TW202027592A - 致動器 - Google Patents

Abstract

[課題]縮短由致動器所進行之取放的節拍時間。 [解決手段]在致動器的殼體內設置有空氣通路，前述空氣通路在從軸桿的中空部吸引空氣時成為空氣的通路。又，在空氣通路設置有吸引閥與吸附偵測感測器，前述吸引閥是透過空氣通路從軸桿的中空部吸引空氣，前述吸附偵測感測器是用於偵測於軸桿的前端部已吸附有工件之情形。並且，在殼體內，將空氣通路隔著軸桿來配置在和使該軸桿在其軸方向上移動的直線運動馬達為相反的相反側的位置。

Description

致動器

發明領域 本發明是有關於一種進行取放(pick and place)的致動器。

發明背景 以往，已知有一種進行如下之動作的致動器：藉由軸桿來拾取工件，並且藉由該軸桿將已拾取的工件放置到預定的位置之一系列的動作(取放)(參照例如專利文獻1)。在進行像這樣的取放的致動器中，是藉由在已將中空的軸桿的前端部按壓於工件的狀態下來將該軸桿的內部設為負壓，而將工件吸附該軸桿的前端部來拾取工件。 先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利第5113534號公報

發明概要 發明欲解決之課題 如上述，在進行取放的致動器中，必須為了將該工件吸附於軸桿的前端部，而於該前端部產生負壓。於是，在以往是採用以下構成：將空氣管連接於軸桿，並且透過該空氣管從該軸桿的內部來吸引空氣，藉此於該軸桿的前端部產生負壓。在像這構的構成的情況下，一般而言，空氣管是存在於致動器的外部。又，用於透過空氣管從軸桿的內部吸引空氣的吸引閥、或用於偵測於該軸桿的前端部已吸附有工件之情形的吸附偵測感測器也是設置在致動器的外部。

在此，為了藉由致動器來適當地執行取放，在工件的取放之時，必須將該工件確實地吸附於軸桿的前端部，並且必須偵測該工件對該軸桿的前端部之吸附。但是，在如上述的構成中，若從軸桿的前端部到吸引閥的空氣路徑(包含軸桿及空氣管之空氣的路徑)的容積變大，會導致從藉由將吸引閥開閥來開始空氣的吸引起，到軸桿的前端部產生負壓而使工件吸附於該前端部為止的期間(以下，稱為「吸附期間」)變長。又，若從軸桿的前端部到吸附偵測感測器的空氣路徑的容積變大，會導致從實際上使工件吸附於該前端部起，到藉由該吸附偵測感測器偵測到該工件的吸附為止的期間(以下，稱為「偵測期間」)變長。如此，若吸附期間或偵測期間變長，會有以下之疑慮：藉由致動器所進行之取放的節拍時間(takt time)變長。

本發明是有鑒於如上述的問題所完成的發明，目的在於提供一種能夠縮短由致動器所進行之取放的節拍時間的技術。 用以解決課題之手段

本發明之致動器，是將至少在其前端部側具有藉由其內部成為中空而形成的中空部之軸桿，以其前端部為突出的狀態來容置於殼體內，且藉由於該軸桿的前端部產生負壓而於該前端部吸附工件來拾取該工件，前述致動器具備： 直線運動馬達，使前述軸桿在其軸方向上移動； 空氣通路，連通於前述軸桿的前述中空部，且在從該中空部吸引空氣時成為空氣的通路； 吸引閥，設置於前述空氣通路，並透過該空氣通路而從前述軸桿的前述中空部吸引空氣；及 吸附偵測感測器，設置於前述空氣通路，用於偵測於前述軸桿的前端部已吸附有工件之情形， 在前述殼體內，前述空氣通路是配置在隔著前述軸桿而和前述直線運動馬達為相反的相反側的位置。 發明效果

根據本發明，能夠縮短由致動器所進行之取放的節拍時間。

用以實施發明之形態 在本發明之致動器中，是將軸桿以已讓其前端部突出的狀態來容置於殼體內。又，在軸桿的至少前端部側，是藉由其內部成為中空而形成有中空部。因此，若從軸桿的中空部吸引空氣，即在該軸桿的前端部產生負壓。

又，在殼體內，設置有直線運動馬達、空氣通路、吸引閥、及吸附偵測感測器。直線運動馬達是在藉由軸桿來拾取或放置工件時，使該軸桿在軸方向上移動的馬達。空氣通路是連通於軸桿的中空部，且在從該中空部吸引空氣時成為空氣的通路。亦即，在致動器中，是在拾取工件時，透過空氣通路而從軸桿的中空部來吸引空氣。

又，吸引閥及吸附偵測感測器是設置在殼體內的空氣通路。亦即，在本發明中，吸引閥及吸附偵測感測器是和致動器一體化。並且，可以藉由將吸引閥開閥而透過空氣通路來從軸桿的中空部吸引空氣。又，吸附偵測感測器可以藉由偵測空氣通路中的空氣的壓力或流量的變化，而偵測於軸桿的前端部已吸附有工件之情形。

在此，在致動器的殼體內，用於使軸桿移動的直線運動馬達是成為配置在該軸桿的附近。因此，在殼體內，假設將空氣通路配置在相對於軸桿而和直線運動馬達相同方向的位置之情況下，必須從該軸桿將空氣通路延長到超過直線運動馬達的位置為止後，才在該空氣通路設置吸引閥及吸附偵測感測器。亦即，形成如下的配置：直線運動馬達位於軸桿與吸引閥及吸附偵測感測器之間。

