JP5341648B2

JP5341648B2 - シート貼付装置及び貼付方法

Info

Publication number: JP5341648B2
Application number: JP2009164789A
Authority: JP
Inventors: 秀幸前澤
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2009-07-13
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2029-07-13
Also published as: JP2011020688A

Description

本発明は、シート貼付装置及び貼付方法に係り、更に詳しくは、円柱状の被着体の円周面に対して接着シートを貼付することができるシート貼付装置及び貼付方法に関する。

従来より、円柱状の被着体の円周面領域に対し、接着シートを貼り付ける貼付装置として、例えば、特許文献１に開示されるタイプのものが知られている。同文献の貼付装置は、搬送される被着体を挟持して回転可能に設けられた一対の貼付ユニットを備えている。同装置において、被着体の円周面領域に接着シートを貼付する場合、各貼付ユニットにより被着体を回転しつつ、当該回転に同期するように接着シートを貼付ユニットと被着体との間に繰り出して貼付するようになっている。

特開２００８−３７４６４号公報特開平６−２１１４１０号公報

しかしながら、特許文献１にあっては、被着体が高重量化すると、各貼付ユニットによって被着体を回転動作させ辛くなり、ひいては、接着シートの貼付を行えなくなる、という不都合がある。ここで、各貼付ユニットによる挟持力を大きく設定すれば、前記不都合をある程度解消し得るものの、被着体が脆弱であったり、軟らかい被着体であったりすると、被着体を挟持した際に破損してしまう、という別異の不都合を招来する。

ところで、特許文献２にあっては、多関節ロボットにより被着体の貼付面に沿って移動可能な貼付ヘッドを備え、この貼付ヘッドによって接着シートを貼付する貼付装置を開示している。ところが、同装置では、前述した円周面領域に対して接着シートを貼り付けるための構成や方法を開示するものでない。

［発明の目的］
本発明の目的は、円周面を有する被着体における当該円周面に接着シートを貼付することができるシート貼付装置及び貼付方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、円柱状の被着体の円周面に接着シートを貼付するシート貼付装置において、
搬送されて来た前記被着体を所定位置に位置決め固定する位置決め手段と、前記接着シートを繰り出す繰出手段と、前記繰り出された接着シートを接着面の反対面側から支持する支持手段と、前記搬送される被着体を検知する検知手段と、前記検知手段の検知データによって、前記被着体の中心位置が所定の基準位置に一致するように前記位置決め手段を変位させる変位手段と、前記支持手段を移動可能な移動手段とを備え、
前記検知手段は、被着体の検知の有無を出力可能に設けられるとともに、被着体の搬送方向に所定間隔を隔てて設けられた一対のセンサ部を含み、前記位置決め手段は、前記基準位置から被着体の搬送方向下流側へ前記検知手段の所定間隔の半分の距離離れた位置を待機位置として設定され、前記変位手段は、各センサ部が両方とも被着体を検知している間に、被着体の搬送速度の半分の速度で前記待機位置から搬送方向下流側に位置決め手段を変位させ、前記搬送方向上流側のセンサ部が被着体の検知から外れた時点で位置決め手段の変位を停止可能に設けられ、前記移動手段は、前記基準位置を基準として前記接着シートを前記被着体の円周面に押圧するとともに、前記被着体の円周面の曲率に応じて前記支持手段を回転移動することで、前記接着シートを前記被着体の円周面に貼付可能に設けられる、という構成を採っている。

