特許7584224シートのスタックからシートを自動的に分離するための改良分離装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-07
(45)【発行日】2024-11-15
(54)【発明の名称】シートのスタックからシートを自動的に分離するための改良分離装置
(51)【国際特許分類】
B23Q 7/04 20060101AFI20241108BHJP
B23K 26/70 20140101ALI20241108BHJP
【ＦＩ】
B23Q7/04 Z
B23Q7/04 A
B23K26/70
【請求項の数】
9
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2020028604
(22)【出願日】2020-02-21
(65)【公開番号】P2020131428
(43)【公開日】2020-08-31
【審査請求日】2022-12-15
(31)【優先権主張番号】102019000002573
(32)【優先日】2019-02-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(73)【特許権者】
【識別番号】519357660
【氏名又は名称】アステス４ エスエイ
【氏名又は名称原語表記】ＡＳＴＥＳ４ ＳＡ
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100179903
【弁理士】
【氏名又は名称】福井 敏夫
(72)【発明者】
【氏名】ロベルト ザッファローニ
【審査官】小川 真
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第０２１４００２３（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許第０６３４５８１８（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】特開２００９－０４６２６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１５３４８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５８－０４７３３６（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｑ ７／０４
Ｂ２３Ｋ ２６／７０
Ｂ６５Ｈ ３／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
シートハンドリング装置（Ｌ）の少なくともグリップヘッド（Ｔ）と、実質的に水平な空気流をシートのスタックの側面の縁に向けて噴射するノズルアセンブリ（１）とを備える、シートのスタックの分離装置（Ａ）において、前記分離装置は、さらに、圧縮空気タンク（１６）を少なくとも備えた加圧空気貯蔵アセンブリ（２）と、
空気供給ラインに接続されている、前記貯蔵アセンブリ（２）の入口ポートと、
電磁弁（１２）により遮断された、前記ノズルアセンブリ（１）と前記貯蔵アセンブリ（２）との間の高圧パイプとを備え、
前記圧縮空気タンク（１６）は、少なくとも圧力増倍器（１７）および関連する第１の圧力調整器（１８）を備え、
前記空気供給ラインは、前記圧力増倍器（１７）の上流で前記貯蔵アセンブリ（２）に接続され、
前記電磁弁（１２）は、高速開電磁弁（１２）であり、
前記ノズルアセンブリ（１）には、前記電磁弁（１２）を介して供給される、ノズルの流れに垂直な平面に対して第１の方向に発散し、直交方向に収束する発散―収束スパウト（５ｃ）まで延びる接続導管（５ａ）として構成されたノズル（５）が設けられ、前記接続導管５ａの円形断面を、直線スリット部を有する出口スリットに変化させる、装置。
【請求項2】
前記ノズルアセンブリ（１）は、アクチュエータ（６）によって駆動される高さ調節可能な支柱（４ｂ）が設けられた移動支持体（４）を備え、その支柱（４ｂ）に前記ノズル（５）のみならず前記シートのスタックのシート（Ｌ）の検出器（１４）も取り付けられている、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記高速開電磁弁（１２）も前記高さ調整可能支柱（４ｂ）に取り付けられている、請求項２に記載の装置。
【請求項4】
前記加圧空気の貯蔵アセンブリ（２）は、前記圧縮空気タンク（１６）の入口ポートに対応する第２の圧力調整器（１９）をさらに備える、請求項１、２または３に記載の装置。
【請求項5】
前記ノズル（５）は、前記発散―収束スパウト（５ｃ）から出る空気流の方向に平行な軸の周りに回転可能に調整可能に取り付けられている、請求項１～４のいずれかに記載の装置。
