JP6980571B2 - 保持装置および搬送装置 - Google Patents
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Description
搬送装置1は、アーム2と、移動部4,6と、保持装置10と、制御部40と、を有する。搬送装置1は、複数のアーム2を有する。複数のアーム2は、直列に接続される。保持装置10は、直列に接続された複数のアーム2の第1端部に配置される。
制御部40は、移動制御部64を有する。移動制御部64は、移動部4,6の動作を制御する。これにより、図1に示される搬送装置1は、保持装置10を任意の位置に移動させる。
図2は、実施形態の保持装置10の概略構成を示す側面図である。保持装置10は、ベース部14と、吸着部11と、吸引部18と、変形部20と、各種センサと、制御部40と、を有する。図7に示されるように、制御部40は、吸引制御部68と、変形制御部62と、を有する。吸引制御部68は、吸引部18の動作を制御する。変形制御部62は、変形部20の動作を制御する。
吸着部11は、ベース部14の空気流路の−Z方向の端部に接続される。吸着部11は、中空の蛇腹状に形成され、Z方向に伸縮可能である。吸着部11は、−Z方向の端部に開口12を有する。−Z方向から見て、開口12は円形状である(図3参照)。吸着部11は、ゴム等の弾性材料により形成される。そのため、吸着部11に外力を作用させることにより、開口12が変形する。
一対の第2距離センサ32が、一対のパドル22に固定される。第2距離検出部42は、一対の第2距離センサ32の各々について、第2距離を算出する。
制御部40は、CPUやGPUなどのプロセッサを備えるマイクロコンピュータである。制御部40は、機能部として、前述した第1距離検出部41と、第2距離検出部42と、荷重検出部44と、挟持検出部46と、圧力検出部48と、吸引制御部68と、変形制御部62と、を有する。また制御部40は、機能部として、次述する吸着判定部58と、通気物保持制御部51と、異形物保持制御部52と、重量物保持制御部54と、保持解放制御部60と、を有する。これらの機能部は、例えば、CPUなどのプロセッサがプログラムを実行することにより実現される。また、これらの機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)などのハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
通気物保持制御部51は、保持装置10による通気物の保持動作を制御する。本願において通気物とは、開口12への外気の流入を許容する物体を言う。保持対象物が通気物の場合には、開口12が保持対象物に接触しても、開口12が外気を吸引するため保持対象物を吸着できない。通気物は、スポンジ等の多孔質物体(図14参照)や、小物体などである。開口12は、多孔質物体の内部孔を通じて外気を吸引する。開口12は、小物体の周囲から外気を吸引する。
図12は保持対象物の角部の保持動作の第1説明図であり、図13は第2説明図である。
異形物保持制御部52は、保持装置10による異形物の保持動作を制御する。本願において異形物とは、開口12より広い平面を有しない物体を言う。保持対象物が異形物の場合には、開口12が保持対象物に接近しても、開口12が外気を吸引するため保持対象物を吸着できない。図10に示される小物体を保持する場合や、図12に示される保持対象物Wの角部WCを保持する場合などが、異形物を保持する場合に該当する。小物体を保持する場合、開口12は小物体の周囲から外気を吸引する。保持対象物の角部を保持する場合、開口12は角部WCの周囲から外気を吸引する。
前述したように、吸着判定部58は、第1距離検出部41の検出した第1距離が、第1所定距離未満か判断する。異形物保持制御部52は、吸着判定部58の判断結果を流用してもよい。
重量物保持制御部54は、保持装置10による重量物の保持動作を制御する。本願に置いて重量物とは、重量が大きい物体である。図16および図17に示されるように、保持対象物が重量物の場合には、吸着部11の開口12から保持対象物Wに作用する負圧だけでは、保持対象物Wを持ち上げることができない。重量物保持制御部54は、図18に示されるように、保持対象物Wが重量物の場合に、吸着部11による吸着に加えて、変形部20により保持対象物Wを挟持する。
保持解放制御部60は、保持装置10による保持対象物の保持解放動作を制御する。保持解放制御部60は、変形制御部62により変形部20を駆動する。図20に示されるように、変形部20のパドル22は、吸着部11の外側を押圧して、開口12を変形させる。変形に伴って、開口12は保持対象物Wの表面を移動する。このとき、開口12の一部が保持対象物Wの表面から浮き上がる。これにより、開口12の内側に外気が流入して、開口12の内側の圧力が上昇する。その結果、保持対象物Wは、保持装置10による保持から解放される。
図8は搬送方法の第1フローチャートであり、図9は第2フローチャートである。
移動制御部64は、保持装置10を保持対象物に向かって下降させる(S10)。移動制御部64は、移動部4,6の動作を制御して、保持装置10を下降させる。
