JP2010172940A - ダブルブランク検出装置及びそれを備えたプレス加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブランクの重量（厚さ）に関係なく確実にダブルブランクを検出できるダブルブランク検出装置を提供すること。
【解決手段】第一挟持ローラー１２及び第二挟持ローラー２２でブランクＳを挟んだ状態で、ダブルブランクを検出するダブルブランク検出装置Ａであって、離間距離を測定する第一厚み検出器１１及び第一挟持ローラー１２を備える第一回動アーム１と、離間距離を測定する第二厚み検出器２１及び第二挟持ローラー２２を備える第二回動アーム２とを有し、第一回動アーム１と第二回動アーム２とが同一の軸線を中心に、独立して回動可能となっているダブルブランク検出装置Ａ。
【選択図】図１

Description

本発明はダブルブランクの発生の有無を検出する検出装置及びそれを備えたプレス加工装置に関する。

プレスラインにおいて、加工対象となるスタックから最上段に位置するブランクだけを取り出し、プレス機へと移送する装置をディスタックフィーダという。
ディスタックフィーダには様々な種類のものが存在するが、その一つに次のようなものがある。
ディスタックフィーダがスタックから一番上に位置するブランクを吸着アームで持ち上げ、その持ち上げたブランクを、マグネット板体を備えた移動ベルトに渡して隣接するプレス機に移送するというものである。

ところで、ブランクを多数枚積み上げたスタックからブランクを取り上げる際、ブランク同士が貼り付いて強く密着する場合がある。
このように、吸着アームで最上段のブランクを取り上げたときに、そのブランクの直下のブランクも一緒に持ち上げられてしまう現象（以下、この現象を「ダブルブランク」という）が発生する。

このようなダブルブランクが発生すると、プレス機には一度に二枚のブランクが供給されることになるため、貼り付いた下のブランクが移送中に突然落下したり、プレス加工した際に金型に大きな力が加わり、金型が破損したりする。

このようにダブルブランクが発生したままプレス機に移送されるのを防止するために、現在幾つかのダブルブランク防止方法が採用されている。
例えば、特許文献１に記載されている検知方法は、アイドルステージに載置されたブランクの重量からダブルブランクの発生の有無を検知するものである。
これはブランクの重量を測定するためブランク全体を載置する広い受け台が必要であり、そのため装置全体が大きく且つ複雑になる欠点がある。
そのため発明者らは、ブランクの重量ではなく、厚みを測ってダブルブランクを防止しようとする方法を試みた。
このダブルブランク検出方法は、固定ローラーと軸を中心に回動する可動ローラーとでブランクを挟み込み、可動ローラーと固定ローラーとの離間距離からブランクの厚みを測定し、その測定結果からダブルブランクの発生の有無を判断する方法である。

特開２００８−５６３８４号公報

しかしながら、このブランクを挟みこんでダブルブランクを検出する従来タイプの検出方法では、図９に示すように、ブランクＳが撓んだ場合に十分に対応することができない。
すなわち、ブランクＳ（主に鉄製）が比較的薄い場合は、ブランクの撓んだ部分を、可動ローラー１２Ａを上方に押し上げることによって、固定ローラー２２Ａと可動ローラー１２Ａとでブランクを把持しブランク厚を測定することができる〔図９（Ａ）参照〕。
しかし厚いブランク（例えば３ｍｍ以上）の場合には、可動ローラー１２Ａの押し上げ力よりもブランクの重量が大きくなるため、ブランクＳを押し上げて固定ローラー２２Ａに確実に当接させることができず、固定ローラー２２Ａと可動ローラー1２Ａとの間に間隙Ｈが生じてしまう〔図９（Ｂ）参照〕。
把持位置が固定ローラー２２Ａの位置になり、そこまで可動ローラー１２Ａを使って押し上げるのは困難となる。
その結果、ダブルブランク検出装置としては、検査したブランクの厚さを実際よりも厚いと誤って判断してしまうことになる。
なお可動ローラーの押し上げ力を大きくするには、装置が大きくなり、またコストが嵩む。
このように撓みのあるブランクであると正確な厚みが測定できない場合が生じ、その結果、ダブルブランクの判断に狂いが生じるのである。

本発明は以上の課題を解決すべく開発されたものである。
すなわち、ブランクの重量（厚さ）に関係なく確実にダブルブランクを検出できるダブルブランク検出装置を提供することを目的とする。

本発明者は、以上のような課題背景をもとに鋭意研究を重ねた結果、意外にも固定ローラーを回動可能にすることで上記の課題を解決できることを見出し、その知見に基づいて本発明を完成させたものである。