【請求項6】
前記ノズル（５）は、円形のパイプを直線出口スリットになるように押しつぶした形状である、請求項５に記載の装置。
【請求項7】
前記ノズル（５）は、水平に対して約３０°傾斜した前記発散―収束スパウト（５ｃ）の出口スリットを有する、請求項５または６に記載の装置。
【請求項8】
請求項１に記載された装置であり、シートのスタックのシートの検出器（１４ａ，１４ｂ）も備える装置を用いるシートのスタックの分離方法であって、少なくともハンドリング装置のグリップヘッド（Ｔ）と、高速開電磁弁（１２）を介して圧縮空気が供給されるノズル（５）および前記シートのスタックのシート（Ｌ）の検出器（１４ａ，１４ｂ）が設けられたノズルアセンブリ（１）とを備えた装置を供給するステップと、
前記グリップヘッド（Ｔ）により前記シートのスタックの一番上のシート（Ｌ）をプリセット高さまで持ち上げるステップと、
前記ノズル（５）を前記プリセット高さに配置し、前記ノズル（５）を通して前記一番上のシート（Ｌ）の側縁部に対して圧縮空気のバーストを生じさせるステップと、
前記検出器（１４ａ）により前記一番上のシート（Ｌ）の厚さを検出し、その厚さが前記一番上のシート（Ｌ）の期待厚さと一致するかどうかを判定するステップと、
前記検出された厚さが一致しない場合、前記圧縮空気のバーストを生じさせるステップを再度繰り返すステップと、
を含む、方法。
【請求項9】
前記検出ユニット（１４ｂ）によって前記シートのスタックの前記一番上のシート（Ｌ）の高さを検出し、前記ノズル（５）の高さを前記一番上のシートの高さに応じて調整するステップをさらに備える、請求項８に記載の方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、切断工場でのシートハンドリングの分野に関する。特に、本発明は、金属シートの自動延伸のための改良された分離装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特に自動切断および仕分けステーションにおける金属処理の分野では、制御された規則正しく効率的な生産性を実現するために、ますます自動化とプロセス変数の最適化に注目が集まっている。
【0003】
特に、ハンドリングおよび仕分け装置は、望ましくない有害なアイドル処理時間を制限するためにも、高い効率と頑丈さを保証する必要があり、その理由は、それらは、生産時間と同等のコストを有するにもかかわらず、付加価値を与えないで、むしろ柔軟性の著しい損失、ひいては処理ラインの潜在的なスループットの損失を引き起こすためである。
【0004】
周知のように、プレート／シートの切断処理では、一方の処理ステーションと他方の処理ステーションとの間で前記シートを移送および操作する必要がある。特に、プレート/シート（金属製または他の材料製）は、処理ラインの開始時に、倉庫から到来するとき、複数のピースのスタックに配置される。
【0005】
したがって、シートは、スタックから一度に１つずつ引き出して、加工ステーション、たとえば２Ｄ切断機（たとえば、ＣＯ２レーザー、ファイバーレーザー、プラズマ、またはウォータージェット切断を使用する）の作業台に移送する必要がある。そのような目的のために、シートを所望の位置に引き出し、移送し、解放するのに適したハンドリングアーム（空気圧式、磁気式、把持装置付き、など）を含むロード/アンロードシステムが使用されている。特に効果的で有利なハンドリングアームには、例えば、同じ出願人のＷＯ２００８/１３９４０９（特許文献１）に記載されているものがある。
【0006】
ハンドリング装置は効率的であり得るため、特にシートが大きく重い場合、引き出しステップ中にいくつかの問題がしばしば発生する。実際問題として、積み重ねられたシートは、表面接触領域の圧力によりプレート表面間に生じる真空状態のために互いに付着する傾向がある。さらに、そのような効果は、結露水または潤滑/保存液の偶然の存在によって強まる。
【0007】
したがって、スタックの最上部から１枚の新しいシートを引き出す操作は不規則に起こる可能性があり、たとえば、一度に２枚以上のシートを持ち上げること（その後、不規則に分離し、通常の自動操作を妨げる位置を占めること）、または、ハンドリングアームによって加えられる力がスタックの一番上のシートとその下のシートとの間の付着力に打ち勝つのに十分でない場合、何も持ち上げることができないことも起こり得る。
【0008】
複数のシートの同時除去、下にあるシートの位置ずれ、完全自動プロセスにおける手動修正、シートの落下および結果として生じる損傷は、許容し得ない処理遅延につながり、最悪の場合には物体または人に好ましくない衝撃をもたらすことが明確に理解される。
【0009】
