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発明の名称 ワークの位置決め方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−105267(P2001−105267A)
公開日 平成13年4月17日(2001.4.17)
出願番号 特願平11−279200
出願日 平成11年9月30日(1999.9.30)
代理人 【識別番号】100090697
【弁理士】
【氏名又は名称】中前 富士男
【テーマコード(参考)】
3C016
【Fターム(参考)】
3C016 HA16 HA17 
発明者 嶋津 弘志 / 高田 誠一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 コンベヤ上を搬送される複数種類のワークを前記コンベヤ上の加工エリアで停止及び位置決めして所定の加工を行うワークの位置決め方法において、前記加工エリアの幅方向の一側に設けられ、前記ワークの幅方向に進退可能な幅方向基準位置ストッパと、前記加工エリアの幅方向の他側に、前記幅方向基準位置ストッパに対向して進退可能に設けられ、前記ワークを前記幅方向基準位置ストッパに当接させる幅方向クランプ手段とを備えた幅方向位置決め手段と、前記加工エリアに対し前記ワークの流れ方向の一方側に設けられ、前記コンベヤの載置面より上下に昇降可能であると共に、流れ方向にそれぞれの位置をずらして配置される複数の長手方向基準位置ストッパと、前記加工エリアに対し前記ワークの流れ方向の他方側に、前記長手方向基準位置ストッパに対向して昇降及び進退可能に設けられ、前記ワークを前記長手方向基準位置ストッパに当接させる長手方向クランプ手段とを備えた長手方向位置決め手段を有し、前記コンベヤ上を搬送される複数種類の前記ワークを、前記幅方向位置決め手段及び長手方向位置決め手段で前記加工エリア内の加工に適した位置に固定し、前記幅方向基準位置ストッパ及び前記長手方向基準位置ストッパの位置から算出される前記ワークの所定位置に加工を行うことを特徴とするワークの位置決め方法。
【請求項2】 請求項1記載のワークの位置決め方法において、前記幅方向クランプ手段及び長手方向クランプ手段には、それぞれの伸縮ロッドの伸縮量を測定する測長センサが設けられたことを特徴とするワークの位置決め方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンベヤ上を搬送される多品種のワーク、例えば、FRPのプレス成型品である容器に穿孔等の加工を施すときに、側方からクランプして固定するワークの位置決め方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、コンベヤ上を搬送される多品種のワークを側方から保持して、これに例えば穿孔等の加工を行うときには、次に示すような方法が用いられていた。図5に示すように、位置決め装置70は、図示しないロボットが加工を行う範囲である加工エリア72を搬送コンベヤ71上に有し、加工エリア72の流れ方向の上流側に、幅方向に一列に設けられて、同時に昇降可能な長手方向ストッパ73を備え、また、加工エリア72の下流側に昇降及び長手方向に伸縮可能な長手方向シリンダ74、75を備え、長手方向ストッパ73及び長手方向シリンダ74、75によって長手方向位置決め手段76を構成している。また、位置決め装置70は、搬送コンベヤ71を上流側から見て加工エリア72の左側に幅方向固定ストッパ77を備え、また、右側に幅方向固定ストッパ77と対向し、幅方向に伸縮可能な幅方向シリンダ78、78aを備え、幅方向固定ストッパ77及び幅方向シリンダ78、78aによって幅方向位置決め手段79を構成している。
