JP6564912B1

JP6564912B1 - ワーク搬送装置及び一枚取りユニット

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Publication number: JP6564912B1
Application number: JP2018113285A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　正昭; 正昭佐藤; 祐希高橋; 洋志岩永
Original assignee: Amada Holdings Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2018-06-14
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2019-08-21
Anticipated expiration: 2038-06-14
Also published as: WO2019239979A1; JP2019214106A; EP3808515A4; EP3808515A1; EP3808515B1

Abstract

【課題】多関節ロボット１０の構成の簡略化を図ると共に、ワークＷの搬送位置決めを高速かつ高精度に行うこと。【解決手段】ハンド本体１８には、複数の主パッド２４が一対のガイドレール２０及びパッド支持部材２２を介して設けられている。ハンド本体１８のハンド幅方向の端部側には、シーソー部材４６がパッド支持部材２２等を介して揺動軸４８により揺動可能に設けられている。シーソー部材４６の支持ブロック５２には、接触ローラ５８が設けられている。シーソー部材４６の第１取付片５４には、二段のベローズ型の第１補助パッド６０が設けられている。シーソー部材４６の第２取付片５６には、三段のベローズ型の第２補助パッド６２が設けられている。第２補助パッド６２のストローク量は、第１補助パッド６０のストローク量よりも大きく設定されている。【選択図】図７

Description

本発明は、積載された板状のワーク（板金）を搬送方向へ搬送するワーク搬送装置等に関する。

ワーク搬送装置によって板状のワークを一枚ずつ搬送するには、積載されたワークのうち最上部のワークの一枚取りを行うことが必要である。また、最上部のワークの一枚取りを行うための機能（以下、適宜に一枚取り機能という）を付加したワーク搬送装置が広く普及している。そして、一枚取り機能を付加したワーク搬送装置の構成について簡単に説明すると、次の通りである。

ワーク搬送装置は、搬送方向及びその反対方向へ移動可能かつ昇降可能（上下方向へ移動可能）な搬送体を備えている。搬送体には、ワークの表面を吸着する複数の主パッドが間隔を置いて設けられている。また、搬送体の端部側には、揺動部材が上下方向へ揺動可能に設けられており、揺動部材の先端部側には、ワークの端部側の表面を吸着する補助パッドが設けられている。更に、搬送体の適宜位置には、揺動部材を上下方向へ揺動させるエアシリンダ等のアクチュエータが設けられている（特許文献１及び特許文献２等参照）。

従って、積載されたワークのうち最上部のワークの表面を複数の主パッド及び補助パッドによって吸着した状態で、アクチュエータの駆動により揺動部材を上方向へ揺動させることにより、補助パッドが持ち上げられる。すると、最上部のワークの端部側がめくり上げられ、他のワークと部分的に分離される。そして、搬送体を上昇させて、最上部のワークの一枚取りを行う。

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１及び特許文献２の他に、特許文献３及び特許文献４に示すものがある。

特開２００３−３６１１３９号公報特開平７−３３０１７９号公報特開２０１６−１１２６６７号公報特開２０１７−１２４４６９号公報

ところで、ワーク搬送装置に一枚取りの機能を付加するには、前述のように、専用のアクチュエータが必要である。そのため、ワーク搬送装置に用いられるアクチュエータ等の駆動源が増えて、ワーク搬送装置の構成が複雑化する。また、ワークの搬送中に、専用のアクチュエータの重量分だけ搬送体に働く慣性力が大きくなって、ワークの搬送位置決めを高速かつ高精度に行うことが困難になる。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成からなるワーク搬送装置等を提供することを目的とする。

本発明の第１実施態様に係るワーク搬送装置は、搬送方向及びその反対方向へ移動可能かつ昇降可能（上下方向へ移動可能）な搬送体と、前記搬送体に設けられ、ワークの表面を吸着する主パッドと、前記搬送体の端部側に揺動可能に設けられたシーソー部材（揺動部材）と、前記シーソー部材の中央部側に設けられ、ワークの表面に接触する接触子と、前記シーソー部材における前記搬送体側の反対側の端部に設けられ、ワークの表面を吸着する第１補助パッドと、前記シーソー部材における前記搬送体側の端部に設けられ、ストローク量（最大収縮量）が前記第１補助パッドのストローク量よりも大きく設定され、ワークの表面を吸着する第２補助パッドと、を備えている。

