가 긁어내어진다.

각 부품선반(20)은, 예를 들면, 좌우 2열 5단의 구획으로 간막이되고, 각 구획에 다른 종류의 볼트가 들어간 부품상자(B2)가 저장된다. 따라서, 각 부품선반(20)이 2열 5단의 구획으로 간막이되어 있는 경우, 도 1에 도시된 6개의 부품선반(20)을 가진 픽킹 시스템(10) 전체로서는 합계 60종류의 볼트를 저장할 수 있다.

부품상자(B2)는 배면측이 쌍아암 매니퓰레이터(11)의 방향을 향하도록(부품상자(B2)의 전면측이 픽킹 시스템(10)의 외측을 향하도록) 격납된다. 어느 구획에 어느 종류의 볼트가 들어간 부품상자(B2)가 저장되어 있는지를 나타내는 제 2 대응 정보는 미리 시스템 컨트롤러(24)에 기억되어 있다.

여기서, 시스템 컨트롤러(24)에 제 2 대응 정보를 기억시키는 수순에 대해, 상세하게 설명한다.

이 제 2 대응 정보를 기억시킬 때의 작업으로서, 각 구획의 위치를 포함하는 쌍아암 매니퓰레이터(11)의 동작 교시 데이터가 로봇 컨트롤러(22)에 기억되어 있다.

한편, 부품선반(20)에 저장된 각 부품상자(B2)에는 수납되는 볼트의 종류의 정보를 포함하는 바코드(또는 이차원 바코드라도 좋음)가 첨부되어 있다. 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 전술한 배선대(13)에 마련된 바코드 리더에 각 부품상자(B2)의 바코드를 판독시킨다. 그 후, 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 부품상자(B2)를 동작 교시 데이터에 따라, 각 구획에 부품상자(B2)를 수납한다. 이 때에, 부품상자(B2)에 부여된 바코드의 정보(적어도 볼트의 종류의 정보를 포함하는 정보)와 각 구획의 위치가 대응지어지고, 제 2 대응 정보로서 시스템 컨트롤러(24)에 기억된다.

부품선반(20)의 뒤측의 각 구획의 옆에는 부품상자(B2)내의 볼트가 미리 정해진 양보다도 적어진 것을 나타내는 램프(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 작업자는 이 램프가 점등되어 있는 경우에는 해당하는 부품상자(B2)를 부품선반(20)의 뒤측으로부터 꺼내고, 볼트를 보충할 수 있다.

로봇 컨트롤러(22)는 매니퓰레이터 제어부의 일예로서 구성된다. 로봇 컨트롤러(22)는 쌍아암 매니퓰레이터(11)에 접속되며, 쌍아암 매니퓰레이터(11)의 동작을 제어할 수 있다.

시스템 컨트롤러(24)는 로봇 컨트롤러(22)에 접속되며, 픽킹 시스템(10)의 전체의 제어를 실행할 수 있다. 특히, 시스템 컨트롤러(24)는 전술한 램프의 점등을 제어할 수 있다.

또한, 작업자는 터치 패널(110)(도 3 참조)을 거쳐서 시스템 컨트롤러(24)를 조작할 수 있다. 시스템 컨트롤러(24)는, 예를 들면, 프로그래머블 로직 컨트롤러를 구비하고 있다.

화상 처리용 컴퓨터(26)는 부품 검출부의 일예로서 구성된다. 화상 처리용 컴퓨터(26)는 2차원 카메라(100) 및 시스템 컨트롤러(24)에 접속되고, 주로 2차원 카메라(100)에 의해서 촬상된 화상을 처리할 수 있다.

다음에, 픽킹 시스템(10)에 의한 볼트 픽킹 방법에 대해 설명한다. 이 볼트 픽킹 방법은 도 9에 도시하는 바와 같이, 크게 스텝 S1?S4로 나뉘어져 있다. 스텝 S1은 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 배선상자(B1)을 반송대차(12)로부터 배선대(13)로 이동시키는 스텝이다. 스텝 S2는 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 부품선반(20)의 볼트를 배선상자(B1)로 이송 탑재하는 스텝이다. 스텝 S3은 쌍아암 매니퓰레이터(11)가, 볼트가 이송 탑재된 배선상자(B1)을 반환하는 스텝이다. 스텝 S4는 동작을 정지시킬지 정지시키지 않을지를 판단하는 스텝이다. 이하, 각 스텝 S1?S4에 대해 차례로 설명한다.

