(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の球体の中から一つの球体を抜き取る際に、球体同士の衝突等に起因する傷の発生を抑制することができる球体抜き取り装置を提供する。【解決手段】複数の球体Ｗの中から一の球体Ｗを抜き取る球体抜き取り装置１０であって、所定の検出範囲内に配置された複数の球体Ｗのうち、最も高位置の球体Ｗを抜き取り対象の球体として検出する検出部２４と、この検出部２４によって検出された球体Ｗを保持して抜き取る抜き取り部２３と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨された複数の球体の中から一の球体を抜き取る球体抜き取り装置であって、
所定の検出範囲内に配置された複数の球体のうち、最も高位置の球体を抜き取り対象として検出する検出部と、
この検出部によって検出された抜き取り対象の球体を保持して抜き取る抜き取り部と、
を備えていることを特徴とする、球体抜き取り装置。
【請求項２】
前記複数の球体がコンベアによって搬送され、
前記検出部が、前記抜き取り部よりもコンベア搬送方向の上流側に配置され、
前記抜き取り部が、上下方向に昇降可能であるとともに、下降したときに所定の抜き取り位置まで搬送された抜き取り対象の球体を保持し、かつ上昇することによって保持した球体をコンベアから取り出す保持具と、この保持具の動作を制御する制御部とを有しており、
前記制御部は、前記検出部が抜き取り対象の球体を検出してから当該球体が前記抜き取り位置に搬送されるまでの推定時間と、抜き取り対象の球体の高さとに応じて、前記保持具の昇降動作を制御する、請求項１に記載の球体抜き取り装置。
【請求項３】
前記保持具は、水平方向に関して一定の位置で上下に昇降し、
前記検出部は、前記検出範囲内で最も高位置に配置された球体が、前記保持具の昇降範囲内に存在するときに、当該球体を抜き取り対象として検出する、請求項２に記載の球体抜き取り装置。
【請求項４】
前記保持具は、抜き取り対象の球体を吸着することによって保持する、請求項２又は３に記載の球体抜き取り装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記検出範囲内の球体に照射した光の反射を検出することによって当該球体の位置を検出する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の球体抜き取り装置。
【請求項６】
前記コンベア上から抜き取った球体を、当該球体の寸法を測定する寸法測定装置に移送する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の球体抜き取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の球体から一の球体を選択して抜き取る球体抜き取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、玉軸受等の各種工業製品に使用される鋼球等の球体は、製造段階で研磨工程を経ることによって真球状に形成される。例えば下記特許文献１には、球体を研磨するための球体研磨装置が開示されている。この球体研磨装置は、固定盤体と、この固定盤体との間で球体を研磨する回転盤体と、多数の球体を搬送しつつ固定盤体と回転盤体の間に供給する回転コンベアと、一部の球体を抜き取ってその直径を測定する球形測定器とを備えている。そして、この球体研磨装置は、球径測定器によって球体の直径を測定し、その測定結果に基づいて固定盤体と回転盤体との間の圧力や回転盤体の回転速度を変化させることにより研磨加工能率を調整するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３６２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような球体研磨装置においては、回転コンベアから順次供給された球体を固定盤体と回転盤体との間で研磨し、研磨後の球体を回転コンベアに再び戻すという工程を繰り返し行うことによって多数の球体が研磨される。そして、球形測定器は、回転コンベアに戻る球体を抜き取ってその直径を測定するように構成されている。
【０００５】
