CN108237549B - 吸附装置与组装有该吸附装置的机器人 - Google Patents

Abstract

课题在于提供一种即使一边吸引保持鼓起的袋一边使其高速移动也会抑制袋的形状变化、从而不会扰乱袋的排列及集聚的新的吸附装置和安装有该吸附装置的机器人。吸附装置具备对袋进行吸附的多个吸盘和对各吸盘作用负压的负压室，上述吸盘由先与袋接触的较长的主吸盘、以及迟于该主吸盘地与袋接触的较短的副吸盘构成。由此，在主吸盘吸引袋而收缩时，多个副吸盘与袋接触而吸附袋，因此袋的上表面被覆盖其的吸盘限制。其结果，例如即使所吸附的袋高速地移动，袋也几乎不会变形，能够抑制内容物的侧偏。

Description

吸附装置与组装有该吸附装置的机器人

技术领域

本发明涉及机器人和在该机器人的可动前端部对物品进行吸引保持的吸附装置。

背景技术

作为安装于机器人的可动前端部的吸附装置，迄今为止提出了多种装置。其中，在轻轻地吸附柔软的袋时，使用了紧贴袋的表面的波纹管状的吸引管(参照下述专利文献)。

该吸引管在按压袋时的缓冲性与紧贴性优异，因此大多使用于特别是对像枕形包装袋那样鼓起的袋进行吸引保持的时候。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公表第2011-505265号公报。

发明内容

发明要解决的课题

然而，若保持着利用该吸引管吸附枕形包装袋的状态而使其高速移动，则袋的内容物向单侧移动而致使袋变形，因此若将其例如排列成生鱼片状，则袋的排列状态混乱，因此在整理它们而装箱时存在失败的情况。

本发明欲解决该问题，课题在于提供一种即使一边吸引保持鼓起的袋一边使其高速移动也会抑制袋的形状变化、从而不会扰乱袋的排列及集聚的新的吸附装置和安装有该吸附装置的机器人。

解决课题的手段

本发明的吸附装置的特征在于，具备对袋进行吸附的多个吸盘和对各吸盘作用负压的负压室，上述吸盘由先与上述袋接触的主吸盘、以及迟于该主吸盘地与上述袋接触的副吸盘构成。

此外，其特征在于，从负压室向下方延伸的主吸盘的长度比副吸盘的长度长。这里的长度是吸盘的向负压室安装的安装面至下端的吸附面的长度。由此，主吸盘先于副吸盘地与袋接触，因此可发挥按压袋时的缓冲性及柔软性，即使袋以枕形状鼓起，也能够可靠地对其进行吸附。

此外，其特征在于，主吸盘的吸附面比副吸盘的吸附面宽。由此，即使袋的表面产生凹凸，主吸盘也会将其包括在内地进行吸引，因此袋被可靠地吸附于主吸盘。

并且，其特征在于，主吸盘配置于与袋的中央部分对应的位置，副吸盘配置于与该袋的周缘部分对应的位置。由此，枕形袋的单面被多个吸盘在较宽的范围内限制，因此即使袋高速移动，也可抑制袋的变形。

此外，副吸盘以其吸附面覆盖袋的周缘部分的方式排列有多个，因此即使一部分的副吸盘吸附袋并受损，也能够减少漏气而抑制吸引力的降低。

此外，其特征在于，该吸附装置以能够装卸的方式安装于机器人的可动前端部。由此，即使切换袋尺寸，也能够通过更换成适合其尺寸的吸附装置而成为通用性较高的机器人。

除此之外，其特征在于，在机器人的可动前端部安装有将吸附装置的姿势从水平向倾斜、从倾斜向水平进行切换的切换机构。由此，即使在将袋排列成生鱼片状的情况下，也能够使用构造简单且廉价的并联机器人(parallel link robot)。

发明效果

根据本发明，利用先与袋接触的主吸盘和后与袋接触的副吸盘以覆盖袋的上表面的方式吸附来限制袋的单面，因此即使因袋的高速移动导致内容物移动，也能够抑制袋的变形。因此，即使在使吸附的袋向另一场所移动而排列成生鱼片状的情况下，也能够使袋的姿势稳定，消除整理它们而装箱时的错误。

此外，由于该吸附装置以能够装卸的方式安装于机器人的可动前端部，因此即使切换袋尺寸，也能够通过更换成适合其尺寸的吸附装置而成为通用性较高的机器人。

除此之外，由于在机器人的可动前端部安装有将吸附装置的姿势向水平向倾斜、从倾斜向水平进行切换的切换机构，因此，即使在将袋排列成生鱼片状的情况下，也能够使用构造简单且廉价的并联机器人。

