JPH04341444A - 巻取紙の自動装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、輪転印刷機における巻
取紙自動装着装置（オートリールローダー）の三つ又ア
ームへ巻取紙を搬送する際、巻取紙に位置ずれや傾斜が
あるか否かを検出する巻取紙の姿勢検出手段と、姿勢不
良を検出したときに必要に応じ巻取紙の姿勢を修正する
姿勢修正手段を設けた巻取紙自動装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】輪転印刷機では、図１４に示すように、
三本の取付けアームを有する三つ又アーム５０に巻取紙
と称するロール紙１をそれぞれ装着し、一本の巻取紙が
使い終ると、次の取付けアーム５１ａに装着した巻取紙
を自動的に印刷部に供給して連続運転を行なっている。 この場合、巻取紙の無くなった取付けアーム５１ｂは、
巻芯を取り除かれ、新たな巻取紙が自動的に装着される
。

【０００３】新たな巻取紙の三つ又アームまでの搬送は
、通常、巻取紙を搭載してトラバーサ１０上に引込まれ
るトロッコ２０及び、このトロッコ２０を搭載してトロ
ッコ引込み位置から三つ又アームまで運ぶトラバーサ１
０とによって行なわれる。このトラバーサによる巻取紙
の搬送に際し、図１５に示すように、巻取紙１の搭載位
置が軸方向にずれていたり、巻取紙１が斜めになってい
たりすると、巻取紙を取付けアームに装着するときに巻
取紙が取付けアームのウェブセンタ５２等に衝突して、
ウェブセンタを破損したり、巻取紙１がトロッコ２０か
ら落下したりする問題がある。

【０００４】このため、巻取紙の姿勢不良を検出し、巻
取紙と取付けアームの衝突を防止する必要があり、従来
は次のような方法によって巻取紙の姿勢を検出していた
。すなわち、第一は、図１６に示すように、三つ又アー
ム５０における各取付けアーム５１の各ウェブセンタ５
２側の先端部分にリミットスイッチ５３をそれぞれ２個
づつ設け、これらのリミットスイッチ５３で巻取紙１の
姿勢不良を検出していた。また、第二は、図１７に示す
ように、トラバーサの移動方向に投光器６０ａと受光器
６０ｂからなる光電式のセンサを配置し、このセンサに
よって、巻取紙１の両側端部を検出することにより巻取
紙の姿勢不良を検出していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第一の方法は、取付けアーム５１の各ウェブセンタ５
２側の先端にリミットスイッチ５３を２個づつ設けなけ
ればならず、合計１２個のリミットスイッチと取付け治
具が必要になるという問題があった。さらに、リミット
スイッチ５３は、接触式の検出器であるため、巻取紙１
との間隔を広くとれず、したがって巻取紙１の搭載位置
が大きくずれているような場合あるいは巻取紙１の傾き
が大きい場合には、リミットスイッチ５３が巻取紙１と
衝突して破損するという問題があった。

【０００６】また、第二の方法は、光電センサ（投光器
６０ａと受光器６０ｂ）の取付け位置が、他の部材との
関係で大幅に制限されるため、投光器６０ａと受光器６
０ｂ間の距離が長くなるとともに、塵埃などの影響によ
り測定精度が低下するという問題があった。

【０００７】また、第一及び第二のいずれの方法も、巻
取紙の姿勢不良は検出できるものの、巻取紙の位置ずれ
量や傾き量を定量的に算出することができないため、検
出結果にもとづいて巻取紙の姿勢を正確に修正すること
ができないという問題があった。

【０００８】なお、図１５に示すように、トラバーサ１
０の移動方向側部に光電式の距離計７０を配置し、この
距離計７０によって、巻取紙１が通過する間の巻取紙１
側部までの距離を計測し、この距離にもとづいて巻取紙
１の傾き量や位置ずれ量を算出する方法がある。しかし
、光電式の距離計は、計測距離が長くなると光束の減衰
により正確な計測を行なうことができない。このため、
巻取紙の大きさに応じて距離計の位置を移動させ、計測
距離を適当な長さに保たなければならず、装置の複雑化
をまねくとともに、装置の精度によって計測精度が大き
く影響を受けるという問題がある。また、光電式のもの
は、紙粉等の塵埃による悪影響を受けやすいという問題
がある。さらに、いずれの姿勢検出装置も、検出したデ
ータにもとづいて巻取紙の姿勢を修正すると技術は含ん
でいなかった。

