JP7724244B2 - 供給装置および供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、ビレットを加熱装置に供給する供給装置および供給方法に関するものであり、詳しくはビレットの供給速度を向上できる供給装置および供給方法に関するものである。

ビレットを加熱装置に供給する供給装置が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の供給装置は、コンテナからビレットを電磁石で吊り上げるため、騒音の発生やビレットの変形を抑制できていた。

しかしながらコンテナ内ではビレットが三次元的に積み上げられているばら積み状態であるため、電磁石によりビレットを効率よく吊り上げることが困難であった。ビレットの供給速度を向上できなかった。

ビレットを効率よく移動させるために産業用ロボットを利用することが考えられる。ばら積み状態のビレットの姿勢に合わせてロボットハンドを移動させて一本ずつビレットを移動させる必要があるため、産業用ロボットであってもビレットの供給速度を向上することが困難であった。

日本国特開２００２－６８４７２号公報

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的はビレットの供給速度を向上できる供給装置および供給方法を提供することである。

上記の目的を達成するための供給装置は、棒状のビレットを加熱装置に供給する供給装置において、ばら積み状態の複数の前記ビレットを水平方向に搬送する受入用コンベアと、この受入用コンベアから供給されるばら積み状態の複数の前記ビレットの積み上げ高さを低くする平準化を行う平準化部とを備えていて、前記平準化部が、搬送方向の前方側に向かって下り傾斜に形成されるシューターと、このシューターの搬送方向の前方側に配置されていて前記ビレットを水平方向に搬送する中間コンベアを有していて、前記シューターは、搬送方向を直角に横断する幅方向の両端に形成される壁部を有していて、搬送方向の前方側に向かって幅が縮小する構成を有することを特徴とする。

上記の目的を達成するための供給方法は、棒状のビレットを加熱装置に供給する供給方法において、ばら積み状態の複数の前記ビレットを水平方向に搬送する受入用コンベアと、この受入用コンベアから供給されるばら積み状態の複数の前記ビレットの積み上げ高さを低くする平準化を行う平準化部とを予め備えていて、前記平準化部が、搬送方向の前方側に向かって下り傾斜に形成されるシューターと、このシューターの搬送方向の前方側に配置されていて前記ビレットを水平方向に搬送する中間コンベアを有していて、前記シューターは、搬送方向を直角に横断する幅方向の両端に形成される壁部を有していて、前記ビレットが前記シューターを通過すること及び前記シューターから前記中間コンベアに移動することで、ばら積み状態の複数の前記ビレットの積み上げ高さを低くする平準化を行う平準化工程を備えていて、前記シューターは、搬送方向の前方側に向かって幅が縮小する構成を有していて、前記シューターを移動する前記ビレットは、前記壁部により案内される構成を有することを特徴とする。

本発明によれば、平準化部を通過する際にばら積み状態のビレットの山が崩されて平らな平準化された状態となる。複数のビレットは互いに重ならず比較的単純な姿勢となるため、例えば産業用ロボットのロボットハンドで把持することが容易になる。ビレットの供給速度を向上するには有利である。

供給装置および加熱装置を平面視で例示する説明図である。 供給装置を側面視で例示する説明図である。 産業用ロボットを例示する説明図である。 図２の供給装置の変形例を例示する説明図である。 供給装置の変形例を平面視で例示する説明図である。 図２の変形例を例示する説明図である。 図４の変形例を例示する説明図である。

以下、供給装置および供給方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。図中では供給装置におけるビレットの搬送方向を矢印ｙ、この搬送方向ｙを直角に横断する幅方向を矢印ｘ、上下方向を矢印ｚで示している。

図１に例示するように供給装置１は、反転装置２により供給される複数の棒状のビレット３を加熱装置４に供給する構成を有している。ビレット３は、例えば円柱形状に形成されている。ビレット３は角柱形状に形成されていてもよい。反転装置２は、ばら積み状態でビレット３が収容されるコンテナ５を反転させて、ビレット３を供給装置１に供給する構成を有している。ばら積み状態とは、複数のビレット３の軸方向が揃っていない状態であり且つビレット３どうしが上下方向ｚに互いに重なっている状態をいう。図１では説明のためビレット３の搬送方向を白抜き矢印で示している。

