JPH08105703A - 自動判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サイズ、デザイン等の異なるホイールを自動
的に判別し、次の機械加工工程へ自動的に搬送すること
ができるようにする。 【構成】 ベース９上にワーク９９を搭載するためのリ
ング状の受台９１を設ける。受台９１の外周上に、複数
個のステップ８１からなる支持部材８を放射状に設置
し、この支持部材８の各ステップ上にワーク９９を搭載
するようにする。支持部材８上に搭載されたワーク９９
を測定する各測定手段は、ワーク９９の外径を測定する
外径測定手段２と、ワーク９９のリム幅を測定する幅測
定手段３と、ワーク９９のディスク部のオフセット量を
測定するオフセット量測定手段１と、ディスク部のデザ
インパターンを測定するパターン測定手段４とからな
る。このパターン測定手段４は、ＣＣＤカメラ４１等か
らなる非接触式のものである。各測定手段からのデータ
に基づきワーク９９の判別を行なうコンピュータ等から
なる制御手段５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金製ホ
イール（アルミホイール）の製造ライン等において、当
該ライン上を流れるワークの判別を自動的に行なう自動
判別装置に関するものであり、特に、鋳造装置あるいは
調質炉等から取り出されたアルミホイールを、次の機械
加工工程へ選別して送り出す際に用いられる、アルミホ
イールの自動判別装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のアルミホイールの製造ラインにお
いては、特定の種類のアルミホイール毎に、鋳造装置と
機械加工装置とを直結させておき、鋳造から機械加工ま
でを一貫ラインにて形成させるか、あるいは、デザイン
の異なるアルミホイールを、作業者の目視によって選別
することにより、次の工程である機械加工工程の特定の
ステーションへと振り分けるか、等の方式が採られてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記鋳造か
ら機械加工までを一連の連続ラインにて形成すること
は、単一のものを大量に生産するのには適しているが、
多種のものを製造するに当っては、鋳造装置ごとに機械
加工装置を備えねばならず、設備が大掛りなものとなら
ざるを得ないという問題点がある。また、作業者の目視
によって、鋳造工程等から流れて来たアルミホイール
（ワーク）を、特定のマシンステーションへ振り分ける
方式は、作業効率が低下するだけではなく、製造ライン
の省力化、あるいは無人化等を阻害することとなるとい
う問題点がある。これらの問題点を解決するために、鋳
造装置あるいは調質装置等から搬送されて来たワークを
自動的に判別し、それらを次の機械加工工程のうちの所
定のマシンステーションへと送り出すようにすることの
できる自動判別装置を提供しようとするのが、本発明の
目的（課題）である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、次のような手段を講ずることと
した。すなわち、鋳造工程等において所定の成形加工の
行なわれたワークを、次の工程である機械加工工程等に
搬送するに際して、当該ワークの形状及び大きさ等を基
に、その種別を選別する自動判別装置に関して、一定の
値ごとに刻まれた複数段のステップからなる支持部材
と、当該支持部材上に搭載されたワークの外径を測定す
る外径測定手段と、上記ワークの幅を上下方向から測定
する幅測定手段と、上記ワークのディスク部のオフセッ
ト量を測定するオフセット量測定手段と、ワークのディ
スク部に形成されたデザインパターンを測定するパター
ン測定手段と、これら各測定手段にて測定されたデータ
を基に、当該ワークの種別を判断し、次の工程である機
械加工工程のうちの特定のステーションへ当該ワークを
送り出すように制御作用を行なう制御手段と、からなる
構成を採ることとした。

【０００５】

【作用】上記構成を採ることにより、本発明においては
次のような作用を呈することとなる。すなわち、本発明
にかかる自動判別装置によるワーク９９の判別が行なわ
れるに当っては、まず、図１に示す如く、鋳造装置ある
いは調質炉等から取り出されたワーク９９を、受台９１
上に設けられた支持部材８上に、ロボット（図示せず）
等を用いて設置する必要がある。ところで、このとき、
上記支持部材８には、１／２インチ刻みにステップ状の
段が設けられていることより、インチ刻みの外径を有す
るワーク（ホイール）９９は、上記各段のところへ、精
度良く設置されることとなる。すなわち、ワーク９９の
センタリングが自動的に行なわれることとなる。

