JP2007168021A - モニター付き作業台 - Google Patents

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Abstract

【課題】モニターで作業対象物を監視しつつ作業対象物の加工をするモニター付き作業台を提供する。
【解決手段】 作業対象物をセットするテーブル14を備えた作業台10において、テーブル14にセットされた作業対象物を監視するモニター70を備えたこと。さらに、テーブル14は横軸20および縦軸を回転中心として回転可能であり、テーブル14の下側に円弧状の歯車を付設し、前記円弧状の歯車の回転中心を横軸20とし、前記円弧状の歯車に螺合して前記円弧状の歯車を回転させる第1駆動手段とが設けられている。さらに、前記縦軸が前記円弧状の歯車に回転可能に支えられ、前記縦軸を駆動する第2駆動手段が前記円弧状の歯車に取り付けられている。さらに、モニター70はテーブル14にセットされた作業対象物を撮影するカメラ72とこのカメラ72が撮影した前記作業対象物の画像を表示する表示部74を備えている。
【選択図】 図2

Description

本発明は、作業対象物を加工するモニター付き作業台に関し、特に作業対象物をセットするテーブルの位置およびモニター用カメラの位置を制御できるモニター付き作業台に関するものである。
従来、作業台として、作業用のテーブルの姿勢を変えることができるものが知られている(例えば特許文献1参照)。この場合、作業用のテーブルを旋回自在に支持する旋回支持部と、旋回軸心に交差する方向を軸心として旋回支持部を揺動自在に支持する揺動支持部と、揺動中心に交差する方向を軸心として揺動支持部を回転自在に支持する回転支持部と、回転支持部を上下昇降自在に支持する昇降支持部とからなり、制御部により集中コントロールされるアクチュエータにより各支持部の駆動を行うことができる。
このため、作業用のテーブルを旋回、揺動、昇降自在に支持し、かつ作業用のテーブルの位置および向きの調節を容易にすることができる。
特開2001−121452号公報
しかし、上述の従来例では、作業用のテーブルにセットされた作業対象物を監視するモニターが付設されていなかったので、作業者が作業対象物の細かい部分を目で監視しつつ作業対象物の加工をすることが容易ではないという問題があった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、モニターで作業対象物を監視しつつ作業対象物の加工をすることができるモニター付き作業台を提供することである。
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、加工対象の作業対象物をセットするテーブルを備えた作業台において、前記テーブルにセットされた作業対象物を監視するモニターを備えたことを特徴とするモニター付き作業台である。
これにより、モニターによりテーブルにセットされた作業対象物を監視しつつ、作業対象物を加工することができる。
さらに、請求項2記載の発明は、請求項1に記載したモニター付き作業台であって、前記テーブルは横軸を回転中心として回転可能であり、前記テーブルの下側に円弧状の歯車を付設し、前記円弧状の歯車の回転中心を前記横軸とし、前記円弧状の歯車に螺合して前記円弧状の歯車を回転させる第1駆動手段とが設けられていることを特徴とするモニター付き作業台である。
これにより、第1駆動手段が円弧状の歯車に螺合して前記円弧状の歯車を回転させると、前記テーブルが横軸を回転中心として回転する。
さらに、請求項3記載の発明は、請求項2に記載したモニター付き作業台であって、前記テーブルは縦軸を回転中心として回転可能であり、前記縦軸が前記円弧状の歯車に回転可能に支えられ、前記縦軸を駆動する第2駆動手段が前記円弧状の歯車に取り付けられていることを特徴とするモニター付き作業台である。
これにより、第2駆動手段が縦軸を駆動すると、前記テーブルは前記縦軸を回転中心として回転する。ここで、前記縦軸が前記円弧状の歯車に回転可能に支えられ、前記第2駆動手段が前記円弧状の歯車に取り付けられているので、前記テーブルを前記横軸を回転中心として回転させることができるともに、上記縦軸を回転中心として前記テーブルを回転させることができる。
