JPH04201086A - 吸着式ロボットハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 二産業上の利用分野コ 本発明は、吸着式ロボットハンドに関し、更に詳細には
新たに充填する物品を保持した状態で、容器に充填済の
物品を横に寄せて充分な充填スペースを確保することが
でき、その複核スペースに上記物品を充填することがで
きる吸着式ロボットハンドに関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕従来
、ロボットハンドとしては、特開昭６３−２５１１８６
号等公報に開示されているように、物品を２本の指体に
より挟持し、移送するタイプのものがある。こうしたタ
イプのロボットハンドによれば、指体により物品を挟持
することにより、物品を崩す虞があった。こうした問題
点は、柔らかい食品等を対象とする場合、特に顕著であ
った。

また、他のロボットハンドとしては、特開昭６４−８１
４１号公報や特開昭６３−２８３８８４号公報に開示さ
れているように、ロボットハンドに取り付けられた吸着
パッドに物品を吸着させ、持ち運びする吸着式ロボット
ハンドがある。こうしたタイプのロボットハンドは、指
体により物品を挟持することがないので、物品を崩す虞
はないものの、下記の問題点があった。

すなわち、容器の所定箇所に複数個の物品を充填する場
合、２個目以降の物品を充填するに際して、既に充填し
た物品が邪魔になり、充分な充填スペースがない場合が
ある。こうした場合、容器内に充填済みの物品を横に寄
せることが必要となるが、上記した従来のロボットハン
ドでは、ロボットハンドに充填済みの物品を把持させて
横に寄せた後、該ロボットハンドに新たな物品を把持さ
せて、得られた充填スペースに該物品を充填するとの煩
雑な作業を行う必要があった。

本発明の目的は、容器に新たに充填する物品を把持した
状態で、充填済みの物品を横に寄せる作業ができる吸着
式ロボットハンドを提供する点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の要旨は、（ａ）　吸
Ｍパッド、（ｂ）吸着パッドの開口部の周囲に多数配設
された上下動可能で且つ下端部が半径方向に移動可能に
構成された排除棒、（ｃ）吸着パッドを保持すると共に
吸着パッドに連通する真空圧通路を配設したロボットハ
ンド本体を有することを特徴とする吸着式ロボットハン
ドにある。

〔作　用〕

吸着パッドの開口部に物品を吸着させた後、該開口部の
周囲に多数配設された排除棒を下降させ、該排除棒の下
端部を開口部の中心方向に閉じる。

その後吸着パッドを充分位置に移動させた後、上記排除
棒の下端部を開き、これにより容器内に充填済みの物品
を横に寄せて充分な充填スペースを確保する。その後、
吸着パッドの開口部から物品を離脱させ、物品の充填を
行う。

〈実施例〉 以下、本発明の内容を実施例に基づいて説明する。

第１図において、吸着式ロボットハンド１は、ロボット
本体（図示せず）の先端に装着されており、吸着パッド
２とロボットハンド本体３とを有している。

該吸着パッド２は、ロボットハンド本体３の下端に装着
されている。該吸着パッド２の形状は、円筒状であって
も良いし或いはカップ状であってもよく特に制限されな
い。また、該吸着パッド２の材質も特に制限されないが
、物品としてコロッケ、厚揚げ等の崩れ易い食品等を使
用する場合には、吸引時の崩れを防止するた狛に、ゴム
・合成樹脂等の柔軟性を有するものを採用することが好
ましい。

また、吸着パッド２の開口部４には、第２図に示すよう
に、支持体５が設けられていることが好ましい。これに
より、吸引時に支持体５が物品を吸着パッド２の開口部
４の内側から支え、物品の崩れを有効に防止することが
できる。該支持体５の構成としては、第２図（イ）に示
す網状部材、（ロ）に示す十字線部材、（ハ）に示す線
部材が例示できる。

上記支持体５は、第３図に示すように、開口部４の縁端
部に設けても良いし、或いは第４図に示すように、開口
部４の縁端部よりやや奥の位置に設けても良い。また、
支持体５は一時的に変形可能な柔軟性を有するものであ
っても良いし、或いは、変形しない程度の硬さを有する
ものであっても良い。例えば、上面が平坦な物品の場合
、硬い支持体５を、開口部４の縁端部に設けることが好
ましい。また、上面の凹凸が著しい物品の場合、開口部
４の縁端部よりやや奥の位置に硬い支持体５を設けても
良いし、或いは、開口部４の縁端部に柔軟性を有する支
持体５を設けても良い。これにより、開口部４の縁端部
と物品との間に大きな間隙が生じることを有効に防止す
ることができる。

上記吸着パッド２の別の態様は、第５図に示すように、
該吸着パッド２の側面に開口部４から縦方向に多数の切
り込み５０が形成されている。これにより、柔軟性を有
する多数の小片３０が吸着パッド２の先端に周設される
ことになる。該小片３０の接合部分には内側への曲りを
良くするために、溝状の折れ目３１を形成することが好
ましい。

