JP2018122380A - 部品保持装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】空気を通しやすいシート状の部品の場合でも部品を保持できる部品保持装置を提供すること。【解決手段】部品保持装置23は下面にシート状の部品を保持する保持面33を有する基部32と、基部32に設け、保持面33に設けた孔と連通する流路70とを備え、流路70に供給した流体を孔から噴出することで、保持面33と部品の間に生じる負圧により部品を吸着して保持する。部品保持装置23は針522、542とエアシリンダ351、361を備える。針522、542は保持面33に対して傾斜した姿勢で基部32に設ける。エアシリンダ351、361は針522、542を保持面33から下方に突出する突出位置と保持面33よりも上方に退避した退避位置の間で移動する。【選択図】図7
Description
本発明は部品保持装置に関する。
従来、半導体ウェハ等の薄い面状部品を非接触吸着して保持する装置がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の装置は基体を備える。基体は下面に凹部を有し、凹部には流体(空気)を噴出する流体噴出部を設ける。凹部の周囲は非接触吸着部である。該装置は、流体噴出部が噴出した流体が非接触吸着部を通過し、装置と部品の間に生じる負圧により部品を非接触吸着して保持する。
従来の装置は装置と部品の間に生じる負圧により部品を非接触吸着して保持する。故に、部品が空気を通しやすく通気性の良いシート状の部品の場合、装置と部品の間を負圧にできずに部品を吸着できない可能性がある。該場合、装置は部品を保持できない。
本発明の目的は空気を通しやすいシート状の部品の場合でも部品を保持できる部品保持装置を提供することである。
本発明の一態様に係る部品保持装置は下面にシート状の部品を保持する保持面を有する基部と、前記基部に設け、前記保持面に設けた孔と連通する流路とを備え、前記流路に供給した流体を前記孔から噴出することで、前記保持面と前記部品の間に生じる負圧により前記部品を吸着して保持する部品保持装置において、前記保持面に対して傾斜した姿勢で前記基部に設けた針と、前記針を前記保持面から下方に突出する突出位置と前記保持面よりも上方に退避した退避位置の間で移動するエアシリンダとを備える。
本態様の部品保持装置は流路に流体を供給することで布等のシート状の部品を保持面との間に生じる負圧に依り吸着して保持でき、針を突出位置にすることで空気を通しやすいシート状の部品も保持できる。故に部品保持装置は保持面との間に負圧が生じにくく、吸着して保持しにくい空気を通しやすいシート状の部品でも保持できる。
本態様の部品保持装置の前記針は水平面と平行な方向において、前記孔を間にして対向配置してよい。該部品保持装置は針を孔を間にして対向配置する為、針が孔の一方側にある装置及び針が単数である装置に比べ、空気を通しやすいシート状の部品を針で安定して保持面で保持できる。
本態様の部品保持装置の前記針は前記突出位置にある時、前記針の先端が前記孔から離れる方向に前記保持面に対して傾斜してよい。該部品保持装置は部品に針を刺す時、部品が撓むことを抑制できる。故に該部品保持装置は針の先端が孔から離れる方向に保持面に対して傾斜していない装置に比べ、空気を通しやすいシート状の部品を針で安定して保持面で保持できる。
本態様の部品保持装置は前記針を前記突出位置に移動するか否かの指示を取得する取得部と、前記エアシリンダの駆動及び前記流路への前記流体の供給を制御する制御部とを更に備え、前記取得部が前記針を前記突出位置に移動する指示を取得した時、前記制御部は、前記エアシリンダを駆動して前記針を前記退避位置から前記突出位置に移動し、前記取得部が前記針を前記突出位置に移動しない指示を取得した時、前記制御部は、前記針を前記退避位置に維持し、且つ前記流路に前記流体を供給してよい。該部品保持装置は針で部品を保持するかの指示に応じて、針を駆動するか否かを制御できる。部品保持装置は針で部品を保持しない時、針を退避位置に維持する為、針で部品を傷つけることがない。部品保持装置は針で部品を保持する時のみ針を突出位置に移動する為、部品を保持しない時に針が他の部材等に刺さることを防止できる。
本態様の部品保持装置の前記制御部は、前記エアシリンダを駆動して、前記針を前記退避位置と前記突出位置とに制御する針制御部と、前記流路に前記流体を供給する供給部の駆動を制御する流体制御部とを備え、前記針制御部は、前記取得部が前記針を前記突出位置に移動する指示を取得した時、前記エアシリンダを駆動して前記針を前記退避位置から前記突出位置に移動し、前記流体制御部は、前記取得部が前記針を前記突出位置に移動する指示を取得した時、前記供給部を駆動しなくてもよい。該部品保持装置は針で部品を保持する時、流路に流体を供給せずにすむ。
本態様の部品保持装置の前記制御部は、前記エアシリンダを駆動して、前記針を前記退避位置と前記突出位置とに制御する針制御部と、前記流路に前記流体を供給する供給部の駆動を制御する流体制御部とを備え、前記針制御部は、前記取得部が前記針を前記突出位置に移動する指示を取得した時、前記エアシリンダを駆動して前記針を前記退避位置から前記突出位置に移動し、前記流体制御部は、前記取得部が前記針を前記突出位置に移動する指示を取得した時、前記供給部を駆動して前記流路に前記流体を供給してよい。該部品保持装置は針で部品を保持するか否かに関わらず、流路に流体を供給できる。故に部品保持装置は保持面で部品を保持する時、流路に流体を供給すればよく、流路に流体を供給する制御が容易となる。部品保持装置は保持面で部品を保持する時、孔から噴出した流体が部品と保持面の間を流れる為、保持面が保持する部品にしわが形成しにくい。
