枚葉紙の搬送装置

【課題】枚葉紙の束を搬送するロボットハンドの改良を図る。
【解決手段】枚葉紙の束３２０を把持して搬送するロボットハンドは板状の固定爪４７と、ロータリーアクチュエータ軸４１０にとりつけられたアーム４２を有し、アーム４２の先端に可動爪部材４３０が装備される。可動爪部材４３０は、アーム側シャフト部４３１に対して回動自在に支持される可動爪本体４３５と、固定側にとりつけられたバネ押え板４５０を有し、可動爪本体４３５とバネ押え板４５０の間に１対のコイルバネ４６０が設けられる。枚葉紙の束３２０の厚さ寸法が変化しても可動爪は均一な押圧力で確実な把持を達成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、枚葉紙の搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙葉類、プラスチックフィルムなどの枚葉品を区分・搬送工程においては、回転ローラを堆積物品の側端部に直接当接させて区分を行い、ロボットハンド等により搬送する方法がある。例えば、特許文献１または特許文献２には、区分ローラと被区分物品を搬送するロボットハンドを有し、セパレータを被搬送物品に挿入する区分・搬送装置が記載されている。
【０００３】
具体的には、特許文献１には、多数重積されている枚葉紙のうちの上から適数枚の枚葉紙とその下の枚葉紙との間に紙受けローラを挿入してその適数枚の枚葉紙の端縁をチャックにより掴む搬送枚葉紙取上げ工程と、その取上げた枚葉紙を紙受けローラとチャックとの移動により紙積みされる所定位置に移動させその枚葉紙の端縁を略合致させて置く移動工程と、その置かれた状態でローラを抜取るローラ抜取り工程と、ローラ抜取りが完了したらチャックによる掴み状態を解除する掴み解除工程とからなることを特徴とする枚葉紙の紙積み方法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、多数積重ねられているシート材同士の間に挿入するセパレータ本体と、このセパレータ本体の挿入側端縁に沿って回転自在に軸支して配した細径分離ローラと、この細径分離ローラを必要に応じて所望の回転方向と回転速度にて回転させる駆動装置とから構成したことを特徴とする積重ねられたシート材のセパレータが記載されている。
また、特許文献３は、本出願人の提案に関するもので、間紙が挟まれて積層された枚葉紙の束を回転ローラを移動させて湾曲させ、その後にローラを回転させて枚葉紙を１枚毎に戻しつつ光学センサで間紙を検知し、区分する装置及び方法が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１９６１８２号公報
【特許文献２】特開平８−６７３６４号公報
【特許文献３】特開２００８−４４７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の枚葉紙の搬送装置にあっては、厚さ寸法が異なる束を確実に把持することが難かしいという問題点があった。
【０００６】
本発明は、一定枚数ごとに間紙の入った枚葉紙を自動的に一定枚数に区分けし、ハンドにより把持して次工程へ迅速かつ確実に移載することのできる搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の枚葉紙の搬送装置は、ロボット本体により操作されるロボットアームと、ロボットアームの先端に装備されるロボットハンドを備え、ロボットハンドは、枚葉紙の束の下面を支持する固定爪と、枚葉紙の束の上面を押える可動爪部材と、可動爪部材を旋回動させるアームを駆動するロータリーアクチュエータを備える。そして、可動爪部材は、アームに固着されるアーム側シャフト部とアーム側シャフト部に回転自在に支持される可動爪本体と、枚葉紙の上面に当接する可動爪本体の押圧力を均一化する押圧手段を備えるものである。
また、可動爪本体の押圧力を均一化する押圧手段は、アーム側シャフト部に設けられるバネ押え板と、アーム側シャフト部を挟んで可動爪本体とバネ押え板との間に装備される１対のコイルバネを備えるものである。
さらに、可動爪本体は、枚葉紙に接する面に平坦な弾性体を備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は以上のように、積層された枚葉紙を確実に搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の枚葉紙の区分搬送装置の主要な構成を示す正面図、図２は平面図である。
【００１０】
