JP2009269734A

JP2009269734A - 枚葉紙の区分搬送方法

Info

Publication number: JP2009269734A
Application number: JP2008122838A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Anzai; 憲一安斎; Tsuneo Nagashima; 常夫長島; Koji Yamakawa; 晃司山川
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】縦方向に積層された枚葉紙の区分方法におけるリトライ処理の改良を図る。
【解決手段】縦方向に積層された枚葉紙３００は、所定枚数毎に間紙３１０が挟み込まれている。区分位置のさばきローラ７０は、枚葉紙の挿入位置に挿入され、矢印Ａ方向に移動して枚葉紙の束３２０を区分位置に押し上げる。その後にさばきローラ７０を反対方向に回転させて間紙３１０を検出する区分処理を行う。間紙を検出できなかったときのリトライの挿入位置に対して区分処理全体のリトライの挿入位置を変更して、リトライの成功率の向上を図る。
【選択図】図６

Description

本発明は、枚葉紙の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する際に、状況に応じてリトライの条件を変更して効率の良い区分処理を行う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、本発明の間紙を挟んで積層された枚葉紙を区分搬送する方法は、基本的手段として、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、通常の区分処理の開始と巻戻された間紙が確認されなかった際のリトライにあっては、予想される間紙の位置に対して第１の厚さ寸法を加えた低い位置にさばきローラを挿入する工程と、
区分処理のリトライにあっては、予想される間紙の位置に対して第２の厚さ寸法を加えた低い位置にさばきローラを挿入する工程と、を備える。

そして、第２の厚さ寸法は第１の厚さ寸法より大なる寸法に設定される。
さらに、リトライにあっては、さばきローラの回転速度を減速する工程を備える。

本発明は以上のように、積層された枚葉紙を効率良く区分することができる。

図１は、本発明を適用する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に基いて本発明を適用する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。

図６は、上述した基本的な構成を備えた枚葉紙の区分搬送装置における改良された枚葉紙の区分方法を提供するための装置と作用を示す。
本発明にあっても、カセット１２０内に収容された枚葉紙３００は、所定の枚数毎に間紙３１０が挟まれた状態で上方へ供給される。
カセット１２０の上方には、先に説明した押え板２７０を操作するシリンダ２５０とともに、先端押え板２８２を操作する先端押えシリンダ２８０が装備される。
押え板２７０には触覚センサ２７２が設けられ、枚葉紙の最上面を検知する。
また、カセット１２０の頂部には、さばきローラ７０に対向して枚葉紙の端部を揃えるジョガー２９０が装備される。

この実施例の区分方法においては、以下の手順を実行する。
（１）枚葉品３００を昇降マガジン１２０内に縦積みする。
（２）押えシリンダ２５０、先端押えシリンダ２８０で枚葉品３００上面を保持する。
（３）縦積みした枚葉３００の所定部数(間紙を含む)にさばきローラ７０を正回転させながら挿入する。
（４）さばきローラ７０を挿入する位置は、間紙＋αの位置とする。
（５）さばきローラ７０を挿入後、枚葉３００を後方へ揺動させ弧状に湾出保持する。
（６）区分を開始する(さばきローラ７０は逆回転)。
（７）間紙を光学センサで検出後、さばきローラ７０を停止させる。
（８）区分不良（間紙未検出／間紙通過又は間紙の上にさばきローラ７０挿入）となった揚合、リトライする。（さばきローラ７０の区分速度減速、及びさばきローラ７０挿入位置変更／通常より低い位置）
（９）巻戻しを開始する(さばきローラ７０は正回転)。
（１０）間紙３１０を光学センサで検出後、さばきローラ７０を停止させる。
（１１）巻戻し不良となった場合、リトライする（さばきローラ７０の区分速度減速）
（１２）間紙３１０は巻き戻すことで区分時に発生する間紙の緩みがなくなり、整然と区分される。