(사전 준비)

작업자가, 비어 있는 배선상자(B1)가 실린 반송대차(12)를 출입구로부터 반입한다. 전술한 바와 같이, 이 반송대차(12)의 천판(52)에는 외주를 따라, 예를 들면, 5열로 배선상자(B1)를 쌓을 수 있다. 각 열에는 소정의 수 만큼의 배선 상자(B1)가 적재된다. 단, 도 1에 도시하는 바와 같이, 그 중 적어도 1개소(배선상자 1열분의 배치 장소)는 볼트가 수납된 배선상자(B1)를 되돌리기 위해 비워져 있다. 반입 후, 반송대차(12)는 에어 실린더(도시하지 않음)에 의해 들어 올려지고, 고정된다. 작업자는 터치 패널(110)(도 3 참조)을 조작하여, 픽킹 시스템(10) 전체를 기동한다.

(스텝 S1)

우선, 도 10을 참조하여 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 배선상자(B1)를 배선대(13)로 이동시키는 스텝 S1에 대해 설명한다. 또, 도 10은 주요 동작만을 도시하고 있다.

(스텝 S1-1)

시스템 기동 후, 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 반송대차(12)상의 배선상자(B1)의 인식 동작을 실행한다.

우선, 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 좌측 핸드(35a)의 지지부(42)를 사용하여 반송대차(12)의 핸들 바(61)를 쥔다. 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 천판(52)을 회전시켜, 볼트를 수납하는 비어 있는 배선상자(B1)를 미리 정해진 위치까지 이동시킨다.

다음에, 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 우측 아암(11b)의 우측 핸드(35b)를 반송대차(12)에 적재된 배선상자(B1)의 위쪽으로 이동시켜 정지시키고, 그 위치로부터 우측 핸드(35b)를 아래쪽으로 내린다. 우측 핸드(35b)가 배선상자(B1)와 접촉하면, 우측 역각 센서(33b)의 출력 신호가 변화하므로, 이 변화된 위치가 최상단의 배선상자(B1)의 위치라고 인식할 수 있다. 또, 배선상자(B1)의 크기 및 천판(52)의 높이 위치는 미리 알고 있으므로, 최상단의 배선상자(B1)의 위치를 알면, 적재된 배선상자(B1)의 수를 알 수 있다.

이상의 인식 동작을 각 열에 대해 반복하고, 시스템 컨트롤러(24)는 배선상자(B1)의 총수 및 회전 테이블(51)상의 각 열의 배선상자(B1)의 소계를 로봇 컨트롤러(22)를 거쳐서 인식한다.

이와 같이, 배선상자(B1)는 전용의 센서를 이용하는 일 없이, 그 위치와 수가 인식된다.

(스텝 S1-2)

쌍아암 매니퓰레이터(11)가 좌우의 핸드(35a, 35b)를 사용하여 배선상자(B1)의 손잡이(56)를 파지하고, 가이드 폴(54)을 따라 배선상자(B1)를 가이드 폴(54)의 선단보다도 높게 들어 올린다.

다음에, 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 동체(11c)를 선회시키는 동시에 배선상자(B1)를 아래쪽으로 이동시키고, 배선상자(B1)를 배선대(13)의 위에 싣는다.

(스텝 S1-3)

배선대(13)에 마련된 부하 센서가 배선상자(B1)를 검출한 경우에는 시스템 컨트롤러(24)는 배선상자(B1)가 배선대(13)의 위에 정상적으로 실린 것으로 판단하고, 다음의 스텝을 실행한다.

