JP2006305666A - ワーク保持位置検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ワークの位置合わせにかかる時間を低減させることができるワーク保持位置検出システムを提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明に係るワーク保持位置検出システムは、設定位置に保持されたワークＷの外壁ＷＳに当接又は近接する位置に配置された流体吹き出し口１２と、流体吹き出し口１２から流出する流量を検出するセンサと、このセンサで検出された流量に基づいて、ワークＷが設定位置に位置しているか否かを判断する演算ユニットと、を備えている。ワークＷが設定位置に保持されていると、流体吹き出し口１２はワークＷの外壁ＷＳに当接又は近接しているので、流体吹き出し口１２から流出する流量は少ない。従って、この流量に基づいて、ワークＷが設定位置に位置しているか否かを演算ユニットで判断することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ワークの保持位置を検出するワーク保持位置検出システムに関する。

機械部品を加工等する際、ワークを取付具又は治具に保持させることが多い。その際、ワークを取付具又は治具の正しい位置に保持させることが重要である（例えば特許文献１参照）。特に、ワークを回転させて切削加工する際、このことは重要である。

しかし、ワークを正しい位置に保持させるには高い精度で位置合わせする必要がある。このため、位置合わせに時間がかかり、製造時間の短縮化の妨げになっているという問題があった。
特開平５−４２４０６号公報

本発明は、上記事実を考慮して、ワークの位置合わせにかかる時間を低減させることができるワーク保持位置検出システムを提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、設定位置に保持されたワークの外壁に当接又は近接する位置に配置された流体吹き出し口と、前記流体吹き出し口から流出する流量を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された流量に基づいて、前記ワークが設定位置に位置しているか否かを判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。

ワークが設定位置に保持されていると、流体吹き出し口はワークの外壁に当接又は近接しているので、流体吹き出し口から流出する流量は少ない。従って、この流量に基づいて、ワークが設定位置に位置しているか否かを判断手段で判断することができる。これにより、ワークの位置合わせにかかる時間を低減させることができるワーク保持位置検出システムとすることができる。

請求項２に記載の発明は、前記流体吹き出し口は、前記ワークを保持する取付具又は治具に複数箇所設けられ、設定位置に保持された前記ワークは前記流体吹き出し口全てに当接又は近接することを特徴とする。

これにより、ワークが設定位置に位置しているか否かを高精度で判断することができる。なお、流体吹き出し口が、ワークを保持する取付具又は治具に３箇所設けられ、設定位置に保持されたワークが流体吹き出し口全てに当接するようにすると、ワークを取付具又は治具に安定させた状態で保持させ易い。

請求項３に記載の発明は、前記流体が空気であることを特徴とする。

これにより、流体吹き出し口から大気を流出させればよいので、流出用の流体を予め準備しておく必要がない。

なお、流体吹き出し口から空気を流出させるための空気圧力は、大気圧よりも僅かに高い程度であることが多い。

請求項４に記載の発明は、前記判断手段は、前記流体吹き出し口から流出する空気流量の許容範囲をデータとして備え、前記空気流量が許容範囲外であると、その旨をオペレータに警告することを特徴とする。

これにより、空気流量が許容範囲外であると、すなわち、ワークが設定位置から許容範囲外となるまで位置ずれしていると、オペレータは警告を受け、ワークの位置ずれを容易に認識することができる。なお、流量及び許容範囲を表示させることにより、流量が許容範囲の限界に近いか否かも認識することができる。

請求項５に記載の発明は、前記判断手段は、ワークの寸法毎に前記データを記録したデータテーブルを備えていることを特徴とする。

これにより、ワークの寸法が変更されても、変更された寸法に応じて、ワークが設定位置から許容範囲外となるまで位置ずれしているか否かを判断することができる。

本発明は上記構成としたので、以下の効果を奏することができる。

請求項１に記載の発明によれば、ワークの位置合わせにかかる時間を低減させることができるワーク保持位置検出システムとすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、ワークが設定位置に位置しているか否かを高精度で判断することができる。

