JP4807654B2 - Article conveying manipulator and article conveying method - Google Patents
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Description
本発明は、物品を搬送する搬送マニピュレータにおいて、特に物品を落下させない機構とそれを備えたハンドに関する。 The present invention relates to a mechanism that prevents an article from dropping, and a hand equipped with the mechanism, in a transport manipulator that transports an article.
通常、略四角形状の物品を積み付けるときには、先に積みつけた物品と出来る限り密集して積み付ける。そこで、物品を水平方向から把持する平行ハンドを使った従来の物品落下防止装置付搬送用ハンド装置は、例えば図16に示したものが用いられている。図16と類似したハンド装置を備えたものとして、例えば特許文献1がある。
図16は、この類の搬送マニピュレータにおける従来のハンド構成を示したものである。30のハンド装置は物品Aを水平方向(図の左右方向)から把持する一対の平行な平板34、35と物品Aを把持した状態で物品の落下を防止する可動受爪37を具備する。図16のように、物品を密集して積み付ける際は、すでに載置されている物品などの障害物側に、できるだけ近づけるために平板34の板の厚みは薄く、またハンド30の枠ベース31に対して可動させずに固定している。平板35は物品を把持する方向に平行移動し、物品の搬送時には閉じ、積み付け時には開く。可動平板35に設けた可動受爪37は受爪用シリンダ40の動作により軸42を中心として回転し、物品の搬送時には可動受爪37が物品の下方に位置してその下面を掛止することで物品の落下を防止し、物品の積み付け時においては可動受爪37が平板35の非物品把持側に移動することで物品から離れ、所定の場所に積み付けることを容易にする。このように従来の物品落下防止装置付搬送用ハンド装置は、可動平板側に物品落下防止装置を備えることによって、物品を搬送する際に、物品を落下させることなく、かつ物品を密集して積み付けることを可能とするのである。
FIG. 16 shows a conventional hand configuration in this type of transfer manipulator. The
以上のように、従来の物品落下防止装置付搬送用ハンドを備えたマニピュレータは、物品を密集して積み付けることが必要な場合においては、物品の落下防止のための可動受爪37や受爪用シリンダ40などは、可動する可動平板35側にのみ備え付けられている。固定平板34側に従来の落下防止装置を備え付けると、可動受爪37のほか受爪用シリンダ40及び軸42を取り付けるためのスペースが必要となり、物品を密集して積み付けることが出来ないからである。このため図17に示すように、物品Aを2個同時に搬送する場合は固定平板34側の物品には落下防止用受爪がなく、物品を安定して搬送することが出来ないという問題があった。また図18に示すように物品Aの高さ方向寸法が薄い場合には平板との接触面積が少ないため、安定して物品を搬送することが出来ないというような問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、上記の不都合を解消し、物品を多数同時に搬送する際、若しくは薄い物品の搬送においても、物品を落下させることなく安定して搬送することができるようにするとともに、物品を密集して積み付けることができる物品落下防止装置付搬送用ハンドを備えたマニピュレータを提供することを目的とする。
As described above, the manipulator provided with the conventional transport hand with the article fall prevention device, when it is necessary to densely stack the articles, the
The present invention has been made in view of such problems, and solves the above-described disadvantages, and stably transports a large number of articles without dropping them even when transporting many articles at the same time or when transporting thin articles. It is an object of the present invention to provide a manipulator including a transport hand with an article fall prevention device that allows the articles to be packed together and packed together.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1記載の発明は、少なくとも一対の把持部材を有するハンド装置を備え、前記一対の把持部材よって物品を挟持して移送する物品搬送用マニピュレータにおいて、
前記ハンド装置が、前記マニピュレータの手首部材に連結されたベース部材と、前記ベース部材に取り付けられ、互いの間で前記物品を狭持する前記一対の把持部材と、を備え、前記一対の把持部材の少なくとも一方が、前記ベース部材に取り付けられた固定平板と、
長手部分が前記固定平板の板厚内に収められ、短手部分が前記固定平板の下端から突出するよう配置されたL字形状の可動受爪と、前記固定平板が取り付けられた側とは反対側の前記ベース部材に取り付けられ、前記可動受爪の長手軸回りに長手部分を回転させるアクチュエータ部と、を備え、前記アクチュエータ部は、前記可動受爪の短手部分を、前記固定平板の上下方向から見て、前記固定平板の前記物品を狭持する側の面から突出する位置と、前記固定平板の板厚内に収まる位置と、の間で回転動作させ、前記一対の把持部材の他方が、前記固定平板に対向して前記固定平板に垂直な方向に動作可能に取り付けられた可動平板と、前記可動平板の上端に前記可動平板を回転支持する支点と、前記可動平板の下端に前記固定平板に向かって突出するように配置されたL字形状の可動受爪と、を備え、前記固定平板に対して、前記物品のサイズにあわせて前記可動平板が可動して挟持するとともに、前記可動受爪が動作することにより前記物品の下端を保持するものである。
また、請求項2記載の発明は、前記可動受爪が、前記固定平板に対して複数個備えられたものである。
また、請求項3記載の発明は、請求項1記載の物品搬送用マニピュレータによる物品搬送方法であって、前記可動受爪の前記短手部分が前記物品の下面より低い高さとなるよう前記ハンド装置を移動させ、前記一対の把持部材によって前記物品を狭持して上昇させるとともに、前記アクチュエータ部によって前記可動受爪の短手部分を前記物品の下面に突出させ、前記物品を目的の積み付け位置の上方まで搬送するとともに、前記固定平板が、既に積み付けられている物品側となるようにし、前記固定平板が前記既に積み付けられている物品との間で上昇下降できる程度の隙間を確保しながら、前記ハンド装置を下降させ、
