JP7467951B2 - Workpiece suction device - Google Patents
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Description
本発明は、ワークの吸着装置に関する。 The present invention relates to a workpiece suction device.
従来、特許文献1に開示されているように、生産ラインにおいて、ロボットアームの先端のハンドに複数の吸着パッドを有する吸着装置を組付け、そのハンドを用いて所定の場所に載置されたワークを吸着して取り出し、そのワークを異なる場所へ移動させるといった搬送作業を行うものがある。この場合、吸着パッドは、弾性変形可能な樹脂材料などにより形成され、その吸着面に負圧を生じさせてワークを吸着するようになっている。そして、上記構成では、複数の吸着パッドのそれぞれに対応する空気の供給および吸出しを制御するためのエアバルブの開閉制御は、単一系統となっていることが一般的である。 As disclosed in Patent Document 1, in a conventional production line, a suction device having multiple suction pads is attached to a hand at the tip of a robot arm, and the hand is used to pick up and remove a workpiece placed in a specified location, and then to move the workpiece to a different location for transport purposes. In this case, the suction pad is made of an elastically deformable resin material or the like, and is designed to attract the workpiece by generating negative pressure on the suction surface. In the above configuration, the opening and closing control of the air valves for controlling the supply and suction of air corresponding to each of the multiple suction pads is generally performed by a single system.
上記した搬送作業が行われる工程においては、搬送対象となるワークの形状が多種多様なものとなることが想定される。上記従来構成では、同一のハンドを用いて互いに形状が異なる複数種類のワークを精度良く吸着することが難しくなるおそれがある。なぜなら、上記構成では、複数の吸着パッドのうち一部だけで吸着することになるような形状のワークを吸着する場合、他の吸着パッドからのエア漏れが生じ、吸着している吸着パッドの真空度が低下して吸着力が弱まるからである。 In the process where the above-mentioned transport operation is performed, it is expected that the shapes of the workpieces to be transported will be diverse. With the above-mentioned conventional configuration, it may be difficult to accurately pick up multiple types of workpieces with different shapes using the same hand. This is because, with the above-mentioned configuration, when picking up a workpiece with a shape that can only be picked up by some of the multiple suction pads, air leaks from the other suction pads, reducing the degree of vacuum of the suction pad that is being sucked, and weakening the suction force.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、互いに形状が異なる複数種類のワークを確実に吸着することができるワークの吸着装置を提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a workpiece suction device that can reliably suction multiple types of workpieces that are different in shape.
請求項1に記載のワークの吸着装置は、ワークを搬送する搬送作業を行うロボットアームのハンドに取り付けられたものであり且つワークを吸着して保持するための複数の吸着機構と、複数の吸着機構の動作を制御する吸着制御部と、を備える。この場合、吸着制御部は、複数の吸着機構を複数の系統に分割し、複数の吸着機構の動作を複数の系統毎に独立して制御するようになっている。そして、吸着制御部は、搬送作業が行われる際、その搬送対象となるワークの形状に応じて吸着機構による吸着動作を実行させる系統を切り替える。 The workpiece suction device according to claim 1 is attached to the hand of a robot arm that performs a transport operation for transporting a workpiece, and includes a plurality of suction mechanisms for suctioning and holding the workpiece, and an suction control unit that controls the operation of the plurality of suction mechanisms. In this case, the suction control unit divides the plurality of suction mechanisms into a plurality of systems, and controls the operation of the plurality of suction mechanisms independently for each of the plurality of systems. Then, when the transport operation is performed, the suction control unit switches the system that performs the suction operation by the suction mechanisms according to the shape of the workpiece to be transported.
上記構成によれば、搬送対象となるワークが例えば全ての吸着機構を用いないと吸着できないような比較的大型のワークである場合、全ての系統の吸着機構による吸着動作を実行させることで、そのワークを確実に吸着することができる。この場合、ワークの吸着に寄与しない吸着機構が無いため、従来構成と同様にエア漏れが生じることはない。また、上記構成によれば、搬送対象となるワークが例えば一部の吸着機構だけで吸着することになるような比較的小型のワークである場合、そのワークの形状に対応して利用される一部の系統の吸着機構による吸着動作を実行させることで、そのワークを吸着することができる。 According to the above configuration, if the workpiece to be transported is, for example, a relatively large workpiece that cannot be adsorbed without using all of the suction mechanisms, the workpiece can be reliably adsorbed by executing the suction operation using the suction mechanisms of all systems. In this case, since there are no suction mechanisms that do not contribute to the adsorption of the workpiece, air leakage does not occur as in the conventional configuration. Also, according to the above configuration, if the workpiece to be transported is, for example, a relatively small workpiece that can only be adsorbed by some of the suction mechanisms, the workpiece can be adsorbed by executing the suction operation using the suction mechanisms of some systems that are used according to the shape of the workpiece.
