JP2021142573A - 自動刃組みシステム及び自動刃組み方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スリッター装置の主軸に回転部材を取り付ける作業を効率的に行う。【解決手段】ロボットハンド３は、先端カバー４を外側から把持可能な複数本の指部３１を備える。複数本の指部３１は、回転部材の内面における複数位置を外側方向に押圧することによって、回転部材を把持できる。先端カバー４の外表面には、先端カバー４の軸線方向と略平行な方向に延びる複数の溝部４１が形成されている。複数の溝部４１は、複数本の指部３１を少なくとも部分的に内部に収納することによってロボットハンド３による先端カバー４の把持を確実にする。複数の溝部４１は、回転部材の内面を外側方向に押圧した状態で回転部材を把持している複数本の指部３１が、溝部４１をその延長方向に沿って通過できる形状とする。これによって、複数本の指部３１で把持された回転部材を先端カバー４の基端方向に搬送できる。【選択図】図１

Description

本発明は、スリッター装置の主軸に回転部材を取り付けるための自動刃組みシステム及び自動刃組み方法に関するものである。

下記特許文献１には、主軸の先端にガイドキャップを取り付けた後、ロボットアームで回転部材（カッタあるいはスペーサ）をつかんで、主軸に取り付ける技術が提案されている。この技術によれば、主軸の先端にガイドキャップを取り付けているので、回転部材を主軸に取り付ける作業を円滑に行うことが可能になる。

ところで、従来の技術では、主軸へのガイドキャップの着脱は作業者が行っている。しかしながら、スリッター装置の周囲は、ロボットアームの移動範囲内にあるため、ケージで囲われており、作業者がケージ内に立ち入る手順は厳格に定められている。したがって、このような着脱作業には時間を要し、作業効率が悪いという問題がある。

また、従来の技術におけるロボットアームの作業は、ガイドキャップに回転部材を引っ掛けてぶら下げるところまでであり、回転部材を主軸にはめ込む作業自体は、作業者が行う必要がある。

しかしながら、この作業はケージ内で行われるので、前記したような作業効率の問題があるだけでなく、主軸と回転部材との間のクリアランスが非常に小さいために、はめ込みに大きな力を要し、作業者への負担が大きいという問題もある。

特開２００４−６６４２６号公報

本発明は、前記した状況に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、スリッター装置の主軸に回転部材を取り付ける作業を効率的に行うことが可能な技術を提供することである。

本発明は、以下の項目に記載の発明として表現することができる。

（項目１）
スリッター装置の主軸に回転部材を取り付けるための自動刃組みシステムであって、
ロボットハンドと、前記主軸の先端に着脱可能なように取り付けられる先端カバーとを備えており、
前記ロボットハンドは、前記先端カバーを外側から把持可能な複数本の指部を備えており、
前記複数本の指部は、前記回転部材の内面における複数位置を外側方向に押圧することによって、前記回転部材を把持可能な構成となっており、
前記先端カバーの外表面には、前記先端カバーの軸線方向と略平行な方向に延びる複数の溝部が形成されており、
前記複数の溝部は、前記複数本の指部を少なくとも部分的に内部に収納することによって前記ロボットハンドによる前記先端カバーの把持を確実にする構成となっており、
さらに、前記複数の溝部は、前記回転部材の内面を外側方向に押圧した状態で前記回転部材を把持している前記複数本の指部が、前記溝部をその延長方向に沿って通過できる形状とされており、これによって、前記複数本の指部で把持された前記回転部材を前記先端カバーの基端方向に搬送できる構成となっている
ことを特徴とする自動刃組みシステム。

（項目２）
前記溝部には凹部が形成されており、
前記指部には、前記先端カバーを把持した状態において前記凹部と対向する位置に、前記凹部に収容される爪が設けられている
項目１に記載の自動刃組みシステム。

（項目３）
前記回転部材は、カッタ又はスペーサである
項目１又は２に記載の自動刃組みシステム。

（項目４）
前記複数の指部のうちの少なくとも一つは、前記先端カバー及び前記主軸の外径よりも若干外側の位置まで移動可能とされており、
前記ロボットハンドは、前記主軸の基端方向に前記指部を移動させることで、前記指部を前記回転部材の側面に当接させて、前記回転部材を前記主軸の基端方向に移動させる構成となっている
項目１〜３のいずれか１項に記載の自動刃組みシステム。