請求項３に記載の発明によれば、流出用の流体を予め準備しておく必要がない。

請求項４に記載の発明によれば、空気流量が許容範囲外であると、すなわち、ワークが設定位置から許容範囲外となるまで位置ずれしていると、オペレータは警告を受け、ワークの位置ずれを容易に認識することができる。

請求項５に記載の発明によれば、ワークの寸法が変更されても、変更された寸法に応じて、ワークが設定位置から許容範囲外となるまで位置ずれしているか否かを判断することができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付してその説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１〜図３に示すように、本実施形態に係るワーク保持位置検出システム１０（図３参照）は、設定位置に保持されたワークＷの外壁ＷＳに当接又は近接する位置に配置された流体吹き出し口１２を備えている。この流体吹き出し口１２は、ワークを保持する取付具（治具であってもよい）１６に設けられたノズル部１４の先端に形成されている。外壁ＷＳは面状に限定しなく、凹凸があってもよいが、本実施形態では、例えばＲ２５程度の表面粗さにされた平面としている。本実施形態では、取付具１６を回転させることによりワークＷを回転させて、バイト１７を当接させることにより切削加工を行う例で説明している。

本実施形態では、流体として空気を噴出すようにされており、これにより、流出用の流体を予め準備しておく必要がない。そして、ワーク保持位置検出システム１０は、大気中の空気を吸引して流体吹き出し口１２に空気を供給する空気供給源１８を備えている。なお、流体吹き出し口１２から空気を流出させるために空気供給源１８が加える空気圧力は、大気圧よりも僅かに高い程度である
更に、ワーク保持位置検出システム１０は、流体吹き出し口１２から流出する流量を検出するセンサ２０と、センサ２０で検出された流量に基づいて、ワークＷが設定位置に位置しているか否かを判断する演算ユニット２２と、を備えている。

演算ユニット２２は、ワークの寸法毎に流体吹き出し口１２から流出する空気流量の許容範囲をデータとして記録したデータテーブルを備えている。これにより、ワークＷの寸法が変更されても、すなわち、ワークＷの大きさや形状が変更されても、この変更を演算ユニット２２に入力することにより、ワークの変更に応じて、ワークが設定位置から許容範囲外となるまで位置ずれしているか否かを判断することができる。

ワーク保持位置検出システム１０は、更に、オペレータに警告する警告部２４を備えており、流体吹き出し口１２から流出する空気流量が許容範囲外であると、警告部２４によってその旨がオペレータに警告される。これにより、空気流量が許容範囲外であると、すなわち、ワークＷが設定位置から許容範囲外となるまで位置ずれしていると、オペレータは、この警告によりワークの位置ずれを容易に認識することができる。警告部２４としては、音声により警告する構成であってもよいし、ランプの点滅等によって警告する構成であってもよい。

本実施形態に係るワーク保持位置検出システム１０では、ワークＷが設定位置に保持されていると、流体吹き出し口１２はワークＷの外壁ＷＳに当接又は近接しているので、流体吹き出し口１２から流出する流量は少なく、演算ユニット２２に設定されている許容範囲内の流量である。この結果、演算ユニット２２は、ワークＷが許容範囲内の設定位置に位置していると判断する。

ワークＷが角度θで傾斜するなどして、ワークＷが許容範囲外の位置にまで設定位置からずれていると、ワークＷの外壁ＷＳと流体吹き出し口１２との距離ｄが大きくなりすぎ、流体吹き出し口１２から流出する流量が、演算ユニット２２に設定されている許容範囲外となる。この結果、演算ユニット２２は、ワークＷが許容範囲外にまで位置ずれしたと判断し、警告部２４を作動させてオペレータに警告する。

