JP4541371B2

JP4541371B2 - ロール体搬送装置

Info

Publication number: JP4541371B2
Application number: JP2007052598A
Authority: JP
Inventors: 克美日野
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2027-03-02
Also published as: JP2008214006A

Description

本発明は原反ロール等のロール体の搬送装置に関し、例えば原反ロールの保管場所から原反ロールを受け取り、これを生産現場に配置されたフィルム用コーター機やラミネータ機等の生産機に供給するのに適したロール体搬送装置に関する。

フィルム用コーター機やラミネータ機等の生産機（以下、生産機と呼ぶ）へ原反ロールを供給する場合、搬送装置として無人走行式の搬送台車、特にＡＧＶ（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＧｕｉｄｅｄＶｅｈｉｃｌｅ）が使用されている。ＡＧＶは、原反ロールの保管場所から原反ロールを受け取り、軌道あるいは無軌道の走行路を走行して生産機の周辺装置であるチャッキング装置に渡す。

上記のような原反ロールの受け取りや渡し、つまり原反ロールの移載は、原反ロールがその中心に中空のコアを有し、このコアがロール体の両端から突出していることを利用して行う。つまり、ロール体からの突出部をＡＧＶの備える２つのコア受け部で受けるようにしている。このため、原反ロールの移載に際しては、ロール体両端からの突出部に対してＡＧＶにおける２つのコア受け部を精度良く位置決めする必要がある。

位置決め方式の一例として、レールやＬＭガイドなどの軌道によって台車を案内、位置決めする方式が提供されている（例えば特許文献１参照）。

一方、無軌道式のＡＧＶに適用される位置決め方式の例として、図４に示すような方式が提供されている。この方式では、原反ロール２００の移載場所となる床のあらかじめ決められた位置に設置された通常４個（３個以上であれば良い）の円錐状コーン４００（２個のみ図示）を用いて行われる。ＡＧＶ１００側には上記４個の円錐状コーン４００と対称となる箇所にそれぞれ、円錐状コーン４００に嵌り合う円錐状の凹部を持つ昇降式の受け部１３０が設けられている。ＡＧＶ１００は４個の円錐状コーン４００と４個の受け部１３０とがほぼ嵌り合う位置で停止する走行制御機能を有しており、この位置で受け部１３０を下降させて円錐状コーン４００に嵌め込む。この時、円錐状コーン４００と受け部１３０との間に微小の位置ずれがあったとしても、受け部１３０が円錐状コーン４００に対して滑ることで受け部１３０の位置が矯正され、結果としてＡＧＶ１００の位置が矯正されるので精度の良い位置決めが行われる。つまり、円錐状のコーン４００と受け部１３０は機械的な位置決め機構として作用する。原反ロール２００の移載は、ＡＧＶ１００本体が床面から浮き上がった、いわゆる地切りされた状態（図４参照）で行われる。

なお、図４は、保管場所に保管されている原反ロール２００を受け取る場合について示している。原反ロール２００の保管は、その中心にあるコア２１０が中空であることを利用して、コア２１０にこれよりも長いシャフト５００を挿通し、シャフト５００の両端を、間隔をおいて設置した２つの載置台６００で支持するようにして行われている。載置台６００は、そこに載置している原反ロール２００の下側にＡＧＶ１００が入り込める高さに設定されている。

前述したように、コア２１０は、ロール体の両端から突出する突出部２１０−１を有する。一方、ＡＧＶ１００は、原反ロール２００を保持するためのコア受けブロック１１０と、原反ロール２００の受け渡しに際してコア受けブロック１１０を昇降させるための油圧式のリフター機構（図示省略）とを備えるほか、ここでは操舵輪と従動輪を有して無軌道の走行面上を自動走行する機能を有する。コア受けブロック１１０は、原反ロール２００におけるコア２１０の両側の突出部２１０−１を受けるための２つのコア受け部１１０−１を有する。

原反ロール２００を受け取る場合の動作は以下の通りである。

ＡＧＶ１００は、自動走行機能により原反ロール２００のほぼ直下域にて停止することができ、加えて円錐状コーン４００と昇降式の受け部１３０とにより位置決めされる。位置決め後、ＡＧＶ１００が地切りされている状態でリフター機構によりコア受けブロック１１０を上昇させる。

