KR20210044845A - 로봇 핸드, 로봇 및 로봇 시스템 - Google Patents

Abstract

로봇 암의 선단에 장착되는 베이스와, 상기 베이스에 대해 고정되는 컨베이어와, 상기 컨베이어의 반송면에 워크를 유지하여 재치하는 유지 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 유지 기구는, 상기 컨베이어를 따라 상기 컨베이어의 반송 방향으로 연장되도록 배치되고, 또한, 상기 반송 방향에서 왕복 운동 가능 또는 신축 가능한 회전축과, 상기 회전축에 장착되어서, 상기 반송 방향에서 왕복 운동 가능하고, 또한, 상기 반송 방향에 직교하는 폭 방향과 상기 반송 방향 및 상기 폭 방향에 직교하는 높이 방향이 교차하는 평면 상에서 상기 회전축을 중심으로 요동 가능한 요동부와, 상기 요동부의 상기 반송 방향에서 상류 측에 설치되고, 상기 워크를 유지하는 유지부를 구비한다.

Description

로봇 핸드, 로봇 및 로봇 시스템

본 발명은 로봇 핸드, 로봇 및 로봇 시스템에 관한 것이다.

종래부터, 이동 가능한 컨베이어와, 당해 컨베이어의 반송면에 워크(work)를 유지(保持)하여 재치(載置)하는 유지 기구를 구비하는 로봇 핸드가 알려져 있다. 이러한 로봇 핸드가, 예를 들어, 특허문헌 1의 하역 장치에 제안되어 있다.

특허문헌 1의 하역 장치는 이동 가능한 컨베이어 및 추출 암을 구비한다. 이동 가능한 컨베이어가 하물에 가까워지도록 전진하고, 추출 암의 선단에 설치된 파지부에 의해 하물이 파지된다. 추출 암은 하물을 이동 컨베이어 상에 올린 후, 하물 회피 자세로 이동한다. 나아가, 이동 가능한 컨베이어는, 반송대의 위치까지 하강하고, 그 반송면을 구성하는 벨트를 회전시킴으로써, 하물을 반송대에 투입한다.

일본 특허공개 특개2016-55995호 공보

그런데, 특허문헌 1의 하역 장치는 반송대에 인접한 위치에서 지면에 고정할 필요가 있기 때문에, 설치 장소가 한정적이 되어버리는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은, 설치 장소가 한정적이지 않고, 이동 가능한 컨베이어에 의해 워크를 반송하는 것이 가능한 로봇 핸드, 로봇 및 로봇 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 로봇 핸드는, 로봇 암의 선단에 장착되는 베이스와, 상기 베이스에 대해 고정되는 컨베이어와, 상기 컨베이어의 반송면에 워크를 유지하여 재치하는 유지 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 로봇 암의 선단에 컨베이어가 고정되어 있기 때문에, 로봇 암의 선단이 이동 가능한 범위에서 컨베이어를 이동시킬 수 있다. 그 결과, 설치 장소가 한정적이지 않고, 이동 가능한 컨베이어에 의해 워크를 반송하는 것이 가능한 로봇 핸드를 제공할 수 있다.

상기 유지 기구는, 상기 컨베이어를 따라 상기 컨베이어의 반송 방향으로 연장되도록 배치되고, 또한, 상기 반송 방향에서 왕복 운동 가능 또는 신축 가능한 회전축과, 상기 회전축에 장착되어서, 상기 반송 방향에서 왕복 운동 가능하고, 또한, 상기 반송 방향에 직교하는 폭 방향과 상기 반송 방향 및 상기 폭 방향에 직교하는 높이 방향이 교차하는 평면 상에서 상기 회전축을 중심으로 요동 가능한 요동부와, 상기 요동부의 상기 반송 방향에서의 상류 측에 설치되고, 상기 워크를 유지하는 유지부를 구비한다.

상기 구성에 의하면, 요동부가 컨베이어의 반송 방향으로 왕복 운동 가능하기 때문에, 당해 요동부에 설치되는 유지부에 의해, 워크를 유지하면서 컨베이어의 반송면에 끌어들여 재치할 수 있다. 또한, 요동부가 컨베이어의 폭 방향과 높이 방향이 교차하는 평면 상에서 상기 회전축을 중심으로 요동 가능하기 때문에, 워크를 컨베이어의 반송면에 재치한 후, 당해 워크의 컨베이어 상에서의 반송을 방해하지 않는 위치까지 요동부를 요동시킬 수 있다. 상기에 따르면, 간단한 구성의 유지 기구에 의해 컨베이어의 반송면에 워크를 유지하여 재치시키는 것이 가능하다.

상기 요동부는 판상으로 형성되어 있고, 그 두께 방향이 상기 반송 방향과 일치하도록 상기 회전축에 장착되고, 상기 유지부는 상기 요동부의 상기 반송 방향에서의 상류 측에 있는 주면(主面)에 장착되어도 좋다.

상기 구성에 의하면, 유지 기구를 더욱 간단하게 구성할 수 있다.

상기 회전축은 상기 컨베이어의 폭 방향에서의 가장자리부를 따라 설치되어도 좋다.

상기 구성에 의하면, 로봇 핸드의 구조 전체를 컴팩트하게 하는 것이 가능하다. 또한, 워크를 컨베이어 반송면에 재치한 후, 당해 워크의 컨베이어 상에서의 반송을 방해하지 않는 위치까지 요동부를 용이하게 요동시킬 수 있다.

상기 유지부는 상기 워크를 흡착하고 유지하는 흡착부로 구성되어도 좋다.

상기 구성에 의하면, 예를 들어, 간격없이 적재된 복수의 워크 중 1 개의 워크를 유지하는 경우에도, 당해 1 개의 워크의 측면을 흡착하여, 다른 워크에 방해받지 않고 용이하게 당해 1 개의 워크를 유지하는 것이 가능해진다.

