JP2013027945A - 把持装置及びワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線状部材がワークの下敷きにされてしまうことを防止して組み込み作業の自動化を容易にし得る把持装置及びワーク搬送装置の提供。
【解決手段】組付面１００ａ及び可撓性を有して該組付面１００ａ側に下垂可能な電源ケーブル１０１を備えるファン１００を、把持可能な把持部１１と、下垂した電源ケーブル１０１を、ファン１００の組付面１００ａと異なる側部領域１００ｃに掬い上げ可能な掬い上げ部２０と、を有する第１把持装置１０を採用する。
【選択図】図９

Description

本発明は、把持装置及びワーク搬送装置に関するものである。

従来から、ワークを把持して、作業台まで運び、何らかの装置に組み込む作業などの自動化が進められている。かかるワークの把持には、例えば、一対の爪部を有する把持装置が多用されている（例えば特許文献１参照）。

実開平６−８６８４１号公報

しかしながら、ワークが電子機器等で、線状部材（例えば電源ケーブル）を備える場合、当該組み込み作業の自動化は困難となる。すなわち、固定されずある程度自由にされた電源ケーブルは、その可撓性によりワークの組付面側に下垂する場合がある。そうすると、ワークの組付面側を装置本体のベース等に載置する際に、電源ケーブルがワークの下敷きにされてしまう虞がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、線状部材がワークの下敷きにされてしまうことを防止して組み込み作業の自動化を容易にし得る把持装置及びワーク搬送装置の提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、組付面及び可撓性を有して該組付面側に下垂可能な線状部材を備えるワークを、把持可能な把持部と、上記下垂した上記線状部材を、上記ワークの上記組付面と異なる所定領域に掬い上げ可能な掬い上げ部と、を有する把持装置を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、ワークを搬送してその組付面側を載置する際に、掬い上げ部を用いて、ワークの組付面側に下垂した線状部材をワークの当該組付面と異なる領域に掬い上げることで、線状部材がワークの下敷きにならないよう前処理することができる。これにより、線状部材がワークの組み込み作業を邪魔することはなくなり、その自動化を容易にし得る。

また、本発明においては、上記把持装置を有するワーク搬送装置を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、把持装置によって線状部材を前処理したワークを作業台等に搬送することで、ワークの組み込み作業を円滑化し得る。

本発明の把持装置及びワーク搬送装置によれば、線状部材がワークの下敷きにされてしまうことを防止して組み込み作業の自動化を容易にし得る。

本発明の実施形態におけるワーク搬送装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態における第１把持装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態における第１把持装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態における第２把持装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態における第２把持装置の構成を示す正面図である。 本発明の実施形態における第２把持装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態における電源ケーブルの配線処理のためのリムーバの移動順を説明するための平面図である。 本発明の実施形態における電源ケーブルの第１処理を説明するための斜視図である。 本発明の実施形態における電源ケーブルの第２処理を説明するための斜視図である。 本発明の実施形態における電源ケーブルの第３処理を説明するための斜視図である。 本発明の実施形態における電源ケーブルの押さえ込み処理を説明するための斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

［ワーク搬送装置］
図１は、本発明の実施形態におけるワーク搬送装置１の構成を示す概略図である。
ワーク搬送装置１は、ファンユニットの組み立てのために、ケース２に収容されているファン（ワーク）１００を、作業台３，４に順次搬送するものである。作業台４には、ファンユニットのベース（不図示）が配置されている。ファン１００は、当該ベースに載置される組付面１００ａと、可撓性を有して組付面１００ａ側に下垂可能な電源ケーブル（線状部材）１０１と、を備える。

ファン１００は、略箱型の直方体形状を有する（後述する図７及び図８参照）。電源ケーブル１０１は、ファン１００の組付面１００ａと反対側の背面１００ｂの中央部（モータ収容部）から、組付面１００ａと背面１００ｂとの間の側部領域（所定領域）１００ｃまで、溝１０２によって導かれている。なお、電源ケーブル１０１の先端には、コネクタ１０３が設けられている。

溝１０２は、側部領域１００ｃの縁のうち背面１００ｂ側（組付面１００ａと反対側）の縁１００ｃ１まで形成されており、この縁１００ｃ１において、電源ケーブル１０１が固定される。電源ケーブル１０１は、可撓性を有しており、当該固定位置を起点として、側部領域１００ｃを跨いで組付面１００ａ側に下垂可能となっており、また、背面１００ｂ側にも下垂可能となっている（図７において二点鎖線で示す）。

