JPH07110701B2 - 物流用ロボットのハンド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロボットのハンドに係り、特に物流用ロボッ
トのハンドに関する。

〔従来の技術〕

例えば、製本機において製本の完了した出来本は所定部
数毎に結束機で結束され、この出来本結束物はパレット
に積載されて出来本倉庫へ搬送されるが、従来上記の作
業は人手によってなされていた。

しかし、作業の高効率化、人件費の低減等を目的として
機械化、自動化が進められており、この機械化、自動化
の一環としてロボットを用いた出来本結束物のパレット
への積載が近年進められている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来のロボットは、その製造上複数個の出来本
結束物を同時に安定して積み込むことができないばかり
でなく出来本結束物の積載段毎に荷崩れ防止用に挿入さ
れる合紙を保持することができない等の問題があった。

本発明は上記の問題を解決し、作業効率がきわめて高
く、かつ、人件費の低減が可能な物流用ロボットのハン
ドを提供することを目的する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は物流用ロボット１のアーム部５の先端に設置さ
れたハンド２において、前記ハンド２は前記アーム部の
先端に配設された回動駆動部21と、前記回動駆動部21の
下端面に水平方向に配設され前記回動駆動部21により水
平面において回動可能な基板22と、前記基板22の後部近
傍に垂設された背板24と、前記基板24から下方に離間し
て水平方向に設けられ、前記基板22に沿って往復移動可
能で搬送物６を支持するための爪231を前記背板24から
前記基板22下に出没せしめる爪部23と、前記基板24の後
側近傍に前記爪部23の下方へ出没可能に配設された合紙
９を前記爪部23の下方に吸着保持する吸着部25と、前記
基板22の前部に設けられ、前記爪部23とともに搬送物６
を挾持する押え部26とを備えるように構成し、また、前
記基板22は、その両側端に爪部23を水平方向に移動させ
るための爪駆動部を有し、この爪駆動部はボールスクリ
ュー機構からなる構成とし、また、前記押え部26は複数
のエヤーシリンダ262からなる構成とした。

〔作用〕

物流用ロボットのハンドは、爪部を基板の後部側に後退
させた状態で回動駆動部により基板を適宜回動して搬送
物に所定の方向から接近して背板を搬送物に当接させ、
前記爪部を前記基板の前方に前進させて搬送物の下方に
前記爪部の爪を挿入し、基板に垂直方向に設けた複数の
押え部材を降下させて前記爪とともに搬送物を挾持し、
また吸着部により合紙を吸着保持し、次いで前記ロボッ
トの作動により搬送物を載置する位置に前記爪部の下面
を近接させて係止し、前記吸着部の吸引を停止して合紙
の保持を解除し、更に、背板で搬送物を押えながら前記
爪部を前記基板の後方に後退させて搬送物を所定位置に
載置する。

〔実施例〕

本発明の物流用ロボットのハンドについて第１図乃至第
７図を参照して説明する。

第１図乃至第４図において、本発明のハンド２は伸縮ア
ーム部５の先端に取付けられ、このアーム部５はロボッ
ト１の垂直方向を軸として旋回可能な基部３の側面を上
下方向に摺動可能なアーム支持部４から水平方向に突出
している。

前記ハンド２は、前記伸縮アーム部５の先端に回動駆動
部21を有し、この駆動部21はその下端面に回動可能に配
設された水平方向に伸びる基板22を有している。前記基
板22の軸方向の後部側（図示例では左側）端部の近傍に
背板24が垂設され、前記基板22はその長手方向に移動可
能な移動枠232を支持している。

前記移動枠232は水平部232aと垂直部232bからなり、こ
の垂直部232bの下端に前記基板22の下面に対向するよう
に水平方向に突出して配設された複数の爪を有する爪部
23が支持されている。背板24の後部近傍には合紙を吸着
するための吸着部25が設けられ、前記基板22の前部側の
所定位置には互いに離間して配設された複数のエヤーシ
リンダ261を有する押え部26が設けられている。

前記回動駆動部21は前記伸縮アーム部５の伸縮自在な第
２段部52の先端に配置されているモータ211と、このモ
ータ211の駆動軸に所定の伝達手段を介して連動し垂直
方向を軸として回動可能な回動部材212とを有する。

前記基板22はほぼ矩形をなし、その長手方向の後部近傍
の上面を前記回動部材212の下端面に当接させるように
して水平方向に配設されている。そして、前記基板22は
その両側端部にモータ211によって回動されるボールス
クリュー222を有し、このスクリュー222に前記移動枠23
2の部分234が係合し、これら各部材が爪駆動部をなして
いる。

