JPH079382A - 吸着具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】大きさや形状の異なる複数種類のワークを確実
に吸着し、マニプレータのティーチング操作時における
チィーチングポイントの補正を不要にする。 【構成】吸着具１は、第１ノズル５、第１パッド８、第
２ノズル１１、第２パッド１２等を備えている。第１ノ
ズル５は予めティーチングされた手順により作動する産
業用ロボットのハンド部２に取付けられ、外部からの負
圧を導入可能である。第１パッド８は第１ノズル５の先
端に連通状態で設けられ、第１ノズル５内の負圧の作用
によりワークＷ１を吸着する。第２ノズル１１は管状を
なし、その軸心Ｃ２を第１ノズル５の軸心Ｃ１にほぼ一
致させた状態で、第１ノズル５の外側に移動可能に設け
られている。第２パッド１２は、第２ノズル１１の先端
に連通状態で設けられ、第２ノズル１１が最下位置まで
移動したとき、第１パッド８を覆った状態で、第１ノズ
ル５内の負圧の作用によりワークＷ１を吸着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は負圧を利用してワークを
吸着する吸着具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワーク（被吸着物）に接離可能な
吸着部を備えた吸着具が知られている。この吸着具で
は、ワークに吸着部を接近させ、ワーク向けて開口した
吸着部の孔から負圧を作用させて、吸着部にワークを吸
着させるようにしている。例えば、実開平２−１０８８
１２号公報に開示された「ラベル吸着及び貼り付け治
具」では、ブロック状をなす多数の吸着部をホルダに出
没可能に収容した構成としている。そして、吸着の対象
となるワークの形状に合わせて吸着部をホルダから突出
させ、ワークに密着される吸着部の形状を変更可能とし
ている。この技術によれば、形状の異なる種々のワーク
にも対応できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術では、吸着具を例えば産業用ロボットのハンド部等の
マニプレータに取付け、そのハンド部の動作により吸着
具をワークの近くまで移動させて、同ワークを吸着しよ
うとする場合、次の問題が生ずる。すなわち、多数の吸
着部は同軸上に配置されていないので、吸着しようとす
るワークの形状が異なると、吸着に関与する吸着部全体
の中心位置が変わることになる。このため、ハンド部の
ティーチング操作時には、吸着部の形状がかわる毎にテ
ィーチングポイントを補正しなければならない。

【０００４】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、大きさや形状の異なる複数種類
のワークを確実に吸着でき、しかもマニプレータのティ
ーチング操作時におけるチィーチングポイントの補正を
不要にできる吸着具を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は、予めティーチングされた手順により作
動するマニプレータに取付けられ、外部からの負圧を導
入可能な第１ノズルと、前記内ノズルの先端に連通状態
で設けられ、第１ノズル内の負圧の作用によりワークを
吸着する第１パッドと、管状をなし、その軸心を前記第
１ノズルの軸心にほぼ一致させた状態で、第１ノズルの
外側に移動可能に設けられた第２ノズルと、前記第２ノ
ズルの先端に連通状態で設けられ、第２ノズルが第１ノ
ズルの全体を覆う位置まで移動したとき、第１パッドを
覆った状態で、前記第１ノズル内の負圧の作用によりワ
ークを吸着する第２パッドとを備えている。

【０００６】第２の発明では、第１の発明の構成に加
え、第１パッド及び第２パッドが、第２パッドによるワ
ーク吸着時に互いに接触することにより、第１ノズル及
び第２ノズル間をシールするシール部を備えている。

【０００７】

【作用】第１の発明においては、予めティーチングされ
た手順に応じてマニプレータが作動すると、その作動に
ともない吸着具が移動する。この移動により第１パッド
がワークに接近した状態で、外部からの負圧が第１ノズ
ルに導入されると、その負圧が第１パッドにも及ぶ。こ
のとき、第１ノズルが第２ノズルから突出し、第１パッ
ドが第２パッドによって覆い隠されていないと、前記負
圧の作用によりワークが第１パッドに吸着される。この
ため、第１パッドがワークの形状や大きさに適したもの
であれば、ワークを第１パッドに吸着させた状態で移動
可能である。

【０００８】第１パッドがワークの形状や大きさに適し
ていない場合、この第１パッドではワークを移動できな
いことがある。この場合、第１ノズルの外側に設けられ
た第２ノズルが、その第１ノズルに沿って移動される。
これにともない第２パッドも移動する。第２ノズルが第
１ノズルの全体を覆う位置まで移動すると、第２パッド
によって第１パッドが覆われる。このとき、第１ノズル
に導入された負圧は、第１パッドを経て第２パッドにも
及ぶ。このため、第２パッドがワークの形状や大きさに
適したものであれば、ワークを第２パッドに吸着させた
状態で移動可能である。