この上昇は油圧が低圧の状態で行われる。図示していないが、リフター機構の油圧回路には、コア受け部１１０−１が突出部２１０−１に接触して反力を受けると”ＯＮ”となる圧力スイッチが設けられている。圧力スイッチが”ＯＮ”になると、コア受けブロック１１０の上昇駆動は停止される。続いて、リフター機構の油圧が低圧から高圧に切り替えられ、コア受けブロック１１０で原反ロール２００を受け取り可能な状態になる。原反ロール２００を受け取り可能な状態になったことが報知されると、シャフト５００はコア２１０から引き抜かれ、原反ロール２００はコア受けブロック１１０に渡される。続いて、リフター機構によりコア受けブロック１１０は所定の高さ位置まで下降するように駆動される。また、受け部１３０を上昇させてＡＧＶ１００を床面に着地させる。

図５は、生産機の周辺装置であるチャッキング装置３００の２つの保持部で原反ロール２００が保持されている状態を示す。チャッキング装置３００の２つの保持部はそれぞれ、互いに接近、離反する方向に可動な軸部を有し、この軸部をコア２１０（突出部２１０−１）の中空部分に挿入することで原反ロール２００を保持できるようになっている。周辺装置はこのチャッキング装置３００を原反ロール２００と共に別場所に移動させることができる機能を有している。このようなチャッキング装置３００で保持されている原反ロール２００を受け取る場合にも、図４と同様のＡＧＶの機械的位置決め機構が採用され、同様の受け取り動作が行われる。

また、図４、図５のいずれの方式においても、ＡＧＶ１００で搬送してきた原反ロールを２つの載置台６００にシャフト５００で支持させるように渡す動作、チャッキング装置３００の２つの保持部で保持させるように渡す動作も、原理的には上記動作と変わらない。

しかし、図４、図５のような方式では、ＡＧＶ１００が所定位置に精密に位置決めされたとしても、原反ロール２００側の位置ずれ、つまりシャフト５００やチャッキング装置３００の軸部に対するコア２１０（突出部２１０−１）の位置ずれにより原反ロール２００の受け取りが困難になる問題点がある。これは、シャフト５００、チャッキング装置３００の軸部のいずれも、コア２１０の中空部分の径より十分小径で遊嵌状態にて挿通されているので、コア２１０はその中心軸方向へずれやすいからである。このような問題点は、突出部２１０−１の突出長があまり長くない場合に特に顕著になる。特に、突出部２１０−１に対するコア受け部１１０−１の位置が大きくずれていると、受け取りに際してコア受け部１１０−１が突出部２１０−１に接触する前にロール体に衝突してしまい、ロール材に損傷を与えてしまうことがある。

また、機械的位置決め機構では位置決めに際して受け部１３０が円錐状のコーン４００に嵌合する時に両者の擦れあいにより塵埃が発生し易く、クリーン性を要求される生産現場には適していない。

更に、特許文献１に開示されている方式、上記の位置決め方式のいずれも床にレールやＬＭガイド、円錐状のコーンなどの設置が必要であり、フラットな床を所望する顧客からは敬遠される。

特開２００２−６６６３１号公報

本発明の課題は、ロール体の受け取り動作時に、ロール体からのコアの２つの突出部に対して２つのコア受け部を正確に位置決めできるようにすることにある。

本発明の他の課題は、上記の位置決めを機械的な位置決め機構によらずに実現することにある。

本発明は、中心にコアを持つロール体であって前記コアが該ロール体の両端から突出した突出部を有するロール体を、前記ロール体の保持手段との間で受け渡しを行うためのロール体搬送装置であって、前記ロール体の両側の前記突出部を受けるための２つのコア受け部を備えているロール体搬送装置において、前記ロール体の両側の前記突出部それぞれの端面のロール体軸方向の位置を非接触で検出する検出手段を設け、該検出手段で検出された突出部の端面位置に応じて対応するコア受け部の位置を調整する。特に本発明によるロール体搬送装置においては、前記２つのコア受け部が、前記保持手段で保持されている前記ロール体をその下側から受け取るようにされており、このために前記２つのコア受け部が、前記ロール体の受け渡し動作時に少なくとも上下方向及び互いに接近、離反する方向に可動として位置調整可能に構成されている。この場合、前記検出手段はレーザセンサーを含み、該レーザセンサーから上方に向けてレーザ光を照射した状態にて前記２つのコア受け部を互いに接近する方向に移動させる間に検出動作を実行するように構成することができる。特に、前記レーザセンサーを距離設定型とすることが望ましく、該ロール体搬送装置においては、前記コアが中空であって該中空部にこの内径より十分に小径の前記保持手段の軸状部が挿通されて保持されている前記ロール体を受け取る場合、前記レーザセンサーの設定距離を、前記突出部の外周の最も下側までの距離よりは長く、かつ前記軸状部の外周の最も下側までの距離よりは短く設定するようにされる。

