JP5343538B2 - ウェブハンドリング装置および方法 - Google Patents
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Description
各サブブロックは、工場内において、水平に置かれた母材の上面に、複数のウェブを順次垂直もしくは垂直に近い角度で取り付け、仮溶接後に本溶接して完成する。以下、サブブロックの組立作業を「サブ組立」と呼ぶ。
そこでこの問題を克服し、サブ組立の自動化を目的として、特許文献1〜4が提案されている。
そのためこの装置は、図12に示すように、一対の電磁石55a、55bと、各電磁石の吸着面55c、55dが互いに相対する内向きの状態から下向きの状態まで回動するように各電磁石55a、55bを支持する開閉リンク機構56a、56bと、この開閉リンク機構56a、56bを駆動するシリンダ装置57とを本体フレーム51に設けたものである。
なおこの図において、50はワーク、52は母材、58はピストンロッドロッドである。
また、この特許文献1に、電磁石55a、55bで吸着する際はモータトルクを監視してワーク50に電磁石55a、55bを押し付ける方法と、正確な水平面を持つ押し付け台に把持したワーク50を押し付けることでワークの下面位置を検出し、相対距離計算によって母材52への配材高さを求める方法が示されている。
また、サブブロックを構成するウェブは、種類が多く、例えば、矩形、三角形、凹形など外形が複雑であり、穴が空いているものや曲面のあるものもある。そのため電磁石55a、55bによる搬送の場合、搬送中に位置ずれが起こらない程度に十分な吸着力が得られない場合がある。したがって、搬送中に位置ずれが発生し、吸着時に計測したウェブの位置をもとに母材への位置決めを行っても正しい位置に配置できない場合がある。
またさらに、搬送時の位置ずれに加え把持時の位置合わせ誤差もあるためウェブの溶接縁を母材と平行にするのが困難であり、押し付けによって隙間を合わせてもウェブの溶接縁と母材の隙間が均一にならない場合がある。
該本体に取り付けられ水平軸を中心に旋回可能な旋回装置と、
該旋回装置に固定され、主要部が水平に位置するウェブを下方から支持する支持面を有するフォーク部材と、
前記旋回装置に固定され、前記ウェブを上方から把持する把持面を有し、該把持面を前記支持面に対向して開閉してその間でウェブを把持可能な把持部材と、を備え、
前記ウェブの水平な主要部の下面をフォーク部材で支持し、把持部材を上方から閉じてフォーク部材との間に把持し、その状態で3次元的に搬送し、前記水平軸を中心に前記ウェブの溶接縁を下向きに旋回し、水平に置かれた母材の上面に、垂直もしくは垂直に近い角度で位置決めした後、把持部材を開放しウェブをフォーク部材の支持面に沿って自重によりスライド下降させるNC制御を行う、ことを特徴とするウェブハンドリング装置が提供される。
前記把持部材は、前記把持面に対し直交方向に移動可能に構成されている。
該本体に取り付けられ水平軸を中心に旋回可能な旋回装置と、
該旋回装置に固定され、主要部が水平に位置するウェブを下方から支持する支持面を有するフォーク部材と、
前記旋回装置に固定され、前記ウェブを上方から把持する把持面を有し、該把持面を前記支持面に対向して開閉してその間でウェブを把持可能な把持部材と、を備えるウェブハンドリング装置を準備し、
NC制御により、前記ウェブの水平な主要部の下面をフォーク部材で支持し、把持部材を上方から閉じてフォーク部材との間に把持し、その状態で3次元的に搬送し、前記水平軸を中心に前記ウェブの溶接縁を下向きに旋回し、水平に置かれた母材の上面に、垂直もしくは垂直に近い角度で位置決めした後、把持部材を開放しウェブをフォーク部材の支持面に沿って自重によりスライド下降させる、ことを特徴とするウェブハンドリング方法が提供される。
従って、力制御を行うこと無く、ウェブの把持と水平に置かれた母材への位置合わせを行うことができる。
この図において、本発明のウェブハンドリング装置10は、本体12、旋回装置14、フォーク部材16、および把持部材18を備える。
さらにこの例において、フォーク部材16は、図示しない直動アクチュエータにより支持面17に対し直交方向(図で上下方向)に移動可能に構成されている。なおこの構成は不可欠ではなく、NC移動台9の3次元移動により、代用してもよい。
またこの例で、フォーク部材16は、水平軸15と支持面17との間、すなわち根元部分に、支持面17より凹んだ凹部16a(窪み)を有し、ウェブ1の一端(図で右端)にT字形状のスティフナ等の突起がある場合にその突起部を凹部16aに収容できるようになっている。
