TW200922853A - Automatic roll feeder - Google Patents

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200922853 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於可將材料捆自動供給至薄膜用塗膜機或 層壓機等生產機供給的材料捆自動供給裝置。 【先前技術】 在對薄膜用塗膜機或層壓機等生產機（以下稱生產機 )供給材料捆時’是使用無人行駛式台車。台車是從材料 捆保管場所承接材料捆，然後行駛在軌道或無軌道搬運路 將材料捆移載至生產機的夾緊裝置。移載時，需要精準地 將材料捆的芯棒（芯）定位在生產機的夾緊裝置。 定位方式的一例’已提供有可利用軌道或LM導軌等 軌道對台車進行引導、定位的方式（參照專利文獻1 )。 另一方面，定位方式的其他例，也已提供有使用AGV (Automated Guided Vehicle)，即無軌道台車的方式。 該狀況的定位是使用設置在成爲材料捆移載場所的地坪事 先預定位置上的通常3個圓錐形定位樁。即，於AGV側 是設有可分別於上述3個圓錐形定位樁成對稱的位置嵌合 於圓錐形定位樁的昇降式承接部。AGV具有可在3個圓錐 形定位樁和3個承接部大致嵌合的位置停止的行駛控制功 能，在該位置降下承接部嵌入圓錐形定位樁就能夠執行精 準的定位。 然而，上述任一方式都是需要在地坪上設置軌道或 LM導軌或圓錐形定位樁等，導致希望保持平整地坪的顧 -5- 200922853 客敬而遠之。 〔專利文獻1〕日本特開2002-666 3 1號公報， 【發明內容】 〔發明欲解決之課題〕 本發明的課題是提供一種材料捆自動供給裝置，在以 AGV將材料捆等自動供給至生產機時，不需在地坪加設某 一手段，就能夠使捆體的芯棒中心精準定位在生產機的指 定部位例如夾緊裝置。 〔用以解決課題之手段〕 本發明是一種可將中心具有中空芯棒的捆體搭載在 A GV進行搬運’能以上述芯棒中心成定位在上述捆體移載 側指定部位的狀態對上述捆體進行移載的材料捆自動供給 裝置，其特徵爲’上述AGV’具備可將搭載有上述捆體的 搭載部朝上下方向驅動的上下方向驅動機構及朝水平方向 驅動的水平方向驅動機構’又具備有：設置在上述指定部 位附近的雷射光源；設置在上述AGV，具有可接受來自於 上述雷射光源雷射光的受光面，可對該受光面上的雷射光 受光位置進行檢測的檢測手段；及可對所檢測的受光位置 其偏離基準位置的偏差量進行算出，以能夠消除所算出的 偏差量對上述上下方向驅動機構和上述水平方向驅動機構 進行控制的定位控制電路。 本發明的材料捆自動供給裝置，最好是上述捆體的芯 -6 - 200922853 棒具有從該捆體兩端突出的突出部，上述搭載部是由具有 上述捆體兩側上述突出部承接用承接部的2支承臂構成， 上述2支承臂各具有上述上下方向驅動機構和上述水平方 向驅動機構的同時上述定位控制電路也是對應上述2支承 臂形成個別配備，上述指定部位是設定在能夠對應上述捆 體兩側上述突出部的2個部位於該2個部位附近設有上述 雷射光源的同時，在上述2支承臂的接近承接部的部位各 設有上述檢測手段，上述2支承臂可獨立驅動成朝上下方 向及水平方向。 另’上述檢測手段是以採用PSD，或採用上述雷射光 受光用的銀幕和可在該銀幕上檢測出雷射光受光位置的 ITV攝影機之組合爲佳。 〔發明效果〕 本發明的材料捆自動供給裝置，不需要在地坪設置軌 道或LM導軌或圓錐形定位樁等，就能夠將捆體的芯棒中 心精準定位在移載側的指定部位。 本發明的材料捆自動供給裝置，又能夠不受捆體移載 位置的地坪面的凹凸或微小傾斜，A G V行駛用輪胎的磨損 ’或輪胎內部的空氣壓變動，捆體重量變化造成的捆體高 度位置變動等影響，將捆體的芯棒中心精準定位在移載側 的指定部位。 【實施方式】 200922853 〔發明之最佳實施形態〕 在針對本發明實施形態進行說明前，先參照第4圖、 第5圖’針對在利用AGV將材料捆移載至生產機夾緊裝 置時的定位困難性進行說明。 第4圖是圖示著AGV100搭載著材料捆2〇〇行駛至生 產機的指定部位即一對夾緊裝置3 00附近時的狀況，第5 圖是圖不著材料插200的一端側。 