JP2002018656A - 姿勢制御装置に対するワークの投入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークパレットから取出したワークを一対の
姿勢制御装置に投入する作業の能率改善を図ること。 【解決手段】 一対のマグネットハンド4,5によってワ
ークパレット２から取出したワーク１を一対の姿勢制御
装置6,7に投入するに際して、一対のマグネットハンド
4,5の移動軌跡上に、ワーク１を単品毎に区画収納可能
な複数の収納部１０を有する仮置きパレット９を配置
し、一対の姿勢制御装置6,7のワーク投入可能数に対し
て一対のマグネットハンド4,5が保持したワーク数に過
不足が生じたとき、余分のワークを仮置きパレットの収
納部に仮置きすると共に、不足するワークを仮置きパレ
ットの収納部から取出した後、姿勢制御装置6,7に対し
て投入可能数と等しいワーク１を投入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの姿勢を定
方向に制御する姿勢制御装置にマグネットハンドを使用
してワークを投入する際の投入方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車部品の製造機械に素材を自動投入
する素材投入機の前工程には、ワークの姿勢制御工程が
設けられる場合がある。この姿勢制御工程では、複数多
種の素材を搭載したワークパレットから必要な素材を１
乃至２個ずつ取り出して姿勢制御装置に投入し、この姿
勢制御装置で素材の姿勢を定方向に制御してから素材投
入機に供給するようになっている。図５はこのような工
程の一例を略示したもので、ワークパレット２から一対
の姿勢制御装置６、７へ左右揺動式のロボットアーム３
によって素材ワークを移動させる様子を示している。

【０００３】ワークパレット２は定位置に水平に配置さ
れ、その上面に複数多種の素材ワーク１が搭載される。
ワークパレット２から離隔した定位置に一対の姿勢制御
装置６、７が並列状態で固定され、この一対の姿勢制御
装置６、７とワークパレット２との間をロボットアーム
３の先端部が往復揺動する。ロボットアーム３は、先端
部に図６に示すような一対のマグネットハンド４，５を
有する。マグネットハンド４，５に通電すると、一対の
各マグネットハンド４，５に各１個のワーク１が磁気吸
着され、通電を止めると吸着されたワーク１が自重で離
脱する。

【０００４】一対の姿勢制御装置６，７の各々に１個ず
つワーク１が後述する要領で投入されると、各姿勢制御
装置６，７が各々１個のワーク１、１の姿勢を決められ
た方向に制御し、一対の各姿勢制御装置６，７が計２個
のワーク１，１の姿勢制御を完了すると、この２個のワ
ーク１，１を同時に外部に搬出する。一対の姿勢制御装
置６，７へのワーク投入は、ロボットアーム３で一対の
マグネットハンド４，５をワークパレット２と姿勢制御
装置６，７との間を繰り返し往復揺動させることで行わ
れ、その動作要領が図７、図８及び図９に示される。

【０００５】図７及び図８（Ａ）に示すように、ワーク
パレット２の真上で一対のマグネットハンド４，５を上
下動させてワーク取り出しを行うと、ワーク１の置かれ
た位置によって、一対のマグネットハンド４，５の各々
に１個ずつの計２個のワーク１，１が吸着される場合
（図７）と、一対のマグネットハンド４，５のいずれか
一方にだけ１個のワーク１が吸着される場合（図８
（Ａ））がある。図７のように一対のマグネットハンド
４，５に２個のワーク１，１が吸着されると、マグネッ
トハンド４，５が一対の姿勢制御装置６，７の方向に定
距離ａだけ移動し、さらに定距離ｂだけ移動する。距離
ａの移動で１個のワーク１が１つの姿勢制御装置６に投
入され、次の距離ｂの移動で残り１個のワーク１が残り
の姿勢制御装置７に投入される。この後、各姿勢制御装
置６，７が投入された２個のワーク１，１の姿勢を制御
して搬出し、この間に一対のマグネットハンド４，５が
ワークパレット２の真上のワーク取りだし位置に戻って
ワークの取り出し動作を継続する。

