JP4244326B2

JP4244326B2 - 板状ワークの吸着ハンドおよび該吸着ハンドを用いた板状ワークの移載方法

Info

Publication number: JP4244326B2
Application number: JP2004073712A
Authority: JP
Inventors: 武志森; 孝史後根
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2024-03-16
Also published as: JP2005262325A; EP1577235A3; EP1577235A2

Description

本発明は、パレット上に縦姿勢で積載された複数枚のガラス板やパネル等の板状ワークを、吸着パッドにより吸着して最前列から１枚ずつ自動的に取出し移載するロボット等の吸着ハンドと該吸着ハンドを用いた移載方法に関する。

従来、パレット上に縦姿勢で積載された複数枚のガラス板やパネル等の板状ワークを、その最前列より１枚ずつ吸着パッド等で吸着して取り出し、別の場所に移載する方法や装置は、数多く知られている。

図５に示すように、前記パレット上に縦姿勢で板状ワークを1枚ずつ積載していくと、板状ワークの下端部の各板状ワーク間に僅かながら隙間ができ、板状ワークの積込み枚数の増加につれて積載された板状ワークの積込み角度、すなわち傾斜角度が徐々に変化し、積込み開始時と積込み終了時とでは該傾斜角度の差が大きくならざるを得ない。

このような積み込み角度が僅かずつ異なった複数の板状ワークをパレット上より最前列から１枚ずつ取出す装置においては、吸着パッドの吸着面と板状ワークの吸着面とが面平行でなくても吸着可能な首振り自在な吸着パッドが広く使われていた。

しかし、このような首振り自在な吸着パッドを用いると、吸着ハンドを板状ワークに強く押し付けることによって吸着パッドの首振り部分を旋回させて板状ワークに馴染むようにして圧迫させるために、前列と後列の板状ワークの面同士を押し付けあうことになったり、吸着した板状ワークを持ち上げるときに板状ワークの形状によっては板状ワークのエッジが後列の２枚目の板状ワーク面に接触してキズを発生させてしまったりする恐れがある。

特に、板状ワーク面にプリント等の印刷部を施してある場合、プリント部が熱焼成前であると後列の２枚目の板状ワーク面そのものに運良く直接キズがつかなかったとしても、プリント面に持ち上げた板状ワークのエッジが接触することによってキズをつけてしまう恐れが多分にあった。

このため、縦姿勢で積層したことによって積み込み角度、すなわち傾斜角度が僅かずつ異なってしまった板状ワークをパレット上より最前列から１枚ずつ取出す装置において、前記首振りパッドを用いない方法として、板状ワークを吸着させる時に吸着パッド群の吸着面全体と板状ワークの吸着される面とが面平行となるような各種の吸着ハンドの角度調整（以下、「吸着ハンドの角度ずれの補正」という）方法、および装置が開発されている。

例えば、本出願人による開発例として、実開平５−８２９４１号公報には、パレットに立て掛けて積層するガラス板の近傍に動作制御機能を備えたアームとその先端に動作制御機能を備えたフレームを設け、該フレームに位置決め用の近接センサーと複数の吸着パットを装着し、該吸着パットで前記ガラス板を支持して移載せしめるガラス板の移載装置において、前記近接センサーを三角点状に分散して配設したことを特徴とするガラス板の移載装置が開示されている（特許文献１）。

あるいは、特開平２−４３１４３号公報には、パレットに立て掛けて積層するガラス板の吸着ハンドとして、ロボットアーム（Ｒａ）に取付けられるハンドベース（２０）と、このハンドベース（２０）上で離間配置される二系統の吸着部材（３１、３２）と、二系統の吸着部材（３１、３２）を夫々独立して進退駆動すると共に所定の停止信号に基づいて適宜位置で停止させる二系統の駆動ロック手段（４１、４２）とを備えた板材吸着ハンドが開示されている（特許文献２）。
実開平５−８２９４１号公報特開平２−４３１４３号公報

前記特許文献１の考案は、ガラス板を吸着パッドで吸着する直前の位置で一旦停止させ、近接センサー等を用いた３個の位置検出手段によってガラス板と吸着パッド間の距離を測定し、吸着ハンドの上下左右の位置、角度ずれの補正を行なった後にガラス板を吸着させる方式である為、ガラス板を吸着する直前の段階での角度ずれの補正処理に時間を要し、ガラス板の移載に時間がかかるという問題点があった。

