JP2022062994A - 搬送装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】被搬送物における被把持面の傾きが予め決められた基準の状態に対して様々な方向にばらついていても確実に把持することができ、しかも、故障し難くてメンテナンスがし易い搬送装置を提供する。【解決手段】搬送装置1は、鋼板10aに押し付けた吸着パッド7bの吸着動作により鋼板10aを把持可能な把持体7と、把持体7を支持する支持体6とを備え、把持体7には、嵌合部8が設けられる。支持体6には、嵌合部8が嵌合して把持体7が支持体6に対して固定される被嵌合部9と、吸着パッド7bの押付動作による反力で被嵌合部9から外れた嵌合部8を枢動自在に支持する支持ブロック6aとが設けられる。【選択図】図9
Description
本発明は、例えば、多数のシート状のプレス成形用鋼板を積み上げてなる段積体から各鋼板を1枚ずつ取り出して後工程へと搬送する搬送装置に関する。
従来より、自動車生産ラインでは、効率良く生産を行うために、部品等の被搬送物を産業用ロボットや自動機に取り付けられたマテリアルハンドリング(以下、マテハンと呼ぶ)を用いて搬送することが行われる。該マテハンは、そのフレーム部分に取り付けられた複数の吸着部の吸着動作で被搬送物を吸着することにより当該被搬送物を把持するのが一般的である。
ところで、産業用ロボットや自動機によるマテハンの動作は、予め作成しておいた教示データに基づいて再生され、繰り返し同じ動作を行うようになっている。したがって、例えば、生産ラインの諸々の事情によって被把持面が予め決められた基準の姿勢に対して大きく傾いてしまった状態の被搬送物を搬送する場合、マテハンの各吸着部が被搬送物における被把持面に対して大きく傾いた状態で吸着動作を行うことになり、被搬送物に対する吸着ミスが発生して生産ラインを停止させてしまうおそれがある。
これを回避するために、例えば、特許文献1に開示されているマテハンの吸着部は、当該マテハンの骨格をなすフレーム部分に取り付けられた棒状部の端部に当該棒状部の棒中心線と直交する方向に延びる回動軸を中心として回動可能になっている。そして、被搬送物を各吸着部で吸着する際、被搬送物に対して各吸着部を押し付けると、各吸着部が回動軸を中心に回動して吸着面が被搬送物の被把持面に対して正面を向くようになっていて、これにより、被搬送物に対する各吸着部の吸着ミスが防止されるようになっている。
しかし、特許文献1の吸着部は、一つの回動軸を中心に回動するだけなので、吸着部の吸着面が被搬送物の被把持面に対して正面を向くようにしようとする場合、被搬送物の被把持面が一定の方向に傾いた場合についてしかできない。被搬送物の被把持面が様々な方向に傾く場合であっても対応できるように、吸着部の回動軸を増やすことが考えられるが、そうすると、構造が複雑になって故障し易くなったり、或いは、メンテナンスがし難くなってしまうおそれがある。
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被搬送物における被把持面の傾きが予め決められた基準の状態に対して様々な方向にばらついていても確実に把持することができ、しかも、故障し難くてメンテナンスがし易い搬送装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、吸着部を被搬送物に押し付けた際の反力で把持体がそれを支持する支持体に対して枢動自在な状態に簡単に切り替わるような機構を設けたことを特徴とする。
具体的には、被搬送物に押し付けた吸着部の吸着動作により前記被搬送物を把持可能な把持体と、該把持体を支持する支持体とを備え、当該支持体を移動させることにより、前記把持体に把持された状態の前記被搬送物を所定の位置まで搬送するよう構成された搬送装置において、次のような解決手段を講じた。
すなわち、第1の発明では、前記把持体及び前記支持体のいずれか一方には、嵌合部が設けられ、前記把持体及び前記支持体のいずれか他方には、前記嵌合部が嵌合して前記把持体が前記支持体に対して固定される被嵌合部と、前記吸着部の前記被搬送物への押付動作による反力で前記被嵌合部から外れた前記嵌合部を枢動自在に支持する枢動支持部とが設けられていることを特徴とする。
