JP4972025B2 - Transfer method of long ceramic columnar body - Google Patents
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Description
本発明は、特に長尺のセラミックス柱状体の移載をするのに好適な装置と、それを用いたセラミックス柱状体の移載方法に関する。 The present invention relates to an apparatus suitable for transferring a long ceramic columnar body and a method for transferring a ceramic columnar body using the apparatus.
外形が柱状のセラミック焼成体は、ナトリウム−硫黄電池のβアルミナ管をはじめとして、種々の用途に用いられている。このようなセラミック焼成体は、成形手段によってセラミックス材料を成形し、セラミック成形体を得て、それを焼成することによって製造される。 Ceramic fired bodies having columnar outer shapes are used for various applications including β-alumina tubes of sodium-sulfur batteries. Such a ceramic fired body is manufactured by forming a ceramic material by a forming means, obtaining a ceramic formed body, and firing it.
一般に、外形が柱状のセラミックス焼成体を、真直度よく製造することは難しい。特に、軸方向に長い長尺のセラミックス焼成体では、全く曲がらせずに製造することは困難である。又、セラミックス焼成体に他の部材を接合することによっても、セラミックス焼成体の真直度は悪化する。ところが、例えば、βアルミナ管では、ナトリウム−硫黄電池における電気容量確保や抵抗低減を図るためには、高さと直径の比を大きくする方が有利なことから、長尺化される傾向にある。そして、固体電解質管であるβアルミナ管には、陰極及び陽極の絶縁部材(絶縁リング)としてαアルミナリングがガラス等で接合され、更には、その絶縁リングと陰極及び陽極の金具とが熱圧接合される。従って、セラミックス焼成体であるβアルミナ管を用いた製品の真直度は悪化し易い。 In general, it is difficult to manufacture a ceramic fired body having a columnar shape with good straightness. In particular, a long ceramic fired body that is long in the axial direction is difficult to manufacture without bending at all. Moreover, the straightness of the ceramic fired body is also deteriorated by bonding another member to the ceramic fired body. However, for example, β-alumina tubes tend to be lengthened because it is advantageous to increase the ratio of height to diameter in order to secure electric capacity and reduce resistance in sodium-sulfur batteries. The β alumina tube, which is a solid electrolyte tube, is joined with glass or the like as an insulating member (insulating ring) for the cathode and anode, and further, the insulating ring and the metal fitting for the cathode and anode are heated and pressed. Be joined. Therefore, the straightness of a product using a β alumina tube which is a ceramic fired body is likely to deteriorate.
一方、セラミックス焼成体は、打痕等の衝撃による損傷が生じ易いものである。そのため、製造工程におけるセラミックス焼成体の移載作業においては、設備や治具等へのセラミックス焼成体の接触を、極力なくすことが好ましい。特に、βアルミナ管では、表面への異物接触や取り扱いによる打痕によって、βアルミナ管に破損が生じ、ナトリウム−硫黄電池の特性を低下させる懸念があり、品質確保のためには、人による作業では自ずと限界がある。このような事情から、セラミックス焼成体の移載手段について、ロボットによる自動化が進められるようになった。 On the other hand, ceramic fired bodies are easily damaged by impacts such as dents. Therefore, in the transfer operation of the ceramic fired body in the manufacturing process, it is preferable to minimize the contact of the ceramic fired body with facilities, jigs, and the like. In particular, in β alumina tubes, there is a concern that the β alumina tube may be damaged due to contact with foreign matter on the surface or dents due to handling, and the characteristics of the sodium-sulfur battery may be deteriorated. Then there is a limit naturally. Under such circumstances, robotic automation of the means for transferring ceramic fired bodies has been promoted.
本発明は、このような真直度が悪化し易いセラミック焼成体をロボットで移載する手段にかかる技術を背景にするものである。尚、このような技術背景を有する発明にかかる先行文献は、これまで存在しないようである。 The present invention is based on the technology relating to the means for transferring such a ceramic fired body whose straightness is likely to deteriorate with a robot. In addition, it seems that the prior literature concerning the invention which has such a technical background does not exist so far.
一般に、長尺のセラミックス焼成体をロボットで移載するに際しては、セラミックス焼成体の一部(例えば頭部(端部)や胴部)を固定する。そして、移載中にふらつかないように安定的な移載をするため、あるいは、固定箇所の持ち替えのためには、2箇所(例えば頭部と胴部)を同時に固定することが好ましい。 Generally, when a long ceramic fired body is transferred by a robot, a part of the ceramic fired body (for example, the head (end) or the body) is fixed. In order to perform stable transfer so as not to fluctuate during transfer, or to change the fixed part, it is preferable to fix two places (for example, the head and the trunk) at the same time.