【０００９】本発明は上述した問題点にかんがみてなさ
れたもので、巻取紙の傾き量や位置ずれ量を高精度に検
出できるとともに、この検出データにもとづいて巻取紙
の姿勢の修正を行なえるようにした巻取紙の自動装着装
置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の巻取紙の自動装着装置は、輪転印刷機におけ
る巻取紙の取付けアームへ巻取紙を自動的に搬送し、か
つ装着する巻取紙の自動装着装置であって、巻取紙の搬
送軌道上に、前記巻取紙の両側部を検出する少なくとも
二個の超音波距離センサを配置するとともに、前記少な
くとも二個の超音波センサからの信号にもとづいて巻取
紙の姿勢不良を検出する姿勢検出手段を設けた構成とし
てあり、必要に応じ、巻取紙及びその装着不良の検出デ
ータにもとづいて、巻取紙の姿勢を修正する姿勢修正手
段を設けた構成としてある。

【００１１】

【作用】上記構成からなる巻取紙の自動装着装置によれ
ば、巻取紙を搭載したトラバーサが、二個の超音波距離
センサの間を通過する際、各超音波距離センサと巻取紙
の両側部との距離を連続的に測定して、巻取紙の紙掛不
良や姿勢不良等を検出する。さらに、この検出データに
もとづいて巻取紙の姿勢を修正する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施例に係る巻取紙の
自動装着装置を示す外観斜視図、図２は同じく側面図、
図３は同じく正面図を示す。図面において巻取紙の自動
装着装置は、トラバーサ１０、トロッコ２０、支柱３０
、超音波距離センサ４０等で構成されている。

【００１３】トラバーサ１０は軌道１１上を前進、後退
可能な自走式となっており、トロッコ２０をトロッコの
引込み位置において搭載し、トロッコ２０上に載置され
た巻取紙１を輪転印刷機の巻取紙取付けアーム５０の下
部まで搬送する。また、トラバーサ１０にはリフター１
２が装備されており、取付けアーム５０の高さまで巻取
紙１を上昇できるように構成されている。

【００１４】トロッコ２０は、トラバーサ１０上に形成
されたガイド部１３に沿って、トラバーサの進行方向と
直角な方向に移動可能となっている。また、トロッコ２
０上の巻取紙載置部（ターンテーブル）２１は、トロッ
コ２０に対し回転可能に設けられている。トロッコ２０
自体及びターンテーブル２１の駆動は電動式とすること
が好しい。この場合電源は給電式のほか、トロッコに充
電式電池を搭載した構成としてもよい。

【００１５】図４は上記電動式トロッコの一具体例を示
す構成図であり、モーター２４によってトロッコの車輪
２２および／またはターンテーブル２１を駆動できるよ
うになっている。すなわち、電磁クラッチ２６ａをＯＮ
にするとトロッコの車輪２２が回転し、電磁クラッチ２
６ｂをＯＮにするとトロッコのターンテーブル２１が回
転するように構成されている。制御盤２３はモーター２
４及び電磁クラッチ２６ａ，２６ｂの制御を行なう。ま
た、ロータリーエンコーダ２５はターンテーブル２１の
回転量を検出する。本実施例では、図示してないが制御
盤２３及びモーター２４等への給電は集電ダクトを用い
て行なっており、制御盤２３，ロータリーエンコーダ２
５等と制御部（ホストコンピュータ）等との間では、通
信ターミナルを介してトロッコの制御情報，巻取紙の姿
勢修正量及びその確認情報などの信号授受を行なう。通
信ターミナルには、一般に、光通信用，磁気通信用，超
音波通信用などのターミナルがあり、このうちのいずれ
を使用するかは、情報量，通信距離及びコスト等を勘案
して決定する。通信ターミナルと制御盤との接続は、通
信ターミナル用インターフェースを介して行なわれる。 なお、ターンテーブルには、図示してないが、足踏みペ
ダル等を付設して、手動によっても回転できるようにす
ることが好ましい。