前記アクチュエータ部によって前記可動受爪を前記固定平板の板厚内に収まる位置に回転させ、前記目的の積み付け位置に前記物品を積み付け、前記ハンド装置を上昇させるものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is an article transporting manipulator that includes a hand device having at least a pair of gripping members, and sandwiches and transports articles by the pair of gripping members.
The hand device includes a base member coupled to a wrist member of the manipulator, and the pair of gripping members attached to the base member and sandwiching the article between each other, the pair of gripping members At least one of the fixed plate attached to the base member,
An L-shaped movable receiving claw in which the long portion is accommodated within the thickness of the fixed plate and the short portion protrudes from the lower end of the fixed plate is opposite to the side on which the fixed plate is attached. An actuator portion attached to the base member on the side and rotating a longitudinal portion about a longitudinal axis of the movable catch claw, wherein the actuator portion has a short portion of the movable catch claw arranged above and below the fixed plate. The other of the pair of gripping members is rotated between a position protruding from the surface of the fixed flat plate on the side sandwiching the article and a position within the thickness of the fixed flat plate as viewed from the direction. Is a movable flat plate that is operably mounted in a direction perpendicular to the fixed flat plate, facing the fixed flat plate, a fulcrum that rotatably supports the movable flat plate at the upper end of the movable flat plate, and the lower end of the movable flat plate at the lower end. Toward the fixed plate An L-shaped movable pawl arranged so as to protrude, and the movable flat plate moves and clamps in accordance with the size of the article with respect to the fixed flat plate, and the movable pawl operates. By doing so, the lower end of the article is held .
According to a second aspect of the present invention, a plurality of the movable catch claws are provided with respect to the fixed flat plate.
The invention according to claim 3 is the article transporting method by the article transporting manipulator according to claim 1, wherein the hand device is configured such that the short part of the movable receiving claw is lower than the lower surface of the article. The article is held and lifted by the pair of gripping members, and the short portion of the movable receiving claw is protruded from the lower surface of the article by the actuator unit, so that the article is placed in a target stacking position. And the fixed plate is located on the side of the already stacked article, and a clearance is provided to allow the fixed plate to rise and fall with the already stacked article. While lowering the hand device,
The movable catch is rotated by the actuator unit to a position that fits within the plate thickness of the fixed flat plate, the article is stacked at the target stacking position, and the hand device is raised.
以上、本発明によると、物品を多数同時に搬送する際、若しくは薄い物品の搬送においても、物品を落下させることなく安定して搬送することができ、かつ、物品を密集して積み付けることができる。 As described above, according to the present invention, when a large number of articles are conveyed at the same time, or even when conveying a thin article, the article can be stably conveyed without dropping, and the articles can be densely stacked. .
