JP2013053003A - ロール体搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロール体の受け取りをよりスムーズに行う。
【解決手段】ロール体搬送用無人搬送車１００は、ターレットによって空中に支持されているロール体の胴部に鉛直方向下側から接触する載置台１０２と、載置台１０２にかかる荷重を検出する荷重検出部と、荷重検出部によって検出される荷重に基づいて、載置台１０２がロール体を押す力を調整する荷重調整部と、を備える。荷重調整部は、荷重検出部によって検出される荷重がロール体の重量に近づくように、載置台１０２がロール体を押す力を調整する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ロール体を搬送する装置に関する。

ロール体は帯状またはシート状の素材をコアに巻回してなる。素材は例えばフィルムや紙である。フィルムは液晶や電池の製造に使用されたり、食品の包装に利用されるなど、多くの用途をもっている。そうしたフィルムや紙の生産過程では、まず長尺のフィルムや紙がロール状に形成される。このロール体を取り扱う多くの工場では、ロール体を生産したり加工したりする装置（以下、生産機と称す）へロール体を搬入したり生産機からロール体を搬出したりするために、軌道式または無軌道式の無人搬送台車（例えば、特許文献１参照）が使用されている。この台車は例えばロール体の保管場所からロール体を受け取り、生産機のターレットに搬入する。

特開２００８−２２２１０９号公報

台車がターレットからロール体を受け取る場合、通常、台車のリフタ等を使用してロール体の載置台を所定の受け取り位置に位置決めする。その後、ターレット側でロール体を離す処理が行われる。

しかしながら、このような位置制御では、ターレットの停止位置のばらつきや台車の停止位置のばらつき等により、受け取りがスムーズにいかないことが多い。特に受け取り対象のロール体と載置台とが鉛直方向にずれていると、ロール体が「落とされる」状態となってロール体に衝撃が加えられることとなる。

ロール体の搬送には、ロール体の胴部を支持して搬送する胴受け搬送とロール体のコアを支持して搬送するコア受け搬送とがあるが、コア受け搬送では、ロール体受け取りの際の衝撃は一般にコアに加えられるのでその影響は限定的である。しかしながら、胴受け搬送では衝撃は直接胴部に加えられるので素材が痛む可能性がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的はロール体の受け取りをよりスムーズに行うことができるロール体搬送装置の提供にある。

本発明のある態様はロール体搬送装置に関する。このロール体搬送装置は、ロール体支持装置によって空中に支持されているロール体の胴部に鉛直方向下側から接触する載置台と、載置台にかかる荷重を検出する荷重検出部と、荷重検出部によって検出される荷重に基づいて、載置台がロール体を押す力を調整する荷重調整部と、を備える。

この態様によると、荷重制御によりロール体を受け取ることができる。

本発明の別の態様もまた、ロール体搬送装置である。この装置は、ロール体支持装置によって空中に、鉛直方向にあそびをもって支持されているロール体の胴部に鉛直方向下側から接触する載置台と、載置台にかかる荷重を検出する荷重検出部と、載置台にかかる荷重を増やしていき、荷重検出部によって検出される荷重が実質的に変化しなくなるところで荷重を増やす制御を止める荷重調整部と、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを格納した記録媒体などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、ロール体の受け取りをよりスムーズに行うことができる。

図１（ａ）、（ｂ）は、搬送対象のロール体を説明するための模式図である。 生産機側のターレットの斜視図である。 図３（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車を示す模式図である。 図３（ｂ）のロール体搬送用無人搬送車の制御部の機能および構成を示すブロック図である。 図５（ａ）〜（ｃ）は、図３（ｂ）のロール体搬送用無人搬送車がターレットからロール体を受け取る際の荷重制御を説明するための説明図である。 図６（ａ）〜（ｃ）は、図３（ｂ）のロール体搬送用無人搬送車がターレットからロール体を受け取る際の別の荷重制御を説明するための説明図である。 図７（ａ）、（ｂ）は、図３（ｂ）のロール体搬送用無人搬送車が生産機からロール体を受け取る際の様子を示す模式図である。 図３（ｂ）の載置台がクロスローラを中心として回転する際の傾斜レールおよび接点部の動きを説明するための説明図である。

以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

図１（ａ）、（ｂ）は、搬送対象のロール体２を説明するための模式図である。図１（ａ）はロール体２の斜視図である。ロール体２は、帯状またはシート状の素材４をコア６に巻回してなる。したがって、コア６はロール体２の巻回軸Ｍに沿って延びる。コア６は半径方向中央に、巻回軸Ｍに沿って延びる中空部８を有する。コア６は、素材４を巻回する際にそのベースとなる。

図１（ｂ）は実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車の載置台１０２に載置されたロール体２を示す側面図である。ロール体２はその外周面２ａすなわち胴部が載置台１０２に接触することによって載置台１０２に載置される。載置台１０２は、搬送中にロール体２が転がらないように断面がＶ字状とされる。

