KR20220025030A

KR20220025030A - 반송 로봇

Info

Publication number: KR20220025030A
Application number: KR1020227002964A
Authority: KR
Inventors: 에이지 요시쿠와; 토시유키 츠지모리; 카즈노리 히라타; 타케시 하시모토
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2019-07-05
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-03-03
Also published as: US11975450B2; TW202106566A; JP2021010967A; WO2021006175A1; TWI738404B; CN114051440B; CN114051440A; JP7223655B2; US20220274248A1; DE112020003249T5

Abstract

반송 로봇은, 워크의 상면에 흡착하여 상기 워크를 반송한다. 반송 로봇은, 제1 로봇 암에 부착되는 제1 핸드 본체와, 제2 로봇 암에 부착되는 제2 핸드 본체와, 제1 핸드 본체에 부착되는 제1 흡착부와, 제2 핸드 본체에 부착되는 제2 흡착부를 구비한다. 제1 흡착부가, 수평의 제1 방향으로 연장되고, 제1 방향에 수직인 수평의 제2 방향으로 떨어진 한 쌍의 흡착체를 구비한다. 제2 흡착부가, 제1 방향으로 연장되는 적어도 1개의 흡착체를 구비하고, 1개의 흡착체가, 제2 핸드 본체의 제1 핸드 본체에 대한 제1 방향의 상대 이동에 따라서, 제1 흡착부의 한 쌍의 흡착부 사이의 영역으로의 진입량을 변경 가능하게 구성되어 있다.

Description

반송 로봇

본 발명은 워크(work)의 상면에 흡착하여 워크를 반송하는 반송 로봇에 관한 것이다.

워크의 상면을 흡착하여 워크를 반송하는 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에서는, 단일체의 흡착 헤드에 한 쌍의 암이 설치되어 있다. 암을 움직여 병렬의 5개의 워크를 중앙으로 모으고, 흡착 헤드가 5개의 워크를 일제히 흡착한다.

일본 특개2015-214350호 공보

5개의 워크 전체의 폭이 흡착 헤드보다 좁으면, 암으로 워크를 폭 맞춤 할 수 없다. 워크의 흡착면에 대한 위치도 안정되지 않고, 또한, 워크로부터 튀어나오는 흡착 구멍을 막기 위한 단부 교체 작업이 필요하다.

본 발명은, 워크의 사이즈가 바뀌어도, 단부 교체 작업을 가능한 적게 하여 워크의 반송을 계속할 수 있는 반송 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 반송 로봇은, 워크의 상면에 흡착하여 상기 워크를 반송하는 반송 로봇으로서, 제1 로봇 암 및 제2 로봇 암과, 상기 제1 로봇 암에 부착되고 상기 제1 로봇 암의 동작에 따라서 이동하는 제1 핸드 본체와, 상기 제2 로봇 암에 부착되고 상기 제2 로봇 암의 동작에 따라서 이동하는 제2 핸드 본체와, 상기 제1 핸드 본체에 부착되고 상기 워크의 상기 상면에 흡착하는 제1 흡착부와, 상기 제2 핸드 본체에 부착되고 상기 워크의 상기 상면에 흡착하는 제2 흡착부를 구비하고, 상기 제1 흡착부가, 수평의 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향에 수직인 수평의 제2 방향으로 떨어진 한 쌍의 흡착체를 구비하고, 상기 제2 흡착부가, 상기 제1 방향으로 연장되는 적어도 1개의 흡착체를 구비하고, 상기 1개의 흡착체가, 상기 제2 핸드 본체의 상기 제1 핸드 본체에 대한 상기 제1 방향의 상대 이동에 따라서, 상기 제1 흡착부의 상기 한 쌍의 흡착부 사이의 영역으로의 진입량을 변경 가능하게 구성되어 있다.

상기 구성에 의하면, 흡착부가 2개의 핸드 본체에 설치되어 있다. 제1 방향으로 워크의 사이즈가 바뀌어도, 2개의 로봇 암의 동작에 의해 제2 핸드 본체를 제1 핸드 본체에 대하여 상대 이동시키면, 제1 흡착부와 제2 흡착부를 간섭시키지 않고, 흡착부 전체의 제1 방향 치수가 조정된다. 따라서, 핸드 본체의 교환과 같은 단부 교체 작업없이 워크의 반송을 계속할 수 있다.

본 발명에 의하면, 단부 교체 작업을 가능한 한 적게 하여 워크의 반송을 계속할 수 있다.

[도 1] 실시예에 따른 반송 로봇의 정면도이다.
[도 2] 실시예에 따른 제1 핸드 본체 및 제2 핸드 본체를 도시하는 사시도이다.
[도 3] 실시예에 따른 흡착체의 단면도이다.
[도 4] 실시예에 따른 반송 로봇의 제어계를 도시하는 블록도이다.
[도 5] 실시예에 따른 반송 로봇에 의해 수행되는 작업의 설명도이다. 도 5A가 병렬의 3 개의 워크를 반송하는 작업을 도시하는 평면도, 도 5B가 병렬의 8 개의 워크를 반송하는 작업을 도시하는 평면도이다.

