JP5927643B2 - Pickup unit - Google Patents
Pickup unit Download PDFInfo
- Publication number
- JP5927643B2 JP5927643B2 JP2011242812A JP2011242812A JP5927643B2 JP 5927643 B2 JP5927643 B2 JP 5927643B2 JP 2011242812 A JP2011242812 A JP 2011242812A JP 2011242812 A JP2011242812 A JP 2011242812A JP 5927643 B2 JP5927643 B2 JP 5927643B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cam
- cylindrical groove
- slide shaft
- groove cam
- pickup unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、自動組立てラインのローディングユニットなどにおいて使用されるピックアップユニットに関する。 The present invention relates to a pickup unit used in a loading unit of an automatic assembly line.
自動組立てラインのローディング(部品の搬送組み付けなど)では、PPU(ピックアンドプレースユニット)やロボットのアーム先端部にピックアップユニットを取付けて利用することがある。
ピックアップユニットには先端に吸着パッドなどワーク吸着部を備え、これでワークを吸着し、持ち上げ、所定位置に移動させ、次いで下降させ、設定した所定の位置で吸着を解く作動を行って、ワークを目的の位置に配置する。この置換作業は高速かつ繰り返し精度の高いことが要求される。高速かつ繰り返し精度を高めるにはピックアップユニットを移動させるときの慣性も考慮する必要がある。
In automatic assembly line loading (part conveyance assembly, etc.), a pick-up unit may be attached to the tip of a PPU (pick and place unit) or robot arm.
The pick-up unit has a work suction part such as a suction pad at the tip, which picks up the work, lifts it, moves it to a predetermined position, then lowers it, performs the operation of releasing the suction at the set predetermined position, and removes the work Place it at the desired position. This replacement operation is required to be fast and highly accurate. In order to increase the speed and repeatability, it is necessary to consider the inertia when moving the pickup unit.
また、ピックアップユニットには、本体部と先端にワーク吸着部を備えた移動部を備え、本体部に対する移動部の駆動をエア圧で行うものが多い。しかし、エアの場合は移動部の上下移動開始時と停止時に圧縮エアの弾性によるエア圧機構独特の揺れがあり、動作が高速になると作動の俊敏さと確実性に不満がある。 Many pickup units include a main body portion and a moving portion having a work suction portion at the tip, and the moving portion is driven with respect to the main body portion by air pressure. However, in the case of air, there is a vibration unique to the air pressure mechanism due to the elasticity of the compressed air when the moving part starts and stops moving, and when the operation becomes high speed, the agility and certainty of the operation are unsatisfactory.
特許文献1は、その図4にこの出願当時の従来例として、水平ハンドラーの一部であって、本願でいうピックアップユニットに相当する部分を開示している。この部分は、シリンダーA1にリニアガイドA3を介してガイドA4を上下(シリンダーの上下軸方向)に移動可能とし、シリンダーA1のピストンロッド下端と前記リニアガイドA3とを結合してエア圧によりガイドA4を上下に駆動する。ガイドA4の下面部に吸引エアによる吸着部が設けられている。 FIG. 4 discloses a part corresponding to a pickup unit as referred to in this application as a conventional example at the time of this application, which is a part of a horizontal handler. This portion enables the guide A4 to move up and down (in the vertical axis direction of the cylinder) via the linear guide A3 to the cylinder A1, and connects the lower end of the piston rod of the cylinder A1 and the linear guide A3 to guide A4 by air pressure. Drive up and down. A suction portion by suction air is provided on the lower surface portion of the guide A4.
このピックアップユニットは、シリンダーA1やリニアガイドA3を介したガイドA4及びピストンロッドなどを備え、シリンダーA1の軸線(すなわち、ピストンロッドの軸線)とガイドA4の軸線および吸着部が上下移動するときの軸線(軌跡)の3本が平行に並置されている。このため、このピックアップユニットは軸線が並置されている方向に幅が大きくなり、小型化が困難である。また、シリンダーやピストンなどのストローク付与手段が大きくなるので吸着部を移動させる起動、停止の際の慣性が大きく、高速かつ正確なピックアップ作業を得にくい。また、シリンダーのピストンロッドはエア圧で駆動されるので、作動の俊敏さに欠けるところがある。 The pickup unit includes a guide A4 and a piston rod through the cylinder A1 and the linear guide A3, and the axis of the cylinder A1 (that is, the axis of the piston rod), the axis of the guide A4, and the axis when the suction part moves up and down. Three (trajectories) are juxtaposed in parallel. For this reason, the width of the pickup unit increases in the direction in which the axes are juxtaposed, and it is difficult to reduce the size. In addition, since stroke applying means such as a cylinder and a piston become large, inertia at the time of starting and stopping to move the suction portion is large, and it is difficult to obtain a high-speed and accurate pickup operation. In addition, since the piston rod of the cylinder is driven by air pressure, there is a lack of agility in operation.
