JP4011432B2 - Blade changing method for round blade shearing slitter, robot hand used therefor, and handling robot provided with the robot hand - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は丸刃の刃替え方法およびそれに用いられるロボットハンド、ならびに当該ロボットハンドを備えたハンドリングロボットに関する。さらに詳しくは、スリッターなど、丸刃せん断式スリッターの丸刃および該丸刃の間隔を定めるスペーサ(以下、この2つをまとめて丸刃等と呼ぶ)、ならびに該スペーサ外周に設けられたゴムリングをアーバーに挿入し抽出する自動刃替えに関し、とくに汎用ハンドリングロボットが高速で確実に丸刃等のハンドリングを行なうことができる丸刃の刃替え方法およびそれに用いられるロボットハンド、ならびに当該ロボットハンドを備えたハンドリングロボットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から多くのスリッター等の、丸刃せん断式スリッターにおける刃替え作業は、作業者の人力によって行なわれている。スリッターのアーバーと丸刃等との隙間は非常に小さく、丸刃等の装着や抽出は熟練を要する作業であり、かつ、丸刃等は重量物であるため、重筋作業でもある。そこで、自動刃替えロボットなどを用いた自動刃替え方法が種々提案されている。
【0003】
たとえば、図7に示されるように、特開平2−139113号公報に記載される従来の着脱機構40は、スペーサ・刃物30をアーバー軸31に着脱する場合、まず、着脱機構40の図7の紙面垂直方向に沿って水平に並んで配置された一対の把持アーム33の押圧ピン34がスペーサ・刃物30の側方から、当該スペーサ・刃物30の内周面に挿入され、スペーサ・刃物30の外周面を押圧する上下2個の押圧ガイド35と協働して、スペーサ・刃物30を3点支持する。スペーサ・刃物30をアーバー軸31に装着する場合には、押圧ピン34をアーバー軸31に形成されたキー溝31a内を軸方向に移動させ、所定の位置においてスペーサ・刃物30に対する押圧を解放することによって装着作業を達成することができる。スペーサ・刃物30を取り外す場合には、前述の手順とは逆の手順で行なえばよい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図7に示される従来の着脱機構40は、スペーサ・刃物30を内周面および外周面の両方から把持する構造であるため、スリッターの加工精度に影響を与える丸刃等の外周面をあまり強くつかめないという問題がある。
【0005】
しかも、図7に示されるように、スペーサ・刃物30の重心からずれた位置で把持しているため、高速で確実なハンドリングが困難であるという問題がある。
【0006】
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、丸刃等を損傷することなく、丸刃等を強く把持して高速で確実なハンドリングをすることができる丸刃の刃替え方法およびそれに用いられるロボットハンド、ならびに当該ロボットハンドを備えたハンドリングロボットを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の丸刃の刃替え方法に用いられるロボットハンドは、丸刃せん断式スリッターのアーバーに装着される丸刃および/またはスペーサを交換するための刃替え方法に用いられるハンドリングロボットに備えられたロボットハンドであって、
前記丸刃および/またはスペーサの内周面の少なくとも3ヵ所に当接して、当該丸刃および/またはスペーサを把持するための少なくとも3本のフィンガーを備え、
前記複数のフィンガーに丸刃および/またはスペーサの半径方向の外方へ向かう力を作用することにより、前記丸刃および/またはスペーサを内径把持してアーバーに装着または取外しを行なうロボットハンドであって、
前記フィンガーが、丸刃および/またはスペーサを一度に複数内径把持できる長さであり、
前記ロボットハンドには、ゴムリングを外周から挟むための一対の直棒と、ゴムリングの外周面の一部を保持するために先端が円弧状に曲げられたアームとを備えたゴムリング押えが設けられてなることを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明の丸刃の刃替え方法およびそれに用いられるロボットハンド、ならびに当該ロボットハンドを備えたハンドリングロボットをさらに詳細に説明する。図1は本発明の丸刃せん断式スリッターの刃替え方法に用いられる汎用ハンドリングロボットを備えたスリッターを示す平面図、図2は図1のスリッターの正面図、図3は図1のロボットハンドの説明図、図4は図1のロボットハンドを用いて複数の丸刃等を把持する直前の状態を示す斜視説明図、図5は図1のロボットハンドの主要部の拡大斜視図および図6はアーバーの先端に装着されるキャップを示す説明図であって、(a)はキャップの平面図、(b)は正面図、(c)は断面図である。
【0012】
図1〜2は、スリッター本体1が刃替えのためオフラインに引き出され、反駆動側の軸受け2がアーバー3から外された状態を示している。アーバーの駆動側には丸刃等8とほぼ同一の内径を有する案内スリーブ4を装着し、アーバーの反駆動側先端には図6に示すキャップ31が装着されている。スリッターの周囲には丸刃等8の保管棚5、および汎用ハンドリングロボット6が配置されている。丸刃等8のハンドリングが可能な汎用ハンドリングロボットの腕の先端にはロボットハンド7が取り付けられている。図1〜2において、丸刃等8はアーバー3に挿入されたものと、保管棚に置かれたものの一部が図示されている。
