JP2021117139A - Method for measuring thickness of sheet-like article to be conveyed and method of conveyance - Google Patents

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JP2021117139A
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祐 菅野
Yu Sugano
祐 菅野
良昭 辰己
Yoshiaki Tatsumi
良昭 辰己
信介 平野
Shinsuke Hirano
信介 平野
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Abstract

To provide a method for measuring the thickness and the number of sheets of the article to be conveyed, when holding and conveying a sheet-like article to be conveyed, such as paper and cloth having high insulation properties, while preventing damage to or deformation of it as much as possible, and a method of conveyance using the same.SOLUTION: Provided is a method for measuring the thickness of a sheet-like article to be conveyed while being kept in hold, when the article to be conveyed is gasped and conveyed, and a method of conveyance using the same. Said measuring method includes the steps of: gasping the article to be conveyed, using grasping means equipped with a compliance control mechanism; pressing the article to be conveyed while being kept in hold against a prescribed measurement plane; and measuring a displacement value in the thickness direction when the operation of the gasping means is stopped by the compliance control mechanism when the article is pressed. The measured displacement value is compared with a previously set reference value, and the thickness of the article to be conveyed that is kept in hold is thereby measured. There is also provided a method of conveyance using the method for measuring the thickness of the sheet-like article to be conveyed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、シート状被搬送物の厚み測定方法及び搬送方法に関するものであり、特に、布や紙などの絶縁性が高い被搬送物を把持して搬送する際に、被搬送物の厚み及び枚数を測定することが可能な方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring the thickness of a sheet-shaped object to be conveyed and a method for conveying the thickness of the object to be conveyed. The present invention relates to a method capable of measuring the number of sheets.

従来から、紙や布などのシート状の被搬送物を把持・搬送する手段がいくつか報告されており、特に、複数枚積まれた布等から一枚ずつ剥離・把持・搬送する手段が報告されている。例えば、被吸着物の保持部として粘着テープを使用しながらもその吸着面を工夫したものや(特許文献1を参照)、ローラーの表面に複数本の引っ掛け針を有した引っ掛けローラーを用いたものや(特許文献2を参照)、把持部としてこれら粘着テープや針や或いは空気の負圧を利用すると共に、積まれた布等に空気を吹きかけて剥離を工夫した方法(特許文献3を参照)や、押え指と摘み指とを備えた布把持用のロボットハンドにおいて、押え指には先端部に布挟み面を有し、摘み指は把持すべき布の下に挿入される尖鋭な先端部を備えるとともに前記押え指の布挟み面との間で布を挟むための布挟み面を有し、これら押え指又は摘み指に布端における摘み指挿入位置を検出するための視覚センサーを設ける方法(特許文献4を参照)が報告されている。
しかしながら、これらの方法は以下のような問題点を有していた。すなわち、特許文献1のような粘着テープによる方法では粘着力が弱くなるとともに交換が必要となってコスト高となるとともに、粘着テープから被吸着物を剥離する際にも工夫が必要となる等の問題があり、また、特許文献2のような針を用いて引っ掛けて把持する方法では、被吸着物を損傷する恐れがあって好ましくなく、さらには、特許文献3の方法のように被吸着物の把持や剥離に負圧又は圧縮の空気を用いた方法では、被吸着物に吸着痕が残るといった問題に加えて、コンプレッサーが必要となって装置が大型化する等の問題を有していた。また、特許文献4に記載の方法においても、布を摘む部分に力が集中しやすく、布の破損や変形のおそれがある。
Conventionally, several means for gripping and transporting sheet-shaped objects to be transported such as paper and cloth have been reported, and in particular, means for peeling, gripping, and transporting one by one from a plurality of stacked cloths and the like have been reported. Has been done. For example, an adhesive tape is used as a holding portion for an object to be adsorbed, but the adhering surface is devised (see Patent Document 1), or a hooking roller having a plurality of hooking needles on the surface of the roller is used. (Refer to Patent Document 2), a method in which these adhesive tapes, needles, or the negative pressure of air is used as a gripping portion, and air is blown onto a piled cloth or the like to devise peeling (see Patent Document 3). In a robot hand for gripping cloth equipped with a presser foot and a picking finger, the presser finger has a cloth sandwiching surface at the tip portion, and the picking finger has a sharp tip portion inserted under the cloth to be gripped. A method of providing a cloth holding surface for sandwiching the cloth between the holding finger and the cloth holding surface of the holding finger, and providing a visual sensor on the holding finger or the picking finger to detect the position of inserting the picking finger at the edge of the cloth. (See Patent Document 4) has been reported.
However, these methods have the following problems. That is, in the method using the adhesive tape as in Patent Document 1, the adhesive strength is weakened and replacement is required, which increases the cost, and also requires some ingenuity when peeling the adsorbed object from the adhesive tape. There is a problem, and the method of hooking and gripping with a needle as in Patent Document 2 is not preferable because there is a risk of damaging the object to be adsorbed, and further, the object to be adsorbed as in the method of Patent Document 3. In the method using negative pressure or compressed air for gripping and peeling, in addition to the problem that adsorption marks remain on the object to be adsorbed, there is a problem that a compressor is required and the size of the device becomes large. .. Further, also in the method described in Patent Document 4, the force is likely to be concentrated on the portion where the cloth is picked, and the cloth may be damaged or deformed.

一方で、上記のような方法とは別に、布等の空気漏れが生じるシート状の被搬送物を把持・搬送する方法として、静電気力による吸着を利用する方法が報告されている。例えば、特許文献5では、併用する帯電装置(帯電ガン)から電子又はイオンを照射して、把持部(第一把持片17)や被吸着物(搬送物101)を帯電させる方法や、或いは、把持部(第一把持片17)として静電チャック等を利用することが報告されている。また、従来から、半導体基板やガラス基板の処理する際の吸着・保持のために、静電チャックに係る技術が報告されており、それを応用した静電吸着構造体が提案されている。 On the other hand, apart from the above-mentioned method, a method of utilizing adsorption by electrostatic force has been reported as a method of gripping and transporting a sheet-shaped object to be transported such as a cloth in which air leakage occurs. For example, in Patent Document 5, a method of irradiating electrons or ions from a charging device (charging gun) used in combination to charge a grip portion (first grip piece 17) or an object to be adsorbed (conveyed object 101), or It has been reported that an electrostatic chuck or the like is used as the grip portion (first grip piece 17). Further, conventionally, a technique related to an electrostatic chuck has been reported for adsorption / holding when processing a semiconductor substrate or a glass substrate, and an electrostatic adsorption structure to which the technique is applied has been proposed.

例えば、特許文献6には、2つの誘電体を電極に挟み込んだ複数のシート部材を積層させ、電極間に電圧を印加することで、部材同士を吸着固定できると共に、他の吸着面には紙や樹脂シートなどの展示・掲示物等を吸着させることができ、使用後には電圧の印可を切ることで、シート部材どうしや被吸着物を容易に分離できるような、構成変更の利便性の高い静電吸着構造体が提案されている。また、例えば、特許文献7には、2つの絶縁層の間に吸着電極を挟み込んだ静電チャックの表面を着脱手段として、これにフィルム状の太陽電池を取り付けることにより、設置場所の選択性や着脱性が良い発電装置が提案されている。これら特許文献6の静電吸着構造体や特許文献7の発電装置は、静電チャックの吸着原理を使用して着脱性が良く、また、薄くて取り扱い性に工夫されたものであるものの、誘電層(絶縁体)として使用されているポリイミドフィルムやポリエチレンテレフタラート(PET)フィルムの体積抵抗率が1×1017Ω・cm程度と高く、クーロン力で被吸着物を吸着しているとの推測から、特に、絶縁性が高い布に対しては必ずしも強い吸着力を発現できるものではなかった。
また、仮に、吸着力を満足させることができたとしても、これら特許文献5〜7に記載されたような静電気力による吸着方法では、複数枚積まれた布等から確実に一枚ずつを把持できない場合があるか、或いは、実際に一枚が把持されたことを一連の製造工程の中で容易に確認できなかった。
For example, in Patent Document 6, a plurality of sheet members in which two dielectrics are sandwiched between electrodes are laminated, and by applying a voltage between the electrodes, the members can be adsorbed and fixed to each other, and paper is applied to other adsorption surfaces. It is highly convenient to change the configuration so that the display / bulletin board such as resin sheets can be adsorbed, and the sheet members and the objects to be adsorbed can be easily separated by cutting off the voltage after use. An electrostatic adsorption structure has been proposed. Further, for example, in Patent Document 7, the surface of an electrostatic chuck in which an adsorption electrode is sandwiched between two insulating layers is used as an attachment / detachment means, and a film-shaped solar cell is attached thereto to improve the selectivity of the installation location. A power generation device with good detachability has been proposed. The electrostatic adsorption structure of Patent Document 6 and the power generation device of Patent Document 7 have good detachability by using the adsorption principle of the electrostatic chuck, and although they are thin and devised for handleability, they are dielectric. The volume resistivity of the polyimide film and polyethylene terephthalate (PET) film used as the layer (insulator) is as high as 1 x 10 17 Ω · cm, and it is presumed that the object to be adsorbed is adsorbed by the Coulomb force. Therefore, in particular, it was not always possible to exhibit a strong adsorptive force on a cloth having high insulating properties.
Further, even if the suction force can be satisfied, the suction method using the electrostatic force as described in Patent Documents 5 to 7 can surely grip one sheet at a time from a plurality of stacked cloths or the like. In some cases, it was not possible, or it was not possible to easily confirm that one piece was actually gripped in a series of manufacturing processes.

ここで、被搬送物が目的の枚数等であるかどうかについては、従来から、厚みの検知によって確認する方法が報告されている。例えば、特許文献8には紙葉類が重なって送られてきたか否かの確認のために紙葉類の厚さを測定する方法・装置が記載されている。また、特許文献9には、はがきを挟み込みした同封物や小冊子において、はがき抜けや誤封入の防止ために、厚みの変化を検出する方法・装置が記載されている。さらに、特許文献10にはプラスチック袋に切りカスなどの異物が付着しているか否かの検出のために、その厚みを計測して、計測された厚みを予め設定した基準値と比較することにより識別する方法・装置が記載されている。
しかしながら、これら特許文献8〜10に記載の方法・装置は、いずれもローラーでの搬送の際にローラーやそれに関連する機器(アームなど)の変位量に基づいて厚みを検出・計測するものであって、柔らかい布などを変形させずに測定することが困難である。また、例えば、変形や破損などを防止するためにローラーの材質を柔らかいものにすると、薄いものや小さいものの変位の計測が困難となる。しかも、複数枚積まれた布から一枚を剥離する目的のためには、依然として、これら特許文献8〜10に記載の方法とは別の機構が必要となる。
Here, a method of confirming whether or not the number of objects to be transported is the target number of sheets or the like by detecting the thickness has been conventionally reported. For example, Patent Document 8 describes a method / apparatus for measuring the thickness of paper sheets in order to confirm whether or not the paper sheets have been sent in an overlapping manner. Further, Patent Document 9 describes a method / apparatus for detecting a change in thickness in an enclosed object or a booklet sandwiching a postcard in order to prevent the postcard from coming off or being erroneously enclosed. Further, in Patent Document 10, in order to detect whether or not foreign matter such as cutting residue is attached to the plastic bag, the thickness thereof is measured and the measured thickness is compared with a preset reference value. The identification method / device is described.
However, all of the methods and devices described in Patent Documents 8 to 10 detect and measure the thickness based on the displacement amount of the roller and related equipment (arm, etc.) during transportation by the roller. Therefore, it is difficult to measure without deforming a soft cloth or the like. Further, for example, if the material of the roller is made soft in order to prevent deformation or breakage, it becomes difficult to measure the displacement of a thin or small object. Moreover, for the purpose of peeling one sheet from a plurality of stacked cloths, a mechanism different from the methods described in Patent Documents 8 to 10 is still required.

特開昭62−244830号公報JP-A-62-244830 特開平6−178883号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-178883 特開平7−68066号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-68066 特開平4−303494号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-303494 特開2014−30887号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-30887 WO2011/001978号公報WO2011 / 001978 Gazette WO2012/128147号公報WO2012 / 128147 特開平9−304002号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-304002 特開平9−287939号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-287939 特開2008−207916号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-207916 WO2008/041457号WO2008 / 041457 特開2017−177280号公報JP-A-2017-177280 特開2018−051765号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-051765

このように、特許文献1〜4に記載されたような物理的な把持手段を用いた方法では、被搬送物の破損や変形などの問題を有していた。また、特許文献5〜7に記載されたような静電気力を利用した従来の静電チャック等においては、絶縁性が高い被搬送物に対して十分な吸着力を発現できない場合があるか、或いは、吸着力が十分であっても複数枚積まれたものから確実に一枚ずつ把持できないか、或いは、一枚の把持を一連の工程の中で容易に確認できなかった。さらには、搬送中に被搬送物の枚数などを検出・計測するためには、特許文献8〜10に記載されたようなローラーでの搬送の際に行う方法が報告されるに留まっていた。 As described above, the method using the physical gripping means as described in Patent Documents 1 to 4 has problems such as damage and deformation of the transported object. Further, in the conventional electrostatic chuck or the like using the electrostatic force as described in Patent Documents 5 to 7, there is a case where a sufficient attractive force cannot be exhibited for the object to be transported having high insulating property, or Even if the suction force is sufficient, it is not possible to reliably grip one sheet at a time from a stack of a plurality of sheets, or it is not possible to easily confirm the gripping of one sheet in a series of steps. Further, in order to detect and measure the number of objects to be transported during transportation, only a method of performing transportation with a roller as described in Patent Documents 8 to 10 has been reported.

