JP2019195896A - 位置検出装置および加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送されてきた被加工部材を加工位置で確実に検出することができ、安定した品質の製品を提供する。【解決手段】位置検出装置２は、搬送されてきた被加工部材Ｐの目標位置Ｔｐの前で被加工部材Ｐと接触して、目標位置Ｔｐまで移動する移動体２１と、目標位置Ｔｐにおいて移動体２１が接触してその移動を規制するストッパ２６と、ストッパ２６により移動体２１がその移動を規制されているか否かを検知するセンサ２７と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、位置検出装置および加工装置に関する。

製造ライン上を搬送されてきた被加工部材を穿孔部により加工する加工装置が知られている。加工装置は、被加工部材がコンベア上で停止する位置を制御する位置決め装置を有している（例えば、特許文献１参照）。位置決め装置は、コンベアの搬送方向に移動可能に取り付けられ搬送中の被加工板材に当接してワークを停止させるストッパを備えている。搬送されてきた被加工板材がストッパに当接し、当該ストッパが被加工部材の慣性力に対抗して被加工部材を最適な位置に停止させる。

特開平０６−３０５５５７号公報

ところで、特許文献１のような位置決め装置においては、搬送されてきた被加工部材がストッパに当接した場合、被加工部材はストッパに押し返されてストッパから離れる方向に押し戻されるおそれがある。ストッパから押し戻された位置において被加工部材が加工されると、製品としての品質にばらつきが生じることになる。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、搬送されてきた被加工部材を加工位置で確実に検出する位置検出装置および加工装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る位置検出装置は、搬送されてきた被加工部材の目標位置の前で前記被加工部材と接触して、前記目標位置まで移動する移動体と、前記目標位置において前記移動体が接触してその移動を規制するストッパと、前記ストッパにより前記移動体がその移動を規制されているか否かを検知するセンサと、を備えることを特徴とする。

また、前記移動体は、回動軸と、前記被加工部材が接触する接触部分と、前記目標位置において前記センサの検知範囲に移動する被検知部分と、を有する回動部材、を有し、前記回動軸は、前記回動部材の重心とは異なる位置に設けられ、前記接触部分は、前記被加工部材の接触前、少なくとも一部が前記被加工部材の搬送経路内に位置し、前記被検知部分は、前記検知範囲の外側に位置することが好ましい。

また、前記回動軸は、前記回動部材の重心に対して前記接触部分の側に位置していることが好ましい。

また、前記回動部材の重心は、前記回動軸に対して前記接触部分の側に位置していることが好ましい。

また、前記センサは、前記移動体が所定時間当該センサの検知範囲にある場合に前記移動体が前記目標位置にあることを検出することが好ましい。

また、前記移動体は、前記被加工部材の搬送経路に対して進退自在であることが好ましい。

さらに、上記課題を解決するために、本発明に係る加工装置は、搬送されてきた被加工部材の目標位置の前で前記被加工部材と接触して、前記目標位置まで移動する移動体と、前記目標位置において前記移動体が接触してその移動を規制するストッパと、前記ストッパにより前記移動体がその移動を規制されているか否かを検知するセンサと、を有する位置検出部と、前記被加工部材を前記目標位置において保持する保持部と、前記保持部により保持された前記被加工部材を加工する加工部と、を備えることを特徴とする。

また、前記保持部および前記加工部の駆動を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記センサにより、前記移動体が所定時間当該センサの検知範囲にあることを検出した場合に、前記保持部および前記加工部を駆動することが好ましい。

本発明により、搬送されてきた被加工部材を加工位置で確実に検出して、当該加工位置で被加工部材を加工するようにし、安定した品質の製品を提供することができる。

被加工部材を加工する加工装置の概略的な平面図である。 被加工部材を加工する加工装置の構成を説明するためのブロック図である。 被加工部材を加工する加工装置の概略的な側面図である。 支柱の孔あけ加工の工程を説明するための概略図である。 支柱の孔あけ加工の工程を説明するための概略図である。 支柱の孔あけ加工の工程を説明するための概略図である。 支柱の孔あけ加工の工程を説明するための概略図である。 変形例に係る位置検出装置の概略的な側面図である。