本願に添付の図3は、エア圧を利用するピックアップユニットの典型的な構造を示したものである。ピックアップユニット1は、概略、シリンダー2とピストン3及びピストン3の先端に取付けた吸着ノズル4とからなる。ピストン3はシリンダー2の内部をポート5から供給されるエア圧によって上方の初期位置から下方へ押し下げられ、圧縮ばね6によって初期位置に戻される。ノズル4にはピストンのロッド7の先端部に設けたポート8からエア通路9を経由してエア圧(吸着)が供給される。ポート5とポート8は制御装置10のコントロール下にある弁装置11に接続され、一定のアルゴリズムのもとにエア圧が供給・排出される。
ピストン3のロッド7は、ロッド7の軸と平行に配置されたガイド12によって直線案内される。ピックアップユニット1は、これを操作するP&P(ピックアップアンドプレース)側のヘッド13に取付けられている。
FIG. 3 attached to the present application shows a typical structure of a pickup unit using air pressure. The
The
この構造は、ピストン3の駆動がエア圧と圧縮ばねとの協働で行われるため、吸着ノズル4の上端部、下端部での起動・停止時に作動が不安定になりやすい。また、吸着ノズル4用のポート8が高速で上下に移動するロッド7の先端部に形成されているので、ポート8につながるエア圧用のチューブも激しく揺られ、吸着位置を定めるときに位置決めの精度を高めにくい。
In this structure, since the
特許文献2の保持搬送機構は、保持部駆動機構40(符号はこの文献における符号)、可動保持手段10、ターンテーブル31及び工程処理機構20を備える。保持部駆動機構40はモーター41と円筒カム43及びロッド44を備え、ターンテーブル31によって搬送されてくる可動保持手段10を上方から押圧して可動保持手段下端の吸着ノズル11を下方の工程処理機構20へ向けて移動させる構造である。
The holding and transporting mechanism of
保持部駆動機構40はモーター41で(減速機構を介して)円筒カム43を回転駆動し、そのカム面に上端が接するロッド44で前記の可動保持手段10及び吸着ノズル11を上下に駆動する。円筒カム43はその下面のカム面にカム曲線を利用する一種の傾斜板カムである。
この保持搬送機構は、保持部駆動機構40と可動保持手段10が分離しており、定位置の保持部駆動機構40に対して可動保持手段10がターンテーブル31で運ばれてきて、所定の可動保持手段10と対向する。なお、吸着ノズル11へエア圧を供給する吸着エアの供給経路は省略されている。
The holding
In this holding and conveying mechanism, the holding
このように、特許文献2の保持搬送機構は、円筒カム43を利用しているが、ピックアップユニットのように保持部駆動機構40に相当する部分と可動保持手段10に相当する部分とが一体に組み付け構成されたものではない。
As described above, the holding and conveying mechanism of
小型化が容易で作動の起動時、停止時の慣性が小さく、ピックアップ作動を高速に、かつ、正確に行え、作動が俊敏なピックアップユニットの提供。 Providing a pickup unit that is easy to miniaturize, has low inertia when starting and stopping, can perform pickup operation quickly and accurately, and is agile.
自動組立てラインのローディング作業を高速に行える。 Automatic assembly line loading can be performed at high speed.
