(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベヤ上を搬送される複数種類のワークを前記コンベヤ上の加工エリアで停止及び位置決めして所定の加工を行うワークの位置決め方法において、
前記加工エリアの幅方向の一側に設けられ、前記ワークの幅方向に進退可能な幅方向基準位置ストッパと、前記加工エリアの幅方向の他側に、前記幅方向基準位置ストッパに対向して進退可能に設けられ、前記ワークを前記幅方向基準位置ストッパに当接させる幅方向クランプ手段とを備えた幅方向位置決め手段と、
前記加工エリアに対し前記ワークの流れ方向の一方側に設けられ、前記コンベヤの載置面より上下に昇降可能であると共に、流れ方向にそれぞれの位置をずらして配置される複数の長手方向基準位置ストッパと、前記加工エリアに対し前記ワークの流れ方向の他方側に、前記長手方向基準位置ストッパに対向して昇降及び進退可能に設けられ、前記ワークを前記長手方向基準位置ストッパに当接させる長手方向クランプ手段とを備えた長手方向位置決め手段を有し、
前記コンベヤ上を搬送される複数種類の前記ワークを、前記幅方向位置決め手段及び長手方向位置決め手段で前記加工エリア内の加工に適した位置に固定し、前記幅方向基準位置ストッパ及び前記長手方向基準位置ストッパの位置から算出される前記ワークの所定位置に加工を行うことを特徴とするワークの位置決め方法。
【請求項２】
請求項１記載のワークの位置決め方法において、前記幅方向クランプ手段及び長手方向クランプ手段には、それぞれの伸縮ロッドの伸縮量を測定する測長センサが設けられたことを特徴とするワークの位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンベヤ上を搬送される多品種のワーク、例えば、ＦＲＰのプレス成型品である容器に穿孔等の加工を施すときに、側方からクランプして固定するワークの位置決め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンベヤ上を搬送される多品種のワークを側方から保持して、これに例えば穿孔等の加工を行うときには、次に示すような方法が用いられていた。
図５に示すように、位置決め装置７０は、図示しないロボットが加工を行う範囲である加工エリア７２を搬送コンベヤ７１上に有し、加工エリア７２の流れ方向の上流側に、幅方向に一列に設けられて、同時に昇降可能な長手方向ストッパ７３を備え、また、加工エリア７２の下流側に昇降及び長手方向に伸縮可能な長手方向シリンダ７４、７５を備え、長手方向ストッパ７３及び長手方向シリンダ７４、７５によって長手方向位置決め手段７６を構成している。
また、位置決め装置７０は、搬送コンベヤ７１を上流側から見て加工エリア７２の左側に幅方向固定ストッパ７７を備え、また、右側に幅方向固定ストッパ７７と対向し、幅方向に伸縮可能な幅方向シリンダ７８、７８ａを備え、幅方向固定ストッパ７７及び幅方向シリンダ７８、７８ａによって幅方向位置決め手段７９を構成している。
【０００３】
平面視した状態で、各長手方向ストッパ７３の下流側端部を結ぶ直線Ｌ１と、各幅方向固定ストッパ７７の搬送コンベヤ７１の側端部を結ぶ直線Ｌ２の交点は、加工エリア７２内に大きさの違うそれぞれのワーク８０〜８２を位置決め固定するときの基準点Ｐ１となる。
従って、大きさの違う各ワーク８０〜８２を加工エリア７２に固定しようとするときは、基準点Ｐ１にその角部のうちの一つを合わせた状態となる。
例えば、搬送コンベヤ７１上を移送される外形寸法の大きいワーク８０の位置決めをするときには、まず、ワーク８０が加工エリア７２内にあるとき、長手方向シリンダ７４及び長手方向ストッパ７３を上昇させる。そして、長手方向シリンダ７４のシリンダロッドを伸長させてワーク８０を長手方向ストッパ７３に一旦当接させた後、シリンダロッドを収縮する。次に、幅方向シリンダ７８のシリンダロッドを伸長させてワーク８０を幅方向固定ストッパ７７に当接させ固定した後、再度長手方向シリンダ７４のシリンダロッドを伸長してワーク８０を固定する。
