KR20190032541A

KR20190032541A - 로봇 및 그 운전 방법

Info

Publication number: KR20190032541A
Application number: KR1020197005573A
Authority: KR
Inventors: 켄지 반도; 카즈노리 히라타
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2019-03-27
Also published as: JP2018034247A; TW201811641A; WO2018043493A1; US20190193277A1; JP6789728B2; EP3508312A1; TWI639543B; EP3508312A4; CN109641353A

Abstract

원통형 작업물(202)의 외주면의 형상에 대응되도록 형성되는 접촉면을 구비하는 제1 유지부(10A)가 형성된 제1 암(13A)과, 판 형상 또는 막대 형상으로 형성되는 제2 유지부(10B)가 형성된 제2 암(13B)를 구비하는 로봇.

Description

로봇 및 그 운전 방법

본 발명은 로봇 및 그 운전 방법에 관한 것이다.

로봇의 선단 부분에 설치된 핸드부에 의해 물품을 파지하여 이동시키는 장치로서 물품 이송 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 개시되어 있는 물품 이송 장치에서는 병렬 로봇으로 이송하는 물품들을 수납하는 버킷의 측면에 노치부를 설치하고, 해당 노치부 내를 핸드부가 이동함으로써 핸드부가 부드럽게 버킷 내에 침입할 수 있다고 하고 있다.

일본 특허공개 특개2016-88721호 공보

그러나, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 물품 이송 장치에서는 핸드부가 부드럽게 버킷 내에 침입하기 위해서는 측면에 노치부가 설치되어 있는 특수한 버킷을 이용해야 하기 때문에 아직 개선의 여지가 있었다.

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로, 원통형 형상을 가지는 물품을 쉽게 유지(保持)하고, 이동시킬 수 있는 로봇 및 그 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 종래의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 로봇은 원통형 작업물의 외주면의 형상에 대응되도록 형성되는 접촉면을 구비하는 제1 유지부가 형성된 제1 암과, 판 형상 또는 막대 형상으로 형성되는 제2 유지부가 형성된 제2 암을 구비한다.

이에 따라서, 원통형 형상을 가지는 물품을 쉽게 유지하여 이동시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 로봇의 운전 방법은, 제1 암과 제2 암을 구비한 로봇의 운전 방법으로서, 상기 제1 암에는 원통형 작업물의 외주면의 형상에 대응되도록 형성되는 접촉면을 구비하는 제1 유지부가 형성되어 있고, 상기 제2 암에는 판 형상 또는 막대 형상으로 형성되는 제2 유지부가 형성되어 있으며, 상기 제1 유지부의 상기 접촉면이 상기 원통형 작업물의 외주면과 맞닿도록 상기 제1 암이 작동하는 (A)와, 상기 제2 유지부가 상기 원통형 작업물의 개구부와 맞닿도록 상기 제2 암이 작동하는 (B)와, 상기 (A) 및 상기 (B)를 실행한 후에, 상기 제1 유지부와 상기 제2 유지부가 접근하도록 상기 제1암 및 제2 암 중 적어도 한쪽 암을 작동하는 (C)를 포함한다.

이에 따라서 원통형 형상을 가지는 물품을 쉽게 유지하여 이동시킬 수 있다.

본 발명에 따른 로봇 및 로봇의 운전 방법에 의하면, 원통형 형상을 가지는 물품을 쉽게 유지하여 이동시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 로봇의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 로봇이 원통형 작업물(workpiece)을 유지·반송할 때의 동작을 도시하는 모식도이다.
도 3은 도 1에 도시된 로봇의 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 기능 블록도이다.
도 4는 도 1에 도시된 로봇에서 제1 핸드부의 좌측 측면의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 핸드부에서 제1 유지부의 A-A 선 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 로봇에서 제2 핸드부의 우측 측면의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 7은 도 6에 도시된 제2 핸드부에서 제2 유지부의 정면도이다.
도 8은 본 실시예 1에 따른 로봇의 동작의 일례를 도시하는 순서도이다.
도 9는 도 8에 도시된 순서도에 따라 로봇이 작동하는 동안 로봇의 상태를 도시하는 모식도이다.
도 10은 도 8에 도시된 순서도에 따라 로봇이 작동하는 동안 로봇의 상태를 도시하는 모식도이다.
도 11은 도 8에 도시된 순서도에 따라 로봇이 작동하는 동안 로봇의 상태를 도시하는 모식도이다.
도 12는 본 실시예 1의 변형예 1에 따른 로봇의 제1 핸드부의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 13은 본 실시예 1의 변형예 2에 따른 로봇의 제2 핸드부의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.

이하에서, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 여기서, 모든 도면에서 동일 또는 대응하는 부분에는 동일 부호를 부여하고 중복된 설명은 생략한다. 또한, 모든 도면에서 본 발명을 설명하기 위한 구성 요소를 발췌하여 도시하고 있으며, 기타 구성 요소에 대해서는 도시를 생략하는 경우가 있다. 나아가, 본 발명은 다음의 실시예에 한정되지 않는다.

(실시예 1)

본 실시예 1에 따른 로봇은 원통형 작업물(workpiece)의 외주면의 형상에 대응되도록 형성되는 접촉면을 구비하는 제1 유지부가 설치되어 있는 제1 암과, 판 형상 또는 막대 형상으로 형성되는 제2 유지부가 설치되어 있는 제2 암을 구비한다.

또한, 본 실시예 1에 따른 로봇에서는, 제 1 유지부에서 접촉면은 일단에서 타단을 향해 경사지게 형성되어 있어도 좋다.