さらに、請求項4記載の発明は、請求項1から3までのいずれかに記載したモニター付き作業台であって、前記モニターは前記テーブルにセットされた作業対象物を撮影するカメラとこのカメラが撮影した前記作業対象物の画像を表示する表示部を備えていることを特徴とするモニター付き作業台である。
これにより、モニターのカメラが前記テーブルにセットされた作業対象物を撮影し、モニターの表示部が前記カメラが撮影した前記作業対象物の画像を表示することができる。
さらに、請求項5記載の発明は、請求項4記載のモニター付き作業台であって、作業台の前後方向をX軸とし、前記X軸に直交する横方向をY軸とし、前記X軸およびY軸に直交する縦方向をZ軸とすると、前記カメラの位置はXYZの3軸方向の少なくとも1つの軸方向に調節可能であることを特徴とするモニター付き作業台である。
これにより、XYZ軸の3軸方向の少なくとも1つの軸方向にカメラの位置を調節することができるので、カメラの位置を作業対象物の撮影に適した位置にすることができる。
さらに、請求項6記載の発明は、請求項4または5記載のモニター付き作業台であって、前記XYZの3軸方向の少なくとも1つの軸方向のガイド用部材と、前記ガイド用部材に平行に配設されたネジ部材と、前記ガイド用部材に沿って摺動する摺動部材とを備え、前記カメラは前記摺動部材に取り付けられ、前記摺動部材には前記ネジ部材に螺合して前記ネジ部材の回転により前記ネジ部材の軸方向に移動する螺合部材を設け、前記螺合部材を前記ネジ部材と直交する方向に移動させて前記螺合部材の螺合状態を解く螺合解消手段を備えていることを特徴とするモニター付き作業台である。
これにより、螺合解消手段が螺合部材とネジ部材との螺合状態を解いた場合には、摺動部材はネジ部材に関係なくガイド用部材に沿って摺動でき、ネジ部材と螺合部材とが螺合している場合には、ネジ部材の回転に従って螺合部材が移動するので、ネジ部材の回転に従って摺動部材が移動する。このため、摺動部材に取り付けられたカメラが移動する。
さらに、請求項7記載の発明は、請求項6記載のモニター付き作業台であって、前記螺合解消手段は前記螺合部材をラックとし、前記ラックに螺合するピニオンとこのピニオンを回転させるレバ−等の回転手段を備えることを特徴とするモニター付き作業台である。
これにより、螺合解消手段において、レバー等の回転手段によりピニオンを回転させると、このピニオンの回転に従ってラックとなる螺合部材が移動する。
請求項1記載の発明によれば、作業者はモニターにより作業対象物を監視しつつ作業対象物を加工することができる。
さらに、請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果とともに、テーブルを横軸の周りに回転させて、テーブルを作業対象物の加工に適した姿勢にすることができる。
さらに、請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の発明の効果とともに、テーブルを縦軸の周りに回転させて、テーブルを作業対象物の加工に適した姿勢にすることができる。
さらに、請求項4記載の発明によれば、請求項1から3までのいずれかに記載した発明の効果とともに、モニターで作業対象物の加工状態を確認することができる。
さらに、請求項5記載の発明によれば、請求項4記載の発明の効果とともに、カメラの位置を調節することにより、カメラにより作業対象物を撮影することが容易になる。
さらに、請求項6記載の発明によれば、請求項4または5記載の発明の効果とともに、カメラの位置の調節において、カメラの位置を大きく移動させる場合と微調整する場合とを切り替えることができる。
さらに、請求項7記載の発明によれば、請求項6記載の発明の効果とともに、前記螺合解消手段を容易に構成することができる。