【０００６】このような状態において、図１に示す如
く、受台９１上に支持部材８を介して搭載されているワ
ーク９９のリム部の外径部に、外径測定手段２を形成す
るセンサ２１を接触させる。このセンサ２１のリム部外
径部への接触に到るまでのストローク量、すなわち、当
該センサ２１の装着されるロッド２２のストローク量に
よってワーク９９のリム部の半径が測定されることとな
る。この測定されたリム部半径の値を基に、ワーク９９
の外径が制御手段５のコンピュータによって算出される
こととなる。

【０００７】また、一方、図１において、幅測定手段３
のセンサ３１を、リム部のフランジ端面に接触させ、こ
れによって、ワーク９９のリム幅（幅）が測定されるこ
ととなる。そして、この計測結果（測定データ）は、制
御手段５のコンピュータ部に送られる。

【０００８】次に、ベース９上に設けられ、上記リング
状の受台９１のリング間から作動するオフセット量測定
手段１のセンサ１１を作動させ、当該センサ１１をワー
ク９９のディスク部内面側（下面側）に接触させる。こ
れによって、ワーク９９のディスク部のオフセット量が
測定される。そして、この計測結果（測定データ）は、
制御手段５のコンピュータ部に入力される。

【０００９】次に、図２に示す如く、ワーク９９の下方
部から光を当てて、ワーク９９のディスク部に設けられ
たデザインパターンをカメラ４１にて測定する。このデ
ザインパターンの測定手段（パターン測定手段）４は、
図２に示す如く、支柱９３の上方に取り付けられたカメ
ラ４１と、上記ワーク９９支持用の受台９１の空間部等
に設けられた光源４５とからなるものであり、上記カメ
ラ４１にて、上記ディスク部に設けられたデザイン用穴
９９９を通過して来た光を測定することによって、デザ
インパターンが識別（測定）されるようになっているも
のである。すなわち、図３に示す如く、ディスク部に設
けられたデザイン用穴９９９が何個あるか、あるいは、
これらデザイン用穴９９９のうち、相隣るものとの間に
形成されるスポーク部の幅等を識別するものである。そ
して、この測定結果についても、制御手段５のコンピュ
ータ部に送られるようになっており、このコンピュータ
部にて、いずれのデザインパターンになっているか等が
判断されることとなる。

【００１０】これら一連の識別（測定）が行なわれ、そ
の結果（測定データ）が制御手段５のコンピュータ部に
送られ（入力され）、ここでワーク（ホイール）９９の
識別（判別）が行なわれる。すなわち、ワーク９９の外
径、オフセット量、幅、デザインパターン等が判別さ
れ、それに基づいて、次の機械加工工程における何れの
ステーションへ送り出されるべきかが判断（判別）され
る。この判断結果に基づいて、制御手段５は、別途設け
られているロボット等を作動させ、上記ワーク９９を所
定のマシンステーションへと送り出すように制御作用を
する。これら一連の作動により、ワーク９９の自動判別
作業が行なわれる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例について、図１ないし図４を
基に説明する。本実施例の構成は、図１に示す如く、ベ
ース９上に支柱９２を介して設けられたリング状の受台
９１と、当該受台９１上の適宜箇所に放射状に設けられ
た支持部材８と、当該支持部材８上に搭載されたワーク
９９のリム部外径を測定する外径測定手段２と、上記ワ
ーク９９のリム部の幅を測定する幅測定手段３と、上記
ワーク９９のディスク部のオフセット量を測定するオフ
セット量測定手段１と、上記ディスク部に設けられたデ
ザインパターンを測定（識別）するパターン測定手段４
と、からなることを基本とするものである。

