(57)【要約】【課題】空の巻取リールのフランジ部が変形していても、空の巻取リールを支持できる巻取リールの交換装置を提供する。【解決手段】昇降ユニット１１０が、計測開始位置から計測終了位置へ移動する際、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６により、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲの基準点Ｏからの位置を検出する。ＰＬＣ２００は、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６からの信号により、昇降ユニット１１０を、第一爪部１４４及び第二爪部１４５を下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲ間に進入可能な爪部進入位置に配置されるように昇降装置１５０を制御するとともに、第一爪部１４４及び第二爪部１４５を、爪部進入位置において進入させるようにエアシリンダ１３０、１３１を制御する構成としている。【選択図】図６
2014205569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯と前記巻芯の両端に配置されるフランジ部とを有する巻取リールに、製品テープを巻き取る巻取機に用いられ、
前記製品テープを前記巻取リールの前記巻芯に巻取らせる巻取位置と、前記製品テープを満巻きした巻取リールを取出す取出位置と、空の巻取リールを充填する充填位置と、の三位置に保持板を配置可能とする移動装置と、
前記充填位置の上方に、水平方向で対向して配置されかつ駆動装置により相互に接近、離隔して前記空の巻取リールのフランジ部を下方から支持可能な第一爪部及び第二爪部と、
前記第一爪部及び第二爪部が配設される昇降ユニットを上下方向に沿って昇降可能とする昇降装置と、
を有する巻取リールの交換装置であって、
前記昇降ユニットに配設され、前記保持板に載置される前記空の巻取リールのフランジ部の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段が検出した前記空の巻取リールのフランジ部の位置を示す信号により、前記駆動装置及び前記昇降装置を制御する演算制御手段と、
を備え、
前記昇降装置により、前記昇降ユニットが、昇降して、
前記空の巻取リールを前記第一爪部及び第二爪部により支持する待機位置と、
前記待機位置より下側で前記第一爪部及び第二爪部を前記空の巻取リールから離脱させ前記保持板に前記空の巻取リールを載置する爪部離脱位置と、
前記位置検出手段を、最下段の前記空の巻取リールのフランジ部間、又は、下から三段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部間、の位置を計測可能な位置に配置させる計測開始位置と、
下から二段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部の位置の検出が終了する計測終了位置と、
に配置可能とされ、
前記昇降ユニットの上下方向における任意の位置を基準点として前記演算制御手段に記憶させ、
前記充填位置で上下方向を回転軸として前記空の巻取リールが、前記保持板に載置される状態において、
前記昇降ユニットが、前記計測開始位置にあるとき、前記位置検出手段を最下段の前記空の巻取リールの上下のフランジ部間、又は、下から三段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部間、の位置を計測可能な位置に配置させ、
前記昇降ユニットが、前記計測開始位置から前記計測終了位置へ移動する際、前記位置検出手段により、下から二段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部の前記基準点からの位置を検出し、
前記演算制御手段は、前記位置検出手段からの信号により、前記昇降ユニットを、前記第一爪部及び第二爪部が下から二段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部間に進入可能な爪部進入位置に配置されるように前記昇降装置を制御するとともに、前記第一爪部及び第二爪部を、前記爪部進入位置において進入させるように前記駆動装置を制御することを特徴とする巻取リールの交換装置。
【請求項２】
前記位置検出手段が、下から二段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部の、前記第一爪部が進入する側の位置を検出する第一位置検出手段と、
下から二段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部の、前記第二爪部が進入する側の位置を検出する第二位置検出手段と、
を有し、
前記駆動装置が、前記第一爪部及び第二爪部をそれぞれ独立駆動可能に配設され、
前記演算制御手段は、
前記昇降ユニットの前記爪部進入位置が、前記第一爪部側と前記第二爪部側とで、上下方向において異なる位置にある場合、
前記爪部進入位置が前記昇降ユニットの移動方向後側に位置する、前記第一爪部又は第二爪部の一方を進入させてから、前記爪部進入位置が前記昇降ユニットの移動方向前側に位置する、前記第一爪部又は第二爪部の他方を進入させるように制御することを特徴とする請求項１記載の巻取リールの交換装置。
【請求項３】
最下段の前記空の巻取リールの上側のフランジ部と、下から二段目の前記空の巻取リールの下側のフランジ部との、前記基準点からの位置を所定範囲として前記演算制御手段に記憶させ、
前記位置検出手段が、前記所定範囲内において、最下段の前記空の巻取リールの上側のフランジ部と、下から二段目の前記空の巻取リールの下側のフランジ部との隙間を検出したら、前記演算制御手段は、当該隙間の次の隙間であって最下段の前記空の巻取リールの上側のフランジ部の上側にある隙間を、下から二段目の前記空の巻取リールの前記フランジ部間の隙間として検出することを特徴とする請求項１又は２記載の巻取リールの交換装置。
【請求項４】
前記昇降ユニットには、下から二段目の前記空の巻取リールの有無を検出するリール検出部が配設され、
下から二段目の前記空の巻取リールがないと検出した場合、前記演算制御手段が、前記昇降ユニットの前記計測開始位置、前記計測終了位置及び前記爪部進入位置への昇降を行わないように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の巻取リールの交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状に連結された製品テープを、巻取機で巻取リールに巻き取る際に、満巻きした巻取リールを取り出し、空の巻取リールを巻取機に充填する巻取機に用いられる巻取リールの交換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の巻取機の巻取リールの交換装置として、特許文献１に記載されているものがあった。これによれば、軸方向を鉛直方向とした状態で巻取リールを下方から保持可能な保持板を、水平方向に移動させて、巻取位置、取出位置、充填位置で停止可能とされていた。
【０００３】
取出位置の上方に、水平方向で対向して配置されかつ相互に接近して巻取リールのフランジ部を下方から支持可能な第一爪部及び第二爪部と、第一爪部及び第二爪部を上下方向に昇降させる昇降装置と、が配設され、充填位置の上方に、水平方向で対向して配置されかつ相互に接近して巻取リールのフランジ部を下方から支持可能な第一爪部及び第二爪部と、第一爪部及び第二爪部を上下方向に昇降させる昇降装置と、が配設されていた。
【０００４】
そして、保持板が配置された取出位置では、満巻きの巻取リールを、順次、既に取り出して取出位置の上方で積み上げておいた満巻きの巻取リールの最下段直下に取り入れるように、取り出し、保持板が配置された充填位置では、予め、充填位置の上方で積み上げておいた空の巻取リールの最下段のものを、順次、保持板上に載置させて、交換作業を行なっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、円筒状の巻芯と、巻芯の両端部から径方向外側に突出する円盤状のフランジ部と、を有して形成される巻取リールは、変形しやすい段ボールで形成されるとともに、巻芯の幅が小さいものが多くなってきている。
【０００７】
