JPH07109090A

JPH07109090A - 素材吊上げ装置

Info

Publication number: JPH07109090A
Application number: JP25829193A
Authority: JP
Inventors: Youichi Naruse; 葉一成瀬
Original assignee: Taisei Kogyo KK
Current assignee: Taisei Kogyo KK
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1993-10-15
Publication date: 1995-04-25

Abstract

(57)【要約】【目的】電磁石をワークに押し付けることによる電磁
石等の機器の損傷を防止し、且つ重量の異なるワークを
吊り上げる際のワークを取り出す作業時間の短縮を防止
することを可能にする。【構成】２個の電磁石６に加わる圧縮力および引張り
力を２個のロードセル７でそれぞれ検出することによ
り、２個の電磁石６に加わる圧縮力が設定値以上に増大
している時は上下方向移動機構３による電磁石６の下降
制御を停止して電磁石６がこれ以上ワーク５に押し付け
られることを防ぐ。また、２個の電磁石６に加わる引張
り力が設定値以上に増大している時は２個の電磁石６へ
の通電を停止して、２個の電磁石６の各々に２個以上の
ワーク５が吸着することを防ぐ。また、引張値設定スイ
ッチ２９により引張力の設定値を変更することにより重
量の異なるワーク５に迅速に対応できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば電磁石を利用
してパレット内に自由に積まれた素材を１個ずつ吊り上
げてパレットから取り出す素材吊上げ装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、パレット内に自由に積まれた
鉄製の素材をパレットより取り出す素材吊上げ装置とし
て、素材を吸着する電磁石、圧縮ばねの弾性力に抗して
上下動作可能に支承された電磁石保持部材を設け、電磁
石により素材を吸着した時の圧縮ばねの伸びを検出する
ようにした技術が提案されている。そして、素材を吸着
した際に圧縮ばねの伸びが定常時より大きくなると電磁
石への通電を停止して素材を離すようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
においては、電磁石を下げて電磁石を素材に接触させた
際に電磁石を下げ過ぎると、電磁石が素材に押し付けら
れて電磁石等の機器が損傷するという不具合があった。
また、圧縮ばねの引張り力が一定なため、重量の異なる
素材を取り出す際には圧縮ばね等を交換する必要があ
り、交換作業のために本来の素材を取り出す作業時間が
短くなってしまうという不具合があった。

【０００４】請求項１に記載の発明は、電磁石を素材に
押し付けることによる電磁石等の機器の損傷を防止する
ことができる素材吊上げ装置の提供を目的とする。ま
た、請求項２に記載の発明は、重量の異なる素材を吊り
上げる際の素材を取り出す作業時間の短縮を防止するこ
とができる素材吊上げ装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、通電されると磁性材料製の素材を吸着する電磁石
と、この電磁石を上下方向に移動させる上下方向移動機
構と、前記電磁石の通電、通電停止を制御すると共に、
前記上下方向移動機構の作動状態を制御する制御装置と
を備え、前記制御装置は、前記電磁石を素材に押し付け
た際に前記電磁石に加わる圧縮力を検出する検出手段を
有し、この検出手段で検出した検出値が設定値以上に増
大した際、前記上下方向移動機構による電磁石の下降制
御を停止する技術手段を採用した。また、その電磁石の
素材の吸着面に電磁コイルと略同一径の球面状の磁性部
材を取り付けても良い。

【０００６】請求項２に記載の発明は、通電されると磁
性材料製の素材を吸着する電磁石と、この電磁石を上下
方向に移動させる上下方向移動機構と、前記電磁石の通
電、通電停止を制御すると共に、前記上下方向移動機構
の作動状態を制御する制御装置とを備え、前記制御装置
は、前記電磁石に素材を吸着した際に前記電磁石に加わ
る引張り力を検出する検出手段、および前記電磁石に加
わる引張り力の設定値を変える設定手段を有し、前記検
出手段で検出した検出値が前記設定手段で設定された設
定値以上に増大した際、前記電磁石への通電を停止する
技術手段を採用した。また、その電磁石の素材の吸着面
に電磁コイルと略同一径の球面状の磁性部材を取り付け
ても良い。

【０００７】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、制御装置によ
って上下方向移動機構を制御することにより、電磁石が
素材に接触する。そして、検出手段で検出した電磁石に
加わる圧縮力が設定値より低下しているときは素材を吊
上げる。また、電磁石に加わる圧縮力が設定値以上に増
大しているときは上下方向移動機構による電磁石の下降
制御を停止して、これ以上電磁石が素材へ押し付けられ
ることを防ぐ。

【０００８】また、複数積層された素材は、吊り上げる
毎に高さが低くなるので、上下方向移動機構による電磁
石の下降距離は異なるが、検出手段で検出された検出値
が設定値以上に増大しているときは上下方向移動機構に
よる電磁石の下降制御を停止することにより、位置セン
サ等の部品を使用しなくても上下方向移動機構による電
磁石の下降距離が最適なものとなる。

【０００９】請求項２に記載の発明によれば、制御装置
によって上下方向移動機構を制御することにより、電磁
石が素材に接触し、電磁石を通電することにより電磁石
が素材を吸着する。そして、上下方向移動機構により電
磁石を持ち上げた時に、検出手段で検出した電磁石に加
わる引張り力が設定値より低下しているときは、すなわ
ち、電磁石で１個の素材を吸着しているときは素材を吊
上げて搬送する。また、電磁石に加わる引張り力が設定
値以上に増大しているときは、すなわち、電磁石で２個
以上の素材または異なる重量の素材を吸着しているとき
は電磁石への通電を停止して、電磁石より素材を離す。
これにより、素材を１個ずつ搬送することが可能とな
る。さらに、異なる重量の素材を吊り上げる場合には、
設定手段にて設定値の設定を変更するだけで対応でき
る。

【００１０】

【実施例】

〔実施例の構成〕次に、この発明の素材吊上げ装置を図
１ないし図４に示す一実施例に基づいて説明する。図１
は素材投入装置を示した図で、図２は素材投入装置の主
要部を示した図である。

【００１１】素材投入装置１は、工場内に設置されたフ
レーム２、このフレーム２に設けられた上下方向移動機
構３、これらの上下方向移動機構３を水平方向に移動さ
せる水平方向移動機構４、鉄などの磁性材料製のワーク
（例えば自動車のディスクプレート等の加工品）５を１
個ずつ吸着する２個の電磁石６、および２個のロードセ
ル７からの電気信号に基づいて２個の電磁石６等をコン
トロールする電子制御装置８を備えている。

【００１２】フレーム２は、天井板９、底板１０等より
なり、底板１０上に複数のワーク５を自由に山積みした
パレット１１を載せている。また、底板１０上には、次
工程の加工機械（図示せず）へワーク５を搬送するシュ
ライダー、コンベア、ロボット等の搬送装置の渡し部１
２が載置されている。

【００１３】上下方向移動機構３は、図２にも示したよ
うに、油圧シリンダ１３、２個のガイド１４、保持枠１
５等から構成されている。油圧シリンダ１３は、フレー
ム２の天井板９に形成されたスリット（図示せず）を貫
通したピストンロッド１６を上下方向に変位させるもの
で、ピストンロッド１６の下端部は保持枠１５の上板１
７に連結されている。２個のガイド１４は、フレーム２
の天井板９を貫通したロッド１８を摺動自在に保持する
もので、ロッド１８の下端部はロードセル７を介してロ
ッド１９に連結されている。

【００１４】水平方向移動機構４は、図２にも示したよ
うに、フレーム２の天井板９に形成されたスリット（図
示せず）に沿って上下方向移動機構３を水平方向に移動
させるものである。この水平方向移動機構４は、プレー
ト２０を介して上下方向移動機構３に連結したエアシリ
ンダ２１、一端部がフレーム２の天井板９に支持板２２
を介して固定されたピストンロッド２３等から構成され
ている。

【００１５】２個の電磁石６は、図２および図３にも示
したように、ロッド１９の下端部に支持された非磁性材
料製の連結部２４を介して連結され、鉄等の磁性材料製
のコア２５、このコア２５の吸着面にボルト締め等の手
段で固定された球面状の鉄等の磁性部材２６、コア２５
内に巻装された円環状の電磁コイル２７等よりなる。な
お、連結部２４にはコア２５の上端面に当接する非磁性
材料製のプレート３０が取り付けられている。磁性部材
２６は、電磁コイル２７と略同一径となるように設けら
れている。電磁コイル２７は、円環筒状の樹脂製のボビ
ン２８内に保持されている。

【００１６】２個のロードセル７は、本発明の検出手段
であって、ロッド１８とロッド１９との間に設けられ、
ロッド１９から伝わる電磁石６の圧縮力および引張り力
を検出するものである。例えば電磁石６をワーク５へ押
し付けた場合には電磁石６やロッド１９に圧縮力が加わ
るので、これを−値としてロードセル７により検出す
る。また、電磁石６にワーク５を吸着させて、ワーク５
を吊り上げた場合には電磁石６やロッド１９に引張り力
が加わるので、これを＋値としてロードセル７により検
出する。なお、無負荷時はロードセル７の検出値を０に
設定する。

【００１７】なお、この実施例では、ロードセル７とし
て歪ゲージ式ロードセルを使用しているが、他に自己温
度補償形の箔歪ゲージ、薄膜歪ゲージ式ロードセル、静
電容量式ロードセル、トルクメータ、歪ゲージ式トルク
メータ、位相差検出式トルクメータ、圧力センサ、差動
変圧器圧力センサ、可変リラクタンス式圧力センサ、歪
ゲージ式圧力センサ、半導体圧力センサ、静電容量形圧
力センサ、接触圧センサ等のうちのいずれかを使用して
も良い。

【００１８】電子制御装置８は、運転スイッチ（図示せ
ず）、引張値設定スイッチ２９、ロードセル７からの電
気信号に基づいて、電磁石６の電磁コイル２７、上下方
向移動機構３の油圧シリンダ１３を駆動する駆動回路
（図示せず）および水平方向移動機構４のエアシリンダ
２１を駆動する駆動回路（図示せず）への通電および通
電の停止を制御するコンピュータである。

【００１９】なお、圧縮力の設定値Ｐａｓは予め設定さ
れているか、あるいは圧縮値設定スイッチ（図示せず）
により設定される。引張り力の設定値Ｐｂｓは引張値設
定スイッチ（本発明の設定手段）２９によりワーク５の
重量に応じて変更可能である。例えばワーク５の重量が
２kgの時に０．２、５kgの時に０．５、１０kgの時に
１．０に設定される。

【００２０】〔実施例の作用〕次に、この実施例の素材
投入装置１の作用を図１ないし図４に基づいて簡単に説
明する。ここで、図４は電子制御装置の制御プログラム
を示したフローチャートである。

【００２１】初めに、運転スイッチをオンすると、上下
方向移動機構３および水平方向移動機構４を初期位置に
設定する。すなわち、油圧シリンダ１３、２個のガイド
１４およびエアシリンダ２１を初期位置（パレット１１
の上方）に設定する（ステップＳ１）。そして、上下方
向移動機構３の油圧シリンダ１３のピストンロッド１
６、２個のガイド１４のロッド１８が最も伸長するよう
に下降させる（ステップＳ２）。

【００２２】すると、電磁石６の磁性部材２６がパレッ
ト１１内のワーク５に接触する。そして、あまりに電磁
石６とワーク５との接触圧が大きいと電磁石６等の機器
が損傷する恐れがあるため、ここでロードセル７で検出
されたロッド１９より伝わる電磁石６に加わる圧縮力Ｐ
ａが設定値（例えば１．０）Ｐａｓ以上に増大している
か否かを判断する（ステップＳ３）。このステップＳ３
の判断結果がＮｏの場合には、ステップＳ３の判断を繰
り返す。

【００２３】また、ステップＳ３の判断結果がＹｅｓの
場合には、上下方向移動機構３による電磁石６の下降制
御を停止（ＯＦＦ）する（ステップＳ４）。これによ
り、電磁石６の下降が防がれ、電磁石６をワーク５に大
きな接触圧で押し付けることによる電磁石６等の機器の
損傷を防止することができる。なお、ステップＳ２の時
に電磁石６の電磁コイル２７を通電しておいても良く、
またステップＳ４で上下方向移動機構３の駆動回路への
通電を一旦停止しても良い。

【００２４】そして、電磁石６の電磁コイル２７を通電
（ＯＮ）して、電磁コイル２７に起磁力を発生させる
（ステップＳ５）。その電磁コイル２７の起磁力によ
り、電磁石６の磁性部材２６にワーク５が吸着される。
なお、この実施例では、コア２５の吸着面に鉄等の磁性
材料製の磁性部材２６が取り付けられているので、電磁
コイル２７の外周側のコア２５の磁束密度が大きくなり
ワーク５が電磁コイル２７の外周側のコア２５にも吸着
する。

【００２５】そして、上下方向移動機構３の油圧シリン
ダ１３のピストンロッド１６、２個のガイド１４のロッ
ド１８を上昇させて、電磁石６にてワーク５を吊り上げ
る（ステップＳ６）。このとき、電磁石６の磁性部材２
６に２個以上のワーク５が吸着した場合には搬送装置側
で不都合が発生する。

【００２６】このため、ロードセル７で検出されたロッ
ド１９より伝わる電磁石６に加わる引張り力Ｐｂが設定
値（例えばワーク５の重量が２kgの時に０．２）Ｐｂｓ
以上に増大しているか否かを判断する（ステップＳ
７）。このステップＳ７の判断結果がＹｅｓの場合に
は、電磁石６の電磁コイル２７への通電を停止（ＯＦ
Ｆ）してワーク５を離して（ステップ８）、再度ワーク
５を吸着するため、ステップＳ２の処理を行う。

【００２７】また、ステップＳ７の判断結果がＮｏの場
合には、上下方向移動機構３の油圧シリンダ１３のピス
トンロッド１６、２個のガイド１４のロッド１８が上昇
点（図示の位置）まで上昇しているか否かを判断する
（ステップＳ９）。このステップＳ９の判断結果がＮｏ
の場合には、ステップＳ７の判断を行う。

【００２８】また、ステップＳ９の判断結果がＹｅｓの
場合には、水平方向移動機構４を通電する。すなわち、
エアシリンダ２１のピストンロッド２３が短縮するよう
にエアシリンダ２１を渡し部１２の上方へ移動させる
（ステップＳ１０）。そして、電磁石６の電磁コイル２
７への通電を停止（ＯＦＦ）してワーク５を渡し部１２
へ落とす（ステップ１１）。次にリターンする。

【００２９】〔実施例の効果〕以上のように、素材投入
装置１は、上下方向移動機構３により電磁石６をワーク
５に接触させた時に、ロードセル７で検出した検出値
（電磁石６に加わる圧縮力）が設定値Ｐａｓ以上に増大
しているときは上下方向移動機構３による電磁石６の下
降制御を停止している。このため、電磁石６がこれ以上
下降せず、電磁石６がワーク５にこれ以上押し付けられ
ないので、電磁石６等の機器を保護することができる。

【００３０】また、パレット１１内に自由に山積みされ
たワーク５は、吊り上げる毎にワーク５の山積み高さが
低くなるので、上下方向移動機構３による電磁石６の下
降距離は長くなるが、このようにロードセル７で検出し
た検出値が設定値Ｐａｓ以上に増大したときに上下方向
移動機構３による電磁石６の下降制御を停止することに
より、位置センサ等の部品を使用しなくても上下方向移
動機構３による電磁石６の下降距離を最適なものとする
ことができる。

【００３１】そして、上下方向移動機構３により電磁石
６を持ち上げた時に、ロードセル７で検出した検出値
（電磁石６に加わる引張り力）が設定値Ｐｂｓ以上に増
大しているとき、すなわち、電磁石６で２個以上のワー
ク５または異なる重量のワーク５を吸着しているときは
電磁石６への通電を停止して、電磁石６よりワーク５を
離すようにしている。したがって、電磁石６の各々でワ
ーク５を１個ずつ搬送することができ、且つ異なる重量
のワーク５を吊り上げることも防止することができる。
このため、ワーク５を２個以上同時に吊り上げたり、パ
レット１１を間違えてフレーム２内に置いて異なる重量
のワーク５を吊り上げたりしたときに、これらを搬送装
置へ誤って搬送することがなくなるので、誤ったワーク
５が搬送されてきたときの搬送装置側の不都合を回避す
ることができる。

【００３２】さらに、異なる重量のワーク５を吊り上げ
る場合には、引張値設定スイッチ２９にて引張り力の設
定値Ｐｂｓを変更するだけで良いため、従来の技術のよ
うに圧縮ばねを交換する必要はなく、ワーク５を吊り上
げる吊上げ作業の作業時間中に交換作業が食い込むこと
はない。また、２個の電磁石６を使用してパレット１１
内のワーク５を吊り上げているので、パレット１１内の
全てのワーク５を吊り上げるのに必要な作業時間を短縮
することができる。

【００３３】そして、コア２５の吸着面に鉄等の磁性材
料製の磁性部材２６が取り付けられているので、電磁コ
イル２７の外周側のコア２５の磁束密度が大きくなりワ
ーク５が電磁コイル２７の外周側のコア２５にも吸着す
ることにより、従来の技術よりもワーク５の吸着性能を
向上することができる。

【００３４】〔変形例〕この実施例では、水平方向移動
機構４を設けたが、水平方向移動機構４を設けなくても
良い。この実施例では、上下方向移動機構３や水平方向
移動機構４に油圧シリンダ１３やエアシリンダ２１を用
いたが、上下方向移動機構３や水平方向移動機構４に電
動モータ等のアクチュエータを用いても良い。

【００３５】この実施例では、ロードセル７の一方の検
出値が引張り力の設定値Ｐｂｓ以上に増大したら電磁石
６の電磁コイル２７への通電を共に停止したが、ロード
セル７の一方の検出値が引張り力の設定値Ｐｂｓ以上に
増大したら、対応した電磁石６の電磁コイル２７のみの
通電を停止しても良い。この実施例では、２個の電磁石
６を使用してワーク５を吊り上げるようにしたが、１個
または３個以上の電磁石６を使用してワーク５を吊り上
げるようにしても良い。

【００３６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、電磁石に加わ
る圧縮力が設定値以上に増大している時は上下方向移動
機構による電磁石の下降制御を停止しているので、これ
以上電磁石を素材に押し付けることはなく、電磁石を素
材に押し付けることによる電磁石等の機器の損傷を防止
することができる。

【００３７】また、複数山積みされた素材は、電磁石に
より吊り上げる毎に素材の山積み高さが低くなるので、
上下方向移動機構による電磁石の下降距離は長くなる
が、検出手段で検出した検出値が設定値以上に増大した
ときに上下方向移動機構による電磁石の下降制御を停止
することにより、位置センサ等の部品を使用しなくても
上下方向移動機構による電磁石の下降距離を最適なもの
とすることができる。

【００３８】請求項２に記載の発明は、電磁石に加わる
引張り力が設定値以上に増大している時は電磁石への通
電を停止して、電磁石より素材を離すことにより、１個
の電磁石に対して素材を１個ずつ吊り上げることがで
き、且つ異なる重量の素材を吊り上げることも防止する
ことができる。

【００３９】さらに、異なる重量の素材を吊り上げる場
合には、設定手段にて引張り力の設定値の設定を変更す
るだけで良いため、素材を吊り上げる吊上げ作業の作業
時間中に交換作業が食い込むことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に用いた素材投入装置を示
した概略図である。

【図２】図１の素材投入装置の主要部を示した正面図で
ある。

【図３】図１の素材投入装置の電磁石を示した断面図で
ある。

【図４】この発明の一実施例に用いた電子制御装置の制
御プログラムを示したフローチャートである。

【符号の説明】

１素材投入装置（素材吊上げ装置）３上下方向移動機構４水平方向移動機構５ワーク（素材）６電磁石７ロードセル（検出手段）８電子制御装置２６磁性部材２７電磁コイル２９引張値設定スイッチ（設定手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ６６Ｃ 13/16 Ｂ 13/46 Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通電されると磁性材料製の素材を吸着する
電磁石と、この電磁石を上下方向に移動させる上下方向
移動機構と、前記電磁石の通電、通電停止を制御すると
共に、前記上下方向移動機構の作動状態を制御する制御
装置とを備え、前記制御装置は、前記電磁石を素材に押し付けた際に前
記電磁石に加わる圧縮力を検出する検出手段を有し、この検出手段で検出した検出値が設定値以上に増大した
際、前記上下方向移動機構による電磁石の下降制御を停
止することを特徴とする素材吊上げ装置。
【請求項２】通電されると磁性材料製の素材を吸着する
電磁石と、この電磁石を上下方向に移動させる上下方向
移動機構と、前記電磁石の通電、通電停止を制御すると
共に、前記上下方向移動機構の作動状態を制御する制御
装置とを備え、前記制御装置は、前記電磁石に素材を吸着した際に前記
電磁石に加わる引張り力を検出する検出手段、および前
記電磁石に加わる引張り力の設定値を変える設定手段を
有し、前記検出手段で検出した検出値が前記設定手段で設定さ
れた設定値以上に増大した際、前記電磁石への通電を停
止することを特徴とする素材吊上げ装置。
【請求項３】請求項１または請求項２のいずれかに記載
の素材吊上げ装置において、前記電磁石は、前記素材の吸着面に電磁コイルと略同一
径の球面状の磁性部材を取り付けていることを特徴とす
る素材吊上げ装置。