JP5824939B2 - 板状ワークの整列方法及び整列装置 - Google Patents

Description

本発明は、板状のワークをコンベアの搬送方向に沿って一列に整列させる整列方法及び整列装置に関する。

板状のワーク（例えばクラッチプレート等）を次工程で使用する工作機械（例えばプレス機等）に供給する際、ワークをコンベア上にて一列に整列させた状態にして、プレス機に供給することが行われている。

従来、板状のワークは、網籠（パレティーナ）にバラ積みされた状態で工場に搬入され、作業員の手作業により１枚ずつプレス機へ向かうコンベア上に供給されるか、或いは複数枚積み重ねて纏められた後に１枚ずつ取り出されてプレス機へのコンベアに供給されていた。非常に単純な作業であるが、プレス機へのワーク供給のために、最低でも一人の作業者が必要となる。

ワークをコンベアの搬送方向に沿って一列に整列させる装置として、複数のワークを幅方向に並べて搬送できる幅広コンベアに、搬送方向下流側が狭くなるようにテーパー状に形成された一対のガイドを配置し、幅広コンベア上をランダムな配置で搬送される複数のワークをガイドによって幅方向左右から絞るように案内して、一列に整列させるものが知られている（特許文献１）。かかる装置をプレス機へのワーク自動供給装置に用いることも考えられる。

特開２０１０−１１２８号公報

しかし乍ら、コンベアの幅方向両側に一対のテーパー状のガイドを配置すると、コンベア上を搬送される複数のワークがコンベアの幅方向の両側からガイドで絞られるため、下流側において幅方向左右のガイドの間に２個又は３個或いは４個以上のワークが連なってブリッジ（架橋）を作り、ワークが詰まってしまう可能性がある。このため、ガイドを振動させる等してワークのブリッジを崩す対策が必要となっていた。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、ワークをコンベアの幅方向左右両側から絞ることによって生じるブリッジを回避しつつ、ワークを搬送方向に沿って一列に整列させることができる板状ワークの整列方法及び整列装置を提供することにある。

上記目的を達成するために創案された本発明に係る板状ワークの整列方法は、ワークを傾斜台に供給して滑り落とし、滑り落ちたワークを、傾斜台の下部に配設され搬送方向が傾斜台からワークが滑り落ちる方向と交差する斜めコンベアによって、斜めの姿勢で搬送し、斜めコンベア上を搬送されるワークを、斜めコンベアの幅方向の一方である上方から規制することで、斜めコンベアの隣に並設され斜めコンベアの搬送方向と同じ搬送方向に駆動される水平コンベア上に滑り落として一列に並べ、水平コンベア上のワークを高さ方向に規制して一枚ずつ送出することを特徴とする。

また、本発明に係る板状ワークの整列装置は、ワークが供給されて滑り落ちる傾斜台と、傾斜台の下部に配設され、搬送面が傾斜台の傾斜角度に応じて傾斜され、搬送方向が傾斜台からワークが滑り落ちる方向と交差する斜めコンベアと、斜めコンベアの隣に並設され、ワークを水平姿勢で搬送すると共に斜めコンベアの搬送方向と同じ搬送方向に駆動される水平コンベアと、斜めコンベア上を搬送されるワークを斜めコンベアの幅方向の一方である上方から規制して水平コンベア上に案内する幅規制部と、幅規制部で案内された水平コンベア上のワークを高さ方向に規制して一枚ずつ送出する高さ規制部とを備えたことを特徴とする。

斜めコンベアの搬送速度と水平コンベアの搬送速度との少なくとも一方の搬送速度が可変に制御可能となっていてもよい。

ワークが円板状であり、水平コンベアの搬送速度を斜めコンベアの搬送速度よりも速く設定することで、ワークに自転を与え、そのワークの自転方向が、斜めコンベア上のワークが幅規制部に接触したとき、ワークが幅規制部に沿って転がる方向であってもよい。

ワークが円板状であり、斜めコンベアの搬送速度を水平コンベアの搬送速度よりも速く設定することで、ワークに自転を与えると共に、斜めコンベア上にストレージされるワークの数を減少させるようにしてもよい。