そこで、本願の発明者らはコンプライアンス制御技術に着目した。コンプライアンス制御は、ロボットアームなどの産業用ロボットを柔軟に制御して対象物に柔らかくなじませるように動作させるために、アームが対象物に加える力を推定・コントロールしながら制御する方法を含む制御であって、対象物への過度な接触や負荷等を抑制した処理等を実現できる技術である。このようなコンプライアンス制御技術を組み込んだ応用例がいくつか報告されているが(例えば、特許文献11〜13を参照)、紙や布などのようなシート状被搬送物の搬送・枚数確認等に対して応用された報告はない。 Therefore, the inventors of the present application focused on the compliance control technology. Compliance control is a control that includes a method of estimating and controlling the force applied to an object by the arm in order to flexibly control an industrial robot such as a robot arm and operate it so that it fits the object softly. Therefore, it is a technology that can realize processing that suppresses excessive contact with an object, load, and the like. Although some application examples incorporating such compliance control technology have been reported (see, for example, Patent Documents 11 to 13), it is used for transporting and checking the number of sheets to be transported such as paper and cloth. There are no reports applied to it.

本発明は、このような従来技術を踏まえた上で、紙や布などの比較的薄いシート状の被搬送物の破損や変形等を可及的に防止しながら把持及び搬送する方法において、コンプライアンス制御機構を備えた把持手段を用いることによって、一連の搬送工程の中で把持された被搬送物の厚みを計測し、それによって把持された被搬送物の枚数を確認できることを知見して、完成されたものである。 Based on such a conventional technique, the present invention is a compliance method in a method of gripping and transporting a relatively thin sheet-shaped object to be transported such as paper or cloth while preventing damage or deformation as much as possible. By using a gripping means equipped with a control mechanism, it is possible to measure the thickness of the transported object gripped in a series of transport steps, and thereby confirm the number of gripped objects to be transported. It was done.

従って、本発明の目的は、特に、絶縁性が高い紙や布などのシート状被搬送物を、破損や変形等を可及的に防止しながら把持及び搬送する際に、被搬送物の厚み及び枚数を計測する方法及びそれを用いた搬送方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is, in particular, when gripping and transporting a sheet-shaped transported object such as paper or cloth having high insulating properties while preventing damage or deformation as much as possible, the thickness of the transported object. And a method of measuring the number of sheets and a transport method using the same.

すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
[1]シート状の被搬送物を把持して搬送する際に、当該被搬送物を把持したままその厚みを測定する方法であって、
コンプライアンス制御機構を備える把持手段を用いて前記被搬送物を把持する工程と、把持された被搬送物を所定の測定面に対して押し付ける工程と、前記押し付けた際にコンプライアンス制御機構によって前記把持手段の動作が停止する際の厚み方向の変位値を計測する工程とを有し、
計測された当該変位値を予め設定された基準値と比較することにより、把持された被搬送物の厚みを測定することを特徴とするシート状被搬送物の厚み測定方法。
[2]前記基準値は、被搬送物を把持しない状態で前記把持手段を所定の測定面に対して押し付け、押し付けた際にコンプライアンス制御機構によって前記把持手段の動作が停止する際の変位値を計測することにより求められることを特徴とする[1]に記載のシート状被搬送物の厚み測定方法。
[3]予め、前記把持手段を前記所定の測定面に対して押し付ける際の速度及び/又は押し付け圧力並びにそれらに関連するパラメータと、コンプライアンス制御機構によって前記把持手段の動作が停止する際の厚み方向の変位値との関係を事前に確認した上で、前記被搬送物の厚み測定を行うことを特徴とする[1]又は[2]に記載のシート状被搬送物の厚み測定方法。
[4]前記被搬送物の把持が、静電吸着によるものであることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載のシート状被搬送物の厚み測定方法。
[5]前記把持手段が、被搬送物を静電吸着力で吸着把持する静電チャックを備えたロボットハンドであることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載のシート状被搬送物の厚み測定方法。
[6]前記静電チャックが、厚さ20〜200μmの絶縁体、厚さ1〜20μmの電極層、及び厚さ20〜200μmの樹脂フィルムが順次積層された積層シートと、前記電極層に電圧を印加する電源装置とを備えて、少なくとも前記樹脂フィルムの引張弾性率が1MPa以上100MPa未満であると共にその体積抵抗率が1×1010〜1013Ω・cmであり、また、前記電極層は正電極及び負電極を有する双極型電極からなり、当該電極層に電圧が印加されて発生する静電吸着力により、前記樹脂フィルムを吸着面として、被吸着物としての被搬送物を吸着するものであることを特徴とする[5]に記載のシート状被搬送物の厚み測定方法。
[7]シート状の被搬送物を把持して搬送する方法であって、
搬送元において、[1]〜[6]のいずれかに記載の方法を用いて被搬送物を把持するとともに被搬送物を把持したままその厚みを測定する工程と、厚みが測定された被搬送物を搬送先まで搬送する工程とを有することを特徴とするシート状被搬送物の搬送方法。
[8]搬送先における載置面又は積層された被搬送物の上面に対して、把持された被搬送物を押し付ける工程と、前記押し付けた際にコンプライアンス制御機構によって前記把持手段の動作が停止する際の変位値を計測する工程とを有し、
計測された当該変位値に基づいて、前記把持した被搬送物の厚み又はこれと搬送先において積層された被搬送物との総厚みを測定することを特徴とする[7]に記載のシート状被搬送物の搬送方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A method of measuring the thickness of a sheet-shaped object to be transported while grasping the object to be transported.
A step of gripping the object to be transported using a gripping means provided with a compliance control mechanism, a step of pressing the gripped object to be transported against a predetermined measurement surface, and a step of pressing the gripped object against a predetermined measurement surface, and the gripping means by the compliance control mechanism when pressed. It has a process of measuring the displacement value in the thickness direction when the operation of
A method for measuring the thickness of a sheet-shaped object to be transported, which comprises measuring the thickness of a gripped object to be transported by comparing the measured displacement value with a preset reference value.
[2] The reference value is a displacement value when the gripping means is pressed against a predetermined measurement surface without gripping the object to be transported, and when the gripping means is pressed, the operation of the gripping means is stopped by the compliance control mechanism. The method for measuring the thickness of a sheet-shaped object to be transported according to [1], which is obtained by measuring.
[3] In advance, the speed and / or the pressing pressure when the gripping means is pressed against the predetermined measurement surface, parameters related thereto, and the thickness direction when the operation of the gripping means is stopped by the compliance control mechanism. The method for measuring the thickness of a sheet-shaped object to be transported according to [1] or [2], wherein the thickness of the object to be transported is measured after confirming the relationship with the displacement value of.
[4] The method for measuring the thickness of a sheet-shaped object to be transported according to any one of [1] to [3], wherein the gripping of the object to be transported is by electrostatic adsorption.
[5] The sheet shape according to any one of [1] to [4], wherein the gripping means is a robot hand provided with an electrostatic chuck that sucks and grips the object to be transported by electrostatic suction force. Method for measuring the thickness of the object to be transported.
[6] The electrostatic chuck has a laminated sheet in which an insulator having a thickness of 20 to 200 μm, an electrode layer having a thickness of 1 to 20 μm, and a resin film having a thickness of 20 to 200 μm are sequentially laminated, and a voltage on the electrode layer. The resin film has a tensile elasticity of at least 1 MPa or more and less than 100 MPa, a volume resistance of 1 × 10 10 to 10 13 Ω · cm, and the electrode layer. It consists of a bipolar electrode having a positive electrode and a negative electrode, and the resin film is used as an adsorption surface to adsorb an object to be transported as an object to be adsorbed by an electrostatic adsorption force generated by applying a voltage to the electrode layer. The method for measuring the thickness of a sheet-shaped object to be transported according to [5].
[7] A method of grasping and transporting a sheet-shaped object to be transported.
At the transport source, a step of grasping the object to be transported by using the method according to any one of [1] to [6] and measuring the thickness of the object to be transported while gripping the object to be transported, and a step of measuring the thickness of the object to be transported, and the thickness of the object to be transported. A method for transporting a sheet-shaped object to be transported, which comprises a step of transporting the object to a transfer destination.
[8] The step of pressing the gripped object to be transported against the mounting surface at the transport destination or the upper surface of the stacked objects to be transported, and when the pressed object is pressed, the operation of the gripping means is stopped by the compliance control mechanism. It has a process to measure the displacement value at the time.
The sheet shape according to [7], wherein the thickness of the gripped object to be transported or the total thickness of the object to be transported laminated at the transfer destination is measured based on the measured displacement value. Method of transporting the object to be transported.

本発明によれば、特に、絶縁性が高い紙や布などのシート状被搬送物について、破損や変形等を可及的に防止しながら把持及び搬送することができ、その把持・搬送の一連の工程の中で、被搬送物の厚み及び枚数を計測することができる。そのため、積まれた布からの一枚の把持、枚数確認、及び従来は人手で行われていた布などの搬送・枚数確認の作業を機械化・自動化することに資する。そして、本発明の技術を利用することにより、例えば、縫製工場での縫製作業の効率化による衣製品の生産性向上が可能となって、例えば、アパレル等の分野・業界への展開が期待される。 According to the present invention, it is possible to grip and transport a sheet-shaped object to be transported such as paper or cloth having high insulating properties while preventing damage or deformation as much as possible, and a series of gripping and transporting the same. In the process of, the thickness and the number of sheets to be transported can be measured. Therefore, it contributes to mechanize and automate the work of grasping one sheet from the piled cloth, checking the number of sheets, and transporting and checking the number of cloths, which was conventionally performed manually. Then, by using the technique of the present invention, for example, it becomes possible to improve the productivity of garment products by improving the efficiency of sewing work in a garment factory, and it is expected to be expanded to fields and industries such as apparel, for example. NS.

図1は、本発明の厚み測定方法を実施する際に使用する装置の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of an apparatus used when carrying out the thickness measuring method of the present invention. 図2は、本発明の厚み測定方法を実施する際の、装置の動作の一例を示した概略図であり、(i)は被搬送物を把持しない場合を示し、(ii)は被搬送物を把持した場合を示す。(i)及び(ii)のいずれにおいても、左図は動作前の状態(押し付け前の状態)を示し、右図は動作後の状態(押し付け後の状態)を示す。図中の白矢印は押し付け方向を示す。FIG. 2 is a schematic view showing an example of the operation of the apparatus when the thickness measuring method of the present invention is carried out, (i) shows a case where the object to be transported is not gripped, and (ii) is a case where the object to be transported is not gripped. Is shown when the is gripped. In both (i) and (ii), the left figure shows the state before operation (state before pressing), and the right figure shows the state after operation (state after pressing). The white arrow in the figure indicates the pressing direction. 図3は、製造例1に係る静電チャックA(積層シート)で使用された双極型電極(以下、これを「平板状」と呼ぶ場合がある。)を説明するための模式図であり、(i)は平面図であり、(ii)はX−X断面における断面説明図である〔図中の数値は、各電極幅が30mm、電極の間隔(ピッチ)が2mmであることを示すものである〕。FIG. 3 is a schematic view for explaining a bipolar electrode (hereinafter, this may be referred to as a “flat plate”) used in the electrostatic chuck A (laminated sheet) according to Production Example 1. (I) is a plan view, and (ii) is a cross-sectional explanatory view in the XX cross section. [The numerical values in the figure indicate that the electrode width is 30 mm and the electrode spacing (pitch) is 2 mm. Is]. 図4は、製造例2に係る静電チャックB(積層シート)で使用された双極型電極(以下、これを「櫛歯状」と呼ぶ場合がある。)を説明するための平面図である〔図中の数値は、各櫛歯の幅(電極幅)が10mm、電極の間隔(ピッチ)が2mmであることを示すものである〕。FIG. 4 is a plan view for explaining a bipolar electrode (hereinafter, this may be referred to as “comb-shaped”) used in the electrostatic chuck B (laminated sheet) according to Production Example 2. [The numerical values in the figure indicate that the width (electrode width) of each comb tooth is 10 mm and the electrode spacing (pitch) is 2 mm]. 図5は、実験例で行った静電チャックの吸着性の評価方法を説明するための説明写真である。図中の白矢印は水平方向を示す。FIG. 5 is an explanatory photograph for explaining the method of evaluating the adsorptivity of the electrostatic chuck performed in the experimental example. White arrows in the figure indicate the horizontal direction. 図6は、コンプライアンス制御機構を備えたロボットハンドを用いて行った事前実験及び試験例1〜8の方法の概略説明図である。FIG. 6 is a schematic explanatory view of the methods of the preliminary experiment and Test Examples 1 to 8 performed using a robot hand equipped with a compliance control mechanism. 図7は、試験例1の結果を示すグラフであり、電流制限値毎の、動作速度とz軸の変位値との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the results of Test Example 1, and is a graph showing the relationship between the operating speed and the displacement value of the z-axis for each current limit value. 図8は、試験例2の結果を示すグラフであり、制御力毎の、動作速度とz軸の変位値との関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the results of Test Example 2, and is a graph showing the relationship between the operating speed and the displacement value of the z-axis for each control force. 図9は、試験例3の結果を示すグラフであり、電流制限値毎の、制御力とz軸の変位値との関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the results of Test Example 3 and is a graph showing the relationship between the control force and the displacement value of the z-axis for each current limit value. 図10は、試験例4の結果を示すグラフであり、動作速度毎の、制御力とz軸の変位値との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the results of Test Example 4, and is a graph showing the relationship between the control force and the displacement value of the z-axis for each operating speed. 図11は、試験例5の結果を示すグラフであり、制御力毎の、電流制限値とz軸の変位値との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the results of Test Example 5, and is a graph showing the relationship between the current limit value and the displacement value of the z-axis for each control force. 図12は、試験例6の結果を示すグラフであり、動作速度毎の、電流制限値とz軸の変位値との関係を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the results of Test Example 6 and is a graph showing the relationship between the current limit value and the displacement value of the z-axis for each operating speed. 図13は、試験例7の結果を示すグラフであり、布片の枚数毎の、電流制限値とz軸の変位値との関係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the results of Test Example 7, and is a graph showing the relationship between the current limit value and the displacement value on the z-axis for each number of pieces of cloth. 図14は、試験例8の結果を示すグラフであり、布片の種類を変えた場合の、布の枚数とz軸の変位値(把持した布片の厚み)との関係を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the results of Test Example 8 and is a graph showing the relationship between the number of cloths and the displacement value of the z-axis (thickness of the gripped cloth pieces) when the type of cloth pieces is changed. ..