예를 들어, 상기 컨베이어 벨트 컨베이어로 구성되어도 좋다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 로봇은, 상기 중 어느 하나의 로봇 핸드와, 상기 로봇 핸드가 장착된 로봇 암과, 상기 로봇 핸드 및 상기 로봇 암의 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 상기 로봇 핸드를 구비함으로써, 로봇 암의 선단이 이동 가능한 범위에서 컨베이어를 이동시킬 수 있다. 그 결과, 설치 장소가 한정적이지 않고, 이동 가능한 컨베이어에 의해 워크를 반송하는 것이 가능한 로봇을 제공할 수 있다.

수직 다관절형 로봇으로 구성되어도 좋다.

상기 구성에 의하면, 로봇 암이 원하는 자세를 취하기 쉬워지고, 그 결과, 본 발명이 나타내는 효과를 현저하게 할 수 있다.

상기 로봇 암은 6 개 이상의 관절축을 구비하여도 좋다.

상기 구성에 의하면, 로봇 암이 원하는 자세를 취하기 쉬워지고, 그 결과, 본 발명이 나타내는 효과를 현저하게 할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 로봇 시스템은 상기에 기재된 로봇을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 상기 로봇 핸드를 구비함으로써, 로봇 암의 선단이 이동 가능한 범위에서 컨베이어를 이동시킬 수 있다. 그 결과, 설치 장소가 한정적이지 않고, 이동 가능한 컨베이어에 의해 워크를 반송하는 것이 가능한 로봇 시스템을 제공할 수 있다.

상기 로봇을 원격 조작하기 위한 조작부를 더 구비하여도 좋다.

상기 구성에 의하면, 조작부를 이용하여 상기 로봇 핸드 및 상기 로봇 암을 구비한 로봇을 원격 조작할 수 있다. 그 결과, 더욱 설치 장소가 한정적이지 않고, 이동 가능한 컨베이어에 의해 워크를 반송하는 것이 가능한 로봇 시스템을 제공할 수 있다.

상기 로봇의 작업 상황을 촬상하기 위한 촬상 장치와, 상기 촬상 장치로 촬상한 정보를 출력하기 위한 출력 장치를 더 구비하여도 좋다.

상기 구성에 의하면, 오퍼레이터는 출력 장치로부터 출력되는 정보를 기초로, 로봇의 작업 상황을 정확하게 파악하면서, 조작부에 대한 지령 값을 입력할 수 있다.

상기 로봇 암의 기단이 고정되는 무인 반송차를 더 구비하여도 좋다.

상기 구성에 의하면, 본 발명이 나타내는 효과를 현저하게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 설치 장소가 한정적이지 않고, 이동 가능한 컨베이어에 의해 워크를 반송하는 것이 가능한 로봇 핸드, 로봇 및 로봇 시스템을 제공할 수 있다.

[도 1] 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 시스템을 이용하여 골판지 상자의 반송 작업을 수행하고 있는 모습을 도시하는 개략도이다.
[도 2] 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 시스템의 전체 구성을 도시하는 블록도이다.
[도 3] 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 측면도로서, (A)가 요동부를 전방으로 이동시켰을 때의 도면, (B)가 요동부를 후방으로 이동시켰을 때의 도면이다.
[도 4] 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드의 정면도로서, (A)가 요동부를 워크 유지 자세로 하였을 때의 도면, (B)가 요동부를 워크 회피 자세로 하였을 때의 도면이다.

이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 핸드, 로봇 및 로봇 시스템에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 여기서, 본 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에서는, 모든 도면을 통해 동일 또는 대응하는 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 중복된 설명을 생략한다.

(로봇 시스템(10))

도 1은 본 실시예에 따른 로봇 시스템을 이용하여 골판지 상자의 반송 작업을 수행하고 있는 모습을 도시하는 개략도이다. 또한, 도 2는 동(同) 로봇 시스템의 전체 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 로봇 시스템(10)은 피포장물을 포장한 상태로 밀봉이 된 골판지 상자(W)(워크)의 반송 작업을 수행한다. 구체적으로는, 로봇 시스템(10)은 적재된 복수의 골판지 상자(W)를 1 개씩 거치형 컨베이어(C)까지 반송하는 작업을 수행한다.

도 1, 2에 도시된 바와 같이, 로봇 시스템(10)은 로봇(20)과, 당해 로봇(20)을 원격 조작하기 위한 조작부(110)를 구비한다. 또한, 로봇 시스템(10)은 로봇(20)의 작업 상황을 촬상하기 위한 촬상 장치(112)와, 당해 촬상 장치(112)로 촬상한 정보를 출력하는 출력 장치(114)를 더 구비한다. 나아가, 로봇 시스템(10)은 로봇 암(30)의 기단부가 고정되는 AGV(120)(Automated Guided Vehicle, 무인 반송차)를 더 구비한다.

(로봇(20))

도 1, 2에 도시된 바와 같이, 로봇(20)은 로봇 암(30)과, 당해 로봇 암(30)의 선단에 장착되는 로봇 핸드(50)와, 로봇 암(30) 및 로봇 핸드(50)의 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 장치(90)를 구비한다. 로봇(20)은 수직 다관절형 로봇으로 구성되어 있다.

(로봇 암(30))

도 3은 본 실시예에 따른 로봇의 측면도로서, (A)가 요동부를 전방으로 이동시켰을 때의 도면, (B)가 요동부를 후방으로 이동시켰을 때의 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 로봇 암(30)은 6 개의 관절축(JT1~ JT6)과, 이러한 관절축에 의해 순차적으로 연결되는 6 개의 링크(33a ~ 33f)를 구비하는 다관절 암이다.

