JP2013129037A

JP2013129037A - 吸着搬送方法及び板材吸着搬送装置

Info

Publication number: JP2013129037A
Application number: JP2011281360A
Authority: JP
Inventors: Sho Osuga; 翔大須賀
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2013-07-04

Abstract

【課題】大きな板状のワークに小さなワークが載置してある場合であっても、小さなワークのみを吸着搬送することができると共にエアー噴出を抑制することのできる吸着搬送方法及び装置を提供する。
【解決手段】複数の吸着パッドを備えた板材吸着搬送装置による板状ワークの吸着搬送方法であって、吸着搬送すべきワークＷに対応した吸着パッド７により吸着動作を行い、ワークＷに非対応の吸着パッド７によりエアー噴出動作を行ってワークＷの吸着を行った後、吸着したワークＷを所望高さに持上げたときに、前記非対応の吸着パッド７のエアー噴出動作を停止してワークの搬送を行う吸着搬送方法及び装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の吸着パッド（バキュームパッド）を備えた板材吸着搬送装置によって、積層されている最上部の板材を吸着して搬送する方法及びその方法に使用する板材吸着搬送装置に係り、さらに詳細には、大きな板材上に小さな板材が積層してあるような場合であっても、小さな板材のみを吸着して搬送することができ、かつワークの搬送時におけるエアーの消費量を抑制することのできる吸着搬送方法及び板材吸着搬送装置に関する。

例えば、プレスブレーキ、パンチプレス、レーザ切断加工機などのごとき各種の板材加工機に対して素材である板材を供給するに際し、各種の形状寸法の板状のワークを積層しておくことがある。そして、例えば産業用ロボットにおけるロボットアームの先端部に、複数のバキュームパッドを備えた構成のワーク吸着装置を備え、このワーク吸着装置によって積層してある最上部のワークを吸着して、前記板材加工機へ搬送供給することが行われている。

ところで、大きな板状のワーク上に小さなワークが積層してある場合、ワーク吸着装置における複数のバキュームパッドによってワークを吸着するとき、ときによっては、小さなワークの外側に位置するバキュームパッドによって、下側の大きなワークをも同時に吸着することがある。したがって、小さなワークの外側に位置するバキュームパッドは、ワークの吸着を行うことのないように、吸着動作を停止した状態に保持しているのが一般的である（例えば特許文献１参照）。

特開平８−１９２９３０号公報

前記特許文献１に記載の構成においては、搬送すべきワークに対応したバキュームパッドのみに吸着作動を行ってワークの吸着搬送を行うものであるから、ワークの外側に位置するバキュームパッドが下側の大きなワークを同時に吸着することを防止できる。しかし、上側の小さな板状のワークが下側の大きな板状のワークに密着した状態になると、大きなワークから小さなワークを分離することが難しいものである。

そこで、最上部のワークの１枚取りを行うために、前記特許文献１に記載されているように、例えばワークの角部をめくり上げることや、ワークに上下の振動を付与するなど種々の手段が講じられている。

しかし、本実施形態においては、小さなワークの外側に位置するバキュームパッドからエアーを噴出して、ワークの分離を行なおうとするものである。この場合、エアーの噴出時間が長いと、場合によってはエアーを無駄に噴出することになる。

本発明は、上述のごとき問題に鑑みてなされたもので、複数の吸着パッドを備えた板材吸着搬送装置による板状ワークの吸着搬送方法であって、吸着搬送すべきワークに対応した吸着パッドにより吸着動作を行い、ワークに非対応の吸着パッドによりエアー噴出動作を行ってワークの吸着を行った後、吸着したワークを所望高さに持上げたときに、前記非対応の吸着パッドのエアー噴出動作を停止してワークの搬送を行うことを特徴とするものである。

