JP2018177399A - 剥離方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 産業用ロボットにより、シートの表面に接着された物品をより確実に剥離可能とする。【解決手段】 一実施形態に係る剥離方法は、シートに接着された物品を産業用ロボットにより前記シートから剥離する剥離方法であって、作業台に一端を固定された前記シートに接着された前記物品を保持する保持工程と、前記シートの前記一端と同じ側である前記物品の一端が他端より高くなるように、前記物品を持ち上げる持ち上げ工程と、前記物品を前記シートから剥離する剥離工程と、を含む。【選択図】 図５

Description

本発明は、剥離方法及びプログラムに関する。

部品がシートの表面に接着された状態で納入された場合、当該部品を組み立てるために、まず、部品をシートから剥離する必要がある。従来、部品の剥離は、手作業や、シートを巻き取りながら部品を剥離する剥離装置などを利用して行われていた。しかしながら、近年、部品の剥離は、産業用ロボットを利用して行われるようになっている。

シートと部品との間の引張接着強さが産業用ロボットの保持力より強い場合、産業用ロボットにより、シートの表面に接着された部品を持ち上げても、部品をシートから剥離できないことがある。そこで、部品をより確実に剥離する方法として、部品をシートと平行な方向に押圧し、シートと部品との間の引張接着強さを弱めてから、産業用ロボットにより部品を持ち上げる方法が提案されている。

特開平８−１４８５４４号公報

しかしながら、産業用ロボットの保持力が弱い場合、上記従来の方法でも、物品をシートから剥離できないことがあった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、産業用ロボットにより、シートの表面に接着された物品をより確実に剥離可能とすることを目的とする。

一実施形態に係る剥離方法は、シートに接着された物品を産業用ロボットにより前記シートから剥離する剥離方法であって、作業台に一端を固定された前記シートに接着された前記物品を保持する保持工程と、前記シートの前記一端と同じ側である前記物品の一端が他端より高くなるように、前記物品を持ち上げる持ち上げ工程と、前記物品を前記シートから剥離する剥離工程と、を含む。

本発明の各実施形態によれば、産業用ロボットにより、シートの表面に接着された部品をより確実に剥離できる。

パッケージの一例を示す平面図。 剥離システムの一例を示す図。 制御装置のハードウェア構成の一例を示す図。 剥離処理の一例を示すフローチャート。 物品Ｐｇの剥離過程を示す正面図。

以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重畳した説明を省略する。

一実施形態に係る剥離システムについて、図１〜図５を参照して説明する。本実施形態に係る剥離システムは、シートＰｓの表面に接着された物品を、産業用ロボットによりシートから剥離するためのシステムである。以下、シートＰｓと、当該シートＰｓに接着された物品Ｐｇと、を含む全体をパッケージＰと称する。

まず、パッケージＰについて説明する。パッケージＰは、複数の物品ＰｇをシートＰｓの表面に接着することにより、ひとまとめにしたものである。複数の物品ＰｇをパッケージＰとしてまとめることにより、物品Ｐｇの可搬性や管理の容易さを高められる。パッケージＰとして、物品Ｐｇの納入時（出荷時）の状態が想定される。

図１は、パッケージＰの一例を示す平面図である。図１のパッケージＰは、複数の物品Ｐｇと、シートＰｓと、保護フィルムＰｐと、を備える。

物品Ｐｇは、剥離システムによる剥離の対象物であり、接着剤によりシートＰｓの表面に接着される。物品Ｐｇは、例えば、樹脂、半導体、金属、ゴム、及びガラスなどにより形成された部品や製品などである。図１の例では、６つの物品ＰｇがシートＰｓ上に等間隔で配置されているが、パッケージＰに含まれる物品Ｐｇの数及び配置は任意である。また、パッケージＰには、複数種類の物品Ｐｇが含まれてもよい。

シートＰｓは、表面に物品Ｐｇを接着されるシート状部材であり、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）などにより形成される。シートＰｓは、略矩形であり、少なくとも１つの切欠き部Ｐｃを有する。図１の例では、切欠き部Ｐｃは、シートＰｓの角に設けられているが、辺上に設けられてもよい。

