CN112549058A

CN112549058A - 工件接受支承装置

Info

Publication number: CN112549058A
Application number: CN202010982455.3A
Authority: CN
Inventors: 木村睦
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2020-09-17
Publication date: 2021-03-26
Also published as: US20210086330A1; JP2021049604A; DE102020005368A1; JP7306936B2; US11364598B2

Abstract

本发明提供一种即使是在对具有不同的非直平面的工件依次进行支承的情况下也能够更加可靠地支承各工件的工件接受支承装置。其是与具有多种不同的非直平面的多个工件的所述非直平面依次抵接，并且能够依次对该工件进行支承的工件接受支承装置，该工件接受支承装置具有：至少1个定位构件，其与工件抵接并且相对于工件进行定位；以及多个表面仿形构件，其与由定位构件定位了的工件抵接并且设为能够跟随工件的表面旋转移动以及直线移动，定位构件以及表面仿形构件具有：抵接部，其与工件抵接而对工件进行支承；以及滑动部，其位于抵接部的两侧，并且在与工件接触了时能够跟随工件的表面而进行滑动。

Description

工件接受支承装置

技术领域

本发明涉及一种工件接受支承装置。

背景技术

以往，公知有一种利用设置为能够追随工件而移动的多个吸附体来对具有翘曲的工件进行吸附支承的支承装置(例如，参照专利文献1等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-321181号公报

发明内容

发明要解决的问题

在对具有预定的表面形状的工件进行支承的情况下，需要利用旋转机构和直线运动机构使与工件抵接的多个吸附部分别进行移动，以跟随工件的表面形状，由此，使各吸附部与工件的表面紧密接触。

然而，在利用支承装置对具有多种不同的非直平面的工件依次进行支承的情况下，存在如下问题。此外，所谓的具有非直平面的工件是指在与支承装置抵接而被支承的工件表面的至少局部包括曲面、多个平坦面交叉而成的倾斜面中的至少任一种形状的工件。在具有非直平面的工件中，不包括与支承装置抵接而被支承的工件表面的整体仅由平坦的一个平面(直平面)构成的表面形状的工件。

在对第1工件进行了支承之后，支承装置的多个吸附部的配置被维持成跟随第1工件的非直平面的状态。因此，存在如下情况：在对第1工件进行了支承之后，当利用相同的支承装置对具有与第1工件的非直平面不同的非直平面的第2工件进行支承时，即使将各吸附部按压于第2工件，也无法使各吸附部跟随第2工件的非直平面进行移动，无法使所有的吸附部与第2工件的表面紧密接触。

因此，期望的是，即使在对具有不同的非直平面的工件依次进行支承的情况下也能够更加可靠地支承各工件。

用于解决问题的方案

本公开的一个形态是与具有多种不同的非直平面的多个工件的所述非直平面依次抵接，并且能够依次对该工件进行支承的工件接受支承装置，该工件接受支承装置具有：至少1个定位构件，其与所述工件抵接并且相对于所述工件进行定位；以及多个表面仿形构件，其与由所述定位构件定位了的所述工件抵接并且设为能够跟随所述工件的表面旋转移动以及直线移动，所述定位构件以及所述表面仿形构件具有：抵接部，其与所述工件抵接而对所述工件进行支承；以及滑动部，其位于所述抵接部的两侧，并且在与所述工件接触了时能够跟随所述工件的表面而进行滑动。