図１に示すように、ワーク搬送装置１は、上記構成のファン１００を把持可能な、第１把持装置（把持装置）１０及び第２把持装置３０と、第１把持装置１０及び第２把持装置３０の全体の動作を制御する制御部５と、を有する。制御部５は、第１把持装置１０を有するロボットアーム６と、第２把持装置３０を有するロボットアーム７と、それぞれ電気的に接続されている。ロボットアーム６，７は、多関節ロボットアームであり、任意の方向に任意の姿勢でアーム先端部を移動可能な構成となっている。

［第１把持装置］
図２は、本発明の実施形態における第１把持装置１０の構成を示す斜視図である。図３は、本発明の実施形態における第１把持装置１０の構成を示す断面図である。
第１把持装置１０は、ファン１００を把持可能な把持部１１と、電源ケーブル１０１をファン１００の組付面１００ａと異なる側部領域１００ｃに掬い上げ可能な掬い上げ部２０と、を有する。

把持部１１は、基体部１２に設けられている。また、掬い上げ部２０も、基体部１２に設けられている。基体部１２には、ロボットアーム６（図１参照）のアーム先端部に対して装着可能な装着部１３が設けられている。また、基体部１２には、把持部１１によるファン１００の把持の際に、側部領域１００ｃに接触する当て材となるウレタンブロック１４が設けられている。

把持部１１は、一対の爪部１５を有する。図３に示すように、一対の爪部１５は、それぞれ回転軸１６を中心に回転自在に支持されている。また、一対の爪部１５は、それぞれスライドアクチュエータ１７のリンクシャフト１８に係合している。本実施形態の一対の爪部１５は、スライドアクチュエータ１７によって、同期して開閉駆動可能な構成となっている。

スライドアクチュエータ１７は、基体部１２に設けられている。本実施形態のスライドアクチュエータ１７は、一対の爪部１５を駆動させる駆動源としてエアシリンダを有する。エアシリンダは、例えばソレノイドバルブの開閉駆動により伸縮可能に構成されている。なお、エアシリンダへの空気の供給や、ソレノイドバルブへの駆動信号の入出力は、装着部１３を介してロボットアーム６側から行われる。

掬い上げ部２０は、ファン１００の電源ケーブル１０１を掬い上げ可能なリムーバ（板状部材）２１を有する。リムーバ２１は、図２に示すように、スライドガイド２２によって、その長さ方向に移動可能な構成となっている。スライドガイド２２は、リムーバ２１に設けられたガイドピン２３をガイドするガイド溝２４を有する。

また、リムーバ２１は、圧縮バネ２５を支持するスプリングブラケット２６を有する。スプリングブラケット２６及び圧縮バネ２５は、基体部１２に設けられたシャフト２７とスライド自在に係合している。シャフト２７は、リムーバ２１と平行に配設されている。リムーバ２１は、スライドガイド２２によって長さ方向に移動可能で、且つ、過度に押し込まれた際には圧縮バネ２５が基体部１２との間の緩衝材として機能するよう構成されている。

リムーバ２１は、側面２１ａの一部が幅方向外方に突出した突出部２８を備える略板形状を呈する。突出部２８は、リムーバ２１の長さ方向先端部に設けられている。突出部２８は、図３に示すように、長さ方向一方側（先端部側）に向かうに従って側面２１ａに沿う基準平面Ｘに対する傾きが漸次小さくなる曲面２８ａを有する。
具体的には、曲面２８ａは、始めは、基準平面Ｘに対して交差する傾き（略６０°程度）を有するが、長さ方向一方側に向かうに従って漸次傾きが小さくなり、終いは、基準平面Ｘに対して平行な傾き（略０°程度）となるように、長さ方向一方側に向かうに従って滑らかに傾斜が変化している。

［第２把持装置］
図４は、本発明の実施形態における第２把持装置３０の構成を示す斜視図である。図５は、本発明の実施形態における第２把持装置３０の構成を示す正面図である。図６は、本発明の実施形態における第２把持装置３０の構成を示す断面図である。

第２把持装置３０は、ファン１００の側部領域１００ｃに位置する電源ケーブル１０１を押さえ込み可能な押さえ込み部３１と、電源ケーブル１０１を押さえ込んだ状態でファン１００を把持可能な第２把持部３２と、有する。押さえ込み部３１は、基体部３３に設けられている。また、第２把持部３２も、基体部３３に設けられている。基体部３３には、ロボットアーム７（図１参照）のアーム先端部に対して装着可能な装着部３４が設けられている。

