(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧状の長尺部材を一つずつ収容する収容部を複数有する収容手段と、
前記各収容部に収容された前記長尺部材を把持して引き出し、他の場所へ移送する移送手段とを具備し、
前記収容手段の各収容部は、前記長尺部材を収容したときに前記長尺部材の自重によって、奥部の上側が円弧の外側と当接し、入口部の下側が円弧の内側と当接して前記長尺部材を保持し、かつ、前記長尺部材が上に凸の状態で安定する形状及び配置であることを特徴とする長尺部材自動送出装置。
【請求項２】
前記収容手段は、少なくとも一方の端面が開放した中空の複数の角柱部材をそれぞれの軸が平行かつ鉛直で開放面が上になるように配置固定し、この配列体を、前記開放面が反対側の端面よりも高くなるように、かつ前記角柱部材のいずれの辺も水平とならないように傾けて配置したものであり、前記角柱部材のそれぞれが前記収容部である請求項１記載の長尺部材自動送出装置。
【請求項３】
前記移送手段は、ティーチングによってその動作を制御するティーチングロボットよりなる請求項１又は２記載の長尺部材自動送出装置。
【請求項４】
前記収容手段を複数有している請求項１，２又は３記載の長尺部材自動送出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロールに巻き取った線状の金属材料を切り出して検査を行う場合などに使用する長尺部材自動送出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吊り橋などを吊るためのケーブルとして使われる鋼鉄製のワイヤーは、製造後において、たびたび成分検査を行うことが必要である。この検査は、ワイヤーの断面を顕微鏡で観察することによって行うが、その前処理として種々の研磨、洗浄など、多くの工程を経ることが必要である。かかる処理及び検査の工程は既にかなりの程度まで自動化されている。この前処理を行うために、ワイヤーは、ロールから巻き出され、必要な長さに切り出されて長尺状の部材とされた後、前処理及び検査の工程へと送られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ロールから巻き出された鋼鉄製のワイヤーは、巻回されていたときの形状を保とうとするため、適当な長さに切り出したワイヤーはわずかながら円弧状に湾曲している。また、ロールの芯の近くに巻かれていた部分は曲率が大きく、外周近くに巻かれていた部分は曲率が小さいため、ワイヤーによって湾曲の程度が異なり、形状も一定しない。
【０００４】
作業を自動化するために、このようなワイヤーを例えば図８に示すような箱型の部材を格子状に仕切った収容手段４１のそれぞれの収容部４６に収容し、ロボットに、ワイヤーを把持し引き出して前記の前処理工程に送出する作業を行わせることが考えられる。図８は、９個の収容部４６を有する収容手段４１の各収容部にワイヤー４８が収容された状態を示している。図８の各収容部４６は、直方体であり、上部及び下部の側面が水平となっている。
【０００５】
しかし、ワイヤー４８が湾曲し、その曲率も一定でないことから、図８に示すように、各収容部においてどの位置からワイヤーが突き出ているかが不確定である。したがって、自動ロボットによって各収容部の一定の場所でワイヤーを把持するようにしたとしても、確実にワイヤーを把持することはできない。このように、異なる曲率で湾曲したワイヤーを自動ロボットによって確実に把持することは困難である。図８のような格子状の収容手段以外にも、種々の収容手段が考えられるが、いずれの場合もワイヤーが湾曲していることから、ワイヤーを把持すべき位置が一定せず、このため、送出作業をロボットによって自動化するのは困難だった。
【０００６】
本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、曲率を有する長尺部材をロボットで自動的に次工程に送出することができる長尺部材自動送出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明は、円弧状の長尺部材を一つずつ収容する収容部を複数有する収容手段と、前記各収容部に収容された前記長尺部材を把持して引き出し、他の場所へ移送する移送手段とを具備し、前記収容手段の各収容部は、前記長尺部材を収容したときに前記長尺部材の自重によって、奥部の上側が円弧の外側と当接し、入口部の下側が円弧の内側と当接して前記長尺部材を保持し、かつ、前記長尺部材が上に凸の状態で安定する形状及び配置であることを特徴とする。