すなわち本発明は、（１）、第一挟持ローラー及び第二挟持ローラーでブランクを挟んだ状態で、ダブルブランクを検出するダブルブランク検出装置であって、離間距離を測定する第一厚み検出器及び第一挟持ローラーを備える第一回動アームと、離間距離を測定する第二厚み検出器及び第二挟持ローラーを備える第二回動アームとを有し、第一回動アームと二回動アームとが同一の軸線を中心に、独立して回動可能となっているダブルブランク検出装置に存する。

また本発明は、（２）、前記第一回動アームの一方端に第一挟持ローラーを他方端に第一厚み検出器を備え、前記第二回動アームの一方端に第二挟持ローラーを他方端に第二厚み検出器を備えている上記（１）記載のダブルブランク検出装置に存する。

また本発明は、（３）、第一挟持ローラーと第二挟持ローラーとでブランクを把持した際に、第一厚み検出器と第二厚み検出器との間でブランクの厚みを測定するものである上記（１）記載のダブルブランク検出装置に存する。

また本発明は、（４）、前記第一厚み検出器と第二厚み検出器とによるブランクの厚みの測定が、渦電流の大きさによってブランクの厚みを測定するものである上記（３）記載のダブルブランク検出装置に存する。

また本発明は、（５）、前記第一回動アーム及び前記第二回動アームが、それぞれ別々に第一ロータリーシリンダ及び第二ロータリーシリンダによって回動するものである上記（１）記載のダブルブランク検出装置に存する。

また本発明は、（６）、前記第一ロータリーシリンダ及び第二ロータリーシリンダは、それぞれ対向して基枠板に取り付けられており、前記第一ロータリーシリンダの回転軸の自由端と第二ロータリーシリンダの回転軸の自由端とが軸受けを介して相互に装着支持されている上記（５）記載のダブルブランク検出装置に存する。

また本発明は、（７）、前記第一回動アームが略Ｌ字状に形成されて,ブランク端を逃がすための逃がし部が形成されている上記（１）記載のダブルブランク検出装置に存する。

また本発明は、（８）、前記基枠板が移動可能となっている上記（１）記載のダブルブランク検出装置に存する

また本発明は、（９）、上記（１）〜（８）のいずれか１項に記載のダブルブランク検出装置を備えたプレス加工装置に存する。

なお、本発明の目的に添ったものであれば上記の発明を適宜組み合わせた構成も採用可能である。

本発明のダブルブランク検出装置を用いることで、撓んだブランクの場合でも十分挟持でき確実なブランク厚の測定が可能となる。
その結果、ダブルブランクの発生を検知する精度が向上し、次の加工段階である例えばプレス機に２枚のブランクを同時に移送するようなデメリットが防止される。
また、第一回動アーム及び第二回動アームが両方とも回動するため、ブランクの挟持可能範囲も拡大される。
また、第一回動アーム及び第二回動アームが同一の回転軸を中心に回動する原理となっているため、構造的にシンプルとなる。

図１は、本実施形態のダブルブランク検出装置を模式的に示す説明図である。 図２は、ダブルブランク検出装置を示す断面斜視図である。 図３は、ダブルブランク検出装置の配設箇所を示す説明図である。 図４は、ダブルブランク検出装置の動作を示す説明図である。 図５は、挟持ローラーがブランクを挟持した状態を示す説明図である。 図６は、ダブルブランク検出装置の動作を示す説明図である。 図７は、ダブルブランク検出装置を備えたプレス加工装置を示す全体平面図である。 図８は、移動ベルト及び吸着アームを複数個供えたディスタックフィーダを示す説明図である。 図９は、移動ベルトに吸着された際のブランクの状態を模式的に示す説明図である。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。
また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。
更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

図１は、本実施形態のダブルブランク検出装置を示す説明図である。
図２は、本実施形態のダブルブランク検出装置の断面平面図である。
これらの図に示すように、本実施形態のダブルブランク検出装置Ａは、回動可能な第一回動アーム１と、該第一回動アーム１と交叉した回動可能な第二回動アーム２と、ブランクを挟持するための第一挟持ローラー１２及び第二挟持ローラー２２と、挟持されたブランクの厚さを測定する第一厚み検出１１器及び第二厚み検出器２１と、を備える。

