JP2018034217A - ワーク搬送システムおよびワーク搬送方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】軽量かつ微細なワークを短時間で確実に、ある程度整列した状態に解放する。【解決手段】本体部７と、本体部７の一側面に突出した先端にワークＷを吸着することにより、一側面との間に隙間をあけてワークＷを保持する１以上の吸着部８とを有するハンド４と、ハンド４を移動させることによりワークＷを所定の搬送先６に搬送する搬送機構２と、搬送機構２による搬送先６の上方に配置され、吸着部８からワークＷを解放するワーク解放部材９と、ワーク解放部材９または前記ワークＷを昇降させる昇降機構１０とを備え、ワーク解放部材９が、略水平に片持ち梁状に配置され、隙間に挿入可能な形状を有する爪部１１を備えるワーク搬送システム１を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、ワーク搬送システムおよびワーク搬送方法に関するものである。
従来、射出成形された成形品等の軽量かつ微細なワークを搬送するシステムとして、ロボットの手首に取り付けた成形品取出し用ツールによって負のエア圧により吸引することによりワークを保持して搬送するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このようなシステムにおいて、搬送したワークを解放する際に、成形品取出し用ツールによりワークを保持していた負のエア圧を正のエア圧に切り替えて吹き落とすことが一般的である。
特開平６−１５５５１９号公報
しかしながら、正のエア圧によって吹き落とす方法では、ワークが軽量かつ微細であると、エア圧によってワークが舞い散り、所定位置に解放できなかったり、ワークどうしが重なり合ったりすることが発生し、ワークをある程度整列した状態で解放することが困難であるという不都合がある。また、ワークの飛散を防止するために、正のエア圧を弱めると、解放に時間がかかり、タクトタイムが長くなるという問題がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、軽量かつ微細なワークを短時間で確実に、ある程度整列した状態に解放することができるワーク搬送システムおよびワーク搬送方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、本体部と、該本体部の一側面に突出した先端にワークを吸着することにより、前記一側面との間に隙間をあけて前記ワークを保持する１以上の吸着部とを有するハンドと、該ハンドを移動させることにより前記ワークを所定の搬送先に搬送する搬送機構と、該搬送機構による前記搬送先の上方に配置され、前記吸着部から前記ワークを解放するワーク解放部材と、該ワーク解放部材または前記ワークを昇降させる昇降機構とを備え、前記ワーク解放部材が、略水平に片持ち梁状に配置され、前記隙間に挿入可能な形状を有する爪部を備えるワーク搬送システムを提供する。
本態様によれば、本体部の一側面に突出した吸着部の先端にワークを吸着することにより、ワークが本体部の一側面に対して隙間をあけた状態でハンドに保持され、搬送機構の作動によってハンドを移動させることにより、ワークが所定の搬送先まで搬送される。そして、搬送先においては、略水平に片持ち梁状に配置されている爪部を有するワーク解放部材に対して、ワークを下部に配したハンドを移動して、爪部を本体部の一側面とワークとの隙間に挿入する。この状態で、昇降機構を作動させワーク解放部材を下降またはワークを上昇させることにより、爪部によってワークを下方に押して、吸着部からワークを離脱させ、爪部の下方に配置されている搬送先に解放することができる。
この場合において、本態様によれば、吸着部に吸着しているワークを搬送先に解放する際に、正のエア圧によって吹き落とさないので、ワークが軽量かつ微細なものであっても、エア圧によって飛散することがなく、搬送先にある程度整列した状態で解放することができる。また、吸着部による吸着状態を弱めることにより解放する場合と異なり、吸着状態のワークを爪部によって掻き落とすので、短時間でより確実に解放することができ、生産性を向上することができる。
上記態様においては、前記爪部が、前記吸着部を挿入可能な幅寸法のスリットを有していてもよい。
このようにすることで、本体部の一側面とワークとの間の隙間に爪部が挿入されると、爪部に設けられたスリットに吸着部が収容されるので、爪部を下降させることで、吸着部を挟んだ両側において、爪部によりワークを下方に押圧することができ、吸着部による吸着状態からワークをより確実に離脱させることができる。
また、上記態様においては、前記吸着部が、間隔をあけて平行に２列以上備えられ、前記スリットが、間隔をあけて平行に２列以上備えられていてもよい。