本態様の部品保持装置の前記保持面は水平に延びる水平部を有し、前記孔は、前記保持面の前記水平部と平行な所定方向において一方側に設け、前記所定方向と直交する方向に開口する第一孔と、前記保持面の前記所定方向において前記一方側とは反対の他方側に設け、前記第一孔と平行な方向に開口する第二孔とを備え、前記流路は、前記第一孔と連通し、前記第一孔に向かい第一方向に延びる第一流路と、前記第二孔と連通し、前記第二孔に向かい前記第一方向と反対方向の第二方向に延びる第二流路とを備え、前記基部は、前記第一孔と前記第二孔の間に設け、前記保持面の前記水平部より上方に凹む凹部を有してもよい。該部品保持装置は第一流路と第二流路に流体を供給することで第一孔から第一方向に流体が噴出し、第二孔から第二方向に流体が噴出する。第一孔と第二孔は凹部を間にして互いに逆の方向に流体を噴出する為、保持面と部品の間における凹部の空間を効率的に負圧にでき、凹部を設けない装置よりも保持面と対向する部品を凹部側に強く引き寄せることができる。故に本態様の部品保持装置は容易に吸着力を従来の装置より大きくでき、布等のシート状の部品をより確実に吸着して保持できる。
本態様の部品保持装置の前記孔は、前記保持面の前記凹部に対して前記一方側に設けた第三孔と、前記保持面の前記凹部に対して前記他方側に設けた第四孔とを更に備え、前記流路は、前記第三孔及び前記第一流路と連通する第三流路と、前記第四孔及び前記第二流路と連通する第四流路とを更に備え、前記第三流路から前記第三孔に向かう方向は前記第二方向であり、前記第四流路から前記第四孔に向かう方向は前記第一方向であってもよい。該部品保持装置は第一〜第四流路に流体を供給することで、第一、第二流路のみに流体を供給する装置より保持面と部品の間となる凹部の空間をより確実に負圧にでき、保持面と対向する部品を凹部側に引き寄せることができる。
本態様の部品保持装置の前記基部は前記保持面に前記第一孔、前記第三孔を設け、前記凹部よりも下方に突出する第一流路部と、前記第一流路部に対して前記凹部を間にして配置し、前記第二孔、前記第四孔を設け、前記凹部よりも下方に突出する第二流路部と、前記第一流路部の上端、前記凹部、前記第二流路部の上端と接続し、前記第一方向に向けて下方に傾斜した第一傾斜部と、前記第一流路部の上端、前記凹部、前記第二流路部の上端と接続し、前記第二方向に向けて下方に傾斜した第二傾斜部とを備えてもよい。該部品保持装置では第一、第四孔から噴出する流体は第一傾斜部に沿って移動し、第二、第三孔から噴出する流体は第二傾斜部に沿って移動する。故に該部品保持装置は保持面と部品の間となる凹部の空間をより確実に負圧にでき、保持面と対向する部品を凹部側に引き寄せることができる。
図面を参照し本発明の第一、第二実施形態を順に説明する。第一、第二実施形態に共通する搬送システム1の概略的構成を説明する。以下説明は、図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。
図1、図2に示す如く、搬送システム1はフレーム2、多関節ロボットアーム装置(以下「アーム装置」と言う)3、部品供給装置4、5、作業台6、PC100(図9参照)を備える。フレーム2は鉄又はアルミ製の棒材を矩形に組んで構成する。フレーム2は外枠の内側にアーム装置3、部品供給装置4、5、作業台6を配置する。アーム装置3は産業用ロボットであり、部品供給装置4、5の部品保持装置23が保持するシート状の部品9を所定の搬送位置に搬送可能な装置である。本例の搬送位置は図2に示す部品保持装置23が作業台6の上部で上下方向の位置が図2の位置より下方にある位置である。搬送位置は縫製装置のベッド部の上部等、搬送システムの構成に依り適宜変更してよい。本例の部品9は角が丸みを帯びた台形状に切断した布片である。アーム装置3は部品供給装置4、5と共に部品9を作業台6に搬送する。アーム装置3はアーム部11、12、支持部13、土台部14を備える。アーム部11は回動直線駆動装置(以下「駆動装置」と言う)15を備える。駆動装置15はボールねじ16、第一モータ18、第二モータ19を備える。ボールねじ16は上下方向に延びる。アーム部11の一端部はボールねじ16を挿通する。
駆動装置15は第一モータ18を駆動源としてボールねじ16をボールねじ16周りに第一モータ18に対して相対的に回動可能である。駆動装置15は第二モータ19を駆動源としてボールねじ16をボールねじ16の延出方向に沿って第二モータ19に対して相対的に移動可能である。ボールねじ16周りはボールねじ16の軸線を中心とする時計回り又は反時計回りの回動である。アーム部12は前後方向に延び、前端部でアーム部11の他端部を回動可能に支持する。支持部13は上下方向に延び、上端でアーム部12の後端部を回動可能に支持する。土台部14は水平に延びる板状であり、支持部13の下端と連結する。土台部14はアーム装置3を固定する。アーム装置3はアーム部11、12を夫々回動できる。
部品供給装置4、5は互いに同じ構成を有する為、部品供給装置4を詳細に説明し、部品供給装置5の説明は省略する。図3に示す如く、部品供給装置4は部品供給機構24、部品保持装置23を備える。部品保持装置23は部品供給装置4、5で共通である。部品供給機構24はシート状の部品9を部品保持装置23に供給する。部品供給機構24はフレーム2の内側に固定する(図1参照)。部品供給機構24は載置台21、エアシリンダ22を備える。載置台21はシート状の部品9を複数積載可能な面31を有する。面31は略水平に延び、平面視略矩形状である。面31の面積は部品の面積より大きい。エアシリンダ22は上下方向に延びる軸26を有し、少なくとも上方向に載置台21を移動可能である。エアシリンダ22は所謂ロッドレスシリンダである。エアシリンダ22はピストン(図示略)、本体部27を備える。ピストンは軸26の内部に設け、磁石(図示略)を有する。本体部27は軸26の外周に設け、磁石(図示略)を有する。ピストンの磁石は軸26を介して本体部27の磁石と磁力結合する。エアシリンダ22は軸26の内部に空気を供給してピストンを移動することで、本体部27を軸26に沿って移動する。軸25は軸26と平行に延びる。軸25は載置台21の後端部に設けた孔に挿通する。載置台21の後部は本体部27と連結する。載置台21は本体部27と共に軸25に沿って移動する。エアシリンダ22はエアチューブ(図示略)を介してエアコンプレッサ(図示略)に接続する。部品供給機構24の制御部(図示略)はエアチューブに設けた電磁弁(図示略)を制御して、エアシリンダ22の駆動を制御する。
