JPWO2006085652A1 - 板材の分離方法 - Google Patents

Abstract

剥離部材を用いなくても、面積の大きな板材を完全に分離することができき、板材に永久歪が生じる虞のない方法を提供する。まず、最上の板材Ｗ１の表面に複数の吸着パッド３を略格子状に吸着配置し、次いで、略格子状に配置された吸着パッド３のうち、千鳥状に配置されたもので最上の板材Ｗ１を保持しながら、残りの吸着パッド３で最上の板材Ｗ１を持ち上げる。最後に、最上の板材Ｗ１を保持していた吸着パッド３を持ち上げる。

Description

本発明は、積層された板材から最上のものを分離する方法に関する。

プレス成形の際には、積層された板材から最上のものを分離してプレス成形機に供給している。板材の分離は、吸着パッドで最上の板材を持ち上げて行うのが一般的である。しかし、積層された板材は、潤滑油や防錆油などの粘度の高い油が塗布され、自重によって密着しているため、このような方法で板材を完全に分離するのは難しく、複数枚の板材が同時に持ち上げられてしまう場合がある。このような複数枚取りが生じると、複数枚の板材がプレス成形機に同時供給され、金型を破損する虞がある。

そこで、図１４に示すような板材の分離方法が採用されている。この方法では、出力ロッド５０ａの先端に吸着パッド５１を取り付けたエアシリンダ５０を複数個用いる。まず、積層された最上の板材Ｗの表面に吸着パッド５１を略格子状に吸着配置する。次いで、板材Ｗの中央側の吸着パッド５１で最上の板材Ｗを押圧しながら残りの吸着パッド５１で最上の板材Ｗを持ち上げる。すると、最上の板材Ｗの両側縁が捲り上がる。同図において、収縮させるエアシリンダ５０は灰色に塗り潰してある。最後に、中央側の吸着パッド５１を持ち上げて最上の板材Ｗを分離する。これに類似する方法が特許文献１に記載されている。

なお、板材Ｗの分離を完全なものにするため、次のような方法が併用される場合がある。すなわち、パイプ５２から板材Ｗ間の隙間に空気を吹き込みながら吸着パッド５１の持ち上げを行うことで、板材Ｗの間の油膜を除去している。さらに、持ち上げられた板材Ｗの端縁を剥離部材５３に係合させることで、板材Ｗを弾性変形させて板材Ｗの分離を促進する。

さらに、凹凸を設けた板材を積層して板材間に隙間を形成し、この隙間から空気を吹き込みながら最上の板材を吸着パッドで持ち上げる方法も提案されている（特許文献２）。
特開平６−２６３２７５号公報 特開平４−３９２２５号公報

しかし、前者の方法では、板材Ｗの面積が大きくなると、板材Ｗの分離が不完全になり、板材Ｗの複数枚取りが発生し易い。これは、両側の吸着パッド５１を持ち上げた際、これらの吸着パッド５１によって最上の板材Ｗの周縁部だけが持ち上げられるため、板材Ｗの面積が大きくなると、最上の板材Ｗの密着面積（中央側の吸着パッド５１によって、最上の板材Ｗが２番目の板材に押し付けている部分の面積）が大きくなり、最上の板材Ｗの吸着力が大きくなるからである。なお、エアシリンダ５０のストロークを大きくし、両側の吸着パッド５１による捲り上げ量を大きくする方法も考えられるが、装置が大型化し実用的でない。

なお、剥離部材５３を用いると、板材Ｗの表面が傷付き易くなるとともに、板材Ｗの削り屑が油によって他の板材に付着し、不良品の発生する原因となる。

一方、後者の方法では、板材の分離は確実になるが、板材が撓んだ状態で積層されるため、板材に永久歪が生じ、その状態で板材がプレス加工される虞がある。
本発明は、このような事情に鑑み、剥離部材を用いなくても、面積の大きな板材を完全に分離でき、かつ板材に永久歪が生じる虞のない板材の分離方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための第１の発明は、積層された板材から最上のものを分離する方法において、最上の板材の表面に複数の吸着手段を略格子状に吸着配置する第１の工程と、略格子状に配置された吸着手段のうち、千鳥状に配置されたもので最上の板材を保持しながら、残りの吸着手段で最上の板材を持ち上げる第２の工程と、第２の工程で最上の板材を保持していた吸着手段を持ち上げる第３の工程とからなることを特徴とする。