【0003】平面視した状態で、各長手方向ストッパ73の下流側端部を結ぶ直線L1と、各幅方向固定ストッパ77の搬送コンベヤ71の側端部を結ぶ直線L2の交点は、加工エリア72内に大きさの違うそれぞれのワーク80〜82を位置決め固定するときの基準点P1となる。従って、大きさの違う各ワーク80〜82を加工エリア72に固定しようとするときは、基準点P1にその角部のうちの一つを合わせた状態となる。例えば、搬送コンベヤ71上を移送される外形寸法の大きいワーク80の位置決めをするときには、まず、ワーク80が加工エリア72内にあるとき、長手方向シリンダ74及び長手方向ストッパ73を上昇させる。そして、長手方向シリンダ74のシリンダロッドを伸長させてワーク80を長手方向ストッパ73に一旦当接させた後、シリンダロッドを収縮する。次に、幅方向シリンダ78のシリンダロッドを伸長させてワーク80を幅方向固定ストッパ77に当接させ固定した後、再度長手方向シリンダ74のシリンダロッドを伸長してワーク80を固定する。図6に示す位置決め装置90は、図5で説明した位置決め装置70の長手方向位置決め手段76に長手方向シリンダ81を、幅方向位置決め手段79に幅方向シリンダ82を追加し、また、位置決め装置90の搬送コンベヤ71に対する幅方向の位置をワーク82の幅方向の中心位置が搬送コンベヤ71の幅方向の中心位置と一致するように変更しただけであるので、既に説明した部材には同一番号を付し、説明は省略する。図5、図6に示すような位置決め装置70、90を使用することによって、図示しない制御装置から受け取ったワークの品種情報に基づいて、所定のシリンダを作動させ、複数種類のワークの位置決めを行うことができた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来の位置決め装置70は、外形寸法が大きいワーク80の幅方向の中心位置が搬送コンベヤ71の幅方向の中心位置と一致するように基準点P1を設定していたので、外形寸法が小さいワーク82を加工しようとしたとき、例えば、搬送コンベヤ71がチェーンコンベヤであった場合には、左側部を幅方向固定ストッパ77に当接させようとすると右側部がチェーンから外れて脱落してしまい、搬送することができなかった。一方、位置決め装置90では、外形寸法が小さいワーク82の幅方向の中心位置が搬送コンベヤ71の幅方向の中心位置と一致するように基準点P1を設定していたので、外形寸法が大きいワーク80を上流側から見て左側にある幅方向固定ストッパ77に衝突しないように搬送コンベヤ71に載置しようとすると、ワーク80の重心が右側に偏って搬送時に不安定となり、また、ワーク80の加工位置83が搬送コンベヤ71から離れた位置にあるときには、オーバーハングが大きくなり加工時の姿勢が不安定となっていた。
【0005】このように、位置決めすることができるワークの大きさの範囲が狭く、この範囲外のワークについては、一旦他の場所に移動して人手による作業を行う必要があった。また、例えば、ワークのクランプ位置として中心付近が最適である様に構成されている場合、大きさの違うワークに対して複数のシリンダを使用して対応する必要があった。さらに、各ワークの品種情報は制御装置から与えられるものを使用していたので、品種情報と異なるワークが混入した場合には、異なるワークの品種情報に基づいて加工を行って、ワークを破損することがあった。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、多品種のワークに対応でき、部品点数を少なくし、さらに誤ワークを検知することができるワークの位置決め方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に係るワークの位置決め方法は、コンベヤ上を搬送される複数種類のワークを前記コンベヤ上の加工エリアで停止及び位置決めして所定の加工を行うワークの位置決め方法において、前記加工エリアの幅方向の一側に設けられ、前記ワークの幅方向に進退可能な幅方向基準位置ストッパと、前記加工エリアの幅方向の他側に、前記幅方向基準位置ストッパに対向して進退可能に設けられ、前記ワークを前記幅方向基準位置ストッパに当接させる幅方向クランプ手段とを備えた幅方向位置決め手段と、前記加工エリアに対し前記ワークの流れ方向の一方側に設けられ、前記コンベヤの載置面より上