JP2016519620A - 積み重ねられた物品から一つの物品を分離するためのデバイスおよび方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、物品（１４）の積み重ね（１２）から物品を分離するための分離デバイスおよびそれぞれの方法に関し、分離デバイスは、軸方向（ｚ）で互いに積み重なった多数の物品（１４）を支持するための支持面（２４；４４；５４）を有し、物品（１４）の積み重ね（１２）を初期位置から支持面（２４；４４；５４）に対して上昇位置へ少なくとも部分的に引き上げるための、および積み重ね（１２）の少なくともいくつかの物品（１４）を上昇位置に保持するための加圧流体用の少なくとも第１の排出出口（２５；４５；５５）を有するキャリアユニット（２０；４０；５０）と、積み重ね（１２）が上昇位置にあるときに最上部の物品（１４）を把持するための少なくとも１つの吸引ノズル（３８；６８）を有する把持ユニット（３０；６０）とを含み、キャリアユニット（２０；４０；５０）および把持ユニット（３０；６０）は、少なくとも軸方向（ｚ）で互いに対して変位可能である。【選択図】図４ｆ

Description

本発明は、特に全自動または半自動の組立ラインにおいて、積み重ねられた物品（ｓｔａｃｋ ｏｆ ｉｔｅｍｓ）から一つの物品を分離可能な単一化デバイスまたは分離デバイスの分野に関する。さらに、本発明はまた、分離デバイスを使用することにより積み重ねられた物品から物品を分離する方法に関する。

大量生産および大量組立プロセスでは、一般的に積み重ねられた物品として供給される略平面状物品または円板状物品などの様々な物品を互いに単一化または分離して、相互に組み立て予定の他の物体と物品とを適切かつ正確に組み立てることができるようにしなければならない。物品の形状に応じて、この分離は扱い難く煩雑となることがある。例えば、アーチ状であることも湾曲していることもあるかなり小型で軽量の円板状または平面状物品について、例えば軸方向に延びる積み重ねられた物品から一つの物品を正確に分離することは、かなり複雑である。

例えば吸引カップによって例えば最上部の物品を把持するには、吸引カップをそれぞれの物品と接触する方向に向ける必要がある。これは、積み重ねより上の様々な軸方向高さに、吸引カップを配置しなければならないことを必要とする。ここで、高さは、積み重ねの大きさおよびそれぞれの積み重ねの物品の数によって変化する。特に、物品が非平面形状であるとき、多数の物品を互いに積み重ねて配置することにより、最終的に物品の引っ掛かりまたは傾きが生じ得る。積み重ねの最上部の物品を把持する時に、吸引カップがそれぞれの物品に直接接触することがある。その結果、吸引カップが最上部の物品に当たるまたは係合する時に、積み重ね全体が軸方向の圧縮を受けることになり得る。そのような軸方向の圧縮により、積み重ねの様々な物品が挟まり、または相互に挟まるおそれがあるため、このような分離はかなり困難で手間のかかるものとなる。

また、縦または軸方向に延びる物品積み重ねから最上部の物品を取得または把持するには、一般に、積み重ねられた物品と吸引カップとの間のそれぞれの軸方向高さの調節が必要となる。積み重ねられた物品から物品を連続的に分離することにより、積み重ねの全体の軸方向高さまたは縦高さが連続的に小さくなるため、大きな軸方向圧力を積み重ねに及ぼさないために吸引カップをかなり精密かつ正確に配置する必要がある。

さらに、物品を接触によって把持すると、物品およびその表面に大きな摩耗または摩滅も生じ得る。

加えて、積み重ねを支持するキャリアユニットに対して、少なくとも吸引カップまたは何らかの他の把持ツールをセンサに基づいて配置するには、総合的なセンサ装置を実装する必要があり得るが、これはかなり高価で、さらに組立てまたは製造プロセスのサイクル時間を限定し得る。

さらに、分離予定の物品が幾何公差を受けると、センサに基づく把持および分離、ならびに積み重ねを支持するキャリアユニットおよび吸引カップの明確な相互の位置決めおよび心合わせが動作不良の影響をかなり受けやすく、したがって十分な信頼性に欠けることがある。

したがって、本発明の目的は、信頼性が高く、積み重ねられた物品から一つの物品を明確かつ正確に分離する、改良された分離デバイスを提供することである。分離デバイスは、かなり単純な構造を含むべきであり、大量組立または大量生産プロセスのためのかなり短いサイクル時間を支えるべきである。加えて、分離デバイスは、積み重ねに軸方向圧力が及ぼされることを避けるかまたは減らすべきであり、さらに、積み重ねの実際の高さとはあまり関係のない動作モードをもたらすべきである。加えて、信頼性が高く、積み重ねられた物品から一つの物品を明確に連続して分離することのできる、積み重ねられた物品から物品を分離するためのそれぞれの方法を提供すべきである。

第１の態様では、本発明は、積み重ねられた物品から物品を分離するための分離デバイスに関する。分離デバイスは、キャリアユニットと把持ユニットとを含む。キャリアユニットは、一般的に、多数の物品を支持面上で支持する。キャリアユニットは、特に、物品が互いに軸方向（ｚ）に積み重なった積み重ね構成で多数の物品を支持するように適用される。

キャリアユニットは、積み重ねられた物品を初期位置から支持面に対して上昇位置へ引き上げるための、加圧流体用の少なくとも第１の排出出口をさらに有する。上昇位置または上昇構成では、積み重ね全体が支持面上に載置されるように積み重ねのすべての物品が互いに重なって位置付けされて位置する初期位置に比べて、積み重ね全体または少なくともその一部、すなわち少なくとも１つまたはいくつかの物品が、持ち上げ、上昇、または引き上げ構成で保持される。第１の排出出口は、加圧流体を積み重ねられた物品に送達および方向付けするように構成されて、積み重ねの少なくとも一部、すなわち積み重ねのいくつかの物品を初期位置から上昇位置へ引き上げ可能になっている。積み重ねの少なくともいくつかの物品を保持するために、または少なくとも所定の時間間隔の間、積み重ね全体を上昇位置に保持するために、第１の排出出口は、常に加圧流体の流れを供給するようにさらに構成される。