このようにすることで、多数のワークをハンドから一度に離脱させて、所定の搬送先にある程度配列状態に解放することができ、生産性をさらに向上することができる。
また、本発明の他の態様は、ハンドの一側面に突出した吸着部の先端にワークを吸着することにより、前記一側面との間に隙間をあけて前記ワークを保持する保持ステップと、該保持ステップにより保持した前記ワークが搬送先において前記ハンドの下部に配置されるように前記ハンドを移動する移動ステップと、前記ハンドの移動により、前記搬送先の上方に略水平な片持ち梁状に配置された爪部を前記隙間に挿入する挿入ステップと、前記爪部を下降または前記ワークを上昇させることにより、前記爪部によって前記ワークを下方に押圧して、前記吸着部から下方の前記搬送先に解放するワーク解放ステップとを含むワーク搬送方法を提供する。
本発明によれば、軽量かつ微細なワークを短時間で確実に、ある程度整列した状態に解放することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係るワーク搬送システムを示す部分的な斜視図である。 図１のワーク搬送システムによるワーク搬送方法を説明するフローチャートである。 図１のワーク搬送システムにおいて、ハンドにワークを吸着する第１位置を示す図である。 図１のワーク搬送システムにおいて、ハンドに把持したランナー付スプルーを排出する第２位置を示す図である。 図４の状態から昇降機構により爪部を上方位置に上昇させた状態を示す図である。 図５の状態から、ハンドを水平移動させて、爪部を本体部とワークとの隙間に挿入した状態を示す図である。 図６の状態から、昇降機構により爪部を下方位置に下降させてワークをコンベア上に解放した状態を示す図である。 図７においてワークを解放したハンドを第１位置に戻した状態を示す図である。 図１のワーク搬送システムの変形例において、ハンドにワークを吸着する第１位置を示す図である。 図９の状態から昇降機構により爪部を上方位置に上昇させた状態を示す図である。 図１０の状態から、ハンドを水平移動させて、爪部を本体部とワークとの隙間に挿入した状態を示す図である。 図１１の状態から、昇降機構により爪部を下方位置に下降させてワークをコンベア上に解放した状態を示す図である。 図１２においてワークを解放したハンドを第１位置に戻した状態を示す図である。
本発明の一実施形態に係るワーク搬送システム１およびワーク搬送方法について、図面を参照しながら以下に説明する。
本実施形態に係るワーク搬送システム１は、例えば、射出成形機により成形された成形品からなるワークＷを射出成形機の金型から取り出して、搬送先であるベルトコンベア６上に搬送するシステムである。このワーク搬送システム１は、図１に示されるように、ロボット（搬送機構）２と、該ロボット２の手首先端に取り付けられワークＷを吸着して保持するハンド４と、ハンド４に吸着状態に保持されたワークＷをハンド４から離脱させるワーク解放部５とを備えている。図中、符号６ａはベルトコンベア６のベルト、符号６ｂはベルトコンベア６の本体部である。
ロボット２は、任意の構造のものでよいが、例えば、射出成形機の金型からハイサイクルで高速取り出しを行うスカラーロボットである。図１にはロボット２のエンドエフェクタ３のみが鎖線で示されている。ロボット２は、図３に示されるように、射出成形機の金型から成形品からなるワークＷを取り出す第１位置と、図４に示されるように、ベルトコンベア６を幅方向に挟んで第１位置とは反対側に配置される第２位置との間で移動可能な動作範囲を有している。
ハンド４は、ロボット２のエンドエフェクタ３に取り付けられる帯板状の本体部７と、該本体部７の一側面から突出する複数列（例えば、２個×２列＝４個）の吸着部８とを備えている。吸着部８は、円筒状の吸着パッドであり、図示しない配管が接続され、内部を負圧に吸引することができるようになっている。これにより、吸着部８の先端に接触させられたワークＷを吸着状態に保持することができるようになっている。２列の吸着部８は、間隔をあけて平行に配列されている。
ワーク解放部５は、ベルトコンベア６の長手方向の一部において、ベルトコンベア６の上方に配置されるワーク解放部材９と、該ワーク解放部材９を昇降させる昇降機構１０とを備えている。
ワーク解放部材９は、図１に示されるように、間隔をあけて平行に延びる略水平の片持ち梁状の３本の爪部１１を備えている。爪部１１は、ハンド４の吸着部８の列の間隔と一致する間隔で形成され一方向に解放された平行な２列のスリット１２を備えた櫛歯状に形成されている。
