KR20190026765A

KR20190026765A - 작업물의 반전 장치

Info

Publication number: KR20190026765A
Application number: KR1020197001481A
Authority: KR
Inventors: 가즈노리 히라타
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2019-03-13
Also published as: CN109070342A; TWI639542B; JP2018001352A; WO2018008559A1; JP6823390B2; US10745209B2; EP3479970A4; EP3479970A1; TW201802012A; US20190337730A1

Abstract

작업물의 반전 장치는, 작업물을 회전 가능하게 파지하는 파지부와, 상기 파지부에 연결된 회전축을 중심으로 회전하는 회전체와, 상기 회전축에 직교하는 방향으로 연장되는 연장 부재와, 상기 파지부 및 상기 회전체 또는 상기 연장 부재를 선단에 구비하여 이동시키는 암을 구비하고, 상기 파지부에 의해 상기 작업물을 파지한 상태에서 상기 회전체와 상기 연장 부재를 접촉시켜 상기 연장 부재가 연장되는 방향에 따라 상대 운동시킨다.

Description

작업물의 반전 장치

본 발명은 작업물을 반전시키는 작업물의 반전 장치에 관한 것이다.

종래에, 작업물의 반전 장치로서, 예를 들어, 특허문헌 1에 기재된 작업물 반전 장치는 작업물을 반전 트레이에 올린다. 반전 트레이에 연결된 레버 핸들을 들어 올리면 반전 트레이가 반전 축을 중심으로 회전한다. 이에 따라 요동 트레이가 하방으로 이동하고, 작업물은 반전 트레이와 요동 트레이에 의해 협지(挾持)된다. 나아가, 반전 트레이와 요동 트레이는 일체적으로 요동 트레이의 한 쪽 단부에 설치되는 요동축을 지지점으로 회동하고, 작업물은 180도 회전하여 상하 반전된다.

일본 공개특허 특개2012-091880호 공보

특허문헌 1에 기재된 작업물 반전 장치는 반전 트레이의 한 쪽 단부에 반전 축이 형성되고, 다른 쪽 단부에 레버 손잡이가 설치되어 있다. 이와 같이, 레버 핸들이 반전 축에서 떨어져 설치되어 있기 때문에, 레버 핸들을 반전 축에 대해 크게 움직일 필요가 있다. 또한, 그 움직임은 작업물의 크기가 커질수록 커진다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 작업물을 작은 공간에서 반전시킬 수 있는 작업물의 반전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 작업물의 반전 장치는, 작업물을 회전 가능하게 파지하는 파지부와, 상기 파지부에 연결된 회전축을 중심으로 회전하는 회전체와, 상기 회전축에 직교하는 방향으로 연장되는 연장 부재와, 상기 파지부 및 상기 회전체 또는 상기 연장 부재를 선단에 구비하여 이동시키는 암을 구비하고, 상기 파지부에 의해 상기 작업물을 파지한 상태에서 상기 회전체와 상기 연장 부재를 접촉시켜 상기 연장 부재가 연장되는 방향에 따라 상대 운동시킨다. 이에 따르면, 회전축이 설치된 회전체를 연장 부재에 의해 회동시키기 때문에, 작업물의 크기에 관계없이 작업물을 반전시키기 위한 동작을 작은 공간에서 할 수 있다.

작업물의 반전 장치에서는, 상기 파지부는 제1 파지부이고, 상기 암은 제1 암이며, 상기 제1 암은 상기 제1 파지부와 상기 회전체를 선단에 구비하고, 상기 작업물을 회전 가능하게 파지하는 제2 파지부를 선단에 구비하여 이동시키는 제2 암을 더 구비하고, 상기 제1 파지부와 상기 제2 파지부에 의해 상기 작업물을 파지한 상태에서 상기 회전체와 상기 연장 부재를 접촉시켜 상기 연장부재가 연장되는 방향에 따라 상대 운동시켜도 좋다. 이에 따르면, 제1 및 제2 파지부에 의해 작업물을 파지하여 제1 및 제2 암으로 작업물을 이동시킨다. 이러한 이동 시에, 연장 부재에 대해 회전체를 이동시킴으로써 작업물을 반전시킨다. 따라서, 작업물의 이동 및 반전에 대해 각각의 동력원을 사용할 필요가 없다.

작업물의 반전 장치에서, 상기 회전체는, 상기 회전체는, 원통체의 둘레에 제1 기어가 설치된 피니언(pinion)에 의해 구성되고, 상기 연장 부재는 상기 제1 기어와 맞물리는 제2 기어가 설치된 랙(rack)에 의해 구성되어도 좋다. 이에 따르면, 제1 기어 및 제 2 기어를 맞물림으로써 회전체를 더 확실하게 회전시킬 수 있어, 작업물을 효율적으로 반전시킬 수 있다.