キャリアユニットおよび把持ユニットは、少なくとも軸方向（ｚ）に、または軸方向（ｚ）に沿って互いに対して変位可能である。このように、加圧流体により上昇位置へ引き上げられる積み重ねられた物品に向かって把持ユニットを動かして、把持ユニットが少なくとも１つの吸引ノズルによって積み重ねの最上部の物品を把持するよう動作可能になるようにしてもよい。

キャリアユニットの支持面上に多数の物品を積み重ねて配置させると、加圧流体をキャリアユニットの少なくとも第１の排出出口に供給することによって、積み重ね全体または少なくともその上部を上昇位置へ引き上げることができる。そのような流体供給に応えて、積み重ねまたは少なくともその上部が明確な上昇位置に引き上げられ、そこで把持ユニットの吸引ノズルにより最上部の物品を把持することができる。

積み重ねられた物品の持ち上げ前、持ち上げ中、または持ち上げ後に、把持ユニットが上昇した積み重ねられた物品の最上部の物品に到達するように、把持ユニットおよびキャリアユニットを互いに対して配置する。その後、積み重ねられた物品の最上部の物品が把持ユニットにより把持または取得されると、製造または組立プロセスに従って、把持ユニットを他の場所に変位させ配置することができる。

最上部の物品を取り付けた状態でキャリアユニットがキャリアユニットから離れる間、または離れる前に、キャリアユニットの第１の排出出口への加圧流体の供給を減少または停止させて、積み重ねの残りの物品が、例えば重力の影響で初期位置に戻るようにすることができる。

キャリアユニットの少なくとも第１の排出出口によって積み重ねられた物品を引き上げまたは持ち上げることにより、積み重ねられた物品の最上部の物品を明確な把持位置に変位させることができ、そこで最上部の物品を把持ユニットおよびその吸引ノズルに関して略非接触構成に保持することができる。最上部の物品の把持位置がキャリアユニットにより画成されると特に有利である。最上部の物品が例えばこの明確な把持位置にあるとき、把持ユニットおよび／またはその吸引ノズルと最上部の物品の上面との間に明確な距離または間隙が生じ得る。

その後、少なくとも１つの吸引ノズルを介して吸引効果を加えることのみによって、最上部の物品が積み重ねから非接触に引き上げられて把持ユニットに係合する。前記把持位置では、最上部の物品と把持ユニットとの間の距離がゼロに等しくてもよい。その後、最上部の物品は、把持ユニットおよび／またはその吸引ノズルに係合して当接するまで、加圧流体によって効果的に持ち上げられ引き上げられる。

少なくとも第１の排出出口は軸方向に上方を向く。第１の排出出口は、加圧流体を上方へ積み重ねられた物品に、または少なくともそのいくつかの物品に向けるように構成される。少なくとも第１の排出出口は、キャリアユニット上、キャリアユニット内、またはキャリアユニットにおけるその位置に関わらず、加圧流体を支持面から離して上方向または軸方向に向けるように構成することができる。排出出口は、支持面に垂直な面に関して０°〜７５°の所定の角度で延びることができ、または向くことができる。言い換えると、排出出口は、支持面の平面に対して１５°〜９０°の角度で上方に延びることができ、ここで支持面は、一般的に、軸方向に垂直に延びる。

さらなる実施形態によれば、キャリアユニットは、積み重ねられた物品を上昇位置に保持するための、したがって積み重ねまたはその一部の上昇を限定するための加圧流体用の少なくとも第２の排出出口を含む。第２の排出出口は、上昇位置に到達する時に、封止流体または阻止流体を積み重ねられた物品に供給するように適用される。封止流体または阻止流体により、積み重ねの引き上げを限定して、最上部の物品が所定の把持位置より上へ、または所定の把持位置を越えて持ち上げられないようにすることができる。第２の排出出口は、第２の加圧流体を供給して、第１の加圧流体の効果に対抗して作用し、第１の排出出口から出る加圧流体により誘起される積み重ねまたはその一部の上昇を限定するように構成される。第１の排出出口および第２の排出出口により、積み重ねられた物品全体または少なくともその様々な物品を持ち上げることができ、かなり安定した位置またはかなりの浮遊位置における上昇位置に保持することができる。

第１の排出出口および第２の排出出口により、積み重ねられた物品を支持面から引き上げることができ、支持面より上の上昇位置に安定して保持することができる。実際には、少なくとも第２の排出出口から出る封止流体または阻止流体は、第１の排出出口から出る加圧流体と比べて異なる方向に流れる。このために、第１の排出出口および第２の排出出口は、対応して異なる向きに向けられる。さらに、第１の排出出口および第２の排出出口は、一般的に軸方向に分離される。第１の排出出口から出る加圧流体は積み重ねまたはその様々な物品の下面に持ち上げ力を及ぼすことができるが、第２の排出出口から出る加圧流体は、最上部の物品の上面に有効となり得る。

加圧流体および／または吸引効果のみによって積み重ね全体および／またはその様々な物品を軸方向に変位させることにより、積み重ね全体もしくはその様々な物品に及ぼされるそれぞれの上昇力または把持力が、物品の上面および／または下面にわたってかなり均一に作用することができる。このようにして、個々の物品の引っ掛かり、傾きまたは傾斜、およびこれによる相互の係合または噛合を効果的に抑制することができ、さらには完全に防止することができる。

別の実施形態では、キャリアユニットは、支持面から軸方向に延びる支持部材をさらに含む。支持部材により、積み重ねられた物品を初期位置および上昇位置の間で軸方向に案内することができる。さらに、支持部材はまた、積み重ねられた物品が復元力に対抗して、一般的に重力に対抗して摺動可能に変位することを支える。支持部材は、一般的に、物品の形状および全体形状ならびに積み重ねにおける物品の配置に適用される。案内部材またはそれぞれの案内構造は、積み重ねを取り囲んでもよく、または積み重ねに軸方向に貫入して積み重ね全体の明確かつ傾きのない軸方向変位をもたらすことができる。

