JP2009039849A - Magnet hand - Google Patents
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Description
本発明は、マグネットを装着したピストンを往復作動させてワークの磁着、取外しを行なうマグネットハンドに関し、特に、ワークを取外す時に圧縮気体をワークとマグネットハンドの磁着面の間に導入することにより、安定したワークの取外しができるマグネットハンドに関するものである。 The present invention relates to a magnet hand that reciprocates a piston equipped with a magnet to magnetically attach and detach a workpiece, and in particular, by introducing a compressed gas between the workpiece and the magnetized surface when removing the workpiece. The present invention relates to a magnet hand that can stably remove a workpiece.
従来、図4に示すように、マグネットハンド5のシリンダ本体51内のポート51aとカバー52のポート52aより圧縮気体を給気、排気することでマグネット54を装着したピストン53を磁着可能なワークWに近づけて磁着し、逆に、ピストン53をワークWより遠ざけてワークWを取外すマグネットハンドは公知である。また、特開2006−161824号公報によれば真空吸着とマグネットの磁着力の両者を兼ね備えた磁吸着装置がある。
しかし、従来のマグネットハンドにおいては、シリンダ室への圧縮気体の給気、排気によりマグネットを装着したピストンを磁着可能なワークに近づけて磁着し、その後、圧縮気体の給気、排気を切換えてピストンをワークから遠ざけて、ワークをマグネットハンドより取外していたが、磁着面とワークの間に油分、あるいは水分等が付着していると磁着面とワークの間が密着状態となり、スムーズにワークを取外すことが出来ないという問題があった。 However, in the conventional magnet hand, the piston fitted with the magnet is magnetized close to the work that can be magnetized by supplying and exhausting the compressed gas to the cylinder chamber, and then the supply and exhaust of the compressed gas are switched. The piston was moved away from the workpiece, and the workpiece was removed from the magnet hand. However, if oil or moisture adheres between the magnetized surface and the workpiece, the magnetized surface and the workpiece are in close contact with each other. There was a problem that the workpiece could not be removed.
本発明は上述の課題を解決するものであり、マグネットハンドとワークの磁着面に圧縮気体を導入することでワークをマジックハンドから素早く、確実に取外すことができ、更に、圧縮気体としてシリンダ室の排気圧力を活用することで、新たなエネルギー損失のないマグネットハンドを提案することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and by introducing compressed gas to the magnetized surface of the magnet hand and the workpiece, the workpiece can be quickly and reliably removed from the magic hand, and the cylinder chamber can be used as the compressed gas. The purpose is to propose a new magnet hand that does not lose energy by utilizing the exhaust pressure.
このために本発明の請求項1のマグネットハンドは両側にポートを有し、圧縮気体のポートへの給気、排気の切換えによりシリンダ本体内を往復作動するピストンにはピストンが磁着可能なワークに近づいた時、ワークを磁着するマグネットが装着され、次に、ワークを取外す時は圧縮気体のポートへの給気、排気を切換え、ピストンをワークより遠ざけると共に、圧縮気体、又は、シリンダ室の排気側圧力をワークとマグネットハンドの磁着面との間に導入することによりワークを素早く、確実に取外すことができる。 For this purpose, the magnet hand according to
請求項2に記載の発明はマグネットハンドの両側にポートを有し、圧縮気体のポートへの給気、排気の切換えによりシリンダ本体内をマグネットが装着されたピストンが往復作動して、磁着可能なワークを磁着、取外しを繰返し行なうマグネットハンドにおいて、ワーク磁着時に圧力が給気されているポート側シリンダ室に通じる通路の途中にワークとマグネットハンドの磁着面との間に通じる通路が配設され、その通路の合流部にはチェック弁が収容されて、ワーク磁着時にはそのチェック弁により駆動バルブからポートを通って給気圧力がピストンをワーク側に作動させるシリンダ室に流入し、ピストンの反対側シリンダ室の排気圧力は駆動バルブを通って外部へ排気される。ワーク取外し時は駆動バルブを切換えることにより、磁着時排気されていたシリンダ室に圧力が給気され、給気されていたシリンダ室の圧力が排気されるが、この場合、通路合流部にあるチェック弁によりシリンダ室の排気圧力がシリンダ室よりワークとマグネットハンドの磁着面との間に通じる通路を通って磁着面に流入するため、コンパクトで、ワークを素早く、確実に取外すことができる。 The invention according to claim 2 has ports on both sides of the magnet hand, and can be magnetized by reciprocating a piston with a magnet mounted in the cylinder body by switching between supply and exhaust of compressed gas to the port. In a magnet hand that repeatedly magnetizes and removes a large workpiece, there is a passage leading between the workpiece and the magnetized surface of the magnet hand in the middle of the passage leading to the port side cylinder chamber where pressure is supplied when the workpiece is magnetized. The check valve is housed in the junction of the passage, and when the work is magnetized, the check valve flows from the drive valve to the port through the port and the supply air pressure flows into the cylinder chamber that operates the piston to the work side. The exhaust pressure in the cylinder chamber on the opposite side of the piston is exhausted to the outside through the drive valve. When the workpiece is removed, the drive valve is switched to supply pressure to the cylinder chamber that has been exhausted during magnetic attachment, and the pressure in the cylinder chamber that has been supplied is exhausted. The check valve allows the exhaust pressure in the cylinder chamber to flow from the cylinder chamber through the passage between the workpiece and the magnetized surface of the magnet hand into the magnetized surface, making it compact and allowing the workpiece to be removed quickly and reliably. .
