JP7206935B2 - シール剥し装置及びシール剥し方法 - Google Patents

Description

本発明は、シール剥し装置及びシール剥し方法に関する。

例えばロール状の台紙に張り付けられたシールを台紙から剥し取り、製品に貼り付けるシール剥し装置が提供されている。

特開２００４－５１２９７号公報

特許文献１のシール剥し装置は次のように構成されている。ロール状の台紙が繰出されて通過する部位には、先端にナイフエッジを有した剥し機構が台紙の通過方向に沿ってスライド可能に設けられている。

剥し機構を通過する台紙の上流側と下流側とをクランプ機構によりそれぞれクランプした状態で、両方のクランプ機構の間に位置する台紙に対してダンサローラの自重を利用したテンション機構により一定の張力を付与する。吸着装置によりシールを吸着した状態で剥し機構をシール長さ分だけスライド移動させると、吸着装置により吸着されたシールが台紙から剥される。

しかしながら、このような構成のシール剥し装置は、剥し機構をスライド移動するための往復摺動機構、台紙を位置決めするクランプ機構、台紙に一定の張力を付与するテンション機構を含んで構成されている。このため、それらの機構を駆動するためのアクチュエータの数が多く全体が大形化することが課題であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、全体の小形化を図ることができるシール剥し装置及びシール剥し方法を提供することにある。

請求項１の発明によれば、制御部（４６）は、繰出し部（７、８）から台紙（１０）を張力の付与状態で剥し位置に繰出す。台紙（１０）が剥し位置を通過すると、それに伴って剥し部（９）がシール（１３）の先端部から台紙（１０）が剥される。

制御部（４６）は、搬送部（２）を制御して吸着部（５）を先端面から台紙（１０）が剥されたシール（１３）に接触させて吸着する。吸着部（５）の先端面が台紙（１０）に対して平行に位置してシール（１３）を吸着した状態でアクチュエータ（２１）を駆動すると、搖動部（４）により吸着部（５）の先端面においてシール（１３）の後端部に対応する吸着部（５）の後端部を中心として吸着部（５）の先端面を台紙（１０）に対して傾けるように搖動する。これにより、１つのアクチュエータを用いて台紙（１０）からシール（１３）を剥すことができる。

一実施形態における全体を概略的に示す側面図 搖動部の斜視図 水平位置で示す搖動部の側面図 搖動位置で示す搖動部の側面図 吸着ノズルの下面図 シールの下面図 剥し部に位置するシールを示す平面図 電気的構成を示すブロック図 シールの吸着状態を示す吸着ノズルの断面図

以下、一実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すようにシール剥し装置１は、スカラロボット２（先端のみ図示、搬送部に相当）、このスカラロボット２のエンドエフェクタ取付部３に装着された搖動部４、この搖動部４に設けられた吸着装置５（吸着部に相当）と撮影装置６、シールロール７（繰出し部に相当）、巻取機８（図８参照、繰出し部に相当）、剥し部９等から構成されている。

シールロール７は台紙１０が巻き取られたリール構造をしており、全ての台紙１０が繰出された空のシールロール７’は台紙１０が巻き取られた新しいシールロール７と交換可能である。巻取機８もリール構造をしており、台紙１０を巻き取ったリールは、空の新しいリールと交換可能である。シールロール７と巻取機８との間には、台紙１０の通過経路を形成する通路部１１、剥し部９、ローラ１２が配置されている。

巻取機８を回転駆動することに応じてシールロール７が回転して台紙１０が繰出される。シールロール７は回転に対して所定の抵抗力が付与されており、巻取機８の回転に伴ってシールロール７から繰出される台紙１０には一定の張力が付与される。

図７に示すように台紙１０には幅方向及び繰出し方向の２次元的に一定間隔でシール１３が間欠的に貼付されている。シール１３は防水透湿性素材を円盤状に形成した通気性を有するもので、図示しない車両装置に貼付される。シール１３を車両装置に貼付することにより、車両装置の内部に水分が進入することを防止しながら内部で発生した湿気を外部に放出することができる。