図1において、符号21は、この出願の発明によるピックアップユニットである。
ピックアップユニット21はP&P(図示していない)あるいは産業用ロボットのヘッド22の先端に、この実施例において作動方向を上下として取付けられている。
ピックアップユニット21は、機体23(本体部)とスライド軸24(移動部)及び円筒溝カム25を、スライド軸24を下方、円筒溝カム25を上方とした配置で備えている。これらは、機体23に設定した1本の主軸線26に沿ってスライド軸24のスライド方向中心軸線と円筒溝カム25の回転中心軸線を前記主軸線26に一致させている。
In FIG. 1,
In this embodiment, the
The
スライド軸24は機体23に対して前記主軸線26に沿って上下方向で移動可能に案内されると共に下端部に吸着ノズル27を備える。吸着ノズル27には機体23の下部に設けたポート28からスライド軸24内部のエア通路29を通じてエア圧(吸着用)が供給される。ポート28は機体23の内部に貫通していてその箇所と対応したスライド軸24の周面に上下方向に幅広のエアチャネル30がスライド軸24を一周して形成されている。エアチャネル30の上下方向幅wは、スライド軸24の移動にかかわらず、定位置のポート28側とエア通路29とが常時連通している大きさである。符号31はシール材であり、機体23によるガイド部内面とスライド軸表面との間に配置されている。
The
円筒溝カム25は、周面に螺旋状のカム溝32が形成されたものであって、機体23の上端部にベアリングを介して軸支され、主軸線26に沿った回転軸を中心に機体23の定位置において回転可能に軸支されると共に、破線で示したステッピングモータ33によって、回転駆動される。符号34は円筒溝カム25の受動軸であって、ステッピングモータ33と連結される。
The
円筒溝カム25とスライド軸24は、ジョイント部35とカムフォロア36を介して作動的に結合されている。すなわち、この実施例において、スライド軸24の上端はその円周上一箇所から円筒溝カム25の方向へ延びた連結部37を備え、その上端部にカムフォロア36が主軸線26と直交する方向に貫通して配置されている。そして、カムフォロア36の一端は、円筒溝カム25のカム溝32にローラー38を介して案内され、他端は、ローラー39を介して、機体23の周面に設けた直線ガイド孔40(U字溝)に案内されている。
直線ガイド孔40は前記の主軸線26の方向に形成され、円筒溝カム25によって定まるスライド軸24のストロークより十分に長い上下方向寸法を有している。
円筒溝カム25のカム曲線は図2のようにほぼサインカーブに近いものとする。
The
The
The cam curve of the
このピックアップユニット21は次のように作動する。なお、図示していないが、ステッピングモータ33の駆動・停止やポート28に対するエア圧の供給などは、従来と同様に制御装置のコントロール下にある。制御装置はピックアップユニット21を取付けたP&Pやロボットの作動と関連を持ってピックアップユニット21のコントロールを行うこともある。
The
吸着ノズル27がワークの直上に位置するようにP&P(ヘッド22)により位置決めされる(吸着ノズル27の先端は上鎖線41の位置にある)。
ステッピングモータ33が駆動され、円筒溝カム25を180°回転駆動する。
カムフォロア36は一端のローラー38がカム溝32に案内され、他端のローラー39が直線ガイド孔40に案内されて下方へ直線移動する。カムフォロア36はジョイント部35を貫通しているので、ジョイント部35を介してスライド軸24が下端まで移動し、吸着ノズル27をワーク上面に接する(下鎖線42の位置)。このとき、カムフォロア36は、ローラー38とカム溝32の溝壁との摩擦によって円筒溝カム25からジョイント部35を回転させるようなモーメントを受けるが、他端部が直線ガイド孔40に案内されるので、このモーメントが抑えられる。これにより、スライド軸24が回転負荷を受ける不都合を解消できる。
The
The stepping
The
吸着ノズル27にエア圧が供給されてワークが吸着されるとステッピングモータ33は円筒溝カム25を更に180°回転させ、ワークを上方に持ち上げる。
ついで、P&Pが作動してワークを設定した位置に搬送し、その位置で円筒溝カム25が再び180°回転され、ワークが目的の位置に配置される。エア圧を解除してワークを解放すると、円筒溝カム25が更に回転されて吸着ノズル27の先端が上鎖線41の位置とされる。これで、1サイクルのピックアップ作動が終わる。この作動が繰り返される。
When air pressure is supplied to the
Next, the P & P is actuated to convey the workpiece to the set position, and at that position, the
この実施例では次の作用効果が発揮される。
機体23に設定した1本の主軸線26に沿ってスライド軸24と円筒溝カム25が、スライド軸24のスライド方向中心軸線と円筒溝カム25の回転中心軸線を前記主軸線26に一致させて配置されているので、作動時の動力伝達経路にこじれやモーメントが生じにくく、作動を高速化しやすい。また、スライド軸24の先端が振れるなどの支障が少ないので正確な位置決めができる。
さらに、作動に関連する主たる部材が1本の主軸線26に沿っているので、横に張り出す部材がなく、機体23を細く軽量に構成しやすい。このため、起動・停止時の慣性が小さなピックアップユニットとすることができる。
さらに、シール材31を組み込むことで、スライド軸24と機体23との間のわずかな隙間によるガタを無くし、繰り返し動作の安定性を確保することができる。
In this embodiment, the following effects are exhibited.