相對於此，在本發明中，是在殼體內使空氣通路配置在隔著軸桿而和直線運動馬達為相反的相反側的位置。藉此，變得不需要如上所述地從軸桿將空氣通路延長到超過直線運動馬達的位置。亦即，和設成直線運動馬達位於軸桿與吸引閥及吸附偵測感測器之間的配置之情況相較之下，可以使該軸桿與該吸引閥及該吸附偵測感測器之間的距離更接近。因此，可以將從軸桿的前端部到吸引閥的空氣路徑、以及從軸桿的前端部到吸附偵測感測器的空氣路徑儘可能地縮短。

從而，根據本發明，可以在將吸引閥及吸附偵測感測器與致動器一體化之後，將從軸桿的前端部到吸引閥的空氣路徑、以及從軸桿的前端部到吸附偵測感測器的空氣路徑的容積儘可能地變小。藉此，可以縮短進行取放時的吸附期間及偵測期間。其結果，變得可縮短取放的節拍時間。

此外，有以下情況：將複數個致動器以積層的狀態來設置。在像這樣的情況下，根據本發明之構成，變得可將複數個致動器以如下的方式積層：在相鄰的致動器彼此中，以各自的軸桿為中心，而使各自的直線運動馬達的位置成為交錯。藉由像這樣地積層複數個致動器，相較於在已積層的狀態下的複數個致動器中各自的直線運動馬達的位置重合之情況，變得較容易將從各致動器的直線運動馬達所發出的熱散熱。因此，在將複數個致動器以積層的狀態來設置的情況下，可以將直線運動馬達所發出的熱對各致動器的影響變小。

以下，依據圖式來說明本發明的具體的實施例。關於在本實施例所記載的構成零件之尺寸、材質、形狀、其相對配置等，只要沒有特別記載，其宗旨就不是用來將發明之技術性的範圍僅限定於其等。

>實施形態> 圖1是本實施形態之致動器1的外觀圖。致動器1具有外形為大致長方體的殼體2，在殼體2上安裝有蓋200。圖2是顯示本實施形態之致動器1的內部構造的概略構成圖。在殼體2的內部，容置有軸桿10的一部分。此軸桿10的前端部10A側是形成為成為中空。軸桿10及殼體2的材料，雖然可以使用例如金屬(例如鋁)，但也可以使用樹脂等。再者，在以下之說明中，是設定XYZ正交座標系統，並一邊參照此XYZ正交座標系統一邊對各構件的位置進行說明。將為殼體2的最大的面的長邊方向且為軸桿10的中心軸100的方向設為Z軸方向，將殼體2的最大的面的短邊方向設為X軸方向，將和殼體2的最大的面正交的方向設為Y軸方向。Z軸方向也是鉛直方向。再者，在以下，是將圖2中的Z軸方向的上側設為致動器1的上側，並且將圖2中的Z軸方向的下側設為致動器1的下側。又，將圖2中的X軸方向的右側設為致動器1的右側，並且將圖2中的X軸方向的左側設為致動器1的左側。又，將圖2中的Y軸方向的靠前側設為致動器1的靠前側，並且將圖2中的Y軸方向的靠內側設為致動器1的靠內側。殼體2是Z軸方向的尺寸比X軸方向的尺寸更長，X軸方向的尺寸比Y軸方向的尺寸更長。殼體2是在相當於和Y軸方向正交的一個面(圖2中的靠前側的面)的部位開口，並且藉由蓋200來閉塞此開口。蓋200是藉由例如螺絲而固定於殼體2。

在殼體2內容置有：旋轉馬達20，使軸桿10繞著其中心軸100旋轉；直線運動馬達30，使軸桿10在沿著其中心軸100的方向(亦即，Z軸方向)上相對於殼體2而相對地直線運動；及氣體控制機構60。又，在殼體2的Z軸方向的下端面202，安裝有供軸桿10插通的軸桿殼體50。在殼體2上，是以從下端面202朝向殼體2的內部凹入的方式而形成有凹部202B，且可將軸桿殼體50的一部分插入此凹部202B。在此凹部202B的Z軸方向的上端部，於Z軸方向上形成有貫穿孔2A，且可在此貫穿孔2A及軸桿殼體50中插通軸桿10。軸桿10的Z軸方向的下側的前端部10A是從軸桿殼體50往外部突出。軸桿10是設置在殼體2的X軸方向的中心且設置在Y軸方向的中心。亦即，將軸桿10設置成使殼體2中的通過X軸方向的中心及Y軸方向的中心而朝Z軸方向延伸的中心軸與軸桿10的中心軸100重疊。軸桿10是藉由直線運動馬達30而在Z軸方向上直線運動，並且藉由旋轉馬達20而繞著中心軸100旋轉。

軸桿10之與前端部10A相反側的端部(Z軸方向的上側的端部)即基端部10B側是容置在殼體2內，並且連接於旋轉馬達20的輸出軸21。此旋轉馬達20是將軸桿10支撐成可旋轉。旋轉馬達20的輸出軸21的中心軸是和軸桿10的中心軸100一致。旋轉馬達20除了輸出軸21之外，還具有：定子22、在定子22的內部旋轉的轉子23、及檢測輸出軸21的旋轉角度的旋轉編碼器24。藉由轉子23相對於定子22而旋轉，輸出軸21及軸桿10也相對於定子22而連動地旋轉。

