JP6028993B2

JP6028993B2 - 搬送装置

Info

Publication number: JP6028993B2
Application number: JP2012127453A
Authority: JP
Inventors: 豊福井; 佐一郎山下; 康宮下
Original assignee: FUYO JITSUGYO CO., LTD.; Nichimo Co Ltd
Current assignee: FUYO JITSUGYO CO., LTD.; Nichimo Co Ltd
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2032-06-04
Also published as: JP2013248721A

Description

本発明は、搬送装置に係り、特に、搬送対象物の吸着搬送に好適な搬送装置に関する。

図５は、従来から採用されていた各種の搬送対象物（ワーク）の搬送装置１の一例を示したものである。

この搬送装置１は、吸着ヘッド２と、真空ポンプ等の真空装置３と、両者を繋ぐホース４とを備えている。また、ホース４上には、自動電磁弁等の切換弁５が配設されており、この切換弁５は、吸着ヘッド２と真空装置３との接続状態を開閉するようになっている。ホース４の吸着ヘッド２と切換弁５との間には、大気側に連通する流路を分岐して切換弁１５を設けている。この切換弁１５は、吸着ヘッド２と大気側との接続状態を開閉するようになっている。

このような搬送装置１においては、一方の切換弁５を開、他方の切換弁１５を閉として、真空装置３によってホース４内を真空引きすることによって、吸着ヘッド２の内外に圧力差を生じさせる。

そして、このような状態の吸着ヘッド２をワークＷ上に位置させることで、ワークＷを吸着バッド２に吸着させ、その上で、吸着バッド２を不図示のアクチュエータによって搬送位置まで移動させることによって、ワークＷを搬送位置まで搬送することができる。

次いで、搬送位置においては、真空装置３の運転を継続したままの状態で一方の切換弁５を閉として真空吸吸引を遮断して、他方の切換弁１５を開として当該切換弁１５の大気側からホース４内に大気を真空引きの際と逆流させるようにして戻す。

これにより、吸着バッド２の内外の圧力差が無くなり、ワークＷを吸着ヘッド２から離脱させて搬送位置上に放出することができる。

このような搬送装置１に関連する従来技術としては、これまでにも、例えば、特許文献１および２に示すような技術が知られている。

特開平１１−０３５１４２号公報特開２００５−１６８４４０号公報

しかしながら、従来の搬送装置１は、真空装置３の運転を継続したままの状態で一方の切換弁５を閉として真空吸吸引を遮断して、他方の切換弁１５を開放してホース４内を大気圧に戻した際に、大気がホース４内を吸着ヘッド２側に逆流していたため、例えばホース４内に付着した付着物が剥離するとともに逆流してワークＷに触れる機会を発生させることとなり、衛生面に問題があった。

そこで、本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、搬送対象物を安定的かつ衛生的に搬送することができる搬送装置を提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明に係る搬送装置は、所定の搬送対象物を搬送するための搬送装置であって、前記搬送対象物を着脱可能に吸着させる吸着装置を備え、前記吸着装置は、前記搬送対象物を吸着する吸着ヘッドに対する圧縮空気の供給を行う圧縮空気供給装置を備え、前記吸着ヘッドは、前記圧縮空気の供給が行われる給気口と、この給気口から供給された前記圧縮空気の減圧が行われる環状の内部減圧流路と、この環状の内部減圧流路によって吸気口からの流路を囲繞されており当該内部減圧流路における前記圧縮空気の減圧にともなう外気の吸入が行われる前記吸気口と、前記内部減圧流路における減圧後の空気および前記吸気口から吸入された空気の排気が行われる排気口と、前記吸気口に対応する位置に取り付けられ、前記外気の吸入にともなう前記搬送対象物の吸着が行われる吸着パッドとを備えたことを特徴とする。

そして、このような構成によれば、圧縮空気の減圧を利用して搬送対象物を吸着装置安定的に吸着させることができ、また、真空ポンプを用いた真空引きの場合と違って、圧縮機と給気口とを繋ぐホース内の空間は非真空状態に維持されているため、吸着ヘッドから搬送対象物を離脱させる場合にホース内の空気が吸着パッド（吸気口）側に逆流することは原理的に生じないので、搬送対象物の衛生状態を確保することができる。