또한, 본 실시예 1에 따른 로봇에서는, 제1 유지부의 접촉면에는 탄성 부재가 설치되어 있어도 좋다.

또한, 본 실시예 1에 따른 로봇에서는, 제2 유지부에는 돌기부가 형성되어 있어도 좋다.

또한, 본 실시예 1에 따른 로봇에서는, 제2 유지부의 선단부는 선단을 향할수록 그 두께가 작아지도록 테이퍼 형상으로 형성되어 있어도 좋다.

또한, 본 실시예 1에 따른 로봇에서는, 제2 유지부는 판 형상으로 형성되어 있고, 돌기부는 제2 유지부의 주면(主面)의 법선 방향에서 볼 때 원통형 작업물의 개구부의 형상에 상응하도록 형성되어 있어도 좋다.

나아가, 본 실시예 1에 따른 로봇에서는, 제1 유지부에 접촉면을 원통형 작업물의 외주면과 맞닿게 하도록 제1 암을 동작시키고, 제2 유지부를 원통형 작업물의 개구부와 맞닿도록 제2 암을 작동시키고, 그 후, 제1 유지부와 제2 유지부가 접근하도록 제1 암 및 제2 암 중 적어도 한쪽 암을 작동시키는 제어 장치를 더 구비하여도 좋다.

이하에서, 본 실시예 1에 따른 로봇의 일례에 대해 도 1 ~ 도 11을 참조하여 설명한다.

[로봇의 구성]

도 1은 본 실시예 1에 따른 로봇의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다. 도 2는 도 1에 도시된 로봇이 작업물을 유지·반송할 때의 동작을 도시하는 모식도이다. 도 3은 도 1에 도시된 로봇의 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 기능 블록도이다.

여기서, 도 1에서는 로봇의 상하 방향 및 좌우 방향을 도면의 상하 방향 및 좌우 방향으로 나타내고 있다. 또한, 도 2에서는 로봇의 전후 방향 및 좌우 방향을 도면의 전후 방향 및 좌우 방향으로 나타내고 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예 1에 따른 로봇(100)은 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)과, 제어 장치(11)를 구비하고, 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)에 의해 원통형 작업물(202)을 유지하여 반송하도록 구성되어 있다. 또한, 로봇(100)은 운영자가 적절한 수단을 통하여 제어 장치(11)에 소요 사항을 교시함으로써 제어 장치(11)가 로봇(100)의 자동 운전을 실행하도록 구성되어 있다.

먼저 도 2를 참조하면서 본 실시예 1에 따른 로봇(100)이 작업하는 작업 공간에 배치되어 있는 각각의 기기의 구성에 대해 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예 1에 따른 로봇(100)이 작업하는 작업 공간에는 상자(예를 들어, 골판지 상자)(201), 작업물(202), 베이스(203), 촬영 장치(204) 및 벨트 컨베이어(205)가 배치되어 있다. 상자(201)는 상면이 개봉된 상태에서 베이스(203)의 상면에 배치되어 있다.

상자(201)의 내부 공간에는 포개어 쌓은 상태의 작업물(202)이 병렬로 수납되어 있다. 구체적으로는, 작업물(202)은 해당 작업물(202)의 축중심이 좌우 방향으로 향하도록 횡으로 쓰러져 있고, 포개어 쌓은 상태의 작업물(202)이 전후 방향으로 나란히 상자(201)에 수납되어 있다. 여기서, 이하에서는 포개어 쌓은 상태의 작업물(202)을 작업물 적층체(202A)라고 부르기도 한다.

작업물(202)은 여기에서는 대략 원통형으로 형성되어 있고, 일방의 개구부가 개방되어 있고, 타방의 개구부가 폐쇄되어 있다. 또한, 작업물(202)은 일방의 개구부로부터 타방의 개구부로 갈수록 그 개구 면적이 작아지도록 형성되어 있다. 여기서, 이하에서는 타방의 개구부를 저면이라고 하기도 한다. 또한, 본 실시예 1에서는 작업물(202)이 원통형으로 형성되어 있는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 작업물(202)의 단면 형상이 다각형 형상으로 형성되어 있는 형태를 채용하여도 좋다.

또한, 베이스(203)에서 상면의 전방 측에는 수평 방향에서 볼 때 역 L자 형상의 지지 부재(203A)의 기단부가 고정되어 있다. 지지 부재(203A)의 선단부에는 촬영 장치(204)가 배치되어 있다. 촬영 장치(204)는 상자(201)의 상방에서 상자(201)에 수납되는 작업물(202)을 촬영하고, 촬영한 영상 정보를 로봇(100)의 제어 장치(11)에 출력하도록 구성되어 있다. 여기서, 촬영 장치(204)는 로봇(100)에 배치되어 있어도 좋다.

벨트 컨베이어(205)는 로봇(100)의 측방(여기에서는 좌측)에 배치되어 있고, 로봇(100)에 의해 벨트 컨베이어(205)의 상면에 배치된 작업물(202)을 전후 방향으로 보내도록 구성되어 있다.

다음으로, 도 1 및 도 2를 참조하면서 로봇(100)의 구체적인 구성에 대해 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 로봇(100)은 대차(台車)(12)를 구비하고 있다. 대차(12)의 하면에는 바퀴(12a) 및 고정부(12b)가 설치되어 있고, 로봇(100)은 바퀴(12a)를 따라 이동 가능하게 구성되어 있다. 여기서, 본 실시예 1에서는 로봇(100)은 고정부(12b)에 의해 바닥에 고정되어 있다.

