JP4424691B1 - 自動丁合製本システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来、中小の製本所においては、丁合機で丁合された丁合本を作業員が１部ずつ掴み取って製本機に投入していたが、作業員の人為的ミスの発生や、長時間作業の疲労や、それに伴う作業効率の悪化とミスの増加が大きな問題であり、このプロセスの自動化が希求されている。
【解決手段】丁合機と製本機を連結する部分に産業用ロボットを配し、該ロボットの制御機構が、丁合本検出センサと、製本機の処理速度をモニタするロータリーエンコーダーと、丁合本投入の適正位置をモニタするタイミングセンサと、これらの情報によってロボットの動作を制御するロボット用制御装置からなる自動丁合製本システムを提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、丁合部と連結部と製本部から構成される自動丁合製本システムに関するものであり、さらに詳しくは次の構成による自動丁合製本システムに関するものである。
＜構成１＞丁合部と連結部と製本部から構成され、
丁合部は、複数の折丁を丁合して丁合本とする機能を有する丁合機と搬送路から構成され、
製本部は、供給された丁合本に表紙を貼着する機能を有する製本機から構成され、

連結部は、丁合機から搬送路を通じて送出される丁合本を搬送路から摘出し製本機のクランプユニットに投入可能な態勢に保持し製本機のクランプユニットに投入するための把持用端部を備えたアームを有するロボットと、該ロボットの動作を制御する制御機構から構成され、
制御機構は、搬送路の所定位置に丁合本が配置されたことを検出する丁合本検出センサと、製本機のクランプユニットの移動速度をモニタするロータリーエンコーダーと、丁合本が投入される製本機のクランプユニットの適正位置をモニタするタイミングセンサと、丁合本検出センサ及びロータリーエンコーダー及びタイミングセンサからの情報によってロボットの動作を制御するロボット用制御装置から構成されている、
ことを特徴とする自動丁合製本システム。
＜構成２＞
把持用端部を備えたアームを有するロボットが、２本のアームと台座から構成されアームの先端部を上下、左右、前後の３次元のいずれの方向にも移動させることが可能であり、
丁合本検出センサは搬送路の端末近傍に装着され、
ロータリーエンコーダーとタイミングセンサは製本機に装着され、
ロボットからは、ロボットの姿勢に関するロボット姿勢情報が逐次ロボット用制御装置に送られ、
ロボット用制御装置からはロボットに動作を行わせるロボット動作指令が送られ、
丁合本検出センサからは、搬送路の所定位置に丁合本が配置された時に丁合本検出信号がロボット用制御装置に送られ、
ロータリーエンコーダーからはクランプユニットの移動速度の速度信号が常時ロボット用制御装置に送られ、
タイミングセンサは丁合本が投入されるクランプユニットが適正位置に来たときにタイミング信号をロボット用制御装置に送り、
ロボットの動作が、
待機位置にてアームを待機させるステップと、
丁合本検出センサが丁合本検出信号を発信した場合に、アームを搬送路の丁合本摘出位置に移動させるステップと、
アーム先端に装着された把持用端部にて丁合本を把持し搬送路から摘出するステップと、
丁合本を把持用端部に把持したままアームを待機位置に戻すステップと、
タイミングセンサからのクランプユニットのタイミング信号を確認するステップと、
ロータリーエンコーダーからのクランプユニットの速度信号を参照するステップと、
アームを投入位置に移動させるステップと、
把持用端部を投入対象のクランプユニットと同速度で同一方向に移動するように加速させるステップと、
丁合本の投入が可能であるか否かを判断するステップと、
丁合本の投入が不可能と判断すれば、丁合本をストックスペースに格納し、アームを待機位置に戻すステップと、
丁合本の投入が可能と判断すれば、把持用端部から丁合本を離脱させて丁合本をクランプユニットに投入するステップと、
アームを待機位置に戻すステップ、
から構成されることを特徴とする構成１に記載の自動丁合製本システム。
＜構成３＞
搬送路が丁合機に付属のもので独立の駆動機構を有しておらず、丁合機の処理速度と同一の速度で丁合本を搬送するものである場合に、丁合機の処理速度と製本機の処理速度が同一であるか、製本機の処理速度が丁合機の処理速度を上回るように設定されていることを特徴とする構成１あるいは構成２に記載の自動丁合製本システム。
＜構成４＞
搬送路が独立の駆動機構を有するものである場合に、
丁合機と搬送路と製本機の処理速度が同一であるか、
丁合機と搬送路の処理速度が同一で製本機の処理速度が丁合機と搬送路の処理速度を上回るように設定されているか、
搬送路と製本機の処理速度が同一で丁合機の処理速度が搬送路と製本機の処理速度を下回るように設定されているか、
搬送路の処理速度が丁合機の処理速度を上回り且つ製本機の処理速度が搬送路の処理速度を上回るように設定されているか、
のいずれかであることを特徴とする構成１あるいは構成２に記載の自動丁合製本システム。
＜構成５＞
ロボットのアームに装着された把持用端部が可動部と固定部からなり、可動部と固定部の夫々の作動端に軟質合成樹脂製あるいはゴム製の緩衝材を有しており、可動部が移動手段により移動させられることによって可動部の作動端と固定部の作動端の間の距離を変化させられることを特徴とする構成１あるいは構成２あるいは構成３あるいは構成４に記載の自動丁合製本システム。
＜構成６＞
ロボットのアームに装着された把持用端部の可動部の移動手段がエアシリンダあるいは油圧シリンダであることを特徴とする構成５に記載の自動丁合製本システム。

従来、丁合機の機能と製本機の機能の両方を有する製本機は存在した。すなわち、印刷機より供給される折丁を順番に重ねていって、表紙を貼着する前の段階の丁合本と呼ばれる状態のものとする丁合機の機能と、供給された丁合本に表紙を貼着する製本機の機能を１基の機械において有する製本機は存在した。以下、区別のために、丁合機の機能と製本機の機能の両方を有する製本機のことを丁合製本機と呼び、丁合本に表紙を貼着する機能のみを主として有する製本機のことを単に製本機と呼ぶ。

しかしながら、このような丁合機の機能と製本機の機能の両方を有する丁合製本機は、大型であるため設置のために広いスペースを要し、また非常に高価であるので、中小の製本所の大部分にては、丁合本を造る丁合機と丁合本に表紙を貼着する製本機を別個の機械として導入し、丁合機にて丁合されて搬送路に送出される丁合本を作業員が手作業にて搬送して製本機のクランプユニットに投入するという方法を用いているのが現状である。このようにすれば、丁合機も製本機も夫々規模を自由に選択できるし、また丁合機と製本機を連結する搬送路を屈折させたりＵ字形にすることによって、狭いスペースにても自由に配置が可能となるからである。

また、スペースの問題や価格の問題に加えて、常に丁合と製本の仕事が連続して行われるわけではなく、ある場合には丁合機のみを作動させ、また別の場合には製本機のみを作動させるという仕事のやり方が行われる場合もあって、常に丁合と製本の仕事が一連の流れ作業として行われるわけではないという事情も存する。すなわち、丁合本にミシンかがりや穴あけなどの工程を加えてから製本機に送る場合もあり、こういう場合には、まず丁合機だけを稼動させて丁合本を作り、これに上述のような加工を加えた後、今度は製本機だけを稼動させて表紙を貼着するということになる。