また、本発明の貼付方法は、円柱状の被着体の円周面に接着シートを貼付するシート貼付方法において、
搬送されて来た前記被着体を当該被着体の搬送方向に所定間隔を隔てて設けた一対のセンサ部を含む検知手段で検知し、前記被着体の検知の有無を出力する工程と、
所定の基準位置から前記被着体の搬送方向下流側へ前記検知手段の所定間隔の半分の距離離れた位置を待機位置とされた位置決め手段を、前記検知手段の出力によって変位させ、前記被着体の中心位置が前記所定の基準位置に一致するように当該被着体を位置決め固定する工程と、
前記接着シートを繰り出す工程と、
前記繰り出された接着シートを支持手段により接着面の反対面側から支持する工程と、
前記基準位置を基準として前記接着シートを前記被着体の円周面に押圧するとともに、前記被着体の円周面の曲率に応じて前記支持手段を回転移動することで、前記接着シートを前記被着体の円周面に貼付する工程とを備え、
前記被着体を位置決め固定する工程において、前記センサ部が両方とも被着体を検知している間に、被着体の搬送速度の半分の速度で前記待機位置から搬送方向下流側に位置決め手段を変位させ、前記搬送方向上流側のセンサ部が被着体の検知から外れた時点で位置決め手段の変位を停止させる工程を実施する、という方法を採っている。

本発明によれば、支持手段を被着体側に移動して接着シートを円周面に貼付可能としたので、被着体を挟み込んで回転させることなく接着シートの貼付を行うことができ、これにより、被着体が高重量であったり、脆弱なものであったりしていても、従来のようは不都合を発生することなく接着シートをその円周面に貼付することができる。

また、所定間隔を隔てて設けられた一対のセンサ部の検知データによって、位置決め手段を変位させる構成としたため、円周面の曲率が異なる被着体が搬送されても、当該被着体の中心位置を所定の基準位置に一致させてその円周面に接着シートを貼付することができる。

実施形態に係るシート貼付装置の概略斜視図。接着シートの位置決め及び貼付要領を示す説明図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１、図２において、シート貼付装置１０は、円柱状の被着体Ｗを図１中Ｘ軸方向に搬送する搬送手段１１の周りに設けられている。シート貼付装置１０は、被着体Ｗに貼付するための接着シートＳを繰出位置Ｐ１（図２参照）に一枚ずつ繰り出し可能な繰出手段としてのラベルプリンタ１２と、搬送手段１１により搬送されて来た被着体Ｗの中心位置ＷＰを所定の基準位置ＲＰに位置決め固定する位置決め手段１４と、ラベルプリンタ１２から繰り出された接着シートＳを支持する支持手段１５と、支持手段１５を支持して移動させる移動手段としての多関節ロボット１６と、搬送手段１１で搬送される被着体Ｗを検知する検知手段１８とを備えている。

前記位置決め手段１４は、搬送手段１１の上部から突出して搬送されてくる被着体Ｗの円周面ＷＣに接触して被着体Ｗを停止させる片状のストッパ２１と、搬送手段１１の上方において、被着体Ｗの円周面ＷＣに接触して被着体ＷをＹ軸方向両側から挟み込む平面視Ｔ字状をなす一対の押圧体２２と、各押圧体２２それぞれを基準位置ＲＰを通るＸ軸と平行な直線ＬＸを基準に対称移動させる単軸ロボット２４とを備えている。ストッパ２１は、変位手段２６を介してＸ軸方向に変位可能となっている。これにより位置決め手段１４は、被着体Ｗの中心位置ＷＰが所定の基準位置ＲＰに一致するように被着体Ｗを位置決め固定可能に設けられている。なお、変位手段２６は、例えば、サーボモータやステッピングモータ等の種々の駆動装置により構成できるが、これらのモータは煩雑な制御が必要なため、本実施形態では制御が簡単なインダクションモータにより構成した。

前記支持手段１５は、接着シートＳの接着面側の反対面側から吸着して支持可能な吸着面１５Ａを有する吸着ヘッドからなる。支持手段１５は、チャックホルダ２８（図２参照）を介して多関節ロボット１６に係脱可能に支持されている。吸着面１５Ａは図示しない減圧ポンプに接続されて接着シートＳを吸着可能となっている。