【０００９】このように、ワークの形状や大きさに応じ
て第２ノズルを移動させ、吸着に関与するパッドを切替
えることが可能である。ところで、第１の発明では第２
ノズルが第１ノズルの外周に設けられ、しかも第２ノズ
ルの軸心が第１ノズルの軸心にほぼ一致している。この
ため、前記のようにワークの変更に応じてパッドが切替
えられても、ティーチングポイントが常にパッドの中心
になる。

【００１０】第２の発明においては、第２パッドによる
ワーク吸着時に、第１パッドのシール部及び第２パッド
のシール部が互いに接触する。この接触により第１ノズ
ル及び第２ノズル間がシールされる。

【００１１】

【実施例】以下、第１及び第２の発明を具体化した一実
施例を図１〜５に従って説明する。

【００１２】図１，４，５に示すように、本実施例の吸
着具１は、マニプレータとしての産業用ロボットのハン
ド部２に装着されて使用されるものであり、所定の位置
に配置されている作業対象物（ワーク）Ｗ１，Ｗ２，Ｗ
３を吸着する。これらのワークＷ１〜Ｗ３はそれぞれ大
きさ（上面の面積）が異なっており、その大小関係はＷ
１＜Ｗ２＜Ｗ３となっている。

【００１３】図１に示すように前記吸着具１は、ハンド
部２に取付け可能な四角箱状の本体部４を備えている。
本体部４には、両端を開放した管状の第１ノズル５が上
下に挿通されている。第１ノズル５は、その上端部に螺
合されたナット６により本体部４に固定されている。第
１ノズル５には、真空ポンプ等の負圧発生源７で発生し
た負圧が上端から導入される。第１ノズル５の先端（図
の下端）にはゴム製の第１パッド８が連通状態で取付け
られている。第１パッド８の吸着部９は下側ほど拡径す
る傘状に形成されており、負圧により弾性変形してワー
クＷ１の上面に密着可能である。

【００１４】第１ノズル５の外側には第２ノズル１１が
長さ方向（図の上下方向）への移動可能に設けられてい
る。第２ノズル１１は第１ノズル５よりも若干大径の管
状をなし、その軸心Ｃ２を第１ノズル５の軸心Ｃ１にほ
ぼ一致させた状態で第１ノズル５に被せられている。こ
の第２ノズル１１の上部は前記本体部４内に挿入されて
いる。

【００１５】第２ノズル１１の下端にはゴム製の第２パ
ッド１２が連通状態で取付けられており、両者１１，１
２は一体で上下方向へ移動する。第２パッド１２の吸着
部１３は下側ほど拡径する傘状をなし、第１パッド８の
吸着部９よりも大径に形成されている（図３参照）。図
４に示すように、吸着部１３は第２ノズル１１が最下位
置まで下動したとき、第１パッド８の全体を上側から覆
い隠す。そして、吸着部１３は、負圧により弾性変形し
てワークＷ２の上面に密着可能である。

【００１６】また、吸着部９の外面９ｂと吸着部１３の
内面１３ａとはそれぞれシール部を構成しており、第２
パッド１２が第１パッド８を覆い隠したときに互いに線
接触あるいは面接触して、第１ノズル５及び第２ノズル
１１間をシールするようになっている。

【００１７】第２ノズル１１の外側には第３ノズル１４
が上下方向への移動可能に設けられている。第３ノズル
１４は第２ノズル１１よりも若干大径の管状をなし、そ
の軸心Ｃ３を第１ノズル５の軸心Ｃ１にほぼ一致させた
状態で第２ノズル１１に被せられている。この第３ノズ
ル１４の上部は前記本体部４内に挿入されている。

【００１８】第３ノズル１４の下端にはゴム製の第３パ
ッド１５が連通状態で取付けられており、両者１４，１
５は一体で上下方向へ移動する。第３パッド１５の吸着
部１６は下側ほど拡径する傘状をなし、第２パッド１２
の吸着部１３よりも大径に形成されている（図３参
照）。図５に示すように、吸着部１６は第３ノズル１４
が最下位置まで下動したとき、第１パッド８及び第２パ
ッド１２を覆い隠す。そして、吸着部１６は、負圧によ
り弾性変形してワークＷ３に密着可能である。