全体を符号１で示す枚葉紙の区分搬送装置は、床面に配置される基板１０と、基板１０上に立設される第１のフレーム２０を備える。第１のフレーム２０の上部にはロボット取付用ベース２２が設けられ、ロボット取付用ベース２２上に搬送装置のロボット３０が装備される。
【００１１】
搬送装置のロボット３０は、固定されるロボット本体３２と、旋回動するロボットアーム３４を有し、ロボットアーム３４の先端側にとりつけられるロボットヘッド３６を備える。
ロボットヘッド３６は垂直方向であるＺ軸方向に昇降する昇降軸３８を有し、昇降軸３８の下部には後述する枚葉紙搬送用ハンド４０が装備される。
【００１２】
基板１０上の第１のフレーム２０に対向する位置には第２のフレーム５０が立設される。第２のフレーム５０にはロボット取付用ベース５２が取りつけられ、ロボット取付用ベース５２に区分装置のロボット６０が装備される。
区分装置のロボット６０はロボット本体６２と、ロボット本体６２に対して旋回動するロボットアーム６４と、ロボットアーム６４に対して関節６５を有して連結されるロボットヘッド６６を有する。
ロボットヘッド６６には、後述するさばきローラ７０が回転自在に装備される。
【００１３】
次に、区分すべき積層された枚葉紙の供給機構を説明する。
基板１０上には、例えば第１のフレーム２０に支持される状態でカセット取付用ベース１００が設けられる。そして、このカセット取付用ベース１００上に区分すべき多数の枚葉紙３００が所定枚数毎に間紙３１０を挟んだ状態で積層されたカセット１２０がカセット取付用ネジ１１０と固定用金具１１２により着脱自在にとりつけられる。
【００１４】
図３は、カセット１２０の詳細を示す。カセット１２０は区分すべき枚葉紙３００の平面形状に対応する矩形のガイド板１２２で構成され、底部に敷き板１２４を有する。
カセット１２０の前面には前面開口部１２６が設けられ、側部には、昇降テーブルのアームが通過する隙間１２８が形成される。
ガイド板１２２の上部には切欠部１３０が設けられ、さばきローラ７０が最上部の枚葉紙３００に当接するように構成されている。
【００１５】
第１のフレーム２０にはステッピングモータ１５０がとりつけられていて、ステッピングモータ１５０のタイミングプーリ１５２は図示しないタイミングベルトを介してタイミングプーリ１６０を駆動する。
タイミングプーリ１６０はボールネジ１７０を回転駆動し、ボールネジ１７０に螺合するボールナット１８０がテーブル２００を昇降動させる。ガイド２１０はボールナット１８０を上下方向に摺動自在に案内する。
【００１６】
カセット１２０の上部には、ブラケット２４０を介してアクチュエータ２５０がとりつけられ、アクチュエータ２５０のアーム２６０は押え板２７０を昇降させる。
押え板２７０はテーブル２００で上方へ供給される枚葉紙３００の最上部を押えて、後述する枚葉紙３００の区分け作業を支援する。
【００１７】
カセット１２０内に積層される枚葉紙３００は一定枚数毎（例えば１００枚毎）に、間紙３１０が挟まれている。
間紙３１０は、枚葉紙３００に対して異なる色彩を有するものとして、光学的に間紙３１０を検知できるようにしてある。
【００１８】
なお、図１において説明の都合上、搬送装置のロボット３０の枚葉紙搬送用ハンド４０が枚葉紙３００の手前側にあるように図示されているが、図２に示すように、実際には枚葉紙搬送用ハンド４０は枚葉紙３００の後側に位置して枚葉紙３００の区分搬送を行うものである。
【００１９】
次に、図４、図５に基いて本発明の装置の要部を説明する。
図４は、搬送装置のロボット３０に装備される枚葉紙搬送用ハンド４０と、区分装置のロボット６０に装備されるさばきローラ７０が共同して枚葉紙３００を一定の枚数に区分して枚葉紙の束３２０として搬送する構成を示す正面図、図５は平面図である。
【００２０】
積層されてテーブル２００によりＺ軸方向である上方へ送られる枚葉紙３００の最上面は押え板２７０により押えられる。
押え板２７０の上下位置は図示しない適宜のセンサ等により検知される。
この状態では、搬送装置のロボット３０により操作されるロボットヘッド３６は矢印Ｄ方向（Ｙ軸）に移動・退避しており枚葉紙３００とは干渉しない。
【００２１】
次に、区分装置のロボット６０に支持されたさばきローラ７０は、図４の仮想線で示す位置から実線で示す位置まで矢印Ａ方向に移動する。この移動の途中でさばきローラ７０は枚葉紙３００の一方の短辺側に衝き当り、枚葉紙３００を適当な束として一方へ押し上げる。枚葉紙３００の他方の短辺側は押え板２７０で押さえられた状態で保つ。
【００２２】
この押し上げの際には、さばきローラ７０は一方の回転方向Ｒ_２側に回転して、枚葉紙３００の束の押し上げを確実に行う。