以下、本発明について詳しく説明する。
本発明の方法の概略を図1及び図2に示した。本発明において、被搬送物の厚みの測定方法に際しては、被搬送物を把持するための把持手段を必須として備えるが、当該把持手段はコンプライアンス制御機構を備える。すなわち、本発明の方法は、少なくとも、i)コンプライアンス制御機構を備える把持手段を用いて被搬送物を把持する工程、ii)把持された被搬送物を所定の測定面に対して押し付ける工程、iii)前記押し付けた際に、前記把持手段の動作が停止する際の、被搬送物の厚み方向の変位値を計測する工程を有する。そして、iv)計測された変位値は、予め設定された基準値と比較される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The outline of the method of the present invention is shown in FIGS. 1 and 2. In the present invention, in the method of measuring the thickness of the transported object, a gripping means for gripping the transported object is indispensably provided, and the gripping means includes a compliance control mechanism. That is, the method of the present invention is at least i) a step of gripping the transported object by using a gripping means provided with a compliance control mechanism, ii) a step of pressing the gripped object to be transported against a predetermined measurement surface, iii. ) It has a step of measuring the displacement value in the thickness direction of the object to be transported when the operation of the gripping means is stopped at the time of pressing. Then, iv) the measured displacement value is compared with a preset reference value.

先ず、上記i)から説明する。
本発明における被搬送物としては、シート状のものであれば制限されないが、特に、絶縁性が高くて電気的な吸着力が生じ難い、布、紙、樹脂など、体積抵抗率が1012Ω・cm〜1014Ω・cm程度のものが対象となる。被搬送物の形状・大きさについては、使用する把持手段及びそれを含む機器・装置にも因るため特段の制限はなく、ローラーでの搬送には適さないような面積が小さい(例えば、100mm程度)ものも対象とすることができる。また、薄いものから厚いものまで広く対象とすることができるが、測定精度(枚数検知の判別精度)の観点から、好ましくは0.04mm以上のものを用いることがよい。面積が大きいものについては把持手段との関係で適用可能か否かを決めることができるが、把持手段と比べて面積が大き過ぎないものがよく、例えば静電チャックのように所定の吸着面を持つ把持手段を用いる場合には、端部の折れや曲がりを防止するために、被搬送物の面積を吸着面の面積よりも小さくすることが好ましい。また、被搬送物の表面形状(状態)については、複雑な形状や凹凸等を有さずに比較的滑らかであるものを用いることがよく、汎用される布や紙等が有する表面形状(状態)と同等であることが好ましい。
First, the above i) will be described.
The object to be transported in the present invention is not limited as long as it is in the form of a sheet, but in particular, it has a high insulating property and is unlikely to generate an electrical adsorption force, and has a volume resistivity of 10 12 Ω such as cloth, paper, and resin.・ The target is about cm to 10 14 Ω ・ cm. There are no particular restrictions on the shape and size of the object to be transported because it depends on the gripping means used and the equipment / devices including it, and the area that is not suitable for transportation by rollers is small (for example, 100 mm). (About 2 ) can also be targeted. Further, a wide range of objects from thin to thick can be used, but from the viewpoint of measurement accuracy (discrimination accuracy of sheet number detection), it is preferable to use one having a thickness of 0.04 mm or more. For those with a large area, it is possible to determine whether or not it is applicable in relation to the gripping means, but it is preferable that the area is not too large compared to the gripping means, for example, a predetermined suction surface such as an electrostatic chuck. When the gripping means to be held is used, it is preferable that the area of the object to be transported is smaller than the area of the suction surface in order to prevent the end portion from being bent or bent. As for the surface shape (state) of the object to be transported, it is often used that the surface shape (state) is relatively smooth without having a complicated shape or unevenness, and the surface shape (state) of a general-purpose cloth, paper, or the like is used. ) Is preferable.

ここで、被搬送物の把持手段としては、搬送元において複数枚積まれた被搬送物から、一枚又は複数枚を取り出して(持ち上げて)、搬送先まで搬送できるものであればよく、被搬送物を掴む、握る、摘む、掬う、載せる、接着、吸着等のような公知の動作ができるものであればいずれも採用することができる。また、被搬送物と接触する以外の部分は、直線的(リニアー)な動きをするものや、或いは、多関節を備えて柔軟な動きをするなど、適用される工程や設備等に応じて適宜変更することができる。被搬送物との接触部分は、静電気力による吸着を利用した把持手段を備えることがよい。静電気力による吸着を用いることにより、被搬送物の破損や変形などを可及的に防止しながら把持できて、しかも、電圧印加のON/OFFにより被搬送物を解放する(手放す)ことも容易である。また、種々の把持・搬送動作に柔軟に対応できるとの観点から、多関節型のロボットハンド(アーム)を用いることがよく、より好ましくは、静電気力で吸着する把持手段を先端に備えたロボットハンド(アーム)であることがよい。 Here, the means for gripping the object to be transported may be any means as long as one or a plurality of sheets can be taken out (lifted) from the object to be transported stacked at the transfer source and transported to the transfer destination. Any known operation such as grasping, grasping, picking, scooping, placing, adhering, and adsorbing a transported object can be adopted. In addition, the parts other than those that come into contact with the object to be transported are those that move linearly, or those that have multiple joints and move flexibly, depending on the process and equipment to be applied. Can be changed. The contact portion with the object to be transported may be provided with a gripping means utilizing adsorption by electrostatic force. By using adsorption by electrostatic force, it is possible to grip while preventing damage or deformation of the object to be transported as much as possible, and it is also easy to release (release) the object to be transported by turning on / off the voltage application. Is. Further, from the viewpoint of being able to flexibly respond to various gripping / transporting operations, it is preferable to use an articulated robot hand (arm), and more preferably, a robot equipped with a gripping means that attracts by electrostatic force at the tip. It should be a hand (arm).

静電気力で吸着する把持手段としては、静電チャックを用いることが好ましい。特に、絶縁性の高い紙や布を対象とする場合には、従来から半導体基板やガラス基板の処理に使用されてきたポリイミドやポリエステルの誘電層(絶縁体)を用いたものも使用可能ではあるが、より強い吸着力を発現できることが好ましく、以下のような構成を有する静電吸着体を用いることが好ましい。すなわち、図3及び図4に例示されるように、少なくとも、対象物に対して吸着面となる樹脂フィルムと、電極層と、絶縁体とが順次積層されて、電極層が、樹脂フィルムと絶縁体とに挟み込まれてなる積層シートを形成し、また、電極層に電圧を印加する電源装置(図示外)とを備え、電極層としては、正電極及び負電極を有する双極型電極を備える静電吸着体であることが好ましく、使用される樹脂フィルム、絶縁体、電極層、及びそれらの積層シートについては以下のとおりである。 It is preferable to use an electrostatic chuck as the gripping means that attracts by electrostatic force. In particular, when targeting paper or cloth with high insulation properties, those using a polyimide or polyester dielectric layer (insulator) that has been conventionally used for processing semiconductor substrates and glass substrates can also be used. However, it is preferable that a stronger adsorptive force can be exhibited, and it is preferable to use an electrostatic adsorbent having the following configuration. That is, as illustrated in FIGS. 3 and 4, at least the resin film serving as the adsorption surface for the object, the electrode layer, and the insulator are sequentially laminated, and the electrode layer is insulated from the resin film. It is provided with a power supply device (not shown) that forms a laminated sheet sandwiched between the body and applies a voltage to the electrode layer, and the electrode layer is a static electrode having a bipolar electrode having a positive electrode and a negative electrode. It is preferably an electroadsorbent, and the resin film, insulator, electrode layer, and laminated sheet thereof used are as follows.

<樹脂フィルム>
ここで、好ましい樹脂フィルムとしては、紙や布などに対する吸着力の確保や、漏れ電流の発生による被搬送物へのダメージを低減する観点から、体積抵抗率が1×1010〜1013Ω・cmであることが好ましい。より好ましくは、吸着力の発現や安全性の側面から、当該体積抵抗率が1×1010〜1012Ω・cmであることがよい。
<Resin film>
Here, as a preferable resin film, the volume resistivity is 1 × 10 10 to 10 13 Ω from the viewpoint of ensuring the adsorption force for paper or cloth and reducing the damage to the transported object due to the generation of leakage current. It is preferably cm. More preferably, the volume resistivity is 1 × 10 10 to 10 12 Ω · cm from the viewpoint of the development of adsorption force and safety.

また、当該樹脂フィルムは、引張弾性率(ヤング率)が1MPa以上100MPa未満であることが好ましい。そのような引張弾性率(ヤング率)を有することにより被搬送物の形状等に追従して吸着できるようになる。また、被搬送物を一枚ずつ吸着させる場合には、吸着面が曲面を有するように形状をロール状等にすることが好適である。 Further, the resin film preferably has a tensile elastic modulus (Young's modulus) of 1 MPa or more and less than 100 MPa. Having such a tensile elastic modulus (Young's modulus) enables adsorption following the shape of the object to be transported. Further, when the objects to be transported are adsorbed one by one, it is preferable to make the shape into a roll shape or the like so that the adsorption surface has a curved surface.

また、当該樹脂フィルムについては、絶縁性、柔軟性、被吸着物に対する吸着の追従性及び吸着力の確保等のため、その厚みを20〜200μmとすることが良く、好ましくは、50〜100μmとすることが良い。当該厚みが20μm未満である場合には絶縁破壊が起こりやすくなり、200μmを超える場合には、被吸着物に対する吸着の追従性や柔軟性に劣るようになるとともに電極層との距離が大きくなることから吸着力が低下する虞がある。 The thickness of the resin film is preferably 20 to 200 μm, preferably 50 to 100 μm, in order to ensure insulation, flexibility, adsorption followability to the object to be adsorbed, and adsorption force. It is good to do. If the thickness is less than 20 μm, dielectric breakdown is likely to occur, and if it exceeds 200 μm, the adsorption followability and flexibility to the object to be adsorbed will be inferior and the distance from the electrode layer will be large. Therefore, the adsorption force may decrease.

そして、上記のような樹脂フィルムは、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ナイロン、ポリプロピレン、ポリウレタン、軟質ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等を挙げることができ、又はそれらの導電性を調整するために加工(フィラーを混ぜ込む等)されたものを用いることができるが、体積抵抗率及び引張弾性率を上記の範囲内にするために、ポリウレタン、軟質ポリ塩化ビニルであることが好ましく、より好ましくは、軟質ポリ塩化ビニルである。すなわち、樹脂フィルムとしては、上記の体積抵抗率及び引張弾性率を満足する軟質ポリ塩化ビニルが最も好ましい。 Examples of the resin film as described above include polyimide, polyethylene terephthalate (PET), nylon, polypropylene, polyurethane, soft polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, etc., or processed to adjust their conductivity. (Mixed with a filler, etc.) can be used, but polyurethane and soft polyvinyl chloride are preferable, and more preferably, in order to keep the volume resistance and tensile elasticity within the above ranges. It is soft polyvinyl chloride. That is, as the resin film, soft polyvinyl chloride satisfying the above-mentioned volume resistivity and tensile elastic modulus is most preferable.

<絶縁体>
また、被搬送物との吸着面とは反対側に用いられる絶縁体については、前記の樹脂フィルムと同じものを用いてもよく、或いは、異なるものであってもよいが、前記樹脂フィルムの体積抵抗率と同じか、それよりも体積抵抗率が大きいものを採用することが好ましい。前記樹脂フィルムを通じて被搬送物との間に流れるべき電流を当該絶縁体側へ流してしまうことを防止するためである。また、柔軟性の発現のために、当該絶縁体の引張弾性率(ヤング率)を前記樹脂フィルムの引張弾性率(ヤング率)と同程度であることが好ましい。当該絶縁体の厚みについては、20〜200μmとすることが好ましく、より好ましくは、50〜100μmとする。
<Insulator>
Further, as the insulator used on the side opposite to the adsorption surface with the object to be transported, the same insulator as the resin film may be used, or may be different, but the volume of the resin film. It is preferable to use one having the same resistivity or a larger volume resistivity than that. This is to prevent a current that should flow between the resin film and the object to be transported from flowing to the insulator side. Further, in order to develop flexibility, it is preferable that the tensile elastic modulus (Young's modulus) of the insulator is about the same as the tensile elastic modulus (Young's modulus) of the resin film. The thickness of the insulator is preferably 20 to 200 μm, more preferably 50 to 100 μm.

好ましい絶縁体は、前記樹脂フィルムと同じものや、或いは、窒化アルミ、アルミナ等のセラミックスなどであり、より好ましい絶縁体は、前記樹脂フィルムに用いられるものである。 A preferable insulator is the same as the resin film, or ceramics such as aluminum nitride and alumina, and a more preferable insulator is one used for the resin film.

<電極層>
電極層(単層の電極を含む)としては、双極型が好ましい。仮に単極型にしようとすると被搬送物側に電極を配置する必要が生じるが、被搬送物が布の場合は電極を配置することが困難であるためである。電極層の材質、形状などについては特に限定されないが、薄過ぎる場合の変形や、厚過ぎる場合の柔軟性の低下を抑えるために、厚みを1〜20μmとすることが好ましい。例えば、金属箔そのものや、スパッタ法、イオンプレーティング法などにより成膜した金属を所定の形状にエッチングしたものや、また、金属材料を溶射したり、導電性インクを印刷したりして所定の形状としたものでもよい。
<Electrode layer>
As the electrode layer (including a single-layer electrode), a bipolar type is preferable. If the unipolar type is to be used, it will be necessary to arrange the electrodes on the side of the object to be transported, but this is because it is difficult to arrange the electrodes when the object to be transported is cloth. The material and shape of the electrode layer are not particularly limited, but the thickness is preferably 1 to 20 μm in order to suppress deformation when the electrode layer is too thin and deterioration of flexibility when the electrode layer is too thick. For example, the metal foil itself, a metal formed by a sputtering method, an ion plating method, or the like etched into a predetermined shape, or a metal material is sprayed or a conductive ink is printed to obtain a predetermined shape. It may be shaped.

