JP2010089936A - 部品取出装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークからの部品の取り出しを吸着力を変化させることにより行う。
【解決手段】ワークＷに板取りされ加工された部品Ｐｓを取り出す部品取出装置であり、ワークＷに対し移動自在であり、部品Ｐｓを保持する吸着パッドＰａｄを複数箇所に有するアーム２１Ａと、各吸着パッドＰａｄの部品Ｐｓを保持する機能を各吸着パッドＰａｄ毎にオン状態又はオフ状態の切り換え制御を行うとともに、オン状態の場合に各吸着Ｐａｄの部品Ｐｓを保持する保持力を制御する制御手段２７ａとを備える。そして、制御手段２７ａは、吸着パッドＰａｄの部品Ｐｓを保持する力を変化させ、部品ＰｓをワークＷから取り出す制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、部品取出装置及びその方法に係り、詳しくは、部品とワークを同時に吸着等により保持し、保持能力を変化させることによりワークから部品を分離し該部品を取り出す部品取出装置及びその方法に関する。

従来、ワークから部品を吸着して取り出す部品取出装置（例えばビルドインテイクアウトローダ）においては、アームが備える吸着パッドで部品を吸着する。そして、吸着する際には複数のソレノイドにより吸着パッドのバキュームエアをオン状態又はオフ状態にしている。

図９に示すように、例えば、部品Ｐｓを吸着するために、１６個の各吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６のうち部品Ｐｓの上に存在する吸着パッドＰａｄ１、Ｐａｄ４、Ｐａｄ５、Ｐａｄ８、Ｐａｄ９、Ｐａｄ１０及びＰａｄ１１のソレノイドをオン状態にしていた。このように部品Ｐｓに係る吸着パッドをオン状態、オフ状態に管理するとともに、各吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６のソレノイドのオン状態／オフ状態は群管理で制御されている。

群管理とは、例えば、吸着パッドＰａｄ１のソレノイドをオン状態あるいはオフ状態にすると２個の吸着パッドでバキュームエアがオン状態またはオフ状態に制御される。同様に、吸着パッドＰａｄ４のソレノイドをオン状態またはオフ状態にすると、２個の吸着パッドでバキュームエアがオン状態またはオフ状態に制御される。吸着パッドＰａｄ５のソレノイドをオン状態またはオフ状態にすると、４個の吸着パッドでバキュームエアがオン状態またはオフ状態に制御される。吸着パッドＰａｄ８のソレノイドをオン状態またはオフ状態にすると、３個の吸着パッドでバキュームエアがオン状態またはオフ状態に制御される。

さらに、吸着パッドＰａｄ９のソレノイドをオン状態またはオフ状態にすると、２個の吸着パッドでバキュームエアがオン状態またはオフ状態に制御される。吸着パッドＰａｄ１０のソレノイドをオン状態またはオフ状態にすると、３個の吸着パッドでバキュームエアがオン状態またはオフ状態に制御される。吸着パッドＰａｄ１１のソレノイドをオン状態またはオフ状態にすると、３個の吸着パッドでバキュームエアがオン状態またはオフ状態に制御されるというものである。

また、特許文献１を参照。
特開平０５−０９７２７２号

上述の部品取出装置には下記のような課題があった。例えば、図９に示すＵ字型の部品Ｐｓを吸着・搬出しようとする場合に、部品Ｐｓ上の吸着パッドは吸着パッド１、４、５、８、９、１０、及び１１の全部で７群存在する。ここで、吸着パッドＰａｄ１を除いた吸着パッド４、５、８、９、及び１１に係るソレノイドをオン状態とすると、ワークのうち切り取られていない部分（残材）を吸着している。

残材はクランプにより本体に固定されているので、吸着パッド４、５、８、９、１０及び１１のソレノイドをオン状態として、部品Ｐｓのみを持ち上げることができないので部品Ｐｓを搬出することができない。