第2の発明では、第1の発明において、前記枢動支持部は、前記把持体及び前記支持体のいずれか一方に向かって突出する形状をなし、突出端に開口する孔部と、該孔部に連続して形成された中空部とを備え、前記被嵌合部は、前記孔部の内周面と前記中空部の内周面との連続部分に形成され、前記嵌合部は、前記把持体及び前記支持体のいずれか他方に向かって延出して前記孔部に遊挿された軸部と、該軸部の延出端に連続して形成され、前記孔部に接近した状態で前記被嵌合部に嵌合する一方、前記反力が加わると前記孔部から離間して前記被嵌合部から外れて前記中空部に位置する基部とを備え、当該基部が前記被嵌合部から外れた際、前記軸部が位置する前記孔部を支点に枢動自在となるよう構成されていることを特徴とする。
第3の発明では、第2の発明において、前記中空部には、前記基部を前記被嵌合部に向かって付勢する付勢部材が配設されていることを特徴とする。
第4の発明では、第2又は第3の発明において、前記被嵌合部における前記孔部の中心線に直交する方向の断面形状は、多角形状をなしており、前記基部における前記軸部の軸線方向に直交する方向の断面形状は、前記被嵌合部に対応する多角形状をなしていることを特徴とする。
第5の発明では、第2から第4のいずれか1つの発明において、前記中空部の内周面には、前記被嵌合部に向かうにつれて次第に縮径する形状をなすガイド面部が設けられていることを特徴とする。
第6の発明では、第2から第5のいずれか1つの発明において、前記孔部の内周面には、前記枢動支持部の突出端に向かうにつれて次第に拡がる擂鉢状部が設けられていることを特徴とする。
第1の発明では、支持体を移動させて被搬送物に各吸着部を押し付けると、押し付けた力に対して反力が発生し、この反力により、把持体と支持体とを互いに固定する嵌合部が被嵌合部から外れる。すると、枢動支持部が把持体を枢動自在に支持するように切り替わるので、把持体が支持体に対して枢動自在になり、被搬送物における被把持面の傾きに応じて吸着部の吸着面が正面を向くように支持体に対する把持体の姿勢が変更される。したがって、被搬送物に対して吸着部による吸着動作のミスを防ぐことができるようになるので、把持体は被搬送物を確実に把持することができる。また、被搬送物における被把持面に対して把持体を傾けるために、当該把持体に複数の回動軸を設けて構造を複雑にする必要が無いので、故障し難くてメンテナンスのし易い装置にすることができる。
第2の発明では、被搬送物における被把持面に対して把持体を傾けるために、把持体が1つの支点部分を中心に枢動する構造であるので、把持体に複数の回動軸を設けて構造を複雑にする必要は無く、部品の構成を少なくすることができ、装置に係る部品コスト及び製造コストを嵩まないようにすることができる。
第3の発明では、把持体が被搬送物を把持した後、支持体を被搬送物から離間させると、嵌合部を被嵌合部に嵌合させるように嵌合部に対して付勢手段の付勢力が加わるとともに、嵌合部が被嵌合部に嵌合した際、嵌合状態が維持されるように嵌合部に対して付勢手段の付勢力が加わるようになる。したがって、嵌合部の被嵌合部への嵌合動作がスムーズになるとともに、各吸着部が被把持部に接触するとき以外に嵌合部が被嵌合部から不意に外れてしまうのを防ぐことができる。
第4の発明では、嵌合部が被嵌合部に嵌合した際、支持体に対して把持体が孔部の中心線周りに回転不能状態になる。したがって、把持体が把持する被搬送物を安定した姿勢で後工程に搬送することができる。
第5の発明では、把持体が被搬送物を把持した後、支持体を被搬送物から離間させる際、ガイド面部が基部を被嵌合部へとスムーズに案内するようになる。したがって、把持体が枢動可能な状態から当該把持体と支持体とが互いに固定される固定状態へと切り替わる速さが速くなり、把持体による被搬送物の搬送をさらに安定させることができる。
