JP2006102865A

JP2006102865A - 成形品の加工・搬送装置

Info

Publication number: JP2006102865A
Application number: JP2004292106A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Oshiro; 信一尾城; Tsuyoshi Matsutani; 剛志松谷; Kazunori Onishi; 和典大西; Yoshio Isobe; 義雄磯部
Original assignee: Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
Current assignee: Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】成形品のカット不良の発生を抑制する。
【解決手段】待機位置から加工台上の成形品ｗに対する水平方向の送り量が一定となるよう、先端位置検出手段で検出されたカッター４９の先端Ｐの位置に応じて、カッター４９の待機位置を加工台上の成形品ｗに対して進退移動させる。これによって、成形品ｗに押し込まれるカッター４９の押し込み量が一定となるので、成形品ｗの外周壁の上端部及び内周壁の上端部を安定してカットすることができ、カット不良が確実に防止されてカット済み成形品の品質向上を図ることができる。
【選択図】図１６

Description

本発明は、成形品の不必要な部分の切断を行った後にその成形品を所定位置に搬送する成形品の加工・搬送装置に関する。

特許文献１には、環状の内周壁と環状の外周壁が環状底壁で連結され、内周壁の上部にキャップ部が設けられた形状の成形品を加工台上に載置して、成形品の外周壁の上端部と内周壁の上端部となるキャップ部とを切断装置でカットし、カット済み成形品を把持ユニットにて把持し加工台から持ち上げて次工程に搬送する成形品の加工・運搬装置が開示されている。

この特許文献１においては、把持ユニットに、カット済み成形品の内周壁のカット面と、外周壁のカット面にそれぞれ密接する支持面と、この支持面に密接したカット済み成形品の内周壁と外周壁の間に開口する真空引き通路と、が備えられ、成形品の内周壁と外周壁の上端部が正常にカット、除去されたとき以外はカット済み成形品が把持ユニットに確実に吸着把持されなくなり、その結果、加工・搬送工程内で不良品を自動的に判別除去することが可能となっている。
特開２０００−２３７９９６号公報

しかしながら、上述した特許文献１においては、待機状態における切断装置のカッターの刃先位置を管理していないため、カッター刃先位置が所期位置（原点位置）からずれた場合に、成形品に対するカッターの送り出し量が変化してしまい、カット不良による不良品の発生が頻発して生産効率が低下してしまう虞がある。

また、カメラ等により待機状態におけるカッターの画像を取り込み、画像解析によりカッターの先端位置を検出する方法もあるが、この場合、設置スペースやコストの点で不利となる。

そこで、本発明は、設置スペースやコストの点で不利にならない簡易な方法で、待機状態におけるカッター刃先位置を検知することで、成形品に対するカッターの送り出し量を安定させ、成形品のカット不良の発生を抑制することができる成形品の加工・運搬装置を提供しようとするものである。

そこで、請求項１に記載の発明は、環状の内周壁と環状の外周壁が環状底壁で連結され、内周壁の上部にキャップ部が設けられた形状の成形品を加工台上に載置して、その成形品の外周壁の上端部と、内周壁の上端部となるキャップ部とを切断ユニットでカットし、カット済み成形品を把持ユニットにて把持し加工台から持ち上げて次工程に搬送する成形品の加工・搬送装置において、切断ユニットは、加工台に載置された成形品をカットするカッター部と、カッター部が待機位置にあるときにカッター部の先端位置をレーザーを用いて検出する先端位置検出手段と、カッター部を成形品に対して少なくとも進退移動及び上下移動させることが可能な駆動機構部と、を有し、カッター部は、先端側が鋭角となりこの鋭角を構成する２辺のうちの一方に成形品をカットする刃先が形成され、かつ刃先が形成された一方の辺がカッター部の進退方向と平行となるよう配置され、先端位置検出手段は、カッター部の先端側の鋭角を構成する２辺を横切り、かつカッター部の刃先が形成された上記一方の辺に対して略直交するよう発せられた略直線状のレーザー光のうち、カッター部によって遮られるレーザー減少量からカッター部の摩耗量を検知し、この検知されたカッター部の摩耗量からカッター部の先端位置を検出し、待機位置から加工台上の成形品に対する水平方向の送り量が、成形品の切断部位毎に一定となるよう、先端位置検出手段で検出されたカッター部の先端位置に応じて、待機位置におけるカッター部を加工台上の成形品に対して進退移動させることを特徴としている。これによって、成形品の外周壁の上端部及び内周壁の上端部をカットする際に、成形品に押し込まれるカッター部の押し込み量が一定となり安定する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、駆動機構部は、サーボモータにより待機位置にあるカッター部を成形品に対して少なくとも進退移動及び上下移動させるものであることを特徴としている。