この場合、利用される一部の系統の吸着機構は利用されない他の吸着機構からは独立した存在であるため、利用されない他の吸着機構にてエア漏れが生じたとしても、吸着動作を実行している吸着機構における真空度が低下して吸着力が弱まることなく、そのワークを確実に吸着することができる。このように、上記構成によれば、互いに形状が異なる複数種類のワークを確実に吸着することができるという優れた効果が得られる。 In this case, the suction mechanisms of some of the systems that are used are independent from the other suction mechanisms that are not being used, so even if air leaks occur in the other suction mechanisms that are not being used, the vacuum level in the suction mechanism that is performing the suction operation will not decrease and the suction force will not weaken, and the workpiece can be reliably adsorbed. In this way, with the above configuration, the excellent effect of being able to reliably adsorb multiple types of workpieces that are different in shape can be obtained.
請求項1に記載のワークの吸着装置は、さらに、吸着機構によるワークの吸着状態に問題があるか否かを検出する状態検出部を備える。この場合、吸着制御部は、搬送作業が行われる際、状態検出部によりワークの吸着状態に問題があることが検出されると、その時点において吸着機構による吸着動作を実行させている系統に加え、その系統とは別の系統の吸着機構による吸着動作を実行させる。このようにすれば、当初吸着動作を実行させていた系統の吸着機構のいずれかに故障などの問題が生じて吸着力が弱まった場合、別の系統の吸着機構による吸着動作を追加で実行させることにより吸着力の低下が補われ、ワークの落下など、搬送作業に問題が生じることを防止することができる。 The workpiece suction device according to claim 1 further includes a state detection unit that detects whether there is a problem with the suction state of the workpiece by the suction mechanism. In this case, when the suction control unit detects a problem with the suction state of the workpiece during the transport operation by the state detection unit, in addition to the system that is currently performing the suction operation by the suction mechanism, the suction control unit causes a suction operation by a suction mechanism of a system other than the system. In this way, if a problem such as a breakdown occurs in one of the suction mechanisms of the system that initially performed the suction operation and the suction force weakens, the reduction in suction force can be compensated for by additionally performing a suction operation by the suction mechanism of the other system, and problems in the transport operation such as the dropping of the workpiece can be prevented.
請求項2に記載のワークの吸着装置において、吸着制御部は、複数のワークを搬送する搬送作業が行われる際、複数の系統のうちいずれかの系統の吸着機構により所定のワークを吸着して保持させた後、その系統とは別の系統の吸着機構により所定のワークとは別のワークを吸着して保持させる。このようにすれば、複数のワークを一度に吸着して保持したうえで搬送を行うことができるため、ロボットアームの移動量が少なく抑えられ、その結果、搬送作業に要する所要時間が短縮されるという効果が得られる。
In the workpiece suction device according to
以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について図1~図5を参照して説明する。
Hereinafter, a number of embodiments will be described with reference to the drawings. Note that the same reference numerals are used to designate substantially the same components in the respective embodiments, and the description thereof will be omitted.
First Embodiment