작업물의 반전 장치는 상기 암을 구비한 로봇에 의해 구성되어도 좋다. 이에 따르면, 선단을 교체 가능한 범용의 로봇을 사용하여 선단을 교체하는 것만으로 작업물의 반전 작업이 가능해진다.

본 발명은 이상에서 설명한 구성을 가지고, 작업물을 작은 공간에서 반전시킬 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 실시예 1에 따른 작업물의 반전 장치를 적용한 로봇의 일례의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 로봇의 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 기능 블록도이다.
도 3은 작업물이 벨트 컨베이어에 의해 이송되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 작업물을 파지하고 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 작업물을 반전시키고 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 작업물에 배면판을 장착하는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 실시예 2에 따른 작업물의 반전 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.

이하에서, 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서는 모든 도면을 통해 동일 또는 대응하는 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고 그 중복된 설명을 생략한다. 또한, 도면은 이해를 돕기 위해 각 구성 요소를 모식적으로 나타낸 것이다. 또한, 기축(基軸)의 축 중심에 평행한 방향을 상하 방향이라고 칭한다.

(실시예 1)

본 실시예 1에 따른 작업물의 반전 장치(10)는 작업물(11)(도 3)을 반전시킬 수 있는 장치이다. 도 1에 도시된 로봇(12) 및 연장 부재(15)에 의해 본 발명에 따른 작업물의 반전 장치(10)를 구성하는 경우에 대해 설명한다. 그러나, 작업물의 반전 장치 (10)는 로봇(12)으로 구성된 경우에 한정되지 않는다. 여기서, 로봇(12)으로 수평 다관절형의 쌍완(雙腕) 로봇을 설명하지만, 수평 다관절형·수직 다관절형 등의 로봇을 채용할 수 있다.

로봇(12)은 도 1에 도시된 바와 같이, 대차(台車)(13)와, 대차(13)에 지지된 한 쌍의 로봇 암(이하, 단순히 「암」이라고 기재하는 경우가 있다)(20, 30)과, 대차(13) 내에 수납되는 제어 장치(14)를 구비한다. 제1 암(20) 및 제2 암(30)은 수평 다관절형 로봇 암이다. 제1 암(20)은 제1 암부(21), 제1 손목부(22) 및 제1 핸드부(23)를 구비하고, 제2 암(30)은 제2 암부(31), 제2 손목부(32) 및 제2 핸드부(33)를 구비한다. 여기서, 제1 암(20) 및 제2 암(30)은 제1 핸드부(23) 및 제2 핸드부(33)를 제외하고 실질적으로 동일한 구조로 되어도 좋다. 또한, 제1 암(20) 및 제2 암(30)은 독립적으로 작동하거나 서로 관련되어 동작할 수 있다.

제1 암부(21)는 본 예에서는 제1a 링크(21a) 및 제1b 링크(21b)로 구성되어 있다. 제2 암부(31)는 본 예에서는 제2a 링크(31a) 및 제2b 링크(31b)로 구성되어 있다. 제1a 링크(21a) 및 제2a 링크(31a)는 대차(13)의 상면에 고정된 기축(16)과 회전 관절(J1)에 의해 연결되고, 기축(16)의 축 중심을 통과하는 회전 축선(L1) 둘레로 회동 가능하다. 제1b 링크(21b)는 제1a 링크(21a)의 선단과 회전 관절(J2)에 의해 연결되고, 제1a 링크(21a)의 선단에 규정된 회전 축선(L2) 둘레로 회동 가능하다. 제2b 링크(31b)는 제2a 링크(31a)의 선단과 회전 관절(J2)에 의해 연결되고, 제2a 링크(31a)의 선단에 규정된 회전 축선(L2) 둘레를 회동 가능하다.

제1 손목부(22)는 제1b 링크(21b)의 선단과 직동(直動) 관절(J3)에 의해 연결되고, 제1b 링크(21b)에 대해 승강 이동 가능하다. 제2 손목부(32)는 제2b 링크(31b)의 선단과 직동 관절(J3)에 의해 연결되고, 제2b 링크(31b)에 대해 승강 이동 가능하다.

제1 핸드부(23)는 제1 손목부(22)의 하단과 회전 관절(J4)에 의해 연결되고, 제1 손목부(22)의 하단에 규정된 회전 축선(L3) 둘레로 회동 가능하다. 제1 핸드부(23)는 제1 손목부(22)에 연결되는 제1 장착부(24), 제1 장착부(24)에 의해 탈착 가능하게 장착되는 제1 베이스(25), 제1 베이스(25)에 대해 회전 가능하게 설치되는 제1 파지부(파지부)(26) 및 제1 파지부(26)에 연결되는 회전체(27)에 의해 구성되어 있다. 이러한, 제1 장착부(24), 제1 파지부(26) 및 회전체(27)는 제1 암(20)의 선단에 설치되어 있다. 여기서, 제1 핸드부(23)에 대한 자세한 내용은 후술한다.

