JPH0718992A - ワークの湾曲度検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 人手を要さず自動的にワークの湾曲度を検査
する。 【構成】 ワークの湾曲度検査装置において、凸側を前
方に向けてワークＷを載置するテーブルと、このテーブ
ルの前方位置に配置された互いに間隔を持つ２本のピン
２０７、２０７と、前記テーブル上のワークを前方に押
してワークの外周２点を前記両ピンに当接させるプッシ
ャー２４０と、前記両ピン間に配置され両ピンに当接し
たワークの外周１点が当たることによりその当接点の位
置を検出するダイヤルゲージ２１１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネルライニング用
のセグメントを構成する主桁等の湾曲板状のワークの湾
曲度検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５、図６はシールド工法に用いられる
トンネルライニング用のリングＲを示している。このリ
ングＲは複数のセグメントＡ、Ｂ、Ｋを連結することで
構成されている。この場合のセグメントの種類として
は、Ａ型、Ｂ型、Ｋ型等があり、それぞれが箱形に形成
されている。

【０００３】図７は、Ａ型のセグメントの例を示してい
る。このセグメントＡは、ここで問題とする湾曲板材と
しての主桁１と、矩形の継手板２と、スキンプレート３
とからなる。主桁１は、帯板をその幅方向に円弧状に湾
曲させて、両端を径方向に沿って切断したものである。

【０００４】この主桁１の製造工程を図８に示す。主桁
１を製造する場合は、次の手順による。 （１）まず、材料取りするための長尺の帯板を用意する
（ａ：材料準備）。 （２）所定の曲率となるよう板幅方向に曲げ加工する
（ｂ：曲げ工程）。 （３）製品長さより若干大きめに荒カットする（ｃ：素
切り工程）。 （４）湾曲度（曲率＝Ｒ＝アール）を検査する（ｄ：Ｒ
チェック工程）。 （５）セグメント同士の連結のための孔明け加工をする
（ｅ：孔明け工程）。 （６）両端を正寸法にカットする（ｆ：仕上げ切り工
程）。

【０００５】これらの工程のうち、従来では、上記
（４）のＲチェック工程は手作業によっていた。即ち、
従来ではベンダーで曲げられた中間製品をゲージ板の上
に載せ、予め描いてある正しい曲率のケガキ線と比べ
て、検査対象の板材の湾曲度（Ｒ）の良否を判定してい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のＲチ
ェックの方法は人手による作業であるため、非常に効率
が悪かった。

【０００７】そこで本発明は、人手を極力省くことので
きるワークの湾曲度検査装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明による湾曲度検査装置は、凸側を前
方に向けて湾曲したワークを載置するテーブルと、この
テーブルの前方位置に配置された互いに間隔を持つ２本
のピンと、前記テーブル上のワークを前方に押してワー
クの外周２点を前記両ピンに当接させるプッシャーと、
前記両ピン間に配置され両ピンに当接したワークの外周
１点が当たることによりその当接点の位置を検出する検
出手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明による湾曲度検査装置は、
さらに前記ピンの位置を調節する調節機構を設けたこと
を特徴とする。

【００１０】請求項３の発明による湾曲度検査装置は、
さらに前記ダイヤルゲージの検出値が所定範囲内にある
か否かで良否判定する判定手段を設けたことを特徴とす
る。

【００１１】

【作用】請求項１の発明による湾曲度検査装置でワーク
の曲率を検査する場合は、ワークをテーブルに載せてプ
ッシャーで押し、その外周２点をピンに当てる。ピンは
固定であるから、その状態で中央の１点が当接する検出
手段の検出値を読み取ることで、湾曲度が分かる。その
際、例えばダイヤルゲージ等の検出手段の検出部は、適
正曲率のワークの外周が当接した状態を基準にして、プ
ラス方向及びマイナス方向に動けるようにしておく。こ
れにより、検出手段が、中央の１点が基準位置より突出
していると検出したときは、曲率が適正値より小さいと
判断でき、中央の１点が基準位置より突出していないと
検出したときは、曲率が適正値より大きいと判断でき
る。なお、検出手段のデータは、良否判定に用いる以外
に、集計することもできる。

【００１２】請求項２の発明による湾曲度検査装置で
は、ピンの位置を調節するにより、曲率の大きさに対応
させることができる。

【００１３】請求項３の発明による湾曲度検査装置で
は、判定手段が、検出手段の値が適正値を中心にした所
定範囲内にあるとき良品と判断し、所定範囲内に無いと
き不良品と判断する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明に係るワークの湾曲度検査装置（以下「Ｒチ
ェック装置」という）の一実施例の構成を示す平面図、
図２は同側面図、図３はＲチェックの原理及び初期設定
の説明に用いる平面図である。また、図４は実施例のＲ
チェック装置を組み入れた主桁製造ラインの平面図であ
る。

