CN116056992B

CN116056992B - 单张拾取装置

Info

Publication number: CN116056992B
Application number: CN202180061885.4A
Authority: CN
Inventors: 岩永洋志
Original assignee: Tian Tian Group Co ltd
Current assignee: Tian Tian Group Co ltd
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2021-09-06
Publication date: 2025-09-09
Anticipated expiration: 2041-09-06
Also published as: WO2022054756A1; EP4212464B1; EP4212464A4; US20230286174A1; JP7411523B2; US12252367B2; JP2022047241A; EP4212464A1; CN116056992A

Abstract

单张拾取装置(10)具备：基架(20)，其配置于堆叠区域(TA)的附近，且沿上下方向延伸；分离单元(26)，其利用空气的喷射压力及吸附力中的至少一方从堆叠于堆叠区域(TA)的多个工件(W)分离最上部的工件(W)；以及平衡器(52)，其减轻作用于分离单元(26)的重量。分离单元(26)能够升降地设于基架(20)。分离单元(26)具有与最上部的工件(W)的表面抵接的抵接部件(32)。分离单元(26)构成为，在工件吸附部(18)吸附于最上部的工件(W)的表面将该工件(W)抬起时，追随上述工件吸附部(18)的抬起动作而上升，从上述堆叠区域(TA)的上方退避。

Description

单张拾取装置

技术领域

本发明涉及一种用于进行堆叠于堆叠区域的多个工件[workpieces](金属板[sheet metals])中的最上部[uppermost]的工件的单张拾取的单张拾取装置[single-sheet lifter]。

背景技术

在通过供给机器人等装载装置向折弯机等加工机依次供给堆叠于堆叠区域的多个工件时，使用设置于堆叠区域附近的磁浮子。磁浮子利用磁力使堆叠于堆叠区域的多个工件中的上部的多张工件浮起，从而使最上部的工件容易分离(参照下述专利文献1)。在工件为非磁性体的情况下，无法通过磁力使工件浮起，难以利用装载装置的工件吸附部仅分离最上部的工件。

有时也使用设置于堆叠区域附近的空气分离器。空气分离器利用空气的喷射压力将堆叠于堆叠区域的多个工件中的最上部的工件分离(参照下述专利文献2)。空气分离器具备设置于堆叠区域的附近且沿上下方向延伸的基架和可升降地设于基架的分离单元。利用从分离单元喷射出的空气的压力将最上部的工件从其他工件分离。分离单元具有与最上部的工件的表面抵接的抵接部件和向最上部的工件的端缘喷射空气的喷嘴。分离单元在装载装置的工件吸附部吸附最上部的工件的表面而将该工件抬起时，追随工件吸附部的抬起动作而上升，从堆叠区域的上方退避。从堆叠区域的上方退避的分离单元当因其自重而落下时，恢复到堆叠于堆叠区域的多个工件的上方位置。

另外，除了专利文献1及2，下述专利文献3也公开了与本发明相关的技术。专利文献3涉及工件吸附部的改良。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-112608号公报

专利文献2：日本特开2017-149496号公报

专利文献3：日本特开2017-124469号公报

发明内容

当使用空气分离器时，分离单元的重量变大。在分离单元的重量较大的情况下，有时会因分离单元落下时的冲击而对堆叠于堆叠区域的工件造成损伤。另外，在工件的刚性较小的情况下，在工件吸附部抬起最上部的工件时，有时该工件的端缘附近会因空气的压力而挠曲，塑性变形。关于空气分离器，期望进行改善，以一边防止工件的损伤，一边稳定地抬起最上部的工件。