また、前記特許文献２の発明においては、ハンドベース上の上下左右に計４個配置された吸着パッドの上側の２個と下側の２個の吸着パッド群のそれぞれがサーボモータにより前後にスライド移動できる構造の吸着ハンドであり、ガラス板等の板材を吸着直前の位置でハンドを停止後、上下各々の吸着パッド群をワークに接触するまで前進後にロックすることでハンドの角度ずれの補正を行なう方式であるためガラス板の移載に時間がかかるだけでなく、ハンドの上下方向の角度ずれにしか対応できないという問題点があった。

本発明は、上記問題点の解決を図る、すなわちパレット上に縦姿勢で積載した複数の板状ワークを、その最前列から吸着ハンドで１枚ずつ吸着させて取出す場合に、後列２枚目の板状ワーク面に取出した板状ワークのエッジによる接触キズを発生させること無く、板状ワークを吸着によって取出し始めてから移載完了するまでの時間を短時間にできる吸着ハンドの角度ずれ補正手段を提供することを目的とするものである。

すなわち、本発明は、（１）パレット(2)上に縦姿勢で積載され、縦姿勢で積層したことによって積み込み角度が僅かずつ異なってしまった複数枚の板状ワーク(1)を、最前列より、吸着パッド(11)により吸着して１枚ずつ自動的に取出して移載するロボット(3)の吸着ハンド(10)において、
該吸着ハンド(10)は、
板状ワーク(1)の面側で、該面に面平行となるように設けた取付プレート部(10a)を有し、
取付プレート部(10a)には、上下方向に見て少なくとも２個、左右方向に見て少なくとも２個となるように吸着パッド(11)を設け、
それぞれの吸着パッド(11)の各中心部に固着した吸引管部(12)を遊挿するスライドガイド(13)を固着し、各吸引管部(12)の先端にドグ(15)を固着すると共に、
吸着パッド(11)とスライドガイド(13)間にバネ(14)を設けて吸着パッド(11)の吸着面と取付プレート(10a)面との間隔を伸縮自在に、かつ吸引管部(12)を突出入自在とし、
板状ワーク(1)の面に吸着ハンド(10)を押し付けた時に吸引管部(12)の突入によるドグ(15)の接近又は接触を検出する第１のセンサー(16)と第２のセンサー(17)を吸着パッド(11)側から第１のセンサー(16)、第２のセンサー(17)の順に並設して取付プレート(10a)に取付部材(18)で取付けてドグ(15)の端部近傍の基準位置に設け、
該基準位置は、板状ワーク(1)の被吸着面と全吸着パッド(11)の吸着面とが面平行の状態で、板状ワーク(1)に吸着ハンド(10)を押し付けた時に、第1のセンサー(16)のすべてがドグ(15)の端部を検出してスイッチオンとなり、同時に第２のセンサー(17)のすべてがドグ(15)の端部から僅かに外れてスイッチオフとなるような状態となり、所定の吸着圧力が得られる位置であり、
さらに、
第1のセンサー(16)及び第２のセンサー(17)のオンオフ情報に基づいて検出したそれぞれの吸着パッドの取付プレート(10a)からの突出入位置に基づいて吸着ハンドの角度ずれを検出して角度ずれの補正を行うコントローラ
を備えたことを特徴とするロボットの吸着ハンドである。

あるいは、本発明は、（２）パレット上に縦姿勢で積載され、縦姿勢で積層したことによって積み込み角度が僅かずつ異なってしまった複数枚の板状ワークを、最前列より、吸着パッドにより吸着して１枚ずつ自動的に取出し移載する方法において、上記（１）の吸着ハンドを用い、前記吸着パッドを板状ワーク面に押し付け、第１のセンサーのいずれかがオンとなっても、他の第１のセンサーはオフのままの状態で吸引開始させたときに、各吸着パッド内の空気が板状ワークを吸着できる圧力に到達しない場合には、各吸着パッドに設けたドグによってオンオフする第1のセンサーと第２のセンサーのオンオフ情報にもとづき、すべての吸着パッドが板状ワークを吸着可能な圧力に到達するまで、ロボットの吸着ハンドの角度ずれを設定したピッチ分の角度ずつ繰り返し補正し、すべての吸着パッドが板状ワークを吸着可能な圧力に到達した時点で板状ワークの移載を行なう動作をコントローラにより行うことを特徴とする移載方法である。