ここで、前記双極型電極の形状としては、例えば、平板状、半円状、櫛歯状やメッシュのようなパターン形状など、適宜選定することができるが、好ましくは、一対の櫛歯状電極を用いることが好ましく、より好ましくは、図4に示したように、一対の櫛歯状電極における櫛歯どうしが互いに一定の間隔を保ちながら同一平面で噛み合って形成されたものを用いることがよく、被搬送物に対して吸着力をより強く発現できるようになるため好ましい。詳細原理は定かではないものの、前記のような一対の櫛歯状電極を使用すると、紙や布等のシート状絶縁物との間でグラディエント力が発現して、一般的な正電極及び負電極からなる平板状の双極型電極を使用した場合よりも、強い吸着力が発現されると考えられる。
そして、一対の櫛歯状電極の櫛歯どうしが互いに一定の間隔を保ちながら同一平面で噛み合った双極型電極としては、好ましくは、各櫛歯の幅(電極幅)が0.5〜20mmであって、また、前記櫛歯どうしの間隔(ピッチ)が0.5〜10mmであることがよく、より好ましくは、各櫛歯の幅(電極幅)が1〜10mmであって、また、前記櫛歯どうしの間隔(ピッチ)が1〜2mmとなるようにする。各櫛歯の幅(電極幅)を1mm以上とすることで電極の加工性が向上し、一方で、当該幅を10mm以下とすることにより吸着力の低下を抑えることができる。また、櫛歯どうしの間隔(ピッチ)を1mm以上とすることにより電極間での放電を抑制することができ、一方で、当該間隔を2mm以下とすることにより吸着力の低下を抑えることができる。
Here, as the shape of the bipolar electrode, for example, a flat plate shape, a semicircular shape, a pattern shape such as a comb tooth shape or a mesh, or the like can be appropriately selected, but a pair of comb tooth shape electrodes is preferable. Is preferable, and more preferably, as shown in FIG. 4, it is often used that the comb teeth in the pair of comb-shaped electrodes are formed by meshing with each other on the same plane while maintaining a constant distance from each other. , It is preferable because the adsorption force can be more strongly expressed with respect to the object to be transported. Although the detailed principle is not clear, when a pair of comb-shaped electrodes as described above is used, a gradient force is developed between the pair of comb-shaped electrodes and a sheet-like insulator such as paper or cloth, and general positive electrodes and negative electrodes are used. It is considered that a stronger adsorption force is exhibited as compared with the case of using a flat plate-shaped bipolar electrode made of.
As a bipolar electrode in which the comb teeth of the pair of comb-shaped electrodes mesh with each other on the same plane while maintaining a constant distance from each other, the width (electrode width) of each comb tooth is preferably 0.5 to 20 mm. Further, the distance (pitch) between the comb teeth is preferably 0.5 to 10 mm, more preferably the width (electrode width) of each comb tooth is 1 to 10 mm, and the above-mentioned The distance (pitch) between the comb teeth should be 1 to 2 mm. By setting the width (electrode width) of each comb tooth to 1 mm or more, the workability of the electrode can be improved, while by setting the width to 10 mm or less, a decrease in adsorption force can be suppressed. Further, the discharge between the electrodes can be suppressed by setting the distance (pitch) between the comb teeth to 1 mm or more, while the decrease in the adsorption force can be suppressed by setting the distance between the comb teeth to 2 mm or less. ..

<積層シート>
そして、上記の樹脂フィルム、電極層及び絶縁体を積層して積層シートとするが、電極層が露出しないように挟み込まれることが好ましい。具体的な作成方法としては、樹脂フィルム、電極層及び絶縁体を順次積層させて、熱と圧力を加えて融着させる方法が挙げられる。或いは、ボンディングシート又は接着剤もしくは粘着剤を介して接着してもよいが、接着層等の別の素材が挿入されていると変形及び伸縮を阻害したり、接着面の剥離が起こったりする虞があるため、融着させる方法が好ましい。
<Laminated sheet>
Then, the resin film, the electrode layer, and the insulator are laminated to form a laminated sheet, and it is preferable that the resin film, the electrode layer, and the insulator are sandwiched so as not to be exposed. Specific examples of the production method include a method in which a resin film, an electrode layer and an insulator are sequentially laminated and fused by applying heat and pressure. Alternatively, it may be bonded via a bonding sheet or an adhesive or an adhesive, but if another material such as an adhesive layer is inserted, deformation and expansion / contraction may be hindered, or the adhesive surface may be peeled off. Therefore, the method of fusing is preferable.

積層シートについては、樹脂フィルム、電極層及び絶縁体を積層した平板状ものをそのまま使用するか、或いは、被搬送物に応じた形状に変更してもよい。例えば、積層シートの吸着面が曲面となるようにロールの形状としてこれを被搬送物の表面で転がすことにより、被搬送物を一枚ずつ剥離する(めくり上げる)動作に近付けることができる。この場合のロール形状の曲率半径Rは25mm程度となることが好ましい。
また、積層シートの吸着面の面積を被搬送物の面積よりも小さくすると、積層シートの外周側から二枚目以降の被吸着物に及ぼす吸着力の影響を可及的に排除することができ、それにより、被搬送物を一枚ずつ剥離することができる。好ましくは、積層シートの吸着面の面積を、被搬送物の面積の80%程度にすることがよい。
As the laminated sheet, a flat plate in which a resin film, an electrode layer and an insulator are laminated may be used as it is, or may be changed to a shape according to the object to be transported. For example, by rolling the laminated sheet on the surface of the object to be transported so that the suction surface of the laminated sheet has a curved surface, it is possible to approach the operation of peeling (turning up) the objects to be transported one by one. In this case, the radius of curvature R of the roll shape is preferably about 25 mm.
Further, if the area of the suction surface of the laminated sheet is smaller than the area of the object to be transported, the influence of the adsorption force on the second and subsequent objects to be adsorbed from the outer peripheral side of the laminated sheet can be eliminated as much as possible. As a result, the objects to be transported can be peeled off one by one. Preferably, the area of the suction surface of the laminated sheet is about 80% of the area of the object to be transported.

<電源装置>
積層シートの電極層に電圧を印加するための電源装置については、積層シートの電極層と接続端子およびスイッチを介して接続させることができ、尚且つ直流の高電圧を発生できるものであれば、一般的な静電吸着構造体で使用されるものと同様のものを用いることができる。発生させる電位差は±100〜±5000V程度とすることができ、必要に応じて、必要な電圧まで昇圧させることができる昇圧回路(高電圧発生回路)を備えてもよい。
<Power supply>
As for the power supply device for applying a voltage to the electrode layer of the laminated sheet, as long as it can be connected to the electrode layer of the laminated sheet via a connection terminal and a switch and can generate a high DC voltage. The same one used in a general electrostatic adsorption structure can be used. The potential difference to be generated can be about ± 100 to ± 5000 V, and if necessary, a booster circuit (high voltage generation circuit) capable of boosting to a required voltage may be provided.

次に、前述のとおり、本発明における把持手段(及びそれに接続される搬送のための装置;これらをまとめて単に「把持手段」と記載する場合がある。)は、コンプライアンス制御機構を備える。コンプライアンス制御としては、公知のコンプライアンス制御技術をいずれも採用できるが、本発明では把持した被搬送物を所定の測定面に対して押し付ける工程を含むことから、少なくとも、当該測定面に対する接触力を一定に保つように動作を停止するようにする。停止する時間は適宜設定することが可能だが、少なくとも、把持手段の所定の変位値の計測に適した時間であることが好ましい。加えて、実際の作業工程においてはタクトタイム等も加味して設定されることが好ましく、本発明における停止にはごく短い瞬間的な停止を含んでもよい。 Next, as described above, the gripping means (and the device for transport connected thereto; these may be collectively referred to simply as "grasping means") in the present invention includes a compliance control mechanism. Any known compliance control technique can be adopted as the compliance control, but since the present invention includes a step of pressing the gripped object to be transported against a predetermined measurement surface, at least the contact force against the measurement surface is constant. Try to stop the operation to keep it. The stop time can be set as appropriate, but at least a time suitable for measuring a predetermined displacement value of the gripping means is preferable. In addition, in the actual work process, it is preferable to set the tact time and the like in consideration, and the stop in the present invention may include a very short momentary stop.

ここで、コンプライアンス制御は、ロボットハンド等の把持手段の動作の制御と同じように、例えば、中央処理装置(CPU)、メモリ、入出力装置等を備えたコントローラで行われる。ロボットハンドを例にとると、コントローラは、ロボットハンドの各軸(関節)のモーターとつながっていて、関節の角度(エンコーダ値)や加速度・力(電流値)を監視しながら、動作をコントロールしている。ユーザーは、このようなコントローラを使ってロボットハンド等の把持手段に対して動作の指示を出すことができるが、コントローラには、自動運転させるためのプログラムや、後述するような布の厚みの基準値などの情報等も保存することができる。 Here, the compliance control is performed by a controller provided with, for example, a central processing unit (CPU), a memory, an input / output device, etc., in the same manner as the control of the operation of the gripping means such as a robot hand. Taking the robot hand as an example, the controller is connected to the motor of each axis (joint) of the robot hand and controls the operation while monitoring the joint angle (encoder value) and acceleration / force (current value). ing. The user can use such a controller to give an operation instruction to a gripping means such as a robot hand, but the controller has a program for automatic operation and a reference for cloth thickness as described later. Information such as values can also be saved.

そして、コンプライアンス制御では、コントローラがエンコーダ値を監視しながら把持手段の動作の調節が行われる。
ここで、コンプライアンス制御でない通常の位置制御の場合には、コントローラはエンコーダ値が指示された値となるまで(関節の角度がユーザーの指定した角度になるまで)モーターを動かし、何かにぶつかるなど負荷がかかった場合でも、電流を増やす(より大きな力を出す)ことでロボットハンド等の把持手段を無理やり動作させようとする。これに対して、コンプライアンス制御の場合においては、仮に、ロボットハンド等の把持手段に上記のような負荷がかかった場合であっても、増えた電流が設定された上限値(電流制限値)を超えないよう調節され、結果として、ぶつかったものを押す力が位置制御の場合よりも弱くなるように制御される。つまり、コンプライアンス制御においては、把持手段の動作に関わる軸(関節)等に作用する電流の上限を設定することで、当該軸(関節)が出せる力の上限を設定することができるようになる。
Then, in the compliance control, the operation of the gripping means is adjusted while the controller monitors the encoder value.
Here, in the case of normal position control that is not compliance control, the controller moves the motor until the encoder value reaches the specified value (until the joint angle reaches the angle specified by the user), hits something, etc. Even when a load is applied, the gripping means such as the robot hand is forced to operate by increasing the current (generating a larger force). On the other hand, in the case of compliance control, even if the gripping means such as the robot hand is loaded as described above, the increased current is set to the upper limit value (current limit value). It is adjusted so that it does not exceed, and as a result, the force for pushing the bumped object is controlled to be weaker than in the case of position control. That is, in compliance control, by setting the upper limit of the current acting on the shaft (joint) or the like related to the operation of the gripping means, the upper limit of the force that the shaft (joint) can exert can be set.

具体例を挙げると、コンプライアンス制御機構を備えたロボットハンドを例にとると、次のように行われる。すなわち、コントローラ内でロボットハンドに次の姿勢が指示・指定されると、コントローラはその姿勢にしようとするようにロボットハンドの軸(関節)のモーターに電流を流し、それにより、流れた電流に応じたトルクが発生してロボットが動き始める。次に、ロボットハンドが測定面などと接触すると、流した電流値に相当するロボットハンドの位置・速度と、実際に動作する位置・速度との間に差が出て、その差によって、ロボットハンドと測定面との接触の際の接触力に関わってくることから、必要に応じて、前記電流値(電流制限値)や目標制御力や動作速度を変更する。目標制御力はロボットハンド等を制御するための力であり、この値を小さくすると小さな外力に倣って動作するようになる。電流制限値がゼロに設定してあると目標制御力通りの力で押し返すことができるが、それではロボットが自ら動作できず、例えば測定面に押し付ける動作すらできなくなるため、その場合はロボットハンドの各軸(関節)に流す電流値(電流制限値)を調整する。それと共に、測定面等に接触した際のオーバーシュート(測定面等がクッション性を持つものである場合の沈み込み)による跳ね返り等を防ぐために、動作速度についても調整する。被搬送物及び測定面に採用する素材等に応じて、被搬送物の変形の程度なども勘案して、当該電流値(電流制限値)、目標制御力及び速度のいずれか又は複数を変更することが好ましい。 Taking a robot hand equipped with a compliance control mechanism as an example, the following is performed. That is, when the next posture is instructed / specified to the robot hand in the controller, the controller applies a current to the motor of the shaft (joint) of the robot hand so as to try to make the posture, thereby causing the current to flow. The corresponding torque is generated and the robot starts to move. Next, when the robot hand comes into contact with the measurement surface or the like, there is a difference between the position / speed of the robot hand corresponding to the current value passed and the position / speed of actual operation, and the difference causes the robot hand. Since it is related to the contact force at the time of contact with the measurement surface, the current value (current limit value), the target control force, and the operating speed are changed as necessary. The target control force is a force for controlling a robot hand or the like, and when this value is reduced, the robot moves according to a small external force. If the current limit value is set to zero, it can be pushed back with the force according to the target control force, but then the robot cannot move by itself, for example, it can not even push against the measurement surface, so in that case each robot hand Adjust the current value (current limit value) flowing through the shaft (joint). At the same time, the operating speed is also adjusted in order to prevent rebounding due to overshoot (sinking when the measuring surface or the like has cushioning properties) when it comes into contact with the measuring surface or the like. Change one or more of the current value (current limit value), target control force, and speed according to the material to be transported and the material used for the measurement surface, taking into consideration the degree of deformation of the object to be transported. Is preferable.