直線運動馬達30具有：固定於殼體2的定子31、以及相對於定子31而相對地在Z軸方向上移動的動子32。直線運動馬達30為例如線性馬達(linear motor)。在定子31中設置有複數個線圈31A，在動子32中設置有複數個永久磁鐵32A。線圈31A是在Z軸方向上以預定間距來配置，並且將U、V、W相的3個線圈31A設成一組而設置有複數組。在本實施形態中，是使三相電樞電流於這些U、V、W相的線圈31A流動，藉此產生以直線運動的方式移動的移動磁場，並使動子32相對於定子31以直線運動的方式移動。在直線運動馬達30中設置有檢測動子32相對於定子31的相對位置之線性編碼器38。再者，也可以取代於上述構成，而將永久磁鐵設置於定子31，並將複數個線圈設置於動子32。

直線運動馬達30的動子32與旋轉馬達20的定子22是透過直線運動工作台33而連結。直線運動工作台33可伴隨於直線運動馬達30的動子32的移動而移動。直線運動工作台33的移動是藉由直線運動引導裝置34而於Z軸方向上受到引導。直線運動引導裝置34具有：固定於殼體2的軌道34A、及組裝於軌道34A的滑塊34B。軌道34A是在Z軸方向上延伸，滑塊34B是構成為可沿著軌道34A而在Z軸方向上移動。

直線運動工作台33是固定於滑塊34B，並且可以和滑塊34B一起在Z軸方向上移動。直線運動工作台33是透過2個連結臂35而和直線運動馬達30的動子32連結。2個連結臂35是連結動子32的Z軸方向的兩端部、以及直線運動工作台33的Z軸方向的兩端部。又，直線運動工作台33在比兩端部更中央側上，透過2個連結臂36而和旋轉馬達20的定子22連結。再者，將Z軸方向上側的連結臂36稱為第一臂36A，並且將Z軸方向下側的連結臂36稱為第二臂36B。又，在不區別第一臂36A與第二臂36B的情況下，是簡稱為連結臂36。因為直線運動工作台33與旋轉馬達20的定子22是透過該連結臂36而和旋轉馬達20的定子22連結，所以伴隨於直線運動工作台33的移動，旋轉馬達20的定子22也會移動。又，連結臂36是截面為四角形。在各連結臂36中的朝向Z軸方向的上側的面，固定有應變計37。再者，將固定於第一臂36A的應變計37稱為第一應變計37A，將固定於第二臂36B的應變計37稱為第二應變計37B。在不區別第一應變計37A與第二應變計37B的情況下，是簡稱為應變計37。再者，雖然本實施形態的2個應變計37是各自設置在連結臂36之朝向Z軸方向的上側的面，但是亦可取代於此，而各自設置在連結臂36之朝向Z軸方向的下側的面。

氣體控制機構60是用於在軸桿10的前端部10A產生正壓或負壓之機構。亦即，氣體控制機構60是在工件W的拾取時，藉由吸引軸桿10內的空氣，而在該軸桿10的前端部10A產生負壓。藉此可將工件W吸附於軸桿10的前端部10A。又，藉由將空氣送入至軸桿10內，而在該軸桿10的前端部10A產生正壓。藉此可容易地使工件W從軸桿10的前端部10A脫離。

又，軸桿10是配置在殼體2中的X軸方向的中央。並且，氣體控制機構60是在殼體2內，配置在隔著軸桿10而和直線運動馬達30為相反的相反側的位置。亦即，在圖2中，隔著軸桿10，在面向紙張的左側配置有直線運動馬達30的定子31及動子32，且在面向紙張的右側配置有氣體控制機構60。並且，在殼體2中，在直線運動馬達30、軸桿10、及氣體控制機構60排列的方向的中央，配置有軸桿10。

氣體控制機構60具有：正壓的空氣流通的正壓通路61A(參照一點鏈線)、負壓的空氣流通的負壓通路61B(參照二點鏈線)、及正壓的空氣及負壓的空氣所共用的共用通路61C(參照虛線)。正壓通路61A的一端是連接於已設置在殼體2的Z軸方向的上端面201之正壓用連接器62A，正壓通路61A的另一端是連接於正壓用的電磁閥(以下，稱為正壓電磁閥63A)。正壓電磁閥63A是藉由後述的控制器7而進行開閉。再者，正壓通路61A的一端側的部分是藉由管件610所構成，另一端側的部分是藉由開設於塊體600的孔所構成。正壓用連接器62A是貫穿於殼體2的Z軸方向的上端面201，且可對正壓用連接器62A而從外部連接管件，前述管件是連接到吐出氣體的泵等。

負壓通路61B的一端是連接於已設置在殼體2的Z軸方向的上端面201之負壓用連接器62B，負壓通路61B的另一端是連接於負壓用的電磁閥(以下，稱為負壓電磁閥63B)。負壓電磁閥63B是藉由後述的控制器7而進行開閉。再者，負壓通路61B的一端側的部分是藉由管件620所構成，另一端側的部分是藉由開設於塊體600的孔所構成。負壓用連接器62B是貫穿於殼體2的Z軸方向的上端面201，且可對負壓用連接器62B而從外部連接管件，前述管件是連接到吸引氣體的泵等。

