JPH0994786A - 吸着搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軽量なワーク、特に軽量かつ不定形状のワーク
を吸着させて所定位置に搬送し、所定位置にて離脱させ
ることを課題とする。 【解決手段】搬送装置の取付け部に固定される吸着装置
ヘッド１と、吸着装置ヘッド１の被吸着面と対向する面
に取り付けられ、空気の流入が可能な多孔質であり、被
搬送物と当接したとき変形可能であるとともに、当接が
解除されたとき当接前の形状の状態に復元可能な吸着パ
ッド２と、吸込口より空気を吸い込む送風機３と、送風
機３の吸込口より吸引される空気の吸引経路を、吸着装
置ヘッド１の吸着パッド２側より空気を吸引する吸引経
路、または、吸着パッド２側吸引経路を遮断し、他の開
口穴より大気を吸引する吸引経路のどちらか一方に切り
換える方向切換手段４，５と、吸着装置ヘッド１と方向
切換手段４，５のあいだの吸引経路、および、方向切換
手段４，５と送風機３の吸込口とのあいだの吸引経路を
接続する配管部材６ａ，６ｂとからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、軽量な被搬送物
（以下、ワークと記載）、特にワークの被吸着面の一部
に凸部等があったりする不定形状のワーク、または、い
ろいろな形状のワークが順次搬送されてくる場合に吸着
パッドを当接させるとともに、送風機の吸込口に吸込ま
れる空気の吸引力を用いて前記ワークを吸着させるとと
もに、前記搬送装置にて所定位置に搬送し、所定位置に
て吸着を解除して前記ワークを離脱させる吸着搬送装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】真空発生装置でワークと当接している吸
着パッド内の空気を吸引し、吸着パッド内を真空状態に
してワークを吸着させる真空吸着装置が知られている。
かかる真空吸着装置の吸着パッドには吸盤状の吸着パッ
ドや、平面多孔状吸着パッドがあるが、このような吸着
パッドは平面形状や球状のような単純形状のワークしか
密着して吸着することができない。すなわち、ワークと
吸着パッドとにスキマが生じるような場合には、スキマ
より空気が流入し吸着パッド内が真空にならないので吸
着できないという問題点があった。実開平３−４７７９
０号公報の真空吸着具には平面多穴式パットの同貫通孔
の途中に同貫通孔の内径より少し大きな内径の空間を設
け、同空間内に同貫通孔の内径より大きな直径の球体等
移動体を内在させ、同空間内で同球体が移動自在とした
ことを特徴としランダムな状態に置かれた吸着部分の面
積より小さいワークを吸着することができる技術が開示
されている。また、ワークは平面、曲面の両方のワーク
を真空吸着することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実開平３−
４７７９０号の真空吸着具では平面多穴式パット内に移
動体を有するなど平面多穴式パットの構造が複雑であっ
た。また、この考案では吸着板が撓むことにより曲面状
ワークを真空吸着することができるが、この発明が対象
としている被吸着面の一部に凸部がある等いろいろな不
定形状のワークの場合は吸着板として不定形状ワークの
被吸着面との密着ができず、真空吸着できないという問
題点があった。このように、真空状態を用いた吸着装置
では予め吸着パッドをワーク形状に合わせて形成してあ
る場合の他は、不定形状のワークにはどうしてもワーク
とパットとの間に隙間が生じ、リークが発生してしま
い、吸着できないという問題点があった。また、真空発
生装置は高価なものであり、吸着搬送装置が高価格にな
るという経済的な問題点もあった。この発明はこのよう
な問題点を解決するためになされたもので、軽量なワー
ク、特に軽量かつ不定形状のワークを吸着させて所定位
置に搬送し、所定位置にて離脱させることができる吸着
搬送装置を提供することを目的とする。また、この発明
は空気の吸引経路の方向の切り換え速度を高速にして、
吸着搬送を高速で行うことができる吸着搬送装置を提供
することを目的とする。更に、この発明はワークの向き
を一定にすることができる吸着搬送装置を提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明は少なくとも被搬送物を被吸着面に対して
進退移動する方向を含む２軸方向に移動可能な搬送装置
に設けられる吸着搬送装置であって、前記搬送装置の取
付部材に固定される吸着装置ヘッドと、この吸着装置ヘ
ッドの前記被吸着面と対向する面に取り付けられ、空気
の流入が可能な多孔質であり、前記被搬送物と当接した
とき変形可能であるとともに、当接が解除されたとき当
接前の形状の状態に復元可能な吸着パッドと、吸込口よ
り空気を吸い込む送風機と、この送風機の吸込口より吸
引される空気の吸引経路を、前記吸着装置ヘッドの前記
吸着パッド側より空気を吸引する吸引経路、または、前
記吸着パッド側吸引経路を遮断し、他の開口穴より大気
を吸引する吸引経路のどちらか一方に切り換える方向切
換手段と、前記吸着装置ヘッドと前記方向切換手段のあ
いだの吸引経路、および、前記方向切換手段と前記送風
機の吸込口とのあいだの吸引経路を接続する配管部材と
からなることを特徴とするものである。