これにより、ワークＷの位置合わせにかかる時間を大幅に低減させることができる。この効果は、大量生産する際に特に顕著に見られる。

なお、演算ユニット２２からの信号を受け、流体吹き出し口１２から流出する空気流量が許容範囲内になるまで取付具１６の保持状態が自動的に補正される構成にしてもよい。これにより、ワークＷの位置合わせにかかる時間を更に低減させることができ、また、ワークＷの加工中に位置ずれしても自動的に位置補正することが可能になる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に比べ、図４に示すように、流体吹き出し口１２とワークＷとの間隔ｄ、流体吹き出し口１２の開口面積Ｓ、及び、流体吹き出し口１２の直径２ｒ、との関係が、
Ｓ≧２×π×ｒ×ｄ
の式を満足する範囲内において、間隔ｄを測定することができる。

これにより、流体吹き出し口１２の径により測定可能な間隔ｄが決まるので、位置ずれ許容範囲により流体吹き出し口２１の径を決定することができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。図５に示すように、本実施形態では、流体吹き出し口１２は、ワークＷを保持する取付具３６に３箇所設けられており、設定位置に保持されたワークＷは３箇所全ての流体吹き出し口１２に当接するようになっている。

これにより、ワークＷを取付具３６に安定させた状態で保持させ易い。

なお、ワークＷに当接する箇所を、１箇所が固定された台で、２箇所以上が流体吹き出し口とすることも可能である。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。図６に示すように、本実施形態では、設定位置に載置されたワークＷの外壁（本実施形態では底壁）ＷＳに当接する位置に配置された流体吹き出し口４２が、ワークＷを載置する載置台の底部４６に形成されている。これにより、ワークＷが設定位置よりも角度θで傾斜するなどして、ワークＷが許容範囲外の位置にまで位置ずれすると、演算ユニット２２は、ワークＷが許容範囲外にまで位置ずれしたと判断し、警告部２４を作動させてオペレータに警告する。

このように、流体吹き出し口４２は上向きであってもよく、更には、下向き等、何れの方向にすることも可能である。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

第１実施形態で、ワーク保持位置検出システムに用いる取付具の斜視図である。 図２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第１実施形態で、ワークが正しい位置に保持された状態、及び、ワークが位置ずれして保持された状態、を示す側面断面図である。 第１実施形態に係るワーク保持位置検出システムの模式的なブロック構成図である。 第２実施形態で、流体吹き出し口の近傍を示す拡大側面断面図である。 図３（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第３実施形態で説明する取付具の側面断面図及び正面図である。 図６（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第４実施形態で、ワークが正しい位置に保持された状態、及び、ワークが位置ずれして保持された状態、を示す側面断面図である。

符号の説明

１０ ワーク保持位置検出システム
１２ 流体吹き出し口
１６ 取付具
２０ センサ（検出手段）
２２ 演算ユニット（判断手段）
３６ 取付具
４２ 流体吹き出し口
Ｗ ワーク
ＷＳ 外壁

Claims (5)

1. 設定位置に保持されたワークの外壁に当接又は近接する位置に配置された流体吹き出し口と、
   前記流体吹き出し口から流出する流量を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出された流量に基づいて、前記ワークが設定位置に位置しているか否かを判断する判断手段と、
   を備えたことを特徴とするワーク保持位置検出システム。
2. 前記流体吹き出し口は、前記ワークを保持する取付具又は治具に複数箇所設けられ、
   設定位置に保持された前記ワークは前記流体吹き出し口全てに当接又は近接することを特徴とする請求項１に記載のワーク保持位置検出システム。
3. 前記流体が空気であることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク保持位置検出システム。
4. 前記判断手段は、前記流体吹き出し口から流出する空気流量の許容範囲をデータとして備え、前記空気流量が許容範囲外であると、その旨をオペレータに警告することを特徴とする請求項３に記載のワーク保持位置検出システム。
5. 前記判断手段は、ワークの寸法毎に前記データを記録したデータテーブルを備えていることを特徴とする請求項４に記載のワーク保持位置検出システム。

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