JP3440324B2 - 2枚吸着検出装置 - Google Patents

2枚吸着検出装置

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JP3440324B2
JP3440324B2 JP02201095A JP2201095A JP3440324B2 JP 3440324 B2 JP3440324 B2 JP 3440324B2 JP 02201095 A JP02201095 A JP 02201095A JP 2201095 A JP2201095 A JP 2201095A JP 3440324 B2 JP3440324 B2 JP 3440324B2
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英夫 丹羽
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三明電機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電磁チャックの電磁
力により吸着されて吊上げられた鉄板ワークの2枚吸着
異常を検出する2枚吸着検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、プレス加工のため平板状の鉄板ワ
ークをプレス機へ搬送する工程において、該ワークを正
確に1枚ずつ供給することは、極めて重要である。
【0003】もし、ワークが2枚以上同時に供給される
と、プレス加工されたものは不良品になることは当然と
して、プレス金型を破損したり、プレス機そのものを壊
すおそれがあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来この防止策とし
て、ワークの搬送途中において、ワークの上下方向から
非接触距離測定器などを用いて板厚を測定し、2枚吸着
を検出する方法がとられていた。しかし、この方法は、
検出器が上下に2個必要になること、およびワークに検
出器をあまり接近させることができないため(接近させ
すぎると搬送中のワークの振動等により干渉する)に検
出精度が不足するという問題があった。
【0005】2枚送り(2枚吸着)の原因としては、ワ
ークそのものに初期から付着している油による粘着、板
間が真空になるための吸着、電磁チャックでワークを吸
着するとき吸着磁束が2枚目にも貫通することによる吸
着などがあげられる。この対策として、一般には、セパ
レータ等の分離装置の併用や、ワークの端縁にエアを吹
付ける等の方法がとられていた。
【0006】しかし、ワークを吸着し搬送するに当っ
て、種々の分離手段を設けていても、絶対1枚しか吸着
しないという保証がなく、そのため、吸着ワークが1枚
か2枚以上かを検出する必要があった。
【0007】本発明は、上記にかんがみてなされたもの
であり、ワークの2枚吸着を簡便かつ確実に検出するこ
とのできる2枚吸着検出装置を提供することを目的とす
るものである。
【0008】この発明は上記目的を達成するためになさ
れたものであり、本発明の2枚吸着検出装置は、電磁チ
ャックとは分離独立して設けられる、前記電磁チャック
に吸着されて吊上げられたワークの2枚吸着検出装置で
あって、一端部がワークに当接可能な一磁極をなし他端
部が前記ワーク当接部位の近傍に当接可能な他磁極を形
成する鉄心と前記鉄心に巻装された励磁コイルと前記鉄
心に巻装された検出コイルとからなる検出器と、同期信
号幅T 3 を有する方形波電圧を発生して前記検出器の励
磁コイルを励磁する方形波発振器と、前記検出器の検出
コイルの出力を積分する積分器と、前記積分器の出力を
予め記憶されている吸着枚数テーブルと比較して前記ワ
ークの1枚吸着を判断する演算処理装置と、を備えてな
ることを特徴とする2枚吸着検出装置である。
【0009】また、前記検出器の鉄心は、棒状部よりな
り下端部が一磁極を形成する主極部と、筒状部よりなり
前記主極部の外方に同軸状に配設されて下端部が他磁極
を形成するヨーク部と、からなり、前記主極部に前記励
磁コイルおよび検出コイルが巻装されるとともに、当該
主極部の直径が吸着される前記ワークの板厚の少なくと
も8倍に形成されてなることが望ましい。
【0010】また、前記検出器の励磁コイルの励磁電流
を、前記ワークの磁気飽和に近い値まで加えることが望
ましい。
【0011】
【作用】この発明は上記のように構成されたものであ
り、電磁チャックに吸着されて吊上げられたワーク上に
検出器が載置され、一対の磁極がそれぞれワークに当接
する。そして、検出器の励磁コイルは、方形波発振器に
