JP2009238123A - 枚葉紙の区分搬送装置及び区分搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層された枚葉紙を自動的に区分し、搬送する装置を提供する。
【解決手段】枚葉紙の区分搬送装置１は、基板１０上に立設されるフレーム２０、５０を備え、搬送装置のロボット３０と区分装置のロボット６０が装備される。カセット１２０内に積層された枚葉紙３００は、ボールネジ１７０で駆動されるテーブル２００により上方へ送られる。区分装置のロボット６０はさばきローラ７０を有し、最上部の枚葉紙を所定の束に区分する。搬送装置のロボット３０は、ハンド４０により区分された枚葉紙の束を把持して次工程に搬送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、枚葉紙の区分搬送装置及び区分搬送方法に関する。

従来、紙葉類、プラスチックフィルムなどの枚葉品を区分・搬送工程においては、回転ローラを堆積物品の側端部に直接当接させて区分を行い、ロボットハンド等により搬送する方法がある。例えば、特許文献１または特許文献２には、区分ローラと被区分物品を搬送するロボットハンドを有し、セパレータを被搬送物品に挿入する区分・搬送装置が記載されている。

具体的には、特許文献１には、多数重積されている枚葉紙のうちの上から適数枚の枚葉紙とその下の枚葉紙との間に紙受けローラを挿入してその適数枚の枚葉紙の端縁をチャックにより掴む搬送枚葉紙取上げ工程と、その取上げた枚葉紙を紙受けローラとチャックとの移動により紙積みされる所定位置に移動させその枚葉紙の端縁を略合致させて置く移動工程と、その置かれた状態でローラを抜取るローラ抜取り工程と、ローラ抜取りが完了したらチャックによる掴み状態を解除する掴み解除工程とからなることを特徴とする枚葉紙の紙積み方法が記載されている。

また、特許文献２には、多数積重ねられているシート材同士の間に挿入するセパレータ本体と、このセパレータ本体の挿入側端縁に沿って回転自在に軸支して配した細径分離ローラと、この細径分離ローラを必要に応じて所望の回転方向と回転速度にて回転させる駆動装置とから構成したことを特徴とする積重ねられたシート材のセパレータが記載されている。
また、特許文献３は、本出願人の提案に関するもので、間紙が挟まれて積層された枚葉紙の束を回転ローラを移動させて湾曲させ、その後にローラを回転させて枚葉紙を１枚毎に戻しつつ光学センサで間紙を検知し、区分する装置及び方法が開示されている。
特開平７−１９６１８２号公報 特開平８−６７３６４号公報 特開２００８−４４７０６号公報

しかしながら、従来の区分・搬送方法には、一定数毎に確実に区分しにくく堆積物品を傷めやすいという問題点、あるいは、ロボットハンドと連動した区分後の搬送工程が煩雑になるという問題点があった。
また、特許文献３に係るものは枚葉紙を垂直な姿勢で横方向に積層して並べる構造のために、装置の設置スペースが大きくなる等の問題があった。

本発明は、一定枚数ごとに間紙の入った枚葉紙を自動的に一定枚数に区分けし、ハンドにより把持、次工程へ迅速かつ確実に移載することのでき、かつ省スペースを達成する枚葉紙の区分・搬送装置とその方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の枚葉紙の区分搬送装置は、基本的な手段として、縦積みされた枚葉紙を収容するカセットと、カセット内の枚葉紙の底面を支持するテーブルと、テーブルを昇降させる駆動手段と、最上部の枚葉紙の一方の他部を押える押え板と、枚葉紙の他方の端部に当接して積層された枚葉紙を捌くさばきローラを有する区分装置と、区分された枚葉紙の束を把持して搬送する搬送装置を備える。
そして、区分装置は、さばきローラを枚葉紙の端部に対向する待機位置と、枚葉紙を押し上げる区分位置との間を移動させるロボットアームと備える。
また、区分装置のさばきローラは、枚葉紙を区分位置まで押し上げる間は枚葉紙を押し上げる方向に回転し、区分位置に達した後は、さばきローラは逆方向に回転して最下部の枚葉紙を一枚毎に払い戻す機能を備えるものである。
さらに、区分装置は、払い戻される枚葉紙の間に挟まれた間紙を光学的に検知するセンサを備える。