図６の（ｂ）は、リトライ（再区分動作）を行うときの条件を示している。区分不良（間紙未検出／間紙通過又は間紙の上にさばきローラ７０挿入）となった揚合、さばきローラ７０の区分速度減速、及びさばきローラ７０挿入位置変更／通常より低い位置に設定してリトライする。また、巻戻し不良となった場合、さばきローラ７０の区分速度を減速してリトライする。

図７から図９は本発明の実施例１の動作を示すフローチャートである。図７のフローチャートでは、ステップＳ３０１において、動作フローを開始する。ステップＳ３０２において、原点復帰ボタンを確認する。Ｎ０の場合には、ステップＳ３０２を繰り返し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ３０３において、区分装置、マガジン原点復帰を行う。

ステップＳ３０４において、スタートボタン（自動運転）が押されたかどうかが判定され、ＮＯの場合には、ステップＳ３０４を繰り返し、ＹＥＳの場合には、初期設定動作として、ステップＳ３０５において、押えシリンダ（出）、ステップＳ３０６において、先端押えシリンダ（出）、ステップＳ３０７において、ジョガー（出）、ステップＳ３０８において、区分装置のさばきローラ７０挿入位置へ移動、ステップＳ３０９において、マガジン上昇の動作を行う。

次いで、ステップＳ３１０において、触覚センサＯＮの判定を行い、ＹＥＳの場合は、ステップＳ３０１において、状態１に移行する。ＮＯの場合には、ステップＳ３１１において、Ｚ軸上限センサＯＮの判定を行い、ＮＯの場合には、ステップＳ３０９に移行し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ３１３に移行し、終了する。

図８は、状態１以下の動作のフローを示し、ステップ４０１において、状態１の状態から、ステップ４０２に移行し、ステップ４０２において、区分位置へ移動（さばきローラ７０所定量正転）する。ステップ４０３において、さばきローラ７０移動／座標の判定を行い、ＮＯの場合には、ステップ４０３を繰り返し、ＹＥＳの場合には、ステップ４０４に移行し、ステップ４０４において、先端押えシリンダ１（戻）の動作を行い、ステップ４０５において、区分位置へ移動し、ステップ４０６において、区分位置の判定を行う。

ステップ４０６において、ＮＯの場合には、ステップＳ４０６に戻り、ＹＥＳの場合には、ステップ４０７において、区分（さばきローラ７０逆転）動作を行う。ステップ４０８において、間紙検出センサ０Ｎ（１）の判定を行い、ＹＥＳの場合には、ステップ４０９において、区分完了（さばきローラ７０回転停止）を行い、ステップ４１０において、状態２に移行する。

ステップ４０８において、ＮＯの場合には、ステップ４１１において、タイムアツプ設定時間以内かどうかの判定を行い、ＮＯの場合には、ステップ４０８に移行し、ＹＥＳの場合には、ステップ４１２において、間紙未検出かどうかの判定を行う。

ステップ４１２において、ＮＯの場合には、ステップ４１３において、区分装置の（Ｙ軸水平移動）動作を行い、ステップ４１４において、先端押えシリンダ（出）を行い、ステップＳ４０２へ移行する。ステップ４１２において、ＹＥＳの場合には、ステップ４０１に移行し、終了する。また、ステップ４０１において、状態３からステップＳ４０２に移行する。

図９においては、ステップ５０１において、状態２からステップＳ５０２に移行し、ステップＳ５０２において、ハンドの挿入を完了すると、ステップＳ５０３において、間紙検出センサＯＮ（２）の判定を行う。ＹＥＳの場合には、ステップＳ５０４において、巻戻し完了（さばきローラ７０回転停止）を行う。ステップＳ５０５において、搬送装置のハンド挿入完了の判定を行い、ＮＯの場合には、ステップＳ５０５を繰り返し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ５０６において、待避位置ヘさばきローラ７０水平移動し、ステップＳ５０７において、状態５に移行する。

ステップＳ５０３において、間紙検出センサＯＮ（２）の判定がＮＯの場合には、ステップＳ５０８において、巻戻し不良の判定を行う。ＮＯの場合には、ステップＳ５０９において、区分装置の（Ｙ軸水平移動）動作を行い、ステップＳ５１０において、先端押えシリンダ（出）を行い、ステップＳ５１１において、状態３に移行する。