本发明的目的在于提供一种能够一边防止工件损伤，一边稳定地抬起最上部的工件的单张拾取装置。

本发明的一方案提供一种单张拾取装置，其具备：基架，其配置于堆叠区域的附近且沿上下方向延伸；分离单元，其能够升降(能够沿上下方向移动)地设于上述基架，具有与堆叠于上述堆叠区域的多个工件中的最上部的工件的表面抵接的抵接部件，构成为，在装载装置的工件吸附部吸附于最上部的工件的表面将该工件抬起时，追随上述工件吸附部的抬起动作(上升动作)而上升，从上述堆叠区域的上方退避，而且，利用空气的喷射压力及吸附力中的至少一方将最上部的工件从其他工件分离；以及平衡器，其减轻作用于上述分离单元的重量。

上述单张拾取装置也可以还具备：第一旋转轮，其能够旋转地设于上述基架；第二旋转轮，其能够旋转且能够升降地设于上述基架；以及线状或带状的连结部件，其一端部连结于上述分离单元，另一端连结于上述基架，绕挂于上述第一旋转轮，且以悬挂上述第二旋转轮的方式绕挂于上述第二旋转轮。该情况下，上述平衡器对上述第二旋转轮施加下方向的力。

上述分离单元也可以具有吸附最上部的工件的端缘附近的表面的波纹管型的吸附垫。该情况下，上述分离单元构成为，当在上述抵接部件与最上部的工件的表面抵接的状态下上述吸附垫执行吸附动作时，以上述抵接部件为支点将最上部的工件的端缘卷起。另外，上述分离单元也可以具有朝向最上部的工件的端缘喷射空气的喷嘴。

上述单张拾取装置也可以还具备辅助单元，该辅助单元对从上述堆叠区域的上侧退避的上述分离单元的因自重而引起的落下动作(下降动作)进行辅助。另外，上述抵接部件可以是绕水平的旋转轴心旋转自如的抵接辊。

附图说明

图1是包含本实施方式的单张拾取装置的堆叠区域周边的主视图。

图2是上述堆叠区域周边的俯视图。

图3是上述单张拾取装置的主视图。

图4是上述单张拾取装置的左侧视图。

图5是上述单张拾取装置的后视图。

图6是上述单张拾取装置的俯视图。

图7A是说明上述单张拾取装置的动作的图(上部的工件的端缘卷起的状态)。

图7B是说明上述单张拾取装置的动作的图(分离单元从堆叠区域的上方退避的状态)。

图7C是说明上述单张拾取装置的动作的图(工作棒从下方按压摆动杆的前端的状态)。

图8是变形例的单张拾取装置的主视图(工作连杆的第二前端部从右方按压单元主体的状态)。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的单张拾取装置10进行说明。

“堆叠区域”是指用于堆叠多个工件(金属板)的三维区域。图面的“FF”、“FR”、“L”、“R”、“U”以及“D”分别是指前方、后方、左方、右方、上方以及下方。

如图1及图2所示，单张拾取装置10是用于仅抬起堆叠于位于堆叠区域TA的托盘P上的多个板状的工件W中的最上部的工件W的装置。单张拾取装置10设置于在堆叠区域TA的附近所设置的俯视L字状的设置台12上，位于堆叠区域TA的右侧。单张拾取装置10是利用空气的喷射压力将最上部的工件W分离的空气分离器的一种。单张拾取装置10用于通过供给机器人14将堆叠于堆叠区域TA的托盘P上的多个工件W依次供给至折弯机(省略图示)时。

供给机器人14是向折弯机供给工件W的装载装置的一种。供给机器人14例如具备专利文献3所公开的结构。供给机器人14具备多关节的机械臂16和安装于机械臂16的前端的作为吸附工件W的工件吸附部[workpiece suction lifter]的机械手18。折弯机是对工件W进行弯曲加工的加工机，设置于堆叠区域TA的后方。在堆叠区域TA的右侧，除了单张拾取装置10，还设置有两张拾取检测装置(省略图示)。两张拾取检测装置检测机械手18是否吸附了两张以上的工件W。

