(57)【要約】【課題】ワークを搬送する際のワーク位置のずれを抑制することが可能な、ワーク搬送装置を提供すること。【解決手段】本発明にかかるワーク搬送装置１は、ワークＷを加工機内１６の搬送先に搬送するワーク搬送装置１であって、ワークＷを保持する保持機構１１と、保持機構１１を任意の方向へ移動させる搬送機構１２と、保持機構１１に設けられた非接触式センサ１３と、ワークＷの搬送位置を補正する補正装置１５と、を備え、補正装置１５は、ワークＷが搬送先へ搬送される前の、ワークＷと非接触式センサ１３との距離を非接触式センサ１３より取得し、ワークＷが搬送先へ搬送された後の、ワークＷと非接触式センサ１３との距離を非接触式センサ１３より取得し、さらに、取得した搬送前後の距離の差に基づいて次のワークＷの搬送位置を補正する。【選択図】図１
2018111179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを加工機内の搬送先に搬送するワーク搬送装置であって、
前記ワークを保持する保持機構と、
前記保持機構を任意の方向へ移動させる搬送機構と、
前記保持機構に設けられた非接触式センサと、
前記ワークの搬送位置を補正する補正装置と、を備え、
前記補正装置は、
前記ワークが前記搬送先へ搬送される前の、前記ワークと前記非接触式センサとの距離を前記非接触式センサより取得し、
前記ワークが前記搬送先へ搬送された後の、前記ワークと前記非接触式センサとの距離を前記非接触式センサより取得し、
さらに、取得した搬送前後の前記距離の差に基づいて次のワークの搬送位置を補正する、
ワーク搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワーク搬送装置とは、ワークを保持機構によって保持し、所定のエリアへ搬送する搬送装置である。所定のエリアとは、例えば、加工機内の治具などが設けられた領域である。搬送の際には、搬送先の位置が一定となるよう、搬送の正確さが求められる。特許文献１には、レールに沿って走行し、ワークをハンドで吊り上げて保持し、加工エリアへ搬送する、ガントリー搬送装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１３８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願の発明者は、加工機内の治具等の搬送先にワークを搬送する際に、搬送位置が一定となるよう正確に行うために、搬送機械と搬送先との位置を確認し、ワークの位置のずれを検出する機構を加工機内に設ける手法について検討した。加工機内に位置ずれの検出機構を設けることにより搬送機械と搬送先の位置を検出することができるが、加工機内に存在する切削油や切粉の存在により、検出機構の精度が悪化してしまい、ずれを補正できなくなるという問題が生じることが判明した。
【０００５】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、ワークを搬送する際のワーク位置のずれを抑制することが可能な、ワーク搬送装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるワーク搬送装置は、ワークを加工機内の搬送先に搬送するワーク搬送装置であって、前記ワークを保持する保持機構と、前記保持機構を任意の方向へ移動させる搬送機構と、前記保持機構に設けられた非接触式センサと、前記ワークの搬送位置を補正する補正装置と、を備え、前記補正装置は、前記ワークが前記搬送先へ搬送される前の、前記ワークと前記非接触式センサとの距離を前記非接触式センサより取得し、前記ワークが前記搬送先へ搬送された後の、前記ワークと前記非接触式センサとの距離を前記非接触式センサより取得し、さらに、取得した搬送前後の前記距離の差に基づいて次のワークの搬送位置を補正する。
【０００７】
本発明にかかるワーク搬送装置は、ワークを保持する保持機構と、保持機構を任意の方向へ移動させる搬送機構と、保持機構に設けられた非接触式センサと、ワークの搬送位置を補正する補正装置と、を備える。このような構成により、ワークを搬送する際のワーク位置のずれを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、ワークを搬送する際のワーク位置のずれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１にかかるワーク搬送装置の概略正面図である。
【図２】実施の形態１にかかるワーク搬送装置の搬送工程を説明するためのフローチャートである。