部品保持装置23はアーム装置3と接続する。部品保持装置23はボールねじ16の下端に固定する。部品保持装置23は載置台21と対向する保持位置で載置台21に載置した部品9を保持可能である。保持位置は図3に示す位置である。部品保持装置23が保持位置にある時、基部32は載置台21の上方にある。部品保持装置23が保持位置にある時、基部32は部品供給機構24の上方にある。
図3〜図10に示す如く、部品保持装置23は基部32、流路70〜78、針52、54、エアシリンダ35、36、制御部80を備える。基部32は平面視矩形状の部材である。図6に示す如く、基部32の左右方向の中心を前後方向に延びる仮想線を中心線Mとする。基部32は保持面33、装着部34、支持部38、39、48、49、供給口37(図10参照)を備える。保持面33は基部32の下面であり、シート状の部品9を保持する。保持面33の外周部は水平に延びる水平部331である。流路70〜78は基部32に設け、保持面33に設けた孔61〜68と連通する。部品保持装置23は流路70〜78に供給した流体を孔61〜68から噴出することで、保持面33と部品9の間に生じる負圧により部品9を吸着して保持する。本例の流体は空気である。
図6に示す如く、孔61〜68の内の孔61、63、65、66は保持面33の水平部331と平行な所定方向において一方側に設ける。本例の所定方向は前後方向であり、一方側は前側である。孔61、63、65、66は左右方向に開口する。孔65、66は孔61、63より前方にて対向配置する。孔62、64、67、68は保持面33の所定方向において一方側とは反対の他方側に設ける。本例の他方側は後側である。孔62、64、67、68は左右方向に開口する。孔67、68は孔62、64より後方にて対向配置する。孔61、63、65、66が開口する方向は孔62、64、67、68の開口する方向と平行である。孔61〜68の大きさと上下方向の位置は互いに同じである。孔61、64、65、67は基部32の中心線Mの右方(第一方向)にある。孔62、63、66、68は中心線Mの左方(第二方向)にある。
流路70は前後方向に延びる。流路70は流路71〜78の八個の流路に分岐する。流路71〜78は左右方向に延びる。流路71は孔61と連通し、孔61に向かい右方(第一方向)に延びる。流路72は孔62と連通し、孔62に向かい第一方向と反対方向の左方(第二方向)に延びる。流路73は孔63及び流路71と連通する。流路73から孔63に向かう方向は左方である。流路74は孔64及び流路72と連通する。流路74から孔64に向かう方向は右方である。各流路75、77は孔65、67と連通し、孔65、67に向かい右方に延びる。各流路76、78は孔66、68と連通し、孔66、68に向かい左方に延びる。前後方向において、各孔61〜64から凹部43のうち各孔61〜64に最も近い端部迄の距離は、凹部43の長さの半分より短い。
基部32は保持面33に第一流路部41、凹部43、第二流路部42、第一傾斜部44、第二傾斜部45を備える。水平部331は第一流路部41、凹部43、第二流路部42、第一傾斜部44、第二傾斜部45を囲む。第一流路部41、凹部43、第二流路部42は底面視前後方向に長い矩形状である。第一流路部41、凹部43、第二流路部42の左右方向の長さは同じであり、基部32の中心線M上に前方から後方にこの順で並ぶ。第一流路部41と第二流路部42の前後方向の長さは互いに同じであり、凹部43の前後方向の長さよりも長い。第一流路部41は孔61、63、65、66を設け、凹部43よりも下方に突出する。孔61、65は第一流路部41の右面に設け、孔63、66は第一流路部41の左面に設ける。凹部43は孔61と孔62の間に設け、保持面33の水平部331より上方に凹む。凹部43は孔61〜68より上方に凹む。第二流路部42は第一流路部41に対して凹部43を間にして配置し、孔62、64、67、68を設け、凹部43よりも下方に突出する。孔64、67は第二流路部42の右面に設け、孔62、68は第二流路部42の左面に設ける。孔61〜68は凹部43の上端より下方に設ける。
第一傾斜部44は第一流路部41、凹部43、第二流路部42の右方に設ける。第一傾斜部44は第一流路部41の上端、凹部43、第二流路部42の上端と接続し、右方に向けて下方に傾斜する。第二傾斜部45は第一流路部41、凹部43、第二流路部42の左方に設ける。第二傾斜部45は第一流路部41の上端、凹部43、第二流路部42の上端と接続し、左方に向けて下方に傾斜する。第一傾斜部44、第二傾斜部45は第一流路部41、凹部43、第二流路部42を間にして左右方向に対向配置する。
図4、図7、図9に示す如く、装着部34はアーム装置3のボールねじ16の下端に取り外し可能に装着する。装着部34は基部32の上面の中央に設ける。装着部34は平面視円状の筒状であり、ボールねじ16の下端を挿通する。
図5〜図9に示す如く、針52、54は保持面33に対して傾斜した姿勢で基部32に設ける。針52、54は水平部331と平行な左右方向において、孔61〜68を間にして対向配置する。針52、54は突出位置にある時、針52、54の先端が孔61〜68から離れる方向に保持面33に対して傾斜する。針52は中心線Mの右方にある。針52は保持面33に対して傾斜し、先端が右下方を向く。針52は六本の針521〜526を有する。針521〜526は前後方向に略等間隔で並ぶ。針54は中心線Mの左方にある。針54は保持面33に対して傾斜し、先端が左下方を向く。針54は六本の針541〜546を備える。針541〜546は前後方向に略等間隔で並ぶ。各針52、54は保持面33に設けた孔51、53に挿通する。孔51、53は前後方向に矩形状に延びる。