如图3～图6所示，单张拾取装置10具备配置在设置台12上的基架20。基架20在上下方向上延伸。基架20具有在前后方向上隔开对置的一对支撑板22和连结两个支撑板22的多个间隔件24。在各支撑板22形成有沿上下方向延伸的第一引导长孔22h。第一引导长孔22h的上部以远离堆叠区域TA的方式弯曲。在第一引导长孔22h的右侧形成有沿上下方向延伸的第二引导长孔22v。

在基架20可升降(可在上下方向上移动)地设置有分离单元26，分离单元26通过空气的喷射压力及吸附力将最上部的工件W从其他工件W分离。以下，对分离单元26的具体结构进行说明。

分离单元26具有可升降地设于基架20的单元主体28。单元主体28相对于基架20以悬臂状突出。两对带凸缘的引导辊30可绕其水平的旋转轴心旋转地设于单元主体28的基端。各对中的引导辊30在前后方向上隔开对置。各引导辊30被引导支撑于第一引导长孔22h。

在单元主体28的前端，经由一对托架34设置有作为从上方与最上部的工件W的表面抵接的抵接部件的抵接辊32。抵接辊32绕其水平的旋转轴心旋转自如，且由聚氨酯等弹性体构成。在单元主体28的基端附近设置有朝最上部的工件W的端缘喷射空气的喷嘴36。喷嘴36与供给空气的供给泵等空气供给源(省略图示)连接。

在单元主体28的中间部设置有从上方吸附最上部的工件W的端缘附近的表面的波纹管型的吸附垫38。吸附垫38与吸引空气的真空泵等空气吸引源(省略图示)连接。吸附垫38与比抵接辊32靠前的最上部的工件W的表面抵接。分离单元26构成为，当在抵接辊32与最上部的工件W的表面抵接的状态下执行吸附垫38的吸附动作时，以抵接辊32为支点卷起最上部的工件W的端缘[lift up the edge of the workpiece W](参照图7A)。

分离单元26构成为，在机械手18抬起最上部的工件W时，追随机械手18的抬起动作(上升动作)而上升，且从堆叠区域TA的上方退避。另外，从堆叠区域TA的上方退避的分离单元26当通过其自重落下时，恢复到经由托盘P堆叠于堆叠区域TA的多个工件W的上方位置。

另外，也可以从分离单元26省略喷嘴36及吸附垫38的任一个。在这种情况下，分离单元26利用空气的喷射压力及吸附力中的任一个将最上部的工件W从其他工件W分离。

作为旋转轮的第一链轮40可绕其水平的旋转轴心旋转地设于一对支撑板22之间的上部。第一链轮40的旋转轴42的各端部经由支撑环44可旋转地支撑于支撑板22的上部。第一链轮40相对于支撑板22不能升降。另外，作为第二旋转轮的第二链轮46可升降且可绕其水平的旋转轴心旋转地设于基架20的第一链轮40的右侧。第二链轮46的旋转轴48的各端部可旋转且可升降地支撑于支撑板22的第二引导长孔22v。

在一对支撑板22之间设置有作为线状的连结部件的连结链条50。连结链条50的一端与分离单元26的基端连结。连结链条50的另一端部与基架20的右上部连结。连结链条50的一端附近绕挂于第一链轮40。连结链条50的另一端附近以悬挂第二链轮46的方式绕挂于第二链轮46。

也可以使用第一带轮(省略图示)以及第二带轮(省略图示)作为第一以及第二旋转轮，来取代使用第一链轮40以及第二链轮46作为第一以及第二旋转轮。在这种情况下，使用连结带(省略图示)作为带状的连结部件，来取代使用连结链条50作为线状的连结部件。

在第二链轮46的旋转轴48的各端部设置有减轻作用于分离单元26的重量的平衡器52。各平衡器52具有对第二链轮46施加作为向下方的力的重力的多个锤54。平衡器52构成为相对于支撑板22不能旋转。即，平衡器52构成为相对于第二链轮46的旋转轴48可以相对旋转。

