JP3192064B2 - 円筒体の吸着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は円筒形状ワークを吸
着する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワークを保持するための吸着装置
に関しては種々の先行技術がある。この中から本発明に
係わりが深いと考えられる先行技術を選択したものが次
の４つである。

【０００３】（１）特開昭６０−０２０８８４号で開示
された小物体把持用吸着装置は、図７に示すように吸着
装置１０１のシリコン製の本体１０２の下部に配置され
た把持コーン１０３の内側に、ラテックス製の薄形かつ
可撓性の広口状スカート１０４を設け、多種の形状や浮
き出し面１０５ａを有するチョコレートボンボン１０５
を吸着する装置である。

【０００４】（２）特開昭６０−１７２７１８号で開示
された吸着装置は、ドーナッツ状の接触板の内径側に、
外方向に突出した円錐状のひれ部材を設けて平面だけで
なく円筒面・球面のワークを吸着できるようにした装置
である（図示せず）。

【０００５】（３）特開平成５−３０９５８５号で開示
されたピックアップ機構は、開閉可能なハンド部を動作
させてチャッキング面にてワークを位置決めし、吸引
穴，溝を通してワークを吸着して上昇搬送するように構
成し、外部からの位置決めを不要とするとともに被吸着
面の小さいワークでも容易にピックアップできるように
した装置である（図示せず）。

【０００６】（４）特開平６−３０４８８９号で開示さ
れた吸着ユニット及びこれを用いたキャップ箱詰め装置
は、多数の吸着ヘッドが配列されたヘッド取付盤に、各
吸着ヘッドへ圧縮空気を供給する流路を開設し、各吸着
ヘッドの筒体の内部に、筒体先端部へ向けてばね付勢さ
れたピストンを摺動可能に嵌めるとともに、筒体の先端
部に吸着パットを取り付けて構成し、圧縮空気の圧力を
制御することにより吸着パットによるワークの保持，開
放を行い、ワークの直径に関係なく確実な吸着保持がで
きるようにした装置である（図示せず）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた
（１）及び（２）は、ワークの外径寸法が変化した場
合、一定位置でワークを吸着することができないという
問題を有している。また、（３）はワーク径の変化に対
応して吸着部材を取り替える必要があり、吸着前の位置
決め精度が要求されるとともに軟質の円筒体には不向き
であるという問題を有している。また、（４）は吸着前
の位置決め精度が要求されるという問題を有している。

【０００８】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、軟質材を含む円筒形状ワークを径の変化に関係なく
一定位置で吸着することのできる装置を提供しようとす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の円筒体の吸着装置は、定位置に位置決め可能
な移動台上に立設され円筒形状のワークが挿脱可能に遊
挿される一個又は複数個の芯金と、開口部が円錐形状に
形成され中心に第１エア吸引路を有する弾性体からなる
一個又は複数個のワーク吸着パットと、前記第１エア吸
引路と連通する第２エア吸引路が穿設された吸着ブロッ
クの芯金ピンに嵌着された前記吸着パッドの外で側面が
ワーク外径より大きいアール面に形成された吸着ガイド
を有し前記定位置に位置決めされワークを遊挿した前記
芯金に対し前記吸着パットの開口部並びに吸着ガイドの
アール面が前記芯金の軸心とほぼ直角に対向するように
された吸着ヘッドと、該吸着ヘッドの少なくとも芯金軸
心と直角方向移動で前記吸着パットの開口部並びに吸着
ガイドのアール面を少なくとも前記芯金の外周近くの一
定位置に位置決めする移動位置決め部材と、該移動位置
決め部材を駆動する手段と、前記第２エア吸引路に負圧
のエアを入・切自在に供給する負圧供給手段とを含んで
なり、吸着ヘッドが芯金側に移動するとき吸着ガイドの
アール面と吸着パッドの開口端並びに芯金とによりワー
クの姿勢を矯正してワーク径が変わっても一定位置でワ
ークを吸着できるようにしたものである。

【００１０】上述のように構成された吸着装置によれ
ば、定位置に位置決めされている芯金に大きな隙間を有
して遊挿されているワークに対し、芯金に向かって吸着
パットの開口部を前進させ、芯金の外周近くの一定位置
に位置決めして、吸着パッドの開口部でワークの外面を
押圧し、かつ、ワークの内面を芯金に押圧するととも
に、吸着パッドの空間内に負圧のエアを供給してワーク
を吸着する。