本発明の第１実施態様では、積載されたワークのうち最上部のワークの表面に前記接触子を接触又は近接させた状態で、前記主パッド、前記第１補助パッド、及び前記第２補助パッドの吸着動作を開始すると、前記第２補助パッドが収縮しながら、前記シーソー部材の揺動によって前記第１補助パッドが持ち上げられるように構成されてもよい。

本発明の第１実施態様では、前記搬送体の端部側に着脱可能に設けられた接続部材を備え、前記シーソー部材が前記接続部材に揺動可能に設けられてもよい。換言すれば、前記シーソー部材が前記接続部材を介して前記搬送体の端部側に揺動可能に設けられてもよい。

本発明の第１実施態様によると、積載されたワークのうち最上部のワークの表面に前記接触子を接触又は近接させた状態で、前記主パッド、前記第１補助パッド、及び前記第２補助パッドの吸着動作を開始する。すると、前記第２補助パッドが収縮しながら、前記シーソー部材の揺動によって前記第１補助パッドが持ち上げられる。その結果、最上部のワークの端部側がめくり上げられ、他のワークと部分的に分離される。そして、前記搬送体を上昇させて、最上部のワークの一枚取りを行う。つまり、本発明の第１実施態様によると、専用のアクチュエータを用いることなく、前記ワーク搬送装置によって最上部のワークの一枚取りを行うことができる。

本発明の第２実施態様に係る一枚取りユニットは、積載された板状のワーク（板金）を搬送方向へ搬送するワーク搬送装置に用いられ、前記ワーク搬送装置における搬送体の端部側に装着される接続部材と、前記搬送体の端部側に揺動可能に設けられたシーソー部材と、前記シーソー部材の中央部側に設けられ、ワークの表面に接触する接触子と、前記シーソー部材における前記搬送体側の反対側の端部に設けられ、ワークの表面を吸着する第１補助パッドと、前記シーソー部材における前記搬送体側の端部に設けられ、ストローク量（パット軸方向のストローク量）が前記第１補助パッドのストローク量よりも大きく設定され、ワークの表面を吸着する第２補助パッドと、を備えている。

本発明の第２実施態様によると、積載されたワークのうち最上部のワークの表面に前記接触子を接触又は近接させた状態で、前記第１補助パッド及び前記第２補助パッドの吸着動作を開始する。すると、前記第２補助パッドが収縮しながら、前記シーソー部材の揺動によって前記第１補助パッドが持ち上げられる。その結果、最上部のワークの端部側がめくり上げられ、他のワークと部分的に分離される。そして、前記搬送体を上昇させて、最上部のワークの一枚取りを行う。つまり、本発明の第２実施態様によると、専用のアクチュエータを用いることなく、前記ワーク搬送装置によって最上部のワークの一枚取りを行うことができる。

本発明の第３実施態様に係るロボットハンドは、多関節ロボットの先端部に装着されるハンド本体と、前記ハンド本体に設けられ、ワークの表面を吸着する主パッドと、前記ハンド本体の端部側に揺動可能に設けられたシーソー部材と、前記シーソー部材の中央部側に設けられ、ワークの表面に接触する接触子と、前記シーソー部材における前記ハンド本体側の反対側の端部に設けられ、ワークの表面を吸着する第１補助パッドと、前記シーソー部材における前記ハンド本体側の端部に設けられ、ストローク量（最大収縮量）が前記第１補助パッドのストローク量よりも大きく設定され、ワークの表面を吸着する第２補助パッドと、を備えている。

