JP6925716B2 - ワーク保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、２つの保持部材を使用して、ワークを反転させて保持するワーク保持装置に関する。

特許文献１にワーク保持装置（ＩＣ表裏反転装置）に関する発明が記載されている。
このワーク保持装置は、ベースに第一ピックアップと第二ピックアップが設けられている。それぞれのピックアップは、回転部と、回転部によって回転させられるシリンダと、シリンダによって進退駆動される吸着ヘッドを有している。

このワーク保持装置は、第一ピックアップのシリンダによって吸着ヘッドを前進させてワークであるＩＣを吸着する。その後、第一ピックアップの回転部と第二ピックアップの回転部をそれぞれ９０度回転させ、２つの吸着ヘッドを水平方向に対向させて、第一ピックアップの吸着ヘッドに吸着していたＩＣを第二ピックアップの吸着ヘッドへ受け渡す。このとき、ＩＣは表裏反転させられた状態で、第二ピックアップの吸着ヘッドで保持される。

特開平１１−５８２８３号公報

特許文献１に記載されたワーク保持装置は、２つのピックアップのそれぞれに回転部が設けられているため、回転部の数が多くなり機構が複雑になっている。また２つの回転部を制御するための制御回路も複雑になる。また、第一ピックアップと第二ピックアップは、２つのシリンダを回動させて２つの吸着ヘッドを水平方向で対向させることができるように、左右に間隔を空けて配置する必要があるため、ワーク保持装置の左右の寸法が大きくなる。

また、ワークであるＩＣを受け渡すときに、第一ピックアップに設けられた吸着ヘッドと、第二ピックアップに設けられた吸着ヘッドとが水平方向で対向して、２つの吸着ヘッドの間でＩＣが挟まれることになるが、このとき、吸着ヘッドの受け渡しの動作制御に時間的な誤差が生じると、ＩＣがいずれの吸着ヘッドにも保持されることなく落下するおそれがある。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、最少の機構数でワークを反転させて受渡しできるようになり、機構を簡素化でき、幅寸法も小さくすることができ、さらにはワークを安定した姿勢で受け渡すことができるワーク保持装置を提供することを目的としている。

本発明は、共にワークを保持する第１保持部材および第２保持部材が設けられたワーク保持装置において、
前記第１保持部材を、初期姿勢と前記初期姿勢から１８０度回動させた反転姿勢との間で回動させる回動機構と、
前記回動機構を支持する回動支持ベースと、
前記第１保持部材が前記初期姿勢のときに、前記第１保持部材を往復移動させる第１進退機構と、
前記第２保持部材を、少なくとも前記反転姿勢の前記第１保持部材に対向する対向姿勢と、前記対向姿勢よりも前進する前進姿勢とに設定できるように、直線的に往復移動させる第２進退機構と、
が設けられ、
支持基台に、前記回動支持ベースを往復移動させる前記第１進退機構と、前記第２進退機構とが支持されている
ことを特徴とするものである。

本発明のワーク保持装置は、前記第１保持部材が前記反転姿勢で、前記第２保持部材が前記対向姿勢のときに、前記第１保持部材と前記第２保持部材との間でワークが受け渡される。

本発明のワーク保持装置は、
支持基台に、前記回動支持ベースと前記第２進退機構とが支持され、前記回動機構に設けられた回転ヘッドと前記第１保持部材との間に前記第１進退機構が設けられている、
または、支持基台に、前記回動支持ベースと前記第２進退機構とが支持され、前記第１進退機構によって、前記支持基台が往復移動させられる、
ものとして構成できる。

本発明のワーク保持装置は、１つの回動機構と、少なくとも２つの進退機構とでワークを反転させることができるため、機構数を少なくでき、また制御も簡単に行うことができる。

また、反転姿勢の第１保持部材と対向姿勢の第２保持部材とでワークを受け渡すときに、ワークが、第１保持部材と第２保持部材とで上下に挟まれるため、第１保持部材と第２保持部材との間からワークが落下する誤動作が生じにくくなる。