前記背板24は前記基板22の後部側の下面に垂設され、通
常前記背板24の垂設箇所は、前記回動部材212の下端面
に対向する位置である。この背板24はハンド２を搬送物
６に対して所定位置に係止させるものであり、搬送物６
に当接する際の状況に応じて図示例のように所定の切り
欠き部241を設けてもよい。

前記爪部23は複数の爪（図示例では231a,231b,231c,231
dの４本）からなっており、これら爪は背板24の下側を
通過するようになっている。

前記吸着部25は前記背板24の後部近傍に複数の吸着保持
部251（図示例では251a,251b,251c,251dの４個）を備
え、図示例では前記吸着保持部材251は出入装置252a,25
2b,252cにより、吸着作動時以外は前記背板24の下端部
よりも上方に位置し、吸着作動時は前記爪部23の前記爪
231の下面よりも下方に降下する。このように前記吸着
保持部材251が出入することにより、合紙９を吸着保持
する時以外は外部衝撃から前記吸着保持部材25が有効に
保護される。

なお、吸引は真空ポンプあるいは負圧を形成するアスピ
レータ等により吸引管（図示せず）を前記吸着保持部材
251に接続して行なえばよい。

前記押え部26は前記基板22の前部側の所定位置に前記基
板22の下面に取付けられた複数のエヤーシリンダ262
（図示例では262a,262b,262c,262dの４本）からなり、
これらシリンダの下端に押え板261a,261b,261c,261dが
保持されている。

次に本発明のハンドの作用について、製本後の出来本結
束物を搬送するロボットに本発明のハンドを適用した場
合について説明する。

第５図は、本発明のハンド２を装着したロボット１によ
る出来本結束物の物流システムを示す概略図であり、前
記物流システムはロボット１と、このロボット１の作動
範囲内に配設された前記出来本結束物6aを供給する出来
本供給部11と、前記出来本結束物6aをパレット8aあるい
は8b上に積載する、ロボット１を中心とするほぼ直径線
上に位置した第１積載部12a、第２積載部12bと、前記出
来本供給部11の右側に位置した合紙９を供給する合紙供
給部13およびパレット８を供給する、前記ロボット１に
対して出来本供給部11の反対側に位置したパレット供給
部14とを備えている。

前記出来本供給部11は製本機15で製本完了した出来本を
結束機16で結束した出来本結束物6aを前記ロボット１に
作動範囲内に供給する。前記出来本供給部11は第６図及
び第７図に示されるように、多数のローラ111（図示例
では111a,111b,111c,111d,111e,111f,111g）を有し、前
記結束機16から送り出された出来本結束物6aは前記ロー
ラ111上を移動し、前記出来本結束物供給部11の先端に
設置されたストッパー114a,114bにより所定位置に係止
される。また、前記出来本結束物供給部11はその先端部
近傍に２列状態で前記ローラ111上を移動してきた出来
本結束物6aの移動方向に直交する方向の位置決めを行な
うガイド板112および整列板113a,113bを有する。前記ガ
イド板112により左右に分けられた前記出来本結束物6a
は、前記整列板113a,113bにより前記ガイド板112に押圧
されて整列配置される。

このように整列配置された前記出来本結束物6aは、第６
図および第７図に示されるように前記ロール111の中間
部と前記出来本結束物6aとによって形成された隙間に挿
入された前記爪部23および前記エヤーシリンダ262によ
り挾持される。

前記積載部12はロボットの作動範囲の任意の位置にあれ
ばよく、第５図では第１積載部43aと第２積載部43bの２
つからなっている。前記第１積載部12aおよび第２積載
部12bには前記パレット供給部14からパレット8aおよび8
bが移送配置される。

前記パレット供給部14はパレット８が積載設置されてい
ればよく、従来のようなパレットマガジン等の装置であ
る必要はなく、パレットを本発明のハンド２を用い前記
ロボット１により移送配置することも可能である。

前記合紙供給部13はパレットとほぼ同面積の合紙を棒積
みしたものでよい。

前記ロボット１は先ず前記パレット供給部14からパレッ
トを保持して前記第１積載部12aにパレット8aを移送配
置する。次に前記出来本結束物供給部11で前記ハンド２
により出来本結束物6aを複数個（通常、２個または４
個）保持し、また前記合紙供給部13で前記ハンド２の吸
着部25により合紙９を吸着保持する。

このようなパレット８および出来本結束物6aの保持は、
先ず前記ロボット１が前記ハンド２の爪部23を前記基板
22の後部側に後退させた状態で前記回動部21により前記
基板22を適宜回動してパレット８あるいは出来本結束物
6aに所定の方向から接近して前記背板24をそれらに当接
して係止し、前記爪部23を前記基板22の前部側に前進さ
せてパレット８あるいは出来本結束物6aの下方に前記爪
部23を挿入し、前記エアーシリンダ262の押え板を降下
させるようにしてなされる。