供給装置１は、ばら積み状態のビレット３ａを軸方向が揃う整列状態として加熱装置４に供給する構成を有している。整列状態とは、軸方向を搬送方向ｙと平行とする状態で複数のビレット３が一列に並んでいる状態をいう。

加熱装置４は整列状態のビレット３ｂを加熱する構成を有している。加熱装置４から排出される加熱されたビレット３ｃは、後の鍛造工程で機械部品等に加工される。

図１および図２に例示するように供給装置１は、反転装置２からばら積み状態のビレット３ａの供給を受ける受入用コンベア６を有している。受入用コンベア６がビレット３の供給を受ける先は、反転装置２に限定されない。他の方法により受入用コンベア６がビレット３の供給を受けてもよい。受入用コンベア６はばら積み状態の複数のビレット３ａを水平方向（搬送方向ｙ）に搬送する。受入用コンベア６は、幅方向ｘにおいて複数のビレット３を搬送可能とする幅を有している。つまり受入用コンベア６は、搬送方向ｙと平行となる軸方向を有する少なくとも二本のビレット３を幅方向ｘに並べた状態で搬送可能な幅を有している。コンテナ５の反転により流れ落ちてくる複数のビレット３のすべてを受け入れられる幅を受入用コンベア６が有していることが望ましい。

供給装置１は、受入用コンベア６から供給されるばら積み状態の複数のビレット３ａを平準化する平準化部７を備えている。この実施形態の平準化部７は、搬送方向ｙにおいて受入用コンベア６の前方側に配置されるシューター８と、シューター８の前方側に配置される中間コンベア９とを有している。図１に例示するように平準化部７を構成するシューター８および中間コンベア９は、受入用コンベア６と幅方向ｘにおける同等の幅を有している。

図２に例示するようにシューター８は、搬送方向ｙに沿って下り傾斜に形成されている。搬送方向ｙにおいてシューター８は後方側よりも前方側の方が低い位置となる。図１に例示するようにシューター８は、幅方向ｘの両端に形成される壁部８ａを有していてもよい。シューター８から幅方向ｘにビレット３が落下することを壁部８ａにより防止できる。

受入用コンベア６および中間コンベア９は、搬送方向ｙと平行となる状態で配置される複数列のチェーンを有するチェーンコンベアで構成することができる。受入用コンベア６および中間コンベア９はこれに限らず、幅方向ｘに複数のビレット３が載置される状態で搬送できる構成を有していればよく、例えばベルトコンベアで構成されてもよい。

供給装置１は、中間コンベア９からビレット３を取り上げる産業用ロボット１０を有していてもよい。本明細書において産業用ロボット１０とは、多軸の自由度を持ち自動制御可能なマニピュレータをいう。産業用ロボット１０は、中間コンベア９のビレット３を把持して、ビレット３を供給用コンベア１１に整列状態で配置する（以下、整列工程ということがある）。供給装置１が備える産業用ロボット１０は一台に限定されない。供給装置１が複数台の産業用ロボット１０を備えていてもよい。

供給用コンベア１１は、整列状態のビレット３ｂを加熱装置４に移動させる（以下、供給工程ということがある）。供給用コンベア１１は、搬送方向ｙに平行となる状態で配置される一列のチェーンを有するチェーンコンベアで構成することができる。供給用コンベア１１はこれに限らず、軸方向が搬送方向ｙと平行となる状態で一列に並んだビレット３を加熱装置４に供給できる構成を有していればよい。供給用コンベア１１は例えばベルトコンベアで構成されてもよい。

次にビレット３がコンテナ５から加熱装置４に搬送される各工程について説明する。図１に例示するように受入用コンベア６は、コンテナ５からばら積み状態の複数のビレット３ａの供給を受ける（以下、受入工程ということがある）。具体的には反転装置２がコンテナ５を反転させることで、コンテナ５の中のビレット３ａが供給装置１に供給される。受入用コンベア６の上では、ビレット３はばら積み状態となる。

