JPH08294888A - 二種物品兼用のロボットハンド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 紙束の移載と、この紙束を積層するためのパ
レットの移載とを、１台のロボットハンドにより行える
ようにする。この場合、装置の小型化、構造の簡潔化、
制御の容易化を図れるようにする。 【構成】 紙束保持用のハンド部３と、パレット保持用
のハンド部４とを有し、紙束保持用のハンド部３が作動
中には、パレット保持用のハンド部４を略水平状態に折
り畳み収納できるようにした。紙束を荷降ろしする場合
に用いるレベル検出手段４３を、パレットを受け取りす
る場合にも用いるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二種物品兼用のロボッ
トハンド装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に製紙ライン、裁断（加工）ライ
ン、印刷ライン等を備える工場では、各ラインの出口部
等に対し、多数枚の紙を積層して成る紙束をパレット上
へ段積みする工程が後続されていることが多い。このよ
うな場合、段積み位置へ紙束を搬入するハンド装置とは
別に、空パレットを搬入するハンド装置をも併設させる
ようにすると、工場内において両ハンド装置のために広
い設置面積を要するばかりでなく、両ハンド装置の作動
干渉を防止するために構造の複雑化、設備コストの高騰
化等を招来するものとなっていた。

【０００３】これに対し、特開昭６４−１３３３２号公
報には、パレットとその上部へ段積みする品物とのいず
れをも保持可能とした二種物品兼用のハンド装置が開示
されている。このハンド装置では、品物幅に応じて設け
られた一対の挟持体を有する品物ハンド部と、この両外
側でパレット幅に応じて設けられた一対の挟持体を有す
るパレットハンド部とを組み合わせた構成とされてお
り、一方のハンドの作動時には同他方のハンドが解放姿
勢で停止した状態とされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報記載のハンド
装置において、パレットハンド部の挟持体は、品物ハン
ド部の挟持体よりも下方へ突出している。従って、品物
ハンド部を作動させる場合や搬送中には、解放停止状態
にあるパレットハンド部が品物や搬送経路中の他物と接
触干渉するのを防止するため、ハンド装置全体としての
昇降及び搬送動作を大きめに設定したり、周辺設置物と
の距離を確保したりする措置が必要であった。

【０００５】特に、品物を上記したように紙束とす場合
では、紙束の積層量を可及的に多くしたい（品物高さを
高くする）との要請を満足させるために、品物ハンド部
における挟持体の下向き突出長さを大型化する必要があ
る。しかし、このようにするとパレットハンド部の挟持
体はますます上下方向長さが大型化するので、上記した
不具合は助長されることになると共に、パレットハンド
部は搬送振動や制動時の慣性力等についての影響を受け
やすく、故障や損傷の原因となっていた。

【０００６】また、品物ハンド部及びパレットハンド部
のそれぞれにつき、高さ検出のための構成が必要であ
り、構造及び制御が複雑となり、この点でも設備コスト
を高騰化させる原因となっていた。本発明は、上記事情
に鑑みてなされたものであって、設置面積の省スペース
化、構造の簡潔化、設備コストの高騰化抑制を図り、且
つ各構成部材における故障や損傷を防止できるようにし
た二種物品兼用のロボットハンド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】本発明では、上記目的を
達成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、本発
明は、昇降可能に設けられた昇降基枠に対し、第１種物
品を保持可能な一対の挟持体を有した第１ハンド部と、
該第１ハンド部の下方側で第２種物品を保持可能な一対
の挟持体を有した第２ハンド部とが設けられ、上記第１
ハンド部の作動時には上記第２ハンド部がその挟持体を
昇降基枠に対して折り畳み状に収納可能になっているこ
とを特徴としている。

【０００８】前記第１ハンド部には、挟持体のいずれか
一方又は両挟持体とは別に第１種物品の底面を支承保持
可能な引っ掛け片が設けられ、該引っ掛け片には、第１
種物品の荷降ろし高さを検出するレベル検出手段が設け
られており、該レベル検出手段が上記第２ハンド部の作
動時には第２種物品の受け取り高さを検出可能にしてお
くのが好適である。

