(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
負圧を利用する保持機構で対象物を受け渡す場合、受け渡す側の保持機構と受け取る側の保持機構が対向した位置で受け渡しが行われるが、対象物は受け取る側の保持機構からわずかに離れた位置から陽圧等で放出され、その距離を飛び越えて、受け取る側の保持機構の保持面に吸着することとなる。
高速で搬送するためには、極めて短時間にこのプロセスが行われなければならず、対象物が肉厚の薄い缶である場合、受け取る側の保持機構の保持面に当接した際に開口端部(トリム側)に大きな力や衝撃が加わって変形する虞があり、高速での搬送を阻害する要因となっていた。
また、対象物が受け渡す側の保持機構と受け取る側の保持機構のいずれにも触れていない時間内で、2つの保持機構の速度ベクトルの差や重力加速度、空気抵抗等による影響を受け、受け取る側の保持機構の保持位置にズレが生じる虞があり、この影響を少なくするために、全体の速度を抑える必要があった。
【0006】
本発明は、前記した問題点を解決するものであり、受け渡し時の対象物への衝撃を緩和し、変形を防止するとともに、保持位置のズレを低減し、高速化を図ることが可能な受け渡し保持機構、受け渡し方法及び受け渡しシステムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る受け渡し保持機構は、対象物に当接して負圧で保持し、受け渡しを行う保持機構であって、第1保持機構が対象物の底部を、第2保持機構が対象物の開口端部を吸着し、前記第1保持機構及び第2保持機構がいずれも負圧導入部材と、前記負圧導入部材に対して移動可能
、かつ、前記負圧導入部材により突出側の移動範囲が規制された当接部材と、前記当接部材を前記負圧導入部材に対して保持面方向に付勢する付勢部材と、前記当接部材の吸引方向の移動範囲を規制するガイド部材とを備え、前記負圧導入部材が、気体流通孔を介して保持面側に開口していることにより、前記課題を解決するものである。
【0008】
本発明に係る受け渡し方法は、第1保持機構に保持された対象物を第2保持機構に受け渡す受け渡し方法であって、前記第1保持機構及び第2保持機構が、それぞれ前述の吸着保持機構であり、前記第1保持機構に保持された対象物と前記第2保持機構の当接部材の保持面との間隔が、第1保持機構の当接部材の突出可能距離以内となるように、第1保持機構と第2保持機構を対向させ、前記第1保持機構の負圧導入部材の負圧を解除し、前記第2保持機構の負圧導入部材で吸引することにより、前記課題を解決するものである。
【0009】
本発明に係る受け渡しシステムは、移動可能な2つの保持機構を対向位置に配置した受け渡しシステムであって、前記2つの保持機構が、それぞれ前述の第1保持機構及び第2保持機構であり、対向位置で対向する前記第1保持機構及び第2保持機構は、それぞれの当接部材の保持面の対向間隔が、両方の当接部材とも突出した状態で対象物より短く、または同じで、両方の当接部材が吸引方向に移動した状態で対象物より長くなるように配置されていることにより、前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【0010】
本請求項1に係る受け渡し保持機構によれば、負圧導入部材に対して移動可能
、かつ、前記負圧導入部材により突出側の移動範囲が規制された当接部材と、当接部材を負圧導入部材に対して保持面方向に付勢する付勢部材と、当接部材の吸引方向の移動範囲を規制するガイド部材とを備えていることで、第1保持機構及び第2保持機構が対象物を吸着して受け渡す際に、対象物がまず当接部材に当接した後に、付勢部材による押圧力に抗して当接部材が移動し、当接部材がガイド部材に規制されて停止した状態で吸着保持されるため、対象物が吸着される際の衝撃が付勢部材に押圧された当接部材の動きによって緩和され、対象物の変形や損傷を防止することができる。
また、対象物と当接部材とが当接した時点で吸着保持位置が確定するため、保持位置のズレを低減することができる。
そして、対象物の変形を防止し、保持位置のズレを低減しつつ、吸着保持動作の高速化を図ることが可能となる。
【0011】
