JP2014092843A - 設備の可動体の動作検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】設備の小型化が可能な設備の可動体の動作検出システムを提供する。
【解決手段】１個の受信装置Ｒと、定められた運動をする送りバー６、１６、１９に装着され、識別情報を含む無線信号を発信する無線標識タグＴ１、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６と、固定され、ターンテーブル１０による無線信号の遮蔽がないとき無線信号を受信可能な無線標識タグＴ２、Ｔ３を備える。
受信装置Ｒにおける所定の無線標識タグの受信の有無から、動作判定手段３２１により送りバー６、１６、１９の前後進と、ターンテーブル１０の旋回位置を判定し、モニタ３３に表示する。
【選択図】図４

Description

本発明は、工場等の設備の動作状況を検出するシステムに関し、設備の可動体の動作の検出システムに関するものである。

設備の可動体の動作の検出システムとしてマイクロスイッチにより可動体の検出部位の運動の終端の位置を検出するもの（例えば、特許文献１参照）や、通電式の接触検知センサで可動体の位置を読み取るもの（例えば、特許文献２参照）などがあり、いずれも１動作に対応した１個の検出センサを用いて、設備の可動体の動作を検出している。

特開２００１−６３９３１号公報 特開平４−１２８０２１号公報

動作の検出をする検出センサは構造が複雑で大型の物が多く、可動体の検出部位も検出センサに適応した特定の形状と所定の大きさが必要である。また、検出する動作に対応して検出センサが必要なため、個数も多くなる。このため、動作の検出をするために必要なスペースが大きくなり、設備の小型化に限界がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、設備の小型化が可能な設備の可動体の動作検出システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、設備の可動体の定められた動作の状態を検出するシステムであって、
所定位置に装着され、識別情報を含む無線信号を発信する無線標識タグと、
自らと前記無線標識タグの間に前記無線信号の遮蔽物がなく、かつ、自らと前記無線標識タグの間が所定の距離以内のとき前記無線信号を受信可能な受信装置と、
前記可動体の動作の状態と、前記受信装置による前記無線信号の受信の有無を対応させた動作状態判定基準と、
前記動作状態判定基準に基づき、前記受信装置における前記無線信号の受信の有無から、前記可動体の動作状態を判定する動作判定手段を備えることである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に係る発明において、1つの前記受信装置で複数の前記無線標識タグの無線信号を受信することである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２に係る発明において、１つの可動体の異なる部位に複数の無線標識タグを装着し、前記受信装置での受信の順番により前記可動体の運動の方向を判定することである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２に係る発明において、前記可動体が前記遮蔽物となり、前記可動体が特定の位置にあるときに前記受信装置において前記無線信号の受信が有または無となることである。

請求項５に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に係る発明において、前記動作判定手段の出力に基づき前記可動体の動作状況を表示する表示部を備えることである。

請求項1係る発明によれば、無線により可動体の動作状態が検出できるので、受信装置を可動部から離れた位置に配置でき設備を小型化することが容易である。

請求項２に係る発明によれば、複数の可動体の動作を１つの受信装置で検出できるので、設備の小型化と低コスト化が容易である。

請求項３に係る発明によれば、可動体の運動方向を検出できる。

請求項４に係る発明によれば、可動体による遮蔽範囲を調整することで、受信可能な特定位置の範囲を調整することができ、可動体の動作検出精度を所望の精度とできる。

請求項５に係る発明によれば、可動体の動作状況が容易に認識できる。

第１実施形態の工作物搬入出装置の全体構成を示す概略平面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 図１のＢ−Ｂ矢視図である。 第１実施形態の制御部である。 第１実施形態の無線標識タグ受信状態と可動体の動作状態の対応表である。 第１実施形態の動作の工程を示す概念図である。 第２実施形態を示す概念図である。 図７のＣ矢視図である。