材料捆200是於其中心具有中空的芯棒（芯）210， 芯棒210具有從捆兩端稍微突出的突出部。AG VI 00是具 有做爲搭載部的2支承臂110，於各承臂11〇的前端具有 芯棒210兩側突出部承接用的承接部是在該等承接部搭載 著芯棒2 1 0兩側突出部的狀態下搬運材料捆200。一對夾 緊裝置3 00是從材料捆200的兩側對材料捆200進行把持 。因此，一對夾緊裝置3 00是位於能夠對應AGV 100所搭 載的材料捆200芯棒210的高度位置，隔著能夠以接近芯 棒2 1 0端部的狀態成相向的間隔形成設置。夾緊裝置3 0〇 的構造雖然省略圖示，但例如可構成爲具有水平方向伸縮 自如能夠進入芯棒2 1 0中空部的臂部，並且在該臂部前端 具有進入芯棒2 1 0中空部時可朝徑方向撐開的夾具（爪部 )° 如此一來，一對夾緊裝置300，於材料捆200成精準 定位的狀況時能夠對芯棒2 1 0插入夾具從兩側把持芯棒 2 1 〇藉此就能夠保持著材料捆200。 爲達成上述步驟，AGV100需要將芯棒210的中心位 200922853 置精準地對準夾緊裝置300的夾具中心。需求位置精度爲 ± 1〜5 m m程度。然而，基於地坪4 0 0的平坦精度或材料捆 200的負載重量及本身重量造成AGV 100的輪胎下陷， AGV100的停止位置精度等因素若要求AGV100單獨達到 上述需求位置精度於實質上是不可能的任務。 接著’參照第1圖〜第3圖，針對具有上述需求精度 實現功能的本發明材料捆自動供給裝置實施形態進行說明 〇 如第1圖所示，自動供給裝置是由具有材料捆2 0 0搭 載用2支承臂（搭載部）11〇的AGV100構成，承臂110 是構成爲能夠以上下方向昇降的昇降驅動機構（上下方向 驅動機構）和水平方向移動的芯對準驅動機構（水平方向 驅動機構）進行驅動。自動供給裝置，又具有2支承臂 1 1 0所搭載的材料捆200芯棒2 1 0的中心對準設置在指定 部位的夾緊裝置3 00的夾具中心時的檢測手段，本實施形 態是具有雷射光源和 PSD (Position Sensitive Detector) 的組合。 如第2圖所不，雷射光源10是設置在一對夾緊裝置 3 00的各自附近，特別是設置在各自下側，朝相對應的承 臂1 1 〇側進行雷射光照射。2支承臂1 1 0是在各自可對應 雷射光照射區域的部位，特別是在成爲搭載有材料捆200 芯棒210的下側部位各設有PSD2〇。如廣爲所知，PSD20 是具有一定面積的受光面可做爲照射在受光面上的光入射 位置檢測用的檢測手段，本實施形態是在雷射光的受光位 -9- 200922853 置偏離受光面中心時，做爲雷射光受光位置對準受光面中 心時使用的檢測手段。 本實施形態中，PSD 20是設置成受光面和垂直面平行 ’可輸出以受光面的中心位置爲原點，水平方向爲X軸， 上下方向爲Y軸來表示受光面上受光位置（X方向位置、 Y方向位置）的訊號。表示該受光位置的訊號是輸出至下 述控制電路，控制電路是根據受光位置其偏離原點（基準 位置）的偏差量控制昇降驅動機構、芯對準驅動機構。因 此，雷射光源10和PSD20的位置關係是設定成當雷射光 受光位置位於原點（受光面中心）時所搭載的芯棒2 1 0的 中心對準夾緊裝置300的夾具中心。接著，當雷射光受光 位置偏離原點時，控制電路是根據偏差量控制昇降驅動機 構、芯對準驅動機構使雷射光受光位置回到原點。 昇降驅動機構、芯對準驅動機構，可採用滾珠螺桿等 習知驅動機構加以實現，因此針對其具體構成於此省略圖 示、說明。 以下，將第1圖所示的左側PSD20稱爲1側PSD 20-1 ，將右側PSD20稱爲2側PSD20-2，將左側昇降驅動機構 的驅動方向稱爲Y1方向’將左側芯對準驅動機構的驅動 方向稱爲XI方向，將該等驅動機構控制用的電路稱爲1 側定位控制電路。此外’將右側昇降驅動機構的驅動方向 稱爲Y2方向，將右側芯對準驅動機構的驅動方向稱爲χ2 方向，將該等驅動機構控制用的電路稱爲2側定位控制電 路。 -10- 200922853 第3 ( a)圖是圖示著1側定位控制電路的構成，第3 (b )圖是圖示著2側定位控制電路的構成。 