また、コンプライアンス制御に関わるそれ以外のパラメータとしては、以下が挙げられる。先ず、外力に倣って動作する場合に発生する目標位置と実際の位置とのずれに伴うエラー(動作停止)の防止のためには、目標位置偏差許容、各軸偏差許容を調整する。また、当該コンプライアンス制御は、バネのような動作をする制御であるが、ロボットハンド等のような把持手段においてその先端の位置が目標位置から遠ければ遠いほど強い力で目標位置に移動しようとすることから、その仮想的なバネの柔らかさ(すなわち、戻り力の強さの度合い)を調整・設定することができる。また、このような仮想的なバネがどのような粘性の液体中にあるかを仮定した「粘性」を調整・設定することができる。当該「粘性」を設定すると、速度に応じた抵抗力の割合、すなわち把持手段の速度に応じた加速のしやすさを調整することができる。つまり、「粘性」が小さいほど空気中にある場合のように加速しやすく、一方で、「粘性」が大きいほど粘性が高い液体中にある場合のように加速がし難くなる。さらに、把持手段を倣わせたい方向に誘導するための力の調整のために、力のオフセット値を調整・設定することができる。これらのパラメータについては、使用される機器・装置に応じたものを管理・設定することができる。 Other parameters related to compliance control include the following. First, in order to prevent an error (operation stop) due to a deviation between the target position and the actual position that occurs when operating according to an external force, the target position deviation allowance and each axis deviation allowance are adjusted. Further, the compliance control is a control that operates like a spring, but in a gripping means such as a robot hand, the farther the tip position is from the target position, the stronger the force tends to move to the target position. Therefore, the softness of the virtual spring (that is, the degree of the strength of the return force) can be adjusted and set. In addition, it is possible to adjust and set the "viscosity" assuming what kind of viscous liquid such a virtual spring is in. When the "viscosity" is set, the ratio of the resistance force according to the speed, that is, the ease of acceleration according to the speed of the gripping means can be adjusted. That is, the smaller the "viscosity" is, the easier it is to accelerate as in the case of being in the air, while the larger the "viscosity" is, the more difficult it is to accelerate as in the case of being in a highly viscous liquid. Further, the offset value of the force can be adjusted and set for adjusting the force for guiding the gripping means in the desired direction. These parameters can be managed and set according to the equipment / devices used.

前記i)に続いて、本発明においては、ii)把持された被搬送物を所定の測定面に対して押し付ける工程が含まれる(例えば、図2に示すような動作)。当該測定面については、把持された被搬送物を押し付けることができる一定の平面を有していれば、設置される場所や面の向き(例えば、斜めの面、垂直な面など)は制限されないが、把持手段を含む搬送装置の一連の動作に組み込まれることが容易な測定面であることが好ましい。把持手段(及びこれを含む搬送装置)が一般的なロボットハンド等の場合は、当該測定面は、把持された被搬送物を鉛直下向きに押し付けることができる台(ステージ)を有するものであることが好ましく、被搬送物のサイズやロボットハンドの動作に応じて、台(ステージ)の高さや大きさなどを適宜設定することができる。なお、測定面が硬いほど、本件の厚み測定自体の精度は高くなることが分かっているが、反対に、押し付ける際の被搬送物の破損や変形の防止や、コンプラインス制御の設定の際における把持手段の接触の程度の緩和のためには、スポンジや樹脂など柔らかいものが測定面の最表面に設置されることが好ましく、このような測定精度や被搬送物の破損等を踏まえて、測定面に用いる素材等も適宜選定することができる。 Following i), the present invention includes ii) a step of pressing the gripped object to be transported against a predetermined measurement surface (for example, an operation as shown in FIG. 2). As long as the measurement surface has a certain flat surface on which the gripped object to be transported can be pressed, the place where the measurement surface is installed and the orientation of the surface (for example, an oblique surface, a vertical surface, etc.) are not restricted. However, it is preferable that the measuring surface is easily incorporated into a series of operations of the transport device including the gripping means. When the gripping means (and the transport device including the same) is a general robot hand or the like, the measurement surface shall have a table (stage) capable of vertically and downwardly pressing the gripped object to be transported. The height and size of the stage can be appropriately set according to the size of the object to be transported and the operation of the robot hand. It is known that the harder the measurement surface, the higher the accuracy of the thickness measurement itself in this case. In order to alleviate the degree of contact of the gripping means, it is preferable that a soft object such as a sponge or resin is installed on the outermost surface of the measurement surface. The material used for the surface can be appropriately selected.

そして、このii)に続いて、前記したiii)のとおり、把持された被搬送物をこのような測定面に押し付けた際には、把持手段に対して接触力に応じたコンプライアンス制御が作用し、それに伴い、把持手段の動作が一定時間停止する。停止時間については前述のとおりである。そして、その場合の把持手段の変位値が計測される。ここで、変位値については、測定面に対して鉛直方向(被搬送物の厚み方向)の変位値であり、後述したように被搬送物を把持させない場合に測定される変位値を計測する基準が同じであれば、把持手段の先端部であってもそれ以外の部分の変位値が基準とされてもよい。このような変位値は、例えば、コントローラから確認される各軸(関節)のエンコーダ値等に基づいて計測される。被搬送物が把持されていると、何も把持されていない場合の変位値と比較して、上記の変位値に差が生じることから、本発明においては、この変位値の差が被搬送物の厚みとして計測されることになる。なお、本発明の方法においては、この変位値(変位の基準値を含む)を定めたり計測したりするに際して、予め、上記したコンプライアンス制御に関わるパラメータとの関係を事前実験等によって確認・把握しておくことが好ましい。すなわち、把持手段を所定の測定面に対して押し付ける際の速度や押し付け圧力、並びにそれらに関連するパラメータについて、コンプライアンス制御が作用して把持手段の動作が停止する際の厚み方向の変位値(基準値を含む)との関係を事前に確認しておくことが好ましく、このような関係を事前に確認・把握しておくことにより、実際の工程や装置等に組み込む際に再現性よく本発明の方法を実施できるようになる。 Then, following this ii), as described in iii) above, when the gripped object is pressed against such a measurement surface, compliance control according to the contact force acts on the gripping means. As a result, the operation of the gripping means is stopped for a certain period of time. The downtime is as described above. Then, the displacement value of the gripping means in that case is measured. Here, the displacement value is a displacement value in the vertical direction (thickness direction of the object to be transported) with respect to the measurement surface, and is a reference for measuring the displacement value measured when the object to be transported is not gripped as described later. If they are the same, the displacement value of the tip portion of the gripping means or the other portion may be used as a reference. Such a displacement value is measured based on, for example, an encoder value of each axis (joint) confirmed from the controller. When the object to be transported is gripped, a difference occurs in the above-mentioned displacement value as compared with the displacement value when nothing is gripped. Therefore, in the present invention, the difference in the displacement value is the difference in the displacement value to be transported. Will be measured as the thickness of. In the method of the present invention, when determining or measuring this displacement value (including the reference value of displacement), the relationship with the above-mentioned parameters related to compliance control is confirmed and grasped in advance by a preliminary experiment or the like. It is preferable to keep it. That is, with respect to the speed and pressing pressure when the gripping means is pressed against a predetermined measurement surface, and the parameters related thereto, the displacement value in the thickness direction when the operation of the gripping means is stopped by the action of compliance control (reference). It is preferable to confirm the relationship with (including the value) in advance, and by confirming and grasping such a relationship in advance, the present invention has good reproducibility when incorporated into an actual process, device, or the like. You will be able to implement the method.

本発明においては、このようなiii)の工程を経た後は、前記iv)のとおり、被搬送物を把持させない場合の変位値(=基準値)と比較されることにより、被搬送物の厚みが計測される。そして、予め被搬送物の一枚あたりの厚みが把握できていれば、計測された被搬送物の厚み値から、把持された被搬送物の枚数が計算される。このような演算についても、コントローラ内で瞬時に行われることから、一連の搬送の工程の中において、搬送されている被搬送物の厚みや枚数の確認を自動化することができる。なお、上記変位値の計測による厚み・枚数確認の結果に基づいて、被搬送物を別の搬送経路に投じたり、或いは、不良品と見做して排出したりする仕組みを別途備えることも可能である。 In the present invention, after the step iii) is performed, the thickness of the object to be transported is compared with the displacement value (= reference value) when the object to be transported is not gripped, as described in iv) above. Is measured. Then, if the thickness of each piece of the transported object can be grasped in advance, the number of gripped objects to be transported is calculated from the measured thickness value of the transported object. Since such an operation is also performed instantaneously in the controller, it is possible to automate the confirmation of the thickness and the number of sheets to be transported in the series of transport processes. In addition, based on the result of checking the thickness and the number of sheets by measuring the above displacement value, it is also possible to separately provide a mechanism for throwing the object to be transported into another transport path or discharging it as a defective product. Is.

このような被搬送物の厚み測定が工程中で行われた後は、被搬送物が搬送先まで搬送されるが、上記した変位値の計測を、工程の途中だけでなく、搬送先で行うこともできる。すなわち、上記ii)及びiii)の工程が搬送先における測定面において行われるようにすることも可能である。この場合、搬送先に最初に搬送されたものについては、これまで記載した変位値の計測の方法に従って、把持された厚み及び枚数を計測することが可能であり、また、2番目以降に搬送されるものについては、同じ変位値の計測方法に従って、搬送先に順次積層される被搬送物(積層物)の総厚みを計測することが可能である。予め一枚の厚みが把握できていれば、総厚みの計測に基づいた積層枚数の確認結果を取得することができる。また、搬送先では、搬送された被搬送物を積層させることなく、搬送される度に把持された被搬送物の厚み・枚数を計測することもできるし、或いは、被搬送物を把持していない状態において、把持手段を積層された被搬送物に押し当てることによって、積層物の総厚みだけの計測を行うこともできる。いずれの場合であっても、把持手段と測定面との接触(押し当て)に際しては、前述のとおり、予めコンプライアンス制御に関わるパラメータを設定しておく必要がある。 After the thickness measurement of the object to be transported is performed in the process, the object to be transported is transported to the transfer destination, but the above-mentioned displacement value is measured not only in the middle of the process but also at the transfer destination. You can also do it. That is, it is also possible to perform the steps ii) and iii) on the measurement surface at the transport destination. In this case, it is possible to measure the gripped thickness and the number of sheets according to the displacement value measuring method described so far for the first one transported to the transport destination, and the second and subsequent ones are transported. For those, it is possible to measure the total thickness of the objects to be transported (laminated products) that are sequentially laminated at the transport destination according to the same displacement value measurement method. If the thickness of one sheet can be grasped in advance, the confirmation result of the number of laminated sheets can be obtained based on the measurement of the total thickness. Further, at the transport destination, it is possible to measure the thickness and the number of gripped objects each time they are transported without stacking the transported objects, or the transported objects are gripped. It is also possible to measure only the total thickness of the laminated material by pressing the gripping means against the laminated object to be transported in the absence state. In any case, it is necessary to set the parameters related to the compliance control in advance when the gripping means and the measuring surface come into contact with each other (pressing).

搬送先においては、把持された被搬送物を解放する(手放す)手段を別途備えてもよいし、例えば、被搬送物を一連の工程から外れたラインに投じた上で、人手や別の機器等を利用して被搬送物を回収することもできる。把持手段において被搬送物を解放する(手放す)仕組みとしては、例えば、把持手段側からピンで押すことや、エアーで剥がすことや、爪などで引っかけることや、或いは、人がつまんで剥がすことなどを挙げることができるが、前述のとおり、把持手段に静電チャックを用いている場合には、電圧印加のON/OFFにより、把持された物を容易に解放する(手放す)ことができるため好ましい。 The destination may be separately provided with a means for releasing (releasing) the gripped object to be transported. For example, after the object to be transported is thrown into a line out of a series of processes, it may be manually operated or another device. It is also possible to collect the transported object by using the above. As a mechanism for releasing (releasing) the object to be transported in the gripping means, for example, pushing with a pin from the gripping means side, peeling with air, hooking with a nail or the like, or pinching and peeling by a person, etc. However, as described above, when the electrostatic chuck is used as the gripping means, it is preferable because the gripped object can be easily released (released) by turning on / off the voltage application. ..

なお、本発明の方法に用いられる把持手段やそれ以外の搬送に関わる装置・機器においては、各種センサー(例えば、力センサー、厚みセンサーなど)、カメラなどを備えてもよい。本発明の方法は、コンプライアンス制御による力制御を利用したものであって、被搬送物の厚みや枚数の計測・確認のためにこれらのセンサーやカメラ等を必須とはしないが、これらを設置することで、計測の精度を高めることも可能である。 The gripping means used in the method of the present invention and other devices / devices related to transportation may be provided with various sensors (for example, force sensor, thickness sensor, etc.), a camera, and the like. The method of the present invention utilizes force control by compliance control, and these sensors, cameras, etc. are not essential for measuring and confirming the thickness and number of objects to be transported, but they are installed. Therefore, it is possible to improve the accuracy of measurement.

以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明するが、本発明がこれにより限定されて解釈されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not construed as being limited thereto.

1.把持手段の検討(静電チャックの構成に応じた吸着力の評価)
先ず、静電気力を利用した把持手段のために、静電吸着体(静電チャック)の構成(樹脂フィルム、電極層)を変更して、各種の対象物に対する吸着力の評価を行った。静電チャックの作成(製造例)とその評価、及び電極幅とピッチによる吸着力の評価(実験例)に分けて説明する。
1. 1. Examination of gripping means (evaluation of adsorption force according to the configuration of electrostatic chuck)
First, the configuration (resin film, electrode layer) of the electrostatic adsorbent (electrostatic chuck) was changed for the gripping means using the electrostatic force, and the attractive force to various objects was evaluated. The production of an electrostatic chuck (manufacturing example) and its evaluation, and the evaluation of the attractive force based on the electrode width and pitch (experimental example) will be described separately.