ところで、多数の球体の中から一の球体を抜き取るときに、当該球体が他の球体に衝突したり、抜き取りのための部品が他の球体に衝突したりすると、球体に打痕等の傷が発生することがある。また、抜き取った球体を多数の球体中に戻すときにも、球体同士が衝突して傷が発生することがある。このような傷の発生は製品の品質を低下させる可能性があるため、好ましくない。特に、研磨工程のなかでもラッピングと呼ばれる仕上げ工程後においては、品質維持のために傷の発生は避けなければならない。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、研磨された複数の球体の中から一つの球体を抜き取る際に、球体同士の衝突等に起因する傷の発生を抑制することができる球体抜き取り装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、研磨された複数の球体の中から一の球体を抜き取る球体抜き取り装置であって、所定の検出範囲内に配置された複数の球体のうち、最も高位置の球体を抜き取り対象として検出する検出部と、この検出部によって検出された抜き取り対象の球体を保持して抜き取る抜き取り部と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の球体抜き取り装置によれば、検出部が、検出範囲内に配置された最も高位置の球体を抜き取り対象として検出し、抜き取り部が、検出部によって検出された抜き取り対象の球体を保持して抜き取るので、抜き取り対象の球体を抜き取る際に、当該球体や抜き取り部自体が、その周囲にある他の球体に衝突してしまうのを防止することができ、球体の傷の発生を抑制することができる。
【０００９】
上記構成において、前記複数の球体がコンベアによって搬送され、前記検出部が、前記抜き取り部よりもコンベア搬送方向の上流側に配置され、前記抜き取り部が、上下方向に昇降可能であるとともに、下降したときに所定の抜き取り位置まで搬送された抜き取り対象の球体を保持し、かつ上昇することによって保持した球体をコンベアから取り出す保持具と、この保持具の動作を制御する制御部とを有しており、前記制御部は、前記検出部が抜き取り対象の球体を検出してから当該球体が前記抜き取り位置に搬送されるまでの推定時間と、抜き取り対象の球体の高さとに応じて、前記保持具の昇降動作を制御することが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、コンベアで搬送されている複数の球体の中から検出範囲内にある最も高位置の球体を抜き取り対象として検出し、当該抜き取り対象の球体がその下流側の抜き取り位置まで搬送されたときに、当該球体の高さに応じた量だけ保持具を下降して抜き取り対象の球体を保持し、保持具を上昇することによってコンベアから取り出すことができる。
【００１１】
前記保持具は、水平方向に関して一定の位置で上下に昇降し、前記検出部は、前記検出範囲内で最も高位置に配置された球体が、前記保持具の昇降範囲内に存在するときに、当該球体を抜き取り対象として検出することが好ましい。
この構成によれば、水平方向に関して一定の位置で保持具を上下に昇降させることによって、検出範囲内で最も高位置に配置された抜き取り対象の球体を保持して抜き取ることができる。
【００１２】
前記保持具は、抜き取り対象の球体を吸着することによって保持することが好ましい。
このような構成によって、抜き取り対象の球体に対する傷の発生を抑制することができる。
【００１３】
前記検出部は、前記検出範囲内の球体に照射した光の反射を検出することによって当該球体の位置を検出することが好ましい。
このような構成によって、非接触で球体の位置を検出することができ、当該検出に伴って球体に傷が発生するのを抑制することができる。
【００１４】
本発明の球体抜き取り装置は、前記コンベア上から抜き取った球体を、当該球体の寸法を測定する寸法測定装置に移送するものであってもよい。
これにより、球体を傷つけることなく寸法測定装置に移送し、当該寸法測定装置において適切に寸法を測定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の球体の中から一つの球体を抜き取る際に、球体同士の衝突等に起因する傷の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る球体抜き取り装置と、これに並設された寸法測定装置とを示す正面説明図である。
【図２】球体抜き取り装置の検出器を示す側面説明図である。
【図３】寸法測定装置を示す平面説明図である。
【図４】寸法測定装置の測定部を示す側面説明図である。
