JP2015078052A - 裁断機への解反搬入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 耳揃えを行いながら、ロール状の原反から解反するシート材を裁断テーブルに搬入することができる、裁断機への解反搬入装置を提供する。
【解決手段】 光源７ａから照射された光で、シート材４の側縁周辺をカメラ７ｂによって撮像するずれ検知手段７は、撮像されるシート材４の側縁画像について、予め設定される基準位置からのシート材４の側縁のずれを検知する。ずれ補正手段８ａは、ずれ検知手段７によって検知されるシート材４のずれを解消させるように、解反機構６の移動台６ａをシート材４の幅方向に移動させるので、耳揃えを行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリプレグなどの粘着性を有するシート材を、ロール状の原反から解反して、被覆フィルムで覆う状態で裁断機の裁断テーブル上に搬入する、裁断機への解反搬入装置に関する。

従来から、裁断機は、裁断テーブル上に載置されるシート材を、予め設定される裁断データに従って裁断するために使用されている。裁断テーブルに搬送コンベアの機能を備えておき、シート材である反物類をロール状の原反から解反して、コンベア送りと同期して繰出すように供給すれば、単層のシート材を順次裁断位置に合せて裁断することができる（たとえば、特許文献１参照）。

なお、特許文献１では、レーザーで裁断することが想定されているけれども、裁断刃でシート材を裁断する裁断機も広く使用されている。裁断刃を備える裁断機では、複数層に積層した状態のシート材を裁断テーブル上に載置して裁断する場合もある。シート材の積層には、帯状のシート材を原反ロールから解反して、長さ方向の端部の位置を揃えるとともに、幅方向の位置も揃える耳揃えも可能な延反機が使用される（たとえば、特許文献２参照）。

裁断機はアパレル産業で衣服のパーツなどを裁断するために使用されているけれども、近年、プリプレグなどの産業用資材を裁断するために使用されるようになってきている。プリプレグは、炭素繊維やガラス繊維のような高強度の繊維補強材に樹脂を含浸させて、樹脂を半硬化状態にしている素材であり、表面は粘着性を有する。裁断用のプリプレグは、層間の融着防止用に、剥離シートが巻込まれる状態で、ロール状に巻かれた原反ロールとして供給される。原反ロールとして供給されるプリプレグを巻戻して解反すると、片面には剥離シートが付着した状態となる。このような粘着性を有する素材のシート材を、裁断刃で裁断する場合は、剥離シート側を下側にして裁断テーブル上に載置し、シート材の上面には被覆フィルムで覆う状態で裁断する必要がある。なお、原反ロールは、剥離シートなしで、プリプレグのみが巻込まれている場合もある。このような場合は、解反時に、下側にも被覆フィルムを貼付ける。

特開平６−９２５２２号公報 特開平６−３１６３７０号公報

特許文献１に示すような裁断機では、ロール状の原反として供給されるシート材を、長さ方向に正確に搬送しながら裁断することはできても、幅方向への耳揃えを行うことはできない。プリプレグは、製造上、幅方向の側縁である耳の部分で特性が低下するので、耳の部分を裁断の対象から除く必要がある。しかしながら、耳揃えを行わないと、耳の位置の誤差が大きくなり、耳の部分として裁断を避ける範囲を広くとっておかないと、耳の部分も裁断の対象となってしまうおそれがある。ただし、裁断を避ける範囲を広くとると、裁断で廃材となる部分が増えて、シート材から裁断する歩留りが低下する。

特許文献２に示すような延反機を使用する場合、積層される層間での長さ方向および幅方向の位置決めには延反機自体の機能を使用可能でも、裁断テーブルに搬入する際の位置決めは、別途行う必要がある。プリプレグを素材とする場合、単層で裁断する必要があるので、耳揃えの機能を有する延反機を使用しても、積層する機能を利用することはできず、裁断テーブルに搬入する際の位置決めの問題が残る。

