JPS63171732A - ロボットハンド - 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、例えば段ボール箱に並べて収容されている組
立前の折畳状態のボール紙（以下カートンという）を段
ボール箱から取り出すのに好適に用いられる箱収容物品
取出用のロボットハンドに間するものである。

〔従来技術〕

段ボール箱からカートン群を取り出す場合、カートン群
が段ボール箱の開口に個々のカートンの周縁を向ける状
態で密接して並べられ、且つ段ボール箱を開口したとき
に開口縁から突出しない形態で収容されているときは、
従来ではバキュームパッド式のロボットハンドが用いら
れていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

その場合、バキュームパッドを箱内に挿入し、個々のカ
ートンの周縁の集合体で形成されるカートン群表面にバ
キュームパッドを当接してカートン群をバキュームバン
ドに吸着保持し、取り出すものである。

従うて、段ボール箱に挿入可能のバキュームパッドを用
いるので、どうしても段ボール箱の両端に数枚のカート
ンが残ってしまうのが実状であった。

本発明は１．従来の上述の問題点を解決しようとするも
ので、段ボール箱のカートン群を全部吸着保持すること
ができる箱収容物品取出用のロボットハンドを提供する
ことを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、バキュームパッドにより箱収容物品を箱から
取り出す箱収容物品取出用のロボットハンドにおいて、
前記バキュームバッドが、駆動装置により開閉可能の、
前記箱の対向する２側壁に密着した状態で箱中に進入し
て箱と収容物品の間に挿入される、一対の偏平な挿入爪
を、パッド面よりも突出して且つパッドの対向する平行
な両端縁に備えていることを特徴とするロボットハンド
である。

〔作　用〕

本発明のロボットハンドはバキュームパッドが、駆動装
置により開閉可能の、前記箱の対向する２側壁に密着し
た状態で箱中に進入して箱と収容物品の間に挿入される
、一対の偏平な挿入爪を、パッド面よりも突出して且つ
パッドの対向する平行な両端縁に備えているので、例え
ば上述の段ボール箱からカートン群を取り出す場合は、
先ず一対の挿入爪の間隔をカートン群の両端のカートン
に当接する段ボール箱内壁の相互間隔より小さく閉じて
段ボール箱開口縁に挿入し、その後間いて段ボール箱内
壁に先端を密着させ、その状態でさらに段ボール箱内壁
にそって深く挿入すれば、挿入爪をバキュームパッドが
カートン群とほぼ接する状態までカートン群の両端のカ
ートンと段ボール箱内壁との間に挿入することができる
。

次で、挿入爪を閉じればカートンの全部をバキュームパ
ッドの下方に互いに密接して位置させることができる。

従って、カートン群をバキュームパッドのバキューム作
用の高いところに位置させることができるし、カートン
群の各カートン相互の間隔が小さくなるので、カートン
群を確実に吸着保持することができる。

このとき、挿入爪でカートン群の挟持も行うようにすれ
ばさらに確実に保持することができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図はロボットハンド３の使用状態の全体図を示す。

１は、物品としてのカートン６２を箱としての段ボール
箱６７に収容した状態（第３図参照）で所定位置に多数
枚供給する供給機構、２は段ボール箱６７から取出され
たカートン６２群を次の工程に送出する送出機構、３は
段ボール箱６７からカートン６２群を取出し持上げて送
出機構２に移送するロボットハンドである。

ロボットハンド３は本体部４、アーム５、アーム５の先
端のハンド部６からなり、本体部４とアーム５を第２図
に示す。

本体部４は鉛直（以下上下方向）の軸線７を中心として
回転可能の回転テーブル８に、その回転軸を軸ｖＡ７と
一致させたネジ杆９と、ガイドロッド１０，１０を、立
設しである。そしてロッド１０゜ＩＯに対しては上下方
向の運動のみ行うように拘束された状態でネジ杆９に螺
合してアーム５が水平方向に設けられている。アーム５
は水平方向に伸縮可能で、先端にハンド部６取付用の手
首部１１を連結しである。