한편, 상기 스텝 S1-2의 동작후 소정 시간이 경과하여도 부하 센서가 배선상자(B1)를 검출하지 않은 경우에는 시스템 컨트롤러(24)는 이상이 발생한 것으로 판단하고, 미리 정해진 알람 처리(예를 들면, 일시정지 처리)를 실행한다.

(스텝 S1-4)

쌍아암 매니퓰레이터(11)가 좌측 핸드(35a)의 파지발톱(36)을 덮개(58)의 손잡이(59)의 하면에 대고 위쪽으로 이동시키는 것에 의해, 덮개(58)를 연다. 덮개(58)는 덮개(58)가 닫힌 상태로부터, 예를 들면, 100?140도의 각도로 열린 상태에서 지지 부재(70)에 의해 지지된다.

(스텝 S1-5)

배선대(13)에 마련된 개폐 검지 센서가 덮개(58)가 열린 것을 검지한 경우에는 시스템 컨트롤러(24)는 덮개(58)가 정상적으로 열린 것으로 판단하고, 다음의 스텝을 실행한다.

한편, 상기 스텝 S1-4의 동작 후 소정 시간이 경과하여도 개폐 검지 센서가 덮개(58)가 열린 것을 검지하지 않은 경우에는 시스템 컨트롤러(24)는 이상이 발생한 것으로 판단하고, 미리 정해진 알람 처리를 실행한다.

(스텝 S1-6)

바코드 리더가 배선상자(B1)에 부착된 2차원 바코드를 판독한다. 판독된 정보(전술한 제 1 대응 정보)는 시스템 컨트롤러(24)에 보내진다.

상기 스텝 S1-5의 동작 후 소정 시간이 경과하여도 제 1 대응 정보를 수취하지 않은 경우, 시스템 컨트롤러(24)는 이상이 발생한 것으로 판단하고, 미리 정해진 알람 처리를 실행한다.

(스텝 S2)

다음에, 도 11을 참조하여, 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 부품선반(20)의 볼트를 배선대(13)상의 배선상자(B1)에 이송 탑재하는 스텝 S2에 대해 설명한다. 또, 도 11은 주요 동작만을 나타내고 있다.

(스텝 S2-1)

시스템 컨트롤러(24)는 수취한 제 1 대응 정보에 의거하여, 배선대(13)에 배치되어 있는 배선상자(B1)의 각 구획에 수납해야 할 볼트의 종류 및 수의 정보를 파악한다.

(스텝 S2-2)

시스템 컨트롤러(24)는 로봇 컨트롤러(22)에 대해, 해당하는 종류의 볼트가 들어간 부품상자(B2)를 가지러 가도록 지령을 보낸다.

로봇 컨트롤러(22)는 이 지령에 의거하여 쌍아암 매니퓰레이터(11)를 제어한다. 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 로봇 컨트롤러(22)로부터의 지령에 따라, 동체(11c)를 선회시켜, 부품선반(20)의 미리 정해진 구획에 저장된 해당하는 부품상자(B2)를 가지러 간다. 구체적으로는 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 우측 핸드(35b)의 파지발톱(44)에 의해, 부품상자(B2)의 배면판(120c)을 상하 방향으로부터 파지하고, 앞측으로 꺼내어 취출한다.

그 후, 우측 역각 센서(33b)를 이용하여, 부품상자(B2) 내의 볼트의 중량이 측정된다. 픽킹 시스템(10)이 기동되고 나서 최초로 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 파지한 부품상자(B2)의 중량은 초기 중량으로서, 시스템 컨트롤러(24)에 기억된다.

(스텝 S2-3)

쌍아암 매니퓰레이터(11)는 동체(11c)를 선회시키고, 작업대(17)에 정면으로 마주 대한다. 파지하고 있는 부품상자(B2)의 전면측을 내리고, 부품상자(B2)를 작업대(17)의 경동 천판(80)의 위쪽에서 기울여진 상태로 유지한다.

(스텝 S2-4)

쌍아암 매니퓰레이터(11)는 좌측 핸드(35a)의 툴 파지부(41)를 이용하여, 스탠드(75)상에 배치된 긁어냄 기구(15)를 파지한다.