下に昇降可能であると共に、流れ方向にそれぞれの位置をずらして配置される複数の長手方向基準位置ストッパと、前記加工エリアに対し前記ワークの流れ方向の他方側に、前記長手方向基準位置ストッパに対向して昇降及び進退可能に設けられ、前記ワークを前記長手方向基準位置ストッパに当接させる長手方向クランプ手段とを備えた長手方向位置決め手段を有し、前記コンベヤ上を搬送される複数種類の前記ワークを、前記幅方向位置決め手段及び長手方向位置決め手段で前記加工エリア内の加工に適した位置に固定し、前記幅方向基準位置ストッパ及び前記長手方向基準位置ストッパの位置から算出される前記ワークの所定位置に加工を行う。
【0007】ここで、ワークとは、例えば、FRP等のプラスチックを含む容器をいう。幅方向位置決め手段は、それぞれ進退可能な幅方向クランプ手段及び幅方向基準位置ストッパを有しているので、多品種のワークのそれぞれの重心を実質的に幅方向の中央にすることができ、また、これらがそれぞれ独立して動くことにより、各ワークのそれぞれの加工位置を加工エリアの中央付近にして固定することもできる。また、幅方向基準位置ストッパと長手方向基準位置ストッパの位置を調整して、幅方向クランプ手段と長手方向クランプ手段の進退距離を小さくすることもできる。ここで、前記幅方向クランプ手段及び長手方向クランプ手段に、それぞれの伸縮ロッドの伸縮量を測定する測長センサを設けることも可能である。測長センサとしては、例えば、光、磁気等を利用したリニアセンサやリードスイッチ等を用いることができる。ワークを固定した後に伸縮ロッドの伸縮量を測定し、これから計算されるワークの寸法と、制御装置から得られるワークの品種情報内の寸法データを比較して、品種情報と異なったワークが混入していないかどうかを確認することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。図1に示すように、本発明の一実施の形態に係るワークの位置決め方法に使用するワーク位置決め装置10は、コンベヤの一例であるチェーンコンベヤ11上を搬送される複数種類のワーク12〜14に所定の加工を行うときに、ワーク12〜14をチェーンコンベヤ11上の加工エリア17で停止及び位置決めする装置である。以下、詳しく説明する。ワーク位置決め装置10は、ワーク12〜14の流れ方向に直交する方向(以下、幅方向という)の位置を規定する幅方向位置決め手段15と、流れ方向(以下、長手方向という)の位置を規定する長手方向位置決め手段16を有している。
【0009】図1〜図4に示すように、幅方向位置決め手段15と、長手方向位置決め手段16は、チェーンコンベヤ11の下側に設けた架台22に取付けられている。幅方向位置決め手段15は、図示しないロボットが穿孔加工を行う加工エリア17の幅方向の一側(図1では上側)に設けられ、ワーク12〜14の幅方向に進退可能な幅方向基準位置ストッパ18と、加工エリア17の幅方向の他側(図1では下側)に、幅方向基準位置ストッパ18に対向して進退可能に設けられ、ワーク12〜14を前記幅方向基準位置ストッパ18に当接させる幅方向クランプ手段の一例である幅クランプシリンダ19とを備えている。平板状の幅方向基準位置ストッパ18は、固定するワーク12〜14の方向を向けて、両側に側部固定板36、37を備え、また、中央の少し上流側に挟持されるワーク12〜14が浮き上がらないようにする反転防止板38を有している。そして、幅方向基準位置ストッパ18は、幅方向に伸びる2本のガイドレール35にスライド移動可能に取付けられ、また、2本のガイドレール35の中央に平行に設けられたスクリューロッド23に噛合するナット24を介して取付けられている。さらに、スクリューロッド23は、減速機23aを介してサーボモータ20に連結されている。
