JP2020019623A - 給紙方法および給紙装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 用紙の給紙を容易且つ正確に行うことができる給紙装置を提供する。【解決手段】 載置台の所定位置に用紙を給紙する装置であって、多関節ロボット１０と、多関節ロボット１０のアーム先端１１に設けられた吸着装置２０とを備え、吸着装置２０は、用紙の上面を真空吸着する吸着部２４と、用紙の上面を押圧する押圧部２５とを備えており、吸着部２４により吸着した用紙Ｓを多関節ロボット１０により載置台３０の上方に搬送して、押圧部２５により載置台３０に押し付けた後に吸着部２４の吸着を解除し、押圧部２５による用紙Ｓの押し付け状態を維持したまま吸着部２４を用紙Ｓから離隔させる給紙装置１である。【選択図】 図５

Description

本発明は、給紙方法および給紙装置に関する。

印刷業界では、印刷物の価値を高めるために、レーザ加工機などにより用紙を加工する機会が増加している。例えば、特許文献１には、図６に示すように、ベルト搬送部５１で搬送されてきた用紙がステージ５２に搬入されてきたときに、所定数のローラ５３が搬送方向に回転することで、用紙をステージ５２上の所定位置まで移動させて吸引機構５４により吸着固定し、レーザ照射手段５５で所定のレーザ加工を行わせた後、ベルト搬送部５６により排出するレーザ加工システム５０が開示されている。

特開２００３−１５４４８０号公報

上記従来のレーザ加工システム５０は、印刷された用紙を断裁して積み上げた後、ベルト搬送部５１に載置する際に、一枚ずつ正確に移動させることが困難であり、これを手作業で行う場合には、作業者の負担が大きくなるという問題があった。

また、ステージ５２上における用紙の位置決めが、ローラ５３による用紙の搬送後に、ステージ５２の下方に配置した吸引機構５４により用紙全体を吸着して行われるため、正確な位置決めが困難になるおそれがあった。

そこで、本発明は、用紙の給紙を容易且つ正確に行うことができる給紙方法および給紙装置の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、載置台の所定位置に用紙を給紙する方法であって、積層された最上層の用紙を、多関節ロボットのアーム先端に設けられた吸着装置により吸着して、載置台の上方に搬送する搬送工程と、搬送された用紙を前記載置台に載置する載置工程とを備え、前記吸着装置は、用紙の上面を真空吸着する吸着部と、用紙の上面を押圧する押圧部とを備えており、前記搬送工程は、用紙を前記吸着部により吸着して搬送し、前記載置工程は、搬送された用紙を前記押圧部により前記載置台に押し付けた後に前記吸着部の吸着を解除し、前記押圧部による用紙の押し付け状態を維持したまま前記吸着部を用紙から離隔させる給紙方法により達成される。

この給紙方法において、前記搬送工程は、前記吸着部が前記押圧部よりも搬送方向前方に位置する状態を維持しながら用紙を搬送することが好ましい。

前記吸着部は、吸着ラインに沿って配置された複数の吸着ノズルを備えることが好ましく、前記押圧部は、前記吸着ラインと平行な押圧ラインに沿って配置された複数のピンシリンダを備えることが好ましい。

また、本発明の前記目的は、載置台の所定位置に用紙を給紙する装置であって、多関節ロボットと、前記多関節ロボットのアーム先端に設けられた吸着装置とを備え、前記吸着装置は、用紙の上面を真空吸着する吸着部と、用紙の上面を押圧する押圧部とを備えており、前記吸着部により吸着した用紙を、前記多関節ロボットにより前記載置台の上方に搬送して、前記押圧部により前記載置台に押し付けた後に前記吸着部の吸着を解除し、前記押圧部による用紙の押し付け状態を維持したまま前記吸着部を用紙から離隔させる給紙装置により達成される。

本発明によれば、用紙の給紙を容易且つ正確に行うことができる給紙方法および給紙装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る給紙装置の全体構成を示す概略正面図である。 図１に示す給紙装置の要部正面図である。 図１に示す給紙装置の要部底面図である。 図１に示す給紙装置の要部断面図である。 図１に示す給紙装置の作動を説明するための図である。 従来のレーザ加工システムを示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、 本発明の一実施形態に係る給紙装置の全体構成を示す正面図である。図１に示すように、給紙装置１は、多関節ロボット１０および吸着装置２０を備えている。

多関節ロボット１０は、複数のアーム１１が関節を介して回動自在に連結された多軸（例えば４軸から７軸）構造を有しており、アーム１１の先端の回転機構部１１ａに吸着装置２０が取り付けられて、吸着装置２０が回動可能に支持されている。多関節ロボット１０および吸着装置２０の作動は不図示のコントローラにより制御され、搬入位置Ｐ１に積層された最上層の用紙Ｓを吸着装置２０により吸着し、多関節ロボット１０の作動により載置台３０の上方に搬送して、載置台３０の所定位置Ｐ２に載置する。

