特許 7521802 吸着保持ユニット及び搬送システム

(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】

(24)【登録日】2024-07-16

(45)【発行日】2024-07-24

(54)【発明の名称】吸着保持ユニット及び搬送システム

(51)【国際特許分類】

   B65G 35/00 20060101AFI20240717BHJP

   B65G 47/91 20060101ALN20240717BHJP

【ＦＩ】

B65G35/00 B

B65G47/91 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020199392

(22)【出願日】2020-12-01

(65)【公開番号】P2022087457

(43)【公開日】2022-06-13

【審査請求日】2023-08-23

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】520450673

【氏名又は名称】ＵＴＭ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003096

【氏名又は名称】弁理士法人第一テクニカル国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】滝口 兼太郎

(72)【発明者】

【氏名】上野 良祐

【審査官】福島 和幸

(56)【参考文献】

【文献】韓国登録特許第１０－２００２７３３（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３５４７２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００８４１５７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ ３５／００

Ｂ６５Ｇ ４７／９１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の平行なレールに沿って移動可能な被搬送体に対し一体的に設けられる吸着保持ユニットであって、
前記一対のレールの各上方部位に各組で配置され、かつ、その上面をワークの載置面とするよう前記一対のレールの延在方向に沿う一対の突出部と、
前記載置面に開放して真空圧力によって前記ワークを保持する吸着孔と、
前記吸着孔に連通して設けられて前記真空圧力を保持／解除させるバルブと、
を備え、
前記バルブは、
前記各組の一対の突出部に対して前記一対のレールよりも外側に位置し、かつ、前記被搬送体が搬送方向上流側から所定位置に達した際に前記載置面にワークが載置されている場合に、前記吸着孔に対する前記真空圧力を解除する真空破壊ボタンを備える、
ことを特徴とする吸着保持ユニット。

【請求項2】

前記突出部は、
前記被搬送体が搬送方向上流側から所定位置に達した際に前記載置面にワークが載置されていない場合に、前記載置面にワークが載置されると同時に前記吸着孔に対する前記真空圧力を発生させるノズル部を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の吸着保持ユニット。

【請求項3】

請求項１に記載の吸着保持ユニットを用い、
前記ワークが所定位置に搬送された吸着保持ユニットに対して、当該吸着保持ユニットの前記真空破壊ボタンを操作して真空破壊させる操作部と、
真空破壊後に前記載置面に載置されたワークを取り出すハンド部と、
を備える、
ことを特徴とする搬送システム。

【請求項4】

請求項２に記載の吸着保持ユニットを用い、
前記ワークが所定位置に搬送された吸着保持ユニットに対して、当該吸着保持ユニットの前記載置面にワークを載置するハンド部と、
ワーク載置後に前記ノズル部に接続されて前記吸着孔に対する前記真空圧力を発生させるバキューム部と、
を備える、
ことを特徴とする搬送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸着保持ユニット及び搬送システムに係わり、特に、ワークを真空圧力によって吸着して搬送する吸着保持ユニット及び搬送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、搬送手段によって搬送される被搬送体を用い、治具だけでは固定することが困難な板状又は薄肉のワーク（金属板の他、フィルムや軽量品等を含む）を真空圧力によって吸着して搬送する吸着保持ユニットを備えた搬送システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

ここで、真空圧力は、ワークステージに固定の支柱等の内部に配管による真空吸着経路を構成し、ロータリーポンプ等の真空供給装置と接続することによって、ワークをワーク吸着板で保持した状態の被搬送体をレールに沿って目的通りの姿勢で移動可能としている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－０２４２９７号公報

【文献】特開２０１６－００１２７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した搬送システムにあっては、個々の被搬送体でのワークの吸着保持が必要となるが、特許文献２に示すように、移動体に対して固定の配管を用いているため、真空状態とする機能及びその真空圧力を保持する機能としてのエア流量制約が低く、搬送中のワークが不安定であり、かつ、真空圧力を長期間（例えば、時間単位）保持することが困難であるという問題が生じていた。