したがって、これまでは、丁合機のみを独立稼動させる場合には出来上がった丁合本を一定のストックスペースに貯留しておき、後に製本機を稼動させてこれを製本するという方法をとっていた。そして、この場合には、作業員がストックスペースから丁合本を取り出し、手作業で製本機のクランプユニットに投入するという作業を行っていた。あるいは、丁合機と製本機を流れ作業で同時に動かす場合にも、前述のように丁合機の搬送路から送出される丁合本を作業員が手作業にて製本機のクランプユニットに投入するという作業形態であった。さらには、丁合機に搬送路が付随されていない場合には、丁合機から送出される丁合本を独立の駆動源を有する搬送路にて搬送し、該搬送路から作業員が手作業にて製本機のクランプユニットに投入するという作業形態であった。

しかしながら、このように、丁合機と製本機を別個の機械として有している製本所においても、特に丁合機と製本機を流れ作業で同時に動かす場合には、人手を介さずに丁合機から搬送路を通じて送出される丁合本が自動的に製本機のクランプユニットに投入されるような仕組みができれば非常に便利である。すなわち、この部分にての人員を、別の、人間でなければできない仕事に回すことができ、作業の合理化につながる。また、作業員がこの作業を行う場合にはやはり処理速度に限界が生じ、且つ作業員の人為的なミスによってさらに全体の作業効率が悪化するということが起こり得る。加えて、作業員が行う場合には、集中力の限界や疲労から長時間に亘る連続運転ができないので、交代要員を雇うだけの資力のない作業所においては、結局機械を停止せざるを得ない。このような点から、この部分の円滑な自動化が望まれていたところである。しかしながら、丁合機と製本機を連結するこの部分を自動化することは技術的に色々の困難があり、これまで実現できていなかった。

なお、印刷機から丁合機に、折丁の束を供給する工程については、以下に掲げるようにさまざまな技術内容が開示されている。この工程は比較的単純であり、自動化されやすいので、この工程の自動化は、すでにかなり高い段階にまで進んでいる。しかしながら、独立した丁合機と独立した製本機の間を自動的に連結し、出来上がった丁合本を作業員の手を借りることなく自動的に製本機のクランプユニットに投入するという技術内容を開示する先行技術文献は、現段階では発見することができなかった。

上記に言及した、印刷機から丁合機に、折丁の束（異なる折丁を束にして丁合本としたものではなく、複数の同一の折丁を重積した束）を供給する工程に関する特許文献は、以下のとおりである。
特開平５−９２８２７号 特開平５−１０４８８４号 特開平５−２４６１７２号 特開平６−２７８３８４号 特開平６−２７８８７１号 特開平７−１５６５７６号

独立した丁合機と独立した製本機の間を自動的に連結して、丁合機から送出される丁合本を作業員の手を借りることなく自動的に製本機のクランプユニットに投入するためには、克服しなければならない課題が多数あるが、そのうち基本的なものをまとめてみると次のとおりである。

まず第一に、丁合機と製本機は、本来夫々独立した機械であるので、処理速度が一致していない。すなわち、丁合機から搬送路を介して送出される丁合本が例えば１分間に８０冊であったとしても、製本機の方が必ずしも完全に同一のスピードで製本を行えるわけではなく、両方の機械の処理速度を出来る限り揃えたとしても、両者の間にはやはり若干のズレが生じる。これまでは、作業員が適宜の判断で、丁合機から送出される丁合本を製本機のクランプユニットに投入していた。すなわち、両方の機械の処理速度の差を作業員の判断で作業員自身の作業の速度を調整して連結するという方法であったので、どうしても全体の処理速度が遅くなる。また、作業員が不慣れな場合には投入ミスも増えてくるので、ますます処理速度は遅くなってしまうという結果となっていた。

しかるに、この作業を作業員を用いず自動的に行おうとすると、まず両方の機械の処理速度の違いをどのように解決するかが問題となる。丁合の機能と製本の機能を一体化させた丁合製本機であれば、丁合の工程と製本の工程は一連の流れ作業にて行われるので何の問題も生じないが、独立した丁合機と独立した製本機の間を自動的に連結しようとした場合には、この処理速度の違いを自動的に判断して全体の処理速度が最速になるような方法を考えなければならない。さらに、丁合機が搬送路を有していないとか、あるいは丁合機の搬送路に追加して独立した駆動源を有する搬送路を別に介在させる場合には、一層問題は複雑になる。

丁合機が搬送路を有していて独立した駆動源を有する搬送路を介在させず、且つ丁合機と製本機の製造メーカーが同一である場合には、丁合機と製本機の処理速度を完全に同期させることが可能な場合も出てくる。したがって、こういう場合には丁合機と製本機の間の工程を自動化する場合の困難は減少される。しかしながら、特に中小の印刷所においては、丁合機と製本機の製造メーカーが異なる場合も珍しくなく、こういう場合には、丁合機と製本機の処理速度を完全に同期させることはまず不可能となる。したがって、丁合機から搬送路に送出される丁合本を取り出して製本機のクランプユニットに投入する工程の自動化が難しく、結局作業員が１冊ずつ丁合機の搬送路から取り出して製本機のクランプユニットに投入するという作業を行わざるを得なかった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、下記の解決手段を提供するものである。
＜解決手段１＞丁合部と連結部と製本部から構成され、
丁合部は、複数の折丁を丁合して丁合本とする機能を有する丁合機と搬送路から構成され、
製本部は、供給された丁合本に表紙を貼着する機能を有する製本機から構成され、