(스텝 S2-5)

쌍아암 매니퓰레이터(11)는 긁어냄 기구(15)를 이용하여, 부품상자(B2) 내의 볼트를 경동 천판(80)의 위에 긁어내는 긁어냄 동작(도 7 참조)을 실행한다. 여기서, 이 긁어냄 동작에 대해 상세하게 설명한다. 또, 도 7은 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 볼트를 긁어내는 상태를 모식화해서 나타내고, 긁어냄 기구(15)를 파지하는 좌측 핸드(35a) 및 부품상자(B2)를 파지하는 우측 핸드(35b)는 생략되어 있다.

우선, 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 최초의 긁어냄 동작을 실행할 때에는 볼트가 부품상자(B2)의 저면으로부터 어느 정도의 높이까지 들어가 있는지, 정확하게 파악되고는 있지 않다. 그래서, 좌측 역각 센서(33a)의 출력값을 감시하면서 부품상자(B2)에 긁어냄 기구(15)를 넣고, 좌측 역각 센서(33a)의 출력값이 변화한 위치, 즉 긁어냄 기구(15)가 볼트에 접촉한 위치를 부품상자(B2)의 저면으로부터의 기준높이 h0으로 한다(도 8a참조). 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 이 기준높이 h0으로부터 미리 정해진 깊이(예를 들면, 0.5?5㎜)만큼 또한 긁어냄 기구(15)를 삽입하여, 부품상자(B2)의 전면측으로 움직여 볼트를 긁어낸다. 긁어내기 위한 힘의 가감은 좌측 아암(11a)에 마련된 좌측 역각 센서(33a)의 계측값에 의거하여 조정된다. 경동 천판(80)상의 볼트는 후술하는 바와 같이 2차원 카메라(100)에 의해서 촬상되고, 화상 처리된다. 그 때문에, 볼트가 서로 중첩되면, 2차원 화상 중의 볼트의 위치 및 자세의 검출이 곤란 또는 불가능하게 된다. 따라서, 긁어내어진 볼트는 경동 천판(80)상에서 서로 중첩되지 않을 정도로 흩어져 있는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 있어서는 2차원 화상으로부터 위치 및 자세를 최적으로 검출할 수 있을 정도의 볼트의 분량을 미리 실험 등에 의해 구하여 설정해 두고, 이 미리 설정된 볼트의 분량만큼 좌측 역각 센서(33a)의 출력값에 의거하여 긁어내므로, 볼트가 경동 천판(80)상에서 중첩될 가능성을 억제하여, 2차원 화상으로부터 더욱 많은 볼트의 위치 및 자세를 검출할 수 있다.

이와 같이, 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 부품상자(B2)로부터 볼트를 긁어내어 작업대(17)에 공급하는 부품 공급 수단으로서 기능할 수 있다.

(스텝 S2-6)

1회째의 긁어냄 동작을 실행한 후, 긁어내어진 볼트가 미리 정해진 양으로 된 것으로 판단된 경우에는 스텝 S2-9가 실행된다. 또, 이 미리 정해진 양은 우측 역각 센서(33b)의 출력에 의거하여 구해진다. 따라서, 예를 들면, 중량계와 같은 전용의 센서를 마련하는 일 없이, 미리 정해진 볼트의 양을 측정할 수 있다.

한편, 긁어내어진 볼트가 미리 정해진 양으로 되어 있지 않은 것으로 판단된 경우에는 2회째의 긁어냄 동작을 실행한다.

2회째의 긁어냄 동작을 실행할 때에는 1회째에 긁어내었을 때의 위치보다도 더욱 깊게(예를 들면, 3?10㎜) 긁어냄 기구(15)를 삽입하고, 높이h1의 위치에서 긁어낸다(도 ８b 참조).

(스텝 S2-7)

2회째의 긁어냄 동작을 실행한 후, 긁어내어진 볼트가 미리 정해진 양으로 된 것으로 판단된 경우에는 스텝 S2-9가 실행된다.

한편, 긁어내어진 볼트가 미리 정해진 양으로 되어 있지 않은 것으로 판단된 경우에는 3회째의 긁어냄 동작을 실행한다.

