JP5594132B2 - 把持装置 - Google Patents
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Description
例えば、ワークを磁力により吸着して把持するタイプの把持装置や、あるいは、ワークを挟圧して把持するタイプの把持装置に係る技術が、以下に示す特許文献1に開示されており、公知となっている。
このため、把持装置を複数種類のワークを把持する用途に用いようとすると、吸着あるいは挟圧する把持位置をワークの種類ごとに変更する必要があり、把持位置を変更するための多数のアクチュエータ等が必要になって、把持装置が大掛かりな構成となっていた。
また、磁力により吸着するタイプの把持装置では、吸着力(即ち、磁着力)がワークの肉厚によって左右されることが知られており、例えば、ワークが薄板状の鋼板製であるときには、十分な磁着力を確保することが困難であるという問題があった。
まず始めに、本発明の一実施形態に係る把持装置の全体構成について、図1〜図4を用いて説明をする。
図1および図2に示す如く、本発明の一実施形態に係る把持装置1は、搬送対象たるワーク10を把持するための部位であって、ロボットアーム2の手先部2aに付設されており、フレーム3、アクチュエータ4、一対の電磁石5・6、制御装置11等を備えている。
またフレーム3は、各フレーム3a・3b・3cを、互いに適宜補強プレート等を用いて接続する構成としており、ワーク10を把持するときに生じる反力に抗し得る剛性が確保されている。
また、下側フレーム3cの開放側端部には、支持プレート3eを設けており、該支持プレート3eに電磁石6を固定する構成としている。
そして、軸部4aの先端には支持部材4bが固設されており、該支持部材4bに、電磁石5を固定する構成としている。
そして、把持装置1では、フレーム3によって、ワーク10の表面10aおよび裏面10bを跨ぐことができるため、ワーク10の表面10a側に電磁石5を配置し、また、ワーク10の裏面10b側に電磁石6を配置することができる。
また、把持装置1では、一対の各電磁石5・6のみを備えているため、ワーク10の所定の一箇所のみを挟圧する構成としている。
尚、アクチュエータ4としては、エアシリンダや油圧シリンダ等を採用し得る。
尚、各電磁石5・6の構成は共通しているが、後述する通り、使用方法が異なっている。
そして、各電磁石5・6において、溝部7aにはコイル8が嵌挿されている。
即ち、例えば、一方の電磁石5を、芯部材7の中心部7bがN極として機能し、外縁部7c・7cがS極として機能する磁石として使用するならば、他方の電磁石6を、芯部材7の中心部7bがS極として機能し、外縁部7c・7cがN極として機能する磁石として使用する構成としている。
また、各磁着面5a・6aは極性が異なるように構成しているため、各電磁石5・6でワーク10を挟圧した状態においても、各磁着面5a・6aにおいて、各電磁石5・6が反発することなく、ワーク10を磁着することができる。
即ち、本発明の一実施形態に係る把持装置1において、各電磁石5・6の各磁着面5a・6aは、ワーク10を持着するための磁着面であるとともに、ワーク10を挟持するための挟持面を兼ねている。
パッド9は、溝部7aに対する嵌挿方向の厚みが、該パッド9を溝部7aに嵌挿したときに、その端部が各磁着面5a・6aから外部に突出するような厚みに構成されている。
これにより、各磁着面5a・6aにワーク10が当接するときには、必ずパッド9もワーク10に当接するように構成している。
さらに、パッド9の表面には、図4に示すように、複数の切れ目9aが形成されている。
この切れ目9aの効果によって、パッド9がより柔軟に変形できるようになり、また、切れ目9a自身も掛止作用を発揮するため、切れ目9aは、磁着面5a・6aにおける摩擦係数の増大に寄与している。
ロボットアーム2は、把持装置1によって、ワーク10を把持する前においては、制御装置11からの指令信号に従って、把持装置1をワーク10の把持に適した所定の位置に配置するように動作する。
また、ロボットアーム2は、把持装置1によって、ワーク10を把持した後においては、制御装置11からの指令信号に従って、ワーク10を所定の場所に搬送するために動作する。
そして、制御装置11には、ワーク10の種類ごとの「所定の位置」に係る情報が予め記憶されている。
また、ワーク10の種類が変更になった場合であっても、支持箇所が一箇所であることに変わりがないため、種類換えのための大掛かりな機構や多数のアクチュエータ等を必要としない。
尚、ここで言う「吸着力」とは、把持装置によって把持できるワーク10の最大重量を意味している。
また本説明では、薄板状(厚さ0.7mm程度)であって、磁束の漏れが生じてしまうようなワーク10をワーク10Xと呼び、また、十分な肉厚(厚さ15mm程度)があって、磁束の漏れが生じないようなワーク10をワーク10Yと呼ぶものと規定している。
また、本説明において示す測定結果は、アクチュエータ4としてエアシリンダを採用し、エアの供給圧力を0.5(MPa)としてワーク10を挟圧した場合であり、また、電磁石5・6の直径を70mmとしてワーク10を磁着した場合の吸着力の測定結果を示している。
このような態様の把持装置を、ワーク10Xに対して使用した場合には、628(N)の吸着力が得られた。
このため、このような態様の把持装置を使用して、ワーク10Xに対して、2000(N)程度の吸着力を得るためには、4点以上の把持部を設ける必要があることが判る。
このような態様の把持装置を、ワーク10Yに対して使用した場合には、1500(N)の吸着力が得られた。
このため、このような態様の把持装置を使用して、ワーク10Yに対して、2000(N)程度の吸着力を得るためには、2点以上の把持部を設ける必要があることが判る。
このため、このような態様の把持装置を使用して、ワーク10Xに対して、2000(N)程度の吸着力を得るためには、4点以上の把持部を設ける必要があることが判る。
このような態様の把持装置を、ワーク10Xに対して使用した場合には、1787(N)の吸着力が得られた。
このため、このような態様の把持装置を使用して、ワーク10Xに対して、2000(N)程度の吸着力を得るためには、2点以上の把持部を設ける必要がある。
このような態様の把持装置を、ワーク10Xに対して使用した場合には、2415(N)の吸着力が得られた。
このため、把持装置1を、ワーク10に対して使用した場合には、2000(N)程度の吸着力を得るためには、把持部を1点設けるだけでよい。
このような構成により、所定の一箇所(即ち、位置X)のみを把持する簡易な構成の把持装置1でありながら、大型のワーク10にも対応し得る把持力を確実に確保できる。
また反対に、アクチュエータ4の不具合等により挟持力が失われたときであっても、発生し得る磁着力の範囲であれば、ワーク10の把持状態を保持することができる。
4 アクチュエータ
5 電磁石
6 電磁石
10 ワーク
11 制御装置
Claims (1)
- ワークを把持するための把持装置であって、
前記ワークの対応する表裏面に対して当接させる一対の電磁石と、
前記一対の電磁石の相対する各面を覆い、前記ワークと当接する面に切れ目が形成される弾性体からなる一対のパッドと、
前記一対の電磁石を互いに押圧しあう方向に相対変位させるアクチュエータと、
前記一対の電磁石と前記アクチュエータの動作を制御する制御装置と、
を備えるとともに、
前記制御装置からの指令に従って、
前記アクチュエータによって、前記一対の電磁石を相対変位させることにより、
前記一対の電磁石によって、前記一対のパッドを介して、前記ワークの重心位置の近傍における所定の一箇所を挟圧すると同時に、
前記一対の電磁石に通電することにより、
前記一対の電磁石によって、前記一対のパッドを介して、前記ワークを前記所定の一箇所において磁着して、前記ワークを把持する、
ことを特徴とする把持装置。
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