本請求項2に記載の構成によれば、第2保持機構が、対象物を保持した際に対象物内から外部に連通する大気開放孔を有することによりエアを適宜吸入し、対象物内の負圧を目標設定値に抑え、また、対象物の開口端部を吸着保持する際のエアの吸引(高バキューム)をバランス良く短時間で行うことができる。
このことで、例えば、対象物が非常に変形しやすい開口端部を有する缶等であっても、開口端部の変形を防止し、保持位置のズレを低減しつつ、吸着保持動作の高速化を図ることが可能となる。
【0012】
本請求項3に係る受け渡し方法及び本請求項4に係る受け渡しシステムによれば、受け渡しの際に、対象物が2つの保持機構の当接部材のいずれか、あるいは両方に常に当接した状態を維持することが可能となるため、対象物が2つの保持機構の当接部材のいずれにも当接しない時に発生する2つの保持機構の速度ベクトルの差や重力加速度、空気抵抗等による影響が低減され、保持位置のズレがなく、受け渡し動作の高速化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明に係る受け渡し保持機構、受け渡し方法及び受け渡しシステムは、例えば、
図1乃至
図3に示すような、印刷工程から乾燥定着工程まで被搬送物である缶Kを搬送する搬送装置100に適用される。
この搬送装置100は、印刷工程から焼付工程まで被搬送物である缶Kを搬送するものであり、搬送タレット110が、被搬送物である缶Kを印刷タレットTから受け取り、搬出コンベア130が、被搬送物である缶Kを2列で保持して乾燥定着オーブンDに搬出するように構成されている。
タレットとして、印刷タレットTから供給された缶Kを受け取る搬送タレット110と、缶Kを搬出コンベア130に受け渡す搬出タレット120とを有している。
搬出タレット120は、搬出コンベア130の2列にそれぞれ対応して2つ設けられている。
搬送タレット110及び2つの搬出タレット120は、それぞれ、個々に缶Kを吸着して保持する複数の保持ユニット111、121を有している。
保持ユニット111、121は、搬送タレット110及び2つの搬出タレット120上で半径方向に移動可能に配置され、間隔調整機構によって保持された缶Kの半径位置を回転角度に応じて変化させるように構成されている。
この保持ユニット111、121が、本発明に係る吸着保持機構を有しており、搬送タレット110及び2つの搬出タレット120の保持ユニット111、121の間で、本発明に係る受け渡しシステムが構成されて、本発明に係る受け渡し方法が適用される。
【0015】
間隔調整機構は、搬送タレット110及び2つの搬出タレット120に固定的に設けられたカム部材113、123と、カム部材113、123と係合して保持ユニット111、121に設けられたカムフォロア部材112、122とで構成されている。
また、保持ユニット111、121の缶Kの保持面には、気体流通孔114、124が設けられ、それぞれ個別に気体流通孔114、124を通じて供給される負圧で缶Kを保持し、正圧で缶Kを解放するように構成されている。
なお、気体流通孔114、124を通じて供給される負圧及び正圧は、図示しない公知の手段で、それぞれ、搬送タレット110及び2つの搬出タレット120の回転と同期して缶Kの保持、移載のタイミングで瞬時に動作可能に構成されている。
【0016】
図1に示すように、印刷タレットTの缶を保持する保持マンドレルTMから搬送タレット110への缶Kの移載位置M1は、それぞれの回転中心C0とC1を結んだ直線上にあり、搬送タレット110から2つの搬出タレット120への缶Kの移載位置M2は、それぞれの回転中心C1とC2を結んだ直線上にある。
また、2つの搬出タレット120から搬送コンベア130への缶Kの移載位置M3は、搬出タレット120の回転中心C2から搬送コンベア130の搬送方向に垂直となるように延ばした直線上にある。
保持ユニット111、121のそれぞれの移動軌跡は、搬送タレット110から2つの搬出タレット120への缶Kの移載位置M2の前後において、回転中心C1とC2を結んだ直線上の中間点で直交する直線移動軌跡領域S1がそれぞれ形成されるように構成されている。