【００１１】その後、吸着パッドの空間内の負圧を維持
して、吸着ヘッドの移動位置決め部材でワークを芯金か
ら抜き取り指定の位置まで搬送する。従って、ワーク径
が変わった場合でも円筒形状ワークの肉厚が大きく変わ
らない限り、吸着パットの開口部を一定位置に位置決め
してワークの吸着が可能となる。また、ワークの内径に
対して相当小さい直径の芯金を使用しているので、ワー
ク径が変わっても芯金の径を変える必要がない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
もとづいて説明する。図１は円筒体の吸着装置の横断面
図で、図２は図１のＡ矢視側面図である。図１，図２に
おいて、フレーム１上に移動台２の直線移動装置４が図
１で紙面を貫く前後方向（Ｙ軸方向）に設けられてい
て、移動台２は図に示すワーク引渡し位置ａと図示しな
いワーク受取り位置とに移動位置決め可能とされてい
る。

【００１３】移動台２上に複数本の芯金３が移動方向等
ピッチに立設されている（図３）。芯金３は円筒形状ワ
ークＷの内径との間に大きな隙間を有して、ワークＷが
遊挿可能な外径に形成されている。ワークＷは本実施例
においては熱可塑性樹脂の軟質チューブであり、外径寸
法の異なる複数種類がある。芯金３はこのうち一番小径
のワークが遊挿可能な外径寸法に形成されており、ワー
ク径が変わっても取り替える必要はない。なお、ワーク
Ｗは非鉄金属又は金属の薄肉チューブでも支障はない。

【００１４】フレーム１には図１に示すワーク引渡し位
置ａの左側に図示しないロータリテーブルが水平面内に
おいて旋回割出し可能に設けられており、このロータリ
テーブル上等間隔にワークＷが挿脱自在に挿入可能な円
柱形状の成形軸１０が芯金３と同数本同ピッチに立設さ
れている。ロータリテーブルはこの成形軸１０を図示し
ない加工位置と、芯金３の真横（芯金軸心を通るＸ軸線
上）の図１で示すワーク挿脱位置ｂとに割出すようにな
っている。なお、前記成形軸１０の位置決めは、Ｘ軸又
はＹ軸方向の直線移動装置により実施するようにしても
よい。

【００１５】更に、フレーム１の上方には図示しない脚
を介して横桁５が図１で左右方向（Ｘ軸方向）に設けら
れており、横桁５上にＸ軸方向に移動位置決め可能な第
１テーブル６を有するＸ軸移動装置７が取着されてい
る。

【００１６】第１テーブル６はＮＣ制御のサーボモータ
８により図示しないボールねじを介して駆動される。第
１テーブル６上にＬ形形状のブラケット９を介して鉛直
方向（Ｚ軸方向）に移動位置決め可能な第２テーブル１
１を有するＺ軸移動装置１２が取着されており、第２テ
ーブル１１はＮＣ制御のサーボモータ１３により図示し
ないボールねじを介して駆動される。

【００１７】第２テーブル１１側面にＴ字形状のブラケ
ット１４を介して吸着ヘッド取付台１６が固着され、吸
着ヘッド取付台１６の下面に吸着ヘッド１５が芯金３と
同数個同ピッチにＸ軸方向左側を向いて取着されてい
る。吸着ヘッド１５は図４，図５に示すように吸着ヘッ
ド取付台１６の下板１６ａに取着される基部１７と、芯
金ピン１９を有する吸着ブロック１８と、側面がワーク
外径より僅かに大きいアール面２１ａに形成された吸着
ガイド２１とで構成されている。芯金ピン１９はＸ軸方
向左側を向く先端に鍔部１９ａを有し、この鍔部１９ａ
に対応する内径溝２２ａを中心穴に有する吸着パット２
２が、自身の弾性を利用して気密的に嵌着されている。

【００１８】吸着パット２２はゴム又は熱可塑性樹脂な
どの弾性体により形成され、中央にエア吸引路となる中
心穴２２ｂが開口する円錐形の開口部２２ｃは、外周に
向かって次第に薄肉に形成されていて、軟質のワークＷ
の円筒面にも容易に密着可能な柔らかさとなっている。
更に、基部１７の下面に板状のワーク挿入補助板２３が
取着されており、このワーク挿入補助板２３はワークＷ
を挿入する際、ワークＷの上端面と当接して成形軸１０
の段差端面１０ａにワークＷの下端面が当接するまでワ
ークＷを押し下げるものである。