本発明の第３実施態様によると、積載されたワークのうち最上部のワークの表面に前記接触子を接触又は近接させた状態で、前記主パッド、前記第１補助パッド、及び前記第２補助パッドの吸着動作を開始する。すると、前記第２補助パッドが収縮しながら、前記シーソー部材の揺動によって前記第１補助パッドが持ち上げられる。その結果、最上部のワークの端部側がめくり上げられ、他のワークと部分的に分離される。そして、前記ハンド本体を上昇させて、最上部のワークの一枚取りを行う。つまり、本発明の第３実施態様によると、専用のアクチュエータを用いることなく、前記多関節ロボットによって最上部のワークの一枚取りを行うことができる。

本発明によれば、前記ワーク搬送装置に用いられるアクチュエータ等の駆動源の増加を抑えて、前記ワーク搬送装置の構成の簡略化を図ることができる。また、ワークの搬送中に、前記搬送体に働く慣性力が大きくなることを抑えて、ワークの搬送位置決めを高速かつ高精度に行うことができる。

図１は、本発明の実施形態に係る多関節ロボットの一部を示す図である。図２は、本発明の実施形態に係るロボットハンドを示す側面図である。図３は、本発明の実施形態に係るロボットハンドを主パッド側から見た図である。図４は、本発明の実施形態に係るロボットハンドを主パッド側から見た斜視図である。図５（ａ）は、本発明の実施形態に係る一枚取りユニットの側面図である。図５（ｂ）は、本発明の実施形態に係る一枚取りユニットの底面図である。図６（ａ）は、本発明の実施形態に係る一枚取りユニットの平面図である。図６（ｂ）は、一方の固定プレートを取り外した本発明の実施形態に係る一枚取りユニットの内部構造を示す図である。図７（ａ）は、各主パッド等の吸着動作を開始する直前の様子を示す図である。図７（ｂ）は、各主パッド等の吸着動作を開始した直後の様子を示す図である。

本発明の実施形態について図１から図７（ａ）（ｂ）を参照して説明する。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられる」とは、直接的に設けられることの他に、別部材を介して間接的に設けられることを含む意である。「ハンド長さ方向」とは、ロボットハンドの長さ方向のことをいい、ハンド本体（搬送体）の長さ方向及び一枚取りユニットの長さ方向と同義である。「ハンド幅方向」とは、ロボットハンドの幅方向のことをいい、ハンド本体（搬送体）の幅方向及び一枚取りユニットの幅方向と同義である。「ハンド高さ方向」とは、ロボットハンドの高さ方向のことをいい、ハンド本体（搬送体）の高さ方向及び一枚取りユニットの高さ方向と同義である。

図面中、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向、「Ｕ」は、上方向、「Ｄ」は、下方向をそれぞれ指している。「ＨＡ」は、ハンド長さ方向、「ＨＢ」は、ハンド幅方向、「ＨＣ」は、ハンド高さ方向をそれぞれ指している。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る多関節ロボット１０は、積載エリアＡの後方に配置されたプレスブレーキ（図示省略）の曲げ加工の補助等を行うロボットである。また、多関節ロボット１０は、積載エリアＡにパレットＰを介して積載された板状のワークＷを搬送方向である後方向へ搬送するワーク搬送装置の１つである。

多関節ロボット１０は、多関節のロボットアーム１２を備えており、ロボットアーム１２は、その先端部側に、リスト１４を有している。リスト１４は、その軸心１４ｃ周りに回転可能に構成されている。また、リスト１４の先端部には、ワークＷを保持するロボットハンド１６が着脱可能に設けられている。換言すれば、多関節ロボット１０の先端部には、ロボットハンド１６が着脱可能に装着されている。なお、多関節ロボット１０の構成のうち、ロボットハンド１６を除く構成は、特許文献３に記載の多関節ロボットと同じ構成であり、その構成の詳細については、省略する。

続いて、本発明の実施形態に係るロボットハンド１６の具体的な構成について説明する。

図１から図４に示すように、ロボットハンド１６は、トレイ状のハンド本体１８を備えており、ハンド本体１８は、多関節ロボット１０の先端部であるリスト１４の先端部に着脱可能に装着される。ハンド本体１８は、ワーク搬送装置の搬送体に相当し、前後方向（搬送方向及びその反対方向）へ移動可能かつ昇降可能（上下方向へ移動可能）である。