第6の発明では、枢動支持部の孔部を中心として把持体を枢動させる際、孔部の中心線に対して把持体を傾けても、擂鉢状部によって把持体が枢動支持部に接触し難くなる。したがって、把持体を支持体に対して大きく傾けることができるようになり、被搬送物における被把持面が予め決められた基準の姿勢から大きく傾いた状態であっても確実に被搬送物を把持することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
図1は、本発明の実施形態に係る搬送装置1を示す。該搬送装置1は、厚みを有する略平板状をなすパレット3が交換可能に位置決めされるパレット台2を備え、該パレット台2は、パレット3を載置するベースプレート2aと、該ベースプレート2aの外周部分に上方に延びるように設けられたマグネットフローター2bとを有している。
パレット3には、多数のシート状をなすプレス成形用の鋼板10a(被搬送物)を積み上げてなる段積体10が載置できるようになっている。
マグネットフローター2bは、パレット台2の中央側に移動可能になっていて、パレット台2にパレット3を位置決めした際、パレット台2の中央側に移動してパレット3に載置された段積体10の側面に接触するようになっている。
段積体10の各鋼板10aにおけるマグネットフローター2b側は、当該マグネットフローター2bの磁場の影響によって互いに離間する方向に力が加わるので、段積体10の最上段に位置する鋼板10aのマグネットフローター2b側が浮き上がって鋼板10aが傾斜した状態になるようになっている。そして、段積体10の最上段に位置する鋼板10aの傾きは、当該鋼板10aの板厚や材質、高さ位置等によって変化することが知られている。
パレット台2の側方には、アーム部4aを有する6軸の垂直多関節型ロボット4が配設されている。
さらに、搬送装置1は、ロボット4におけるアーム部4aの先端に固定された支持体6と、該支持体6により支持される把持体7とを備え、支持体6及び把持体7は、把持体7に設けられた嵌合部8が支持体6に設けられた被嵌合部9に嵌合することにより互いに連結されている。
支持体6は、図2に示すように、把持体7に向かって突出する断面略ハット形状をなす支持ブロック6a(枢動支持部)を備えている。
該支持ブロック6aは、突出端の中央部分に開口する孔部6bと、該孔部6bに連続して形成された中空部6cとを備え、被嵌合部9は、孔部6bの内周面と中空部6cの内周面との連続部分に形成されている。
孔部6bは、その中心線と直交する方向の幅寸法が中空部6cよりも狭い形状をなしており、図5に示すように、孔部6bの中心線に直交する方向の断面形状は、円形状をなしている。
孔部6bの内周面には、支持ブロック6aの突出端に向かうにつれて次第に拡がる擂鉢状部6dが設けられている。
中空部6cにおける孔部6bの中心線に直交する方向の断面形状は、図3に示すように、長方形状をなしている。
中空部6cにおける被嵌合部9側の内周面には、当該被嵌合部9に向かうにつれて次第に縮径する形状をなすガイド面部6eが設けられている。
被嵌合部9は、図4に示すように、孔部6bと直交する方向に延びる底面部9aと、該底面部9aの外周縁部に沿って延びる周壁部9bとで構成され、底面部9aの中央部分に孔部6bが連通している。
そして、周壁部9bにおける孔部6bの中心線に直交する方向の断面形状は、長方形状をなしている。
把持体7は、図1に示すように、当該把持体7の骨格をなす把持フレーム7aと、鋼板10aを吸着により把持可能な複数の吸着パッド7b(吸着部)とを備え、該各吸着パッド7bは、把持フレーム7aに所定の間隔をあけて当該把持フレーム7aの一側に取り付けられている。
各吸着パッド7bは、把持フレーム7aに当該把持フレーム7aと直交する方向にスライド可能に取り付けられた細長いガイド棒7cと、該ガイド棒7cの一端に取り付けられたゴム製の傘状部材7dと、ガイド棒7cに巻装され、当該ガイド棒7cをその一端側に付勢する第1コイルバネ7eとを備え、図示しない吸引器を作動させると、傘状部材7dの下端開口から空気が吸引されるようになっている。