図２は、生産機側のターレット２０の斜視図である。ターレット２０はロール体２を空中に、すなわち工場の床２６とは非接触に支持する。ターレット２０は、工場の床２６に立設されたフレーム２２と、フレーム２２によって水平面に平行な第１回転軸Ｊの周りに回転自在に支持されるターレットアーム２４と、を含む。

ターレットアーム２４の一端部２４ａには、ターレットアーム２４の第１回転軸Ｊ方向に進退可能な一対のチャック（図２では不図示）が設けられる。ターレットアーム２４の他端部２４ｂにも同様の一対のチャックが設けられる。

ターレットアーム２４に設けられた一対のチャックは、実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車との間でロール体２の受け渡しを行うための受け渡し停止位置を含む複数の停止位置の間で移動する。ターレット２０は、不図示のモータを使用してターレットアーム２４を回転させることで、そのような停止位置間の移動を実現する。なお、ロール体搬送用無人搬送車からロール体の供給を受けるための停止位置と、ロール体搬送用無人搬送車にロール体を渡すための停止位置と、は異なっていてもよい。

本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車は工場内を無軌道で移動するＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）であり、ロール体２を胴部で支持し、生産機のターレット２０へロール体２を搬入したり、生産機のターレット２０からロール体２を搬出したりする。

本実施の形態では胴受け搬送の場合を説明する。胴受け搬送であるが故に、本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車はロール体２の胴部を受けるための載置台１０２を有する。この載置台１０２の大きさはロール体２の胴部を支持するのに十分である必要がある。

本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車では、載置台１０２は２つの支持部によって２箇所で支持され、この２つの支持部が動くことにより載置台１０２が動く。一方の支持部の動きは載置台１０２を介して他方の支持部の動きに影響を与えうるので、本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車はそれを考慮した構成を有する。これに対してコア受け搬送では、コアを受けるための２本のアームは基本的に独立に制御しうる。したがって、本実施の形態における載置台、支持部の制御技術と、コア受け搬送におけるアームの制御技術とは異なることは当業者には理解される。

本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車は、ターレット２０からロール体２を受け取る際、載置台１０２にかかる荷重に基づく荷重制御を行う。これにより、よりスムーズにロール体２の受け取りを行える。

図３（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００を示す模式図である。ロール体搬送用無人搬送車１００は、載置台１０２と、載置台支持手段と、第１位置検出器１３８と、第２位置検出器１４０と、第１支持部１２４と、第２支持部と、第１ｙ方向駆動部１５０と、第２ｙ方向駆動部１６０と、ｘ方向移載スライド１６２と、本体１６８と、を備える。
本体１６８は、リフタ１６４と、台車部１６６と、制御部５０と、を含む。

以下、互いに直交するｘ方向、ｙ方向、ｚ方向を導入して説明する。ｚ方向を、鉛直方向すなわち載置台１０２にロール体が載置された場合にそのロール体にかかる重力の方向とする。ｘ方向、ｙ方向は非鉛直方向すなわち鉛直方向と交差する方向であり、特に水平面内で互いに直交する方向である。載置台１０２にロール体が載置された場合のそのロール体の巻回軸Ｍに沿った方向をｘ方向とする。

図３（ａ）はロール体搬送用無人搬送車１００の上面図である。
載置台１０２は平面視で略矩形であり、その長手方向は載置台１０２に載置されたロール体２の巻回軸Ｍと略平行となる。

載置台支持手段は、第１ガイドピン１１４と、第２ガイドピン１１６と、第３ガイドピン１１８と、第４ガイドピン１２０と、第１ロードセル１２２と、第２ロードセル１３０と、第３ロードセル１３２と、第４ロードセル１２３と、台フレーム１０４と、傾斜レール１２６と、ポール保持部１３４と、を含む。

第１ガイドピン１１４、第２ガイドピン１１６、第３ガイドピン１１８、第４ガイドピン１２０はそれぞれ台フレーム１０４に固定され、載置台１０２の四隅に設けられた第１ガイド孔１０６、第２ガイド孔１０８、第３ガイド孔１１０、第４ガイド孔１１２に遊嵌される。台フレーム１０４は、少なくともロール体搬送用無人搬送車１００の本体１６８が移動している間は本体１６８に対して固定される。載置台１０２は、このようにガイドピンがガイド孔に遊嵌されることによってロール体搬送用無人搬送車１００に対して水平面内で位置決めされる。

各ロードセルは台フレーム１０４に固定され、載置台１０２をその四隅で支持する。第１ロードセル１２２および第２ロードセル１３０は載置台１０２の一方の長辺に沿った位置に設けられる。第３ロードセル１３２および第４ロードセル１２３は載置台１０２の他方の長辺に沿った位置に設けられる。したがって、第１ロードセル１２２、第２ロードセル１３０、第３ロードセル１３２および第４ロードセル１２３は、平面視で、載置台１０２に載置された状態のロール体２の巻回軸Ｍを挟むように配置されている。

