KR20210149154A - 로봇핸드, 로봇 및 로봇시스템 - Google Patents

로봇핸드, 로봇 및 로봇시스템 Download PDF

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KR20210149154A
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conveying
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켄타로 아즈마
타카유키 이시자키
마사타카 요시다
미츠노부 오카
사토시 카마타
Original Assignee
카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

물품을 이동하는 로봇핸드(120；120A；120B；120C)는, 상기 물품을 반송하는 제1 반송면(134a)을 형성하는 무단형의 제1 반송벨트(134)를 가지고 또한 상기 제1 반송벨트를 구동하는 제1 컨베이어(130)와, 상기 물품과 접촉하고, 상기 물품을 상기 제1 반송면 상에 인입하는 인입장치(140；140A)를 구비하고, 상기 인입장치는, 상기 인입장치의 인입 방향의 반대방향과 상기 물품을 상기 제1 반송면 상에 실었을 때의 상기 제1 반송면의 이동방향의 반대방향 중 적어도 한쪽의 방향으로, 상기 제1 컨베이어보다도 돌출한다.

Description

로봇핸드, 로봇 및 로봇시스템
본 발명은 로봇핸드, 로봇 및 로봇시스템에 관한 것이다.
종래로부터, 물품을 이재하는 이재로봇이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌은, 핸드의 선단에 벨트 컨베이어를 구비하는 산업로봇을 개시하고 있다. 특허문헌의 로봇은, 생산라인 등의 컨베이어로 이송되는 워크를, 핸드의 선단의 벨트 컨베이어로 갈아타게 한다. 갈아타기 완료 후, 로봇은, 벨트 컨베이어를 이재 장소에 이동시키고, 벨트 컨베이어로 워크를 보내면서 상기 벨트 컨베이어를 후퇴이동시킴으로써, 워크를 이재한다.
일본특허공개공보 2002-167045호
특허문헌의 로봇은, 컨베이어 등에서 반송되는 워크를 벨트 컨베이어 상에 실을 수 있지만, 쌓아 올려진 워크 등의 정지한 워크를 벨트 컨베이어 상에 실을 수 없다.
따라서, 본 발명은 정지한 물품을 컨베이어 상에 실어 이동시키는 것을 가능하게 하는 로봇핸드, 로봇 및 로봇시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태에 따른 로봇핸드는, 물품을 이동하는 로봇핸드로서, 상기 물품을 반송하는 제1 반송면을 형성하는 무단형의 제1 반송벨트를 가지고 또한 상기 제1 반송벨트를 구동하는 제1 컨베이어와, 상기 물품과 접촉하고, 상기 물품을 상기 제1 반송면 상에 인입하는 인입장치를 구비하고, 상기 인입장치는, 상기 인입장치의 인입 방향의 반대방향과 상기 물품을 상기 제1 반송면 상에 실었을 때의 상기 제1 반송면의 이동방향의 반대방향 중 적어도 한쪽의 방향으로, 상기 제1 컨베이어보다도 돌출한다.
본 발명의 일 양태에 따른 로봇은, 본 발명의 일 양태에 따른 로봇핸드와, 상기 로봇핸드와 연결된 로봇암과, 상기 로봇핸드 및 상기 로봇암의 동작을 제어하는 제어장치를 구비한다.
본 발명의 일 양태에 따른 로봇시스템은, 본 발명의 일 양태에 따른 로봇과, 상기 로봇을 조작하기 위한 조작장치를 구비한다.
본 발명의 기술에 의하면, 정지한 물품을 로봇핸드의 컨베이어 상에 실어 이동시키는 것이 가능해진다.
도 1은 실시예에 따른 로봇시스템의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 로봇의 구성의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 3은 실시예에 따른 로봇핸드의 구성의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 4는 실시예에 따른 제어장치의 기능적인 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 5는 실시예에 따른 제어장치 및 각 구동장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 6은 실시예에 따른 로봇시스템의 동작의 하나를 나타내는 측면도이다.
도 7은 실시예에 따른 로봇시스템의 동작의 하나를 나타내는 측면도이다.
도 8은 실시예에 따른 로봇시스템의 동작의 하나를 나타내는 측면도이다.
도 9는 실시예에 따른 로봇시스템의 동작의 하나를 나타내는 측면도이다.
도 10은 변형예 1에 따른 로봇핸드의 구성의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 11은 변형예 2에 따른 로봇핸드의 구성의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 12는 변형예 3에 따른 로봇핸드의 구성의 일례를 나타내는 측면도이다.
이하에 있어서, 본 발명의 실시예를, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시예는, 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 또한, 이하의 실시예에 있어서의 구성요소 중, 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성요소에 대해서는, 임의의 구성요소로서 설명된다. 또한, 첨부의 도면에 있어서의 각 도면은, 모식적인 도면이고, 반드시 엄밀하게 도시된 것은 아니다. 또한, 각 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있고, 중복되는 설명은 생략 또는 간략화되는 경우가 있다.
<로봇시스템(1)>
도 1은, 실시예에 따른 로봇시스템(1)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에서는, 로봇시스템(1)은, 로봇(100)을 이용하여 물품(A)을 반송하는 시스템이다. 예를 들어, 로봇(100)은, 반송장치 등에 의해 반송되어 온 물품(A)을 소정의 장소에 재치하여 쌓아 올릴 수 있다. 또한, 로봇(100)은, 소정의 장소에 쌓아 올려진 물품(A)의 더미로부터 물품(A)을 취출하여, 다른 장치 등에 재치한다. 이하에 있어서, 로봇(100)이 반송하는 물품(A)은, 직육면체형의 골판지 케이스라고 설명하지만, 이것에 한정되지 않는다. 반송대상의 물품은, 후술하는 제1 컨베이어(130) 상에 실을 수 있는 물체라면 좋고, 예를 들어, 소정의 형상을 가지는 다른 물체여도 좋으며, 암석 등의 소정의 형상을 가지지 않은 물체여도 좋다.
로봇시스템(1)은, 로봇(100)과, 로봇(100)을 조작하기 위한 조작장치(210)를 구비한다. 조작장치(210)는, 로봇(100)으로부터 떨어져 배치되고, 오퍼레이터(P)는, 조작장치(210)로의 입력을 행함으로써, 로봇(100)을 원격조작할 수 있다. 또한, 로봇시스템(1)은, 로봇(100)의 동작상태를 촬상하는 촬상장치(220)와, 촬상장치(220)에서 촬상된 정보를 출력하는 출력장치(230)를 구비한다. 또한, 로봇시스템(1)은, 로봇(100)의 로봇암(110)이 고정되는 반송차(240)를 구비한다. 이것에 한정되지 않지만, 본 실시예에서는, 반송차(240)는, 전력을 동력원으로 하고, 반송차(240)를 구동하는 서보모터를 가진다. 예를 들어, 반송차(240)는 AGV(무인 반송차: Automated Guided Vehicle)여도 좋다. 또한, 로봇시스템(1)의 상기의 구성요소의 모두가 필수는 아니다.
<로봇(100)>
도 1에 나타내는 바와 같이, 로봇(100)은, 로봇암(110)과, 로봇암(110)의 선단에 장착되는 로봇핸드(120)와, 로봇암(110) 및 로봇핸드(120)의 동작을 제어하는 제어장치(170)를 구비한다. 본 실시예에서는, 로봇(100)은, 수직다관절형 로봇으로서 구성되지만, 이것에 한정되지 않는다.
<조작장치(210)>
도 1에 나타내는 바와 같이, 조작장치(210)는, 오퍼레이터(P)에 의해 입력되는 지령에 근거하여 로봇(100), 및 반송차(240)를 원격조작한다. 조작장치(210)의 구체적인 구성은 특별히 한정되지 않지만, 조작장치(210)는 오퍼레이터(P)에 의한 입력을 접수하는 입력장치를 구비한다. 입력장치의 예는, 핸들, 레버, 페달, 버튼, 터치패널, 마이크 및 카메라 등이지만, 이들에 한정되지 않는다. 조작장치(210)는, 입력장치를 통하여 입력된 조작에 대응하는 지령을 제어장치(170)에 출력한다. 조작장치(210)는, 유선통신 또는 무선통신을 통하여 제어장치(170)와 연결된다. 유선통신 및 무선통신의 형식은 어떠한 형식이어도 좋다.
조작장치(210)는, 오퍼레이터(P)에 의해 입력되는 수동조작의 각 조작에 대응하는 지령을 제어장치(170)에 출력해도 좋다. 또는, 조작장치(210)는, 오퍼레이터(P)에 의해 입력되는 자동조작의 조작내용에 대응하는 지령을 제어장치(170)에 출력해도 좋다. 예를 들어, 조작장치(210)는, 입력되는 지령으로서, 핸들 또는 레버 등의 변위, 방향, 속도 및 조작력 등을 접수해도 좋고, 버튼의 압하를 접수해도 좋으며, 터치패널의 화면으로의 접촉, 접촉궤적 및 접촉압 등을 접수해도 좋고, 스피커에 의해 집음되는 음성신호를 접수해도 좋으며, 카메라에 의해 촬상된 오퍼레이터(P)의 화상의 해석결과를 접수해도 좋다. 조작력은, 오퍼레이터(P)에 의해 핸들 또는 레버 등에 가해지는 힘이다. 접촉압은, 터치패널로의 손가락 등의 누르는 힘이다. 오퍼레이터(P)의 화상의 해석결과는, 오퍼레이터(P)의 제스처 등이 나타내는 지령을 포함한다.
<촬상장치(220)>
도 1에 나타내는 바와 같이, 촬상장치(220)는, 로봇(100) 및 반송차(240)의 동작상태를 촬상하고, 촬상한 화상의 신호를 출력장치(230)에 출력한다. 촬상장치(220)에 의해 촬상되는 화상은, 정지영상이어도 좋고 동영상이어도 좋다. 촬상장치(220)의 예는, 디지털카메라 및 디지털비디오카메라이다. 촬상장치(220)는, 유선통신 또는 무선통신을 통하여 조작장치(210) 및 출력장치(230)와 연결된다. 촬상장치(220)는, 조작장치(210)에 입력되는 지령에 따라, 촬상의 실행 및 정지, 및, 촬상방향의 변경 등의 동작을 행해도 좋다.
<출력장치(230)>
도 1에 나타내는 바와 같이, 출력장치(230)는, 촬상장치(220)로부터 취득되는 화상의 신호를 화상으로서 출력하여 오퍼레이터(P)에 표시하는 표시장치이다. 출력장치(230)의 예는, 액정디스플레이(Liquid Crystal Display) 및 유기 또는 무기EL디스플레이(Electro-Luminescence Display)이지만, 이들에 한정되지 않는다. 출력장치(230)는, 제어장치(170)에 의해 출력되는 조작 등을 위한 화상을 표시해도 좋다.