手首部１１は上下方向の軸線１２を中心として回転可能
の回転部材１３を備え、回転部材１３に軸線１２と直交
する軸線１４を中心として回転可能にハンド部取付部材
１５が設けられている。

第３〜５図にハンド部６を示す、ハンド部６はバキュー
ム装置とカートン解放時のカートン押え装置を備えてい
る。先ずバキューム装置について説明する。

１６は長方形の天井面１７とその長縁に垂設した側面１
８．１８、短縁に垂設した側面１９．１９とからなる、
中空部を有するバキューム装置本体で、開口端縁にはバ
キューム装置本体１６よりも外方に突出する大きさの開
口端部材２０を介してスポンジその他の弾性体で作られ
た、長方形の、吸着面となるバキュームパッド（以下、
パッドと略）２１が設けられている。天井面１７の中央
には手首部１１のハンド部取付部材１５と連結するため
の連結部材２２が天井面１７に垂直に突設されている。

この連結部材２２は上端に取付用端板２３を備えたパイ
プ体でバキューム装置本体１６の中空部と連通して設け
られており、連結部材２２の中間部には吸引源とバキュ
ーム装置本体１６の中空部とを吸引ホースで接続するた
めのホース連結口２４が設けられている。このバキュー
ム装置本体１６は、その長手方向がハンド取付部材１５
の軸線１４の方向と直角になるように手首部１１に連結
されている。

バキューム装置はさらにハンド２１の対向する平行な両
端縁にパッド面よりも突出する挿入爪２８゜２８を開閉
自在に備えている。挿入爪２８．２８はその柄部２５，
２５でバキューム装置本体１６の側面１９．１９に設け
た取付部材２６．２６に１個ずつ天井面１７及び側面１
９に平行の軸線２７を中心として回動可能に取付けられ
ており、柄部２５．２５の上端は軸線２７と同じ方向に
ビン３４゜３４を突設して備えて挿入爪駆動装置に連結
されている。

挿入爪駆動装置はシリンダ２９とバネ３０が用いられて
おり、シリンダ２９はバキューム装置本体１６の天井面
１７に取付けたシリンダ取付部材３１に軸線２７と同じ
方向の軸線３２を中心に揺動可能に取付けられている。

ロッド３３の先端には挿入爪２８との連結部材３５が設
けられている。

連結部材３５はシリンダ２９のストローク方向に長い、
ビン３４．３４のスライド孔３６．３６と柄部２５の貫
通孔３７を備え、ビン３４．３４をスライド孔３６．３
６に嵌合させた状態で挿入爪２８の柄部２５の端部を貫
通孔３７に貫通させてシリンダ２９のロフト３３と挿入
爪２８を連結しである。また、連結部材３５の先端と挿
入爪２８の柄部２５との間には押しバネのバネ３０が挿
入されていて、シリンダ２９のロッド３３を前進させた
ときに柄部２５は連結部材３５に押されて挿入爪２８の
閉じる向きに回動し、ロッド３３を後退させたときに柄
部２５は連結部材３５を介してバネ３０に押されて挿入
爪２８の開く向きに回動するようになっている。そして
、バネ３０の復元力の大きさにより挿入爪２８を段ポー
ル箱６７に挿入するときに挿入爪２８が段ポール箱６７
内壁を押圧する力、即ち挿入爪２８と段ボール箱６７と
の密着圧力を！Ｐ１節するようにしである。取付部材２
６゜２６の外側にはそれぞれストツバ取付部材５８が設
けられ、先端には挿入爪２８が開く向きの最大回動角を
規制するストッパ５９が規制位置調節可能に備えられて
いる。

挿入爪２８は小さな隙間に挿入し易いように形成してあ
り、本実施例では厚さ５〜７■謹の平板の主板部３８の
先端に、厚さ０．４〜０．６ｆｌの柔軟性のあるハガネ
で形成した先端に丸味をつけた舌片状の先端部材３９を
接合してあって、主板部３８の先端部は肉厚を漸減させ
て段差が生じないようにしである。なお、開口端部材２
０、パッド２１には挿入爪２８の柄部２５を逃げる凹部
が設けられている。