（項目５）
スリッター装置の主軸に回転部材を取り付けるための自動刃組み方法であって、
ロボットハンドと、前記主軸の先端に着脱可能なように取り付けられる先端カバーとを用いており、
前記ロボットハンドは、前記先端カバーを外側から把持可能な複数本の指部を備えており、
前記先端カバーの外表面には、前記先端カバーの軸線方向と略平行な方向に延びる複数の溝部が形成されており、
以下のステップ（ａ）〜（ｄ）を備える自動刃組み方法：
（ａ）前記ロボットハンドの指部を前記溝部に収納した状態で、前記指部により前記先端カバーを把持するステップ；
（ｂ）前記指部により把持された前記先端カバーを、前記ロボットハンドにより移動させて、前記主軸の先端に取り付け、その後、前記指部を前記先端カバーから離間させるステップ；
（ｃ）前記複数本の指部により、前記回転部材の内面における複数位置を外側方向に押圧することによって、前記回転部材を把持するステップ；及び
（ｄ）前記回転部材の内面を外側方向に押圧した状態で前記回転部材を把持している前記複数本の指部を、前記溝部の延長方向に沿って通過させることにより、前記回転部材を前記先端カバーの基端方向に搬送するステップ。

（項目６）
以下のステップ（ｅ）及び（ｆ）をさらに備える項目５に記載の自動刃組み方法：
（ｅ）前記ステップ（ｄ）の後、前記複数の指部のうちの少なくとも一つを、前記先端カバー及び前記主軸の外径よりも外側の位置まで移動させるステップ；及び
（ｆ）前記ロボットハンドにより前記主軸の基端方向に前記指部を移動させることで、前記指部を前記回転部材の側面に当接させて押し込むことにより、前記回転部材を前記主軸の基端方向に移動させるステップ。

本発明によれば、ロボットハンドを用いて、スリッター装置の主軸に、回転部材を効率的に、かつ、作業者への安全を確保しつつ行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係る自動刃組みシステムの説明図であって、ロボットハンドにより先端カバーを把持した状態において、図２のＡ−Ａ線に沿って要部を破断した状態での図である。 図１の右方向から見た、先端カバーの側面図である。 図２のＡ−Ａ線と同じ破断位置における、ロボットハンドの断面図である。 図２のＡ−Ａ線と同じ破断位置における、先端カバーの断面図である。 先端カバーと主軸との取り付け構造の説明図であって、先端カバーを側面方向から見た状態において部分的に拡大した図である ロボットハンドにより回転部材をその内側から保持した状態を示す説明図である。 ロボットハンドにより回転部材を主軸に押し込む状態を示す説明図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る自動刃組みシステム（以下単に「システム」と略称することがある）について説明する。このシステムは、スリッター装置の主軸１（図１参照）に回転部材２（図６参照）を取り付けるためのものである。

（本実施形態の構成）
このシステムは、ロボットハンド３と、主軸１の先端１１に着脱可能なように取り付けられる先端カバー４とを備えている。

（主軸）
主軸１の先端１１近傍は、先端１１にいくほど徐々に縮径される形状となっており、先端１１の近傍には段差部１１１が形成されている。段差部１１１には、後述する先端カバー４の係合溝４４と係合する突起１２が、外側方向に突出するように形成されている（図５参照）。ただし、突起１２の高さは、主軸１における回転部材取付位置の外周面よりも低い位置とされている。

（回転部材）
本実施形態の回転部材２としては、従来と同様なスペーサ２１又はスリッタ２２（図６参照）を用いることができる。

（ロボットハンド）
ロボットハンド３は、先端カバー４を外側から把持可能な複数本の指部３１と、各指部３１を移動させるための基部３２とを備えている。指部３１の本数は、本実施形態では３本（図２参照）とされているが、複数であればよい。ただし、先端カバー４の把持状態の安定を考えると、３本以上であることが好ましい。

ロボットハンド３は、基部３２を介して、各指部３１を、ロボットハンド３の軸心位置（図２における中心位置）に対して径方向における内外方向に向けて、適宜のタイミング及びストロークで移動させることができるようになっている。さらに、ロボットハンド３は、基部３２を介して、指部３１の全体を、任意の３次元方向（ロボットハンドの軸心方向に沿う方向を含む）において、適宜のタイミング及びストロークで移動させることができるようになっている。