本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態は一つの例示であり、本発明の範囲において、種々の形態をとり得る。
図１は、支柱に孔を加工する加工装置の概略的な平面図である。図２は、支柱に孔を加工する加工装置の構成を説明するためのブロック図である。図３は、支柱に孔を加工する加工装置の概略的な側面図である。図４は、支柱が加工位置において位置決めされた状態を示す図である。図５（ａ）は、支柱が加工位置において保持された状態を示す側面図であり、図５（ｂ）は、支柱が加工位置において保持された状態を示す正面図である。図６（ａ）は、支柱が加工位置において穿孔された状態を示す側面図であり、図６（ｂ）は、支柱が加工位置において穿孔された状態を示す正面図である。図７は、孔あけ加工された支柱が搬送される状態を示す側面図である。

＜加工装置の構成＞
加工装置１は、例えば、防護柵においてビームを取り付ける鋼管などの支柱（被加工部材）Ｐに、ビームを取り付けるための孔を加工する装置である。図１乃至図７に示すように、加工装置１は、加工位置（目標位置）Ｔｐに支柱Ｐがあるか否かを検出する位置検出装置（位置検出部）２と、加工位置で支柱Ｐを保持するクランプ装置（保持部）３と、支柱Ｐに孔を加工する穿孔装置（加工部）４と、制御装置（制御部）５と、を備えている。

（位置検出装置）
位置検出装置２は、加工装置１の上流側から搬送されてきた未加工状態（孔あけ加工前）の支柱Ｐを、当該支柱Ｐに孔を加工する加工位置Ｔｐに位置決めされているか否かを検出する。位置検出装置２は、支柱Ｐの搬送経路に対して上方に設けられて、上下に進退自在である。ここで「搬送経路」とは、支柱Ｐの外径部（外周面）が通る経路である。つまり、「搬送経路内」といえば、支柱Ｐの外径の内側を意味し、搬送される支柱Ｐに位置検出装置２が干渉（接触）する位置のことである。なお、「搬送経路外」とは、搬送される支柱Ｐに位置検出装置２が干渉（接触）しない位置のことである。
位置検出装置２は、搬送されてきた支柱Ｐを受け止める回動部材（移動体）２１と、当該回動部材２１の回動を規制するストッパ２６と、回動部材２１の回動がストッパ２６によって規制されて加工位置にあるか否かを検知するセンサ２７と、を有する。

回動部材２１は、本体２２と、当該本体２２を回動自在に支持する回動軸２５と、を有する。本体２２は、搬送方向Ｔに対して横方向に沿って所定の厚さをもっている。本体２２は、センサ２７によって検知される被検知部分２３と、搬送されてきた支柱Ｐの搬送方向Ｔにおける先端に接触する接触部分２４と、を有する。
被検知部分２３は、側面視において略正方形を有する部分である。被検知部分２３は、加工装置１の上下方向において上側の面に、回動部材２１が加工位置Ｔｐに回動された状態においてセンサ２７と対向する被検知面２３ａを有する。被検知部分２３は、被検知面２３ａに対して垂直に延在して、搬送方向Ｔにおいて上流側を臨み、ストッパ２６に接触する接触面２３ｂを有する。
接触部分２４は、被検知部分２３の４つの角部のうち一の角部に一体に連結されて、搬送方向Ｔにおいて上流側に延在する。接触部分２４は、被検知部分２３とは反対側の端部において支柱Ｐと接触する。支柱Ｐが接触する接触部分２４の端部は、長辺部２４ａおよび短辺部２４ｂにより形成された尖端部２４ｃを有する。接触部分２４は、長辺部２４ａにおいて支柱Ｐと接触するので、長辺部２４ａが接触面（以下、「接触面２４ａ」ともいう。）を有する。

