JP2589204B2 - ラベル貼付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワークの所定位置にラベルを確実に自動貼
付するためのラベル貼付装置に関するものである。詳し
くは、曲面部にラベルを貼付するのに特に適した装置に
関する。

〔従来の技術〕

特開昭62−235039号公報には、曲面を有するワークの
所定位置にラベルを自動貼付することができる技術が開
示されている。

この技術は、台紙上のラベルをローラ周囲に吸着さ
せ、これをワークのラベル貼付位置まで移動して押圧す
る。そして、この状態でローラから圧縮空気を吹き出し
て前記ラベルを貼付するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の圧縮空気の吹き出し圧力を利用
したラベル貼付方法によると、例えば、円筒状のワーク
の周方向にラベルを貼付する場合には、圧縮空気の吹き
出し位置から離れた位置、即ちラベルの両端部は圧縮空
気によって受ける圧力が低くなり確実な貼付が難しくな
る。

本発明は、上記知見に基づいて曲面を有するワークに
対しても、ラベルを自動的にかつ確実良好に貼付するこ
とができるラベル貼付装置を提供することを解決すべき
課題とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は以下の構造を有するラベル貼付装置によっ
て解決される。

即ち、請求項１に記載されたラベル貼付装置は、裏面
に接着剤が塗布されているラベルの表面を吸着手段によ
り吸着した状態で、そのラベルの裏面をワークのラベル
貼付面に仮貼付し、仮貼付された前記ラベルの表面をロ
ーラで押圧することによりワークに前記ラベルを貼付す
るラベル貼付装置において、 前記吸着手段とローラとを共に支持する支持部材と、 前記ラベル貼付面の形状に合わせて前記支持部材の移
動軌跡を設定する移動軌跡設定手段と、 仮貼付された前記ラベルの表面をローラで押圧する際
に、前記支持部材を前記移動軌跡設定手段により設定さ
れた移動軌跡に基づいて移動させる移動手段と、を有し
ている。

〔作用〕

請求項１に記載された発明によると、吸着手段とロー
ラとは共に支持部材により支持されているため、吸着手
段により吸着したラベルをワークのラベル貼付面に仮貼
付した後、速やかにローラで押圧することができる。こ
のため、仮貼付したラベルが剥がれたり位置ずれするよ
うなトラブルは生じない。

さらに、ラベル貼付面の形状に合わせて支持部材の移
動軌跡が設定されているため、前記ラベル貼付面が曲面
であったり凹凸を有していても、前記ローラはほぼ一定
の力で前記ラベル全体を押圧できるようになる。このた
め、ラベルを確実に貼付できる。

また、ワークのラベル貼付面の形状に応じて支持部材
の移動軌跡を変更することにより、前記ローラの形状等
を変更することなく多種類のワークに対応が可能とな
る。

〔実施例〕

以下、図面を基に実施例を具体的に説明する。

本実施例に係るラベル貼付装置は円筒状ワーク25の周
方向に細長い形状のラベルを自動貼付する装置である。

第１図から第３図までは本発明の一実施例に係るラベ
ル貼付装置の正面図、側面図および平面図を示してい
る。

図中２はラベルプリンタであり、ラベル１の表面に所
定の情報を印刷してラベル供給位置10からラベル１を１
枚づつ供給するものである。なお、ラベル１はシール状
になっており、その裏面には接着剤が塗布されている。

図中３はラベル貼付ヘッドである。ラベル貼付ヘッド
３は、ラベルプリンタ２で印刷されたラベル１を吸着し
て円筒状のワーク25の表面に仮貼付するための吸着ヘッ
ド3aと、ワーク25のラベル貼付面に倣って転動しながら
仮貼付されたラベル１を押圧して本貼付させるためのロ
ーラ3bと、さらに吸着ヘッド3aとローラ3bとを支持する
ための部材とから構成されている。図中実線で表されて
いるラベル貼付ヘッド３は、ラベル１をラベル供給位置
10において吸着するために、吸着ヘッド3aが下向き、即
ちラベル供給位置10を指向している状態を示している。
図中２点鎖線で表されているラベル貼付ヘッド３は、ラ
ベル１を吸着後にシャフト3eを中心に90゜回動された状
態を示しており、ラベル１をワーク25に貼付するための
準備状態である。ラベル貼付ヘッド３の詳細構造につい
ては後述する。