また、保持ユニット121の移動軌跡は、搬出タレット120から搬送コンベア130への缶Kの移載位置M3の前後において、搬送コンベア130の搬送方向に延びる直線移動軌跡領域S2がそれぞれ形成されるように構成されている。
搬出コンベア130は、2つの搬出タレット120から缶Kが受け渡される2列のコンベアベルト131を有しており、
図3に示すように、オーブンDに移載するオーブン搬入装置140まで、缶Kを2列で搬送するように構成されている。
【0017】
本発明の受け渡し保持機構における第1保持機構200は、前述の搬送装置100の搬送タレット110の保持ユニット111に用いられるものであり、
図4、
図5に示すように、気体流通孔114を介して保持面側を開口した負圧導入部材210と、負圧導入部材210に対して移動可能
、かつ、負圧導入部材210により突出側の移動範囲が規制された当接部材220と、当接部材220を負圧導入部材210に対して保持面方向に付勢する付勢部材であるコイルばね230と、当接部材220の吸引方向の移動範囲を規制するガイド部材240を備えている。
【0018】
負圧導入部材210は、当接部材220に設けられた摺動スリーブ221を進退可能に外嵌するスライド案内部211を有し、スライド案内部211の先端側には突出規制段部212が設けられ、スライド案内部211の後端側にはガイド部材240が固定されている。
当接部材220は、摺動スリーブ221と一体となってスライド案内部211に沿って進退可能に構成され、ガイド部材240との間に設けられた付勢部材であるコイルばね230によって突出方向に付勢されている。
摺動スリーブ221の先端側には負圧導入部材210の突出側の突出規制段部212と当接する係合段部222が設けられており、係合段部222が突出規制段部212に当接することにより、当接部材220の突出側の移動範囲が規制されている。
当接部材220の嵌入側には嵌入規制端部223が形成されており、嵌入規制端部223がガイド部材240の嵌入規制面242に当接することにより、当接部材220の嵌入側の移動範囲が規制されている。
また、ガイド部材240の外周側には、当接部材220が押圧された際の外縁部の変形を防止する変形防止部241を有している。
なお、この第1保持機構200の変形防止部241は、必要に応じて設ければ良く、不要とすることもできる。
【0019】
以上のように形成された第1保持機構200の動作を説明する。
対象物である缶を吸着保持していない状態では、気体流通孔114から負圧を導入しても負圧導入部材210の開放側からエアーを吸引するのみで、
図4に示すように、当接部材220は、コイルばね230によって突出方向に付勢され突出側に位置している。
この状態で、缶Kの缶底(ボトム部)が当接部材220に当接すると、当接部材220と缶Kの缶底との空間が閉塞されて気体流通孔114からの負圧が大きくなり、この負圧によって、
図5に示すように、当接部材220は缶Kを吸着保持した状態でコイルばね230の付勢力に抗して嵌入側に移動する。
このことで、当接部材220と缶Kの缶底との当接の瞬間の衝撃を、当接部材220の付勢力に抗した移動により緩和することができる。
【0020】
本発明の受け渡し保持機構における第2保持機構300は、前述の搬送装置100の搬出タレット120の保持ユニット121に用いられるものであり、
図6、
図7に示すように、第1保持機構200と同様に、気体流通孔124を介して保持面側を開口した負圧導入部材310と、負圧導入部材310に対して移動可能
、かつ、負圧導入部材310により突出側の移動範囲が規制された当接部材320と、当接部材320を負圧導入部材310に対して保持面方向に付勢する付勢部材であるコイルばね330と、当接部材320の吸引方向の移動範囲を規制するガイド部材340を備えている。
【0021】
負圧導入部材310は、当接部材320の摺動筒部321を進退可能に外嵌するスライド案内部311を有し、その裏側に突出規制段部312が設けられ、スライド案内部311の後端側にはガイド部材340が固定されている。
当接部材320は、ガイド部材340との間に設けられた付勢部材であるコイルばね330によって突出方向に付勢されている。
当接部材320には、負圧導入部材310の突出規制段部312と当接する係合段部322が設けられており、係合段部322が突出規制段部312に当接することにより、当接部材320の突出側の移動範囲が規制されている。
