JP2020066514A - ワーク分離機構、ワーク供給装置およびワーク分離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層された複数のワークのうちから必要なワークを確実に分離できるワーク分離機構を提供する。【解決手段】ワーク分離機構10は、ワーク積層部21、固定手段22および移動手段23を備える。ワーク積層部21は、複数のワーク11を積層状態に配置する。固定手段22は、複数のワーク11のうち少なくとも１つの第１のワーク11aを固定する。移動手段23は、複数のワーク11のうち固定手段22で固定されていない第２のワーク11bを移動させて第１のワーク11aから分離する。【選択図】図１

Description

本発明は、積層された複数のワークから必要なワークを分離させるワーク分離機構、ワーク供給装置およびワーク分離方法に関する。

従来、積層された複数のワークから必要なワークを分離させるワーク分離機構としては、積層された複数のワークのうちの最上段のワークを吸着して持ち上げることにより、ワークを分離するワーク分離機構がある。

このようなワーク分離機構では、最上段のワークを吸着して持ち上げる際、最上段から２段目以降のワークも一緒に上昇しやすい。そこで、最上段のワークの縁部を分離部材で上方に剥離し、最上段のワークと２段目のワークとの間にエアブローを行うことにより、最上段のワークのみを持ち上げやすくしている。

特開昭５７−９３８４０号公報

しかしながら、ワークと分離部材との位置関係やワークの積層状態によっては、分離部材により最上段のワークの縁部のみを上方に剥離させることは難しい場合があり、必要なワークのみを確実に分離できないことがある。

本発明は、積層された複数のワークのうちから必要なワークを確実に分離できるワーク分離機構、ワーク供給装置およびワーク分離方法を提供することを目的とする。

本発明のワーク分離機構は、複数のワークが積層状態に配置されるワーク積層部と、前記複数のワークのうち少なくとも１つの第１のワークを固定する固定手段と、前記複数のワークのうち前記固定手段で固定されていない第２のワークを移動させて前記第１のワークから分離する移動手段と、を備えるものである。

前記移動手段は、前記複数のワークの積層方向に対して交差する方向に前記第２のワークを移動させるものである。

前記移動手段は、前記第２のワークに係合可能とする複数の係合部を有するものである。

前記移動手段は、前記第２のワークを回転移動させるものである。

前記移動手段は、前記係合部を前記第２のワークに係合させて前記第２のワークを分離回転方向に所定角度回転させた後、前記係合部のみを前記分離回転方向に対して逆方向に回転させて前記第２のワークとの係合を解除させるものである。

前記固定手段は、前記第１のワークの側面に当接可能に設けられているものである。

また、本発明のワーク供給装置は、複数のワークが積層状態に配置されるワーク積層部、前記複数のワークのうち少なくとも１つの第１のワークを固定する固定手段、および前記複数のワークのうち前記固定手段で固定されていない第２のワークを移動させる移動手段を有し、前記第２のワークを前記第１のワークから分離するワーク分離機構と、アーム、および前記アームに設けられたハンドを有し、前記ワーク分離機構によって分離された前記第２のワークを前記ハンドによって取り出すロボットと、を備えるものである。

また、本発明のワーク分離方法は、積層された複数のワークのうち少なくとも１つの第１のワークを固定するステップと、積層された前記複数のワークのうち固定されていない第２のワークを移動させて前記第１のワークから分離するステップと、を備えるものである。

本発明によれば、積層された複数のワークのうちから必要なワークを確実に分離できる。

本発明の第１の実施の形態を示すワーク分離機構の斜視図である。 同上ワーク分離機構のワーク分離状態の斜視図である。 同上ワーク分離機構によるワーク分離動作を(a)(b)(c)に示すワークの平面図である。 同上ワーク分離動作を示すワーク分離機構の正面図である。 同上図４に続くワーク分離動作を示すワーク分離機構の正面図である。 同上図５に続くワーク分離動作を示すワーク分離機構の正面図である。 同上図６に続くワーク分離動作を示すワーク分離機構の正面図である。 同上ワーク分離機構のワーク押え手段を示す斜視図である。 同上ワーク分離機構を備えたワーク供給装置の平面図である。 同上ワーク供給装置によるワーク供給動作を示す斜視図である。 同上図１０に続くワーク供給動作を示すワーク供給装置の斜視図である。 同上図１１に続くワーク供給動作を示すワーク供給装置の斜視図である。 同上ワーク供給装置の吸着パッドの斜視図である。 本発明の第２の実施の形態を示すワーク分離機構の斜視図である。