本発明によれば、何らかの保持手段により保持されているロール体のコアに中心軸方向の位置ずれがあったとしても、ロール体の突出部の端面位置を非接触式の検出装置で正確に検出できるので、ロール体の２つの突出部に対して２つのコア受け部を正確に位置合せすることができ、精度良くロール体の突出部を受けることができる。

ロール体搬送装置に対する機械的な位置決め機構、例えば円錐状のコーンと受け部とによる位置決め機構は不要であり、仮にロール体搬送装置の停止位置に位置ずれがあったとしても、２つの突出部に対して２つのコア受け部を正確に位置合せすることができる。そして、円錐状のコーンと受け部とによる機械的な位置決め機構が無いので、これらの擦れ合いによる塵埃の発生のおそれも無く、クリーン性を要求される生産現場に適したロール体搬送装置を提供できる。

本発明によればまた、ロール体の２つの突出部に対して２つのコア受け部を正確に位置合せすることができるので、ロール体のコアあるいはロール体搬送装置の位置ずれ、特にコアの中心軸方向の位置ずれに起因するコア受け部とロール体との衝突を防止することができ、ロール材の損傷を防ぐことができる。

図１〜図３を参照して、本発明によるロール体搬送装置をＡＧＶに適用した場合の実施形態について説明する。図１は、図４で説明したように、保管場所に保管されている原反ロール２００を受け取る場合について示している。原反ロール２００の保管は、中空のコア２１０にこれよりも長いシャフト５００を挿通し、シャフト５００の両端を、間隔をおいて設置した２つの載置台６００で支持するようにして行われている。特に、シャフト５００は、コア２１０の中空部の内径より十分に小さい径を有している。

本実施形態によるＡＧＶは、以下の点を除いて図４で説明したＡＧＶと同様の構成でも良い。

本実施形態では、ＡＧＶのための機械的な位置決め機構は不要であり、従って図４で説明したような床面側の円錐状のコーン、これを受けるＡＧＶ側の受け部は不要である。

ＡＧＶ１はコア受けユニット１０を有し、これを昇降させる機構として、油圧式のリフター機構に代えて電動式のリフター機構（図示省略）を備えることでクリーン性を要求される生産現場での使用を可能にした。

コア受けユニット１０における２つのコア受け部１０−１を独立して駆動可能とし、２つのコア受け部１０−１にそれぞれ、原反ロール２００の受け取り動作時に、コア２１０の突出部２１０−１の端面を非接触で検出する検出装置２０−１を設けた。

検出装置２０−１により突出部２１０−１の端面が検出されると、検出された端面位置に応じてコア受け部１０−１を突出部２１０−１に位置合せできるようにした。

以上のことから、以下では、主に、検出装置２０−１の構成、作用について説明する。

図２は、図１のようにして保持された状態にある原反ロール２００と、２つのコア受け部１０−１との関係を正面図で示し、図３は、図２に示された原反ロール２００とコア受け部１０−１との関係を側面から見た図である。

コア受け部１０−１は、コア受けユニット１０における支持台（床面と水平な支持面を持つ）上で、位置調整機構により個別にＸ軸方向に位置調整可能に構成されている。これは、原反ロールの大きさが異なると２つの突出部の径や位置が異なるので、コア受け部１０−１を、対応するコア２１０の突出部２１０−１の直下に位置合わせするために必要な機構である。位置調整機構については、２つのコア受け部１０−１がコア受けユニット１０における支持台上で個別に移動可能にされていれば良く、図示、及び詳しい説明は省略するが、図２では、２つのコア受け部１０−１が互いに接近、離反する方向を矢印で示し、これをＸ軸方向とする。なお、以下では、原反ロールの受け取りに際してＡＧＶが走行する方向をＹ軸方向とする。Ｙ軸方向はＸ軸方向に直交する水平方向であり、図３にこれを示す。２つのコア受け部１０−１は、Ｘ軸位置調整機構によりＸ軸方向に駆動されるが、コア受け部１０−１の位置調整は、検出装置２０−１で検出された突出部２１０−１の端面位置に応じて行われる。なお、Ｘ軸位置調整機構とこれにより個別に駆動される２つのコア受け部１０−１を搭載した支持台が電動式のリフター機構により昇降するようにされる。