【０００５】また、この発明の方向切換手段は、内周に
中空穴が形成され、この中空穴と外周とのあいだに前記
吸着装置ヘッド側吸引経路と連通させる第１の穴、前記
開口穴である第２の穴、および、前記送風機の吸込口側
吸引経路と連通させる第３の穴とが形成されたバルブ本
体と、このバルブ本体の中空穴内に摺動自在に設けら
れ、両端に大径部を中央部に小径部が形成されたスプー
ルと、前記バルブ本体の両端に取付られ、前記バルブ本
体、前記スプールと共同して両端にシリンダ室を形成す
る蓋と、前記バルブ本体の近傍に設けられ、前記シリン
ダ室のどちらか一方に圧縮空気を供給して前記スプール
を移動させる操作を行う電磁方向切換弁とからなり、前
記スプールの前記小径部の移動より、前記第１の穴と前
記第３の穴または前記第２の穴と第３の穴とのどちらか
一方が連通するようにして前記吸引経路を切り換えるこ
とを特徴とするものである。

【０００６】更に、この発明の搬送装置に前記進退方向
の周りに回転駆動制御可能な回転駆動制御手段を設け、
前記吸着装置ヘッドは前記搬送装置に固定されるケーシ
ングと、このケーシングに回転自在の支持されるととも
に、前記回転制御手段と連結されて回転位置制御される
ヘッド本体とからなり、前記被搬送物を前記周り方向に
制御して搬送できることを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について、
図面に基づき説明する。図１はこの発明の吸着搬送装置
の概略図であり、図２はワークＷを吸着させる場合の吸
着パッドの作用の説明図であり、図３はブロワ装置に吸
引される空気の吸引経路の方向を切り換える方向切換手
段の詳細図である。図において、１は吸着装置ヘッド、
２は不定形状のワークＷ等と当接する吸着パッドであ
り、多孔性があり、ワーク等と当接時変形可能であると
ともに非当接時初期状態（図１の状態）に復元可能な材
質を採用している。この吸着パッド２は固定部材２ａに
て吸着装置ヘッド１に固着されている。なお、この吸着
パッド２は固定部材２ａを解除することにより、交換可
能である。また、後述する軸体１２とヘッド本体１１、
ヘッド本体１１と吸着パッド２のあいだは、シール剤ま
たはシール部材により空気の流入（漏れ）を防止、すな
わち、気密性を有するように構成されている。このこと
により、ブロワ装置により空気が吸い込まれた場合に、
吸着パッド２のワーク当接面以外よりの空気の吸引を防
止し、効率よく空気の吸引が行われるようにしている。
もちろん、吸着パッド２をヘッド本体１１に固着するだ
けで気密性が保たれる場合にはシール剤等は不要とな
る。更に、ヘッド本体１１と吸着パッド２とを気密性を
保つように接着して、ヘッド本体１１と吸着パッド２と
を一体として、軸体１２に交換可能に固定する構成のも
のであってもよい。３は渦流送風機であるブロワ装置
（渦流ブロワ）であり、モータの駆動により羽根車を回
転させて空気の吸込みまたは吐出しを吸込口（吐出し
口）より行う公知なものである。ブロワ装置３は、遠心
ブロワ、軸流ブロワ、軸流式ファン、遠心式ファン等他
の送風機であってもよい。７はＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動
可能な公知の搬送装置であり、直交座標系搬送装置（ロ
ボット）、極座標系搬送装置（ロボット）、円筒座標系
搬送装置（ロボット）、間接系搬送装置（ロボット）、
パラレルメカニズムを応用した搬送装置である。この実
施形態では搬送装置を三次元搬送装置で説明しているが
二次元搬送装置であってもよい。すなわち、ワークＷに
対して進退移動する軸方向（Ｚ軸方向）を少なくとも含
む２軸方向（回転軸も含む）に移動できればよい。吸着
装置ヘッド１は搬送装置７に搬送され、ブロワ装置３の
吸込口より吸込まれ吸引される空気により、吸着パッド
２にワークＷを吸着する。また、吸着装置ヘッド１は吸
着パッド２を装着するヘッド本体１１、このヘッド本体
１１を固設する軸体１２と、この軸体１２をベアリング
Ｂを介して回転自在に軸支するケーシング１３とから構
成される。

