JP7817062B2 - Cutting edge inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、刃先検査装置に関する。 The present invention relates to a cutting edge inspection device.
従来、金属板等の切断対象物を切断する略円形の刃物の外周に沿って延びる刃先を検査する際には、作業員が刃物の刃先を刃物の全周にわたって触り、触感により刃先の摩耗の度合いや刃先における欠損部位の有無を検査する手法が採用されている。しかしながら、この手法において、摩耗の度合いや欠損部位の有無を精度よく検査するには、作業員に高い練度が要求される。また、作業員の練度の差異等によって、検査結果が異なる可能性がある。 Conventionally, when inspecting the cutting edge of a roughly circular blade used to cut a workpiece such as a metal plate, an operator touches the entire circumference of the blade to inspect the degree of wear on the cutting edge and the presence of any missing parts. However, this method requires highly skilled operators to accurately inspect the degree of wear and the presence of any missing parts. Furthermore, there is a risk that inspection results will vary depending on the operator's level of skill.
また、刃物の刃先を自動で検査する装置としては、たとえば特許文献1に記載の技術が提案されている。特許文献1に記載の刃先検査装置では、直線状に延びる刃先に対して光を照射す光源を、刃先の長さ方向と直交する方向に移動させることにより、刃先の状態を検知する。 Furthermore, technology has been proposed for devices that automatically inspect the cutting edge of blades, such as that described in Patent Document 1. The cutting edge inspection device described in Patent Document 1 detects the condition of the cutting edge by moving a light source that irradiates light onto the linearly extending cutting edge in a direction perpendicular to the length of the cutting edge.
しかしながら、特許文献1に記載の刃先検査装置では、刃先の長さ方向と直交する方向に光源を移動させる必要があるため、刃先検査装置の構成が複雑となる。しかも、特許文献1に記載の刃先検査装置は、直線状に延びる刃先に対して適用されるものであり、円周に沿って延びる刃先に対しては適用されない。 However, the blade edge inspection device described in Patent Document 1 requires the light source to be moved in a direction perpendicular to the length of the blade edge, making the configuration of the blade edge inspection device complex. Furthermore, the blade edge inspection device described in Patent Document 1 is applicable to blade edges that extend linearly, and is not applicable to blade edges that extend circumferentially.
本発明は、上記問題に鑑みて、略円形の刃物の外周に沿って延びる刃先の状態を、簡単な構成で、かつ精度よく検査することが可能な刃先検査装置を提供することを目的とする。 In consideration of the above-mentioned problems, the present invention aims to provide a cutting edge inspection device that is simple in configuration and capable of accurately inspecting the condition of the cutting edge extending along the outer periphery of a substantially circular blade.
本発明の刃先検査装置は、略円形の刃物の外周に沿って延びる刃先を検査する刃先検査装置であって、前記刃先は、前記刃先の周方向と略直交する方向に沿った断面において、前記刃先の径方向の外周面に位置して略直線状に延びることが想定される第1の辺と、前記刃先の軸方向の端面に位置して前記第1の辺と交差し、略直線状に延びることが想定される第2の辺と、前記第1の辺と前記第2の辺との交点に位置する先端とを有し、前記刃先検査装置は、前記刃物を支持する支持台と、前記刃先の周方向と略直交する方向に沿った断面における前記刃先の断面プロファイルを検知する検知ユニットと、前記刃先の断面プロファイルの位置を前記刃先の周方向に沿って変化させるために、前記検知ユニットに対して前記刃先を相対的に回転させる回転機構と、前記刃先の断面プロファイルから前記刃先の状態を判定する制御部と、を備え、前記検知ユニットは、前記刃先の周方向と略直交する方向に沿って延びるスリット状の光を、前記第1の辺の想定される直線と前記第2の辺の想定される直線とがなす角度の略中心を通る直線に沿って、前記刃先に照射する投光部と、前記刃先からの反射光を受光する受光部とを備え、前記制御部は、前記検知ユニットによって検知された前記断面プロファイルから、前記刃先の先端から所定の距離を隔てた第1領域の断面プロファイルと、前記第1領域よりも前記刃先の先端に近い第2領域の断面プロファイルとを抽出し、前記第1領域の断面プロファイルを直線近似することにより近似直線を取得して、前記近似直線を延長することにより前記第2領域の理想断面プロファイルを推定し、前記第2領域の断面プロファイルと前記第2領域の理想断面プロファイルとの間の差異を示す特徴量を算出するように構成される、刃先検査装置である。 The cutting edge inspection device of the present invention is a cutting edge inspection device that inspects a cutting edge extending along the outer periphery of a substantially circular blade, wherein the cutting edge has, in a cross section along a direction substantially perpendicular to the circumferential direction of the cutting edge, a first side located on the radial outer surface of the cutting edge and expected to extend in a substantially straight line, a second side located on the axial end face of the cutting edge, intersecting the first side and expected to extend in a substantially straight line, and a tip located at the intersection of the first side and the second side. The cutting edge inspection device includes a support base that supports the blade, a detection unit that detects the cross-sectional profile of the cutting edge in a cross section along a direction substantially perpendicular to the circumferential direction of the cutting edge, a rotation mechanism that rotates the cutting edge relative to the detection unit to change the position of the cross-sectional profile of the cutting edge along the circumferential direction of the cutting edge, and a control unit that determines the condition of the cutting edge from the cross-sectional profile of the cutting edge, The detection unit includes a light-projecting unit that irradiates the cutting edge with slit-shaped light extending in a direction approximately perpendicular to the circumferential direction of the cutting edge along a straight line passing through approximately the center of the angle formed by the assumed straight line of the first side and the assumed straight line of the second side, and a light-receiving unit that receives light reflected from the cutting edge. The control unit is configured to extract, from the cross-sectional profile detected by the detection unit, a cross-sectional profile of a first region that is a predetermined distance from the tip of the cutting edge and a cross-sectional profile of a second region that is closer to the tip of the cutting edge than the first region, obtain an approximate straight line by linearly approximating the cross-sectional profile of the first region, estimate an ideal cross-sectional profile of the second region by extending the approximate straight line, and calculate a feature value that indicates the difference between the cross-sectional profile of the second region and the ideal cross-sectional profile of the second region.
前記特徴量は、前記第2領域の断面プロファイルのうち、前記第2領域の理想断面プロファイルよりも、前記刃先の軸方向および径方向の内側に位置する部分と、前記第2領域の理想断面プロファイルとで囲まれる領域の面積であることが好ましい。 The characteristic quantity is preferably the area of the region enclosed by the ideal cross-sectional profile of the second region and a portion of the cross-sectional profile of the second region that is located axially and radially inward of the cutting edge relative to the ideal cross-sectional profile of the second region.
前記特徴量は、前記第2領域の断面プロファイルと前記第2領域の理想断面プロファイルとの間の間隔であることが好ましい。 The characteristic value is preferably the distance between the cross-sectional profile of the second region and the ideal cross-sectional profile of the second region.
前記特徴量は、前記第2領域の断面プロファイルの所定の位置における傾きと前記第2領域の理想断面プロファイルの傾きとの間の関係を示す値であることが好ましい。 The feature amount is preferably a value indicating the relationship between the slope of the cross-sectional profile of the second region at a predetermined position and the slope of the ideal cross-sectional profile of the second region.
前記特徴量は、前記第2領域の断面プロファイルのうち、前記第2領域の理想断面プロファイルよりも、前記刃先の軸方向または径方向の外側に位置する部分と、前記第2領域の理想断面プロファイルとで囲まれる領域の面積であることが好ましい。 The characteristic quantity is preferably the area of the region surrounded by the ideal cross-sectional profile of the second region and a portion of the cross-sectional profile of the second region that is located axially or radially outward of the cutting edge relative to the ideal cross-sectional profile of the second region.
前記刃物は、前記刃物を軸方向に貫通する貫通孔を有し、前記支持台は、前記刃物の軸方向が略水平方向を向くように配置された前記刃物の前記貫通孔に面する上側内周面を支持する上側支持部と、前記刃物の軸方向が略水平方向を向くように配置された前記刃物の前記貫通孔に面する下側内周面を支持する下側支持部とを有し、前記上側支持部は、前記上側内周面の軸方向の長さよりも長い長さを有し、前記下側支持部は、前記下側内周面の軸方向の長さと略同じ長さを有することが好ましい。 The blade has a through hole that passes through it in the axial direction, and the support base has an upper support part that supports the upper inner circumferential surface of the blade that faces the through hole and is positioned so that the axial direction of the blade is oriented substantially horizontally, and a lower support part that supports the lower inner circumferential surface of the blade that faces the through hole and is positioned so that the axial direction of the blade is oriented substantially horizontally, and it is preferable that the upper support part has a length longer than the axial length of the upper inner circumferential surface, and the lower support part has a length substantially the same as the axial length of the lower inner circumferential surface.
本発明によれば、略円形の刃物の外周に沿って延びる刃先の状態を、簡単な構成で、かつ精度よく検査することが可能な刃先検査装置を提供することができる。 This invention provides a cutting edge inspection device that is simple in configuration and capable of accurately inspecting the condition of the cutting edge extending along the outer periphery of a substantially circular blade.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態の刃先検査装置を説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまで一例であり、本発明の刃先検査装置は、以下の実施形態に限定されるものではない。 The following describes a cutting edge inspection device according to one embodiment of the present invention, with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and the cutting edge inspection device of the present invention is not limited to the following embodiment.
本実施形態に係る刃先検査装置1は、図3~図5に示されるように、略円形の刃物BLの外周に沿って延びる刃先BL1を検査する装置である。刃先検査装置1は、たとえば、図1に示されるように、金属板等の切断対象物Wを刃物BLによって切断する切断システムCSにおいて、刃物BLの刃先BL1を検査する装置として用いられる。ただし、刃先検査装置1は、切断システムCSに限定されることはなく、刃物の製造工場における出荷検査用としてなど、他の用途にも用いることができる。 As shown in Figures 3 to 5, the cutting edge inspection device 1 according to this embodiment is a device that inspects the cutting edge BL1 that extends along the outer periphery of a substantially circular blade BL. For example, as shown in Figure 1, the cutting edge inspection device 1 is used as a device that inspects the cutting edge BL1 of the blade BL in a cutting system CS that cuts a workpiece W, such as a metal plate, with the blade BL. However, the cutting edge inspection device 1 is not limited to cutting systems CS, and can also be used for other purposes, such as for shipping inspections at blade manufacturing factories.
切断システムCSの切断対象物Wは、略円形の刃物BLによって切断可能なものであれば特に限定されないが、たとえば、鋼板等の金属板である。図1に示される例では、切断システムCSは、切断対象物Wとしての帯状の金属板をスリット、すなわち、帯幅方向に分割するように切断(長さ方向に沿って切断)する。以下の説明では、切断対象物Wが帯状の金属板(以下、帯板Wとも称する)である場合について説明する。 The workpiece W of the cutting system CS is not particularly limited as long as it can be cut by the approximately circular blade BL, but it is, for example, a metal plate such as a steel plate. In the example shown in Figure 1, the cutting system CS cuts the strip-shaped metal plate serving as the workpiece W to slit it, i.e., to divide it in the strip width direction (cutting along the length). The following explanation will be given for the case where the workpiece W is a strip-shaped metal plate (hereinafter also referred to as strip W).
切断システムCSは、図1に示される例では、帯板Wをスリットする切断装置CDと、刃物BLを交換する刃替システムESと、刃物BLの刃先を検査する刃先検査装置1とを備えている。 In the example shown in Figure 1, the cutting system CS includes a cutting device CD that slits the strip W, a blade replacement system ES that replaces the blade BL, and a blade edge inspection device 1 that inspects the cutting edge of the blade BL.
切断装置CDは、図1に示されるように、帯板Wの長手方向に沿って帯板Wを切断する切断部101と、帯板Wをロール状に巻回し、切断部101に向けて帯板Wを繰り出す繰出ロール102と、帯板Wが切断された後の、帯板Wより狭幅の切断後帯板W1を巻き取る巻取ロール103と、帯板Wおよび切断後帯板W1を搬送する搬送部104とを備えている。切断装置CDは、搬送部104によって帯板Wを繰出ロール102から繰り出して切断部101まで搬送し、切断部101によって切断された後の切断後帯板W1を搬送部104によって巻取ロール103まで搬送し、巻取ロール103によって切断後帯板W1を巻き取るように構成されている。 As shown in FIG. 1, the cutting device CD includes a cutting section 101 that cuts the strip W along the longitudinal direction of the strip W, a payout roll 102 that winds the strip W into a roll and pays out the strip W toward the cutting section 101, a take-up roll 103 that winds up the cut strip W1, which is narrower than the strip W after the strip W has been cut, and a conveying section 104 that conveys the strip W and the cut strip W1. The cutting device CD is configured so that the conveying section 104 pays out the strip W from the pay-out roll 102 and conveys it to the cutting section 101, and the conveying section 104 conveys the cut strip W1 after it has been cut by the cutting section 101 to the take-up roll 103, and the take-up roll 103 winds up the cut strip W1.
切断部101は、図1に示されるように、帯板Wに対して鉛直方向の上側に配置された刃物BLと、帯板Wに対して鉛直方向の下側に配置された刃物(図示せず)とで、帯板Wに対して上下方向に沿ってせん断力を与えることにより、帯板Wを切断するように構成されている。詳細には、切断部101は、上側の刃物BLを備え、帯板Wに対して鉛直方向の上側に配置された上側切断部材101aと、下側の刃物BLを備え、帯板Wに対して鉛直方向の下側に配置された下側切断部材(図示せず)とを備えている。 As shown in FIG. 1, the cutting unit 101 is configured to cut the strip W by applying a shear force to the strip W in the up-and-down direction using a blade BL arranged vertically above the strip W and a blade (not shown) arranged vertically below the strip W. In detail, the cutting unit 101 includes an upper cutting member 101a equipped with an upper blade BL and arranged vertically above the strip W, and a lower cutting member (not shown) equipped with a lower blade BL and arranged vertically below the strip W.
上側切断部材101aは、図1および図2A~図2Dに示されるように、帯板Wの搬送方向に対して直交する方向で、かつ略水平方向に沿って延びる回転軸101bと、回転軸101bを囲繞するように回転軸101bに取り外し可能に取り付けられる略円筒状のスリーブ101cと、スリーブ101cの外周に取り外し可能に装着される1つまたは複数の刃物BLとを備えている。上側切断部材101aはさらに、スリーブ101cの軸上の、刃物BLの位置を画定する中間部材MEを備えている。切断システムCSでは、切断装置CDに設けられる刃物BLを刃替システムESによって交換する際には、刃物BLおよび中間部材MEが装着された状態のスリーブ101cを回転軸101bから取り外して交換することによって行なわれる。なお、下側切断部材は、上側切断部材101aと同様の構成を有している。 As shown in Figures 1 and 2A-2D, the upper cutting member 101a comprises a rotating shaft 101b extending substantially horizontally and perpendicular to the conveyance direction of the strip W, a substantially cylindrical sleeve 101c removably attached to the rotating shaft 101b so as to surround the rotating shaft 101b, and one or more blades BL removably attached to the outer periphery of the sleeve 101c. The upper cutting member 101a further comprises an intermediate member ME that determines the position of the blade BL on the axis of the sleeve 101c. In the cutting system CS, when replacing the blade BL provided in the cutting device CD using the blade replacement system ES, the sleeve 101c, with the blade BL and intermediate member ME attached, is removed from the rotating shaft 101b and replaced. The lower cutting member has a similar configuration to the upper cutting member 101a.
刃物BLは、図3に示されるように、軸Xを中心とした略円形に形成されている。刃物BLは、刃物BLの外周に沿って延びる刃先BL1を有している。刃先BL1は、刃物BLが帯板Wを切断する際に、帯板Wと接触する部分である。刃先BL1は、帯板Wと接触することにより、帯板Wから摩擦力および押圧力を受ける。刃先BL1は、摩擦によって次第に摩耗し、押圧力によって塑性変形する可能性がある。刃先BL1が塑性変形する例としては、たとえば、刃先BL1が帯板Wまたは他の物体に衝突する場合があり得る。また、他の例としては、刃先BL1の一部が帯板Wを押圧することによって帯板Wの切断を行う際に、刃先BL1における当該一部とは反対側へ向かって刃先BL1の一部が移動する場合があり得る。本実施形態の刃先検査装置1は、以下で詳しく述べるように、このように摩耗や塑性変形によって変形した刃先BL1の摩耗度合いや変形度合いを検査することができる。 As shown in Figure 3, the blade BL is formed in a substantially circular shape centered on the axis X. The blade BL has a cutting edge BL1 extending along the outer periphery of the blade BL. The cutting edge BL1 is the portion that comes into contact with the strip W when the blade BL cuts the strip W. By coming into contact with the strip W, the cutting edge BL1 is subjected to frictional and compressive forces from the strip W. The cutting edge BL1 gradually wears due to friction and may be plastically deformed due to compressive forces. An example of plastic deformation of the cutting edge BL1 is when the cutting edge BL1 collides with the strip W or another object. Another example is when, when a portion of the cutting edge BL1 presses against the strip W to cut the strip W, a portion of the cutting edge BL1 may move toward the opposite side of the portion of the cutting edge BL1. As described in detail below, the cutting edge inspection device 1 of this embodiment can inspect the degree of wear and deformation of the cutting edge BL1 that has been deformed by wear and plastic deformation.
刃物BLの刃先BL1は、図7Aおよび図7Bに示されるように、刃先BL1の周方向D3と略直交する方向に沿った断面において、刃先BL1の径方向D2の外周面BL2に位置して略直線状に延びることが想定される第1の辺BL3と、刃先BL1の軸方向D1(軸Xの延びる方向)の端面BL4に位置して第1の辺BL3と交差し、略直線状に延びることが想定される第2の辺BL5と、第1の辺BL3と第2の辺BL5との交点に位置する先端BL6とを有している。 As shown in Figures 7A and 7B, the cutting edge BL1 of the blade BL has, in a cross section taken along a direction substantially perpendicular to the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1, a first side BL3 located on the outer peripheral surface BL2 in the radial direction D2 of the cutting edge BL1 and expected to extend in a substantially straight line, a second side BL5 located on the end surface BL4 of the cutting edge BL1 in the axial direction D1 (the direction in which axis X extends) that intersects with the first side BL3 and is expected to extend in a substantially straight line, and a tip BL6 located at the intersection of the first side BL3 and the second side BL5.
なお、本明細書において、「略直線状に延びることが想定される」とは、刃物BLの使用前の状態等、理想的な状態では略直線状に延びているが、摩耗および/または塑性変形等により、理想的な状態から逸脱する形状に変形している状態となっている可能性があることを意味する。すなわち、第1の辺BL3および第2の辺BL5は、理想的な状態において略直線状に延びているのであれば、使用後の状態においては、略直線状の状態から逸脱した状態、たとえば湾曲した状態であってもよい。 In this specification, the phrase "expected to extend in a substantially straight line" means that in an ideal state, such as before use of the blade BL, the blade extends in a substantially straight line, but may be deformed into a shape that deviates from the ideal state due to wear and/or plastic deformation, etc. In other words, if the first side BL3 and the second side BL5 extend in a substantially straight line in the ideal state, they may deviate from the substantially straight line, for example, be curved, after use.
刃物BLは、本実施形態では、図7Aおよび図7Bに示されるように、軸方向D1の両側の端部に2つの刃先BL1、BL1を備えている。具体的には、刃物BLの外周面BL2と、軸方向D1における一方側の端面BL4との間に形成されている刃先BL1と、刃物BLの外周面BL2と、軸方向D1における他方側の端面BL4との間に形成されている刃先BL1とを備えている。一方の刃先BL1と他方の刃先BL2とは、図示された例では、同じ形状の断面プロファイルを有する。刃物BLが、軸方向D1の両側に2つの刃先BL1、BL1を備えることで、いずれか一方が劣化しても、他方が使用できるので、刃物BL自体の寿命が延びる。本実施形態の刃先検査装置1は、以下で詳しく述べるように、軸方向D1の両側に設けられた2つの刃先BL1、BL1を検査するのに適した構成を有している。ただし、刃物BLの刃先BL1の数は、2つに限定されることはなく、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。 In this embodiment, as shown in Figures 7A and 7B, the blade BL has two cutting edges BL1, BL1 at both ends in the axial direction D1. Specifically, the cutting edge BL1 is formed between the outer peripheral surface BL2 of the blade BL and an end face BL4 on one side in the axial direction D1, and the cutting edge BL1 is formed between the outer peripheral surface BL2 of the blade BL and an end face BL4 on the other side in the axial direction D1. In the illustrated example, the one cutting edge BL1 and the other cutting edge BL2 have the same cross-sectional profile. By having the two cutting edges BL1, BL1 on both sides in the axial direction D1, even if one of them deteriorates, the other can still be used, thereby extending the life of the blade BL itself. As described in detail below, the cutting edge inspection device 1 of this embodiment has a configuration suitable for inspecting the two cutting edges BL1, BL1 on both sides in the axial direction D1. However, the number of cutting edges BL1 of the blade BL is not limited to two, and may be one, or three or more.
刃先BL1は、刃先BL1の軸方向D1に沿った断面において、第1の辺BL3と第2の辺BL5とが交差していればよく、第1の辺BL3と第2の辺BL5との間の角度θは特に限定されない。本実施形態では、刃先BL1は、図7A、7Bに示されるように、第1の辺BL3と第2の辺BL5とが互いに略直交するように形成されている。なお、略直交とは、第1の辺BL3と第2の辺BL5との間の角度θが90°だけでなく、90°からわずかにずれた範囲、たとえば80°~100°の範囲にあることを意味する。 The cutting edge BL1 only needs to have the first side BL3 and the second side BL5 intersect in a cross section of the cutting edge BL1 along the axial direction D1, and the angle θ between the first side BL3 and the second side BL5 is not particularly limited. In this embodiment, as shown in Figures 7A and 7B, the cutting edge BL1 is formed so that the first side BL3 and the second side BL5 are approximately perpendicular to each other. Note that "approximately perpendicular" means that the angle θ between the first side BL3 and the second side BL5 is not limited to 90°, but may be within a range slightly deviating from 90°, such as between 80° and 100°.
刃物BLは、本実施形態では、図3に示されるように、刃物BLを軸方向D1に貫通する貫通孔BL7を有している。より具体的には、刃物BLは、軸方向D1に沿って延びる略円筒状に形成されている。刃物BLは、図2A~図2Dに示されるように、貫通孔BL7にスリーブ101cが挿通されることにより、スリーブ101cに支持され得る。また、後述するように、貫通孔BL7に面する内周面BL8(図4参照)が、刃先検査装置1の後述する支持台2によって把持され、刃替システムESの後述するハンドリングロボット202により把持され得る。ただし、刃物BLは、少なくとも外周に沿って延びる刃先BL1を有していればよく、貫通孔BL7を有していなくてもよい。 In this embodiment, as shown in FIG. 3, the blade BL has a through hole BL7 that passes through the blade BL in the axial direction D1. More specifically, the blade BL is formed in a substantially cylindrical shape extending along the axial direction D1. As shown in FIGS. 2A to 2D, the blade BL can be supported by a sleeve 101c by inserting the sleeve 101c into the through hole BL7. Furthermore, as described below, the inner peripheral surface BL8 (see FIG. 4) facing the through hole BL7 can be grasped by the support base 2 (described below) of the cutting edge inspection device 1, and can be grasped by the handling robot 202 (described below) of the blade replacement system ES. However, the blade BL only needs to have a cutting edge BL1 extending along at least the outer periphery, and does not necessarily have to have a through hole BL7.
刃物BLとともにスリーブ101cに装着される中間部材MEは、図2A~図2Dに示されるように、スリーブ101cの軸方向D1における刃物BLの位置を画定するための部材である。特に、中間部材MEは、複数の刃物BLがスリーブ101cに装着される際に、複数の刃物BLの間に配置されて、複数の刃物BLの軸方向D1の間の間隔を画定する。それにより、切断装置CDにおいて切断されて生成される切断後帯板W1の幅が画定される。中間部材MEの径方向の表面にはゴムなどの弾性部材が設けられ、中間部材MEによって帯板Wが押圧された際に、帯板Wの変形を抑制するように構成されている。 As shown in Figures 2A to 2D, the intermediate member ME, which is attached to the sleeve 101c together with the blades BL, is a member for determining the position of the blades BL in the axial direction D1 of the sleeve 101c. In particular, when multiple blades BL are attached to the sleeve 101c, the intermediate member ME is positioned between the multiple blades BL and determines the spacing between the multiple blades BL in the axial direction D1. This determines the width of the cut strip W1 that is produced by cutting in the cutting device CD. An elastic member such as rubber is provided on the radial surface of the intermediate member ME, and is configured to suppress deformation of the strip W when the strip W is pressed by the intermediate member ME.
中間部材MEは、本実施形態では、刃物BLと同様に、軸方向D1に貫通する貫通孔を有する円筒状に形成されている。中間部材MEは、図2A~2Dに示されるように、貫通孔にスリーブ101cが挿通されることにより、スリーブ101cに支持され得る。また、後述するように、貫通孔に面する内周面が、刃先検査装置1の後述す支持台2によって把持され、刃替システムESの後述するハンドリングロボット202により把持され得る。 In this embodiment, the intermediate member ME, like the blade BL, is formed in a cylindrical shape with a through hole that runs through in the axial direction D1. As shown in Figures 2A to 2D, the intermediate member ME can be supported by a sleeve 101c by inserting the sleeve 101c into the through hole. Furthermore, as described below, the inner circumferential surface facing the through hole is grasped by a support base 2 (described below) of the cutting edge inspection device 1, and can be grasped by a handling robot 202 (described below) of the blade replacement system ES.
刃替システムESは、図1に示されるように、スリーブ101cが着脱可能に装着される仮組軸装置201と、刃物BLおよび中間部材MLを把持して、搬送するハンドリングロボット202と、刃物BLおよび中間部材MLを格納する格納棚203とを備えている。 As shown in Figure 1, the blade replacement system ES includes a temporary assembly shaft device 201 to which the sleeve 101c is detachably attached, a handling robot 202 that grasps and transports the blades BL and intermediate members ML, and a storage shelf 203 that stores the blades BL and intermediate members ML.
仮組軸装置201は、図1に示されるように、刃物BLおよび中間部材MEが装着されたスリーブ101cを、切断装置CDとハンドリングロボット202との間で搬送する。仮組軸装置201は、スリーブ101cが装着される仮組軸201aと、仮組軸201aを支持し、仮組軸201aを移動させる台車201bとを備えている。仮組軸装置201は、仮組軸201aと切断装置CDの回転軸101bとが同軸になるように切断装置CDに接近して(図1中、2点鎖線の位置)、刃物BLおよび中間部材MEが装着されたスリーブ101cを切断装置CDとの間で受け渡しする。また、仮組軸装置201は、ハンドリングロボット202との間で刃物BLおよび中間部材MEを受け渡しするために、ハンドリングロボット202の駆動範囲内に移動する(図1中、実線の位置)。図2A~図2Dには、刃物BLおよび中間部材MEが装着されたスリーブ101cが仮組軸201aに装着された状態が示されている。 As shown in FIG. 1, the temporary assembly shaft device 201 transports the sleeve 101c, on which the cutting tool BL and intermediate member ME are attached, between the cutting device CD and the handling robot 202. The temporary assembly shaft device 201 includes a temporary assembly shaft 201a on which the sleeve 101c is attached, and a carriage 201b that supports the temporary assembly shaft 201a and moves the temporary assembly shaft 201a. The temporary assembly shaft device 201 approaches the cutting device CD so that the temporary assembly shaft 201a and the rotation shaft 101b of the cutting device CD are coaxial (position indicated by the two-dot chain line in FIG. 1), and transfers the sleeve 101c, on which the cutting tool BL and intermediate member ME are attached, to and from the cutting device CD. The temporary assembly shaft device 201 also moves within the driving range of the handling robot 202 (position indicated by the solid line in FIG. 1) to transfer the cutting tool BL and intermediate member ME to and from the handling robot 202. Figures 2A to 2D show the sleeve 101c, to which the cutting tool BL and intermediate member ME are attached, attached to the temporary assembly shaft 201a.
ハンドリングロボット202は、図2A~図2Dに示されるように、刃物BLおよび中間部材MEを把持して、たとえば、仮組軸装置201に装着されたスリーブ101cと刃先検査装置1との間などで、刃物BLおよび中間部材MEを搬送する。ハンドリングロボット202は、台座部202aと、複数の関節を有し、台座部202aに回転駆動可能に固定されるアーム部202bと、アーム部202bの先端部に設けられ、刃物BLおよび中間部材MEを把持する複数のフィンガー202cとを備えている。ハンドリングロボット202は、複数のフィンガー202cによって刃物BLおよび中間部材MEを把持し、アーム部202bの動作によって刃物BLおよび中間部材MEを搬送する。 As shown in Figures 2A to 2D, the handling robot 202 grasps the cutting tool BL and intermediate part ME and transports them, for example, between the sleeve 101c attached to the temporary shaft assembly device 201 and the cutting edge inspection device 1. The handling robot 202 comprises a base 202a, an arm 202b having multiple joints and rotatably fixed to the base 202a, and multiple fingers 202c attached to the tip of the arm 202b and used to grasp the cutting tool BL and intermediate part ME. The handling robot 202 grasps the cutting tool BL and intermediate part ME with the multiple fingers 202c and transports the cutting tool BL and intermediate part ME by operating the arm 202b.
ハンドリングロボット202は、図4に示されるように、3つのフィンガー202cを備えている。各フィンガー202cは、図2A~図2Dに示されるように、アーム部202bの先端部から略水平方向に沿って延びるように配置されている。各フィンガー202cは、図4に示されるように、各フィンガー202cの先端側から見て、逆二等辺三角形の底辺を挟む2つの頂点に対応する位置と、当該底辺よりも下方で、かつ逆二等辺三角形の残りの頂点に対応する位置とに配置されている。3つのフィンガー202cは、刃先検査装置1に接近して、刃先検査装置1との間で刃物BLおよび中間部材MEの受け渡しを行う際に、図3に示されるように、刃先検査装置1の後述する上側支持部21および下側支持部22と干渉しない位置に配置される。具体的には、たとえば、上側支持部21が上側の2つのフィンガー202cの水平方向の間に位置し、かつ上側支持部21が上側の2つのフィンガー202cから離間した状態となるように、上側の2つのフィンガー202cが配置される。また、下側の1つのフィンガー202cが2つの下側支持部22の水平方向の間に位置し、かつ下側の1つのフィンガー202cが2つの下側支持部22から離間した状態となるように、下側の1つのフィンガー202cが配置される。3つのフィンガー202cは、刃物BLの貫通孔BL7および中間部材MEの貫通孔内に配置され、上側の2つのフィンガー202cと下側の1つのフィンガー202cとが互いに離間する方向に移動して、刃物BLおよび中間部材MEの貫通孔に面する内周面を押圧することにより、刃物BLおよび中間部材MEを把持する。 As shown in FIG. 4, the handling robot 202 has three fingers 202c. As shown in FIGS. 2A to 2D, each finger 202c is arranged to extend approximately horizontally from the tip of the arm portion 202b. As shown in FIG. 4, when viewed from the tip of each finger 202c, each finger 202c is arranged at a position corresponding to two vertices on either side of the base of an inverted isosceles triangle, and at a position below the base and corresponding to the remaining vertex of the inverted isosceles triangle. When approaching the cutting edge inspection device 1 to transfer the blade BL and intermediate member ME to and from the cutting edge inspection device 1, the three fingers 202c are arranged in positions that do not interfere with the upper support portion 21 and lower support portion 22 (described later) of the cutting edge inspection device 1, as shown in FIG. 3. Specifically, for example, the two upper fingers 202c are positioned so that the upper support portion 21 is located horizontally between the two upper fingers 202c and is spaced apart from the two upper fingers 202c. Furthermore, the single lower finger 202c is positioned horizontally between the two lower support portions 22 and is spaced apart from the two lower support portions 22. The three fingers 202c are positioned within the through hole BL7 of the blade BL and the through hole of the intermediate member ME, and the two upper fingers 202c and the single lower finger 202c move in directions away from each other to press against the inner circumferential surfaces of the blade BL and intermediate member ME that face the through holes, thereby gripping the blade BL and intermediate member ME.
ハンドリングロボット202は、たとえば、仮組軸装置201の仮組軸201aに装着されたスリーブ101cから刃物BLおよび中間部材MEを取り出し(図2A参照)、刃物BLおよび中間部材MEを刃先検査装置1に装着し(図2B参照)、刃先検査装置1に装着された刃物BLおよび中間部材MEのうち中間部材MEを取り出し(図2C参照)、中間部材MEを格納棚203(図1参照)へ格納し、刃先検査装置1に装着された刃物BLを取り出し(図2D参照)、刃物BLを格納棚203(図1参照)へ格納する。 The handling robot 202, for example, removes the blade BL and intermediate member ME from the sleeve 101c attached to the temporary assembly shaft 201a of the temporary assembly shaft device 201 (see Figure 2A), attaches the blade BL and intermediate member ME to the cutting edge inspection device 1 (see Figure 2B), removes the intermediate member ME from the blade BL and intermediate member ME attached to the cutting edge inspection device 1 (see Figure 2C), stores the intermediate member ME on the storage shelf 203 (see Figure 1), removes the blade BL attached to the cutting edge inspection device 1 (see Figure 2D), and stores the blade BL on the storage shelf 203 (see Figure 1).
刃先検査装置1は、図3~図5に示されるように、支持台2と、検知ユニット3と、回転機構4と、制御部5とを備えている。 As shown in Figures 3 to 5, the cutting edge inspection device 1 includes a support base 2, a detection unit 3, a rotation mechanism 4, and a control unit 5.
支持台2は、刃物BLを支持する。支持台2は、刃物BLを支持することができるのであれば、その構成は特に限定されないが、たとえば、以下の構成を採用することができる。具体的には、図3~図5に示されるように、支持台2は、刃物BLの軸方向D1が略水平方向を向くように配置された刃物BLの貫通孔BL7に面する上側内周面BL81を支持する上側支持部21と、刃物BLの軸方向D1が略水平方向を向くように配置された刃物BLの貫通孔BL7に面する下側内周面BL82を支持する下側支持部22とを有する構成である。この構成において、上側支持部21は、上側内周面BL81の軸方向D1の長さよりも長い長さL1を有する。下側支持部22は、下側内周面BL82の軸方向D1の長さと略同じ長さL2を有する。このような構成を採用することにより、上側支持部21だけで刃物BLおよび中間部材MEを支持することができるとともに、上側支持部21および下側支持部22によって刃物BLだけを固定して支持することができる。また、上側支持部21および下側支持部22によって刃物BLが支持された状態において、中間部材MEは上側支持部21にのみ支持された状態にあるので、後述するように、支持台2に刃物BLを支持させたまま、支持台2から中間部材MEのみを容易に取り出すことができる。 The support base 2 supports the blade BL. The support base 2 is not particularly limited in its configuration as long as it can support the blade BL. For example, the following configuration can be adopted. Specifically, as shown in Figures 3 to 5, the support base 2 has an upper support portion 21 that supports the upper inner peripheral surface BL81 facing the through hole BL7 of the blade BL, which is positioned so that the axial direction D1 of the blade BL is oriented substantially horizontally, and a lower support portion 22 that supports the lower inner peripheral surface BL82 facing the through hole BL7 of the blade BL, which is positioned so that the axial direction D1 of the blade BL is oriented substantially horizontally. In this configuration, the upper support portion 21 has a length L1 that is longer than the length of the upper inner peripheral surface BL81 in the axial direction D1. The lower support portion 22 has a length L2 that is substantially the same as the length of the lower inner peripheral surface BL82 in the axial direction D1. By adopting this configuration, the blade BL and intermediate member ME can be supported by the upper support portion 21 alone, and the blade BL alone can be fixed and supported by the upper support portion 21 and the lower support portion 22. Furthermore, when the blade BL is supported by the upper support portion 21 and the lower support portion 22, the intermediate member ME is supported only by the upper support portion 21. Therefore, as will be described later, the intermediate member ME alone can be easily removed from the support base 2 while the blade BL remains supported by the support base 2.
本明細書において、「上側支持部21」の「上側」とは、刃先検査装置1とハンドリングロボット202との間で刃物BLおよび中間部材Mの受け渡しが行われる際に上側支持部21が下側支持部22に対して上側に位置することを意味するものであり、上側支持部21が下側支持部22に対して常に上側に位置することを意味するものではない。同様に、「下側支持部22」の「下側」とは、刃先検査装置1とハンドリングロボット202との間で刃物BLおよび中間部材Mの受け渡しが行われる際に下側支持部22が上側支持部21に対して下側に位置することを意味するものであり、下側支持部22が上側支持部21に対して常に下側に位置することを意味するものではない。したがって、上側支持部21および下側支持部22が回転機構4の回転駆動力を受けて回転する際には、上側支持部21および下側支持部22の位置関係が上下方向において逆転することもあり得る。 In this specification, the "upper" of the "upper support portion 21" means that the upper support portion 21 is located above the lower support portion 22 when the blade BL and intermediate member M are transferred between the cutting edge inspection device 1 and the handling robot 202, but does not mean that the upper support portion 21 is always located above the lower support portion 22. Similarly, the "lower" of the "lower support portion 22" means that the lower support portion 22 is located below the upper support portion 21 when the blade BL and intermediate member M are transferred between the cutting edge inspection device 1 and the handling robot 202, but does not mean that the lower support portion 22 is always located below the upper support portion 21. Therefore, when the upper support portion 21 and the lower support portion 22 rotate due to the rotational driving force of the rotation mechanism 4, the relative positions of the upper support portion 21 and the lower support portion 22 may be reversed in the vertical direction.
支持台2は、本実施形態では、上側支持部21と下側支持部22との間の間隔を調節する間隔調節機構25(図8参照)を備えている。上側支持部21および下側支持部22は、間隔調節機構25によって、刃物BLを把持する把持位置と、刃物BLの把持が解除される把持解除位置との間で移動可能に構成される。間隔調節機構25は、シリンダ装置またはモータ等の駆動源の動力を用いて、上側支持部21と下側支持部22との間の間隔を調節するように構成されている。具体的には、たとえば、間隔調節機構25は、上側支持部21と下側支持部22とを、上下方向に沿って相対的に接近および離間する方向へ移動させるように構成されている。上側支持部21と下側支持部22とが、相対的に接近する方向へ移動することにより、上側支持部21および下側支持部22が把持解除位置に位置付けられ、上側支持部21および下側支持部22のうち、上側支持部21のみによって刃物BLおよび中間部材MEが支持される状態とすることができる。また、上側支持部21と下側支持部22とが、相対的に離間する方向へ移動することにより、上側支持部21および下側支持部22が把持位置に位置付けられ、上側支持部21および下側支持部22の両方が刃物BLの内周面BL8を互いに反対の方向へ押圧する。これにより、上側支持部21および下側支持部22によって刃物BLのみを固定して支持することができる。 In this embodiment, the support base 2 is equipped with a distance adjustment mechanism 25 (see Figure 8) that adjusts the distance between the upper support portion 21 and the lower support portion 22. The distance adjustment mechanism 25 enables the upper support portion 21 and the lower support portion 22 to move between a gripping position where the blade BL is gripped and a release position where the blade BL is released. The distance adjustment mechanism 25 is configured to adjust the distance between the upper support portion 21 and the lower support portion 22 using the power of a drive source such as a cylinder device or a motor. Specifically, for example, the distance adjustment mechanism 25 is configured to move the upper support portion 21 and the lower support portion 22 in a direction that moves them closer to or farther apart in the vertical direction. When the upper support portion 21 and the lower support portion 22 move in a direction toward each other, the upper support portion 21 and the lower support portion 22 are positioned in the release position, and the blade BL and intermediate member ME are supported by only the upper support portion 21 of the upper support portion 21 and the lower support portion 22. When the upper support portion 21 and the lower support portion 22 move in a direction away from each other, the upper support portion 21 and the lower support portion 22 are positioned in the grip position, and both the upper support portion 21 and the lower support portion 22 press against the inner surface BL8 of the blade BL in opposite directions. This allows only the blade BL to be fixed and supported by the upper support portion 21 and the lower support portion 22.
支持台2は、図3~図5に示されるように、上側支持部21が固定される上側ベース部材23と、下側支持部22が固定される下側ベース部24とを備えていてもよい。上側支持部21は、上側支持部21の長さ方向の一方の端部で上側ベース部材23に固定され、上側ベース部材23から略水平方向に突出するように設けられている。また、下側支持部22は、下側支持部22の長さ方向の一方の端部で下側ベース部材24に固定され、下側ベース部材24から略水平方向に突出するように設けられている。上側支持部21および下側支持部22は、間隔調節機構25によって上側ベース部材23と下側ベース部材24との間の間隔が調節されることで、互いの間の間隔が調節される。 As shown in Figures 3 to 5, the support base 2 may include an upper base member 23 to which the upper support portion 21 is fixed, and a lower base member 24 to which the lower support portion 22 is fixed. The upper support portion 21 is fixed to the upper base member 23 at one longitudinal end thereof and is configured to protrude from the upper base member 23 in a substantially horizontal direction. The lower support portion 22 is fixed to the lower base member 24 at one longitudinal end thereof and is configured to protrude from the lower base member 24 in a substantially horizontal direction. The distance between the upper support portion 21 and the lower support portion 22 is adjusted by adjusting the distance between the upper base member 23 and the lower base member 24 using a distance adjustment mechanism 25.
上側支持部21の数および下側支持部22の数は、刃物BLを確実に支持することができるのであれば、特に限定されるものではないが、たとえば、図3~図5に示される例では、上側支持部21の数が1つであり、下側支持部22の数が2つである。また、上側支持部21の位置および下側支持部22の位置は、刃物BLを確実に支持することができるのであれば、特に限定されるものではないが、たとえば、図3および図4に示される例では、上側支持部21の長さ方向(軸方向D1)に沿った方向から見て、2つの下側支持部22のうちの一方が、1つの上側支持部21に対して斜め下方に位置しており、2つの下側支持部22のうちの他方が、上側支持部21に対して、一方の下側支持部22とは反対側の斜め下方に位置している。そして、2つの下側支持部22は、二等辺三角形の底辺を挟む2つの頂点に対応する位置に配置され、1つの上側支持部21は、上記二等辺三角形の残りの頂点に対応する位置に配置されている。 The number of upper support portions 21 and the number of lower support portions 22 are not particularly limited as long as they can reliably support the blade BL. For example, in the example shown in Figures 3 to 5, there is one upper support portion 21 and two lower support portions 22. Furthermore, the positions of the upper support portions 21 and the lower support portions 22 are not particularly limited as long as they can reliably support the blade BL. For example, in the example shown in Figures 3 and 4, when viewed along the length of the upper support portion 21 (axial direction D1), one of the two lower support portions 22 is located diagonally below the upper support portion 21, and the other of the two lower support portions 22 is located diagonally below the upper support portion 21 on the opposite side from the lower support portion 22. The two lower support portions 22 are positioned at positions corresponding to the two vertices on either side of the base of an isosceles triangle, and the upper support portion 21 is positioned at the remaining vertex of the isosceles triangle.
上側支持部21の長さL1は、刃物BLの上側内周面BL81の軸方向D1の長さよりも長ければよく、特に限定されることはないが、上側内周面BL81の軸方向D1の長さに、中間部材MEの貫通孔に面する内周面の軸方向D1の長さを加えた長さまたはそれ以上の長さであることが好ましい。この場合、上側支持部21の長さL1は、上側内周面BL81の軸方向D1の長さに、1つの中間部材MEの内周面の長さを加えた長さまたはそれ以上の長さであってもよいし、上側内周面BL81の軸方向D1の長さに、複数の中間部材MEの内周面の長さを加えた長さまたはそれ以上の長さであってもよい。 The length L1 of the upper support portion 21 need only be longer than the length in the axial direction D1 of the upper inner peripheral surface BL81 of the blade BL, and is not particularly limited. However, it is preferable that the length L1 be equal to or greater than the length in the axial direction D1 of the upper inner peripheral surface BL81 plus the length in the axial direction D1 of the inner peripheral surface facing the through hole of the intermediate member ME. In this case, the length L1 of the upper support portion 21 may be equal to or greater than the length in the axial direction D1 of the upper inner peripheral surface BL81 plus the length of the inner peripheral surface of one intermediate member ME, or it may be equal to or greater than the length in the axial direction D1 of the upper inner peripheral surface BL81 plus the lengths of the inner peripheral surfaces of multiple intermediate members ME.
上側支持部21は、刃物BLの上側内周面BL81を支持するように構成されていればよく、その形状は特に限定されない。上側支持部21は、本実施形態では、図3および図4に示されるように、上側支持部21の長さ方向と直交する方向に沿った断面が、刃物BLの上側内周面BL81に沿うように形成されている。図3に示される例では、上側支持部21は、上側支持部21の長さ方向と直交する方向に沿った断面が円弧状となるように形成されている。上側支持部21は、刃物BLの上側内周面BL81に沿うように形成されることで、上側内周面BL81との接触面積が大きくなり、互いの間に生じる摩擦力が大きくなって、刃物BLをより確実に支持することができる。 The upper support portion 21 may have any shape as long as it is configured to support the upper inner peripheral surface BL81 of the blade BL. In this embodiment, as shown in Figures 3 and 4, the upper support portion 21 is formed so that a cross section taken along a direction perpendicular to the length of the upper support portion 21 conforms to the upper inner peripheral surface BL81 of the blade BL. In the example shown in Figure 3, the upper support portion 21 is formed so that a cross section taken along a direction perpendicular to the length of the upper support portion 21 is arc-shaped. By forming the upper support portion 21 to conform to the upper inner peripheral surface BL81 of the blade BL, the contact area with the upper inner peripheral surface BL81 is increased, increasing the frictional force generated between them and enabling more reliable support of the blade BL.
上側支持部21は、上側支持部21の長さ方向における一方側の端部から他方側の端部に向かって、水平方向に対して斜め上向きとなるように傾斜していることが好ましい。具体的には、たとえば、刃物BLの上側内周面BL81と接触する上側支持部21の上面が、上側支持部21の長さ方向における一方側の端部から他方側の端部に向かって、水平方向に対して斜め上向きとなるように傾斜していることが好ましい。このような構成とすることにより、以下の効果を奏することができる。後述するように、ハンドリングロボット202によって刃物BLおよび中間部材MEが支持台2に受け渡された際に、上側支持部21に支持された刃物BLおよび中間部材MEが上側支持部21の長さ方向に沿って、上側支持部21の他方側の端部側から一端側の端部側まで滑り落ちる。これにより、刃物BLは、刃物BLの下側内周面BL82が下側支持部22と対向する位置へ移動する。したがって、上側支持部21および下側支持部22が対向する位置に刃物BLをより確実に位置付けることができるので、上側支持部21および下側支持部22によって刃物BLをより確実に支持することができる。 The upper support portion 21 is preferably inclined obliquely upward relative to the horizontal from one end to the other end in the longitudinal direction of the upper support portion 21. Specifically, for example, the upper surface of the upper support portion 21 that contacts the upper inner peripheral surface BL81 of the blade BL is preferably inclined obliquely upward relative to the horizontal from one end to the other end in the longitudinal direction of the upper support portion 21. This configuration can achieve the following effects. As described below, when the blade BL and intermediate member ME are transferred to the support base 2 by the handling robot 202, the blade BL and intermediate member ME supported by the upper support portion 21 slide down the longitudinal direction of the upper support portion 21 from the other end to one end of the upper support portion 21. As a result, the blade BL moves to a position where the lower inner peripheral surface BL82 of the blade BL faces the lower support portion 22. Therefore, the blade BL can be more reliably positioned in a position where the upper support portion 21 and the lower support portion 22 face each other, allowing the blade BL to be more reliably supported by the upper support portion 21 and the lower support portion 22.
図6A~図6Dを参照して、ハンドリングロボット202と刃先検査装置1との間で行われる、刃物BLおよび中間部材MEの受け渡し動作について説明する。図6A~図6Dは、図1に示される刃先検査装置1およびハンドリングロボット202の動作を模式的に示す側面図である。ただし、以下の動作は一例であり、ハンドリングロボット202と刃先検査装置1との間の受け渡し動作は、以下の例に限定されない。 With reference to Figures 6A to 6D, the transfer operation of the blade BL and the intermediate member ME performed between the handling robot 202 and the cutting edge inspection device 1 will be described. Figures 6A to 6D are side views that schematically show the operation of the cutting edge inspection device 1 and handling robot 202 shown in Figure 1. However, the following operation is an example, and the transfer operation between the handling robot 202 and the cutting edge inspection device 1 is not limited to the following example.
図6Aに示される例では、ハンドリングロボット202の3つのフィンガー202cが、フィンガー202cの先端側(図6A中、右側)から順に、刃物BLおよび中間部材ME(図示された例では2つの中間部材ME)を支持している状態となっている。また、図6Aに示される例では、刃先検査装置1において、上側支持部21および下側支持部22が把持解除位置に位置付けられ、上側支持部21と下側支持部22との間の間隔が、上側支持部21および下側支持部22によって刃物BLを支持することが可能な場合の間隔(以下、支持間隔DSとも称する、図6Cおよび図6D参照)よりも小さい状態となっている。このような状態において、ハンドリングロボット202のアーム部202bが操作されて、3つのフィンガー202cが、軸方向D1に沿って刃先検査装置1の支持台2に接近する(図6A参照)。 In the example shown in FIG. 6A, the three fingers 202c of the handling robot 202 support the cutting tool BL and intermediate member ME (two intermediate members ME in the illustrated example) in order from the tip side of the fingers 202c (right side in FIG. 6A). Also, in the example shown in FIG. 6A, the upper support portion 21 and the lower support portion 22 of the cutting edge inspection device 1 are positioned in the grip release position, and the distance between the upper support portion 21 and the lower support portion 22 is smaller than the distance when the cutting tool BL can be supported by the upper support portion 21 and the lower support portion 22 (hereinafter also referred to as the support distance DS, see FIG. 6C and FIG. 6D). In this state, the arm portion 202b of the handling robot 202 is operated, and the three fingers 202c approach the support table 2 of the cutting edge inspection device 1 along the axial direction D1 (see FIG. 6A).
次に、図6Bに示されるように、上側のフィンガー202cの先端が上側ベース部材23に当接する。また、下側のフィンガー202cの先端が下側ベース部材24に当接する。これにより、刃物BLが上側ベース部材23および下側ベース部材24に当接する。このとき、上側支持部材21と下側支持部材22との間の間隔が、上述の支持間隔DSよりも小さい状態となっているため、刃物BLが下側支持部材22と干渉することが抑制される。なお、図6Bでは、上側のフィンガー202cの先端が上側ベース部材23に当接するととともに、下側のフィンガー202cの先端が下側ベース部材24に当接しているが、この例に限定されない。たとえば、上側のフィンガー202cの先端と上側ベース部材23との間に所定のクリアランスがある状態にまで、上側のフィンガー202cの先端が上側ベース部材23に接近するととともに、下側のフィンガー202cの先端が下側ベース部材24との間に所定のクリアランス(下側支持部22の軸方向D1の長さL2より小さいクリアランス)がある状態にまで、下側のフィンガー202cの先端が下側ベース部材24に接近してもよい。 Next, as shown in Figure 6B, the tip of the upper finger 202c abuts against the upper base member 23. Also, the tip of the lower finger 202c abuts against the lower base member 24. As a result, the blade BL abuts against the upper base member 23 and the lower base member 24. At this time, the distance between the upper support member 21 and the lower support member 22 is smaller than the support distance DS described above, so interference of the blade BL with the lower support member 22 is suppressed. Note that in Figure 6B, the tip of the upper finger 202c abuts against the upper base member 23 and the tip of the lower finger 202c abuts against the lower base member 24, but this example is not limiting. For example, the tip of the upper finger 202c may approach the upper base member 23 until there is a predetermined clearance between the tip of the upper finger 202c and the upper base member 23, and the tip of the lower finger 202c may approach the lower base member 24 until there is a predetermined clearance between the tip of the upper finger 202c and the lower base member 24 (clearance smaller than the length L2 in the axial direction D1 of the lower support portion 22).
次に、図6Cに示されるように、下側のフィンガー202cが上昇する。この上昇により、下側のフィンガー202cは刃物BLの下側内周面BL82および中間部材MEの内周面から離間した状態となる。すなわち、下側のフィンガー202cは、刃物BLの下側内周面BL82および中間部材MEの内周面を支持しない状態となる。この状態では、上側のフィンガー202cおよび上側支持部21が、刃物BLの上側内周面BL81および中間部材MEの内周面を支持している。つぎに、刃先検査装置1の下側支持部22が降下する。この降下により、下側支持部22は刃物BLの下側内周面BL82に当接する。すなわち、下側支持部22は、刃物BLの下側内周面BL82を支持する状態となる。この状態では、下側支持部22は、刃物BLの下側内周面BL82のみを支持しており、中間部材MEの内周面は支持していない。なお、上述のように、上側および下側のフィンガー202cの先端が上側ベース部材23および下側ベース部材24との間に所定のクリアランス(下側支持部22の軸方向D1の長さL2より小さいクリアランス)がある状態にまで、上側および下側のフィンガー202cの先端が上側ベース部材23および下側ベース部材24に接近して刃物BLを受け渡す場合には、刃物BLは、上側ベース部材23および下側ベース部材24から軸方向D1で離間した状態となる。しかし、上述のように上側支持部21が傾斜していることで、刃物BLが上側支持部21上を上側ベース部材23側へスライドするので、刃物BLが上側ベース部材23および下側ベース部材24に当接する。したがって、刃物BLが上側ベース部材23および下側ベース部材24に当接した状態で、下側支持部22が刃物BLの下側内周面BL82を支持する状態となる。 Next, as shown in FIG. 6C, the lower finger 202c rises. As a result of this rise, the lower finger 202c is separated from the lower inner peripheral surface BL82 of the blade BL and the inner peripheral surface of the intermediate member ME. In other words, the lower finger 202c is no longer supporting the lower inner peripheral surface BL82 of the blade BL and the inner peripheral surface of the intermediate member ME. In this state, the upper finger 202c and the upper support portion 21 support the upper inner peripheral surface BL81 of the blade BL and the inner peripheral surface of the intermediate member ME. Next, the lower support portion 22 of the cutting edge inspection device 1 lowers. As a result of this descent, the lower support portion 22 comes into contact with the lower inner peripheral surface BL82 of the blade BL. In other words, the lower support portion 22 is now supporting the lower inner peripheral surface BL82 of the blade BL. In this state, the lower support portion 22 supports only the lower inner peripheral surface BL82 of the blade BL, and does not support the inner peripheral surface of the intermediate member ME. As described above, when the tips of the upper and lower fingers 202c approach the upper base member 23 and the lower base member 24 to the extent that a predetermined clearance (a clearance smaller than the length L2 of the lower support portion 22 in the axial direction D1) is formed between the tips of the upper and lower fingers 202c and the upper base member 23 and the lower base member 24 to transfer the blade BL, the blade BL is spaced apart from the upper base member 23 and the lower base member 24 in the axial direction D1. However, because the upper support portion 21 is inclined as described above, the blade BL slides on the upper support portion 21 toward the upper base member 23, and the blade BL comes into contact with the upper base member 23 and the lower base member 24. Therefore, when the blade BL is in contact with the upper base member 23 and the lower base member 24, the lower support portion 22 supports the lower inner peripheral surface BL82 of the blade BL.
次に、3つのフィンガー202cは、軸方向D1に沿って支持台2から所定距離(下側支持部22の長さL2よりもわずかに長い距離)だけ離間した後、下側のフィンガー202cが降下する。この降下により、下側のフィンガー202cは中間部材MEの内周面を押圧した状態となる。すなわち、下側のフィンガー202cは、中間部材MEの内周面を支持する状態となる。このような状態で、3つのフィンガー202cは、図6Dに示されるように、刃先検査装置1から離れる方向へ移動する。その後、3つのフィンガー202cは、中間部材MEを支持した状態で、格納棚203へ移動し、格納棚203に中間部材MEを戻す。支持台2に残された刃物BLは、後述するように、刃先検査装置1によって刃先BL1の状態が検査される。 Next, the three fingers 202c move a predetermined distance (slightly longer than the length L2 of the lower support portion 22) from the support table 2 along the axial direction D1, and then the lower finger 202c descends. This descent causes the lower finger 202c to press against the inner circumferential surface of the intermediate part ME. In other words, the lower finger 202c supports the inner circumferential surface of the intermediate part ME. In this state, the three fingers 202c move away from the cutting edge inspection device 1, as shown in FIG. 6D. Then, while still supporting the intermediate part ME, the three fingers 202c move to the storage shelf 203 and return the intermediate part ME to the storage shelf 203. The cutting edge BL1 of the blade BL left on the support table 2 is inspected by the cutting edge inspection device 1, as described below.
検知ユニット3は、図7Aおよび図7Bに示されるように、刃先BL1の周方向D3と略直交する方向に沿った断面における刃先BL1の断面プロファイル(図9~図13参照)を検知する。検知ユニット3は、スリット状の光SH1を刃先BL1に照射する投光部31と、刃先BL1からの反射光SH2を受光する受光部32とを備えている。検知ユニット3は、投光部31により照射されたスリット状の光SH1が刃先BL1で反射して、その反射光SH2を受光部32で受光することにより、刃先BL1の断面プロファイルを取得することができる。検知ユニット3は、図8のブロック図に示されるように、制御部5に通信可能に接続され、取得した断面プロファイルを制御部5に送信する。検知ユニット3は、取得した断面プロファイルを、図示しない記憶部に送信してもよい。 As shown in Figures 7A and 7B, the detection unit 3 detects the cross-sectional profile of the cutting edge BL1 in a cross section taken along a direction substantially perpendicular to the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1 (see Figures 9 to 13). The detection unit 3 includes a light-projecting unit 31 that irradiates the cutting edge BL1 with slit-shaped light SH1 and a light-receiving unit 32 that receives reflected light SH2 from the cutting edge BL1. The detection unit 3 can acquire the cross-sectional profile of the cutting edge BL1 by receiving the reflected light SH2 at the light-receiving unit 32 after the slit-shaped light SH1 irradiated by the light-projecting unit 31 is reflected by the cutting edge BL1. As shown in the block diagram of Figure 8, the detection unit 3 is communicatively connected to the control unit 5 and transmits the acquired cross-sectional profile to the control unit 5. The detection unit 3 may also transmit the acquired cross-sectional profile to a storage unit (not shown).
投光部31は、図7Aおよび図7Bに示されるように、刃先BL1の周方向D3と略直交する方向に沿って延びるスリット状の光SH1を、刃先BL1の第1の辺BL3の想定される直線と第2の辺BL5の想定される直線とがなす角度θの略中心を通る直線SL1に沿って、刃先BL1に照射する。これにより、スリット状の光SH1は、刃先BL1の周方向D3と略直交する方向において、刃先BL1の先端BL6を中心として対称に刃先BL1に照射されるので、刃先BL1の先端BL6を中心として対称の領域の刃先BL1の断面プロファイルを得ることができる。したがって、刃先BL1の状態を漏れなく、精度よく検査することができる。 As shown in Figures 7A and 7B, the light-projecting unit 31 irradiates the cutting edge BL1 with slit-shaped light SH1 extending in a direction substantially perpendicular to the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1 along a straight line SL1 passing through approximately the center of the angle θ formed by the assumed straight line of the first side BL3 of the cutting edge BL1 and the assumed straight line of the second side BL5. As a result, the slit-shaped light SH1 is irradiated onto the cutting edge BL1 symmetrically around the tip BL6 of the cutting edge BL1 in a direction substantially perpendicular to the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1, thereby obtaining a cross-sectional profile of the cutting edge BL1 in a region symmetrical around the tip BL6 of the cutting edge BL1. This allows the condition of the cutting edge BL1 to be inspected thoroughly and with high accuracy.
なお、本明細書において、「想定される直線」とは、上述の「略直線状に延びることが想定される」の概念に基づく直線である。すなわち、刃物BLの使用前の状態等、理想的な状態では略直線状に延びているが、摩耗および/または塑性変形等により、理想的な状態から逸脱する形状に変形している可能性がある場合における、当該理想的な状態の直線を意味する。すなわち、第1の辺BL3および第2の辺BL5は、理想的な状態において略直線状に延びていることが想定される場合には、使用後の状態においては、略直線状の状態から逸脱した状態、たとえば湾曲した状態であってもよい。使用後の状態において、略直線状の状態から逸脱している場合には、たとえば、検知された形状に対する直線近似等、何等かの手法を用いて、理想的な直線が求められ得る。 In this specification, the term "anticipated straight line" refers to a line based on the concept of "anticipated to extend in an approximately straight line" described above. In other words, it refers to a line in an ideal state where the blade BL extends in an approximately straight line in an ideal state, such as before use, but where there is a possibility that the line may have deviated from the ideal state due to wear and/or plastic deformation. In other words, if the first side BL3 and the second side BL5 are expected to extend in an approximately straight line in an ideal state, they may deviate from the approximately straight line, for example, be curved, after use. If the edge deviates from the approximately straight line after use, the ideal straight line can be determined using some method, such as linear approximation of the detected shape.
また、本明細書において、「角度θの略中心」の角度とは、θ/2だけではなく、θ/2の±10%以内の範囲内の角度を意味する。本実施形態では、第1の辺BL3と第2の辺BL5とは互いに略直交しているが、その場合、「角度θの略中心」の角度は、略45°を意味し、たとえば40°~50°の範囲内の角度を意味する。 In addition, in this specification, the angle "approximately at the center of angle θ" does not only mean θ/2, but also means an angle within a range of ±10% of θ/2. In this embodiment, the first side BL3 and the second side BL5 are approximately perpendicular to each other, and in this case, the angle "approximately at the center of angle θ" means approximately 45°, for example, an angle within a range of 40° to 50°.
投光部31が放射する光SH1は、図7Aに示されるように、光SH1の略中心が直線SL1上に位置するように、刃先BL1に照射されることが好ましい。これにより、スリット状の光SH1は、刃先BL1の周方向D3と略直交する方向において、より正確に、刃先BL1の先端BL6を中心として対称に刃先BL1を照射することができる。刃先BL1に照射される光SH1の断面の長辺の長さは、特に限定されることはなく、刃先BL1において摩耗や欠損が生じていることが想定される部分の大きさに応じて適宜設定することができる。光SH1は、スリット状の光、たとえば一方向の長さが、一方向に直交する方向の長さよりも長い、細長い断面形状を有する光であれば、特に限定されることはなく、たとえば、一般的に光切断法で用いられる公知のレーザー光を用いることができる。 As shown in FIG. 7A, the light SH1 emitted by the light-projecting unit 31 is preferably irradiated onto the cutting edge BL1 so that the approximate center of the light SH1 is located on the straight line SL1. This allows the slit-shaped light SH1 to more accurately irradiate the cutting edge BL1 symmetrically around the tip BL6 of the cutting edge BL1 in a direction approximately perpendicular to the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1. The length of the long side of the cross section of the light SH1 irradiated onto the cutting edge BL1 is not particularly limited and can be set appropriately depending on the size of the portion of the cutting edge BL1 where wear or chipping is expected. The light SH1 is not particularly limited as long as it is slit-shaped light, for example, light with an elongated cross-sectional shape in which the length in one direction is longer than the length in the direction perpendicular to that direction. For example, known laser light commonly used in light cutting methods can be used.
受光部32は、刃先BL1によって反射される反射光SH2を受光する。受光部32は、反射光SH2を受光して結像し、刃先BL1の断面の形状をプロファイルデータとして取得する。受光部32は、反射光SH2を受光することができれば、その配置は特に限定されない。受光部32は、投光部31が放射する光SH1の進行方向に対して、刃先BL1の周方向D3に傾斜した方向(たとえば略45°の方向)であって、第1の辺BL3と第2の辺BL5との間の角度θの略中心を通る方向から反射光SH2を受光するように配置されることが好ましい。これにより、受光部32は、刃先BL1の周方向D3と略直交する方向において、刃先BL1の先端BL6を中心として対称に刃先BL1から反射光SH2を受光することができ、より正確に刃先BL1の断面プロファイルを得ることができる。受光部32は、刃先BL1から反射される反射光SH2を受光することができればよく、たとえば、一般的な光切断法で用いられる公知の撮像素子CMOSにより構成することができる。 The light-receiving unit 32 receives reflected light SH2 from the cutting edge BL1. The light-receiving unit 32 receives and forms an image of the reflected light SH2, acquiring the cross-sectional shape of the cutting edge BL1 as profile data. The light-receiving unit 32 may be positioned in any manner as long as it can receive the reflected light SH2. It is preferable that the light-receiving unit 32 be positioned so that it receives the reflected light SH2 from a direction inclined (e.g., approximately 45°) in the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1 relative to the direction of travel of the light SH1 emitted by the light-emitting unit 31, and from a direction passing through approximately the center of the angle θ between the first side BL3 and the second side BL5. This allows the light-receiving unit 32 to receive the reflected light SH2 from the cutting edge BL1 symmetrically around the tip BL6 of the cutting edge BL1 in a direction approximately perpendicular to the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1, thereby enabling a more accurate cross-sectional profile of the cutting edge BL1 to be obtained. The light receiving unit 32 only needs to be able to receive the reflected light SH2 reflected from the cutting edge BL1, and can be configured, for example, with a known CMOS image sensor used in general light-section methods.
回転機構4は、刃先BL1の断面プロファイルの位置を刃先BL1の周方向に沿って変化させるために、検知ユニット3に対して刃先BL1を、軸Xを中心に相対的に回転させる。回転機構4によって検知ユニット3に対して刃先BL1を相対回転させながら、刃先BL1の周方向D3に沿って刃先BL1の断面プロファイルを連続して取得することで、周方向D3に沿って刃先BL1の状態を検査することができる。検知ユニット3に対して刃先BL1を相対回転させる回転角度は、特に限定されるものではないが、たとえば、検知ユニット3による検知開始時から検知終了時までの回転角度が360°またはそれ以上の角度に設定することができる。このような回転角度とすることにより、刃先BL1の全周にわたって検査を行うことができる。刃先BL1の周方向D3において断面プロファイルを取得する間隔は、特に限定されることはなく、刃先BL1において摩耗や欠損が生じていることが想定される部分の大きさに応じて適宜設定することができる。 The rotation mechanism 4 rotates the cutting edge BL1 around the axis X relative to the detection unit 3 to change the position of the cross-sectional profile of the cutting edge BL1 along the circumferential direction of the cutting edge BL1. While the rotation mechanism 4 rotates the cutting edge BL1 relative to the detection unit 3, it continuously acquires cross-sectional profiles of the cutting edge BL1 along the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1, thereby inspecting the condition of the cutting edge BL1 along the circumferential direction D3. The rotation angle at which the cutting edge BL1 is rotated relative to the detection unit 3 is not particularly limited, but for example, the rotation angle from the start to the end of detection by the detection unit 3 can be set to 360° or more. By using such a rotation angle, inspection can be performed along the entire circumference of the cutting edge BL1. The interval at which the cross-sectional profile is acquired along the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1 is not particularly limited and can be set appropriately depending on the size of the portion of the cutting edge BL1 where wear or chipping is expected.
回転機構4は、本実施形態では、軸Xを中心に刃物BLを回転させることで、検知ユニット3に対して刃先BL1を相対回転させるように構成されている。具体的には、回転機構4は、図4および図5に示されるように、刃物BLを支持する支持台2に設けられた回転体41と、回転体41を回転駆動するモータなどの駆動部(図示せず)とを備えている。回転体41には、支持台2の上側ベース部材23および下側ベース部材24を介して上側支持部21および下側支持部22が取り付けられている。回転機構4は、駆動部によって回転体41を回転させることにより上側支持部21および下側支持部22を回転させ、上側支持部21および下側支持部22に支持された刃物BLの刃先BL1を回転させる。なお、回転機構は、検知ユニット3に対して刃先BL1を相対回転させることができればよく、たとえば、ハンドリングロボット202(図2A~図2Dを参照)に設けられて、ハンドリングロボット202によって刃物BLを回転させるように構成されてもよいし、検知ユニット3を刃先BL1の周りに回転させるように構成されていてもよい。 In this embodiment, the rotation mechanism 4 is configured to rotate the blade BL around the axis X, thereby rotating the cutting edge BL1 relative to the detection unit 3. Specifically, as shown in Figures 4 and 5, the rotation mechanism 4 includes a rotating body 41 provided on the support base 2 that supports the blade BL, and a drive unit (not shown), such as a motor, that rotates the rotating body 41. The upper support unit 21 and the lower support unit 22 are attached to the rotating body 41 via the upper base member 23 and the lower base member 24 of the support base 2. The rotation mechanism 4 rotates the rotating body 41 using the drive unit, thereby rotating the upper support unit 21 and the lower support unit 22 and rotating the cutting edge BL1 of the blade BL supported by the upper support unit 21 and the lower support unit 22. The rotation mechanism may be any mechanism capable of rotating the cutting edge BL1 relative to the detection unit 3. For example, it may be provided on the handling robot 202 (see Figures 2A to 2D) and configured to rotate the blade BL using the handling robot 202, or it may be configured to rotate the detection unit 3 around the cutting edge BL1.
制御部5は、検知ユニット3により検知された刃先BL1の断面プロファイルから刃先BL1の状態を判定する。制御部5は、本実施形態では、図8のブロック図に示されるように、検知ユニット3と通信可能に接続され、検知ユニット3の検知動作を制御するとともに、検知ユニット3から直接、刃先BL1の断面プロファイルを取得するように構成されている。ただし、制御部5は、刃先BL1の状態を判定するために、検知ユニット3から刃先BL1の断面プロファイルを取得することができればよく、たとえば、刃先BL1の断面プロファイルが記憶された記憶部を介して間接的に刃先BL1の断面プロファイルを取得するように構成されていてもよいし、検知ユニット3の検知動作を制御する他の制御装置から取得するように構成されていてもよい。制御部5は、たとえば、一般的にコンピュータに搭載される公知の中央演算処理装置(CPU)などを用いて構成することができる。 The control unit 5 determines the condition of the cutting edge BL1 from the cross-sectional profile of the cutting edge BL1 detected by the detection unit 3. In this embodiment, as shown in the block diagram of FIG. 8, the control unit 5 is communicatively connected to the detection unit 3, controls the detection operation of the detection unit 3, and is configured to acquire the cross-sectional profile of the cutting edge BL1 directly from the detection unit 3. However, in order to determine the condition of the cutting edge BL1, the control unit 5 only needs to be able to acquire the cross-sectional profile of the cutting edge BL1 from the detection unit 3. For example, the control unit 5 may be configured to acquire the cross-sectional profile of the cutting edge BL1 indirectly via a memory unit in which the cross-sectional profile of the cutting edge BL1 is stored, or may be configured to acquire the profile from another control device that controls the detection operation of the detection unit 3. The control unit 5 may be configured, for example, using a well-known central processing unit (CPU) typically installed in a computer.
制御部5は、たとえば、図9に例示されるように、検知ユニット3によって検知された断面プロファイルから、刃先BL1の先端BL6から所定の距離を隔てた第1領域AR1の断面プロファイルPR1と、第1領域AR1よりも刃先BL1の先端BL6に近い第2領域AR2の断面プロファイルPR2とを抽出する。さらに、制御部5は、第1領域AR1の断面プロファイルPR1を直線近似することにより近似直線SL2を取得して、近似直線SL2を延長することにより第2領域AR2の理想断面プロファイルIPRを推定する。さらに、制御部5は、第2領域AR2の断面プロファイルPR2と第2領域AR2の理想断面プロファイルIPR2の間の差異を示す特徴量FAを算出するように構成される。制御部5は、算出された特徴量FAを所定の閾値と比較して、算出された特徴量FAが所定の閾値を超えている場合に、その断面プロファイルが検知された刃先BL1に、摩耗、欠損、変形などの欠陥が生じていると判定することができる。したがって、刃先検査装置1は、簡単な構成で、かつ精度よく、刃先BL1の状態を検査することができる。 As shown in FIG. 9 , the control unit 5 extracts, from the cross-sectional profile detected by the detection unit 3, a cross-sectional profile PR1 of a first region AR1 located a predetermined distance from the tip BL6 of the cutting edge BL1, and a cross-sectional profile PR2 of a second region AR2 located closer to the tip BL6 of the cutting edge BL1 than the first region AR1. Furthermore, the control unit 5 linearly approximates the cross-sectional profile PR1 of the first region AR1 to obtain an approximated line SL2, and then estimates the ideal cross-sectional profile IPR of the second region AR2 by extending the approximated line SL2. The control unit 5 is further configured to calculate a feature value FA indicating the difference between the cross-sectional profile PR2 of the second region AR2 and the ideal cross-sectional profile IPR2 of the second region AR2. The control unit 5 compares the calculated feature value FA with a predetermined threshold value, and if the calculated feature value FA exceeds the predetermined threshold value, it can determine that the cutting edge BL1, whose cross-sectional profile is detected, has a defect such as wear, chipping, or deformation. Therefore, the cutting edge inspection device 1 has a simple configuration and can inspect the condition of the cutting edge BL1 with high accuracy.
なお、刃先BL1の先端BLから所定の距離を隔てて設定される第1領域AR1は、刃物BLの使用中に刃先BL1において摩耗や塑性変形などが生じる可能性の低い領域として設定することができる。たとえば、刃先BL1の先端BL6から第1領域AR1までの所定の距離は、摩耗や塑性変形などが生じることが想定される範囲として予め設定することもできるし、第1領域AR1において直線近似して得られた近似直線SL2と第1領域AR1の断面プロファイルPR1との差異が所定範囲内になるよう、刃先BL1の先端BL6に対して第1領域AR1が位置付けられるように設定することもできる。また、直線近似は、最小二乗法や、他の公知の数学的手法により行なうことができる。 The first region AR1, which is set a predetermined distance from the tip BL of the cutting edge BL1, can be set as a region where wear or plastic deformation is unlikely to occur on the cutting edge BL1 during use of the blade BL. For example, the predetermined distance from the tip BL6 of the cutting edge BL1 to the first region AR1 can be set in advance as a range where wear or plastic deformation is expected to occur, or the first region AR1 can be positioned relative to the tip BL6 of the cutting edge BL1 so that the difference between the approximate straight line SL2 obtained by linear approximation of the first region AR1 and the cross-sectional profile PR1 of the first region AR1 falls within a predetermined range. Linear approximation can also be performed using the least squares method or other known mathematical techniques.
制御部5は、第2領域AR2の断面プロファイルPR2が、第2領域AR2の理想断面プロファイルIPRよりも、刃先BL1の軸方向D1および径方向D2の内側に位置するか否かを判定するように構成されていてもよい。制御部5が、たとえば、断面プロファイルPR2が理想断面プロファイルIPRよりも内側にある(図9など参照)と判定した場合には、刃先BL1に摩耗や欠損が生じていると判定することができる。また、制御部5が、たとえば、断面プロファイルPR2が理想断面プロファイルIPRよりも外側にある(図11参照)と判定した場合には、刃先BL1が塑性変形したと判定することができる。 The control unit 5 may be configured to determine whether the cross-sectional profile PR2 of the second region AR2 is located more inward in the axial direction D1 and radial direction D2 of the cutting edge BL1 than the ideal cross-sectional profile IPR of the second region AR2. For example, if the control unit 5 determines that the cross-sectional profile PR2 is more inward than the ideal cross-sectional profile IPR (see FIG. 9, etc.), it can determine that the cutting edge BL1 is worn or chipped. Furthermore, if the control unit 5 determines that the cross-sectional profile PR2 is more outward than the ideal cross-sectional profile IPR (see FIG. 11), it can determine that the cutting edge BL1 has undergone plastic deformation.
ここで、特徴量FAは、上述したように、第2領域AR2の断面プロファイルPR2と第2領域AR2の理想断面プロファイルIPRの間の差異を示す量である。特徴量FAは、図9~図13に示されるように、さまざまな検査ロジックによって算出することができる。なお、以下では、たとえば、図9に例示されるように、近似直線SL2を延長することにより得られる直線を「母線GL」とも称する。また、第1の辺BL3側の母線GLと第2の辺BL5側の母線GLとの交点を「交点VE」とも称する。図9に示された例では、交点VEおよび先端BL6は、上述の直線SL1上に位置している。ただし、先端BL6は、直線SL1から若干ずれた位置にあってもよい。 Here, as described above, the feature quantity FA is an amount that indicates the difference between the cross-sectional profile PR2 of the second region AR2 and the ideal cross-sectional profile IPR of the second region AR2. The feature quantity FA can be calculated using various inspection logics, as shown in Figures 9 to 13. Hereinafter, for example, as illustrated in Figure 9, the straight line obtained by extending the approximated straight line SL2 will also be referred to as the "generator line GL." The intersection between the generator line GL on the first side BL3 side and the generator line GL on the second side BL5 side will also be referred to as the "intersection point VE." In the example shown in Figure 9, the intersection point VE and the tip BL6 are located on the above-mentioned straight line SL1. However, the tip BL6 may be located slightly offset from the straight line SL1.
図9に示される検査ロジックでは、特徴量FAは、第2領域AR2の断面プロファイルPR2のうち、第2領域AR2の理想断面プロファイルIPRよりも、刃先BL1の軸方向D1および径方向D2の内側に位置する部分と、第2領域AR2の理想断面プロファイルIPR2とで囲まれる領域(ハッチングを付した領域)の面積S1である。第2領域AR2の断面プロファイルPR2と第2領域AR2の理想断面プロファイルIPRとの比較は、ともに同一座標系で表示した状態で行なわれる。面積S1は、断面プロファイルPR2および理想断面プロファイルIPRを同一座標系で表示したときに、刃先BL1の軸方向D1および径方向D2の内側に位置する断面プロファイルPR2の部分の各点の座標と、理想断面プロファイルIPRの各点の座標とに基づいて、断面プロファイルPR2と理想断面プロファイルIPRとで囲まれた領域内で積分処理を行うことにより求めることができる。このような面積を特徴量FAとして算出することで、刃先BL1の摩耗、欠損、変形などの欠陥の程度を高い精度で把握することができる。 In the inspection logic shown in FIG. 9, the feature quantity FA is the area S1 of the region (hatched region) enclosed by the ideal cross-sectional profile IPR2 of second region AR2 and the portion of the cross-sectional profile PR2 of second region AR2 that is located inside the ideal cross-sectional profile IPR of second region AR2 in the axial direction D1 and radial direction D2 of the cutting edge BL1. The cross-sectional profile PR2 of second region AR2 and the ideal cross-sectional profile IPR of second region AR2 are compared while both are displayed in the same coordinate system. When the cross-sectional profile PR2 and the ideal cross-sectional profile IPR are displayed in the same coordinate system, the area S1 can be determined by performing integration within the region enclosed by the cross-sectional profile PR2 and the ideal cross-sectional profile IPR based on the coordinates of each point of the portion of the cross-sectional profile PR2 that is located inside the axial direction D1 and radial direction D2 of the cutting edge BL1 and the coordinates of each point of the ideal cross-sectional profile IPR. By calculating this area as the feature amount FA, the degree of defects such as wear, chipping, and deformation of the cutting edge BL1 can be determined with high accuracy.
図10に示される検査ロジックでは、特徴量FAは、第2領域AR2の断面プロファイルPR2と第2領域AR2の理想断面プロファイルIPRとの間の間隔CLである。具体的には、間隔CLは、たとえば、直線SL1と断面プロファイルPR2との交点と、交点VEとの間の間隔である。間隔CLを特徴量とFAとして算出することで、刃先BL1の摩耗、欠損、変形などの欠陥の程度を高い精度で把握することができる。特に、図11に示されるように、第2領域AR2の断面プロファイルPR2のうち、第2領域AR2の理想断面プロファイルIPRよりも、刃先BL1の軸方向D1または径方向D2の外側に位置する部分がある場合には、刃先BL1の一部が理想断面プロファイルIPRの外側に移動することによって間隔CLが大きくなりやすいため、そのような刃先BL1の異常を容易に把握することができる。 In the inspection logic shown in FIG. 10, the feature amount FA is the distance CL between the cross-sectional profile PR2 of the second region AR2 and the ideal cross-sectional profile IPR of the second region AR2. Specifically, the distance CL is, for example, the distance between the intersection point VE and the intersection point between the line SL1 and the cross-sectional profile PR2. By calculating the distance CL as the feature amount and FA, the degree of defects such as wear, chipping, and deformation of the cutting edge BL1 can be determined with high accuracy. In particular, as shown in FIG. 11, if there is a portion of the cross-sectional profile PR2 of the second region AR2 that is located outside the ideal cross-sectional profile IPR of the second region AR2 in the axial direction D1 or radial direction D2 of the cutting edge BL1, the distance CL is likely to increase as part of the cutting edge BL1 moves outside the ideal cross-sectional profile IPR, making it easy to determine abnormalities in the cutting edge BL1.
図12に示される検査ロジックでは、特徴量FAは、第2領域AR2の断面プロファイルPR2の所定の位置における傾きα1、α2と第2領域AR2の理想断面プロファイルIPRの傾きβとの間の関係を示す値である。本実施形態では、「所定の位置」とは、直線SL1からの距離がゼロより大きく、かつ第2領域AR2内で、所定の幅を有する第3領域AR3内の位置である。所定の位置および所定の幅は、上記条件を満たす限り任意に設定可能である。「理想断面プロファイルIPRの傾きβとの間の関係を示す値」は、第3領域AR3内において断面プロファイルPR2に引いた接線TL1、TL2の傾きが傾きα1、α2であるとすると、特に限定されるものではないが、たとえば、α1/β、α2/βである。断面プロファイルPR2の傾きα1、α2と理想断面プロファイルIPRの傾きβとの関係を示すことにより、たとえば、刃先BL1の丸みを評価することができる。 In the inspection logic shown in FIG. 12, the feature quantity FA is a value indicating the relationship between the slopes α1 and α2 at a predetermined position on the cross-sectional profile PR2 of the second region AR2 and the slope β of the ideal cross-sectional profile IPR of the second region AR2. In this embodiment, the "predetermined position" is a position within the third region AR3 that is located at a distance greater than zero from the line SL1 and has a predetermined width within the second region AR2. The predetermined position and predetermined width can be set arbitrarily as long as they satisfy the above conditions. If the slopes of the tangent lines TL1 and TL2 drawn to the cross-sectional profile PR2 within the third region AR3 are α1 and α2, respectively, the "value indicating the relationship with the slope β of the ideal cross-sectional profile IPR" is not particularly limited, but may be, for example, α1/β or α2/β. By indicating the relationship between the slopes α1 and α2 of the cross-sectional profile PR2 and the slope β of the ideal cross-sectional profile IPR, it is possible to evaluate the roundness of the cutting edge BL1, for example.
図13に示される検査ロジックでは、特徴量FAは、第2領域AR2の断面プロファイルPR2のうち、第2領域AR2の理想断面プロファイルIPRよりも、刃先BL1の軸方向D1または径方向D2の外側に位置する部分と、第2領域AR2の理想断面プロファイルIPRとで囲まれる領域(ハッチングを付した領域)の面積S2である。この構成によれば、断面プロファイルPR2が理想断面プロファイルIPRの外側へ変形している程度を把握することができる。したがって、刃先BL1の塑性変形の程度を容易に把握することができる。 In the inspection logic shown in FIG. 13, the feature quantity FA is the area S2 of the region (hatched region) surrounded by the ideal cross-sectional profile IPR of second region AR2 and the portion of the cross-sectional profile PR2 of second region AR2 that is located further outward in the axial direction D1 or radial direction D2 of the cutting edge BL1 than the ideal cross-sectional profile IPR of second region AR2. This configuration makes it possible to determine the extent to which the cross-sectional profile PR2 has deformed outside the ideal cross-sectional profile IPR. Therefore, the degree of plastic deformation of the cutting edge BL1 can be easily determined.
制御部5は、本実施形態では、図8のブロック図に示されるように、回転機構4に通信可能に接続され、回転機構4の回転動作を制御するように構成されている。制御部5は、回転機構4および検知ユニット3を制御して、検知ユニット3に対して刃物BLの刃先BL1を相対回転させながら、刃先BL1の周方向D3(図7B参照)に沿って刃先BL1の断面プロファイルを取得することができる。制御部5は、刃先BL1の周方向D3に沿って刃先BL1の断面プロファイルを取得することで、刃先BL1の周方向D3に沿った特徴量FAの変化を算出することができる。これにより、制御部5は、刃先BL1の周方向D3に沿ったどの位置に、どの程度で、摩耗、欠損、変形などの欠陥が生じているかを判定することができる。その判定は、特に限定されることはなく、たとえば、刃先BL1の周方向D3の各位置で、特徴量FAが所定の閾値を超えているか否かを判定することによって行われてもよいし、刃先BL1の周方向D3に沿った所定の長さ範囲に亘って、特徴量FAが所定の閾値を超えているか否かを判定することによって行われてもよい。 In this embodiment, as shown in the block diagram of FIG. 8, the control unit 5 is communicatively connected to the rotation mechanism 4 and configured to control the rotation operation of the rotation mechanism 4. The control unit 5 controls the rotation mechanism 4 and the detection unit 3 to rotate the cutting edge BL1 of the blade BL relative to the detection unit 3, thereby acquiring a cross-sectional profile of the cutting edge BL1 along the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1 (see FIG. 7B). By acquiring the cross-sectional profile of the cutting edge BL1 along the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1, the control unit 5 can calculate changes in the feature quantity FA along the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1. This allows the control unit 5 to determine the position along the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1 and the extent of defects such as wear, chipping, and deformation. This determination is not particularly limited, and may be made, for example, by determining whether the feature amount FA exceeds a predetermined threshold value at each position in the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1, or by determining whether the feature amount FA exceeds a predetermined threshold value over a predetermined length range along the circumferential direction D3 of the cutting edge BL1.
制御部5は、図8のブロック図に示されるように、操作入力部7および出力部8と通信可能に接続されていてもよい。操作入力部7は、ユーザによる操作入力を受け付け、ユーザによる操作入力の内容を制御部5へ送信する。刃先検査装置1は、操作入力部7を備えることで、ユーザの入力に応答して、制御部5の上記動作を実行し、また制御部5の上記動作を修正することができる。操作入力部7は、キーボードやマウスなどの公知の入力手段により具現化できる。出力部8は、検知ユニット3による検知結果や、制御部5による算出結果および判定結果などを出力するように構成されている。刃先検査装置1は、出力部8を通じて、ユーザに上記結果を通知することができる。出力部8は、ディスプレイ、プリンタ、スピーカーなどの公知のデータ出力手段により具現化できる。 As shown in the block diagram of Figure 8, the control unit 5 may be communicatively connected to the operation input unit 7 and output unit 8. The operation input unit 7 accepts operation inputs from the user and transmits the contents of the user's operation input to the control unit 5. By including the operation input unit 7, the cutting edge inspection device 1 can execute the above-mentioned operations of the control unit 5 in response to user input and modify the above-mentioned operations of the control unit 5. The operation input unit 7 can be embodied by known input means such as a keyboard or mouse. The output unit 8 is configured to output the detection results by the detection unit 3, the calculation results and judgment results by the control unit 5, etc. The cutting edge inspection device 1 can notify the user of the above-mentioned results via the output unit 8. The output unit 8 can be embodied by known data output means such as a display, printer, or speaker.
刃先検査装置1は、刃物BLの刃先BL1を検査することができればよく、設けられる位置は特に限定されない。本実施形態では、刃先検査装置1は、図1、図2A~図2Dに示されるように、刃替システムES内に設けられ、より詳しくは、刃替システムESのエリア内に設けられている。これにより、刃先検査を刃替の工程の中で実施することができるため、刃替の工程とは別に刃先検査の工程を設ける必要がない。特に、本実施形態では、刃先検査装置1は、刃替システムESのハンドリングロボット202に隣接して設けられ、より具体的には、ハンドリングロボット202の台座部202aに設けられている。これにより、ハンドリングロボット202による刃物BLの運搬途中(たとえば格納棚203への運搬途中)に刃先検査を実施することができ、刃物BLを格納棚203へ一旦格納した後に格納棚203から再度取り出して刃先検査を行う場合と比べて、刃物BLの運搬にかかる時間を省略できる。ただし、刃先検査は、刃物BLの運搬途中に行なってもよいし、格納棚203に一度格納された刃物BLを再度取り出して行なってもよい。 The location of the blade edge inspection device 1 is not particularly limited as long as it can inspect the cutting edge BL1 of the blade BL. In this embodiment, the blade edge inspection device 1 is provided within the blade replacement system ES, more specifically, within the area of the blade replacement system ES, as shown in Figures 1 and 2A-2D. This allows blade edge inspection to be performed during the blade replacement process, eliminating the need for a separate blade edge inspection process. In particular, in this embodiment, the blade edge inspection device 1 is provided adjacent to the handling robot 202 of the blade replacement system ES, more specifically, on the base 202a of the handling robot 202. This allows blade edge inspection to be performed while the handling robot 202 is transporting the blade BL (e.g., while transporting it to the storage shelf 203). This saves the time required to transport the blade BL compared to storing the blade BL in the storage shelf 203 and then removing it from the storage shelf 203 to perform blade edge inspection. However, the blade edge inspection may be performed while the blade BL is being transported, or after the blade BL has been stored on the storage shelf 203, it may be removed and inspected again.
以上において、本実施形態の刃先検査装置1が、刃物BLの軸方向D1の一方側に位置する刃先BL1を検査することができることを示した。本実施形態の刃先検査装置1はさらに、刃物BLの軸方向D1の他方側に位置する刃先BL1を検査することもできる。刃先検査装置1は、図3~図5に示されるように、刃物BLの軸方向D1の一方側に位置する刃先BL1を検査するための第1検査位置(図5中、実線の位置)と、刃物BLの軸方向D1の他方側に位置する刃先BL1を検査するための第2検査位置(図5中、2点鎖線の位置)との間で、刃物BLの刃先BL1に対して検知ユニット3を相対移動させる移動機構6を備えている。移動機構6は、刃物BLの軸方向D1における一方側の刃先BL1と他方側の刃先BL1とを、検知ユニット3によって選択的に検査できるように、検知ユニット3を相対移動させる。第1検査位置および第2検査位置のいずれにおいても、検知ユニット3は、刃物BLの刃先BL1に対して、上述したのと実質的に同じ配置を実現でき、それによって、上述したのと実質的に同じ検査を実現できる。 As described above, the cutting edge inspection device 1 of this embodiment is capable of inspecting the cutting edge BL1 located on one side of the axial direction D1 of the blade BL. The cutting edge inspection device 1 of this embodiment can also inspect the cutting edge BL1 located on the other side of the axial direction D1 of the blade BL. As shown in Figures 3 to 5, the cutting edge inspection device 1 is equipped with a movement mechanism 6 that moves the detection unit 3 relative to the cutting edge BL1 of the blade BL between a first inspection position (position indicated by a solid line in Figure 5) for inspecting the cutting edge BL1 located on one side of the axial direction D1 of the blade BL and a second inspection position (position indicated by a two-dot chain line in Figure 5) for inspecting the cutting edge BL1 located on the other side of the axial direction D1 of the blade BL. The movement mechanism 6 moves the detection unit 3 relative to the cutting edge BL1 so that the detection unit 3 can selectively inspect the cutting edge BL1 on one side and the cutting edge BL1 on the other side of the axial direction D1 of the blade BL. In both the first inspection position and the second inspection position, the detection unit 3 can be positioned relative to the cutting edge BL1 of the blade BL in substantially the same manner as described above, thereby enabling substantially the same inspection as described above.
