KR20200105518A

KR20200105518A - 작업물 유지 장치

Info

Publication number: KR20200105518A
Application number: KR1020207023292A
Authority: KR
Inventors: 사토루 히비노
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2020-09-07
Also published as: TWI700223B; CN111629870A; CN111629870B; WO2019146585A1; TW201940386A; JP2019126863A; JP7060964B2

Abstract

본 발명의 작업물 유지 장치는, 통 형상의 본체부와, 상기 본체부의 일 개구의 둘레부로부터 연장 형성된 제1 설편 및 제2 설편을 구비하는 작업물을 유지하는 장치이다. 작업물 유지 장치는, 상기 작업물이 배치되는 적치대와, 베이스와, 상기 베이스에 설치되는 지지부와, 상기 베이스에 설치되는 제1 흡착 패드와, 상기 지지부 및 제1 흡착 패드의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 지지부에 의해, 상기 본체부가 접힌 상태에서 상기 적치대에 배치된 상기 작업물의 본체부를 지지하는 한편, 상기 제1 흡착 패드에 의해, 서로 겹쳐진 상태의 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 흡착하여 당해 제1 및 제2 설편 사이에 소정의 간격을 발생시키도록 상기 지지부 및 제1 흡착 패드의 동작을 제어한다.

Description

작업물 유지 장치

본 발명은 작업물 유지 장치에 관한 것이다.

종래에, 골판지 상자의 조립을 수행하는 포장 장치나 제함(製函) 장치가 알려져 있다(특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조). 이러한 장치는, 흡착 패드에 의해 접힌 상태의 상자 재료의 두 개의 측면을 흡착하여 입체적으로 전개하고, 통 형상으로 전개된 상자 재료를 유지하면서 조립 작업을 수행한다.

일본 특허공개공보 특개2013-86837호 국제공개공보 제2014/125627호

그러나, 상기 종래 기술에서는, 상자 재료를 입체적으로 전개할 때에, 상자 재료를 유지하는 흡착 패드가 빠져버릴 수 있었다. 그 결과, 조립 작업의 효율성이 저하되고 만다. 이것은 골판지 상자에 한정하지 않고, 접을 수 있는 시트 형상의 작업물 전반에 공통되는 과제이다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 접을 수 있는 시트 형상의 작업물을 확실하게 유지하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 작업물 유지 장치는, 통 형상의 본체부와, 상기 본체부의 일 개구의 둘레부로부터 연장 형성된 제1 설편(舌片) 및 제2 설편을 구비하는 작업물을 유지하는 장치로서, 상기 제1 및 제2 설편이 서로 겹쳐지고, 또한, 상기 본체부가 접힌 상태에서 상기 작업물이 배치되는 적치대와, 베이스와, 상기 베이스에 설치되고, 접힌 상기 본체부를 지지 가능하게 구성되는 지지부와, 상기 베이스에 설치되고, 서로 겹쳐진 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 흡착 가능하게 구성된 제1 흡착 패드와, 상기 지지부 및 제1 흡착 패드의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 지지부에 의해, 상기 본체부가 접힌 상태에서 상기 적치대에 배치된 상기 작업물의 본체부를 지지하는 한편, 상기 제1 흡착 패드에 의해, 서로 겹쳐진 상태의 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 흡착하여 당해 제1 및 제2 설편 사이에 소정의 간격을 발생시키도록 상기 지지부 및 제1 흡착 패드의 동작을 제어한다.

상기 구성에 따르면, 지지부에 의해, 적치대에 배치된 작업물의 본체부를 지지한 상태로, 흡착 패드에 의해 겹쳐진 상태의 두 개의 설편(플랩(flap))의 일방을 흡착하여, 겹쳐진 상태의 두 개의 설편 사이에 소정의 간격을 발생시킨다. 예를 들어 로봇 핸드에 의해, 작업물의 두 개의 설편을 유지하기 쉬워진다. 작업물을 확실하게 유지할 수 있다.

또한, 상기 작업물 유지 장치는, 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 유지 가능하게 구성된 제1 유지부와, 상기 제1 및 제2 설편 중 타방을 유지 가능하게 구성된 제2 유지부와, 상기 제1 유지부가 장착되는 제1 로봇 암과, 상기 제2 유지부가 장착되는 제2 로봇 암을 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 제1 유지부에 의해, 상기 소정의 간격이 생긴 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 유지하는 한편, 상기 제2 유지부에 의해, 상기 제1 및 제2 설편 중 타방을 유지하고, 접힌 상기 본체부를 통 형상으로 전개하도록 상기 제1 로봇 암 및 상기 제2 로봇 암의 동작을 제어하여도 좋다.

상기 구성에 따르면, 듀얼 암 로봇의 좌우의 로봇 핸드(제1 유지부 및 제2 유지부)에 의해 소정의 간격이 생긴 작업물의 두 개의 설편(플랩)을 유지함으로써 작업물 본체부를 통 형상으로 전개할 수 있다.

상기 로봇 본체에서, 상기 제1 유지부는, 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 그 양측에서 끼우는 한 쌍의 유지 부재를 구비하고, 상기 제2 유지부는, 상기 제1 및 제2 설편 중 타방을 그 양측에서 끼우는 한 쌍의 유지 부재를 구비하여도 좋다.

