特許 6204795 ワークの掴み換え装置及び該装置を使用したワークの掴み換え方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6204795

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】ワークの掴み換え装置及び該装置を使用したワークの掴み換え方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 5/02 20060101AFI20170914BHJP

   B21D 43/00 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   B21D5/02 U

   B21D43/00 J

   B21D43/00 Q

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-229108(P2013-229108)

(22)【出願日】2013年11月5日

(65)【公開番号】特開2015-89551(P2015-89551A)

(43)【公開日】2015年5月11日

【審査請求日】2016年8月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】390014672

【氏名又は名称】株式会社アマダホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100100712

【弁理士】

【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】今井 一成

(72)【発明者】

【氏名】高橋 祐希

(72)【発明者】

【氏名】鶴田 浩基

【審査官】 塩治 雅也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−２６４１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２８６９３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｄ ５／０１− ５／０４

Ｂ２１Ｄ ４３／００

Ｂ２１Ｊ １／００−２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板材折り曲げ加工機に対してワークの供給及び位置決めを行うロボットのロボットグリッパによりクランプしているワークの掴み換え時に使用されるワークの掴み換え装置において、
ベースフレーム上に水平面内で旋回自在に設けられた旋回フレームと、
前記旋回フレームの水平方向における一端側と他端側に互いに対向して配置されると共に水平方向に互いに接近離間自在とされ、互いに接近することで前記ワークを水平方向の基準位置に水平方向から垂直に立てた姿勢で挟持可能な一対の把持体及び該把持体を動作させる駆動機構と、
を具備し、
前記一対の把持体がそれぞれに水平方向に進退自在に設けられると共に、各把持体ごとに前記駆動機構が備えられ、
前記一対の把持体のうちの一方の把持体を、基準位置に対して進退自在に駆動させる一方の駆動機構の推力が、他方の把持体の駆動機構の推力よりも大きく設定されていることを特徴とするワークの掴み換え装置。

【請求項2】

請求項１に記載のワークの掴み換え装置であって、
前記一対の把持体にそれぞれ、互いに先端同士が対向することで前記ワークを挟持する複数の把持腕部が設けられていることを特徴とするワークの掴み換え装置。

【請求項3】

請求項２に記載のワークの掴み換え装置であって、
前記ワークが短辺と長辺を有する略長方形の板材である場合に対応させて、前記各把持体における複数の把持腕部の水平方向における配置範囲が、前記ワークの短辺の長さの寸法範囲内に設定されていることを特徴とするワークの掴み換え装置。

【請求項4】

請求項２に記載のワークの掴み換え装置であって、
前記複数の把持腕部の水平方向の間隔寸法よりも上下方向の間隔寸法が大きく設定されていることを特徴とするワークの掴み換え装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のワークの掴み換え装置であって、
前記一対の把持体により挟持されて立設された前記ワークの上部側を支持するワークサポート手段が上下位置調整自在に備えられていることを特徴とするワークの掴み換え装置。

【請求項6】

請求項５に記載のワークの掴み換え装置であって、
前記ワークサポート手段の上下位置調整機構が、
複数のフレームを上下方向にスライド自在に順に組み合わせ、伸長時に下方に位置する基端側フレームを前記旋回フレームに固定すると共に、伸長時に上方に位置する先端側フレームに前記ワークサポート手段を取り付けた構造を有し、上下位置調整時に、下方から上方に向けて伸長あるいは上方から下方に向けて収縮するテレスコピック型のスライドフレーム機構によって構成されていることを特徴とするワークの掴み換え装置。

【請求項7】

請求項５に記載のワークの掴み換え装置であって、
前記ワークサポート手段の上下位置調整機構が、
複数のフレームを上下方向にスライド自在に順に組み合わせ、伸長時に上方に位置する基端側フレームを、前記旋回フレームに固定された支持フレームに吊り下げ支持すると共に、伸長時に下方に位置する先端側フレームに前記ワークサポート手段を取り付けた構造を有し、上下位置調整時に、上方から下方に向けて伸長あるいは下方から上方に向けて収縮するテレスコピック型のスライドフレーム機構により構成されていることを特徴とするワークの掴み換え装置。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか１項に記載のワークの掴み換え装置を使用したワークの掴み換え方法であって、
前記ワークの掴み換え装置の一対の把持体を互いに離間させて、前記一対の把持体間にワークの挿入スペースを確保する工程と、
前記工程後、前記ロボットグリッパに保持された板状のワークを、前記一対の把持体間に確保された挿入スペースに垂直に立てた姿勢で挿入する工程と、
前記工程後、前記ワークの下部を前記旋回フレームの上方に離隔した状態で、前記ワークの掴み換え装置の一対の把持体を互いに接近させて、前記両把持体によりワークを挟持する工程と、
前記工程後、前記ロボットグリッパによる保持を解放して、該ロボットグリッパを退避位置に移動させる工程と、
前記工程後、前記旋回フレームを旋回させ、前記ワークの方向を変更する工程と、
前記工程後、前記ロボットグリッパを退避位置からワークを保持できる位置に移動して、前記ワークを前記ロボットグリッパにより再保持する工程と、
前記工程後、前記一対の把持体によるワークの挟持を解放して、ワークの保持を前記ロボットに委ねる工程と、
を備え、
前記ワークが短辺と長辺を有する略長方形状である場合に、前記長辺を鉛直方向に沿わせると共に前記短辺を水平方向に沿わせた姿勢で、前記ワークの掴み換えを行うことを特徴とするワークの掴み換え方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレスブレーキ等の板材折り曲げ加工機に対してワークの供給及び位置決めを行うロボットのグリッパによりクランプしているワークの掴み換え時に使用されるワークの掴み換え装置及び該装置を使用したワークの掴み換え方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