도 1은 반송 로봇(1)의 정면도이다. 반송 로봇(1)은, 기대(3), 제1 로봇 암(4a), 제2 로봇 암(4b), 제1 핸드 본체(11), 제2 핸드 본체(21), 제1 흡착부(13) 및 제2 흡착부(23)를 구비하고 있다. .

본 실시예에서는, 반송 로봇(1)에, 일례로서, 동축 쌍완 로봇을 적용하고 있다. 기대(3)는 단일이고, 제1 로봇 암(4a)의 기단부 및 제2 로봇 암(4b)의 기단부는, 동축 상의 축선(제1 축)(L1) 둘레로 회전 가능하게 연결되어 있다. 제1 로봇 암(4a) 및 제2 로봇 암(4b)은 수평 다관절형이다. 제1 로봇 암(4a)은, 기대(3)에 대하여 연직의 제1 축(L1) 둘레로 요동 가능하게 연결된 제1 기단 암(5a)과, 제1 기단 암(5a)의 선단부에 연직의 제2 축(L2a) 둘레로 요동 가능하게 연결된 제1 선단 암(6a)과, 제1 선단 암(6a)의 선단부에 연직 방향으로 승강 가능하게 연결된 제1 손목부(7a)와, 제1 손목부(7a)의 하단부에 연직의 제3 축(L3a) 둘레로 요동 가능하게 연결된 제1 부착부(8a)를 구비한다. 이와 마찬가지로, 제2 로봇 암(4b)도, 제2 기단 암(5b), 제2 선단 암(6b), 제2 손목부(7b) 및 제2 부착부(8b)를 구비한다. 제2 기단 암(5b)은 기대(3)에 대하여 제1 축(L1) 둘레로 요동 가능하고, 제2 선단 암(6b)은 제2 기단 암(5b)에 대하여 연직의 제2 축(L2b) 둘레로 요동 가능하고, 제2 손목부(7b)는 제2 선단 암(6b)에 대하여 연직 방향으로 승강 가능하고, 제2 부착부(8b)는 제2 손목부(7b)에 대하여 연직의 제3 축(L3b) 둘레로 요동 가능하다.

제1 핸드 본체(11)는, 그 상단부에, 제1 부착부(8a)의 하면에 분리 가능하게 장착되는 장착부(12)를 구비한다. 제2 핸드 본체(21)는 그 상단부에 제2 부착부(8b)의 하면에 분리 가능하게 장착되는 장착부(22)를 구비한다. 핸드 본체(11, 21)는 기둥 형상으로 형성되어 있다. 장착부(12, 22)를 대응하는 부착부(8a, 8b)에 장착하면, 핸드 본체(11, 21)가 대응하는 부착부(8a, 8b)로부터 하방으로 연장된 상태가 된다.

로봇 암(4a, 4b)의 동작에 의해, 제2 핸드 본체(21)는 제1 핸드 본체(11)에 대하여, 적어도 수평의 제1 방향(X)으로 상대 이동 가능하다. 본 실시예에서는, 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)가, 제1 로봇 암(4a) 및 제2 로봇 암(4b)의 동작에 따라서, 3차원적인 위치 및 자세를 서로 독립적으로 변경 가능하게 되어 있다. 제2 핸드 본체(21)는, 제1 핸드 본체(11)에 대해, 수평의 제1 방향(X) 외에, 제1 방향(X)과 수직인 수평의 제2 방향(Y) 및 연직 방향(Z)의 3 방향으로 상대 이동할 수 있다.

제1 흡착부(13)는 제1 핸드 본체(11)에 부착되고, 워크(90)(도 2 참조)의 상면에 흡착한다. 제2 흡착부(23)는 제2 핸드 본체(21)에 부착되고, 워크(90)의 상면에 흡착한다.

도 2는 핸드 본체(11, 21)를 도시하는 사시도이다. 제1 흡착부(13)는 한 쌍의 흡착체(14, 15)를 구비한다. 한 쌍의 흡착체(14, 15)는 평행하게 연장되어 있다. 제2 흡착부(23)는 적어도 1개의 흡착체를 구비한다. 본 실시예에서는, 제2 흡착부(23)는 한 쌍의 흡착체(24, 25)를 구비한다. 한 쌍의 흡착체(24, 25)는 평행하게 연장되어 있다.

도 2는 제1 흡착부(13)와 제2 흡착부(23)로 워크(90)를 유지하고 있는 상태를 도시하고 있다. 이 때, 제2 핸드 본체(21)는 제1 핸드 본체(11)로부터 제1 방향(X)으로 떨어져 있다. 제1 흡착부(13)의 흡착체(14, 15)는 제2 방향(Y)으로 서로 떨어지고, 제1 방향(X)에 평행하게 연장된다. 제2 흡착부(23)의 흡착체(24, 25)도, 제2 방향(Y)으로 서로 떨어지고, 제1 방향(X)에 평행하게 연장된다.

