JPH07314365A

JPH07314365A - チャック装置

Info

Publication number: JPH07314365A
Application number: JP6115017A
Authority: JP
Inventors: Hisao Nakayama; 尚男中山; Mitsuo Yoshimoto; 光雄吉本; Hiroshi Hasegawa; 寛長谷川; Hiroki Komatsu; 宏樹小松
Original assignee: Hitachi Setsubi Engineering Co Ltd; Hitachi Computer Electronics Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Setsubi Engineering Co Ltd; Hitachi Computer Electronics Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1994-05-27
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 1995-12-05

Abstract

(57)【要約】【目的】置かれているワークの高さのバラツキや傾き
にかかわらず、ワークを確実に保持できるチャック装置
を提供する。【構成】ワーク３０を非接触で保持するための非接触
ヘッド４と、ワーク３０を外側から一定の力で把持する
ための開閉爪５とを有する。装置側面に設けた投光装置
２から光ビーム２８を出し、その反射光ビームを装置側
面に設けた受光装置３で受光することにより、ワーク３
０又はパレット２９との相対的距離を測定する。【効果】距離測定を行なうことにより、チャック装置
をワークに対し最適な距離まで近づけてチャッキングを
行ない、また、チャック装置を移載先パレットに対し最
適な距離まで近づけてワークを放すことができる。非接
触ヘッド４のエアー流量を減らすことが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークを保持して移送
するためのチャック装置に係り、特に、表面が平らなワ
ークを扱うチャック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、表面が平らなワークをハンドリン
グする装置は、ワークが位置決めされる位置に、チャッ
ク装置を移動させてワークを把持する構成のものがほと
んどであった。また、ワークを粗位置決めして保持する
チャック装置として、特開昭−６３−２６７１７８号公
報に述べられているような、ロボットに非接触タイプの
チャック装置を取付けた装置がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のチャッ
ク装置は、ワークの水平方向の位置決めができても、ワ
ークの厚さのバラツキ、ワークの載っているパレットの
精度のバラツキ等により、ワークとチャック装置との間
の距離が変動すると、ワークの把持又は吸着の失敗が起
こりやすいという問題点がある。また、非接触タイプの
チャック装置では、ワークとの距離のバラツキやワーク
の傾きがあってもワークを安定に保持できるよう、ワー
クの懸垂力を十分に高める必要があるために、非接触チ
ャックの流体流量を多くしなければならず、また、その
ために動作時の騒音が大きくなるという問題点がある。

【０００４】本発明の目的は、ワーク又はパレットとの
距離変動あるいはワーク又はパレットの傾きに対応し
て、安定したワークのハンドリングを可能にするチャッ
ク装置を提供することにある。本発明のもう一つの目的
は、流体を利用する非接触タイプのチャック装置におい
て、流体流量を減らすことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、ワークを保持するためのチャッ
ク手段を有するチャック装置において、該チャック手段
の前方に存在するワーク又は他の物体との相対的距離を
測定するための距離センサ装置を設ける。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明のチャ
ック装置の距離センサ装置を、光ビームを照射し、その
反射光ビームを受光する構成の装置とするとともに、該
照射光ビーム及び該反射光ビームの経路を、該チャック
手段に保持された状態のワークより外側に設定する。

【０００７】また、請求項３の発明は、請求項１又は２
の発明のチャック装置において、距離センサ装置を少な
くとも３組設ける。

【０００８】

【作用】請求項１乃至３の発明によれば、チャック装置
に設けた距離センサ装置によってワークとの相対的距離
を測定できるため、ワークの厚さのバラツキ等によりワ
ークとの距離に変動があっても、その変動を補正してチ
ャック装置をワークに対し最適な距離に制御した状態
で、チャック手段によりワークを安定確実に保持させる
ことが可能である。ワークとの距離を最適化できるた
め、流体を利用する非接触タイプのチャック手段を用い
る場合、その流体流量を減らすことができ、また、流量
減少の分だけ動作時の騒音も減らすことができる。

