JP7117264B2 - ベントホール清掃装置及びベントホール清掃方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ加硫用モールドに形成されたベントホールを清掃するベントホール清掃装置及びベントホール清掃方法に関する。

タイヤ加硫用モールドには、タイヤ加硫時にモールド内部の空気を逃がす複数のベントホールが形成されている。タイヤの加硫工程では、タイヤを成形するタイヤ加硫用モールドの成形面（タイヤとの接触面）に汚れやゴムが付着し、また、ベントホールが汚れやゴムで詰まる場合がある。そのため、タイヤ加硫用モールドを定期的に清掃する必要がある。

タイヤ加硫用モールドの清掃は、タイヤ加硫用モールドの成形面に付着した汚れやゴムを除去する作業と、ベントホールを清掃する作業である。
汚れやゴムを除去する作業では、専用の作業台にタイヤ加硫用モールドを載せて固定し、清掃処理（ショットブラスト処理、レーザ処理等）により、モールドの成形面に付着した汚れやゴムを除去する。作業完了後は、タイヤ加硫用モールドを作業台から取り外し、次の作業場所に搬送する。

ベントホールを清掃する作業では、搬送してきたタイヤ加硫用モールドを専用の作業台に載せて固定し、ドリル（ドリル刃）を電動ドリル装置に取り付ける。ドリルは、清掃工具であり、タイヤ加硫用モールドのベントホールに対して位置決めされる。次に、ドリルを回転しながらベントホールに挿入することで、ベントホールをドリルで清掃する。これにより、ベントホールの内部に付着した汚れやゴムを浚って除去する。また、前作業のショットブラスト処理で、ブラスト材がベントホールの内部に入ったときには、ベントホール内のブラスト材も除去する。

ベントホールを清掃する作業では、ドリルのベントホールへの位置決め、及びベントホールへのドリルの挿入を、すべて手作業で行っている。そのため、作業には熟練を要する。また、ドリルをベントホールの位置や角度に合わせて作業者が挿入するため、ドリルの挿入は、極めて慎重に行わなくてはならず、非常に手間のかかる作業である。そのため、熟練した作業者であっても、時間がかかる。

そこで、従来のベントホールを清掃する作業において、ベントホール清掃装置を用いて行うことが提案されている（特許文献１参照）。
ベントホール清掃装置は、ロボットアームの先端に、ベントホールの位置を検出するセンサーと、ベントホールを清掃するベントホール清掃冶具を有している。ベントホール清掃冶具は、出し入れ自在でモータで回転する清掃工具を備えている。ここでは、清掃工具は、ピアノ線などの錐であり、錐は、チューブに挿通している。

このベントホール清掃装置を用いて行う作業では、センサーでタイヤ加硫用モールドのベントホールの位置を検出し、検出したベントホールの位置に基づいてベントホール清掃冶具の錐を位置決めする。次に、錐をチューブとともにベントホールに向けて押し出す。錐及びチューブがベントホールの位置に到達したら、チューブを残して錐をベントホールに挿入する。その後に、錐を回転して、ベントホールを清掃する。このとき、錐がピアノ線の場合は、ベントホールを清掃する際に、ベントホールの内部に付着した汚れやゴムを除去できない虞がある。

従来のベントホール清掃装置において、ベントホール清掃冶具の錐は、ベントホールまではチューブによりガードされるので、チューブ内で折れることはない。
しかしながら、タイヤ加硫用モールドのベントホールは、手作業で形成されることから、実際に形成されたベントホールが、設計図通りとはならず、その位置、角度が設計位置からずれる場合がある。そのずれが大きい場合、ベントホール清掃装置において、設計図通りに錐をベントホールに挿入すると、錐がピアノ線であっても折れる等、破損する虞がある。

特開２０１６－１５０５４４号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、タイヤ加硫用モールドに形成されたベントホールを清掃する際に、その作業時間の短縮を図るとともに、ベントホールに挿入する清掃工具が折れる等、破損するのを防止することである。

本発明は、タイヤ加硫用モールドに形成されたベントホールを清掃するベントホール清掃装置であって、タイヤ加硫用モールドの姿勢を検出するモールド検出部と、タイヤ加硫用モールドのベントホールの位置を検出するベントホール検出部と、タイヤ加硫用モールドのベントホールを清掃する清掃工具を有する清掃部と、清掃部の移動を行うロボットアームと、ベントホールに挿入したときの清掃部の清掃工具に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向を検出する工具検出部と、モールド検出部で検出したタイヤ加硫用モールドの姿勢及びベントホール検出部で検出したベントホールの位置に基づいて清掃部を移動するようにロボットアームの動作を制御するとともに、清掃部の清掃工具をベントホールに挿入したときに、工具検出部で検出した清掃工具に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向に基づいて、清掃工具の挿入角度を修正するようにロボットアームの動作を制御する制御部と、を備えるベントホール清掃装置である。

