JP2764158B2 - 産業用ロボットハンドおよびその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、めっき作業工程を行う
産業用ロボットハンドおよびその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、人手で行われてきためっき作業
は、高熱環境のもとでの重労働であり、安全性および作
業効率等を改善する必要があった。そこで、人手に代わ
って自動的にめっき作業を行う図５に示すようなめっき
用ロボットが開発された。めっき用の産業用ロボット７
０は、籠３を支持する支持部材４の係止部材４ａに爪７
１を係止させ、ワーク５がめっき液２から浮き上がらな
いように押板７２でワーク５を押さえながら、支持部材
４の両端をめっき槽１の上端部に引っ掛けて籠３内に収
容されたワーク５をめっき液２内に浸漬する。そして、
係止部材４ａから爪７１を引き抜いて次の籠をめっき槽
１内に浸漬する作業に移行したり、めっきの終了した籠
３をめっき槽１から引き上げたりする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示すようなめっき用の産業用ロボット７０では、めっき
液２からワーク５が浮上しないように押板７２がめっき
液２の中に浸漬するので、めっき液２から引き上げられ
た押板７２にめっき液２の一部が付着したまま次のめっ
き処理に移行する。このとき、産業用ロボット７０の動
作速度が速いと押板７２に付着しためっき材が周囲に飛
散して危険であるので、作業者の安全を考慮してロボッ
トの動作速度を落とすと生産能力が低下するという問題
がある。

【０００４】また、押板７２に付着しためっき材が空気
中で冷却されて固体化してしまい、めっき処理を繰り返
し行う間に、押板７２に付着して固体化しためっき材が
成長して重量が増加するとともに、他の部材に干渉する
場合がある。固体化しためっき材を除去するためには、
産業用ロボット７０のめっき処理を中断する必要がある
ので、連続しためっき加工処理ができないという問題が
ある。

【０００５】また、押板７２に付着して固体化しためっ
き材は空気により酸化されて酸化物となり、この酸化物
がめっき液２中で溶融してめっき液２に溶け込み、めっ
き液２の純度が損なわれるという問題もある。このよう
な問題を解決するため、押板７２に付着しためっき材を
エアブローで除去することも考えられるが、逆に付着し
ためっき材の固体化を促進する作用もあるのでめっき材
の除去効果は十分ではない。

【０００６】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、安全で生産能力が高く連続作業
の可能な産業用ロボットハンドおよびその制御方法を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の請求項１記載の産業用ロボットハンドは、め
っき槽に満たされためっき液に浸漬することによりワー
クをめっき加工する産業用ロボットハンドであって、ワ
ークを収容した収容手段を搬送するアーム部と、前記ア
ーム部の先端に設けられ、前記収容手段を支持可能な支
持手段と、前記アーム部の先端に水平に延びるように設
けられ、前記支持手段が前記収容手段を支持した状態で
前記ワークの上方に位置する押板と、めっき槽上で前記
押板に付着しためっき液を叩き落とすために前記押板に
衝突衝撃を加える衝突衝撃発生機構と、前記衝突衝撃発
生機構を制御する制御装置とを備えることを特徴とす
る。請求項２記載の産業用ロボットハンドは、請求項１
記載の産業用ロボットハンドにおいて、前記押板に対向
する前記支持手段の前面を覆うカバー部材を備えること
を特徴とする。

【０００８】本発明の請求項３記載の産業用ロボットハ
ンドの制御方法は、ワークを収容手段内に収容してめっ
き槽に満たされためっき液に浸漬し、さらに押板により
ワークがめっき液から浮き上がらないように押さえなが
らワークをめっき加工する産業用ロボットハンドの制御
方法において、前記押板が前記めっき槽から引き出され
た後、前記めっき槽上において前記押板に衝突衝撃が加
えて前記押板に付着しためっき液を叩き落とすことを特
徴とする。