【０００８】ケーシング１３は搬送装置７の取付け部に
固定されている。１４は軸体１２に形成された連結部で
あり、搬送装置７のＣ軸（Ｚ軸の周り方向）駆動制御手
段（図示せず）の連結部と連結されている。また、軸体
１２には側面より複数カ所エア穴１２ａが穿設され、ケ
ーシング１３に形成されているエア内周溝１２ｃと連通
している。すなわち、軸体１２、ヘッド本体１１がケー
シング１３に対して回転しても、エア穴１２ａとエア内
周溝１２ｃを介して空気が吸引されていくように構成さ
れている。更に、ヘッド本体１１側の軸体１２軸方向に
もエア穴１２ｂが穿設され、ブロワ装置３の吸引により
吸着パッド２を介して空気が吸い込まれていくように構
成されている。なお、吸着パッド２は多孔質スポンジ
（例えば、商品名エバーライトスコット）を使用してい
るが、多孔質ウレタン等多孔性、当接時変形可能で非当
接時復元可能な材質で形成されているものであればよ
い。吸着装置ヘッド１は軽量かつ不定形状のワークＷに
吸着パッド２を当接させ、吸着パッド２をワーク形状に
近似した形状に変形させ（図２参照）、ブロワ装置３の
吸引により吸着パッド２にワークＷを吸着させ、吸着さ
せたワークＷを搬送装置７により所定位置に搬送し、所
定位置にて吸着パッド２の吸着を解除させワークＷを離
脱させる構成を有する。６ａ，６ｂは吸着装置ヘッド１
とブロワ装置３とを繋ぎブロワ装置３の吸引で、吸着パ
ッド２より吸引された空気を管内通過させる配管部材で
ある。この配管部材６ａは可撓性を有する材料で形成さ
れており、搬送装置７により吸着装置ヘッド１が搬送さ
れる際には吸着ヘッド１の移動にともなって容易に変形
をして、吸着装置ヘッド１がスムースに搬送されるよう
に構成されている。なお、６ｂ側の配管部材は配管部材
６ａと同様に可撓性を有する材料で形成されていてもよ
いが、容易に配管できるように変形可能な材料で形成さ
れていてもよい。また、配管部材６ａと吸着装置ヘッド
１とは接着で気密性を有して固着されている。また、シ
ール性のあるジョイント部材で接続する構成であっても
よい。このようにシール性を有することはその他の接続
部、例えば、ブロワ装置３の吸込口と配管部材６ｂ等の
接続部も同様である。

【０００９】４は吸着装置ヘッド１とブロワ装置３との
間の空気吸引経路の途中にあって、ブロワ装置３に吸引
される空気の吸引口を切り換える方向切換弁であり、５
はこの方向切換弁４の切り換える操作を行うための電磁
方向切換弁である。４、５にて方向切換手段を構成す
る。方向切換弁４は図２に示すようにバルブ本体４１
と、バルブ本体４１に形成された中空孔４１ｄ内を摺動
自在なスプール４２と、バルブ本体４１の中空孔４１ｄ
の両端にあって、方向切換弁４の一方のシリンダ室４１
ｅ、他方のシリンダ室４１ｆのどちらか一方に圧縮空気
を供給し／排出する接続口５１ａ，５１ｂを有する蓋体
４３ａ，４３ｂとから構成される。バルブ本体４１に
は、その側面にブロワ装置３と配管部材６ｂを介して接
続されるブロワ装置３側穴４１ａが穿設され、また、そ
の反対側面に吸着装置ヘッド１と一方の側がつながって
いる配管部材６ａの他方の側が接続される第１の穴４１
ｂが穿設され、更に、この第１の穴４１ｂと隣接した位
置には大気と連通している第２の穴４１ｃが穿設されて
いる。ブロワ装置３側穴４１ａにはブロワ装置３の吸込
口と連接する配管部材６ｂがジョイント部材６２を介し
て固着されている。第１の穴４１ｂには吸着装置ヘッド
１と連接する配管部材６ａがジョイント部材６１を介し
て固着されている。すなわち、吸着装置ヘッド１のヘッ
ド本体１１よりブロワ装置３までの間には、空気がリー
ク（流入）する部分は全くない。