ステップＳ５０８において、巻戻し不良の判定がＮＯの場合には、ステップＳ５１２に移行し、終了する。また、ステップＳ５１４において、状態４から、ステップＳ５０６に移行し、待避位置ヘさばきローラ７０水平移動し、ステップＳ５０７において、状態５に移行する。

図１０のフローチャートでは、ステップＳ６０１において、状態５からステップＳ６０２に移行し、ステップＳ６０２において、退避位置ヘさばきローラ７０移動完了か否かの判定を行う。Ｎ０の場合には、ステップＳ６０９に移行し、状態４となる。ＹＥＳの場合には、ステップＳ６０３において、ロボットハンド把持完了の判定を行う。ＮＯの場合にはステップＳ６０３を繰り返し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ６０４において、押えシリンダ（戻り）、ステップＳ６０５において、ジョガー（戻り）の動作を行う。

次いで、ステップＳ６０６において、押えシリンダ上限センサ０Ｎの判定を行い、ＮＯの場合には、ステップＳ６０６を繰り返し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ６０７において、ロボットハンド移動完了の判定を行う。ＮＯの場合には、ステップＳ６０７を繰り返し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ６０８において、初期動作に戻る。

上述した間紙３１０の検出と、巻戻し工程をより詳細に説明する。
図１１は、区分装置のさばきローラ７０が積層された枚葉紙の最上部を束状にして区分位置まで押し上げる状態を示す。
待機位置にあるさばきローラ７０は正回転方向である矢印Ｒ_２方向に回転しつつ、矢印ＢからＡ方向に移動する。その間に、さばきローラ７０は挿入位置Ｃ．Ｐで積層された枚葉紙３００の端部に挿入され、挿入位置Ｃ．Ｐより上部の枚葉紙の束３２０を区分位置まで押し上げる。

図１２は、区分操作を示し、さばきローラ７０は矢印Ｒ_１で示す逆回転し、最下部の枚葉紙を１枚毎に矢印Ｃ方向に払い戻す。
枚葉紙の間に挟まれた間紙３１０は、枚葉紙とは異なる色調等の光学的特性を有し、この間紙３１０を光学センサ５００が検知すると、さばきローラ７０はその回転を急停止する。この状態では間紙３１０の端部はさばきローラ７０で押えられているが、間紙３１０はたるみを持った状態で停止する。

図１３は、この間紙３１０のたるみを除去するための巻戻し処理を示す。
さばきローラ７０を矢印Ｒ_２方向に所定量だけ回転させる。この処理により、間紙３１０は枚葉紙の束３２０の最下面と一体に整列する。その後に搬送工程に移行する。

本発明は、紙葉類あるいはマイクロフィルムなどの枚葉紙の区分に広範囲に適用が可能である。

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実施例の区分装置、区分方法を説明する図本発明の実施例の動作を示すフローチャート本発明の実施例の動作を示すフローチャート本発明の実施例の動作を示すフローチャート本発明の実施例の動作を示すフローチャート本発明の区分処理を示す説明図本発明の区分処理を示す説明図本発明の区分処理を示す説明図

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シリンダ
２６０アーム
２７０押え板
２８０先端押えシリンダ
２８２先端押え板
３００枚葉紙
３１０間紙
３２０枚葉紙の束
５００光学センサ

Claims

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、通常の区分処理の開始と巻戻された間紙が確認されなかった際のリトライにあっては、予想される間紙の位置に対して第１の厚さ寸法を加えた低い位置にさばきローラを挿入する工程と、
区分処理のリトライにあっては、予想される間紙の位置に対して第２の厚さ寸法を加えた低い位置にさばきローラを挿入する工程と、
を備える枚葉紙の区分搬送方法。
第２の厚さ寸法は第１の厚さ寸法より大なる寸法に設定される請求項１記載の枚葉紙の区分搬送方法。
リトライにあっては、さばきローラの回転速度を減速する工程を備える請求項１記載の枚葉紙の区分搬送方法。