更に、請求項3に記載の発明は、マグネットハンドと磁着可能なワークとの磁着面に凹形状の空隙が設けられ、その空隙の外周に弾性シール材が装着されているため、ワーク取出し時、シリンダ室からの排気圧力がワークとマグネットハンドの磁着面に設けられた空隙に流入し、磁着力に打勝つ圧力に上昇するまでシールされているため、より素早くワークを確実に取外すことができる。Further, in the invention described in claim 3, since a concave gap is provided in the magnetic attachment surface of the magnet hand and the work that can be magnetically attached, and an elastic sealing material is mounted on the outer periphery of the gap, At that time, the exhaust pressure from the cylinder chamber flows into the gap provided on the magnetic attachment surface of the workpiece and the magnet hand and is sealed until the pressure rises to overcome the magnetizing force. Can do.
上記のように請求項1のマグネットハンドによれば、従来は、シリンダ本体内のマグネットを装着したピストンの片側にポートより圧縮気体を給気し、反対側のシリンダ室を排気して、ピストンを磁着可能なワークに近づけて磁着し、逆にワークをマグネットハンドより取外す時は駆動バルブを切換えて、今まで給気していたシリンダ室の圧力を排気し、排気されていたシリンダ室に給気することにより、ピストンはワークより遠ざかり、磁着力が減少するため、ワークを取外すことができるが、磁着面に油分や水分等が付着しているとワークとマグネットハンドの磁着面は密着状態となってスムーズにワークを取外すことができない場合が発生していた。しかし本発明のようにマグネットハンドからワークを取外す時に圧縮気体、又は、シリンダ室の排気圧力をワークとマグネットハンドの磁着面に導入することにより、磁着面に油分や水分等が付着していてもワークとハンドの密着をスムーズに取り除き、確実にワークを取外すことが可能となる。 According to the magnet hand of the first aspect as described above, conventionally, compressed gas is supplied from the port to one side of the piston on which the magnet in the cylinder body is mounted, the cylinder chamber on the opposite side is exhausted, and the piston is When the workpiece is magnetically attached close to the magnetizable workpiece, and the workpiece is removed from the magnet hand, the drive valve is switched to exhaust the pressure of the cylinder chamber that has been supplied so far, and to the exhausted cylinder chamber. By supplying air, the piston moves away from the work and the magnetic force decreases, so the work can be removed.However, if oil or moisture adheres to the magnetic surface, the magnetic surface of the work and the magnet hand There was a case where the workpiece could not be removed smoothly due to close contact. However, when the workpiece is removed from the magnet hand as in the present invention, the compressed gas or the exhaust pressure of the cylinder chamber is introduced into the magnetized surface of the workpiece and the magnet hand, so that oil or moisture adheres to the magnetized surface. However, the close contact between the workpiece and the hand can be removed smoothly and the workpiece can be removed reliably.