以下、本発明の第1実施形態として、工作機械に工作物を搬入出する搬入出装置の例で説明する。
図１に示すように、搬入出装置１は、搬入台３上にガイド４と油圧シリンダ５と、油圧シリンダ５により前後進し、先端近傍に無線標識タグＴ１を装着する送りバー（可動体）６を備える。ガイド４上には工作物を搭載したパレットＰが可動に保持され、送りバー６の前進によりターンテーブル部に送られる。
図２に示すように旋回ベース８により旋回可能に支持されたターンテーブル（可動体）１０の上部に、パレットＰを可動に保持するガイド５を備える。ターンテーブル１０の下部に旋回ベース８に固定されたブラケット９を備え、ブラケット９の上面には無線標識タグＴ２とＴ３が設置されている。ターンテーブル１０の上部空間に支柱１２に固定された受信装置Ｒが配置される。ターンテーブル１０は図示しない旋回シリンダにより９０度の旋回が可能であり、旋回端においてターンテーブル１０に備えた開口１０ａを経由して無線標識タグＴ２、Ｔ３と受信装置Ｒが通信可能となる。

図１に示すように、ターンテーブル１０を挟み搬入台３と対向する位置に、搬出台１３が配置される。搬出台１３上にガイド１４と油圧シリンダ１５と、油圧シリンダ１５により前後進し、先端近傍に無線標識タグＴ６とフック２２を装着する送りバー（可動体）１６を備える。
搬入台３と搬出台１３の配置方向と直交する方向に工作機械２が配置され、ターンテーブル１０を挟み工作機械２と対向する位置に支持台１７が配置される。支持台１７上に２段油圧シリンダ１８と、２段油圧シリンダ１８により前後進し、先端近傍に所定の間隔で無線標識タグＴ４、Ｔ５を装着する送りバー（可動体）１９を備える。工作機械２とターンテーブル１０の間には支持台２０に保持されたガイド２１を備え、工作機械２はテーブル２０１を備えている。
図３に示すように、ターンテーブル１０が図１の状態から９０度旋回し、テーブル２０１がパレット搬入出位置に位置する場合に、ターンテーブル１０とテーブル２０１の間でガイド２１上を経由してパレットＰの搬入出が可能となる。

この搬入出装置１は図４に示す制御装置３０を備えており、制御装置３０の機能的構成として、油圧弁に対して動作指令することにより油圧シリンダ５、１５、１８などを前後進させるＰＬＣ３１、予め入力されたプログラムに基づき各種判定やデータ作成などを行うコンピュータであるＰＣ３２、ＰＣ３２からの出力を表示するモニタ３３などを備えている。ＰＣ３２の内部には、受信装置Ｒからの受信信号に基づき動作判定を行う動作判定手段３２１、動作判定結果に基づき動作表示データを作成する動作表示データ作成手段３２２を備えている。
動作判定の方法は、動作判定手段３２１において、予めＰＣ３２に入力されている図５に示す動作状態判定基準に基づき、各無線標識タグの受信の有無と対応する可動体の動作状態が選定されることで行う。例えば、無線標識タグＴ１の受信の有と送りバー６の前進が対応し、無線標識タグＴ２の受信の有とターンテーブル１０の旋回位置の通過位置が対応付けられている。

ここで、無線標識タグの無線信号を受信装置で受信する条件について説明する。無線標識タグが受信装置の受信可能距離内である受信エリアに入ると受信装置と通信可能となり、受信装置により当該無線標識タグのＩＤ情報（識別情報）を受信できる。受信エリアに複数の無線標識タグが存在するときは先着順に受信をするアンチコリジョン機能を備えている。また、通信可能範囲内でも通信経路に金属などの電波遮蔽物があると受信できない。
以下に本実施例における受信条件を説明する。受信装置Ｒはターンテーブル１０の中央の上部空間に配置されている。その水平方向の受信エリアは、図１においてターンテーブル１０の直径内であり、垂直方向については簡略化のため受信装置Ｒから旋回ベース８までの間とする。つまり、図１において無線標識タグＴ１〜Ｔ６が、ターンテーブル１０の直径内にあるときは受信エリア内にあることになり受信が可能となる。ただし、無線標識タグＴ２、Ｔ３については通信経路をターンテーブル１０により遮蔽されており、ターンテーブル１０に設けられた開口１０ａが無線標識タグＴ２、Ｔ３の上部に位置する時のみ受信が可能となる。