次にカートン解放時のカートン押え装置について説明す
る。

４０．４０はカートン押え板で、側面１８に平行の方向
に長い形状を備え、一方の挿入爪２８の両側で且つバン
ド２１よりも外側で側面１８に平行な面内において、パ
ッド２１よりもバキューム装置本体１６側に引込んだ位
置からパッド２１よりも突出した位置まで変位可能に、
設けられる。

本実施例では側面１８．１８のカートン押え板４０゜４
０の間ではない方の挿入爪２８に近い端部にバキューム
装置本体１６を軸線２７と同じ方向で貫通する軸４５が
回動可能に支承され、軸４５の、側面１８．１８から外
方に突出した両端部にアーム４３．４３の一端が固定し
て設けられ、アーム４３．４３の他端にカートン押え板
４０が軸線２７と同じ方向の軸線４４を中心として揺動
可能に備えられている。４６は軸４５に固定されたアー
ムで先端は天井面１７に設けたシリンダ取付部材４７に
軸線４２と同じ方向の軸線４８を中心として揺動可能に
取付けたシリンダ４９のロッド５０に連結されるが、ロ
ッド５０の先端にはフォークエンド状の連結部材５１が
取付けられており、連結部材５１とアーム４６とを軸線
４２と同じ方向の軸線５２を中心として揺動可能に連結
していて、シリンダ４９により軸４５即ちアーム４３．
４３を回動せしめるようになっている。

本実施例ではハンド部６にカートン検出装置も設けてい
る。５３はカートン検出端でロッド５４の先端に取り付
けられていて、ロッド５４はバキューム装置本体１６外
面に天井面１７を含む平面に垂直に設けたガイドバイブ
５５にパイプ軸方向に摺動可能に嵌挿されて備えられて
いる。ロッド５４の他端にはマイクロスインチ５６との
当接部５７がフランジ状に設けられており、マイクロス
イッチ５６は当接部５７とガイドバイブ５５の間の空間
に適宜手段により取付られている。そして、カートン検
出端５３の先端面が、挿入爪２８．２８相互が平行な状
態に回動したときの爪先端を結ぶ線よりも下がった位置
にあるときにマイクロスイッチ５６がオンとなり、先端
面が下方から上昇して爪先端を結ぶ線に近付いたときに
オフになるようになっている。

６０はバキューム装置本体１６の中空部の圧力を検出す
る真上スイッチである。

次に第１図により供給機構１と送出機構２について説明
する。

供給機構ｌはカートン６２群を所定の受渡位置６３に重
ねた状態で供給する機構で、本実施例では第３図に示す
ように各カートン６２を立てて１列に並べた状態でカー
トン６２群を収容した段ボール箱６７を、その蓋６８を
開いて外側に折り曲げゴムバンド６９で固定して、受渡
位置６３に供給するようにしである。受渡位置６３は移
送機構３のハンド部６の移動領域内であればどこに設け
てもよい。受渡位置６３の段ボール箱６７載置面は水平
面でも傾斜面でもよいが、本実施例では水平面としであ
る。載置面における段ボール箱６７の水平方向の向きも
いずれでもよく、本実施例では便宜上受渡位置６３にお
けるカートン６２群の重ね方向即ち列の方向をＸ軸方向
、Ｘ軸方向に直角の水平方向をＹ軸方向として説明する
。

受渡位置６３には段ポール箱６７のＲ直面としてローラ
コンベア６４が用いられており、段ポール箱６７のＸ軸
方向の位置決めを行うように移送方向をＸ軸方向として
設けられている。ローラコンベア６４にはＸ軸方向に隣
設してローラコンベア６４上に段ボール箱６７を供給す
るローラコンベア６５が設けられており、受渡位置６３
の基台のローラコンベア６５側にはローラコンベア６４
上に移行する段ポール箱６７をＹ軸方向において位置決
めする１対のセンタリングガイド６６．６６がその間隔
を可変に設けられている。ローラコンヘア６５には段ボ
ール箱フィーダ７５が接続されている。