図１に戻って剥し部９は剥し位置に配置されており、その上面は水平方向を指向している。剥し部９において台紙１０の通過方向となる先端にはナイフエッジ９ａが形成されており、台紙１０が剥し部９を通過する際にナイフエッジ９ａによりその通過方向がローラ１２の方向に鋭角に折曲される。

エンドエフェクタ取付部３はスカラロボット２の先端に水平方向に回転可能に取り付けられており、その取付面にエンドエフェクタとして搖動部４が装着されている。搖動部４は、スカラロボット２により水平状態を維持した状態で３次元的に位置制御されると共に水平方向に回転制御される。

次に搖動部４について説明する。図２に示すように搖動部４は、エンドエフェクタ取付部３に装着された水平ベース１４を水平基準として構成されている。水平ベース１４の下面の両端部には一対の曲線運動軸受１５が対向して固定されている。この曲線運動軸受１５は、第１曲線軌道台１６と第２曲線軌道台１７とを組み合わせて構成されており、固定側となる一方の曲線軌道台に対して他方の曲線軌道台が相対的に曲線運動するようになっている。

本実施形態では、第１曲線軌道台１６がスペーサ１８を介して水平ベース１４の下面に固定されており、第２曲線軌道台１７が第１曲線軌道台１６に対して相対的に曲線運動するようになっている。第２曲線軌道台１７の底面には支持部材１９が固定されており、対向する一対の支持部材１９の間に搖動ベース２０が橋架状態で固定されている。この搖動ベース２０が水平ベース１４に対する搖動基準となる。

図２に示すように水平ベース１４の下面には水平方向を指向するエアシリンダ２１（アクチュエータに相当）が水平方向を指向して固定されており、そのエアシリンダ２１のロッド２２の先端にナックルジョイント２３が装着されている。搖動ベース２０の上面には図示しないブロックが固定されており、そのブロックにナックルジョイント２３が連結されている。

搖動ベース２０の下面には一対のリニアブッシュ２４が垂直方向を指向して固定されている。リニアブッシュ２４にはロッド２５が挿通されており、そのロッド２５の上端に固定された図示しないストッパが搖動ベース２０の上面に当接している。ロッド２５の下端はリニアブッシュ２４から突出しており、対向する一対の突出部の間に昇降部材２６が橋架するように固定されている。昇降部材２６は、図２に示す状態では図示下方への移動が規制されている一方、上方への移動は所定距離だけ許容されている。

搖動ベース２０の下面には円柱状の支持部材２７が垂直方向を指向して固定されている。支持部材２７の下端面に円柱状の予圧調整部材２８が螺合されており、支持部材２７に対する螺合位置を調整することで予圧調整部材２８の垂直方向の位置を調整可能となっている。予圧調整部材２８の下端は陥没形成されており、その内部にロードセル２９（図８参照）が配置されている。

昇降部材２６とロードセル２９との間には圧縮コイルスプリング３０が介在されており、ロードセル２９に対して所定の予圧が印加されている。この予圧は、支持部材２７に対する予圧調整部材２８の垂直方向の位置を調整することにより調整可能である。

昇降部材２６の下面には吸着装置５が固定されている。この吸着装置５は、台座３１と吸着ノズル３２とから構成されている。台座３１は昇降部材２６の下面に固定されており、内部空間が形成されている。台座３１の下面に吸着ノズル３２が固定されており、その吸着ノズル３２の内部が台座３１の内部空間と連結している。

図５に示すように吸着ノズル３２の先端面は円環状をなしており、その先端面に複数の吸着孔３３が同心円状に形成されている。これらの吸着孔３３は、吸着ノズル３２の内部を介して台座３１の内部空間と連通している。