상기 구성에 따르면, 좌우의 로봇 핸드(제1 유지부 및 제2 유지부)의 각각이 한 쌍의 유지 부재를 구비함으로써 작업물의 설편을 그 양측에서 유지하기 쉬워진다.

상기 한 쌍의 유지 부재는 평판 형상을 가지도록 되어 있어도 좋다.

상기 구성에 따르면, 한 쌍의 유지 부재가 평면 형상을 가지므로, 두 개의 설편 사이에 한 쌍의 유지 부재를 삽입하기 쉽다. 작업물을 유지하기 쉬워진다.

상기 베이스는 소정의 회전축을 중심으로 당해 베이스 본체를 회동 가능하게 구성된 회전 관절을 구비하고, 상기 회전 관절은 상기 베이스 본체를 소정의 제1 자세와 소정의 제2 자세 사이에서 회동시킬 수 있으며, 상기 베이스 본체를 상기 제2 자세로 설정하고, 상기 지지부에 의해 상기 적치대에 배치된 상기 작업물의 본체부를 지지하는 한편, 상기 제1 흡착 패드에 의해 서로 겹친 상태의 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 흡착하고, 그 후, 상기 회전 관절에 의해, 상기 베이스 본체의 자세를 상기 제2 자세에서 상기 제1 자세로 변화시키고, 그 후, 상기 지지부에 의해 상기 본체부를 지지한 상태에서, 상기 본체부에 대하여 상기 제1 흡착 패드에 의해 흡착된 상기 설편을 구부리는 것에 의해 겹쳐진 상기 제1 및 제2 설편 사이에 소정의 간격을 발생시키도록 하여도 좋다.

상기 구성에 따르면, 베이스(흡착 유닛)가 소정의 회전축을 중심으로 회동 가능하게 구성되어 있기 때문에, 베이스 본체를 제2 자세로 설정하여, 지지부에 의해 적치대에 배치된 작업물의 본체부를 지지하는 한편, 제1 흡착 패드에 의해 서로 겹쳐진 상태의 두 개의 설편(플랩)의 일방을 흡착한다. 그 후, 회전 관절에 의해, 베이스 본체의 자세를 제2 자세(예를 들어 수평 방향)에서 제1 자세(예를 들어 수직 방향)로 변화시킨다. 그 후, 지지부에 의해 본체부를 지지한 상태에서, 본체부에 대하여 제1 흡착 패드에 의해 흡착한 설편을 구부리는 것에 의해서 겹쳐진 두 개의 설편 사이에 소정의 간격이 생긴다. 이에 따라서, 소정 간격이 비워진 두 개의 설편을 원하는 자세(예를 들어 연직 방향)로 유지할 수 있기 때문에, 예를 들어 로봇 핸드에 의해 작업물을 유지하기 쉬워진다.

상기 지지부는 상기 베이스에 설치된 제2 흡착 패드 및 지지 돌기로 구성되고, 상기 지지 돌기에 의해 상기 본체부를 지지하면서 상기 제2 흡착 패드에 의해 상기 본체부를 흡착하는 한편, 상기 제1 흡착 패드에 의해 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 흡착하고, 상기 제2 흡착 패드에 의해 상기 본체부를 흡착하면서 상기 지지 돌기를 지점(支点)으로 상기 본체부에 대하여 상기 제1 흡착 패드에 의해 흡착된 상기 설편을 구부리는 것에 의해 겹쳐친 상태의 제1 및 제2 설편 사이에 소정의 간격을 발생시키도록 하여도 좋다.

상기 구성에 따르면, 지지부(흡착 유닛)가 제2 흡착 패드 및 지지 돌기를 구비하기 때문에, 제2 흡착 패드에 의해 본체부를 흡착하면서 지지 돌기를 지점으로 하여 본체부에 대하여 제1 흡착 패드에 의해 흡착한 설편을 접을 수 있다. 이에 따라서, 겹쳐진 상태의 제1 및 제2 설편 사이에 소정의 간격을 발생시키기 쉽다.

여기서, 상기 작업물은 접힌 상태에서 통 형상으로 전개 가능하게 구성된 상자 재료이고, 상기 본체부는 접이선을 통해 연이어 형성되는 4장의 측판을 구비하며, 상기 설편은 상기 4장의 측판의 개구의 둘레부로부터 접이선을 통해 연장 형성되는 플랩이라도 좋다. 또한, 상자 재료의 재질은 골판지라도 좋고, 플라스틱이라도 좋다.

상기 제1 흡착 패드는, 기단부와, 상기 기단부에 장착된 진공 발생원으로부터의 부압이 내부에 작용하고, 축 방향으로 신축 가능하게 구성된 통형상부를 구비하고, 상기 통형상부의 선단을, 서로 겹쳐진 상태의 상기 제1 및 제2 설편의 일방에 접촉시킨 상태에서, 상기 진공 발생원으로 상기 통형상부의 내부를 감압하는 것에 의해 상기 통형상부를 축 방향으로 수축시켜, 상기 본체부에 대하여 상기 통형상부의 선단이 접촉하고 있는 상기 설편을 구부리도록 하여도 좋다.