또한, 대차(12)의 상면에는 기축(基軸)(16)이 고정되어 있다. 기축(16)에는 당해 기축(16)의 축중심을 통과하는 회전 축선(L1) 둘레를 회동 가능하게 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)이 설치되어 있다. 구체적으로는 제1 암(13A)과 제2 암(13B)이 상하로 높낮이 차이를 가지도록 형성되어 있다. 또한, 대차(12)에는 제어 장치(11)가 수납되어 있다. 또한, 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)은 독립적으로 작동하거나 서로 관련되어 동작할 수 있도록 구성되어 있다.

제1 암(13A)은 암부(15), 손목부(17), 제1 핸드부(18A) 및 장착부(20)를 구비한다. 마찬가지로, 제2 암(13B)은 암부(15), 손목부(17), 제 2 핸드부(18B) 및 장착부(20)를 구비한다.

암부(15)는 본 실시예 1에서는 대략 직육면체 형상의 제1 링크(15a) 및 제2 링크(15b)에 의해 구성되어 있다. 제1 링크(15a)는 기단부에 회전 관절(J1)이 설치되어 있고, 선단부에 회전 관절(J2)이 설치되어 있다. 또한, 제2 링크(15b)는 선단부에 직동(直動) 관절(J3)이 설치되어 있다.

그리고, 제1 링크(15a)는 회전 관절(J1)을 통해 그 기단부가 기축(16)과 연결되고, 회전 관절(J1)에 의해 회전 축선(L1) 둘레를 회동할 수 있다. 또한, 제2 링크(15b)는 회전 관절(J2)을 통해 그 기단부가 제1 링크(15a)의 선단부와 연결되고, 회전 관절(J2)에 의해 회전 축선(L2) 둘레를 회동할 수 있다.

제2 링크(15b)의 선단부에는 직동 관절(J3)을 통해 손목부(17)가 제2 링크(15b)에 대해 승강 이동 가능하게 연결되어 있다. 손목부(17)의 하단부에는 회전 관절(J4)이 설치되어 있고, 회전 관절(J4)의 하단부에는 장착부(20)가 설치되어 있다.

장착부(20)는 제1 핸드부(18A) 또는 제2 핸드부(18B)를 착탈 가능하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 장착부(20)은 그 간격이 조정 가능하게 구성되어 있는 한 쌍의 막대 부재를 구비하고, 그 한 쌍의 막대 부재에 의해 제1 핸드부(18A) 또는 제2 핸드부(18B)를 끼우는 것에 의해 제1 핸드부(18A) 또는 제2 핸드부(18B)를 손목부(17)에 장착할 수 있다. 이에 따라서, 제1 핸드부(18A) 또는 제2 핸드부(18B)는 회전 관절(J4)에 의해 회전 축선(L3) 둘레를 회동할 수 있다. 여기서, 막대 부재는 선단 부분이 구부러져 있어도 좋다.

여기서, 도 4 및 도 5를 참조하면서 제1 암(13A)의 제1 핸드부(18A)에 대해 상세하게 설명한다.

도 4는 도 1에 도시된 로봇의 제1 핸드부의 좌측 측면의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다. 도 5는 도 4에 도시된 제1 핸드부에서 제1 유지부의 A-A 선 단면도이다. 여기서, 도 4에서는 로봇의 상하 방향 및 전후 방향을 도면의 상하 방향 및 전후 방향으로 나타내고 있다. 또한, 도 5에서는 로봇의 전후 방향 및 좌우 방향을 도면의 전후 방향 및 좌우 방향으로 나타내고 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 암(13A)의 제1 핸드부(18A)는 고정부(8A), 중간부(9A) 및 제1 유지부(10A)로 구성되어 있고, 고정부(8A)는 중간부(9A)를 통해 제1 유지부(10A)에 연결(고정)되어 있다. 여기서, 본 실시예 1에서는 중간부(9A)를 통해 고정부(8A)와 제1 유지부(10A)를 연결하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 고정부(8A)와 제1 유지부(10A)를 직접 연결하는 형태를 채용히여도 좋다.

고정부(8A)는 제1 부재(81)와 제2 부재(82)로 구성되어 있다. 제1 부재(81)는 장착부(20)가 맞닿는 부위이고, 여기에서는 판 형상으로 형성되어 있다. 제2 부재(82)는 제1 부재(81)의 하면에 고정되어 있고, 수평 방향에서 볼 때 역 L자 형상으로 형성되어 있다.

제1 유지부(10A)는 판 형상의 제3 부재(103)와, 당해 제3 부재(103)를 중간부(9A)에 연결하기 위한 제4 부재(104) 및 제5 부재(105)로 구성되어 있다. 여기서, 제3 부재(103)는 그 주면에 격자 형상의 관통공을 설치하고, 그물 형상으로 혀성되어 있이도 좋고, 그 주면에 상하 또는 전후 방향으로 연장되는 슬릿을 설치하여도 좋다.

제4 부재(104)는 전후 방향에서 볼 때 역 L자 형상으로 형성되어 있고, 제5 부재(105)는 좌우 방향에서 볼 때 L자 형상으로 형성되어 있다. 제4 부재(104)의 상면에는 제5 부재(105)의 하면이 연결(고정)되어 있다. 또한, 제4 부재(104)의 우측 측면에는 제3 부재(103)가 연결(고정)되어 있고, 제3 부재(103)의 주면의 법선 방향이 좌우 방향으로 향하도록 배치되어 있다.

