JP2008093698A - ブランク枚数検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブランク材の大きさや形状が大きく変動する場合でも、再設定や再調整が不要であり、ブランク（金属板）の枚数を安定して検出することができるブランク枚数検出装置を提供する。
【解決手段】対象とする大きさ及び形状のブランク材１を支持可能に上端が水平方向に分散して位置し搬送機器の隙間を通して下方に延びる複数の支持部材１２と、支持部材の上端が搬送機器のブランク材支持面より下方に位置する「退避位置」Ｌとブランク材支持面より上方に位置しブランク材を支持する「支持位置」Ｈとの間を昇降させる昇降装置１４と、支持部材の下端に作用する全重量を計測する重量計測装置１６と、支持位置Ｈにおける全重量の計測値からブランク材の枚数を演算する演算装置１８を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ブランク材（金属板）の枚数を検出するブランク枚数検出装置に関する。

図５は、ブランク材（金属板）を積層したスタックからブランク材を１枚ずつ取り出し、プレス装置に供給するラインの模式図である。
この図において、１は１枚のブランク材、２は複数のブランク材を積層したスタック、３はピックアップ装置、４は水平搬送台、５は傾斜スロープ、６はプレス装置である。
スタック２を構成する最上段のブランク材１は、ピックアップ装置３で１枚ずつ分離して搬送され、水平搬送台４に載せられて１枚ずつ水平搬送され、傾斜スロープ５を介して、プレス装置７に１枚ずつ供給される。

この例のように、スタック２からブランク材を１枚ずつ取り出し供給する装置では、下流の加工装置（例えば、プレス装置６）に積層されたままの２枚以上のブランク材が同時に供給されると、金型の損傷や装置の故障等の重大な悪影響を加工装置に及ぼすおそれがある。
そのため、このようなブランク材を１枚ずつ取り出し供給する装置では、スタックからブランク材を１枚ずつ分離して取り出し加工装置に供給するまでの搬送途中において、ブランク材の枚数を検出し、２枚以上が積層されている場合には、それを別のラインに排出する必要がある。

上述した目的を達成するために、スタックからブランク材を１枚ずつ分離して搬送する手段（特許文献１〜３）、ブランク材を１枚ずつ搬送する手段（特許文献４〜６）、および搬送中のブランク材の枚数を検出する手段（特許文献７、８）が、既に提案されている。

特許文献７におけるブランク枚数検出手段は、図６に示すように、ロボット５９のアーム５２に支持されたバキュームリフター５４の複数のバキュームカップ５６のうちの１つを、ロードセルを介して支持金具に取付け、シート材５１の吸着時にロードセルで検出したシート材重量に基づく検出値を、予め設定した基準公差値と比較し、検出値が基準公差値の範囲内か否かにより、吸着したシート材５１が１枚か否かを判定するものである。

特許文献８におけるブランク枚数検出手段は、図７に示すように、「口」字型に形成されたフレーム６２の下方枠６５と、下方枠６５の両端面で固着された支柱枠６３とで両固定バリを構成し、下方枠６５の中央下部に、電磁石体の連結バーと連結する連結部６６を有し、連結部６６の左右両側上下面に歪ゲージ６４が配設されているワークセンサーである。また、このワークセンサー６１には、支柱枠６３と連結バーの間に隙間Ｈが形成されている。更にこのワークセンサー６１を搬送装置のロボットアームと、電磁石体の間に配設できるように構成したものである。

特開平３−６７８２２号公報、「積層薄板材料の個別取出し機構」 特開平３−１５２０３０号公報、「ディスタックフィーダのブランクピックアップ装置」 特開平４−２６６３３７号公報、「ディスタックフィーダのブランクピックアップ装置」 特開昭４８−１９４６４号公報、「鋼板の２枚吊り防止装置」 実開平１−７８６３９号公報、「板材の一枚取出し検出装置」 特開２００２−１６０８１７号公報、「マグネットコンベアベルト」 特開平７−２４１６３８号公報、「シート材自動供給装置」 特開平８−２１７２７６号公報、「ワークセンサー」

スタックからブランク材を１枚ずつ分離して搬送する手段（例えば特許文献１〜３）や、ブランク材を１枚ずつ搬送する手段（例えば特許文献４〜６）を備えた装置では、従来、超音波やレーザーセンサ、渦電流などを使って、ブランク材の厚さを計測する手段や、片側から磁界をかけて透過した磁界の大きさによりブランク材が複数枚重なっていることを検出する手段がとられていた。
しかし、これらの計測又は検出手段では、計測場所がピンポイントであるために、さまざまな形状や寸法のブランク材を計測するためには、ブランク材を計測位置に確実に搬送するか、計測器を複数個用意してそのうちの１つで確実に計測できるようにする必要があった。