そして、上記の巻取機の巻取リールの交換装置では、特に、充填位置においては、第一爪部及び第二爪部が空の巻取リールの上側のフランジ部の下面を支持する（上下のフランジ部間に第一爪部及び第二爪部が入り込む）ので、フランジ部が変形して、上下のフランジ部間の隙間が狭くなっていたりすると、第一爪部及び第二爪部で巻取リールのフランジ部を下方から支持できないおそれがあった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み、空の巻取リールのフランジ部が変形していても、空の巻取リールを支持できる巻取リールの交換装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明では、巻芯と前記巻芯の両端に配置されるフランジ部とを有する巻取リールに、製品テープを巻き取る巻取機に用いられ、
前記製品テープを前記巻取リールの前記巻芯に巻取らせる巻取位置と、前記製品テープを満巻きした巻取リールを取出す取出位置と、空の巻取リールを充填する充填位置と、の三位置に保持板を配置可能とする移動装置と、
前記充填位置の上方に、水平方向で対向して配置されかつ駆動装置により相互に接近、離隔して前記空の巻取リールのフランジ部を下方から支持可能な第一爪部及び第二爪部と、
前記第一爪部及び第二爪部が配設される昇降ユニットを上下方向に沿って昇降可能とする昇降装置と、
を有する巻取リールの交換装置であって、
前記昇降ユニットに配設され、前記保持板に載置される前記空の巻取リールのフランジ部の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段が検出した前記空の巻取リールのフランジ部の位置を示す信号により、前記駆動装置及び前記昇降装置を制御する演算制御手段と、
を備え、
前記昇降装置により、前記昇降ユニットが、昇降して、
前記空の巻取リールを前記第一爪部及び第二爪部により支持する待機位置と、
前記待機位置より下側で前記第一爪部及び第二爪部を前記空の巻取リールから離脱させ前記保持板に前記空の巻取リールを載置する爪部離脱位置と、
前記位置検出手段を、最下段の前記空の巻取リールのフランジ部間、又は、下から三段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部間、の位置を計測可能な位置に配置させる計測開始位置と、
下から二段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部の位置の検出が終了する計測終了位置と、
に配置可能とされ、
前記昇降ユニットの上下方向における任意の位置を基準点として前記演算制御手段に記憶させ、
前記充填位置で上下方向を回転軸として前記空の巻取リールが、前記保持板に載置される状態において、
前記昇降ユニットが、前記計測開始位置にあるとき、前記位置検出手段を最下段の前記空の巻取リールの上下のフランジ部間、又は、下から三段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部間、の位置を計測可能な位置に配置させ、
前記昇降ユニットが、前記計測開始位置から前記計測終了位置へ移動する際、前記位置検出手段により、下から二段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部の前記基準点からの位置を検出し、
前記演算制御手段は、前記位置検出手段からの信号により、前記昇降ユニットを、前記第一爪部及び第二爪部が下から二段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部間に進入可能な爪部進入位置に配置されるように前記昇降装置を制御するとともに、前記第一爪部及び第二爪部を、前記爪部進入位置において進入させるように前記駆動装置を制御する構成としている。
【００１０】
これによれば、空の巻取リールのフランジ部の位置を検出する前に、位置検出手段を、最下段の空の巻取リールの上下のフランジ部間、又は、下から三段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部間、に配置させているので、昇降ユニットが、計測開始位置から計測終了位置へ移動する際、位置検出手段が下から二段目の空の巻取リールの上下のフランジ部を確実に通過して、演算制御手段の空の巻取リールの上下のフランジ部間の隙間の検出精度を高めることができる。
【００１１】
そして、昇降ユニットを、第一爪部及び第二爪部が下から二段目の空の巻取リールの上下のフランジ部間に進入可能な爪部進入位置に配置されるように昇降装置を制御して、第一爪部及び第二爪部を爪部進入位置において進入させることで、下から二段目の空の巻取リールの上下のフランジ部と、第一爪部及び第二爪部と、が干渉するのを防止できるので、空の巻取リールのフランジ部が変形していても空の巻取リールを支持することができる。
【００１２】
また、前記位置検出手段が、下から二段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部の、前記第一爪部が進入する側の位置を検出する第一位置検出手段と、下から二段目の前記空の巻取リールの上下のフランジ部の、前記第二爪部が進入する側の位置を検出する第二位置検出手段と、を有し、前記駆動装置が、前記第一爪部及び第二爪部をそれぞれ独立駆動可能に配設され、前記演算制御手段は、前記昇降ユニットの前記爪部進入位置が、前記第一爪部側と前記第二爪部側とで、上下方向において異なる位置にある場合、前記爪部進入位置が前記昇降ユニットの移動方向後側に位置する、前記第一爪部又は第二爪部の一方を進入させてから、前記爪部進入位置が前記昇降ユニットの移動方向前側に位置する、前記第一爪部又は第二爪部の他方を進入させるように制御する構成とすることもできる。
【００１３】
これによれば、第一爪部と第二爪部の進入する側のそれぞれにおいて、第一爪部及び第二爪部の昇降ユニットの爪部進入位置が異なる場合、第一爪部と第二爪部をそれぞれ独立して進入させることが可能となり、下から二段目の空の巻取リールの上下のフランジ部の変形具合に、柔軟に対応することができる。それに加え、爪部進入位置が昇降ユニットの移動方向後側に位置する、第一爪部又は第二爪部の一方を進入させてから、爪部進入位置が昇降ユニットの移動方向前側に位置する、第一爪部又は第二爪部の他方を進入させるので、昇降ユニットを上げ下げすることなく動作可能となり作業効率を高めることができる。
【００１４】
また、最下段の前記空の巻取リールの上側のフランジ部と、下から二段目の前記空の巻取リールの下側のフランジ部との、前記基準点からの位置を所定範囲として前記演算制御手段に記憶させ、前記位置検出手段が、前記所定範囲内において、最下段の前記空の巻取リールの上側のフランジ部と、下から二段目の前記空の巻取リールの下側のフランジ部との隙間を検出したら、前記演算制御手段は、当該隙間の次の隙間であって最下段の前記空の巻取リールの上側のフランジ部の上側にある隙間を、下から二段目の前記空の巻取リールの前記フランジ部間の隙間として検出することとしている。
【００１５】
これによれば、最下段の空の巻取リールの上側のフランジ部と、下から二段目の空の巻取リールの下側のフランジ部との隙間を、下から二段目の空の巻取リールのフランジ部間の隙間として誤認することなく、第一爪部又は第二爪部を進入させることができる。
【００１６】
さらに、前記昇降ユニットには、下から二段目の前記空の巻取リールの有無を検出するリール検出部が配設され、下から二段目の前記空の巻取リールがないと検出した場合、前記演算制御手段が、前記昇降ユニットの前記計測開始位置、前記計測終了位置及び前記爪部進入位置への昇降を行わないように制御する構成としている。
【００１７】
これによれば、下から二段目の空の巻取リールがない場合、昇降ユニットが計測開始位置から爪部進入位置へ移動する際に、オペレータが空の巻取リールを補充してしまうと、位置検出手段が、位置を誤検出するおそれがある。よって、リール検出部が下から二段目の空の巻取リールがないと検出した場合、演算制御手段が、昇降ユニットの計測開始位置、計測終了位置及び爪部進入位置への昇降を行わないように制御することで、位置検出手段の位置の誤検出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に使用する交換装置が配置された巻取機の概略平面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】図１におけるＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】図１におけるＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】図５の部分拡大断面図である。