第２把持部３２は、所定方向に近接離間可能な一対の爪部３５を有する。一対の爪部３５には、それぞれファン１００の背面１００ｂと当接可能なストッパ３６が設けられている。この一対の爪部３５は、スライドアクチュエータ３７によって、当該所定方向にスライド駆動可能な構成となっている。

スライドアクチュエータ３７は、基体部３３に設けられている。本実施形態のスライドアクチュエータ３７は、一対の爪部３５を駆動させる駆動源としてエアシリンダを有する。エアシリンダは、例えばソレノイドバルブの開閉駆動により伸縮可能に構成されている。なお、エアシリンダへの空気の供給や、ソレノイドバルブへの駆動信号の入出力は、装着部３４を介してロボットアーム７側から行われる。

押さえ込み部３１は、アーム４１を有する。図６に示すように、アーム４１は、回転軸４２を中心に回転自在に支持されている。アーム４１の回転軸４２を挟んだ一方側は、略Ｌ字状に屈曲しており、ファン１００の側部領域１００ｃに当接可能な構成となっている。アーム４１の回転軸４２を挟んだ他方側は、引張バネ４３の一端部と接続されている。引張バネ４３の他端部は、基体部３３に設けられたバネポスト４４と接続されている。

押さえ込み部３１は、一対の爪部３５の間に設けられたシャフト４５を有する（図５参照）。シャフト４５は、基体部３３に形成された貫通孔３３ａに沿ってスライド自在な構成となっている（図６参照）。シャフト４５の一端部には、ファン１００の背面１００ｂと当接可能なカラー４６が設けられており、シャフト４５の他端部には、回転軸４２と引張バネ４３との間においてアーム４１と当接可能なキャップ４６が設けられている。

［ワーク搬送動作］
続いて、上記構成の第１把持装置１０及び第２把持装置３０を有するワーク搬送装置１によるワーク搬送動作について説明する。なお、特に断りが無い限り、制御部５が、主体者として以下の動作を制御する。
なお、制御部５は、第１把持装置１０及び第２把持装置３０と、それぞれ電気的に接続されており、エアシリンダへの空気の供給や、不図示のソレノイドバルブへの駆動信号の入出力によりスライドアクチュエータ１７，３７の駆動を制御する構成となっている。

先ず、図１に示すように、ケース２に収容された複数のファン１００のうちの一つを作業台３の上に載置する。
より詳しくは、先ず、ロボットアーム６によって、ファンの１００の上方に第１把持装置１０を移動させる。その後、第１把持装置１０を降下させた後、スライドアクチュエータ１７を駆動させ、一対の爪部１５でファン１００の側部領域１００ｃの両側を把持する。なお、このとき、リムーバ２１が、ケース２や他のファン１００に接触しても、スライドガイド２２によってその長さ方向に自在にスライドするため、当該把持を阻害することはない。

把持部１１でファン１００を把持したら、第１把持装置１０を上昇させ、作業台３の上方に移動させる。その後、第１把持装置１０を降下させ、一対の爪部１５を開き、作業台３の上に、ファン１００をその側部領域１００ｃが上方を向くようにして載置する。
なお、ファン１００や作業台３の位置の認識には、制御部５に予め記憶されている座標データに基づいて導出する手段や、搬送エリア上方に設けた不図示の撮像カメラからの画像データを画像処理して導出する手段等を用いることができる。

作業台３の上に、ファン１００をその側部領域１００ｃが上方を向くようにして載置したら、次に、第１把持装置１０の掬い上げ部２０による電源ケーブル１０１の配線処理（ファンユニットへの組み付けの前処理）を行う。
図７は、本発明の実施形態における電源ケーブル１０１の配線処理のためのリムーバ２１の移動順を説明するための平面図である。

図７に示すように、電源ケーブル１０１の配線処理は、側部領域１００ｃの縁のうち組付面１００ａと反対側の縁１００ｃ１に沿ってリムーバ２１を移動させる第１処理（ラインＬ１で示す）と、組付面１００ａに沿ってリムーバ２１を移動させる第２処理（ラインＬ２で示す）と、側部領域１００ｃの縁のうち組付面１００ａ側の縁１００ｃ２に沿ってリムーバ２１を移動させる第３処理（ラインＬ３で示す）と、を含む。