<로봇(100)의 상세한 구성>
[로봇암(110)의 구성]
로봇(100)의 로봇암(110)의 상세한 구성을 설명한다. 도 2는, 실시예에 따른 로봇(100)의 구성의 일례를 나타내는 측면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 로봇(100)의 로봇암(110)은, 그 기단부에서 반송차(240)에 고정되어 있다. 로봇암(110)의 선단부에는, 로봇핸드(120)가 연결되어 있다. 다관절형의 로봇암(110)은, 6개의 관절축(JT1~JT6)과, 이들의 관절축에 의해 순차 연결되는 6개의 링크(110a~110f)를 가진다. 또한, 로봇암(110)은, 관절축(JT1~JT6) 각각을 회전구동하는 암 구동장치(AM1~AM6)를 가지고 있다. 암 구동장치(AM1~AM6)의 동작은, 제어장치(170)에 의해 제어된다. 이것에 한정되지 않지만, 본 실시예에서는, 암 구동장치(AM1~AM6)는 각각, 전력을 동력원으로 하고, 이들을 구동하는 전기모터로서 서보모터를 가진다. 또한, 로봇암(110)의 관절축의 수량은, 6개에 한정되지 않고, 7개 이상이어도 좋고, 1개 이상 5개 이하여도 좋다.
관절축(JT1)은, 반송차(240)의 기대(241)의 상면과 링크(110a)의 기단부를, 상기 상면에 수직인 연직방향의 축 둘레로 회전 가능하게 연결한다. 관절축(JT2)은, 링크(110a)의 선단부와 링크(110b)의 기단부를, 수평방향의 축 둘레로 회전 가능하게 연결한다. 관절축(JT3)은, 링크(110b)의 선단부와 링크(110c)의 기단부를, 수평방향의 축 둘레로 회전 가능하게 연결한다. 관절축(JT4)은, 링크(110c)의 선단부와 링크(110d)의 기단부를, 링크(110c)의 길이방향의 축 둘레로 회전 가능하게 연결한다. 관절축(JT5)은, 링크(110d)의 선단부와 링크(110e)의 기단부를, 링크(110d)의 길이방향과 직교하는 방향의 축 둘레로 회전 가능하게 연결한다. 관절축(JT6)은, 링크(110e)의 선단부와 링크(110f)의 기단부를, 링크(110e)에 대한 비틀림 회전 가능하게 연결한다. 링크(110f)의 선단부에 로봇핸드(120)가 장착된다.
[로봇핸드(120)의 구성]
로봇(100)의 로봇핸드(120)의 상세한 구성을 설명한다. 도 3은, 실시예에 따른 로봇핸드(120)의 구성의 일례를 나타내는 측면도이다. 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 로봇핸드(120)는, 제1 컨베이어(130)와, 제2 컨베이어(140)와, 베이스(150)와, 지지부(161 및 162)를 구비한다.
베이스(150)는, 로봇암(110)의 링크(110f)의 선단부에 장착된다. 베이스(150)는, 판상의 형상을 가진다. 베이스(150)는, 대향하는 주면(150a 및 150b)의 주면(150a) 상에서 제1 컨베이어(130)를 지지하고, 주면(150b)에서 링크(110f)와 연결된다.
제1 컨베이어(130)는, 주면(150a) 상에 배치되어 베이스(150)에 고정되어 있다. 제2 컨베이어(140)는, 주면(150a)에 수직인 방향인 제1 방향(D1a)으로, 제1 컨베이어(130)로부터 떨어져 배치되어 있다. 제1 방향(D1a)은, 주면(150a)으로부터 멀어지는 방향이고, 제1 방향(D1a)과 반대방향인 제2 방향(D1b)은, 주면(150a)에 접근하는 방향이다.
제1 컨베이어(130) 및 제2 컨베이어(140)는 벨트 컨베이어로서 구성된다. 이것에 한정되지 않지만, 본 실시예에서는, 후술하는 제1 반송방향(D2b)에서의 제1 컨베이어(130)의 길이와, 후술하는 제2 반송방향(D3b)에서의 제2 컨베이어(140)의 길이는, 동등하다.
제1 컨베이어(130)는, 그 제1 반송면(134a) 상에 실린 물품(A)을, 서로 반대방향인 제1 반송방향(D2a 및 D2b)으로 반송할 수 있다. 제1 반송면(134a)은, 제1 방향(D1a) 즉 제2 컨베이어(140)를 향한 면이다. 제1 반송방향(D2a 및 D2b)은, 제1 반송면(134a)의 이동방향이다. 예를 들어, 제1 반송방향(D2a)은, 물품(A)을 제1 반송면(134a) 상에 이동시켜 실었을 때의 이동방향이고, 제1 반송방향(D2b)은, 제1 반송면(134a) 상의 물품(A)을 제1 반송면(134a)으로부터 내릴 때의 이동방향이다.
제1 컨베이어(130)는, 주동롤러(131)와, 1개 이상의 종동롤러(132)와, 지지프레임(133)과, 제1 반송벨트(134)와, 제1 구동장치(135)를 구비한다. 롤러(131 및 132)는, 제1 반송방향(D2a 또는 D2b)으로 배열되어 있다. 지지프레임(133)은, 롤러(131 및 132)를 지지한다. 제1 반송벨트(134)는, 링형상의 무단벨트이며, 롤러(131 및 132)의 둘레에 걸쳐져 있다. 제1 반송벨트(134)는 제1 반송면(134a)을 형성하고, 제1 반송면(134a)은, 롤러(131 및 132)에 대해 제1 방향(D1a)으로 위치하는 제1 반송벨트(134)의 부분의 외주면이다.
이것에 한정되지 않지만, 본 실시예에서는, 제1 구동장치(135)는, 전력을 동력원으로 하고, 이것을 구동하는 전기모터로서 서보모터를 가진다. 서보모터는, 컨베이어 구동모터의 일례이다. 제1 구동장치(135)는, 주동롤러(131)를 회전구동함으로써 제1 반송벨트(134)를 주회 구동한다. 제1 구동장치(135) 및 주동롤러(131)는, 제1 컨베이어(130)의 단부(130a)에 배치되어 있다. 단부(130a)는, 제1 반송방향(D2a)의 제1 컨베이어(130)의 단부이고, 단부(130b)는, 제1 반송방향(D2b)의 제1 컨베이어(130)의 단부이다. 제1 구동장치(135)의 동작은, 제어장치(170)에 의해 제어된다. 제1 구동장치(135)는, 로봇(100), 로봇(100)의 전력 공급원 또는 그 외의 전력 공급원 등으로부터 전력의 공급을 받아도 좋다.
제1 구동장치(135)는, 주동롤러(131)를 일 방향으로 회전구동함으로써, 제1 반송벨트(134)에 롤러(131 및 132)의 둘레를 일 방향으로 주회시키고, 그로 인해, 제1 반송면(134a)을 제1 반송방향(D2a)으로 이동시킨다. 제1 구동장치(135)는, 주동롤러(131)를 반대방향으로 회전구동함으로써, 제1 반송벨트(134)에 반대방향으로 주회시키고, 그로 인해, 제1 반송면(134a)을 제1 반송방향(D2b)으로 이동시킨다.
제2 컨베이어(140)는, 그 제2 반송면(144a) 상에 실린 물품(A)을, 서로 반대방향인 제2 반송방향(D3a 및 D3b)으로 반송할 수 있다. 제2 반송면(144a)의 방향은 제1 반송면(134a)의 방향과 상이하고 있다. 구체적으로는, 제2 반송면(144a)은, 제2 방향(D1b) 즉 제1 컨베이어(130)를 향한 면이고, 제1 반송면(134a)과 대향한다. 제2 반송방향(D3a 및 D3b)은, 제2 반송면(144a)의 이동방향이다. 예를 들어, 제2 반송방향(D3a)은, 물품(A)을 제2 반송면(144a) 상에 이동시킬 때의 이동방향이고, 제2 반송방향(D3b)은, 제2 반송면(144a) 상의 물품(A)을 제2 반송면(144a)으로부터 내릴 때의 이동방향이다.
제2 컨베이어(140)는, 주동롤러(141)와, 1개 이상의 종동롤러(142)와, 지지프레임(143)과, 제2 반송벨트(144)와, 제2 구동장치(145)를 구비한다. 롤러(141 및 142)는, 제2 반송방향(D3a 또는 D3b)으로 배열되어 있다. 지지프레임(143)은, 제2 반송방향(D3a 또는 D3b)으로 연장되고, 롤러(141 및 142)를 지지한다. 제2 반송벨트(144)는, 링형상의 무단벨트이며, 롤러(141 및 142)의 둘레에 걸쳐져 있다. 제2 반송벨트(144)는 제2 반송면(144a)을 형성하고, 제2 반송면(144a)은, 롤러(141 및 142)에 대해 제2 방향(D1b)으로 위치하는 제2 반송벨트(144)의 부분의 외주면이다.
이것에 한정되지 않지만, 본 실시예에서는, 제2 구동장치(145)는, 전력을 동력원으로 하고, 이것을 구동하는 전기모터로서 서보모터를 가진다. 서보모터는, 컨베이어 구동모터의 일례이다. 제2 구동장치(145)는, 주동롤러(141)를 회전구동함으로써 제2 반송벨트(144)를 주회 구동한다. 제2 구동장치(145) 및 롤러(141)는, 제2 컨베이어(140)의 단부(140a)에 배치되어 있다. 단부(140a)는, 제2 반송방향(D3a)의 제2 컨베이어(140)의 단부이고, 단부(140b)는, 제2 반송방향(D3b)의 제2 컨베이어(140)의 단부이다. 제2 구동장치(145)의 동작은, 제어장치(170)에 의해 제어된다. 제2 구동장치(145)는, 로봇(100), 로봇(100)의 전력 공급원 또는 그 외의 전력 공급원 등으로부터 전력의 공급을 받아도 좋다.
제2 구동장치(145)는, 주동롤러(141)를 일 방향으로 회전구동함으로써, 제2 반송벨트(144)에 롤러(141 및 142)의 둘레를 일 방향으로 주회시키고, 그로 인해, 제2 반송면(144a)을 제2 반송방향(D3a)으로 이동시킨다. 제2 구동장치(145)는, 주동롤러(141)를 반대방향으로 회전구동함으로써, 제2 반송벨트(144)에 반대방향으로 주회시키고, 그로 인해, 제2 반송면(144a)을 제2 반송방향(D3b)으로 이동시킨다.