한 쌍의 흡착체(14, 15)는, 제1 핸드 본체(11)의 하단부에 브래킷(16)을 개재하여 부착되어 있다. 브래킷(16)은 평판 형상으로, 평면에서 볼 때 U 자 형상으로 형성되어 있다. 브래킷(16)은 제2 방향(Y)으로 연장되는 기부와, 기부의 양단으로부터 제1 방향(X)으로 연장되는 한 쌍의 선단부를 구비한다. 기부의 상면이 제1 핸드 본체(11)의 하단부에 연결된다. 한 쌍의 흡착체(14, 15)는 브래킷(16)의 선단부의 하면에 부착되어 있다. 흡착체(14, 15)는 브래킷(16)의 선단부보다 길다. 흡착체(14, 15)의 기단부의 단부면은 브래킷(16)의 기부의 단부면과 제1 방향(X)에서 대략 같은 위치에 있다. 흡착체(14, 15)의 선단부는 브래킷(16)의 선단부로부터 제1 방향(X)으로 돌출되어 있다. 제2 흡착부(23)도 이것과 동일하게 구성되어 있다. 2 개의 브래킷(16, 26)의 선단부는 서로를 향하여 있다.

제2 흡착부(23)의 일방의 흡착체(24)는 제2 방향(Y)에서 제1 흡착부(13)의 한 쌍의 흡착체(14, 15) 사이에 위치된다. 본 실시예에서는, 제2 흡착부(23)의 흡착체(24, 25)도 쌍을 이루고 있다. 제1 흡착부(13)의 일방의 흡착체(15)는 제2 방향(Y)에서 제2 흡착부(23)의 한 쌍의 흡착체(24, 25) 사이에 위치한다. 제2 핸드 본체(21)의 제1 핸드 본체(11)에 대한 제1 방향(X)의 상대 이동에 따라, 흡착체(24)의 흡착체(14, 15) 사이의 영역으로의 진입량(D24)이 변경된다. 또한, 당해 상대 이동에 따라서, 흡착체(15)의 흡착체(24, 25) 사이의 영역으로의 진입량(D15)이 변경된다. 원칙적으로 워크(90)의 반송은, 흡착체(24)를 영역 내로 진입시키고, 흡착체(15)를 영역 내로 진입시킨 상태에서 행해진다.

도 3은 흡착체(15)의 단면도이다. 다른 흡착체(14, 24, 25)도 마찬가지로 구성되어 있으므로, 중복된 설명은 생략한다. 흡착체(15)는 본체 부재(31), 연성 부재(32), 복수의 흡인구(33) 및 배출구(34)를 구비한다. 본체 부재(31)는 중공으로 형성되고, 폐쇄된 내부 공간(31a)을 구비한다. 본체 부재(31)의 외형 및 내부 공간(31a)은, 일례로서 직사각형 단면을 기진다. 본체 부재(31)의 재료는 특별히 한정되지 않는다. 본체 부재(31)는, 일례로서, 스테인리스 강 또는 알루미늄 합금과 같은 금속 재료로 성형된다. 본체 부재(31)의 외측 하면은 평면으로 형성되어 있다.

연성 부재(32)는, 띠 형상으로 형성되어 있고, 본체 부재(31)의 외측 하면을 덮는다. 연성 부재(32)는 EPDM 고무 등의 가요성을 가지는 재료로 성형된 발포체로 구성된다. 발포체의 셀 구조는, 단포형이라도, 연포형이라도, 반독립 반연속형이라도 좋다. 연성 부재(32)가 판 두께 방향의 하중을 받으면, 내부의 기포가 축소되고, 연성 부재(32)는 판 두께 방향으로 압축 변형된다. 이에 따라서, 연성 부재(32)는 소재 면 및/또는 구조 면에 비추어, 유연성을 가진다. 반독립 반연속형이라면, 압축 변형량이 커서 유연성이 높아짐과 함께, 압축 변형시에 단포형과 마찬가지의 밀봉성을 확보할 수 있으므로, 워크 흡착의 확실성이 증가한다. 복수의 흡인구(33)는, 연성 부재(32) 및 본체 부재(31)의 하측 벽부를 관통하고 있고, 제1 방향(X)으로 대략 등 간격을 두고 배치되어 있다. 각각의 흡인구(33)는 본체 부재(31)의 내부 공간(31a)으로 개방되고, 또한, 연성 부재(32)의 하면(흡착체(15) 전체로서의 하면)으로 개구되어 있다. 배출구(34)는 본체 부재(31)의 상측 벽부 및 브래킷(16)을 관통하고 있다. 호스 조인트(35)가 배출구(34)에 위에서 삽입되어, 브래킷(16)의 상면에 고정된다. 호스 조인트(35)에는, 호스(36)의 일단이 부착되어 있다. 호스(36)의 타단은 흡착부(13)에 인가되는 부압을 발생시키는 부압원(59)에 접속된다. 부압원(59)은 이젝터, 펌프 또는 송풍기와 같은 진공 발생기에 의해 구성된다. 부압원(59)이 동작하면, 호스(36) 및 본체 부재(31)의 내부 공간(31a)을 통해, 복수의 흡인구(33)에서 부압이 인가되어, 흡착체(15)의 하면에 물체를 흡착할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 반송 로봇(1)은, 제1 위치 결정 기구(40) 및 제2 위치 결정 기구(45)를 구비하고 있다. 제1 위치 결정 기구(40)는 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)에 설치되고, 워크(90)의 외측면(특히 제1 방향(X)을 향한 외측면)에 맞닿음으로써, 제2 핸드 본체(21)를 제1 핸드 본체(11)에 대하여 제1 방향(X)으로 위치 결정한다. 제1 위치 결정 기구(40)는 제1 핸드 본체(11)에 지지된 제1 접촉부(41) 및 제2 핸드 본체(21)에 지지된 제2 접촉부(42)를 구비한다. 제1 접촉부(41) 및 제2 접촉부(42)는 연직 방향 및 제2 방향(Y)으로 연장되고, 제1 방향(X)을 향하는 접촉면을 구비한다. 2개의 접촉면은 흡착체(14, 15, 24, 25)의 하면보다 하방에 위치한다. 또한, 흡착체(14, 15, 24, 25)는 제1 방향(X)에서 2개의 접촉면 사이에 위치한다. 제1 접촉부(41)의 접촉면은 워크(90)의 외면 중 하나에 접촉하고, 제2 접촉부(42)의 접촉면은 제1 접촉부(41)가 접촉하는 외측면과 제1 방향(X)에서 반대측의 외측면에 접촉한다. 본 실시예에서는, 제1 접촉부(41)는 브래킷(16)의 기부에 고정되고, 제2 접촉부(42)는 브래킷(26)의 기부에 고정된다.