【０００６】図８（Ａ）に示すように一対のマグネット
ハンド４，５の一方にだけ１個のワーク１が吸着される
と、マグネットハンド４，５が一対の姿勢制御装置６，
７の方向に例えば定距離ａだけ移動して１個のワーク１
を１つの姿勢制御装置６に投入してから、図８（Ｂ−
１）又は（Ｂ−２）に示すようにワークパレット２の方
向に距離ｃだけ戻り、再びワークパレット２からのワー
ク取り出しの動作を行う。この再度のワーク取り出し動
作において、図８（Ｂ−１）に示すように一対のマグネ
ットハンド４，５の一方にだけ１個のワーク１が吸着さ
れると、マグネットハンド４，５が姿勢制御装置６，７
の方向に距離（ａ＋ｂ）だけ移動して、残りの姿勢制御
装置７に１個のワーク１を投入する。このように各姿勢
制御装置６，７に１個ずつワークが投入されると、各姿
勢制御装置６，７が２個のワーク１，１の姿勢を制御し
て搬出し、この間に一対のマグネットハンド４，５がワ
ークパレット２に戻ってワークの取り出し動作を継続す
る。

【０００７】また、図８（Ａ）から距離ｃを戻ったマグ
ネットハンド４、５の再度のワーク取り出し動作におい
て、図８（Ｂ−２）に示すように一対のマグネットハン
ド４，５の各々に１個ずつの計２個のワーク１、１が吸
着されると、図８（Ｃ）に示すように１個多い計２個の
ワーク１，１を吸着したマグネットハンド４，５は２個
のワーク１，１の内のいずれか１個のワーク１をワーク
パレット２に戻す上下左右移動ｄの動作をして、ワーク
１を１個だけ吸着した状態にしてから姿勢制御装置６，
７の方向に距離ａ＋ｂだけ移動して、残りの姿勢制御装
置７に１個のワーク１を投入する。この後、各姿勢制御
装置６，７が２個のワーク１，１の姿勢を制御して搬出
し、一対のマグネットハンド４，５がワークパレット２
に戻ってワークの取り出し動作を継続する。

【０００８】以上の動作がワークパレット２が空になる
まで繰り返し行われる。ワークパレット２が空になる
と、別のワークパレットに交換される。このパレット交
換は、ロボットアーム３の駆動を停止させた状態で行わ
れる。例えば、図９（Ａ）に示すように一対のマグネッ
トハンド４，５がワークパレット２から１個のワーク１
を取り出したときにワークパレット２が空になると、マ
グネットハンド４，５が姿勢制御装置６，７まで移動し
て１個のワーク１を姿勢制御装置６に投入してロボット
アーム３が停止する。次に、図９（Ｂ）に示すように空
のワークパレット２がワーク搭載のワークパレット２と
交換される。パレット交換が完了すると、図９（Ｃ）に
示すようにロボットアーム３の駆動が開始して一対のマ
グネットハンド４，５が交換されたワークパレット２に
対してのワーク取り出し動作が繰り返し行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図７のように一対のマ
グネットハンド４，５が１個ずつ計２個のワーク１，１
を吸着して一対の姿勢制御装置６，７に投入する動作が
繰り返し行われる場合は、ワーク投入の作業性にあまり
問題を引き起こさないが、図８（Ｂ−２）のように一対
のマグネットハンド４，５がワークパレット２から２個
目のワーク１を取り出す際に計２個のワーク１，１を取
り出すと、余分な１個のワーク１をワークパレット２に
戻す図８（Ｃ）の上下左右移動ｄの動作が必要であり、
この戻し動作による時間ロスがワーク投入システムの作
業性向上を難しくしていた。

【００１０】また、図９で説明したようにワークパレッ
ト２が空になると、ロボットアーム３の駆動を停止させ
てパレット交換しているため、パレット交換の間はワー
ク投入システム全体が稼働停止の状態となり、システム
全体の作業性向上を難しくしていた。

【００１１】本発明の目的は、一対のマグネットハンド
を使用した姿勢制御装置に対するワーク投入作業の能率
向上を図ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の姿勢制御装置に対するワークの投入方法は、一
対のマグネットハンドによってワークパレットから取出
したワークを一対の姿勢制御装置に投入するワークの投
入方法であって、前記一対のマグネットハンドの移動軌
跡上に、ワークを単品毎に区画収納可能な複数の収納部
を有する仮置きパレットを配置し、前記一対の姿勢制御
装置のワーク投入可能数に対して一対のマグネットハン
ドが保持したワーク数に過不足が生じたとき、余分のワ
ークを前記仮置きパレットの収納部に仮置きすると共
に、不足するワークを前記仮置きパレットの収納部から
取出した後、前記姿勢制御装置に対して投入可能数と等
しいワークを投入するようにしたことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図５乃至図９のワ
ーク投入方法に適用した一実施形態を図１乃至図４を参
照して説明する。本発明のワーク投入方法は、定位置の
ワークパレット２と一対の姿勢制御装置６，７の中間位
置に、１つの仮置きパレット９を配置したものである。
仮置きパレット９はワーク１を単品毎に区画収納可能な
複数の収納部１０を有する。収納部１０は実用上は２つ
以上が望ましく、図面では直列４つの収納部１０，…が
示される。仮置きパレット９には、図２で説明するよう
にワークパレット２から姿勢制御装置６，７に投入され
るワーク１の余分と判断されたものが必要に応じて供給
され、また、仮置きパレット９に供給されたワーク１
は、図３で説明するようにワークパレット２の交換時に
マグネットハンド４，５で吸着されて姿勢制御装置６，
７に投入される。なお、姿勢制御装置６，７におけるワ
ーク１投入の可否、マグネットハンド４，５に保持した
ワーク１の数、及び仮置きパレット９の収納部１０にお
けるワーク１の有無は、適当なセンサによって検知され
てロボットアームの制御部に入力されるようになってい
る。