かかる構成によれば、第２の工程において、吸着手段が最上の板材の周縁部を持ち上げると、２番目の板材との間に形成される空隙が板材の中央に向かって進行し、他の吸着手段による板材の持ち上げが可能になる。つまり、略格子状に配置された吸着手段のうち、千鳥状に配置されたものによって、最上の板材が持ち上げられ波状に変形する。

この結果、板材の周縁部だけでなく、板材の中央部においても持ち上げられる部分が生じ、最上の板材の密着面積が小さくなる。つまり、その分だけ最上の板材の吸着力が小さくなるので、第３の工程において、残りの吸着手段による板材の持ち上げ力が小さくて済み、最上の板材の分離が完全になものとなる。

第２及び第３の工程において、最上の板材と２番目の板材との間に温風を吹き込みながら吸着手段による板材の持ち上げを行うのが好ましい。

かかる構成によれば、最上の板材と２番目の板材との隙間に温風が吹き込まれ、油膜の動粘度が低下し、油膜が除去され易くなるため、最上の板材の吸着力が低下し、板材の分離が促進される。

予め、板材の端面から下面に連なる第１の傾斜面を下側の隅部に形成するとともに、板材の端面から上面に連なる第２の傾斜面を上側の隅部に形成しておくのが好ましい。

かかる構成によれば、上側板材の第１の傾斜面と下側板材の上面との間の空隙に温風が流れ込み、ここから板材間の隙間に温風が侵入するので、板材の分離がより確実なものとなる。

上記課題を解決するための第２の発明は、積層された板材から最上のものを分離する方法において、板材の端面から下面に連なる第１の傾斜面を下側の隅部に形成するとともに、板材の端面から上面に連なる第２の傾斜面を上側の隅部に形成しておく第１の工程と、最上の板材の中央部と両端部に吸着手段を吸着配置する第２の工程と、板材の端面に温風を吹き付けるとともに、板材の中央部に配置された吸着手段で最上の板材を保持しながら、残りの吸着手段で最上の板材を持ち上げる第３の工程と、板材の端面に温風を吹き付けながら、第３の工程で最上の板材を保持していた吸着手段を持ち上げる第４の工程とからなることを特徴とする。

かかる構成によれば、板材端面に吹き付けられた温風が、上側板材の第１の傾斜面と下側板材の上面との間の空隙に侵入し、上側板材の端部を持ち上げようとする。また、温風が下側板材の第２の傾斜面に沿って上方へ流れ、上側板材の第１の傾斜面に当り、上側板材の端部を持ち上げようとする。そして、最上の板材の両端部が吸着手段によって捲り上げられると、ここから板材間の隙間に温風が侵入し、隙間が拡大していく。つまり、板材の密着面積が減少した状態で最上の板材が持ち上げられることになる。

第１の発明によれば、第２の工程において、最上の板材は周縁部だけでなく、中央部にも持ち上げられる部分を生じ、２番目の板材との密着面積が小さくなるので、板材の面積が大きい場合でも、剥離部材を用いることなく、最上の板材だけを確実に分離することができる。

第２の発明によれば、板材間の隙間に温風が進入し易くなるので、板材の密着面積が減少した状態で最上の板材が持ち上げられ、板材の分離が確実になる。

本発明の第１の工程を説明する図。 ワークに対する吸着パッドとガイド部材の配置を示す図。 ガイド部材でワークを位置決めした状態を示す図。 ガイド部材の斜視図。 本発明の第２の工程を説明する図。 本発明の第３の工程を説明する図。 温風の吹き付けによる油膜の除去を説明する図。 第２の工程における板材の分離する原理を説明する図。 板材に生じる吸着力を説明する図。 油膜の動粘度と温度との関係を示す図。 ワークの端部を拡大して示す図。 ２枚重ねのワークの端部を拡大して示す図。 ワークに作用するエアの力を説明する図。 従来の方法を説明する図。

