JPH07136965A - 物体のハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意の高さに積まれた物体、あるいは任意の
高さの物体を取り出しミス、取り残しミスすることなく
確実に所定の供給先に移送すること。 【構成】 制御手段３は供給元の物体５の上空にハンド
部１を位置決めしたのち、ハンド部１を垂直に下降さ
せ、吸着パット１ａにより物体５を吸着する。（ａ）
（ｂ）に示すハンド部には、物体高さセンサ１１ｂ，１
２ｂが設けられており、制御手段３は物体高さセンサ１
１ｂ，１２ｂが動作するまでハンド部１を下降させ、吸
着パット１ａにより物体を吸着する。同図（ｃ）に示す
ハンド部には、限界高さセンサ１３ｂが設けられてお
り、ハンド部１を所定位置まで下降するまえに限界高さ
センサ１３ｂが動作すると、ハンド部１の下降を停止
し、アラームを発生する。ハンド部１が物体を吸着する
と、ハンド部１を上昇させて水平移動し、供給先に物体
５を移送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は任意の高さに段積みされ
た集積物もしくは任意の高さの物体を一個づつ取り出し
移送する物体のハンドリング装置に関し、特に本発明は
簡単な機構により確実に上記物体を取り出し移送するこ
とができる物体のハンドリング装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】製造ラインにおける製品の組み立て等の
自動化を図るため、従来から種々の分野でロボット等の
ハンドリング装置が使用されてきている。上記したロボ
ットは、人間がティーチングを行ったり、あるいはプロ
グラミングを行って予めロボットに作業内容に記憶させ
ておき、作業時、上記記憶内容内容に基づきロボットに
所定の作業を行わせるものであり、上記ティーチング、
あるいはプログラミングの際には、ロボットハンドの位
置を正確に設定する必要があり、また、ティーチング、
プログラミングの内容通りの作業をさせるために高い位
置決め精度を必要とした。

【０００３】特に、従来のロボットにおいて、段積みさ
れた物体を一枚つづ取り出したり、高さの異なった物体
を扱う場合には、ティーチングあるいはプログラミング
に際して、物体の高さの変化を考慮する必要があり、テ
ィーチング作業が煩雑となったり、あるいは、プログラ
ミングが複雑になるといった問題があった。また、ティ
ーチングあるいはプログラムされたロボットハンドの位
置と実際の物体の高さが異なっている場合には、物体を
取り出すことができない場合が生じたり、物体を破損す
るといった恐れもあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
技術の問題点を考慮してなされたものであって、本発明
の第１の目的は、任意の高さに積まれた物体、あるいは
任意の高さの物体を取り出しミス、取り残しミスするこ
となく確実に所定の供給先に移送することができる物体
のハンドリング装置を提供することである。

【０００５】本発明の第２の目的は、ハンド部に簡単な
機構を設けることにより、複雑な制御を行うことなく、
任意の高さに積まれた物体、あるいは任意の高さの物体
を、確実に所定の供給先に移送することができる物体の
ハンドリング装置を提供することである。本発明の第３
の目的は、任意の高さに積まれた物体、あるいは任意の
高さの物体を破損させることなく、確実に所定の供給先
に移送することができる物体のハンドリング装置を提供
することである。

【０００６】本発明の第４の目的は、ハンド部に物体有
無検知機能を設け、物体の存在を上記検知機能により検
知して物体の存在を確認したのち、物体を取り出すこと
により、ハンド部の無駄な動作を避けることができる物
体のハンドリング装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
あり、同図において、１は物体５を保持して移送するハ
ンド部、１ａはハンド部１の下面に取り付けられた吸着
パット、２はハンド部を駆動する駆動部、３はハンド部
１を制御する制御手段、４はアラーム、５は移送の対象
となる物体である。また、同図（ａ）は請求項１，２，
５，６のハンド部の構成を示し、１１ｂは物体高さセン
サ、１１ｃは緩衝手段、１１ｄは物体有無センサ、１１
ｅは過負荷センサである。同図（ｂ）は請求項３，５，
６のハンド部の構成を示し、１２ｂは物体高さセンサ、
１２ｃは緩衝手段、１２ｄはシリンダ、１２ｅはシリン
ダ行限センサである。同図（ｃ）は請求項４，５，６の
ハンド部の構成を示し、１３ｂは限界高さセンサ、１３
ｃは緩衝手段である。

【０００８】上記課題を解決するため、本発明の請求項
１の発明は、図１および同図（ａ）に示すように、物体
５を吸着して保持する吸着パット１ａを下面に具備した
ハンド部１と、上記ハンド部１を駆動する駆動部２と、
物体５の上空にハンド部１を位置決めし、ハンド部１を
垂直方向に下降させて吸着パット１ａにより物体５を吸
着し、所定の供給先に移送する制御を行う制御手段３と
を備えた物体のハンドリング装置において、ハンド部１
の下面に物体５が接触したことを検出する物体高さセン
サ１１ｂを取り付けるとともに、ハンド部１と駆動部２
の間に下から加わる力を吸収する緩衝手段１１ｃを設
け、上記制御手段３は、ハンド部１を下降させる際、物
体高さセンサ１１ｂが物体５との接触を検出したときハ
ンド部１の下降を停止させ、吸着パット１ａにより物体
５を吸着させることにより、任意の高さの物体５もしく
は任意の高さに積み重ねられた物体５を一個づつ取り出
し移送するように構成したものである。