本発明に係る板状ワークの整列方法及び整列装置によれば、斜めコンベアによって斜めの姿勢で搬送されるワークを、斜めコンベアの幅方向の一方から規制して水平コンベア上に滑り落として一列に並べている。従って、ワークをコンベアの幅方向の左右両側から絞ることによって生じるブリッジを回避しつつ、板状のワークを水平コンベア上に一列に整列させることができる。また、斜めコンベアから水平コンベアに滑り落ちた板状のワークが仮に水平コンベア上にて上下に重なったとしても、それらのワークは高さ方向に規制されることで一枚ずつ送出される。

本発明の一実施形態に係る板状ワークの整列装置を示す平面図である。 図１のII−II線矢視図である。 図１のIII−III線矢視図である。 図１のIV−IV線矢視図である。 本実施形態に係る整列装置の供給手段を構成するチャックの部分の下面図である。 本実施形態に係る整列装置のチャックに保持されたワークを傾斜台にその傾斜角度に合わせて近付けた様子を示す側面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

本発明の一実施形態に係る板状ワーク（以下単にワークとも言う）ｗの整列装置１を図１〜図６を用いて説明する。図１は本実施形態に係る整列装置１の平面図、図２は図１のII−II線矢視図、図３は図１のIII−III線矢視図、図４は図１のIV−IV線矢視図、図５はチャック８の下面図、図６はチャック８に保持されたワークｗを傾斜台２に近付けた側面図である。

図１〜図４に示すように、本実施形態に係る板状ワークｗの整列装置１は、ワークｗが供給されて滑り落ちる傾斜台２と、傾斜台２の下部に配設された斜めコンベア３と、斜めコンベア３に並設された水平コンベア４と、斜めコンベア３上のワークｗを水平コンベア４に案内する幅規制部５と、水平コンベア４上のワークｗを一枚ずつ送出する高さ規制部６とを備えている。また、整列装置１は、傾斜台２に複数のワークｗを供給する供給手段７を備えている。供給手段７は、複数のワークｗを保持又は解放するチャック８と、チャック８に保持されたワークｗを傾斜台２に近付けるアーム９とを有する多関節ロボット７１から主に構成されている。

以下、本実施形態に係る板状ワークｗの整列装置１を構成要素毎に説明する。

（傾斜台）
傾斜台２は、複数（本実施形態では縦横３×３の９個）のワークｗを同時に滑り落とすことができる面積の傾斜面２１を有している。傾斜面２１の傾斜角度θは、ワークｗが摩擦で止まることなく滑り落ちる角度以上で、滑り落ちたワークｗが斜めの状態から裏返しになって水平コンベア４に載ってしまうことを回避する角度に設定されている。この角度θは、凡そ４５度〜６０度が好ましい。傾斜台２の両側部には、側壁２２が設けられており、傾斜台２上を滑り落ちるワークｗが両側部から落下しないようになっている。ワークｗは、本実施形態では直径１５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの円板が用いられ、クラッチ板の素材となるものである。

（斜めコンベア）
傾斜台２の下部には、斜めコンベア３が設けられている。斜めコンベア３は、傾斜台２の下部に、ワークｗが滑り落ちる方向と交差する方向（本実施形態では直交方向）に沿って、傾斜面２１の傾斜角度θに応じて斜めに配設されている。斜めコンベア３の傾斜角度は、本実施形態では傾斜面２１の角度θと同角度に設定されているが、ワークｗを斜めコンベア３に沿った斜めの姿勢で搬送できる角度であれば、傾斜面２１の角度θより多少大きな或いは小さな角度でも構わない。斜めコンベア３の幅は、ワークｗを斜めの姿勢で安定して搬送するため、ワークｗの大きさ（直径）の１倍以上２倍以下（本実施形態では約１．５倍）に設定されている。斜めコンベア３には、本実施形態ではベルトコンベアが用いられているが、ローラーコンベアを用いてもよい。