共用通路61C是藉由開設於塊體600的孔所構成。共用通路61C的一端是分歧成2個並連接於正壓電磁閥63A及負壓電磁閥63B，共用通路61C的另一端是連接於形成在殼體2的貫穿孔即氣體流通路202A。氣體流通路202A是連通到軸桿殼體50。因為可藉由打開負壓電磁閥63B並且關閉正壓電磁閥63A，而使負壓通路61B與共用通路61C連通，所以可在共用通路61C內產生負壓。如此一來，即可透過氣體流通路202A從軸桿殼體50內吸引空氣。另一方面，因為可藉由打開正壓電磁閥63A並且關閉負壓電磁閥63B，而使正壓通路61A與共用通路61C連通，所以可在共用通路61C內產生正壓。如此一來，即可透過氣體流通路202A將空氣供給到軸桿殼體50內。在共用通路61C中，設置有檢測共用通路61C內的空氣的壓力之壓力感測器64、以及檢測共用通路61C內的空氣的流量之流量感測器65。

再者，在圖2所示的致動器1中，雖然正壓通路61A及負壓通路61B的一部分是由管件所構成，另一部分是藉由開設於塊體600的孔所構成，但是並非受限於此，也可以藉由管件來構成全部的通路，也可以藉由開設於塊體600的孔來構成全部的通路。針對共用通路61C也是同樣的，也可以全部以管件來構成，也可以併用管件來構成。再者，管件610及管件620的材料亦可為樹脂等之具有柔軟性的材料，或亦可為金屬等之不具有柔軟性的材料。又，亦可供給大氣壓，而取代使用正壓通路61A來將正壓供給至軸桿殼體50。

又，在殼體2的Z軸方向的上端面201設置有成為用於冷卻旋轉馬達20的空氣之入口的連接器(以下，稱為入口連接器91A)以及成為來自殼體2的空氣之出口的連接器(以下，稱為出口連接器91B)。入口連接器91A及出口連接器91B是各自貫穿於殼體2的上端面201以使空氣可流通。對入口連接器91A可從殼體2的外部連接管件，前述管件是連接到吐出氣體的泵等，對出口連接器91B可從殼體2的外部連接管件，前述管件是將從殼體2流出的氣體排出。在殼體2的內部，設置有用於冷卻旋轉馬達20的空氣所流通之金屬製的導管(以下，稱為冷卻導管92)，此冷卻導管92的一端是連接於入口連接器91A。冷卻導管92是形成為從入口連接器91A於Z軸方向上延伸到殼體2的下端面202附近，並且在該下端面202附近彎曲而使另一端側朝向旋轉馬達20。如此，變得可藉由從Z軸方向的下側將空氣供給至殼體2內，而進行有效率的冷卻。又，藉由冷卻導管92的開口端(另一端)是朝向旋轉馬達20，可以藉由從該冷卻導管92吐出的空氣來有效率地冷卻該旋轉馬達20。又，冷卻導管92是在該定子31的內部貫穿成可從直線運動馬達30的線圈31A奪取熱。將線圈31A配置在冷卻導管92的周圍，以從設置在定子31的線圈31A奪取更多的熱。亦即，形成為在流通於冷卻導管92的空氣與直線運動馬達30的定子31之間進行熱交換。因此，變得也可有效率地進行直線運動馬達30的冷卻。

在殼體2的Z軸方向的上端面201，連接有包含供給電力的電線或訊號線的連接器41。又，在殼體2中設置有控制器7。將從連接器41拉進殼體2的電線或訊號線連接到控制器7。於控制器7具備有CPU(中央處理單元，Central Processing Unit)、RAM(隨機存取記憶體，Random Access Memory)、ROM(唯讀記憶體，Read Only Memory)、EPROM(可抹除可程式唯讀記憶體，Erasable Programmable ROM)，且這些是藉由匯流排而相互連接。在EPROM中保存有各種程式、各種表格等。CPU將保存在EPROM的程式載入RAM的作業區域並執行，並通過此程式的執行，來控制旋轉馬達20、直線運動馬達30、正壓電磁閥63A、負壓電磁閥63B等。藉此，CPU即實現符合預定之目的的功能。又，可將壓力感測器64、流量感測器65、應變計37、旋轉編碼器24、線性編碼器38的輸出訊號輸入至控制器7。

圖3是顯示軸桿殼體50與軸桿10的前端部10A的概略構成的截面圖。軸桿殼體50具有殼體本體51、2個環52、過濾器53、及過濾器擋件54。在殼體本體51上形成有供軸桿10插通的貫穿孔51A。貫穿孔51A是在Z軸方向上貫穿殼體本體51，該貫穿孔51A的Z軸方向的上端是連通到形成在殼體2的貫穿孔2A。貫穿孔51A的直徑是比軸桿10的外徑更大。因此，在貫穿孔51A的內表面與軸桿10的外表面之間設置有間隙。在貫穿孔51A的兩端部，設置有將孔的直徑擴大的擴徑部51B。在2個擴徑部51B中各自嵌入有環52。環52是形成為筒狀，且環52的內徑是比軸桿10的外徑稍大。因此，在環52的內表面與軸桿10的外表面之間也形成有間隙。從而，軸桿10可在環52的內部於Z軸方向上移動，且軸桿10可在環52的內部繞著中心軸100而旋轉。但是，形成在環52的內表面與軸桿10的外表面之間的間隙，比形成在貫穿孔51A之除了擴徑部51B以外的內表面與軸桿10的外表面之間的間隙更小。再者，將Z軸方向上側的環52稱為第一環52A，並且將Z軸方向下側的環52視為第二環52B。在不區別第一環52A與第二環52B的情況下，是簡稱為環52。環52的材料可以使用例如金屬或樹脂。