当接部材320の嵌入側には、嵌入規制端部323が形成されており、嵌入規制端部323がガイド部材340の嵌入規制面342に当接することにより、当接部材320の嵌入側の移動範囲が規制されている。
【0022】
負圧導入部材310、当接部材320、及びガイド部材340には、負圧導入部材310の気体流通孔124より小径の大気開放孔313、324、343がそれぞれ設けられ、これら介して外部空間に連通している。
また、負圧導入部材310は、対象物である缶Kの開口端部より小さく形成されている。
【0023】
以上のように形成された第2保持機構300の動作を説明する。
対象物である缶Kの開口端部を吸着保持していない状態では、気体流通孔124から負圧を導入しても負圧導入部材310の開放側からエアーを吸引するのみで、
図6に示すように、当接部材320は、コイルばね330によって突出方向に付勢され突出側に位置している。
この状態で、缶Kの開口端部(トリム部)が当接部材320に当接すると、当接部材320と缶Kとの空間が閉塞されて気体流通孔124からの負圧が大きくなり、この負圧によって、
図7に示すように、当接部材320は缶Kの開口端部を吸着保持した状態でコイルばね330の付勢力に抗して嵌入側に移動する。
このことで、当接部材320と缶Kの開口端部との当接の瞬間の衝撃を、当接部材320の付勢力に抗した移動により緩和することができる。
【0024】
さらに、負圧導入部材310、当接部材320、及びガイド部材340に、それぞれ大気開放孔313、324、343を設けてエアーを適宜吸入することにより、缶内の負圧を目標設定値に抑え、また、缶Kの開口端部を吸着保持する際のエアーの吸引(高バキューム)をバランス良く短時間で行い、強度が弱い缶Kの開口端部を吸着しても、その変形を防止することができる。
【0025】
なお、第1保持機構の当接部材220は摺動スリーブ221がスライド案内部211と摺動し、第2保持機構の当接部材320は摺動筒部321が直接スライド案内部311と摺動しているが、摺動スリーブ221の有無は必要に応じて適宜設計すればよい。
また、前述した第1保持機構200、第2保持機構300の付勢部材はコイルばね230、330に限定されず、弾性体であれば他の付勢部材を用いることができる。
さらに、第2保持機構の大気開放孔313は、負圧導入部材310に設けられているが、缶Kの開口端部が当接する部分の内側に位置すれば、当接部材320の大気開放孔324を保持面側に開口するように設けられていてもよい。
【0026】
次に、本発明の受け渡し保持機構である第1保持機構200を搬送タレット110の保持ユニット111に用い、第2保持機構300を搬出タレット120の保持ユニット121に用いた搬送装置100における缶Kの搬送動作について説明する。
一連の搬送動作のうち、搬送タレット110の保持ユニット111から搬出タレット120の保持ユニット121への缶Kの受け渡し工程において、本発明の一実施形態である受け渡し方法、及び、受け渡しシステムを用いている。
缶Kは、
図1、
図2に示すように、前工程の印刷タレットTに所定の間隔で配置された保持マンドレルTMに保持され、印刷タレットTの回転によって連続的に搬送タレット110への移載位置M1に向けて移動する。
搬送タレット110は、保持ユニット111の保持面と保持マンドレルTMに保持された缶Kとが移載位置M1で対向するように、同期して連続回転している。
この時、移載位置M1が搬送タレット110と印刷タレットTのそれぞれの回転中心C0とC1を結んだ直線上の中間点に設定されているため、移載位置M1では、保持ユニット111に用いられる第1保持機構200と保持マンドレルTMの移動速度及び方向が同一となり、その間隔も同じである。
【0027】
保持マンドレルTMの先端と、当接部材220が突出した状態の第1保持機構200の保持面との対向間隔LMは、
図8乃至
図10に示すように、缶Kの全長KLとほぼ等しくなるように設定されている。
缶Kは、
図8に示すように、缶底を第1保持機構200側に向けて保持マンドレルTMに保持されており、移載位置M1の手前から、第1保持機構200の保持面の気体流通孔114を通じて吸引し、移載位置M1において保持マンドレルTMが缶Kを公知の手段で第1保持機構200側に瞬時に放出する。