また、前記吸着搬送方法に使用するために、複数の吸着パッドを備えた板材吸着搬送装置であって、エアー圧力源と前記各吸着パッドとを接続したそれぞれの第１接続路に、当該第１接続路を連通遮断自在な第１ソレノイドバルブをそれぞれ備え、前記エアー圧力源と前記各吸着パッドに対応した各エゼクターとを接続したそれぞれの第２接続路に、当該第２接続路を連通遮断自在な第２ソレノイドバルブをそれぞれ備え、前記各第１接続路から前記各第２接続路に分岐接続したそれぞれの分岐接続路に、前記各吸着パッドから前記各エゼクター方向へのエアーの流れを許容する逆止弁を備えると共に各分岐接続路を連通遮断自在な第３ソレノイドバルブをそれぞれ備え、吸着搬送すべきワークに対応した複数の吸着パッドにそれぞれ対応して備えられている第１ソレノイドバルブを閉、第２、第３ソレノイドバルブを開に制御すると共に、ワークに非対応の各吸着パッドにそれぞれ対応して備えられている第１ソレノイドバルブを開、第２、第３ソレノイドバルブを閉に制御し、かつ吸着したワークを所定高さに持上げたとき、又は吸着したワークを持上げて所定時間経過したときに、前記非対応の各吸着パッドにそれぞれ対応して備えられている第１ソレノイドバルブを閉に制御するためのバルブ開閉制御手段を備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、ワークの外側に位置するバキュームパッド（吸着パッド）からエアーを噴出してワークの吸着を行うものであるから、大きなワーク上に小さなワークが積載してあって密着する傾向にある場合であっても、小さなワークの分離を効果的に行うことができる。そして、吸着したワークを持上げた後には、エアーの噴出を停止するものであるから、エアーの噴出を無駄に行うようなことがないものである。

板状のワークを吸着する際における各バキュームパッドの動作状態を示す動作説明図である。バキュームパッドとエアー圧力源とエゼクターと接続関係を示したエアー回路の説明図である。バキュームパッドとエアー圧力源とエゼクターとの接続関係を示したエアー回路の説明図である。バキュームパッドとエアー圧力源とエゼクターとの接続関係を示したエアー回路の説明図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態に係る板材吸着搬送装置について説明するに、理解を容易にするために、先ず、全体的構成及びその作用について概略的に説明する。

図１に概念的、概略的に示すように、板材吸着搬送装置１は、上下動自在かつ少なくともＸ、Ｙの一方向へ移動自在な移動部材３を備えている。ところで、板材吸着搬送装置１を産業用ロボットによって構成した場合には、前記移動部材３は、ロボットアームの先端部が相当することとなり、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向すなわち左右、前後、上下に移動自在なものである。前記移動部材３には、架枠５が備えられており、この架枠５には、Ｘ、Ｙ軸方向に適宜間隔に配置した複数の吸着パッド（バキュームパッド）７が上下動可能に吊下支持されている。

さらに前記板材吸着搬送装置１には、前記吸着パッド７が板状のワークＷを吸着して所定高さに持上げたことを検知するワーク持上げ検知手段９が備えられている。このワーク持上げ検知手段９は、本実施形態においては、前記架枠５に上下動自在に備えられた昇降部材１１と、この昇降部材１１の上下動によって作動される、例えばリミットスイッチや近接スイッチなどのごとき、検出センサ１３によって構成してある。なお、前記昇降部材１１は、搬送対象とする最小のワークＷをも吸着する位置に対応して備えられている。前記昇降部材１１の下端部は、前記バキュームパッド７の下面とほぼ同一高さに設けてあり、前記検出センサ１３は、前記バキュームパッド７がワークＷの上面に当接した後に、架枠５に対して前記昇降部材１１が相対的に上昇したときに、昇降部材１１によって作動される位置において架枠５に備えられている。

前記ワークＷは、上下動自在なリフトテーブル１５上の基準位置に対応して積載（積層）してある。なお、ワークＷは、リフトテーブル１５上に大きなワークＷを積載し、この大きなワークＷ上に小さなワークＷが積載してあるものである。

前記構成において、図１（Ａ）に示すように、ワークＷの上方に架枠５を位置決めした状態において、最上部の小さなワークＷを吸着搬送すべく、架枠５を下降し、小さなワークＷの上面に複数のバキュームパッド７が当接すると共に昇降部材１１の下端部が当接した後、架枠５をさらに下降すると、当該架枠５に対して昇降部材１１が相対的に上昇して検出センサ１３をＯＮ作動する（図１（Ｂ）参照）。このように、検出センサ１３がＯＮ作動すると、予め原点位置に位置する小さなワークＷに対応して予め選択されているバキュームパッド７には吸着動作を行われ、前記ワークＷに非対応のバキュームパッド７、すなわち前記ワークＷの外側に位置するバキュームパッド７からは下方向へのエアーの噴出動作が行われる。