特に、セラミックス柱状体の胴部を把持するロボットハンドにおいては、従来、安定した固定力を得るため、広い接触面積を持つパッドや把持力の伝達効果を挙げるためのV字型の溝を持つブロック形状のパッドを備えるものが多い。図13及び図14は、従来のロボットハンドの態様の一例及び他例を示す図であり、セラミックス柱状体と、それを両側から把持しようとするパッドを表す斜視図である。図13には、セラミックス柱状体104に対して広い接触面積を持つパッド152a,152bが示され、図14には、セラミックス柱状体104を把持する力の伝達効果を挙げるためのV字型の溝を持つブロック形状のパッド252a,252bが示されている。これら従来のロボットハンドは、リジッドな状態でセラミックス柱状体の胴部を把持するものである。
In particular, in a robot hand that grips the body of a ceramic columnar body, conventionally, in order to obtain a stable fixing force, a pad having a wide contact area or a block having a V-shaped groove for providing a gripping force transmission effect. Many are equipped with shaped pads. FIGS. 13 and 14 are views showing an example and other examples of a conventional robot hand, and are perspective views showing a ceramic columnar body and a pad for gripping it from both sides. FIG. 13 shows
しかしながら、上記したように、長尺のセラミックス焼成体には真直度が悪いものが存在し、真直度が悪いと固定すべき位置が変動することから、従来のリジッドな(ロボット)ハンドで把持しようとすると、セラミックス焼成体に曲げ応力等の集中荷重がかかってしまい、その結果、クラックを発生させたり破損に至るおそれがある。 However, as described above, there are some long ceramic fired bodies with poor straightness, and if the straightness is poor, the position to be fixed changes, so let's hold it with a conventional rigid (robot) hand. Then, a concentrated load such as bending stress is applied to the ceramic fired body, and as a result, there is a risk of causing cracks or damage.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、長尺で真直度の悪いセラミックス焼成体をロボットで移載するに際し、応力集中等によるクラックの発生や破損が起こり難い手段を提供することにある。研究が重ねられた結果、(ロボット)ハンドにセラミックス焼成体の曲がりを吸収する機能を付与することによって、上記課題が解決されることが見出された。具体的には、本発明によれば、以下の手段が提供される。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the problem is that when a ceramic fired body having a long length and poor straightness is transferred by a robot, the occurrence of cracks due to stress concentration, etc. The object is to provide a means to prevent damage. As a result of repeated research, it has been found that the above problem can be solved by giving the (robot) hand a function of absorbing the bending of the fired ceramic body. Specifically, according to the present invention, the following means are provided.
先ず、本発明によれば、パッド用枠体、そのパッド用枠体に平行に取り付けられ球面又は平面を呈する緩衝材で構成される複数の当接パッド、その当接パッドをパッド用枠体に支持をするとともに弾性機構を備える当接パッドシャフト、及び、その当接パッドシャフトが弾性機構によって反力を吸収した状態を保持する状態保持機構、を備え、複数の当接パッドが向き合うように、対向して配設される一対のグリッパユニットと、その対向して配設される一対のグリッパユニットの間隔を調整する間隔調整機構と、で構成されるグリッパを具備するセラミックス柱状体用移載装置が提供される。 First, according to the present invention, a pad frame, a plurality of contact pads made of a cushioning material attached in parallel to the pad frame and exhibiting a spherical surface or a plane, the contact pads are used as the pad frame. A contact pad shaft that supports and has an elastic mechanism, and a state holding mechanism that holds the state in which the contact pad shaft absorbs the reaction force by the elastic mechanism, so that a plurality of contact pads face each other. Ceramic columnar body transfer device comprising a gripper comprising a pair of gripper units disposed opposite to each other and a distance adjusting mechanism for adjusting a distance between the pair of gripper units disposed opposite to each other. Is provided.
即ち、本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置は、グリッパを具備する。そして、そのグリッパは、対向して配設される2つのグリッパユニットと、そのグリッパユニットの間隔を調整する間隔調整機構を備える。グリッパユニットの状態保持機構が保持すべき、反力を吸収した状態とは、当接パッドシャフトで支持された当接パッドをセラミックス柱状体に当接をさせたときに生じる反力を、弾性機構によって吸収した状態である。 That is, the ceramic columnar transfer device according to the present invention includes a gripper. The gripper includes two gripper units disposed opposite to each other, and an interval adjusting mechanism that adjusts an interval between the gripper units. The state that the state holding mechanism of the gripper unit should hold is the state of absorbing the reaction force. The reaction force generated when the contact pad supported by the contact pad shaft is brought into contact with the ceramic columnar body is the elastic mechanism. It is the state absorbed by.
グリッパユニットあたりの当接パッドの数は、好ましくは2以上10以下、更に好ましくは2以上6以下、特に好ましくは4である。当接パッドは、グリッパユニット毎に、鉛直方向に2列で配設することが好ましい。 The number of contact pads per gripper unit is preferably 2 or more and 10 or less, more preferably 2 or more and 6 or less, and particularly preferably 4. The contact pads are preferably arranged in two rows in the vertical direction for each gripper unit.
本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置においては、グリッパに加えて、複数の指を有するチャックを具備することが好ましい。 The ceramic columnar transfer device according to the present invention preferably includes a chuck having a plurality of fingers in addition to the gripper.
