CN107792664B - 工件搬运系统以及工件搬运方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工件搬运系统及工件搬运方法。该工件搬运系统(1)包括：机械手(4)，其具有主体部(7)和一个以上的吸附部(8)，所述吸附部(8)通过从主体部(7)的某表面突出的前端吸附所述工件(W)，从而保持所述工件(W)，且使所述工件(W)与所述表面之间隔开缝隙；搬运机构(2)，其通过使机械手(4)移动而将所述工件(W)搬运到规定的搬运目的地(6)；工件释放部件(9)，其配置在搬运机构(2)的搬运目的地(6)的上方，且从吸附部(8)释放所述工件(W)；以及升降机构(10)，其使工件释放部件(9)或所述工件(W)上升或下降，并且工件释放部件(9)具有大致水平配置的悬臂梁状的爪部，且所述爪部具有能够插入所述缝隙的形状。

Description

工件搬运系统以及工件搬运方法

技术领域

本发明涉及一种工件搬运系统以及工件搬运方法。

背景技术

以往，作为用于搬运注塑成型的成型品等的重量轻且微小的工件的系统，已知有通过安装于机器人手腕的成型品取出用工具，利用负气压进行吸引，从而保持工件并进行搬运的系统(例如，参照专利文献1)。

在这样的系统中，通常在释放被搬运的工件时，将利用成型品取出用工具保持工件的负气压切换为正气压，从而使工件被吹下。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-155519号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在利用正气压吹下工件的方法中，如果工件重量轻且较为微小，则会发生工件因气压而飞散，无法在规定位置释放、或者工件彼此重叠的情况，因而存在难以使工件以某种程度排列的状态释放这样的不便。另外，如果为了防止工件飞散而减弱正气压，则由于释放需要花费时间，存在生产间隔时间变长这样的问题。

本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种工件搬运系统以及工件搬运方法，能够在短时间内使重量轻且微小的工件以某种程度排列的状态可靠地释放。

解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明提供以下手段。

本发明的一个方面提供一种工件搬运系统，其包括：机械手，其具有主体部和一个以上的吸附部，所述吸附部通过从所述主体部的某表面突出的前端吸附工件，从而保持所述工件，且使所述工件与所述表面之间隔开缝隙；搬运机构，其通过使所述机械手移动而将所述工件搬运到规定的搬运目的地；工件释放部件，其配置在所述搬运机构的所述搬运目的地的上方，且从所述吸附部释放所述工件；以及升降机构，其使所述工件释放部件或所述工件上升或下降，所述工件释放部件具有配置为大致水平的悬臂梁状的爪部，且所述爪部具有能够插入所述缝隙的形状。

根据本方面，通过从主体部的表面突出的吸附部的前端吸附工件，从而以工件相对于主体部的表面隔开缝隙的状态保持工件，同时通过搬运机构的动作移动机械手，将工件搬运到规定的搬运目的地。并且，在搬运目的地，使下部配置有工件的机械手相对于工件释放部件移动，该工件释放部件具有配置为大致水平的悬臂梁状的爪部，从而将爪部插入到主体部的表面与工件之间的缝隙中。在该状态下，通过使升降机构动作而使工件释放部件下降或者使工件上升，从而能够利用爪部向下方按压工件，使工件从吸附部脱离并释放在配置于爪部的下方的搬运目的地上。

在该情况下，根据本方面，在将吸附部吸附的工件释放到搬运目的地时，并不是利用正气压吹下工件，因此即使是重量轻且较为微小的工件，也不会被空气压吹散，从而能够以某种程度排列的状态将工件释放于搬运目的地。另外，与通过使吸附部的吸附状态变弱来进行释放的情况不同，由于是利用爪部刮落吸附状态的工件，因此能够在短时间内更可靠地进行工件的释放，提高了生产率。

在上述方面中，上述爪部也可以具有能够使所述吸附部插入的宽度尺寸的狭缝。

通过这样的构成，如果在主体部的表面与工件之间的缝隙中插入爪部，则吸附部被收容在设置于爪部的狭缝中，因此通过使爪部下降，能够利用夹着吸附部两侧的爪部向下方按压工件，从而能够更可靠地使工件脱离吸附部的吸附状态。