（水平コンベア）
斜めコンベア３の隣には、水平コンベア４が設けられている。水平コンベア４は、斜めコンベア３の幅方向の下端に沿って、斜めコンベア３と隣り合うようにして配置されており、ワークｗを水平姿勢で搬送するものである。水平コンベア４は、本実施形態ではその搬送方向が地面と平行となるように配置されているが、多少登り勾配或いは下り勾配であっても構わない。水平コンベア４の幅方向の一端（斜めコンベア３とは反対側の端部）には、傾斜台２１を滑り落ちたワークｗがバウンドしたとしても水平コンベア４から飛び出ることを防止するための側壁４１が、水平コンベア４の長手方向に沿って設けられている。水平コンベア４には、本実施形態ではベルトコンベアが用いられているが、ローラーコンベアを用いてもよい。

水平コンベア４の搬送速度は、本実施形態では斜めコンベア３の搬送速度と等しく設定されているが、斜めコンベア３の搬送速度より速くすること或いは遅くすることを妨げるものではない。例えば、水平コンベア４及び斜めコンベア３の少なくとも一方の搬送速度を可変に制御できるようにし、双方のコンベア３、４によるワークｗの搬送状況に応じて、一方のコンベアの搬送速度を他方のコンベアの搬送速度よりも速く或いは遅くしたり、双方のコンベアの搬送速度を等しくする制御を行ってもよい。

（幅規制部）
斜めコンベア３の下流側の部分には、斜めコンベア３上を斜めの姿勢で搬送されるワークｗを幅方向の一方から規制することで、水平コンベア４上に滑り落とす幅規制部５が配置されている。幅規制部５は、細長い板体を弓型に湾曲させた形状の規制板５１からなり、その一端が傾斜台２の傾斜面２１に固定され、他端が水平コンベア４の出口部の出口部材（図４参照）４２に固定されている。また、規制板５１の下面は、斜めコンベア３の搬送面及び水平コンベア４の搬送面から隙間Ｇ１（図４参照）が隔てられている。隙間Ｇ１は、ワークｗの板厚ｔの１倍未満（好ましくは０．５倍未満）に設定されており、ワークｗが隙間Ｇ１を潜り抜けないようになっている。本実施形態では、隙間Ｇ１はワークｗの板厚ｔの約０．２倍に設定されている。

出口部材４２は、水平コンベア４の出口部に配置され、図４に示すように、水平コンベア４の幅方向左右のサイドフレーム４３に取り付けられた側壁４４と、これら側壁４４を架け渡して設けられた連結板４５とを備えている。連結板４５には、幅規制部５を成す規制板５１の端部が、ブラケット４６等を介して或いは直接固定されている。なお、水平コンベア４の搬送面の幅は、ワークｗの大きさ（直径）の２倍未満（好ましくは１．５倍未満）に設定されており、ワークｗが水平コンベア４の搬送面に、その幅方向に２個並ぶことはない。本実施形態では、水平コンベア４の搬送面の幅は、ワークｗの直径の約１．２倍となっている。

（高さ規制部）
出口部材４２には、水平コンベア４上を搬送されるワークｗを高さ方向に規制して一枚ずつ送出するための高さ規制部６が取り付けられている。高さ規制部６は、出口部材４２の連結板４５に装着された板体６１からなり、その下端と水平コンベア４の搬送面との隙間Ｇ２がワークｗの板厚ｔの１倍よりも大きく２倍未満（好ましくは１．２倍以上１．５倍以下）に設定されている。これにより、仮にワークｗが２枚以上鉛直方向に重なった状態で水平コンベア４上を搬送されて来ても、板体６１の下端と水平コンベア４の搬送面との隙間Ｇ２を通過する際に、最下層の一枚のみが通過することになり、ワークｗが一枚ずつ送出されることになる。本実施形態では、隙間Ｇ２はワークｗの板厚ｔの約１．３倍に設定されている。

高さ規制部６を成す板体６１は、図４の如く連結板４５への取付位置が調節機構６２によって上下方向に調節できるようになっており、板厚ｔの異なった様々なワークｗに対応可能となっている。調節機構６２は、例えば、連結板４５に固定されたボルト６３と、ボルト６３が挿通されるように板体６１に上下方向に細長く形成された長孔６４と、長孔６４を挿通したボルト６３に螺合されるナット６５とから構成される。