제1 관절축(JT1), 제1 링크(33a), 제2 관절축(JT2), 제2 링크(33b), 제3 관절축(JT3) 및 제3 링크(33c)로 구성된 링크 및 관절축의 연결체에 의해, 제1 암부(31)가 구성된다. 구체적으로는, 제1 관절축(JT1)은 AGV(120)의 상면과 제1 링크(33a)의 기단부를 연직 방향으로 연장되는 축 둘레로 회전 가능하게 연결한다. 또한, 제2 관절축(JT2)은 제1 링크(33a)의 선단부와 제2 링크(33b)의 기단부를 수평 방향으로 연장되는 축 둘레로 회전 가능하게 연결한다. 또한, 제3 관절축(JT3)은 제2 링크(33b)의 선단부와 제3 링크(33c)의 기단부를 수평 방향으로 연장되는 축 둘레로 회전 가능하게 연결한다.

제4 관절축(JT4), 제4 링크(33d), 제5 관절축(JT5), 제5 링크(33e), 제6 관절축(JT6) 및 제6 링크(33f)로 구성된 링크 및 관절축의 연결체에 의해 제2 암부(32)가 구성된다. 구체적으로는, 제4 관절축(JT4)은 제3 링크(33c)의 선단부와 제4 링크(33d)의 기단부를 제3 링크(33c)의 길이 방향으로 연장되는 축 둘레로 회전 가능하게 연결한다. 또한, 제5 관절축(JT5)은 제4 링크(33d)의 선단부와 제5 링크(33e)의 기단부를 제4 링크(33d)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 축 둘레로 회전 가능하게 연결한다. 또한, 제6 관절축(JT6)은 제5 링크(33e)의 선단부와 제6 링크(33f)의 기단부를 비틀림 회전 가능하게 연결한다. 그리고, 제6 링크(33f)의 선단부에 로봇 핸드(50)가 장착된다.

(로봇 핸드(50))

도 4는 본 실시예에 따른 로봇 핸드의 정면도로서, (A)가 요동부를 워크 유지 자세로 하였을 때의 도면, (B)가 요동부를 워크 회피 자세로 하였을 때의 도면이다. 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 로봇 핸드(50)는 로봇 암(30)의 선단에 장착되는 베이스(52)와, 당해 베이스(52)에 대해 고정되는 컨베이어(60)와, 당해 컨베이어(60)의 반송면(68)에 골판지 상자(W)를 유지하여 재치하는 유지 기구(70)를 구비한다.

(베이스(52))

도 3, 4에 도시된 바와 같이, 베이스(52)는, 그 두께 방향에서 볼 때 직사각형인 저판(54)과, 저판(54)의 폭 방향에서 일방 측의 단부 가장자리로부터 세워지는 측판(56a)과, 저판(54)의 폭 방향에서 타방 측의 단부 가장자리로부터 세워지는 측판(56b)을 구비한다. 측판(56a, 56b)은 각각 그 두께 방향에서 볼 때 직사각형이고, 서로 동일한 형상을 가진다.

(컨베이어(60))

도 3에 도시된 바와 같이, 컨베이어(60)는 벨트 컨베이어로 구성된다. 컨베이어(60)는 반송 방향에서 서로 인접하여 병렬되는 복수의 롤러(62)와, 복수의 롤러(62) 각각의 회전축을 축 지지하기 위한 한 쌍의 샤프트(64)와, 복수의 롤러(62)에 고리 형태로 팽팽하게 설치되는 반송 벨트(66)와, 복수의 롤러(62) 중 적어도 하나를 회전 구동하기 위한 도시하지 않은 전기 모터를 구비하는 공지의 구조이다.

(유지 기구(70))

도 3, 4에 도시된 바와 같이, 유지 기구(70)는 컨베이어(60)를 따라 당해 컨베이어(60)의 반송 방향으로 연장하도록 배치되는 회전축(72)과, 당해 회전축(72)에 장착되는 요동부(80)와, 요동부(80)의 상기 반송 방향(즉, 컨베이어(60)의 반송 방향)에서 상류 측에 설치되고, 골판지 상자(W)를 흡착하여 유지하는 4 개의 흡착부(86)(유지부)를 구비한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 회전축(72)은 컨베이어(60)의 폭 방향에서의 가장자리부를 따라 설치되고, 상기 반송 방향으로 신축 가능하다. 구체적으로는, 회전축(72)은 컨베이어(60)의 폭 방향에서의 가장자리부를 따라 설치되는 직육면체 형상의 실린더(74) 내로부터, 상기 반송 방향의 상류 측을 향해 돌출하는 피스톤으로서의 구조를 가진다. 즉, 회전축(72)은, 로봇(20)의 외관 상, 실린더(74)로부터 반송 방향의 상류 측으로 돌출된 부분(즉, 외부로부터 육안으로 확인 가능한 부분)이 반송 방향을 따라 신축 가능하지만, 실제로는 상기 반송 방향을 따라 왕복 운동 가능하다.