図１２に一例を示すように、板材折り曲げ加工機の一つであるプレスブレーキ２００は、一般的に、Ｃ型フレーム２０１の上部前面に上下動可能な上部テーブル２０５を備え、下部前面に固定的に配された下部テーブル２０７を備えている。そして、上部テーブル２０５の下面にパンチＰが着脱可能に装着され、下部テーブル２０７の上面にダイＤが着脱可能に装着されている。

【0003】

また、プレスブレーキ２００の前側には、パンチＰとダイＤからなる金型に対して、板状のワークＷを供給及び位置決めするためのロボットグリッパ１２０を備えたロボット１００が配備されている。ロボットグリッパ１２０は、ロボットアーム１１０の先端に取り付けられており、ロボットアーム１１０の操作により、様々な位置や姿勢でワークＷをクランプすることができる。また、ロボット１００のベース部１０１は、プレスブレーキ２００の前側に装備されたガイドレール１０２に沿って、図１２中において左右方向（Ｘ軸方向）に移動できるように設けられている。

【0004】

ところで、ロボット１００を用いて自動的にステップベンドを行う場合、ロボットグリッパ１２０によりクランプされているワークＷを掴み換えする必要が生じてくることがある。図１２に示したプレスブレーキ２００では、その際に使用する掴み換え装置２５０が、上部テーブル２０５の前面側に固定的に備えられている。

【0005】

この掴み換え装置２５０を用いて、ロボットグリッパ１２０によりクランプしているワークＷの掴み換えを行う場合は、まず、ロボット１００を作動させて、ロボットグリッパ１２０の保持するワークＷを掴み換え装置２５０の掴み換えグリッパ２５１の位置に移動する。

【0006】

次に、掴み換えグリッパ２５１によりワークＷを水平な姿勢で一時的に保持した後、ロボットグリッパ１２０によるワークＷのクランプを一旦解除する。

【0007】

次に、ロボットグリッパ１２０を掴み換え位置に移動させた上で、再びロボットグリッパ１２０によりワークＷを掴み直す。そして、ロボットグリッパ１２０によりワークＷをプレスブレーキ２００に供給する。

【0008】

図１２に示される掴み換え装置２５０は、単にワークＷを水平な姿勢（板面を上下に向けた姿勢）で一時的に保持するだけであるが、特許文献１には、ワークＷをロボット１００から受け取って保持した上で、さらにワークＷを水平面内で旋回させるようにした掴み換え装置が開示されている。

【0009】

この特許文献１に開示されたワークの掴み換え装置によれば、例えば、ワークの反対側をロボットグリッパで掴み直す際に、掴み換え装置で一時的に保持したワークを水平面内で旋回させることにより、ワークの反対側の掴み位置を、ロボットグリッパ側に臨ませることができる。従って、ロボットグリッパを反対側まで移動させることなく、掴み換え装置に預けた側でそのまま、ロボットグリッパによりワークを再保持することができる。

【0010】

そのため、特許文献１に記載された掴み換え装置によれば、ロボットの作動範囲を小さくことができる利点が得られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２０００−２６３１３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

ところで、前述した従来の掴み換え装置を用いたワークの掴み換え方法では、プレスブレーキにワークを供給する際に主たる板面を上下方向に向けてワークを供給することが多い関係から、掴み換え時もワークを略水平な姿勢に保ちながら作業するようにしている。

【0013】

しかし、主たる板面を水平な姿勢に保ちながら板状のワークの掴み換えを行う場合、ワークの重量による撓みを考慮する必要があり、ロボットグリッパの位置を修正する必要がある。また、大きなワークの場合には、ワークの中央部の撓みを矯正するための補助的な支持装置が必要になることもある。

【0014】

また、板面を水平にした姿勢でワークを保持する場合やその上でさらに旋回させる場合は、床面に対するワークの投影面積が大きくなることから、掴み換え装置も水平方向の寸法の大きなものとなり、掴み換え装置の設置面積が大きくなるという問題もある。