支持部38、48は中心線Mの右方に設け、支持部39、49は中心線Mの左方に設ける。支持部38は前後方向に延び、針52を移動可能に支持する。支持部38は部材381、382を有する。部材381は右上方に傾斜する部分383、部分383の左端から右下方に傾斜する部分384を有する正面視L字状である。部材382は部分384と平行に延びる板状であり、部分384と連結する。支持部38は針52を部分384と部材382の間に挟んで支持する。同様に支持部39は前後方向に延び、針54を移動可能に支持する。支持部39は部材391、392を有する。部材391は左上方に傾斜する部分393、部分393の右端から左下方に傾斜する部分394を有する正面視L字状である。部材392は部分394と平行に延びる板状であり、部分394と連結する。支持部39は針54を部分394と部材392の間に挟んで支持する。
支持部48、49は前後方向に延び、基部32の上面に設ける。支持部48は部材481、482を備え、部材481、482の間に、支持部38を移動可能に支持する。孔51は部材481、482の間で、右下方に傾斜して延びる。支持部48は支持部38の移動を案内する。同様に支持部49は部材491、492を備え、部材491、492の間に、支持部39を移動可能に支持する。孔53は部材491、492の間で、左下方に傾斜して延びる。支持部49は支持部39の移動を案内する。
エアシリンダ35、36は基部32の上面側に設ける。エアシリンダ35は針52を保持面33の孔51から下方に突出する突出位置と、保持面33よりも上方に退避した退避位置の間で移動する。エアシリンダ35は前後方向に並ぶエアシリンダ351、352を含む。同様にエアシリンダ36は針54を保持面33の孔53から下方に突出する突出位置と退避位置の間で移動する。エアシリンダ36は前後方向に並ぶエアシリンダ361、362を含む。各エアシリンダ35、36はピストン(図示略)と、ピストンを上方に付勢する付勢部材(図示略)を有する。エアシリンダ35のピストンは支持部38を介して針52と連結する。エアシリンダ36のピストンは支持部39を介して針54と連結する。図6、図7は突出位置を示し、図8、図9は退避位置を示す。突出位置における保持面33からの針52、54の突出量は部品9の厚みよりも小さい。突出量は部品9の厚みに応じて変更可能でもよい。エアシリンダ35、36はエアチューブ95を介してエアコンプレッサ(図示略)に接続する。供給口37(図10参照)は基部32の上面に設け、流路70と連通し、エアチューブ(図示略)を介してエアコンプレッサに接続する。供給口37に接続するエアチューブとエアシリンダ35、36に接続するエアチューブ95は別である。
制御部80はエアシリンダ35、36の駆動及び流路70〜78への流体の供給を制御する。制御部80は針52、54を突出位置に移動する指示を取得した時、エアシリンダ35、36を駆動して針52、54を退避位置から突出位置に移動する。制御部80は針52、54を突出位置に移動しない指示を取得した時、エアシリンダ35、36を駆動して針52、54を退避位置に維持し、且つ流路70〜78に流体を供給する。
図2に示す如く、作業台6は部品供給装置4、5の右方に配置した直方体状の台である。作業台6の上面は略水平である。作業台6の上面の高さは、部品供給装置4、5の上端と略同じである。PC100は公知のコンピュータであり、部品保持装置23、部品供給機構24、アーム装置3と電気的に接続し、各装置と信号を送受信する。
図10を参照し部品保持装置23の電気的構成を説明する。部品保持装置23の制御部80は、CPU81、ROM82、RAM83、通信I/F84、入出力I/F85を備える。CPU81、ROM82、RAM83は信号線87を介して入出力I/F85と電気的に接続する。CPU81は部品保持装置23の制御を司り、ROM82が記憶する各種プログラムに従い処理を実行する。ROM82は部品供給プログラムを含む各種プログラム、各種初期設定パラメータ等を記憶する。RAM83はCPU81の演算結果、各種データ等を一時的に記憶する。通信I/F84は入出力I/F85と電気的に接続する。通信I/F84は例えばシリアル通信用のインターフェースである。通信I/F84はPC100の通信I/Fに接続し、PC100から各種指示を取得する。PC100の通信I/Fはアーム装置3の制御部が備える通信I/F、部品供給機構24の制御部が備える通信I/Fに接続する。部品保持装置23の制御部80は部品供給機構24を直接制御可能であってもよい。
入出力I/F85は電磁弁91、92と電気的に接続する。電磁弁91はエアコンプレッサが供給口37へ供給する空気の供給経路に設ける。電磁弁92はエアコンプレッサがエアシリンダ35、36へ供給する空気の供給経路に設ける。CPU81は電磁弁91、92を開閉し、部品保持装置23の駆動と非駆動を制御する。
搬送システム1が実行する処理の概要を説明する。搬送システム1はアーム装置3、部品供給装置4、5の部品保持装置23と部品供給機構24が協働し、部品供給機構24が載置台21に載置した最上位の部品9を作業台6上の搬送位置に搬送する。アーム装置3はPC100の指示に従い、部品保持装置23の上下方向と水平方向の位置を制御する。部品保持装置23の制御部80はエアシリンダ35、36の駆動及び流路70〜78への流体の供給を制御する。部品供給機構24はPC100の指示に従い載置台21を上方に移動する。
