KR20120026988A - 핸드 및 로봇 - Google Patents

Abstract

일 실시형태에 따른 핸드는 한 쌍의 지지부, 한 쌍의 파지 클로(claw), 개폐 기구 및 요동 기구를 구비한다. 한 쌍의 파지 클로는 상기 한 쌍의 지지부의 내측에 각각 지지되고, 부품을 파지한다. 개폐 기구는 상기 한 쌍의 지지부를 해당 각 지지부의 길이 방향과 교차하는 요동 축을 따라 개폐시킨다. 요동 기구는 상기 한 쌍의 파지 클로를 상기 요동축을 중심으로 회전시켜, 해당 파지 클로(claw)의 선단(tip)의 방향을 변경시킨다.

Description

핸드 및 로봇{HAND AND ROBOT}

여기서 논의된 실시형태는 핸드 및 로봇에 관한 것이다.

일본 특허 출원 공개 공보 제 2002-283268 호는, 모터에 의해서 구동되고, 형상이 다른 각각의 파지 대상물을 확실하고 고속으로 파지하는 슬라이드식 척(chuck)을 개시한다.

일 실시형태의 목적은, 부품을 파지하기 위한 아암(arm)의 자세 변화를 작게 하는 것이 가능한 핸드 및 로봇을 제공하는 것이다.

일 실시형태의 일 태양에 따른 핸드는 한 쌍의 지지부, 한 쌍의 파지 클로(claw), 개폐 기구 및 요동 기구를 구비한다. 한 쌍의 파지 클로는 상기 한 쌍의 지지부의 내측에 각각 지지되고, 부품을 파지한다. 개폐 기구는 상기 한 쌍의 지지부를 해당 각 지지부의 길이 방향과 교차하는 요동 축을 따라 개폐시킨다. 요동 기구는 상기 한 쌍의 파지 클로를 상기 요동축을 중심으로 회전시켜, 해당 파지 클로(claw)의 선단(tip)의 방향을 변경시킨다.

일 실시형태에 의하면, 부품을 파지하기 위한 아암(arm)의 자세 변화를 작게 하는 것이 가능한 핸드 및 로봇을 제공할 수 있다.

일본 특허 출원 공개 공보 제 2002-283268 호

본 발명 및 부수하는 많은 장점의 보다 완전한 이해는, 첨부된 도면을 고려한 이하의 발명의 상세한 설명의 참조에 의해 쉽게 얻어질 것이다.
도 1은 제 일 실시형태에 따른 쌍완 머니퓰레이터(dual-arm manipulator)를 포함하는 부품 피킹 시스템의 평면도,
도 2는 쌍완 머니퓰레이터를 구비한 부품 피킹 시스템의 정면도(도 1의 화살표(A)의 방향에서 보이는),
도 3은 쌍완 머니퓰레이터를 구비한 부품 피킹 시스템의 측면도(도 1의 화살표(B)의 방향에서 보이는),
도 4a는 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸드(left hand)의 사시도,
도 4b는 도 4a와는 다른 각도에서 본 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸드의 사시도,
도 4c는 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸드의 정면도,
도 4d는 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸드에 구비된 측면도,
도 4e는 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸드의 저면도,
도 4f는, 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸드의 평면도,
도 4g는 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸드의 파지 클로가 닫힌 상태에 있어서의 내부 구조를 도시하는 모식도,
도 4h는 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸드의 파지 클로가 열린 상태에 있어서의 내부 구조를 도시하는 모식도,
도 4i는 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸드의 파지 클로의 요동 오퍼레이션(operation)을 설명하는 모식도,
도 5는 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 우측 핸드의 사시도,
도 6은 쌍완 머니퓰레이터가 파지하는 부품 박스의 사시도,
도 7은 어떻게 쌍완 머니퓰레이터가 볼트를 긁어내는 지를 설명하기 위한 모식도,
도 8a 및 도 8b는 쌍완 머니퓰레이터가 볼트를 긁어내는 동안의 부품 박스 및 스크레이퍼(scraper)를 설명하기 위한 모식도,
도 9는 쌍완 머니퓰레이터를 갖는 부품 피킹 시스템의 볼트 피킹 방법(단계(S11) 내지 단계(S14))을 나타내는 흐름도,
도 10은 쌍완 머니퓰레이터를 갖는 부품 피킹 시스템에 의해 행해지는 볼트 피킹 방법(단계(S11))의 주요 오퍼레이션을 나타내는 흐름도,
도 11은 쌍완 머니퓰레이터를 갖는 부품 피킹 시스템에 의해 행해지는 볼트 피킹 방법(단계(S12))의 주요 오퍼레이션을 나타내는 흐름도,
도 12는 쌍완 머니퓰레이터를 갖는 부품 피킹 시스템에 의해 행해지는 볼트 피킹 방법(단계(S13))의 오퍼레이션을 나타내는 흐름도,
도 13은 제 2 실시형태에 따른 쌍완 머니퓰레이터를 구비한 부품 피킹 시스템의 평면도,
도 14는 쌍완 머니퓰레이터를 구비한 부품 피킹 시스템의 정면도(도 13의 화살표(A)의 방향에서 보이는),
도 15는 쌍완 머니퓰레이터를 구비한 부품 피킹 시스템의 측면도(도 13의 화살표(B)의 방향에서 보이는),
도 16a는 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 아암의 선단부의 사시도,
도 16b는 좌측 핸드의 파지 클로의 선단이 서로 다른 방향을 향한 상태일 때 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 아암의 선단부의 사시도,
도 16c는 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸들의 사시도,
도 16d는 도 16c와는 다른 각도에서 본 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸드의 사시도,
도 16e는 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸드의 파지 클로가 폐쇄된 상태에 있어서의 내부 구조를 도시하는 모식도,
도 16f는, 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸드의 파지 클로가 개방된 상태에 있어서의 내부 구조를 도시하는 모식도,
도 16g는, 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 좌측 핸드의 파지 클로의 요동 오퍼레이션을 설명하기 위한 모식도,
도 16h 및 도 16i는, 쌍완 머니퓰레이터의 좌측 핸드에 구비된, 제 1 및 제 2 스플라인 너트의 또 다른 예를 도시하는 확대 설명도,
도 17은 쌍완 머니퓰레이터에 구비된 우측 핸드의 사시도,
도 18은 쌍완 머니퓰레이터가 파지하는 부품 박스의 사시도,
도 19는 어떻게 쌍완 머니퓰레이터가 볼트를 긁어내지를 설명하기 위한 모식도,
도 20a 및 도 20b는, 쌍완 머니퓰레이터가 볼트를 긁어내는 동안의 부품 박스 및 스크레이퍼를 설명하기 위한 모식도,
도 21은 쌍완 머니퓰레이터를 갖는 부품 피킹 시스템에 의해 행해지는 볼트 피킹 방법(단계(S21) 내지 단계(S24))을 나타내는 흐름도,
도 22는 쌍완 머니퓰레이터를 갖는 부품 피킹 시스템에 의해 행해지는 볼트 피킹 방법(단계 S21)의 주요 오퍼레이션을 나타내는 흐름도,
도 23은, 쌍완 머니퓰레이터를 갖는 부품 피킹 시스템에 의해 행해지는 볼트 피킹 방법(단계(S22))의 주요 오퍼레이션을 나타내는 흐름도,
도 24는, 쌍완 머니퓰레이터를 갖는 부품 피킹 시스템에 의해 행해지는 볼트 피킹 방법(단계(S23))의 오퍼레이션을 나타내는 흐름도.

일 실시형태에 따른 핸드(hand)는 한 쌍의 지지부와, 상기 한 쌍의 지지부의 내면에 각각 지지되어, 부품을 파지하는 한 쌍의 파지 클로와, 상기 한 쌍의 지지부를 해당 각 지지부의 길이 방향과 교차하는 요동축을 따라 개폐되는 개폐 기구와, 상기 한 쌍의 파지 클로를 상기 요동축 방향으로 요동시켜, 해당 파지 클로의 선단의 방향을 변경시키는 요동 기구를 구비한다.

또한, 실시형태에 따른 핸드는 한 쌍의 지지 수단과, 상기 한 쌍의 지지 수단에 각각 지지되어, 부품을 파지하는 한 쌍의 파지 수단과, 상기 한 쌍의 지지 수단을 해당 각 지지 수단의 길이 방향과 교차하는 축을 따라 개폐시키는 개폐 수단과, 상기 한 쌍의 파지 수단의 선단의 방향을 상기 축방향으로 변경시키는 변경 수단을 구비한다.

또한, 실시형태에 따른 로봇은 부품을 파지하는 핸드를 구비하고, 상기 핸드는 한 쌍의 지지부와, 상기 한 쌍의 지지부의 내측에 각각 지지되어, 부품을 파지하는 한 쌍의 파지 클로와, 상기 한 쌍의 지지부를 해당 각 지지부의 길이 방향과 교차하는 요동축을 따라 개폐시키는 개폐 기구와, 상기 한 쌍의 파지 클로를 상기 요동축 방향으로 요동시켜, 해당 파지 클로의 선단의 방향을 변경시키는 요동 기구를 갖는다.

우선, 제 1 실시형태에 대해 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 부품 피킹 시스템(110)은 제 1 실시형태에 따른 쌍완 머니퓰레이터(manipulator; 로봇의 일례; 111), 서빙 테이블(serving table; 113), 스크레이퍼(scraper; 115), 작업대(117), 2차원 카메라(1100) 및 복수의 부품 선반(120)을 구비하고 있다. 부품 피킹 시스템(110)은 또한, 로봇 컨트롤러(122), 시스템 컨트롤러(124) 및 화상 처리용 컴퓨터(126)를 구비하고 있다.

그 중, 서빙 테이블(113), 작업대(117) 및 부품 선반(120)은 쌍완 머니퓰레이터(111) 둘레에, 시계방향으로 순차적으로 배치되어 있다. 특히 각 부품 선반(120)은 쌍완 머니퓰레이터(111)의 동체(111c)의 선회축(쌍완 머니퓰레이터 (111)의 설치면과 교차하는 축)(AX11)을 중심으로 하는, 실질적으로 동일한 원주상에 배치되는 것이 바람직하다. 서빙 테이블(113) 등을 이와 같은 방식으로 배치함으로써, 쌍완 머니퓰레이터(111)의 동선(flow line)이 짧아져, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 효율적으로 오퍼레이션(operation)한다.

부품 피킹 시스템(110)은, 쌍완 머니퓰레이터(111)를 이용하여, 부품 선반(120)으로부터 필요한 종류의 볼트(부품의 일례)를 필요한 수만큼 취출하여, 배달 캐리지(112)상에 쌓인 서빙 박스(serving box; B11)에 수납할 수 있다. 또한, 부품 피킹 시스템(110)은 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 슬라이딩 도어(130)가 마련된 방호벽(131)에 의해서 둘러싸여 있다.

쌍완 머니퓰레이터(111)는, 선회 가능한 동체(111c)의 좌우에 각각 좌측 아암(111a) 및 우측 아암(111b)을 갖고 있다. 좌측 아암(111a) 및 우측 아암(111b)은 각각 예를 들면, 7개의 관절축을 갖는 다관절 머니퓰레이터이다.

좌측 아암(111a)의 선단의 손목 플랜지(132a)에는, 도 4a, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 좌측 역각 센서(133a)를 거쳐서 좌측 핸드(핸드의 일례)(135a)가 부착되어 있다. 이 좌측 핸드(135a)는, 한 쌍의 파지 클로(claw; 136)와, 후술하는 스크레이퍼(툴의 일례)(115)를 파지하는 한 쌍의 툴 파지부(141)를 갖고 있다.

파지 클로(136)는, 예를 들면 회전축(AXt)의 방향으로 연장되는 한 쌍의 지지부(142)의 내측 선단부에서 지지되어 있다. 파지 클로(136)는 각 지지부(142)의 길이 방향과 교차하는 요동축(AXp)을 중심으로 왕복운동하여, 그 선단(tip)의 방향을 바꿀 수 있다.

또한, 파지 클로(136)는 지지부(142)가 개폐함으로써, 요동축(AXp)을 따라서 개폐 가능하게 구성되어 있다. 파지 클로(136) 각각의 두께는, 좌측 핸드(135a)를 정면에서 보아, 선단으로 갈수록 점진적으로 얇아진다(도 4c 참조). 또한, 파지 클로(136)의 선단부 내면에는, 미끄럼 방지의 패드(143)가 마련되어 있다.

툴 파지부(141)는 한 쌍의 지지부(142)에 마련되어 파지 클로(136)의 개폐시에 개폐한다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 우측 아암(111b) 선단의 손목 플랜지(132b)에는, 우측 역각 센서(right force sensor; 133b)를 거쳐서 우측 핸드(135b)가 부착되어 있다. 우측 핸드(135b)는, 볼트를 담고있는 부품 박스(part box; B12)를 파지할 수 있다.

우측 핸드(135b)는 부품 박스(B12)의 배면을 상하 방향으로부터 집어 파지하는 한 쌍의 파지 클로(144)를 갖고 있다. 파지 클로(144)는 손목 플랜지(132b)의 회전축(AXtb)과 교차하는 개폐축(AXq) 방향으로 개폐 가능하게 구성되어 있다. 또한, 도 5는 파지 클로(144)가 폐쇄된 상태를 도시하고 있다.

또한, 좌측 역각 센서(left force sensor; 133a), 우측 역각 센서(133b)는 로봇 컨트롤러(122)를 거쳐서 시스템 컨트롤러(124)에 접속되어 있다.

배달 캐리지(112)에 대해 설명한다. 배달 캐리지(112)는 쌍완 머니퓰레이터(111)에 의해서 파지된 볼트를 수납하기 위한 서빙 박스(B11)를 반송하기 위해 이용된다. 배달 캐리지(112)는 캐리지 프레임(150)과, 캐리지 프레임(150)에 지지되고, 연직축(AX3)을 중심으로 회전하는 회전 테이블(151)을 갖고 있다.

캐리지 프레임(150)의 하부에는, 바퀴(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 또한, 캐리지 프레임(150)에는, 회전 테이블(151)의 회전 각도를 결정하는 결정 수단(도시하지 않음)과, 회전 테이블(151)의 각도 위치를 고정하는 고정 수단(도시하지 않음)이 마련되어 있다.

회전 테이블(151)은 원판형상의 상부 패널(152)을 갖고 있다. 상부 패널(152)은, 상부 패널(152)의 외주를 따라서, 예를 들면 5개소에 복수의 서빙 박스(B11)를 수용할 수 있다. 서빙 박스(B11)는 상부 패널(152)으로부터 상부방향으로 연장되는 복수의 가이드 폴(154)에 의해서 수평 방향의 위치 결정이 되고, 예를 들면 10 단으로 쌓아 올려진다.

서빙 박스(B1)는, 내부가 복수의 구획(서빙 테이블(113)에 올려져 있는 서빙 박스(B11)에 나타낸 바와 같이 예를 들면 4구획)으로 분할되고, 좌우 양측면각각에 손잡이(156)가 마련된 용기이다. 서빙 박스(B11)의 상면에는, 서빙 박스(B11)의 배면에 마련된 힌지(157)에 의해서 회전 가능하게 지지되고, 상부방향으로 열리는 덮개(158)가 마련되어 있다. 덮개(158)에는 전방측으로 돌출된 손잡이(159)가 마련되어 있다. 서빙 박스(B11)는 예를 들면, 수지제의 부품 박스이다. 서빙 박스(B11)의 각 구획에는 미리 결정된 종류의 볼트가 보관된다.

서빙 박스(B11)의 배면에는, 그 서빙 박스(B11)의 구획과, 그 구획에 수납되어야 할 볼트의 종류(예를 들면, 볼트의 직경, 길이 및 재질) 및 볼트의 수를 대응 짓는 제 1 대응 정보를 저장하는, 도시하지 않은, 2차원 바코드가 첩부되어 있다. 또한, 2차원 바코드를 대신하여, 1차원 바코드로 해도 좋다. 서빙 박스(B11)에 제 1 대응 정보를 저장하는 2차원 바코드가 직접 첩부되어 있으므로, 서빙 박스(B11)와 그 서빙 박스(B11)에 수납되어야 할 볼트와의 대응이 명확하게 된다.

상부 패널(152)에는 상부 방향으로 연장되는 핸들 바(161)가 복수 배열되어있다. 쌍완 머니퓰레이터(111)는, 핸들 바(161)를 잡기 위해 그리고 회전 테이블(151)을 연직축(AX13)을 중심으로 회전시키기 위해, 좌측 핸드(135a)의 지지부(142)를 이용할 수 있다.

또한, 배달 캐리지(112)에는 바(163)가 마련되고, 작업자는 이 바(163)를 가지고, 배달 캐리지(112)를 이동시킬 수 있다. 서빙 박스(B11)가 실린 배달 캐리지(112)는 작업자에 의해서, 슬라이딩 도어(130)가 마련된 출입구를 통해 반입 반출된다. 배달 캐리지(112)는 소정 위치에 배달되면, 도시하지 않는 에어 실린더에 의해 하방으로부터 들어 올려진다. 그 결과, 바퀴가 바닥 위에 뜬 상태가 되어 배달 캐리지(112)가 고정된다.