コア受け搬送の場合と比べて、胴受け搬送の場合は載置台１０２の短手方向の幅が比較的大きくなる。したがって、複数のロードセルをロール体２の巻回軸Ｍを挟むように配置することで、ロール体２をよりバランス良く支持できる。さらに、載置台１０２の一方の長辺側および他方の長辺側のそれぞれに複数のロードセルを配置することで、バランスの維持をより強化できる。

傾斜レール１２６およびポール保持部１３４は台フレーム１０４の下面に固定される。傾斜レール１２６はｙ方向に延在するレールである。ポール保持部１３４は下向きに開口したカップ状の部材である。

図３（ｂ）はロール体搬送用無人搬送車１００の側面図である。
第１位置検出器１３８および第２位置検出器１４０はそれぞれ、台フレーム１０４のｘ方向の一端および他端に取り付けられ、ターレット２０に対する載置台１０２の位置や向きを検出する。載置台１０２の向きは、載置台１０２を略平面と見たときの法線の向きであってもよい。第１位置検出器１３８および第２位置検出器１４０は位置や向きの検出結果を制御部５０に送信する。

第１支持部１２４および第２支持部は、互いに異なる位置で台フレーム１０４を回転可能に支持することで、載置台１０２を回転可能に支持する。第１支持部１２４は、回転ピン１４６と、クロスローラ１４８と、を含む。
回転ピン１４６は、一端が台フレーム１０４側の部材に、他端がクロスローラ１４８側の部材に取り付けられたピンである。回転ピン１４６は、載置台１０２が水平面に対して傾斜する場合すなわちｚ方向と直交する第２回転軸を中心として載置台１０２が回転する場合のその回転の中心となる。
クロスローラ１４８は、回転ピン１４６をｚ方向に沿った第３回転軸の周りに回転可能に支持する。クロスローラ１４８は、第３回転軸の周りに載置台１０２が回転する場合のその回転の中心となる。

第１ｙ方向駆動部１５０は、制御部５０からの制御信号に基づいて、本体１６８に対してｙ方向に第１支持部１２４を直線的に動かす。第１ｙ方向駆動部１５０は、ＬＭガイド（Linear Motion Guide）等のリニアガイドとモータとを適宜組み合わせて構成される。第２ｙ方向駆動部１６０も同様に本体１６８に対してｙ方向に第２支持部を動かす。第１ｙ方向駆動部１５０および第２ｙ方向駆動部１６０はいずれもｘ方向移載スライド１６２の上面に固定される。

第１ｙ方向駆動部１５０および第２ｙ方向駆動部１６０が同じ変位で対応する支持部を動かすとき、載置台１０２はｙ方向に直線的に動かされる。第１ｙ方向駆動部１５０および第２ｙ方向駆動部１６０が異なる変位で対応する支持部を動かすとき、載置台１０２の動きは、クロスローラ１４８を中心とした回転成分と、場合によってはｙ方向に沿った直線運動成分と、を有する。

第２支持部は、傾斜調整部１５２と、ポール１３６と、円弧逃げスライド１５８と、を含む。第２支持部は、クロスローラ１４８を中心として載置台１０２が回転する場合に第２支持部と傾斜レール１２６との接触位置がｘ方向に移動することを可能とするために、ｘ方向に遊びを有する。

傾斜調整部１５２は傾斜レール１２６と接する接点部１２８を有する。傾斜調整部１５２は、制御部５０からの制御信号に基づいて、傾斜レール１２６に対して接点部１２８を摺動させる。傾斜調整部１５２はリニアガイドやモータやボールネジなどから構成される。

ポール１３６の一端は円弧逃げスライド１５８に取り付けられ、他端はポール保持部１３４の内側に挿入される。第１ｙ方向駆動部１５０および第２ｙ方向駆動部１６０が異なる変位で対応する支持部を動かすとき、ポール１３６はポール保持部１３４をｙ方向に押し、これにより載置台１０２がクロスローラ１４８を中心として回転する。またこのとき、ポール保持部１３４はｘ方向に移動し、その移動に伴ってポール１３６もｘ方向に移動する。その結果、円弧逃げスライド１５８も追従してｘ方向に動く。
円弧逃げスライド１５８は、ポール１３６のｘ方向の動きに伴って傾斜調整部１５２の接点部１２８をｘ方向に移動可能なようにリニアガイドなどから構成される。

ｘ方向移載スライド１６２は、制御部５０からの制御信号に基づいて、本体１６８に対してｘ方向に第１支持部１２４および第２支持部を動かすことで、載置台１０２を動かす。ｘ方向移載スライド１６２はリフタ１６４の上面に固定される。

リフタ１６４はパンタ式の電動リフタであり、ｘ方向移載スライド１６２を昇降させることで、載置台１０２をｚ方向に動かすまたは昇降させる。
台車部１６６は従動車輪１７０および駆動車輪１７２を含み、リフタ１６４を搭載する。台車部１６６はロール体搬送用無人搬送車１００を工場内で移動させる。