前記多関節ロボット１６は、ベース部３０と、当該ベース部３０の上面側に配置された第１アーム３１〜第６アーム３６と、第６アーム３６の自由端側に取り付けられた保持チャック３７とを含む。第２、第３及び第５アーム３２、３３、３５は、図１に示された状態で、Ｙ-Ｚ面内でそれぞれＢ、Ｃ、Ｅ方向に回転可能に設けられているとともに、第１、第４及び第６アーム３１、３４、３６は、それぞれその軸周り、つまり、Ａ、Ｄ、Ｆ方向に回転可能に設けられている。本実施形態における多関節ロボット２６は数値制御（ＮＣコントロール）されるものである。すなわち、対象物（本実施形態では接着シートＳ等）に対する各関節の移動量がそれぞれに対応する数値情報で制御され、全てその移動量がプログラムにより制御されるものである。従って、多関節ロボット１６は、支持手段１５をＸＹ平面内で円周方向に移動可能となる。また、多関節ロボット１６は、検知手段１８の検知データによって求められた被着体Ｗの円周面ＷＣの曲率と同じ曲率で、基準位置ＲＰを中心とする円弧上に沿って支持手段１５の吸着面１５Ａを回転移動させ、つまり、吸着面１５Ａに支持された接着シートＳの接着面上を、被着体Ｗの円周面ＷＣが当接して相対回転するように支持手段１５の吸着面１５Ａを回転移動させ、接着シートＳを円周面ＷＣに貼付可能に設けられている。

前記検知手段１８は、位置決め手段１４より被着体Ｗの搬送方向上流側に設けられた一対の第１、第２センサ部４１、４２からなり、第１センサ部４１は、第２センサ部４２より搬送方向上流側に所定間隔Ｄａを隔てて設けられる。第１、第２センサ部４１、４２は、投光器４１Ａ、４２Ａと、当該投光器４１Ａ、４２Ａから発光される光を受ける受光器４１Ｂ、４２Ｂとからなり、搬送手段１１を挟むＹ軸方向両側にそれぞれ設けられている。各センサ部４１、４２は、搬送手段１１で搬送される被着体Ｗによって投光器４１Ａ、４２Ａから発光される光が遮られるか否かにより被着体Ｗの有無を検出して出力可能に設けられている。また、所定間隔Ｄａは、シート貼付装置１０において最小直径の被着体Ｗ１の直径寸法Ｄａと同一に設定されている。

次に、被着体Ｗへの接着シートＳの貼付方法について説明する。
なお、図２に示されるように、基準位置ＲＰを通るＹ軸と平行な直線ＬＹと、基準位置ＲＰよりも多関節ロボット１６側に位置する被着体Ｗの円周面ＷＣとの交点が、支持手段１５を介して接着シートＳが最初に当接される当接位置Ｐ２とされる。

前記位置決め手段１４のストッパ２１は、図２に示されるように、基準位置ＲＰから、搬送方向下流側（図２中下側）へこのシート貼付装置１０において処理が可能な最小直径の被着体Ｗ１の直径寸法Ｄａの半分の距離すなわちＤａ／２離れた位置が待機位置とされている。

搬送手段１１によって被着体Ｗが搬送されてくると、第１センサ部４１が被着体Ｗを検出し、ラベルプリンタ１２に対して接着シートＳの繰り出しと当該接着シートＳへの印字との指令が行われ、印字済の接着シートＳが繰出位置Ｐ１へ繰り出され、支持手段１５によって吸着保持される。その後、被着体Ｗは、第２センサ部４２にも検出されることとなるが、各センサ部４１、４２が両方とも被着体Ｗを検知している間に、変位手段２６が被着体Ｗの搬送速度の半分の速度で待機位置から搬送方向下流側（図２中下側）にストッパ２１を変位させる。そして、第１センサ部４１の検知から被着体Ｗが外れた時点で変位手段２６によるストッパ２１の変位を停止させる。つまり、図２に示されるような直径寸法Ｄｂの被着体Ｗ２が搬送される場合、ストッパ２１の待機位置からの変位量は、当該直径寸法Ｄｂから最少直径寸法Ｄａを差し引いた距離Ｄｃの半分の長さ（距離Ｄｃ／２）とされる。従って、ストッパ２１は、基準位置ＲＰから搬送方向下流側（図２中下側）へ距離Ｄａ／２と距離Ｄｃ／２とを併せた距離、つまり、直径Ｄｂの半分の長さ（距離Ｄｂ／２）離れた位置に変位することとなる。なお、付言すると、直径Ｄａの被着体Ｗ１が搬送される場合、各センサ部４１、４２が両方とも被着体Ｗを検知することはないので、距離Ｄｃ＝０となり、ストッパ２１は待機位置から変位しない。