서빙 테이블(113)는, 쌍완 머니퓰레이터(111)에 의해서 배달 캐리지(112)로부터 이동된 서빙 박스(B11)가 놓인 받침대이다. 쌍완 머니퓰레이터(111)에 의해서 부품 선반(120)에 격납된 부품 박스(B12)로부터 취출된 볼트는, 서빙 테이블(113)에 놓인 서빙 박스(B11)로 이송된다.

서빙 테이블(113)에는 서빙 박스(B11)가 서빙 테이블(113)에 실렸는지 검출하기 위한 로드 센서(load sensor; 도시하지 않음), 서빙 테이블(113)에 실려 있는 서빙 박스(B11)의 덮개(158)의 개폐 상태를 검지하기 위한 개폐 검지 센서(도시하지 않음) 및 서빙 박스(B11)에 마련된 2차원 바코드를 판독하는 바코드 리더(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 로드 센서, 개폐 검지 센서 및 바코드 리더는 시스템 컨트롤러(124)에 접속되어 있다. 또한, 서빙 테이블(113)에는 서빙 박스(B11)의 덮개(158)를 지지하는 지지 부재(170)가 마련되어 있다.

스크레이퍼(115)는, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 부품 박스(B12)에 수용된 볼트를 작업대(117)상에 긁어내기 위한 툴이다. 스크레이퍼(115)는 손잡이(172)와, 손잡이(172)의 끝에 마련된 긁음 클로(173)를 갖고 있다. 긁음 클로(173)는, 근원으로부터 선단에 걸쳐서 만곡한 복수의 금속봉에 의해 형성되어 있다(도 7 참조). 손잡이(172)에는, 좌측 핸드(135a)의 툴 파지부(141)가 연결되는 어댑터(도시하지 않음)가 장착되어 있다. 스크레이퍼(115)는, 스탠드(175)에 실린다.

작업대(117)는 쌍완 머니퓰레이터(111)의 가동 범위내에 배치되고, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 부품 박스(B12)로부터 긁어낸 볼트를 집기 위한 받침대이다. 작업대(117)는 긁어내어진 볼트가 실리는 틸팅 탑 패널(tilting top panel; 180) 및 부품 박스(B12)를 임시로 두기하기 위한 부품 박스 스탠드(190)를 갖고 있다. 본 틸팅 탑 패널(180)은, 예를 들면, 직사각형의 판재이다. 틸팅 탑 패널(180)은, 틸팅 탑 패널(180)의 길이 방향과 교차하고, 틸팅 탑 패널(180)의 일단측을 따라서 마련된 대략 수평의 회전축(AX14)을 중심으로 회전될 수 있다. 부품 박스 스탠드(part box stand; 190)는, 틸팅 탑 패널(180)의 회전축(AX14)이 마련되어 있는 측의 옆에 마련되어 있다.

따라서, 쌍완 머니퓰레이터(111)가, 틸팅 탑 패널(180)의 타단측을 들어 올리면, 틸팅 탑 패널(180)은 회전축(AX14)을 지점으로 하여 경사지고, 그 위에 실려 있던 볼트가, 부품 박스 스탠드(190)에 임시로 두어진 부품 박스(B12)로 되돌아오도록 구성되어 있다. 부품 박스 스탠드(190)에는, 부품 박스(B12)가 실린 것을 검출하기 위한 로드 센서(도시하지 않음)가 마련되어 있다.

2차원 카메라(1100)는 틸팅 탑 패널(180)의 상방에 마련되어, 작업대(117)에 실린 볼트의 2차원 화상을 촬상할 수 있다. 2차원 카메라(1100)는 예를 들면, 화소수 400만 화소의 2차원 흑백 카메라이다. 2차원 카메라(1100)는 스탠드(1105)에 의해서, 상하 방향 위치가 조정 가능하게 지지된다. 또한, 스탠드(1105)에는 2차원 카메라(1100)의 촬상 조도를 확보하기 위한 조명 장치(1101)가 마련되어 있다.

2차원 카메라(1100)는, 화상 처리용 컴퓨터(image processing computer; 126)에 접속되어 있다. 2차원 카메라(1100)가 촬상한 화상은 화상 처리용 컴퓨터(126)에 송신된다. 또한, 2차원 카메라(1100)는 시스템 컨트롤러(124)와도 접속되어 있어, 시스템 컨트롤러(124)에 의해 촬상 오퍼레이션 등이 제어되도록 되어 있다.

부품 선반(120)은, 부품 박스(B12)가 복수 격납되는 선반이다. 이 부품 선반(120)은 상하 좌우 방향으로 복수의 구획으로 분할되어, 전후방향으로 개구하고 있다. 따라서, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 부품 선반(120)의 전방측으로부터 부품 박스(B12)를 꺼내는 것도, 작업자가 부품 선반(120)의 후방측으로부터 부품 박스(B12)를 꺼낼 수도 있다.

여기서, 부품 박스(B12)는 도 6에 도시하는 바와 같이, 좌우의 측면판(1120a, 1120b) 및 배면판(1120c)이 직사각형의 저면판(1121)의 좌우 및 후방의 가장자리로부터 각각 상방으로 연장되어 형성되어 있다. 전면판(1120d)은 전방으로 경사지고, 저면판(1121)의 가장자리로부터 그 선단까지의 길이가 좌우의 측면판(1120a, 1120b) 및 배면판(1120c)보다 짧다. 즉, 부품 박스(B12)는 상면과, 전면의 상측이 개구하고 있다. 또한, 자세한 것은 후술하지만, 쌍완 머니퓰레이터(111)에 의해, 본 전면측으로부터 볼트가 긁어내어진다.

각 부품 선반(120)은, 예를 들면 좌우 2열 5단의 구획으로 분할되어, 각 구획에 다른 종류의 볼트가 들어간 부품 박스(B12)가 격납된다. 따라서, 각 부품 선반(120)이 2열 5단의 구획으로 구획되어 있는 경우, 도 1에 도시하는 부품 피킹 시스템(110) 전체적으로는, 부품 선반(120)은, 합계 60종류의 볼트를 격납할 수 있다.

부품 박스(B12)는, 배면측이 쌍완 머니퓰레이터(111)의 방향을 향하도록(부품 박스(B12)의 전면측이 부품 피킹 시스템(110)의 외측을 향하도록) 격납된다. 어느 구획에 어느 종류의 볼트가 들어간 부품 박스(B12)가 격납되어 있는지를 나타내는 제 2 대응 정보는, 미리 시스템 컨트롤러(124)에 기억되어 있다.

여기서, 시스템 컨트롤러(124)에 제 2 대응 정보를 기억시키는 순서에 대해서 상세하게 설명한다. 이 제 2 대응 정보를 기억시키기 전의 작업으로서, 각 구획의 위치를 포함한 쌍완 머니퓰레이터(111)의 오퍼레이션 지시 데이터(operation instruction data)가 로봇 컨트롤러(122)에 기억되어 있다.

한편, 부품 선반(120)에 격납된 각 부품 박스(B12)에는 수납되는 볼트의 종류의 정보를 포함한 바코드(또는 이차원 바코드라도 좋음)가 첩부되어 있다. 쌍완 머니퓰레이터(111)는, 전술의 서빙 테이블(113)에 마련된 바코드 리더에 각 부품 박스(B12)의 바코드를 판독하게 한다. 그 후, 쌍완 머니퓰레이터(111)는 부품 박스(B12)를 오퍼레이션 지시 데이터에 따라서, 각 구획에 부품 박스(B12)를 수납한다. 이 때, 부품 박스(B12)에 부착된 바코드의 정보(적어도 볼트의 종류의 정보를 포함한 정보)와 각 구획의 위치가 대응되어, 제 2 대응 정보로서 시스템 컨트롤러(124)에 기억된다.

부품 선반(120)의 후방측의 각 구획의 옆에는, 부품 박스(B12)내의 볼트를 미리 결정된 양보다 적게 된 것을 나타내는 램프(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 작업자는 이 램프가 점등되어 있는 경우에는 해당하는 부품 박스(B12)를 부품 선반(120)의 후방측으로부터 꺼내어, 볼트를 보충할 수 있다.

로봇 컨트롤러(122)는 쌍완 머니퓰레이터(111)에 접속되어, 쌍완 머니퓰레이터(111)의 오퍼레이션을 제어할 수 있다.

시스템 컨트롤러(124)는 로봇 컨트롤러(122)에 접속되어, 부품 피킹 시스템(110)의 전체의 제어를 실행할 수 있다. 특히, 시스템 컨트롤러(124)는 전술의 램프의 점등을 제어할 수 있다. 또한, 작업자는 터치 패널(1110)(도 3 참조)을 거쳐서 시스템 컨트롤러(124)를 조작할 수 있다. 시스템 컨트롤러(124) 는 예를 들면, 프로그램가능한 로직 콘트롤러(programmable logic controller)를 구비하고 있다.

화상 처리용 컴퓨터(126)는, 2차원 카메라(1100) 및 시스템 컨트롤러(124)에 접속되어, 주로, 2차원 카메라(1100)에 의해서 촬상된 화상을 처리할 수 있다.

도 4a 내지 도 4i를 참조하여, 좌측 핸드(135a)에 대해 상세하게 설명한다. 전술과 같이, 좌측 핸드(135a)의 파지 클로(136)는 요동축(AXp)방향으로 개폐하고, 볼트를 집을 수 있다. 또한, 파지 클로(136)는 요동축(AXp)을 중심으로 요동하여, 그 선단의 방향을 바꿀 수 있다. 전자의 파지 클로(136)(지지부(142))가 개폐하는 오퍼레이션은, 개폐 기구(1400)에 의해서 실현되고, 후자의 파지 클로(136)의 방향이 바뀌는 오퍼레이션은, 요동 기구(1500)에 의해 실현된다.

개폐 기구(1400)는 도 4g에 도시하는 바와 같이 개폐용 써보 모터(1410)와, 개폐용 써보 모터(1410)에 의해서 회전하는 좌우 나사 샤프트(1420)와, 좌우 나사 샤프트(1420)의 회전에 의해서, 서로 반대 방향으로 이동하는 한 쌍의 이동부(1440)를 갖고 있다.

개폐용 써보 모터(1410)는 그 길이 방향이 요동축(AXp)과 평행이 되도록, 좌측 핸드(135a)의 기초부에서 프레임(1417)에 장착되어 있다. 또한, 여기에 말하는 「평행」이란, 엄밀한 의미로의 평행은 아니다. 즉,「평행」이란, 설계상, 제조상의 오차가 허용되고,「실질적으로 평행」이라고 하는 의미이다(이하, 동일하다). 또한, 개폐용 써보 모터(1410)는 그 부하측이, 좌측 핸드(135a)의 외측을 향하도록 배치된다. 개폐용 써보 모터(1410)에 마련된 인코더(encoder; 도시하지 않음)는 절대값 인코더로 할 수 있다. 절대값 인코더의 백업용 배터리(1419)는 프레임(1417)에 장착되어 있다.

좌우 나사 샤프트(1420)는, 가이드부(1422)를 거쳐서 프레임(1417)에 마련된 베어링(1423)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 좌우 나사 샤프트(1420)는 개폐용 써보 모터(1410)보다 좌측 핸드(135a)의 선단 위치에, 그리고 개폐용 써보 모터(1410)의 길이 방향과 평행으로 마련되어 있다. 좌우 나사 샤프트(1420)의 일단과 타단에는, 각각 역방향의 나사(좌 및 우 방향으로 나사선이 파인 나사)가 형성되어 있다. 좌우 나사 샤프트(1420)는, 최소한 타이밍 벨트(1430) 및 풀리(1431)에 의해서 구성된 제 1 벨트 풀리부(1433)를 거쳐서 개폐용 써보 모터(1410)에 의해서 구동된다.

한 쌍의 이동부(1440)는, 각각 좌우 나사 샤프트(1420)에 역방향으로 형성된 각각의 나사를 따라서 이동된다. 즉, 한 쌍의 이동부(1440)는 각각, 좌우 나사 샤프트(1420)가 회전할 때, 좌우 나사 샤프트(1420)의 축방향을 따라서 서로 반대 방향으로 이동한다. 각각 한 쌍의 지지부(142)의 기단부가 대응하는 이동부(1440)에 고정되어 있다. 이동부(1440)는 가이드부(1422)에 의해서 안내된다.

요동 기구(1500)는, 요동용 써보 모터(1510)와, 요동용 써보 모터(1510)의 구동력을 전달하는 스플라인 샤프트(1520) 및 한 쌍의 스플라인 너트(1522)를 갖고 있다.

요동용 써보 모터(1510)는, 그 길이 방향이 요동축(AXp)과 평행이 되도록, 좌측 핸드(135a)의 기단부에서 프레임(1417)에 장착되어 있다. 또한, 요동용 써보 모터(1510)는 개폐용 써보 모터(1410)로부터 반대 방향을 보도록 배치된다. 또한, 요동용 써보 모터(1510)는, 좌측 핸드(135a)를 측면으로 보아(요동용 써보 모터(1510) 또는 개폐용 써보 모터(1410)의 부하측에서 봄) 개폐용 써보 모터(1410)와 나란히 배치된다. 따라서, 이와 같이 요동용 써보 모터(1510) 및 개폐용 써보 모터(1410)를 배치하지 않는 경우에 비해, 좌측 핸드(135a)를 소형화하는 것이 가능해진다.

또한, 요동용 써보 모터(1510)에 마련된 인코더(도시하지 않음)는, 절대값 인코더로 할 수 있다. 절대값 인코더의 백업용 배터리(1519)는, 프레임(1417)에 장착되어 있다.

스플라인 샤프트(1520)는 좌우 나사 샤프트(1420)보다 좌측 핸드(135a)의 선단측에 더 근접한 위치에서, 프레임(1417)에 마련된 베어링(1523)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 스플라인 샤프트(1520)는, 요동용 써보 모터(1510)보다 좌측 핸드(135a)의 선단측에 더 근접한 위치에서, 요동용 써보 모터(1510)의 길이 방향과 평행하게 마련되어 있다. 스플라인 샤프트(1520)는 최소한 타이밍 벨트(1530) 및 풀리(1531)에 의해서 구성된 제 2 벨트 풀리부(1533)를 거쳐서 요동용 써보 모터(1510)에 의해서 구동된다.

한 쌍의 스플라인 너트(1522) 각각은 적어도 내주측에 위치하는 제 1 스플라인 너트부(1541)와, 외주 측에 위치하는 제 2 스플라인 너트부(1542)를 구비한다.

제 1 스플라인 너트부(1541)는 스플라인 샤프트(1520)와 함께 회전되어, 스플라인 샤프트(1520)의 축방향으로 이동할 수 있다. 제 1 스플라인 너트부(1541)는 예를 들면, 볼 스플라인 이너 레이스(ball spline inner race)이다.

제 2 스플라인 너트부(1542)는, 제 1 스플라인 너트부(1541)와 함께 스플라인 샤프트(1520)의 회전축을 따라서 이동할 수 있고, 제 1 스플라인 너트부(1541)의 회전축을 중심으로 제 1 스플라인 너트부(1541)에 대해서 상대 회전할 수 있다. 제 2 스플라인 너트부(1542)는, 지지부(142)의 기단부의 내측에서 고정되어 있다. 제 2 스플라인 너트부(1542)는 예를 들면, 볼 스플라인 아우터 레이스(ball spline outer race)이다.

지지부(142) 각각은 제 3 벨트 풀리부(1550)를 구비한다. 제 3 벨트 풀리부(1550)는, 지지부(142)의 기단측의 내부에 마련된 풀리(1551), 지지부(142)의 선단측의 내부에 마련된 풀리(1552) 및 풀리(1551) 및 풀리(1552)에 걸쳐지는 타이밍 벨트(1553)에 의해서 최소한 구성되어 있다.

풀리(1551)는, 제 1 스플라인 너트부(1541)의 외측의 측부에 마련되어 있다. 풀리(1551)의 회전 중심부에는 중공부가 형성되어 있다. 풀리(1551)는, 이 중공부를 관통하는 스플라인 샤프트(1520)와, 대략 동축이 되도록 배치되어 있다.

풀리(1552)는, 지지부(142)의 길이 방향과 교차하는 요동축(AXp) 방향으로 회전한다. 풀리(1552)의 회전 중심부에는, 요동축(AXp)을 회전 중심으로 하는 샤프트(1555)의 일단이 고정되어 있다. 이 샤프트(1555)의 타단에는, 지지부(142)의 내측에서, 파지 클로(136)의 기단부가 고정된다.

그런데, 전술과 같이 지지부(142)에는 한 쌍의 툴 파지부(141)가 마련되어 있다(도 4a 내지 도 4f 참조). 각 툴 파지부(141)는, 판형상의 제 1 및 제 2 연결부(1611, 1612)를 갖고 있다.

각 지지부(142)에 마련된 제 1 연결부(1611)의 서로 대향하는 측은, 지지부(142)의 내측으로 향하는데 따라서 서서히 그 두께가 얇아지고 있다. 각 지지부(142)에 마련된 제 2 연결부(1612)의 서로 대향하는 측도 지지부(142)의 내측으로 향하는데 따라서 서서히 그 두께가 얇아지고 있다.