【0015】

本発明は、上記事情を考慮し、ワークの重量による撓みの影響を極力無くすことができると共に、撓みを矯正するための補助的な支持装置が不要であり、しかも、床面に対する設置面積を小さくすることができるワークの掴み換え装置及び該装置を使用したワークの掴み換え方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記課題を解決するために、請求項１の発明に係るワークの掴み換え装置は、板材折り曲げ加工機に対してワークの供給及び位置決めを行うロボットのロボットグリッパによりクランプしているワークの掴み換え時に使用されるワークの掴み換え装置において、ベースフレーム上に水平面内で旋回自在に設けられた旋回フレームと、前記旋回フレームの水平方向における一端側と他端側に互いに対向して配置されると共に水平方向に互いに接近離間自在とされ、互いに接近することで前記ワークを水平方向の基準位置に水平方向から垂直に立てた姿勢で挟持可能な一対の把持体及び該把持体を動作させる駆動機構と、を具備し、前記一対の把持体がそれぞれに水平方向に進退自在に設けられると共に、各把持体ごとに前記駆動機構が備えられ、前記一対の把持体のうちの一方の把持体を、基準位置に対して進退自在に駆動させる一方の駆動機構の推力が、他方の把持体の駆動機構の推力よりも大きく設定されていることを特徴とする。

【0018】

請求項２の発明に係るワークの掴み換え装置は、請求項１に記載のワークの掴み換え装置であって、前記一対の把持体にそれぞれ、互いに先端同士が対向することで前記ワークを挟持する複数の把持腕部が設けられていることを特徴とする。

【0019】

請求項３の発明に係るワークの掴み換え装置は、請求項２に記載のワークの掴み換え装置であって、前記ワークが短辺と長辺を有する略長方形の板材である場合に対応させて、前記各把持体における複数の把持腕部の水平方向における配置範囲が、前記ワークの短辺の長さの寸法範囲内に設定されていることを特徴とする。

【0020】

請求項４の発明に係るワークの掴み換え装置は、請求項２に記載のワークの掴み換え装置であって、前記複数の把持腕部の水平方向の間隔寸法よりも上下方向の間隔寸法が大きく設定されていることを特徴とする。

【0021】

請求項５の発明に係るワークの掴み換え装置は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のワークの掴み換え装置であって、前記一対の把持体により挟持されて立設された前記ワークの上部側を支持するワークサポート手段が上下位置調整自在に備えられていることを特徴とする。

【0022】

請求項６の発明に係るワークの掴み換え装置は、請求項５に記載のワークの掴み換え装置であって、前記ワークサポート手段の上下位置調整機構が、複数のフレームを上下方向にスライド自在に順に組み合わせ、伸長時に下方に位置する基端側フレームを前記旋回フレームに固定すると共に、伸長時に上方に位置する先端側フレームに前記ワークサポート手段を取り付けた構造を有し、上下位置調整時に、下方から上方に向けて伸長あるいは上方から下方に向けて収縮するテレスコピック型のスライドフレーム機構によって構成されていることを特徴とする。

【0023】

請求項７の発明に係るワークの掴み換え装置は、請求項５に記載のワークの掴み換え装置であって、前記ワークサポート手段の上下位置調整機構が、複数のフレームを上下方向にスライド自在に順に組み合わせ、伸長時に上方に位置する基端側フレームを、前記旋回フレームに固定された支持フレームに吊り下げ支持すると共に、伸長時に下方に位置する先端側フレームに前記ワークサポート手段を取り付けた構造を有し、上下位置調整時に、上方から下方に向けて伸長あるいは下方から上方に向けて収縮するテレスコピック型のスライドフレーム機構により構成されていることを特徴とする。

【0024】

請求項８の発明に係るワークの掴み換え方法は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のワークの掴み換え装置を使用したワークの掴み換え方法であって、前記ワークの掴み換え装置の一対の把持体を互いに離間させて、前記一対の把持体間にワークの挿入スペースを確保する工程と、前記工程後、前記ロボットグリッパに保持された板状のワークを、前記一対の把持体間に確保された挿入スペースに垂直に立てた姿勢で挿入する工程と、前記工程後、前記ワークの下部を前記旋回フレームの上方に離隔した状態で、前記ワークの掴み換え装置の一対の把持体を互いに接近させて、前記両把持体によりワークを挟持する工程と、前記工程後、前記ロボットグリッパによる保持を解放して、該ロボットグリッパを退避位置に移動させる工程と、前記工程後、前記旋回フレームを旋回させ、前記ワークの方向を変更する工程と、前記工程後、前記ロボットグリッパを退避位置からワークを保持できる位置に移動して、前記ワークを前記ロボットグリッパにより再保持する工程と、前記工程後、前記一対の把持体によるワークの挟持を解放して、ワークの保持を前記ロボットに委ねる工程と、を備え、前記ワークが短辺と長辺を有する略長方形状である場合に、前記長辺を鉛直方向に沿わせると共に前記短辺を水平方向に沿わせた姿勢で、前記ワークの掴み換えを行うことを特徴とする。