另外，在上述方面中，也可以具有两列以上隔开间隔且平行的所述吸附部，还可以具有两列以上隔开间隔且平行的所述狭缝。

通过这样的构成，能够使多个工件一次性地从机械手脱离，且能够将工件以某种程度排列的状态释放到规定的搬运目的地，因此能够提高生产率。

另外，本发明的其他方面提供一种工件搬运方法，包括以下步骤：保持步骤，通过从机械手的某表面突出的吸附部的前端吸附工件，从而保持所述工件，且使所述工件与所述表面之间隔开缝隙；移动步骤，移动所述机械手，以在搬运目的地使得通过所述保持步骤保持的所述工件配置于所述机械手的下部；插入步骤，通过所述机械手的移动，在所述搬运目的地的上方将大致水平的悬臂梁状配置的爪部插入到所述缝隙中；以及工件释放步骤，使所述爪部下降或者使所述工件上升，从而通过所述爪部向下方按压所述工件，从所述吸附部释放所述工件。

发明的效果

根据本发明，能够实现在短时间内可靠且以某种程度排列的状态释放重量轻且微小的工件这样的效果。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的工件搬运系统的局部立体图。

图2是对图1的工件搬运系统的工件搬运方法进行说明的流程图。

图3是表示图1的工件搬运系统中，机械手吸附工件的第一位置的图。

图4是表示图1的工件搬运系统中，将机械手抓握的带浇道的浇口排出后的第二位置的图。

图5是表示通过升降机构使爪部从图4的状态向上方位置上升的状态的图。

图6是表示从图5的状态使机械手水平移动而将爪部插入到主体部与工件之间的缝隙中的状态的图。

图7是表示通过升降机构使爪部从图6的状态向下方位置下降而将工件释放到输送机上的状态的图。

图8是表示在图7中使释放了工件的机械手返回第一位置的状态的图。

图9是表示图1的工件搬运系统的变形例中，机械手吸附工件的第一位置的图。

图10是表示从图9的状态通过升降机构使爪部向上方位置上升的状态的图。

图11是表示从图10的状态使机械手水平移动而将爪部插入到主体部与工件之间的缝隙的状态的图。

图12是表示从图11的状态通过升降机构使爪部向下方位置下降而将工件释放到输送机上的状态的图。

图13是表示在图12中使释放了工件的机械手返回第一位置的状态的图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的一实施方式的工件搬运系统1以及工件搬运方法进行说明。

本实施方式的工件搬运系统1，例如是从注塑成型机的模具中取出由通过021注塑成型机而成型的成型品构成的工件W，并搬运到作为搬运目的地的皮带运输机6的系统。如图1所示，该工件搬运系统1包括：机器人(搬运机构)2；机械手4，其安装于该机器人2的手腕前端，用于吸附并保持工件W；工件释放部5，用于使被机械手4以吸附状态保持的工件W从机械手4脱离。图中的附图标记6a是皮带运输机6的传送带，附图标记6b是皮带运输机6的主体部。

机器人2可以是任意的结构，例如是以高周期从注塑成型机的模具进行高速取出的SCARA机器人。在图1中，仅以点划线表示机器人2的末端执行器3。机器人2具有能够在动作范围内进行移动，该动作范围在如图3所示的从注塑成型机的模具取出由成型品构成的工件W的第一位置与如图4所示的在宽度方向上隔着皮带运输机6而配置在第一位置的相反侧的第二位置之间。

机械手4具有安装于机器人2的末端执行器3上的带板状的主体部7和从该主体部7的一侧面突出的多列(例如，2个×2列＝4个)吸附部8。吸附部8是圆筒状的吸附垫，连接有未图示的配管，且能够通过使内部变为负压而进行吸引。由此，能够以吸附状态对与吸附部8的前端接触的工件W进行保持。并且，两列吸附部8被配置为隔开间隔地平行排列。

工件释放部5具有工件释放部9和升降机构10，工件释放部9配置在皮带运输机6的长边方向的一部分的上方，升降机构10用于使该工件释放部件9上升或下降。

如图1所示，工件释放部件9具有三个隔开间隔且平行延伸的大致水平的悬臂梁状的爪部11。爪部11形成为具有沿同一方向形成的两列平行的狭缝12的梳齿状，该狭缝12以与机械手4的吸附部8的列的间隔一致的间隔形成。

爪部11的厚度尺寸形成为比机械手4的吸附部8的高度尺寸小，狭缝12的宽度尺寸设定为比吸附部8的外径尺寸宽。由此，使工件W朝下，吸附部8的列与狭缝12一致，并且使机械手4以各吸附部8的前端吸附工件W的状态，从狭缝12的开口端侧水平移动并接近工件释放部件9，从而将吸附部8插入到狭缝12中，各爪部11插入到主体部7的一侧面与工件W之间的缝隙中。

升降机构10例如是气缸，能够使工件释放部件9在上方位置与下方位置之间上升或下降。该上方位置是将爪部11插入到主体部7的一侧面与工件W之间的缝隙的位置，该下方位置是从该上方位置下降规定距离的位置。工件释放部件9的升降距离被设定为，通过工件释放部件9向下方按压工件W，从而解除吸附部8的吸附状态的距离。