あるいはまた、本発明は、（３）パレット上に縦姿勢で積載され、縦姿勢で積層したことによって積み込み角度が僅かずつ異なってしまった複数枚の板状ワークを、最前列より、吸着パッドにより吸着して１枚ずつ自動的に取出し移載する方法において、上記（１）の吸着ハンドを用い、前記吸着パッドを板状ワーク面に押し付け、各吸着パッド内の圧力が板状ワークを吸着できる圧力に到達した場合には第１のセンサーと第２のセンサーのオンオフ情報によって吸着ハンドの角度ずれを補正することなく、吸着した板状ワークを所定位置に移載し、すべての吸着パッドが板状ワークを吸着可能な圧力に到達した時点の第１のセンサーと第２のセンサーのオンオフ情報に基づき、吸着した板状ワークの移載後の吸着ハンドの戻り時間中に予め設定したピッチ分の角度だけ吸着ハンドの角度ずれを補正する動作をコントローラにより行うことを徴とする移載方法である。

あるいはまた、本発明は、（４）上記（１）または（２）の移載方法において、吸着パッドを板状ワーク面に押し付け、各吸着パッドの第１のセンサー、第２のセンサーがともにオンの場合、該吸着パッドを板状ワークに押し込み過ぎということで、該吸着パッドを板状ワークから離れる方向に、第１のセンサー、第２のセンサーがともにオフの場合、該吸着パッドの板状ワークへの押し込みが足りないということで、該吸着パッドを板状ワークに近づく方向に、吸着ハンドの位置、および角度の調整をコントローラにより行うことを特徴とする移載方法である。

本発明の吸着ハンドによれば、パレット上に縦姿勢で積載された複数枚の板状ワークを、吸着パッドにより吸着して最前列から１枚ずつ自動的に取出す場合に、複数の板状ワークの下端部間の隙間の累積による板状ワークの傾斜角度の僅かなずれの累積によって起きる吸着不良を移載前の吸引中の吸着ハンドの角度ずれの補正により防止することができ、吸着ハンドの角度ずれによる吸着不良がない。また、吸着できる圧力に到達するまでの余分な時間を短縮するための吸着ハンドの角度ずれの補正を、吸着中の板状ワークの移載完了後の吸着ハンドの戻り動作中に行なうようにすることもできるので、次の板状ワークの吸着時には、吸着ハンドの角度ずれが許容範囲内で納まり、板状ワークの吸着直前の吸着ハンドの角度ずれの補正処理が不要となって、板状ワークの移載時間のロスがなく短時間にて移載を行なうことができる。

もちろん、板状ワークの被吸着面と複数の吸着パッド群の吸着面全体との面平行からの角度ずれが大きくて、板状ワークの吸着に必要な圧力に達せず、吸着不良となる場合には、移載より先に板状ワークを吸着可能な角度になるように、後述するセンサー情報に基づいて吸着ハンドの角度ずれの補正等の制御によって、吸着ハンドの大きな角度ずれの補正を行えば良いので、全吸着パッドによって板状ワークを吸着させることも可能である。

さらに、本発明はパレット上から板状ワークを取出す時に板状ワークを吸着パッドで確実に吸着できるまでに要する時間的ロスを最小限とするために、吸着パッドの吸着面が板状ワーク面の傾斜角度に近い角度となるような一定ピッチ分の角度補正を行ない、短時間で吸着を完了させるものである。

尚、本発明の吸着ハンドの吸着パッドの取付けプレートに吸着パッドを上下左右に３個以上設ければ、吸着ハンドの上下方向の角度ずれだけでなく左右方向の角度ずれがあっても角度ずれの補正をすることができる。

図５に示すように、本発明の吸着ハンド１０は、パレット２上に縦姿勢で積載された複数枚の板状ワーク１、１・・の最前列の板状ワーク１を、複数個の吸着パッド１１、１１・・により吸着して最前列から１枚ずつ自動的に取出し、所定場所に移載するロボット３の吸着ハンド１０であり、図５に示されるような上下左右前後方向、及び各方向に旋回移動自在な多関節ロボット３の多関節アーム４の先端に設けたものである。

また、図１に示すように、該吸着ハンド１０は、吸着する板状ワーク１の面側で板状ワーク１の面に面平行となるように設けた取付プレート部１０ａを有し、取付プレート部１０ａに設けた穿孔部内に筒状のスライドガイド１３を嵌着させ、該スライドガイド１３を介して中心軸が取付プレート部１０ａの面に対して垂直方向となるように複数個の吸着パッド１１を設ける。