連結部は、丁合機から搬送路を通じて送出される丁合本を搬送路から摘出し製本機のクランプユニットに投入可能な態勢に保持し製本機のクランプユニットに投入するための把持用端部を備えたアームを有するロボットと、該ロボットの動作を制御する制御機構から構成され、
制御機構は、搬送路の所定位置に丁合本が配置されたことを検出する丁合本検出センサと、製本機のクランプユニットの移動速度をモニタするロータリーエンコーダーと、丁合本が投入される製本機のクランプユニットの適正位置をモニタするタイミングセンサと、丁合本検出センサ及びロータリーエンコーダー及びタイミングセンサからの情報によってロボットの動作を制御するロボット用制御装置から構成されている、
ことを特徴とする自動丁合製本システム。
＜解決手段２＞
把持用端部を備えたアームを有するロボットが、２本のアームと台座から構成されアームの先端部を上下、左右、前後の３次元のいずれの方向にも移動させることが可能であり、
丁合本検出センサは搬送路の端末近傍に装着され、
ロータリーエンコーダーとタイミングセンサは製本機に装着され、
ロボットからは、ロボットの姿勢に関するロボット姿勢情報が逐次ロボット用制御装置に送られ、
ロボット用制御装置からはロボットに動作を行わせるロボット動作指令が送られ、
丁合本検出センサからは、搬送路の所定位置に丁合本が配置された時に丁合本検出信号がロボット用制御装置に送られ、
ロータリーエンコーダーからはクランプユニットの移動速度の速度信号が常時ロボット用制御装置に送られ、
タイミングセンサは丁合本が投入されるクランプユニットが適正位置に来たときにタイミング信号をロボット用制御装置に送り、
ロボットの動作が、
待機位置にてアームを待機させるステップと、
丁合本検出センサが丁合本検出信号を発信した場合に、アームを搬送路の丁合本摘出位置に移動させるステップと、
アーム先端に装着された把持用端部にて丁合本を把持し搬送路から摘出するステップと、
丁合本を把持用端部に把持したままアームを待機位置に戻すステップと、
タイミングセンサからのクランプユニットのタイミング信号を確認するステップと、
ロータリーエンコーダーからのクランプユニットの速度信号を参照するステップと、
アームを投入位置に移動させるステップと、
把持用端部を投入対象のクランプユニットと同速度で同一方向に移動するように加速させるステップと、
丁合本の投入が可能であるか否かを判断するステップと、
丁合本の投入が不可能と判断すれば、丁合本をストックスペースに格納し、アームを待機位置に戻すステップと、
丁合本の投入が可能と判断すれば、把持用端部から丁合本を離脱させて丁合本をクランプユニットに投入するステップと、
アームを待機位置に戻すステップ、
から構成されることを特徴とする解決手段１に記載の自動丁合製本システム。
＜解決手段３＞
搬送路が丁合機に付属のもので独立の駆動機構を有しておらず、丁合機の処理速度と同一の速度で丁合本を搬送するものである場合に、丁合機の処理速度と製本機の処理速度が同一であるか、製本機の処理速度が丁合機の処理速度を上回るように設定されていることを特徴とする解決手段１あるいは解決手段２に記載の自動丁合製本システム。
＜解決手段４＞
搬送路が独立の駆動機構を有するものである場合に、
丁合機と搬送路と製本機の処理速度が同一であるか、
丁合機と搬送路の処理速度が同一で製本機の処理速度が丁合機と搬送路の処理速度を上回るように設定されているか、
搬送路と製本機の処理速度が同一で丁合機の処理速度が搬送路と製本機の処理速度を下回るように設定されているか、
搬送路の処理速度が丁合機の処理速度を上回り且つ製本機の処理速度が搬送路の処理速度を上回るように設定されているか、
のいずれかであることを特徴とする解決手段１あるいは解決手段２に記載の自動丁合製本システム。
＜解決手段５＞
ロボットのアームに装着された把持用端部が可動部と固定部からなり、可動部と固定部の夫々の作動端に軟質合成樹脂製あるいはゴム製の緩衝材を有しており、可動部が移動手段により移動させられることによって可動部の作動端と固定部の作動端の間の距離を変化させられることを特徴とする解決手段１あるいは解決手段２あるいは解決手段３あるいは解決手段４に記載の自動丁合製本システム。
＜解決手段６＞
ロボットのアームに装着された把持用端部の可動部の移動手段がエアシリンダあるいは油圧シリンダであることを特徴とする解決手段５に記載の自動丁合製本システム。

本発明の解決手段１の発明によれば、自動丁合製本システムが、丁合部と連結部と製本部から構成され、丁合部は、複数の折丁を丁合して丁合本とする機能を有する丁合機と搬送路から構成され、製本部は、供給された丁合本に表紙を貼着する機能を有する製本機から構成され、連結部は、丁合機から搬送路を通じて送出される丁合本を搬送路から摘出し製本機のクランプユニットに投入可能な態勢に保持し製本機のクランプユニットに投入するための把持用端部を備えたアームを有するロボットと、該ロボットの動作を制御する制御機構から構成され、制御機構は、搬送路の所定位置に丁合本が配置されたことを検出する丁合本検出センサと、製本機のクランプユニットの移動速度をモニタするロータリーエンコーダーと、丁合本が投入される製本機のクランプユニットの適正位置をモニタするタイミングセンサと、丁合本検出センサ及びロータリーエンコーダー及びタイミングセンサからの情報によってロボットの動作を制御するロボット用制御装置から構成されているので、丁合機から送出される丁合本を搬送する搬送路から丁合本を取出し、適正なタイミングにて製本機のクランプユニットに投入する工程を、作業員の手を借りることなく完全に自動化することが可能となった。

この場合、丁合本検出センサは搬送路に装着されるので、搬送路が丁合機に付随したものである場合においても、搬送路が独立した駆動源によって駆動させられるものであっても問題なく自動化が可能となる。また、ロータリーエンコーダーが製本機の処理速度、すなわちクランプユニットの移動速度を読み取ることができるので、クランプユニットの移動速度にロボットのアームの移動速度を正確に同期させて丁合本をクランプユニットに投入でき、作業員の手で投入する場合よりも投入ミスがはるかに少なくなる。さらに、タイミングセンサによって投入すべきクランプユニットの位置を正確に読み取ることができるので、この点においても投入ミスは激減される。

本発明の解決手段２の発明によれば、把持用端部を備えたアームを有するロボットの動作の各ステップが詳細に開示されているので、ここからロボットを動作させるプログラムを作ることができる。特に、待機位置を基本として各動作が行われるように組み上げてあるので、各動作が無駄なく的確に行われることが可能となる。すなわち、待機位置を基本位置とすることにより、搬送路の処理速度と製本機の処理速度が異なる場合にても、把持用端部が搬送路から摘出された丁合本を把持したままで製本機のクランプユニットが適正位置に来るまで待機位置にて一旦停止することによって、正確に製本機のクランプユニットに丁合本を投入可能となる。また、投入終了時点にて搬送路の所定位置に次の丁合本が配置されていない場合にも、待機位置にて一旦停止し、搬送路の所定位置に丁合本が配置されるまで待機することによって、搬送路から的確に丁合本を摘出することが可能となる。

さらに、制御機構にては、ロータリーエンコーダーからの製本機のクランプユニットの移動速度信号を常に検出しているので、このロータリーエンコーダーからの速度信号をベースに、タイミングセンサからのタイミング信号を比較して、ロボットのアームの先端の把持用端部を投入位置に移動させ、クランプユニットの移動速度と同速度で同一方向に移動するように加速させてから投入するので、投入の失敗が殆ど見られなくなった。

あるいはまた、加速途中にタイミング的に丁合本の投入が不可能と判断した場合には、投入を停止し、ロボットのアームをストックスペースに移動させ、丁合本をストックスペースに格納するように構成されているので、丁合本が無駄になることがない。

従来、作業員の手で丁合本がクランプユニットに投入されていた場合においては、作業員の判断ミスでクランプユニットへの投入が正しく行われなかった場合、丁合本がクランプユニットに正しい姿勢で把持されない。この場合には、そのまま表紙の貼着が行われ、不良本が発生することとなる。作業員が慣れていない場合には、当然この不良本の発生率は高くなるが、熟練した作業員でもやはり不良本の発生率はゼロにはならない。

しかるに、本発明の解決手段２によれば、タイミング的に正しくクランプユニットへ投入できないと判断した場合には直ちに投入を停止して把持している丁合本をストックスペースへ格納するので、格納された丁合本は再びシステムに戻して正しく表紙を貼着することが可能であり、丁合本が無駄にはならない。すなわち、不良本の発生率が激減する。