特に、実際のブランク材の大きさは、例えば最小３０ｃｍ×３０ｃｍ程度から、最大２ｍ×４ｍ程度まで大きく変動し、その形状も単純な矩形のほか、中央が開口する異形のものまで様々であり、厚さセンサ等で計測又は検出する手段では、ブランク材の大きさや形状が変わる度に、センサ位置の設定・調整が不可欠であった。

また、特許文献７、８のように、重量によってブランク枚数を検出する手段も提案されているが、この手段は、ロボット搬送装置に組み込まれて搬送中に計測するため、ロボットの振動や搬送時のブランク材の揺れにより安定した計測が困難であった。
さらに複数のバキュームカップのうちの１つを、ロードセルを介して支持金具に取付ける場合には、そのバキュームカップが作用しない場合に、計測誤差が過大となるおそれもあった。

本発明は上述した問題点に鑑みて創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ブランク材の大きさや形状が大きく変動する場合でも、再設定や再調整が不要であり、ブランク（金属板）の枚数を安定して正確に検出することができるブランク枚数検出装置を提供することにある。

本発明によれば、ブランク材を搬送し所定の搬送機器上に載せかえる際にブランク材の枚数を検出する装置であって、
対象とする大きさ及び形状のブランク材を支持可能に上端が水平方向に分散して位置し、前記搬送機器の隙間を通して下方に延びる複数の支持部材と、
前記支持部材の上端が搬送機器のブランク材支持面より下方に位置する「退避位置」とブランク材支持面より上方に位置しブランク材を支持する「支持位置」との間を複数の支持部材同士を同期して昇降させる昇降装置と、
前記複数の支持部材の下端に作用する全重量を計測する重量計測装置と、
前記支持位置における全重量の計測値からブランク材の枚数を演算する演算装置と、を備えたことを特徴とするブランク枚数検出装置が提供される。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記昇降装置は、複数の支持部材の下端が固定された検出用フレームと、
該検出用フレームを３点で支持する支持フレームと、
該支持フレームを昇降させる昇降用アクチュエータとからなり、
前記重量計測装置は、前記支持フレームの３点の支持点に設けられた３台のロードセルである。

また前記演算装置は、ブランク材を支持しない時の前記全重量と、対象とする特定の大きさ及び形状のブランク材を１枚支持する時の前記全重量とを、それぞれ空重量および基準重量とし、基準重量と空重量の差を単位重量としてそれぞれ記憶し、
新たに支持位置で計測した全重量と空重量の差と単位重量を比較し、
全重量と空重量の差と単位重量がほぼ一致する場合には、ブランク枚数を１枚と判定し、
全重量と空重量の差が単位重量のｎ倍（ｎは２以上の整数）にほぼ一致する場合には、ブランク枚数をｎ枚と判定する、ことが好ましい。

上記本発明の構成によれば、複数の支持部材の上端が、対象とする大きさ及び形状のブランク材を支持可能に上端が水平方向に分散して位置するので、ブランク材の大きさや形状が大きく変動する場合でも、その複数の上端で支持部材を再設定及び再調整することなく確実に支持することができる。
さらに、重量計測装置で支持部材の下端に作用する全重量を計測し、演算装置でブランク材の枚数を演算することができ、ブランク（金属板）の枚数を安定して検出することができる

以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明のブランク枚数検出装置１０を備えたブランクピックアップラインの模式図である。
このブランクピックアップラインは、本発明のブランク枚数検出装置１０は、図５に示したラインの水平搬送台４の下方に設け、水平搬送台４を後述する搬送機器２０Ａ又は２０Ｂに置き換えたものである。
なお、本発明は、このラインに限定されず、例えばロボット等でブランク材を搬送し所定の搬送機器上に載せかえる場合にも適用することができる。

図２は、本発明のブランク枚数検出装置の全体構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
この図に示すように、本発明のブランク枚数検出装置１０は、複数の支持部材１２、昇降装置１４、重量計測装置１６、及び演算装置１８を備える。