【図３】実施の形態１にかかるワークを保持したガントリーハンドが、レールに沿って移動し、加工機の上方に停止した状態を示す概略正面図である。
【図４】実施の形態１にかかるワークを保持したガントリーハンドが下降し、ワークガイドに接する前の状態を示す概略正面図である。
【図５】実施の形態１にかかる治具上の位置決め機構でワークがずれ、位置補正された状態を示す概略正面図である。
【図６】実施の形態１にかかる距離（Ａ）と距離（Ｂ）との差を求める演算の流れを示す概略図である。
【図７】実施の形態１にかかる非接触性センサのうち渦電流式変異センサを用いる場合における、電流値の推奨使用域を示すグラフである。
【図８】実施の形態１にかかるワークの位置のずれ量から次の停止位置を補正する、フィードバック制御をかける流れを示す概略正面図である。
【図９】実施の形態２にかかる治具上の位置決め機構でワークがずれ、位置補正された状態を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、図面は適宜、簡略化されている。
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１にかかるワーク搬送装置の概略正面図である。ワークＷが搬送先へ搬送される前の準備段階を示している。本実施の形態において、ワーク搬送装置１は、ガントリーハンド１１と、ガントリー搬送装置１２と、非接触式センサ１３と、演算装置１４と、ガントリー位置制御装置１５とを備える。加工機１６は治具１７を備え、治具１７は、ワークガイド付リフター１８及びテーパ付ノックピン１９を備える。
【００１２】
ガントリーハンド１１は、ワークＷを保持する保持機構である。ガントリーハンド１１は、図１の縦向きの両矢印が示すように、上下方向に伸長する。ガントリー搬送装置１２は、ガントリーハンド１１を任意の方向へ移動させる搬送機構である。ガントリー搬送装置１２は、図１の横向きの両矢印が示すように、レールＲに沿って移動する。また、ガントリー搬送装置１２は、加速度等の制御が可能であり、ワークＷの搬送中において、外力等が働かない限りにおいては、ガントリーハンド１１で保持したワークＷの位置がずれないよう制御される。その一方で、ワークＷに対して外力が印加された場合には、その外力の方向に、ガントリーハンド１１に対して相対的にワークＷが移動することを許容する程度の強さでガントリーハンド１１はワークＷを保持する。
【００１３】
非接触式センサ１３は、ワークＷと非接触式センサ１３との距離を検出するために設置されたセンサである。非接触式のセンサには、例えば、レーザや超音波等を用いたセンサや、渦電流式変位センサが含まれる。非接触式センサ１３は、ガントリーハンド１１に設けられている。ワークＷの搬送先である加工機１６の内部は切削油や切粉が多数存在しているが、非接触式センサ１３を加工機１６の内部ではなく外部のガントリーハンド１１に設けることにより、非接触式センサ１３の精度は切削油や切粉の影響を受けにくい。非接触式センサ１３の設置方向は、図１の横向きの両矢印で示された、レールＲに沿う左右の搬送方向と同方向であり、かつ、センサの先端がワークＷと対向するように設置される。なお、非接触式センサ１３は、ワークＷとは接触しないように設置される。非接触式センサ１３をこのような位置関係に設置することで、後述するワークＷの位置ずれを検出することができる。また、非接触式のセンサによる検出であることから、接触式のセンサに比べ、搬送時間を短くすることができる。
【００１４】
演算装置１４とガントリー位置制御装置１５は、非接触式センサ１３が検出した距離情報を受け取り、次のワークＷの搬送位置を補正する補正装置である。まず、演算装置１４は、ワークＷが治具１７へ搬送される前の、ワークＷと非接触式センサ１３との距離を非接触式センサ１３より取得する。さらに、ワークＷが治具１７へ搬送された後の、ワークＷと非接触式センサ１３との距離を非接触式センサ１３より取得する。そして、ワークＷの搬送前後の距離の差を演算する。
【００１５】
ここで、「ワークＷが治具１７へ搬送される前」とは、搬送途中のワークＷがワークガイド付リフター１８上に停止した状態で、かつ、ワークガイド付リフター１８に接触する前の状態を指す（図４参照）。また、「ワークＷが治具１７へ搬送された後」とは、ワークガイド付リフター１８がワークＷへ外力をかけることによりガントリーハンド１１に対するワークＷの位置が移動し、ワークＷがリフター１８の底面１８ｂに接した状態を指す（図５参照）。そして、リフター１８が下降し、治具１７上のテーパ付ノックピン１９によって、ワークＷは位置決めされる。