以下、本発明の第１の実施の形態を、図１ないし図１３を参照して説明する。

図１および図２にワーク分離機構10の斜視図を示し、図３にワーク11の平面図を示し、図４にワーク分離機構10の正面図を示す。

まず、ワーク11は、例えばウレタン製のパッキンである。ワーク11は、厚みが薄い略長方形平板状の板状部12、この板状部12の一面の中央から突出されるとともに板状部12の長手方向に沿って長い突出部13、およびこの突出部13の長手方向の並んで設けられた複数の孔部14、および板状部12の周辺部に設けられた複数の孔部15を有している。突出部13の複数の孔部14のうちの中央の孔部14はワーク11の中央に設けられ、複数の孔部14のうちの両端の一対の孔部14aはワーク11の中央から均等に離れた位置に設けられている。

次に、ワーク分離機構10は、ワーク分離機構本体20、複数のワーク11が積層状態に配置されるワーク積層部21、複数のワーク11のうち少なくとも１つの第１のワーク11aを固定する固定手段22、および複数のワーク11のうち固定手段22で固定されていない第２のワーク11bを移動させて第１のワーク11aから分離させる移動手段23等を備えている。

ワーク分離機構本体20は、本体フレーム26、この本体フレーム26の下部両側に取り付けられた両側の複数の支柱27、これら両側の支柱27の下部に取り付けられた両側の支持板28を有している。本体フレーム26は、下面に支柱27が取り付けられたベース板部29、このベース板部29の一辺から上方に立ち上げられた背面板部30、およびこの背面板部30の上辺からベース板部29の上方に対向するように設けられた天板部31を有している。

また、ワーク積層部21には、複数のワーク11が積層状態に配置される。本実施の形態では、ワーク11の突出部13が上方に向けられるとともに、複数のワーク11の長手方向が同じ向きとなる状態で、上下方向に積層されている。複数のワーク11の積層状態では、ワーク11同士が接触されている。そして、ワーク積層部21は、図示していないが、ワーク11を載置するワーク載置部、およびこのワーク載置部を昇降させるワーク昇降部を有している。ワーク昇降部は、シリンダやモータの駆動によって昇降する。

また、固定手段22は、ワーク分離機構本体20の両側の支持板28に取り付けられた両側の固定部材34を有している。両側の固定部材34の対向間隔は、第１のワーク11aの長手方向の寸法よりも少し大きく、積層されたワーク11が両側の固定部材34間を上下方向に移動可能とする寸法とされている。本実施の形態では、少なくとも最上段から２段目のワーク11を第１のワーク11a、最上段のワーク11を第２のワーク11bとし、２段目の第１のワーク11aの長手方向の両端を両側の固定部材34によって固定する。ここでの第１のワーク11aの固定は、ワーク11の積層方向に対して交差する方向である水平方向に移動（回転）しないように固定することである。なお、本実施の形態では、固定部材34は、断面略コ字形に形成されているが、例えば断面略四角形状等の他の形状でもよい。

また、移動手段23は、ワーク11が係合する係合部材37、この係合部材37を支持する支持機構38、および係合部材37を移動（回転）させる駆動部39等を有している。

係合部材37は、円板状に設けられている。係合部材37の下面には、中央から均等に離れた位置に、ピン状の一対の係合部40が突設されている。一対の係合部40は、ワーク11の突出部13に設けられている孔部14のうちの両端の一対の孔部14aと同じピッチ寸法の位置に設けられているとともに、各孔部14aの内径よりも少し小さい外径に設けられ、一対の孔部14aに挿入可能とされている。係合部材37の下面からの一対の係合部40の突出寸法は、ワーク11の１枚の厚み（突出部13の位置での厚み）よりも小さい寸法とされている。したがって、係合部材37の係合部40は、最上段の第２のワーク11bのみに係合可能とされている。