【０００９】請求項２の発明によれば、ワークを保持し
た状態においても、距離センサ装置によりワークの移載
先パレットとの相対距離の測定が可能である。したがっ
て、移載先パレットの精度のバラツキ等があっても、チ
ャック装置と移載先パレットとを最適な距離に制御した
状態でワークを放し、安定に移載することができる。ま
た、パレットへの接近し過ぎによるワークの損傷も避け
られる。

【００１０】さらに、請求項３の発明によれば、３個以
上の距離センサ装置によって、保持しようとするワーク
又は移載先パレットとの距離を３点以上について測定で
きるため、ワーク又はパレットの傾きをも把握すること
ができる。したがって、ワーク又はパレットの傾きを補
正し、ワークを確実に取り上げ又はパレットへワークを
確実に載せることができる。特に、流体を利用する非接
触タイプのチャック手段を用いる場合、その先端面とワ
ークとの距離を最適化できと同時に、ワークの傾きを補
正してチャック手段の先端面をワーク表面に倣わせ平行
に保つことができるため、チャック手段によるワークの
保持失敗を防止できるとともに、チャック手段の流体流
量を最小限の流量まで大幅に削減することができ、ま
た、流体による騒音も大幅に減らすことができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例について
説明する。なお、各図において、同等部又は対応部は同
一の符号を用いて示す。

【００１２】＜実施例１＞図１は、本実施例のチャック
装置の外観を示す斜視図である。このチャック装置は、
非接触チャックとメカニカルチャックとを兼ね備えたワ
ーク保持部１を有し、その側面に距離センサ装置を構成
する投光装置２と受光装置３が取り付けられている。ワ
ーク保持部１は、非接触でワークを保持する非接触ヘッ
ド４と、その前後左右に配された開閉可能な４個の爪５
を本体ヘッド６に取り付けてなる。本体ヘッド６には、
爪５を開閉させるための機構が内蔵される。図示されて
いないが、このチャック装置は、取付け穴５１を介して
駆動機構に取り付けられる。チャック装置は、例えば図
１に示すように、格子状に区切られたパレット２９上の
ワーク３０を他のパレットへ移載するために利用され
る。このような移載動作において、投光装置２からワー
ク３０へ向けて光ビームを照射し、ワーク３０の表面で
反射された光ビームを受光装置３により受光することに
よって、ワーク３０の表面までの相対的距離を測定す
る。このような光ビームを利用した距離測定方法そのも
のは周知である。

【００１３】非接触ヘッド４の構造の一例について図２
及び図３により説明する。図２は非接触ヘッド４の先端
を真下より見た構造を示す平面図であり、図３は非接触
ヘッド４の断面図であって図２のＡ−Ａ線に沿って切断
した構造を表わしている。非接触ヘッド４の先端面に
は、図２に見られるように、エアー供給穴５６が開口
し、また、同エアー供給穴５６の開口より吹き出すエア
ーによって周囲の大気圧に対して負圧を作り出すための
十字状の平面形状を持つ溝５７が形成され、さらに、溝
５７に供給されたエアーを外部に洩らさないようにする
とともに、吸引力を安定させるためにエアー吸引穴５５
が溝５７の周囲に開口されている。このような溝５７と
各穴５６，５７の開口とによって非接触チャック部を構
成する。エアー吸引穴５５の他の端はエアー回収口５３
（図１）と接続しており、エアー供給穴５６の他の端は
エアー供給口５２（図１）と接続している。

【００１４】この非接触ヘッド４によりワークをピック
アップして非接触で保持する動作について説明する。図
示しないエアー供給回収装置を作動させて、エアー供給
口５２よりエアーを供給し、エアー回収口５３よりエア
ーを回収する動作を開始すると、非接触ヘッド４の先端
面とワーク３０とがある距離より離れている間は、エア
ー供給穴５６より吹き出したエアーによってワーク３０
を非接触ヘッド４より離間させようとする力がワーク３
０に働く。しかし、その距離よりも非接触ヘッド４がワ
ーク３０に近づくと、ワーク３０を非接触ヘッド４に引
き寄せようとする力がワーク３０に働く。これは、非接
触ヘッド４の先端面とワーク３０の表面との間に負圧が
発生するためである。しかし、非接触ヘッド４がワーク
３０に近づきすぎると、逆にワーク３０を遠ざけようと
する力が発生する。このようなワーク３０を引き寄せよ
うとする負圧と遠ざけようとする圧力とのバランスがと
れる距離だけ非接触ヘッド４の先端面から離れた位置
で、ワーク３０は非接触にて保持されることになる。

