JP2006326715A - Chuck unit for industrial robot with fall prevention function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は産業用ロボットに装着されたワークを吸着、搬送する産業ロボット用チャックユニットに関する。 The present invention relates to a chuck unit for an industrial robot that sucks and conveys a workpiece mounted on the industrial robot.
加工ラインに於いて、ワークを把持し加工機へ搬送、装着を行う際、ワークを把持する手段として機械的に把持する手段、真空又は電磁石などの吸着力を利用して把持する手段が公知技術として知られている。従来方式のチャックユニットの場合、ワークを把持する把持装置には、多くの場合油圧を利用して把持爪を動作させる機械的なものや、真空又は電磁石などの吸着力を利用してワークを吸着把持するものが使用されている。特に前記真空又は電磁石などの吸着力を利用した方式の把持装置の場合、何らかの要因により把持装置への真空力や電磁石の吸着力が絶たれると、把持力は失われチャックがワークを把持していることが出来ず、ワークを落下させてします危険がある。ワークの落下はワークが破損するばかりでなく周辺機器の破損につながるためライン停止の原因となり問題となっていた。 In a processing line, when gripping a workpiece, carrying it to a processing machine, and mounting it, a means for mechanically gripping the workpiece and a means for gripping using a suction force such as a vacuum or an electromagnet are known techniques. Known as. In the case of a conventional chuck unit, a gripping device that grips a workpiece is often a mechanical device that operates a gripping claw using hydraulic pressure, or a workpiece that is attracted using a suction force such as a vacuum or an electromagnet. A gripper is used. In particular, in the case of a gripping device using a suction force such as the vacuum or electromagnet, if the vacuum force to the gripping device or the suction force of the electromagnet is interrupted for some reason, the gripping force is lost and the chuck grips the workpiece. There is a danger of dropping the work. The drop of the work not only damages the work but also damages the peripheral equipment, causing the line to stop and causing a problem.
従来より産業用ロボットなどの把持装置を用いてワークを搬送する場合、安全面からも搬送途中においてワークの落下防止に配慮することが望まれている。しかしこれら把持装置に用いる落下防止機構は、例えば、次に提示する特許文献1及び2に示すように、ロボットの把持手段、ワークの形状などの要素により種々多様な方法が採用されている。 Conventionally, when a workpiece is transported using a gripping device such as an industrial robot, it has been desired to consider the prevention of the workpiece from falling during the transportation from the viewpoint of safety. However, for the fall prevention mechanism used in these gripping devices, various methods are adopted depending on factors such as the gripping means of the robot and the shape of the workpiece, as shown in Patent Documents 1 and 2 presented next.
本発明は産業用ロボットに装着され、ワークを把持し加工機へ搬送及び装着を行うためのチャックユニットにおいて、落下防止機構を有したチャック(把持装置)によりワークを把持し、吸着力の不足により掴み上げたワークが供給途中で落下することを防止することを目的とする。 The present invention is a chuck unit that is mounted on an industrial robot, grips a workpiece, transports and mounts it on a processing machine, grips the workpiece with a chuck (grip device) having a fall prevention mechanism, and the suction force is insufficient. The purpose is to prevent the picked-up workpiece from dropping during the supply.
更に、落下防止機構がワーク吸着作業の工程、又は加工機にワークを装着する工程において必然的に作動し、落下防止機構が作動しなければワークを吸着又は装着が行われず、作業者が意識することなく落下防止機構が安全装置として働くことを目的とする。 Further, the fall prevention mechanism is inevitably operated in the work adsorption work process or the process of attaching the work to the processing machine. If the fall prevention mechanism is not activated, the work is not attracted or attached, and the worker is conscious. It is intended that the fall prevention mechanism works as a safety device without any problems.
上記目的を達成するため、請求項1に記載した発明は、中央部に円筒形状の空洞部を有するワークをチャックを用いて吸着把持した後、ワークを所定の加工機に装着する産業用ロボットにおいて、チャックでワークを吸着把持すると同時に空洞部内にワークの落下防止機構を挿入し、落下防止爪を空洞内部でワークと係合させてワークが吸着盤からの落下を防止することを特徴とするワーク落下防止機能付き産業ロボット用チャックユニットを提供することにより上記課題を解決したものである。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an industrial robot in which a workpiece having a cylindrical hollow portion at the center is sucked and held using a chuck, and then the workpiece is mounted on a predetermined processing machine. The workpiece is prevented from falling from the suction plate by inserting the workpiece drop prevention mechanism into the cavity and at the same time engaging the workpiece with the fall prevention claw inside the cavity. The problem is solved by providing a chuck unit for an industrial robot with a fall prevention function.
