ワーク移載装置
【課題】給材位置からアライメント位置に移載されるワークを、一連の移載動作に影響を与えることなくアライメントすることができるワーク移載装置を提供する。
【解決手段】ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄを有するラベルアライメント部２４を設け、ロボットアーム２７の先端の吸着ユニット２３をラベルアライメント部２４上で斜め方向にスキャンさせ、検出信号が取得されたときの座標を記憶する。ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄのうち、３点のファイバーセンサーの検出信号が取得されたら、この３点の座標に基づいて、ズレ量を求め、貼り付け座標の補正値を算出し、この補正値に基づいて、貼り付け座標を補正しながら、ラベル１２をテープカートリッジ１１に貼着する。
【解決手段】ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄを有するラベルアライメント部２４を設け、ロボットアーム２７の先端の吸着ユニット２３をラベルアライメント部２４上で斜め方向にスキャンさせ、検出信号が取得されたときの座標を記憶する。ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄのうち、３点のファイバーセンサーの検出信号が取得されたら、この３点の座標に基づいて、ズレ量を求め、貼り付け座標の補正値を算出し、この補正値に基づいて、貼り付け座標を補正しながら、ラベル１２をテープカートリッジ１１に貼着する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばラベル等の矩形のワークを、所定の移動軌跡に基づいて、給材位置から被アライメント部材のアライメント位置に位置決め状態で移載するワーク移載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のワーク移載装置として、液晶表示装置のガラス基板に偏光フィルム（ラベル）を貼付するラベル貼付装置が知られている（特許文献１参照）。このラベル貼付装置では、供給リールから繰出されたラベルシートに、吸着ヘッドを臨ませてラベル（偏光フィルム）を引き剥がすようにしてピックアップし、ラベルの端部をセンサーにより検出する。続いて、この検出結果に基づいて、ラベルを位置補正し、水平に移動させてガラス基板に貼付する。
この場合、センサーは、Ｘ軸方向に並んだ３つの反射型センサーと、３つの反射型センサーからＹ軸方向に離れた１つの反射型センサーと、から成る４つの反射型センサーを有している。吸着ヘッドを移動させるヘッド移動手段（ラベルシート剥離手段とスライダとから成る）は、吸着ヘッドを介して、ラベルをセンサーの直上に移動させ、ここでラベルの１の辺を、Ｘ軸方向に並んだ２つの反射型センサーに臨ませ、１の辺を２つの反射型センサーが同時に検出するように、ラベルのθ方向の位置ズレを補正する。続いて、ラベルをＸ軸方向に移動させ、もう１つの反射型センサーで１の辺の直交する辺を検出して、Ｘ軸方向の位置ズレを補正する。この状態からさらにラベルをＹ軸方向に移動させ、Ｙ軸方向に離れた１つの反射型センサーで１の辺を検出して、Ｙ軸方向の位置ズレを補正する。これにより、偏光フィルム（ラベル）を、ガラス基板の所定の位置に位置決め状態で貼付できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来のラベル貼付装置では、ラベルのピックアップ位置と貼付位置との移動途中において、吸着ヘッドに吸着されたラベルをθ方向、Ｘ方向およびＹ方向に移動させながらセンサーによりこれを検出し、ラベルの位置および姿勢を補正する必要があり、ラベルの位置補正に時間がかかる問題があった。
【０００５】
本発明は、給材位置からアライメント位置に移載されるワークを、一連の移載動作に影響を与えることなくアライメントすることができるワーク移載装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のワーク移載装置は、第１の辺と、第１の辺に交わる第２の辺を有するワークを、所定の移動軌跡に基づいて、給材位置から被アライメント部材のアライメント位置に移載するワーク移載手段と、第１の辺の離間した２箇所および第２の辺の１箇所を検出する、３つの検出部を有するワーク検出手段と、３つの検出部により検出されるワークの基準座標データーを含むアライメント座標データーを生成する座標データー生成手段と、アライメント座標データーによりワーク移載手段を制御し、ワークを、第１の辺および第２の辺が、ほぼ同時に３つの検出部を通過するようにワークを移動させた後、アライメント位置に移載する制御手段と、を備え、座標データー生成手段は、３つの検出部が検出したワークの検出座標データーに基づいて、アライメント座標データーを補正することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、座標データー生成手段は、３つの検出部が検出したワークの検出座標データーに基づいて、アライメント座標データーを補正するようにしている。このため、ワーク移載手段により、ワークをワーク検出手段上で所定方向に一回スキャンさせるだけで、アライメント位置に対しワークをアライメントすることができる。すなわち、移載動作の過程でワークのアライメントを行うことができ、ワークをアライメント位置に位置決め状態で載置することができる。
【０００８】
この場合、ワーク移載手段の両側にそれぞれ給材位置が設けられ、ワーク移載手段は、ワークをそれぞれ給材位置からアライメント位置に交互に移載し、ワーク検出手段は、第１の辺を検出する２つの検出部を共有して、３つの検出部を線対称位置に２組有し、座標データー生成手段は、アライメント座標データーを２組生成することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、ワーク検出手段には、第１の辺を検出する２つの検出部を共有して、３つの検出部を線対称位置に２組有しているので、ワーク移載手段の両側にそれぞれ給材位置が設けた場合に、どちらの側でもワーク検出手段を使用することができ、ワーク検出において汎用性を確保することができる。
【００１０】
また、各検出部が、ファイバーセンサーであることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、検出部としてファイバーセンサーを用いているので、コストダウンを図ることができる。
【００１２】
さらに、ワークが、矩形のラベルであり、被アライメント部材が、ラベルが貼着されるカートリッジであることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、カートリッジにラベルを貼着する際に、高い精度で且つ効率的にラベルの貼着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係るラベル貼着装置（ワーク移載装置）において被貼着対象物となるテープカートリッジの斜視図である。
【図２】ラベル貼着装置において、テープカートリッジにラベルを貼着するときの工程の説明する斜視図である。
【図３】実施形態に係るラベル貼着装置の模式図である。
【図４】ラベル貼着装置における吸着ユニットの斜視図である。
【図５】ラベル貼着装置の制御系の機能ブロック図である。
【図６】ラベル貼着装置における左側アライメント動作の説明図である。
【図７】ラベル貼着装置における右側アライメント動作の説明図である。
【図８】ラベル貼着装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】ラベル貼着装置の補正動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係るワーク移載装置を適用したラベル貼着装置について説明する。このラベル貼着装置は、テープ印刷装置に装着されるテープカートリッジについて、吸着したラベルをテープカートリッジのラベル貼着部に移載し、位置決め状態で貼着するものである。
【００１６】
図１は、ラベル１２を貼着したテープカートリッジの外観斜視図であり、同図に示すように、テープカートリッジ１１は、上ケースおよび下ケースから成るカートリッジケース１３内に、図示しないが、印刷テープ、インクリボンおよびプラテンを収容して、構成されている。テープカートリッジ１１がラベル印刷装置に装着されると、テープカートリッジ１１内において、印刷テープとインクリボンとが重ね合わされ、サーマルヘッドによりインクリボンに塗布されたインクが熱で溶融され、印刷テープに熱転写による印刷が実施される。このようなテープカートリッジ１１を製品化して販売する場合、テープカートリッジ１１のラベル貼着部である浅溝１５に、メーカー名やテープ種類、品質等の情報を表示するためのラベル１２が貼着される。