請求項３に記載は、請求項１または２に記載の発明において、先端位置検出手段は、レーザー光を発するレーザー発信部と、待機位置におけるカッター部を挟んでレーザー発信部と対向し、レーザー発信部から発せられたレーザー光を受信するレーザー受信部と、を有し、レーザー発信部から発するレーザー発信量と、レーザー受信部で受信されるレーザー受信量とから、カッター部によって遮られたレーザー減少量を算出し、このレーザー減少量からカッター部の摩耗量が検知されていることを特徴としている。

本発明によれば、成形品に押し込まれるカッター部の押し込み量が一定となるので、成形品の外周壁の上端部及び内周壁の上端部を安定してカットすることができる。そのため、カット不良を確実に防止することができ、カット済み成形品の品質向上を図ることができる。

また、カッター部の先端位置検出手段は、略直線状のレーザー光を用いるため、設置スペースをあまり必要としないと共に、コスト増加も最低限に抑えることができる。

さらにまた、切断ユニットは、サーボモータを駆動源としてカッター部を進退移動及び上下移動させているので、カッター部の位置制御及び速度制御に高い再現性が確保され、安定した切断加工を行うことができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１，図２は、本発明にかかる成形品の加工・搬送装置の全体概略構成を示すものであり、図中の１０は型成形された中間段階の複数の成形品ｗ（詳細は後述）を載置するターンテーブル、１１は回転式の加工台１２を備えた加工ステーション、１３は加工を終了した成形品ｗ₁を受け取り一時保管する受取バケット、１４はスライドレール１５に案内されて搬入側把持ユニット１６，押え治具１８及び搬出側把持ユニット１７をそれぞれ同期移動させる走行装置、１９は加工台１２上で成形品ｗからカットされたカット片（詳細は後述）を収容するカット片集積ボックス、２０は加工台１２とターンテーブル１０の間に位置し、カット片をカット片集積ボックスへ案内するシューター、２１はシューター２０の頭上で押え治具１８に保持されたカット片ｗ₂（詳細は後述）を除去する進退自在のスクレーパチャック、４１は加工台１２上で中間段階の成形品ｗから不要な部分をカットする切断ユニット２５のカッター部である。また、５６はカッター部４１が取付固定された支持プレートである。

搬入側把持ユニット１６は、走行装置１４によって、ターンテーブル１０−加工ステーション１１間を移動する。搬出側把持ユニット１７は、走行装置１４によって、加工ステーション１１−受取バケット１３間を移動する。そして、押え治具１８は、搬入側把持ユニット１６と搬出側把持ユニット１７との間に位置するよう走行装置１４に取り付けられており、搬入側把持ユニット１６がターンテーブル１０上にあるときには、シューター２０の頭上に位置している。

また、搬出側把持ユニット１７の基部の受取バケット１３寄りの側面にはバケットカバー２２が取り付けられている。バケットカバー２２は搬出側把持ユニット１７の基部から受取バケット１３の上面側に向かって略Ｌ字状に延出しており、その水平方向の延出面により受取バケット１３の開口部２３を開閉するようになっている。このバケットカバー２２は、受取バケット１３の開口部２３を常時閉塞しており、搬出側把持ユニット１７の先端部が開口部２３の上方に位置したときにだけ開口部２３を開くようになっている。従って、受取バケット１３の開口部２３は、搬出側把持ユニット１７からカット済み成形品ｗ₁を受け渡されるとき以外はバケットカバー２２によって閉塞され、切削屑等が侵入するのを確実に防止される。

