JP2009166183A - ワークホルダ及びレーザマーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの着脱を迅速に行うことができるワークホルダ及びレーザマーカ装置を提供する。
【解決手段】磁力によってワーク７をワークホルダ本体６に押し付けるワーク押え８を採用した。ワーク押え８はアウタ押え１３とインナ押え１２とを有する。インナ押え１２はアウタ押え１３とワーク７との間に配置される。
【選択図】図４

Description

この発明はワークホルダ及びレーザマーカ装置に関する。

従来、複数のワークに順次レーザでマーキング（例えば２次元バーコード等のマークをつけること）を行うレーザマーカ装置が知られている。ワークにマーキングを行うとき、ワークはネジでワークホルダに取り付けられている。

しかし、上述のネジでワークをワークホルダに取り付ける方法はワークの着脱に時間がかかり、タクトタイム（１個のワークにマークを付けるために要する時間）が長くなるため、多量生産には適さないという問題があった。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題はワークの着脱を迅速に行うことができるワークホルダ及びレーザマーカ装置を提供することである。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、ワークが取り付けられるワークホルダ本体と、前記ワークホルダ本体に着脱可能であって、前記ワークを前記ワークホルダ本体に磁力によって押し付けるワーク押えとを備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載のワークホルダにおいて、前記ワーク押えは、前記ワークホルダ本体に設けられた磁性体に吸着可能な磁石を保持するアウタ押えと、前記アウタ押えと前記ワークとの間に配置され、ばね力によって前記ワークを前記ワークホルダ本体方向へ付勢するインナ押えとを有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載のワークホルダにおいて、前記ワーク押えが前記ワークホルダ本体に取り付けられているか否かを検出するワーク押え検出手段を備えていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３記載のワークホルダにおいて、前記ワークはレーザ光によってマーキングされることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のワークホルダと、前記ワークにレーザ光でマーキングを行うレーザマーキング手段とを備えていることを特徴とするレーザマーカ装置である。

この発明によればワークの着脱を迅速に行うことができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１、２はこの発明の一実施形態に係るレーザマーカ装置１００の斜視図であり、図１はパネルを付けた状態を示し、図２はパネルを外した状態を示す。なお、図２ではスイッチボックス２０等の図示は省略されている。

レーザマーカ装置１００は、ターンテーブル２０に載置したワークホルダ５に取り付けられたワーク７にマーキングを施すための装置である。

レーザマーカ装置１００は、ワーク７（図３（ｂ）参照）に後述のマークを付けるレーザマーカ部（レーザマーキング手段）１と、ターンテーブル２０を収容するターンテーブル部２と、コントローラ部４を収容する架台部３とを備えている。

架台部３は箱型である。架台部３はその骨組に相当する第１のフレーム部３Ａを有し、コントローラ部４の正面に位置する面以外の面にパネル３Ｂが取り付けられている。第１のフレーム部３Ａは四角柱の複数の枠材を直方体形状に接続してなる枠３ａである。パネル３Ｂは枠３ａにビス等で取り付けられている。なお、架台部３の底面の四隅には架台部３を水平にするためのアジャスタボルト２６が設けられている。

ターンテーブル部２は架台部３の上部に設けられている。ターンテーブル部２は箱型である。ターンテーブル部２はその骨組に相当する第２のフレーム部２Ａを有し、第２のフレーム部２Ａの前面には蓋２Ｃが設けられ、前面以外の面にはパネル２Ｂが取り付けられている。第２のフレーム部２Ａの前面は架台部３の上面に対して所定角度傾いている。正面から見て、蓋２Ｃの右側には蓋２Ｃを開くための取手Ｈが取り付けられ、中央部にはのぞき窓Ｗが設けられている。のぞき窓Ｗはレーザ光を遮光する材料で形成されている。ターンテーブル部２に収容されたターンテーブル２０は円形であり、ターンテーブル２０には複数のワークホルダ５が円周方向に等間隔に配置されている。（但し、図２中には便宜上１つのワークホルダ５だけが描かれている）ワークホルダ５には例えばＩＣパッケージ等の複数のワーク７が取り付けられる。なお、ターンテーブル部２には、レーザマーカ部１によるマーキングを開始させるためのスイッチ２１とレーザマーカ装置１００をオン・オフさせるためのオン・オフスイッチ２２とが設けられている。

レーザマーカ部１はターンテーブル部２の上部に設けられている。レーザマーカ部１はレーザ光を利用してワーク７のマーキング面に熱加工で文字や２次元バーコード等のマークを付ける。レーザマーカ部１は、インクの補充が不要であり、レーザ光を細く絞ることで微小な部品に印字できるという特徴がある。レーザマーカ部１はケーブル２５を介してコントローラ部４に接続されている。