該吸着パッド１１は、先端にリップを有するゴム製の吸着部１１ａと、その中心部より吸引したエアを図示しない真空装置側に送出する吸引管部１２からなる。前記吸引管部１２をスライドガイド１３内に遊挿し、スライドガイド１３とゴム製の吸着部１１ａ間にバネ１４を設けて吸着パッド１１の吸着面と前記取付プレート１０ａ面との間隔を伸縮自在とし、かつ吸引管部１２を突出入自在とする。スライドガイド１３内を挿通した各吸引管部１２の先端にはドグ（センサーによって検出される機械、装置側の部分であり、操作体、ドッグとも呼ばれる。）１５を固着し、吸引管部１２がスライドガイド１３から抜け落ちないようにすると共に、吸着パッド１１の伸縮状態、すなわち、取り付けプレート面１０ａからの突出入位置を検出するために用いる。

前記吸着パッド１１の吸引管部１２は、前記バネ１４の伸縮によって取付プレート部１０ａに固着したスライドガイド１３内を突出入自在に移動できる。

さらに取付プレート１０ａのロボットアーム４側の方向に第１のセンサー１６と第２のセンサー１７の２つのセンサーを対にして、各吸着パッド１１の吸引管部１２に固着したドグ１５の先端部を検出できるような位置近傍に隣接して並設して取付プレート１０ａに取付部材１８で取付ける。該一対のセンサー１６、１７は、各吸着パッド１１の伸縮状態（取付プレート１０ａからの突出入位置）によって、オン、オフとなる。

前記第１のセンサー１６と第２のセンサー１７の２つのセンサーは、吸着パッド１１を板状ワーク(1)の面に押し付けた時に移動するドグの接近又は接触を検出するように２つのセンサーを隣接、かつ吸着パッド１１側から第１のセンサー１６、第２のセンサー１７の順に並設してドグの端部近傍に設ける。

また、前記第１のセンサー１６と第２のセンサー１７の２つのセンサーは、ドグ１５を近接又は接触によって検出した時オン、離れて検出していない時はオフとなる。

尚、第１のセンサー１６、第２のセンサー１７は、近接センサーを用いたが、ドグ１５の端部を検出できるものであれば、光電式センサー、接触式のリミットスイッチ等いずれでも良い。

本発明の吸着ハンド１０に吸着パッド１１を図２（ａ）に示したように、取付プレート１０ａに、正面図で見て、少なくとも上下左右に合計３個、すなわち上下方向に見て少なくとも２個、左右方向に見て少なくとも２個となるように設ければ、吸着ハンド１０の上下方向の角度ずれだけでなく左右方向の角度ずれがあっても吸着ハンドの角度ずれの補正をすることができる。

次いで、本発明の吸着ハンド１０の角度ずれを補正し、その姿勢を板状ワーク１の被吸着面の傾斜に追従させる方法について、以下に記載する。

前記第１のセンサー１６、１６、・・と第２のセンサー１７、１７、・・は、基準位置に設け、板状ワーク１の被吸着面と全吸着パッド１１、１１・・の吸着面とが面平行の状態で、板状ワーク１に吸着ハンド１０を押し付けた時に、前記第1のセンサー１６のすべてが前記各ドグ１５の端部を検出してスイッチオンとなり、同時に前記第２のセンサー１７のすべてが各ドグ１５の端部から僅かに外れてスイッチオフとなるような状態を基準位置とし、この面平行の状態で板状ワーク１を吸着すれば所定の吸着圧力が得られる。

このような吸着ハンド１０を用いてパレット２上の最前列の板状ワーク１を吸着して移載する場合には、吸着不良を起こさないようにするために吸着ハンド１０を板状ワーク１の面が取り付けプレート１０ａの面に面平行となるように押し当てるのが良い。

吸着ハンド１０の角度ずれの有無については、最前列の板状ワーク１の面に吸着ハンドを押し付けた時の第１のセンサー１６、および第２のセンサー１７のオン、オフ情報により判断する。

まず、パレット上の１枚目の板状ワークを取出す場合、吸着ハンド１０を最前列の板状ワーク１に接近させ、吸引管部１２の突入により第１のセンサー１６のいずれかがオンとなるまで吸着ハンド１０を板状ワーク１に押しつけていけばよい。