【図５】寸法測定装置のセット部を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る球体抜き取り装置と、これに並設された寸法測定装置とを示す正面説明図である。
本実施形態の球体抜き取り装置１０は、コンベア１１によって搬送されている多数の球体Ｗの中から、所定の条件を満たす球体Ｗを抜き取り、この球体Ｗを寸法測定装置１２にまで移送して供給するものである。寸法測定装置１２は、球体抜き取り装置１０によって供給された球体Ｗの寸法を測定する。また、球体抜き取り装置１０は、寸法測定装置１２によって寸法が測定された後の球体Ｗを再びコンベア１１まで移送し、コンベア１１に戻す機能をも有している。したがって、本実施形態の球体抜き取り装置１０は、コンベア１１と寸法測定装置１２との間で球体Ｗを移送する球体移送装置としても機能している。
【００１８】
コンベア１１は、例えば、研磨装置に対して球体Ｗを供給する回転コンベア１１とされている。このコンベア１１内には、多数の球体Ｗが積層した状態で収容されている。研磨装置や回転コンベア１１は、上記特許文献１等に記載された公知の構成を採用することができる。
本実施形態の球体抜き取り装置１０は、特に、ラッピング工程中又は工程後の球体Ｗの抜き取りに適している。また、本実施形態の球体抜き取り装置１０によって抜き取られる球体Ｗは、玉軸受等に用いられる鋼球とされ、その直径は５〜１３ｍｍ程度とされている。
【００１９】
球体抜き取り装置１０は、装置フレーム２１と、この装置フレーム２１に設けられた旋回アーム２２と、この旋回アーム２２に設けられた抜き取り機構（抜き取り部）２３及び検出器（検出部）２４とを備えている。
旋回アーム２２は、略水平に配置されるとともに水平方向の一端に上下方向の軸心を有する回転軸２２ａが設けられ、水平方向の他端に抜き取り機構２３及び検出器２４が取り付けられている。回転軸２２ａは、装置フレーム２１に回転自在に支持されるとともに、駆動モータ２５によって回転駆動される。装置フレーム２１には、駆動モータ２５や抜き取り機構２３等の動作を制御する制御部２６が設けられている。
【００２０】
抜き取り機構２３は、保持具３１と、この保持具３１を上下に昇降させる昇降機構３２とを備えている。また、保持具３１は、吸着ノズル３３と、吸引装置３４とを有しており、吸着ノズル３３の下端部を吸引装置３４によって負圧にすることにより、球体Ｗを吸着することが可能となっている。保持具３１は、旋回アーム２２に固定されたガイドレール３５によって上下方向の移動が案内されている。したがって、保持具３１は、水平方向に関して一定の位置において上下昇降可能である。
【００２１】
昇降機構３２は、エアやオイルを圧力媒体とする流体圧シリンダや、電磁ソレノイド等から構成されている。そして、この昇降機構３２を駆動することによって保持具３１を上下に昇降させ、吸着ノズル３３に吸着した球体Ｗをコンベア１１から抜き取る動作と、当該球体Ｗをコンベア１１に戻す動作とを行うことが可能となっている。
【００２２】
図２は、球体抜き取り装置の検出器を示す側面説明図である。
図１及び図２に示されるように、検出器２４は、保持具３１よりも搬送方向Ｘの上流側に配置されている。検出器２４は、コンベア１１上の球体Ｗに対して上方からレーザー光Ｌ１を照射する投光器と、コンベア１１上の球体Ｗから反射された光を受光する受光器とを有している。図２に示されるように、投光器から照射されるレーザー光Ｌ１は、球体Ｗの搬送方向Ｘに直交する横方向（左右方向）に広い幅を有する帯状に形成されている。このレーザー光Ｌ１の幅は、球体Ｗの直径よりも大きい寸法、例えば、２０ｍｍとされている。また、レーザー光Ｌ１の搬送方向Ｘに関する幅（厚さ）は、例えば、４０μｍとされている。
【００２３】
本実施形態の検出器２４は、レーザー光Ｌ１の幅の範囲Ｒ１内、すなわち、検出器２４の検出範囲Ｒ１内に配置されている各球体Ｗの上下方向の位置、具体的には、検出器２４から各球体Ｗまでの距離Ａを検出するように構成されている。そして、検出器２４は、最も高位置にある球体Ｗ（距離Ａが短い球体Ｗ）を抜き取り対象の球体Ｗとして検出するように構成されている。より詳しくは、検出範囲Ｒ１のうち、前述した保持具３１の吸着ノズル３３の昇降によって球体Ｗを抜き取ることができる範囲（吸着ノズル３３の昇降範囲）Ｒ２内に配置された球体Ｗが、検出範囲Ｒ１内の他の球体Ｗよりも高位置に配置されている場合に、範囲Ｒ２内の球体Ｗを抜き取り対象の球体Ｗとして検出する。
【００２４】
図１に示されるように、検出器２４によって検出された結果は制御部２６に入力される。そして、制御部２６は、検出器２４の検出結果に基づいて抜き取り機構２３の動作を制御する。