【００１５】さて、非接触ヘッド４の先端面に対してワ
ーク３０の傾きが小さい場合（ヘッド先端面とワーク表
面が略平行であれば）、ワーク３０は非接触ヘッド４の
先端面に略平行姿勢で真っ直に引き寄せられ、上に述べ
たように非接触状態で保持される。しかし、ワーク３０
の傾きがある許容限界を超えた場合、ワーク３０を横方
向へ移動させようとする無視できない強さの力が発生
し、安定な保持が不可能になる。例えば、図４に示すよ
うに、ワーク３０は矢印Ｂの方向に吸い上げられ、爪５
の先端に当たって傾いた状態で保持されたり、あるいは
保持することができなかったり、さらにはワーク３０を
損傷することがある。

【００１６】図５に爪５とその開閉駆動のための機構の
構造を示す。爪５はワーク３０を外側より挾んで把持す
る役割をするものであるあるが、ワーク３０にダメージ
を与えないよう所定値以上の把持力は発生しない構造と
なっている。爪５はピン８によって回動可能に支持され
る。爪５の上端部は、それを押し広げる方向の一定の力
を圧縮バネ７によって加えられる。９は爪５の開閉角度
をコントロールするためのテーパシャフトである。爪５
より内側に延びた腕部には、テーパシャフト９の側面に
沿って回動するガイドローラが取り付けられている。ブ
ロック１７によってテーパシャフト９に接続されたブッ
シュ１７は、ボールねじ１３の溝に沿って上下する構造
になっている。ブッシュ１０の上下移動量を押えるため
のストッパ１１と、ブッシュ１０の水平方向の動きを押
えるための水平ガイド１２、ボールねじ１３を固定する
固定ベアリング１４、ボールねじ１３を回転駆動するた
めのモーター１５、モーター１５の回転軸とボールねじ
１３を接続するカップリング１６が設けられている。

【００１７】爪５の動作について説明する。モーター１
５が作動してボールねじ１３が回転すると、ブッシュ１
０が上下し、ブッシュ１０に固定されているテーパシャ
フト９が上下する。この上下動作により、テーパーシャ
フト９に倣うガイドローラ１８間の距離が変化し、回転
ピン８を中心として爪５が開閉する。

【００１８】ワーク３０を把持する動作は次のとおりで
ある。初めは、テーパーシャフト９が下がった位置にあ
って、爪５は開いた状態で、爪５の先端はワーク３０よ
り外側に位置している。テーパーシャフト９が上昇し始
めると、爪５が閉じ始める。爪５の先端がワーク３０に
接触した状態になった後は、テーパーシャフト９の側面
からガイドローラ１８が離れた状態となる。かくして、
図５に示すように、ワーク３０は爪５によって把持され
るが、この際の爪５による保持力は圧縮バネ７の力のみ
により決まるため、過度な力がワーク３０に加わること
はない。

【００１９】図６に距離センサ装置を構成する投光装置
２及び受光装置３（図１）の構造の一例を示す。２３は
光ビームを照射する発光素子又は光センサ（以下、セン
サ素子と総称する）であり、測定しようとする距離に応
じて、センサ素子２３の取り付け角度を調整できる構造
とされる。底面が開放した外部ブロック１９の内部に、
センサ素子２３は押えピン２０によって回転可能に取り
付けられる。センサ素子２３の上端部は引っ張りバネ２
１によって引っ張られ、押出しネジ２２と係合する。

【００２０】投光装置２の場合、チャック装置とワーク
３０とが所定の基準距離にある状態において、センサ素
子（発光素子）２３から出た光ビームがワーク３０の測
定ポイント（本実施例ではワーク３０の中心）にあたる
ように、押出しネジ２２を操作してセンサ素子２３の角
度を調整する。受光装置３の場合、チャック装置とワー
ク３０とが所定の基準距離にある状態において、センサ
素子（光センサ）２３の受感部の中心にワーク３０の中
心（測定ポイント）からの反射光ビームがあたるよう
に、センサ素子２３の角度を押出しネジ２２により調整
する。

