KR20130142915A - 로봇 핸드 - Google Patents

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KR20130142915A
KR20130142915A KR1020130061196A KR20130061196A KR20130142915A KR 20130142915 A KR20130142915 A KR 20130142915A KR 1020130061196 A KR1020130061196 A KR 1020130061196A KR 20130061196 A KR20130061196 A KR 20130061196A KR 20130142915 A KR20130142915 A KR 20130142915A
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사토시 야마나카
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

워크 유닛의 외주부가 카세트의 내벽에 접촉하였다고 해도, 워크 유닛을 카세트에 수납할 수 있도록 한다.
로봇 핸드(2)는, 수평 방향으로 자유도를 갖게 하여 워크 유닛(8)이 배치되는 배치면(20)과, 이 선단부(20)에 형성되며 배치면(20)에 배치된 워크 유닛(8)의 전단부(9a)를 지지하여 배치면(20)으로부터 워크 유닛(8)의 낙하를 방지하는 낙하 방지 클로(21)와, 장착부(24)의 근방에 배치되며 워크 유닛(8)의 후단부(9b)를 지지하는 지지부(22)를 구비하고 있고, 워크 유닛(8)에 외력이 가해지면, 지지부(22)는, 후단부(9b)에 접촉하며, 이 접촉한 점을 지점으로 워크 유닛(8)을 배치면(20)의 위에서 회전시킬 수 있다. 따라서, 카세트(4)의 내벽(43)에 워크 유닛(8)의 외주부(52)가 접촉하여도, 워크 유닛(8)의 위치 어긋남은 적절하게 수정되기 때문에, 카세트(4)에 워크 유닛(8)을 확실하게 수납할 수 있다.

Description

로봇 핸드{ROBOT HAND}
본 발명은 점착 테이프를 개재하여 환형 프레임에 판형 워크가 지지되어 구성되는 워크 유닛을 반송하는 로봇 핸드에 관한 것이다.
가공 장치에 있어서 판형 워크를 가공할 때에는, 우선, 중앙부가 개구된 환형 프레임의 한쪽의 면에 점착 테이프를 점착하고, 환형 프레임의 개구부로부터 노출된 점착 테이프의 점착면에 판형 워크를 점착하여 워크 유닛을 형성한다. 이러한 워크 유닛을 구성하는 판형 워크를 가공하는 가공 장치는, 워크 유닛을 수납하는 카세트와, 카세트로부터 워크 유닛을 반출 및 카세트에 워크 유닛을 반입하는 로봇 핸드와, 워크 유닛을 임시 배치하기 위한 임시 배치 테이블과, 워크 유닛을 유지하는 가공 테이블과, 가공 테이블에 유지된 워크 유닛에 가공을 실시하는 가공 수단과, 가공된 워크 유닛에 세정을 실시하는 세정 수단을 적어도 구비한다.
도 5에 나타내는 종래의 로봇 핸드(10)는, 선단측이 2 갈래로 분기하며 워크 유닛이 배치되는 배치면(11)을 구비한다. 이 배치면(11)의 선단부에는, 배치면(11)보다 높은 면을 갖는 낙하 방지 클로(claw)(12)가 형성되어 있어, 상기 배치면(11)으로부터 워크 유닛이 탈락하는 것을 방지하고 있다. 또한, 배치면(11)의 후방부측에는, 배치면(11)보다 높은 면을 갖는 단차부(13)가 형성되어 있어, 배치면(11)에 배치된 워크 유닛이 위치 어긋나게 되는 범위를 규제하고 있다. 이러한 로봇 핸드(10)의 배치면(11)에 워크 유닛을 배치하는 것을 용이하게 하기 위해, 배치면(11)의 크기는 워크 유닛의 외직경보다 크게 형성되어 있다. 따라서, 워크 유닛은, 배치면에 배치된 상태로 배치면에 평행한 수평 방향으로 다소의 이동이 가능하게 되어 있다.
전술한 바와 같이 구성되는 종래의 로봇 핸드는, 예컨대, 카세트로부터 워크 유닛을 취출하여, 가공 테이블에 반송하기 전에 임시 배치 테이블에 반송할 수 있다. 또한, 워크 유닛을 구성하는 판형 워크가 가공 장치에 의해 가공된 후, 로봇 핸드는, 가공 테이블로부터 세정 테이블에 워크 유닛을 반송할 수 있다. 또한, 로봇 핸드는, 세정 테이블에서 세정 및 건조된 워크 유닛을 세정 테이블로부터 반출하여 카세트에 수납할 수 있다(예컨대, 하기 특허문헌 1 및 특허문헌 2를 참조).