【図７】同実施形態の昇降フレーム付近の平面図である。
【図８】同実施形態の電気回路図である。
【図９】良品の空の巻取リールの場合の交換装置の動作状態図である。
【図１０】良品の空の巻取リールの場合の交換装置の動作状態図である。
【図１１】変形している空の巻取リールの場合の交換装置の動作状態図である。
【図１２】変形している空の巻取リールの場合の交換装置の動作状態図である。
【図１３】変形している空の巻取リールの場合の交換装置の動作状態図である。
【図１４】変形している空の巻取リールの場合の交換装置の動作状態図である。
【図１５】同実施形態の動作フロー図である。
【図１６】同実施形態の動作フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明における巻取機の一実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明では、各図面の矢印の、Ｆを前、ＲＥを後ろ、Ｒを右、Ｌを左、Ｕを上、Ｄを下、とする。
【００２０】
なお、巻取リールＷＲについては、巻取位置Ａにあるものを巻取リールＷＲＪ、取出位置Ｂにあり満巻きされたものを巻取リールＷＲＦ、充填位置Ｃにある空の巻取リールを巻取リールＷＲＥとする。また、フランジ部ＦＲを総称する場合には単にフランジ部ＦＲというものとし、上下の区別をするときには、上側のフランジ部ＦＲＵ、下側のフランジ部ＦＲＤと、いうものとする。
【００２１】
巻取機１０は、図１〜７に示すように慨略的には、台車２０上に、帯状の製品テープＷを送給する供給装置３０と、巻取駆動装置５０と、巻取リールの交換装置（以下、交換装置という）７０と、を備え、プレス機から送られてきた帯状の製品テープＷを、巻取位置Ａにおいて巻取リールＷＲＪに巻き取るとともに、層間紙Ｐと製品テープＷとを交互に巻き付けるものである。
【００２２】
プレス機から送られてきた製品テープＷは、巻取機１０より製品テープＷの送り方向の上流側で、図示しないガイドローラにより断面長手方向を水平方向に沿わせた状態から垂直方向に沿わせた状態にされ、供給装置３０に送られる。
【００２３】
供給装置３０は、巻取駆動装置５０の製品テープＷの送り方向の上流側（後側）に配設され、製品テープＷを巻取リールＷＲＪに向けて送給するように形成されている。
【００２４】
供給装置３０は、図１、２に示すように、ベース板３１、供給装置駆動手段３４、繰り出し用モータ３５、繰出ローラ３６、カッタ３７、ガイドアーム３８等を有して、台車２０の後側に配置されている。
【００２５】
台車２０上には、平板状のベース板３１が配置され、ベース板３１は、台車２０上に配設されたモータ３２、リンクアーム３３等で構成される供給装置駆動手段３４により、台車２０に対して上下方向を軸として回動可能とされている。
【００２６】
ベース板３１には、製品テープＷを所定時に強制的に搬送可能で繰り出し用モータ３５により駆動する繰出ローラ３６が設けられるとともに、製品テープＷが巻取リールＷＲＪに満巻きされた際に、製品テープＷを切断するカッタ３７が配設されている。
【００２７】
また、この巻取機１０は、製品テープＷと、層間紙リールＰＲから送られる層間紙Ｐと、補助テープリールＳＲから送られる補助テープＳＴと、を重合させて巻き取るものである。
【００２８】
ベース板３１の前側には、層間紙Ｐの端末を吸着して、巻取りが完了した巻取リールＷＲＪの外周面に層間紙Ｐの終端を止めたり、巻取位置Ａに置かれた巻取リールＷＲＪの巻芯ＲＣの外周面に層間紙Ｐの始端を止めたりするためのガイドアーム３８が、上下方向を軸として回動可能、かつ、巻取位置Ａに向かって配設されている。
【００２９】
ガイドアーム３８の製品テープＷの搬送方向の、上流側（後側）には補助テープＳＴを切断するエアハサミ３９が、下流側（前側）には層間紙Ｐを切断するエアハサミ４０が配設されている。
【００３０】
巻取駆動装置５０は、図３に示すように、巻取用モータ５１と、エアシリンダ５５と、を有している。
【００３１】
巻取用モータ５１は、ガイドブロック５２に支持されている。巻取用モータ５１の回転軸５１ａには、ゴム製の駆動ローラ５４が配設されている。
【００３２】
エアシリンダ５５は、台車２０に配設した支持プレート５６と固着されたブラケット５７に支持されている。エアシリンダ５５のピストンロッド５５ａは、ガイドブロック５２に接続されている。
【００３３】
支持プレート５６上には、ガイドブロック５２を摺動可能とするガイドレール５８が、配設されている。
【００３４】
エアシリンダ５５の作動により、ガイドブロック５２は、製品テープＷ巻取時、巻取用モータ５１の駆動ローラ５４を後述する保持板８０の円筒部８４に圧接させるように移動する。製品テープＷ巻取時以外には、エアシリンダ５５の作動により、駆動ローラ５４が、各軸受部７７の回転移動の支障とならないよう、円筒部８４に接触しない左側に移動している。
【００３５】
また、製品テープＷ巻取時には、巻取リールＷＲＪが保持板８０上で滑らないよう、押え板５９が巻取リールＷＲＪを保持板８０側へ押える構成としている。この押え板５９は、断面Ｌ字形のブラケット６０の下部に回動可能に支持されており、ブラケット６０は、ガイドレール６１に対して摺動可能なスライダ６２に固着されている。スライダ６２は、図示しないエアシリンダのピストンロッドに連結されている。ガイドレール６１は、後述する本体フレーム１００に取り付けられた支持部材６５に固定されている。
【００３６】
交換装置７０は、移動装置７１と、昇降ユニット１１０と、昇降装置１５０と、を有している。
【００３７】
移動装置７１は、図１、３、４、６に示すように、割出用モータ７２と、回転軸７３と、カムインデックス７４と、アーム７５と、を備えている。
【００３８】
割出用モータ７２は、回転軸７３を適切な回転数で回転させるための減速機付きで、台車２０上の前方左側に配設されている。
【００３９】
カムインデックス７４は、割出用モータ７２の図示しない出力軸に連結されている。
【００４０】
回転軸７３は、下部でカムインデックス７４と接続されている。回転軸７３の上部には、平面視において、回転軸７３を中心にして１２０°ずつに分割した三方へ水平方向に延びるアーム７５が配設されている。
【００４１】
割出用モータ７２の出力軸が一回転すると、カムインデックス７４によって回転軸７３が１２０°回転するように構成され、各アーム７５の先端部分が、巻取位置Ａ、取出位置Ｂ、及び、充填位置Ｃに配置されるように構成されている。
【００４２】
各アーム７５の先端には、図６に示すように、内周面にボールベアリング７６を配置させた軸受部７７が形成されている。そして、各軸受部７７に、それぞれ、保持板８０が配設されている。
【００４３】
各保持板８０は、外側円板部８１と、内側円板部８６と、から構成されている。
【００４４】
外側円板部８１は、略円板状の平板部８２と、平板部８２の中央下面側から下方へ延びて軸受部７７に保持される軸部８３と、を備えて構成されている。
【００４５】
平板部８２の外径寸法は、巻取リールＷＲＪ、ＷＲＥ、ＷＲＦのフランジ部ＦＲの外径寸法と略等しく構成されている。平板部８２の、中央下面側には軸部８３を覆うように円筒状の円筒部８４が下方へ突設され、中央上面側には円形状に凹んで、内側円板部８６の平板部８７を収納する凹部８２ａが形成されている。
【００４６】
軸部８３の中央には、平板部８２を含めて上下方向に貫通するスプライン孔８５が形成されている。
【００４７】
内側円板部８６は、円板状の平板部８７と、平板部８７の中央で上下方向に貫通するように配置される軸部８８と、を備えて構成されている。軸部８８の下部は、外側円板部８１のスプライン孔８５と対応したスプライン軸部８８ａとしており、その下端をスプライン孔８５から下方へ突出させている。軸部８８の上部には、平板部８７から上方へ突出する突出部８９が配設され、この突出部８９は、巻取リールＷＲＪ、ＷＲＥ、ＷＲＦの中心に形成された巻芯ＲＣが外嵌されることとなる。
【００４８】
