JPH0230481A - 部品取扱い装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 該被吸着部品を真空吸引によって吸着保持する吸着ハン
ドを備えた部品取扱い装置に関し、被吸着部品の吸着状
態８例えば吸着の有無、被吸着部品の種類等を簡単な構
成で判断することが可能な部品取扱い装置の提供を目的
とし、被吸着部品を真空吸引で保持する吸着ハンドと、
」１記吸着ハンドにおける上記被吸着部品の吸着部の真
空圧を検出する第１のセンサと、前記吸着部における上
記被吸着部品の存在を検出する第２のセンサと、上記第
１と第２のセンサの出力を受け、当該出力値の組み合わ
せから上記吸着ハンドに吸着される該被吸着部品の状態
を判断する判断部とで構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、該被吸着部品を真空吸引によって吸着保持す
る吸着ハンドを備えた部品取扱い装置に関する。

最近、ファクトリ−オートメーションの進展に伴い、さ
まざまな装置がロボットで自動組立されるようになって
きており、そのロボ・ノドで自動組立を行う場合には被
組立部品をロボットまで自動的に供給する必要がある。

特に、キ・νＨ！ｉ成の時間およびパレットのスペース
節約等を図る複数台分の部品を積み重ねたパレットを供
給し、そこからロボットが必要数を取り出して組み立て
る方法において、被組立部品の供給管理を容易にするた
めに真空吸着した被組立部品の識別と、被組立部品の吸
着有無を確実に検出することができる組立ロボットのハ
ンドが要求されている。

〔従来の技術〕

従来広く使用されている組立ロボットのロボットハンド
は、第６図（ａ）に示すように通常一方が閉鎖された円
筒状の本体部１−１と、その本体部１−１の開口側に固
着するバンド部１−２から真空吸着ハンド１　（以下吸
着ハンドと略称する）を構成し、その吸着ハンド１と真
空ポンプ５をパイプｌ−３により結合して、その間に吸
着ハンド１の真空吸弓をＯＮ／　ＯＦＦする電磁弁６と
、吸着ハンド１が被吸着部品２を吸着したかどうかを真
空圧で検出する真空圧センサ７を配設している。前記パ
ッド部１〜２はゴム等の柔らかい材料で作られ、被吸着
部品２の表面形状に沿って変形させ、吸着ハンド１の内
部に外部の空気浸入を防くように構成している。

しかし、磁気ディスク装置のディスク組立等。

クリーンルーム内での組立ロボットは、ゴム等の柔らか
い材料よりなるパッド部１−２は摩擦によって摩耗粉を
発生ずるので使用できず、また、被吸着部品２であるデ
ィスク２−１の接触してもよい部分は円板内周側側縁の
巾約５１の領域だけである等、本体部１−１にパッド部
１〜２を固着することが難しい吸着ハンドは、Ｆｂ１図
に示すように本体部１−１の開口先端面に被吸着部品２
を接触させて吸着する吸着ハンド１°を使用している。

上記吸着ハンド１′を配設した組立ロボット１１による
磁気ディスク装置のディスク組立方法は、第７図に示す
被吸着部品２の傷防止と被吸着部品２を一つずつ分離し
て取り出すのを容易にするために、１０数台分の上記被
吸着部品であるディスク２−１　とリング状のスペーサ
２−４を交互に積み重ねたケース９を、第８図に示すよ
うに組立ロボソＩ・１１の一方側に供給し、他方側には
１台分の間隔リング２−２とベース３を載置したパレッ
ト８を供給する。

そして、予め動作プログラムを入力した図示していない
ロボット制御装置の指示により、吸着ハンド１゛の本体
部先端面をケース９に積み重ねたディスク２−１に着接
させ、第６図ｆｂ）に示す電磁弁６を開放することによ
り真空吸引をＯＮにしてディスク２−１を吸引し、真空
圧センサ７によりディスク２−１の吸着を検出して後に
、吸着ハンド１゛を第８図に示すパレット８上に載置し
たベース３のスピンドル４に移動してディスク２−１を
スピンドル４に挿入する。

続いてパレソＩ−８に積み重ねた間隔リング２−２に吸
着ハンド１゛を移動して着接し、上記と同様な作動によ
り間隔リング２−２をスピンドル４に挿入したディスク
２−１の上面に運搬して載置し、更に、吸着ハンド１゛
を次に挿入するディスク２−１上のスペーサ２−４を吸
着してスペーサ回収用のシュート１１−４に捨てる。

