在線硬度檢測裝置、在線硬度檢測方法以及機械手的製作方法
2023-05-13 11:23:56
在線硬度檢測裝置、在線硬度檢測方法以及機械手的製作方法
【專利摘要】本發明提供能夠在生產線中途以非破壞的方式對工件的硬度進行全數檢查的在線硬度檢測裝置、在線硬度檢測方法以及機械手；本發明的在線硬度檢測裝置具備：具有對工件硬度進行檢測的硬度檢測部的機械手，構成生產線的一部分並將作為被檢測對象的工件向機械手輸送的工件輸送部，以及，對被工件輸送部輸送的工件實施由機械手進行的硬度檢測的控制部。
【專利說明】在線硬度檢測裝置、在線硬度檢測方法以及機械手
【技術領域】
[0001]本發明涉及在線硬度檢測裝置(in-line hardness inspection device)、在線硬度檢測方法以及機械手。
【背景技術】
[0002]產品等的硬度檢測，是通過從產品上切下試樣，並對該試樣施加試驗載荷後測量壓痕的深度或大小從而進行評價(例如，參照專利文獻I)。另外，這種硬度檢測需要配備專屬的檢測人員並由人類進行檢測。
[0003]【現有技術文獻】
[0004]【專利文獻】
[0005]專利文獻1:日本公報、特開2000-146794號
【發明內容】
[0006]上述的硬度檢測由於是切下試樣而進行使用的破壞檢查，因此不可能對產品進行全數檢查。
[0007]本發明是在上述背景下進行的，其目的在於提供一種能夠在生產線中途以非破壞(無損)的方式對工件的硬度進行全`數檢查的在線硬度檢測裝置、在線硬度檢測方法以及機械手。
[0008]本發明的一個觀點是作為在線硬度檢測裝置的觀點。本發明的在線硬度檢測裝置具備:機械手，其具有對工件的硬度進行檢測的硬度檢測部；工件輸送部，其構成生產線的一部分並將作為被檢測對象的工件向機械手輸送；以及控制部，其對被工件輸送部輸送的工件實施由機械手進行的硬度檢測。
[0009]機械手可以具有把持工件的把持部和使上述把持部在把持有上述工件的狀態下進行移動或轉動的臂部；硬度檢測部設置在把持部上並能夠對把持部所把持的工件進行硬度檢測。
[0010]例如，硬度檢測部可以具有洛氏硬度檢測部。
[0011]本發明的另一觀點是作為在線硬度檢測方法的觀點。在本發明的在線硬度檢測方法中，構成生產線的一部分的工件輸送部將作為被檢測對象的工件進行輸送，機械手對被工件輸送部輸送的工件實施硬度檢測，其中，機械手是具有對工件硬度進行檢測的硬度檢測部的機械手，且與工件輸送部相鄰配置。
[0012]在該在線硬度檢測方法中，機械手具有把持工件的把持部和使把持部在把持有工件的狀態下進行移動或轉動的臂部，硬度檢測部設置在把持部上並能夠對把持部所把持的工件進行硬度檢測。
[0013]本發明的另一其他觀點是作為機械手的觀點。本發明的機械手與構成生產線的一部分並將作為被檢測對象的工件進行輸送的工件輸送部相鄰配置，並且對被工件輸送部輸送的工件實施硬度檢測，該機械手具有對工件的硬度進行檢測的硬度檢測部。[0014]該機械手具有把持工件的把持部和使把持部在把持有工件的狀態下進行移動或轉動的臂部，硬度檢測部設置在把持部上並能夠對把持部所把持的工件進行硬度檢測。
[0015](發明效果)
[0016]根據本發明，能夠在生產線中途以非破壞(無損)的方式對工件的硬度進行全數檢查。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明實施方式的在線硬度檢測裝置的整體結構圖。
[0018]圖2是本發明第一實施方式的機械手的整體結構圖。
[0019]圖3是將圖2的把持部放大進行表示的圖。
[0020]圖4是表示從側面觀察圖3的把持部時的狀態的圖。
[0021]圖5是對圖2的機械手把持有工件的狀態進行表不的圖。
[0022]圖6是對圖5中把持有工件的機械手為了進行硬度檢測而使壓頭下降的情況進行表示的圖。
[0023]圖7是對本發明第一實施方式的機械手中根據硬度檢測進行工件分選工序的生產線進行表示的圖。