本搬入出装置１により、パレットＰを工作機械２に搬入出する工程について、図６の工程図に基づき説明する。図６において、各工程の図中に記載のある無線標識タグ番号がその工程における受信可能な無線標識タグである。
６−ａ図に示すように、ターンテーブル１０の開口１０ａが無線標識タグＴ２の上方に位置しているため無線標識タグＴ２を受信可能で、他の無線標識タグが受信無しである。この場合、全ての送りバーは後退しており、ターンテーブル１０は通過位置（搬入部のガイド４とターンテーブル１０上のガイド１１が平行になっている）に位置している。この状態で搬入部にパレットＰを搭載する。
６−ｂ図に示すように、送りバー６を前進させ、送りバー６の先端部の無線標識タグＴ１が、ターンテーブル１０の径の内側である受信エリアに入ると無線標識タグＴ１が受信有となる。こうすることで、パレットＰはターンテーブル１０上に移送される。

６−ｃ図に示すように、送りバー６を後退させ無線標識タグＴ２を受信無しにした後に、ターンテーブル１０を９０度右に旋回させて、ターンテーブル１０の開口１０ａが無線標識タグＴ３の上方に位置する搬入位置へ位置決めし、無線標識タグＴ３を受信有とする。こうすることで、パレットＰはターンテーブル１０と共に旋回し工作機械２に搬入可能な方向を向く。
６−ｄ図に示すように、２段油圧シリンダ１８の１段目まで送りバー１９を前進させ、無線標識タグＴ４を受信有とする。こうすることで、送りバー１９の先端部がパレットＰの下部に送られ、その後にパレットＰと送りバー１９を係合する。
６−ｅ図に示すように、２段油圧シリンダ１８の２段目まで送りバー１９を前進させ、無線標識タグＴ５を受信有（無線標識タグＴ４は受信エリアから外に位置するため受信無し）とする。こうすることで、パレットＰは工作機械２のテーブル２０１上に搭載される。その後にパレットＰと送りバーの係合を解除し、工作機械２のテーブル２０１にパレットＰを固定する。

６−ｆ図に示すように、送りバー１９を後退端まで後退させる。その後、工作機械２によりパレットＰに搭載された工作物に所定の加工を行う。
加工が完了した後に、６−ｅ図、６−ｄ図に示す動作を工作機械２への搬入時と逆に行いパレットＰを搬出する。パレットＰをターンテーブル１０上に移送し、６−ｄ図に示すように無線標識タグＴ４を受信有とした後に、パレットＰと送りバー１９の係合を解除する。
６−ｇ図に示すように、送りバー１９を後退端まで後退させ無線標識タグＴ４を受信無しとする。
６−ｈ図に示すように、ターンテーブル１０を９０度左に旋回させて、無線標識タグＴ２を受信有とする。こうすることで、パレットＰはターンテーブル１０と共に旋回し送り方向を向く。その後、送りバー１６を前進させ無線標識タグＴ６を受信有とした後に、パレットＰと送りバー１６を係合する。
６−ｉ図に示すように、送りバー１６を後退端まで後退させ無線標識タグＴ６を受信無しとする。こうすることで、パレットＰは搬出部に引き出され、コンベア等の搬送手段で次の工程へと搬送される。