【００２１】本実施例のチャック装置によるワーク３０
の移載動作について説明する。図７は、この動作のフロ
ーチャートである。

【００２２】まず、パレット２９上の目的のワーク３０
の位置までチャック装置を水平移動する（Ａ−１）。こ
の位置で、投光装置２より出てワーク３０の表面で反射
された光ビーム２８が受光装置３に受光されるが、この
時の受光装置３の出力信号に基づき図示しない制御装置
においてチャック装置とワーク３０との間の距離を測定
する（Ａ−２）。

【００２３】図示しない制御装置において、測定した距
離と基準距離の差を求め、チャック装置の基準降下移動
量をその差の分だけ補正する（Ａ−３）。そして、この
補正後の移動量だけチャック装置を下降させる（Ａ−
４）。図示しない制御装置は、非接触ヘッド４の先端が
ワーク３０に対して所定の距離まで近づいた時点で、図
示しないエアー供給回収装置によるエアーの供給と回収
を開始させる（Ａ−５）。かくして、図２及び図３に関
連して説明したように、非接触ヘッド４にワーク３０が
引き上げられ、非接触で保持される。距離センサ装置に
よって実測された距離を基に、チャッキングの際のワー
クとの相対的距離が最適に制御されるため、非接触ヘッ
ド４のエアー流量を従来ほど多くしなくとも、安定確実
な保持が可能である。

【００２４】なお、非接触ヘッド４を使用しない場合、
ステップ（Ａ−５）において、エアーの供給回収を開始
しないで、チャック装置を爪５のみでワーク３０を把持
できる位置まで、さらに下降させる。

【００２５】次に、図示しない制御装置は、モータ１５
を作動させて爪５を閉じさせ、ワーク３０を所定の弱い
力で把持させる（Ａ−６）。このようにしてワーク３０
を保持すると、チャック装置を所定の位置まで上昇させ
（Ａ−７）、移載先のパレットの目的の位置の真上まで
チャック装置を水平移動させる（Ａ−８）。

【００２６】図示しない制御装置は、距離センサ装置の
受光装置３の出力信号に基づき、パレット上の目的の位
置にワークが載っていないことを確認するとともに、ワ
ークを置くべき位置のパレット表面までの距離を測定す
る（Ａ−９）。

【００２７】なお、このようにワーク３０を保持した状
態でパレット面までの距離測定及びワークの有無検出が
可能であるのは、投光装置２と受光装置３をチャック装
置の側面に配置し、距離センサ装置の照射光ビーム及び
反射光ビームの経路を、保持された状態のワーク３０の
外側に設定しているためである。

【００２８】ステップ（Ａ−９）に続いて、保持してい
るワーク３０を移載元パレット２９よりピックアップし
た時と同様に、測定した距離により下降移動量を補正し
（Ａ−１０）、補正した移動量だけチャック装置を下降
させ（Ａ−１１）、図示しないエアー供給回収装置によ
る非接触ヘッド４に対するエアーの供給回収を停止させ
る（Ａ−１２）。勿論、非接触ヘッド４を使用しない場
合は、このエアー供給停止のステップは存在しない。次
に、モータ１５を逆向きに作動させてテーパーシャフト
９を下降させることによって、爪５を開かせる（Ａ−１
３）。かくして、ワーク３０は爪５より開放され、移載
先パレットの目的位置に載置される。その後、図示しな
い制御装置は、チャック装置を所定の位置まで上昇させ
（Ａ−１４）、１回の動作を終了する。このような移載
動作をワーク数分繰り返すことにより、あるパレットか
ら他のパレットへワークを移載することができる。

【００２９】なお、本実施例のチャック装置は、非接触
ヘッド４による保持力が失われても爪５によってワーク
保持を維持でき、また、爪５のみを利用しメカニカルチ
ャックとしても使用することができる。さらに、爪５に
よって、ワークのセンター位置決めもできる。