また、前記搬送装置は、前記吸着装置における前記搬送対象物の吸着が行われる中空の吸着ヘッドが取り付けられ、当該吸着ヘッドを、前記搬送対象物の受け取り位置と搬送位置との間で移動させるロボットアームを備えてもよい。

そして、このような構成によれば、圧縮空気の減圧を利用して搬送対象物を吸着ヘッドに安定的に吸着させることができ、ロボットアームによって柔軟な搬送対象物を適正に搬送することができる。

また、前記吸着パッドは、前記搬送対象物の吸着面を前記外気の吸入方向に縮退させることが可能とされた蛇腹構造を有してもよい。

そして、このような構成によれば、吸着パッドの可撓性を高めて、柔軟な搬送対象物と吸着面との密着性を向上させることができるので、搬送対象物を更に安定的に吸着させることができる。

本発明によれば、搬送対象物を安定的かつ衛生的に搬送することができる。

本発明に係る搬送装置の実施形態を示す概略構成図図１の搬送装置における吸着ヘッドの一例を示す概略構成図吸着ヘッドの第１の変形例を示す概略構成図吸着ヘッドの第２の変形例を示す概略構成図従来の搬送装置の一例を示す概略構成図

以下、本発明に係る搬送装置の実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態における搬送装置６は、大別して、ワークＷを着脱可能に吸着させる吸着装置７と、ロボットアーム８とによって構成されている。ワークＷとしては、例えば、おでんの具材（例えば、はんぺん、こんにゃく）等の食品その他の衛生面の管理が求められるものを好適に採用することができる。

また、図１に示すように、吸着装置７は、ロボットアーム８の先端部に取り付けられたワークＷの吸着が行われる吸着ヘッド７１と、圧縮空気供給装置としての圧縮機７２と、両者７１、７２を繋ぐホース７３とを有している。ホース７３上には、自動開閉弁７４が設けられている。また、圧縮機７２は、ロボットアーム８上に配置してもよく、または、ロボットアーム８上以外の配置位置に配置してもよい。

さらに、ロボットアーム８は、吸着ヘッド７１をワークＷの受け取り位置（換言すれば、吸着位置）Ｐ１と搬送位置（換言すれば、離脱位置）Ｐ２との間で移動させるように、図１に示す内蔵の駆動源８１（モータ等）に対する通電制御によって動作が電気的に制御されている。なお、駆動源８１は、ロボットアーム８の関節数と同数配設されていてもよい。また、駆動源８１に対する通電制御は、図１に示す搬送装置６の制御部９によって行われるようになっている。この制御部９は、プログラムが記憶されたＲＯＭ、このＲＯＭのプログラムを実行するＣＰＵ、このＣＰＵの処理結果の一時的な保存に用いられるＲＡＭおよびＩ／Ｏポート等によって構成してもよい。さらに、制御部９による制御には、例えば、受け取り位置Ｐ１上のワークＷを検出するカメラ１０等の他のデバイスの動作結果（トリガー）が反映されてもよい。さらにまた、受け取り位置Ｐ１および搬送位置Ｐ２の具体的な態様としては、設計コンセプトに応じて種々の態様を選択すればよく、例えば、図１に示すように、受け取り位置Ｐ１を、この位置Ｐ１に上流側（例えば、不図示のホッパ側）からワークＷを供給する第１のベルトコンベアＣ１のワーク載置面としてもよく、搬送位置Ｐ２を、搬送装置６によって搬送されたワークＷを次工程に排出するための第２のベルトコンベアＣ２のワーク載置面としてもよい。この搬送位置Ｐ２への搬送作業は、必要数量の良品質の（例えば、形状や大きさの基準を満たす）ワークＷのみを仕分けるための仕分け作業として行われてもよい。また、ロボットアーム８としては、多関節ロボットアーム等の公知の種々のロボットアームを用いてもよい。

次に、吸着ヘッド７１について更に詳述すると、図２に示すように、吸着ヘッド７１は、ステンレスやアルミ等の金属によって形成された中空の吸引力発生部７１１と、樹脂（例えば、シリコーンゴム）や薄肉の金属等の可撓性材料からなる筒状の吸着パッド７１２とによって構成されている。

より具体的には、図２に示すように、吸引力発生部７１１は、給気口７１１１、吸気口７１１２および排気口７１１３の３つの通気口７１１１、７１１２、７１１３を有しており、これらの通気口７１１１、７１１２、７１１３は、吸引力発生部７１１の内部空間を介して互いに連通されている。