【００１６】支柱３０，３０は、トラバーサ１０の移動
する軌道の取付けアーム５０の手前両側に立設してあり
、その内側面には、超音波距離センサ４０，４０がそれ
ぞれ取付けてある。

【００１７】超音波距離センサ４０は、超音波発信器か
ら発信された音波が障害物によって反射されて戻ってく
るまでの時間を測ることによって、障害物までの距離を
算出する。超音波距離センサ４０としては、超音波発振
部にセラミックスを使用したものが好ましい。それは、
高温に強く、測定距離範囲を大きくとることができ、高
度の分解能力を有するためである。上記超音波センサを
用いることによって、巻取紙の巾の大小（例えばＡ〜Ｄ
巻等のサイズの差）にかかわらず、距離を測定でき、し
たがって光電検出器を用いた場合に比べ装置が簡単で安
価なものとなる。また、超音波センサは紙粉などの影響
を受けず、メンテナンスも容易となる。さらに、超音波
距離センサは測定精度が高く、かつ信頼性も高いという
利点もある。

【００１８】次に、上記超音波センサからの信号にもと
づいて巻取紙及びその姿勢不良等の検出を行なう姿勢検
出手段について説明する。姿勢検出手段は、図５に示す
ように、超音波距離センサ４０，制御部４１，記憶部４
２，判定部４３などから構成されている。制御部４１は
、データの計測指令，超音波距離センサ４０からのデー
タ入力指令，計測データの作成・格納，複数の計測デー
タにもとづいて巻取紙巾、巻取紙の傾き量等の演算等を
行なう。なお、計測データの抽出は、超音波距離センサ
によって連続的に計測した各センサ４０，４０と巻取紙
側部との距離を、発振器（ＯＳＣ）からの信号である一
定周期の計測データＮＡ　，ＮＢ　として複数抽出する
。 記憶部４２は、巻取紙巾，巻掛け位置の基準値等のデー
タをあらかじめ記憶しておく。また、記憶部４２は超音
波距離センサ４０からの複数の計測データをデータアド
レスを付けてファイルに格納する。判定部４３は、上記
基準値と制御部４１で演算した算出データとの比較を行
ない、巻取紙における異常の有無の判定を行なう。

【００１９】ここで、巻取紙における異常としては、「
紙掛不良」、「姿勢不良」及び「巻取不良」がある。 「紙掛不良」とは、巻取紙の取付けアーム５０に対する
装着位置不良をいい、図６（ａ）に示すように、紙掛標
準位置Ｔ（ウェブセンタの先端位置）からの巻取紙の横
ずれ量が大きい場合に紙掛不良とされる。「横ずれ」に
は「右寄り」と「左寄り」とがあり、紙掛標準位置Ｔか
ら公差又は許容差（±Ｅ）以上ずれると紙掛不良とされ
る。紙掛不良の判定は、あらかじめ記憶部にて記憶され
た紙掛基準位置ｌＡ　（またはｌＢ　、以下同様）から
、超音波距離センサの計測値ＮＡ　（ＮＢ　）（各超音
波距離センサ４０の基準線ＧＡ　（ＧＢ　）と巻取紙の
各側部３ａ（３ｂ）との距離）を引いた値Ｓ（Ｓ’）が
公差の範囲を越えるとき（Ｓ（Ｓ’）＜−ＥまたはＥ＜
Ｓ（Ｓ’）のとき）、紙掛不良と判定する。この場合、
Ｓ（Ｓ’）の値が正であれば左（右）方向のずれを示し
、Ｓ（Ｓ’）の値が負であれば右（左）方向のずれを示
す。 なお、超音波距離センサの計測値ＮＡ　（ＮＢ　）とし
ては、図６（ｂ）に示すようにトラバーサの自走中に巻
取紙の側面の数箇所を測定し、その平均値を用いること
が好ましい。これは、巻取紙の側面に多少の凹凸がある
のでその影響を避けるためであり、また、巻掛不良か姿
勢不良かを判別するためである。上記紙掛不良は上記で
算出した横ずれ量にもとづいてトロッコを左右に移動し
て修正される。なお、巻取紙が正常な状態の場合を図７
（ａ）及び（ｂ）に示す。この場合はそのまま巻取紙が
取付けアームに装着される。