図３は、本発明を構成する支持フレーム１４ｂと重量計測装置１６の平面図である。また、図４（Ａ）（Ｂ）は、搬送機器２０Ａ，２０Ｂと支持部材１２の位置関係を示す平面図である。

図２（Ａ）において、複数の支持部材１２は、対象とする大きさ及び形状のブランク材１を支持可能に上端が水平方向に分散して位置し、搬送機器の隙間を通して下方に延びる。
支持部材１２は、好ましくは細長い棒形状（例えば直径１０ｍｍ、長さ２００ｍｍ程度）又は細長い平板状であり、その上端はブランク材に傷を付けないように球面又は円弧面である。また、支持部材１２は、好ましくはその一部（上端のみ）又は全部をゴムやプラスチック等の軟質材料で構成するのがよい。

支持部材１２は、対象とするブランク材１の大きさ（例えば最小３０ｃｍ×３０ｃｍ程度から、最大２ｍ×４ｍ程度まで）とその形状（例えば矩形、孔開きの異形材）に対し、すべてのブランク材を支持できるように、上端位置を同一平面の水平方向に分散して配置する。この配置は、図２（Ａ）では、一定のピッチ（例えば１５ｃｍ）の格子状配置であるがその他の配置であってもよい。

図４（Ａ）において、搬送機器２０Ａは、搬送方向（この図で右方向）に延びる複数の幅狭のベルトコンベアであり、幅方向（この図で上下方向）に一定の隙間を隔てている。
本発明の支持部材１２は、この搬送機器２０Ａの隙間を通して上下方向（紙面に直角方向）に延びる。

また図４（Ｂ）において、搬送機器２０Ｂは、幅方向（この図で上下方向）に延び搬送方向（この図で右方向）に一定の隙間を隔てている複数の細長いローラコンベアである。
本発明の支持部材１２は、この搬送機器２０Ｂの隙間を通して上下方向（紙面に直角方向）に延びる。

搬送機器２０Ａ，２０Ｂは、本発明の支持部材１２と同一位置にそれぞれブランク材支持面を有し、この上に載せたブランク材１をこの図で右方向に水平に搬送するようになっている。
また、本発明のブランク枚数検出装置１０は、図示しない別の装置（例えば、図５のピックアップ装置３）でブランク材１を搬送しこの搬送機器２０Ａ，２０Ｂ上に載せかえる際にブランク枚１の枚数を検出する装置である。この装置で、ブランク枚数を２枚以上と判定した場合には、搬送機器２０Ａ，２０Ｂの下流側に設けた図示しない排出装置により、２枚以上のブランク材を別のラインに分離するようになっているのがよい。
このように支持部材は搬送機器２０Ａ，２０Ｂの隙間を通して、上下方向に延びてブランク材を支持できるのであれば、棒状でも板状でも良い。
なお、この排出装置を搬送機器２０Ａ，２０Ｂの上流側（この図で左方向）に設け、搬送機器２０Ａ，２０Ｂで上流側に搬送してもよい。

なお、本発明は、上述した構成の搬送機器２０Ａ，２０Ｂに限定されず、ブランク材１を搬送し載せかえる際に用いるブランク材支持面を有する限りで、どのような構造の搬送機器（例えば、単なる支持台）でもよい。

図２および図３において、昇降装置１４は、複数の支持部材１２の下端が固定された検出用フレーム１４ａと、検出用フレーム１４ａを３点で支持する支持フレーム１４ｂと、支持フレーム１４ｂを昇降させる昇降用アクチュエータ１４ｃとからなる。

検出用フレーム１４ａは、この例では幅方向に直線上に位置する複数の支持部材１２の下端を固定する複数（この例では７本）の幅方向部材と、その両端を連結し横方向に延びる２本の横方向部材とからなる。
検出用フレーム１４ａは、軽量部材（例えばアルミの中空角材）で構成し、全体を軽量（例えば５０ｋｇ以内）に構成する。

支持フレーム１４ｂは、この例ではほぼ正三角形の三角形フレームと、その各頂点と図心位置とを結ぶ３本の放射状部材とからなり、三角形の各頂点で検出用フレーム１４ａを３点で支持する。この三角形の図心位置は、検出用フレーム１４ａの図心位置と一致させるのが好ましい。

昇降用アクチュエータ１４ｃは、例えばガイド付きの空圧シリンダであり、図示しない空圧制御装置により、加圧空気をロッド側又はシリンダ側に供給し、空圧シリンダを伸縮させるようになっている。