第１、第２センサ部４１、４２を通過した被着体Ｗが搬送されて位置決め手段１４に達すると、ストッパ２１によりＸ軸方向への移動が規制されて位置決めされる。このとき、ストッパ２１が前述した位置となるので、被着体ＷのＸ軸方向における中心が直線ＬＹ上に位置決めされる。次いで、単軸ロボット２４を作動して各押圧体２２により被着体ＷをＹ軸方向に挟み込むように移動させることで、被着体ＷのＹ軸方向での位置決めが行われ、被着体Ｗは、その中心位置ＷＰが基準位置ＲＰに一致した状態で、位置決め固定されることとなる。

位置決め手段１４による被着体ＷのＸ、Ｙ軸方向への位置決めが完了した後、多関節ロボット１６により、繰出位置Ｐ１で接着シートＳを吸着保持した支持手段１５を移動させる。この時点で多関節ロボット１６は、予め設定された距離Ｄａ／２とストッパ２１が変位した距離Ｄｃ／２との合計から当接位置Ｐ２と被着体Ｗの半径を導き出しているので、当接位置Ｐ２に接着シートＳの中心を当接させて押圧することができる。そして、多関節ロボット１６は、当接位置Ｐ２に接着シートＳの中心を押圧させた状態から、被着体Ｗの円周面ＷＣの曲率に応じて支持手段１５を基準位置ＲＰを中心とする円弧上に沿って支持手段１５の吸着面１５Ａを回転移動させことで、被着体Ｗの円周面ＷＣに接着シートＳを押圧して貼付する。この支持手段１５の回転移動は、図２の矢印で示されるように、同図中右回転と左回転とが連続して行われることで、接着シートＳの全面（接着剤層面）を被着体Ｗの円周面ＷＣに貼付することができる。なお、支持手段１５は、当接位置Ｐ２で接着シートＳを被着体Ｗに当接させた時点で、接着シートＳの吸着を非常に弱くするか、吸着を停止させるとよい。これにより、支持手段１５の回転移動によって被着体Ｗに貼付された接着シートＳが、当該支持手段１５の離間に伴って引っ張られて剥がれてしまうことを防止することができる。

接着シートＳ貼付後、被着体Ｗは図示しない移載装置により、次工程へと搬送される。

従って、このような実施形態によれば、被着体Ｗを挟持して回転させたり変位させたりすることなく接着シートＳを被着体Ｗの円周面ＷＣに貼付することができるため、被着体Ｗが高重量であったり、脆弱なものであったりしていても、接着シートＳを確実に貼付することが可能となる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