也可以取代具有多个锤54的平衡器52，而使用对第二链轮46施加作为向下方的力的作用力的螺旋弹簧(省略图示)来作为减轻作用于分离单元26的重量的另一平衡器。在这种情况下，螺旋弹簧设置在第二链轮46的旋转轴48的各端部与支撑板22之间。

单张拾取装置10具备辅助单元56，该辅助单元56辅助从堆叠区域TA的上方退避的分离单元26的由自重而引起的落下动作(下降动作)。以下对辅助单元56的具体的结构进行说明。

在第一链轮40的旋转轴42的一端一体地连结有摆动杆58的基端。在前侧的支撑板22，经由托架62安装有作为辅助驱动器的气缸60。气缸60具有能够沿上下方向移动的工作棒64。辅助单元56构成为，当通过气缸60的驱动使工作棒64从下方推摆动杆58的前端时，对第一链轮40施加用于促使分离单元26的落下动作的力。

接着，对单张拾取装置10的动作及效果进行说明。

(单张拾取装置10及供给机器人14的整体性的操作)

如图1及图7A所示，通过在堆叠区域TA使机械手18下降，利用机械手18吸附最上部的工件W的表面。然后，在使抵接辊32与最上部的工件W的表面抵接的状态下，执行吸附垫38的吸附动作，由此以抵接辊32为支点，最上部的工件W的端缘被卷起。另外，从喷嘴36朝向最上部的工件W的端缘喷射空气。其结果，最上部的工件W因空气的喷射压力以及吸附力而从其他工件W分离，能够通过机械手18容易地仅抬起最上部的工件W。在抬起最上部的工件W之后，停止吸附垫38的吸附动作以及从喷嘴36的空气的喷射动作。

如图7B所示，当使机械手18上升而抬起最上部的工件W时，分离单元26也追随机械手18的抬起动作而上升，且被第一引导长孔22h引导而从堆叠区域TA的上方退避。由此，吸附于供给机器人14的机械手18的工件W在不会被分离单元26阻碍的情况下被供给至折弯机。

分离单元26从堆叠区域TA的上方退避后，如图7C所示，通过气缸60的驱动，工作棒64从下方按压摆动杆58的前端。其结果，对第一链轮40赋予促使分离单元26的落下动作的旋转力。分离单元26由于其自重而落下，恢复到堆叠于堆叠区域TA的多个工件W的上方位置。

通过重复上述的动作，能够将堆叠于堆叠区域TA的多个工件W通过供给机器人14依次供给到折弯机。

(单张拾取装置10的特有的效果)

分离单元26构成为，当在抵接辊32与最上部的工件W的表面抵接的状态下执行吸附垫38的吸附动作时，以抵接辊32为支点将最上部的工件W的端缘卷起。因此，最上部的工件W容易从其他工件W分离，能够通过机械手18可靠地仅抬起最上部的工件W。

分离单元26利用空气的喷射压力及吸附力将最上部的工件W从其他工件W分离。因此，即使工件W是非磁性体，也能够通过机械手18仅将最上部的工件W抬起。换言之，与工件W的材质无关，能够通过机械手18仅将最上部的工件W抬起。

连结链条50的一端与分离单元26的基端连结，连结链条50的另一端与基架20的右上部连结。连结链条50的一端附近绕挂于第一链轮40。连结链条50的另一端附近以悬挂第二链轮46的方式绕挂于第二链轮46。在第二链轮46的旋转轴48的各端部设有减轻作用于分离单元26的重量的平衡器52。因此，即使在分离单元26的重量较大且工件W的刚性较小的情况下，也能够在抬起最上部的工件W时在不会使该工件W的端缘附近塑性变形的情况下从下方充分地支撑分离单元26。另外，即使在分离单元26的重量较大的情况下，也能够充分地降低分离单元26落下时的冲击，防止堆叠于堆叠区域TA的工件W受到损伤。