また、図２に示すように、給気口７１１１には、ホース７３における圧縮機７２に接続された一端と反対側の他端が接続されている。この給気口７１１１においては、ホース７３を介して圧縮機７２からの圧縮空気の供給が行われるようになっている。この圧縮空気の供給は、制御部９によって制御されるようになっている。

さらに、図２に示すように、吸引力発生部７１１は、この吸引力発生部７１１の内部における給気口７１１１の下流側に配置された内部減圧流路７１１４を有している。この内部減圧流路７１１４は、給気口７１１１側から排気口７１１３側に向かうにしたがって内径が漸減され（絞られ）た略円錐台筒状の内管７１１５の内周面からなり、この内部減圧流路７１１４には、給気口７１１１から供給された圧縮空気が流入するようになっている。そして、内部減圧流路７１１４は、流入した圧縮空気を、ベルヌーイの法則（換言すれば、ベンチュリ効果）にしたがって加速・減圧させながら排気口７１１３側に流通させるようになっている。

さらにまた、図２に示すように、吸気口７１１２に対応する位置には、前述した吸着パッド７１２が同心状に取り付けられている。この吸気口７１１２においては、内部減圧流路７１１４における圧縮空気の減圧にともなう外気の吸入が行われるようになっている。この吸気口７１１２において吸入された空気は、内部減圧流路７１１４における減圧後の空気とともに、排気口７１１３から排気されることになる。そして、このような外気の吸入が、吸着パッド７１２をワークＷに近接または接触させた状態で行われる場合には、ワークＷに対して吸入気流が吸引力として作用して、ワークＷが吸着パッド７１２の吸着面７１２１に吸着されることになる。

また、図２に示すように、吸着パッド７１２の周壁部は、伸縮可能な蛇腹構造７１２２に形成されており、この蛇腹構造７１２２により、吸着面７１２１を吸気口７１１２における外気の吸入方向に縮退させることが可能とされている。

次に、このように構成された本実施形態における搬送装置６の作用について説明する。

ただし、初期状態において、ロボットアーム８および吸着ヘッド７１は、受け取り位置Ｐ１および搬送位置Ｐ２の双方から待避されたホームポジションに位置されており、また、吸着ヘッド７１に対する圧縮空気の供給は行われていないものとする。

そして、初期状態から、受け取り位置Ｐ１にワークＷが搬送されたことがカメラ１０による画像認識等によって検知されると、これを契機として、制御部９によるロボットアーム８の駆動源８１に対する通電制御によってロボットアーム８１が作動して、吸着ヘッド７１が受け取り位置Ｐ１まで移動され、吸着面７１２１が受け取り位置Ｐ１上のワークＷに臨ませられる。このときのロボットアーム８の移動量の制御には、カメラ１０によるワークＷの検知位置を反映させてもよい。

次いで、制御部９による圧縮機７２の不図示の駆動源（モータ等）に対する通電制御により、圧縮機７２が駆動され、自動開閉弁７４が開放されて、圧縮機７２から吸着ヘッド７１への圧縮空気の供給が、ホース７３および給気口７１１１を介して行われる。

次いで、給気口７１１１から吸入された圧縮空気が、内部減圧流路７１１４に流入し、この内部減圧流路７１１４において加速・減圧されながら排気口７１１３に向かって進行する。

そして、この内部減圧流路７１１４における減圧によって、この内部減圧流路７１１４に連通された吸気口７１１２の内外に圧力差が生じ、この結果、吸気口７１１２からの外気の吸入が行われる。

これにともなって、吸気口７１１２に対応する位置に取り付けられた吸着パッド７１２の吸着面７１２１においても、吸気口７１１２側への外気の吸入が行われ、この吸入気流による吸引力が、受け取り位置Ｐ１上のワークＷに作用する。

これにより、吸着パッド７１２の吸着面７１２１にワークＷが安定的に吸着される。このとき、吸着面７１２１が蛇腹構造７１２２によって吸入方向側に縮退できるため、ワークＷが柔らかい場合であっても、吸着面７１２１との密着性を確保することができる。

次いで、制御部９によるロボットアーム８の駆動源８１に対する通電制御によって、ロボットアーム８１が作動され、ワークＷが吸着された吸着ヘッド７１が、搬送位置Ｐ２まで移動される。