【００１９】また、吸着部１３の外面１３ｂと吸着部１
６の内面１６ａとは、第３パッド１５が第２パッド１２
を覆い隠したときに互いに線接触あるいは面接触して、
第２ノズル１１及び第３ノズル１４間をシールするよう
になっている。

【００２０】次に、前記第２ノズル１１及び第３ノズル
１４を各々上下動させるための機構について説明する。
図１，２に示すように、本体部４の一側面には、第３ノ
ズル駆動用のアクチュエータ１７と第２ノズル駆動用の
アクチュエータ２１とが並設されている。これらのアク
チュエータ１７，２１としては、流体の運動を直線運動
に変換する油圧シリンダ等の油圧アクチュエータ、エア
シリンダ等の空気圧アクチュエータ、あるいは電気エネ
ルギーを直線運動に変換する電動アクチュエータを用い
ることができる。

【００２１】アクチュエータ１７において、シリンダ１
８から出没するピストン１９の下端は、第３ノズル１４
の外面に設けられた突部１４ａに連結されている。この
連結により、ピストン１９の作動が第３ノズル１４に伝
達され、その第３ノズル１４が第２ノズル１１に沿って
上下駆動される。また、第３ノズル１４において、前記
連結箇所の横には上下に細長い開口部１４ｂがあけられ
ており、第２ノズル１１の外面に形成された突部１１ａ
がこの開口部１４ｂを挿通している。

【００２２】アクチュエータ２１において、シリンダ２
２から出没するピストン２３の下端は、前記開口部１４
ｂから露出する突部１１ａ先端に連結されている。この
連結により、ピストン２３の作動が第２ノズル１１に伝
達され、その第２ノズル１１が第１ノズル５に沿って上
下駆動される。前記のように開口部１４ｂを設けたの
は、第２ノズル１１が上下動したときに突部１１ａが第
３ノズル１４に干渉するのを防止するためである。

【００２３】次に、前記のように構成された本実施例の
作用及び効果について説明する。予めティーチングされ
た手順に従って産業用ロボットのハンド部２が作動する
と、その作動にともない吸着具１が移動する。そして、
ワークＷ１〜Ｗ３の大きさに応じて吸着具１が次のよう
にして駆動される。

【００２４】まず、比較的小さなワークＷ１の場合に
は、吸着具１は図１，２で示すように駆動される。この
場合、アクチュエータ１７，２１におけるピストン１
９，２３がいずれもシリンダ１８，２２内に没入され
る。これらの没入により、第２ノズル１１及び第３ノズ
ル１４が最上位置に保持され、両ノズル１１，１４から
第１ノズル５の下部及び第１パッド８が露出する。

【００２５】前記吸着具１の移動により、第１パッド８
がワークＷ１に接近した状態で、真空ポンプ等の負圧発
生源７で発生した負圧が第１ノズル５に導入されると、
その負圧が第１パッド８にも及ぶ。第１パッド８が他の
パッド１２，１５によって上側から覆い隠されていない
ので、前記負圧の作用により第１パッド８にワークＷ１
が吸着される。この際、第１パッド８がワークＷ１の吸
着に適した大きさであるので、ハンド部２の作動により
第１パッド８がワークＷ１からはみ出さない位置に移動
されれば、負圧漏れを起こさずにワークＷ１を安定した
状態で吸着できる。

【００２６】次に、吸着の対象が図１，２のものよりも
少し大きなワークＷ２に切替わり、第１パッド８ではワ
ークＷ２を吸着したまま移動させるのが困難な場合につ
いて説明する。

【００２７】この場合、図４で示すように、一方のアク
チュエータ１７におけるピストン１９はシリンダ１８内
に没入されたままで、他方のアクチュエータ２１におけ
るピストン２３がシリンダ２２から突出される。後者の
アクチュエータ２１の作動により、第２ノズル１１のみ
が第１ノズル５に沿って下動される。これにともない第
２パッド１２も下動する。第２ノズル１１が最下位置ま
で下動すると、第２パッド１２によって第１パッド８が
上側から覆われる。そして、第３ノズル１４から第１ノ
ズル５の下部及び第２ノズル１１の下部が重なり合った
状態で突出する。同様に、第１パッド８及び第２パッド
１２が重なり合った状態で露出する。このとき、第１ノ
ズル５に導入された負圧は第１パッド８を経て第２パッ
ド１２にも及び、これにワークＷ２が吸着される。この
際、第２パッド１２がワークＷ２の吸着に適した大きさ
であるので、ハンド部２の作動により第２パッド１２が
ワークＷ２からはみ出さない位置に移動されれば、負圧
漏れを起こさずにワークＷ２を安定した状態で吸着でき
る。