【０００９】本発明の請求項２の発明は、図１および同
図（ｂ）に示すように、物体５を吸着して保持する吸着
パット１ａを下面に具備したハンド部１と、上記ハンド
部１を駆動する駆動部２と、物体５の上空にハンド部１
を位置決めし、ハンド部１を垂直方向に下降させて吸着
パット１ａにより物体５を吸着し、所定の供給先に移送
する制御を行う制御手段３とを備えた物体のハンドリン
グ装置において、駆動部２にハンド部１を上下方向に駆
動するシリンダ１２ｄを設けるとともに、吸着パット１
ａと吸着パット支持部材間に下方から吸着パット１ａに
加わる力を吸収する緩衝手段１２ｃを設け、また、上記
ハンド部１に、物体５が接触したことを検出する物体高
さセンサ１２ｂを取り付けるとともに、上記シリンダ１
２ｄに、ハンド部１が下限位置まで達したことを検出す
る行限センサ１２ｅを取り付け、上記制御手段３は、シ
リンダ１２ｄを駆動して、ハンド部１を下降させる際、
物体高さセンサ１２ｂが物体５の接触を検出したときハ
ンド部１の下降を停止させ、吸着パット１ａにより物体
５を吸着させることにより、任意の高さの物体５もしく
は任意の高さに積み重ねられた物体５を一個づつ取り出
し移送するとともに、ハンド部１を下方に移動させた
際、ハンド部１が下限位置まで達したことを行限センサ
１２ｅが検出したとき、シリンダ１２ｄの下降動作を停
止させアラーム４を発生するように構成したものであ
る。

【００１０】本発明の請求項３の発明は、請求項１また
は請求項２の発明において、緩衝手段１１ｃ，１２ｃが
吸収する力の大きさが所定以上になったとき動作する過
負荷センサ１１ｅを設け、過負荷センサ１１ｅが動作し
たとき、制御手段３はハンド部１の下降を停止させアラ
ーム４を発生するように構成したものである。本発明の
請求項４の発明は、図１および同図（ｃ）に示すよう
に、物体５を吸着して保持する吸着パット１ａを下面に
具備したハンド部１と、上記ハンド部１を駆動する駆動
部２と、物体５の上空にハンド部１を位置決めし、ハン
ド部１を垂直方向に下降させて吸着パット１ａにより物
体５を吸着し、所定の供給先に移送する制御手段３とを
備えた物体のハンドリング装置において、吸着パット１
ａと吸着パット支持部材間に下方から吸着パット１ａに
加わる力を吸収する緩衝手段１３ｃを設けるとともに、
ハンド部１に、緩衝手段１３ｃが吸収する力の大きさが
所定以上になったとき動作する限界高さセンサ１３ｂを
取り付け、上記制御手段３は、ハンド部１を垂直方向に
所定量下降させて吸着パット１ａにより物体５を吸着し
移送するとともに、ハンド部１を下降させる際、限界高
さセンサ１３ｂが動作したとき、ハンド部１の下降動作
を停止させアラーム４を発生するように構成したもので
ある。

【００１１】本発明の請求項５の発明は、請求項１，
２，３または請求項４の発明において、ハンド部１に物
体５が下方に存在するか否かを非接触で検出する物体存
在有無センサ１１ｄを取り付け、制御手段３は、ハンド
部１を物体５上空に位置決めした際、物体存在有無セン
サ１１ｄにより下方に物体５が存在するか否かを確認
し、下方に物体５が存在したとき、ハンド部１を下降さ
せるように構成したものである。

【００１２】本発明の請求項６の発明は、請求項１，
２，３，４または請求項５の発明において、吸着パット
１ａによる物体５の吸着に失敗したとき、制御手段３は
ハンド部１を上昇させリトライするように構成したもの
である。

【００１３】

【作用】図１において、制御手段３は供給元の物体５の
上空にハンド部１を位置決めしたのち、ハンド部１を垂
直に下降させ、吸着パット１ａにより物体５を吸着す
る。そして、ハンド部１を上昇させて水平移動し、供給
先に物体５を移送する。同図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す
ハンド部１には緩衝手段１１ｃ，１２ｃ，１３ｃが設け
られており、下方からハンド部１に加わる力を吸収して
物体５に異常な力が加わるのを防止する。また、（ａ）
に示すハンド部１には過負荷センサ１１ｅが設けられて
おり、緩衝手段１１ｅにより吸収する力が大きくなると
過負荷センサ１１ｅが動作し、アラームを発生する。

【００１４】同図（ａ）（ｂ）に示すハンド部には、物
体高さセンサ１１ｂ，１２ｂが設けられており、制御手
段３は物体高さセンサ１１ｂ，１２ｂが動作するまでハ
ンド部１を下降させ、物体高さセンサ１１ｂ，１２ｂが
動作したら吸着パット１ａにより物体を吸着する。ま
た、同図（ｂ）に示すハンド部には、ハンド部を上下方
向に駆動するシリンダ１２ｄと行限センサ１２ｅが設け
られており、ハンド部１を下降させた際、下に物体が存
在しないかあるいは物体の高さが低すぎる場合には、行
限センサ１２ｅが動作してバンド部１の下降を停止し、
アラームを発生する。

【００１５】同図（ｃ）に示すハンド部には、限界高さ
センサ１３ｂが設けられており、ハンド部１を所定位置
まで下降するまえに、物体５の高さが高すぎて限界高さ
センサ１３ｂが動作すると、制御手段３はハンド部１の
下降を停止、アラームを発生する。さらに、各ハンド部
１に物体有無センサ１１ｄを設け、ハンド部１を下降さ
せる前に下方に物体が存在するか否かを確認することが
できる。

【００１６】本発明の請求項１の発明においては、図１
および同図（ａ）に示すように、ハンド部１の下面に物
体５が接触したことを検出する物体高さセンサ１１ｂを
取り付けるとともに、ハンド部１と駆動部２の間に下か
ら加わる力を吸収する緩衝手段１１ｃを設け、制御手段
３は、ハンド部１を下降させる際、物体高さセンサ１１
ｂが物体５との接触を検出したときハンド部１の下降を
停止させ、吸着パット１ａにより物体５を吸着させるよ
うに構成したので、任意の高さに積まれた物体あるいは
任意の高さの物体を、確実に所定の供給先に移送するこ
とができる。