支持機構38は、回転軸41を中心に回転可能とする回転部材42、この回転部材42の下面に複数の連結部43を介して連結された一対のガイド部材44、回転部材42および各ガイド部材44を上下方向に移動可能に貫通された一対のロッド45、ロッド45の上端に固定された回転部材42の上面に当接してロッド45の下降を規制するストッパ46、および回転部材42に対して係合部材37を下方に付勢する例えばスプリングである付勢部材47を備えている。そして、支持機構38は、係合部材37を上下方向に移動可能に支持しており、ストッパ46が回転部材42の上面に当接した位置を係合部材37が最も下降した高さ定位置とし、ワーク積層部21のワーク昇降部によって上昇するワーク11とともに係合部材37が上昇するのを可能としている。

駆動部39は、例えばパルスモータが用いられている。駆動部39は、本体フレーム26のベース板部29と天板部31との間に設置されている。駆動部39は、回転軸41を回転駆動する。そして、駆動部39は、係合部材37の一対の係合部40がワーク積層部21のワーク11の一対の孔部14aと同軸となる位置を回転定位置とし、この回転定位置から第２のワーク11bを第１のワーク11aから分離するために係合部材37を回転させる。

また、ワーク分離機構10は、係合部材37が所定の分離高さ位置に上昇したことを検知する分離高さ位置検知手段50を備えている。分離高さ位置検知手段50は、一側の支持板28に取り付けられた発光部51と他側の支持板28に取り付けられた受光部52とを有する光センサが用いられている。発光部51と受光部52とは互いに対向され、発光部51によって発光された検知光53を受光部52によって受光可能とする。そして、係合部材37が所定の分離高さ位置よりも下方に位置する状態で、受光部52が検知光53を受光する状態にあり、ワーク積層部21のワーク昇降部によって上昇するワーク11とともに係合部材37が所定の分離高さ位置に上昇すると、係合部材37で検知光53が遮られ、受光部52が検知光53を受光しなくなることにより、係合部材37が所定の分離高さ位置に上昇されたことを検知する。この係合部材37の所定の分離高さ位置は、第１のワーク11aが固定手段22の固定部材34によって固定され、第２のワーク11bが固定手段22の固定部材34よりも上昇して固定されていない位置である。

また、図８に示すように、ワーク分離機構10は、ワーク積層部21の側部に配置され、所定角度回転された第２のワーク11bが戻り回転しないように第２のワーク11bを押えるワーク押え手段56を備えている。ワーク押え手段56は、例えばソレノイドやシリンダなどの駆動部57、この駆動部57によって進退する進退部58、この進退部58に取り付けられ第２のワーク11bの縁に当接可能とする押え部59を有している。

次に、ワーク分離機構10によるワーク分離動作を説明する。

図１および図４に示すように、ワーク分離時には、ワーク分離機構10がワーク積層部21の上方に位置し、係合部材37がワーク積層部21に積層されている最上段のワーク11の上面に対向されている。係合部材37は、最も下降した高さ定位置に位置されているとともに、図３(a)に示すように、一対の係合部40がワーク積層部21のワーク11の一対の孔部14aと同軸となる回転定位置に位置されている。そして、発光部51からの検知光53が受光部52で受光する状態にある。

図４、図５および図６の順に示すように、ワーク積層部21のワーク昇降部によってワーク11を上昇させる。

上段側のワーク11が両側の固定部材34の間に進入して上昇し、係合部材37の一対の係合部40が最上段のワーク11（第２のワーク11b）の一対の孔部14aに進入し、最上段のワーク11（第２のワーク11b）の上面である突出部13が係合部材37の下面に当接する。

さらに、最上段のワーク11（第２のワーク11b）の上面である突出部13が係合部材37の下面に当接した後もワーク積層部21のワーク昇降部による上昇が継続され、係合部材37がワーク11と一体に上昇する。

図６に示すように、上昇する係合部材37によって分離高さ位置検知手段50の検知光53を遮光すると、ワーク積層部21のワーク昇降部による上昇が停止される。

この状態で、最上段のワーク11である第２のワーク11bは両側の固定部材34よりも上昇され、上から２段目以下の第１のワーク11aが両側の固定部材34間に位置して固定されており、ワーク11が分離高さ位置に配置される。

図２および図７に示すように、係合部材37を所定の分離回転方向（図３(a)時計回り方向）に回転させ、最上段の第２のワーク11bのみを所定角度回転させて上から２段目の第１のワーク11aから分離させる。