제2 위치 결정 기구(45)는 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)에 설치되고, 워크(90)의 외측면(특히, 제2 방향(Y)을 향한 외측면)에 접촉함으로써, 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)를 워크(90)에 대하여 제2 방향(Y)으로 위치 결정한다. 제2 위치 결정 기구(45)는 제1 핸드 본체(11)에 지지된 제1 접촉부(46) 및 제2 핸드 본체(21)에 지지된 제2 접촉부(47)를 구비한다. 제1 접촉부(46) 및 제2 접촉부(47)는 연직 방향 및 제1 방향(X)으로 연장되는 접촉면을 구비한다. 2개의 접촉면은 흡착체(14, 15, 24, 25)의 하면보다 하방에 위치한다. 제1 접촉부(46)의 접촉면은 한 쌍의 흡착체(14, 15) 중 제2 방향(Y)의 일방 측의 흡착체(15)로부터 제2 방향(Y)의 일방으로 간격 D46만큼 떨어져 있다. 제2 접촉부(47)의 접촉면은 한 쌍의 흡착체(24, 25) 중 제2 방향(Y)의 일방의 흡착체(25)로부터 제2 방향(Y)의 일방으로 간격 D47만큼 떨어져 있다. 제1 접촉부(46)의 간격 D46은 제2 접촉부(47)의 간격 D47과 다르다. 간격 D46과 간격 D47의 차이는 적어도 흡착체의 제2 방향(Y)의 치수 이상이다. 간격 D46과 간격 D47은 어느 쪽이 더 커도 좋다. 본 실시예에서는, 일례로서, 제1 접촉부(46)의 간격 D46이 상대적으로 크다. 2개의 접촉면은 워크의 외측면 중 제2 방향(Y)의 일방을 향하는 면에 접촉한다. 본 실시예에서는, 제1 접촉부(46)는 브래킷(16)의 선단부의 상면에 고정되고, 제2 접촉부 (47)는 브래킷(26)의 선단부의 상면에 고정된다.

도 4는 반송 로봇(1)의 제어계를 도시하는 블록도이다. 반송 로봇(1)은 제어 장치(50)를 구비한다. 제어 장치(50)는, 일례로서, 쌍완 로봇의 기대(3)에 수납되어 있다(도 1 참조). 제어 장치(50)는, 워크(90)를 반송하는 작업의 실행에 관한 프로그램을 격납한 메모리, 메모리에 기억되어 있는 프로그램을 실행하는 CPU, 및 당해 프로그램에 의해 제어되는 각종 액추에이터와 접속되는 인터페이스를 구비하고 있다.

제1 로봇 암(4a)에 구비된 액추에이터에는, 제1 기단 암(5a)을 기대(3)에 대해 회전 구동시키는 기단 액추에이터(51a), 제1 선단 암(6a)을 제1 기단 암(5a)에 대해 회전 구동시키는 중간 액추에이터(52a), 제1 부착부(8a)를 제1 선단 암(6a) 또는 제1 손목부(7a)에 대하여 회전 구동시키는 선단 액추에이터(53a), 제1 손목부(7a)를 제1 선단 암(6a)에 대하여 승강시키는 승강 액추에이터(54a)가 포함된다. 이와 마찬가지로, 제2 로봇 암(4b)에 구비되는 액추에이터에는, 기단 액추에이터(51b), 중간 액추에이터(52b), 선단 액추에이터(53b) 및 승강 액추에이터(54b)가 포함된다. 또한, 제어 장치(50)에 의해 동작을 제어 받는 액추에이터는 제1 흡착부(13) 및 제2 흡착부(23)에 인가되는 부압을 발생하는 부압원(59)을 포함한다. 도 4에서는, 단순한 일례로서, 1개의 부압원(59)을 4개의 흡착체(14, 15, 24, 25)에서 공용하는 경우를 도시하였지만, 4개의 흡착체와 일대일로 부압원을 설치하여도 좋다. 2개의 흡착부와 일대일로 부압원을 설치하고, 1개의 부압원을 대응하는 흡착부의 2개의 흡착체에서 공용하여도 좋다.