そして、このチャックは、水平可動機能及び固定機能を有することが好ましい。例えば、好ましいチャックとして、一般にセンタリングデバイスと呼ばれる求芯機構ユニットが付加されているものを挙げることが出来る。このようなチャックによれば、水平可動するフリー状態と、センター(芯)に移動し固定される状態(ロック状態)と、を実現することが可能である。フリーな状態は、LM(リニアモーション)ガイドやボール等でXY方向(通常は水平方向)に自在に動くような状態であり、ロック状態は、テーパーピン等で軸中心に移動し固定された状態である。 The chuck preferably has a horizontally movable function and a fixed function. For example, as a preferable chuck, a chuck to which a centering mechanism unit generally called a centering device is added can be cited. According to such a chuck, it is possible to realize a free state in which it can move horizontally and a state in which it moves to the center (core) and is fixed (locked state). The free state is a state in which it moves freely in the XY direction (usually the horizontal direction) with an LM (linear motion) guide or a ball, etc., and the locked state is a state in which it is moved and fixed to the shaft center with a taper pin or the like. It is.
本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置においては、ハンド用枠体、そのハンド用枠体に取り付けられた上記グリッパ及び上記チャック、及び、それらグリッパ及びチャックのうち何れか又は両方を動かしてグリッパとチャックとの位置関係を調節する位置調節機構、を備えるハンドと、そのハンドを先端に取り付けたアームと、を具備することが好ましい。 In the transfer device for a ceramic columnar body according to the present invention, the gripper is moved by moving either or both of the gripper and the chuck, and the gripper and the chuck attached to the hand frame. It is preferable to include a hand including a position adjusting mechanism that adjusts a positional relationship between the chuck and the chuck, and an arm attached to the tip of the hand.
即ち、本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置は、その好ましい態様において、ハンドとアームを具備する。そして、ハンドは、上記したグリッパ、チャック、及びそれらの位置関係を調節する位置調節機構を有する。 That is, the transfer device for a ceramic columnar body according to the present invention includes a hand and an arm in a preferred embodiment. The hand includes the above-described gripper, chuck, and position adjustment mechanism that adjusts the positional relationship between them.
次に、本発明によれば、一の位置に置かれたセラミックス柱状体の端部(例えば、頭部)を、複数の指を有するチャックで把持をするとともに、その把持をされたセラミックス柱状体の胴部を挟むように、弾性機構を備える当接パッドシャフトで支持され球面又は平面を呈する緩衝材で構成される複数の当接パッドを、胴部の両側から当接をさせ、その当接によって生じた反力を当接パッドシャフトの弾性機構によって吸収し、その反力を吸収した状態を保持しつつ、セラミックス柱状体の胴部を掴持し、セラミックス柱状体を他の位置へ移載するセラミックス柱状体の移載方法が提供される。これを、単に、セラミックス柱状体の移載方法、ともいう。 Next, according to the present invention, an end (for example, a head) of a ceramic columnar body placed at one position is gripped by a chuck having a plurality of fingers, and the ceramic columnar body that has been gripped is gripped. A plurality of contact pads made of a cushioning material having a spherical surface or a flat surface supported by a contact pad shaft provided with an elastic mechanism so as to sandwich the body part of the body are brought into contact from both sides of the body part, and the contact is made The reaction force generated by the contact pad shaft is absorbed by the elastic mechanism of the contact pad shaft, and while holding the reaction force, the body of the ceramic columnar body is held and the ceramic columnar body is transferred to another position. A method for transferring a ceramic columnar body is provided. This is also simply referred to as a ceramic columnar transfer method.
本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置及び移載方法において、セラミック柱状体を構成するセラミックス材料は特に限定されない。例えば、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ、マグネシア、フェライト、コージェライト、イットリア等の希土類元素の酸化物を含む酸化物系セラミックス、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土類元素のマンガナイト、希土類元素のクロマイト等、窒化アルミニウム、窒化珪素,サイアロン、炭化珪素、炭化ホウ素、炭化タングステン等を挙げることが出来る。 In the ceramic columnar transfer device and transfer method according to the present invention, the ceramic material constituting the ceramic columnar body is not particularly limited. For example, oxide ceramics containing rare earth oxides such as alumina, zirconia, titania, silica, magnesia, ferrite, cordierite, yttria, barium titanate, strontium titanate, lead zirconate titanate, rare earth manga Examples thereof include nitrite, chromite of rare earth elements, aluminum nitride, silicon nitride, sialon, silicon carbide, boron carbide, tungsten carbide and the like.
本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置及び移載方法において、移載の対象であるセラミック柱状体とは、主原料がセラミックであり外形が柱状である定形体を意味する即ち、柱状体には、中実なものではない中空の筒状体等が含まれる。 In the transfer device and transfer method for ceramic columnar bodies according to the present invention, the ceramic columnar body to be transferred means a fixed body whose main raw material is ceramic and whose outer shape is columnar, that is, in the columnar body. Includes a hollow cylindrical body that is not solid.