【０００９】上記ロボットハンド装置において、第２ハ
ンド部の作動時にはレベル検出手段が第２種物品に対す
る受け取り高さを検出するまで昇降基枠を下降させた
後、第１ハンド部と第２ハンド部との設定レベル差に応
じて昇降基枠を上昇させ、第２ハンド部を作動させるよ
うにすればよい。

【００１０】

【作用】第１ハンド部が第１種物品（例えば紙束）を保
持するために作動する場合には、第２ハンド部は、その
挟持体を昇降基枠に対して折り畳み状に収納した状態と
される。従って、第２ハンド部が第１ハンド部の作動に
邪魔となるようなことが防止されると共に、第２ハンド
部が故障又は損傷することも防止される。

【００１１】第２ハンド部を第２種物品（例えばパレッ
ト）の保持へと向かわせるべく、昇降基枠を下降させて
ゆく場合は、第１ハンド部に設けられたレベル検出手段
により、第２種物品の受け取り高さを検出して昇降基枠
の下降停止を行えるようにしてある。このレベル検出手
段は、元来、第１種物品を保持した第１ハンド部につ
き、この第１種物品を所定位置へ荷降ろしさせるべく、
昇降基枠を下降させる場合の下降停止に用いるためのも
のである。すなわち、このレベル検出手段によって、両
ハンド部に関する昇降基枠の下降停止を行うことができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係るロボットハンド装置１を示し
ており、このロボットハンド装置１は、例えば、図２に
示すように第１搬入コンベヤＷＣから供給される第１種
物品Ｗ（例えば紙束）と、第２搬入コンベヤＰＣから供
給される第２種物品Ｐ（例えばパレット）とを搬出コン
ベヤＥＣへ移載・段積みするのに用いられる移載ロボッ
トＲに対し、その関節アームＡの先端部に設けられるよ
うになっている。

【００１３】図１において、このロボットハンド装置１
は、昇降基枠２と、この昇降基枠２に対して設けられた
第１ハンド部３及び第２ハンド部４とを有している。昇
降基枠２は、図３に示すように基枠本体５と、この基枠
本体５に複数本のダンパー軸６を介して上下動自在に吊
持された可動枠７とを有している。基枠本体５に対する
可動枠７の上下動は、各ダンパー軸６に付設されたリミ
ットスイッチ等の動作検出器８によって検出可能になっ
ている。

【００１４】この昇降基枠２は、基枠本体５に設けられ
た角度制御器９を介して移載ロボットＲの関節アームＡ
に吊設されるようになっており、所定角度の水平旋回が
所望に応じてできるようになっている。上記第１ハンド
部３は、図４に示すように昇降基枠２の可動枠７に対し
てその下部に設けられており、所定間隔をおいて対向す
る一対の板状をした挟持体１２，１３と、これら挟持体
１２，１３の下方を横切るかたちで張り出したフォーク
状の引っ掛け片１４とを有している。

【００１５】一方の挟持体１２は、同他方の挟持体１３
へ向けて近接又は離反可能なように進退する。１７は挟
持体１２の進退動を案内するガイドバーであり、１８は
流体圧シリンダ等の進退駆動具であって、いずれもブラ
ケット１９等を介して可動枠７に吊設されている。他方
の挟持体１３は、上方へ突出する取付片１３ａを介して
可動枠７に垂下固定されている。なお、この挟持体１３
によって上記ガイドバー１７の一端部を保持している。