第一回動アーム１は回動動力となる第一ロータリーシリンダ３に取り付けられており、第二回動アーム２も同様に別の第二ロータリーシリンダ４に取り付けられている。そして、第一ロータリーシリンダ３と第二ロータリーシリンダ４とは、それぞれ対向して基枠板５に取り付けられており、しかも同軸線上にある。
当然、第一回動アーム１の回転軸と第二回動アーム２の回転軸との軸線も一致していることとなる。
また第一ロータリーシリンダの回転軸３１の自由端と第二ロータリーシリンダの回転軸４１の自由端とが軸受けを介して相互に装着支持されている。
このように構造的に強化されるので、第一回動アーム１や第二回動アーム２に無理な力が加わっても安定した動きができる。
また、構造がコンパクトになる。
基枠板５自体は天井から垂下されており、前後方向に位置調整が可能となっている（図３参照）。
基枠板５を前後に移動可能とすることで、様々なロットのブランクの大きさに対応できるようになる。

第一回動アーム１は略Ｌ字状に形成されておりブランク端を逃がすための湾曲した逃がし部１３が形成されている。
この逃がし部があるため、後述するようにブランクの端から一定の距離のところを余裕をもって下から掬い上げることができる。
そして第一回動アーム１の一方の端部には第一挟持ローラー１２が取り付けられている。
また他方の端部には離間距離を測定する第一厚み検出器１１が取り付けられている。
第一挟持ローラー１２はブランクの下面に当接する部分である。

また第二回動アーム２は略「く」の字状に屈折しており、その一方の端部には第二挟持ローラー２２が取り付けられ、もう一方の端部には離間距離を測定する第二厚み検出器２１が取り付けられている。
第二挟持ローラー２２はブランクの上面に当接する部分である。
略Ｌ字状の第一回動アーム１と、略「く」の字状の第二回動アーム２とは交叉しているので、第一挟持ローラー１２と第二挟持ローラー２２とが接近すると、反対側の第一厚み検出器１１と第二厚み検出器２１とが接近する〔図１（Ａ）参照〕。
従って、図１（Ｂ）に示すように第一挟持ローラー１２と第二挟持ローラー２２とでブランクを把持すると（すなわち第一挟持ローラー１２がブランクの下面に当接し、第二挟持ローラー２２がブランクの上面に当接した状態）、反対側で第一厚み検出器１１と第二厚み検出器２１とが一定離間距離をおいて接近し、ブランクの厚みを測定する。

第一厚み検出器１１及び第二厚み検出器２１は一対で渦電流式の距離センサを構成している。
本実施形態においては第一厚み検出器１１がドッグ（被検出体）の役割を果たし。
他方の第二厚み検出器２１はその周囲に磁界を発生させており、ドッグである第一厚み検出器１１との離間距離が変化することによる渦電流の変化を読み取る原理である。

そして、第二厚み検出器２１の渦電流の変化量から第一厚み検出器１１との離間距離を測定し、挟持したブランクの厚さを特定している。
ブランクの厚さが特定されたら、その特定したブランクの厚さと、予め登録されているブランク１枚分の厚さとを比較することで、ダブルブランクしたか否かを判断する。
すなわちダブルブランクの発生が検出される。
ここで、プレス機で加工されるブランクとしては、通常、板厚は０．５〜４ｍｍ程度のものがあり、４ｍｍ程度では、ブランクの湾曲度は少ないが、０．５ｍｍ程度になる湾曲度はかなり大きくなる。

上述した第一厚み検出器１１及び第二厚み検出器２１の制御や第一ロータリーシリンダ３及び第二ロータリーシリンダ４の制御は図示しない制御部にて行われる。

次にダブルブランク検出装置の一連の動作について述べる。
先ずプレス加工機におけるダブルブランク検出装置の配設位置について説明する。
図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、本発明のダブルブランク検出装置Ａは、平行に配設された複数（ここでは二本）の移動ベルト６の間に配設されている。
ダブルブランク検出装置は基枠板５に取り付けられている。
この基枠板５は移動ベルト６の長さ方向に位置調節ができ、ディスタックフィーダの吸着アーム７によって持ち上げられるブランクの大きさに対応可能である。
吸着アーム７は４つの吸着パットを備え、二本の移動ベルト６の間に配置され上下移動する。
図から分かるように、第一挟持ローラー１２、第二挟持ローラー２２は２つの吸着パットの間に位置する。
また、吸着アーム７も移動ベルト６の長さ方向に位置調整ができる。
また、移動ベルト６に沿って接するようにマグネット板体８が配設され、ブランクを磁着することができる。

そして、ブランクＳが吸着アーム７によって持ち上げられる前においては、第一回動アーム１は、図４（Ａ）に示すように、後方に回動してブランクの高さより上方にある待機位置（第一回動アーム待機状態）にある。
また第二回動アーム２もブランクの高さより上方にある待機位置（第二回動アーム待機状態）にある。