本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置は、セラミックス柱状体の端部を、複数の指を有するチャックで把持をするとともに、その把持されたセラミックス柱状体の胴部に当接パッドを当接をさせたときに、その当接によって生じた反力を、当接パッドシャフトが備える弾性機構によって吸収し、その吸収した状態を保持する状態保持機構を備えているので、セラミックス柱状体を掴んだときに、セラミックス柱状体にストレスを与えることがない。 The transfer device for a ceramic columnar body according to the present invention grips an end of the ceramic columnar body with a chuck having a plurality of fingers, and abuts a contact pad on the body of the gripped ceramic columnar body. Since the reaction force generated by the contact is absorbed by the elastic mechanism of the contact pad shaft and the absorbed state is held, the ceramic columnar body is gripped. Sometimes the ceramic columnar body is not stressed.
例えば、真直度が悪いセラミックス柱状体であれば、端部を、複数の指を有するチャックで把持し、その曲がった形状に合わせて当接パッドがセラミックス柱状体に当接をするように当接パッドシャフトが伸縮し、真直度が悪いセラミックス柱状体の形状のまま、当接パッドでセラミックス柱状体を掴持することが出来る。掴持する側の状況に合わせて、真直度が悪いセラミックス柱状体を変形させようとする力が、はたらかない。そのため、セラミックス柱状体には、従来手段のように、曲げ応力等の集中荷重はかからない。よって、セラミックス柱状体を移載するに際し、クラックを発生させたり破損に至る心配はない。 For example, in the case of a ceramic columnar body with poor straightness, the end portion is gripped by a chuck having a plurality of fingers, and the contact pad makes contact with the ceramic columnar body in accordance with the bent shape. The ceramic columnar body can be gripped by the contact pad while the pad shaft expands and contracts and the shape of the ceramic columnar body has poor straightness. The force to deform the ceramic columnar body with poor straightness does not work according to the situation of the gripping side. Therefore, the ceramic columnar body is not subjected to concentrated load such as bending stress unlike the conventional means. Therefore, when transferring the ceramic columnar body, there is no fear of causing cracks or damage.
又、本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置は、真直度が異なる(変形の程度が異なる)セラミックス柱状体を連続して移載する工程で使用されても、それぞれの変形の程度が異なるセラミックス柱状体に曲げ応力をかけずに、移載をすることが可能である。 Moreover, even if the ceramic columnar transfer device according to the present invention is used in a process of continuously transferring ceramic columnar bodies having different straightness (different degrees of deformation), the degree of deformation is different. It is possible to transfer without applying bending stress to the ceramic columnar body.
そして、既述のように、真直度は、セラミックス柱状体が長尺であればあるほど悪化する傾向にあるが、本発明によれば、長尺のセラミックス柱状体であっても、曲げ応力をかけずに、移載することが可能である。 As described above, the straightness tends to deteriorate as the ceramic columnar body becomes longer, but according to the present invention, even if the ceramic columnar body is long, the bending stress is reduced. It is possible to transfer without applying.
本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置は、状態保持機構を備えることに加えて平行に取り付けられる複数の当接パッドが球面又は平面を呈する緩衝材で構成されているので、掴持しようとするセラミックス柱状体の位置がずれても、常に複数点で当接してセラミックス柱状体を掴持することが可能である。従って、掴持する動作における安定性に優れる。 In the ceramic columnar transfer device according to the present invention, in addition to providing the state holding mechanism, a plurality of contact pads attached in parallel are made of a cushioning material having a spherical surface or a flat surface. Even if the position of the ceramic columnar body to be shifted is shifted, it is possible to always hold the ceramic columnar body in contact with a plurality of points. Therefore, the stability in the gripping operation is excellent.
本発明に係るセラミックス柱状体の移載方法は、本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置を用いて行う移載方法であり、上記本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置の奏する効果を、現に導く手段である。 The ceramic columnar body transfer method according to the present invention is a transfer method performed using the ceramic columnar body transfer device according to the present invention, and the effects exhibited by the ceramic columnar body transfer device according to the present invention described above. It is a means to lead to the present.
本発明に係るセラミックス柱状体用移載方法では、一の位置に置かれたセラミックス柱状体に対し、先にセラミックス柱状体の端部を把持し、後に胴部を掴持するが、後に胴部を掴んだときに、当接パッドの当接によって生じた反力が当接パッドシャフトの弾性機構によって吸収され、その状態が保持される。よって、セラミックス柱状体に曲げ応力等の集中荷重がかからない。 In the ceramic columnar transfer method according to the present invention, with respect to the ceramic columnar body placed at one position, the end of the ceramic columnar body is first gripped, and then the body is gripped. The reaction force generated by the contact of the contact pad is absorbed by the elastic mechanism of the contact pad shaft, and the state is maintained. Therefore, a concentrated load such as bending stress is not applied to the ceramic columnar body.