【００１５】まず、図４を用いて主桁製造ラインの概要
から説明する。図４において、１１は素材置場から長尺
の帯板材を取り出すローダー、１２は帯板材を連続的に
送りながら曲げ加工するベンダー、１３は長尺の帯板材
から製品材料を荒カットする素切りカッター、１４は主
桁の中間製品の湾曲度を検査するＲチェック装置（本実
施例の湾曲度検査装置）、１５はＲチェック後の不良品
を搬送路外に排出するプッシャー、１６はセグメント同
士を連結するための孔を明けるピアス装置（孔明け装
置）、１７はピアス装置１６を構成するプレス装置の油
圧ユニット、１８は前記孔を基準として中間製品の両端
を製品寸法に仕上げカットする仕上げカッター、１９は
仕上げた製品を取り出すローダー、２０は製品整列装
置、２１〜３１は搬送用のローラコンベア、４１〜４５
は各装置を個別にあるいは連動して動作させる操作盤で
ある。

【００１６】このシステムでは、次の順番で工程が進
む。 （１）ローダー１１の前の素材置場に長尺の帯板材（素
材）を置く。 （２）ローダー１１により素材をコンベア２１上に載せ
る。 （３）コンベア２１、２２にて素材を搬送する。 （４）コンベア２２にてベンダー１２へ帯板材を送り込
み、ベンダー１２で曲げ加工する。 （５）曲げ加工後の帯板材をカッター１３に通し、カッ
ター１３で前端部の端切りを行う。 （６）主操作盤で設定した長さだけ帯板材をベンダー１
２により送り出し、素切りカッター１３により製品材料
を設定寸法位置で荒カットする。 （７）荒カット後、中間製品をコンベア２３、２４、２
５により搬送し、Ｒチェック装置１４に送る。 （８）Ｒチェック装置１４で湾曲度の良否を判定する。 （９）判定後、コンベア２７により搬送し、搬送しなが
らプッシャー１５により不良品を排出する。 （１０）良品のみコンベア２７、２８でピアス装置１６
に送る。 （１１）ピアス装置１６で孔明けし、中間製品をコンベ
ア２９により仕上げカッター１８に送る。 （１２）仕上げカッター１８により、孔基準で位置決め
した中間製品の両端を仕上げカットし、最終製品を得
る。 （１３）仕上げカット後、コンベア３１により搬送し、
製品をアンローダー１９により製品整列装置２０に移載
する。

【００１７】このシステムによれば、材料の供給から、
曲げ加工、荒カット、Ｒチェック、孔明け加工、仕上げ
カット、製品整列までの一連の工程を、ほとんど自動で
こなすことができる。また、Ｒチェック後の不良品を自
動排出することもできる。

【００１８】また、このシステムでは、ベンダー１２の
ある位置で、材料の曲げに対応させて材料の送り方向が
９０度転回する。またその後、コンベア２３、２４でさ
らに送り方向が９０度転回し、結果的に材料の搬送方向
がＵターンして、最終製品の取り出し位置が、最初の素
材置場近くに戻っている。このように本システムは、材
料の湾曲方向に対応したＵ字状の搬送経路を有している
ので、設置スペースが小さくて済み、監視作業がやりや
すくなる。また、円弧状に湾曲され所定長さにカットさ
れた中間製品は、一定の姿勢、つまりその内周側が常に
Ｕ字状の搬送経路の内側に向いた姿勢で搬送される。従
って、材料の搬送に無理がなく、搬送経路の短縮化等、
搬送効率の向上を図ることができる。また、一定の姿勢
で中間製品を搬送するので、各種工程作業の実施も容易
になる上、作業を実施するための装置を一方側に並べて
配置することができるようになり、整然としたレイアウ
トを実現することができる。

【００１９】次に、本発明の一実施例によるＲチェック
装置２００を、図１〜図３を用いて詳細に説明する。こ
のＲチェック装置２００は、図１に示すように、検査対
象としてのワークを搬送するコンベア２６に付設されて
おり、図２に示すように、コンベア２６のフレームと一
体化されたベースフレーム２０１と、その前部（図２中
左方）に付設されたサイドフレーム２０２と、このサイ
ドフレーム２０２とベースフレーム２０１の上部に水平
に架設されたスライドテーブル（検査ステージに相当）
２０３とを有する。図１においては、サイドテーブル２
０２や後述するプッシャー２４０等は図示を省略してあ
る。なお、このＲチェック装置２００では、図１に示す
ように、コンベア２６の搬送方向（イ）と平行にＸ軸方
向が設定され、コンベア２６と直交する方向にＹ軸方向
が設定されている。