【0006】

本発明の目的は、個々の被搬送体に真空状態とする機能及びその真空圧力を保持／解除するバルブ機能を配置することによってエア流量制約を向上させ、ワークを安定して吸着保持したまま真空圧力を長期間保持することができる吸着保持ユニット及び搬送システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明は、一対の平行なレールに沿って移動可能な被搬送体に対し一体的に設けられる吸着保持ユニットであって、前記一対のレールの各上方部位に各組で配置され、かつ、その上面をワークの載置面とするよう前記一対のレールの延在方向に沿う一対の突出部と、前記載置面に開放して真空圧力によって前記ワークを保持する吸着孔と、前記吸着孔に連通して設けられて前記真空圧力を保持／解除させるバルブと、を備え、前記バルブは、前記各組の一対の突出部に対して前記一対のレールよりも外側に位置し、かつ、前記被搬送体が搬送方向上流側から所定位置に達した際に前記載置面にワークが載置されている場合に、前記吸着孔に対する前記真空圧力を解除する真空破壊ボタンを備える、ものである。

【0008】

吸着保持ユニットは搬送手段によって搬送される被搬送体に対し一体的に設けられており、その各吸着保持ユニットにワークの載置部が設けられている。

【0009】

吸着保持ユニットの載置部には、真空圧力によってワークを保持する吸着孔が載置面に開放して設けられている。

【0010】

また、吸着保持ユニットには、真空圧力を保持／解除させるバルブが吸着孔に連通して設けられている。

【0011】

これにより、個々の被搬送体において、吸着孔によるワーク保持のために真空状態とする機能と、その吸着孔の真空圧力を保持／解除するバルブの機能と、を具備させることによって、エア流量制約を向上させ、ワークを安定して吸着保持したまま真空圧力を今までの分単位から時間単位へと長期間保持することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、個々の被搬送体に真空状態とする機能及びその真空圧力を保持／解除するバルブ機能を配置することによってエア流量制約を向上させ、ワークを安定して吸着保持したまま真空状態を長期間保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】搬送システムの一例を示す概略の構成図である。

【図2】搬送システムの要部を示し、（Ａ）はワーク吸着前の要部の斜視図、（Ｂ）はワーク吸着後の要部の斜視図である。

【図3】搬送システムの要部を示し、ワーク吸着後の要部の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に、本発明の一実施形態に係る吸着保持ユニット及び搬送システムについて、図面を参照して説明する。

【0015】

図１において、搬送システム１は、紙面の奥行方向に平行に配置された一対のレール２と、このレール２に沿って移動可能な被搬送体としてのスライダ３と、スライダ３に一体的に設けられた吸着保持ユニット１０と、搬送前又は搬送後の薄肉平板状のワークＷ１，Ｗ２を積載したワーク積載台４と、これらワークＷ１，Ｗ２を吸着保持ユニット１０とワーク積載台４との間で受け渡しするワーク移送ロボット２０と、を備える。

【0016】

なお、ワーク移送ロボット２０には、例えば、架台２１に設けられたスイングアーム２２に揺動可能な昇降装置２３をさらに設け、この昇降装置２３にワークＷ１，Ｗ２を保持／移送するロボットアーム２４を昇降可能に備えたものなど、基本構成は公知のものを用いることができる。

【0017】

なお、図１に示すワーク積載台４に積載したワークＷ１，Ｗ２のうち、ワークＷ１は吸着保持ユニット１０によって既に搬送された後のもの、ワークＷ２は吸着保持ユニット１０によってこれから搬送される前のもの、として説明する。

【0018】

スライダ３は、一対のレール２に保持されて図示しないモータ等の駆動手段を備えた搬送手段によって搬送されるスライドベース部３１と、スライドベース部３１の上面に固定のベース部３２と、ベース部３２の四隅付近から立ち上がる脚部３３と、を備える。

【0019】

図２及び図３に示すように、吸着保持ユニット１０は、脚部３３の上端面に載置状態で固定された基台部１１と、基台部１１の上面１１ａから突出する複数（この例では一対二組）の軸状突起から構成された突出部１２と、突出部１２の上端面を載置面１２ａとしてこの載置面１２ａに開放する吸着孔１３と、基台部１１の上面１１ａに開放する貫通孔状のノズル部１４と、吸着孔１３に連通するバルブ４０と、を備える。

【0020】

なお、本実施の形態において、基台部１１と突出部１２とは載置部を構成しており、その載置部に対して突出部１２を一対のレール２の各上方部位に各一対の計二組で配置している。これに伴い、これらに合わせてノズル部１４とバルブ４０とをレール２の延在方向に沿って逆向き方向に配置し、同時に２枚のワークＷ１又はワークＷ２、或いは、ワークＷ１とワークＷ２、を搬送するようになっている。