本発明によれば、タイヤ加硫用モールドに形成されたベントホールを清掃する際に、その作業時間の短縮を図ることができ、また、ベントホールに挿入する清掃工具が折れる等、破損するのを防止することができる。

本実施形態のベントホール清掃装置の平面図である。 本実施形態のベントホール清掃装置の側面図である。 本実施形態のベントホール清掃装置の清掃部を示す要部拡大図である。 制御部を概略的に示すブロック図である。 図５Ａは、清掃部の清掃工具の挿入角度の修正前の状態を示す図であり、図５Ｂは、清掃部の清掃工具の挿入角度の修正後の状態を示す図である。 ドリルに作用する曲げ荷重を示す図表である。 図７Ａは、ベントホールにドリルを挿入する前の状態を示す図であり、図７Ｂは、ベントホールにドリルを挿入している状態を示す図である。 清掃部の別の実施形態を示す図である。 清掃部の別の実施形態を示す図である。 工具検出部の別の実施形態を示す図である。

本発明のベントホール清掃装置及びベントホール清掃方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のベントホール清掃装置は、タイヤ加硫用モールドを清掃するときに、タイヤ加硫用モールドに形成されたベントホールを清掃するための装置である。
タイヤ加硫用モールドは、タイヤ加硫装置に設置されて、タイヤを加硫する。タイヤの加硫時に、複数（例えば、９個）のタイヤ加硫用モールドが、タイヤを囲んで、リング状に配置される。また、タイヤ加硫用モールドには、複数のベントホールが形成されている。

図１は、本実施形態のベントホール清掃装置１００の平面図である。図２は、本実施形態のベントホール清掃装置１００の側面図である。図３は、本実施形態のベントホール清掃装置１００の清掃部１１を示す要部拡大図である。
ベントホール清掃装置１００は、図１、図２に示すように、複数のタイヤ加硫用モールド１を載せて固定する作業台３と、作業台３にタイヤ加硫用モールド１を搬入する搬入台４と、作業台３からタイヤ加硫用モールド１を搬出する搬出台５を備える。
複数のタイヤ加硫用モールド１は、モールド保持具６に載置されて、モールド保持具６に保持される。モールド保持具６は、円形のかご状で、複数のタイヤ加硫用モールド１を、成形面が上に向くように花びら状にひらいた状態で保持する。

タイヤ加硫用モールド１は、モールド保持具６で保持された状態で、作業台３の上面に載せられて、作業台３に固定される。作業台３に固定したタイヤ加硫用モールド１において、ベントホール２の清掃が行われる。
搬入台４、作業台３、及び、搬出台５は、タイヤ加硫用モールド１の移動方向に沿って順に、つまり互いに隣接して配置されている。搬入台４は、その上に複数のコンベアローラー７を有しており、モールド保持具６で保持されたタイヤ加硫用モールド１は、搬入台４のコンベアローラー７により作業台３に向かって移動する。搬出台５は、その上に複数のコンベアローラー８を有しており、モールド保持具６で保持されたタイヤ加硫用モールド１は、搬出台５のコンベアローラー８により作業台３から離れる。

作業台３においては、タイヤ加硫用モールド１がモールド保持具６で保持された状態で、その成形面が清掃処理（ショットブラスト処理、レーザ処理等）により清掃される。続いて、タイヤ加硫用モールド１は、モールド保持具６とともに、搬入台４まで搬送されて、搬入台４に載せられる。
なお、作業台３へのタイヤ加硫用モールド１の搬入及び搬出は、自動で行ってもよく、手動で行ってもよい。また、搬入台４、作業台３、搬出台５は、Ｌ字をなすように配置してもよく、直線上に配置してもよい。

ベントホール清掃装置１００は、図１、図２に示すように、タイヤ加硫用モールド１の姿勢を検出するモールド検出部１０と、タイヤ加硫用モールド１のベントホール２の位置を検出するベントホール検出部２５と、タイヤ加硫用モールド１のベントホール２を清掃する清掃工具を有する清掃部１１と、清掃部１１の移動を行うロボットアーム１２と、ベントホール２に挿入したときの清掃部１１の清掃工具に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向を検出する工具検出部１３と、ロボットアーム１２及び清掃部１１の動作を制御する制御部１４とを備える。

モールド検出部１０は、３Ｄセンサ（立体カメラ）であり、作業台３の上方で、下方に向けて配置されている。モールド検出部１０は、作業台３に固定したタイヤ加硫用モールド１を撮影し、タイヤ加硫用モールド１の三次元形状を検出する。つまり、モールド検出部１０は、作業台３に固定したモールド保持具６で保持されたタイヤ加硫用モールド１の姿勢を検出する。モールド検出部１０は、作業台３の上方に固定されていてもよく、また、移動手段により移動するようにしてもよい。なお、モールド検出部１０は、３Ｄセンサに限らず、タイヤ加硫用モールド１の姿勢を検出できるのであれば、他の検出手段でもよい。