本発明の目的は、耳揃えを行いながら、ロール状の原反から解反するシート材を裁断テーブルに搬入することができる、裁断機への解反搬入装置を提供することである。

本発明は、粘着性を有する帯状のシート材を、ロール状の原反から巻戻して解反し、搬送コンベアを備える裁断機の裁断テーブル上に、シート材の上面を被覆フィルムで覆う状態で搬入する、裁断機への解反搬入装置であって、
原反からシート材を長さ方向に引出して、上面に被覆フィルムを被せながら裁断テーブル側に送出して解反し、シート材の幅方向への移動が可能な解反機構と、
解反機構と裁断テーブルとの間に設けられ、シート材の幅方向のずれを検知するずれ検知手段と、
ずれ検知手段によって検知されるシート材のずれを解消させるように、解反機構をシート材の幅方向に移動させるずれ補正手段と、
を含み、
解反機構は、
シート材の原反側に設けられ、被覆フィルムをシート材の上面に貼合せ、前記送出のための駆動源を備える原反側ニップローラーと、
原反側ニップローラーから裁断テーブル寄りに間隔をあけて設けられる中継ニップローラーと、
を含むことを特徴とする裁断機への解反搬入装置である。

また本発明で、前記ずれ検知手段は、
前記シート材の側縁付近に、シート材を挟むように配置される光源およびカメラを備え、
カメラによって撮像されるシート材の側縁画像について、予め設定される基準位置からのずれを検知する、
ことを特徴とする。

また本発明は、前記裁断テーブルへの前記シート材の搬入に応答し、搬入に同期するように、前記解反機構でのシート材の送出を制御する、送出制御手段を、
さらに含むことを特徴とする。

本発明によれば、解反機構で、粘着性を有する帯状のシート材を、ロール状の原反から長さ方向に引出して、上面に被覆フィルムを被せながら裁断テーブル側に送出して解反する。解反機構と裁断テーブルとの間には、ずれ検知手段が設けられ、シート材の幅方向のずれを検知する。ずれ補正手段は、ずれ検知手段によって検知されるシート材のずれを解消させるように、解反機構をシート材の幅方向に移動させるので、耳揃えを行いながら、ロール状の原反から解反するシート材を裁断テーブルに搬入することができる。解反機構は、原反側ニップローラーで、被覆フィルムをシート材の上面に貼合せることができる。

また本発明によれば、シート材の側縁周辺に、シート材を挟むように光源とカメラとを配置するずれ検知手段は、カメラで撮像するシート材の側縁画像の位置の基準位置からのずれを検知する。カメラが撮像する画像からずれを検知するので、ずれの方向を高分解能で確実に検知して、解反機構の移動による耳揃えを確実に行うことができる。

また本発明によれば、裁断テーブルへのシート材の搬入に同期するように、解反機構でのシート材の送出を制御するので、シート材の長さ方向への位置決めも、精度良く行うことができる。

図１は、本発明の一実施例としての裁断機１への解反搬入装置の概略的な構成を簡略化して示す側面図である。 図２は、図１のしわ取り装置９の概略的な構成を簡略化して示す平面図である。 図３は、図１でシート材４、被覆フィルム５およびカメラ７ｂの配置関係を簡略化して示す底面図、およびカメラ７ｂで撮像する画像２３の例を示す図である。 図４は、図１で、裁断側ニップローラー１３を、裁断機１の搬送に連動させる連動機構３０の構成を簡略化して示す部分的な側面図である。 図５は、図１の原反側ニップローラー１１と中継ニップローラー１２との間に設けるテンションバー１６に関連する構成を簡略化して示す側面図である。

以下、図１〜図５で、本発明の一実施例の構成を示す。説明対象の図には記載されていない部分について、他の図に記載される参照符を付して言及する場合がある。

図１は、本発明の一実施例としての裁断機１への解反搬入装置２の概略的な構成を示す。裁断機１には、解反搬入装置２が裁断する素材の搬入側に設置される。解反搬入装置２の基台３では、裁断の素材となるシート材４のロール状の原反４ａを支持する。原反４ａでは、粘着性を有するプリプレグのシート材４が、層間に剥離シートを介在させた状態で巻込まれている。シート材４は、剥離シートが下面に付着している状態で引出し、上面側には空気不透過性の合成樹脂フィルムを素材とする被覆フィルム５を、基台３で支持するフィルムロール５ａから引出す。