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2011-035281호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2011-131284호 공보
그러나, 로봇 핸드의 배치면에 배치된 워크 유닛이, 워크 유닛의 중심을 축으로 워크 유닛의 회전 방향으로 위치 어긋나게 되어 버리는 경우가 있다. 이 상태인 채로, 로봇 핸드가 워크 유닛을 카세트에 수납하고자 하면, 워크 유닛의 외주부와 카세트의 내벽이 접촉하여 워크 유닛을 카세트에 수납할 수 없다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 로봇 핸드에 의해 워크 유닛을 카세트에 수납할 때, 워크 유닛의 외주부가 카세트의 내벽에 접촉하였다고 해도, 카세트에 수납할 수 있도록 하는 것에 발명의 해결하여야 할 과제가 있다.
본 발명에 따르면, 개구부와, 상기 개구부를 사이에 두고 서로 평행하게 연장되는 한쌍의 제1 위치 결정면과, 상기 제1 위치 결정면에 직교하는 방향으로 상기 개구부를 사이에 두고 서로 평행하게 연장되는 한쌍의 제2 위치 결정면을 갖는 환형 프레임과, 상기 환형 프레임에 외주부가 점착된 점착 테이프와, 상기 점착 테이프에 점착된 판형 워크를 포함하는 워크 유닛을 카세트에 수납하는 로봇의 아암에 장착된 로봇 핸드로서, 수평 방향으로 자유도를 갖게 하여 워크 유닛이 배치되는 배치면과, 상기 배치면의 한쪽의 단부에 형성되며, 상기 배치면에 배치된 워크 유닛의 전단부를 지지하여, 상기 배치면으로부터의 상기 워크 유닛의 낙하를 방지하는 한쌍의 낙하 방지 클로와, 상기 낙하 방지 클로와 반대측의 상기 배치면의 다른 쪽의 단부에 배치되며, 상기 워크 유닛의 후단부를 지지하는 한쌍의 지지부를 구비하고, 상기 로봇을 작동시켜 상기 로봇 핸드의 상기 배치면 상에 배치된 상기 워크 유닛을 카세트에 수납할 때, 상기 환형 프레임이 상기 카세트에 충돌하면 상기 워크 유닛의 상기 후단부가 한쪽의 상기 지지부에 접촉하며, 상기 후단부가 접촉한 상기 지지부를 지점으로 하여 상기 워크 유닛이 상기 배치면 상에서 회전하여 상기 워크 유닛을 상기 카세트 내에 수납하는 것을 허용하는 로봇 핸드가 제공된다.
바람직하게는, 한쌍의 지지부는, 로봇 핸드의 로봇 아암에의 장착부의 근방에 배치되어 있다.
본 발명에 따른 로봇 핸드에는, 배치면에 배치된 워크 유닛의 전단부를 지지하여 상기 배치면으로부터의 워크 유닛의 낙하를 방지하는 한쌍의 낙하 방지 클로와, 로봇 핸드를 로봇의 아암에 장착하는 장착부의 근방에 배치되며 워크 유닛의 후단부를 지지하는 한쌍의 지지부를 구비하고 있기 때문에, 배치면에 배치된 워크 유닛을 카세트에 수납할 때, 워크 유닛의 외주부가 카세트에 충돌하면, 지지부는, 워크 유닛의 후단부에 접촉하며, 접촉한 점을 지점으로 하여 워크 유닛을 배치면의 위에서 회전시킬 수 있다. 그 결과, 로봇 핸드의 배치면에 있어서 워크 유닛의 위치 어긋남이 수정된다. 따라서, 카세트의 내벽에 워크 유닛의 외주부가 접촉하였다고 해도, 카세트에 워크 유닛을 확실하게 수납할 수 있다.
또한, 한쌍의 지지부가 장착부의 근방에 배치되어 있기 때문에, 워크 유닛이 배치면에 있어서 위치 어긋나게 되는 방향에 대응하여, 어느 한쪽의 지지부에서 워크 유닛의 후단부를 지지할 수 있고, 이 지지부에 지지된 점을 지점으로 하여 워크 유닛을 상기 배치면의 위에서 회전시킬 수 있다.
도 1은 워크 유닛을 유지한 로봇 핸드 및 카세트를 나타내는 사시도이다.
