具体实施方式

以下，参照附图对根据一个实施方式的工件取出装置1进行说明。

工件取出装置1从配置于预定的取出位置的多个工件中取出一个工件，并将取出的工件向预定的输送位置输送。工件取出装置1安装于输送装置，并通过输送装置在取出位置与输送位置之间移动。

在本实施方式中，输送装置为具有机器人手臂的工业用机器人，工件取出装置1为与机器人手臂的前端连接的吸附式的机械手装置。工业用机器人例如为垂直多关节机器人、水平多关节机器人或并联连杆机器人。输送装置也可以是工业用机器人以外的任意工业用机械。

如图1和图2所示，工件取出装置1包括：喷嘴头3，其具有多个吸附喷嘴2；驱动部4，其使预定的使用位置的一个吸附喷嘴2移动；框体5，其支承喷嘴头3和驱动部4；工具自动更换装置(ATC)6，其用于将框体5安装于机器人手臂的前端；以及空气连接部7，其用于对使用位置的吸附喷嘴2供给负压。

工件取出装置1与控制机器人手臂的动作的机器人控制装置连接，由机器人控制装置进行控制而使喷嘴头3和驱动部4的后述的动作与机器人手臂的动作同步。

如图1和图2所示，使用位置的一个吸附喷嘴2沿垂直方向移动。图1示出了所有吸附喷嘴2配置于预定的待机位置的状态，图2示出了使用位置的一个吸附喷嘴配置于预定的待机位置的下方的预定的吸附位置的状态。待机位置为吸附喷嘴2位于框体5的上板5a与下板5b之间的、垂直方向上的预定位置。吸附位置为吸附喷嘴2向框体5的下方突出的位置。

框体5在沿水平方向观察的侧视图中呈C字型或U字型，并且具有沿垂直方向相互隔开间隔配置的上板5a和下板5b、以及与上板5a和下板5b连接的侧板5c。喷嘴头3和驱动部4配置于上板5a与下板5b之间，ATC6固定于上板5a的上表面。

喷嘴头3包括：旋转体(支承部)8，其分别沿垂直方向支承多个吸附喷嘴2；旋转驱动部9，其使旋转体8绕垂直方向的旋转轴线A旋转；以及磁性构件10，其利用磁力悬挂安装被旋转体8支承的多个吸附喷嘴2。

如图3所示，吸附喷嘴2包括：圆管状的管部2a、与管部2a的下端连接的吸附部2b、设置于管部2a的上端部的卡合部(第一卡合部)2c以及空气连接部2d。

为了防止工件被磁化，管部2a也可以由铝或树脂等非磁性体形成。

在吸附部2b的下端面上开设有吸气口2e，利用被供给至吸气口2e的负压将工件吸附于吸附部2b。多个吸附喷嘴2的吸附部2b的尺寸和形状互不相同。例如，在图1和图2中，多个吸附部2b形成为：吸附部2b的外径与吸气口2e的口径互不相同。如后述那样，根据作为吸附对象的工件的种类选择要使用的吸附部2b。例如，在工件为细径的螺钉的情况下，选择吸气口2e较小的吸附部2b，在工件为粗径的螺钉的情况下，选择吸气口2e较大的吸附部2b。

卡合部2c和空气连接部2d设置于管部2a的径向外侧，并且设置于管部2a的同一侧。

卡合部2c为朝向管部2a的长边轴线而沿与该长边轴线正交的方向凹陷的凹部，并且配置于空气连接部2d的上侧。例如，在空气连接部2d与设置于空气连接部2d的上侧的板状的构件2f之间形成卡合部2c。

在空气连接部2d的下表面开设有连接口2g，连接口2g经由空气连接部2d、管部2a以及吸附部2b的内部而与吸气口2e连通。

在吸附喷嘴2的基端部设置有吸附于磁性构件10的磁体2h。

如图4所示，旋转体8为沿垂直方向配置的柱状的构件，并被框体5支承为能够经由轴11而绕旋转轴线A旋转。旋转轴线A与旋转体8的中心轴线一致。具体而言，轴11沿着旋转轴线A贯穿旋转体8，轴11的下端部被框体5的下板5b支承为能够绕旋转轴线A旋转，轴11的上端部与固定于框体5的旋转驱动部9连接。附图标记8b为供轴11贯穿的中心孔。

另外，旋转体8具有多个槽8a，所述多个槽8a分别沿与旋转轴线A平行的方向贯穿旋转体8并分别收容多个吸附喷嘴2的管部2a。在参照的附图中，旋转体8具有八个槽8a并支承八根吸附喷嘴2。多个吸附喷嘴2被配置于绕旋转轴线A的周向的多个槽8a支承，并且相互平行排列。

多个槽8a设置于旋转体8的外周部，并在旋转体8的外周面设置开口，卡合部2c和空气连接部2d配置于槽8a的外侧。由此，吸附喷嘴2被槽8a支承为能够沿垂直方向移动。另外，卡合部2c和空气连接部2d以比管部2a和旋转体8更加朝向水平方向外侧突出的方式配置。