제3 부재(103)의 주면의 하부에는 노치부(접촉면)(103a)가 설치되어 있다. 노치부(103a)는 노치부(103a)의 주면의 법선 방향에서 볼 때 작업물(202)의 외주면의 형상과 대응되도록 형성되어 있다. 여기에서, 작업물(202)의 외주면의 형상과 대응한다는 것은 작업물(202)의 외주면과 맞닿을 수 있는 형상을 의미한다.

구체적으로는, 본 실시예 1에서는 노치부(103a)는 제3 부재(103)의 하단으로부터 원호(반원) 형상으로 절개되어 있고, 대략 U자 형상으로 형성되어 있다. 즉, 노치부(103a)의 내주면이 원호(반원) 형상으로 형성되어 있다. 여기서, 노치부(103a)는 내주면이 직사각형 또는 사다리꼴 등의 다각형이어도 좋고, U자 형상, 타원, 포물선 등의 곡선을 가지는 형상이어도 좋다. 또한, 노치부(103a)의 내주면에는 작업물(202)과 마찰 저항을 증가시키는 관점에서, 고무 등의 탄성 부재가 설치되어 있어도 좋다.

또한, 본 실시예 1에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 노치부(103a)의 내주면은 일단(여기에서는 좌측 주면, 내면)으로부터 타단(여기에서는 우측 주면; 외면)에 갈수록 그 개구 면적이 작아지도록 경사져 있다. 따라서, 작업물(202)의 외주면과 더 접촉 면적을 크게 할 수 있다.

다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하면서, 제2 암(13B)의 제2 핸드부(18B)에 대해 상세하게 설명한다.

도 6은 도 1에 도시된 로봇의 제2 핸드부의 우측 측면의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다. 도 7은 도 6에 도시된 제2 핸드부에서 제2 유지부의 정면도이다. 여기서, 도 6에서는 로봇의 상하 방향 및 전후 방향을 도면의 상하 방향 및 전후 방향으로 나타내고 있다. 또한, 도 7에서는 로봇의 상하 방향 및 좌우 방향을 도면의 상하 방향 및 좌우 방향으로 나타내고 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 암(13B)의 제2 핸드부(18B)는 고정부(8B), 중간부(9B) 및 제2 유지부(10B)로 구성되어 있고, 고정부(8B)는 중간부(9B)를 통해 제2 유지부(10B)에 연결(고정)되어 있다. 여기서, 본 실시예 1에서는 중간부(9B)를 통해 고정부(8B) 및 제2 유지부(10B)를 연결하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 고정부(8B) 및 제2 유지부(10B)를 직접 연결하는 형태를 채용하여도 좋다.

고정부(8B)는 제1 부재(81)와 제2 부재(82)로 구성되어 있다. 제1 부재(81)는 장착부(20)가 맞닿는 부위이고, 여기에서는 판 형상으로 형성되어 있다. 제2 부재(82)는 제1 부재(81)의 하면에 고정되어 있고, 수평 방향에서 볼 때 역 L자 형상으로 형성되어 있다.

제2 유지부(10B)는 판 형상의 제6 부재(106)와, 당해 제6 부재(106)를 중간부(9B)에 연결하기 위한 제7 부재(107) 및 제8 부재(108)로 구성되어 있다. 여기서, 제6 부재(106)는 그 주면에 격자 형상의 관통공을 설치하고, 그물 형상으로 형성되어 있이도 좋고, 그 주면에 상하 또는 전후 방향으로 연장되는 슬릿을 설치하여도 좋다.

제7 부재(107)는 전후 방향에서 볼 때 역 L자 형상으로 형성되어 있고, 제8 부재(108)는 좌우 방향에서 볼 때 L자 형상으로 형성되어 있다. 제7 부재(107)의 상면에는 제8 부재(108)의 하면이 연결(고정)되어 있다. 또한, 제7 부재(107)의 좌측 측면에는 제6 부재(106)가 연결(고정)되어 있고, 제6 부재(106)의 주면의 법선 방향이 좌우 방향으로 향하도록 배치되어 있다.

제6 부재(106)의 주면의 하단부(선단부)는 당해 주면의 법선 방향에서 볼 때 원호(반원) 형상으로 형성되어 있고, 하방(선단)으로 갈수록 그 두께가 작아지도록 형성되어 있다.

또한, 제6 부재(106)의 한쪽의 주면(여기에서는 우측 주면; 내면)의 하부에는 돌기부(106a)가 배치되어 있다. 돌기부(106a)는 제6 부재(106)의 주면의 법선 방향에서 볼 때 작업물(202)의 개구부(여기에서는 일방의 개구부)의 형상에 상응하도록 형성되어 있다. 여기에서 작업물(202)의 개구부의 형상에 상응하도록 형성되어 있다는 것은 작업물(202)의 개구부의 내주면과 맞닿을 수 있다는 것을 의미한다.

돌기부(106a)는 본 실시예 1에서는 제6 부재(106)의 주면의 법선 방향에서 볼 때 원형으로 형성되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 원호 형상으로 형성되어 있어도 좋고, U자 형상으로 형성되어 있어도 좋으며, 다각형 형상으로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 돌기부(106a)는 하방으로 갈수록 그 두께가 작아지도록 형성되어 있어도 좋다.

여기서, 본 실시예 1에 따르면, 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)은 제1 핸드부(19A), 제2 핸드부(19B)를 제외하고는 실질적으로 동일하게 구성되는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 암부(15) 및 손목부(17)가 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)에서 상이한 구성인 형태를 채용하여도 좋다.