ロボットアーム１２は、産業用の多関節ロボットであり、基台１５の上に設置されている。ここでは、ロボットアーム１２は、６軸のロボットアームであり、制御部１４により、その先端に取り付けられた清掃部１１を移動するように制御される。この清掃部１１の移動は、清掃部１１の清掃工具を所定の位置に移動することと、清掃工具の向きを変えることである。ロボットアーム１２は、作業台３に隣接して設置されており、ロボットアーム１２の先端は、作業台３の上方に位置する。

清掃部１１は、図３に示すように、ロボットアーム１２の先端に固定された矩形状のフレーム２０と、フレーム２０の内部に設けられたドリル用モータ２１と、ドリル用モータ２１に取り付けられた清掃工具を有する。
清掃工具は、ドリル２２であり、タイヤ加硫用モールド１のベントホール２に回転しながら挿入されて、ベントホール２を清掃する。なお、清掃工具は、ドリル２２に限らず、他の工具でもよい。
ドリル用モータ２１は、例えば、スピンドルモータであり、ドリル２２を回転する。なお、ドリル用モータ２１は、これに限らず、他のモータでもよい。

フレーム２０の下部には、Ｌ型のブラケット２３が固定されている。ブラケット２３は、その中間で分離した２つの部材からなる。ブラケット２３の先端には、リング状のガイド２４が固定されている。ガイド２４は、ドリル２２を回転自在に保持し、回転するドリル２２の振れを抑える。

また、ドリル用モータ２１は、フレーム２０に対して上下にスライド自在である。即ち、ドリル用モータ２１は、支持部材２６で支持されている。支持部材２６は、フレーム２０に固定したリニアガイド２７に取り付けられるとともに、フレーム２０の内部に設けたボールネジ２８のナット２８Ａに取り付けられる。ボールネジ２８のネジ軸２８Ｂは、フレーム２０に固着したサーボモータ２９で回転する。ボールネジ２８のネジ軸２８Ｂが回転することで、ナット２８Ａ、支持部材２６、及び、ドリル用モータ２１がリニアガイド２７に沿って上下にスライドする。

このように、サーボモータ２９でボールネジ２８のネジ軸２８Ｂを回転し、ドリル用モータ２１をリニアガイド２７に沿ってスライドすることで、ドリル２２をベントホール２に挿入する際に、ロボットアーム１２を動かすことなく、ドリル２２をベントホール２に挿入する。これにより、ドリル２２の挿入は、清掃部１１のサーボモータ２９の制御だけで行うことができ、ロボットアーム１２の複雑な制御をなくして、ドリル２２挿入時の制御を容易にすることができる。

ベントホール検出部２５は、ここでは３Ｄセンサである。ベントホール検出部２５は、清掃部１１のフレーム２０の側面に取り付けている。ベントホール検出部２５は、タイヤ加硫用モールド１を撮影し、タイヤ加硫用モールド１のベントホール２の位置を検出する。なお、ベントホール検出部２５は、ベントホール２の検出精度が高い３Ｄセンサが好ましいが、例えば２Ｄカメラなどの他のセンサーでもよい。ベントホール検出部２５の取り付け位置も、清掃部１１のフレーム２０に限らない。
また、ここでは、ベントホール検出部２５とモールド検出部１０を別体にしているが、これをまとめて、一つの検出部で、タイヤ加硫用モールド１の姿勢とベントホール２の位置を検出するようにしてもよい。

工具検出部１３は、フレーム２０の下部に固着したブラケット２３の中間（分離した位置）に取り付けたセンサー、ここでは６軸力覚センサーである。６軸力覚センサーでは、Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸の各軸方向の力と、各軸回りのトルクを測定する。これにより、工具検出部１３では、測定したデータから、ベントホール２に挿入したときの清掃部１１のドリル２２に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向を検出することができる。清掃部１１のドリル２２に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向は、ドリル２２において清掃部１１のガイド２４から先の部分に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向である。
この工具検出部１３を６軸力覚センサーにすることで、清掃部１１のドリル２２に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向を簡単に検出することができる。なお、工具検出部１３は、曲げ荷重と曲げ荷重の方向を検出できるなら、６軸力覚センサーに限らず、多軸力覚センサー、ロードセル等でもよい。

図４は、制御部１４を概略的に示すブロック図である。
制御部１４は、図示のように、コンピュータ３０と、入力部３１と、ロボットアーム動作制御部３２と、清掃工具動作制御部３３と、清掃部１１のモータ動作制御部３４などを備える。
コンピュータ３０は、所定のプログラムに基づいて、ロボットアーム動作制御部３２、清掃工具動作制御部３３、清掃部１１のモータ動作制御部３４などに指令を出す。ロボットアーム動作制御部３２は、ロボットアーム１２に接続し、その動作を制御する。清掃工具動作制御部３３は、ドリル用モータ２１に接続し、その動作を制御する。清掃部１１のモータ動作制御部３４は、清掃部１１のモータのサーボモータ２９に接続し、その動作を制御する。また、入力部３１は、モールド検出部１０、ベントホール検出部２５、工具検出部１３などに接続している。