【００１４】図１に示すように一対のマグネットハンド
４，５がワークパレット２から２個のワーク１，１を吸
着して取り出すと、図７の場合と同様にしてマグネット
ハンド４，５が一対の姿勢制御装置６，７の方向に定距
離ａだけ移動して１個のワーク１を１つの姿勢制御装置
６に投入し、さらに距離ｂだけ移動して残り１個のワー
ク１を残りの姿勢制御装置７に投入する。一対の各姿勢
制御装置６，７が投入された２個のワーク１，１の姿勢
を制御して搬出する間に、一対のマグネットハンド４，
５がワークパレット２に戻ってワークの取り出し動作を
継続する。このようなワーク投入動作において、マグネ
ットハンド４，５は仮置きパレット９上を素通りする。
なお、図１における仮置きパレット９の４つの収納部１
０，…の全てを空の状態に図示しているが、実用上は後
述するように２つの収納部を空にし、残り２つの収納部
にワーク１を保持させることが望ましい。

【００１５】図１の状態でワーク投入の動作が繰り返さ
れる場合は、作業性に問題なくて仮置きパレット９の利
用はほとんど無い。仮置きパレット９は、図２や図３の
ワーク投入動作時に利用される。

【００１６】図２（Ａ）に示すように一対のマグネット
ハンド４，５の一方にだけ１個のワーク１が吸着される
と、図８（Ａ）と同様にマグネットハンド４，５が一対
の姿勢制御装置６，７の方向に定距離ａだけ移動して１
個のワーク１を１つの姿勢制御装置６に投入してから、
ワークパレット２の方向に距離ｃだけ戻り、再びワーク
パレット２からのワーク取り出しの動作を行う。この再
度のワーク取り出し動作において、図２（Ｂ−１）に示
すように一対のマグネットハンド４，５の一方にだけ１
個のワーク１が吸着されると、マグネットハンド４，５
が姿勢制御装置６，７の方向に距離（ａ＋ｂ）だけ移動
して、残りの姿勢制御装置７に１個のワーク１を投入す
る。また、図２（Ａ）から距離ｃを戻ったマグネットハ
ンド４、５の再度のワーク取り出し動作において、図２
（Ｂ−２）に示すように一対のマグネットハンド４，５
の各々に１個ずつの計２個のワーク１、１が吸着される
と、図２（Ｃ）に示すようにマグネットハンド４，５が
姿勢制御装置６，７の方向に移動する間に仮置きパレッ
ト９の１つの収納部１０に余分な１個のワーク１を落下
させ、そのまま姿勢制御装置６，７の方向に移動して残
り１個のワーク１を残りの姿勢制御装置７に投入する。
このようなマグネットハンド４，５の各姿勢制御装置
６，７への移動時の仮置きパレット９へのワーク落下動
作は時間ロス少なくして短時間で行えるので、ワーク投
入システムの作業性を損なわない。

【００１７】以上のワーク取り出しと投入の各動作がワ
ークパレット２が空になるまで繰り返し行われ、ワーク
パレット２が空になると仮置きパレット９を利用するこ
とでロボットアーム３によるマグネットハンド４，５の
動作を停止させることなくパレット交換が行われる。例
えば、図３（Ａ）に示すように一対のマグネットハンド
４，５がワークパレット２から１個のワーク１を取り出
したときにワークパレット２が空になると、マグネット
ハンド４，５が姿勢制御装置６，７まで移動して１個の
ワーク１を１つの姿勢制御装置６に投入してから、図３
（Ｂ）に示すようにマグネットハンド４，５が仮置きパ
レット９まで距離ｅだけ戻り、仮置きパレット９の１つ
の収納部１０に保持された１個のワーク１を吸着して取
り出し、そのまま姿勢制御装置６，７まで移動して残り
の姿勢制御装置７に投入する。このマグネットハンド
４，５が仮置きパレット９まで戻って再び姿勢制御装置
６，７の方向に移動する間に、空のワークパレット２が
ワーク搭載の新しいワークパレット２と交換される。つ
まり、パレット交換の間、ロボットアーム３の駆動は停
止することなく継続して行われて、ワーク投入システム
の連続稼働が可能となる。