図３（ｃ）は傾斜レール１２６に対する接点部１２８の摺動の様子を図３（ｂ）のＢの矢印で示される向きから見た模式図である。傾斜レール１２６の下面は傾斜レール１２６が延在する方向に沿って傾斜している。円弧逃げスライド１５８、ポール１３６およびポール保持部１３４によって、傾斜レール１２６の円弧逃げスライド１５８に対するｙ方向の移動は規制されているので、接点部１２８が傾斜調整部１５２によって傾斜レール１２６が延在する方向に動かされる場合、接点部１２８は傾斜レール１２６上を滑る。すると、傾斜レール１２６の傾斜によって台フレーム１０４が回転ピン１４６を中心として回転することで、載置台１０２が回転ピン１４６を中心として回転する、または水平面に対して傾斜する。

図３（ｄ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図３（ｄ）では載置台１０２および載置台支持手段が示され、他の部材は図示が省略される。第３ガイドピン１１８は第４ガイド孔１１２に遊嵌されている。第４ガイドピン１２０についても同様である。

図４は、本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００の制御部５０の機能および構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。

制御部５０は、インタフェース部５２と、本体停止部５４と、上昇前載置台調整部５６と、載置台昇降部５８と、全体荷重制御部６０と、部分荷重制御部６２と、を含む。インタフェース部５２は、ロール体搬送用無人搬送車１００の各部材と信号の送受信を行う。またインタフェース部５２は、受け取り対象のロール体２の重量を示す情報を、光通信などの無線通信手段により外部から取得する。

ロール体搬送用無人搬送車１００がターレット２０との間でロール体２の受け渡しを行う際、ロール体搬送用無人搬送車１００の本体１６８はターレットアーム２４に設けられた一対のチャックの受け渡し停止位置の鉛直方向下側の所定の本体停止位置で停止する。本体停止部５４は本体１６８が本体停止位置で停止するように台車部１６６を制御する。不図示のセンサによって本体１６８が本体停止位置にきたことが検出されると、本体停止部５４は台車部１６６を停止させるための制御信号を台車部１６６にインタフェース部５２を介して送信する。

上昇前載置台調整部５６は、本体１６８が本体停止位置で停止すると、第１位置検出器１３８および第２位置検出器１４０から送信される情報をインタフェース部５２を介して取得する。このように取得される情報は、ターレット２０に対する載置台１０２の位置や向きの検出結果を含む。上昇前載置台調整部５６は、載置台１０２の位置や向きが所望の位置や向きとなるように、第１ｙ方向駆動部１５０、第２ｙ方向駆動部１６０、ｘ方向移載スライド１６２、傾斜調整部１５２を制御する。上昇前載置台調整部５６は、第１ｙ方向駆動部１５０、第２ｙ方向駆動部１６０、ｘ方向移載スライド１６２、傾斜調整部１５２のそれぞれに、例えば変位量を指定する制御信号を、インタフェース部５２を介して送信する。

載置台昇降部５８は、上昇前載置台調整部５６による載置台１０２の位置や向きの調整の後、載置台１０２を上昇させるようリフタ１６４を制御する。載置台昇降部５８は、リフタ１６４に例えば上昇量を指定する制御信号を、インタフェース部５２を介して送信する。載置台１０２の下降についても同様である。

図５（ａ）〜（ｃ）は、ロール体搬送用無人搬送車１００がターレット２０からロール体２を受け取る際の荷重制御を説明するための説明図である。以下、図４および図５（ａ）〜（ｃ）を参照して全体荷重制御部６０および部分荷重制御部６２を説明する。

図５（ａ）はターレットアーム２４に取り付けられた一対のチャック２８ａ、２８ｂによって空中に支持されているロール体２を受け取るために、ロール体搬送用無人搬送車１００が空の載置台１０２を上昇させている状態を示す正面図である。一方のチャック２８ａはロール体２の中空部の一端８ａに進入し、他方のチャック２８ｂはロール体２の中空部の他端８ｂに進入している。これによりロール体２はコア６の両端で両持ち支持されている。一対のチャック２８ａ、２８ｂは受け渡し停止位置で停止している。

載置台昇降部５８からの制御信号を受けたリフタ１６４は、空の載置台１０２をロール体２に向けて上昇させる。そして載置台１０２はロール体２の胴部に鉛直方向下側から接触する。

図５（ｂ）は載置台１０２がロール体２に接触した後の状態を示す正面図である。ロール体２に働く鉛直方向の力は、ロール体２の重量すなわち重力Ｆ１と、載置台１０２から及ぼされる力Ｆ２と、一方のチャック２８ａから及ぼされる力Ｆ３と、他方のチャック２８ｂから及ぼされる力Ｆ４と、である。ロール体２が鉛直方向に動かない限りこれらの力は釣り合っている。すなわち、ロール体２に働く鉛直方向の力の総和（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）はゼロである。