또한, 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)의 각각의 관절(J1 ~ J4) 각각에는 각각의 관절이 연결하는 2개의 부재를 상대적으로 회전 또는 승강시키는 액츄에이터의 일례로서의 구동 모터가 설치되어 있다(미도시). 구동 모터는 예를 들어, 제어 장치(10)에 의해 서보 제어되는 서보 모터이어도 좋다. 또한, 각 관절(J1) ~ 관절(J4)에는 각각 구동 모터의 회전 위치를 검출하는 회전 센서(미도시)와, 구동 모터의 회전을 제어하는 전류를 검출하는 전류 센서(미도시)가 설치되어 있다. 회전 센서는, 예를 들어 인코더여도 좋다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제어 장치(11)는 CPU 등의 연산부(11a)와, ROM, RAM 등의 저장부(11b)와, 서보 제어부(11c)를 구비한다. 제어 장치(11)는 예를 들어 마이크로 컨트롤러 등의 시스템을 구비한 로봇 컨트롤러이다.

여기서, 제어 장치(11)는 집중 제어하는 단일의 제어 장치(11)로 구성되어 있어도 좋고, 서로 협력하여 분산 제어하는 복수의 제어 장치(11)에 의해 구성되어 있어도 좋다. 또한, 본 실시예 1에서는 저장부(11b)가 제어 장치(11)에 배치되어 있는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 저장부(11b)가 제어 장치(11)와 별도로 설치되어 있는 형태를 채용하여도 좋다.

저장부(11b)에는 로봇 컨트롤러로서의 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 저장되어 있다. 연산부(11a)는 저장부(11b)에 저장된 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어 실행함으로써, 로봇(100)의 각종 동작을 제어한다. 즉, 연산부(11a)는 로봇(100)의 제어 명령을 생성하고, 이를 서보 제어부(11c)에 출력한다. 서보 제어부(11c)는 연산부(11a)에 의해 생성된 제어 명령에 기초하여, 로봇(100)의 각 암(13)의 관절(J1 ~ J4)에 대응하는 서보 모터의 구동을 제어하도록 구성되어 있다.

여기서, 본 실시예 1에서는 로봇(100)이 수평 다관절형 로봇인 양태를 예시하였지만, 이에 한정되지 않고, 로봇(100)은 수직 다관절형 로봇이라도 좋다. 또한, 상술한 로봇(100)의 구성은 일례이고, 로봇(100)의 구성은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 로봇(100)을 이용하여 수행할 작업 내용 및 작업 공간 등에 따라 적절히 그 구성을 변경할 수 있다.

[로봇의 동작 및 작용 효과]

다음으로, 본 실시예 1에 따른 로봇(100)의 동작 및 작용 효과에 대하여 도 1 ~ 도 11을 참조하여 설명한다. 여기서, 이하에서는 상자(201)에 수납되는 작업물(202)(정확하게는 작업물 적층체(202A))를 꺼내 벨트 컨베이어(205)에 재치(載置)하는 동작에 대해 설명한다. 또한, 이하의 동작은 제어 장치(11)의 연산부(11a)가 저장부(11b)에 저장되어 있는 프로그램을 판독하여 실행된다.

도 8은 본 실시예 1에 따른 로봇의 동작의 일례를 나타내는 순서도이다. 도 9 ~ 도 11은 도 8에 도시된 순서도에 따라 로봇이 작동하는 때의 로봇의 상태를 도시하는 모식도이다. 구체적으로, 도 9는 작업물의 상방에 위치하는 제1 암과 제2 암이 각각 작업물과 맞닿게 되도록 하강하고 있는 상태를 도시하는 사시도이다. 도 10은 제1 암의 제1 유지부 및 제2 암의 제2 유지부에 의해 작업물을 파지하고 있는 상태를 도시하는 사시도이다. 도 11은 제1 유지부 및 제2 유지부에 의해 작업물을 유지한 상태를 유지하면서 제1 암 및 제2 암이 상승하고 있는 상태를 도시하는 사시도이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 로봇(100)의 전방에는 작업물(202)가 수납된 상자(201)가 배치되어 있고, 로봇(100)의 측방에는 벨트 컨베이어(205)이 배치되어 있다고 한다. 그리고, 제어 장치(11)에 운영자로부터 도시되지 않는 입력 장치를 통해 상자(201) 내에 수납된 작업물(202)을 꺼내 벨트 컨베이어(205)에 재치하는 동작을 수행할 것을 지시하는 지시 정보가 입력되었다고 한다.

그러면, 제어 장치(11)는 도 8에 도시된 바와 같이, 촬영 장치(204)가 촬영한 영상 정보를 획득하고, 획득한 영상 정보에서 상자(201)에 수납된 작업물(202)의 위치 정보를 취득한다(단계(S101)).

다음으로, 제어 장치(11)는 단계(S101)에서 취득한 작업물(202)의 위치 정보를 기초로 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)을 작업물(202)의 상방에 위치하도록 작동시킨다(단계(S102)).

구체적으로는, 제어 장치(11)는 작업물 적층체(202A)(예를 들어, 가장 전방에 위치하는 작업물 적층체(202A)) 중 가장 우측에 있는 작업물(202)의 외주면의 상방에 제1 유지부(10A)가 위치하도록 제1 암(13A)을 작동시킨다. 이 때, 제어 장치(11)는 작업물(202)의 타방의 개구부(저면) 근방의 외주면의 상방에 제1 유지부(10A)가 위치하도록 제1 암(13A)을 작동시켜도 좋다.