旋转驱动部9例如为旋转式致动器(Rotary actuator)。旋转驱动部9通过使轴11绕旋转轴线A旋转，从而使旋转体8相对于框体5而绕旋转轴线A旋转。通过旋转体8的旋转，使多个槽8a以及被该多个槽8a支承的多个吸附喷嘴2绕旋转轴线A旋转移动，多个吸附喷嘴2选择性地配置于预定的使用位置。即，预定的使用位置为绕旋转轴线A的圆周上的一个部位。在图1和图2中，左侧的吸附喷嘴2的位置为预定的使用位置。

磁性构件10为水平配置于旋转体8的上方并固定于框体5的板状的构件，由铁等磁性金属构成。磁性构件10配置于，预定的待机位置的多个吸附喷嘴2的磁体2h被吸附到磁性构件10的位置。在磁体2h与磁性构件10之间的磁性吸引力的作用下，槽8a内的吸附喷嘴2被悬挂设置，并且吸附喷嘴2抵抗其自重而保持在待机位置。为了在旋转体8的旋转过程中维持各磁体2h与磁性构件10之间的吸附，磁性构件10被配置于绕旋转轴线A的整个圆周上。

驱动部4使配置于预定的使用位置的一个吸附喷嘴2相对于框体5沿垂直方向移动，从而使一个吸附喷嘴2在待机位置与吸附位置之间升降。

具体而言，驱动部4具有气缸(直动机构)，所述气缸具有沿垂直方向延伸的杆部4a和沿着杆部4a移动的缸主体4b。杆部4a的两端固定于上板5a和下板5b。缸主体4b与空气源(图示略)连接，并通过从空气源供给的空气而从预定的上方位置(参照图1)向预定的下方位置(参照图2)下降。另外，缸主体4b通过空气的排出而从下方位置向上方位置上升。

另外，驱动部4具有卡合部(第二卡合部)4c，所述卡合部4c固定于缸主体4b，并能够与卡合部2c卡合。卡合部4c为从缸主体4b朝向喷嘴头3而沿水平方向突出的悬臂板状。通过在由凹部构成的卡合部2c内嵌合卡合部4c，从而使卡合部4c与卡合部2c在上下两个方向上卡合，由此，缸主体4b以能够在向上和向下的两个方向上与吸附喷嘴2一体移动的方式连结于使用位置的一个吸附喷嘴2。

在此，卡合部2c在绕旋转轴线A的周向的两侧设置有开口，由此，利用通过旋转体8的旋转进行的卡合部2c沿周向的旋转移动，使得卡合部2c与卡合部4c卡合。

通过缸主体4b从上方位置向下方位置的下降，使用位置的吸附喷嘴2的磁体2h与磁性构件10分离，使用位置的吸附喷嘴2从待机位置向吸附位置下降。为了容许使用位置的吸附喷嘴2在待机位置与吸附位置之间的移动，在下板5b上形成有供使用位置的吸附喷嘴2贯穿的孔5d。为了使吸附位置的吸附喷嘴2的姿势稳定，优选吸附位置的吸附喷嘴2在两个部位被槽8a的下端部的内表面和孔5d的内表面支承。

另外，通过缸主体4b从下方位置向上方位置的上升，使用位置的吸附喷嘴2从吸附位置向待机位置上升。

空气连接部7固定于下板5b的上表面，并配置于使用位置的吸附喷嘴2与驱动部4之间。在空气连接部7的上表面开设有连接口7a，连接口7a与配置于吸附位置的吸附喷嘴2的连接口2g连接。空气连接部7经由配管12而与真空泵那样的负压源(图示略)连接，负压源所产生的负压经由配管12、空气连接部7以及连接口7a而施加于连接口2g，并进一步从连接口2g施加于吸气口2e。

接下来，对工件取出装置1的作用进行说明。

工件取出装置1在ATC6中与机器人手臂的前端连接，并通过机器人手臂的动作在取出位置与输送位置之间移动。取出位置例如配置有散装在箱内的许多工件。

首先，选择具有与工件的种类对应的吸附部2b的吸附喷嘴2，被选择的吸附喷嘴2通过旋转体8的旋转而被配置于使用位置。此时，通过被选择的吸附喷嘴2向使用位置的旋转移动，使得被选择的吸附喷嘴2的卡合部2c与卡合部4c卡合，进而使被选择的吸附喷嘴2与缸主体4b连结。

接着，工件取出装置1通过机器人手臂的动作而定位于取出位置。

接着，通过缸主体4b的下降，使用位置的吸附喷嘴2从待机位置向吸附位置下降，吸附部2b被配置于工件附近且空气连接部2d与空气连接部7连接。

接着，从负压源经由配管12向空气连接部7施加负压，进一步地，从空气连接部7经由空气连接部2d而向吸气口2e施加负压。由此，吸气口2e附近的一个工件被吸附部2b吸附，一个工件被吸附位置的吸附喷嘴2保持。