【００１２】このような基本構成において、上記ワーク
９９を搭載する支持部材８は、図１及び図２に示す如
く、１／２インチごとの等間隔の長さをもったステップ
（階段）８１を有する形態からなるものであり、これら
複数のステップ８１を有する形態からなるものが、図３
に示す如く、リング状受台９１の円周上に、等間隔に、
かつ、放射状に設置されているものである。従って、こ
れら支持部材８の設置された状態を上から見ると、１イ
ンチ刻みの同心円が複数個形成されるようになっている
ものである。すなわち、このような構成からなる支持部
材８上に、１インチ刻みで形成されるホイール（ワー
ク）９９が搭載されると、すべてのワーク９９は、いず
れかのステップ８１上に正確に設置され、当該ワーク９
９のセンタリングが自動的に行なわれるようになってい
るものである。また、このような支持部材８の設置され
る受台９１は、リング状の形態からなるものであり、そ
の外側には、図３に示す如く、リング状のギヤ（リング
ギヤ）９１１が設けられるようになっているものであ
る。そして、当該リングギヤ９１１はピニオンギヤ７１
と噛み合うようになっているものである。そして更に、
当該ピニオンギヤ７１はモータ７にて回転駆動されるよ
うになっているものである。

【００１３】このような講成からなる支持部材８上に搭
載されたワーク９９の、そのリム部の外径を測定する外
径測定手段２は、ベース９上に設置された支柱２９を介
して設けられたアクチュエータ２５と、当該アクチュエ
ータ２５によって水平方向に駆動されるロッド２２と、
当該ロッド２２の先端部に設けられ、上記ワーク９９の
リム部外径と接触するセンサ２１とからなるものであ
る。そして、上記センサ２１は、上記ワーク９９のリム
部外径と接触することによって、この位置を検出し、こ
れによって当該センサ２１の装着されているロッド２２
の基準位置に対するストローク量が測定されるようにな
っているものである。このストローク量をベースに上記
ワーク９９のリム部の半径が計測されることとなる。す
なわち、当該ワーク９９は、上記支持部材８のステップ
８１によって自動的にセンタリングがなされているの
で、上記センサ２１が上記ワーク９９のリム部外径面に
接触するまで移動したときの、その移動量（ストローク
量）によってリム部の半径が計測されることとなる。こ
のように計測されたリム部の半径値をベースに、これを
２倍することによってリム部の外径が測定されることと
なる。具体的には、上記センサ２１のところで測定され
たデータが、制御手段５のコンピュータ部（ＭＰＵ）に
送られるようになっており、ここで演算作業が行なわ
れ、外径寸法が算出されるようになっているものであ
る。

【００１４】次に、上記ワーク９９のリム幅を測定する
幅測定手段３は、図１に示す如く、ベース９上に支柱
（図示せず）等を介して設けられたアクチュエータ３５
と、当該アクチュエータ３５によって上下方向に駆動さ
れるロッド３２、３３、３４と、これらロッドのうちの
最終ロッド３４の先端部に設けられたセンサ（タッチセ
ンサ）３１と、からなるものである。すなわち、上記ア
クチュエータ３５によって上下方向に駆動されるロッド
３４の先端部に設けられたセンサ３１が、上記リム部の
フランジ端面に接触し、そして、この位置を検出するこ
とによって、上記アクチュエータ３５によって駆動され
るロッド３２のストローク量が測定され、これによって
リム部の幅が測定されるようになっているものである。
そして、この計測結果（測定データ）は、制御手段５の
コンピュータ部に送られ、そこへ入力されるようになっ
ている。

【００１５】なお、当該幅測定手段３によって測定され
るワーク９９が、例えば、図４に示す如く、鋳造工程か
ら取り出された状態のものであって、バリ９９８等の付
いた状態のものである場合には、上記センサ３１が、図
１に示すような通常のローラ等からなるものであると、
上記バリ９９８の影響により、リム幅を正確に測定する
ことができない。これに対処するため、本実施例におい
ては、図４に示すような所定のピッチをもって形成され
たスリット６６を有する別のセンサ６を設けることとし
た。そして、当該センサ６は、具体的には１／２インチ
刻みで設けられているスリット６６を有するものであ
り、このスリット６６によって、リム部端面に生じたバ
リ９９８の、その接触が回避されるようになっているも
のである。従って、上記センサ６の下端部（先端部）６
１とワーク９９のリム部端面とが正確に接触するように
なり、リム幅の測定が正確に行なわれるようになってい
る。

