JPS61100390A - マニプレ−タの吸着把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は産業用ロボットなどのマニプレータにおける真
空圧を利用した吸着把持装置の構成に関する。

（従来の技術） 従来の真空圧力利用によるワーク吸着把持装置は第７図
に示すように、真空源（Ｖ）に接続した吸着パッド岡を
１個もしくは並設した複数個有するものを使用して、真
空源（Ｖ］を断続することによって解除２把持し得る構
造であって、ワークが小型の烏合は吸着パッド（２０１
ｆ　１個有するものを取り付け（型の場合は吸着パッド
力）企並設した複数個有するものに付は替えて把持する
ようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） このように小型用、大型用とで付は替えにより把持作業
を行わせるものは、取り付は作業をその都度行わねばな
らなくて煩わしいのと、アタッチメント点数が多くて不
経済であるのとによって、実用面での問題点として改善
が望まれている。

また、この装置では、ワークの形状が中央に空間部を有
するドーナツツ盤状である場合、中央部の吸着パッドａ
Ｏ）が塞がれなくて減圧しないので、並列接続している
他の吸着パッド蓼Ｏ）も同様に減圧しなくなって吸着力
の不足により把持が不可能となり、従って把持対象とな
るワークの形状が特定され、あるいは中央部の吸着パッ
ド（２０１２目塞ぎする手段を講じなければならなくて
甚だ不便であつこのように従来の吸着把持装置では種々
の問題点があるのに着目して本発明はかかる欠点の解消
をはかるべく成されたものであって、特に吸着用本体の
吸着面分、前後、左右に隣り合う群をなし配設した複数
の小室からなる復合構造となして、それ等小室？真空源
に対し選択的に接続して、必要な小室のみを真空圧域に
保持し得るようにすることによって、小型、大型あるい
はドーナッツ盤形の如何を問わず、１台の吸着把持装置
で各種ワークの吸着を可能ならしめ、さらに必要な小室
の選択作動を人為的でなく、対象となるワークとの接触
と同時に自動的に行わせることを可能となし、もって各
形態のワークに対し確実かつ迅速な把持が省力下に行え
て、広範囲の作業への速やかな対応をはからせようとす
るものである。

（問題点企解決するための手段） しかして本発明は実施例により詳示されてなる如く、マ
ニプレータの吸着把持装置？、周囲の隔壁により区切ら
れて個々に独立し、かつ前面が夫々開口してなる複数の
小室（’５−．．）〜（５−１１）分上下左右などの四
方に隣り合う群ごなして有する吸着　１周本体ｆｉ＋と
、この吸着用本体＋１１の背部に添着した真空源分配部
（２）と前記各小室（５１１）〜（５−Ｉ！Ｉ、１１）
を囲む四方等周囲に位置せしめ、ワーク（ＴＩＩ）との
接触可能に前記隔壁の前面に配設した観数の圧電素子（
３、θ　〜（３−ｖｗ）　　と、前記真空源分配部【２
」を駆動せしめて真空拡間を前記各小型（５−□１）〜
（５−エ？１）に選択的に供給する駆動回路［４１とか
ら構成したものであり、前記真空源分配部１２）は、真
空源（Ｖ）に接続させるチャンバー（８１と、前記各小
型（５−１１）〜（５−２）に夫々対応させて配設しチ
ャンバー（８）と各小室（５−、ｌ）〜（５一つりとの
連通を断続せしめる複数個の電磁弁（ｌＯ−１１）〜Ｏ
ｏ−ｍｕ）と分有しており、一方、前記駆動回路（４１
は、６小ｚ（５，θ〜（５−エ）に対応する各電磁弁い
０−Ｉｔ）〜（１０−ｍりのソレノイド（工１−ＩＩ）
と、周囲に配置した複数個の圧電素子（３−１１）・・
・とを夫々組として、それ等４個の圧電素子（３−１１
）が全てワーク（旬との接触により正電荷を発生したも
ののみ、対応するソレノイド（１１−ｓ＋）〜（工１−
ｍｕ）さく 牙作動％、当該電磁弁を開弁せしめる電気回路に形成し
たことを特徴とする。