第１のセンサー１６、１６・・のすべてがオン、第２のセンサー１７、１７・・のすべてがオフとなる位置まで吸着ハンド１０を板状ワーク１の面に押し込められれば、吸着パッド１１は前記基準位置となり理想的であるが、吸着ハンド１０の角度ずれがあれば通常、第１のセンサー１６のいずれかがオンとなっても、他の第１のセンサー１６はオフのままとなるケースが多い。

第一の態様
この状態で吸引開始させたときに、各吸着パッド１１、１１・・内の空気が板状ワーク１を吸着できる圧力に到達しない場合には、各吸着パッド１１、１１・・の押付けによって変化するドグ１５の位置を検出する第１のセンサー１６と第２のセンサー１７のオンオフ情報を見ながら図示しないコントローラによって、吸着ハンド１０の角度ずれを修正変更して吸着ハンド１０を板状ワーク１に押し付け、各吸着パッド１１、１１・・内の空気が板状ワーク１を吸着できる圧力に到達しているかどうかをチェックする。

すなわち、いずれかの吸着パッド１１、１１・・の吸着圧力が所定の圧力（板状ワークを吸引し、支持できる圧力）に達していない場合には、各吸着パッドに対応する第１のセンサー１６、第２のセンサー１７のオン、オフ情報によって吸着ハンド１０の角度ずれを補正する。

第二の態様
また、吸着パッド１１を板状ワーク１に押し付けたときに、各吸着パッド１１内の圧力が板状ワーク１を吸着できる圧力に到達した場合には、各吸着パッドに対応する第１のセンサー１６、第２のセンサー１７のオンオフ情報によって吸着ハンド１０の角度ずれを補正することなく、吸着ハンド１０の角度ずれの有無に関わらず吸着ハンド１０の位置座標情報、角度情報等を図示しないコントローラに送信し、次いで吸着した板状ワーク１を所定位置に移載する。

以上第一の態様、第二の態様のいずれの場合も、前記図示しないコントローラは、第１のセンサー１６、第２のセンサー１７のオンオフ情報によって吸着ハンド１０がどの方向に角度ずれを起こしたかを把握して、吸着ハンド１０の角度ずれが減少し改善できる方向に吸着ハンド１０の位置、角度を補正する。

すなわち、各吸着パッド１１の第１のセンサー１６、第２のセンサー１７がともにオンの場合、該吸着パッドを板状ワークに押し込み過ぎということで、コントローラは、その吸着パッドを板状ワークの板厚分を加味し板状ワークから離れる方向に吸着ハンド１０の位置、および角度の調整をする。

また、各吸着パッド１１の第１のセンサー１６、第２のセンサー１７がともにオフの場合、該吸着パッド１１の板状ワークへ１の押し込みが足りないということで、コントローラは、その吸着パッド１１が板状ワークの板厚分を加味し板状ワーク１に近づく方向に吸着ハンド１０の位置、および角度の調整をする。

さらに、各吸着パッドの第１のセンサー１６がオン、第２のセンサー１７がオフの場合、該吸着パッド１１の板状ワーク１への押し込み量が良好ということで、コントローラは、その吸着パッドの角度を保持し、板厚分の位置を調整する。

この場合、各吸着パッド１０の各第１のセンサー１６、第２のセンサー１７のオンオフ情報だけで吸着ハンドの角度ずれをすべて解消するような補正を行なうことはできず、設定した一定ピッチ分の角度だけ改善する位置、角度の補正とするが、現時点において板状ワーク１の吸着が可能な状態であるので、吸着ハンドの角度ずれをすべて解消するような補正を行なう必要はない。

すなわち、前記吸着ハンド１０の角度ずれを検出しても吸着パッド１１によって板状ワーク１を吸着できれば良いため、板状ワーク１の面と吸着パッド群１１、１１、・・からなる吸着面との角度が完全に面平行となる基準状態になるまで角度ずれを補正する必要はなく、予め設定した一定ピッチ分の角度だけ補正し、現時点の角度ずれ状態より一定ピッチ分だけ角度ずれ量が減少して、面平行に近づくように改善するだけで良く、角度ずれ量は、次回以降に取出す板状ワーク１の移載の度に少しずつ補正される。

前記吸着ハンド１０の角度ずれが起きた場合には、角度ずれを補正するタイミングは、板状ワーク１の移載時間を最小限とする為に、先に板状ワーク１を移載し、移載後の吸着ハンド１０が次の板状ワーク１を吸着するための戻り動作中に吸着ハンド１１の姿勢を角度ずれ補正後の姿勢にする。