（供給手段）
図１〜図３に示すように、傾斜台２には、供給手段７によって複数のワークｗが供給される。供給手段７は、複数のワークｗを保持又は解放するチャック８と、チャック８に保持されたワークｗを傾斜台２に近付けるアーム９とを有する多関節ロボット７１から主に構成されている。多関節ロボット７１は、基盤９１に取り付けられ鉛直軸Ａ回りに回動する基台９２と、基台９２に取り付けられ水平軸Ｂ回りに回動する第１アーム９３と、第１アーム９３に取り付けられ軸Ｂと平行な軸Ｃ回りに回動する第２アーム９４と、第２アーム９４に取り付けられその長手方向の軸Ｄ回りに回動する先端アーム９５と、先端アーム９５に取り付けられ軸Ｄと直交する軸Ｅ回りに回動する第３アーム９６と、第３アーム９６に取り付けられ軸Ｅと直交する軸Ｆ回りに回動するハンド９７と、ハンド９７に取り付けられたチャック８とを備えている。かかる６軸の多関節ロボット７１は、各関節を作動させることで、ハンド９７のチャック８を様々な姿勢に制御できる。

ハンド９７は、図５に示すように、平面視で格子状に形成された枠体９８を有し、枠体９８には、ワークｗを保持又は解放するチャック８が複数取り付けられている。本実施形態では、チャック８は枠体９８に縦横３×３の９個取り付けられているが、９個に限られるものではない。チャック８は、空気を吸い込む（吸引する）吸引口８１を有し、バキューム力によってワークｗを吸着保持し、吸引を止める或いは逆に空気を吹き出すことでワークｗを解放する。なお、チャック８は、バキュームタイプに限られることはなく、電磁石を備えていてそのオンオフにより金属製のワークｗを吸着又は解放するものであってもよい。

図１〜図３に示すように、多関節ロボット７１は、各関節を適宜作動させることで、網籠（パレティーナ）７２にバラ積みされたワークｗをチャック８に吸着保持し、チャック８に保持したワークを図６に示すように傾斜台２の傾斜角度θに合わせて傾斜面２１に近付けた後、ワークｗをチャック８から解放する。多関節ロボット７１は、１０〜２０秒間隔で５〜９枚のワークｗを網籠７２から傾斜台２に搬送するように作動され、各チャック８の全てにワークｗが吸着されていなくても構わない。各チャック８にはバキュームセンサが夫々接続されており、ワークｗが吸着したか否かを検出できるようになっていて、９個中５個以上のバキュームセンサがワークｗの吸着を検出したことを条件にワークｗを網籠７２から傾斜台２に搬送する。

網籠７２は、その内部にワークｗが水平な姿勢でバラ積みされた状態で工場に搬入され、多関節ロボット７１と水平コンベア４との間に配置される。供給手段７は、多関節ロボット７１に加えて、網籠７２にバラ積みされた複数のワークｗの配置を撮影するカメラ７３（図３参照）を備えており、カメラ７３で撮影された画像に基づき、チャック８のワークｗに対するアプローチ位置を変更する機能を有している。具体的には、９個中５個以上のバキュームセンサがワークｗの吸着を検出しない場合、カメラ７３によって網籠７２内のワークｗの配置を撮影し、その画像をコンピュータで処理することでチャック８のワークｗに対するアプローチ位置をワークｗが比較的多く集積されている位置に変更する。カメラ７３は、図３に示すように、網籠７２の近傍に設けられたフレーム７４に取り付けられており、網籠７２の上方から網籠７２内のワークｗの配置を撮影する。フレーム７４は、網籠７２の両側に立設された柱７５と、柱７５の頂部を架け渡す梁７６とを有し、梁７６にカメラ７３が下方に向けて取り付けられている。

（その他）
図１、図２に示すように、水平コンベア４の出口には、水平コンベア４から排出されたワークｗを搬送する第１供給コンベアＸが配置され、第１供給コンベアＸの出口には、第１供給コンベアＸから排出されたワークｗを搬送する第２供給コンベアＹが配置されている。第２供給コンベアＹ上のワークｗは、次工程で使用する工作機械（プレス機）Ｚに供給されるようになっている。第２供給コンベアＹの搬送速度は第１供給コンベアＸの搬送速度よりも速く設定されている。第２供給コンベアＹ上のワークｗの間隔をプレス機Ｚのワーク投入仕様（スペック）に合わせるためである。