（作用）　〜 上述の手段を有する本発明は、圧電素子（３１１）〜（
３−、ｗ）　　からの指令によってワーク（Ｗｌの表面
に対向する小型（５−１１）・・・を、対となる電磁弁
（１０−３゜）・・・の開弁で真空源（ｖ］に連絡させ
ると共に、ワーク（Ｗｌとは接触しなくて開口している
池の小室については真空源（■と断たせることにより、
吸着作動に必要な小室のみを真空に保持でき、従って全
部の小室分利用して大型ワークの吸着１周縁部あるいは
角部の小ｚＢ利用して中空状ワークの吸着、中央部の小
室を利用して小型ワークの吸着とワークの形態に応じた
使い別けが可能である。

（実施例） 第１図乃至第６図は本発明装置の１例の態様３示してい
るが、この吸着把持装置は吸着用本体＋１＋と、真空源
分配部（２）と、榎数個の圧電素子（３−１１）〜（３
ｖＷ）　　と、駆動回路（４１とから構成される。

°　吸着用本体（１）は方形状の板体をなしていて、平
坦な前面に夫々開口した軸数の小室（５−１１）〜（５
−ｍｔ）（図示例はｍ＝４．ｎ＝４の合計１６個の小室
）２前記左右に隣り合う群をなして例えば行列配置とな
して有する。

それ等小室（５−１１）〜（５−４，）は周囲が隔壁に
より隣り合う４・呈とは区切られて個々に独立している
と共に、後面に開口する通路（６−１１）〜（６−４４
）が夫々連通して設けられている。

一方、真空源分配部（２）は、吸着用本体（１（に比し
。

て奥行寸法が大きい方形状の板体をなしていて、平坦な
前面を吸着用本体ｉｌ＋の平坦な後面に合着して、例え
ば電気絶縁性を有するガスケット（７）を介在させるな
どの手段により気密的な一体となし吸着用本体山の背部
に添着することが可能である。

上記真空源分配部（２）は真空源（Ｖ）に接続するため
の接続自分側面に開口したチャンバー＋８１が板体内部
に形成されており、さらにチャンバー＋８１の前壁に開
口し、かつ前記各通路（６−ＩＩ）〜（６−４４）　　
に気密連通し得る辺数のボート（９−＋Ｊ〜（９−４４
）が穿設されている。

（１０−＋＋）〜（ｌｏ１１）は電磁弁例えば直流電磁
弁であって、前記各ボー）（９−１１）〜（９−一に開
閉可能に夫々介設してチャンバー［８１に内蔵せしめて
いるが、図示例の直流電磁弁（ｌｏ−１，）〜（１０−
一は、前記各ポート（９□、）〜（９−４，）のチャン
バー＋８１に臨む端部に形成される弁シート部に対し接
離可能に掩わせた弁（１２−１１）〜（１２，４）と、
それ等弁（１２−＋＋）〜（１２、Ｊと一体させた磁性
体からなる可動片（１３□。

）〜（１３−一　と、各可動片（１３−ＩＩ）〜（１３
−４４）分書ボート（９−＋ρ〜（９−，４）側に抑圧
するためのバネ（１４１１）〜（１４１１）　　と、そ
れ等バネ（１４−□）〜（１’−４４）の弾機力に抗し
て可動片（工３−１θ〜（１３−４４）を磁気誘σ［す
るためのソレノイド（１１−Ｉｆ）〜（１１−４４）と
から形成され、チャンバー＋８１内に行列配置をなして
取り付けられている。

そして、図示しないが各ソレノイド（１１−ｏ）〜（１
１１１）の端部は真空源分配部（２）の板体を気密に貫
通して外部に引出している。

次に圧電素子（３１１）〜（３−ｖｗ）（但し、ｖ＝ｍ
＋１、ｗ＝ｎ＋１であって図示例は夫々５となり合計２
５個となる）は、前記各小室（５−１１）〜（５−一を
囲む周囲例えば四方に位置せしめて１個ずつ設け、ワー
ク（司との接触可能に前記＠壁の前面に配置せしめてて
い、ワーク（旬と吸着用本体（１）とが軽圧接触した際
に対向側電極が抑圧されてなる圧電素子は圧電効果によ
り圧電荷分発生するようになっている。

なお、必要個数の圧電素子（３−１１）〜（３−ｓＪｅ
配設する手段として、図示例は前記通路（６−１１）〜
（６−４４）を形成する孔が行列配置で穿設されてなる
シート状の圧電体ＣＳ）と、その後面に添着した共通側
電極箔（Ｐｌ）と、前記圧電体（ＳＪの前面に５行、５
列で夫々添着した合計２５個の対向側電極箔（Ｐ、）と
から形成していて、小室（５１１）〜（５−，４）を有
する吸着用本体ｆｉ＋としての吸着パッド（弾性を有す
る材料からなる）と、前記ガスケット（７１との間に介
在させて配設せしめており、圧電素子（３−１１）〜（
３−５５）　　が一体をなすシート状にまとめて形成さ
れる。