具体的に、検出器２４によって範囲Ｒ２内に最も高位置の球体Ｗが検出されると、制御部２６は、当該球体Ｗが保持具３１の吸着ノズル３３によって吸着される位置（抜き取り位置）Ｐ２に搬送されるまでの推定時間を演算する。具体的には、検出器２４による球体Ｗの検出位置Ｐ１、及び吸着ノズル３３による球体Ｗの抜き取り位置Ｐ２の間の距離と、コンベア１１による球体Ｗの搬送速度とから推定時間を演算する。そして、制御部２６は、球体Ｗが抜き取り位置Ｐ２に到達すると推定される時間に合わせて、抜き取り対象の球体Ｗの高さに相当する位置まで吸着ノズル３３を下降させる。これにより、抜き取り対象となった球体Ｗが吸着ノズル３３に吸着され、保持される。
【００２５】
吸着ノズル３３によって球体Ｗが保持されると、制御部２６は、昇降機構３２を制御して吸着ノズル３３を上昇させる。その後、制御部２６は、旋回アーム２２を駆動して球体Ｗを寸法測定装置１２まで移送し、この寸法測定装置１２における所定の球体供給位置Ｐ３に球体Ｗを供給する。
【００２６】
図３は、寸法測定装置を示す平面説明図である。
図１及び図３に示されるように、寸法測定装置１２は、球体Ｗをセットするためのセット部４１が設けられたターンテーブル４２と、球体Ｗの直径を測定する測定器４５とを有している。ターンテーブル４２は、上下方向の軸心回りに回転する回転軸４３により水平に回転する。ターンテーブル４２には、複数（図示例では４つ）のセット部４１が周方向に間隔をあけて設けられている。
【００２７】
セット部４１には、ターンテーブル４２を上下に貫通するスリット４４が形成されており、このスリット４４に球体Ｗを嵌合することによって球体Ｗがセットされる。このスリット４４は、ターンテーブル４２の径方向に長く形成されている。また、図５に示されるように、スリット４４は、上側の開口幅が広く、下側の開口幅が狭く形成されており、スリット４４に嵌合された球体Ｗの中心とスリット４４の中心とが互いに一致するように構成されている。各セット部４１にセットされた球体Ｗは、ターンテーブル４２の回転によって、測定器４５による測定位置に順次送られる。
【００２８】
図４は、寸法測定装置の測定部を示す側面説明図である。
測定器４５は、セット部４１にセットされた球体Ｗに対して上方からレーザー光Ｌ２を照射する投光部４６と、投光部４６から照射されたレーザー光Ｌ２を受光する受光部４７とを有している。投光部４６から照射されるレーザー光Ｌ２は、スリット４４の長さ方向に関して広い幅を有する帯状に形成されている。そして、レーザー光Ｌ２は、スリット４４を通過して受光部４７により受光される。なお、本実施形態のレーザー光Ｌ２の幅は、球体Ｗの直径よりも大きい寸法、例えば２０ｍｍ程度とされている。
【００２９】
測定器４５は、受光部４７が受光したレーザー光Ｌ２の範囲から球体Ｗの寸法を検出するように構成されている。具体的に、レーザー光Ｌ２は、スリット４４内に配置された球体Ｗによって遮られるため、受光部４７は、レーザー光Ｌ２の全体の範囲Ｒ３のうち、球体Ｗの直径に相当する範囲Ｒ４を除いてレーザー光Ｌ２を受光することになる。したがって、測定器４５は、受光部４７がレーザー光Ｌ２を受光していない範囲Ｒ４を測定することによって球体Ｗの直径を測定することができる。
【００３０】
寸法測定装置１２は、ターンテーブル４２を数回転（例えば、５回転）させることによって各球体Ｗの直径を複数回測定するように構成されている。そして、寸法測定装置１２は、各回の測定で球体Ｗの測定位置を変えるために、球体Ｗの姿勢を変更する姿勢変更手段４８（図３参照）を備えている。
この姿勢変更手段４８は、例えば、セット部４１上の球体Ｗに風圧を与えることによって姿勢を変更する構成や、球体Ｗに対して直接的に部材を接触させて姿勢を変更する構成等を採用することができる。
【００３１】
所定回数の測定が終了した球体Ｗは、球体取り出し位置Ｐ４に移送され、球体取り出し位置Ｐ４において抜き取り機構２３の保持具３１により保持され、その後、コンベア１１に戻される。なお、図３においては、球体取り出し位置Ｐ４が球体供給位置Ｐ３と同一の位置とされているが、異なる位置であってもよい。
【００３２】
以上、説明したように、本実施形態の球体抜き取り装置１０は、所定の検出範囲Ｒ１内において最も高位置に配置された球体Ｗを抜き取り対象としている。これは、次の理由による。例えば、最も高位置にない球体Ｗを吸着ノズル３３で吸着して抜き取ろうとした場合、保持具３１で吸着した球体Ｗを引き上げるときにその周囲の球体Ｗを押し除けなければならず、その際に、球体Ｗ同士が擦れ合ったり衝突したりし、打痕等の傷が発生する可能性が高くなる。また、球体Ｗを引き上げるときに周囲の球体Ｗが抵抗となるので、保持具３１から球体Ｗが脱離する可能性が高まり、抜き取りミスが発生するおそれがある。