【０００８】
本発明は上記により、各収容部を、長尺部材を収容したときに、長尺部材の自重によって、奥部の上側が円弧の外側と当接し、入口部の下側が円弧の内側と当接して前記長尺部材を保持し、かつ、前記長尺部材が上に凸の状態で安定する形状及び配置としたことにより、各収容部に収容された長尺部材は、必ず、収容部の一定の位置から外へ突き出る。このため、ティーチングロボットにこの位置を予めティーチングしておき、ティーチングロボットによって自動的に収容されている長尺部材を把持し引き出して次工程に送出する場合に、前記ティーチングロボットが確実に長尺部材を把持することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、一実施形態の長尺部材自動送出装置の概略側面図、図２は、図１に示した装置を上から見た状態の概略平面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の長尺部材自動送出装置は、主として、ストッカー設置部１０及びティーチングロボット２０からなり、ストッカー設置部１０には３台のストッカー１１が設置されている。ここで、ストッカー１１は本発明の収容手段に該当し、ティーチングロボット２０は本発明の移送手段に該当する。
【００１０】
本実施形態の長尺部材自動送出装置は、吊り橋などのケーブルとして用いられる断面がほぼ円形の鋼鉄製ワイヤーの成分検査を行う場合に使用する。かかる鋼鉄製ワイヤーは、製造後はロールに巻回されており、検査するときは必要な部分をロールから巻き出し、適当な長さに切りして長尺状の部材とし、更に観察し易いように適当な処理を施す。かかる処理及び検査の工程は既にかなりの程度まで自動化されている。
【００１１】
しかしながら、ロールから巻き出して適当な長さに切り出したワイヤーはわずかながら円弧状に湾曲している。また、ロールの芯の近くに巻かれていた部分は曲率が大きく、外周近くに巻かれていた部分は曲率が小さいため、部材によって湾曲の程度が異なり、形状も一定しない。したがって、このような円弧状のワイヤーを、平面上に置いたときにどちら向きになるかが不確定である。また、例えば格子状の容器に収容した場合、その格子のどの部分からワイヤーが突き出るかが一定しないため、切り出したワイヤーを処理工程に送出する作業を自動化することは難しく、これまでは、この部分の作業だけは人間による手作業に頼らざるを得なかった。これに対して、図１及び図２に示す本実施形態の装置によれば、作業者はストッカー設置部１０においてストッカー１１の各収容部１６に検査対象となるワイヤーを単純に差し込むだけで、あとはティーチングロボットが自動的に送出作業を行う。
【００１２】
ストッカー設置部１０は、台板１２とその上に固定された３台のストッカー１１を有している。ストッカー１１は、図２に示すように、台板１２の中心軸の回りに１２０°間隔で配置され、更に、各ストッカー１１は、図１に示すように、鉛直面から４５°の角度に傾けて固定されている。台板１２の下にはモーター（図示せず）が取り付けてあり、これを駆動して台板１２を中心軸の回りに水平に回転させることができる。台板１２の１２０°ずつの回転によって、それぞれのストッカーは順次ティーチングロボット２０に対向する。ティーチングロボット２０に対向していないストッカーには、作業者がその各収容部にワイヤーを挿入する作業を行うことができる。
【００１３】
図３は、台板１２から外して水平に置いた１台のストッカー１１を上から見た平面図である。同図に示すようにストッカー１１は、基板１５と、基板１５の上に配置固定された多数の収容部１６からなる。各収容部１６は、その中心軸に垂直に切った断面が正方形の細長い角柱（直方体）で、上下の端面が開放した金属製の部材からなる。このような収容部１６を一方の開放端面が基板１５と接するように基板１５上に立てて置き、これらを図３に示すように互いの側面が接するように格子状に配置し固定する。したがって、図３及び図４では、各収容部１６の上側は開放した状態となり、下側は基板１５によって閉じられた状態となる。このとき、各収容部１６によって形成される格子の各辺は、図３に示すように基板１５の上下の辺１５ａ，１５ｂと４５°又は１３５°の角度をなすよう配置する。