各指部３１は、基部３２により径方向外側に移動させられたときに、回転部材２の内面を、その当接位置において外側方向に押圧することによって、回転部材２を把持可能な構成となっている。

さらに、本実施形態の各指部３１には、先端カバー４を把持した状態において、先端カバー４の凹部４１１（後述）と対向する位置に、凹部４１１に収容される爪３１１が設けられている（図３参照）。

また、複数の指部３１は、先端カバー４及び主軸１の外径よりも若干外側の位置まで、基部３２により移動可能とされている。

さらに、本実施形態のロボットハンド３は、基部３２を介して主軸１の基端方向に指部３１を移動させることで、指部３１を回転部材２の側面に当接させて、回転部材２を主軸１の基端方向に移動させるようになっている。ロボットハンド３の詳しい動作については後述する。

前記以外の点におけるロボットハンド３の構成としては、従来のものと同様とすることができるので、これ以上詳しい説明は省略する。

（先端カバー）
先端カバー４の外表面には、先端カバー４の軸線方向と略平行な方向に延びる複数の溝部４１が形成されている（図４参照）。本実施形態における溝部４１の本数及び形状は、前記したロボットハンド３の指部３１に対応したものとされている。

各溝部４１は、各指部３１を少なくとも部分的に内部に収納することによって、ロボットハンド３による先端カバー４の把持を確実にするようになっている（図２参照）。

さらに、本実施形態の各溝部４１は、回転部材２の内面を外側方向に押圧した状態で回転部材２を把持している各指部３１が、溝部４１をその延長方向に沿って通過できる形状とされている。本実施形態では、これによって、指部３１で把持された回転部材２を先端カバー４の基端方向に搬送できるようになっている。この点についても後述する。

また、本実施形態の各溝部４１には、前記したように、指部３１の爪３１１を収容するための凹部４１１が、対応する位置に形成されている（図４参照）。

さらに、本実施形態の先端カバー４の先端側（図４において右側）には、テーパー部４３が形成されている。

また、本実施形態の先端カバー４の基端側（図４において左側）には、主軸１の段差部１１１に嵌合する嵌合部４２が形成されている。

さらに、先端カバー４の嵌合部４２には、前記した主軸１の突起１２を内部に収容する係合溝４４が形成されている（図５参照）。係合溝４４は、先端カバー４の外周側から見て略Ｌ字状に形成されている。

（本実施形態の自動刃組み方法）
つぎに、前記したシステムを用いてスリッター装置の主軸１に回転部材２を取り付ける方法の一例について説明する。なお、後述の説明において、指部３１を含めたロボットハンド３の動作は、予め設定されたプログラムに従って制御されることを前提とするが、作業者により適宜に動作指示を入力することも可能である。

（先端カバーの把持）
まず、ロボットハンド３の指部３１を溝部４１に収納した状態で、指部３１により先端カバー４を把持する。把持した状態を図１に示す。ここで、本実施形態では、指部３１の爪３１１を、先端カバー４の凹部４１１に収納しているので、先端カバー４を指部３１により確実に把持することができる。

（先端カバーの取り付け）
つぎに、指部３１により把持された先端カバー４を、ロボットハンド３により、主軸１の方向に移動させて、主軸１の先端１１に取り付ける（図１参照）。ここで本実施形態では、先端カバー４の係合溝４４の内部に、主軸１の突起１２を収納する。そして、先端カバー４が主軸１に当接するまで、先端カバー４を主軸１の方向に押し込む。このとき、先端カバー４の嵌合部４２に、主軸１の段差部１１１が収容され、突起１２が、Ｌ字状の係合溝４４の隅部の位置に達する。

続いて、本実施形態では、ロボットハンド３により、先端カバー４を、その中心軸回りにわずかに回転させる。これにより、図５に示すように、突起１２を、Ｌ字状の係合溝４４の最深部の位置（Ｌ字の先端位置）に配置することができる。このようにすると、先端カバー４と主軸１との位置関係を確実に安定させることができる。

その後、ロボットハンド３により、各指部３１を、径方向外側にわずかに移動させる。これにより、指部３１の爪３１１と先端カバー４の凹部４１１との係合を外すことができる。続いて、ロボットハンド３により、指部３１を先端カバー４から離間させて、初期位置（図１参照）に復帰させる。