제2 핸드부(33)는 제2 손목부(32)의 하단과 회전 관절(J4)에 의해 연결되고, 제2 손목부(32)의 하단에 규정된 회전 축선(L3) 둘레로 회동 가능하다. 제2 핸드부(33)는 제2 손목부(32)에 연결되는 제2 장착부(34), 제2 장착부(34)에 의해 탈착 가능하게 장착되는 제2 베이스(35), 제2 베이스(35)에 대해 회전 가능하게 설치되는 제2 파지부(36)에 의해 구성되어 있다. 이러한, 제2 장착부(34) 및 제2 파지부(36)는 제2 암(30)의 선단에 설치되어 있다. 여기서, 제2 핸드부(33)에 대한 자세한 내용은 후술한다.

상기 구성의 제1 암(20) 및 제2 암(30)은 각각의 관절(J1 ~ J4)을 구비한다. 그리고, 제1 암(20) 및 제2 암(30)에는 각각의 관절(J1 ~ J4)에 대응하여, 구동용 서보 모터(미도시) 및 그 서보 모터의 회전각을 검출하는 인코더(미도시) 등이 설치되어 있다. 또한, 제1 암(20)의 제1a 링크(21a) 및 제2 암(30)의 제2a 링크(31a)의 회전 축선(L1)은 동일 선상에 있고, 제1 암(20)의 제1a 링크(21a) 및 제2 암(30)의 제2a 링크(31a)는 상하로 높이차를 가지고 배치되어 있다.

제어 장치(14)는 도 2에 도시된 바와 같이, CPU 등의 연산부(14a)와, ROM, RAM 등의 저장부(14b)와, 서보 제어부(14c)를 구비한다. 제어 장치(14)는 예를 들어 마이크로 컨트롤러 등의 컴퓨터를 구비한 로봇 컨트롤러이다. 또한, 제어 장치(14)는 집중 제어하는 단일의 제어 장치로 구성되어 있어도 좋고, 서로 협력하여 분산 제어하는 복수의 제어 장치에 의해 구성되어 있어도 좋다.

저장부(14b)에는 로봇 컨트롤러로서의 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 저장되어 있다. 연산부(14a)는 저장부(14b)에 저장된 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어 실행함으로써, 로봇(11)의 각종 동작을 제어한다. 즉, 연산부(14a)는 로봇(11)의 제어 지령을 생성하고, 이를 서보 제어부(14c)에 출력한다. 서보 제어부(14c)는 연산부(14a)에 의해 생성된 제어 명령에 기초하여, 제1 암(20) 및 제2 암(30)의 각 관절(J1 ~ J4)에 대응하는 서보 모터의 구동을 제어하도록 구성되어 있다.

다음으로, 제1 핸드부(23) 및 제2 핸드부(33)에 대해서, 도 1 및 도 3 ~ 도 6을 참조하여 설명한다. 제1 핸드부(23)는 제1 장착부(24), 제1 베이스(25), 제1 파지부(26) 및 회전체(27)에 의해 구성되어 있다. 제2 핸드부(33)는 제2 장착부(34), 제2 베이스(35) 및 제2 파지부(36)에 의해 구성되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 장착부(24)는 제1 손목부(22)에 대해 제1 베이스(25)를 탈착 가능하게 장착한다. 제2 장착부(34)는 제2 손목부(32)에 대해 제2 베이스(35)를 탈착 가능하게 장착한다. 제1 장착부(24) 및 제2 장착부(34) 각각은 예를 들어, 한 쌍의 막대 부재를 구비하고 있고, 그 간격은 조정 가능하다. 이에 따라서, 한 쌍의 막대 부재에 의해 제1 베이스(25)를 협지하여 제1 베이스(25)를 제1 손목부(22)에 장착할 수 있다. 또한, 한 쌍의 막대 부재에 의해 제2 베이스(35)를 협지하여 제2 베이스(35)를 제2 손목부(32)에 장착할 수 있다.

도 3 ~ 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 파지부(26)는 한 쌍의 제1 협지 부재(28) 및 한 쌍의 제1 협지 부재(28)의 간격을 바꾸는 제1 조절부(29)를 구비한다. 한 쌍의 제1 협지 부재(28)는 상측 제1 협지 부재(28a) 및 하측 제1 협지 부재(28b)로 구성되어 있고, 이들의 기단부는 제1 조절부(29)에 연결되어 있다. 상측 제1 협지 부재(28a)는 그 기단부로부터 상방으로 연장되는 제1 측면 상부 및 제1 측면 상부에서 구부러져 수평 방향으로 연장되는 제1 상면부를 구비한다. 하측 제1 협지 부재(28b)는 그 기단부로부터 하방으로 연장되는 제1 측면 하부 및 제1 측면 하부에서 구부러져 수평 방향으로 연장되는 제1 하면부를 구비한다.

