JP7098381B2

JP7098381B2 - ワーク自動搬送機

Info

Publication number: JP7098381B2
Application number: JP2018067134A
Authority: JP
Inventors: 雅人寺田; 祐川口; 悟鴨下; 揚子岩井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2022-07-11
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: JP2019177963A

Description

本発明は、ワークの搬送時に緊急停止が生じた場合に再搬送までの作業を自動で行わせるワーク自動搬送機に関する。

工作機械へのワークの供給などには、複数のワークを順番に送り込むためのワーク自動搬送機が使用される。例えば、一定の搬送距離をもったコンベアからなるワーク自動搬送機では、その駆動によって供給側端部から排出側端部に向けて、コンベアベルトなどの搬送装置にワークが搭載され、所定位置までそのワークが自動で送られることとなる。そうしたワーク自動搬送機へのワークの供給は、ワークストッカから供給装置によって自動で送り出されたり、作業者の持ち運びによる手作業で移し替えられたりする。

下記特許文献１には、次工程に対してワーク供給遅れやワーク供給不能が発生することなく、円滑にワークを搬送するようにしたワーク自動搬送機が開示されている。そのワーク自動搬送機では、ワーク排出側を基準としてコンベアの駆動制御が行われる。そして、段取り替えなどによってワーク搬送台にワークが存在しないことが検出された場合、そのコンベアが逆方向に搬送され、ワークが存在しないワーク搬送台に対してワークの搬入が行われる。そのため、同文献のワーク自動搬送機では、所定範囲に設定された全てのワーク搬送台にワークが搭載されることとなる。

特開平７－１１６９４４号公報

ワーク自動搬送機の周辺では作業者によって所定の作業が行われることがある。例えば、ワーク自動搬送機へのワークの供給作業などである。そのため、ワーク自動搬送機では、作業者が一定程度近づいた場合に、例えばライトカーテンから検出信号が出力され、駆動を停止させることによって作業者の安全が図られている。しかし、そうした緊急停止が起きると、自動的に搬送されているワークの停止位置が確認できないため、ワークの位置を一旦戻す必要が生じる。また、ワーク自動搬送機には搬送途中にワーク検測装置などの作業装置が搭載されるようなものもあるが、やはり緊急停止後は、その作業装置に関してもエアシリンダなどの駆動部を待機状態などに戻す必要が生じる。

こうした緊急停止後の様々な復旧処理は、これまで作業者が操作盤を操作することによって行われていた。そのため、操作盤の操作に慣れていない作業者は、再搬送させるまでに長い時間を要してしまい、生産性を低下させてしまうことがあった。特に、ワーク検測装置など搬送以外の作業装置が搭載されたワーク自動搬送機は、復旧処理として行う作業も多くなるため、作業時間がより長くなってしまうほか、作業のし忘れなども生じて更に再搬送までに要する時間が長くなってしまっていた。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、緊急停止から再搬送までの作業を自動で行わせるワーク自動搬送機を提供することを目的とする。

本発明に係るワーク自動搬送機は、搬送用モータの駆動により搬送部材に搭載されたワークを供給位置から排出位置まで搬送するワーク搬送機構と、所定の緊急停止状態を検出する緊急停止用センサと、逆搬送したワークを前記搬送部材の所定位置に停止させるための復旧用センサと、搬送されたワークを前記排出位置に停止させるための停止用センサと、前記供給位置から前記排出位置にまでワークを搬送するための搬送制御を行う制御装置と、を有し、前記搬送部材に複数のワークがほぼ一定の間隔で搬送される場合に、前記復旧用センサが、前記停止用センサから前記複数のワークの１ピッチ分の距離だけ離れた位置に設けられ、前記制御装置は、前記緊急停止用センサからの検出信号に基づき、ワークの搬送を停止させ、緊急停止状態の解消を確認した後にワークを逆搬送させて前記復旧用センサに従って停止する位置まで戻し、その位置からワークを再搬送させるものである。

前記構成によれば、緊急停止用センサとして設けられたライトカーテンなどによって、作業者がワーク自動搬送機に一定程度近づいた場合に検出信号が出力され、ワークの搬送が緊急停止する。そして、緊急停止状態の解消が確認された後、供給位置側への逆搬送によってワークが所定位置まで戻され、その位置から排出位置に向けたワークの再搬送が行われる。このように、緊急停止が生じたとしても再搬送までの作業が自動で行われるため、従来のように作業者が操作盤を操作してワークの位置を戻すような作業が必要でなくなる。

第１実施形態のワーク自動搬送機を簡略化して示した平面図である。緊急停止状態のワーク自動搬送機を簡略化して示した平面図である。ワーク自動搬送機の制御システムを簡略化して示したブロック図である。第２実施形態のワーク自動搬送機を簡略化して示した平面図である。緊急停止状態のワーク自動搬送機を簡略化して示した平面図である。