도 5A 및 도 5B는 반송 로봇(1)에서 행해지는 작업의 일례를 도시한다. 반송 로봇(1)은 복수의 상자체 형상의 워크(90)를 한꺼번에 반송한다. 이 때, 복수의 워크(90)가 전체적으로 평면에서 볼 때 직사각형 형상을 이루는 정렬 상태로 하여, 워크(90)을 한꺼번에 반송한다. 정렬 상태로 된 복수의 워크(90)는 별도로 준비된 상자에 수납된다. 본 실시예에 따른 반송 로봇(1)은 피킹 로봇 또는 상자 포장 로봇이기도 하다. 워크(90)가 수납되는 상자는 로봇(1)의 앞에 벨트 컨베이어와 같은 공지된 반송 기구에 의해 반송된다. 이러한 상자는 전형적으로 상부가 플랩으로 개폐되는 골판지 상자이다. 반송 로봇(1)은 반송된 상자를 핸드 본체(11, 21)로 끌어당겨 소정 위치에 위치 결정하고, 위치 결정 기구(40, 45)의 접촉부(41, 42, 46, 47)로 플랩을 바깥으로 연다. 이와 같이 상자 포장을 위한 준비 작업도 반송 로봇(1)으로 수행된다. 준비 작업 후, 워크의 반송 및 박스 포장이 수행된다.

본 실시예에 따른 반송 로봇(1)에 의하면, 반송 로봇(1)의 앞에 공급되는 워크의 사이즈, 나아가서는 워크를 포장하는 상자의 사이즈가 변경되어도, 단부 교체 작업 없이, 피킹 작업, 반송 작업 및 상자 포장 작업을 계속할 수 있다.

도 5A를 참조하여, 먼저, 제1 사이즈의 워크(90A)의 반송에 대하여 설명한다. 벨트 컨베이어와 같은 공지된 반송 기구에 의해, 제1 사이즈의 워크(90A)가 순차적으로 반송 로봇(1)에 공급된다. 반송 로봇(1)은, 3개의 워크(90A)를 일제히 들어 올려, 다른 상자에 포장하는 작업을 수행한다.

반송 로봇(1)의 기대(3)의 앞에 3개의 워크(90A)가 공급되면, 제1 로봇 암(4a) 및 제2 로봇 암(4b)을 동작시켜서, 제1 위치 결정 기구(40) 및 제2 위치 결정 기구(45)의 작용으로, 3개의 워크(90A)를 정렬 상태로 한다.

반송 로봇(1)은, 제1 위치 결정 기구(40)의 접촉부(41, 42) 및 제2 위치 결정 기구(45)의 접촉부(46, 47)가, 공급된 워크(90A)보다 상방에 위치하는 상태에서, 워크(90A)의 공급을 대기한다. 반송 로봇(1)은, 제1 위치 결정 기구(40)의 접촉면이 공급된 3개의 워크(90A)의 평면에서 본 능선보다 제1 방향(X)의 외측에 위치하고, 제2 위치 결정 기구(45)의 접촉면이 공급된 3 개의 워크(90A)의 평면에서 본 능선보다 제2 방향(Y)의 외측에 위치하는 상태에서, 워크(90A)의 공급을 대기한다.

3개의 워크(90A)를 정렬 상태로 하기 위해, 제1 로봇 암(4a) 및 제2 로봇 암(4b)을 동작시키고, 제1 방향(X)에서 볼 때 제1 위치 결정 기구(40)의 접촉면이 워크(90A)와 겹칠 때까지, 제2 방향(Y)에서 볼 때 제2 위치 결정 기구(45)의 접촉면이 워크(90A)와 겹칠 때까지, 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)를 하강시킨다.

제1 로봇 암(4a) 및 제2 로봇 암(4b)을 동작시켜, 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)를 제2 방향(Y)의 타방으로 이동시켜, 제2 위치 결정 기구(45)의 접촉면을 워크(90A)의 측면으로 밀어 부친다. 이에 따라, 3개의 워크(90A)가 제2 방향(Y)으로 정렬되고, 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)가 워크(90A)에 대하여 제2 방향(Y)으로 위치 결정된다. 또한, 4개의 흡착체(14, 15, 24, 25)가 제2 방향(Y)으로 위치 결정된다. 간격 D46과 간격 D47의 차이가 흡착체(14, 15, 24, 25)의 제2 방향(Y) 치수보다 크므로, 제1 흡착부(13)의 흡착체(14, 15)가 제2 흡착부(23)의 흡착체(24, 25)와 간섭하지 않는다.