図10に示されるように、保持対象物Wが小物体の場合、保持対象物Wの+Z方向の表面が、開口12より小さい。この場合、第1距離センサ31を用いて検出される保持対象物Wまでの第1距離D1が第1所定距離未満でも、第2距離センサ32を用いて検出される第2距離D2は第2所定距離以上である。そのため、図8におけるS14の判断がNOになる。この状態で吸引部18を駆動すると、開口12が保持対象物Wの周囲から外気を吸引する。その結果、開口12は保持対象物Wに対して十分な負圧を作用させることができない。すなわち、吸着部11は保持対象物Wを吸着できない。
図14に示されるように、保持対象物Wが多孔質物体の場合、開口12が保持対象物Wの内部孔を通して外気を吸引する。このとき、圧力検出部48の検出した圧力Pが所定圧力PT以上になり、S22の判断がNOになる。この場合、開口12は保持対象物Wに十分な負圧を作用させることができない。すなわち、吸着部11は保持対象物Wを吸着できない。
以上により、搬送方法の処理を終了する。
これにより、変形部20が低コストで形成される。
これにより、吸引部18の駆動状態に対応する所定圧力を都度算出する必要がない。そのため、通気物保持制御の処理が簡略化される。
保持装置10は、挟持検出部46を持つ。挟持検出部46は、変形部20が保持対象物を挟持したことを検出する。
保持装置10は、圧力検出部48と、荷重検出部44と、を持つ。圧力検出部48は、開口12の内側の圧力を検出する。荷重検出部44は、保持対象物から吸着部11に作用する荷重を検出する。制御部40の重量物保持制御部54は、吸引部18を駆動して吸着部11により保持対象物を吸着するとともに、変形部20を駆動して保持対象物を挟持する。その条件は、荷重検出部44の検出する荷重が、圧力検出部48の検出する圧力に対応する所定荷重以上の場合である。
これにより、圧力検出部48の検出する圧力に対応する所定荷重を都度算出する必要がない。そのため、重量物保持制御の処理が簡略化される。
開口12の変形に伴って、開口12の一部が保持対象物の表面から浮き上がる。これにより、開口12の内側に外気が流入して、開口12の内側の圧力が上昇する。その結果、保持対象物は、保持装置10による保持から解放される。これにより保持装置10は、真空破壊装置等の特別な装置を必要とすることなく、保持対象物の保持を解放できる。
実施形態の保持装置10は、様々な保持対象物を保持できる。そのため搬送装置1は、様々な保持対象物を搬送できる。
保持装置210の変形部220は、昇降部材222を有する。昇降部材222は、X方向に離間配置された一対の平板で形成される。昇降部材222は、円筒状に形成されてもよい。昇降部材222はZ方向に沿って昇降可能に形成される。
図22は、開口の変形動作の説明図である。昇降部材222が下降すると、昇降部材222の先端が吸着部11の外側を−Z方向に押圧する。これにより、開口12が変形して、開口12の面積が減少する。
保持装置310の変形部320は、ワイヤ322と、アクチュエータ324と、を有する。ワイヤ322の−Z方向の端部は、吸着部11の開口12の周縁部11eに連結されている。ワイヤ322の+Z方向の端部は、アクチュエータ324に接続されている。
図24は、開口の変形動作の説明図である。アクチュエータ324がワイヤ322を巻き上げると、ワイヤ322の先端は開口12の周縁部11eを引き寄せる。これにより、開口12が変形して、開口12の面積が減少する。
実施形態の開口12は、円形状に形成される。開口は、多角形状に形成されてもよい。
(1)先端に開口を有する吸着部と、前記吸着部に接続され前記開口から外気を吸引可能な吸引部と、前記開口を変形させることが可能な変形部と、前記吸引部および前記変形部の動作を制御する制御部と、保持対象物までの距離を検出する距離検出部と、前記開口の内側の圧力を検出する圧力検出部と、を有し、
前記制御部は、前記保持対象物が前記開口への外気の流入を許容する通気物であるとき、前記通気物の保持を制御する通気物保持制御部を有し、
前記通気物保持制御部は、前記距離検出部の検出する前記距離が所定距離未満であり、前記圧力検出部の検出する前記圧力が前記吸引部の駆動状態に対応する所定圧力以上であるとき、前記変形部を駆動して前記開口を変形させ前記開口の面積を減少させる、
保持装置。
前記制御部は、前記保持対象物が前記開口より広い平面を有しない異形物であるとき、前記異形物の保持を制御する異形物保持制御部を有し、
前記異形物保持制御部は、前記第1距離検出部の検出する前記第1距離が第1所定距離未満であり、前記第2距離検出部の検出する前記第2距離が第2所定距離以上であるとき、前記変形部を駆動して前記開口を変形させ、前記開口の前記第2方向の幅を減少させる、
保持装置。
前記制御部は、前記保持対象物が重量物であるとき、前記重量物の保持を制御する重量物保持制御部を有し、
前記重量物保持制御部は、前記荷重検出部の検出する前記荷重が前記圧力検出部の検出する前記圧力に対応する所定荷重以上であるとき、前記吸引部を駆動して前記吸着部により保持対象物を吸着するとともに前記変形部を駆動して前記保持対象物を挟持する、