載置台１０２に働く鉛直方向の力は、載置台１０２の重量すなわち重力Ｆ５と、載置台１０２にかかる荷重（＝ロール体２から及ぼされる力）Ｆ６と、第１ロードセル１２２および第４ロードセル１２３から及ぼされる力Ｆ７と、第２ロードセル１３０および第３ロードセル１３２から及ぼされる力Ｆ８と、である。載置台１０２が鉛直方向に動かない限りこれらの力は釣り合っている。すなわち、載置台１０２に働く鉛直方向の力の総和（Ｆ５＋Ｆ６＋Ｆ７＋Ｆ８）はゼロである。

全体荷重制御部６０は第１ロードセル１２２、第２ロードセル１３０、第３ロードセル１３２、第４ロードセル１２３のそれぞれから、そのそれぞれにかかる荷重を示す情報をインタフェース部５２を介して取得する。全体荷重制御部６０は、４つのロードセルにかかる荷重の総和（Ｆ７＋Ｆ８）から載置台１０２自体の重量（Ｆ５）を減算することで、載置台１０２にかかる荷重（Ｆ６）を演算する。載置台１０２にかかる荷重の検出の観点から、本実施の形態では、第１ロードセル１２２、第２ロードセル１３０、第３ロードセル１３２、第４ロードセル１２３および載置台１０２は、載置台１０２にかかる荷重を検出する荷重検出部を構成する。
なお、作用反作用の法則から、Ｆ２とＦ６とは大きさが同じで向きが逆である。したがって、全体荷重制御部６０によって演算される荷重は、載置台１０２がロール体２を鉛直方向に押す力と同等である。

全体荷重制御部６０は、演算される荷重（Ｆ６）が受け取るロール体２の重量（Ｆ１）に近づくようにリフタ１６４を制御する。全体荷重制御部６０は、荷重（Ｆ６）が重量（Ｆ１）よりも小さい場合は、載置台１０２を上昇させる駆動力を強めるための制御信号をリフタ１６４に送信する。その結果、載置台１０２がロール体２を鉛直方向に押す力（Ｆ２）すなわち荷重（Ｆ６）が増加し、荷重（Ｆ６）は重量（Ｆ１）に近づく。逆の場合も同様である。したがって、本実施の形態では、全体荷重制御部６０およびリフタ１６４は、荷重検出部によって検出される荷重に基づいて、載置台１０２がロール体２を鉛直方向に押す力（Ｆ２）を調整する荷重調整部を構成する。

部分荷重制御部６２は、載置台１０２にかかる荷重がロール体２の巻回軸Ｍに沿って均等となるように載置台１０２の傾きを制御する。部分荷重制御部６２は、第１ロードセル１２２にかかる荷重と第４ロードセル１２３にかかる荷重との和（＝Ｆ７）を演算する。部分荷重制御部６２は、載置台１０２自体の重量（Ｆ５）に１より小さい所定の係数Ｘ１を乗じて得られる値を、演算された和から減算する。第１ロードセル１２２および第４ロードセル１２３は中空部の一端８ａ側（以下、左側と称す）に配置されているので、減算により得られる値は載置台１０２の左側にかかる荷重Ｆ９（不図示）とみなせる。

部分荷重制御部６２は、第２ロードセル１３０にかかる荷重と第３ロードセル１３２にかかる荷重との和（＝Ｆ８）を演算する。部分荷重制御部６２は、載置台１０２自体の重量（Ｆ５）に１より小さい所定の係数Ｘ２を乗じて得られる値を、演算された和から減算する。第２ロードセル１３０および第３ロードセル１３２は中空部の他端８ｂ側（以下、右側と称す）に配置されているので、減算により得られる値は載置台１０２の右側にかかる荷重Ｆ１０（不図示）とみなせる。

載置台１０２にロール体２が載置されていないときに、第１ロードセル１２２にかかる荷重と第４ロードセル１２３にかかる荷重との和、および第２ロードセル１３０にかかる荷重と第３ロードセル１３２にかかる荷重との和を求めておき、それらの和の値に基づいて係数Ｘ１および係数Ｘ２を定めてもよい。

部分荷重制御部６２は、載置台１０２の左側にかかる荷重Ｆ９と右側にかかる荷重Ｆ１０との比率が、４つのロードセルの配置に依存する所定の比率となるように、載置台１０２の傾きを調整する。部分荷重制御部６２は、傾斜調整部１５２に接点部１２８の変位量を指定する制御信号を送信することで載置台１０２の傾きを調整する。接点部１２８の変位の結果載置台１０２の左側に対して右側が低くなった場合、載置台１０２の左側にかかる荷重Ｆ９は増加し、右側にかかる荷重Ｆ１０は減少する。逆の場合も同様である。

所定の比率は、一方のチャック２８ａがロール体２を支持する力（＝Ｆ３）と他方のチャック２８ｂがロール体２を支持する力（＝Ｆ４）とが釣り合うように定められる。例えば、複数のロードセルが、載置台１０２の長手方向の中心を通りｙｚ平面に平行な鉛直面に対して面対称となるように配置されている場合、所定の比率は理想的には１：１である。