なお、巻取時には、巻取用モータ５１のゴム製の駆動ローラ５４が、巻取位置Ａに配置された保持板８０の円筒部８４に向かって、図３の状態から右側に移動して、円筒部８４と圧接する。そして、巻取用モータ５１の作動により、駆動ローラ５４を介して保持板８０が回転し、保持板８０上に配置された巻取リールＷＲＪが保持板８０とともに回転し、製品テープＷと層間紙Ｐとを巻き取ることとなる。ちなみに、円筒部８４が回転すると、外側円板部８１が回転するとともに、軸部８８（スプライン軸部８８ａ）を軸部８３にスプライン結合させている内側円板部８６も、外側円板部８１と一体的に回転することとなる。
【００４９】
また、取出位置Ｂと充填位置Ｃとの台車２０上には、図３、４、６に示すように、取出位置Ｂと充填位置Ｃとに配置された保持板８０における内側円板部８６を上方へ突出させることができるよう、エアシリンダ９０、９１が配設されている。各エアシリンダ９０、９１は、ピストンロッド９０ａ、９１ａを上下方向に配置させ、各ピストンロッド９０ａ、９１ａを伸ばした際、内側円板部８６のスプライン軸部８８ａを押上げることができるように配置されている。
【００５０】
本体フレーム１００は、図３、４、６、７に示すように、台車２０上に配置され上下方向に沿って延びる五本の縦柱１０１と、縦柱１０１の上端を連結して平面視において矩形状に形成される四本の横柱１０２とを有して枠体状に形成されている。
【００５１】
本体フレーム１００の左側の横柱１０２には、平板状の支持板が下方に向かって配設され、支持板の右面に、上下方向に延びるガイドレール６１が固定され、これらのガイドレール６１には、昇降ユニット１１０の左面側に固着されたスライダ６２が摺動可能に嵌合されている。
【００５２】
昇降ユニット１１０は、図３〜７に示すように、昇降フレーム１１１と、爪部支持フレーム１１７と、を有している。昇降ユニット１１０は、空の巻取リールＷＲＥおよび満巻きした巻取リールＷＲＦを収納可能に形成され、本体フレーム１００内を昇降装置１５０によって上下方向に移動可能に形成されている。
【００５３】
昇降フレーム１１１は、上横枠１１２、中横枠１１３、下横枠１１４と、上横枠１１２、中横枠１１３、下横枠１１４を前後の端部において連結する縦枠１１５、１１６と、を有して、矩形枠体に形成されている。
【００５４】
爪部支持フレーム１１７は、取出位置Ｂの上方に配置される取出位置フレーム１１８と、充填位置Ｃの上方に配置される充填位置フレーム１２１との二つから構成されている。
【００５５】
取出位置フレーム１１８は、左右方向に延びる前枠１１９及び後枠１２０を有している。前枠１１９は、左側の端部で縦枠１１５の下端部から、後枠１２０は、左側の端部で下横枠１１４の前後方向における中央部から、右側に向かって延設されている。
【００５６】
充填位置フレーム１２１は、左右方向に延びる前枠１２２及び後枠１２３を有している。前枠１２２は、左側の端部で縦枠１１６の下端部から、後枠１２３は、左側の端部で下横枠１１４の前後方向における中央部から、右側に向かって延設されている。
【００５７】
取出位置フレーム１１８の前枠１１９には、左右方向に沿って延びるガイドレール１２４ａ、１２４ｂが、後枠１２０には、左右方向に沿って延びるガイドレール１２５ａ、１２５ｂが、それぞれ固定されている。取出位置フレーム１１８の前枠１１９の左側の端部と右側の端部には、エアシリンダ１２６、１２７がそれぞれ固定されている。
【００５８】
充填位置フレーム１２１の前枠１２２には、左右方向に沿って延びるガイドレール１２８ａ、１２８ｂが、後枠１２３には、左右方向に沿って延びるガイドレール１２９ａ、１２９ｂが、それぞれ固定されている。充填位置フレーム１２１の後枠１２３の左側の端部と右側の端部には、エアシリンダ１３０、１３１がそれぞれ固定されている。
【００５９】
スライダ１３２ａ、１３２ｂは、ガイドレール１２４ａに対して摺動可能に嵌合し、スライダ１３３ａ、１３３ｂは、ガイドレール１２４ｂに対して摺動可能に嵌合している。
【００６０】
スライダ１３４ａ、１３４ｂは、ガイドレール１２５ａに対して摺動可能に嵌合し、スライダ１３５ａ、１３５ｂは、ガイドレール１２５ｂに対して摺動可能に嵌合している。
【００６１】
スライダ１３６ａ、１３６ｂは、ガイドレール１２８ａに対して摺動可能に嵌合し、スライダ１３７ａ、１３７ｂは、ガイドレール１２８ｂに対して摺動可能に嵌合している。
【００６２】
スライダ１３８ａ、１３８ｂは、ガイドレール１２９ａに対して摺動可能に嵌合し、スライダ１３９ａ、１３９ｂは、ガイドレール１２９ｂに対して摺動可能に嵌合している。
【００６３】
取出位置フレーム１１８には、取出爪部１４０が配設され、充填位置フレーム１２１には、充填爪部１４３が配設されている。
【００６４】
取出爪部１４０は、左側に配置される第一爪部１４１と、右側に配置される第二爪部１４２を有している。
【００６５】
第一爪部１４１は、略矩形平板状に形成され、左側に半円弧状に凹む凹部１４１ａを備え、第二爪部１４２は、略矩形平板状に形成され、右側に半円弧状に凹む凹部１４２ａを備えている。
【００６６】
第一爪部１４１には、スライダ１３２ａ、１３２ｂ及びスライダ１３４ａ、１３４ｂが、第二爪部１４２には、スライダ１３３ａ、１３３ｂ及びスライダ１３５ａ、１３５ｂが、固着されている。第一爪部１４１、第二爪部１４２は、相互の間の中央を、取出位置Ｂの中央と一致させている。
【００６７】
充填爪部１４３は、左側に配置される第一爪部１４４と、右側に配置される第二爪部１４５（特許請求の範囲の第一爪部及び第二爪部に相当する）を有している。
【００６８】
第一爪部１４４は、略矩形平板状に形成され、左側に半円弧状に凹む凹部１４４ａを備え、第二爪部１４５は、略矩形平板状に形成され、右側に半円弧状に凹む凹部１４５ａを備えている。
【００６９】
第一爪部１４４には、スライダ１３６ａ、１３６ｂ及びスライダ１３８ａ、１３８ｂが、第二爪部１４５には、スライダ１３７ａ、１３７ｂ及びスライダ１３９ａ、１３９ｂが、固着されている。第一爪部１４４、第二爪部１４５は、相互の間の中央を、充填位置Ｃの中央と一致させている。
【００７０】
第一爪部１４１は、連結部材１４６を介してエアシリンダ１２６のピストンロッド１２６ａと連結され、第二爪部１４２は、連結部材１４７を介してエアシリンダ１２７のピストンロッド１２７ａと連結されている。
【００７１】
第一爪部１４４は、連結部材１４８を介してエアシリンダ１３０のピストンロッド１３０ａと連結され、第二爪部１４５は、連結部材１４９を介してエアシリンダ１３１のピストンロッド１３１ａと連結されている。
【００７２】
そして、これらの第一爪部１４１、第二爪部１４２、第一爪部１４４、第二爪部１４５は、エアシリンダ１２６、１２７、エアシリンダ１３０、１３１が作動してピストンロッド１２６ａ、１２７ａ、ピストンロッド１３０ａ、１３１ａを伸ばした際、平面視において、凹部１４１ａ、１４２ａ及び凹部１４４ａ、１４５ａの周縁が、保持板８０における内側円板部８６の平板部８７の外周縁より外側に配置され、かつ、巻取リールＷＲＥ、ＷＲＦのフランジ部ＦＲの外周縁より外側に配置され、また、エアシリンダ１２６、１２７、エアシリンダ１３０、１３１が作動してピストンロッド１２６ａ、１２７ａ、ピストンロッド１３０ａ、１３１ａを縮めた際、平面視において、凹部１４１ａ、１４２ａ及び凹部１４４ａ、１４５ａの周縁が、空の巻取リールＷＲＥ、ＷＲＦのフランジ部ＦＲの外周縁より外側に配置されるように構成されている。
【００７３】
昇降装置１５０は、図３、４、５、７に示すように、ガイドレール１５１、１５２と、スライダ１５４、１５５、１５６、１５７と、昇降用モータ１５８と、を有している。
【００７４】
ガイドレール１５１、１５２は、平面視における、本体フレーム１００の左側中央部に位置する縦柱１０１に、側面視において、上下方向に沿って配置されている。
【００７５】
スライダ１５４、１５６は上横枠１１２の左面側の面に、スライダ１５５、１５７は中横枠１１３の左面側の面に、前後方向に沿ってそれぞれ固着されている。
【００７６】
上横枠１１２の長手方向中央の内部には、ナット１６１が固着され、このナット１６１には、本体フレーム１００の左側の横柱１０２の中央に固定された昇降用モータ１５８からインデックス１５９を介して延びるねじ棒１６０が螺合されている。ねじ棒１６０を回動させる昇降用モータ１５８の作動により、昇降ユニット１１０がガイドレール１５１、１５２に沿って上下動することとなる。
【００７７】
本発明の要部を以下に説明する。充填位置フレーム１２１の前枠１２２及び後枠１２３には、保持板８０に載置される空の巻取リールＷＲＥのフランジ部ＦＲの位置を検出する位置検出手段１７０が配設されている。
【００７８】
位置検出手段１７０は、第一光電センサ１７１と、第二光電センサ１７６と、で構成されている。
【００７９】