[製造例1]
<静電チャックAの作製(平板状電極)>
電極層となる銅箔(厚み:18μm)の片面側に両面カプトン(登録商標)テープ〔株式会社寺岡製作所、商品名:カプトン(登録商標)両面テープ760H〕を貼付けた。次いで、銅箔部分のみをカッティングプロッター(グラフテック株式会社、商品名:FC2250―180VC)で、図3に示すように2枚の電極〔各電極幅30mm(長さ60mm)、及び電極の間隔(ピッチ)2mm〕に切り出して電極パターンを形成して電極シートとした。その後、当該電極シートの銅箔面とは反対の面にベース基材となる絶縁体(株式会社キヌガワ、商品名:グラフォーム GF−5)を貼り合わせた。不要な銅箔を取り除いた後、銅箔面側に樹脂フィルムである軟質ポリ塩化ビニルフィルム〔体積抵抗率:1×1010Ω・cm(後述の方法にて測定)、引張弾性率(ヤング率):20〜30MPa、厚み100μm〕をラミネーター及びローラーを用いて貼付けて、電極層(銅箔)を前記絶縁体及び樹脂フィルムに挟み込んでなる双極型の積層シートとした。当該静電チャックAの電極及び積層構造の概略を図3に示した。
[Manufacturing Example 1]
<Manufacturing of electrostatic chuck A (flat electrode)>
Double-sided Kapton (registered trademark) tape [Teraoka Seisakusho Co., Ltd., trade name: Kapton (registered trademark) double-sided tape 760H] was attached to one side of a copper foil (thickness: 18 μm) to be an electrode layer. Next, only the copper foil portion was used with a cutting plotter (Graphtec Corporation, trade name: FC2250-180VC), and as shown in FIG. 3, two electrodes [each electrode width 30 mm (length 60 mm), and electrode spacing (pitch). ) 2 mm] to form an electrode pattern and use it as an electrode sheet. Then, an insulator (Kinugawa Co., Ltd., trade name: Graform GF-5) as a base base material was attached to the surface of the electrode sheet opposite to the copper foil surface. After removing unnecessary copper foil, a soft polyvinyl chloride film which is a resin film on the copper foil surface side [volume resistivity: 1 × 10 10 Ω · cm (measured by the method described later), tensile elastic modulus (Young's modulus) ): 20 to 30 MPa, thickness 100 μm] was attached using a laminator and a roller to obtain a bipolar laminated sheet in which the electrode layer (copper foil) was sandwiched between the insulator and the resin film. The outline of the electrode and the laminated structure of the electrostatic chuck A is shown in FIG.

このようにして作製した積層シートに対して、図示外の電源装置〔高電圧発生装置(±2000V出力)、給電ケーブル及び24V電源からなる電源装置〕を取り付けて静電チャックAとした。 A power supply device (a high voltage generator (± 2000V output), a power supply cable, and a power supply device consisting of a 24V power supply] (not shown) was attached to the laminated sheet thus produced to form an electrostatic chuck A.

<静電チャックの吸着性評価>
前記静電チャックAに±2kVの電圧を印加し、その樹脂フィルム側に、被吸着物として4種類の試験片〔コピー用紙(上質紙、厚み:0.092mm程度)、ポリエステル(PE)100%の布片(厚み0.47mm程度)、綿100%の布片1(以下、これを「綿1」と記載する。手芸用の柄が印刷された固い生地、厚み0.24mm程度)、綿100%の布片2(以下、これを「綿2」と記載する。下着用の柔らかい生地、厚み0.32mm程度)を、それぞれ載せて吸着させた。当該試験片に予め取り付けたループ状の引っ掛け部分(ナイロン製)に対して、プッシュプルゲージ(日本電産シンポ株式会社社製商品名:デジタルフォースゲージ FGJN−5)のフックを引っ掛けた後、プッシュプルゲージを水平方向に引っ張って、その測定結果を各試験片に対する吸着力(単位:gf/cm2)とした。その様子を図5に示し、また、結果を以下の表1に示す。
<Evaluation of adsorptivity of electrostatic chuck>
A voltage of ± 2 kV is applied to the electrostatic chuck A, and four types of test pieces [copy paper (high quality paper, thickness: about 0.092 mm), polyester (PE) 100%) are placed on the resin film side as objects to be adsorbed. Cloth piece (thickness about 0.47 mm), 100% cotton cloth piece 1 (hereinafter, this is referred to as "cotton 1". Hard cloth with a handicraft pattern printed, thickness about 0.24 mm), cotton A 100% piece of cloth 2 (hereinafter, this is referred to as "cotton 2". A soft cloth for underwear, a thickness of about 0.32 mm) was placed and adsorbed. After hooking the hook of the push-pull gauge (trade name: Digital Force Gauge FGJN-5) manufactured by Nidec-Shimpo Co., Ltd., on the loop-shaped hook part (made of nylon) attached to the test piece in advance, push it. The pull gauge was pulled in the horizontal direction, and the measurement result was taken as the attraction force (unit: gf / cm 2 ) for each test piece. The situation is shown in FIG. 5, and the results are shown in Table 1 below.

Figure 2021117139
Figure 2021117139

なお、上記製造例1における軟質ポリ塩化ビニルフィルムの体積抵抗率については、二重リング電極法(IEC60093、ASTM D257、JIS K6911、JIS K6271)により測定し、後述する製造例2〜5で使用した各樹脂フィルムの体積抵抗率についても同じ方法で測定した。 The volume resistivity of the soft polyvinyl chloride film in Production Example 1 was measured by the double ring electrode method (IEC60093, ASTM D257, JIS K6911, JIS K6271) and used in Production Examples 2 to 5 described later. The volume resistivity of each resin film was also measured by the same method.

[製造例2]
電極層として、図4に示すような同一面上に一対の櫛歯を噛み合わせてなる櫛歯状電極〔各櫛歯の幅(電極幅)10mm、電極の間隔(ピッチ)2mm〕を用いた以外は、前記製造例1と同様にして製造例2に係る静電チャックBを作製し、また、同じようにその吸着性の評価を行った。結果は表1に示した通りである。当該静電チャックBの電極の概略を図4に示した。
[Manufacturing Example 2]
As the electrode layer, a comb-teeth-like electrode [width of each comb tooth (electrode width) 10 mm, electrode spacing (pitch) 2 mm] formed by meshing a pair of comb teeth on the same surface as shown in FIG. 4 was used. Except for the above, the electrostatic chuck B according to Production Example 2 was produced in the same manner as in Production Example 1, and its adsorptivity was evaluated in the same manner. The results are as shown in Table 1. The outline of the electrode of the electrostatic chuck B is shown in FIG.

[製造例3]
電極層として、前記製造例2と同じように櫛歯状電極として、その各櫛歯の幅(電極幅)を10mm、電極の間隔(ピッチ)を5mmにした以外は、製造例2と同様にして製造例3に係る静電チャックCを作製し、また、同じようにその吸着性の評価を行った。結果は表1に示した通りである。
[Manufacturing Example 3]
As the electrode layer, the comb-toothed electrode is the same as in Production Example 2, except that the width (electrode width) of each comb tooth is 10 mm and the electrode spacing (pitch) is 5 mm. The electrostatic chuck C according to Production Example 3 was produced, and its adsorptivity was evaluated in the same manner. The results are as shown in Table 1.

[製造例4]
被吸着物の吸着面となる樹脂フィルムとして、ポリイミドフィルム〔東レ・デュポン株式会社製商品名:カプトン(登録商標)H、体積抵抗率:1×1017Ω・cm(前述の方法にて測定)、引張弾性率(ヤング率):3×103MPa、厚み50μm〕を用い、また、電極層として、製造例1と同じような平板状の双極型電極〔電極幅60mm(長さ110mm)及び電極の間隔(ピッチ)2mm〕を用いた以外は、前記製造例1と同様にして製造例4に係る静電チャックDを作製し、また、同じようにしてその吸着性の評価を行った。結果は表1に示す通りである。
[Manufacturing Example 4]
As a resin film to be the adsorption surface of the object to be adsorbed, a polyimide film [Product name manufactured by Toray DuPont Co., Ltd .: Capton (registered trademark) H, volume resistance: 1 × 10 17 Ω · cm (measured by the above method) , Tensile elasticity (Young rate): 3 × 10 3 MPa, thickness 50 μm], and as an electrode layer, a flat plate-shaped bipolar electrode [electrode width 60 mm (length 110 mm)) similar to that in Production Example 1 and The electrostatic chuck D according to Production Example 4 was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the electrode spacing (pitch) was 2 mm], and its adsorptivity was evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.

[製造例5]
被吸着物の吸着面となる樹脂フィルムとして、ポリイミドフィルム〔東レ・デュポン株式会社製商品名:カプトン(登録商標)H、体積抵抗率:1×1017Ω・cm(前述の方法にて測定)、引張弾性率(ヤング率):3×103MPa、厚み50μm〕を用い、また、電極層として、製造例2と同じような櫛歯状の双極型電極〔各櫛歯の幅(電極幅)0.7mm、電極の間隔(ピッチ)0.7mm〕を用いた以外は、前記製造例1と同様にして製造例5に係る静電チャックEを作製し、また、同じようにしてその吸着性の評価を行った。結果は表1に示す通りである。
[Manufacturing Example 5]
As a resin film to be the adsorption surface of the object to be adsorbed, a polyimide film [Product name manufactured by Toray DuPont Co., Ltd .: Capton (registered trademark) H, volume resistance: 1 × 10 17 Ω · cm (measured by the above method) , Tensile elasticity (Young rate): 3 × 10 3 MPa, thickness 50 μm], and as an electrode layer, a comb-tooth-shaped bipolar electrode similar to that in Production Example 2 [width of each comb-tooth (electrode width) ) 0.7 mm, electrode spacing (pitch) 0.7 mm], the electrostatic chuck E according to Production Example 5 was produced in the same manner as in Production Example 1, and its adsorptivity was also produced in the same manner. Evaluation was performed. The results are shown in Table 1.

[実験例1〜12(電極幅による吸着力の測定)]
電極層として製造例2のような櫛歯状電極を用いて、その各電極の間隔(ピッチ)を2mmに固定しながら、各櫛歯の幅(電極幅)を各々1mm〜30mmに変更した以外は、前記製造例2と同様にして実験例1〜12の各々の静電チャックを作製し、また、同じようにその吸着性の評価を行った。結果は表2に示した通りである。なお、前記製造例2と同じ電極幅及びピッチを有する電極層を用いて行った実験例10において、その吸着力(gf/cm2)の結果が前記製造例2の場合と異なった理由としては、実験日が異なったために測定した際の温湿度が影響しているものと推察される。
[Experimental Examples 1 to 12 (Measurement of adsorption force by electrode width)]
Except for using comb-toothed electrodes as in Production Example 2 as the electrode layer and fixing the spacing (pitch) of each electrode to 2 mm while changing the width (electrode width) of each comb-tooth to 1 mm to 30 mm, respectively. Made each of Experimental Examples 1 to 12 electrostatic chucks in the same manner as in Production Example 2, and evaluated their adsorptivity in the same manner. The results are as shown in Table 2. The reason why the result of the adsorption force (gf / cm 2 ) was different from that of the production example 2 in the experimental example 10 performed using the electrode layer having the same electrode width and pitch as the production example 2 is as a reason. It is presumed that the temperature and humidity at the time of measurement have an effect because the experiment dates are different.

Figure 2021117139
Figure 2021117139

[実験例13〜17(電極ピッチによる吸着力の測定)]
電極層として製造例2のような櫛歯状電極を用いて、その各櫛歯の幅(電極幅)を10mmに固定しながら、電極の間隔(ピッチ)を各々1mm〜5mmに変更した以外は、前記製造例2と同様にして実験例13〜17の各々の静電チャックを作製し、また、同じようにその吸着性の評価を行った。結果は表3に示した通りである。なお、前記製造例2や実験例10と同じ電極幅及びピッチを有する電極層を用いて行った実験例14において、その吸着力(gf/cm2)の結果が前記製造例2や実験例10の場合と異なった理由としては、実験日が異なったために測定する際の温湿度が影響しているものと推察される。
[Experimental Examples 13 to 17 (Measurement of adsorption force by electrode pitch)]
Except for using a comb-shaped electrode as in Production Example 2 as the electrode layer and fixing the width (electrode width) of each comb tooth to 10 mm and changing the electrode spacing (pitch) to 1 mm to 5 mm, respectively. , Each of the electrostatic chucks of Experimental Examples 13 to 17 was produced in the same manner as in Production Example 2, and the adsorptivity was evaluated in the same manner. The results are as shown in Table 3. In Experimental Example 14 performed using an electrode layer having the same electrode width and pitch as in Production Example 2 and Experimental Example 10, the result of the adsorption force (gf / cm 2 ) is the result of Production Example 2 and Experimental Example 10. It is presumed that the reason for the difference from the case of is that the temperature and humidity at the time of measurement have an influence because the experiment dates are different.

Figure 2021117139
Figure 2021117139

2.コンプライアンス制御の設定、及びそれを用いた布の厚み(枚数)計測
(1)コンプライアンス制御の設定(事前実験)
[装置]
先ず、被搬送物となる布片を把持せずに、コンプライアンス制御を含めた把持手段の設定について、事前の実験を行った。把持手段としては、以下の構成とした。すなわち、被搬送物との接触部には、静電チャック(前記製造例2と同じ静電チャックB)を用いた。そしてこの静電チャックBを、アタッチメントを介して、垂直多関節型ロボットハンド(株式会社デンソーウェーブ製のVP−6242)の先端に取り付け、把持手段とした。把持手段の押し付けを行う測定面としては、静電チャック及び被搬送物(布片)よりも広い水平面を持つ金属製の台を用い、この水平面(接触面)にはクッション性のあるクロロプレンゴム製シート(厚さ5mm、硬度25±5度、25%圧縮荷重50〜80kPa)を設置した。概略図を図6に示す。
2. Compliance control setting and cloth thickness (number of sheets) measurement using it (1) Compliance control setting (preliminary experiment)
[Device]
First, a preliminary experiment was conducted on the setting of the gripping means including the compliance control without gripping the cloth piece to be transported. The gripping means has the following configuration. That is, an electrostatic chuck (the same electrostatic chuck B as in Production Example 2) was used for the contact portion with the object to be transported. Then, this electrostatic chuck B was attached to the tip of a vertical articulated robot hand (VP-6242 manufactured by Denso Wave Incorporated) via an attachment to serve as a gripping means. As the measuring surface for pressing the gripping means, a metal table having a horizontal surface wider than the electrostatic chuck and the object to be transported (cloth piece) is used, and the horizontal surface (contact surface) is made of cushioning chloroprene rubber. A sheet (thickness 5 mm, hardness 25 ± 5 degrees, 25% compression load 50-80 kPa) was installed. A schematic diagram is shown in FIG.