지지부(161 및 162)는, 베이스(150)로부터 제1 방향(D1a)으로 연장되는 판상의 부재이지만, 이것에 한정되지 않는다. 지지부(161 및 162)는, 베이스(150)에 고정되어 지지된다. 지지부(161 및 162)는, 제2 반송방향(D3a 및 D3b)에 관하여 제2 컨베이어(140)의 양측에 배치되고, 제1 반송방향(D2a 및 D2b)에 관하여 제1 컨베이어(130)의 양측에 배치되어 있다. 지지부(161 및 162)는, 제2 컨베이어(140)와 연결되고, 이것을 지지한다. 지지부(161 및 162)는, 제1 방향(D1a)으로 제1 컨베이어(130)로부터 멀어진 상태로 제2 컨베이어(140)를 지지한다. 지지부(161 및 162)는 제1 컨베이어(130)와 연결되고, 이것을 지지해도 좋다.
본 실시예에서는, 제1 반송면(134a)과 제2 반송면(144a)과의 거리는, 물품(A)이 통과할 수 있는 정도의 거리로 되어 있다. 예를 들어, 제1 반송면(134a)과 제2 반송면(144a)과의 사이에 물품(A)이 위치할 때, 물품(A)이 제1 반송면(134a) 및 제2 반송면(144a)의 쌍방으로 접촉할 수 있을 것 같은 거리에, 제1 반송면(134a)과 제2 반송면(144a)과의 거리는 설정되어 있다. 그러나, 제1 반송면(134a)과 제2 반송면(144a)과의 거리는 상기 거리 이상이어도 좋다.
이것에 한정되지 않지만, 본 실시예에서는, 제1 반송방향(D2a 및 D2b)은, 제2 반송방향(D3a 및 D3b)과 대략 평행이고, 제1 반송면(134a)과 제2 반송면(144a)이 대략 평행이다. 또한, 제1 반송방향(D2a 및 D2b) 및 제2 반송방향(D3a 및 D3b)은, 제1 방향(D1a) 및 제2 방향(D1b)과 대략 수직이다. 그러나, 제1 반송방향(D2a 및 D2b)은, 제2 반송방향(D3a 및 D3b)에 대해 경사져도 좋고, 제1 방향(D1a) 및 제2 방향(D1b)에 대해 경사져도 좋다.
예를 들어, 제1 반송방향(D2a)을 향하여 제1 반송면(134a)과 제2 반송면(144a)이 접근하거나 멀어지도록, 제1 반송방향(D2a 및 D2b)이, 제2 반송방향(D3a 및 D3b)에 대해 경사져도 좋다. 즉, 제1 반송방향(D2a 및 D2b)으로 평행하고 또한 제1 반송면(134a)에 수직인 면에 투영했을 때, 제1 반송방향(D2a 및 D2b)이, 제2 반송방향(D3a 및 D3b)에 대해 경사져 있어도 좋다. 또한, 제1 반송면(134a) 또는 제2 반송면(144a)에 평행한 면에 투영했을 때, 제1 반송방향(D2a 및 D2b)이, 제2 반송방향(D3a 및 D3b)에 대해 경사 또는 직교하고 있어도 좋다. 또한, 상기의 양방이어도 좋다.
또한, 제2 컨베이어(140)는, 제2 반송벨트(144)의 제2 반송방향(D3b)으로, 제1 컨베이어(130)보다도 돌출하여 배치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 제2 컨베이어(140)는, 제1 반송벨트(134)의 제1 반송방향(D2b)으로, 제1 컨베이어(130)보다도 돌출하여 배치되어 있다. 즉, 제2 컨베이어(140)의 단부(140b)는, 제1 컨베이어(130)의 단부(130b)보다도 돌출하고 있다. 또한, 제1 반송방향(D2b)과 제2 반송방향(D3b)이 비스듬히 교차하거나 직교하는 경우, 제2 컨베이어(140)는, 제1 반송방향(D2b) 또는 제2 반송방향(D3b)으로, 제1 컨베이어(130)보다도 돌출하고 있어도 좋다. 따라서, 제2 컨베이어(140)는, 제1 반송방향(D2b) 및 제2 반송방향(D3b) 중 적어도 한쪽의 방향으로, 제1 컨베이어(130)보다도 돌출한다. 여기에서, 제2 컨베이어(140)는 인입장치의 일례이고, 제2 반송방향(D3a)은 인입 방향 및 물품을 인입할 때의 제2 반송면(144a)의 이동방향의 일례이다. 제1 반송방향(D2a)은, 물품을 제1 반송면(134a)에 실었을 때의 제1 반송면(134a)의 이동방향의 일례이다.
제1 컨베이어(130)는 제1 센서(136)를 구비하고, 제2 컨베이어(140)는 제2 센서(146)를 구비한다. 제1 센서(136)는, 제1 반송면(134a) 상의 물품(A)을 검지한다. 제2 센서(146)는, 제2 반송면(144a) 상의 물품(A)을 검지한다. 제1 센서(136) 및 제2 센서(146)는, 검지신호를 제어장치(170)에 출력한다. 제1 센서(136) 및 제2 센서(146)는 필수는 아니다.
예를 들어, 제1 센서(136)는, 제1 컨베이어(130)의 단부(130b)의 근방에 배치되고, 제1 반송방향(D2a 및 D2b) 및 제1 방향(D1a) 및 제2 방향(D1b)에 수직인 제1 반송면(134a)을 횡단하는 방향을 검지대상방향으로 해도 좋다. 그리고, 제1 센서(136)는, 제1 반송면(134a) 상의 물품(A)에 대한 검지를 연속적으로 행함으로써, 물품(A) 전체가 제1 반송면(134a) 상에 실렸는지 아닌지를 검지한다.
예를 들어, 제2 센서(146)는, 제2 컨베이어(140)의 단부(140a)의 근방에 배치되고, 제2 반송방향(D3a 및 D3b) 및 제1 방향(D1a) 및 제2 방향(D1b)에 수직인 제2 반송면(144a)을 횡단하는 방향을 검지대상방향으로 해도 좋다. 그리고, 제2 센서(146)는, 제2 반송면(144a) 상의 물품(A)을 검지함으로써, 물품(A)이 단부(140a)의 근방에 도달했는지 아닌지를 검지한다.
제1 센서(136) 및 제2 센서(146)는, 상기 센서로 물품(A) 등의 물체의 접근을 검지하는 센서이다. 본 실시예에서는, 센서(136 및 146)는, 비접촉식 센서이지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 비접촉식 센서는, 광전센서("빔센서"라고도 불려진다), 레이저센서, 레이저라이더(Lidar) 및 초음파센서 등의 물체의 접근 또는 물체까지의 거리를 검지함으로써, 상기 물체의 접근을 검지하는 센서여도 좋다.
<제어장치(170)>
제어장치(170)의 구성을 설명한다. 제어장치(170)는, 조작장치(210)로부터 수취하는 조작의 지령 등에 근거하여, 미리 저장부(도시하지 않음)에 격납되는 프로그램에 따라, 로봇암(110), 로봇핸드(120) 및 반송차(240)의 동작을 제어한다. 제어장치(170)는, 로봇암(110), 로봇핸드(120) 및 반송차(240)의 동작을 개별로 제어하는 것이 아니라 서로 링크시켜 제어를 행하고, 서로 제휴시킨 동작을 실현한다. 예를 들어, 제어장치(170)는, 로봇암(110), 로봇핸드(120) 및 반송차(240)중 하나의 제어에, 다른 2개로 부터 취득되는 정보를 반영시킨다.
도 4는, 실시예에 따른 제어장치(170)의 기능적인 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 제어장치(170)는, 조작정보 처리부(170a)와, 정보 출력부(170b)와, 제1 컨베이어 제어부(170c)와, 제2 컨베이어 제어부(170d)와, 반송차 제어부(170e)와, 반송차 위치검출부(170f)와, 핸드 위치검출부(170g)와, 암제어부(170h)와, 암 위치검출부(170i)와, 저장부(170j)를 기능적인 구성요소로서 포함한다. 이들의 기능적인 구성요소는, 다른 구성요소가 출력하는 정보를 사용하여, 다른 구성요소의 동작과 링크한 동작을 행한다. 또한, 상기 기능적인 구성요소의 모두가 필수는 아니다.
조작정보 처리부(170a), 정보 출력부(170b), 제1 컨베이어 제어부(170c), 제2 컨베이어 제어부(170d), 반송차 제어부(170e), 반송차 위치검출부(170f), 핸드 위치검출부(170g), 암제어부(170h) 및 암 위치검출부(170i)의 각 구성요소의 기능은, CPU(Central Processing Unit) 등의 프로세서, RAM(Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리 및 ROM(Read-Only Memory) 등의 불휘발성 메모리 등으로 이루어진 컴퓨터 시스템(도시하지 않음)에 의해 실현되어도 좋다. 상기 구성요소의 일부 또는 전부의 기능은, CPU가 RAM을 워크 에리어로서 이용하여 ROM에 기록된 프로그램을 실행함으로써 실현되어도 좋다. 또한, 상기 구성요소의 일부 또는 전부의 기능은, 상기 컴퓨터 시스템에 의해 실현되어도 좋고, 전자회로 또는 집적회로 등의 전용 하드웨어회로에 의해 실현되어도 좋으며, 컴퓨터 시스템 및 하드웨어회로의 조합에 의해 실현되어도 좋다.
저장부(170j)는, 다양한 정보를 격납할 수 있고, 또한, 격납한 정보의 판독을 가능하게 한다. 저장부(170j)는, 휘발성 메모리 및 불휘발성 메모리 등의 반도체 메모리, 하드디스크 및 SSD(Solid State Drive) 등의 저장장치에 의해 실현된다. 저장부(170j)는, 각 구성요소가 이용하는 파라미터 및 임계값 등을 격납한다. 저장부(170j)는, 각 구성요소가 실행하는 프로그램을 격납해도 좋다.
조작정보 처리부(170a)는, 조작장치(210)로부터 취득되는 조작의 지령을, 제어장치(170)의 각 구성요소에 출력한다. 각 구성요소는, 상기 지령에 대응하는 프로그램에 따라 동작한다.
정보 출력부(170b)는, 제어장치(170)의 각 구성요소의 동작결과 및 검출결과 등의 출력정보를, 조작장치(210) 및/또는 출력장치(230)에 출력한다. 정보 출력부(170b)는, 로봇(100)의 조작용의 화면을 조작장치(210) 및/또는 출력장치(230)에 출력한다.
제1 컨베이어 제어부(170c)는, 조작정보 처리부(170a)를 통하여 취득되는 지령에 따라, 제1 컨베이어(130)의 제1 구동장치(135)의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 제1 컨베이어 제어부(170c)는, 제1 반송면(134a)을 제1 반송방향(D2a 또는 D2b)으로 이동시키기 위한 제1 구동장치(135)에 의한 제1 반송벨트(134)의 주회 구동 동작을 제어한다. 예를 들어, 제1 컨베이어 제어부(170c)는, 제1 센서(136)가 물품(A)을 검지하면, 제1 반송면(134a)을 제1 반송방향(D2a)으로 이동하도록 제1 구동장치(135)를 기동시켜도 좋다. 또한, 제1 컨베이어 제어부(170c)는, 물품(A)을 검지하고 있는 제1 센서(136)가 물품(A)을 검지하지 않게 되면, 제1 구동장치(135)를 정지시켜도 좋다. 또한, 제1 컨베이어 제어부(170c)는, 제2 센서(146)가 물품(A)을 검지하면, 제1 구동장치(135)를 정지시켜도 좋다.
