JP7185271B2 - ワーク積み上げ装置及びワーク積み上げ方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク積み上げ装置及びワーク積み上げ方法に関し、特に同一形状のワークを重ねて積み上げるワーク積み上げ装置及びワーク積み上げ方法に関する。

製品の製造工程において、ワーク積み上げ位置に同一形状のワークを重ねて積み上げる工程がある。

このようなワーク積み上げ装置として、特許文献１に示すような装置がある。特許文献１では、成形機の上下金型間からワークである製品を下面に真空吸着させて取り出す取出しプレートと、取出された製品が集積される集積テーブルを有する。集積テーブル上に吸着保持された製品に対して、製品が順次重ねられて行くようになっている。製品が順次重ねられて行く際において、取出しプレートから集積テーブルへの製品の移載は、取り出しプレートの真空引き穴からエアブローすることによって行われる。

特開平０３－１２０１２１公報

しかし、ワークの移載においては、ワークの弾性等の影響によって、積み重ねられたワークの姿勢が傾くこと、下のワークとの重なりが一定とならないこと等のワークの積み上げの不安定さを引き起こしてしまうという問題がある。

このワークの積み上げの不安定さは、異常検出による動作の停止又は次工程以降のトラブル発生の原因となり、生産効率低下につながってしまう可能性がある。

そこで、ワークの積み上げを安定して行うことで、生産効率を向上させることができるワーク積み上げ装置及びワーク積み上げ方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１のワーク積み上げ装置は、ワーク積み上げ位置にワークを積み上げることができるワーク積み上げ装置であって、このワーク積み上げ位置に向かって上方から相対的に接近して、ワークをワーク積み上げ位置に向かって押し付ける押付手段と、ワーク積み上げ位置に向かって押し付けられたワークがワーク積み上げ位置に加える荷重を直接測定するために、ワーク積み上げ位置側に設けられた荷重測定手段とを有し、ワークがワーク積み上げ位置に向かって押し付けられ、荷重測定手段で測定した荷重が所定の荷重となった状態で、前記ワーク積み上げ位置と前記押付手段との距離を検出する距離検出手段がワーク積み上げ位置側にさらに設けられている。

請求項１のワーク積み上げ装置は、押付手段によって押し付けられたワークがワーク積み上げ位置に加える荷重を荷重測定手段で測定することができる。測定した荷重が所定の荷重となったところで、押付手段の接近が停止する。これにより、ワーク積み上げ位置又はワーク積み上げ位置で既に積み上げられているワークに、積み重ねるワークの適正な押し付けを行うことができる。この積み重ねるワークの適正な押し付けによって、ワークの積み上げを安定して行うことができる。

請求項１のワーク積み上げ装置は、荷重測定手段で測定された荷重によって、積み重ねられたワークの姿勢が傾くこと、下のワークとの重なりが一定とならないこと等のワーク積み上げ位置におけるワークの積み上げの異常を検出できる。

限られたスペースであるワーク積み上げ位置に出来るだけ多くのワークを集積させるために、ワーク積み上げ位置にワークが重なった列が複数存在する場合もある。この場合、請求項１のワーク積み上げ装置は、荷重測定手段で測定された荷重の分布によって、各ワークが重なった列で、ワークの積み上げを安定させて行なわれているかどうか確認することができる。

請求項１のワーク積み上げ装置は、押付手段の接近が停止した時において、距離検出手段で検出された前記ワーク積み上げ位置と前記押付手段との距離を検出することができる。この検出した距離が所定の距離となった場合、ワーク積み上げ動作を一旦停止する。これにより、ワーク積み上げ位置に、積み上げられたワーク高さが限界を超えることを防止できる。

また、請求項１のワーク積み上げ装置は、荷重測定手段で測定された荷重及び距離検出手段で検出された距離によって、積み重ねられたワークの姿勢が傾くこと、下のワークとの重なりが一定とならないこと等のワーク積み上げ位置におけるワークの積み上げの異常を検出できる。

請求項１のワーク積み上げ装置は、距離検出手段の代わりにワーク高さ検出手段でワーク積み上げ位置で積み上げられたワークの高さを検出しても同様の作用効果を有する。

請求項２のワーク積み上げ装置は、請求項１のワーク積み上げ装置において、前記押付手段は、ワークを保持して搬送できる。

請求項２のワーク積み上げ装置は、請求項１と同様の作用を有する上に、押付手段が、ワークをワーク積み上げ位置に向かって押し付けることに加えて、ワークを保持して搬送できるので、装置を構成する要素を減らすことができる。

請求項３のワーク積み上げ装置は、前記押付手段は、保持しているワークを、相対的に、ワーク積み上げ位置で既に積み上げられているワークに向かって押し付けた上で、ワークの保持を解除する。