本実施形態で取り扱う成形品は、図１２に示すゴム製のピストンカップであり、この成形品の型成形された直後の中間段階の形状は、内周壁１と外周壁２が環状底壁３によって連結され、内周壁１の上部にキャップ部４が延設された形状となっている。そして、この中間段階の成形品ｗは、加工ステーション１１において内周壁１と外周壁２の各上端部がカットされることで、最終的な成形品ｗ₁の形状(図１中の拡大断面図参照。)に仕上げられる。

加工台１２の上面には、図１中の拡大断面で示すように成形品形状に沿った環状の凹部３０が形成されており、搬入側把持ユニット１６から受け渡された成形品ｗをこの凹部３０で受容すると共に、この凹部３０の内側及び凹部３０内に開口形成された真空引き通路３１を通して真空引きを行うことにより、成形品ｗを加工台１２に強固に吸着把持できるようになっている。

押え治具１８は、その先端部に図３に示すような環状支持壁３２が形成されており、成形品ｗが加工台１２上に吸着把持された状態において、図外の昇降シリンダにより成形品ｗに向かって下降し、環状支持壁３２が成形品ｗの内周壁１と外周壁２の間に嵌入されるようになっている。そして、押え治具１８は、環状支持壁３２が成形品ｗの内周壁１と外周壁２の間に嵌入された状態において加工台１２の駆動回転に追従して回転し、次の切断加工に備えられる。

図１３及び図１４を用いて、加工台１２上の成形品ｗの不要な部分の切断処理を行う切断ユニット２５について説明する。

切断ユニット２５は、加工台１２上の成形品ｗを切断するカッター部４１と、カッター部４１が取付固定された支持プレート５６と、支持プレート５６が固定された上下動作用スライダー４２と、上下動作用スライダー４２を介してカッター部４１を上下動可能に支持する上下動作用スライドレール４３と、前後動作用スライダー４４を介して上下動作用スライドレール４３を成形品ｗに対して進退移動可能に支持する前後動作用スライドレール４５と、上下動作用スライダー４２を上下動作用スライドレール４３上で上下方向に移動させる際の駆動源となる上下動作用サーボモータ４６と、前後動作用スライダー４４を前後動作用スライドレール４５上で進退移動させる際の駆動源となる前後動作用サーボモータ４７と、カッター部４１が待機位置にあるときにカッター部４１の先端位置をレーザーを用いて検出する先端位置検出手段４８と、から大略構成されている。

ここで、上下動作用スライダー４２、上下動作用スライドレール４３、前後動作用スライダー４４、前後動作用スライドレール４５、上下動作用サーボモータ４６及び前後動作用サーボモータ４７が、カッター部４１を成形品ｗに対して進退移動及び上下移動させる駆動機構部を構成することになる。

カッター部４１は、上記駆動機構部によって待機位置から成形品ｗに対して進退移動及び上下移動が可能となっており、上下動作用サーボモータ４６と前後動作用サーボモータ４７の駆動制御を行うことで、成形品ｗを最終的な成形品ｗ₁の形状に切断加工することが可能となっている。

図１７は、カッター部４１の先端が成形品ｗに当接した時点の状態を示している。この状態からカッター部４１が成形品ｗに向かって（図１７における左方向に向かって）移動することで、成形品ｗの切断加工が可能となっている。

カッター部４１は、成形品ｗの不要部分を切断するカッター４９と、カッター４９が固定されたカッター取付プレート５０と、を有している。カッター４９は、先端側が鋭角となり、この鋭角を構成する２辺のうちの一方に成形品ｗをカットする刃先４９ａが形成されている。すなわち、本実施形態におけるカッター４９は、いわゆる三角刃であり、全体の外形状が直角三角形となっている。そして、カッター４９は、刃先４９ａが形成された上記鋭角を構成する２辺のうちの一方の辺がカッター部４１の進退方向と平行となるよう配置されている。

図１５は、図１４のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、カッター４９の刃先４９ａは略楔形状を呈している。

先端位置検出手段４８は、レーザー光を発するレーザー発信部５１と、待機位置におけるカッター４９を挟んでレーザー発信部５１と対向し、レーザー発信部５１から発せられたレーザー光を受信するレーザー受信部５２と、レーザー受信部５２で受信されたレーザー受信量が入力される制御ユニット５３とから大略構成されている。

レーザー発信部５１は、カッター４９の先端側の鋭角を構成する２辺を横切り、かつカッター４９の刃先４９ａが形成された一方の辺に対して略直交するように、略直線状のレーザー光が発せられるように配置されている。