제1 파지부(26)는 제1 회전축(26a)을 통해 회전 가능하게 제1 베이스(25)에 장착되어 있다. 제1 회전축(26a)은 제1 손목부(22)의 회전 축선(L3)(도 1)에 대해 직교하고 제1 상면부 및 제1 하면부에 대해 평행하고, 수평 방향으로 연장된다. 이 제1 회전축(26a)에 의해 제1 파지부(26)는 그 상하 방향이 반전 가능하게 된다.

회전체(27)는 예를 들어, 원통 모양 또는 원반 모양이며, 제1 회전축(26a)에 의해 제1 파지부(26)에 연결되어 있다. 회전체(27)의 원의 중심이 제1 회전축(26a)에 직교하는 방향의 제1 파지부(26)의 중심과 일치하도록 제1 회전축(26a)의 한 쪽 단부에 제1 파지부(26)가 연결되고, 다른 쪽 단부에 회전체(27)가 연결되어 있다. 회전체(27)는 그 둘레면에 복수의 제1 기어(27a)가 연속해서 설치된 피니언이고, 제1 기어(27a)는 연장 부재(15)의 제2 기어(15a)와 맞물린다. 다만, 제1 파지부(26)의 제1 회전축(26a)의 연결 위치는 제1 회전축(26a)에 직교하는 방향에서 제1 파지부(26)의 중심에 한정되지 않는다.

연장 부재(15)는 로봇(12)의 측방에 설치되어 있고, 예를 들어 직선으로 연장된 판상체이다. 연장 부재(15)는 예를 들어, 판상체의 상면에 복수의 제2 기어(15a)가 연속적으로 설치된 랙이다. 복수의 제2 기어(15a)는 연장 부재(15)가 연장되는 방향으로 나열되고, 연장 부재(15)가 연장되는 방향에 대해 직교하는 방향으로 연장된다. 연장 부재(15)의 상면, 본 실시예에서는 복수의 제2 기어(15a)의 상단은 예를 들어, 수평 방향으로 한 면에 나열된다.

제2 파지부(36)는 한 쌍의 제2 협지 부재(37) 및 한 쌍의 제2 협지 부재(37)의 간격을 바꾸는 제2 조절부(38)를 구비한다. 한 쌍의 제2 협지 부재(37)는 상측 제2 협지 부재(37a) 및 하측 제2 협지 부재(37b)로 구성되어 있고, 이들의 기단부는 제2 조절부(38)에 연결되어 있다. 상측 제2 협지 부재(37a)는 그 기단부로부터 상방으로 연장되는 제2 측면 상부 및 제2 측면 상부에서 구부러져 수평 방향으로 연장되는 제2 상면부를 구비한다. 하측 제2 협지 부재(37b)는 그 기단부로부터 하방으로 연장되는 제2 측면 하부 및 제2 측면 하부에서 구부러져 수평 방향으로 연장되는 제2 하면부를 구비한다.

제2 파지부(36)는 제2 회전축(36a)을 통해 회전 가능하게 제2 베이스(35)에 장착되어 있다. 제2 회전축(36a)은 손목부의 회전 축선(L3)(도 1)에 대해 직교하고, 제2 상면부 및 제2 하면부에 대해 평행하고, 수평 방향으로 연장되며, 제1 회전축(26a)에 평행하다. 이 제2 회전축(36a)에 의해 제2 파지부(36)는 그 상하 방향이 반전 가능하게 된다.

다음으로, 상기 구성의 로봇(12)에 의해 작업물(11)을 반전하는 방법에 대해 도 3 ~ 도 6을 참조하여 설명한다. 이 방법은 제어 장치(14)에 의해 제어된다. 한편, 여기에서는 작업물(11)은 기판(11a)이 표면에 부착된 케이스(11b)를 이용한 경우에 대해 설명하지만, 작업물(11)은 이에 한정되지 않는다. 또한, 작업물(11)을 벨트 컨베이어(40)와 작업 로봇(41)의 사이를 이동시키고, 작업 로봇(41)의 앞에서 작업물(11)을 반전하는 경우에 대해 설명하지만, 작업물(11)의 이동 및 반전은 이 경우에 한정되지 않는다.

도 3에 도시된 바와 같이, 로봇(12)의 전방에 벨트 컨베이어(40)가 배치되어 있다. 벨트 컨베이어(40)는 예를 들어, 케이스(11b)의 표면에 기판(11a)이 설치된 작업물(11)을, 그 표면을 위로하여 반송한다. 벨트 컨베이어(40)에서, 로봇(12)의 전방에 승강부(40a)가 설치되어 있다. 승강부(40a)는 그 위에 작업물(11)이 도달하면 상승하여 작업물(11)을 벨트 컨베이어(40)의 반송면으로부터 들어 올린다. 또한, 승강부(40a)는 그 위에 작업물(11)이 재치되면 하강하여 작업물(11)을 벨트 컨베이어(40)의 반송면으로 되돌린다.