또한, 제어 장치(11)는 작업물 적층체(202A)(예를 들어, 가장 전방에 위치하는 작업물 적층체(202A)) 중 가장 좌측에 위치하는 작업물(202)의 일방의 개구부의 상방에 제2 유지부(10B)가 위치하도록 제2 암(13B)을 작동시킨다.

다음으로, 제어 장치(11)는 제1 유지부(10A)의 노치부(103a)의 내주면이 작업물(202)의 외주면과 맞닿도록 제1 암(13A)을 작동(하강)시킨다(단계(S103); 도 9 및 도 10 참조).

또한, 제어 장치(11)는 제2 유지부(10B)의 내면이 작업물(202)의 일방의 개구구부와 맞닿도록 제2 암(13B)를 작동(하강)시킨다(단계(S104); 도 9 및 도 10 참조). 이 때, 제어 장치(11)는 제2 암(13B)의 제6 부재(106)의 돌기부(106a)의 주면과 작업물(202)의 일방의 개구부가 슬라이딩(접동; 摺動)하도록 제2 암(13B)을 작동시켜도 좋다.

여기서, 제어 장치(11)는 단계(S103)의 동작(처리)을 실행한 후, 단계(S104)의 동작(처리)을 실행하여도 좋고, 단계(S103)와 단계(S104)의 동작을 동시에 수행하여도 좋다. 또한. 제어 장치(11)는 단계(S104)의 동작을 실행한 후, 단계(S103)의 동작을 수행히여도 좋다.

다음으로, 제어 장치(11)는 제1 유지부(10A)와 제2 유지부(10B)가 서로 접근하도록 제1 암(13A) 및 제2 암(13B) 중 적어도 한쪽의 암(제1 암(13A) 또는 제2 암(13B))를 동작시킨다(단계(S105)).

이에 따라서, 제1 유지부(10A)가 작업물(202)의 일방의 개구부를 타방의 개구부 측(여기에서는 추측)으로 가압하면 그 가압력은 제2 유지부(10B)의 내면에 의해 받아들여져 제2 유지부(10B)의 내면과 작업물(202)의 외주면과의 마찰 저항이 커진다. 또한, 제2 유지부(10B)가 작업물(202)의 타방의 개구부를 일방의 개구부 측(여기에서는 좌측)으로 가압하면 그 가압력은 제1 유지부(10A)의 내주면에 의해 받아들여진다.

따라서, 작업물(202)(정확하게는 작업물 적층체(202A))은 제1 유지부(10A)와 제2 유지부(10B)에 의해 충분하게 끼워지므로, 제1 유지부(10A)와 제2 유지부(10B) 사이에서 고정된다. 따라서, 로봇(100)은 제1 유지부(10A)와 제2 유지부(10B)에 의해 작업물(202)(작업물 적층체(202A))을 상방으로 이동시킬 수 있다.

여기서, 제어 장치(11)는 단계(S105)의 동작에서 작업물(202)(작업물 적층체(202A))을 제1 유지부(10A) 및 제2 유지부(10B)에 끼울 때에 제2 유지부(10B)의 제6 부재(106)의 돌기부(106a)의 상단면이 작업물(202)의 상방 측 내주면과 맞닿도록 제2 암(13B)을 작동시켜도 좋다.

다음으로, 제어 장치(11)는 작업물(202)(작업물 적층체(202A))를 유지한 상태에서 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)을 상방으로 작동시킨다(단계(S106); 도 11 참조). 즉, 제어 장치(11)는 작업물(202)(작업물 적층체(202A))을 상방으로 이동시켜서, 상자(201)로부터 꺼내도록 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)을 동작시킨다.

다음으로, 제어 장치(11)는 작업물(202)(작업물 적층체(202A))을 벨트 컨베이어(205)에 재치시키도록 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)을 작동시키고(단계(S107)), 본 프로그램을 종료한다.

구체적으로는, 제어 장치(11)는 작업물(202)을 벨트 컨베이어(205)의 상방에 위치시키도록 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)을 회전시키고, 그 후에 작업물(202)이 벨트 컨베이어(205)에 재치되도록 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)을 하방으로 이동시킨다. 그리고, 제어 장치(11)는 제1 유지부(10A) 및 제2 유지부(10B)가 이격되도록 제1 암(13A) 또는 제2 암(13B)을 동작시켜서, 작업물(202)의 유지 상태를 해제하고, 본 프로그램을 종료한다.

여기서, 제어 장치(11)는 제1 암(13A) 및 제2 암(13B)이 미리 설정되어 있는 소정의 위치(초기 위치)에 위치하도록 작동시키고 본 프로그램을 종료하여도 좋다. 또한, 제어 장치(11)는 본 프로그램을 반복하여 상자(201)에 수납된 작업물(202)을 모두 반송하면 반송이 종료되었음을 나타내는 정보(예를 들면, 영상, 소리, 빛 등)를 출력하여도 좋다.

이와 같이 구성된 본 실시예 1에 따른 로봇(100)에서는, 작업물(202)의 외주면의 형상에 대응하는 노치부(103a)를 구비하는 제1 유지부(10A)와 판 형상의 제2 유지부(10B)를 구비하고 있기 때문에, 원통형 형상을 가지는 작업물(202)을 쉽게 유지하여 이동시킬 수 있다.

