JPH11221787A - 素材の把持搬送方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素材の把持および搬送のための前加工を簡単
化する一方で、素材把持時の高い把持姿勢精度を実現す
るとともに、ティーチング作業を不要にした素材把持搬
送方法およびその装置を提供すること。 【解決手段】 本発明による素材把持搬送方法は、素材
１に３つのセンタ穴を設ける前加工工程と、素材１に設
けた３つのセンタ穴１ａ、１ｂ、１ｃ内に把持ピン２
ａ、２ｂ、３ｃを挿入して素材１を把持するピン把持工
程とを備えている。一方、本発明による素材把持搬送機
構１０は、素材１の各センタ穴１ａ、１ｂ、１ｃに各々
対応して設けられ、各センタ穴１ａ、１ｂ、１ｃに挿入
および引抜可能な把持ピン２ａ、２ｂ、３ｃを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、素材を把持して搬
送する素材把持搬送方法およびその装置に係り、とりわ
け、素材の把持および搬送のための前加工が容易で、素
材を把持した時の素材の把持姿勢精度が高い素材把持搬
送方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の素材把持搬送方法においては、素
材に凸状クランプ部とセンタ穴を加工して（前加工）、
それらを素材の把持搬送における位置決め基準として利
用している。

【０００３】また、従来の素材把持搬送機構としては、
素材を挟持する挟持ハンドを搭載したロボットタイプの
装置が主として利用されている。従来の挟持ハンドは、
素材の寸法等に応じて交換されるようになっており、挟
持工程および挟持後の搬送工程は、対象とする素材の種
類毎に、通常ティーチング作業によって素材把持搬送機
構に記憶されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の素材把持搬送方
法では、前述したように素材に凸状クランプ部とセンタ
穴を加工（前加工）する必要があるが、これらの加工は
かなりの高精度が要求されるため、素材の前加工には手
間および労力がかかっている。

【０００５】また、従来の素材把持搬送機構では、素材
の寸法等を変更する際、挟持ハンドの交換によって対応
しているため、多種類の素材を同一の把持搬送機構で扱
う場合には、挟持ハンドの交換作業の回数が増えてしま
い、作業効率が低下する。さらに、素材寸法等の変更毎
にティーチング作業が必要であるが、多種類の素材を同
一の把持搬送機構で扱う場合にはティーチング作業の回
数も増えるため、やはり作業効率が低下する。

【０００６】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、素材の把持および搬送のための前加工を
簡単化する一方で、素材把持時の高い把持姿勢精度を実
現するとともに、ティーチング作業を不要にした素材把
持搬送方法およびその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、素材を把持す
る素材把持搬送方法であって、素材に３つのセンタ穴を
設ける前加工工程と、素材に設けた３つのセンタ穴内に
把持ピンを挿入して素材を把持するピン把持工程と、を
備えた素材把持搬送方法である。

【０００８】本発明によれば、素材の把持および搬送の
ための前加工として３つのセンタ穴を設けるだけでよい
ため、素材の把持および搬送のための前加工が簡単化さ
れる。また本発明によれば、素材は把持ピンによる３点
支持によって把持されるため、高い把持姿勢精度を実現
することができる。さらに、素材に設ける３つのセンタ
穴位置を予め決定しておくことにより、ティーチング作
業等の必要無く、異なる形状、寸法の素材をも同一の装
置で把持、搬送することができる。

【０００９】また本発明は、外面に３つのセンタ穴が設
けられている素材を把持搬送する装置であって、素材の
第１のセンタ穴、第２のセンタ穴および第３のセンタ穴
に各々対応して設けられ、各センタ穴に挿入および引抜
可能な把持ピンと、各把持ピンを支持して制御する把持
ピン支持部と、を備えたことを特徴とする素材把持搬送
機構である。