なお、クランプユニットへの投入タイミングは、一定の幅、すなわち許容走行距離が設けてあるので、その許容走行距離以内に加速して投入すれば良く、実際にはタイミングが合わずにストックスペースに格納される丁合本は殆ど発生しないか、発生してもごくわずかである。ストックスペースに格納される丁合本の発生率は、全体の処理速度に関わらず一定で非常に少ない。作業員が作業を行った場合には、全体の処理速度を上げれば不良本の発生率も一気に上がるが、ロボットに行わせる本発明のシステムにおいては、ロボットの動きがクランプユニットの移動速度に正確に追随するので、処理速度によらず常に安定した結果が得られるものである。

本発明の解決手段３の発明によれば、搬送路が丁合機に付属のもので独立の駆動機構を有しておらず、丁合機の処理速度と同一の速度で丁合本を搬送するものである場合に、丁合機の処理速度と製本機の処理速度が同一であるか、製本機の処理速度が丁合機の処理速度を上回るように設定されているので、丁合機から送出された丁合本が搬送路の所定位置に重積されるという事態が発生しない。特に丁合機の処理速度と製本機の処理速度を同一になし得た場合には、システム全体の処理は最も円滑に行われる。あるいは、同一になし得ない場合には、製本機の処理速度が若干丁合機の処理速度を上回ることになるので、製本機側にては、丁合本が投入されていない空のクランプユニットが生じることとなるが、丁合機と製本機の処理速度をできるだけ近接させていくことにより、製本機の空のクランプユニットの発生率を、クランプユニットの全体数の１割以下に留めることが可能である。むろん、両者の処理速度を完全に同期できれば、製本機の空のクランプユニットの発生率はゼロとなる。

本発明の解決手段４の発明によれば、搬送路が独立の駆動機構を有するものである場合に、丁合機と搬送路と製本機の処理速度が同一であるか、
丁合機と搬送路の処理速度が同一で製本機の処理速度が丁合機と搬送路の処理速度を上回るように設定されているか、搬送路と製本機の処理速度が同一で丁合機の処理速度が搬送路と製本機の処理速度を下回るように設定されているか、搬送路の処理速度が丁合機の処理速度を上回り且つ製本機の処理速度が搬送路の処理速度を上回るように設定されているか、のいずれかであるので、丁合機から送出された丁合本が搬送路の所定位置に重積されるという事態が発生しない。特に丁合機の処理速度と搬送路の処理速度と製本機の処理速度をすべて同一になし得た場合には、システム全体の処理は最も円滑に行われる。また、処理速度を同一になし得ない場合にでも、夫々の処理速度をできるだけ近接させていくことにより、製本機の空のクランプユニットの発生率を、クランプユニットの全体数の１割以下に留めることが可能である。むろん、３者の処理速度を完全に同期できれば、製本機の空のクランプユニットの発生率はゼロとなる。

本発明の解決手段５あるいは解決手段６の発明によれば、ロボットのアームに装着された把持用端部が可動部と固定部からなり、可動部と固定部の夫々の作動端に軟質合成樹脂製あるいはゴム製の緩衝材を有しており、可動部が移動手段により移動させられることによって可動部の作動端と固定部の作動端の間の距離を変化させられるので、丁合本の厚さが変化しても簡単に対応することが可能である。

（ａ）本発明の解決手段１の自動丁合製本システムの全体構成を説明するために模式的に描いた平面図である。（ｂ）本発明の解決手段１の自動丁合製本システムの全体構成を説明するために模式的に描いた正面図である。 本発明の解決手段１の自動丁合製本システムのロボットの動作の各ステップを説明するためのフロー図である。 （ａ）本発明の解決手段１の自動丁合製本システムにおいて、ロボットのアームが待機位置にある状態を説明するための説明図である。（ｂ）本発明の解決手段１の自動丁合製本システムにおいて、ロボットのアームが丁合本摘出位置にあって丁合本を把持している状態を説明するための説明図である。（ｃ）本発明の解決手段１の自動丁合製本システムにおいて、ロボットのアームが丁合本を把持した状態にて待機位置にある状態を説明するための説明図である。 （ａ）本発明の解決手段１の自動丁合製本システムにおいて、ロボットのアームが丁合本を投入する投入位置にある状態を説明するための説明図である。（ｂ）本発明の解決手段１の自動丁合製本システムにおいて、ロボットのアームが丁合本投入位置にあって丁合本をクランプユニットに投入している状態を説明するための説明図である。（ｃ）本発明の解決手段１の自動丁合製本システムにおいて、丁合本の投入が不可能と判断された場合にロボットのアームが丁合本をストックスペースに格納している状態を説明するための説明図である。 本発明の実施例１の自動丁合製本システムにおいて、クランプユニットに丁合本を投入できる許容走行距離を説明するための説明図である。 本発明の実施例１の自動丁合製本システムにおいて、制御機構の構成を説明するための説明図である。 （ａ）本発明の実施例１の自動丁合製本システムにおいて、ロボットのアームの先端に装着されている把持用端部の右側面図である。（ｂ）本発明の実施例１の自動丁合製本システムにおいて、ロボットのアームの先端に装着されている把持用端部の平面図である。

＜実施例１の構成＞
本発明の実施例１の発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施例１のシステム構成を説明するための説明図である。図１ａは本発明の実施例１のシステム構成を平面図として模式的に表したものであり、図１ｂは正面図として模式的にあらわしたものである。

図１において、Ｓは本発明の実施例１の自動丁合製本システムである。自動丁合製本システムＳは、丁合部Ｇと連結部Ｊと製本部Ｂから構成されており、連結部Ｊは、ロボット１とロボット１の制御機構２から構成されている。なお、ＳＴは、投入できなかった丁合本ＧＢをストックしておくストックスペースである。

丁合部Ｇは、複数の折丁（図示せず）を丁合して丁合本ＧＢとする丁合機Ｇ１と丁合機Ｇ１から送出される丁合本ＧＢを製本部Ｂ側に搬送する搬送路Ｇ２から構成され、製本部Ｂは、供給された丁合本ＧＢに表紙を貼着する機能を有する製本機Ｂ１から構成されている。連結部Ｊは、搬送路Ｇ２から丁合本ＧＢを摘出し、製本機Ｂ１のクランプユニットＣＰに投入可能な態勢に保持し、製本機Ｂ１のクランプユニットＣＰに投入するための把持用端部１３を備えたアーム１１、１２を有するロボット１と、ロボット１の動作を制御する制御機構２から構成されている。なお、実施例１の自動丁合製本システムＳにおいては、ロボット１は製本機Ｂ１の頂部に載置されているが、ロボット１の配置場所はここに限らず、動作に差支えのない範囲で、製本機Ｂ１から離して設置しても無論構わない。

