JP2002219680A - バキューム式搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの吸着離脱を迅速化すると共に、ワー
クの品種によって不使用のバキュームパッドがあっても
ワークの吸着に支障がないようにしてバキューム式搬送
装置の汎用性を高めること。これらにより、大きく設備
の生産性向上が図れる。 【解決手段】 多関節ロボットアーム２の先端に着脱自
在に取付けられる支持フレーム１１に、バキュームパッ
ド１２と吸着ブロック２４をペアで複数取付ける。吸着
ブロック２４には、外気と連通したオリフィス２７、オ
リフィス２７に連通するエア供給口２５及びオリフィス
２７とエア供給口２５との間から分岐してバキュームパ
ッド１２に連通した分岐通路２８を形成する。吸着ブロ
ック２４のエア供給口２５とコンプレッサ３０などの圧
縮エア供給源とをエアホース９を含むエア供給通路で接
続し、このエア供給通路に電磁開閉弁２９を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークを迅速に吸着・
離脱できるようにしたバキューム式搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バキューム圧を利用したバキューム式搬
送装置は、例えば板金ワークの搬送等に広く利用されて
おり、特に図３に示すように、複数のプレス機１が直列
的に配設されて複数のプレス工程を順番に行うようにし
たプレス工程においては、生産効率を上げるためにプレ
ス機１に対するワークＷの供給と取出しを迅速に行う必
要があり、ワークＷのチャッキングが不要なバキューム
式搬送装置が広く使用されている。この装置は、多関節
ロボットアーム２の先端に図４に示すような複数のバキ
ュームパッド１２付きハンドリング機構３を取付けたも
ので、同図で４はリンク式関節機構、５は末端アーム、
６は電磁弁７及び真空破壊バルブ８付きバキューム発生
器、９はエアホース、１０はワンタッチ継手部、１１は
ワンタッチ継手部１０を介して末端アーム５に接続され
た支持フレーム、１２は支持フレーム１１から張出した
複数の張出しアーム１１ａの先端下部に取付けられたバ
キュームパッドである。

【０００３】ハンドリング機構３は、詳しくは図５に示
すように、コンプレッサ１６、フィルタレギュレータ１
７、電磁弁７付バキューム発生器６、コンバムフィルタ
１８、分岐管ブロック１９、バキュームパッド取付けブ
ロック２０などを有し、バキューム発生器６で発生され
たバキューム圧がエアホース９及びバキュームパッド取
付けブロック２０を介してバキュームパッド１２に導入
されるようになっている。

【０００４】バキューム発生器６には真空破壊バルブ８
及び真空スイッチ２１が接続され、バキュームパッド１
２に吸着されたワークＷを離脱させるときにはバキュー
ム発生器６の機能を停止させ、代わりに大気圧又はコン
プレッサ１６からの圧縮空気を直接バキュームパッド１
２に導入するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のバキューム式搬
送装置は、バキューム圧発生源であるバキューム発生器
６から各バキュームパッド１２までのエア通路が長くて
その合計内容積がかなりの量となり、この空間内に存在
するエアを抜いてからでないと各バキュームパッド１２
で負圧が立上がらない。またワークＷ離脱時は真空破壊
バルブ８から十分な大気ないし正圧が導入されるまで各
バキュームパッド１２でワーク離脱可能に十分な圧力が
得られない。このため、ワークＷの吸着と離脱を迅速に
行うことができず、例えばプレス間搬送においてサイク
ルタイムを短縮する上で大きな障害となっていた。

【０００６】また、バキューム発生器６のようにバキュ
ーム圧発生源が１箇所に集中していると、いずれか１つ
のバキュームパッド１２がワークと密着不良となった場
合、当該バキュームパッド１２から大気が吸引されて他
のバキュームパッド１２で負圧が上がらず、ワークＷを
搬送途中で脱落させてしまう可能性がある。

【０００７】さらに、従来のバキューム式搬送装置は前
述のようにワークＷとの密着性を前提条件とすることか
ら、バキューム式搬送装置の型式が必然的にワーク形状
と一対一をなす専用品となり、ワークＷの品種毎にバキ
ューム式搬送装置を多数用意しなければならないという
不都合がある。このため、ワークＷが多品種の場合は多
種類のバキューム式搬送装置をプレスラインの脇にスト
ックとして保管しておく必要があると共に、ワークＷの
所謂段替え時にバキューム式搬送装置をワーク対応品に
取替える手間と時間がかかる。