发明的效果

根据本公开的一个形态，能够提供一种即使是在对具有不同的非直平面的工件依次进行支承的情况下也能够更加可靠地支承各工件的工件接受支承装置。

附图说明

图1是表示本公开的一实施方式的工件接受支承装置的立体图。

图2是表示本公开的一实施方式的工件接受支承装置的主视图。

图3是表示本公开的一实施方式的工件接受支承装置的仰视图。

图4是表示本公开的一实施方式的工件接受支承装置的定位构件以及表面仿形构件的共用的一部分的放大图。

图5是说明利用本公开的一实施方式的工件接受支承装置对曲率不同的第1工件以及第2工件进行支承前的状态的立体图。

图6是表示利用本公开的一实施方式的工件接受支承装置开始对第1工件进行支承的状态的仰视图。

图7是表示利用本公开的一实施方式的工件接受支承装置对第1工件进行了支承的状态的仰视图。

图8是表示利用本公开的一实施方式的工件接受支承装置对第1工件进行了支承的状态的立体图。

图9是表示在利用本公开的一实施方式的工件接受支承装置对第1工件进行了支承后开始对曲率不同的第2工件进行支承的状态的仰视图。

图10是表示在利用本公开的一实施方式的工件接受支承装置对第1工件进行了支承后对曲率不同的第2工件进行支承的过程的仰视图。

图11是表示在利用本公开的一实施方式的工件接受支承装置对第1工件进行了支承后对曲率不同的第2工件进行了支承的状态的仰视图。

图12是表示本公开的另一实施方式的工件接受支承装置的定位构件以及表面仿形构件的共用的一部分的放大图。

图13是表示本公开的另一实施方式的工件接受支承装置的主视图。

附图标记说明

1、工件接受支承装置；3、定位构件；4、表面仿形构件；33、43、抵接部；35、45、滑动部；331、431、吸盘；351、451、辊(旋转构件)；353、453、构件；W1、第1工件；W2、第2工件。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的工件接受支承装置的一实施方式进行说明。如图1～图3所示，工件接受支承装置1在由矩形的平板形成的共用基板2的面向Z2方向的安装侧面21具有使工件抵接并进行支承的定位构件3以及表面仿形构件4。工件接受支承装置1经由共用基板2而安装于未图示的机器人手臂、起重机的前端部。工件接受支承装置1利用机器人手臂、起重机的动作而向任意的方向移动，并且通过反复动作来使具有多种不同的非直平面的多个工件(例如，后述第1工件W1以及第2工件W2)依次抵接并进行支承。

此外，在各图中所示的方向中，X方向为沿着共用基板2的面方向的方向，其表示工件接受支承装置1的宽度方向。Y方向为沿着共用基板2的面方向的方向，其表示与X方向正交的方向。Y1方向表示工件接受支承装置1对工件进行支承时朝向工件移动的方向，Y2方向表示对工件解除了支承的工件接受支承装置1自工件离开时移动的方向。Z方向表示与共用基板2垂直的方向。Z1方向表示所述Z2方向的相反方向。

定位构件3是与工件(参照图5等所示的第1工件W1、第2工件W2)抵接而对工件进行支承并且决定工件接受支承装置1相对于工件的位置的构件。定位构件3以相对于共用基板2的安装侧面21无法在XYZ方向中的任一方向上移动的方式固定地设置。但是，定位构件3能够跟随工件的表面形状而绕轴线C1以任意角度旋转移动。轴线C1沿着与共用基板2的安装侧面21垂直的Z方向配置。

表面仿形构件4与定位构件3同样地为与工件抵接而对工件进行支承的构件。表面仿形构件4被设为相对于共用基板2的安装侧面21无法在X方向以及Z方向上移动。但是，表面仿形构件4被设为能够沿着Y方向直线移动，并且被设为能够跟随工件的表面形状而绕轴线C2以任意角度旋转移动。轴线C2与轴线C1同样地沿着与共用基板2的安装侧面21垂直的Z方向配置。

本实施方式的工件接受支承装置1具有1个定位构件3和分别配置在该定位构件3的两侧的两个表面仿形构件4、4。但是，定位构件3不限于1个。也可以是两个以上的定位构件3配置在相邻的表面仿形构件4、4之间。此外，也可以是表面仿形构件4以隔着定位构件3的方式在单侧各配置两个以上。