【００１０】スプール４２は両端に大径部４２ａ、中間
に小径部４２ｂが形成され、バルブ本体４１の中空孔４
１ｄの軸方向に中空孔４１ｄ内を大径部４２ａで摺動し
て移動自在である。また、中空穴４１ｄと大径部４２ａ
との摺動部分は、シール部材としての機能を兼ねてい
る。すなわち、バルブ本体４１の中空孔４１ｄ、スプー
ル４２、蓋体４３ａ，４３ｂで一方のシリンダ室４１
ｅ，４１ｆが構成されている。蓋体４３ａ，４３ｂより
の圧縮空気を供給し／排出によりスプール４２の小径部
４２ｂを移動させ、ブロワ装置３側の穴（第３の穴）４
１ａと第１の穴４１ｂを連通させ、あるいはブロワ装置
３側の穴４１ａと第２の穴４１ｃを連通させるように構
成されている。スプール４２の材質は自己潤滑性または
耐摩耗性を有するプラスチック（例えば、商品名ＭＣナ
イロン）のように軽量の材質で形成されている。また、
スプール４２はセラミックス、軽金属、ゴム等の材質で
形成されていてもよく、スプール４２の往復動を迅速に
（例えば、切換回数を１２０〜１６０回／分程度で）行
えるように構成できればよい。また、４４はゴム、プラ
スチック等の材質の緩衝材（例えば、Ｏリング）であ
る。５１、５２は電磁方向切換弁５と接続口５１ａ，５
１ｂとを連結するエアー配管であり、接続口５１ａ，５
１ｂにはジョイント部材（図示せず）が設けられてい
る。また、５ａは圧縮空気供給源、５ｂはサイレンサで
ある。この実施形態では、空気圧回路の圧縮空気の供
給、排出によって、スプール４２を操作しているが、圧
油等他の圧力流体であってもよい。

【００１１】次にこの発明の作用を、図１、図２、図３
に基づいて説明する。なお、ブロワ装置３は常に吸引す
るように作動しているものとする。ワークＷを搬送する
際は、電磁方向切換弁５のソレノイドＳＯＬａを励磁し
てＡポートからエアー配管５１、接続口５１ａを介して
圧縮空気がバルブ本体４１の一方の室４１ｅに供給され
る。すると、スプール４２は図３において右側に移動
し、ブロワ装置３側穴４１ａと第１の穴４１ｂとを小径
部４２ｂを介して連通させる。この際、第２の穴４１ｃ
はスプール４２の大径部４２ａにより塞がれた状態とな
っている。従って、ブロワ装置３は方向切換弁４を介し
て吸着パッド２より空気を吸引する。そこで、搬送装置
７は吸着装置ヘッド１を下降させ、軽量かつ不定形状の
ワークＷと吸着パッド２とを当接させてブロワ装置３の
吸着パッド２を介しての吸引力により吸着させる（図２
参照）。ワークＷを吸着パッド２と当接させる時、吸着
パッド２の材質は変形可能な材質を採用したことによ
り、ワークＷの形状に近似した形状に吸着パッド２は変
形し吸着することができる。

【００１２】つぎに、吸着させたワークＷを搬送装置７
により所定位置に搬送し、所定位置にて電磁方向切換弁
５のソレノイドＳＯＬａを消磁して、ソレノイドＳＯＬ
ｂを励磁する。切換弁４１の他方の室４１ｆに圧縮空気
が供給され、スプール４２が図３の左側に移動する。す
なわち、第２の穴４１ｃとブロワ装置３側の穴４１ａと
が小径部４２ｂを介して連通され、第２の穴４１ｃより
大気がブロワ装置３で吸引されされることになる。吸着
パッド２側の第１の穴４１ｂは大径部４２ａにより塞が
れた状態となり、吸着パッド２はワークＷを吸着するこ
とができず、ワークＷを離脱させる。すなわち、スプー
ル４２は図３において左側に移動し、第１の穴４１ｂを
大径部で塞ぎ、ブロワ装置３側の穴４１ａと第２の穴４
１ｃを小径部４２ｂで連通させる。第１の穴４１ｂが塞
がれると、ブロワ装置３は吸着パッド２より空気を吸引
することが出来ない状態となるから、ワークＷは自重に
より落下する。ワークＷが吸着パッド２から離れると、
吸着パッド２は初期の取付け状態、すなわち、ワーク当
接前の状態（図１参照）に戻り、次のワークＷの吸着が
可能となる。この実施形態においては、ワークＷを自重
により落下するように構成したが、ワークＷを離脱させ
る際に、第１の穴４１ｂを塞ぐとともに、圧縮空気を吸
着装置ヘッド１に連結し、供給することにより強制的に
ワークＷを離脱させることも可能である。搬送装置７
に、Ｃ軸回転駆動制御手段を有する場合には、公知の画
像処理手段（図示せず）を付加することにより、下記の
ようなことも行える。ワークＷが吸着搬送前にどのよう
な状態に置かれているかを画像処理手段で画像処理して
認識し、吸着搬送中にワークＷの向きを一致方向に整列
させて所定の位置に搬送させることができる。すなわ
ち、吸着搬送中に吸着装置ヘッド１は、接続部１４を介
してヘッド本体１１がケーシング１３に対してＣ軸回転
駆動制御手段により、吸着搬送前にいろいろな向きに置
かれていたワークＷを整列させて、箱づめするようなこ
ともできる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
真空発生装置等を用いず、安価で構成が容易なブロア装
置よりの吸引力を用いたことにより、軽量かつ不定形状
のワークを吸着させることが可能となった。また、ワー
クを吸着パッドと当接させる時、吸着パッドの材質は変
形可能な材質を採用したことにより、ワークの形状に類
似した形状に吸着パッドは変形し吸着することができ
る。この発明の方向切換手段を用い、かつ軽量のスプー
ルを用いたことにより、ブロワ装置により吸着を行う場
合の方向切換弁の切換速度が高速切換を行うことができ
る。すなわち、軽量なワーク、特に不定形状のワークを
高速に吸着搬送することができるという効果を有する。
さらに、ワークの向きを整列させる吸着搬送を行うこと
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の吸着搬送装置の概略図である。