第一光電センサ１７１は、投光素子１７２ａを有した投光器１７２と、受光素子１７３ａを有した受光器１７３と、を有している。投光器１７２は、後枠１２３の左側の部分にブラケット１７４を介して取り付けられ、第一爪部１４４より上側に配置されている。受光器１７３は、前枠１２２の左側の部分にブラケット１７５を介して取り付けられ、第一爪部１４４より上側に配置されている。投光器１７２と、受光器１７３は、同じ高さに配置されるとともに、投光素子１７２ａから受光素子１７３ａに向かって発射される信号光の光軸が、水平かつ前後方向に沿うように配置されている。本実施形態では、投光器１７２と、受光器１７３は、空の巻取リールＷＲＥの軸線方向における空の巻取リールＷＲＥ一つの長さ分、第一爪部１４４より上に配置されている。
【００８０】
第二光電センサ１７６は、投光素子１７７ａを有した投光器１７７と、受光素子１７８ａを有した受光器１７８と、を有している。投光器１７７は、後枠１２３の右側の部分にブラケット１７９を介して取り付けられ、第二爪部１４５より上側に配置されている。受光器１７８は、前枠１２２の右側の部分にブラケット１８０を介して取り付けられ、第二爪部１４５より上側に配置されている。投光器１７７と、受光器１７８は、同じ高さに配置されるとともに、投光素子１７７ａから受光素子１７８ａに向かって発射される信号光の光軸が、水平かつ前後方向に沿うように配置されている。本実施形態では、投光器１７７と、受光器１７８は、空の巻取リールＷＲＥの軸線方向における空の巻取リールＷＲＥ一つの長さ分、第二爪部１４５より上に配置されている。
【００８１】
投光素子１７２ａと受光素子１７３ａとの間、投光素子１７７ａと受光素子１７８ａとの間、に空の巻取リールＷＲＥのフランジ部ＦＲが位置して、光が遮られると空の巻取リールＷＲＥのフランジ部ＦＲの存在及び位置を検出する。
【００８２】
充填位置フレーム１２１の後枠１２３の左右方向における中央右寄りの位置には、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥの有無を検出するリール検出部としての光電センサ１９０が配設されている。光電センサ１９０は、ブラケット１９１を介して、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６より上側に配置されている。本実施形態では、空の巻取リールＷＲＥの軸線方向における空の巻取リールＷＲＥ二つの長さ分、第二爪部１４５より上に配置されている。
【００８３】
ガイドレール１５２には、昇降ユニット１１０の上限位置を検知する上端センサとしての近接スイッチ１９５が配設されている。本実施形態では、昇降ユニット１１０の近接スイッチ１９５と同じ高さを基準点Ｏとしている。
【００８４】
交換装置７０の制御回路は、第一光電センサ１７１、第二光電センサ１７６、光電センサ１９０及び近接スイッチ１９５が、図８に示すように、演算制御手段としてのプログラマブルコントローラ（以下、ＰＬＣという）２００に接続されている。ＰＬＣ２００は、ＭＰＵ演算部、メモリ部、入力部、出力部等を有して構成されている。電源２０１と昇降用モータ２０３との間に接続されるインバータ２０２にＰＬＣ２００は接続され、昇降用モータ２０３から、エンコーダ２０４を介して再びＰＬＣ２００に戻るよう接続されている。
【００８５】
また、ＰＬＣ２００は、ソレノイドバルブ２０５を介して第一爪部１４１を駆動させるエアシリンダ１２６と、ソレノイドバルブ２０６を介して第二爪部１４２を駆動させるエアシリンダ１２７と、ソレノイドバルブ２０７を介して第一爪部１４４を駆動させるエアシリンダ１３０と、ソレノイドバルブ２０８を介して第二爪部１４５を駆動させるエアシリンダ１３１と、接続されている。
【００８６】
ソレノイドバルブ２０５、２０６、２０７、２０８は、サブ電源２０９と接続され電力が供給されている。
【００８７】
上記構成の巻取機１０、交換装置７０の機能、作用を、図面９〜１６に基づいて説明する。なお、図９〜１４においては、見やすくするため充填位置フレーム１２１を構成する前枠１２２及び後枠１２３の一部、ブラケット１７４、１７５、ブラケット１７９、１８０、ブラケット１９１を省略してある。
【００８８】
巻取機１０は、特願平４−１６３１７０号（特開平６−５３５号公報）の巻取機の巻取リールの交換装置を改良したものである。巻取機１０の、移動装置７１による、巻取位置Ａ、取出位置Ｂ、充填位置Ｃへの移動の各行程、取出位置Ｂにおける第一爪部１４１及び第二爪部１４２の動作の行程、における機能、作用は本願発明においても同様であるので全部又は一部省略して簡単に説明する。
【００８９】
まず、変形のない空の巻取リールＷＲＥの場合の動作を説明する。プレス機から送られてきた帯状の製品テープＷを、巻取位置Ａに位置する巻取リールＷＲＪで巻き取っている状態においては、図９（ａ）に示すように、昇降ユニット１１０は、一番上側の待機位置にあり、充填位置フレーム１２１に配置される第一爪部１４４と、第二爪部１４５は、当初、空の巻取リールＷＲＥにおける、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上方側のフランジ部ＦＲＵ１の下面を支持している。本実施形態では、この状態における昇降ユニット１１０の近接スイッチ１９５と同じ高さの位置を基準点Ｏとして演算制御手段としてのＰＬＣ２００に記憶させている。
【００９０】
そして、巻取機１０の巻取用モータ５１が作動して巻取位置Ａの保持板８０上の巻取リールＷＲＪに製品テープＷと層間紙Ｐとが満巻きされると、巻取用モータ５１の駆動ローラ５４がエアシリンダ５５の作動により保持板８０の円筒部８４から前方側へ移動して離れ、割出用モータ７２が図示しない出力軸を一回転させる。
【００９１】
すると、移動装置７１の各アーム７５が１２０°回転し、巻取位置Ａに配置されていた保持板８０が取出位置Ｂに回転移動し、既に満巻きした巻取リールＷＲＦが取り出されて取出位置Ｂに配置されていた保持板８０が充填位置Ｃに回転移動し、既に空の巻取リールＷＲＥが充填されて充填位置Ｃに配置されていた保持板８０が巻取位置Ａに回転移動する。
【００９２】
そして、取出位置Ｂと充填位置Ｃに所定の保持板８０が配置されると、それぞれ、図３、４、６等に示すように、ピストンロッド９０ａ、９１ａを伸ばすようにエアシリンダ９０、９１が作動し、スプライン軸部８８ａを介して内側円板部８６がそれぞれ上昇する。
【００９３】
その後、昇降装置１５０の昇降用モータ１５８が昇降ユニット１１０を下降させるように作動し、爪部支持フレーム１１７の充填位置フレーム１２１を待機位置から、図９（ｂ）に示す爪部離脱位置へ移動させる。
【００９４】
爪部離脱位置において、充填爪部１４３側では、既にストックされていた空の巻取リールＷＲＥが、一旦、全部、充填位置Ｃに配置されかつ内側円板部８６上に載置されるとともに、第一爪部１４４と、第二爪部１４５は、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上下のフランジ部ＦＲの間に位置にある。
【００９５】
そして、ピストンロッド１３０ａ、１３１ａを縮めるようにエアシリンダ１３０、１３１が作動し、第一爪部１４４と、第二爪部１４５の凹部１４４ａ、１４５ａ周縁を、空の巻取リールＷＲＥのフランジ部ＦＲの外周縁より外側に配置させる。
【００９６】
すると、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の第一爪部１４４と、第二爪部１４５の支持が解除され、昇降ユニット１１０の上下方向への移動が、内側円板部８６にストックされた空の巻取リールＷＲＥ群と干渉することなく可能となり、さらに、昇降装置１５０の昇降用モータ１５８が昇降ユニット１１０を、爪部離脱位置から、図９（ｃ）に示す、計測開始位置へ下降させる。
【００９７】
昇降ユニット１１０が計測開始位置においては、位置検出手段１７０としての第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６は、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１のフランジ部ＦＲ間、を計測可能な位置（本実施形態では最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上下のフランジ部ＦＲの上下方向における中間位置）、に位置している。なお、昇降ユニット１１０は、この状態において、最下端に位置している。
【００９８】