移動機構6は、第1検査位置と第2検査位置との間で、刃物BLの刃先BL1に対して検知ユニット3を相対移動させることができればよく、その移動方向は特に限定されない。本実施形態では、移動機構6は、刃物BLの刃先BL1に対して、刃物BLの径方向D2に平行な回転軸X1を中心として、検知ユニット3を相対回転可能に構成されている。具体的には、移動機構6は、図3~図5に示されるように、支持台2に固定された基部61と、検知ユニット3が固定され、回転軸X1を中心として回転可能に基部61に取り付けられたアーム部62と、基部61に固定され、アーム部62を回転駆動する回転駆動部63とを備えている。検知ユニット3は、回転軸X1から、回転軸X1に垂直な方向にずれて、回転軸X1を中心に回転するアーム部62に固定されることで、回転軸X1の周りを旋回するように構成されている。また、回転軸X1が、刃物BLの径方向D2に沿った刃物BLの中心線と略一直線上に並ぶように配置されることで、検知ユニット3は、回転軸X1の周りを略180°旋回する前後で、刃物BLの軸方向D1において刃物BLを挟んで互いに対向する位置に配置される。これにより、第1検査位置および第2検査位置のいずれにおいても、検知ユニット3は、刃物BLの刃先BL1に対して、上述したのと実質的に同じ配置を実現でき、それによって、上述したのと実質的に同じ検査を実現できる。ただし、移動機構6は、検知ユニット3に対して、刃物BLの刃先BL1を移動させるように構成されていてもよい。 The movement mechanism 6 is only required to move the detection unit 3 relative to the cutting edge BL1 of the blade BL between the first and second inspection positions, and the movement direction is not particularly limited. In this embodiment, the movement mechanism 6 is configured to rotate the detection unit 3 relative to the cutting edge BL1 of the blade BL around a rotation axis X1 parallel to the radial direction D2 of the blade BL. Specifically, as shown in Figures 3 to 5, the movement mechanism 6 includes a base 61 fixed to the support base 2, an arm 62 to which the detection unit 3 is fixed and attached to the base 61 so as to be rotatable about the rotation axis X1, and a rotation drive unit 63 fixed to the base 61 and driving the arm 62 to rotate. The detection unit 3 is configured to rotate around the rotation axis X1 by being fixed to the arm 62, which rotates around the rotation axis X1 and is offset from the rotation axis X1 in a direction perpendicular to the rotation axis X1. Furthermore, by arranging the rotation axis X1 so that it is aligned substantially in a straight line with the center line of the blade BL along the radial direction D2 of the blade BL, the detection units 3 are positioned opposite each other across the blade BL in the axial direction D1 of the blade BL before and after rotating approximately 180 degrees around the rotation axis X1. This allows the detection units 3 to be positioned relative to the cutting edge BL1 of the blade BL in substantially the same way as described above in both the first inspection position and the second inspection position, thereby enabling substantially the same inspection as described above. However, the movement mechanism 6 may also be configured to move the cutting edge BL1 of the blade BL relative to the detection unit 3.
移動機構6は、図8のブロック図に示されるように、制御部5に通信可能に接続され、制御部5によって動作制御される。制御部5は、たとえば、刃物BLの軸方向D1の一方側に位置する刃先BL1の検査が終了した後に、移動機構6を制御して、検知ユニット3を第1検査位置(図5中、実線の位置)から第2検査位置(図5中、二点鎖線の位置)へと相対移動させることで、刃物BLの軸方向D1の他方側に位置する刃先BL1の検査を継続して行なうことができる。したがって、刃先検査装置1は、2つの刃先BL1、BL1を有する刃物BLの検査を迅速に行うことができる。 As shown in the block diagram of FIG. 8, the movement mechanism 6 is communicatively connected to the control unit 5 and is operationally controlled by the control unit 5. For example, after completing inspection of the cutting edge BL1 located on one side of the axial direction D1 of the blade BL, the control unit 5 controls the movement mechanism 6 to relatively move the detection unit 3 from the first inspection position (position indicated by the solid line in FIG. 5) to the second inspection position (position indicated by the two-dot chain line in FIG. 5), thereby continuing inspection of the cutting edge BL1 located on the other side of the axial direction D1 of the blade BL. Therefore, the cutting edge inspection device 1 can quickly inspect a blade BL having two cutting edges BL1, BL1.
なお、上記実施形態では、刃物BLの軸方向D1が略水平方向に沿うように、刃物BLが刃先検査装置1に装着されているが、これに限定されるものではない。たとえば、図14および図15に示されるように、刃物BLの軸方向D1が略鉛直方向に沿うように、刃物BLが刃先検査装置1に装着される構成であってもよい。この場合、支持台2は、刃物BLの軸方向D1が略鉛直方向に沿うように、刃物BLを支持するように構成される。 In the above embodiment, the blade BL is attached to the cutting edge inspection device 1 so that the axial direction D1 of the blade BL is approximately horizontal, but this is not limited to this. For example, as shown in Figures 14 and 15, the blade BL may be attached to the cutting edge inspection device 1 so that the axial direction D1 of the blade BL is approximately vertical. In this case, the support base 2 is configured to support the blade BL so that the axial direction D1 of the blade BL is approximately vertical.
1 刃先検査装置
2 支持台
21 上側支持部
22 下側支持部
23 上側ベース部材
24 下側ベース部材
25 間隔調節機構
3 検知ユニット
31 投光部
32 受光部
4 回転機構
41 回転体
5 制御部
6 移動機構
61 基部
62 アーム部
63 回転駆動部
7 操作入力部
8 出力部
101 切断部
101a 上側切断部材
101b 回転軸
101c スリーブ
102 繰出ロール
103 巻取ロール
104 搬送部
201 仮組軸装置
201a 仮組軸
201b 台車
202 ハンドリングロボット
202a 台座部
202b アーム部
202c フィンガー
203 格納棚
AR1 第1領域
AR2 第2領域
BL 刃物
BL1 刃先
BL2 外周面
BL3 第1の辺
BL4 端面
BL5 第2の辺
BL6 先端
BL7 貫通孔
BL8 内周面
BL81 上側内周面
BL82 下側内周面
CD 切断装置
CL 間隔
CS 切断システム
D1 軸方向
D2 径方向
D3 周方向
DS 支持間隔
ES 刃替システム
GL 母線
IPR 第2領域の理想断面プロファイル
L1 上側支持部の長さ
L2 下側支持部の長さ
PR1 第1領域の断面プロファイル
PR2 第2領域の断面プロファイル
S1、S2 面積
SH1 スリット状の光
SH2 反射光
SL1 角度θの略中心を通る直線
SL2 近似直線
TL1、TL2 接線
VE 交点
W 切断対象物(帯板)
W1 切断後帯板
X 軸
X1 回転軸
α1、α2 第2領域の断面プロファイルの傾き
β 第2領域の理想断面プロファイルの傾き
θ 角度
REFERENCE SIGNS LIST 1 Cutting edge inspection device 2 Support base 21 Upper support part 22 Lower support part 23 Upper base member 24 Lower base member 25 Spacing adjustment mechanism 3 Detection unit 31 Light projecting part 32 Light receiving part 4 Rotation mechanism 41 Rotating body 5 Control part 6 Movement mechanism 61 Base part 62 Arm part 63 Rotation drive part 7 Operation input part 8 Output part 101 Cutting part 101a Upper cutting member 101b Rotation shaft 101c Sleeve 102 Payout roll 103 Winding roll 104 Conveying part 201 Temporary assembly shaft device 201a Temporary assembly shaft 201b Cart 202 Handling robot 202a Base part 202b Arm part 202c Finger 203 Storage shelf AR1 First area AR2 Second area BL Cutting tool BL1 Cutting edge BL2 Outer circumferential surface BL3 First side BL4 End face BL5 Second side BL6 Tip BL7 Through hole BL8 Inner circumferential surface BL81 Upper inner circumferential surface BL82 Lower inner circumferential surface CD Cutting device CL Distance CS Cutting system D1 Axial direction D2 Radial direction D3 Circumferential direction DS Support distance ES Blade change system GL Generator IPR Ideal cross-sectional profile of the second area L1 Length of the upper support part L2 Length of the lower support part PR1 Cross-sectional profile of the first area PR2 Cross-sectional profile of the second area S1, S2 Area SH1 Slit-shaped light SH2 Reflected light SL1 Straight line passing through the approximate center of the angle θ SL2 Approximate straight line TL1, TL2 Tangent line VE Intersection W Cutting object (strip)
W1 Strip after cutting X axis X1 Rotation axis α1, α2 Inclination of cross-sectional profile of second region β Inclination of ideal cross-sectional profile of second region θ Angle
Claims (6)
前記刃先は、前記刃先の周方向と略直交する方向に沿った断面において、前記刃先の径方向の外周面に位置して略直線状に延びることが想定される第1の辺と、前記刃先の軸方向の端面に位置して前記第1の辺と交差し、略直線状に延びることが想定される第2の辺と、前記第1の辺と前記第2の辺との交点に位置する先端とを有し、
前記刃先検査装置は、
前記刃物を支持する支持台と、
前記刃先の周方向と略直交する方向に沿った断面における前記刃先の断面プロファイルを検知する検知ユニットと、
前記刃先の断面プロファイルの位置を前記刃先の周方向に沿って変化させるために、前記検知ユニットに対して前記刃先を相対的に回転させる回転機構と、
前記刃先の断面プロファイルから前記刃先の状態を判定する制御部と、を備え、
前記検知ユニットは、
前記刃先の周方向と略直交する方向に沿って延びるスリット状の光を、前記第1の辺の想定される直線と前記第2の辺の想定される直線とがなす角度の略中心を通る直線に沿って、前記刃先に照射する投光部と、
前記刃先からの反射光を受光する受光部とを備え、
前記制御部は、
前記検知ユニットによって検知された前記断面プロファイルから、前記刃先の先端から所定の距離を隔てた第1領域の断面プロファイルと、前記第1領域よりも前記刃先の先端に近い第2領域の断面プロファイルとを抽出し、
前記第1領域の断面プロファイルを直線近似することにより近似直線を取得して、前記近似直線を延長することにより前記第2領域の理想断面プロファイルを推定し、
前記第2領域の断面プロファイルと前記第2領域の理想断面プロファイルとの間の差異を示す特徴量を算出するように構成される、
刃先検査装置。 A cutting edge inspection device for inspecting a cutting edge extending along the outer periphery of a substantially circular blade,
In a cross section taken along a direction substantially perpendicular to the circumferential direction of the cutting edge, the cutting edge has a first side that is located on the outer peripheral surface in the radial direction of the cutting edge and is assumed to extend substantially linearly, a second side that is located on an end surface in the axial direction of the cutting edge, intersects with the first side, and is assumed to extend substantially linearly, and a tip that is located at the intersection of the first side and the second side,
The cutting edge inspection device is
A support base that supports the blade;
a detection unit that detects a cross-sectional profile of the cutting edge in a cross section along a direction substantially perpendicular to a circumferential direction of the cutting edge;
a rotation mechanism that rotates the cutting edge relative to the detection unit to change the position of the cross-sectional profile of the cutting edge along the circumferential direction of the cutting edge;
a control unit that determines the state of the cutting edge from the cross-sectional profile of the cutting edge,
The detection unit
a light projecting unit that projects slit-shaped light extending in a direction substantially perpendicular to the circumferential direction of the cutting edge onto the cutting edge along a straight line that passes through the approximate center of the angle formed by the assumed straight line of the first side and the assumed straight line of the second side;
a light receiving unit that receives reflected light from the cutting edge,
The control unit
extracting, from the cross-sectional profile detected by the detection unit, a cross-sectional profile of a first region that is a predetermined distance from the tip of the cutting edge and a cross-sectional profile of a second region that is closer to the tip of the cutting edge than the first region;
obtaining an approximate straight line by linearly approximating the cross-sectional profile of the first region, and estimating an ideal cross-sectional profile of the second region by extending the approximate straight line;
and calculating a feature value indicative of a difference between the cross-sectional profile of the second region and an ideal cross-sectional profile of the second region.
Blade edge inspection device.
前記支持台は、
前記刃物の軸方向が略水平方向を向くように配置された前記刃物の前記貫通孔に面する上側内周面を支持する上側支持部と、
前記刃物の軸方向が略水平方向を向くように配置された前記刃物の前記貫通孔に面する下側内周面を支持する下側支持部とを有し、
前記上側支持部は、前記上側内周面の軸方向の長さよりも長い長さを有し、
前記下側支持部は、前記下側内周面の軸方向の長さと略同じ長さを有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の刃先検査装置。 The blade has a through hole that passes through the blade in the axial direction,
The support base is
an upper support portion that supports an upper inner peripheral surface of the blade that faces the through hole and is arranged so that an axial direction of the blade is oriented in a substantially horizontal direction;
a lower support portion that supports a lower inner peripheral surface of the blade that faces the through hole and is arranged so that an axial direction of the blade is oriented in a substantially horizontal direction,
the upper support portion has a length longer than the axial length of the upper inner circumferential surface,
The cutting edge inspection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the lower support portion has a length substantially equal to the axial length of the lower inner circumferential surface.
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