JP5162959B2

JP5162959B2 - 熱処理炉の炉内ワーク抽出装置

Info

Publication number: JP5162959B2
Application number: JP2007134895A
Authority: JP
Inventors: 崇丸山; 俊之小塚; 永二竹之越
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2027-05-22
Also published as: JP2008292008A

Description

本発明は、炉内にワークを搬送するコンベヤが設けられた熱処理炉において、該ワークを炉内から抽出するための装置に関するものである。

炉内に設けられたキャストリンクコンベヤ、メッシュベルトコンベヤ等のコンベヤの上に、自動車用ギヤ材のようなワークを複数列に並べて搬送し、焼鈍等の熱処理をする従来の熱処理炉は、例えば下記特許文献１に示されたように、コンベヤの終端部にシュートを設けることによりワークを滑落させて炉外に抽出するようにしたものが知られている。しかしながら、ワークを高温時に滑落させるとその衝撃によりワークに打痕ができるおそれがあった。
特開昭４９−１６６１０号公報

そこで、コンベヤ上のワークを抽出部においてセンサにより検知し、該ワークをロボットアーム先端のチャッカーにより一つずつ把持して炉外に抽出することが考えられたが、炉内は高温度であるので、通常のセンサを設けることが困難であると共に、ワークがコンベヤ上に複数列に並べられていると、そのワークを炉外から光センサにより光学的に検知することも困難となるものであった。このため、ワーク抽出のために汎用ロボットや専用抽出装置を使用することができない状況であった。

本発明に係る熱処理炉の炉内ワーク抽出装置は、上記のような技術的課題を解決しようとするもので、熱処理炉内に設けられたコンベヤ上にワークを複数列に並べて搬送すると共に、該熱処理炉の終端壁に形成された抽出口からチャッカーを炉内に装入し、該チャッカーによりワークを一つずつ把持して炉外に抽出するようにした熱処理炉の炉内ワーク抽出装置であって、ワークの各列に対応する検出棒が夫々揺動自在でかつ昇降動可能に支持され、該検出棒の揺動を検知するセンサと該検出棒を昇降動させるアクチュエータを備えた検出装置を炉天井部に設けてなり、該検出棒を炉内に下降状態とし、コンベヤによって搬送されてきたワークが該検出棒の下端部に当たり該検出棒を揺動させることにより該ワークが検知され、該ワークが検知されると該検出棒を上昇させることにより抽出経路を確保し、その後に前記チャッカーにより該ワークを把持して抽出することを特徴とする。
また、本発明は上記炉内ワーク抽出装置において、検出棒を揺動させることによりワークが検知された後、該ワークがチャッカーにより把持されるまでの間に該ワークが移動し得る距離をコンベヤの速度から演算して該チャッカーを動作させるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、高温度の熱処理炉抽出部においてもコンベヤ上に並べられたワークの位置を正確に検知することができ、ワークをチャッカーに確実に把持させて抽出することができる。

図１は本発明の実施形態を示す熱処理炉の抽出部の縦断面図、図２はその水平断面平面図である。同図において、１は熱処理炉２内に設けられたコンベヤ、３は該コンベヤの終端部ローラ、４は該コンベヤの支持ローラである。この熱処理炉２では、図示しない装入部において該コンベヤ１上にリング状のワークＷが該コンベヤ上に複数列に整列させて装入配置され、該ワークＷは炉内を矢印の方向に搬送されてこの抽出部に至る。該熱処理炉２の終端壁６には抽出口７が形成され、ロボットアーム８に設けられたチャッカー９を該抽出口７から炉内に装入できるようにしている。１０はロボット本体、１０ａはその制御装置、１１は炉外コンベヤである。なお、チャッカー９は、複数の爪でワークＷの外周を掴んで把持するものであっても、リング状のワークＷの内側に複数の爪を入れて該爪を広げることで該ワークＷを保持するものであってもよい。

１２ａ〜１２ｄはワークＷの各列に対応するように熱処理炉２の炉天井部に設けられた検出装置で、該検出装置は図３にも示したように、ワークＷの各列に対応するよう耐熱性の検出棒１３が夫々揺動自在でかつ昇降動可能に支持され、該検出棒の揺動を検知する近接スイッチからなるセンサ１４と該各検出棒を昇降動させるアクチュエータ１５を備え、該各検出棒が炉天井部に開設された透孔１６から炉内に垂下されるようにしている。即ち、炉天井部上に流体圧シリンダからなるアクチュエータ１５を支持するスタンド１７を固設し、該アクチュエータの下向きに伸びる作動杆１８に昇降部材１９を設け、該昇降部材に水平に設けられた支軸２０に検出棒１３を枢着し、該支軸２０を支点として該各検出棒が後方に自由に揺動し得るようにすると共に、センサ１４をアクチュエータの取付基部付近に設け、検出棒１３が揺動するとその揺動が該センサ１４により夫々電気信号として検知できるようにしている。なお、２１はアクチュエータの取付基部付近に設けたガイドローラで、該ガイドローラに検出棒１３が摺接するとき該検出棒は鉛直となる。そして、アクチュエータ１５の作動杆１８を下方に伸張させ該各検出装置１２ａ〜１２ｄの検出棒１３を下降状態にすることにより該検出棒１３の下端部がコンベヤ１の搬送面から少し離れた状態にて待機されるようにしている。なお、２２は検出棒１３の上昇を検知するためにスタンド１７に取着したセンサである。

