JP6775067B1 - バキュームグリッパ及びワークの吸着保持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積み重ねられた複数枚のワークのうちの最上位の１枚のワークを吸着して保持することができるバキュームグリッパを提供する。【解決手段】本体部（支柱３１〜３３）には、直接的または間接的に、ワークＷを吸引するための複数の第１のバキュームパッド（３５ａ〜３５ｈ）が取り付けられている。スライダ３０１は、本体部の外方向にスライドするように構成されている。第１のバキュームパッドがワークＷを吸引している状態でスライダ３０１が本体部の外方向に突出するようスライドしたとき、センサ３０５はワークＷの端部を検出する。センサ３０５がワークＷの端部を検出してスライダ３０１が停止した状態で、第１のバキュームパッドがワークＷを吸引する位置よりも外側の位置で、第２のバキュームパッド３０３はワークＷを吸引してワークＷの端部を持ち上げる。【選択図】図６

Description

本発明は、バキュームグリッパ及びワークの吸着保持方法に関する。

特許文献１には、プレスブレーキとベンディングロボットとが協働してワークを自動的に曲げ加工する自動曲げシステムが記載されている。ベンディングロボットは、ワークを保持してプレスブレーキへと搬送する。プレスブレーキはワークをパンチとダイとで挟み、ワークを保持したベンディングロボットが動くことによって、ワークを曲げ加工する。

典型的には、ベンディングロボットは、バキュームパッドを有するバキュームグリッパによってワークを吸着して搬送する（特許文献１または２参照）。

特開２０１３−１０７０８０号公報 特開２００２−２１１７０７号公報

バキュームグリッパは、載置場所に積み重ねて配置されている複数枚のワークのうち、最上位の１枚のワークのみを保持して搬送することが必要である。従来においては、載置場所に、積み重ねられた複数枚のワークの端面に対向するようにマグネットフロータが設けられる。マグネットフロータは上下方向に隣り合うワーク間に隙間を形成してワークを分離するので、バキュームグリッパは最上位の１枚のワークのみを保持して搬送することができる。

ところが、マグネットフロータを用いると、ワークが磁化することがあるという不具合がある。また、マグネットフロータは磁性体のワークを分離することができるものの、アルミニウム板またはオーステナイト系のステンレス鋼のような非磁性体のワークを分離することはできない。加えて、マグネットフロータを用いてワークを分離するためには、複数枚のワークの端面を基準面に対向するように揃えて載置場所に積み重ねなければならない。

近年、載置場所に配置したワークをカメラで撮影してワークが配置されている位置を検出して、バキュームグリッパが最上位の１枚のワークを保持して搬送するベンディングロボットが登場している。この場合、載置場所に複数枚のワークを揃えて配置する必要はないため、複数枚のワークは無造作に配置されることがある。よって、マグネットフロータを用いて各ワークを分離することができない。

本発明は、積み重ねられた複数枚のワークのうちの最上位の１枚のワークを吸着して保持することができるバキュームグリッパ及びワークの吸着保持方法を提供することを目的とする。

本発明は、本体部と、前記本体部に直接的または間接的に取り付けられ、ワークを吸引するための複数の第１のバキュームパッドと、前記本体部の外方向にスライドするように構成されたスライダと、前記スライダに取り付けられ、前記第１のバキュームパッドがワークを吸引している状態で前記スライダが前記本体部の外方向に突出するようスライドしたとき、前記ワークの端部を検出するセンサと、前記スライダに取り付けられ、前記センサが前記ワークの端部を検出して前記スライダが停止した状態で、前記第１のバキュームパッドが前記ワークを吸引する位置よりも外側の位置で前記ワークを吸引することにより、前記ワークの端部を持ち上げる第２のバキュームパッドとを備えるバキュームグリッパを提供する。

本発明は、本体部に直接的または間接的に取り付けられた複数の第１のバキュームパッドによって、積み重ねられた複数枚のワークのうちの最上位のワークを吸引し、前記本体部の外方向にスライドするように構成されたスライダを前記本体部の外方向に突出するようスライドさせ、前記スライダに取り付けられた前記ワークの端部を検出するセンサが前記最上位のワークの端部を検出したら、前記スライダを停止させ、前記スライダに取り付けられた第２のバキュームパッドによって、前記第１のバキュームパッドが前記ワークを吸引する位置よりも外側の位置で前記最上位のワークを吸引することにより、前記ワークの端部を持ち上げ、前記第２のバキュームパッドによる前記ワークの吸引を停止させ、前記最上位のワークを前記第１のバキュームパッドで吸引して保持するワークの吸着保持方法を提供する。