【発明の効果】

【0026】

請求項１の発明によれば、ワークを水平方向から把持できるようにしたので、板状のワークを垂直に立てた姿勢で保持することができる。従って、従来のように板状のワークを水平な姿勢で掴み換えを行う場合と違って、ワークの自重による撓みの影響をほとんど受けずにワークの掴み換えを行うことができ、撓みを考慮しながらロボットグリッパによるワークの掴み位置の修正を行う必要がなくなる。また、大きなワークの場合でも、ワークの中央部を補助的な支持装置で支持して撓みによる影響を補正する必要もなくなる。また、ワークを垂直に立てた姿勢で旋回させることができるので、掴み換え時のロボットの動作範囲を小さくすることができる。さらに、床面に対するワークの投影面積を小さくすることができ、掴み換え装置の床面に対する設置面積を小さくすることができる。

【0027】

特に、請求項１の発明によれば、一方の把持体を基準位置に位置決めし、その状態で他方の把持体を一方の把持体に接近させてワークを把持した際に、一方の把持体が他方の把持体の推力により押し戻されてしまうことがない。従って、一方の把持体を確実に基準位置に保持した状態でワークを把持することができ、ワークの把持位置を正確に出すことができ、ロボットグリッパによる掴み直しがしやすくなる。

【0028】

請求項２の発明によれば、各把持体に複数の把持腕部が設けられ、それら把持腕部の先端同士の間にワークを把持することができるので、大きなワークでも、多数の点により確実に把持することができる。

【0029】

請求項３の発明によれば、把持体に設けた把持腕部の配置範囲が長方形状のワークの短辺の長さの寸法範囲内に設定されているので、把持腕部がワークからはみ出すことなく、全部の把持腕部でワークを確実に保持することができると共に、把持体の水平方向の寸法を必要最小限に抑えることができる。

【0030】

請求項４の発明によれば、複数の把持腕部の水平方向の間隔寸法よりも上下方向の間隔寸法が大きく設定されているので、上下方向に長いワークを安定的に挟持固定することができる。

【0031】

請求項５の発明によれば、垂直に立てた状態での高さ方向の寸法が大きなワークでも、そのワークの上端付近をワークサポート手段によって補助的に支えることができる。従って、倒れ防止を図りながらワークを確実に支えることができ、旋回時の安定性を高めることができる。また、ワークサポート手段は上下位置調整自在であるから、ワークの高さ方向の寸法に応じて最適な高さ位置でワークを補助的に支えることができる。

【0032】

請求項６の発明によれば、下方から上方に向けて容易にワークサポート手段の高さを調整することができる。

【0033】

請求項７の発明によれば、上方から下方に向けて容易にワークサポート手段の高さを調整することができる。

【0034】

請求項８の発明によれば、板状のワークを垂直に立てた姿勢で把持してその姿勢で旋回させるので、従来のようにワークを水平姿勢で旋回させて掴み換えを行う場合と違って、ワークの自重による撓みの影響をほとんど受けずにワークの掴み換えを行うことができ、撓みを考慮しながらロボットグリッパによるワークの掴み位置の修正を行う必要がなくなる。また、大きなワークの場合でも、ワークの中央部を補助的な支持装置で支持して撓みによる影響を補正する必要もなくなる。また、ワークを垂直に立てた姿勢で把持するので、床面に対するワークの投影面積が小さくなり、掴み換え装置の床面に対する設置面積を小さくすることができる。さらに、掴み換え時に使用する水平方向の占有寸法を最小に抑えることができ、周囲との干渉を最小限にとどめることができる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の第１実施形態のワークの掴み換え装置の構成を示す斜視図である。

【図2】同掴み換え装置の正面図である。

【図3】同掴み換え装置を使用したワークの掴み換え方法の説明図である。

【図4】同掴み換え装置を使用したワークの掴み換え方法の説明図である。

【図5】同掴み換え装置を使用したワークの掴み換え方法の説明図である。

【図6】同掴み換え装置を使用したワークの掴み換え方法の説明図である。

【図7】同掴み換え装置を使用したワークの掴み換え方法の説明図である。

【図8】図１の掴み換え装置を装置本体とし、それにワークサポート機構を追加した本発明の第２実施形態のワークの掴み換え装置の構成を示す斜視図である。

【図9】図８の掴み換え装置において、ワークサポート機構のワーク支持部を一番低い位置に調整したときの状態を示す斜視図である。

【図10】図９に示す状態の正面図である。

【図11】ワークサポート機構の別の例を示す斜視図である。

【図12】従来のプレスブレーキとロボットと掴み換え装置を含む加工システムの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