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、本実施形態の生産システム1では、複数種類のワーク、具体的には3種類のワーク2、3、4を投入するための容器5をベルトコンベア装置であるコンベア6により搬送することで工場内の生産ラインに流通させるようになっている。生産システム1には、図1に示すような工程、つまり作業台7上に配置されたワーク2、3、4をロボットアーム8で取り出して、コンベア6により搬送されてくる容器5に整列状態で投入して配置する工程が含まれる。容器5は、例えばトレーなどの矩形状の容器である。
As shown in FIG. 1, in the production system 1 of this embodiment, a
コンベア6は、搬送装置に相当するものであり、基本的には、停止することなく動作し続けるようになっている。ワーク2、3、4は、例えばおでん、つゆなどの食品が袋詰めされたものとなっており、それぞれ互いに形状が異なる。具体的には、ワーク2はワーク3よりも小さい形状の袋であり、ワーク3はワーク4よりも小さい形状の袋である。つまり、ワーク2が最も小さい形状の袋であり、ワーク4が最も大きい形状の袋であり、ワーク3がそれらの中間の大きさの形状の袋である。なお、図1および後述する図4では、一部のワークにだけ符号を付し、他のワークの符号は省略している。
The
ロボットアーム8は、例えば4軸のアームを有する水平多関節型ロボットとして構成されている。ロボットアーム8は、ワーク2、3、4を搬送する搬送作業を行うものであり、作業台9上に配置されている。ロボットアーム8のアーム先端にはハンド10が取り付けられている。図2に示すように、ハンド10には、ワーク2、3、4を吸着して保持するための5つの吸着機構11a、11b、11c、11d、11eが取り付けられている。なお、各吸着機構11a~11eについて、区別する必要がない場合には、末尾のアルファベットを省略して総称することとする。
The
図2に示すように、吸着機構11は、吸着パッド12および伸縮部13などを備えている。吸着パッド12は、弾性変形可能な樹脂材料などにより傘状に形成され、その吸着面14に負圧を生じさせて真空吸着によりワーク2~4を吸着するようになっている。伸縮部13は、蛇腹状の管などであり、吸着パッド12によりワーク2~4を吸着する際に自在に伸縮または延伸をしてワーク2~4の形状に適合するようになっている。このような構成によれば、吸着機構11によりワーク2~4を吸着して保持する際、ワーク2~4の表面形状に従って確実に吸着面14が密着してエア漏れの発生が防止される。
As shown in FIG. 2, the suction mechanism 11 includes a
上記構成では、吸着パッド12の吸着面14を負圧状態にすることでワーク2~4を吸着して保持することできるとともに、吸着パッド12の吸着面14を大気圧状態にすることでワーク2~4の吸着を解除することができる。吸着面14を負圧状態と大気圧状態とで切り替えるための構成としては、例えば電磁弁などのエアバルブ、コンプレッサ、真空ポンプ、チューブなどからなる構成など、周知の負圧発生装置を採用することができる。なお、図1および図2では、吸着機構11との間を接続するチューブを含む負圧発生装置の図示を省略している。
In the above configuration, the
ロボットアーム8は、アームを旋回させて先端をワーク2、3、4が載置された作業台7の上方に位置させた後、そのアーム先端に取り付けられたハンド10を下降させ、ハンド10に取り付けられた吸着機構11でワーク2、3、4を吸着して引き上げる。そして、ロボットアーム8は、アームを旋回させて先端を容器5の上方に位置させた後、ハンド10を下降させ、ハンド10からワーク2、3、4を離して容器5の所定の投入位置に配置する。なお、ハンド10からワーク2、3、4を離すという作業は、吸着機構11による吸着状態を解除することで行われる。ロボットアーム8は、このようなワーク2、3、4に対する一連の作業、つまり作業台7上に配置されたワーク2、3、4を取り出してからコンベア6により搬送されてくる容器5に投入するという作業を繰り返し実行する。
The
本実施形態では、吸着パッド12の配置は、図3に示すようなものとなっている。なお、図3は、吸着機構11の各吸着パッド12を吸着面14側から見た図、つまり各吸着パッド12を下側から見た図である。以下の説明および図3では、吸着機構11a~11eの各吸着パッド12および各吸着面14について、それぞれ対応する吸着機構11に付されたアルファベットと同じアルファベットを付して区別している。
In this embodiment, the
図3に示すように、吸着パッド12a、12b、12c、12dは、それらの中心同士を結ぶ線が正方形状となるように配置されている。そのため、吸着パッド12aの中心と吸着パッド12bの中心との間の距離、吸着パッド12bの中心と吸着パッド12cの中心との間の距離、吸着パッド12cの中心と吸着パッド12dの中心との間の距離および吸着パッド12dの中心と吸着パッド12aの中心との間の距離は、いずれも同じ距離となっている。吸着パッド12eは、吸着パッド12aの中心と吸着パッド12cの中心とを結ぶ対角線と、吸着パッド12bの中心と吸着パッド12dの中心とを結ぶ対角線と、が交わる点が中心となるように配置されている。
As shown in FIG. 3,
ロボットアーム8および吸着機構11の動作は、図4に示すコントローラ20により制御される。なお、ロボットアーム8の動作と吸着機構11の動作とを別々の制御装置により制御するような構成を採用することもできる。コントローラ20は、図示しないCPU、ROMおよびRAMなどで構成されたコンピュータからなる制御手段においてコンピュータプログラムを実行することで、ロボットアーム8および吸着機構11を制御している。
The operation of the
具体的には、コントローラ20は、インバータ回路などから構成された駆動部を備えており、ロボットアーム8の各軸を駆動するモータに対応して設けられているエンコーダで検知したモータの回転位置に基づいて例えばフィードバック制御によりそれぞれのモータを駆動する。コントローラ20は、予め設定された動作プログラムを実行することにより、ロボットアーム8の各軸が予め定められた所定の動作を自動的に実行するようにロボットアーム8を制御する。
Specifically, the