回動軸２５は、接触部分２４において本体２２を回動自在に支持している。回動軸２５は、回動部材２１の本体２２の重心Ｇに一致しない位置に設けられている。具体的には、回動軸２５は、その軸線が本体２２の重心Ｇの位置に対して尖端部２４ｃの側に位置する。これにより、回動部材２１は、支柱Ｐが接触していない状態（非接触状態）において回動軸２５を中心にして被検知部分２３が下方に回動（傾動）するようになっている。
つまり、非接触状態において、回動部材２１は、被検知部分２３が下方に回動し、接触部分２４が上方に回動した状態になっている。非接触状態において、接触部分２４の尖端部２４ｃは、搬送方向Ｔにおいて加工位置Ｔｐよりも上流側に位置する接触位置Ｃｐにある。

ストッパ２６は、支柱Ｐが接触部分２４の接触面２４ａに接触した際に、搬送方向Ｔとは反対方向（上流側）への被検知部分２３の回動（移動）を制限する。回動部材２１が被検知部分２３においてストッパ２６と接触してさらなる回動ができない状態において、支柱Ｐがある位置が支柱Ｐの加工位置Ｔｐである（図４参照）。
ストッパ２６は、回動部材２１の被検知部分２３と略同じ高さ位置に設けられており、搬送方向Ｔにおいて、被検知部分２３に対向するように被検知部分２３よりも上流側に設けられている。
ストッパ２６は、搬送方向Ｔにおいて上流側を臨む上流面２６ａと、下流側を臨む下流面２６ｂとを有し、下流面２６ｂに回動部材２１の被検知部分２３の接触面２３ｂが接触する。

センサ２７は、搬送方向Ｔにおいてストッパ２６よりも下流側で、回動部材２１がストッパ２６に接触した状態における被検知部分２３の下流側の端部に対向する上方の位置に設けられている。センサ２７は、例えば、近接センサであり、回動部材２１がストッパ２６によりその回動が規制されている状態にあるか否かを検知する。
センサ２７は、回動部材２１の回動が規制されている場合、被検知部分２３がセンサ２７の検知範囲に入るような位置で被検知部分２３に対向して配置されている。回動部材２１の被検知部分２３は、ストッパ２６によりその回動が止められている場合にのみセンサ２７の検知範囲に進入している。センサ２７は、支柱Ｐが加工位置Ｔｐに達すると所定の信号（検知信号）を、クランプ装置３および穿孔装置４の駆動を制御する制御装置５に送信する。
なお、回動部材２１、ストッパ２６、センサ２７は、筐体（破線により示す。）Ｂ内に収容されている。

（クランプ装置）
クランプ装置３は、加工位置Ｔｐに達した支柱Ｐを、加工位置Ｔｐにおいて支柱Ｐの孔あけ加工中にわたって押さえる（保持する）。クランプ装置３は、搬送方向Ｔにおいて、位置検出装置２に対して上流側に設けられている。クランプ装置３は、高さ方向に移動自在に支持されたクランプ体３１を有する。クランプ体３１は、搬送方向Ｔにおいて両側方で、例えば、油圧または空圧式に高さ方向に移動自在に支持されている。

（穿孔装置）
穿孔装置４は、加工位置Ｔｐにおいて支柱Ｐに孔を加工する。穿孔装置４は、例えば、ドリルなどの穿孔具４１を有する。穿孔具４１は、搬送経路において側方から加工位置Ｔｐにある支柱Ｐに接近して当該支柱Ｐに孔Ｈを加工する。

（制御装置）
制御装置５は、位置検出装置２のセンサ２７からの検知信号を受信して、クランプ装置３および穿孔装置４の駆動を制御する。制御装置５は、位置検出装置２、クランプ装置３および穿孔装置４にそれぞれ通信可能に接続されている。