図６に示すようにシール１３の裏面には接着剤３４（網目で示す領域）が円環状に塗布されている。この接着剤３４の塗布領域は、シール１３を吸着する吸着ノズル３２の先端面の形状に対応している。

台座３１には真空発生器３５（図８参照）が連結されており、真空発生器３５の駆動状態で台座３１の内部空間に真空状態が発生し、それに伴って吸着ノズル３２の吸着孔３３が真空状態となる。

図２に示すように、搖動ベース２０の両端部にはストッパ３６が設けられている。このストッパ３６は、Ｌ字形状の固定部材３７に雌ネジからなる規制部材３８を螺着して構成されている。支持部材２７の側面にはブロック３９が固定されており、そのブロック３９の前後方向にボルト４０が固定されている。

図２では、ブロック３９に螺着された一方のボルト４０の頭部が一方のストッパ３６の規制部材３８に当接している。搖動ベース２０が曲線運動した場合は、ブロック３９に螺着された他方のボルト４０の頭部が他方のストッパ３６の規制部材３８に当接する。これにより、搖動部４の搖動範囲が規制されている。この搖動範囲は、規制部材３８のストッパ３６に対する固定位置を調整することにより調整可能である。

以上のような構成により、搖動ベース２０に一体に設けられている構成要素は、図３に示す水平位置から図４に示す搖動位置まで水平ベース１４に対して相対的に曲線運動可能に構成されている。

搖動ベース２０の下面には一対のアーム部材４１が固定されており、対向する一対のアーム部材４１の間に支持部材４２が橋架状態で固定されている。この支持部材４２の前面には撮影装置６（視覚部に相当）が固定されている。この撮影装置６は後述するようにシール１３の位置を画像認識するために設けられており、画像認識時は一体に設けられた照明装置４３により撮影対象であるシール１３が照明される。

図７に示すように、剥し部９に対応して第１反射型センサ４４（検出部に相当）と一対の第２反射型センサ４５（検出部に相当）が設置されている。第１反射型センサ４４の検出領域は剥し部９の上面に設定されており、剥し部９の上面を通過する台紙１０の有無を検出する。第１反射型センサ４４が台紙１０を検出し易くするために剥し部９は黒色に塗布されている。第２反射型センサ４５は、剥し部９の前方領域を検出領域として設定されており、台紙１０から剥されたシール１３の先端部の有無を検出する。

さて、エアシリンダ２１のロッド２２が突出した状態では搖動ベース２０が前方に押圧されて図３に示す水平位置から前方に移動する。これにより、搖動ベース２０が曲線運動軸受１５により水平ベース１４に対して相対的に曲線運動するので、それに伴って図４に示すように搖動ベース２０に装着された吸着装置５が搖動するようになる。

ここで、吸着装置５が搖動する際は曲線運動軸受１５の曲線運動の中心点を中心として搖動するが、本実施形態では、その中心は吸着ノズル３２の先端面においてシール１３の後端部に対応する後端部を中心として搖動するように設定されている。

図８に示すように制御装置４６（制御部に相当）は、第１反射型センサ４４、第２反射型センサ４５、ロードセル２９の検出状態に基づいて、巻取機８、真空発生器３５、エアシリンダ２１、スカラロボット２、撮影装置６を制御する。

次に、上記構成のシール剥し装置１の動作について説明する。まず、シール１３が貼付された台紙１０が巻き取られているシールロール７をシール剥し装置１に装着してから、台紙１０を引き出して剥し部９の上面に沿わせ、剥し部９の先端のナイフエッジ９ａで下側に折曲してから巻取機８のリールで台紙１０の先端を巻き取る。
次に制御装置４６を駆動する。尚、初期状態では、撮影装置６は搖動部４の前方側に位置している。

制御装置４６は、第１反射型センサ４４により台紙１０が剥し部９の上面に位置していることを検出していることを条件として、巻取機８を駆動してシールロール７から台紙１０を巻き取る。

