JP2004306179A - Sucking device with suction pad - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットハンド等の物品を吸着保持して移動させる物品の移動手段に設置される、吸着パッドを備えた吸着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の吸着装置に関して、一端部に吸着パッド、他端部に吸引口を備えた吸引管を負圧に保持された吸引室に対して外側へ突出する方向に付勢した状態の下に挿入可能に構成し、その付勢力に抗して吸引管を吸引室に押込んだ場合に、吸引管の端部に設けた吸引口が吸引室内に連通して吸着パッドを介して物品を吸着保持するようにした吸着装置が開示されている(特許文献1)。この従来技術において、何らかの原因により、物品が吸着パッドに吸着保持されなかったり、吸着保持された物品が吸着パッドから離脱した場合には、前記付勢力によって吸引管が外側に突出し、その吸引管の端部に設けた吸引口と吸引室との連通が遮断されて吸引室内の負圧状態が維持される。したがって、同じ吸引室に設置された他の吸引管の吸着パッドによる物品の吸着保持状態に影響を及すことは回避される。すなわち、前記従来技術は、吸引室を共通にする、一部の吸着パッドによる物品の吸着ミスが、他の吸着パッドによる物品の吸着保持状態に与える影響を回避できるという機能を奏する。なお、当該吸着パッドに対応する被吸着物品が存在しない場合には、その被吸着物品がある程度の厚さを有し、吸着パッドの下方に形成される空隙により、当該吸着パッドが物品の載置面側に当接しない場合は、当該吸引管は吸引室に押込まれることはなく、当該吸着パッドに吸引力が生じることもない。しかしながら、被吸着物品の厚さが薄い場合には、吸着パッドの下方に形成される空隙も薄いため、吸着パッドが物品の載置面側に当接し、当該吸引管が吸引室に押込まれて、吸引管の端部に設けた吸引口と吸引室とが連通されることから、当該吸着パッドが物品の載置面側に吸着することになる。しかして、この吸着パッドが物品の載置面側に吸着した状態において、次の物品を持上げる工程に移行した場合には、吸着パッドを介して過大な引張力が作用してトラブル発生の原因になる場合があった。
【0003】
以上のように、前記従来技術は、一部の吸着パッドによる物品の吸着ミスが他の吸着パッドの物品に対する吸着保持状態に与える影響を回避できる点で優れているが、通常の吸着パッドにより物品を吸着する際には、吸引管を付勢力に抗して吸引室に押込んで、それらの吸引管の吸引口と吸引室とを連通しなければならないという構造上の制約を伴うため、通常の吸着保持動作に時間がかかり、高速運転には向かないという技術的問題があった。また、物品の種類によっては、吸引管を付勢力に抗して吸引室に押込む際に物品に対して作用する反力が問題になることもあった。さらに、対象の被吸着物品の厚さが薄い場合には、前述のように物品の不存在の場合に当該吸着パッドが物品の載置面側に直接吸着して、物品の持上げ工程に移行する際に過大な引張力が作用してトラブルの原因になるといった技術的問題は払拭されていない。
【0004】
【特許文献1】
特許第2542159号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の技術的状況に鑑みて開発したものであり、前記従来技術のように物品を吸着する際にかかる動作時間を遅らす原因となる構造上の制約を伴うことなく、対象の被吸着物品が存在しない場合に吸着パッドが物品の載置面等に直接吸着することにより生じるトラブルも未然に防止し得る物品の吸着装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記課題を解決するため、物品を吸着保持して移動させる物品の移動手段に設置される、吸着パッドを備えた吸着装置において、前記移動手段側の適宜部分に設置された筒状案内部材と、該筒状案内部材の内側に摺動可能に設けられ、その一端側に吸着パッドが設けられ他端側から吸引される吸引管と、該吸引管を前記吸着パッドが筒状案内部材へ接近する方向に付勢する付勢手段を備えるとともに、前記吸引管の前記筒状案内部材の内側に位置する周壁部に内部と外部を連通させる開孔部を形成し、前記吸着パッドを介して前記吸引管に対して前記付勢手段により定まる値より大きな引張力が作用した場合に、前記開孔部が前記筒状案内部材の外側へ引出されて外部へ開放されることにより吸着パッドの吸引力が低下するように構成するという技術手段を使用した。なお、ここで付勢手段により定まる値とは、当該付勢手段の下において、その付勢力に抗して前記開孔部を前記筒状案内部材の外側へ引出すために必要とされる、当該付勢手段の特性によって定まる所定の引張力の値を意味する。因みに、その当該付勢手段の特性は、被吸着物品に対する持上げ力がどの程度の大きさに達した場合に吸着パッドによる吸着状態を解除するように構成するかに応じて、スプリングのバネ定数等を介して設定することになる。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明は、ロボットハンド等の物品を吸着保持して移動させる物品の移動手段に設置される、吸着パッドを備えた吸着装置であれば、広く適用が可能である。例えば、本発明に係る吸着装置が設置される移動手段としては、物品を吸着パッドに吸着保持した状態で移動し得るものであれば、一つの軸線に沿って移動するものでも、縦横の二つの軸線に沿って平面的に移動するものでも、ロボットハンドなどのように3次元的に移動するものでもよい。また、物品としても、その平面形状や厚さ、重さの軽重などに関わらず広く適用が可能である。吸引管を付勢する付勢手段に関しては、少なくとも吸着パッドを対象の被吸着物品に接触させて吸引しながら持上げる際に、吸引管を吸着パッドが筒状案内部材へ接近する方向に付勢し得るものであれば、適宜の形態が可能である。また、吸引管と吸引手段側との接続形態に関しても、それぞれの吸引管に対して個別に吸引ホース等を介して吸引手段側に接続する形態のものでもよいし、複数の吸引管をまとめて一つの吸引室に接続する形態のものでもよい。