【００１６】引っ掛け片１４は、固定側挟持体１３の上
部側に沿って設けられた水平回動軸２０に対し、吊り下
げ状に設けられたものである。２１は水平回動軸２０を
可動枠７に対して回動自在に保持する軸受具であり、２
２は固定側挟持体１３の外側に沿って水平回動軸２０と
引っ掛け片１４とを接続するＬ型角棒状の支持杆であ
る。また、水平回動軸２０の一端部（図面手前側）には
揺動レバー２４が設けられており、この揺動レバー２４
は、可動枠７からブラケット２５等を介して吊設された
流体圧シリンダ等の揺動駆動具２６により、周方向の作
動力を受けるようになされている。従って、この揺動駆
動具２６を作動させた場合、水平回動軸２０と共に支持
杆２２を介して引っ掛け片１４が揺動可能となってい
る。

【００１７】なお、引っ掛け片１４は、図５に示すよう
に支持杆２２に対して枢軸２７を中心に回動自在とされ
るが、その後端１４ａが支持杆２２に設けられたＬ型ス
トッパ２８に上突き状に当接して、当該支持杆２２に対
する直交状態を維持するようになっている。また、この
直交状態は、引っ掛け片１４と支持杆２２との接続部間
に弾装されたバネ２９により、付勢されるようになって
いる。このような構造は、引っ掛け片１４やその支持構
造等が他物（第１種物品Ｗを含む）との接触によって破
損したり、また物品Ｗに損傷を与えたりするのを防止す
る、いわゆるショックアブソーバを構成するものであ
る。

【００１８】このような構成の第１ハンド部３は、図７
に示すように進退側挟持体１２を固定側挟持体１３から
離反させると共に、引っ掛け片１４を両挟持片１２，１
３の下方から外方へ退避させた（支持杆２２を傾けた）
状態で待機する。そして、第１種物品Ｗを持ち上げるに
は、まず、第１種物品Ｗの相反する側面を挟持体１２，
１３によって対向押圧させ、次に第１種物品Ｗの底部側
へ引っ掛け片１４を差し込んで、この底面を支承する。
これにより第１種物品Ｗは、荷崩れ及び落下の心配なく
持ち上げられるようになる（なお、図例において第１種
物品Ｗは、多数枚の紙ａが積層され、バンドｂが巻回さ
れたものとして描いてある）。

【００１９】なお、この第１種物品Ｗの持ち上げ時に
は、図６及び図７に示すような浮上装置３５を補助的に
用いるのが好適である。図示した浮上装置３５は、第１
搬入コンベヤＷＣ（図２参照）がローラコロコンベヤで
ある場合のもので、ローラ３６の相互間に対応配置した
持ち上げ片４０を、流体圧シリンダ等の昇降駆動具４１
によって上下動させ、これによって第１種物品Ｗの下部
へ引っ掛け片１４の差込空間を形成させるようになって
いる。第１搬入コンベヤＷＣが帯ベルトコンベヤ等であ
る場合には、図示は省略するが挟持体１２，１３と平面
直交方向に沿って相互近接・離反する挟持手段や、第１
種物品Ｗの上部を吸着する方式の物品保持手段等を上下
動させるように構成させたものを用いればよい。

【００２０】一方、第１ハンド部３は、第１種物品Ｗを
持ち上げてこれを図８に示すように搬出コンベヤＥＣの
上方へ搬送した後、当該搬出コンベヤＥＣの上部又は既
に移載してある第１種物品Ｗの上部へ降ろす際には、ま
ず、昇降基枠２の下降に伴って第１種物品Ｗを着地レベ
ルよりもやや浮かした高さ（Ｙ位置〜Ｘ位置）で停止さ
せ、この状態で引っ掛け片１４の引き抜きを行い、次に
昇降基枠２の下降に伴う第１種物品の着地を行ってか
ら、挟持体１２，１３の解放を行うようにする。

【００２１】このような荷降ろしを行うために、上記引
っ掛け片１４の少なくとも一つ（図４に示した中央配置
のもの）には、レベル検出手段４３が設けられている。
このレベル検出手段４３は、図５に示すように引っ掛け
片１４に対して枢軸４４を中心にその下部で揺動自在と
されたソリ板状の検知板４５と、この検知板４５を引っ
掛け片１４に対する開き状態（下向き）に付勢するバネ
４６と、検知板４５の揺動を検出する近接スイッチ等の
検出器４７とを有している。