【００２０】巻取紙の「姿勢異常」とは、巻取紙が輪転
機に対する正常な姿勢から傾いた状態をいい、図８（ａ
）及び（ｂ）に示すような左に傾いた状態と、図９（ａ
）及び（ｂ）に示すような右に傾いた状態とがある。こ
の姿勢異常は巻取紙が斜めの状態でトロッコに搭載され
た場合などに生ずる。姿勢異常の判定は、トラバーサの
自走中に超音波距離センサによって巻取紙の側面３ａ（
３ｂ）と超音波距離センサの取付基準線ＧＡ　（ＧＢ　
）との距離を複数回（ｎ回）計測し、この計測データに
もとづき行なう。例えば、巻取紙１が傾いていると、巻
取紙１の胴部２からの反射音を検出するため計測値が異
常に大きくなる。この巻取紙胴部２の検出は、複数の測
定値のうち最初の計測値（計測回数１）あるいは最後の
計測値（計測回数ｎ）に現われるので、これらの計測値
から姿勢異常を判定できる。具体的には、最初あるいは
最後の計測値のうち、ＮＡ　またはＮＢ　のいずれか一
方の値が異常に大きい場合（例えば、巻取紙巾Ｍｃ　の
１／２　以上である場合）は、姿勢異常であると判定で
きる。なお、巻取紙の巻芯に当たる空洞部（紙管）４を
検出した場合にも異常値が現われるがこれは異常値とし
て無視する。

【００２１】「姿勢異常」の他の判定方法としては、巻
取紙の傾き量（傾き角度）を算出し、これを傾きの許容
値と比較して姿勢異常の判定を行なう方法が挙げられる
。例えば、図１０に示すように、任意の二つの計測値Ｎ
Ａ１とＮＡｎの差ｙ（ｙ＝ＮＡ　’−ＮＡ　）と、その
間の距離ｘから傾き角θは、ｔａｎθ＝ｙ／ｘによって
算出できる。この場合、距離ｘは巻取紙１の自走速度を
ｖ、計測時間間隔をｔとするとｘ＝ｖｔによって算出で
きる。 なお、複数の計測値（ＮＡ１〜ＮＡｎ）（異常値を除く
）のうち、いずれの値にもとづいて傾き角θを算出して
も一定値となるはずであるが、精度を高めるためには、
複数の計測値を用いて、その平均値として傾き角θを算
出することが好ましい。上記で算出した巻取紙１の側部
の傾き角θは、図１１に示すように巻取紙の中心線Ｎの
傾き角θ’と等しいので（θとθ’は対頂角の関係にあ
る）、トロッコ２０上のターンテーブル２１を傾き角θ
だけ回転することにより巻取紙１の姿勢異常を修正でき
る。この場合、ターンテーブルの回転量は、角度検出器
（例えばロータリーエンコーダ・レゾルバなど）によっ
て確認することが好ましい。

【００２２】「巻取不良」とは、指定されたサイズ以外
の巻取紙がトロッコに搭載されてきた場合の不良をいう
。巻取紙には数種の紙巾があり、輪転印刷機は使用する
巻巾に合わせて取付けアーム（三つ又リール）を左右に
移動して巻取紙を装着できるようになっているため、ト
ロッコの引込みミス等によって指定されたサイズ以外の
巻取紙が誤ってトロッコに搭載されてくることがある。 巻取不良の判定は、図１２に示すように、巻取紙の実際
の巻巾Ｍｃｓを計測によって算出し、これを指定された
巻取紙のサイズＭｃ　（最大許容寸法Ｍｍ　，最少許容
寸法Ｍｎ　）と比較して行なう。実際の紙巾Ｍｃｓの値
は、図１２に示すように、二つの超音波距離センサ間の
距離Ｌから、超音波距離センサの計測値ＮＡ　，ＮＢ　
の和を引くことにより、すなわち下記（１）式によって
算出される。 Ｍｃｓ＝Ｌ−（ＮＡ　−ＮＢ　）　　　　　　・・・（
１）

【００２３】そして、実際の紙巾Ｍｃｓと指定サイ
ズＭｃ　との差Ｍｃｘの値が、一定の基準値より大きい
かあるいは小さいときは巻取不良と判定する。巻取不良
と判定された場合は、オペレータに異常を報知するとと
もに、トラバーサを後退させ、巻取紙を搭載したトロッ
コを搬送ラインに送り返す。

【００２４】本発明の巻取紙の自動装着装置は、ホスト
コンピュータにより総合管理することが好ましい。ホス
トコンピュータは、トラバーサ及びトロッコの駆動、超
音波距離センサへの計測指令、計測データの処理及び判
定、判定結果に基づく巻取紙の修正アームへの巻取紙の
装着、各種警報等を行なう。このホストコンピュータに
より装置のＦＡ化、無人化が図れる。

【００２５】次に、上記構成からなる巻取紙の自動装着
装置の動作をフローチャートにもとづいて説明する。図
１３は本発明の巻取紙の自動装着装置の動作工程を示す
フローチャートである。 ■巻取支度 巻取紙の包装紙をはがし、紙始め部をＶ字状にカットし
、そのカットに沿ってＶ字の内側に両面テープを貼って
巻取準備をしてトロッコに載せる。このとき、トロッコ
番号、巻取紙サイズ、紙巻方向などの情報をホストコン
ピュータに入力する。

【００２６】■トロッコ引込み オートペースタ装置からの紙継ぎ完了信号、すなわち、
ペースタ信号により巻取紙搭載トロッコをオート・ドー
リから呼出し、トロッコ搬送ライン上を経て、トロッコ
引込み位置まで巻取紙搭載トロッコを搬送する。ホスト
コンピュータによって引込むトロッコの番号と輪転機番
号とを照合し、さらに、巻取紙サイズ、巻取方向などを
チェックする。その後、トロッコをトラバーサ上に引込
む。

【００２７】■姿勢異常等の検出 トラバーサを巻取紙取付けアームに向かって自走させな
がら、姿勢検出手段によって、巻取紙の側面との距離を
複数回計測（通常、巻取紙の側面の前半部分で行なう）
し、さらに、この計測データにもとづいて異常か否かの
判定及び異常の種別を判定する。また、異常量を算出す
る。

【００２８】■姿勢修正 上記異常量の算出データにもとづいて、ホストコンピュ
ータからトロッコ制御盤に修正指令及び修正量のデータ
を通信ターミナルを介して送信し、トロッコの駆動部を
駆動して修正を行なう。

【００２９】■修正確認 再度姿勢異常の検出（通常、巻取紙の側面の後半部分で
行なう）を行ない、姿勢の修正が正しく行なわれている
かどうか確認する。この姿勢修正確認動作工程は必ず行
なう必要はなく、また、この姿勢修正確認動作は、姿勢
検出手段をもう一セット設置するか、あるいはトラバー
サを一度後退させて、再度姿勢を検出して行なうように
してもよい。

【００３０】■取付け 巻取紙を取付けアームに装着して、取付け作業を終了す
る。

【００３１】なお、本発明は上記実施例に限定されず本
発明の要旨の範囲内で適宜変形して実施できる。例えば
、超音波距離センサによる計測データは座標で置き換え
ることができるので、ＣＲＴなどのディスプレイ装置に
よって、巻取紙の状態を画像表示し、これを画像処理す
ることが可能となる。すなわち、巻取紙の正常な形状や
姿勢などをパターン化してあらかじめ記憶させておき、
この記憶されたパターンとの比較によって画像解析を行
ない、巻取紙の姿勢の異常を判定することができる。ま
た、超音波距離センサを二個以上配設するようにしても
よい。