より励磁され、それにより発生した磁束は、一磁極より
ワークを経由して他磁極へ到る経路を通る。
【0012】この両磁極を結ぶ磁束は、ワークの板厚を
一定とするとワーク枚数に比例する。検出コイルは、こ
の磁束を検出し誘起される電圧を出力し、積分器は、検
出コイルの出力を積分する。
【0013】演算処理装置は、積分器出力を吸着枚数テ
ーブルと照合して、吸着されたワークが1枚か2枚以上
かを判断する。
【0014】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。
【0015】図1は、本発明の実施例の2枚吸着検出装
置の構成を示すブロック図、図2は本装置の検出器を電
磁チャックに取付けた状態を示す縦断面図である。
【0016】本発明の2枚吸着検出装置は、検出器1
と、方形波発振器15と、積分器17と、吸着枚数テー
ブル21を有する演算処理装置20とを主体にして構成
されている。
【0017】検出器1は、実施例では、鉄心3と励磁コ
イル10と検出コイル11とからなり、鉄心3は棒状の
主極部4と、筒状部よりなり主極部4の外方に同軸に一
体的に配設されたヨーク部6とを備えて構成されてい
る。主極部4には、ボビン12の上部側に励磁コイル1
0が巻回され、ケーブル13により方形波発振器15に
電気的に接続されており、ボビン12下部側に検出コイ
ル11が巻回され、ケーブル13により積分器17に電
気的に接続されている。
【0018】なお、主極部4の下端面とヨーク部6の下
端面とは同一平面に形成されており、それらは、励磁コ
イル10の通電によって磁極5および磁極7を形成し、
また、鉄心3上部にはめねじからなる取付部8が設けら
れている。
【0019】方形波発振器15は、励磁コイル10の時
定数以上の周期の方形波を出力するように構成されてお
り、演算処理装置20に制御されて所定のタイミングで
方形波電圧V1 を出力するように形成されている。な
お、図中R0 は時定数調整用の抵抗である。
【0020】積分器17は、積分コンデンサCを放電す
るためのFETを備え、検出コイル11の出力電圧を積
分し、その積分値を出力するように構成されており、積
分器出力電圧V2 は、A/D変換器18を介して演算処
理装置20に入力される。
【0021】演算処理装置20は、マイクロコンピュー
タを主体にして構成されており、演算処理を実行するC
PU、およびCPUのプログラムを記憶するとともに、
ワークWの板厚別のワーク吸着枚数と積分器出力電圧V
2 との関係を予め吸着枚数テーブル21として記憶した
RAMとROMを備え、所定周期T2 の同期信号を出力
し、吸着枚数テーブル21で求められたワーク吸着枚数
を表示器23へ出力するように構成されている。
【0022】このように構成された検出器1は、例え
ば、図2に示すように、ワーク吊上げ搬送用の電磁チャ
ック30の近傍に取付けられる。
【0023】電磁チャック30は、主極部31とヨーク
部32とで筒状の鉄心を形成し、ケーブル36を介して
コイル34に通電することにより、主極部31とヨーク
部32との間に、吸着磁束が発生するように構成されて
いる。この電磁チャック30は、連結棒38を介してロ
ボットなどの搬送装置に取付けられており、電磁チャッ
ク30には、側方へ延びた支持板25が固着されてい
る。なお、符号39は支持板25の回り止めである。
【0024】支持板25の先端部には、垂直方向に貫通
した遊挿孔26が設けられており、遊挿孔26には、検
出器1の取付部8に立設された連結棒28が垂直方向に
移動自在に遊挿されている。そして検出器1は、電磁チ
ャック30のワーク吸着箇所になるべく近い所で、かつ
電磁チャック30の磁界外のワークW上面に当接可能に
配設されている。なお、電磁チャック30がワーク非吸
着状態では、検出器1は、それ自体の重量により検出器
1下面が電磁チャック30下面より下降し、その上下位
置は連結棒28のつば部28aにより規制されている。
【0025】次に、このように構成された2枚吸着検出
装置の動作を図3,4を参照して説明する。
【0026】まず、電磁チャック30と検出器1が、多
数枚積み重ねられた鉄板ワークW上に移動し、検出器1
は遊挿孔26によりやや上昇し、磁極5,7は電磁チャ
ック30のワークW上面に当接する。そして、電磁チャ
ック30に通電されると、電磁チャック30がワークW
を吸着する。
【0027】電磁チャック30を上昇させると、上側の
ワークWが他のワーク群より分離されて上昇し、検出器
1もともに上昇する。その後(時間T1 経過後)、周期
2の同期信号が演算処理装置20から方形波発振器1
5,積分器17へ出力される。なお、周期T2 は、所定
の厚さのワークW2枚の磁束飽和時間以上に設定されて