本実施の形態では、図３(b)に示すように、第２のワーク11bの回転角度は例えば９０°とする。この場合、係合部材37の回転角度は、係合部40と孔部14aとの間に隙間があるため、９０°にその隙間分の回転角度を加えた角度（例えば９８°）となる。

その後、図３(c)の順に示すように、係合部材37を分離回転方向に対して逆方向に回転させ、一対の係合部40をワーク積層部21のワーク11の一対の孔部14aの内縁から離反させて一対の孔部14aの中心に移動させる。

このとき、図８に示すように、ワーク押え手段56の押え部59を進出させて第２のワーク11bの縁を押えておくことにより、係合部材37を分離回転方向に対して逆方向に回転させた際に、第２のワーク11bも一緒に連れ回るのを防止する。

その後、ワーク積層部21のワーク昇降部によってワーク11を下降させ、係合部材37を最も下降した高さ定位置に戻す。このとき、一対の係合部40が第２のワーク11bの一対の孔部14aから離脱するが、一対の係合部40と第２のワーク11bの一対の孔部14aとの係合が解除されているため、第２のワーク11bが位置ずれするのを防止できる。さらに、係合部材37を分離回転方向に対して逆方向に回転させ、回転定位置に戻す。

そして、最上段のワーク11（第２のワーク11b）は、上から２段目以下のワーク11（第１のワーク11a）に対して所定角度回転されるため、上から２段目のワーク11（第１のワーク11a）に貼り付いていた場合でも、剥離されて分離され、最上段のワーク11（第２のワーク11b）のみを取り出すことが可能となる。

次に、図９ないし図１３にワーク分離機構10を備えたワーク供給装置70を示す。

ワーク供給装置70は、ワーク11（第２のワーク11b）を分離するワーク分離機構10と、分離されたワーク11（第２のワーク11b）を取り出すロボット71とを備えている。

ワーク分離機構10のワーク積層部21は一定位置に設けられ、ワーク分離機構本体20がワーク積層部21の位置に対して移動可能に設けられている。

また、ロボット71は、可動するアーム72、およびこのアーム72の先端に装着されたハンド73を有している。ハンド73は複数のハンド部74を有し、１つのハンド部74に吸着パッド75が取り付けられている。図１３に示すように、この吸着パッド75には、ワーク11の突出部13が進入する凹部76が設けられているとともに、ワーク11の板状部12の上面を吸着する複数の吸着部77が設けられている。吸着部77には、プラグ78に接続され、このプラグ78を通じて別途の吸引ポンプから吸引圧力が導かれる。

そして、ワーク供給装置70の動作を説明する。

図９および図１０に示すように、ワーク分離機構10では、ワーク積層部21の最上段の第２のワーク11bを所定角度回転させて分離した後、ワーク分離機構本体20がワーク積層部21の位置から退避移動する。

図１０から図１１の順に示すように、ロボット71は、ハンド73を下降させ、吸着パッド75を第２のワーク11bの上面に接触させ、吸着パッド75で第２のワーク11bを吸着させる。

図１１から図１２の順に示すように、ロボット71は、吸着パッド75で第２のワーク11bを吸着したハンド73を上昇させ、第２のワーク11bをワーク積層部21から取り出し、アーム72を移動させて第２のワーク11bを所定の供給位置に受け渡す。

なお、ロボット71は、挟持可能なハンド部74によって第１のワーク11aの側部から突出する第２のワーク11bの長手方向の端部を挟持して取り出してもよい。

以上のように、本実施の形態のワーク分離機構10は、積層された複数のワーク11のうち、第１のワーク11aを固定手段22によって固定し、この固定手段22によって固定されていない第２のワーク11bを移動手段23によって移動させることにより、第２のワーク11bを確実に分離できる。

移動手段23は、複数のワーク11の積層方向に対して交差する方向に第２のワーク11bを移動させるため、第２のワーク11bが第１のワーク11aに貼り付いていても、確実に剥離して分離することができる。

移動手段23は、第２のワーク11bに係合可能とする複数の係合部40を有するため、第２のワーク11bを確実に移動させることができる。

移動手段23は、第２のワーク11bを回転移動させるため、第２のワーク11bが第１のワーク11aに貼り付いていても、確実に剥離して分離できる。

移動手段23は、係合部40を第２のワーク11bに係合させて第２のワーク11bを分離回転方向に所定角度回転させた後、係合部40のみを分離回転方向に対して逆方向に回転させて第２のワーク11bとの係合を解除させるため、係合部40を第２のワーク11bから離脱させる際に第２のワーク11bが位置ずれするのを防止できる。