도 2는 로봇 핸드의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은 카세트에 워크 유닛을 수납할 때, 워크 유닛의 위치 결정면이 카세트의 내벽에 접촉한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 카세트에 워크 유닛을 수납하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 종래의 로봇 핸드의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 1에 나타내는 카세트(4)는, 판형 워크 등의 피가공물을 복수 수납할 수 있는 카세트이다. 카세트(4)는, Z축 방향으로 세워 설치된 한쌍의 측판(40)과, 한쌍의 측판(40)의 상단부에 연접된 천장판(41)과, 한쌍의 측판(40)의 하단부에 연접된 바닥판(42)에 의해 상자형으로 형성되어 있다. 한쌍의 측판(40)의 내벽(43)에는, Z축 방향으로 정해진 간격을 마련하여 수평 방향으로 돌출하는 한쌍의 수납부(44)가 복수 배치되어 있다. 또한, 천장판(41)의 상면에는, 카세트(4)를 운반하기 위한 손잡이(45)가 배치되어 있다.
각 쌍의 수납부(44)에는, 로봇 핸드(2)에 의해 워크 유닛(8)이 수납된다. 워크 유닛(8)은, 점착 테이프(6)가 점착된 환형 프레임(5)에 판형 워크(7)를 점착함으로써 형성되어 있다. 각 수납부(44) 사이의 Z축 방향(높이 방향)의 간격은, 워크 유닛(8)을 유지한 로봇 핸드(2)가 진입할 수 있는 간격으로 되어 있다.
도 2에 나타내는 반송 로봇(1)은, 도 1에 나타낸 워크 유닛(8)을 배치할 수 있는 로봇 핸드(2)를 탑재한 로봇이다. 이 반송 로봇(1)은, 도 1에 나타낸 워크 유닛(8)을 배치하기 위한 로봇 핸드(2)와, 로봇 핸드(2)에 배치된 워크 유닛(8)을 카세트(4)에 반입 및 카세트(4)로부터 반출하는 이동 수단(3)과, 로봇 핸드(2)를 이동 수단(3)에 장착하기 위한 장착부(24)를 구비한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 로봇 핸드(2)는, 워크 유닛(8)이 배치되는 배치면(20)을 구비하고 있고, 배치면(20)은 선단측이 2 갈래로 분기되어 형성되어 있다. 배치면(20)은, 그 외직경이, 도 1에 나타낸 워크 유닛(8)의 외직경보다 크게 형성되어 있다. 따라서, 수평 방향으로 자유도를 갖게 하여 워크 유닛(8)을 배치할 수 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 로봇 핸드(2)에는, 2 갈래로 분기된 배치면(20)의 각각의 선단부에 낙하 방지 클로(21)를 구비한다. 낙하 방지 클로(21)는, 그 표면의 높이가 배치면(20)보다 높게 형성되어 있고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 배치면(20)에 배치된 워크 유닛(8)의 전단부(9a)를 지지하며, 배치면(20)으로부터 워크 유닛(8)이 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 로봇 핸드(2)의 장착부(24)의 근방에는, 워크 유닛(8)의 후단부(9b)를 지지하는 2개의 지지부(22)가 배치되어 있다. 이 2개의 지지부(22)는, 원주형으로 형성되어 있고, 예컨대 수 센티미터 정도 떨어져 형성되어 있으며, 어느 한쪽의 지지부(22)에 워크 유닛(8)의 후단부(9b)가 접촉함으로써, 그 접촉한 점을 지점으로 하여 워크 유닛(8)을 배치면(20)의 위에서 회전시킬 수 있다. 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 2개의 지지부(22)의 근방에는, 배치면(20)의 면보다 높은 면을 갖는 단차부(23)가 형성되어 있다.
이동 수단(3)은, 지지대(30)와, 지지대(30)에 대하여 상하 이동 및 회전 가능하게 배치된 굴곡 가능한 아암(31) 및 아암(32)과, 아암(32)의 일단에 배치된 유지부(33)를 구비한다. 유지부(33)에는, 로봇 핸드(2)가 회전 가능하게 연결되어 있다.
이동 수단(3)은, 아암(31 및 32)의 움직임에 따라, 유지부(33)에 연결된 로봇 핸드(2)를 이동시킴으로써, 로봇 핸드(2)를 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 워크 유닛(8)은, 중앙에 개구부(54)가 형성된 환형 프레임(5)과, 환형 프레임(5)의 한쪽의 면에 점착된 점착 테이프(6)와, 점착 테이프(6) 중 개구부(54)를 막는 부분에 점착된 판형 워크(7)에 의해 일체로 되어 형성되어 있다.