このため、コンベヤ１によって搬送されてきたワークＷが検出棒１３の下端部に当たり、該検出棒を図１に破断線で示したように後方に揺動させ、センサ１４を作動させることで、該ワークＷが検知される。こうしてワークＷが検知されると、その検出装置のアクチュエータ１５が作動し、図４に示したように該検出棒１３を上昇させ、該検出棒１３がワーク抽出の邪魔にならないように抽出経路が確保され、その後、ロボットアーム８が作動し、抽出口７より装入されたチャッカー９によりそのワークＷを抽出ラインＬにて把持し、該ワークＷを炉外コンベヤ１１上に抽出させる。

図５はこの炉内ワーク抽出装置の動作を示すフローチャートで、ステップ（１）にて検出装置１２ａ〜１２ｄのセンサ１４が作動しワークＷが検知されると、ステップ（２）に移行して検出棒１３を上昇させると同時にステップ（３）にてタイムカウントを開始する。そして、ステップ（４）にてセンサ２２により検出棒１３の上昇が確認され、ステップ（５）にてタイムカウント値とコンベヤ１の速度を基としてワークＷの移動距離が演算される。即ち、ステップ（５）ではワークＷが検知されてから該ワークがチャッカー９により把持されるまでの間に該ワークＷが移動し得る距離をコンベヤ１の速度から演算する。そして、ステップ（６）に移行し、ロボットアーム８が抽出処理が可能かどうか（他の列のワークを抽出作業中でないかどうか）が確認され、確認されればステップ（７）に移行し、ロボット本体１０の制御装置１０ａに作動指令をワークＷの位置情報と共に出力し、ロボットアーム８およびチャッカー９を動作させる。このため、ロボットアーム８およびチャッカー９はその位置情報を基に動いてワークＷを確実に把持することができる。そして、制御装置１０ａからの信号によってステップ（８）にてこのワークＷが炉外に抽出されたことが確認されると、ステップ（９）にて検出棒１３を下降させ、次にまたコンベヤ１によって搬送されてくるワークＷを検出し得る態勢になる。

こうして、検出装置１２ａ〜１２ｄをコンベヤ１によって搬送されてくるワークＷの各列に対応するように設けると共に、検出順にロボットに作動指令をし、同時に該ロボットが該ワークＷを把持し得る時の該ワークＷの移動先位置を該コンベヤ１の速度から演算し、その位置情報を基にロボットを作動させることにより、多列のワークＷを確実に把持することができる。

なお、熱処理炉２の装入部において、ワークＷは一つの搬入ロボット（図示略）により一定の時間間隔で搬入されることから、図２に示したように、各ワークＷは進行方向に一定の間隔ｇが存するように並べられる。このように一定の間隔ｇがある場合は、上記ロボットにより把持するに際しても特に上記のように移動先位置を演算しなくてもよいが、図２に破断線で示したワークＷ′のように前または後にずれて他列のワークＷとの進行方向の間隔ｇがなくなってしまうことがあると、該ワークＷ′は抽出ラインＬを過ぎた位置で把持する必要が生じる。このような場合にも、本発明は請求項２に記載したように、コンベヤの速度からワークが移動し得る距離を演算し、その位置情報を基にロボットを作動させることにより、該ワークＷ′を確実に把持し抽出することができる。

なお、この実施形態では検出棒１３の揺動を検知するセンサ１４として近接スイッチを使用したが、該センサにはマイクロスイッチのようなメカニカルなスイッチを用いても、或いは光センサであってもよい。そして、この炉内ワーク抽出装置ではこれらのセンサを炉内に設けることを要しないのでメンテナンスが容易であると共に、高温度の熱処理炉においてもワークの位置を常に正確に検知することができる。

本発明に係る炉内ワーク抽出装置の実施形態を示す熱処理炉の抽出部の縦断面図。図１の炉内の水平断面平面図。図１のＡ−Ａ線断面図。図１の作動状態図。熱処理炉の炉内ワーク抽出装置のフローチャート。

符号の説明

Ｗワーク
１コンベヤ
２熱処理炉
６終端壁
７抽出口
８ロボットアーム
９チャッカー
１０ロボット本体
１２ａ〜１２ｄ検出装置
１３検出棒
１４センサ
１５アクチュエータ
１６透孔
１９昇降部材
２０支軸

Claims

熱処理炉内に設けられたコンベヤ上にワークを複数列に並べて搬送すると共に、該熱処理炉の終端壁に形成された抽出口からチャッカーを炉内に装入し、該チャッカーによりワークを一つずつ把持して炉外に抽出するようにした熱処理炉の炉内ワーク抽出装置であって、ワークの各列に対応する検出棒が夫々揺動自在でかつ昇降動可能に支持され、該検出棒の揺動を検知するセンサと該検出棒を昇降動させるアクチュエータを備えた検出装置を炉天井部に設けてなり、該検出棒を炉内に下降状態とし、コンベヤによって搬送されてきたワークが該検出棒の下端部に当たり該検出棒を揺動させることにより該ワークが検知され、該ワークが検知されると該検出棒を上昇させることにより抽出経路を確保し、その後に前記チャッカーにより該ワークを把持して抽出するようにしたことを特徴とする熱処理炉の炉内ワーク抽出装置。
検出棒を揺動させることによりワークが検知された後、該ワークがチャッカーにより把持されるまでの間に該ワークが移動し得る距離をコンベヤの速度から演算して該チャッカーを動作させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の熱処理炉の炉内ワーク抽出装置。