【００１７】
図２は、テープカートリッジ１１に矩形のラベル１２を貼着するときの工程を示すものである。
図２（ａ）に示すように、テープカートリッジ１１のカートリッジケース１３には、上面および左右側面を囲むように、浅溝１５が配設されている。この浅溝１５の形状はラベル１２に対応しており、その大きさ（幅および長さ）は、ラベル１２より僅かに大きく形成されている。テープカートリッジ１１にラベル１２を貼着する場合、図２（ａ）に示すように、テープカートリッジ１１の上面の浅溝１５に対向して、矩形のラベル１２が配置される。ラベル１２の裏面には、粘着剤が塗布されており、テープカートリッジ１１の上面の浅溝１５内に、ラベル１２が押し当てられて、貼着される。
【００１８】
次に、図２（ｂ）に示すように、ラベル１２の両端がテープカートリッジ１１の両側面に沿って折り曲げられ、テープカートリッジ１１の両側面に押し当てられて、浅溝１５内に貼着される。
【００１９】
図３は、テープカートリッジ１１の上面にラベル１２を貼着する（図２（ａ）の状態）ためのラベル貼着装置１０を模式的に示したものである。このラベル貼着装置１０は、ラベル１２をワークとし、テープカートリッジ１１を被アライメント部材とし、吸着ユニット２３によりラベル貼着用ロボット２１を使って、ラベル１２をラベル供給ユニット２２の位置（給材位置）からテープカートリッジ１１の上面の浅溝１５の位置（アライメント位置）に移載し、この浅溝１５に貼着するものである。
【００２０】
ラベル貼着装置１０は、テープカートリッジ１１を搬送するカートリッジ搬送部２０と、ラベル１２を移載するラベル貼着用ロボット２１と、ラベル１２をテープに貼着して供給する左右一対のラベル供給ユニット２２と、移載のためにラベル１２を吸着する吸着ユニット２３と、ラベル１２をアライメントするラベルアライメント部２４（ワーク検出手段）と、を備えている。
【００２１】
カートリッジ搬送部２０は、生産時において、ラベル１２を貼着するテープカートリッジ１１を所定の方向に搬送する。ラベル貼着用ロボット２１は、ロボットアーム２７を有し、ラベル１２を、ラベル供給ユニット２２からピックアップし、テープカートリッジ１１の上面（浅溝１５）に貼付する。ラベル貼着用ロボット２１は、ロボットアーム２７を介して、その先端に設けた吸着ユニット２３を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に自在に移動可能な３軸ロボットで構成されている。なお、請求項に言う「ワーク移載手段」は、ラベル貼着用ロボット２１と吸着ユニット２３とで構成されている。
【００２２】
図４に示すように、吸着ユニット２３は、アーム取付部３１と、ラベル吸着部３２とを有している。アーム取付部３１は、ロボットアーム２７の先端に、吸着ユニット２３を取り付ける部分であり、チャック機構で構成されている。ラベル吸着部３２は、その裏面に、ラベル１２を真空吸着する部分であり、図外の真空配管に接続されている。なお、吸着ユニット２３のラベル吸着部３２の裏側に吸着されるラベル１２の位置は、後に説明するように、ラベルアライメント部２４のファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄにより検出される。このとき、ラベル吸着部３２の裏側を例えばつや消しの黒にすることで、ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄでの誤検出を防止するようにしている。また、ラベル１２の裏側をラベルアライメント部２４で検出するため、ラベル１２の色や柄等に左右されることがない。
【００２３】
一対のラベル供給ユニット２２には、図示の左側のラベル供給ユニット２２ａと、図示の右側のラベル供給ユニット２２ｂとから成り、左右のラベル供給ユニット２２ａ，２２ｂは、ラベル貼着用ロボット２１を中心に左右対称に配設されている。各ラベル供給ユニット２２ａ，２２ｂは、複数のラベル１２が台紙（テープ）に貼られたラベルテープを巻回したラベルリール２５が備えられている。ラベルリール２５から繰出されたラベルテープに、上記の吸着ユニット２３が臨み、ラベル１２を台紙から引き剥がすようにしてピックアップ（吸着）する。この場合、繰出されたラベルテープの斜行や幅方向に位置ズレが想定されるため、ピックアップ後、ラベル１２の位置検出と位置補正を実施するようにしている。
【００２４】
ラベルアライメント部２４は、吸着ユニット２３に吸着されたラベル１２の位置および角度のズレ量を検出し、ラベル貼着用ロボット２１における貼付け座標の補正値を求めるために設けられている。ラベルアライメント部２４は、４つのファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄを有している。詳細は後述するが、この４つのファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄのうち、左側のラベル供給ユニット２２ａから吸着（ピックアップ）したラベル１２は、３つのファイバーセンサー３５ａ、３５ｂ、３５ｃのより検出され、右側のラベル供給ユニット２２ｂから吸着したラベル１２は、３つのファイバーセンサー３５ａ、３５ｂ、３５ｄにより検出される。すなわち、ラベルアライメント部２４には、ファイバーセンサー３５ａ、３５ｂを兼用して、左用および右用の２組のファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄが設けられている。
【００２５】
テープカートリッジ１１の上面にラベル１２を貼着する場合には、先ず、ラベル貼着用ロボット２１は、ロボットアーム２７に設けた吸着ユニット２３をラベル供給ユニット２２のピックアップ位置（給材位置）に移動させ、ラベル１２をラベルテープから引き剥がすようにして吸着ユニット２３の裏面に吸着させる。ここで、ラベル貼着用ロボット２１は、図示しないセンサーの位置検出により、ラベル１２を吸着した吸着ユニット２３を所定の給材ホーム位置に移動させ、この給材ホーム位置から貼付け座標データー（アライメント座標データー）に基づいて、ラベル１２（吸着ユニット２３）移動を開始する。
【００２６】
移動を開始したラベル貼着用ロボット２１は、吸着ユニット２３をラベルアライメント部２４の位置に移動させ、ラベルアライメント部２４の位置で、吸着ユニット２３の裏面とラベルアライメント部２４とを対向させ、非接触な状態で斜め方向に移動（以下、スキャンと称する）させる。これにより、ラベル１２の位置および角度が検出され、ラベル１２の位置および角度のズレ量が求められる。そして、この位置および角度のズレ量に基づいて、貼付け座標の補正値が求められる。なお、このことについては後に詳述する。
【００２７】
続いて、ラベル貼着用ロボット２１は、吸着ユニット２３をカートリッジ搬送部２０上のテープカートリッジ１１の浅溝１５の位置（アライメント位置）に移動させる。そして、この移動の過程で、ラベル貼着用ロボット２１は、補正後の貼付け座標に基づいて、吸着ユニット２３のラベル１２の姿勢をテープカートリッジ１１に対して貼着姿勢となるように微調整する。最後に、吸着ユニット２３が下降して、ラベル１２をテープカートリッジ１１の浅溝１５に押し当てるようにして貼着する。このように、ラベル貼着用ロボット２１は、ピックアップしたラベル１２を、ラベルアライメント部２４上を通過する移動軌跡でテープカートリッジ１１まで停止することなく移動させるが、この移動過程で、ラベルアライメント部２４の検出結果に基づいて、ラベル１２を位置補正するようにしている。
【００２８】
図５は、ラベル貼着用ロボット２１の制御系の機能ブロック図であり、同図に示すように、この制御系は、アーム制御部５１を有し、アーム制御部５１は、アーム駆動部５２を介して制御信号を送り、ロボットアーム２７の動きを制御している。また、ロボットアーム２７の先端には、吸着ユニット２３が取り付けられており、吸着ユニット２３の裏面にラベル１２が吸着されている。
【００２９】
ラベルアライメント部２４は、左右線対称に、２つのＹ軸方向のファイバーセンサー３５ａおよび３５ｂと、２つのＸ軸方向のファイバーセンサー３５ｃおよび３５ｄとが設けられている。Ｙ軸方向のファイバーセンサー３５ａおよび３５ｂは、ラベル１２の先行する一方の長辺を検出するものであり、Ｘ方向のファイバーセンサー３５ｃおよび３５ｄは、ラベル１２の先行する一方の短辺を検出するものである。この場合、吸着ユニット２３の吸着されたラベル１２が斜め方向にスキャンされ、各ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄ上を通過すると、ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄから検出信号が出力される。
【００３０】
ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄの検出信号は、座標取得部５３ａ〜５３ｄにそれぞれ送られる。座標取得部５３ａ〜５３ｄは、ラベル１２がラベルアライメント部２４に対向させて斜め方向にスキャンされたときに、ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄからそれぞれ検出信号に基づいて、ロボットアーム２７の現在位置の座標を取得する。座標取得部５３ａ〜５３ｄで取得された検出座標データーは、座標データー生成部５４に送られる。座標データー生成部５４には、検出座標データーに対応する基準座標データーを含む貼付け座標データーが記憶されており、座標データー生成部５４は、座標取得部５３ａ〜５３ｄからの現在位置の検出座標データーに基づいて、貼付け座標の補正値が算出し、貼付け座標データーを補正する。
【００３１】
そして、座標データー生成部５４で補正された貼付け座標データーは、アーム制御部５１に送られる。アーム制御部５１は、座標データー生成部５４で補正した貼付け座標データーに基づいて、アーム駆動部５２によりロボットアーム２７の動きを制御し、吸着ユニット２３（ラベル１２）をテープカートリッジ１１の位置に移動させる過程でラベル１２を位置補正する。
【００３２】
次に、図６および図７を参照して、上記のラベル１２の位置補正について詳細に説明する。図６は、左側のラベル供給ユニット２２ａからラベル１２をピックアップした場合であり、図７は、右側のラベル供給ユニット２２ｂからラベル１２をピックアップした場合である。左側のラベル供給ユニット２２ａからラベル１２をピックアップした場合には、左側の給材ホーム位置から右カーブを描いてラベル供給ユニット２２上を通過しテープカートリッジ１１に至る移動軌跡となり、右側のラベル供給ユニット２２ｂからラベル１２をピックアップした場合には、右側の給材ホーム位置から左カーブを描いてラベル供給ユニット２２上を通過しテープカートリッジ１１に至る移動軌跡となる（図４参照）。
【００３３】
したがって、座標データー生成部５４には、左側のラベル供給ユニット２２ａからラベル１２をピックアップした場合の貼付け座標データー（左側基準テーターを含む）と、右側のラベル供給ユニット２２ｂからラベル１２をピックアップした場合の貼付け座標データ（右側基準テーターを含む）と、が用意されている。
左側の貼付け座標データーは、左側の移動軌跡を構成するものであり、左側の給材ホーム位置からの吸着ユニット２３（ラベル１２）の、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の移動量と経過時間、θ方向の回転等に基づいて、左側の給材ホーム位置の座標と、最終目標位置である貼着位置（浅溝１５）の座標と、中間目標位置であるファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃ位置のそれぞれの座標とで規定されている。同様に、右側の貼付け座標データーは、右側の移動軌跡を構成するものであり、右側の給材ホーム位置の座標と、最終目標位置である貼着位置（浅溝１５）の座標と、中間目標位置であるファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｄ位置のそれぞれ座標とで規定されている。
【００３４】
図６に示すように、ラベル１２をピックアップしたラベル貼着用ロボット２１は、左側の給材ホーム位置においてラベル１２を右上がりに傾ける。すなわち、ラベル貼着用ロボット２１は、長辺がＸ軸方向に沿う状態でラベル１２をピックアップし、給材ホーム位置においてラベル１２を半時計回りに僅かに回転させる。この状態で、左側の移動軌跡に倣ってラベル１２を搬送し（ラベル１２は平行移動となる）、ラベルアライメント部２４の直上を、同図示の矢印方向に通過させる。ここで、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃによりラベル１２が検出され、このときのＸ軸方向およびＹ軸方向の移動量と経過時間により、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃに対応するラベル１２の座標が取得される。詳細は後述するが、ここでラベル１２に位置ズレが生じている場合には、ラベル１２の搬送を続行しながら、ラベル１２の位置補正を行い、さらに長辺がＹ軸方向に沿うようにラベル１２を半時計回り回転させて、テープカートリッジ１１の直上部に搬送する。
【００３５】
図６（ａ）は、左側においてラベル１２が位置ズレを生ずることなくピックアップされた場合であり、この場合には、ラベルアライメント部２４を通過するラベル１２は、先ずその長辺がファイバーセンサー３５ｂにより検出され、続いて右側の短辺がファイバーセンサー３５ｃにより検出され、最後に長辺がファイバーセンサー３５ａにより検出される。この場合には、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃに対応するラベル１２の検出座標は、左側の基準座標（中間目標位置）と合致することになる。なお、実施形態のものは、ラベルアライメント部２４に設けたファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄの配置や移動方向等に基づいて、上記の検出順となっているが、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃが同時に検出する配置としてもよい。また、ラベル１２を矢印方向（スキャン方向）斜めに移動させることにより、ラベル１２が位置ズレしていても、これをファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃで確実に検出できるようにしている。
【００３６】
図６（ｂ）は、ラベル１２が位置ズレした状態でピックアップされた場合であり、この場合には、ラベルアライメント部２４を通過するラベル１２は、先ずその長辺がファイバーセンサー３５ａにより検出され、続いて右側の短辺がファイバーセンサー３５ｃにより検出され、最後に長辺がファイバーセンサー３５ｂにより検出される。この場合には、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃに対応するラベル１２の検出座標は、左側の基準座標とは合致せず、座標データー生成部５４において、それぞれの位置ズレ量が算定される。すなわち、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂにより取得した座標により、Ｙ軸方向の位置ズレ量とθ方向の位置ズレ量が算定され、ファイバーセンサー３５ｃによりＸ軸方向の位置ズレ量が算定される。そして、この算定結果に基づいて、左側の貼付け座標データーが補正される。
【００３７】
図７に示すように、ラベル１２をピックアップしたラベル貼着用ロボット２１は、右側の給材ホーム位置においてラベル１２を左上がりに傾ける。すなわち、ラベル貼着用ロボット２１は、長辺がＸ軸方向に沿う状態でラベル１２をピックアップし、給材ホーム位置においてラベル１２を時計回りに僅かに回転させる。この状態で、右側の移動軌跡に倣ってラベル１２を搬送し（ラベル１２は平行移動となる）、ラベルアライメント部２４の直上を、同図示の矢印方向に通過させる。ここで、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｄによりラベル１２が検出され、このときのＸ軸方向およびＹ軸方向の移動量と経過時間により、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｄに対応するラベル１２の座標が取得される。ここでラベル１２に位置ズレが生じている場合には、ラベル１２の搬送を続行しながら、ラベル１２の位置補正を行い、さらに長辺がＹ軸方向に沿うようにラベル１２を時計回り回転させて、テープカートリッジ１１の直上部に搬送する。
【００３８】
図７（ａ）は、右側においてラベル１２が位置ズレを生ずることなくピックアップされた場合であり、この場合には、ラベルアライメント部２４を通過するラベル１２は、先ずその長辺がファイバーセンサー３５ａにより検出され、続いて左側の短辺がファイバーセンサー３５ｄにより検出され、最後に長辺がファイバーセンサー３５ｂにより検出される。この場合には、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｄに対応するラベル１２の検出座標は、右側の基準座標（中間目標位置）と合致することになる。
【００３９】
図７（ｂ）は、ラベル１２が位置ズレした状態でピックアップされた場合であり、この場合には、ラベルアライメント部２４を通過するラベル１２は、先ずその長辺がファイバーセンサー３５ｂにより検出され、続いて右側の短辺がファイバーセンサー３５ｄにより検出され、最後に長辺がファイバーセンサー３５ａにより検出される。この場合には、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｄに対応するラベル１２の検出座標は、右側の基準座標とは合致せず、座標データー生成部５４において、それぞれの位置ズレ量が算定される。すなわち、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂにより取得した座標により、Ｙ軸方向の位置ズレ量とθ方向の位置ズレ量が算定され、ファイバーセンサー３５ｄによりＸ軸方向の位置ズレ量が算定される。そして、この算定結果に基づいて、左側の貼付け座標データーが補正される。
【００４０】
図８および図９は、本発明の第１の実施形態に係るワーク移載装置の動作を示すフローチャートである。
図８において、アーム制御部５１は、ロボットアーム２７の先端の吸着ユニット２３をラベル供給ユニット２２の位置に移動させ（ステップＳ０１）、吸着ユニット２３により、ラベルテープから引き剥がすようにしてラベル１２を吸着させる（ステップＳ０２）。次に、ロボットアーム２７を介して吸着ユニット２３を給材ホーム位置に移動させ、ラベル１２を傾ける（ステップＳ０３）。次に、ロボットアーム２７を介して吸着ユニット２３（ラベル１２）をラベルアライメント部２４の位置に移動させる（ステップＳ０４）。吸着ユニット２３がラベルアライメント部２４の位置に移動したら、アーム制御部５１は、アライメントフラグをオンに設定し（ステップＳ０５）、アライメント動作を行う（ステップＳ０６）。
【００４１】
アライメント動作が終了すると、アーム制御部５１は、アライメントフラグをオフに設定し（ステップＳ０７）、アライメント動作で補正されたテープカートリッジ１１の貼り付け位置の座標に吸着ユニット２３を補正しながら、吸着ユニット２３をテープカートリッジ１１の直上位置に移動させ（ステップＳ０８）、テープカートリッジ１１の所定位置（浅溝１５）にラベル１２を貼着する（ステップＳ０９）。
【００４２】
図９は、ステップＳ０５でのアライメント動作の詳細を示すフローチャートである。同図において、アーム制御部５１は、アライメントフラグがオンになっているかどうかを判定し（ステップＳ１０１）、アライメントフラグがオンになっていれば（ステップＳ１０１ Ｙｅｓ）、吸着ユニット２３の斜め方向のスキャンを続行する（ステップＳ１０２）。そして、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃ（３５ｄ）の中で、検出信号が取得されたものがあるかどうかを判定し（ステップＳ１０３）、検出信号が取得されたセンサーがあれば（ステップＳ１０３ Ｙｅｓ）、検出信号が取得されたセンサーはファイバーセンサー３５ａ〜３５ｃ（３５ｄ）の中でどれかを判定し（ステップＳ１０４）、そのときの検出座標を記憶する（ステップＳ１０５）。そして、アーム制御部５１は、Ｙ方向の２つのファイバーセンサー３５ａおよび３５ｂと、Ｘ方向の１つのファイバーセンサー３５ｃまたは３５ｄの３点のファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃまたは３５ａ，３５ｂ，３５ｄの検出信号が取得されたかどうかを判定する（ステップＳ１０６）。３点のファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃまたは３５ａ，３５ｂ，３５ｄの検出信号が取得されていなければ（ステップＳ１０６ Ｎｏ）、ステップＳ１０２に処理が戻される。
【００４３】
ステップＳ１０６で、３点のファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃまたは３５ａ，３５ｂ，３５ｄの検出信号が取得されたと判定されると（ステップＳ１０６ Ｙｅｓ）、座標データー生成部５４は、３点のファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃまたは３５ａ，３５ｂ，３５ｄの検出信号が取得されたときの座標（検出座標）と、基準となる３点の位置座標（基準座標）とを比較して、貼り付け座標の補正値を算出する（ステップＳ１０７）。そして、アーム制御部５１は、この補正値に基づいて、貼付け座標を補正する（ステップＳ１０８）。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態では、ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄを有するラベルアライメント部２４が設けられ、ラベル１２をラベルアライメント部２４上で斜め方向にスキャンさせることで、吸着ユニット２３のラベル１２の吸着位置のズレ量を求め、このズレ量に基づいて、テープカートリッジ１１上のラベル１２の貼付け座標を補正しながら、吸着ユニット２３をテープカートリッジ１１上に移動させ、テープカートリッジ１１上にラベル１２を貼着している。これにより、テープカートリッジ１１上の所定の位置にラベル１２を貼着することができる。このように、ロボットアーム２７を介して吸着ユニット２３をラベルアライメント部２４上で一回斜め方向にスキャンさせるだけで、ラベル１２のアライメントが行え、高速処理が可能である。
【００４５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、ラベル貼着装置１０において、左右の一方にのみラベル供給ユニット２２を設けるようにしてもよい。また、上述の例ではラベルアライメント部２４にファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄを配置しているが、これに代えて反射型のフォトセンサーを配置してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０：ラベル貼着装置、１１：テープカートリッジ、１２：ラベル、１５：浅溝、２０：カートリッジ搬送部、２１： ラベル貼着用ロボット、２２，２２ａ，２２ｂ：ラベル供給ユニット、２３：吸着ユニット、２４：ラベルアライメント部、２７：ロボットアーム、３１：アーム取付部、３２：ラベル吸着部、３５ａ〜３５ｄ：ファイバーセンサー、５１：アーム制御部、５２：アーム駆動部、５３ａ〜５３ｄ：座標取得部、５４：座標データー生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばラベル等の矩形のワークを、所定の移動軌跡に基づいて、給材位置から被アライメント部材のアライメント位置に位置決め状態で移載するワーク移載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のワーク移載装置として、液晶表示装置のガラス基板に偏光フィルム（ラベル）を貼付するラベル貼付装置が知られている（特許文献１参照）。このラベル貼付装置では、供給リールから繰出されたラベルシートに、吸着ヘッドを臨ませてラベル（偏光フィルム）を引き剥がすようにしてピックアップし、ラベルの端部をセンサーにより検出する。続いて、この検出結果に基づいて、ラベルを位置補正し、水平に移動させてガラス基板に貼付する。