次に受入用コンベア６の上のばら積み状態のビレット３ａが平準化部７に搬送されて平準化される（以下、平準化工程ということがある）。図２に例示するように受入用コンベア６からシューター８にビレット３ａが移動する際に、ビレット３ａの積み上がった山が崩れる。ビレット３はシューター８を滑ったり転がったりしながら下方に向かって移動する。

シューター８を通過する際に上方に他のビレット３が重なっている下方のビレット３は、下向きの力を受けてこの力により幅方向ｘまたは搬送方向ｙに移動する。これにより積み上がったビレット３の山が崩れる。シューター８によりビレット３を平準化することができる。平準化とは、ばら積み状態のビレット３の積み上げ高さを低くすることをいう。つまりビレット３が積み上がった山の高さを低くすることを平準化という。積み上げ高さとは、受入用コンベア６の上面からばら積み状態のビレット３の上端までの高さをいう。また平準化は、上下方向ｚに重なった状態のビレット３を均して複数のビレット３が互いに重ならない状態にすることをいう。平準化は、すべてのビレット３が互いに重ならない状態の他、一部のビレット３の重なりが残っている状態も含む。

ビレット３は傾斜したシューター８を通過することで、安定する姿勢、つまり平準化した姿勢に変化する。例えば上下方向ｚを軸方向として直立している姿勢のビレット３ａは、受入用コンベア６からシューター８に乗り移る際の落差により平準化した姿勢（軸方向を水平方向とする横たわった姿勢）に変化して、シューター８を滑走する。

シューター８の下端まで移動したビレット３は中間コンベア９に移動する。シューター８の上ではビレット３は重力により下向きに移動する。ビレット３の一部が中間コンベア９に接触すると、このビレット３は搬送方向ｙの力を受ける。このビレット３の上に重なっている他のビレット３はその場に留まろうとする。シューター８から中間コンベア９に移動させることでも、ビレット３を平準化することができる。

平準化部７によりばら積み状態のビレット３ａが平準化される。中間コンベア９の上では、ビレット３は互いに重ならないが、軸方向が揃っていない未整列状態となる。三次元的に配置されていたばら積み状態のビレット３ａが、平準化部７により二次元的に配置される未整列状態となる。中間コンベア９は未整列状態のビレット３ｄを搬送方向ｙに沿って搬送する。

その後、図１に例示するように産業用ロボット１０が中間コンベア９から供給用コンベア１１にビレット３を移動させる。複数のビレット３は軸方向が互いに平行となる状態で軸方向に一列となる状態に並んだ整列状態となる（整列工程）。整列状態のビレット３ｂは供給用コンベア１１により加熱装置４に供給される（供給工程）。

平準化部７によりばら積み状態のビレット３ａが平準化されて互いに重ならない未整列状態となる。産業用ロボット１０は中間コンベア９の上の未整列状態のビレット３ｄに対して、ビレット３ｄの軸方向のみを判別しながらロボットハンド１０ａでビレット３ｄを把持すればよい。ばら積み状態のビレット３ａを把持する場合に比べて、未整列状態のビレット３ｄの方が産業用ロボット１０によるビレット３の姿勢の判別およびビレット３の把持が格段に容易となる。中間コンベア９の上ではビレット３ｄが互いに重なることなく平面に並んだ状態となるため、産業用ロボット１０のロボットハンド１０ａの姿勢が単純化される。加熱装置４へのビレット３の供給速度を向上するには有利である。

図３に例示するように産業用ロボット１０は、ロボットハンド１０ａを幅方向ｘおよび搬送方向ｙに移動させるとともに、上下方向ｚを中心軸として旋回させることで平準化された未整列状態のビレット３ｄを把持することができる。未整列状態のビレット３ｄの軸方向は、上下方向ｚに対して直交する方向となっているため、ロボットハンド１０ａの姿勢は二次元的に制御されればよい。これに対してばら積み状態のビレット３ａの軸方向は、上下方向ｚに対して直交する方向に限らない。そのためロボットハンド１０ａの姿勢を三次元的に制御しなければならない。平準化部７でビレット３を未整列状態とすることで、ロボットハンド１０ａでビレット３を把持する制御が単純化される。