本発明の実施の形態のワーク保持装置を示す斜視図、 本発明の実施の形態のワーク保持装置を図１と逆側から示す斜視図、 本発明の実施の形態のワーク保持装置において、第１保持部材でワークを保持する動作を示す正面図、 本発明の実施の形態のワーク保持装置において、第１保持部材と第２保持部材との間でワークを受け渡す動作を示す正面図、 本発明の実施の形態のワーク保持装置において、第２保持部材でワークを反転して保持する動作を示す正面図、

図１と図２に示すように、本発明の実施の形態のワーク保持装置１は支持基台２を有している。支持基台２は、電子製品などの組み立てラインに固定して設けられ、または支持基台２が、電子製品の組み立てラインで動作するロボットアームの先部などに設けられる。

支持基台２には、第１保持部材１１と第２保持部材２１が搭載されている。第１保持部材１１はエアー吸着ノズルであり、その内部は吸気管１１ａに連通している。吸気管１１ａに負圧ホースが接続されており、負圧ホースの内部圧力の変化により、第１保持部材１１が、ワークＷを吸着する吸着状態と吸着解除状態とに切替えられる。第２保持部材２１もエアー吸着ノズルであり、吸気管２１ａに通じており、吸気管２１ａに負圧ホースが接続される。

図２に示すように、第１保持部材１１は回動ヘッド１２に固定されている。回動支持ベース１３に回動軸１４が回動自在に支持されており、回動ヘッド１２は回動軸１４に固定されている。回動支持ベース１３に回動モータ１５が固定されている。回動モータ１５の出力軸にピニオン歯車１６が固定されており、ピニオン歯車１６が、回動軸１４に固定された大径歯車１７に噛み合っている。回動モータ１５とピニオン歯車１６および大径歯車１７により回動機構１８が構成されている。この回動機構１８では、回動モータ１５の回動力がピニオン歯車１６から大径歯車１７に減速して伝達され、回動ヘッド１２が、回動軸１４の軸中心線Ｏを中心として回動させられる。前記回動モータ１５は油圧式の回転モータあるいは電動式の回転モータである。

支持基台２と回動支持ベース１３との間に第１進退機構３０が設けられている。第１進退機構３０はエアーシリンダ機構であり、支持基台２に固定されたシリンダ３１と、シリンダ３１に支持されて上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に直線的に往復移動するスライダ３２とを有している。回動支持ベース１３はスライダ３２に固定されている。なお、第１進退機構３０が電動式のスラストモータであってもよい。

第２保持部材２１には上方に延びる摺動軸２２が固定されており、摺動軸２２が昇降ヘッド２３に進退自在に取り付けられている。第２保持部材２１と昇降ヘッド２３との間に緩衝用の圧縮コイルばねが介在している。

支持基台２と昇降ヘッド２３との間に第２進退機構４０が設けられている。第２進退機構４０は、昇降ヘッド２３から上方に延びて支持基台２に昇降自在に支持されている昇降軸４２と、支持基台２に固定されて昇降軸４２を上下に移動させる昇降モータ４１とを有している。昇降モータ４１は油圧モータあるいは電動式のスラストモータである。あるいは、昇降モータ４１が電動式の回転モータであり、スクリュー軸を有する昇降軸４２を昇降させ、またはラックとピニオンとで昇降軸４２を昇降させる構造であってもよい。

次に、ワーク保持装置１の動作を説明する。
図３は、第１保持部材１１でワークＷを保持する動作を示し、図４は第１保持部材１１から第２保持部材２１へのワークＷの受渡し動作を示し、図５は第２保持部材２１でワークＷを反転させて保持した状態を示している。