【0038】

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態のワークの掴み換え装置の構成を示す斜視図、図２は同ワークの掴み換え装置の正面図である。

【0039】

このワークの掴み換え装置は、プレスブレーキ等の板材折り曲げ加工機に付設されるものであって、板材折り曲げ加工機に対してワークの供給及び位置決めを行うロボットのグリッパによりクランプしているワークの掴み換え時に使用されるものである。

【0040】

図１及び図２では、板材折り曲げ加工機やロボットは図示を省略してあるが、このワークＷの掴み換え装置Ｍは、プレスブレーキ等の板材折り曲げ加工機に、ロボットと一緒に装備されて加工システムを構成する装置である。

【0041】

図１及び図２に示すように、このワークＷの掴み換え装置Ｍは、床面上に設置されるベースフレーム１０と、ベースフレーム１０上に水平面内で図１中矢印Ｃで示すように水平に旋回自在に設けられた旋回フレーム２０と、旋回フレーム２０の旋回中心を挟んだ水平方向の一端側と他端側に互いに対向して配置された一対の把持体（クランプジョーとも呼ばれる）３１，３２と、各把持体３１，３２ごとに個別に設けられた駆動機構４１，４２と、を具備している。

【0042】

ベースフレーム１０は、床面に設置されるベースプレート１１と、ベースプレート１１上に立設された支持脚１２と、支持脚１２の上部に設けられた旋回駆動部１３と、を備えている。

【0043】

旋回駆動部１３は、旋回用アクチュエータの１例としてのエアシリンダ（図示省略）や、このエアシリンダの直線動作を旋回フレーム２０の支持軸１５の回転動作に変換するラック・ピニオン機構（図示省略）や、旋回フレーム２０の支持軸１５を回転自在に支持する回転支持部１４などを含んでいる。

【0044】

旋回フレーム２０は、各把持体３１，３２が設けられた水平方向の一端側から他端側に向けて長いフレームであり、旋回駆動部１３のエアシリンダの動作で水平面内で旋回するようになっている。

【0045】

旋回フレーム２０の旋回中心を挟んだ水平方向の一端側と他端側の下面には、それぞれブラケット２６，２８が取り付けられている。一方のブラケット２６は、旋回フレーム２０の旋回中心から遠い位置に設けられ、他方のブラケット２８は、旋回フレーム２０の旋回中心から一方のブラケット２６よりも近い位置に設けられている。また、ベースフレーム１０上には、旋回フレーム２０の一方向（時計回り方向）への旋回時に一方のブラケット２６が当たるストッパ２５と、旋回フレーム２０の他方向（反時計回り方向）への旋回時に他方のブラケット２８が当たるストッパ２７とが固定的に設けられている。

【0046】

そして、旋回フレーム２０がエアシリンダの動作で時計回り方向又は反時計回り方向に旋回させられた際に、いずれかのブラケット２６，２８がベースフレーム１０上のストッパ２５，２７に当たることで、旋回フレーム２０が０°の旋回位置と１８０°の旋回位置とに正確に位置決め停止されるようになっている。

【0047】

また、旋回フレーム２０の上面に設けられた一対の把持体３１，３２は、水平方向に沿って互いに接近離間自在とされており、互いに接近することで、垂直な姿勢に立った状態の板状のワークＷを水平方向から互いに対向して挟持することができるようになっている。

【0048】

各把持体３１，３２は、旋回フレーム２０の旋回中心の位置（図１及び図２に示すワークＷの位置）に向けて、それぞれに水平方向に進退自在（矢印Ａ、Ｂ方向）に設けられている。各把持体３１，３２を進退駆動させる駆動機構４１，４２にはエアシリンダなどのごとき往復動用アクチュエーターが使用されており、旋回フレーム２０上にシリンダ本体が固定されたエアシリンダのロッドの先端に各把持体３１，３２がそれぞれ取り付けられている。これにより、各把持体３１，３２がエアシリンダのロッドと共に矢印Ａ、Ｂ方向に進退自在となっている。

【0049】

このように両方の把持体３１，３２が互いに離間する方向に後退できるようになっていることにより、両把持体３１，３２間のスペースを大きく開くことができる。このため、折り曲げ加工途中のワークを挟持する際に、先に折り曲げたフランジなどによって邪魔されずに、ワークＷを容易に両把持体３１，３２の間のスペースに挿入し、両把持体３１，３２によって挟持することができるようになっている。

【0050】

また、ワークＷを垂直状態に安定的に保持して掴み換えを行うために把持体３１，３２や駆動機構４１，４２であるエアシリンダの設置高さが、旋回フレーム２０の上面よりも比較的高い位置に設定されている関係で、把持体３１，３２の進退動作をガイドするためのガイド機構が、旋回フレーム２０と把持体３１，３２との間に設けられている。