로봇(12)의 후방에는 작업 로봇(41)이 배치되어 있다. 이 작업 로봇(41)은 예를 들어, 수평 다관절형의 쌍완(雙腕) 로봇, 수평 다관절형·수직 다관절형 등의 로봇이다. 작업 로봇(41)은 한 쌍의 로봇 암(41a, 41b)을 구비하고, 한 쪽의 로봇 암(41a)에 의해 배면판(42)을 공급하고 다른 쪽 로봇 팔(41b)에 의해 볼트(43)를 공급한다.

먼저, 작업물(11)이 벨트 컨베이어(40)에 의해 로봇(12)의 전방에 운반되어 오면, 작업물(11)은 승강부(40a)에 의해 상승한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 파지부(26)를 작업물(11)의 좌측면에 대고, 제2 파지부(36)를 작업물(11)의 우측면에 대서 작업물(11)을 좌우 방향에서 제1 파지부(26) 및 제2 파지부(36)에 의해 끼운다.

이때, 상측 제1 협지 부재(28a) 및 하측 제1 협지 부재(28b)의 간격을 제1 조절부(29)에 의해 좁히는 것과 함께, 상측 제2 협지 부재(37a) 및 하측 제2 협지 부재(37b)의 간격을 제2 조절부(38)에 의해 좁힌다. 이에 따라서, 작업물(11)은 상하 방향으로 한 쌍의 제1 협지 부재(28) 및 한 쌍의 제2 협지 부재(37)의 각각에 의해 끼워진다. 이에 따라서, 제1 회전축(26a)은 제1 회전축(26a)에 직교하는 방향에서 작업물(11)의 중심에 위치한다.

이와 같이 하여, 작업물(11)이 제1 파지부(26) 및 제2 파지부(36)에 의해 파지되고, 작업물(11)은 제1 파지부(26)와 제2 파지부(36) 사이에 걸쳐진다. 이러한 제1 파지부(26)와 제2 파지부(36)의 간격을 바꾸지 않고, 제1 암(20) 및 제2 암(30)을 회전 축선(L1)(도 1) 둘레로 회동시킨다. 이에 따라서, 로봇(12)은 작업물(11)을 유지(保持)한 상태에서 후방을 향해 작업 로봇(41)과 마주한다. 작업물(11)은 벨트 컨베이어(40)로부터 작업 로봇(41)의 전방으로 이동한다.

여기서, 회전체(27)가 연장 부재(15)의 전방에 위치한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이 회전체(27)의 제1 회전축(26a)의 방향과 연장 부재(15)가 연장되는 방향이 직교한다. 이 상태에서 제1 암(20)은 회전체(27)를 연장 부재(15) 상에 올리고, 벨트 컨베이어(40) 측에서 작업 로봇(41) 측을 향해 연장 부재(15)가 연장되는 방향을 따라 제1 핸드부(23)를 이동시킨다. 이에 따라서, 회전체(27)는 연장 부재(15)가 연장되는 방향으로 회전 운동하고, 제1 기어(27a)가 연장 부재(15)의 제2 기어(15a)에 맞물리면서 회전한다. 따라서, 회전체(27)의 회전에 따라 제1 파지부(26)가 회전하고, 제1 파지부(26)에 의해 파지된 작업물(11)도 회전한다.

이때, 제1 핸드부(23)의 이동에 따라 제2 암(30)은 제2 핸드부(33)를 이동시킨다. 이에 따라서, 제1 파지부(26)와 제2 파지부(36) 사이에 걸쳐진 작업물(11)에 의해 제1 파지부(26)의 회전이 제2 파 지부(36)에 전달되어 제2 파지부(36)도 회전한다. 그리고, 작업물(11)은 작업 로봇(41)에 접근하면서 반전한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 작업물(11)의 배면이 상방을 향하여, 작업 로봇(41)의 전방에 배치된다. 작업 로봇(41)은 한 쪽의 로봇 암(41a)에 의해 배면판(42)을 파지하고, 배면판(42)의 구멍을 작업물(11)의 구멍에 맞추면서, 배면판(42)을 작업물(11)의 배면에 배치한다. 그리고, 다른 쪽의 로봇 암(41b)에 의해 볼트(43)를 파지하고 배면판(42) 및 작업물(11)의 각 구멍을 통과시켜 볼트 체결한다. 이러한 볼트 체결을 각 구멍에 대해 실시하여, 배면판(42)을 작업물(11)에 부착한다.

배면판(42)이 작업물(11)에 고정되면, 도 5의 경우와 반대로, 회전체(27)가 연장 부재(15)의 후방에 위치한다. 제1 암(20)은 회전체(27)를 연장 부재(15) 상에 올리고, 작업 로봇(41) 측에서 벨트 컨베이어(40) 측을 향해 연장 부재(15)가 연장되는 방향을 따라 제1 핸드부(23)를 이동시킨다. 이에 따라서, 회전체(27)는 연장 부재(15)가 연장되는 방향으로 직선 운동하고, 제1 기어(27a)가 연장 부재(15)의 제2 기어(15a)에 맞물리면서 회전하여, 작업물(11)이 반전한다.

