JP2005224873A - 製品分離及び製品種分け機能を備えたロボット機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 母材からの製品分離と製品種分け操作を同時に行い、省スペース化、自動化と共に人件費の削減、人員配置の適正化、生産性及び収益性の向上を実現できる製品分離及び製品種分け機能を備えたロボット機構の提供。
【解決手段】 少なくとも加工プログラムを記憶した記憶媒体を装着または挿脱自在の制御装置を有し、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿って自由自在に回動するロボット１であって、このロボット１のアーム先端に、製品Ｗを把持するための把持部１ｃと、母材Ｂと製品Ｗを接続しているミクロジョイント部Ｍｊを溶断分離するための電極１ｄとを、一体的に装着してヘッド部１ｂと成し、前記制御装置に記憶された加工プログラムに従って製品分離、分離済みの製品種分け、製品の把持移送、製品の集積操作を可能としたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、板材加工ラインにおいて、ブランクとなる母材からミクロジョイント部を溶断して製品を分離、且つ製品種分け操作を可能とする製品分離及び製品種分け機能を備えたロボット機構に関する。

従来、レーザー加工やパンチング加工等のブランク加工の後工程（製品と素板となる材料のミクロジョイントバラシと製品の種分け）は、材料をそれぞれの専用機に人が運び、且つそこで各々の加工工程を実施するか、大掛かりなシステムラインを構築して行っていた。

また、母材から製品を分離する際に、騒音や振動が発生する問題を解決するために、低騒音でミクロジョイント部を外し、分離された製品を飛散させずに整列した状態で取り出せるようにした製品分離装置を提供することを目的として、「上面に絶縁物を備えたワークテーブルに、ミクロジョイント部で製品を連結したワークをＸ、Ｙ軸方向へ移動位置決め自在のワーク移動位置決め装置を設けると共に、前記ワークテーブルの上方に、当該ワークテーブルに隣接して備えた製品テーブルと当該ワークテーブルとの間を移動自在なヘッドベースを設け、このヘッドベースに水平に回転可能に支持された回転部材に、前記ミクロジョイント部に通電し溶断するための一対の電極を備え、前記ワークから分離された製品を吸着自在の吸着手段を、前記回転部材に近接した位置で当該回転部材よりも前記製品テーブル側の位置において前記ヘッドベースに上下動自在に備えたことを特徴とする。」という公報が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３４２３３４４号公報

然しながら、母材から製品を分離するためのミクロジョイントバラシ及び製品種分けは、それぞれ専用機が必要となるばかりか、専用機に製品を移送する際に大掛かりな製品種分け操作が必要で、取り扱い者に対する３Ｋと共に人件費等において、またこれらを自動化するには、経済的な面で問題があり、更にブランク工程から曲げ工程に移送する際に、不良製品がそのまま通過してしまう場合が多く、最終製品の品質に影響し、生産性を妨げる結果を招くという問題がある。

特許文献１の場合も同様の問題が考えられる。

本発明は、上述の事情に鑑みて成されたもので、ブランク加工後の素板（もといた）となる母材からの製品分離と製品種分け操作を同時に行い、省スペース化、自動化と共に人件費の削減、人員配置の適正化、生産性及び収益性の向上を実現できる製品分離及び製品種分け機能を備えたロボット機構を提供することを目的とする。

本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。

（１）少なくとも加工プログラムを記憶した記憶媒体を装着または挿脱自在の制御装置を有し、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿って自由自在に回動するロボットであって、このロボットのアーム先端に、製品を把持するための把持部と、母材と製品を接続しているミクロジョイント部を溶断分離するための電極とを、一体的に装着してヘッド部と成し、前記制御装置に記憶された加工プログラムに従って製品分離、分離済みの製品種分け、製品の把持移送、製品の集積操作を可能とした製品分離及び製品種分け機能を備えたロボット機構。

（２）前記ヘッド部は、その下面中心付近に伸縮可能に電極棒を垂設し、その周囲且つ中心より外側に向って所定距離離間して複数の円周を描き、１つの円周上に一定のピッチで把持部となる吸着パッドを少なくとも２以上複数懸装し、前記加工プログラムに従って吸着機能する吸着パッドを選択設定可能とした前項（１）記載の製品分離及び製品種分け機能を備えたロボット機構。