【００３０】＜実施例２＞図８は、本実施例のチャック
装置の斜視図である。このチャック装置は、その３側面
に距離センサ装置１２３を１個ずつ設け、ワーク面上又
はパレット面上の三つのポイントについて距離を同時に
測定できるようにしたものである。

【００３１】各距離センサ装置１２３は、実施例１のチ
ャック装置（図１）に設けられている投光装置２と受光
装置３を組み合わせて一つのボックスに一体化したもの
に相当し、その内部の発光素子より光ビームを照射し、
その反射光ビームを内部の光センサで受光することによ
り、１個で一つの測定ポイントについて距離測定が可能
である。より具体的には、各距離センサ装置１２３は、
例えば、図６に示した構造において、１個のセンサ素子
２３に代えて、発光素子と光センサを、それぞれ逆向き
に若干傾けて回転可能に取り付け、それぞれの角度を、
センサ素子２３と同様に、押し出しネジ２２及び引っ張
りバネ２１の組み合わせによって調節可能にした構造と
することができる。

【００３２】これ以外の構造は、前記実施例１のチャッ
ク装置と同様であるので、説明を省略する。

【００３３】本実施例のチャック装置は、同時に３つの
測定ポイントについて距離を測定できるため、チャック
装置に対するワーク又はパレットの傾きの検出も可能で
ある。したがって、このチャック装置の傾きを補正する
ための機構を備え、ワークをパレットよりピックアップ
する時並びにワークを移載先パレットに置く時に傾き補
正を行なえば、より確実安定な移載動作を達成できる。

【００３４】このような傾き補正を行なうための一例を
図９に示す。ここに示す例は、本実施例のチャック装置
１００を多節ロボット３６に取り付け、この多節ロボッ
ト３６によってチャック装置１００の水平移動、垂直移
動及び傾き補正を行なうことにより、ワーク３０をパレ
ット３４からパレット３５へ移載する。

【００３５】すなわち、パレット３４上のワーク３０を
チャック装置１００でピックアップする際に、各距離セ
ンサ装置１２３を利用してワーク３０までの距離を三ポ
イントについて測定するとともに、それらの測定距離よ
りワーク３０の傾きを求める。チャック装置１００に対
してワーク３０が傾いている場合は、チャック装置１０
０の下降移動量を補正する一方で、チャック装置１００
の非接触ヘッド４の先端面をワーク３０の傾きに倣わせ
るように、多節ロボット３６によってチャック装置１０
０の角度を補正し、それに応じて水平位置も微調整す
る。ワークに傾きが無いと判断された時は、チャック装
置１００の傾き補正及び水平位置調整は不要である。こ
の後、チャック装置１００を下降させてワーク３０を保
持させるようにすれば、図４に関連して説明したよう
な、傾きによるチャッキングの失敗やワークの損傷を防
止できる。

【００３６】この後、チャック装置１００を上昇させ、
移載先パレット３５の目的の位置の真上まで水平移動さ
せ、実施例１に関連して説明したと同様の手順で、ワー
ク３０をパレット３５の目的の位置に載置することにな
る。この際にも、３個の距離センサ装置１２３によっ
て、パレット面の距離を３点について測定し、測定距離
に応じてチャック装置１００の下降移動量を補正すると
ともに、測定距離からパレット面の傾きの検出も行な
う。傾きがある場合は、傾き補正を行なう。例えば、図
１０に示すように、移載先パレット３５が水平面からθ
だけ傾いている場合、図１１に示すようにチャック装置
１００をθだけ傾けることにより、チャック装置１００
と移載先パレット３５とを平行に倣わせる。このように
してチャック装置１００に保持したワーク３０をパレッ
ト３５の表面に倣わせた状態で放せば、ワーク３０を確
実にパレット３５に載せることができる。また、ワーク
の損傷も防ぐことができる。

【００３７】なお、合計４個の距離センサ装置１２３を
チャック装置の各側面に設け、ワークの四隅部を測定ポ
イントとして距離測定を行なうようにしてもよい。かか
る構成によれば、ワークの位置がずれていると、いずれ
かの距離センサ装置１２３からの光ビームがワークから
外れ反射されなくなるため、ワークの位置ずれの検出も
可能となる。