対向間隔LMが缶Kの全長KLとほぼ等しくなるように設定されているため、
図9に示すように、放出された缶Kは、缶底が第1保持機構200の当接部材220に当接した際に保持マンドレルTMから開放される。
缶Kの缶底が第1保持機構200の当接部材220に当接した後、
図10に示すように、当接部材220が移動可能距離L2だけ後退した状態で、第1保持機構200を用いた保持ユニット111により缶Kの缶底が吸引保持される。
【0028】
缶Kの缶底を負圧により吸引保持した保持ユニット111は、搬送タレット110の回転に伴いカム部材113の形状に沿って回転中心C1側に移動し、移動速度が減速されるとともに隣接する保持ユニット111との間隔が狭くなって、搬出タレット120への缶Kの移載位置M2に向かう。
搬出タレット120は2つ設けられており、上流側の搬出タレット120の保持ユニット121は、上流側の移載位置M2において搬送タレット110の1つおきの保持ユニット111と対向して缶Kの半数を受け取り、下流側の搬出タレット120の保持ユニット121は、下流側の移載位置M2において搬送タレット110の残りの1つおきの保持ユニット111と対向して缶Kの残りの半数を受け取る。
【0029】
搬出タレット120の保持ユニット121には、前述の第2保持機構300が用いられており、移載位置M2において、搬送タレット110の保持ユニット111に用いられた第1保持機構200と、搬出タレット120の保持ユニット121に用いられた第2保持機構300で、本発明に係る受け渡し方法、及び、受け渡しシステムの一実施形態が構成される。
第1保持機構200の当接部材220と第2保持機構300の当接部材320は、両方とも突出した状態で対向間隔L1で対向しており、対向間隔L1は、受け渡される缶Kの全長KLよりも小さく、または同じに設定されている。
また、第1保持機構200の当接部材220のみが移動可能距離L2だけ後退した際の間隔L1+L2、及び、第2保持機構300の当接部材320のみが移動可能距離L3だけ後退した際の間隔L1+L3は、それぞれ、受け渡される缶Kの全長KLよりも大きく設定されている。
【0030】
缶Kは、
図12に示すように、開口端部(トリム部)を第2保持機構300側に向けて第1保持機構200に吸引保持されており、移載位置M2の手前から、第2保持機構300の保持面の気体流通孔124を通じて吸引を開始する。
移載位置M2において、缶Kの開口端部と第2保持機構300の保持面との間はクリアランスLK2を有しており、第1保持機構200の保持面の気体流通孔114に正圧を与えて缶Kを第2保持機構300の保持面側に放出する。
この時、缶Kと同時に第1保持機構200の当接部材220も付勢部材230に付勢されて突出することで、
図13に示すように、缶Kの缶底は、缶Kの開口端部が第2保持機構300の当接部材320に当接するまで、第1保持機構200の当接部材220に対する当接を継続することで、2つの保持機構の速度ベクトルの差や重力加速度、空気抵抗等による影響が低減され、保持位置のズレがなく、受け渡し動作の高速化を図ることが可能となる。
【0031】
缶Kの開口端部が第2保持機構300の当接部材320に当接した後、
図14に示すように、当接部材320が移動可能距離L3だけ後退した状態で、第2保持機構300を用いた保持ユニット121により缶Kの開口端部が吸引保持され、缶Kの缶底と第1保持機構200の保持面との間はクリアランスLK1が生じて受け渡しが完了する。
【0032】
この受け渡しによって、2つの搬出タレット120は、それぞれ移載位置M2において1缶おきの缶Kを受け取る。
このため、狭くなった缶Kの間隔が一旦倍になるが、保持ユニット121は搬出タレット120の回転に伴いカム部材123の形状に沿って回転中心C2側に移動し、移動速度がさらに減速されるとともに隣接する保持ユニット121との再び間隔が狭くなって、搬送コンベア130への缶Kの移載位置M3に向かう。
搬送コンベア130は、例えば、保持面に多数の気体流通孔134を形成し、反対側から吸引可能なコンベアベルト131から成り、缶Kを2列で保持可能に構成されている。そして、一方の列(