保護フィルムＰｐは、物品Ｐｇの表面を保護するフィルムであり、物品Ｐｇの表面を覆うようにシートＰｓ上に貼付される。図１に示すように、保護フィルムＰｐは、切欠き部Ｐｃからはみ出すように形成されるのが好ましい。これにより、保護フィルムＰｐは、切欠き部Ｐｃからはみ出した部分を起点として容易に剥離可能となる。

次に、本実施形態に係る剥離システムの概要について説明する。図２は、剥離システムの一例を示す図である。図２の剥離システムは、作業台１と、産業用ロボット２と、搬送装置３と、制御装置４と、を備える。

作業台１は、物品ＰｇをシートＰｓから剥離する際に、パッケージＰが載置される台である。作業台１は、載置部１１と、固定部１２と、を備える。

載置部１１は、作業台１の本体部分である。パッケージＰは、保護フィルムＰｐが剥離された状態で、シートＰｓの裏面が載置部１１の表面に接するように、すなわち、物品ＰｇがシートＰｓの上側に位置するように、載置部１１上に載置される。産業用ロボット２は、載置部１１上に載置された物品ＰｇをシートＰｓから剥離する。

固定部１２は、載置部１１上に載置されたパッケージＰを固定する板状又は棒状の部材である。固定部１２は、載置部１１の周縁部に設けられ、載置部１１上に載置されたシートＰｓの一端を、載置部１１に対して押圧することにより固定する。すなわち、シートＰｓは、その一端を、載置部１１及び固定部１２により挟まれることにより固定される。

固定部１２は、例えば、載置部１１に対して着脱可能に設けられる。この場合、パッケージＰは、載置部１１から固定部１２が取り外された状態で、載置部１１上の所定の位置に載置される。固定部１２は、シートＰｓの一端が固定されるように、載置部１１に対して取り付けられる。

また、固定部１２は、載置部１１の上方で昇降可能に設けられてもよい。この場合、パッケージＰは、載置部１１から固定部１２を上昇させた状態で、載置部１１上の所定の位置に載置される。固定部１２は、シートＰｓの一端が固定されるように、載置部１１に対して降下される。

産業用ロボット２は、載置部１１上に載置された物品ＰｇをシートＰｓから剥離するロボットであり、制御装置４により制御される。図２の例では、産業用ロボット２は、垂直多関節ロボットであるが、これに限られない。産業用ロボット２として、後述する剥離処理（剥離方法）を実行可能な任意のロボット（水平多関節ロボットや直交ロボットなど）を利用できる。産業用ロボット２は、土台部２１と、アーム部２２と、保持部２３と、を備える。

土台部２１は、アーム部２２を支持する支持部材である。土台部２１には、アームを水平方向（図２の矢印Ａ１の方向）に回転させるためのモータや、制御装置４からの指示を受け付け、アーム部２２及び保持部２３を制御するマイコンなどが内蔵される。

アーム部２２は、産業用ロボット２の可動部分であり、水平方向に回動可能なように、その基部を土台部２１に支持される。アーム部２２は、例えば、３つの関節及び６軸の自由度を有するが、アーム部２２の構造はこれに限られない。アーム部２２には、各関節を駆動するためのモータや、各関節の回転角度を検出するためのセンサなどが内蔵される。

保持部２３は、その先端に物体を保持する部材であり、アーム部２２の先端に設けられる。保持部２３は、真空チャックや電磁チャックなどのチャックであってもよいし、２つ以上の爪を有するハンドであってもよい。なお、アーム部２２の先端には、保持部２３と共に、アーム部２２の先端方向を撮影する撮影装置（図示省略）が設けられる。産業用ロボット２は、撮影装置により撮影された画像を画像処理することにより、保持部２３と物品Ｐｇなどとの間の距離を把握できる。

搬送装置３は、ベルトコンベアやローラーコンベアなどのコンベアである。搬送装置３は、その表面に、産業用ロボット２によりシートＰｓから剥離した物品Ｐｇを載置され、載置された物品を所定の方向（図２の矢印Ａ２の方向）に搬送し、後工程（組み立て工程など）に送る。