ラベル貼付ヘッド３は縦アーム４を介して上下軸ユニ
ット16に連結されており、上下軸ユニット16によって図
中上下方向に移動が可能となっている。また、上下軸ユ
ニット16は左右軸ユニット17と連結しており、左右軸ユ
ニット17によって、ラベル貼付ヘッド３と一体に、第３
図中上下方向（左右方向）に移動が可能となっている。
さらに、左右軸ユニット17は前後軸ユニット18に連結さ
れており、前後軸ユニット18によって、上下軸ユニット
16およびラベル貼付ヘッド３と一体に、第３図中水平方
向（前後方向）に移動可能となっている。

このように、上下軸ユニット16、左右軸ユニット17お
よび前後軸ユニット18から構成される３軸直交ロボット
によって、ラベル貼付ヘッド３はラベルプリンタ２のラ
ベル供給位置10からワーク25のラベル貼付位置25aに至
るまで自由に移動が可能となっている。なお、３軸直交
ロボットはラベル貼付位置制御ユニット（図示されてい
ない）からの信号により駆動される。

即ち、３軸直交ロボットの上下軸ユニット16、左右軸
ユニット17、前後軸ユニット18が本発明の移動手段とし
て機能する。

第４図は、第２図と同一方向からみたラベル貼付ヘッ
ド３の詳細図を表しており、第５図は第４図のＶ矢視図
（ただし一部を切り欠いて示している）、即ち第１図と
同一方向からみたラベル貼付ヘッド３の詳細図を表して
いる。

吸着ヘッド3aの先端には表面が平面であるゴム板13a
が設けられており、ゴム板13aは表面にノズル孔3nを有
している。このノズル孔3nが後記する真空発生部21と連
通しており、真空発生部21が駆動されることにより、ノ
ズル孔3nの周辺は負圧状態となってラベル１の吸着が行
われる。

吸着ヘッド3aはホルダ3cの一端に取り付けられてい
る。

また、ホルダ3cの他端には、円柱形状をしており、そ
の外周面にゴム板が巻装されているローラ3bが軸部を中
心に回転可能に取り付けられている。

そして、ホルダ3cの中央部分、即ち吸着ヘッド3aとロ
ーラ3bとの取付け位置のほぼ中央はガイドバー3h、3jに
よってＬ型アーム3fに連結されている。ここで、ホルダ
3cはガイドバー3h、3jの軸沿いにＬ型アーム3fの方向に
移動が可能となっており、さらにホルダ3cとＬ型アーム
3fとの間にはスプリング3kがガイドバー3hの外周に位置
した状態で、所定の予圧を持って（本実施例においては
1.2kg）介装されている。これによって、ホルダ3cに取
り付けられている吸着ヘッド3aあるいはローラ3bがラベ
ル１を貼付する時にワーク25に当接すると、ワーク25は
常にスプリング3kの撓み力に等しい力で吸着ヘッド3aあ
るいはローラ3bに押圧されることになる。

さらに、吸着ヘッド3aとローラ3bとは間隔をおいて配
置されているために、ラベル貼付ヘッド３が２点鎖線で
示す水平位置にあって、円筒状のワーク25に対して吸着
ヘッド3aが接触しているときはローラ3bはワーク25に接
触せず、逆に前記ワーク25に対してローラ3bが接触して
いるときは吸着ヘッド3aは接触しない構造となってい
る。

図中3dはアクチュエータであり、Ｌ型アーム3fをシャ
フト3eを中心に90゜回動させる働きをする。即ち、ラベ
ル貼付ヘッド３を第５図の実線で示される姿勢（ラベル
１をラベルプリンタ２から吸着する時の姿勢）からシャ
フト3eを中心として、第５図の２点鎖線で示される姿勢
（ラベル１を吸着した後でワーク25にラベル１貼付する
時の姿勢）にまで回動させ、あるいはその逆に回動させ
る働きをするものである。

ラベル貼付ヘッド３は旋回ベース3mを介して前記縦ア
ーム４に堅固に固定される。

第６図は、前述の吸着ヘッド3aのノズル孔3nから真空
発生部21までの配管系統図が示されている。

ここで、エアブロー電磁弁22は、運転時においては、
常に、第６図に示すようにノズル孔3nと真空発生部21と
を連通させた状態に保持されている。

この状態で、ラベル貼付位置制御ユニット（図示され
ていない）から吸着入りの信号、即ち、真空発生の信号
が入力すると電磁弁21aは開弁し電磁弁21eは閉弁する。
これによって、圧縮空気源20からの圧縮空気は電磁弁21
aを経由してエゼクタ21bに至り、これを通過して消音器
21cから外部に放散される。圧縮空気の通過によってエ
ゼクタ21bには負圧が発生し、この負圧が配管21p、フィ
ルタ21d、エアブロー電磁弁22、フィルタ23および配管3
pを介してノズル3nに導かれる。吸着ヘッド3aはこれに
よってラベル１の吸着が可能となる。なお、図中21fは
ノズル3nの負圧状態を確認する圧力スイッチである。