コントローラ20は、動作制御部21、吸着制御部22、状態検出部23などの機能ブロックを備えている。これら各機能ブロックは、コントローラ20が備えるCPUがROMなどに格納されているコンピュータプログラムを実行してコンピュータプログラムに対応する処理を実行することにより実現されている、つまりソフトウェアにより実現されている。なお、各機能ブロックのうち少なくとも一部をハードウェアにより実現する構成としてもよい。本実施形態では、吸着制御部22および状態検出部23は、前述した吸着機構11とともに、ワークの吸着装置を構成する。
The
動作制御部21は、ワーク2、3、4を所定の取り出し位置から取り出すとともに、その取り出したワーク2、3、4を容器5上の予め設定された所定の投入位置に整列配置するようにロボットアーム8の動作を制御する。この場合、ワーク2は、供給機24により所定の取り出し位置、具体的には図4における供給機24の下端部の位置へと順次供給される。また、ワーク3は、供給機25により所定の取り出し位置、具体的には図4における供給機25の左端部の位置へと順次供給される。また、ワーク4は、供給機26により所定の取り出し位置、具体的には図4における供給機26の左端部の位置へと順次供給される。
The
吸着制御部22は、複数の吸着機構11の動作を制御する。この場合、吸着制御部22は、複数の吸着機構11を複数の系統に分割し、複数の吸着機構11の動作、具体的には吸着機構11による吸着動作の実行および解除のそれぞれを、複数の系統毎に独立して制御する。なお、系統の分割は、搬送対象となるワークの形状に応じて、各ワークを精度良く吸着することができるような最適なものとなるように、作業者によるプログラミングなどにより予め設定されるようになっている。
The
吸着制御部22は、具体的には、図3に示すように、5つの吸着機構11a~11eのそれぞれに対応するエアバルブの開閉制御を3つの系統S1、S2、S3に分割し、吸着機構11a~11eの動作を系統S1、S2、S3毎に独立して制御する。吸着制御部22は、ロボットアーム8による搬送作業が行われる際、その搬送対象となるワーク2、3または4の形状に応じて吸着機構11による吸着動作を実行させる系統S1~S3を切り替える。
Specifically, as shown in FIG. 3, the
このような吸着制御部22による系統S1~S3の切り替えの具体例について図5を参照して説明する。なお、図5では、ワーク2、3、4について、それらの大まかな外形を単なる線により表している。ワーク2は、1つの吸着パッド12により吸着できる程度の外形となっている。そのため、吸着制御部22は、搬送対象がワーク2である場合、吸着機構11による吸着動作を実行させる系統として系統S2を選択し、選択した系統S2の吸着パッド12による吸着動作によりワーク2を吸着して保持させる。
A specific example of switching between systems S1 to S3 by the
ワーク3は、2つまたは3つの吸着パッド12により吸着できる程度の外形となっている。そのため、吸着制御部22は、搬送対象がワーク3である場合、吸着機構11による吸着動作を実行させる系統として、系統S1、系統S1およびS2、系統S2およびS3、または、系統S3を選択し、選択した系統の吸着パッド12による吸着動作によりワーク3を吸着して保持させる。この場合、吸着制御部22は、毎回同じ系統を選択するようにしてもよいが、選択する系統を所定の周期毎にローテーションすることもできる。このようにすれば、一部の吸着パッド12の消耗度が高くなり過ぎることを防止し、各吸着パッド12の寿命の延長を図ることができる。
The
ワーク4は、4つまたは5つの吸着パッド12により吸着できる程度の外形となっている。そのため、吸着制御部22は、搬送対象がワーク4である場合、吸着機構11による吸着動作を実行させる系統として、系統S1およびS3、または、系統S1、S2およびS3を選択し、選択した系統の吸着パッド12による吸着動作によりワーク4を吸着して保持させる。
The
状態検出部23は、例えば空気の流れる経路における真空度などに基づいて、吸着機構11によるワーク2、3、4の吸着状態に問題があるか否かを検出する。状態検出部23は、このような吸着状態の検出について、系統S1~S3毎に行うことができる。吸着制御部22は、このような状態検出部23による検出の結果に基づいて、次のような第1制御および第2制御を実行することができる。
The
すなわち、吸着制御部22は、搬送作業が行われる際、状態検出部23によりワーク2、3、4の吸着状態に問題があることが検出されると、その時点において吸着機構11による吸着動作を実行させている系統に加え、その系統とは別の系統の吸着機構11による吸着動作を実行させる、という第1制御を実行することができる。このような吸着制御部22による第1制御の具体例としては、次のようなものを挙げることができる。
In other words, when the
例えば搬送対象がワーク4である場合、吸着制御部22は、まず系統S1およびS3の吸着パッド12による吸着動作によりワーク4を吸着して保持させる。このようにしてワーク4を保持しているとき、状態検出部23によりワーク4の吸着状態に問題がないことが検出される場合、吸着制御部22は、系統S1およびS3の吸着パッド12による吸着動作を継続する。これに対し、このようにしてワーク4を保持しているとき、状態検出部23によりワーク4の吸着状態に問題があることが検出される場合、吸着制御部22は、系統S1およびS3の吸着パッド12に加えて系統S2の吸着パッド12による吸着動作を実行させ、これによりワーク4の吸着状態の維持を図る。
For example, when the
また、例えば搬送対象がワーク3である場合、吸着制御部22は、まず系統S1またはS3の吸着パッド12による吸着動作によりワーク3を吸着して保持させる。このようにしてワーク3を保持しているとき、状態検出部23によりワーク3の吸着状態に問題がないことが検出される場合、吸着制御部22は、系統S1またはS3の吸着パッド12による吸着動作を継続する。これに対し、このようにしてワーク3を保持しているとき、状態検出部23によりワーク3の吸着状態に問題があることが検出される場合、吸着制御部22は、系統S1またはS3の吸着パッド12に加えて系統S2の吸着パッド12による吸着動作を実行させ、これによりワーク3の吸着状態の維持を図る。
