JP5003956B2 - 部品検知方法 - Google Patents

Description

この発明は、部品検知を確実に行うことのできる部品検知方法に関している。

プロジェクションナットを保持する空間に基準面が設けられ、このナットを基準面に押し付けるための吸引用磁石が配置されたものが知られている。また、供給ロッドの先端部に部品の検知手段を配置し、供給ロッドが後退するときに部品が正しく供給されているかどうかを検知することが知られている。
特許第３３２６４９０号公報 特開平５−１３９５３８号公報

上述のような磁石や検知手段は、それぞれ独立して機能するように配置されている。したがって、部品の存否を判別するにあたっては、磁石と検知手段とが相互に機能し合うような利用がなされていない。

本発明は、上記の問題点を解決するために提供されたもので、磁石の磁界の範囲内の箇所に磁気的検知機能のセンサーが配置され、これによって部品の存在と不存在を信号にして部品存否を判別することのできる部品検知方法の提供を目的とする。

問題を解決するための手段

請求項１記載の発明は、部品吸引用の磁石と部品検知用のセンサーが設けられた部品保持用ヘッドにおいて、部品が不存在のときには前記センサーに対する前記磁石の磁気的作用によってセンサーから部品不存在の信号を発信し、部品が存在するときには磁石の磁力線が部品を通過することによってセンサーに対する磁石の磁気的作用を中止してセンサーからの信号 を不発信とし、前記信号発信および信号不発信によって部品の存否を検知することを特徴とする部品検知方法である。

発明の効果

部品が保持部に存在しないときには、磁石の磁界内に前記センサーが位置づけられているので、センサーが磁石の磁力線に感応して部品不存在の信号が送信される。また、部品が保持部に存在するときには、磁石の磁力線が部品を通過するので、センサーに対する磁石の磁気的作用が実質的に消滅し、センサーからの信号を不発信とする。このような部品不存在時の信号発信と部品存在時の信号不発信によって部品の存否が検知される。

したがって、磁石がセンサーに磁気的影響を及ぼしているときと、磁気的影響を及ぼしていないときに、センサーからの信号が発信されたり不発信とされたりするので、部品の存否が確実に検知でき、信頼性の高い検知動作が確保できる。センサーが磁石の磁界の範囲内に配置された構成であるとともに磁力線を部品に通過させるものであるから、センサーと磁石の相対位置を適正に設定することによって、確実な部品存否の信号がえられて信頼性の高い部品検知が成立する。

また、部品は磁石の吸引力によって基準面に押し付けられているので、部品の位置が正確に設定され、これにともなって磁石の磁力線が部品の所定箇所を通過するようになる。このため、センサーは実質的に磁石の磁界の範囲外に確実に位置づけられたこととなる。したがって、部品存在によるセンサーの感応機能が確実に消滅し、信頼性の高い部品存否の判別がなされる。

前記基準面は、水平基準面とこの水平基準面に対して垂直に起立している縦基準面から構成され、前記磁石は部品が前記水平基準面と縦基準面の双方に吸引される箇所に配置してある。

したがって、部品は水平基準面と縦基準面の両方に押し付けられることにより、保持部における部品の保持位置が正確に求められる。すなわち、部品は水平基準面によって上下方向に停止位置が正確に求められ、また、縦基準面によって水平方向の停止位置が正確に求められる。したがって、磁石の磁力線を確実に部品に通過させることができ、センサーを不感応状態にすることが正確に確保できる。

前記センサーは、保持部から部品が取り出されるのに必要な空間の外側に配置してある。

部品保持用ヘッドに一時係止された部品を取り出すような場合には、ロボット装置や取り出しロッド等が使用される。このような機構が採用されるときには、部品の近辺の空間をできるだけ広く確保する必要がある。すなわち、保持部から部品が取り出されるのに必要な空間の外側にセンサーを配置することができるので、センサーがロボット装置や取り出しロッド等に干渉することがなく、また、取り出された部品がセンサーに干渉することも回避できる。