第3 ( a)圖中，1側定位控制電路是從PSD20-1接受 表示XI方向位置的訊號及表示Y1方向位置的訊號之同 時，接受表示X1方向相關目標位置（基準位置）的訊號 及表示Y1方向相關目標位置（基準位置）的訊號。1側 定位控制電路，具有：可對X1方向位置和X1方向目標 位置之差，即可對偏離原點的X 1方向偏差量進行算出的 減算部5 1 -1 ;及可根據所算出的X 1方向偏差量對1側芯 對準驅動機構進行控制使該偏差量成爲零的X 1方向控制 部52-1。1側定位控制電路，又具有：可對Y1方向位置 和Y1方向目標位置之差，即可對偏離原點的Y1方向偏 差量進行算出的減算部53-1;及可根據所算出的Y1方向 偏差量對1側昇降驅動機構進行控制使該偏差量成爲零的 Y1方向控制部54-1。 第3 ( b )圖中，2側定位控制電路是和1側定位控制 電路同樣地，從PSD20-2接受表示X2方向位置的訊號及 表示Y2方向位置的訊號之同時，接受表示X2方向相關 目標位置（基準位置）的訊號及表示Y2方向相關目標位 置（基準位置）的訊號。2側定位控制電路，又具有：可 對X2方向位置和X2方向目標位置之差，即可對偏離原 點的X2方向偏差量進行算出的減算部5 1 -2和可對2側芯 對準驅動機構進行控制使該偏差量成爲0的X2方向控制 部5 2-2 ;及可對Y2方向位置和Y2方向目標位置之差， -11 - 200922853 即可對偏離原點的Y2方向偏差量進行算出的減算部53-2 和可對2側昇降驅動機構進行控制使該偏差量成爲〇的 γ2方向控制部54-2。 除了上述構成以外，自動供給裝置，又具備有 AGV 1 〇〇的行駛裝置及該自動行駛控制用的控制裝置，但 因該等裝置是可使用 AGV所具備的裝置，所以於此省略 圖示、說明。不過，即使是現有的AGV，還是具有可使2 支承臂1 1 0所搭載的材料捆2 0 0的芯棒2 1 0的中心線和夾 緊裝置3 00的夾具中心線之偏差量進入指定範圍內（通常 有關X方向、Υ方向的偏差量是各爲數cm範圍內）就形 成定位的行駛控制功能。 如上述，1側定位控制電路、2側定位控制電路具有 相同構成，動作原理相同，因此針對1側定位控制電路的 控制動作進行說明。 如以上所述，AGV 1 00是構成當其行駛控制使材料捆 2 〇 〇的1側芯棒2 1 0的中心線和1側夾緊裝置3 0 0的夾具 中心線之偏差量進入指定範圍內成定位狀態時就停止行駛 。這是意味著，換句話說在該停止狀態打開雷射光源10 時，雷射光必定入射在p s D 2 0 -1。雷射光源1 〇也可構成 爲經常打開著，但也可構成爲在檢測到A GV 1 0 0已經進入 一對夾緊裝置3 00之間時再打開。 於上述停止狀態，PSD20-1受光面上的雷射光受光 位置爲原點位置時，在減算部51-1、53-1是不會有偏差量 的算出，因此芯對準驅動機構、昇降驅動機構是維持現狀 -12- 200922853 另一方面，PSD20-1的雷射光受光位置，在以受光面 中心爲原點的X - Y座標面上若是成爲（-X 1、- y 1 )時，則 於減算部51-1、53-1會算出偏差量- xl、-yl，由XI方向 控制部5 2 - 1控制芯對準驅動使材料捆2 0 0僅X 1水平移動 (第2a圖左方向）的另一方面，由Y1方向控制部54-1 控制昇降驅動機構使材料捆200僅yl下降（第2a圖下方 向）。如此一來，材料捆2 0 0的1側芯棒2 1 0的中心就會 定位在1側夾緊裝置3 0 0的夾具中心。 針對2側定位控制電路也是和1側定位控制電路的控 制動作同時進行上述相同動作。 如以上所述，本實施形態的材料捆自動供給裝置是在 生產機的夾緊裝置附近設有定位用的雷射光源，於AGV 側具備有：可接受來自於雷射光源的雷射光，對其受光位 置進行檢測的檢測手段；及可從該受光位置和基準位置算 出材料捆芯棒中心偏離夾具中心的偏差量，可根據所算出 的偏差量對材料捆進行調整的控制電路及驅動機構，因此 不需在地坪設置軌道或LM導軌或圓錐形定位樁等就能夠 使材料捆精準定位在生產機的夾緊裝置。 