ここで計測の前段階において、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６が、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１の下面から、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２と、の板厚を足した分移動した後に検知した隙間を、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲ間の隙間として判断するように予め設定してＰＬＣ２００に記憶させておく。
【００９９】
また、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１の下面から、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２と、の板厚を足した分移動するまでに検知した隙間を、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２との隙間として判断するように予め設定してＰＬＣ２００に記憶させておく。
【０１００】
下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２の上面の基準点Ｏからの位置と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上側のフランジ部ＦＲＵ２の下面の基準点Ｏからの位置と、の差を下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲの隙間の長さとする。なお、第一爪部１４４及び第二爪部１４５と、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６とは、空の巻取リールＷＲＥの軸線方向における空の巻取リールＷＲＥ一つの長さ分、第一爪部１４４より上に配置されているので、その分の位置の差を引いて算出するものとする。
【０１０１】
そして、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２の上面の基準点Ｏからの位置と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上側のフランジ部ＦＲＵ２の下面の基準点Ｏからの位置と、の中間位置において、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲ間に進入させるように第一爪部１４４及び第二爪部１４５を配置可能とした状態を、昇降ユニット１１０の爪部進入位置として予め設定してＰＬＣ２００に記憶させておく。
【０１０２】
昇降装置１５０の昇降用モータ１５８が昇降ユニット１１０を、図９（ｃ）に示す計測開始位置から、図９（ｄ）、図１０（ａ）を経て、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲの位置の検出が終了する図１０（ｂ）に示す、計測終了位置まで上昇させる。
【０１０３】
このとき、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６は、投光素子１７２ａ、１７７ａから受光素子１７３ａ、１７８ａに向かってそれぞれ信号光を発射する。最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上側のフランジ部ＦＲＵ２により、投光素子１７２ａ、１７７ａから受光素子１７３ａ、１７８ａに向かってそれぞれ発射される信号光が遮られ、図１０（ａ）の黒丸に示すように、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２、上側のフランジ部ＦＲＵ２間では、投光素子１７２ａ、１７７ａから受光素子１７３ａ、１７８ａに向かってそれぞれ発射される信号光が受光され、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲの基準点Ｏからの位置を検出する。
【０１０４】
良品の空の巻取リールＷＲＥの場合、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＵ２との間に隙間は発生しないので、図１０（ａ）に示すように、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲ間の隙間は正しく検出されることになる。
【０１０５】
第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６により検出された空の巻取リールＷＲＥ１、ＷＲＥ２のフランジ部ＦＲの位置を示す信号は、ＰＬＣ２００に送られ、ＰＬＣ２００は、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲの基準点Ｏからの位置、及び、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲ間の隙間の長さを算出し、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲの隙間の任意の位置を、第一爪部１４４及び第二爪部１４５の進入位置とする。本実施形態では、下から空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲ間の隙間の上下方向における中間位置を、第一爪部１４４及び第二爪部１４５の進入位置として設定している。
【０１０６】
昇降装置１５０の昇降用モータ１５８が昇降ユニット１１０を、図１０（ｂ）に示す計測終了位置から上昇させる。
【０１０７】
第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６が、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲ間の隙間の上下方向における中間位置まで来る（昇降ユニット１１０においては、図１０（ｃ）に示す爪部進入位置に来た事になる）と、ＰＬＣ２００は、駆動装置としてのエアシリンダ１３０、１３１を作動させて、第一爪部１４４及び第二爪部１４５を互いに接近させる。
【０１０８】
昇降装置１５０の昇降用モータ１５８が昇降ユニット１１０を、爪部進入位置から、図９（ｄ）に示す、待機位置まで上昇させる。待機位置においては、第一爪部１４４及び第二爪部１４５が、空の巻取リールＷＲＥにおける最下段となった空の巻取リールＷＲＥ２の上側のフランジ部ＦＲＵ２の下面を支持している。
【０１０９】
なお、図９（ｂ）に示す、爪部離脱位置において、光電センサ１９０が、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２がないと検出した場合、ＰＬＣ２００は、昇降ユニット１１０の計測開始位置、計測終了位置及び爪部進入位置への昇降を行わないように制御する。このとき、ＰＬＣ２００をブザーと接続しておき、空の巻取リールＷＲＥを補充するようにオペレータに警告を発するようにすることも可能である。
【０１１０】
次に、空の巻取リールＷＲＥのフランジ部ＦＲが変形している場合の、動作を説明する。良品の場合と同じ動作については全部又は一部省略する。
【０１１１】
図１１、１２、１３、１４に示す例では、空の巻取リールＷＲＥの上下のフランジ部ＦＲが変形し、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２の上面と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上側のフランジ部ＦＲＵ２の下面との間に隙間が生じているとともに、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲ間の隙間が良品の空の巻取リールＷＲＥに比べて狭くなっている。
【０１１２】
図１１（ａ）〜（ｃ）までは、良品の場合と同様である。
【０１１３】
上述したように、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１の下面から、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２と、の板厚を足した分移動した後に検知した隙間を、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲ間の隙間として判断するように予め設定してＰＬＣ２００に記憶させてある。