ハンド本体１８のハンド幅方向の両端側には、ハンド長さ方向に延びたガイドレール２０がそれぞれ設けられている。一対のガイドレール２０には、ハンド幅方向に延びたパッド支持部材２２がハンド長さ方向へ移動可能に支持されている。パッド支持部材２２には、ワークＷの表面を吸着する複数の平型の主パッド２４がハンド幅方向に間隔を置いて設けられている。換言すれば、ハンド本体１８には、複数の平型の主パッド２４が一対のガイドレール２０及びパッド支持部材２２を介して設けられている。複数の主パッド２４は、エア吸引源としての吸引ポンプ（図示省略）に接続されている。

ハンド本体１８の中央部には、パッド支持部材２２をハンド長さ方向へ移動させるロッドレスシリンダ２６が設けられている。ロッドレスシリンダ２６は、ハンド長さ方向へ移動可能な可動ブロック２８を有している。また、ハンド本体１８のハンド幅方向の一端側には、ハンド長さ方向へ揺動する揺動リンク（連結リンク）３０の基端部が連結ピン３２を介して連結されている。揺動リンク３０の先端部側は、長穴３０ｈ等を介してパッド支持部材２２に連結されている。揺動リンク３０の中間部側は、長穴３０ｖを介して可動ブロック２８に連結されている。なお、パッド支持部材２２をハンド長さ方向へ移動させるのは、ワークＷの曲げ加工中に複数の主パッド２４の吸着位置を変更するためであり、ロッドレスシリンダ２６の動作等は、本発明に直接関係ないので、その説明を省略する。

パット支持部材２２には、主パッド２４が積載エリアＡに積載されたワークＷのうち最上部のワークＷの表面に接触又は近接したことを検出する検出器（図示省略）が設けられている。検出器は、特許文献３に記載の検出器と同様に、パット支持部材２２にハンド高さ方向へ移動可能に設けられかつ主パッド２４に先立って最上部のワークＷの表面に接触する接触ピンを有している。検出器は、接触ピンの基端側に設けられたドグと、ハンド支持部材２２に設けられかつドグの近接を検出するセンサとを有している。そして、主パッド２４が最上部のワークＷの表面に接触又は近接したことが検出されると、吸引ポンプの駆動を開始する。

パッド支持部材２２の両端側には、積載エリアＡに積載されたワークＷのうちの最上部のワークＷの一枚取りを行うための一枚取りユニット３４がそれぞれ設けられている。換言すれば、ハンド本体１８のハンド幅方向の両端側には、一枚取りユニット３４がパッド支持部材２２を介してそれぞれ設けられている。そして、一枚取りユニット３４の具体的な構成は、次の通りである。

図５（ａ）（ｂ）から図７（ａ）に示すように、パッド支持部材２２の端側には、接続部材３６が複数の取付ボルト３８によって着脱可能に装着されている。換言すれば、ハンド本体１８のハンド幅方向の両端側には、接続部材３６がパッド支持部材２２を介して着脱可能に装着されている。また、接続部材３６は、Ｌ型形状の一対の固定プレート４０を有しており、一対の固定プレート４０は、ハンド長さ方向に対向している。一対の固定プレート４０の先端部は、連結軸４２によって一体的に連結されている。各固定プレート４０の基端部側には、ハンド長さ方向に延びた突出フランジ４４が設けられている。

一対の固定プレート４０の間には、シーソー部材（揺動部材）４６が揺動軸４８により揺動可能に設けられている。換言すれば、ハンド本体１８のハンド幅方向の端部側には、シーソー部材４６がパッド支持部材２２及び接続部材３６を介して揺動軸４８により揺動可能に設けられている。また、シーソー部材４６は、Ｔ字形状の揺動プレート５０を有しており、揺動プレート５０は、接続部材３６からハンド幅方向の外側に突出している。