【００１９】吸着ヘッド取付台１６の下板１６ａには図
６に示すようにエア吸引路１６ｂが水平に穿設されてお
り、エア吸引路１６ｂは継手２４，負圧供給パイプ２５
を介して外部の図示しない真空ポンプ装置の吸入ポート
に連通されている。更に図４に示すようにエア吸引路１
６ｂより分岐する複数本のエア吸引路１６ｃは、各吸着
ヘッド１５の基部１７に穿設されているエア吸引路１５
ａ，吸着ブロック１８に穿設されているエア吸引路１５
ｂ，芯金ピン１９に穿設されているエア吸引路１５ｃと
順次連通していて、エア吸引路１５ｃの先端は吸着パッ
ト２２の中心穴２２ｂに開口している。

【００２０】続いて本実施の形態の作用を説明する。
今、成形軸１０がワーク挿脱位置ｂに割出され、加工の
終わったワークが抜き取られて空になった状態で待機
し、吸着ヘッド１５はＸ軸方向右側移動端とＺ軸方向上
側移動端とに位置決めされて、ワーク引渡し位置ａの右
上方位置で待機している。一方、図示しないワーク受取
り位置で前工程のワーク送り出し装置により芯金３に遊
挿されて図３（ａ）に示すように移動台２上に芯金３の
軸芯に対して不規則に載置されたワークＷが、移動台２
のＹ軸移動でワーク引渡し位置ａに位置決めされると、
Ｚ軸移動装置１２のサーボモータ１３が回転して、吸着
ヘッド１５がＺ軸方向下側に移動して吸着パット２２が
芯金３に遊挿されたワークＷの上部位の位置まで下降す
る。

【００２１】次いで、Ｘ軸移動装置７のサーボモータ８
が回転して吸着ヘッド１５がＸ軸方向芯金３側に移動
し、図３（ｂ）に示すように吸着ガイド２１のアール面
２１ａと吸着パッド２２の開口部２２ｃの開口端とによ
りワークＷの姿勢を矯正しつつ芯金３に接近し、芯金３
外周近くの一定位置に位置決めされると、ワークＷの内
面が芯金３に当接し、ワークＷの外面に吸着パット２２
の開口部２２ｃが圧接される。

【００２２】次いで、図示しない真空ポンプ装置の電磁
切換弁が作動して負圧のエアがエア吸引路１６ｂに供給
され、このエア吸引路１６ｂに連通する吸着パット２２
の開口部２２ｃ内に負圧による吸引力が作用してワーク
Ｗを吸着する。

【００２３】次いで、再びＸ軸移動装置７のサーボモー
タ８が上述と反対方向に回転し、吸着ヘッド１５がＸ軸
方向反芯金側に僅かに移動してワークＷの内面が芯金か
ら離れたのち、Ｚ軸移動装置１２のサーボモータ１３が
上述と反対方向に回転して、吸着パット２２によりワー
クＷを保持する吸着ヘッド１５がＺ軸方向上側へ移動し
て、ワークＷを芯金３より抜き取る。

【００２４】次いで、再びＸ軸移動装置７のサーボモー
タ８が回転し、ワークを保持する吸着ヘッド１５がＸ軸
方向成形軸１０側に移動し、保持するワークＷがワーク
挿脱位置ｂにて待機中の成形軸１０と同心となる。次い
でＺ軸移動位置１２のサーボモータ１３が回転し、吸着
ヘッド１５がＺ軸方向下側に移動してワークＷが成形軸
１０に挿入される。この挿入時に次第に挿入深さが大き
くなると摺動抵抗が増大し、吸着パット２２とワークＷ
との吸着面間に滑りが生じ、ワーク挿入補助板２３の下
面がワークＷの上端面に当接する。以降ワークＷはこの
ワーク挿入補助板２３により真上から押圧されて成形軸
１０に挿入され、ワークＷの下端面が成形軸１０の段差
部端面１０ａに当接して、Ｚ軸位置決めが終了する。