상기 구성에 따르면, 제1 흡착 패드의 기단부에 장착된 통형상부가 진공 발생원으로부터의 부압이 내부에 작용하고, 축 방향으로 신축 가능하게 구성되어 있기 때문에, 통형상부의 선단을, 서로 겹친 상태의 제1 및 제2 설편의 일방에 접촉시킨 상태에서, 진공 발생원으로 통형상부의 내부를 감압하는 것에 의해 통형상부가 축 방향으로 수축하고, 본체부에 대하여 통형상부의 선단이 접촉하고 있는 설편이 구부러진다. 이에 따라서, 제1 및 제2 설편 사이에 소정의 간격을 발생시킬 수 있다.

본 발명은 이상에서 설명한 구성을 구비하여, 접을 수 있는 시트 형상의 작업물을 확실하게 유지할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 작업물 유지 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 로봇의 엔드 이펙터의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1의 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 기능 블록도이다.
도 4는 도 1의 작업물의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 도 1의 흡착 선회 기구의 동작을 설명하기 위한 정면도이다.
도 6은 도 1의 흡착 선회 기구의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 도 1의 로봇의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.

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 위해서, 각각의 구성 요소를 모식적으로 도시한 것이다. 나아가, 한 쌍의 암을 펼친 방향을 좌우 방향으로 칭하고, 기축(基軸)의 축 중심에 평행한 방향을 상하 방향으로 칭하며, 좌우 방향 및 상하 방향에 직교하는 방향을 전후 방향이라 칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업물 유지 장치(1)의 전체 구성을 도시하는 도면이다. 본 실시예의 작업물 유지 장치(1)는, 제품의 제조 현장에 도입되어. 제품의 포장재로서의 상자 재료의 조립 작업에 사용된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 작업물 유지 장치(1)는, 로봇(11)과, 로봇(11)의 좌측방에 배치된 흡착 선회 기구(20)를 구비한다.

로봇(11)은 듀얼 암 로봇이다. 그러나, 작업물 유지 장치(1)는 로봇(11)을 구비한 구성에 한정되지 않는다. 여기서, 이러한 로봇(11)에 대하여 수평 다관절형의 듀얼 암 로봇을 설명하지만, 수직 다관절형의 듀얼 암 로봇을 채용할 수 있다. 로봇(11)은 한 사람 분에 해당하는 한정된 공간(예를 들어, 610 mm × 620 mm)에 설치할 수 있다.

로봇(11)은 대차에 고정된 베이스(12)와, 베이스(12)에 지지된 한 쌍의 로봇 암(이하, 단순히 「암」이라고 기재하는 경우가 있다)(13, 13)과, 베이스(12) 내에 수납된 제어 장치(14) 및 진공 발생 장치(50)를 구비하고 있다. 진공 발생 장치(50)는, 예를 들어, 진공 펌프 및 CONVUM(등록 상표) 등, 후술하는 흡착 패드(23a, 23b)에 부압을 발생시키는 장치이다. 각각의 암(13)은 베이스(12)에 대해 이동 가능하게 구성된 수평 다관절형 로봇 암이다. 각각의 암(13)은 암부(15)와 손목부(17)와 엔드 이펙터를 구비하고 있다. 여기서, 우측 암(13)과 좌측 암(13)은 실질적으로 동일한 구조라도 좋다. 또한, 우측 암(13)과 좌측 암(13)은 독립적으로 동작하거나 서로 관련되어 동작할 수 있다.

암부(15)는, 본 예에서는, 제1 링크(15a) 및 제2 링크(15b)로 구성되어 있다. 제1 링크(15a)는 베이스(12)의 상면에 고정된 기축(16)과 회전 관절(J1)에 의해 연결되고, 기축(16)의 축 중심을 통과하는 회전 축선(L1) 둘레로 회동 가능하다. 제2 링크(15b)는 제1 링크(15a)의 선단과 회전 관절(J2)에 의해 연결된 제1 링크(15a)의 선단에 규정된 회전 축선(L2) 둘레로 회동 가능하다.

손목부(17)는 승강부(17a) 및 회동부(17b)로 구성되어 있다. 승강부(17a)는 제2 링크(15b)의 선단과 직동 관절(J3)에 의해 연결되고, 제2 링크(15b)에 대해 승강 이동 가능하다. 회동부(17b)는 승강부(17a)의 하단과 회전 관절(J4)에 의해 연결되고, 승강부(17a)의 하단에 규정된 회전 축선(L3) 둘레로 회동 가능하다.

엔드 이펙터(18, 19)는, 손목부(17)의 회동부(17b)에 각각 연결되어 있다. 엔드 이펙터(18)는 우측 암(13)의 선단에 설치되고, 엔드 이펙터(19)는 좌측 암(13)의 선단에 설치되어 있다.

상기 구성의 각각의 암(13)은, 각각의 관절(J1 ~ J4)을 구비한다. 그리고, 암(13)에는, 각각의 관절(J1 ~ J4)에 대응하도록, 구동용 서보 모터(미도시) 및 그 서보 모터의 회전각을 검출하는 인코더(미도시) 등이 설치되어 있다. 또한, 2개의 암(13, 13)의 제1 링크(15a, 15a)의 회전 축선(L1)은 동일 선상에 있고, 일방의 암(13)의 제1 링크(15a)와 타방의 암(13)의 제1 링크(15a)는 상하로 높이차를 가지고 배치되어 있다. 본 실시예에 따르면, 한 쌍의 암(13, 13)의 작업 영역은 흡착 선회 기구(20)를 덮는 영역이다.