【図２】ワークＷを吸着させる場合の吸着パッドの作用
の説明図である。

【図３】ブロワ装置に吸引される空気の吸引経路の方向
を切り換える方向切換手段の詳細図である。

【符号の説明】

１…吸着装置ヘッド、 ２…吸着パッド、 ３…送風機（ブロワ装置）、 ４…方向切換弁、 ５…電磁方向切換弁、 ７…搬送装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも被搬送物を被吸着面に対して
   進退移動する方向を含む２軸方向に移動可能な搬送装置
   に設けられる吸着搬送装置であって、 前記搬送装置の取付部材に固定される吸着装置ヘッド
   と、 この吸着装置ヘッドの前記被吸着面と対向する面に取り
   付けられ、空気の流入が可能な多孔質であり、前記被搬
   送物と当接したとき変形可能であるとともに、当接が解
   除されたとき当接前の形状の状態に復元可能な吸着パッ
   ドと、 吸込口より空気を吸い込む送風機と、 この送風機の吸込口より吸引される空気の吸引経路を、
   前記吸着装置ヘッドの前記吸着パッド側より空気を吸引
   する吸引経路、または、前記吸着パッド側吸引経路を遮
   断し、他の開口穴より大気を吸引する吸引経路のどちら
   か一方に切り換える方向切換手段と、 前記吸着装置ヘッドと前記方向切換手段のあいだの吸引
   経路、および、前記方向切換手段と前記送風機の吸込口
   とのあいだの吸引経路を接続する配管部材とからなるこ
   とを特徴とする吸着搬送装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記方向切換手段は、内周に中空穴が形成され、この中
   空穴と外周とのあいだに前記吸着装置ヘッド側吸引経路
   と連通させる第１の穴、前記開口穴である第２の穴、お
   よび前記送風機の吸込口側吸引経路と連通させる第３の
   穴とが形成されたバルブ本体と、 このバルブ本体の中空穴内に摺動自在に設けられ、両端
   に大径部を中央部に小径部が形成されたスプールと、 前記バルブ本体の両端に取付られ、前記バルブ本体、前
   記スプールと共同して両端にシリンダ室を形成する蓋
   と、 前記バルブ本体の近傍に設けられ、前記シリンダ室のど
   ちらか一方に圧縮空気を供給して前記スプールを移動さ
   せる操作を行う電磁方向切換弁とからなり、 前記スプールの前記小径部の移動より、前記第１の穴と
   前記第３の穴または前記第２の穴と第３の穴とのどちら
   か一方が連通するようにして前記吸引経路を切り換える
   ことを特徴とする吸着搬送装置。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２において、 前記搬送装置に前記進退方向の周りに回転駆動制御可能
   な回転駆動制御手段を設け、 前記吸着装置ヘッドは前記搬送装置に固定されるケーシ
   ングと、このケーシングに回転自在の支持されるととも
   に、前記回転制御手段と連結されて回転位置制御される
   ヘッド本体とからなり、 前記被搬送物を前記周り方向に制御して搬送できること
   を特徴とする吸着搬送装置。