また、ラベル貼付位置制御装置から吸着切りの信号が
入力すると電磁弁21aは閉弁し電磁弁21eは開弁する。こ
れによって、圧縮空気は電磁弁21e、流量調整弁21h、エ
アブロー電磁弁22およびフィルタ23を経由してノズル3n
から放出され、ノズル3n部分の負圧状態が解除されると
ともにエアブローが行われる。

さらに、エアブロー電磁弁22がエアブローの側22aに
切り替わると、圧縮空気源20からの圧縮空気は直接に流
量調整弁24、エアブロー電磁弁22、フィルタ23を経由し
てノズル3nから放出されエアブローが行われる。このよ
うにして、ノズル3nおよびフィルタ23等の詰まり防止が
図られている。

次に、ラベル貼付装置の機能を説明する。

先ず、３軸直交ロボットを駆動させて、ラベル貼付ヘ
ッド３をラベルプリンタ２のラベル供給位置10に待機さ
せる。この時、ラベル貼付ヘッド３の吸着ヘッド3aは下
向きになってラベル１を吸着できる態勢となるようにア
クチュエータ3dは動作される。次に、ラベルプリンタ２
でラベル１の表面に所定の情報を印刷し、ラベル１の表
面が吸着ヘッド3aに吸着されるように、ラベル１を保持
する。この状態で、真空発生部21の電磁弁21aを開弁さ
せ、電磁弁21eを閉弁させることにより吸着ヘッド3aの
ノズル孔3nを負圧状態に保ち、前記ラベル１の表面側を
吸着する。

次に、ラベル貼付ヘッド３のアクチュエータ3dを駆動
させて、吸着ヘッド3aおよびローラ3bを90゜回動させ、
ワーク25にラベル１を貼付する態勢を整える。そして、
この動作と平行して３軸直交ロボットを駆動させ、ラベ
ル貼付ヘッド３をワーク25のラベル１の貼付位置25aま
で移動させる。

この状態からさらに、３軸直交ロボットを駆動させ、
ラベル貼付ヘッド３の吸着ヘッド3aの中心をワーク25の
ラベル貼付位置25aに押し付ける。この際、前述のＬ型
アーム3fとホルダ3cとの間に介装されたスプリング3kに
撓みが生じ、このスプリング3kの撓みによる反発力が押
圧力となる。

ここで、前述のように吸着ヘッド3aのゴム板13aの表
面は平面であるために、ラベル１が吸着された状態で吸
着ヘッド3aの中心が円筒状のワーク25に押圧されると、
ラベル１の中心部分のみがワーク25に貼付されることに
なる。

押圧が完了した段階で、真空発生部21の電磁弁21aを
閉弁させ、電磁弁21eを開弁させることにより吸着ヘッ
ド3aにおけるラベル１の吸着を解除し、ノズル孔3nから
エアブローを行う。そして、３軸直交ロボットによっ
て、ラベル貼付ヘッド３をワーク25から後退させて吸着
ヘッド3aをワーク25から離す。これによって、ラベル１
の仮貼付が終了し、ラベル１は中心部分のみが円筒状の
ワーク25に貼付される。

次に、第７図の（ａ）〜（ｈ）に示すように、３軸直
交ロボットを所定の範囲内で駆動させながら、ラベル１
の仮貼付された部位を始点としてラベル貼付ヘッド３の
ローラ3bをラベル１の貼付面に倣って転動させることに
よって、ラベル１の本貼付を行う。

第７図（ａ）ではローラ3bをラベル１の仮貼付された
部位の正面、即ちローラ3bをラベル１の中央正面に移動
させる。

第７図（ｂ）では、ローラ3bの外周面をラベル１の中
央部分に押圧する。この時、前述の吸着ヘッド3aの場合
と同様にスプリング3kに撓みが生じ、このスプリング3k
の撓みによる反発力が押圧力となる。

第７図（ｃ）では、ラベル貼付ヘッド３を水平左に移
動させる。ここで、ローラ3bはスプリング3kによってワ
ーク25に対して押圧されているために、ラベル貼付ヘッ
ド３が水平左に移動してもローラ3bはワーク25の外周面
に倣って転動する。