【0008】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図1及び図2は本発明の第1実施例を例示したもので、図1は吸着パッドにより物品を吸着した通常の動作状態を示した縦断面図であり、図2は被吸着物品が存在せず、吸着パッドが物品の載置面側に吸着した場合の動作状態を示した縦断面図である。図中、1は本発明に係る吸着装置であり、移動手段側の支持部材2に設置され、その移動手段の動作によって物品3を吸着保持しながら目的位置に移動するように構成している。吸着装置1は、前記移動手段側の支持部材2に対して筒状案内部材4を介して摺動可能に設けられ、一端側に吸着パッド5を設け、他端側に吸引ホース6を接続した吸引管7と、その吸引管7を吸着パッド5が筒状案内部材4へ接近する方向に付勢するスプリング等からなる付勢手段8を備える。そして、物品3を吸引保持した通常状態において、吸引管7の筒状案内部材4の内側に位置する周壁部、例えば図1に示したように摺動部材9相互間に位置する周壁部や、摺動部材9の内面と密接する摺動部分の周壁部に、該周壁部の内部と外部を連通させる開孔部10を形成しており、本発明はこの点で特徴を有している。
【0009】
しかして、図1に示したように、物品3の載置面、例えばコンベヤベルト等の載置部材11の上面に物品3が存在する通常の場合には、移動手段を介して吸着パッド5が前記物品3に接するように支持部材2を下降した上、吸引管7を通じて吸引を開始し、吸着パッド5により物品3を吸着する。しかる後、移動手段を作動して支持部材2を上昇して吸着パッド5により吸着保持された物品3を持上げ、所定の目的位置に移動することになる。この物品3の持上げ時には、吸引管7は前記付勢手段8の付勢力によって吸着パッド5が筒状案内部材4へ接近する方向に付勢されているので、吸引管7の下方の吸着パッド5との接続部材12に付設された係止部材13が筒状案内部材4の下端部に当接したまま上昇し、さらに目的位置への移動が行われる。なお、図中、14は筒状案内部材4を移動手段側の支持部材2に締付け固定するためのナット、15は筒状案内部材4の外周部に形成された雄ねじ、16は付勢手段8の係止部、17は吸引ホース6の接続部材である。
【0010】
次に、図2に示したように、載置部材11の載置面上に物品3が存在しない場合について説明する。この場合には、前述の場合と同様に、移動手段を介して支持部材2を下降した上、吸引管7を通じて吸引が開始されると、図示のように吸着パッド5は載置部材11自体の上面に直接吸着することになる。しかる後、移動手段を作動して支持部材2の上昇を開始すると、前記付勢手段8の付勢力に応じて吸引管7に載置部材11を持上げる方向の引張力が作用することになる。そして、前記支持部材2の上昇に従って付勢手段8の変形量が増えて付勢力が増大するにつれて引張力も徐々に大きくなり、その引張力が前記付勢手段8により定まる値より大きくなると、図示のように、前記開孔部10が筒状案内部材4の外側へ引出されて外部へ開放されることになる。その結果、大気が吸引管7内に流入するので、吸着パッド5は吸引力の低下により載置部材11から離脱する。したがって、吸引管7に対する過大の引張力の付加が回避され、トラブルを未然に防止することができる。
【0011】
図3〜図5は本発明の第2実施例を例示したもので、図3は物品を吸着する前の標準状態、図4は吸着パッドにより物品を吸着した通常の動作状態を示した縦断面図であり、図5は被吸着物品が存在せず、吸着パッドが物品の載置面側に吸着した場合の動作状態を示した縦断面図である。本実施に係る吸着装置18は、前記第1実施例と共通する部分も多いことから、基本的に同様の構成部分には同じ符号を付して説明を援用する。本実施例における吸着装置18の場合には、前記第1実施例の場合と同様に、移動手段側の支持部材2に設置された筒状案内部材4を介して摺動可能に設けられ、一端側に吸着パッド5を設け、他端側に吸引ホース6を接続した吸引管19に関しては、前記第1実施例の吸引管7の場合に比べて長く設定され、その吸引管19を吸着パッド5が筒状案内部材4へ接近する方向に付勢するスプリング等からなる第1付勢手段20に加えて、吸引管19を逆に吸着パッド5が筒状案内部材4から遠ざかる方向に付勢するスプリング等からなる第2付勢手段21を備えた点で特徴を有する。そして、第1付勢手段20は、前記付勢手段8と同様に、載置部材11の上面に物品3が存在しないで吸着パッド5が載置部材11の上面に直接吸着した状態で持上げた際に作用する過大の引張力を回避するために使用される。他方、第2付勢手段21の方は、物品3の吸着時におけるバッファ手段として使用される。
【0012】