コントローラ部４はターンテーブル２０の回転を制御するとともに、レーザマーカ部１のマーキング動作を制御する。コントローラ部４はワーク７の間隔、レーザマーカ部１の動作速度によりマーキングのタイミングを制御する。また、コントローラ部４は後述するホールＩＣ（ワーク押え検出手段）１４の出力に基づいて後述するワーク押え８（図３参照）がワークホルダ本体６に取り付けられているか否かを判断する。

レーザマーカ装置１００は以下のように使用される。なお、レーザマーカ装置１００は既にオン状態になっているものとする。

蓋２Ｃを開け、ターンテーブル２０に載置された総てのワークホルダ５に後述の方法でワーク７を取り付ける。その後、蓋２Ｃを閉め、スタートボタン２１を押す。スタートボタン２１が押されると、ターンテーブル２０が回転し、ワーク７が順次所定位置（レーザ光が照射される位置）に移送される。レーザマーカ部１は所定位置に移送されてきたワーク７のマーキング面にレーザ光を照射してマークを順次付ける。レーザ光の照射開始から所定時間経過し、マーキングが終了したとき、ターンテーブル２０が所定量だけ回転し、マークが付けられたワーク７が所定位置から外れ、マークが付けられていない別のワーク７が所定位置に配置され、マーキングが実行される。このような作業がすべてのワーク７に対して繰り返される。総てのワーク７に対するマーキングが終了したとき、ワークホルダ５に取り付けられたワーク７を外し、ワークホルダ５に新たなワーク７を取り付け、新たなワーク７に対してマーキングを実行する。

図３（ａ）〜（ｃ）はワークホルダ５の斜視図である。

ワークホルダ５はワーク７をターンテーブル２０の所定位置に取り付けるものである。

図３（ａ）はワークホルダ本体６を示し、図３（ｂ）はワーク７をワークホルダ本体６に取り付けた状態を示し、図３（ｃ）はワーク押え８でワーク７を固定した状態を示す。

ワークホルダ５はワーク７が取り付けられるワークホルダ本体６とワーク７をワークホルダ本体６に押し付けるワーク押え８とを備えている。

ワークホルダ本体６は、ターンテーブル２０（図２参照）に固定される円板状のワークホルダベース６ａと、円筒状のワークガイド６ｃを有するワークホルダ本体部６ｂとで構成されている。

ワークホルダベース６ａはボルト（図示せず）を通すための３つの通し孔６ａ−１が円周方向に等間隔に形成されている。

ワークホルダ本体部６ｂはワークホルダベース６ａの上面に形成された凹部に嵌合している。ワークホルダ本体部６ｂは、ワークホルダベース６ａの底面側からねじ込まれた六角穴付きボルト２７（図６参照）によってワークホルダベース６ａに固定されている。ワークホルダ本体部６ｂによってワーク７のワークガイド取り付け面６ｂ−１に直交する方向の位置決めがされる。

ワークガイド６ｃはワークホルダ本体部６ｂのほぼ中央に形成された孔６ｂ−２（図６参照）に嵌合している。ワークガイド６ｃはワークホルダ本体部６ｂに設けられた止めねじ６ｅによってワークホルダ本体部６ｂに固定されている。ワークガイド６ｃは環状のワーク７を嵌合可能な外径を有する。また、ワークガイド６ｃは磁石９を嵌合可能な内径を有する（図５参照）。

図４はワーク７の取付方法を説明するためのワークホルダ５の分解側面図である。

ワークホルダ本体部６ｂのワークガイド取り付け面６ｂ−１はワークホルダベース６ａの上面に直交する仮想面に対して傾斜している。

まず、ワーク７をワークガイド６ｃを介して嵌合し、ワーク７をワークホルダ本体部６ｂのワークガイド取り付け面６ｂ−１に押し付け、ワーク７の端面７ａとワークホルダ本体部６ｂのワークガイド取り付け面６ｂ−１とを当接させる。このとき、ワーク７の凹部７ｄ（図６参照）に、ワークガイド取り付け面６ｂ−１に設けられたピン６ｄが挿入されるようにする（図６参照）。凹部７ｄ及びピン６ｄによってワークホルダ５に対するワーク７の回転方向の位置決めがされる。その後、ワーク押え８をワークホルダ本体６（ワークガイド６ｃ）にはめ込む。ワーク押え８によるワーク７のワークホルダ本体６への固定方法については後述する。

図５はワークホルダ５の分解斜視図である。

ワーク押え８はアウタ押え１３とインナ押え１２とを備えている。

アウタ押え１３はワークホルダ本体６に設けられた２つの鉄心（磁性体）１０（図７参照）に吸着可能な磁石９を保持する。磁石９は柱状であり、大径部９ａと大径部９ａに連なる小径部９ｂとからなる。大径部９ａがボルト１３ａによってアウタ押え１３に固定される。小径部９ｂはワークガイド６ｃに嵌合可能である。