上記の作動を繰り返すことによりベース３のスピンドル
４にディスク２−１　と間隔リング２−２を交互に挿入
し、所定枚数のディスク２−１の挿入が終わると、最後
にパレット８上のクランパ２−３を吸着ハンド１で吸着
してスピンドル４に乗せて、ネジ締めハンド１１−２が
ネジをネジ供給機１１−３から取り出してクランパ２−
３をスピンドル４へ締着して、ディスク２−１と間隔リ
ング２−２をスピンドル４に固定している。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明した′従来のロボットハンドで課題となるのは
、第６図（ｂｌに示すように被吸着部品２の表面仕上げ
が粗い２例えば締め付は用部材やプラスチック等の変形
しやすい部材を吸着すると、本体部１−１の先端面と被
吸着部品２の間のわずかな隙間から外気が矢印方向に流
入して、被吸着部品２ば吸着ハンド１に吸着されている
が本体部１−１内の真空度は低いので真空圧センサ７は
ＯＮＬない。

そのため被吸着部品２の吸着有無を真空圧センサ７だけ
で判定する方法では、本体部１−１内への空気の流入が
あっても被吸着部品２が吸着されている場合は検出でき
ず、被吸着部品２のパン１−リングに対する信頬性が損
なわれていた。

また、ディスク２−１とスペーサ２−４を交互に積み重
ねたケース９を、第８図に示すようにロボット１１に供
給して自動組立を行う場合において、ロボット１１の吸
着ハンド１がスペーサ２−４を吸着した時にはスペーサ
回収用のシュー）１１−４に捨て、ディスク２−１を吸
着した場合はスピンドル４へ挿入する作動を確実に行わ
せるには、ディスク２−１と間隔リング２−２の挿着す
るＸ−Ｙ座標が同一であるためにそのＸ−Ｙ座標値で被
吸着部品２の種類を識別することはできない。

そのため、ロボットの作動切り換えを簡単に行う方法と
して、ロボットの制御ソフトによりディスク２−１の挿
入１間隔リング２−２挿入、スペーサ２−４捨て、ディ
スク２−１の挿入・・・と動作を交互に切り換える方法
があるが、この方法では被吸着部品の形状を直接認識し
ていないために、新たに部品を供給する場合にはケース
９の一番上の部品は必ずディスク２−１とし、ディスク
２−１の挿入に失敗してロボット１１を再スタートさせ
る時は、ケース９の一番上の部品は必ずディスク２−１
にしなければならない等の被吸着部品の供給管理が困難
となるという問題が生じている。

本発明は上記ような問題点に鑑み、被吸着部品の吸着状
態２例えば吸着の有無、被吸着部品の種類等を簡単な構
成で判断することが可能な部品取扱い装置の提供を目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、第１図の原理説明図に示されるように、被吸
着部品２を真空吸引して吸着保持する吸着ハンド２１と
、前記吸着ハンド２１における前記被吸着部品２の吸着
部２１ｂの真空圧を検出する第１のセンサ７と、前記吸
着部２１ｂにおける上記被吸着部品２の存在を検出する
第２のセンサ２８と、上記第１のセンサ７と第２のセン
サ２８の出力を受け、当該出力値の組み合わせから上記
吸着ハンド２１に吸着される該被吸着部品２の状態を判
断する判断部１０とを備えて構成される。

即ち、判断部１０は、第１のセンサ７と第２のセンサ２
８が共にＯＦＦの場合、共にＯＮの場合、一方がＯＮで
他方が叶Ｆの場合、および一方が叶Ｆで他方がＯＮの場
合の４通りの組合せに応じて部品の状態を判断する。

尚、第１のセンサ７は吸着有りの場合ＯＮとなり、第２
のセンサ２８は部品が存在する時にＯＮとなるものとす
る。

〔作　用〕

本発明では、前述した構成にすることにより、判断部１
０は以下のように部品の吸着状態を判断する。

即ち、吸着の有無を判別する場合、第１図ＦＣＩに示さ
れるように第２のセンサ２８の出力がＯＦＦの時には、
第１のセンサ７の出力にかかわらず被吸着部品２の吸着
無しと判断し、第１図（ｂ）に示されるように第２のセ
ンサ２８の出力がＯＮの時で、第１のセンサ７の出力が
ＯＮの時に吸着力が大であると判断し、他方箱１のセン
サ７の出力がＯＦＦの時に吸着力が小である判断する。

また、吸着される被吸着部品２の種別は、第１のセンサ
７の出力がＯＮの時、即ち部品の吸着が有りとなってい
るときに、第１図Ｆｄｌに示されるように第２のセンサ
２８の出力がＯＮの場合に大型の部品２ａであると判断
し、第１図（ｅ）に示されるように第２のセンサ２８の
出力が叶Ｆの場合には小型の部品２ｂであると判断でき
る。