さばきローラ７０による押し上げが完了したことを図示しない位置センサで確認すると、さばきローラ７０は回転方向Ｒ_２の回転を停止し、Ｒ_２とは逆方向の回転方向Ｒ_１側に回転する。このさばきローラ７０のＲ_１方向への回転により、押し上げられた枚葉紙３００の束３２０の最下部の紙が一枚毎に下方へ払い戻される。
【００２３】
この紙の面は、光学センサ５００で監視される。
光学センサ５００が一定枚数毎に挟み込まれている間紙３１０を検知すると、さばきローラ７０の回転を瞬時に停止させる。
その後に、さばきローラ７０を矢印Ｒ_２方向に所定の回転量だけ回転させる。
この操作は巻戻しと称されるものであって、払い戻し操作中に発生した間紙３１０のたるみを取り除いて間紙３１０を区分された枚葉紙３２０の束と一体になるように整列させる操作のことを示す。
光学センサ５００は巻戻された間紙３１０を再度確認し、さばきローラ７０の回転を停止する。
この状態で図５に示すように、搬送装置のロボット３０のロボットヘッド３６は枚葉紙搬送用ハンド４０を矢印Ｃ方向に移動させる。
【００２４】
枚葉紙搬送用ハンド４０は、ロータリーアクチュエータ４１とロータリーアクチュエータ４１により旋回駆動されるアーム４２と、アーム４２の先端にとりつけられる可動爪４３を有する。可動爪４３の枚葉紙３００に当接する側の面には弾性体４４がとりつけられる。弾性体４４は例えばウレタンゴムで構成される。
枚葉紙搬送用ハンド４０には可動爪４３に対向してベース４６が設けられ、固定爪４７がとりつけられる。
【００２５】
上述した構成を有する枚葉紙搬送用ハンド４０が押し上げられた枚葉紙３００の枚葉紙の束３２０の間に差し込まれたことをセンサ等で確認すると、図４において区分装置のロボット６０はさばきローラ７０を矢印Ｂ方向に退避させる。
この作動により、間紙３１０を最下面とする枚葉紙の束３２０は固定爪４７の上に戻される。
【００２６】
その後にロータリーアクチュエータ４１を作動させてアーム４２を旋回動させて可動爪４３を実線位置から仮想線位置に回動させる。この作用によって枚葉紙の束３２０は可動爪４３と固定爪４７の間に挟まれる。センサＳ_１、Ｓ_２は可動爪４３の開閉を検知する。可動爪４３の弾性体４４はこの枚葉紙の束３２０の把持を確実にする。
【００２７】
その後に押え板２７０を上昇させて枚葉紙３００の上面を解放し、搬送装置のロボット３０を作動して枚葉紙搬送用ハンド４０で把持された枚葉紙の束３２０を次工程へ搬送する。
この作業をカセット１２０内の枚葉紙３００が無くなるまでくり返す。
なお、図４の正面図にあっては、ロータリーアクチュエータ４１は、ハンド４０の裏面にあるので、破線で示されるべきところ、説明の都合上実線で示されている。
【００２８】
本発明は、上述した枚葉紙の区分搬送装置１に適用される搬送装置のロボット３０の枚葉紙搬送用ハンド４０の改良に関する。
図６〜図１０を用いて本発明の装置を説明する。
本発明の枚葉紙搬送用ハンド４０も先に説明したものと共通した部材を備えるので、同様の部材には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２９】
本発明の枚葉紙搬送用ハンド４０は、全体を符号４３０で示す可動爪部材を備える。可動爪部材４３０は、ロータリーアクチュエータ４１のロータリーアクチュエータ軸４１０に取付けられたアーム４２の先端に装備される。
【００３０】
図９は可動爪部材４３０の詳細な構造を示す。
可動爪部材４３０はアーム４２に取付けられるアーム側シャフト部４３１と、アーム側シャフト部４３１と一体のフランジ部４３２と、フランジ部４３２から先方に突出する可動爪本体支持シャフト部４３３を備える。
可動爪本体支持シャフト部４３３は、ベアリング４３４を介して可動爪本体４３５を回動自在に支持する。可動爪本体４３５の弾性体４４０を取りつける面の反対側の面は平坦面４３６に形成される。
【００３１】
可動爪本体４３５の平坦面４３６に対向する側にバネ押え板４５０が設けられる。
バネ押え板４５０は、フランジ部４３２の平坦に形成された上面に対してボルト４５１により固定される。
【００３２】
可動爪本体４３５には、中心から等距離の位置に１対のバネ受け穴４３７が設けられ、それぞれのバネ受け穴４３７にコイルバネ４６０が装備される。
可動爪本体４３５の平坦面４３６とバネ押え板４５０の下面との間には間隙が設けてあり、コイルバネ４６０の上面にはバネ押え板４５０の下面を押圧する。
【００３３】
図１０は本発明の可動爪部材４３０の作用を示す図であって、図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ高さ寸法が異なる枚葉紙の束３２０を把持する状態を示す。