本発明のバキュームグリッパ及びワークの吸着保持方法によれば、積み重ねられた複数枚のワークのうちの最上位の１枚のワークを吸着して保持することができる。

プレスブレーキとベンディングロボットとを備える自動曲げシステムの概略的な構成例を示す斜視図である。 一実施形態のバキュームグリッパを示す上面図である。 一実施形態のバキュームグリッパを示す側面図である。 一実施形態のバキュームグリッパを示す部分拡大側面図である。 一実施形態のバキュームグリッパが最上位のワークを吸引している状態を示す部分拡大側面図である。 一実施形態のバキュームグリッパが最上位のワークを吸引している状態で、電動スライダをスライドさせた状態を示す部分拡大側面図である。 一実施形態のバキュームグリッパが電動スライダのスライドを停止させた状態で、最上位のワークを持ち上げるためのバキュームパッドが最上位のワークの端部を吸引している状態を示す部分拡大側面図である。 図７に示す状態に続けて、最上位のワークを持ち上げるためのバキュームパッドが最上位のワークの端部を持ち上げた状態を示す部分拡大側面図である。

以下、一実施形態のバキュームグリッパ及びワークの吸着保持方法について、添付図面を参照して説明する。

まず、図１を用いて、プレスブレーキとベンディングロボットとを備える自動曲げシステムの概略的な構成例を説明する。図１に示すように、自動曲げシステムは、プレスブレーキ１０と、ベンディングロボット２０とを備える。プレスブレーキ１０は、上下方向に移動自在の上部テーブル１１と、固定されている下部テーブル１２とを有する。上部テーブル１１には上部金型であるパンチＴｐが装着され、下部テーブル１２には下部金型であるダイＴｄが装着されている。

ベンディングロボット２０はガイドレール２００上に配置されており、ガイドレール２００に沿ってプレスブレーキ１０の左右方向に移動自在に構成されている。アーム２１の先端には、ワークＷを吸着して保持するためのバキュームグリッパ３０が装着されている。バキュームグリッパ３０はアーム２１の先端に対して着脱自在に構成されている。

ベンディングロボット２０の前方には、載置場所の一例としてパレット４０が配置されている。パレット４０上には、複数枚のワークＷが積み重ねられて配置されている。ワークＷは、ステンレス鋼、軟鋼、アルミニウム板等の板金である。

後述するように、バキュームグリッパ３０は、最上位の１枚のワークＷを吸着して保持して、パンチＴｐとダイＴｄとの間に搬送する。プレスブレーキ１０は上部テーブル１１を下降させてワークＷをパンチＴｐとダイＴｄとで挟み、ベンディングロボット２０が多関節のアーム２１を動かすことによって、ワークＷを曲げ加工する。図示していないカメラがパレット４０上のワークＷの位置を検出して、ベンディングロボット２０がバキュームグリッパ３０をワークＷ上に位置させる構成であってもよい。

制御装置５０は、ベンディングロボット２０及びバキュームグリッパ３０の動作を制御する。制御装置５０は、プレスブレーキ１０を制御する制御装置（ＮＣ装置）であってもよい。プレスブレーキ１０を制御する制御装置が制御装置５０とは別に設けられている場合、制御装置５０はプレスブレーキ１０を制御する制御装置と連携して、ベンディングロボット２０及びバキュームグリッパ３０の動作を制御する。

次に、図２〜図４を用いてバキュームグリッパ３０の具体的な構成を説明し、図５〜図８を用いてバキュームグリッパ３０がどのように複数枚のワークＷのうちの最上位の１枚のワークＷを吸着するかを説明する。

図２〜図４は、バキュームグリッパ３０をベンディングロボット２０のアーム２１の先端から取り外した状態を示している。図２または図３に示すように、バキュームグリッパ３０は、四角柱状の支柱３１を備える。支柱３１の長手方向の両端部には、支柱３１の長手方向と直交する四角柱状の支柱３２及び３３が取り付けられている。支柱３１、３２、及び３３は、バキュームグリッパ３０の本体部を構成する。本体部の平面的な形状は図２に示す形状に限定されず、矩形状であってもよい。

支柱３２の長手方向の両端部には、ブラケットが取り付けられている。一方のブラケットにはバキュームパッド３５ａが取り付けられ、他方のブラケットである図３に示すブラケット３４ｂにはバキュームパッド３５ｂが取り付けられている。支柱３１には、支柱３１を挟んで互いに対向するブラケット３４ｃ及び３４ｄと、３４ｅ及び３４ｆとが取り付けられている。ブラケット３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、及び３４ｆには、それぞれ、バキュームパッド３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ、及び３５ｆが取り付けられている。

支柱３３の長手方向の両端部には、ブラケットが取り付けられている。一方のブラケットにはバキュームパッド３５ｇが取り付けられ、他方のブラケットである図３に示すブラケット３４ｈにはバキュームパッド３５ｈが取り付けられている。支柱３１の中央部には、アーム２１の先端と結合するためのコネクタ３６が配置されている。