（３）前記加工プログラムは、少なくとも製品の大きさ・形状情報、母材中の位置情報、優先順位情報、及び移送先位置情報を含む前項（１）または（２）記載の製品分離及び製品種分け機能を備えたロボット機構。

ブランク加工後の素板（もといた）となる母材からの製品分離と製品種分け操作を同時に行い、省スペース化、自動化と共に人件費の削減、人員配置の適正化、生産性及び収益性の向上を実現できるという効果を呈する。

以下、本発明に係る製品分離及び製品種分け機能を備えたロボット機構の実施の形態について説明する。

図１は、ロボット機構の要部構成を示す説明図、（ａ）は全体概観を示す平面図、（ｂ）はヘッド部の構成を示す説明図である。

例えば、板材加工ラインにおいて、本発明に係るロボット機構は、ミクロジョイント加工されてブランク工程から導入された母材からミクロジョイント部を切断して製品を取り出し、製品テーブルへ移送する工程を受け持つ装置であり、ミクロジョイント部を速やかに、且つ静かに溶断して切り離し、例えば、制御装置に記憶された加工プログラムに基づいて１乃至複数の該当する製品を把持して製品テーブルへ移送する役目を分担する。

以下、構成について、図面を参照して実施例を説明する。

少なくとも加工プログラムを記憶した記憶媒体を装着または挿脱自在の制御装置を有し、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿って自由自在に回動（矢印Ｕ）するロボット１であって、このロボット１のアーム１ａ先端に、製品Ｗを把持するための把持部１ｃと、母材Ｂと製品Ｗを接続しているミクロジョイント部Ｍｊを溶断分離するための電極１ｄとを、一体的に装着してヘッド部１ｂと成し、製品Ｗを把持して目的位置に移送自在であって、溶断分離操作時のみ前記電極１ｄの先端が前記把持部１ｃの下部先端で形成される仮想平面より低い位置まで伸延可能に配して成り、分離済みの製品種分け、移送、集積操作を可能とした構成としてある。

そして、前記ヘッド部１ｂは、その下面中心付近に上下伸縮可能に電極棒１ｄを垂設し、その周囲且つ中心より外側に向って所定距離離間して複数の円周を描き、即ち、図１（ｂ）に示すように、最も外側の直径φ１となる円周上に４つの吸着パッド（１ｃ−１）を配し、その内側の直径φ２となる円周上に３つの吸着パッド（１ｃ−２）を配し、更にその内側の直径φ３となる円周上に３つの吸着パッド（１ｃ−３）を配するというように、１つの円周上に一定のピッチで把持部１ｃとなる吸着パッドを少なくとも２以上複数懸装し、制御装置（図示略）に記憶された加工プログラムに従って吸着機能する吸着パッドを形成する把持部１ｃを選択設定可能である。

把持部１ｃとなる吸着パッドの配列方法は、上記の円形配列に限定するものではなく、例えば長方形の基体に格子配列または千鳥配列としても良い。

尚、吸着パッドは、吸引ポンプを用いた真空式や、電磁石を用いた電磁式などの吸着方式が挙げられ、どちらを用いても構わない。

また、ロボット１は胴体部１ｅが回動自在（矢印Ｕ）であり、また多関節ロボットである。１ｆは設置のための基盤である。

尚また、加工プログラムは、少なくとも製品の大きさ・形状情報、母材中の位置情報、優先順位情報、及び移送先位置情報を含んでおり、ロボット１はこの加工プログラムに従って動作する構成となっている。

次に、図１（ａ）を参照して、ロボット１の動作の概要を説明する。

例えば、ミクロジョイント加工されブランク工程から供給され、母材Ｂと製品（部品）Ｗがミクロジョイント部Ｍｊで接続された状態で所定のミクロジョイントバラシテーブル２上に載置され、図示するようにロボット１は、図中イ、ロ、ハ、ニ、ホ、ヘに分割された製品Ｗを制御装置に記憶された加工プログラムの指示に従って製品テーブル３へ前記製品Ｗを決められた順序で吸着パッド１ｃにより吸着把持して移送する。このとき、製品Ｗの大きさに応じて、例えば大であれば一番外側の吸着パッド１ｃ−１が機能し、中程度の大きさであれば、その内側の吸着パッド１ｃ−２が機能し、更に小さく、小程度の大きさであれば、更にその内側の吸着パッド１ｃ−３が機能するようになっている。