在殼體本體51的Z軸方向的中央部，形成有朝X軸方向的左右兩方向伸出的伸出部511。在伸出部511上形成有安裝面511A，前述安裝面511A是和殼體2的下端面202平行的面，且是將軸桿殼體50安裝至殼體2的下端面202時，和該下端面202相接的面。安裝面511A是和中心軸100正交的面。又，將軸桿殼體50安裝於殼體2時，為軸桿殼體50的一部分且比安裝面511A更在Z軸方向的上側的部分512是形成為嵌入至形成在殼體2的凹部202B。

如上述，在貫穿孔51A的內表面與軸桿10的外表面之間設置有間隙。其結果，在殼體本體51的內部，形成有內部空間500，前述內部空間500是被貫穿孔51A的內表面、軸桿10的外表面、第一環52A的下端面、第二環52B的上端面所包圍的空間。又，在軸桿殼體50中形成有控制通路501，前述控制通路501是連通形成在殼體2的下端面202之氣體流通路202A的開口部與內部空間500，而成為空氣的通路。控制通路501具有在X軸方向上延伸的第一通路501A、在Z軸方向上延伸的第二通路501B、過濾器部501C，前述過濾器部501C是連接第一通路501A及第二通路501B的空間且為供過濾器53配置的空間。第一通路501A的一端是連接於內部空間500，另一端是連接於過濾器部501C。第二通路501B的一端是開口於安裝面511A，且將位置定位成連接於氣體流通路202A的開口部。

又，第二通路501B的另一端是連接於過濾器部501C。在過濾器部501C中設置有形成為圓筒狀的過濾器53。過濾器部501C是以中心軸與第一通路501A一致的方式形成為在X軸方向上延伸的圓柱形狀的空間。過濾器部501C的內徑與過濾器53的外徑是大致相等。過濾器53是在X軸方向上插入至過濾器部501C。在過濾器部501C插入過濾器53後，藉由過濾器擋件54將成為過濾器53的插入口之過濾器部501C的端部閉塞。第二通路501B的另一端是從過濾器53的外周面側連接於過濾器部501C。又，第一通路501A的另一端是和過濾器53的中心側相通。因此，流通於第一通路501A與第二通路501B之間的空氣會通過過濾器53。從而，例如，已於前端部10A產生負壓時，即使將異物和空氣一起朝內部空間500吸入，仍然可藉由過濾器53來捕集此異物。在第二通路501B的一端，形成有溝501D以保持密封劑。

在伸出部511的X軸方向的兩端部附近，形成有2個螺栓孔51G，前述螺栓孔51G是在使用螺栓將該軸桿殼體50固定於殼體2時，使該螺栓插通的螺栓孔。螺栓孔51G是在Z軸方向上貫穿伸出部511而開口於安裝面511A。

在軸桿10的前端部10A側，形成有中空部11，以使軸桿10成為中空。中空部11的一端是在前端部10A開口。又，在中空部11的另一端，形成有在X軸方向上連通內部空間500與中空部11的連通孔12。連通孔12是形成為在藉由直線運動馬達30而讓軸桿10在Z軸方向上移動時之行程的整個範圍中，使內部空間500與中空部11連通。從而，軸桿10的前端部10A與氣體控制機構60是透過中空部11、連通孔12、內部空間500、控制通路501、氣體流通路202A而連通。再者，連通孔12亦可除了形成於X軸方向上之外也形成於Y軸方向上。

根據像這樣的構成，當驅動直線運動馬達30使軸桿10在Z軸方向上移動時，無論軸桿10位於Z軸方向的哪個位置，連通孔12都隨時連通內部空間500與中空部11。又，當驅動旋轉馬達20使軸桿10繞著中心軸100旋轉時，無論軸桿10的旋轉角度在繞著中心軸100的哪個角度，連通孔12都隨時連通內部空間500與中空部11。從而，因為無論軸桿10為何種狀態，都可維持中空部11與內部空間500的連通狀態，所以形成為中空部11是隨時連通到氣體控制機構60之情形。因此，無論軸桿10的位置如何，若在氣體控制機構60中關閉正壓電磁閥63A，並且打開負壓電磁閥63B後，即形成為透過氣體流通路202A、控制通路501、內部空間500及連通孔12來吸引中空部11內的空氣之情形。其結果，可以在中空部11產生負壓。亦即，由於可以在軸桿10的前端部10A產生負壓，因此可以將工件W吸附於軸桿10的前端部10A。再者，如上述，在環52的內表面與軸桿10的外表面之間也形成有間隙。但是，此間隙比形成內部空間500的間隙(亦即，形成在貫穿孔51A的內表面與軸桿10的外表面之間的間隙)更小。因此，即使藉由在氣體控制機構60中關閉正壓電磁閥63A，並且打開負壓電磁閥63B，而從內部空間500內吸引空氣，仍然可以抑制流通於環52的內表面與軸桿10的外表面之間的間隙之空氣的流量。藉此，可以在軸桿10的前端部10A產生可以拾取工件W的負壓。另一方面，無論軸桿10的位置如何，若在氣體控制機構60中打開正壓電磁閥63A，並且關閉負壓電磁閥63B後，即可以在中空部11產生正壓。亦即，由於可以在軸桿10的前端部10A產生正壓，因此可以使工件W迅速地從軸桿10的前端部10A脫離。