第７図（ｄ）では、ラベル貼付ヘッド３を左上の方
向、即ち円周の接線方向に移動させる。前述のようにロ
ーラ3bはスプリング3kによってワーク25に対して押圧さ
れているために、ラベル貼付ヘッド３が左上の方向に移
動してもローラ3bはワーク25の外周面に倣って転動す
る。ここで、ローラ3bの転動はラベル１の左端から2mm
行き過ぎた位置まで行う。このようにして、ラベル１の
中心から左半分の本貼付は終了する。

ラベル１の中心から右半分の本貼付は第７図（ｅ）〜
（ｈ）に示すように、前記左半分の本貼付の場合と同様
の操作を繰り返して実行する。

このように、ラベル１の仮貼付された部位を始点にし
てローラ3bをラベル１の貼付面に倣って転動させるた
め、ラベル１に皺や弛みが生じ難くなっている。また、
ローラ3bの外周面にはゴム板が巻装されているために、
このゴムの弾力性によってワーク25面の若干の凹凸は吸
収され、ラベル１の表面上を転動したときにもラベル１
に皺や弛みが生じることはない。

第８図は、第７図に示す順序でラベル１の本貼付を実
施した場合のローラ3bの中心位置の軌跡（Ａ′→Ｅ′→
Ａ′→Ｃ′→Ａ′）と、ラベル貼付ヘッド３の動作の軌
跡、詳しくはラベル貼付ヘッド３のＬ型アーム3fの先端
の軌跡（ロボットの動作軌跡）を表している。即ち、ラ
ベル貼付ヘッド３のＬ型アーム3fが本発明の支持部材と
して機能する。

ここで、ロボット動作軌跡（Ａ→Ｄ→Ｅ→Ｄ→Ａ→Ｂ
→Ｃ→Ｂ→Ａ）の設定方法を説明する。

先ず、第８図において、ワーク25に仮貼付されたラベ
ル１の中心に接するローラ3bの中心位置Ａ′を決定す
る。次に、ラベル１の左端を2mm行き過ぎた点に接する
ローラ3bの中心位置Ｅ′および、ラベル１の右端を2mm
行き過ぎた点に接するローラ3bの中心位置Ｃ′を決定す
る。

上記の手法によって求められた点Ｅ′、Ａ′、Ｃ′を
結ぶ円弧が、ローラ3bの中心位置の軌跡となる。次に、
円弧Ｅ′Ａ′Ｃ′を３等分する点Ｄ′、Ｂ′を求める。
このようにして、点Ｅ′、Ｄ′、Ｂ′、Ｃ′が決定され
た後にロボットの移動点Ｅ、Ｄ、Ｂ、Ｃを決定する。こ
こでは、点Ｅ′と点Ｅ間、点Ｄ′と点Ｄ間、点Ｂ′と点
Ｂ間、点Ｃ′と点Ｃ間のそれぞれの距離がスプリング3k
がX0（X0＝2mm）撓んだ状態におけるローラ3bの中心位
置とＬ型アーム3fの先端間の距離に等しく設定される。
そして、ロボット動作軌跡は点Ｄと点Ｂとの中点Ａから
点Ｄに向かって直線的に移動し、ついで、点Ｅに向かっ
て直線的に移動し、以下点Ｅ→Ｄ→Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｂ→Ａ
に向かってそれぞれ直線的に移動するように設定され
る。即ち、３軸直交ロボットの左右軸ユニット17と前後
軸ユニット18が駆動されることにより、ラベル貼付ヘッ
ド３のＬ型アーム3fの先端が点Ａ→Ｄ→Ｅ→Ｄ→Ａ→Ｂ
→Ｃ→Ｂ→Ａを直線的に移動する。

これにより、ローラ3bの中心はワーク25のい表面にほ
ぼ倣って動くことになる。

ここで、ローラ3bの中心が点Ｄ′、Ｅ′、Ｂ′、Ｃ′
の位置にある時は、前述のように、スプリング3kが2mm
撓んだ状態でローラ3bがワーク25に押圧されるようにロ
ボット動作軌跡が設定されており、この時の押圧力は1.
5kgとなる。なお、ワーク25の設置位置が若干ズレるこ
とを考慮して、実際に必要な押圧力以上の力で押圧され
るようにしている。