【0013】
図3は本実施の形態のロボットハンド7と保管棚5の断面の一部を示している。本発明による丸刃等8を把持する方法は、他の設備との取合いや把持強度などの点ですぐれた内径把持を採用している。
【0014】
図3〜5に示されるように、ハンドリングロボット6の腕6aの先端部には、ロボットハンド7のベースプレート11が取り付けられ、このベースプレート11に2本の固定式フィンガー12a、12bを有する上フィンガーフレーム13が固着され、そして1本のフィンガー14を有する下フィンガーフレーム15がベースプレート11に形成された2本のレール17に沿って上下動可能に取り付けられている。さらに、下フィンガーフレーム15には、エアーシリンダー16が連結部18を介して連結されており、かかるエアーシリンダー16の駆動により、下側のフィンガー14および下フィンガーフレーム15を上下に移動させることができる。
【0015】
さらに、図4〜5に示されるように、本実施の形態のロボットハンド7に、3本のフィンガー12a、12b、14のほかに、スペーサを軸方向に押し出すためのスペーサプッシャー上レバー21、スペーサプッシャー下レバー22、およびゴムリングを押し出すためのゴムリングプッシャー23、およびハンド移動中のゴムリング揺動を防止するゴムリング押え24が設けられている。
【0016】
ゴムリング押え24は、ゴムリングを外周から挟むための一対の直棒24a、24bと、ゴムリングの外周面の一部を保持するために先端が円弧状に曲げられたアーム24cとを備えている。一対の直棒24a、24bは、一対のリンクアーム25a、25bの先端にそれぞれ固着され、ロボットハンド7に設けられた駆動源(図示せず)により、開閉運動をすることができる。また、アーム24cもロボットハンド7に設けられた駆動源(図示せず)により、上フィンガーフレーム13の前側と後側とのあいだを往復移動することができる。したがって、フィンガー12a、12bおよび14で内径把持されたゴムリングは、一対の直棒24a、24bおよびアーム24cによって外周からも把持されるため、移動中のゴムリングの揺動が生じることがない。
【0017】
また、3本のフィンガー12a、12b、14のそれぞれの丸刃等8の内径部に当接する部分の最先端には突起14aを設け、最先端の丸刃等を強く把持し、それより内側はゴムなどの弾性部材14bを介して軽く把持される。
【0018】
本実施の形態のロボットハンド7を備えたハンドリングロボット6を用いて、スリッター本体1に丸刃等8を装着する場合、以下の手順で行なわれる。
【0019】
まず、図3〜4に示されるように、前記ハンドリングロボット6の腕6aを駆動させて、3本のフィンガー12a、12b、14を、収納棚5に垂直に立てて配置された丸刃等8の内径部に進入させる。そののち、ハンドリングロボットの腕6aをわずかに上方へ移動させて上側のフィンガー12a、12bを丸刃等8の内径部に当接させる。ついで、エアーシリンダー16の駆動により、下側のフィンガー14および下フィンガーフレーム15を、丸刃等8の半径方向の外方、すなわち下方へ移動させれば、丸刃等8の内径部を3箇所でバランスよく強固に把持することができる。
【0020】
ここで、さらに具体的にいえば、図3に示されるように、丸刃等8を3本のフィンガー12a、12b、14により内方から把持したとき、3本のフィンガー12a、12b、14は丸刃等8の重心に対してほぼ等距離になり、丸刃等8はバランスよく把持されていることがわかる。
【0021】
ついで、図1に示されるように、ハンドリングロボット6の腕6aを移動させて、丸刃等8をアーバー3の先端まで搬送する。さらにアーバー3の先端に装着されたガイドキャップ31に進入する。これにより3本のフィンガー12a、12b、14は、図6に示される溝31aの中に進入しており、丸刃等はガイドキャップへ嵌合された状態になる。そののち、図3に示すエアーシリンダー16の駆動により、下側のフィンガー14および下フィンガーフレーム15を上方へ移動させれば、丸刃等8の把持は解除され、丸刃等8は上側のフィンガー12a、12bにぶら下った状態になる。つぎに、ロボットを操作してハンドを少し下降させ、丸刃等8はガイドキャップにぶら下がった状態にし、さらにハンドをガイドキャップの軸方向に移動させてフィンガー12a12b、14を図6に示す溝31aの外に出す。これで丸刃等8の装着作業は完了する。
【0022】
なお、丸刃等8をアーバー3から取り外す場合には、前述の手順とは逆の手順で行なえばよい。
【0023】
以上のように、本実施の形態のロボットハンド7は、丸刃等8を内側から把持するため、丸刃等8の外面を損傷することなく強く把持することができる。その結果、ハンドリングロボットの高速運転が可能である。
【0024】
また、本発明のロボットハンド7は丸刃等を一度に複数把持できるフィンガーとなっている点に特徴がある。一度に把持できる個数はフィンガー12a、12b、14の長さにより容易に調節できる。
【0025】
丸刃等8は、幅の異なる丸刃毎、幅の異なるスペーサ毎に図4に示されるように、収納棚5に複数個並べて配置しておき、アーバー3に装着する丸刃等の装着スケジュールにより、必要な丸刃またはスペーサを選択して、ロボットハンド7をそれぞれの配置箇所に移動させ、前記のように次々と把持して、まとめてアーバー3に装着することができる。そのため、従来のように丸刃等8を個別にアーバー3に装着するのに比較して、作業効率が非常によくなる。
【0026】