いる。
【0028】また、同期信号幅T3 は、積分コンデンサ
Cを放電するためのFETのON時間であり、実施例で
は数msに設定されている。この積分コンデンサCの放
電により、磁気回路の片寄り(残留磁気)や、方形波電
圧の+−の不平衡により積分コンデンサCの充電電圧が
ずれていくのを防止している。
【0029】方形波発振器15は、同期信号に制御され
て方形波電圧V1 を励磁コイル10に印加して検出器1
を励磁する。このとき、検出器1には、磁極5からワー
クWを経由して磁極7に到る磁束φが発生する。吸着さ
れたワークWが1枚のときは、磁極5・磁極7間の磁気
抵抗が大きく、ワークW2枚のときは、同、磁気抵抗が
小さくなり、検出コイル11を通過する磁束φはそれに
逆比例したものとなる。
【0030】検出コイル11は、磁束φに比例した出力
電圧を出力し、積分器17は、それに対応した積分器出
力電圧の飽和値V2 (ワークW1枚時)、またはV2'
(ワークW2枚時)を出力する。図4は、励磁コイル1
0の励磁電流IとワークWの磁束φとの関係を示し、ワ
ークWを磁気飽和に近い状態に磁化した方が、ワークW
1枚時と2枚時との差を明確に検出することができる。
【0031】積分器出力電圧V2 (またはV2')は、A
/D変換器18を経て演算処理装置20に取込まれ、ワ
ークWの板厚に相当する吸着枚数テーブル21と対比し
て取込まれた積分器出力電圧V2 (V2')が、ワークW
1枚か2枚かを判断する。そして、その結果は表示器2
3へ出力され、ワークWが2枚、またはそれ以上のとき
は搬送装置の動作を停止する。
【0032】なお、検出器1の励磁により、検出器1自
体の磁束がワークWに作用してワークWの振動を抑制す
るとともに、2枚吸着時に、1枚目と2枚目との間に吸
引力を発生させて、その間の隙間を小さくするように作
用している。
【0033】図5は、実施例におけるワークW板厚tと
積分器出力電圧V2 の関係を示す曲線図である。図にみ
るように、板厚tが1.2mm以下では1枚,2枚の判
別は極めて容易であり、1.5mm程度までが実用範囲
と考えられる。
【0034】図6はワークWの厚さと検出器1との関係
を示す図である。検出器1は、ワークWだけの磁気特性
を測定すればよいのであるが、実際には、検出器1自体
の磁気特性や、ワークWとの接触面の微少ギャップの特
性まで包含される。
【0035】図6でワークWの磁気特性の影響を受ける
のはL2 (図7に斜破線で示す部分とその周辺部分)の
部分である。この部分の磁気特性(ワークW2枚のとき
も含む)を旨く捕らえるには、検出器1は、それ以上に
磁束を通り易くしておく必要がある。
【0036】その条件は、検出器1とワークWとを同じ
磁気特性の材料を用いた場合、D1 の断面積>D1 の直
径のワークW2枚分の円周面積(S1 ) π/4・D1 2>πD1 ・2t 即ち、D1 >8tとすることが望ましい。
【0037】本実施例の検出器1では、D1 =12であ
り、よって、t<1.5mmとなり、板厚1.5mm以
下のワークWの検出に適したものとなる。また、磁極7
の厚さの部分(D3 −D2 )の断面積は、D1 の断面積
より小さくなってはならない。また、図6中のL1 は、
検出器1の平均磁路長を示す。
【0038】一般に、ワークWとなる鉄板は、冷間圧延
鋼板や、一般構造用圧延鋼板であり、その磁気特性は起
磁力2400AT/m程度でほぼ磁気飽和する。検出器
1の鉄心3は、このワークW材よりも保持力(Hc)、
飽和磁束密度(Bm)に優れた純鉄とすることが望まし
い。またTM合金(パーマロイの一種)であってもよ
い。
【0039】なお、検出器1は、、軸線がたわみ、かつ
上下方向に伸縮することのできるコイルばね等により支
持板25に吊下げるようにしてもよい。これにより、電
磁チャック30により吊下げられたワークWに反りが生
じても、検出器1の磁極5,7面がワークW面に適確に
吸着することができる。
【0040】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の2枚吸着検出装置によれば、電磁チャックにより吸着
されて吊上げられたワークの上面から吸着ワークを経由
する磁束を検出できるので、ワークの2枚吸着を簡便に
検出することができる。
【0041】また、鉄心主極部の直径を吸着ワークの板
厚の少なくとも8倍に形成することにより、吸着ワーク
1枚時と2枚時との磁束差を明確にして、2枚吸着を確
実に検出することができる。
【0042】さらに、検出器の励磁コイルの励磁電圧を
同期信号幅T 3 を有する正負の方形波電圧で励磁してい
るので、磁気回路の片寄り(残留磁気)や、方形波電圧