保持装置。
前記距離検出部の検出する前記距離が所定距離未満であり、前記圧力検出部の検出する前記圧力が前記吸引部の駆動状態に対応する所定圧力以上であるとき、前記変形部を駆動して前記開口を変形させ前記開口の面積を減少させる、
保持装置の制御方法。
前記第1距離検出部の検出する前記第1距離が第1所定距離未満であり、前記第2距離検出部の検出する前記第2距離が第2所定距離以上であるとき、前記変形部を駆動して前記開口を変形させ、前記開口の前記第2方向の幅を減少させる、
保持装置の制御方法。
前記荷重検出部の検出する前記荷重が前記圧力検出部の検出する前記圧力に対応する所定荷重以上であるとき、前記吸引部を駆動して前記吸着部により保持対象物を吸着するとともに前記変形部を駆動して前記保持対象物を挟持する、
保持装置の制御方法。
前記距離検出部の検出する前記距離が所定距離未満であり、前記圧力検出部の検出する前記圧力が前記吸引部の駆動状態に対応する所定圧力以上であるとき、前記変形部を駆動させて前記開口を変形させ前記開口の面積を減少させる、
プログラム。
前記第1距離検出部の検出する前記第1距離が第1所定距離未満であり、前記第2距離検出部の検出する前記第2距離が第2所定距離以上であるとき、前記変形部を駆動させて前記開口を変形させ、前記開口の前記第2方向の幅を減少させる、
プログラム。
前記荷重検出部の検出する前記荷重が前記圧力検出部の検出する前記圧力に対応する所定荷重以上であるとき、前記吸引部を駆動させて前記吸着部により保持対象物を吸着させるとともに前記変形部を駆動させて前記保持対象物を挟持させる、
プログラム。
Claims (10)
- 先端に開口を有する吸着部と、
前記吸着部に接続され、前記開口から外気を吸引可能な吸引部と、
前記開口を変形させることが可能な変形部と、
保持対象物までの距離を検出する距離検出部と、
前記開口の内側の圧力を検出する圧力検出部と、
前記吸引部および前記変形部の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記距離検出部の検出する前記距離が所定距離未満であり、
前記圧力検出部の検出する前記圧力が、前記吸引部の駆動状態に対応する所定圧力以上であるとき、
前記変形部を駆動して前記開口を変形させ、前記開口の面積を減少させる、
保持装置。 - 前記変形部は、前記吸着部の外側を押圧して、前記開口を変形させる、
請求項1に記載の保持装置。 - 前記吸引部の駆動状態に対応する前記所定圧力のデータが保存された所定圧力データ記憶部を有する、
請求項1または2に記載の保持装置。 - 前記吸引部および前記変形部の動作を制御する制御部と、
前記開口の中央の第1部位において保持対象物までの第1距離を検出する第1距離検出部と、
前記第1部位から第2方向に離間した第2部位において保持対象物までの第2距離を検出する第2距離検出部と、を有し、
前記制御部は、
前記第1距離検出部の検出する前記第1距離が第1所定距離未満であり、
前記第2距離検出部の検出する前記第2距離が第2所定距離以上であるとき、
前記変形部を駆動して前記開口を変形させ、前記開口の前記第2方向の幅を減少させる、
請求項1から3のいずれか一項に記載の保持装置。 - 前記変形部は、保持対象物を挟持可能である、
請求項1から4のいずれか一項に記載の保持装置。 - 前記変形部が保持対象物を挟持したことを検出する挟持検出部を有する、
請求項5に記載の保持装置。 - 前記吸引部および前記変形部の動作を制御する制御部と、
前記開口の内側の圧力を検出する圧力検出部と、
保持対象物から前記吸着部に作用する荷重を検出する荷重検出部と、を有し、
前記制御部は、
前記荷重検出部の検出する前記荷重が、前記圧力検出部の検出する前記圧力に対応する所定荷重以上であるとき、
前記吸引部を駆動して前記吸着部により保持対象物を吸着するとともに、前記変形部を駆動して前記保持対象物を挟持する、
請求項5または6に記載の保持装置。 - 前記圧力検出部の検出する前記圧力に対応する前記所定荷重のデータが保存された所定荷重データ記憶部を有する、
請求項7に記載の保持装置。 - 前記吸引部および前記変形部の動作を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記吸着部による保持対象物の吸着を解除するとき、前記変形部を駆動して前記開口を変形させる、
請求項1から8のいずれか一項に記載の保持装置。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の保持装置と、
前記吸引部および前記変形部の動作を制御する制御部と、
前記保持装置を移動させる移動部と、を有し、
前記制御部は、前記移動部の動作を制御する、
搬送装置。
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- 2018-03-14 JP JP2018047250A patent/JP6980571B2/ja active Active
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