ローラコンベア６４のＹ軸方向に隣設する一方の側には
カートン６２群をロボットハンド３により取出された空
の段ボール箱６７を排出する排出コンベアが適宜設けら
れており、受渡位置６３の基台にはローラコンベア６４
上の空の段ボール箱６７を矢印７０の向きに押出して排
出コンベア上に移行させるブンシャ７１が設けられてい
る。

ローラコンベア６４のＸ軸方向に隣設するもう一方の側
には水平の載置面を有する整列テーブル７２が設けられ
ている。整列テーブル７２は受渡位置６３で一旦持上げ
たカートン６２群を一旦載置し、カートン６２のＹ軸方
向の移動を許す程度にバキエーム装置の吸着力を小さく
した状態でカートン６２群をＹ軸方向においてセンタリ
ングして整列させるステージで、整列テーブル７２には
Ｙ軸に直交する平面をカートン６２群の側部端縁面を押
圧する押圧面として有するセンタリングブツシャ７３．
７３がその押圧面相互を対向させてＹ軸方向に移動可能
に１対設けられている。７４゜７４はカートン６２群を
整列させるときに各カートン６２をＸ軸に直交する平面
に平行で且つ整列テーブル７２に垂直な状態を保持させ
るためのガイド壁で、適宜間隔をあけて１対設けられて
いて、要すれば挿入爪２８．２８を逃がす凹部が設けら
れる。

送出機構２は段ボール箱６７から取出したカートン６２
群を所要の工程に供給するもので、本実施例ではカート
ンフィーダ７６がその受取位置７７をロボットハンド３
のハンド部６の移動範囲内にして設けられている。

なお、上述のハンド部６のパッド２１や挿入爪２８．２
８の寸法は適用されるカートン６２、段ポール箱６７の
寸法に応じて最適に決められ、挿入爪２８．２８はカー
トン６２群の列を列両端面を押圧して列方向に圧縮しカ
ートン６２群をパッド２１の作用面下部に位置させるこ
とができる位置に決められる。本実施例では第２図、第
３図に示すように平面長方形の段ボール箱６７にその長
手方向を列方向としてカートン６２群が収容されている
ので、バンド２１は段ボール箱６７の開口端内部に嵌合
する長方形に形成してあり、挿入爪２８．２８はパッド
２１の、対向しかつ互いに平行の短辺側から突出するよ
うに設けである。また、段ボール箱６７の高さく深さ）
は、収容するために立てたときのカートン６２の高さよ
り適宜、例えば数１、高いものを用いである。

次に動作について説明する。

供給機構１の受渡位置６３にカートン６２群を収容した
段ボール箱６７を位置決めして供給すると共に、ロボッ
トハンド３のハンド部６を、受渡位置６３上の段ボール
箱６７上方に水平で且つハンド部６の長手方向と受渡位
置６３のＸ軸方向が一敗するように水平方向の向きを決
めて、第３図に示すように移動させる。ハンド部６の移
動は、高さ方向移動は本体部４のネジ杆９、水平方向移
動は本体部４の回転テーブル８及びアーム５の伸縮で行
い、水平方向の向きの変化（アーム５とハンド部６とが
なす角度の変化）は手首部１１の回転部材１５の回動に
より行う。

次でハンド部６を下降させる。ハンド部６の下降はカー
トン検出端５３がカートン６２群の上部端縁面に当接し
、マイクロスイッチ５６との当接部５７がマイクロスイ
ッチ５６から離隔してマイクロスイッチ５６がオフにな
ると停止し、第６図に示す状態となる。この状態でシリ
ンダ２９．２９のロッド３３．３３を後退させてバネ３
０．３０を介して挿入爪２８．２８を開いて、２点鎖線
で示す挿入爪２８．２８のように段ボール箱６７の短側
面の内面上端部に密着させる。その後再びハンド部６を
パッド２１が段ボール箱６７の開口縁内部に嵌入して各
カートン６２の上部端縁で形成されるカートン６２群の
端縁面に近接するまで下降させる。その状態で挿入爪２
８．２８を閉じてカートン６２群を互いに密着させてパ
ッド２１の下部に位置させ、バキューム装置の吸引源を
駆動する。