【００３８】＜実施例３＞図１２は本実施例のチャック
装置の正面図である。本実施例のチャック装置において
は、非接触ヘッド４のセンター部に設けられたスペース
内に、前記実施例２に用いられたものと同様の発光素子
と光センサを一体化したタイプの距離センサ装置１２３
が埋め込まれている。また、非接触ヘッド４の先端面に
は、図１３に示すように、４組の非接触チャック部５８
が４隅に分散して設けられている。各非接触チャック部
５８の構造と作用は、図２及び図３に示した非接触チャ
ックと同様である。これ以外の構成は前記実施例１のチ
ャック装置と同様である。

【００３９】このチャック装置によって、前記実施例１
のチャック装置の場合と同様にワーク３０のハンドリン
グを行なうことができることは明らかである。

【００４０】このチャック装置は、前記各実施例のチャ
ック装置のように距離センサ装置を外側に設けたものに
比べ、横方向の装置サイズを減らすことができ、また、
距離センサ装置を取り付けるための手段も省くことがで
きるため、装置全体を小型軽量にできる。ただし、この
チャック装置は、ワーク３０を保持した状態では、ワー
ク３０により距離センサ装置１２３の前方が遮られるた
め、距離センサ装置１２３によって移載先パレットとの
距離を測定することはできない。

【００４１】＜実施例４＞図１４は、本実施例のチャッ
ク装置の正面図である。このチャック装置は、前記実施
例１のチャック装置の非接触ヘッド４を吸着パッド２５
に置き換えるともに、爪５を省いた如き構造である。爪
５がないため、その駆動のための図５に示したような機
構は本体ヘッド６に設けられないが、吸着パッド２５と
ワークとの間を負圧にするためのエアー抜き用の穴が本
体ヘッド６に設けられる。

【００４２】このチャック装置を用いて、あるパレット
上のワークを別のパレットへ移載する動作は、基本的に
前記各実施例の場合と同様であるが、前記各実施例のチ
ャック装置に設けられていた爪５に関連した動作はな
く、また、吸着パッド２５によってワークを吸着保持す
る点が違う。

【００４３】なお、図１４に示すように、投光装置２か
ら照射された光ビーム２８はワーク表面２６に当り、そ
の反射光ビームを受光装置３で受光するが、ワーク表面
２６の高さが基準面２７に対してΔＸ変動すると、反射
光ビームの経路が変化し、この変化量が受光装置３で増
幅される。この動作原理は、前記各実施例における距離
センサ装置に共通するものであるが、便宜ここで説明し
た。

【００４４】＜実施例５＞図１５は、本実施例のチャッ
ク装置の正面図である。このチャック装置は、前記実施
例３に用いられたものと同様の発光素子と光センサを一
体化にした距離センサ装置１２３をヘッド６のセンター
部分に埋め込み、その周りに吸着パッド２５を配設した
構造である。距離センサ装置１２３によって光ビーム２
８をワーク３０に照射し、その反射光ビームを受光する
ことによりワークまでの距離を測定することができ、吸
着パッド２５によりワーク３０を吸着保持して搬送する
ことができる。

【００４５】前記実施例３と同様、このチャック装置
は、距離センサ装置１２３をセンター部分に配置するこ
とにより、前記実施例４のチャック装置に比べて小型軽
量にできる。

【００４６】＜実施例６＞図１６は本実施例のワーク移
載装置の概略斜視図である。このワーク移載装置は、ト
レイＡ４２からトレイＢ４３へ、またはその逆方向に、
ワークを移載する装置である。ここで、トレイＡ４２は
蓋付きであるが、トレイＢ４３は蓋が無い構造になって
いる。