【００２５】次いで、真空ポンプ装置の電磁切換弁が作
動して、エア吸引路が大気中に開口されて大気圧とな
り、吸着パット２２がワークＷを開放する。その後、サ
ーボモータ８及び１３の回転で吸着ヘッド１５がワーク
Ｗから離れて干渉のない位置に退避し、図示しないロー
タリテーブルが旋回して成形軸１０に挿入されたワーク
Ｗが加工位置に割出される。

【００２６】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。定位置に位置決めされ
た芯金に大きな隙間を有して遊挿されたワークを、芯金
に対して芯金軸心と直角方向から吸着ヘッドを接近さ
せ、芯金の円筒面と吸着パットでワークを挟んだのち負
圧のエアを供給してワークを吸着保持するようにしたの
で、ワークの外径が変わっても、芯金や吸着パットなど
の部品交換を行う必要がなく、ワークを確実に吸着する
ことができる。

【００２７】また、複数個の芯金に、軸芯方向不規則に
遊挿されたワークを複数個の吸着パッドで同時に吸着し
た後移送し、定位置に容易に載置できるので、能率の向
上が図れる。

【００２８】また、ワークがゴムや熱可塑性樹脂など軟
質の円筒体であっても、ワークを容易に吸着することが
できる。更に、吸着時における吸着パットの位置決めが
ワーク外径に関係なく一定となり構造が簡素で操作が簡
単な低コストの装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の円筒体の吸着装置の横断面図である。

【図２】同じく円筒体の吸着装置の吸着ヘッド及びその
移動装置の側面図（図１のＡ矢視図）である。

【図３】Ｙ軸移動装置の移動台と芯金部分を示す上面図
（図１のＢ矢視図）で、（ａ）はワークが芯金に遊挿さ
れて移動台上に不規則に載置された状態を示し、（ｂ）
は吸着ヘッドによりワークが芯金に押圧した状態を示す
図である。

【図４】吸着ヘッド部の拡大図（図１の仮想線にて囲む
Ｃ部の拡大図）である。

【図５】吸着ヘッド部の下面の断面図（図２のＤ−Ｄ矢
視断面図）である。

【図６】負圧供給部の断面図（図４のＥ−Ｅ矢視断面
図）である。

【図７】従来の技術の溝付き小物体の把持工程中におけ
る吸着装置の拡大斜視図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ 移動台 ３ 芯金 ４ 直線移動装置 ６，１１ テーブル ７ Ｘ軸移動装置 １０ 円柱形状の金型 １２ Ｚ軸移動装置 １５ 吸着ヘッド １６ｂ，１６ｃ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ エア吸引路 ２２ 吸着パット ２２ｂ 中心穴 ２２ｃ 開口部 ２３ ワーク挿入補助板 ２５ 負圧供給パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 15/06 B21D 51/00 B65G 57/00 B65G 59/00 B23P 19/00 B23Q 7/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定位置に位置決め可能な移動台上に立設
   され円筒形状のワークが挿脱可能に遊挿される一個又は
   複数個の芯金と、開口部が円錐形状に形成され中心に第
   １エア吸引路を有する弾性体からなる一個又は複数個の
   ワーク吸着パットと、前記第１エア吸引路と連通する第
   ２エア吸引路が穿設された吸着ブロックの芯金ピンに嵌
   着された前記吸着パッドの外で側面がワーク外径より大
   きいアール面に形成された吸着ガイドを有し前記定位置
   に位置決めされワークを遊挿した前記芯金に対し前記吸
   着パットの開口部並びに吸着ガイドのアール面が前記芯
   金の軸心とほぼ直角に対向するようにされた吸着ヘッド
   と、該吸着ヘッドの少なくとも芯金軸心と直角方向移動
   で前記吸着パットの開口部並びに吸着ガイドのアール面
   を少なくとも前記芯金の外周近くの一定位置に位置決め
   する移動位置決め部材と、該移動位置決め部材を駆動す
   る手段と、前記第２エア吸引路に負圧のエアを入・切自
   在に供給する負圧供給手段とを含んでなり、吸着ヘッド
   が芯金側に移動するとき吸着ガイドのアール面と吸着パ
   ッドの開口端並びに芯金とによりワークの姿勢を矯正し
   てワーク径が変わっても一定位置でワークを吸着できる
   ようにしたことを特徴とする円筒体の吸着装置。