本實施形態的材料捆自動供給裝置，又能夠不受材料 捆移載位置的地坪面的凹凸或微小傾斜，A G V行駛用輪胎 的磨損，或輪胎內部的空氣壓變動，材料捆重量變化造成 的材料捆高度位置變動等影響，將材料捆的芯棒中心精準 定位在生產機的夾緊裝置。 -13- 200922853 另’於上述實施形態，對於接受雷射光對受光位置偏 離基準位置的偏差量進行檢測時的檢測手段是以使用P s D 的狀況進行了說明’但也可取代PSD使用其他習知的檢測 手段。 第6圖是圖示著檢測手段使用〗TV攝影機時的例子。 本例中’爲了投射來自於雷射光源1 〇的雷射光而使用銀 幕61 ’以ITV攝影機60對銀幕61上的雷射光點位置進 行檢測。IT V攝影機6 0是於銀幕6 1上假定以其中心位置 爲原點的X-Y座標’對光點的XI (X2)方向位置Y1 ( Y2 )方向位置進行檢測加以輸出。上述I TV攝影機和銀幕 組合的使用構成’與ITV攝影機直接受光於來自於點光源 之點光的構成相比’其效果是難以受到例如單側輪胎的空 氣壓減少造成ITV攝影機受光面傾斜時的影響。另，接受 來自於ITV攝影機60的輸出訊號對芯對準驅動機構、昇 降驅動機構進行控制的1側（2側）定位控制電路是可採 第3圖所說明的定位控制電路。 〔產業上之可利用性〕 本發明的材料捆自動供給裝置，不僅可應用在具有夾 緊裝置的生產機’還可應用在對生產機的指定部位定位捆 體芯棒中心進行捆體移載的全部裝置。 【圖式簡單說明】 第1圖爲使用AGV之本發明材料捆自動供給裝置最 -14 - 200922853 佳實施形態說明圖。 第2圖爲針對第1圖材料捆自動供給裝置所使用的檢 測手段其構成用的雷射光源和P S D組合說明用的說明圖。 第3圖爲針對第1圖材料捆自動供給裝置所使用的定 位控制電路說明用的說明圖。 第4圖爲說明現有AGV難以精準定位的說明圖。 第5圖爲材料拥自動供給裝置搬運對象的材料捆說明 圖。 第6圖爲弟1圖材采、1 _，. % μ捆自動供給裝置使用的檢測手段 其他例說明圖。 【主要元件符號說明】

1 〇 :雷射光源 20 ： PSD 60 : ITV攝影機 6 1 :銀幕 100: AGV 11 〇 :承臂 2 0 0 :材料捆 2 1 〇 :芯棒 3 00 :夾緊裝置 -15-

Claims (1)

1. 200922853 十、申請專利範圍 1 . 一種材料捆自動供給裝置，可將中心具有中空芯 棒的捆體搭載在A GV進行搬運，能以上述芯棒中心成定 位在上述捆體移載側指定部位的狀態對上述捆體進行移載 的材料捆自動供給裝置，其特徵爲： 上述AGV，具備有可將搭載有上述捆體的搭載部朝上 下方向驅動的上下方向驅動機構及朝水平方向驅動的水平 方向驅動機構， 具備有：設置在上述指定部位附近的雷射光源； 設置在上述AGV，具有可接受來自上述雷射光源雷射 光的受光面，可對該受光面上的雷射光受光位置進行檢測 的檢測手段；及 可對所檢測的受光位置算出偏離基準位置的偏差量， 以能夠消除所算出的偏差量對上述上下方向驅動機構和上 述水平方向驅動機構進行控制的定位控制電路。 2.如申請專利範圍第1項所記載的材料捆自動供給 裝置，其中，上述捆體的芯棒具有從該捆體兩端突出的突 出部， 上述搭載部是由具有上述捆體兩側的上述突出部承接 用承接部的2支承臂構成， 上述2支承臂各具有上述上下方向驅動機構和上述水 平方向驅動機構的同時，上述定位控制電路也是對應上述 2支承臂形成個別配備， 上述指定部位是設定在能夠對應上述捆體兩側上述突 -16- 200922853 出部的2個部位於該2個部位附近設有上述雷射光源的同 時，於上述2支承臂的接近上述承接部的部位各設有上述 檢測手段， 上述2支承臂是可獨立驅動成朝上下方向及水平方向 〇 3 _如申請專利範圍第1項或第2項所記載的材料捆 自動供給裝置，其中，上述檢測手段是採用PSD。 4.如申請專利範圍第1項或第2項所記載的材料捆 自動供給裝置，其中，上述檢測手段是採用上述雷射光受 光用的銀幕和可在該銀幕上檢測出雷射光受光位置的itv 攝影機之組合。 5·如申請專利範圍第2項所記載的材料捆自動供給 5¾置’其中，構成爲可使搭載在上述2支承臂的上述捆體 移載至：分別設置在上述2個部位的指定部位以進入上述 捆體兩側的上述突出部從兩側把持上述芯棒的一對夾緊裝 置。 -17-