の+−の不平衡による検出器出力のずれを防止すること
ができる
【0043】また、励磁電流をワークの磁気飽和に近い
値まで加えることにより、ワークの1枚、2枚の磁束差
を明確に検出して、検出精度を高くすることができる。
【0044】また、本装置の検出器は、その励磁電流に
よりワークに対して吸着力が作用するので、ワークとの
密着性が良くなり、電磁チャックによるワーク搬送時の
ワークの振動を抑制することができる。また2枚吸着時
において、そのワーク間に僅かな隙間があっても、検出
器自体の磁束により1枚目と2枚目との間に吸引力を発
生させて、その隙間を詰めて、検出精度を保持する効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の2枚吸着検出装置の構成を示
すブロック図。
【図2】検出器を電磁チャックに取付けた状態を示す縦
断面図。
【図3】本装置の動作状態を示すタイムチャート。
【図4】励磁コイルの励磁特性曲線図。
【図5】板厚ごとのワーク枚数と積分器出力電圧を示す
曲線図。
【図6】検出器の寸法構成の説明図。
【図7】図6の下面部。
【符号の説明】
1 検出器 3 鉄心 4 主極部 5,7 磁極 6 ヨーク部 10 励磁コイル 11 検出コイル 15 方形波発振器 17 積分器 20 演算処理装置 21 吸着枚数テーブル 30 電磁チャック
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−22145(JP,A) 特開 昭60−188802(JP,A) 特開 昭61−122503(JP,A) 特開 昭52−49440(JP,A) 特開 昭63−241304(JP,A) 特開 昭59−114247(JP,A) 実開 昭53−164187(JP,U) 実開 昭54−3167(JP,U) 実開 昭60−52036(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 7/06 B65H 7/12 B66C 1/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁チャックとは分離独立して設けられ
    る、前記電磁チャックに吸着されて吊上げられたワーク
    の2枚吸着検出装置であって、 一端部がワークに当接可能な一磁極をなし他端部が前記
    ワーク当接部位の近傍に当接可能な他磁極を形成する鉄
    心と前記鉄心に巻装された励磁コイルと前記鉄心に巻装
    された検出コイルとからなる検出器と、同期信号幅T 3 を有する 方形波電圧を発生して前記検出
    器の励磁コイルを励磁する方形波発振器と、 前記検出器の検出コイルの出力を積分する積分器と、 前記積分器の出力を予め記憶されている吸着枚数テーブ
    ルと比較して前記ワークの1枚吸着を判断する演算処理
    装置と、 を備えてなることを特徴とする2枚吸着検出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の2枚吸着検出装置であっ
    て、 前記検出器の鉄心は、棒状部よりなり下端部が一磁極を
    形成する主極部と、筒状部よりなり前記主極部の外方に
    同軸状に配設されて下端部が他磁極を形成するヨーク部
    と、からなり、 前記主極部に前記励磁コイルおよび検出コイルが巻装さ
    れるとともに、当該主極部の直径が吸着される前記ワー
    クの板厚の少なくとも8倍に形成されてなることを特徴
    とする2枚吸着検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項1ないし2記載の2枚吸着検出装
    置であって、 前記検出器の励磁コイルの励磁電流を、前記ワークの磁
    気飽和に近い値まで加えることを特徴とする2枚吸着検
    出装置。
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US8210585B2 (en) * 2007-08-10 2012-07-03 Sgm Gantry S.P.A. Electromagnetic lifter for moving coils of hot-rolled steel and relevant operating method
KR102390600B1 (ko) * 2014-06-20 2022-04-27 에스지엠 메그네틱스 에스.피.에이. 고온 재료들을 위한 전자기 리프터
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