JP3704163B2

JP3704163B2 - 真空供給用ユニット

Info

Publication number: JP3704163B2
Application number: JP22921891A
Authority: JP
Inventors: 茂和永井
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1991-09-09
Filing date: 1991-09-09
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2020-10-05
Also published as: JPH0569998A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、真空供給用ユニットに関し、一層詳細には、圧力センサを設けて作業機器が確実にワークを吸着したか否かを確認することを可能とする真空供給用ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、各種自動化の要請により、物品の搬送、移動、取り出し等の作業を行う手段として真空吸着方法が利用されている。この場合、エゼクタあるいは真空ポンプで吸着用パッドの内部を負圧にして所望の作業を達成する。すなわち、吸着用パッドが物品を吸着すると負圧状態が増すので、これを圧力スイッチで検出して、次なる搬送等の信号として活用する。しかしながら、上記の方法では、真空供給源、流体経路の特性の変化で負圧の検出値が異なり、したがって、吸着用パッドの吸着の正確な確認が困難で、物品が吸着されてない場合でも吸着用パッド等が作動してしまう欠点があった。
【０００３】
上記のような欠点を除去すべく様々な工夫が行われているが、ここでは代表的なものを図８および図９を参照して説明する。
【０００４】
エゼクタあるいは真空ポンプである真空供給源２から吸着用パッド４に連通する通路６上に圧力スイッチ８および流量計９を設け、前記吸着用パッド４の吸着確認を行い、この確認信号をシーケンサ等の制御機器に伝達する。吸着確認は、図９に示すように、圧力スイッチ８および流量計９の吸入流量−真空圧力特性図において、以下のように行われる。ここで、ＡおよびＢは、吸着時および非吸着時の吸入流量−真空圧力特性曲線であり、例えば、真空供給源のパワーが小さい場合には、圧力値Ｐ１（吸着時）と圧力値Ｐ２（非吸着時）の間に吸着確認用の設定値を設ければよく、また真空供給源のパワーが大きい場合には、圧力値Ｐ３（吸着時）と圧力値Ｐ４（非吸着時）の間に吸着確認用の設定値を設ければ、吸着用パッド４が確実にワークを吸着したか否かの検出を行うことが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、真空供給源のパワーが大きくなると、真空供給源の吸入流量−真空圧力特性曲線が徐々に水平に近づく（一点鎖線参照）。したがって、真空供給源のパワーが大きいと、図９に示すように、吸着時と非吸着時の圧力値Ｐ３、Ｐ４の差が減少するに至り、このため、吸着確認のための圧力値が設定困難となる。
【０００６】
本発明は、この種の問題を解決するために、真空供給源のパワーが大きい場合でも、圧力スイッチにおいて測定される吸着時と非吸着時の圧力値の差が十分であり、吸着確認のための圧力設定値が容易に設定可能であり、作業機器がワークを吸着したか否かを確実に検知可能な真空供給用ユニット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】
前記の目的を達成するために、本願発明は、真空供給用ユニットであって、
内部に真空供給源とワークを吸着する作業機器とを連通する通路と、
前記通路に臨み前記作業機器の吸着状態を確認するために設けられる圧力センサと、
前記真空供給源と前記圧力センサとの間の前記通路に配設される絞りと、
前記真空供給源と前記絞りとの間の前記通路に配設され、第１室に供給される負圧と第２室に供給される負圧との圧力差によってピストンが変位することにより、前記作業機器に供給される負圧値を所定値以下に制御する圧力制御機構と、
を備え、
前記圧力制御機構により前記負圧値が所定値以下に制御される際、前記絞りは、該絞りがない場合と比較して、前記作業機器の吸着状態と非吸着状態における負圧の圧力差を増大させる機能を営むことを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明に係る真空供給用ユニットでは、真空供給源と圧力センサとの間の通路上に絞りを設けることにより、前記絞りがない場合と比較して、真空供給源のパワーが大きい場合においても吸着時と非吸着時との圧力差を増大させ、吸着確認の圧力設定値の設定が容易になる。したがって、作業機器によるワークの吸着の有無を確実に検出することが可能となる。