コンピュータ３０では、モールド検出部１０で検出したタイヤ加硫用モールド１の姿勢を入力部３１から入力し、この入力したデータと、例えば後述する記憶装置（サーバー）に予め記憶したタイヤ加硫用モールド１及びそこに形成されたベントホール２の位置の設計データとに基づいて、ロボットアーム動作制御部３２に指令を出す。これとともに、ベントホール検出部２５で検出したタイヤ加硫用モールド１のベントホール２の位置を入力部３１から入力し、この入力したデータに基づいて、ロボットアーム１２の動作を制御する。つまり、タイヤ加硫用モールド１に形成されたベントホール２に対し、清掃部１１のドリル２２を所定の位置まで移動し、所定の向きにして、ベントホール２にドリル２２が挿入できるようにロボットアーム１２の動作を制御する。

また、コンピュータ３０は、工具検出部１３で検出したドリル２２に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向を入力部３１で受領し、受領した入力データに基づいて、ロボットアーム動作制御部３２に指令を出してロボットアーム１２の動作を制御する。つまり、コンピュータ３０は、清掃部１１のドリル２２をベントホール２に挿入したときに、工具検出部１３で検出したドリル２２に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向に基づいて、清掃部１１のドリル２２を移動（ドリル２２の向きの変更）し、ベントホール２へのドリル２２の挿入角度を修正するようにロボットアーム１２の動作を制御する。

図５Ａは、ドリル２２の挿入角度の修正前の状態を示す図である。図５Ｂは、ドリル２２の挿入角度の修正後の状態を示す図である。
ベントホール２にドリル２２を挿入するとき、図５Ａに示すように、ベントホール２の穴の角度とドリル２２の挿入角度がずれると、工具検出部１３で検出するドリル２２に作用する曲げ荷重が大きくなる。この曲げ荷重が所定の値（ここでは、修正開始閾値）を超えたときにドリル２２の挿入角度を修正する。即ち、工具検出部１３で、ドリル２２に作用する曲げ荷重を検出し、その曲げ荷重が修正開始閾値を超えたときに、ロボットアーム１２を動かして、ドリル２２を傾ける（修正開始）。ドリル２２を傾ける方向は、工具検出部１３で検出したドリル２２に作用する曲げ荷重の方向と同方向（図中に矢印Ａで示す）である。また、ロボットアーム１２を動かしてドリル２２を傾ける際は、ドリル２２をその先端を基準にして回転させるように傾ける。図５Ｂに示すように、ドリル２２を傾けることで、ドリル２２に作用する曲げ荷重が小さくなり、その曲げ荷重が所定の値（ここでは、修正完了閾値）よりも小さくなると、ドリル２２を傾けるのを停止する（修正完了）。
このドリル２２の挿入角度の修正は、ドリル２２に作用する曲げ荷重が修正開始閾値を超えたとき、ドリル２２の挿入速度を通常速度から落として低速にし、低速の状態で、ドリル２２の挿入角度の修正を行う。ただし、ドリル２２の挿入角度の修正は、これに限らず、ドリル２２に作用する曲げ荷重が修正開始閾値を超えたとき、ドリル２２の挿入を停止し、停止した状態で、ドリル２２の挿入角度の修正を行うようにしてもよい。

次に、ドリル２２に作用する曲げ荷重について説明する。
図６は、ドリル２２に作用する曲げ荷重を示す図表である。
曲げ荷重の修正開始閾値は、ドリル２２の曲げ荷重におけるドリル２２が折れる等、破損の虞のない安全な値よりも低い値であって、この修正開始閾値を少し超えても、ドリル２２が折れる等、破損の虞はない。また、修正完了閾値は、修正開始閾値よりも低い値である。
修正完了閾値、修正開始閾値を考慮する際のドリル２２に作用する曲げ荷重は、ドリル２２の挿入角度とベントホール２の穴の角度とのずれ量が同じであっても、清掃部１１のガイド２４からベントホール２の入り口までの距離によって異なる。即ち、ドリル２２の挿入角度とベントホール２の穴の角度とのずれ量が同じでも、ガイド２４からベントホール２の入り口までの距離が短いと、曲げ荷重は大きくなり、ガイド２４からベントホール２の入り口までの距離が長いと、曲げ荷重は小さくなる。したがって、図６に示すように、曲げ荷重の修正開始閾値と修正完了閾値も、ガイド２４からベントホール２の入り口までの距離によって異なる。そのため、ドリル２２の挿入角度の修正は、ガイド２４からベントホール２の入り口までの距離に基づいて行われる。

