JP2018062011A - ワーク搬送用マグネットハンド - Google Patents

Abstract

【課題】向きを水平にしても、ワークの姿勢が安定しているワーク搬送用マグネットハンドの提供。【解決手段】ワーク搬送用マグネットハンド（１０）は、永久磁石（２）の磁力をＯＮ／ＯＦＦする磁力発生部（１ａ）と、永久磁石（２）の両側面に配置され、移動可能に支持される複数の磁極（４）と、永久磁石（２）の正面又は背面に支持されている磁極ストッパ（５）と、磁極ストッパ（５）を押圧するエアシリンダ（６）とを備える。磁極ストッパ（５）は、エアシリンダ（６）からの押圧を受けたとき、複数の磁極（４）の移動を抑制する。【選択図】図１

Description

本発明はワーク搬送用マグネットハンドに関する。

特許文献１には、それぞれ移動可能に保持されている複数の磁極を備えるマグネットハンドが開示されている。このようなマグネットハンドは、複数の磁極をワークに押し当て、当該ワークの表面形状に倣うようにそれぞれ移動させることによって、当該ワークを吸着することができる。

特開２００５−００８３８２号公報

このようなマグネットハンドを用いてワークを吸着したまま、マグネットハンドの向きを変化させた場合、例えば、その向きを水平にした場合、複数の磁極が動いてワークの姿勢が安定しないことが有った。ワークを吸着したままマグネットハンドを移動させることで、当該ワークを搬送させた場合に、不都合が生じ得る。

本発明に係るワーク搬送用マグネットハンドは、ワークを吸着したまま、その向きを水平にしても、ワークの姿勢が安定しているものとする。

本発明に係るワーク搬送用マグネットハンドは、
永久磁石の磁力をＯＮ／ＯＦＦする磁力発生部と、
前記永久磁石の両側面に配置され、移動可能に支持される複数の磁極と、
前記永久磁石の正面又は背面に支持されている磁極ストッパと、
前記磁極ストッパを押圧するエアシリンダと、を備え、
前記磁極ストッパは、前記エアシリンダからの押圧を受けたとき、複数の磁極の移動を抑制する。
このような構成によれば、複数の磁極をワークの表面形状に倣うように移動させた後で、永久磁石の磁力をＯＮする。これらによって、ワークを複数の磁極に吸着させつつ、複数の磁極をしっかりと永久磁石に固定させる。そのため、マグネットハンドが水平方向に傾いても、ワークの姿勢が殆ど乱れないため、安定している。

本発明に係るワーク搬送用マグネットハンドは、その向きを水平にしても、ワークの姿勢が安定している。

実施の形態１にかかるマグネットハンドを模式的に示す正面図である。 実施の形態１にかかるマグネットハンドを模式的に示す側面図である。 実施の形態１にかかるマグネットハンドの動作を模式的に示す図である。 実施の形態１にかかるマグネットハンドの動作を模式的に示す図である。 実施の形態１にかかるマグネットハンドをロボットに取り付けて利用した一例を示す模式図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（実施の形態１）
以下、図１及び図２を参照して実施の形態１にかかるマグネットハンドについて説明する。図１は、実施の形態１にかかるマグネットハンドを模式的に示す正面図である。図２は、実施の形態１にかかるマグネットハンドを模式的に示す側面図である。図１及び図２では、ｘｙｚ３次元直交座標を規定した。

図１及び図２に示すように、マグネットハンド１０は、マグネットハンド本体１と、永久磁石２と、可動磁極ホルダ３と、可動磁極４と、可動磁極ストッパ５と、エアシリンダ６とを備える。マグネットハンド１０が把持する対象物であるワークは、磁性体からなる部位を含むものであればよく、例えば、金属材料からなる部位を含む金属部品である。
なお、説明の便宜上、マグネットハンド１０が、ロボットに取り付けられて、ワークを把持したとき、マグネットハンド１０におけるワーク側をマグネットハンド１０先端側（ここでは、Ｚ軸マイナス側）とし、マグネットハンド１０におけるロボット側をマグネットハンド１０根元側（ここでは、Ｚ軸プラス側）とした。

マグネットハンド本体１は、永久磁石保持部１ａと、ロッド部１ｂと、ロボット接続用フランジ１ｃとを含む。永久磁石保持部１ａ（磁力発生部とも称する。）は、永久磁石２を保持しており、永久磁石２の磁力がマグネットハンド１０により把持される把持対象物へ及ぶことを開始又は停止する技術的な手段、言い換えると、永久磁石２の磁力のＯＮ／ＯＦＦ機能を発現する技術的な手段を備える。永久磁石２の磁力のＯＮ／ＯＦＦ機能を発現する技術的な手段として、永久磁石２の磁力の影響を抑制させるように磁場を発生させる電磁コイルや、永久磁石２の磁気を遮る継鉄（ヨーク）が挙げられる。ロッド部１ｂは、永久磁石保持部１ａからマグネットハンド１０の根元側へ延びる棒状部である。ロボット接続用フランジ１ｃは、ロッド部１ｂの先端で支持されており、ロボットに組み付けることができる形状であればよい。