図６に示す位置決め装置９０は、図５で説明した位置決め装置７０の長手方向位置決め手段７６に長手方向シリンダ８１を、幅方向位置決め手段７９に幅方向シリンダ８２を追加し、また、位置決め装置９０の搬送コンベヤ７１に対する幅方向の位置をワーク８２の幅方向の中心位置が搬送コンベヤ７１の幅方向の中心位置と一致するように変更しただけであるので、既に説明した部材には同一番号を付し、説明は省略する。
図５、図６に示すような位置決め装置７０、９０を使用することによって、図示しない制御装置から受け取ったワークの品種情報に基づいて、所定のシリンダを作動させ、複数種類のワークの位置決めを行うことができた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の位置決め装置７０は、外形寸法が大きいワーク８０の幅方向の中心位置が搬送コンベヤ７１の幅方向の中心位置と一致するように基準点Ｐ１を設定していたので、外形寸法が小さいワーク８２を加工しようとしたとき、例えば、搬送コンベヤ７１がチェーンコンベヤであった場合には、左側部を幅方向固定ストッパ７７に当接させようとすると右側部がチェーンから外れて脱落してしまい、搬送することができなかった。
一方、位置決め装置９０では、外形寸法が小さいワーク８２の幅方向の中心位置が搬送コンベヤ７１の幅方向の中心位置と一致するように基準点Ｐ１を設定していたので、外形寸法が大きいワーク８０を上流側から見て左側にある幅方向固定ストッパ７７に衝突しないように搬送コンベヤ７１に載置しようとすると、ワーク８０の重心が右側に偏って搬送時に不安定となり、また、ワーク８０の加工位置８３が搬送コンベヤ７１から離れた位置にあるときには、オーバーハングが大きくなり加工時の姿勢が不安定となっていた。
【０００５】
このように、位置決めすることができるワークの大きさの範囲が狭く、この範囲外のワークについては、一旦他の場所に移動して人手による作業を行う必要があった。また、例えば、ワークのクランプ位置として中心付近が最適である様に構成されている場合、大きさの違うワークに対して複数のシリンダを使用して対応する必要があった。
さらに、各ワークの品種情報は制御装置から与えられるものを使用していたので、品種情報と異なるワークが混入した場合には、異なるワークの品種情報に基づいて加工を行って、ワークを破損することがあった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、多品種のワークに対応でき、部品点数を少なくし、さらに誤ワークを検知することができるワークの位置決め方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るワークの位置決め方法は、コンベヤ上を搬送される複数種類のワークを前記コンベヤ上の加工エリアで停止及び位置決めして所定の加工を行うワークの位置決め方法において、前記加工エリアの幅方向の一側に設けられ、前記ワークの幅方向に進退可能な幅方向基準位置ストッパと、前記加工エリアの幅方向の他側に、前記幅方向基準位置ストッパに対向して進退可能に設けられ、前記ワークを前記幅方向基準位置ストッパに当接させる幅方向クランプ手段とを備えた幅方向位置決め手段と、前記加工エリアに対し前記ワークの流れ方向の一方側に設けられ、前記コンベヤの載置面より上下に昇降可能であると共に、流れ方向にそれぞれの位置をずらして配置される複数の長手方向基準位置ストッパと、前記加工エリアに対し前記ワークの流れ方向の他方側に、前記長手方向基準位置ストッパに対向して昇降及び進退可能に設けられ、前記ワークを前記長手方向基準位置ストッパに当接させる長手方向クランプ手段とを備えた長手方向位置決め手段を有し、前記コンベヤ上を搬送される複数種類の前記ワークを、前記幅方向位置決め手段及び長手方向位置決め手段で前記加工エリア内の加工に適した位置に固定し、前記幅方向基準位置ストッパ及び前記長手方向基準位置ストッパの位置から算出される前記ワークの所定位置に加工を行う。
【０００７】
ここで、ワークとは、例えば、ＦＲＰ等のプラスチックを含む容器をいう。
幅方向位置決め手段は、それぞれ進退可能な幅方向クランプ手段及び幅方向基準位置ストッパを有しているので、多品種のワークのそれぞれの重心を実質的に幅方向の中央にすることができ、また、これらがそれぞれ独立して動くことにより、各ワークのそれぞれの加工位置を加工エリアの中央付近にして固定することもできる。また、幅方向基準位置ストッパと長手方向基準位置ストッパの位置を調整して、幅方向クランプ手段と長手方向クランプ手段の進退距離を小さくすることもできる。