この場合、センサーは、Ｘ軸方向に並んだ３つの反射型センサーと、３つの反射型センサーからＹ軸方向に離れた１つの反射型センサーと、から成る４つの反射型センサーを有している。吸着ヘッドを移動させるヘッド移動手段（ラベルシート剥離手段とスライダとから成る）は、吸着ヘッドを介して、ラベルをセンサーの直上に移動させ、ここでラベルの１の辺を、Ｘ軸方向に並んだ２つの反射型センサーに臨ませ、１の辺を２つの反射型センサーが同時に検出するように、ラベルのθ方向の位置ズレを補正する。続いて、ラベルをＸ軸方向に移動させ、もう１つの反射型センサーで１の辺の直交する辺を検出して、Ｘ軸方向の位置ズレを補正する。この状態からさらにラベルをＹ軸方向に移動させ、Ｙ軸方向に離れた１つの反射型センサーで１の辺を検出して、Ｙ軸方向の位置ズレを補正する。これにより、偏光フィルム（ラベル）を、ガラス基板の所定の位置に位置決め状態で貼付できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来のラベル貼付装置では、ラベルのピックアップ位置と貼付位置との移動途中において、吸着ヘッドに吸着されたラベルをθ方向、Ｘ方向およびＹ方向に移動させながらセンサーによりこれを検出し、ラベルの位置および姿勢を補正する必要があり、ラベルの位置補正に時間がかかる問題があった。
【０００５】
本発明は、給材位置からアライメント位置に移載されるワークを、一連の移載動作に影響を与えることなくアライメントすることができるワーク移載装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のワーク移載装置は、第１の辺と、第１の辺に交わる第２の辺を有するワークを、所定の移動軌跡に基づいて、給材位置から被アライメント部材のアライメント位置に移載するワーク移載手段と、第１の辺の離間した２箇所および第２の辺の１箇所を検出する、３つの検出部を有するワーク検出手段と、３つの検出部により検出されるワークの基準座標データーを含むアライメント座標データーを生成する座標データー生成手段と、アライメント座標データーによりワーク移載手段を制御し、ワークを、第１の辺および第２の辺が、ほぼ同時に３つの検出部を通過するようにワークを移動させた後、アライメント位置に移載する制御手段と、を備え、座標データー生成手段は、３つの検出部が検出したワークの検出座標データーに基づいて、アライメント座標データーを補正することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、座標データー生成手段は、３つの検出部が検出したワークの検出座標データーに基づいて、アライメント座標データーを補正するようにしている。このため、ワーク移載手段により、ワークをワーク検出手段上で所定方向に一回スキャンさせるだけで、アライメント位置に対しワークをアライメントすることができる。すなわち、移載動作の過程でワークのアライメントを行うことができ、ワークをアライメント位置に位置決め状態で載置することができる。
【０００８】
この場合、ワーク移載手段の両側にそれぞれ給材位置が設けられ、ワーク移載手段は、ワークをそれぞれ給材位置からアライメント位置に交互に移載し、ワーク検出手段は、第１の辺を検出する２つの検出部を共有して、３つの検出部を線対称位置に２組有し、座標データー生成手段は、アライメント座標データーを２組生成することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、ワーク検出手段には、第１の辺を検出する２つの検出部を共有して、３つの検出部を線対称位置に２組有しているので、ワーク移載手段の両側にそれぞれ給材位置が設けた場合に、どちらの側でもワーク検出手段を使用することができ、ワーク検出において汎用性を確保することができる。
【００１０】
また、各検出部が、ファイバーセンサーであることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、検出部としてファイバーセンサーを用いているので、コストダウンを図ることができる。
【００１２】
さらに、ワークが、矩形のラベルであり、被アライメント部材が、ラベルが貼着されるカートリッジであることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、カートリッジにラベルを貼着する際に、高い精度で且つ効率的にラベルの貼着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係るラベル貼着装置（ワーク移載装置）において被貼着対象物となるテープカートリッジの斜視図である。
【図２】ラベル貼着装置において、テープカートリッジにラベルを貼着するときの工程の説明する斜視図である。
【図３】実施形態に係るラベル貼着装置の模式図である。
【図４】ラベル貼着装置における吸着ユニットの斜視図である。
【図５】ラベル貼着装置の制御系の機能ブロック図である。
【図６】ラベル貼着装置における左側アライメント動作の説明図である。
【図７】ラベル貼着装置における右側アライメント動作の説明図である。
【図８】ラベル貼着装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】ラベル貼着装置の補正動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係るワーク移載装置を適用したラベル貼着装置について説明する。このラベル貼着装置は、テープ印刷装置に装着されるテープカートリッジについて、吸着したラベルをテープカートリッジのラベル貼着部に移載し、位置決め状態で貼着するものである。
【００１６】
図１は、ラベル１２を貼着したテープカートリッジの外観斜視図であり、同図に示すように、テープカートリッジ１１は、上ケースおよび下ケースから成るカートリッジケース１３内に、図示しないが、印刷テープ、インクリボンおよびプラテンを収容して、構成されている。テープカートリッジ１１がラベル印刷装置に装着されると、テープカートリッジ１１内において、印刷テープとインクリボンとが重ね合わされ、サーマルヘッドによりインクリボンに塗布されたインクが熱で溶融され、印刷テープに熱転写による印刷が実施される。このようなテープカートリッジ１１を製品化して販売する場合、テープカートリッジ１１のラベル貼着部である浅溝１５に、メーカー名やテープ種類、品質等の情報を表示するためのラベル１２が貼着される。
【００１７】
図２は、テープカートリッジ１１に矩形のラベル１２を貼着するときの工程を示すものである。
図２（ａ）に示すように、テープカートリッジ１１のカートリッジケース１３には、上面および左右側面を囲むように、浅溝１５が配設されている。この浅溝１５の形状はラベル１２に対応しており、その大きさ（幅および長さ）は、ラベル１２より僅かに大きく形成されている。テープカートリッジ１１にラベル１２を貼着する場合、図２（ａ）に示すように、テープカートリッジ１１の上面の浅溝１５に対向して、矩形のラベル１２が配置される。ラベル１２の裏面には、粘着剤が塗布されており、テープカートリッジ１１の上面の浅溝１５内に、ラベル１２が押し当てられて、貼着される。
【００１８】
次に、図２（ｂ）に示すように、ラベル１２の両端がテープカートリッジ１１の両側面に沿って折り曲げられ、テープカートリッジ１１の両側面に押し当てられて、浅溝１５内に貼着される。
【００１９】
図３は、テープカートリッジ１１の上面にラベル１２を貼着する（図２（ａ）の状態）ためのラベル貼着装置１０を模式的に示したものである。このラベル貼着装置１０は、ラベル１２をワークとし、テープカートリッジ１１を被アライメント部材とし、吸着ユニット２３によりラベル貼着用ロボット２１を使って、ラベル１２をラベル供給ユニット２２の位置（給材位置）からテープカートリッジ１１の上面の浅溝１５の位置（アライメント位置）に移載し、この浅溝１５に貼着するものである。
【００２０】
ラベル貼着装置１０は、テープカートリッジ１１を搬送するカートリッジ搬送部２０と、ラベル１２を移載するラベル貼着用ロボット２１と、ラベル１２をテープに貼着して供給する左右一対のラベル供給ユニット２２と、移載のためにラベル１２を吸着する吸着ユニット２３と、ラベル１２をアライメントするラベルアライメント部２４（ワーク検出手段）と、を備えている。
【００２１】
カートリッジ搬送部２０は、生産時において、ラベル１２を貼着するテープカートリッジ１１を所定の方向に搬送する。ラベル貼着用ロボット２１は、ロボットアーム２７を有し、ラベル１２を、ラベル供給ユニット２２からピックアップし、テープカートリッジ１１の上面（浅溝１５）に貼付する。ラベル貼着用ロボット２１は、ロボットアーム２７を介して、その先端に設けた吸着ユニット２３を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に自在に移動可能な３軸ロボットで構成されている。なお、請求項に言う「ワーク移載手段」は、ラベル貼着用ロボット２１と吸着ユニット２３とで構成されている。