接着，对定位构件3和表面仿形构件4的具体的构造进行说明。定位构件3和表面仿形构件4在是否设为能够相对于共用基板2进行直线移动这一点上是不同的，除此以外具有相同构造。因此，在以下说明中，对定位构件3以及表面仿形构件4的构造一并标注附图标记而一起进行说明。

定位构件3以及表面仿形构件4分别具有基部31、41、支承板部32、42、抵接部33、43、旋转机构部34、44、滑动部35、45。

基部31、41是将定位构件3以及表面仿形构件4安装于共用基板2的部位。基部31、41在自Z方向进行观察时形成为大致四边形形状，并且与共用基板2的安装侧面21大致平行地配置。

支承板部32、42是对抵接部33、43进行支承的部位。如图1以及图3所示，支承板部32、42在工件接受支承装置1还未开始对工件进行支承的初始状态下，自基部31、41的Y2方向侧的端部沿着与基部31、41垂直的Z2方向延伸。

抵接部33、43是与工件抵接并且吸附并支承工件的部位。抵接部33、43在上述的工件接受支承装置1的初始状态下，在支承板部32、42的面向Y1方向的侧面被设置成矩形形状。如图3所示，抵接部33、43以向Y1方向稍微突出的方式沿着X方向弯曲。抵接部33、43在Z方向上未进行弯曲。

本实施方式的抵接部33、43具有利用磁力对金属制的工件进行吸附的磁体。既可以是抵接部33、43本身由磁体形成，也可以是在抵接部33、43的内部配置磁体。作为磁体，能够使用在对工件进行吸附时通电而产生磁力的电磁体。

旋转机构部34、44设于基部31、41的中央部。旋转机构部34、44具有：旋转圆板341、441，其设为能够相对于基部31、41而绕轴线C1、C2以任意角度自由旋转；以及固定板342、442，其固定于旋转圆板341、441的上表面(与支承板部32、42相反的一侧的面，面向Z1方向的侧面)。固定板342、442是分别将定位构件3、表面仿形构件4固定于共用基板2的部位。固定板342、442能够与旋转圆板341、441一体地相对于基部31、41而绕轴线C1、C2旋转。

滑动部35、45分别配置于抵接部33、43的工件接受支承装置1的宽度方向(X方向)上的两侧。详细而言，在定位构件3以及表面仿形构件4的支承板部32、42的下端面321、421(与共用基板2相反的一侧的端面、面向Z2方向的端面)安装有对滑动部35、45进行支承的支承板36、46。支承板36、46具有分别自支承板部32、42的两侧伸出的宽度(沿着X方向的宽度)。滑动部35、45配置于分别自支承板部32、42的两侧伸出的支承板36、46的伸出部361、461。

本实施方式的滑动部35、45由作为旋转构件的辊351、451构成。辊351、451安装成能够绕自伸出部361、461沿着Z1方向延伸的旋转轴352、452进行旋转。如图3以及图4所示，辊351、451的外径被设定成自伸出部361、461的周缘分别向沿着X方向的定位构件3以及表面仿形构件4的侧方以及Y1方向突出。因此，当工件朝向支承板36、46接近时，工件与辊351、451接触而不与支承板36、46接触。在辊351、451与工件接触之后，当辊351、451与工件相对地进行移动时，辊351、451能够容易地进行旋转。因此，利用辊351、451的旋转而顺畅地进行表面仿形构件4和工件的相对位置的变化。

支承板36、46利用贯通螺钉贯通孔362、462的固定螺钉363、463固定于支承板部32、42的下端面321、421。如图3所示，螺钉贯通孔362、462为在工件接受支承装置1的初始状态下在Y方向上较长的长孔。因此，能够对支承板36、46相对于支承板部32、42的Y方向上的位置进行调整。由此，定位构件3以及表面仿形构件4能够根据要支承的工件的大小、曲率等条件，对滑动部35、45相对于抵接部33、43的最佳位置进行调整。

