JP3704163B2 - 真空供給用ユニット - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、真空供給用ユニットに関し、一層詳細には、圧力センサを設けて作業機器が確実にワークを吸着したか否かを確認することを可能とする真空供給用ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、各種自動化の要請により、物品の搬送、移動、取り出し等の作業を行う手段として真空吸着方法が利用されている。この場合、エゼクタあるいは真空ポンプで吸着用パッドの内部を負圧にして所望の作業を達成する。すなわち、吸着用パッドが物品を吸着すると負圧状態が増すので、これを圧力スイッチで検出して、次なる搬送等の信号として活用する。しかしながら、上記の方法では、真空供給源、流体経路の特性の変化で負圧の検出値が異なり、したがって、吸着用パッドの吸着の正確な確認が困難で、物品が吸着されてない場合でも吸着用パッド等が作動してしまう欠点があった。
【0003】
上記のような欠点を除去すべく様々な工夫が行われているが、ここでは代表的なものを図8および図9を参照して説明する。
【0004】
エゼクタあるいは真空ポンプである真空供給源2から吸着用パッド4に連通する通路6上に圧力スイッチ8および流量計9を設け、前記吸着用パッド4の吸着確認を行い、この確認信号をシーケンサ等の制御機器に伝達する。吸着確認は、図9に示すように、圧力スイッチ8および流量計9の吸入流量−真空圧力特性図において、以下のように行われる。ここで、AおよびBは、吸着時および非吸着時の吸入流量−真空圧力特性曲線であり、例えば、真空供給源のパワーが小さい場合には、圧力値P1(吸着時)と圧力値P2(非吸着時)の間に吸着確認用の設定値を設ければよく、また真空供給源のパワーが大きい場合には、圧力値P3(吸着時)と圧力値P4(非吸着時)の間に吸着確認用の設定値を設ければ、吸着用パッド4が確実にワークを吸着したか否かの検出を行うことが可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、真空供給源のパワーが大きくなると、真空供給源の吸入流量−真空圧力特性曲線が徐々に水平に近づく(一点鎖線参照)。したがって、真空供給源のパワーが大きいと、図9に示すように、吸着時と非吸着時の圧力値P3、P4の差が減少するに至り、このため、吸着確認のための圧力値が設定困難となる。
【0006】
本発明は、この種の問題を解決するために、真空供給源のパワーが大きい場合でも、圧力スイッチにおいて測定される吸着時と非吸着時の圧力値の差が十分であり、吸着確認のための圧力設定値が容易に設定可能であり、作業機器がワークを吸着したか否かを確実に検知可能な真空供給用ユニットを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本願発明は、真空供給用ユニットであって、
内部に真空供給源とワークを吸着する作業機器とを連通する通路と、
前記通路に臨み前記作業機器の吸着状態を確認するために設けられる圧力センサと、
前記真空供給源と前記圧力センサとの間の前記通路に配設され絞りと、
前記真空供給源と前記絞りとの間の前記通路に配設され、第1室に供給される負圧と第2室に供給される負圧との圧力差によってピストンが変位することにより、前記作業機器に供給される負圧値を所定値以下に制御する圧力制御機構と、
備え、
前記圧力制御機構により前記負圧値が所定値以下に制御される際、前記絞りは、該絞りがない場合と比較して、前記作業機器の吸着状態と非吸着状態における負圧の圧力差を増大させる機能を営むことを特徴とする。
【0008】
【作用】
本発明に係る真空供給用ユニットでは、真空供給源と圧力センサとの間の通路上に絞りを設けることにより、前記絞りがない場合と比較して、真空供給源のパワーが大きい場合においても吸着時と非吸着時との圧力差を増大させ、吸着確認の圧力設定値の設定が容易になる。したがって、作業機器によるワークの吸着の有無を確実に検出することが可能となる。
また、前記真空供給源と絞りとの間に圧力制御機構を設けることにより、真空供給源より供給される真空圧が変動した場合においても圧力特性が変化せず、吸着確認のために圧力センサに対して行われる圧力設定を簡便に且つ確実に行うことが可能となる。
【0009】
【実施例】
本発明に係る真空供給用ユニットについて、好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0010】