さらに、本実施の形態のロボットハンド7は、丸刃等8の内径部のみを把持し丸刃等8の外径部や側部を開放することができるため、スペーサの外側に装着されるゴムリングを収納棚5に厚さ毎に種類分けして複数個並べて配置しておき(図4参照)、必要なゴムリングを選択して、ロボットハンド7を配置箇所に動かし、スペーサを把持した状態のロボットハンド7をゴムリングの内径部に挿入してスペーサの外側にゴムリングを装着したのち、ゴム押え24a、24bにより外部から把持してアーバー3にスペーサとゴムリングを一体化して装着することができるため、作業納率をさらに向上させることができる。
【0027】
なお、本実施の形態では、ロボットハンドの例として、3本のフィンガーを備えたロボットハンドを例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、丸刃等の内径部を少なくとも3ヵ所でバランスよく把持することができるものであれば、ロボットハンドのフィンガーの本数および形状を適宜変更してもよい。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、丸刃等を内径部から少なくとも3ヵ所で把持するため、丸刃等を損傷することなく、強く、しかもバランスよく把持することができ、その結果、丸刃等を高速で確実にハンドリングすることができる。
【0029】
しかも、本発明のような丸刃等の内径把持では、1回のハンドリングで複数個の丸刃等を把持することができ、作業能率が非常によい。
【0030】
さらに、丸刃等の内径部のみを把持するため、ゴムリングなど、スペーサーの外周面に装着されるリング状の部品をハンドリングすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の丸刃せん断式スリッターの刃替え方法に用いられる汎用ハンドリングロボットを備えたスリッターを示す平面図である。
【図2】図1のスリッターの正面図である。
【図3】図1のロボットハンドの説明図である。
【図4】図1のロボットハンドを用いて複数の丸刃等を把持する直前の状態を示す斜視説明図である。
【図5】図1のロボットハンドの主要部の拡大斜視図である。
【図6】アーバーの先端に装着されるキャップを示す説明図であって、(a)はキャップの平面図、(b)は正面図、(c)は断面図である。
【図7】従来の丸刃の着脱機構の正面図である。
【符号の説明】
1 スリッター
3 アーバー
6 ハンドリングロボット
7 ロボットハンド
8 丸刃等[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a blade replacement method for a round blade, a robot hand used therefor, and a handling robot equipped with the robot hand. More specifically, a round blade of a round blade shearing slitter such as a slitter, a spacer for determining the interval between the round blades (hereinafter, these two are collectively referred to as a round blade, etc.), and a rubber ring provided on the outer periphery of the spacer For automatic blade replacement that inserts and extracts the blade into the arbor, in particular, a general-purpose handling robot that can handle round blades at high speed reliably, a robot hand used therefor, and the robot hand Related to a handling robot.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, blade replacement work in a round blade shearing slitter, such as many slitters, has been performed manually by an operator. The gap between the slitter arbor and the round blade is very small, and mounting and extraction of the round blade and the like is a work requiring skill, and the round blade and the like are heavy objects, and are also heavy muscle work. Various automatic blade changing methods using an automatic blade changing robot have been proposed.
[0003]
For example, as shown in FIG. 7, in the conventional attachment /
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional attachment /
[0005]