また、各吸着パッド7bに傘状部材7d側から力が加わると、各吸着パッド7bが各第1コイルバネ7eの付勢力に抗して把持フレーム7aに対して把持フレーム7aの他側に移動することにより衝撃が吸収されるようになっている。
嵌合部8は、把持フレーム7aの他側に取り付けられていて、図2乃至図5に示すように、支持体6に向かって延出して孔部6bに遊挿された丸棒状をなす軸部8aと、該軸部8aの延出端に連続して形成された直方体形状の基部8bとを備えている。
該基部8bにおける軸部8aの軸線方向に直交する方向の断面形状は、被嵌合部9に対応する長方形状をなしていて、基部8bは、孔部6bに接近した状態で被嵌合部9に嵌合して把持体7が支持体6に対して固定されるようになっている。
中空部6cには、基部8bを被嵌合部9に向かって付勢する第2コイルバネ5(付勢部材)が配設されている。
そして、ロボット4を操作することにより、パレット3に載置された段積体10の最上段に位置する傾いた状態の鋼板10aに対して把持体7を上方から押し付けると、図6乃至図9に示すように、各吸着パッド7bに下方から力が加わって当該各吸着パッド7bが各第1コイルバネ7eの付勢力に抗して把持フレーム7aに対して上方に移動するようになっている。
この把持体7における各吸着パッド7bの鋼板10aへの押付動作による反力が基部8bに加わると、当該基部8bは、第2コイルバネ5の付勢力に抗して被嵌合部9から離間する方向に移動するようになっている。そして、基部8bは、被嵌合部9から外れて中空部6cに位置するようになり、嵌合部8は、軸部8aが位置する孔部6bを支点に枢動自在となるよう構成されている。
すなわち、支持ブロック6aは、被嵌合部9から外れた嵌合部8を枢動自在に支持するようになっていて、把持体7が枢動することにより、把持体7の傾きが鋼板10aの傾きに対応するようになっている。
鋼板10aの傾きに把持体7の傾きを対応させた状態で図示しない吸引器を作動させると、各吸着パッド7bが吸引を開始して当該各吸着パッド7bに鋼板10aが吸着し、これにより、把持体7が鋼板10aを把持するようになっている。そして、図10に示すように、アーム部4aをパレット3から離間するように移動させると、把持体7がその自重と第2コイルバネ5の付勢力とにより支持体6から離れ始め、基部8bがガイド面部6eに案内されながら支持体6から離れるように移動して被嵌合部9に嵌合して支持体6に対して把持体7が固定されるようになっている(図2参照)。
そして、ロボット4のアーム部4aを操作して支持体6を移動させることにより、把持体7に把持された状態の鋼板10aを後工程まで搬送するようになっている。
次に、本発明の実施形態の搬送装置1による鋼板10aの搬送動作について詳述する。
まず、図示しない制御盤が予め決められた教示データに基づいてロボット4を作動させる。すると、図1及び図6に示すように、ロボット4のアーム部4a先端に取り付けられた把持体7がパレット3の上方にまで移動し、その後、下方に移動して各吸着パッド7bをパレット3に段積みされた段積体10の最上段に位置する鋼板10aに押し付ける。すると、図7に示すように、各吸着パッド7bの鋼板10aへの押付動作による反力が基部8bに加わり、当該基部8bが第2コイルバネ5の付勢力に抗して被嵌合部9から外れる方向に移動し始める。
次いで、図8に示すように、把持体7がさらに下方に移動する。すると、パレット3に段積みされた段積体10の最上段に位置する鋼板10aは、マグネットフローター2bによる傾きが各吸着パッド7bの上方からの押付動作によって多少緩やかになるものの、マグネットフローター2bによる磁場の影響により所定の角度で傾いた状態で維持される。そして、図9に示すように、各吸着パッド7bの鋼板10aへの押付動作による反力によって基部8bが第2コイルバネ5の付勢力に抗して移動して被嵌合部9から完全に外れて中空部6cに位置するようになり、嵌合部8が支持ブロック6aに対して枢動自在になるので、把持体7の傾きが段積体10の最上段に位置する鋼板10aの傾きに対応する。
しかる後、図示しない吸引器を作動させて各吸着パッド7bの吸引動作を開始して各吸着パッド7bに鋼板10aを吸着させて当該鋼板10aを把持体7に把持させる。