請求項2記載の発明によれば、ワーク磁着時に給気されているポート側にはポートからシリンダ室に通じる通路の途中にワークとマグネットハンドの磁着面との間に通じる通路が分岐され、その通路の合流部にはチェック弁が収容されて、ワーク磁着時にはポートから給気圧力がシリンダ室に流入し、ワーク取外し時にはチェック弁によりシリンダ室の排気圧力がシリンダ室からワークとマグネットハンドの磁着面との間に通路を通って流入する。このように、シリンダ室の排気圧力をマグネットハンドの磁着面に導入する通路とポートからシリンダ室への給気通路をマグネットハンドの本体内に一体化し、チェック弁により流入方向、流出方向を切換えることで、排気圧力を駆動バルブの排気ポートからマグネットハンドに導入する配管が不要となり、全体をコンパクトにできる。更に、排気圧力のワークとマグネットハンドの磁着面への導入も素早くなり、より早く、確実にワークを取外すことができる。 According to the second aspect of the present invention, on the side of the port that is supplied with air when the workpiece is magnetized, a passage that leads between the workpiece and the magnetized surface of the magnet hand is branched in the middle of the passage that leads from the port to the cylinder chamber. A check valve is housed in the junction of the passage, and when the workpiece is magnetized, the supply air pressure flows into the cylinder chamber from the port. When the workpiece is removed, the check valve allows the exhaust pressure in the cylinder chamber to be transferred from the cylinder chamber to the workpiece and the magnet hand. It flows through the passage between the magnetized surface. In this way, the passage for introducing the exhaust pressure of the cylinder chamber to the magnetized surface of the magnet hand and the air supply passage from the port to the cylinder chamber are integrated into the magnet hand main body, and the inflow direction and the outflow direction are switched by the check valve. This eliminates the need for piping for introducing the exhaust pressure from the exhaust port of the drive valve to the magnet hand, thereby making the whole compact. Further, the introduction of the exhaust pressure work and the magnetized surface of the magnet hand is quicker, and the work can be removed more quickly and reliably.
請求項3記載の発明によれば、磁着可能なワークとマグネットハンドの磁着面に凹形状の空隙を設け、その空隙を囲って磁着面の外周近傍に弾性シール材が磁着面の空隙をシールするように装着されており、ワーク取外し時、駆動バルブの切換によりシリンダ室からの排気圧力がワークとマグネットハンドの磁着面に流入するが、排気圧力が磁着面の一部のわずかな隙間より流出し、磁着面内に流入した排気圧力の上昇に時間がかかる。そこで、弾性シール材により、磁着面内の圧力が磁着力に打勝つ圧力に上昇するまでシールされているため、より素早くワークを確実に取外すことができる。 According to the third aspect of the present invention, a concave gap is provided in the magnetized surface of the work that can be magnetized and the magnet hand, and the elastic sealing material is formed in the vicinity of the outer periphery of the magnetized surface surrounding the gap. It is mounted so as to seal the air gap, and when removing the workpiece, the exhaust pressure from the cylinder chamber flows into the magnetized surface of the workpiece and the magnet hand by switching the drive valve, but the exhaust pressure is part of the magnetized surface. It takes time to increase the exhaust pressure that flows out from a slight gap and flows into the magnetized surface. Therefore, since the sealing is performed by the elastic sealing material until the pressure in the magnetized surface rises to a pressure that overcomes the magnetizing force, the workpiece can be removed more quickly and reliably.