For example, when the transport target is
吸着制御部22は、搬送作業が行われる際、状態検出部23によりワーク2、3、4の吸着状態に問題があることが検出されると、その時点において吸着機構11による吸着動作を実行させている系統に代えて、その系統とは別の系統の吸着機構による吸着動作を実行させる、という第2制御を実行することができる。このような吸着制御部22による第2制御の具体例としては、次のようなものを挙げることができる。
When the
例えば搬送対象がワーク3である場合、吸着制御部22は、まず系統S1およびS3のうち一方の吸着パッド12による吸着動作によりワーク3を吸着して保持させる。このようにしてワーク3を保持しているとき、状態検出部23によりワーク3の吸着状態に問題がないことが検出される場合、吸着制御部22は、系統S1およびS3のうち一方の吸着パッド12による吸着動作を継続する。
For example, when the transport target is
これに対し、このようにしてワーク3を保持しているとき、状態検出部23によりワーク3の吸着状態に問題があることが検出される場合、吸着制御部22は、系統S1およびS3のうち一方の吸着パッド12に代えて系統S1およびS3のうち他方の吸着パッド12による吸着動作を実行させ、これによりワーク3の吸着状態の維持を図る。なお、このように、系統S1からS3または系統S3からS1へと吸着動作を実行する系統を切り替える際、動作制御部21は、切り替え後の系統の吸着パッド12が適切な位置でワーク3と対向するように、アーム先端の位置をずらしたり、つまりアーム先端の位置にオフセットをかけたり、アーム先端を180度回転させたり、といった制御を行う必要がある。
On the other hand, when the
吸着制御部22は、第1制御および第2制御の一方だけを実行可能にしてもよいし、第1制御および第2制御の双方を実行可能にしてもよい。第1制御および第2制御の双方を実行可能とする場合、搬送対象とされるワークの形状に応じて、第1制御および第2制御のいずれを実行するかを切り替えるとよい。なお、第1制御および第2制御は、系統S1~S3のうち少なくとも1つが吸着機構11による吸着動作を実行しておらず、且つ、その動作していない系統により吸着動作している系統の代替が可能であるときにだけ実行することができる。
The
吸着制御部22は、ワーク2、3、4のうち複数のワークを搬送する搬送作業が行われる際、系統S1~S3のうちいずれかの系統の吸着機構11により所定のワークを吸着して保持させた後、その系統とは別の系統の吸着機構11により所定のワークとは別のワークを吸着して保持させることができる。このような吸着制御部22による制御の具体例としては、次のようなものを挙げることができる。例えば搬送対象がワーク2、3である場合、吸着制御部22は、まず系統S2の吸着パッド12による吸着動作によりワーク2を吸着して保持させる。その後、吸着制御部22は、系統S1またはS3の吸着パッド12による吸着動作によりワーク3を吸着して保持させる。
When a transport operation is performed to transport multiple workpieces among
以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
吸着制御部22は、吸着機構11a~11eを3つの系統S1~S3に分割し、吸着機構11a~11eの動作を3つの系統S1~S3毎に独立して制御するようになっている。そして、吸着制御部22は、搬送作業が行われる際、その搬送対象となるワークの形状に応じて吸着機構11による吸着動作を実行させる系統を切り替える。上記構成によれば、搬送対象となるワークが例えば全ての吸着機構11を用いないと吸着できないような比較的大型のワーク4である場合、全ての系統S1~S3の吸着機構による吸着動作を実行させることで、そのワーク4を確実に吸着することができる。この場合、ワーク4の吸着に寄与しない吸着機構11が無いため、従来構成と同様にエア漏れが生じることはない。
According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
The
また、上記構成によれば、搬送対象となるワークが例えば一部の吸着機構11だけで吸着することになるような比較的小型のワーク2、3である場合、そのワーク2、3の形状に対応して利用される一部の系統の吸着機構11による吸着動作を実行させることで、そのワーク2、3を吸着することができる。この場合、利用される一部の系統の吸着機構11は利用されない他の吸着機構11からは独立した存在であるため、利用されない他の系統の吸着機構11にてエア漏れが生じたとしても、吸着動作を実行している吸着機構11における真空度が低下して吸着力が弱まることなく、そのワーク2、3を確実に吸着することができる。このように、本実施形態によれば、ハンド10の大型化を招くことなく、互いに形状が異なる複数種類のワークを確実に吸着することができるという優れた効果が得られる。また、本実施形態によれば、エア流量を低減して効率的に搬送作業を行うことができる。
In addition, according to the above configuration, when the workpieces to be transported are relatively
本実施形態では、吸着機構11によるワーク2~4の吸着状態に問題があるか否かを検出する状態検出部23が設けられている。この場合、吸着制御部22は、搬送作業が行われる際、状態検出部23によりワーク2~4の吸着状態に問題があることが検出されると、その時点において吸着機構11による吸着動作を実行させている系統に加え、その系統とは別の系統の吸着機構11による吸着動作を実行させる第1制御を実行することができる。このような第1制御によれば、当初吸着動作を実行させていた系統の吸着機構11のいずれかに故障などの問題が生じて吸着力が弱まった場合、別の系統の吸着機構11による吸着動作を追加で実行させることにより吸着力の低下が補われ、ワーク2~4の落下など、搬送作業に問題が生じることを防止することができる。
In this embodiment, a