【００３３】
この点、本実施形態では、所定の検出範囲Ｒ１内において最も高位置に配置された球体Ｗを抜き取り対象としているので、当該球体Ｗを引き上げるときに、当該球体Ｗや保持具３１が、その周囲の球体Ｗと擦れ合ったり衝突したりするのを抑制することができ、周囲の球体Ｗが抵抗となることもほとんどない。したがって、球体Ｗに対する傷の発生を抑制できるとともに、球体Ｗの抜き取りの確実性を高めることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、保持具３１の吸着ノズル３３が昇降する範囲Ｒ２（図２参照）にある球体Ｗが、検出範囲Ｒ１内で最も高位置に配置されている場合に、その球体Ｗを抜き取り対象としている。したがって、保持具３１を昇降動作させるだけで球体Ｗの抜き取りが可能となり、保持具３１を動作させるための機構を簡素化することができる。
【００３５】
検出器２４は、コンベア１１に球体Ｗを戻す際においても、コンベア１１上の球体Ｗの高さを検出し、制御部２６は、その高さに応じた下降量だけ吸着ノズル３３を下降させ、吸着を解除させる。これにより、寸法測定済みの球体Ｗの落下距離を短くし、コンベア１１上の球体Ｗとの衝突を抑制することができる。これにより、球体Ｗをコンベア１１に戻す際においても球体Ｗの傷の発生を抑制することができる。
【００３６】
検出器２４におけるレーザー光Ｌ１の幅は、抜き取り対象となる球体Ｗの直径よりも大きい寸法に形成されているので、コンベア１１上を流れる球体Ｗの直径の変化にも対応することができる。
【００３７】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更可能である。
本発明の球体抜き取り装置１０は、球体Ｗの研磨工程、特に、ラッピング工程中又は工程後においてコンベア１１から球体Ｗを抜き取るために好適に使用することができるが、この用途に限定されるものではない。また、球体Ｗは、鋼球に限らず、セラミック球やプラスチック球等であってもよい。
【００３８】
抜き取り機構２３における保持具３１は、吸着ノズル３３によって球体Ｗを吸着する構成に限らず、球体Ｗを爪等によって把持する構成や磁力によって吸着する構成等を採用することができる。
また、抜き取り機構２３における保持具３１は、水平方向に関して一定の位置で上下に昇降するだけでなく、左右方向（搬送方向Ｘに直交する横方向）にも移動可能に構成されていてもよい。この場合、検出器２４による検出範囲Ｒ１内で最も高位置に配置された球体Ｗに合わせて保持具３１を左右方向に移動させ、当該球体Ｗを保持することができる。
【００３９】
検出器２４は、レーザー光以外の光を利用した光学センサであってもよいし、光学センサ以外のセンサ、例えば非接触式の磁気センサや接触式のリミットセンサ等であってもよい。ただし、検出器２４として、光学センサのような非接触式のセンサを用いることで、球体Ｗの傷の発生を抑制することができ、繰り返し測定精度を高めることができる。
また、測定器４５もレーザー光以外の光を利用した光学センサであってもよいし、光学センサ以外の非接触式又は接触式のセンサであってもよい。
【００４０】
本発明の球体抜き取り装置１０は、コンベア１１等からの球体Ｗの抜き取り機能のみを備え、コンベア１１等に球体Ｗを戻す機能を備えていなくてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０：球体抜き取り装置、１１：回転コンベア、１２：寸法測定装置、２３：抜き取り機構（抜き取り部）、２４：検出器（検出部）、２６：制御部、３１：保持具、３２：昇降機構、３３：吸着ノズル、３４：吸引装置、Ｌ１：レーザー光、Ｐ１：検出位置、Ｐ２：抜き取り位置、Ｒ１：検出範囲、Ｒ２：吸着ノズルの昇降範囲、Ｗ：球体
【図１】
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【図２】
2014210308.tif 000004
【図３】
2014210308.tif 000005
【図４】
2014210308.tif 000006
【図５】
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