そして、レーザー発信部５１から発するレーザー発信量と、レーザー受信部５２で受信されるレーザー受信量とから、カッター４９によって遮られたレーザー減少量を制御ユニット５３で算出し、このレーザー減少量からカッター４９（カッター部４１）の先端Ｐの位置を検知している。

ここで、レーザーによるカッター４９の先端Ｐの位置の検知のメカニズムについて説明する。レーザー発信部５１から発せられるレーザー光は、指向性の鋭い極めて細い多数のビームからなり、全体として、カッター４９の三角形状の底辺位置に形成された刃先４９ａに対して水平面上で略直交する一本のラインを形成する。成形品ｗの切断処理を繰り返すことでカッター４９の刃先４９ａが摩耗すると、三角刃の場合、カッター４９の先端Ｐの位置が加工台１２上の成形品ｗに対して後退することになるため、カッター４９によって遮られたレーザー減少量からカッター４９によって遮られるレーザー光の幅を算出することで、カッター４９の先端Ｐの位置を推定しているのである。詳述すれば、図１６に示すように、カッター４９の刃先４９ａが摩耗すると待機位置においてカッター４９がレーザー光を遮る幅が所定量Ａ以下となるため、待機位置においてカッター４９がレーザー光を遮る幅が所定量Ａとなるよう前後動作用サーボモータ４７をわずかに駆動してカッター部４１を前進させることでカッター部４１の待機位置の微調整（補正）を行い、待機位置から加工台上の成形品ｗに対するカッター部４１の水平方向の送り量が、成形品ｗの切断部位毎に常に一定となるようにしている。より具体的には、成形品ｗの外周壁２の上端部を切断する際の水平方向の送り量及び、成形品ｗの内周壁１の上端部を切断する際の水平方向の送り量が、それぞれ常に一定となるようにしている。

尚、カッター部４１の待機位置補正を行うと、カッター４９の先端Ｐの位置は、この待機位置補正前後で、カッター部４１の進退移動方向に直交する方向に刃先４９ａの摩耗量に応じてずれることになる。そして、成形品ｗの外周壁２及び内周壁１は湾曲しているため、厳密に言えば、カッター部４１の待機位置補正前後で、カッター部４１の成形品ｗに対する水平方向の送り量が一定とはならない。しかしながら、カッター４９の刃先４９ａの摩耗量に比べ、成形品ｗは十分に大きいため、切断時における成形品ｗの外周壁２及び内周壁１の湾曲は実質的に無視することができる。つまり、待機位置補正前後のカッター４９の先端Ｐの位置のずれに伴う成形品ｗに対するカッター部４１の水平方向の送り量の変化は無視することができ、待機位置補正を行うことによって、成形品ｗの外周壁２の上端部を切断する際の待機位置からの水平方向の送り量及び、成形品ｗの内周壁１の上端部を切断する際の待機位置からの水平方向の送り量は、それぞれ常に一定とすることができるのである。

このような待機位置の微調整は、成形品ｗの切断処理が終了する毎に実施してもよいが、成形品ｗの切断処理を所定回数行う毎に実施するようにしてもよい。
そして、カッター４９は、新規に交換されてからの刃先４９ａの累積摩耗量が、カッター４９の材質等によって予め設定されている所定量に達したと判定された場合には、切断ユニットの稼働を自動停止し、パトライト等で、カッター４９の交換時期であることを作業者に知らせるようになっている。また、カッター４９によって遮られたレーザー減少量が、前回のレーザー減少量に対して急激に増加した場合には、カッター４９に折れまたは欠け等が発生したと判定し、切断ユニットの稼働を自動停止し、パトライト等で、カッター４９の交換を作業者に促すようになっている。

尚、本実施形態においては、上述した所定量Ａを０．０５ｍｍに設定しているが、所定量Ａは０．０５ｍｍに限定されるものではなく、１／１００ｍｍオーダー程度で所定量Ａを設定しておけば精度上の問題はない。また、制御ユニット５３は、上下動作用サーボモータ４６及び前後動作用サーボモータ４７の駆動制御も合わせて行うものである。