図11を参照し、第一実施形態の部品保持装置23が実行する部品保持処理を説明する。第一実施形態の部品保持装置23は作業者からの針52、54を突出位置に移動するか否かの指示を受け付ける。作業者がPC100を介して制御部80に開始指示を入力すると、CPU81はROM82から部品供給プログラムをRAM83に読み出す。本処理はアーム装置3が部品保持装置23を保持位置に配置し、載置台21に載置した最上位の部品9が保持面33に当接した状態で実行する。処理開始時には電磁弁91、92は閉じている。開始指示は針52、54を突出位置に移動するか否かの指示を含む。部品保持装置23は突出位置に移動する指示を取得した時、エアシリンダ35、36を駆動して針52、54を退避位置から突出位置に移動し、且つ流路70〜78に流体を供給しない。部品保持装置23は針52、54を突出位置に移動しない指示を取得した時、針52、54を退避位置に維持し、且つ流路70〜78に流体を供給する。作業者は例えば部品9の素材に応じてPC100を介して部品保持装置23に指示を入力する。作業者は部品9が空気を通しやすい時、針52、54を突出位置に移動する指示を入力する。部品9が空気を通しやすい時は例えば部品9の素材がメッシュ状、スポンジ状の布、織り目が比較的粗い布である時である。作業者は部品9の空気を通しにくい時、針52、54を突出位置に移動する指示を入力しない。部品9が空気を通しにくい時は例えば部品9の素材が樹脂シート状の布、織り目が比較的細かい布である時である。
図11に示す如く、CPU81は開始指示が含む、針52、54を突出位置に移動するか否かの指示を取得する(S1)。CPU81はS1でPC100から取得した開始指示に依り針52、54を突出位置に移動する否かを判断する(S2)。針52、54を突出位置に移動すると判断した時(S2:YES)、CPU81は電磁弁92を閉から開にして、針52、54を退避位置から突出位置に移動する(S3)。電磁弁92が開の時、エアチューブ95を介してエアシリンダ35、36に空気が流れる。各エアシリンダ35、36は支持部38、39を孔51、53の延設方向に沿った斜め下方向に押す。図6、図7に示す如く、各支持部38、39は支持部48、48から案内を受け、孔51、53に沿って斜め下に移動する。各支持部38、39が支持する針52、54は保持面33の水平部331から下方に突出する。針52、54は載置台21に載置した最上位の部品9に突き刺さり、最上位の部品9を保持する。針52、54は下側程中心線Mから離れるように傾斜する。針52、54は中心線Mに対して互いに反対側に傾斜する。故に部品保持装置23は部品9を左右方向に引っ張った状態で保持できる。CPU81は保持終了か否かを判断する(S5)。図13に示す如く、アーム装置3はPC100の指示に従い部品保持装置23を上方に移動後、搬送位置に移動する。部品保持装置23は保持位置から搬送位置に移動する間、一枚の部品9を吸着保持した状態を維持する。PC100はアーム装置3から取得した信号に依り部品保持装置23が搬送位置に有るか否かを示す信号を制御部80に入力する。CPU81はPC100から取得した信号に依り部品保持装置23が搬送位置にある時、保持終了と判断する。
保持終了でない時(S5:NO)、CPU81は処理をS5に戻す。保持終了の時(S5:YES)、CPU81は電磁弁92を開から閉にして、針52、54を突出位置から退避位置に移動する(S6)。電磁弁92が閉の時、エアチューブ95を介してエアシリンダ35、36に空気が流れない。各エアシリンダ35、36のピストンは付勢部材により斜め上方に向かう力を受ける。図8、図9に示す如く、各支持部38、39は支持部48、48から案内を受け、孔51、53に沿って斜め上に移動する各支持部38、39が支持する針52、54は保持面33の水平部331より上方に退避する。針52、54は部品9から抜け、部品9は保持面33から離れる。部品9は作業台6に載置する。CPU81は以上で部品保持処理を終了する。
針52、54を突出位置に移動しないと判断した時(S2:NO)、CPU81は電磁弁91を閉から開にし、且つ電磁弁92を閉に維持して、針52、54を退避位置に維持し、且つ流路70〜78に流体を供給する(S8)。孔61〜68は保持面33に沿って空気を噴出する。空気は保持面33の傾斜部44、45に沿って、保持面33と最上位の部品9の間を流れる。凹部43の前方に設けた孔61、63、65、66と凹部43の後方に設けた孔62、64、67、68から噴出する空気は中心線M(図6参照)から離れる側に流れる。孔61、64、65、67と、孔62、63、66、68は中心線Mを間にして配置する。孔61〜68から噴出する空気は凹部にある空気と共に流れ易い。故に凹部43は負圧になり易い。部品保持装置23は保持面33と載置台21に載置した最上位の部品9の間に生じる負圧により最上位の部品9を吸着して保持する。
CPU81はS5と同様に保持終了か否かを判断する(S9)。保持終了でない時(S9:NO)、CPU81は処理をS9に戻す。保持終了の時(S9:YES)、CPU81は電磁弁91を開から閉にして、電磁弁92は閉を維持して、流路70〜78に流体を供給する処理を停止する(S10)。部品保持装置23は基部32の孔61〜68から保持面33に沿った空気噴出を停止する。部品9は自重により作業台6に載置する。CPU81は以上で部品保持処理を終了する。
図12を参照し、第二実施形態の部品保持処理を説明する。第二実施形態の部品保持装置23は第一実施形態の部品保持装置23と同様に作業者からの針52、54を突出位置に移動するか否かの指示を受け付ける。作業者がPC100を介して制御部80に開始指示を入力すると、CPU81はROM82から部品供給プログラムをRAM83に読み出し、本処理を実行する。処理開始時には電磁弁91、92は閉じている。開始指示は針52、54を突出位置に移動するか否かの指示を含む。部品保持装置23は突出位置に移動する指示を取得した時、エアシリンダ35、36を駆動して針52、54を退避位置から突出位置に移動し、且つ流路70〜78に流体を供給する。部品保持装置23は針52、54を突出位置に移動しない指示を取得した時、針52、54を退避位置に維持し、且つ流路70〜78に流体を供給する。即ち第二実施形態の部品保持処理は突出位置に移動する指示を取得した時、流路70〜78に流体を供給する点で、第一実施形態の部品保持処理と異なる。