つぎに、本発明の部品検知方法を実施するための最良の形態を説明する。

図１および図２は、実施例１を示す。

最初に、装置全体の構成を説明する。

図２に示すように、機枠等の静止部材１に固定されたパーツフィーダ２から送出された部品が、部品供給通路３を経て部品保持用ヘッド４に供給される。部品保持用ヘッド４に保持された部品は、２点鎖線で示すように、部品保持用ヘッド４が上昇しロボット装置５に保持され、目的箇所へ移送される。静止部材１に固定された基台６に上下方向に進退出力をするエアシリンダ７が固定され、そのピストンロッド８の上端に部品保持用ヘッド４が固定されている。ここでは部品保持用ヘッド４が鉛直方向に昇降するものであるが、これに換えて部品保持用ヘッド４を水平方向に移動させるようにしてもよい。ロボット装置５の先端部には、チャック機構やバキュームカップ等の保持手段が取付けられる。ここでは後者のバキュームカップ２１である。

部品供給通路３の途中に直進フィーダ９が配置されている。この直進フィーダ９は基台６の上面に固定され、供給レール１０が起振ユニット１１によって駆動されるようになっている。そして、部品が供給レール１０から滑らかに部品保持用ヘッド４へ移行できるように、供給レール１０と部品保持用ヘッド４との接続位置が設定されている。このようにしてパーツフィーダ３から出た部品は、直進フィーダ９で確実に移送されて部品保持用ヘッド４へ移行される。

つぎに、部品の形状を説明する。

この実施例で対象とされる部品の形状としては、平たい鋼板の縁に屈曲部を形成したもの、あるいは平たい鋼板に孔が開けられたもの等種々なものがあるが、ここでは図１（Ｆ）に示すように、分厚い鋼板で作られた四角い板材であり、符号１４が付されている。

つぎに、部品保持用ヘッドについて説明する。

図１に示すように、直方体の形状をしたヘッド本体１３に部品１４を受け入れる保持部１５が形成されている。保持部１５は、ヘッド本体１３の上面に形成した凹形状の部分であり、この部分は上方と片側が開放されている。そして、保持部１５の空間は部品１４を受け入れることができる空間形状とされている。保持部１５の片側において開放状態になっている箇所が入り口部１８であり、これが前記供給レール１０と滑らかに連続し、部品１４が保持部１５へ入りやすくしている。なお、ヘッド本体１３は、後述の磁力線を有効に作用させるために非磁性材料で作られており、ここではステンレス鋼が使用されている。

保持部１５に送り込まれた部品１４の位置決めをする基準面が形成されている。この基準面は、部品１４の上下方向の位置を決める水平基準面１６と、この水平基準面１６から鉛直方向に起立し部品１４の水平方向の位置を決める縦基準面１７から構成されている。この縦基準面１７は、部品１４の進入方向突き当たりに位置している第１縦基準面１９と、前記進入方向と平行な位置関係とされている第２縦基準面２０によって構成されている。したがって、保持部１５に入ってきた部品１４の横側面１２が、第１縦基準面１９と第２縦基準面２０に密着することによって、部品１４の位置決めがなされる。

部品１４の横側面１２が、第１縦基準面１９と第２縦基準面２０に密着した状態を維持するために、第１磁石２２と第２磁石２３がヘッド本体１３の内部に配置してある。具体的には、ヘッド本体１３に磁石が埋設されている。第１磁石２２は図１（Ａ）に示すように、第１縦基準面１９と第２縦基準面２０が交わる箇所の近傍に埋設されている。磁石の極性は上側がＮ極、下側がＳ極とされている。こうすることによって、部品１４は第１縦基準面１９と第２縦基準面２０および水平基準面１６の３方に対して吸引される。

他方、第２磁石２３は、第１磁石２２から離れた箇所で第１縦基準面１９の下側の箇所に図１（Ｂ）や（Ｄ）に示すように、配置してある。第２磁石２３によって、部品１４は第１縦基準面１９と水平基準面１６に吸引される。また。２つの磁石２２，２３の吸引力によって、部品１４を保持部１５内に引き込む役目を果たしている。なお、上述の磁石は永久磁石であるが、これを電磁石にすることも可能である。