図３では、第１保持部材１１が下方（Ｚ１方向）に向けられた初期姿勢である。搬送ベルトあるいは部品供給トレイなどの設置部５１にワークＷが設置されている状態で、第１進退機構３０を動作させ、初期姿勢の第１保持部材１１を下降させて、第１保持部材１１でワークＷを吸着して保持する。そして、ワークＷを保持した第１保持部材１１を第１進退機構３０によって上昇させ、ワークＷを設置部５１から持ち上げる。

図４では、第２進退機構４０を動作させて、第２保持部材２１をＺ２方向へ上昇させた状態で、回動機構１８を動作させて、第１保持部材１１を下向きの初期姿勢から１８０度回動させ、第１保持部材１１を上方（Ｚ２方向）に向く反転姿勢とする。この状態で、第１保持部材１１に保持されているワークＷは上向きに反転させられる。さらに第２進退機構４０を動作させ、第２保持部材２１を少し下降させて、第１保持部材１１との間でワークＷを挟むことができるように、第２保持部材２１を対向姿勢に設定する。

図４に示す対向姿勢の第２保持部材２１でワークＷを吸着して保持し、反転姿勢の第１保持部材１１による吸着保持を解除することで、ワークＷは、図３の姿勢から１８０度反転させられた状態で、第１保持部材１１から第２保持部材２１に受け渡される。

次に、図５では、回動機構１８を動作させて、吸着を解除した第１保持部材１１を１８０度回動させて、第１保持部材１１を下向きの初期姿勢に復帰させる。この状態で、ワークＷは第２保持部材２１に保持されているため、第２進退機構４０を動作させて第２保持部材２１を下降させ、ワークＷを、電子製品のプリント配線基板のような実装部５２に供給する。そして、第２保持部材２１による吸着を解除して、第２保持部材２１を上昇させる。

図４に示すように、ワークＷを第１保持部材１１から第２保持部材２１に受け渡すときに、ワークＷが第１保持部材１１と第２保持部材２１とで上下から挟まれる。そのため、第１保持部材１１の吸着解除状態への切替え対して、第２保持部材２１の吸着状態への切替えが遅れるなどして、第１保持部材１１による吸着保持と第２保持部材２１とによる吸着保持が同時に解除されるような誤動作が生じても、ワークＷが落下するのを防止できる。

前記ワーク保持装置１では、前記の動作とは逆に、第２保持部材２１を前進させて、設置部５１からワークＷを持ち上げ、図４の状態でワークＷを第２保持部材２１から第１保持部材１１に受渡し、その後、第１保持部材１１を下降させて、ワークＷを実装部５２に供給することも可能である。

また、第１保持部材１１のみを使用してワークＷを吸着保持して移動させたり、第２保持部材２１のみを使用してワークＷを吸着保持して移動させることができる。また、図５に示すように、共に下向きの第１保持部材１１と第２保持部材２１を同じ高さ位置に設定し、第１保持部材１１と第２保持部材２１の双方を用いて、長尺状のワークや質量の大きいワークを吸着して持ち上げることもできる。

また、本発明のワーク保持装置１は、以下のような変形が可能である。
実施の形態では、第１保持部材１１を回動自在に支持している回動支持ベース１３が、支持基台２に対して第１進退機構３０を介して昇降自在に支持されているが、回動支持ベース１３を支持基台２に固定し、回動ヘッド１２と第１保持部材１１との間に第１進退機構３０を設けてもよい。この場合には、図３に示すように、第１保持部材１１が下向きの初期姿勢の状態で、回動支持ベース１３を下降させることなく、第１保持部材１１のみを下降させて、設置部５１上のワークＷを吸着保持して持ち上げることができる。

または、回動支持ベース１３を支持基台２に固定しておき、また、実施の形態のように支持基台２と第２保持部材２１との間に第２進退機構４０を設けた状態で、支持基台２の全体を第１進退機構によって、上下に昇降移動できるようにしてもよい。この場合には、図３の状態で、第１進退機構により、下向きの第１保持部材１１と第２保持部材２１とを一緒に下降させて、設置部５１上のワークＷを第１保持部材１１で吸着保持して持ち上げる。その後は、第２進退機構４０によって第２保持部材２１を持ち上げ、回動ヘッド１２を１８０度回動させて、図４に示すように、第１保持部材１１と第２保持部材２１との間でワークＷを受け渡すことができる。