符号の説明

１ エアシリンダ
２ 出力ロッド
３ 吸着パッド
４ ガイド部材
５ 温風噴射手段
７ 第１の傾斜面
８ 第２の傾斜面
９ 空隙

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は本発明の実施に用いる装置を示している。

同図において、１はエアシリンダで、その出力ロッド２の先端には吸着手段としての吸着パッド３を備えている。エアシリンダ１は、その出力ロッド２を垂直にして搬送手段（図示せず）に略格子状に取り付けられている。なお、この搬送手段は水平及び垂直方向に移動自在に構成されている。

積層された板材Ｗの周囲には複数のガイド部材４が配置されている。ガイド部材４は、図４に示すように板材Ｗの端縁に当接するガイド面４ａを備え、ガイド面４ａの上方には、多数のノズルを上下方向に配置してなる温風噴射手段５を配設してある。ガイド面４ａは湾曲しているため、板材Ｗの端縁と線接触し、種々の板材Ｗの形状に対応することができる。ガイド部材４は、板材Ｗの縦方向と横方向において各吸着パッド３間の略中央に収まるように配置してある（図２参照）。なお、図１において、ガイド部材４は１つだけ図示し、残りのものは図示を省略してある。温風噴射手段５は、板材Ｗに対する空気の吹付効率を良くするため、ガイド面４ａから距離Ｌだけオフセットさせてある（図３参照）。

次に、この装置を用いて板材Ｗを分離する方法を説明する。
予め、図３に示すようにリフタ６上に板材Ｗを積層し、その端面にガイド部材４のガイド面４ａを押し当てて板材Ｗを位置決めしておく。そして、リフタ６で板材Ｗを持ち上げ、上側の板材Ｗの端面に温風噴射手段５から温風を吹付ける。なお、最上の板材Ｗが取り除かれる都度、リフタ６で板材Ｗを持ち上げ、上側の板材Ｗの端面に温風が吹付けられるようにしておく。

まず、第１の工程では、積層された板材Ｗの真上まで搬送手段を移動し、エアシリンダ１を伸張させて吸着パッド３を最上の板材Ｗ_１の表面に略格子状に吸着配置する（図１参照）。つまり、吸着パッド３は最上の板材Ｗ_１の表面に縦横両方向に整列した状態で配置されることになる。

図５に示す第２の工程では、温風噴射手段５から板材Ｗの端面に温風を吹き付けながら複数のエアシリンダ１を収縮させる。ここで、略格子状に配置された吸着パッド３のうち、千鳥状に配置されたもので最上の板材Ｗ_１を保持しながら、残りの吸着手段３で最上の板材Ｗ_１を持ち上げる。同図において、収縮させるエアシリンダ１は灰色に塗り潰してある。

図６に示す第３の工程では、温風噴射手段５から板材Ｗの端面に温風を吹き付けながら、第２の工程で最上の板材Ｗ_１を保持していた吸着パッド３を持ち上げる。この結果、最上の板材Ｗ_１がエアシリンダ１のストロークＬだけ持ち上げられて２番目の板材Ｗ_２から分離される。分離された板材Ｗ_１は、搬送手段によってプレス成形機に供給される。

ところで、第２の工程において、吸着パッド３が最上の板材Ｗ_１の周縁部を持ち上げると、２番目の板材Ｗ_２との間に形成される空隙が板材Ｗ_１の中央に向かって進行し、他の吸着パッド３による板材Ｗ_１の持ち上げが可能になる。つまり、略格子状に配置された吸着パッド３のうち、千鳥状に配置されたものによって、最上の板材Ｗ_１が持ち上げられ波状に変形する。その際、図８に示すように２番目の板材Ｗ_２も同時に持ち上げられてしまっても、２番目の板材Ｗ_２は弾性復元力ｆによって最上の板材Ｗ_１から分離されることになる。