図８は、本発明の実施形態における電源ケーブル１０１の第１処理を説明するための斜視図である。
図８に示すように、第１処理では、リムーバ２１の先端を側部領域１００ｃの縁１００ｃ１の上面に当接させつつ、リムーバ２１を縁１００ｃ１に沿って移動させる。電源ケーブル１０１が背面１００ｂ側に下垂している場合（図７において二点鎖線で示す）、その一部は縁１００ｃ１の上面に跨ることとなるため、ラインＬ１でリムーバ２１を移動させれば、その一部と接触でき、背面１００ｂ側から側部領域１００ｃ側に電源ケーブル１０１を寄せることができる。

図９は、本発明の実施形態における電源ケーブル１０１の第２処理を説明するための斜視図である。
電源ケーブル１０１が組付面１００ａ側に下垂している場合（図７において二点鎖線で示す）、固定位置（溝１０２）との関係で背面１００ｂ側よりも下垂の程度が大きくなる。このため、第１処理と同様に、組付面１００ａ側の縁１００ｃ２の上面をリムーバ２１の先端でなぞるだけでは、組付面１００ａ側に下垂した電源ケーブル１０１を側部領域１００ｃに寄せることができない。

そこで、第２処理では、図９に示すように、リムーバ２１を組付面１００ａに沿って移動させる。リムーバ２１は、板状部材であるので、組付面１００ａに沿って移動させる過程で、下垂した電源ケーブル１０１と組付面１００ａとの狭い隙間に入り込み、その突出部２８で電源ケーブル１０１を持ち上げて側部領域１００ｃに掬い上げることができる。したがって、この第２処理によれば、ファン１００の組付面１００ａ側に下垂した電源ケーブル１０１を、ファン１００の当該組付面１００ａと異なる側部領域１００ｃに掬い上げることで、確実に電源ケーブル１０１がファン１００の下敷きにならないようにすることができる。

また、第２処理では、リムーバ２１を組付面１００ａに沿って移動させる過程において、リムーバ２１の突出部２８を縁１００ｃ２よりも低い位置から縁１００ｃ２よりも高い位置へと上昇させる。ここで、突出部２８は、曲面２８ａを有するため、電源ケーブル１０１の掬い上げを可能としつつ、その先端に設けられたコネクタ１０３の引っ掛かりに起因するファン１００自体の吊り上げの発生を防止することができる。すなわち、電源ケーブル１０１は、ある程度持ち上げられると、曲面２８ａによって引っ掛かりが抑制されて、側部領域１００ｃへと自然に落下することとなる。

図１０は、本発明の実施形態における電源ケーブル１０１の第３処理を説明するための斜視図である。
図１０に示すように、第３処理では、リムーバ２１の先端を側部領域１００ｃの縁１００ｃ２の内側面に沿って移動させる。この第３処理によれば、第２処理において掬い上げられた電源ケーブル１０１を、側部領域１００ｃの中央に向けて確実に寄せることができる。また、側部領域１００ｃへと掬い上げた電源ケーブル１０１の姿勢の暴れ（乱れ）を抑えることができる。

以上により電源ケーブル１０１の配線処理が終了する。上記配線処理は、第１把持装置１０にリムーバ２１等を追加すれば可能であるため、構成の単純化、軽量化を図ることができる。したがって、ロボットアーム６の可搬質量が小さい場合であっても、適用することができる。
第１把持装置１０による配線処理が終了したら、次に、第２把持装置３０による電源ケーブル１０１の押さえ込み処理を行う。

図１１は、本発明の実施形態における電源ケーブル１０１の押さえ込み処理を説明するための斜視図である。
図１１に示すように、背面１００ｂ側からファン１００を第２把持装置３０の第２把持部３２で把持しようとすると、先行してファン１００の背面１００ｂの中央部にカラー４６が当接する（図６参照）。カラー４６が、押し込まれると、シャフト４５に設けられたキャップ４６が、アーム４１の他端部を引張バネ４３の付勢に抗して押し返す。

押し返されたアーム４１は、回転軸４２周りに回動する。これにより、アーム４１の一端部が、側部領域１００ｃに向かって倒れ込み、側部領域１００ｃに位置する電源ケーブル１０１を押さえ込むことができる。なお、このとき、図１１に示すように、第１把持装置１０のリムーバ２１を、第３処理のラインＬ３の終点近傍で停止させておけば、押さえ込み部３１（アーム４１）による電源ケーブル１０１の押さえ込み処理を確実に行える。