【０００９】

【作用および発明の効果】本発明の請求項１記載の産業
用ロボットハンドによると、めっき加工するワークを収
容した収容手段を支持手段が支持した状態でワークの上
方に押板が位置するため、収容手段をめっき液に浸漬す
るとき、収容手段から溢れだそうとするワークをめっき
液中に留めておくことができる。さらに、押板をめっき
液から引き出したとき、衝撃発生機構により押板に衝撃
を与えることにより押板に付着しためっき材を押板から
叩き落とすことができるので、産業用ロボットハンドの
動作に伴い押板に付着した高温のめっき材が周囲に飛散
することを防止できる。このため、産業用ロボットハン
ドの動作速度を低下させることなく作業者の安全が確保
できるので高い生産能力を維持できるとともに、他装置
にめっき材が付着することを防止できる。さらに、押板
に付着しためっき材が固体化して成長することを防止で
きるので、固体化しためっき材を押板から除去するため
に産業用ロボットハンドのめっき処理加工を中断する必
要がない。このため、めっき加工を連続して行うことが
できるので作業効率が向上するという効果がある。

【００１０】本発明の請求項２記載の産業用ロボットハ
ンドによると、押板に対向する支持手段の前面を覆うカ
バー部材を備えることにより、押板に付着しためっき材
を叩き落とすときにめっき材の飛沫が支持手段にかかる
ことを防止できる。本発明の請求項３記載の産業用ロボ
ットハンドの制御方法によると、めっき槽上において衝
撃発生機構により押板に衝撃を加えて押板に付着しため
っき液を叩き落とすため、めっき槽外にめっき材を飛散
させないのでめっき材を効率よく使用することができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の産業用ロボットハンドをめっき加工装置
に用いた一実施例を図１〜図３に示す。めっき用ロボッ
トハンドは、めっき槽１へのワークの浸漬を行う搬入用
ロボットハンドと、めっき槽１からのワークの引出しを
行う搬出用ロボットハンドの２台でめっき処理を行って
いる。以下、搬入用のめっき用ロボットハンドについて
説明する。

【００１２】図１に示すように、めっき槽１内には、め
っき液２が満たされている。円筒の網状に形成され、上
方に開口部を有する収容手段である籠３内にはめっき加
工されるワーク５が収容され、支持部材４が籠３の開口
部に取付けられている。めっき用ロボットハンドのアー
ム部１０の先端に設けられた固定部１２は、支持手段で
ある一対の鉤状の把手１１を図２の矢印方向に移動可能
に支持している。把手１１の先端にそれぞれ設けられた
爪１１ａは互いに対向している。

【００１３】図３に示すように、衝撃発生機構は、プレ
ート２０、駆動板２１、シャフトハウジング３１、シャ
フト３２、エアシリンダ４０、ピストン４１、ロッドハ
ウジング５０、ロッド５１からなる。プレート２０は把
手１１の移動方向と直交する向きに延び、固定部１２に
固定され、シャフトハウジング３１、エアシリンダ４
０、ロッドハウジング５０はプレート２０に固定されて
いる。エアシリンダ４０に収容されるピストン４１およ
びロッドハウジング５０に往復動可能に支持されるロッ
ド５１は駆動板２１に固定され、駆動板２１はエアシリ
ンダ４０内の圧力変化により上下動する。

【００１４】シャフトハウジング３１はプレート２０を
貫通し、プレート２０の上端面に大径部３１ａが係止す
るとともに大径部３１ａがプレート２０に固定されてい
る。シャフト３２は、駆動板２１の図２に示す切り欠き
２１ａを通り、シャフトハウジング３１に往復動可能に
支持されており、下方端部に押板６０が固定されてい
る。シャフト３２には環状のストッパ３４、３５、３６
がこの順番にプレート２０側から組付けられている。ス
トッパ３４、３５はプレート２０と駆動板２１との間に
位置し、ストッパ３６は駆動板２１の上方に位置してい
る。エアシリンダ４０内の空気の低圧時、ストッパ３４
は大径部３１ａに当接しており、ストッパ３６は駆動板
２１との間に僅かにクリアランスを形成している。圧縮
コイルスプリング３３はシャフトハウジング３１に収容
され、一端をシャフト３２に設けられたばね座３２ａに
当接し、他端を大径部３１ａの内壁に当接し、シャフト
３２を鉛直下向きに付勢している。

