(57)【要約】      （修正有）【課題】産業用ロボットに装着されたチャックユニットであって、ワーク吸着時落下防止のためのセルフロックがかかり、ワークをシャフトに装着後にロックが解除されるチャックユニットを提供する。落下防止機構を有する。【解決手段】吸着盤２１を用いて吸着把持した後ワーク１を所定の加工機に装着する産業用ロボットにおいて、ワーク内に落下防止機構３０を挿入すると同時に吸着盤でワークを吸着把持し、コア内側に設けた溝に落下防止爪３４を係合させて、ワークのコアがシャフトに挿入されたとき爪の係合が解除される落下防止機構をチャックユニット３に組み込む構成とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部に円筒形状の空洞部を有するワークをチャックを用いて吸着把持した後、ワークを所定の加工機に装着する産業用ロボットにおいて、チャックでワークを吸着把持すると同時に空洞部内に落下防止機構を挿入し、落下防止爪を空洞内部で係合させてワークの落下を防止することを特徴とするワーク落下防止機能付き産業ロボット用チャックユニット。
【請求項２】
落下防止爪とワークの係合は、円筒形状の空洞内部に設けた円周状の溝と、リンク機構により駆動する爪であることを特徴とする請求項１記載のワーク落下防止機能付き産業ロボット用チャックユニット。
【請求項３】
落下防止爪はハウジング内に組込まれたリンク機構であって、シリンダーにより駆動する駆動部材と爪を有するリンクよりなり、駆動部材とリンクはピンで連結されており、爪を有するリンクはハウジング内に放射状に配置されていることを特徴とする請求項１及び２記載のワーク落下防止機能付き産業ロボット用チャックユニット。
【請求項４】
ハウジングはワークの空洞部の円筒形状とほぼ同一の形状であり、アームに複数の支持ロッドで取付けられ、シリンダーにより駆動しアームに対して移動可能であることを特徴とする請求項１、２及び３記載のワーク落下防止機能付き産業ロボット用チャックユニット。
【請求項５】
円筒形状の空洞部はコアであり、コア内面には長手方向中央の位置にリンクの爪が係合する円周状の断面矩形の溝が設けられていることを特徴とする請求項１、２、３及び４記載のワーク落下防止機能付き産業ロボット用チャックユニット。
【請求項６】
ワークを吸着したチャックユニットが加工機に接近するとハウジングに設けたセンサーが作動し、ワークと落下防止機構の係合を解除し、ワークが加工機に装着されることを特徴とする請求項１、２、３、４及び５記載のワーク落下防止機能付き産業ロボット用チャックユニット。
【請求項７】
チャックにワークを吸着する手段は真空或いは電磁石による吸着方式であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５及び６記載のワーク落下防止機能付き産業ロボット用チャックユニット。
【請求項８】
中心部に円筒形状の空洞部を有するワークはコア内面に所定の溝を設けたコアにフィルムを巻き付けた平板状のロールであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６及び７記載の落下防止機能付き産業ロボット用チャックユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は産業用ロボットに装着されたワークを吸着、搬送する産業ロボット用チャックユニットに関する。  
【背景技術】
【０００２】
加工ラインに於いて、ワークを把持し加工機へ搬送、装着を行う際、ワークを把持する手段として機械的に把持する手段、真空又は電磁石などの吸着力を利用して把持する手段が公知技術として知られている。従来方式のチャックユニットの場合、ワークを把持する把持装置には、多くの場合油圧を利用して把持爪を動作させる機械的なものや、真空又は電磁石などの吸着力を利用してワークを吸着把持するものが使用されている。特に前記真空又は電磁石などの吸着力を利用した方式の把持装置の場合、何らかの要因により把持装置への真空力や電磁石の吸着力が絶たれると、把持力は失われチャックがワークを把持していることが出来ず、ワークを落下させてします危険がある。ワークの落下はワークが破損するばかりでなく周辺機器の破損につながるためライン停止の原因となり問題となっていた。
【０００３】
従来より産業用ロボットなどの把持装置を用いてワークを搬送する場合、安全面からも搬送途中においてワークの落下防止に配慮することが望まれている。しかしこれら把持装置に用いる落下防止機構は、例えば、次に提示する特許文献１及び２に示すように、ロボットの把持手段、ワークの形状などの要素により種々多様な方法が採用されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０９５５４号公報
【特許文献２】特開平    ９−２０７２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は産業用ロボットに装着され、ワークを把持し加工機へ搬送及び装着を行うためのチャックユニットにおいて、落下防止機構を有したチャック（把持装置）によりワークを把持し、吸着力の不足により掴み上げたワークが供給途中で落下することを防止することを目的とする。