＜孔の加工工程＞
次に、支柱Ｐへの孔Ｈの加工工程について説明する。
孔あけ前の支柱Ｐが搬送されてくる前に、図３に示すように、回動部材２１における接触部分２４の接触面２４ａが搬送経路内に進入しているように位置検出装置２を移動させる。

まず、図４に示すように、支柱Ｐは、加工位置Ｔｐの手前で回動部材２１の接触部分２４の接触面２４ａに接触する。搬送されてきた支柱Ｐの慣性力により、支柱Ｐは、回動部材２１を搬送方向Ｔに沿って加工位置Ｔｐにまで押し込む。これにより、回動部材２１の被検知部分２３は、搬送方向Ｔとは反対方向に回動して、被検知部分２３の接触面２３ｂがストッパ２６の下流面２６ｂに接触する。この状態において、センサ２７の検知範囲外にあった被検知部分２３（の被検知面２３ａ）が検知範囲内に進入する。

センサ２７は、被検知部分２３の接触面２３ｂがストッパ２６の下流面２６ｂに接触した後、換言すると、被検知部分２３の被検知面２３ａがセンサ２７の検知範囲内へ進入した後、所定時間をおいて検知信号を制御装置５に送信する。つまり、センサ２７は、被検知面２３ａを所定時間にわたって検知した場合に検知信号を制御装置５に送信する。
検知信号を受信した制御装置５は、クランプ装置３に、支柱Ｐを保持する信号を送信する。信号を受信したクランプ装置３は、図５に示すように、クランプ体３１を支柱Ｐに向かって移動させる。クランプ体３１が支柱Ｐに接触して支柱Ｐを押さえ付けると、クランプ装置３は、支柱Ｐの押さえ付けを完了した旨のクランプ信号を制御装置５に送信する。

制御装置５がクランプ装置３からクランプ信号を受信すると、制御装置５は、穿孔装置４に対して孔の加工を開始する信号を送信する。穿孔装置４は、制御装置５からの信号を受信して、図６に示すように、支柱Ｐに対して側方から穿孔具４１を接近させ支柱Ｐに孔Ｈを加工する。孔Ｈの加工後、穿孔装置４は、穿孔具４１を支柱Ｐから離間させ退避位置まで戻す。穿孔具４１が退避位置まで戻ると、穿孔装置４は、孔Ｈの加工を完了した旨の穿孔信号を制御装置５に送信する。

制御装置５は、穿孔装置４からの穿孔信号を受信すると、位置検出装置２およびクランプ装置３に、支柱Ｐの搬送経路外に退避するよう信号を送信する。図７に示すように、位置検出装置２が搬送経路外に退避すると、回動部材２１の接触部分２４と支柱Ｐとの接触は解除され、これにより、孔Ｈが加工された支柱Ｐは、搬送方向Ｔに向かって次工程に搬送されていく。
なお、回動部材２１と支柱Ｐとの接触が解除されると、回動部材２１は、被検知部分２３が下方に、接触部分２４が上方に向かって回動し、再び、接触部分２４の尖端部２４ｃが接触位置Ｃｐにくるようになる。

以上のような位置検出装置２を加工装置１は備えているので、支柱Ｐが加工位置Ｔｐにある場合にのみ支柱Ｐへの孔Ｈの加工を実施する。これにより、孔Ｈは常に支柱Ｐにおける同じ高さ位置で支柱Ｐに加工されるので、品質の安定した支柱Ｐを製造することができる。さらに、位置検出装置２の回動部材２１は、加工位置Ｔｐの手前（接触位置Ｃｐ）で、搬送されてきた支柱Ｐと接触し、支柱Ｐの慣性力により搬送方向Ｔに回動するので、支柱Ｐの接触による衝撃を吸収する。かくして、搬送されてきた支柱Ｐが搬送方向Ｔとは反対方向に押し返されることは効果的に防がれる。