흡착 선회 기구(20)는 작업물(40)이 올려지는 적치대(21)와, 작업물(40)을 흡착하기 위한 흡착 유닛(22)을 구비한다.

적치대(21)는, 본 실시예에 따르면, 윗판과 다리부로 구성된 테이블이다. 테이블의 상면은 수평으로 형성되어 있다. 테이블 상의 소정 위치에는 접힌 시트 형상의 작업물(40)이 평적(平積)되어 있다. 테이블 상에 작업물(40)을 소정 위치에 고정하기 위한 지그가 설치되어 있어도 좋다. 작업물(40)은 통 형상의 전개 가능한 본체부(41)와, 본체부(41)의 일 개구의 둘레부에서 접이선(45)을 통해 연장된 뚜껑 플랩(42)과, 본체부(41)의 다른 개구의 둘레부에서 접이선(45)을 통해 연장된 바닥 플랩(43)을 구비한다. 작업물(40)은, 후술하는 바와 같이, 시트 형상으로 접힌 상태에서 상자 형상으로 조립 가능하게 구성되어 있다. 여기서, 본 실시예에 따르면, 뚜껑 플랩(42)이 본 발명의 「설편(舌片)」에 해당한다.

흡착 유닛(22)은 긴 형상을 가지는 프레임 부재(23)와, 프레임 부재(23)의 길이 방향을 따라 설치되는 제1 흡착 패드(23a), 제2 흡착 패드(23b) 및 지지 돌기(23c)를 구비한다. 제1 흡착 패드(23a)는 기단부(23d)와, 기단부(23d)에 장착된 통형상부(23e)를 구비한다. 통형상부(23e)는 진공 발생 장치(50)로부터의 부압이 내부에 작용하고, 축 방향으로 신축 가능하게 구성된다. 본 실시예에 따르면, 통형상부(23e)는 주름진 형상을 가진다. 제2 흡착 패드(23b)는 제1 흡착 패드(23a)와 동일한 구성을 가진다. 프레임 부재(23)의 기단에는, 수평한 회전축(L4)을 중심으로 프레임 부재(23) 본체를 회동 가능하게 구성된 회전 관절(J5)이 설치되어 있다. 회전 관절(J5)에 대응하도록, 구동용 서보 모터(미도시) 및 그 서보 모터의 회전각을 검출하는 인코더(미도시) 등이 설치되어 있다. 회전 관절(J5)은 프레임 부재(23) 본체를 소정의 제1 자세와 제2 자세 사이에서 회동시킬 수 있다. 여기서, 흡착 유닛(22)은 도 1에서는 한 세트만이 도시되어 있지만, 본 실시예에 따르면, 전후 방향(도 1의 지면(紙面)의 깊이 방향)으로 두 세트 배열되어 있다. 두 개의 회전 관절(J5)은 회전축이 동시에 회전하도록 동기 제어된다.

본 실시예의 작업물 유지 장치(1)가 도입된 제품의 제조 현장에서는, 흡착 선회 기구(20)에 의해 시트 형상의 작업물(40)이 흡착되고, 로봇(11)에 의해서, 흡착 선회 기구(20)에 의해 흡착된 작업물(40)을 유지하여 입체적으로 전개한다. 그 후, 로봇(11)은 작업물(40)을 제함 장치(미도시)에 세팅한다. 제함 장치에 의해 작업물(40)은 상자 형상으로 조립되고, 그 후, 제품의 포장 작업이 수행된다.

다음으로, 로봇(11)의 암(13,13)에 장착되는 엔드 이펙터(18, 19)의 구성에 대해 설명한다. 여기서, 엔드 이펙터(18, 19)는 좌우 대칭 구조이기 때문에, 여기에서는 하나에 대해서만 설명한다. 또한, 본 실시예에 따르면, 엔드 이펙터(18, 19)가 본 발명의 「제1 및 제2 유지부」에 해당한다. 도 2는 우측 암(13)의 엔드 이펙터(18)의 구성을 도시한 도면이다. 도 2(A)는 정면도를 도시하고 있다. 도 2(B)는 사시도를 도시하고 있다.

엔드 이펙터(18)는 작업물(40)을 유지하는 유지 기구이다. 엔드 이펙터(18)는 손목부(17)의 회동부(17b)를 포함하는 장착부(30)와, 장착부(30)에 연결된 브래킷(31)과, 장착부(30)를 통해 브래킷(31)에 연결된 액츄에이터(32)와, 브래킷(31)에 연결된 슬라이드 기구(33)와, 슬라이드 기구(33)에 연결된 한 쌍의 유지 부재(34)를 구비한다.

슬라이드 기구(33)는 가이드 부재(33a)와, 구동 부재(33b)를 구비한다. 가이드 부재(33a)의 상측에는 레일(미도시)이 설치되어 있다. 구동 부재(33b)는 가이드 부재(33a)에 대하여 소정 방향(도면에서는 전후 방향)으로 슬라이드 가능하게 구성된다.