一般的に、キャリアユニットは、把持ユニットより下に位置し、支持部材は支持面から把持ユニットに向かって延びる。

支持部材は、さらに積み重ねられた物品を安定させる機能を果たす。このようにして、キャリアユニットを把持ユニットに対して実際に変位させて最上部の物品を分離させることがさらに考えられる。しかしながら、他の実施形態では、積み重ねから物品を分離させるためのキャリアユニットに対して、把持ユニットが変位可能に配置される。加えて、キャリアユニットおよび把持ユニットの両方が、少なくとも軸方向（ｚ）に、および／または軸方向（ｚ）に垂直に延びる横方向平面（ｘ，ｙ）の少なくとも１つの方向に沿って変位可能に配置されることも考えられる。

さらなる実施形態では、支持部材は、各物品のオリフィスまたは貫通口を通って延びる細長いピンを含む。ここで、各物品は、ピン状の支持部材を受けるための少なくとも１つのオリフィスまたは貫通口を含む。物品は環状、円板状または角柱状であってよい。物品は略平面であってよく、支持部材および支持面に配置された時に横方向平面で延びることができる。オリフィスが各ピンの中心に位置するとき、１つの支持部材のみを有していれば十分である。しかしながら、物品が互いに距離をおいて位置するいくつかのオリフィスを含む場合、初期位置と上昇位置との間で積み重ねられた物品を軸方向に案内するために、多数の支持部材が必要となり得る。

物品は必ずしも平面状でなくてもよい。物品が少なくとも部分的に湾曲した形状またはアーチ形状を含むことが特に考えられる。さらに、物品は、さらに柔軟に変形可能な円板ばねを含むことも、円板ばねとして設計することもできる。

別の実施形態によれば、第２の排出出口は支持部材の上端部に位置し、この上端部は、支持面から逸れた方を向くか、または支持面から所定の距離をおいて、特に支持面より上に位置する。支持部材の上端部に第２の排出出口を組み込むことにより、最上部の物品が支持部材の上端部を越えて引き上げられないようにすることができる。このようにして、把持ユニットの助けがなくても、第２の排出出口は、最上部の物品および／または積み重ねられた物品全体の、上向きの加圧流体による変位を制限し限定する機能を果たす。

別の実施形態によれば、第２の排出出口は半径方向外方を向き、支持部材の外周と同一平面上に位置する。第２の排出出口は、支持部材の外周から突出しないことによって、最上部の物品が把持ユニットにより積み重ねられた物品から持ち上げられることを妨げない。加えて、半径方向外方を向いた排出出口は、軸方向の止め機能をもたらし、最上部の物品の、例えば把持位置を越える非制御の軸方向変位を効果的に妨げる。

第２の排出出口は、例えば管状のピンのような支持部材から厳密に半径方向外方を向く必要はない。支持部材の形状が物品の形状によって変化し得るため、支持部材はやや矩形または角柱状の横断面を含んでもよい。

さらに、少なくとも１つの第２の排出出口の方向または向きは、一般的に、横方向平面（ｘ，ｙ）に一致する。加えて、またはあるいは、第２の排出出口は支持部材の外周に関して任意の角度で延びることもできる。第２の排出出口は略接線方向を向いてもよく、または支持部材の外周から略垂直にさらに伸びていてもよい。さらに、第２の排出出口は、横方向平面に一致してよいだけでなく、横方向平面に対して所定の角度を向いてもよい。したがって、第２の排出出口の方向は、軸方向に、例えばキャリアユニットの支持面側へ下方に延びる部品を有することができる。このようにして、第２の排出出口から出る加圧流体は、積み重ねまたはその個々の物品に下向きの軸方向力の効果を及ぼすことができる。

したがって、第２の排出出口から出る加圧流体は、第１の排出出口から出る加圧流体によって生じる引き上げまたは持ち上げ効果を相殺することができる。

別の態様によれば、キャリアユニットおよび把持ユニットは、初期位置と上昇位置との間で積み重ねられた物品が内部で変位可能である制限された容積（ｃｏｎｆｉｎｅｄ ｖｏｌｕｍｅ）を形成するように相互当接構成に移行可能である。一般的に、把持ユニットは、両方の位置、すなわち、積み重ねが支持面上に載置される初期位置と、最上部の物品を把持ユニットにより取得することができる上昇位置とにおいて、積み重ねられた物品を少なくとも部分的に覆うか、または少なくとも部分的に受けるためのレセプタクルを特徴とする。

キャリアユニットおよび把持ユニットによる制限された容積の形成によって、加圧流体の流れを容易かつ正確に制御することができる。さらに、制限された容積により、加圧流体の流量も制御またはさらには調整することができるため、積み重ねられた物品を略浮遊上昇位置もしくは上昇構成に引き上げて保持するための持ち上げ力または阻止力を、直感的かつ容易に修正することができる。

別の実施形態によれば、把持ユニットは、キャリアユニットの第２の排出出口と協働する少なくとも１つの排出出口を含む。このようにして、積み重ねられた物品を上昇位置に保持するために、加圧流体のクッションを特に制限された容積内に形成することができる。排出出口により、キャリアユニットの第２の排出出口から出る加圧流体を、制限された容積内においてかなり制御された明確な方法で案内することができる。

少なくとも１つの排出出口の総数、大きさ、位置および向きは、一般的に、キャリアユニット、把持ユニットの全体形状、ならびにキャリアユニットおよび把持ユニットにより形成される制限された容積の形状に応じて決まる。さらに、把持ユニットの排出出口は、互いに分離予定の物品のタイプ、形および大きさまたは形状にさらに適用される。