このように、各吸着パッド１１が板状ワーク１を吸引して吸着できる圧力に達した場合は、第１のセンサー１６、第２のセンサー１７のオンオフ状態に関わらず、まず板状ワーク１を所定位置に移載させ、移載完了後の吸着ハンド１０が次の板状ワークを吸着するために戻り動作中に同時に吸着ハンドの角度ずれの補正を行なうようにしたので、吸着ハンドの角度ずれを補正する時間は実質ゼロとなり、移載タクトの大幅短縮が図れる。

２枚目以降も繰り返して同様に移載を行う。

通常、１枚目の板状ワーク１を吸着する場合には、板状ワーク１を吸着できるまで吸着ハンドの角度ずれの補正動作を繰り返すが、２枚目以降の板状ワーク１を吸着する時には前回の吸着時に吸着することができているわけであるから、角度ずれはあっても吸着できるケースがほとんどである。１枚目の吸着時に角度ずれの補正がされているので、２枚目以降の板状ワーク１の吸着時からは角度ずれ量は僅かとなるはずであるが、板状ワーク１の移載完了後の吸着ハンド１０の戻り動作時には次の板状ワーク１のための吸着ハンド１０の角度ずれが補正される。

吸着ハンド１０の角度ずれがあっても最前列の板状ワーク１を吸着できた場合には、次に取出す板状ワーク１についても吸着できるケースがほとんどで、角度ずれの補正をしなくてもすむが、補正をせずに放置しておくと角度ずれが累積して吸着できなくなる事態が生じる。このため、板状ワーク１を１枚移載完了するごとに、板状ワーク１枚と下端の隙間分を合わせたピッチに相当する角度だけ角度ずれの補正を行なうのが良い。

各吸着パッド１１の吸着部は吸着面の周囲に肉薄のリップ部を有したニトリルゴム、シリコーンゴム、バイトンゴム、ウレタンゴム等からなる板状ワーク吸着用の吸着パッドを用いる。

また、図５に示すようにパレット２上に載置された複数枚の板状ワーク１の最前列側の１枚目の板状ワーク１を取出す場合、移載スピードと、移載効率を上げる為に、予めロボットに対してティーチングによって、板状ワークの形状、寸法、板厚、積載枚数などによって、最前列の板状ワークの積載角度、位置等の座標データを記憶させておき、最前列の板状ワークに対する吸着ハンドの位置および概略姿勢を設定記憶しておくと良い。

また、図５に示すように、パレット２上に積載された複数枚の板状ワーク１、１・・より、１枚目の板状ワーク１を取出す時に、ロボット３の図示しないコントローラに登録済みのティーチング情報等に基づいて、吸着ハンド１０の吸着パッド１１を板状ワーク１に接近させ、さらに複数の各吸着パッド１１、１１・・を板状ワーク１に押し当てた時に、各吸着パッド１１の吸引管部１２の先端に設けたドグ１５がロボット３のアーム４側に押し上げられて移動し、第１のセンサー１６、第２のセンサー１７のオン、オフにより吸着ハンド１０の角度ずれの有無を検出できる。

次に、本発明の吸着ハンドの使用方法について説明する。

まず、図５に示したようなパレット１上に縦姿勢で積載された複数枚のガラス板１、１・・等の最前列の板状ワーク１より１枚ずつ取出し移載する場合を例として示す。

本実施例では、図２（ａ）に示すように、正面図で見て上部側に２個の吸着パッド１１、１１、下部側に１個の吸着パッド１１の計３個の吸着パッド１１、１１・・を有した吸着ハンド１０を用い、通常、図２（ｂ）に示すように、積層した板状ワークに吸着パッドを押し当てていない状態において、各吸着パッド１１の吸引管部１２に設けたバネ１４が復元した状態で吸着パッド１１を前方に突き出した状態であるので、ドグ１５は吸着ハンド１０の取付けプレート１０ａ寄りに位置し、第1のセンサー１６、第２のセンサー１７はいずれもドグ１５の端部から外れた位置となるオフの状態である。