また、ベントホール清掃装置１００は、清掃部１１のドリル２２をベントホール２に挿入したときに、清掃部１１のガイド２４からベントホール２の入り口までの距離を一定に維持する距離維持手段を備える。距離維持手段は、ここでは、制御部１４及び制御部１４により制御されたロボットアーム１２である。
図７Ａは、ベントホール２にドリル２２を挿入する前の状態を示す図であり、図７Ｂは、ベントホール２にドリル２２を挿入している状態を示す図である。
距離維持手段では、清掃部１１のガイド２４からベントホール２の入り口までの距離Ｌを一定に維持するため、ベントホール２にドリル２２を挿入するとき、図７Ａに示すように、制御部１４でロボットアーム１２の動きを止めるように制御して、ロボットアーム１２を停止状態にする。そこから、図７Ｂに示すように、サーボモータ２９を動かしてドリル用モータ２１をリニアガイド２７に沿ってスライドさせることで、ドリル２２をベントホール２に挿入する。これにより、ドリル２２をベントホール２に挿入するときに、ロボットアーム１２に固定したフレーム２０及びガイド２４は動かず、ドリル２２のみがスライドして動く。このように、ドリル２２をベントホール２に挿入したときに、ロボットアーム１２の動きを止めることで、清掃部１１のガイド２４からベントホール２の入り口までの距離Ｌが一定に維持される。また、清掃部１１のガイド２４からベントホール２の入り口までの距離Ｌを、ドリル２２が曲がりにくい最適な長さに設定しておくことで、ドリル２２をベントホール２に挿入するとき、この清掃部１１のガイド２４からベントホール２の入り口までの距離Ｌが最適な長さで維持され、ベントホール２に挿入するドリル２２の折れが低減できる。

次に、ベントホール２の清掃作業の手順について説明する。
モールド保持具６で保持されたタイヤ加硫用モールド１を搬入台４から作業台３に搬入し、作業台３にタイヤ加硫用モールド１を固定する。タイヤ加硫用モールド１を作業台３に固定した後、タイヤ加硫用モールド１の姿勢をモールド検出部１０で検出する。また、モールド検出部１０で検出したタイヤ加硫用モールド１の姿勢と予め記憶した設計データを照合する。その結果から、タイヤ加硫用モールド１のベントホール２の位置を求め、これに基づいて、制御部１４でロボットアーム１２の動作を制御して、ロボットアーム１２を動かし、所定のベントホール２の位置まで清掃部１１のドリル２２を移動する。清掃部１１のドリル２２を移動した後、タイヤ加硫用モールド１のベントホール２の位置をベントホール検出部２５で検出する。ベントホール検出部２５で検出したベントホール２の位置に基づいて、制御部１４でロボットアーム１２の動作を制御して、ロボットアーム１２を動かし、ドリル２２の位置及び向きを変えてドリル２２をベントホール２に対して位置決めする。

次に、ドリル用モータ２１でドリル２２を回転し、ベントホール２にドリル２２を挿入する。これにより、ドリル２２でベントホール２の清掃を行う。ベントホール２を清掃するとき、工具検出部１３でベントホール２に挿入したドリル２２に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向を検出する。工具検出部１３で検出したドリル２２に作用する曲げ荷重が大きくなったとき（曲げ荷重が所定の値を超えたとき）、ドリル２２の挿入速度を落として低速にする。ドリル２２の挿入速度を低速にした後、工具検出部１３で検出したドリル２２に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向に基づいて、制御部１４でロボットアーム１２の動作を制御して、ロボットアーム１２を動かし、ドリル２２の挿入角度の修正を行う。修正した後、ドリル２２の挿入速度を元の通常速度に戻し、ドリル２２を挿入してベントホール２の清掃を行う。ベントホール２を清掃したとき、制御部１４では、ベントホール２の位置のデータと照合して、清掃が完了したベントホール２と、未清掃のベントホール２を区別する。

一つのベントホール２の清掃が完了したときは、制御部１４でロボットアーム１２の動作を制御して、ロボットアーム１２を動かし、未清掃の次のベントホール２の位置まで清掃部１１のドリル２２を移動する。清掃部１１のドリル２２を移動した後、前記と同様に、ベントホール２の清掃を行う。このように、タイヤ加硫用モールド１に形成されたすべてのベントホール２を清掃する。すべてのベントホール２の清掃完了後、タイヤ加硫用モールド１を作業台３から搬出台５に搬出する。