接着，分别对定位构件3以及表面仿形构件4相对于共用基板2的固定构造进行说明。

定位构件3经由固定板342固定于共用基板2。如图1～图3所示，在共用基板2的安装侧面21设有沿着Y方向延伸的一对平行的安装臂部22、22。安装臂部22、22的间隔与固定板342的宽度相等。如图1所示，安装臂部22、22具有相对于共用基板2而沿着Y1方向延伸的延伸部分221、221。定位构件3的固定板342在被一对延伸部分221、221夹持着的状态下由螺钉等固定。由此，定位构件3被配置成相对于共用基板2而基部31的大致整体自共用基板2向Y1方向突出，并且在该位置，能够利用旋转机构部34而绕轴线C1旋转移动。

表面仿形构件4借助固定板442而固定于共用基板2。如图2以及图3所示，在共用基板2的安装侧面21设有沿着Y方向延伸的一对平行的导轨23、23。滑动臂部24、24以能够沿着Y方向滑动的方式分别收容于导轨23、23。滑动臂部24、24的间隔与固定板442的宽度相等。表面仿形构件4的固定板442在被一对滑动臂部24、24夹持着的状态下由螺钉等固定。由此，表面仿形构件4能够相对于共用基板2沿着导轨23、23而与Y方向平行地直线移动，并且能够利用旋转机构部44而绕轴线C2旋转移动。

如图3所示，在表面仿形构件4的固定板442的Y2方向侧的端部设有与共用基板2的安装侧面21平行的沿着Y2方向延伸的引导棒443。如图3所示，在安装侧面21，在一对导轨23、23之间具有供引导棒443贯通的引导筒部25。利用设于Y2方向侧的端部的安装块251，使引导筒部25沿着Y方向固定于安装侧面21。

在固定板442与安装块251之间设有螺旋弹簧252。螺旋弹簧252配置于引导棒443以及引导筒部25的外周，并且始终对固定板442施加自安装块251离开的方向上的作用力。因此，如图1以及图3所示，在未对工件进行支承的工件接受支承装置1的初始状态下，表面仿形构件4因螺旋弹簧252的作用力而配置在相对于共用基板2向Y1方向突出最大程度的位置。表面仿形构件4通过自该位置对螺旋弹簧252进行压缩，能够进一步向Y2方向直线地移动。

此外，因螺旋弹簧252的作用力而向Y1方向突出最大程度的表面仿形构件4比定位构件3稍微向共用基板2侧退后地配置。即，在未对工件进行支承的工件接受支承装置1的初始状态下，对于沿着Y方向的定位构件3以及表面仿形构件4的位置，定位构件3最向Y1方向突出。

接着，参照图5～图11说明通过工件接受支承装置1的反复动作对具有曲率不同的曲面的第1工件W1以及第2工件W2依次进行支承时的动作。

图5所示的第1工件W1以及第2工件W2均为呈圆弧状弯曲的金属制的板材。第1工件W1的曲率大于第2工件W2的曲率。因此，第1工件W1和第2工件W2分别具有不同的非直平面。第1工件W1以及第2工件W2分别将凹曲面W1a、W2a朝向工件接受支承装置1侧，并且自接近工件接受支承装置1的一侧起按照第1工件W1、第2工件W2的顺序排列在工件载置部100上。

如图1以及图3所示，最初对第1工件W1进行支承之前的工件接受支承装置1处于初始状态。因此，表面仿形构件4、4因螺旋弹簧252的作用力而配置在相对于共用基板2向Y1方向突出的位置。初始状态下的定位构件3的抵接部33以及表面仿形构件4的抵接部43均以与第1工件W1相面对的方式面向Y1方向。