因此，根据本实施方式，能够与工件W的材质无关且不会损伤工件W地通过机械手18仅将最上部的工件W稳定地抬起。

另外，辅助单元56辅助分离单元26的由自重而引起的落下动作，因此能够使分离单元26可靠地恢复到堆叠于堆叠区域TA的多个工件W的上方位置。另外，抵接辊32绕其水平的旋转轴心旋转自如，因此在通过机械手18抬起工件W时，即使工件W的端部与抵接辊32干涉，抵接辊32也不会阻碍工件W的抬起。

因此，根据本实施方式，能够通过供给机器人14向折弯机稳定地依次供给堆叠于堆叠区域TA的多个工件W。

(本实施方式的变形例)

如图8所示，变形例的单张拾取装置10A与上述的单张拾取装置10(参照图3)相同，是用于仅将堆叠于位于堆叠区域TA的托盘P上的多个工件W中的最上部的工件W抬起的装置。单张拾取装置10A具备与辅助单元56(参照图3)不同的结构的辅助单元66。其他结构是与单张拾取装置10相同的结构。以下对辅助单元66的具体结构进行说明。对与上述单张拾取装置10相同或等同的结构标注相同的符号，并省略其详细的说明。

L字形的工作连杆68以能够绕水平的摆动轴心(摆动轴70的轴心)摆动的方式设置于前侧的支撑板22的第二引导长孔22v的上方。在第二引导长孔22v的右侧，作为辅助驱动器的气缸72经由托架74安装于支撑板22。气缸72具有能够沿上下方向移动的工作棒76。在工作棒76的前端安装有可旋转的连结销78。连结销78与形成于工作连杆68的第一前端(一端)的长孔(省略图示)连结。辅助单元66构成为，当工作连杆68的第二前端(另一端)通过气缸72的驱动而从右方推单元主体28时，对单元主体28施加促使分离单元26的落下动作的旋转力。

于是，在本实施方式的变形例中，也起到与上述的本实施方式的作用效果相同的作用效果。

在上述实施方式以及变形例的单张拾取装置10(10A)中，分离单元26构成为，在供给机器人14(装载装置)的机械手18(工件吸附部)吸附于最上部的工件W的表面将该工件W抬起时，追随机械手18的抬起动作而上升，从堆叠区域TA的上方退避。因此，能够将吸附于供给机器人14的机械手18的工件W在不被分离单元26阻碍的情况下供给至折弯机。分离单元26不阻碍工件W的移动，因此能够避免工件W损伤。

另外，分离单元26具有与最上部的工件W的表面抵接的抵接辊32(抵接部件)。因此，在利用空气的喷射压力以及吸附力中的至少一方分离最上部的工件W时，能够使最上部的工件W的端缘卷起而容易从其他工件W分离，能够可靠且稳定地仅抬起最上部的工件W。在此，由于通过空气的喷射压力及吸附力中的至少一方将最上部的工件W分离，因此即使工件W为非磁性体、即，无论由怎样的原料形成，都能够可靠且稳定地仅抬起最上部的工件W。

而且，单张拾取装置10(10A)还具备减轻作用于分离单元26的重量的平衡器52。因此，在通过机械手18抬起工件W时，能够通过平衡器52减轻作用于工件W的分离单元26的重量，能够防止低刚性的工件W的变形。同时，也能够顺滑地进行伴随着工件W的上升的分离单元26的退避动作。另外，在使退避了的分离单元26落下返回到堆叠的工件W上时，也能够利用平衡器52缓和该落下动作，能够防止工件W的损伤。

上述实施方式以及变形例的单张拾取装置10(10A)还具备上述的第一链轮40(第一旋转轮)及第二链轮46(第二旋转轮)，以及线状的连结链条50(连结构件)。连结链条50绕挂于第一链轮40及第二链轮46，第二链轮46悬挂于连结链条50，平衡器52对第二链轮46赋予朝向下方的力。这样，能够通过对第二链轮46赋予的朝向下方的力有效地减轻分离单元26的重量。此外，如上所述，也可以使用第一带轮作为第一旋转轮，使用第二带轮作为第二旋转轮，使用带状的连结带作为连结部件。