永久磁石２は、永久磁石保持部１ａに保持されている。永久磁石２は、可動磁極４と併せてワークを吸着することのできる磁力を有すればよく、例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石などの多種多様な永久磁石を利用することができる。

可動磁極ホルダ３は、ボルト締結部３ａと、可動磁極ホルダ３の内側に凹む可動磁極ストッパ受部３ｂを含む。可動磁極ホルダ３は、例えば、ボルト締結部３ａを用いてボルト締結することによって、永久磁石２の両側面に配置されており、複数の可動磁極４をマグネットハンド１０先端側と根元側との間を移動可能に保持する。可動磁極ストッパ受部３ｂが押圧されると、可動磁極ホルダ３が永久磁石２の両側面に接近することによって、複数の可動磁極４を永久磁石２と挟み込み、複数の可動磁極４の移動を抑制する。

複数の可動磁極４は、永久磁石２と併せてワークを吸着することのできる磁力を有すればよく、例えば、棒状の磁性体を利用することができる。複数の可動磁極４は、永久磁石２の両側面において一列に並び、各可動磁極４は、その長手方向がマグネットハンド１０の軸（ここでは、Ｚ軸方向）に沿うように配置されている。

可動磁極ストッパ５は、回転軸５ａを有する爪状体であり、回転軸５ａを中心として回転可能に永久磁石２の正面に支持されている。回転軸５ａは、永久磁石２の正面近傍において、マグネットハンド１０の軸方向に関して実質的な垂直な方向（ここでは、Ｘ軸方向）に延びている。

エアシリンダ６は、永久磁石保持部１ａの正面、且つ、可動磁極ストッパ５よりマグネットハンド１０根元側に設けられている。エアシリンダ６は、エアシリンダ本体６ａと、ロッド６ｂと、可動磁極ストッパ押当部６ｃとを含む。エアシリンダ本体６ａは、空気（エア）をその内側に圧縮可能に貯蔵し、又は、その外側へ排出することのできる筒体である。エアシリンダ本体６ａは、空気の貯蔵と排出とによって、ロッド６ｂを往復可能に保持している。ロッド６ｂは、棒状体であり、エアシリンダ本体６ａからマグネットハンド１０先端側（ここでは、Ｚ軸マイナス側）に向かって延びる。可動磁極ストッパ押当部６ｃは、ロッド６ｂの先端に支持されている。

（使用方法）
次に、図３及び図４を参照して、マグネットハンド１０を用いてワークＷ１を把持する方法について説明する。図３及び図４は、実施の形態１にかかるマグネットハンドの動作を模式的に示す図である。図３及び図４では、ｘｙｚ３次元直交座標を規定した。ワークＷ１は、金属材料からなる部位を含む金属部品であり、例えば、鋳物である。ワークＷ１は、楕円状の断面形状を有する柱状体であり、一端（ここでは、Ｘ軸マイナス側）から他端（ここでは、Ｘ軸プラス側）に向かうにつれて大きくなる径を有する。マグネットハンド１０は、ロボット（図示略）に取り付けられており、ロボットによって、３次元空間を移動し、向きを変化させることができる。

図３及び図４に示すように、マグネットハンド１０の先端、すなわち、複数の可動磁極４をワークＷ１に押し当てる。具体的には、マグネットハンド１０をワークＷ１の上方（ここでは、Ｚ軸プラス側）に配置し、マグネットハンド１０の先端、すなわち、複数の可動磁極４がワークＷ１に向かうようにマグネットハンド１０の姿勢を変更する。続いて、マグネットハンド１０をワークＷ１に接近に移動させ、マグネットハンド１０の先端、すなわち、複数の可動磁極４をワークＷ１に押し当てる。すると、複数の可動磁極４は、ワークＷ１の形状に倣って、それぞれ移動する。複数の可動磁極４の先端は、ワークＷ１の形状に倣うことになる。