In addition, as shown in FIG. 7, since the gripping is performed at a position deviated from the center of gravity of the spacer /
[0006]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and a blade replacement method for a round blade capable of firmly grasping the round blade and the like and performing high-speed and reliable handling without damaging the round blade and the like, and It is an object of the present invention to provide a robot hand used therefor and a handling robot including the robot hand.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A robot hand used in the method for replacing a round blade of the present invention is provided in a handling robot used in a blade changing method for replacing a round blade and / or a spacer mounted on an arbor of a round blade shearing slitter. A robot hand,
Abutting at least three locations on the inner peripheral surface of the round blade and / or spacer, and comprising at least three fingers for gripping the round blade and / or spacer;
A robot hand that attaches or removes the round blade and / or the spacer to the arbor by applying an outward force in the radial direction of the round blade and / or the spacer to the plurality of fingers. ,
Said fingers, Ri length der the round blade and / or the spacer can more Internal Gripping at once,
The robot hand has a rubber ring presser having a pair of straight bars for sandwiching the rubber ring from the outer periphery and an arm whose tip is bent in an arc shape to hold a part of the outer peripheral surface of the rubber ring. It is characterized in Rukoto such provided.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, with reference to the drawings, a method for changing a round blade according to the present invention, a robot hand used therefor, and a handling robot equipped with the robot hand will be described in more detail. FIG. 1 is a plan view showing a slitter equipped with a general-purpose handling robot used in the blade changing method of the round blade shearing slitter of the present invention, FIG. 2 is a front view of the slitter of FIG. 1, and FIG. 4 is a perspective explanatory view showing a state immediately before gripping a plurality of round blades using the robot hand of FIG. 1, FIG. 5 is an enlarged perspective view of the main part of the robot hand of FIG. 1, and FIG. It is explanatory drawing which shows the cap with which the front-end | tip of an arbor is mounted, Comprising: (a) is a top view of a cap, (b) is a front view, (c) is sectional drawing.