請求項３のワーク積み上げ装置は、前記押付手段が保持しているワークを、ワーク積み上げ位置で既に積み上げられているワークに向かって押し付けた上で、ワークの保持を解除する。これにより、保持を解除したワークとその下のワークとの重なりが一定となるように積み上げることができる。また、荷重測定手段で測定する荷重を利用することによって、押付手段からワーク積み上げ位置へのワークを移載する度に、保持しているワークをワーク積み上げ位置で積み上げられているワークに向かって均一な荷重で押し付けることができる。よって、ワークの積み上げを安定させて行うことができる。

請求項４のワーク積み上げ方法は、ワーク積み上げ位置の上方に保持されているワークを移動させる工程と、保持されているワークを既にワーク積み上げ位置で積み上げられているワークに向かって押し付けられる工程と、ワークがワーク積み上げ位置に加える荷重を測定し、測定した荷重が所定の荷重となった状態に基づいて、ワーク積み上げ位置に積み上げられたワークの高さを算出する工程と、保持を解除して、保持されていたワークを、ワーク積み上げ位置で既に積み上げられているワークに積み上げる工程とを有する。

請求項４のワーク積み上げ方法は、保持されているワークを、ワーク積み上げ位置で既に積み上げられているワークに向かって押し付けた上で、ワークの保持を解除する。これにより、保持を解除したワークとその下のワークとの重なりが一定となるように積み上げることができる。

請求項１から３のワーク積み上げ装置及び請求項４のワーク積み上げ方法は、ワークの積み上げを安定して行うことで、生産効率を向上させることができる。

本発明に係るワーク積み上げ装置の概略図である。

以下、本発明の第一実施形態のワーク積み上げ装置について説明する。

図１は、ワーク積み上げ動作を示す。図１において、ワーク積み上げ装置は、バキューム定盤１と、リフターコンベア２とを有する。積み上げられるワーク１０，１１は、同一形状となっている。

バキューム定盤１は、後述する積み上げ動作で説明するように、押付手段の役割を果たす。

バキューム定盤１は、その底面にワーク１０を吸着保持可能となっている。

バキューム定盤１は、ワーク１０を保持したまま、リフターコンベア２の上方にワーク１０を搬送可能となっている。

リフターコンベア２は、上面がワーク積み上げ位置となっている。

リフターコンベア２は、バキューム定盤１に対して上昇及び下降可能となっている。

リフターコンベア２は、ワーク積み上げ位置に向かって押し付けられたワーク１１がワーク積み上げ位置に加える荷重を測定する荷重測定手段２１を有する。荷重測定手段２１は、例えば、ひずみゲージ等を利用して荷重を測定することができる。

リフターコンベア２は、距離検出手段２２も有する。距離検出手段２２は、リフターコンベア２の上昇距離を検出する。

以下、ワーク積み上げ装置の積み上げ動作について説明する。

図１（ａ）に示すように、底面にワーク１０を吸着保持したバキューム定盤１は、リフターコンベア２の上方に移動する。ワーク積み上げ位置の上方に保持されているワーク１０を移動させる工程である。

次に、図１（ｂ）に示すように、リフターコンベア２はバキューム定盤１に向かって上昇する。リフターコンベア２側から相対的にみると、ワーク積み上げ位置であるリフターコンベア２の上面に向かってバキューム定盤１が上方から接近する。

リフターコンベア２が上昇し続けると、図１（ｃ）に示すように、バキューム定盤１に保持されているワーク１０、及び、リフターコンベア２の上面で既に積み上げられているワーク１１は、バキューム定盤１によってリフターコンベア２の上面に向かって押し付けられる。これは、保持されているワーク１０を、ワーク積み上げ位置で既に積み上げられているワーク１１に向かって押し付けられる工程でもある。

図１（ｃ）の状態で、荷重測定手段２１は、押し付けられたワーク１０，１１がワークリフターコンベア２の上面に加わる荷重を測定する。リフターコンベア２が上昇することにしたがって、測定される荷重が大きくなる。換言すると、リフターコンベア２の上面とバキューム定盤１との距離が短くなるにしたがって、測定される荷重が大きくなる。

荷重測定手段２１で測定した荷重が、所定の荷重となったところで、リフターコンベア２の上昇を中止する。リフターコンベア２側から相対的にみると、バキューム定盤１のリフターコンベア２の上面に向かう接近が停止する。

バキューム定盤１は、その底面でのワーク１０の吸着保持を解除する。これにより、ワーク１０が、リフターコンベア２の上面で既に積み上げられているワーク１１上に積み重ねられる。これは、保持を解除して、保持されていたワーク１０を、ワーク積み上げ位置で既に積み上げられているワーク１１に積み上げる工程である。

次に、図１（ｄ）に示すように、リフターコンベア２が下降して、ワーク１０のワーク積み上げ位置へ移載が完了する。リフターコンベア２の下降距離は、以後のワーク積み上げ動作の繰り返しにおいて、リフターコンベア２の上方に移動するバキューム定盤１の底面に吸着保持されたワーク１０が、ワーク積み上げ位置で既に積み上げられているワーク１１と接触しないように設定される。