附图说明

图1是本发明的吸附装置的一实施方式的外观立体图。

图2是从背面侧观察上述一实施方式的吸附头的外观立体图。

图3是组装有上述实施方式的吸附装置的机器人整体的外观立体图。

图4是表示上述机器人将袋排列成生鱼片状的情形的外观立体图。

附图标记说明

1、吸附头 2、切换机构

3、装卸机构 4、机器人

10、吸盘 11、负压室

12、主吸盘 13、副吸盘。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的吸附装置和组装有该吸附装置的机器人的一实施方式。此外，以下的实施方式是一个例子，并非限定本发明的技术范围。

图1示出本发明的吸附装置的一实施方式的外观立体图，图2示出从背面侧观察吸附头的外观立体图。在这些图中，吸附装置100具备吸附头1、切换该吸附头1的姿势的切换机构2、以及将吸附头1以能够装卸的方式安装于切换机构2的装卸机构3。

吸附头1具备对袋进行吸引保持的多个吸盘10、以及对各吸盘10作用负压的负压室11。此外，吸盘10由先与袋接触的较长的主吸盘12、以及迟于该主吸盘12地与袋接触的较短的副吸盘13构成。此外，负压室11的背面(图2的上表面)以沿着鼓起的枕形包装袋的上表面的方式成形为倒船底形。

这些吸盘10由利用硅酮橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶等成形的波纹管状的吸引管形成，特别是主吸盘12的吸附面形成为比副吸盘13的吸附面直径大。此外，主吸盘12为了吸附袋的中央部分，在负压室11的背面中央配置有二个，副吸盘13为了吸附袋的周缘部分，在负压室11的背面两侧的倾斜部分配置有多个。但是，它们的配置与数量可根据袋尺寸而适当地变更。

在吸附装置100吸附袋时，最先由较长的主吸盘12接触并吸附袋，接着由较短的多个副吸盘13接触并吸附袋，因此即使袋如枕头那样鼓起，袋的上表面也会被覆盖其的吸盘12、13把持并限制。其结果，即使吸附装置100被后述的机器人4抡起，也能够抑制袋的变形。

此外，在图2中，在负压室11的两侧的倾斜面将副吸盘13排列为交错状，但这是一个例子，也可以是在背面的中央部分也配置有副吸盘13。此外，在图2中，使负压室11的背面两侧倾斜，但也可以仅使单侧倾斜，形成侧视时为“へ”字那样的形状。并且，在该实施方式中，虽然吸附装置100包括切换机构2，但由于该切换机构2与机器人4的可动前端部一体化，因此该切换机构2也可以被视为机器人4的可动前端部。在该情况下，利用吸附头1和将其以能够装卸的方式安装于切换机构2的装卸机构3构成吸附装置100。

负压室11的内部与吸引软管14相连，吸引软管14经由图中没有示出的电磁阀连接于吸引鼓风机。因此，若电磁阀被控制接通·断开，则负压室11内在负压与大气压之间切换，并使其作用于各吸盘10。

将吸附头1在水平姿势与倾斜姿势之间切换的切换机构2包括：支承吸附头1的臂20和与该臂20的侧面一体化的带轮21；水平轴23，其固定于框架22，将上述带轮21支承为旋转自如；伺服马达24，其安装于框架22；驱动带轮25，其安装于伺服马达24的旋转轴；以及同步带26，其架设于驱动带轮25与上述带轮21之间。

而且，若使伺服马达24驱动而使驱动带轮25正转·反转，则经由同步带26而使带轮21正转·反转。伴随于此，与带轮21一体化的臂20绕水平轴23转动，因此安装于臂20前端部的吸附头1从水平姿势向倾斜姿势、从倾斜姿势向水平姿势地进行切换。

此外，在臂20内形成有将负压室11内与吸引软管14连接的、由单点划线表示的管道15。该管道15的内径与吸引软管14大致为同径。

装卸机构3将与袋尺寸对应的各种形状的吸附头1更换自如地进行安装。具体而言，使安装于臂20的前端下面的碟状的盘30和固定于负压室11的中央上表面的同样为碟状的盘31彼此相向地重合，然后在它们的周缘卷绕绕紧带32，进而操作将绕紧带32的接缝紧固的肘杆机构(toggle mechanism)的杆33，绕紧带32就会从上下方向与水平方向紧固上下的盘30、31的周缘。由此，能够将吸附头1装卸自如地安装于臂20的前端下部。此外，在上下的盘30、31的中央部分形成有成为管道15的一部分的贯通孔。因此，这些盘30、31成为在西餐盘的中央部分形成有贯通孔的形状。