【０００８】本発明の目的は、ワークの吸着離脱を迅速
化すると共に、複数のバキュームパッドのうちの一部が
ワークと密着不良ないし非接触となった場合でも、他の
バキュームパッドによるワーク吸着に実質的支障が生じ
ないようにして、多種類ワークに対するバキューム式搬
送装置の汎用化を可能とすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明は、搬送アームの先端に取付けられたバキューム
パッドにワークを吸着させて搬送するバキューム式搬送
装置において、前記バキュームパッドに付設され、外気
と連通したオリフィス、前記オリフィスに連通するエア
供給口及び前記オリフィスとエア供給口との間から分岐
して前記バキュームパッドに連通した分岐通路とを有す
る吸着ブロックと、前記エア供給口に圧縮エアを供給す
べく、一端が圧縮エア供給源に接続されると共に、他端
が前記吸着ブロックのエア供給口に接続されたエア供給
通路と、前記エア供給通路に配設された開閉弁とを有す
ることを特徴とする。

【００１０】本発明は以上のように、バキュームパッド
に付設した吸着ブロックのオリフィスからエアを外気に
放出する際に分岐通路で発生する負圧をバキュームパッ
ドで使用する構成としたから、負圧発生部位である分岐
通路とバキュームパッドとの間に存在する空気をほぼ瞬
間的にオリフィスから大気側に排気することができてバ
キュームパッドでの負圧立上がり乃至ワーク吸着を迅速
に行うことができる。また、エア供給通路の開閉弁を閉
じればオリフィスからの排気も同時にストップしてバキ
ュームパッドの負圧が瞬間的に解消されるから、真空破
壊バルブなどを使用することなくワーク離脱も迅速に行
うことができる。

【００１１】また本発明は、小型軽量のワーク搬送用と
して単一のバキュームパッドを使用する場合と、大型重
量のワーク搬送用として複数のバキュームパッドを使用
する場合が可能であるが、後者の場合は必ずしも全ての
バキュームパッドがワークと当接ないし密着しなくて
も、当該バキュームパッドからは多少の圧縮エアが漏れ
るだけで、ワークに密着した他のバキュームパッドの吸
着力には全く影響がない。このため、一部のバキューム
パッドがワークと密着不良を起こした場合でもワークを
脱落することがなく、さらにワークに対するバキューム
パッドの全当たりが前提条件ではなくなるから、例えば
ワーク形状の全種類に対応した最大公約数的なバキュー
ムパッド配置を採用し、そのうちの必要とするバキュー
ムパッドのみを特定のワークに当接吸着させ、残りのバ
キュームパッドはワークに当接させずに遊ばせておくと
いった使用法が可能となり、バキューム式搬送装置の汎
用化、ひいては搬送ワークの種類変更に伴うバキューム
式搬送装置の段替時間短縮を図ることができる。

【００１２】また本発明は、プレス機に隣接して配設し
たプレス機用バキューム式搬送装置とすることで、ワー
クの迅速な吸着・離脱という特長を生産効率向上に効果
的に結び付けることができる。

【００１３】また本発明は、多関節ロボットのアームを
搬送アームとして使用することにより様々なワーク載置
姿勢に対応した吸着・離脱をスムーズに行うことができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
及び図２に基づいて説明する。本発明に係るバキューム
式搬送装置は、図１（Ａ）に示すように、従来同様に支
持フレーム１１の先端に複数のバキュームパッド１２を
有する。各バキュームパッド１２の上部には、図１
（Ｂ）に示すように、吸着ブロック２４が付設されてい
る。この吸着ブロック２４の一側面には、エアホース９
が接続されるエア供給口２５が形成されている。吸着ブ
ロック２４内には、エア供給口２５に直結した主通路２
６と、主通路２６の先端にその延長線方向に連通された
オリフィス２７と、主通路２６から下方に分岐してバキ
ュームパッド１２に連通した分岐通路２８とが形成され
ている。オリフィス２７は、主通路２６の内径の数分の
１の内径とされ、その先端は外気に連通している。分岐
通路２８は、オリフィス２７ほど細径ではないが、主通
路２６よりは若干細く形成されている。エアホース９
は、図１（Ａ）のように電磁開閉弁２９を介してコンプ
レッサ３０などの圧縮エア供給源に接続されている。こ
の電磁開閉弁２９は、図３のような多関節ロボットアー
ム２の制御系により多関節ロボットアーム２の作動と連
動して開閉制御されるようになっている。