[測定方法の概要]
ロボットハンドの測定位置(基準位置)は、全ての試験において同じとした。すなわち、図6の座標軸に応じて、以下のようにした。座標軸については、(x,y,z)=(0,0,0)の点はロボットハンドの接地面の真ん中を示す。zについて、高さ190mmから測定面(台)と接触して停止するまで徐々に下げていき(被搬送物である布片が無ければ、z=185mm付近で停止する)、停止した際のz座標を静電チャックの高さとして取得されるように設定した。これらの設定は、ロボットハンドのコントローラ内に保存された測定用のプログラム上で指定し、取得したz座標を確認しながらパラメータを調整した。なお、プログラムの作成に際しては、使用したロボットハンドで使用されるプログラミング言語(PacScript)を用い、プログラムの概要は以下のa)〜d)のとおりである。
a)測定位置の真上(z=190、x、y、rx、ry、rzは以下の値)にロボットを移動する。
b)コンプライアンス制御機能を有効にする。
c)測定位置(z=180)にロボットを移動する(実際には、途中で停止する)
d)z座標を取得する。
<測定座標>
x=325.0272
y=0
z=180〜190
rx=179.8521(x軸周りの回転)
ry=0.06496224(y軸周りの回転)
rz=-67.59645(z軸周りの回転)
[Outline of measurement method]
The measurement position (reference position) of the robot hand was the same in all tests. That is, it was as follows according to the coordinate axes of FIG. Regarding the coordinate axes, the point (x, y, z) = (0,0,0) indicates the center of the ground plane of the robot hand. With respect to z, the height is gradually lowered from 190 mm until it comes into contact with the measurement surface (table) and stops (if there is no cloth piece to be transported, it stops at around z = 185 mm), and z when stopped. The coordinates were set to be acquired as the height of the electrostatic chuck. These settings were specified on the measurement program stored in the controller of the robot hand, and the parameters were adjusted while checking the acquired z-coordinates. When creating the program, the programming language (PacScript) used by the robot hand used is used, and the outline of the program is as shown in a) to d) below.
a) Move the robot directly above the measurement position (z = 190, x, y, rx, ry, rz are the following values).
b) Enable the compliance control function.
c) Move the robot to the measurement position (z = 180) (actually, stop in the middle)
d) Get the z coordinate.
<Measurement coordinates>
x = 325.0272
y = 0
z = 180-190
rx = 179.8521 (rotation around the x-axis)
ry = 0.06496224 (Rotation around the y-axis)
rz = -67.59645 (rotation around the z-axis)

[パラメータの調整]
上記ロボットハンドのコンプライアンス制御のパラメータ設定を行った。変更したパラメータは、速度(ロボットの動作速度、1〜100%)、目標制御力(ロボットハンドの先端が測定面に加える制御力の上限値。設定した力以上は出力されない。例えば、この値を小さくすると、当該ロボットハンドに外から加わる小さな外力に倣って動作する。)、電流制限値〔ロボットの各軸のモーターのトルク値(電流値)の設定。100%が定格で、この値を小さくするとトルク値(電流値)が下がり、外力に対抗する抵抗力が弱くなり、軽く外力が加わっただけで動きが変わってしまう。〕である。これらの初期値は、手元調整で良好と思われる値として、制御力を4ニュートン(N)、電流制限値を、関節(軸)1か所につき10%(6軸全てをそれぞれ10%)、動作速度を10%とした。これらのパラメータは、上記と同様に、ロボットハンドのコントローラ内に保存された測定用のプログラム上で指定した。
具体的には、静電チャックに何も把持させない状態で、上記の3つのパラメータを変化させ、測定面(台)に静電チャックを押し付けた際に、ロボットが止まる位置〔静電チャックのz軸の変位値(以下、単に「z軸の変位値」と呼ぶ場合がある。)〕の変化を測定した。当該測定値については、コントローラのプログラム内で取得したものを外部のパーソナルコンピューター(PC)へ出力して読み取り、それをもとに、PC上で平均値や誤差の算出などの解析も行った。また、測定値毎の繰り返し数はN=10である。
[Parameter adjustment]
The parameters for compliance control of the robot hand were set. The changed parameters are speed (robot operating speed, 1 to 100%), target control force (upper limit of control force applied to the measurement surface by the tip of the robot hand. No more than the set force is output. For example, this value is set. When it is made smaller, it operates according to a small external force applied to the robot hand from the outside.), Current limit value [Setting the torque value (current value) of the motor of each axis of the robot. 100% is the rating, and if this value is reduced, the torque value (current value) will decrease, the resistance force against the external force will be weakened, and the movement will change even if an external force is applied lightly. ]. These initial values are values that are considered to be good for hand adjustment, with a control force of 4 Newton (N) and a current limit value of 10% per joint (axis) (10% for all 6 axes). The operating speed was set to 10%. These parameters were specified in the measurement program stored in the controller of the robot hand as described above.
Specifically, the position where the robot stops when the electrostatic chuck is pressed against the measurement surface (table) by changing the above three parameters while the electrostatic chuck does not grip anything [z of the electrostatic chuck The change in the displacement value of the axis (hereinafter, may be simply referred to as "displacement value of the z-axis")] was measured. Regarding the measured values, those acquired in the controller program were output to an external personal computer (PC) and read, and based on the measured values, analysis such as calculation of average values and errors was also performed on the PC. The number of repetitions for each measured value is N = 10.

[試験例1]電流制限値及び動作速度に応じた停止位置の変化(制御力は4Nに固定)の確認
電流制限値(curlm)を0%、5%、10%、15%、20%、25%及び30%にそれぞれ変更し、各電流制限値における動作速度〔speed(%);横軸〕が、0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%及び90%の際のz軸の変位値〔z(mm);縦軸〕を測定した。電流制限値は、試験例2以降も含めて、すべての場合で6軸を同じ値に設定した。結果を図7に示す(図中のエラーバーは、平均値の3σを表す)。なお、図7において、プロットの重なりを避けるために、横軸に示した動作速度の値を意図的にずらしてプロットしている。例えば速度0%の場合には、プロットが重ならないように、速度−1%〜+3%の間に分けてプロットしている。この図7の他の速度の場合においても同様とし、また、以下の図8〜12及び図14においても同様とした。
そして、図7の結果から、今回使用したロボットハンドについては、電流制限値が10%且つ動作速度50%以下とするか、或いは、動作速度に関わらず電流制限値が15%以上にすれば、誤差の小さな測定結果が得られた。電流制限値が0〜5%の時は、ロボットを十分に動作することができなかった。
[Test Example 1] Confirmation of change in stop position (control force is fixed at 4N) according to current limit value and operating speed Current limit value (curlm) is set to 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, Change to 25% and 30%, respectively, and the operating speed [speed (%); horizontal axis] at each current limit value is 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70. The z-axis displacement values [z (mm); vertical axis] at%, 80%, and 90% were measured. As for the current limit value, the 6 axes were set to the same value in all cases including Test Example 2 and later. The results are shown in FIG. 7 (the error bars in the figure represent the average value of 3σ). In FIG. 7, in order to avoid overlapping of the plots, the values of the operating speeds shown on the horizontal axis are intentionally shifted and plotted. For example, when the speed is 0%, the plots are divided into speeds of -1% to + 3% so that the plots do not overlap. The same applies to the other speeds of FIG. 7, and the same applies to the following FIGS. 8 to 12 and 14.
Then, from the result of FIG. 7, for the robot hand used this time, if the current limit value is 10% and the operating speed is 50% or less, or if the current limit value is 15% or more regardless of the operating speed. Measurement results with small error were obtained. When the current limit value was 0 to 5%, the robot could not operate sufficiently.

[試験例2]制御力及び動作速度に応じた停止位置の変化(電流制限値は、6軸それぞれ10%に固定)の確認
制御力(force)を1N、2N、3N、4N及び5Nにそれぞれ変更し、各制御力における動作速度〔speed(%);横軸〕が、0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%及び90%の際のz軸の変位値〔z(mm);縦軸〕を測定した。結果を図8に示す(図中のエラーバーは、平均値の3σを表す)。
図8の結果から、今回使用したロボットハンドについては、動作速度が50%以下であれば、制御力1〜5Nの範囲において測定値及び誤差の小さな測定結果が得られ、動作速度がそれよりも大きいと誤差が大きくなる傾向となった。
[Test Example 2] Confirmation of change in stop position according to control force and operating speed (current limit value is fixed at 10% for each of 6 axes) Control force (force) is set to 1N, 2N, 3N, 4N and 5N, respectively. The operating speed [speed (%); horizontal axis] at each control force is changed to 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% and 90%. The displacement value of the z-axis [z (mm); vertical axis] was measured. The results are shown in FIG. 8 (the error bars in the figure represent the average value of 3σ).
From the results of FIG. 8, for the robot hand used this time, if the operating speed is 50% or less, the measured value and the measurement result with a small error can be obtained in the range of the control force of 1 to 5N, and the operating speed is higher than that. The larger the value, the larger the error tends to be.

[試験例3]電流制限値及び動作速度に応じた停止位置の変化(動作速度は10%に固定)の確認
電流制限値(curlm)を0%、5%、10%、15%、20%、25%及び30%にそれぞれ変更し、各電流制限値における制御力〔force(N);横軸〕が1N、2N、3N、4N及び5Nの際のz軸の変位値〔z(mm);縦軸〕を測定した。結果を図9に示す(図中のエラーバーは、平均値の3σを表す)。
図9の結果から、今回使用したロボットハンドについては、電流制限値が10%以上であれば、制御力1〜5Nの間では、測定値及び誤差の小さな測定結果が得られた。試験例1と同様に、電流制限値が5%以下であるとロボットをほとんど動かすことができなかった。
[Test Example 3] Confirmation of change in stop position (operating speed is fixed at 10%) according to current limit value and operating speed Current limit value (curlm) is set to 0%, 5%, 10%, 15%, 20%. , 25% and 30%, respectively, and the displacement value of the z-axis [z (mm)) when the control force [force (N); horizontal axis] at each current limit value is 1N, 2N, 3N, 4N and 5N. ; Vertical axis] was measured. The results are shown in FIG. 9 (the error bars in the figure represent the average value of 3σ).
From the results of FIG. 9, for the robot hand used this time, if the current limit value is 10% or more, the measured value and the measurement result with a small error can be obtained between the control force of 1 to 5N. Similar to Test Example 1, when the current limit value was 5% or less, the robot could hardly be moved.

[試験例4]動作速度及び制御力に応じた停止位置の変化(電流制限値は、6軸それぞれ10%に固定)の確認
動作速度(speed)を0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%及び90%にそれぞれ変更し、各動作速度における制御力〔force(N);横軸〕が1N、2N、3N、4N及び5Nの際のz軸の変位値〔z(mm);縦軸〕を測定した。結果を図10に示す(図中のエラーバーは、平均値の3σを表す)。
図10の結果から、今回使用したロボットハンドについては、動作速度が50%以下であれば、制御力1〜5Nの間では、測定値及び誤差の小さな測定結果が得られた。また、制御力が大きいほど、誤差が小さくなった。
[Test Example 4] Confirmation of change in stop position (current limit value is fixed at 10% for each of 6 axes) according to operating speed and control force Operating speed (speed) is set to 0%, 10%, 20%, 30%. , 40%, 50%, 60%, 70%, 80% and 90%, respectively, when the control force [force (N); horizontal axis] at each operating speed is 1N, 2N, 3N, 4N and 5N. The displacement value of the z-axis [z (mm); vertical axis] was measured. The results are shown in FIG. 10 (the error bars in the figure represent the average value of 3σ).
From the results of FIG. 10, for the robot hand used this time, if the operating speed was 50% or less, the measured values and the measurement results with a small error were obtained between the control forces of 1 to 5N. Moreover, the larger the control force, the smaller the error.

[試験例5]制御力及び電流制限値に応じた停止位置の変化(動作速度は10%に固定)の確認
制御力(force)を1N、2N、3N、4N及び5Nにそれぞれ変更し、各制御力における電流制限値〔curlm(%);横軸〕が0%、5%、10%、15%、20%、25%及び30%(6軸全て同じ設定値)の際のz軸の変位値〔z(mm);縦軸〕を測定した。結果を図11に示す(図中のエラーバーは、平均値の3σを表す)。
図11の結果から、今回使用したロボットハンドについては、電流制限値が10%以上であれば、制御力1〜5Nの間では、測定値及び誤差の小さな測定結果が得られた。試験例1と同様に、電流制限値が5%以下であるとロボットをほとんど動かすことができなかった。
[Test Example 5] Confirmation of change in stop position (operating speed is fixed at 10%) according to control force and current limit value Control force (force) is changed to 1N, 2N, 3N, 4N and 5N, respectively. The z-axis when the current limit value [curlm (%); horizontal axis] in the control force is 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% and 30% (all 6 axes have the same set value). The displacement value [z (mm); vertical axis] was measured. The results are shown in FIG. 11 (the error bars in the figure represent the average value of 3σ).
From the results of FIG. 11, for the robot hand used this time, if the current limit value is 10% or more, the measured value and the measurement result with a small error can be obtained between the control force of 1 to 5N. Similar to Test Example 1, when the current limit value was 5% or less, the robot could hardly be moved.

