(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】2024-11-12
(45)【発行日】2024-11-20
(54)【発明の名称】反転装置
(51)【国際特許分類】
B25J 15/00 20060101AFI20241113BHJP
B25J 15/08 20060101ALI20241113BHJP
【ＦＩ】
B25J15/00 Z
B25J15/08 C
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2020174298
(22)【出願日】2020-10-16
(65)【公開番号】P2022065678
(43)【公開日】2022-04-28
【審査請求日】2023-09-22
(73)【特許権者】
【識別番号】000227467
【氏名又は名称】日東精工株式会社
(72)【発明者】
【氏名】加藤 正樹
【審査官】稲垣 浩司
(56)【参考文献】
【文献】実開平０１－１２１６３０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０４－２４４３９３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｊ １５／００
Ｂ２５Ｊ １５／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークを把持可能な把持部と、この把持部を９０度旋回自在な旋回部と、この旋回部および前記把持部を垂直方向へ昇降自在な移動部とをそれぞれ具備した第１ロボットおよび第２ロボットを備えて成り、前記第１ロボットにより取り出した前記ワークを第２ロボットにより受け取り表裏反転させる反転装置において、前記把持部は、平行かつ対向に配置された一対のチャック爪と、このチャック爪を互いに接近離させる一対の可動部とを備えて成り、
前記第１ロボットの把持部は、前記可動部に配置され当該可動部の可動方向に対し直交方向へ摺動するガイド部材と、前記チャック爪を固定したガイド部材の摺動方向にフローティングさせて成るフローティング機構とを備え、
前記フローティング機構は、前記ガイド部材の摺動方向に沿って伸縮するよう配されたプランジャであり、このプランジャは、１つのチャック爪に対して２つ対向配置されて成り、
前記第２ロボットの把持部は、これに搭載した可動部を前記ガイド部材の摺動方向と平行に可動するよう配して成ることを特徴とする反転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ワークを表裏反転させ次工程へ受け渡し可能な反転装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の反転装置は、特許文献１に示すように、所定位置から位置決めして把持し取り出したワークを時計方向へ９０度旋回可能な第１ロボットと、この第１ロボットで把持したワークを受け取り後、反時計方向へ９０度旋回して次工程へ払い出す第２ロボットとから構成される。
【0003】
前記第１ロボットおよび第２ロボットは、ほぼ同様の構成であり前記ワークを把持する把持部と、この把持部を９０度旋回可能な旋回部と、この旋回部を昇降自在な昇降部と、この昇降部を水平方向へ移動自在な移動部とを備えて成る。なお、前記第１ロボットの把持部は、ワークに嵌まり込むテーパ面を備えた位置決め部材を具備している。
【0004】
前記第１ロボットは、前記移動部の作動により把持部をワーク上空へ位置させ、昇降部を作動させることで、当該把持部をワークの加工面（以下、表面という）に当接させて当該ワークを抱え込むように把持する。この時、前記位置決め部材は、ワークに設けられた穴に係合するので、第１ロボットは、当該ワークを位置ズレさせること無く把持する。また、この後、第１ロボットの前記昇降部が作動するので、当該ワークが垂直方向に持ち上げられる。さらに、第１ロボットの旋回部が作動して、前記ワークが時計方向へ９０度旋回する。これにより、前記第１ロボットに把持されているワークは、把持前の姿勢から９０度向きを変え、第２ロボットに受け渡し可能な姿勢となる。また、この時、第２ロボットの把持部は、前記ワークの背面に向くよう反時計方向へ９０度旋回した状態となっており、第１ロボット側へ向き当該ワークを受け取る姿勢となっている。
【0005】