揺動プレート５０の中央部側には、Ｕ字形状の支持ブロック（回転支持部）５２が設けられており、支持ブロック５２には、揺動軸４８が貫通している。揺動プレート５０におけるハンド本体１８側の反対側の端部には、第１取付片（第１取付部）５４が設けられている。また、揺動プレート５０におけるハンド本体１８側の端部には、第２取付片（第２取付部）５６が設けられている。第２取付片５６は、第１取付片５４側に働く重力によって突出フランジ４４に当接可能である。換言すれば、シーソー部材４６は、第２取付片５６と突出フランジ４４の当接によって一方向の揺動が規制されるように構成されている。

支持ブロック５２には、ワークＷの表面に接触する接触子としての接触ローラ５８がベアリング（図示省略）によって揺動軸４８の軸心周りに回転可能に設けられている。換言すれば、シーソー部材４６の中央部側には、接触ローラ５８が揺動軸４８の軸心周りに回転可能に設けられている。接触ローラ５８は、例えばシリコンゴム等の弾性体により構成されている。接触ローラ５８の接触部５８ｃのハンド高さ方向の位置は、主パッド２４の吸着面２４ｆのハンド高さ方向の位置と同じである。接触ローラ５８は、積載エリアＡに積載されたワークＷのうち最上部のワークＷの表面に主パッド２４と略同時に接触する。

第１取付片５４には、ワークＷの端部側の表面を吸着する二段のベローズ型の第１補助パッド６０が設けられている。換言すれば、シーソー部材４６におけるハンド本体１８側の反対側の端部には、二段のベローズ型の第１補助パッド６０が設けられている。また、第２取付片５６には、ワークＷの端部側の表面を吸着する三段のベローズ型の第２補助パッド６２が設けられている。換言すれば、シーソー部材４６におけるハンド本体１８側の端部には、三段のベローズ型の第２補助パッド６２が設けられている。

第２補助パッド６２のストローク量（最大収縮量）は、第１補助パッド６０のストローク量よりも大きく設定されている。また、第１補助パッド６０及び第２補助パッド６２は、複数の主パッド２４及び接触ローラ５８に先立ってワークＷの表面に接触する。第１補助パッド６０及び第２補助パッド６２は、複数の主パッド２４と同様に、吸引ポンプに接続されている。なお、第１補助パッド６０は、平型でもよい。

前述のように、主パッド２４が積載エリアＡに積載された最上部のワークＷの表面に接触又は近接したことが検出されると、吸引ポンプの駆動を開始する。換言すれば、最上部のワークＷの表面に接触ローラ５８を接触又は近接させた状態で、各主パッド２４、第１補助パッド６０、及び第２補助パッド６２の吸着動作を開始する。そして、図７（ｂ）に示すように、一枚取りユニット３４は、その状態で、各主パッド２４等の吸着動作を開始すると、第２補助パッド６２が収縮しながら、シーソー部材４６の揺動によって第１補助パッド６０が持ち上げられるように構成されている。なお、吸引ポンプの駆動を開始する前は、第２取付片５６が突出フランジ４４に当接しかつ第１補助パッド６０の吸着面５８ｆ及び第２補助パッド６２の吸着面６０ｆが主パッド２４の吸着面２４ｆに平行になっている。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

多関節ロボット１０の動作の制御によってロボットハンド１６（ハンド本体１８）を前方向（搬送方向の反対方向）へ移動させて、積載エリアＡの真上に位置させる。次に、多関節ロボット１０の動作の制御によってロボットハンド１６を下降させて、複数の主パッド２４及び接触ローラ５８を積載エリアＡに積載されたワークＷのうちの最上部のワークＷの表面に接触又は近接させる。そして、その状態で、各主パッド２４、各第１補助パッド６０、及び各第２補助パッド６２の吸着動作を開始する。すると、各第２補助パッド６２が収縮しながら、各シーソー部材４６の揺動によって各第１補助パッド６０が持ち上げられる。その結果、最上部のワークＷの両端部側がめくり上げられて、他のワークＷと部分的に分離される。更に、多関節ロボット１０の動作の制御によってロボットハンド１６を上昇させて、最上部のワークＷの一枚取りを行う。その後、多関節ロボット１０の動作の制御によってロボットハンド１６を後方向（搬送方向）へ移動させて、ワークＷを後方向へ搬送してプレスブレーキに供給する。