被覆フィルム５とシート材４とは、解反機構６に送込まれ、シート材４の上面に被覆フィルム５を被せながら裁断機１側に送出して解反する。解反機構６では、シート材４の幅方向への移動が可能である。解反機構６と裁断機１との間には、シート材４の幅方向のずれを検知するずれ検知手段７が設けられる。ずれ検知手段７は、シート材４に被せた被覆フィルム５側に検知用の光を照射する光源７ａと、光源７ａから照射された光のうち、シート材４の側縁周辺を透過した光でシート材４の側縁付近を撮像するカメラ７ｂとを含む。ずれ検知手段７は、カメラ７ｂによって撮像されるシート材４の側縁画像に基いて、予め設定される基準位置からのシート材４のずれを検知する。コントローラ８内には、ずれ検知手段７によって検知されるシート材４のずれを解消させるように、解反機構６をシート材４の幅方向に移動させるずれ補正手段８ａが設けられる。被覆フィルム５を解反機構６に供給する経路には、被覆フィルムに、しわが発生することを防止するしわ取り装置９が設けられる。

裁断機１に、上面に被覆フィルム５が被せられて搬入されるシート材４は、裁断テーブル１０上に載置される。裁断テーブル１０は、搬送コンベア１０ａとしての機能を備え、裁断すべき素材が搬入側の端部まで搬入されれば、搬出側まで搬送することができるとともに、載置されるシート材４を被覆フィルム５で覆う状態で、下方への空気吸引で保持する機能も備えている。このような搬送コンベア１０ａは、合成樹脂素材によるブラシ状の剛毛ブロック１０ｂを並べて形成され、搬入側のスプロケットホイール１０ｃと、搬出側の同様なスプロケットホイールとの間に架け渡されている。シート材４は、所定位置まで搬送されたら、搬送を停止し、吸引で保持しながら、図示を省略している裁断ヘッドに備えられる裁断刃で裁断する。

解反機構６には、移動台６ａが設けられ、原反側ニップローラー１１と中継ニップローラー１２とが移動台６ａに取付けられる。原反側ニップローラー１１は、シート材４の原反４ａ側に設けられ、被覆フィルム５をシート材４の上面に貼合せ、送出のための駆動源１１ａを備える。駆動源１１ａは、コントローラ８の送出制御手段８ｂによって、裁断機１の搬送コンベア１０ａに同期して、被覆フィルム５を貼合せたシート材４を、原反側ニップローラー１１から送出するように制御される。中継ニップローラー１２は、原反側ニップローラー１１から裁断テーブル１０寄りに間隔をあけて設けられる。ずれ検知手段７と裁断テーブル１０との間には、搬送コンベア１０ａでのシート材４の搬送に連動して、シート材４をずれ検知手段７によるずれ検知の位置から裁断テーブル１０上に送出す裁断側ニップローラー１３がさらに設けられる。

移動台６ａは、移動装置１４によって、シート材４の幅方向の左右に移動させることができる。移動装置１４は、たとえばボールねじ機構と、ボールねじの軸を回転駆動するモータとを含み、一定のストロークの範囲で、解反機構６としての各部材を取付けた移動台６ａを移動させることができる。移動台６ａの移動を円滑に行うために、基台３にはガイドレール１５が設けられ、移動台６ａを幅方向に案内する。コントローラ８内には、ずれ検知手段７によって検知されるシート材４のずれを解消させるように、移動台６ａをシート材４の幅方向に移動させるずれ補正手段８ａが設けられている。

解反機構６の原反側ニップローラー１１と中継ニップローラー１２との間には、テンションバー１６を設けることができる。テンションバー１６は、アーム１６ａの先端に設けられ、アーム１６ａの基端にはエンコーダ１６ｂが設けられる。テンションバー１６をシート材４の上面で支える状態では、シート材４の弛みに対応して、テンションバー１６の位置が上下し、アーム１６ａの基端に設けるエンコーダ１６ｂで角度変化として検知可能となる。エンコーダ１６ｂで検知する角度変化を抑えるように、コントローラ８内の送出制御手段８ｂが原反側ニップローラー１１の駆動源１１ａを制御すると、張力の変動を抑えながら、シート材４を送出することができる。なお、シート材４および被覆フィルム５を原反４ａおよびフィルムロール５ａから原反側ニップローラー１１に供給する経路には、経路を保つガイドローラー１７，１８も、それぞれ設けられている。

図２は、図１のしわ取り装置９の概略的な構成を簡略化して示す。しわ取り装置９では、被覆フィルム５の側端付近に、傾斜ローラー２０が設けられる。傾斜ローラー２０は、直円筒状のローラーであるけれども、軸２０ａが幅方向に対して傾斜している。傾斜は、幅方向の内方から外方にかけて、送り方向から後退する方向となる。各傾斜ローラーを上下に設け、被覆フィルム５を挟んで送るようにすれば、各側端付近を幅方向の外方に向って拡げ、しわを取ることができる。しわ取り装置９には、直円筒状で軸が幅方向となるローラーに、螺旋状の凹凸を設け、回転とともに被覆フィルム５を幅方向の外方に案内するようにしてもよい。

図３は、（ａ）で図１のシート材４、被覆フィルム５およびカメラ７ｂの配置関係を簡略化して底面側から示し、（ｂ）でカメラ７ｂが撮像する画像２３の例を示す。カメラ７ｂは、シート材４の側縁を耳揃えする位置の近傍を撮像する。上面の被覆フィルム５は、シート材４に対して十分に大きな幅を有し、シート材４の側縁に位置ずれが生じても、シート材４の上面を、側縁よりも外方まで被覆することができるものとする。本実施例では、上に光源７ａ、下にカメラ７ｂを配置しているけれども、この逆に配置してもよい。

シート材４に光源７ａから光を照射すると、光は被覆フィルム５を透過し、シート材４は透過しないので、（ｂ）で示すような画像２３が得られる。画像２３では、特に適切に二値化すれば、シート材画像２４が黒く、被覆フィルム画像２５が白くなる。この白黒の境界がシート材４の側縁画像２４ａとなる。側縁画像２４ａについて、予め設定される基準位置２３ｃからのずれΔＤを、シート材４のずれとして検知することができる。ずれ補正手段８ａは、ずれΔＤの反対方向に移動台６ａが移動するように移動機構１４を駆動し、解反機構６の移動による耳揃えを確実に行うことができる。

なお、シート材４の側縁のずれの検知は、特許文献２の段落［００１４］や［００２７］に記載されているような２対の検出部材を用いるセンサで行うこともできる。しかしながら、カメラ７ｂを用いると、高密度に配置される多数の撮像素子で画像を撮像するので、高分解能でずれを検知することができる。

図４は、図１で、裁断側ニップローラー１３を、裁断機１の搬送に連動させる構成を簡略化して示す。裁断機１の搬入側の端部には、解反搬入装置２の基台３が、裁断側の端部で固定される。裁断テーブル１０側と裁断側ニップローラー１３との間には、連動機構３０が設けられる。連動機構３０は、プーリ３０ａ、タイミングベルト３０ｂおよびプーリ３０ｃを含む。プーリ３０ａは、搬送コンベア１０ａの搬入側のスプロケットホイール１０ｃの回転軸１０ｄに取付けられる。プーリ３０ｃは、裁断側ニップローラー１３の駆動軸に取付けられる。タイミングベルト３０ｂは、プーリ３０ａ，３０ｃ間に架渡される。タイミングベルト３０ｂが架渡される経路の途中には、ガイド３０ｄ，３０ｅが設けられる。スプロケットホイール１０ｃとプーリ３０ａとの外径比を、駆動する裁断側ニップローラー１３とプーリ３０ｃとの外径比に対応させれば、搬送コンベア１０ａの搬送に、裁断側ニップローラー１３からの送出しを連動させることができる。

図５は、図１の原反側ニップローラー１１と中継ニップローラー１２との間に設けるテンションバー１６に関連する構成を簡略化して示す。（ａ）に示すように、テンションバー１６を、原反側ニップローラー１１と中継ニップローラー１２との間で、上面に被覆フィルム５を被せているシート材４の上に載せると、シート材４の弛みに応じて下降する。シート材４の弛みは、裁断機１へのシート材４の搬入量よりも、中継ニップローラー１２を介して送出すシート材４の量が多くなると増大し、送り出すシート材４の量が少なくなると減少する。したがって、エンコーダ１６ｂによって検出されるアーム１６ａの角度が一定の範囲から外れるときのみ、角度を範囲内に戻すように、送出制御手段８ｂによって原反側ニップローラー１１の駆動源１１ａを制御する。このような制御で、解反機構６から送出するシート材４の量を基本的には裁断機１での搬送に同期させ、シート材４の張力変動も一定の範囲内に保つことができる。