또한, 본 실시예 1에 따른 로봇(100)에서는 제1 유지부(10A)에서 노치부(103a)의 내주면이 테이퍼 형상으로 형성되어 있기 때문에, 작업물(202)의 외주면과 충분하게 접촉할 수 있다. 따라서, 노치부(103a)의 내주면과 작업물(202)의 외주면 사이의 마찰 저항을 크게 할 수 있고, 작업물(202)을 충분히 유지할 수 있다.

또한, 본 실시예 1에 따른 로봇(100)에서는, 제2 유지부(10B)의 제6 부재(106)의 선단 부분이 테이퍼 형상으로 형성되어 있기 때문에 상자(201)에 수납되는 작업물(202)을 꺼낼 때에 상자(201)의 내주면과 작업물(202)의 일방의 개구부의 틈새에 제2 유지부(10B)의 선단 부분이 쉽게 들어갈 수 있다. 따라서, 제2 유지부(10B)가 작업물(202)의 외주면을 눌러 찌그러뜨리는 일 등이 억제되어 작업물(202)의 변형을 억제할 수 있으므로, 작업물(202)의 외관 불량의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 제2 유지부(10B)의 주면을 작업물(202)의 일빙의 개구부와 맞닿게 할 때에, 제2 유지부(10B)가 작업물(202)의 외주면을 눌러 찌그러뜨리는 일 등이 억제되어 작업물(202)의 변형을 억제할 수 있으므로, 작업물(202)의 외관 불량의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예 1에 따른 로봇(100)에서는, 제2 유지부(10B)의 제6 부재(106)의 주면에 돌기부(106a)가 설치되어 있다. 따라서, 작업물(202)을 상방으로 이동시킬 때 작업물(202)의 내주면과 돌기부(106a)의 상단면이 맞닿아 작업물(202)이 하방으로 떨어지는 것을 더 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예 1에 따른 로봇(100)에서는, 제2 유지부(10B)의 돌기부(106a)가 하방으로 갈수록 그 두께가 작아지도록 테이퍼 형상으로 형성되어 있기 때문에, 돌기부(106a)의 주면을 작업물(202)의 일방의 개구부와 맞닿게 할 때에 돌기부(106a)가 작업물(202)의 외주면을 눌러 찌그러뜨리는 일 등이 억제된다. 따라서, 작업물(202)의 변형을 억제할 수 있으므로, 작업물(202)의 외관 불량의 발생을 억제할 수 있다.

나아가, 본 실시예 1에 따른 로봇(100)에서는, 제2 유지부(10B)의 돌기부(106a)가 작업물(202)의 일방의 개구부의 형상에 상응하도록 형성되어 있다. 따라서, 돌기부(106a)의 외주면과 작업물(202)에서 일방의 개구부 측의 내주면을 충분하게 접촉시킬 수 있으므로, 작업물(202)을 충분히 유지할 수 있다.

여기서, 본 실시예 1에서는 로봇(100)이 상자(201)에 수납된 작업물 적층체(202A)를 꺼내고, 벨트 컨베이어(205)에 재치시키는 동작을 예시하였지만, 이에 한정되지 않고, 바닥면에 횡으로 쓰러진 상태로 배치되어 있는 1개의 작업물(202)을 로봇(100)이 유지하고 반송하는 동작을 수행하여도 좋다.

[변형예 1]

다음으로, 본 실시예 1에 따른 로봇(100)의 변형예에 대해 설명한다.

본 실시예 1의 변형예 1에 따른 로봇은 제1 유지부가 막대 형상 부재로 구성되어 있다. 이하, 본 변형예 1의 로봇의 일례에 대하여 도 12을 참조하여 설명한다.

도 12은 본 실시예 1의 변형예 1에 따른 로봇의 제1 핸드부의 개략적인 구성을 도시한 모식도이다. 여기서, 도 12에서는 로봇의 상하 방향 및 전후 방향을 도면의 상하 방향 및 전후 방향으로 나타내고 있다.

도12에 도시된 바와 같이, 본 변형예 1에 따른 로봇(100)은 실시예 1에 따른 로봇(100)과 기본적인 구성은 동일하지만, 제1 유지부(10A)의 제3 부재(103)의 구성이 다르다. 구체적으로는 제3 부재(103)는 제1 막대 부재(103A) 및 제2 막대 부재(03B)를 구비하고 있고, 제1 막대 부재(103A)는 작업물(202)의 외주면의 형상과 대응하도록 굴곡(만곡)되어 있다. 또한, 제2 막대 부재(103B)는 제1 막대 부재(103A) 및 제4 부재(104)를 연결하고 있다. 여기서, 제1 막대 부재(103A)가 직접 제4 부재(104)에 연결되어 있어도 좋다.

또한, 제1 막대 부재(103A)의 내주면(103b)이 접촉면을 구성한다. 내주면(103b)는 실시예 1의 노치부(103a)와 마찬가지로 일단으로부터 타단으로 갈수록 경사지게 되어 있어도 좋다.

이와 같이 구성된 본 변형예 1의 로봇(100)도, 실시예 1에 따른 로봇(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.

[변형예 2]

본 실시예 1의 변형예 2에 따른 로봇은 제2 유지부가 막대 형상 부재로 구성되어 있다. 이하, 본 변형예 2에 따른 로봇의 일례에 대하여 도 13을 참조하여 설명한다.