ここで、前記幅方向クランプ手段及び長手方向クランプ手段に、それぞれの伸縮ロッドの伸縮量を測定する測長センサを設けることも可能である。
測長センサとしては、例えば、光、磁気等を利用したリニアセンサやリードスイッチ等を用いることができる。
ワークを固定した後に伸縮ロッドの伸縮量を測定し、これから計算されるワークの寸法と、制御装置から得られるワークの品種情報内の寸法データを比較して、品種情報と異なったワークが混入していないかどうかを確認することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るワークの位置決め方法に使用するワーク位置決め装置１０は、コンベヤの一例であるチェーンコンベヤ１１上を搬送される複数種類のワーク１２〜１４に所定の加工を行うときに、ワーク１２〜１４をチェーンコンベヤ１１上の加工エリア１７で停止及び位置決めする装置である。以下、詳しく説明する。
ワーク位置決め装置１０は、ワーク１２〜１４の流れ方向に直交する方向（以下、幅方向という）の位置を規定する幅方向位置決め手段１５と、流れ方向（以下、長手方向という）の位置を規定する長手方向位置決め手段１６を有している。
【０００９】
図１〜図４に示すように、幅方向位置決め手段１５と、長手方向位置決め手段１６は、チェーンコンベヤ１１の下側に設けた架台２２に取付けられている。幅方向位置決め手段１５は、図示しないロボットが穿孔加工を行う加工エリア１７の幅方向の一側（図１では上側）に設けられ、ワーク１２〜１４の幅方向に進退可能な幅方向基準位置ストッパ１８と、加工エリア１７の幅方向の他側（図１では下側）に、幅方向基準位置ストッパ１８に対向して進退可能に設けられ、ワーク１２〜１４を前記幅方向基準位置ストッパ１８に当接させる幅方向クランプ手段の一例である幅クランプシリンダ１９とを備えている。
平板状の幅方向基準位置ストッパ１８は、固定するワーク１２〜１４の方向を向けて、両側に側部固定板３６、３７を備え、また、中央の少し上流側に挟持されるワーク１２〜１４が浮き上がらないようにする反転防止板３８を有している。そして、幅方向基準位置ストッパ１８は、幅方向に伸びる２本のガイドレール３５にスライド移動可能に取付けられ、また、２本のガイドレール３５の中央に平行に設けられたスクリューロッド２３に噛合するナット２４を介して取付けられている。さらに、スクリューロッド２３は、減速機２３ａを介してサーボモータ２０に連結されている。
【００１０】
このように、幅方向基準位置ストッパ１８は、スクリューロッド２３及びナット２４からなるボールねじ機構を使用し、図示しない制御装置からの指示に従って駆動されるサーボモータ２０でスクリューロッド２３を回転させて、ナット２４と共に幅方向に進退することができる。サーボモータ２０と、ボールねじ機構を使用するので、高い位置精度を得ることができる。なお、幅方向基準位置ストッパ１８の位置は、ロボットが行う穿孔加工の幅方向の基準位置となる。
幅方向基準位置ストッパ１８と、チェーンコンベヤ１１を挟んで対向する位置には、幅方向基準位置ストッパ１８と同形状の幅方向固定板４２が設けられている。また、幅方向固定板４２には、幅方向基準位置ストッパ１８の側部固定板３６、３７と反転防止板３８に対向する同形状の側部固定板３９、４０と反転防止板４１が設けられている。さらに、幅方向固定板４２は、その下部を幅方向に伸びる２本のガイドレール４３にスライド移動可能に取付け、幅方向固定板４２の幅方向の外側中央部は、幅クランプシリンダ１９の先部に取付けられている。
また、幅クランプシリンダ１９には、伸縮ロッドの一例であるシリンダロッド２１の伸縮量を測定する測長センサ３４が設けられており、幅方向基準位置ストッパ１８の位置と測長センサ３４の示すデータからクランプされたワーク１２〜１４の幅を計算して求めることができる。
【００１１】