今、吸着アーム７が図示しないディスタックボックスよりブランクＳを取り上げてそのまま上昇すると、ブランクＳが移動ベルト６の下面に当接する。このとき、ブランクＳは移動ベルト６の上面に沿って配設されたマグネット板体８に移動ベルト６を介して磁着される。
尚、ブランクＳはその両端近くが磁着され中央付近は下方に屈曲した状態にある。
吸着アーム７はブランクＳを移動ベルト６に渡した後、そのまま上昇しマグネット板体８の位置より一定位置上で停止する。
なお、ブランクＳがマグネット板体８に磁着されると、そのことを移動ベルト６の間に設けられたブランク検知センサが感知し、次にブランク厚の測定が行われる。

ブランク検知センサがブランクＳの磁着を感知すると、各ロータリーシリンダにエアーが注入され、第一ロータリーシリンダ３、及び第二ロータリーシリンダ４が回動する。
その結果、第一回動アーム１は上方（図で左回転）に回動し、第一挟持ローラー１２がブランクＳに当接する。
一方、第二回動アーム２は下方（図で右回転）に回動し、第二挟持ローラー２２がブランクＳに当接する〔図4（Ｂ）参照〕。

ダブルブランク検出装置Ａは、図５に示すように、第一回動アーム１に加えて第二回動アーム２も回動するので、第一挟持ローラー１２が上昇するのに加えてブランクＳの上方に位置する第二挟持ローラー２２も下降する。
そのため第一回動アーム１がブランクＳに当接する際の回動角度も少なくなる。

このようにブランクＳが下方に湾曲しても第二回動アーム２が回動するので、第一回動アーム１によるブランクＳの押し上げ距離も少なくなり第一回動アーム１の回転トルクも小さくて良い。
ブランクＳが撓んでいてもブランクＳを第一挟持ローラー１２との間で隙間なく確実に挟持することができる。

第一挟持ローラー１２及び第二挟持ローラー２２がブランクＳに当接すると、第二厚み検出器２１が作動し、第一厚み検出器１１と第二厚み検出器２１とにより両者の離間距離が測定されてブランクＳの厚さが特定される。
ブランクＳの厚さが特定されたら、そのブランクの厚さと、図示しない記録部に予め登録されているブランク１枚分の厚さとを比較することで、ダブルブランクしたか否かが判断される。

ブランクの厚さの測定が終了すると、図４（Ｃ）に示すように、第一回動アーム１及び第二回動アーム２は逆回転し、ブランクの挟持状態を解消する。
このとき、第一回動アーム１は一旦ブランクＳの高さよりも高い位置（第一回動アーム待機状態）に退避し、また第二回動アーム２もブランクの高さより高い位置（第一回動アーム待機状態）に退避する。
その後、移動ベルト６をプレス機の側へ回転させ、ブランクＳをプレス機へ移送する。

次に、ダブルブランクしている場合について説明する。
先ずこのとき、吸着アーム７は図６（Ａ）に示すように、ブランクＳを２枚重ねた状態で引き上げる。
そして、吸着アーム７がブランクＳを移動ベルト６当接させると、移動ベルト６はブランクＳを２枚共磁着する。
ブランクＳが移動ベルト６に磁着されると、図６（Ｂ）に示すように、第一回動アーム１及び第二回動アーム２が同時に回動を開始し、ブランクＳを二枚同時に挟み込む。
ブランクＳの把持が完了すると、次に第一厚み検出器１１、及び第二厚み検出器２１によるブランクＳの厚さの測定が開始される。
測定されたブランクＳ（２枚分）の厚さは、記録部に登録されているブランクＳの１枚分の厚さと比較される。
この場合、測定された厚さと、登録されている厚さとは明らかに異なるため、図６（Ｃ）に示すように、移動ベルト６をプレス機とは反対側へ回転させて、ブランクＳをある位置で落下させプレス機への投入を避ける。
この場合、第一回動アーム１は、ブランクＳの高さより高い位置に退避しているので、ブランクＳの移動には支障とならない。
なお、ロット内でのブランク厚には多少の散らばりがあるため、ダブルブランク発生の判定基準を例えばそのロットにおける平均ブランク厚の±２０％以内と設定することも行われる。