図1に図示する右側の列)には、上流側の搬出タレット120の保持ユニット121から、他方の列(
図1に図示する左側の列)には下流側の搬出タレット120の保持ユニット121から、それぞれ缶Kが移載される。
移載位置M3の手前から、搬送コンベア130のコンベアベルト131の保持面の気体流通孔134を通じて缶Kの缶底を吸引し、移載位置M3において搬出タレット120の保持ユニット121の保持面の気体流通孔124に正圧を与えて缶Kの開口端部の保持を開放することで、缶Kの缶底が移載位置M3で瞬時にコンベアベルト131の保持面に吸引保持される。
【0033】
このような印刷タレットTから搬出コンベア130に至る一連の動作により、缶Kを2列化すると同時に、缶Kの間隔が狭くなり、移動速度も減速される。
例えば、搬送タレット110における移載位置M1とM2の半径位置の比が1/2、2つの搬出タレット120における移載位置M2とM3の半径位置の比が1/2とすると、搬出コンベア130における缶Kの移動速度は、印刷タレットTの移載位置M1での缶Kの移動速度の1/4、同様に缶Kの間隔は1/2となり、かつ、搬出コンベア130で2列化される。
【0034】
搬出タレット120から搬出コンベア130に受け渡された缶Kは、焼付工程を行うオーブンDに移載するオーブン搬入装置140まで搬送される。
オーブンDでは、幅方向に1列に並べられた多数の缶Kを、列の並びと直交する方向に搬送しながら焼付を行うものであり、缶Kは、搬出コンベア130でオーブン搬入装置140に運び込まれ、オーブン搬入装置140が2列をまとめてオーブンDに移載する。
オーブンDでは、缶Kの列のピッチと、各列の缶Kのピッチをほぼ同一とし、かつ、隣り合う列で缶Kが半ピッチずれて千鳥状に配列されるのが望ましいため、2列の缶Kが半ピッチずれた状態でオーブン搬入装置140に到達するように、搬出コンベア130の2つのコンベアベルト131の搬送経路長が異なるように構成されている。
【0035】
搬出コンベア130は、
図3に示すように、2箇所の側方コーナー部132を有しており、この側方コーナー部132における2つのコンベアベルト131の曲線半径をそれぞれ独立して設定することで、それぞれの搬送経路長の差を自由に変更できる。
このため、搬出タレット120から受け渡された時点での2つのコンベアベルト131上での2列の缶Kの配置関係がどのようなものであっても、側方コーナー部132における2つのコンベアベルト131の曲線半径をそれぞれ適宜設定することで、確実に2列の缶Kが半ピッチずれた状態でオーブン搬入装置140に到達するように設計することができる。
なお、搬出コンベア130の全体の配置・経路に応じて、2つのコンベアベルト131の搬送経路長の差を設ける部分をいかなる部分に設けてもよく、搬出コンベア130の経路上に、2つのコンベアベルト131で搬送速度の異なる部分を設けて、それぞれの列の缶Kの位置関係を調整するようにしてもよい。
【0036】
また、搬送タレット110と搬出タレット120の2段階で間隔調整機構を有することで、1段では達成することが困難な2列化と間隔の減少を両立させ、かつ、移載位置での速度差をなくしているが、さらに多段とし、間隔調整機構を多段化することで、3列以上の複数列化も可能であり、間隔も最小化することが可能となる。
また、多段とする際には、いずれかの段に間隔調整機構を有さないタレットを設けてもよい。
【課題】受け渡し時の対象物への衝撃を緩和し、変形を防止するとともに、保持位置のズレを低減し、高速化を図ることが可能な受け渡し保持機構、受け渡し方法及び受け渡しシステムを提供すること。
【解決手段】第1保持機構200が対象物の底部を、第2保持機構300が対象物の開口端部を吸着し、前記第1保持機構200及び第2保持機構300がいずれも負圧導入部材210、310と、前記負圧導入部材に対して移動可能な当接部材220、320と、前記当接部材を前記負圧導入部材に対して保持面方向に付勢する付勢部材230、330と、前記当接部材の吸引方向の移動範囲を規制するガイド部材240、340とを備え、前記負圧導入部材210、310が、気体流通孔114、124を介して保持面側に開口している。