제2 컨베이어 제어부(170d)는, 조작정보 처리부(170a)를 통하여 취득되는 지령에 따라, 제2 컨베이어(140)의 제2 구동장치(145)의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 제2 컨베이어 제어부(170d)는, 제2 반송면(144a)을 제2 반송방향(D3a 또는 D3b)으로 이동시키기 위한 제2 구동장치(145)에 의한 제2 반송벨트(144)의 주회 구동 동작을 제어한다. 예를 들어, 제2 컨베이어 제어부(170d)는, 핸드 위치검출부(170g)가 제2 컨베이어(140)와 물품(A)과의 접촉을 검출하면, 제2 반송면(144a)을 제2 반송방향(D3a)으로 이동하도록 제2 구동장치(145)를 기동시켜도 좋다. 또한, 제2 컨베이어 제어부(170d)는, 제2 센서(146)가 물품(A)을 검지하면, 제2 구동장치(145)를 정지시켜도 좋다. 또한, 제2 컨베이어 제어부(170d)는, 물품(A)을 검지하고 있는 제1 센서(136)가 물품(A)을 검지하지 않게 되면, 제2 구동장치(145)를 정지시켜도 좋다.
핸드 위치검출부(170g) 및 제어장치(170)는 검출장치의 일례이다. 핸드 위치검출부(170g)는, 물품(A)에 대한 제2 컨베이어(140)의 위치를 검출한다. 구체적으로는, 핸드 위치검출부(170g)는, 로봇암(110)의 암 구동장치(AM1~AM6) 각각으로부터 출력전류의 신호를 취득함으로써, 각 암 구동장치(AM1~AM6)에서 발생하고 있는 출력부하를 검출한다. 또한, 핸드 위치검출부(170g)는, 각 암 구동장치(AM1~AM6)에서 발생시키는 입력부하의 정보를 암제어부(170h)로부터 취득한다. 핸드 위치검출부(170g)는, 각 암 구동장치(AM1~AM6)의 출력부하와 입력부하와의 차이에 근거하여 제2 컨베이어(140)가 물품(A)과 접촉하고 있는지 아닌지를 검출한다. 예를 들어, 핸드 위치검출부(170g)는, 암 구동장치(AM1~AM6)에서의 부하의 차이가 임계값 이상인 경우, 제2 컨베이어(140)가 물품(A)과 접촉하고 있는 것을 검출해도 좋다.
여기에서, 암 구동장치(AM1~AM6)의 출력전류, 입력부하 및 출력부하는, 암 구동장치(AM1~AM6)의 동작에 관한 정보의 일례이다. 또한, 암 구동장치(AM1~AM6)의 동작에 관한 정보는, 관절축(JT1~JT6) 및 링크(110a~110f)의 뒤틀림량 등을 포함해도 좋다. 이와 같은 뒤틀림량을 이용하여 제2 컨베이어(140)와 물품(A)과의 접촉 유무를 검출하는 것도 가능하다.
또한, 핸드 위치검출부(170g)는, 암 위치검출부(170i)로부터 로봇암(110)의 링크(110f)의 위치, 자세, 이동방향 및 이동속도 등의 정보를 취득하고, 상기 정보를 이용하여, 로봇핸드(120)의 위치, 자세, 이동방향 및 이동속도의 정보를 취득한다. 핸드 위치검출부(170g)는, 상기 정보를 이용하여, 제2 컨베이어(140)의 위치 및 자세를 검출한다. 예를 들어, 핸드 위치검출부(170g)는, 제2 컨베이어(140)와 물품(A)과의 접촉 유무와, 제2 컨베이어(140)의 위치 및 자세에 근거하여, 제2 반송면(144a)이 물품(A)에 접촉하고 있는지 아닌지를 검출해도 좋다.
암제어부(170h)는, 조작정보 처리부(170a)를 통하여 취득되는 지령에 따라, 암 구동장치(AM1~AM6)의 동작을 제어함으로써, 로봇암(110)에 대응하는 동작을 시킨다. 암제어부(170h)는, 암 위치검출부(170i)로부터 취득되는 로봇암(110)의 각 링크(110a~110f)의 위치, 자세, 이동방향 및 이동속도 등에 근거하여, 로봇암(110)에 동작시킨다.
암 위치검출부(170i)는, 로봇암(110)의 각 링크(110a~110f)의 위치 및 자세를 검출한다. 구체적으로는, 암 위치검출부(170i)는, 암 구동장치(AM1~AM6)로부터 회전량 등의 동작량의 정보를 취득하고, 상기 동작량에 근거하여, 각 링크(110a~110f)의 위치 및 자세를 검출한다. 또한, 암 위치검출부(170i)는, 각 링크(110a~110f)의 위치 및 자세의 변화로부터, 각 링크(110a~110f)의 이동방향 및 이동속도를 검출한다.
반송차 제어부(170e)는, 조작정보 처리부(170a)를 통하여 취득되는 지령에 따라, 반송차(240)의 반송구동장치(240a)의 동작을 제어함으로써, 반송차(240)에 대응하는 동작을 시킨다. 반송차 제어부(170e)는, 반송차 위치검출부(170f)로부터 취득되는 반송차(240)의 위치 및 방향 등에 근거하여, 반송차(240)에 동작시킨다.
반송차 위치검출부(170f)는, 반송차(240)의 위치 및 방향을 검출한다. 구체적으로는, 반송차 위치검출부(170f)는, 반송구동장치(240a)로부터 그 서보모터의 회전량 등의 동작량의 정보를 취득하고, 상기 동작량에 근거하여, 반송차(240)의 위치 및 방향을 검출한다. 또한, 반송차(240)는, GPS(Global Positioning System)수신기 및 IMU(관성계측장치: Inertial Measurement Unit) 등의 위치계측장치를 구비해도 좋다. 반송차 위치검출부(170f)는, GPS수신기의 수신신호 또는 IMU에 의해 계측된 가속도 및 각속도 등을 이용하여, 반송차(240)의 위치 및 방향을 검출해도 좋다. 또한, 반송차 위치검출부(170f)는, 예를 들어, 바닥면에 매설된 전선으로부터 미약한 유도전류를 검출하고, 이 검출치에 근거하여, 반송차(240)의 위치 및 방향을 검출해도 좋다.
또한, 제어장치(170)와 각 구동장치와의 관계의 일례를 설명한다. 도 5는, 실시예에 따른 제어장치(170) 및 각 구동장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 제어장치(170)는, 암 구동장치(AM1~AM6)의 서보모터, 제1 구동장치(135)의 서보모터, 제2 구동장치(145)의 서보모터, 및 반송구동장치(240a)의 서보모터에 대해, 정보 및 지령을 입출력하도록 구성되어 있다. 제어장치(170)는, 암 구동장치(AM1~AM6), 제1 구동장치(135), 제2 구동장치(145) 및 반송구동장치(240a)의 모든 서보모터의 동작을 제어한다.
각 서보모터는, 전기모터와, 전기모터의 회전자의 회전각을 검출하는 인코더를 구비하고 있다. 각 서보모터는, 제어장치(170)로부터 출력되는 지령 및 정보에 따라, 전기모터를 동작시켜, 인코더의 검출치를 제어장치(170)에 출력한다. 제어장치(170)는, 각 서보모터로부터 피드백된 인코더의 검출치에 근거하여, 상기 서보모터의 회전자의 회전량 및 회전속도 등을 검출하고, 검출결과를 이용하여 상기 서보모터의 회전개시, 회전정지, 회전속도 및 회전토크를 제어한다. 이로 인해, 제어장치(170)는, 각 서보모터를 임의의 회전위치에서 정지시킬수 있고, 임의의 회전속도로 회전시킬수 있으며, 임의의 회전토크로 동작시킬 수 있다. 따라서, 제어장치(170)는, 로봇암(110), 로봇핸드(120) 및 반송차(240)의 모두를 다양하고 치밀하게 동작시킬 수 있다.
<로봇시스템(1)의 동작>
로봇시스템(1)의 동작의 일례를 설명한다. 구체적으로는, 로봇(100)이, 상하로 쌓아 올려진 물품(A) 중 최상단의 물품(A1)을 로봇핸드(120) 상에 싣는 짐싣기 동작의 일례를 설명한다. 본 동작은, 오퍼레이터(P)가 조작장치(210)를 이용하여, 로봇(100) 및 반송차(240)에 각 동작을 행하게 하는, 마스터 슬레이브 방식의 동작이라고 한다. 이 경우, 예를 들어, 조작장치(210)는, 오퍼레이터(P)의 손잡이에 있는 마스터 암을 구성하고, 로봇(100)은, 원격의 슬레이브암을 구성해도 좋다. 그리고, 오퍼레이터(P)에 의해 주어지는 마스터 암의 동작을, 슬레이브암이 트레이스하도록 구성된다. 이로 인해, 오퍼레이터(P)가 원하는 동작을 슬레이브암에 정확하게 실현시키는 것이 용이하다. 또한, 오퍼레이터(P)는, 마스터 암를 통하여, 슬레이브암의 동작을 용이하게 지각(’mŠo)할 수 있다.
도 6~도 9는 각각, 실시예에 따른 로봇시스템(1)의 동작의 하나를 나타내는 측면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 먼저, 로봇이동단계에 있어서, 오퍼레이터(P)는, 조작장치(210)에 지령을 입력함으로써, 반출대상의 물품(A1)을 포함하는 물품(A)의 더미로 반송차(240)를 이동시킨다. 이 때, 오퍼레이터(P)가 목적지의 위치 정보를 조작장치(210)에 입력하고, 제어장치(170)가 상기 정보에 따라 반송차(240)를 자동으로 주행시켜도 좋다. 또한, 오퍼레이터(P)가, 출력장치(230)에 표시되는 화면 등을 통하여 눈으로 확인하면서 조작장치(210)를 조작하여 반송차(240)를 주행시켜도 좋다.
이어서, 도 6의 핸드이동단계에 나타내는 바와 같이, 반송차(240)가 물품(A1)의 앞에 도착한 후, 오퍼레이터(P)는, 출력장치(230)의 화면 등을 통하여 눈으로 확인하면서 조작장치(210)를 조작함으로써 로봇암(110)을 동작시켜, 로봇핸드(120)를 물품(A1)의 상방으로 이동시킨다. 구체적으로는, 로봇핸드(120)는, 제2 컨베이어(140)가 제1 컨베이어(130)의 상방으로 위치하는 자세로, 제2 컨베이어(140)가 물품(A1)의 상방으로 위치하고, 제1 컨베이어(130)가 물품(A1)의 측방에 위치하도록, 이동된다. 제어장치(170)는, 로봇핸드(120)의 자세 정보를 조작장치(210) 등에 출력하고, 오퍼레이터(P)는, 상기 자세 정보에 근거하여, 로봇핸드(120)의 자세를 조절한다.