下面对使用了上述构成的涉及本实施方式的工件搬运系统1的工件搬运方法进行说明。

如图2所示，本实施方式的工件搬运方法包括：保持步骤S1，吸附工件W并将其保持于机械手4；移动步骤S2，移动进行保持的机械手4；插入步骤S3，将爪部11插入到主体部7与工件W之间的缝隙中；工件释放步骤S4，使爪部11下降并将工件W释放到皮带运输机6上。

保持步骤S1是通过使由圆筒状的吸附垫构成的吸附部8的内部减压，从而在吸附部8的前端吸附工件W的步骤，如图3所示，四个吸附部8(图3中仅显示了两个)能够各自独立地使内部减压。由于吸附部8相对于主体部7突出了规定的高度尺寸，因而在保持于前端的工件W与主体部7之间形成有等同于吸附部8的高度尺寸的缝隙。

移动步骤S2是通过使安装有机械手4的机器人2动作，从而将机械手4吸附的工件W从注塑成型机取出并移动到搬运目的地，即皮带运输机6的步骤。

在图3至图8所示的实施例中具有浇口卡盘(sprue chuck)14，在从注塑成型机取出工件W时，该浇口卡盘14抓握从工件W切断的带浇道(runner)的浇口(sprue)13。如图3所示，在使升降机构10动作而将爪部11下降到下方位置的状态下，如图4所示，通过机器人2的动作，将吸附了工件W的机械手4在水平方向上移动到宽度方向上隔着皮带运输机6并与注塑成型机相反的一侧的位置后，排出通过浇口卡盘14抓握的带浇道的浇口13。

插入步骤S3，在图4的带浇道的浇口13排出后，如图5所示，使升降机构10动作而将爪部11上升到上方位置，如图6所示，通过机器人2的动作使机械手4在水平方向上向返回注塑成型机侧的方向移动。爪部11被配置于上方位置，由于在该位置爪部11和机械手4的主体部7与工件W之间的缝隙的位置一致，因此机械手4的两列吸附部8分别被插入到两列狭缝12中。

工件释放步骤S4，在图7的位置上，通过使升降机构10动作而将爪部11移动到下方位置，利用爪部11向下方按压工件W，从而解除吸附部8的吸附状态，如图8所示，工件W被释放到下方的皮带运输机6上。通过使释放了工件W的机械手4保持原样地向注塑成型机的一侧进行水平移动，从而进行下一次的工件W的吸附。

像这样，根据本实施方式的工件搬运系统1以及工件搬运方法具有以下优点，由于在将工件W释放到皮带运输机6上时，并未利用正气压吹下工件W，因此即使是微小的成型品那样的重量轻的工件W也不会发生飞散，从而能够使工件W以某种程度排列的状态释放到皮带运输机6上。另外，由于并不是缓慢地释放吸附状态的工件，因而还具有能够迅速释放工件W，防止增加生产间隔时间这样的优点。

另外，在图9至图12所示的实施例中，针对从注塑成型机取出工件W时未抓握从工件W切断的带浇道的浇口13的情况进行说明。

此时，由于不需要排出带浇道的浇口13，因此将爪部11的狭缝12的朝向设定为与上述相反的方向，如图9所示，在保持步骤S1中，在使吸附了工件W的机械手4向皮带运输机6上移动的期间，如图10所示，通过使升降机构10动作，从而将爪部11上升到上方位置，如图11所示，进行将吸附部8插入到狭缝12中的步骤S3即可。

并且，如图12所示，通过升降机构10的动作而使爪部11下降到下方位置，从而进行将工件W释放到皮带运输机6上的工件释放步骤S4，如图13所示，使机械手4向反方向移动，重复从下一次的工件W的保持步骤S1开始的工序即可。

此外，虽然在本实施方式中例示了吸附部8利用使圆筒状的吸附垫的内部减压而产生气压差来吸附工件W的方式，但作为替代，在工件W是由磁性材料构成的物件的情况下，也可以采用通过永久磁铁或电磁铁等的磁吸引力来吸附工件W的吸附部。

并且，作为搬运目的地，虽然例示了皮带运输机6，但也可以采用被要求以某种程度排列的方式进行释放的托盘等的其他任意的搬运目的地。

并且，作为爪部11，虽然例示了具有两个狭缝12的情况，但作为替代，也可以根据被设置于机械手4的吸附部8的列数，采用具有单一狭缝或三个以上狭缝的爪部。

并且，作为升降机构10，虽然例示了气缸，但并不局限于此，也可以是组合伺服马达与曲柄机构、凸轮机构或滚珠丝杠等来进行高速且高精度的位置控制。在以高速的动作提高生产率并通过正确的位置控制来抑制皮带运输机6的振动、工件W的反弹的同时，还能够进一步以高精度排列的状态释放工件W。