그리고, 작업물(11)을 그 배면을 하방으로 하여 승강부(40a)에 올리고, 제1 파지부(26)와 제2 파지부(36)의 간격, 한 쌍의 제1 협지 부재(28)의 간격 및 한 쌍의 제2 협지 부재(37)의 간격을 넓혀 작업물(11)의 파지를 해제한다. 이에 따라서, 승강부(40a)가 하강하고, 작업물(11)이 벨트 컨베이어(40)에 올려져 운반된다.

본 실시예에 따르면, 제1 파지부(26)에 의해 작업물(11)을 파지한 상태에서 회전체(27)와 연장 부재(15)를 접촉시켜 연장 부재(15)가 연장되는 방향을 따라 상대 운동시키고 있다. 이와 같이, 회전체(27)를 회전시킴으로써 작업물(11)의 크기에 관계없이 작은 공간에서 작업물(11)을 반전시키는 동작을 실시할 수 있다.

나아가, 제1 회전축(26a)은 그 직교하는 방향에서 회전체(27)의 원의 중심, 제1 파지부(26)의 중심, 작업물(11)의 중심에 위치한다. 이에 따라서, 회전체(27), 제1 파지부(26) 및 작업물(11)은 그 중심에서 회전하기 때문에, 그들의 회전 공간을 컴팩트하게 억제한다.

또한, 제1 파지부(26) 및 제2 파지부(36)에 의해 작업물(11)을 파지한 상태에서 제1 암(20)은 회전체(27)를 연장 부재(15) 상에 배치하고, 연장 부재(15)가 연장되는 방향을 따라 이동한다. 이에 따라서, 제1 암(20) 및 제2 암(30)은 제1 파지부(26) 및 제2 파지부(36)에 의해 작업물(11)을 이동시킴과 동시에, 회전체(27)를 연장 부재(15) 상에서 이동시키고 회전시킴으로써, 작업물(11)을 반전시킨다. 이와 같이, 제1 암(20) 및 제2 암(30)의 각각의 동력원에 의해 작업물(11)의 이동 및 반전이 가능하게 된다.

또한, 회전체(27)는 원통체의 주위에 제1 기어(27a)가 설치된 피니언에 의해 구성되고, 연장 부재(15)는 제1 기어(27a)와 맞물리는 제2 기어(15a)가 설치된 랙에 의해 구성되어 있다. 이러한 제1 기어(27a)와 제2 기어(15a)가 맞물리는 것에 의해 회전체(27)가 확실하게 회전하고, 작업물(11)을 효율적으로 반전시킬 수 있다.

나아가, 제1 암(20) 및 제2 암(30)을 구비한 로봇(12)과 연장 부재(15)로 구성되어 있다. 이에 따라서, 이러한 작업물 반전 장치(10)에서는 제1 파지부(26) 및 회전체(27)가 제1 장착부(24)를 통해 제1 손목부(22)에 탈착 가능하게 장착되고, 제2 파지부(36)가 제2 장착부(34)를 통해 제2 손목부(32)에 탈착 가능하게 장착되어 있다. 이러한, 제1 파지부(26), 회전체(27) 및 제2 파지부(36)의 선단을 교체 가능한 범용의 로봇(12)을 사용하여 선단을 교체하는 것만으로 작업물(11)의 반전 작업이 가능하게 된다.

(실시예 2)

실시예 1에 따른 작업물의 반전 장치(10)는 제1 암(20)에 제1 파지부(26) 및 회전체(27)가 구비되어 있었다. 이에 대해 본 실시예 2에 따른 작업물의 반전 장치(10)는 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 암(20)에 연장 부재(115)가 구비되어 있다.

제1 핸드부(23)는 제1 장착부(24) 및 제1 손목부(22)에 대해 제1 장착부(24)에 의해 탈착 가능하게 장착되는 연장 부재(115)를 구비하고 있다. 이러한 제1 장착부(24) 및 연장 부재(115)는 제1 암(20)의 선단에 설치되어 있다.

연장 부재(115)는 예를 들어, 직선으로 연장된 판상체이다. 연장 부재(115)는 예를 들어, 판상체의하면에 복수의 제2 기어(115a)가 연속적으로 설치된 랙이다. 복수의 제2 기어(115a)는 연장 부재(115)이 연장되는 방향으로 나열되고, 연장 부재(115)의 하면, 본 실시예에서는 복수의 제2 기어(115a)의 하단은 예를 들어, 수평 방향으로 한 면에 나열된다.

제1 파지부(126) 및 회전체(127)는 예를 들어, 작업대 등에 설치되어 있다. 회전체(127)는 예를 들어, 원통 모양 또는 원반 모양이다. 예를 들어, 회전체(127)는 그 둘레면에 복수의 제1 기어(127a)가 연속해서 설치된 피니언이며, 제1 기어(127a)는 연장 부재(115)의 제2 기어(115a)와 맞물린다. 회전체(127)는 그 원의 중심에 제1 회전축(126a)이 관통하고 있고, 제1 회전축(126a)은 작업대 상의 받침대(126b)에 의해 회전 가능하게 수평으로 지지되어 있다.