【００１４】
そして、図３に示す水平に置かれたストッカー１１の辺１５ａの側を持ち上げ、基板１５が水平から４５°の角度となるように傾け、この状態でストッカー設置部１０の台板１２上に固定すると、図１及び図２に示すようになる。このようにして設置したストッカー１１を、図１のティーチングロボット２０の側から水平に見た状態を示したのが図４である。
【００１５】
図５は、上記のようにしてストッカー１１を設置したときの一つの収容部１６を真横から見た側面図である。上記のようにしてストッカー１１を設置すると、図５に示すように傾いた状態となり、各収容部１６の入口部１６ａは奥部１６ｂよりも高い位置に来る。更に、各収容部１６によって形成される格子の各辺が基板１５の上下の辺１５ａ，１５ｂと４５°又は１３５°の角度をなすように配置したことにより、収容部１６を形成する角柱のいずれの辺も水平になっていない。
【００１６】
このようになストッカー１１の各収容部１６に、収容部の深さよりも十分に長く、断面がほぼ円形で、ある範囲の曲率を有する円弧状のワイヤー１８を挿入すると、以下に示す理由によって、ワイヤー１８は図５に示すように上に凸の状態となる。尚、ワイヤー１８は、図５に示した状態の上側、すなわち曲率中心から遠い側の部分を円弧の外側といい、下側の部分、すなわち曲率中心に近い側の部分を円弧の内側という。
【００１７】
各収容部１６が図５に示すような状態で傾いているため、ワイヤー１８を挿入すると、ワイヤー１８の円弧の外側は収容部１６の奥部において１６1 で示す収容部の内面上側の角部と当接し、ワイヤー１８の円弧の内側は収容部１６の入口部において１６2 で示す内面下側の角部と当接する。しかも、十分に長いワイヤー１８は収容部１６から外へ突き出ている部分の重さのため、１６2 に示す部位を中心として時計回りに回転しようとし、そのためワイヤー１８は収容部１６の角部１６1 ，１６2 と係合する。その結果、収容部１６がワイヤー１８を保持する状態となる。
【００１８】
したがって、収容部を適当な深さとしておけば、ワイヤー１８が抜け落ちたりせず、かつ下に凸の状態となることもなく、図５に示すような上に凸の状態で安定して静止する。この状態の安定度は極めて高いため、ワイヤー１８を挿入したときに、たとえワイヤーの曲がりが下に凸の状態であっても、必然的に自ら回転して図５に示すように上に凸な状態となって直ちに安定する。したがって、すべての収容部にワイヤー１８を挿入すると、図１に示すように、各ワイヤーは、上に凸の状態に揃い、かつ、各収容部の入口側では必ず角部１６2 の所に静止する。
【００１９】
このように、ワイヤー１８が各収容部１６において確実に一定の部位に静止することが担保されることにより、各収容部１６からワイヤーを取り出す動作をロボットによって自動的に行わせることが可能となる。すなわち、ティーチングロボット２０に各収容部のＶ字状の角部１６2 の位置を覚え込ませておけば、確実にロボットのハンドによってワイヤー１８を把持することができる。その際、ロボット自身がワイヤーを探したり感知する必要がないため、比較的簡単な構成で自動運転が可能となる。
【００２０】
図６は、本実施形態のティーチングロボット２０のアーム２０ａの先端部に設けられた、ワイヤー１８を把持するためのハンド３０の概略斜視図である。ハンド３０は、平行チャック式の２本の爪３１ａ，３１ｂで両側からワイヤー１８を把持する。把持されたワイヤー１８は、収容部１６から引き出され、アーム２０ａの回転によってストッカー設置部１０と反対側の移送されて、次の前処理工程へと送出される。ハンド３０の各爪の内側のワイヤー１８に当たる部分には、弾性のあるウレタンゴム製のパッド３２ａ，３２ｂが接着されている。ハンド３０は、ロボットやワイヤーの位置精度に多少の誤差があった場合でもこれを容易に吸収できるように、二つの爪の間隔を隣のワイヤーに衝突しない程度に広くし、かつ、爪部の上下方向の寸法を長くしてある。図７は、図６に示したハンド３０によって、収容部１６に収容されているワイヤー１８を把持した瞬間の状態を示した概略側面図である。
【００２１】