【００１６】
次に、演算装置１４によって演算された、搬送前後の距離、すなわち、ワークＷの位置ずれの演算結果が、ガントリー位置制御装置１５へ出力されることによって、次のワークＷの搬送において位置ずれが無いように、補正を行う。
【００１７】
以下、図２〜８を用い、実施の形態１にかかるワーク搬送装置がワークＷ位置のずれを補正する、一連の流れを説明する。
【００１８】
図２は、実施の形態１にかかるワーク搬送装置の搬送工程を説明するためのフローチャートである。
まず、ワークの搬送準備を行う（ステップＳ１）。
次に、ワークを加工機の上方に停止させる（ステップＳ２）。
次に、ワークを保持したガントリーハンドが下降する（ステップＳ３）。
次に、ワークと非接触式センサとの距離（Ａ）を検出する（ステップＳ４）。
次に、治具上の位置決め機構によりワークがずれ、位置決めされる（ステップＳ５）。
次に、ワークと非接触式センサとの距離（Ｂ）を検出する（ステップＳ６）。
次に、距離（Ａ）と距離（Ｂ）の差を演算する（ステップＳ７）。
次に、ずれ量を算出する（ステップＳ８）。
最後に、ずれ量から停止位置を補正する、フィードバック制御をかける（ステップＳ９）。
以下、各ステップの詳細を、図１、図３〜８を用いて説明する。図３〜６、８は、実施の形態１にかかるワーク搬送装置の搬送工程を説明するための概略正面図である。
【００１９】
＜ステップＳ１＞
ワーク搬送準備は、上述の図１の状態である。すなわち、ガントリー搬送装置１２に設けられたガントリーハンド１１によって、ワークＷが保持された状態を指す。
＜ステップＳ２＞
図３は、実施の形態１にかかるワークを保持したガントリーハンドが、レールに沿って移動し、加工機の上方に停止した状態を示す概略正面図である。
【００２０】
＜ステップＳ３＞
図４は、実施の形態１にかかるワークを保持したガントリーハンドが下降し、ワークガイドに接する前の状態を示す概略正面図である。ガントリー搬送装置１２は、リフター１８の底面１８ｂの上方で正確に停止する必要があるが、図４においては、右方向へずれが生じている。ずれが生じる原因として、例えば、装置自身の原因が考えられる。まず、レールＲの温度変化やたわみなど経時変化によるずれや、ワーク搬送装置１や治具１７のワークＷを固定する部分、例えばガントリーハンド１１やテーパ付ノックピン１９等の精度変化等によるずれである。
＜ステップＳ４＞
ここで、ワークＷと非接触式センサ１３との距離（Ａ）を、非接触式センサ１３より取得する。
【００２１】
＜ステップＳ５＞
図５は、実施の形態１にかかる治具上の位置決め機構でワークがずれ、位置決めされた状態を示す概略正面図である。ここで、治具１７上の位置決め機構とは、リフター１８のワークガイド１８ａを指す。搬送途中のワークＷが停止した位置が、リフター１８の位置と一致していない場合であっても、ワークガイド付リフター１８のワークガイド１８ａによって位置が調整される。具体的には、ワークガイド１８ａはリフターの底面１８ｂがある中央部に向かってテーパ部を有しているため、二点鎖線で示す位置にあったワークＷの下降に伴い、テーパ部はワークＷに対し、リフター１８の中央部へ向かう外力を加えることになる。したがって、ワークＷがガントリーハンド１１に保持された状態で、リフター１８の底面１８ｂに接するように、ワークガイド１８ａの外力によりずれることにより、正確な位置に搬送されるよう、位置調整される。
＜ステップＳ６＞
ここで、ワークＷと非接触式センサ１３との距離（Ｂ）を、非接触式センサ１３より取得する。距離（Ａ）及び距離（Ｂ）ともに、図に示すように短い距離の測定であるため、照度の変化等の環境変化に検出精度が影響を受けにくい。測定後、リフター１８は下降し、ワークＷはテーパ付ノックピン１９によって治具１７に位置決めされる。
【００２２】
＜ステップＳ７、Ｓ８＞
図６は、実施の形態１にかかる距離（Ａ）と距離（Ｂ）との差を求める演算の流れを示す概略図である。演算装置１４は、非接触式センサ１３より取得したデータを演算し、距離（Ａ）と距離（Ｂ）との差、すなわち、ずれ量を算出する。
なお、図７は実施の形態１にかかる非接触性センサのうち渦電流式変位センサを用いる場合における、電流値の推奨使用域を示すグラフである。渦電流式変異センサを用い、距離（Ａ）と距離（Ｂ）を検出する際は、対応する電圧値を検出してもよい。図７のグラフに示すように、距離差（Δ距離）に対して、電圧差（Δ電圧）が大きくかつ、直線的である領域ｒの範囲内を使用することが好ましい。
【００２３】
＜ステップＳ９＞