并且，虽然在本实施方式中例示了将升降机构10固定于皮带运输机6的情况，但也可以通过将升降机构10与注塑成型机、皮带运输机6独立配置，从而具有不受注塑成型机的振动的影响，也不会将升降爪部11时的振动赋予给皮带运输机6的一侧，在结果上不使被释放到皮带运输机6上的工件W的位置杂乱这样的优点。

另外，也可以使由升降机构10进行的爪部11的上升指令、下降指令以及确认信号在机器人2与升降机构10的驱动装置之间进行交换，在逻辑控制器处于机器人2的上位的情况下，也可以由逻辑控制器来驱动升降机构10。

另外，作为搬运机构，即机器人2虽然例示了SCARA机器人，但并不限于此。

另外，在上述实施方式中，在利用升降机构10使爪部11上升的状态下，在将爪部11插入主体部7与工件W之间之后，利用升降机构10使爪部11下降，从而解除吸附状态并使工件W释放在下方的皮带运输机6上。也可取而代之，在皮带运输机6的上方将爪部11固定于空开间隔的位置，在将爪部11插入主体部7与工件W之间之后，通过被设置于机械手4与吸附部8之间的升降机构(图示略)，使工件W上升，从而解除吸附状态。另外，也可在构成搬运机构的机器人2本身设置升降机构，通过使机械手4本身上升来解除吸附状态。

附图标记

1 工件搬运系统

2 机器人(搬运机构)

4 机械手

6 皮带运输机(搬运目的地)

7 主体部

8 吸附部

9 工件释放部件

10 升降机构

11 爪部

12 狭缝

W 工件

S1 保持步骤

S2 移动步骤

S3 插入步骤

S4 工件释放步骤

Claims (5)

1.一种工件搬运系统，其特征在于，包括：

机械手，其具有主体部和一个以上的吸附部，所述吸附部通过从所述主体部的某表面突出的前端吸附工件，从而保持所述工件，且使所述工件与所述表面之间隔开缝隙；

搬运机构，其通过以使由所述吸附部保持的所述工件朝向下方的方式移动所述机械手，从而将所述工件搬运到规定的搬运目的地；

工件释放部件，其配置在所述搬运机构的所述搬运目的地的上方，且从所述吸附部释放所述工件；以及

升降机构，其使所述工件释放部件或所述工件上升或下降，

所述工件释放部件具有配置为大致水平的悬臂梁状的爪部，且所述爪部具有能够插入所述缝隙的形状，

所述搬运机构通过使所述机械手沿大致水平方向朝向所述搬运目的地的上方移动，从而使所述爪部沿大致水平方向插入到所述缝隙中，

所述升降机构通过使所述爪部下降或者使所述工件上升，从而利用被插入到所述缝隙中的所述爪部将保持着被所述吸附部吸附的状态的所述工件向下方按压，将所述工件从所述吸附部向下方的所述搬运目的地释放。

2.根据权利要求1所述的工件搬运系统，其特征在于，

所述爪部具有能够使所述吸附部插入的宽度尺寸的狭缝。

3.根据权利要求2所述的工件搬运系统，其特征在于，

具有两列以上隔开间隔且平行的所述吸附部，

具有两列以上隔开间隔且平行的所述狭缝。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的工件搬运系统，其特征在于，

所述吸附部为圆筒状的吸附垫，并且能够通过内部的负的空气压来吸附所述工件，

在保持维持着所述吸附垫的内部的负的空气压的状态下，通过所述爪部将所述工件向下方按压而向所述搬运目的地释放。

5.一种工件搬运方法，其特征在于，包括以下步骤：

保持步骤，通过从机械手的某表面突出的吸附部的前端吸附工件，从而保持所述工件，且使所述工件与所述表面之间隔开缝隙；

移动步骤，移动所述机械手，使得通过所述保持步骤保持的所述工件在搬运目的地配置于所述机械手的下部；

插入步骤，通过所述机械手的沿大致水平方向的移动，将在所述搬运目的地的上方呈大致水平的悬臂梁状配置的爪部沿大致水平方向插入到所述缝隙中；以及

工件释放步骤，使所述爪部下降或者使所述工件上升，从而通过所述爪部将保持着被所述吸附部吸附的状态的所述工件向下方按压，将所述工件从所述吸附部向下方的所述搬运目的地释放。