제1 파지부(126)는 제1 회전축(126a)에 의해 회전체(127)에 연결되어 있다. 예를 들어, 제1 회전축(126a)에 직교하는 방향에서 회전체(127)의 원의 중심과 제1 파지부(126)의 중심이 제1 회전축(126a)에 의해 연결되어 있다. 다만, 제1 파지부(126)의 제1 회전축(126a)의 연결 위치는 이에 한정되지 않는다.

제1 파지부(126)는 예를 들어, 한 쌍의 제1 협지 부재(128)를 구비하고, 한 쌍의 제1 협지 부재(128)는 액츄에이터(미도시)에 의해 그 간격이 조정된다. 한 쌍의 제1 협지 부재(128) 사이에 작업물(11)을 협지하여 파지한다. 제1 파지부(126)는 제1 회전축(126a)을 통해 회전 가능하게 받침대(126b)에 설치되어 있고, 제1 회전축(126a)에 의해 그 상하 방향이 반전 가능하게 된다.

제2 핸드부(33)는 제2 장착부(34) 및 제2 손목부(32)에 대해서 제2 장착부(34)에 의해 탈착 가능하게 장착되는 가공부(139)에 의해 구성된다. 이 제2 장착부(34) 및 가공부(139)는 제2 암(30)의 선단에 설치되어 있다. 가공부(139)는 예를 들어, 배면 부재를 공급하거나, 볼트(43)를 공급하여 체결하는, 반전된 작업물(11)에 가공을 실시한다.

이러한 제1 파지부(126)에 의해 작업물(11)을 그 표면을 위로하여 파지한 상태에서 회전체(127)와 연장 부재(115)를 접촉시켜 연장 부재(115)가 연장된 방향을 따라 상대 운동시켜 작업물(11)을 반전시킨다. 구체적으로는, 제1 회전축(126a)의 방향과 연장 부재(115)가 연장되는 방향과 직교하도록 제1 암(20)은 연장 부재(115)를 회전체(127) 상에 올린다. 그리고, 연장 부재(115)가 연장되는 방향을 따라 제1 핸드부(23)를 이동하면 회전체(127)는 제1 기어(127a)가 연장 부재(115)의 제2 기어(115a)에 맞물리면서 연장 부재(115)가 이동하는 방향으로 회전한다. 이러한 회전체(127)의 회전에 따라 제1 파지부(126)가 회전하여 제1 파지부(126)에 의해 파지된 작업물(11)도 회전한다.

이에 따라서, 작업물(11)이 반전하고 배면이 상방을 향한다. 제2 암(30)은 제2 핸드부(33)를 이동시키고, 가공부(139)에 의해 작업물(11)의 배면에 볼트(43)를 공급하여 볼트 체결하거나 배면판을 공급하거나 하여 가공한다.

작업물(11)의 배면에 가공이 완료되면, 제1 암(20)은 연장 부재(115)를 회전체(127) 상에 올리고, 연장 부재(115)가 연장되는 방향을 따라 제1 핸드부(23)를 이동시킨다. 따라서, 회전체(127)는 연장 부재(115)에 대해 상대 운동하고, 제1 기어(127a)가 연장 부재(115)의 제2 기어(115a)에 맞물리면서 회전하여, 작업물(11)이 반전한다.

본 실시예에 따르면, 제1 파지부(126)에 의해 작업물(11)를 파지한 상태에서 제1 암(20)은 연장 부재(115)를 회전체(127)에 접촉시켜 연장 부재(115)가 연장되는 방향을 따라 이동시킨다. 따라서, 제1 회전축(126a)이 연결된 회전체(127)이 회전함으로써 작업물(11)의 크기에 관계없이 작은 공간에서 작업물(11)을 반전시키는 동작을 수행할 수 있다.

또한, 연장 부재(115)를 회전체(127)에 대해 직선 운동시킴으로써 움직임이 간단하고 제어가 용이하다. 나아가, 회전체(127)에 피니언이 이용되고, 연장 부재(115)에 랙이 이용되고 있기 때문에 작업물(11)을 더 확실하게 또한 효율적으로 반전시킬 수 있다. 또한, 작업물의 반전 장치(10)는 제1 암(20)을 구비한 로봇(12) 및 제1 파지부(26) 및 회전체(27)에 의해 구성되어 있기 때문에, 교체 가능한 범용의 로봇(12)을 사용하여 선단을 교체하는 것만으로 작업물(11)의 반전 작업이 가능하게 된다.