図５（ｃ）は一対のチャック２８ａ、２８ｂが引き抜かれるときの状態を示す正面図である。制御部５０は、荷重検出部によって検出される荷重がロール体２の重量を基準に設定される所定の誤差範囲内に入り、かつ、載置台１０２の左側にかかる荷重Ｆ９と右側にかかる荷重Ｆ１０との比率が所定の比率に十分近づいた場合、チャックの引き抜きを許可する制御信号を一対のチャック２８ａ、２８ｂの駆動部（不図示）にインタフェース部５２を介して送信する。駆動部はその制御信号を受信すると、一対のチャック２８ａ、２８ｂをコア６の中空部８から引き抜く。

ロール体２の重量を予め取得してそれを目標値とする上記の目標値制御モードとは別に、全体荷重制御部６０はロール体２の重量を予め取得しておく必要がない別のモードを有する。この別のモードでは、載置台１０２にかかる荷重の変化の態様から一対のチャック２８ａ、２８ｂを引き抜くタイミングを決定する。

図６（ａ）〜（ｃ）は、ロール体搬送用無人搬送車１００がターレット２０からロール体２を受け取る際の別の荷重制御を説明するための説明図である。図６（ａ）は、ターレットアーム２４の一対のチャック２８ａ、２８ｂによって空中に支持されているロール体２を受け取るために、ロール体搬送用無人搬送車１００が空の載置台１０２を上昇させている状態を示す側面図である。ここでは、一対のチャック２８ａ、２８ｂがロール体２を鉛直方向にあそびをもって支持する場合を考える。すなわち中空部８の直径Ｄ１は一方のチャック２８ａの外径Ｄ２よりも大きく、コア６は一対のチャック２８ａ、２８ｂにぶら下がっている。言い換えると、コア６は一対のチャック２８ａ、２８ｂに載っているだけで、一対のチャック２８ａ、２８ｂに対して固定されていない。したがって、ロール体２は一対のチャック２８ａ、２８ｂの周りで揺動可能である。
例えば、一対のチャック２８ａ、２８ｂが爪を閉じるなどしてコア６の固定を解除すると図６（ａ）のような状態となる。

載置台昇降部５８からの制御信号を受けたリフタ１６４は、空の載置台１０２をロール体２に向けて上昇させる。そして載置台１０２はロール体２の胴部に鉛直方向下側から接触する。

図６（ｂ）は、載置台１０２がロール体２を押す力とロール体２の重量とが釣り合っている状態を示す側面図である。載置台１０２がロール体２の胴部に接触した後、リフタ１６４の作用により、載置台１０２がロール体２を押す力は増加していく。そして、理想的にはその力の大きさがロール体２の重量と同等となったところで、コア６は一対のチャック２８ａ、２８ｂから離れ、上昇を開始する。コア６すなわちロール体２が十分遅く上昇する場合、載置台１０２にかかる荷重は上昇中一定となる。

図６（ｃ）は、載置台１０２が上昇し、コア６の下部が一対のチャック２８ａ、２８ｂに接触した状態を示す側面図である。コア６の下部が一対のチャック２８ａ、２８ｂに接触するところでロール体２の上昇は止まる。ここからさらに載置台１０２を上昇させるようリフタ１６４を制御する場合、載置台１０２にかかる荷重はロール体２の重量を超えて増加してゆく。

全体荷重制御部６０は、載置台１０２がロール体２の胴部に接触すると、載置台１０２がロール体２を押す力を増やすようリフタ１６４を制御する。全体荷重制御部６０は、荷重検出部によって検出される荷重を監視し、時刻の経過とともに増加してきた荷重が実質的に変化しなくなったところで力を増やす制御を止める。すると、図６（ｂ）に示されるようにコア６は一対のチャック２８ａ、２８ｂと非接触となっているかまたは接触していてもその接触力は小さい。したがって、一対のチャック２８ａ、２８ｂをよりスムーズに引き抜くことができる。

以上のように構成されたロール体搬送用無人搬送車１００の動作について説明する。
ロール体搬送用無人搬送車１００は、それとの間でロール体２の受け渡しが行われる生産機のターレット２０のところまで移動してくると一端停止する。ロール体搬送用無人搬送車１００は、本体１６８が停止したままの状態で、第１位置検出器１３８および第２位置検出器１４０からの位置検出信号に基づいて載置台１０２の位置と向きを必要なだけ調整する。
ロール体搬送用無人搬送車１００は、その後リフタ１６４によって載置台１０２を鉛直上向きに上昇させてロール体２の受け渡しを行う。特にロール体２を受け取る場合は荷重制御を行う。

図７（ａ）、（ｂ）は、ロール体搬送用無人搬送車１００が生産機１７４からロール体１７６を受け取る際の様子を示す模式図である。図７（ａ）は生産機１７４およびロール体搬送用無人搬送車１００の上面図であり、図７（ｂ）は側面図である。
この場合、生産機１７４においてロール体搬送用無人搬送車１００が侵入できる切る欠き量Ｌが十分でなく、ロール体搬送用無人搬送車１００が最大限侵入してもロール体搬送用無人搬送車１００の本体１６８の中心Ｒ１のｙ方向位置は生産機１７４に取り付けられたロール体１７６の中心Ｒ２のｙ方向位置に届かない。