しかし、吸着パッドＰａｄ１のみのソレノイドをオン状態にしても部品Ｐｓをバランス的に持ち上げることができず、この部品Ｐｓは搬送することができないという問題があった。

請求項１に係る発明は、ワークから加工された部品を取り出す部品取出装置において、前記部品を保持する部品保持部と、前記部品保持部の保持機能を作動状態又は解除状態に切り換えるとともに、前記作動状態の場合に前記部品保持部の保持能力を変化させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記部品保持部が前記部品と前記ワークを保持している場合に、前記保持能力を高い状態から低い状態に変化させ、前記部品を前記ワークから分離する制御を行う部品取出装置が望ましい。

請求項２に係る発明は、前記部品保持部は、該部品保持部から前記ワークが離れたことを検知する検知手段を有する上記部品取出装置が望ましい。

請求項３に係る発明は、前記部品の重量を算出する算出手段を備え、前記制御手段は前記部品保持部の保持能力を前記部品の重量に応じて設定する制御を行うこと。

請求項４に係る発明は、前記部品保持部は複数配置された負圧により吸着する吸着パッドである上記部品取出装置が望ましい。

請求項５に係る発明は、前記部品保持部は複数配置され、電磁石への励磁により部品を保持する上記部品取出装置が望ましい。

請求項６に係る発明は、前記制御手段は、複数の前記部品保持部の中から定められものに対し作動状態または作動解除の切り換え制御を行う上記部品取出装置が望ましい。

請求項７に係る発明は、ワークから加工された部品を取り出す部品取出方法において、部品保持部は前記部品を保持するものであり、制御手段が、前記部品保持部の保持機能を作動状態又は解除状態に切り換えるとともに、前記作動状態の場合に前記部品保持部の保持能力を変化させ、前記制御手段は、前記部品保持部が前記部品と前記ワークを保持している場合に、前記保持能力を高い状態から低い状態に変化させ、前記部品を前記ワークから分離する制御を行う部品取出方法が望ましい。

本発明によれば、制御手段は、部品保持部が部品と前記ワークを保持している場合に、保持能力を高い状態から低い状態に変化させ、部品を前記ワークから分離する制御を行うので、部品のみを吸着でき、吸着パッド間の隙間にしか入らないような非常に小さな部品以外は、部品の形状によらないで部品をワークから取り出すことができるという効果を奏する。

図１を参照する。この発明に係る加工機の例としての複合機１の一実施の形態を示す。本例では、紙面に対し上（垂直）方向から見た場合に左右方向をＸ軸とし、前記Ｘ軸に対し直角に交わる上下方向をＹ軸方向とし、前記紙面に対し垂直な方向をＺ軸方向とする。

前記複合機１は、フレーム３と、テーブル５と、キャリッジベース７と、キャリッジ９と、複数のクランパ１１と、レーザ加工部１３と、レーザ加工ヘッド１５と、レーザ発振器１５ａと、タレット１７と、ガイド１９と、部品保持部２１と、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置２３と、制御盤ＰＣ２５と、ＮＣ装置２７と、該ＮＣ装置２７に備えられた制御手段２７ａ及び算出手段２７ｂを備えている。

前記フレーム３は床面に固定されており、前記レーザ加工部１３と、レーザ加工ヘッド１５と、タレット１７等を支持するものである。前記テーブル５は、前記フレーム３に対しＹ軸方向に駆動手段（サーボモータ等）により移動位置決め自在に構成されている。前記キャリッジベース７は、前記テーブル５の一端部にＸ軸方向に延伸して備えられている。そして、前記キャリッジ９は、該キャリッジベース７上を駆動手段（サーボモータ等）によりＸ軸方向に移動位置決め自在に設けられている。前記キャリッジ９にはワークＷを把持するクランプ１１が複数備えられている。

レーザ加工部１３は、前記フレーム３のＹ軸方向に延伸して備えられている。前記レーザ加工ヘッド１５は、前記レーザ加工部１３上をＹ軸方向に駆動手段（サーボモータ等）により移動位置決め自在に備えられている。また、前記レーザ加工ヘッド１５は、Ｚ軸方向に移動位置決め自在でありレーザ発振装置１５ａよりレーザビームが与えられ、アシストガス供給源（図示しない）よりアシストガスが供給される。