そして図示しないが２５個の対向側電極箔（Ｐ２）の共
通側電極箔（Ｐｌ）に対する電位が夫々取り出し得るよ
うになっている。

一方、駆動回路（４１は、基本回路を第３図に示してい
るが、圧電素子（３−１１）〜（３−１１）の夫々の電
極（Ｐ、）に対して、比較増幅器（工５−ＩＩ）〜（１
５−、りの各入力端子分接続させると共に、それ等比較
増幅器の各出力端子は、入力保持をリセット信号が加え
られるまで続ける機能を持つ各ラッチ回’ｂ（１６−ｕ
）〜（１６−ｓρ　の入力端子に接続させている。

そして各ラッチ回１ｍ　（１６−、ｌ）〜ａ６−ｓＪの
出力端子を所定の組関係となる４個のラッチ回路を１組
として４人力ＡＮＤ（又はＮＡＮＤ）ゲート（１７−１
１）〜（１７４４）の入力端子に接続すると共に各ゲー
ト（１７−１，）〜（１７−４４）の出力端子を各ツレ
／イド駆動部（１８−１，）〜（１日−一を介してソレ
ノイド（１１−Ｂ）〜（１１４４）　　に接続せしめて
いる。

なお、ランチ回路（１６−＋＋）〜（１６、Ｓ）のうち
から４個１組のもの分選ぶ場合は、あるソレノイド例え
ば（ｌ１ｍ’ｌ）に関連する４人力ＡＮＤゲート（１７
−の−′〕　に対しては、このソレノイド（１−１ｍＬ
。′〕企四方から囲む４個の圧電素子（３ｍ’ｎ’）　
、　（３ｒＨ’、い、＋、））　、（３−（ｍ’＋１）
　−ｎ’　）　、　（３−（ｍ’＋１　）　・（ｎ’＋
１））に夫々対応するラッチ回路（１６ｍ’ｎつ、（１
６−ｒｎｚ　（ｎ’＋１）　・ｎ）　−（１６−（ｍ’
−１−１）−ｎ’）＋　（１６−（ｍ’−）−１）（ｎ
’％１））を結合すれ！Ｌｆ明らかであって、その結果
、４個１組の圧電素子が全て圧′也気企発生して正電位
となった場合にのみ、ラッチ回路がｒａＪ出力を夫々保
持して４人力ＡＮＤゲートがｌ”’ａＪ出力を発するこ
ととなり、かくして４個の圧電素子に囲まれた電磁弁が
開弁じて、真空源（■と対応する小室との間に導通が成
され、吸引作用が行われるものである。

すなわち、所定の吸着面のソレノイドに通電して該当す
る小室と真空源との間を接続させるには、該吸着面の小
室の周り４隅における圧電情報が全てｒａ」出力であれ
ばよく、一方、吸着保持分断つにはそのままで真空源か
ら真空破壊２行えばよい。

上述の構成になる散着把持装置は、チャンバー（８１の
前記接続口に真空源（■を接続し吸着把持装置をワーク
（資）に接近させて吸着面を該ワーク（ト）に押し当て
ると、ワーク（５）からの反力によって押圧されてなる
圧電素子（３−＝ｔ）〜（３１１）の全部又は一部が圧
電気（Ｈ電位）を発生するので、前記急動回路（４）の
作動によって組合わされた４個の圧電素子が全て圧電気
を発生したもののみ、対応する電磁弁を開かせて自動的
に該当する小型を真空圧域に保持させることができる。

従って第５図に示す如く中央部が空洞となっているワー
ク（ト）の場合は、４つの角部の小室（４１１）＋（４
−Ｉ４）、（４−４１）、（４−一　のみが真空源（■
と連絡される一方、その他の小室は真空源（Ｖｌとの連
絡が断たれた状態となって吸着が自動的に行われると共
に真空洩れは全然生じない。

また、第６図に示す如き小型ワーク（ト）の場合には、
同様に中央部の４つの小型（４−ｚ＝）　、（’−２，
１）　、（４−一、　（４−、ａ）ご真空源（Ｖ）と連
絡させてワーク（Ｗ）の吸着が可能である。