（ｂ）に示すように、テンションバー１６を使用しないようにすることもできる。アーム１６ａを上昇させて、テンションバー１６を退避させ、原反側ニップローラー１１と中継ニップローラー１２との間は、可動の閉鎖板１６ｃで塞ぎ、平坦な状態で、シート材４を支持する。あるいは、テンションバー１６を設けないで、原反側ニップローラー１１と中継ニップローラー１２との間は、固定した板で塞いでおくこともできる。

なお、本実施例の原反側ニップローラー１１および中継ニップローラー１２は、上下に備えるローラー間で被覆フィルム５を被せたシート材４を挟んで送る。被覆フィルム５およびシート材４をローラー間に通す際には、ローラー間の間隔を開く必要があるので、原反側ニップローラー１１および中継ニップローラー１２には、エアシリンダーによって駆動され、リンク機構を介してローラー間を開閉する機構が設けられる。ローラー間を閉じている状態では、解反機構６の移動で耳揃えを行い、被覆フィルム５にしわが生じないように、ローラー間の接触圧を調整する必要がある。本実施例では、このようなローラー間の接触圧の調整も可能にしてある。さらに、裁断側ニップローラー１３にも、ローラー間の開閉を可能にする機構が設けられている。このようにすれば、シート材４の先端部分が搬送コンベア１０ａに搬入される際には、裁断側ニップローラー１３を閉じ、シート材４が搬送コンベア１０ａに十分な長さで載置されれば、裁断側ニップローラー１３を開くようにすることができる。

１ 裁断機
２ 解反搬入装置
４ シート材
４ａ 原反
５ 被覆フィルム
６ 解反機構
６ａ 移動台
７ ずれ検知手段
７ａ 光源
７ｂ カメラ
８ コントローラ
８ａ ずれ補正手段
８ｂ 送出制御手段
９ しわ取り装置
１０ 裁断テーブル
１０ａ 搬送コンベア
１１ 原反側ニップローラー
１１ａ 駆動源
１２ 中継ニップローラー
１３ 裁断側ニップローラー
１４ 移動機構
１６ テンションバー
２３ 画像
２３ｃ 基準位置
２４ａ 側縁画像
３０ 連動機構

Claims (3)

1. 粘着性を有する帯状のシート材を、ロール状の原反から巻戻して解反し、搬送コンベアを備える裁断機の裁断テーブル上に、シート材の上面を被覆フィルムで覆う状態で搬入する、裁断機への解反搬入装置であって、
   原反からシート材を長さ方向に引出して、上面に被覆フィルムを被せながら裁断テーブル側に送出して解反し、シート材の幅方向への移動が可能な解反機構と、
   解反機構と裁断テーブルとの間に設けられ、シート材の幅方向のずれを検知するずれ検知手段と、
   ずれ検知手段によって検知されるシート材のずれを解消させるように、解反機構をシート材の幅方向に移動させるずれ補正手段と、
   を含み、
   解反機構は、
   シート材の原反側に設けられ、被覆フィルムをシート材の上面に貼合せ、送出のための駆動源を備える原反側ニップローラーと、
   原反側ニップローラーから裁断テーブル寄りに間隔をあけて設けられる中継ニップローラーと、
   を含むことを特徴とする裁断機への解反搬入装置。
2. 前記ずれ検知手段は、
   前記シート材の側縁付近に、シート材を挟むように配置される光源およびカメラを備え
   カメラによって撮像されるシート材の側縁画像について、予め設定される基準位置からのずれを検知する、
   ことを特徴とする請求項１記載の裁断機への解反搬入装置。
3. 前記裁断テーブルへの前記シート材の搬入に応答し、搬入に同期するように、前記解反機構でのシート材の送出を制御する、送出制御手段を、
   さらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の裁断機への解反搬入装置。

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