以下、本発明における実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態に係るモニター付き作業台の正面を示し、図2は図1のモニター付き作業台の右側面を示し、図3は図1のモニター付き作業台の平面を示す。さらに、図4は図2の内部構造を示し、図5は図2のテーブルの内部構造を示し、図6は図2のモニターのカメラのX軸方向の移動手段を示し、図7は図1のモニターのカメラの摺動部材を示し、図8は図7の摺動部材の右側面を示し、図9は図7の摺動部材の左側面を示し、図10は図2のモニター付き作業台の操作盤の正面を示す。さらに、図11は図5のモータの配線を示し、図12は図1のモニター付き作業台の操作手順を示すフローチャートである。
図1に示すように、モニター付き作業台10は、加工対象の作業対象物90(図5参照)をセットするテーブル14を備え、テーブル14にセットされた作業対象物90を監視するモニター70を備えている。
なお、作業台10には、台座11の上に支柱13が立設されている。台座11は複数の車輪12で支えられているので、移動可能である。
フレーム40は支柱13に対して昇降可能である。すなわち、図4に示すように、昇降用モータ41(図2参照)がフレーム40に取り付けられ、昇降用モータ41の軸41aの上端部には歯車42が固定され、さらに、歯車43が歯車42に螺合している。なお、歯車42、43はフレーム40の梁40aに回転自在に支えられている。歯車43の軸はボールネジ44であり、ボールネジ44にはナット部材45が螺合し、ナット部材45は角柱状の支柱13の内部の梁13aに固定されている。このため、昇降用モータ41により歯車42、43およびボールネジ44を回転させると、フレーム40を支柱13に対して昇降させることができる。
さらに、図2に示すように、テーブル14は横軸20(円弧状の歯車21の上端部に軸受20aにより回転自在に支えられている。)を回転中心として回転可能である。なお、軸受20aはフレーム40に固定されている。
具体的には、図5に示すように、テーブル14の下側に円弧状の歯車21が付設され、円弧状の歯車21の回転中心を横軸20とし、円弧状の歯車21に螺合して円弧状の歯車21を回転させる第1駆動手段22が設けられている。
この第1駆動手段22は、横軸用モータ23(図2参照)とこの横軸用モータ23により駆動される横軸用歯車列24を備えている。歯車列24は順次螺合する第1歯車24a、第2歯車24b、第3歯車24cおよび第3歯車24cと同軸の第4歯車24dを備えている。ここで、第1歯車24aの回転軸は横軸用モータ23により回転させられ、第4歯車24dは円弧状の歯車21に螺合している。また、横軸用モータ23はフレーム40に取り付けられ、横軸用歯車列24は回転可能状態でフレーム40に支えられている。
なお、図11に示すように、横軸用モータ23は電磁ブレーキ23aを備え、位相用コンデンサ23bにより端子間の位相を変化させている交流モータである。23cは交流入力端子であり、スイッチ23dは横軸用モータ23の運転・停止を切り替えるスイッチである。後述する縦軸用モータ34(図5参照)も横軸用モータ23と同様である。
さらに、図3に示すように、テーブル14は縦軸31(図5参照)を回転中心として回転可能である。
具体的には、縦軸31が円弧状の歯車21の上部に軸受32により回転可能に支えられ、縦軸31を駆動する第2駆動手段33が円弧状の歯車21に取り付けられている。この第2駆動手段33は、縦軸用モータ34およびこの縦軸用モータ34により回転させられる縦軸用歯車列35を備えている。なお、第2駆動手段33は円弧状の歯車21に取り付けられているので、円弧状の歯車21と一緒に回転する。縦軸用歯車列35は、第1歯車35a、第2歯車35b、第3歯車35cおよび第4歯車35fを備えている。第1歯車35aは縦軸用モータ34により駆動されて回転する傘歯車であり、第2歯車35bは第1歯車35aに螺合する傘歯車であり、第2歯車35bと第3歯車35cの共通の軸35dは軸受35eにより円弧状の歯車21の上端部に回転自在に支持されている。さらに、第4歯車35fは第3歯車35cと螺合し、縦軸31が第4歯車35fの軸となっている。
さらに、図1に示すように、モニター70はテーブル14に万力14a(図5参照)により固定されてセットされた作業対象物(ワーク)90を撮影する顕微鏡71付きカメラ72とこのカメラ72で撮影した作業対象物90の画像を表示する表示部74を備えている。なお、表示部74には作業対象物90の画像を表示する画面74aが設けられている。