コア受け部１０−１はまた、その上端に、突出部２１０−１の径の異なる場合であっても突出部２１０−１をその下方から受け易くすると共にコア受け部１０−１上での突出部２１０−１の位置決めを容易にするために、逆三角形状（曲面状でも良い）の受け面１０−１ａが形成されている。つまり、コア受け部１０−１で突出部２１０−１を受け取る直前に、突出部２１０−１とコア受け部１０−１との間にＹ軸方向に関して微小の位置ずれがあったとしても、突出部２１０−１が受け面１０−１ａに載るとその傾斜（あるいは曲面）にならって突出部２１０−１は位置が矯正される。これは、コア受け部１０−１のＹ軸方向の位置決めがラフであっても良いことを意味する。

本実施形態では、検出装置２０−１は、距離設定型のレーザセンサーを含む。距離設定型のレーザセンサーというのは、レーザ光が設定された距離までしか届かず、従って設定距離より長い位置にある物体は検出しないセンサーである。特に、レーザセンサーは、固定角度の鉛直方向にレーザ光を出射するように設置されている。

図２は、２つの載置部（図示省略）上にシャフト５００で保持されている原反ロール２００を受け取るために、ＡＧＶが原反ロール２００の下方に停止し、原反ロール２００に対してその下方からリフター機構により２つのコア受け部１０−１が上昇駆動される前の状態を示している。この状態では、ＡＧＶ１はＹ軸方向に関してはほぼ位置決めされており、２つのコア受け部１０−１はそれぞれ２つの突出部２１０−１の外周の最も下側の高さより低い高さ位置にある。レーザセンサーの設定距離は、突出部２１０−１の外周の最も下側までの距離よりは長く、かつシャフト５００の外周の最も下側までの距離よりは短い値、好ましくは突出部２１０−１の外周の最も下側までの距離よりわずかに長い値に設定される。図２、図３にはこれを上向きの矢印で示す。

以降で述べる動作は、ＡＧＶの持つ制御装置（図示せず）の制御下で実行される。

ＡＧＶの停止後、一旦、Ｘ軸位置調整機構により２つのコア受け部１０−１を最大間隔の位置に移動させる。この最大間隔は、コア２１０の幅（中心軸方向の長さ）より大きい。続いて、レーザセンサーからレーザ光を出射させたままで２つのコア受け部１０−１を最大間隔の位置から互いに接近する方向に移動させる。２つのコア受け部１０−１の間隔が大きい状態では、レーザ光はシャフト５００に到達しない。しかし、２つのコア受け部１０−１の間隔が狭まってくると、レーザ光が突出部２１０−１の端部に当たる。この時、前述した距離設定型の機能により突出部２１０−１の端面が検出される。この時のレーザセンサーの信号レベルは、図２に太い実線で示すようにステップ状に変化する。この変化を、突出部２１０−１の端面と判別する。

ここでは、コア受け部１０−１とレーザセンサーとの位置関係を、突出部２１０−１の端面を検出した時点でコア受け部１０−１の移動を停止させると、コア受け部１０−１は突出部２１０−１の端面に近い直下位置にあるようにしている。

そこで、２つの突出部２１０−１の端面が検出されたら、レーザ光の出射を停止した後、リフター機構により２つのコア受け部１０−１を上昇させる。コア受け部１０−１が突出部２１０−１に到達したかどうかは、例えばコア受け部１０−１にタッチセンサーを設けて検出するようにすれば良い。２つのコア受け部１０−１が対応する突出部２１０−１に到達したらリフター機構による上昇が停止され、原反ロール２００を受け取り可能な状態となる。原反ロール２００を受け取り可能な状態になったことが報知されると、シャフト５００が引き抜かれ、原反ロール２００はコア受けブロック１０に渡される。続いて、コア受けブロック１０は所定の高さ位置まで下降される。

なお、万一、シャフト５００に対するコア２１０の位置ずれ、あるいはＡＧＶ１のＸ軸方向に関する位置ずれが大きく、ＡＧＶ１が原反ロール２００の直下に停止した時点で一方のコア受け部１０−１が突出部２１０−１の直下にあり、他方のコア受け部１０−１が突出部２１０−１の直下から外れた状態にあるような場合であっても、２つのコア受け部１０−１は一旦、最大間隔となるまで移動した後互いに接近するように移動するので、突出部２１０−１の端面検出は確実に行われる。