ロール体搬送用無人搬送車１００は生産機１７４に最大限侵入して停止すると、第１ｙ方向駆動部１５０および第２ｙ方向駆動部１６０を含む駆動部１７８を使用して、載置台１０２を支持する支持部１８０を生産機側に動かす。このようにして載置台１０２の中心と生産機１７４に取り付けられたロール体１７６の中心Ｒ２とが位置合わせされる。その後、駆動部１７８に含まれるリフタ１６４によって載置台１０２を上昇させて生産機１７４からロール体１７６を受け取る。

図８は、載置台１０２がクロスローラ１４８を中心として回転する際の傾斜レール１２６および接点部１２８の動きを説明するための説明図である。第１支持部１２４および第２支持部が異なる変位でｙ方向に動かされるときにクロスローラ１４８を中心とした載置台１０２の回転が生じる。この回転の際接点部１２８は第２支持部のｙ方向の移動に合わせてｙ方向に移動する。ここで第２支持部がｘ方向の遊びを有さない場合、接点部１２８は図８の破線の円で示される位置１８２に移動され回転後の傾斜レール１２６から外れうる。しかしながら本実施の形態では第２支持部がｘ方向の遊びを有するので、載置台１０２の回転に伴って接点部１２８のあるべき位置がｘ方向にずれてもそのずれを吸収することができる。すなわち、載置台１０２の回転に追従して接点部１２８がｘ方向にも動かされる。その結果、回転の前後で傾斜レール１２６と接点部１２８との位置関係は実質的に保たれる。

本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００によると、胴受け搬送においてターレット２０からロール体２を受け取る際、載置台１０２にかかる荷重に基づく荷重制御が行われる。したがって、例えば絶対位置による受け取りの場合と比較して、ロール体２の受け取りの失敗が発生する確率を低減できる。

また、本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００では、載置台１０２にかかる荷重が受け取り対象のロール体２の重量に近づくように荷重制御される。そしてそれらが十分に近づいたところで、ターレット２０からロール体搬送用無人搬送車１００にロール体２が渡される。ターレット２０のチャックをロール体２から外すと、ロール体２の全重量が載置台１０２にかかる。このとき、チャックを外す前に載置台１０２にかかっていた荷重とロール体２の重量との差に応じた衝撃が、ロール体２の胴部に加えられる。本実施の形態ではその差はより小さくなるので、ロール体２の胴部に加えられる衝撃を低減できる。その結果、受け取り時の衝撃により素材４に損傷が生じる可能性を低減できる。

また、チャックをロール体２から外すときのコア６とチャックとの接触力が比較的大きいと、コア６すなわちロール体２がチャックの退出方向に引きずられる可能性がある。そこで、本実施の形態ではチャックを外す前に載置台１０２にかかっている荷重とロール体２の重量との差を小さくする。これにより、コア６とチャックとの接触力をより低減することができ、ロール体２の引きずりが発生する可能性を低減できる。

載置台１０２にかかる荷重とロール体２の重量とが釣り合っていても、チャックに比較的大きな力がかかっていることがある。例えば、チャック芯に対してロール体の巻回軸が傾いている場合にそうである。このような状態でチャックを引き抜くと、衝撃や引きずりが発生する可能性がる。そこで、本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００では、一対のチャック２８ａ、２８ｂのそれぞれがロール体２を支持する力を釣り合わせる。これにより、載置台１０２にかかる荷重とロール体２の重量とが釣り合っているときに、一対のチャック２８ａ、２８ｂのそれぞれにかかる荷重を共に小さくすることができる。その結果、衝撃や引きずりの発生の可能性を低減できる。

本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００は、ロール体２の受け渡しのために生産機のターレット２０近傍の本体停止位置で停止する。ロール体搬送用無人搬送車１００は、その本体１６８がロール体２の受け渡しのために停止しているとき、載置台１０２の位置を水平面内でさらに調整する手段と、載置台１０２を第２回転軸を中心として回転させる手段と、を有する。これにより、ロール体搬送用無人搬送車１００の本体１６８の実際の停止位置や向きが本体停止位置や所定の向きからずれた場合でも、本体１６８を動かさずにそのずれを補償することができる。これにより、ロール体２の受け渡しの際の位置決めの精度をより高めることができる。

本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００によると、ロール体搬送用無人搬送車１００の本体１６８の停止位置が本体停止位置からずれていたり、載置台１０２の向きが所望の向きとは違っていたりしていても、本体１６８を停止させたままで、載置台１０２のターレット２０に対する位置や向きを望むとおりとなるよう調整できる。これにより、ロール体２の受け渡しの際のターレット２０に対する載置台１０２の位置決めの精度をより高めることができる。その結果、ロール体２の受け渡しがよりスムーズに行われ、受け渡しの失敗が発生する確率を低減できる。