まず、図３に示すようにパレット上に縦姿勢で積載された最前列の傾斜した板状ワーク１に対し吸着ハンド１０を押し付けた時、板状ワーク１の傾斜よりも取付けプレート１０ａの面の傾斜が小さく、吸着ハンド１０が角度ずれを起こした状態であると下方側の吸着パッド１１はロボットアーム４側に押し込まれ、バネ１４は圧縮された状態となり、吸着パッド１１の先端のリップ部１１ａは肉薄のゴム製であるため板状ワーク１の面に押し当てられて馴染むように変形する。

この状態で図示しない真空源によって吸着パッド１１、１１・・を吸引すると、板状ワーク１の面と吸着パッド群１１、１１・・からなる吸着面とが吸着ハンド１０の角度ずれにより面平行でなくても、吸着パッド１１、１１・・内の圧力が板状ワーク１を吸着支持できる圧力に達している場合には、角度ずれ量は微量であり板状ワーク１を持ち上げた時に板状ワーク１のエッジによって別の板状ワーク面にキズを発生させる恐れもないため、角度ずれの補正よりも先に直ちにこの吸着中の板状ワーク１を所定の位置に移載する。

図４に示すように、板状ワーク１を吸着して持ち上げた移載途中の段階では、バネ１４の復元力と吸着パッド１１の先端部のリップ部１１ａの変形の復元力によって吸着パッド１１の吸着面に平行面となるように板状ワーク１の姿勢が変化するが、吸着ハンド１０の角度ずれが問題となるのは板状ワーク１を吸着しようとした時に角度ずれによって板状ワーク１を吸着できる圧力に到達せず吸着できない場合であるので、吸着し、持ち上げた板状ワーク１については、姿勢が変化したとしても問題とはならない。

よって、板状ワーク１を吸着できる圧力に達した場合には、吸着できた板状ワーク１の移載を優先し、板状ワーク１を吸着できる圧力に達していない場合には、吸着できる圧力に達するまで前記したように第１のセンサー１６、第２のセンサー１７の２つのセンサーのオンオフ情報によって吸着ハンド１０の角度ずれを修正すれば良い。

吸着ハンド１０の姿勢は、次以降に吸着する板状ワーク１をより吸着しやすい角度とする為に、前回吸着した板状ワーク１の移載が終わった後で、前回吸着時に吸着圧力が所定の圧力に達した時の第１のセンサー１６、第２のセンサー１７のオン、オフ情報に基づいて、吸着ハンド１０の角度ずれを設定したピッチ分の角度ずつ補正する。

角度ずれの該ピッチ分の補正角度は、板状ワーク１の板厚、高さ、下端部の平均的な隙間等により異なるが、例えば１°程度の角度を該ピッチ分として補正をする。

以上、好適な実施例について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の応用が考えられる。

板状ワーク１としては、強化、半強化、未強化のガラス板、合成樹脂板、鋼板、パネル材等の何れでも良い。

板状ワークとしては、必ずしもフラットな板でなく、緩やかに湾曲した曲げアールの大きな板状のものに対しても応用できる。

吸着ハンド１０に設ける吸着パッド１１、１１・・の個数は、通常板状ワークの重量によって決定するが、吸着ハンド１０の上下方向の角度ずれ、および左右方向の角度ずれを検出するためには、少なくとも３個の吸着パッドを図２（ａ）に示す正面図で、上下方向に見て少なくとも２個、左右方向に見て少なくとも２個となるように分散して配設するのが望ましい。

本発明の吸着ハンドの斜視図。（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の吸着ハンドの正面図及び側面図。吸着ハンドの角度ずれがある場合の本発明の吸着ハンドの動作を説明する側面図。本発明の吸着ハンドによって板状ワークの移載動作の移載途中を説明する側面図。吸着ハンドの角度ずれがない場合の本発明の吸着ハンドを備えたロボットによる板状ワークの移載装置の側面図。

符号の説明

１板状ワーク
２パレット
３ロボット
４アーム
１０吸着ハンド
１０ａ取付プレート
１１吸着パッド
１１ａリップ部
１２吸引管部
１３スライドガイド
１４バネ
１５ドグ
１６第１のセンサー
１７第２のセンサー
１８取付部材