3회째의 긁어냄 동작을 실행할 때에는 2회째에 긁어내었을 때의 위치보다도 더욱 깊게(예를 들면, 5?15㎜) 긁어냄 기구(15)를 삽입하여 긁어낸다.

(스텝 S2-8)

3회째의 긁어냄 동작을 실행한 후, 긁어내어진 볼트가 미리 정해진 양으로 된 것으로 판단된 경우에는 스텝 S2-9가 실행된다.

한편, 긁어내어진 볼트가 미리 정해진 양으로 되어 있지 않은 것으로 판단된 경우에는 4회째의 긁어냄 동작을 실행한다.

4회째의 긁어냄 동작을 실행할 때에는 3회째에 긁어내었을 때의 위치보다도 더욱 깊게(예를 들면, 7?20㎜) 긁어냄 기구(15)를 삽입하여 긁어낸다.

4회째의 긁어냄 동작을 실행한 후에는 긁어내어진 볼트가 미리 정해진 양으로 되었는지 아닌지에 관계없이, 다음의 스텝 S2-9가 실행된다. 또, 본 실시형태에 있어서는 긁어냄 동작은 4회를 상한으로 하고 있지만, 임의의 회수로 설정할 수 있다.

(스텝 S2-9)

쌍아암 매니퓰레이터(11)는 좌측 핸드(35a)로 파지한 긁어냄 기구(15)를 스탠드(75)로 반환한다.

(스텝 S2-10)

경동 천판(80)상에 긁어내어진 동일 종류의 볼트는 시스템 컨트롤러(24)가 제어하는 2차원 카메라(100)에 의해서 촬상된다. 촬상된 볼트의 2차원 화상은 화상 처리용 컴퓨터(26)에 의해서, 예를 들면, 에지 검출(edge detection)되고, 미리 기억된 볼트의 템플릿(templet)과 대조하는 것에 의해서, 경동 천판(80)상에 흩어져 있는 각 볼트의 위치 및 자세가 구해진다. 이 경우, 화상 처리용 컴퓨터(26)는 한계치보다 높은 연관성을 갖는 부품을 확인된 부품으로 인식한다.

로봇 컨트롤러(22)는 시스템 컨트롤러(24)를 거쳐서, 구해진 각 볼트의 위치 및 자세를 수취한다.

(스텝 S2-11)

로봇 컨트롤러(22)는 각 볼트의 위치 및 자세에 의거하여, 쌍아암 매니퓰레이터(11)(좌측 핸드(35a)의 파지발톱(36))를 동작시킨다. 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 좌측 핸드(35a)의 파지발톱(36)을 픽 축(AXp)을 중심으로 회전시켜, 적절히 볼트를 집기 쉬운 방향으로 변경하여, 파지발톱(36)으로 경동 천판(80)상의 볼트를 집는다. 계속해서, 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 2차원 바코드로부터 판독된 제 1 대응 정보에 의거하여, 집은 볼트를 배선상자(B1) 내부의 미리 정해진 구획(제 1 대응 정보에 의해 대응지어진 구획)에 이송 탑재한다.

본 스텝은 제 1 대응 정보에 포함되는 볼트의 수량만큼 반복되어, 동일 종류의 볼트가 미리 정해진 구획에 미리 설정된 수량만큼 수납된다.

또한, 좌측 핸드(35a)에 의해서 볼트를 이송 탑재하고 있는 동안, 우측 핸드(35b)에 의해서 파지되어 있던 부품상자(B2)는 작업대(17)의 부품상자 스탠드(90)에 가배치된다.

또, 부품상자 스탠드(90)의 부하 센서에 의해서, 소정 시간이 경과하여도 부품상자(B2)가 배치되어 있지 않다고 판단된 경우에는 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 동작을 일시정지시킨다.

본 스텝은 이송 탑재 동작 정지 조건을 만족시킬 때까지 반복된다. 이 이송 탑재 동작 정지 조건은 1) 2차원 바코드에 의해서 지시된 수의 볼트가 배선상자(B1)에 수납되는 것, 또는 2) 도중에 경동 천판(80)상의 볼트가 부족한 것이다.