尚、吸着パッド２の先端に柔軟性を有する小片３０を周
設する手段としては、上記した切り込み５０を形成する
手段の他に、ゴム・合成樹脂等よりなる柔軟性を有する
小片３０を熱溶着等の方法により接着する手段等がある
。

上記パッド２は、吸着時に、柔軟性を有する多数の小片
３０が外圧により内側に曲っていびつな物品に接するよ
うになり、吸着パッド２と物品との間に大きな間隙が生
じることを防止することができる。これにより、多量の
空気が吸着パッド２内に流入することを有効に防止し、
いびつな物品を持ち上げることができる。また、網状の
支持体５を設けることにより、上記したように物品の崩
れを防止すると共に吸着パッド２の内径より小さい物品
が下記の真空圧通路の奥深くに吸込まれることを有効に
防止することができる。

上記ロボットハンド本体３の下部の外側には、第６図に
示すように、上下２段にリング状の第１エアーチユーブ
１００及び第２エアーチユーブ１１０が設けられている
。該第１エアーチユーブ１００及び第２エアーチユーブ
１１０には、それぞれエアーの供給源（図示せず）及び
大気中と連通するバルブ１２０ａ、１２０ｂを有するエ
アー配管１３０ａ、１３０ｂが連結されている。

また、上記第１エアーチユーブ１００及び第２エアーチ
ユーブ１１０の外側にはシリンダ一体１４０が縦方向に
多数配設されている。該シリンダ一体１４０は第１エア
ーチユーブ１００と第２エアーチユーブ１１０との間の
部分に設けられた支持部１５０により揺動可能にロボッ
トハンド本体３に取り付けられている。該シリンダ一体
１４０にはそれぞれに排除棒１６０が上下動可能に挿入
されている。

上記排除棒１６０の上端部分はリング状の連結体１７０
に周設された多数の孔１８０に通されている。排除棒１
６０の上端部分の連結体１７０を挟む上下の位置に係止
部１９０ａ、１９０ｂを設けることにより該排除棒１６
０は該連結体１７０に取り付けられている。また、該リ
ング状の連結体１７０はロボットハンド本体３に配設さ
れたシリンダー２００に連結れている。これにより、す
べての排除棒１６０は共同して上下動する。

次に、ロボットハンド本体３の内部には、第１図に示す
ように、真空圧通路６が配設されており、該真空圧通路
６は上記した吸着パッド２内部と連通している。

上記真空圧通路６内部の吸着パッド２よりやや上の位置
には、吸着バッド２内部の減圧度を検知するための圧力
センサー１３が設けられている。

また、上記真空圧通路６の吸着パッド２と連通していな
い側の端部は、第１真空圧流通管７、第１連結用配管８
を介してタンク９と連結されており、上記タンク９は第
２連結用配管工０、第２真空圧流通管１１を介してポン
プ１２に連結されている。上記タンク９は、ポンプ１２
により吸引したエアー中の水・物品のかけら等をタンク
９の底部に溜めることができ、それらがポンプ１２に混
入するのを防止することができる。また、予とタンク９
内部の減圧度を充分に低下させておくことにより、吸着
パッド２による物品の吸着を短時間で行うことができる
。

上記第１真空圧流通管７は、ロボットの動きに十分に対
応できる程度の柔軟性及び長さを有するものである。第
１連結用配管８には、第１ボールバルブ１４ａ及び第２
ボールバルブ１４ｂが設けられている。上記第２連結用
配管１０には圧力調整用のリークバルブ１６が設けられ
ている。

上記リークバルブ１６及びポンプ１２には、圧力センサ
ー１３により検知された減圧度に基づいて、吸引するエ
アーの流量を制御するための制御装置９０が連結されて
いる。制御装置９０にはさらに、第１ボールバルブ１４
ａ及び第２ボールバルブ１４ｂが連結れている。

次に、本発明の吸着式ロボットハンドの使用方法につい
て説明する。先ず、第１ボールバルブ１４ａ及び第２ボ
ールバルブ１４ｂを閉状態にし、ポンプ１２を作動させ
、タンク９内部を例えば−１５〜−３００ｍｍＨｇ程度
の十分に低い減圧度に調整する。

次に、ロボットハンド本体３に配設されたシリンダー２
００を上昇させ、排除棒１６０を最上の位置まで上げる
。次に、ロボットを作動させ、吸着パッド２を物品の上
面に当てる位置まで移動させる。

次に、上記ポンプ１２を作動させつつ第２ボールバルブ
１４ｂを開状態にする。これにより、真空圧は、タンク
９から第１連結用配管８、第１真空圧流通管７及びロボ
ットハンド本体３の真空圧通路６を通って吸着パッド２
の内部まで到達する。

併せて、圧力センサー１３により吸着パッド２内部の減
圧度を検知すると共にその値を制御装置９０に送る。そ
の値に基づいて該制御装置９０は、減圧度が下記の式を
満足し得るように、リークバルブ１６及び／又はポンプ
１２を制御しエアーの吸引量を調整する。尚、エアーの
吸引量を調整するための具体的な制御方法としては、例
えばＰＩＤ制御等の所定値を維持し得る公知の制御方法
を採用すれば良い。