インナ押え１２はアウタ押え１３とワーク７との間に配置されている（図４参照）。インナ押え１２とアウタ押え１３との間には３つの圧縮コイルバネ１１が配置されている。圧縮コイルバネ１１はばね力によってワーク７をワークホルダ本体６方向へ付勢するとともに、ワーク７に必要以上の荷重が加わらないようにする。

図７はワークホルダ本体６の斜視図である。

ワークガイド６ｃの底面の中央には、ワーク押え８がワークホルダ本体６に取り付けられているか否かを検出するホールＩＣ１４が設けられている。ホールＩＣ１４は磁気センサであり、磁石９が接近したことを検出する。また、ワークガイド６ｃの底面のホールＩＣ１４の近傍には、磁石９に吸着する２つの鉄心１０が底面から突出するように設けられている。

図６はワーク押え８でワーク７をワークホルダ本体６に固定した状態の断面を示す概念図である。

ワーク本体６に取り付けられたワーク７を介してワーク押え８をワーク本体６にはめ込み、磁石９の小径部９ｂをワークガイド６ｃに嵌合させたとき、磁石９に鉄心１０が吸着されるとともに、磁石９がホールＩＣ１４と所定の間隔をおいて対向する。磁石９の磁力によってワーク押え８がワークホルダ本体６に吸着される。その結果、ワーク７がワークホルダ本体６に確実に取り付けられる。このとき、インナ押え１２とアウタ押え１３との間に配置された圧縮コイルバネ１１のばね力によってワーク押え８がワーク７を押す過剰な力が吸収され、ワーク７に必要以上の荷重が作用しない。また、ホールＩＣ１４によってワーク押え８が装着されたことが検出される。なお、圧縮コイルバネ１１は図６に示したようにインナ押え１２の凹部１２ａとアウタ押え１３の凹部１３ａとで形成される空間Ｓに収容されている。

この実施形態によれば、ワーク７をワークホルダ本体６に取り付けた後、ワーク押え８をワークホルダ本体６にはめ込むだけでよく、ねじを回す作業を必要としないので、ワーク６の着脱を迅速に行うことができる。その結果、２次元バーコード等のマークを付けるためのタクトタイムを短縮でき、ワーク６の生産性が向上する。

また、従来例のようにワーク７をねじを用いて着脱する構成ではないので、ワークホルダ５の寿命を延ばすことができる。更に、ホールＩＣ１４によってワーク押え８がワークホルダ本体６に取り付けられているか否かを検出できるので、ワーク押え８の装着忘れがなくなる。その結果、ターンテーブル２０の回転時の振動によってワーク７が傾いたり、ずれたりしなくなり、印字位置ずれが防止される。

図１はこの発明の一実施形態に係るレーザマーカ装置の斜視図である。 図２はこの発明の一実施形態に係るレーザマーカ装置の斜視図である。 図３（ａ）〜（ｃ）はワークホルダ部の斜視図である。 図４はワークの取付方法を説明するためのワークホルダの分解側面図である。 図５はワークホルダ部の分解斜視図である。 図６はワーク押えでワークをワークホルダ本体に固定した状態の断面を示す概念図である。 図７はワークホルダ本体の斜視図である。

符号の説明

１：レーザマーカ部（レーザマーキング手段）、５：ワークホルダ、６：ワークホルダ本体、７：ワーク、８：ワーク押え、９：磁石、１０：鉄心（磁性体）、１１：圧縮コイルバネ、１２：インナ押え、１３：アウタ押え、１４：ホールＩＣ（ワーク押え検出手段）、１００：レーザマーカ装置。

Claims (4)

1. ワークが取り付けられるワークホルダ本体と、
   前記ワークホルダ本体に着脱可能であって、前記ワークを前記ワークホルダ本体に磁力によって押し付けるワーク押えと
   を備えていることを特徴とするワークホルダ。
2. 前記ワーク押えは、前記ワークホルダ本体に設けられた磁性体に吸着可能な磁石を保持するアウタ押えと、前記アウタ押えと前記ワークとの間に配置され、ばね力によって前記ワークを前記ワークホルダ本体方向へ付勢するインナ押えとを有することを特徴とする請求項１記載のワークホルダ。
3. 前記ワーク押えが前記ワークホルダ本体に取り付けられているか否かを検出するワーク押え検出手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のワークホルダ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載のワークホルダと、前記ワークにレーザ光でマーキングを行うレーザマーキング手段とを備えていることを特徴とするレーザマーカ装置。

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