本発明に係るセラミックス柱状体用移載方法では、一の位置に置かれたセラミックス柱状体に対し、先にセラミックス柱状体の端部を把持し、後に胴部を掴持する。但し、複数の指を有するチャックに水平可動機能及び固定機能が付加されているセラミックス柱状体用移載装置を使用する場合には、先に胴部を掴んだ場合でも、セラミックス柱状体に曲げ応力等の集中荷重がかからずに、掴み直すことが出来る。例えば、先ず、一の位置に置かれたセラミックス柱状体の胴部を挟むように、胴部の両側から当接パッドに当接をさせ、その当接によって生じた反力を当接パッドシャフトの弾性機構によって吸収し、その反力を吸収した状態を保持しつつ、セラミックス柱状体の胴部を掴持する。その後、その胴部を掴持されたセラミックス柱状体の端部を、水平可動機能を有するチャックで把持をする。そして、その状態で反力吸収状態を開放してから、セラミックス柱状体の端部を把持した状態で、チャックを固定する。これ以降は、本発明に係るセラミックス柱状体用移載方法と同一である。胴部への当接によって生じた反力を当接パッドシャフトの弾性機構によって吸収し、その状態を保持することで、先に胴部を掴んだ場合でもセラミックス柱状体に、曲げ応力等の集中荷重がかかることはない。 In the transfer method for a ceramic columnar body according to the present invention, the end of the ceramic columnar body is first gripped with respect to the ceramic columnar body placed at one position, and then the trunk is gripped. However, when using a ceramic columnar transfer device in which a horizontal movable function and a fixed function are added to a chuck having a plurality of fingers, bending stress is applied to the ceramic columnar body even when the body is first gripped. It can be grasped again without applying concentrated load. For example, first, the abutting pad is brought into contact with both sides of the body so as to sandwich the body of the ceramic columnar body placed at one position, and the reaction force generated by the contact is applied to the contact pad shaft. The body of the ceramic columnar body is gripped while the state of absorption by the elastic mechanism and absorption of the reaction force is maintained. Thereafter, the end of the ceramic columnar body holding the body is gripped by a chuck having a horizontal movable function. Then, after releasing the reaction force absorbing state in this state, the chuck is fixed in a state where the end of the ceramic columnar body is gripped. The subsequent steps are the same as those in the method for transferring ceramic columnar bodies according to the present invention. The reaction force generated by the contact with the body is absorbed by the elastic mechanism of the contact pad shaft, and this state is maintained, so that even when the body is gripped first, bending stress, etc. is concentrated on the ceramic columnar body. There is no load.
以下、本発明について、適宜、図面を参酌しながら、実施形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではない。本発明に係る要旨を損なわない範囲で、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良、置換を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明に係る実施形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は、以下に記述される手段である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate, but the present invention should not be construed as being limited thereto. Various changes, modifications, improvements, and substitutions can be added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. For example, the drawings show preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited by the modes shown in the drawings or the information shown in the drawings. In practicing or verifying the present invention, the same means as described in this specification or equivalent means can be applied, but preferred means are those described below.
先ず、本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置の構成要素について説明する。 First, components of the ceramic columnar transfer device according to the present invention will be described.
図1〜図8は、本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置の一の実施形態を示す図である。図1は全体を表す図であり、図2はハンドを表す斜視図である。図3〜図5はグリッパを表す図であり、図3は正面図であり、図4は(左)側面図であり、図5は平面図(上面図)である。図6〜図8はグリッパユニットを表す図であり、図6は断面図であり、図7は前方上方から見た斜視図であり、図8は後方上方から見た斜視図である。 FIGS. 1-8 is a figure which shows one Embodiment of the transfer apparatus for ceramic columnar bodies which concerns on this invention. FIG. 1 is a diagram showing the whole, and FIG. 2 is a perspective view showing a hand. 3 to 5 are views showing the gripper, FIG. 3 is a front view, FIG. 4 is a (left) side view, and FIG. 5 is a plan view (top view). 6 to 8 are views showing the gripper unit, FIG. 6 is a sectional view, FIG. 7 is a perspective view seen from the front upper side, and FIG. 8 is a perspective view seen from the rear upper side.