[0024]圖8是表示本發明第一實施方式的機械手中根據硬度檢測進行的工件分選工序的流程圖。
[0025]圖9是對本發明第二實施方式的把持部進行表示的圖。
[0026]圖10是表示從側面觀察圖9的把持部的硬度檢測部時的狀態的圖。
[0027](符號說明)
[0028]I…在線硬度檢測裝置
[0029]2…機械手
[0030]3…傳送帶(工件輸送部)
[0031]4…控制裝置(控制部)
[0032]5、5A …工件
[0033]20、20A…把持部
[0034]21…臂部
[0035]23、23A…硬度檢測部(洛氏硬度檢測部)
【具體實施方式】
[0036]參照圖1?圖10，對本發明實施方式的在線硬度檢測裝置I和機械手2進行說明。
[0037](關於在線硬度檢測裝置I的概要)
[0038]如圖1所示，在線硬度檢測裝置I構成為具有:機械手2、構成生產線的一部分的傳送帶3 (權利要求中所述的工件輸送部)、以及控制裝置4 (權利要求中所述的控制部)。由此，機械手2能夠以非破壞(無損)的方式自動地對在傳送帶3上輸送的所有工件5實施硬度檢測。
[0039](關於機械手2的概要)
[0040]如圖2所示，第一實施方式的機械手2構成為具有把持部20、臂部21、以及主體部22。把持部20的一部分上設有硬度檢測部23(權利要求中所述的洛氏硬度檢測部)。在把持部20把持著工件5的期間，硬度檢測部23能夠對工件5的硬度進行檢測。在第一實施方式中，硬度檢測部23具有扁平型的夾持底座部35，並實施洛氏硬度試驗。
[0041]第二實施方式的機械手(整體結構與機械手2相同，故省略圖示)，如圖9所示，硬度檢測部23A(權利要求中所述的洛氏硬度檢測部)具有「L」字形的夾持底座部35A，並實施洛氏硬度試驗。
[0042](關於機械手2的結構)
[0043]參照圖2?圖8，對機械手2的結構進行說明。
[0044]如圖2所示，機械手2構成為具有把持部20、臂部21、以及主體部22。臂部21由第一臂21a、關節部21b、以及第二臂21c構成。把持部20安裝在第一臂21a的、與關節部21b為相反側的一端上。第一臂21a能夠利用關節部21b使把持部20向上下方向移動，並且能夠改變把持部20相對於工件5的角度。進而，第二臂21c的偏靠主體部22的另一端被安裝在主體部22上，通過主體部22，第二臂21c能夠向前後左右方向移動，並且能夠以主體部22為中心進行轉動。由此，位於第二臂21c —端的關節部21b也能夠向前後左右方向移動，並且能夠以主體部22為中心進行轉動。
[0045]進而，把持部20的一部分上設有硬度檢測部23。另外，圖4是表示從側面觀察圖3的把持部20時的狀態的圖。把持部20的硬度檢測部23具有壓頭驅動部30、壓頭保持部31、探針安裝部32、探針33、壓頭34、以及夾持底座部35。為了實施洛氏硬度測驗，壓頭34可以使用前端半徑為0.2mm(毫米)且錐角為120度的金剛石圓錐、或1/16英寸的鋼球。
[0046]另外，壓頭驅動部30設有供壓頭保持部31移動用的槽36。進而，作為把持部20本身的結構，具有手部40、手驅動部41。另外，手驅動部41的內部機構與通用的工業機械手所具有的內部機構相同，因此省略圖示及說明。
[0047](關於機械手2的動作)
[0048]如圖5所示，機械手2能夠利用手部40來把持工件5。在此，在對工件5實施硬度檢測時，如圖6所示使壓頭保持部31向工件5的方向移動。由此，探針33的前端所設置的壓頭34與工件5抵接並實施後述的規定硬度檢測次序，由此能夠對工件5的硬度進行檢測。
[0049]此時，優選下述情況:在把持部20的手部40將工件5把持之後，把持部20將工件5保持水平，且在工件5的把持狀態穩定了之後再對工件5的硬度進行檢測。但是，由於機械手2的特徵是:在無法使工件5水平的情況下無論是何種角度都能夠實施硬度檢測，因此將工件5保持水平並不是必須的必要條件。