このように、第１のセンサ７と第２のセンサ２８の組合
せを有効に利用して、部品の吸着有無や吸着力の大小、
或いは吸着した部品の種別を判断することが可能となる
。

〔実　施　例〕

以下第２図乃至第４図について本発明の詳細な説明する
。

第２図は本実施例によるロボットハンドの模式図２第３
図は本実施例のロボンＩ・ハンドの制御ブロック図、第
４図は本実施例によるディスク組立の制御フローを示し
、図中において、第６図と同一部材には同一記号が付し
であるが、その他の１１は被吸着部品を吸着して保持す
る吸着ハンド、２８２８゛　は光により被吸着部品を検
出して吸着の有無と被吸着部品の識別を行う光学センサ
である。

吸着ハンド２１は、円筒の一方を閉鎖して他方の開口側
に吸着部２１ａを配し、その吸着部２１ａに被吸着部品
２を吸着するリング状のスリット２１−１が設けて、バ
イブ２１−２によりこのスリット２１−１と間真空ポン
プ５の真空吸引をＯＮ／　ＯＦＦする電磁弁６および吸
着ハンド２１が被吸着部品２を吸着したかどうかを真空
圧で検出する真空圧センサ７とを結合するよう構成され
ている。

光学センサ２８．２Ｂ’は、発光素子２８−１．、例え
ば発光ダイオードと、受光素子２８−２．例えばホトト
ランジスタと、スレ・７シヨールドレヘルが調整可能で
受光素子２８−２からの信号がスレソショールトルベル
より大か小かにより、第３図に示すロボット制御卸装置
１２のＣＰＵとのインターフェース回路１２１に０Ｎ１
０ＦＦ信号（受光素子２８−２に反射光が入った時にセ
ンサアンプ２８−３の出力をＯＮにするがＯＦＦにする
かは任意）を出力するセンサアン１２Ｂ−３と、光ファ
イバ２８−４とからなり、発光素子２８−１からの光は
光ファイバ２８−４により被吸着部品２に向がって照射
され、被吸着部品２がらの反射光も同様に光ファイバ２
８−４により受光素子２８−２へ導かれて、その出力ば
センサアンプ２８−３へ入力するように構成されたもの
である。

上記部材を使用したロボットの部品取扱い装置は、吸着
ハンド２１の側面に第１と第２の光学センサ２８，２８
’を固着して、例えば第１の光学センサ２８に配設した
発光素子２８−１の照射光および受光素子２８−２の入
力光を光ファイバ２８−４により、吸着ハンド２１の吸
着部２１ａに設けたスリット２１−１にがら照射および
受光するように配線し、第２の光学センサ２８゛　は吸
着部２１ａの外径より外側で照射および受光するように
配する。

そして、第１と第２の光学センサ２Ｂ、２８’に設は冊 １ま たそれぞれの受光素子２８−２の入射光量に応じてセン
サアンプ２８−３の出力を０Ｎ１０ＦＦさせる。これに
より、真空圧センサ７と第１の光学センサ２８の出力の
組合せにより、吸着の有無と吸着力を識別するようにし
、また、第１と第２の光学センサ２Ｂ、２Ｂの信号によ
り第３図に示すロボット制御装置１２が吸着した被吸着
部品２の種類を識別するように構成する。

上記部品取扱い装置の作動を磁気ディスク装置のディス
ク組立て作業を例にして説明する。

第７図に示すように１０数台分の被吸着部品であるディ
スク２−１　とリング状のスペーサ２−４を交互に積み
重ねたケース９と、１台分の間隔リング２−２とベース
３を載置したパレット８を供給した、第８図に示す従来
と同様のネジ締めハンド１１−２と本発明の部品取扱い
装置を備えた組立ロボソＩ・に、予め動作プログラムを
入力したロボット制御装置より作動を指示する。すると
、第２図に示す吸着ハンド２１の吸着部２１ａがケース
９に積み重ねた被吸着部品に着接し、真空ポンプ５の電
磁弁６を開放してディスク２−１を真空吸引して、第１
と第２の光学センサ２８．２８’　の出力が２例えば共
にＯＮである時はディスク２−１を吸着したと判定し、
吸着ハンド２１を第７図に示すパレット８に移動してデ
ィスク２−１をスピンドル４に挿入するが、一方の光学
センサ２８の出力がＯＮで他方の光学センサ２８゛の出
力がＯＦＦの場合には、ディスク２−１　と交互に積み
重ねたスペーサ２−４を吸着したと判定してスペーサ回
収用のシュート１１−４に廃却する。

そして、最初にディスク２−１をスピンドル４に挿入す
ると、続いてパレット８に積み重ねた間隔リング２−２
をスピンドル４に挿入し、磁気ディスク装置のスピンド
ル４にディスク２−１　と間隔リング２−２を交互に挿
入し、最後は従来と同様な作動によりディスク２−１　
と間隔リング２−２をスピンドル４に固定している。