搬入位置Ｐ１には昇降装置を設けてもよく、昇降装置の昇降板に積層した用紙の高さをセンサにより読み取り、最上層の用紙の高さが常時一定になるように昇降板の高さ制御を行うことで、搬入位置Ｐ１での用紙の吸着を容易且つ確実に行うことができる。載置台３０は、例えば、レーザ等による加工を行う加工装置のステージであり、用紙Ｓを所定位置Ｐ２に載置した後に吸着装置２０を載置台３０の直上から退避させて、用紙Ｓに対して所望の加工を行う。所定位置Ｐ２は、本実施形態では加工装置による加工位置としているが、必ずしもこの用途に限定されるものではなく、使用目的に応じて予め設定された位置であればよい。所定位置Ｐ２での作業が終了した用紙Ｓは、再び吸着装置２０により吸着して多関節ロボット１０の作動により搬出位置Ｐ３まで搬送し、ストッカに積層する。

図２および図３は、それぞれ吸着装置２０の正面図および底面図である。吸着装置２０は、底面視コ字状に形成された支持板２１に、中空のケーシング２２が支持されている。ケーシング２２は、上面側に筒状部２２ａが形成されており、筒状部２２ａの上部に設けられた取付部２２ｂが、多関節ロボット１０の回転機構部１１ａに装着される。筒状部２２ａは、配管により真空ポンプ等の吸引装置２３に接続される。

ケーシング２２の下面には吸着部２４が設けられている。吸着部２４は、下端に吸着パッド２４１ａを有する吸着ノズル２４１を複数（本実施形態では３つ）備えている。各吸着ノズル２４１は、ケーシング２２内と連通しており、吸引装置２３の作動により吸着パッド２４１ａに用紙を吸着させることができる。

支持板２１には、複数（本実施形態では２つ）のピンシリンダ２５１を備える押圧部２５が設けられている。ピンシリンダ２５１は、分岐ジョイント２６およびバルブ２７ａを備える配管により、工場エア等の圧縮エア供給源２７に接続されており、バルブ２７ａの開閉によりピンシリンダ２５１への圧縮空気の供給を制御することができる。

図３に示すように、３つの吸着ノズル２４１は、仮想の吸着ラインＬ１に沿って、等間隔に配置されている。また、２つのピンシリンダ２５１は、仮想の押圧ラインＬ２に沿って配置されている。吸着ラインＬ１および押圧ラインＬ２は、互いに平行となるように形成されている。押圧部２５を挟んで吸着部２４と反対側には、密栓２８により封止されたネジ孔が形成されており、搬送される用紙が例えば大型で高重量の場合には、密栓２８を外して追加の吸着ノズルを取り付けることにより、用紙を押圧部２５の両側で吸着保持することも可能である。吸着ノズル２４１の配置は本実施形態のものに限定されず、吸着ノズル２４１の数や位置を適宜変更してもよい。

図４は、ピンシリンダ２５１の概略構成を示す断面図である。図４（ａ）に示すように、ピンシリンダ２５１は、シリンダ本体２５２の内部にピストン２５３を備えている。ピストン２５３は、外周にパッキン２５３ａが設けられており、シリンダ本体２５２の内面と摺動可能に配置されている。ピストン２５３には、下方に延びてピンシリンダ２５１から突出するロッド２５４が固定されており、ロッド２５４の下端には、合成樹脂やゴム等からなる押さえ部材２５４ａが設けられている。シリンダ本体２５２内におけるピストン２５３の下方にはコイルばね２５５が配置されており、コイルばね２５５の付勢力によってピストン２５３がシリンダ本体２５２の上部に配置されている。

シリンダ本体２５２の上部に形成された開口２５２ａを介して、圧縮エア供給源２７（図２参照）からシリンダ本体２５２の内部に圧縮空気が導入されると、図４（ｂ）に示すように、ピストン２５３がコイルばね２５５の付勢力に抗して下方に移動する。この後、バルブ２７ａ（図２参照）を遮断すると、コイルばね２５５の付勢力によってピストン２５３が元の位置に戻る。こうして、押さえ部材２５４ａを、図４（ａ）に示す待機位置と、図４（ｂ）に示す押圧位置との間で移動させることができる。吸着部２４による用紙の吸着を確実に行うため、図２に示すように、待機位置にある押さえ部材２５４ａの下面は、吸着パッド２４１ａの下端と同じ高さか若干高い位置にあることが好ましい。ピンシリンダ２５１は、本実施形態のように圧縮空気を用いて駆動する以外に、通電等により駆動する構成であってもよい。

次に、上記の構成を備える給紙装置１の作動を説明する。まず、図１に示すように、搬入位置Ｐ１に積層された最上層の用紙Ｓに対して、多関節ロボット１０のアーム１１の作動により吸着装置２０を対向させる。この後、吸着部２４（図２参照）により用紙Ｓを吸着し、多関節ロボット１０の作動により用紙Ｓを載置台３０の所定位置Ｐ２の上方まで搬送する搬送工程を行う。用紙Ｓの吸着は、吸着ラインＬ１（図３参照）が用紙の縁に沿うように行われることが好ましい。搬送工程は、吸着装置２０の吸着部２４が押圧部２５よりも搬送方向前方に位置する状態が維持されるように、多関節ロボット１０のアーム１１の作動および回転機構部１１ａの回転を制御することが好ましく、これによって搬送工程および後述する載置工程をスムーズに行うことができる。