【００１０】本発明によれば、把持ピン支持部によって
把持ピンが素材の３つのセンタ穴に挿入および引抜され
ることにより、把持ピンによる素材の把持および把持の
解除が容易かつ確実に行われる。また本発明によれば、
素材は把持ピンによる３点支持によって把持されるた
め、高い把持姿勢精度を実現することができる。さら
に、素材の３つのセンタ穴位置を予め決定しておくこと
により、ティーチング作業等の必要無く、異なる形状、
寸法の素材をも同一の装置で把持、搬送することができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１乃至図３は、本発明の
実施の形態による素材把持搬送機構１０を示している。
このうち図１（ａ）は、素材把持搬送機構１０の概略平
面図であり、図１（ｂ）はその概略側面図、図１（ｃ）
はその概略正面図である。図１乃至図３に示すように、
本実施の形態の素材把持搬送機構１０は、素材１を把持
および搬送するための装置である。

【００１２】素材把持搬送機構１０によって取り扱われ
る前に、素材１に対して前加工として３つのセンタ穴１
ａ、１ｂ、１ｃが設けられる。本実施の形態における素
材１は矩形の直方体形状の素材であり、最も面積の小さ
い対向する２面のうち一方の面に第１のセンタ穴１ａと
第２のセンタ穴１ｂが設けられ、当該面に対向する面
（最も面積の小さい２面のうち他方の面）に第３のセン
タ穴１ｃが設けられている。

【００１３】素材把持搬送機構１０は、素材１の第１の
センタ穴１ａ、第２のセンタ穴１ｂおよび第３のセンタ
穴１ｃに各々対応して、各センタ穴１ａ、１ｂ、１ｃに
挿入および引抜可能な把持ピン２ａ、２ｂ、３ｃを有し
ている。

【００１４】把持ピン２ａ、２ｂは、一側把持ピン支持
部２によって支持されており、センタ穴１ａ、１ｂに対
応して設けられている。そして把持ピン２ａ、２ｂは、
センタ穴１ａ、１ｂにそれぞれ挿入および引抜可能とな
っている。

【００１５】一方、把持ピン３ｃは、他側把持ピン支持
部３によって支持されるとともに、他側把持ピン支持部
３によって伸縮可能となっている。すなわち、他側把持
ピン支持部３には、把持ピン３ｃを伸長側に付勢する弾
性機構３ｅと、把持ピン３ｃの位置を弾性機構３ｅに対
抗してロックするロック機構３ｆとが設けられている。
そして把持ピン３ｃが他側把持ピン支持部３によって伸
長される時、把持ピン３ｃはセンタ穴１ｃに挿入され、
把持ピン３ｃが他側把持ピン支持部３によって短縮され
る時、把持ピン３ｃはセンタ穴１ｃから引抜かれるよう
になっている。

【００１６】また、素材把持搬送機構１０は、図１に示
すように、第１接触部５ｈと、第１接触部５ｈと対向す
る第２接触部６ｈと、第１接触部５ｈから第２接触部６
ｈに至る断面コの字型のアーム本体４ａとを有し、かつ
３本の把持ピン２ａ、２ｂ、３ｃと干渉することなく第
１接触部５ｈと第２接触部６ｈとの間に素材１を挟持す
ることができる挟持ハンド４を有している。

【００１７】第１接触部５ｈは、第１駆動部５によって
伸縮可能となっており、第２接触部６ｈは、第２駆動部
６によって伸縮可能となっている。第１接触部５ｈおよ
び第１駆動部５は、アーム本体４ａの下部内側に３組が
設けられ、第２接触部６ｈおよび第２駆動部６は、第１
接触部５ｈと略対向するアーム本体４ａの上部内側に１
組が設けられている。これらの配置関係は、図１（ａ）
および図１（ｂ）に示すように、３個の第１接触部５ｈ
が二等片三角形を形成するように配置され、それらの重
心に対応する位置に第２接触部６ｈが配置されている。
すなわち、図１（ｃ）に示す長さＬ１とＬ２との間に
は、Ｌ１＝１／２×Ｌ２という関係がある。

【００１８】第１接触部５ｈは、図２に示すように、素
材１と接触する部分が曲面状に形成されている。第２接
触部６ｈも、同様に曲面状に形成されている。

【００１９】第１駆動部５によって第１接触部５ｈが最
も短縮された状態および第２駆動部６によって第２接触
部６ｈが最も短縮された状態が、図１（ｃ）に示されて
いる。一方、第１接触部５ｈは、第１駆動部５によって
図１（ｃ）に示す素材１の下面位置よりやや上の位置ま
で伸長可能であり、第２接触部６ｈは、第２駆動部６に
よって図１（ｃ）に破線で示す仮想的な素材１１の上面
位置よりやや下の位置まで伸長可能である。従って、挟
持アーム４は、図１（ｃ）に破線で示す仮想的な素材１
１を挟持することが可能である。