勿論、大型のワークに対しては、全率Ｎ（’−＋１）〜
（４−１１）を利用した全面吸着が可能である。

このようにしてワーク（ト）の大小、形態に応じて必要
な小室を自動的に選択し、真空源（Ｖ）に連絡す　）・
ることによって、如何なる場合にも確実な吸着が可能で
ある。

（発明の効果） 本発明は以上説明した通り、上下、左右の四方に隣り合
う群Ｐなし配置した小室（４−□ρ〜（’−ｍｎ）の一
部又は全部を選択的に真空源（力と連絡し、しかもこれ
？圧電素子（３１１）〜（３−ｖｗ）　　によって自動
的に行わせて、必要な小室のみを真空圧域に形成すると
共に、その他は真空源（■と断たせることが可能であっ
て、１台の装置によって小型、大を。

ドーナツツ盤型の各種形態のワークに対応させて把持が
可能である。

また、把持について事前のティーチングは一切不要で取
扱いは便利である。

しかも吸着用本体ｆｉ＋を付は替える必要がないので段
取り替えが容易であると共にワークの識別も併せて行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１例に係る断面不正面図、第２図は同
じく一部切欠して示す底面図、第３図は本発明の例に係
る鹿動回路の要部ブロック図、第４図は同じく圧電素子
と電磁弁ソレノイドとの配置関係図、第５図及び第６図
は本発明装置の動作側説明図、第７図は従来の吸着把持
装置の断図示構造図である。 Ｉｌ＋・・・吸着用本体、（２）・・・真空源分配部。 （３−１１）〜（３−ＶＷ）・・・圧電素子、（４１・
・・為動回路。 （ｊ−１１）〜（５−１１）・・・小室＋　　（８１・
・・チャンツク−１（１０、寡）〜（１０−Ｉ！ｌユ）
・・・電磁弁。 （ｌニー１１）　〜Ｄｌ−Ｉｎｎ）・・・ソレノイド。 （ＷＪ・・・ワーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、周囲の隔壁により区切られて個々に独立し、かつ前
   面が夫々開口してなる複数の小室（５＿−＿１＿１）〜
   （５＿−＿ｍ＿ｎ）を上下左右等の四方に隣り合う群を
   なして有する吸着用本体（１）と、この吸着用本体（１
   ）の背部に添着した真空源分配部（２）と、前記各小室
   （５＿−＿１＿１）〜（５＿−＿ｍ＿ｎ）を囲む周囲に
   位置せしめ、ワーク（Ｗ）との接触可能に前記各隔壁の
   前面に配設した複数個の圧電素子（３＿−＿１＿１）〜
   （３＿−＿ｖ＿ｗ）と、前記真空源分配部（２）を、駆
   動せしめて真空源（Ｖ）を前記各小室（５＿−＿１＿１
   ）〜（５＿−＿ｍ＿ｎ）に選択的に供給する駆動回路（
   ４）とからなり、前記真空源分配部（２）は、真空源（
   Ｖ）に接続させるチャンバー（８）と、前記各小室（５
   ＿−＿１＿１）〜（５＿−＿ｍ＿ｎ）に夫々対応させて
   配設しチャンバー（８）と各小室（５＿−＿１＿１）〜
   （５＿−＿ｍ＿ｎ）との連通を断続せしめる複数個の電
   磁弁（１０＿−＿１＿１）−（１０＿−＿ｍ＿ｎ）とを
   有し、一方、前記駆動回路（４）は、各小室（５＿−＿
   １＿１）〜（５＿−＿ｍ＿ｎ）に対応する各電磁弁（１
   ０＿−＿１＿１）〜（１０＿−＿ｍ＿ｎ）のソレノイド
   （１１＿−＿１＿１）〜（１１＿−＿ｍ＿ｎ）と、周囲
   に配置した複数個の圧電素子（３＿−＿１＿１）・・・
   とを夫々組として、それ等圧電素子（３＿−＿１＿１）
   ・・が全てワーク（Ｗ）との接触により圧電荷を発生し
   たもののみ、対応するソレノイド（１１＿−＿１＿１）
   〜（１１＿−＿ｍ＿ｎ）を作動させ、当該電磁弁を開弁
   せしめる電気回路に形成していることを特徴とするマニ
   プレータの吸着把持装置。