加圧流体のクッションを設けることにより、上昇した積み重ねられた物品を、力が略加わらない上昇位置に保持することができる。特に、加圧流体のクッションは、特に積み重なった物品の間に軸方向に入ることのできる少なくとも１つまたはいくつかの細流が設けられる時に、積み重なった物品の分離をさらに支えることができる。したがって、加圧流体のクッションにより、積み重ねられた物品を緩めることができる。

キャリアユニットが、物品の大きさおよび形状に関して規則的な順序または均一に分散された順序で配置された多数の第１の排出出口を含むことができるため、例えば支持部材の外周に規則的または等距離に配置されたいくつかの第２の排出出口を設けてもよい。

同様の方法で、把持ユニットは、把持ユニットの外周に規則的に配置されたいくつかの排出出口または排出管を含むこともできる。把持ユニットの排出出口はキャリアユニットの第２の排出出口またはその様々な出口と協働してこれに対応するが、キャリアユニットの第１の排出出口を介して制限された容積に入る加圧流体も、把持ユニットの排出出口を介して排出される。

したがって、把持ユニットは、互いに対して軸方向に距離をおいて配置される様々な排出出口を含むことができる。ここで、少なくとも１つまたはいくつかの排出出口は、キャリアユニットの第２の排出出口に対応してこれらと協働することができ、さらなる把持ユニットの排出出口は、キャリアユニットの第１の排出出口に対応してこれらと協働するように配置され設計される。

このようにして、キャリアユニットの第１の排出出口および第２の排出出口から出る加圧流体を、キャリアユニットおよび把持ユニットにより形成された制限された容積を通って、かなり明確な制御された方法で案内することができる。

把持ユニットの様々な排出出口により、明確なラム圧を制限された容積内で増大させることができる。制限された容積内のラム圧を引き上げる積み重ねの制御は、把持ユニットおよびキャリアユニットが相互当接構成にある時に封止係合する際にさらに容易になる。

別の実施形態によれば、分離デバイスは、軸方向（ｚ）に垂直に延びる横方向平面（ｘ，ｙ）においてキャリアユニットおよび把持ユニットを相互に心合わせするための心出し構造をさらに含む。心出し構造は、一般的に、軸方向に延びて、対応した形状の心出しレセプタクルまたは心出し凹部に係合する心出しピンを含む。

心出しピンは、一般的に、キャリアユニットおよび／または把持ユニットに設けられ、心出しレセプタクルは、把持ユニットおよび／またはキャリアユニットに設けられる。一般的に、心出し構造は、把持ユニットとキャリアユニットとが軸方向に接近するとすぐに、キャリアユニットおよび把持ユニットを互いに対して変位させる機能を果たす。このために、心出し構造、特に心出しピンおよび／または心出しレセプタクルは、把持ユニットとキャリアユニットとが軸方向に接近する時に相互に接触する、傾斜接触面または傾切接触面を備える。

別の実施形態によれば、心出し構造は、キャリアユニットから軸方向に延びる少なくとも１つの心出しピンを含む。さらに、心出し構造は、把持ユニット上に設けられ、または把持ユニット内に延びる、対応した形状の心出しレセプタクルも含む。キャリアユニットの少なくとも１つの心出しピンは、キャリアユニットと把持ユニットとが軸方向に接近する時に、対応した形状の心出しレセプタクルに係合するように適用される。このようにして、キャリアユニットと把持ユニットとが相互に当接する時に、キャリアユニットと把持ユニットとを横方向平面において適切に心合わせすることにより、変位可能な積み重ねられた物品のための制限された容積を形成することができる。

代替実施形態では、把持ユニットがキャリアユニット側へ延びる少なくとも１つの心出しピンを含み、キャリアユニットが対応した形状の心出しレセプタクルを含む。さらに、支持部材が心出し機能をもたらすこともできる。支持部材は、その自由端に、キャリアユニットの支持面から逸れた方を向く斜切面または傾斜面を含むこともできる。したがって、ピン状の支持部材を、例えばカップ状の把持ユニットの、対応した形状のレセプタクルに横方向に心合わせすることができる。

さらなる実施形態によれば、多数の第１の排出出口は支持部材の外周に沿って位置する。ここで、排出出口は半径方向外方を向くことができ、横方向平面に関して少なくとも１５°、少なくとも３０°、または少なくとも４５°の角度で軸方向を向くことかできる。ここで、排出出口は、所与の角度で上方を向くことができるため、キャリアユニットの支持面から逸れた方を向くことができる。

多数の第１の排出出口を、周方向および軸方向の両方で支持部材の外周に沿って分離させることにより、積み重ねられた物品の多数の物品を加圧流体に同時に晒すことができる。その結果、底部または最下の物品だけでなく、積み重ねにおいて軸方向に分散したいくつかの物品が、加圧流体から生じる上向きの持ち上げ力を直接受けることができる。

さらに、多数の第１の排出出口を支持部材の外周で周方向および軸方向に分離させることにより、積み重ねられた物品を上昇位置に引き上げながら緩めることができる。このようにして、積み重ねの、隣接して配置された物品の引っ掛かり、傾き、および相互の挟まりもしくは噛合を防止または少なくとも抑制することができる。

さらなる実施形態では、第１の排出出口が支持部材に沿って螺旋状に位置するか、または螺旋状に配置される。第１の排出出口の螺旋配置は、加圧流体の影響により物品を引き上げまたは持ち上げながら、物品に螺旋運動またはねじ式運動を誘起する機能を果たす。このようにして、隣接して位置する物品の相互の傾斜もしくは引っ掛かりを防止または少なくとも抑制することができる。積み重ねまたは少なくともその一部を、持ち上げ時に緩めることができる。

このようにして、第１の排出出口は、螺旋構成またはねじ状構成において加圧流体を放出して、積み重ねられた物品に上昇効果を及ぼすように適用される。その結果、支持面に位置する積み重ねられた物品は、第１の排出出口が加圧流体に晒される時に、ねじのような螺旋状の上向き上昇運動を受けることができる。