한 쌍의 유지 부재(34)는 각각 기단부(34a)와 유지부(34b)를 구비한다. 일방의 유지 부재(34)의 기단부(34a)는, 슬라이드 기구(33)의 가이드 부재(33a)의 하측에 연결되고, 일방의 유지 부재(34)의 유지부(34b)는 평판 형상을 가지며, 그 평면이 상하 방향을 향하도록 구성된다. 타방의 유지 부재(34)의 기단부(34a)는 슬라이드 기구(33)의 구동 부재(33b)의 전방측에 연결되어 있다. 타방의 유지 부재(34)의 유지부(34b)는 평판 형상을 가지며, 그 평면이 상하 방향을 향하도록 구성된다. 한 쌍의 유지 부재(34)의 유지부(34b)는 서로 마주보고 배치된다.

슬라이드 기구(33)의 구동 부재(33b)가 가이드 부재(33a)에 대하여 소정 방향 슬라이드한다. 이에 따라서, 한 쌍의 유지 부재(34)는 평판 형상의 유지부(34b)의 서로의 간격을 신축하여 시트 형상의 작업물(40)을 양측에서 끼워서 유지하거나 해방할 수 있다.

또한, 액츄에이터(32)는 서보 모터(32a)와 감속기(32b)로 구성된다. 액츄에이터(32)는 장착부(30)를 통해 브래킷(31)에 연결되어 있다. 서보 모터(32a)의 회전력은 브래킷(31)에 전달되어 장착부(30)에 대해 한 쌍의 유지 부재(34)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 작업물(40)을 유지한 상태에서, 2장의 평판 형상의 유지부(34b)의 각도를 임의로 변경할 수 있다.

도 3은 로봇(11)의 제어 장치(14)의 구성을 개략적으로 도시한 기능 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제어 장치(14)는 CPU 등의 연산부(14a)와, ROM, RAM 등의 기억부(14b)와, 서보 제어부(14c)를 구비한다. 제어 장치(14)는 예를 들어 마이크로 컨트롤러 등의 컴퓨터를 구비한 로봇 컨트롤러이다. 여기서, 제어 장치(14)는 집중 제어하는 단독의 제어 장치(14)에 의해 구성되어 있어도 좋고, 서로 협력하여 분산 제어하는 복수의 제어 장치(14)에 의해 구성되어 있어도 좋다.

기억부(14b)에는, 로봇 컨트롤러로서의 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 기억되어 있다. 연산부(14a)는 기억부(14b)에 기억된 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어내 실행함으로써, 로봇(11)의 각종 동작을 제어한다. 즉, 연산부(14a)는 로봇(11)의 제어 명령을 생성하고, 이를 서보 제어부(14c)에 출력한다. 서보 제어부(14c)는 연산부(14a)에 의해 생성된 제어 명령에 기초하여 로봇(11)의 각각의 암(13)의 관절(J1 ~ J4)에 대응하는 서보 모터의 구동을 제어하도록 구성되어 있다. 또한, 서보 제어부(14c)는 연산부(14a)에 의해 생성된 제어 명령에 기초하여, 흡착 유닛(22)의 회전 관절(J5)에 대응하는 서보 모터의 구동을 제어하도록 구성되어 있다.

또한, 제어 장치(14)는, 제어 장치(14)로부터의 명령에 기초하여, 진공 발생 장치(50)(도 1 참조)의 동작 및 개폐 밸브의 개폐를 제어하도록 구성되어 있다. 개폐 밸브의 개폐에 의해 배관이 개방 및 폐쇄됨으로써 제1 흡착 패드(23a) 및 제2 흡착 패드(23b)에 의한 흡착 및 해제가 이루어진다.

도 4는 작업물(40)의 구성을 도시한 도면이다. 작업물(40)은 시트 형상으로 접힌 상태에서 통 형상으로 전개 가능하게 구성된 골판지 상자이다. 도 4(A)는 시트 형상으로 접힌 상태의 작업물(40)을 도시하는 사시도이다. 도 4(B)는 입체적으로 전개된 상태의 작업물(40)을 도시하는 사시도이다. 작업물(40)의 본체부(41)는 접이선(45)을 통해 연이어 형성되는 4장의 측판(41a, 41b, 41c, 41d)를 구비한다. 뚜껑 플랩(42)은 4장의 측판(41a, 41b, 41c, 41d)의 일 개구의 둘레부로부터 접이선(45)을 통해 연장 형성되는 4 개의 플랩(42a, 42b, 42c, 42d)으로 구성된다. 바닥 플랩(43)은 4장의 측판(41a, 41b, 41c, 41d)의 다른 개구의 둘레부로부터 접이선(45)을 통해 연장 형성되는 4장의 플랩(43a, 43b, 43c, 43d)으로 구성된다.

도 4(A)에 도시된 바와 같이, 작업물(40)이 접힌 상태에서는, 측판(41b) 및 측판(41c)이 접이선(44)을 통해 접혀지고, 측판(41a) 및 측판(41d)이 접이선(44)을 통해 접혀져 있다. 한편, 플랩(42b 및 42c)은 서로 겹쳐지고, 플랩(42a 및 42d)은 겹쳐져 있다. 마찬가지로, 플랩(43b 및 43c)은 겹쳐지고, 플랩(43a 및 43d)은 서로 겹쳐져 있다.

도 4(B)에 도시된 바와 같이, 작업물(40)이 통 형상으로 전개된 상태에서는, 측판(41a) 및 측판(41c)이 서로 마주하고, 측판(41b) 및 측판(41d)이 서로 마주하고 있다. 한편, 플랩(42a 및 42c)은 서로 마주하고, 플랩(42b 및 42d)은 서로 마주한다. 마찬가지로, 플랩(43a 및 43c)은 서로 마주하고, 플랩(43b 및 43d)은 서로 마주한다.