【００１５】バキューム式搬送装置は前述の如く構成さ
れ、バキュームパッド１２でワークＷを吸着する直前に
電磁開閉弁２９が開かれてコンプレッサ３０からの圧縮
エアがエアホース９を介して各吸着ブロック２４に供給
される。吸着ブロック２４に供給された圧縮エアは、バ
キュームパッド１２にワークＷが当接するまでは、オリ
フィス２７及び分岐通路２８から外気に放出され続ける
が、バキュームパッド１２にいったんワークＷが当接す
ると、圧縮エアはオリフィス２７だけから外気に放出さ
れ、分岐通路２８では流速がゼロになるからベルヌーイ
の定理に基づきバキューム圧が発生する。なお、コンプ
レッサ３０で供給する圧縮エアの圧力の大きさ、主通路
２６やオリフィス２７の内径・長さなどは、分岐通路２
８で効率的にバキューム圧が発生するように設計するこ
とは勿論である。

【００１６】分岐通路２８で発生したバキューム圧はそ
のままバキュームパッド１２に導入されるから、バキュ
ームパッド１２に当接したワークＷはこのバキューム圧
によりバキュームパッド１２に吸着される。バキューム
パッド１２に吸着されたワークＷは、多関節ロボットア
ーム２により所定のブレス機１まで搬送され、金型上に
載置された後に電磁開閉弁２９を「閉」操作することに
よりバキュームパッド１２から直ちに離脱される。

【００１７】この離脱動作の応答性は、従来のバキュー
ム式搬送装置において真空破壊バルブ８を作動させてバ
キューム発生器６とバキュームパッド１２との間の負圧
空間に大気又は正圧を導入してワーク離脱を行っていた
のと比べると、大気又は正圧導入完了までの時間的遅れ
がない分だけ応答性がよいといえる。

【００１８】また、ワーク吸着時の応答性についても、
従来はバキュームパッド１２がワークＷに当接してから
バキューム圧が立上がり始めるが、バキューム発生器６
とバキュームパッド１２との間の内部空気を排除するの
に時間がかかるので、ワーク吸着に十分なバキューム圧
に到達するまでの応答性がよくなかった。これに対して
本発明では、バキュームパッド１２がワークＷに当接し
てからバキューム圧が立上がり始める点では同じである
が、排除する空気量は吸着ブロックとバキュームパッド
１２との間の分岐通路内のわずかな空気のみであるか
ら、ワーク吸着に十分なバキューム圧に到達するまでの
応答性が非常によい。

【００１９】本発明のバキューム式搬送装置は、以上の
ようにワークＷの吸着離脱がスピーディである他、ワー
クＷに非接触のバキュームパッド１２が部分的に存在し
ても他のバキュームパッド１２の吸着力に悪影響が及ば
ないので、図１（Ｄ）（Ｅ）のように形状が極端に異な
る複数のワークＷ１，Ｗ２であっても、遊びのバキュー
ムパッド１２ａ，１２ｂが容認されるから、１種類のバ
キューム式搬送装置で吸着搬送することが可能である。
より具体的には、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように車両用
サイドパネル３５，３６の場合を考えると、２ドア車と
４ドア車では通常はバキュームパッド１２で吸着する位
置と数が異なるのであるが、本発明装置を使用すること
により、例えば５つのバキュームパッド１２ｃ〜１２ｇ
のうち、２ドア車のサイドパネル３５では全部のバキュ
ームパッド１２ｃ〜１２ｇを使用し、４ドア車のサイド
パネル３６ではバキュームパッド１２ｇを除く残り４つ
のバキュームパッド１２ｃ〜１２ｆを使用することによ
り、バキューム式搬送装置を１種類で済ませることが可
能である。

【００２０】以上、本発明の一実施形態につき説明した
が、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の
変形が可能である。例えば前記実施形態ではバキューム
パッド１２を複数使用したプレス機用の搬送装置の例を
示したが、バキュームパッド１２は複数に限らず、電子
部品など小型軽量のワークに対しては単一バキュームパ
ッドの搬送装置も使用可能である。また、前記実施形態
では搬送アームとして多関節ロボットアームを例示した
が、多関節ロボットアーム以外の単純な１軸移載アーム
などの先端にバキュームパッドを取付けたものであって
もよい。また、前記実施形態ではバキュームパッド１２
を吸着ブロックに固定的に取付けたが、バキュームパッ
ド１２を自在継手などを利用してある程度首振り可能又
は上下動可能に吸着ブロックに取付けるようにしてもよ
く、このようなバキュームパッド１２の二次元ないし三
次元的自由度のある取付け構造とすることにより、より
少数のバキュームパッド１２で高い汎用性を実現するこ
とができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は前述の如く、エア供給通路の開
閉弁を開閉操作することにより、バキュームパッドに付
設した吸着ブロックに圧縮エアを供給してバキューム圧
を発生させ、また前記圧縮エアの供給停止によりバキュ
ーム圧を消滅させるようにしたから、開閉弁の開閉操作
とバキュームパッドの吸着力の発生・消滅の応答性がよ
く、ワークの吸着と離脱を迅速に行うことができ、プレ
ス間搬送などでサイクルタイムを短縮することができ
る。