A
Further, since the main members related to the operation are along one
Furthermore, by incorporating the sealing
円筒溝カム25のカム曲線は図2のようにほぼサインカーブに近いものとすることができるので、スライド軸24がストロークの上端位置或いは下端位置にあるときの起動・停止時にショックレスとすることができ、ワークの破損や取り落としなどを防止することができる。また、カムによる上下機構であるため、エア圧による場合のように起動・停止時に不都合なクッション性がなく高速、かつ、正確な繰り返し精度を得られる。
カムフォロア36は、円筒溝カム25のカム溝32に案内される一端部と直線ガイド孔40に案内される他端部とが一体であるため円筒溝カム25が回転する際の回転負荷が直線ガイド孔40との係合で打ち消され、スライド軸24に回転負荷がかからない。このため、吸着ノズル27の正確な位置決めを容易に行える。
As shown in FIG. 2, the cam curve of the
Since the
前記の直線ガイド孔40に替えて、前記図3の従来例のように、ロッド(7)の回転を止めるために、ロッド(7)と平行にガイド(12)を配置することもできるが、ガイド(12)の取付け位置はロッドの先端部となるので、ロッドに作用する回転負荷はロッドの先端すなわち、吸着ノズルにまで及びやすい。また、このような場合にガイド(12)はロッド(7)の軸心と近く、ガイド(12)がロッドの回転を抑制する能力は低い。一方、本願の前記実施例では、カムフォロア36はスライド軸24の基部に配置することができるので、円筒溝カム25の回転による影響はスライド軸24の基部で抑止できる。このため、スライド軸24に作用する回転負荷があったとしても先端吸着ノズル27まで影響を与えることが少ない。また、カムフォロア36の一端(ローラー38)と他端(ローラー39)間の距離を大きくとることができるので、スライド軸24の回転負荷を抑制する能力が高い。
Instead of the
以上、一実施例について説明した。
実施例ではピックアップユニット21を縦方向に配置したので、部材の配置や作動の方向を上下としたが、説明の都合であって、左右あるいは、その他の方向のときもある。
ジョイント部35は、説明した実施例のように、スライド軸24の上端に一体に形成するのではなく、スライド軸24に取付ける部分と円筒溝カム25の方向に延びる部分とを有する別部材とすることもできる。
円筒溝カム25におけるカム溝32のカム曲線は180°でスライド軸24の1ストロークを行わせるものであってもよく、或いは、円筒溝カム25の往復回転に対応したものであってもよい。
The embodiment has been described above.
In the embodiment, since the
The
The cam curve of the
21 ピックアップユニット
22 ヘッド(P&P或いはロボットの)
23 機体
24 スライド軸
25 円筒溝カム
26 主軸線
27 吸着ノズル
28 ポート
29 エア通路
30 エアチャネル
31 シール材
32 カム溝
33 ステッピングモータ
34 受動軸
35 ジョイント部
36 カムフォロア
37 連結部
38 ローラー
39 ローラー
40 直線ガイド孔
41 上鎖線
42 下鎖線
21
23
Claims (3)
ピックアップユニットの機体に設定した1本の主軸線に沿ってスライド軸と円筒溝カムが、スライド軸のスライド方向中心軸線と円筒溝カムの回転中心軸線を前記主軸線に一致させ、スライド軸を下方、円筒溝カムを上方として配置されており、
スライド軸は上下方向の移動を機体に案内されると共に、下端部に吸着ノズルを備え、上端の円周上一箇所から円筒溝カムの方向へ延びた連結部を備え、
前記連結部の上端部にカムフォロアが主軸線と直交する方向に貫通して配置され、
円筒溝カムは周面に螺旋状のカム溝が形成されたものであって機体の定位置において回転可能に軸支されており、
機体とスライド軸及び円筒溝カムは、前記カムフォロアの一端を円筒溝カムのカム溝に案内させ、他端を機体の周面に設けた主軸線に沿う上下方向の直線ガイド孔に案内させることで結合されており、
円筒溝カムに回転駆動力が伝達されるとともに、円筒溝カムの回転に伴なって前記カムフォロアと連結部を介してスライド軸が前記主軸線方向に変位されることを特徴としたピックアップユニット。 A pickup unit used to lift and place a workpiece at a desired position ,
The slide shaft and cylindrical groove cam along one main axis set in the pickup unit body align the slide axis of the slide shaft and the rotation center axis of the cylindrical groove cam with the main axis, and move the slide shaft downward. , The cylindrical groove cam is arranged above,
The slide shaft is guided by the machine body in the vertical direction, is provided with a suction nozzle at the lower end, and is provided with a connecting portion extending from one place on the circumference of the upper end toward the cylindrical groove cam,
A cam follower is disposed through the upper end of the connecting portion in a direction perpendicular to the main axis,
The cylindrical groove cam is formed with a helical cam groove on the peripheral surface and is rotatably supported at a fixed position of the airframe.