また、位置検出装置２は、回動部材２１の被検知部分２３が接触して、回動部材２１の回動を止めて支柱Ｐが加工位置Ｔｐを超えて移動することを防ぐストッパ２６を有しているので、支柱Ｐを受け止めた回動部材２１の接触部分２４が加工位置Ｔｐを超えて回動する（支柱Ｐが加工位置Ｔｐを超えて移動する）ことがないように、支柱Ｐは確実に加工位置Ｔｐに止められている。そして、回動部材２１がストッパ２６によりその回動を規制されているか否かをセンサ２７により検知するので、加工位置Ｔｐに支柱Ｐがあることを確認した上で支柱Ｐに孔Ｈを加工することができる。

また、回動部材２１の回動軸２５は、回動部材２１の本体２２の重心Ｇ位置から接触部分２４の尖端部２４ｃ側に位置している。仮に、支柱Ｐが搬送方向Ｔとは反対方向に回動部材２１の接触部分２４から離間した場合、回動部材２１は、回動して被検知部分２３がセンサ２７の検知範囲から外れた位置（離れる方向）に移動する。センサ２７は、検知範囲の外側にある被検知部分２３を検知しないため、センサ２７から検知信号は制御装置５に送信されない。つまり、支柱Ｐへの孔Ｈの加工は実施されない。

また、被検知部分２３が検知範囲にあることを所定時間にわたってセンサ２７が継続的に検知した場合にのみ、センサ２７は、制御装置５へ検知信号を送信するので、仮に、被検知部分２３が検知範囲に入ったものの、所定時間が経過する前に検知範囲から出た場合、つまり、支柱Ｐが加工位置Ｔｐから離れた場合には、センサ２７は、検知信号を制御装置５に送信しない。
このように、回動部材２１の接触部分２４が加工位置Ｔｐにおいて支柱Ｐと継続して接触している場合にのみ、センサ２７は、検知信号を制御装置５に送信するので、孔Ｈを支柱Ｐに対して常に所望の位置で加工することができる。

また、位置検出装置２は、支柱Ｐの搬送経路に対して進退自在であるため、支柱Ｐの孔Ｈの加工後に位置検出装置２は支柱Ｐの搬送経路から退避するので、回動部材２１の接触部分２４と支柱Ｐとの接触状態が解消される。これにより、支柱Ｐは、次工程へと搬送されていく。

＜その他＞
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の範囲を超えない範囲で適宜変更が可能である。例えば、回動部材２１は、センサ２７により検知される被検知部分２３と、支柱Ｐと接触する接触部分２４と、本体２２の重心Ｇから接触部分２４の側にずらされて位置する回動軸２５を有していれば、全体的な形状および構成は上記の実施の形態に限定されるものではない。

また、上記の実施の形態においては、回動部材２１は、回動軸２５により回動自在に支持されていたが、回動部材２１は回動自在に支持されていればよく、例えば、回動部材２１を回動軸２５が設けられた位置で側方から挟むようにして挟持することにより回転自在に支持してもよい。

また、センサ２７は、上記の実施の形態においては、非接触式のセンサであったが、接触式のセンサであってもよい。接触式のセンサ２７である場合、ストッパ２６の下流面２６ｂにセンサ２７を設けて、所定時間にわたって被検知部分２３の接触面２３ｂがセンサ２７と接触していた場合に検知信号を制御装置５に送信するようにしてもよい。

上記の実施の形態において位置検出装置２は、支柱Ｐの搬送経路に対して上方に設けられていたが、搬送経路に対して下方に設けられていてもよい。さらに、上記実施の形態においては、回動軸２５は、重心Ｇの位置に対して接触部分２４の側に設けられていた。しかし、回動軸２５は、回動部材２１と支柱Ｐとの非接触状態において、搬送方向Ｔに対して反対側（上流側）に回動部材２１が回動するような位置に設けられていればよく、回動部材２１における設置位置は特に限定されない。
例えば、図８を用いて変形例に係る位置検出装置２Ａについて説明する。