その後、図10に示すように、ロボット4のアーム部4aをパレット3から離間するように上方に移動させて支持体6を上方に持ち上げる。すると、把持体7がその自重と第2コイルバネ5の付勢力とにより支持体6から離れ始め、基部8bがガイド面部6eに案内されながら被嵌合部9に嵌合し、支持体6に対して把持体7が固定される。そして、ロボット4のアーム部4aを作動させて把持体7を移動させることにより、当該把持体7が把持する鋼板10aを後工程へと搬送する。
以上より、本発明の実施形態の搬送装置1によると、支持体6を移動させてパレット3に段積みされる段積体10の最上段に位置する鋼板10aに各吸着パッド7bを押し付けると、押し付けた力に対して反力が発生し、この反力により、把持体7と支持体6とを互いに固定する嵌合部8が被嵌合部9から外れる。すると、支持ブロック6aが把持体7を枢動自在に支持するように切り替わるので、把持体7が支持体6に対して枢動自在になり、鋼板10aにおける被把持面の傾きに応じて吸着パッド7bの吸着面が正面を向くように支持体6に対する把持体7の姿勢が変更される。したがって、鋼板10aに対して吸着パッド7bによる吸着動作のミスを防ぐことができるようになるので、把持体7は鋼板10aを確実に把持することができる。
また、鋼板10aにおける被把持面に対して把持体7を傾けるために、当該把持体7に複数の回動軸を設けて構造を複雑にする必要が無く、部品の構成を少なくすることができるようになるので、故障し難くてメンテナンスのし易い搬送装置1にすることができるとともに、搬送装置1に係る部品コスト及び製造コストを嵩まないようにすることができる。
また、把持体7が鋼板10aを把持した後、支持体6を鋼板10aから離間させると、嵌合部8を被嵌合部9に嵌合させるように嵌合部8に対して第2コイルバネ5の付勢力が加わるとともに、嵌合部8が被嵌合部9に嵌合した際、嵌合状態が維持されるように嵌合部8に対して第2コイルバネ5の付勢力が加わるようになる。したがって、嵌合部8の被嵌合部9への嵌合動作がスムーズになるとともに、各吸着パッド7bが鋼板10aに接触するとき以外に嵌合部8が被嵌合部9から不意に外れてしまうのを防ぐことができる。
また、嵌合部8の断面形状が長方形状である一方、被嵌合部9の断面形状が嵌合部8の断面形状に対応する長方形状であるので、嵌合部8が被嵌合部9に嵌合した際、支持体6に対して把持体7が孔部6bの中心線周りに回転不能状態になる。したがって、把持体7が把持する鋼板10aを安定した姿勢で後工程に搬送することができる。
また、把持体7が鋼板10aを把持した後、支持体6を鋼板10aから離間させる際、ガイド面部6eが基部8bを被嵌合部9へとスムーズに案内するようになる。したがって、把持体7が枢動可能な状態から当該把持体7と支持体6とが互いに固定される固定状態へと切り替わる速さが速くなり、把持体7による鋼板10aの搬送を安定させることができる。
また、支持ブロック6aの孔部6bを中心として把持体7を枢動させる際、孔部6bの中心線に対して把持体7を傾けても、擂鉢状部6dによって把持体7が支持ブロック6aに接触し難くなる。したがって、把持体7を支持体6に対して大きく傾けることができるようになり、鋼板10aにおける被把持面が予め決められた基準の姿勢から大きく傾いた状態であっても確実に鋼板10aを把持することができる。
尚、本発明の実施形態では、把持体7を移動させるのに6軸の垂直多関節型ロボット4を用いているが、例えば、3軸直交ロボットや自動機を用いて把持体7を移動させるようにしてもよい。
また、本発明の実施形態では、把持体7に嵌合部8が設けられる一方、支持体6に嵌合部8が嵌合する被嵌合部9が設けられているが、これに限らず、支持体6に嵌合部8が設けられる一方、把持体7に嵌合部8が嵌合する被嵌合部9が設けられる構成であってもよい。