図３に例示するように産業用ロボット１０が、複数のロボットハンド１０ａを備えていてもよい。産業用ロボット１０は、未整列状態のビレット３ｄを把持する際に幅方向ｘまたは搬送方向ｙを中心軸とするロボットハンド１０ａの傾きを制御する必要がない。そのため複数のロボットハンド１０ａを切り替えながら未整列状態の複数のビレット３ｄを容易に把持することが可能となる。産業用ロボット１０は一サイクルで複数本のビレット３を把持することも可能となり、ビレット３の供給速度を大幅に向上できる。

受入用コンベア６と中間コンベア９の搬送速度は同一に設定することができる。搬送速度はこれに限定されず、受入用コンベア６の搬送速度よりも中間コンベア９の搬送速度が大きく設定されていてもよい。受入用コンベア６からシューター８に供給されるビレット３の数よりもシューター８から中間コンベア９に移動するビレット３の数の方が多くなる。中間コンベア９の上でビレット３がまばらになりやすいので、平準化の効率を向上できる。

図４に例示するように搬送方向ｙに沿って平準化部７が複数連結される構成を供給装置１が備えていてもよい。この実施形態では供給装置１は二つの平準化部７を備えている。供給装置１は例えば五つなど、三つ以上の平準化部７を備えていてもよい。搬送方向ｙにおいて受入用コンベア６の前方側に第一の平準化部７ａが配置されて、その前方側に第二の平準化部７ｂが配置される構成にできる。第一の平準化部７ａの中間コンベア９に、第二の平準化部７ｂのシューター８が連結される。

平準化工程が複数回行われるため、平準化されないばら積み状態のビレット３ａが中間コンベア９の上に残る可能性を低減できる。受入用コンベア６に供給されるばら積み状態のビレット３ａの数が多くても、平準化を効率よく行うことができる。供給装置１が搬送できるビレット３の数を増加させることができる。加熱装置４に供給される単位時間あたりのビレット３の数を増加させることができる。ビレット３の供給速度を向上するには有利である。

それぞれの平準化部７が産業用ロボット１０を有する構成にしてもよい。例えば第一の平準化部７ａの産業用ロボット１０は中間コンベア９上で未整列状態のビレット３ｄのみを供給用コンベア１１に移動させて、互いに重なるばら積み状態のビレット３ａは通過させる構成としてもよい。このばら積み状態のビレット３ａは第二の平準化部７ｂで平準化されて産業用ロボット１０により供給用コンベア１１に送られる。産業用ロボット１０は、平準化された未整列状態のビレット３ｄのみを供給用コンベア１１に移動させればよいため、ビレット３の供給速度を向上するには有利である。

平準化部７を構成するシューター８および中間コンベア９は、幅方向ｘにおいて複数のビレット３を搬送可能とする幅を有する構成に限定されない。図５に例示するようにシューター８の幅が搬送方向ｙの前方側に向かって縮小する構成を有していてもよい。この実施形態では搬送方向ｙの前方側において、搬送方向ｙを軸方向とするビレット３を一本のみ通過可能な幅までシューター８の幅が縮小されている。また中間コンベア９は、搬送方向ｙを軸方向とする状態のビレット３が一列に並ぶ状態で搬送できる構成を有している。中間コンベア９は例えば一列のチェーンを有するチェーンコンベアで構成される。

シューター８を移動するビレット３は、シューター８の幅方向ｘの両側に形成される壁部８ａにより案内される。このシューター８により、ビレット３は軸方向が搬送方向ｙと平行となる向きに案内される。中間コンベア９は整列状態のビレット３ｂを供給用コンベア１１または加熱装置４に供給する構成にできる。この場合は供給装置１が産業用ロボット１０を備えない構成にできる。つまり産業用ロボット１０は供給装置１の必須の構成要件ではない。

供給装置１が複数の平準化部７を備えていて、加熱装置４に近い位置に配置される平準化部７が図５に例示する構成を有していてもよい。この場合、受入用コンベア６に近い位置に配置される平準化部７でビレット３が十分に平準化された後に、図５に例示する平準化部７にビレット３が供給されることになる。シューター８でビレット３が詰まったりすることなくビレット３を整列状態にできる。ビレット３の供給速度を向上するには有利である。