(取放動作) 針對使用致動器1之工件W的取放進行說明。取放是藉由控制器7執行預定的程式而進行。在工件W的拾取時，在軸桿10接觸到工件W以前，正壓電磁閥63A及負壓電磁閥63B是一起設為關閉的狀態。在此情況下，軸桿10的前端部10A的壓力是形成為大氣壓。然後，藉由直線運動馬達30使軸桿10朝Z軸方向下側移動。當軸桿10接觸到工件W時，使直線運動馬達30停止。藉由於使直線運動馬達30停止後打開負壓電磁閥63B，而在軸桿10的前端部10A產生負壓，來將工件W吸附於軸桿10的前端部10A。

在此，當工件W吸附於軸桿10的前端部10A後，共用通路61C內的空氣的壓力及流量即變化。因此，可以藉由壓力感測器64及/或流量感測器65，偵測於軸桿10的前端部10A已吸附有工件W之情形。並且，已藉由壓力感測器64及/或流量感測器65偵測到於軸桿10的前端部10A已吸附有工件W之情形後，藉由直線運動馬達30使軸桿10朝Z軸方向上側移動。此時，因應於需要而藉由旋轉馬達20使軸桿10旋轉。如此進行，即可以拾取工件W。再者，由旋轉馬達20所進行之軸桿10的旋轉，亦可在工件W的拾取的完成後(亦即，由直線運動馬達30所進行之使軸桿10往Z軸方向上側的移動完成後)執行。

接著，在工件W的放置時，藉由直線運動馬達30使已將工件W吸附於前端部10A之狀態的軸桿10朝Z軸方向的下側移動。當工件W接地後，藉由使直線運動馬達30停止，來使軸桿10的移動停止。此外，藉由關閉負壓電磁閥63B並且打開正壓電磁閥63A，而在軸桿10的前端部10A產生正壓。之後，藉由直線運動馬達30使軸桿10朝Z軸方向的上側移動，藉此使軸桿10的前端部10A從工件W離開。

在此，在工件W的拾取時，使用應變計37來檢測軸桿10的前端部10A已接觸到工件W之情形。在以下，針對此方法進行說明。再者，在工件W的放置時工件W已接地之情形也可以同樣地進行來檢測。當軸桿10的前端部10A接觸於工件W且前端部10A按壓工件W後，在軸桿10與工件W之間即產生荷重。亦即，藉由軸桿10將力施加於工件W時的反作用，使軸桿10從工件W承受到力。此軸桿10從工件W承受到之力，是作用於對連結臂36產生應變的方向。亦即，此時於連結臂36產生應變。此應變可藉由應變計37來檢測。並且，應變計37所檢測的應變是與軸桿10從工件W承受到之力有相關關係。因此，可以依據應變計37的檢測值，來檢測軸桿10從工件W承受到之力，亦即於軸桿10與工件W之間產生的荷重。應變計的檢測值與荷重的關係可以事先藉由實驗或模擬等來求出。

如此，因為可以依據應變計37的檢測值來檢測於軸桿10與工件W之間產生的荷重，所以亦可在例如已產生荷重的時間點判斷為軸桿10的前端部10A已接觸於工件W，或亦可考慮誤差等之影響，而在已檢測的荷重為預定荷重以上的情況下，判斷為軸桿10的前端部10A已接觸於工件W。再者，預定荷重是判定為軸桿10已接觸於工件W的閾值。又，亦可將預定荷重設定為既可抑制工件W的破損又可更加確實地拾取工件W的荷重。又，預定荷重也可以因應於工件W的種類來變更。

再者，在本實施形態中，是包含負壓通路61B、共用通路61C、及氣體流通路202A而形成本發明之「空氣通路」。又，在本實施形態中，負壓電磁閥63B相當於本發明之「吸引閥」。又，在本實施形態中，壓力感測器64及流量感測器65相當於本發明之「吸附偵測感測器」。又，藉由壓力感測器64及流量感測器65之任一種感測器，都可以偵測於軸桿10的前端部10A已吸附有工件W之情形。因此，並不一定要設置壓力感測器64及流量感測器65之雙方，也可以採用僅設置有其中任一方的構成。

(本實施形態之構成的效果) 在此，在以下，是將從軸桿10的前端部10A到負壓電磁閥63B的空氣路徑(包含軸桿10的中空部11及連通孔12、軸桿殼體50的內部空間500及控制通路501、氣體流通路202A、共用通路61C)稱為「第1空氣路徑」。又，將從軸桿10的前端部10A到壓力感測器64的空氣路徑稱為「第2空氣路徑」。又，將從軸桿10的前端部10A到流量感測器65的空氣路徑稱為「第3空氣路徑」。