前述のように、ワークＷに対応したバキュームパッド７がワークＷの吸着動作を行い、ワークＷに非対応のバキュームパッド７からエアーを下方向に噴出した状態において前記架枠５を上昇すると、下側の大きなワークＷから上側の小さなワークＷの分離が行われる。この際、バキュームパッド７から下方向へ噴出されたエアーは、大きなワークＷの上面に沿って広がる流れとなり、小さなワークＷの下面と大きなワークＷの上面との間に流入する傾向にあるので、大きなワークＷから小さなワークＷの分離を効果的に行うことができるものである。

前述のごとく、小さなワークＷをバキュームパッド７によって吸着し持上げると、各バキュームパッド７は架枠５に対して相対的に下降すると共に、昇降部材１１が相対的に下降する。このように、昇降部材１１が下降すると、前記検知センサ１３はＯＦＦ動作する。このように、検知センサ１３がＯＦＦ動作するのと同時に、又は予めタイマ（図示省略）に設定してある所定時間の経過後に、ワークＷの外側に位置するバキュームパッド７からのエアーの噴出を停止するものである。したがって、エアーの無駄な噴出がなく、エアーの消費を抑制することができるものである。

ところで、前記説明においては、検知センサ１３がＯＮ作動、ＯＦＦ作動することを条件として、小さなワークＷの吸着、エアーの噴出開始、エアー噴出停止を行う旨、説明した。しかし、次のごとき構成とすることも可能である。すなわち、例えば前述したごとき板材吸着搬送装置１に備えた複数のバキュームパッド７によって最上部のワークＷを吸着して持上げる構成においては、光電センサによって最上部のワークＷの高さ位置を検出し、前記リフトテーブル１５の上下位置を調節することが一般的に行われている。したがって、前記光電センサ又は当該光電センサとは別個に備えた光電センサを使用して前記ワーク持上げ検知手段９に代えることができる。

すなわち、架枠５が下降してバキュームパッド７がワークＷの上面に当接することによって光電センサがＯＦＦ作動されたときに、前記検知センサ１３がＯＮ作動されたとき（図１（Ｂ）参照）と同様の作動を行う。そして、バキュームパッド７にワークＷが吸着されて持上げられることにより、前記光電センサが再びＯＮ作動状態になったときには、前記検知センサ１３が再びＯＦＦ作動状態となったとき（図１（Ｃ）参照）と同様の作動を行うものである。

さらには、最上部のワークＷの高さ位置を一定に調節した状態においては、架枠５を下降してリフトテーブル１５上の最上部のワークＷをバキュームパッド７によって吸着して持上げるものであるから、例えばバキュームパッド７がワークＷを吸着する基準高さ位置とし、この基準高さ位置に対する前記架枠５の高さ位置を検出する適宜の高さ位置検出手段を採用して、この高さ位置検出手段を前記ワーク持上げ検知手段９に代えることも可能である。

すなわち、ワーク持上げ検知手段９の構成としては種々の構成を採用することができるものである。

さて、前述のごとき構成において、各バキュームパッド７においてワークＷの吸着を行う吸着動作とエアーの噴出を行う噴出動作を行う構成について説明する。前記各バキュームパッド７は、図２に示すように、第１接続路１７を介してエアー圧力源１９と接続してあり、この第１接続路１７には、当該第１接続路を連通遮断自在な開閉弁としての第１ソレノイドバルブ２１が備えられている。そして、前記バキュームパッド７に吸着動作を行わせるためのエゼクター２３が各バキュームパッド７に対応して備えられている。なお、エゼクター２３には消音器２３Ｓが備えられている。