爪部１１の厚さ寸法は、ハンド４の吸着部８の高さ寸法より小さく形成され、スリット１２の幅寸法は、吸着部８の外径寸法より大きく設定されている。これにより、各吸着部８の先端にワークＷを吸着した状態のハンド４を、ワークＷを下向きにして、吸着部８の列とスリット１２とを一致させ、スリット１２の解放端側から水平移動させてワーク解放部材９に近接させることにより、吸着部８をスリット１２に挿入し、かつ、各爪部１１を本体部７の一側面とワークＷとの隙間に挿入することができるようになっている。
昇降機構１０は、例えば、エアシリンダであり、爪部１１を本体部７の一側面とワークＷとの隙間に挿入する上方位置と、該上方位置から所定距離だけ下降させる下方位置との間で、ワーク解放部材９を昇降させることができるようになっている。ワーク解放部材９の昇降距離は、ワーク解放部材９によってワークＷを下方に押圧して、吸着部８による吸着状態を解除することができる距離に設定されている。
このように構成された本実施形態に係るワーク搬送システム１を用いたワーク搬送方法について以下に説明する。
本実施形態に係るワーク搬送方法は、図２に示されるように、ワークＷを吸着してハンド４に保持する保持ステップＳ１と、保持したハンド４を移動する移動ステップＳ２と、爪部１１を本体部７とワークＷとの隙間に挿入する挿入ステップＳ３と、爪部１１を下降させてワークＷをベルトコンベア６上に解放するワーク解放ステップＳ４とを含んでいる。
保持ステップＳ１は、円筒状の吸着パッドからなる吸着部８の内部を減圧することにより、吸着部８の先端にワークＷを吸着するもので、図３に示されるように、４つの吸着部８（図３では２つのみが表示されている。）が独立して内部を減圧することができるようなっている。吸着部８は、本体部７に対して所定の高さ寸法だけ突出しているので、先端に保持されたワークＷと本体部７との間には、吸着部８の高さ寸法分の隙間が形成されるようになっている。
移動ステップＳ２は、ハンド４を装着したロボット２を動作させることにより、ハンド４に吸着したワークＷを射出成形機から取り出して搬送先であるベルトコンベア６上まで移動させるものである。
図３から図８に示す例では、射出成形機からワークＷを取り出す際に、ワークＷから切断された状態のランナー付スプルー１３を把持するスプルーチャック１４を備えている。図３に示されるように、昇降機構１０を作動させて爪部１１を下方位置まで下降させた状態で、図４に示されるように、ワークＷを吸着したハンド４を、ロボット２の作動によって水平方向にベルトコンベア６を幅方向に挟んで射出成形機とは反対側まで移動させた位置で、スプルーチャック１４により把持されたランナー付スプルー１３を排出する。
挿入ステップＳ３は、図４のランナー付スプルー１３の排出後に、図５に示されるように、昇降機構１０を作動させて、爪部１１を上方位置まで上昇させ、図６に示されるように、ロボット２の作動によってハンド４を水平方向に射出成形機側に戻る方向に移動させる。爪部１１が上方位置に配置されており、この位置において、爪部１１は、ハンド４の本体部７とワークＷとの間の隙間の位置に一致しているので、ハンド４の２列の吸着部８が２列のスリット１２にそれぞれ挿入される。
ワーク解放ステップＳ４は、図７の位置で、昇降機構１０を作動させて、爪部１１を下方位置まで移動させることにより、爪部１１によってワークＷを下方に押圧して、吸着部８による吸着状態を解除し、図８に示されるように、下方のベルトコンベア６上に解放する。ワークＷを解放したハンド４はそのまま射出成形機側に水平移動させることにより、次のワークＷの吸着に向かわせることができる。
このように、本実施形態に係るワーク搬送システム１およびワーク搬送方法によれば、ワークＷをベルトコンベア６上に解放する際に、正のエア圧によってワークＷを吹き落とさないので、微細な成形品のような軽量のワークＷであっても、舞い散ることなく、ベルトコンベア６上にある程度整列した状態に解放することができるという利点がある。また、吸着状態を緩めて解放することもしないので、ワークＷを迅速に解放して、タクトタイムの増加を防止することができるという利点もある。
また、図９から図１２に示す例では、射出成形機からワークＷを取り出す際に、ワークＷから切断された状態のランナー付スプルー１３を把持しない場合を説明している。
この場合には、ランナー付スプルー１３の排出を必要としないので、爪部１１のスリット１２の向きを上記とは逆方向に設定しておき、図９に示されるように、保持ステップＳ１においてワークＷを吸着したハンド４をベルトコンベア６上に移動させる間に、図１０に示されるように、昇降機構１０を作動させて爪部１１を上方位置まで上昇させておき、図１１に示されるように、吸着部８をスリット１２に挿入する挿入ステップＳ３を実施すればよい。
そして、図１２に示されるように、昇降機構１０の作動により、爪部１１を下方位置まで下降させることによって、ワークＷをベルトコンベア６上に解放するワーク解放ステップＳ４を実施し、図１３に示されるように、ハンド４を逆方向に移動させて、次のワークＷの保持ステップＳ１からの工程を繰り返すことにすればよい。