以上説明したブランク検出装置Ａの一連の動きは、図示しないコントローラー部によりシーケンス制御されている。
すなわち、ブランクＳの磁着を検知するブランク検知センサが作動すると、タイマーが起動し、予め設定された時間だけ両回動アームが回動し、回動アームの回動が終了すると次に所定の時間だけブランクの厚さの測定が行われる。
そして、厚さの測定が終了すると、再び設定された回動時間だけ回動アームが逆回転する。

図７は、ダブルブランク検出装置を備えたプレス加工装置の例を示す概略説明図である。
図に示すように、プレス加工装置Ｂの前方には、上流側の第一移動ベルト６１、及び下流側の第二移動ベルト６２が配置されている。
図示しないスタックボックスから取り上げられたブランクは、吸着アーム７によって第一移動ベルト６１に渡される。
その後、第一移動ベルト６１から下段の第二移動ベルト６２の上に載置される。
そして第二移動ベルト６２に載置されたブランクは、プレス加工装置Ｂが備える載置台の上に渡される。
載置台から順次、金型によるプレス加工が行われる。

以上、本発明をその一実施形態を例に説明したが、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、移動ベルト、各回動アーム、吸着アームの相互の作動タイミングは、必ずしも上述した実施形態に限らない。
また実施形態では第一回動アーム及び第二回動アームをロータリーシリンダで回動させていたが、他の駆動手段、例えばサーボモーター等を用いて回動させてもよい。

そして、本発明のダブルブランク検出装置は重量が重いブランクが撓んだ場合だけではなく、重量は軽いが撓み剛性が高い材質のブランクを用いた場合にも使用可能である。

図８に示すように、移動ベルト及び吸着アームの配設数を増やすことで、様々な大きさのブランクに対応できるようになる。

本発明のダブルブランク検出装置を今現在現場で用いられているプレス加工装置に取り付けることで、ダブルブランクによる金型の破損等を未然に防げるため、加工品の生産効率が改善される。

Ａ…ダブルブランク検出装置
Ｂ…プレス加工機
Ｈ…間隙
１…第一回動アーム
１１…第一厚み検出器
１２…第一挟持ローラー
１３…逃がし部
２…第二回動アーム
２１…第二厚み検出器
２２…第二挟持ローラー
３…第一ロータリーシリンダ
３１…第一ロータリーシリンダの回転軸
４…第二ロータリーシリンダ
４１…第二ロータリーシリンダの回転軸
５…基枠板
６…移動ベルト
６１…第一移動ベルト
６２…第二移動ベルト
７…吸着アーム
８…マグネット板体
Ｓ…ブランク

Claims (9)

1. 第一挟持ローラー及び第二挟持ローラーでブランクを挟んだ状態で、ダブルブランクを検出するダブルブランク検出装置であって、
   離間距離を測定する第一厚み検出器及び第一挟持ローラーを備える第一回動アームと、
   離間距離を測定する第二厚み検出器及び第二挟持ローラーを備える第二回動アームとを有し、第一回動アームと二回動アームとが同一の軸線を中心に、独立して回動可能となっていることを特徴とするダブルブランク検出装置。
2. 前記第一回動アームの一方端に第一挟持ローラーを他方端に第一厚み検出器を備え、前記第二回動アームの一方端に第二挟持ローラーを他方端に第二厚み検出器を備えていることを特徴とする請求項１記載のダブルブランク検出装置。
3. 第一挟持ローラーと第二挟持ローラーとでブランクを把持した際に、第一厚み検出器と第二厚み検出器との間でブランクの厚みを測定するものであることを特徴とする請求項１記載のダブルブランク検出装置。
4. 前記第一厚み検出器と第二厚み検出器とによるブランクの厚みの測定が、渦電流の大きさによってブランクの厚みを測定するものであることを特徴とする請求項３記載のダブルブランク検出装置。
5. 前記第一回動アーム及び前記第二回動アームが、それぞれ別々に第一ロータリーシリンダ及び第二ロータリーシリンダによって回動するものであることを特徴とする請求項１記載のダブルブランク検出装置。
6. 前記第一ロータリーシリンダ及び第二ロータリーシリンダは、それぞれ対向して基枠板に取り付けられており、前記第一ロータリーシリンダの回転軸の自由端と第二ロータリーシリンダの回転軸の自由端とが軸受けを介して相互に装着支持されていることを特徴とする請求項５記載のダブルブランク検出装置。
7. 前記第一回動アームが略Ｌ字状に形成されて,ブランク端を逃がすための逃がし部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のダブルブランク検出装置。
8. 前記基枠板が移動可能となっている特徴とする請求項１記載のダブルブランク検出装置。
9. 上記１〜８のいずれか１項に記載ダブルブランク検出装置を備えたプレス加工装置。

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