【0021】

図１及び図２において、バルブ４０は、金属製の本体４１と、本体４１の内部を貫通して本体４１から図示上下端を突出させて軸線方向に沿って移動可能に支持された弁軸４２と、本体４１に固定されて本体４１を基台部１１に固定するためのブラケット４３と、本体４１の内部に形成された負圧側ポート部（図示せず）に接続された接続接手４４と、本体４１の内部に形成された正圧側ポート部（図示せず）に接続されたマフラー４５と、弁軸４２の上端に設けられた真空破壊ボタン４６と、を備える。

【0022】

なお、詳細な図示は省略するが、負圧側ポート部と正圧側ポート部とは、本体４１の内部において、例えば、弁軸４２の貫通穴（図示せず）を利用して連通されており、この貫通穴を介して全体として断面構造で折り返し状態の連通経路を形成している。

【0023】

また、弁軸４２は、例えば、本体４１の内部において貫通穴の正圧側ポート部との連通部分を開閉する弁体（図示せず）を備え、常時はスプリング（図示せず）の付勢によって閉弁し、スプリングの付勢に抗して真空破壊ボタン４６が押下されると弁軸４２も下方に変位して開弁するようになっている。

【0024】

本実施の形態において、ロボットアーム２４は、図１に示すように、搬送手段によって所定位置に搬送された吸着保持ユニット１０に対して、当該吸着保持ユニット１０の真空破壊ボタン４６を操作して真空破壊させる操作部２５と、突出部１２に載置されたワークＷ１を取り出し、かつ、突出部１２にワークＷ２を載置するハンド部２６と、ワークＷ２の載置後にノズル部１４に接続されて吸着孔１３に対する真空圧力を発生させるバキューム部２７と、を具備する。

【0025】

吸着孔１３、ノズル部１４、負圧側ポート部（接続接手４４）は、基台部１１の下方に設けられて空気の脈動を平滑化し急速な空気圧の低下を防ぐ空気圧タンク４７を介して図示しない配管によって接続されている。

【0026】

このような基本構成において、本実施の形態に係る吸着保持ユニット１０及び搬送システム１は、個々のスライダ３の吸着保持ユニット１０に、ワークＷ１，Ｗ２を保持するために真空状態とする機能及びその真空圧力を保持／解除するバルブ機能を配置することによってエア流量制約を向上させ、ワークＷ１，Ｗ２を安定して吸着保持したまま真空状態を長期間保持することにある。

【0027】

すなわち、搬送手段によって搬送されるスライダ３に対し一体的に設けられる吸着保持ユニット１０は、ワークＷ１，Ｗ２が載置される突出部１２と、突出部１２の載置面１２ａに開放して真空圧力によってワークＷ１，Ｗ２を保持する吸着孔１３と、吸着孔１３に連通して設けられて真空圧力を保持／解除させるバルブ４０と、を備える。

【0028】

バルブ４０には、真空破壊弁が用いられている。バルブ４０は、スライダ３が搬送方向上流側から所定位置に達した際に突出部１２にワークＷ１が載置されている場合に、吸着孔１３に対する真空圧力を解除する真空破壊ボタン４６を備える。

【0029】

突出部１２は、スライダ３が搬送方向上流側から所定位置に達した際に突出部１２にワークＷ２が載置されていない場合に、突出部１２にワークＷ２が載置されると同時に吸着孔１３に対する真空圧力を発生させるノズル部１４と、を備える。

【0030】

次に、搬送システム１及び吸着保持ユニット１０における具体的な作用を説明する。

【0031】

（ワークＷ１が載置されて搬送）
図１に示す紙面右側の搬送方向上流側から吸着保持ユニット１０にワークＷ１が搬送され、所定位置に達すると、搬送手段によって吸着保持ユニット１０の搬送が一時停止され、ロボットアーム２４が待機位置からワークＷ１の上方位置にまで移動される。

【0032】

そして、昇降装置２３の駆動によってロボットアーム２４が下降すると、操作部２５が真空破壊ボタン４６を押下すると同時にバルブ４０が開弁して吸着孔１３が真空破壊される。

