JP4960722B2

JP4960722B2 - ワーク取り出し装置

Info

Publication number: JP4960722B2
Application number: JP2007041624A
Authority: JP
Inventors: 朋彦篠田
Original assignee: Yachiyo Industry Co Ltd
Current assignee: Yachiyo Industry Co Ltd
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2027-02-22
Also published as: JP2008200824A

Description

本発明は、自動車に使用される薄板材のワーク取り出し装置に関する。

自動車の生産は、大量生産や低価格化のニーズから自動化が進んでおり、自動車の生産ラインは、ほぼ自動化されている。生産ラインで組み付けが行われる自動車のワークは、薄板材から形成されている。生産ラインにおいて大量の枚数のワークは、積層され、搬入台に直立した状態や積み重ねられた状態で、組立工程に移動する。
組立工程において、搬入台に直立した状態や積み重ねられた状態のワークは、組立ロボットによって搬入台から一枚ずつ分離、搬出され、組み付けが行われる。

このため、ワークを吸着式ワーク把持部によって吸着把持し、次工程へ搬出する装置が生産ラインにおいて多く用いられている。そして、部品の品質を維持するため、ワークにできるだけ負荷をかけずに吸着把持する技術も多く考案されている（例えば、特許文献１）。
特開平５−３８６９３号公報（請求項１、図１）

ところが、搬入台に直立した状態や積み重ねられた状態となっている大量の枚数のワークは、すべてが整然と積層されているわけではなく、積み重ねの作業時や、搬入台を搬送するときの振動等によって、数枚のワークが、他の残りのワークの整然とした積層に対して傾いた状態となることがある。このような場合、吸着式ワーク把持部によってワークを吸着できないという不具合につながる。

本発明は、傾いた状態で積層されたワークであっても、確実に吸着把持できるワーク取り出し装置を提供することを目的とする。

本発明は、アームと、このアームの先端に設けられ、各々のシリンダの伸縮作動により移動する複数の吸着パッドと、を備え、この吸着パッドにより、傾斜して積層された薄板のワークを１枚ずつ吸着して取り出すワーク取り出し装置であって、前記複数の吸着パッドを前記ワークに向けて伸進させて、一部の吸着パッドを前記ワークに接触させる第一工程と、前記一部の吸着パッドをさらに伸進させて前記ワークを押圧するとともに残りの吸着パッドを縮退させる第二工程と、前記残りの吸着パッドを伸進させて前記ワークに接触させるとともに前記一部の吸着パッドを縮退させる第三工程と、を実行し、前記第二工程と前記第三工程を繰り返して前記ワークの傾きを減少させた後に前記ワークを取り出すこと、を特徴としている。

前記構成によれば、以下の作用がある。
傾いた状態でワークが積層されている場合には、最初にワークに接触した吸着パッド近傍は整然としたワークの積層に対して当該ワークが傾いている方向であり、この近傍ではワークが傾くことにより積層されたワーク同士の間隔は広がっているため、この部分を押すことによってワークの傾きは減少する。しかし、吸着パッドを１回伸縮動作させただけでは、ワークを吸着できる状態まで傾きを減少させられない場合がある。そこで、吸着パッドの伸縮を繰り返すことによって、すべての吸着パッドでワークを吸着把持することができる状態まで傾きを減少させることができる。

本発明に係る装置によれば、傾いた状態で積層されたワークであっても、確実に吸着把持でき、ワークを取り出すことができる。

以下、本発明に係るワーク取り出し装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のワーク取り出し装置の全体斜視図である。図２は、ワーク取り出しの作用を示す説明図である。図３は、本実施形態のワーク取り出し装置を備えた組み立て用ロボットの一例を示す斜視図である。

［装置の全体構成］
図１を参照して本実施形態のワーク取り出し装置１の全体構成を説明する。
ワーク取り出し装置１は、アーム基部２と、一端はアーム基部２に回動可能に支持され、他端はチャック部３０を備えたアーム３と、チャック部３０に着脱自在に設けられた枠体４と、枠体４に複数取り付けられ、チャック部３０と枠体４との取り付け面３１と垂直方向に伸縮するシリンダロッド５１を有し、吸着パッド５２を備えたシリンダ５とで構成されている。

アーム基部２は、自動車の組立ラインで通常使用される組立ロボット（図３参照）の末端のアームを取り付ける部分であり、末端のアームを軸支し、かつ回動させるため、中央にアーム基部２とアーム３とを連結し、アーム３を回転させる回転軸（図示せず）を備えている。

アーム３は、ワークＷ（図２参照）を把持する等の実際の作業を行う組立ロボットの末端のアームであり、アーム基部２側から供給される空気圧や油圧のターミナル等を備え、種々の作業に対応できるように、先端に備えたチャック部３０によって、工程やワークＷに合わせて工具等を取り付けることができる。

枠体４は、複数のシリンダ５を取り付けるためのものであり、吸着把持するワークＷ形状に合わせてその形状が決定される。したがって、枠体構造に限定されることは無く、板や棒の組み合わせとすることも可能である。

