JP7360711B2 - 分離供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、部材形状がお互いにからみやすく、さらに整列されていないバラバラで供給される部材の分離供給装置に関する。特に部材が薄板形状の場合にはその効力が大きい。

従来、ブランキングプレス等による打ち抜き加工の加工サイクルは高速であり、加工された被加工品は排出コンベアや排出スロープ等を用いてブランキングプレスから排出される。排出された被加工品は搬送箱に排出順に山積みされることになる。

またプラスチック成形品などは、成形機で成形された後、自動でゲートカットされ、下に設けた搬送箱に部材のみが落下山積みされる。

こうして山積みされた部材を組立作業で使用するためには、部材を分離し、整列し、供給する必要があった。しかし最近は、撮像素子、カメラ、ビジョンセンサなどの視覚装置が発達し、部材が必ずしも整列していなくても、個々の部材の認識ができるようになって来ている。しかし進歩したとはいえ、部材に重なりがあるとどちらが上の部材かの判別まではできず、分離は必須工程となっている。

特許文献１のものは、「任意に山積みされた複数のワークをそれぞれ単体に分離し、視覚装置等による認識を可能な状態にして、単体のワークを確実に拾い上げて次工程に供給することのできる板状部材の分離供給装置」（段落番号０００５）を提供するものであり、「搬送ローラが停止、再駆動を繰り返すことによって搬送面上を移動する板状部材には慣性力による衝撃力が付加されるのでさらに相互の分離を進行させることができる」（段落番号００１１）ものである。このものは、停止と再駆動を繰り返すことにより「慣性力による衝撃」で分離を進行させるとはしているものの、具体的な停止、再駆動の条件を精査したものではない。
特許文献２のものは、「分離のための機構を特に追加することなく、部品を１個づつ整列供給する安価な部品分離供給装置を提供する」（１ページ右欄１２～１４行）ものであり、「その後ロボットハンド８で部品４４をクランプする。そのままの状態で回転駆動装置９を一定時間逆回転する」（２ページ左欄５～７行）という動作によって分離をおこなうものである。
特許文献３～５は、従来の分離供給装置の例であるが、搬送ローラーの速度制御を利用するものではなく、単に機械的な排除効果で分離するものであった。

特開平９-１４１３５６号公報 特開昭６２－９６２２２号公報 特開２０１７－４７９９３号公報 特開２０１０－２６９８７１号公報 特開平４-１２９２７号公報

日本国内には日本部材供給装置工業会が設置されており、ここで様々な部材供給が研究され、様々な部材の供給方式が提案されている。ここで、もっとも一般的な方式は振動を供給源としたパーツフィーダである。しかしこの業界においては、薄板は対象として困難が多く、ましてやからみやすい対象物の部材供給は困難であった。実際にパーツフィーダのデモ機に部材を投入しても数量が非常に少ない時には分離供給ができるが投入量が少し多くなると供給は停止してしまう。従って、図３に示すようなからみあった部材や、図４に示すような重なり合った部材、また薄い部材などは手で分離供給せざるをえなかった。また部材形状１種類に対して一台のパーツフィーダを用意する必要があり、設置場所の確保と費用が大きくかかるという欠点がある。もしくは１台で数種類の部材を流す場合には、機種変更の調整に非常に時間がかかるという問題がある。

［１］ ベルトコンベアの最大速度、駆動モータ正転・逆転時のベルト移動距離、正転・逆転時のモータの起動時間と停止時間及び１回の起動での正転・逆転の繰り返し回数を任意に調整・設定ができるようにしたことを特徴とする分離供給装置。
［２］ 被搬送物の重なりが減少または解消するようなベルトコンベアの前記調整・設定を行った、［１］に記載の装置。
［３］ ベルト上面に、ベルトの方を向いたブラシを取り付けるとともに、ベルトとこのブラシ表面の隙間を微調整できるようにしたことを特徴とする［１］または［２］に記載の分離供給装置。
［４］
ベルト前方方向端面に、重なり合った被搬送物の前進を妨げる部材をベルト上面すれすれに配置したことを特徴とする［１］～［３］のいずれか１項に記載の分離供給装置。
［５］ ベルト前方方向端面に設ける被搬送物の前進を妨げる部材がブラシであることを特徴とする［４］に記載の分離供給装置。
［６］ ベルト左右に部材が飛び出さないようにサイドガイドを設けたことを特徴とする［１］～［５］のいずれか１項に記載の分離供給装置。