다음으로, 작업물 유지 장치(1)의 동작에 대하여 도면을 이용하여 설명한다. 도 5는 흡착 선회 기구(20)를 정면에서 본 동작을 도시하고 있다. 도 6은 흡착 선회 기구(20)를 평면에서 본 동작을 도시하고 있다.

도 5(A) 및 도 6(A)에 도시된 바와 같이, 작업물(40)은 접힌 상태에서 적치대(21)에 평적되어 있다. 본체부(41)는, 측판(41b 및 41c)이 접이선(44)을 통해 접히고, 또한, 측판(41b 및 41d)이 접이선(44)을 통해 접혀 있다. 뚜껑 플랩(42)은, 플랩(42b 및 42c)이 상하로 겹쳐지고, 또한, 플랩(42a 및 42d)이 상하로 겹쳐져 있다. 바닥 플랩(43)은, 플랩(43b 및 43c)이 상하로 겹쳐지고, 또한, 플랩(43a 및 43d)이 상하로 겹쳐져 있다. 또한, 본 실시예에 따르면, 흡착 유닛(22)은 전후 방향으로 두 세트 설치되고, 회전 관절(J5)은 프레임 부재(23) 본체를 소정의 제1 자세와 소정의 제2 자세 사이에서 회동시킬 수 있다. 도 5(A)에 도시된 바와 같이, 제1 자세에서는 회전축(L4)은 프레임 부재(23) 본체의 길이 방향이 대략 연직 방향(도면에서는 상하 방향)에 일치하도록 제1 각도로 제어된다.

다음으로, 도 5(B) 및 도 6(B)에 도시된 바와 같이, 제어 장치(14)는 두 세트의 흡착 유닛(22)의 회전 관절(J5)을 구동시키고, 프레임 부재(23) 본체를 제1 자세에서 제2 자세로 변경한다. 도 5(B)에 도시된 바와 같이, 회전축(L4)은, 제1 각도로부터, 프레임 부재(23)의 길이 방향이 대략 수평 방향(도면에서는 좌우 방향)에 일치하도록 제2 각도까지 회동한다. 본 실시예에 따르면, 두 세트의 흡착 유닛(22)이 동시에 회전하도록 동기 제어된다.

첫번째 세트의 흡착 유닛(22)은 제2 자세에서 제2 흡착 패드(23b)에 의해 본체부(41)의 측판(41b)을 흡착하는 동시에 지지 돌기(23c)의 선단에 의해 지지한다. 나아가, 제1 흡착 패드(23a)에 의해, 상하로 겹친 상태의 2장의 플랩(42b 및 42c) 중 상측의 플랩(42b)을 흡착한다.

마찬가지로, 두 번째 세트의 흡착 유닛(22)은 제2 자세에서 제2 흡착 패드(23b)에 의해 본체부(41)의 측판(41a)을 흡착하는 동시에 지지 돌기(23c)의 선단에 의해 지지한다. 나아가, 제1 흡착 패드(23a)에 의해, 상하로 겹친 상태의 2장의 플랩(42a 및 42d) 중 상측의 플랩(42a)을 흡착한다.

다음으로, 도 5(C) 및 도 6(C)에 도시된 바와 같이, 제어 장치(14)는 두 세트의 흡착 유닛(22)의 회전 관절(J5)을 구동시키고, 프레임 부재(23) 본체를 제2 자세에서 제1 자세로 변경한다. 회전축(L4)은 제2 각도에서 제1 각도까지 회동한다. 여기에서도 두 세트의 흡착 유닛(22)은 동시에 회전하도록 동기 제어된다.

첫번째 세트의 흡착 유닛(22)은 제1 자세에서 제2 흡착 패드(23b) 및 지지 돌기(23c)에 의해 본체부(41)의 측판(41b)을 지지하고, 또한, 제1 흡착 패드(23a)에 의해 플랩(42b)을 흡착한 상태에서 진공 발생 장치(50)(도 1 참조)에 의해 제1 흡착 패드(23a) 선단의 통형상부(23e)의 내부를 감압시킨다. 이에 따라서, 제1 흡착 패드(23a)의 통형상부(23e)가 축 방향으로 수축한다. 통형상부(23e)의 선단에 접촉하고 있는 플랩(42b)이 측판(41b)에 대해 접어 구부린다. 또한, 지지 돌기(23c)가 지점이 되기 때문에, 측판(41b)에 대해 플랩(42b)을 구부리기 쉬워진다. 이에 따라서, 겹쳐진 2개의 플랩(42b 및 42c) 사이에 소정의 간격이 생기고, 예를 들어 로봇(11)의 엔드 이펙터(18)에 의해 2개의 플랩(42b 및 42c) 중 일방을 유지하기 쉬워진다. 또한, 두 개의 플랩(42b 및 42c)은 엔드 이펙터(18)에 의해 유지하기 쉽도록 제1 자세로 유지된다. 여기서, 플랩(42b 및 42c)은 본 발명의 「제1 및 제2 설편」에 해당한다.