つぎに、センサーについて説明する。

センサー２４は断面円形の形状とされ、その端面が検知面２６とされたもので、ヘッド本体１３の上面に溶接した取付片２５を貫通させた状態で固定されている。このセンサー２４は、磁気的検知機能を有するものである。そして、検知面２６が第１磁石２２の近傍すなわち第１磁石２２の磁界の範囲内に設置されている。さらに、センサー２４は、保持部１５から部品１４が取り出されるのに必要な空間の外側に配置してある。つまり、図１（Ａ）に示すように、保持部１５の上方の空間に進入しない箇所にセンサー２４が配置されている。

磁気的検知機能を有するセンサー２４は一般的に使用されているものであり、検知面２６から発信されている高周波磁界の範囲内に鋼板部品が進入すると、鋼板部品に渦電流が発生し、この渦電流によって前記高周波磁界とは逆方向の磁界を発生する、レンツの法則に基づくものである。一般に「渦電流変位センサー」と称されている。したがって、部品１４が保持部１５に存在しないときには、第１磁石２２の磁力線の影響を受けてセンサー２４の前記高周波磁界が弱まる。一方、部品１４が保持部１５に存在しているときには、第１磁石２２の磁力線が部品１４を通過するので、この磁力線の影響がセンサー２４の前記高周波磁界には及ばないこととなり、高周波磁界の強さは不変またはわずかな影響を受ける程度となる。このような高周波磁界の強弱にもとづいてセンサー２４から２種類の信号すなわち部品の有無を示す信号を発信させることができる。また、他のセンサーとして、静電容量型近接センサーを利用することも可能である。

つぎに、検知動作について説明する。

部品１４が保持部１５に存在していないときには、前記センサー２４に対する第１磁石２２の磁気的作用すなわち第１磁石２２の磁力線の存在範囲内にセンサー２４が入った状態になるので、センサー２４から部品不存在の信号を発信する。換言すると、第１磁石２２の磁力線にセンサー２４が感応して、部品不存在を意味する信号が発信される。

他方、部品１４が保持部１５に存在するときには、第１磁石２２の磁力線が部品を通過することによって、第１磁石２２の磁力線の存在範囲が縮小され、第１磁石２２の磁力線の存在範囲内からセンサー２４が外れた状態かまたはセンサー２４が磁力線の存在範囲内にわずかだけ入った状態となる。このようにしてセンサー２４に対する第１磁石２２の磁気的作用が実質的に中止され、センサー２４からの信号が不発信の状態となる。上述のような信号発信と不発信によって部品の存在を検知する。

上述の実施例においては、部品保持用ヘッド４が上下方向に昇降する場合であるが、これを水平方向に進退するようにすることもできる。また、この実施例では、上昇した部品をロボット装置５で保持して目的箇所へ供給するものであるが、部品保持用ヘッド４を直接他の加工装置等の目的箇所へ到達させるようにしてもよい。

以上に説明した実施例１の作用効果は、つぎのとおりである。

部品１４が保持部１５に存在しないときには、第１磁石２２の磁界内に前記センサー２４が位置づけられているので、センサー２４が第１磁石２２の磁力線に感応して部品不存在の信号が送信される。また、部品１４が保持部１５に存在するときには、第１磁石２２の磁力線が部品１４を通過するので、センサー２４に対する第１磁石２２の磁気的作用が実質的に消滅し、センサー２４からの信号を不発信とする。このような部品不存在時の信号発信と部品存在時の信号不発信によって部品１４の存否が検知される。

したがって、第１磁石２２がセンサー２４に磁気的影響を及ぼしているときと、磁気的影響を及ぼしていないときに、センサー２４からの信号が発信されたり不発信とされたりするので、部品１４の存否が確実に検知でき、信頼性の高い検知動作が確保できる。センサー２４が第１磁石２２の磁界の範囲内に配置された構成であるとともに、第１磁石２２の磁力線を部品１４に通過させるものであるから、センサー２４と第１磁石２２の相対位置を適正に設定することによって、確実な部品存否の信号がえられて信頼性の高い部品保持用ヘッド４が成立する。