【０１１４】
それに加え、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１の下面から、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２と、の板厚を足した分移動するまでに隙間を検知した場合、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２との間に隙間が生じていることになるので、その隙間を無効なものとして判断し、次の隙間を下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲ間の隙間として検出するように予め設定してＰＬＣ２００に記憶させておく。
【０１１５】
昇降装置１５０の昇降用モータ１５８が昇降ユニット１１０を、図１１（ｃ）に示す計測開始位置から、１１（ｄ）、図１２（ａ）〜（ｄ）、図１３（ａ）を経て、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲの位置の検出が終了する図１３（ｂ）に示す、計測終了位置まで上昇させる。
【０１１６】
図１１、１２、１３、１４に示す変形した空の巻取リールＷＲＥの場合、図１２（ａ）の黒丸に示すように、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６が、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２との間に隙間をそれぞれ検出している。
【０１１７】
このとき、その隙間をＰＬＣ２００は、無効なものと判断し、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２と、の板厚を足した分移動した後に、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６が検出した隙間を、図１２（ｃ）、（ｄ）の黒丸に示すように、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲ間の隙間として判断する。
【０１１８】
図１２（ｃ）、（ｄ）においては、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲの曲がり具合が異なり、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６が検出した下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲ間の隙間の上下方向における中間位置が異なっている。下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲ間の第一爪部１４４と第二爪部１４５の進入する側のそれぞれにおいて、図１３（ｃ）、（ｄ）に示すように、第一爪部１４４側が下で、第二爪部１４５側が上となり、第一爪部１４４及び第二爪部１４５を進入させるための昇降ユニット１１０の爪部進入位置が異なっている。
【０１１９】
先に爪部進入位置に到達する、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲ間の隙間の上下方向における中間位置が下側（移動方向後側）に位置する、第一爪部１４４を進入させてから、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲ間の隙間の上下方向における中間位置が上側（移動方向前側）に位置する、他方の第二爪部１４５を進入させるように、ＰＬＣ２００により制御する。
【０１２０】
昇降ユニット１１０を、上下させることなく上側に向かって移動させるのみで作動させることができるとともに、第一爪部１４４と第二爪部１４５をそれぞれ独立して進入させることが可能となり、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲの変形具合に、柔軟に対応することができることになる。
【０１２１】
なお、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲ間の隙間が、第一爪部１４４及び第二爪部１４５の板厚よりも狭い場合には、二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の破損を防ぐため、昇降ユニット１１０の動作を停止させ、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲ間の隙間への第一爪部１４４及び第二爪部１４５の進入をさせないようにＰＬＣ２００により制御する。
【０１２２】
上記構成の交換装置７０では、巻芯ＲＣと巻芯ＲＣの両端に配置されるフランジ部ＦＲとを有する巻取リールＷＲＪに、製品テープＷを巻き取る巻取機１０に用いられ、製品テープＷを巻取リールＷＲＪの巻芯ＲＣに巻取らせる巻取位置Ａと、製品テープＷを満巻きした巻取リールＷＲＦを取出す取出位置Ｂと、空の巻取リールＷＲＥを充填する充填位置Ｃと、の三位置に保持板８０を配置可能とする移動装置７１と、充填位置Ｃの上方に、水平方向で対向して配置されかつエアシリンダ１２６、１２７、エアシリンダ１３０、１３１により相互に接近、離隔して空の巻取リールＷＲＥのフランジ部ＦＲＵを下方から支持可能な第一爪部１４４及び第二爪部１４５と、第一爪部１４４及び第二爪部１４５が配設される昇降ユニット１１０を上下方向に沿って昇降可能とする昇降装置１５０と、を有する巻取リールの交換装置であって、昇降ユニット１１０に配設され、保持板８０に載置される空の巻取リールＷＲＥのフランジ部ＦＲの位置を検出する位置検出手段１７０としての第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６と、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６が検出した空の巻取リールＷＲＥのフランジ部ＦＲの位置を示す信号により、エアシリンダ１３０、１３１及び昇降装置１５０を制御する演算制御手段としてのＰＬＣ２００と、を備え、昇降装置１５０により、昇降ユニット１１０が、昇降して、空の巻取リールＷＲＥを第一爪部１４４及び第二爪部１４５により支持する待機位置と、待機位置より下側で第一爪部１４４及び第二爪部１４５を空の巻取リールＷＲＥから離脱させ保持板８０に空の巻取リールＷＲＥを載置する爪部離脱位置と、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６を、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１のフランジ部ＦＲ間の位置を計測可能な位置に配置させる計測開始位置と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲの位置の検出が終了する計測終了位置と、に配置可能とされ、昇降ユニット１１０の上下方向における任意の位置を基準点ＯとしてＰＬＣ２００に記憶させ、充填位置Ｃで上下方向を回転軸として空の巻取リールＷＲＥが、保持板８０に載置される状態において、昇降ユニット１１０が、計測開始位置にあるとき、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６を最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上下のフランジ部ＦＲ間の位置を計測可能な位置に配置させ、昇降ユニット１１０が、計測開始位置から計測終了位置へ移動する際、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６により、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲの基準点Ｏからの位置を検出し、ＰＬＣ２００は、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６からの信号により、昇降ユニット１１０を、第一爪部１４４及び第二爪部１４５が下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲ間に進入可能な爪部進入位置に配置されるように昇降装置１５０を制御するとともに、第一爪部１４４及び第二爪部１４５を、爪部進入位置において進入させるようにエアシリンダ１３０、１３１を制御する構成としている。