図８は、実施の形態１にかかるワークの位置のずれ量から次の停止位置を補正する、フィードバック制御をかける流れを示す概略正面図である。ステップＳ７、Ｓ８で演算したずれ量をもとに、フィードバック制御を行う。このフィードバック制御により、二点鎖線で示す前回のワークＷ位置から、実践で示す今回のワークＷ位置へと位置補正が行われる。この位置補正により、一点鎖線で示す、ワークＷの中央Ｃと、リフター１８の中央Ｃと、治具１７の中央Ｃとが一致する。したがって、ワークＷと治具１７とのずれを抑制することができる。
ステップＳ１〜Ｓ９の一連の動作を毎サイクル行うことで、ワーク搬送時のワーク位置のずれを抑制することができる。また、このようなフィードバック制御を毎回行うことで、一回毎の位置補正を低減することが可能である。
【００２４】
＜実施の形態２＞
図９は、実施の形態２にかかるワーク搬送装置の概略正面図である。図９は、実施の形態１のステップＳ５に該当する。実施の形態１と異なる点としては、ワークガイド付リフターを用いないという点である。したがって、ステップＳ４とステップＳ５以外は、実施の形態１と同様である。
＜ステップ４（図示なし）＞
ワークＷを保持したガントリーハンド１１が下降し、テーパ付ノックピン１９に接する前の状態において、ワークＷと非接触式センサ１３との距離（Ａ）を、非接触式センサ１３より取得する。
＜ステップＳ５＞
図９は、実施の形態２にかかる治具上の位置決め機構でワークがずれ、位置補正された状態を示す概略正面図である。ここで、治具１７上の位置決め機構とは、テーパ付ノックピン１９を指す。搬送途中のワークＷが停止した位置が、治具１７の位置と一致していない場合であっても、テーパ付ノックピン１９によって位置補正することができる。テーパ付ノックピン１９は治具１７上に位置し、テーパ部を有している。二点鎖線で示す位置にあったワークＷの下降に伴い、ノックピン１９のテーパ部はワークＷに対し外力を与える。したがって、ワークＷはガントリーハンド１１に保持された状態でずれ、治具１７に位置決めされる。ステップＳ６以降は、実施の形態１と同様に行う。
【００２５】
なお、実施の形態１及び実施の形態２において、ワークの保持機構としてガントリーハンド１１を用いているが、ワークＷを保持し、ワークＷに外力がかかった際に、位置がずれる程度の力で保持することが可能な保持機構であれば、何でもよい。例えば、ロボットハンドによる搬送などである。また、ワークＷを狭持する機構に限らず、磁力等を用いて保持するものであってもよい。
【００２６】
本願の発明者は、加工機内の治具等の搬送先にワークを搬送する際に、搬送位置が一定となるよう正確に行うために、搬送機械と搬送先との位置を確認し、ワークの位置のずれを検出する機構を加工機内に設ける手法について検討した。加工機内に位置ずれの検出機構を設けることにより搬送機械と搬送先の位置を検出することができるが、加工機内に存在する切削油や切粉の存在により、検出機構の精度が悪化してしまい、ずれを補正できなくなるという問題が生じることが判明した。
【００２７】
そこで本実施の形態では、ワーク搬送装置に、ワークＷを保持する保持機構１１と、保持機構１１を任意の方向へ移動させる搬送機構１２と、保持機構１１に設けられた非接触式センサ１３と、ワークＷの搬送位置を補正する補正装置１５と、を備える。このような構成により、非接触式センサ１３が加工機１６の外部に設けられていることで、検出精度が影響を受けにくく、ワークを搬送する際のワーク位置のずれを抑制することができる。よって、本実施の形態にかかるワーク搬送装置により、ワークを搬送する際のワーク位置のずれを抑制することが可能な、ワーク搬送装置を提供することができる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ワーク搬送装置
１１  ガントリーハンド
１２  ガントリー搬送装置
１３  非接触式センサ
１４  演算装置
１５  ガントリー位置制御装置
１６  加工機
１７  治具
１８  ワークガイド付リフター
１９  テーパ付ノックピン
Ｒ  レール
Ｗ  ワーク
【図１】
2018111179.tif 000003
【図２】
2018111179.tif 000004
【図３】
2018111179.tif 000005
【図４】
2018111179.tif 000006
【図５】
2018111179.tif 000007
【図６】
2018111179.tif 000008
【図７】
2018111179.tif 000009
【図８】
2018111179.tif 000010
【図９】
2018111179.tif 000011