また、ベントホール清掃装置１００は、図４に示すように、制御部１４に接続する記憶装置を備える。記憶装置は、各種のデータを記憶する機器であり、ここでは、サーバー１６である。ただし、記憶装置は、サーバー１６に限らない。サーバー１６に記憶するデータは、例えば、タイヤ加硫用モールド１及びそこに形成されたベントホール２の位置の設計データなどである。
また、サーバー１６には、清掃部１１のドリル（清掃工具）２２でベントホール２を清掃した際に、タイヤ加硫用モールド１のベントホール２毎に修正したベントホール２の位置とドリル２２の挿入角度のデータをそれぞれ収集して、収集したデータを記憶する。ここでは記憶したデータをデータベース化する。

タイヤ加硫用モールド１は、識別情報（例えば、個体ナンバー）により識別される。そこで、前記のように、ベントホール２の清掃作業を行ったタイヤ加硫用モールド１については、モールド検出部１０で検出したタイヤ加硫用モールド１の姿勢のデータと、ベントホール検出部２５で検出したタイヤ加硫用モールド１のベントホール２の位置のデータと、ベントホール２にドリル２２を挿入したときのドリル２２の挿入角度の修正のデータを、識別情報とともに、サーバー１６に記憶する。つまり、サーバー１６には、ベントホール２の清掃作業を行ったすべてのタイヤ加硫用モールド１のデータを記憶して、データベース化する。

また、制御部１４では、二回目以降のベントホール２の清掃作業において、サーバー１６に記憶してデータベース化した、一回目のベントホール２の清掃作業でのタイヤ加硫用モールド１のデータ（タイヤ加硫用モールド１の姿勢のデータ、ベントホール２の位置のデータ、ドリル２２を挿入したときの修正したドリル２２の挿入角度のデータ）に基づいて清掃部１１のドリル２２をベントホール２に挿入するように制御する。
このように、ベントホール２の清掃作業を一回行ったタイヤ加硫用モールド１では、サーバー１６にデータベース化して記憶した、一回目のベントホール２の清掃作業でのタイヤ加硫用モールド１のデータに基づいて、二回目以降のベントホール２の清掃作業を行うことで、ベントホール検出部２５でのベントホール２の位置の検出やベントホール２にドリル２２を挿入したときのドリル２２の挿入角度の修正などを行うことなく、ドリル２２をベントホール２に挿入できる。

即ち、二回目以降のベントホール２の清掃作業は、以下の通り行う。作業台３に固定したタイヤ加硫用モールド１の姿勢をモールド検出部１０で検出する。モールド検出部１０で検出したタイヤ加硫用モールド１の姿勢とともに、サーバー１６にデータベース化して記憶した一回目のベントホール２の清掃作業でのタイヤ加硫用モールド１のデータに基づいて、制御部１４でロボットアーム１２の動作を制御して、ロボットアーム１２を動かし、所定のベントホール２の位置まで清掃部１１のドリル２２を移動する。また、それとともに、ドリル２２の位置及び向きを変えてドリル２２をベントホール２に対して位置決めする。そのため、ベントホール検出部２５でベントホール２の位置を検出することなく、ドリル２２をベントホール２に対して位置決めできる。

次に、ドリル用モータ２１でドリル２２を回転し、ベントホール２にドリル２２を挿入してベントホール２の清掃を行う。このときのベントホール２を清掃では、一回目のベントホール２の清掃作業のときのデータ（ドリル２２を挿入したときの修正したドリル２２の挿入角度のデータ）に基づいてドリル２２を挿入する。そのため、工具検出部１３でドリル２２に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向を検出する必要がなく、つまり、ドリル２２の挿入角度の修正を行うことなく、ドリル２２をベントホール２に挿入して、ベントホール２の清掃を行うことができる。

このように、二回目以降のベントホール２の清掃作業では、タイヤ加硫用モールド１の姿勢をモールド検出部１０で検出し、この姿勢のデータと一回目のベントホール２の清掃作業でのタイヤ加硫用モールド１のデータとに基づいて行う。そのため、ドリル２２をベントホール２に対して位置決めするときに、ベントホール検出部２５でのベントホール２の位置の検出をなくすことができる。これとともに、ベントホール２にドリル２２を挿入するときに、工具検出部１３でベントホール２に挿入したドリル２２に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向の検出及びドリル２２の挿入角度の修正をなくすことができる。これにより、ベントホール２清掃の作業時間を大幅に短縮できる。