ついで、搬送された用紙Ｓを載置台３０に載置する載置工程を行う。図５（ａ）に示すように、吸着部２４に吸着された用紙Ｓを、多関節ロボット１０の作動により矢示のように載置台３０に載置した後、圧縮空気の供給により押圧部２５を作動させて、図５（ｂ）に示すように、ピンシリンダ２５１の押さえ部材２５４ａを突出させ、用紙Ｓを載置台３０の上面に押し付ける。

次に、吸着部２４の吸着を解除して、図５（ｃ）に示すように、多関節ロボット１０の作動により吸着装置２０を矢示のように上昇させる。このとき、押圧部２５への圧縮空気の供給を維持すると、吸着部２４は用紙Ｓから離れる一方で、吸着装置２０の上昇に伴い押さえ部材２５４ａが更に突出し、載置台３０の上面に用紙Ｓが押さえつけられた状態が維持される。押さえ部材２５４ａによる用紙Ｓの押圧は、吸着部２４が用紙Ｓから完全に離れるまで継続することが好ましい。この後、多関節ロボット１０の作動により吸着装置２０を載置台３０の直上から退避させる。

このように、本実施形態の給紙装置１は、用紙Ｓを所定位置Ｐ２に搬送して載置する際に、押圧部２５により用紙Ｓを載置台３０に押し付けた後に吸着部２４の吸着を解除し、押圧部２５による用紙Ｓの押し付け状態を維持したまま吸着部２４を用紙Ｓから離隔させるので、吸着部２４の吸着を解除した時や、吸着部２４が用紙Ｓから離れる際に、用紙Ｓが載置台３０上で不意に移動するおそれがなく、用紙Ｓを所定位置Ｐ２に正確に位置決めすることができる。したがって、所定位置Ｐ２における用紙Ｓの加工を精度良く行うことができる。

所定位置Ｐ２で加工が行われた用紙Ｓは、再び吸着装置２０に吸着されて、搬出位置Ｐ３まで搬送される。この後は、吸着装置２０を搬入位置Ｐ１まで再び移動させて次の用紙Ｓを吸着することで、所定位置Ｐ２における加工を順次行うことができる。

本実施形態の給紙装置１は、例えば、既存の手動加工機を利用して印刷用紙への加工を行う場合に、特に給紙工程を低コストで容易に自動化することができるので、加工作業の完全オートメーション化を図ることが可能であり、省力化・省人化に寄与することができる。更に、移動や設置が容易であり、種々の装置と組み合わせて使用することができるので、ニーズが異なる種々の加工現場で活用することができる。

１ 給紙装置
１０ 多関節ロボット
２０ 吸着装置
２４ 吸着部
２４１ 吸着ノズル
２５ 押圧部
２５１ ピンシリンダ
Ｓ 用紙

Claims (4)

1. 載置台の所定位置に用紙を給紙する方法であって、
   積層された最上層の用紙を、多関節ロボットのアーム先端に設けられた吸着装置により吸着して、載置台の上方に搬送する搬送工程と、
   搬送された用紙を前記載置台に載置する載置工程とを備え、
   前記吸着装置は、用紙の上面を真空吸着する吸着部と、用紙の上面を押圧する押圧部とを備えており、
   前記搬送工程は、用紙を前記吸着部により吸着して搬送し、
   前記載置工程は、搬送された用紙を前記押圧部により前記載置台に押し付けた後に前記吸着部の吸着を解除し、前記押圧部による用紙の押し付け状態を維持したまま前記吸着部を用紙から離隔させる給紙方法。
2. 前記搬送工程は、前記吸着部が前記押圧部よりも搬送方向前方に位置する状態を維持しながら用紙を搬送する請求項１に記載の給紙方法。
3. 前記吸着部は、吸着ラインに沿って配置された複数の吸着ノズルを備え、
   前記押圧部は、前記吸着ラインと平行な押圧ラインに沿って配置された複数のピンシリンダを備える請求項１または２に記載の給紙方法。
4. 載置台の所定位置に用紙を給紙する装置であって、
   多関節ロボットと、
   前記多関節ロボットのアーム先端に設けられた吸着装置とを備え、
   前記吸着装置は、用紙の上面を真空吸着する吸着部と、用紙の上面を押圧する押圧部とを備えており、
   前記吸着部により吸着した用紙を、前記多関節ロボットにより前記載置台の上方に搬送して、前記押圧部により前記載置台に押し付けた後に前記吸着部の吸着を解除し、前記押圧部による用紙の押し付け状態を維持したまま前記吸着部を用紙から離隔させる給紙装置。

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