제1 로봇 암(4a) 및 제2 로봇 암(4b)을 동작시켜, 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)를 제1 방향(X)으로 근접시켜, 제1 위치 결정 기구(40)의 접촉면을 워크(90A)의 측면으로 밀어 부친다. 이에 따라서, 3개의 워크(90A)가 제1 방향(X)에서 갭을 채운 상태가 된다. 또한, 흡착체(24)의 진입량(D24) 및 흡착체(15)의 진입량(D15)은, 갭이 없는 상태에서의 3개의 워크(90A)의 제1 방향(X)에서의 전체 치수에 대응하는 값이 된다. 여기서, 갭이 없는 상태에서의 3개의 워크(90A)의 제1 방향(X)에서의 전체 치수(X90A)는, 제1 흡착부(13)의 흡착체(14, 15)의 길이와 제2 흡착부(23)의 흡착체(24, 25)의 길이의 합보다 작다. 따라서, 흡착체(24)는 흡착체(14, 15) 사이로 진입하고, 흡착체(15)는 흡착체(24, 25) 사이로 진입한다.

여기서, 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)의 제2 방향(Y)으로의 이동, 제1 핸드 본체(11)의 제1 방향(X)으로의 이동, 및 제2 핸드 본체(21)의 제1 방향(X)으로의 이동은 동시에 수행되어도 좋고, 순차적으로 수행되어도 좋다.

워크(90A)가 정렬 상태가 되면, 제1 로봇 암(4a) 및 제2 로봇 암(4b)을 동작시켜, 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)를 하강시키고, 흡착체(14, 15, 24, 25)의 하면을 워크(90A)의 상면으로 밀어 부친다. 흡착부재(14, 15, 24, 25)의 하면은 연성 부재(32)로 구성되고, 이러한 연성 부재(32)는 유연성을 가진다. 연성 부재(32)는 워크(90A)의 상면에 밀착되고, 흡인구(33)는 연성 부재(32)에 의해 밀봉된다. 3개의 워크(90A)의 상면에는, 4개의 흡착체(14, 15, 24, 25) 중 적어도 어느 하나가 놓여 있다. 좌측의 워크(90A)는 제1 흡착부(13)의 한 쌍의 흡착체(14, 15)의 하면과 밀착하고, 우측의 워크(90A)는 제2 흡착부(23)의 한 쌍의 흡착체(24, 25)의 하면과 밀착하고, 중앙의 워크(90A)는 4개의 흡착체(14, 15, 24, 25)의 하면과 밀착한다.

이 상태에서, 부압원(59)을 동작시켜서, 흡인구(33)에 부압을 인가한다. 이에 따라서, 3개의 워크(90A)가 제1 흡착부(13) 및 제2 흡착부(23)에 흡착된다. 연성 부재(32)는 유연성을 가지기 때문에, 워크(90A)의 상면에 요철이 있어도, 요철에 추종하여 연성 부재(32)를 변형시킬 수 있어, 흡착체(14, 15, 24, 25)를 워크(90A)에 밀착시킬 수 있다. 본 실시예에서는, 각각의 흡착체(14, 15, 24, 25)가 복수의 워크(90A)에 걸친다. 어느 흡인구(33)가, 인접하는 워크(90A)끼리의 틈새 위에 위치하여도, 연성 부재(32)의 변형에 의해 해당 흡인구(33)를 폐쇄할 수 있어, 해당 흡인구(33)가 틈새를 통해 대기로 개방되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 복수의 흡인구(33)가 단일의 내부공간(31a)을 통해 연통하고 있어도, 잔여의 흡인구(33)에서는 부압을 정상적으로 발생시킬 수 있어, 워크(90A)를 흡착할 수 있다.

부압원(59)을 동작시킨 상태로 제1 로봇 암(4a) 및 제2 로봇 암(4b)을 동작시켜서, 제1 핸드 본체(11)의 제2 핸드 본체(21)에 대한 위치 및 자세를 바꾸지 않고, 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)를 이동시킨다. 이에 의해, 3개의 워크(90A)가 정렬된 상태로 들어 올려져서, 제1 로봇 암(4a) 및 제2 로봇 암(4b)에 의해 반송된다. 상자에 넣어지면, 부압원(59)이 정지되고, 3개의 워크(90A)가 제1 흡착부(13) 및 제2 흡착부(23)로부터 해제된다.

다음으로, 도 5B를 참조하여, 제2 사이즈의 워크(90B)의 반송에 대해 설명한다. 제2 사이즈의 워크(90B)도 공지의 반송 기구에 의해 반송 로봇(1)의 앞에 순차 공급된다. 반송 로봇(1)은 8개의 워크(90B)를 일제히 들어 올려, 다른 상자에 수납하는 작업을 수행한다. 갭이 없는 상태에서의 8개의 워크(90B)의 제1 방향(X)에서의 전체 치수(X90B)는, 상기 3개의 워크(90A)의 전체 치수(X90A)와 다르다(본 실시예에서는, 일례로서, 치수(X90B)가 치수(X90A)보다 크다).