【００１７】また、ハンド部１の垂直方向の厳密な位置
決め制御を行う必要がないので、制御を簡単にすること
ができる。さらに、緩衝手段１１ｃを設けているので、
物体に加わる力を吸収することができ、物体の破損を防
止することができる。本発明の請求項２の発明において
は、図１および同図（ｂ）に示すように、駆動部２にハ
ンド部１を上下方向に駆動するシリンダ１２ｄを設ける
とともに、吸着パット１ａと吸着パット支持部材間に下
方から吸着パット１ａに加わる力を吸収する緩衝手段１
２ｃを設け、また、上記ハンド部１に、物体５が接触し
たことを検出する物体高さセンサ１２ｂを取り付けると
ともに、上記シリンダ１２ｄに、ハンド部１が下限位置
まで達したことを検出する行限センサ１２ｅを取り付
け、制御手段３は、シリンダ１２ｄを駆動して、ハンド
部１を下降させる際、物体高さセンサ１２ｂが物体５の
接触を検出したときハンド部１の下降を停止させ、吸着
パット１ａにより物体５を吸着させ、また、ハンド部１
を下方に移動させた際、ハンド部１が下限位置まで達し
たことを行限センサ１２ｅが検出したとき、シリンダ１
２ｄの下降動作を停止させアラーム４を発生するように
構成したので、請求項１の発明と同様、任意の高さに積
まれた物体あるいは任意の高さの物体を、確実に所定の
供給先に移送することができる。

【００１８】また、ハンド部１の垂直方向の位置決め制
御を行う必要がないので、制御を簡単にすることができ
る。さらに、緩衝手段１２ｃを設けているので、物体に
加わる力を吸収することができ、物体の破損を防止する
ことができる。またさらに、行限センサ１２ｅを設けて
いるので、下方に物体が存在しない場合あるいは物体の
高さが低すぎる場合を検出し、通知することができる。

【００１９】本発明の請求項３の発明においては、請求
項１または請求項２の発明において、過負荷センサ１１
ｅを設け、過負荷センサ１１ｅが動作したとき、ハンド
部１の下降を停止させアラーム４を発生するように構成
したので、物体５が正常な状態に置かれていない場合で
も物体に異常な力が加わることがなく、物体を破損させ
ることがない。

【００２０】本発明の請求項４の発明においては、図１
および同図（ｃ）に示すように、吸着パット１ａと吸着
パット１ａ支持部材間に下方から吸着パット１ａに加わ
る力を吸収する緩衝手段１３ｃを設けるとともに、ハン
ド部１に、緩衝手段１３ｃが吸収する力の大きさが所定
以上になったとき動作する限界高さセンサ１３ｂを取り
付け、制御手段３は、ハンド部１を垂直方向に所定量下
降させて吸着パット１ａにより物体５を吸着し移送する
とともに、ハンド部１を下降させる際、限界高さセンサ
１３ｂが動作したとき、ハンド部１の下降動作を停止さ
せアラーム４を発生するように構成したので、任意の高
さに積まれた物体あるいは任意の高さの物体等、高さに
バラツキのある物体を、確実に所定の供給先に移送する
ことができる。

【００２１】また、ハンド部１の垂直方向の厳密な位置
決め制御を行う必要がないので、制御を簡単にすること
ができる。さらに、緩衝手段１３ｃを設けているので、
物体に加わる力を吸収することができ、また、限界高さ
センサ１３ｂを設けているので、物体の高さが高すぎる
場合でも物体に異常な力が加わることがなくハンドの下
降を停止することができる。

【００２２】本発明の請求項５の発明においては、請求
項１，２，３または請求項４の発明において、ハンド部
１に物体５が下方に存在するか否かを非接触で検出する
物体有無センサ１１ｄを取り付けたので、下方に物体５
が存在するか否かを確認することができ、ハンド部の無
用な動作を避けることができる。本発明の請求項６の発
明においては、請求項１，２，３，４または請求項５の
発明において、吸着パット１ａによる物体５の吸着に失
敗したとき、ハンド部１を上昇させリトライするように
構成したので、確実に物体を吸着することができ、取り
出しミスを防止することができる。

【００２３】

【実施例】図２は本発明の第１の実施例のロボットの外
観を示す図であり、同図は、一例として、フロッピー・
ディスク等の媒体を把持して複写装置に移送し、複写
後、媒体を所定の場所に移送するロボットの例を示して
いる。同図において、２１は移送する媒体をストックし
ておくストッカーであり、ストッカー２１にはフロッピ
ー・ディスク２１ａがマガジン等に格納され置かれてい
る。また、２１ｂは複写済のフロッピー・ディスクを格
納したマガジンに被せる蓋である。

【００２４】２２はロボットであり、ロボット２２はロ
ボットハンド２２ａと第１のアーム２２ｂと第２のアー
ム２２ｃとを備え、ロボットハンド２２ａは垂直方向
（以下この方向をＺ軸方向という）に移動するとともに
垂直軸を中心に回動し（この方向を以下Ｗ方向に回動す
るという）、その先端には真空により物体を吸着する吸
着パットが取り付けられている。

【００２５】また、第１のアーム２２ｂと第２のアーム
２２ｃは水平方向に回動し、第１のアーム２２ｂと第２
のアーム２２ｃを回動させることにより、ロボットハン
ド２２ａの水平方向（この方向を以下Ｘ，Ｙ軸方向とい
う）の位置決めが行われる。２３はロボット２２を制御
する制御部であり、制御部２３にはロボットの制御装置
と電源部等が設けられている。また、２４は複写装置で
あり、複写装置２４はロボット２２により供給された媒
体にデータ、プログラム等を複写し、複写された媒体が
一枚づつロボット２２により取り出され、マガジンに格
納される。