【００２０】多数のローラ２６ａからなるコンベア２６
は、ベースフレーム２０１の後部（図２中右方）に配置
されており、コンベア２６とサイドフレーム２０２との
間の一段低くなったベースフレーム２０１上には、ベッ
ド２０５が配置されている。このベッド２０５はＹ軸方
向にスライド自在に配設されている。ベッド２０５上に
は、互いに間隔を持たせた２個のブロック２０６がＸ軸
方向にスライド自在に配設され、各ブロック２０６の上
面にはピン２０７が突設されている。

【００２１】ベッド２０５はハンドル２０８を回すこと
により、ギヤ及びラックの働きでＹ軸方向に移動する。
また、ブロック２０６はハンドル２０９を回すことによ
り、台形ネジの働きで相互の間隔を狭めたり拡げたりす
るように、Ｘ軸方向に中間点を中心に左右対称に移動す
る。従って、これらハンドル２０８、２０９及びギヤ、
ラック、ボールネジ等がピン２０７の位置を調節する調
節機構２１０を構成している。

【００２２】スライドテーブル２０３の前方位置には、
検出手段としてのダイヤルゲージ２１１が配置されてい
る。ダイヤルゲージ２１１は、両ピン２０７、２０７間
のＹ軸方向の中心線上に、検出ロッド２１１ａをコンベ
ア２６側に向けて配置されている。ダイヤルゲージ２１
１の手前（コンベア２６側）には可動ストッパ２１２が
配設されており、検出ロッド２１１ａの先端は可動スト
ッパ２１２の一端面に当たるようになっている。

【００２３】可動ストッパ２１２は、ブロック２１４に
よりスライドテーブル２０３上にＹ軸方向微小移動自在
に固定され、その移動範囲はダイヤルゲージ２１１の測
長範囲より短くなっていて、ダイヤルゲージ２１１側へ
所定以上移動しないよう制限されている。これは、点線
に示すようにワークＷが当接した際に、ダイヤルゲージ
２１１を過大な変動から保護するためである。

【００２４】また、コンベア２６の下側には、コンベア
２６上にあるワークＷを搬送レベル（コンベア２６のロ
ーラ２６ａの上面）より一段高く持ち上げるリフター２
２０が配置されている。リフター２２０は、コンベア２
６のローラ２６ａ間の隙間に配置された多数枚のリフト
板２２１と、それを上下させるシリンダ２２２とからな
る。リフト板２２１は、上昇位置に保持されたとき、そ
の上面の高さが前記スライドテーブル２０３と一致し、
リフト板２２１側からスライドテーブル２０３側へ、ま
たその逆に、ワークＷをスムーズにスライドさせること
ができるようになっている。ここでは検査の際に、リフ
ト板２２１の上面もテーブルの機能を果たすことにな
る。なお、スライドテーブル２０３は、前記ブロック２
０６との干渉を避けるように形成されている。

【００２５】また、コンベア２６の上方には、図１に示
すように、搬送されて来たワークＷを止めるためのスト
ッパ２３０が設けられている。このストッパ２３０は、
図示しない機構により、必要時には搬送路内に侵入させ
られて、搬送されて来るワークＷを止め、必要が無くな
ったら、搬送路外に退避させられる。ストッパ２３０に
は、光電スイッチ等のセンサが取り付けられ、ワークＷ
がこのストッパ２３０に当たった際に信号を出力する。

【００２６】また、コンベア２６のスライドテーブル２
０３と反対側の側方には、プッシャー２４０が配設され
ている。このプッシャー２４０は、ワークＷを、スライ
ドテーブル２０３上で手前から前方（図２において右方
から左方）へ押し移動すると共に、その逆に前方から手
前に引き移動するためのものである。このプッシャー２
４０は、シリンダ２４２によってＹ軸方向に移動させら
れる移動フレーム２４４と、移動フレーム２４４の基部
下面に突設された押し爪２４６と、移動フレーム２４４
の先端に設けられたシリンダ２４８によって必要時下方
に突出させられる引き爪２５０と、からなるものであ
る。

【００２７】また、このＲチェック装置２００は、ダイ
ヤルゲージ２１１の検出信号を取り込んで、検査対象の
ワークＷの湾曲度が許容範囲内にあるか否かを判定する
判定手段を含んだ図示しない制御装置を備えている。そ
して、この制御装置によってＲチェック装置２００がシ
ーケンス制御されるようになっている。

【００２８】次に、このような構成のＲチェック装置２
００の作用を説明する。まず、検査に先立って、検査対
象のワークＷに対応して、ピン２０７の位置をセットす
る。図３に示すように、円弧状に湾曲したワークＷの外
周の曲率は、同外周の当接する２つのピン２０７の位置
を予め固定した場合、残る１つの当接点の位置で判定で
きる。