【００１８】以上の仮置きパレット９のいろんな状況下
での利用を常に可能にするため、次のようにすることが
望ましい。例えば、図２（Ｂ−２）から図２（Ｃ）に至
る状況下において仮置きパレット９の４つ全ての収納部
１０，…にワーク１が満杯状態で保持されていると、図
２（Ｃ）の段階で収納部１０にワーク投入ができなくな
る場合がある。そこで、このような状況下を想定して例
えば図４（Ａ）に示すように４つ全ての収納部１０，…
にワーク１が満杯状態になると、これを検知して適当な
時間帯域で２つの収納部１０，１０のワーク１，１をマ
グネットハンド４，５でワークパレット２に戻すように
すればよい。また、図３（Ｂ）に示すようにマグネット
ハンド４，５で仮置きパレット９から１個のワーク１を
取り出して姿勢制御装置６，７に投入する際に、仮置き
パレット９の４つの全収納部１０，…が空であるとワー
ク取り出しができなくなるので、例えば図４（Ｂ）に示
すように４つ全ての収納部１０，…が空になると、これ
を検知して適当な時間帯域で収納部１０にマグネットハ
ンド４及び／又は５で１個又は２個のワーク１を補充す
ればよい。

【００１９】なお、ワーク投入システムの通常の運転時
においては図４（Ａ）や（Ｂ）に示すような仮置きパレ
ット９からのワーク戻し動作、ワーク補充動作は必要で
ない場合が多く、また、必要に応じて行われるとしても
その頻度は少なくて、ワーク投入システム全体の作業性
を損なうものではない。

【００２０】

【発明の効果】本発明は前述の如く、一対の姿勢制御装
置のワーク投入可能数に対して一対のマグネットハンド
が保持したワーク数に過不足が生じたとき、余分のワー
クを仮置きパレットの収納部に仮置きすると共に、不足
するワークを仮置きパレットの収納部から取出した後、
姿勢制御装置に対して投入可能数と等しいワークを投入
するようにしたから、マグネットハンドの移動距離を短
縮することができ、またパレット交換時でも仮置きパレ
ットからワークを取出すようにすることで姿勢制御装置
に対するワーク投入を連続させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るワーク投入システムの実施形態を
説明するシステム全体の概要を示す動作ブロック図。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は図１システムの他の動作ブロ
ック図。

【図３】（Ａ）、（Ｂ）は図１システムのパレット交換
時の動作ブロック図。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）は図１システムにおけるワーク
パレットと仮置きパレットの動作ブロック図。

【図５】従来のワーク投入システムを説明するための平
面図。

【図６】図５のワーク投入システムにおけるロボットア
ームに設置されるマグネットハンドの斜視図。

【図７】図５のワーク投入システムの概要を示す動作ブ
ロック図。

【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は図７システムの他の動作ブロ
ック図。

【図９】（Ａ）、（Ｂ）は図７システムのパレット交換
時の動作ブロック図。

【符号の説明】

１ ワーク ２ ワークパレット ３ ロボットアーム ４ マグネットハンド ５ マグネットハンド ６ 姿勢制御装置 ７ 姿勢制御装置 ９ 仮置きパレット １０ 収納部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のマグネットハンドによってワーク
   パレットから取出したワークを一対の姿勢制御装置に投
   入するワークの投入方法であって、前記一対のマグネッ
   トハンドの移動軌跡上に、ワークを単品毎に区画収納可
   能な複数の収納部を有する仮置きパレットを配置し、前
   記一対の姿勢制御装置のワーク投入可能数に対して一対
   のマグネットハンドが保持したワーク数に過不足が生じ
   たとき、余分のワークを前記仮置きパレットの収納部に
   仮置きすると共に、不足するワークを前記仮置きパレッ
   トの収納部から取出した後、前記姿勢制御装置に対して
   投入可能数と等しいワークを投入するようにしたことを
   特徴とする姿勢制御装置に対するワークの投入方法。