また、ローラ３の中心が点Ｄ′、Ｅ′、Ｂ′、Ｃ′以
外の位置にある時は、ロボット動作軌跡Ａ→Ｄ→Ｅ→Ｄ
→Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｂ→Ａと、ローラ3bの中心位置の軌跡の
形状と等しい円弧（図中点線部分）とはｘ軸方向におい
てズレｄを生じており、このためスプリング3kの撓み量
X1は上記スプリング3kの撓み量X0の値にズレｄを加えた
値となる。

ズレｄはローラ3bの中心位置が点Ａ′において最大
（dmax＝0.6mm）であり、したがって、ローラ3bの中心
位置が点Ａ′にあるときの撓み量X1は、X1＝2.6mmとな
る。そして、この時のスプリング3kの荷重は1.6kgとな
る。即ち、ワーク25が所定の設置位置にあるときには、
ラベル１は1.5kg〜1.6kgの力で押圧されるようになって
いる。

上記したように、本実施例においては、ラベル１の仮
貼付された部位を始点にしてローラ3bをラベル１の貼付
面に倣って転動させるため、ラベル１に皺や弛みが生じ
難くラベル１の貼付が確実となり、良好な貼付品質を得
ることができる。

また、外径がさまざまなワーク25に対しても、ロボッ
ト動作軌跡の設定替えをすることによって簡単に対応が
可能である。

即ち、３軸直交ロボットを駆動させるラベル貼付装置
制御ユニットが本発明の移動軌跡設定手段として機能す
る。

さらに、吸着ヘッド3aあるいはローラ3bはスプリング
3kの撓み力によってワーク25に押圧される構造のため、
ワーク25のラベル貼付位置に対する３軸直交ロボットの
位置決め精度がある程度ラフで良く、位置決め時間が短
縮できる。

第９図は本発明の第２実施例に係るラベル貼付装置の
吸着ヘッド30aの詳細図である。

本実施例の吸着ヘッド30aは、ラベル１の貼付面が平
面あるいは凹面となっているワークを対象に考えられて
いる。

吸着ヘッド30aは、先端のゴム板130aの表面形状を凸
面状にしたものである。これによって、吸着ヘッド30a
がワークに押圧されたときに、表面が凹面状のワークで
あってもラベル１の中心部分のみを仮貼付することがで
きる。このため、後のローラ3bによる本貼付において
も、ローラ3bをラベル１の仮貼付された部位を始点にし
てラベル１の貼付面に倣って転動させることができ、ラ
ベル１に皺や弛みがない良好な貼付品質を得ることがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によると、ラベルに皺や弛みが発生せず確実な
貼付が実行されるため、ラベルの誤読み取り等がなくな
る。

さらに、ラベル貼付面の形状の変化による影響をさほ
ど受けないために、ワークの形状変化に柔軟に対応が可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係るラベル貼付装置の正
面図、第２図は本発明の第１実施例に係るラベル貼付装
置の側面図、第３図は本発明の第１実施例に係るラベル
貼付装置の平面図、第４図は第２図に示すラベル貼付ヘ
ッド３の詳細図、第５図は第４図のＶ矢視図、第６図は
真空発生部21の配管系統図、第７図はラベル１の本貼付
手順図、第８図はローラ3bの中心軌跡とロボット動作軌
跡図、第９図は本発明の第２実施例に係るラベル貼付装
置の吸着ヘッド30a図である。 １……ラベル 3a……吸着ヘッド（吸着手段） 3f……Ｌ型アーム（支持部材） 3n……ノズル孔 3b……ローラ 3k……スプリング 16……上下軸ユニット（移動手段） 17……左右軸ユニット（移動手段） 18……前後軸ユニット（移動手段） 21……真空発生部 22……エアブロー電磁弁 25……ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−258737（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−179815（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭46−40676（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】裏面に接着剤が塗布されているラベルの表
   面を吸着手段により吸着した状態で、そのラベルの裏面
   をワークのラベル貼付面に仮貼付し、仮貼付された前記
   ラベルの表面をローラで押圧することによりワークに前
   記ラベルを貼付するラベル貼付装置において、 前記吸着手段とローラとを共に支持する支持部材と、 前記ラベル貼付面の形状に合わせて前記支持部材の移動
   軌跡を設定する移動軌跡設定手段と、 仮貼付された前記ラベルの表面をローラで押圧する際
   に、前記支持部材を前記移動軌跡設定手段により設定さ
   れた移動軌跡に基づいて移動させる移動手段と、を有す
   ることを特徴とするラベル貼付装置。