また、この場合、吸着制御部22は、搬送作業が行われる際、状態検出部23によりワーク2~4の吸着状態に問題があることが検出されると、その時点において吸着機構11による吸着動作を実行させている系統に代えて、その系統とは別の系統の吸着機構11による吸着動作を実行させる第2制御を実行することができる。このようにすれば、当初吸着動作を実行させていた系統の吸着機構11のいずれかに故障などの問題が生じて吸着力が弱まった場合、別の系統の吸着機構11による吸着動作を代替的に実行させることによりワーク2~4の吸着状態が維持され、ワーク2~4の落下など、搬送作業に問題が生じることを防止することができる。
In this case, when the
また、吸着制御部22は、複数のワーク2、3を搬送する搬送作業が行われる際、系統S1~S3のうちいずれかの系統S2の吸着機構11によりワーク2を吸着して保持させた後、その系統S2とは別の系統S1またはS3の吸着機構11によりワーク3を吸着して保持させる。このようにすれば、複数のワーク2、3を一度に吸着して保持したうえで搬送を行うことができるため、ロボットアーム8の移動量が少なく抑えられ、その結果、搬送作業に要する所要時間が短縮されるという効果が得られる。
When a transport operation is performed to transport
本実施形態では、4つの吸着パッド12a~12dを正方形状に配置するとともに、その正方形の中心に位置するように1つの吸着パッド12eを配置している。このような構成によれば、全ての吸着パッド12による吸着動作を行うことによりワーク4を吸着するときの荷重を各吸着パッド12に均等に分散させることができる。この場合、ワーク4は、複数種類のおでんなどの食品が袋詰めされたものとなっているため、重量物且つ軟体であり、さらには自重により変形する可能性がある。しかし、上記構成によれば、このようなワーク4を搬送する際、ワーク4の変形を防ぐことが可能となり、確実に吸着して搬送作業を行うことができる。
In this embodiment, four
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について図6~図9を参照して説明する。
吸着機構の数、ひいては吸着パッドの数は、2つ以上であればよい。ただし、吸着パッドの数が2つである場合、ワークの形状への対応などが難しくなることがあるため、吸着パッドの数は3つ以上とすることが望ましい。
Second Embodiment
The second embodiment will be described below with reference to FIGS.
The number of suction mechanisms, and therefore the number of suction pads, may be at least two. However, if there are only two suction pads, it may be difficult to accommodate the shape of the workpiece, so it is preferable that the number of suction pads is three or more.
[1]吸着機構の数を3つとする場合の吸着パッドの配置例
吸着機構の数および吸着パッドの数を3つとする場合の配置例としては、例えば図6に示すような配置を挙げることができる。図6に示すように、3つの吸着機構31a、31b、31cを構成する吸着パッド32a、32b、32cは、それらの中心同士が結ぶ線が直線状となるように1列に配置されている。この場合、吸着パッド32aの中心と吸着パッド32bの中心との間の距離および吸着パッド32bの中心と吸着パッド32cの中心との間の距離は、いずれも同じ距離となっている。なお、各吸着機構31a~31cおよび吸着パッド32a~32cについて、区別する必要がない場合には末尾のアルファベットを省略して総称することとする。
[1] Example of the arrangement of suction pads when the number of suction mechanisms is three An example of the arrangement when the number of suction mechanisms and the number of suction pads are three can be, for example, the arrangement shown in Fig. 6. As shown in Fig. 6, the
この場合、吸着制御部22は、3つの吸着機構31a~31cのそれぞれに対応するエアバルブの開閉制御を2つの系統S21、S22に分割し、吸着機構31a~31cの動作を系統S21、S22毎に独立して制御する。このような吸着制御部22による系統S21、S22の切り替えの具体例について図7を参照して説明する。なお、図7では、ワーク33、34について、それらの大まかな外形を単なる線により表している。
In this case, the
ワーク33は、1つの吸着パッド32により吸着できる程度の外形となっている。そのため、吸着制御部22は、搬送対象がワーク33である場合、吸着機構31による吸着動作を実行させる系統として系統S21を選択し、選択した系統S21の吸着パッド32による吸着動作によりワーク33を吸着して保持させる。ワーク34は、3つの吸着パッド32により吸着できる程度の外形となっている。そのため、吸着制御部22は、搬送対象がワーク34である場合、吸着機構31による吸着動作を実行させる系統として系統S21および系統S22を選択し、選択した系統S21およびS22の吸着パッド32による吸着動作によりワーク34を吸着して保持させる。
The
[2]吸着機構の数を6つとする場合の吸着パッドの配置例
吸着機構の数および吸着パッドの数を6つとする場合の配置例としては、例えば図8に示すような配置を挙げることができる。図8に示すように、6つの吸着機構41a、41b、41c、41d、41e、41fを構成する吸着パッド42a、42b、42c、42d、42e、42fは、それらの中心同士が結ぶ線が長方形状となるように配置されている。