また、請求項2に記載するように、本発明は落下防止爪とワークの係合は円筒形状の空洞内部に設けた円周状の溝とリンク機構により駆動する爪とで係合するように構成する。 Further, according to the present invention, in the present invention, the fall prevention claw and the workpiece are engaged with each other by a circumferential groove provided inside the cylindrical cavity and a claw driven by the link mechanism. Constitute.
また、請求項3に記載するように、本発明は落下防止爪が円筒状の空洞内部に挿入されるハウジング内に組込まれたリンク機構であって、リンク機構はシリンダーにより駆動するリンク駆動部材と爪を有するリンクよりなり、駆動部材とリンクはピンにより連結されており、爪を有するリンクはガイド部材に放射状に配置するように構成する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a link mechanism in which a fall prevention claw is incorporated in a housing into which a fall prevention claw is inserted, and the link mechanism includes a link driving member driven by a cylinder, It consists of a link which has a nail | claw, the drive member and the link are connected with the pin, and the link which has a nail | claw is comprised so that it may arrange | position radially at a guide member.
また、請求項4に記載するように、本発明は内部に落下防止爪を有するハウジングがワークの空洞部の円筒形状とほぼ同一の形状であり、アームに複数の支持ロッドで取付けられシリンダーにより駆動し、アームに対して移動可能であるように構成する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the present invention, the housing having the fall prevention claw is substantially the same shape as the cylindrical shape of the cavity portion of the workpiece, and is mounted on the arm by a plurality of support rods and driven by the cylinder. And configured to be movable with respect to the arm.
また、請求項5に記載するように、本発明は円筒形状の空洞部がコアであり、コア内面には長手方向中央の位置にリンクの爪が係合する円周状の断面矩形の溝が設けられているように構成する。 Further, according to the present invention, in the present invention, the cylindrical hollow portion is a core, and a circumferentially-shaped rectangular groove in which a claw of a link engages with a central position in the longitudinal direction on the inner surface of the core. Configure as provided.
また、請求項6に記載するように、ワークを吸着したチャックユニットが加工機に接近するとハウジングに設けたセンサーが作動し、ワークと落下防止機構の係合を解除し、ワークが加工機に装着されるように構成する。 In addition, as described in claim 6, when the chuck unit that adsorbs the workpiece approaches the processing machine, a sensor provided in the housing is activated to release the engagement between the workpiece and the fall prevention mechanism, and the workpiece is mounted on the processing machine. To be configured.
また、請求項7に記載するように、本発明はチャックにワークを吸着する手段が真空或いは電磁石による吸着方式であるように構成する。 Further, according to the present invention, the present invention is configured such that the means for attracting the work to the chuck is a vacuum or electromagnet attracting method.
更に、請求項8に記載するように、本発明は中心部に円筒形状の空洞部を有するワークがコア内面に所定の溝を設けたコアにフィルムを巻き付けた非磁性体の平板状のロールであることを特徴とする。 Further, according to the present invention, the present invention is a non-magnetic flat plate roll in which a work having a cylindrical hollow portion in the center is wound with a film around a core having a predetermined groove on the inner surface of the core. It is characterized by being.
以上説明したように、上記チャックユニットのチャック部に落下防止機構を組み込むことにより、ワーク搬送中に何らかの要因によって吸着力不足が発生した場合であってもワークを落下することなく、落下によるワークの破損及び周辺装置の破損を防止することが可能となる。特に、非磁性体のワークを吸着方式により把持し搬送する場合に前記効果が顕著である。 As described above, by incorporating a fall prevention mechanism in the chuck part of the above chuck unit, even if the suction force is insufficient due to some factor during workpiece transfer, the workpiece is not dropped by dropping. It becomes possible to prevent breakage and breakage of peripheral devices. In particular, the above-mentioned effect is remarkable when a non-magnetic work is gripped and conveyed by an adsorption method.
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態の詳細を説明する。第1図は産業用ロボットの概略図、第2図、第3図、第4図はチャックユニットの詳細図である。 Hereinafter, details of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an industrial robot, and FIGS. 2, 3 and 4 are detailed views of a chuck unit.