別の実施形態では、第１の排出出口の少なくとも一部は上向きであり、すなわち少なくとも１５°、少なくとも３０°、または少なくとも４５°の角度である。このようにして、加圧流体は、積み重ねられた物品または少なくともその一部に上向き力の効果を及ぼすことができる。さらに、いくつかの第１の排出出口が、例えば支持部材の外周に沿って互いに対して軸方向距離をおいて配置される時に、積み重ねの最下の物品だけでなく、互いに所与の軸方向距離をおいて位置するいくつかの物品が、同時に上昇力効果を受けることができる。いくつかの上向きの第１の排出出口により、上昇力をかなり平滑で均一に積み重ねられた物品に加えることができる。このようにして、積み重ねられた物品は、上昇位置への上昇を繰り返し受けると、引っ掛かりまたは傾斜を受けにくくなる。別の実施形態によれば、第１の排出出口が略軸方向を向き、キャリアユニットの支持面内またはその下に位置する。この構成では、第１の排出出口が、軸方向の上向き力の効果を、積み重ねられた物品の少なくとも底部または最下の物品に及ぼす機能を果たす。またここで、様々な第１の排出出口の大きさ、数、および位置は、一般的に、分離予定の物品の大きさおよび形状に一致する。

別の実施形態では、キャリアユニットの支持面が、キャリアユニットから軸方向に延びるキャリアユニットの中空台座部の底部に位置する。本実施形態では、管状または円筒状とすることができる中空台座部が、物品の形状に略一致する内部容積を制限する。ここで、中空台座部は、積み重ねられた物品に対して周方向の制限をもたらす案内構造として機能し得る。

本実施形態では、初期位置と上昇位置との間で積み重ねが内部で軸方向に変位可能である制限された容積が、ほぼ完全に中空台座部によって設けられる。ここで、把持ユニットは、台座部の上部自由端に接触して、積み重ねの最上部の物品を取得および把持するだけであってよい。そして、把持ユニットは、台座部の横断面にほぼ一致する形状を含んでよい。相互当接構成または相互接触構成にあるときに、把持ユニットとキャリアユニットの中空台座部との間に形成された境界面は、供給加圧流体の制御排出を行う少なくとも１つの排出出口を含むことができる。

別の態様によれば、本発明はまた、前記分離デバイスを使用して積み重ねられた物品から物品を分離する方法に関する。分離する方法は、積み重ねられた物品をキャリアユニットの支持面に設ける工程と、少なくとも第１の排出出口によって加圧流体を積み重ねに加える工程とを含む。その結果、さらなる工程では、積み重ねられた物品が、加圧空気の効果により初期位置から支持面に対して上昇位置へ引き上げられる。一般的に、積み重ね全体またはいくつかの物品を含むその一部は、少なくとも第１の排出出口から出る加圧流体により引き上げられる。あるいは、積み重ねの最上部部分のみが加圧流体によって上昇位置へ引き上げられるだけで十分となり得る。加圧流体によって、積み重ねまたは少なくともそのいくつかの物品が上昇位置に保持されて、最上部の物品の直感的および容易な把持を可能にし、これを支える。

積み重ねが上昇位置に到達するとすぐに、最上部の物品が把持ユニットの吸引ノズルによって把持される。その後、把持ユニットは、キャリアユニットに対して軸方向および／または横方向に変位することができる。把持ユニットの吸引ノズルによる最上部の物品の持ち上げ前、または持ち上げ中に、第１の排出出口を通る加圧流体の排出を減らすか、または完全に停止させて、残りの積み重ねが、例えば重力の影響により初期位置に戻るようにする。

積み重ねられた物品から物品を分離するための方法の様々なさらなる工程が、前述した分離デバイスの構造および動作モードから明らかである。

本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を本発明に行うことができることが、当業者にさらに明らかになろう。さらに、添付の特許請求の範囲で使用される参照符号は、本発明の範囲を限定するものと解釈すべきでないことに留意されたい。

以下で、図面を参照しながら本発明の様々な実施形態について説明する。

分離デバイスの第１の実施形態の斜視側面図である。 分離デバイスの把持ユニットの単独斜視図である。 分離デバイスのキャリアユニットの斜視図である 初期構成にある分離デバイスの横断面図である。 把持ユニットおよびキャリアユニットが相互当接構成にある、図４ａの分離デバイスを示す図である。 加圧流体をキャリアユニットに加える様子を示す図である。 さらに真空効果または吸引効果を把持ユニットに加える様子を示す図である。 キャリアユニットへの加圧空気の供給が遮断された後の分離デバイスを示す図である。 把持ユニットに取り付けられた最上部の物品がキャリアユニットから軸方向に分離する様子を示す図である。 螺旋状に配置された排出出口を有する、図３による支持部材の概略図である。 図３および図４による支持部材の横断面図である。 キャリアユニットの第２の実施形態の斜視図である。 図５によるキャリアユニットの上面図である。 ａ〜ｅは、図４ｂ〜図４ｆによる分離工程の順序を示す図である。 分離デバイスのさらなる実施形態の斜視図である。 把持ユニットの単独図である。 図８によるキャリアユニットの斜視図である。 ａ〜ｆは、図４ａ〜図４ｆの順序に対応する順序である図８〜図１０による実施形態を含む、積み重ねられた物品から物品を分離する様々な工程に対応する図である。

図１に示す分離デバイス１０は、キャリアユニット２０と把持ユニット３０とを含む。キャリアユニット２０および把持ユニット３０は、図１において縦に延びる軸方向（ｚ）に少なくとも変位可能である。把持ユニット３０は吸引カップに類似しており、図１に示すように、キャリアユニット２０上へ当接構成に下降することができる。さらに、図４ａおよび図４ｃから明らかになるように、特に物品１４の積み重ね１２から最上部の物品１４を分離するために、把持ユニット３０をキャリアユニットから引き上げることができる。