本発明は安価で市販されているベルトコンベアを使用し、この制御方法を改善することで、被搬送物の重なりを減少または解消させて、分離供給を容易に達成するものである。
さらに具体的には、ベルトコンベアの制御を、コンベア搬送加速度が不連続に変化することを利用して、慣性力及び加速度による力の変化を利用し、かつベルトと被搬送物の摩擦係数と被搬送物同士の摩擦係数の違いを利用して、被搬送物の重なりを減少または解消して供給できるようにしたものである。更に、それに加えて、重なり部分をブラシ等の掻く落とし手段で機械的に接触して解消することを付加してより分離効果を高めてもよいものである。

ベルトコンベアは一般に搬送装置として用いられている。通常ベルトコンベアは一方向に駆動使用され、ベルトも送り方向が指定されている。ベルトと部材間には摩擦抵抗があり、この摩擦抵抗で部材がベルト上で滑らずに固定されている。多少の慣性が働いても部材がベルト上を滑らないような抑えたスピードで送られている。つまりベルトと部材のスピードは同じになるように搬送されている。この場合、部材が山積みになったり、部材が重なったりしていてもそのままの形で搬送され、部材が分離するという事はない。途中でベルトを逆転させても送りスピードが同じであればこの状態は変わらず、また、加速度の変化が一様であるような場合も、被搬送物に加わる力の変化が一様であれば部材分離効果は弱い。

部材とベルトの摩擦抵抗は、部材と部材間の摩擦抵抗よりも一般に大きい。特に滑りの悪い特殊な材質のベルトと部材間の摩擦抵抗は、一般のベルトに比べてより大きくなる。こうした摩擦抵抗の大きいベルトに部材を山積みし、ベルトスピードを上げて動かし短時間で止めると部材の上に載っていた部材は慣性力により滑りを起こし、部材から落ちていく。正転と逆転を繰り返すとこの現象は広がり、部材はほぼ完全に分離されていく。この現象を詳しく見ていくと、分離状態は、ベルトの最大速度、正転している時の距離、逆転している時の距離、起動する時の起動時間、停止する時の停止時間、それから正転・逆転の繰り返し回数により様々に変化することが分かった。また部材の面積的な大きさ、重さ、形状（細いか太いかなど）、厚みなどにより最適な組み合わせ条件が変わることも観察された。また、正転時のベルトの前進移動距離と逆転時のベルトの後進移動距離を同じにしても、つまりベルトの実際の移動が無くても、ベルトの起動時間と停止時間を変えることで、部材が前進したり、後進したりすることも分かった。又からみあった部材も、これらの条件を組み合わせることによりからみがほぼほぐれ分離されることも確認した。

部材が大きくなると、バラシを完全に行うためには重なり合った部分が滑り落ちるまでに時間が必要となるため、ベルトコンベアの長さを長くする必要が出てくる。この滑り落下までの時間を短くするために、ベルト上に下向きにブラシを取り付け、ベルトとブラシ間の隙間を部材厚みよりも少し広げてやると、かさなった部材とブラシ間に摩擦抵抗が発生し、この力の方向がベルトと部材間の摩擦抵抗と逆向きになるために、落下までの時間が短くなることも確認した。この効果は部材が小さくても同様にバラシ時間は短縮される。

またベルトコンベアの前方端末部にベルトすれすれにはじき返し材を置くと、移動している重なり合った被搬送物はベルト端面から下に落ちることなくはじき返される。このストップ用部材の材質は金属でも樹脂でも同様な効果を発揮するが、ブラシが最適であった。ブラシが衝撃を吸収しはじき返すからだと思われる。この時のはじき現象で、最後までからみ重なっていたわずかな部材も完全に分離できた。
ブラシの材質や毛足の長さは、被分離部材の大きさ、厚み、重量により最適値は変わるので適宜選択すればよい。

さらにベルトの両横にサイドガイドを設置したので、部材が誤ってベルト外に飛び出すという不具合も防止できた。

こうして分離供給された部材は、ベルト端末近傍上部に設置した視覚装置で完全に認識を行うことができようになる。こうして分離供給され、認識できた部材はロボット等で様々な作業を行うことができるようになる。

