JPH0929678A - ワーク取り出しハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意形状のワークを短時間で確実に１個ある
いは小量ずつ取り出しできるワーク取り出しハンドを提
供することを目的とする。 【構成】 磁力によりワークを吸着して取り出すワーク
取り出しハンドで、荷重検出器と可撓性部材と電磁石を
順次垂直方向に連結したことが特徴である。荷重検出器
には引張圧縮両用型ロードセルを、可撓性部材にはロー
プや鎖等を使用できる。また、荷重検出器と可撓性部材
と電磁石を順次垂直方向に結合した第１の装置に、第１
の装置を収納しかつ電磁石の横方向振れを規制する内寸
法および電磁石全長の２〜９割を覆う長さの筒体を設け
てもよいし、第１の装置と筒体に該筒体内で第１の装置
を昇降自在に移動する昇降手段を設け、降下時には電磁
石は筒体より出ており、収納時には前記電磁石全長の２
〜９割が覆われるようにもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平面上にばら積みして
あったり、容器内に任意姿勢で入っている任意形状の鋳
物や機械部品等のワークを、電磁石を利用して１個ある
いは小量ずつ取り出すハンドに関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁石を用いてワークを１個または小量
ずつ取り出すための吸着ハンドとして、次の例がある。
図４（一部断面）に示すように、ハンドのロボット等へ
の取り付け部１の下端１ａに、引っ張りと圧縮の両方向
の力を測定可能なロードセル２、電磁石着地検出機構
３、およびバネ式衝撃吸収機構４、および電磁石５を、
上から順に垂直に連結した装置であり、電磁石着地検出
機構３は、ロードセル２、ロードセル２の受荷重面２ａ
に固定されたピストンガイド３ａ、電磁石５の上面に垂
直に固定されたロッド３ｂ、およびロッド３ｂの上端に
設けられたピストン３ｃで構成され、ロッド３ｂはその
側面がピストンガイド３ａの開口部と摺動することによ
って上下に移動可能である。下方からの外力が電磁石５
に作用していない場合、ピストン３ｃはピストンガイド
３ａの下面と電磁石５の上面との間に圧縮して挟み込ん
だ、衝撃吸収機構４を構成する圧縮バネ４ａの押圧力に
よってロードセル２から最も離れた位置で静止してい
る。同様に、電磁石５は自重と圧縮バネ４の押圧力によ
ってピストンガイド３ａから最も離れた位置で静止して
いる。

【０００３】次にこのハンドの動作を、図３に示す配管
用継ぎ手を対象ワークとし、図４と図５に基づいて説明
する。図５は上記した従来のハンドを多関節ロボット６
の先端アーム６ａに取り付け、容器７に任意姿勢で投入
されているワーク８を取り出す例を示している。先端ア
ーム６ａを容器７の上方から降下させていくと、まず電
磁石５の吸着部５ａが容器７の上層のワーク８に接触す
る。さらに降下させていくと、電磁石５がワーク８の反
力を受け、圧縮バネ４ａが圧縮されていき、ロードセル
２には当初の電磁石５の重量分の引張力が減少し、つい
には圧縮バネ４ａの圧縮力だけを受けるようになる。こ
の間の荷重変動を感知して着地を判断する。なお、圧縮
バネ４ａがない場合、高速で先端アーム６ａを降下さ
せ、電磁石５がワーク８に激しく衝突すると、ピストン
３ｃがロードセル２にぶつかってロードセル２に大きな
衝撃力が加わり、これを破損することになる。従って圧
縮バネ４ａは上記衝撃を吸収し、ロードセル２の破損を
回避する機能を担っている。次に、着地を判断した時点
で電磁石５に磁力を発生させ、緩やかに先端アーム６ａ
を上昇させると、ワーク８が吸着部５ａに吸着され取り
出される。先端アーム６ａの上昇によって圧縮バネ４ａ
の圧縮変形は回復し、ピストン３ｃと受荷重面２ａの位
置関係、およびピストンガイド３ａと電磁石５の位置関
係は初期状態に戻る。なお、重量の異なるワーク８に対
しては、電磁石５の磁力を制御することによって対処し
ている。また、吊り上げたワーク８の個数は、吊り上げ
た際のロードセル２の受荷重を測定することで確認して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のハンド
においては、ハンドを降下させた際に電磁石５の重量、
あるいは電磁石５の重量と圧縮バネ４ａの復原力の合力
がワーク８に作用して初めて着地を判断するため、ワー
ク８が偏平円板のように座りの良い形状の場合にはあま
り問題にはならないが、ワーク８の形状が図３に示す配
管用継ぎ手のように転がり易く座りの悪い形状の場合
や、ワーク８の個数が少なくて互いに干渉し合わず、ワ
ーク８が容易に動くような場合には、せっかく電磁石５
の吸着部５ａに接触したワーク８を弾いてしまうため、
ワーク８を取り出しできない場合がある。