つまり、本発明の実施形態によると、専用のアクチュエータを用いることなく、多関節ロボット１０によって最上部のワークＷの一枚取りを行うことができる。そのため、本発明の実施形態によれば、ワーク搬送装置としての多関節ロボット１０に用いられるアクチュエータ等の駆動源の増加を抑えて、多関節ロボット１０（ワーク搬送装置）の構成の簡略化を図ることができる。また、ワークＷの搬送中に、搬送体としてのハンド本体１８に働く慣性力が大きくなることを抑えて、ワークＷの搬送位置決めを高速かつ高精度に行うことができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限るものでなく、例えば、多関節ロボット１０に適用した技術思想を多関節ロボット１０以外のワーク搬送装置（図示省略）等に適用する等、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されるものでない。

１０多関節ロボット（ワーク搬送装置）
１２ロボットアーム
１４リスト
１４ｃ軸心
１６ロボットハンド
１８ハンド本体（搬送体）
２０ガイドレール
２２パッド支持部材
２４主パッド
２４ｆ吸着面
２６ロッドレスシリンダ
２８稼動ブロック
３０連結リンク
３０ｈ長穴
３０ｖ長穴
３２連結ピン
３４一枚取りユニット
３６接続部材
３８取付ボルト
４０固定プレート
４２連結軸
４４突出フランジ
４６シーソー部材（揺動部材）
４８揺動軸
５０揺動プレート
５２支持ブロック
５４第１取付片
５６第２取付片
５８接触ローラ（接触子）
５８ｃ接触部
６０第１補助パッド
６２第２補助パッド
Ａ積載エリア
Ｐパレット
Ｗワーク（板金）

Claims

搬送方向及びその反対方向へ移動可能かつ昇降可能な搬送体と、
前記搬送体に設けられ、ワークの表面を吸着する主パッドと、
前記搬送体の端部側に揺動可能に設けられたシーソー部材と、
前記シーソー部材の中央部側に設けられ、ワークの表面に接触する接触子と、
前記シーソー部材における前記搬送体側の反対側の端部に設けられ、ワークの表面を吸着する第１補助パッドと、
前記シーソー部材における前記搬送体側の端部に設けられ、ストローク量が前記第１補助パッドのストローク量よりも大きく設定され、ワークの表面を吸着する第２補助パッドと、を備えたことを特徴とするワーク搬送装置。
積載されたワークのうち最上部のワークの表面に前記接触子を接触又は近接させた状態で、前記主パッド、前記第１補助パッド、及び前記第２補助パッドの吸着動作を開始すると、前記第２補助パッドが収縮しながら、前記シーソー部材の揺動によって前記第１補助パッドが持ち上げられるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送装置。
前記搬送体の端部側に着脱可能に設けられた接続部材を備え、
前記シーソー部材が前記接続部材に揺動可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワーク搬送装置。
積載された板状のワークを搬送方向へ搬送するワーク搬送装置に用いられる一枚取りユニットであって、
前記ワーク搬送装置における搬送体の端部側に装着される接続部材と、
前記搬送体の端部側に揺動可能に設けられたシーソー部材と、
前記シーソー部材の中央部側に設けられ、ワークの表面に接触する接触子と、
前記シーソー部材における前記搬送体側の反対側の端部に設けられ、ワークの表面を吸着する第１補助パッドと、
前記シーソー部材における前記搬送体側の端部に設けられ、ストローク量が前記第１補助パッドのストローク量よりも大きく設定され、ワークの表面を吸着する第２補助パッドと、を備えたことを特徴とする一枚取りユニット。