【００２２】また、複数のバキュームパッドを使用した
搬送装置では、個々のバキュームパッドに付設した吸着
ブロックで独立的にバキューム圧を発生させる構造であ
るから、一部のバキュームパッドとワークとの間に万一
隙間が発生して密着不良となった場合でも、当該バキュ
ームパッドから圧縮エアが多少漏出するものの、他のバ
キュームパッドでのワーク吸着力は全く低下することが
なく、ワーク脱落などのおそれがまったく生じない。

【００２３】さらに、このようにワークに対するバキュ
ームパッドの全当たりが前提条件ではなくなることか
ら、ワーク形状の種類毎に専用のバキューム式搬送装置
が必ずしも必要ではなくなり、バキューム式搬送装置の
汎用性を向上させることができて、従来プレス工程ライ
ンの側方にストックとして必要であった段替のための多
くのバキューム式搬送装置を不要化ないし削減すること
が可能となる。さらに、真空破壊バルブなどの付属設備
が不要となるので、構成的にも簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （Ａ）は本発明に係るバキューム式搬送装置
の概略側面図、（Ｂ）は吸着ブロックの断面図、（Ｃ）
は支持アームの平面図、（Ｄ）はワークを含む支持アー
ムの平面図、（Ｅ）は別のワークを含む支持アームの平
面図。

【図２】 （Ａ）は車両サイドパネルの概略図、（Ｂ）
は別の車両サイドパネルの概略図。

【図３】 一般的プレス機ラインの概略側面図。

【図４】 従来のバキューム式搬送装置の概略図。

【図５】 従来のバキューム式搬送装置の圧力系統図。

【符号の説明】

１ プレス機 ２ 多関節ロボットアーム ３ ハンドリング機構 ５ 末端アーム ６ バキューム発生器 ７ 電磁弁 ８ 真空破壊バルブ ９ エアホース １０ ワンタッチ継手部 １１ 支持フレーム １２ バキュームパッド １６ コンプレッサ １７ フィルタレギュレータ １８ コンバムフィルタ １９ 分岐管ブロック ２０ バキュームパッド取付けブロック ２１ 真空スイッチ ２４ 吸着ブロック ２５ エア供給口 ２６ 主通路 ２７ オリフィス ２８ 分岐通路 ２９ 電磁開閉弁 ３０ コンプレッサ Ｗ ワーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送アームの先端に取付けられたバキュー
   ムパッドにワークを吸着させて搬送するバキューム式搬
   送装置において、前記バキュームパッドに付設され、外
   気と連通したオリフィス、前記オリフィスに連通するエ
   ア供給口及び前記オリフィスとエア供給口との間から分
   岐して前記バキュームパッドに連通した分岐通路とを有
   する吸着ブロックと、前記エア供給口に圧縮エアを供給
   すべく、一端が圧縮エア供給源に接続されると共に、他
   端が前記吸着ブロックのエア供給口に接続されたエア供
   給通路と、 前記エア供給通路に配設された開閉弁とを有することを
   特徴とするバキューム式搬送装置。
2. 【請求項２】前記バキュームパッド及び吸着ブロックの
   組合わせを複数組備え、各吸着ブロックのエア供給口に
   対して前記圧縮エア供給源から前記エア供給通路及び開
   閉弁を介して圧縮エアを供給するようにしたことを特徴
   とするバキューム式搬送装置。
3. 【請求項３】プレス機に隣接して請求項２に記載のバキ
   ューム式搬送装置を配設し、前記バキュームパッドでワ
   ークを吸着してプレス機に対する供給・取出しを行うよ
   うにしたことを特徴とするバキューム式搬送装置。
4. 【請求項４】前記搬送アームとして、多関節ロボットの
   アームを使用したことを特徴とする請求項１から３のい
   ずれか記載のバキューム式搬送装置。