前記製品種分けパレット３へ移送載置された前記製品Ｗは、搬送システムにより不図示の完成部品集積棚へ集積される。

また、ミクロジョイントバラシ用電極１ｄは、例えば母材の中心位置で通電することで、母材全体に所要の電流が流れ、断面が極小のミクロジョイント部Ｍｊが瞬時に溶断され、母材Ｂから目的の製品Ｗを切離し分離することができる。このとき、母材Ｂとテーブルの間には、例えばゴム状の絶縁物（図示略）が敷設され、また母材Ｂの端部に設けられたアース端子、もしくはもう一つの電極を介して溶断電流が流れるようになっている。また、電極１ｄの上下伸縮動作は、ピストン・シリンダ等の昇降手段で構成することができる。

また、ヘッド部１ｂの把持部（吸着パッド）１ｃが製品を把持する動作中は、電極１ｄは把持部１ｃの下部先端で形成される仮想平面より上方まで退避するようになっている。

尚、基本構成を要約して説明すれば、１）ブランク加工後、ミクロジョイント加工された材料（母材Ｂ）が、ローダーにてミクロジョイントバラシテーブル２に搬入セットされ、２）ロボット１により電極１ｄを介して材料（母材Ｂ）に通電し、個々の製品Ｗを材料（母材Ｂ）からミクロジョイント部Ｍｊをジュール熱で溶断してバラシ、３）製品Ｗと端材Ｓｋを分離し、同じロボット１が製品Ｗを吸着パッド１ｃで吸着し、４）製品Ｗを製品種分けパレット３を介して完成部品集積棚６へ集積後、端材（スケルトン）Ｓｋがアンローディングされる。そして次工程に人手を介さずに移送される。

前述のロボット１の動作は、胴体部１ｅが回動すると同時に多関節部（図示略）とアーム先端に取り付けられたヘッド部１ｂとの作用により、多関節知能ロボットとしての機能を十分に発揮するように構成されていることは勿論である。

ブランク加工後の素板（もといた）となる母材からの製品分離と製品種分け操作を同時に１台で行い、省スペース化、自動化と共に人件費の削減、人員配置の適正化、生産性及び収益性の向上を実現できる製品分離及び製品種分け機能を備えたロボット機構を提供することが出来る。

尚、この発明に係る製品分離及び製品種分け機能を備えたロボット機構は、上述した利用範囲に限定されず広範囲に応用可能である。

ロボット機構の要部構成を示す説明図、（ａ）全体概観を示す平面図、（ｂ）ヘッド部の構成を示す説明図

符号の説明

１ ロボット
１ａ アーム
１ｂ ヘッド部
１ｃ 把持部（吸着パッド）
１ｄ 電極（ミクロジョイントバラシ用電極）
１ｅ 胴体部
１ｆ 基盤
２ ミクロジョイントバラシテーブル
３ 製品種分けパレット
Ｂ 母材
Ｍｊ ミクロジョイント部
Ｓｋ 端材（スケルトン）
Ｗ 製品（部品）

Claims (3)

1. 少なくとも加工プログラムを記憶した記憶媒体を装着または挿脱自在の制御装置を有し、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿って自由自在に回動するロボットであって、このロボットのアーム先端に、製品を把持するための把持部と、母材と製品を接続しているミクロジョイント部を溶断分離するための電極とを、一体的に装着してヘッド部と成し、前記制御装置に記憶された加工プログラムに従って製品分離、分離済みの製品種分け、製品の把持移送、製品の集積操作を可能としたことを特徴とする製品分離及び製品種分け機能を備えたロボット機構。
2. 前記ヘッド部は、その下面中心付近に上下伸縮可能に電極棒を垂設し、その周囲且つ中心より外側に向って所定距離離間して複数の円周を描き、１つの円周上に一定のピッチで把持部となる吸着パッドを少なくとも２以上複数懸装し、前記加工プログラムに従って吸着機能する吸着パッドを選択設定可能としたことを特徴とする請求項１記載の製品分離及び製品種分け機能を備えたロボット機構。
3. 前記加工プログラムは、少なくとも製品の大きさ・形状情報、母材中の位置情報、優先順位情報、及び移送先位置情報を含むことを特徴とする請求項１または２記載の製品分離及び製品種分け機能を備えたロボット機構。

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