【００２６】同図において、媒体２１ａに複写処理を行
う場合、ロボット２２はストッカー２１より媒体２１ａ
を一枚づつ取り出し複写装置２４に移送する。複写装置
２４は供給された媒体に複写処理を行い、複写済の媒体
を積み重ねる。積み重ねられた複写済媒体はロボット２
２により一枚づつ取り出され、ストッカー２１に戻され
る。そして、一連の複写処理が終わり、ストッカー２１
のマガジンが一杯になると、ロボット２２は蓋２１ｂを
取り出して、複写済媒体で一杯になったマガジンに蓋２
１ｂを被せる。

【００２７】図３は本発明の第１の実施例のロボットハ
ンドの構成を示す図であり、同図（ａ）はロボットハン
ドを側面から見た図、（ｂ）はロボットハンドを下面か
ら見た図を示している。同図において、３１はロボット
の本体のアームに支持されるロボット軸、３１ａはハン
ド取り付け部材、３２はハンドを支持する第１の支持
板、３２ａは第１の支持板３２に固定された第１の支持
柱、３２ｂはフローティング・バネであり、第１の支持
柱３２ａはハンド取り付け部材３１ａに対して上下方向
に移動可能に取り付けられ、フローティング・バネ３２
ｂにより下方向に付勢されている。このため、ロボット
ハンドに下方向から力が加わると、同図中の「ハンドス
ライド」として示した部分全体が矢印方向に移動する。

【００２８】３３は第１の支持板３２と第２の支持板３
４を接続する第２の支持柱、３５は第２の支持板３４に
取り付けられた吸着パットであり、吸着パット３５は同
図（ｂ）に示すように、第２の支持板３４に４個取り付
けられている。なお、同図（ａ）においては分かりやす
くするため１個の吸着パット３５のみが示されており、
その他の吸着パットは省略されている。

【００２９】３６はスライド軸であり、スライド軸３６
は第１およひ第２の支持板３２，３４に対して移動可能
に取り付けられ、図示しないバネ等により下方向に付勢
され、ロボットハンドが物体等に接触すると、スライド
軸３６は同図の矢印方向にスライドする。３７ａは光学
センサ等から構成される物体高さセンサであり、ロボッ
トハンドが物体に接触し、スライド軸３６が同図の矢印
方向に移動すると、スライド軸３６に取り付けられた検
出板３７ｂが物体高さセンサ３７ａに対向する位置に移
動し、物体高さセンサ３７ａが出力を発生する。

【００３０】３８は物体有無センサであり、ロボットハ
ンドの下方向に物体が存在するか否かを物体と非接触で
検出する。物体有無センサ３８としては、例えば、反射
光により物体の存在を検知する光電スイッチ等を用いる
ことができる。３９ａは例えば光学センサ等から構成さ
れる過負荷センサ、３９ｂは検出板であり、下方向から
所定以上の力が加わり、フローティング・バネ３２ｂが
所定量以上撓んで検出板３９ｂが過負荷センサ３９ａに
接近すると、過負荷センサ３９ａがオンとなる。

【００３１】図４は本実施例のシステム構成を示す図で
あり、同図において、２２は図２に示したロボット本
体、２２ａは図３に示したロボットハンド、４１はロボ
ットの動作シーケンスを制御するシーケンサ、４２はロ
ボット２２のＸ，Ｙ，Ｚ，Ｗ軸の位置または角度を制御
する数値制御装置である。同図において、シーケンサ４
１はロボットハンドに取り付けられた過負荷センサ、物
体有無センサ、物体高さセンサ等のセンサ情報、ロボッ
トを制御する数値制御装置４２の出力信号等を入力し、
ロボット２２のスタート／ストップ信号等を数値制御装
置４２に出力する。

【００３２】数値制御装置４２は、シーケンサ４１から
スタート信号が与えられると、予め入力されたプログラ
ム等に基づき、ロボット各軸の座標データ等を算出して
出力し、ロボット２２の各軸の位置決めを行う。図５は
本実施例のロボットハンドの動作を示すフローチャー
ト、図６、図７は本実施例のロボットハンドの動作を説
明する図であり、図３および図５、図６、図７を参照し
て本実施例の動作を説明する。

【００３３】図５のステップＳ１において、ロボットハ
ンドを、媒体等の物体の上空に水平移動させ、物体有無
センサ３８により物体の存在の有無を確認する〔図６
（ａ）参照〕。物体の存在が確認されると、ステップＳ
２において、ロボットハンドをＺ軸方向に下降させる
〔図６（ｂ）参照〕。なお、物体有無センサ３８により
物体の存在の検出されない場合には、例えば、他の供給
元へロボットハンドを移動させ、上記の同様に物体の存
在の有無を検出する。

【００３４】ロボットハンドの下降中において、例えば
物体が斜めに積まれている等の理由により、物体高さセ
ンサ３７ｂが出力を発生する前に、ロボットハンドの一
部が物体に接触し、ロボットハンドの「ハンドスライ
ド」部分がフローティング・バネ３２ｂ（図３参照）に
抗して上側に移動すると、検出板３９ｂが過負荷センサ
３９ａに接近し、過負荷センサ３９ａがオンとなる。

【００３５】過負荷センサ３９ａがオンになると、ステ
ップＳ５に行き、ロボットハンドをＺ軸方向に上昇させ
たのち、ステップＳ２に戻りリトライを行う。なお、数
回リトライしても過負荷センサ３９ａがオンになる場合
には、アラームを出力して終了する。また、過負荷セン
サ３９ａがオフのまま、ロボットハンドが下降していき
（図５のステップＳ３，Ｓ４，Ｓ２）、そのスライド軸
３６（図３参照）が物体に接触して上側に移動すると、
スライド軸３６に取り付けられた検出板３７ｂが物体高
さセンサ３７ａに対向し、物体高さセンサ３７ａがオン
となる。物体高さセンサ３７ａがオンとなると、ステッ
プＳ６に行き、ロボットのＺ軸方向の下降を停止し、ス
テップＳ７において、吸着パット３５に真空を供給し、
物体の吸着を行う〔図６（ｃ）参照）。