把持ユニットは、把持ユニット３０を真空源に連結する吸引ポート３７を含む。このようにして、積み重ね１２の最上部の物品１４に吸引効果を加えることができる。

図３に別に示すキャリアユニット２０は、物品１４の積み重ね１２を支持予定の支持面２４を含む。キャリアユニット２０は支持部材２３をさらに有し、この支持部材２３は、ピン形状を含み、一般的にキャリアユニット２０より上に位置する把持ユニット３０側へ軸方向（ｚ）に延びる。

把持ユニット３０およびキャリアユニット２０を横方向平面（ｘ，ｙ）において正確に心合わせするために、分離デバイス１０は心出し構造２８を含む。心出し構造２８は、少なくとも２つの部品からなり、さらに把持ユニット３０およびキャリアユニット２０間で分割される。キャリアユニット２０上では、心出し構造２８は、支持部材２３の両側に位置する２つの心出しピン２１、２２を含み、支持部材２３はこれらの心出しピン２１、２２の間に挟まれる。図２に示すように、心出しピン２１、２２の形状および位置に対応して、把持ユニット３０はそれぞれの心出しレセプタクル３１、３２を含む。心出しピン２１、２２が斜切状または円錐状の自由端を含むため、心出しピン２１、２２が把持ユニット３０のそれぞれの心出しレセプタクル３１、３２に入るときに、横方向平面（ｘ，ｙ）におけるキャリアユニット２０および把持ユニット３０の相互の心合わせが得られる。

加えて、把持ユニット３０は、心出しレセプタクル３１、３２間に中空部分またはレセプタクル３３を含む。レセプタクル３３は、支持面２４に設けられた物品１４の積み重ね１２と共に支持部材２３を受けるように適用される。把持ユニット３０がキャリアユニット２０の支持面２４上に下降すると、把持ユニット３０のレセプタクル３３が制限された容積１６を形成し、この制限された容積１６内で、物品１４の積み重ね１２全体を、図４ａおよび図４ｂに示す初期位置と図４ｃおよび図４ｄに示す上昇位置との間で摺動可能に変位させることができる。

物品１４の積み重ね１２全体を持ち上げまたは引き上げるために、キャリアユニット２０は、図１〜図４の実施形態により支持部材の外周２３に設けられた一連の第１の排出出口２５を備える。第１の排出出口２５は、一般的に、軸方向（ｚ）に、かつピン状支持部材２３の周囲に沿って広がる。

特に、第１の排出出口２５は、図４ｇに詳細に示す支持部材２３の外周に沿って螺旋状に配置される。そこでは、支持部材の外周２３に沿って連続して配置された様々な排出出口２５が、互いに対して所与の軸方向段違いで位置する。実際には、隣接して位置する第１の排出出口２５は、ピン状支持部材２３の外周に沿った仮想の螺旋経路２９に配置される。中心オリフィス１５を含む、円板状であるが非平面の物品１４は、支持部材２３が物品１４のオリフィス１５と軸方向（ｚ）に交差するように、互いに積み重なる。

キャリアユニット２０の供給ポート２７に流体圧力を加えることにより、例えば加圧流体の形態または空気などの加圧ガスの形態の供給加圧流体が、第１の排出出口２５から出る。図４ｈに示すように、排出出口２５は、横方向平面（ｘ，ｙ）に対して例えば少なくとも１５°、３０°、または少なくとも４５°の角度でわずかに上方に延びてもよい。その結果、加圧流体が第１の排出出口２５から出る時に、積み重ね１２の少なくとも一部またはさらにはすべての物品１４が、図４ｃおよび図４ｄに示すような上昇位置に積み重ね１２全体を引き上げる機能を果たす持ち上げ力を同時に受けることができる。図４ｇは、中空状の支持部材２３の内向きの壁を示し、したがって、様々な排出出口２５の場所および位置を単に示す。

把持ユニット３０がキャリアユニット２０と相互に当接し、積み重ね１２が上昇位置にある状態で、把持ユニット３０、特にその吸引ポート３７が真空源に連結および接続されて、把持ユニット３０のレセプタクル３３の上端面に設けられた様々な吸引ノズル３８に吸引効果をもたらすようになっている。その後、図４ｅに示すように、キャリアユニット２０への加圧流体の供給を減らすか、または停止させて、残りの積み重ね１２が図４ｅに示す初期位置に戻るようにすることができる。

吸引ノズル３８がまだ真空源（図示せず）に連結されているため、積み重ねられた物品１２の最上部の物品１４は吸引ノズル３８、したがって把持ユニット３０に取り付けられたままである。図４ｆに示すように、把持ユニット３０は、特定の物品１４を積み重ね１２から分離するために、キャリアユニット２０に対して少なくとも軸方向に変位される。

図１〜図４ｆによる実施形態では、側壁３４がレセプタクル３３を制限することにより制限された容積１６を形成する把持ユニット３０は、キャリアユニット２０の支持面２４に封止係合することができ、かつ封止当接することができる。加えて、例えば図１に示すように、把持ユニット３０は、側壁３４に半径方向に貫入する様々な排出出口３５、３６を含む。これらの排出出口３５、３６は、加圧流体を制限された容積１６からかなり制御された方法で排出するための排出ポートとして機能し得る。

キャリアユニット２０および把持ユニット３０の封止係合により、および様々な排出出口３５、３６により、特定のラム圧が制限された容積１６内、したがってレセプタクル３３内で増大することができ、これにより、物品１４の積み重ね１２の持ち上げおよび上昇位置における積み重ね１２の保持を容易にすることができ、制御することができる。

加えて、例えば図３および図４ａに示すように、ならびに図４ｈによる横断面により詳細に示すように、支持部材２３は、２つの異なるタイプの排出出口２５、２６を含む。第１の排出出口２５は、積み重ね１２を引き上げるために少なくともわずかに上方向に延びることができ、第２の排出出口２６は支持部材２３の上端部に設けられる。第１の排出出口２５とは対照的に、第２の排出出口２６は流体を封止または阻止する機能を果たす。したがって、第２の排出出口２６は、例えば物品１４の積み重ね１２の上向き変位を限定するために、例えば少なくとも５°、１０°、１５°、またはさらには３０°の角度で半径方向外方におよび／または少なくともわずかに下方を向くことができる。