供給装置１が複数の平準化部７を備える場合、平準化部７の幅が段階的に縮小される構成を有していてもよい。つまり受入用コンベア６の幅よりも小さい幅を有する第一の平準化部７ａが受入用コンベア６に連結されて、第一の平準化部７の幅よりも小さい幅を有する第二の平準化部７ｂが第一の平準化部７ａに連結される構成としてもよい。具体的には例えば受入用コンベア６が八列のチェーンを有するチェーンコンベアで構成されて、第一の平準化部７ａの中間コンベア９が四列のチェーンを有するチェーンコンベアで構成されて、第二の平準化部７ｂの中間コンベア９が一列のチェーンを有するチェーンコンベアで構成される。第一の平準化部７ａおよび第二の平準化部７ｂのシューター８は、前後に配置されるコンベアの幅に応じて搬送方向ｙの前方側と後方側の幅が設定される。

図６に例示する実施形態では平準化部７が、中間コンベア９を有している。この実施形態では平準化部７はシューター８を有していない。中間コンベア９は、ビレット３を搬送する速度が受入用コンベア６よりも大きく設定されている。

搬送方向ｙにおいて受入用コンベア６の前方側の端部まで移動したビレット３は、中間コンベア９に移動する。受入用コンベア６で搬送されているビレット３の一部が中間コンベア９に接触すると、中間コンベア９の方が搬送速度は速いため、このビレット３は引き抜かれるように中間コンベア９に移動する。これにより受入用コンベア６で搬送されるばら積み状態のビレット３の山は崩れていく。受入用コンベア６から中間コンベア９に移動させることで、ビレット３を平準化することができる。

受入用コンベア６の搬送速度に対して、中間コンベア９の搬送速度を例えば１１０％～２００％の範囲で設定できる。受入用コンベア６に対する中間コンベア９の搬送速度は適宜決定できる。中間コンベア９の搬送速度が大きいほど、ビレット３の平準化を効率よく行える。

図７に例示するように搬送方向ｙに沿って平準化部７が複数連結される構成を供給装置１が備えていてもよい。この実施形態では搬送方向ｙにおいて、受入用コンベア６の前方側に第一の平準化部７ａが配置されて、その前方側に第二の平準化部７ｂが配置されている。第一の平準化部７ａの中間コンベア９に、第二の平準化部７ｂの中間コンベア９が隣接する状態で配置される。

この実施形態では第一の平準化部７ａの中間コンベア９よりも、第二の平準化部７ｂの中間コンベア９の方が大きい搬送速度に設定されている。この構成により第一の平準化部７ａから第二の平準化部７ｂに移動させることで、ビレット３を平準化することができる。供給装置１が複数の平準化部７を備える場合は、搬送方向ｙにおいて後方側よりも前方側となる中間コンベア９の方が搬送速度を大きく設定される状態とする。

１ 供給装置
２ 反転装置
３ ビレット
３ａ （ばら積み状態の）ビレット
３ｂ （整列状態の）ビレット
３ｃ （加熱された）ビレット
３ｄ （未整列状態の）ビレット
４ 加熱装置
５ コンテナ
６ 受入用コンベア
７ 平準化部
８ シューター
８ａ 壁部
９ 中間コンベア
１０ 産業用ロボット
１０ａ ロボットハンド
１１ 供給用コンベア
ｘ 幅方向
ｙ 搬送方向
ｚ 上下方向

Claims (8)