【0010】このように、幅方向基準位置ストッパ18は、スクリューロッド23及びナット24からなるボールねじ機構を使用し、図示しない制御装置からの指示に従って駆動されるサーボモータ20でスクリューロッド23を回転させて、ナット24と共に幅方向に進退することができる。サーボモータ20と、ボールねじ機構を使用するので、高い位置精度を得ることができる。なお、幅方向基準位置ストッパ18の位置は、ロボットが行う穿孔加工の幅方向の基準位置となる。幅方向基準位置ストッパ18と、チェーンコンベヤ11を挟んで対向する位置には、幅方向基準位置ストッパ18と同形状の幅方向固定板42が設けられている。また、幅方向固定板42には、幅方向基準位置ストッパ18の側部固定板36、37と反転防止板38に対向する同形状の側部固定板39、40と反転防止板41が設けられている。さらに、幅方向固定板42は、その下部を幅方向に伸びる2本のガイドレール43にスライド移動可能に取付け、幅方向固定板42の幅方向の外側中央部は、幅クランプシリンダ19の先部に取付けられている。また、幅クランプシリンダ19には、伸縮ロッドの一例であるシリンダロッド21の伸縮量を測定する測長センサ34が設けられており、幅方向基準位置ストッパ18の位置と測長センサ34の示すデータからクランプされたワーク12〜14の幅を計算して求めることができる。
【0011】長手方向位置決め手段16は、加工エリア17に対しワーク12〜14の上流側に設けられ、チェーンコンベヤ11の載置面25より上下に昇降可能であると共に、流れ方向にそれぞれの位置をずらして配置される複数の長手方向基準位置ストッパ26、27と、加工エリア17に対しワーク12〜14の下流側に、長手方向基準位置ストッパ26、27に対向して昇降及び進退可能に設けられ、ワーク12〜14を長手方向基準位置ストッパ26、27に当接させる長手方向クランプ手段の一例である長手クランプシリンダ28とを備えている。長手方向基準位置ストッパ26と、これより下流側に設けられる長手方向基準位置ストッパ27は、それぞれ幅方向に平行に対となって設けられ、図示しない昇降手段によってそれぞれ1対ずつ昇降可能に設けられている。
【0012】また、架台22の下流側端部には、上方に伸延し、スライド移動可能に取付けられた4本のガイドロッド29が設けられ、ガイドロッド29の上端には、昇降台30が固定されている。そして、長手クランプシリンダ28は、昇降台30の上部に取付けられている。さらに、架台22には、昇降手段の一例である2台の昇降シリンダ31が、それぞれの昇降ロッドの先部を昇降台30の下部に取付けて設けられている。昇降シリンダ31を作動させることによって、長手クランプシリンダ28は、チェーンコンベヤ11の載置面25より上に上昇してワーク12〜14を固定することができ、また、載置面25より下に下降して、ワーク12〜14が下流側に流れるときに衝突しないようにすることができる。さらに、長手クランプシリンダ28には、伸縮ロッドの一例であるシリンダロッド32の伸縮量を測定する測長センサ33が設けられている。長手方向基準位置ストッパ26、27の位置と測長センサ33の示すデータからクランプされたワーク12〜14の長さを計算して求めることができる。
【0013】次に、ワークの位置決め方法について説明する。この方法は、前述したワーク位置決め装置10を使用して、チェーンコンベヤ11上を搬送される複数種類のワーク12〜14を、幅方向位置決め手段15及び長手方向位置決め手段16で加工エリア17内の加工に適した位置に固定し、幅方向基準位置ストッパ18及び長手方向基準位置ストッパ26、27の位置から算出されるワーク12〜14の所定位置に加工を行う方法である。FRPの板材を図示しない加熱プレス機でプレス成形によって形成したワーク12〜14は、バリ取りされてから倉庫に保管されている。まず、図示しない制御装置から指定されたワーク12〜14のうちの1つ(例えば、ワーク12)をチェーンコンベヤ11に載置し、搬送する。