制御機構２は、搬送路Ｇ２の所定位置に丁合本ＧＢが配置されたことを検出する丁合本検出センサ２１と、製本機Ｂ１のクランプユニットＣＰの移動速度をモニタするロータリーエンコーダー２２と、丁合本ＧＢが投入される製本機Ｂ１のクランプユニットＣＰの適正位置をモニタするタイミングセンサ２３と、丁合本検出センサ２１及びロータリーエンコーダー２２及びタイミングセンサ２３からの情報によってロボット１の動作を制御するロボット用制御装置２４から構成されている。丁合本検出センサ２１は搬送路Ｇ２の末端近傍に装着され、ロータリーエンコーダー２２とタイミングセンサ２３は製本機Ｂ１の駆動軸ＡＸに装着されている。なお、実施例１の自動丁合製本システムＳにおいては、ロボット用制御装置２４は製本機Ｂ１の頂部に載置されているが、ロボット用制御装置２４の配置場所はここに限らず、機能に差支えのない範囲で、製本機Ｂ１から離して設置しても無論構わない。

丁合機Ｇ１と製本機Ｂ１の構成に関しては、いずれも公知であるので詳細な説明は省くが、丁合機Ｇ１から搬送路Ｇ２に供給されてくる丁合本ＧＢは、折丁（図示せず）が順番に重ねられただけの状態で、表紙が付けられていない、いわば本の中身だけの状態である。そして、この丁合本ＧＢに、必要であれば背の断裁を行い、さらに必要部分に糊付けを行い、表紙を貼着して本の形態とする機械が製本機Ｂ１である。なお、図１には、製本機Ｂ１の、脊部裁断機構ＣＭ、糊付け機構ＰＭ、表紙貼着機構ＮＭの各位置を示している。なお、図１にて、Ｙは製本機Ｂ１のクランプユニットの移動方向を、Ｚは搬送路Ｇ２に供給されてくる丁合本ＧＢの移動方向を示している。

丁合本ＧＢを製本機Ｂ１にて製本処理するためには、まず製本機Ｂ１の上部で回転しているクランプユニットＣＰと呼ばれる機構に丁合本ＧＢを背を下にして投入し、クランプユニットＣＰに把持させなければならない。正常な状態、つまり背を下にして丁合本ＧＢを垂直に保持した状態でクランプユニットＣＰの所定位置に投入すれば、丁合本ＧＢの背は製本機Ｂ１のテーブルＴＢにて位置決めがなされ、把持作業はクランプユニットＣＰが自動的に行い、後は、脊部裁断機構ＣＭによる脊部の断裁（断裁しない場合もある）、糊付け機構ＰＭによる必要部分への糊付け、表紙貼着機構ＮＭによる表紙の貼着（ニッピング）と、工程が自動的に進む。従来は、この一連の工程の最初となるクランプユニットＣＰへの投入作業を作業員が行っていた。

搬送路Ｇ２は、丁合機Ｇ１に付属している場合と、独立している場合がある。丁合機Ｇ１に付属している場合には、独立した駆動源を持たないので、当然のことながら丁合機Ｇ１の処理速度と同じ速度で丁合本ＧＢを送出する。丁合機Ｇ１から独立している場合には独自の駆動源をもって動作させられるが、処理速度を丁合機Ｇ１と同期させることは可能である。丁合本ＧＢは搬送路Ｇ２の端末の所定位置まで送られるとそこで停止するので、従来は作業員がこの位置にて丁合本ＧＢを搬送路Ｇ２から摘出して製本機Ｂ１のクランプユニットＣＰに投入していた。

連結部Ｊを構成するロボット１は、図３に見るように２本のアーム１１、１２と台座１４から構成されており、アーム１１の先端部を上下、左右、前後の３次元のいずれの方向にも移動させることが可能である。ロボット１自体は、通常の産業用ロボットであるので、その構成の詳細な説明は省略するが、アーム１１の先端に装着された把持用端部１３は、本発明のために開発した構成であるので、これについては以下に詳しく説明する。

把持用端部１３は、図７（図７ａを右側面図、図７ｂを平面図とする）に見るように、アーム１１の先端部に上下方向（方向α）に回動自在に装着された基部１３ａの底面に、爪部１３ｂが水平方向（方向β）に回動自在に装着されている。基部１３ａは、アーム１１の角度に関わらず常に水平状態を保持するように構成されているので、爪部１３ｂも常に水平状態を保持する。爪部１３ｂは、固定部１３１と可動部１３２から構成され、可動部１３２には移動手段として、水平方向（前後方向）に移動するエアシリンダ１３３が装着されている。また、固定部１３１の作動端１３１ａには軟質合成樹脂製の緩衝材ｐ１が、可動部１３２の作動端１３２ａ（すなわち、エアシリンダ１３３の背面）には軟質合成樹脂製の緩衝材ｐ２が、夫々対向するように固着されている。なお、図７にては、エアシリンダ１３３に付属するパイプの図示は省略している。なお、緩衝材ｐ１、ｐ２はゴム製でも良いが、ゴム製の場合には丁合本ＧＢに把持跡が付く場合もあるので、軟質合成樹脂製の方が望ましい。

図６には連結部Ｊの制御機構２の構成を示す。制御機構２は、搬送路Ｇ２の所定位置に丁合本ＧＢが配置されたことを検出する丁合本検出センサ２１と、製本機Ｂ１のクランプユニットＣＰの移動速度をモニタするロータリーエンコーダー２２と、丁合本ＧＢが投入される製本機Ｂ１のクランプユニットＣＰの適正位置をモニタするタイミングセンサ２３と、丁合本検出センサ２１及びロータリーエンコーダー２２及びタイミングセンサ２３からの情報によってロボット１の動作を制御するロボット用制御装置２４から構成されている。

ロボット１からは、ロボット１の姿勢に関するロボット姿勢情報ＳＳが逐次ロボット用制御装置２４に送られ、ロボット用制御装置２４からは必要に応じてロボット１に必要な動作を行わせるロボット動作指令ＭＳが送られる。丁合本検出センサ２１からは、搬送路Ｇ２の所定位置に丁合本ＧＢが配置された時に丁合本検出信号ＧＳがロボット用制御装置２４に送られる。ロータリーエンコーダー２２からはクランプユニットＣＰの移動速度の速度信号ＶＳが常時ロボット用制御装置２４に送られ、タイミングセンサ２３は丁合本ＧＢが投入されるクランプユニットＣＰが適正位置に来たときにタイミング信号ＴＳをロボット用制御装置２４に送る。

さらに具体的には、丁合本検出センサ２１は、図１、図３、図４に見るように搬送路Ｇ２の端末付近に装着され、搬送路Ｇ２の所定位置に丁合本ＧＢが配置されたことを検出して丁合本検出信号ＧＳをロボット用制御装置２４に送出する。ロータリーエンコーダー２２とタイミングセンサ２３は、製本機Ｂ１の駆動軸ＡＸに装着されており、ロータリーエンコーダー２２が駆動軸ＡＸの回転速度をモニタして速度信号ＶＳを常時ロボット用制御装置２４に送出し、タイミングセンサ２３は駆動軸ＡＸの１回転毎にタイミング信号ＴＳをロボット用制御装置２４に送出する。

ロータリーエンコーダー２２が常時モニタしている駆動軸ＡＸの回転速度は、すなわち、駆動軸ＡＸによって駆動されているクランプユニットＣＰの移動速度に他ならないから、ロータリーエンコーダー２２は、結局クランプユニットＣＰの移動速度を常時モニタして速度信号ＶＳとしてロボット用制御装置２４に送出していることになる。