図示されていないが、バキュームパッド３５ａ〜３５ｈには、ワークＷを吸引するためのチューブが配管されている。バキュームパッド３５ａ〜３５ｈを第１のバキュームパッドとする。なお、第１のバキュームパッドは本体部に直接的または間接的に取り付けられていればよく、ブラケットを介して取り付けられる構成に限定されない。第１のバキュームパッドの数は８個に限定されることはなく、任意の複数個でよい。

図３に示すように、支柱３１の下方には、支柱３１の長手方向にスライドする電動スライダ３０１が取り付けられている。電動スライダ３０１の代わりにエアでスライドするスライダが用いられてもよく、スライダは電動に限定されない。図４は、電動スライダ３０１に取り付けられている構成を視認しやすいよう、ブラケット３４ｄ及び３４ｆと、バキュームパッド３５ｄ及び３５ｆとを省略した状態を示している。

図３または図４に示すように、電動スライダ３０１は、下方に突出する押さえ部３０２、最上位のワークＷを持ち上げるためのバキュームパッド３０３、バキュームパッド３０３を上下動させるエアシリンダ３０４、近接センサ３０５、エアノズル３０６を備える。バキュームパッド３０３を第２のバキュームパッドとする。エアシリンダ３０４の代わりに電動でバキュームパッド３０３を上下動させる構成であってもよい。

エアノズル３０６を設けることは必須ではないが、設けることが好ましい。バキュームパッド３０３はバキュームパッド３５ａ〜３５ｈよりも小径であるが、バキュームパッド３５ａ〜３５ｈと同じ径であってもよい。図示されていないが、バキュームパッド３０３には、ワークＷを吸引するためのチューブが配管されている。

以上のように構成されたバキュームグリッパ３０は、次のようにして複数枚のワークＷのうちの最上位の１枚のワークＷを吸着して保持する。制御装置５０は、バキュームグリッパ３０がワークＷの上方に位置するようにベンディングロボット２０を動かす。ベンディングロボット２０がガイドレール２００に沿って移動することもあるし、アーム２１のみが動くこともある。図５に示すように、制御装置５０は、バキュームグリッパ３０を下降させるようアーム２１を動かして、バキュームパッド３５ａ〜３５ｈを最上位のワークＷに接触させ、最上位のワークＷを吸引する。

ワークＷの大きさまたは形状によって、バキュームパッド３５ａ〜３５ｈのうちの一部のバキュームパッドのみがワークＷを吸引することがあってもよい。

一例として、近接センサ３０５は、静電容量値に基づいて近接センサ３０５がワークＷと対向しているか否かを検出する。図５の状態で近接センサ３０５はワークＷと近接しているから、バキュームパッド３５ａ〜３５ｈが最上位のワークＷの吸引を開始するタイミングで、またはそのタイミングの前後で、近接センサ３０５がオンする。なお、バキュームパッド３０３は上方に位置しており、最上位のワークＷとは接触していない。押さえ部３０２の先端は、最上位のワークＷと接触しているか近接している。

図６に示すように、制御装置５０は、電動スライダ３０１がバキュームグリッパ３０の外方向に突出するように、電動スライダ３０１をスライドさせる。制御装置５０は、バキュームパッド３５ａ〜３５ｈが最上位のワークＷの吸引を開始した後の所定の時間後に、電動スライダ３０１をスライドさせればよい。

電動スライダ３０１が外方向にスライドすると、図６に示すように、近接センサ３０５はワークＷの端部から外れてワークＷと対向しない状態へと変化するから、近接センサ３０５はオフとなる。このように、近接センサ３０５がオンからオフへと変化したタイミングでワークＷの端部を検出することができる。制御装置５０は、近接センサ３０５がオフとなったタイミングで電動スライダ３０１のスライドを停止させる。

図７に示すように、制御装置５０は、電動スライダ３０１のスライドを停止させた後に、エアシリンダ３０４によってバキュームパッド３０３を下降させて最上位のワークＷに接触させ、バキュームパッド３０３によって最上位のワークＷを吸引する。これに併せて、制御装置５０は、エアノズル３０６より空気を噴出させて、ワークＷの端部に空気を吹き付ける。

制御装置５０は、バキュームパッド３０３によって最上位のワークＷを吸引した後、エアシリンダ３０４によってバキュームパッド３０３を上昇させる。すると、図８に示すように、バキュームパッド３５ａ〜３５ｈがワークＷを吸引する位置よりも外側の位置であって、最上位のワークＷの端部が持ち上げられる。押さえ部３０２が最上位のワークＷと接触または近接しているから、最上位のワークＷは押さえ部３０２よりも外側の端部が持ち上げられる。