제 1 및 제 2 연결부(1611, 1612)는 도 4c에 도시하는 바와 같이, 지지부(142)의 정면에 마련되어 있다. 제 1 연결부(1611) 및 제 2 연결부(1612)의 내측 선단 부분은, 지지부(142)의 내측에서 보아 서로 교차하는 방향으로 연장되어 형성된다. 또한, 툴 파지부(141)의 소형화의 관점으로부터, 제 2 연결부(1612)는, 제 1 연결부(1611)에 인접하여 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 스크레이퍼(115)에 마련된 어댑터 측면에는, 각각 방향이 다른 단면 V자형상의 제 1 및 제 2 홈이 형성되어 있다. 제 1 및 제 2 홈에는, 툴 파지부(141)의 제 1 및 제 2 연결부(1611, 1612)가 맞물린다.

어댑터가 고정되는 스크레이퍼(115)는, 제 1 홈과 제 1 연결부(1611)가 맞물리는 것에 의해서, 제 1 홈이 형성된 방향(제 1 연결부(1611)의 선단 부분으로 연장되는 방향)과 실질적으로 직교하는 방향으로 위치 결정 된다. 또한, 제 2 홈과 제 2 연결부(1612)가 맞물리는 것에 의해서, 제 2 홈이 형성된 방향( 제 2 연결부(1612)의 선단 부분이 연장되는 방향)과 실질적으로 직교하는 방향으로 위치 결정 된다.

이와 같이, 단면 V자형상의 홈에 제 1 및 제 2 연결부(1611, 1612)가 맞물리므로, 좌측 핸드(135a)가 스크레이퍼(115)를 파지할 때, 위치 차이가 홈의 폭의 반보다 작은 범위내이면, 이 위치 편차는 흡수되고, 스크레이퍼(115)는 좌측 핸드(135a)에 의해서 파지된다.

다음에, 좌측 핸드(135a)의 오퍼레이션(파지 클로(136)의 개폐 오퍼레이션 및 요동 오퍼레이션)에 대해서 설명한다.

(개폐 오퍼레이션)

도 4g에 도시하는 바와 같이, 개폐용 써보 모터(1410)가 일 방향으로 회전하면, 그 회전이 제 1 벨트 풀리부(1433)를 거쳐서 전달되어, 좌우 나사 샤프트(1420)가 회전한다. 좌우 나사 샤프트(1420)에는 좌우 나사가 형성되어 있으므로, 이동부(1440)는 각각 좌우 나사 샤프트(1420)를 따라서, 내측으로 이동된다. 이동부(1440)의 이동에 수반하여, 이동부(1440)에 각각 고정된 지지부(142)의 간격은 좁아지고, 파지 클로(136)가 닫힌다.

지지부(142)는 요동 기구(1500)의 스플라인 너트(1522)(보다 자세한 것은, 제 2 스플라인 너트부(1542))에 고정되어 있지만, 스플라인 너트(1522)(보다 자세한 것은, 제 1 스플라인 너트부(1541))는 스플라인 샤프트(1520)를 따라서 자유 자재로 이동할 수 있다. 따라서, 파지 클로(136)가 요동 기구(1500)의 스플라인 너트(1522)에 고정되어 있지만, 파지 클로(136)의 개폐 오퍼레이션을 방해하는 것이 아니다. 한편, 개폐용 써보 모터(1410)가 반대 방향으로 회전하면, 도 4h에 도시하는 바와 같이 파지 클로(136)가 열리는 것은 분명하므로, 그 설명은 생략한다.

(요동 오퍼레이션)

도 4g에 도시하는 바와 같이, 요동용 써보 모터(1510)가 일 방향으로 회전하면, 그 회전이 제 2 벨트 풀리부(1533)를 거쳐서 전달되어, 스플라인 샤프트(1520)가 회전한다. 스플라인 샤프트(1520)의 회전은 스플라인 너트(1522)의 제 1 스플라인 너트부(1541)에 전달되어, 제 1 스플라인 너트부(1541)가 회전된다. 이때, 제 2 스플라인 너트부(1542)는 제 1 스플라인 너트부(1541)(스플라인 샤프트(1520))의 회전과 관계없이, 스플라인 샤프트(1520)의 축 주위로 회전할 수 있으므로, 제 1 스플라인 너트부(1541)의 회전이 지지부(142)에 전달되지 않는다.

제 1 스플라인 너트부(1541)가 회전하면, 제 3 벨트 풀리부(1550)의 풀리(1551)가 회전된다(도 4i 참조). 풀리(1551)가 회전하면 타이밍 벨트(1553)를 거쳐서 풀리(1552) 및 샤프트(1555)가 요동축(AXp)을 중심으로 요동한다. 그 결과, 파지 클로(136)는 요동축(AXp) 방향으로 요동할 수 있다.

개폐 기구(1400) 및 요동 기구(1500)는 각각 독립하여 오퍼레이션하므로, 파지 클로(136)의 개폐 오퍼레이션과 요동 오퍼레이션을, 각각 독립하여 실행할 수 있다.

다음, 부품 피킹 시스템(110)에 의한 볼트 피킹 방법에 대해 설명한다. 이 볼트 피킹 방법은, 도 9에 도시하는 바와 같이, 크게 단계(S11) 내지 단계(S14)로 나누어져 있다. 단계(S11)는, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 서빙 박스(B11)를 배달 캐리지(112)로부터 서빙 테이블(113)에 이동시키는 단계이다. 단계(S12)는, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 부품 선반(120)의 볼트를 서빙 박스(B11)로 이동하는 단계이다. 단계(S13)는, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 볼트가 이재된 서빙 박스(B11)를 반환하는 단계이다. 단계(S14)는 오퍼레이션을 정지하는지 아닌지를 판단하는 단계이다. 이하, 각 단계(S11) 내지 단계(S14)에 대해 순차적으로 설명한다.

(사전 준비)

작업자가 빈 서빙 박스(B11)가 실린 배달 캐리지(112)를 게이트를 통해 반입하한다. 전술과 같이, 이 배달 캐리지(112)의 상부 패널(152)에 외주를 따라서, 예를 들면 5곳에 서빙 박스(B11)를 쌓을 수 있다. 다만, 도 1에 도시하는 바와 같이, 그 중 적어도 1개소는, 볼트가 수납된 서빙 박스(B11)를 되돌리기 위해서 비워져 있다. 반입 후, 배달 캐리지(112)는 에어 실린더(도시하지 않음)에 의해 들어 올려져, 고정된다. 작업자는, 터치 패널(1110)(도 3 참조)을 조작하여, 부품 피킹 시스템(110) 전체를 기동한다.

(단계(S11))

우선, 도 10에 도시하는, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 서빙 박스(B11)를 서빙 테이블(113)로 이동시키는 단계(S11)에 대해 설명한다. 또한, 도 10은 주요 오퍼레이션만을 나타내고 있다.

(단계(S11-1))

시스템 기동 후, 쌍완 머니퓰레이터(111)는, 배달 캐리지(112)상의 서빙 박스(B11)의 인식 오퍼레이션을 실시한다. 우선, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 좌측 핸드(135a)의 지지부(142)를 사용하여 배달 캐리지(112)의 핸들 바(161)를 잡는다. 쌍완 머니퓰레이터(111)는 상부 패널(152)을 회전시키고, 볼트를 실을 빈 서빙 박스(B11)를 미리 결정된 위치까지 이동시킨다.

다음에, 쌍완 머니퓰레이터(111)는 우측 아암(111b)의 우측 핸드(135b)를 배달 캐리지(112)에 쌓인 서빙 박스(B11)의 상방으로 이동시키고, 그 위치에서 우측 핸드(135b)를 하방으로 내린다. 우측 핸드(135)가 서빙 박스(B11)와 접촉하면, 우측 역각 센서(133b)의 출력 신호가 변화되므로, 출력 신호가 변화된 위치가 최상단의 서빙 박스(B11)의 위치라고 인식할 수 있다. 또한, 서빙 박스(B11)의 크기 및 상부 패널(152)의 높이 위치는, 미리 알고 있으므로, 최상단의 서빙 박스(B11)의 위치를 알 수 있으면, 쌓여진 서빙 박스(B11)의 층 수를 알 수 있다.

이상의 인식 오퍼레이션을 각 렬에 대해 반복하고, 시스템 컨트롤러(124)는 서빙 박스(B11)의 합계수 및 회전 테이블(151)상의 각 렬의 서빙 박스(B11)의 수를 로봇 컨트롤러(122)를 거쳐서 인식한다. 이와 같이, 특별한 센서를 이용하는 일 없이, 서빙 박스(B11)의 위치와 수가 인식된다.

(단계(S11-2))

쌍완 머니퓰레이터(111)가, 좌우의 핸드(135a, 135b)를 사용하여 서빙 박스(B11)의 손잡이(156)를 파지하고, 가이드 폴(154)을 따라서, 서빙 박스(B11)를 가이드 폴(154)의 상단보다 높게 들어 올린다.

다음에, 쌍완 머니퓰레이터(111)는 동체(111c)를 선회시키고 서빙 박스(B11)를 하방으로 이동시키고, 서빙 박스(B11)를 서빙 테이블(113) 위에 놓는다.

(단계(S11-3))

서빙 테이블(113)에 마련된 로드 센서가 서빙 박스(B11)를 검출했을 경우에는, 시스템 컨트롤러(124)는, 서빙 박스(B11)가 서빙 테이블(113) 위에 정상적으로 실린 것이라고 판단하여, 다음의 단계를 실행한다.

한편, 로드 센서가 서빙 박스(B11)를 검출하지 않는 경우에는, 시스템 컨트롤러(124)는 이상이 발생한 것이라고 판단하여, 미리 결정된 경보 처리(예를 들면, 일시 정지 처리)를 실행한다.

(단계(S11-4))

쌍완 머니퓰레이터(111)가 좌측 핸드(135a)의 파지 클로(136)를 덮개(158)의 손잡이(159)의 하면에 닿게 하여, 파지 클로(136)를 상방으로 이동시킴으로써, 덮개(158)를 연다. 덮개(158)는, 덮개(158)가 닫힌 위치로부터, 예를 들면 100 내지 140도의 각도로 열린 상태에서, 지지 부재(170)에 의해 지지된다.

(단계(S11-5))

서빙 테이블(113)에 마련된 개폐 검지 센서가 덮개(158)가 열린 것을 검지했을 경우에는, 시스템 컨트롤러(124)는 덮개(158)가 정상적으로 열린 것이라고 판단하여, 다음 단계를 실행한다.

한편, 개폐 검지 센서가 덮개(158)가 열린 것을 검지하지 않는 경우에는, 시스템 컨트롤러(124)는 이상이 발생한 것이라고 판단하여, 미리 결정된 경보 처리를 실행한다.

(단계(S11-6))

바코드 리더가 서빙 박스(B11)에 첩부된 2차원 바코드를 판독한다. 판독된 정보(전술의 제 1 대응 정보)는, 시스템 컨트롤러(124)로 이송된다. 제 1 대응 정보를 받지 않았을 경우, 시스템 컨트롤러(124)는, 이상이 발생한 것이라고 판단하여, 미리 결정된 경보 처리를 실행한다.

(단계(S12))

다음에, 도 11에 도시하는, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 부품 선반(120)에 보관된 볼트를 서빙 테이블(113)상의 서빙 박스(B11)로 이재하는 단계(S12)에 대해 설명한다. 또한, 도 11은 주요 오퍼레이션만을 도시하고 있다.

(단계(S12-1))

시스템 컨트롤러(124)는, 받은 제 1 대응 정보에 근거하여, 서빙 테이블(113)에 놓여져 있는 서빙 박스(B11)의 각 구획에 수납해야 할 볼트의 종류 및 수의 정보를 인식한다.

(단계(S12-2))

시스템 컨트롤러(124)는 로봇 컨트롤러(122)에 대해, 해당하는 종류의 볼트를 담고 있는 부품 박스(B12)를 취출하러 가도록, 지령을 내린다. 로봇 컨트롤러(122)는, 이 지령에 근거하여 쌍완 머니퓰레이터(111)를 제어한다. 쌍완 머니퓰레이터(111)는 로봇 컨트롤러(122)로부터의 지령에 따라, 동체(111c)를 선회시키고, 부품 선반(120)의 미리 결정된 구획에 격납된 해당하는 부품 박스(B12)를 취출한다. 좀더 구체적으로는, 쌍완 머니퓰레이터(111)는 우측 핸드(135b)의 파지 클로(144)를 이용하여, 부품 박스(B12)의 배면판(1120c)을 상하 방향으로부터 파지하여, 부품 박스(B12)를 전방측으로 끌어당겨 꺼낸다.

그 후, 우측 역각 센서(133b)를 이용하여, 부품 박스(B12)내의 볼트의 중량이 측정된다. 부품 피킹 시스템(110)이 기동되고 나서 최초로 쌍완 머니퓰레이터(111)가 파지한 부품 박스(B12)의 중량은 초기 중량으로서 시스템 컨트롤러(124)에 기억된다.

(단계(S12-3))

쌍완 머니퓰레이터(111)는, 동체(111c)를 선회시켜, 작업대(117)에 정대(正對)한다. 파지하고 있는 부품 박스(B12)의 전면측을 내리고, 부품 박스(B12)를 작업대(117) 상의 틸팅 탑 패널(180) 보다 위에 경사지게 한 상태로 유지한다.

(단계(S12-4))

쌍완 머니퓰레이터(111)는, 스크레이퍼(115)를 좌측 핸드(135a)의 툴 파지부(141)에 연결하여, 스탠드(175)상에 놓여진 스크레이퍼(115)(상세하게는, 어댑터)를 파지한다.

(단계(S12-5))

쌍완 머니퓰레이터(111)는 스크레이퍼(115)를 이용하여, 부품 박스(B12)내의 볼트를 틸팅 탑 패널(180) 상에 긁어내는 긁어냄 오퍼레이션(도 7 참조)을 실행한다. 여기서, 이 긁어냄 오퍼레이션에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 도 7은 쌍완 머니퓰레이터(111)가 볼트를 긁어내는 방법의 모식도이다. 스크레이퍼(115)를 파지하는 좌측 핸드(135a) 및 부품 박스(B12)를 파지하는 우측 핸드(135b)는 생략되어 있다.

우선, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 최초의 긁어냄 오퍼레이션을 실행할 때는, 볼트가 부품 박스(B12)의 저면으로부터 어느 정도의 높이까지 들어가 있는지, 정확하게는 파악되어 있지 않다. 그래서, 좌측 역각 센서(133a)의 출력값을 감시하면서 부품 박스(B12)에 스크레이퍼(115)를 넣어, 좌측 역각 센서(133a)의 출력값이 변화한 위치, 즉, 스크레이퍼(115)가 볼트에 접촉한 위치를 부품 박스(B12)의 저면으로부터의 기준 높이(h10)로 한다(도 8a 참조). 쌍완 머니퓰레이터(111)는, 이 기준 높이(h10)로부터 미리 결정된 깊이(예를 들면, 0 내지 5mm)만큼 더 스크레이퍼(115)를 꽂아 넣어, 부품 박스(B12)의 전면측으로 움직여 볼트를 긁어낸다. 긁어내기 위한 힘은, 좌측 아암(111a)에 마련된 좌측 역각 센서(133a)의 계측값에 근거하여 조정된다. 틸팅 탑 패널(180)상의 볼트는 2차원 카메라(1100)에 의해서 촬상되고, 후술하는 바와 같이 그 화상이 화상 처리 된다.

그 때문에, 볼트가 서로 중첩되면, 2차원 화상 중의 볼트의 위치 및 자세의 검출이 곤란 또는 불가능하게 된다. 따라서, 긁어내어진 볼트는 틸팅 탑 패널(180)상에서 서로 중첩되지 않는 정도로 흩어져 있는 것이 바람직하다. 제 1 실시형태에 있어서는, 2차원 화상으로부터 위치 및 자세를 최적으로 검출할 수 있는 정도의 볼트의 분량이 미리 실험 등에 근거하여 얻어지고 설정되며, 이 미리 설정된 볼트의 분량만큼, 좌측 역각 센서(133a)의 출력값에 근거하여 스크레이퍼(115)를 이용해 긁어내므로, 볼트가 틸팅 탑 패널(180)상에서 중첩될 가능성이 억제될 수 있고, 2차원 화상으로부터 보다 많은 볼트의 위치 및 자세를 검출할 수 있다.

또한, 스크레이퍼(115)는 틸팅 탑 패널상(180)의 볼트의 배치 상태를 정돈하기 위한 툴이라고도 말할 수 있다. 이 툴은, 볼트가 틸팅 탑 패널(180)상에서 중첩될 가능성을 억제할 수 있고 파지 클로(136)가 볼트를 파지할 수 있다면, 스크레이퍼(115)에 한정되는 것은 아니다.

(단계(S12-6))

첫번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행한 후, 긁어내어진 볼트가 미리 결정된 양이 되었다고 판단되었을 경우는, 단계(S12-9)가 실행된다. 또한, 이 미리 결정된 양은 우측 역각 센서(133)의 출력에 근거하여 구해진다. 따라서, 예를 들면 중량계와 같은 특별한 센서를 마련하는 일 없이, 미리 결정된 볼트의 양을 측정할 수 있다.