요동부(80)는 판상으로 형성되어 있고, 그 두께 방향이 상기 반송 방향과 일치하도록 회전축(72)에 장착된다. 구체적으로, 요동부(80)는 그의 상기 반송 방향에서의 하류 측에 존재하는 주면(主面)의 기단부에 회전축(72)의 선단이 장착된다. 요동부(80)는, 그의 양 주면이 길이 치수를 가진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 요동부(80)는 회전축(72)에 장착되어서, 상기 반송 방향에서 왕복 운동 가능하다. 구체적으로, 요동부(80)는 컨베이어(60)의 상류단보다 더 상류 측의 위치로부터 컨베이어(60)의 반송 방향의 중앙 위치까지를 상기 반송 방향에서 왕복 운동 가능하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 요동부(80)는 회전축(72)에 장착되어서, 상기 반송 방향에 직교하는 폭 방향과, 상기 반송 방향 및 상기 폭 방향에 직교하는 높이 방향이 교차하는 평면 상에서 요동 가능하다. 구체적으로, 요동부(80)는 상기 평면 상에서 컨베이어(60)의 폭 방향으로 연장되는 워크 반송 자세로부터 컨베이어(60)의 높이 방향으로 연장되는 워크 회피 자세까지의 범위(즉, 회전 각도 90 °의 범위)를 회전축(72)을 중심으로 요동 가능하다.

도 3, 4에 도시된 바와 같이, 4 개의 흡착부(86)는 각각 중공의 테이퍼 형상으로 형성되어 있고, 그 끝이 가는 선단이 요동부(80)에 장착된다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 4 개의 흡착부(86)는 각각 2 × 2 행렬로 병렬되고, 요동부(80)의 상기 반송 방향에서 상류 측에 존재하는 주면의 선단부에 장착된다. 4 개의 흡착부(86)는 각각 도시하지 않은 진공 발생 장치에 접속되어서, 내부가 부압의 상태가 된다. 4 개의 흡착부(86)는 상기 부압에 의해 골판지 상자(W)의 측면을 흡착하여, 1 개의 판지 상자(W)를 협동하여 유지할 수 있다.

(로봇 제어 장치(90))

도 2에 도시된 바와 같이, 로봇 제어 장치(90)는, 조작부(110)로부터의 조작 정보 등에 기초하여, 미리 기억부(미도시)에 격납된 프로그램에 따라서, 로봇 암(30), 컨베이어(60) 및 유지 기구(70)의 동작을 제어한다. 로봇 제어 장치(90)에 대한 구체적인 구성은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 공지의 프로세서(CPU 등)가 기억부(메모리 등)에 격납된 프로그램에 따라 동작함으로써 실현되는 구성이라도 좋다.

(조작부(110))

도 1에 도시된 바와 같이, 조작부(110)는, 오퍼레이터(P)로부터의 수동에 의한 지령 값에 기초하여, 로봇(20) 및 AGV(120)를 원격 조작하기 위해, 로봇(20) 및 AGV(120)로부터 소정의 거리만큼 이격되어 설치된다.

조작부(110)의 구체적인 구성은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 핸들의 변위를 지령 값으로 받아들이는 구성이라도 좋고, 버튼을 누르는 동작 등을 지령 값으로 받아들이는 구성이라도 좋고, 또는, 화면 상의 표시가 눌리는 것 등을 지령 값으로 받아들이는 터치 패널의 구성이라도 좋다. 또한, 조작부(110)는 음성을 지령 값으로 받아들이는 구성이라도 좋고, 또는, 그 밖의 구성이라도 좋다.

조작부(110)는 오퍼레이터(P)로부터의 수동에 의한 지령 값을 받아들여서 조작 정보를 생성하고, 당해 조작 정보를 로봇 제어 장치(90) 및 AGV 제어 장치(128)에 송신한다.

(촬상 장치(112))

촬상 장치(112)는 로봇(20) 및 AGV(120)의 작업 상황을 촬상하여 동영상 정보를 취득하기 위해 설치된다. 촬상 장치(112)의 구성은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 공지의 비디오 카메라로 구성되어도 좋다.

(출력 장치(114))

출력 장치(114)는 촬상 장치(112)로 촬상된 동영상 정보를 출력하기 위한 디스플레이 장치로 구성된다. 출력 장치(114)의 구체적인 구성은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display)로 구성되어도 좋고, 유기 EL 디스플레이(Organic Electro-Luminescence Display)로 구성되어도 좋고, 또는, 그 밖의 장치로 구성되어도 좋다.

(AGV(120))

AGV(120)(무인 반송차)는 판상으로 형성되어 그 상면에 로봇 암(30)의 기단이 고정되는 차체(122)와, 당해 차체(122)의 저면에 장착되는 복수의 차륜(124)과, AGV(120)의 동작을 제어하기 위한 AGV 제어 장치(128)를 구비한다.

AGV 제어 장치(128)는, 조작부(110)로부터의 조작 정보 등에 기초하여, 미리 기억부(미도시)에 격납된 프로그램에 따라서, AGV(120)의 동작을 제어한다. AGV 제어 장치(128)에 관한 구체적인 구성은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 공지의 프로세서(CPU 등)가 기억부(메모리 등)에 격납된 프로그램에 따라 동작함으로써 실현되는 구성이라도 좋다.

한편, AGV 제어 장치(128)는, 예를 들어, 작업 현장의 바닥에 매설된 전선으로부터 미약한 유도 전류를 검출하고, 이러한 검출 값에 기초하여, AGV(120)의 동작을 제어하여도 좋다. 이 때, 조작부(110)로부터의 조작 정보는 필요에 따라 수신하여도 좋다.

(반송 작업의 일례)

본 실시예에 따른 로봇 시스템(10)에 의해 수행되는 반송 작업의 일례에 대해 설명한다. 여기에서는, 상기 로봇 시스템(10)를 이용하여, 적재된 복수의 골판지 상자(W)를 1 개씩 거치형 컨베이어(C)까지 반송하는 작업의 일례에 대해 설명한다. 여기서, 이하의 반송 작업의 일례에서는, 오퍼레이터(P)는, 출력 장치(114)로부터 출력되는 동영상 정보에 기초하여, 로봇(20) 및 AGV(120)의 작업 상황을 파악하면서, 조작부(110)에 대해 지령 값을 입력하여도 좋다. 여기서, 출력 장치(114)로부터 출력되는 동영상 정보는 촬상 장치(112)를 이용하여 로봇(20) 및 AGV(120)의 작업 상황을 촬상한 것이다.