そして、ワークＷをレーザ加工ヘッド１５の真下位置に移動させ、レーザ加工ヘッド１５の先端ノズルよりレーザビームがアシストガス噴射と共にワークＷの被加工位置に向けて照射されることにより、レーザ切断加工が行われる。

前記タレット１７は、上下のタレットより構成され、上部タレットが回転割出し自在に支持されている。また、この上部タレットに対向して、下部フレームに下部タレットが回転割出し自在に支持されている。なお、上部フレームの加工位置に対応する場所には、ラムシリンダが設けられており、ラムを下降させて上部タレットのパンチ金型と下部タレットのダイ金型の協働によりワークＷに対し加工を行う。この際に、クランプ１１に把持されたワークＷは、キャレッジ９のＸ軸方向の移動及びテーブル５のＹ軸方向の移動により上下金型の間にワークＷの加工位置を位置決め可能に構成されている。

前記フレーム３の一端部には、部品保持部２１のガイド１９がＹ軸方向に延伸して備えられている。そして、前記部品保持部２１は、切断された部品Ｐｓを保持しながら該ガイド１９に沿ってＹ軸方向に移動位置決め自在であるとともにクランプ１１に把持されたワークＷは、キャレッジ９のＸ軸方向の移動に構成されている。実際には、部品保持部２１が部品Ｐｓを取り出すときは既に部品ＰｓがワークＷから切り離されているのでその切断された状態からワークＷを動かすことは通常は行わない。そして、部品保持部２１がＹ軸方向に動作して部品Ｐｓを取り出す。

本例では部品保持部２１の１例として、アーム２１Ａと、アーム２１Ａを支持する支持部２１Ｂと、アーム２１Ａに複数配置された吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６とで構成されたものを想定して以下の説明を行う。

前記ＣＡＤ／ＣＡＭ装置２３は、部品Ｐｓの板取り形状を作図することにより、レーザ加工用のＮＣデータを作成したり、また、該板取り形状に金型形状を割り付け、タレットパンチ・ダイ加工用のＮＣデータを作成するとともに該ＮＣデータの送信を制御盤ＰＣ２５へ行う。

前記制御盤ＰＣ２５は、前記ＮＣデータを受信し、ＮＣ装置２７等へ分配するものであり、スケジュール運転を行うことも可能になる。前記ＮＣ装置２７は、前記ＮＣデータを受信する。そして、前記制御手段２７ａは、受信したＮＣデータに基づき前記複合機１の制御を行う。

図２乃至図４を参照する。アーム２１Ａと、アーム２１Ａを支持する支持部２１Ｂと、アーム２１Ａに複数配置された吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６とで構成された部品保持部２１のＸＹ軸方向の動作を示す。図３は、図２における複合機１を正面から見たものであり、部品保持部２１のＺ軸方向の動作を示すものである。

前記アーム支持部２１Ｂは、前記アーム２１Ａを支持するとともにＺ軸方向に駆動手段（図示しない）により移動位置決めする。前記アーム支持部２１Ｂは、ガイド１９上をＹ軸方向に移動可能である。

そして、図２乃至図４に示すように、ワークＷとアーム２１Ａの相対的な位置関係は矢印Ａｒ１から矢印Ａｒ２に、さらに矢印Ａｒ３へ向かうようになり目的の部品Ｐｓを吸着することが可能となる。なお、実際には、アーム２１Ａと、アーム２１Ａを支持する支持部２１Ｂと、アーム２１Ａに複数配置された吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６とで構成された部品保持部２１が部品Ｐｓを取り出すときは既に部品ＰｓがワークＷから切り離されているのでその状態からワークＷをＸ、Ｙ軸の移動により動かすことは通常は行わない。部品Ｐｓの切断動作の後に、アーム２１Ａと、アーム２１Ａを支持する支持部２１Ｂと、アーム２１Ａに複数配置された吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６とで構成された部品保持部２１が動作して（ワークＷは動かずに）部品Ｐｓを取り出す動作が通常になる。そして、取り出された部品Ｐｓはコンベア２９に搬送される。