【００２２】
図４に示すように、吸着ユニット２３は、アーム取付部３１と、ラベル吸着部３２とを有している。アーム取付部３１は、ロボットアーム２７の先端に、吸着ユニット２３を取り付ける部分であり、チャック機構で構成されている。ラベル吸着部３２は、その裏面に、ラベル１２を真空吸着する部分であり、図外の真空配管に接続されている。なお、吸着ユニット２３のラベル吸着部３２の裏側に吸着されるラベル１２の位置は、後に説明するように、ラベルアライメント部２４のファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄにより検出される。このとき、ラベル吸着部３２の裏側を例えばつや消しの黒にすることで、ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄでの誤検出を防止するようにしている。また、ラベル１２の裏側をラベルアライメント部２４で検出するため、ラベル１２の色や柄等に左右されることがない。
【００２３】
一対のラベル供給ユニット２２には、図示の左側のラベル供給ユニット２２ａと、図示の右側のラベル供給ユニット２２ｂとから成り、左右のラベル供給ユニット２２ａ，２２ｂは、ラベル貼着用ロボット２１を中心に左右対称に配設されている。各ラベル供給ユニット２２ａ，２２ｂは、複数のラベル１２が台紙（テープ）に貼られたラベルテープを巻回したラベルリール２５が備えられている。ラベルリール２５から繰出されたラベルテープに、上記の吸着ユニット２３が臨み、ラベル１２を台紙から引き剥がすようにしてピックアップ（吸着）する。この場合、繰出されたラベルテープの斜行や幅方向に位置ズレが想定されるため、ピックアップ後、ラベル１２の位置検出と位置補正を実施するようにしている。
【００２４】
ラベルアライメント部２４は、吸着ユニット２３に吸着されたラベル１２の位置および角度のズレ量を検出し、ラベル貼着用ロボット２１における貼付け座標の補正値を求めるために設けられている。ラベルアライメント部２４は、４つのファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄを有している。詳細は後述するが、この４つのファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄのうち、左側のラベル供給ユニット２２ａから吸着（ピックアップ）したラベル１２は、３つのファイバーセンサー３５ａ、３５ｂ、３５ｃのより検出され、右側のラベル供給ユニット２２ｂから吸着したラベル１２は、３つのファイバーセンサー３５ａ、３５ｂ、３５ｄにより検出される。すなわち、ラベルアライメント部２４には、ファイバーセンサー３５ａ、３５ｂを兼用して、左用および右用の２組のファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄが設けられている。
【００２５】
テープカートリッジ１１の上面にラベル１２を貼着する場合には、先ず、ラベル貼着用ロボット２１は、ロボットアーム２７に設けた吸着ユニット２３をラベル供給ユニット２２のピックアップ位置（給材位置）に移動させ、ラベル１２をラベルテープから引き剥がすようにして吸着ユニット２３の裏面に吸着させる。ここで、ラベル貼着用ロボット２１は、図示しないセンサーの位置検出により、ラベル１２を吸着した吸着ユニット２３を所定の給材ホーム位置に移動させ、この給材ホーム位置から貼付け座標データー（アライメント座標データー）に基づいて、ラベル１２（吸着ユニット２３）移動を開始する。
【００２６】
移動を開始したラベル貼着用ロボット２１は、吸着ユニット２３をラベルアライメント部２４の位置に移動させ、ラベルアライメント部２４の位置で、吸着ユニット２３の裏面とラベルアライメント部２４とを対向させ、非接触な状態で斜め方向に移動（以下、スキャンと称する）させる。これにより、ラベル１２の位置および角度が検出され、ラベル１２の位置および角度のズレ量が求められる。そして、この位置および角度のズレ量に基づいて、貼付け座標の補正値が求められる。なお、このことについては後に詳述する。
【００２７】
続いて、ラベル貼着用ロボット２１は、吸着ユニット２３をカートリッジ搬送部２０上のテープカートリッジ１１の浅溝１５の位置（アライメント位置）に移動させる。そして、この移動の過程で、ラベル貼着用ロボット２１は、補正後の貼付け座標に基づいて、吸着ユニット２３のラベル１２の姿勢をテープカートリッジ１１に対して貼着姿勢となるように微調整する。最後に、吸着ユニット２３が下降して、ラベル１２をテープカートリッジ１１の浅溝１５に押し当てるようにして貼着する。このように、ラベル貼着用ロボット２１は、ピックアップしたラベル１２を、ラベルアライメント部２４上を通過する移動軌跡でテープカートリッジ１１まで停止することなく移動させるが、この移動過程で、ラベルアライメント部２４の検出結果に基づいて、ラベル１２を位置補正するようにしている。
【００２８】
図５は、ラベル貼着用ロボット２１の制御系の機能ブロック図であり、同図に示すように、この制御系は、アーム制御部５１を有し、アーム制御部５１は、アーム駆動部５２を介して制御信号を送り、ロボットアーム２７の動きを制御している。また、ロボットアーム２７の先端には、吸着ユニット２３が取り付けられており、吸着ユニット２３の裏面にラベル１２が吸着されている。
【００２９】
ラベルアライメント部２４は、左右線対称に、２つのＹ軸方向のファイバーセンサー３５ａおよび３５ｂと、２つのＸ軸方向のファイバーセンサー３５ｃおよび３５ｄとが設けられている。Ｙ軸方向のファイバーセンサー３５ａおよび３５ｂは、ラベル１２の先行する一方の長辺を検出するものであり、Ｘ方向のファイバーセンサー３５ｃおよび３５ｄは、ラベル１２の先行する一方の短辺を検出するものである。この場合、吸着ユニット２３の吸着されたラベル１２が斜め方向にスキャンされ、各ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄ上を通過すると、ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄから検出信号が出力される。
【００３０】
ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄの検出信号は、座標取得部５３ａ〜５３ｄにそれぞれ送られる。座標取得部５３ａ〜５３ｄは、ラベル１２がラベルアライメント部２４に対向させて斜め方向にスキャンされたときに、ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄからそれぞれ検出信号に基づいて、ロボットアーム２７の現在位置の座標を取得する。座標取得部５３ａ〜５３ｄで取得された検出座標データーは、座標データー生成部５４に送られる。座標データー生成部５４には、検出座標データーに対応する基準座標データーを含む貼付け座標データーが記憶されており、座標データー生成部５４は、座標取得部５３ａ〜５３ｄからの現在位置の検出座標データーに基づいて、貼付け座標の補正値が算出し、貼付け座標データーを補正する。
【００３１】
そして、座標データー生成部５４で補正された貼付け座標データーは、アーム制御部５１に送られる。アーム制御部５１は、座標データー生成部５４で補正した貼付け座標データーに基づいて、アーム駆動部５２によりロボットアーム２７の動きを制御し、吸着ユニット２３（ラベル１２）をテープカートリッジ１１の位置に移動させる過程でラベル１２を位置補正する。
【００３２】
次に、図６および図７を参照して、上記のラベル１２の位置補正について詳細に説明する。図６は、左側のラベル供給ユニット２２ａからラベル１２をピックアップした場合であり、図７は、右側のラベル供給ユニット２２ｂからラベル１２をピックアップした場合である。左側のラベル供給ユニット２２ａからラベル１２をピックアップした場合には、左側の給材ホーム位置から右カーブを描いてラベル供給ユニット２２上を通過しテープカートリッジ１１に至る移動軌跡となり、右側のラベル供給ユニット２２ｂからラベル１２をピックアップした場合には、右側の給材ホーム位置から左カーブを描いてラベル供給ユニット２２上を通過しテープカートリッジ１１に至る移動軌跡となる（図４参照）。
【００３３】
