JP2023102878A - Workpiece stocker and work-piece discriminating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加工前ワークと加工が施されて戻った加工済みワークのどちらを搭載したパレットであるかの判別が可能なワークストッカおよびワーク判別方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a workpiece stocker and a workpiece discrimination method capable of distinguishing whether a pallet carries an unmachined workpiece or a machined workpiece returned after machining.
ワークを順番に搬送して加工を行う加工機ラインでは、加工前のワークを投入するため或は、加工後のワークを回収するため、更にはその両方に使用するためにワークストッカが用いられる。そうした加工機ラインにはオートローダが設けられ、オートローダによって工作機械やワークストッカなどに対しワークの受渡しが自動で行われる。その際、ワークストッカで加工前ワークの取出しと加工済みワークの受け入れを行う場合には、どちらのワークを搭載したパレットであるかを判別する必要がある。 In a processing machine line that sequentially transports and processes workpieces, a workpiece stocker is used to load workpieces before machining, collect workpieces after machining, or both. An autoloader is installed in such a processing machine line, and the work is automatically delivered to a machine tool, a work stocker, or the like by the autoloader. At that time, when the workpiece stocker is to take out unprocessed workpieces and receive processed workpieces, it is necessary to determine which workpiece is loaded on the pallet.
下記特許文献1には次のようなワーク判別装置を備えたワークストッカが開示されている。そのワーク判別装置は、ループ状レールの内側に近接スイッチが設けられ、その上部にはシリンダによって上下に移動するゲージが設けられている。そして、ワークストッカに積まれたワークがワークハンドによって把握され、ワーク判別装置の近接スイッチやシリンダのゲージによってワークの種類が判別されるようになっている。これにより、工作機械における加工情報との確認が行われ、誤加工が防止できるようになっている。
前記従来例は、ワークの種類までもが判別されるものである。しかし、今回課題とするところは、加工前ワークと加工済みワークのどちらが搭載されているパレットであるかを判別できるようにすることにある。このような課題に前記従来例のワーク判別装置を使用することは可能であっても、近接スイッチを備えたワーク判別装置やゲージを備えたシリンダは、スペースの制限されたストッカ上に組み付けることは困難である。そのため、現在のワークストッカに対する大幅な改良が必要になってしまう。一方で、ワークの種類を判別する構成では、ワークが異なるごとに設定を変更する必要が生じてしまう。 In the above conventional example, even the type of workpiece is discriminated. However, the problem this time is to make it possible to determine whether the pallet contains pre-machined workpieces or machined workpieces. Although it is possible to use the conventional work discriminating device for such problems, it is difficult to assemble a work discriminating device equipped with a proximity switch or a cylinder equipped with a gauge on a stocker with limited space. Therefore, significant improvements to current work stockers are required. On the other hand, in the configuration for discriminating the type of workpiece, it becomes necessary to change the settings for each different workpiece.
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、加工前ワークと加工済みワークのどちらを搭載したパレットであるかの判別が可能なワークストッカおよびワーク判別方法とを提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a workpiece stocker and a workpiece determination method that can determine whether the pallet is loaded with unprocessed workpieces or processed workpieces.
本発明に係るワークストッカは、ワークを搭載する複数のパレットを周状に並べて移動させるパレット移動装置と、オートローダがワークの受け渡しを行う受渡し位置に停止した前記パレットを昇降させるパレット昇降装置と、前記受渡し位置の前記パレットに搭載されたワークを検出する検出手段を備えたワーク判別装置と、前記パレットの一つに直接載せられ、その上にワークが積み重ねられるものであり、前記検出手段による検出を回避する形状のダミーワークと、前記パレット移動装置および前記パレット昇降装置を駆動制御する制御装置と、を有する。 A workpiece stocker according to the present invention includes a pallet moving device for moving a plurality of pallets on which workpieces are mounted in a circumferential arrangement, a pallet lifting device for lifting and lowering the pallet stopped at a delivery position where an autoloader delivers the workpiece, a workpiece discrimination device equipped with a detection means for detecting the workpiece mounted on the pallet at the delivery position, a dummy workpiece that is directly placed on one of the pallets and the workpieces are stacked thereon, and has a shape that avoids detection by the detection means, the pallet moving device, and the pallet lifting device. and a control device for driving and controlling the device.