この結果、板材Ｗ_１の周縁部だけでなく、板材Ｗ_１の中央部においても持ち上げられる部分が生じ、最上の板材Ｗ_１の密着面積が小さくなる。つまり、その分だけ最上の板材Ｗ_１の吸着力が小さくなるので、第３の工程において、残りの吸着パッド３による板材Ｗ_１の持ち上げ力が小さくて済み、最上の板材Ｗ_１の分離が完全になものとなる。この結果、板材Ｗの面積が大きい場合でも、剥離部材を用いることなく、最上の板材Ｗ_１だけを確実に分離することができる。

さらに、第２及び第３の工程において、最上の板材Ｗ_１と２番目の板材Ｗ_２との間の隙間に、温風噴射手段５から温風を吹き込みながら吸着パッド３で板材Ｗ_１を持ち上げているので、図９に示すように、これら板材Ｗ_１, Ｗ_２との隙間に温風が吹き込まれ、油膜ｏの動粘度が低下し、油膜ｏが除去され易くなる。このため、最上の板材Ｗ_１の吸着力Ｆが低下し、板材Ｗ_１の分離が促進される。図９は、油膜ｏの表面張力Ｆｐにより板材Ｗに吸着力Ｆが生じる状態を説明する図である。図１０は油膜の動粘度と温度との関係を示す図である。

ところで、板材Ｗの端面には、図１１に示すような傾斜面を設けておくのが好ましい。すなわち、板材Ｗの端面から下面Ｗａに連なる第１の傾斜面７を下側の隅部に形成するとともに、第１の傾斜面７の上端Ｐから上面Ｗｂに連なる第２の傾斜面８を上側の隅部に形成してある。これら傾斜面７,８は、板材Ｗの上下の隅部を削って形成してもよいし、板材Ｗの端部を圧縮して形成してもよい。板材Ｗがアルミニュームのような軟らかい材料の場合、第１及び第２の傾斜面７,８は圧縮によって形成すればよい。

このような傾斜面７,８を設けておくと、温風噴射手段５から水平に噴射された温風が、上側板材Ｗ_１の第１の傾斜面７と下側板材Ｗ_２の上面Ｗａとの間の空隙９に侵入し、上側板材Ｗ_１の端部を持ち上げようとする（図１３参照）。また、温風が下側板材Ｗ_２の第２の傾斜面８に沿って上方へ流れ、上側板材Ｗ_１の第１の傾斜面７に当り、上側板材Ｗ_１の端部を持ち上げようとする。つまり、上側板材Ｗ_１の端部には温風による持上力Ｆが作用する。そして、最上の板材Ｗ_１の端部が吸着パッド３によって捲り上げられると、ここから板材間の隙間に温風が侵入し、隙間が拡大していく。つまり、板材の密着面積が減少した状態で最上の板材Ｗ_１が持ち上げられる。このため、図１４に示す従来の分離方法を採用した場合でも、実用上支障のない板材分離が可能になる。

板材端部の持上力Ｆを大きくするためには、第１及び第２の傾斜面７,８は以下のように形成するのが好ましい。すなわち、第１の傾斜面７は、その高さｈの板材Ｗの肉厚ｔに対する比率が１５〜２５％になるように形成するのが好ましい。また、第１の傾斜面７の傾斜角αは１０〜２０度に、第２の傾斜面８の傾斜角βは１０〜２０度に、つまり、第１及び第２の傾斜面７,８のなす角度γは８０〜１００度に形成するのが好ましい。この結果、隣接する板材Ｗ_１,Ｗ_２間において、第１及び第２の傾斜面７,８のなす角度δは８０〜１００度になる（図１１,１２参照）。

第１の傾斜面７の比率ｈ/ｔが１５％未満の場合、第１の傾斜面７の下方の隙間が狭くなり、この隙間に温風が進入しにくくなる。一方、比率ｈ/ｔが２５％を超えると、第１の傾斜面７の下側板材Ｗ_２上縁から突出する量が小さくなるため、下側板材Ｗ_２側から吹き上がる温風が第１の傾斜面７に当りにくくなる。