【００３６】ステップＳ８において、吸着パットの真空
度により物体の吸着ができたか否かを判別し、吸着出来
ない場合にはステップＳ５に行き前記したようにリトラ
イを行う。なお、数回リトライしても物体が吸着できな
い場合には、前記と同様、アラームを出力して終了す
る。物体の吸着ができた場合には、ステップＳ９におい
て、ロボットハンドをＺ軸方向に上昇させ、ステップＳ
１０において、ロボットハンドを水平方向に移動させる
〔図６（ｄ）参照〕。そして、ロボットハンドが物体供
給場所まで移動すると、ステップＳ１１において物体を
アンチャックし〔図６（ｅ）〕、ステップＳ１２におい
て終了か否かを判別し、終了でない場合にはステップＳ
１に戻り、上記処理を繰り返す。

【００３７】以上のように、本実施例においては、ロボ
ットハンドに物体有無センサ、物体高さセンサを設け、
物体有無センサにより物体の存在の有無を検出し、物体
が存在するときロボットハンドを物体高さセンサがオン
になる位置まで下降させて物体を取り出すようにしたの
で、簡単な機構により、任意の高さに積まれた物体から
物体を一枚づつ確実に取り出すことができる。また、ロ
ボット本体側で物体の高さの変化に応じた厳密なＺ軸方
向の位置決め制御を行う必要がないので、ロボット本体
側の制御を簡単にすることができる。

【００３８】さらに、過負荷センサを設けるとともにロ
ボットハンドとロボット軸間にフローティング・バネを
設けてロボットハンドに下方向からの力が加わったと
き、ロボットハンドが上方向に移動できるように構成し
たので、物体を取り出す際、物体に異常な力が加わるこ
とがなく、物体を破損させることがない。図７は本発明
の第２の実施例のロボットハンドの外観を示す図であ
り、同図において、７１、７２はそれぞれロボットのＸ
軸、Ｙ軸、７３はシリンダ取り付け部、７４はシリン
ダ、７５はロボットハンドであり、シリンダ７４は同図
矢印に示すように、水平方向にＸ軸、Ｙ軸に沿って移動
するとともに、ロボットハンド７５をＺ軸方向に駆動す
る。

【００３９】なお、本実施例のロボットハンドも図４に
示した構成のシステムにより制御することができるが、
本実施例においては、Ｗ軸（Ｚ軸を中心とした回転角）
の制御は行わない。また、ロボットハンドに取り付けら
れたセンサが図４のシステムとは異なっている。図８は
本実施例のシリンダ、ロボットハンドの構成を示す図で
あり、同図（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は正面から
見た図を示している。

【００４０】同図において、７３はシリンダ取り付け
部、７４はシリンダ、８２はシリンダ軸であり、シリン
ダ軸８２は同図に示すように２本設けられており、シリ
ンダ７４中を上下方向に移動する。８３はシリンダ軸８
２に固定された支持板であり、支持板８３には吸着パッ
ト８４を支持する支持柱８３ａが上下方向に移動可能に
取り付けられ、支持柱８３ａの先端に吸着パット８４が
設けられている。また、支持柱８３ａにはフローティン
グ・バネ８３ｂが取り付けられ、吸着パット８４を下方
向に付勢している。

【００４１】８５はロボットハンドの先端が物体に接触
したとき上方向に移動するスライド軸、８６ａは光学セ
ンサ等から構成される物体高さセンサ、８６ｂは検出板
であり、ロボットハンドが下降してその先端が物体に接
触すると、スライド軸８５が上側に移動する。そして、
検出板８６ｂが物体高さセンサ８６ａに対向すると物体
高さセンサ８６ａがオンとなる。また、８７はシリンダ
行限センサであり、シリンタ行限センサ８７はシリンダ
軸８２が下限まで移動するオンとなる。

【００４２】図９は本実施例の動作を示すフローチャー
ト、図１０、図１１は本実施例の動作を説明する図であ
り、図８および図９、図１０、図１１により本実施例の
動作を説明する。図９のステップＳ１において、ロボッ
トハンドを、媒体等の物体の上空に水平移動させ、ステ
ップＳ２において、シリンダ軸８２をＺ軸方向に下降さ
せる〔図１０（ａ）参照〕。

【００４３】ここで、図９のステップＳ３、Ｓ４、Ｓ１
１に示すように、シリンダ軸８２の下降中において、例
えば物体が下に存在しない等の理由により、物体高さセ
ンサ８６ａが出力を発生する前に、シリンダ軸８２が下
限まで下降し行限センサ８７が動作すると、アラームを
発生するとともにシリンダ軸８２を上昇させ終了する
〔図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）参照〕。

【００４４】また、行限センサ８７がオフのまま、シリ
ンダ軸８２が下降していき（図９のステップＳ３，Ｓ
４，Ｓ２）、そのスライド軸８５（図８参照）が物体に
接触して上側に移動すると、スライド軸８５に取り付け
られた検出板８６ｂが物体高さセンサ８６ａに対向し、
物体高さセンサ８６ａがオンとなる。物体高さセンサ８
６ａがオンとなると、ステップＳ５に行き、シリンダ軸
８２のＺ軸方向の下降を停止し、ステップＳ６におい
て、吸着パット８４に真空を供給し、物体の吸着を行う
〔図１０（ｂ）参照）。