支持部材２３の第２の排出出口２６は、把持ユニット３０の排出出口３６と協働して、これに対応することができ、把持ユニット３０の排出出口３５は、キャリアユニット２０の第１の排出出口２５を介して制限された容積１６またはレセプタクル３３に入る加圧流体のための排出ポートを提供する機能を果たす。

かなり制御された、加圧流体の制限された容積１６内への供給および制限された容積１６からの排出により、加圧流体のクッションが形成され得、このクッションは、積み重ねを上昇位置に保持することができるだけでなく、積み重ね１２を軸方向（ｚ）に緩める機能を果たすこともできる。

加えて、第２の排出出口２６により、積み重ね１２を明確な上昇位置に上昇させることができ、この上昇位置では、最上部の物品１４が積み重ね１２の高さとはあまり関係のない明確な軸方向位置に常に位置する。このようにして、把持ユニット３０およびキャリアユニット２０の相互の位置決めを、積み重ね１２の実際の大きさまたは高さに関係なく行うことができる。このようにして、キャリアユニット２０および把持ユニット３０の正確な相互の位置決めならびに心合わせのために、精巧で複雑なセンサ配置は必要ない。

図５〜図７ｅに記載の実施形態は、実質的に、変化するキャリアユニット４０のみが、図１〜図４ｆによる実施形態と異なる。ここで、図３に示すキャリアユニット２０とは対照的に、図５によるキャリアユニット４０は、加圧流体を供給するための供給ポート４７をさらに含み、また略平面状の支持面４４を特徴とする。さらに、キャリアユニット４０は、心出し構造４８の２つの心出しピン４１、４２と、これらの間に位置して軸方向（ｚ）に延びる支持部材４３とを含む。

図７ａ〜図７ｅによる様々な横断面に示すように、支持部材４３は、流体を封止または阻止するために、その自由上端部に第２の排出出口４６も含み、これにより、積み重ね１２の上向き変位を正確に限定することができる。

図５〜図７ｅによる実施形態は、第１の排出出口４５の設計および配置が図１〜図４ｆによる実施形態と異なる。図３による実施形態とは対照的に、キャリアユニット４０の第１の排出出口４５は、図６による上面図に示すように支持面４４に位置する。さらに、第１の排出出口４５は略軸方向（ｚ）に向いて延びる。図６では、環状物品１４の積み重ね１２の位置が、キャリアユニット４０の支持面４４と同一平面上にあり得る、軸方向を向いた、または軸方向に延びる排出出口４５の位置に関する破線の円で示される。

図７ａ〜図７ｅによる様々な横断面に示すように、供給ポート４７は環状供給チャネル４９に流体連結し、環状供給チャネル４９から、様々な第１の排出出口４５が上方へ支持面４４内に延びる。加圧流体を供給ポート４７に供給するときに、積み重ね１２の最下の物品１４は、最上部の物品１４が、図１〜図４ｆによる実施形態に関して前述したように流体を封止または阻止するように適用された第２の排出出口４６によって画成される上昇位置に到達するまで、図７ｂに示すように持ち上げ効果を受ける。

図８〜図１１ｆによる実施形態は、キャリアユニット５０が図１０に示すような中空台座部５２の底部の形態の支持面５４を含むという点で、図１〜図７ｅによる前の実施形態と実質的に異なる。中空台座部５２の内側には、支持部材２３、４３と機能的に略同一である、軸方向（ｚ）に延びる支持部材５３も設けられる。支持部材５３はまた、流体を封止または阻止するために、第２の排出出口５６をその自由上端部に含む。

中空台座部５２およびその中心に位置する支持部材５３の構造は、物品１４の積み重ね１２のための受け案内軸５１を形成する。台座部５２により、積み重ね１２はまた、外周に沿って制限され案内され得、積み重ね１２の内周は支持部材５３によって実質的に案内され支持される。

第１の排出出口５５は、台座部５２の底部の支持面５４に位置する。

図１〜図７ｅの実施形態とは対照的に、図１０による中空台座部５２は、把持ユニット６０が下降してキャリアユニット５０に接近するときに、制限された容積を実質的に形成する。図９に示すように、把持ユニット６０は、台座部５２の形状および横断面に一致したやや円筒形の下側壁６４を含む。

加えて、把持ユニット６０の側壁６４は、半径方向外方に延びる、円弧状凹部の形態の様々な排出出口６６を下縁に含む。これらの排出出口６６は、図１による把持ユニット３０の排出出口３５および／または３６と同一の目的で機能し、同一または同様の方法で作用する。さらに、把持ユニット６０はまた、吸引ポート６７および様々な吸引ノズル６８を備える。

吸引ノズル６８は、図９に示すように、把持ユニット６０の側壁６４の下面に設けられる。

明確には図示しないが、図８〜図１０に示すキャリアユニット５０および把持ユニット６０は心出し構造５８も含み、この心出し構造５８により、把持ユニット６０が軸方向（ｚ）にキャリアユニット５０に接近する時に、キャリアユニット５０および把持ユニット６０を横方向平面（ｘ，ｙ）に正確に心合わせすることができる。心出し構造５８は、台座部５２および側壁６４の相互係合部分の斜切面または傾斜面を特徴とすることができる。

図１１ａ〜図１１ｆの順序は、図４ａ〜図４ｆの順序に一致して対応する。図７ａ〜図７ｅによる実施形態と比較して、キャリアユニット５０は、環状供給チャネル５９に流体連通する供給ポート５７を含み、例えば図１１ａに示すように、環状供給チャネル５９から様々な第１の排出出口５５が軸方向に延びる。