また、本発明に係るワークストッカのワーク判別方法は、複数のパレットを周状の軌道に並べて移動させるワークストッカのパレット移動装置において、一つの前記パレットにワークを検出するための検出手段による検出を回避する形状のダミーワークが載せられ、他の全ての前記パレットには加工前ワークが搭載された加工準備工程と、オートローダとワークの受渡しを行う前記軌道上の受渡し位置に停止した前記パレットをパレット昇降装置によって昇降させ、前記オートローダによって加工前ワークの取り出しと加工済みワークの積み込みが行われるワークの受け渡し工程と、前記受渡し位置に配置された空のパレットと、当該パレットに続く前記ダミーワークを搭載した後続のパレットが前記検出手段によって連続して検出された場合に、当該後続のパレットに加工済みワークが搭載されていると判断するワーク判別工程と、を有する。 Further, the method for discriminating workpieces for a workpiece stocker according to the present invention includes a pallet moving device for a workpiece stocker that moves a plurality of pallets side by side on a circular track, in which a dummy workpiece having a shape that avoids detection by a detection means for detecting workpieces is placed on one of the pallets, and unprocessed workpieces are loaded on all of the other pallets; It has a work transfer process in which finished works are loaded, an empty pallet arranged at the transfer position, and a work determination process of determining that a processed work is mounted on the subsequent pallet when the subsequent pallet on which the dummy work following the pallet is mounted is continuously detected by the detection means.
前記構成によれば、複数あるパレットに対して空のパレットを一つだけにしてダミーワークを搭載することにより、全ての加工前ワークが加工された段階において、ダミーワークの搭載されたパレットが空のパレットと連続した状態になるようにすることで、ワークストッカにおいて加工前ワークと加工済みワークとが置き換わったことが確認できる。 According to the above configuration, by setting only one empty pallet among a plurality of pallets and mounting the dummy work, at the stage when all the pre-machining works are processed, the pallet on which the dummy work is mounted is kept in a continuous state with the empty pallet, so that it can be confirmed that the pre-machining work and the processed work have been replaced in the work stocker.
本発明に係るワークストッカおよびワーク判別方法の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態のワークストッカは、図1に示す加工機ライン10の一部として構成されたものである。図1は、加工機ライン10を示した正面図であり、ワークストッカ1と2台の工作機械2,3から構成されている。ワークストッカ1と2台の工作機械2,3は横並びに配置され、各々の間でワークWの受け渡しを行うオートローダ4が内部に設けられている。オートローダ4は、多関節ロボットの先端部にワークWを把持することが可能なロボットハンドを備え、工作機械2,3の前部に構成された搬送空間内の移動が可能になっている。
An embodiment of a workpiece stocker and a workpiece discrimination method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The work stocker of this embodiment is configured as a part of the
ワークストッカ1は、加工前の加工前ワークと、工作機械2,3で加工が行われた加工済みワークとが積み込まれる。すなわち、ワークストッカ1には加工前ワークが積み込まれ、一つずつ運び出され工作機械2,3によって加工された後、加工済みワークとして戻され、加工前ワークが加工済みワークに入れ替えられる。そのワークストッカ1は、複数のワークWを機内のパレット上に段積みされ、オートローダ4に対する受渡し位置PへとワークWを送るためのパレット移動装置7が設けられている。
A