[0012]
1 and 2 show a state in which the slitter main body 1 is pulled off-line for blade replacement, and the non-driving side bearing 2 is removed from the arbor 3. A
[0013]
FIG. 3 shows a part of a cross section of the
[0014]
As shown in FIGS. 3 to 5, a
[0015]
4-5, in addition to the three
[0016]
The
[0017]
In addition, a
[0018]
When the handling robot 6 including the
[0019]
First, as shown in FIGS. 3 to 4, the
[0020]
More specifically, as shown in FIG. 3, when the round blade or the like 8 is gripped from the inside by the three
[0021]
Next, as shown in FIG. 1, the
[0022]
In addition, what is necessary is just to perform by the reverse procedure to the above-mentioned procedure, when removing the
[0023]
As described above, since the
[0024]
Further, the
[0025]
As shown in FIG. 4, a plurality of
[0026]
Furthermore, since the
[0027]
In the present embodiment, a robot hand having three fingers has been described as an example of a robot hand. However, the present invention is not limited to this, and an inner diameter portion such as a round blade is used. Can be appropriately changed in the number and shape of the fingers of the robot hand.
[0028]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the round blade and the like are gripped from at least three positions from the inner diameter portion, the round blade and the like can be gripped strongly and in a well-balanced manner without damaging them. It can be handled reliably.
[0029]
Moreover, in the inner diameter gripping of the round blades and the like as in the present invention, a plurality of round blades and the like can be gripped by one handling, and the working efficiency is very good.
[0030]
Furthermore, since only an inner diameter portion such as a round blade is gripped, a ring-shaped component attached to the outer peripheral surface of the spacer, such as a rubber ring, can also be handled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a slitter equipped with a general-purpose handling robot used in the blade changing method of a round blade shearing slitter of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the slitter of FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the robot hand of FIG. 1;
4 is an explanatory perspective view showing a state immediately before gripping a plurality of round blades and the like using the robot hand of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is an enlarged perspective view of a main part of the robot hand of FIG. 1;
6A and 6B are explanatory views showing a cap attached to the tip of the arbor, where FIG. 6A is a plan view of the cap, FIG. 6B is a front view, and FIG.
FIG. 7 is a front view of a conventional round blade attaching / detaching mechanism.
[Explanation of symbols]
1 Slitter 3 Arbor 6
Claims (2)
前記丸刃および/またはスペーサの内周面の少なくとも3ヵ所に当接して、当該丸刃および/またはスペーサを把持するための少なくとも3本のフィンガーを備え、
前記複数のフィンガーに丸刃および/またはスペーサの半径方向の外方へ向かう力を作用することにより、前記丸刃および/またはスペーサを内径把持してアーバーに装着または取外しを行なうロボットハンドであって、
前記フィンガーが、丸刃および/またはスペーサを一度に複数内径把持できる長さであり、
前記ロボットハンドには、ゴムリングを外周から挟むための一対の直棒と、ゴムリングの外周面の一部を保持するために先端が円弧状に曲げられたアームとを備えたゴムリング押えが設けられてなる
ロボットハンド。A robot hand provided in a handling robot used in a blade changing method for exchanging a round blade and / or a spacer attached to an arbor of a round blade shearing slitter,
Abutting at least three locations on the inner peripheral surface of the round blade and / or spacer, and comprising at least three fingers for gripping the round blade and / or spacer;
A robot hand that attaches or removes the round blade and / or the spacer to the arbor by applying an outward force in the radial direction of the round blade and / or the spacer to the plurality of fingers. ,
Said fingers, Ri length der the round blade and / or the spacer can more Internal Gripping at once,
The robot hand has a rubber ring presser having a pair of straight bars for sandwiching the rubber ring from the outer periphery and an arm whose tip is bent in an arc shape to hold a part of the outer peripheral surface of the rubber ring. provided ing with robot hand.
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