(스텝 S2-12)

이송 탑재 동작 정지 조건을 만족시킨 경우, 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 좌측 핸드(35a)의 지지부(42)를 사용해서 경동 천판(80)을 쥐고, 회전축(AX4)을 중심으로 경동 천판(80)을 회전시켜서 기울인다. 이에 따라, 경동 천판(80)상의 볼트가 부품상자 스탠드(90)상의 부품상자(B2)로 되돌려진다. 그 때, 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 부품상자(B2)가 움직이지 않도록, 우측 핸드(35b)로 부품상자(B2)를 누른다.

이와 같이, 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 경동 천판(80)을 기울여서 볼트를 부품상자(B2)로 되돌리므로, 볼트를 부품상자(B2)로 되돌리기 위한 전용의 기구를 마련할 필요가 없다.

(스텝 S2-13)

2차원 바코드에 의해서 지시된 수의 볼트가 배선상자(B1)에 수납되어 정지한 경우(이송 탑재 동작 정지 조건 1)를 만족시킨 경우)에는 다음의 스텝 S2-14가 실행된다. 한편, 도중에 경동 천판(80)상의 볼트가 부족한 경우(이송 탑재 동작 정지 조건 2)를 만족시킨 경우)에는 스텝 S2-4로 돌아가 배선상자(B1)에 수납된 볼트의 수량이 제 1 대응 정보에 포함되는 볼트의 수량에 도달할 때까지 반복 실행된다.

(스텝 S2-14)

쌍아암 매니퓰레이터(11)는 우측 핸드(35b)로 부품상자(B2)를 파지하고, 이 부품상자(B2)를 원래의 부품선반(20)으로 반환한다. 마지막의 볼트를 배선상자(B1)에 이송 탑재한 후, 부품상자(B2)를 원래의 부품선반(20)에 저장하기 전에, 시스템 컨트롤러(24)는 우측 아암(11b)의 우측 역각 센서(33b)의 출력 신호에 의거하여, 그 부품상자(B2)에 남아 있는 볼트의 중량을 측정한다. 따라서, 예를 들면, 중량계와 같은 전용의 센서를 마련하지 않고, 부품상자(B2)에 남아 있는 볼트의 중량을 측정할 수 있다.

남은 볼트의 중량이 미리 정해진 값보다도 작다고 판단한 경우에는 시스템 컨트롤러(24)는 부품선반(20)의 해당하는 램프를 점등시킨다. 예를 들면, 스텝 S2-2에 있어서 기억한 초기중량의 80% 이하로 된 경우에, 시스템 컨트롤러(24)는 해당하는 램프를 점등시킨다. 이에 따라, 작업자는 부품상자(B2)내의 볼트를 보충하는 시기를 확인할 수 있다.

(스텝 S2-15)

시스템 컨트롤러(24)는 배선상자(B1)의 각 구획에 모든 종류의 볼트가 이송 탑재되었는지 아닌지를 판단한다.

배선상자(B1)의 각 구획에 모든 종류의 볼트가 이송 탑재된 경우에는 다음의 스텝 S3이 실행된다.

배선상자(B1)의 각 구획에 모든 종류의 볼트가 이송 탑재되어 있지 않은 경우에는 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 별도의 종류의 볼트를 배선상자(B1)에 이송 탑재하기 위해, 스텝 S2-2?스텝 S2-14를 반복한다.

(스텝 S3)

다음에, 도 12를 참조하여, 쌍아암 매니퓰레이터(11)가 볼트가 이송 탑재된 배선상자(B1)를 반환하는 스텝 S3에 대해 설명한다.

(스텝 S3-1)

쌍아암 매니퓰레이터(11)는 좌측 핸드(35a)의 파지발톱(36)을 하향으로 구부린다. 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 이 파지발톱(36)을 지지 부재(70)에 지지된 덮개(58)의 손잡이(59)에 대고, 앞측으로 이동시키는 것에 의해, 덮개(58)를 닫는다.