図12において図11の第一実施形態の部品保持処理と同様の処理には同じ符号を付与する。図12示す如く、第二実施形態の部品保持処理は、S3とS5の間にS4を行い、S6の後にS7を行う点で第一実施形態の部品保持処理と異なる。以下、第一実施形態と異なるS4、S7について説明する。CPU81はS4で電磁弁91を閉から開にし、流路70〜78に流体を供給する(S4)。孔61〜68は保持面33に沿って空気を噴出する。空気は保持面33の傾斜部44、45に沿って、保持面33と最上位の部品9の間を流れる。凹部43の前方に設けた孔61、63、65、66と凹部43の後方に設けた孔62、64、67、68から噴出する空気は中心線M(図6参照)から離れる側に流れる。孔61、64、65、67と、孔62、63、66、68は中心線Mを間にして配置する。孔61〜68から噴出する空気は凹部にある空気と共に流れ易い。故に凹部43は負圧になり易い。部品保持装置23はS3で突出位置に移動した針52、54で部品9を刺すのに加え、保持面33と載置台21に載置した最上位の部品9の間に生じる負圧により最上位の部品9を吸着して保持可能である。CPU81はS7で電磁弁91を開から閉にして、流路70〜78に流体を供給する処理を停止する(S7)。部品保持装置23は基部32の孔61〜68から保持面33に沿った空気噴出を停止する。部品9は自重により作業台6に載置する。CPU81は以上で部品保持処理を終了する。
上記実施形態の部品保持装置23において基部32、保持面33、水平部331は本発明の基部、保持面、水平部の一例である。流路70〜78は本発明の流路の一例である。針52、54は本発明の針の一例である。エアシリンダ35、36は本発明のエアシリンダの一例である。制御部80は本発明の制御部の一例である。孔61、65は各々本発明の第一孔の一例である。孔62、68は各々本発明の第二孔の一例である。孔63、66は各々本発明の第三孔の一例である。孔64、67は各々本発明の第四孔の一例である。流路71、75は各々本発明の第一流路の一例である。流路72、78は各々本発明の第二流路の一例である。流路73、76は各々本発明の第三流路の一例である、流路74、77は各々本発明の第四流路の一例である。第一流路部41、凹部43、第二流路部42、第一傾斜部44、第二傾斜部45は本発明の第一流路部、凹部、第二流路部、第一傾斜部、第二傾斜部の一例である。S3、S6の処理を実行する制御部80は本発明の針制御部の一例である。S4、S7の処理を実行する制御部80は本発明の流体制御部の一例である。S3、S4、S6、S7、S8、S9を実行する制御部80は本発明の制御部の一例である。電磁弁91は本発明の供給部の一例である。S1を実行する制御部80は本発明の取得部の一例である。
部品保持装置23は流路70〜78に流体を供給することで布等のシート状の部品9を保持面33との間に生じる負圧に依り吸着して保持でき、針52、54を突出位置にすることで空気を通しやすいシート状の部品9も保持できる。故に部品保持装置23は保持面33との間に負圧が生じにくく、吸着して保持しにくい空気を通しやすいシート状の部品9でも保持できる。
本態様の部品保持装置23の針52、54は水平面と平行な方向において、孔61〜68を間にして対向配置してよい。該部品保持装置23は針52、54を孔61〜68を間にして対向配置する為、針52、54が孔61〜68の一方側にある装置及び針52、54が単数である装置に比べ、空気を通しやすいシート状の部品9を針52、54で安定して保持面33で保持できる。
部品保持装置23の針52、54は突出位置にある時、針52、54の先端が孔61〜68から離れる方向に保持面33に対して傾斜している。図7に示す如く、針52(522)の先端は保持面33に対して右斜め下側に傾斜し、針54(542)の先端は保持面33に対して左斜め下側に傾斜する。部品保持装置23は部品9に針52、54を刺す時、部品9が撓むことを抑制できる。故に部品保持装置23は針の先端が孔から離れる方向に保持面に対して傾斜していない装置に比べ、空気を通しやすいシート状の部品9を針52、54で安定して保持面33で保持できる
部品保持装置23は針52、54を突出位置に移動するか否かの指示をPC100を介して取得する。部品保持装置23の制御部80はエアシリンダ35、36の駆動及び流路70〜78への流体の供給を制御する。制御部80は針52、54を突出位置に移動する指示を取得した時(S2:YES)、エアシリンダ35、36を駆動して針52、54を退避位置から突出位置に移動する(S3)。制御部80は針52、54を突出位置に移動しない指示を取得した時(S2:NO)、針52、54を退避位置に維持し、且つ流路70〜78に流体を供給する(S8)。部品保持装置23で部品9を保持するかの指示に応じて、針52、54を駆動するか否かを制御できる。部品保持装置23は針52、54で部品9を保持しない時、針52、54を退避位置に維持する為、針で部品を傷つけることがない。部品保持装置23は針52、54で部品9を保持する時のみ針52、54を突出位置に移動する為、部品9を保持しない時に針52、54が他の部材等に刺さることを防止できる。
第一実施形態の部品保持装置23の制御部80はエアシリンダ35、36を駆動して、針52、54を退避位置と突出位置とに制御する針制御部としての機能を有する。制御部80は流路70〜78に流体を供給するか否かを切り替える電磁弁91の駆動を制御する流体制御部としての機能を有する。制御部80は針52、54を突出位置に移動する指示を取得した時、エアシリンダ35、36を駆動して針を退避位置から突出位置に移動する(S3)。制御部80は針52、54を突出位置に移動する指示を取得した時、電磁弁91を閉から開に切り替えない。第一実施形態の部品保持装置23は針52、54で部品9を保持する時、流路70〜78に流体を供給せずにすむ。