如图6所示，工件接受支承装置1利用未图示的机器人手臂、起重机等朝向第1工件W1在Y1方向上直线地移动。此时，中央的定位构件3自凹曲面W1a侧接近第1工件W1的中央部的顶部附近，表面仿形构件4、4自凹曲面W1a侧接近第1工件W1的两端部附近。由于第1工件W1呈圆弧状较大程度地进行弯曲，因此工件接受支承装置1的表面仿形构件4、4中的配置于外侧(与定位构件3相反的一侧)的滑动部45、45最先与第1工件W1的凹曲面W1a接触。

如图4所示，滑动部45由能够旋转的辊451构成。因此，在表面仿形构件4、4的滑动部45、45分别与第1工件W1的凹曲面W1a接触了之后，当工件接受支承装置1进一步在Y1方向上移动时，滑动部45、45利用辊451、451的旋转跟随第1工件W1的凹曲面W1a而分别朝向第1工件W1的宽度方向(X方向)上的两端部顺畅地滑动(转动)。由此，表面仿形构件4、4利用旋转机构部44而绕轴线C2(参照图1)旋转移动，以使抵接部43、43与凹曲面W1a相对。与此同时，表面仿形构件4、4被第1工件W1按压而使螺旋弹簧252、252压缩，并且沿着导轨23、23逐渐向Y2方向直线移动。

如图7以及图8所示，当定位构件3的抵接部33与第1工件W1的凹曲面W1a抵接时，决定工件接受支承装置1相对于第1工件W1的位置。此时，表面仿形构件4、4跟随第1工件W1的凹曲面W1a，而相对于初始状态分别向相反方向旋转移动大致45°。因此，表面仿形构件4、4的抵接部43、43也与凹曲面W1a抵接。与各抵接部33、43、43抵接了的第1工件W1在由通电产生的磁力的作用下吸附于抵接部33、43、43，并且被支承。之后，工件接受支承装置1利用机器人手臂、起重机等的动作而进行移动，由此第1工件W1被搬运至预定的场所。

在第1工件W1的搬运结束后，工件接受支承装置1为了进行反复动作而返回至工件载置部100，接着进行第2工件W2的支承动作。此时，如图9所示，工件接受支承装置1的表面仿形构件4、4因螺旋弹簧252、252的作用力而恢复到向Y1方向突出最大程度的初始位置。但是，表面仿形构件4、4维持了跟随最初所支承的第1工件W1的曲面而相对于初始状态分别向相反方向旋转移动了大致45°的状态。由于第2工件W2的曲率比第1工件W1的曲率小，因此如图10所示，当工件接受支承装置1朝向第2工件W2进行移动时，在表面仿形构件4、4中配置于定位构件3侧的滑动部45、45最先与第2工件W2的凹曲面W2a接触。

在表面仿形构件4、4中配置于定位构件3侧的滑动部45、45分别与第2工件W2的凹曲面W2a接触了之后，当工件接受支承装置1进一步向Y1方向移动时，该滑动部45、45利用辊451、451的旋转跟随第2工件W2的凹曲面W2a而分别朝向第2工件W2的宽度方向(X方向)上的中央部顺畅地滑动(转动)。由此，表面仿形构件4、4利用旋转机构部44而绕轴线C2(参照图1)旋转移动，以使抵接部43、43与凹曲面W2a相对。与此同时，表面仿形构件4、4被第2工件W2按压而使螺旋弹簧252、252压缩，并且沿着导轨23、23逐渐向Y2方向直线移动。因此，如图11所示，当定位构件3的抵接部33与第2工件W2的凹曲面W2a抵接时，表面仿形构件4、4也能够使抵接部43、43与凹曲面W2a抵接。

因此，即使在工件接受支承装置1在第1工件W1之后接着抵接并且支承具有与第1工件W1的曲率不同的曲率的第2工件W2的情况下，也能够使表面仿形构件4、4顺畅地旋转移动，而使各抵接部43、43与第2工件W2的凹曲面W2a相对。因此，即使在工件接受支承装置1通过反复动作来使具有多种不同的非直平面的多个工件依次抵接并进行支承的情况下，也能够更加可靠地支承各工件。