The machine body, slide shaft, and cylindrical groove cam are configured such that one end of the cam follower is guided to the cam groove of the cylindrical groove cam and the other end is guided to a linear guide hole in the vertical direction along the main axis provided on the peripheral surface of the machine body. Combined,
A pick-up unit characterized in that a rotational driving force is transmitted to a cylindrical groove cam, and a slide shaft is displaced in the main axis direction via the cam follower and a connecting portion as the cylindrical groove cam rotates.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011242812A JP5927643B2 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | Pickup unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011242812A JP5927643B2 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | Pickup unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013094942A JP2013094942A (en) | 2013-05-20 |
JP5927643B2 true JP5927643B2 (en) | 2016-06-01 |
Family
ID=48617439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011242812A Active JP5927643B2 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | Pickup unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5927643B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110802606A (en) * | 2019-10-12 | 2020-02-18 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | Rotating structure and robot |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3928409B2 (en) * | 2001-11-02 | 2007-06-13 | 松下電器産業株式会社 | Electronic component mounting equipment |
JP4125513B2 (en) * | 2001-12-13 | 2008-07-30 | 独立行政法人科学技術振興機構 | Humanoid robot arm |
JP4611900B2 (en) * | 2006-01-12 | 2011-01-12 | 株式会社ニックス | Dust removal equipment |
JP2009069352A (en) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Deon Kogaku Giken:Kk | Sighting telescope having variable magnification |
JP5108684B2 (en) * | 2008-08-28 | 2012-12-26 | 日産自動車株式会社 | Rotation drive device and articulated arm device |
JP2011156621A (en) * | 2010-02-01 | 2011-08-18 | Fdk Engineering:Kk | Transfer device |
-
2011
- 2011-11-04 JP JP2011242812A patent/JP5927643B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110802606A (en) * | 2019-10-12 | 2020-02-18 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | Rotating structure and robot |
CN110802606B (en) * | 2019-10-12 | 2021-06-04 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | Rotating structure and robot |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013094942A (en) | 2013-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9849597B2 (en) | Suction-type hand for drawing and holding workpiece | |
US10883578B2 (en) | High speed rod-style linear actuator | |
KR100496401B1 (en) | Suction Unit | |
CN104608139B (en) | A kind of high accuracy vacuum slot device | |
WO2019239979A1 (en) | Transport device and fetching unit | |
CN109333026B (en) | Motor casing conveying and positioning device | |
JP5927643B2 (en) | Pickup unit | |
JP4962287B2 (en) | Work transfer device | |
CN204525485U (en) | A kind of new mechanical arm | |
JP2016112661A (en) | Electric hand | |
CN111113021B (en) | Coaxial component assembly guiding and positioning retaining device | |
JP5385016B2 (en) | Transport mechanism | |
JP5212217B2 (en) | Screwing machine | |
EP4245482A1 (en) | End effector, manipulator, and robot | |
JP5746603B2 (en) | Board work equipment | |
JP2013094941A (en) | Air pressure using device | |
US6640660B2 (en) | Pick-up and placement apparatus | |
US20210197333A1 (en) | Cam device, work supply device and separating device | |
JP6114811B1 (en) | Screwing machine | |
CN107097515B (en) | Front guide of sheet-fed offset press and sheet-fed offset press | |
CN106184874B (en) | A kind of equidistant bottle separating device of multiple spot | |
CN213106379U (en) | Cymbal-shaped grinding wheel stripping mechanism and transfer device with same | |
CN218631943U (en) | Top film mechanism and chip wafer sorting equipment | |
CN204487585U (en) | A kind of high accuracy vacuum slot device | |
JP3153922U (en) | Air hose locking structure of parallel robot |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140905 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150611 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150707 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150824 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151006 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160322 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160405 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5927643 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |