整列機とは?

部品供給方法、部品供給装置のいろいろ

整列機から並んだ部品を取り出す(自動機対応編)

2017-08-31 10:13:41 | 効率アップ
先日、ウエステックの整列機で部品を並べた後、
それを取り出す方法を幾つか紹介しました。

その中に、整列治具を整列機から外さずに、
吸着やマグネットで、並んでいる部品を取り出す、
というのがありました。

て事は、自動機で取り出す事もできるんじゃないか、
とお考えの方もいらっしゃる事でしょう。

結論から申し上げると、確かにできます。

只、標準仕様の整列機そのままではダメで、
自動化に対応させる改造(追加工事)を
行わなくてはなりません。

どういう事か、と言いますと、整列機は標準仕様では、
停止位置精度が出ていないからです。

横振動式整列機の場合、振動の振幅が3mmとか5mm
ありますが、整列機が停止した時、その振幅の範囲内で、
どの位置に止まるかが分からないのです。

整列機は、モーターの回転軸に偏芯カムを連結させる事で
振動を発生させ、更にそれをリニアシャフトでガイドした
振動テーブルに連結させる事で、直線振動に変換しています。

振動テーブルが必ず左右の端の位置や、
装置の中央で止まってくれれば良いのですが、
整列機のモーターはサーボモーターや
ステッピングモーターではありませんので、
回転が終わった所が、すなわち停止位置、
になってしまいます。

制動ブレーキは付いていますが、これは回転を切った時に、
できるだけ早く駆動を止めるためのものであって、
停止位置とは関係ありません。なお、メカブレーキは
付いていません。

止まる位置が3mmとか5mmぶれて定まっていないと、
自動機ではそこから部品を取り出す事はできません。
下手をすると、隣に並んでいる部品を取ってしまい、
一番端の列の部品が取り出せずに残ってしまう、
なんて事にもなりかねません。

整列機は元々、整列治具のセットや取り出し、
並んだ部品の取り出しなどを人が行う想定で
設計されているからです。

では自動機に対応させるにはどうするか。

振動が停止した後、原始的な方法ですが、
振動テーブルをエアシリンダーで押して、
反対側に寄り切った位置で止めるようにします。

実際には偏芯カム自体を押すわけではありませんが、
説明しやすいので、偏芯カムで図示しますと、
このようになります。



寄り切ったかどうかは、位置センサーで
検知します。

但し、原始的な方法であるが故に、
幾つか注意点も有ります。

偏芯カムの偏芯位置が、エアシリンダーに対して
ちょうど真逆の位置に運悪く有ると、
押しても動きません。



センサーからも、寄り切れていないとの
信号が返って来ます。

しかしご心配なく。整列機が止まった直後に、
緩い振動で偏芯カムを回転させ、偏芯位置を
ずらすモードを用意しています。

この緩い振動の後、再度シリンダーで押せば、
よほど運が悪くない限り、寄り切りが完了します。

万が一また寄り切れなくても、その信号が返って
来ますので、寄り切れるまで緩い振動を繰り返します。

なお、当然ですが、緩い振動を発生させている間は、
エアシリンダーは待避させておかなければなりません。

さて、振動方向の位置は、これで出ましたが、
揺動方向はどうでしょうか?

整列機は、整列動作が終わった後、揺動していた
振動テーブルが水平に戻って停止します。

その角度のズレがどのくらいかという事ですが、
ズレの範囲は、±1°です。

角度の検出はロータリーエンコーダーで
行なっていますが、分解能は1°あたり2パルスです。

つまり、水平状態から2パルス以上検出して、
はじめて傾きが1°と表示されます。2パルス目が
検出されるギリギリ手前ですと、ほとんど1°
なわけですが、表示上は0°のままです。

よって、水平(0°)であっても、ほぼ1°に近い
場合もある事から、停止角度の精度は±1°
という事になります。

こちらは拾い上げる自動機側の方で対応して戴く
しかありません。

エア機器メーカーから、コンプライアンス
モジュールという、横方向のズレを±1mm程度、
角度方向のズレを±2.5°程度、吸収してくれる
機器が販売されていますので、これを吸着ヘッドの
根元に付けるなどして、対応して下さい。

ちなみに、コンプライアンスモジュールは、
ズレた位置でロックする機能を持っていますので、
その状態を保持できます。

なお、振動方向のエアシリンダー押し付け改造は、
ウエステックで対応可能ですが、
整列機のコントローラの方は、
外部からの入力で、起動・停止・一旦停止・
整列プログラムの切り換えなどが標準仕様のまま
できるようになっています。

また、整列機からは、運転中・動作完了・異常などの
信号を取り出せるように、これも標準仕様で
なっています。

これらを組み合わせて、シーケンス回路を組めば、
並んでいる部品を整列機から取り出したり、
整列機に部品を補充したりといったところを
自動化できます。

但し、部品の多数個同時取り出しの自動化は
難しい場合が多いので、細心の注意が必要です。
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頭の良い人は、分かっていない人に説明するのが下手

2017-08-30 10:37:19 | 効率アップ
コーヒータイム(与太話)

先日、友人が頭の体操のような或る記事を読んでいて、
種明かしまで読んでも、分からないと言っていました。

確かに、この解説じゃ分からないだろうなあ、
と思い、私が補足して解説する事にしました。

まずはその問題です。3つの箱が有って、
その内の1つに景品が入っています。

その箱を用意した出題者は、当然どの箱に
景品が入っているか知っています。

解答者は3つの中から1つだけ選びます。

その時点で、出題者が残った2つの内、
空箱の方を開けて見せて、「残った箱と
交換しても良いけど、どうする?」
と聞きます。

さて、箱を交換した方が良いか?否か?

正解は、交換した方が良い!なのですが、
その理由を理解できない人が多いようです。

大部分の人は、出題者が空箱を開けた時点で、
抽選がリセットされ、2つの箱から1つを選ぶ
状況に変わった。

交換してもしなくても、確率は1/2だ、
と考えます。

しかし、実はこれ、間違いなんですね。
1/2じゃないんですよ。

それについて、記事を書いた人は、
例え話まで挙げて理由を解説していますが、
これが分かりにくい。。。

記事を書いた人は、「解答者は1つの箱を選び、
出題者は残りの2つの箱を選んだ、と考えると
分かりやすい」と言っています。

解答者が1つの箱を選んだ時点で、
解答者が当たりの箱を持っている確率は1/3。
出題者が当たりの箱を持っている確率は2/3。

出題者がそこで箱を開けても、
出題者は3つの内の2つの箱を持っている
状況には変わりがない。

だから、出題者が持っている箱の方が、
当たる確率が2/3のままなわけだから、
交換した方が良いのだと。

え?でも空箱を開けた時点で、2つの内の
1つを選べば良い状況に変わったはずだよね?
これって二者択一だよね?確率は1/2だよね?
と友人は悩みます。

なので、ここからは私が友人にした解説です。

最初に解答者が選んだ箱は、当たる確率が
1/3の時の物だった。

その時に出題者が持っている箱の方は、
当たる確率が2/3。

出題者が空箱を開けて見せても、
解答者が手元に持っている箱は、
当たる確率が1/3の時に選んだ物である事に
変わりがない。

よって、出題者が持っているもう1つの箱と
交換してもらった方が、当たる確率が高い。

そう解説してくれれば良いのですが、
頭の良い人は、自身がそこまで噛み砕かなくても
理解できてしまうものだから、人に説明するのが
苦手な人が結構います。

この問題って、結構有名な話なので、
聞いた事のある人も多いかも知れません。

分かりやすい例が、箱を100個にし、
空箱を99個にした時です。

100個の内から最初に選んだ1個が当たる
確率は1/100。

その箱に景品が入っていると思いますか?
100個の内から選んだ1個なのに。

出題者が持っている箱のどれかに景品が
入っている確率は99/100。

ここで出題者は、空箱をどんどん
開けて行ってくれるわけです。
残り1個になるまで。

当然交換してもらった方が良いわけです。
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整列機から並んだ部品を取り出す

2017-08-29 10:01:04 | 効率アップ
ウエステックの整列機で部品を並べた後、
当然ですが、整列機に並んだままにしておく
わけではなく、並んだ部品を取り出す
必要があります。

取り出し方にもいろいろあります。

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まず、整列治具ごと整列機から取り出す方法。

次の工程でも、整列治具上での作業が続く場合は、
部品が並んだまま取り出した方が当然良いです。

整列治具上で、他の部品を上に乗せたり、
圧入したり、レーザーマーカーで刻印したり、
といった作業をそのまま行えるケースが有ります。

但し、整列治具を次の工程で使っている間は、
整列機の方が止まってしまいますので、
その作業を行なっている間の時間を活用して、
同じ部品、もしくは別の部品を並べておいた方が、
効率が上がります。

整列治具が複数枚必要になってしまいますが、
逆に言えば、整列治具を増やすだけで整列機の
能力を上げられますので、作業スペースの
レイアウトをうまく考えれば、整列機の導入台数を
減らせる場合もあります。

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次に、整列治具を整列機から一旦取り出して、
他の治具に移す方法。

例えば整列治具には、希望の姿勢とは上下逆に
並んでいる、もしくは90°違う向きで並んでいるなど、
そのままの姿勢では次の工程に持って行けない場合、
他の治具に上下逆になるように引っ繰り返したり、
もしくは90°起こしながら移し替えたり、
といったやり方をします。

部品の向きを変えながら移し替える方法も、
以前のブログで紹介しています。

「並べたい向きと違うんだけど?」って言われても・・・。

整列させた後に、その部品の向きを変える

治具を使って部品の向きを変える実例

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更には、整列機から整列治具を外さずに、
並んでいる部品だけを吸着治具やマグネットで
取り出すという方法も有ります。

整列治具に並んでいる向きのまま、
SUS製やカーボン製の治具に移し替えたり
する場合に、よくやる方法です。

SUS製の治具は重く、カーボン製の治具は脆いため、
それを整列機にセットして直接部品を並べるのは
現実的ではありません(穴形状も、部品が並びやすい
形や寸法になっていません)。

また、整列治具と同じ材質で、次工程用に若干
寸法を変えた治具に、整列治具から移し替える
場合もあります。

整列治具は整列に特化した治具ですので、
仮に次の工程でも使える向きに並んでいるとしても、
部品と整列穴のクリアランスが大き過ぎたり、
穴が深過ぎたり、穴の入口の面取りのせいで、
上に乗せる部品がズレやすかったり、
といった事が起こります。

さて、吸着治具は、整列治具上に並んでいる部品を
多数個同時に吸い上げますが、簡単そうに見えて、
意外と難しい事が多いです。

部品だけに吸着力が働くようにしないと、
整列治具ごと吸引してしまい、離れなくなります。
無理に離そうとすると、部品ごと落ちてしまいます。

また、マグネットを使う場合ですが、
こちらも意外と難しいです。

電磁石にしてしまうと、治具が高価になり、
重くもなります。電線を引っ張って来なければ
ならないというのもうっとうしいです。

ですので、通常は永久磁石を使います。
永久磁石と部品の間に1枚板を挟み込む格好にし、
ハンドルを引くといった動作をすると、
磁石と部品の距離が離れるようにして、
部品をリリースする、という構造です。

最近はネオジム磁石といった強い磁力を持つ物が、
昔より遙かに安価に入手できるようになりましたので、
板越しでも充分な磁力を発揮します。

只、これも実験が要るほど、難しい場合があります。
部品を磁石で吸い付けた瞬間、90°倒れたり
といった事はよく起きます。

部品が磁性体である場合、磁石の磁力が届く範囲内で、
体積が大きい部分に対して、より強い磁力が働きます。
その部分が部品の側面に有ったりすると、
そこを引き寄せようとする力が働くため、
90°倒れようとするのです。

また、部品が単一材質ではなく、内部に磁性体が有る場合、
それを覆っている非磁性体の部品の薄い部分が、
最も磁性体と外部との距離が短いため、磁石はそこを
強力に引き付けようとします。
下手をすると、部品が180°回ってしまう事すらあります。

また、吸い付けた部品は、一時的に磁化されますが、
隣にある部品どうしがお互いにくっつこうとして、
部品が倒れてしまう事もあります。

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整列以外でも、実験しないとうまく行くかどうか
分からない事が多いため、確認実験を行なってから、
本番用治具を作るのが無難です。
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スマホのカメラ

2017-08-25 13:08:26 | 効率アップ
コーヒータイム(余談)

ガラケーの頃から、携帯電話にはカメラが
付いていましたが、最近のスマホのカメラは、
非常に綺麗に写ります。

パッと見た目、コンパクトタイプのデジカメと
遜色ないようにさえ見えます。

これではコンパクトデジカメの出番が無くなるのは
当たり前ですね。わざわざ荷物を増やしてまで、
コンパクトデジカメを持ち歩く必要性が
感じられないからです。

タブレットだと、撮った写真をそのまま
7インチや10インチの画面で表示できます。
人に見せると、綺麗だと感心されます。

しかし、よく考えると、コンパクトタイプの
デジカメを例に取っても、あれだけの大きさのレンズと
センサーを持ったデジカメが、スマホやタブレットの
小さなカメラユニットに全て収まっているというのは、
不思議だと思いませんか?

充分な光を通し、それを充分な大きさを持った
センサー(CCDやCMOS)で受け止めて、
はじめて綺麗な写真を産み出せるはずです。

取り込む光が足りないので、小さなレンズを通しては、
そもそも情報量が足りません。

小さなセンサーで受け止めると、画面も小さくなりますので、
引き延ばす必要がありますが、その時にノイズが乗ったり、
細部が潰れてしまったりします。

昔、今のスマホやタブレットに搭載されていたくらいの
大きさのデジカメも有りましたが、撮影した写真を
パソコンの画面上で見ると、ノイズだらけで
それは酷いものでした。

光学的には、スマホのカメラとコンパクトデジカメの差は
歴然としています。では何故綺麗に写るのでしょうか?

これは画像処理エンジンの力が大きく影響しています。
それらしく見せる技術が大幅に向上したのです。

情報が足りない場合は、隣接する部分の画像情報を参考に、
補間処理を施すのです。ノイズが乗っていれば、
それを消し、やはり補間処理で塗り潰します。

単純に塗り潰すだけではなく、色調が徐々に変化して
いる部分であれば、グラデーションを効かせ、
補間処理した部分には、隣接する部分との中間の濃度を
配置し、階調を再現します。

処理速度も速くなっていますから、
これらの補正処理を、メモリカードに
書き込む僅かな時間内でやってしまいます。

補正した写真であっても、人間の目は、そこまでの差を
見分ける事は難しいです。見た瞬間、綺麗だな、
と感じるレベルに仕上がっています。

更に、鮮やかな色をした被写体だと、彩度を上げた方が
より綺麗に見えるため、自動的にそういう処理を施す
機能もあるようです。下手をすると、現物よりも鮮やか
だったりします。

人は、現物よりも悪く見える写真には眉をひそめますが、
良く見える写真には文句を言いません。自動補正された
画像であっても、です。

しかし、よくよく観察すると、アラが見えて来ます。
階調が不自然だったり、細かいパーツの部分の詳細が
分からなかったり、少しノイズが残っていたりします。

場合によっては、僅かですがゆがみのようなものが
見受けられる事もあります。

しかし、撮影そのものが目的ではなく撮られた写真は、
そこまでしげしげと見られませんので、これはこれで
良いという考え方もあります。

参考までに、補正の限界が現れやすいシチュエーションを
幾つか挙げます。

曇天で桜の写真を撮ろうとすると、スマホのカメラでは
よく写りません。桜は高い位置に花があるため、
嫌でも花と空が一緒に画面に入って来ます。

花を明るくしようとすると、空も明るくしなければ
なりませんが、空が真っ白になってしまいます。

真っ白な空は不自然過ぎますので、明るさを抑えざるを
得ません。すると、肝心の花が暗くなります。

桜のような淡い色の花は、曇天の空の色と同化しやすく、
補正を難しくしています。

試しに、目線より低い場所にある桜の花を
スマホのカメラで撮ると、曇天でも綺麗に写ります。

また、洞窟の中など、光の絶対量が足りない場所でも、
スマホのカメラではよく写りません。

関東地方が猛暑に見舞われていた頃、涼を取る意味もあって、
栃木県の大谷石採掘場跡(中は涼しい)に行ったのですが、
その中は、スマホのカメラではダメでしたね。

地下ですので、全体的に暗く、所々に照明が置いてあるので、
明るい部分と暗い部分の差が激し過ぎるのです。

また、地下水の影響からか、中はかなり湿った感じがし、
壁面が濡れている所も有るのですが、それが写りません。

外から光が漏れている所では、中の水蒸気が光に照らされて
白い霧のようになって見え、幻想的な光景でしたが、
これもスマホのカメラでは全く話になりません。
光が漏れている所は単純に白く、周りの穴は単純に黒く
写ります。

実際に行った人が記念に撮る分には良いですが、
行っていない人にスマホの写真を見せようとすると、
現場の雰囲気とかなり違う事に戸惑うはずです。

なので、写真を撮るのが目的の人は、一眼レフタイプの
デジカメを持ち歩くのです。最近は女性でも
首にぶら下げているのをよく見掛けます。

しかし、コンパクトタイプのデジカメでも、
曇天の桜や洞窟の中では、設定次第で
それなりの性能を発揮しますので、
眠っているコンパクトデジカメが有れば、
そんな時に使ってあげて下さい。
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ロータリー振動機

2017-08-23 11:10:25 | 効率アップ
ウエステックの製品の中に、
ロータリー振動機という物が有ります。
ロータリー式整列機ではありません。
整列させるための機械ではないのです。

ロータリー式整列機から、揺動機構を
取り除いた物です。



かつ、コントローラで制御するのではなく、
本体に起動スイッチと振動ボリューム、
そして振動時間を設定するタイマーしか
付いていません。

起動させると、水平のまま、
ボリューム設定された振動数で
回転振動をして、タイマーの設定時間で
止まるだけです。

それだけ?何に使うの?
と言われそうですが、結構使い道が有ります。

部品が出荷トレーの穴の中に1個ずつ入っては
いるものの、向きがバラバラ、という事は
結構あります。



これは、トレーの穴が、向きを揃えられる穴形状に
なっていないためです。
他の部品でも使えるように、トレーを共通化して
しまっていたり、
運送中の損傷を防ぐため、取り敢えず部品が1個ずつ
仕切られていれば良い、といった場合です。

しかし、部品をトレーから取り出して使う時は、
向きが揃っていなくては困る場合が大半です。



そんな時に、ロータリー振動機の出番です。

トレーのままですと、向きを揃えられないため、
向きが揃うような治具に一旦これを移し替え、
それをロータリー振動機に掛けると、
向きを揃えられます。



また、整列機の補助的な使い方もできます。

以前のブログで、ウエステックのユーザーが
持っている整列機は、横振動タイプが9割以上、
という話をしました。

そこで、横振動タイプの整列機しか持っていない
ユーザーが、回転方向の向きを揃えたい場合に、
ロータリー振動機の登場です。

横振動タイプの整列機で、取り敢えず整列穴に
部品を1個ずつ入れてしまいます。この時点では、
回転方向の向きは揃っていません。

その状態の整列治具を、ロータリー振動機に乗せ換え、
ロータリー振動機で向きを揃えるのです。

ロータリー式整列機を買って戴ければ、
一度で済む作業ですが、ロータリー振動機は
ロータリー式整列機の半値ほどの価格ですので、
コストを抑えられます。

あと、ロータリー振動機はネジ締めにも使えます。

わかりやすい例で言いますと、ボルトとナットです。
まずボルトとナットを、同じ整列ピッチで同じ数を
並べます。

その後、ナットの整列治具の上に、ボルトを重ねて置き、
ロータリー振動機に掛けると、ボルトがナットに
ねじ込まれて行きます。



ボルトとナットを例えば100個ずつ並べておけば、
100個いっぺんにネジ締めできる事になります。

ロータリー振動機は逆回転も出来ますので、
逆ネジにも対応できます。

また、ナット以外の、メネジのタップ穴が切ってある
部品であれば、もちろん対応可能です。

その部品に、メネジが例えば4ヶ所あっても、
その同じ位置にボルトを並べ、ロータリー振動機に
掛ければ良いわけです。

なお、この場合のネジ締めは、あくまでも
ボルトの自重を利用したものですので、
締め付ける場合は、最後に増し締めが必要です。

補足ですが、ロータリー振動機をネジ締めに使う時、
ボルト(オネジ)がナット(メネジ)を貫通して
裏側に飛び出す場合は、トグルクランプなどを使って、
整列治具を上から押さえ付けておく必要があります。



オネジの飛び出した部分が、整列治具を持ち上げて
しまうためです。ネジジャッキと同じ原理です。
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