また、搬送装置は、枚葉紙に対向する待機位置と、区分された枚葉紙の束を把持する把持位置と、把持した枚葉紙の束を次工程位置に搬送するロボットアームを備え、搬送装置のロボットアームの先端に装備されるロボットハンドは、区分された枚葉紙の束の下面を支持する固定爪と、枚葉紙の束の上面を押える可動爪を備えるものである。
そして、可動爪は、ロータリーアクチュエータで旋回駆動されるアームにとりつけられる。
次に、本発明の枚葉紙を区分搬送する方法は、縦積みされた枚葉紙を上方へ供給する工程と、枚葉紙の上面を押える工程と、回転自在なさばきローラを枚葉紙に挿入してさばきローラを区分位置に移動させる工程と、区分位置でさばきローラを回転させて間紙を検出して区分する工程と、区分された枚葉紙をロボットハンドで把持して搬送する工程と、を備えるものである。

本発明は以上のように、積層された枚葉紙を自動的に、かつ正確に区分し、搬送することができる。

図１は、本発明の枚葉紙の区分搬送装置の主要な構成を示す正面図、図２は平面図である。

全体を符号１で示す枚葉紙の区分搬送装置は、床面に配置される基板１０と、基板１０上に立設される第１のフレーム２０を備える。第１のフレーム２０の上部にはロボット取付用ベース２２が設けられ、ロボット取付用ベース２２上に搬送装置のロボット３０が装備される。

搬送装置のロボット３０は、固定されるロボット本体３２と、旋回動するロボットアーム３４を有し、ロボットアーム３４の先端側にとりつけられるロボットヘッド３６を備える。
ロボットヘッド３６は垂直方向であるＺ軸方向に昇降する昇降軸３８を有し、昇降軸３８の下部には後述する枚葉紙搬送用ハンド４０が装備される。

基板１０上の第１のフレーム２０に対向する位置には第２のフレーム５０が立設される。第２のフレーム５０にはロボット取付用ベース５２が取りつけられ、ロボット取付用ベース５２に区分装置のロボット６０が装備される。
区分装置のロボット６０はロボット本体６２と、ロボット本体６２に対して旋回動するロボットアーム６４と、ロボットアーム６４に対して関節６５を有して連結されるロボットヘッド６６を有する。
ロボットヘッド６６には、後述するさばきローラ７０が回転自在に装備される。

次に、区分すべき積層された枚葉紙の供給機構を説明する。
基板１０上には、例えば第１のフレーム２０に支持される状態でカセット取付用ベース１００が設けられる。そして、このカセット取付用ベース１００上に区分すべき多数の枚葉紙３００が所定枚数毎に間紙３１０を挟んだ状態で積層されたカセット１２０がカセット取付用ネジ１１０と固定用金具１１２により着脱自在にとりつけられる。

図３は、カセット１２０の詳細を示す。カセット１２０は区分すべき枚葉紙３００の平面形状に対応する矩形のガイド板１２２で構成され、底部に敷き板１２４を有する。
カセット１２０の前面には前面開口部１２６が設けられ、側部には、昇降テーブルのアームが通過する隙間１２８が形成される。
ガイド板１２２の上部には切欠部１３０が設けられ、さばきローラ７０が最上部の枚葉紙３００に当接するように構成されている。

第１のフレーム２０にはステッピングモータ１５０がとりつけられていて、ステッピングモータ１５０のタイミングプーリ１５２は図示しないタイミングベルトを介してタイミングプーリ１６０を駆動する。
タイミングプーリ１６０はボールネジ１７０を回転駆動し、ボールネジ１７０に螺合するボールナット１８０がテーブル２００を昇降動させる。ガイド２１０はボールナット１８０を上下方向に摺動自在に案内する。

カセット１２０の上部には、ブラケット２４０を介してアクチュエータ２５０がとりつけられ、アクチュエータ２５０のアーム２６０は押え板２７０を昇降させる。
押え板２７０はテーブル２００で上方へ供給される枚葉紙３００の最上部を押えて、後述する枚葉紙３００の区分け作業を支援する。

カセット１２０内に積層される枚葉紙３００は一定枚数毎（例えば１００枚毎）に、間紙３１０が挟まれている。
間紙３１０は、枚葉紙３００に対して異なる色彩を有するものとして、光学的に間紙３１０を検知できるようにしてある。