更に、吸着ハンド２１に部品が吸着されたがどうかは吸
着ハンド２１と真空ポンプ５の間に設けた真空圧センサ
７で検出して、インターフェース回路Ｉ２−１に信号を
入力する。その時光学センサ２８の出力がＯＮで、且つ
真空圧センサ７もＯＮの場合は、吸着力が人であるとし
てロボ・ノド制？ｆｆ１ｌ装置は通常の速度、加速度で
ロボソｊ−を動作させる。一方光学センザ２８の出力が
ＯＮであるにもかかわらす真空圧センサ７が　ＯＦＦの
場合には、吸着力が小であるとしてロボット制御装置は
移動速度、加速度を抑制してロボットを動作させる。

また、上記の制御装置とロボットハンドを備えた組立ロ
ボットによる磁気ディスク組立を行う時の制御フローを
第４図に示す。

その結果、光学センサ２８．２８’を吸着ハンド２１の
中心より異なる距離で側面に２セント固着し、吸着ハン
ド２１の先端面と発光素子２８−１および、受光光ファ
イバ２８−４により光を誘導しているので、吸着ハンド
２１に直接光学センサ２Ｂ、２８’を固着することがで
きない狭い吸着面でも適用できる。そして、被吸着部品
２と吸着ハンド２１の吸着部２１ａと被吸着部品２との
隙間より外気が吸着ハンド２１内に流れ込んで、真空圧
センサ７による吸着検出が不可能な場合でも吸着の有無
を検出てきるとともに、光学センサ２８，２８’を吸着
ハント′２１の吸着部２１ａに取り付けているので被吸
着部品２の形状、大きさに影響されずに吸着の有無を検
出できて、被吸着部品２の吸着、保持に対する信頼性が
向上する。

そのため、吸着した部品の形状の違いを第２光学センザ
２８”で検出して識別するために、ケース９に部品を七
ソＩ・する時、一番上の部品がディスク２−１．スペー
サ２−４のどちらでも良く、また、スペーサ２−４を２
枚以上積み重ねてもよい。そのため、組立作業を万一失
敗してロボットを再スタートさせても、部品を間違えて
挿入する恐れがなくなって組立作業が継続できるので部
品の供給管理が簡単になるとともに組立の信頼性が向上
する。

更に、第１光学センザ２８を被吸着部品２が吸着ハンド
２１の吸着部２１ａに接触する直前でＯＮするように調
整しておくと、ロボット制御装置１２がこの第１光学セ
ンザ２８の信号を監視していて信号がＯＮになった時に
、吸着ハンド２１の速度を減速させることにより被吸着
部品２にゆっくり接触して表面傷の発生を防止すること
ができる。

尚、光学センサ２８，２８’により部品の吸着有無のめ
を判別する場合には、第１図を用いて説明したように光
学センサ２８と真空圧センサ７との出力の組合せにより
、吸着した部品の種別を判別側るようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれは極めて簡
単な構成で、被吸着部品の形状、大きさに影響されずに
吸着の有無を検出できて被吸着部品の保持に対する信頼
性と、部品を間違えて挿入する恐れがなくなって部品の
供給管理が簡単になるとともに組立の信頼性が向上し、
且つ被吸着部品にゆっくり接触して表面傷の発生を防止
することができる等の利点があり、著しい経済的及び、
信頼性向上の効果が期待できるロボットハンドを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本実施例の部品取扱い装置を示す模式第３図は
部品取扱い装置の制御ブロック図、第４間は本実施例に
よるディスク組立の制御フローを示す図、 第５図は本発明の詳細な説明する側視図、第６図は従来
のロボットハンドを示す模式図、第７図は被吸着部品の
重置を示す側視図、第８図は組立ロボットによるディス
ク組立を示す斜視図である。 図において、 ２は被吸着部品、 ５は真空ポンプ、　　　　６は電磁弁、７は真空圧セン
サ、 １０は判断部、 １２はロボット制御装置、 １２−１はインターフェース回路、 ２１は吸着ハンド、　　　２１ａは吸着部、２１−１は
スリット、　　　　２Ｉ−２はバイブ、２８．２８’は
光学センサ、　２Ｂ−１は発光素子、２８−２は受光素
子、 ２８−３はセンザアンプ、 ２８−４は光ファイバ、 を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被吸着部品（２）を真空吸引で保持する吸着ハンド（２
   １）と、 上記吸着ハンド（２１）における上記被吸着部品（２）
   の吸着部の真空圧を検出する第１のセンサ（７）と、前
   記吸着部における上記被吸着部品（２）の存在を検出す
   る第２のセンサ（２８）と、 上記第１と第２のセンサ（７，２８）の出力を受け、当
   該出力値の組み合わせから上記吸着ハンド（２１）に吸
   着される該被吸着部品（２）の状態を判断する判断部（
   １０）とを備えてなることを特徴とする部品取扱い装置
   。