前記第１ロボットは、この移動部の作動により前記ワークを前述の第１ロボットの把持部へ向かい移動させる。これにより、第１ロボットに把持されている前記ワークが当該第２ロボットの把持部へ入り込み、当該ワークの背面が前記把持部に当接する。また、この第２ロボットの把持部に当接した状態で、当該第２ロボットの把持部が作動するので、前記ワークが第１ロボットおよび第２ロボットの２台によって把持される状態となる。
【0006】
ここで、前記第１ロボットの把持部が復動して前記ワークを第２ロボットのみに把持させた状態とした後、当該第２ロボットの移動部を作動して前記第２ロボットを１ロボットから離反する方向へ移動させる。また、この後、第２ロボットは、その旋回部を作動させて把持したワークを時計方向へ９０度旋回させて当該ワークの背面を上に向け次工程へ移載する。これにより、従来の反転装置は、２台のロボットを用いてワークを直接受け渡す構成のため、これら２台のロボットの間に当該ワークを１８０度反転させる別ユニットを設置する必要が無く、別ユニットへのワークの載置および取り出しが不要となり作業時間を短縮できるという特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開平05-038652号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、従来の反転装置は、テーパ面を備える位置決め部材をワークへ押し当てるので、当該ワークに過剰な負荷を掛け易く、電子基板のような低強度のワークを扱えないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、ワークを把持可能な把持部と、この把持部を９０度旋回自在な旋回部と、この旋回部および前記把持部を垂直方向へ昇降自在な移動部とをそれぞれ具備した第１ロボットおよび第２ロボットを備えて成り、前記第１ロボットにより取り出した前記ワークを第２ロボットにより受け取り表裏反転させる反転装置において、前記把持部は、平行に配置された一対のチャック爪と、このチャック爪を互いに接近離させる一対の可動部とを備えて成り、前記第１ロボットの把持部は、前記可動部に配置され当該可動部の可動方向に対し直交方向へ摺動するガイド部材と、前記チャック爪を固定したガイド部材の摺動方向にフローティングさせて成るフローティング機構とを備えて成り、前記第２ロボットの把持部は、これに搭載した可動部を前記ガイド部材の摺動方向と平行に可動するよう配して成ることを特徴とする。なお、前記フローティング機構は、前記ガイド部材の摺動方向に沿って伸縮するよう配されたプランジャであり、このプランジャは、１つのチャック爪に対して２つ対向配置されて成ることが望ましい。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係る反転装置は、可動部の可動方向に対して直交方向へ摺動可能なチャック爪を第１ロボットに具備しているので、第１ロボットに把持した当該ワークを第２ロボットにより把持する際、第１ロボットのチャック爪が第２ロボットのチャック爪の動きに合わせて摺動する。つまり、第１ロボットの把持部に把持された状態のワークが第２ロボットのチャック爪の一方に接触して押圧されても、この一方のチャック爪の動きに合わせて第１ロボットのチャック爪が摺動して当該ワークに過大な負荷を与えずに済むという利点がある。
【0011】
また、本発明に係る反転装置は、１つのチャック爪に対して２つ対向配置したプランジャを備えるので、プランジャの取付位置を調整することでチャック爪の位置を任意に設定できる。これにより、ワークの形状や重量などに応じて最適なチャック爪の位置を設定できるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明に係る反転装置の第１ロボットおよび第２ロボットを示す斜視図である。
【図3】本発明に係る反転装置の第１ロボットの動作を説明するための斜視図である。
【図4】本発明に係る反転装置の第１ロボットによって取り出されるワークを事前に配置可能な治具を示す平面図である。
【図5】本発明に係る反転装置の第１ロボットに搭載する把持部を示す説明図であり、（ａ）は斜視図。（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明に係る反転装置は、ワークＷを表裏反転させるものであり、図１ないし図５に基づいて説明する。本発明に係る反転装置１は、前記ワークＷを所定位置から取り出す第１ロボット８０と、この第１ロボット８０に把持したワークＷを受け取り次工程へ払い出す第２ロボット９０とから構成されている。
【0014】