したがって、座標データー生成部５４には、左側のラベル供給ユニット２２ａからラベル１２をピックアップした場合の貼付け座標データー（左側基準テーターを含む）と、右側のラベル供給ユニット２２ｂからラベル１２をピックアップした場合の貼付け座標データ（右側基準テーターを含む）と、が用意されている。
左側の貼付け座標データーは、左側の移動軌跡を構成するものであり、左側の給材ホーム位置からの吸着ユニット２３（ラベル１２）の、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の移動量と経過時間、θ方向の回転等に基づいて、左側の給材ホーム位置の座標と、最終目標位置である貼着位置（浅溝１５）の座標と、中間目標位置であるファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃ位置のそれぞれの座標とで規定されている。同様に、右側の貼付け座標データーは、右側の移動軌跡を構成するものであり、右側の給材ホーム位置の座標と、最終目標位置である貼着位置（浅溝１５）の座標と、中間目標位置であるファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｄ位置のそれぞれ座標とで規定されている。
【００３４】
図６に示すように、ラベル１２をピックアップしたラベル貼着用ロボット２１は、左側の給材ホーム位置においてラベル１２を右上がりに傾ける。すなわち、ラベル貼着用ロボット２１は、長辺がＸ軸方向に沿う状態でラベル１２をピックアップし、給材ホーム位置においてラベル１２を半時計回りに僅かに回転させる。この状態で、左側の移動軌跡に倣ってラベル１２を搬送し（ラベル１２は平行移動となる）、ラベルアライメント部２４の直上を、同図示の矢印方向に通過させる。ここで、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃによりラベル１２が検出され、このときのＸ軸方向およびＹ軸方向の移動量と経過時間により、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃに対応するラベル１２の座標が取得される。詳細は後述するが、ここでラベル１２に位置ズレが生じている場合には、ラベル１２の搬送を続行しながら、ラベル１２の位置補正を行い、さらに長辺がＹ軸方向に沿うようにラベル１２を半時計回り回転させて、テープカートリッジ１１の直上部に搬送する。
【００３５】
図６（ａ）は、左側においてラベル１２が位置ズレを生ずることなくピックアップされた場合であり、この場合には、ラベルアライメント部２４を通過するラベル１２は、先ずその長辺がファイバーセンサー３５ｂにより検出され、続いて右側の短辺がファイバーセンサー３５ｃにより検出され、最後に長辺がファイバーセンサー３５ａにより検出される。この場合には、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃに対応するラベル１２の検出座標は、左側の基準座標（中間目標位置）と合致することになる。なお、実施形態のものは、ラベルアライメント部２４に設けたファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄの配置や移動方向等に基づいて、上記の検出順となっているが、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃが同時に検出する配置としてもよい。また、ラベル１２を矢印方向（スキャン方向）斜めに移動させることにより、ラベル１２が位置ズレしていても、これをファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃで確実に検出できるようにしている。
【００３６】
図６（ｂ）は、ラベル１２が位置ズレした状態でピックアップされた場合であり、この場合には、ラベルアライメント部２４を通過するラベル１２は、先ずその長辺がファイバーセンサー３５ａにより検出され、続いて右側の短辺がファイバーセンサー３５ｃにより検出され、最後に長辺がファイバーセンサー３５ｂにより検出される。この場合には、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃに対応するラベル１２の検出座標は、左側の基準座標とは合致せず、座標データー生成部５４において、それぞれの位置ズレ量が算定される。すなわち、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂにより取得した座標により、Ｙ軸方向の位置ズレ量とθ方向の位置ズレ量が算定され、ファイバーセンサー３５ｃによりＸ軸方向の位置ズレ量が算定される。そして、この算定結果に基づいて、左側の貼付け座標データーが補正される。
【００３７】
図７に示すように、ラベル１２をピックアップしたラベル貼着用ロボット２１は、右側の給材ホーム位置においてラベル１２を左上がりに傾ける。すなわち、ラベル貼着用ロボット２１は、長辺がＸ軸方向に沿う状態でラベル１２をピックアップし、給材ホーム位置においてラベル１２を時計回りに僅かに回転させる。この状態で、右側の移動軌跡に倣ってラベル１２を搬送し（ラベル１２は平行移動となる）、ラベルアライメント部２４の直上を、同図示の矢印方向に通過させる。ここで、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｄによりラベル１２が検出され、このときのＸ軸方向およびＹ軸方向の移動量と経過時間により、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｄに対応するラベル１２の座標が取得される。ここでラベル１２に位置ズレが生じている場合には、ラベル１２の搬送を続行しながら、ラベル１２の位置補正を行い、さらに長辺がＹ軸方向に沿うようにラベル１２を時計回り回転させて、テープカートリッジ１１の直上部に搬送する。
【００３８】
図７（ａ）は、右側においてラベル１２が位置ズレを生ずることなくピックアップされた場合であり、この場合には、ラベルアライメント部２４を通過するラベル１２は、先ずその長辺がファイバーセンサー３５ａにより検出され、続いて左側の短辺がファイバーセンサー３５ｄにより検出され、最後に長辺がファイバーセンサー３５ｂにより検出される。この場合には、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｄに対応するラベル１２の検出座標は、右側の基準座標（中間目標位置）と合致することになる。
【００３９】
図７（ｂ）は、ラベル１２が位置ズレした状態でピックアップされた場合であり、この場合には、ラベルアライメント部２４を通過するラベル１２は、先ずその長辺がファイバーセンサー３５ｂにより検出され、続いて右側の短辺がファイバーセンサー３５ｄにより検出され、最後に長辺がファイバーセンサー３５ａにより検出される。この場合には、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｄに対応するラベル１２の検出座標は、右側の基準座標とは合致せず、座標データー生成部５４において、それぞれの位置ズレ量が算定される。すなわち、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂにより取得した座標により、Ｙ軸方向の位置ズレ量とθ方向の位置ズレ量が算定され、ファイバーセンサー３５ｄによりＸ軸方向の位置ズレ量が算定される。そして、この算定結果に基づいて、左側の貼付け座標データーが補正される。
【００４０】
図８および図９は、本発明の第１の実施形態に係るワーク移載装置の動作を示すフローチャートである。
図８において、アーム制御部５１は、ロボットアーム２７の先端の吸着ユニット２３をラベル供給ユニット２２の位置に移動させ（ステップＳ０１）、吸着ユニット２３により、ラベルテープから引き剥がすようにしてラベル１２を吸着させる（ステップＳ０２）。次に、ロボットアーム２７を介して吸着ユニット２３を給材ホーム位置に移動させ、ラベル１２を傾ける（ステップＳ０３）。次に、ロボットアーム２７を介して吸着ユニット２３（ラベル１２）をラベルアライメント部２４の位置に移動させる（ステップＳ０４）。吸着ユニット２３がラベルアライメント部２４の位置に移動したら、アーム制御部５１は、アライメントフラグをオンに設定し（ステップＳ０５）、アライメント動作を行う（ステップＳ０６）。
【００４１】