この例において、把持部材18は、図示しない直動アクチュエータにより把持面19を支持面17に対し直交方向に移動可能に構成され、その間でウェブ1を把持可能に構成されている。またこの例において、把持部材18の先端(図で左端)には、ウェブ1を吸着可能なマグネット20が取り付けられ、その下面が把持面19を構成している。
この図に示すように、フォーク部材16は、支持面17の外方(図で上方)、すなわち先端部に複数(この図で6つ)の隙間16b(切り込み)を有する。この隙間16bは持ち上げ治具2(後述する)との接触を回避するために図で上下方向に延び、かつ仮溶接用の隙間を兼ねる。隙間16bの幅は例えば100mm程度であるのがよい。
この図に示すように、ウェブ1は、フォーク部材16の支持面17に、幅方向(図で上下方向)にはみ出さず、かつ長さ方向(図で左右方向)はバランスを保てれば自由に載せることができる。
なお、ウェブ1の溶接縁1aは、支持面17の外方(図で上方)に向け、支持面17の端部(上端)から数mm程度内側に位置決めするのがよい。
この図において、(A)は移動行程、(B)はウェブ支持行程、(C)はウェブ把持行程、(D)は搬送行程である。
ステップS1では、あらかじめ記録されているウェブ1の仮置情報から、ウェブ検出位置まで移動し、ウェブ1の詳細位置を検出後にウェブ把持位置までフォーク部材16を移動させる。これらはウェブ1への接触を伴わない動作であるため高速移動が可能である。
また、搬送装置とは別の計測機や工場内固定センサ等であらかじめウェブ詳細位置を検出済みであれば、検出のための動作は省略できる。
ウェブ支持位置は、治具等によって隙間の空いているウェブ1の下面にフォーク部材16が差し込まれた位置となる。ウェブ1の大きさがフォーク部材16の支持面17よりも大きい場合、ウェブハンドリング装置10を上昇させたときにウェブ1がバランスを崩さないよう、あらかじめウェブ重心などから位置を計算しておくものとする。
把持するウェブ1は、上面から電磁石等で吸着する別の搬送装置から引き渡すようにしてもよい。
ウェブ把持位置は、ウェブ1がフォーク先端からはみ出ないものとする。数mm程度わずかにフォーク先端の内側とすることが望ましい。
ステップS4では、あらかじめ記録されている母材3の設置情報から、ウェブ取り付け位置検出位置まで移動し、ウェブ取り付けの詳細位置を検出後にウェブ取り付け位置まで移動・水平回転させる。
搬送装置とは別の計測機や工場内固定センサ等であらかじめウェブ取り付け詳細位置を検出済みであれば、検出のための動作は省略できる。また、同じ母材3に連続してウェブを配材する際など、一度母材3の詳細位置を検出した後は、あらかじめ記録されているウェブ取り付け情報を組み合わせることで検出のための動作を省略できる。
ステップS5では、あらかじめ記録されているウェブ取り付け情報にしたがってフォーク部材16および把持部材18を所定角度に傾動させるとともに上下動作させ、フォーク先端がウェブ取り付け位置に合わせる。
把持部材18の開放は、自重によりスライド下降できる限りで、電磁石による固定の場合に磁力を弱め、弾性材による固定の場合に押し付け力を弱めるだけでもよい。
自重によるスライド下降が困難なほど角度が浅い場合は、垂直に近い角度でスライドさせてから所定の角度に傾動させてもよい。
すなわち仮溶接後、把持部材18を完全に開放し、ウェブ1に接触しない方向にハンドリング装置10を退避させる。
この構成により、フォーク部材17を退避した状態で、ウェブ1をマグネット20で吸着できるので、上述した持ち上げ治具2を不要にできる。
なお、マグネット20を退避した状態で、別のマグネット搬送装置(図示せず)からフォーク部材17でウェブ1を受け取ってもよい。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
この例において、把持部材18は、水平軸15に平行な第2水平軸26を中心に旋回アクチュエータ27により旋回可能に構成されている。また、28はカメラである。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
水平に置かれた母材3の上面には、マーカが記載されている。このマーカは、線又は記号である。
図8(A)では、カメラ28(例えば、CCDカメラ)を水平位置のフォーク部材16の先端下部に下向きに設置し、水平位置のフォーク部材16を、NC移動台9で移動させて、マーカの水平位置と向きを検知する。
同様に、図8(B)では、カメラ28(例えば、CCDカメラ)を鉛直位置のフォーク部材16の先端下部に下向きに設置し、水平位置のフォーク部材16を、NC移動台9で移動させて、マーカの水平位置と向きを検知するようになっている。
なおカメラ28はハンドリング装置を搭載するNC装置側に設置してもよく、搬送装置とは別の計測機に設置しても工場内に固定してもよい。