また、カメラ等によりライン上でカッター４９の画像を取り込み、画像解析によりカッター部４１の先端位置を検出する方法もあるが、設置スペースやコストの点で不利となるので、上述のようにレーザーを用いて先端位置を検出しているのである。

切断ユニット２５による成形品ｗの切断は、カッター４９の刃先４９ａを加工台１２と共に回転する成形品ｗの所定部位に押し当てることで成形品ｗの切断を行うようになっている。具体的には、成形品ｗの外周壁２の上端部の切断と、内周壁１の上端部の切断を行うが、順序としては、最初に、図３に示すように押え治具１８の環状支持壁３２によって成形品ｗを支持した状態で外周壁２の上端部を切断し、その後に押え治具１８を図外の昇降シリンダによって上昇させ図４に示すように内周壁１の上端部を切断する。尚、カッター部４１は、成形品ｗの切断を行う際に、上下動作用サーボモータ４６により上下方向に移動した後、前後動作用サーボモータ４７により水平方向に移動する。

ここで、上述のように切断ユニット２５によって成形品ｗの外周壁２の切断を完了すると、図３に示すように、環状のカット片ｗ₂が押え治具１８の先端に嵌った状態で残され、カット片ｗ₂は押え治具１８と一体となって上昇する。

図４においては、説明上、最終的な成形品ｗ₁からカット片ｗ₃が浮き上がった状態に描かれているが、真空引き通路３１を通して真空引きを行いながら内周壁１の上端部の切断が行われるため、実際はカット片ｗ₃は加工台１２に吸着把持した状態となっている。

尚、カット片ｗ₂、ｗ₃の加工台１２上からの搬出方法については後述する。

また、成形品ｗの内周壁１と外周壁２のカット面１ａ，２ａは、図６示すように内周壁１側の高さＴ２が外周壁２側の高さＴ１よりも設定高さＴだけ高くなっており、カット済み成形品ｗ₁の全体形状は内外周で段差を持つ形状となっている。

走行装置１４に備えられた一対の把持ユニット１６，１７は、いずれも真空引きによる吸引によって成形品ｗや、カット済み成形品ｗ₁を吸着把持が可能であり、図外の昇降シリンダによって昇降する。

搬入側把持ユニット１６は、図１中の拡大断面図及び図５に示すように、その先端部の下面に成形品ｗの内周壁１とキャップ部４とが収容される凹部３３が形成されていると共に、凹部３３の中央に真空引き通路３４が開口形成されている。つまり、搬入側把持ユニット１６は、キャップ部４を吸引することで成形品ｗ全体を吸着保持している。

搬出側把持ユニット１７は、図１中の拡大断面図及び図６に示すように、その先端部の下面に、カット済み成形品ｗ₁の外周壁２のカット面２ａと内周壁１のカット面１ａに夫々密接する環状の支持面３５，３６が段差状に形成され、支持面３５，３６に密接したカット済み成形品ｗ₁の内周壁１と外周壁２の中間位置に臨む部位に真空引き通路３７が開口形成されている。搬出側把持ユニット１７の先端部は、具体的には、図６に示すように支持面３５，３６間にカット済み成形品ｗ₁の内周壁１と外周壁２の段差Ｔに合致する段差Ｔが設けられ、かつ、各支持面３５，３６が対応するカット面２ａ，１ａに密接するように平滑に仕上げられている。従って、カット済み成形品ｗ₁の両カット面２ａ，１ａが支持面３５，３６に密接し、真空引き通路３７からの真空引きによってカット済み成形品ｗ₁が搬出側把持ユニット１７の先端部に確実に吸着把持される。

次に、加工台１２上でカットされたカット片ｗ₂，ｗ₃のカット片集積ボックス１９への集積方法を、成形品ｗの加工台への搬入、成形品ｗのカット及び加工台１２からのカット済み成形品ｗ₁の搬出、という加工・搬送装置の一連の動作と絡めて、図７〜図１０を用いて説明する。

図７（ａ）は走行装置１４が原点位置にあるときの搬入側把持ユニット１６、押え治具１８及び搬出側把持ユニット１７と、加工台１２及びターンテーブル１０との相対的な位置関係を示している。この状態から、図７（ｂ）に示すように、搬入側把持ユニット１６がターンテーブル１０上に載置された成形品ｗ（図示せず）の頭上にくるまで走行装置１４が移動する。そして、搬入側把持ユニット１６は、ターンテーブル１０に向かって下降し、成形品ｗ（図示せず）の内周壁１とキャップ部４を凹部３３内に収容し、真空引き通路３４からの真空引きによって成形品ｗを吸着把持する。そして、成形品ｗを吸着把持した搬入側把持ユニット１６は上昇する。