図1に第1の実施例を示す。この実施例において、第9図に示す従来技術の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0011】
真空供給源2と吸着用パッド4等の作業機器とを連通する通路6に対し、特に、この実施例では圧力スイッチ8と流量計9の間に可変絞り10を設けている。このように可変絞り10を設けることにより、真空供給源2のパワーが大きい時でも、図2に示す絞りがない従来例の圧力値P3、P4と比較すれば容易に理解できるように、吸着時の圧力値P5と非吸着時の圧力値P6の差が大きくなり、吸着確認の圧力設定が容易に達成される。
【0012】
したがって、従来例では、吸着確認の圧力設定値の設定が困難であった真空供給源のパワーが大きい場合でも、本実施例においては、吸着時と非吸着時の圧力値の差が大きくなり、容易に吸着確認の圧力設定ができる。
【0013】
第2の実施例を図3および図4に示す。この実施例では、第1実施例と略同様であるが、真空供給源2と可変絞り10の間の通路6上に圧力制御弁(圧力制御機構)12を備える。圧力制御弁12は、本体14を有し、さらに、本体14内にピストン室(第1室)16、室(第2室)18をタンデムに画成している。ピストン室16にはピストン20が摺動自在に設けられ、前記ピストン20のピストンロッド22はその先端部が室18に臨む。ピストンロッド22には弁部材24が嵌合している。前記ピストン20の大受圧面側には捻子26の螺回動作によって弾発力を増減するコイルスプリング28が当接する。ピストン室16、室18は、図に示すように、通路6aによって可変絞り10を介して吸着用パッド4等の作業機器に連通している。ピストンロッド22側のピストン室16は通路30によって大気に開放されている。一方、室18は、真空供給源2に通路6bで連通している。
【0014】
このように構成される圧力制御弁12は、図3および図4から了解されるように、真空供給源2から真空圧が供給されない場合は、コイルスプリング28の弾発力によりピストン20が下方に移動し、室18と真空発生源2が連通する。
【0015】
そこで、真空供給源2を付勢すると、通路6bから通路6aを経て、吸着用パッド4等の作業機器に真空圧が供給される。前記真空圧はピストン室16、室18に供給される。前記真空圧による圧力差(ピストン室16の断面積>室18の断面積)により、該ピストン20は、上方に変位して作業機器に供給される真空圧を制御する。
【0016】
したがって、真空供給源2から供給される真空圧力は、図5において、一定値P8以下となり、供給される真空圧の変動によっても、可変絞り10を含む圧力特性が変化せず、しかも可変絞り10によって吸着時と非吸着時の圧力値P9、P10が十分な差を有している。したがって、吸着確認のための圧力設定を、容易に且つ確実に行うことが可能である。また、本実施例では、供給される真空圧によりピストン20を変位させて制御しているが、図6に示すように、真空供給源がエゼクタ2aである場合、供給される真空圧によりエゼクタに供給される圧力流体の圧力を制御するように圧力制御弁12aを構成してもよい。さらに、絞り10と吸着用パッド4の間に、真空破壊弁を介して圧縮空気が供給されるように構成してもよい。さらにまた、通路6と吸着用パッド4の間に真空の供給、遮断を行う開閉弁を設けてもよい。
【0017】
次に、真空圧の供給、遮断を行う制御弁と圧力制御弁を一体的に構成したものを第3実施例として図7を参照して説明する。なお、前記従来例および第2実施例と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0018】
室18の下方に室32を画成し、該室32にピストン34を摺動自在に配置する。該ピストン34のピストンロッド36は室18に臨み、ピストン20のピストンロッド22の先端部と当接する。室32にはコイルスプリング38が設けられ、前記ピストン34を、図において上方へと押圧付勢する。室32はピストンロッド36側を圧力流体の供給、排出するためのパイロット弁46に通路48で連通し、一方、室32のピストン34の大受圧面側は通路50によって大気に開放されている。なお、図中、参照符号52は通路6aに臨む可変絞りであり、好適には絞り度合を確認するための目盛りを付しておく。また、吸着用パッド4と可変絞り52間にはフィルタ54を設け、圧力スイッチ近傍には疎水性エレメントからなるフィルタ56を設けている。
【0019】