図2は、パレット移動装置7を示すワークストッカ1の簡略化した平面図であり、図3は、同じくワークストッカ1の側面図である。パレット移動装置7は、複数のパレット13を長円形の軌道に沿って周方向に移動させるものであり、ワークストッカ1を構成するベース9の上に設けられている。パレット移動装置7は、走行台11に対して3本の長い位置決めピン12が上方に突き立てられており、パレット13は、この位置決めピン12に拘束されるようにして走行台11の上に搭載されている。
FIG. 2 is a simplified plan view of the
円盤形状のパレット13は、3つのスリット131が放射状に形成され、3本の位置決めピン12によって貫かれた状態で走行台11に搭載されている。こうしたパレット13は、位置決めピン12によって横ずれを起こすことなく、水平な姿勢を保って鉛直方向の移動が可能であり、その上には複数のワークWが積み重ねられることとなる。
The disc-
パレット移動装置7では、複数の走行台11が図2において一点鎖線で示す無端のローラチェーン15に連結されている。長円形をした軌道の長手方向両端部には一対のスプロケット16が軸支され、そこにローラチェーン15が掛け渡されている。機体後方側のスプロケット16が駆動側となり、その回転軸には移動用モータ17が連結されている。移動用モータ17が駆動し、その出力がスプロケット16を介してローラチェーン15に伝達されることにより、回転するローラチェーン15に牽引されるように、複数の走行台11が一斉に長円形の軌道に従って周方向に移動するようになっている。
In the
走行台11の軌道上には、オートローダ4との間でワークWの受渡しを行う受渡し位置Pが設けられている。受渡し位置Pは機体前部にあり、図1に示すように、機体カバーの側部からオートローダ4のロボットハンドが進入可能となっている。図1に示すオートローダ4によるワークWの受渡しは、受渡し位置Pにおいて常に一定の高さで行われる。そのため、ワークストッカ1には受渡し位置Pにパレット昇降装置8が設けられている。
A transfer position P is provided on the track of the traveling table 11 for transferring the work W to and from the
パレット昇降装置8は、詳しく図示しないが、例えばベース9内に昇降用モータの駆動によってスプロケットに掛けられた昇降チェーンが回転し、その昇降チェーンに連結された昇降プレートが上下に移動するよう構成されている。そのため、昇降プレートに立設された複数本のシャフトが上下に移動し、そのシャフト先端に載せられたパレット13が位置決めピン12によって姿勢を保ったまま昇降するようになっている。そして、このようなパレット昇降装置8には昇降するパレット13の高さ調整を行うためのワーク判別装置6が設けられている。
Although not shown in detail, the
図4は、ワーク判別装置6を示す側面図である。ワーク判別装置6には光電センサ21,22が設けられている。光線センサ21は、パレット13から加工前ワークをオートローダ4が取り出す際の高さを検出するものであり、光電センサ22は、オートローダ4がパレット13上に加工済みワークを受渡しする際の高さを検出するものである。ワーク判別装置6は、受渡し位置Pのパレット13を挟むようにしてベース9に2本の支持棒25,26が立設され、それぞれに対してアーム27とアーム28とが所定の高さに水平に取り付けられている。
FIG. 4 is a side view showing the work
光電センサ21は、一方のアーム27に投光器21aが、他方のアーム27には受光器21bが同じ高さに取り付けられ、また、光電センサ22は、一方のアーム28に投光器22aが、他方のアーム28には受光器22bが同じ高さに取り付けられている。本実施形態のワークストッカ1は、こうしたワーク判別装置6に新たな機能が加えられている。すなわち、周方向に並べられた複数のパレット13に搭載されるワークWが加工前ワークW1から加工済みワークW2へと変化する中、どちらを搭載したパレット13であるかの判別できるよう構成されている。
The
それには光電センサ21,22と同じく支持棒25の下部に取り付けられた光電センサ23が利用される。この光電センサ23は、下降した位置のパレット13に直接搭載された一つ目のワークWの高さに合わせられ、一方のアーム29に投光器23aが、他方のアーム29には受光器23bが同じ高さに取り付けられている。そして、複数あるパレット13の一つにはダミーワークDWが直接載せられる。ダミーワークDWは、光電センサ23による検出を回避する形状であって、図示するように径の異なる2段形状の下の小径部分を検出光がすり抜けるように形成されている。
For this purpose, a
ダミーワークDWは、ワークWであれば遮光されてしまう検出光を投光器23aから受光器23bへ到達させるようにしたものである。ワークWは様々な形状がある。そのためダミーワークDWもそれに対応したものを用意することが必要であるが、ワークWを正しい姿勢で段積みでき、光電センサ23の検出光を遮光しない点を満たすものであれば形状の制限はない。なお、検出光の通過位置に関してはダミーワークDWに対する投光器23aおよび受光器23bの取り付け状態を調整することで対応が可能である。すなわち、アーム27は、支持棒25に対して上下や旋回による位置調整が可能であり、投光器23aおよび受光器23bは、その向きを調整したアーム27に対する取付けが可能である。
The dummy work DW is designed to allow detection light, which would be blocked if it were a work W, to reach the