在此，分离单元26具有吸附最上部的工件W的端缘附近的表面的波纹管型的吸附垫38。因此，当在抵接辊32(抵接部件)与最上部的工件W的表面抵接的状态下使吸附垫38动作时，能够将最上部的工件W的端缘以抵接辊32为支点卷起。即，能够更可靠地分离最上部的工件W。

在此，分离单元26具有朝向最上部的工件W的端缘喷射空气的喷嘴36。因此，通过从喷嘴36喷射空气，能够通过该喷射压力以抵接辊32为支点将该工件的端缘卷起。即，能够更可靠地分离最上部的工件W。

另外，上述实施方式以及变形例的单张拾取装置10(10A)还具备对退避了的分离单元26的因自重而引起的落下动作进行辅助的辅助单元56(66)。因此，能够使分离单元26容易且迅速地返回到堆叠的工件W上。

而且，在上述实施方式以及变形例的单张拾取装置10(10A)中，抵接部件是绕水平的旋转轴心旋转自如的抵接辊32。在通过机械手18抬起工件W时，即使工件W与位于分离单元26的前端的抵接辊32干涉，通过抵接辊32旋转，工件W也能够不被阻碍其移动地从抵接辊32离开。因此，能够防止工件W的损伤，并且工件W的供给也不会被阻碍。

本发明并不限定于上述的实施方式以及变形例。例如，在上述的实施方式以及变形例中，使用空气的喷射压力以及吸附力这双方将最上部的工件W从其他的工件W分离。但是，也可以使用空气的喷射压力(喷嘴36)以及吸附力(吸附垫38)的至少一方。另外，也可以使用具有电动马达或带机构的辅助单元来取代具有气缸60(72)的辅助单元56(66)。这种情况下的辅助单元通过电动马达或带机构的驱动对分离单元26的因自重而引起的落下动作进行辅助。

Claims

1.一种单张拾取装置，其特征在于，具备：

基架，其配置于堆叠区域的附近且沿上下方向延伸；

分离单元，其能够升降地设于所述基架，具有与堆叠于所述堆叠区域的多个工件中的最上部的工件的表面抵接的抵接部件，构成为，在装载装置的工件吸附部吸附于最上部的工件的表面将该工件抬起时，追随所述工件吸附部的抬起动作而上升，从所述堆叠区域的上方退避，而且，利用空气的喷射压力及吸附力中的至少一方将最上部的工件从其他工件分离；

平衡器，其减轻作用于所述分离单元的重量；

第一旋转轮，其能够旋转地设于所述基架；

第二旋转轮，其能够旋转且能够升降地设于所述基架；以及

线状或带状的连结部件，其一端连结于所述分离单元，另一端连结于所述基架，绕挂于所述第一旋转轮，且以悬挂所述第二旋转轮的方式绕挂于所述第二旋转轮，

所述平衡器对所述第二旋转轮施加朝向下方的力。

2.根据权利要求1所述的单张拾取装置，其特征在于，

所述分离单元具有吸附最上部的工件的端缘附近的表面的波纹管型的吸附垫，且构成为，当在所述抵接部件与最上部的工件的表面抵接的状态下所述吸附垫执行吸附动作时，以所述抵接部件为支点将最上部的工件的端缘卷起。

3.根据权利要求1或2所述的单张拾取装置，其特征在于，

所述分离单元具有朝向最上部的工件的端缘喷射空气的喷嘴。

4.根据权利要求1或2所述的单张拾取装置，其特征在于，

还具备辅助单元，该辅助单元对从所述堆叠区域的上方退避的所述分离单元的因自重而引起的落下动作进行辅助。

5.根据权利要求1或2所述的单张拾取装置，其特征在于，

所述抵接部件是绕水平的旋转轴心旋转自如的抵接辊。