また、第２の傾斜面８の傾斜角βが２０度を超えると、空隙９に温風が流れ込み易くなるが、上側板材Ｗ_１の第１の傾斜面７に対して温風が斜めに当るようになるため、板材端部の持上力Ｆが減少する。一方、傾斜角βが１０度未満の場合、温風が水平方向に流れ易くなり、板材端部の持上力Ｆが減少する。

さらに、第１及び第２の傾斜面７,８の交差する角度γは９０度であるのが最良である。この場合、下側板材Ｗ_２側から吹き上がる温風が、上側板材Ｗ_１の第１の傾斜面７に対して直角に当り、板材端部の持上力Ｆが最大になる。ただし、加工誤差を考慮すると、角度γは８０から１００度であれば実用上支障ない。このようにして角度βと角度γが決まると、第１の傾斜面７の傾斜角αは１０〜２０度となる。

なお、以上の実施形態では、吸着パッド３は、最上の板材Ｗ_１の表面に格子状（縦横両方向に整列した状態）に吸着配置されているが、板材Ｗの形状によっては、吸着パッド３の全てが必ずしも縦横両方向に整列配置されていなくてもよい。

また、以上の実施形態では、板材Ｗとして四角形のものを用いたが、板材Ｗの形状はこれに限定されるものではない。

〔実施例〕
板材Ｗとして、プレス成形用の潤滑油が塗布された大きさ１０００×１７００ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミニューム合金板を使用した。なお、このワークは端部に第１及び第２の傾斜面７,８を有している。この板材Ｗの表面に１５個の吸着パッド３を縦５列横３列で３００ｍｍの等間隔をおいて吸着配置した。吸着パッド３の直径は１００ｍｍ、エアシリンダ１のストロークＬは３０〜５０ｍｍであった。パイプ４から３０〜１００℃の温風を吹き出しながら第２,３の工程を実施した。

１５０枚の板材Ｗについての実験において、完全な分離ができた割合は９７.３％であった。残りの２.７％は２枚取りが生じたが、第３の工程でエアシリンダ１が上死点に達した際に分離された。

比較例として、同じ板材Ｗについて同じ方法で実験を行った。ここでは、図８に示す剥離部材５３を使用した。

１００枚の板材Ｗについての実験において、完全な分離ができた割合は９５％であった。残りの５％は２枚取りが生じ、そのうちの２％はエアシリンダ１の上死点で分離された。

Claims (4)

1. 積層された板材から最上のものを分離する方法において、
   最上の板材の表面に複数の吸着手段を略格子状に吸着配置する第１の工程と、
   略格子状に配置された吸着手段のうち、千鳥状に配置されたもので最上の板材を保持しながら、残りの吸着手段で最上の板材を持ち上げる第２の工程と、
   第２の工程で最上の板材を保持していた吸着手段を持ち上げる第３の工程と、
   からなることを特徴とする板材の分離方法。
2. 第２及び第３の工程において、最上の板材と２番目の板材との間に温風を吹き込みながら吸着手段による板材の持ち上げを行うことを特徴とする請求項１に記載の板材の分離方法。
3. 予め、板材の端面から下面に連なる第１の傾斜面を下側の隅部に形成するとともに、板材の端面から上面に連なる第２の傾斜面を上側の隅部に形成しておくことを特徴とする請求項２に記載の板材の分離方法。
4. 積層された板材から最上のものを分離する方法において、
   板材の端面から下面に連なる第１の傾斜面を下側の隅部に形成するとともに、板材の端面から上面に連なる第２の傾斜面を上側の隅部に形成しておく第１の工程と、
   最上の板材の中央部と両端部に吸着手段を吸着配置する第２の工程と、
   板材の端面に温風を吹き付けるとともに、板材の中央部に配置された吸着手段で最上の板材を保持しながら、残りの吸着手段で最上の板材を持ち上げる第３の工程と、
   板材の端面に温風を吹き付けながら、第３の工程で最上の板材を保持していた吸着手段を持ち上げる第４の工程と、
   からなることを特徴とする板材の分離方法。