먼저, 오퍼레이터(P)는, 조작부(110)를 이용하여, 컨베이어(60)의 반송 벨트(66)를 정지 상태로 한다. 또한, 도 3(A)에 도시된 바와 같이, 회전축(72)을 늘려서, 요동부(80)를 컨베이어(60)의 상류 단보다 더 상류 측에 위치한 상태로 한다. 또한, 오퍼레이터(P)는, 조작부(110)를 이용하여, 도 4(A)에 도시된 바와 같이, 회전축(72)을 회전시킴으로써, 요동부(80)를 요동시켜 당해 요동부(80)를 워크 유지 자세로 한다.

다음으로, 오퍼레이터(P)는, 조작부(110)를 이용하여, AGV(120)를 조작하고, 반송 대상이 되는 적재된 복수의 골판지 상자(W)의 근방까지 로봇(20)(및 AGV(120))을 이동시킨다.

또한, 오퍼레이터(P)는, 조작부(110)를 이용하여, 요동부(80)의 상류 측의 주면에 설치되는 4 개의 흡착부(86)가 복수의 골판지 상자(W) 중 가장 상단에 위치한 1 개의 골판지 상자(W)(이하, 단순히 「최상단의 골판지 상자(W)」라고 칭한다)의 측면에 맞닿도록, 로봇 암(30)의 자세를 변경한다. 이 때, 오퍼레이터(P)는, 조작부(110)를 이용하여, 컨베이어(60)의 반송면의 상류단이 상기 최상단의 골판지 상자(W)의 측면의 하단부 가장자리의 하방 근방에서 당해 하단부 가장자리와 평행하게 연장되도록, 로봇 암(30)의 자세를 조절한다.

그리고, 오퍼레이터(P)는, 조작부(110)를 이용하여, 도시하지 않은 진공 발생 장치를 구동하고, 4 개의 흡착부(86) 내를 부압 상태로 한다. 이에 따라서, 흡착부(86)가 최상단의 골판지 상자(W)의 측면을 흡착하여 당해 최상단의 골판지 상자(W)를 유지할 수 있다.

다음으로, 오퍼레이터(P)는, 조작부(110)를 이용하여, 도 3(B)에 도시된 바와 같이, 회전축(72)을 줄여서 컨베이어(60)의 반송 방향에서 중앙부의 위치까지 요동부(80)를 이동시킨다. 이에 따라서, 흡착부(86)에 의해 유지된 골판지 상자(W)가 컨베이어(60)의 반송면(68)으로 끌어들여져 당해 반송면(68)에 재치된다.

또한, 오퍼레이터(P)는, 조작부(110)를 이용하여, 컨베이어(60)의 반송면(68)이 거치형 컨베이어(C)의 반송면의 상류 측에서 당해 거치형 컨베이어(C)의 반송면과 서로 연속하도록 로봇 암(30)의 자세를 변경한다. 이 때, 컨베이어(60)의 하류단 가장자리가 거치형 컨베이어(C)의 반송면의 상류단 부분의 상방에 근접하여 당해 상류 부분과 서로의 폭 방향이 평행이 되도록, 로봇 암(30)의 자세를 조절한다.

이때, 적재된 복수의 골판지 상자(W)와 거치형 컨베이어(C)의 거리가 로봇 암(30)의 선단의 가동 범위보다 큰 경우, 오퍼레이터(P)는, 조작부(110)를 이용하여, 로봇 암(30)의 자세를 변경하는 것에 더하여 AGV(120)를 이동시켜도 좋다.

또한, 오퍼레이터(P)는, 조작부(110)를 이용하여, 도시하지 않은 진공 발생 장치를 정지하고, 흡착부(86)에 흡착된 상태로부터 최상단의 골판지 상자(W)를 해방한다.

그리고, 오퍼레이터(P)는, 조작부(110)를 이용하여, 도 4(B)에 도시된 바와 같이, 회전축(72)을 회전시킴으로써, 요동부(80)를 요동시켜 당해 요동부(80)를 워크 회피 자세로 변경한다.

최후로, 오퍼레이터(P)는, 조작부(110)를 이용하여, 컨베이어(60)의 반송 벨트(66)를 구동시킨다. 이에 따라서, 컨베이어(60)의 반송면(68) 상에 재치된 골판지 상자(W)가, 당해 반송면(68)의 하류 측으로 이동하고, 나아가, 당해 반송면(68)의 하류단으로부터 거치형 컨베이어(C)의 반송면의 상류단 부분에 전달된다.

상기한 반송 작업을 반복함으로써, 로봇 시스템(10)은 적재된 복수의 골판지 상자(W) 모두를 거치형 컨베이어(C)의 반송면까지 반송할 수 있다. 여기서, 거치형 컨베이어(C)는 컨베이어(60)와 마찬가지로 벨트 컨베이어로 구성되어도 좋다. 당해 벨트 컨베이어는 공지의 구조라도 좋다. 거치형 컨베이어(C)는 컨베이어(60)로부터 그 상류 부분에서 골판지 상자(W)를 수취하면, 당해 골판지 상자(W)를 원하는 반송처까지 더 반송한다.

(효과)

본 실시예에 따른 로봇 핸드(50)는 로봇 암(30)의 선단에 컨베이어(60)가 고정되어 있기 때문에, 로봇 암(30)의 선단이 이동 가능한 범위에서 컨베이어(60)를 이동시킬 수 있다. 그 결과, 설치 장소가 한정적이지 않고, 이동 가능한 컨베이어(60)에 의해 골판지 상자(W)(워크)를 반송하는 것이 가능한 로봇 핸드(50)를 제공할 수 있다.