前記ワークＷは、図４等に示すように板状を成しており、これを囲い込んで収納する収納部５に１つずつ平置きされている。なお、ワークＷの長辺側の対向する面を左右面とし、短辺側の対向する面を上下面として以下説明する。
【0015】
前記収納部５は、前記ワークＷを平置き可能なように、ワークＷの左右面および上下面に何れも干渉しないように形成した当該ワークＷの外形よりも大きな面積の凹部６ａを備えて成る。また、この凹部６ａは、ここに収納したワークＷの左右面側にそれぞれ幅広になるよう成形された切欠き部６ｂ，６ｃを備えて成る。
【0016】
前記第１ロボット８０（第２ロボット９０）は、ワークＷを把持する把持部１０ａ（１０ｂ）と、この把持部１０ａ（１０ｂ）を９０度旋回自在に支持して成る旋回部２０ａ（２０ｂ）と、この旋回部２０ａ（２０ｂ）を昇降自在な移動部３０ａ（３０ｂ）とを具備して成る。
【0017】
前記第１ロボット８０に搭載の把持部１０ａは、その長手方向に沿って摺動自在な一対の可動部１１ａ，１１ｂと、この可動部１１ａ，１１ｂに取り付けられ当該可動部１１ａ，１１ｂの摺動方向に対して直交方向へ移動自在なガイド部材１２ａ，１２ｂと、このガイド部材１２ａ，１２ｂにそれぞれ取り付けられた一対のチャック爪１３ａ，１３ｂとを備えて成る。
【0018】
一方、前記第２ロボット９０に搭載の把持部１０ｂは、その長手方向に沿って摺動自在な一対の可動部１１ａ，１１ｂと、この可動部１１ａ，１１ｂにそれぞれ取り付けられた一対のチャック爪１３ａ，１３ｂとを備えて成る。
【0019】
前記可動部１１ａ，１１ｂは、図示しない圧縮エアの供給により互いに接近離可能に構成されており、これに連結したチャック爪１３ａ，１３ｂとともに移動するよう構成されている。これにより、チャック爪１３ａ，１３ｂは、前記ワークＷの左右面あるいは上下面を把持することができる。
【0020】
また、前記第１ロボット８０に搭載の把持部１０ａは、前記チャック爪１３ａ，１３ｂをガイド部材１２ａ，１２ｂの摺動方向に沿って移動自在にフローティング状態で保つフローティング機構を備えて成る。
【0021】
前記フローティング機構は、一対のチャック爪１３ａ，１３ｂに係合する４つのプランジャ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ（３５ｄ）であり、１つのチャック爪１３ａに対して２つのプランジャ３５ａ，３５ｂが対向配置されて成る。前記プランジャ３５ａ，３５ｂ（３５ｃ，３５ｄ）は、全ねじの一端から突出し軸方向に常時付勢され摺動自在な当接部を備えて成り、前記可動部１１ａ，１１ｂ（１１ａ，１１ｂ）にそれぞれナットにより固定されている。また、前記チャック爪１３ａ（１３ｂ）は、これに外力が加わり前記プランジャ３５ａ，３５ｂ（３５ｃ，３５ｄ）の前記当接部の伸縮差を生じるので、ワークＷを把持する方向に対して直交方向へ容易に移動してフローティングする状態に保たれている。
【0022】
具体的には、対向配置したプランジャ３５ａ，３５ｂ（３５ｃ，３５ｄ）は、これらに付勢されたチャック爪１３ａ（１３ｂ）に外力が加わり例えば一方のプランジャ３５ａ（３５ｃ）の当接部を押し込む方向に作用すれば、当該外力に抗してプランジャ３５ｂ（３５ｄ）の当接部が伸長する。したがって、前記把持部１０ａのチャック爪１３ａ（１３ｂ）は、可動部１１ａ（１１ｂ）の摺動方向に対して直交方向へ摺動して前記外力に対してバランスを保つ位置へと移動することができる。
【0023】
なお、前記第２ロボット９０に搭載の把持部１０ｂは、第１ロボット８０に搭載の把持部１０ａとは異なり、前記ガイド部材１２ａ，１２ｂおよび前記フローティング機構を具備していない。また、この把持部１０ｂは、図１および図２に示すように、前記把持部１０ａのワークＷを把持する方向に対して直交方向に可動するよう前記チャック爪１３ａ，１３ｂを配置して成る。つまり、前記第１ロボット８０および第２ロボット９０は、互いに直交方向へ接近離する一対のチャック爪１３ａ，１３ｂを備えているので、前記第１ロボット８０によりワークＷの左右面を把持して、当該ワークＷの上下面を第２ロボット９０で把持することができる。このように、２台のロボット（８０，９０）によってワークＷの４面を把持して、ワークＷを第１ロボット８０から第２ロボット９０へ受け渡すことを可能にする。
【0024】
次に本発明に係る反転装置１の作用について図１ないし図５に基づき説明する。まず、ワークＷは、収納部５の凹部６ａ内に毎回収納されるが、この収納が作業者により投入されるものであると、図４に示すように凹部６ａに対して偏ったり、傾いたりした姿勢になり易く、毎回収納された状態のワークＷの姿勢が定まり難い。
【0025】