图3示出将该吸附装置100安装于机器人4的可动前端部的一个例子。该机器人4是公知构成的并联机器人，在其可动前端部固定有吸附装置100。

该机器人4具备：以120度的相位相等配置的三个摆动臂40；三个伺服马达41，其使各摆动臂40向上下方向摆动；三组平行连杆43，其经由关节42安装于各摆动臂40的前端部；以及底座部45，其经由相同的关节44安装于各平行连杆43的下端部。而且，通过分别对各摆动臂40进行驱动控制，使得底座部45在规定的可动范围内三维地移动。

由于在该底座部45固定有图1的吸附装置100的框架22，因此也能够将包括该框架22的切换机构2视作机器人4的可动前端部。这种机器人4配置于运进传送带5的上方，利用吸附装置10提起由运进传送带5运送过来的袋B，并将其斜立在排列传送带6上，如图4所示，以生鱼片状排列。

运进传送带5配置于上层，排列传送带6配置于与其正交的方向的下层。运进传送带5是将从上游的制袋包装机排出的枕形包装袋B运送至机器人4的传送带的终端部分。在该运进传送带5的规定位置上方配置有检测袋B的非接触型的接近传感器50，其检测信号被输入到机器人4与吸附装置100。

排列传送带6由上游的传送带61与下游的传送带62构成，在这些传送带61、62例如将七个袋B整理为一组时，直到袋B载置成七个生鱼片状之前，这些传送带61、62步调一致地间歇地使带行驶。然后，若最后的第8个袋B载置于上游的传送带61，则这些传送带61、62使带行驶比间歇行驶时长的距离，从后方拉开与排列成生鱼片状的后续组之间的间隔。

接下来，对机器人4与吸附装置100的各动作进行说明。

在初始状态下，机器人4如图3所示那样在运进传送带5的上方规定位置待机。此外，在该状态下吸附装置100切换电磁阀，使负压室11内向大气压敞开。然后，若从接近传感器50向机器人4与吸附装置100输入检测出袋B的信号，则吸附装置100切换电磁阀而使负压室11内成为负压。

另一方面，机器人4在检测出的袋B到达吸附装置100的下方的时刻，使吸附装置100下降至规定程度，之后使其反转上升。由此，吸附装置100一边利用吸盘10吸引保持袋B的上表面，一边提起袋B。接着，机器人4将所吸附的袋B运送至下游的传送带61并在规定位置降落。此时，在袋B是一组之中的最初的袋B时，将吸附装置100保持水平姿势地降落，但在第二个之后的袋B的情况下，如图4所示，使切换机构2工作，使吸附头1切换为倾斜姿势并且降落。

若机器人4向吸附装置100传达袋B已降落到规定位置的情况，则吸附装置100切换电磁阀而使负压室11内向大气敞开，并且向机器人4发送结束信号。于是，吸引保持于吸盘10的袋B残留在传送带61上，因此机器人4使吸附头1上升，并使其返回到初始位置。

此外，若利用接近传感器50检测接下来的袋B，则再次重复以上的动作。这样，若袋B从上游起逐个运送过来，则机器人4与吸附装置100一边吸附其一边提起，在下游的传送带61上以生鱼片状排列。

以上，说明了本发明的一实施方式，但本发明并不限定于此，也能够采用其他实施方式。例如，作为机器人，能够取代并联机器人采用而多轴构成的多关节机器人。此外，作为袋的排列形态，不仅能够采用生鱼片状，例如也能够采用卍状、田字状等的排列。此外，也能够在把在传送带上排列的袋整理而装箱的情况下的吸附装置中采用。

Claims (7)

1.一种吸附装置，其特征在于，

具备对袋进行吸引保持的多个吸盘和对各吸盘作用负压的负压室，所述吸盘由先与所述袋接触的主吸盘以及迟于所述主吸盘地与所述袋接触的副吸盘构成，

所述负压室具备配置有所述主吸盘的平面和配置有所述副吸盘的相对于所述平面的倾斜面，

配置于所述平面上的所述主吸盘的吸附所述袋的吸附面与配置于所述倾 斜面上的所述副吸盘的吸附所述袋的吸附面在空间上交叉。

2.根据权利要求1所述的吸附装置，其特征在于，

从所述负压室向下方延伸的所述主吸盘的长度比所述副吸盘的长度长。

3.根据权利要求1或2所述的吸附装置，其特征在于，

所述主吸盘的吸附面比所述副吸盘的吸附面宽。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的吸附装置，其特征在于，

所述主吸盘配置于与所述袋的中央部分对应的、所述负压室的中央位置，所述副吸盘配置于与所述袋的周缘部分对应的、所述负压室的周缘位置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的吸附装置，其特征在于，

所述吸盘由波纹管状的柔软的吸引管形成。

6.一种机器人，其特征在于，

在机器人的可动前端部以能够装卸的方式安装有权利要求1至5中任一项所述的吸附装置。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，

在所述可动前端部安装有将所述吸附装置的姿势从水平向倾斜、从倾斜向水平进行切换的切换机构。

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