도 13은 본 실시예 1의 변형예 2에 따른 로봇의 제2 핸드부의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다. 여기서, 도 13에서는 로봇의 상하 방향 및 전후 방향을 도면의 상하 방향 및 전후 방향으로 나타내고 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 변형예 2에 따른 로봇(100)은 실시예 1에 따른 로봇(100)과 기본적인 구성은 동일하지만, 제2 유지부(10B)의 제6 부재(106)가 막대 모양으로 형성되어 있는 점이 다르다. 여기서, 본 변형예 2에서는 제6 부재(106)는 1 개의 막대 부재로 구성된 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 복수 개의 막대 부재로 구성되는 형태를 채용하여도 좋다.

이와 같이 구성된 본 변형예 2의 로봇(100)도 실시예 1에 따른 로봇(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.

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

본 발명에 따른 로봇 및 그 운전 방법은 원통형 형상을 가지는 물품을 쉽게 유지하여 이동시킬 수 있기 때문에 산업용 로봇 분야에서 유용하다.

J1: 회전 관절
J2: 회전 관절
J3: 직동 관절
J4: 회전 관절
L1: 회전 축선
L2: 회전 축선
L3: 회전 축선
8A: 고정부
8B: 고정부
9A: 중간부
9B: 중간부
10A: 제1 유지부
10B: 제2 유지부
11: 제어 장치
11a: 연산부
11b: 저장부
11c: 서보 제어부
12: 대차
12a: 바퀴
12b: 고정부
13A: 제1 암
13B: 제2 암
15: 암부
15a: 제1 링크
15b: 제2 링크
16: 기축
17: 손목부
18A: 제1 핸드부
18B: 제2 핸드부
20: 장착부
81: 제1 부재
82: 제2 부재
100: 로봇
101: 제1 부재
102: 제2 부재
103: 제3 부재
103a: 노치부
104: 제4 부재
105: 제5 부재
106: 제6 부재
106a: 돌기부
107: 제7 부재
108: 제8 부재
201: 상자
202: 작업물
202A: 작업물 적층체
203: 베이스
203A: 지지 부재
204: 촬영 장치
205: 벨트 컨베이어

Claims

원통형 작업물의 외주면의 형상에 대응되도록 형성되는 접촉면을 구비하는 제1 유지부가 형성된 제1 암과,
판 형상 또는 막대 형상으로 형성되는 제2 유지부가 형성된 제2 암을 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제1 유지부에서 상기 접촉면은 일단에서 타단으로 향하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로하는 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제1 유지부의 상기 접촉면에는 탄성 부재가 설치된 것을 특징으로 하는 로봇.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 유지부의 선단부는 선단으로 향할수록 그 두께가 작아지도록 테이퍼 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 로봇.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 유지부에는 돌기부가 형성된 것을 특징으로 하는 로봇.
제5항에 있어서,
상기 제2 유지부는 판 형상으로 형성되어 있고,
상기 돌기부는 상기 제2 유지부의 주면의 법선 방향에서 볼 때, 상기 원통형 작업물의 개구부의 형상에 상응하도록 형성된 것을 특징으로 하는 로봇.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 유지부의 상기 접촉면을 상기 원통형 작업물의 외주면과 맞닿도록 상기 제1 암을 동작시키고, 상기 제2 유지부를 상기 원통형 작업물의 개구부와 맞닿도록 상기 제2 암을 작동시킨 후, 상기 제1 유지부와 상기 제2 유지부가 접근하도록 상기 제1 암 및 제2 암 중 적어도 한쪽 암을 작동시키는 제어 장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 로봇.
제1 암과 제2 암을 구비한 로봇의 운전 방법으로서,
상기 제1 암에는 원통형 작업물의 외주면의 형상에 대응되도록 형성되는 접촉면을 구비하는 제1 유지부가 형성되어 있고,
상기 제2 암에는 판 형상 또는 막대 형상으로 형성되는 제2 유지부가 형성되어 있으며,
상기 제1 유지부의 상기 접촉면이 상기 원통형 작업물의 외주면과 맞닿도록 상기 제1 암이 작동하는 (A)와,
상기 제2 유지부가 상기 원통형 작업물의 개구부와 맞닿도록 상기 제2 암이 작동하는 (B)와,
상기 (A) 및 상기 (B)를 실행한 후에, 상기 제1 유지부와 상기 제2 유지부가 접근하도록 상기 제1암 및 제2 암 중 적어도 한쪽 암을 작동하는 (C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 운전 방법.
제8항에 있어서,
상기 제1 유지부에서 상기 접촉면은 일단에서 타단을 향해 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는로봇의 운전 방법.
제8항에 있어서,
상기 제1 유지부의 상기 접촉면에는 탄성 부재가 설치된 것을 특징으로 하는 로봇의 운전 방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 유지부의 선단부는 선단으로 향할수록 그 두께가 작아지도록 테이퍼 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 로봇의 운전 방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 유지부에는 돌기부가 형성된 것을 특징으로 하는 로봇의 운전 방법.
제12항에 있어서,
상기 제2 유지부는 판 형상으로 형성되어 있고,
상기 돌기부는 상기 제2 유지부의 주면의 법선 방향에서 볼 때, 상기 원통형 작업물의 개구부의 형상에 상응하도록 형성된 것을 특징으로 하는 로봇의 운전 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 (B)는, 상기 제2 암이 상기 제2 유지부의 상기 돌기부와 상기 원통형 작업물의 개구부가 접근하도록 동작하는 (B1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 운전 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (C)는, 상기 제2 암이 상기 제2 유지부의 상기 돌기부의 상면과 상기 원통형 작업물의 개구부의 내주면이 맞닿도록 작동하는 (C1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 운전 방법.