한편, 긁어내어진 볼트가 미리 결정된 양이 되지 않았다고 판단되었을 경우는, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 두번째 긁어냄 오퍼레이션을 실행한다. 두번째 긁어냄 오퍼레이션을 실행할 때는, 첫번째에 긁어냈을 때의 위치보다 더 깊게(예를 들면, 3 내지 10mm) 스크레이퍼(115)를 꽂아 넣어, 높이(h11)의 위치에서 볼트를 긁어낸다(도 8b 참조).

(단계(S12-7))

두번째 긁어냄 오퍼레이션을 실행한 후, 긁어내어진 볼트가 미리 결정된 양이 되었다고 판단되었을 경우는, 단계(S12-9)가 실행된다.

한편, 긁어내어진 볼트가 미리 결정된 양이 되지 않은 것으로 판단되었을 경우는, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 세번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행한다. 세번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행할 때에는, 두번째로 긁어냈을 때의 위치보다 더 깊게(예를 들면, 3 내지 10mm) 스크레이퍼(115)를 꽂아 넣어 볼트를 긁어낸다.

(단계(S12-8))

세번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행한 후, 긁어내어진 볼트가 미리 결정된 양이 되었다고 판단되었을 경우는, 단계(S12-9)가 실행된다.

한편, 긁어내어진 볼트가 미리 결정된 양이 되지 않은 것으로 판단되었을 경우는, 상완 머니퓰레이터(111)가 네번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행한다. 네번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행할 때, 세번째로 긁어냈을 때의 위치보다 더 깊게(예를 들면, 3 내지 10mm) 스크레이퍼(115)를 꽂아 넣어 볼트를 긁어낸다.

네번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행한 후는, 긁어내어진 볼트가 미리 결정된 양이 된지 아닌지에 상관하지 않고, 다음의 단계(S12-9)가 실행된다. 또한, 제 1 실시형태에서는, 긁어냄 오퍼레이션은 4회를 상한으로 하고 있지만, 임의의 회수로 설정할 수도 있다.

(단계(S12-9))

쌍완 머니퓰레이터(111)는, 좌측 핸드(135a)로 파지한 스크레이퍼(115)를 스탠드(175)로 복귀한다.

(단계(S12-10))

틸팅 탑 패널(180)상에 긁어내어진 동일 종류의 볼트의 화상은, 시스템 컨트롤러(124)가 제어하는 2차원 카메라(1100)에 의해서 촬상된다. 촬상된 볼트의 2차원 화상은, 화상 처리용 컴퓨터(126)에 의해서, 예를 들면 엣지가 검출되어, 미리 기억된 볼트의 템플릿(template)과 대조됨으로써, 틸팅 탑 패널(180)상에 흩어져 있는 각 볼트의 위치 및 자세가 획득된다. 로봇 컨트롤러(122)는 시스템 컨트롤러(124)를 거쳐서, 상기와 같이 획득된 각 볼트의 위치 및 자세를 받는다.

(단계(S12-ll))

로봇 컨트롤러(122)는, 각 볼트의 위치 및 자세에 근거하여, 쌍완 머니퓰레이터(111)를 오퍼레이션시킨다. 쌍완 머니퓰레이터(111)는 좌측 핸드(135a)를 파지 대상으로 하는 볼트의 근처로 이동시킨다. 다음, 쌍완 머니퓰레이터(111)는 좌측 핸드(135a)전체를 회전축(AXta)을 중심으로 회전시켜, 이어서, 파지 클로(136)를 요동축(AXp)을 중심으로 요동시켜, 볼트를 집기 쉬운 방향으로 볼트의 위치를 변경한 후, 파지 클로(136)을 닫고, 틸팅 탑 패널(180)으로부터 볼트를 집는다. 또한, 볼트를 집는 힘은 개폐용 써보 모터(1410)에 의해서 제어된다.

이와 같이, 쌍완 머니퓰레이터(111)는 좌측 아암(111a)을 크게 이동시키는 일 없이, 주로 좌측 핸드(135a)를 회전시켜, 파지 클로(136)의 방향을 변경함으로써, 볼트를 집을 수 있다. 즉, 쌍완 머니퓰레이터(111)는 파지 클로(136)가 요동축(AXp)을 중심으로 요동하지 않는 경우에 비해, 볼트를 집기 위해서 좌측 아암(111a)의 자세를 크게 바꿀 필요가 없다. 따라서, 파지 클로(136)가 요동축(AXp)을 중심으로 요동하지 않는 경우에 비해, 볼트를 집기 위한 좌측 아암(111a)의 자세 변화 및 볼트를 이동하는데 필요한 시간을 감소시킬 수 있다. 또한, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 볼트를 집을 수 있는 범위를 넓게 확대시킬 수 있다.

이어서, 쌍완 머니퓰레이터(111)는 2차원 바코드로부터 판독된 제 1 대응 정보에 근거하여, 집은 볼트를 서빙 박스(B11) 내부의 미리 결정된 구획(제 1 대응 정보에 의해서 대응지어진 구획)으로 이동한다.

본 단계는, 제 1 대응 정보로 포함되는 볼트의 수만큼 반복되고, 동일 종류의 볼트가 미리 결정된 구획에 보관된다. 또한, 좌측 핸드(135a)에 의해서 볼트를 이동하고 있는 동안, 우측 핸드(135b)에 의해서 파지된 부품 박스(B12)는, 작업대(117) 상에 배치된 부품 박스 스탠드(190)에 임시로 놓여있다. 부품 박스 스탠드(190)의 로드 센서에 의해서, 부품 박스 스탠드(290)상에 부품 박스(B12)가 놓여지지 않았다고 판단되었을 경우에는, 쌍완 머니퓰레이터(111)는 오퍼레이션을 일시 정지 한다.

본 단계는 이동 오퍼레이션 정지 조건을 충족할 때까지 반복된다. 본 이재 오퍼레이션 정지 조건은, 1) 2차원 바코드에 의해서 지시받은 수의 볼트가 서빙 박스(B11)에 수납되는 것, 또는 2) 이동 오퍼레이션 동안에 틸팅 탑 패널(180)상의 볼트가 부족한 것이다.

(단계(S12-12))

전송 오퍼레이션 정지 조건을 충족했을 경우, 쌍완 머니퓰레이터(111)는 좌측 핸드(135a)의 지지부(142)를 사용하여 틸팅 탑 패널(180)을 잡고, 회전축(AX14)을 중심으로 틸팅 탑 패널(180)을 회전시켜 경사지게 한다. 이것에 의해, 틸팅 탑 패널(180)상의 볼트가 부품 박스 스탠드(190)상의 부품 박스(B12)로 되돌려진다. 그 때, 쌍완 머니퓰레이터(111)는 부품 박스(B12)가 움직이지 않도록, 우측 핸드(135b)로 부품 박스(B12)를 누른다. 이와 같이, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 틸팅 탑 패널(180)을 경사지게 하여 볼트를 부품 박스(Bl2)로 되돌리므로, 볼트를 부품 박스(B12)로 되돌리기 위한 전용의 기구를 마련할 필요가 없다.

(단계(S12-13))

2차원 바코드에 의해서 지시받은 수의 볼트가 서빙 박스(B11)에 수납되어 이동 오퍼레이션이 정지했을 경우(이동 오퍼레이션 정지 조건(1)을 충족했을 경우에는), 다음 단계(S12-14)가 실행된다.

한편, 이동 오퍼레이션 도중에 틸팅 탑 패널(180)상의 볼트가 부족했을 경우(이동 오퍼레이션 정지 조건(2)을 충족했을 경우)에는, 단계(S12-5) 및 이후 단계가, 볼트의 수량이 제 1 대응 정보에 명시된 볼트의 수량에 도달할 때까지 반복 실행된다.

(단계(S12-14))

쌍완 머니퓰레이터(111)는, 우측 핸드(135b)를 이용하여 부품 박스(B12)를 파지하고, 이 부품 박스(B12)가 원래 보관되었던 부품 선반(120)으로 반환한다. 마지막 볼트를 서빙 박스(B11)로 이동 후, 그리고 부품 박스(B12)를 부품 박스(B12)가 원래 보관되었던 부품 선반(120)에 격납하기 전에, 시스템 컨트롤러(124)는 우측 아암(111b)의 우측 역각 센서(133b)의 출력 신호에 근거하여, 그 부품 박스(B12)에 남아 있는 볼트의 중량을 측정한다. 따라서, 예를 들면 중량계와 같은 전용의 센서를 마련하는 일 없이, 부품 박스(B12)에 남아 있는 볼트의 중량을 측정할 수 있다.

시스템 콘트롤러(244)는 남은 볼트의 중량이 미리 결정된 값보다 작다고 판단했을 경우에는, 시스템 컨트롤러(124)는, 부품 선반(120)의 해당하는 램프를 점등시킨다. 예를 들면, 남은 볼트의 중량이 단계(S12-2)에서 저장된 초기 중량의 80% 이하가 되었을 경우에, 시스템 컨트롤러(124)는 해당하는 램프를 점등시킨다. 이것에 의해, 작업자는 부품 박스(B12)내의 볼트를 보충하는 시기를 확인할 수 있다.

(단계(S12-15))

시스템 컨트롤러(124)는 서빙 박스(B11)의 각 구획이 대응하는 종류의 볼트로 채워졌는지 아닌지를 판단한다. 서빙 박스(B11)의 각 구획에 대응하는 종류의 볼트가 채워졌을 경우에는, 다음의 단계(S13)가 실행된다.

서빙 박스(B11)의 각 구획이 대응하는 종류의 볼트로 채워지지 않은 경우에는, 쌍완 머니퓰레이터(111)는, 다른 종류의 볼트를 서빙 박스(B11)에 이동하기 위해, 단계(S12-2 내지 단계 S12-14)를 반복한다. 단, 쌍완 머니퓰레이터(111)의 좌측 핸드(135a)는, 개폐 가능한 파지 클로(136)를 갖고 있으므로, 다른 종류의 볼트(직경이 다른 볼트)를 파지하기 위해 동일한 좌측 핸드(135a)가 이용될 수 있다. 즉, 직경이 다른 볼트를 파지하기 위한 별도의 핸드를 준비할 필요가 없이, 모든 볼트를 공통의 핸드로 파지할 수 있다.

(단계(S13))

다음, 도 12에 도시되고, 쌍완 머니퓰레이터(111)가 볼트를 실은 서빙 박스(B11)를 복귀하는 단계(S13)에 대해 설명한다.

(단계(S13-1))

쌍완 머니퓰레이터(111)는, 좌측 핸드(135a)의 파지 클로(136)를 하측방향으로 굽힌다. 쌍완 머니퓰레이터(111)는, 파지 클로(136)를, 지지 부재(170)에 지지된 덮개(158)의 손잡이(159)에 기대어, 전방측으로 이동키는 것에 의해, 덮개(158)를 닫는다.

(단계(S13-2))

배달 캐리지(112)의 빈 공간에 서빙 박스(B11)를 두기 때문에, 쌍완 머니퓰레이터(111)는 좌측 핸드(135a)를 사용해 핸들 바(161)를 잡고, 회전 테이블(151)의 상부 패널(152)을 회전시키고, 미리 결정된 위치까지 상부 패널(152)를 이동시킨다.

쌍완 머니퓰레이터(111)가, 좌우의 핸드(135a, 135b)를 사용하여 서빙 박스(B11)의 손잡이(156)를 파지하여, 서빙 박스(B11)를 들어 올리면서, 배달 캐리지(112)의 방향으로 동체(111c)를 선회시킨다. 쌍완 머니퓰레이터(111)는 가이드 폴(154)에 따라서, 서빙 박스(B11)를 내려, 회전 테이블(151)의 상부 패널(152)에 둔다.

(단계(S14))

단계(S13-2)가 완료 후, 부품 피킹 시스템(110)은 배달 캐리지(112)에 실린 모든 서빙 박스(B11) 각각에 대해 단계(S11-2) 내지 단계(S13-2)를 반복한다(도 9 참조).

이와 같이, 단계(S11) 내지 단계(S14)를 통해, 부품 피킹 시스템(110)은, 2차원 카메라(1100)와 쌍완 머니퓰레이터(111)를 이용하여, 부품 선반(120)으로부터 필요한 종류의 볼트를 필요한 수만큼 취출하여, 배달 캐리지(112)상에 실린 서빙 박스(B11)에 수납할 수 있다. 또한, 전술의 일련의 오퍼레이션은 순차적으로 실행하지 않고, 가능한 경우에는 병렬로 실행될 수도 있다. 볼트가 수납된 서빙 박스(B11)가 실린 배달 캐리지(112)는 출입구를 통해 운반 반출된다.

본 발명은 전술의 제 1 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서의 변경은 가능하다. 예를 들면, 제 1 실시형태에 따른 구조체의 일부 또는 전부의 조합 또는 변형예는 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

서빙 박스(B11)는, 배달 캐리지(112)에 의해서 반송되지만, 컨베이어에 의해서 반송될 수도 있다. 정보 기억 수단은 2차원 바코드에 한정되는 것이 아니다. 정보 기억 수단의 다른 예로서, 집적회로(IC) 태그가 있고, 바코드 리더를 대신하여, IC 태그 리더가 이용될 수 있다.

부품은, 볼트에 한정되는 것은 아닌 것이 분명하다. 다른 부품의 일례로서, 전자 부품을 들 수 있다. 좌측 아암(111a) 및 우측 아암(111b)은, 7축의 다관절 머니퓰레이터로 한정되는 것이 아니고, 7축 이상의 다관절 머니퓰레이터일 수도 있다. 또한, 부품을 이동하는 오퍼레이션에 한하여 말하면, 로봇은 좌측 핸드(135a)를 구비한 직동형(direct drive)의 로봇일 수도 있다.

또한, 제 1 벨트 풀리부(1433)를 대신하여, 평기어 등의 기어에 의해서 최소한 구성된 회전 전달부로 할 수도 있다. 개폐용 써보 모터(1410) 또는 요동용 써보 모터(1510)는, 전자 모터로 한정되는 것이 아니고, 공기 압력 구동의 모터로 할 수도 있다.

다음, 제 2 실시형태에 대해 설명한다.

도 13에 도시하는 바와 같이, 부품 피킹 시스템(210)은 제 2 실시형태에 따른 쌍완 머니퓰레이터(로봇의 일례)(211), 서빙 테이블(213), 스크레이퍼(215), 작업대(217), 2차원 카메라(2100) 및 복수의 부품 선반(220)을 구비하고 있다. 부품 피킹 시스템(210)은 또한, 로봇 컨트롤러(222), 시스템 컨트롤러(224) 및 화상 처리용 컴퓨터(226)를 구비하고 있다.

그 중, 서빙 테이블(213), 작업대(217) 및 부품 선반(220)은 쌍완 머니퓰레이터(211)를 중심으로 시계방향으로 순차적으로 배치되어 있다. 특히 부품 선반(220) 각각은, 쌍완 머니퓰레이터(211)의 동체(211c)의 선회축(쌍완 머니퓰레이터 (11)의 설치면과 교차하는 축)(AX21)을 중심으로 하는, 실질적으로 동일한 원주상에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같은 방식으로 서빙 테이블(213), 작업대(217) 및 부품 선반(220)을 배치함으로써, 쌍완 머니퓰레이터(211)의 동선(flow line)이 짧아지고, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 효율적으로 오퍼레이션한다.

부품 피킹 시스템(210)은, 쌍완 머니퓰레이터(211)을 이용하여, 부품 선반(220)으로부터 필요한 종류의 볼트(부품의 일례)를 필요한 수만큼 취출하여, 배달 캐리지(212)상에 쌓인 서빙 박스(B21)에 수납할 수 있다. 또한, 부품 피킹 시스템(210)은, 도 13 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 출입구에 슬라이딩 도어(230)가 마련된 방호벽(231)에 의해서 둘러싸여 있다.

쌍완 머니퓰레이터(211)는, 선회 가능한 동체(211c)의 좌우에 각각 좌측 아암(211a) 및 우측 아암(211b)을 갖고 있다. 좌측 아암(211a) 및 우측 아암(211b)은 각각 예를 들면, 7개의 관절축을 갖는 다관절 머니퓰레이터이다.

좌측 아암(211a)의 선단의 손목 플랜지(232a)에는, 도 16a, 도 16b에 도시하는 바와 같이, 좌측 역각 센서(233a)를 거쳐서 좌측 핸드(핸드의 일례)(235a)가 부착되어 있다. 본 좌측 핸드(235a)는, 한 쌍의 파지 클로(236)와, 후술하는 스크레이퍼(215)를 파지하는 한 쌍의 툴 파지부(도시하지 않음)를 갖고 있다.

파지 클로(236)는, 예를 들면 회전축(AXta)의 방향으로 연장되는 한 쌍의 지지부(242)의 내측 선단부에서 지지되어 있다. 파지 클로(236)는, 각 지지부(242)의 길이 방향과 교차하는 요동축(AXp)을 중심으로 요동하여, 그 선단의 방향을 바꿀 수 있다. 또한, 파지 클로(236)는 지지부(242)가 개폐함으로써, 요동축(AXp)을 따라서 개폐 가능하게 구성되어 있다.