【００２９】従って、最初にワークＷの大きさに合わせ
て、ピン２０７の位置をハンドル２０８、２０９を操作
してＸ軸方向及びＹ軸方向に調節し、予め適正な曲率に
製作した製品ゲージを用意して、その外周を両ピン２０
７、２０７に当て、そのゲージに可動ストッパ２１２の
先端面を当て、その状態で可動ストッパ２１２に当接す
るダイヤルゲージ２１１の検出ロッド２１１ａがプラス
方向及びマイナス方向に移動できるように、ダイヤルゲ
ージ２１１の位置を調節する。つまり、ダイヤルゲージ
２１１の検出ロッド２１１ａを若干押し込んだ状態にセ
ットしておく。そして、その際のダイヤルゲージ２１１
の読取り値を、基準値として制御装置に初期設定する。

【００３０】このように準備が完了した状態で、コンベ
ア２６により搬送されて来たワークＷがストッパ２３０
に当たると、コンベア２６が止まり、リフター２２０が
作動する。そして、リフター２２０によりワークＷがパ
スライン（コンベア２６のローラ２６ａの上面）より２
０ｍｍ程度持ち上げられる。

【００３１】ワークＷが持ち上げられると、プッシャー
２４０が作動して、プッシャー２４０の押し爪２４６が
前進し、この押し爪２４６がワークＷの内周２点に当た
ることで、ワークＷを前方へ押し移動する。押し移動さ
れたワークＷは、その外周２点がピン２０７、２０７に
当たり、それらの中央の１点が可動ストッパ２１２に当
たって止まる。この状態で、ダイヤルゲージ２１１が可
動ストッパ２１２の変位量を検出し、制御装置にそのデ
ータを送る。制御装置では、その変位量から基準値に対
する誤差（ワークＷの曲率の誤差に相当する）を演算
し、必要に応じてそのデータを集計すると共に、その誤
差が予め設定された許容範囲内であるか否かを判定し、
許容範囲内であれば良品と判定し、許容範囲外であれば
不良品と判定する。

【００３２】良否判定は一定の時間内で行い、その時間
が過ぎると、プッシャー２４０の引き爪２５０が下降
し、プッシャー２４０のシリンダ２４２が戻り作動する
ことにより、引き爪２５０によりワークＷが後方へ引き
戻される。そして、コンベア２６上にワークＷが位置し
た段階で、プッシャー２４０が初期状態にリセットされ
て、リフター２２０が下降し、コンベア２６のローラ２
６ａ上にワークＷが乗り移る。このときには既に、スト
ッパ２３０は退避位置にある。

【００３３】そして、コンベア２６が再始動し、ワーク
Ｗを次工程へ搬送する。不良品については、制御装置か
らの信号により、次工程への搬送過程でプッシャー（図
４参照）により排出する。

【００３４】この実施例のＲチェック装置２００によれ
ば、最初の設定さえしておけば、後は自動的にワークＷ
の湾曲度を検査し、良否判定をすることができる。従っ
て、ほとんど人手を必要とせず、効率良く検査を行うこ
とができる。また、ピン２０７の位置等を調節すれば、
多数の種類のワークＷを検査することができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、人手を要することなく
自動的に湾曲度の検査を行うことができる。また、ピン
の位置を調節できるようにすれば、他種類のワークにつ
いて検査することができる。また、自動的に良否を判定
し、良品と不良品の選別を自動化している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワークの湾曲度検査装置の一実施例の
構成を示す平面図である。

【図２】同実施例の側面図である。

【図３】同実施例の検査原理の説明に用いる平面図であ
る。

【図４】同実施例の検査装置が組み込まれた主桁製造ラ
インの平面図である。

【図５】トンネルライニング用のリングを示す斜視図で
ある。

【図６】トンネルライニング用のリングを示す正面図で
ある。

【図７】同リングを構成するセグメントの一例を示す斜
視図である。

【図８】同セグメントの主桁の製造工程を順を追って示
す図である。

【符号の説明】

Ｗ ワーク １４，２００ Ｒチェック装置（湾曲度検査装置） ２０３ スライドテーブル ２０７ ピン ２１１ ダイヤルゲージ（検出手段） ２１０ 調節機構 ２４０ プッシャー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凸側を前方に向けて湾曲したワークを載
   置するテーブルと、このテーブルの前方位置に配置され
   た互いに間隔を持つ２本のピンと、前記テーブル上のワ
   ークを前方に押してワークの外周２点を前記両ピンに当
   接させるプッシャーと、前記両ピン間に配置され両ピン
   に当接したワークの外周１点が当たることによりその当
   接点の位置を検出する検出手段とを備えたことを特徴と
   するワークの湾曲度検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のワークの湾曲度検査装置
   において、前記ピンの位置を調節する調節機構を設けた
   ことを特徴とするワークの湾曲度検査装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のワークの湾曲度検
   査装置において、前記検出手段の検出値が所定範囲内に
   あるか否かで良否判定する判定手段を設けたことを特徴
   とするワークの湾曲度検査装置。