환형 프레임(5)은, 원형으로 형성된 외주의 일부를 개구부(54)를 사이에 두고 평행하게 절결하여 형성한 한쌍의 위치 결정면(50) 및 한쌍의 위치 결정면(51)을 구비한다. 도시된 예에서는, 위치 결정면(50)과 위치 결정면(51)은 직교하는 관계에 있다. 또한, 위치 결정면(50)과 위치 결정면(51) 사이에는, 원호형의 외주부(52) 및 외주부(53)가 형성되어 있다.
다음에, 반송 로봇(1)를 이용하여 워크 유닛(8)을 카세트(4)에 수납하는 동작에 대해서 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 로봇 핸드(2)는, 워크 유닛(8)을 로봇 핸드(2)의 배치면(20)에 배치한다. 그 후, 도 2에 나타낸 이동 수단(3)이 로봇 핸드(2)를 카세트(4)의 수납부(44)의 근방으로 이동시킨다. 이어서, 이동 수단(3)이 로봇 핸드(2)를 진입 방향인 Y축 방향으로 이동시키면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 워크 유닛(8)이 같은 방향으로 이동해 간다.
이와 같이 하여 카세트(4)에 워크 유닛(8)을 수납하기 위해서는, 환형 프레임(5)의 위치 결정면(51)과 카세트(4)의 내벽(43)을 평행하게 할 필요가 있지만, 도 3에 나타내는 바와 같이, 로봇 핸드(2)의 배치면(20)에 배치된 워크 유닛(8)이, 그 중심을 축으로 하여 워크 유닛(8)의 회전 방향으로 어긋나 있는 경우가 있다. 도 3의 예에서는, 워크 유닛(8)이 화살표 A 방향으로 어긋나 배치되어 있기 때문에, 워크 유닛(8)의 한쪽의 외주부(52)가 카세트(4)의 측방으로 돌출한 상태로 되어 있다. 따라서, 이 위치 어긋나게 된 상태인 채의 워크 유닛(8)을 카세트(4)의 내부에 진입시키려고 해도, 환형 프레임(5)의 외주부(52)가 카세트(4)의 내벽(43)과 접촉하게 되어, 워크 유닛(8)을 수납부(44)에 수납할 수 없다. 또한, 워크 유닛(8)의 어긋남 방향은, 화살표 A 방향으로 한정되지 않으며, 화살표 A 방향과 반대의 방향으로 회전할 수도 있다.
환형 프레임(5)의 외주부(52)가 카세트(4)의 내벽(43)에 접촉하고, 로봇 핸드(2)를 전진시켜 워크 유닛(8)을 카세트(4)의 내부에 압입하고자 하면, 이동 수단(3)의 진행 방향으로부터 워크 유닛(8)에 외력이 가해지기 때문에, 위치 어긋나게 된 상태로 배치면(20)에 배치된 워크 유닛(8)의 후단부(9b)가 한쪽의 지지부(22)에 접촉하여 지지된다. 또한, 워크 유닛(8)이 반대 방향으로 회전하여 위치 어긋나게 되어 있는 경우는, 다른 쪽의 지지부(22)에 의해 워크 유닛(8)의 후단부(9b)가 지지된다. 즉, 워크 유닛이 위치 어긋나게 되는 방향에 대응하여, 어느 한쪽의 지지부(22)에 의해 워크 유닛(8)의 후단부(9b)를 지지할 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 워크 유닛(8)의 후단부(9b)가 한쪽의 지지부(22)에 접촉하여 지지된 상태로부터 워크 유닛(8)을 카세트(4)의 방향으로 더 누르면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 후단부(9b) 중 지지부(22)에 의해 지지된 점이 지점이 되고, 워크 유닛(8)이, 배치면(20)의 위에서, 어긋남 방향과 반대의 방향, 즉 화살표 B 방향으로 회전한다. 그리고, 후단부(9b)가 또 다른 하나의 지지부(22)에 접촉할 때까지 회전하면, 워크 유닛(8)의 방향이 교정된다. 또한, 환형 프레임(5)의 위치 결정면(50)과 위치 결정면(51)이 직교하고 있기 때문에, 2개의 지지부(22)를 연결하는 직선이, 로봇 핸드(2)의 진입 방향인 Y축 방향에 대하여 직교하는 X축 방향으로 형성되어 있으면, 위치 결정면(50)이 X축 방향을 향하도록 교정되기 때문에, 위치 결정면(51)이 자동적으로 Y축 방향을 향하며, 위치 결정면(51)과 카세트(4)의 내벽(43)이 평행하게 되어, 워크 유닛(8)을 카세트(4)에 원활하게 수납할 수 있다.