ワークストッカ1は、パレット移動装置7およびパレット昇降装置8などについて駆動を制御するための制御装置が設けられている。その記憶部には駆動プログラムが格納され、複数のパレット13を所定のタイミングで受け渡し位置Pへと移動させ、その受渡し位置Pではワーク判別装置6の検出信号に基づいてパレット13に対する昇降位置の調整が可能になっている。そして、本実施形態では特に光電センサ23の検出信号(遮光時および非遮光時の検出信号)に基づいて、パレット13上のワークWが加工前ワークW1から加工済みワークW2へと変化したことが判別できるようになっている。
The
ここで図6および図7は、本実施形態と同様のワークストッカに関するワーク判別方法の参考図である。まず、図6に示す参考のワーク判別方法について説明する。ここではワークWを載せない空のパット13Aが1つ用意され、他のパレット13の全てには加工前ワークW1が搭載される。そこで加工が開始され、受け渡し位置Pのパレット13Bからオートローダ4によって加工前ワークW1が取り出される(S11)。次に、ローラチェーン15の逆転(反時計回りの移動)により空のパレット13Aが受け渡し位置Pへと移動し(S12)、そこに工作機械2,3によって加工された加工済みワークW2が戻される(S13)。
Here, FIGS. 6 and 7 are reference diagrams of the work discriminating method for the work stocker similar to this embodiment. First, the reference workpiece determination method shown in FIG. 6 will be described. Here, one
そして、ローラチェーン15の正転(時計回りの移動)によって受け渡し位置Pに移動したパレット13Bからの加工前ワークW1の取り出しと(S14)、ローラチェーン15の逆転によるパレット13Aによる加工済みワークW2を受け取りが繰り返される(S13,S14)。これにより加工済みワークW2がパレット13Aに所定数段積みされ、パレット13Bに加工前ワークW1の無いことが確認されると(S15)、ローラチェーン15が正転し(S16)、次は空のパレット13Bと加工前ワークW1が段積みされたパレット13Cとの間でステップS11からステップS15の作業が繰り返される(S17)。
Then, the unprocessed work W1 is taken out from the
そして、以上の作業の繰り返しによりパレット13Aからパレット13Kには所定数の加工済みワークW2が段積みされ、最後のパレット13Lが空になり(S18)、ワークストッカ上の加工前ワークW1が全て加工済みワークW2に置き換えられる。しかし、その状況を判別する手段が設けられていなければパレット13Aに搭載された加工済みワークW2が加工前ワークW1と誤って判断されてしまい、オートローダ4によって取り出されて再び工作機械2,3へと送られてしまう。そこで、前記従来例のようなワーク判別装置の利用が必要になるが、狭いベース9の上に組み付けることは困難である。
By repeating the above operations, a predetermined number of processed works W2 are stacked on the
次に、このような課題を解決する図7に示すワーク判別方法について説明する。ここでは空のパット13A,13Bが2つ用意され、他のパレット13の全てには加工前ワークW1が搭載される。そこで、図6に示した場合と同様に、先ず空のパレット13Bと隣のパレット13Cとの間で、加工前ワークW1が工作機械2,3によって加工された加工済みワークW2となって積み替えられる(S21-S25)。その後も同様にしてパレット13Cからパレット13Kにも加工された所定数の加工済みワークW2が段積みされ、空になったパレット13Lと、目印のため用意された空のパレット13Aが連続することになる(S26-S28)。
Next, a workpiece discrimination method shown in FIG. 7 for solving such problems will be described. Here, two
パレット13Lに加工前ワークW1の無いことが確認されると(S28)、ローラチェーン15が正転し、受け渡し位置Pには更に空のパレット13Aが移動することになる。そのため、加工前ワークW1の無いことが連続して確認され、最初に搭載した加工前ワークW1について全て加工が終了したと判別される(S29)。そこで、連動するオートローダ4や工作機械2,3の駆動が停止し、シグナルタワーやモニタを使用した作業者への報知が行われる。このようなワーク判別方法であれば、新たな構造を加えることなく加工済みワークW2の再加工を防止することができる。しかし、パレット13を一つ無駄にしてしまうことになり、加工効率を低下させることになる。
When it is confirmed that there is no unprocessed work W1 on the
続いて、以上のような課題を解決する本実施形態のワーク判別方法について説明する。まず、ワークストッカ1は、パレット移動装置7の駆動制御により、移動用モータ17に対する回転制御によってローラチェーン15の送り量が設定される。走行台11の一斉移動によって複数のパレット13が機内を移動し、ワークWの受渡しに応じて所定のパレット13が受渡し位置Pに位置決めされる。そのパレット13は、光電センサ23の検出信号によってワークWの有無が確認される。ワークWが確認できた場合には、パレット昇降装置8によってパレット13が上昇し、光電センサ21の検出信号によって最上位のワークWが検出された高さで位置決めされる。