図８は、変形例に係る加工装置の概略的な側面図であり、図８（ａ）は、支柱Ｐと接触する前の変形例に係る位置検出装置の概略的な側面図であり、図８（ｂ）は、変形例に係る位置検出装置により支柱が加工位置で位置決めされた状態を示す図である。
なお、以下では上記実施の形態に係る位置検出装置２と異なる構成について主に説明し、同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。

位置検出装置２Ａは、搬送経路に対して下方でかつ搬送経路に対して進退自在に設けられている。回動軸２５は、本体２２を回動自在に支持している。回動軸２５は、回動部材２１の本体２２の重心Ｇに一致しない位置に設けられていて、具体的には軸線が本体２２の重心Ｇの位置に対して接触部分２４とは反対側に位置している。換言すれば、位置検出装置２Ａにおいて本体２２の重心Ｇは、回動軸２５に対して接触部分２４の側に位置している。
これにより、回動部材２１は、支柱Ｐが接触していない状態において回動軸２５を中心にして搬送方向Ｔとは反対側に、つまり、上流側に向かって回動（傾動）するようになっている。

また、センサ２７は、搬送方向Ｔにおいてストッパ２６よりも下流側で、回動部材２１がストッパ２６に接触した状態における被検知部分２３の下流側の端部に対向する下方の位置に設けられている。

以上のような位置検出装置２Ａを備えた加工装置１であっても、上記の実施の形態が奏する作用効果と同様の作用効果を奏することができる。

１ 加工装置
２ 位置検出装置（位置検出部）
２１ 回動部材（移動体）
２３ 被検知部分
２４ 接触部分
２５ 回動軸
２６ ストッパ
２７ センサ
３ クランプ装置（保持部）
４ 穿孔装置（加工部）
５ 制御装置
Ｐ 支柱（被加工部材）
Ｔｐ 加工位置（目標位置）
Ｃｐ 接触位置

Claims (8)

1. 搬送されてきた被加工部材の目標位置の前で前記被加工部材と接触して、前記目標位置まで移動する移動体と、
   前記目標位置において前記移動体が接触してその移動を規制するストッパと、
   前記ストッパにより前記移動体がその移動を規制されているか否かを検知するセンサと、
   を備えることを特徴とする、位置検出装置。
2. 前記移動体は、回動軸と、前記被加工部材が接触する接触部分と、前記目標位置において前記センサの検知範囲に移動する被検知部分と、を有する回動部材、を有し、
   前記回動軸は、前記回動部材の重心とは異なる位置に設けられ、
   前記接触部分は、前記被加工部材の接触前、少なくとも一部が前記被加工部材の搬送経路内に位置し、前記被検知部分は、前記検知範囲の外側に位置する
   ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記回動軸は、前記回動部材の重心に対して前記接触部分の側に位置していることを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
4. 前記回動軸は、前記回動部材の重心に対して前記接触部分とは反対側に位置していることを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
5. 前記センサは、前記移動体が所定時間当該センサの検知範囲にある場合に前記移動体が前記目標位置にあることを検出することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の位置検出装置。
6. 前記移動体は、前記被加工部材の搬送経路に対して進退自在であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の位置検出装置。
7. 搬送されてきた被加工部材の目標位置の前で前記被加工部材と接触して、前記目標位置まで移動する移動体と、前記目標位置において前記移動体が接触してその移動を規制するストッパと、前記ストッパにより前記移動体がその移動を規制されているか否かを検知するセンサと、を有する位置検出部と、
   前記被加工部材を前記目標位置において保持する保持部と、
   前記保持部により保持された前記被加工部材を加工する加工部と、
   を備える
   ことを特徴とする加工装置。
8. 前記保持部および前記加工部の駆動を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記センサにより、前記移動体が所定時間当該センサの検知範囲にあることを検出した場合に、前記保持部および前記加工部を駆動する
   ことを特徴とする請求項７に記載の加工装置。

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