以上説明したように、ベントホール清掃装置１００によれば、ベントホール２へのドリル２２の挿入では、工具検出部１３で検出したドリル２２に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向に基づいて、ドリル２２の挿入角度を修正して挿入する。従って、例えば、ベントホール２の角度などが設計図通りでなくても、実際のベントホール２の角度に合わせるように挿入角度を修正しながら、ドリル２２を挿入することができ、ドリル２２が折れる等、破損するのを防止することができる。また、ベントホール２清掃の作業時間も短縮することができる。
また、ベントホール２の清掃作業において、一回目の清掃作業では、予め記憶したベントホール２の位置の設計データと照合し、清掃が完了したベントホール２と未清掃のベントホール２とに区別して作業を行う。また、二回目以降の清掃作業では、一回目の清掃作業でのベントホール２の位置のデータと照合し、清掃が完了したベントホール２と未清掃のベントホール２とに区別して作業を行う。これにより、タイヤ加硫用モールド１に形成されたすべてのベントホール２を確実に清掃することができ、ベントホール２の清掃忘れを防止できる。
また、コンピュータ３０では、ドリル２２に作用する曲げ荷重の変化に基づいてベントホール２に挿入されたドリル２２の折れを検出することも可能である。例えば、工具検出部１３で検出するドリル２２に作用する曲げ荷重が急激に減少したときに、ドリル２２が折れたと判断し、ドリル２２の折れを検出する。これにより、ベントホール２内に折れたドリルが残留したままになるという不具合の発生を防止できる。

次に、ベントホール清掃装置１００における清掃部１１の別の実施形態について説明する。ここでは、前記清掃部１１と異なる部分を説明し、その他の部分は前記清掃部１１と同じである。
清掃部１１は、図８に示すように、ロボットアーム１２の先端に固定するフレーム２０と、フレーム２０の内部に設けられたドリル用モータ２１と、ドリル用モータ２１に取り付けられたドリル２２（清掃工具）を有する。ただし、ドリル用モータ２１は、フレーム２０の下部に固定する。また、フレーム２０の側面には、上下にスライド自在のリニアサーボ３５を取り付ける。リニアサーボ３５に、ブラケット２３及び工具検出部１３（６軸力覚センサー）を取り付け、ブラケット２３の先にガイド２４を取り付ける。リニアサーボ３５をスライドさせることで、ドリル２２に対してガイド２４が上下にスライドする。

この場合は、コンピュータ３０でロボットアーム１２の動作を制御してロボットアーム１２を動かすことで、ドリル２２をベントホール２に挿入する。
このときも、清掃部１１のドリル２２をベントホール２に挿入したときに、清掃部１１のガイド２４からベントホール２の入り口までの距離を一定に維持する距離維持手段を備える。距離維持手段は、ここでは、制御部１４及び制御部１４により制御された清掃部１１のリニアサーボ３５である。
距離維持手段では、清掃部１１のガイド２４からベントホール２の入り口までの距離Ｌを一定に維持するため、ドリル２２をベントホール２に挿入するとき、ロボットアーム１２を動かすことで、ドリル２２をベントホール２に挿入する。これとともに、制御部１４で清掃部１１のリニアサーボ３５の動きを制御してガイド２４をドリル２２に対してスライドさせる。このリニアサーボ３５の動きは、ロボットアーム１２の動く方向と逆の方向にスライドするように動き、その動く量もロボットアーム１２の動く量と同じにする。このように、ドリル２２をベントホール２に挿入するときに、リニアサーボ３５及びガイド２４をロボットアーム１２の動く方向と逆の方向に動かすことで、清掃部１１のガイド２４からベントホール２の入り口までの距離Ｌが一定に維持される。

さらに別の実施形態の清掃部１１は、図９に示すように、ロボットアーム１２の先端に固定するフレーム２０と、フレーム２０の内部に設けられたドリル用モータ２１と、ドリル用モータ２１に取り付けられたドリル２２（清掃工具）を有する。ドリル用モータ２１は、フレーム２０に対して上下にスライド自在である。また、フレーム２０の側面には、上下にスライド自在のリニアサーボ３５を取り付ける。リニアサーボ３５に、ブラケット２３及び工具検出部１３（６軸力覚センサー）、ブラケット２３の先にガイド２４を取り付ける。リニアサーボ３５をスライドさせることで、ドリル２２に対してガイド２４が上下にスライドする。

この場合は、ロボットアーム１２を動かすことなく、ドリル用モータ２１をスライドさせることで、ドリル２２をベントホール２に挿入する。
なお、ドリル２２をベントホール２に挿入するときに、ロボットアーム１２に固定したフレーム２０及びガイド２４は動かず、ドリル用モータ２１とともにドリル２２がスライドして動く。このように、ドリル２２をベントホール２に挿入したときに、ロボットアーム１２の動きを止めることで、清掃部１１のガイド２４からベントホール２の入り口までの距離Ｌが一定に維持される。即ち、このときも、清掃部１１のドリル２２をベントホール２に挿入したときに、清掃部１１のガイド２４からベントホール２の入り口までの距離を一定に維持する距離維持手段を備えている。
また、リニアサーボ３５でガイド２４をドリル２２に対してスライドさせることで、ドリル２２におけるガイド２４から先の部分、つまり、清掃部１１のガイド２４からベントホール２の入り口までの距離Ｌを、ドリル２２の形状や材質に合わせて最適な距離に簡単に変更することもできる。