続いて、永久磁石２の磁力がワークＷ１へ及ぶことを開始させて、ワークＷ１を吸引させる複数の可動磁極４に吸着させる。

また、可動磁極ストッパ５を用いて、複数の可動磁極４の移動を抑制し、複数の可動磁極４を永久磁石２に固定する。
具体的には、エアシリンダ６は、ロッド６ｂを、エアシリンダ本体６ａからマグネットハンド１０先端側（ここでは、Ｚ軸マイナス側）に向かって突き出させる。すると、可動磁極ストッパ押当部６ｃが、可動磁極ストッパ５に押し当たり、可動磁極ストッパ５が回転軸５ａを中心として回転する。これによって、可動磁極ストッパ５の先端５ｂが、可動磁極ホルダ３の可動磁極ストッパ受部３ｂに押し当たり、可動磁極ホルダ３が複数の可動磁極４を永久磁石２に押し付けることで、複数の可動磁極４の移動を抑制し、しっかりと永久磁石２に固定する。

ここで、ワークＷ１を複数の可動磁極４に吸着させつつ、複数の可動磁極４をしっかりと永久磁石２に固定している。そのため、マグネットハンド１０が水平方向（ここでは、ｙ軸方向）に傾いても、ワークＷ１の姿勢が殆ど乱れない。すなわち、マグネットハンド１０が傾いても、ワークＷ１の姿勢が殆ど乱れることなく、ワークＷ１を搬送することができる。

（マグネットハンドの一利用例）
次に、図５を参照してマグネットハンド１０をロボット２０に取り付けて利用した一例について説明する。図５は、実施の形態１にかかるマグネットハンドをロボットに取り付けて利用した一例を示す模式図である。

図５に示すように、マグネットハンド１０は、ロボット２０に取り付けられている。ロボット２０は、ベース２１と、本体２２と、第１のアーム２３と、関節２４と、第２のアーム２５とを含む。ベース２１は、設置面Ｇ１に固定されている。本体２２は、ベース２１上に設けられており、第１のアーム２３をその本体２２側の一端を中心に回動可能、又は旋回可能に支持する。第２のアーム２５は、関節２４を介して第１のアーム２３に接続されており、関節２４を中心に回動することができる。第２のアーム２５の先端にマグネットハンド１０が取り付けられている。

カゴ保持台４０は、設置面Ｇ１におけるロボット２０近傍に固定されている。カゴ保持台４０は、カゴ３０を設置面Ｇ１から所定の角度で傾斜させるよう保持している。そのため、カゴ３０の底面と設置面Ｇ１とは交差する。カゴ３０は、複数のワークＷ２、Ｗ３、Ｗ４等を収容する。複数のワークＷ２、Ｗ３、Ｗ４等は、それぞれ異なる形状を備えてもよい。複数のワークＷ２、Ｗ３、Ｗ４等は、ワークＷ１と同様に、金属材料からなる部位を含む金属部品であり、例えば、鋳物である。

ロボット２０は、マグネットハンド１０を、カゴ３０の内側の把持対象物、例えば、ワークＷ２に押し当てる。すると、上記したマグネットハンド１０を用いてワークＷ１を把持する方法（図３及び図４参照）と同様に、ワークＷ２を複数の可動磁極４（図３及び図４参照）に吸着させつつ、複数の可動磁極４の移動を抑制し、複数の可動磁極４をしっかりと永久磁石２に固定している。そのため、マグネットハンド１０が水平方向（ここでは、ｙ軸方向）に傾いても、ワークＷ２の姿勢が殆ど乱れない。すなわち、マグネットハンド１０が傾いても、ワークＷ２の姿勢が殆ど乱れることなく、ワークＷ２を搬送することができる。同様に、他の、ワークＷ３、Ｗ４等についても、マグネットハンド１０が傾いても、ワークの姿勢が殆ど乱れることなく、ワークを搬送することができる。すなわち、マグネットハンド１０は、ワーク搬送用マグネットハンドとしての利用に好適である。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態１にかかるマグネットハンドでは、可動磁極ストッパ５及びエアシリンダ６は永久磁石２の正面に支持されているが、永久磁石２の背面に支持されていてもよい。

１０ マグネットハンド
１ マグネットハンド本体
１ａ 永久磁石保持部
２ 永久磁石 ３ 可動磁極ホルダ
４ 可動磁極 ５ 可動磁極ストッパ
６ エアシリンダ

Claims (1)

1. 永久磁石の磁力をＯＮ／ＯＦＦする磁力発生部と、
   前記永久磁石の両側面に配置され、移動可能に支持される複数の磁極と、
   前記永久磁石の正面又は背面に支持されている磁極ストッパと、
   前記磁極ストッパを押圧するエアシリンダと、を備え、
   前記磁極ストッパは、前記エアシリンダから押圧されたとき、複数の磁極の移動を抑制する、
   ワーク搬送用マグネットハンド。

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