シリンダ５は、シリンダロッド５１が空気圧や油圧によってアーム３に形成された枠体４の取り付け面３１と垂直方向であるワークＷ方向に伸進もしくは縮退し、シリンダ５がワークＷに接触して、ワークＷを吸引できる状態になると、ワークＷを吸着把持する。
シリンダ５の先端には、円錐状のゴムからなる吸着パッド５２が備えられており、ワークＷは、吸着パッド５２内を吸気することによりシリンダ５によって吸着把持される。
なお、図１では、ワーク取り出し装置１は、４個のシリンダ５を備えているが、個数は４個に限定されるものではなく、ワークの形状やサイズによって適宜設定される。

［ワーク取り出し手順］
図２を参照して、ワークＷが傾いた状態で積層された場合のワーク取り出し手順を説明する。なお、図２では、ワーク取り出し装置１の基本的な作用を説明するために、２次元的な説明図としているが、例えば、図１に示すような３以上のシリンダ５を含む、３次元的なワークＷの取り出しについても適用できることは言うまでもない。

図２（ａ）に示すようにワークＷが傾いていると、一つまたは複数のシリンダ５がワーク方向に伸進（矢印ａ１，ａ２）してワークＷに接触しても、残りのシリンダ５はワークＷに接触せず、この状態でワークＷを把持することはできない。

次に、図２（ｂ）に示すように、接触したシリンダ５のシリンダロッド５１は、ワーク方向へ所定の伸縮範囲まで伸進（矢印ｂ１）続け、ワークＷを押圧する。一方接触していないシリンダ５のシリンダロッド５１は、ワーク方向から縮退（矢印ｂ２）し、シリンダ５をワークＷから引き離す。これは、ワークＷを押圧することによって、ワークＷが傾きと逆方向へ大きく反転する場合があり、接触していないシリンダ５に衝突し、ワークＷが損傷することを防止するためである。
ここで、シリンダロッド５１の所定の伸縮範囲内とは、シリンダロッド５１の伸縮限界内であって、伸進方向及び縮退方向に適当な伸縮の余裕を持たせたものである。なお、この伸縮の余裕は、ワークＷの形状やサイズ、シリンダ５の配置等によって決定される。

次に、図２（ｃ）に示すように、前記とは逆に接触していないシリンダ５のシリンダロッド５１はワーク方向へ所定の伸縮範囲まで伸進（矢印ｃ２）し、接触していたシリンダ５のシリンダロッド５１はワーク方向から縮退（矢印ｃ１）する。

図２（ｄ）〜（ｅ）に示すように、シリンダロッド５１が所定の伸縮範囲内での動作（矢印ｄ１、ｄ２、ｅ１、ｅ２）を繰り返すことによって、ワークＷの傾きは、次第に減少する。そして、すべてのシリンダ５がワークＷに接触したことが、センサー（図示しない）等により確認できたら、すべてのシリンダ５は、図２（ｆ）に示すように、一旦ワーク方向から縮退（矢印ｆ１、ｆ２）する。ワークＷの傾きは既に是正されており、最後に、図２（ｇ）に示すように、すべてのシリンダ５がワーク方向に伸進（矢印ｇ１、ｇ２）し、ワークＷは、吸着パッド５２（図１参照）内を吸気することによりシリンダ５に吸着把持される。
ワークＷへの接触を感知するセンサについては、吸着パッド５２内での吸気の負荷の増加や、シリンダロッド５１への外力負荷の増加等の検出によってできるが、特に限定されない。

ワークＷがシリンダ５に吸着把持された後は、図３に示す組立ロボット１０によって、ワークＷは次工程に進められる。

このように本実施形態によれば、傾いた状態で積層されたワークであっても、確実に吸着把持でき、ワークを取り出すことができる。本実施形態では、ワークが搬入台に直立した状態で縦置きにされた場合について説明したが、積み重ねられた状態のワークであっても本発明が適用できるのは言うまでもない。

なお、本発明は本実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形することができる。

本実施形態のワーク取り出し装置の全体斜視図である。ワーク取り出しの作用を示す説明図である。本実施形態のワーク取り出し装置を備えた組み立て用ロボットの一例を示す斜視図である。

符号の説明

１ワーク取り出し装置
１０組立ロボット
２アーム基部
３アーム
３０チャック部
４枠体
５シリンダ
５１シリンダロッド
５２吸着パッド
Ｗワーク

Claims

アームと、
このアームの先端に設けられ、各々のシリンダの伸縮作動により移動する複数の吸着パッドと、を備え、この吸着パッドにより、傾斜して積層された薄板のワークを１枚ずつ吸着して取り出すワーク取り出し装置であって、
前記複数の吸着パッドを前記ワークに向けて伸進させて、一部の吸着パッドを前記ワークに接触させる第一工程と、
前記一部の吸着パッドをさらに伸進させて前記ワークを押圧するとともに残りの吸着パッドを縮退させる第二工程と、
前記残りの吸着パッドを伸進させて前記ワークに接触させるとともに前記一部の吸着パッドを縮退させる第三工程と、を実行し、
前記第二工程と前記第三工程を繰り返して前記ワークの傾きを減少させた後に前記ワークを取り出すこと、を特徴とするワーク取り出し装置。