また、製本機Ｂ１においては、駆動軸ＡＸが１回転する毎に、クランプユニットＣＰが１コマずつ進むように設計してあるのが普通である。すなわち、図１において、駆動軸ＡＸが１回転すると、クランプユニットＣＰ１はクランプユニットＣＰ２が占めていた位置に移動し、クランプユニットＣＰ２はクランプユニットＣＰ３が占めていた位置に移動する。

このように設計する理由は、以下のとおりである。すなわち、駆動軸ＡＸが１回転する毎に、クランプユニットＣＰが１コマずつ進むように設計しておけば、背部裁断機構ＣＭにおいても糊付け機構ＰＭにおいても表紙貼着機構ＮＭにおいても、同一のタイミング信号で作業をさせることが出来、極めて合理的だからである。つまり、各機構の動作開始を全て駆動軸ＡＸの１回転、すなわちクランプユニットＣＰの１コマずつの進行に同期させることによって、全作業をクランプユニットＣＰに把持された丁合本ＧＢに対して適正位置で行うことが可能となるからに他ならない。

したがって、駆動軸ＡＸの１回転毎にタイミング信号ＴＳを発するタイミングセンサ２３の情報がロボット用制御装置２４に入るようにすることにより、ロボット用制御装置２４は、丁合本ＧＢの投入タイミングに関する正確な指令をロボット１に対して発することができる。すなわち、ロボット１はロボット用制御装置２４を通じて投入対象となるクランプユニットＣＰの正確な位置を知ることができるので、このタイミング信号ＴＳとロータリーエンコーダー２２からの速度信号ＶＳを計算して、丁合本ＧＢの正確な投入作業が可能となるのである。なお、タイミングセンサ２３が駆動軸ＡＸの１回転を検出する方法としては、駆動軸ＡＸの適正位置に突起などの目印（図示せず）を付けておき、この目印を１回点毎に検出するようにすれば良い。

＜実施例１の作用＞
本発明の実施例１の自動丁合製本システムＳの作用を、以下に詳細に説明する。図２において、システム全体のスイッチがＯＮとなると（ステップＳ１０）、ロボット１は待機位置にて待機する（ステップ１１）。この際、図３ａに見るように、アーム１１、１２はやや折畳まれた状態で、把持用端部１３は搬送路Ｇ２の丁合本ＧＢの想定位置（２点鎖線で表示）とクランプユニットＣＰの中間のやや上方に位置している。なお、この状態にて、ロータリーエンコーダー２２（図１、図６参照）は、常時クランプユニットＣＰの速度信号ＶＳをモニタしてロボット用制御装置２４に送っている。

丁合本ＧＢが丁合機Ｇ１から送出されて搬送路Ｇ２の所定位置に達すると、丁合本検出センサ２１が作動して、丁合本検出信号ＧＳをロボット用制御装置２４に送信する。ロボット用制御装置２４は、丁合本検出信号ＧＳがあった場合には（ステップＳ１２のＹＥＳ）、ロボット１にロボット動作指令ＭＳを送り、ロボット１のアーム１１、１２を動かして丁合本摘出位置に移動させる（ステップＳ１３）。丁合本検出信号ＧＳを検出しない（ステップＳ１２のＮＯ）間は、ロボット１のアーム１１、１２を待機位置にて待機させ続ける（ステップ１１）。

ロボット１のアーム１１、１２が丁合本摘出位置に移動させられると、図３ｂに見るように、把持用端部１３が所定位置にある丁合本ＧＢを把持して搬送路から摘出する（方向Ｘ１）。この際、把持用端部１３は、図７ａに見るように、丁合本ＧＢの上端部の中心を把持する。丁合本ＧＢは背を下にして搬送路Ｇ２を流れてくるので、把持用端部１３は丁合本ＧＢの小口部分を把持することとなる。

この際、把持用端部１３の可動部１３２のエアシリンダ１３３が固定部１３１側に移動して（図７の方向Ｘ２）、丁合本ＧＢの上端部は固定部１３１の作動端１３１ａに固着された緩衝材ｐ１と可動部１３２の作動端１３２ａすなわちエアシリンダ１３３の背面に固着された緩衝材ｐ２の間に挟着されて安定的に把持される。丁合本ＧＢの厚さが緩衝材ｐ１と緩衝材ｐ２の最大離間距離Ｄ以内であれば、どのような厚さの丁合本ＧＢでも安定的に把持することが可能である。

把持用端部１３が丁合本ＧＢを確実に把持したことを確認するロボット姿勢情報ＳＳがロボット用制御装置２４に送られると、ロボット用制御装置２４はロボット１にロボット動作指令ＭＳを送り、アーム１１、１２を待機位置に戻す（ステップＳ１３）。この際、丁合本ＧＢは把持用端部１３に把持されたままの状態である。この状態を、図３ｃに示す。図３ａと図３ｃの違いは、把持用端部１３が丁合本ＧＢを把持しているか（図３ａ）いないか（図３ｃ）だけである。

この状態にて、タイミングセンサ２３からのタイミング信号ＴＳがロボット用制御装置２４に送られてくると、ロボット用制御装置２４はタイミング信号ＴＳを確認して（ステップＳ１６）、ロータリーエンコーダー２２からの速度信号ＶＳを参照し（ステップＳ１７）、ロボット１にロボット動作指令ＭＳを送ってアーム１１、１２を投入位置へ移動させる（ステップＳ１８）。

図４ａにアーム１１、１２が投入位置に移動させられた状態を示す。この状態にて、把持用端部１３はクランプユニットＣＰの丁合本ＧＢを投入する適正位置ｇｂの直上に向けて丁合本ＧＢを移動させると同時に、把持用端部１３自身はクランプユニットＣＰと同速度・同方向に移動するように加速される（ステップＳ１９）。ここで、ロボット用制御装置２４は丁合本ＧＢのクランプユニットＣＰへの正確な投入が可能かどうかを判断する（ステップＳ２０）。

図５に示すように、丁合本ＧＢのクランプユニットＣＰへの投入にあたっては、クランプユニットＣＰの許容走行距離Ｌが設定してある。許容走行距離Ｌは、ロボット１の設置場所やアーム１１、１２の長さ等で変わってくるが、概ねクランプユニットＣＰの幅ＣＬ１の３０％〜５０％程度である。従って、標準的なクランプユニットＣＰの幅ＣＬ１が５００ｍｍ程度であるから、許容走行距離Ｌは１５０ｍｍ〜２５０ｍｍ程度であり、クランプユニットＣＰがこの許容走行距離Ｌを移動する間に加速して、把持用端部１３がクランプユニットＣＰと同速度・同方向に移動するようになった時点で丁合本ＧＢを投入すれば良いということになる。なお、図５にてＹは、クランプユニットＣＰの移動方向である。

また、図５にてＣＬ２はクランプユニットＣＰ（ＣＰ１）の幅ＣＬ１に、クランプユニットＣＰ（ＣＰ１）と隣接するクランプユニットＣＰ（ＣＰ２）との間の間隔ＣＬ３を足したもので、前述のクランプユニットＣＰの１コマ分の長さである。タイミングセンサ２３から発せられるタイミング信号ＴＳは、この長さＣＬ２をクランプユニットＣＰが移動する間に１回発せられるが、これは前にも述べたように、製本機Ｂ１の回転軸ＡＸの１回転に相当する。