長手方向位置決め手段１６は、加工エリア１７に対しワーク１２〜１４の上流側に設けられ、チェーンコンベヤ１１の載置面２５より上下に昇降可能であると共に、流れ方向にそれぞれの位置をずらして配置される複数の長手方向基準位置ストッパ２６、２７と、加工エリア１７に対しワーク１２〜１４の下流側に、長手方向基準位置ストッパ２６、２７に対向して昇降及び進退可能に設けられ、ワーク１２〜１４を長手方向基準位置ストッパ２６、２７に当接させる長手方向クランプ手段の一例である長手クランプシリンダ２８とを備えている。
長手方向基準位置ストッパ２６と、これより下流側に設けられる長手方向基準位置ストッパ２７は、それぞれ幅方向に平行に対となって設けられ、図示しない昇降手段によってそれぞれ１対ずつ昇降可能に設けられている。
【００１２】
また、架台２２の下流側端部には、上方に伸延し、スライド移動可能に取付けられた４本のガイドロッド２９が設けられ、ガイドロッド２９の上端には、昇降台３０が固定されている。そして、長手クランプシリンダ２８は、昇降台３０の上部に取付けられている。さらに、架台２２には、昇降手段の一例である２台の昇降シリンダ３１が、それぞれの昇降ロッドの先部を昇降台３０の下部に取付けて設けられている。昇降シリンダ３１を作動させることによって、長手クランプシリンダ２８は、チェーンコンベヤ１１の載置面２５より上に上昇してワーク１２〜１４を固定することができ、また、載置面２５より下に下降して、ワーク１２〜１４が下流側に流れるときに衝突しないようにすることができる。
さらに、長手クランプシリンダ２８には、伸縮ロッドの一例であるシリンダロッド３２の伸縮量を測定する測長センサ３３が設けられている。
長手方向基準位置ストッパ２６、２７の位置と測長センサ３３の示すデータからクランプされたワーク１２〜１４の長さを計算して求めることができる。
【００１３】
次に、ワークの位置決め方法について説明する。
この方法は、前述したワーク位置決め装置１０を使用して、チェーンコンベヤ１１上を搬送される複数種類のワーク１２〜１４を、幅方向位置決め手段１５及び長手方向位置決め手段１６で加工エリア１７内の加工に適した位置に固定し、幅方向基準位置ストッパ１８及び長手方向基準位置ストッパ２６、２７の位置から算出されるワーク１２〜１４の所定位置に加工を行う方法である。
ＦＲＰの板材を図示しない加熱プレス機でプレス成形によって形成したワーク１２〜１４は、バリ取りされてから倉庫に保管されている。
まず、図示しない制御装置から指定されたワーク１２〜１４のうちの１つ（例えば、ワーク１２）をチェーンコンベヤ１１に載置し、搬送する。
【００１４】
ワーク１２が加工エリア１７内に入ったときに、長手方向基準位置ストッパ２６及び長手クランプシリンダ２８をチェーンコンベヤ１１の載置面２５より上に上昇させる（ワーク１３、又はワーク１４を固定する場合には、長手方向基準位置ストッパ２６の替わりに長手方向基準位置ストッパ２７を上昇させる）。
そして、長手クランプシリンダ２８のシリンダロッド３２を伸長させてワーク１２を長手方向基準位置ストッパ２６に当接させ、次いでシリンダロッド３２を収縮させてワーク１２の固定を解除する。
続いて、幅方向基準位置ストッパ１８をワーク１２の方向に移動する。移動する位置は、制御装置から指定されたワーク１２の寸法によって定められた位置である（ワーク１３、１４をセンタ基準で固定するためには、幅方向基準位置ストッパ１８の端面の位置を図１に示すワーク１３、１４の側端部４４、４５まで移動する）。
【００１５】
そして、幅クランプシリンダ１９のシリンダロッド２１を伸長させてワーク１２の幅方向を固定し、また、シリンダロッド３２を再度伸長させ、ワーク１２の長手方向を固定する。
このとき、ワーク１２が幅方向基準位置ストッパ１８と長手方向基準位置ストッパ２６に接するそれぞれの辺の交点Ｐは、ロボットが穿孔加工を行うときの基準点となっている。
次に、幅クランプシリンダ１９及び長手クランプシリンダ２８に設けられた測長センサ３４、３３で測定されたそれぞれのシリンダロッド２１、３２の長さと、幅方向基準位置ストッパ１８及び長手方向基準位置ストッパ２６の位置とから計算されるワーク１２の寸法と、制御装置が指定したワークとを比較する。
一致する場合には、次の加工工程へ進むが、一致しない場合には、ワーク位置決め装置１０は一旦ストップし、図示しないアラーム装置によって警報が鳴る。その後、作業者が正しいワークの品種を制御装置に入力してから、次の加工工程に進む。