また、前記真空供給源と絞りとの間に圧力制御機構を設けることにより、真空供給源より供給される真空圧が変動した場合においても圧力特性が変化せず、吸着確認のために圧力センサに対して行われる圧力設定を簡便に且つ確実に行うことが可能となる。
【０００９】
【実施例】
本発明に係る真空供給用ユニットについて、好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１０】
図１に第１の実施例を示す。この実施例において、第９図に示す従来技術の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００１１】
真空供給源２と吸着用パッド４等の作業機器とを連通する通路６に対し、特に、この実施例では圧力スイッチ８と流量計９の間に可変絞り１０を設けている。このように可変絞り１０を設けることにより、真空供給源２のパワーが大きい時でも、図２に示す絞りがない従来例の圧力値Ｐ３、Ｐ４と比較すれば容易に理解できるように、吸着時の圧力値Ｐ５と非吸着時の圧力値Ｐ６の差が大きくなり、吸着確認の圧力設定が容易に達成される。
【００１２】
したがって、従来例では、吸着確認の圧力設定値の設定が困難であった真空供給源のパワーが大きい場合でも、本実施例においては、吸着時と非吸着時の圧力値の差が大きくなり、容易に吸着確認の圧力設定ができる。
【００１３】
第２の実施例を図３および図４に示す。この実施例では、第１実施例と略同様であるが、真空供給源２と可変絞り１０の間の通路６上に圧力制御弁（圧力制御機構）１２を備える。圧力制御弁１２は、本体１４を有し、さらに、本体１４内にピストン室（第１室）１６、室（第２室）１８をタンデムに画成している。ピストン室１６にはピストン２０が摺動自在に設けられ、前記ピストン２０のピストンロッド２２はその先端部が室１８に臨む。ピストンロッド２２には弁部材２４が嵌合している。前記ピストン２０の大受圧面側には捻子２６の螺回動作によって弾発力を増減するコイルスプリング２８が当接する。ピストン室１６、室１８は、図４に示すように、通路６ａによって可変絞り１０を介して吸着用パッド４等の作業機器に連通している。ピストンロッド２２側のピストン室１６は通路３０によって大気に開放されている。一方、室１８は、真空供給源２に通路６ｂで連通している。
【００１４】
このように構成される圧力制御弁１２は、図３および図４から了解されるように、真空供給源２から真空圧が供給されない場合は、コイルスプリング２８の弾発力によりピストン２０が下方に移動し、室１８と真空発生源２が連通する。
【００１５】
そこで、真空供給源２を付勢すると、通路６ｂから通路６ａを経て、吸着用パッド４等の作業機器に真空圧が供給される。前記真空圧はピストン室１６、室１８に供給される。前記真空圧による圧力差（ピストン室１６の断面積＞室１８の断面積）により、該ピストン２０は、上方に変位して作業機器に供給される真空圧を制御する。
【００１６】
したがって、真空供給源２から供給される真空圧力は、図５において、一定値Ｐ８以下となり、供給される真空圧の変動によっても、可変絞り１０を含む圧力特性が変化せず、しかも可変絞り１０によって吸着時と非吸着時の圧力値Ｐ９、Ｐ１０が十分な差を有している。したがって、吸着確認のための圧力設定を、容易に且つ確実に行うことが可能である。また、本実施例では、供給される真空圧によりピストン２０を変位させて制御しているが、図６に示すように、真空供給源がエゼクタ２ａである場合、供給される真空圧によりエゼクタに供給される圧力流体の圧力を制御するように圧力制御弁１２ａを構成してもよい。さらに、絞り１０と吸着用パッド４の間に、真空破壊弁を介して圧縮空気が供給されるように構成してもよい。さらにまた、通路６と吸着用パッド４の間に真空の供給、遮断を行う開閉弁を設けてもよい。
【００１７】
次に、真空圧の供給、遮断を行う制御弁と圧力制御弁を一体的に構成したものを第３実施例として図７を参照して説明する。なお、前記従来例および第２実施例と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００１８】
室１８の下方に室３２を画成し、該室３２にピストン３４を摺動自在に配置する。該ピストン３４のピストンロッド３６は室１８に臨み、ピストン２０のピストンロッド２２の先端部と当接する。室３２にはコイルスプリング３８が設けられ、前記ピストン３４を、図において上方へと押圧付勢する。室３２はピストンロッド３６側を圧力流体の供給、排出するためのパイロット弁４６に通路４８で連通し、一方、室３２のピストン３４の大受圧面側は通路５０によって大気に開放されている。なお、図中、参照符号５２は通路６ａに臨む可変絞りであり、好適には絞り度合を確認するための目盛りを付しておく。また、吸着用パッド４と可変絞り５２間にはフィルタ５４を設け、圧力スイッチ近傍には疎水性エレメントからなるフィルタ５６を設けている。