接着，工件取出装置1通过机器人手臂的动作而从取出位置向输送位置移动。在输送位置停止对空气连接部7施加负压，一个工件的吸附被解除，被松开的一个工件被载置于输送位置。

接着，工件取出装置1通过机器人手臂的动作而从输送位置向取出位置移动，并被定位于取出位置。以下，重复相同的动作。

在变更要输送的工件的种类时，变更用于吸附工件的吸附喷嘴2。具体而言，通过缸主体4b的上升使位于使用位置的吸附喷嘴2从吸附位置向待机位置上升。通过将磁体2h吸附于磁性构件10，从而悬挂安装使用位置的吸附喷嘴2，并将使用位置的吸附喷嘴2保持在待机位置。接着，通过旋转体8的旋转，将重新选择的吸附喷嘴2配置于使用位置。

如此，根据本实施方式，具有互不相同的吸附部2b的多个吸附喷嘴2被旋转体8支承，能够通过旋转体8的旋转来变更用于吸附工件的吸附部2b。因而，能够利用一个工件取出装置1保持并输送多种工件，无需按照每个工件的种类准备作为机械手装置的工件取出装置。

另外，仅利用使旋转体8旋转的简单机构，就能够变更用于吸附工件的吸附喷嘴2。

另外，多个吸附喷嘴2选择性地配置于使用位置，驱动部4构成为对使用位置的吸附喷嘴2进行升降。因而，无论吸附喷嘴2的数量为多少，只需要一个驱动部4即可。即，即使为了应对更多种类的工件而增加吸附喷嘴2的数量，也只需要一个驱动部4即可，因而能够抑制工件取出装置1的尺寸和重量的增加。其结果，能够实现可利用小型且轻量的工业用机器人输送的、小型且轻量的工件取出装置1，还能够防止工件取出装置1与周围的物体之间的干扰的增加。

在上述实施方式中，磁体2h设置在吸附喷嘴2的上端，但取而代之地，也可以设置于吸附喷嘴2的其它位置。例如，磁体2h也可以固定于管部2a的外周面，磁性构件10也可以固定于槽8a的内表面。

在上述实施方式中，喷嘴头3为了使多个吸附喷嘴2抵抗自重并保持于待机位置而具有磁性构件10，但取而代之地，如图5和图6所示，也可以具有固定于框体5的近似C字状的悬挂构件13。悬挂构件13例如为平坦的板状构件。

悬挂构件13绕旋转体8而与旋转轴线A同轴地配置，并且具有在除了与使用位置对应的部分以外的整个圆周上延伸的局部环状。各吸附喷嘴2设置有钩部，所述钩部比管部2a和旋转体8更加朝向水平方向外侧突出并钩挂在悬挂构件13的上表面。例如，钩部为配置在卡合部2c之上的悬臂板状的构件2f。悬挂构件13配置在旋转体8的上端附近，除了使用位置的一个吸附喷嘴2以外、待机位置的其它吸附喷嘴2的钩部2f均钩挂在悬挂构件13的上表面。由此，其它吸附喷嘴2被悬挂安装并被保持在待机位置。

在缸主体4b配置于上方位置时，在与悬挂构件13的使用位置对应的部分的开口部13a处配置有卡合部4c。通过将钩部2f钩挂在卡合部4c的上表面，使用位置的吸附喷嘴2被悬挂安装。

在旋转体8的旋转过程中，在使用位置以外的位置，维持钩部2f与悬挂构件13的钩挂。在使用位置，解除钩部2f与悬挂构件13的钩挂，取而代之地，将钩部2f钩挂于卡合部4c。

在上述实施方式中，通过支承部8的旋转使多个吸附喷嘴2选择性地配置于使用位置，但取而代之地，也可以构成为，通过旋转以外的支承部的移动，使多个吸附喷嘴2选择性地配置于使用位置。

例如，支承部也可以沿水平方向将多个吸附喷嘴2支承为一列，也可以通过支承部的水平方向的直线移动，而使多个吸附喷嘴2选择性地配置于使用位置。

在上述实施方式中，驱动部4具有作为直动机构的气缸，但取而代地，也可以具有电动缸等其它种类的直动机构。

在上述实施方式中，吸附喷嘴2利用负压吸附工件，但取而代地，也可以利用磁力吸附工件。在该情况下，也可以在吸附部2b的下表面设置磁体。

附图标记说明

1：工件取出装置

2：吸附喷嘴

2a：管部

2b：吸附部

2c：第一卡合部

2e：吸气口

2f：钩部

2g：连接口

2h：磁体

3：喷嘴头

4：驱动部

4a：杆部、气缸、直动机构

4b：缸主体、气缸、直动机构

4c：第二卡合部

5：框体

7：空气连接部

8：旋转体(支承部)

8a：槽

10：磁性构件

13：悬挂构件

A：旋转轴线