본 실시예에 따른 로봇 핸드(50)는, 요동부(80)가 컨베이어(60)의 이송 방향에서 왕복 운동 가능하기 때문에 당해, 당해 요동부(80)에 설치되는 흡착부(86)에 의해, 골판지 상자(W)를 유지하면서 컨베이어(60)의 반송면(68)으로 끌어들여 재치할 수 있다. 또한, 요동부(80)가 컨베이어(60)의 폭 방향과 높이 방향이 교차하는 평면 상에서 회전축(72)을 중심으로 요동 가능하기 때문에, 골판지 상자(W)를 컨베이어(60)의 반송면(68)에 재치한 후, 요동부(80)를 요동시켜 당해 요동부(80)를 워크 회피 자세로 할 수 있다(즉, 당해 골판지 상자(W)의 컨베이어(60) 상에서 반송을 방해하지 않는 위치까지 요동부(80)을 요동시킬 수 있다). 상기에 따르면, 간단한 구성의 유지 기구(70)에 의해 컨베이어(60)의 반송면(68)에 골판지 상자(W)를 유지하여 재치하는 것이 가능하다.

본 실시예에서는, 요동부(80)는 판상으로 형성되어 있고, 그 두께 방향이 컨베이어(60)의 반송 방향과 일치하도록 회전축(72)에 장착되고, 흡착부(86)는 요동부(80)의 반송 방향에서 상류 측에 있는 주면에 장착된다. 이러한 구조에 의하면, 유지 기구(70)을 더 간단하게 구성할 수 있다.

본 실시예에서는, 회전축(72)은 컨베이어(60)의 폭 방향에서의 가장자리부를 따라 설치되기 때문에, 로봇 핸드(50)의 구조 전체를 컴팩트하게 하는 것이 가능하다. 또한, 골판지 상자(W)를 컨베이어(60)의 반송면(68)에 재치한 후, 요동부(80)를 요동시켜 용이하게 워크 회피 자세로 할 수 있다.

본 실시예에서는, 유지부가 흡착부(86)로 구성되기 때문에, 예를 들어, 간격없이 적재된 복수의 골판지 상자(W) 중에서 1 개의 골판지 상자(W)를 유지하는 경우에도, 당해 1 개의 골판지 상자(W)의 측면을 흡착하여, 다른 골판지 상자(W)에 방해받지 않고 용이하게 당해 1 개의 골판지 상자(W)를 유지하는 것이 가능하다.

본 실시예에 따른 로봇(20)은, 상기한 로봇 핸드(50)를 구비하여, 당해 로봇 핸드(50)와 마찬가지의 효과를 나타낸다.

본 실시예에 따른 로봇(20)은 수직 다관절형 로봇으로 구성되기 때문에, 로봇 암(30)이 원하는 자세를 취하기 쉬워지고, 그 결과, 본 발명이 나타내는 효과를 현저하게 할 수 있다.

본 실시예에 따른 로봇(20)은 6 개의 관절축을 구비하기 때문에, 로봇 암(30)이 원하는 자세를 취하기 쉬워지고, 그 결과, 본 발명이 나타내는 효과를 현저하게 할 수 있다.

본 실시예에 따른 로봇 시스템(10)은, 조작부(110)를 이용하여, 당해 로봇 핸드(50) 및 로봇 암(30)을 구비하는 로봇(20)을 원격 조작할 수 있다. 그 결과, 더욱 설치 장소가 한정적이지 않고, 이동 가능한 컨베이어에 의해 골판지 상자(W)를 반송할 수 있는 로봇 시스템(10)를 제공할 수 있다.

본 실시예에 따른 로봇 시스템(10)은 로봇(20)의 작업 상황을 촬상하는 촬상 장치(112)와, 당해 촬상 장치(112)로 촬상한 동영상 정보(정보)를 출력하기 위한 출력 장치(114)를 더 구비하여, 오퍼레이터(P)는, 출력 장치(114)로부터 출력되는 동영상 정보에 기초하여, 로봇(20)의 작업 상황을 정확하게 파악하면서, 조작부(110)에 대해 지령 값을 입력할 수 있다.

본 실시예에 따른 로봇 시스템(10)은 로봇 암(30)의 기단부가 고정되는 AGV(120)(무인 반송차)를 더 구비하여, 예를 들어, 적재된 복수의 골판지 상자(W)와 거치형 컨베이어(C)의 거리가 로봇 암(30)의 선단의 가동 범위보다 큰 경우에도 원활하게 반송 작업을 수행할 수 있다. 즉, 더욱 설치 장소가 한정적이지 않아서, 본 발명이 나타내는 효과를 현저하게 할 수 있다.

(변형예)

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.

상술한 실시예에서는, 반송 대상이 되는 워크가 골판지 상자(W)인 경우를 설명하였지만, 이 경우에 한정되지 않고 워크가 소정의 형상을 가지는 다른 물체(예를 들어, 기계의 조립에 사용하는 부재 및 포장된 식료품 등)이나, 소정의 형상을 가지지 않는 암석이나 가라아게 등이라도 좋다.

상술한 실시예에서는, 컨베이어(60)의 반송면(68)에 골판지 상자(W)가 재치되고, 컨베이어(60)의 반송면(68)이 거치형 컨베이어(C)의 반송면의 상류 측에서 당해 거치형 컨베이어(C)의 반송면과 서로 연속하도록 로봇 암(30)의 자세를 변경하고, 또한, 요동부(80)가 워크 회피 자세로 변경되고 나서, 처음으로 컨베이어(60)의 반송 벨트(66)가 구동되는 경우를 설명하였다. 그러나, 이 경우에 한정되지 않고, 컨베이어(60)의 반송 벨트(66)가 상시 구동되는 상태에서 반송 작업을 수행하여도 좋다. 이에 따라서, 복수의 골판지 상자(W)를 1 개씩 반송하는 작업을 단시간에 수행하는 것이 가능하다.