アライメント動作が終了すると、アーム制御部５１は、アライメントフラグをオフに設定し（ステップＳ０７）、アライメント動作で補正されたテープカートリッジ１１の貼り付け位置の座標に吸着ユニット２３を補正しながら、吸着ユニット２３をテープカートリッジ１１の直上位置に移動させ（ステップＳ０８）、テープカートリッジ１１の所定位置（浅溝１５）にラベル１２を貼着する（ステップＳ０９）。
【００４２】
図９は、ステップＳ０５でのアライメント動作の詳細を示すフローチャートである。同図において、アーム制御部５１は、アライメントフラグがオンになっているかどうかを判定し（ステップＳ１０１）、アライメントフラグがオンになっていれば（ステップＳ１０１ Ｙｅｓ）、吸着ユニット２３の斜め方向のスキャンを続行する（ステップＳ１０２）。そして、ファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃ（３５ｄ）の中で、検出信号が取得されたものがあるかどうかを判定し（ステップＳ１０３）、検出信号が取得されたセンサーがあれば（ステップＳ１０３ Ｙｅｓ）、検出信号が取得されたセンサーはファイバーセンサー３５ａ〜３５ｃ（３５ｄ）の中でどれかを判定し（ステップＳ１０４）、そのときの検出座標を記憶する（ステップＳ１０５）。そして、アーム制御部５１は、Ｙ方向の２つのファイバーセンサー３５ａおよび３５ｂと、Ｘ方向の１つのファイバーセンサー３５ｃまたは３５ｄの３点のファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃまたは３５ａ，３５ｂ，３５ｄの検出信号が取得されたかどうかを判定する（ステップＳ１０６）。３点のファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃまたは３５ａ，３５ｂ，３５ｄの検出信号が取得されていなければ（ステップＳ１０６ Ｎｏ）、ステップＳ１０２に処理が戻される。
【００４３】
ステップＳ１０６で、３点のファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃまたは３５ａ，３５ｂ，３５ｄの検出信号が取得されたと判定されると（ステップＳ１０６ Ｙｅｓ）、座標データー生成部５４は、３点のファイバーセンサー３５ａ，３５ｂ，３５ｃまたは３５ａ，３５ｂ，３５ｄの検出信号が取得されたときの座標（検出座標）と、基準となる３点の位置座標（基準座標）とを比較して、貼り付け座標の補正値を算出する（ステップＳ１０７）。そして、アーム制御部５１は、この補正値に基づいて、貼付け座標を補正する（ステップＳ１０８）。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態では、ファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄを有するラベルアライメント部２４が設けられ、ラベル１２をラベルアライメント部２４上で斜め方向にスキャンさせることで、吸着ユニット２３のラベル１２の吸着位置のズレ量を求め、このズレ量に基づいて、テープカートリッジ１１上のラベル１２の貼付け座標を補正しながら、吸着ユニット２３をテープカートリッジ１１上に移動させ、テープカートリッジ１１上にラベル１２を貼着している。これにより、テープカートリッジ１１上の所定の位置にラベル１２を貼着することができる。このように、ロボットアーム２７を介して吸着ユニット２３をラベルアライメント部２４上で一回斜め方向にスキャンさせるだけで、ラベル１２のアライメントが行え、高速処理が可能である。
【００４５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、ラベル貼着装置１０において、左右の一方にのみラベル供給ユニット２２を設けるようにしてもよい。また、上述の例ではラベルアライメント部２４にファイバーセンサー３５ａ〜３５ｄを配置しているが、これに代えて反射型のフォトセンサーを配置してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０：ラベル貼着装置、１１：テープカートリッジ、１２：ラベル、１５：浅溝、２０：カートリッジ搬送部、２１： ラベル貼着用ロボット、２２，２２ａ，２２ｂ：ラベル供給ユニット、２３：吸着ユニット、２４：ラベルアライメント部、２７：ロボットアーム、３１：アーム取付部、３２：ラベル吸着部、３５ａ〜３５ｄ：ファイバーセンサー、５１：アーム制御部、５２：アーム駆動部、５３ａ〜５３ｄ：座標取得部、５４：座標データー生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の辺と、前記第１の辺に交わる第２の辺を有するワークを、所定の移動軌跡に基づいて、給材位置から被アライメント部材のアライメント位置に移載するワーク移載手段と、
前記第１の辺の離間した２箇所および前記第２の辺の１箇所を検出する、３つの検出部を有するワーク検出手段と、
前記３つの検出部により検出される前記ワークの基準座標データーを含むアライメント座標データーを生成する座標データー生成手段と、
前記アライメント座標データーにより前記ワーク移載手段を制御し、前記ワークを、前記第１の辺および前記第２の辺が、ほぼ同時に前記３つの検出部を通過するように前記ワークを移動させた後、前記アライメント位置に移載する制御手段と、を備え、
前記座標データー生成手段は、前記３つの検出部が検出した前記ワークの検出座標データーに基づいて、前記アライメント座標データーを補正することを特徴とするワーク移載装置。
【請求項２】
前記ワーク移載手段の両側にそれぞれ前記給材位置が設けられ、
前記ワーク移載手段は、前記ワークをそれぞれ前記給材位置から前記アライメント位置に交互に移載し、
前記ワーク検出手段は、前記第１の辺を検出する２つの検出部を共有して、前記３つの検出部を線対称位置に２組有し、
前記座標データー生成手段は、アライメント座標データーを２組生成することを特徴とする請求項１に記載のワーク移載装置。
【請求項３】
前記各検出部が、ファイバーセンサーであることを特徴とする請求項１または２に記載のワーク移載装置。
【請求項４】
前記ワークが、矩形のラベルであり、
前記被アライメント部材が、前記ラベルが貼着されるカートリッジであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のワーク移載装置。
【請求項１】
第１の辺と、前記第１の辺に交わる第２の辺を有するワークを、所定の移動軌跡に基づいて、給材位置から被アライメント部材のアライメント位置に移載するワーク移載手段と、
前記第１の辺の離間した２箇所および前記第２の辺の１箇所を検出する、３つの検出部を有するワーク検出手段と、
前記３つの検出部により検出される前記ワークの基準座標データーを含むアライメント座標データーを生成する座標データー生成手段と、
前記アライメント座標データーにより前記ワーク移載手段を制御し、前記ワークを、前記第１の辺および前記第２の辺が、ほぼ同時に前記３つの検出部を通過するように前記ワークを移動させた後、前記アライメント位置に移載する制御手段と、を備え、
前記座標データー生成手段は、前記３つの検出部が検出した前記ワークの検出座標データーに基づいて、前記アライメント座標データーを補正することを特徴とするワーク移載装置。
【請求項２】
前記ワーク移載手段の両側にそれぞれ前記給材位置が設けられ、
前記ワーク移載手段は、前記ワークをそれぞれ前記給材位置から前記アライメント位置に交互に移載し、
前記ワーク検出手段は、前記第１の辺を検出する２つの検出部を共有して、前記３つの検出部を線対称位置に２組有し、
前記座標データー生成手段は、アライメント座標データーを２組生成することを特徴とする請求項１に記載のワーク移載装置。
【請求項３】
前記各検出部が、ファイバーセンサーであることを特徴とする請求項１または２に記載のワーク移載装置。
【請求項４】
前記ワークが、矩形のラベルであり、
前記被アライメント部材が、前記ラベルが貼着されるカートリッジであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のワーク移載装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０３８１０（Ｐ２０１３−１０３８１０Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４９４０８（Ｐ２０１１−２４９４０８）
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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