制御装置４は、産業用ロボット２を制御するコンピュータであり、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを介して、産業用ロボット２に接続される。具体的には、制御装置４は、産業用ロボット２に後述する剥離処理を実行させる。図２の例では、制御装置４がＰＣ（Personal Computer）である場合を想定しているが、制御装置４は、マイコン、サーバ、スマートフォン、タブレット端末、ノートＰＣなどであってもよい。

図３は、制御装置４のハードウェア構成の一例を示す図である。図３の制御装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０３と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）４０４と、入力装置４０５と、表示装置４０６と、を備える。また、制御装置４は、通信インタフェース４０７と、バス４０８と、を備える。

ＣＰＵ４０１は、プログラムを実行することにより、制御装置４の各構成を制御し、制御装置４の機能を実現する。すなわち、ＣＰＵ４０１がプログラムを実行することにより、制御装置４は、産業用ロボット２に後述する剥離処理を実行させる。

ＲＯＭ４０２は、ＣＰＵ４０１が実行するプログラム（ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）など）や各種のデータを記憶する。

ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１に作業領域を提供する。

ＨＤＤ４０４は、ＣＰＵ４０１が実行するプログラム（ＯＳ（Operating System）など）や各種のデータを記憶する。

入力装置４０５は、ユーザの操作に応じた情報を制御装置４に入力する。入力装置４０５には、タッチパネル、キーボード、マウス、ハードウェアボタンなどが含まれる。

表示装置４０６は、ユーザの操作に応じた画面を表示する。表示装置４０６は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどで有り得る。入力装置４０５及び表示装置４０６は、操作パネルとして一体に構成されてもよい。

通信インタフェース４０７は、制御装置４をインターネットやＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークに接続し、ネットワーク上の外部装置（産業用ロボット２など）との通信を制御する。制御装置４は、通信インタフェース４０７を介して、外部装置と通信する。

バス４０８は、ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、ＨＤＤ４０４、入力装置４０５、表示装置４０６、及び通信インタフェース４０７を相互に接続する。

次に、本実施形態に係る剥離システムが実行する剥離処理について説明する。図４は、剥離処理の一例を示すフローチャートである。以下、固定部１２が載置部１１の上方で昇降可能に設けられている場合を例に説明する。

まず、産業用ロボット２は、シートＰｓから保護フィルムＰｐを剥離する（ステップＳ１０１）。産業用ロボット２は、例えば、保護フィルムＰｐからはみ出したシートＰｓの部分を固定した状態で、シートＰｓからはみ出した保護フィルムＰｐの部分を保持部２３により保持し、シートＰｓから引き離すことにより、保護フィルムＰｐを剥離できる。保護フィルムＰｐの剥離は、作業台１で行われてもよいし、他の作業台で行われてもよい。また、保護フィルムＰｐは、作業者により手作業で剥離されてもよいし、産業用ロボット２とは異なる産業用機械により剥離されてもよい。

次に、産業用ロボット２は、固定部１２を載置部１１から上昇させた状態で、保護フィルムＰｐを剥離されたパッケージＰを、載置部１１上の所定の位置に載置する（ステップＳ１０２）。具体的には、産業用ロボット２は、固定部１２を降下させた場合に、シートＰｓの一端が固定部１２により固定される位置に、パッケージＰを載置する。なお、パッケージＰは、作業者の手作業で載置部１１に載置されてもよいし、産業用ロボット２とは異なる産業用機械により載置部１１に載置されてもよい。

続いて、固定部１２が、載置部１１上に降下し、載置部１１上に載置されたシートＰｓの一端を固定する（ステップＳ１０３）。この際、シートＰｓの他端は、作業台１に固定されない。固定部１２は、産業用ロボット２により降下されてもよいし、作業者の手作業で降下されてもよい。また、作業台１が、制御装置４により制御可能な、固定部１２を昇降させる機構を備えてもよい。この場合、パッケージＰの載置及びシートＰｓの固定のための固定部１２の昇降は、制御装置４により制御される。