ここで、作業台10の前後方向をX軸とし、前記X軸に直交する横方向をY軸とし、前記X軸およびY軸に直交する縦方向をZ軸とすると、顕微鏡71付きカメラ72の位置はXYZの3軸方向の少なくとも1つの軸方向に調節可能である。
具体的には、カメラ72のX軸方向の位置の調節機構は以下のとおりである。すなわち図6に示すように、フレーム40に横方向アーム46をX軸方向に移動可能に保持する保持部40bが形成されている。フレーム40の前部と後部に第1プーリー47と第2プーリー48が配設され、ベルト49が第1および第2プーリー47、48に掛けられている。そして、横方向アーム46の基部46aがベルト49に固定されている。さらに、第1プーリー47にはハンドル47aが取り付けられている。このため、ハンドル47aにより第1プーリー47を回転させるとベルト49に固定された横方向アーム46がX軸方向に移動する。
さらに、図1に示すように、Y軸方向の一対の横ガイド部材51と、横ガイド部材51に平行に配設された横ネジ部材52と、横ガイド部材51に沿って摺動する摺動部材54とを備えている。
具体的には、横ガイド部材51は一対の横棒であり、その両端には第1および第2フレーム53a、53bが取り付けられ、この第1および第2フレーム53a、53bに回動自在に横ネジ部材52が支持されている。そして、横ネジ部材52の両端には第1および第2ハンドル52a、52bが取り付けられている。
そして、図2に示すように、カメラ72は後述する縦ガイド部材61、顕微鏡71等を介して摺動部材54に取り付けられている。
図8に示すように、摺動部材54には横ネジ部材52に螺合して横ネジ部材52の回転により横ネジ部材52の軸方向に移動する第1螺合部材55を設け、第1螺合部材55を横ネジ部材52と直交する方向に移動させて第1螺合部材55の螺合状態を解く第1螺合解消手段56を設けている。
具体的には、横ネジ部材52と直交する方向の第1孔54aが摺動部材54に設けられ、この第1孔54a内にて、第1螺合部材55が横ネジ部材52と直交する方向に移動可能に配設されている。第1螺合部材55は棒状であり、この第1螺合部材55には横ネジ部材52が挿通する孔55aが形成され、孔55aの一部分に横ネジ部材52に螺合するネジ部55bが形成されている。
さらに、第1螺合解消手段56は第1螺合部材55をラックとし、前記ラックに螺合する第1ピニオン57とこの第1ピニオン57を回転させるレバ−等の第1回転手段58を備えている。
図1に示すように、カメラ72をZ軸方向に移動させるために、一対の縦ガイド部材61は摺動部材54内の孔にてZ軸方向に摺動可能に配設されている。そして、縦ガイド部材61に平行に縦ネジ部材62が配設されている。
具体的には、縦ガイド部材61は一対の互いに平行な縦棒であり、その上下の両端には上フレーム63aおよび下フレーム63b(図2参照)が取り付けられ、このフレーム63a、63bに回動自在に縦ネジ部材62が支持されている。縦ネジ部材62の上端には上ハンドル62aが取り付けられている。そして、顕微鏡71は下フレーム63bに取り付けられ、カメラ72は顕微鏡71の上端部に取り付けられ、顕微鏡71で拡大(例えば10倍〜60倍)した画像を撮影する。さらに、発光ダイオード等の照明装置73(図2参照)が下フレーム63bに取り付けられている。この照明装置73はテーブル14にセットされた作業対象物90(図5参照)を照らす。
図9に示すように、摺動部材54には縦ネジ部材62に螺合して縦ネジ部材62の回転により縦ネジ部材62をその軸方向に移動させる第2螺合部材65を設けている。さらに、第2螺合部材65を縦ネジ部材62と直交する方向に移動させて第2螺合部材65の螺合状態を解く第2螺合解消手段66を備えている。
具体的には、縦ネジ部材62と直交する方向の第2孔54bが摺動部材54に設けられ、この第2孔54b内にて、第2螺合部材65が縦ネジ部材62と直交する方向に移動可能に配設されている。第2螺合部材65は棒状であり、この第2螺合部材65には縦ネジ部材62が挿通する孔65aが形成され、孔65aの一部分に縦ネジ部材62に螺合するネジ部65bが形成されている。
さらに、第2螺合解消手段66は第2螺合部材65をラックとし、これに螺合する第2ピニオン67とこの第2ピニオン67を回転させるレバ−等の第2回転手段68を備えている。
さらに、図2に示すように、フレーム40の前面の上部には、操作盤80が取り付けられている。図10に示すように、操作盤80には、電源スイッチ81、ライトスイッチ82、モニタースイッチ83、上下スイッチ84、回転スイッチ85および角度スイッチ86が設けられている。
図12は、モニター付き作業台10を使用する場合のフローチャートである。まず、電源スイッチ81をオンにする(ステップS1)。つぎに、作業対象物90をテーブル14にセットする(ステップS2)。
つぎに、テーブル14の位置の調節をする(ステップS3)。具体的には、必要に応じて、上下スイッチ84により昇降用モータ41を制御してテーブル14を上下移動し(図1参照)、回転スイッチ85により縦軸用モータ34を制御してテーブル14を左右(最大360度)回転移動し(図3参照)、角度スイッチ86により横軸用モータ23を制御してテーブル14を角度(最大90度)回転移動する(図2参照)。
つぎに、顕微鏡71を利用する場合には(ステップS4)、モニタースイッチ83をオンにしてモニター70を作動させるとともに、ライトスイッチ82をオンにして照明装置73を点灯する(ステップS5)し、顕微鏡71の位置の調節して(ステップS6)、作業対象物90に対し磨き、検査などの作業をする(ステップS7)。
一方、顕微鏡71を利用しない場合には(ステップS4)、直ちに、上記作業をする(ステップS7)。そして、作業を終了したときに(ステップS8)、作業対象物90をテーブル14から外す(ステップS9)。最後に電源スイッチ81をオフにする(ステップS10)。
以上の構成のモニター付き作業台10は、以下の動作をする。
モニター70によりテーブル14にセットされた作業対象物90を監視しつつ、作業対象物90を加工することができる。
さらに、第1駆動手段22が円弧状の歯車21に螺合して円弧状の歯車21を回転させると、テーブル14が横軸20を回転中心として回転する。
さらに、第2駆動手段33が縦軸31を駆動すると、テーブル14は縦軸31を回転中心として回転する。ここで、縦軸31が円弧状の歯車21に回転可能に支えられ、第2駆動手段33が円弧状の歯車21に取り付けられているので、テーブル14を横軸20を回転中心として回転させることができるともに、縦軸31を回転中心としてテーブル14を回転させることができる。
さらに、モニター70のカメラ71がテーブル14にセットされた作業対象物90を撮影し、モニター70の表示部74がカメラ71が撮影した作業対象物90の画像を表示することができる。
さらに、XYZ軸の3軸方向の少なくとも1つの軸方向にカメラ71の位置を調節することができるので、カメラ71の位置を作業対象物90の撮影に適した位置にすることができる。
さらに、カメラ71の横方向の位置調節においては、第1螺合解消手段56が第1螺合部材55と横ネジ部材52との螺合状態を解いた場合には、摺動部材54は横ネジ部材52に関係なく横ガイド部材51に沿って摺動でき、横ネジ部材52と第1螺合部材55とが螺合している場合には、横ネジ部材52の回転に従って第1螺合部材55が移動するので、横ネジ部材52の回転に従って摺動部材54が移動する。このため、摺動部材54に取り付けられたカメラ71が移動する。
さらに、第1螺合解消手段56において、レバー等の回転手段58によりピニオン57を回転させると、このピニオ57ンの回転に従ってラックとなる第1螺合部材55が移動する。
さらに、カメラ72の縦方向の位置調節においては、第2螺合解消手段66が第2螺合部材65と縦ネジ部材62との螺合状態を解いた場合には、縦ガイド部材61は縦ネジ部材62に関係なくに摺動部材54に沿って摺動でき、縦ネジ部材62と第2螺合部材65とが螺合している場合には、縦ネジ部材62の回転に従って第2螺合部材65が移動するので、縦ネジ部材62の回転に従って縦ガイド部材61が摺動部材54に対して移動する。このため、縦ガイド部材61に間接的に取り付けられたカメラ72が上下に移動する。
さらに、第2螺合解消手段66において、レバー等の第2回転手段68により第2ピニオン67を回転させると、この第2ピニオン67の回転に従ってラックとなる第2螺合部材65が移動する。
なお、上記実施の形態において、X軸方向の顕微鏡71およびカメラ72の移動はベルト49によるが、これに限定されず、Y軸方向と同様の移動手段としてもよい。
本発明の実施の形態に係るモニター付き作業台の正面図である。 図1のモニター付き作業台の右側面図である。 図1のモニター付き作業台の平面図である。 図2の内部構造を示す部分図である。 図2のテーブルの内部構造を示す部分図である。 図2のモニターのカメラのX軸方向の移動手段を示す部分図である。 図1のモニターのカメラの摺動部材を示す部分図である。 図7の摺動部材の右側面図である。 図7の摺動部材の左側面図である。 図2のモニター付き作業台の操作盤の正面を示す部分図である。 図5のモータの配線図である。 図1のモニター付き作業台の操作手順を示すフローチャートである。
符号の説明
10 モニター付き作業台
14 テーブル
20 横軸
21 円弧状の歯車
22 第1駆動手段
31 縦軸
33 第2駆動手段
51 横ガイド部材
52 横ネジ部材
54 摺動部材
55 第1螺合部材
56 第1螺合解消手段
57 第1ピニオン
58 第1回転手段
61 縦ガイド部材
62 縦ネジ部材
65 第2螺合部材
66 第2螺合解消手段
67 第2ピニオン
68 第2回転手段
70 モニター
71 顕微鏡
72 カメラ
74 表示部
90 作業対象物

Claims (7)

  1. 作業対象物をセットするテーブルを備えた作業台において、
    前記テーブルにセットされた作業対象物を監視するモニターを備えたことを特徴とするモニター付き作業台。
  2. 請求項1に記載したモニター付き作業台であって、
    前記テーブルは横軸を回転中心として回転可能であり、
    前記テーブルの下側に円弧状の歯車を付設し、前記円弧状の歯車の回転中心を前記横軸とし、
    前記円弧状の歯車に螺合して前記円弧状の歯車を回転させる第1駆動手段とが設けられていることを特徴とするモニター付き作業台。
  3. 請求項2に記載したモニター付き作業台であって、
    前記テーブルは縦軸を回転中心として回転可能であり、
    前記縦軸が前記円弧状の歯車に回転可能に支えられ、
    前記縦軸を駆動する第2駆動手段が前記円弧状の歯車に取り付けられていることを特徴とするモニター付き作業台。
  4. 請求項1から3までのいずれかに記載したモニター付き作業台であって、
    前記モニターは前記テーブルにセットされた作業対象物を撮影するカメラとこのカメラが撮影した前記作業対象物の画像を表示する表示部を備えていることを特徴とするモニター付き作業台。
  5. 請求項4記載のモニター付き作業台であって、
    作業台の前後方向をX軸とし、前記X軸に直交する横方向をY軸とし、前記X軸およびY軸に直交する縦方向をZ軸とすると、
    前記カメラの位置はXYZの3軸方向の少なくとも1つの軸方向に調節可能であることを特徴とするモニター付き作業台。
  6. 請求項4または5記載のモニター付き作業台であって、
    前記XYZの3軸方向の少なくとも1つの軸方向のガイド用部材と、
    前記ガイド用部材に平行に配設されたネジ部材と、
    前記ガイド用部材に沿って摺動する摺動部材とを備え、
    前記カメラは前記摺動部材に取り付けられ、
    前記摺動部材には前記ネジ部材に螺合して前記ネジ部材の回転により前記ネジ部材の軸方向に移動する螺合部材を設け、
    前記螺合部材を前記ネジ部材と直交する方向に移動させて前記螺合部材の螺合状態を解く螺合解消手段を備えていることを特徴とするモニター付き作業台。
  7. 請求項6記載のモニター付き作業台であって、
    前記螺合解消手段は前記螺合部材をラックとし、前記ラックに螺合するピニオンとこのピニオンを回転させるレバ−等の回転手段を備えることを特徴とするモニター付き作業台。
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