마찬가지로, 두번째 세트의 흡착 유닛(22)은 제1 자세에서 제2 흡착 패드(23b) 및 지지 돌기(23c)에 의해 본체부(41)의 측판(41a)을 지지하고, 또한, 제1 흡착 패드(23a)에 의해 플랩(42a)을 흡착한 상태에서 진공 발생 장치(50)(도 1 참조)에 의해 제1 흡착 패드(23a) 선단의 통형상부(23e)의 내부를 감압시킨다. 이에 따라서, 제1 흡착 패드(23a)의 통형상부(23e)가 축 방향으로 수축한다. 통형상부(23e)의 선단에 접촉하고 있는 플랩(42a)이 측판(41a)에 대해 접어 구부린다. 또한, 지지 돌기(23c)가 지점이 되기 때문에, 측판(41a)에 대해 플랩(42a)을 구부리기 쉬워진다. 이에 따라서, 겹쳐진 2개의 플랩(42a 및 42d) 사이에 소정의 간격이 생기고, 예를 들어 로봇(11)의 엔드 이펙터(19)에 의해 2개의 플랩(42a 및 42d) 중 일방을 유지하기 쉬워진다. 또한, 두 개의 플랩(42a 및 42d)은 엔드 이펙터(19)에 의해 유지하기 쉽도록 제1 자세로 유지된다. 여기서, 플랩(42a 및 42d)은 본 발명의 「제1 및 제2 설편」에 해당한다.

도 7은 로봇(11)의 작업물(40)의 유지 동작을 도시하고 있다. 여기에서는 좌우의 암(13, 13)에 장착된 엔드 이펙터(18, 19)만을 도시하고 있다.

도 7(A)에 도시된 바와 같이, 로봇(11)은 엔드 이펙터(18)에 의해 소정의 간격이 생긴 두 개의 플랩(42b, 42c) 중 일방의 플랩(42c)을 유지한다. 엔드 이펙터(19)에 의해 두 개의 플랩(42a, 42d) 중 타방의 플랩(42a)을 유지한다. 한 쌍의 유지 부재(34)는 서로의 간격을 줄여 플랩(42a, 42c)을 그 양측에서 끼워 유지할 수 있다. 또한, 각각의 유지 부재(34)가 평판 형상을 가지므로, 두 개의 플랩 사이에 유지 부재(34)를 삽입하기 쉽다.

다음으로, 도 7(B)에 도시된 바와 같이, 로봇(11)은 엔드 이펙터(18, 19)에 의해 2개의 플랩(42c, 42a)을 유지한 상태에서, 암(13, 13)을 동작시키는 것에 의해, 접힌 본체부(41)의 측판(41a, 41b, 41c, 41d)을 통 형상으로 전개한다. 이와 같이, 본 실시예의 작업물 유지 장치(1)에 의하면, 작업물 (40)을 확실하게 유지할 수 있으며, 그 후의 제함 작업 및 포장 작업의 작업 효율의 향상을 도모할 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따르면, 작업물(40)의 재질은 골판지였지만, 그 외의 종이도 좋고, 플라스틱이라도 좋다.

여기서, 본 실시예에 따르면, 제2 흡착 패드(23b)와 지지 돌기(23c)의 쌍방에 의해 작업물(40)의 본체부(41)를 지지하였지만, 제2 흡착 패드(23b) 또는 지지 돌기(23c)에 의해 지지하여도 좋고, 예를 들어 클램프 부재에 의해 본체부(41)를 끼워 고정하도록 구성되어 있어도 좋다.

여기서, 본 실시예에 따르면, 적치대(21)는 윗판과 다리부로 구성된 테이블이었지만(도 1 참조), 작업물(40)을 배치 가능한 부재이라면 팔레트도 좋고, 컨베이어 등의 반송 장치나 로봇이라도 좋다. 또한, 작업 스페이스의 바닥면이라도 좋다. 또한, 적치대(21)는 작업물(40)을 기대어 세우는 것이 가능한 부재라도 좋다.

여기서, 본 실시예의 작업물 유지 장치(1)는 두 세트의 흡착 유닛(22)을 구비하고, 이들이 동시에 회전하도록 동기 제어되었지만, 한 세트의 흡착 유닛(22)이 회전하는 구성으로도 좋다. 흡착 유닛(22)이 한 세트인 경우는, 프레임 부재(23)의 형상은 길이 형상에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 대형의 플레이트 형상으로 형성되어도 좋다.

여기서, 본 실시예에 따르면, 듀얼 암 형의 로봇(11)에 의해 작업물(40)을 유지하여 입체적으로 전개하도록 구성되었지만, 상기 엔드 이펙터(18, 19)를 구비하고, 위치 제어가 가능한 전용 장치로 실현되어도 좋고, 작업자가 작업물(40)을 유지하여 입체적으로 전개하여도 좋다.

상기 설명으로부터 당업자에게는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시 형태가 분명할 것이다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 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 제품의 제조 현장에서 유용하다.