【０００６】
更に、落下防止機構がワーク吸着作業の工程、又は加工機にワークを装着する工程において必然的に作動し、落下防止機構が作動しなければワークを吸着又は装着が行われず、作業者が意識することなく落下防止機構が安全装置として働くことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した発明は、中央部に円筒形状の空洞部を有するワークをチャックを用いて吸着把持した後、ワークを所定の加工機に装着する産業用ロボットにおいて、チャックでワークを吸着把持すると同時に空洞部内にワークの落下防止機構を挿入し、落下防止爪を空洞内部でワークと係合させてワークが吸着盤からの落下を防止することを特徴とするワーク落下防止機能付き産業ロボット用チャックユニットを提供することにより上記課題を解決したものである。
【０００８】
また、請求項２に記載するように、本発明は落下防止爪とワークの係合は円筒形状の空洞内部に設けた円周状の溝とリンク機構により駆動する爪とで係合するように構成する。
【０００９】
また、請求項３に記載するように、本発明は落下防止爪が円筒状の空洞内部に挿入されるハウジング内に組込まれたリンク機構であって、リンク機構はシリンダーにより駆動するリンク駆動部材と爪を有するリンクよりなり、駆動部材とリンクはピンにより連結されており、爪を有するリンクはガイド部材に放射状に配置するように構成する。
【００１０】
また、請求項４に記載するように、本発明は内部に落下防止爪を有するハウジングがワークの空洞部の円筒形状とほぼ同一の形状であり、アームに複数の支持ロッドで取付けられシリンダーにより駆動し、アームに対して移動可能であるように構成する。
【００１１】
また、請求項５に記載するように、本発明は円筒形状の空洞部がコアであり、コア内面には長手方向中央の位置にリンクの爪が係合する円周状の断面矩形の溝が設けられているように構成する。
【００１２】
また、請求項６に記載するように、ワークを吸着したチャックユニットが加工機に接近するとハウジングに設けたセンサーが作動し、ワークと落下防止機構の係合を解除し、ワークが加工機に装着されるように構成する。
【００１３】
また、請求項７に記載するように、本発明はチャックにワークを吸着する手段が真空或いは電磁石による吸着方式であるように構成する。
【００１４】
更に、請求項８に記載するように、本発明は中心部に円筒形状の空洞部を有するワークがコア内面に所定の溝を設けたコアにフィルムを巻き付けた非磁性体の平板状のロールであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、上記チャックユニットのチャック部に落下防止機構を組み込むことにより、ワーク搬送中に何らかの要因によって吸着力不足が発生した場合であってもワークを落下することなく、落下によるワークの破損及び周辺装置の破損を防止することが可能となる。特に、非磁性体のワークを吸着方式により把持し搬送する場合に前記効果が顕著である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態の詳細を説明する。第１図は産業用ロボットの概略図、第２図、第３図、第４図はチャックユニットの詳細図である。
【００１７】
第１図の示すとおり、本発明の産業用ロボットはロボット本体２、落下防止意機構３０を具備するチャックユニット３より構成される。１はワークを示す。ここで本発明に用いるワークは筒状のコアにフィルムを巻き付けたロール状物品である。
【００１８】
次に本発明の産業用ロボットの動きを説明する。チャックユニット３は支点５を中心として回転するようにロボット本体２に取り付けられ、垂直から水平にほぼ９０°の範囲を回転可能な構造とする。この回転はシリンダー４により支点６を上下に移動することにより行う。
【００１９】
資材としてのワーク１は、図示するように、水平状態で資材置き場に供給される。最初にチャックユニット３は垂直方向に回転した後下降を開始し、ワーク１の中央部筒部に落下防止機構を挿入する。次にチャックユニットでワーク１を吸着すると同時に落下防止機構を作動させ落下防止の爪をワークに係合する。次にチャックユニット３はワーク１を吸着し一定の高さまで持ち上げ、９０°回転しワーク１を水平から垂直に方向を変えて維持し、最後に加工機のシャフト７にワーク１を移動し装着して一連の作業を終了する。
【００２０】
次に第２図、第３図及び第４図に基づいてチャックユニット３の詳細な構造について説明する。ここで第２図はワークをチャックユニットで吸着し落下防止機構の爪がワークに係合した状態を示す。第３図はワークを加工機のシャフトに装着する状態を示す。第４図は落下防止機構の詳細図を示す。
【００２１】
チャックユニット３の構造を第２図の断面図を用いて説明する。チャックユニット３はアーム（吸着盤保持部材）１０、チャック（吸着盤）２０及び落下防止機構３０から構成される。アーム１０は一端にチャック２０を固着し、チャックの中央部に落下防止機構３０を移動可能に取り付ける。
【００２２】