【００１９】
このように構成される真空供給用ユニットは、次のように作動する。パイロット弁４６は、開成されることにより圧力流体が通路４８を経て、室３２のピストンロッド３６側に供給される。前記圧力流体によってピストン３４が下方に変位することにより、圧力制御弁１２を構成するピストン２０がコイルスプリングの弾性力によって下方に変位し、第２実施例と同様に作動する。
【００２０】
本実施例は、第２実施例と同様の効果が得られるとともに、全体として小型に構成することができる。
【００２１】
圧力制御弁を真空圧力を半導体圧力センサでフィードバックし、コイル等のフォースモータや、積層／バイモルフ、ピエゾ素子等の圧力素子によるノズルフラッパ機構を用いたパイロット式圧力弁で構成してもよい。また、エジェクタへの供給圧力、真空発生側の圧力をモニタして、フィードフォワード制御を行ったり前記フィードバックと複合して制御してよい。圧力制御弁１２の操作、スプリングの操作に、ステッピングモータとハーモニックドライブ等の遊星歯車機構を一体に制御してもよい。
【００２２】
また、実際に圧力制御しなくても、絞り前の圧力をモニタして、真空スイッチを設定、あるいは設定値を自動変化制御させて実質的に同様の効果を生むことも可能である。図７に示す真空供給用ユニットに液晶等のカラーグラフィック表示部を設け、制御状態をモニタし、また、ワンチップマイコン等の演算装置、タイマ等を設け、アクチュエータも含めた真空搬送装置の制御機構を構成することもできる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係る真空供給用ユニットによれば、以下の効果が得られる。
【００２４】
すなわち、吸着用パッド等の作業機器の吸着確認を圧力センサを用いて行う場合に、真空供給源と前記圧力センサとの間の通路上に絞りを設けることにより、圧力センサで検出する吸着時と非吸着時の真空圧の差圧を大きくし、吸着確認の圧力値の設定を容易にするとともに、吸着、非吸着の誤確認を阻止できる。さらに、真空供給源側に圧力制御機構を設けることにより、単一の真空供給源に対して、複数の作業機器を接続する際の真空圧の変動による作業機器のワークに対する吸着、非吸着の誤確認を阻止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空供給用ユニットの第１実施例の流体回路説明図である。
【図２】本発明に係る真空供給用ユニットの第１実施例の吸着、非吸着時の圧力値の説明図である。
【図３】本発明に係る真空供給用ユニットの第２実施例の流体回路説明図である。
【図４】本発明に係る真空供給用ユニットの第２実施例の圧力制御弁の縦断面図である。
【図５】本発明に係る真空供給用ユニットの第２実施例の吸着、非吸着時の圧力値の説明図である。
【図６】本発明に係る真空供給用ユニットの第２実施例の別の流体回路説明図である。
【図７】本発明に係る真空供給用ユニットの第３実施例の一部縦断面図である。
【図８】従来例に係る真空供給用ユニットの流体回路説明図である。
【図９】従来例に係る真空供給用ユニットの吸着、非吸着時の圧力値の説明図である。
【符号の説明】
２…真空供給源
４…吸着用パッド
６…通路
８…圧力スイッチ
１０…可変絞り
１２…圧力制御弁
１４…本体
１６…ピストン室
１８、３２…室
２０、３４…ピストン

Claims

真空供給用ユニットであって、
内部に真空供給源とワークを吸着する作業機器とを連通する通路と、
前記通路に臨み前記作業機器の吸着状態を確認するために設けられる圧力センサと、
前記真空供給源と前記圧力センサとの間の前記通路に配設される絞りと、
前記真空供給源と前記絞りとの間の前記通路に配設され、第１室に供給される負圧と第２室に供給される負圧との圧力差によってピストンが変位することにより、前記作業機器に供給される負圧値を所定値以下に制御する圧力制御機構と、
を備え、
前記圧力制御機構により前記負圧値が所定値以下に制御される際、前記絞りは、該絞りがない場合と比較して、前記作業機器の吸着状態と非吸着状態における負圧の圧力差を増大させる機能を営むことを特徴とする真空供給用ユニット。
請求項１記載の真空供給用ユニットにおいて、
負圧の供給並びに遮断を行う切換弁と、前記圧力制御機構とを一体として構成することを特徴とする真空供給用ユニット。
請求項１または２記載の真空供給用ユニットにおいて、
前記真空供給源はエゼクタであり、前記圧力制御機構は、前記エゼクタへの圧力流体の供給圧力を制御する機構であることを特徴とする真空供給用ユニット。