図１０の（ａ）は可動爪部材４３０と固定爪４７の間で最小限の厚さ寸法Ｔ_１を有する枚葉紙の束３２０を把持する状態を示す。
この状態にあっては、アーム４２のロータリーアクチュエータ軸４１０に対するアーム側シャフト部４３１の固定爪４７の面からの立上り角度α_１は小さい。そこで、１対のコイルバネ４６０のうちで、ロータリーアクチュエータ軸４１０に近い側のコイルバネ４６０が伸長して可動爪本体４３５を回動させ、弾性体４４０の枚葉紙の束３２０への押圧力を均一化する。この状態では、可動爪本体４３５の平坦面４３６の端部はバネ押え板４５０の下面に接触し、それ以上の回動は制止される。
【００３４】
図１０の（ｂ）は、中間の厚さ寸法Ｔ_２を有する枚葉紙の束３２０を把持する状態を示す。
この状態ではアーム４２の立上り角度α_２となり、１対のコイルバネ４６０は均一なバネ力で可動爪本体４３５を押圧する。この状態では可動爪本体４３５の平坦面４３６とバネ押え板４５０の間の間隙は均一となる。
【００３５】
図１０の（ｃ）は最大の厚さ寸法Ｔ_３の枚葉紙の束３２０を把持する状態を示す。
この状態ではアーム４２の角度α_３は大きくなる、１対のコイルバネ４６０のうち、ロータリーアクチュエータ軸４１０から遠い方のコイルバネ４６０が伸長して可動爪本体４３５を回動させる。可動爪本体４３５の平坦面４３６のロータリーアクチュエータ軸４１０に近側の端部はバネ押え板４５０に接触してそれ以上の回動は制止される。
この作用によって弾性体４４０の押圧力は均一化される。
本発明によれば、厚さ寸法が異なる枚葉紙を確実に把持・搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の枚葉紙の区分搬送装置の主要な構成を示す正面図
【図２】本発明の枚葉紙の区分搬送装置の主要な構成を示す平面図
【図３】カセットの説明図
【図４】要部の正面図
【図５】要部の平面図
【図６】枚葉紙搬送用ハンドの正面図
【図７】枚葉紙搬送用ハンドの平面図
【図８】枚葉紙搬送用ハンドの右側面図
【図９】可動爪部材の詳細図
【図１０】枚葉紙搬送用ハンドの作用を示す説明図
【符号の説明】
【００３７】
１枚葉紙の区分搬送装置
１０基板
２０第１のフレーム
２２ロボット取付用ベース
３０搬送装置のロボット
３２ロボット本体
３４ロボットアーム
３６ロボットヘッド
３８昇降軸
４０枚葉紙搬送用ハンド
４１ロータリーアクチュエータ
４２アーム
４３可動爪
４４弾性体
４６ベース
４７固定爪
５０第２のフレーム
５２ロボット取付用ベース
６０区分装置のロボット
６２ロボット本体
６４ロボットアーム
６５関節
６６ロボットヘッド
７０さばきローラ
１００カセット取付用ベース
１１０カセット取付用ネジ
１１２固定用金具
１２０カセット
１２２ガイド板
１２４敷き板
１２６前面開口部
１２８隙間
１３０切欠部
１５０ステッピングモータ
１５２タイミングプーリ
１６０タイミングプーリ
１７０ボールネジ
１８０ボールナット
２００テーブル
２１０ガイド
２４０ブラケット
２５０アクチュエータ
２６０アーム
２７０押え板
３００枚葉紙
３１０間紙
３２０枚葉紙の束
４１０ロータリーアクチュエータ軸
４３０可動爪部材
４３１アーム側シャフト部
４３２フランジ部
４３３可動爪本体支持シャフト部
４３４ベアリング
４３５可動爪本体
４３６平坦面
４３７バネ受け穴
４４０弾性体
４５０バネ押え板
４５１ボルト
４６０コイルバネ
５００光学センサ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された枚葉紙を搬送する装置であって、
搬送装置は、ロボット本体により操作されるロボットアームと、ロボットアームの先端に装備されるロボットハンドを備え、
ロボットハンドは、枚葉紙の束の下面を支持する固定爪と、枚葉紙の束の上面を押える可動爪部材と、可動爪部材を旋回動させるアームを駆動するロータリーアクチュエータを備え、
可動爪部材は、アームに固着されるアーム側シャフト部とアーム側シャフト部に回転自在に支持される可動爪本体と、枚葉紙の上面に当接する可動爪本体の押圧力を均一化する押圧手段を備える枚葉紙の搬送装置。
【請求項２】
可動爪本体の押圧力を均一化する押圧手段は、アーム側シャフト部に設けられるバネ押え板と、アーム側シャフト部を挟んで可動爪本体とバネ押え板との間に装備される１対のコイルバネを備える請求項１記載の枚葉紙の搬送装置。
【請求項３】
可動爪本体は、枚葉紙に接する面に平坦な弾性体を備える請求項１又は２記載の枚葉紙の搬送装置。

【図１】