また、ベントホール清掃装置１００において、工具検出部１３は、清掃部１１のブラケット２３に取り付けた６軸力覚センサーである。これに対し、工具検出部１３の取り付け箇所は、他の箇所でもよく、例えば、ロボットアーム１２の先端と清掃部１１のフレーム２０の間に工具検出部１３を取り付けてもよい。また、工具検出部１３は、他のセンサーでもよく、例えば、多軸力覚センサー、ロードセル３６でもよい。ロードセル３６の場合は、図１０に示すように、ドリル２２を回転自在に保持するリング状のガイド２４に、４つのロードセル３６を直接取り付ける。４つのロードセル３６でそれぞれの荷重を測定することで、ベントホール２に挿入したときの清掃部１１のドリル２２に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向を検出することができる。

１・・・タイヤ加硫用モールド、２・・・ベントホール、３・・・作業台、４・・・搬入台、５・・・搬出台、６・・・モールド保持具、７・・・コンベアローラー、８・・・コンベアローラー、１０・・・モールド検出部、１１・・・清掃部、１２・・・ロボットアーム、１３・・・工具検出部、１４・・・制御部、１５・・・基台、１６・・・サーバー、２０・・・フレーム、２１・・・ドリル用モータ、２２・・・ドリル、２３・・・ブラケット、２４・・・ガイド、２５・・・ベントホール検出部、２６・・・支持部材、２７・・・リニアガイド、２８・・・ボールネジ、２８Ａ・・・ナット、２８Ｂ・・・ネジ軸、２９・・・サーボモータ、３０・・・コンピュータ、３１・・・入力部、３２・・・ロボットアーム動作制御部、３３・・・清掃工具動作制御部、３４・・・モータ動作制御部、３５・・・リニアサーボ、３６・・・ロードセル、１００・・・ベントホール清掃装置。

Claims (6)

1. タイヤ加硫用モールドに形成されたベントホールを清掃するベントホール清掃装置であって、
   タイヤ加硫用モールドの姿勢を検出するモールド検出部と、
   タイヤ加硫用モールドのベントホールの位置を検出するベントホール検出部と、
   タイヤ加硫用モールドのベントホールを清掃する清掃工具を有する清掃部と、
   清掃部の移動を行うロボットアームと、
   ベントホールに挿入したときの清掃部の清掃工具に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向を検出する工具検出部と、
   モールド検出部で検出したタイヤ加硫用モールドの姿勢及びベントホール検出部で検出したベントホールの位置に基づいて清掃部を移動するようにロボットアームの動作を制御するとともに、清掃部の清掃工具をベントホールに挿入したときに、工具検出部で検出した清掃工具に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向に基づいて、清掃工具の挿入角度を修正するようにロボットアームの動作を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とするベントホール清掃装置。
2. 請求項１に記載されたベントホール清掃装置において、
   制御部は、工具検出部で検出した清掃工具に作用する曲げ荷重が所定の値を超えたときにロボットアームによる清掃工具の挿入角度を修正することを特徴とするベントホール清掃装置。
3. 請求項１又は２に記載されたベントホール清掃装置において、
   工具検出部は、６軸力覚センサーであることを特徴とするベントホール清掃装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載されたベントホール清掃装置において、
   清掃部の清掃工具を回転自在に保持するガイドと、
   清掃部の清掃工具をベントホールに挿入したときに、ガイドからベントホールの入り口までの距離を一定に維持する距離維持手段と、
   を備えることを特徴とするベントホール清掃装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載されたベントホール清掃装置において、
   制御部に接続し、清掃部の清掃工具でベントホールを清掃した際に、タイヤ加硫用モールドのベントホール毎に修正したベントホールの位置と清掃工具の挿入角度を記憶する記憶装置を備え、
   制御部は、記憶装置に記憶したベントホールの位置と清掃工具の挿入角度のデータに基づいて清掃部の清掃工具をベントホールに挿入するようにロボットアームによる清掃工具の挿入角度を修正することを特徴とするベントホール清掃装置。
6. タイヤ加硫用モールドに形成されたベントホールを清掃するベントホール清掃方法であって、
   タイヤ加硫用モールドの姿勢をモールド検出部で検出する工程と、
   タイヤ加硫用モールドのベントホールの位置をベントホール検出部で検出する工程と、
   モールド検出部で検出したタイヤ加硫用モールドの姿勢及びベントホール検出部で検出したベントホールの位置に基づいて、制御部でロボットアームの動作を制御して清掃部を移動する工程と、
   清掃部の清掃工具をベントホールに挿入して清掃する工程と、
   ベントホールに挿入したときの清掃工具に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向を工具検出部で検出する工程と、
   清掃部の清掃工具をベントホールに挿入したときに、工具検出部で検出した清掃工具に作用する曲げ荷重と曲げ荷重の方向に基づいて、制御部でロボットアームの動作を制御して清掃工具の挿入角度を修正する工程と、
   を有することを特徴とするベントホール清掃方法。

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