이 경우에도, 상술한 바와 같이 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)의 제2 방향(Y)으로의 이동, 제1 핸드 본체(11)의 제1 방향(X)으로의 이동 및 제2 핸드 본체(21)의 제1 방향(X)으로의 이동, 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)의 하강, 및 부압원(59)의 동작이 수행된다. 전체 치수(X90B)가 상기와 다르기 때문에, 제1 핸드 본체(11)의 제1 방향(X)으로의 이동량 및/또는 제2 핸드 본체(21)의 제1 방향(X)으로의 이동량이 상기와 다르다. 그러나, 상기와 동일하게, 제1 위치 결정 기구(40)의 작용으로 8개의 워크(90B)를 제1 방향(X)으로 폭 맞춤하여 갭을 메꿀 수 있고, 8개의 워크(90B)를 정렬 상태로 할 수 있다. 제1 위치 결정 기구(40)의 작용에 의해, 흡착체(15)의 진입량(D15) 및 흡착체(24)의 진입량(D24)은, 워크(90B)의 전체 치수(X90B)에 맞추어 자동적으로 조정된다. 한편, 이러한 예에서도, 8개의 워크(90B)의 상면에는, 4개의 흡착체(14, 15, 24, 25) 중 1개 이상의 흡착체의 하면이 놓여져 있다. 좌측 3개의 워크(90B)의 상면은 제1 흡착부(13)의 흡착체(14, 15)의 하면과 밀착하고, 우측 3개의 워크(90B)의 상면은 제2 흡착부(23)의 흡착체(24, 25)의 하면과 밀착하고, 중앙 2개의 워크(90B)의 상면은 4개의 흡착체(14, 15, 24, 25)의 하면과 밀착한다.

이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 한 쌍의 흡착체(14, 15)를 구비하는 제1 흡착부(13)와, 흡착체(24)를 구비하는 제2 흡착부(23)가, 제1 핸드 본체(11)와 제2 핸드 본체(21)로 나뉘어 설치되어 있다. 흡착체(24)의 한 쌍의 흡착체(14, 15) 사이의 영역으로의 진입량(D24)은, 제2 핸드 본체(21)의 제1 핸드 본체(11)에 대한 제1 방향(X)으로의 상대 이동에 따라서 변경된다.

취급 대상인 워크(90)의 사이즈가 제1 방향(X)으로 변화되어도, 제2 핸드 본체(21)를 제1 핸드 본체(11)에 대하여 상대 이동시킴으로써, 제1 흡착부(13)와 제2 흡착부(23)를 간섭시키지 않고, 흡착부 전체의 제1 방향(X)의 치수가 조정된다. 흡착부 전체의 제1 방향(X)의 치수는, 일례로서, 제1 흡착부(13)의 흡착체의 기단으로부터 제2 흡착부(23)의 흡착체의 기단까지의 제1 방향(X)에서의 거리이고, 진입량(D24)의 변화에 따라 조정된다. 따라서, 핸드 본체의 교환과 같은 단부 교체 작업(외단 교체)없이 워크(90)의 반송을 계속할 수 있다. 또한, 워크(90)의 제1 방향(X)의 중앙부에서 흡착 면적이 커져서, 워크(90)를 안정적으로 들어올릴 수 있다.

본 실시예에서는, 제2 흡착부(23)에서도 흡착체(24, 25)가 쌍을 이루고 있다. 제1 흡착부의 흡착체(15)의 한 쌍의 흡착체(24, 25) 사이의 영역으로의 진입량(D25)이 제2 핸드 본체(21)의 제1 핸드 본체(11)에 대한 제1 방향(X)으로의 상대 이동에 따라서 변경된다. 흡착 면적의 증가에 의해 워크(90)를 안정적으로 들어올릴 수 있다.

흡착체의 하부에 연성 부재를 적용하고 있다. 흡착체가 장척(長尺)이라도, 또한, 단일의 흡착대가 복수의 워크(90)의 상면에 흡착할 필요가 있어도, 흡착체의 하면을 워크(90)의 상면에 밀착시킬 수 있어, 워크(90)를 안정적으로 들어올릴 수 있다.

반송 로봇(1)은, 제1 핸드 본체(11) 및 제2 핸드 본체(21)에 설치된 제1 위치 결정 기구(40) 및 제2 위치 결정 기구(45)를 구비하고 있다. 제1 위치 결정 기구(40)의 작용으로, 복수의 워크(90)을 일제히 들어올리는 경우에, 워크(90)가 제1 방향(X)으로 폭 맞춤되어, 워크(90)를 정렬 상태로 할 수 있다. 제2 위치 결정 기구(45)의 작용으로 복수의 워크(90)을 일제히 들어 올릴 경우에, 워크(90)는 제2 방향(Y)으로 정렬된다. 또한, 제2 핸드 본체(21)를 제1 핸드 본체(11)에 대하여 제2 방향(Y)으로 위치 결정할 수 있어서, 흡착체의 간섭 방지 및 워크(90)의 안정 반송을 실현할 수 있다.