次に、上記のようなストッカー１１を有するストッカー設置部１０とティーチングロボット２０とを図１及び図２に示すように配置した長尺部材自動送出装置の動作について説明する。各ストッカー１１は、台板１２を１２０°ずつ回転させることによって、ティーチングロボット２０と対向する。ティーチングロボット２０には、これと対向しているストッカー１１の各収容部１６の位置を覚え込ませ、各収容部に収容されているワイヤー１８を図６に示すハンドによって図７に示すような状態で把持し、引き出し、アームを約１８０°回転させて、ワイヤーを次の前処理工程に送出すという動作を、各収容部について順次実行するよう予めティーチングされている。このときティーチングロボット２０に対向していない他の二つのストッカーには、作業者が切り出されたワイヤーを挿入する。ワイヤーを収容部に差し込めば、それだけで、上記よりワイヤーは自然に上に凸の状態に落ちつき、静止する。このため、作業者の行わなければならない作業は簡単で、かつ能率的に作業を進めることができる。ティーチングロボット２０による移送作業及び作業者による差し込み作業が終了したら、台板１２を１２０°回転させて、ティーチングロボット２０に次のストッカー１１からの送出作業を行わせる。
【００２２】
尚、本発明は、上記実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記では、各収容部の形状を、その中心軸に垂直に切った断面が正方形の細長い角柱としたが、本発明は、これには限定されず、各収容部を例えば円筒形その他の形状としてもよい。重要な点は、各収容部が、円弧状のワイヤー等の長尺部材を挿入したときに、長尺部材の自重によって、奥部の上側が長尺部材の円弧の外側と当接し、入口部の下側が長尺部材の円弧の内側と当接して長尺部材を保持し、かつ、長尺部材が上に凸の状態で安定する形状及び配置であるという点である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各収容部を、長尺部材を収容したときに長尺部材の自重によって、奥部の上側が長尺部材の円弧の外側と当接し、入口部の下側が長尺部材の円弧の内側と当接して長尺部材を保持し、かつ、長尺部材が上に凸の状態で安定する形状及び配置としたことにより、長尺部材は、各収容部に収容されたときに必ず一定の位置から外へ突き出る。このため、ティーチングロボットにこの位置を予めティーチングしておき、ティーチングロボットによって自動的に収容されている長尺部材を把持し引き出して次工程に送出する場合に、前記ティーチングロボットが確実に長尺部材を把持させることができるたため、長尺部材の送出作業を自動化することが可能となり、作業効率が向上する長尺部材自動送出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の長尺部材自動送出装置の概略側面図である。
【図２】図１に示した装置を上から見た状態の概略平面図である。
【図３】台板から外して水平に置いた１台のストッカーを上から見た平面図である。
【図４】所定の角度に傾けて台板に設置したストッカーをティーチングロボットの側から水平に見た状態を示したのが正面図である。
【図５】設置されたストッカーの一つの収容部を真横から見た側面図である。
【図６】ティーチングロボットのアームの先端部に設けられたハンドの概略斜視図である。
【図７】ティーチングロボットのアームの先端部に設けられたハンドによって収容部のワイヤーを把持した状態を示す概略側面図である。
【図８】従来のワイヤー格納手段を示した概略側面図である。
【符号の説明】
１０    ストッカー設置部
１１    ストッカー
１２    台板
１５    基板
１６，４６    収容部
１８，４８    ワイヤー
２０    ティーチングロボット
２０ａ    アーム
３０    ハンド
３１ａ，３１ｂ    ハンドの爪
３２ａ，３２ｂ    パッド
４１    ワイヤー収容手段
【図１】
0003702035.tif 000002
【図２】
0003702035.tif 000003
【図３】
0003702035.tif 000004
【図４】
0003702035.tif 000005
【図５】
0003702035.tif 000006
【図６】
0003702035.tif 000007
【図７】
0003702035.tif 000008
【図８】
0003702035.tif 000009