また、支持手段１５は、接着シートＳの接着面の反対面側から支持できる限りにおいて、例えば、粘着性を有する部材を介して接着シートＳを支持する等、種々の設計変更が可能である。
更に、前記実施形態では、制御が簡単なインダクションモータにより変位手段を構成したが、サーボモータやステッピングモータ等の種々の駆動装置を排除するためのものではない。
また、検知手段１８による被着体Ｗの半径の算出に誤差を生じる場合には、支持手段１５の支持面１５Ａにスポンジやゴム等の弾性部材を設けたり、支持手段１５をダンパーやばね等の弾力部材を介して多関節ロボット１６に支持させたりするとよい。そして、多関節ロボット１６が当接位置Ｐ２をやや基準位置ＲＰ側に算出するように制御し、弾性部材や弾力部材の弾性力に抗して接着シートＳを被着体Ｗの円周面ＷＣに貼付するようにすれば、検知手段１８が被着体Ｗの半径の算出に誤差を生じても貼付不良は解消される。
更に、検知手段１８による当接位置Ｐ２や被着体Ｗの半径の算出に代えて、単軸ロボット２４の移動量からそれらを求めるように制御してもよい。
また、支持手段１５の貼付動作を例えば、支持手段１５が支持した接着シートＳの一端側を当接位置Ｐ２に当接させ押圧させた状態から、被着体Ｗの円周面ＷＣの曲率に応じて支持手段１５を基準位置ＲＰを中心として、接着シートＳの他端側に向かって回転させて貼付するようにしてもよい。

１０シート貼付装置
１２ラベルプリンタ（繰出手段）
１４位置決め手段
１５支持手段
１６多関節ロボット（移動手段）
１８検知手段
２６変位手段
４１第１センサ部
４２第２センサ部
ＲＰ基準位置
Ｓ接着シート
Ｗ被着体
ＷＣ円周面
ＷＰ中心位置

Claims

円柱状の被着体の円周面に接着シートを貼付するシート貼付装置において、
搬送されて来た前記被着体を所定位置に位置決め固定する位置決め手段と、前記接着シートを繰り出す繰出手段と、前記繰り出された接着シートを接着面の反対面側から支持する支持手段と、前記搬送される被着体を検知する検知手段と、前記検知手段の検知データによって、前記被着体の中心位置が所定の基準位置に一致するように前記位置決め手段を変位させる変位手段と、前記支持手段を移動可能な移動手段とを備え、
前記検知手段は、被着体の検知の有無を出力可能に設けられるとともに、被着体の搬送方向に所定間隔を隔てて設けられた一対のセンサ部を含み、
前記位置決め手段は、前記基準位置から被着体の搬送方向下流側へ前記検知手段の所定間隔の半分の距離離れた位置を待機位置として設定され、
前記変位手段は、各センサ部が両方とも被着体を検知している間に、被着体の搬送速度の半分の速度で前記待機位置から搬送方向下流側に位置決め手段を変位させ、前記搬送方向上流側のセンサ部が被着体の検知から外れた時点で位置決め手段の変位を停止可能に設けられ、
前記移動手段は、前記基準位置を基準として前記接着シートを前記被着体の円周面に押圧するとともに、前記被着体の円周面の曲率に応じて前記支持手段を回転移動することで、前記接着シートを前記被着体の円周面に貼付可能に設けられていることを特徴とするシート貼付装置。
円柱状の被着体の円周面に接着シートを貼付するシート貼付方法において、
搬送されて来た前記被着体を当該被着体の搬送方向に所定間隔を隔てて設けた一対のセンサ部を含む検知手段で検知し、前記被着体の検知の有無を出力する工程と、
所定の基準位置から前記被着体の搬送方向下流側へ前記検知手段の所定間隔の半分の距離離れた位置を待機位置とされた位置決め手段を、前記検知手段の出力によって変位させ、前記被着体の中心位置が前記所定の基準位置に一致するように当該被着体を位置決め固定する工程と、
前記接着シートを繰り出す工程と、
前記繰り出された接着シートを支持手段により接着面の反対面側から支持する工程と、
前記基準位置を基準として前記接着シートを前記被着体の円周面に押圧するとともに、前記被着体の円周面の曲率に応じて前記支持手段を回転移動することで、前記接着シートを前記被着体の円周面に貼付する工程とを備え、
前記被着体を位置決め固定する工程において、前記センサ部が両方とも被着体を検知している間に、被着体の搬送速度の半分の速度で前記待機位置から搬送方向下流側に位置決め手段を変位させ、前記搬送方向上流側のセンサ部が被着体の検知から外れた時点で位置決め手段の変位を停止させる工程を実施することを特徴とするシート貼付方法。