本実施形態のプレス機Ｚは、１分間に２６枚のワークｗを投入する仕様であり、第２供給コンベアＹでのワークｗのピッチ（ワークｗの中心同士の間隔）を３００ｍｍとすると、第２供給コンベアＹの搬送速度は約１３０ｍｍ／ｓｅｃとなる。一方、第１供給コンベアＸにおいては、ワークｗのピッチを１６０ｍｍとすると、第１供給コンベアＸの搬送速度は約６９ｍｍ／ｓｅｃとなる。なお、本実施形態においては、ワークｗの直径は既述のように１５０ｍｍである。

図１に示すように、傾斜台２、斜めコンベア３、水平コンベア４、網籠７２、多関節ロボット７１は、安全柵ＥＮによって囲われている。図１においてＣＯＮは制御盤、ＣＯＭは画像処理用コンピュータであり、図３においてＨＣはハンド制御装置である。

（作用・効果）
本実施形態に係る板状ワークｗの整列装置１を用いた整列方法について述べる。

図１示す網籠７２にバラ積みされたワークｗは、多関節ロボット７１のハンド９７のチャック８に保持される。チャック８に保持されたワークｗは、多関節ロボット７１の各関節を適宜作動させることで、図６に示すように、傾斜台２の傾斜面２１にその傾斜角度θに合わせて近付けられた後、チャック８から解放される。なお、本実施形態では、ワークｗは、その板厚の１倍から３倍程度まで傾斜面２１に近付けられた後、チャック８から解放される。各ワークｗは、傾斜面２１に同角度で近接した状態で解放されるので、傾斜面２１に着地した際の衝撃が可及的に抑えられて傷の発生を防止でき、また、ワークｗが立ち姿勢となって傾斜面２１を転がり落ちることを防止できる。

チャック８から解放されたワークｗは、図２に示すように、傾斜面２１を滑り降り、その下端が水平コンベア４の幅方向端部で支持された状態で、斜めコンベア３によって斜めの姿勢で搬送される。斜めコンベア３上を斜めの姿勢で搬送されるワークｗは、図１にも示すように、幅規制部５を構成する規制板５１によって斜めコンベア３の幅方向の一方（上方）から規制され、斜めコンベア３から水平コンベア４上に滑り降ろされて一列に並べられる。これにより、従来、ワークｗをコンベアの幅方向の左右両側から絞ることによって生じていたブリッジを回避しつつ、板状のワークｗを水平コンベア４上に一列に整列させることができる。

ここで、水平コンベア４の搬送面の幅が、ワークｗの大きさ（直径）の２倍未満（本実施形態では約１．２倍）に設定されているため、ワークｗが水平コンベア４の搬送面に、その幅方向に２個並ぶことはない。従って、ワークｗが水平コンベア４上に２個幅方向に並ぶことによるブリッジを回避できる。また、仮に、斜めコンベア３から水平コンベア４に滑り落ちた板状のワークｗが水平コンベア４上にて複数枚上下に重なったとしても、それらのワークｗは、図４に示す高さ規制部６を構成する板体６１によって高さ方向に規制されることで、水平コンベア４の出口部から一枚ずつ送出される。

ところで、傾斜面２１を滑り降りたワークｗが、斜めコンベア３に沿った斜めの姿勢となるのではなく、水平コンベア４の幅方向の端部や斜めコンベア３上に既に存在するワークｗにバウンドし、斜めコンベア３から離反する事態も考えられる。この場合であっても、バウンドしたワークｗは、斜めコンベア３に並設された水平コンベア４に捕捉され、水平コンベア４によって搬送されるため、問題は生じない。なお、バウンドしたワークｗが水平コンベア４から落下する事態は、水平コンベア４の側部に沿って設けられた側壁４１によって防止される。