以上説明してきたように、本実施形態によるＡＧＶにおいては、原反ロールの受け取りの前に原反ロールにおける両側のコア突出部の端面を非接触で検出し、検出した位置に応じてコア受け部を位置合せできるようにしたことにより、原反ロールを保持しているシャフト５００に対する突出部２１０−１の位置ずれあるいはＡＧＶの停止位置ずれに起因する原反ロールとコア受け部との衝突を防止することができ、衝突によるロール材の破損を防止することができる。

特に、突出部２１０−１の突出長は、一般的に５０ｍｍ以上とされているところ、コア２１０に対するロール材の巻きずれ等により、一方の突出部の突出長が長く、他方の突出部の突出長が５０ｍｍ未満となってしまったような場合であっても、コア受け部１０−１の幅より少し大きめの突出部の突出長があれば受け取りが可能となる。

上記の構成、動作は、本実施形態によるＡＧＶを図５で説明したような周辺装置のチャッキング装置で保持されている原反ロールを受け取る場合もまったく同じである。

なお、距離設定型のレーザセンサーにより突出部の端面を直接検出する方法によらずに、他の非接触式の光学式センサーを用いた検出方法や、ミラーとの組合せで突出部の端面を間接的に検出する方法であっても良い。例えば、図５で説明した周辺装置のチャッキング装置による保持であって、チャッキング装置における保持部の軸部が突出部の中空部分に密着状態で装着されることにより、チャッキング装置の保持部に対して突出部の端面位置が一義的に決まる場合には、以下のようにしても良い。チャッキング装置の保持部あるいはその近傍にミラーを設置し、コア受け部には通常のレーザセンサーを設置して、Ｘ軸位置調整機構により移動しているコア受け部が突出部の端面位置に到達した時にレーザ光がミラーに入射してその反射光が戻るような光路を設定する。

本発明はＡＧＶのような自動走行式の搬送台車だけでなく、何らかの保持手段により保持されているロール体を受け取り、これを別場所に搬送するための搬送台車全般に適用可能である。

図１は、本発明をＡＧＶに適用した場合の実施形態を示し、保持状態にある原反ロールを受け取る時の原反ロールとＡＧＶとの関係を正面図で示す。図２は、図１における原反ロールと２つのコア受け部との関係を示した正面図である。図３は、図２に示された原反ロールとコア受け部との関係を側面から見た図である。図４は、位置決め機構を備えた従来のＡＧＶによる原反ロールの受け取り動作を説明するための図である。図５は、原反ロールが生産現場の周辺装置におけるチャッキング装置により保持されている状態を正面から見た図である。

符号の説明

１、１００ＡＧＶ
１０−１、１１０−１コア受け部
１０、１１０コア受けユニット
２０−１検出装置
１１０油圧式のリフター機構
２００原反ロール
２１０コア
２１０−１突出部
３００チャッキング装置

Claims

中心にコアを持つロール体であって前記コアが該ロール体の両端から突出した突出部を有するロール体を、前記ロール体の保持手段との間で受け渡しを行うためのロール体搬送装置であって、前記ロール体の両側の前記突出部を受けるための２つのコア受け部を備えているロール体搬送装置において、
前記ロール体の両側の前記突出部それぞれの端面のロール体軸方向の位置を非接触で検出する検出手段を設け、該検出手段の検出結果に応じて前記コア受け部を対応する前記突出部に位置合せするようにしたことを特徴とするロール体搬送装置。
前記２つのコア受け部は、前記保持手段で保持されている前記ロール体をその下側から受け取るものであり、
前記２つのコア受け部は、前記ロール体の受け取り動作時に少なくとも上下方向及び互いに接近、離反する方向に可動であり、
前記検出手段はレーザセンサーを含み、該レーザセンサーから上方に向けてレーザ光を照射した状態にて前記２つのコア受け部を互いに接近する方向に移動させる間に検出動作を実行することを特徴とする請求項１に記載のロール体搬送装置。
前記レーザセンサーは距離設定型であり、該ロール体搬送装置は、前記コアが中空であって該中空部にこの内径より十分に小径の前記保持手段の軸状部が挿通されて保持されている前記ロール体を受け取る場合、前記レーザセンサーの設定距離を、前記突出部の外周の最も下側までの距離よりは長く、かつ前記軸状部の外周の最も下側までの距離よりは短く設定することを特徴とする請求項２に記載のロール体搬送装置。