ワーク積み上げ動作を繰り返すことによって、リフターコンベア２の上面にワークを順次積み重ねることができるようになっている。

図１（ａ）に示すように、リフターコンベア２が最も下の位置にある場合において、言い換えるとリフターコンベア２の上昇距離が０である位置である場合において、ワーク積み上げ位置であるリフターコンベア２の上面と押付手段であるバキューム定盤１の底面との最大距離が予め設定されている。

前述したワーク積み上げ装置の積み上げ動作において、図１（ｃ）に示すように、荷重測定手段２１で測定した荷重が所定の荷重となり、リフターコンベア２の上昇を中止した位置で、距離検出手段２２リフターコンベア２の上昇距離を検出する。

図１（ａ）の最大距離から図１（ｃ）のリフターコンベア２の上昇距離を引くことによって、ワーク積み上げ位置であるリフターコンベア２の上面と押付手段であるバキューム定盤１の底面との距離を算出することができるようになっている。

算出されたリフターコンベア２の上面とバキューム定盤１の底面との距離がワーク積み上げ位置であるリフターコンベア２の上面に積み上げられたワークの高さとなる。

このワークの高さが所定の高さとなった場合、ワーク積み上げ動作を一旦停止する。

ワーク積み上げ動作を一旦停止中に、例えば、リフターコンベア２の上面で積み上げられたワーク１０，１１をさらに次の工程へと搬送すること等が行われる。

上記実施形態は、押付手段であるバキューム定盤１は、ワークを保持して搬送できる場合について説明したが、これに限定されることはない。押圧手段はワークを保持して搬送できず、ワークをワーク積み上げ位置に向かって押し付ける機能のみを有していてもよい。

上記実施形態は、押付手段であるバキューム定盤１は、ワーク１０を吸着保持可能である場合ついて説明したが、これに限定されることはない。押付手段は、例えば把持、挟持等の吸引以外の方法でワークを保持してもよい。

上記実施形態は、ワーク積み上げ位置がリフターコンベア２の上面である場合について説明したが、これに限定されることはない。ワークを積み上げ可能な面を有していれば例えば、テーブル等のリフターコンベア以外の要素にワーク積み上げ位置が設けられていてもよい。

上記実施形態は、上面がワーク積み上げ位置となっているリフターコンベア２が、押付手段であるバキューム定盤１に対して上昇及び下降可能となっている場合について説明したが、これに限定されることはない。押付手段がワーク積み上げ位置に対して下降及び上昇可能となっていてもよい。

上記実施形態は、上面がワーク積み上げ位置となっているリフターコンベア２が、ワーク積み上げ位置と押付手段であるバキューム定盤１との距離を検出する距離検出手段２２も有する場合について説明したが、これに限定されることはない。距離検出手段は、押付手段又はその他の要素に設けられていてもよい。

上記実施形態は、距離検出手段２２は、リフターコンベア２の上昇距離を検出する場合について説明したが、これに限定されることはない。距離検出手段は、例えば位置センサー等によって、直接または間接的にワーク積み上げ位置と押付手段との距離を検出するものであってもよい。

上記実施形態は、リフターコンベア２が距離検出手段２２も有する場合について説明したが、これに限定されることはない。ワーク積み上げ装置は、例えば光電管等のセンサー等によって、ワーク積み上げ位置で積み上げられたワークの高さを検出するワーク高さ検出手段を距離検出手段の代わりに有していてもよい。

１ バキューム定盤
２ リフターコンベア
１０，１１ ワーク
２１ 荷重測定手段
２２ 距離検出手段

Claims (4)

1. ワーク積み上げ位置にワークを積み上げることができるワーク積み上げ装置であって、
   このワーク積み上げ位置に向かって上方から相対的に接近して、ワークをワーク積み上げ位置に向かって押し付ける押付手段と、
   ワーク積み上げ位置に向かって押し付けられたワークがワーク積み上げ位置に加える荷重を直接測定するために、ワーク積み上げ位置側に設けられた荷重測定手段とを有し、
   ワークがワーク積み上げ位置に向かって押し付けられ、荷重測定手段で測定した荷重が所定の荷重となった状態で、前記ワーク積み上げ位置と前記押付手段との距離を検出する距離検出手段がワーク積み上げ位置側にさらに設けられていることを特徴とするワーク積み上げ装置。
2. 前記押付手段は、ワークを保持して搬送できることを特徴とする請求項１に記載のワーク積み上げ装置。
3. 前記押付手段は、保持しているワークを、相対的に、ワーク積み上げ位置で既に積み上げられているワークに向かって押し付けた上で、ワークの保持を解除することを特徴とする請求項２に記載のワーク積み上げ装置。
4. ワーク積み上げ位置の上方に保持されているワークを移動させる工程と、
   保持されているワークを既にワーク積み上げ位置で積み上げられているワークに向かって押し付けられる工程と、
   ワークがワーク積み上げ位置に加える荷重を測定し、測定した荷重が所定の荷重となった状態に基づいて、ワーク積み上げ位置に積み上げられたワークの高さを算出する工程と、
   保持を解除して、保持されていたワークを、ワーク積み上げ位置で既に積み上げられているワークに積み上げる工程とを有するワーク積み上げ方法。

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