파지 클로(236) 각각의 두께는, 좌측 핸드(235a)를 측면에서 보아, 선단으로 갈수록 점진적으로 얇아진다. 파지 클로(236)의 선단부는 내측으로 돌출되어 있다. 돌출부분에는, 파지 클로(236)의 선단 방향으로 연장되는, 예를 들면 단면 V자형상의 홈(237) (도 16c, 도 16d참조)이 형성되어 있다. 볼트는, 이 홈(237)에 의해 파지된다. 툴 파지부는, 파지 클로(236)의 개폐에 맞추어 개폐하도록, 한 쌍의 지지부(242)에 각각 마련되어 있다.

도 17에 도시하는 바와 같이, 우측 아암(211b) 선단의 손목 플랜지(232b)에는, 우측 역각 센서(233b)를 거쳐서 우측 핸드(235b)가 부착되어 있다. 우측 핸드(235b)는 볼트를 담고 있는 부품 박스(B22)를 파지할 수 있다. 우측 핸드(235b)는, 부품 박스(B22)의 배면을 상하 방향으로부터 집어 파지하는 한 쌍의 파지 클로(244)를 갖고 있다. 파지 클로(244)는 손목 플랜지(232b)의 회전축(AXtb)과 교차하는 개폐축(AXq)방향으로 개폐 가능하게 구성되어 있다. 또한, 도 17은 파지 클로(244)가 닫힌 상태를 나타내고 있다. 또한, 좌측 역각 센서(233a), 우측 역각 센서(233b)는 로봇 컨트롤러(222)를 거쳐서 시스템 컨트롤러(224)에 접속되어 있다.

배달 캐리지(212)에 대해 설명한다. 배달 캐리지(212)는, 쌍완 머니퓰레이터(211)에 의해서 파지된 볼트를 수납하기 위한 서빙 박스(B21)를 반송하기 위해 이용된다. 배달 캐리지(212)는, 캐리지 프레임(250)과, 캐리지 프레임(250)에 지지되어, 연직축(AX23)을 중심으로 회전하는 회전 테이블(251)을 갖고 있다.

캐리지 프레임(250)의 하부에는, 바퀴(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 또한, 캐리지 프레임(250)에는 회전 테이블(251)의 회전 각도를 결정하는 결정 수단(도시하지 않음)과, 회전 테이블(251)의 각도 위치를 고정하는 고정 수단(도시하지 않음)이 마련되어 있다.

회전 테이블(251)은, 원형형상의 상부 패널(252)을 갖고 있다. 상부 패널(252)은, 상부 패널(252)의 외주를 따라서, 예를 들면 5개소에 복수의 서빙 박스(B21)를 수용할 수 있다. 서빙 박스(B21)는, 상부 패널(252)으로부터 상부 방향으로 연장되는 복수의 가이드 폴(254)에 의해서 수평 방향의 위치 결정이 되고, 예를 들면 10단으로 쌓아 올려진다.

서빙 박스(B21)는, 내부가 복수의 구획(서빙 테이블(213)에 실려져 있는 서빙 박스(B21)에 나타낸 바와 같이 예를 들면 4구획)으로 분할되고, 좌우 양측면 각각에 손잡이(256)가 마련된 용기이다. 서빙 박스(B21)의 상면에는, 서빙 박스(B21)의 배면에 마련된 힌지(257)에 의해서 회전 가능하게 지지되고, 상부 방향으로 열리는 덮개(258)가 마련되어 있다. 덮개(258)에는, 전방측에 돌출된 손잡이(259)가 마련되어 있다. 서빙 박스(B21)는 예를 들면, 수지제의 부품 박스이다. 서빙 박스(B21)의 각 구획에는, 미리 결정된 종류의 볼트가 보관된다.

서빙 박스(B21)의 배면에는, 그 서빙 박스(B21)의 구획과, 그 구획에 수납되어야 할 볼트의 종류(예를 들면, 볼트의 직경, 길이 및 재질) 및 볼트의 수를 대응 짓는 제 1 대응 정보를 저장하는, 도시하지 않은, 2차원 바코드가 첩부되어 있다. 또한, 2차원 바코드를 대신하여, 1 차원 바코드로 해도 좋다. 서빙 박스(B21)에 제 1 대응 정보를 저장하는 2차원 바코드가 직접 첩부되어 있으므로, 서빙 박스(B21)와 그 서빙 박스(B21)에 수납되어야 할 볼트와의 대응이 명확하게 된다.

상부 패널(252)에는 상부 방향으로 연장되는 핸들 바(261)가 복수 마련되어 있다. 쌍완 머니퓰레이터(211)는, 핸들 바(261)를 잡기위해, 그리고 회전 테이블(251)을 연직축(AX23)을 중심으로 회전시키기 위해 핸드(235a)의 지지부(242)를 이용할 수 있다.

또한, 배달 캐리지(212)에는 바(263)가 마련되어, 작업자는 이 바(263)를 가지고 배달 캐리지(212)를 이동시킬 수 있다. 서빙 박스(B21)가 실린 배달 캐리지(212)는 작업자에 의해서, 슬라이딩 도어(230)가 마련된 출입구를 통해 반입 반출된다. 배달 캐리지(212)는 소정 위치에 도착하면, 도시하지 않는 에어 실린더에 의해 하방으로부터 들어 올려진다. 그 결과, 바퀴가 바닥으로부터 뜬 상태가 되어 배달 캐리지(212)가 고정된다.

서빙 테이블(213)는, 쌍완 머니퓰레이터(211)에 의해서 배달 캐리지(212)로부터 이동된 서빙 박스(B21)가 놓이는 받침대이다. 쌍완 머니퓰레이터(211)에 의해서 부품 선반(220)에 격납된 부품 박스(B22)로부터 취출된 볼트는, 서빙 테이블(213)에 놓인 서빙 박스(B21)로 이송된다.

서빙 테이블(213)에는, 서빙 박스(B21)가 서빙 테이블(213)에 실렸는지 검출하기 위한 로드 센서(도시하지 않음), 서빙 테이블(213)에 실려 있는 서빙 박스(B21)의 덮개(258)의 개폐 상태를 검지하기 위한 개폐 검지 센서(도시하지 않음) 및 서빙 박스(B21)에 마련된 2차원 바코드를 판독하는 바코드 리더(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 로드 센서, 개폐 검지 센서 및 바코드 리더는 시스템 컨트롤러(224)에 접속되어 있다. 또한, 서빙 테이블(213)에는 서빙 박스(B21)의 덮개(258)를 지지하는 지지 부재(270)가 마련되어 있다.

스크레이퍼(215)는, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 부품 박스(B22)에 수용된 볼트를 작업대(217)상에 긁어내기 위한 툴이다. 스크레이퍼(215)는 손잡이(272)와, 손잡이(272)의 끝에 마련된 긁음 클로(273)를 갖고 있다. 긁음 클로(273)는, 근원으로부터 선단에 걸쳐 만곡한 복수의 금속봉에 의해 형성되어 있다(도 19 참조). 손잡이(272)에는, 좌측 핸드(235a)의 툴 파지부가 연결되는 어댑터(도시하지 않음)가 장착되어 있다. 스크레이퍼(215)는 스탠드(275)에 실린다.

작업대(217)는 쌍완 머니퓰레이터(211)의 가동 범위내에 배치되고, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 부품 박스(B22)로부터 긁어낸 볼트를 집기 위한 받침대이다. 작업대(217)는, 긁어내어진 볼트가 실리는 틸팅 탑 패널(280) 및 부품 박스(B22)를 임시로 두기하기 위한 부품 박스 스탠드(290)를 갖고 있다. 이 틸팅 탑 패널(280)은 예를 들면, 직사각형의 판재이다. 틸팅 탑 패널(280)은, 틸팅 탑 패널(280)의 길이 방향과 교차하고, 틸팅 탑 패널(280)의 일단측을 따라서 마련된 대략 수평의 회전축(AX24)을 중심으로 회전할 수 있다. 부품 박스 스탠드(290)는, 틸팅 탑 패널(280)의 회전축(AX24)이 마련되어 있는 측의 옆에 마련되어 있다.

따라서, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 틸팅 탑 패널(280)의 타단측을 들어 올리면, 틸팅 탑 패널(280)은 회전축(AX24)을 지점으로 하여 경사지고, 그 위에 실려 있던 볼트가 부품 박스 스탠드(290)에 임시로 두어진 부품 박스(B22)로 되돌아오도록 구성되어 있다. 부품 박스 스탠드(290)에는 부품 박스(B22)가 실린 것을 검출하기 위한 로드 센서(도시하지 않음)가 마련되어 있다.

2차원 카메라(2100)는, 틸팅 탑 패널(280)의 상방에 마련되어, 작업대(217)에 실린 볼트의 2차원 화상을 촬상할 수 있다. 2차원 카메라(2100)는 예를 들면, 화소수 400만 화소의 2차원 흑백 카메라이다. 2차원 카메라(2100)는, 스탠드(2105)에 의해서, 상하 방향 위치가 조정 가능하게 지지된다.

또한, 스탠드(2105)에는, 2차원 카메라(2100)의 촬상 조도를 확보하기 위한 조명 장치(2101)가 마련되어 있다. 2차원 카메라(2100)는 화상 처리용 컴퓨터(226)에 접속되어 있다. 2차원 카메라(2100)가 촬상한 화상은 화상 처리용 컴퓨터(226)로 송신된다. 또한, 2차원 카메라(2100)는 시스템 컨트롤러(224)와도 접속되어 있어, 시스템 컨트롤러(224)에 의해 촬상 오퍼레이션 등이 제어되도록 되어 있다.

부품 선반(220)은, 부품 박스(B22)가 복수 격납되는 선반이다. 이 부품 선반(220)은, 상하 좌우 방향으로 복수의 구획으로 분할되어, 전후방향에 개구 하고 있다. 따라서, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 부품 선반(220)의 전방측으로부터 부품 박스(B22)를 꺼내는 일도, 작업자가 부품 선반(220)의 후방측으로부터 부품 박스(B22)를 꺼낼 수도 있다.

여기서, 부품 박스(B22)는 도 18에 도시하는 바와 같이, 좌우의 측면판(2120a, 2120b) 및 배면판(2120c)이 직사각형의 저면판(2121)의 좌우 및 뒤의 가장자리로부터 각각 상방으로 연장되어 형성되어 있다. 전면판(2120d)은 전방으로 경사지고, 저면판(2121)의 가장자리로부터 그 선단까지의 길이가, 좌우의 측면판(2120a, 2120b) 및 배면판(2120c)보다 짧다. 즉, 부품 박스(B22)는 상면과 전면의 상측이 개구하고 있다. 또한, 자세한 것은 후술하지만, 쌍완 머니퓰레이터(211)에 의해, 부품 박스(B22)의 전면측으로부터 볼트가 긁어내어진다.

각 부품 선반(220)은, 예를 들면 좌우 2열 5단의 구획으로 분할되어, 각 구획에 다른 종류의 볼트가 들어간 부품 박스(B22)가 격납된다. 따라서, 각 부품 선반(220)이 2열 5단의 구획으로 분할되어 있는 경우, 도 13에 도시하는 부품 피킹 시스템(210) 전체적으로는, 부품 선반(220)은 합계 60 종류의 볼트를 격납할 수 있다.

부품 박스(B22)는, 배면측이 쌍완 머니퓰레이터(211)의 방향을 향하도록(부품 박스(B22)의 전면측이 부품 피킹 시스템(210)의 외측을 향하도록) 격납된다. 어느 구획에 어느 종류의 볼트가 들어간 부품 박스(B22)가 격납되어 있는지를 나타내는 제 2 대응 정보는, 미리 시스템 컨트롤러(224)에 기억되고 있다.

여기서, 시스템 컨트롤러(224)에 제 2 대응 정보를 기억시키는 순서에 대하여 상세하게 설명한다. 이 제 2 대응 정보를 기억시키기 전의 작업으로서, 각 구획의 위치를 포함한 쌍완 머니퓰레이터(211)의 오퍼레이션 지시 데이터가 로봇 컨트롤러(222)에 기억되어 있다.

한편, 부품 선반(220)에 격납된 각 부품 박스(B22)에는 수납되는 볼트의 종류의 정보를 포함한 바코드(또는 이차원 바코드라도 좋음)가 첩부되어 있다. 쌍완 머니퓰레이터(211)는, 전술의 서빙 테이블(213)에 마련된 바코드 리더에 각 부품 박스(B22)의 바코드를 판독하게 한다. 그 후, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 부품 박스(B22)를 오퍼레이션 지시 데이터에 따라서, 각 구획에 부품 박스(B22)를 수납한다. 이 때, 부품 박스(B22)에 부착된 바코드의 정보(최소한 볼트의 종류의 정보를 포함한 정보)와 각 구획의 위치가 대응 지여어고, 제 2 대응 정보로서 시스템 컨트롤러(224)에 기억된다.

부품 선반(220)의 후방측의 각 구획의 옆에는, 부품 박스(B22)내의 볼트가 미리 결정된 양보다 적게 된 것을 나타내는 램프(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 작업자는, 이 램프가 점등하고 있는 경우에는, 해당하는 부품 박스(B22)를 부품 선반(220)의 후방측으로부터 꺼내어, 볼트를 보충할 수 있다.

로봇 컨트롤러(222)는, 쌍완 머니퓰레이터(211)에 접속되어, 쌍완 머니퓰레이터(211)의 오퍼레이션을 제어할 수 있다.

시스템 컨트롤러(224)는, 로봇 컨트롤러(222)에 접속되어, 부품 피킹 시스템(210)의 전체의 제어를 실행할 수 있다. 특히, 시스템 컨트롤러(224)는 전술의 램프의 점등을 제어할 수 있다. 또한, 작업자는 터치 패널(2110) (도 15 참조)을 거쳐서 시스템 컨트롤러(224)를 조작할 수 있다. 시스템 컨트롤러(224)는 예를 들면, 프로그램 가능한 로직 컨트롤러(programmable logic controller)를 구비하고 있다.

화상 처리용 컴퓨터(226)는, 2차원 카메라(2100) 및 시스템 컨트롤러(224)에 접속되고, 주로, 2차원 카메라(2100)에 의해서 촬상된 화상을 처리할 수 있다.

도 16a 내지 도 16g를 참조하여, 좌측 핸드(235a)에 대해 상세하게 설명한다. 전술과 같이, 좌측 핸드(235a)의 파지 클로(236)는 요동축(AXp) 방향으로 개폐하고, 볼트를 집을 수 있다. 또한, 파지 클로(236)는 요동축(AXp)을 중심으로 요동하여, 그 선단의 방향을 바꿀 수 있다. 전자의 파지 클로(236)(지지부(242))가 개폐하는 오퍼레이션은 개폐 기구(2400)에 의해서 실현되고, 후자의 파지 클로(236)의 방향이 바뀌는 오퍼레이션은, 요동 기구(2500)에 의해 실현된다.

(개폐 기구)

개폐 기구(2400)는 도 16e에 도시하는 바와 같이, 개폐용 써보 모터(2410)와, 개폐용 써보 모터(2410)에 의해서 회전하는 좌우 나사 샤프트(2420)와, 좌우 나사 샤프트(2420)의 회전에 의해서, 서로 반대 방향으로 이동하는 한 쌍의 이동부(2440)를 갖고 있다.

개폐용 써보 모터(2410)는, 그 길이 방향이 요동축(AXp)과 평행이 되도록, 좌측 핸드(235a)의 기초부에서 프레임(2417)에 장착되어 있다. 또한, 여기서 말하는「평행」이란, 엄밀한 의미로의 평행은 아니다. 즉, 「평행」이란, 설계상, 제조상의 오차가 허용되고, 「실질적으로 평행」이라고 하는 의미이다(이하, 동일함). 또한, 개폐용 써보 모터(2410)는 그 부하측이, 좌측 핸드(235a)의 외측을 향하도록 배치된다. 개폐용 써보 모터(2410)에 마련된 인코더(도시하지 않음)는 절대값 인코더로 할 수 있다. 절대값 인코더의 백업용 배터리(도시하지 않음)는 프레임(2417)에 장착되어 있다.

좌우 나사 샤프트(2420)는 프레임(2417)에 마련된 베어링(2423)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 좌우 나사 샤프트(2420)는 개폐용 써보 모터(2410)보다 좌측 핸드(235a)의 선단 위치에, 그리고 개폐용 써보 모터(2410)의 길이 방향과 평행으로 마련되어 있다. 좌우 나사 샤프트(2420)의 일단과 타단에는, 역방향의 나사(좌 및 우 방향으로 나사선이 파인 나사)가 형성되어 있다. 좌우 나사 샤프트(2420)는 최소한 타이밍 벨트(2430) 및 풀리(2431)에 의해서 구성된 제 1 벨트 풀리부(회전 전달부의 일례)(2433)를 거쳐서 개폐용 써보 모터(2410)에 의해서 구동된다.