上述した構成の昇降装置１４により、複数の支持部材同士を同期して、上端が搬送機器のブランク材支持面より下方に位置する「退避位置」Ｌとブランク材支持面より上方に位置しブランク材を支持する「支持位置」Ｈとの間を昇降させることができる。

上述した支持部材１２の長さは、この昇降の際に、搬送機器２０Ａ，２０Ｂと干渉しない十分な長さに設定する。

重量計測装置１６は、支持フレーム１４ｂの３点の支持点に設けられた３台のロードセルであり、複数の支持部材１２の下端に作用する全重量を計測する。
このロードセルの計測精度は、最も軽量のブランク材（例えば０．５ｋｇ）を検出用フレーム１４ａ（例えば５０ｋｇ）と共に計測する場合でも、ブランク枚数を正確に検出できるように分解能が十分高いもの（例えばフルスケールの１／１０００以下の誤差）を使用する。

なお、３点の支持点に３台のロードセルをそれぞれ設けたのは、ブランク材の位置が大きくずれた場合でも、正確にブランク材の重量を計測するためである。従ってこの条件を満たすかぎりで、ロードセルは１台でもよいし、２台もしくは４台以上でも良い。また、支持フレーム１４ｂも多角形でも良い。ロードセルが１台の場合、昇降用アクチュエータ１４ｃの出力軸にロードセルを設けるのがよい。
また重量計測をロードセル以外の方法（ピエゾ素子）で計測してもよい。

本発明の装置の稼働中において、重量計測装置１６による重量計測は、支持部材１２の上端がブランク材支持面より上方に位置しブランク材１を支持する「支持位置」Ｈで行い、その後、支持部材１２を「退避位置」Ｌまで下降させて、ブランク材１を搬送機器２０Ａ，２０Ｂに載せかえるのがよい。
この計測方法により、「支持位置」Ｈから「退避位置」Ｌまでのストロークは非常に短くできる（例えば１０ｍｍ以下）ので、計測時間を非常に短く（例えば０．１秒以下に）できる。
なお、本発明はこの計測方法に限定されず、「退避位置」でブランク材を搬送機器に載せた後、「支持位置」まで上昇して計測してもよい。

演算装置１８は、例えば制御用コンピュータ（ＰＣ）であり、支持位置Ｈにおける全重量の計測値からブランク材の枚数を演算する。
演算装置１８は、ブランク材を支持しない時の全重量（Ｗ０）と、対象とする特定の大きさ及び形状のブランク材を１枚支持する時の全重量（Ｗ１）とを、それぞれ空重量Ｗ０および基準重量Ｗ１とし、基準重量Ｗ１と空重量Ｗ０の差を単位重量ＤＷ０としてそれぞれ記憶装置に記憶する。なお、ブランク材の１枚の重量を単位重量ＤＷ０として、直接入力してもよい。
この単位重量ＤＷの記憶は、対象とするブランク材の大きさ又は形状が変化する都度、実施するのがよい。

次いで、本発明の装置の稼働中において、新たに支持位置で計測した全重量（Ｗ）と空重量Ｗ０の差ＤＷと単位重量ＤＷ０を比較する。
この比較により、全重量と空重量の差ＤＷと単位重量ＤＷ０がほぼ一致する場合には、ブランク枚数を１枚と判定し、全重量と空重量の差ＤＷが単位重量ＤＷ０のｎ倍（ｎは２以上の整数）にほぼ一致する場合には、ブランク枚数をｎ枚と判定する。
ブランク枚数を１枚と判定した場合には、正常であり、そのまま搬送機器２０Ａ，２０Ｂにより下流側の加工装置に搬送する。
また、ブランク枚数を２枚以上と判定した場合には、異常であり、搬送機器２０Ａ，２０Ｂの下流側又は上流側に設けた図示しない排出装置により、２枚以上のブランク材を別のラインに分離する。

上述したように、本発明の構成によれば、複数の支持部材１２が、対象とする大きさ及び形状のブランク材１を支持可能に上端が水平方向に分散して位置するので、ブランク材１の大きさや形状が大きく変動する場合でも、支持部材１２を再設定及び再調整することなく確実に支持することができる。
さらに、重量計測装置１６で支持部材１２の下端に作用する全重量Ｗを計測し、演算装置１８でブランク材の枚数を演算することができ、ブランク（金属板）の枚数を安定して検出することができる。