上述のように、ワークＷに加工を行うことにより作製された部品Ｐｓを取り出す部品取出装置において、部品Ｐｓを保持する吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６の保持能力を作動状態又は作動状態の解除の切り換え制御を行うとともに、作動状態の場合に各吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６の部品Ｐｓの保持能力の変化を制御する制御手段２７ａとを備える。

そして、制御手段２７ａは、各吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６が部品ＰｓとワークＷを保持する場合に保持能力を強い状態から弱い状態に変化させ、部品ＰｓをワークＷから取り出す制御を行う。

さらに、吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６からワークＷが離れたことを検知する検知手段を有する。該検知手段は、例えば、ワークＷの上面とのＺ軸方向の距離を静電容量や渦電流等によって非接触式に計測する検知手段（センサ）Ａ〜Ｐである。

また、部品Ｐｓの重量を算出する算出手段２７ｂを備え、制御手段２７ａは吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６の保持能力を部品Ｐｓの重量に応じて設定する制御を行うことができるように構成されてもよい。ここで、部品Ｐｓの重量は以下のようにして算出することができる。すなわち、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置２３でネスティングされ配置された各部品の面積を求め、ワークＷの板厚、材質から重量を計算することができる。そして、該重量に応じて、予め保持能力を設定しておく。

また、部品Ｐｓへ吸着する吸着パッドＰａｄに替え、電磁石への励磁により部品Ｐｓを保持するものでも良い。

さらに、制御手段２７ａは、複数の吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６の中から定められものに対し作動状態または作動解除の切り換え制御を行うことができる。

図４を参照する。部品ＰｓをワークＷから吸着し取り出す場合について示す。アーム２１Ａは吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６を有する。また、各吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６の間には、複数の検知センサＡ〜Ｐが配置されている。

また、吸着パッドＰａｄ１〜１６は群管理されている。吸着パッドＰａｄ１のソレノイドをオン状態あるいはオフ状態にすることに同期して、２個の吸着パッドでバキュームエアがオン状態またはオフ状態に制御される。吸着パッドＰａｄ２〜Ｐａｄ１６のソレノイドに対しても同様に群管理することができる。

図５を参照する。上述した部品ＰｓをワークＷから取り出す動作を示す。

初めに、ステップＳ５０１では、部品Ｐｓを吸着する際に、吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６のソレノイドを全てオン状態にすることで気体の流入に係る弁を開いた状態とする。

ステップＳ０３では、ワークＷ（残材）と部品Ｐｓをともに吸着させる。図６を参照する。アーム２１Ａの吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６は部品ＰｓとワークＷの両方を吸着している。

ステップＳ０５では、ワークＷを、数ミリ持ち上げる。図７を参照する。部品ＰｓとワークＷは、アーム２１Ａの吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６に吸着され、部品ＰｓとワークＷがブラシＢｒの先端より距離Ｄｉｓ（数ミリ）だけ上昇している。

ステップＳ０７では、その後、吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６のエアー流量をソレノイドにより徐々に下げる。

ステップＳ０９では、アーム２１Ａに配置された検知手段Ａ〜ＰによりワークＷと部品Ｐｓの検知を行う。該検知手段Ａ〜Ｐは、例えば、ワークＷの上面とのＺ軸方向の距離を静電容量や渦電流等によって非接触式に計測する距離センサである。これにより、ワークＷと部品Ｐｓが分離したか否かの判断を行うことができる。

ステップＳ１１では、部品Ｐｓのみが吸着されたか否かの判断を行う。部品Ｐｓのみが吸着されたと判断されたとき処理はステップＳ１３に進む。部品Ｐｓのみでない（残材を含んでいる場合）と判断したとき処理はステップＳ０７に戻る。