図1に示されるセラミックス柱状体用移載装置100は、例えばナトリウム−硫黄電池に用いられるβアルミナ管であるセラミックス柱状体4を把持ないし把持するハンド1、ハンド1を先端に接続していて掴持ないし把持したセラミックス柱状体4を移動するアーム2、及び必要な動力源により構成される。
A ceramic
図2に示されるように、ハンド1は、アーム2と接続するハンド用枠体13と、そのハンド用枠体13に取り付けられたグリッパ12及びチャック11、並びにチャック11を動かす位置調節機構51及び位置調節機構61を備えている。ハンド用枠体13は、L字型に折り曲げた板状体を呈し、その背面でアーム2と接続され、正面で位置調節機構51及び位置調節機構61を介してチャック11と接続され、下面でグリッパ12と接続される。4つの指71を有するチャック11は、位置調節機構51によって図2における上方向へスライドし、これによって、チャック11とグリッパ12との位置関係が調節される。
As shown in FIG. 2, the
主に図3〜図5に示されるように、グリッパ12は、一対のグリッパユニット22a、グリッパユニット22bと、間隔調整機構32を備える。間隔調整機構32は、図3及び図5に示される矢印の方向に、グリッパユニット22a及びグリッパユニット22bを動かし、グリッパユニット22aとグリッパユニット22bとの間隔を、広げあるいは狭めて、調整する。
As shown mainly in FIGS. 3 to 5, the
主に図6〜図8に示されるように、グリッパユニット22aは、パッド用枠体42a、パッド用枠体42aに2列2段で平行に取り付けられた4つの当接パッド52a、4つの当接パッド52aをパッド用枠体42aに支持をする当接パッドシャフト62a、当接パッドシャフト62aを伸縮させて外部圧力を吸収する弾性機構72a、及び当接パッドシャフト62aが弾性機構72aによって外部圧力を吸収し伸び又は縮んだ状態を保持する状態保持機構82aを備える。同様に、グリッパユニット22bは、パッド用枠体42b、4つの当接パッド52b、弾性機構72b、当接パッドシャフト62b、及び状態保持機構82bを備える。当接パッド52a,52bは、緩衝材で構成され、図7及び図8に明示されるように球面を呈する。尚、当接パッドとして、平面を呈するものも用いることが出来る。
As shown mainly in FIGS. 6 to 8, the
次に、本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置を製造する方法について、上記したセラミックス柱状体用移載装置100の場合を一例にして、説明する。
Next, the method for manufacturing the ceramic columnar body transfer device according to the present invention will be described by taking the case of the ceramic columnar
セラミックス柱状体用移載装置100は、市販品を購入し又はステンレス鋼等からなる金属板等を加工して、既述の構成要素を得て、それらを組み立てるとともに、シーケンサ等の制御機器を用いて制御系を構築し(制御盤を設け)、更に、例えば電気、空圧、油圧等の動力系を構築する(動力盤を設け動力源を供給する)ことで、得ることが出来る。
The ceramic
アーム2は複数の間接からなる産業用ロボット用アームを採用し、チャック11は4つの指71からなる産業用ロボット用チャック(ハンド)を採用する。ハンド用枠体13及びパッド用枠体42a,42bは、金属板を機械加工して得ればよい。位置調節機構51,61及び間隔調整機構32は、LMガイド及びLMアクチュエータ等で構成される直線運動機器を使用することが出来る。
The
当接パッド52a,52bは球状のゴムを使用する。当接パッドシャフト62a,62bはステンレス鋼等からなる金属棒を使用する。弾性機構72a,72bはステンレス鋼等からなるバネを用いる。状態保持機構82a,82bとしては、エアシリンダ、油圧シリンダ、又はLMガイド及びLMアクチュエータ等で構成される直線運動機器を採用することが出来る。
The
次に、本発明に係るセラミックス柱状体の移載方法について、上記した図1〜図8に示されるセラミックス柱状体用移載装置100を使用する場合を一例にして、説明する。これは、本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置を使用する方法に相当する。
Next, a method for transferring a ceramic columnar body according to the present invention will be described by taking as an example the case of using the ceramic columnar
図9〜図12は、本発明に係るセラミックス柱状体の移載方法の一の実施形態を模式的に示す図である。図9及び図10は、セラミックス柱状体用移載装置100を用いて、セラミックス柱状体4を移載するために取り出し又は取り付ける様子を表した図であり、図9は取り出す様子を表した図であり、図10は取り付ける様子を表した図である。図11及は、セラミックス柱状体用移載装置100を用いて、曲がった(真直度が悪い)セラミックス柱状体4を移載する際におけるチャック11とグリッパ12の状態遷移の一例を表す図であり、図12は、同様に、チャック11とグリッパ12の状態遷移の他例を表す図である。尚、図11及び図12において、グリッパ12を構成する要素の符号は、グリッパユニット22a,22bを示すに留めているので、他の構成要素は図3〜図5を参照するものとする。
FIGS. 9-12 is a figure which shows typically one Embodiment of the transfer method of the ceramic columnar body which concerns on this invention. FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams showing how the ceramic
図9に示されるように、セラミックス柱状体4を移載するために、槽91に設置されている状態から取り出すに際しては、先ず、アーム2を動かして、ハンド1をセラミックス柱状体4が設置されている場所の近傍へ移動させる。次いで、位置調節機構51及び位置調節機構61によって、チャック11を下方に移動させ、セラミックス柱状体4の上側の端部に位置づける。そして、チャック11の4つの指71を開閉させて、セラミックス柱状体4の上側の端部を把持する(図11の左を参照)。このとき、グリッパ12の位置は変わらないから、チャック11は、グリッパ12に近接した位置になる。