이어서, 도 7의 누름단계에 나타내는 바와 같이, 오퍼레이터(P)는, 로봇핸드(120)를 하측 방향으로 이동시키고, 제2 컨베이어(140)의 단부(140b)의 제2 반송면(144a)을 상방으로부터 물품(A1)의 상면에 접촉시켜 누른다. 제어장치(170)는, 제2 컨베이어(140)와 물품(A1)과의 접촉 유무를 나타내는 정보를 조작장치(210) 등에 출력한다. 오퍼레이터(P)는, 누른 상태로 로봇핸드(120)의 하강을 정지시킨다. 또한, 제어장치(170)가, 제2 컨베이어(140)와 물품(A1)과의 접촉 또는 누름을 검출하면, 로봇핸드(120)의 하강을 자동적으로 정지시켜도 좋다. 이 때, 제1 컨베이어(130)는, 물품(A1)의 측방 하방에 위치한다.
이어서, 도 8의 인입 단계에 나타내는 바와 같이, 오퍼레이터(P)는, 로봇핸드(120)의 하강정지 후, 제2 컨베이어(140)의 제2 구동장치(145)를 기동시킨다. 제2 구동장치(145)는, 제2 반송면(144a)을 제2 반송방향(D3a)으로 이동하도록, 제2 반송벨트(144)를 구동한다. 이로 인해, 물품(A1)은, 제2 반송벨트(144)와 물품(A1)과의 사이의 마찰력의 작용에 의해, 제2 반송방향(D3a)으로 이동하게 하는, 즉 인입하여, 제1 컨베이어(130)의 제1 반송면(134a) 상에 실린다. 제2 반송벨트(144)가, 물품(A1)을 안정적으로 인입할 수 있도록, 제2 반송벨트(144)와 물품(A1)과의 사이의 마찰계수는, 물품(A1)과 그 아래의 물품(A)과의 사이의 마찰계수보다도 큰 것이 바람직하다. 또한, 제어장치(170)가, 자동적으로 제2 구동장치(145)를 기동시켜도 좋다.
이어서, 도 9의 재치단계에 나타내는 바와 같이, 오퍼레이터(P)는, 물품(A1) 중 적어도 일부가 제1 반송면(134a) 상에 실리면, 제1 컨베이어(130)의 제1 구동장치(135)를 기동시킨다. 제1 구동장치(135)는, 제1 반송면(134a)을 제1 반송방향(D2a)으로 이동하도록, 제1 반송벨트(134)를 구동한다. 또한, 제어장치(170)는, 제1 센서(136)가 물품(A1)을 검지하면, 이 검지결과를 조작장치(210) 등에 출력한다. 오퍼레이터(P)는, 제1 센서(136)의 검지결과에 근거하여, 제1 구동장치(135)를 기동시켜도 좋다. 또한, 제어장치(170)가, 제1 센서(136)의 검지결과에 근거하여, 제1 구동장치(135)를 자동적으로 기동시켜도 좋다.
또한, 제어장치(170)는, 암 구동장치(AM1~AM6)와 동일하게, 제2 구동장치(145)의 출력부하와 입력부하와의 차이에 근거하여, 물품(A1)과 제1 반송벨트(134)와의 접촉을 검출하고, 이 검출결과에 근거하여, 물품(A1) 중 적어도 일부가 제1 반송면(134a) 상에 실린 것을 판정해도 좋다.
제1 구동장치(135)가 구동하는 제1 반송벨트(134)는, 물품(A1)을 제1 반송방향(D2a)으로 이동시키고, 물품(A1)의 전체를 제1 반송면(134a) 상에 싣는다. 이 동안, 제1 센서(136)는, 물품(A1)을 계속 검지한다. 그리고, 물품(A1)의 전체가 제1 반송면(134a) 상에 실리고, 제1 센서(136)가 물품(A1)을 검지하지 않게 되면, 제어장치(170)는 이 검지결과를 조작장치(210) 등에 출력한다. 또한, 제어장치(170)는, 제2 센서(146)가 물품(A1)을 검지하면, 이 검지결과를 조작장치(210) 등에 출력한다.
또한, 제1 구동장치(135)의 동작 중, 제2 구동장치(145)는 동작하고 있어도 좋고, 정지해도 좋다. 즉, 제1 반송면(134a) 상으로의 물품(A1)의 인입은, 제1 구동장치(135) 단독에 의해 행해져도 좋고, 제1 구동장치(135) 및 제2 구동장치(145)가 협동함으로써 행해져도 좋다. 본 예에서는, 제1 구동장치(135) 및 제2 구동장치(145)가 협동한다고 한다.
오퍼레이터(P)는, 제1 센서(136)의 비검지를 나타내는 검지결과, 또는, 제2 센서(146)의 검지를 나타내는 검지결과에 근거하여, 제1 구동장치(135) 및 제2 구동장치(145)를 정지시킨다. 제1 구동장치(135) 및 제2 구동장치(145)의 정지타이밍은 상이해도 좋다. 예를 들어, 제2 구동장치(145)가 먼저 정지되고, 제2 구동장치(145)의 정지타이밍은, 제1 센서(136)의 비검지를 나타내는 검지결과의 출력타이밍이어도 좋다. 또한, 제어장치(170)는, 제1 센서(136)의 비검지를 나타내는 검지결과, 또는, 제2 센서(146)의 검지를 나타내는 검지결과에 근거하여, 제1 구동장치(135) 및 제2 구동장치(145)를 자동적으로 정지시켜도 좋다.
이어서, 반출단계에 있어서, 제1 반송면(134a)으로의 물품(A1)의 재치완료 후, 오퍼레이터(P)는, 로봇암(110)을 동작시켜, 로봇핸드(120) 상에 재치되어 있는 물품(A1)을 물품(A)의 더미로부터 반출하고, 반출처로 이동한다.
상기에 있어서, 각 단계 동작 중 적어도 하나, 또는, 이동단계~반출단계의 일련의 동작 중 적어도 일부가, 제어장치(170)에 의해 자동으로 행해져도 좋다.
<효과 등>
상술한 바와 같이, 실시예에 따른 로봇핸드(120)는, 물품을 반송하는 제1 반송면(134a)을 형성하는 무단형의 제1 반송벨트(134)를 가지고 또한 제1 반송벨트(134)를 구동하는 제1 컨베이어(130)와, 물품과 접촉하고, 물품을 제1 반송면(134a) 상에 인입하는 인입장치로서의 제2 컨베이어(140)를 구비한다. 또한, 제2 컨베이어(140)는, 그 인입 방향으로서의 제2 반송방향(D3a)의 반대방향인 제2 반송방향(D3b)과, 물품을 제1 반송면(134a) 상에 실었을 때의 제1 반송면(134a)의 이동방향으로서의 제1 반송방향(D2a)의 반대방향인 제1 반송방향(D2b) 중 적어도 한쪽의 방향으로, 제1 컨베이어(130)보다도 돌출한다.
상기 구성에 따르면, 로봇핸드(120)는, 제1 컨베이어(130)보다도 먼저 제2 컨베이어(140)를 물품에 접촉시켜, 상기 물품을 제1 반송면(134a) 상에 인입할 수 있다. 예를 들어, 제1 컨베이어(130)만을 이용하여, 다른 물품의 위에 재치된 물품을 제1 반송면(134a) 상에 이재하는 것은 곤란하다. 로봇핸드(120)는, 예를 들어, 제2 컨베이어(140)의 제2 반송벨트(144)를 물품의 상면 등에 접촉시켜 누르고, 제2 컨베이어(140)를 동작시킨다. 제2 컨베이어(140)는, 제2 반송벨트(144)와 물품과의 사이의 마찰력의 작용에 의해, 물품을 이동시켜 제1 반송벨트(134)에 접촉시킬 수 있다. 또한, 로봇핸드(120)는, 제1 컨베이어(130)를 동작시켜, 제1 반송벨트(134)와 물품과의 사이의 마찰력의 작용에 의해, 물품을 제1 반송면(134a) 상에 실을 수 있다. 따라서, 로봇핸드(120)는, 정지한 물품을 제1 컨베이어(130) 상에 실어 이동시키는 것을 가능하게 한다.
또한, 실시예에 따른 로봇핸드(120)에 있어서, 제2 컨베이어(140)는, 물품을 반송하는 제2 반송면(144a)을 형성하는 무단형의 제2 반송벨트(144)를 가지고 또한 제2 반송벨트(144)를 구동하고, 제2 반송면(144a)은 제1 반송면(134a)과 대향해도 좋다. 또한, 제2 컨베이어(140)는, 물품을 인입할 때의 제2 반송면(144a)의 이동방향으로서의 제2 반송방향(D3a)과 반대방향인 제2 반송방향(D3b)으로, 제1 컨베이어(130)보다도 돌출하여 배치되어도 좋다. 상기 구성에 따르면, 로봇핸드(120)는, 물품의 상면에 눌러진 제2 반송벨트(144)에 의해, 상기 물품을 제1 반송면(134a) 상에 인입할 수 있다. 따라서, 로봇핸드(120)는, 측방에 스페이스가 없는 물품을 제1 컨베이어(130)에 실을 수 있다.
또한, 실시예에 따른 로봇핸드(120)에 있어서, 제1 컨베이어(130) 및 제2 컨베이어(140)는 각각, 제1 반송벨트(134) 및 제2 반송벨트(144)를 구동하는 컨베이어 구동모터를 포함하는 제1 구동장치(135) 및 제2 구동장치(145)를 가져도 좋다. 상기 구성에 따르면, 로봇핸드(120)는, 전력을 동력원으로 하고 제1 컨베이어(130) 및 제2 컨베이어(140)를 구동시킨다. 이로 인해, 로봇핸드(120)는, 공기압 또는 액체압 등을 구동원으로 하는 경우에 필요해지는 배관을 필요로하지 않는다. 또한, 로봇핸드(120)는, 로봇(100)의 전력 공급원 등으로부터 전력공급을 받을 수 있다. 따라서, 로봇핸드(120)의 설치 및 이동의 자유도가 향상한다.
또한, 실시예에 따른 로봇핸드(120)는, 제2 컨베이어(140)가 물품에 접촉한 것을 검출하는 검출장치로서 제어장치(170)를 구비해도 좋다. 상기 구성에 따르면, 제2 컨베이어(140)와 물품을 확실하게 접촉시키는 것이 가능해진다.