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明のハンドを備えるマニピュレータについて説明する。図1は、本発明の物品の落下防止装置付の搬送用ハンド装置を備えたマニピュレータの正面図である。図1(a)はマニピュレータ全体図を、(b)はそのハンド部の下面図の詳細を示している。図において、本発明の物品の落下防止装置付搬送用ハンド装置30はマニピュレータ本体21に取り付けられている。マニピュレータ本体21は従来から周知のものであって、架台22に支持されたベース23上に旋回台24を取り付け、その旋回台24に下腕25の下端部を連結し、その下腕25の上端部に上腕26の後端部を連結し、上記上腕26の先端部に手首部材27を設けた構成とされている。なお、図2は、図1におけるマニピュレータ20の上面図である。
ここで、旋回台24はS軸を中心とする自由度をもち、図示省略したモータによって旋回動作される。また、下腕25はL軸を中心とする自由度をもち、図示省略したモータによって揺動される。さらに、上腕26は、U軸を中心とする自由度をもち、図示省略したモータによってU軸を中心に上下方向に揺動される。また、手首部材27は、B軸及びT軸を中心とする自由度をもち、上腕26の内部に組込まれた2台のモータのそれぞれによって、B軸を中心に揺動され、かつT軸を中心に回転動作される。
上記で構成されるマニピュレータ20は、予め登録されたデータに従って動作され、手首部材27の位置、角度、姿勢が制御される。
First, a manipulator including the hand of the present invention will be described. FIG. 1 is a front view of a manipulator provided with a transfer hand device with an article fall prevention device of the present invention. FIG. 1A shows an overall view of the manipulator, and FIG. 1B shows details of a bottom view of the hand portion. In the figure, a
Here, the
The
次に、上記マニピュレータに備えた本発明のハンド装置について説明する。
図4及至図6は、ハンド装置30の詳細を示す。図4は、ハンド装置の下面図である。図1(b)は、図4の詳細図である。また、図5は図1においてマニピュレータをハンド側からみた側面図である。また、図6は図1において、ハンド部を拡大した拡大図である。
図示のように、手首部材27に連結された枠ベース31には縦枠32と横枠33とが取り付けられ剛性を確保している。横枠33には平板用シリンダ39とリニアレール41が縦枠32と平行に取り付けられ、平板用シリンダ39とリニアレール41には可動平板35の上部が取り付けられる。可動平板35は平板用シリンダ39の動作により、リニアレール41に沿って移動する。なお可動平板35にはL字形状の可動受爪37が軸42を支点として取り付けられており、この可動受爪37は受爪用シリンダ40の動作により、軸42を中心として回転する。可動受爪37の下端部は回転により物品の下方若しくは下方外に移動する。この部分は従来のハンド装置の可動受爪と同じ構造である。
また、横枠33の一方には固定平板34の上部が取り付けられる。固定平板34にはその板厚内に略L字状である棒状の可動受爪36の長手部分が収められており、L字の短手部分を固定平板34の下面に配置するようにしている。また、固定平板34の上端部には可動受爪36のL字の長手部分を回転させる為の回転アクチュエータ38の回転軸が取り付けられている。なお回転アクチュエータ38の本体は支持枠31に取り付けられている。可動受爪36の短手軸は、物品の落下時に物品を受ける部分となる。
以上の構成により、図1(b)のように、この回転アクチュエータ38は可動受爪36を回転させることにより、可動受爪36の短手軸を固定平板34の上下方向からみて物品方向に出したり(以降閉じた状態という)、平板内に収めたり(以降開いた状態という)するものである。
本実施例においては、可動受爪36を固定平板34の下面から物品側に突出させているが、固定平板34の途中から突出するような構成としてもよい。また、可動受爪は、上記のような棒状部材の回転による突出ではなく、平板状の可動受爪が、固定平板から揺動して、物品の下面に起立するようにしてもよい。また、本実施例においては、可動受爪36は、固定平板34すなわち把持部材の、物品が把持されない側すなわち物品の非把持側に全く突出しないよう構成しているが、載置する物品の密集度に応じ、許容される範囲で把持部材から突出するよう構成しても良い。また、本実施例においては、一対の把持部材の片側は、本発明による把持部材で構成し、もう一方の把持部材は、従来の可動受爪を備えた把持部材でハンドを構成しているが、両方の把持部材を必要に応じて本発明によるものとしてもよい。また、受爪駆動部は、図15のような構成としても良い。図15はハンド装置を上面からみた図である。38aはリニアモーションが可能なエアシリンダで、36aはリンク機構を示している。エアシリンダ38aの軸が固定され、ピンを介してリンク機構36aの一端が回転可能にエアシリンダ38aに固定されている。リンク機構36aの別の一端は、可動受爪36のL字の長手軸をクランプしており、エアシリンダ38aが図の左方向に押出すると、リンク機構が回転し、可動受爪のL字の長手軸を回転させるため、上述と同様な可動受爪の突出動作が可能である。
Next, the hand device of the present invention provided in the manipulator will be described.