【0051】

具体的には、旋回フレーム２０側にガイドレール３４が設けられ、把持体３１，３２側にガイドレール３４に沿ってスライドするスライドブロック３５が設けられている。

【0052】

２つの把持体３１，３２は同じ構造のものであるが、これらを動作させる駆動機構４１，４２の推力には能力差が設定されている。例えば、図２に示す右側の把持体３１及び駆動機構４１は基準側として設定されている。この右側の把持体３１は、スライドブロック３５のスライド限である位置決め部２９（図１参照）を基準位置に設定してあることで、この基準位置に対して進退自在に設けられている。

【0053】

従って、右側の把持体３１のスライドブロック３５が位置決め部２９に当たるまで、駆動機構４１によって右側の把持体３１を前進させることによって、基準位置にて把持体３１を停止させその位置に把持体３１を保持することができる。

【0054】

また、図２に示す左側の把持体３２の駆動機構４２は、右側の把持体３１の駆動機構４１の推力よりも弱い推力で把持体３２を前進させるように、その能力が設定されている。従って、右側の把持体３１の駆動機構４１によって予め基準位置に位置決め保持された右側の把持体３１に対して、左側の把持体３２の駆動機構４２によって右側の把持体３２を前進させて、これにより、両把持体３１，３２によってワークＷを挟持したとき、右側の把持体３１が押し戻されることがなく、従って右側の把持体３１によって予め規定された基準位置にワークＷが常に正確に保持されることになる。

【0055】

また、両方の把持体３１，３２にはそれぞれ、互いに先端同士が対向することでワークＷを挟持する複数の把持腕部３６が設けられている。これらの把持腕部３６は、把持体３１，３２の本体プレート３３から前側（前進方向）に水平に延びており、各把持腕部３６の先端には、ワークＷに対する把持性能を増すためのパッド３７が設けられている。本実施形態において把持腕部３６は、水平方向及び垂直方向に互いに離間させて合計４つ設けられている。

【0056】

また、これらの把持体３１，３２では、ワークＷが短辺Ｗａと長辺Ｗｂを有する略長方形の板材である場合に対応させて、各把持体３１，３２における複数の把持腕部３６の水平方向における配置範囲が、ワークＷの短辺Ｗａの長さの寸法範囲内に設定されている。

【0057】

さらに、各把持腕部３６の上下方向の間隔は、上下方向に長いワークＷを安定的に挟持固定するために、水平方向の間隔よりも大きいことが望ましい。

【0058】

次に、以上のように構成されたワークＷの掴み換え装置Ｍを使用したワークＷの掴み換え方法について、図３〜図７を参照しながら説明する。この掴み換え方法では、次の（１）〜（７）の工程を順に進める。

【0059】

（１）まず、図３に示すように、ワークＷの掴み換え装置Ｍの一対の把持体３１，３２を互いに離間させて、一対の把持体３１，３２間にワークＷの挿入スペースを確保する。

【0060】

（２）次に、図４に示すように、ロボット１００のロボットグリッパ１２０に保持している板状のワークＷを、一対の把持体３１，３２間に確保された挿入スペースに垂直に立てた姿勢で挿入する。

【0061】

この際、ワークＷが短辺Ｗａと長辺Ｗｂ（図１参照）を有する略長方形状である場合には、長辺Ｗｂを鉛直方向に沿わせると共に短辺Ｗａを水平方向に沿わせた姿勢でワークＷを挿入する。

【0062】

（３）そして、図２に示すように、ワークＷの下部を旋回フレーム２０の上面から上方に離隔した状態で、ワークの掴み換え装置Ｍの一対の把持体３１，３２を互いに接近させて、両把持体３１，３２によりワークＷを挟持する。

【0063】

（４）掴み換え装置Ｍによって一時的にワークＷを保持したら、図５に示すように、ロボットグリッパ１２０によるワークＷの保持を解放して、ロボットグリッパ１２０を退避位置に移動させる。

【0064】

（５）その後、図６に示すように、掴み換え装置Ｍの旋回フレーム２０を水平に旋回させ、ワークＷの方向を変更する。

【0065】

（６）次に、図７に示すように、ロボットグリッパ１２０を退避位置からワークＷを保持できる位置に移動して、ワークＷをロボットグリッパ１２０により新たな掴み換え位置で再び保持する。

【0066】

（７）その後は、一対の把持体３１，３２によるワークＷの挟持を解放して、ワークＷの保持をロボット１００に委ねる。

【0067】

以上の説明のように、本実施形態のワークＷの掴み換え装置Ｍ及び掴み換え方法によれば、ワークＷを水平方向から把持できるようにしているので、板状のワークＷを垂直に立てた姿勢で保持することができる。従って、従来のように板状のワークを水平な姿勢で掴み換えを行う場合と違って、ワークＷの自重による撓みの影響をほとんど受けずにワークＷの掴み換えを行うことができ、撓みを考慮しながらロボットグリッパ１２０によるワークＷの掴み位置の修正を行う必要がなくなる。