또한, 실시예에 따른 로봇핸드(120)는, 서보모터를 가지는 암 구동장치(AM1~AM6)에 의해 구동되는 복수의 관절을 가지는 로봇암(110)과 연결되고, 제어장치(170)는, 암 구동장치(AM1~AM6)의 동작에 관한 정보를 취득하고, 상기 정보를 이용하여, 제2 컨베이어(140)가 물품에 접촉한 것을 검출해도 좋다. 상기 구성에 따르면, 제2 컨베이어(140)와 물품과의 접촉을 검출하기 위한 전용의 장치가 불필요하다. 따라서, 로봇핸드(120)의 구성의 간략화가 가능해진다.
또한, 실시예에 따른 로봇(100)은, 로봇핸드(120)와, 로봇핸드(120)와 연결된 로봇암(110)과, 로봇핸드(120) 및 로봇암(110)의 동작을 제어하는 제어장치(170)를 구비한다. 상기 구성에 따르면, 실시예에 따른 로봇핸드(120)와 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 실시예에 따른 로봇(100)에 있어서, 로봇암(110)은, 서보모터를 가지는 암 구동장치(AM1~AM6)에 의해 구동되는 복수의 관절을 가지고, 제1 컨베이어(130)는, 구동력을 발생하는 컨베이어 구동모터로서 서보모터를 가지고, 제2 컨베이어(140)는, 구동력을 발생하는 컨베이어 구동모터로서 서보모터를 가져도 좋다. 또한, 제어장치(170)는, 제1 컨베이어(130)의 서보모터의 동작과, 제2 컨베이어(140)의 서보모터의 동작과, 암 구동장치(AM1~AM6)의 서보모터의 동작을 제어하고, 물품에 접촉한 제2 컨베이어(140)를 구동시킴으로써, 상기 물품을 제1 반송면(134a) 상에 인입하여도 좋다. 상기 구성에 따르면, 로봇(100)은, 제2 컨베이어(140)를 물품에 접촉시켜 제1 컨베이어(130) 상에 이동시키는 동작을 원활하게 행할 수 있다. 또한, 서보모터는, 임의의 회전위치에서 회전자를 정지시킬수 있고, 임의의 회전속도로 회전자를 회전구동시킬수 있으며, 임의의 회전토크를 발생할 수 있다. 따라서, 제1 컨베이어(130), 제2 컨베이어(140) 및 로봇암(110)은 다양하고 치밀하게 동작을 할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 로봇시스템(1)은, 로봇(100)과, 로봇(100)을 조작하기 위한 조작장치(210)를 구비한다. 상기 구성에 따르면, 실시예에 따른 로봇핸드(120)와 동일한 효과가 얻어진다.
(변형예 1)
실시예의 변형예 1에 따른 로봇핸드(120A)를 설명한다. 변형예 1에 따른 로봇핸드(120A)에 있어서, 제2 컨베이어(140A)의 길이가 제1 컨베이어(130)의 길이보다도 크다. 이하, 변형예 1에 대해, 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명하고, 실시예와 동일한 점의 설명을 적절히 생략한다.
도 10은, 변형예 1에 따른 로봇핸드(120A)의 구성의 일례를 나타내는 측면도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 로봇핸드(120A)의 제2 컨베이어(140A)의 제2 반송방향(D3b)으로의 길이는, 제1 반송방향(D2b)으로의 제1 컨베이어(130)의 길이보다도 크다. 또한, 제2 컨베이어(140A)의 단부(140Aa)의 위치는, 제1 반송방향(D2a) 및 제2 반송방향(D3a)으로, 제1 컨베이어(130)의 단부(130a)의 위치와 동등하며, 단부(140Aa)는 단부(130a)에 대향한다. 또한, 제2 컨베이어(140A)의 단부(140Ab)의 위치는, 제1 반송방향(D2b) 및 제2 반송방향(D3b)으로, 제1 컨베이어(130)의 단부(130b)보다도 돌출하고 있다. 제2 센서(146)는, 제2 컨베이어(140A)의 단부(140Aa)의 근방에 배치되어 있다.
상술과 같은 변형예 1에 따른 로봇핸드(120A)에 따르면, 실시예에 따른 로봇핸드(120)와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 로봇핸드(120A)에 있어서, 제2 반송방향(D3b)으로의 제2 컨베이어(140A)의 길이는, 제1 반송방향(D2b)으로의 제1 컨베이어(130)의 길이 보다도 커도 좋다. 상기 구성에 따르면, 제1 반송면(134a)과 제2 반송면(144a)이 대향하는 영역을 크게 하는 것이 가능하다. 이로 인해, 제1 컨베이어(130) 및 제2 컨베이어(140A)가 협동하여, 물품(A1)을 제1 컨베이어(130)의 제1 반송면(134a) 상에 효과적으로 인입할 수 있다.
(변형예 2)
실시예의 변형예 2에 따른 로봇핸드(120B)를 설명한다. 변형예 2에 따른 로봇핸드(120B)는, 제1 컨베이어(130)에 대해 제2 컨베이어(140)를 방향(D1a 및 D1b)으로 이동시키는 제1 이동장치(180)를 구비한다. 이하, 변형예 2에 대해, 실시예 및 변형예 1과 상이한 점을 중심으로 설명하고, 실시예 및 변형예 1과 동일한 점의 설명을 적절히 생략한다.
도 11은, 변형예 2에 따른 로봇핸드(120B)의 구성의 일례를 나타내는 측면도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 로봇핸드(120B)는, 실시예에 따른 로봇핸드(120)의 지지부(161 및 162) 대신에, 제1 이동장치(180)를 제1 컨베이어(130) 및 제2 컨베이어(140)의 양측에 구비한다. 제1 이동장치(180)는, 제1 컨베이어(130)에 대해, 접근하는 방향 및 멀어지는 방향인 접리방향(接離方向)으로 제2 컨베이어(140)를 승강시키는 승강장치를 구성한다. 방향(D1a 및 D1b)은 접리방향의 일례이다.
제1 이동장치(180)는, 베이스(150)에 고정되는 하부부재(181)와, 제2 컨베이어(140)와 연결되는 상부부재(182)를 가진다. 하부부재(181) 및 상부부재(182)는, 판상의 부재이지만, 이것에 한정되지 않는다. 상부부재(182)는, 제2 방향(D1b)으로 하부부재(181)로 연장되는 2개의 다리부(182a)를 포함한다. 2개의 다리부(182a)는, 하부부재(181)에 형성되고 또한 제2 방향(D1b)으로 연장되는 2개의 홈(181a)에, 슬라이드가능하게 감합한다. 따라서, 상부부재(182)는, 방향(D1a 및 D1b)으로 슬라이드 이동 가능하게 하부부재(181)에 의해 지지된다. 또한, 홈(181a)은 구멍이어도 좋다.
제1 이동장치(180)는, 제2 방향(D1b)으로 상부부재(182)로부터 하부부재(181)로 연장되는 나사축(182b)을 가진다. 나사축(182b)은, 상부부재(182)에 고정되어, 상부부재(182)와 함께 방향(D1a 및 D1b)으로 슬라이드 이동 가능하다.
또한, 제1 이동장치(180)는, 하부부재(181)에, 액추에이터(181b)와, 감속기(181c)와, 풀리(181d)와, 풀리(181e)와, 너트(181f)와, 무단벨트(181g)를 가진다. 액추에이터(181b) 및 감속기(181c)는, 하부부재(181)에 고정된다. 너트(181f)는, 하부부재(181)에 회전가능하게 고정되고, 또한 풀리(181e)와 일체로 회전하도록 연결되어 있다. 액추에이터(181b)는, 제1 컨베이어(130) 및 제2 컨베이어(140)의 양측 중 적어도 한쪽에 설치되어 있어도 좋다.
나사축(182b)은 너트(181f)와 나사결합한다. 본 변형예에서는, 나사축(182b) 및 너트(181f)는 볼나사를 구성하고, 너트(181f)의 나사 구멍의 나사홈은, 나사축(182b)의 외주면의 나사홈과 볼(도시하지 않음)을 통하여 나사결합한다. 무단벨트(181g)는, 풀리(181d 및 181e)에 걸쳐진다. 풀리(181d 및 181e), 및 너트(181f)는, 나사축(182b)의 축심방향인 제1 방향(D1a)의 축둘레에 회전한다.
액추에이터(181b)는, 감속기(181c)를 통하여 풀리(181d)를 회전구동한다. 이것에 한정되지 않지만, 본 변형예에서는, 액추에이터(181b)는, 전력을 동력원으로 하고, 이것을 구동하는 전기모터로서 서보모터를 가진다. 액추에이터(181b)는, 로봇(100), 로봇(100)의 전력 공급원 또는 그 외의 전력 공급원 등으로부터 전력의 공급을 받아도 좋다. 감속기(181c)는, 액추에이터(181b)의 회전구동력의 회전속도를 감속하여 상기 회전구동력을 풀리(181d)에 전달한다.
상기 구성에 의해, 액추에이터(181b)가 발생하는 일 방향의 회전구동력은, 너트(181f)를 일 방향으로 회전시키고, 그로 인해, 나사축(182b), 상부부재(182) 및 제2 컨베이어(140)를 함께 제1 방향(D1a)으로 상승시킨다. 액추에이터(181b)가 발생하는 반대방향의 회전구동력은, 너트(181f)를 반대방향으로 회전시키고, 그로 인해, 나사축(182b), 상부부재(182) 및 제2 컨베이어(140)를 함께 제2 방향(D1b)으로 하강시킨다. 제1 방향(D1a) 및 제2 방향(D1b)은 제1 컨베이어 이동방향의 일례이다.
또한, 제1 이동장치(180)는, 제1 컨베이어(130)에 대해 제2 컨베이어(140)를 방향(D1a 및 D1b)으로 이동할 수 있으면 좋고, 상기 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 나사축(182b)이 설치되지 않아, 액추에이터(181b)가 직접적으로 상부부재(182)를 이동시켜도 좋다. 이와 같은 액추에이터(181b)의 예는, 전동리니어액추에이터, 공기압식 또는 액압식의 실린더 등이다.
또한, 예를 들어, 제1 이동장치(180)는, 상부부재(182)에 당접 또는 계합하는 롤러 또는 기어(피니언) 등의 회전체와 회전체를 회전구동하는 구동장치를 구비하는 구성이어도 좋다. 회전체는 회전구동됨으로써, 상부부재(182) 및 제2 컨베이어(140)를 함께 방향(D1a 또는 D1b)으로 이동시킨다. 또한, 제1 이동장치(180)는, 방향(D1a 또는 D1b)으로 연장되는 무단형의 벨트 또는 체인과 이것을 주회 구동하는 구동장치를 구비하는 구성이어도 좋다. 무단형의 벨트 또는 체인은, 주회 구동됨으로써, 상부부재(182) 및 제2 컨베이어(140)를 함께 방향(D1a 또는 D1b)으로 이동시킨다.