상술한 실시예에서는, 로봇 시스템(10)이, 도 2의 블록도에 도시된 바와 같이, 로봇(20), 조작부(110), 촬상 장치(112), 출력 장치(114) 및 AGV(120)를 구비하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 이 경우에 한정되지 않고, 로봇 시스템(10)은 또 다른 구성을 구비하여도 좋다. 예를 들어, 로봇 시스템(10)은 상기 실시예에서 골판지 상자(W)의 반송처인 거치형 컨베이어(C)를 더 구비하는 구성이라도 좋다. 이러한 경우, 예를 들어, 오퍼레이터(P)는, 조작부(110)를 이용하여, 당해 거치형 컨베이어(C)의 동작을 제어하도록 구성되어도 좋다.

상술한 실시예에서는, 로봇 암(30)의 자세를 변경하는 것, 및, AGV(120)을 이동시키는 것만으로, 컨베이어(60)의 위치를 변경하는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 컨베이어(60)는 그 반송 방향과 높이 방향이 교차하는 평면 상에서 베이스(52)에 대해 회전 가능하도록 상기 베이스(52)에 장착되어도 좋다. 또한, 컨베이어(60)는 한 쌍의 레일을 베이스(52)에 설치하고, 당해 레일 상을 이동할 수 있도록 베이스(52)에 장착되어도 좋다. 여기서, 이러한 경우, 로봇 제어 장치(90)가 베이스(52)의 동작을 더 제어하여도 좋다.

상술한 실시예에서는, 유지부가 골판지 상자(W)(워크)를 흡착하여 유지하는 4 개의 흡착부(86)로 구성된 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 흡착부(86)은 1 개 이상 3 개 이하, 또는, 5 개 이상 설치되어도 좋다. 또한, 4 개의 흡착부(86)의 형상은 각각 중공의 테이퍼 형상으로 한정되지 않고, 중공의 직육면체 형상이나 원통 형상이라도 좋고, 또는, 그 밖의 형상이라도 좋다. 또한, 유지부는 워크를 파지하여 유지하는 파지부로 구성되어도 좋고, 워크를 그 상면에 재치하여 유지하는 재치부로 구성되어도 좋고, 또는, 그 밖의 구성이라도 좋다.

상술한 실시예에서는, 컨베이어(60)가 벨트 컨베이어로 구성되는 경우를 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 컨베이어(60)가 롤러 컨베이어로 구성되어도 좋고, 그 밖의 컨베이어로 구성되어도 좋다.

상술한 실시예에서는, 회전축(72)이, 로봇(20)의 외관 상, 컨베이어(60)의 반송 방향으로 신축 가능하지만 실제로는 실린더(74)에 의해 상기 반송 방향으로 왕복 운동 가능한 경우에 대해 설명하였지만, 이 경우에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전축(72)은 중공의 원통 부재와, 상기 원통 부재의 내부를 축 방향으로 왕복 운동 가능하도록 동축 상에 삽통(揷通)되는 원기둥 부재로 구성되어서, 컨베이어(60)의 반송 방향에 따라 신축 가능하여도 좋다. 이러한 경우, 회전축(72)이 가장 수축된 상태에서 중공의 원통 부재의 선단으로부터 원기둥 부재의 일부가 돌출하도록 하여, 당해 돌출된 부분에 요동부(80)를 장착하도록 하여도 좋다. 또한, 회전축(72)은 실린더(74)를 이용하지 않고(예를 들어, 컨베이어(60)의 반송 방향으로 왕복 운동 가능한 다른 부재에 연결되어서), 로봇(20)의 외관 상에서도, 컨베이어(60)의 반송 방향 왕복 운동 가능하여도 좋다.

상술한 실시예에서는, 회전축(72)이 컨베이어(60)의 폭 방향에서의 가장자리부를 따라 설치되는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전축(72)은 컨베이어(60)의 상방에서 폭 방향에서 볼 때 당해 컨베이어(60)의 반송면(68)과 평행이 되도록, 또한, 컨베이어(60)의 상측으로부터 높이 방향에서 볼 때 당해 컨베이어(60)의 폭 방향에서 중심선과 동일한 위치를 반송 방향으로 연장하도록 배치되어도 좋다. 이러한 경우, 요동부(80)는 회전축(72)에 그 기단부를 장착함으로써, 예를 들어, 상기 폭 방향과 상기 높이 방향이 교차하는 평면 상에서, 컨베이어(60)의 폭 방향의 일방 측으로 연장되는 워크 회피 자세로부터, 컨베이어(60)의 높이 방향으로 연장되는 워크 반송 자세를 거쳐서, 컨베이어(60)의 폭 방향의 타방 측으로 연장되는 워크 회피 자세까지의 범위(즉, 상기 평면 상에서 회전 각도 180 °의 범위)를 회전축(72)을 중심으로 요동 가능하게 하여도 좋다.

상술한 실시예에서는, 로봇 (20)이 수직 다관절형 로봇으로 구성된 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로봇(20)은 극좌표형 로봇으로 구성되어도 좋고, 원통 좌표형 로봇으로 구성되어도 좋으며, 직각 좌표형 로봇으로 구성되어도 좋고, 수평 다관절형 로봇으로 구성되어도 좋고, 또는 그 밖의 로봇으로 구성되어도 좋다.