Claims

パレット(2)上に縦姿勢で積載され、縦姿勢で積層したことによって積み込み角度が僅かずつ異なってしまった複数枚の板状ワーク(1)を、最前列より、吸着パッド(11)により吸着して１枚ずつ自動的に取出して移載するロボット(3)の吸着ハンド(10)において、
該吸着ハンド(10)は、
板状ワーク(1)の面側で、該面に面平行となるように設けた取付プレート部(10a)を有し、
取付プレート部(10a)には、上下方向に見て少なくとも２個、左右方向に見て少なくとも２個となるように吸着パッド(11)を設け、
それぞれの吸着パッド(11)の各中心部に固着した吸引管部(12)を遊挿するスライドガイド(13)を固着し、各吸引管部(12)の先端にドグ(15)を固着すると共に、
吸着パッド(11)とスライドガイド(13)間にバネ(14)を設けて吸着パッド(11)の吸着面と取付プレート(10a)面との間隔を伸縮自在に、かつ吸引管部(12)を突出入自在とし、
板状ワーク(1)の面に吸着ハンド(10)を押し付けた時に吸引管部(12)の突入によるドグ(15)の接近又は接触を検出する第１のセンサー(16)と第２のセンサー(17)を吸着パッド(11)側から第１のセンサー(16)、第２のセンサー(17)の順に並設して取付プレート(10a)に取付部材(18)で取付けてドグ(15)の端部近傍の基準位置に設け、
該基準位置は、板状ワーク(1)の被吸着面と全吸着パッド(11)の吸着面とが面平行の状態で、板状ワーク(1)に吸着ハンド(10)を押し付けた時に、第1のセンサー(16)のすべてがドグ(15)の端部を検出してスイッチオンとなり、同時に第２のセンサー(17)のすべてがドグ(15)の端部から僅かに外れてスイッチオフとなるような状態となり、所定の吸着圧力が得られる位置であり、
さらに、
第1のセンサー(16)及び第２のセンサー(17)のオンオフ情報に基づいて検出したそれぞれの吸着パッドの取付プレート(10a)からの突出入位置に基づいて吸着ハンドの角度ずれを検出して角度ずれの補正を行うコントローラ
を備えたことを特徴とするロボットの吸着ハンド。
パレット上に縦姿勢で積載され、縦姿勢で積層したことによって積み込み角度が僅かずつ異なってしまった複数枚の板状ワークを、最前列より、吸着パッドにより吸着して１枚ずつ自動的に取出し移載する方法において、
請求項１記載の吸着ハンドを用い、
前記吸着パッドを板状ワーク面に押し付け、第１のセンサーのいずれかがオンとなっても、他の第１のセンサーはオフのままの状態で吸引開始させたときに、各吸着パッド内の空気が板状ワークを吸着できる圧力に到達しない場合には、
各吸着パッドに設けたドグによってオンオフする第1のセンサーと第２のセンサーのオンオフ情報にもとづき、すべての吸着パッドが板状ワークを吸着可能な圧力に到達するまで、ロボットの吸着ハンドの角度ずれを設定したピッチ分の角度ずつ繰り返し補正し、すべての吸着パッドが板状ワークを吸着可能な圧力に到達した時点で板状ワークの移載を行なう動作をコントローラにより行うことを特徴とする移載方法。
パレット上に縦姿勢で積載され、縦姿勢で積層したことによって積み込み角度が僅かずつ異なってしまった複数枚の板状ワークを、最前列より、吸着パッドにより吸着して１枚ずつ自動的に取出し移載する方法において、
請求項１記載の吸着ハンドを用い
前記吸着パッドを板状ワーク面に押し付け、
各吸着パッド内の圧力が板状ワークを吸着できる圧力に到達した場合には
第１のセンサーと第２のセンサーのオンオフ情報によって吸着ハンドの角度ずれを補正することなく、吸着した板状ワークを所定位置に移載し、
すべての吸着パッドが板状ワークを吸着可能な圧力に到達した時点の第１のセンサーと第２のセンサーのオンオフ情報に基づき、吸着した板状ワークの移載後の吸着ハンドの戻り時間中に予め設定したピッチ分の角度だけ吸着ハンドの角度ずれを補正する動作をコントローラにより行うことを特徴とする移載方法。
請求項１または２記載の移載方法において、
吸着パッドを板状ワーク面に押し付け、
各吸着パッドの第１のセンサー、第２のセンサーがともにオンの場合、該吸着パッドを板状ワークに押し込み過ぎということで、該吸着パッドを板状ワークから離れる方向に、第１のセンサー、第２のセンサーがともにオフの場合、該吸着パッドの板状ワークへの押し込みが足りないということで、該吸着パッドを板状ワークに近づく方向に、吸着ハンドの位置、および角度の調整をコントローラにより行うことを特徴とする移載方法。