【0068】

また、大きなワークＷの場合でも、ワークＷの中央部を補助的な支持装置で支持して撓みによる影響を補正する必要もなくなる。

【0069】

また、ワークＷを垂直に立てた姿勢で旋回させることができるので、掴み換え時のロボット１００の動作範囲を小さくすることができる。さらに、床面に対するワークＷの投影面積を小さくすることができることから、掴み換え装置Ｍの床面に対する設置面積を小さくすることができる。

【0070】

また、本実施形態のワークＷの掴み換え装置Ｍによれば、一方の把持体３１を基準位置に位置決めし、その状態で他方の把持体３２を一方の把持体３１に接近させてワークＷを把持した際に、一方の把持体３１が他方の把持体３２の推力により押し戻されてしまうことがない。従って、一方の把持体３１を確実に基準位置に保持した状態でワークＷを把持することができ、ワークＷの把持位置を正確に出すことができ、ロボットグリッパ１２０による掴み直しがしやすくなる。

【0071】

さらに、各把持体３１，３２に複数の把持腕部３６が設けられ、これら把持腕部３６の先端のパッド３７同士の間にワークＷを把持することができるので、大きなワークＷでも、多数の点により確実に把持することができる。

【0072】

また、把持体３１，３２に設けた把持腕部３６の配置範囲が長方形状のワークＷの短辺Ｗａの長さの寸法範囲内に設定されているので、把持腕部３６がワークＷからはみ出すことなく、全部の把持腕部３６でワークＷを確実に保持することができると共に、把持体３１の水平方向の寸法を必要最小限に抑えることができる。

【0073】

また、ワークＷが短辺Ｗａと長辺Ｗｂを有する略長方形状である場合に、長辺Ｗｂを鉛直方向に沿わせると共に短辺Ｗａを水平方向に沿わせた姿勢でワークＷの掴み換えを行うことにより、掴み換え時に使用する水平方向の占有寸法を最小に抑えることができ、周囲との干渉を最小限にとどめることができる。

【0074】

既に理解されるように、ワークＷの掴み換えを行うことにより、ワークＷの前後の反転、上下の反転を容易に行うことができる。

【0075】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。

【0076】

図８は、図１のワークＷの掴み換え装置Ｍを掴み換え装置本体Ｍ１とし、それにワークサポート機構Ｓを追加した、本発明の第２実施形態のワークの掴み換え装置Ｍ２の構成を示す斜視図、図９は、図８のワークＷの掴み換え装置Ｍ２において、ワークサポート機構Ｓのワーク支持部（ワークサポート手段）６０を一番低い位置に調整したときの状態を示す斜視図、図１０は、図９に示す状態の正面図である。

【0077】

この第２実施形態のワークの掴み換え装置Ｍ２は、図１のワークＷの掴み換え装置Ｍを掴み換え装置本体Ｍ１とし、それにワークサポート機構Ｓを追加したものであるので、掴み換え装置本体Ｍ１の説明は省略する。

【0078】

ワークサポート機構Ｓには、掴み換え装置本体Ｍ１の一対の把持体３１、３２により挟持されて立設されたワークＷの上部側を支持するワーク支持部（ワークサポート手段）６０が、上下位置調整自在に備えられている。

【0079】

ワークサポート機構Ｓは、掴み換え装置本体Ｍ１の旋回フレーム２０（図８，図９においては図示省略）の水平方向（Ｘ軸方向）における他端側に固定されたベースフレーム５０と、このベースフレーム５０上に立設された上下位置調整機構７０と、この上下位置調整機構７０の先端部に固定されたワーク支持部６０と、を備えている。

【0080】

上下位置調整機構７０は、ベースフレーム５０に固定的に立設された第１段目のスライドフレーム７１に第２段目のスライドフレーム７２を上下方向スライド自在に組み合わせ、第２段目のスライドフレーム７２に第３段目のスライドフレーム７３を上下方向スライド自在に組み合わせ、下方から上方に向けて伸長あるいは上方から下方に向けて収縮するテレスコピック型のスライドフレーム機構によって構成されている。

【0081】

この上下位置調整機構７０には、第１段目のスライドフレーム７１に対して第２段目のスライドフレーム７２を伸縮させる上下動用アクチュエータの１例としてのエアシリンダ７４と、第２段目のスライドフレーム７２に対して第３段目のスライドフレーム７３を伸縮させる伸縮作動用用アクチュエータの１例としてのエアシリンダ７５と、が設けられている。