シートＰｓの一端が載置部１１に固定されると、産業用ロボット２は、撮影装置により撮影された画像に基づいて、シートＰｓに接着された物品Ｐｇの中から、剥離対象となる物品Ｐｇを選択する（ステップＳ１０４）。後述する通り、産業用ロボット２は、物品Ｐｇを固定部１２とは反対方向に搬送することにより、物品ＰｇをシートＰｓから剥離する。したがって、剥離対象の物品Ｐｇは、その搬送中に他の物品Ｐｇと衝突しないように選択されるのが好ましい。具体的には、産業用ロボット２は、剥離対象の物品Ｐｇとして、固定部１２から最も離れた物品Ｐｇを選択するのが好ましい。

産業用ロボット２は、物品Ｐｇを選択すると、選択した物品Ｐｇを保持部２３により保持する（ステップＳ１０５）。

ここで、図５は、物品Ｐｇの剥離過程を示す正面図である。図５の例では、説明の便宜のため、物品Ｐｇが１つだけ示されている。また、図５の例では、保持部２３がチャックである場合を想定している。保持部２３がチャックである場合、図５（Ａ）に示すように、保持部２３は、物品Ｐｇの表面を吸着することにより、物品Ｐｇを保持する。

次に、図５（Ｂ）に示すように、産業用ロボット２は、シートＰｓの一端（固定された側）と同じ側である、物品Ｐｇの一端が他端より高くなるように、物品Ｐｇを持ち上げる（ステップＳ１０６）。図５の例では、シートＰｓの左側端部が固定されているため、産業用ロボット２は、物品Ｐｇの左側端部が右側端部より高くなるように、物品Ｐｇを持ち上げている。

産業用ロボット２は、固定部１２から物品Ｐｇの一端までの距離Ｌ１が、固定部１２から物品Ｐｇの一端までのシートＰｓの長さＬ２より、常に短くなるように物品Ｐｇを持ち上げるのが好ましい。これは、シートＰｓと物品Ｐｇとの間の引張接着強さが保持部２３の保持力より強い場合、距離Ｌ１が長さＬ２より長くなると、物品ＰｇがシートＰｓに引っ張られ、保持部２３が物品Ｐｇを保持できなくなる（落とす）おそれがあるためである。言い換えると、産業用ロボット２は、距離Ｌ１が長さＬ２より常に短くなるように物品Ｐｇを持ち上げることにより、物品ＰｇがシートＰｓに引っ張られることを抑制し、物品Ｐｇをより確実に保持できる。

具体的には、産業用ロボット２は、物品Ｐｇを固定部１２の方向（シートＰｓの一端の方向）に移動させながら、物品Ｐｇの一端側が高くなるように、物品Ｐｇを持ち上げればよい。また、産業用ロボット２は、物品Ｐｇを固定部１２の方向（シートＰｓの一端の方向）に移動させた後、物品Ｐｇの一端側が高くなるように、物品Ｐｇを持ち上げてもよい。いずれの持ち上げ方法も、シートＰｓの他端が固定されていないことにより可能となる。

物品Ｐｇを持ち上げると、図５（Ｃ）に示すように、産業用ロボット２は、物品Ｐｇが傾いた状態のまま、物品Ｐｇを、シートＰｓの他端の方向に（図５（Ｃ）の矢印Ａ３の方向）、作業台１の表面と平行に搬送する（ステップＳ１０７）。これにより、物品Ｐｇの裏面に接着されたシートＰｓが、物品Ｐｇの一端側（図５（Ｃ）の左側）から順次剥離される。言い換えると、シートＰｓから、物品Ｐｇがその一端側から順次剥離する。

なお、産業用ロボット２は、物品Ｐｇを上昇させながら、物品ＰｇをシートＰｓの他端の方向に搬送してもよい。この場合、物品Ｐｇは、シートＰｓに対して斜め上方向（図５（Ｃ）の右上方向）に搬送される。以降、図５（Ｄ）に示すように、産業用ロボット２は、物品Ｐｇの裏面に接着されたシートＰｓが全て剥離するまで、すなわち、物品Ｐｇの全体がシートＰｇから剥離するまで、物品Ｐｇの搬送を継続する。