【００４５】ステップＳ８において、吸着パットの真空
度により物体の吸着ができたか否かを判別し、吸着出来
ない場合にはステップＳ７に行きシリンダ軸８２を上昇
させ、ステップＳ２に戻りリトライを行う。なお、数回
リトライしても物体が吸着できない場合には、前記と同
様、アラームを出力して終了する。物体の吸着ができた
場合には、ステップＳ９において、シリンダ軸８２をＺ
軸方向に上昇させ、ステップＳ１０において、ロボット
ハンドを水平方向に移動させる〔図１０（ｃ）参照〕。
そして、ロボットハンドが物体供給場所まで移動する
と、ステップＳ１２において物体をアンチャックし〔図
１０（ｄ）参照〕、ステップＳ１３において終了か否か
を判別し、終了でない場合にはステップＳ１に戻り、上
記処理を繰り返す。

【００４６】以上のように、本実施例においては、ロボ
ットハンドに物体高さセンサ、行限センサを設け、シリ
ンダ軸を物体高さセンサがオンになる位置まで下降させ
て物体を取り出すとともに、シリンダ軸が下限まで下降
したことを行限センサにより検出し、物体が存在しない
場合もしくは物体の高さが異常に低い場合等にアラーム
を発生するようにので、簡単な機構により、任意の高さ
に積まれた物体から物体を一枚づつ確実に取り出すこと
ができる。また、ロボット本体側で物体の高さの変化に
応じたＺ軸方向の位置決め制御を行う必要がないので、
ロボット本体側の制御を簡単にすることができる。

【００４７】さらに、吸着パットを支持する支持柱にフ
ローティング・バネを取り付け、下方向からの力を吸収
するようにしたので、物体を取り出す際、物体に加わる
力を一定にすることができ、物体に異常な力が加わるこ
とがなく物体を破損させることがない。なお、本実施例
においても第１の実施例のように、物体有無センサを設
けて物体が下方に存在するか否かを確認したのち、シリ
ンダ軸を下降させるように構成してもよい。また、上記
フローティング・バネの撓み量により過負荷状態を検出
する過負荷センサを設け、下方から異常な力が加わった
ときシリンダ軸の下降を停止させるように構成すること
もできる。

【００４８】図１２は本発明の第３の実施例のロボット
ハンドの構成を示す図であり、同図（ａ）はロボットハ
ンドを側面から見た図、（ｂ）はロボットハンドを下面
から見た図を示している。本実施例のロボットハンドは
図２に示した方式のロボットに適用することができ、図
４に示した構成のシステムにより制御することができる
が、ロボットハンドに取り付けたセンサは図４のシステ
ムとは異なっている。

【００４９】また、本実施例のロボットハンドは、前記
第１および第２の実施例に示した段積みされた物体を移
送する作業に適用することも可能であるが、本実施例の
ロボットハンドは任意の高さの物体を移送する作業に適
用するに好適であり、ロボット制御装置がロボットハン
ドのＺ軸方向の位置決め制御を行うことを前提としてい
る。

【００５０】図１２において、３１はロボット軸、１２
１はロボット軸３１に固定された支持板、１２２はバネ
付き支持柱、１２３は吸着パット支持板であり、バネ付
き支持板１２２は吸着パット支持板１２３に固定され、
バネ付き支持柱１２２は支持板１２１に対して移動可能
に取り付けられている。そして、吸着パット支持板１２
３はフローティング・バネ１２２ａにより下方向に付勢
されている。このため、吸着パット支持板１２３に下方
向から力が加わるとフローティング・バネ１２２ａが撓
み、吸着パット支持板１２３と支持板１２１の距離が短
くなる。

【００５１】１２４は吸着パットであり、吸着パット１
２４は同図（ｂ）に示すように、バネ付き支持柱１２２
と重ならない位置に３個取り付けられている。１２６は
光学センサ等から構成される限界高さセンサであり、同
図には詳細な構成が図示されていないが、第１、第２の
実施例における物体高さセンサと同様、光学的センサか
ら構成され、ロボットハンドの下方向から大きな力が加
わり、フローティング・バネ１２２ａの撓み量が一定値
以上になるとオンとなる。

【００５２】図１３は本実施例のロボットハンドの動作
を示すフローチャート、図１４、図１５はロボットハン
ドの動作を説明する図であり、図１２および図１３、図
１４、図１５により本実施例の動作を説明する。図１３
のステップＳ１において、ロボットハンドを、媒体等の
物体の上空に水平移動させ、ステップＳ２において、ロ
ボットハンドをＺ軸方向に下降させる〔図１４（ａ）参
照〕。

【００５３】ここで、図９のステップＳ４、Ｓ１１に示
すように、ロボットハンドの下降中において、例えば物
体の高さがロボットハンドのＺ軸方向の位置決め点より
異常に高い等の理由により、ロボットハンドが所定位置
まで下降する前に、ロボットハンドが物体に接触し限界
高さセンサ１２６が動作すると、アラームを発生し終了
する〔図１５（ａ）参照〕。

【００５４】また、限界高さセンサ１２６がオフのま
ま、ロボットハンドが下降していき（図１３のステップ
Ｓ４，Ｓ５，Ｓ２）、ロボットハンドがロボット制御装
置が出力する所定位置まで下降すると（ステップＳ
５）、ステップＳ６においてロボットハンドの下降を停
止し、ステップＳ７において、吸着パット１２４に真空
を供給し、物体の吸着を行う〔図１４（ｂ）参照）。

【００５５】ステップＳ８において、吸着パットの真空
度により物体の吸着ができたか否かを判別し、吸着出来
ない場合にはステップＳ３に行きロボットハンドを上昇
させ、ステップＳ２に戻りリトライを行う。物体の吸着
ができた場合には、ステップＳ９において、ロボットハ
ンドをＺ軸方向に上昇させ、ステップＳ１０において、
ロボットハンドを水平方向に移動させる〔図１４（ｃ）
参照〕。そして、ロボットハンドが物体供給場所まで移
動すると、ステップＳ１２において物体をアンチャック
し〔図１４（ｄ）参照〕、ステップＳ１３において終了
か否かを判別し、終了でない場合にはステップＳ１に戻
り、上記処理を繰り返す。