（回転部材の把持）
つぎに、各指部３１を径方向内側に移動させて全体の外径を縮めた後、指部３１の全体を、ラック等の保管場所に保管されている回転部材２の内部に挿入する。ついで、各指部３１を径方向外側にわずかに移動させ、回転部材２の内面における複数位置を外側方向に押圧する（図６参照）。これによって、回転部材２をロボットハンド３により確実に把持することができる。なお、図６においては、主軸１に既に複数の回転部材２が取り付けられた状態を例示しているが、当然のことながら、主軸１に回転部材２が未だ取り付けられていないこともある。

（回転部材の搬送）
つぎに、回転部材２の内面を外側方向に押圧した状態で回転部材２を把持している各指部３１を、ロボットハンド３により主軸１の先端１１に向けて移動させる。すると、各指部３１は、主軸１に取り付けられている先端カバー４の溝部４１を、その延長方向に沿って通過する。これにより、回転部材２を先端カバー４の基端方向に搬送することができる。ここで、搬送された回転部材２の位置を、図６において一点鎖線で示している。この状態では、回転部材２の内面は、先端カバー４の外表面に載っている。つまり、この作業により、回転部材２を先端カバー４により一旦支持することができる。

（指部の移動）
ついで、指部３１を、ロボットハンド３の径方向内側に若干移動させて、回転部材２の内面からわずかに離間させる。その後、ロボットハンド３により、指部３１を、回転部材２から外れる位置（図６において回転部材２よりも右側の位置）まで移動させる。これにより、指部３１と回転部材２との干渉を防ぐことができる。

（回転部材の押し込み）
ついで、各指部３１を、先端カバー４及び主軸１の外径よりも若干外側の位置となるまで、径方向外側に移動させる（図７参照）。このとき、各指部３１の先端は、先端カバー４に載置された回転部材２の側面（図７において右側の側面）に面することになる。

ついで、ロボットハンド３により主軸１の基端方向に指部３１を移動させる。これにより、本実施形態によれば、指部３１を回転部材２の側面に当接させて押し込むことができる。このようにして、本実施形態では、回転部材２を主軸１の基端方向（図７において左方向）に移動させることができる。図７に示すように、既に主軸１に回転部材２が取り付けられていたときは、既に取り付けられていた回転部材２は、新たに取り付けられる回転部材２により、基端方向に押し込まれる。

本実施形態では、溝部４１を指部３１が通過できるので、径方向への指部３１の移動ストロークを小さく抑えた場合でも、回転部材２の押し込み動作を確実に行うことができるという利点がある。ここで、各回転部材２の、軸線方向での位置は、スペーサ２１の幅や個数により調整が可能である。

従来の技術では、主軸にガイドキャップを取り付けるときには、作業者の安全を確保するために、手順が煩雑化し、作業効率が悪くなっていた。また、作業者が主軸に回転部材をはめ込んでいたので、同様に作業効率の問題があるだけでなく、作業者への身体的負担が大きいという問題もあった。

これに対して、本実施形態のシステムによれば、人手によらずにロボットハンド３により先端カバー４を主軸１に取り付けることができるので、作業者の安全が確保できるだけでなく、作業時間を短縮できる。さらには、先端カバー４を取り付けたときと同じロボットハンド３で主軸１に回転部材２を取り付けることが可能になるので、作業者への作業負担を軽減でき、しかもシステムのスペース効率がよいという利点もある。これらにより、本実施形態のシステムでは、設置コスト及び運用コストの削減を期待できる。

さらに、本実施形態では、先端カバー４の係合溝４４によって先端カバー４を主軸１に固定しているため、先端カバー４を主軸１から取り外すことなく、引き続いてスリッター装置を稼働して、金属薄板などの被加工材料を裁断することができる。

なお、本発明の内容は、前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載された範囲内において、具体的な構成に対して種々の変更を加えうるものである。

例えば、本実施形態では、指部３１に爪３１１を設け、これに係合する凹部４１１を溝部４１に設けたが、これとは逆に、溝部４１に爪を設け、指部３１に凹部を設けて、同様に機能させることも可能である。

さらに、本実施形態では、主軸１に突起１２を設け、先端カバー４に係合溝４４を設けたが、これとは逆に、主軸１に係合溝を設け、先端カバー４に突起を設けて同様に機能させる構成も可能である。