한 쌍의 이동부(2440)는, 좌우 나사 샤프트(2420)에 역방향으로 형성된 각각의 나사를 따라서 이동된다. 즉, 한 쌍의 이동부(2440)는 각각, 좌우 나사 샤프트(2420)가 회전할 때, 좌우 나사 샤프트(2420)의 축방향을 따라서 서로 반대 방향으로 이동한다. 각각 한 쌍의 지지부(242)의 기단부가 대응하는 이동부(2440)에 고정되어 있다.

(요동 기구)

요동 기구(2500)는 요동용 써보 모터(2510)와, 요동용 써보 모터(2510)의 구동력을 전달하는 스플라인 샤프트(2520) 및 한 쌍의 스플라인 너트(2522)와, 한 쌍의 링크부(2580)를 갖고 있다.

요동용 써보 모터(2510)는, 그 길이 방향이 요동축(AXp)과 평행이 되도록, 좌측 핸드(235a)의 기단부에서 프레임(2417)에 장착되어 있다. 또한, 요동용 써보 모터(2510)는 개폐용 써보 모터(2410)로부터 반대 방향을 보도록 배치된다. 또한, 요동용 써보 모터(2510)는, 좌측 핸드(235a)를 측면에서 보아(요동용 써보 모터(2510) 또는 개폐용 써보 모터(2410)의 부하측에서 봄), 개폐용 써보 모터(2410)와 함께 배치된다. 따라서, 이와 같이 요동용 써보 모터(2510) 및 개폐용 써보 모터(2410)를 배치하지 않는 경우에 비해, 좌측 핸드(235a)를 소형화하는 것이 가능해진다.

또한, 요동용 써보 모터(2510)에 마련된 인코더(도시하지 않음)는, 절대값 인코더로 할 수 있다. 절대값 인코더의 백업용 배터리는 프레임(2417)에 장착되어 있다.

스플라인 샤프트(2520)는, 좌우 나사 샤프트(2420)보다 좌측 핸드(235a)의 선단측에 더 근접한 위치에서, 프레임(2417)에 마련된 베어링(2523)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 스플라인 샤프트(2520)는, 요동용 써보 모터(2510)보다 좌측 핸드(235a)의 선단측에 더 근접한 위치에서, 요동용 써보 모터(2510)의 길이 방향과 평행하게 마련되어 있다. 스플라인 샤프트(2520)는 최소한 타이밍 벨트(2530) 및 풀리(2531)에 의해서 구성된 제 2 벨트 풀리부(2533)를 거쳐서 요동용 써보 모터(2510)에 의해서 구동된다.

한 쌍의 스플라인 너트(2522) 각각은 적어도 내주측에 위치하는 제 1 스플라인 너트부(2541)와, 외주측에 위치하는 제 2 스플라인 너트부(2542)를 구비한다.

제 1 스플라인 너트부(2541)는 스플라인 샤프트(2520)와 함께 회전되어, 스플라인 샤프트(2520)의 축방향으로 이동할 수 있다. 제 1 스플라인 너트부(2541)는 예를 들면, 볼 스플라인 이너레이스(ball spline inner race)이다.

제 2 스플라인 너트부(2542)는, 제 1 스플라인 너트부(2541)와 함께 스플라인 샤프트(2520)의 회전축을 따라서 이동가능하고, 제 1 스플라인 너트부(2541)의 회전축을 중심으로 제 1 스플라인 너트부(2541)에 대해서 상대 회전할 수 있다. 제 2 스플라인 너트부(2542)는 지지부(242)의 기단부의 내측에서 고정되어 있다. 제 2 스플라인 너트부(2542)는 예를 들면, 볼 스플라인 아우터 레이스(ball spline outer race)이다.

각 링크부(2580)는, 각각 요동축(AXp)을 중심으로 회전하는 원판(회전 부재의 일례)(2582) 및 원판(2582)과 제 1 스플라인 너트부(2541)를 연결하는 한 쌍의 봉형상의 링크(2585)를 구비하여, 이 링크 기구에 의해 각 제 1 스플라인 너트부(2541)의 회전을 파지 클로(236)에 전달할 수 있다.

각 링크(2585)의 일단부는, 대응하는 제 1 스플라인 너트부(2541)의 외측 단면으로부터 돌출된 한 쌍의 제 1 링크핀(2586)의 대응하는 하나에 연결된다. 제 1 링크핀(2586)은 제 1 스플라인 너트부(2541)의 회전축에 대해서 대칭이 되도록 배치되어 있다. 또한, 여기서 말하는 「대칭」이란, 엄밀한 의미로의 대칭은 아니다. 즉,「대칭」이란, 설계상, 제조상의 오차가 허용되어,「실질적으로 대칭」이라고 하는 의미이다(이하, 동일함). 각 링크(585)의 일단부는, 제 1 링크핀(2586)의 축을 중심으로 회전 가능하게 대응하는 제 1 링크핀(2586)에 연결된다.

한편, 각 링크(2585)의 타단부는, 원판(2582)의 외측단면으로부터 돌출된 한 쌍의 제 2 링크핀(2587)의 대응하는 하나에 연결된다. 제 2 링크핀(2587)은, 요동축(AXp)방향에서 보아, 이 요동축(AXp)에 관하여 대칭이 되도록 배치되어 있다. 각 링크(2585)의 타단부는, 제 2 링크핀(2587)의 축을 중심으로 회전 가능하게 대응하는 제 2 링크핀(2587)에 연결된다.

원판(2582)의 내측면의 회전 중심부에는, 요동축(AXp)을 회전 중심으로 하는 샤프트(2555)의 일단이 고정되어 있다. 샤프트(2555)의 타단은, 대응하는 파지클로(236)에, 지지부(242)의 내측 파지 클로(236)의 기단부에서, 고정된다.

또는, 제 2 스플라인 너트부(2542a)는 제 1 스플라인 너트부(2541a)의 외주에 고정될 수도 있다. 제 1 스플라인 너트부(2541a)에 대해서 상대 회전하지 않도록, 고정될 수도 있다. 이러한 구조에서, 도 16h 및 도 16i에 도시하는 바와 같이, 제 2 스플라인 너트부(2542a)는, 베어링(2543)을 거쳐서 지지부(242)의 기단부에 마련되고, 스플라인 샤프트(2520)(제 1 스플라인 너트부(2541a))와 함께 회전할 수 있다. 링크(2585) 각각의 일단부는, 제 2 스플라인 너트부(2542a)의 외측단면에 마련된 대응하는 제 1 링크핀(2586a)에 이 제 1 링크핀(2586a)의 축주위로 회전 가능하게 연결된다. 제 1 링크핀은 제 1 스플라인 너트부(2541a)의 외측 단면에 마련될 수도 있다.

즉, 제 1 및 제 2 스플라인 너트부(2541a, 2542a)는, 일체로 되어 스플라인 샤프트(2520)의 축방향으로 이동 가능하고, 스플라인 샤프트(2520)와 함께 회전할 수 있다. 그 결과, 스플라인 샤프트(2520)가 회전하면, 링크(2585)가 구동된다.

다음, 좌측 핸드(235a)의 오퍼레이션(파지 클로(236)의 개폐 오퍼레이션 및 요동 오퍼레이션)에 대해 설명한다.

(개폐 오퍼레이션)

도 16e에 도시하는 바와 같이, 개폐용 써보 모터(2410)가 일 방향으로 회전하면, 그 회전이 제 1 벨트 풀리부(2433)를 거쳐서 전달되고, 좌우 나사 샤프트(2420)가 회전한다. 좌우 나사 샤프트(2420)에는, 좌우 나사가 형성되어 있으므로, 이동부(2440)는 각각 좌우 나사 샤프트(2420)를 따라서, 내측으로 이동된다. 이동부(2440)의 이동에 수반하여, 이동부(2440)에 각각 고정된 지지부(242)의 간격은 좁아져, 파지 클로(236)가 닫힌다.

지지부(242)는 요동 기구(2500)의 스플라인 너트(2522)(보다 자세하게는, 제 2 스플라인 너트부(2542))에 고정되어 있지만, 스플라인 너트(2522) (보다 자세한 것은, 제 1 스플라인 너트부(2541))는 스플라인 샤프트(2520)를 따라서 자유자재로 이동할 수 있다. 따라서, 파지 클로(236)가 요동 기구(2500)의 스플라인 너트(2522)에 고정되어 있지만, 파지 클로(236)의 개폐 오퍼레이션을 방해하는 것은 아니다.

한편, 개폐용 써보 모터(2410)가 반대 방향으로 회전하면, 도 16f에 도시하는 바와 같이 파지 클로(236)가 열리는 것은 분명하므로, 그 설명은 생략한다.

(요동 오퍼레이션)

도 16e에 도시하는 바와 같이, 요동용 써보 모터(2510)가 일 방향으로 회전하면, 그 회전이 제 2 벨트 풀리부(2533)를 거쳐서 전달되고, 스플라인 샤프트(2520)가 회전한다. 스플라인 샤프트(2520)의 회전은 각 스플라인 너트(2522)의 제 1 스플라인 너트부(2541)에 전달되고, 제 1 스플라인 너트부(2541)가 회전된다. 이때, 제 2 스플라인 너트부(2542)는 제 1 스플라인 너트부(2541)(스플라인 샤프트(2520))의 회전과 관계없이, 스플라인 샤프트(2520)의 축주위로 회전할 수 있으므로, 제 1 스플라인 너트부(2541)의 회전이 지지부(242)에 전달되지 않는다.

제 1 스플라인 너트부(2541)가 회전하면, 링크(2585)가 회전되고, 원판(2582) 및 샤프트(2555)가 링크(2585)를 거쳐서 요동축(AXp)을 중심으로 회전된다. 그 결과, 도 16g에 도시하는 바와 같이, 파지 클로(236)는 예를 들면 ±90도의 범위내에서, 요동축(AXp)을 중심으로 이동될 수 있다. 또한, 파지 클로(236)는 요동용 써보 모터(2510)의 회전 각도를 제어함으로써, 임의의 각도에서 위치 결정 된다.

개폐 기구(2400) 및 요동 기구(2500)는 각각 독립하여 오퍼레이션하므로, 파지 클로(36)의 개폐 오퍼레이션과 요동 오퍼레이션을 각각 독립하여 실행할 수 있다.

다음, 부품 피킹 시스템(210)에 의한 볼트 피킹 방법에 대해 설명한다. 이 볼트 피킹 방법은 도 21에 도시하는 바와 같이, 크게 단계(S21) 내지 단계(S24)로 나누어져 있다. 단계(S21)는, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 서빙 박스(B21)를 배달 캐리지(212)로부터 서빙 테이블(213)로 이동시키는 단계이다. 단계(S22)는 쌍완 머니퓰레이터(211)가 부품 선반(220)의 볼트를 서빙 박스(B21)로 이동하는 단계이다. 단계(S23)는, 쌍완 머니퓰레이터(211)가, 볼트가 이재된 서빙 박스(B21)를 반환하는 단계이다. 단계(S24)는 오퍼레이션을 정지하는지 아닌지를 판단하는 단계이다. 이하, 각 단계(S21) 내지 단계(S24)에 대해 순차적으로 설명한다.

(사전 준비)

작업자가, 빈 서빙 박스(B21)가 실린 배달 캐리지(212)를 게이트를 통해 반입한다. 전술과 같이, 이 배달 캐리지(212)의 상부 패널(252)에 외주를 따라서, 예를 들면 5곳에 서빙 박스(B21)를 쌓을 수 있다. 다만, 도 13에 도시하는 바와 같이, 그 중 적어도 1개소는 볼트가 수납된 서빙 박스(B21)를 되돌리기 위해서 비워져 있다. 반입 후, 배달 캐리지(212)는 에어 실린더(도시하지 않음)에 의해 들어 올려져, 고정된다. 작업자는 터치 패널(2110)(도 15 참조)을 조작하여, 부품 피킹 시스템(210) 전체를 기동한다.

(단계(S21))

우선, 도 22에 나타내는, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 서빙 박스(B21)를 서빙 테이블(213)로 이동시키는 단계(S21)에 대해 설명한다. 또한, 도 22는 주요 오퍼레이션만을 도시하고 있다.

(단계(S21-1))

시스템 기동 후, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 배달 캐리지(212)상의 서빙 박스(B21)의 인식 오퍼레이션을 실행한다. 우선, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 좌측 핸드(235a)의 지지부(242)를 사용하여 배달 캐리지(212)의 핸들 바(261)를 잡는다. 쌍완 머니퓰레이터(211)는 상부 패널(252)을 회전시키고, 볼트를 실을 빈 서빙 박스(B21)를 미리 결정된 위치까지 이동시킨다.

다음, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 우측 아암(211b)의 우측 핸드(235b)를 배달 캐리지(212)에 쌓인 서빙 박스(B21)의 상방으로 이동시키고, 그 위치에서 우측 핸드(235b)를 하방으로 내린다. 우측 핸드(235b)가 서빙 박스(B21)와 접촉하면, 우측 역각 센서(233b)의 출력 신호가 변화하므로, 출력신호가 변화한 위치가 최상단의 서빙 박스(B21)의 위치라고 인식할 수 있다. 또한, 서빙 박스(B21)의 크기 및 상부 패널(252)의 높이 위치는 미리 알고 있으므로, 최상단의 서빙 박스(B21)의 위치를 알 수 있으면, 쌓여진 서빙 박스(B21)의 층 수를 알 수 있다.

이상의 인식 오퍼레이션을 각 렬에 대해 반복하고, 시스템 컨트롤러(224)는 서빙 박스(B21)의 합계수 및 회전 테이블(251)상의 각 렬의 서빙 박스(B21)의 수를 로봇 컨트롤러(222)를 거쳐서 인식한다. 이와 같이, 특별한 센서를 이용하는 일 없이, 서빙 박스(B21)의 위치와 수가 인식된다.

(단계(S21-2))

쌍완 머니퓰레이터(211)가 좌우의 핸드(235a, 235b)를 사용해 서빙 박스(B21)의 손잡이(256)를 파지하고, 가이드 폴(254)을 따라서, 서빙 박스(B21)를 가이드 폴(254)의 상단보다 높게 들어 올린다.

다음에, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 동체(211c)를 선회시키고 동시에 서빙 박스(B21)를 하방으로 이동시키고, 서빙 박스(B21)를 서빙 테이블(213)상에 놓는다.

(단계(S21-3))

서빙 테이블(213)에 마련된 로드 센서가 서빙 박스(B21)를 검출했을 경우에는, 시스템 컨트롤러(224)는 서빙 박스(B21)가 서빙 테이블(213)상에 정상적으로 실린 것이라고 판단하고, 다음의 단계를 실행한다.

한편, 로드 센서가 서빙 박스(B21)를 검출하지 않는 경우에는, 시스템 컨트롤러(224)는 이상이 발생한 것이라고 판단하여, 미리 결정된 경보 처리(예를 들면, 일시정지 처리)를 실행한다.

(단계(S21-4))

쌍완 머니퓰레이터(211)가 좌측 핸드(235a)의 파지 클로(236)를 덮개(258)의 손잡이(259)의 하측면에 닿게 하여, 파지 클로(236)를 상방으로 이동시킴으로써, 덮개(258)를 연다. 덮개(258)는 덮개(258)가, 닫힌 위치로부터, 예를 들면 100 내지 140도의 각도로 열린 상태에서 지지 부재(270)에 의해 지지된다.

(단계(S21-5))

서빙 테이블(213)에 마련된 개폐 검지 센서가 덮개(258)이 열린 것을 검지했을 경우에는, 시스템 컨트롤러(224)는, 덮개(258)가 정상적으로 열린 것이라고 판단하고, 다음 단계를 실행한다.

한편, 개폐 검지 센서가 덮개(258)가 열린 것을 검지하지 않는 경우에는 시스템 컨트롤러(224)는 이상이 발생한 것이라고 판단하고 미리 결정된 경보 처리를 실행한다.

(단계(S21-6))

바코드 리더가 서빙 박스(B21)에 첩부된 2차원 바코드를 판독한다. 판독된 정보(전술의 제 1 대응 정보)는, 시스템 컨트롤러(224)로 이송된다. 제 1 대응 정보를 받지 않았을 경우, 시스템 컨트롤러(224)는 이상이 발생한 것이라고 판단하고, 미리 결정된 경보 처리를 실행한다.

(단계(S22))

다음에, 도 23에 도시하는 쌍완 머니퓰레이터(211)가, 부품 선반(220)의 볼트를 서빙 테이블(213)상의 서빙 박스(B21)로 이동하는 단계(S22)에 대해 설명한다. 또한, 도 23은 주요 오퍼레이션만을 도시하고 있다.

(단계(S22-1))

시스템 컨트롤러(224)는 받은 제 1 대응 정보에 근거하여, 서빙 테이블(213)에 놓여져 있는 서빙 박스(B21)의 각 구획에 수납해야 할 볼트의 종류 및 수의 정보를 인식한다

(단계(S22-2))

시스템 컨트롤러(224)는, 로봇 컨트롤러(222)에 대해, 해당하는 종류의 볼트가 들어간 부품 박스(B22)를 취출하러 가도록, 지령을 내린다. 로봇 컨트롤러(222)는 이 지령에 근거하여 쌍완 머니퓰레이터(211)를 제어한다. 쌍완 머니퓰레이터(211)는, 로봇 컨트롤러(222)로부터의 지령에 따라, 동체(211c)를 선회시키고, 부품 선반(220)의 미리 결정된 구획에 격납된 해당하는 부품 박스(B22)를 취출한다. 좀더 구체적으로는, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 우측 핸드(235b)의 파지 클로(244)를 이용하여, 부품 박스(B22)의 배면판(2120c)을 상하 방향으로부터 파지하여, 부품 박스(B22)를 끌어당겨 꺼낸다.