このように構成される真空供給用ユニットは、次のように作動する。パイロット弁46は、開成されることにより圧力流体が通路48を経て、室32のピストンロッド36側に供給される。前記圧力流体によってピストン34が下方に変位することにより、圧力制御弁12を構成するピストン20がコイルスプリングの弾性力によって下方に変位し、第2実施例と同様に作動する。
【0020】
本実施例は、第2実施例と同様の効果が得られるとともに、全体として小型に構成することができる。
【0021】
圧力制御弁を真空圧力を半導体圧力センサでフィードバックし、コイル等のフォースモータや、積層/バイモルフ、ピエゾ素子等の圧力素子によるノズルフラッパ機構を用いたパイロット式圧力弁で構成してもよい。また、エジェクタへの供給圧力、真空発生側の圧力をモニタして、フィードフォワード制御を行ったり前記フィードバックと複合して制御してよい。圧力制御弁12の操作、スプリングの操作に、ステッピングモータとハーモニックドライブ等の遊星歯車機構を一体に制御してもよい。
【0022】
また、実際に圧力制御しなくても、絞り前の圧力をモニタして、真空スイッチを設定、あるいは設定値を自動変化制御させて実質的に同様の効果を生むことも可能である。図7に示す真空供給用ユニットに液晶等のカラーグラフィック表示部を設け、制御状態をモニタし、また、ワンチップマイコン等の演算装置、タイマ等を設け、アクチュエータも含めた真空搬送装置の制御機構を構成することもできる。
【0023】
【発明の効果】
本発明に係る真空供給用ユニットによれば、以下の効果が得られる。
【0024】
すなわち、吸着用パッド等の作業機器の吸着確認を圧力センサを用いて行う場合に、真空供給源と前記圧力センサとの間の通路上に絞りを設けることにより、圧力センサで検出する吸着時と非吸着時の真空圧の差圧を大きくし、吸着確認の圧力値の設定を容易にするとともに、吸着、非吸着の誤確認を阻止できる。さらに、真空供給源側に圧力制御機構を設けることにより、単一の真空供給源に対して、複数の作業機器を接続する際の真空圧の変動による作業機器のワークに対する吸着、非吸着の誤確認を阻止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る真空供給用ユニットの第1実施例の流体回路説明図である。
【図2】本発明に係る真空供給用ユニットの第1実施例の吸着、非吸着時の圧力値の説明図である。
【図3】本発明に係る真空供給用ユニットの第2実施例の流体回路説明図である。
【図4】本発明に係る真空供給用ユニットの第2実施例の圧力制御弁の縦断面図である。
【図5】本発明に係る真空供給用ユニットの第2実施例の吸着、非吸着時の圧力値の説明図である。
【図6】本発明に係る真空供給用ユニットの第2実施例の別の流体回路説明図である。
【図7】本発明に係る真空供給用ユニットの第3実施例の一部縦断面図である。
【図8】従来例に係る真空供給用ユニットの流体回路説明図である。
【図9】従来例に係る真空供給用ユニットの吸着、非吸着時の圧力値の説明図である。
【符号の説明】
2…真空供給源
4…吸着用パッド
6…通路
8…圧力スイッチ
10…可変絞り
12…圧力制御弁
14…本体
16…ピストン室
18、32…室
20、34…ピストン

Claims (3)

  1. 真空供給用ユニットであって、
    内部に真空供給源とワークを吸着する作業機器とを連通する通路と、
    前記通路に臨み前記作業機器の吸着状態を確認するために設けられる圧力センサと、
    前記真空供給源と前記圧力センサとの間の前記通路に配設され絞りと、
    前記真空供給源と前記絞りとの間の前記通路に配設され、第1室に供給される負圧と第2室に供給される負圧との圧力差によってピストンが変位することにより、前記作業機器に供給される負圧値を所定値以下に制御する圧力制御機構と、
    備え、
    前記圧力制御機構により前記負圧値が所定値以下に制御される際、前記絞りは、該絞りがない場合と比較して、前記作業機器の吸着状態と非吸着状態における負圧の圧力差を増大させる機能を営むことを特徴とする真空供給用ユニット。
  2. 請求項1記載の真空供給用ユニットにおいて、
    負圧の供給並びに遮断を行う切換弁と、前記圧力制御機構とを一体として構成することを特徴とする真空供給用ユニット。
  3. 請求項1または2記載の真空供給用ユニットにおいて、
    前記真空供給源はエゼクタであり、前記圧力制御機構は、前記エゼクタへの圧力流体の供給圧力を制御する機構であることを特徴とする真空供給用ユニット。
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