アーム１０は、特に形状が特定されるものではないが、本発明では一対の平板をＨ形状に結合して用いている。本アーム１０は平板の端部（支点６の対抗位置）にチャック２０と落下防止機構３０、内部にシリンダー１１を取り付ける。支持ロッド１４はアーム１０に設けられたロッド支持孔１３に挿入することによりアーム１０と連結されており、シリンダー１１の駆動により、支持ロッド１４は支持孔１３内をスライドするように構成されている。ここで、シリンダー１１は駆動するタイプに限定されるものではなく、一定の力を発生させるショックアブゾバー的機能をもたせたものも使用可能である。従って、シリンダー１１を駆動することにより落下防止機構３０を移動することができる。
【００２３】
チャック２０は図示するようにアーム１０に垂直に取り付けられ、一般には円盤形状であり、周囲にワークを吸着する吸着盤２１を具備する。吸着盤２１はチャック２０の周囲に沿って一定幅を有する連続した溝状に設けられている。更に強い吸着力を得るため溝の淵はゴム等のシール材２２で構成する。強い吸着力を得るため吸着盤２１の溝の形状は面積が広いほど好ましいが上記形状に限定されるものではない。又チャック２０の中央部には落下防止機構３０が移動可能に貫通した空洞部２３を設ける。
【００２４】
落下防止機構３０は上下面が塞がれた内部空洞の円筒のハウジングＡと、ハウジングＡの内部に収納された落下防止爪リンク機構Ｂと、ハウジングＡとアーム１０を結合する複数の支持ロッド１４にから構成され、ハウジングＡ側面には爪３４が出入する複数の窓３１を設ける。落下防止爪リンク機構Ｂは駆動部材３２、リンク３３、シリンダー３８、スプリング４０より構成される。ここで、リンク３３の先端部が落下防止爪３４を構成する。シリンダー３８は、図示するようにハウジングＡの下面に固定し、シリンダーロッド３９は駆動部材３２と連結する。駆動部材３２とハウジングＡの上面との間にはスプリング４０を挿入する。リンク３３の爪３４側はピン３６で連結し、駆動部材側はピン３７で連結する。本発明ではピン３６はハウジングと一体構造とし、ピン３５はリンク３３と一体構造とする。このような構造とすることでリンク３３はピン３６を支点をして、駆動部材側（ピン３５側）が回転可能となる。なお、駆動部材側が回転するためにはリンク連結孔３７は長孔とする必要がある。しかし、リンク３３を回転可能にする構成はこれに限定されるものではない。
【００２５】
ここで、第2図に示す実線のリンクは爪３４がワーク１のコア４１の溝４２に係合している状態を示し、破線のリンクは爪３４が係合を解除した状態を示す。シリンダー３８が駆動し駆動部材３２が破線のように押されると、リンク３３はピン３６を支点に回転し爪３４はハウジング内部に納まる。シリンダー３８の駆動を解除するとスプリング４０により駆動部材３２はもとの位置に戻り爪３４はコア４１の溝４２に係合する。
【００２６】
第４図は矢視ＡＡより見た落下防止爪リンク機構Ｂの詳細図である。ハウジングＡの中心部に駆動部材３２を備え４個のリンク３３が水平と垂直方向に配置されている。リンク３３はピン３６を介してハウジング側と、ピン３７を介して駆動部材側と連結されている。本図では爪３４がハウジングの窓３１より外側に出ているが、駆動部材３２が紙面に対して上方向に動くことにより爪３４がハウジングＡ内に収納されることになる。
【００２７】
次にワーク１が加工機のシャフト７に装着される工程を説明する。第２図に示すように、ワーク１がチャック２０に吸着され、落下防止爪３４がワークのコア４１に係合した状態で加工機のシャフト７に搬送され、ワーク１のコア４１をシャフト７に挿入すると、第３図に示すように爪開放用センサードグ４３（センサー）が働き落下防止爪３４が開放される。引き続き外力を加えることにより、チャックユニット２をシャフト７に押し込むことで落下防止機構３０はアーム１０側に相対的に移動し、ワーク１はシャフト７に装着されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は産業用ロボットを利用して物品を搬送する分野において物品を安全に搬送する手段として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】産業用ロボットの概略図である。
【図２】チャックユニットの断面図である。
【図３】チャックユニットの断面図である。
【図４】チャックユニットの落下防止機構の詳細図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ  ハウジング
Ｂ  落下防止爪リンク機構
１  ワーク
２  ロボット本体
３  チャックユニット
４  シリンダー
７  加工機のシャフト
１０  アーム
１１  シリンダー
１２  シリンダーロッド
１３  ロッド支持孔
１４  支持ロッド
２０  チャック
２１  吸着盤
２２  シール材
３０  落下防止機構
３１  窓
３２  駆動部材
３３  リンク
３４  落下防止爪
３５、３６  ピン
３７  長孔
３８  シリンダー
３９  シリンダーロッド
４１  コア
４２  爪係合溝
４３  爪開放用センサードグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006326715.tif 000006