【０００５】また、電磁石５がワーク８の隙間やワーク
８の開口穴の中心位置に降下した場合には、吸着部５ａ
がワーク８に接触せず、同様にワーク８を取り出しでき
ない場合がある。この問題は、電磁石５に磁力を発生さ
せながら降下させても、電磁石５は上下方向にしか自由
度がないため解決しない。このように、ワークの形状制
約を受けるとともに、個数の少なくなったワークの取り
出しが困難であるために、取り出し効率が悪い。またさ
らに、圧縮バネ４ａは、ロードセル２への衝撃力は防止
できるものの、電磁石５に対しては、それに加わる力を
逆に大きくしているため、電磁石５が破損する恐れがあ
る。

【０００６】本発明は、前述した確実性、効率性および
各構成要素の破損に関する問題点を解決したもので、任
意形状のワークを確実に１個あるいは小量ずつ取り出し
できるワーク取り出し装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁力によりワ
ークを吸着して取り出すハンドおいて、荷重検出部と可
撓性部材と電磁石とを順次垂下連結したことを特徴と
し、又前記電磁石の外周に、電磁石の横振れを規制する
枠体を配設したことも特徴としている。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図３に示す配管用継ぎ手を
対象ワークとし、図１と図２に基いて詳細に説明する。 （実施例１）図１はワーク取り出しハンドの側断面図で
ある。２は荷重検出部で、例えば引張圧縮両用ロードセ
ルであり、受荷面２ａを下向きにして、ロボット等に取
り付け可能とするための保持板１３の下面に固定してあ
る。受荷面２ａには可撓性部材である鎖９の一端９ａを
つないであり、鎖９の他端９ｂには、円錐台形のキャッ
プ１２をかぶせた円柱型の電磁石５（電線は図示せず）
を、ワークの吸着部５ａが下になるようにつないで吊り
下げてある。なお、可撓性部材としてロープ、チェン、
紐を用いても良い。

【０００９】保持板１３の下面には、電磁石５の外径よ
り若干大きな内径をもち、非磁性材料で作られた例えば
筒体である枠体１４の上端１４ａが、その内部に電磁石
５を収納するように取り付けてある。なお、枠体１４は
保持板１３に取り付けず、ロボット等のハンドリング装
置から別途設けても良いし、形状も筒体でなく棒材組み
付け構造でも良い。枠体１４の本体は電磁石５の上部か
ら約２〜９割を覆い、その下端１４ｂは、電磁石５が首
振り可能なように裾広がり形状になっている。

【００１０】次に、図５に示したのと同様に、多関節ロ
ボット６の先端アーム６ａに前記構成のワーク取り出し
ハンドを取り付け、容器７に任意姿勢で投入されている
ワーク８を取り出す場合を例にして、本実施例の動作と
作用を説明する。なお、ワーク取り出しハンドがワーク
を吊り下げていない初期状態において、ロードセル２は
鎖９と電磁石５の重量を検出している。

【００１１】電磁石５に大きな磁力を発生させながら、
先端アーム６ａを容器７の上方から降下させていくと、
ロードセル２で検出している荷重は、吸着部５ａが上層
のワーク８に接触する直前に増加し、ワーク８に接触し
た直後に減少する。接触直前には、吸着部５ａとワーク
８の間に磁力による吸引力が作用し、また接触後には電
磁石５の重量の一部が上層ワーク８に分散するからであ
る。そこで、この荷重が減少した時点を着地完了とし、
電磁石５の磁力をワーク８が所望の個数だけ吸着する大
きさに減少させながら先端アーム６ａを上昇させると、
ワーク８が所望の個数だけ吸着部５ａに吸着される。