次に、本発明に係るワーク自動搬送機の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、第１実施形態のワーク自動搬送機を簡略化して示した平面図である。このワーク自動搬送機１は、旋盤などの複数の作業機械によって構成される生産ラインの一部として組み込まれたものである。図面ではそのワーク自動搬送機１が、第１加工部３と第２加工部５との間に配置され、両者の間を矢印で示す搬送方向にワークＷが送られるようになっている。ワーク自動搬送機１は、例えば搬送用モータ１２の駆動によって搬送ベルト１１が回転するベルトコンベアをワーク搬送機構とするものである。

水平な方向に掛け渡された搬送ベルト１１は、第１加工機３側が供給側端部であり、第２加工機５側が排出側端部になっており、二点鎖線で囲った位置が供給位置１３と排出位置１４である。供給位置１３には第１加工部３を通過したワークＷが置かれ、排出位置１４にまで搬送された後、そのワークＷが取り出されて次の第２加工部５へと投入されるようになっている。排出位置１４のワークＷがロボットを使用して第２加工部５側へと送り込まれるような場合、排出位置１４でワークＷの停止位置が正確できなければロボットによって掴み取ることができない。そのため排出位置１４には、搬送されたワークＷを停止させる、光電センサなどを使用した停止用センサ１５が設けられている。

ワーク自動搬送機１は、作業者の安全を図るため、緊急停止用センサであるライトカーテン１６が、作業者の作業領域に対応して設けられている。本実施形態では、供給位置１３へのワークＷの供給が作業者の手作業によって行われるため、ライトカーテン１６は、搬送ベルト１１の供給位置１３側の一定領域において、光線が送光側から受光側へと送られるよう取り付けられている。また、ライトカーテン１６は複数の光線が高さ方向に一定範囲にわたって並んでいるため、作業員の身体の一部でも搬送ベルト１１側に進入し、一本でも光線を遮断することがあればワーク自動搬送機１が緊急停止することとなっている。

ここで、図２は、緊急停止状態のワーク自動搬送機１を簡略化して示した平面図である。本実施形態では、図１に示すように、搬送ベルト１１上を複数のワークＷがほぼ一定の間隔で供給位置１３から排出位置１４へと搬送される。そして、ワーク自動搬送機１が緊急停止した場合には、図２に示すように、先頭のワークＷが排出位置１４に到達する手前の位置で停止することとなる。このような場合、そのままの状態でワーク自動搬送機１を再搬送させたとしても、排出位置１４に正しく位置決めできず、第２加工部５側のロボットによって掴み取ることができなくなる。

そこで、ワーク自動搬送機１では、ワークＷを一旦戻して位置確認するための光電センサなどを使用した復旧用センサ１７が設けられている。復旧用センサ１７は、搬送方向に見た場合に、排出位置１４から所定の距離だけ離れた手前の位置で、ワークＷを検出することができるようになっている。本実施形態における所定の距離は、停止用センサ１５と復旧用センサ１７との間隔であり、ほぼ一定の間隔で送られる複数のワークＷの１ピッチ分の距離に対応している。なお、この復旧用センサ１７は、ワーク自動搬送機１に対して着脱可能であり、供給位置１３から排出位置１４の任意の位置に取り付けられるようになっている。

ワーク自動搬送機１の制御装置では、こうした停止用センサ１５や復旧用センサ１７、或いはライトカーテン１６からの検出信号を基に、搬送用モータ１２の駆動制御が行われるよう構成されている。図３は、ワーク自動搬送機１の制御システムを簡略化して示したブロック図である。制御装置２０は、ＣＰＵ２１のほかにＲＯＭ２２やＲＡＭ２３、不揮発性メモリ２４といった記憶装置などを備えたコンピュータを主体とするものであり、搬送用モータ１２などの駆動部に接続されている。そして、制御装置２０には搬送用モータ１２などに対してワークの搬送を実行させるためのワーク搬送プログラム４０１がメモリに格納されている。

ワーク自動搬送機１は、ワーク搬送プログラム４０１により次のようにしてワークＷの搬送が実行される。先ず、搬送ベルト１１上に搭載されたワークＷは、搬送用モータ１２の駆動により供給位置１３から排出位置１４へと送られる。排出位置１４にワークＷが到達すると、停止用センサ１５によってワークＷが検出され、その停止用センサ１５から制御装置２０へと検出信号が送られる。制御装置２０では、検出信号を受けてからワークＷが図１に示すように排出位置１４の中央に位置するように所定にタイミングで搬送用モータ１２の駆動停止制御が行われる。そして、排出位置１４のワークＷは、第２加工部５のロボットに掴み取られて次の工程へと送られる。