固定手段22は、第１のワーク11aの側面に当接可能に設けられているため、第２のワーク11bが移動する際に、第１のワーク11aが移動するのを確実に防止することができる。

また、ワーク供給装置70は、ワーク分離機構10によって分離されたワーク11をハンド73によって確実に取り出すことができる。

次に、図１４に第２の実施の形態を示す。

ワーク積層部21は、複数のワーク11を積層状態で収納する収納枠80を有している。収納枠80の下部側に、ワーク11を載置するワーク載置部、およびこのワーク載置部を昇降させるワーク昇降部が配置されている。したがって、収納枠80内に収納されるワーク11が収納枠80内を昇降可能としている。

収納枠80の上面は開口され、この収納枠80の上部に第１のワーク11aを固定する固定手段22が設けられている。固定手段22は、収納枠80の上端の開口縁部81によって構成されている。

収納枠80の上端には、収納部80の上端開口から１つ以上のワーク11が飛び出すのを押える断面略Ｌ字形の一対の保持部82が突設されている。一対の保持部82は、第２のワーク11bが所定角度回転するのを可能とするように収納枠80の上端部の対角位置に配置されている。

なお、第２の実施の形態のワーク分離機構10のワーク分離動作は第１の実施の形態と同様である。

そして、ワーク積層部21の収納枠80が固定手段22を備えているため、ワーク分離機構本体20の構成を簡素化できるとともに、第１のワーク11aの固定を確実にすることができる。

なお、各実施の形態において、係合部40は、ワーク11の孔部14aに係合する場合に限らず、例えば孔部の無いワーク11の場合には、ワーク11の外周部に係合してもよい。

また、移動手段23による第２のワーク11bの移動は、回転に限らず、スライドでもよい。

10 ワーク分離機構
11 ワーク
11a 第１のワーク
11b 第２のワーク
21 ワーク積層部
22 固定手段
23 移動手段
40 係合部
70 ワーク供給装置
71 ロボット
72 アーム
73 ハンド

Claims (8)

1. 複数のワークが積層状態に配置されるワーク積層部と、
   前記複数のワークのうち少なくとも１つの第１のワークを固定する固定手段と、
   前記複数のワークのうち前記固定手段で固定されていない第２のワークを移動させて前記第１のワークから分離する移動手段と、
   を備えることを特徴とするワーク分離機構。
2. 前記移動手段は、前記複数のワークの積層方向に対して交差する方向に前記第２のワークを移動させる
   ことを特徴とする請求項１記載のワーク分離機構。
3. 前記移動手段は、前記第２のワークに係合可能とする複数の係合部を有する
   ことを特徴とする請求項１または２記載のワーク分離機構。
4. 前記移動手段は、前記第２のワークを回転移動させる
   ことを特徴とする請求項３記載のワーク分離機構。
5. 前記移動手段は、前記係合部を前記第２のワークに係合させて前記第２のワークを分離回転方向に所定角度回転させた後、前記係合部のみを前記分離回転方向に対して逆方向に回転させて前記第２のワークとの係合を解除させる
   ことを特徴とする請求項４記載のワーク分離機構。
6. 前記固定手段は、前記第１のワークの側面に当接可能に設けられている
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一記載のワーク分離機構。
7. 複数のワークが積層状態に配置されるワーク積層部、前記複数のワークのうち少なくとも１つの第１のワークを固定する固定手段、および前記複数のワークのうち前記固定手段で固定されていない第２のワークを移動させる移動手段を有し、前記第２のワークを前記第１のワークから分離するワーク分離機構と、
   アーム、および前記アームに設けられたハンドを有し、前記ワーク分離機構によって分離された前記第２のワークを前記ハンドによって取り出すロボットと、
   を備えることを特徴とするワーク供給装置。
8. 積層された複数のワークのうち少なくとも１つの第１のワークを固定するステップと、
   積層された前記複数のワークのうち固定されていない第２のワークを移動させて前記第１のワークから分離するステップと、
   を備えることを特徴とするワーク分離方法。

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