【0014】ワーク12が加工エリア17内に入ったときに、長手方向基準位置ストッパ26及び長手クランプシリンダ28をチェーンコンベヤ11の載置面25より上に上昇させる(ワーク13、又はワーク14を固定する場合には、長手方向基準位置ストッパ26の替わりに長手方向基準位置ストッパ27を上昇させる)。そして、長手クランプシリンダ28のシリンダロッド32を伸長させてワーク12を長手方向基準位置ストッパ26に当接させ、次いでシリンダロッド32を収縮させてワーク12の固定を解除する。続いて、幅方向基準位置ストッパ18をワーク12の方向に移動する。移動する位置は、制御装置から指定されたワーク12の寸法によって定められた位置である(ワーク13、14をセンタ基準で固定するためには、幅方向基準位置ストッパ18の端面の位置を図1に示すワーク13、14の側端部44、45まで移動する)。
【0015】そして、幅クランプシリンダ19のシリンダロッド21を伸長させてワーク12の幅方向を固定し、また、シリンダロッド32を再度伸長させ、ワーク12の長手方向を固定する。このとき、ワーク12が幅方向基準位置ストッパ18と長手方向基準位置ストッパ26に接するそれぞれの辺の交点Pは、ロボットが穿孔加工を行うときの基準点となっている。次に、幅クランプシリンダ19及び長手クランプシリンダ28に設けられた測長センサ34、33で測定されたそれぞれのシリンダロッド21、32の長さと、幅方向基準位置ストッパ18及び長手方向基準位置ストッパ26の位置とから計算されるワーク12の寸法と、制御装置が指定したワークとを比較する。一致する場合には、次の加工工程へ進むが、一致しない場合には、ワーク位置決め装置10は一旦ストップし、図示しないアラーム装置によって警報が鳴る。その後、作業者が正しいワークの品種を制御装置に入力してから、次の加工工程に進む。このようにして、ワークの位置決めを行うことができる。
【0016】位置決めが終了してワークの品種が確定すると、幅方向基準位置ストッパ18及び長手方向基準位置ストッパ26の位置から算出されるワーク12の所定位置に対しロボットによる穿孔作業が行われ、穿孔終了後は、幅クランプシリンダ19及び長手クランプシリンダ28を収縮して穿孔の終了したワークを下流に流し、次のワークが加工エリア17内に入るまで待機する。制御装置から指定されたワークの品種を、測長センサ33、34によって確認するので、誤ワーク混入によって間違った位置に穿孔を行うことがなくなり、作業効率をよくすることができる。本実施の形態では、ワーク12〜14をセンタ基準で固定する場合について説明しているが、幅方向基準位置ストッパ18の位置の変更と、長手方向基準位置ストッパ26、27の切替えがそれぞれ可能となっているので、穿孔位置を加工エリアの中央付近にしてワーク12〜14を固定し、ロボットの可動エリアを広くして、作業を容易にすることも可能である。以上、本発明に係る実施の形態について説明してきたが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、幅方向基準位置ストッパ18と幅クランプシリンダ19の位置は逆にしてもよく、また、長手方向基準位置ストッパ26、27と長手クランプシリンダ28の位置も逆にしても同様に作業を行うことができる。
【0017】
【発明の効果】請求項1及び2記載のワークの位置決め方法においては、幅方向位置決め手段が、それぞれ進退可能な幅方向クランプ手段及び幅方向基準位置ストッパを有しているので、多品種のワークのそれぞれの重心を実質的にコンベヤの幅方向の中央にすることができ、ワークの脱落を防止することができる。また、これらがそれぞれ独立して動くことにより、各ワークのそれぞれの加工位置を加工エリアの中央付近にして固定することもでき、加工エリアを有効に利用することができる。さらに、幅方向基準位置ストッパと長手方向基準位置ストッパの位置を調整して、幅方向クランプ手段と長手方向クランプ手段の進退距離を小さくすることもできるので、ストロークの異なる幅方向クランプ手段と長手方向クランプ手段を複数用意する必要がなくなり、これらを共有して部品数を減らすことができる。特に、請求項2記載のワークの位置決め方法においては、測長センサを設けているので、簡単な構成で、信頼性の高い誤ワーク検知を行うことができる。




 

 


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