するとバキューム装置本体１６の中空部が負圧となって
全部のカートン６２群が吸上げられ、第７図のようにそ
の端縁面がパッド２１に吸着状態となる。

なお、挿入爪２８．２８をカートン６２群を挟持する程
度まで閉じればカートン６２群は挟持と吸着により保持
されることとなるので吸着のみ或いは挟持のみで保持す
るときに比べて吸着力、挟持力は著しく小さくてすむ。

カートン６２群がパッド２１に完全に吸着された状態を
バキューム装置本体１６内の負圧を検出する真空スイッ
チ６０で検出した後、ハンド部６を上昇させればカート
ン６２群を保持したハンド部６と段ボール箱６７の相対
位置は実線で示す前者と２点鎖線で示す後者の位置とな
り、カートン６２群は段ボール箱６７から取り出される
。

このように、本実施例ではカートン６２群の全部を挿入
爪２８．２８で挟んだ後吸着するので段ボール箱６７内
にカートン６２が残ることがなく、吸着前の挿入爪２８
．２８の段ボール箱６７内への挿入も容易である。即ち
、カートン６２群の全部を挟むときにカートン６２群と
段ポール箱６７との間に挿入爪２８．２８を挿入しなけ
ればならないが、挿入爪２８．２８は挿入し易い形状と
しであるし、挿入するときは先ず挿入爪２８．２８を段
ボール箱６７内壁の上端部に圧着させ、その後内壁に沿
わしめて下降させることによって挿入するので挿入爪２
８．２８を確実にカートン６２群と段ボール箱６７との
間に挿入することができる。

また、カートン６２群のカートン相互の密着度が小であ
れば真空吸引しても負圧が生じにくく、吸着効果を上げ
にくいが、その場合は挿入爪２８゜２８でカートン６２
相互を密着させた後真空吸引すれば負圧が生じ易く、大
なる吸着力を得ることができる。

次でハンド部６を整列テーブル７２の上方に移動させ、
整列テーブル７２のＸ軸方向とハンド部６の長手方向を
あわせてハンド部６を下降させ、保持しているカートン
６２群の底面を整列テーブル７２のカートン６２群載置
面に当接させる。そしてカートン６２のＹ軸方向の移動
を許す程度にバキューム装置の吸着力を小さくしてカー
トン６２群を整列テーブル７２上にｉｔし、その後セン
タリングプツシ中７３．７３により両側から押しそろえ
て整列させる。整列が終ると整列させられたカートン６
２群を再びバキューム装置で吸着してハンド部６に保持
し、ハンド部６を上昇させる。

次でハンド部６を送出機構２の受取位置７７の上方に移
動させ、ハンド部６の長手方向と受取位置７７のＸ軸方
向とをあわせた後、保持しているカートン６２群の底面
が受取位置７７０力−トン６２群載１面に当接するまで
ハンド部６を下降させる。その後、バキューム装置を停
止し、挿入爪２８．２８を開いてカートンフィーダ７６
の受取位置７７に供給する。この場合、受取位置７７の
カートン６２群の載置面が水平面である場合は特に問題
は生じないが、第８図に示すように供給の向きに対して
低く傾斜させた載置面である場合はこの傾斜した載置面
にカートン６２群を垂直に降下させて載置するために手
首部１１のハンド部取付部材１５を回動させてハンド部
６の水平面に対する傾斜角の調節を行った後、カートン
６２群を供給する。このとき低い方に位置する挿入爪２
８にカートン６２群の重さが加わるので挿入爪２８と列
端のカートン６２或いは列端部のカートン６２相互の摩
擦力が大となり、挿入爪２８．２８を引き上げたときに
低い方の挿入爪２８に列端部のカートン６２が引き上げ
られて列から飛出したり突出したりすることがある。引
き上げられるとカートンフィーダ７６の停止の原因とな
ることもある。

しかし本実施例では第８図に示すようにカートン押え板
４０．４０を備えた方の挿入爪２８が低い方の挿入爪２
８となるように手首部１１の回転部材１３を回動させて
水平方向の向きをあわせる。