前記第１ロボット８０は、互いに離反させ開いた状態のチャック爪１３ａ，１３ｂを収納部５の上空に待機している。前記チャック爪１３ａ，１３ｂは、移動部３０ａの作動によって下降して、図４の二点鎖線で示す切欠き部６ｂ，６ｃ内へ侵入する。また、この後、チャック爪１３ａ，１３ｂは、開いた状態から閉じる方向へほぼ同一の速度で可動を始める。
【0026】
この時、ワークＷは、図４に示すように、図面上で凹部６ａに対して左下側へ偏り右斜め上に傾いているので、閉じる方向へ可動するチャック爪１３ａとワークＷの左側面とがまず接触する。この後、当該ワークＷは、前記チャック爪１３ａによって切欠き部６ｃ側へ押し寄せられるので、その傾きが整えられるとともに当該ワークＷの右側面とチャック爪１３ｂとが接触する。ここで、チャック爪１３ａ，１３ｂは、ワークＷを狭持するものの、予め図面左側へ偏っていたワークＷを狭持しているので、当該チャック爪１３ａ，１３ｂに対しても左側へ寄り気味に把持されることになりバランスの悪い状態でワークＷを把持している。
【0027】
次に、前記ワークＷを狭持したチャック爪１３ａ，１３ｂは、移動部３０ａの複動によって上昇をはじめ、図３に示すように所定位置に留まる。ここで、旋回部２０ａが作動するので、把持部１０ａが９０度旋回してワークＷが図１および図２に示すように先ほどまで収納部５の下方に位置していた裏面を第２ロボット９０へ向けられる。これにより、ワークＷの上下面は、第２ロボット９０の開いた状態のチャック爪１３ａ，１３ｂの間に位置する。
【0028】
前記第２ロボット９０の把持部１０ｂは、これに搭載したチャック爪１３ａ，１３ｂを互いに閉じる方向へ可動させる。この時、図２に示すように、第１ロボット９０に把持されたワークＷの上下面と、第２ロボット９０のチャック爪１３ａ，１３ｂとの距離は等しくないので、当該距離の短い方に位置するチャック爪１３ｂが当該ワークＷの上面に早く接触する。
【0029】
また、第２ロボット９０のチャック爪１３ａ，１３ｂは、前述のようにワークＷに片当たりしても引き続き閉じる方向に可動するが、前記フローティング機構の作用により第１ロボット８０のチャック爪１３ａ，１３ｂとワークＷとが一体に下方へ移動できる。
【0030】
この後、第２ロボット９０のチャック爪１３ａ，１３ｂの閉じる方向への動作を終えると、第１ロボット８０によりワークＷの左右面が狭持されつつ、第２ロボット９０により前記ワークＷの上下面が狭持される。
【0031】
このように、本発明に係る反転装置１は、第１ロボット８０にフローティング機構を具備するので、偏って把持されたワークＷであっても、当該ワークＷに過剰な負荷を与えることなく２台のロボット（８０，９０）により円滑に受け渡し可能である。
【0032】
上述したようにワークＷが第１ロボット８０および第２ロボット９０によって把持されると、前記第１ロボット８０は、把持部１０ａのチャック爪１３ａ，１３ｂを開く方向へ可動して、旋回部２０ａを元の状態へ復帰させるため９０度旋回する。
【0033】
続いて、第２ロボット９０は、これに把持したワークＷの前記裏面を上方へ向くように旋回部２０ｂを作動させた後、その移動部３０ｂを作動して、これに搭載した把持部１０ｂおよび当該把持部１０ｂに把持したワークＷを所定の位置まで下降させる。
【0034】
ここで、第２ロボット９０のチャック爪１３ａ，１３ｂは、開く方向に作動するので、ワークＷが第１ロボット８０に取り出される前の状態から表裏反転されて払い出される。
【0035】
また、このように本発明に係る反転装置１は、第１ロボット８０のチャック爪１３ａ，１３ｂをフローティング状態に保つため、第２ロボット９０のチャック爪１３ａ，１３ｂによる把持位置を基準にしたワークＷの受け渡しを可能にし、収納部５におけるワークＷの正確な位置決めを不要にできるという利点もある。
【符号の説明】
【0036】
１ … 反転装置
１０ａ，１０ｂ … 把持部
１１ａ，１１ｂ … 可動部
１２ａ，１２ｂ … ガイド部材
１３ａ，１３ｂ … チャック爪
２０ａ，２０ｂ … 旋回部
３０ａ，３０ｂ … 移動部
３５ａ，３５ｂ … プランジャ
８０ … 第１ロボット
９０ … 第２ロボット
Ｗ … ワーク
１０ａ，１０ｂ … 把持部
１１ａ，１１ｂ … 可動部
１２ａ，１２ｂ … ガイド部材
１３ａ，１３ｂ … チャック爪
２０ａ，２０ｂ … 旋回部
３０ａ，３０ｂ … 移動部
３５ａ，３５ｂ … プランジャ
８０ … 第１ロボット
９０ … 第２ロボット
Ｗ … ワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】