그 후, 우측 역각 센서(233b)를 이용하여 부품 박스(B22)내의 볼트의 중량이 측정된다. 부품 피킹 시스템(210)이 기동되고 나서 최초로 쌍완 머니퓰레이터(211)가 파지한 부품 박스(B22)의 중량은 초기 중량으로서 시스템 컨트롤러(224)에 기억된다.

(단계(S22-3))

쌍완 머니퓰레이터(211)는, 동체(211c)를 선회시켜, 작업대(217)에 정대한다. 쌍완 머니퓰레이터(211)는 파지하고 있는 부품 박스(B22)의 전면측을 내리고, 부품 박스(B22)를 작업대(217)의 틸팅 탑 패널(280)보다 위에 경사지게 한 상태로 유지한다.

(단계(S22-4))

쌍완 머니퓰레이터(211)는, 스크레이퍼(215)를 좌측 핸드(235a)의 툴 파지부에 연결하여, 스탠드(275)상에 놓여진 스크레이퍼(215)(상세하게는, 어댑터)를 파지한다.

(단계(S22-5))

쌍완 머니퓰레이터(211)는 스크레이퍼(215)를 이용하여, 부품 박스(B22)내의 볼트를 틸팅 탑 패널(280)상에 긁어내는 긁어내 오퍼레이션(도 19 참조)을 실행한다. 여기서, 본 긁어냄 오퍼레이션에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 도 19는 어떻게 쌍완 머니퓰레이터(211)가 볼트를 긁어내지 설명하는 모식도이다. 스크레이퍼(215)를 파지하는 좌측 핸드(235a) 및 부품 박스(B22)를 파지하는 우측 핸드(235b)는 생략되어 있다.

우선, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 최초의 긁어냄 오퍼레이션을 실행할 때는, 볼트가 부품 박스(B22)의 저면으로부터 어느 정도의 높이까지 들어가 있는지, 정확하게는 파악되어 있지 않다. 그래서, 좌측 역각 센서(233a)의 출력값를 감시하면서 부품 박스(B22)에 스크레이퍼(215)를 넣어, 좌측 역각 센서(233a)의 출력값이 변화한 위치, 즉, 스크레이퍼(215)가 볼트에 접촉한 위치를 부품 박스(B22)의 저면으로부터의 기준 높이(h20)로 한다(도 20의 (a) 참조). 쌍완 머니퓰레이터(211)는, 이 기준 높이(h20)로부터 미리 결정된 깊이(예를 들면, 0 내지 5mm)만큼 더 스크레이퍼(215)를 꽂아 넣어, 부품 박스(B22)의 전면측으로 움직여 볼트를 긁어낸다. 긁어내기 위한 힘가감은, 좌측 아암(211a)에 마련된 좌측 역각 센서(233a)의 계측값에 근거하여 조정된다. 틸팅 탑 패널(280)상의 볼트는 2차원 카메라(2100)에 의해서 촬상되고, 후술하는 바와 같이 그 화상이 화상 처리 된다.

그 때문에, 볼트가 서로 중첩되면, 2차원 화상중의 볼트의 위치 및 자세의 검출이 곤란 또는 불가능하게 된다. 따라서, 긁어내어진 볼트는, 틸팅 탑 패널(280)상에서 서로 중첩되지 않는 정도로 흩어져 있는 것이 바람직하다. 제 2 실시형태에서는, 2차원 화상으로부터 위치 및 자세를 최적으로 검출할 수 있는 정도의 볼트의 분량이 미리 실험 등에 근거하여 얻어지고 설정되며, 이 미리 설정된 볼트의 분량만큼, 좌측 역각 센서(233a)의 출력값에 근거하여 긁어내므로, 볼트가 틸팅 탑 패널(280)상에서 중첩될 가능성이 억제될 수 있고, 2차원 화상으로부터 보다 많은 볼트의 위치 및 자세를 검출할 수 있다.

(단계(S22-6))

첫번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행한 후, 긁어내어진 볼트가 미리 결정된 양이 된 것으로 판단되었을 경우는, 단계(S22-9)가 실행된다. 또한, 이 미리 결정된 양은 우측 역각 센서(233b)의 출력에 근거하여 구해진다. 따라서, 예를 들면 중량계와 같은 특별한 센서를 마련하는 일 없이, 미리 결정된 볼트의 양을 측정할 수 있다.

한편, 긁어내어진 볼트가 미리 결정된 양이 되지 않았다고 판단되었을 경우는, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 두번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행한다. 두번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행할 때, 첫번째로 긁어냈을 때의 위치보다 더 깊게(예를 들면,3 내지 10mm) 스크레이퍼(215)를 꽂아 넣어, 높이(h21)의 위치에서 긁어낸다(도 20b 참조).

(단계(S22-7))

두번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행한 후, 긁어내어진 볼트를 미리 결정된 양이 된 것으로 판단되었을 경우는 단계(S22-9)가 실행된다.

한편, 긁어내어진 볼트가 미리 결정된 양이 되지 않은 것으로 판단되었을 경우는, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 세번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행한다. 세번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행할 때, 두번째로 긁어냈을 때의 위치보다 더 깊게(예를 들면, 3 내지 10mm) 스크레이퍼(215)를 꽂아 넣어 볼트를 긁어낸다.

(단계(S22-8))

세번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행한 후, 긁어내어진 볼트를 미리 결정된 양이 된 것으로 판단되었을 경우는, 단계(S22-9)가 실행된다.

한편, 긁어내어진 볼트가 미리 결정된 양이 되지 않은 것으로 판단되었을 경우는, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 네번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행한다. 네번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실시할 때, 세번째로 긁어냈을 때의 위치보다 더 깊게(예를 들면, 3 내지 10mm) 스크레이퍼(215)를 꽂아 넣어 볼트를 긁어낸다.

네번째의 긁어냄 오퍼레이션을 실행한 후는, 긁어내어진 볼트가 미리 결정된 양이 되었는지 아닌지에 상관하지 않고, 다음의 단계(S22-9)가 실행된다. 제 2 실시형태에서는, 긁어냄 오퍼레이션은 4회를 상한으로 하고 있지만, 임의의 회수로 설정할 수도 있다.

(단계(S22-9))

쌍완 머니퓰레이터(211)는, 좌측 핸드(235a)로 파지한 스크레이퍼(215)를 스탠드(275)로 복귀한다.

(단계(S22-10))

틸팅 탑 패널(280)상에 긁어내어진 동일 종류의 볼트의 화상은, 시스템 컨트롤러(224)가 제어하는 2차원 카메라(2100)에 의해서 촬상된다. 촬상된 볼트의 2차원 화상은, 화상 처리용 컴퓨터(226)에 의해서, 예를 들면 엣지가 검출되고, 미리 기억된 볼트의 템플릿과 대조됨으로써, 틸팅 탑 패널(280)상에 흩어져 있는 각 볼트의 위치 및 자세가 구해진다. 로봇 컨트롤러(222)는 시스템 컨트롤러(224)를 거쳐서, 상기와 같이 획득된 볼트의 위치 및 자세를 받는다.

(단계(S22-11))

로봇 컨트롤러(222)는, 각 볼트의 위치 및 자세에 근거하여, 쌍완 매니퓰레이터(211)를 오퍼레이션시킨다. 쌍완 머니퓰레이터(211)는 좌측 핸드(235a)를 파지 대상으로 하는 볼트의 근처로 이동시킨다. 다음, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 좌측 핸드(235a) 전체를 회전축(AXta)을 중심으로 회전시켜, 이어서 파지 클로(236)를 요동축(AXp)을 중심으로 요동시켜, 볼트를 집기 쉬운 방향으로 볼트의 위치를 변경한 후, 파지 클로(236)을 닫고, 틸팅 탑 패널(280)으로부터 볼트를 집는다.

예를 들면, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 파지 클로(236)의 길이 방향이 볼트의 축선과 평행이 되도록, 좌측 핸드(235a) 전체 또는 파지 클로(236)를 회전시킨다. 그리고, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 파지 클로(236)를 볼트에 그 상방으로부터 접근시켜, 좌측 아암(211a)이 주위에 배치된 물품에 간섭할 가능성을 저감 시키면서, 볼트의 머리를 집는다. 또한, 볼트를 집는 힘은 개폐용 써보 모터(2410)에 의해서 제어된다.

이와 같이, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 좌측 아암(211a)을 크게 이동시키는 일 없이, 주로 좌측 핸드(235a)를 회전시켜, 파지 클로(236)의 방향을 변경함으로써, 볼트를 집을 수 있다. 즉, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 파지 클로(236)가 요동축(AXp)방향으로 요동하지 않는 경우에 비해, 볼트를 집기 위해서 좌측 아암(211a)에 대해 자세를 크게 바꿀 필요가 없다. 따라서, 파지 클로(236)가 요동축(AXp)방향으로 요동하지 않는 경우에 비해, 볼트를 집기 위한 좌측 아암(211a)의 자세 변화가 작고, 볼트 이동에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 볼트를 집을 수 있는 범위를 확대시킬 수 있다.

이어서, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 2차원 바코드로부터 판독된 제 1 대응 정보에 근거하여, 상기와 같이 집은 볼트를 서빙 박스(B21) 내부의 미리 결정된 구획(제 1 대응 정보에 의해서 대응 지어진 구획)으로 이동한다.

본 단계는 제 1 대응 정보에 포함되는 볼트의 수만큼 반복되어, 동일 종류의 볼트가 미리 결정된 구획에 보관된다. 또, 좌측 핸드(235a)에 의해서 볼트를 이동하고 있는 동안, 우측 핸드(235b)에 의해서 파지 된 부품 박스(B22)는 작업대(217)상에 배치된 박스 스탠드(290)에 임시로 놓여있다. 부품 박스 스탠드(290)의 로드 센서에 의해서 부품 상자 스탠드(290) 상에 부품 박스(B22)가 놓여지지 않다고 판단되었을 경우에는, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 오퍼레이션을 일시정지 한다.

본 단계는, 이동 오퍼레이션 정지 조건을 충족할 때까지 반복된다. 이동 오퍼레이션 정지 조건은, 1) 2차원 바코드에 의해서 지시 받은 수의 볼트가 서빙 박스(B21)에 보관되는 것, 또는 2) 이동 오퍼레이션 동안에 틸팅 탑 패널(280)상의 볼트가 부족한 것이다.

(단계(S22-12))

이동 오퍼레이션 정지 조건을 충족했을 경우, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 좌측 핸드(235a)의 지지부(242)를 사용하여 틸팅 탑 패널(280)을 잡고, 회전축(AX24)을 중심으로 틸팅 탑 패널(280)을 회전시켜 경사지게 한다. 이것에 의해, 틸팅 탑 패널(280)상의 볼트가 부품 박스 스탠드(290)상의 부품 박스(B22)로 되돌려진다. 이 때, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 부품 박스(B22)가 움직이지 않도록, 우측 핸드(235b)로 부품 박스(B22)를 누른다. 이와 같이, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 틸팅 탑 패널(280)을 경사지게 하여 볼트를 부품 박스(B22)로 되돌리므로, 볼트를 부품 박스(B22)로 되돌리기 위한 전용의 기구를 마련할 필요가 없다.

(단계(S22-13))

2차원 바코드에 의해서 지시받은 수의 볼트가 서빙 박스(B21)에 수납되어 이동 오퍼레이션이 정지했을 경우(이동 오퍼레이션 정지 조건(1)를 충족했을 경우), 다음 단계(S22-14)가 실행된다.

한편, 이동 오퍼레이션 도중에 틸팅 탑 패널(280)상의 볼트가 부족했을 경우(이동 오퍼레이션 정지 조건(2)을 충족했을 경우)에는, 단계(S22-5) 및 이후 단계가 볼트의 수량이 제 1 대응 정보에 명시된 볼트의 수량에 도달할 때까지 반복 실행된다.

(단계(S22-14))

쌍완 머니퓰레이터(211)는 우측 핸드(235b)를 이용하여 부품 박스(B22)를 파지하고, 이 부품 박스(B22)가 원래 보관되었던 부품 선반(220)으로 복귀한다. 마지막 볼트를 서빙 박스(B21)에 이동 후, 그리고 부품 박스(B22)를 부품 상자(B22)가 원래 보관되었던 부품 선반(220)에 복귀하기 전에, 시스템 컨트롤러(224)는, 우측 아암(211b)에 배치된 우측 역각 센서(233b)의 출력 신호에 근거하여, 부품 박스(B22)에 남아 있는 볼트의 중량을 측정한다. 따라서, 예를 들면 중량계와 같은 전용의 센서를 마련하는 일 없이, 부품 박스(B22)에 남아 있는 볼트의 중량을 측정할 수 있다.

시스템 콘트롤러(224)는 남은 볼트의 중량이, 미리 결정된 값보다 작다고 판단했을 경우에는, 시스템 컨트롤러(224)는 부품 선반(220)의 해당하는 램프를 점등시킨다. 예를 들면, 남은 볼트의 중량이 단계(S22-2)에서 기억한 초기 중량의 80% 이하가 되었을 경우에, 시스템 컨트롤러(224)는 해당하는 램프를 점등시킨다. 이것에 의해, 작업자는 부품 박스(B22)내의 볼트를 보충하는 시기를 확인할 수 있다.

(단계(S22-15))

시스템 컨트롤러(224)는, 서빙 박스(B21)의 각 구획이 대응하는 종류의 볼트로 채워졌는지 아닌지를 판단한다. 서빙 박스(B21)의 각 구획이 대응하는 종류의 볼트로 채워졌을 경우에는, 다음의 단계(S23)가 실행된다. 서빙 박스(B21)의 각 구획이 대응하는 종류의 볼트로 채워지지 않은 경우에는, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 다른 종류의 볼트를 서빙 박스(B21)로 이동하기 위해, 단계(S22-2) 내지 단계 (S22-14)를 반복한다.

이때, 쌍완 머니퓰레이터(211)의 좌측 핸드(235a)는, 개폐 가능한 파지 클로(236)를 갖고 있으므로, 다른 종류의 볼트(직경이 다른 볼트)를 동일한 좌측 핸드(235a)를 이용하여 파지할 수 있다. 즉, 직경이 다른 볼트를 파지하기 위한 별도의 핸드를 준비할 필요가 없이, 모든 볼트를 공통의 핸드에서 파지할 수 있다.

(단계(S23))

다음에, 도 24에 도시되고, 쌍완 머니퓰레이터(211)가 볼트를 실은 서빙 박스(B21)를 복귀하는 단계(S23)에 대해 설명한다.

(단계(S23- 1))

쌍완 머니퓰레이터(211)는, 좌측 핸드(235a)의 파지 클로(236)를 하부 방향으로 굽힌다. 쌍완 머니퓰레이터(211)는, 파지 클로(236)를 지지 부재(270)에 지지된 덮개(258)의 손잡이(259)에 기대어, 전방측으로 이동시키는 것에 의해, 덮개(258)를 닫는다.

(단계(S23-2))

배달 캐리지(212)의 빈 공간에 서빙 박스(B21)를 두기 위해, 쌍완 머니퓰레이터(211)는 좌측 핸드(235a)를 사용하여 핸들 바(261)를 잡고, 회전 테이블(251)의 상부 패널(252)을 회전시키고, 미리 결정된 위치까지 상부 패널(252)을 이동시킨다.

쌍완 머니퓰레이터(211)가, 좌우의 핸드(235a, 235b)를 사용해 서빙 박스(B21)의 손잡이(256)를 파지하여, 서빙 박스(B21)를 들어 올리면서, 배달 캐리지(212)의 방향으로 동체(211c)를 선회시킨다. 쌍완 머니퓰레이터(211)는, 가이드 폴(254)을 따라서, 서빙 박스(B21)를 내려, 회전 테이블(251)의 상부 패널(252)에 둔다.

(단계(S24))

단계(S23-2) 완료 후, 부품 피킹 시스템(210)은 배달 캐리지(212)에 실린 서빙 박스(B21) 각각에 대해 단계(S21-2) 내지 단계(S23-2)를 반복한다(도 21 참조).

이와 같이, 단계(S21) 내지 단계(S24)를 통해, 부품 피킹 시스템(210)은 2차원 카메라(2100)와 쌍완 머니퓰레이터(211)를 이용하여, 부품 선반(220)으로부터 필요한 종류의 볼트를 필요한 수만큼 취출하여, 배달 캐리지(212)상에 실린 배선박스(B21)에 수납할 수 있다. 또한, 전술의 일련의 오퍼레이션은, 차례로 진행하지 않고, 가능한 경우에는 병렬로 실행될 수도 있다. 볼트를 담은 서빙 박스(B21)가 실린 배달 캐리지(212)는 출입구를 통해 운반된다.