(스텝 S3-2)

반송대차(12)의 빈 스페이스에 배선상자(B1)를 배치하기 위해, 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 좌측 핸드(35a)의 지지부(42)를 사용하여 반송대차(12)의 핸들 바(61)를 쥐고, 회전 테이블(51)의 천판(52)을 회전시켜, 미리 정해진 위치까지 이동시킨다.

쌍아암 매니퓰레이터(11)가, 좌우의 핸드(35a, 35b)를 사용해서 배선상자(B1)의 손잡이(56)를 파지하고, 배선상자(B1)를 들어 올리면서 반송대차(12)의 방향으로 동체(11c)를 선회시킨다. 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 가이드 폴(54)을 따라, 배선상자(B1)를 내리고, 회전 테이블(51)의 천판(52)에 배치한다. 이때, 반송대차(12)의 빈 스페이스에 볼트가 실린 배선 상자(B1)가 이미 있으면, 그 위에 볼트가 실린 다른 배선 상자(B1)을 소정의 높이까지 쌓아 올린다.

(스텝 S4)

스텝 S3-2가 완료된 후, 픽킹 시스템(10)은 반송대차(12)에 실린 모든 배선상자(B1)에 대해 스텝 S1-2?스텝 S3-2를 반복한다(도 9 참조).

이와 같이, 스텝 S1?S4를 거쳐, 픽킹 시스템(10)은 2차원 카메라(100)와 쌍아암 매니퓰레이터(11)를 이용하여, 부품선반(20)으로부터 필요한 종류의 볼트를 미리 설정된 수량만큼 취출하고, 반송대차(12)상에 실린 배선상자(B1)에 수납할 수 있다. 또, 전술한 일련의 동작은 순차 실행하지 않고, 가능한 경우에는 병행해서 실행해도 좋다. 볼트가 수납된 배선상자(B1)가 실린 반송대차(12)는 출입구로부터 반출된다.

또, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서의 변경은 가능하다. 예를 들면, 전술한 실시형태나 변형예의 일부 또는 전부를 조합해서 발명을 구성하는 경우에도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

배선상자(B1)는 반송대차(12)에 의해서 반송되고 있지만, 컨베이어에 의해서 반송되어도 좋다.

정보 기억 매체은 2차원 바코드에 한정되는 것은 아니다. 정보 기억 수단의 다른 예로서 IC 태그를 들 수 있고, 바코드 리더 대신에, IC 태그 리더로 할 수 있다.

부품은 볼트에 한정되는 것이 아닌 것은 명백하다. 다른 부품 혹은 제품의 일예로서, 전자부품을 들 수 있다.

좌측 아암(11a) 및 우측 아암(11b)은 7축의 다관절 매니퓰레이터에 한정되는 것은 아니고, 7축 이상의 다관절 매니퓰레이터이면 좋다.

또한, 전술한 실시형태에 있어서의 쌍아암 매니퓰레이터(11)는 부품 공급 수단의 일예로서도 구성되어 있다. 그러나, 부품의 이송 탑재 작업을 실행하는 매니퓰레이터와는 별도로, 작업대 상에 부품을 공급하는 부품 공급 수단을 마련하는 것도 가능하다.