なお重量の検出方式は、ブランク材一枚の重量を制御装置に記憶し計測値と比較する方法（絶対値比較）と、基準となるブランク材を乗せたときのセンサ値を制御装置に記憶させ、その何倍かで判定する方法（相対値比較）のいずれでもよい。

また現在ディスタック部（例えばピックアップ装置）の処理速度の向上が進められているが、本発明の検出方法であれば処理速度を下げることなく検出が可能となる。

上述した本発明の構成によれば、ブランク材の重量を計測することで、ピンポイントで計測するという制約を無くすことができる。
また、搬送中のロボットではなく、ロボットからコンベアにパネルを置く際に計測するので、正確かつ処理速度を犠牲にすることなく判定できる。
さらに、センサの配置に関する検討が不要になり、配線を含めた機構を簡素化できる。また、搬送ロボットからコンベアにブランクを乗せたときに計測できるため、処理速度も確保できる。

また、計測時に昇降シリンダを用いて、ブランク材を搬送するコンベアの隙間から剣山型のフレームを出し、この状態で、搬送ロボットからブランク材を供給し、ロードセルにてブランク材の重量を計測し、計測した重量と１枚の重量（既知）を比較することで何枚のブランク材が乗せられたか判断できる。
さらに計測終了後、昇降シリンダを縮めて剣山型フレームをコンベアの下に格納し、コンベア上に残されたブランクを搬送する。
何枚コンベアに乗せられているか判定できるため、１枚の場合はそのまま下流工程へ、２枚の場合は下流工程の再ディスタック機構で分割し、３枚以上は破棄する等の判断も行うことが出来る。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

本発明のブランク枚数検出装置を備えたブランクピックアップラインの模式図である。 本発明のブランク枚数検出装置の全体構成図である。 本発明を構成する支持フレームと重量計測装置の平面図である。 搬送機器２０Ａ，２０Ｂと支持部材１２の位置関係を示す平面図である。 スタックからブランク材を１枚ずつ取り出しプレス装置に供給する従来のラインの模式図である。 特許文献７におけるブランク枚数検出手段の説明図である。 特許文献８におけるブランク枚数検出手段の説明図である。

符号の説明

１ ブランク材、２ スタック、３ ピックアップ装置、
４ 水平搬送台、５ 傾斜スロープ、６ プレス装置、
１０ ブランク枚数検出装置、１２ 支持部材、
１４ 昇降装置、１４ａ 検出用フレーム、
１４ｂ 支持フレーム、１４ｃ 昇降用アクチュエータ、
１６ 重量計測装置（ロードセル）、
１８ 演算装置（制御用コンピュータ）、
２０Ａ，２０Ｂ 搬送機器

Claims (3)

1. ブランク材を搬送し所定の搬送機器上に載せかえる際にブランク材の枚数を検出する装置であって、
   対象とする大きさ及び形状のブランク材を支持可能に上端が水平方向に分散して位置し、前記搬送機器の隙間を通して下方に延びる複数の支持部材と、
   前記支持部材の上端が搬送機器のブランク材支持面より下方に位置する「退避位置」とブランク材支持面より上方に位置しブランク材を支持する「支持位置」との間を複数の支持部材同士を同期して昇降させる昇降装置と、
   前記複数の支持部材の下端に作用する全重量を計測する重量計測装置と、
   前記支持位置における全重量の計測値からブランク材の枚数を演算する演算装置と、を備えたことを特徴とするブランク枚数検出装置。
2. 前記昇降装置は、複数の支持部材の下端が固定された検出用フレームと、
   該検出用フレームを３点で支持する支持フレームと、
   該支持フレームを昇降させる昇降用アクチュエータとからなり、
   前記重量計測装置は、前記支持フレームの３点の支持点に設けられた３台のロードセルである、ことを特徴とする請求項１に記載のブランク枚数検出装置。
3. 前記演算装置は、ブランク材を支持しない時の前記全重量と、対象とする特定の大きさ及び形状のブランク材を１枚支持する時の前記全重量とを、それぞれ空重量および基準重量とし、基準重量と空重量の差を単位重量としてそれぞれ記憶し、
   新たに支持位置で計測した全重量と空重量の差と単位重量を比較し、
   全重量と空重量の差と単位重量がほぼ一致する場合には、ブランク枚数を１枚と判定し、
   全重量と空重量の差が単位重量のｎ倍（ｎは２以上の整数）にほぼ一致する場合には、ブランク枚数をｎ枚と判定する、ことを特徴とする請求項１に記載のブランク枚数検出装置。

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