As shown in FIG. 9, in order to transfer the ceramic
次に、位置調節機構51及び位置調節機構61によって、ゆっくりとチャック11を上方に移動させ、槽91からセラミックス柱状体4を上方へ取り出す。そうすると、(アーム2を動かさない限り)グリッパ12の位置は変わらないから、グリッパ12は、セラミックス柱状体4の下側の胴部に位置するようになる。そこで、その位置で、セラミックス柱状体4の胴部をグリッパ12で掴持する。具体的には、先ず、グリッパユニット22a,22bの状態保持機構82a,82bを駆動せずフリーにしたまま、間隔調整機構32でグリッパユニット22a,22bを相互に近づけるように動かし、当接パッド52a,52bをセラミックス柱状体4の胴部に当接をさせる(図11の中央を参照)。このとき、曲がったセラミックス柱状体4の形状、状態に合わせて、当接パッドシャフト62a,62bは弾性機構72a,72bによって伸縮する。当接の後に、状態保持機構82a,82bを駆動させてロックし、曲がったセラミックス柱状体4の形状、状態に合わせて、当接パッド52a,52bがセラミックス柱状体4の胴部に当接をしている状態を維持すればよい(図11の右を参照)。
Next, the
図10に示されるように、チャック11で把持されグリッパ12で掴持されたセラミックス柱状体4を、槽92に取り付けるには、先ず、アーム2を動かして、セラミックス柱状体4を設置すべき場所の近傍へ、ハンド1を移動させる。そして、その位置で、セラミックス柱状体4の胴部からグリッパ12を離す。具体的には、グリッパユニット22a,22bの状態保持機構82a,82bを開放し、間隔調整機構32でグリッパユニット22a,22bを相互に遠ざけるように動かし、当接パッド52a,52bをセラミックス柱状体4の胴部から離隔させればよい。次いで、位置調節機構51及び位置調節機構61によって、チャック11を下方に移動させ、チャック11で把持されたセラミックス柱状体4を槽92に挿入する。そして、チャック11の4つの指71を開閉させて、セラミックス柱状体4の上側の端部からチャック11を開放する。
As shown in FIG. 10, in order to attach the ceramic
尚、以上の説明では、セラミックス柱状体4を移載するために取り出すに際し、先に、チャック11でセラミックス柱状体4の端部を把持し、後に、グリッパ12でセラミックス柱状体4の胴部を掴持したが、最初に胴部を掴持しなければいけない場合には、チャック11が水平可動機能及び固定機能を有していれば、図12に示されるように、持ち換え(掴み直し)を行うことで対応出来る。即ち、チャック11でセラミックス柱状体4を把持していない状態で、グリッパユニット22a,22bの状態保持機構82a,82bを駆動せずフリーにしたまま、間隔調整機構32でグリッパユニット22a,22bを相互に近づけるように動かし、当接パッド52a,52bをセラミックス柱状体4の胴部に当接をさせる(図12の左を参照)。このとき、曲がったセラミックス柱状体4の形状、状態に合わせて、当接パッドシャフト62a,62bは弾性機構72a,72bによって伸縮する。当接の後に、状態保持機構82a,82bを駆動させ、曲がったセラミックス柱状体4の形状、状態に合わせて、当接パッド52a,52bがセラミックス柱状体4の胴部に当接をしている状態が維持される(図12の中央を参照)。その後、フリーの状態でチャック11の4つの指71を開閉させて、セラミックス柱状体4の上側の端部を把持し、グリッパユニット22a,22bの状態保持機構82a,82bを開放した後、チャック11を固定する。それ以降の動作は、既述の移載動作と同様である(図12の右を参照)。
In the above description, when the ceramic
以下、本発明について実施例を用いて、詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to these Examples.
(実施例1)既述のセラミックス柱状体用移載装置100を使用し、セラミックス柱状体4として、ナトリウム−硫黄電池に用いられる有底円筒形状のβアルミナ管を用い、掴持した際に、βアルミナ管に、発生する歪量の変化を測定した。具体的には、チャック11でβアルミナ管の開口した端部を把持した後に、βアルミナ管の胴部をグリッパ12で掴持し、この掴持した際のβアルミナ管の表面における歪量の変化を、βアルミナ管の開口部近傍の位置において歪ゲージ(共和電業社製のKFG−5−120−C11 L5M2R)を用いて測定した。掴持の際には、本発明に係るセラミックス柱状体の移載方法に従い、状態保持機構82a,82bを駆動せずフリーにしたまま、当接パッド52a,52bをβアルミナ管の胴部に当接をさせ、当接の後に、状態保持機構82a,82bを駆動させロックした。βアルミナ管の表面に発生する歪量は、0.8μεであった。
(Example 1) When using the ceramic
(比較例1)図13に示されるパッド152a,152bを備えた従来のリジッドなロボットハンドを用いて、βアルミナ管の胴部の掴持を行った。これ以外は、実施例1に準じて、掴持した際に、βアルミナ管表面に、発生する歪量の変化を測定した。結果は、歪量が2.2μεであり、実施例1に比して3倍程度大きな力がはたらいた。
(Comparative Example 1) Using a conventional rigid robot hand provided with
本発明に係るセラミックス柱状体用移載装置及びセラミックス柱状体の移載方法は、例えば、ナトリウム−硫黄電池の製造工程において、βアルミナ管を取り出し又は取り付ける際の手段として好適に利用することが出来る。具体的には、βアルミナ管に損傷を与えないロボットハンドリング、あるいは、βアルミナ管を組み立てた製品の取り出し又は取り付ける際の手段として、利用することが出来る。 The ceramic columnar transfer device and the ceramic columnar transfer method according to the present invention can be suitably used as a means for taking out or attaching a β-alumina tube, for example, in a manufacturing process of a sodium-sulfur battery. . Specifically, it can be utilized as a robot handling that does not damage the β-alumina tube, or as a means for taking out or attaching a product in which the β-alumina tube is assembled.