図５にては、Ｌ１は加速走行距離を、Ｌ２は投入可能走行距離を示している。すなわち、加速走行距離Ｌ１の間に把持用端部１３をクランプユニットＣＰと同速度・同方向に加速させ、加速走行距離Ｌ１の右端にて把持用端部１３がクランプユニットＣＰと同速度・同方向に移動するようになれば、クランプユニットＣＰが投入可能走行距離Ｌ２を移動する間に把持用端部１３のエアシリンダ１３３を正面側に移動させ（図７の方向Ｘ３）、丁合本ＧＢを把持用端部１３から開放してクランプユニットＣＰに投入する（ステップＳ２３）。丁合本ＧＢは自重にてクランプユニットＣＰに投入され（図４ｂの方向Ｘ４）、丁合本ＧＢの下端（背部分）は位置決め用のテーブルＴＢにて位置決めがなされる。

図４ｂに、その状態を示す。投入（方向Ｘ４）が完了してクランプユニットＣＰが許容走行距離Ｌを外れると、クランプユニットＣＰの前板ＣＰａが後方（方向Ｘ５）に移動し、丁合本ＧＢはクランプユニットＣＰに把持される。なお、クランプユニットＣＰが前板ＣＰａに把持されるまでは、丁合本ＧＢの下端（脊部分）は位置決め用のテーブルＴＢに支えられている。クランプユニットＣＰに投入が完了すると、アーム１１、１２はロボット用制御装置２４からのロボット動作指令ＭＳにて待機位置に戻される（ステップＳ２４）。この際、システム全体のスイッチがＯＮ状態であれば（ステップ２５のＹＥＳ）、ステップ１１に戻ってアーム１１、１２は待機位置で待機し、丁合本検出信号ＧＳを待つ。また、ステップＳ２４にてシステム全体のスイッチがＯＦＦ状態になれば（ステップＳ２４のＮＯ）、工程全体が終了する。

次に、ステップＳ２０に戻って、丁合本ＧＢの投入が不可能と判断される場合（ステップＳ２０のＮＯ）を述べる。すなわち、極稀にではあるが、加速走行距離Ｌ１の長さが許容走行距離Ｌを超えてしまうケースがある。具体的には、ステップＳ１５にて丁合本ＧＢを把持したアーム１１、１２が待機位置に戻ると同時にタイミングセンサ２２からのタイミング信号ＴＳが入って、アーム１１、１２を投入位置に移動させる動作が僅かに遅れるとか、あるいは各部の機械的な不具合の発生等でアーム１１、１２の投入位置への移動が間に合わず、許容走行距離Ｌ内での把持用端部１３の加速が充分に行われないといったケースである。

このような場合には、加速中に、ロボット１から送られるロボット姿勢情報ＳＳによってロボット用制御装置２４が正確な投入が可能か否かを判断して、つまり加速走行距離Ｌ１が許容走行距離Ｌを超えるか否かを判断して、加速走行距離Ｌ１が許容走行距離Ｌを超えると判断された場合（ステップＳ２０のＮＯ）には投入動作をその時点にて中止し、アーム１１、１２をストックスペースＳＴ上に移動させ、丁合本ＧＢをストックスペースＳＴに格納する（方向Ｘ６・ステップＳ２１）。

この状態を、図４ｃに示す。丁合本ＧＢをストックスペースＳＴに格納後、アーム１１、１２はロボット用制御装置２４からのロボット動作指令ＭＳにて待機位置に移動させられ（ステップＳ２２）、工程はステップＳ１１に戻って次の丁合本検出信号ＧＳを待つ。この場合、丁合本ＧＢが投入されなかったクランプユニットＣＰは空で走行することになるが、ストックスペースＳＴに格納された丁合本ＧＢはまた工程内に戻すことができるので、丁合本ＧＢの無駄は発生しない。

なお、これもまた極稀に、把持用端部１３が丁合本ＧＢを掴み損ねて空のまま待機位置に移動するというケースが生じ得るが、この場合にはロボット１からのロボット姿勢情報ＳＳがロボット用制御装置２４に送られて、アラームが鳴ってシステム全体が停止される。すなわち、把持用端部１３が丁合本ＧＢを掴み損ねるという場合は、なんらかの原因で搬送路Ｇ２の丁合本ＧＢが正しい位置に正しい姿勢で配置されておらず、その修正が必要ということなので、システム全体が停止される。あるいは、これもまた極稀なことであるが、丁合本ＧＢがクランプユニットＣＰに正確に投入されず落下したという場合にも、投入位置の下方に設けられたエリアセンサ（図示せず）がそのことを検知し、アラームが鳴ってシステム全体が停止される。

なお、上記のステップＳ２０〜Ｓ２２の流れ、すなわち、丁合本ＧＢの正確な投入が不可能であると判断して丁合本ＧＢをストックスペースＳＴに格納する場合には、アラームは鳴らず、システムは停止されない。したがって、空のクランプユニットＣＰが１基発生するだけで全体の流れは阻害されることなく、滞りなく進行していく。すなわち、本発明においては、投入失敗によるアラームが鳴る前段階にてステップＳ２０〜Ｓ２２の流れで投入ミスが回避され、しかもそれによるシステムの停止がないので、投入ミスが激減し、全体の作業効率が大きく改善されるのである。

本発明は、特に中小の製本所において、非常に効果的な作業効率の改善を齎すものである。中小の製本所においては、既述のとおり、丁合機と製本機が夫々別の独立した機械であり、且つ、メーカーも夫々異なるというところが非常に多い。従来、こういった事業所においては、前述のように丁合機で丁合された丁合本を作業員が１冊ずつ掴み取って製本機のクランプユニットに投入していた。しかるに、作業員の手で行うこういった方式にては、熟練した作業員といえどもミスが発生するし、長時間作業を継続すればミスによる不良本も増加する。資金的に厳しい環境にあって人員の確保が難しい中小の製本所においては、一人の作業員が連続してこの作業に当たる時間も長くなり、作業員の疲労や、それに伴う作業効率の悪化とミスの増加が大きな問題である。

しかるに、本発明のシステムを導入すれば、現在使用中の丁合機と製本機をそのまま継続使用しながら丁合機と製本機の間を完全に自動化して連絡できるので、上に挙げたような諸問題が一気に解決可能である。すなわち、本発明のシステムによって作業効率は上昇し、人為的なミスは皆無となり、且つ、従来の作業員の方法では不可能であった長時間の連続運転も可能となる。

一般的に、印刷・製本業界は、典型的な多品種少量生産の業界であって、自動化がなかなか難しく、作業員が効率の悪い労働を強いられているのが現状である。それでも大手の作業所は、広大な敷地に高価な機械を導入して、大量部数の印刷・製本を自動的に行うことが可能であるが、工場敷地も狭く、資金力も乏しい中小の印刷所や製本所にとっては、工程の自度化が難しく、作業員の手作業に頼る面が依然として多く、勢い労働条件の改善も進みにくいのが現状である。