ベルトコンベアの最大速度、前進距離、後進距離、正転時の起動時間・停止時間、逆転時の起動時間・停止時間、それと起動１回あたりの正転・逆転の繰り返し回数を任意に調整・設定できるようにしたことにより、山積みされた部材を迅速にまた容易に分離しかつ所定位置に搬送することができる。また部材の種類が多くても、その条件をきちんと記録しておけば容易に段取り替え設定することができるので、台数は１台で対応可能というメリットがある。また設備自体も市販品なので安価に設置できる。

本発明の一実施例の側面から見た図である。 被搬送物の一実施例であるコアである。 コアがからんだ状態の図である。 コアが重なっている状態の図である。

本発明にかかわる分離装置の実施の形態を、図１及び２を参照して説明する。図１は分離装置の側面図である。構造体などは省略してある。図２に示したコア１０は被搬送物の代表的例であるが、このベルト上の左方７の位置に山積み状態で置かれる。部材の進行方向は８で示した通り、左から右に向かう。ベルト４は駆動モータにより正転・逆転と適宜繰り返すことにより左右に振られる。部材のコア厚みは0.2～0.5ｍｍ程度である。起動・停止の繰り返し時の慣性により、ベルトと被搬送物の摩擦係数よりも被搬送物同士の摩擦係数が小さいので、被搬送物にのった被搬送物は滑り落ち、からんだコアや重なったコアはほぐれかつ分離されていく。途中適宜置かれたブラシ５とからんだコアや重なったコアの上面部の摩擦により、重なったコア等はより分離が早く進む。ブラシの数はコアの形状等により１本から複数本適宜に選択すればよい。コアがベルトの右端に置かれたブラシまで来ると、コアはこのブラシに当たり左方向にはじかれる。こうして最後まで重なっていたコアはこの時の衝撃により確実に分離される。図面では表示していないが、この末端のブラシの左上に設置された視覚装置により分離されたコアは認識される。そしてロボットなどによりこのベルト上から取り出され、次の作業に供給されていく。

上記では、薄板の金属部材コアの場合で説明してきたが、プラスチック部材その他でも同様な効果が得られる。

具体的には、被搬送物が１ｇ位の場合、速度を1000mm/secとし、0.05秒で静止からこの速度まで上昇させ、0.033秒で停止、その後向きに反転させ0.05秒で速度1000m/secまで上昇させ0.03秒で停止させる。この動作を２回繰り返す。

単に慣性力を利用するものでも、上記のような特定の動作制御により、従来に無い分離効果が得られる。
また、ブラシ等を用いた、機械的振り落とし効果を併用することによって、慣性力のみでは得られない、優れた分離効果が発揮される。

本発明により、部材の形状がお互いからみやすいものであったり、パーツフィーダにかかりにくい薄物製品であったりした場合に、市販のベルトコンベアの制御法の改善で安価に部材の分離供給ができるようになる。

１ 分離供給装置
２ 駆動ローラ
３ 駆動モータ
４ ベルト
５ ブラシ
６ 前方端末部のストップブラシ
７ 部材の供給場所
８ 部材の進行方向
９ サイドガイド・・・図面上では奥側のみを表示
１０ 部材例としてのコア

Claims (5)

1. 単独のベルトコンベアの最大速度、駆動モータ正転・逆転時のベルト移動距離、正転・逆転時のモータの起動時間と停止時間及び１回の起動での正転・逆転の繰り返し回数を任意に調整・設定ができる分離供給装置であって、単独のベルトコンベアの搬送加速度を不連続に変化させ、被搬送物間の摩擦抵抗よりも被搬送物とベルトとの摩擦抵抗の方が大きい被搬送物の、摩擦抵抗差を利用して重なりが減少または解消するようなベルトコンベアの前記調整・設定がなされていることを特徴とする、前記分離供給装置。
2. ベルトの上面に対向する位置に、ベルトの方を向いたブラシを取り付けるとともに、ベルトとこのブラシ表面の隙間を微調整できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の分離供給装置。
3. ベルト前方方向端面に、重なり合った被搬送物の前進を妨げる部材をベルト上面すれすれに配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の分離供給装置。
4. ベルト前方方向端面に設ける被搬送物の前進を妨げる部材がブラシであることを特徴とする請求項３に記載の分離供給装置。
5. ベルト左右に部材が飛び出さないようにサイドガイドを設けたことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の分離供給装置。