また、前記実施形態では、各指部３１は基本的に同様に動くことを前提にしていたが、複数の指部３１のうちの一部が、他とは異なる動作を行うものであってもよい。要するに、前記した実施形態と同様の機能を発揮できればよい。

１ 主軸
１１ 先端
１１１ 段差部
１２ 突起
２ 回転部材
３ ロボットハンド
３１ 指部
３１１ 爪
３２ 基部
４ 先端カバー
４１ 溝部
４１１ 凹部
４２ 嵌合部
４３ テーパー部
４４ 係合溝

Claims (6)

1. スリッター装置の主軸に回転部材を取り付けるための自動刃組みシステムであって、
   ロボットハンドと、前記主軸の先端に着脱可能なように取り付けられる先端カバーとを備えており、
   前記ロボットハンドは、前記先端カバーを外側から把持可能な複数本の指部を備えており、
   前記複数本の指部は、前記回転部材の内面における複数位置を外側方向に押圧することによって、前記回転部材を把持可能な構成となっており、
   前記先端カバーの外表面には、前記先端カバーの軸線方向と略平行な方向に延びる複数の溝部が形成されており、
   前記複数の溝部は、前記複数本の指部を少なくとも部分的に内部に収納することによって前記ロボットハンドによる前記先端カバーの把持を確実にする構成となっており、
   さらに、前記複数の溝部は、前記回転部材の内面を外側方向に押圧した状態で前記回転部材を把持している前記複数本の指部が、前記溝部をその延長方向に沿って通過できる形状とされており、これによって、前記複数本の指部で把持された前記回転部材を前記先端カバーの基端方向に搬送できる構成となっている
   ことを特徴とする自動刃組みシステム。
2. 前記溝部には凹部が形成されており、
   前記指部には、前記先端カバーを把持した状態において前記凹部と対向する位置に、前記凹部に収容される爪が設けられている
   請求項１に記載の自動刃組みシステム。
3. 前記回転部材は、カッタ又はスペーサである
   請求項１又は２に記載の自動刃組みシステム。
4. 前記複数の指部のうちの少なくとも一つは、前記先端カバー及び前記主軸の外径よりも若干外側の位置まで移動可能とされており、
   前記ロボットハンドは、前記主軸の基端方向に前記指部を移動させることで、前記指部を前記回転部材の側面に当接させて、前記回転部材を前記主軸の基端方向に移動させる構成となっている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動刃組みシステム。
5. スリッター装置の主軸に回転部材を取り付けるための自動刃組み方法であって、
   ロボットハンドと、前記主軸の先端に着脱可能なように取り付けられる先端カバーとを用いており、
   前記ロボットハンドは、前記先端カバーを外側から把持可能な複数本の指部を備えており、
   前記先端カバーの外表面には、前記先端カバーの軸線方向と略平行な方向に延びる複数の溝部が形成されており、
   以下のステップ（ａ）〜（ｄ）を備える自動刃組み方法：
   （ａ）前記ロボットハンドの指部を前記溝部に収納した状態で、前記指部により前記先端カバーを把持するステップ；
   （ｂ）前記指部により把持された前記先端カバーを、前記ロボットハンドにより移動させて、前記主軸の先端に取り付け、その後、前記指部を前記先端カバーから離間させるステップ；
   （ｃ）前記複数本の指部により、前記回転部材の内面における複数位置を外側方向に押圧することによって、前記回転部材を把持するステップ；及び
   （ｄ）前記回転部材の内面を外側方向に押圧した状態で前記回転部材を把持している前記複数本の指部を、前記溝部の延長方向に沿って通過させることにより、前記回転部材を前記先端カバーの基端方向に搬送するステップ。
6. 以下のステップ（ｅ）及び（ｆ）をさらに備える請求項５に記載の自動刃組み方法：
   （ｅ）前記ステップ（ｄ）の後、前記複数の指部のうちの少なくとも一つを、前記先端カバー及び前記主軸の外径よりも外側の位置まで移動させるステップ；及び
   （ｆ）前記ロボットハンドにより前記主軸の基端方向に前記指部を移動させることで、前記指部を前記回転部材の側面に当接させて押し込むことにより、前記回転部材を前記主軸の基端方向に移動させるステップ。

Images