【００２０】また、第１接触部５から第２接触部６に至
るアーム本体４ａは、ふところの深い形状で構成されて
いる。従って、挟持アーム４は、図１（ｃ）に一点鎖線
で示す仮想的な素材１２を挟持することが可能である。
すなわち、挟持アーム４は、図１（ｃ）に破線で示す仮
想的な素材１１の大きさから、同図に一点鎖線で示す仮
想的な素材１２の大きさまでの寸法範囲に対応すること
ができる。

【００２１】挟持ハンド４には、挟持ハンド４が素材１
を挟持した状態を維持しながら挟持ハンド４ごと素材１
を搬送する搬送機構８が、フレキシブルジョイント７を
介して接続されている。搬送機構８は直交軸系で構成さ
れており、動作ポイントの指示は初期の位置設定のみで
なされ、いわゆるティーチングは不要である。なお、フ
レキシブルジョイント７は、スプリングによって構成さ
れ、各方向可動量が約２ｍｍのものを用いているが、他
の態様のものであってもよい。

【００２２】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について説明する。本実施の形態の素材把持搬送
機構１０を用いる素材１の把持搬送方法においては、ま
ず素材１を前述のような態様に前加工する（前加工工
程）。すなわち、矩形の直方体形状の素材１を、最も面
積の小さい対向する２面のうち一方の面に第１のセンタ
穴１ａと第２のセンタ穴１ｂを設け、当該面に対向する
面（最も面積の小さい２面のうち他方の面）に第３のセ
ンタ穴１ｃを設ける。

【００２３】次に、前加工された素材１を、人間によっ
て、あるいは他の支持装置によって、一側把持ピン支持
部２と他側把持ピン支持部３との間に仮支持する。この
時、把持ピン３ｃは、ロック機構３ｆを機能させて短縮
した状態を維持させておく。

【００２４】そして、一側把持ピン支持部２の把持ピン
２ａ、２ｂを、素材１に設けたセンタ穴１ａ、１ｂ内に
挿入させる。次に、ロック機構３ｆを解除し、弾性機構
３ｅの付勢力によって他側把持ピン支持部３の把持ピン
３ｃを伸長させ、素材１に設けたセンタ穴１ｃ内に把持
ピン３ｃを挿入させる（ピン把持工程）。これにより、
素材１は３つの把持ピン２ａ、２ｂ、３ｃによって支持
される。この状態が、「ストック」の状態である。

【００２５】そして、挟持ハンド４が、把持ピン２ａ、
２ｂ、３ｃと干渉しないように素材１を挟持する（ハン
ド挟持工程）。すなわち、まず搬送機構８によって挟持
ハンド４を図３（ａ）に示す状態（図１に示す状態と同
一である）まで移動する。次に、図３（ｂ）に示すよう
に、第１駆動部５によって第１接触部５ｈを伸長して
（上昇させて）素材１の下面を支持させる。次に、図３
（ｃ）に示すように、第２駆動部６によって第２接触部
６ｈを伸長して（下降させて）素材１の上面を支持させ
る。

【００２６】第１接触部５ｈおよび第２接触部６ｈは、
図２に示すように、素材１と接触する部分を曲面状に形
成されているため、素材１の上面あるいは下面に凹凸が
あってもその凹凸に影響されることなく素材１を安定に
挟持することができる。

【００２７】また、第１接触部５ｈおよび第２接触部６
ｈによる素材１の挟持力は、第２接触部６ｈの挟持力
が、３つの第１接触部５ｈのそれぞれの挟持力（これら
は互いに等しい）の１．５倍であることが望ましい。こ
の関係は、第２接触部による挟持力が素材１の質量と等
しい場合に成立する。