【００１６】次に、ワーク９９のディスク部の取付面の
寸法であるホイールのオフセット量を測定するオフセッ
ト量測定手段１は、図１に示す如く、ベース９上に設け
られたアクチュエータ１５と、当該アクチュエータ１５
によって上下方向に駆動されるロッド１２と、当該ロッ
ド１２の先端部に設けられたセンサ（タッチセンサ）１
１とからなるものである。そして、上記アクチュエータ
１５の作動により、上記センサ１１がディスク部の下面
（内面）に接触した状態を検出し、このときのロッド１
２のストローク量を基に、上記ワーク（ホイール）９９
のディスク部のオフセット量が測定されるようになって
いるものである。また、この計測結果（測定データ）
は、制御手段５のコンピュータ部に送られ、そこへ入力
されるようになっている。

【００１７】次に、上記ワーク９９のディスク部に形成
されたデザインパターン（デザイン用穴）９９９を測定
するパターン測定手段４は、図１及び図２に示す如く、
ベース９上に設けられた支柱９３を介して、当該支柱９
３の上端部に下向きに設けられたカメラ４１と、上記リ
ング状受台９１のリングの空間内に設けられ、光が上方
のカメラ４１に向かって発射するように設けられた光源
４５と、からなることを基本とするものである。このよ
うな基本構成において、カメラ４１は、ＣＣＤ素子を用
いた、いわゆるＣＣＤカメラ等からなるものである。そ
して、当該カメラ４１は、図２及び図３に示す如く、受
台９１上に搭載されたワーク９９がモータ７の駆動によ
り一回転させられる間に、ワーク９９のディスク部に形
成されたデザイン上の穴（デザイン穴）９９９を透過し
て来た光を測定し、これによって、デザイン穴９９９の
数、及び、これら相隣るデザイン穴９９９によって形成
されるスポーク部の幅、更には、ディスク面全体の構成
を識別（判別）するようになっているものである。

【００１８】なお、このパターン測定に当っては、計測
開始位置（スタート点）を明確にするため、次のような
手段が採られている。すなわち、まず、図３に示す如
く、ワーク９９のリム部端面に切込み等からなるマーカ
９９５が設けられている。なお、このマーカ９９５の位
置は、円周方向において、必ず、ホイール（ワーク）９
９のバルブ穴と一致するように形成されているものであ
る。そして、このマーカ９９５の位置を検出するスター
ト点検出装置４９が、図２及び図３に示すように設けら
れている。このスタート点検出装置４９は、レーザーセ
ンサ等からなるものであり、図２に示す如く、リム部端
面までの距離を計測するようになっているものである。
具体的には、上記ワーク（ホイール）９９を、図３の矢
印図示の如く回転運動させ、この回転運動をしている状
態の上記リム部端面にレーザーセンサ等からレーザー光
を照射し、このレーザー光の往復距離の変化によって、
上記マーカ９９５の位置を検出するようになっているも
のである。そして、このようにして検出されたスタート
点を起点にして、上記ホイール（ワーク）９９を、図３
の矢印図示の如く回転運動させることによって、上記カ
メラ４１にて上記ワーク９９のディスク面に形成された
デザイン穴９９９等からなるパターンが、計測されるよ
うになっているものである。すなわち、上記スタート点
を起点にして、順次、上記カメラ４１に入力された光情
報（ディジタルデータ）が、制御手段５に送られ、この
制御手段５にて演算処理が成され、これによって、ワー
ク９９のパターン判定が行なわれるようになっている。

【００１９】これら各測定手段１、２、３、４からの測
定データを受けて（入力して）判別作業等を行なう制御
手段５は、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）によ
る演算手段を主体にして形成されたコンピュータ等から
なるものであり、上記各測定手段からの測定データを基
に、ワークの種別を判断するとともに、当該判断（判
別）結果に基づき、当該ワーク９９を所定のステーショ
ンへと送り出す作業をも制御するようになっているもの
である。すなわち、搬出ロボットの制御等も行なうよう
になっているものである。