第1図の示すとおり、本発明の産業用ロボットはロボット本体2、落下防止意機構30を具備するチャックユニット3より構成される。1はワークを示す。ここで本発明に用いるワークは筒状のコアにフィルムを巻き付けたロール状物品である。 As shown in FIG. 1, the industrial robot of the present invention comprises a robot body 2 and a chuck unit 3 having a drop prevention mechanism 30. 1 indicates a workpiece. Here, the workpiece used in the present invention is a roll-shaped article in which a film is wound around a cylindrical core.
次に本発明の産業用ロボットの動きを説明する。チャックユニット3は支点5を中心として回転するようにロボット本体2に取り付けられ、垂直から水平にほぼ90°の範囲を回転可能な構造とする。この回転はシリンダー4により支点6を上下に移動することにより行う。 Next, the movement of the industrial robot of the present invention will be described. The chuck unit 3 is attached to the robot body 2 so as to rotate about the fulcrum 5 and has a structure capable of rotating in a range of approximately 90 ° from vertical to horizontal. This rotation is performed by moving the fulcrum 6 up and down by the cylinder 4.
資材としてのワーク1は、図示するように、水平状態で資材置き場に供給される。最初にチャックユニット3は垂直方向に回転した後下降を開始し、ワーク1の中央部筒部に落下防止機構を挿入する。次にチャックユニットでワーク1を吸着すると同時に落下防止機構を作動させ落下防止の爪をワークに係合する。次にチャックユニット3はワーク1を吸着し一定の高さまで持ち上げ、90°回転しワーク1を水平から垂直に方向を変えて維持し、最後に加工機のシャフト7にワーク1を移動し装着して一連の作業を終了する。 The work 1 as a material is supplied to a material storage place in a horizontal state as illustrated. First, the chuck unit 3 starts to descend after rotating in the vertical direction, and the fall prevention mechanism is inserted into the central cylindrical portion of the workpiece 1. Next, the workpiece 1 is adsorbed by the chuck unit, and at the same time, the fall prevention mechanism is operated to engage the fall prevention claw with the workpiece. Next, the chuck unit 3 picks up the workpiece 1 and lifts it to a certain height, rotates it 90 °, maintains the workpiece 1 by changing the direction from horizontal to vertical, and finally moves the workpiece 1 to the shaft 7 of the processing machine and attaches it. To complete a series of operations.
次に第2図、第3図及び第4図に基づいてチャックユニット3の詳細な構造について説明する。ここで第2図はワークをチャックユニットで吸着し落下防止機構の爪がワークに係合した状態を示す。第3図はワークを加工機のシャフトに装着する状態を示す。第4図は落下防止機構の詳細図を示す。 Next, the detailed structure of the chuck unit 3 will be described with reference to FIG. 2, FIG. 3 and FIG. Here, FIG. 2 shows a state in which the workpiece is adsorbed by the chuck unit and the claw of the fall prevention mechanism is engaged with the workpiece. FIG. 3 shows a state in which the workpiece is mounted on the shaft of the processing machine. FIG. 4 shows a detailed view of the fall prevention mechanism.
チャックユニット3の構造を第2図の断面図を用いて説明する。チャックユニット3はアーム(吸着盤保持部材)10、チャック(吸着盤)20及び落下防止機構30から構成される。アーム10は一端にチャック20を固着し、チャックの中央部に落下防止機構30を移動可能に取り付ける。 The structure of the chuck unit 3 will be described with reference to the sectional view of FIG. The chuck unit 3 includes an arm (suction board holding member) 10, a chuck (suction board) 20, and a fall prevention mechanism 30. The arm 10 has a chuck 20 fixed to one end, and a fall prevention mechanism 30 is movably attached to the center of the chuck.
アーム10は、特に形状が特定されるものではないが、本発明では一対の平板をH形状に結合して用いている。本アーム10は平板の端部(支点6の対抗位置)にチャック20と落下防止機構30、内部にシリンダー11を取り付ける。支持ロッド14はアーム10に設けられたロッド支持孔13に挿入することによりアーム10と連結されており、シリンダー11の駆動により、支持ロッド14は支持孔13内をスライドするように構成されている。ここで、シリンダー11は駆動するタイプに限定されるものではなく、一定の力を発生させるショックアブゾバー的機能をもたせたものも使用可能である。従って、シリンダー11を駆動することにより落下防止機構30を移動することができる。 The shape of the arm 10 is not particularly specified, but in the present invention, a pair of flat plates are combined and used in an H shape. The arm 10 has a chuck 20 and a fall prevention mechanism 30 attached to an end of a flat plate (opposite position of the fulcrum 6), and a cylinder 11 attached inside. The support rod 14 is connected to the arm 10 by being inserted into a rod support hole 13 provided in the arm 10, and the support rod 14 is configured to slide in the support hole 13 by driving the cylinder 11. . Here, the cylinder 11 is not limited to a driving type, and a cylinder having a shock absorber function for generating a constant force can be used. Therefore, the fall prevention mechanism 30 can be moved by driving the cylinder 11.