（物品を持ち上げる力） 上記したように、吸着パッド２内部の減圧度を検知しつ
つエアーの吸引量を制御することにより、吸着パッド内
部の減圧度（吸着パッドによる物品を持ち上げる力）を
安定的に所定値にすることができる。例えば、とりの唐
揚げ・コロッケ等の吸着パッド２と物品との間に大きな
間隙が生じるようなものであっても、物品を確実に持ち
上げることができる。また、この場合、吸引時に支持体
５が物品を吸着パッド２の開口部４の内側から支えるの
で、物品の崩れを有効に防止することができる。

次に、シリンダー２００を下降させ、排除棒１６０を吸
着パッド２の開口部４より下方の位置まで下降させる。

続いて、第１エアーチユーブ１００と連通ずるエアー配
管１３０ａのバルブ１２０ａをエアー供給源と連通ずる
ように切り替えた後、エアーを第１エアーチユーブ１０
０に供給すると共に、第２エアーチユーブ１１０に連通
するバルブ１２０ｂを大気中と連通ずるように切り変え
、エアーを第２エアーチユーブ１１０から排出可能にす
る。これにより、シリンダ一体１４０は第１エアーチユ
ーブ１００と第２エアーチユーブ１１０の間に設けられ
た支持部１５０によりロボットハンド本体３に揺動可能
に取り付けられているので、シリンダ一体１４０の上部
が第１エアーチユーブ１００の膨張により外側に押され
ることになり、反対にシリンダ一体１４０の下端部は内
側に押されることになる。この結果、シリンダ一体１４
０に挿入されている排除棒１６０の下端部は、吸着パッ
ド２の中心方向に向かって閉じることになる。これによ
り、吸着パッド２により吸着された物品は排除棒１６０
により覆われることになる。

次に、該吸着パッド２により物品を吸着させた状態でロ
ボットを作動させ、物品を目的地、すなわち容器内の充
填位置まで移送する。

次いで、第２エアーチユーブ１１０と連通ずるエアー配
管１３０ｂのバルブ１２０ｂをエアー供給源と連通ずる
ように切り変えた後、エアーを第２エアーチユーブ１１
０に供給する。さらに、第１エアーチユーブ１００に連
通するバルブ１２０ａを大気中と連通ずるように切り変
え、エアーを第１エアーチユーブ１００から排出可能に
する。

これにより、シリンダ一体１４０は第１エアーチユーブ
１００と第２エアーチユーブ１１０の間に設けられた支
持部１５０によりロボットハンド本体３に揺動可能に取
り付けられているので、シリンダ一体１４０の下部が外
側に押されることになり、反対にシリンダ一体１４０を
上端部は内側に押されることになり、元の垂直状態に戻
る。

以上の作動によりシリンダ一体１４０に挿入されている
排除棒１６０の下端部が、吸着パッド２の中心方向から
外側に開くことになり、この際、既に容器に充填されて
いる物品を横に排除することとなり、十分な充填スペー
スを確保できることになる。

次に、第２ボールバルブ１４ｂを閉状態にすると共に、
第１ポールバルブ１４ａを開状態にする。

これにより、大気圧が第１連結用配管８、第１真空圧流
通管７及びロボットハンド本体３の真空圧通路６を通っ
て吸着パッド２の内部まで到達する。

その結果、物品を持ち上げる力が解除されることになり
物品は吸着パッド２の開口部４より離脱する。この場合
、上記第１ボールバルブ１４ａに加圧空気の供給源を連
結することにより物品を吸着パッド２の開口部４からよ
り短時間で離脱させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の吸着式ロボットハンドの説明図、第２
図は本発明の吸着式ロボットハンドの下面の説明図、第
３図及び第４図は吸着パッドの断面図、第５図は吸着パ
ッドの斜視図、第６図は吸着式ロボットハンドの要部拡
大斜視図である。 １・・・・・・ロボットハンド ２・・・・・・吸着パッド ４・・・・・・開口部 ５・・・・・・支持体 ９・・・・・・タンク ９０・・・・・・制御装置 １００・・・・・・第１エアーチユーブ１１０・・・・
・・第２エアーチユーブ１４０・・・・・・シリンダ一
体 １６０・・・・・・排除棒 ２００・・・・・・シリンダー 第３図　　　第４図 第６図 平成　　年　　月　　日 特許庁長官　　植　松　　敏　　殿　　　　ユ一〆一 ■、事件の表示　　　平成２年特許願第３３３３７３号
２、発明の名称　　　　　吸着式ロホットノ＼ント３、
補正をする者 事件との関係　　出願人 名　称　　　ハウス食品工業株式会社 ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）吸着パッド、 （ｂ）吸着パッドの開口部の周囲に多数配設された上下
   動可能で且つ下端部が半径方向に移動可能に構成された
   排除棒、 （ｃ）吸着パッドを保持すると共に吸着パッドに連通す
   る真空圧通路を配設したロボットハンド本体、 を有することを特徴とする吸着式ロボットハンド。