このエゼクター２３と前記エアー圧力源１９は、第２接続路２５を介して接続してあり、この第２接続路には、前記第１ソレノイドバルブ２１と同様の第２ソレノイドバルブ２７が開閉弁として備えられている。そして、前記バキュームパッド７と前記第１ソレノイドバルブ２１との間において第１接続路１７に分岐接続した分岐接続路２９は、前記エゼクター２３の二次側（吸込ガス側、真空ポート側）に接続してある。なお、一次側は、圧縮空気（駆動ガス側、供給ポート側）を供給する側であり、前記第２接続路２５が相当する。

前記分岐接続路２９には、前記バキュームパッド７から吸入したエアー用のフイルタ３１が備えられていると共に、前記バキュームパッド７側から前記エゼクター２３側へのエアーの流れは許容するが、逆方向へのエアーの流れを阻止するための逆止弁３３及び分岐接続路２９を連通遮断自在な開閉弁としての第３ソレノイドバルブ３５が備えられている。なお、本実施形態においては、第３ソレノイドバルブ３５におけるスプールに前記逆止弁３３を備えた構成で例示してある。しかし、開閉弁としての第３ソレノイドバルブ３５と逆止弁３３とを別個に備えた構成としてもよいものである。

前記第１、第２、第３のソレノイドバルブ２１，２７，３５における各ソレノイド２１Ｓ，２７Ｓ，３５Ｓを励磁して各ソレノイドバルブ２１，２７，３５の開閉の切換え動作を制御するために、前記板材吸着搬送装置１には、例えばコンピュータから構成してあるバルブ開閉制御手段３７が備えられている。このバルブ開閉制御手段３７には、前記架枠５のＸ，Ｙ方向の原点位置に対する各バキュームパッド７の配置位置データ及び各バキュームパッド７の大きさのデータを予め格納したデータテーブル３９が備えられている。

また、前記バルブ開閉制御手段３７には、入力手段４１から吸着搬送すべきワークＷの形状寸法データが入力されると、前記データテーブル３９を参照して前記ワークＷに対応した複数のバキュームパッド７を選択するためのパッド選択手段４３が備えられている。さらに、前記バルブ開閉制御手段３７には、ワークＷに対応した各バキュームパッド７に対応して備えられている第１、第２、第３のソレノイドバルブ２１，２７，３５におけるそれぞれのソレノイド２１Ｓ，２７Ｓ，３５Ｓ及びワークＷに非対応の各バキュームパッド７に対応して備えられている第１、第２、第３のソレノイドバルブ２１，２７，３５におけるそれぞれのソレノイド２１Ｓ，２７Ｓ，３５ＳのＯＮ，ＯＦＦを制御するためのソレノイドＯＮ，ＯＦＦ制御手段４５が備えられている。

前記ソレノイドＯＮ，ＯＦＦ制御手段４５は、前記ワーク持上げ検知手段９からの入力信号や、板材吸着搬送装置１の全体的動作を制御する上位の制御手段（図示省略）からのＯＮ，ＯＦＦ制御信号の入力によって、各バキュームパッド７に対応して備えられている各第１、第２、第３のソレノイドバルブ２１，２７，３５におけるそれぞれのソレノイド２１Ｓ，２７Ｓ，３５ＳのＯＮ，ＯＦＦを制御するものである。

前記構成において、前記リフトテーブル１５上の原点位置に位置決め積載されている最上部の小さなワークＷの形状、寸法を入力手段４１からバルブ開閉制御手段３７に入力すると、データテーブル３９に格納してあるバキュームパッド７の配置位置データ及び大きさのデータを参照して、パッド選択手段４３によって前記ワークＷの形状、寸法に対応した複数のバキュームパッド７が選択される。したがって、選択されなかったバキュームパッド７は、前記ワークＷに対して非対応のバキュームパッド７となるものである。

ワークＷに対応しているバキュームパッド７においては、図３に示すように、第１ソレノイドバルブ２１におけるソレノイド２１ＳはＯＦＦ、第２、第３のソレノイドバルブ２７，３５におけるソレノイド２７Ｓ，３５ＳはＯＮに制御される。したがって、エアー圧力源１９からエゼクター２３へ圧縮エアーが供給されて、バキュームパッド７は吸着動作を行うことになる。