如上述，在本實施形態中，是在致動器1的殼體2的內部設置有氣體控制機構60。亦即，負壓電磁閥63B、壓力感測器64、及流量感測器65是與致動器1一體化。因此，第1空氣路徑、第2空氣路徑、及第3空氣路徑和以下的情況相比是變得較短：如以往地，用於從軸桿10的內部吸引空氣的空氣管存在於致動器1的外部，並且將負壓電磁閥63B、壓力感測器64、及流量感測器65設置在該空氣管之情況。

此外，在致動器1的殼體2內，在隔著軸桿10而和直線運動馬達30相反的相反側的位置配置有氣體控制機構60。亦即，在殼體2內，在隔著軸桿10而和直線運動馬達30相反的相反側的位置配置有負壓通路61B、共用通路61C、及氣體流通路202A。在此，假設在致動器1的殼體2內，欲將氣體控制機構60配置在相對於軸桿10而和直線運動馬達30相同方向的位置(亦即，在圖2中，相對於軸桿10在面向紙張之左側的位置)的情況下，必須擴大殼體2的直線運動馬達30側的大小，並且必須在圖2中的X軸方向上，從軸桿殼體50將氣體流通路202A或共用通路61C延長到超過直線運動馬達30的位置。並且，除此之外，還必須以直線運動馬達30位於軸桿10與負壓電磁閥63B、壓力感測器64及流量感測器65之間的配置，來設置該負壓電磁閥63B、該壓力感測器64、及該流量感測器65。在此情況下，因軸桿10與負壓電磁閥63B、壓力感測器64及流量感測器65之間的距離較遠離，所以導致第1空氣路徑、第2空氣路徑及第3空氣路徑變長之情形。

相對於此，根據本實施形態之構成，藉由在殼體2內在隔著軸桿10而和直線運動馬達30相反的相反側的位置上配置有負壓通路61B、共用通路61C及氣體流通路202A，而變得不需要從軸桿殼體50將氣體流通路202A或共用通路61C延長到超過直線運動馬達30的位置。亦即，相較於設成直線運動馬達30位於軸桿10與負壓電磁閥63B、壓力感測器64及流量感測器65之間的配置之情況，可以使該軸桿10與負壓電磁閥63B、壓力感測器64及流量感測器65之間的距離較接近。因此，可以儘可能地縮短第1空氣路徑、第2空氣路徑及第3空氣路徑。

從而，根據本實施形態之構成，可以在將負壓電磁閥63B、壓力感測器64及流量感測器65和致動器1一體化之後，儘可能地縮小第1空氣路徑、第2空氣路徑及第3空氣路徑的容積。並且，若第1空氣路徑的容積變小，吸附期間即變短。又，若第2空氣路徑的容積變小，由壓力感測器64所進行之偵測期間即變短。又，若第3空氣路徑的容積變小，由流量感測器65所進行之偵測期間即變短。因此，根據本實施形態之構成，可以縮短藉由致動器1來進行取放時的吸附期間及偵測期間。其結果，變得可縮短取放的節拍時間。

(其他的效果) 又，有以下情況：將複數個本實施形態之致動器1以積層的狀態來設置。圖4是顯示將4個致動器1a、1b、1c、1d積層於Y軸方向上的狀態的圖。在此，如上述，在致動器1中，是將軸桿10配置在殼體2中的X軸方向的中央。因此，可以在如圖4所示地將複數個本實施形態之致動器1以積層於Y軸方向的狀態來設置的情況下，設置成使相鄰的致動器1的正、反面成為交錯。亦即，即使將複數個致動器1積層成使相鄰的致動器1的正、反面成為交錯，各致動器1中的X軸方向中的軸桿10的位置仍然在殼體2的中央，且成為相同的位置。

圖5是顯示在圖4中使相鄰而設置的二個致動器1a、1b的正、反面設為交錯而積層時，該二個致動器1a、1b中的直線運動馬達30a、30b的相對位置的圖。如圖5所示，即使在使二個致動器1a、1b的正、反面設為交錯而積層的情況下，各自的軸桿10a、10b及旋轉馬達20a、20b之X軸方向上的位置仍然是重合的。並且，像這樣使二個致動器1a、1b的正、反面設為交錯而積層的情況下，以各自的軸桿10a、10b為中心，各自的直線運動馬達30a、30b的Y軸方向的位置即成為交錯。亦即，在致動器1a中，在圖5中，相對於軸桿10a，直線運動馬達30a位於面向紙張之左側，相對於此，在致動器1b中，在圖5中，相對於軸桿10b，直線運動馬達30a位於面向紙張之右側。

在此，在致動器1中，會因重複進行取放，而從直線運動馬達30發出熱。此時，如圖5所示，藉由將複數個致動器1積層成使各自的直線運動馬達30的位置成為交錯，相較於在積層的狀態下的複數個致動器中直線運動馬達的位置重合之情況，變得可使從各致動器1的直線運動馬達30所發出的熱較容易分散。因此，在將複數個致動器1以積層的狀態來設置的情況下，可以將直線運動馬達30所發出的熱對各致動器1的影響變小。

又，在致動器中的直線運動馬達為線性馬達的情況下，若在積層的狀態下之複數個致動器中使直線運動馬達的位置重合，會有以下疑慮：在相鄰的二個致動器中，從一邊的直線運動馬達產生的磁場對另一邊的直線運動馬達的行為造成影響。相對於此，如圖5所示，可以藉由將複數個致動器1積層成使各自的直線運動馬達30的位置成為交錯，而將相鄰的二個致動器1中的直線運動馬達30彼此的距離拉長。因此，在相鄰的二個致動器1中，可以抑制從一邊的直線運動馬達30產生的磁場對於另一邊的直線運動馬達30的行為造成影響之情形。