台紙１０が剥し部９を通過するのに伴ってナイフエッジ９ａで折曲されると、シール１３が水平方向を維持しながら台紙１０のみがナイフエッジ９ａにより折曲されるようになる。これにより、図９に示すようにシール１３の先端部が水平方向を維持した状態で台紙１０から剥される。

制御装置４６は、第２反射型センサ４５により台紙１０からシール１３の先端部が剥されたことを検出した場合は、巻取機８を停止する。これにより、シール１３は、その先端部から台紙１０が剥された状態で停止する。この場合、第２反射型センサ４５の検出精度は比較的低いことから、シール１３の停止位置の精度は比較的低い。

そこで、制御装置４６は、スカラロボット２により撮影装置６を剥し位置の上方に位置するように制御した状態でシール１３を撮影し、シール１３の位置を精度良く認識する。
次にスカラロボット２のエンドエフェクタ取付部３を回転制御し、搖動部４を１８０度回転することでエアシリンダ２１を前方に位置させる。

次に吸着装置５の吸着ノズル３２の先端部をシール１３の上方に精度良く位置合わせした状態で搖動部４を降下させる。すると、吸着ノズル３２の先端部がシール１３に精度良く接触するようになる。このとき、吸着ノズル３２がシール１３に接触すると、それ以上の降下が剥し部９により規制されるようになるので、昇降部材２６が圧縮コイルスプリング３０の付勢力に抗して上昇するようになる。

昇降部材２６の上昇に伴って圧縮コイルスプリング３０によりロードセル２９に対する付勢力が上昇するので、シール１３に対する吸着ノズル３２の付勢力が規定圧力となった場合は吸着装置５の降下を停止する。
以上の動作により、吸着ノズル３２がシール１３に対して規定圧力で精度良く接触した状態となる。

次に真空発生器３５を駆動すると、吸着ノズル３２がシール１３を吸引保持するようになる。
次にエアシリンダ２１を駆動すると、ロッド２２が前進して搖動ベース２０を押圧するようになるので、それに伴って搖動ベース２０が水平ベース１４に対して相対的に曲線軌道運動するようになる。これにより、図９に示すようにシール１３を吸着した吸着ノズル３２が後端部を中心として搖動するようになるので、シール１３を台紙１０から確実に剥がすことができる。
そして、吸着ノズル３２に吸着保持されているシール１３をスカラロボット２により図９に示すように上昇させてから車両装置の所定部位に貼付する。

このような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
シールロール７から張力の付与状態で繰出された台紙１０が剥し部９を通過する際にシール１３の先端部から台紙１０を剥してから、吸着ノズル３２によりシール１３を吸着した状態で吸着ノズル３２の後端部を中心として台紙１０の通過方向と反対方向に搖動するようにしたので、アクチュエータとしては吸着ノズル３２を搖動するためのエアシリンダ２１のみを設ければよく、全体の小形化を図ることができる。

剥し部９の先端にナイフエッジ９ａを設け、剥し位置を通過する方向を吸着装置５がシール１３に接触する側と反対方向に折曲されることでシール１３を台紙１０から剥すようにしたので、シール１３の先端部から台紙１０を確実に剥すことができる。
スカラロボット２を用いて吸着装置５を水平方向及び垂直方向の３次元的に搬送可能に構成したので、簡単な操作で吸着装置５の位置及び回転方向を制御することができる。

第２反射型センサ４５によりシール１３の先端部が台紙１０から剥されたことを検出した場合は、撮影装置６によりシール１３の位置を精度良く認識するようにしたので、先端部から台紙１０が剥されたシール１３の停止位置の精度が低い場合であっても吸着装置５によりシール１３を確実に吸着することができる。

（その他の実施形態）
エアシリンダ２１を後進させることにより吸着装置５の搖動動作を実行させるようにしても良い。
アクチュエータとしてはエアシリンダに限定されることなく、モータシリンダやリニアアクチュエータを用いるようにしても良い。