본 발명은 전술의 제 2 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서의 변경은 가능하다. 예를 들면, 제 2 실시형태에 따른 구조체의 일부 또는 전부의 조합 또는 변형예는 본 발명을 구성하는 경우도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

서빙 박스(B21)는, 배달 캐리지(212)에 의해서 반송되지만, 컨베이어에 의해서 반송될 수도 있다. 또한, 2차원 바코드를 대신하여, IC 태그로 하고, 바코드 리더를 대신하여, IC 태그 리더로 할 수 있다.

부품은 볼트에 한정되는 것은 아닌 것이 분명하다. 다른 부품의 일례로서, 전자 부품을 들 수 있다. 좌측 아암(211a) 및 우측 아암(211b)은, 7축의 다관절 머니퓰레이터로 한정되는 것이 아니고, 7축 이상의 다관절 머니퓰레이터일 수도 있다.

또한, 부품을 이동하는 오퍼레이션에 한해서 말하면, 로봇은 좌측 핸들(235a)을 구비한 직동형의 로봇일 수도 있다. 또한, 링크부(2580)에 이용된 링크 기구는, 제 1 스플라인 너트부(2541)의 회전을 샤프트(2555)에 전달할 수만 있다면, 임의의 링크 기구일 수도 있다. 예를 들면, 요동 슬라이더 크랭크(reciprocating slider crank)와 같은 다른 링크 기구를 적용하는 것도 가능하다.

또한, 제 1 벨트 풀리부(2433)는, 최소한 평기어 등의 기어를 구비한 회전 전달부로 대체될 수도 있다. 개폐용 써보 모터(2410) 및 요동용 써보 모터(2510)는 전자 모터로 한정되는 것이 아니고, 공기 압력 구동의 모터로 할 수도 있다.

링크부(2580)는, 링크 기구에 의해, 각 제 1 스플라인 너트부(2541)의 회전을 파지 클로(236)에 전달하고 있지만, 링크 기구를 대신하여 벨트 풀리 기구로 할 수도 있다. 벨트 풀리 기구보다 링크 기구가 좌측 핸들(235a)의 선단부의 소형화의 관점에서 바람직하다.

상기의 실시형태에 관하여, 이하의 태양을 개시한다.

(실시형태 1)

한 쌍의 지지부와,

상기 한 쌍의 지지부의 내면에 각각 지지되고, 부품을 파지하는 한 쌍의 파지 클로와,

상기 한 쌍의 지지부를 상기 지지부의 길이 방향과 교차하는 요동축을 따라 개폐시키는 개폐 기구와,

상기 한 쌍의 파지 클로를 상기 요동축을 중심으로 회전시켜, 상기 파지 클로의 선단의 방향을 변경시키는 요동 기구를 포함한

핸드.

(실시형태 2)

(실시형태 1)에 기재된 핸드에 있어서,

상기 개폐 기구는, 개폐용 써보 모터와; 상기 개폐용 써보 모터에 의해서 회전하고, 서로 역방향의 나사가 좌우 단부에 각각 형성된 좌우 나사 샤프트와; 상기 좌우 나사 샤프트의 회전에 의해서, 상기 좌우 나사 샤프트의 회전축을 따라서 서로 반대 방향으로 이동하는 한 쌍의 이동부를 갖고, 상기 한 쌍의 지지부는 상기 한 쌍의 이동부 각각에 고정된

핸드.

(실시형태 3)

(실시형태 1) 또는 (실시형태 2)에 기재된 핸드에 있어서,

상기 요동 기구는 요동용 써보 모터와; 상기 요동용 써보 모터에 의해서 회전하는 스플라인 샤프트와; 상기 스플라인 샤프트와 함께 해당 스플라인 샤프트의 회전축을 중심으로 회전하고, 해당 스플라인 샤프트의 회전축 방향을 따라서 이동 가능한, 한 쌍의 제 1 스플라인 너트부와; 상기 한 쌍의 지지부에 각각 고정되고, 상기 제 1 스플라인 너트부와 함께 상기 스플라인 샤프트의 회전축을 따라서 각각 이동하고, 상기 제 1 스플라인 너트부의 회전축을 중심으로 해당 제 1 스플라인 너트부에 대해서 각각 상대 회전 가능한 한 쌍의 제 2 스플라인 너트부를 갖고, 상기 한 쌍의 파지 클로는 상기 한 쌍의 제 1 스플라인 너트부 각각에 의해서 구동되어, 요동되는

핸드.

(실시형태 4)

(실시형태 3)에 기재된 핸드에 있어서,

상기 한 쌍의 파지 클로는, 벨트 풀리 기구를 거쳐서, 상기 한 쌍의 제 1 스플라인 너트부에 의해서 구동되는

핸드.

(실시형태 5)

(실시형태 4)에 기재된 핸드에 있어서,

상기 개폐용 써보 모터 및 상기 요동용 써보 모터는, 각각의 길이 방향이 상기 요동축과 실질적으로 평행이 되도록 배치된 채로 서로 반대 방향을 향하고, 해당 핸드의 기단부에 마련되는

핸드.

(실시형태 6)

(실시형태 1) 내지 (실시형태 5) 중 어느 하나에 기재된 핸드에 있어서,

상기 한 쌍의 지지부는, 복수의 부품 각각을 상기 한 쌍의 파지 클로로 파지하도록 상기 복수의 부품의 배치 상태를 정돈하기 위한 툴을 파지하는 툴 파지부를 더 갖는

핸드.

(실시형태 7)

(실시형태 6)에 기재된 핸드에 있어서,

상기 툴 파지부는 서로 대향하는 한 쌍의 제 1 연결부와; 서로 대향하는 한 쌍의 제 2 연결부를 갖고, 상기 제 1 연결부 및 제 2 연결부는, 각각 상기 지지부의 내측을 향하는데 따라서 그 두께가 얇아지고, 해당 제 1 연결부 및 해당 제 2 연결부의 내측 가장자리부분은, 상기 지지부의 내측에서 보아 서로 교차하는 방향으로, 연장되어 형성되는

핸드.

(실시형태 8)

부품을 파지하는 핸드를 구비하고,

상기 핸드는 한 쌍의 지지부와; 상기 한 쌍의 지지부의 내면에 각각 지지되고, 부품을 파지하는 한 쌍의 파지 클로와; 상기 한 쌍의 지지부를 상기 지지부의 길이 방향과 교차하는 요동축을 따라 개폐시키는 개폐 기구와; 상기 한 쌍의 파지 클로를 상기 요동축을 중심으로 회전시켜, 상기 파지 클로의 선단의 방향을 변경시키는 요동 기구를 갖는

로봇.

(실시형태 9)

한 쌍의 지지부와,

상기 한 쌍의 지지부의 내면에 각각 지지되고, 부품을 파지하는 한 쌍의 파지 클로와,

상기 한 쌍의 지지부를 상기 지지부의 길이 방향과 교차하는 요동축을 따라 개폐시키는 개폐 기구와,

상기 한 쌍의 파지 클로를 상기 요동축을 중심으로 회전시켜, 상기 파지 클로의 선단의 방향을 변경시키는 요동 기구를 구비한

핸드.

(실시형태 10)

(실시형태 9)에 기재된 핸드에 있어서,

상기 개폐 기구는, 개폐용 써보 모터와; 상기 개폐용 써보 모터에 의해서, 회전을 전달하는 회전 전달부를 거쳐서, 구동되고, 서로 역방향의 나사가 좌우 단부에 각각 형성된 좌우 나사 샤프트와; 상기 좌우 나사 샤프트의 회전에 의해서, 상기 좌우 나사 샤프트의 회전축을 따라서 서로 반대 방향으로 이동하는 한 쌍의 이동부를 갖고, 상기 한 쌍의 지지부가 상기 한 쌍의 이동부 각각에 고정된

핸드.

(실시형태 ll)

(실시형태 10)에 기재된 핸드에 있어서,

상기 회전 전달부는 적어도 타이밍 벨트 및 풀리를 포함하는

핸드.

(실시형태 12)

(실시형태 10)에 기재된 핸드에 있어서,

상기 회전 전달부는 적어도 기어를 포함하는

핸드.

(실시형태 13)

(실시형태 10) 내지 (실시형태 12) 중 어느 하나에 기재된 핸드에 있어서,

상기 요동 기구는, 요동용 써보 모터와; 상기 요동용 써보 모터에 의해서 회전하는 스플라인 샤프트와; 상기 스플라인 샤프트와 함께 해당 스플라인 샤프트의 회전축을 중심으로 회전하고, 해당 스플라인 샤프트의 회전축을 따라서 이동 가능한, 한 쌍의 제 1 스플라인 너트부와; 상기 한 쌍의 지지부에 각각 고정되고, 상기 제 1 스플라인 너트부와 함께 상기 스플라인 샤프트의 회전축을 따라서 각각 이동하고, 상기 제 1 스플라인 너트부의 회전축을 중심으로 해당 제 1 스플라인 너트부에 대해서 각각 상대 회전 가능한 한 쌍의 제 2 스플라인 너트부를 갖고, 상기 한 쌍의 파지 클로는 상기 한 쌍의 제 1 스플라인 너트부 각각에 의해서 구동되고, 요동되는

핸드.

(실시형태 14)

(실시형태 10) 내지 (실시형태 12) 중 어느 하나에 기재된 핸드에 있어서,

상기 요동 기구는, 요동용 써보 모터와; 상기 요동용 써보 모터에 의해서 회전하는 스플라인 샤프트와; 상기 스플라인 샤프트와 함께 상기 스플라인 샤프트의 회전축을 중심으로 회전하고, 상기 스플라인 샤프트의 회전축을 따라서 이동 가능한, 한 쌍의 제 1 스플라인 너트부와; 상기 제 1 스플라인 너트부에 고정되어, 상기 제 1 스플라인 너트부와 함께 상기 스플라인 샤프트의 회전축을 중심으로 회전하고, 상기 스플라인 샤프트의 회전축 방향을 따라서 이동 가능한 한 쌍의 제 2 스플라인 너트부를 갖고, 상기 한 쌍의 제 2 스플라인 너트부는 각각 베어링을 거쳐서 각각 상기 지지부에 배치되며, 상기 한 쌍의 파지 클로는, 상기 한 쌍의 제 1 스플라인 너트부 각각 또는 상기 한 쌍의 제 2 스플라인 너트부 각각에 의해서 각각 구동되어, 요동되는

핸드.

(실시형태 15)

(실시형태 13) 또는 (실시형태 14)에 기재된 핸드에 있어서,

상기 한 쌍의 파지 클로는, 링크 기구를 이용하여 회전을 전달하는 각각의 링크부를 거쳐서, 상기 한 쌍의 제 1 스플라인 너트부 각각에 의해서 구동되는

핸드.

(실시형태 16)

(실시형태 15)에 기재된 핸드에 있어서,

상기 링크부는 한 쌍의 링크를 포함하며, 각각은 1) 상기 제 1 스플라인 너트부의 외측 단면으로부터 돌출하고, 상기 제 1 스플라인 너트부의 회전축에 관하여 대칭이 되도록 마련된 한 쌍의 제 1 링크핀의 대응하는 하나에 그 일단부가 회전 가능하게 연결되고, 또한, 2) 상기 요동축을 중심으로 회전하는 회전 부재의 외측 단면으로부터 돌출하고, 해당 요동축에 관하여 실질적으로 대칭이 되도록 배치된 한 쌍의 제 2 링크 핀의 대응하는 하나에 그 타단부가 회전 가능하게 연결된

핸드.

(실시형태 17)

(실시형태 13) 내지 (실시형태 16) 중 어느 하나에 기재된 핸드에 있어서,

상기 개폐용 써보 모터 및 상기 요동용 써보 모터는 서로 반대 방향을 향하며, 각각의 길이 방향이 상기 요동축과 실질적으로 평행이 되도록 배치되고, 해당 핸드의 기단부에 마련되는

핸드.

(실시형태 18) 부품을 파지하는 핸드를 포함하며,

상기 핸드는, 한 쌍의 지지부와; 상기 한 쌍의 지지부의 내면에 각각 지지되고, 부품을 파지하는 한 쌍의 파지 클로와; 상기 한 쌍의 지지부를 상기 지지부의 길이 방향과 교차하는 요동축을 따라 개폐시키는 개폐 기구와; 상기 한 쌍의 파지 클로를 상기 요동축을 중심으로 회전시켜, 상기 파지 클로의 선단의 방향을 변경시키는 요동 기구를 포함하는

로봇.

Claims (10)

1. 핸드에 있어서,
   한 쌍의 지지부와,
   상기 한 쌍의 지지부의 내면에 각각 지지되고, 부품을 파지하는 한 쌍의 파지 클로와,
   상기 한 쌍의 지지부를 상기 지지부의 길이 방향과 교차하는 요동축을 따라 개폐시키는 개폐 기구와,
   상기 한 쌍의 파지 클로를 상기 요동축을 중심으로 회전시켜, 상기 파지 클로의 선단의 방향을 변경시키는 요동 기구를 포함한
   핸드.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 개폐 기구는, 개폐용 써보 모터와; 상기 개폐용 써보 모터에 의해서 회전하고, 서로 역방향의 나사가 좌우 단부에 각각 형성된 좌우 나사 샤프트와; 상기 좌우 나사 샤프트의 회전에 의해서, 상기 좌우 나사 샤프트의 회전축을 따라서 서로 반대 방향으로 이동하는 한 쌍의 이동부를 갖고, 상기 한 쌍의 지지부는 상기 한 쌍의 이동부 각각에 고정된
   핸드.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 요동 기구는 요동용 써보 모터와; 상기 요동용 써보 모터에 의해서 회전하는 스플라인 샤프트와; 상기 스플라인 샤프트와 함께 해당 스플라인 샤프트의 회전축을 중심으로 회전하고, 해당 스플라인 샤프트의 회전축 방향을 따라서 이동 가능한, 한 쌍의 제 1 스플라인 너트부와; 상기 한 쌍의 지지부에 각각 고정되고, 상기 제 1 스플라인 너트부와 함께 상기 스플라인 샤프트의 회전축을 따라서 각각 이동하고, 상기 제 1 스플라인 너트부의 회전축을 중심으로 해당 제 1 스플라인 너트부에 대해서 각각 상대 회전 가능한 한 쌍의 제 2 스플라인 너트부를 갖고, 상기 한 쌍의 파지 클로는 상기 한 쌍의 제 1 스플라인 너트부 각각에 의해서 구동되어, 요동되는
   핸드.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 파지 클로는, 벨트 풀리 기구를 거쳐서, 상기 한 쌍의 제 1 스플라인 너트부에 의해서 구동되는
   핸드.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 개폐용 써보 모터 및 상기 요동용 써보 모터는, 각각의 길이 방향이 상기 요동축과 실질적으로 평행이 되도록 배치된 채로 서로 반대 방향을 향하고, 해당 핸드의 기단부에 마련되는
   핸드.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 개폐 기구는, 개폐용 써보 모터와; 상기 개폐용 써보 모터에 의해서, 회전을 전달하는 회전 전달부를 거쳐서, 구동되고, 서로 역방향의 나사가 좌우 단부에 각각 형성된 좌우 나사 샤프트와; 상기 좌우 나사 샤프트의 회전에 의해서, 상기 좌우 나사 샤프트의 회전축을 따라서 서로 반대 방향으로 이동하는 한 쌍의 이동부를 갖고, 상기 한 쌍의 지지부가 상기 한 쌍의 이동부 각각에 고정된
   핸드.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 회전 전달부는 적어도 타이밍 벨트 및 풀리를 포함하는
   핸드.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 회전 전달부는 적어도 기어를 포함하는
   핸드.
9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 요동 기구는, 요동용 써보 모터와; 상기 요동용 써보 모터에 의해서 회전하는 스플라인 샤프트와; 상기 스플라인 샤프트와 함께 해당 스플라인 샤프트의 회전축을 중심으로 회전하고, 해당 스플라인 샤프트의 회전축을 따라서 이동 가능한, 한 쌍의 제 1 스플라인 너트부와; 상기 한 쌍의 지지부에 각각 고정되고, 상기 제 1 스플라인 너트부와 함께 상기 스플라인 샤프트의 회전축을 따라서 각각 이동하고, 상기 제 1 스플라인 너트부의 회전축을 중심으로 해당 제 1 스플라인 너트부에 대해서 각각 상대 회전 가능한 한 쌍의 제 2 스플라인 너트부를 갖고, 상기 한 쌍의 파지 클로는 상기 한 쌍의 제 1 스플라인 너트부 각각에 의해서 구동되고, 요동되는
   핸드.
10. 로봇에 있어서,
    부품을 파지하는 핸드를 포함하며,
    상기 핸드는, 한 쌍의 지지부와; 상기 한 쌍의 지지부의 내면에 각각 지지되고, 부품을 파지하는 한 쌍의 파지 클로와; 상기 한 쌍의 지지부를 상기 지지부의 길이 방향과 교차하는 요동축을 따라 개폐시키는 개폐 기구와; 상기 한 쌍의 파지 클로를 상기 요동축을 중심으로 회전시켜, 상기 파지 클로의 선단의 방향을 변경시키는 요동 기구를 포함하는
    로봇.

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