상술과 같은 변형예 2에 따른 로봇핸드(120B)에 따르면, 실시예에 따른 로봇핸드(120)와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 로봇핸드(120B)가 제1 이동장치(180)를 구비하고, 제2 컨베이어(140)가, 제1 컨베이어(130)에 접근하는 방향 및 멀어지는 방향인 제1 컨베이어 이동방향으로서의 제1 방향(D1a) 및 제2 방향(D1b)으로 이동 가능해도 좋다. 제1 이동장치(180)는, 제2 컨베이어(140)를 제1 컨베이어 이동방향으로 이동시켜도 좋다. 상기 구성에 따르면, 로봇핸드(120B)는, 제1 컨베이어(130)와 제2 컨베이어(140)와의 간격을 변경할 수 있다. 예를 들어, 로봇핸드(120B)는, 제1 컨베이어(130)와 제2 컨베이어(140)와의 간격을, 반송대상의 물품의 사이즈에 대응하는 간격으로 할 수 있다. 이로 인해, 제1 컨베이어(130) 및 제2 컨베이어(140)는, 물품의 사이즈에 관계없이 협동하여, 상기 물품을 제1 반송면(134a) 상에 인입할 수 있다. 또한, 로봇핸드(120B)가 변형예 1에 따른 로봇핸드(120A)의 구성을 구비해도 좋다.
또한, 변형예 2에 따른 로봇핸드(120B)는, 제1 컨베이어(130)에 대해 제2 컨베이어(140)를 이동시키도록 구성되지만, 이것에 한정되지 않는다. 로봇핸드(120B)는, 제2 컨베이어(140)에 대해 제1 컨베이어(130)를 이동시키도록 구성되어도 좋고, 제1 컨베이어(130) 및 제2 컨베이어(140) 모두 이동시키도록 구성되어도 좋다.
(변형예 3)
실시예의 변형예 3에 따른 로봇핸드(120C)를 설명한다. 변형예 3에 따른 로봇핸드(120C)는, 제1 컨베이어(130)에 대해 제2 컨베이어(140)를 제2 반송방향(D3a 및 D3b)으로 이동시키는 제2 이동장치(190)를 구비한다. 이하, 변형예 3에 대해, 실시예 및 변형예 1~2와 상이한 점을 중심으로 설명하고, 실시예 및 변형예 1~2와 동일한 점의 설명을 적절히 생략한다.
도 12는, 변형예 3에 따른 로봇핸드(120C)의 구성의 일례를 나타내는 측면도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 로봇핸드(120C)는, 실시예에 따른 로봇핸드(120)의 지지부(161 및 162) 중 적어도 한쪽에, 제2 이동장치(190)를 구비한다. 제2 이동장치(190)는, 제1 컨베이어(130)에 대해, 제2 반송방향(D3a 및 D3b)으로 제2 컨베이어(140)를 슬라이드이동시킨다.
지지부(161 및 162)는, 제2 컨베이어(140)를 제2 반송방향(D3a 및 D3b)으로 슬라이드 이동 가능하게 지지한다. 지지부(161 및 162)는, 제2 컨베이어(140)의 지지프레임(143C)을, 예를 들어 지지프레임(143C)에 계합 또는 감합하는 홈 또는 돌기 등을 통하여 슬라이드가능하게 지지해도 좋다.
제2 이동장치(190)는, 액추에이터(191)와, 감속기(192)와, 피니언(193)과, 랙(194)을 가진다. 액추에이터(191) 및 감속기(192)는, 지지부(161 또는 162)에 고정된다. 랙(194)은, 제2 컨베이어(140)에 고정되어, 제2 반송방향(D3a 또는 D3b)으로 연장된다. 예를 들어, 랙(194)은, 지지프레임(143C)에 고정되어도 좋고, 본 변형예와 같이, 지지프레임(143C)과 일체화되어도 좋다. 피니언(193)은, 감속기(192)와 연결되고, 랙(194)과 기어 계합하고 있다. 피니언(193)은, 감속기(192)를 통하여 액추에이터(191)에 의해 회전구동된다. 이것에 한정되지 않지만, 본 변형예에서는, 액추에이터(191)는, 전력을 동력원으로 하고, 이것을 구동하는 전기모터로서 서보모터를 가진다. 액추에이터(191)는, 로봇(100), 로봇(100)의 전력 공급원 또는 그 외의 전력 공급원 등으로부터 전력의 공급을 받아도 좋다.
상기 구성에 의해, 액추에이터(191)가 발생하는 일 방향의 회전구동력은, 피니언(193)을 일 방향으로 회전시키고, 그로 인해, 랙(194) 및 제2 컨베이어(140)를 함께 제2 반송방향(D3a)으로 슬라이드이동시킨다. 액추에이터(191)가 발생하는 반대방향의 회전구동력은, 피니언(193)을 반대방향으로 회전시키고, 그로 인해, 랙(194) 및 제2 컨베이어(140)를 함께 제2 반송방향(D3b)으로 슬라이드이동시킨다. 이와 같이, 제2 이동장치(190)는, 랙 앤드 피니언기구를 이용하여, 제2 반송방향(D3a 및 D3b)으로 제2 컨베이어(140)를 슬라이드이동시킨다.
또한, 제2 이동장치(190)는, 제1 컨베이어(130)에 대해 제2 컨베이어(140)를 제2 반송방향(D3a 및 D3b)으로 이동할 수 있으면 좋고, 상기 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 피니언(193) 및 랙(194)이 설치되지 않아, 액추에이터(191)가 직접적으로 제2 컨베이어(140)를 이동시켜도 좋다. 이와 같은 액추에이터(191)의 예는, 전동리니어액추에이터, 공기압식 또는 액압식의 실린더 등이다.
또는, 예를 들어, 제2 이동장치(190)는, 피니언(193) 및 랙(194) 대신에, 지지프레임(143C) 등과 계합하고 또한 액추에이터(191)에 의해 회전구동되는 롤러를 가져도 좋다. 또한, 제2 이동장치(190)는, 제1 이동장치(180)와 같이 나사축 및 너트를 가지고, 액추에이터(191)에 의해 너트를 회전구동함으로써, 나사축 및 제2 컨베이어(140)를 제2 반송방향(D3a 및 D3b)으로 이동시켜도 좋다. 또한, 제2 이동장치(190)는, 제2 반송방향(D3a 또는 D3b)으로 연장되는 무단형의 벨트 또는 체인과 이것을 주회 구동하는 구동장치를 구비하는 구성이어도 좋다. 무단형의 벨트 또는 체인은, 주회 구동됨으로써, 제2 컨베이어(140)를 제2 반송방향(D3a 또는 D3b)으로 이동시킨다.
상술과 같은 변형예 3에 따른 로봇핸드(120C)에 따르면, 실시예에 따른 로봇핸드(120)와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 로봇핸드(120C)가 제2 이동장치(190)를 구비하고, 제2 컨베이어(140)가, 제2 컨베이어 이동방향으로서의 제2 반송방향(D3a 및 D3b)으로 이동 가능해도 좋다. 또한, 제2 이동장치(190)는, 제2 컨베이어(140)를 제2 컨베이어 이동방향으로 이동시켜도 좋다. 상기 구성에 따르면, 로봇핸드(120C)는, 제1 컨베이어(130)에 대한 제2 컨베이어(140)의 돌출량을 변경할 수 있다. 예를 들어, 로봇핸드(120C)는, 제2 컨베이어(140)의 돌출량을 반송대상의 물품의 사이즈에 대응시킬 수 있다. 이로 인해, 제2 컨베이어(140)는, 상기 물품에 충분한 면적으로 접촉하여 상기 물품을 제1 반송면(134a)에 인입할 수 있다. 또한, 로봇핸드(120C)는, 변형예 1 및/또는 변형예 2에 따른 로봇핸드의 구성을 구비해도 좋다.
또한, 변형예 3에 따른 로봇핸드(120C)는, 제1 컨베이어(130)에 대해 제2 컨베이어(140)를 이동시키도록 구성되었지만, 이것에 한정되지 않는다. 로봇핸드(120C)는, 제2 컨베이어(140)에 대해 제1 컨베이어(130)를 이동시키도록 구성되어도 좋고, 제1 컨베이어(130) 및 제2 컨베이어(140) 모두 이동시키도록 구성되어도 좋다. 예를 들어, 제1 컨베이어(130)는, 베이스(150)에 대해 제1 반송방향(D2a 및 D2b)으로 이동하도록 구성되어도 좋다.
또한, 변형예 3에 따른 로봇핸드(120C)에 있어서, 제2 컨베이어(140)는, 제2 반송방향(D3a 및 D3b)으로 이동하도록 구성되지만, 제1 반송방향(D2a 및 D2b)으로 이동하도록 구성되어도 좋다. 또한, 제1 컨베이어(130)가 이동 가능한 경우, 제1 컨베이어(130)는, 제1 반송방향(D2a 및 D2b)으로 이동 가능해도 좋고, 제2 반송방향(D3a 및 D3b)으로 이동 가능해도 좋다. 이와 같은 제1 반송방향(D2a 및 D2b) 및 제2 반송방향(D3a 및 D3b)은 제2 컨베이어 이동방향의 일례이다.
(그 외의 실시예)
이상, 본 발명의 실시예의 예에 대해 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시예 및 변형예에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 개량이 가능하다. 예를 들어, 각종 변형을 실시예 및 변형예에 실시한 것, 및, 상이한 실시예 및 변형예에 있어서의 구성요소를 조합하여 구축되는 형태도, 본 발명의 범위 내에 포함된다.
예를 들어, 실시예 및 변형예에 따른 로봇핸드에 있어서, 로봇암(110)은, 베이스(150)를 통하여 제1 컨베이어와 연결되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 제2 컨베이어와 연결되어도 좋다.
또한, 실시예 및 변형예에 따른 로봇핸드에 있어서, 제1 컨베이어 및 제2 컨베이어는, 제1 반송면(134a)과 제2 반송면(144a)이 대향하도록 배치되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 제1 반송면(134a)의 방향과 제2 반송면(144a)의 방향이 상이하도록, 제1 컨베이어 및 제2 컨베이어가 배치되어도 좋다. 이 경우, 제2 반송면(144a)의 방향은, 제1 반송면(134a) 상의 물품을 향하는 방향이어도 좋다. 예를 들어, 제1 반송면(134a)의 방향과 제2 반송면(144a)의 방향이 대략 수직이고, 제2 반송면(144a)은, 제1 반송면(134a) 상의 물품에 측방으로부터 접촉하도록 배치되어도 좋다.