第二実施形態の部品保持装置23の制御部80はエアシリンダ35、36を駆動して、針52、54を退避位置と突出位置とに制御する針制御部としての機能を有する。制御部80は流路70〜78に流体を供給するか否かを切り替える電磁弁91の駆動を制御する流体制御部としての機能を有する。制御部80は針52、54を突出位置に移動する指示を取得した時、エアシリンダ35、36を駆動して針52、54を退避位置から突出位置に移動し(S3)、電磁弁91を閉から開に切り替えて流路70〜78に流体を供給する(S4)。故に第二実施形態の部品保持装置23は針52、54で部品9を保持するか否かに関わらず、流路70〜78に流体を供給できる。故に部品保持装置23は保持面33で部品9を保持する時、流路70〜78に流体を供給すればよく、流路70〜78に流体を供給する制御が容易となる。部品保持装置23は保持面で部品を保持する時、孔61〜68から噴出した流体が部品9と保持面33の間を流れる為、保持面33が保持する部品9にしわが形成しにくい。
部品保持装置23は孔61、62、65、68、流路71、72、75、78、凹部43を備える。部品保持装置23は流路71、72、75、78に流体を供給することで各孔61、65から第一方向に流体が噴出し、各孔62、68から第二方向に流体が噴出する。故に孔61、65と孔62、68は凹部43を間にして互いに逆の方向に流体を噴出する為、保持面33と部品9の間における凹部43の空間を効率的に負圧にでき、凹部43を設けない装置よりも保持面33と対向する部品9を凹部43側に強く引き寄せることができる。故に部品保持装置23は容易に吸着力を従来の装置より大きくでき、布等のシート状の部品9をより確実に吸着して保持できる。
部品保持装置23は孔63、64、66、67、流路73、74、76、77を備える。部品保持装置23は流路71、72、73、74、75、76、77、78に流体を供給することで、流路71、72、75、78のみに流体を供給する装置より保持面33と部品9の間となる凹部43の空間をより確実に負圧にでき、保持面33と対向する部品9を凹部43側に引き寄せることができる。
部品保持装置23は第一流路部41、第二流路部42、第一傾斜部44、第二傾斜部45を有する。部品保持装置23では孔61、64、65、67から噴出する流体は第一傾斜部44に沿って移動し、孔62、63、66、68から噴出する流体は第二傾斜部45に沿って保持面33と部品9の間を移動する。故に部品保持装置は第一、第二傾斜部を備えない装置に比べ、保持面33と部品9の間となる凹部43の空間をより確実に負圧にでき、保持面33と対向する部品9を凹部43側に引き寄せることができる。
本発明の部品保持装置23は上記実施形態の他に種々変更できる。部品保持装置23は搬送システム1の部品供給装置4、5に設ける必要はない。部品保持装置23はアーム装置3に取り外し可能に装着可能しなくてもよい。部品保持装置23をアーム装置3に装着する時、アーム装置3の構成は適宜変更してよい。基部32の構成は適宜変更してよい。基部32は平面視矩形状であったが、楕円状等他の形状でもよい。針52、54の数、保持面33に対する傾斜角度、配置等は適宜変更してよい。針52、54は孔61〜68を間にして対向配置しなくてもよい。針52、54を支持する支持部38、39、48、49の構成、配置は適宜変更してよい。
第二実施形態において電磁弁91は供給口37に加え、エアシリンダ35、36に連通してもよく、制御部80は流路に流体を供給する処理と針の位置を制御する処理を同じタイミングで行ってもよい。孔61〜68は保持面33に沿って流体を供給可能に設ければ良い。孔の数、配置、流路に対する向き、大きさ等は適宜変更してよい。部品保持装置は孔として孔61と孔62のみを有してもよい。部品保持装置は孔として孔61、65の少なくとも何れかと孔62、68の少なくとも何れかのみを有してもよい。凹部43を効率的に負圧にする観点から、部品保持装置は第一孔を凹部43と第一流路部41の境界の近くに設ける方が、該境界から離れて設ける時に比べ好ましい。部品保持装置は第二孔を凹部43と第二流路部42の境界の近くに設ける方が、該境界から離れて設ける時に比べ好ましい。例えば、部品保持装置は孔として孔65、68のみを設けるより、孔61、62のみを設ける方が好ましい。部品保持装置は孔として孔61、62、63、64のみを有してもよい。部品保持装置は孔として孔65、66、67、68のみを有してもよい。流路は孔の数、形状、大きさ、配置に応じて適宜変更してよい。部品保持装置は流路として流路71、75の少なくとも何れかと流路72、78の少なくとも何れかのみを有していてもよい。部品保持装置は第一流路と第二流路とで、流体を供給する供給口が異なっていても良い。部品保持装置は流路として流路71、72、73、74のみを有していても良い。部品保持装置23は保持面33に第一流路部41、凹部43、第二流路部42、第一傾斜部44、第二傾斜部45の全部又は一部を備えなくてもよい。水平部331、第一流路部41、凹部43、第二流路部42、第一傾斜部44、第二傾斜部45の形状、大きさ、配置等は適宜変更してよい。例えば凹部43は半球状に上方に凹んだ形状でもよい。
図11、図12の部品保持処理を実行する為の部品保持プログラムは部品保持装置23がプログラムを実行する迄に部品保持装置23が備える記憶機器が記憶すればよい。プログラムの取得方法、取得経路、プログラムを記憶する機器の各々は適宜変更してよい。部品供給装置4はプロセッサが実行するプログラムをケーブル又は無線通信を介して他の装置から受信し、記憶機器に記憶してもよい。他の装置は例えばPC、ネットワーク網を介して接続するサーバを含む。部品保持装置23が備える記憶機器はHDD、SSD等の記憶機器でもよい。