１０ 分離デバイス
１２ 積み重ね
１４ 物品
１５ オリフィス
１６ 制限された容積
２０ キャリアユニット
２１ 心出しピン
２２ 心出しピン
２３ 支持部材
２４ 支持面
２５ 排出出口
２６ 排出出口
２７ 供給ポート
２８ 心出し構造
２９ 螺旋経路
３０ 把持ユニット
３１ 心出しレセプタクル
３２ 心出しレセプタクル
３３ レセプタクル
３４ 側壁
３５ 排出出口
３６ 排出出口
３７ 吸引ポート
３８ 吸引ノズル
４０ キャリアユニット
４１ 心出しピン
４２ 心出しピン
４３ 支持部材
４４ 支持面
４５ 排出出口
４６ 排出出口
４７ 供給ポート
４８ 心出し構造
４９ 供給チャネル
５０ キャリアユニット
５１ 軸
５２ 台座部
５３ 支持部材
５４ 支持面
５５ 排出出口
５６ 排出出口
５７ 供給ポート
５８ 心出し構造
５９ 供給チャネル
６０ 把持ユニット
６４ 側壁
６６ 排出出口
６７ 吸引ポート
６８ 吸引ノズル

Claims (16)

1. 物品（１４）の積み重ね（１２）から物品を分離するための分離デバイスであって：
   軸方向（ｚ）で互いに積み重なった多数の物品（１４）を支持するための支持面（２４；４４；５４）を有し、物品（１４）の積み重ね（１２）を初期位置から支持面（２４；４４；５４）に対して上昇位置へ少なくとも部分的に引き上げるための、および積み重ね（１２）の少なくともいくつかの物品（１４）を上昇位置に保持するための加圧流体用の少なくとも第１の排出出口（２５；４５；５５）を有するキャリアユニット（２０；４０；５０）と、
   積み重ね（１２）が上昇位置にあるときに、最上部の物品（１４）を把持するための少なくとも１つの吸引ノズル（３８；６８）を有する把持ユニット（３０；６０）とを含み、
   ここで、キャリアユニット（２０；４０；５０）および把持ユニット（３０；６０）は、少なくとも軸方向（ｚ）で互いに対して変位可能である前記分離デバイス。
2. キャリアユニット（２０；４０；５０）は、物品（１４）の積み重ね（１２）を上昇位置に保持するための加圧流体用の少なくとも第２の排出出口（２６；４６、５６）を含む、請求項１に記載の分離デバイス。
3. キャリアユニット（２０；４０；５０）は、支持面（２４；４４；５４）から軸方向（ｚ）に延びて、物品（１４）の積み重ね（１２）を初期位置と上昇位置との間で軸方向（ｚ）に案内する支持部材（２３；４３；５３）を含む、請求項１または２に記載の分離デバイス。
4. 支持部材（２３；４３；５３）は、各物品（１４）のオリフィス（１５）を通って延びる細長いピンを含む、請求項３に記載の分離デバイス。
5. 第２の排出出口（２６；４６、５６）は、支持面（２４；４４；５４）から逸れた方を向く支持部材（２３；４３；５３）の上端部に位置する、請求項２および３または４に記載の分離デバイス。
6. 第２の排出出口（２６；４６；５６）は半径方向外方を向き、支持部材の外周（２３；４３；５３）と同一平面上に位置する、請求項５に記載の分離デバイス。
7. キャリアユニット（２０；４０、５０）および把持ユニット（３０；６０）は、初期位置と上昇位置との間で物品（１４）の積み重ね（１２）が内部で変位可能である制限された容積（１６）を形成するように相互当接構成に移行可能である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の分離デバイス。
8. 把持ユニット（３０；６０）は、キャリアユニット（２０；４０；５０）の第２の排出出口（２６；４６、５６）と協働して、物品（１４）の積み重ね（１２）を上昇位置に保持するために流体のクッションを形成する少なくとも１つの排出出口（３５、３６；６６）を含む、請求項２〜７のいずれか１項に記載の分離デバイス。
9. 軸方向（ｚ）に垂直に延びる横方向平面（ｘ，ｙ）においてキャリアユニット（２０；４０；５０）および把持ユニット（３０；６０）を相互に心合わせするための心出し構造（２８；４８；５８）をさらに含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の分離デバイス。
10. 心出し構造（２８；４８）は、キャリアユニット（２０；４０）から軸方向（ｚ）に延びて、把持ユニット（３０）の対応した形状の心出しレセプタクル（３１、３２）に係合する少なくとも１つの心出しピン（２１、２２；４１；４２）を含む、請求項９に記載の分離デバイス。
11. 多数の第１の排出出口（２５）は支持部材の外周（２３；４３；５３）に沿って位置する、請求項３〜１０のいずれか１項に記載の分離デバイス。
12. 第１の排出出口（２５）は支持部材（２３；４３；５３）に沿って螺旋状に位置する、請求項１１に記載の分離デバイス。
13. 第１の排出出口（２５）の少なくとも一部は上向きに配向され、物品（１４）の積み重ね（１２）に上昇効果を及ぼす、請求項１１または１２に記載の分離デバイス。
14. 第１の排出出口（４５；５５）は略軸方向（ｚ）を向き、支持面（４４；５４）内またはその下に位置する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の分離デバイス。
15. 支持面（５４）は、キャリアユニット（５０）から軸方向（ｚ）に延びる中空台座部（５２）の底部に位置する、請求項１４に記載の分離デバイス。
16. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の分離デバイス（１０）により物品（１４）の積み重ね（１２）から物品を分離する方法であって：
    物品（１４）の積み重ね（１２）をキャリアユニット（２０；４０；５０）の支持面（２４；４４；５４）に設ける工程と、
    物品（１４）の積み重ね（１２）を初期位置から支持面（２４；４４；５４）に対して上昇位置へ少なくとも部分的に引き上げるために、および積み重ね（１２）の少なくともいくつかの物品（１４）を上昇位置に保持するために、少なくとも第１の排出出口（２５；４５；５５）によって加圧流体を積み重ね（１２）に加える工程と、
    積み重ね（１２）が上昇位置にあるときに、把持ユニット（３０；６０）の吸引ノズル（３８；６８）によって最上部の物品（１４）を把持する工程とを含む前記方法。

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