チャック20は図示するようにアーム10に垂直に取り付けられ、一般には円盤形状であり、周囲にワークを吸着する吸着盤21を具備する。吸着盤21はチャック20の周囲に沿って一定幅を有する連続した溝状に設けられている。更に強い吸着力を得るため溝の淵はゴム等のシール材22で構成する。強い吸着力を得るため吸着盤21の溝の形状は面積が広いほど好ましいが上記形状に限定されるものではない。又チャック20の中央部には落下防止機構30が移動可能に貫通した空洞部23を設ける。 As shown in the figure, the chuck 20 is vertically attached to the arm 10 and generally has a disk shape, and is provided with a suction plate 21 for sucking a workpiece around it. The suction plate 21 is provided in a continuous groove shape having a constant width along the periphery of the chuck 20. In order to obtain a stronger adsorbing force, the groove ridges are made of a sealing material 22 such as rubber. In order to obtain a strong suction force, the shape of the groove of the suction plate 21 is preferably as large as possible, but is not limited to the above shape. Further, a hollow portion 23 through which the fall prevention mechanism 30 is movable is provided at the center of the chuck 20.
落下防止機構30は上下面が塞がれた内部空洞の円筒のハウジングAと、ハウジングAの内部に収納された落下防止爪リンク機構Bと、ハウジングAとアーム10を結合する複数の支持ロッド14にから構成され、ハウジングA側面には爪34が出入する複数の窓31を設ける。落下防止爪リンク機構Bは駆動部材32、リンク33、シリンダー38、スプリング40より構成される。ここで、リンク33の先端部が落下防止爪34を構成する。シリンダー38は、図示するようにハウジングAの下面に固定し、シリンダーロッド39は駆動部材32と連結する。駆動部材32とハウジングAの上面との間にはスプリング40を挿入する。リンク33の爪34側はピン36で連結し、駆動部材側はピン37で連結する。本発明ではピン36はハウジングと一体構造とし、ピン35はリンク33と一体構造とする。このような構造とすることでリンク33はピン36を支点をして、駆動部材側(ピン35側)が回転可能となる。なお、駆動部材側が回転するためにはリンク連結孔37は長孔とする必要がある。しかし、リンク33を回転可能にする構成はこれに限定されるものではない。 The fall prevention mechanism 30 includes an inner hollow cylindrical housing A whose upper and lower surfaces are closed, a fall prevention claw link mechanism B housed in the housing A, and a plurality of support rods 14 that couple the housing A and the arm 10. A plurality of windows 31 through which the claw 34 enters and exits are provided on the side surface of the housing A. The fall prevention claw link mechanism B includes a drive member 32, a link 33, a cylinder 38, and a spring 40. Here, the tip of the link 33 constitutes the fall prevention claw 34. The cylinder 38 is fixed to the lower surface of the housing A as shown, and the cylinder rod 39 is connected to the drive member 32. A spring 40 is inserted between the drive member 32 and the upper surface of the housing A. The claw 34 side of the link 33 is connected by a pin 36, and the drive member side is connected by a pin 37. In the present invention, the pin 36 is integrated with the housing, and the pin 35 is integrated with the link 33. With such a structure, the link 33 uses the pin 36 as a fulcrum, and the drive member side (pin 35 side) can rotate. In addition, in order for the drive member side to rotate, the link connection hole 37 needs to be a long hole. However, the structure which enables the link 33 to rotate is not limited to this.