この後、制御装置５０は、バキュームパッド３０３による吸引及びエアノズル３０６からの空気の噴出を停止させる。バキュームパッド３０３によってワークＷの端部を持ち上げる際に、ワークＷの端部に空気を吹き付けることは必須ではない。続けて、制御装置５０は、アーム２１を動かすことによって、バキュームパッド３５ａ〜３５ｈに吸着した最上位のワークＷを持ち上げて、プレスブレーキ１０へと搬送する。

以上のように、本実施形態のバキュームグリッパ及びワークの吸着保持方法によれば、マグネットフロータを用いる必要はなく、バキュームグリッパが備える構成によって積み重ねられた複数枚のワークＷのうちの最上位の１枚のワークＷを吸着して保持することができる。

本実施形態のバキュームグリッパ及びワークの吸着保持方法によれば、ワークＷが磁化するという不具合は発生しない。本実施形態のバキュームグリッパ及びワークの吸着保持方法によれば、ワークＷが非磁性体であっても最上位の１枚のワークＷを吸着して保持することができる。本実施形態のバキュームグリッパ及びワークの吸着保持方法によれば、複数枚のワークの端面を基準面に対向するように揃えて載置場所に積み重ねる必要もない。

本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。本実施形態においては、ワークＷの端部を検出するセンサとして近接センサ３０５を用いているが、近接センサ３０５の代わりに、音波を用いるセンサ、レーザ測長器を用いるセンサ、光電センサ等の任意のセンサを用いてもよい。

エアシリンダ３０４によってバキュームパッド３０３を上昇させて、最上位のワークＷの端部を持ち上げるタイミングと、エアノズル３０６より空気を噴出させるタイミングとを同時とすることが好ましいが、ワークＷの端部を持ち上げる前に空気の噴出を開始してもよいし、ワークＷの端部を持ち上げた後に空気の噴出を開始してもよい。ワークＷの端部を持ち上げているときにワークＷの端部に空気を吹き付ければよい。

本実施形態においては、ベンディングロボット２０に装着されるバキュームグリッパ３０を例としたが、ベンディングロボット２０以外の搬送ロボットに装着されるバキュームグリッパにおいても本実施形態の構成を採用することができる。

１０ プレスブレーキ
２０ ベンディングロボット
３０ バキュームグリッパ
３１，３２，３３ 支柱（本体部）
３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｈ ブラケット
３５ａ〜３５ｈ バキュームパッド（第１のバキュームパッド）
３６ コネクタ
４０ パレット
５０ 制御装置
３０１ 電動スライダ
３０２ 押さえ部
３０３ バキュームパッド（第２のバキュームパッド）
３０４ エアシリンダ
３０５ 近接センサ
３０６エアノズル
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. 本体部と、
   前記本体部に直接的または間接的に取り付けられ、ワークを吸引するための複数の第１のバキュームパッドと、
   前記本体部の外方向にスライドするように構成されたスライダと、
   前記スライダに取り付けられ、前記第１のバキュームパッドがワークを吸引している状態で前記スライダが前記本体部の外方向に突出するようスライドしたとき、前記ワークの端部を検出するセンサと、
   前記スライダに取り付けられ、前記センサが前記ワークの端部を検出して前記スライダが停止した状態で、前記第１のバキュームパッドが前記ワークを吸引する位置よりも外側の位置で前記ワークを吸引することにより、前記ワークの端部を持ち上げる第２のバキュームパッドと、
   を備えるバキュームグリッパ。
2. 前記第２のバキュームパッドが前記ワークの端部を持ち上げているときに、前記ワークの端部に空気を吹き付けるエアノズルをさらに備える請求項１に記載のバキュームグリッパ。
3. 本体部に直接的または間接的に取り付けられた複数の第１のバキュームパッドによって、積み重ねられた複数枚のワークのうちの最上位のワークを吸引し、
   前記本体部の外方向にスライドするように構成されたスライダを前記本体部の外方向に突出するようスライドさせ、
   前記スライダに取り付けられた前記ワークの端部を検出するセンサが前記最上位のワークの端部を検出したら、前記スライダを停止させ、
   前記スライダに取り付けられた第２のバキュームパッドによって、前記第１のバキュームパッドが前記ワークを吸引する位置よりも外側の位置で前記最上位のワークを吸引することにより、前記ワークの端部を持ち上げ、
   前記第２のバキュームパッドによる前記ワークの吸引を停止させ、前記最上位のワークを前記第１のバキュームパッドで吸引して保持する
   ワークの吸着保持方法。
4. 前記第２のバキュームパッドが前記ワークの端部を持ち上げているときに、エアノズルによって前記ワークの端部に空気を吹き付ける請求項３に記載のワークの吸着保持方法。

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