しかして、本実施例に係る吸着装置18の物品3を吸着する前の標準状態においては、図3に示したように、吸引管19は、第1付勢手段20と第2付勢手段21によって、支持部材2に設置された筒状案内部材4に対して所定の状態に保持される。なお、この標準状態においては、吸引管19に形成された開孔部22は、本実施例では筒状案内部材4の下方の摺動部材9の内面と密接する部分に位置する。そして、図4に示したように、物品3を吸着保持する場合には、移動手段を介して吸着パッド5が前記物品3に接するように支持部材2を下降した上、吸引管19を通じて吸引を開始し、吸着パッド5により物品3を吸着することになる。この場合、本実施例においては、第2付勢手段21がバッファ手段として機能することから、吸着パッド5を物品3に対して押付けた際には、第2付勢手段21が圧縮して物品3に対する押圧状態を定常化し、物品3に対する無理な押圧力の付加が回避される。なお、この物品3に対する吸着時に、吸引管19に形成された開孔部22が図示のように筒状案内部材4の内側に位置するように構成されることはいうまでもない。また、本実施例では、この物品3に対する吸着時に、第1付勢手段20の上端部が係止部16から離間して付勢力を生じないように構成したが、他の形態も可能である。そして、吸着パッド5が物品3を吸着した後、移動手段を作動して支持部材2を上昇し、物品3を持上げて所定の目的位置に移動することになるが、その際には、先ず第2付勢手段21が拡開して図1の標準状態に復帰し、しかる後、第1付勢手段20を圧縮して反力をとりながら物品3を持上げて所定の目的位置に移動することになる。
【0013】
次に、図5に示したように、載置部材11の上面に物品3が存在しない場合について説明する。この場合には、前述の場合と同様に、移動手段を介して支持部材2を下降した上、吸引管19を通じて吸引が開始されると、図示のように吸着パッド5は載置部材11の上面を直接吸着することになる。しかる後、移動手段を作動して支持部材2を上昇させると、図示のように、第2付勢手段21は拡開して標準状態に復帰するとともに、第1付勢手段20の上端部が係止部16に当接する。しかる後、更に移動手段を介して支持部材2を上昇させると、第2付勢手段21の上端部は筒状案内部材4の下端部から離間し、付勢力が解除されるとともに、今度は第1付勢手段20の圧縮が開始され、吸引管19を吸着パッド5が筒状案内部材4へ接近する方向に付勢することになる。この状態で、更に支持部材2を上昇させると、第1付勢手段20の変形量が増えて付勢力が増大するにつれて吸引管19に作用する前記載置部材11を持上げる方向の引張力も徐々に大きくなり、そしてその引張力が前記第1付勢手段20により定まる値より大きくなると、図示のように前記開孔部22が筒状案内部材4の外側へ引出されて外部へ開放されることになる。その結果、前記第1実施例と同様に、大気が吸引管19内に流入し、吸着パッド5は吸引力の低下により載置部材11から離脱する。したがって、吸引管19に対する過大の引張力の付加が回避され、トラブルを未然に防止することができる。
【0014】
【発明の効果】
本発明によれば、端部に吸着パッドを備えた吸引管を筒状案内部材に摺動可能に設け、その吸引管を吸着パッドが筒状案内部材へ接近する方向に付勢するとともに、該吸引管の周壁部に内部と外部を連通させる開孔部を形成するという簡単な構成により、前記従来技術のように物品を吸着する際にかかる動作時間を遅らす構造上の制約を伴うことなく、しかも対象の被吸着物品が存在しない場合に吸着パッドが物品の載置面等に直接吸着した場合には、その吸着パッドを介して前記吸引管に対して作用する引張力が前記付勢手段により定まる値より大きくなると、前記開孔部が筒状案内部材の外側へ引出されて外部へ開放され、吸着パッドの吸引力を低下させるという機能を奏する。したがって、物品を吸着する際の動作時間を遅らすことなく、吸着パッドが物品の載置面等に直接吸着した状態で持上げ工程に移行した際に、吸引管やその他の構成部分に過大な負荷が作用してトラブルを引き起すといった従来の技術的問題は的確に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を例示したもので、吸着パッドにより物品を吸着した通常の動作状態を示した縦断面図である。
【図2】同実施例において被吸着物品が存在せず、吸着パッドが物品の載置面側に吸着した場合の動作状態を示した縦断面図である。
【図3】本発明の第2実施例を例示したもので、吸着パッドにより物品を吸着する前の標準状態を示した縦断面図である。
【図4】同実施例において吸着パッドにより物品を吸着した通常の動作状態を示した縦断面図である。
【図5】同実施例において被吸着物品が存在せず、吸着パッドが物品の載置面側に吸着した場合の動作状態を示した縦断面図である。
【符号の説明】
1…吸着装置、2…移動手段側の支持部材、3…物品、4…筒状案内部材、5…吸着パッド、6…吸引ホース、7…吸引管、8…付勢手段、9…摺動部材、10…開孔部、11…載置部材、12…接続部材、13…係止部材、14…ナット、15…雄ねじ、16…係止部、17…接続部材、18…吸着装置、19…吸引管、20…第1付勢手段、21…第2付勢手段、22…開孔部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a suction device provided with a suction pad, which is installed in a moving means for moving an article such as a robot hand by suction while holding the article.
[0002]
[Prior art]