【００２２】検出器４７の取付位置は任意であるが、本
実施例では、検知板４５の後端部を延長すると共に上方
へクランク折りして検出端部４５ａを形成し、この検出
端部４５ａが上昇したときにＯＮ状態となり、下降した
ときにＯＦＦ状態となるよう、その位置付けを設定して
ある。これにより、検知板４５が開き姿勢から閉じ姿勢
に切り替わった時点の判別ができるようになっている。

【００２３】すなわち、図８に示すように第１種物品Ｗ
を保持した第１ハンド部３が、搬出コンベヤＥＣの上部
又は既に移載してある第１種物品Ｗの上部へ向けて下降
してゆくと、これらの上面に検出板４５が当接して閉じ
姿勢になり、検出器４７がＯＦＦ状態となるので、この
時点で最適な荷降ろしレベルに達したものとして昇降基
枠２が下降を停止するようになっている。

【００２４】ところで、このようなレベル検出手段４３
では、図７に示したような第１種物品Ｗの保持時に、開
き姿勢にある検知板４５が邪魔になるおそれがある。そ
こで、図５に示すように所望に応じて支持杆２２から検
知板４５の検出端部４５ａを突き離し可能とする（即
ち、検知板４５を強制的に閉じ姿勢にする）ための、流
体圧シリンダ等により成る強制離反具４８を設けてあ
る。

【００２５】次に、上記第２ハンド部４（図１参照）に
ついて説明する。第２ハンド部４は、図９に示すように
昇降基枠２の可動枠７に対してその上部に設けられてお
り、所定間隔をおいて対向する一対の挟持体５０，５１
を有している。一方の挟持体５０は、先端部に係合フッ
ク部５２が折曲形成された２本１組のアーム５０ａ，５
０ｂを有している。これらアーム５０ａ，５０ｂは、連
結軸５３によって互いに連結されており、またこの連結
軸５３には、各アーム５０ａ，５０ｂと近接する位置に
リンクレバー５４が串刺し状に設けられている。そし
て、これらアーム５０ａ，５０ｂ及びリンクレバー５４
は、連結軸５３と一体回動可能になっている。５５は、
上記連結軸５３を可動枠７に対して回動自在に保持する
軸受具である。

【００２６】他方の挟持体５１についても上記挟持体５
０と略同様であり、２本１組のアーム５１ａ，５１ｂと
リンクレバー５８とが、連結軸５７に対して一体回動可
能に設けられている。但し、アーム５１ａ，５１ｂは、
上記挟持体５０のアーム５０ａ，５０ｂに対して各内側
に配されている点と、先端部の係合フック部５２と連結
軸５７との配置関係を逆向きにしてある点と、連結軸５
７に対するリンクレバー５８の突出角度を、挟持体５０
の場合（連結軸５３に対するリンクレバー５４の突出角
度）に対して１８０°異ならせている点との３点におい
て相違する。５９は上記連結軸５７を可動枠７に対して
回動自在に保持する軸受具である。

【００２７】そして、双方の挟持体５０，５１は、各リ
ンクレバー５４と５８とを接続するリンクロッド６２に
よって連動揺動可能になされている。また、上記したう
ちいずれか一つのリンクレバー（図９では左斜め下のリ
ンクレバー５８とした）には入力レバー６３が一体的に
突設されており、この入力レバー６３には、可動枠７等
に取り付けられた流体圧シリンダ等の揺動駆動具６５が
接続されている。この揺動駆動具６５は、入力レバー６
３を押し出した状態を待機状態とするように設けられて
いる。

【００２８】従って、揺動駆動具６５を作動させると、
入力レバー６３が当該揺動駆動具６５側へ引き込まれ、
これによって連結軸５７が挟持体５１を下向き揺動させ
る向きに回動する。またこれに伴い、入力レバー６３を
有したリンクレバー５８からリンクロッド６２を介して
相手側のリンクレバー５４が引き込み方向へ揺動される
ようになる。そのため、連結軸５３が挟持体５０を下向
き揺動させる向きに回動する（図１参照）。勿論、揺動
駆動具６５を逆動作させれば、挟持体５０，５１は元の
状態に復帰揺動する。