なお、図１において説明の都合上、搬送装置のロボット３０の枚葉紙搬送用ハンド４０が枚葉紙３００の手前側にあるように図示されているが、図２に示すように、実際には枚葉紙搬送用ハンド４０は枚葉紙３００の後側に位置して枚葉紙３００の区分搬送を行うものである。

次に、図４、図５に基いて本発明の装置の要部を説明する。
図４は、搬送装置のロボット３０に装備される枚葉紙搬送用ハンド４０と、区分装置のロボット６０に装備されるさばきローラ７０が共同して枚葉紙３００を一定の枚数に区分して枚葉紙の束３２０として搬送する構成を示す正面図、図５は平面図である。

積層されてテーブル２００によりＺ軸方向である上方へ送られる枚葉紙３００の最上面は押え板２７０により押えられる。
押え板２７０の上下位置は図示しない適宜のセンサ等により検知される。
この状態では、搬送装置のロボット３０により操作されるロボットヘッド３６は矢印Ｄ方向（Ｙ軸）に移動・退避しており枚葉紙３００とは干渉しない。

次に、区分装置のロボット６０に支持されたさばきローラ７０は、図４の仮想線で示す位置から実線で示す位置まで矢印Ａ方向に移動する。この移動の途中でさばきローラ７０は枚葉紙３００の一方の短辺側に衝き当り、枚葉紙３００を適当な束として一方へ押し上げる。枚葉紙３００の他方の短辺側は押え板２７０で押さえられた状態で保つ。

この押し上げの際には、さばきローラ７０は一方の回転方向Ｒ_２側に回転して、枚葉紙３００の束の押し上げを確実に行う。
さばきローラ７０による押し上げが完了したことを図示しない位置センサで確認すると、さばきローラ７０は回転方向Ｒ_２の回転を停止し、Ｒ_２とは逆方向の回転方向Ｒ_１側に回転する。このさばきローラ７０のＲ_１方向への回転により、押し上げられた枚葉紙３００の束３２０の最下部の紙が一枚毎に下方へ払い戻される。

この紙の面は、光学センサ５００で監視される。
光学センサ５００が一定枚数毎に挟み込まれている間紙３１０を検知すると、さばきローラ７０の回転を瞬時に停止させる。
その後に、さばきローラ７０を矢印Ｒ_２方向に所定の回転量だけ回転させる。
この操作は巻戻しと称されるものであって、払い戻し操作中に発生した間紙３１０のたるみを取り除いて間紙３１０を区分された枚葉紙３２０の束と一体になるように整列させる操作のことを示す。
光学センサ５００は巻戻された間紙３１０を再度確認し、さばきローラ７０の回転を停止する。
この状態で図５に示すように、搬送装置のロボット３０のロボットヘッド３６は枚葉紙搬送用ハンド４０を矢印Ｃ方向に移動させる。

枚葉紙搬送用ハンド４０は、ロータリーアクチュエータ４１とロータリーアクチュエータ４１により旋回駆動されるアーム４２と、アーム４２の先端にとりつけられる可動爪４３を有する。可動爪４３の枚葉紙３００に当接する側の面には弾性体４４がとりつけられる。弾性体４４は例えばウレタンゴムで構成される。
枚葉紙搬送用ハンド４０には可動爪４３に対向してベース４６が設けられ、固定爪４７がとりつけられる。

上述した構成を有する枚葉紙搬送用ハンド４０が押し上げられた枚葉紙３００の枚葉紙の束３２０の間に差し込まれたことをセンサ等で確認すると、図４において区分装置のロボット６０はさばきローラ７０を矢印Ｂ方向に退避させる。
この作動により、間紙３１０を最下面とする枚葉紙の束３２０は固定爪４７の上に戻される。

その後にロータリーアクチュエータ４１を作動させてアーム４２を旋回動させて可動爪４３を実線位置から仮想線位置に回動させる。この作用によって枚葉紙の束３２０は可動爪４３と固定爪４７の間に挟まれる。センサＳ_１、Ｓ_２は可動爪４３の開閉を検知する。可動爪４３の弾性体４４はこの枚葉紙の束３２０の把持を確実にする。

その後に押え板２７０を上昇させて枚葉紙３００の上面を解放し、搬送装置のロボット３０を作動して枚葉紙搬送用ハンド４０で把持された枚葉紙の束３２０を次工程へ搬送する。
この作業をカセット１２０内の枚葉紙３００が無くなるまでくり返す。
なお、図４の正面図にあっては、ロータリーアクチュエータ４１は、ハンド４０の裏面にあるので、破線で示されるべきところ、説明の都合上実線で示されている。