With respect to this type of suction device, a suction tube having a suction pad at one end and a suction port at the other end is inserted under a state in which the suction tube is urged in a direction protruding outward with respect to a suction chamber held at a negative pressure. When the suction tube is pushed into the suction chamber against the biasing force, the suction port provided at the end of the suction tube communicates with the suction chamber to suction and hold the article via the suction pad. Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163,086 discloses an adsorption device that performs the above operation. In this conventional technique, if for some reason the article is not sucked and held on the suction pad or the article held and sucked off the suction pad, the urging force causes the suction pipe to protrude outward, and the The communication between the suction port provided at the end and the suction chamber is cut off, and the negative pressure state in the suction chamber is maintained. Therefore, it is possible to avoid affecting the suction holding state of the article by the suction pad of another suction pipe installed in the same suction chamber. In other words, the above-described conventional technique has a function of using a common suction chamber and avoiding the influence of a suction error of an article by some suction pads on the suction holding state of an article by another suction pad. When there is no article to be sucked corresponding to the suction pad, the article to be sucked has a certain thickness, and the space formed below the suction pad causes the suction pad to be placed on the article. When the suction tube is not in contact with the surface, the suction tube is not pushed into the suction chamber, and no suction force is generated in the suction pad. However, when the thickness of the article to be sucked is small, the gap formed below the suction pad is thin, so that the suction pad abuts on the mounting surface side of the article, and the suction pipe is pushed into the suction chamber. Since the suction port provided at the end of the suction tube is communicated with the suction chamber, the suction pad is suctioned to the mounting surface side of the article. However, if the process moves to the step of lifting the next article in a state where the suction pad is suctioned on the mounting surface side of the article, excessive tensile force acts via the suction pad to cause trouble. There was a case.