このようにして、ワークの位置決めを行うことができる。
【００１６】
位置決めが終了してワークの品種が確定すると、幅方向基準位置ストッパ１８及び長手方向基準位置ストッパ２６の位置から算出されるワーク１２の所定位置に対しロボットによる穿孔作業が行われ、穿孔終了後は、幅クランプシリンダ１９及び長手クランプシリンダ２８を収縮して穿孔の終了したワークを下流に流し、次のワークが加工エリア１７内に入るまで待機する。
制御装置から指定されたワークの品種を、測長センサ３３、３４によって確認するので、誤ワーク混入によって間違った位置に穿孔を行うことがなくなり、作業効率をよくすることができる。
本実施の形態では、ワーク１２〜１４をセンタ基準で固定する場合について説明しているが、幅方向基準位置ストッパ１８の位置の変更と、長手方向基準位置ストッパ２６、２７の切替えがそれぞれ可能となっているので、穿孔位置を加工エリアの中央付近にしてワーク１２〜１４を固定し、ロボットの可動エリアを広くして、作業を容易にすることも可能である。
以上、本発明に係る実施の形態について説明してきたが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、幅方向基準位置ストッパ１８と幅クランプシリンダ１９の位置は逆にしてもよく、また、長手方向基準位置ストッパ２６、２７と長手クランプシリンダ２８の位置も逆にしても同様に作業を行うことができる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１及び２記載のワークの位置決め方法においては、幅方向位置決め手段が、それぞれ進退可能な幅方向クランプ手段及び幅方向基準位置ストッパを有しているので、多品種のワークのそれぞれの重心を実質的にコンベヤの幅方向の中央にすることができ、ワークの脱落を防止することができる。
また、これらがそれぞれ独立して動くことにより、各ワークのそれぞれの加工位置を加工エリアの中央付近にして固定することもでき、加工エリアを有効に利用することができる。
さらに、幅方向基準位置ストッパと長手方向基準位置ストッパの位置を調整して、幅方向クランプ手段と長手方向クランプ手段の進退距離を小さくすることもできるので、ストロークの異なる幅方向クランプ手段と長手方向クランプ手段を複数用意する必要がなくなり、これらを共有して部品数を減らすことができる。
特に、請求項２記載のワークの位置決め方法においては、測長センサを設けているので、簡単な構成で、信頼性の高い誤ワーク検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るワークの位置決め方法に使用するワーク位置決め装置の説明図である。
【図２】同ワーク位置決め装置の平面図である。
【図３】同ワーク位置決め装置の側断面図である。
【図４】同ワーク位置決め装置の断面図である。
【図５】従来例に係るワーク位置決め装置の説明図である。
【図６】同ワーク位置決め装置の説明図である。
【符号の説明】
１０：ワーク位置決め装置、１１：チェーンコンベヤ（コンベヤ）、１２〜１４：ワーク、１５：幅方向位置決め手段、１６：長手方向位置決め手段、１７：加工エリア、１８：幅方向基準位置ストッパ、１９：幅クランプシリンダ（幅方向クランプ手段）、２０：サーボモータ、２１：シリンダロッド（伸縮ロッド）、２２：架台、２３：スクリューロッド、２３ａ：減速機、２４：ナット、２５：載置面、２６、２７：長手方向基準位置ストッパ、２８：長手クランプシリンダ（長手方向クランプ手段）、２９：ガイドロッド、３０：昇降台、３１：昇降シリンダ、３２：シリンダロッド（伸縮ロッド）、３３、３４：測長センサ、３５：ガイドレール、３６、３７：側部固定板、３８：反転防止板、３９、４０：側部固定板、４１：反転防止板、４２：幅方向固定板：４３：ガイドレール、４４、４５：側端部
【図１】
0003735216.tif 000002
【図２】
0003735216.tif 000003
【図３】
0003735216.tif 000004
【図４】
0003735216.tif 000005
【図５】
0003735216.tif 000006
【図６】
0003735216.tif 000007