[0050]機械手2是實施洛氏硬度試驗的裝置，該硬度檢測次序如下所示。
[0051](I).機械手2利用壓頭34對工件5的表面施加10kgf(千克力)，來作為基本載荷。
[0052](2).機械手2設定「 100 (壓頭34為金剛石壓頭時)」或「 130 (壓頭34為鋼球壓頭時)」，來作為初始值a。
[0053](3).機械手2利用壓頭34對工件5的表面施加150kgf (壓頭34為金剛石壓頭時)或IOOkgf (壓頭34為鋼球壓頭時)，來作為試驗載荷。
[0054](4).機械手2將試驗載荷(150kgf或IOOkgf)恢復至最初的基本載荷(IOkgf)。[0055](5).機械手2取得該狀態下的測量值，作為工件5由於試驗載荷而發生了塑性變形時的壓痕深度的值h (mm)。
[0056](6).機械手2根據上述a(100或130)、h的值和規定的常數b( = 500)，以算式HRC= 100-500Xh、或算式HRB = 130_500Xh計算出洛氏硬度HRC(壓頭34為金剛石壓頭時)、或HRB (壓頭34為鋼球壓頭時)。
[0057]機械手2根據來自外部的檢測指示執行以上次序，並且將計算出的檢測結果輸出至外部。
[0058](關於效果)
[0059]根據機械手2，能夠在機械手2把持工件5並使工件5移動的過程中對工件5的硬度進行檢測。由此能夠謀求硬度檢測的自動化。
[0060]另外，在現有的硬度檢測中，對從檢測對象切下的試樣，只能在水平放置的規定檢測臺上進行檢測。相對於此，根據機械手2，能夠以各種角度將壓頭34直接推壓到檢測對象上而對檢測對象的硬度進行檢測。通過這樣，能夠節省從檢測對象上切下試樣的工夫，並且也不需要為了切下試樣而破壞檢測對象。即，能夠以非破壞(無損)的方式對工件5實施硬度檢測。因此，能夠對在傳送帶3上輸送的所有工件5以非破壞(無損)的方式實施硬度檢測。
[0061](關於在線硬度檢測裝置I)
[0062]如以上所說明，機械手2能夠一邊把持工件5 —邊對工件5的硬度進行檢測。如圖7所示，通過使這種機械手2與生產線上的傳送帶3相鄰配置，能夠構成自動地對在傳送帶3上輸送的所有工件5實施硬度檢測的在線硬度檢測裝置I。除此之外，在線硬度檢測裝置I也能夠實施例如以下所說明的根據硬度進行的工件5的分選工序。另外，該分選工序是由生產線上的控制裝置4進行控制。
[0063]另外，圖8中的從「開始」至「結束」的處理為一個周期的處理，在生產線的運轉中重複執行該處理。
[0064]開始:當控制裝置4起動包括機械手2和傳送帶3在內的生產線時，進入步驟SI的程序。
[0065]步驟S1:當控制裝置4指示機械手2把持多個工件5中的任意一個工件時，進入步驟S2的程序。
[0066]步驟S2:控制裝置4指示機械手2按照上述(I)?(6)的次序實施硬度檢測，並進入步驟S3的程序。
[0067]步驟S3:控制裝置4判斷機械手2檢測出的硬度是否正確。當判斷為硬度正確時，程序進入步驟S4。另一方面，當判斷為硬度有誤時，程序進入步驟S5。
[0068]步驟S4:控制裝置4指示機械手2使工件5向下一個加工工序移動，並結束一個周期的處理(「結束」)。
[0069]步驟S5:當控制裝置4指示機械手2使工件5返回原來的位置並使機械手2把持其他的工件5時，返回步驟SI的程序。
[0070](關於效果)
[0071]由此，通過與生產線上的傳送帶3相鄰配置的機械手2，能夠在輸送工件5的同時以非破壞(無損)的方式自動地對工件5實施硬度檢測。[0072](關於第二實施方式的機械手)
[0073]參照圖9和圖10對第二實施方式的機械手進行說明。另外，第二實施方式的機械手中僅硬度檢測部23A的夾持底座部35A與機械手2不同，整體結構與圖2所示的機械手2相同，因此省略整體結構的圖示。
[0074]圖10是表示從側面觀察圖9的硬度檢測部23A時的狀態的圖。如圖9和圖10所示，機械手的把持部20A具有硬度檢測部23A。硬度檢測部23A在具有「L」字形的夾持底座部35A這一點上與第一實施方式的硬度檢測部23不同。