[試験例6]動作速度及び電流制限値に応じた停止位置の変化(制御力は4Nに固定)の確認
動作速度(speed)を0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%及び90%にそれぞれ変更し、各動作速度における電流制限値〔curlm(%);横軸〕が0%、5%、10%、15%、20%、25%及び30%(6軸全て同じ設定値)の際のz軸の変位値〔z(mm);縦軸〕を測定した。結果を図12に示す(図中のエラーバーは、平均値の3σを表す)。
図12の結果から、今回使用したロボットハンドについては、電流制限値が10%であれば動作速度が60%以下において、或いは、電流制限値が15%以上であれば、動作速度0〜90%の範囲において、測定値及び誤差の小さな測定結果が得られた。
[Test Example 6] Confirmation of change in stop position (control force is fixed at 4N) according to operating speed and current limit value Operating speed (speed) is set to 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50 %, 60%, 70%, 80% and 90%, respectively, and the current limit value [curlm (%); horizontal axis] at each operating speed is 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, The displacement value [z (mm); vertical axis] of the z-axis at 25% and 30% (the same set value for all 6 axes) was measured. The results are shown in FIG. 12 (the error bars in the figure represent the average value of 3σ).
From the results of FIG. 12, for the robot hand used this time, the operating speed is 60% or less when the current limit value is 10%, or the operating speed is 0 to 90% when the current limit value is 15% or more. In the range of, the measured values and the measurement results with small error were obtained.

[試験例7]被搬送物を把持した場合の電流制限値に応じた停止位置の変化(制御力は4N、動作速度は10%に固定)の確認
被搬送物として布片(表4における布番号1;綿製、厚み0.560mm、約100mm×85mm)を用いて、これを0枚、1枚、2枚及び3枚にそれぞれ変更し、各枚数(「number」と表記)において電流制限値〔curlm(%);横軸〕が0%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、12%、14%、15%、16%、18%、20%、25%及び30%(6軸全て同じ設定値)の際のz軸の変位値〔z(mm);縦軸〕を測定した。結果を図13に示す(図中のエラーバーは、平均値の3σを表す)。
図13の結果から、実際に布片の厚みの測定においては、電流制限値が10%であれば、厚み及び枚数の差を検出できることが分かった。
[Test Example 7] Confirmation of change in stop position (control force is fixed at 4N, operating speed is fixed at 10%) according to the current limit value when the object to be transported is gripped. A piece of cloth (cloth in Table 4) is used as the object to be transported. Number 1; Made of cotton, thickness 0.560 mm, approx. 100 mm x 85 mm), change this to 0, 1, 2 and 3 respectively, and the current limit value for each number (denoted as "number") [Curlm (%); horizontal axis] is 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 12%, 14%, 15 The displacement value [z (mm); vertical axis] of the z-axis at%, 16%, 18%, 20%, 25% and 30% (all 6 axes have the same set value) was measured. The results are shown in FIG. 13 (the error bars in the figure represent the average value of 3σ).
From the results of FIG. 13, it was found that in the actual measurement of the thickness of the cloth piece, if the current limit value is 10%, the difference between the thickness and the number of sheets can be detected.

そして、これら試験例1〜7の結果からすれば、被搬送物である布の厚み及び枚数確認を実施するためには、今回使用したロボットハンドにおいて、動作速度を50%以下及び電流制限値10%以上(6軸全てそれぞれ10%以上)とすれば、制御力1〜5Nの範囲内で、測定誤差(平均値の3σ)が枚数を判定したい布の厚み(今回のデータでは、0.195〜0.771mm)の10%以下となり、布の枚数を精度良く数えることができる。すなわち、コンプライアンス制御機構を有する把持手段として、仮に上記のものとは異なるものを用いた場合でも、このような事前実験を実施することで、少なくとも、動作速度・制御力・電流制限値(あるいはそれらの類似のパラメータ)を調整及び確認して、その測定誤差が、被搬送物(布)の厚みの50%以下であれば、他のロボットでも布枚数を精度よく確認することができ、当業者であれば、同じように本発明の方法を実施することができる。 Based on the results of Test Examples 1 to 7, in order to confirm the thickness and the number of cloths to be transported, the robot hand used this time has an operating speed of 50% or less and a current limit value of 10. % Or more (10% or more for each of the 6 axes), the thickness of the cloth for which the measurement error (average value 3σ) wants to determine the number of sheets within the range of control force 1 to 5N (0.195 to 0.771 in this data) It is 10% or less of mm), and the number of cloths can be counted accurately. That is, even if a gripping means having a compliance control mechanism different from the above is used, at least the operating speed, control force, and current limit value (or those) can be obtained by carrying out such a preliminary experiment. If the measurement error is 50% or less of the thickness of the object to be transported (cloth), the number of cloths can be confirmed accurately by other robots. If so, the method of the present invention can be carried out in the same manner.

[試験例8]
上記試験例1〜7の結果に基づいて、把持手段の動作速度を10%、制御力を4N、電流制限値を10%(6軸全てそれぞれ10%)に設定した上で、静電チャック部に布片(1枚、2枚、3枚、「number」と表記;横軸)を吸着させ、同じように、測定面に対する押し付けを行って、z軸の変位値(布片の厚み、「thickness(mm)」と表記;縦軸)を計測した。使用した布片(cloth)は表4に示す布番号1〜9のものである。基準値は、布を把持させない場合のz軸の変位値とした(測定値の繰り返し数N=50)。なお、布1枚の厚みをマイクロメータで測定した値も記載した(測定値の繰り返し数N=1)。結果を表4及び図14に示す。
表4及び図14の結果から、今回のコンプライアンス制御を備えた把持手段であれば、0.2mm程度の比較的薄い布から、1mm程度の比較的厚い布までにおいて、枚数に応じた厚みの差が検出され、厚みの測定ができれば枚数の検知が可能であることが分かった。
[Test Example 8]
Based on the results of Test Examples 1 to 7, the operating speed of the gripping means is set to 10%, the control force is set to 4N, and the current limit value is set to 10% (10% for each of the 6 axes), and then the electrostatic chuck portion. A piece of cloth (one piece, two pieces, three pieces, written as "number"; horizontal axis) is attracted to the surface, and similarly pressed against the measurement surface, the displacement value of the z-axis (thickness of the piece of cloth, "number"). Notated as "thickness (mm)"; vertical axis) was measured. The cloth pieces used are those of cloth numbers 1 to 9 shown in Table 4. The reference value was a displacement value on the z-axis when the cloth was not gripped (repeated number of measured values N = 50). The value obtained by measuring the thickness of one piece of cloth with a micrometer is also described (the number of repetitions of the measured value N = 1). The results are shown in Table 4 and FIG.
From the results of Table 4 and FIG. 14, if the gripping means is equipped with the compliance control this time, the difference in thickness depending on the number of sheets from a relatively thin cloth of about 0.2 mm to a relatively thick cloth of about 1 mm. Was detected, and it was found that the number of sheets could be detected if the thickness could be measured.

Figure 2021117139
Figure 2021117139

1…静電チャック、2…ロボットハンド、3…把持手段、4…被搬送物、5…コントローラ、6…台(測定面)、7…ゴム製シート、8…アタッチメント、a…電極層(正電極又は負電極)、b…樹脂フィルム、b’…絶縁体、c・c’…静電吸着体(積層シート)、d…被吸着物、e…プッシュプルゲージ
1 ... Electrostatic chuck, 2 ... Robot hand, 3 ... Gripping means, 4 ... Object to be transported, 5 ... Controller, 6 ... Table (measurement surface), 7 ... Rubber sheet, 8 ... Attachment, a ... Electrode layer (positive) Electrode or negative electrode), b ... Resin film, b'... Insulator, c / c'... Electrostatic adsorbent (laminated sheet), d ... Adsorbed object, e ... Push-pull gauge

Claims (8)

シート状の被搬送物を把持して搬送する際に、当該被搬送物を把持したままその厚みを測定する方法であって、
コンプライアンス制御機構を備える把持手段を用いて前記被搬送物を把持する工程と、把持された被搬送物を所定の測定面に対して押し付ける工程と、前記押し付けた際にコンプライアンス制御機構によって前記把持手段の動作が停止する際の厚み方向の変位値を計測する工程とを有し、
計測された当該変位値を予め設定された基準値と比較することにより、把持された被搬送物の厚みを測定することを特徴とするシート状被搬送物の厚み測定方法。
This is a method of measuring the thickness of a sheet-shaped object to be transported while grasping the object to be transported.
A step of gripping the object to be transported using a gripping means provided with a compliance control mechanism, a step of pressing the gripped object to be transported against a predetermined measurement surface, and a step of pressing the gripped object against a predetermined measurement surface, and the gripping means by the compliance control mechanism when pressed. It has a process of measuring the displacement value in the thickness direction when the operation of
A method for measuring the thickness of a sheet-shaped object to be transported, which comprises measuring the thickness of a gripped object to be transported by comparing the measured displacement value with a preset reference value.
前記基準値は、被搬送物を把持しない状態で前記把持手段を所定の測定面に対して押し付け、押し付けた際にコンプライアンス制御機構によって前記把持手段の動作が停止する際の変位値を計測することにより求められることを特徴とする請求項1に記載のシート状被搬送物の厚み測定方法。 The reference value is a displacement value when the gripping means is pressed against a predetermined measurement surface without gripping the object to be transported and the operation of the gripping means is stopped by the compliance control mechanism when the gripping means is pressed. The method for measuring the thickness of a sheet-shaped object to be transported according to claim 1, wherein the thickness is obtained by the above method. 予め、前記把持手段を前記所定の測定面に対して押し付ける際の速度及び/又は押し付け圧力並びにそれらに関連するパラメータと、コンプライアンス制御機構によって前記把持手段の動作が停止する際の厚み方向の変位値との関係を事前に確認した上で、前記被搬送物の厚み測定を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載のシート状被搬送物の厚み測定方法。 In advance, the speed and / or the pressing pressure when the gripping means is pressed against the predetermined measurement surface, parameters related thereto, and the displacement value in the thickness direction when the operation of the gripping means is stopped by the compliance control mechanism. The method for measuring the thickness of a sheet-shaped object to be transported according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the object to be transported is measured after confirming the relationship with the object in advance. 前記被搬送物の把持が、静電吸着によるものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシート状被搬送物の厚み測定方法。 The method for measuring the thickness of a sheet-shaped object to be transported according to any one of claims 1 to 3, wherein the gripping of the object to be transported is by electrostatic adsorption. 前記把持手段が、被搬送物を静電吸着力で吸着把持する静電チャックを備えたロボットハンドであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のシート状被搬送物の厚み測定方法。 The thickness of the sheet-shaped object to be conveyed according to any one of claims 1 to 4, wherein the gripping means is a robot hand provided with an electrostatic chuck that attracts and grips the object to be conveyed by electrostatic attraction. Measuring method. 前記静電チャックが、厚さ20〜200μmの絶縁体、厚さ1〜20μmの電極層、及び厚さ20〜200μmの樹脂フィルムが順次積層された積層シートと、前記電極層に電圧を印加する電源装置とを備えて、少なくとも前記樹脂フィルムの引張弾性率が1MPa以上100MPa未満であると共にその体積抵抗率が1×1010〜1013Ω・cmであり、また、前記電極層は正電極及び負電極を有する双極型電極からなり、当該電極層に電圧が印加されて発生する静電吸着力により、前記樹脂フィルムを吸着面として、被吸着物としての被搬送物を吸着するものであることを特徴とする請求項5に記載のシート状被搬送物の厚み測定方法。 The electrostatic chuck applies a voltage to the electrode layer and a laminated sheet in which an insulator having a thickness of 20 to 200 μm, an electrode layer having a thickness of 1 to 20 μm, and a resin film having a thickness of 20 to 200 μm are sequentially laminated. A power supply device is provided, and at least the tensile elasticity of the resin film is 1 MPa or more and less than 100 MPa, the volume resistance thereof is 1 × 10 10 to 10 13 Ω · cm, and the electrode layer is a positive electrode and It consists of a bipolar electrode having a negative electrode, and the resin film is used as an adsorption surface to adsorb an object to be transported as an object to be adsorbed by an electrostatic adsorption force generated by applying a voltage to the electrode layer. The method for measuring the thickness of a sheet-shaped object to be transported according to claim 5. シート状の被搬送物を把持して搬送する方法であって、
搬送元において、請求項1〜6のいずれかに記載の方法を用いて被搬送物を把持するとともに被搬送物を把持したままその厚みを測定する工程と、厚みが測定された被搬送物を搬送先まで搬送する工程とを有することを特徴とするシート状被搬送物の搬送方法。
It is a method of grasping and transporting a sheet-shaped object to be transported.
At the transport source, a step of grasping the object to be transported by using the method according to any one of claims 1 to 6 and measuring the thickness of the object to be transported while gripping the object to be transported, and a step of measuring the thickness of the object to be transported, the thickness of the object to be transported is measured. A method for transporting a sheet-shaped object to be transported, which comprises a step of transporting to a transport destination.
搬送先における載置面又は積層された被搬送物の上面に対して、把持された被搬送物を押し付ける工程と、前記押し付けた際にコンプライアンス制御機構によって前記把持手段の動作が停止する際の変位値を計測する工程とを有し、
計測された当該変位値に基づいて、前記把持した被搬送物の厚み又はこれと搬送先において積層された被搬送物との総厚みを測定することを特徴とする請求項7に記載のシート状被搬送物の搬送方法。
The step of pressing the gripped object to be transported against the mounting surface or the upper surface of the stacked objects to be transported at the transfer destination, and the displacement when the operation of the gripping means is stopped by the compliance control mechanism when the pressed object is pressed. Has a process to measure the value
The sheet shape according to claim 7, wherein the thickness of the gripped object to be transported or the total thickness of the object to be transported laminated at the transfer destination is measured based on the measured displacement value. Method of transporting the object to be transported.
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