4 to 6 show details of the
As illustrated, a
Further, an upper portion of the fixed
With the above configuration, as shown in FIG. 1B, this
In the present embodiment, the movable receiving
次に、以上で構成されたマニピュレータによる物品の搬送について説明する。
図3は、物品供給ステーション1上に停止する物品Aをマニピュレータ20により把持して90°位置がずれるパレットステーション2のパレットP上に搬送し、そのパレットP上に物品を密集させて積み付けるようにした搬送装置のレイアウトを示す平面図である。
図7及至14は、物品供給ステーション1に送り込まれて並べられた2個の物品を同時に搬送して、パレットステーション2に積み付ける場合のハンドの作動状態を段階的に示す。
図7に示すように、物品供給ステーション1に2個の物品Aが互いに接触する状態で並べられると、マニピュレータ本体21の動作によって、その上方で待機していたハンド装置30が下降する。このとき、可動平板35、可動受爪36、37のそれぞれは開いている。
そして、可動受爪36,37の下端部が物品Aの下面より低い高さまで下降してハンド装置30が停止する(図8参照)。
図9に示すように、マニピュレータ本体21の動作によって、固定平板34が物品Aに接触する。この後又はこのマニピュレータ本体の動作と同期して、可動平板35が閉じる。
図10に示すように、マニピュレータ本体21の動作によって、ハンド装置30を物品Aと共に上昇させる。この上昇前又はこのマニピュレータ本体の動作と同期して可動受爪36、37を閉じる。
ハンド装置30と物品Aは、マニピュレータ本体21の動作により、パレットPの積み付け位置の上方まで搬送される。この際、物品を出来る限り密集して積み付けられるよう、固定平板34を既にパレットに積みつけられた物品B側とする(図11参照)。
図12に示すようにマニピュレータ本体21の動作によって、ハンド装置30が下降する。この際隙間Lは固定平板34の板厚とマニピュレータ21の上昇動作のための余裕の合計程度とする。
先に可動受爪36,37が開き、その後可動平板35が開いて物品Aを所定の場所に積み付ける。マニピュレータ本体21の動作によりハンド装置30を上昇させる(図13,図14)。
以後、前述の動作が繰り返し行われ、物品Aを落下させることなく安定して搬送することができ、かつ、物品を密集して積み付けることができる。
Next, conveyance of the article by the manipulator configured as described above will be described.
FIG. 3 shows that the article A stopped on the article supply station 1 is gripped by the
7 to 14 show the operation state of the hand when the two articles sent to the article supply station 1 are simultaneously conveyed and stacked on the pallet station 2 in stages.
As shown in FIG. 7, when the two articles A are arranged in contact with each other on the article supply station 1, the
Then, the lower end portions of the movable receiving
As shown in FIG. 9, the fixed
As shown in FIG. 10, the
The
As shown in FIG. 12, the
The
Thereafter, the above-described operation is repeatedly performed, so that the article A can be stably conveyed without dropping, and the articles can be densely stacked.
実施例は物品を2個同時に搬送する場合を例にとって説明したが、図17に示すような高さ方向の寸法が薄い物品の場合においても本発明を採用すれば、安定して物品を搬送することが出来る。 In the embodiment, the case where two articles are conveyed simultaneously has been described as an example. However, even in the case of an article having a thin height dimension as shown in FIG. 17, if the present invention is adopted, the article is stably conveyed. I can do it.
このように、物品落下防止装置の可動受爪が固定側平板に収まり、固定平板の厚みが厚くならない構成をしているので、物品を多数同時に搬送する際、若しくは薄い物品の搬送においても、物品を落下させることなく安定して搬送することができ、かつ、物品を密集して積み付けることができる。 In this way, the movable catches of the article fall prevention device fit into the fixed-side flat plate and the fixed flat plate does not increase in thickness. Can be stably conveyed without dropping, and the articles can be packed densely.