【００１５】エアシリンダ４０は、図示しないエア供給
源からエアを供給され、高圧時にピストン４１をリフト
し駆動板２１を押し上げる。ロッドハウジング５０はエ
アシリンダ４０を挟んでシャフトハウジング３１と反対
側に取付けられているので、ロッドハウジング５０に往
復動可能に収容されるロッド５１はピストン４１の上下
動によりンピストン４１とともに駆動板２１を二点で支
持するので、シャフト３２側に荷重が加わっても駆動板
２１を水平に保持することができる。

【００１６】シャフト３２の一端に固定された押板６０
は、円形枠６０ａ、この円形枠の内部に設けられ円形枠
を支持する十字状の中枠６０ｂ、およびワークが通過し
ない程度の粗さの円形の網６０ｃから形成されている。
制御装置６２は、アーム部１０の移動、停止およびエア
シリンダ２０の空気圧等を制御している。

【００１７】次に、例えば鉄製のワーク５に亜鉛めっき
を施す場合のめっき用ロボットハンドの作動について説
明する。アーム部１０はワークの収容されている籠３が
載置されている位置に移動し、支持部材４の係止部４ａ
の孔の両側から爪１１ａを挿入し、両側から係止部４ａ
を挟持する。このとき、エアシリンダ３１内の圧力は低
圧であり、ストッパ３４は大径部３１ａの上端面に当接
している。そして、押板６０は籠３の開口部のほぼ中央
に開口部よりもやや籠３の上方に位置している。

【００１８】係止部４ａを挟持したアーム部１０は、め
っき槽１の上に移動し、係止部４ａおよび係止板４ｂが
めっき槽１の上端面に当接する位置までめっき液２中に
籠３を浸漬する。鉄は亜鉛よりも僅かに比重が大きいだ
けなので、籠３がめっき液２中に沈下していく途中でワ
ーク５の周囲に付着する気泡などによりワーク５が籠３
から溢れだすことがある。押板６０は籠３から溢れだそ
うとするワーク５を籠３内に押し留めるためのものであ
り、係止部４ａおよび係止板４ｂがめっき槽１の上端面
に当接した状態でめっき液２の表面よりも１０ｍｍほど
沈んだ位置まで下降する。

【００１９】支持部材４をめっき槽１の上端面に載置す
ると、把手１１が広がり、爪１１ａが係止部４ａの孔か
ら抜け出し、押板６０がめっき液２に浸漬しない位置ま
でアーム部１０が上方に移動する。所定値までアーム部
１０が上昇して停止すると、制御装置６２からの指示に
より、エアシリンダ４０内にエアが緩やかに供給され、
エアシリンダ４０内の空気圧が上昇する。図４に示すよ
うに、この空気圧によりピストン４１が緩やかに上昇し
て駆動板２１を押し上げる。駆動板２１が押し上げられ
ると駆動板２１の上端面にストッパ３６が当接し、さら
に駆動板２１が押し上げられるとシャフト３２とともに
押板６０が引き上げられる。