【００４７】このワーク移載装置は、トレイＡ，Ｂを投
入するローダ３７、回収するアンローダ３８、トレイ
Ａ，Ｂ上のワークの有無を判別する判別センサ３９、ト
レイＡ，Ｂを搬送するコンベア４０、トレイＡ４２の蓋
を開ける蓋開け機構４４と蓋を閉める蓋閉め機構４５、
トレイＡ，Ｂに付されたバーコードよりトレイ種類を認
識するバーコード認識部５０、ワークを把持して搬送す
るチャック装置２４、このチャック装置２４のＸ−Ｙ−
Ｚ方向移動及び傾き補正のための機構を有する直行ロボ
ット４６、これをコントロールするロボットコントロー
ラ４７、処理条件の入力及び管理をすると共に処理進行
状況を逐次表示するパソコン４８、各部制御機器をコン
トロールするシーケンサ４９で構成される。チャック装
置２４は、図８に示したチャック装置である。

【００４８】トレイＡ４２上のワークをトレイＢ４３へ
移載する場合の動作を以下に説明する。ローダ３７にワ
ークの入ったトレイＡ４２と空のトレイＢ４３を置く。
そして、パソコン４８より移載方向、移載ワーク数、ワ
ークサイズ等を入力し、起動をかけると、次のような一
連の動作がスタートする。

【００４９】コンベア４０によって、トレイＡ，Ｂが搬
送され、バーコード認識部５０でトレイ種類が認識さ
れ、この認識結果によってトレイＡ，Ｂのワークサイズ
等の整合性の確認がなされる。トレイＡは蓋開け機構４
４によって蓋を取られ、この蓋は蓋搬送用コンベア５４
に送られて蓋閉め機構４５の位置まで搬送される。つぎ
に、トレイＡ，Ｂ上のワーク有無を判別センサ３９によ
って認識する。

【００５０】トレイＡ，Ｂがコンベア４０によって移載
ステージまで搬送されて位置決め固定されると、チャッ
ク装置２４は直行ロボット４６によってトレイＡ４２の
ワーク上へ移動する。チャック装置２４の距離センサ装
置を利用してワークまでの距離が３ポイントについて測
定され、ワークとの距離及びワークの傾きが求められ
る。測定した距離及び傾きに応じて、チャック装置２４
の下降移動量補正及び傾き補正が行なわれた後、チャッ
ク装置２４が下降してワークを取りに行く。チャック装
置２４はワークを保持して上昇し、トレイＢ４３上へ移
動し、その位置でワークを置くべき場所に確かにワーク
が無いか、ワークを置くべき距離、傾きを認識する。そ
の場所にワークがなければ、必要な補正を行なってから
下降しワークをトレイＢ４３上に置く。

【００５１】以上のトレイＡからトレイＢへの移載動作
をワーク数分、繰り返して行うが、１回の動作を行なっ
た都度、パソコン４８から入力されたワーク数と実際に
移載したワーク数との比較を行って、移載の終了を判断
する。

【００５２】必要回数の移載動作を終了すると、トレイ
Ａ，Ｂはそれぞれコンベア４０によって搬送され、途中
でトレイＡ４２に蓋締め機構４５により蓋がかぶされ、
移載が終了する。トレイＢからトレイＡへのワーク移載
動作も同様である。

【００５３】ここでは、本発明のチャック装置を利用し
た移載装置の例を示したが、本発明のチャック装置は、
ワークを仕分けるための仕分け装置、その他様々な装置
に応用可能である。

【００５４】

【発明の効果】請求項１乃至３の発明によれば、チャッ
ク装置に設けた距離センサ装置によってワークとの相対
的距離を測定できるため、ワークの厚さのバラツキ等に
よりワークとの距離に変動があっても、その変動を補正
してチャック装置をワークに対し最適な距離に制御した
状態で、チャック手段によりワークを安定確実に保持さ
せることが可能である。ワークとの距離を最適化できる
ため、流体を利用する非接触タイプのチャック手段を用
いる場合、その流体流量を減らすことができ、また、流
量減少の分だけ動作時の騒音も減らすことができる。

【００５５】請求項２の発明によれば、ワークを保持し
た状態においても、距離センサ装置によりワークの移載
先パレットとの相対距離の測定が可能である。したがっ
て、移載先パレットの精度のバラツキ等があっても、チ
ャック装置と移載先パレットとを最適な距離に制御した
状態でワークを放し、安定に移載することができ、パレ
ットへの接近し過ぎによるワークの損傷も避けられる。