本発明は、このような、特に中小の印刷・製本業界におけるラインの自動化の一翼を担い得るシステムとして開発したものであり、本発明の普及は、単に丁合機と製本機を自動的に連結するという狭い視野に限られず、さらに広範なラインの自動化に向けての嚆矢となるものとして、斯界の作業効率のアップと労働条件の改善に、多大な貢献をなすものと信じている。

１ ロボット
１１ アーム
１２ アーム
１３ 把持用端部
１３１ 固定部
１３１ａ 作動端
１３２ 可動部
１３２ａ 作動端
１３３ エアシリンダ
１３ａ 基部
１３ｂ 爪部
１４ 台座
２ 制御機構
２１ 丁合本検出センサ
２２ ロータリーエンコーダー
２３ タイミングセンサ
２４ ロボット用制御装置
ＡＸ 駆動軸
Ｂ 製本部
Ｂ１ 製本機
ＣＬ１ 幅
ＣＬ２ 長さ
ＣＬ３ 間隔
ＣＭ 脊部断裁機構
ＣＰ クランプユニット
ＣＰ１ クランプユニット
ＣＰ２ クランプユニット
ＣＰ３ クランプユニット
ＣＰａ 前板
Ｄ 最大離間距離
Ｇ 丁合部
Ｇ１ 丁合機
Ｇ２ 搬送路
ＧＢ 丁合本
ＧＳ 丁合本検出信号
Ｊ 連結部
Ｌ 許容走行距離
Ｌ１ 加速走行距離
Ｌ２ 投入可能走行距離
ＭＳ ロボット動作指令
ＮＭ 表紙貼着機構
ＰＭ 糊付け機構
Ｓ 自動丁合製本システム
Ｓ１０ ステップ
Ｓ１１ ステップ
Ｓ１２ ステップ
Ｓ１３ ステップ
Ｓ１４ ステップ
Ｓ１５ ステップ
Ｓ１６ ステップ
Ｓ１７ ステップ
Ｓ１８ ステップ
Ｓ１９ ステップ
Ｓ２０ ステップ
Ｓ２１ ステップ
Ｓ２２ ステップ
Ｓ２３ ステップ
Ｓ２４ ステップ
Ｓ２５ ステップ
ＳＳ ロボット姿勢情報
ＳＴ ストックスペース
ＴＢ テーブル
ＴＳ タイミング信号
ＶＳ 速度信号
Ｘ１ 方向
Ｘ２ 方向
Ｘ３ 方向
Ｘ４ 方向
Ｘ５ 方向
Ｘ６ 方向
Ｙ 方向
Ｚ 方向
ｇｂ 適正位置
ｐ１ 緩衝材
ｐ２ 緩衝材
α 方向
β 方向

Claims (6)

1. 丁合部と連結部と製本部から構成され、
   丁合部は、複数の折丁を丁合して丁合本とする機能を有する丁合機と搬送路から構成され、
   製本部は、供給された丁合本に表紙を貼着する機能を有する製本機から構成され、
   
   連結部は、丁合機から搬送路を通じて送出される丁合本を搬送路から摘出し製本機のクランプユニットに投入可能な態勢に保持し製本機のクランプユニットに投入するための把持用端部を備えたアームを有するロボットと、該ロボットの動作を制御する制御機構から構成され、
   制御機構は、搬送路の所定位置に丁合本が配置されたことを検出する丁合本検出センサと、製本機のクランプユニットの移動速度をモニタするロータリーエンコーダーと、丁合本が投入される製本機のクランプユニットの適正位置をモニタするタイミングセンサと、丁合本検出センサ及びロータリーエンコーダー及びタイミングセンサからの情報によってロボットの動作を制御するロボット用制御装置から構成されている、
   ことを特徴とする自動丁合製本システム。
2. 把持用端部を備えたアームを有するロボットが、２本のアームと台座から構成されアームの先端部を上下、左右、前後の３次元のいずれの方向にも移動させることが可能であり、
   丁合本検出センサは搬送路の端末近傍に装着され、
   ロータリーエンコーダーとタイミングセンサは製本機に装着され、
   ロボットからは、ロボットの姿勢に関するロボット姿勢情報が逐次ロボット用制御装置に送られ、
   ロボット用制御装置からはロボットに動作を行わせるロボット動作指令が送られ、
   丁合本検出センサからは、搬送路の所定位置に丁合本が配置された時に丁合本検出信号がロボット用制御装置に送られ、
   ロータリーエンコーダーからはクランプユニットの移動速度の速度信号が常時ロボット用制御装置に送られ、
   タイミングセンサは丁合本が投入されるクランプユニットが適正位置に来たときにタイミング信号をロボット用制御装置に送り、
   ロボットの動作が、
   待機位置にてアームを待機させるステップと、
   丁合本検出センサが丁合本検出信号を発信した場合に、アームを搬送路の丁合本摘出位置に移動させるステップと、
   アーム先端に装着された把持用端部にて丁合本を把持し搬送路から摘出するステップと、
   丁合本を把持用端部に把持したままアームを待機位置に戻すステップと、
   タイミングセンサからのクランプユニットのタイミング信号を確認するステップと、
   ロータリーエンコーダーからのクランプユニットの速度信号を参照するステップと、
   アームを投入位置に移動させるステップと、
   把持用端部を投入対象のクランプユニットと同速度で同一方向に移動するように加速させるステップと、
   丁合本の投入が可能であるか否かを判断するステップと、
   丁合本の投入が不可能と判断すれば、丁合本をストックスペースに格納し、アームを待機位置に戻すステップと、
   丁合本の投入が可能と判断すれば、把持用端部から丁合本を離脱させて丁合本をクランプユニットに投入するステップと、
   アームを待機位置に戻すステップ、
   から構成されることを特徴とする請求項１に記載の自動丁合製本システム。
3. 搬送路が丁合機に付属のもので独立の駆動機構を有しておらず、丁合機の処理速度と同一の速度で丁合本を搬送するものである場合に、丁合機の処理速度と製本機の処理速度が同一であるか、製本機の処理速度が丁合機の処理速度を上回るように設定されていることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の自動丁合製本システム。
4. 搬送路が独立の駆動機構を有するものである場合に、
   丁合機と搬送路と製本機の処理速度が同一であるか、
   丁合機と搬送路の処理速度が同一で製本機の処理速度が丁合機と搬送路の処理速度を上回るように設定されているか、
   搬送路と製本機の処理速度が同一で丁合機の処理速度が搬送路と製本機の処理速度を下回るように設定されているか、
   搬送路の処理速度が丁合機の処理速度を上回り且つ製本機の処理速度が搬送路の処理速度を上回るように設定されているか、
   のいずれかであることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の自動丁合製本システム。
5. ロボットのアームに装着された把持用端部が可動部と固定部からなり、可動部と固定部の夫々の作動端に軟質合成樹脂製あるいはゴム製の緩衝材を有しており、可動部が移動手段により移動させられることによって可動部の作動端と固定部の作動端の間の距離を変化させられることを特徴とする請求項１あるいは請求項２あるいは請求項３あるいは請求項４に記載の自動丁合製本システム。
6. ロボットのアームに装着された把持用端部の可動部の移動手段がエアシリンダあるいは油圧シリンダであることを特徴とする請求項５に記載の自動丁合製本システム。
   

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