スタックのシートを分離するために伝統的に採用されているシステムは、２枚のシート間の分離領域に向けられた空気流を使用するものである。この技術の一例は、ＤＥ１０２００８０４４１１１（特許文献２）に開示されており、セキュリティシートの印刷機における紙シートのスタックのための分離ノズルに関する。
【0010】
推測できるように、この技術自体は、紙のセキュリティシートなどの軽量シートに対してうまく機能するが、重い金属シートに対して有効ではない。それにも関わらず、ＤＥ４３３９８３９（特許文献３）およびＤＥ３１３６５４４（特許文献４）に記載されているように、金属シートに対してもエアジェット分離装置が提案されている。しかし、これらの解決策は、単純ではあるが、実際には有効ではないため、産業レベルではほとんど使用されていない。
【0011】
ＥＰ０４５３８３５号（特許文献５）はさらなる圧縮空気分離装置を記載しているが、この装置は、所望の有効性を達成することができるように複数の配向ノズルを備え、著しい複雑さを有する。
【0012】
したがって、これらの従来技術の解決策は、上記の欠点を解決する最初の試みを表しているにもかかわらず、金属シート同士の信頼できる分離を得ることができないか、または過度に複雑な構成を有し、さまざまなサイズの金属シートに適用することはできないため、まったく満足のいくものではない。
【0013】
さらに、一般に産業環境で利用可能な従来の空気供給施設から到来する圧縮空気ラインの使用は、機械の動きの障害となり、それが高圧で動作することを意図している場合、かさばる安全シールドを必要とすることに注意すべきである。
【0014】
したがって、シート間の分離動作の有効性を高めることができ、必ずしも高圧空気の長い分配ラインを必要とせず、且つ限定された容積およびコストを有する、改良された空気作動式分離装置を提供する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【文献】ＷＯ２００８/１３９４０９
【文献】ＤＥ１０２００８０４４１１１
【文献】ＤＥ４３３９８３９
【文献】ＤＥ３１３６５４４
【文献】ＥＰ０４５３８３５号
【発明の概要】
【0016】
本発明によれば、上記の目的は、請求項１に特定された特徴を有する、スタックのシートを分離するための改良されたブロー分離装置によって達成される。分離装置の他の好ましい特徴は従属請求項に特定されている。
【0017】
本発明のさらなる特徴および利点は、いずれにせよ、純粋に非限定的な例として提供され、添付の図面に示される、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の好ましい実施形態による改良されたブロー分離装置の一方の側の斜視図である。
【図2】本発明の好ましい実施形態による改良されたブロー分離装置の反対側の斜視図である。
【図6】シート持ち上げステップにおけるハンドリングヘッドに対するブローノズルの相対的配置を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
【0020】
【0021】
本発明によれば、分離装置は、ノズルアセンブリ１と加圧空気の貯蔵アセンブリ２とを備える。
【0022】
ノズルアセンブリ１は、図示の実施形態では地面に固定され、金属シートスタックの引き出し領域の隣に設置された支持ベース３を備え、その上にノズルユニットが設置される。前記ノズルユニットは、高さ調節可能な支持体４から成り、その頂部に、ノズル５が関連する制御付属品と共に設置される。
【0023】
支持体４は、好ましくは、スライドガイド４ａ′が設けられた固定支柱４ａからなり、その上に移動支柱４ｂが垂直方向にスライド可能に取り付けられる。ノズル５は移動支柱４ｂと一体である。
【0024】
移動支柱４ｂは、好ましくは、移動支柱４ｂに一端で拘束されたロッド６ｂを延長させる電動モータ６ａからなるリニアドライバ６を介して垂直方向にスライド制御される。
【0025】
支持体４の片側、たとえば図１の背面側には、配線ガイドアセンブリ７が設けられ、その内部には、移動支柱４ｂの上部への電力供給のため、特にノズルユニットの付属品への電流供給のためのリード線が配置される。
【0026】
配線ガイドアセンブリ７は、その下部で制御パネル８に接続される。
【0027】
好ましくは、ノズル５は、移動支柱４ｂの最上部と一体の支持ブラケット９の調整板９ａに取り付けられる。調整板９ａは、実質的に垂直な姿勢で配置され、中央にノズル５の接続導管５ａが通る円形の穴（図示せず）を有し、半円形のアイレット９ｂが設けられている。
【0028】
ノズル５は、図５に明確に示されるように、接続導管５ａを備え、接続導管５ａは、接続導管５ａの円形断面が直線スリット部を有する出口スリットに変化するように、支持フランジ５ｂを超えて発散－収束スパウト５ｃ（すなわち、ノズルの流れに垂直な平面に対して第１の方向に発散し、直交方向に収束する）まで延びる。発散－収束スパウト５ｃは、例えば、接続導管５ａの直径と等しい直径を有する円形断面を有するパイプを押しつぶすことにより得ることができる。