1: 작업물 유지 장치
11: 로봇
12: 베이스
13: 로봇 암
14: 제어 장치
17: 손목부
19: 엔드 이펙터
20: 흡착 선회 기구
21: 적치대
22: 흡착 유닛
23: 프레임 부재
23a: 제1 흡착 패드
23b: 제2 흡착 패드
23c: 지지 돌기
23d: 기단부
23e: 통형상부
30: 장착부
31: 브래킷
32: 액추에이터
32a: 서보 모터
32b: 감속기
33: 슬라이드 기구
34: 유지 부재
40 작업물
41: 본체부
42: 뚜껑 플랩
43: 바닥 플랩
44, 45: 접이선
50: 진공 발생 장치

Claims

통 형상의 본체부와, 상기 본체부의 일 개구의 둘레부로부터 연장 형성된 제1 설편 및 제2 설편을 구비하는 작업물을 유지하는 장치로서,
상기 제1 및 제2 설편이 서로 겹쳐지고, 또한, 상기 본체부가 접힌 상태에서 상기 작업물이 배치되는 적치대와,
베이스와,
상기 베이스에 설치되고, 접힌 상기 본체부를 지지 가능하게 구성되는 지지부와,
상기 베이스에 설치되고, 서로 겹쳐진 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 흡착 가능하게 구성된 제1 흡착 패드와,
상기 지지부 및 제1 흡착 패드의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 지지부에 의해, 상기 본체부가 접힌 상태에서 상기 적치대에 배치된 상기 작업물의 본체부를 지지하는 한편, 상기 제1 흡착 패드에 의해, 서로 겹쳐진 상태의 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 흡착하여 당해 제1 및 제2 설편 사이에 소정의 간격을 발생시키도록 상기 지지부 및 제1 흡착 패드의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 작업물 유지 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 유지 가능하게 구성된 제1 유지부와,
상기 제1 및 제2 설편 중 타방을 유지 가능하게 구성된 제2 유지부와,
상기 제1 유지부가 장착되는 제1 로봇 암과,
상기 제2 유지부가 장착되는 제2 로봇 암을 더 구비하고,
상기 제어부는, 상기 제1 유지부에 의해, 상기 소정의 간격이 발생한 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 유지하는 한편, 상기 제2 유지부에 의해, 상기 제1 및 제2 설편 중 타방을 유지하고, 접힌 상기 본체부를 통 형상으로 전개하도록 상기 제1 로봇 암 및 상기 제2 로봇 암의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 작업물 유지 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 유지부는, 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 그 양측에서 끼우는 한 쌍의 유지 부재를 구비하고,
상기 제2 유지부는, 상기 제1 및 제2 설편 중 타방을 그 양측에서 끼우는 한 쌍의 유지 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 작업물 유지 장치.
제3항에 있어서,
상기 한 쌍의 유지 부재는 평판 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 작업물 유지 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스는 소정의 회전축을 중심으로 당해 베이스 본체를 회동 가능하게 구성된 회전 관절을 구비하고,
상기 회전 관절은 상기 베이스 본체를 소정의 제1 자세와 소정의 제2 자세 사이에서 회동시킬 수 있으며,
상기 베이스 본체를 상기 제2 자세로 설정하고, 상기 지지부에 의해 상기 적치대에 배치된 상기 작업물의 본체부를 지지하는 한편, 상기 제1 흡착 패드에 의해 서로 겹친 상태의 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 흡착하고,
그 후, 상기 회전 관절에 의해, 상기 베이스 본체의 자세를 상기 제2 자세에서 상기 제1 자세로 변화시키고,
그 후, 상기 지지부에 의해 상기 본체부를 지지한 상태에서, 상기 본체부에 대하여 상기 제1 흡착 패드에 의해 흡착된 상기 설편을 구부리는 것에 의해 겹쳐진 상기 제1 및 제2 설편 사이에 소정의 간격을 발생시키는 것을 특징으로 하는 작업물 유지 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지부는 상기 베이스에 설치된 제2 흡착 패드 및 지지 돌기로 구성되고,
상기 지지 돌기에 의해 상기 본체부를 지지하면서 상기 제2 흡착 패드에 의해 상기 본체부를 흡착하는 한편, 상기 제1 흡착 패드에 의해 상기 제1 및 제2 설편 중 일방을 흡착하고,
상기 제2 흡착 패드에 의해 상기 본체부를 흡착하면서 상기 지지 돌기를 지점으로 하여 상기 본체부에 대하여 상기 제1 흡착 패드에 의해 흡착된 상기 설편을 구부리는 것에 의해 겹쳐친 상태의 제1 및 제2 설편 사이에 소정의 간격을 발생시키는 것을 특징으로 하는 작업물 유지 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작업물은 접힌 상태에서 통 형상으로 전개 가능하게 구성된 상자 재료이고,
상기 본체부는 접이선을 통해 연이어 형성되는 4장의 측판을 구비하며, 상기 설편은 상기 4장의 측판의 개구의 둘레부로부터 접이선을 통해 연장 형성된 플랩인 것을 특징으로 하는 작업물 유지 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 흡착 패드는,
기단부와,
상기 기단부에 장착된 진공 발생원으로부터의 부압이 내부에 작용하고, 축 방향으로 신축 가능하게 구성된 통형상부를 구비하고,
상기 통형상부의 선단을, 서로 겹쳐진 상태의 상기 제1 및 제2 설편의 일방에 접촉시킨 상태에서, 상기 진공 발생원으로 상기 통형상부의 내부를 감압하는 것에 의해 상기 통형상부를 축 방향으로 수축시켜, 상기 본체부에 대하여 상기 통형상부의 선단이 접촉하고 있는 상기 설편을 구부리는 것을 특징으로 하는 작업물 유지 장치.