상술한 실시예에서는, 로봇 암(30)이 6 개의 관절축을 구비하는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로봇 암(30)은 7 개 이상의 관절축을 구비하여도 좋다. 또는, 로봇 암(30)은 1 개 이상 5 개 이하의 관절축을 구비하여도 좋다.

상술한 실시예에서는, 로봇 시스템(10)이 촬상 장치(112) 및 출력 장치(114)를 구비하는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로봇 시스템(10)은 촬상 장치(112) 및 출력 장치(114)를 구비하고, 오퍼레이터(P)가 육안으로 확인하여 로봇(20)과 AGV(120)의 작업 상황을 확인하도록 구성되어도 좋다. 이에 따라서, 로봇 시스템(10)의 구성을 더욱 간단하게 하는 것이 가능하다.

상술한 실시예에서는, 요동부(80)는 두께 방향에서 볼 때 직사각형의 판상으로 형성되어 있고, 그 두께 방향이 컨베이어(60)의 반송 방향과 일치하도록 회전축(72)에 장착되며, 흡착부(86)는 요동부(80)의 상기 반송 방향에서 상류 측에 있는 주면에 장착되는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 요동부(80)는 회전축(72)에 장착됨으로써 요동하여 워크 유지 자세 및 워크 회피 자세가 될 수 있고, 또한, 흡착부(86)(유지부)가 상기 반송 방향에서 상류 측에 존재하는 부분에 장착되는 형상이라면 좋다. 예를 들어, 두께 방향에서 볼 때 삼각형, 오각형 이상의 다각형, 또는 정사각형 형상의 판상으로 형성되어 있어도 좋고, 원기둥형으로 형성되어 있어도 좋으며, 피라미드 또는 원추형으로 형성되어 있어도 좋고, 또는 그 밖의 형상으로 형성되어 있어도 좋다.

상술한 실시예에서는, 로봇 시스템(10)이, 조작부(110)를 이용하여, 오퍼레이터(P)의 지령 값을 입력받고, 당해 지령 값에 기초하여, 로봇(20) 및 AGV(120)를 동작시키는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로봇 시스템(10)은 조작부(110)를 구비하지 않는 전자동 시스템으로 구성되어도 좋다.

이와 같이 전자동 시스템으로 실현하려면, 예를 들어, 로봇 암(30)의 선단에 근접 센서를 설치하고, 당해 근접 센서에 의한 검출 값 등에 기초하여, 로봇 제어 장치(90)로 로봇 암(30) 및 로봇 핸드(50) 각각의 동작을 제어하게 하여도 좋고, 또는, 로봇 암(30)의 선단에 카메라를 설치하고, 당해 카메라에 의한 화상 정보의 분석 값 등에 기초하여, 로봇 제어 장치(90)로 로봇 암(30) 및 로봇 핸드(50) 각각의 동작을 제어하게 하여도 좋다. 또한, 작업 현장의 바닥에 매설된 전선으로부터 미약한 유도 전류를 검출하고, 이 검출 값 등에 기초하여, AGV 제어 장치(128)로 AGV(120)의 동작을 제어하게 하여도 좋다.

10: 로봇 시스템
20: 로봇
30: 로봇 암
31: 제1 암부
32: 제2 암부
33: 링크
50: 로봇 핸드
52: 베이스
54: 저판
56: 측판
60: 컨베이어
62: 롤러
64: 샤프트
66: 반송 벨트
68: 반송면
70: 유지 기구
72: 회전축
74: 실린더
80: 요동부
86: 흡착부
90: 로봇 제어 장치
110: 조작부
112: 촬상 장치
114: 출력 장치
120: AGV
122: 차체
124: 차륜
128: AGV 제어 장치
JT: 관절축
C: 거치형 컨베이어
P: 오퍼레이터
W: 골판지 상자

Claims (13)

1. 로봇 암의 선단에 장착되는 베이스와,
   상기 베이스에 대해 고정되는 컨베이어와,
   상기 컨베이어의 반송면에 워크를 유지하여 재치하는 유지 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유지 기구는,
   상기 컨베이어를 따라 상기 컨베이어의 반송 방향으로 연장되도록 배치되고, 또한, 상기 반송 방향에서 왕복 운동 가능 또는 신축 가능한 회전축과,
   상기 회전축에 장착되어서, 상기 반송 방향에서 왕복 운동 가능하고, 또한, 상기 반송 방향에 직교하는 폭 방향과, 상기 반송 방향 및 상기 폭 방향에 직교하는 높이 방향이 교차하는 평면 상에서 상기 회전축을 중심으로 요동 가능한 요동부와,
   상기 요동부의 상기 반송 방향에서의 상류 측에 설치되고, 상기 워크를 유지하는 유지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드.
3. 제2항에 있어서,
   상기 요동부는 판상으로 형성되어 있고, 그 두께 방향이 상기 반송 방향과 일치하도록 상기 회전축에 장착되고,
   상기 유지부는 상기 요동부의 상기 반송 방향에서의 상류 측에 있는 주면에 장착되는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 회전축은 상기 컨베이어의 폭 방향에서의 가장자리부를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유지부는 상기 워크를 흡착하여 유지하는 흡착부로 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 컨베이어는 벨트 컨베이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 로봇 핸드와,
   상기 로봇 핸드가 장착된 로봇 암과,
   상기 로봇 핸드 및 상기 로봇 암의 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.
8. 제7항에 있어서,
   수직 다관절형 로봇으로 구성된 것을 특징으로 하는 로봇.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   상기 로봇 암은 6 개 이상의 관절축을 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 로봇을 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    상기 로봇을 원격 조작하기 위한 조작부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 로봇의 작업 상황을 촬상하기 위한 촬상 장치와,
    상기 촬상 장치로 촬상한 정보를 출력하기 위한 출력 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로봇 암의 기단이 고정되는 무인 반송차를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.

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