また、部品１４は、第１磁石２２および第２磁石２３の吸引力によって水平基準面１６や縦基準面１７に押し付けられているので、部品１４の位置が正確に設定され、これにともなって第１磁石２２の磁力線が部品１４の所定箇所を通過するようになる。このため、センサー２４は実質的に第１磁石２２の磁界の範囲外に確実に位置づけられたこととなる。あるいは、第１磁石２２の磁界にわずかに入り込んだ状態となる。したがって、部品存在によるセンサー２４の感応機能が確実に消滅し、信頼性の高い部品存否の判別がなされる。

前記基準面は、水平基準面１６とこの水平基準面１６に対して垂直に起立している第１縦基準面１９と第２縦基準面２０から構成され、前記第１磁石２２は部品１４が水平基準面１６と縦基準面１９または２０の双方に吸引される箇所に配置してある。

したがって、部品１４は水平基準面１６と第１縦基準面１９または第２縦基準面２０の両方に押し付けられることにより、保持部１５における部品１４の保持位置が正確に求められる。すなわち、部品１４は水平基準面１６によって上下方向に停止位置が正確に求められ、また、縦基準面１９または２０によって水平方向の停止位置が正確に求められる。したがって、第１磁石２２の磁力線を確実に部品１４に通過させることができ、センサー２４を不感応状態にすることが正確に確保できる。

前記センサー２４は、保持部１５から部品１４が取り出されるのに必要な空間の外側に配置してある。

部品保持用ヘッド４に一時係止された部品１４を取り出すような場合には、ロボット装置５や取り出しロッド等が使用される。このような機構が採用されるときには、部品１４の近辺の空間をできるだけ広く確保する必要がある。すなわち、保持部１５から部品１４が取り出されるのに必要な空間の外側にセンサー２４を配置することができるので、センサー２４がロボット装置５や取り出しロッド等に干渉することがなく、また、取り出された部品１４がセンサー２４に干渉することも回避できる。

本実施例は、部品検知方法の実施例である。部品吸引用の第１磁石２２と部品検知用のセンサー２４が設けられた部品保持用ヘッド４において、部品１４が不存在のときには前記センサー２４に対する前記第１磁石２２の磁気的作用によってセンサー２４から部品不存在の信号を発信し、部品１４が存在するときには第１磁石２２の磁力線が部品１４を通過することによってセンサー２４に対する第１磁石２２の磁気的作用を中止してセンサー２４からの信号を不発信とし、前記信号発信および信号不発信によって部品１４の存否を検知する。

上述のように、本発明によれば、磁石の磁界の範囲内の箇所に磁気的検知機能のセンサーが配置され、これによって部品の存在と不存在を信号にして部品存否を判別することのできる部品検知方法であり、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。

部品保持用ヘッドの各部断面図と立体図である。 部品保持用ヘッドが採用される装置の全体図である。

符号の説明

４ 部品保持用ヘッド
５ ロボット装置
１２ 部品の横側面
１３ ヘッド本体
１４ 部品
１５ 保持部
１６ 水平基準面
１７ 縦基準面
１９ 第１縦基準面
２０ 第２縦基準面
２２ 第１磁石
２３ 第２磁石
２４ センサー
２６ 検知面

Claims (1)

1. 部品吸引用の磁石と部品検知用のセンサーが設けられた部品保持用ヘッドにおいて、部品が不存在のときには前記センサーに対する前記磁石の磁気的作用によってセンサーから部品不存在の信号を発信し、部品が存在するときには磁石の磁力線が部品を通過することによってセンサーに対する磁石の磁気的作用を中止してセンサーからの信号を不発信とし、前記信号発信および信号不発信によって部品の存否を検知することを特徴とする部品検知方法。

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