또한, 실시예 및 변형예에 따른 로봇핸드는, 제1 컨베이어(130)의 단부(130b)에, 인접하는 물품 사이의 틈, 및/또는, 물품과 바닥면과의 틈에 삽입가능한 도입부를 가져도 좋다. 도입부는, 상기 틈에 삽입되었을 때에 물품을 비스듬히 상방으로 들어 올리도록, 테이퍼면을 가져도 좋다. 도입부의 형상은, 단부(130b)로부터 제1 반송방향(D2b)으로 멀어짐에 따라 두께가 대략 일정한 형상이어도 좋고, 두께가 끝이 가늘어지는 형상이어도 좋다. 로봇핸드는, 제2 컨베이어를 이용하여, 물품을 도입부 상에 인입하여 들어 올린 상태로 제1 컨베이어(130)의 반송벨트(134)에 접촉시켜, 제1 반송면(134a) 상에 인입한이다. 이와 같은 로봇핸드는, 바닥면 상에 재치된 물품이어도, 제1 반송면(134a) 상에 용이하게 인입할 수 있다.
또한, 실시예 및 변형예에 있어서, 제어장치(170)는, 물품에 대한 제2 컨베이어의 접촉을, 로봇암(110)의 암 구동장치(AM1~AM6)의 부하의 변화에 근거하여 검출하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로봇암(110)의 링크(110f) 등의 링크(110a~110f)에, 힘의 크기 및 방향을 검지하는 힘 센서가 설치되어도 좋다. 그리고, 제어장치(170)는, 힘 센서의 검지신호에 근거하여, 제2 컨베이어의 접촉을 검출해도 좋다.
또는, 제2 컨베이어의 단부 또는 그 근방에, 광전센서, 레이저센서, 레이저라이더 및 초음파센서 등의 비접촉센서가 설치되어 있어도 좋다. 제어장치(170)는, 비접촉센서의 검지신호에 근거하여, 제2 컨베이어의 접촉을 검출해도 좋다.
또는, 제2 컨베이어의 단부 및 그 근방을 촬상하는 촬상장치가 설치되어 있어도 좋다. 촬상장치의 예는 디지털카메라 및 디지털비디오카메라이다. 촬상장치는 각각, 제2 컨베이어의 단부와 상기 단부에 접근하는 물품을 포함하는 화상을 촬상할 수 있도록 배치되어도 좋다. 제어장치(170)는, 촬상장치에 의해 촬상된 화상을 해석함으로써, 물품을 검출하고, 제2 컨베이어의 단부와 물품과의 거리 등의 위치관계를 검출해도 좋다.
또한, 실시예 및 변형예에 있어서, 제어장치(170)는, 물품과 제1 반송벨트(134)와의 접촉 유무를, 제2 구동장치(145)의 부하의 변화에 근거하여 검출하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제어장치(170)는, 로봇암(110)의 암 구동장치(AM1~AM6)의 부하, 및, 로봇암(110)에 설치된 힘 센서의 검지신호 등을, 제2 구동장치(145)의 부하와 병용하여, 또는, 대체로서 이용하여도 좋다. 또한, 상술한 제2 컨베이어의 경우와 동일하게, 제1 컨베이어의 단부 및 그 근방을 촬상하는 촬상장치가 설치되어 있어도 좋다. 제어장치(170)는, 촬상장치에 의해 촬상된 화상을 해석함으로써, 물품과 제1 반송벨트(134)와의 접촉 유무를 검출해도 좋다.
또한, 변형예 2 및 3에 따른 로봇핸드에 있어서, 제1 이동장치(180) 및 제2 이동장치(190)는 각각, 액추에이터(181b 및 191)를 가지지 않아, 제1 컨베이어(130)에 대해 제2 컨베이어(140)를 간단히 이동 가능하게 하도록 구성되어도 좋다. 이 경우, 수동으로 제2 컨베이어(140)가 이동되어도 좋다.
또한, 실시예 및 변형예에 따른 로봇핸드는, 물품을 제1 컨베이어(130)에 인입하는 인입장치로서 제2 컨베이어(140 또는 140A)를 구비하고 있지만, 인입장치는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 인입장치는, 물품을 파지하여 제1 컨베이어(130)에 인입하도록 구성되어도 좋다. 이와 같은 인입장치는, 물품을 파지하기 위한 암을 구비해도 좋다. 또한, 인입장치는, 인입 방향과 반대측에서 물품과 계합하는 계합부를 가지고, 계합부를 인입 방향으로 이동함으로써, 상기 물품을 제1 컨베이어(130)에 인입하도록 구성되어도 좋다.
또한, 실시예 및 변형예에 있어서, 로봇(100)은, 수직다관절형 로봇이었지만 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로봇(100)은, 극좌표형 로봇, 원통좌표형 로봇, 직각좌표형 로봇, 수평다관절형 로봇, 또는 그 외의 로봇으로서 구성되어도 좋다.
또한, 실시예 및 변형예에 있어서, 로봇(100)은, 반송차(240)에 탑재되어 이동 가능하지만, 이것에 한정되지 않고, 바닥면 등에 고정되어도 좋다.
또한, 실시예 및 변형예에 있어서, 로봇시스템(1)은, 촬상장치(220) 및 출력장치(230)를 구비하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로봇시스템(1)은, 촬상장치(220) 및 출력장치(230)를 구비하지 않아, 오퍼레이터(P)가 직접 눈으로 확인할 수 있도록 구성되어도 좋다.
또한, 실시예 및 변형예에 있어서, 로봇시스템(1)은, 오퍼레이터(P)가 조작장치(210)를 이용하여 마스터 슬레이브 방식으로 로봇(100) 및 반송차(240)를 동작시키도록 구성되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로봇시스템(1)은, 전자동으로 로봇(100) 및 반송차(240)를 동작시키도록 구성되어도 좋다. 이 경우, 예를 들어, 오퍼레이터(P)가 조작장치(210)에 작업내용 등을 나타내는 지령을 입력하는 것 만으로, 로봇(100) 및 반송차(240)가 자동적으로 동작해도 좋다. 이와 같은 전자동의 로봇시스템에 있어서, 예를 들어, 제어장치는, 로봇암 선단에 설치된 근접센서의 검지신호, 및, 로봇암 선단에 설치된 카메라의 화상 해석치 등에 근거하여, 로봇암 및 로봇핸드 각각의 동작을 제어해도 좋다.
1 로봇시스템 100 로봇
110 로봇암 120，120A，120B，120C 로봇핸드
130 제1 컨베이어 134 제1 반송벨트
134a 제1 반송면 135 제1 구동장치(컨베이어 구동모터)
140，140A 제2 컨베이어(인입장치)
144 제2 반송벨트 144a 제2 반송면
145 제2 구동장치(컨베이어 구동모터)
170 제어장치(검출장치) 180 제1 이동장치
190 제2 이동장치 210 조작장치
AM1~AM6 암 구동장치

Claims (11)

  1. 물품을 이동하는 로봇핸드로서,
    상기 물품을 반송하는 제1 반송면을 형성하는 무단형의 제1 반송벨트를 가지면서 상기 제1 반송벨트를 구동하는 제1 컨베이어와,
    상기 물품과 접촉하고, 상기 물품을 상기 제1 반송면 상에 인입하는 인입장치를 구비하고,
    상기 인입장치는, 상기 인입장치의 인입 방향의 반대방향과 상기 물품을 상기 제1 반송면 상에 실었을 때의 상기 제1 반송면의 이동방향의 반대방향 중 적어도 한쪽의 방향으로, 상기 제1 컨베이어보다도 돌출하는 것을 특징으로 하는 로봇핸드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인입장치는, 상기 물품을 반송하는 제2 반송면을 형성하는 무단형의 제2 반송벨트를 가지면서 상기 제2 반송벨트를 구동하는 제2 컨베이어를 포함하고,
    상기 제2 반송면은 상기 제1 반송면과 대향하고,
    상기 제2 컨베이어는, 상기 물품을 인입할 때의 상기 제2 반송면의 이동방향과 반대방향으로 상기 제1 컨베이어보다도 돌출하여 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇핸드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 컨베이어 및 상기 제2 컨베이어는 각각, 상기 제1 반송벨트 및 상기 제2 반송벨트를 구동하는 컨베이어 구동모터를 가지는 것을 특징으로 하는 로봇핸드.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    제1 이동장치를 더 구비하고,
    상기 제1 컨베이어 및 상기 제2 컨베이어 중 적어도 한쪽은, 서로 접근하는 방향 및 서로 멀어지는 방향인 제1 컨베이어 이동방향으로 이동 가능하고,
    상기 제1 이동장치는, 상기 제1 컨베이어 및 상기 제2 컨베이어 중 적어도 한쪽을 상기 제1 컨베이어 이동방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 로봇핸드.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 이동장치를 더 구비하고,
    상기 제1 컨베이어 및 상기 제2 컨베이어 중 적어도 한쪽은, 상기 제1 반송면의 이동방향 및 상기 제2 반송면의 이동방향 중 적어도 한쪽인 제2 컨베이어 이동방향으로 이동 가능하고,
    상기 제2 이동장치는, 상기 제1 컨베이어 및 상기 제2 컨베이어 중 적어도 한쪽을 상기 제2 컨베이어 이동방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 로봇핸드.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 반송면의 이동방향으로의 상기 제2 컨베이어의 길이는, 상기 제1 반송면의 이동방향으로의 상기 제1 컨베이어의 길이보다도 큰 것을 특징으로 하는 로봇핸드.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인입장치가 상기 물품에 접촉한 것을 검출하는 검출장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇핸드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 로봇핸드는, 서보모터를 가지는 암 구동장치에 의해 구동되는 복수의 관절을 가지는 로봇암과 연결되고,
    상기 검출장치는,
    상기 암 구동장치의 동작에 관한 정보를 취득하고,
    상기 암 구동장치의 동작에 관한 정보를 이용하여, 상기 인입장치가 상기 물품에 접촉한 것을 검출하는 것을 특징으로 하는 로봇핸드.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 로봇핸드와,
    상기 로봇핸드와 연결된 로봇암과,
    상기 로봇핸드 및 상기 로봇암의 동작을 제어하는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 로봇암은, 서보모터를 가지는 암 구동장치에 의해 구동되는 복수의 관절을 가지고,
    상기 제1 컨베이어는, 구동력을 발생하는 컨베이어 구동모터로서 서보모터를 가지고,
    상기 인입장치는, 구동력을 발생하는 서보모터를 가지고,
    상기 제어장치는,
    상기 제1 컨베이어의 상기 서보모터의 동작과, 상기 인입장치의 상기 서보모터의 동작과, 상기 암 구동장치의 상기 서보모터의 동작을 제어하고,
    상기 물품에 접촉한 상기 인입장치를 구동시킴으로써, 상기 물품을 상기 제1 반송면 상에 인입하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  11. 제9항 또는 제10항에 기재된 로봇과,
    상기 로봇을 조작하기 위한 조작장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇시스템.
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