図８を参照する。部品ＰｓがワークＷより分離し、部品Ｐｓを搬送できる状態になっている。すなわち、残材はクランプ１１により把持されているので、元の形状に戻る弾性力が働くので残材と部品Ｐｓが分離する。

ステップＳ１３では、再び吸着パッドＰａｄ１〜Ｐａｄ１６のエアー流量を上げる。これにより、部品Ｐｓを吸着する吸着力が上がり安定して部品を搬送することができる。そして、処理を終了する。

なお、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。

例えば、コンピュータプログラムとして、以下のように構成される。

ワークから加工された部品を取り出す部品取出装置のコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、前記部品を保持する部品保持部と、前記部品保持部の保持機能を作動状態又は解除状態に切り換えるとともに、前記作動状態の場合に前記部品保持部の保持能力を変化させる制御手段して機能させ、
前記制御手段に、前記部品保持部が前記部品と前記ワークを保持している場合に、前記保持能力を高い状態から低い状態に変化させ、前記部品を前記ワークから分離する制御を実行させるコンピュータプログラム。

また、上記コンピュータプログラムを記録媒体に記録させてもよい。

部品取出装置を備えた加工システム概略構成を示す概略図である。 部品取出装置の概略を示す概略図である。 部品取出装置の概略を示す概略図である。 部品の吸着パッドの配置及びセンサの配置を説明する説明図である。 部品取出装置の動作を示すフローチャートである。 部品の取り出しを説明する説明図である。 部品の取り出しを説明する説明図である。 部品の取り出しを説明する説明図である。 従来の技術を説明する従来図である。

符号の説明

１ 複合機
３ フレーム
５ テーブル
７ キャリッジベース
９ キャリッジ
１１ クランパ
１３ レーザ加工部
１５ レーザ加工ヘッド
１７ タレット
１９ ビルトインテイクアウトローダのガイド
２１Ａ ビルトインテイクアウトローダのアーム
２１Ｂ ビルトインテイクアウトローダ（支持部）
２３ ＣＡＤ／ＣＡＭ装置
２５ 制御盤ＰＣ
２７ ＮＣ装置
２９ コンベア
Ｐｓ 部品
Ｗ ワーク

Claims (7)

1. ワークから加工された部品を取り出す部品取出装置において、
   前記部品を保持する部品保持部と、
   前記部品保持部の保持機能を作動状態又は解除状態に切り換えるとともに、前記作動状態の場合に前記部品保持部の保持能力を変化させる制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記部品保持部が前記部品と前記ワークを保持している場合に、前記保持能力を高い状態から低い状態に変化させ、前記部品を前記ワークから分離する制御を行うことを特徴とする部品取出装置。
2. 前記部品保持部は、該部品保持部から前記ワークが離れたことを検知する検知手段を有することを特徴とする請求項１に記載の部品取出装置。
3. 前記部品の重量を算出する算出手段を備え、
   前記制御手段は前記部品保持部の保持能力を前記部品の重量に応じて設定する制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の部品取出装置。
4. 前記部品保持部は複数配置された負圧により吸着する吸着パッドであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の部品取出装置。
5. 前記部品保持部は複数配置され、電磁石への励磁により部品を保持することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の部品取出装置。
6. 前記制御手段は、複数の前記部品保持部の中から定められものに対し作動状態または作動解除の切り換え制御を行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の部品取出装置。
7. ワークから加工された部品を取り出す部品取出方法において、
   部品保持部は前記部品を保持するものであり、
   制御手段が、前記部品保持部の保持機能を作動状態又は解除状態に切り換えるとともに、前記作動状態の場合に前記部品保持部の保持能力を変化させ、
   前記制御手段は、前記部品保持部が前記部品と前記ワークを保持している場合に、前記保持能力を高い状態から低い状態に変化させ、前記部品を前記ワークから分離する制御を行うことを特徴とする部品取出方法。