尚、搬入側把持ユニット１６がターンテーブル１０上の成形品ｗの頭上に位置しているときには、搬出側把持ユニット１７は、加工台１２の真上に位置している。

搬入側把持ユニット１６が、ターンテーブル１０上から成形品ｗを受け取ると、図８（ａ）に示すように、走行装置１４が移動し、搬入側把持ユニット１６から加工台１２へ成形品ｗが受け渡される。具体的には、搬入側把持ユニット１６を下降させ、加工台１２の凹部３０で成形品ｗを受容し、成形品ｗに対する搬入側把持ユニット１６の真空引きを停止し、加工台１２の真空引き通路３１から真空引きを行い、加工台１２に成形品ｗを吸着把持させる。そして、搬入側把持ユニット１６を上昇させ、図８（ｂ）に示すように、加工台１２上に押え治具１８が位置するよう走行装置１４が移動すると共に、押え治具１８を加工台１２に向かって下降させ、加工台１２を回転し、成形品ｗの外周壁２の上端部の切断が行われる。成形品ｗの外周壁２の上端部の切断が終了すると、押え治具１８は、カット片ｗ₂をその環状支持壁３２の外周面で保持した状態で上昇する。押え治具１８が上昇すると、成形品ｗの内周壁の上端部の切断が行われる。

成形品ｗの内周壁の上端部の切断が終了すると、図９（ａ）に示すように、搬入側把持ユニット１６によって、加工台１２上にあるカット片ｗ₃を吸着把持する。
具体的には、搬入側把持ユニット１６を下降させ、凹部３３内にカット片ｗ₃を収容した後に、凹部３３内に開口形成された真空引き通路３４で真空引きを行うと同時に、加工台１２に形成された真空引き通路３１からはエアーを排出する。これによって、カット片ｗ₃のみが搬入側把持ユニット１６に吸着把持される。

そして、搬入側把持ユニット１６を上昇させると同時に加工台１２に形成された真空引き通路３１で真空引きを行い、カット済み成形品ｗ₁が搬入側把持ユニット１６に吸着せずに加工台１２に残るようにする。

カット片ｗ₃を吸着把持し、搬入側把持ユニット１６を上昇させた後に、図９（ｂ）の示すように、搬入側把持ユニット１６がシューター２０の頭上に位置するよう、走行装置１４をターンテーブル１０側に移動し、搬入側把持ユニット１６をシューターに向かって下降させる。そして、搬入側把持ユニット１６の先端部に形成された真空引き通路３４からエアーを排出し、カット片ｗ₃をシューター２０に向けて落下させる。シューター２０内に落下したカット片ｗ₃は、このシューターによってカット片集積ボックスへ案内され集積される。尚、このとき行われる真空引き通路３４からのエアーの排出は、凹部３３に対するカット片ｗ₃の吸着力が失われる程度で十分であり、強力なエアーの排出を行う必要はない。

搬入側把持ユニット１６からカット片ｗ₃をシューター２０に向けて落下させると、搬入側把持ユニット１６を上昇させた後に、図１０（ａ）に示すように、走行装置１４はターンテーブル１０側に移動し、搬入側把持ユニット１６は再びターンテーブル１０上の成形品ｗの頭上に位置する。このとき、押え治具１８は、シューター２０の頭上に位置し、搬出側把持ユニット１７は加工台１２に載置されたカット済み成形品ｗ₁の頭上に位置する。

そして、搬入側把持ユニット１６、搬出側把持ユニット１７及び押え治具１８は、それぞれ下降する。

搬入側把持ユニット１６は、ターンテーブル１０上から次に加工する成形品ｗを吸着把持する。

搬出側把持ユニット１７は、加工台１２上のカット済み成形品ｗ₁を吸着把持する。このとき、加工台１２に形成された真空引き通路３１からエアーが排出されるため、カット済み成形ｗ₁は、搬出側把持ユニット１７に形成された真空引き通路３７から真空引きを行うことによって、搬出側把持ユニット１７に吸着把持される。