【0029】
発散－収束スパウト５ｃの出口スリットは垂直面にて様々な角度で終端する。それにより、スパウト５ｃから噴出する空気流の動的圧力は主として金属シートのスタックにその周囲側縁部で衝突するように実質的に水平方向に向けられる。
【0030】
ノズル５は、プレート９ａの穴の中心線軸上に枢動可能に取り付けられ、例えば制御可能な電気モータ（図示せず）により、または単にフランジ５ｂおよび内側の半円形のアイレット９ｂと係合する手動固定手段（詳細には図示せず）により所望の角度位置に配置される。
【0031】
接続導管５ａの端部は接続パイプ１１に連結され、接続パイプ１１はサーボアシスト高速開電磁弁１２の出口ポートに接続される。前記高速開電磁弁１２の入口ポートは、電磁弁１２を貯蔵アセンブリ２の圧縮空気タンクに接続する第２の大径パイプ（図示せず）、例えば直径１インチ、に接続される。
【0032】
高速開電磁弁１２は、装置の動作ロジックによって駆動され、必要なときに（詳細は以下で説明される）電磁弁を素早く開き、貯蔵アセンブリ２内の加圧空気量をノズル５の出口で動的圧力に効果的に変換して、圧縮空気の空気流を貯蔵アセンブリ２からノズル５へ流出させる。この動的圧力は、金属シートに対する効果的な機械的分離効果を決定することができるバースト（衝撃波）をもたらす。
【0033】
さらに、支持ブラケット９に隣接して、第１の検出器１４ａおよび第２の検出器１４ｂも移動支柱４ｂに取り付けられ、第１の検出器はノズル５が配置される高さとほぼ同じ高さにあり、第２の検出器はそれよりわずかに低い。
【0034】
第１の検出器１４ａは、その前に配置される金属シートの厚さを検出するのに適した装置であり、例えば、電磁ビームを発し、金属シートの存在により生じる反射を検出できる光学装置である。前記検出器１４の検出方向は、金属シートのスタックの側面上の高さを横切る方向である。
【0035】
第２の検出器１４ｂは、アセンブリの垂直移動中に金属シートのスタックの高さを検出するように設計されている。
【0036】
図１～図３の実施形態では、２つの検出器１４ａおよび１４ｂは、ノズル５の右側（正面図）に取り付けられているが、図４Ａおよび４Ｂの実施形態では、２つの検出器１４ａおよび１４ｂは反対側に取り付けられている。
【0037】
明確に理解できるように、制御パネル８は、完全に自動化されたプロセスを実行するために、配線ガイドアセンブリ７に導入された配線を通じて、リニアアクチュエータ６、高速開電磁弁１２、検出器１４ａおよび１４ｂ、およびノズル５の任意の回転アクチュエータを制御することができる。さらに、制御パネル８は、例えば、プログラマブルロジック（ＰＬＣ）を備えた制御装置を含み、金属シートの分離中にハンドリング装置または他の操作部材によって実行される操作と直接相互に関連して、分離装置の様々な操作ステップを管理および制御するようにできる。
【0038】
加圧空気貯蔵アセンブリ２は、実質的にタンク１６を備え、その上には第１の圧力調整器１８を備えた圧力増倍器１７（ブースター）と、タンク１６の第２の流入圧力調整器１９が取り付けられる。
【0039】
前述のように、貯蔵アセンブリの出口ポートは、電磁弁１２に接続するパイプに接続される。第２の圧力調整器１９の上流に配置された貯蔵アセンブリ２への入口ポートは、産業環境における約６ｂａｒの圧縮空気の配給ラインとして通常利用可能な圧縮空気源に接続される。
【0040】
換言すれば、貯蔵アセンブリ２の入口ポートは、少なくとも圧力調整器および圧力増倍器を介して標準空気供給源に接続される。
【0041】
タンク１６の容量は、特定の要件に従って設定される。コストおよび容積の理由から、タンク１６は２０ｌｔと８０ｌｔの間、好ましくは２５ｌｔと４５ｌｔの間で変化するサイズとすることができる。処理する金属シートのスタックの要件に応じて、使用するエネルギーを変えることができる。そのような目的のために、タンク１６は、第２の流入圧力調整器を使用して、低い空気圧、例えば４～６バールの圧力の空気で満たすことができる。通常、タンクは、圧力増倍器１７および第１の圧力調整器１８を使用して、例えば１２ｂａｒの圧力までの高圧の空気を満たすことができる。
【0042】
したがって、一般に、貯蔵アセンブリ２は、ノズル５の下流で、金属シートを互いに引き離すのに十分な空気バーストを保証するのに適した流量および圧力で圧縮空気を供給することができる。
【0043】
分離装置の操作において、最初に、ノズルユニット１を金属シートのスタックの隣に、好ましくはシートの長辺に沿ったコーナーに隣接して配置することが行われる（図６を参照）。
【0044】