此外，在以上进行了说明的第1工件W1以及第2工件W2的支承动作中，由于定位构件3与各工件W1、W2的中央部抵接，因此其未进行旋转移动。但是，定位构件3也能够根据工件的曲率、形状等而使滑动部35跟随工件的表面顺畅地滑动(转动)，由此与表面仿形构件4同样地绕轴线C1(参照图1)旋转移动。

在工件接受支承装置1中，定位构件3以及表面仿形构件4的各滑动部35、45只要构成为在与工件接触时能够跟随工件的表面进行滑动即可，并不限于由辊351、451构成。滑动部35、45也可以由相对于工件具有易滑动性的构件353、453构成。

如图12所示，由具有易滑动性的构件353、453构成的滑动部35、45的与工件抵接的抵接面例如由PTFE(聚四氟乙烯)、POM(聚缩醛)、PA(聚酰胺)、PPS(聚苯硫醚)等滑动阻力较小的树脂材料形成为平滑的曲面。另外，由具有易滑动性的构件353、453构成的滑动部35、45既可以通过在适当的金属或树脂的表面覆盖上述滑动阻力较小的树脂材料而形成，也可以通过对金属表面进行镜面加工而形成。

在工件接受支承装置1所支承的工件在搬运目的地由其他装置把持或支承的情况下，如图13所示，定位构件3以及表面仿形构件4的抵接部33、43也可以分别具有利用负压来对工件进行吸附支承的1个或多个吸盘331、431。

另外，虽未图示，但定位构件3以及表面仿形构件4的抵接部33、43也可以构成为具有多个抽吸孔，并且通过自抽吸孔抽吸空气来抽吸吸附工件并对其进行支承。

在工件接受支承装置1中，表面仿形构件4也可以构成为能够对共用基板2的宽度方向(X方向)上的位置进行调整，以便根据工件的大小、曲率等条件配置于最佳位置。

在工件接受支承装置1中，定位构件3并不限于构成为相对于共用基板2无法在Y方向上直线移动，其也可以构成为与表面仿形构件4同样地能够相对于共用基板2在Y方向上直线移动。

工件接受支承装置1所支承的工件并不限于金属制，其也可以是玻璃板等非金属制的工件。在对非金属制的工件进行支承的情况下，各抵接部33、43构成为利用吸盘或负压抽吸来对工件进行吸附支承。

此外，工件接受支承装置1所支承的工件并不限于第1工件W1以及第2工件W2那样的具有圆弧状的1个曲面的形状的工件，只要是在由工件接受支承装置1支承的工件表面具有至少1个如下形状的工件即可：曲面、多个平坦面相互交叉而成的倾斜面中的至少任一种形状。

Claims

1.一种工件接受支承装置，其与具有多种不同的非直平面的多个工件的所述非直平面依次抵接，并且能够依次对该工件进行支承，其中，

所述工件接受支承装置具有：

至少1个定位构件，其与所述工件抵接并且相对于所述工件进行定位；以及

多个表面仿形构件，其与由所述定位构件定位了的所述工件抵接并且设为能够跟随所述工件的表面旋转移动以及直线移动，

所述定位构件以及所述表面仿形构件具有：抵接部，其与所述工件抵接而对所述工件进行支承；以及滑动部，其位于所述抵接部的两侧，并且在与所述工件接触了时能够跟随所述工件的表面而进行滑动。

2.根据权利要求1所述的工件接受支承装置，其中，

所述滑动部由通过与所述工件接触而能够旋转的旋转构件构成。

3.根据权利要求1所述的工件接受支承装置，其中，

所述滑动部由相对于所述工件具有易滑动性的构件构成。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的工件接受支承装置，其中，

所述抵接部具有利用磁力对所述工件进行吸附的磁体。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的工件接受支承装置，其中，

所述抵接部具有利用负压对所述工件进行吸附的吸盘。