【００５６】また、物体がロボットハンドの下方に存在
しない場合、あるいは、物体の高さがロボットハンドの
Ｚ軸方向の位置決め点より異常に低い場合には、図１３
のステップＳ８、Ｓ３、Ｓ２に示したようにリトライを
行うが何度かリトライを行っても物体が吸着できない場
合には、図１５（ｂ）に示すように、アラームを出力し
て終了する。

【００５７】以上のように、本実施例においては、ロボ
ットハンドのＺ軸方向の位置決めを行うロボットにおい
て、ロボットハンドの支持柱にフローティング・バネを
設け、物体の高さの変化を吸収するように構成したの
で、Ｚ軸方向のロボットハンドの位置決めが物体の高さ
に応じて正確に行われなくても、物体の高さのバラツキ
を吸収することができ、簡単な機構で高さにバラツキが
ある物体を確実に取り出して移送することができる。こ
のため、ロボット本体側の制御を簡単にすることができ
る。

【００５８】また、ロボットハンドに限界高さセンサを
設け、ロボットハンドが所定の位置まで移動する前に、
限界高さセンサがオンになったとき、アラームを発生す
るようにしたので、許容範囲以上に高い物体が置かれて
いても、物体に異常な力が加わることがなく物体を破損
したりすることがない。なお、本実施例においても第１
の実施例のように、物体存在センサを設けて物体が下方
に存在するか否かを確認したのち、ロボットハンドを下
降させるように構成してもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、次の効果を得ることができる。 請求項１の発明においては、ハンド部に物体高さセ
ンサを取り付け、物体高さセンサが動作したときハンド
部の下降を停止させるように構成したので、任意の高さ
に積まれた物体あるいは任意の高さの物体を、確実に所
定の供給先に移送することができる。また、ハンド部の
垂直方向の厳密な位置決め制御を行う必要がないので、
制御を簡単にすることができる。さらに、緩衝手段を設
けているので、物体に加わる力を吸収することができ、
物体の破損を防止することができる。 請求項２の発明においては、駆動部にハンド部を上
下方向に駆動するシリンダを設けるとともに、ハンド部
に物体高さセンサを取り付け物体高さセンサが物体の接
触を検出したときハンド部の下降を停止させるように構
成したので、請求項１の発明と同様、任意の高さに積ま
れた物体あるいは任意の高さの物体を、確実に所定の供
給先に移送することができる。また、ハンド部の垂直方
向の位置決め制御を行う必要がないので、制御を簡単に
することができる。

【００６０】さらに、ハンド部に緩衝手段を設けている
ので、物体に加わる力を吸収することができ、物体の破
損を防止することができる。またさらに、シリンダに行
限センサを設けているので、下方に物体が存在しない場
合あるいは物体の高さが低すぎる場合を検出し、通知す
ることができる。 請求項３の発明においては、請求項１または請求項
２の発明において、過負荷センサを設け、過負荷センサ
が動作したときハンド部の下降を停止させアラームを発
生するように構成したので、物体が正常な状態に置かれ
ていない場合でも物体に異常な力が加わることがなく、
物体を破損を防止することができる。 請求項４の発明においては、ハンド部に緩衝手段を
設けるとともに、緩衝手段が吸収する力の大きさが所定
以上になったとき動作する限界高さセンサを取り付け、
ハンド部を垂直方向に所定量下降させて吸着パットによ
り物体を吸着し移送するとともに、ハンド部を下降させ
る際、限界高さセンサが動作したとき、ハンド部の下降
動作を停止させアラームを発生するように構成したの
で、任意の高さに積まれた物体あるいは任意の高さの物
体等、高さにバラツキのある物体を、確実に所定の供給
先に移送することができる。また、ハンド部の垂直方向
の厳密な位置決め制御を行う必要がないので、制御を簡
単にすることができる。

【００６１】さらに、緩衝手段を設けているので、物体
に加わる力を吸収することができ、また、物体の高さが
高すぎる場合でも限界高さセンサによりハンドの下降を
停止することができるので、物体に異常な力が加わるこ
とがない。 請求項５の発明においては、ハンド部に物体存在有
無センサを取り付けているので、下方に物体が存在する
か否かを確認することができ、ハンド部の無用な動作を
避けることができる。 請求項６の発明においては、吸着パットによる物体
の吸着に失敗したとき、ハンド部を上昇させリトライす
るようにしたので、確実に物体を吸着することができ、
取り出しミスを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の第１の実施例のロボットの外観を示す
図である。

【図３】第１の実施例のロボットハンドの構成を示す図
である。

【図４】第１の実施例のシステム構成を示す図である。

【図５】第１の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図６】第１の実施例のロボットハンドの動作を説明す
る図である。

【図７】第２の実施例のロボットハンドの外観を示す図
である。

【図８】第２の実施例のロボットハンドの構成を示す図
である。

【図９】第２の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図１０】第２の実施例のロボットハンドの動作を説明
する図である。

【図１１】第２の実施例のロボットハンドの動作を説明
する図である。

【図１２】第３の実施例のロボットハンドの構成を示す
図である。

【図１３】第３の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。

【図１４】第３の実施例のロボットハンドの動作を説明
する図である。

【図１５】第３の実施例のロボットハンドの動作を説明
する図である。

【符号の説明】

１ ハンド部 １ａ，３５，８４，１２４ 吸着パット ２ 駆動部 ３ 制御手段 ４ アラーム ５ 物体 １１ｂ，１２ｂ，３７ａ，８６ａ 物体高さセン
サ １１ｃ，１２ｃ，１３ｃ 緩衝手段 １１ｄ，３８ 物体有無セン
サ １１ｅ 過負荷センサ １２ｄ，７４ シリンダ １２ｅ，８７ シリンダ行限
センサ １３ｂ，１２６ 限界高さセン
サ ２１ ストッカー ２２ ロボット ２２ａ，７５ ロボットハン
ド ２３ 制御部 ２４ 複写装置 ３１ ロボット軸 ３２，３４，８３，１２１，１２３ 支持板 ３２ａ，３３，８３ａ，１２２ 支持柱 ３２ｂ，８３ｂ フローティン
グ・バネ ３６，８５ スライド軸 ３７ｂ，３９ｂ，８６ｂ 検出板 ３９ａ 過負荷センサ ４１ シーケンサ ４２ 数値制御装置 ７１，７２ ロボットのＸ
軸、Ｙ軸 ７３ シリンダ取り
付け部 ８２ シリンダ軸