【００１２】電磁石５に吸着させたワーク８を容器７内
に残っているワーク８からある程度離した時点でロード
セル２の検出荷重を確認すれば、電磁石５に吸着してい
るワーク８の個数を正確に知ることができる。なお、電
磁石５は枠体１４により横方向の運動を拘束されている
ので、先端アーム６ａを横方向に高速移動させても大き
く横揺れすることがなく、安定してワーク８を搬送する
ことができる。

【００１３】本実施例においては、電磁石５が鎖９によ
って吊り下げられているため首を振ることができるこ
と、また非常に感度良く着地を検出でき、その信号でロ
ボット等の動作を停止させることができることから、ワ
ーク８が転がり易く座りの悪い形状であっても、またワ
ーク８が少なくなった場合でも、電磁石５がワーク８を
弾くことなく確実にワーク８を取り出すことができる。
前記したように、電磁石５に大きな磁力を発生させなが
ら電磁石５をワーク８に接近させれば、さらに高い信頼
性で取り出すことができる。

【００１４】また、電磁石５が鎖９によって自在に首を
振ることができること、非常に感度良く着地を検出でき
ることから、電磁石５には大きな衝撃力が作用しないた
め、それを破損することがない。なおここでは、荷重検
出器としてロードセルを使用したが、別原理の検出器を
使用してもよく、また可撓性部材として鎖９を使用した
が、ワイヤロープや紐等でもよい。

【００１５】（実施例２）図２はワーク取り出しハンド
の側断面図である。本実施例は実施例１におけるロード
セル２、鎖９、および電磁石５を枠体１４内で上下移動
できるように、昇降装置としてシリンダ１０を保持板１
３の上部に設けたものである。シリンダ１０をロッド１
０ａを下向きにして配置し、そのロッド１０ａを保持板
１３の中心に設けた穴１３ａを通してロードセルの上面
と結合してある。シリンダ１０の本体部分１０ｂは保持
板１３の上面に固定してある。その他の構造は実施例１
と同様であるが、枠体１４は、ロッド１０ａが本体部分
１０ｂに完全に引き込まれた際に電磁石５全体の約２〜
９割を覆う長さにしてある。

【００１６】本実施例の動作と作用は実施例１のそれら
と次の点で異なる。前記と同様に図５の例でそれを説明
する。ワーク８に接近する時の装置状態は、シリンダ１
０がロッド１０ａを出し、電磁石５は図２中の破線で示
す位置１６まで枠体１４から出ている。よって、電磁石
５の運動の自由度が大きく、電磁石５はその磁力によっ
てワーク８に接近しやすくなるため、特にワーク８が大
きい場合等には取り出し効率が向上する。

【００１７】ワーク８の吊り上げ動作が完了した後に、
シリンダ１０のロッド１０ａを内部に引き込めば、電磁
石５はキャップ１２が枠体１４のつば１４ｂに習って容
易に枠体１４内に収納されるため、実施例と同様の条件
で安定したワーク８の搬送が可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明では、荷重検出部
と可撓性部材と電磁石を順次垂直方向に連結しているこ
とから、ワークが転がり易く座りの悪い形状であって
も、またワークが少なくなって容易に動く場合でも、電
磁石がワークを弾くことなく、確実に取り出すことがで
きるとともに、電磁石に作用する衝撃力を防止すること
ができる。また、電磁石を枠体内に収納することによ
り、電磁石の横揺を防止でき、高速搬送にも対応でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のワーク取り出しハンドの側面図

【図２】実施例２のワーク取り出しハンドの側面図

【図３】対象ワークの例

【図４】従来のハンドの側面図

【図５】適用例説明図

【符号の説明】 ２ ロードセル ５ 電磁石 ６ａ ロボット先端アーム ８ ワーク ９ 鎖 １０ シリンダ １０ａ ロッド １２ キャップ １３ 保持板 １４ 枠体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁力によりワークを吸着して取り出すハ
   ンドおいて、荷重検出部と可撓性部材と電磁石とを順次
   垂下連結したことを特徴とするワーク取り出しハンド。
2. 【請求項２】 前記電磁石の外周に、電磁石の横振れを
   規制する枠体を配設した請求項１記載のワーク取り出し
   ハンド。
3. 【請求項３】 前記荷重検出部に昇降手段を連結し、電
   磁石が枠体から挿脱自在とした請求項２記載のワーク取
   り出しハンド。
4. 【請求項４】 前記荷重検出器が引張圧縮両用型ロード
   セルである請求項１乃至３記載のワーク取り出しハン
   ド。