【００２９】このようにして、両挟持体５０，５１は互
いに同期的に、下向きになる状態と昇降基枠２に対して
折り畳み状に（略水平状態に）収納される状態とを動作
可能になっている。また、両挟持体５０，５１が下向き
状態としてあるときに揺動駆動具６５を小幅で動作させ
ることで、各係合フック部５２に第２種物品Ｐを挟持し
たり解放したりする動作を行わせることができる。

【００３０】この第２ハンド部４において、第２搬入コ
ンベヤＰＣ（図２参照）等から第２種物品Ｐを持ち上げ
るようにする場合には、第１ハンド部３において設けら
れたレベル検出手段４３を用いて、第２種物品Ｐの受け
取り高さを検出できるようになっている。すなわち、第
２ハンド部４において両挟持体５０，５１を下向きで、
且つ解放姿勢にし、また第１ハンド部３において引っ掛
け片１４を内方への差込状態（支持杆２２の垂直状態）
にしたまま、第２種物品Ｐへ向けて昇降基枠２を下降さ
せる。このとき、レベル検出手段４３が第２種物品Ｐに
当接してこれを検出したときに、昇降基枠２は再び上昇
を開始する。そして、昇降基枠２の上昇量が、予め設定
されている第１ハンド部３と第２ハンド部４とのレベル
差分に達したときに、昇降基枠２の上昇が停止され、引
き続き第２ハンド部４が挟持作動を起こすようになって
いる。

【００３１】以上の説明から明らかなように、本発明に
係るロボットハンド装置１では、図２に示した如き第２
搬入コンベヤＰＣから搬出コンベヤＥＣへ第２種物品Ｐ
の移載や、第１搬入コンベヤＷＣから搬出コンベヤＥＣ
（移載済みの第２種物品Ｐ上）へ第１種物品Ｗの移載又
は移載済みの第１種物品Ｗに対する第１種物品Ｗの段積
みを、１台のロボットハンド装置１において行えるもの
である。

【００３２】そして、第１ハンド部３が第１種物品Ｗの
保持乃至持ち上げ及び搬送を行っているときには、第２
ハンド部４がその挟持体５０，５１を昇降基枠２に対し
て折り畳み状に収納したものとなっている。また、上記
したように、第１ハンド部３において具備したレベル検
出手段４３は、第１ハンド部３が第１種物品Ｗの荷降ろ
し高さを検出する場合だけでなく、第２ハンド部４が第
２種物品Ｐの受け取り高さを検出する場合にも用いられ
るようになる。

【００３３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、レベル検出手段４３には、各種の
センサやスイッチ類を用いることが可能である。第１ハ
ンド部３や第２ハンド部４の細部構造については、適宜
変更可能であり、例えば、第１ハンド部３において引っ
掛け片１４の本数を変更したり、挟持体１２，１３のい
ずれか一方に引っ掛け片１４を設けたりすることができ
る。また、第２ハンド部４の挟持体５０，５１を、第１
ハンド部３に示したような板状のものにすることも可能
である。

【００３４】第１ハンド部３において第１種物品Ｗを保
持したまま、第２ハンド部４により第２種物品Ｐの保持
を行うようなことも可能である。第１種物品Ｗや第２種
物品Ｐは、限定されない。移載ロボットＲ（図２参照）
の構成は何ら限定されない。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、上述の構成を具備するもので
あって、第１ハンド部が第１種物品を保持するために作
動する場合には、第２ハンド部は、その挟持体を昇降基
枠に対して折り畳み状に収納した状態とされる。従っ
て、第２ハンド部が第１ハンド部の作動に邪魔となった
り、搬送経路中の他物と接触干渉したりすることがな
く、装置自体の設置面積及び作動スペースにおいて省ス
ペース化が図れ、また設備コストの高騰化抑制を図れる
ものとなる。更に、第２ハンド部は、搬送振動や制動時
の慣性力等についての影響を受け難くなるので、その
分、故障や損傷も抑えられる。