次に、図６〜図９を用いて本発明の枚葉紙の区分搬送方法の処理のフローを説明する。ステップＳ１００でスタートした処理は、ステップＳ１０１で装置の制御盤に設けられている原点復帰ボタンが押されていることを確認する。
ボタンが押されていればステップＳ１０２でさばきローラ、マガジン（カセット内の積層枚葉紙）が原点位置に復帰する。
ステップＳ１０３でスタートボタンが投入されたことを確認し、投入されていれば、全体をステップＳ１１０で示す初期動作に移行する。

初期動作は、ステップＳ１１１で押え板を操作するシリンダが突出し、ステップＳ１１２でさばきローラが挿入位置へ移動し、ステップＳ１１３でマガジンが上昇する。
ステップＳ１２０で積層状態で上昇してくる枚葉紙の最上面を検出するセンサがオンであることを確認すると符号１で示すステップＳ１４０に移行する。
ステップＳ１２０でセンサが枚葉紙の上面を検知できないときには、テーブルの上限位置を検知するセンサの状態をチェックして、テーブルが上限まで上昇しているときには、ステップＳ１３０へ移行し、処理を終了する。
テーブルが上限まで上昇していないときには、ステップＳ１１３へ戻りマガジンを上昇させる。

図７において、ステップＳ１４０で引き継がれた処理はステップＳ１４１で区分装置はロボットアームを区分位置へ移動させる。この際にさばきローラを所定量だけ正方向へ回転させる。
ステップＳ１４２でさばきローラは移動を開始し、ステップＳ１４３でさばきローラは区分位置へ上昇移動する。

ステップＳ１４４でさばきローラが区分位置まで上昇すると、ステップＳ１４５で区分を開始する。この際にさばきローラは逆転して、最下部の枚葉紙を払い戻す。
ステップＳ１４６で間紙検出センサが間紙を検出すると、さばきローラの回転を停止して区分を完了する。

ステップＳ１４６で間紙を検出しないときには、ステップＳ２００でタイムアップ設定時間に達したかをチェックし、達していなければステップＳ１４６へ戻る。タイムアップ時間に達していたら、ステップＳ２０１で間紙の未検出を確認し、ステップＳ１３０で処理を終了する。
間紙の未検出が確認できないときには、ステップＳ２０３でさばきローラを水平移動して、ステップＳ１４１へ戻る。

符号２で示すステップＳ１５０へ引き継がれた処理は、ステップＳ１５１で巻戻しを行う。巻戻しはさばきローラを所定量正転させて行う。この巻戻しで間紙のたるみを除去し、検出センサで再度確認する。巻戻しで間紙検出センサが２度目のオンとなると、ステップＳ１５３でさばきローラ回転の回転を停止して巻戻しを完了する。

区分が完了した後は搬送装置のロボットが始動し、区分された枚葉紙の束を挟む位置にロボットハンドが挿入される。ステップＳ１５４でハンドの挿入完了を確認すると、ステップＳ１５５で区分位置のロボットは、さばきローラを水平移動して退避させ、符号５で示すステップＳ１６０へ移行する。

ステップＳ１５２で間紙を検出できないときには、ステップＳ１７０で巻戻しが不良か否かをチェックする。
巻戻しが不良と判定されたときにはステップＳ１３０で処理を終了する。巻戻し不良と判定されなければ、ステップＳ１７１でさばきローラを水平移動し、符号３で示すステップＳ１８０へ移行し、ステップＳ１４１へ戻る。

符号５で示すステップＳ１６０に引き継がれた処理は、さばきローラが退避位置へ移動したことを確認し、ステップＳ１６２でロボットハンドによる区分された枚葉紙の束の把持が完了したかをチェックする。ステップＳ１６１でさばきローラの退避位置への移動が完了していないときには、符号４で示すステップＳ２１０へ移行し、ステップＳ１５５へ戻る。

ステップＳ１６２でロボットハンドの把持完了を確認すると、ステップＳ１６３で枚葉紙の上面を押えていた押え板を上昇させ、ステップＳ１６４で押えシリンダが上限位置へ戻ったことを確認する。押えシリンダが上限位置に戻ったことを確認すると、ステップＳ１６５でロボットハンドが枚葉紙を次工程へ搬送したことを確認し、ステップＳ１１０の初期動作に戻る。