【００２８】また、このときには、吸着部９の外面９ｂ
及び吸着部１３の内面１３ａが互いに線接触あるいは面
接触し、シール機能を発揮する。このため、前記の接触
により第１ノズル５及び第２ノズル１１間がシールされ
る。従って、両ノズル５，１１間に負圧が及んで負圧漏
れが起こるのを防止して、効果的にワークＷ２を吸着す
ることができる。

【００２９】次に、吸着の対象が図４のものよりも大き
なワークＷ３に切替わり、第２パッド１２ではワークＷ
３を吸着したまま移動させるのが困難な場合について説
明する。

【００３０】この場合、図５で示すように、アクチュエ
ータ２１のピストン２３がシリンダ２２から突出された
ままで、アクチュエータ１７におけるピストン１９がシ
リンダ１８から突出される。アクチュエータ１７の作動
により、第３ノズル１４が第２ノズル１１に沿って下動
される。これにともない第３パッド１５も下動する。第
３ノズル１４が最下位置まで下動すると、第３パッド１
５によって第２パッド１２が上側から覆われる。そし
て、第１ノズル５の全体及び第２ノズル１１の全体が第
３ノズル１４によって覆われた状態になる。このとき、
第１ノズル５に導入された負圧は、第１パッド８、第２
パッド１２を経て第３パッド１５内にも及び、これにワ
ークＷ３が吸着される。この際、第３パッド１５がワー
クＷ３の吸着に適した大きさであるので、ハンド部２の
作動により第３パッド１５がワークＷ３からはみ出さな
い位置に移動されれば、負圧漏れを起こさずにワークＷ
３を安定した状態で吸着できる。

【００３１】また、このときには、吸着部１３の外面１
３ｂ及び吸着部１６の内面１６ａが互いに線接触あるい
は面接触する。また、上記したように吸着部９の外面９
ｂ及び吸着部１３の内面１３ａが互いに線接触あるいは
面接触する。このため、前記の接触により第２ノズル１
１及び第３ノズル１４間がシールされるとともに、第１
ノズル５及び第２ノズル１１間がシールされる。従っ
て、隣接のノズル５，１１間、及び１１，１４間に負圧
が及んで負圧漏れが起こるのを防止して、効果的に各ワ
ークＷ２，Ｗ３を吸着することができる。

【００３２】このように、本実施例ではワークＷ１〜Ｗ
３の大きさに応じて、第２ノズル１１及び第３ノズル１
４を移動させて吸着に関与するパッド８，１２，１５を
切替えることが可能である。そして、適切な大きさのパ
ッド８，１２，１５でワークＷ１〜Ｗ３を確実に吸着す
ることができる。

【００３３】なお、本実施例ではワークがＷ１→Ｗ２→
Ｗ３の順に切替わった場合の吸着具１の動作について説
明したが、他の順序、例えばＷ３→Ｗ２→Ｗ１の順にワ
ークが切替わった場合には前記と逆の動作が行われる。

【００３４】ところで、前記したように本実施例では、
第２ノズル１１が第１ノズル５の外側に設けられ、しか
も両者１１，５の軸心Ｃ２，Ｃ１が互いにほぼ一致して
いる。また、第３ノズル１４が第２ノズル１１の外側に
設けられ、しかも両者１４，１１の軸心Ｃ３，軸心Ｃ２
が互いにほぼ一致している。このため、前記のようにワ
ークＷ１〜Ｗ３の変更に応じて吸着に関与するパッド
８，１２，１５が切替わっても、産業用ロボットのハン
ド部２のティーチングポイントが常にパッド８，１２，
１５の中心になる。従って、吸着作業に先立って行われ
る産業用ロボットのティーチング操作時には、パッド
８，１２，１５毎にティーチングポイントの補正を行わ
なくてもすむ。その結果、１回のティーチング操作を行
えば、大きさや形状の異なる多種類のワークＷ１〜Ｗ３
の吸着に対処できる。

【００３５】また、本実施例では上記したように吸着に
関与するパッドを、第１パッド８から第２パッド１２に
切替えたときや、さらに第３パッド１５に切替えたと
き、隣接のパッド８，１２同士あるいは１２，１５同士
が接触してシールが可能になるため、他のシール機構を
別途設ける必要がない。極めて簡単な構成でシール機能
を確保できる。