[0075](關於效果)
[0076]根據第二實施方式的機械手，能夠自動且高效地對「 口 」字形工件5A等那樣的具有凹凸的構造物進行硬度檢測。
[0077](關於其他的實施方式)
[0078]本發明的實施方式只要不脫離其主旨，便能夠進行各種變更。在上述實施方式中對實施洛氏硬度試驗的例子進行了說明，但是，通過適當地變更硬度檢測部的構成或壓頭的種類等，也能夠適用於其他的硬度試驗(例如維氏硬度試驗、布氏硬度試驗)。或者，也可以具有能夠對應多種不同硬度試驗的構成並根據需要切換試驗方法。
[0079]另外，在圖7的生產線的例子中對由機械手2進行的工件5的分選工序進行了說明，但是並不限於分選工序，只要在生產線中途需要進行工件5的硬度試驗，便能夠適用機械手2。例如，也能夠適用於將多個工件5根據硬度分配到多個不同的下一工序的任意一個工序中等。進而，在工件5的工件結束並在發貨前的硬度檢測中適用機械手2的情況下，能夠在向運輸車輛等裝載工件5的工序中同時實施硬度檢測。通過這樣，能夠謀求發貨工序的自動化和效率化。
[0080]另外，在上述實施方式中，對下述例子、即利用把持部20、20A的一部分上所設置的硬度檢測部23、23A對把持部20、20A所把持的工件5實施硬度檢測的例子進行了說明。相對於此，作為其他的例子，也可以對在傳送帶3上傳送的工件5的硬度檢測部位按照下述方式檢測硬度:即，在將工件5保持放置在傳送帶3上的狀態下，利用硬度檢測部23、23A夾持工件5的硬度檢測部位來檢測硬度，而不是把持住工件5進行檢測。該情況下，機械手也可以不設置把持部20、20A,而僅設置硬度檢測部23、23A。
【權利要求】
1.一種在線硬度檢測裝置，其特徵在於，具備: 機械手，其具有對工件的硬度進行檢測的硬度檢測部； 工件輸送部，其構成生產線的一部分，並將作為被檢測對象的工件向所述機械手輸送；以及， 控制部，其對被所述工件輸送部輸送的所述工件實施由所述機械手進行的硬度檢測。
2.如權利要求1所述的在線硬度檢測裝置，其特徵在於， 所述機械手具有:把持工件的把持部、和使所述把持部在把持有所述工件的狀態下進行移動或轉動的臂部； 所述硬度檢測部設置在所述把持部上，並對所述把持部所把持的所述工件進行硬度檢測。
3.如權利要求1所述的在線硬度檢測裝置，其特徵在於，所述硬度檢測部具有洛氏硬度檢測部。
4.如權利要求2所述的在線硬度檢測裝置，其特徵在於，所述硬度檢測部具有洛氏硬度檢測部。
5.一種在線硬度檢測方法，其特徵在於， 構成生產線的一部分的工件輸送部將作為被檢測對象的工件進行輸送； 機械手對由所述工件輸送部輸送的所述工件實施硬度檢測，其中，所述機械手是具有對所述工件的硬度進行檢測的硬度檢測部的機械手，且與所述工件輸送部相鄰配置。
6.如權利要求5所述的在線硬度檢測方法，其特徵在於， 所述機械手具有:把持工件的把持部、和使所述把持部在把持有所述工件的狀態下進行移動或轉動的臂部； 所述硬度檢測部設置在所述把持部上，並對所述把持部所把持的所述工件進行硬度檢測。
7.一種機械手，其與構成生產線的一部分並將作為被檢測對象的工件進行輸送的工件輸送部相鄰配置，並且對被所述工件輸送部輸送的所述工件實施硬度檢測，所述機械手的特徵在於， 所述機械手具有對所述工件的硬度進行檢測的硬度檢測部。
8.如權利要求7所述的機械手，其特徵在於， 具備:把持工件的把持部、和使所述把持部在把持有所述工件的狀態下進行移動或轉動的臂部； 所述硬度檢測部設置在所述把持部上，並對所述把持部所把持的所述工件進行硬度檢測。
【文檔編號】G01N3/40GK103430005SQ201280013728
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年3月29日 優先權日:2011年3月30日
【發明者】岡田裕介, 福田浩史, 馬込英明 申請人:日野自動車株式會社