1:ハンド、2:アーム、4:セラミックス柱状体、11:チャック、12:グリッパ、13:ハンド用枠体、22a,22b:グリッパユニット、32:間隔調整機構、42a,42b:パッド用枠体、51,61:位置調節機構、52a,52b:当接パッド、62a,62b:当接パッドシャフト、71:指、72a,72b:弾性機構、82a,82b:状態保持機構、100:セラミックス柱状体用移載装置、104:セラミックス柱状体、152a,152b:パッド、252a,252b:パッド。
1: Hand, 2: Arm, 4: Ceramic columnar body, 11: Chuck, 12: Gripper, 13: Hand frame, 22a, 22b: Gripper unit, 32: Spacing adjustment mechanism, 42a, 42b:
Claims (2)
その端部を把持された前記セラミックス柱状体の胴部を挟むように、弾性機構を備える当接パッドシャフトで支持され球面又は平面を呈する緩衝材で構成される複数の当接パッドを、前記当接パッドシャフトが前記弾性機構によって反力を吸収した状態を保持する状態保持機構を駆動させずフリーにしたまま、前記胴部の両側から当接をさせ、前記当接によって生じた反力を前記当接パッドシャフトの弾性機構によって吸収し、その後、前記状態保持機構を駆動しロックして前記反力を吸収した状態を保持しつつ、前記セラミックス柱状体の胴部を前記複数の当接パッドで掴持し、
長尺のセラミックス柱状体を他の位置へ移載する長尺セラミックス柱状体の移載方法。 After gripping the end of an elongated ceramic columnar body placed in one position with an axial direction with a chuck having a plurality of fingers,
So as to sandwich the body portion of the ceramic columnar body gripped its ends, a plurality of contact pads formed of cushioning material that exhibits the contact pad is supported by a shaft spherical or planes with an elastic mechanism, wherein while contacting pad shaft is in said without driving the state holding mechanism for holding the state of absorbing the reaction force by the elastic mechanism free, the allowed to contact both sides of the body portion, the reaction force which the caused by the contact the absorbed by the contact pad shaft of the elastic mechanism, then the while the state holding mechanism to lock drive holds the state of absorbing the reaction force, contact pad body of the plurality of the ceramic columnar body in the gripping,
A method for transferring a long ceramic columnar body in which a long ceramic columnar body is transferred to another position.
その胴部を掴持された前記セラミックス柱状体の端部を、複数の指を有するとともに水平可動するチャックをフリー状態としてそれで把持し、その後、前記状態保持機構を開放してフリーとし、一旦、前記複数の当接パッドを、前記胴部の両側から離隔し、次いで、前記チャックを固定しロック状態とした後に、
再度、その端部を把持された前記セラミックス柱状体の胴部を挟むように、前記複数の当接パッドを、前記状態保持機構を駆動させずフリーにしたまま、前記胴部の両側から当接をさせ、前記当接によって生じた反力を前記当接パッドシャフトの弾性機構によって吸収し、その後、前記状態保持機構を駆動しロックして前記反力を吸収した状態を保持しつつ、前記セラミックス柱状体の胴部を前記複数の当接パッドで掴持し、
長尺のセラミックス柱状体を他の位置へ移載する長尺セラミックス柱状体の移載方法。 A plurality of cushioning materials which are supported by a contact pad shaft provided with an elastic mechanism and have a spherical surface or a flat surface so as to sandwich a body portion of a long ceramic columnar body which is placed in one position and which is long in the axial direction. The contact pad is contacted from both sides of the body while the state-holding mechanism that holds the state where the contact pad shaft absorbs the reaction force by the elastic mechanism is left free without being driven. Is absorbed by the elastic mechanism of the abutting pad shaft, and then the state holding mechanism is driven and locked to hold the reaction force absorbed, while holding the body portion of the ceramic columnar body. Grip with the plurality of contact pads ,
Grasp the end of the ceramic columnar body gripping the torso with a plurality of fingers and a horizontally movable chuck in a free state, and then releasing the state holding mechanism to make it free. The plurality of contact pads are separated from both sides of the body portion, and then the chuck is fixed and locked.
Again, the plurality of contact pads are contacted from both sides of the body part without driving the state holding mechanism so as to sandwich the body part of the ceramic columnar body gripped by the end part. The reaction force generated by the contact is absorbed by the elastic mechanism of the contact pad shaft, and then the state holding mechanism is driven and locked to hold the state of absorbing the reaction force, and the ceramics Grip the body of the columnar body with the plurality of contact pads,
A method for transferring a long ceramic columnar body in which a long ceramic columnar body is transferred to another position.
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