次に、電源ケーブル１０１を押さえ込んだ状態で、スライドアクチュエータ３７を駆動させ、一対の爪部３５でファン１００の側部領域１００ｃの両側を把持する。これにより、電源ケーブル１０１を動かないように側部領域１００ｃにおいて押さえ込んだ状態でファン１００を把持して、ロボットアーム７によって、作業台４へ搬送することができる。

作業台４では、図１に示すように、ロボットアーム７によって、組付面１００ａが下向きになるようにして、ファン１００を不図示のファンユニットのベース上に載置する。このとき、電源ケーブル１０１はファン１００の下敷きにならないよう配線処理（前処理）されているため、電源ケーブル１０１がファン１００の組み込み作業を邪魔することはなく、ファンユニットの組み立て作業を円滑かつ容易にし得る。

したがって、上述の本実施形態によれば、組付面１００ａ及び可撓性を有して該組付面１００ａ側に下垂可能な電源ケーブル１０１を備えるファン１００を、把持可能な把持部１１と、下垂した電源ケーブル１０１を、ファン１００の組付面１００ａと異なる側部領域１００ｃに掬い上げ可能な掬い上げ部２０と、を有する第１把持装置１０を採用することによって、ファン１００を搬送してその組付面１００ａ側を載置する際に、掬い上げ部２０を用いて、ファン１００の組付面１００ａ側に下垂した電源ケーブル１０１をファン１００の当該組付面１００ａと異なる側部領域１００ｃに掬い上げることで、電源ケーブル１０１がファン１００の下敷きにならないよう前処理することができる。
また、本実施形態によれば、側部領域１００ｃに位置する電源ケーブル１０１を押さえ込み可能な押さえ込み部３１と、電源ケーブル１０１を押さえ込んだ状態でファン１００を把持可能な第２把持部３２と、を有する第２把持装置３０を採用することによって、側部領域１００ｃに掬い上げた電源ケーブル１０１を動かないように押さえ込んで、ファン１００を搬送することができる。
したがって、本実施形態の第１把持装置１０及び第２把持装置３０を有するワーク搬送装置１によれば、電源ケーブル１０１がワークの下敷きにされてしまうことを防止して組み込み作業の自動化を容易にし得る。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、本発明は、ファン１００だけでなく、可撓性を有する線状部材を備える他のワークにも、もちろん適用可能である。

１…ワーク搬送装置、５…制御部、１０…第１把持装置（把持装置）、１１…把持部、２０…掬い上げ部、２１…リムーバ（板状部材）、２１ａ…側面、２８…突出部、２８ａ…曲面、３０…第２把持装置、３１…押さえ込み部、３２…第２把持部、１００…ファン（ワーク）、１００ａ…組付面、１００ｃ…側部領域（所定領域）、１００ｃ１…縁、１００ｃ２…縁、１０１…電源ケーブル（線状部材）

Claims (9)

1. 組付面及び可撓性を有して該組付面側に下垂可能な線状部材を備えるワークを、把持可能な把持部と、
   前記下垂した前記線状部材を、前記ワークの前記組付面と異なる所定領域に掬い上げ可能な掬い上げ部と、を有することを特徴とする把持装置。
2. 前記掬い上げ部は、側面の一部が幅方向に突出した突出部を備える板状部材を有することを特徴とする請求項１に記載の把持装置。
3. 前記突出部は、前記側面の長さ方向一方側に向かうに従って該側面に沿う基準平面に対する傾きが漸次小さくなる曲面を有することを特徴とする請求項２に記載の把持装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の把持装置を有することを特徴とするワーク搬送装置。
5. 前記掬い上げ部の移動を制御する制御部を有し、
   前記制御部は、前記組付面に沿って前記掬い上げ部を移動させることを特徴とする請求項４に記載のワーク搬送装置。
6. 前記制御部は、前記組付面に沿う移動の前に予め、前記所定領域の縁のうち前記組付面と反対側の縁に沿って前記掬い上げ部を移動させることを特徴とする請求項５に記載のワーク搬送装置。
7. 前記制御部は、前記組付面に沿う移動の後に、前記所定領域の縁のうち前記組付面側の縁に沿って前記掬い上げ部を移動させることを特徴とする請求項５または６に記載のワーク搬送装置。
8. 前記把持装置と異なる第２把持装置を有することを特徴とする請求項４〜７に記載のワーク搬送装置。
9. 前記第２把持装置は、
   前記所定領域に位置する前記線状部材を押さえ込み可能な押さえ込み部と、
   前記線状部材を押さえ込んだ状態で前記ワークを把持可能な第２把持部と、を有することを特徴とする請求項８に記載のワーク搬送装置。

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