Next, a workpiece discrimination method according to the present embodiment, which solves the problems described above, will be described. First, in the
オートローダ4によって加工前ワークW1が取り出されると、次に受け取りのパレット13が受け渡し位置Pへと移動し、パレット昇降装置8によってパレット13が上昇する。光電センサ22の検出信号によって最上位のワークWが検出された高さで位置決めされ、そこに工作機械2,3によって加工された加工済みワークWが戻される。このようなワークWの送り出しと受け取りによって、ワークストッカ1に積まれた加工前ワークW1が、加工が進むことにより加工済みワークW2へと置き換えられる。図5は、ワークストッカ1におけるワーク判別装置6を使用したワーク判別方法を示す図である。
After the unprocessed work W1 is taken out by the
本実施形態では空のパット13Aが1つ用意され、そこにダミーワークDWが載せられ、他のパレット13の全てには加工前ワークW1が搭載される。パレット13Aが受け渡し位置Pに対して進行方向(時計回り)の一つ前に位置した状態で加工が開始される。パレット13Bからオートローダ4によって加工前ワークW1が取り出され、工作機械2,3による加工が行われる(S1)。次に、ローラチェーン15が逆転することによりパレット13Aが受け渡し位置Pへと移動し(S2)、そこへ加工された加工済みワークW2が戻され、ダミーワークDWの上に重ねられる(S3)。
In this embodiment, one
その後、パレット13Bから加工前ワークW1の取り出しと、パレット13Aへの加工済みワークW2の積み込みが繰り返され、全ての加工前ワークW1が取り出されたパレット13Bが空になる(S1-S5)。同様にしてパレット13Cからパレット13Lに関しても、加工前ワークW1の取り出しと、加工された加工済みワークW2の積み込みとが行われ、最後のパレット13Lが空になる(S6-S8)。そして、ローラチェーン15の正転により加工済みワークW2が段積みされたパレット13Aが受け渡し位置Pに移動する。
Thereafter, the unprocessed works W1 are taken out from the
このときパレット13Aの上に直接加工済みワークW2が搭載されていたならば、光電センサ23の検出信号によってワーク確認が行われ、図6に示した場合と同様に、加工前ワークW1と誤って加工が継続されてしまう。しかし、パレット13AにはダミーワークDWが搭載され、投光器23aからの検出光がダミーワークDWの横をすり抜けてしまい、受光器23bへ到達することで加工前ワークW1が搭載されていない空の状態であると誤判断される(S9)。制御装置では、空のパレット13Lに続きパレット13Aでも空の状態が連続することにより、受渡し位置Pに配置されたパレット13Aに搭載したワークWが加工済みワークW2であると判別される。すなわち、制御装置ではワークストッカ1に搭載された加工前ワークW1について全て加工が終了したとの判断がなされる。
At this time, if the machined work W2 is directly mounted on the
よって、本実施形態では、図6で示した場合と同様に、空のパレット13を一つだけにしつつ、図7で示した場合と同様に、空のパレット13が連続したように見せかけることで、加工前ワークW1と加工済みワークW2とを各々搭載したパレット13の判別が可能となる。すなわち、ワークストッカ1に積み込まれた加工前ワークW1が加工済みワークW2へと置き換わったことが確認できる。しかも、従来のワークストッカについて大幅な改良を加えることなく効果を達成することができる。
Therefore, in this embodiment, as in the case shown in FIG. 6, only one
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態のダミーワークDWは、2段形状の下の小径部分を下にしたが、光電センサ23の検出光の高さによっては上下逆であってもよく、また、パレット13上に位相決めできるような構成が加えられたならば、中心部を貫通する光路を形成するようなものであってもよい。
また、前記実施形態では検出手段として光電センサ23を示して説明したが、他のセンサを使用してもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, the dummy work DW in the above-described embodiment has the two-tiered lower small-diameter portion facing downward, but it may be upside down depending on the height of the light detected by the
Moreover, although the
1…ワークストッカ 2,3…工作機械 4…オートローダ 6…ワーク判別装置 7…パレット移動装置 8…パレット昇降装置 10…加工機ライン 13…パレット 15…ローラチェーン 21,22,23…光線センサ 21a,22a,23a…投光器 21b,22b,23b…受光器 P…受渡し位置 W…ワーク W1…加工前ワーク W2…加工済みワーク DW…ダミーワーク
REFERENCE SIGNS
Claims (4)
オートローダがワークの受け渡しを行う受渡し位置に停止した前記パレットを昇降させるパレット昇降装置と、