この図において、(A)は移動行程、(B)はウェブ支持・把持行程である。
この方法により、上述した持ち上げ治具2を不要にできる。
この図において、(A)は移動・ウェブ支持行程、(B)はウェブ把持行程である。
ウェブ把持行程(B)は、上述したステップS3に相当し、別の搬送装置5が退避した後、把持部材18を旋回させ、把持部材18を上方から閉じてフォーク部材16との間にウェブ1を把持する。
この方法により、上述した持ち上げ治具2を不要にできる。
スライド行程(F)(ステップS6)では、垂直もしくは垂直に近い角度に位置決めした後、把持部材18を開放し、ウェブ1をフォーク部材16の支持面17に沿って自重によりスライド下降させる。このスライド下降により、ウェブ1の溶接縁1aと母材3の上面とが当接し、その間の隙間は0(ゼロ)となる。
さらに、ウェブ1のスライド下降後、再度把持部材18を閉じてウェブ1をフォーク部材16との間に把持し、本体12を上昇させて、ウェブ1の溶接縁1aと母材3の上面との隙間を設定してもよい。
また、横長のウェブ1を搬送する場合、2台のウェブハンドリング装置10を連動してもよい。この場合、片方のウェブハンドリング装置10の把持部材18を開放することにより、2台のウェブハンドリング装置10の動作が完全に一致しなくてもウェブ1を変形させないようにできる。
従って、力制御を行うこと無く、ウェブ1の把持と水平に置かれた母材3への位置合わせを行うことができる。
3 母材、4 フェース材、5 搬送装置(マグネット)、9 NC移動台、
10 ウェブハンドリング装置、12 本体、
13 旋回アクチュエータ、14 旋回装置、
15 水平軸、16 フォーク部材、
16a 凹部(窪み)、16b 隙間(切り込み)、
17 支持面、18 把持部材、19 把持面、
20 マグネット、22 マグネット移動装置、
24 可動クランプ、26 第2水平軸、
27 旋回アクチュエータ、28 カメラ(CCDカメラ)
Claims (6)
- 3次元的に数値制御されたNC移動台に固定された本体と、
該本体に取り付けられ水平軸を中心に旋回可能な旋回装置と、
該旋回装置に固定され、主要部が水平に位置するウェブを下方から支持する支持面を有するフォーク部材と、
前記旋回装置に固定され、前記ウェブを上方から把持する把持面を有し、該把持面を前記支持面に対向して開閉してその間でウェブを把持可能な把持部材と、を備え、
前記ウェブの水平な主要部の下面をフォーク部材で支持し、把持部材を上方から閉じてフォーク部材との間に把持し、その状態で3次元的に搬送し、前記水平軸を中心に前記ウェブの溶接縁を下向きに旋回し、水平に置かれた母材の上面に、垂直もしくは垂直に近い角度で位置決めした後、把持部材を開放しウェブをフォーク部材の支持面に沿って自重によりスライド下降させるNC制御を行う、ことを特徴とするウェブハンドリング装置。 - 前記フォーク部材は、前記支持面に対し直交方向に移動可能に構成され、
前記把持部材は、前記把持面に対し直交方向に移動可能に構成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のウェブハンドリング装置。 - 前記把持部材は、ウェブを吸着可能なマグネットと、該マグネットをフォーク部材の先端を超えて移動可能なマグネット移動装置とを有する、ことを特徴とする請求項2に記載のウェブハンドリング装置。
- 前記把持部材は、前記水平軸に平行な第2水平軸を中心に旋回可能に構成されている、ことを特徴とする請求項1に記載のウェブハンドリング装置。
- 3次元的に数値制御されたNC移動台に固定された本体と、
該本体に取り付けられ水平軸を中心に旋回可能な旋回装置と、
該旋回装置に固定され、主要部が水平に位置するウェブを下方から支持する支持面を有するフォーク部材と、
前記旋回装置に固定され、前記ウェブを上方から把持する把持面を有し、該把持面を前記支持面に対向して開閉してその間でウェブを把持可能な把持部材と、を備えるウェブハンドリング装置を準備し、
NC制御により、前記ウェブの水平な主要部の下面をフォーク部材で支持し、把持部材を上方から閉じてフォーク部材との間に把持し、その状態で3次元的に搬送し、前記水平軸を中心に前記ウェブの溶接縁を下向きに旋回し、水平に置かれた母材の上面に、垂直もしくは垂直に近い角度で位置決めした後、把持部材を開放しウェブをフォーク部材の支持面に沿って自重によりスライド下降させる、ことを特徴とするウェブハンドリング方法。 - 前記スライド下降後、再度把持部材を閉じてウェブをフォーク部材との間に把持し、本体を上昇させて、ウェブの溶接縁と母材の上面との隙間を設定する、ことを特徴とする請求項5に記載のウェブハンドリング方法。
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