以上のように第１実施形態によれば、３個の送りバー６、１６、１９とターンテーブル１０の動作状態を、６個の無線標識タグＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６と１個の受信装置Ｒにより検出することができる。無線標識タグは、使用する電波の周波数により形状が異なるが、例えば、周波数が１３．５６ＭＨｚで電源を搭載しないパッシブタグの場合は、数ｃｍ四方で厚さが１ｍｍ程度の大きさであり、可動体への装着スペースが小さい。また、体積の大きな受信装置は設備の可動範囲から離れた位置に設置できる。以上より、複数の可動体を備えた設備の動作状況を、設備を大型化することなく検出できる。

上記事例では受信装置を１個としたが、異なる場所に複数個設置してもよい。この場合は、受信のできる（もしくは受信のできない）無線標識タグの種類と受信装置の種類の組合せにより、さらに多くの可動体の動作状態の検出が可能となる。
また、受信装置を所定位置に固定したが、複数の所定の位置の間を移動するようにしてもよい。この場合は、受信のできる（もしくは受信のできない）無線標識タグの種類と受信装置の位置の組合せにより、さらに多くの動作状態の検出が可能となる。

＜本実施形態の変形態様＞
第２実施形態について説明する。図７において、垂直軸回りに回転可能な回転部材１００の上端部に無線標識タグＴ１１、Ｔ１２、Ｔ１３が装着されており、その上方に１個の貫通穴１０１ａを備えた遮蔽板１０１が固定されている。遮蔽板の貫通穴１０１ａの上方に受信装置Ｒ１０が配置されている。図８に示すように、無線標識タグＴ１１、Ｔ１２、Ｔ１３は貫通穴１０１ａのほぼ中心と一致する同一半径の円周上に配置されている。
受信装置Ｒ１０による無線標識タグＴ１１、Ｔ１２、Ｔ１３の受信は、各無線標識タグが貫通穴１０１ａの下部に位置するときに可能であり、回転部材１００の回転に伴い無線標識タグＴ１１、Ｔ１２、Ｔ１３を順次受信できる。
このため、無線標識タグの受信順番から回転部材１００の回転方向を検出できる。Ｔ１１の次にＴ１２を受信する場合は左回転であり、Ｔ１１の次にＴ１３を受信する場合は右回転である。また、無線標識タグの受信可能な回転部材１００の回転位置が狭いので、受信時の回転部材１００の回転角度を高精度で検出できる。

１：搬入出装置 ２：工作機械 ４、１６、１９：送りバー ５、１５：油圧シリンダ １０：ターンテーブル １８：２段油圧シリンダ ３０：制御装置 ３１：ＰＬＣ ３２：ＰＣ ３２１：動作判定手段 ３２２：動作表示データ作成手段 ３３：モニタ Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５．Ｔ６：無線標識タグ Ｒ：受信装置

Claims (5)

1. 設備の可動体の定められた動作の状態を検出するシステムであって、
   所定位置に装着され、識別情報を含む無線信号を発信する無線標識タグと、
   自らと前記無線標識タグの間に前記無線信号の遮蔽物がなく、かつ、自らと前記無線標識タグの間が所定の距離以内のとき前記無線信号を受信可能な受信装置と、
   前記可動体の動作の状態と、前記受信装置による前記無線信号の受信の有無を対応させた動作状態判定基準と、
   前記動作状態判定基準に基づき、前記受信装置における前記無線信号の受信の有無から、前記可動体の動作状態を判定する動作判定手段を備える設備の可動体の動作検出システム。
2. 1つの前記受信装置で複数の前記無線標識タグの無線信号を受信する請求項１に記載の設備の可動体の動作検出システム。
3. １つの可動体の異なる部位に複数の無線標識タグを装着し、前記受信装置での受信の順番により前記可動体の運動の方向を判定する請求項１または請求項２に記載の設備の可動体の動作検出システム。
4. 前記可動体が前記遮蔽物となり、前記可動体が特定の位置にあるときに前記受信装置において前記無線信号の受信が有または無となる請求項１または請求項２に記載の設備の可動体の動作検出システム。
5. 前記動作判定手段の出力に基づき前記可動体の動作状況を表示する表示部を備える請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の設備の可動体の動作検出システム。

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