지금까지 실시예에 대해 설명하였지만, 상기 구성은 본 발명의 범위 내에서 적절히 변경, 추가 및/또는 생략 가능하다.

반송 로봇(1)은 동축 쌍완 로봇에 한정되지 않는다. 쌍완 로봇의 경우, 제1 로봇 암(4a) 및 제2 로봇 암(4b)의 기단부는 비동축 형상의 개별의 축선 둘레로 회전 가능하게 기대에 연결되어도 좋다. 또한, 반송 로봇은, 제1 로봇 암(4a)을 구비하는 제1 로봇과, 제2 로봇 암(4b)을 구비하는 제2 로봇의 2대의 로봇으로 구성되고, 2대의 로봇의 협조 제어에 의해 상기 반송 작업을 실현하여도 좋다. 제1 로봇 암(4a) 및 제2 로봇 암(4b)은 수직 다관절형이라도 좋다. 제2 흡착부의 흡착체는 단일이어도 좋다. 제1 흡착부 및 제2 흡착부는 3개 이상의 흡착체를 구비하여도 좋다. 병렬의 복수의 워크(90)뿐만 아니라 단일 워크를 취급할 수도 있다.

1: 반송 로봇
3: 기대
4a: 제1 로봇 암
4b: 제2 로봇 암
11: 제1 핸드 본체
13: 제1 흡착부
14, 15: 흡착체
21: 제2 핸드 본체
23: 제2 흡착부
24, 25: 흡착체
31: 본체 부재
31a: 내부 공간
32: 연성 부재
33: 흡인구
40: 제1 위치 결정 기구
45: 제2 위치 결정 기구
59: 부압원
90, 90A, 90B: 워크
D15, D24: 진입량
X: 제1 방향
Y: 제2 방향
L1: 제1 축

Claims

워크의 상면에 흡착하여 상기 워크를 반송하는 반송 로봇으로서,
제1 로봇 암 및 제2 로봇 암과,
상기 제1 로봇 암에 부착되고, 상기 제1 로봇 암의 동작에 따라서 이동하는 제1 핸드 본체와,
상기 제2 로봇 암에 부착되고, 상기 제2 로봇 암의 동작에 따라서 이동하는 제2 핸드 본체와,
상기 제1 핸드 본체에 부착되고, 상기 워크의 상기 상면에 흡착하는 제1 흡착부와,
상기 제2 핸드 본체에 부착되고, 상기 워크의 상기 상면에 흡착하는 제2 흡착부를 구비하고,
상기 제1 흡착부가, 수평의 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향에 수직인 수평의 제2 방향으로 떨어진 한 쌍의 흡착체를 구비하고,
상기 제2 흡착부가, 상기 제1 방향으로 연장되는 적어도 1개의 흡착체를 구비하고, 상기 1개의 흡착체가, 상기 제2 핸드 본체의 상기 제1 핸드 본체에 대한 상기 제1 방향의 상대 이동에 따라서, 상기 제1 흡착부의 상기 한 쌍의 흡착부 사이의 영역으로의 진입량을 변경 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반송 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제2 흡착부는, 상기 제2 방향으로 떨어져서 상기 제1 방향으로 연장되는 한 쌍의 흡착체를 구비하고,
상기 제1 흡착부의 상기 한 쌍의 흡착체의 일방이, 상기 상대 이동에 따라서, 상기 제2 흡착부의 상기 한 쌍의 흡착체 사이의 영역으로의 진입량을 변경 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반송 로봇.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 흡착부에 인가되는 부압을 발생하는 부압원을 구비하고,
상기 흡착체가, 상기 부압원과 공간적으로 접속되는 내부 공간을 가지는 본체 부재와, 발포체로 구성되어 유연성을 가지고, 상기 본체 부재의 하면을 덮는 연성 부재와, 상기 제1 방향으로 간격을 두고 형성되고, 상기 연성 부재 및 상기 본체 부재를 관통하여 상기 내부 공간으로 개방된 복수의 흡인구를 구비하는 것을 특징으로 하는 반송 로봇.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 핸드 본체 및 상기 제2 핸드 본체에 설치되고, 상기 워크의 측면에 접촉하여 상기 제2 핸드 본체의 상기 제1 핸드 본체에 대한 상기 제1 방향에서의 위치를 위치 결정하는 제1 위치 결정 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 반송 로봇.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 핸드 본체 및 상기 제2 핸드 본체에 설치되고, 상기 워크의 측면에 접촉하여, 상기 제1 핸드 본체 및 상기 제2 핸드 본체의 상기 워크에 대한 상기 제2 방향에서의 위치를 위치 결정하는 제2 위치 결정 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 반송 로봇.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
1대의 기대를 더 구비하고,
상기 제1 로봇 암의 기단부 및 상기 제2 로봇 암의 기단부는, 상기 기대에 동축 상의 축선 둘레로 회전 가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 반송 로봇.