ノズル出口スリットの傾斜角は、所望の値、好ましくは水平方向に約３０°に設定される。それにより、シートスタックのより広い垂直領域が覆われ、エアバーストブローの衝撃波がより多くの金属シートに到達する。
【0045】
スタックの現在の厚さと高さは、第１の検出器１４ａおよび第２の検出器１４ｂで検出され、ノズル５の出口スリットの中心線が分離すべき金属シート間の分離面（隙間）に対応するプリセット高さに位置するように、支持体４の高さが調整され、これにより、圧縮空気の最大動的作用がスタックの第１および第２金属シート間の可能な接合面（隙間）に位置する（動的圧力はノズルの中央部で最も高くなり、両端部で減少する）。
【0046】
その後、好ましい操作サイクルが開始され、この操作サイクルはハンドリング装置との調整も含む。
【0047】
図６に示すように、ハンドリング装置のグリップヘッドＴは、スタック５の一番上の金属シートＬをピックアップし、それをプリセット高さに持ち上げ、ノズル５の中心線に位置させる。
【0048】
この位置で金属シートＬは停止し、０．１～０．２秒の変化時間（ＰＬＣで設定可能な時間）で電磁弁１２が開く。金属シートＬの側縁部に衝突する空気によって発生した衝撃波が、最上部金属シートに付着してぶら下がっている可能性のある他の金属シートを引き離し、スタックに対して制御された高さおよび位置から重力によって落下させる。
【0049】
続いて、持ち上げられた金属シートＬの厚さの測定が検出ユニット１４ａを介して実行され、厚さ測定値が個々の金属シートに期待される厚さと一致しなかった場合、制御システムはこのサイクルを規定の許容回数（閾値）繰り返す。このようなしきい値を超えると、自動サイクルは停止され、オペレーターの操作を要求する。
【0050】
コントローラーロジックは、新しいブロー操作に進む前に、ノズル５の圧力および/または傾斜角度と高さパラメータを変更することができる
【0051】
あるいは、グリップヘッドＴの持ち上げ動作が停止した後、コントローラによってスタックの金属シートの逆の解放手順を制御し、持ち上げおよびブローサイクルを再び繰り返すことができる。
【0052】
検出ユニット１４ａによって行われた測定が単一の金属シートの厚さと一致すると、サイクルコントローラは、次のステーション、例えばレーザー切断機の到着テーブルへの金属シートＬの移送を続ける同意を得る。
【0053】
動作条件（金属シートのサイズと厚さ、スタックの高さ）に基づいて、タンク１６には、各サイクルで標準圧縮空気分配ラインの流入標準圧力に対してより高い圧力（圧力増倍器１７を介して）またはより低い圧力（圧力調整器１９を介して）が充填される。
【0054】
金属シートの引き出しごとに、検出ユニット１４ｂにより検出された高さ指示により、金属シートスタックの高さが減少するので、ノズルユニット５の位置は、ドライバー６の介入により連続的に調整される。
【0055】
上述の説明から明確に理解できるように、本発明によるバースト分離装置はセットされた対象物に完全に到達することができる。
【0056】
説明したよう、本発明による装置は、シートスタックからシートを効果的に引き出すための最適な解決策であることを証明している。実際、この装置は、ノズル５の位置と傾斜角度の決定のみならず、正しい供給空気圧値の決定にも、顕著な利用柔軟性を達成することができる。
【0057】
空気貯蔵タンクと高速開電磁弁の具備が衝撃空気バーストを確実にし、付着した金属シートを引き離すのに極めて有効な衝撃波を発生する。
【0058】
さらに、貯蔵アセンブリ２とノズルユニット１の間の短い高圧パイプは容易にシールド可能であり、残りの圧縮空気供給ラインは延長してもよいるが、産業環境では標準の動作圧力であるため、特定の安全上の問題はない。
【0059】
しかし、本発明は、その例示的な実施形態のみを表す上記の特定の構成に限定されるとみなすべきでなく、当業者の範囲内にあり後記の請求項によってのみ規定される本発明の保護範囲から逸脱しない様々な変更が可能であることを理解されたい。
【0060】
特に、図面に示された実施形態は、地面に固定された支持ベース３を提供するが、ノズルアセンブリ１および貯蔵アセンブリ２は、例えば、ハンドリング装置のハンドリングフレームと一体の移動構造に搭載してもよいことが想定され得る。そのような場合、支持体４の高さ調整はオプションとして設けることができ、厳密には、その高さ調節は同じハンドリング装置によりスタックから持ち上げられたシートにのみ作用するよう設けられる場合には必要ない。
【0061】
さらに、上記の説明は金属シートのハンドリングに言及しているが、この装置は別の性質および材料のシートのハンドリングにも適用できることが理解される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