以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明のマグネットハンドと動作をわかりやすく説明できるように主要作動回路も含めて図示した。本発明のマグネットハンド1はシールパッキン13aが装着されたピストン13によりシリンダ本体11内をシリンダ室1a、1bに仕切られ、ピストン13にはワークWに近い側にマグネット14が装着され、シリンダ室1aはカバー12に配設されたポート12aに連通し、シリンダ室1bはシリンダ本体11に配設されたポート11dに連通している。更に、カバー12にはワーク磁着面に圧力を導入するためのポート12cが配設され、シリンダ本体11内の通路11aを通って、マグネットハンド1のワーク磁着面の中央部に配設された凹形状の空隙11bに連通している。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is shown including the main operation circuit so that the magnet hand of the present invention and its operation can be easily understood. In the
次に、動作を説明すると、圧縮機21により圧縮された圧縮気体は流体調圧ユニット22によりマグネットハンド1の作動圧力に調圧されて駆動バルブ23の給気ポート23bに連通し、駆動バルブ23の給気ポート23b、排気ポート23a、23cはマグネットハンド1のポート12a、11dを通ってシリンダ室1a、1bに交互に給気、排気することにより、ピストン13に装着されたマグネット14を磁着可能なワークWに近づけてワークWを磁着し、また、ワークWより遠ざけてワークWを取外すことができる。ここで、ワークWを磁着するときは、駆動バルブ23に通電することにより、給気ポート23bはシリンダポート12aに接続され、通路12bを通ってシリンダ室1aに給気され、シリンダ室1bは通路11eからシリンダポート11dを通って排気ポート23cに接続されるためマグネット14を装着したピストン13は作動して、磁着可能なワークWに近づき、ワークWを磁着する。 Next, the operation will be described. The compressed gas compressed by the
次に、駆動バルブ23を切換えると、給気ポート23bはシリンダポート11dに接続されて通路11eを通ってシリンダ室1bに給気され、また、シリンダポート12aは排気ポート23aに接続されるため、今まで給気されていたシリンダ室1aの圧力が排気される。ここで排気ポート23aは本体カバー12に配設されたポート12cと配管24により接続されている。更に、ポート12cは本体11内に配設された通路11aを通り、マグネットハンド1とワークWの磁着面に配設されたわずかな空隙11bに接続され、シリンダ室1aの排気圧力が空隙11bに導入されるため、ワークWとの磁着面に油分、または水分等が付着して密着している場合にも導入された圧力によりワークWを確実に取外すことができる。この場合、排気圧力ではなく、別のバルブ(図示せず)により、ポート12cより圧力を導入することもできる。 Next, when the drive valve 23 is switched, the air supply port 23b is connected to the
図2、図3は第二実施形態のマグネットハンドのワーク磁着時とワーク取外し時を示している。本発明のマグネットハンド3は第1実施形態と同じように、シールパッキン33aが装着されたピストン33によりシリンダ本体31内をシリンダ室3a、3bに仕切られ、ピストン33にはワークWに近い側にマグネット34が装着され、シリンダ室3aはポートカバー35に配設されたポート35aから通路35bとカバー32に配設された通路32bに連通し、それらの通路の合流部にはチェック弁36が収容され、更に、通路32bはシリンダ本体31内の通路31aを通ってマグネットハンド3とワークWの磁着面の中央に設けられた凹形状の空隙31bに連通している。 2 and 3 show the magnet hand according to the second embodiment when the workpiece is magnetized and when the workpiece is removed. As in the first embodiment, the magnet hand 3 of the present invention partitions the
動作を説明すると、第1実施形態と同じように、圧縮機41により圧縮された圧縮気体は流体調圧ユニット42によりマグネットハンド3の作動圧力に調圧されて駆動バルブ43の給気ポート43bに連通している。磁着可能なワークWを磁着するときは、駆動バルブ43に通電することにより、給気ポート43bはシリンダポート35aに接続され、圧縮気体はシリンダポート35aから通路35bを通って、弾性体でできたチェック弁36を右方向に押出して、本体カバー32に配設された弁座32aにチェック弁シール端面36bが当接して通路32bへの流入を防ぐと共に、チェック弁36のシールリップ36aが内側に押圧され相手シール面32cの内径寸法より小径となり、圧縮流体は通路32dを通ってシリンダ室3aに流入し、ピストン33の反対側のシリンダ室3b内の圧力は通路31eを通ってポート31dより駆動バルブ43の排気ポート43cに接続されて、圧縮流体が排気されるためマグネット34を装着したピストン33は作動して、ワークWに近づき、ワークを磁着する。 The operation will be described. As in the first embodiment, the compressed gas compressed by the
次に、駆動バルブ43を切換えると、給気ポート43bはシリンダポート31dに接続されてシリンダ室3bに給気され、また、シリンダポート35aは排気ポート43aに接続され、通路35bの圧力はポート35aより駆動バルブ43の排気ポート43aより排気され、シリンダ室3a内の圧縮流体はチェック弁36をシリンダポート35aの方向に押出し、チェック弁シール端面36bは本体カバー32に配設された弁座32aから離れて、シリンダ室3a内の圧縮流体は通路32bへの流入が可能となり、チェック弁36のシールリップ36aはシリンダ室3a内の圧力によりチェック弁36のシールリップ36aを外側に押圧し、相手シール面32cの内径より大径となり、シリンダポート35aへの流れを防ぎ、今まで給気されていた圧力は通路32b、31aを通ってマグネットハンド3とワークWの磁着面に配設されたわずかな空隙31bに接続されて、ワークWとの磁着面に油分、または水分等が付着して密着している場合にも導入された圧力によりワークWを確実に取り外すことができる。 Next, when the