そして、ワークＷに対して非対応の各バキュームパッド７においては、図４に示すように、第１ソレノイドバルブ２１におけるソレノイド２１ＳはＯＮ、第２、第３ソレノイドバルブ２７，３５におけるソレノイド２７Ｓ，３５ＳはＯＦＦに制御される。したがって、エアー圧力源１９からバキュームパッド７へ圧縮エアーが供給されて、バキュームパッド７からエアーを下方向へ噴出されることになるものである。

そして、ワークＷに対応した複数のバキュームパッド７によってワークＷを吸着して持上げた後、ワーク持上げ検知手段９が、前述したようにＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化すると、第１ソレノイドバルブ２１における第１ソレノイド２１ＳがＯＦＦになり、第１接続路１７が遮断されて、非対応の各バキュームパッド７からのエアーの噴出が停止されるものである。

以上のごとき説明より理解されるように、大きな板状のワークＷ上に載置してある小さなワークＷを吸着搬送しようとするとき、小さなワークＷの外側に位置する非対応のバキュームパッド７からエアーを下方向に噴出するものであるから、小さなワークＷと同時に大きなワークＷを同時に吸着するようなことはないものである。そして、前記非対応のバキュームパッド７からエアーを下方向へ噴出していることにより、大きなワークＷ上から小さなワークＷを分離しようとするとき、効果的に行うことができるものである。

さらに、小さなワークＷを吸着して持上げた後は、ワークＷに非対応のバキュームパッド７からのエアーの噴出を停止するものであるから圧縮エアーの消費を抑制することができ、ワークＷの吸着搬送時の省エネ化を図ることができるものである。

１板材吸着搬送装置
５架枠
７吸着パッド（バキュームパッド）
９ワーク持上げ検知手段
１１昇降部材
１３検出センサ
１７第１接続路
１９エアー圧力源
２１第１ソレノイドバルブ（開閉弁）
２３エゼクター
２５第２接続路
２７第２ソレノイドバルブ（開閉弁）
２９分岐接続路
３３逆止弁
３５第３ソレノイドバルブ（開閉弁）
３７バルブ開閉制御手段

Claims

複数の吸着パッドを備えた板材吸着搬送装置による板状ワークの吸着搬送方法であって、吸着搬送すべきワークに対応した吸着パッドにより吸着動作を行い、ワークに非対応の吸着パッドによりエアー噴出動作を行ってワークの吸着を行った後、吸着したワークを所望高さに持上げたときに、又は吸着したワークを持上げて所定時間経過したときに、前記非対応の吸着パッドのエアー噴出動作を停止してワークの搬送を行うことを特徴とする吸着搬送方法。
請求項１に記載の吸着搬送方法に使用するために、複数の吸着パッドを備えた板材吸着搬送装置であって、エアー圧力源と前記各吸着パッドとを接続したそれぞれの第１接続路に、当該第１接続路を連通遮断自在な第１ソレノイドバルブをそれぞれ備え、前記エアー圧力源と前記各吸着パッドに対応した各エゼクターとを接続したそれぞれの第２接続路に、当該第２接続路を連通遮断自在な第２ソレノイドバルブをそれぞれ備え、前記各第１接続路から前記各第２接続路に分岐接続したそれぞれの分岐接続路に、前記各吸着パッドから前記各エゼクター方向へのエアーの流れを許容する逆止弁を備えると共に各分岐接続路を連通遮断自在な第３ソレノイドバルブをそれぞれ備え、吸着搬送すべきワークに対応した複数の吸着パッドにそれぞれ対応して備えられている第１ソレノイドバルブを閉、第２、第３ソレノイドバルブを開に制御すると共に、ワークに非対応の各吸着パッドにそれぞれ対応して備えられている第１ソレノイドバルブを開、第２、第３ソレノイドバルブを閉に制御し、かつ吸着したワークを所定高さに持上げたとき、又は吸着したワークを持上げて所定時間経過したときに、前記非対応の各吸着パッドにそれぞれ対応して備えられている第１ソレノイドバルブを閉に制御するためのバルブ開閉制御手段を備えていることを特徴とする板材吸着搬送装置。