また、第１保持部材１１と第２保持部材２１は、エアー吸着ノズルに限られず、例えば磁気吸引により磁性体のワークＷを吸着保持し、また保持を解除できるものであってもよい。

本発明のワーク保持装置１は、１つの回動機構１８と、少なくとも２つの進退機構３０，４０で構成できるため、従来のワーク保持装置よりも機構数を削減でき、また制御回路も単純になる。また、第１保持部材１１と第２保持部材２１との間の距離は、第１保持部材１１の回動半径に相当する距離でよいため、装置の幅寸法も小さくすることが可能である。

１ ワーク保持装置
２ 支持基台
１１ 第１保持部材
１２ 回動ヘッド
１３ 回動支持ベース
１８ 回動機構
２１ 第２保持部材
２３ 昇降ヘッド
３０ 第１進退機構
４０ 第２進退機構
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. 共にワークを保持する第１保持部材および第２保持部材が設けられたワーク保持装置において、
   前記第１保持部材を、初期姿勢と前記初期姿勢から１８０度回動させた反転姿勢との間で回動させる回動機構と、
   前記回動機構を支持する回動支持ベースと、
   前記第１保持部材が前記初期姿勢のときに、前記第１保持部材を往復移動させる第１進退機構と、
   前記第２保持部材を、少なくとも前記反転姿勢の前記第１保持部材に対向する対向姿勢と、前記対向姿勢よりも前進する前進姿勢とに設定できるように、直線的に往復移動させる第２進退機構と、
   が設けられ、
   支持基台に、前記回動支持ベースを往復移動させる前記第１進退機構と、前記第２進退機構とが支持されている
   ことを特徴とするワーク保持装置。
2. 共にワークを保持する第１保持部材および第２保持部材が設けられたワーク保持装置において、
   前記第１保持部材を、初期姿勢と前記初期姿勢から１８０度回動させた反転姿勢との間で回動させる回動機構と、
   前記回動機構を支持する回動支持ベースと、
   前記第１保持部材が前記初期姿勢のときに、前記第１保持部材を往復移動させる第１進退機構と、
   前記第２保持部材を、少なくとも前記反転姿勢の前記第１保持部材に対向する対向姿勢と、前記対向姿勢よりも前進する前進姿勢とに設定できるように、直線的に往復移動させる第２進退機構と、
   が設けられ、
   支持基台に、前記回動支持ベースと前記第２進退機構とが支持され、前記回動機構に設けられた回転ヘッドと前記第１保持部材との間に前記第１進退機構が設けられている
   ことを特徴とするワーク保持装置。
3. 共にワークを保持する第１保持部材および第２保持部材が設けられたワーク保持装置において、
   前記第１保持部材を、初期姿勢と前記初期姿勢から１８０度回動させた反転姿勢との間で回動させる回動機構と、
   前記回動機構を支持する回動支持ベースと、
   前記第１保持部材が前記初期姿勢のときに、前記第１保持部材を往復移動させる第１進退機構と、
   前記第２保持部材を、少なくとも前記反転姿勢の前記第１保持部材に対向する対向姿勢と、前記対向姿勢よりも前進する前進姿勢とに設定できるように、直線的に往復移動させる第２進退機構と、
   が設けられ、
   支持基台に、前記回動支持ベースと前記第２進退機構とが支持され、前記第１進退機構によって、前記支持基台が往復移動させられる
   ことを特徴とするワーク保持装置。
4. 前記第１保持部材が前記反転姿勢で、前記第２保持部材が前記対向姿勢のときに、前記第１保持部材と前記第２保持部材との間でワークが受け渡される請求項１ないし３のいずれかに記載のワーク保持装置。

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