[2] Example of Suction Pad Arrangement When the Number of Suction Mechanisms is Six An example of an arrangement when the number of suction mechanisms and suction pads is six is, for example, an arrangement as shown in Fig. 8. As shown in Fig. 8,
この場合、吸着パッド42aの中心と吸着パッド42bの中心との間の距離、吸着パッド42bの中心と吸着パッド42cの中心との間の距離、吸着パッド42cの中心と吸着パッド42dの中心との間の距離、吸着パッド42dの中心と吸着パッド42eの中心との間の距離、吸着パッド42eの中心と吸着パッド42fの中心との間の距離および吸着パッド42fの中心と吸着パッド42aの中心との間の距離、は、いずれも同じ距離となっている。なお、各吸着機構41a~41fおよび吸着パッド42a~42fについて、区別する必要がない場合には末尾のアルファベットを省略して総称することとする。
In this case, the distance between the center of
[3]吸着機構の数を8つとする場合の吸着パッドの配置例
吸着機構の数および吸着パッドの数を8つとする場合の配置例としては、例えば図9に示すような配置を挙げることができる。図9に示すように、4つの吸着機構51a、51b、51e、51fを構成する吸着パッド52a、52b、52e、52fは、それらの中心同士が結ぶ線が正方形状となるように配置されている。そのため、吸着パッド52aの中心と吸着パッド52bの中心との間の距離、吸着パッド52bの中心と吸着パッド52eの中心との間の距離、吸着パッド52eの中心と吸着パッド52fの中心との間の距離および吸着パッド52fの中心と吸着パッド52aの中心との間の距離は、いずれも同じ距離となっている。
[3] Example of the arrangement of suction pads when the number of suction mechanisms is eight An example of the arrangement when the number of suction mechanisms and the number of suction pads are eight can be, for example, the arrangement shown in Fig. 9. As shown in Fig. 9, the
また、4つの吸着機構51b、51c、51d、51eを構成する吸着パッド52b、52c、52d、52eは、それらの中心同士が結ぶ線が正方形状となるように配置されている。そのため、吸着パッド52bの中心と吸着パッド52cの中心との間の距離、吸着パッド52cの中心と吸着パッド52dの中心との間の距離、吸着パッド52dの中心と吸着パッド52eの中心との間の距離および吸着パッド52eの中心と吸着パッド52bの中心との間の距離は、いずれも同じ距離となっている。
The
吸着機構51gを構成する吸着パッド52gは、吸着パッド52aの中心と吸着パッド52eの中心とを結ぶ対角線と、吸着パッド52bの中心と吸着パッド52fの中心とを結ぶ対角線と、が交わる点が中心となるように配置されている。吸着機構51hを構成する吸着パッド52hは、吸着パッド52bの中心と吸着パッド52dの中心とを結ぶ対角線と、吸着パッド52cの中心と吸着パッド52eの中心とを結ぶ対角線と、が交わる点が中心となるように配置されている。
The
以上説明したように、第1実施形態に対して吸着機構の数および吸着パッドの数を変更した本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。なお、上記した本実施形態の各構成によっても、各パッド間の距離が等しくなっていることから、全ての吸着パッド32、42、52による吸着動作を行うことによりワークを吸着するときの荷重を各吸着パッド32、42、52に分散させることができるため、ワークの変形を防止して確実に搬送作業を行うことができる。 As described above, the present embodiment, which has a different number of suction mechanisms and suction pads from the first embodiment, can achieve the same effects as the first embodiment. Note that, because the distance between each pad is equal in each configuration of the present embodiment described above, the load when suctioning the workpiece can be distributed to each suction pad 32, 42, 52 by performing the suction operation using all suction pads 32, 42, 52, so deformation of the workpiece can be prevented and the transport operation can be performed reliably.
(その他の実施形態)
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
Other Embodiments
The present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings, and can be modified, combined, or expanded in any manner without departing from the spirit and scope of the present invention.
The numerical values and the like shown in the above embodiments are merely examples and are not intended to be limiting.