本発明の枚葉紙の区分搬送装置の主要な構成を示す正面図 本発明の枚葉紙の区分搬送装置の主要な構成を示す平面図 カセットの説明図 要部の正面図 要部の平面図 本発明の方法による処理を示すフロー図 本発明の方法による処理を示すフロー図 本発明の方法による処理を示すフロー図 本発明の方法による処理を示すフロー図

符号の説明

１ 枚葉紙の区分搬送装置
１０ 基板
２０ 第１のフレーム
２２ ロボット取付用ベース
３０ 搬送装置のロボット
３２ ロボット本体
３４ ロボットアーム
３６ ロボットヘッド
３８ 昇降軸
４０ 枚葉紙搬送用ハンド
４１ ロータリーアクチュエータ
４２ アーム
４３ 可動爪
４４ 弾性体
４６ ベース
４７ 固定爪
５０ 第２のフレーム
５２ ロボット取付用ベース
６０ 区分装置のロボット
６２ ロボット本体
６４ ロボットアーム
６５ 関節
６６ ロボットヘッド
７０ さばきローラ
１００ カセット取付用ベース
１１０ カセット取付用ネジ
１１２ 固定用金具
１２０ カセット
１２２ ガイド板
１２４ 敷き板
１２６ 前面開口部
１２８ 隙間
１３０ 切欠部
１５０ ステッピングモータ
１５２ タイミングプーリ
１６０ タイミングプーリ
１７０ ボールネジ
１８０ ボールナット
２００ テーブル
２１０ ガイド
２４０ ブラケット
２５０ アクチュエータ
２６０ アーム
２７０ 押え板
３００ 枚葉紙
３１０ 間紙
３２０ 枚葉紙の束
５００ 光学センサ

Claims (6)

1. 間紙を挟んで積層された枚葉紙を区分搬送する装置であって、
   縦積みに積層された枚葉紙を収容するカセットと、カセット内の枚葉紙の底面を支持するテーブルと、テーブルを昇降させる駆動手段と、最上部の枚葉紙の一方の他部を押える押え板と、枚葉紙の他方の端部に当接して積層された枚葉紙を捌くさばきローラを有する区分装置と、区分された枚葉紙の束を把持して搬送する搬送装置を備え、区分装置は、さばきローラを枚葉紙の端部に対向する待機位置と、枚葉紙の端部を押し上げる区分位置との間を移動させるロボットアームを備え、搬送装置は、枚葉紙に対向する待機位置と、区分された枚葉紙の束を把持する把持位置と、把持した枚葉紙の束を次工程位置に搬送するロボットアームを備える枚葉紙の区分搬送装置。
2. 区分装置のさばきローラは、枚葉紙を区分位置まで押し上げる間は枚葉紙を押し上げる方向に回転し、区分位置に達した後は、さばきローラは逆方向に回転して最下部の枚葉紙を一枚毎に払い戻す機能を備える請求項１記載の枚葉紙の区分搬送装置。
3. 区分装置は、払い戻される枚葉紙の間に挟まれた間紙を光学的に検知するセンサを備える請求項２記載の枚葉紙の区分搬送装置。
4. 搬送装置は、ロボットアームの先端に装備されるロボットハンドを備え、該ロボットハンドは、区分された枚葉紙の束の下面を支持する固定爪と、枚葉紙の束の上面を押える可動爪を備える請求項１記載の枚葉紙の区分搬送装置。
5. 可動爪は、ロータリーアクチュエータで旋回駆動されるアームにとりつけられる請求項４記載の枚葉紙の区分搬送装置。
6. 間紙を挟んで積層された枚葉紙を区分搬送する方法であって、縦積みされた枚葉紙を上方へ供給する工程と、枚葉紙の上面を押える工程と、回転自在なさばきローラを枚葉紙に挿入してさばきローラを区分位置に移動させる工程と、区分位置でさばきローラを回転させて枚葉紙を１枚毎に払い戻しつつ間紙を検出して区分する工程と、検出された間紙をさばきローラで巻戻して間紙のたわみを除去する工程と、巻戻された間紙を再度検出して区分の完了を確認する工程と、区分された枚葉紙をロボットハンドで把持して搬送する工程と、
   を備える枚葉紙の区分搬送方法。

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