図１、図２に示すように、斜めコンベア３に沿った斜めの姿勢で搬送されるワーク（円板）ｗは、その厚さ方向の下面が斜めコンベア３に接触し、鉛直方向の下端が水平コンベア４に接触した状態で搬送される。かかるワークｗは、水平コンベア４の搬送速度と斜めコンベア３の搬送速度とを等しくした場合には回転（自転）することなく搬送され、水平コンベア４の搬送速度を斜めコンベア３の搬送速度よりも速く或いは遅くした場合には回転しつつ搬送されることになる。斜めコンベア３上のワークｗが回転すると、そのワークｗの鉛直方向の上端（上縁）に斜めの姿勢で積み重ねられた上段のワークｗ（図１、図２参照）が接触回転駆動され、上段のワークｗが落ち易くなる。

水平コンベア４の搬送速度を斜めコンベア３の搬送速度よりも速くすると、図１において斜めコンベア３上のワークｗが反時計回り回転するため、ワークｗが幅規制部５を成す規制板５１に接触したとき、ワークｗが規制板５１に沿って転がり、スムーズに水平コンベア４に滑り降ろされる。逆に、斜めコンベア３の搬送速度を水平コンベア４の搬送速度よりも速くすると、斜めコンベア３上にストレージされるワークの数を減らすことができ、斜めコンベア３にてワークｗが斜め姿勢で積み重なる状況を抑制できる。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

本発明は、板状のワークをコンベアの搬送方向に沿って一列に整列させる整列方法及び整列装置に利用できる。

ｗ ワーク
１ 整列装置
２ 傾斜台
３ 斜めコンベア
４ 水平コンベア
５ 幅規制部
６ 高さ規制部
７ 供給手段
７１ 多関節ロボット
７３ カメラ
８ チャック
９ アーム
θ 傾斜角度

Claims (5)

1. 板状のワークを整列させる整列方法であって、
   前記ワークを傾斜台に供給して滑り落とし、
   滑り落ちたワークを、前記傾斜台の下部に配設され搬送方向が前記傾斜台からワークが滑り落ちる方向と交差する斜めコンベアによって、斜めの姿勢で搬送し、
   前記斜めコンベア上を搬送されるワークを、前記斜めコンベアの幅方向の一方である上方から規制することで、前記斜めコンベアの隣に並設され前記斜めコンベアの搬送方向と同じ搬送方向に駆動される水平コンベア上に滑り落として一列に並べ、
   該水平コンベア上のワークを高さ方向に規制して一枚ずつ送出する
   ことを特徴とする板状ワークの整列方法。
2. 板状のワークを整列させる整列装置であって、
   前記ワークが供給されて滑り落ちる傾斜台と、
   該傾斜台の下部に配設され、搬送面が前記傾斜台の傾斜角度に応じて傾斜され、搬送方向が前記傾斜台からワークが滑り落ちる方向と交差する斜めコンベアと、
   該斜めコンベアの隣に並設され、ワークを水平姿勢で搬送すると共に前記斜めコンベアの搬送方向と同じ搬送方向に駆動される水平コンベアと、
   前記斜めコンベア上を搬送されるワークを前記斜めコンベアの幅方向の一方である上方から規制して前記水平コンベア上に案内する幅規制部と、
   該幅規制部で案内された前記水平コンベア上のワークを高さ方向に規制して一枚ずつ送出する高さ規制部と
   を備えたことを特徴とする板状ワークの整列装置。
3. 前記斜めコンベアの搬送速度と前記水平コンベアの搬送速度との少なくとも一方の搬送速度を可変に制御可能な請求項２に記載の板状ワークの整列装置。
4. 前記ワークが円板状であり、前記水平コンベアの搬送速度を前記斜めコンベアの搬送速度よりも速く設定することで、前記ワークに自転を与え、そのワークの自転方向が、前記斜めコンベア上のワークが前記幅規制部に接触したとき、前記ワークが前記幅規制部に沿って転がる方向となる請求項２又は３に記載の板状ワークの整列装置。
5. 前記ワークが円板状であり、前記斜めコンベアの搬送速度を前記水平コンベアの搬送速度よりも速く設定することで、前記ワークに自転を与えると共に、前記斜めコンベア上にストレージされるワークの数を減少させる請求項２又は３に記載の板状ワークの整列装置。

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