次いで、搬送装置Ｐ２への移動後、制御部９による自動開閉弁７４に対する通電制御により、自動開閉弁７４が全閉とされることによって、圧縮機７２から吸着ヘッド７１への圧縮空気の供給が停止される。

これにより、吸気口７１１２の内外に圧力差が無くなり、吸気口７１１２からの外気の吸入が停止される。

これにともなって、吸着パッド７１２の吸着面７１２１においても、吸気口７１１２側への外気の吸入が停止され、ワークＷに作用していた吸引力が無くなる。

これにより、吸着パッド７１２の吸着面７１２１に吸着されていたワークＷが、搬送位置Ｐ２上に放出される。

このとき、ホース７３内の空間は、元々真空状態ではなく、圧縮空気の供給状態から非供給状態に戻っただけであるので、このホース７３内の空気が吸気口７１１２に逆流することは原理的に生じない。

したがって、ホース７３内の空気がワークＷの衛生状態に悪影響を与えることを防止することができる。

特に、本実施形態においては、吸気口７１１２から排気口７１１３までの流路の全長が短いので、内周面が汚染される機会が少ないので衛生的に優れている。また、当該流路の内径が大きいので、従来のような大気の逆流が起こることがなく、衛生的に優れている。また、流路の内径が大きいので、洗浄しやすいものとなる。特に、油揚げやがんもどき等の油分が発生する食品を取り扱うばあいには、従来はホース４の内周面に油分が付着してべとべとになる不都合があったが、本実施形態においては、油分の付着量も極めて少なく抑えることができ、洗浄も容易で、衛生的に優れたものとなる。食品をまた、吸着パッド７１２の吸着面７１２１における開口部の内径が大きいので、目詰まりしにくいとともに、表面に凹凸があるワークＷ（例えば、油揚げ、がんもどき等）も吸着することができる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更してもよい。

例えば、図３に示すように、給気口７１１１と排気口７１１３とを互いに対向して配置し、これらに直交するように吸気口７１１２を配置してもよい。

また、図４に示すように、内部減圧流路７１１４は、吸気口７１１２からの流路（管路）を囲繞する環状の流路に形成してもよい。

さらに、排気口７１１３の手前の流路は、排気口７１１３側に向かって拡径するように構成してもよい。

また、図４の破線に示すように、吸着パッド７１２の外周部分を全長に亘って円筒状に覆うとともに、吸着面７１２１部分において吸着パッド７１２が揺れることを防止するような固定ガイド７５を設けるとよい。この固定ガイド７５によって、ワークＷを吸着面７１２１部分吸着したときに、吸着パッド７１２が不自然に揺れことや、振り子のように揺れることを防止して、ワークＷの吸着を確実に行うことができる。

なお、前記各実施形態の吸着蔵置は、搬送装置以外の用途にも利用することができる。

６搬送装置
７吸着装置
７１吸着ヘッド
７１１１給気口
７１１２吸気口
７１１３排気口
７１１４内部減圧流路
７１２吸着パッド
７２圧縮機
８ロボットアーム

Claims

所定の搬送対象物を搬送するための搬送装置であって、
前記搬送対象物を着脱可能に吸着させる吸着装置を備え、
前記吸着装置は、
前記搬送対象物を吸着する吸着ヘッドに対する圧縮空気の供給を行う圧縮空気供給装置を備え、
前記吸着ヘッドは、
前記圧縮空気の供給が行われる給気口と、
この給気口から供給された前記圧縮空気の減圧が行われる環状の内部減圧流路と、
この環状の内部減圧流路によって吸気口からの流路を囲繞されており当該内部減圧流路における前記圧縮空気の減圧にともなう外気の吸入が行われる前記吸気口と、
前記内部減圧流路における減圧後の空気および前記吸気口から吸入された空気の排気が行われる排気口と、
前記吸気口に対応する位置に取り付けられ、前記外気の吸入にともなう前記搬送対象物の吸着が行われる吸着パッドと
を備えたことを特徴とする搬送装置。
前記搬送装置は、前記吸着装置における前記搬送対象物の吸着が行われる中空の吸着ヘッドが取り付けられ、当該吸着ヘッドを、前記搬送対象物の受け取り位置と搬送位置との間で移動させるロボットアームを備えていること
を特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
前記吸着パッドは、前記搬送対象物の吸着面を前記外気の吸入方向に縮退させることが可能とされた蛇腹構造を有すること
を特徴とする請求項２に記載の搬送装置。