物品ＰｇがシートＰｓから剥離すると、産業用ロボット２は、シートＰｓから剥離した物品Ｐｇを、搬送装置３上に搬送し、載置する（ステップＳ１０８）。搬送装置３上に載置された物品Ｐｇは、搬送装置３により所定の方向に搬送される。

以上説明した通り、本実施形態によれば、産業用ロボット２は、物品Ｐｇを、一端側（シートＰｓの固定側）が高くなるように持ち上げた状態で、他端側（シートＰｓの非固定側）に搬送することにより、シートＰｓから剥離する。この剥離方法によれば、保持部２３の保持力が、物品ＰｇとシートＰｓとの間の剥離接着強さより強い場合、保持部２３は、物品Ｐｇを保持したまま搬送できるため、物品ＰｇをシートＰｓから剥離できる。

これに対して、物品Ｐｇを持ち上げることによりシートＰｓから剥離する従来の剥離方法では、保持部２３の保持力が、物品ＰｇとシートＰｓとの間の引張接着強さより強い場合、保持部２３は、物品ＰｇをシートＰｓから剥離できる。

また、物品ＰｇをシートＰｓと平行な方向に押圧してから持ち上げることによりシートＰｓから剥離する従来の剥離方法では、保持部２３の保持力が、物品ＰｇとシートＰｓとの間のせん断接着強さより強い場合、保持部２３は、物品ＰｇをシートＰｓから剥離できる。

一般に、パッケージＰでは、物品ＰｇをシートＰｓから剥離しやすいように、物品Ｐｇ及びシートＰｓは、剥離接着強さが、引張接着強さやせん断接着強さより弱くなるように接着される。したがって、本実施形態に係る剥離方法によれば、従来の剥離方法に比べて、物品ＰｇをシートＰｓから剥離するために要求される保持部２３の保持力を弱くできる。言い換えると、保持部２３の保持力が弱い場合であっても、物品ＰｇをシートＰｓから剥離できる。結果として、産業用ロボット２により、シートＰｓに接着された物品Ｐｇをより確実に剥離できる。

なお、以上の実施形態では、産業用ロボット２が制御装置４により制御される場合を例に説明したが、剥離処理を実現するプログラムが産業用ロボット２に組み込まれている場合には、産業用ロボット２は、制御装置４により制御されなくてもよい。この場合、剥離システムには、制御装置４が含まれなくてもよい。

また、上記実施形態に挙げた構成等にその他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１：作業台
２：産業用ロボット
３：搬送装置
４：制御装置
１１：載置部
１２：固定部
２１：土台部
２２：アーム部
２３：保持部
Ｐ：パッケージ
Ｐｇ：物品
Ｐｓ：シート
Ｐｃ：切欠き部

Claims (6)

1. シートに接着された物品を産業用ロボットにより前記シートから剥離する剥離方法であって、
   作業台に一端を固定された前記シートに接着された前記物品を保持する保持工程と、
   前記シートの前記一端と同じ側である前記物品の一端が、前記物品の他端より高くなるように、前記物品を持ち上げる持ち上げ工程と、
   前記物品を前記シートから剥離する剥離工程と、
   を含む剥離方法。
2. 前記シートの他端は、前記作業台に固定されない
   請求項１に記載の剥離方法。
3. 前記剥離工程において、前記物品は、前記シートの他端の方向に搬送される
   請求項１又は請求項２に記載の剥離方法。
4. 前記剥離工程において、前記物品は、前記作業台と平行に搬送される
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の剥離方法。
5. 前記産業用ロボットにより、前記シートの前記一端を前記作業台に固定する固定工程を更に含む
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の剥離方法。
6. 産業用ロボットに、
   シートに接着された物品を前記シートから剥離する剥離方法であって、
   作業台に一端を固定された前記シートに接着された前記物品を保持する保持工程と、
   前記シートの前記一端と同じ側である前記物品の一端が、前記物品の他端より高くなるように、前記物品を持ち上げる持ち上げ工程と、
   前記物品を前記シートから剥離する剥離工程と、
   を含む剥離方法を実行させるためのプログラム。

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