【0082】

そして、伸長時に下方に位置する基端側の第１段目のスライドフレーム７１がベースフレーム５０に固定され、伸長時に上方に位置する先端側の第３段目のスライドフレーム７３の上端に、支持アーム６４や進退機構６３を介してワーク支持部６０が取り付けられている。

【0083】

進退機構６３は、ワーク支持部６０を、掴み換え装置本体Ｍ１の把持体３２の動作に追従させるためのもので、追従動作用アクチュエータの１例としてのエアシリンダなどによって構成されている。

【0084】

ワーク支持部６０は、進退機構６３の進退動作部に固定された複数のアーム６１と、各アーム６１の先端に取り付けられた吸着パッド６２と、から構成されている。吸着バッド６２は、ワークＷの板面を負圧で吸引することができるように構成されている。

【0085】

なお、アーム６１及び吸着パッド６２は、短辺Ｗａ及び長辺Ｗｂを有する長方形状のワークＷの短辺Ｗａの寸法範囲に入るように、水平方向に離間させて複数（図示例では２個）設けられている。さらに、各アーム６１を、ワークＷの幅寸法に対応して調節する構成とすることも可能である。

【0086】

また、上下位置調整機構７０は、収縮時に、図９及び図１０に示すように、主要部の大半が収容箱５５内に収容されるようになっている。

【0087】

この第２実施形態のワークの掴み換え装置Ｍ２によれば、ワークサポート機構Ｓを備えているので、垂直に立てた状態での高さ方向の寸法が大きなワークＷでも、図８に示すように、このワークＷの上端付近をワーク支持部６０によって補助的に支えることができる。従って、倒れ防止を図りながらワークＷを確実に支えることができ、旋回時の安定性を高めることができる。

【0088】

また、ワーク支持部６０は上下位置調整自在（図８中矢印Ｄ方向の位置が調整自在）であるから、ワークＷの高さ方向の寸法の変更に応じて適正な高さ位置でワークＷを補助的に支えることができる。また、このワークサポート機構Ｓは、下側が旋回フレーム２０に支持されたテレスコピック型の上下位置調整機構７０を備えているので、下方から上方に向けて容易にワーク支持部６０の高さを調整することができる。

【0089】

＜ワークサポート機構の他の例＞
次にワークサポート機構の他の例について説明する。

【0090】

図８〜図１０に示したワークサポート機構Ｓは、下から上に上下位置調整機構７０が伸長するタイプのものであったが、図１１に示すワークサポート機構Ｓ２は、上から下に上下位置調整機構８２が伸長するように構成されている。

【0091】

即ち、このワークサポート機構Ｓ２の上下位置調整機構８２には、複数のスライドフレーム８３を上下方向（矢印Ｄ方向）にスライド自在に順に組み合わせ、伸長時に上方に位置する基端側のスライドフレーム８３を、例えば、旋回フレーム２０（図８参照）に固定される支持フレーム８０に吊り下げ支持すると共に、伸長時に下方に位置する先端側のスライドフレーム８３にワーク支持部６０を取り付けた構造を有し、それにより、上下位置調整時に、上方から下方に向けて伸長あるいは下方から上方に向けて収縮するテレスコピック型のスライドフレーム機構が採用されている。ワーク支持部６０は、アーム６１の先端に吸着パッド６２を付けたものである。

【0092】

このワークサポート機構Ｓ２によれば、上方から下方に向けて容易にワーク支持部６０の高さを調整することができる。

【0093】

なお、図１１に示す例においてワーク支持部６０は、上下方向に複数設けられているが、必ずしも全部のワーク支持部６０が１つのスライドフレーム８３に設けられていなくてもよく、上下方向に移動するスライドフレーム８３のそれぞれに、分散的にワーク支持部６０が設けられていてもよい。

【0094】

また、上下位置調整機構８２の上端を、旋回機構８１を介して支持フレーム８０に吊り下げ支持することにより、掴み換え装置本体Ｍ１の旋回フレーム２０（図８参照）に支持フレーム８０を固定せずに床面に支持フレーム８０を設置し、旋回フレーム２０の旋回に追従して、上下位置調整機構８２及びワーク支持部６０を旋回機構８１によって旋回させるようにしてもよい。

【0095】

また、旋回機構８１を設けている場合は、このワークサポート機構Ｓ２だけを用いてワークＷの掴み換えを行うことも可能である。

【符号の説明】

【0096】

１０ ベースフレーム
２０ 旋回フレーム
３１，３２ 把持体
３６ 把持腕部
４１，４２ 駆動機構
１００ ロボット
１２０ ロボットグリッパ
６０ ワーク支持部（ワークサポート手段）
７０，８２ 上下位置調整機構
７１，７２，７３，８３ スライドフレーム（フレーム）
Ｍ，Ｍ２ ワークの掴み換え装置
Ｗ ワーク
Ｗａ 短辺
Ｗｂ 長辺
Ｓ，Ｓ２ ワークサポート機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】