吸着制御部22による系統の分割は、さらに細分化することも可能であり、究極的には、1つの吸着機構、ひいては1つの吸着パッド毎にエアバルブを独立管理することも可能である。このようにすれば、ワークの形状に応じた系統の切り替えについての自由度が高くなり、一層汎用性が高まる効果が得られる。つまり、このようにすれば、搬送対象のワークの種類が多い場合でも、各ワークのそれぞれに適した吸着を実現することができる。
The division of the systems by the
例えば、第1実施形態の吸着機構11a~11eのそれぞれに対応するエアバルブの開閉制御を吸着機構11a~11e毎に5つの系統に分割すると、ワーク2~4に加え、吸着パッド12aと吸着パッド12bとの間隔などに応じた長さのワーク、吸着パッド12aと吸着パッド12eとの間隔などに応じた長さのワークおよび吸着パッド12aと吸着パッド12cとの間隔などに応じた長さのワークといった互いに長さが異なる3種類のワークをも吸着することが可能となる。ただし、この場合、動作制御部21は、吸着するワークに合わせて各吸着パッド12が適切な位置でワークと対向するように、アーム先端を回転させるといった制御を行う必要がある。
For example, if the opening and closing control of the air valves corresponding to the
また、第1実施形態の吸着機構11a~11eのそれぞれに対応するエアバルブの開閉制御を吸着機構11a~11e毎に5つの系統に分割したうえで、吸着パッド12eを正方形の中心から所定距離ずらした位置に配置すれば、さらに異なる長さのワークを吸着することが可能となり、より一層汎用性が高まる効果が得られる。
In addition, by dividing the opening and closing control of the air valves corresponding to each of the
吸着制御部22は、ワークの吸着に寄与しない吸着機構を次のように使用することも可能である。すなわち、吸着制御部22は、吸着したワークを容器5に配置するとき、そのワークの吸着に寄与しない吸着機構の吸着パッドからエアを吹き出すように制御することができる。このようにすれば、そのワークの配置場所周辺に存在する物体を排除してワークを配置するスペースを確保することができる。具体的には、ワークが卵である場合、容器に敷き詰められたおがくずなどの緩衝材をエアで吹き飛ばして卵を配置することができる。
The
本発明は、生産システム1に適用されるロボットアーム8のハンド10に取り付けられた吸着機構を含むワークの吸着装置に限らず、ロボットアームにより搬送されるワークを吸着するワークの吸着装置全般に適用することができる。
The present invention is not limited to a workpiece suction device including a suction mechanism attached to the
2、3、4、33、34…ワーク、8…ロボットアーム、10…ハンド、11、31、41、51…吸着機構、22…吸着制御部、23…状態検出部。 2, 3, 4, 33, 34...workpiece, 8...robot arm, 10...hand, 11, 31, 41, 51...suction mechanism, 22...suction control unit, 23...status detection unit.
Claims (2)
前記複数の吸着機構の動作を制御する吸着制御部と、
を備え、
前記吸着制御部は、
前記複数の吸着機構を複数の系統に分割し、前記複数の吸着機構の動作を前記複数の系統毎に独立して制御するようになっており、
前記搬送作業が行われる際、その搬送対象となる前記ワークの形状に応じて前記吸着機構による吸着動作を実行させる前記系統を切り替え、
さらに、前記吸着機構による前記ワークの吸着状態に問題があるか否かを検出する状態検出部を備え、
前記吸着制御部は、前記搬送作業が行われる際、前記状態検出部により前記ワークの吸着状態に問題があることが検出されると、その時点において前記吸着機構による吸着動作を実行させている前記系統に加え、その系統とは別の前記系統の前記吸着機構による吸着動作を実行させるワークの吸着装置。 a plurality of suction mechanisms attached to a hand of a robot arm that performs a transport operation of transporting a workpiece and that suck and hold the workpiece;
an adsorption control unit for controlling operations of the plurality of adsorption mechanisms;
Equipped with
The adsorption control unit is
the plurality of suction mechanisms are divided into a plurality of systems, and the operations of the plurality of suction mechanisms are controlled independently for each of the plurality of systems;
When the transport operation is performed, the system for performing the suction operation by the suction mechanism is switched according to the shape of the workpiece to be transported ;
Further, a state detection unit is provided for detecting whether or not there is a problem with the state of suction of the workpiece by the suction mechanism,
The suction control unit is a work suction device that, when the status detection unit detects a problem with the suction status of the workpiece during the transport operation, causes, in addition to the system that is currently performing the suction operation using the suction mechanism at that time, to perform the suction operation using the suction mechanism of a system other than the system .
複数の前記ワークを搬送する前記搬送作業が行われる際、前記複数の系統のうちいずれかの前記系統の前記吸着機構により所定の前記ワークを吸着して保持させた後、その系統とは別の前記系統の前記吸着機構により所定の前記ワークとは別の前記ワークを吸着して保持させる請求項1に記載のワークの吸着装置。 The adsorption control unit is
2. The work suction device according to claim 1, wherein, when the transport operation of transporting a plurality of the workpieces is performed, a predetermined workpiece is adsorbed and held by the suction mechanism of one of the plurality of systems, and then a workpiece other than the predetermined workpiece is adsorbed and held by the suction mechanism of a system other than that system.
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