【0033】

この真空破壊により、ロボットアーム２４のハンド部２６が載置部としての載置面１２ａに載置されたワークＷ１を取り出し、ワーク積載台４の所定位置にワークＷ１を積載する。

【0034】

また、ハンド部２６が載置面１２ａからワークＷ１を取り出すと、搬送手段によって吸着保持ユニット１０が搬送方向下流側へと搬送され、以降、この搬送・一次停止・ワーク取り出し・搬送工程が順次実行される。

【0035】

（ワークＷ２を載置して搬送）
図１に示す紙面右側の搬送方向上流側から空の吸着保持ユニット１０が搬送され、所定位置に達すると、搬送手段によって吸着保持ユニット１０の搬送が一時停止され、ワーク積載台４の所定位置に積載されたワークＷ２をハンド部２６で保持したロボットアーム２４が待機位置から載置部としての載置面１２ａの上方位置にまで移動される。

【0036】

そして、昇降装置２３の駆動によってロボットアーム２４が下降し、ロボットアーム２４のハンド部２６が載置面１２ａにワークＷ２を載置すると同時にバキューム部２７の先端がノズル部１４の孔内に侵入し、バルブ４０の閉弁とともに吸着孔１３が真空状態とされる。

【0037】

この真空状態により、ロボットアーム２４のハンド部２６からワークＷ２が離脱し、再び昇降装置２３の駆動によってロボットアーム２４が上昇するとともに載置部としての載置面１２ａの上方位置から待機位置にまで移動される。

【0038】

また、ハンド部２６が載置面１２ａにワークＷ２を載置すると、搬送手段によって吸着保持ユニット１０が搬送方向下流側へと搬送され、以降、この搬送・一次停止・ワーク載置・搬送工程が順次実行される。

【0039】

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

【0040】

例えば、上記実施の形態では、基台部１１と突出部１２とで載置部を構成するとともに、その載置部に対して突出部１２を各一対二組で配置し、これらに合わせてノズル部１４とバルブ４０とをレール２の延在方向に沿って逆向き方向に配置し、同時に２枚のワークＷ１又はワークＷ２、或いは、ワークＷ１とワークＷ２、を搬送する場合で説明しているが、例えば、ワークＷ１，Ｗ２の種類や大きさ等に応じて、その突出部１２、ノズル部１４、バルブ４０の設置数やレイアウト等は任意に変更可能である。

【0041】

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明した。しかしながら、本発明の技術的思想の範囲は、ここで説明した実施の形態に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正、組み合わせなどを行うことに想到できることは明らかである。したがって、これらの変更や修正、組み合わせなどの後の技術も、当然に本発明の技術的思想の範囲に属するものである。

【0042】

具体的には、ワーク移送ロボット２０のロボットアーム２４に操作部２５及びバキューム部２７を備えたシステム構成を例示したが、操作部２５及びバキューム部２７をワーク移送ロボット２０又はロボットアーム２４とは別の独立した機構としてライン上に配置したものであってもよい。

【0043】

同様に、一つのロボットアーム２４でワークＷ１，Ｗ２の取り出し及び載置を可能とせず、独立したワーク取り出し用のロボットアーム及びワーク載置用のアームを配置してワークＷ１，Ｗ２の取り出し及び載置を可能としてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0044】

以上説明したように、本発明に係る吸着保持ユニット及び搬送システムは、個々の被搬送体に真空状態とする機能及びその真空圧力を保持／解除するバルブ機能を配置することによってエア流量制約を向上させ、ワークを安定して吸着保持したまま真空状態を長期間保持することができるという効果を有し、ワークを真空圧力によって吸着して搬送する吸着保持ユニット及び搬送システム全般に有用である。

【符号の説明】

【0045】

１ 搬送システム
３ スライダ（被搬送体）
１０ 吸着保持ユニット
１１ 基台部（載置部）
１１ａ 上面
１２ 突出部（載置部）
１２ａ 載置面
１３ 吸着孔
１４ ノズル部
２０ ワーク移送ロボット
２４ ロボットアーム
２５ 操作部
２６ ハンド部
２７ バキューム部
４０ バルブ
４１ 本体
４２ 弁軸
４３ ブラケット
４４ 接続接手
４５ マフラー
４６ 真空破壊ボタン
４７ 空気圧タンク
Ｗ１ ワーク
Ｗ２ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】