[0003]
As described above, the prior art is excellent in that it is possible to avoid the influence of a suction error of an article by some suction pads on the suction holding state of another suction pad to the article. In order to adsorb the gas, the suction tube must be pushed into the suction chamber against the urging force and the suction port of the suction tube must communicate with the suction chamber. There is a technical problem that it takes time for the suction holding operation and is not suitable for high-speed operation. Further, depending on the type of the article, the reaction force acting on the article when the suction tube is pushed into the suction chamber against the urging force may be a problem. Further, when the thickness of the target article to be sucked is small, as described above, when there is no article, the suction pad directly sucks the article on the mounting surface side, and the process shifts to the article lifting step. Technical problems such as excessive tensile force acting at the time and causing troubles have not been eliminated.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2542159 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been developed in view of the above-described conventional technical situations, and does not involve a structural restriction that causes a delay in the operation time required for adsorbing an article as in the conventional art. It is another object of the present invention to provide an article suction device capable of preventing a trouble caused by a suction pad directly adsorbing to a mounting surface of an article when an article to be adsorbed does not exist.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in a suction device provided with a suction pad, which is installed in an article moving means for sucking, holding, and moving an article, a tubular shape installed in an appropriate portion on the moving means side A guide member, a suction pipe slidably provided inside the cylindrical guide member, a suction pipe provided at one end thereof, and a suction pipe sucked from the other end side; and the suction pad guides the suction pipe by the cylindrical guide. A biasing means for biasing in a direction approaching the member is provided, and an opening portion for communicating the inside and the outside is formed in a peripheral wall portion of the suction tube located inside the cylindrical guide member, and the suction pad is provided. When a tensile force greater than the value determined by the urging means acts on the suction pipe through the suction pipe, the opening portion is pulled out of the cylindrical guide member and opened to the outside, so that the suction pad is opened. As the suction power of the Using technical means of configuring. Here, the value determined by the urging means is a value required for pulling out the opening to the outside of the cylindrical guide member against the urging force under the urging means. It means a value of a predetermined tensile force determined by the characteristics of the urging means. Incidentally, the characteristic of the urging means depends on how large the lifting force on the article to be sucked reaches when the suction state of the suction pad is released, such as the spring constant of the spring. Will be set via.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to any suction device provided with a suction pad, which is installed in a moving means of an article such as a robot hand that sucks, holds and moves an article. For example, as the moving means on which the suction device according to the present invention is installed, any means that can move along a single axis, as long as it can move while holding the article by suction on the suction pad, can be used in two vertical and horizontal directions. It may be one that moves two-dimensionally along the axis, or one that moves three-dimensionally, such as a robot hand. Further, the present invention can be widely applied to articles regardless of their planar shape, thickness, and lightness. Regarding the urging means for urging the suction pipe, at least when the suction pad is brought into contact with the target article to be suctioned and lifted while sucking, the suction pipe is urged in a direction in which the suction pad approaches the cylindrical guide member. An appropriate form is possible as long as it can be performed. Also, regarding the connection form between the suction pipe and the suction means side, a form in which each suction pipe is individually connected to the suction means side via a suction hose or the like may be used, or a plurality of suction pipes may be collectively collected. It may be of a form connected to one suction chamber.
[0008]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 illustrate a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a normal operation state in which an article is sucked by a suction pad, and FIG. FIG. 7 is a vertical cross-sectional view illustrating an operation state when the suction pad is suctioned to the mounting surface side of the article without performing the operation. In the drawing,
[0009]
Thus, as shown in FIG. 1, in a normal case where the
[0010]
Next, a case where the
[0011]
3 to 5 exemplify a second embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a standard state before the article is sucked, and FIG. 4 shows a vertical section showing a normal operation state where the article is sucked by the suction pad. FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an operation state in a case where the article to be sucked does not exist and the suction pad is sucked on the mounting surface side of the article. Since the
[0012]
Thus, in the standard state before the
[0013]
Next, a case where the
[0014]
【The invention's effect】
According to the present invention, a suction pipe having a suction pad at an end is slidably provided on the cylindrical guide member, and the suction pipe is urged in a direction in which the suction pad approaches the cylindrical guide member. With a simple configuration of forming an opening communicating between the inside and the outside in the peripheral wall of the suction tube, without the structural restriction that delays the operation time required for adsorbing articles as in the prior art, Moreover, if the suction pad directly adheres to the mounting surface of the article or the like when the target article to be sucked is not present, a tensile force acting on the suction pipe via the suction pad is applied by the urging means. When the value is larger than the determined value, the opening portion is pulled out of the cylindrical guide member and is opened to the outside, and the function of reducing the suction force of the suction pad is achieved. Therefore, without delaying the operation time of adsorbing the article, when the suction pad is directly adsorbed on the mounting surface of the article or the like and the process shifts to the lifting process, an excessive load is applied to the suction pipe and other components. Conventional technical problems, such as acting and causing trouble, can be solved exactly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating a normal operation state in which an article is sucked by a suction pad, illustrating a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an operation state in a case where an article to be sucked does not exist and a suction pad is sucked on a mounting surface side of the article in the embodiment.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view illustrating a second embodiment of the present invention and showing a standard state before an article is sucked by a suction pad.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a normal operation state in which the article is sucked by the suction pad in the embodiment.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an operation state in a case where the article to be sucked is not present and the suction pad is sucked on the mounting surface side of the article in the embodiment.
[Explanation of symbols]
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