一方、停止した搬送ベルト１１には、作業者によって新たなワークＷが供給位置１３へと供給される。このとき、ワーク供給作業が終わるまでは作業者によってライトカーテン１６の光線が遮断され、その検出信号が制御装置２０に送られるため、排出位置１４でのワーク搬入処理が済んだとしても搬送用モータ１２が駆動してしまうことはない。そして、作業者がワーク供給作業を終えて後退することにより、ライトカーテン１６の光線が送光側から受光側へと送られる。その検出信号によって搬送用モータ１２の駆動が再開され、次のワークＷが排出位置１４へと送られることとなる。

しかし、作業者が誤ってライトカーテン１６の光線を遮断した場合には、ワーク自動搬送機１が緊急停止してしまい、ワークＷが排出位置１４に正しく送られることなく、図２に示すように途中で停止してしまう。図２の例では、先頭のワークＷが排出位置１４から離れた位置に停止しているが、場合によっては、排出位置１４にワークＷが部分的に入り込み、不正確な停止位置で停止用センサ１５による検出が行われることもある。しかし、停止用センサ１５の検出では、そうしたワークＷの停止位置を正しく把握することができない。そこで、本実施形態ではワークＷを一旦戻して後退させ、その後再搬送して排出位置１４に正しく停止させるようにしている。

具体的には、緊急停止後にライトカーテン１６の光線が送光側から受光側へと送られて緊急停止状態が解消されると、搬送用モータ１２が逆転し、図２の矢印で示すように、搬送ベルト１１が供給位置１３側への逆搬送へと切り換えられる。そのため、ワークＷが方向を変えて破線で示す位置まで後退し、そこで復旧用センサ１７によりワークＷが検出される。復旧用センサ１７からは制御装置２０へと検出信号が送られ、ワークＷが図２の破線で示す位置で停止するように、所定のタイミングで搬送用モータ１２の駆動停止制御が行われる。その後、再び搬送用モータ１２が正転した再搬送が行われ、前述した停止制御により先頭のワークＷが排出位置１４のほぼ中央で停止することとなる。

よって、本実施形態のワーク自動搬送機１によれば、緊急停止が起きたとしても自動的に復旧処理が行われるので、従来のように作業者が操作盤を操作するような作業が必要なくなる。従って、作業者に対して一定以上の経験や能力が求められることもなくなる。また、復旧処理を行うことなく再搬送を強行してしまうような取扱いがなくなるため、ワークＷの搬送に関して不具合を発生させたり、機械への負担をかけるようなことなどを回避することができる。そして、自動制御によって復旧処理が行われるため、再搬送までの時間を短縮することができ、生産性の向上にもつながる。

続いて、ワーク自動搬送機の第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態のワーク自動搬送機を簡略化して示した平面図である。第１実施形態のものと同じ構成については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。このワーク自動搬送機２は、搬送用モータ１２の駆動によって搬送ベルト１１が回転するベルトコンベアであり、ワークＷが第１加工機３側の供給位置１３から第２加工機５側の排出位置１４へと送られる。そして、排出位置１４には停止用センサ１５が、また作業領域に対応してライトカーテン１６がそれぞれ設けられている。

ワーク自動搬送機２は、搬送途中にワークＷの寸法確認を行うための検測装置１８が組み込まれている。検測装置１８の具体的な構成について詳細な説明は省略するが、例えばワークＷを検測位置に配置させるための位置決めシリンダ３１などの駆動機構が設けられている。また、このワーク自動搬送機２においても、図３に示すような制御装置２０が設けられ、停止用センサ１５などの各種センサおよび搬送用モータ１２に接続されるほか、位置決めシリンダ３１を作動させる電磁弁などにも接続されている。そして、その制御装置２０には、ワーク自動搬送機２においてワークＷの搬送を実行させるためのワーク搬送プログラムがメモリに格納されている。

ワーク自動搬送機２では、搬送用モータ１２の駆動により搬送ベルト１１上のワークＷが、供給位置１３から排出位置１４へと送られるが、その搬送途中で検測装置１８による計測が行われる。検測装置１８内には不図示の停止用センサが設けられ、その検出信号に基づいて搬送用モータ１２の駆動停止制御が行われる。そして、位置決めシリンダ３１が作動してワークＷが検測位置に位置決めされる。計測後はワークＷが解放され、再び搬送用モータ１２が駆動してワークＷが排出位置１４まで搬送される。