図11、図12の部品供給処理の各ステップはCPU81が実行する例に限らず、他の電子機器(例えば、ASIC)が一部又は全部の処理を実行してもよい。上記処理の各ステップは複数の電子機器(例えば、複数のCPU)が分散処理してもよい。上記実施形態の部品供給処理の各ステップは必要に応じて順序の変更、ステップの省略、追加ができる。本発明は部品保持装置23のプロセッサからの指令に依り部品保持装置23上で稼動するOS等が実際の処理の一部又は全部を行い、上記実施形態の機能を実現する態様も含む。制御部80は針を突出位置に移動するか否かの指示として部品の素材を取得してもよい。該時、制御部80は空気を通しやすい素材のリストを予め記憶し、取得した部品の素材が空気を通しやすいかを判断してもよい。制御部80は取得した部品の素材が空気を通しやすい時、針を突出位置に移動し、部品の素材が空気を通しにくい時、針を退避位置に維持してもよい。制御部80は部品又は載置台21に付与したRFID等を読み取って針を突出位置に移動するか否かの指示を取得してもよい。制御部80は部品供給機構24を制御してもよい。
23 部品保持装置
32 基部
33 保持面
35、36 エアシリンダ
52、54 針
61〜68 孔
70〜78 流路
80 制御部
81 CPU
82 ROM
83 RAM
331 水平部
32 基部
33 保持面
35、36 エアシリンダ
52、54 針
61〜68 孔
70〜78 流路
80 制御部
81 CPU
82 ROM
83 RAM
331 水平部
Claims (9)
- 下面にシート状の部品を保持する保持面を有する基部と、前記基部に設け、前記保持面に設けた孔と連通する流路とを備え、前記流路に供給した流体を前記孔から噴出することで、前記保持面と前記部品の間に生じる負圧により前記部品を吸着して保持する部品保持装置において、
前記保持面に対して傾斜した姿勢で前記基部に設けた針と、
前記針を前記保持面から下方に突出する突出位置と前記保持面よりも上方に退避した退避位置の間で移動するエアシリンダと
を備える部品保持装置。 - 前記針は水平面と平行な方向において、前記孔を間にして対向配置することを特徴とする請求項1に記載の部品保持装置。
- 前記針は前記突出位置にある時、前記針の先端が前記孔から離れる方向に前記保持面に対して傾斜することを特徴とする請求項2に記載の部品保持装置。
- 前記針を前記突出位置に移動するか否かの指示を取得する取得部と、
前記エアシリンダの駆動及び前記流路への前記流体の供給を制御する制御部と
を更に備え、
前記取得部が前記針を前記突出位置に移動する指示を取得した時、前記制御部は、前記エアシリンダを駆動して前記針を前記退避位置から前記突出位置に移動し、
前記取得部が前記針を前記突出位置に移動しない指示を取得した時、前記制御部は、前記針を前記退避位置に維持し、且つ前記流路に前記流体を供給することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の部品保持装置。 - 前記制御部は、
前記エアシリンダを駆動して、前記針を前記退避位置と前記突出位置とに制御する針制御部と、
前記流路に前記流体を供給する供給部の駆動を制御する流体制御部とを備え、
前記針制御部は、前記取得部が前記針を前記突出位置に移動する指示を取得した時、前記エアシリンダを駆動して前記針を前記退避位置から前記突出位置に移動し、
前記流体制御部は、前記取得部が前記針を前記突出位置に移動する指示を取得した時、前記供給部を駆動しないことを特徴とする請求項4に記載の部品保持装置。 - 前記制御部は、
前記エアシリンダを駆動して、前記針を前記退避位置と前記突出位置とに制御する針制御部と、
前記流路に前記流体を供給する供給部の駆動を制御する流体制御部とを備え、
前記針制御部は、前記取得部が前記針を前記突出位置に移動する指示を取得した時、前記エアシリンダを駆動して前記針を前記退避位置から前記突出位置に移動し、
前記流体制御部は、前記取得部が前記針を前記突出位置に移動する指示を取得した時、前記供給部を駆動して前記流路に前記流体を供給することを特徴とする請求項4に記載の部品保持装置。 - 前記保持面は水平に延びる水平部を有し、
前記孔は、
前記保持面の前記水平部と平行な所定方向において一方側に設け、前記所定方向と直交する方向に開口する第一孔と、
前記保持面の前記所定方向において前記一方側とは反対の他方側に設け、前記第一孔と平行な方向に開口する第二孔と
を備え、
前記流路は、
前記第一孔と連通し、前記第一孔に向かい第一方向に延びる第一流路と、
前記第二孔と連通し、前記第二孔に向かい前記第一方向と反対方向の第二方向に延びる第二流路と
を備え、
前記基部は、前記第一孔と前記第二孔の間に設け、前記保持面の前記水平部より上方に凹む凹部を有することを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の部品保持装置。 - 前記孔は、
前記保持面の前記凹部に対して前記一方側に設けた第三孔と、
前記保持面の前記凹部に対して前記他方側に設けた第四孔と
を更に備え、
前記流路は
前記第三孔及び前記第一流路と連通する第三流路と、
前記第四孔及び前記第二流路と連通する第四流路と
を更に備え、
前記第三流路から前記第三孔に向かう方向は前記第二方向であり、
前記第四流路から前記第四孔に向かう方向は前記第一方向であることを特徴とする請求項7に記載の部品保持装置。 - 前記基部は前記保持面に
前記第一孔、前記第三孔を設け、前記凹部よりも下方に突出する第一流路部と、
前記第一流路部に対して前記凹部を間にして配置し、前記第二孔、前記第四孔を設け、前記凹部よりも下方に突出する第二流路部と、
前記第一流路部の上端、前記凹部、前記第二流路部の上端と接続し、前記第一方向に向けて下方に傾斜した第一傾斜部と、
前記第一流路部の上端、前記凹部、前記第二流路部の上端と接続し、前記第二方向に向けて下方に傾斜した第二傾斜部と
を備えることを特徴とする請求項8に記載の部品保持装置。
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