1、1a、1b、1c、1d:致動器 2:殼體 2A、51A:貫穿孔 7:控制器 10、10a、10b:軸桿 10A:前端部 10B:基端部 11:中空部 12:連通孔 20、20a、20b:旋轉馬達 21:輸出軸 22、31:定子 23:轉子 24:旋轉編碼器 30、30a、30b:直線運動馬達 31A:線圈 32:動子 32A:永久磁鐵 33:直線運動工作台 34:直線運動引導裝置 34A:軌道 34B:滑塊 35、36:連結臂 36A:第一臂 36B:第二臂 37:應變計 37A:第一應變計 37B:第二應變計 38:線性編碼器 41:連接器 50:軸桿殼體 51:殼體本體 51B:擴徑部 51G:螺栓孔 52:環 52A:第一環 52B:第二環 53:過濾器 54:過濾器擋件 60:氣體控制機構 61A:正壓通路 61B:負壓通路 61C:共用通路 62A:正壓用連接器 62B:負壓用連接器 63A:正壓電磁閥 63B:負壓電磁閥 64:壓力感測器 65:流量感測器 91A:入口連接器 91B:出口連接器 92:冷卻導管 100:中心軸 200:蓋 201:上端面 202:下端面 202A:氣體流通路 202B:凹部 500:內部空間 501:控制通路 501A:第一通路 501B:第二通路 501C:過濾器部 501D:溝 511:伸出部 511A:安裝面 512:上側的部分 600:塊體 610、620:管件 W:工件 X、Y、Z:方向

圖1是實施形態之致動器的外觀圖。 圖2是顯示實施形態之致動器的內部構造的概略構成圖。 圖3是顯示實施形態之軸桿殼體與軸桿的前端部的概略構成的截面圖。 圖4是顯示已將實施形態之致動器積層複數個的狀態的第1圖。 圖5是顯示已將實施形態之致動器積層複數個的狀態的第2圖。

1:致動器

2:殼體

2A:貫穿孔

7:控制器

10:軸桿

10A:前端部

10B:基端部

20:旋轉馬達

21:輸出軸

22:定子

23:轉子

24:旋轉編碼器

30:直線運動馬達

31:定子

31A:線圈

32:動子

32A:永久磁鐵

33:直線運動工作台

34:直線運動引導裝置

34A:軌道

34B:滑塊

35、36:連結臂

36A:第一臂

36B:第二臂

37:應變計

37A:第一應變計

37B:第二應變計

38:線性編碼器

41:連接器

50:軸桿殼體

60:氣體控制機構

61A:正壓通路

61B:負壓通路

61C:共用通路

62A:正壓用連接器

62B:負壓用連接器

63A:正壓電磁閥

63B:負壓電磁閥

64:壓力感測器

65:流量感測器

91A:入口連接器

91B:出口連接器

92:冷卻導管

100:中心軸

201:上端面

202:下端面

202A:氣體流通路

202B:凹部

600:塊體

610、620:管件

W:工件

X、Y、Z:方向

Claims (5)

1. 一種致動器，是將至少在其前端部側具有藉由其內部成為中空而形成的中空部之軸桿，以其前端部為突出的狀態來容置於殼體內，且藉由於該軸桿的前端部產生負壓而於該前端部吸附工件來拾取該工件，前述致動器具備： 直線運動馬達，使前述軸桿在其軸方向上移動； 空氣通路，連通於前述軸桿的前述中空部，且在從該中空部吸引空氣時成為空氣的通路； 吸引閥，設置於前述空氣通路，並透過該空氣通路而從前述軸桿的前述中空部吸引空氣；及 吸附偵測感測器，設置於前述空氣通路，用於偵測於前述軸桿的前端部已吸附有工件之情形， 在前述殼體內，前述空氣通路是配置在隔著前述軸桿而和前述直線運動馬達為相反的相反側的位置。
2. 如請求項1之致動器，其中前述直線運動馬達具有：定子，固定於前述殼體；及動子，支撐有前述軸桿，並且相對於前述定子而在前述軸桿的軸方向上相對地移動， 在前述殼體內，前述定子及前述動子是配置在隔著前述軸桿而和前述空氣通路為相反的相反側的位置。
3. 如請求項1或2之致動器，其中前述吸附偵測感測器為檢測前述空氣通路內的空氣之壓力感測器、及/或檢測前述空氣通路內的空氣的流量之流量感測器。
4. 如請求項2之致動器，其更具備有： 旋轉馬達，設置在前述殼體內，使前述軸桿繞著其軸旋轉；及 冷卻導管，設置在前述殼體內，供冷卻用空氣流通， 前述旋轉馬達是連結於前述直線運動馬達的前述動子，且於其輸出軸連接有前述軸桿的基端部， 前述冷卻導管是形成為在前述殼體內，延伸成貫穿前述直線運動馬達的前述定子的內部，且其開口端朝向前述旋轉馬達。
5. 如請求項1至4中任一項之致動器，其中前述軸桿是配置在前述殼體中的前述直線運動馬達、前述軸桿、及前述空氣通路排列的方向的中央。

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