スカラロボット２の先端にアーム部を設け、そのアーム部により吸着装置５を搖動させるようにしても良い。
６軸ロボットの先端に搖動部４を装着し、全ての動作をロボットにより行うように構成しても良い。

通気用のシールに限定されることなく、例えば改ざん防止用のシールや一般的なシールに適用するようにしても良い。
剥し部９により先端部から台紙１０が剥されたシール１３の停止位置を精度が高い場合は、撮影装置６によるシール１３の認識を省略するようにしても良い。

本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１はシール剥し装置、２はスカラロボット（搬送部）、４は搖動部、５は吸着装置（吸着部）、６は撮影装置（視覚部）、７はシールロール（繰出し部）、８は巻取機（繰出し部）、９は剥し部、９ａはナイフエッジ、１０は台紙、１３はシール、２１はエアシリンダ（アクチュエータ）、４４は第１反射型センサ（検出部）、４５は第２反射型センサ（検出部）、４６は制御装置（制御部）である。

Claims (6)

1. シール（１３）が間欠的に貼付された台紙（１０）を張力の付与状態で所定の剥し位置に繰出す繰出し部（７、８）と、
   前記台紙が前記剥し位置を通過するのに伴って前記シールの先端部から前記台紙を剥す剥し部（９）と、
   接触状態の前記シールを吸着する吸着部（５）と、
   前記台紙から先端が剥された前記シールに前記吸着部の先端面が接触するように搬送する搬送部（２）と、
   前記吸着部の前記先端面が前記台紙に対して平行に位置して前記シールを吸着した状態でアクチュエータ（２１）の駆動に応じて前記吸着部の前記先端面において前記シールの後端部に対応する前記吸着部の後端部を中心として前記吸着部の前記先端面を前記台紙に対して傾けるように搖動する搖動部（４）と、
   前記繰出し部、前記吸着部及び前記アクチュエータの動作を制御する制御部（４６）と、
   を備えたシール剥し装置。
2. 前記剥し部は、前記剥し位置を通過する前記台紙の通過方向を前記吸着部が前記シールを吸着する側と反対方向に変換することで前記台紙の通過方向を変換する請求項１に記載のシール剥し装置。
3. 前記剥し部は、先端にナイフエッジ（９ａ）を有して構成されている請求項２に記載のシール剥し装置。
4. 前記搬送部は、水平運動及び垂直運動可能に構成され、
   前記搖動部は、前記吸着部を前記シールの後端部を中心として回転運動可能に構成され、
   前記アクチュエータは、駆動に応じて前記搖動部を回転運動させる請求項１から３の何れか一項に記載のシール剥し装置。
5. 前記剥し位置に位置した前記シールの先端部から前記台紙が剥がれたか否かを検出する検出部（４４、４５）と、
   前記検出部が前記シールの先端部から前記台紙が剥がれたことを検出した場合は、剥し位置に位置した前記シールの位置を検出する視覚部（６）と、を備え、
   前記制御部は、前記視覚部による検出結果に基づいて前記吸着部により前記シールを吸着する請求項１から４の何れか一項に記載のシール剥し装置。
6. シール（１３）が間欠的に貼付された台紙（１０）を張力の付与状態で所定の剥し位置に繰出す手順と、
   前記台紙が前記剥し位置を通過するのに伴って前記シールの先端部から前記台紙を剥す手順と、
   接触状態の前記シールに吸着部（５）を吸着させる手順と、
   前記台紙から先端が剥された前記シールに前記吸着部の先端面が接触するように搬送する手順と、
   前記吸着部の前記先端面が前記台紙に対して平行に位置して前記シールを吸着した状態でアクチュエータの駆動に応じて前記吸着部の前記先端面において前記シールの後端部に対応する前記吸着部の後端部を中心として前記吸着部の前記先端面を前記台紙に対して傾けるように搖動する手順と、
   を実行するシール剥し方法。

Images