特にＡＧＶは無軌道で移動するので、軌道に沿って移動するものと比べて停止位置がばらつきやすい。したがって、本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００は、無軌道でロール体２を搬送するＡＧＶとしてより好適である。

さらに、本体１６８が本体停止位置に精度良く停止したとしても、床精度が悪いために、ターレット２０に対する載置台１０２の位置をさらに微調整する必要があることがある。従来のアウトリガー方式では床に設けられたコーンを基準に載置台を位置決めするので、コーンの摩耗などにより精度が悪化する虞がある。しかしながら本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００では位置検出器を使用して調整を行うので、床精度が悪い場合でもターレット２０に対する載置台１０２の位置の精度を高く保つことができる。

なお、載置台の位置を本体を動かすことで微調整することも考えられるが、場合によっては重たいロール体２を積載したそれ自体も重たいＡＧＶを微小な距離だけ正確に動かすのは困難であり、実現するにしてもより高価な本体駆動機構等が必要となる。これに対して本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００は、載置台１０２の位置・向きの調整をより容易に、より低コストで実現する。

また、従来のアウトリガー方式と比べて、本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００を使用する工場ではコーンを設ける必要がないので床をよりフラット化することができる。

また、従来のアウトリガー方式ではアウトリガーがコーンと接触する際に相応の発塵が有り、クリーンな環境での使用にはあまり適していなかった。これに対して本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００ではそのような発塵はないのでクリーン性が必要とされる環境での使用により適している。

また、本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００は、本体１６８の停止後、第１ｙ方向駆動部１５０および第２ｙ方向駆動部１６０によって載置台１０２をｙ方向に動かすことができる。これにより、例えば上記図７（ａ）、（ｂ）のような状況、すなわち生産機の切り欠き量が十分でない場合でも、生産機との間のロール体２の受け渡しが可能となる。言い換えると、生産機側に要求される切り欠き量が低減され、生産機の設計の自由度が向上する。

また、本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００は、本体１６８の停止後、載置台１０２をｚ方向と直交する第２回転軸を中心として回転させることができる。これにより、本体１６８の停止後、例えば床が傾いていることによって載置台１０２が傾いている場合でも、載置台１０２を水平に戻すことができる。

また、本実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００では、第２支持部はｘ方向に遊びを有する。したがって、載置台１０２がクロスローラ１４８を中心として回転した場合でも傾斜レール１２６と接点部１２８との位置関係を維持することができる。

以上、実施の形態に係るロール体搬送用無人搬送車１００の構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施の形態では、第１位置検出器１３８および第２位置検出器１４０によって載置台１０２の位置や向きを検出する場合について説明したが、この検出器としては、位置検出器と光やレーザなどの光源の組を設けてもよく、あるいはまたカメラとマークを使用してもよい。

実施の形態では、第２支持部はｘ方向に遊びを有する場合について説明したが、これに限られず、例えば遊びを設ける代わりに傾斜レールの幅を大きくとってもよい。

実施の形態では、４つのロードセルを用いる場合について説明したが、ロードセルの数や配置はこれに限られない。例えば、ロードセルを２つ配置する場合には、載置台１０２の左右それぞれにひとつずつ、載置台１０２の短手方向の中心近傍に配置することが好ましい。

実施の形態では、ロール体搬送用無人搬送車が無軌道で移動するＡＧＶである例について説明したが、これに限られず、ロール体搬送用無人搬送車は有軌道台車であってもよい。

２ ロール体、 ５０ 制御部、 １００ ロール体搬送用無人搬送車、 １０２ 載置台、 １２４ 第１支持部、 １２６ 傾斜レール、 １３８ 第１位置検出器、 １４０ 第２位置検出器、 １５０ 第１ｙ方向駆動部、 １５２ 傾斜調整部、 １５８ 円弧逃げスライド、 １６０ 第２ｙ方向駆動部、 １６２ ｘ方向移載スライド、 １６４ リフタ、 １６６ 台車部、 １６８ 本体。

Claims (4)

1. ロール体支持装置によって空中に支持されているロール体の胴部に鉛直方向下側から接触する載置台と、
   前記載置台にかかる荷重を検出する荷重検出部と、
   前記荷重検出部によって検出される荷重に基づいて、前記載置台がロール体を押す力を調整する荷重調整部と、を備え、
   前記荷重検出部は、前記載置台に接触するロール体の巻回軸を挟むように複数配置されることを特徴とするロール体搬送装置。
2. 前記載置台にはガイド孔が設けられ、
   前記載置台は、本ロール体搬送装置の本体に対して固定されたガイドピンが前記ガイド孔に遊嵌されることによって、本ロール体搬送装置に対して水平面内で位置決めされることを特徴とする請求項１に記載のロール体搬送装置。
3. 前記荷重検出部は、前記載置台をその四隅で支持することを特徴とする請求項１または２に記載のロール体搬送装置。
4. 前記荷重検出部は、前記載置台を前記載置台の短手方向の中心近傍で支持することを特徴とする請求項１または２に記載のロール体搬送装置。

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