ここで、第2図に示す実線のリンクは爪34がワーク1のコア41の溝42に係合している状態を示し、破線のリンクは爪34が係合を解除した状態を示す。シリンダー38が駆動し駆動部材32が破線のように押されると、リンク33はピン36を支点に回転し爪34はハウジング内部に納まる。シリンダー38の駆動を解除するとスプリング40により駆動部材32はもとの位置に戻り爪34はコア41の溝42に係合する。 Here, the solid line link shown in FIG. 2 shows a state in which the claw 34 is engaged with the groove 42 of the core 41 of the work 1, and the broken line link shows a state in which the claw 34 is disengaged. When the cylinder 38 is driven and the drive member 32 is pushed as indicated by the broken line, the link 33 rotates about the pin 36 and the claw 34 is housed inside the housing. When the drive of the cylinder 38 is released, the drive member 32 is returned to its original position by the spring 40 and the claw 34 is engaged with the groove 42 of the core 41.
第4図は矢視AAより見た落下防止爪リンク機構Bの詳細図である。ハウジングAの中心部に駆動部材32を備え4個のリンク33が水平と垂直方向に配置されている。リンク33はピン36を介してハウジング側と、ピン37を介して駆動部材側と連結されている。本図では爪34がハウジングの窓31より外側に出ているが、駆動部材32が紙面に対して上方向に動くことにより爪34がハウジングA内に収納されることになる。 FIG. 4 is a detailed view of the fall prevention claw link mechanism B as viewed from the arrow AA. A drive member 32 is provided at the center of the housing A, and four links 33 are arranged in the horizontal and vertical directions. The link 33 is connected to the housing side via a pin 36 and to the drive member side via a pin 37. In this drawing, the claw 34 protrudes outside the window 31 of the housing, but the claw 34 is accommodated in the housing A when the drive member 32 moves upward with respect to the paper surface.
次にワーク1が加工機のシャフト7に装着される工程を説明する。第2図に示すように、ワーク1がチャック20に吸着され、落下防止爪34がワークのコア41に係合した状態で加工機のシャフト7に搬送され、ワーク1のコア41をシャフト7に挿入すると、第3図に示すように爪開放用センサードグ43(センサー)が働き落下防止爪34が開放される。引き続き外力を加えることにより、チャックユニット2をシャフト7に押し込むことで落下防止機構30はアーム10側に相対的に移動し、ワーク1はシャフト7に装着されることになる。 Next, a process in which the workpiece 1 is mounted on the shaft 7 of the processing machine will be described. As shown in FIG. 2, the workpiece 1 is attracted to the chuck 20 and conveyed to the shaft 7 of the processing machine with the fall prevention claw 34 engaged with the core 41 of the workpiece, and the core 41 of the workpiece 1 is transferred to the shaft 7. When inserted, the claw opening sensor dog 43 (sensor) works to open the fall prevention claw 34 as shown in FIG. By continuously applying an external force, the chuck unit 2 is pushed into the shaft 7, whereby the fall prevention mechanism 30 moves relatively to the arm 10 side, and the workpiece 1 is mounted on the shaft 7.
本発明は産業用ロボットを利用して物品を搬送する分野において物品を安全に搬送する手段として利用可能である。 The present invention can be used as a means for safely transporting articles in the field of transporting articles using industrial robots.
A ハウジング
B 落下防止爪リンク機構
1 ワーク
2 ロボット本体
3 チャックユニット
4 シリンダー
7 加工機のシャフト
10 アーム
11 シリンダー
12 シリンダーロッド
13 ロッド支持孔
14 支持ロッド
20 チャック
21 吸着盤
22 シール材
30 落下防止機構
31 窓
32 駆動部材
33 リンク
34 落下防止爪
35、36 ピン
37 長孔
38 シリンダー
39 シリンダーロッド
41 コア
42 爪係合溝
43 爪開放用センサードグ
A Housing B Fall prevention claw link mechanism 1 Work piece 2 Robot body 3 Chuck unit 4 Cylinder 7 Processing machine shaft 10 Arm 11 Cylinder 12 Cylinder rod 13 Rod support hole 14 Support rod 20 Chuck 21 Suction plate 22 Sealing material 30 Drop prevention mechanism 31 Window 32 Drive member 33 Link 34 Fall prevention claw 35, 36 Pin 37 Long hole 38 Cylinder 39 Cylinder rod 41 Core 42 Claw engagement groove 43 Claw release sensor dog
Claims (8)
The workpiece having a cylindrical hollow portion in the center is a flat roll in which a film is wound around a core having a predetermined groove provided on the inner surface of the core. The chuck unit for industrial robots with the fall prevention function of 6 and 7.
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Cited By (1)
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2005
- 2005-05-24 JP JP2005150578A patent/JP2006326715A/en active Pending
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