また、本発明の実施形態では、被嵌合部9における孔部6bの中心線に直交する方向の断面形状が長方形状をなす一方、基部8bにおける軸部8aの軸線方向に直交する方向の断面形状が長方形状なしているが、これに限らず、基部8b及び被嵌合部9の断面形状は、互いに対応する形状であるならば多角形状であればよい。特に、基部8b及び被嵌合部9の断面形状が、台形状のような形状であれば、支持体6に対する把持体7の孔部6bの中心線周りの位置が正確に決まるので、好ましい。
また、本発明の実施形態では、第2コイルバネ5が基部8bを被嵌合部9側に付勢しているが、基部8bに被嵌合部9側への力を加えることができるのであれば、その他の付勢部材を適用可能である。
また、本発明の実施形態では、吸着パッド7bが複数設けられているが、吸着パッド7bは1つであってもよい。
また、本発明の実施形態の搬送装置1は、マグネットフローター2bにより傾けられた鋼板10aを把持して後工程へと搬送するのに用いられているが、被把持面の傾きがばらつくようなその他の搬送物を搬送する際にも適用可能である。
本発明は、例えば、多数のシート状のプレス成形用鋼板を積み上げてなる段積体から各鋼板を1枚ずつ取り出して後工程へと搬送する搬送装置に適している。
1 搬送装置
5 第2コイルバネ(付勢部材)
6 支持体
6a 支持ブロック(枢動支持部)
6b 孔部
6c 中空部
6d 擂鉢状部
6e ガイド面部
7 把持体
7b 吸着パッド(吸着部)
8 嵌合部
8a 軸部
8b 基部
9 被嵌合部
10a 鋼板(被搬送物)
5 第2コイルバネ(付勢部材)
6 支持体
6a 支持ブロック(枢動支持部)
6b 孔部
6c 中空部
6d 擂鉢状部
6e ガイド面部
7 把持体
7b 吸着パッド(吸着部)
8 嵌合部
8a 軸部
8b 基部
9 被嵌合部
10a 鋼板(被搬送物)
Claims (6)
- 被搬送物に押し付けた吸着部の吸着動作により前記被搬送物を把持可能な把持体と、該把持体を支持する支持体とを備え、当該支持体を移動させることにより、前記把持体に把持された状態の前記被搬送物を所定の位置まで搬送するよう構成された搬送装置であって、
前記把持体及び前記支持体のいずれか一方には、嵌合部が設けられ、
前記把持体及び前記支持体のいずれか他方には、前記嵌合部が嵌合して前記把持体が前記支持体に対して固定される被嵌合部と、前記吸着部の前記被搬送物への押付動作による反力で前記被嵌合部から外れた前記嵌合部を枢動自在に支持する枢動支持部とが設けられていることを特徴とする搬送装置。 - 請求項1に記載の搬送装置において、
前記枢動支持部は、前記把持体及び前記支持体のいずれか一方に向かって突出する形状をなし、突出端に開口する孔部と、該孔部に連続して形成された中空部とを備え、
前記被嵌合部は、前記孔部の内周面と前記中空部の内周面との連続部分に形成され、
前記嵌合部は、前記把持体及び前記支持体のいずれか他方に向かって延出して前記孔部に遊挿された軸部と、該軸部の延出端に連続して形成され、前記孔部に接近した状態で前記被嵌合部に嵌合する一方、前記反力が加わると前記孔部から離間して前記被嵌合部から外れて前記中空部に位置する基部とを備え、当該基部が前記被嵌合部から外れた際、前記軸部が位置する前記孔部を支点に枢動自在となるよう構成されていることを特徴とする搬送装置。 - 請求項2に記載の搬送装置において、
前記中空部には、前記基部を前記被嵌合部に向かって付勢する付勢部材が配設されていることを特徴とする搬送装置。 - 請求項2又は3に記載の搬送装置において、
前記被嵌合部における前記孔部の中心線に直交する方向の断面形状は、多角形状をなしており、
前記基部における前記軸部の軸線方向に直交する方向の断面形状は、前記被嵌合部に対応する多角形状をなしていることを特徴とする搬送装置。 - 請求項2から4のいずれか1つに記載の搬送装置において、
前記中空部の内周面には、前記被嵌合部に向かうにつれて次第に縮径する形状をなすガイド面部が設けられていることを特徴とする搬送装置。 - 請求項2から5のいずれか1つに記載の搬送装置において、
前記孔部の内周面には、前記枢動支持部の突出端に向かうにつれて次第に拡がる擂鉢状部が設けられていることを特徴とする搬送装置。
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