更に、マグネットハンド3の底面にはワークWとの磁着面の中央に設けられた凹形状の空隙31b、および、ワークW取外し時に圧縮気体を空隙31bに導入する通路31aの出口を包み込んで、底面の外周近傍に弾性シール材(例えば、材質NBR)の線径よりも少し浅い凹溝をエンドレスに配設して、その凹溝に弾性シール材を装着することにより、ワークW取外し時にワークWとマグネットハンド3の磁着面にある空隙31bに圧縮気体が徐々に導入されても、圧力が漏れることなく磁着力と同等の圧力まで上昇するため、より素早く、ワークを取外すことができる。 Furthermore, the bottom surface of the magnet hand 3 envelops a concave gap 31b provided at the center of the magnetized surface with the workpiece W, and an outlet of the passage 31a for introducing compressed gas into the gap 31b when the workpiece W is removed, A concave groove slightly shallower than the wire diameter of the elastic seal material (for example, material NBR) is disposed endlessly near the outer periphery of the bottom surface, and the work W is removed when the workpiece W is removed by mounting the elastic seal material in the concave groove. Even if the compressed gas is gradually introduced into the gap 31b on the magnetized surface of the magnet hand 3, the pressure rises to a pressure equivalent to the magnetized force without leaking, so that the workpiece can be removed more quickly.
本発明の実施例としてはマグネットハンドのシリンダ本体内を往復作動するピストンの外径をφ56mmとし、ピストンのワーク側端面に外径φ45mm厚さ11mmの希土類磁石のネオジム・鉄・ボロン磁石(略称:ネオジム磁石)を装着し、磁着時にマグネットと鉄製ワークの距離を2mmに設計することにより240Nの磁着力でワークを磁着でき、ピストンのストロークを20mmとることにより、シリンダ室への給排気の切換により、ワーク取外す時にはマグネットとワークの距離が22mmとなり、磁着力は1Nに減少できる。しかし、磁着面に油分等がある場合、ワーク取外す時に取外すまでの時間に大きなばらつきが発生するが、ワーク磁着時にシリンダ室内へ給気していた圧力0.3MPaをワーク取外し時に排気圧力としてマグネットハンドとワークの磁着面に導入することにより安定したワークの取外しが達成できた。ちなみに磁着面の外周近傍には内径φ78mm、線径φ2.5mmの材質NBRの弾性シール材を装着した。 As an embodiment of the present invention, the outer diameter of a piston that reciprocates within the cylinder body of a magnet hand is φ56 mm, and a neodymium / iron / boron magnet (abbreviation: Neodymium magnet) is installed, and the distance between the magnet and the iron work is designed to be 2 mm at the time of magnetizing, so that the work can be magnetized with a magnetizing force of 240 N, and the stroke of the piston is set to 20 mm. By switching, when the workpiece is removed, the distance between the magnet and the workpiece becomes 22 mm, and the magnetizing force can be reduced to 1N. However, if there is oil on the magnetized surface, there will be a large variation in the time until the workpiece is removed, but the pressure of 0.3 MPa that was supplied to the cylinder chamber when the workpiece is magnetized will be used as the exhaust pressure when the workpiece is removed. Stable workpiece removal was achieved by introducing it on the magnetized surface of the magnet hand and workpiece. Incidentally, an elastic sealing material of material NBR having an inner diameter of φ78 mm and a wire diameter of φ2.5 mm was attached in the vicinity of the outer periphery of the magnetized surface.
1、3、5−マグネットハンド
1a、1b、3a、3b、5a、5b−シリンダ室
11,31,51−シリンダ本体
11c、31c−弾性シール材
11b、31b−空隙
11d、12a、12c、31d、35a、51a、52a−ポート
12,32,52−カバー
13,33,53−ピストン
13a、33a、53a−シールパッキン
14,34,54−マグネット
35−ポートカバー
36−チェック弁
21,41,61−圧縮機
22,42,62−流体調圧ユニット
23,43,63−駆動バルブ1, 3, 5-Magnet hands 1a, 1b, 3a, 3b, 5a, 5b-
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