前記受渡し位置の前記パレットに搭載されたワークを検出する検出手段を備えたワーク判別装置と、
前記パレットの一つに直接載せられ、その上にワークが積み重ねられるものであり、前記検出手段による検出を回避する形状のダミーワークと、
前記パレット移動装置および前記パレット昇降装置を駆動制御する制御装置と、
を有するワークストッカ。 a pallet moving device that arranges and moves a plurality of pallets on which workpieces are mounted;
a pallet lifting device for lifting and lowering the pallet stopped at the delivery position where the autoloader delivers the work;
a work discriminating device comprising detection means for detecting a work mounted on the pallet at the delivery position;
a dummy work which is directly placed on one of the pallets and has a shape to avoid detection by the detection means;
a control device that drives and controls the pallet moving device and the pallet lifting device;
work stocker.
前記ダミーワークは、ワークであれば遮光される投光器から受光器への検出光が通り抜ける形状である前記請求項1に記載のワークストッカ。 The workpiece discriminating device has two support rods that sandwich the pallet placed at the delivery position, and a light projector and a light receiver are attached to horizontally extending arms of the same height to detect workpieces of a predetermined height.
2. A workpiece stocker according to claim 1, wherein said dummy workpiece has a shape through which detection light from a light projector to a light receiver, which is blocked if it is a workpiece, passes through.
オートローダとワークの受渡しを行う前記軌道上の受渡し位置に停止した前記パレットをパレット昇降装置によって昇降させ、前記オートローダによって加工前ワークの取り出しと加工済みワークの積み込みが行われるワークの受け渡し工程と、
前記受渡し位置に配置された空のパレットと、当該パレットに続く前記ダミーワークを搭載した後続のパレットが前記検出手段によって連続して検出された場合に、当該後続のパレットに加工済みワークが搭載されていると判断するワーク判別工程と、
を有するワークストッカのワーク判別方法。
In a pallet moving device for a work stocker that moves a plurality of pallets side by side on a circular track, a dummy work having a shape that avoids detection by a detection means for detecting the work is mounted on one of the pallets, and pre-machining works are mounted on all of the other pallets;
a work transfer step in which the pallet stopped at the transfer position on the track for transferring the work to the autoloader is lifted and lowered by a pallet lifting device, and the autoloader picks up the work before machining and loads the machined work;
a workpiece determination step of determining that a machined workpiece is mounted on the subsequent pallet when an empty pallet placed at the delivery position and a subsequent pallet on which the dummy workpiece is mounted following the pallet are continuously detected by the detection means;
A workpiece discrimination method for a workpiece stocker having
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