(기타 실시예)

여기서, 실시예 1에서는 회전체(27)를 연장 부재(15)에 접촉시켜 이동시킬 때 작업물(11)을 제1 파 지부(26) 및 제2 파지부(36)에 의해 파지하였다. 이에 대해서, 회전체(27)를 연장 부재(15)에 접촉시켜 이동시킬 때 작업물(11)을 제1 파지부(26)에 의해 파지하여도 좋다. 이 경우, 제2 파지부(36)에 대신하여, 제2 핸드부(33)는 볼트(43)를 공급하고 체결하는 등의 특정의 가공하는 가공부에 의해 구성되어 있어도 좋다.

또한, 상기 모든 실시예에서는 회전체(27, 127)에 피니언을 사용하고, 연장 부재(15, 115)에 랙을 사용하였다. 그러나, 회전체(27, 127)이 연장 부재(15, 115)에 회전하는 구성이라면, 회전체(27, 127) 및 연장 부재(15, 115)는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전체(27, 127)에 제1 기어(27a, 127a)가 설치되어 있지 않은 원통 또는 원판이 이용되고, 연장 부재(15, 115)에 제2 기어(15a, 115a)가 설치되어 있지 않은 평판이 이용되어도 좋다. 연장 부재(15, 115)에 접하는 회전체(27, 127)의 둘레면 및 회전체(27, 127)에 접하는 연장 부재(15, 115)의 평면에는 이들 사이의 마찰 계수가 큰 재료로 형성된다. 따라서, 회전체(27, 127)와 연장 부재(15, 115) 사이에 높은 마찰이 생겨 연장 부재(15, 115)에 대해 회전체(27, 127)가 회전한다.

또한, 상기 전체 실시예에서는 연장 부재(15, 115)는 직선으로 연장된 판상체로 형성되고, 연장 부재(15)의 상면 및 연장 부재(115)의 하면은 수평으로 한 면에 평평하게 설치된다. 그러나, 연장 부재(15, 115)는 일정한 방향으로 연장되어 있으면, 그 형상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 연장 부재(15)의 상면 및 연장 부재(115)의 하면은 함몰되거나 돌출되거나 하여도 좋다. 또는, 연장 부재(15)의 상면 및 연장 부재(115)의 하면은 곡면으로 형성되어 있어도 좋다.

또한, 상기 실시예에서는 제1 핸드부(23)가 제1 장착부(24)를 통해 제1 손목부(22)에 연결되어 있었지만, 제1 핸드부(23)가 제1 손목부(22)에 직접 연결되어도 좋다. 또한, 제2 핸드부(33)가 제2 장착부(34)를 통해 제2 손목부(32)에 연결되었지만, 제2 핸드부(33)가 제2 손목부(32)에 직접 연결되어도 좋다.

상기 설명으로부터 당업자에게는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시 형태가 분명할 것이다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하고, 본 발명을 실행하는 최선의 형태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다.

본 발명은 작업물을 작은 공간에서 반전시킬 수 있는 작업물의 반전 장치 등으로 유용하다.

10: 반전 장치
11: 작업물
12: 로봇
15: 연장 부재
15a: 제2 기어
20: 제1 암(암)
26: 제1 파지부(파지부)
26a: 제1 회전축(회전축)
27: 회전체
27a: 제1 기어
30: 제2 암
33: 제2 핸드부
36: 제2 파지부
115: 연장 부재
115a: 제2 기어
126: 제1 파지부(파지부)
126a: 제1 회전축(회전축)
127: 회전체
127a: 제1 기어

Claims

작업물을 회전 가능하게 파지하는 파지부와,
상기 파지부에 연결된 회전축을 중심으로 회전하는 회전체와,
상기 회전축에 직교하는 방향으로 연장되는 연장 부재와,
상기 파지부 및 상기 회전체, 또는 상기 연장 부재를 선단에 구비하여 이동시키는 암을 구비하고,
상기 파지부에 의해 상기 작업물을 파지한 상태에서 상기 회전체와 상기 연장 부재를 접촉시켜 상기 연장 부재가 연장되는 방향에 따라 상대 운동시키는 것을 특징으로 하는 작업물의 반전 장치.
제1항에 있어서,
상기 파지부는 제1 파지부이고, 상기 암은 제1 암이며,
상기 제1 암은 상기 제1 파지부와 상기 회전체를 선단에 구비하고,
상기 작업물을 회전 가능하게 파지하는 제2 파지부를 선단에 구비하여 이동시키는 제2 암을 더 구비하고,
상기 제1 파지부와 상기 제2 파지부에 의해 상기 작업물을 파지한 상태에서 상기 회전체와 상기 연장 부재를 접촉시켜 상기 연장부재가 연장되는 방향에 따라 상대 운동시키는 것을 특징으로 하는 작업물의 반전 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 회전체는 원통체의 둘레에 제1 기어가 설치된 피니언에 의해 구성되고,
상기 연장 부재는 상기 제1 기어와 맞물리는 제2 기어가 설치된 랙에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 작업물의 반전 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암을 구비한 로봇에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 작업물의 반전 장치.