応用課程 開発課題20周年史

関東職業能力開発大学校 第２４回 ポリテックビジョン in 栃木 44 赤間 翔平 紙管自動供給装置の開発 グループ２ 生産機械システム技術科 ○木村 翔威 相原 大貴 赤間 翔平 西村 了 安田 健太郎 生産電気システム技術科 小川 聡太 菊池 昂大 小林 世弥 西川 誠一郎 １．はじめに A 社では，食品用ラップを製造している．その製造 過程で，作業者 1 人が約 20 台のホッパー（図 1 ）に紙 管を投入している．約 10kg の紙管入り段ボールを一 日に何回も持ち上げるため，作業者の腰に対する負担 が大きく，ケガにつながるおそれがあった． そこで， A 社より紙管の供給作業を補助する装置の 開発を依頼された．開発する装置は，図 1 のホッパー 側面に取り付けられる．作業の一部を自動化し，現状 の作業者の負担軽減を図ることを最優先として開発に 取り組む． 図 1 ホッパー（既存製造ライン） ２．装置概要 ２ . １ ユニット構成 装置外観を図 2 に示す．紙管を①→②→③の順番に 搬入しホッパーへ自動供給する．装置動作の流れとし て，①にセットした段ボールを傾け装置内部に紙管を 収納し，一定数に分けてホッパーに投入する．操作は GOT によって行う． 図 2 装置外観 ① セット部 作業者がセットした段ボールを傾け，収納部に紙管 を投入する．現在の作業では，段ボールを肩に担いで 紙管を投入している．目的の 1 つである，作業の負担 軽減を実現するため，段ボールをセットする台の高さ は 800mm に設定した。この高さは一般先人の腰高さ 程度であり，作業者の負担がかなり軽減できると考え る．また，段ボールを傾ける角度は，段ボール内の紙 管をすべて排出し，排出時に紙管の姿勢が乱れにくい 角度を実験によって求めた．傾ける角度を 90 °から 135 °まで 5 °ずつ変更し実験した。その結果， 105 ° から 120 °であれば紙管の姿勢が安定した状態で投入 できることがわかった．台の高さや装置寸法などを考 慮して設計した結果 105 °を採用した．リンク機構と エアシリンダを利用して動作させる． 空動作・誤動作を防止するため，正しく段ボールが セットされた時のみ動作するようにした．在荷には反 射型センサを用い，さらに段ボール固定用シリンダの 状態でも判断を行うようにした．これにより，異なる 段ボールや在荷センサの誤作動を防止できる． 安全のため，スタートスイッチは 3 秒間の長押しと した．そして，動作中はシグナルタワーの光とブザー で注意喚起をし，装置の間に手が挟まれる事故を防ぐ． ② 収納部 収納部構成を図 3 に示す．図 3 では，セット部から 投入された紙管を収納エリアで一時収納し，押上げエ リアで紙管を一定の本数に分けて供給部下の受皿へと 持ち上げる．収納エリア内の透過センサと供給部の動 作回数にて紙管残量の確認を行う． 図 3 収納部構成 生産システム技術系 開発課題 ①セット部 ③供給部 ②収納部 ホッパー 受皿 押上げエリア 収納エリア 15° 4