シューター２０に向かって下降した押え治具１８は、上述したスクレーパチャック２１によって挟まれる。スクレーパチャック２１は、先端に一対の把持部２１ａ，２１ａを有している。また、これら把持部２１ａ，２１ａには、上下方向（図２の紙面垂直方向）に沿って連続する断面略Ｖ字形の溝２６，２６が形成されている。このスクレーパチャック２１は、下降した押え治具１８に向かって前進し、リング状のカット片ｗ₂の上方で一対の把持部２１ａ，２１ａにより押え治具１８を挟む込む。そして、この状態から押え治具１８を上昇させることによって、図１１に示すように、カット片ｗ₂は、把持部２１ａ，２１ａ下端面に４箇所で当接し、カット片ｗ₂が押え治具に対して摺動して押え治具１８から抜け、シューター２０に向かって自然落下する。

ここで、カット片ｗ₂，ｗ₃をシューター２０へ落下させる際に、搬入側把持ユニット１６及び押え治具１８を下降させているのは、シューター２０により近接させた位置から、シューター２０に向かってカット片ｗ₂，ｗ₃を投入することで、カット片ｗ₂，ｗ₃がシューター２０から跳ね返ってシューター２０の外側に飛散してしまうことを確実に防止するためである。

尚、押え治具１８を挟み込む把持部２１ａ，２１ａの互いに対向する各対向面に上述した溝部２６，２６を形成せずに、上記各対向面を平面とした場合には、カット片ｗ₂が把持部２１ａ，２１ａの下端面に２箇所でしか当接しないため、上述した実施形態のように、把持部２１ａ，２１ａに溝部２６，２６を設けたほうが、押え治具１８からのカット片ｗ₂の除去作業を安定して行える。また、成形品ｗの大きさが変化すると、カット片ｗ₂の内径が変化することになり、それに伴って押え治具１８の外径が変化することになるが、把持部２１ａ，２１ａに断面略Ｖ字形状の溝２６，２６を形成することによって、把持部２１ａ，２１ａは、カット片ｗ₂の内径（押え治具の外径）が変わったとしても、４箇所でカットｗ₂に対して当接することになり、段取り交換を行わなくても、カット片ｗ₂の除去作業を安定して行える。

そして、搬入側把持ユニット１６、搬出側把持ユニット１７及び押え治具１８を上昇させ、図１０（ｂ）に示すように、走行装置１４を受け取りバケット側に移動し、搬出側把持ユニット１７を受取バケット１３の開口部２３の頭上に位置させ、搬出側把持ユニット１７を下降させてから真空引き通路３７からエアーを排出して、カット済み成形品ｗ₁を受取バケット１３内に落下させる。このとき、搬入側把持ユニット１６は、加工台１２の頭上に位置しており、加工台１２に次の成形品ｗを受け渡している。

このように構成された成形品の加工・搬送装置においては、カッター部４１の刃先４９ａが摩耗した場合でも、待機位置から成形品ｗに対する水平方向の送り量が一定となるよう、カッター部４１の待機位置が補正される。そのため、カッター４９により成形品ｗの不要部分を切断する際に、成形品ｗに押し込まれるカッター４９の押し込み量が一定となるので、カット面２ａ、１ａの形状が安定し、総じてカット済み成形品Ｗ₁の品質向上を図ることができる。また、カッター４９の摩耗によるカッター部４１のストローク調整が人手を介さず自動的に実施されることになるので、生産効率も向上することになる。さらに、カッター４９に折れや欠けが生じた場合にも、先端位置検出手段４８により検知することができるので、カッター４９の不良による不良品の発生を防止することができる。

そして、切断ユニット２５は、サーボモータ４６，４７を駆動源としてカッター部４１を進退移動及び上下移動させているので、成形品ｗに切断する際に、待機位置から成形品ｗの直近まではカッター部４１を最大移動速度で可及的速やかに移動させ、成形品ｗに対してカッター４９を押し付けていく過程では切断に最適な押し込み速度に切り換えることが可能となり、一つの成形品ｗに対する切断工程の時間を最小限にすることが可能となり、生産性の向上を図ることができる。また、サーボモータ４６，４７を用いることにより、カッター部４１の位置制御及び速度制御に高い再現性が確保されるため、安定した切断加工を行うことができる。