【００３２】上述した本発明の巻取紙の自動装着装置に
おいては、巻取紙の装着動作が正しく行なわれているか
どうかを監視するとともに、巻取紙の姿勢異常等を発見
した場合には、修正手段によって自動的に巻取紙の姿勢
を修正することができる。したがって人手を要せず、ま
た機械の運転を止めることなく、機械の稼動率を高める
ことができる。また、安全性を確保しながら、新聞製作
作業等の無人化、ＦＡ化を実現できる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の巻取紙の自
動装着装置は、巻取紙の姿勢の異常を検出する手段とし
て、超音波距離センサを用いているので、塵埃などの影
響がなく、測定精度及び信頼性が高く、メンテナンスも
不要となる。また、構造が簡単で調整を容易に行なうこ
とのできる安価な装置を提供できる。さらに、巻取紙の
姿勢の異常等を定量的に算出し、この算出データにもと
づいて巻取紙の姿勢を修正する手段を有しているので、
機械の稼動効率を高めるとともに、巻取紙の装着作業の
無人化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る巻取紙の自動装着装置
を示す外観斜視図である。

【図２】図１の装置の側面図である。

【図３】図１の装置の正面図である。

【図４】電動式トロッコの一具体例を示す構成図である
。

【図５】姿勢検出手段の一実施例を示す概略構成図。

【図６】巻取紙の巻掛不良を説明するための図であり、
図６（ａ）は巻取紙の状態を示す平面図、図６（ｂ）は
計測データを表わすグラフである。

【図７】巻取紙の正常な状態を説明するための図であり
、図７（ａ）は巻取紙の状態を示す平面図、図７（ｂ）
は計測データを表わすグラフである。

【図８】巻取紙の姿勢異常を説明するための図であり、
図８（ａ）は図面上巻取紙が左に傾いた状態を示す平面
図、図８（ｂ）は計測データを表わすグラフである。

【図９】巻取紙の姿勢異常を説明するための図であり、
図９（ａ）は図面上巻取紙が右に傾いた状態を示す平面
図、図９（ｂ）は計測データを表わすグラフである。

【図１０】巻取紙の傾き角θの算出方法を説明するため
の平面図である。

【図１１】巻取紙の傾き角θとターンテーブルの修正角
θ’との関係を説明するための平面図である。

【図１２】巻取紙の巻取不良を説明するための図である
。

【図１３】本発明の巻取紙の自動装着装置の動作を示す
フローチャートである。

【図１４】輪転印刷機における３つ又アームを示す側面
図である。

【図１５】従来の巻取紙の自動装着装置の一例を示す平
面図である。

【図１６】従来の巻取紙の自動装着装置の他の一例を示
す平面図である。

【図１７】従来の巻取紙の自動装着装置のさらに他の一
例を示す平面図である。

【符号の説明】

１…巻取紙 １０…トラバーサ ２０…トロッコ ２１…ターンテーブル ３０…支柱 ４０…超音波距離センサ ４１…制御部 ４２…記憶部 ４３…判定部 ５０…巻取紙取付けアーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　輪転印刷機における巻取紙の取付けア
   ームへ巻取紙を自動的に搬送し、かつ装着する巻取紙の
   自動装着装置であって、巻取紙の搬送軌道上に、前記巻
   取紙の両側部を検出する少なくとも二個の超音波距離セ
   ンサを配置するとともに、前記少なくとも二個の超音波
   センサからの信号にもとづいて巻取紙の姿勢不良を検出
   する姿勢検出手段を設けたことを特徴とする巻取紙の自
   動装着装置。
2. 【請求項２】　　巻取紙及びその装着不良の検出データ
   にもとづいて、巻取紙の姿勢を修正する姿勢修正手段を
   設けたことを特徴とする請求項１記載の巻取紙の自動装
   着装置。