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体(5) を吸着して保持する吸着パット
   (1a)を下面に具備したハンド部(1) と、 上記ハンド部(1) を駆動する駆動部(2) と、 物体(5) の上空にハンド部(1) を位置決めし、ハンド部
   (1) を垂直方向に下降させて吸着パット(1a)により物体
   (5) を吸着し、所定の供給先に移送する制御を行う制御
   手段(3) とを備えた物体のハンドリング装置において、 ハンド部(1) の下面に物体(5) が接触したことを検出す
   る物体高さセンサ(11b) を取り付けるとともに、ハンド
   部(1) と駆動部(2) の間に下から加わる力を吸収する緩
   衝手段(11c) を設け、 上記制御手段(3) は、ハンド部(1) を下降させる際、物
   体高さセンサ(11b) が物体(5) との接触を検出したとき
   ハンド部(1) の下降を停止させ、吸着パット(1a)により
   物体(5) を吸着させることにより、任意の高さの物体
   (5) もしくは任意の高さに積み重ねられた物体(5) を一
   個づつ取り出し移送することを特徴とする物体のハンド
   リング装置。
2. 【請求項２】 物体(5) を吸着して保持する吸着パット
   (1a)を下面に具備したハンド部(1) と、 上記ハンド部(1) を駆動する駆動部(2) と、 物体(5) の上空にハンド部(1) を位置決めし、ハンド部
   (1) を垂直方向に下降させて吸着パット(1a)により物体
   (5) を吸着し、所定の供給先に移送する制御を行う制御
   手段(3) とを備えた物体のハンドリング装置において、 駆動部(2) にハンド部(1) を上下方向に駆動するシリン
   ダ(12d) を設けるとともに、吸着パット(1a)と吸着パッ
   ト支持部材間に下方から吸着パット(1a)に加わる力を吸
   収する緩衝手段(12c) を設け、 また、上記ハンド部(1) に、物体(5) が接触したことを
   検出する物体高さセンサ(12b) を取り付けるとともに、
   上記シリンダ(12d) に、ハンド部(1) が下限位置まで達
   したことを検出する行限センサ(12e) を取り付け、 上記制御手段(3) は、シリンダ(12d) を駆動して、ハン
   ド部(1) を下降させる際、物体高さセンサ(12b) が物体
   (5) の接触を検出したときハンド部(1) の下降を停止さ
   せ、吸着パット(1a)により物体(5) を吸着させることに
   より、任意の高さの物体(5) もしくは任意の高さに積み
   重ねられた物体(5) を一個づつ取り出し移送するととも
   に、ハンド部(1) を下方に移動させた際、ハンド部(1)
   が下限位置まで達したことを行限センサ(12e) が検出し
   たとき、シリンダ(12d) の下降動作を停止させアラーム
   (4) を発生することを特徴とする物体のハンドリング装
   置。
3. 【請求項３】 緩衝手段(11c,12c) が吸収する力の大き
   さが所定以上になったとき動作する過負荷センサ(11e)
   を設け、過負荷センサ(11e) が動作したとき、制御手段
   (3) はハンド部(1) の下降を停止させアラーム(4) を発
   生することを特徴とする請求項１または請求項２の物体
   のハンドリング装置。
4. 【請求項４】 物体(5) を吸着して保持する吸着パット
   (1a)を下面に具備したハンド部(1) と、 上記ハンド部(1) を駆動する駆動部(2) と、 物体(5) の上空にハンド部(1) を位置決めし、ハンド部
   (1) を垂直方向に下降させて吸着パット(1a)により物体
   (5) を吸着し、所定の供給先に移送する制御手段(3) と
   を備えた物体のハンドリング装置において、 吸着パット(1a)と吸着パット(1a)支持部材間に下方から
   吸着パット(1a)に加わる力を吸収する緩衝手段(13c) を
   設けるとともに、ハンド部(1) に、緩衝手段(13c) が吸
   収する力の大きさが所定以上になったとき動作する限界
   高さセンサ(13b) を取り付け、 上記制御手段(3) は、ハンド部(1) を垂直方向に所定量
   下降させて吸着パット(1a)により物体(5) を吸着し移送
   するとともに、ハンド部(1) を下降させる際、限界高さ
   センサ(13b) が動作したとき、ハンド部(1) の下降動作
   を停止させアラーム(4) を発生することを特徴とする物
   体のハンドリング装置。
5. 【請求項５】 ハンド部(1) に物体(5) が下方に存在す
   るか否かを非接触で検出する物体有無センサ(11d) を取
   り付け、 制御手段(3) は、ハンド部(1) を物体(5) 上空に位置決
   めした際、物体存在有無センサ(11d) により下方に物体
   (5) が存在するか否かを確認し、下方に物体(5) が存在
   したとき、ハンド部(1) を下降させることを特徴とする
   請求項１，２，３または請求項４の物体のハンドリング
   装置。
6. 【請求項６】 吸着パット(1a)による物体(5) の吸着に
   失敗したとき、制御手段(3) はハンド部(1) を上昇させ
   リトライすることを特徴とする請求項１，２，３，４ま
   たは請求項５の物体のハンドリング装置。