A 物品
B パレットに既に積み付けられた物品
P パレット
20 マニピュレータ
21 マニピュレータ本体
22 架台
23 ベース
24 旋回台
25 下腕
26 上腕
27 手首部材
30 ハンド装置
31 枠ベース
32 縦枠
33 横枠
34 固定平板
35 可動平板
36 可動受爪
37 可動受爪
38 回転アクチュエータ
39 平板用シリンダ
40 受爪用シリンダ
41 リニアレール
A Article B Article P already stacked on
Claims (3)
前記ハンド装置が、
前記マニピュレータの手首部材に連結されたベース部材と、
前記ベース部材に取り付けられ、互いの間で前記物品を狭持する前記一対の把持部材と、を備え、
前記一対の把持部材の少なくとも一方が、
前記ベース部材に取り付けられた固定平板と、
長手部分が前記固定平板の板厚内に収められ、短手部分が前記固定平板の下端から突出するよう配置されたL字形状の可動受爪と、
前記固定平板が取り付けられた側とは反対側の前記ベース部材に取り付けられ、前記可動受爪の長手軸回りに長手部分を回転させるアクチュエータ部と、を備え、
前記アクチュエータ部は、前記可動受爪の短手部分を、前記固定平板の上下方向から見て、前記固定平板の前記物品を狭持する側の面から突出する位置と、前記固定平板の板厚内に収まる位置と、の間で回転動作させ、
前記一対の把持部材の他方が、
前記固定平板に対向して前記固定平板に垂直な方向に動作可能に取り付けられた可動平板と、
前記可動平板の上端に前記可動平板を回転支持する支点と、
前記可動平板の下端に前記固定平板に向かって突出するように配置されたL字形状の可動受爪と、を備え、
前記固定平板に対して、前記物品のサイズにあわせて前記可動平板が可動して挟持するとともに、前記可動受爪が動作することにより前記物品の下端を保持すること、
を特徴とする物品搬送用マニピュレータ。 In an article transport manipulator that includes a hand device having at least a pair of gripping members, and sandwiches and transports articles by the pair of gripping members.
The hand device is
A base member coupled to a wrist member of the manipulator;
A pair of gripping members attached to the base member and sandwiching the article between each other,
At least one of the pair of gripping members is
A fixed flat plate attached to the base member;
An L-shaped movable receiving claw arranged such that a longitudinal portion is accommodated within a thickness of the fixed plate and a short portion protrudes from a lower end of the fixed plate;
An actuator unit that is attached to the base member opposite to the side on which the fixed flat plate is attached, and that rotates a longitudinal portion around a longitudinal axis of the movable receiving claw,
The actuator unit is configured such that when the short side portion of the movable catch is viewed from above and below the fixed plate, a position protruding from a surface of the fixed plate that holds the article, and a thickness of the fixed plate Rotate between the position that fits inside,
The other of the pair of gripping members is
A movable flat plate that is operably mounted in a direction perpendicular to the fixed flat plate facing the fixed flat plate;
A fulcrum that rotatably supports the movable plate on the upper end of the movable plate;
An L-shaped movable receiving claw disposed at the lower end of the movable flat plate so as to protrude toward the fixed flat plate,
Holding the lower end of the article by moving the movable flat plate according to the size of the article and holding the movable flat claw with respect to the fixed plate;
An article transport manipulator characterized by the above.
を特徴とする請求項1記載の物品搬送用マニピュレータ。 A plurality of the movable receiving claws are provided with respect to the fixed plate;
The article transport manipulator according to claim 1.
前記可動受爪の前記短手部分が前記物品の下面より低い高さとなるよう前記ハンド装置を移動させ、
前記一対の把持部材によって前記物品を狭持して上昇させるとともに、前記アクチュエータ部によって前記可動受爪の短手部分を前記物品の下面に突出させ、
前記物品を目的の積み付け位置の上方まで搬送するとともに、前記固定平板が、既に積み付けられている物品側となるようにし、
前記固定平板が前記既に積み付けられている物品との間で上昇下降できる程度の隙間を確保しながら、前記ハンド装置を下降させ、
前記アクチュエータ部によって前記可動受爪を前記固定平板の板厚内に収まる位置に回転させ、
前記目的の積み付け位置に前記物品を積み付け、前記ハンド装置を上昇させること、
を特徴とする物品搬送用マニピュレータによる物品搬送方法。
An article conveying method using the article conveying manipulator according to claim 1,
Moving the hand device so that the short part of the movable catch is lower than the lower surface of the article;
While sandwiching and lifting the article by the pair of gripping members, the actuator portion causes the short part of the movable receiving claw to protrude from the lower surface of the article,
While conveying the article to above the desired stacking position, the fixed plate is on the side of the already stacked article,
While lowering the hand device while securing a gap to the extent that the fixed flat plate can be raised and lowered with the already stacked articles,
Rotating the movable catch by the actuator part to a position within the thickness of the fixed plate,
Stacking the article at the target stacking position and raising the hand device;
An article conveying method using an article conveying manipulator.
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