そして載置面にカートン６２群を載置した後シリンダ４
９のロッド５０を退行させて低い方の列端部をカートン
押え板４０．４０で挿入爪２８．２８がカートン６２群
より離れるまで押えながら、ハンド部６を上昇させれば
カートン６２の飛出、突出の不都合はな（すことができ
る。

他方、受渡位置６３に残された空の段ボール箱６７はブ
ツシャ７１で矢印７０の向きに押出せば、排出され、カ
ートン６２群を収容した新たな段ポール箱６７がローラ
コンベア６５からローラコンベア６４上に供給され、受
渡位置６３に位置決めされて次の移送に備えられる。

〔発明の効果〕

本発明は、バキュームバンドが、駆動装置により開閉可
能の、前記箱の対向する２側壁に密着した状態で筒中に
進入して箱と収容物品の間に挿入される、一対の偏平な
挿入爪を、パッド面よりも突出して且つパッドの対向す
る平行な両端縁に備えているロボットハンドなので、例
えば段ボール箱からカートン群を取り出すときに段ボー
ル箱にカートンを１枚も残すことなく確実に取り出すこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は使用状態の平面
図、第２図はハンド部を取外した状態の斜面図、第３図
はハンド部の正面図、第４図はハンド部の側面図、第５
図はハンド部の平面図であり、第６図及び第７図はそれ
ぞれ挿入爪の動作を説明するための正面図及び断面正面
図（カートンの大部分は図示省略）、第８図はカートン
群をカートンフィーダに供給するときの正面図である。 １・・・供給機構、２・・・送出機構、３・・・ロボッ
トハンド、４・・・本体部、５・・・アーム、６・・・
ハンド部、７・・・軸線、８・・・回転テーブル、９・
・・ネジ杆、１０・・・ガイドロンド、１１・・・手首
部、１２・・・軸線、１３・・・回転部材、１４・・・
軸線、１５・・・ハンド部取付部材、１６・・・バキュ
ーム装置本体、１７・・・天井面、１８・・・側面、１
９・・・側面、２０・・・開口端部材、２１・・・パッ
ド、２２・・・連結部材、２３・・・取付用端板、２４
・・・ホース連結口、２５・・・柄部、２Ｇ・・・取付
部材、２７・・・軸線、２８・・・挿入爪、２９・・・
シリンダ、３０・・・バネ、３１・・・シリンダ取付部
材、３２・・・軸線、３３・・・ロッド、３４・・・ピ
ン、３５・・・連結部材、３６・・・スライド孔、３７
・・・貫通孔、３８・・・主板部、３９・・・先端部材
、４０・・・カートン押え板、４２・・・軸線、４３・
・・アーム、４４・・・軸線、４５・・・軸、４６・・
・アーム、４７・・・シリンダ取付部材、４８・・・軸
線、４９・・・シリンダ、５０・・・ロッド、５１・・
・連結部材、５２・・・軸線、５３・・・カートン検出
端、５４・・・ロッド、５５・・・ガイドパイプ、５６
・・・マイクロスイッチ、５７・・・当接部、５８・・
・ストッパ取付部材、５９・・・ストッパ、６０・・・
真空スイッチ、６２・・・カートン、６３・・・受渡位
置、６４・・・ローラコンベア、６５・・・ローラコン
ベア、６６・・・センタリングガイド、６７・・・段ボ
ール箱、６８・・・蓋、６９・・・ゴムバンド、７０・
・・矢印、７Ｉ・・・ブツシャ、７２・・・整列テーブ
ル、７３・・・センタリングブツシャ、７４・・・ガイ
ド壁、７５・・・段ボール箱フィーダ、７６・・・カー
トンフィーダ、７７・・・受取位置。　　　　　　　゛
ト７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）バキュームパッドにより箱収容物品を箱から取り
   出す箱収容物品取出用のロボットハンドにおいて、前記
   バキュームパッドが、駆動装置により開閉可能の、前記
   箱の対向する２側壁に密着した状態で箱中に進入して箱
   と収容物品の間に挿入される、一対の偏平な挿入爪を、
   パッド面よりも突出して且つパッドの対向する平行な両
   端縁に備えていることを特徴とするロボットハンド。