【００２８】図３（ｃ）に示すように、挟持ハンド４に
よる素材１の挟持が完了した後、３つのセンタ穴１ａ、
１ｂ、１ｃ内から把持ピン２ａ、２ｂ、３ｃを引抜し
て、把持ピン２ａ、２ｂ、３ｃによる素材１の把持を解
除する（ピン把持解除工程）。すなわち、まず図３
（ｄ）に示すように、他側把持ピン支持部３の弾性機構
３ｅに対抗して搬送機構８および挟持ハンド４を介して
他側把持ピン支持部３側へ素材１を移動し、把持ピン２
ａおよび把持ピン２ｂを、素材１から引抜く。つぎに、
図３（ｅ）に示すように、他側把持ピン支持部３のロッ
ク機構３ｆを機能させて把持ピン３ｃの短縮状態を維持
させ、搬送機構８によって挟持ハンド４を一側把持ピン
支持部２側へ移動して、把持ピン３ｃを素材１から引抜
く。この時、挟持ハンド４によって挟持された素材１
は、把持ピン２ａ、２ｂ、３ｃによって把持されていた
姿勢を維持している。

【００２９】その後、搬送機構８は、素材１を挟持した
状態の挟持ハンド４を移動させ、素材１を工作機械等へ
搬送する。

【００３０】工作機械等での処理が終了した素材１は、
再び搬送機構８によって図３（ｅ）の状態まで戻され
る。そして図３（ｄ）に示すように、搬送機構８によっ
て挟持ハンド４を他側把持ピン支持部３側に移動させ、
把持ピン３ｃをセンタ穴１ｃに挿入する。その後、ロッ
ク機構３ｆを解除して弾性機構３ｅによって把持ピン３
ｃをセンタ穴１ｃ内へと付勢するとともに、搬送機構８
によって挟持ハンド４を一側把持ピン支持部２側に移動
させて把持ピン２ａ、２ｂをセンタ穴１ａ、１ｂ内に挿
入し、３つの把持ピン２ａ、２ｂ、３ａによって素材１
を支持する（追加ピン把持工程）。

【００３１】その後、図３（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、第２接触部６ｈおよび第１接触部５ｈを短縮させて
挟持ハンド４による素材１の支持を解除し、素材１を
「ストック」状態に戻すとともに、挟持ハンド４をフリ
ーにする（ハンド解除工程）。挟持ハンド４は、さらに
別の素材に対して作業をすべく移動する。

【００３２】以上の各工程において、搬送機構８による
挟持ハンド４の各種の移動と、他側把持ピン支持部３の
ロック機構３ｆの制御と、第１駆動部５および第２駆動
部６の駆動とは、それぞれ予めシーケンサにプログラム
されており、ティーチング作業は不要である。

【００３３】また、素材１の変更に対しても、特に前記
プログラムを変更することなく対応することができる。
素材１の寸法範囲は、図１（ｃ）の破線に示す程度のも
のから一点鎖線に示す程度のものまで許容される。

【００３４】以上のように、本実施の形態によれば、素
材１の前加工工程が簡単化される。また、素材１を３つ
の把持ピン２ａ、２ｂ、３ｃによって把持することによ
り、素材１を安定に把持することができる。

【００３５】また、本実施の形態によれば、挟持ハンド
４の第１接触部５ｈおよび第２接触部６ｈが曲面状に形
成されているため、素材１の表面に凹凸があっても、素
材１を安定に挟持することができ、把持ピン２ａ、２
ｂ、３ｃによって把持されていた姿勢を維持することが
可能である。

【００３６】さらに本実施の形態によれば、特別な作業
を必要とせずに、素材１の寸法等の変更にかなりの程度
まで対応することができるため、装置の連続運転が可能
で、作業効率を著しく向上させることができる。

【００３７】また本実施の形態によれば、搬送機構８と
挟持ハンド４がフレキシブルジョイント７を介して接続
されているため、搬送機構８が素材１を挟持した挟持ハ
ンド４を工作機械等に設定する際、位置ずれ等の発生に
よって素材１が工作機械と衝突しても挟持ハンド４およ
び搬送機構８の損傷を防止することができる。