Claims

로봇 시스템으로서,
매니퓰레이터와,
상기 매니퓰레이터의 가동 범위내에 배치된 작업대와,
상기 작업대에 실린 부품의 2차원 화상을 촬상하는 촬상 장치와,
상기 작업대에 부품을 공급하는 부품 공급 수단과,
상기 매니퓰레이터 및 상기 촬상 장치의 동작을 제어하는 제어 시스템
을 구비하고,
상기 제어 시스템은 상기 부품 공급 수단에 의해 상기 부품이 상기 작업대 상에 공급되면, 해당 작업대 상의 부품의 2차원 화상을 촬상하도록 상기 촬상 장치를 제어하는 촬상 제어부와,
상기 촬상 장치에 의해서 촬상된 2차원 화상과 미리 기억된 부품의 템플릿을 대조하여 상기 작업대 상의 부품을 확인하고, 상기 확인된 부품 각각의 위치 및 자세를 검출하는 부품 검출부와,
상기 매니퓰레이터를 동작시켜 상기 부품 검출부에서 확인되고 검출된 상기 부품에 대해 작업을 실행하는 매니퓰레이터 제어부
를 구비하는 로봇 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 매니퓰레이터를 동작시켜 실행하는 작업은 상기 매니퓰레이터가 부품을 파지하여, 미리 설정된 수량만큼 이송 탑재하는 이송 탑재 작업인 로봇 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 매니퓰레이터 제어부는 상기 부품 검출부에서 확인되고 검출된 상기 부품의 수량이 상기 수량보다 적은 경우에는
상기 부품 검출부에서 검출된 부품의 이송 탑재가 종료된 후, 재차 상기 부품 공급 수단을 동작시켜 상기 작업대에 부품을 공급하고, 상기 촬상 제어부 및 상기 부품 검출부를 동작시켜 해당 부품 검출부에서 검출된 부품을 이송 탑재하는 동작을, 이송 탑재한 부품의 수량이 상기 수량에 도달할 때까지 반복 실행하는 로봇 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 매니퓰레이터는 선회하는 동체, 및 해당 동체에 마련된 제 1 아암 및 제 2 아암을 갖는 쌍아암 매니퓰레이터로서, 해당 쌍아암 매니퓰레이터는 상기 부품 공급 수단도 겸하고 있는 로봇 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 로봇 시스템은
복수의 부품이 종류마다 나뉘어져 각각 수용되는 복수의 부품상자를 저장하는 부품선반과,
부품을 상기 부품상자로부터 긁어내는 긁어냄 기구와,
내부가 복수의 구획으로 나뉜 배선상자가 실리는 배선대
를 더 구비하고,
상기 쌍아암 매니퓰레이터는 상기 제 1 아암의 선단에, 제 1 역각 센서를 거쳐서 부품을 집는 제 1 파지부 및 상기 긁어냄 기구를 파지하는 툴 파지부가 마련된 제 1 핸드와, 상기 제 2 아암의 선단에, 제 2 역각 센서를 거쳐서 상기 부품상자를 파지하는 제 2 파지부가 마련된 제 2 핸드를 갖고,
상기 쌍아암 매니퓰레이터는 상기 제 2 파지부를 이용하여 상기 부품선반으로부터 상기 부품상자를 취출해서 파지하고, 상기 툴 파지부로 파지한 상기 긁어냄 기구를 이용하여 해당 부품상자로부터 부품을 상기 작업대 상에 긁어내는 긁어냄 동작을 실행하고, 상기 제 1 파지부를 이용하여 해당 작업대 상에 긁어내어진 부품을 집어, 상기 배선대에 실린 상기 배선상자의 미리 정해진 구획으로 이송 탑재하는 로봇 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 긁어냄 동작은 상기 부품상자에 상기 툴 파지부로 파지한 상기 긁어냄 기구를 넣고, 상기 제 1 역각 센서의 출력이 변화한 위치로부터 상기 긁어냄 기구를 미리 정해진 깊이만큼 삽입하여 부품을 긁어내고, 미리 정해진 양의 부품이 긁어내어지지 않았던 경우에는 상기 긁어냄 기구를 더욱 깊게 삽입하여 재차 부품을 긁어내는 동작인 로봇 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 미리 정해진 양은 상기 제 2 역각 센서의 출력에 의거하여 구해지는 로봇 시스템.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배선대, 상기 작업대, 및 상기 부품선반이 상기 쌍아암 매니퓰레이터의 동체의 선회축을 중심으로 한 원의 둘레 방향으로 차례로 배치된 로봇 시스템.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배선상자의 미리 정해진 구획에 수용되는 부품의 종류 및 수의 정보는 상기 배선상자에 마련된 정보 기억 매체에 저장되는 로봇 시스템.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작업대는 일 방향으로 경동가능한 경동 천판과,
상기 경동 천판의 회전축이 있는 측에 마련되고, 상기 부품상자가 실리는 부품상자 스탠드를 갖는 로봇 시스템.