【００３６】第２ハンド部を第２種物品の保持へと向か
わせるべく、昇降基枠を下降させてゆく場合は、第１ハ
ンド部に設けられたレベル検出手段により、第２種物品
の受け取り高さを検出して昇降基枠の下降停止を行える
ようにしてある。このレベル検出手段は、元来、第１種
物品を保持した第１ハンド部につき、この第１種物品を
所定位置へ荷降ろしさせるべく、昇降基枠を下降させる
場合の下降停止に用いるためのものである。すなわち、
このレベル検出手段によって、両ハンド部に関する昇降
基枠の下降停止を行うことができる（レベル検出手段の
共用化）ものであり、構造及び制御の簡潔化を図ること
ができる。従ってこの点でも、設備コストを低廉化させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロボットハンド装置を示す正面図
である。

【図２】本発明に係るロボットハンド装置の実施状況を
示す平面図である。

【図３】昇降基枠を示す斜視図である。

【図４】第１ハンド部を示す一部破砕斜視図である。

【図５】引っ掛け片に設けられたレベル検出手段を示す
拡大図である。

【図６】第１ハンド部による第１種物品の持ち上げ作動
状況を側面視方向で説明する図である。

【図７】第１ハンド部による第１種物品の持ち上げ作動
状況を正面視方向で説明する図である。

【図８】第１ハンド部による第１種物品の荷降ろし作動
状況を正面視方向で説明する図である。

【図９】第２ハンド部を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ロボットハンド装置 ２ 昇降基枠 ３ 第１ハンド部 ４ 第２ハンド部 １２ 挟持体（第１ハンド部） １３ 挟持体（第１ハンド部） １４ 引っ掛け片 ４３ レベル検出手段 ５０ 挟持体（第２ハンド部） ５１ 挟持体（第２ハンド部） Ｗ 第１種物品 Ｐ 第２種物品

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇降可能に設けられた昇降基枠（２）に
   対し、第１種物品（Ｗ）を保持可能な一対の挟持体（１
   ２，１３）を有した第１ハンド部（３）と、該第１ハン
   ド部（３）の下方側で第２種物品（Ｐ）を保持可能な一
   対の挟持体（５０，５１）を有した第２ハンド部（４）
   とが設けられ、上記第１ハンド部（３）の作動時には上
   記第２ハンド部（４）がその挟持体（５０，５１）を昇
   降基枠（２）に対して折り畳み状に収納可能になってい
   ることを特徴とする二種物品兼用のロボットハンド装
   置。
2. 【請求項２】 前記第１ハンド部（３）には、挟持体
   （１２，１３）のいずれか一方又は両挟持体（１２，１
   ３）とは別に第１種物品（Ｗ）の底面を支承保持可能な
   引っ掛け片（１４）が設けられ、該引っ掛け片（１４）
   には、第１種物品（Ｗ）の荷降ろし高さを検出するレベ
   ル検出手段（４３）が設けられており、該レベル検出手
   段（４３）が上記第２ハンド部（４）の作動時には第２
   種物品（Ｐ）の受け取り高さを検出可能になされている
   ことを特徴とする請求項１記載の二種物品兼用のロボッ
   トハンド装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のロボットハンド装置にお
   いて、第２ハンド部（４）の作動時にはレベル検出手段
   （４３）が第２種物品（Ｐ）に対する受け取り高さを検
   出するまで昇降基枠（２）を下降させた後、第１ハンド
   部（３）と第２ハンド部（４）との設定レベル差に応じ
   て昇降基枠（２）を上昇させ、第２ハンド部（４）を作
   動させるように構成されていることを特徴とする二種物
   品兼用のロボットハンド装置。