なお、本実施形態においては、吸着部８が、円筒状の吸着パッドの内部を減圧することによる気圧差によってワークＷを吸着する方式のものを例示したが、これに代えて、ワークＷが磁性材料からなる物である場合には、永久磁石または電磁石等の磁気吸引力によってワークＷを吸着する吸着部を採用してもよい。
また、搬送先としてベルトコンベア６を例示したが、ある程度整列して解放することが求められるトレイ等の他の任意の搬送先を採用してもよい。
また、爪部１１として２つのスリット１２を有するものを例示したが、これに代えて、ハンド４に設けられた吸着部８の列数に応じて、単一のスリットあるいは３以上のスリットを有するものを採用してもよい。
また、昇降機構１０としてエアシリンダを例示したが、これに限定されるものではなく、サーボモータとクランク機構、カム機構あるいはボールネジ等を組み合わせて高速かつ精度よく位置制御することにしてもよい。高速な動作で生産性を向上することができるとともに、正確な位置制御によってベルトコンベア６の振動やワークＷの跳ね返りを抑制して、より精度よく整列した状態にワークＷを解放することができる。
また、本実施形態においては、昇降機構１０をベルトコンベア６に固定した場合を例示したが、射出成形機やベルトコンベア６から独立して配置することで、射出成形機の振動の影響を受けず、ベルトコンベア６側にも爪部１１を昇降させる際の振動を与えず、結果としてベルトコンベア６上に解放されたワークＷの位置を乱さずに済むという利点がある。
また、昇降機構１０による爪部１１の上昇指令、下降指令および確認信号はロボット２と昇降機構１０の駆動装置との間でやりとりしてもよいが、ロジックコントローラがロボット２の上位にある場合には、ロジックコントローラから昇降機構１０を駆動することにしてもよい。
また、搬送機構であるロボット２として、スカラーロボットを例示したが、これに限定されるものではない。
また、上記態様においては、昇降機構１０によって爪部１１を上昇させた状態で、爪部１１を本体部７とワークＷとの間に挿入した後に、昇降機構１０によって爪部１１を下降させることで、吸着状態を解除してワークＷを下方のベルトコンベア６上に解放することとした。これに代えて、爪部１１をベルトコンベア６の上方に間隔をあけた位置に固定しておき、爪部１１を本体部７とワークＷとの間に挿入した後に、ハンド４と吸着部８との間に設けた昇降機構（図示略）によって、ワークＷを上昇させることにより、吸着状態を解除することにしてもよい。また、搬送機構を構成するロボット２自体に昇降機構を設け、ハンド４自体を上昇させることで吸着状態を解除してもよい。
１ ワーク搬送システム
２ ロボット（搬送機構）
４ ハンド
６ ベルトコンベア（搬送先）
７ 本体部
８ 吸着部
９ ワーク解放部材
１０ 昇降機構
１１ 爪部
１２ スリット
Ｗ ワーク
Ｓ１ 保持ステップ
Ｓ２ 移動ステップ
Ｓ３ 挿入ステップ
Ｓ４ ワーク解放ステップ

Claims (4)

  1. 本体部と、該本体部の一側面に突出した先端にワークを吸着することにより、前記一側面との間に隙間をあけて前記ワークを保持する１以上の吸着部とを有するハンドと、
    該ハンドを移動させることにより前記ワークを所定の搬送先に搬送する搬送機構と、
    該搬送機構による前記搬送先の上方に配置され、前記吸着部から前記ワークを解放するワーク解放部材と、
    該ワーク解放部材または前記ワークを昇降させる昇降機構とを備え、
    前記ワーク解放部材が、略水平に片持ち梁状に配置され、前記隙間に挿入可能な形状を有する爪部を備えるワーク搬送システム。
  2. 前記爪部が、前記吸着部を挿入可能な幅寸法のスリットを有する請求項１に記載のワーク搬送システム。
  3. 前記吸着部が、間隔をあけて平行に２列以上備えられ、
    前記スリットが、間隔をあけて平行に２列以上備えられている請求項２に記載のワーク搬送システム。
  4. ハンドの一側面に突出した吸着部の先端にワークを吸着することにより、前記一側面との間に隙間をあけて前記ワークを保持する保持ステップと、
    該保持ステップにより保持した前記ワークが搬送先において前記ハンドの下部に配置されるように前記ハンドを移動する移動ステップと、
    前記ハンドの移動により、前記搬送先の上方に略水平な片持ち梁状に配置された爪部を前記隙間に挿入する挿入ステップと、
    前記爪部を下降または前記ワークを上昇させることにより前記爪部によって前記ワークを下方に押圧して、前記吸着部から下方の前記搬送先に解放するワーク解放ステップとを含むワーク搬送方法。
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