【００３８】なお、把持および搬送の対象となる素材１
の形状は、矩形に限られず、種々の形状であってよい。

【００３９】また、素材１は、工作機械等で処理された
後、別の把持装置に収納されてもよい。この場合、別の
把持装置も、把持ピンを有する把持ピン支持部を備えた
把持装置であることが望ましい。また、工作機械等にお
いても、把持ピンを有する把持ピン支持部を備えた把持
装置が用いられることが望ましい。また工作機械による
加工において、３つのセンタ穴を積極的に位置決め基準
として利用したり、あるいは加工振動抑制点として利用
することも可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、素材の把
持および搬送のための前加工として３つのセンタ穴を設
けるだけでよいため、素材の把持および搬送のための前
加工が簡単化される。

【００４１】また本発明によれば、素材は把持ピンによ
る３点支持によって把持されるため、高い把持姿勢精度
を実現することができる。

【００４２】さらに本発明によれば、素材の３つのセン
タ穴位置を予め決定しておくことにより、ティーチング
作業等の必要無く、異なる形状、寸法の素材をも把持、
搬送することができる。従って、挟持ハンド等の交換作
業が不要となり、素材の把持および搬送が長時間連続に
行えるため、作業効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による素材把持搬送機構の実施の形態を
示す概略図。

【図２】図１の挟持アームの第１接触部を示す拡大図。

【図３】本発明による素材把持搬送機構の作動状態を示
す流れ図。

【符号の説明】

１ 素材 １ａ 第１のセンタ穴 １ｂ 第２のセンタ穴 １ｃ 第３のセンタ穴 ２ 一側把持ピン支持部 ２ａ 第１の把持ピン ２ｂ 第２の把持ピン ３ 他側把持ピン支持部 ３ｃ 第３の把持ピン ４ 挟持アーム ４ａ アーム本体 ５ 第１駆動部 ５ｈ 第１接触部 ６ 第２駆動部 ６ｈ 第２接触部 ７ フレキシブルジョイント ８ 搬送機構 １０ 素材把持搬送機構

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】素材を把持する素材把持搬送方法であっ
   て、 素材に３つのセンタ穴を設ける前加工工程と、 素材に設けた３つのセンタ穴内に把持ピンを挿入して素
   材を把持するピン把持工程と、を備えた素材把持搬送方
   法。
2. 【請求項２】さらに、挟持ハンドによって、把持ピンと
   干渉しないように素材を挟持するハンド挟持工程と、 ３つのセンタ穴内から把持ピンを引抜して把持ピンによ
   る素材の把持を解除するピン把持解除工程と、を備えた
   請求項１に記載の素材把持搬送方法。
3. 【請求項３】さらに、素材の３つのセンタ穴内に、挟持
   ハンドと干渉しないように把持ピンを挿入して素材を把
   持する追加ピン把持工程と、 挟持ハンドによる素材の挟持を解除するハンド解除工程
   と、を備えた請求項２に記載の素材把持搬送方法。
4. 【請求項４】素材は、略矩形の形状であって、３つのセ
   ンタ穴のうちの２つは同一の第１面内に設けられ、３つ
   のセンタ穴のうちの残りの１つは第１面に対向する第２
   面内に設けられていることを特徴とする請求項１から３
   のいずれかに記載の素材把持搬送方法。
5. 【請求項５】外面に３つのセンタ穴が設けられている素
   材を把持搬送する装置であって、 素材の第１のセンタ穴、第２のセンタ穴および第３のセ
   ンタ穴に各々対応して設けられ、各センタ穴に挿入およ
   び引抜可能な把持ピンと、 各把持ピンを支持して制御する把持ピン支持部と、を備
   えたことを特徴とする素材把持搬送機構。
6. 【請求項６】第１接触部と、第１接触部と対向する第２
   接触部とを有し、３本の把持ピンと干渉することなく第
   １接触部と第２接触部との間に素材を挟持することがで
   きる挟持ハンドと、 挟持ハンドに接続され、挟持ハンドが素材を挟持した状
   態を維持しながら挟持ハンドごと素材を搬送する搬送機
   構と、を更に備えたことを特徴とする請求項５に記載の
   素材把持搬送機構。
7. 【請求項７】第１接触部または第２接触部は、曲面状に
   形成されていることを特徴とする請求項６に記載の素材
   把持搬送機構。
8. 【請求項８】搬送機構は、フレキシブルジョイントを介
   して挟持ハンドに接続されていることを特徴とする請求
   項６または７に記載の素材把持搬送機構。