1. 棒状のビレットを加熱装置に供給する供給装置において、
   ばら積み状態の複数の前記ビレットを水平方向に搬送する受入用コンベアと、この受入用コンベアから供給されるばら積み状態の複数の前記ビレットの積み上げ高さを低くする平準化を行う平準化部とを備えていて、
   前記平準化部が、搬送方向の前方側に向かって下り傾斜に形成されるシューターと、このシューターの搬送方向の前方側に配置されていて前記ビレットを水平方向に搬送する中間コンベアを有していて、
   前記シューターは、搬送方向を直角に横断する幅方向の両端に形成される壁部を有していて、搬送方向の前方側に向かって幅が縮小する構成を有することを特徴とする供給装置。
2. 棒状のビレットを加熱装置に供給する供給装置において、
   ばら積み状態の複数の前記ビレットを水平方向に搬送する受入用コンベアと、この受入用コンベアから供給されるばら積み状態の複数の前記ビレットの積み上げ高さを低くする平準化を行う平準化部とを備えていて、
   前記平準化部が、前記ビレットを搬送する速度が前記受入用コンベアよりも大きく設定される中間コンベアを有することを特徴とする供給装置。
3. 搬送方向を直角に横断する幅方向において複数の前記ビレットを搬送可能とする幅を、前記平準化部が有する請求項１又は２に記載の供給装置。
4. 搬送方向に沿って前記平準化部が複数連結される請求項１又は２に記載の供給装置。
5. 前記ビレットの軸方向を搬送方向とする整列状態で前記ビレットを前記加熱装置に搬送する供給用コンベアと、
   前記平準化部から前記供給用コンベアに未整列状態の前記ビレットを移動させて整列状態とする産業用ロボットとを備える請求項１又は２に記載の供給装置。
6. 棒状のビレットを加熱装置に供給する供給装置において、
   ばら積み状態の複数の前記ビレットを水平方向に搬送する受入用コンベアと、この受入用コンベアから供給されるばら積み状態の複数の前記ビレットの積み上げ高さを低くする平準化を行う平準化部とを備えていて、
   前記平準化部が、搬送方向の前方側に向かって下り傾斜に形成されるシューターと、このシューターの搬送方向の前方側に配置されていて前記ビレットを水平方向に搬送する中間コンベアを有していて、
   前記シューターは、搬送方向を直角に横断する幅方向の両端に形成される壁部を有していて、
   前記ビレットの軸方向を搬送方向とする整列状態で前記ビレットを前記加熱装置に搬送する供給用コンベアと、
   前記平準化部から前記供給用コンベアに未整列状態の前記ビレットを移動させて整列状態とする産業用ロボットとを備えることを特徴とする供給装置。
7. 棒状のビレットを加熱装置に供給する供給方法において、
   ばら積み状態の複数の前記ビレットを水平方向に搬送する受入用コンベアと、この受入用コンベアから供給されるばら積み状態の複数の前記ビレットの積み上げ高さを低くする平準化を行う平準化部とを予め備えていて、前記平準化部が、搬送方向の前方側に向かって下り傾斜に形成されるシューターと、このシューターの搬送方向の前方側に配置されていて前記ビレットを水平方向に搬送する中間コンベアを有していて、前記シューターは、搬送方向を直角に横断する幅方向の両端に形成される壁部を有していて、
   前記ビレットが前記シューターを通過すること及び前記シューターから前記中間コンベアに移動することで、ばら積み状態の複数の前記ビレットの積み上げ高さを低くする平準化を行う平準化工程を備えていて、
   前記シューターは、搬送方向の前方側に向かって幅が縮小する構成を有していて、前記シューターを移動する前記ビレットは、前記壁部により案内される構成を有することを特徴とする供給方法。
8. 棒状のビレットを加熱装置に供給する供給方法において、
   ばら積み状態の複数の前記ビレットを水平方向に搬送する受入用コンベアと、この受入用コンベアから供給されるばら積み状態の複数の前記ビレットの積み上げ高さを低くする平準化を行う平準化部とを予め備えていて、前記平準化部が、搬送方向の前方側に向かって下り傾斜に形成されるシューターと、このシューターの搬送方向の前方側に配置されていて前記ビレットを水平方向に搬送する中間コンベアを有していて、前記シューターは、搬送方向を直角に横断する幅方向の両端に形成される壁部を有していて、
   前記ビレットが前記シューターを通過すること及び前記シューターから前記中間コンベアに移動することで、ばら積み状態の複数の前記ビレットの積み上げ高さを低くする平準化を行う平準化工程を備えていて、
   前記平準化工程で平準化されて未整列状態の複数の前記ビレットを産業用ロボットで供給用コンベアに移動させて整列状態とする整列工程と、
   整列状態の複数の前記ビレットを前記加熱装置に供給する供給工程とを備えることを特徴とする供給方法。