尚、カッター４９の先端Ｐが直線状のレーザー光を遮っているか否かによって、カッター部４１の先端位置を検出することも可能であるが、この場合には、カッター４９の先端位置を点として検知することになるため、検出精度が不安定となる。一方、上述した実施形態では、レーザー光がカッター４９の先端鋭角形状を構成する２辺を横切るように設定されているため、検出精度が安定するという利点がある。

本発明の一つの実施の形態を示し、かつ一部を拡大図面にした側面図。同実施形態を示す平面図。同実施形態を示す断面図。同実施形態を示す断面図。同実施形態を示す断面図。同実施形態を示す断面図。本発明に係る加工・搬送装置の動作を説明する説明図。本発明に係る加工・搬送装置の動作を説明する説明図。本発明に係る加工・搬送装置の動作を説明する説明図。本発明に係る加工・搬送装置の動作を説明する説明図。カット片ｗ₂をスクレーパチャックを用いて押え治具から除去する作業を示した説明図。成形品の断面図。切断ユニットの概略構成を示す説明図。カッター部を平面視した状態を模式的に示した説明図。図１４のＡ−Ａ線に沿った断面図。カッターが摩耗した際の補正方法の概念を模式的に示した説明図。カッターが先端が成形品に対して当接した状態を示す説明図。

符号の説明

ｗ…成形品
ｗ₁…カット済み成形品
１…内周壁
２…外周壁
１２…加工台
１３…受取バケット
１６…搬入側把持ユニット
１７…搬出側把持ユニット
１８…押え治具
１９…カット片集積ボックス
２０…シューター
２１…スクレーパチャック
２５…切断ユニット
４１…カッター部
４８…先端位置検出手段
４９…カッター
５１…レーザー発信部
５２…レーザー受信部

Claims

環状の内周壁と環状の外周壁が環状底壁で連結され、内周壁の上部にキャップ部が設けられた形状の成形品を加工台上に載置して、その成形品の外周壁の上端部と、内周壁の上端部となるキャップ部とを切断ユニットでカットし、カット済み成形品を把持ユニットにて把持し加工台から持ち上げて次工程に搬送する成形品の加工・搬送装置において、
切断ユニットは、加工台に載置された成形品をカットするカッター部と、カッター部が待機位置にあるときにカッター部の先端位置をレーザーを用いて検出する先端位置検出手段と、カッター部を成形品に対して少なくとも進退移動及び上下移動させることが可能な駆動機構部と、を有し、
カッター部は、先端側が鋭角となりこの鋭角を構成する２辺のうちの一方に成形品をカットする刃先が形成され、かつ刃先が形成された一方の辺がカッター部の進退方向と平行となるよう配置され、
先端位置検出手段は、カッター部の先端側の鋭角を構成する２辺を横切り、かつカッター部の刃先が形成された上記一方の辺に対して略直交するよう発せられた略直線状のレーザー光のうち、カッター部によって遮られるレーザー減少量からカッター部の摩耗量を検知し、この検知されたカッター部の摩耗量からカッター部の先端位置を検出し、
待機位置から加工台上の成形品に対する水平方向の送り量が、成形品の切断部位毎に一定となるよう、先端位置検出手段で検出されたカッター部の先端位置に応じて、待機位置におけるカッター部を加工台上の成形品に対して進退移動させることを特徴とする成形品の加工・搬送装置。
駆動機構部は、サーボモータにより待機位置にあるカッター部を成形品に対して少なくとも進退移動及び上下移動させるものであることを特徴とする請求項１に記載の成形品の加工・搬送装置。
先端位置検出手段は、レーザー光を発するレーザー発信部と、待機位置におけるカッター部を挟んでレーザー発信部と対向し、レーザー発信部から発せられたレーザー光を受信するレーザー受信部と、を有し、
レーザー発信部から発するレーザー発信量と、レーザー受信部で受信されるレーザー受信量とから、カッター部によって遮られたレーザー減少量を算出し、このレーザー減少量からカッター部の摩耗量が検知されていることを特徴とする請求項１または２に記載の成形品の加工・搬送装置。