また、合紙９の吸着保持は、前記ハンド２を合紙９の所
定位置の上方近傍に近づけ、前記吸着部材251を前記爪
部23の下面よりも下方に突出させ、同時に吸引を開始し
てなされる。

次に前記第１積載部12aまでロボット１が旋回し、前記
吸着部25の吸引を停止してパレット8a上に合紙９を設置
した後前記爪部23を前記基板22の後部側に後退させて出
来本結束物6aを所定位置に載置する。結束物6aを所定位
置に解放する場合には、前記エアーシリンダ262を縮め
るとともに、結束物の後方へのずれを背板24で押えつつ
爪部23を後側へ移動せしめる。以後出来本結束物6aを出
来本結束物供給部11から順次パレット8a上に所定のパタ
ーンに従って積載し、積載の第１段目を形成する。

このように積載の第１段目が完了したら、以後同様の操
作により合紙９の設置および出来本結束物6aの積載を繰
り返して所定段数までの積載を行なう。この積載が終了
したパレット8aが第１積載部12aから搬出される間に第
２積載部12bにおいて上記の一連の操作を行なうことに
よりパレット8b上に出来本結束物6aの積載および合紙９
の設置を終了し、このパレット8bが第２積載部12bから
搬出される間に再度第１積載部12aで同様の操作を繰り
返し、以後第１積載部12aと第２積載部12bとにおいて交
互に積載作業を行なう。

〔発明の効果〕

本発明の物流用ロボットのハンドによれば、複数個の搬
送物を同時に、確実に搬送でき、また合紙も同一のハン
ドにより搬送でき、さらにハンド自体が回動し、爪部が
前後に移動するため搬送物の保持と載置のパターンを自
由に設定することができ、物流作業の効率がきわめて高
く、生産コスト低域等が望めるという効果を奏する。

また、本発明においては、爪部の爪を背板の後側から基
板下に出没せしめるので複数個の搬送物を他の箇所に移
す際爪を搬送物下から引き抜くにあたり背板が搬送物を
押し止めるので複数個の搬送物を爪方向に簡易かつ正確
に押し出すことができる。また、背板の後側近傍には爪
部の下方へ出没可能に吸着部25が配設されているので、
搬送物を爪部の上に保持し合紙９を爪部23の下方に吸着
保持し、搬送物と合紙の両者を同時に搬送することがで
きる。また、本発明において、爪駆動部としてボールス
クリュー機構を採用する場合は、爪の動きを滑らかにし
搬送物の移動を円滑化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の物流用ロボットのハンドの１実施例を
示す斜視図、第２図は本発明のハンドを適用したロボッ
トの平面図、第３図は同側面図、第４図はハンドの正面
図、第５図は本発明のハンドを用いたロボットによる物
流システムの１例を示す概略図、第６図は第５図示され
た物流システムに使用する出来本結束物供給部の側面
図、第７図は同出来本結束物供給部の斜視図である。 １……ロボット、２……ハンド、５……伸縮アーム部、
６……搬送物、９……合紙、11……出来本結束物供給
部、21……回動駆動部、22……基板、23……爪部、24…
…背板、25……吸着部、26……押え部。

フロントページの続き (72)発明者 開田 豊廣 愛知県稲沢市菱町１番地 三菱電機株式会 社稲沢製作所内 (72)発明者 勝 重男 愛知県稲沢市菱町１番地 三菱電機株式会 社稲沢製作所内 (56)参考文献 特開 昭64−53927（ＪＰ，Ａ) 実開 昭１−126333（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4787810（ＵＳ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物流用ロボットのアーム部の先端に設置さ
   れたハンドにおいて、前記ハンドは前記アーム部の先端
   に配設された回動駆動部と、前記回動駆動部の下端面に
   水平方向に配設され前記回動駆動部により水平面におい
   て回動可能な基板と、前記基板の後部近傍に垂設された
   背板と、前記基板から下方に離間して水平方向に設けら
   れ、前記基板に沿って往復移動可能で搬送物を支持する
   ための爪を前記背板から前記基板下に出没せしめる爪部
   と、前記背板の後側近傍に前記爪部の下方へ出没可能に
   配設され合紙を前記爪部の下方に吸着保持する吸着部
   と、前記基板の前部に設けられ、前記爪部とともに搬送
   物を挾持する押え部とを備えることを特徴とする物流用
   ロボットのハンド。
2. 【請求項２】前記基板は、その両側端に爪部を水平方向
   に移動させるための爪駆動部を有し、この爪駆動部はボ
   ールスクリュー機構からなることを特徴とする請求項１
   記載の物流用ロボットのハンド。
3. 【請求項３】前記押え部は複数のエヤーシリンダからな
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の物流用ロボッ
   トのハンド。