【００２０】図４に示すように、駆動板２１が５０ｍｍ
上昇すると、制御装置６２の指示によりエアシリンダ４
０内の空気が急速に抜かれエアシリンダ４０内の空気圧
は急激に下降する。この空気圧の下降に伴い駆動板２１
は急激に落下し、ストッパ３５を打撃する。シャフト３
２は、駆動板２１による打撃とともに、圧縮コイルスプ
リング３３の付勢力、自重および押板６０の重量により
下降し、ストッパ３４が大径部３１ａの上端面に衝突す
る。シャフト３２が圧縮コイスプリング３３の弾性力と
衝突による反力とにより上下動すると、ストッパ３４が
大径部３１ａに数回衝突する。このため、押板６０に付
着していためっき材は、シャフト３２の上下動に伴う衝
撃によりめっき槽１内に振り落とされる。図４に示すよ
うに、このようなエアシリンダ４０へのエア供給および
エア抜きを３回繰り返すことにより、押板６０に付着し
ていためっき材を良好に除去できる。カバー部材６１
は、このとき振り落とされるめっき材が把手１１等に付
着することを防止する。

【００２１】以上説明した本発明の実施例では、めっき
槽へのワーク搬入用のめッき用ロボットハンドについて
説明したが、本発明では、めっき槽へのワーク搬入およ
び搬出を兼ねためっき用ロボットハンドに押板と衝撃発
生機構とを設け、押板に付着しためっき液を叩き落とす
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の産業用ロボットハンドをめっきシステ
ムに適用した一実施例を示す構成図である。

【図２】本実施例のめっき用ロボットハンドのアームの
先端部を示す斜視図である。

【図３】本実施例のめっき用ロボットハンドの衝撃発生
機構の詳細を示す側面図である。

【図４】本実施例の駆動板のリフト量と時間との関係を
示す特性図である。

【図５】従来の産業用ロボットハンドをめっきシステム
に適用した例を示す構成図である。

【符号の説明】

１ めっき槽 ２ めっき液 ３ 籠（収容手段） ５ ワーク １０ アーム部 １１ 把手（支持手段） ２０ プレート（衝撃発生機構） ２１ 駆動板（衝撃発生機構） ３１ シャフトハウジング（衝撃発生機構） ３２ シャフト（衝撃発生機構） ３３ 圧縮コイルスプリング（衝撃発生機構） ４０ エアシリンダ（衝撃発生機構） ４１ ピストン（衝撃発生機構） ５０ ロッドハウジング（衝撃発生機構） ５１ ロッド（衝撃発生機構） ６０ 押板 ６１ カバー部材 ６２ 制御装置

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 めっき槽（１）に満たされためっき液
   （２）に浸漬することによりワーク（５）をめっき加工
   する産業用ロボットハンドであって、 ワーク（５）を
   収容した収容手段（３）を搬送するアーム部（１０）
   と、 前記アーム部（１０）の先端に設けられ、前記収容手段
   （３）を支持可能な支持手段（１１）と、 前記アーム部（１０）の先端に水平に延びるように設け
   られ、前記支持手段（１１）が前記収容手段（３）を支
   持した状態で前記ワーク（５）の上方に位置する押板
   （６０）と、めっき槽（１）上で前記押板（６０）に付着しためっき
   液を叩き落とすために 前記押板（６０）に衝突衝撃を加
   える衝突衝撃発生機構と、 前記衝突衝撃発生機構を制御する制御装置（６２）とを
   備えることを特徴とする産業用ロボットハンド。
2. 【請求項２】 前記押板に対向する前記支持手段の前面
   を覆うカバー部材（６１）を備えることを特徴とする請
   求項１記載の産業用ロボットハンド。
3. 【請求項３】 ワーク（５）を収容手段（３）内に収容
   してめっき槽（１）に満たされためっき液（２）に浸漬
   し、さらに押板（６０）によりワーク（５）がめっき液
   （２）から浮き上がらないように押さえながらワーク
   （５）をめっき加工する産業用ロボットハンドの制御方
   注において、 前記押板（６０）が前記めっき槽（１）から引き出され
   た後、前記めっき槽（１）上において前記押板（６０）
   に衝突衝撃を加えて前記押板（６０）に付着しためっき
   液を叩き落とすことを特徴とする産業用ロボットハンド
   の制御方法。