【００３６】さらに、本実施例は前記した従来技術に比
べ以下の点でも優れている。まず、従来技術では、吸着
具が多数個の吸着部を有し、それらの吸着部を縦横に並
設した構成なので、吸着具全体の寸法が大きくなった
り、重量が増えてしまう。重量増にともないロボットの
ハンド部回りの慣性力が増加する。これに対し、本実施
例では、第１〜第３パッド８，１２，１５を同軸上に設
けているので、従来のものよりも吸着具１全体をコンパ
クトにし、重量を軽くすることが可能である。それにと
もない、ハンド部２回りの慣性力を小さくできる。

【００３７】また、従来技術では上記のように吸着具全
体の寸法が大きくなることから、ワークや、その他の装
置との干渉が起こりやすい。これに対して本実施例では
上記したような吸着具１のコンパクト化が可能なので、
前記の干渉を抑制できる。

【００３８】さらに、従来技術では多数の吸着部を切替
えるときに、吸着に関与する吸着部と関与しない吸着部
とを区別して、前者に負圧を作用させ後者に負圧を作用
させないようにするべく、負圧の通路を電磁式の方向切
換え弁等によって切替える必要がある。しかし、本実施
例では、第１ノズル５に負圧を導入しておけば、第２ノ
ズル１１及び第３ノズル１４を上下動させるだけでよ
い。このため、前記の方向切替え弁や、その切替え動作
のための複雑な制御が不要となる。

【００３９】なお、第１及び第２の発明は前記実施例の
構成に限定されるものではなく、例えば、ノズル５，１
１，１４及びパッド８，１２，１５の数を２つずつに変
更したり、あるいは４つずつ以上に変更したりして、対
応できるワークの種類を増減する等、発明の趣旨から逸
脱しない範囲で任意に変更してもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように第１の発明では、負
圧を導入可能な第１ノズルの先端に第１パッドを連通状
態で設けるとともに、管状の第２ノズルを、その軸心を
第１ノズルの軸心にほぼ一致させた状態で第１ノズルの
外周に移動可能に設け、その第２ノズルの先端に第２パ
ッドを連通状態で設け、第２ノズルが第１ノズルの全体
を覆う位置まで移動したとき、第１パッドを覆った状態
で、第１ノズル内の負圧の作用によりワークを第２パッ
ドに吸着させるようにしている。このため、大きさや形
状の異なる複数種類のワークを確実に吸着でき、しかも
マニプレータのティーチング操作時におけるチィーチン
グポイントの補正を不要にできる。

【００４１】第２の発明では、第１パッド及び第２パッ
ドにそれぞれシール部を設け、第２パッドでワークを吸
着させるとき、両シール部を互いに接触させて１ノズル
及び第２ノズル間をシールするようにしている。このた
め、前記第１の発明による効果に加え、第１ノズル及び
第２ノズル間からの負圧漏れを防ぐためのシール機構を
別途設けなくてもすむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１及び第２の発明を具体化した一実施例にお
いて、第１パッドによってワークを吸着した吸着具の一
部を破断して示す正面図である。

【図２】一実施例において、第１パッドによってワーク
を吸着した吸着具の一部を破断して示す側面図である。

【図３】一実施例の吸着具の底面図である。

【図４】一実施例において、第２パッドによってワーク
を吸着した吸着具の一部を破断して示す正面図である。

【図５】一実施例において、第３パッドによってワーク
を吸着した吸着具の一部を破断して示す正面図である。

【符号の説明】

２…マニプレータとしてのハンド部、５…第１ノズル、
８…第１パッド、９ｂ…シール部を構成する外面、１１
…第２ノズル、１２…第２パッド、１３ａ…シール部を
構成する内面、Ｃ１…第１ノズルの軸心、Ｃ２…第２ノ
ズルの軸心、Ｗ１，Ｗ２…ワーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予めティーチングされた手順により作動
   するマニプレータに取付けられ、外部からの負圧を導入
   可能な第１ノズルと、 前記第１ノズルの先端に連通状態で設けられ、第１ノズ
   ル内の負圧の作用によりワークを吸着する第１パッド
   と、 管状をなし、その軸心を前記第１ノズルの軸心にほぼ一
   致させた状態で、第１ノズルの外側に移動可能に設けら
   れた第２ノズルと、 前記第２ノズルの先端に連通状態で設けられ、第２ノズ
   ルが第１ノズルの全体を覆う位置まで移動したとき、第
   １パッドを覆った状態で、前記第１ノズル内の負圧の作
   用によりワークを吸着する第２パッドとを備えたことを
   特徴とする吸着具。
2. 【請求項２】 第１パッド及び第２パッドは、第２パッ
   ドによるワーク吸着時に互いに接触することにより、第
   １ノズル及び第２ノズル間をシールするシール部を備え
   ていることを特徴とする請求項１に記載の吸着具。