【００２０】このような構成からなる本実施例の作動態
様等について説明する。なお、本実施例の作動態様は、
上記作用の欄のところで述べたものと基本的には同じで
ある。すなわち、図１に示す如く、受台９１上に支持部
材８を介して設置されたワーク９９は、センサ２１等か
らなる外径測定手段２にてリム部の外径が測定されると
ともに、タッチセンサ３１等からなる幅測定手段３にて
リム幅が測定され、更には、オフセット量測定手段１に
てオフセット量が測定され、そして更に、カメラ４１等
からなるパターン測定手段４にてディスク部のデザイン
パターンが測定される。そして、これら各測定手段１、
２、３、４からの測定データを基に、制御手段５のコン
ピュータが演算作業を行ない、これによって、ワーク９
９の種別等が判断（判別）される。そして、当該判別結
果に基づき、当該ワーク９９は、所定のマシンステーシ
ョンへと送り出されることとなる。これら一連の作業、
すなわち、ワークの判別作業が、すべて自動的に行なわ
れることとなる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、鋳造工程等において所
定の加工の行なわれたワークを、次の工程である機械加
工工程等に搬送するに際して、当該ワークの形状及び大
きさ等を基に、その種別を選別する自動判別装置に関し
て、一定の値ごとに刻まれた複数段のステップからなる
支持部材と、当該支持部材上に搭載されたワークの外径
を測定する外径測定手段と、上記ワークの幅を上下方向
から測定する幅測定手段と、上記ワークのディスク部の
オフセット量を測定するオフセット量測定手段と、ワー
クのディスク部に形成されたデザインパターンを測定す
るパターン測定手段と、これら各測定手段にて測定され
たデータを基に、当該ワークの種別を判断し、次の工程
である機械加工工程のうちの特定のステーションへ、当
該ワークを送り出すように制御作用を行なう制御手段
と、からなる構成を採ることとしたので、ワークのサイ
ズ、種別等を、すべて自動的に判別することができるよ
うになり、作業の効率化を図ることができるようになっ
た。また、制御手段の制御作用により、ラインの無人化
を図ることができるようになった。また、鋳造工程と機
械加工工程とを一対一の状態で直結させる必要がなくな
り、多種少量生産体制に対応することができるようにな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示すスケルトン図である。

【図２】本発明にかかるパターン測定手段の全体構成を
示すスケルトン図である。

【図３】本発明にかかる受台、受台駆動用のモータ等の
構成を示す平面図である。

【図４】本発明の幅測定手段に用いられるセンサについ
ての、その変形例の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ オフセット量測定手段 １１ センサ（タッチセンサ） １２ ロッド １５ アクチュエータ ２ 外径測定手段 ２１ センサ ２２ ロッド ２５ アクチュエータ ２９ 支柱 ３ 幅測定手段 ３１ センサ ３２ ロッド ３３ ロッド ３４ ロッド ３５ アクチュエータ ４ パターン測定手段 ４１ カメラ ４５ 光源 ４９ スタート点検出装置 ５ 制御手段 ６ センサ ６６ スリット ７ モータ ７１ ピニオンギヤ ８ 支持部材 ８１ ステップ（階段） ９ ベース ９１ 受台 ９１１ リングギヤ ９２ 支柱 ９３ 支柱 ９９ ワーク（ホイール） ９９５ マーカ ９９８ バリ ９９９ デザイン用穴（デザイン穴）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定の値ごとに刻まれた複数段のステッ
   プを有する支持部材と、当該支持部材上に搭載されたワ
   ークの外径を測定する外径測定手段と、上記ワークの幅
   を上下方向から測定する幅測定手段と、上記ワークのデ
   ィスク部のオフセット量を測定するオフセット量測定手
   段と、ワークのディスク部に形成されたデザインパター
   ンを測定するパターン測定手段と、これら各測定手段に
   て測定されたデータを基に、当該ワークの種別を判断
   し、次の工程である機械加工工程のうちの特定のステー
   ションへ、当該ワークを送り出すように制御を行なう制
   御手段と、からなることを特徴とする自動判別装置。