ここで、図５は、緊急停止状態のワーク自動搬送機２を簡略化して示した平面図である。すなわち、作業者が誤ってライトカーテン１６の光線を遮断したような場合である。本実施形態では、搬送用モータ１２の駆動停止により搬送ベルト１１の移動が止められるほか、検測装置１８における位置決めシリンダ３１も作動停止状態になる。このとき搬送途中のワークＷは、例えば検測装置１８の手前のＥ１位置であるか、検測装置１８を超えたＥ２位置であるかは確認できない。そこで、ワーク自動搬送機２は、ワークＷを供給位置１３にまで戻すようにした構成がとられ、同位置に復旧用センサ１７が設けられている。

従って、緊急停止後にライトカーテン１６の光線が送光側から受光側へと送られ、緊急停止の状態が解消されると、搬送用モータ１２が逆転し、図５の矢印で示すように、搬送ベルト１１が供給位置１３側へと送られる。ワークＷが逆方向に搬送されて供給位置１３まで後退すると、復旧用センサ１７からの検出信号が制御装置２０へ送られ、供給位置１３に合わせてワークＷが止められる。その後、再び搬送用モータ１２が正転した再搬送が行われ、ワークＷが検測装置１８内にまで運ばれる。

また、本実施形態のワーク自動搬送機２では、ワークＷの逆搬送に合わせて、検測装置１８の駆動部が待機状態に戻される。例えば、位置決めシリンダ３１は単動のエアシリンダであり、計測時には圧縮エアによって伸長作動する。こうした作業装置の駆動に関しても緊急停止した時の動作状態は確認されないため、動作前の待機状態へと戻るような制御が行われる。シリンダ３１は、緊急停止後は不図示の電磁弁が切り換えられ、圧縮エアの大気解放によって収縮した待機状態に戻される。

よって、本実施形態のワーク自動搬送機２でも、緊急停止が起きた場合に自動的に復旧処理が行われるので、従来のように作業者が操作盤を操作するような作業が必要なくなる。従って、作業者に対して一定以上の経験や能力が求められることもなくなる。特に、検測装置１８などのように作業装置が組み込まれたワーク自動搬送機２では作業が多く複雑になるため、より効果的である。また、作業のし忘れを防止できる点でも効果的である。また、復旧処理を行うことなく再搬送を強行してしまうような取扱いがなくなるため、ワークＷの搬送に関して不具合を発生させたり、機械への負担をかけるようなことなどを回避することができる。そして、自動制御によって復旧処理が行われるため、再搬送までの時間を短縮することができ、生産性の向上にもつながる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、緊急停止用センサの例としてライトカーテン１６を挙げて説明したが、作業内容によって必要となる安全用センサなどであれば対応させることができる。
また、作業装置として一台の検測装置１８を例に挙げたが、装置の種類や台数は任意に設計することが可能である。
また、本発明は、緊急停止から再搬送までの作業を自動で行わせるワーク自動搬送機を提供するものであるが、ベルトコンベアなどの搬送装置以外の作業装置については、一部について復旧のための作業を作業者が手動で行うようなものがあってもよい。

１…ワーク自動搬送機１１…搬送ベルト１２…搬送用モータ１３…供給位置１４…排出位置１５…停止用センサ１６…ライトカーテン１７…復旧用センサ１８…検測装置２０…制御装置３１…位置決めシリンダ４０１…ワーク搬送プログラム

Claims

搬送用モータの駆動により搬送部材に搭載されたワークを供給位置から排出位置まで搬送するワーク搬送機構と、
所定の緊急停止状態を検出する緊急停止用センサと、
逆搬送したワークを前記搬送部材の所定位置に停止させるための復旧用センサと、
搬送されたワークを前記排出位置に停止させるための停止用センサと、
前記供給位置から前記排出位置にまでワークを搬送するための搬送制御を行う制御装置と、を有し、
前記搬送部材に複数のワークがほぼ一定の間隔で搬送される場合に、前記復旧用センサが、前記停止用センサから前記複数のワークの１ピッチ分の距離だけ離れた位置に設けられ、
前記制御装置は、前記緊急停止用センサからの検出信号に基づき、ワークの搬送を停止させ、緊急停止状態の解消を確認した後にワークを逆搬送させて前記復旧用センサに従って停止する位置まで戻し、その位置からワークを再搬送させるものであるワーク自動搬送機。
前記ワーク搬送機構によって搬送されるワークに対して所定の作業を行う作業装置を有し、
前記制御装置は、前記作業装置の駆動部に対して前記所定の作業を行わせる通常制御および、前記緊急停止用センサからの検出信号に基づき、前記作業装置の駆動部を待機状態へと戻すための緊急停止制御を行う請求項１に記載のワーク自動搬送機。
前記復旧用センサが搬送部材の供給位置に設けられた請求項２に記載のワーク自動搬送機。