【００５６】さらに、請求項３の発明によれば、３個以
上の距離センサ装置によって、保持しようとするワーク
又は移載先パレットとの距離を３点以上について測定で
きるため、ワーク又はパレットの傾きをも把握すること
ができ、したがって、ワーク又はパレットの傾きを補正
し、ワークを確実に取り上げ又はパレットへワークを確
実に載せることができる。特に、流体を利用する非接触
タイプのチャック手段を用いる場合、その先端面とワー
クとの距離を最適化できと同時に、ワークの傾きを補正
してチャック手段の先端面をワーク表面に倣わせ平行に
保つことができるため、チャック手段によるワークの保
持失敗を防止できるとともに、チャック手段の流体流量
を最小限の流量まで大幅に削減することができ、また、
流体による騒音も大幅に減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のチャック装置の外観及びワークとの
関係を示す斜視図である。

【図２】図１に示した非接触ヘッドの先端面を示す平面
図である。

【図３】図１に示した非接触ヘッドの断面図である。

【図４】非接触ヘッドによるワーク保持動作の説明図で
ある。

【図５】図１に示した爪と開閉駆動機構の構造の一例を
示す図である。

【図６】図１示した投光装置又は受光装置の構造の一例
を示す断面図である。

【図７】図１に示したチャック装置によるワーク移載動
作のフローチャートである。

【図８】実施例２のチャック装置の外観及びワークとの
関係を示す斜視図である。

【図９】図８に示したチャック装置の移動及び傾き補正
をロボットにより行なう装置を示す斜視図である。

【図１０】パレット面の傾きの検出を説明するめための
図である。

【図１１】パレット面の傾きに対する補正を説明するた
めの図である。

【図１２】実施例３のチャック装置を示す正面図であ
る。

【図１３】図１２に示した非接触ヘッドの先端面の平面
図である。

【図１４】実施例４のチャック装置を示す正面図であ
る。

【図１５】実施例５のチャック装置を示す正面図であ
る。

【図１６】本発明のチャック装置を利用したワーク移載
装置の概略斜視図である。

【符号の説明】

１ワーク保持部２投光装置３受光装置４非接触ヘッド５爪６本体ヘッド７圧縮バネ８回転ピン９テーパーシャフト１０ブッシュ１１ストッパ１２水平ガイド１３ボールネジ１４固定ベアリング１５モーター１６カップリング１７ブロック１８ガイドローラ１９外部ブロック２０押えピン２１引っ張りバネ２２押出しネジ２３センサ素子（発光素子又は光センサ）２４チャック装置２５吸着パッド２６ワーク表面２７基準面２８ビーム２９パレット３０ワーク３４パレット３５パレット３６ロボット３７ローダ３８アンローダ３９判別センサ４０コンベア４２トレイＡ４３トレイＢ４４蓋開け機構４５蓋閉め機構４６直行ロボット４７ロボットコントローラ４８パソコン４９シーケンサ５０バーコード認識部５１取付け穴５２エアー供給口５３エアー回収口５４蓋搬送用コンベア５５エアー供給穴５６エアー回収穴５７溝５８非接触チャック部１００チャック装置１２３距離センサ装置

フロントページの続き (72)発明者中山尚男茨城県日立市会瀬町二丁目９番１号日立設備エンジニアリング株式会社内 (72)発明者吉本光雄神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者長谷川寛神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者小松宏樹神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立コンピュータエレクトロニクス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークを保持するためのチャック手段を
有するチャック装置において、該チャック手段の前方に
存在するワーク又は他の物体との相対的距離を測定する
ための距離センサ装置を備えることを特徴とするチャッ
ク装置。
【請求項２】該距離センサ装置は光ビームを照射し、
その反射光ビームを受光する構成の装置であって、該照
射光ビーム及び該反射光ビームの経路が該チャック手段
に保持された状態のワークより外側に設定されているこ
とを特徴とする請求項１記載のチャック装置。
【請求項３】該距離センサ装置を少なくとも３組備え
ることを特徴とする請求項１又は２記載のチャック装
置。