그 후, 이동 수단(3)은, 로봇 핸드(2)를 카세트(4)의 내부에 진입시켜 워크 유닛(8)을 수납부(44)의 위쪽으로 이동시킨 후, 로봇 핸드(2)를 하강시켜, 워크 유닛(8)을 구성하는 환형 프레임(5)을 수납부(44)에 싣는다. 이와 같이 하여, 하나의 워크 유닛(8)이 수납부(44)에 수납된다.
이와 같이, 로봇 핸드(2)는, 배치면(20)에 배치된 워크 유닛(8)을 카세트(4)에 수납할 때, 워크 유닛(8)이 로봇 핸드(2)의 배치면(20)에 있어서, 이동 수단(3)의 진행 방향으로부터 워크 유닛(8)의 외주부에 외력이 가해지면, 지지부(22)에 의해 워크 유닛(8)의 후단부(9b)를 지지하며, 지지부(22)에 의해 지지된 점을 지점으로 하여 워크 유닛(8)을 배치면(20)의 위에서 회전시킬 수 있기 때문에, 로봇 핸드(2)의 배치면(20)에 있어서 워크 유닛(8)의 위치 어긋남을 수정할 수 있다.
특히, 본 실시형태에 있어서 나타낸 바와 같이, 2개의 지지부(22)를 구비하고 있으면, 워크 유닛(8)이 위치 어긋나게 되는 방향에 대응하여, 어느 한쪽의 지지부(22)로 워크 유닛(8)의 후단부(9b)를 지지하여, 회전시킬 수 있으며, 한쪽의 지지부(22)가 워크 유닛(8)의 회전 시의 지점을 결정하고, 다른 쪽의 지지부(22)가 회전을 규제하는 위치 결정 부재로서 기능하기 때문에, 워크 유닛(8)을 확실하게 원하는 방향으로 수정할 수 있다.
1 : 반송 로봇 2 : 로봇 핸드
20 : 배치면 21 : 낙하 방지 클로
22 : 지지부 23 : 단차부
24 : 장착부 3 : 이동 수단
30 : 지지대 31 : 아암
32 : 아암 33 : 유지부
4 : 카세트 40 : 측판
41 : 천장판 42 : 바닥판
43 : 내벽 44 : 수납부
45 : 손잡이 5 : 환형 프레임
50, 51 : 위치 결정면 52, 53 : 외주부
54 : 개구부 6 : 점착 테이프
7 : 판형 워크 8 : 워크 유닛
9a : 전단부 9b : 후단부
10 : 로봇 핸드 11 : 배치면
12 : 낙하 방지 클로 13 : 단차부

Claims (1)

  1. 개구부와, 상기 개구부를 사이에 두고 서로 평행하게 연장되는 한쌍의 제1 위치 결정면과, 상기 제1 위치 결정면에 직교하는 방향으로 상기 개구부를 사이에 두고 서로 평행하게 연장되는 한쌍의 제2 위치 결정면을 갖는 환형 프레임과, 상기 환형 프레임에 외주부가 점착된 점착 테이프와, 상기 점착 테이프에 점착된 판형 워크를 포함하는 워크 유닛을 카세트에 수납하는 로봇의 아암에 장착된 로봇 핸드로서,
    수평 방향으로 자유도를 갖게 하여 워크 유닛이 배치되는 배치면과,
    상기 배치면의 한쪽의 단부(端部)에 형성되며, 상기 배치면에 배치된 워크 유닛의 전단부를 지지하여, 상기 배치면으로부터의 상기 워크 유닛의 낙하를 방지하는 한쌍의 낙하 방지 클로(claw)와,
    상기 낙하 방지 클로와 반대측의 상기 배치면의 다른 쪽의 단부에 배치되며, 상기 워크 유닛의 후단부를 지지하는 한쌍의 지지부를 구비하고,
    상기 로봇을 작동시켜 상기 로봇 핸드의 상기 배치면 상에 배치된 상기 워크 유닛을 카세트에 수납할 때, 상기 환형 프레임이 상기 카세트에 충돌하면 상기 워크 유닛의 상기 후단부가 한쪽의 상기 지지부에 접촉하며, 상기 후단부가 접촉한 상기 지지부를 지점으로 하여 상기 워크 유닛이 상기 배치면 상에서 회전하여 상기 워크 유닛을 상기 카세트 내에 수납하는 것을 허용하는 로봇 핸드.
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