【０１２３】
これによれば、二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲの位置を検出する前に、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６を、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上下のフランジ部ＦＲ間に配置させているので、昇降ユニット１１０が、計測開始位置から計測終了位置へ移動する際、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６が下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲを確実に通過して、ＰＬＣ２００の二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲ間の隙間の検出精度を高めることができる。
【０１２４】
そして、昇降ユニット１１０を、第一爪部１４４及び第二爪部１４５が下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲ間に進入可能な爪部進入位置に配置されるように昇降装置１５０を制御して、第一爪部１４４及び第二爪部１４５を爪部進入位置において進入させることで、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲと、第一爪部１４４及び第二爪部１４５とが干渉するのを防止できるので、二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲが変形していても二段目の空の巻取リールＷＲＥ２を支持することができる。
【０１２５】
また、位置検出手段１７０が、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲの、第一爪部１４４が進入する側の位置を検出する第一光電センサ１７１と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲの、第二爪部１４５が進入する側の位置を検出する第二光電センサ１７６と、を有し、エアシリンダ１３０、１３１が、第一爪部１４４及び第二爪部１４５をそれぞれ独立駆動可能に配設され、ＰＬＣ２００は、昇降ユニット１１０の爪部進入位置が、第一爪部１４４及び第二爪部１４５側とで、上下方向において異なる位置にある場合、爪部進入位置が昇降ユニット１１０の下側（移動方向後側）に位置する、第一爪部１４４及び第二爪部１４５の一方を進入させてから、爪部進入位置が昇降ユニット１１０の上側（移動方向前側）に位置する、第一爪部１４４及び第二爪部１４５の他方を進入させるように制御する構成とすることもできる。
【０１２６】
これによれば、第一爪部１４４及び第二爪部１４５の進入する側のそれぞれにおいて、第一爪部１４４及び第二爪部１４５の昇降ユニット１５０の爪部進入位置が異なる場合、第一爪部１４４及び第二爪部１４５をそれぞれ独立して進入させることが可能となり、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の上下のフランジ部ＦＲの変形具合に、柔軟に対応することができる。それに加え、爪部進入位置が昇降ユニット１１０の移動方向後側に位置する、第一爪部１４４及び第二爪部１４５の一方を進入させてから、爪部進入位置が昇降ユニット１１０の移動方向前側に位置する、第一爪部１４４及び第二爪部１４５の他方を進入させるので、昇降ユニット１１０を上げ下げすることをなく動作可能となり作業効率を高めることができる。
【０１２７】
また、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２との、基準点Ｏからの位置を所定範囲としてＰＬＣ２００に記憶させ、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６が、所定範囲内において、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２との隙間を検出したら、ＰＬＣ２００は、当該隙間の次の隙間であって最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１の上側にある隙間を、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲ間の隙間として検出することとしている。
【０１２８】
これによれば、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上側のフランジ部ＦＲＵ１と、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２との隙間を、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲ間の隙間として誤認することなく、第一爪部１４４及び第二爪部１４５を進入させることができる。
【０１２９】
さらに、昇降ユニット１１０には、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の有無を検出する光電センサ１９０が配設され、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２がないと検出した場合、ＰＬＣ２００が、昇降ユニット１１０の計測開始位置、計測終了位置及び爪部進入位置への昇降を行わないように制御する構成としている。
【０１３０】
これによれば、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２がない場合、昇降ユニット１１０が計測開始位置から爪部進入位置へ移動する際に、オペレータが空の巻取リールＷＲＥを補充してしまうと、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６が、位置を誤検出するおそれがある。よって、光電センサ１９０が下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２がないと検出した場合、ＰＬＣ２００が、昇降ユニット１１０の計測開始位置、計測終了位置及び爪部進入位置への昇降を行わないように制御することで、第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６の位置の誤検出を防止することができる。
【０１３１】
本発明の交換装置７０は、上記構成に限定されるものではない。即ち、本発明の要旨を逸脱しない限り各種の設計変更等が可能である。
【０１３２】
例えば、昇降ユニット１１０の計測開始位置を、位置検出手段１７０としての第一光電センサ１７１及び第二光電センサ１７６が、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１の上下のフランジ部ＦＲの上下方向における中間位置となる位置としているが、下から二段目の空の巻取リールＷＲＥ２の下側のフランジ部ＦＲＤ２との隙間を計測できるのであれば、最下段の空の巻取リールＷＲＥ１のフランジ部ＦＲ間、下から三段目の空の巻取リールＷＲＥ３の上下のフランジ部ＦＲ間、の任意の位置に設定することができる。
【０１３３】
上記実施形態では、二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲ間の隙間の上下方向における中間位置を、第一爪部１４４及び第二爪部１４５の進入位置として設定しているが、二段目の空の巻取リールＷＲＥ２のフランジ部ＦＲを破損させないのであれば、任意に選択することができる。
【符号の説明】
【０１３４】
１０  巻取機
７０  巻取リールの交換装置（交換装置）
７１  移動装置
８０  保持板
１１０  昇降ユニット
１１１  昇降フレーム
１１２  上横枠
１１３  中横枠
１１４  下横枠
１１５  縦枠
１１６  縦枠
１１７  爪部支持フレーム
１３０  エアシリンダ
１３１  エアシリンダ
１４３  充填爪部
１４４  第一爪部
１４５  第二爪部
１５０  昇降装置
１５８  昇降用モータ
１７０  位置検出手段
１７１  第一光電センサ
１７６  第二光電センサ
１９０  光電センサ
２００  ＰＬＣ
Ａ  巻取位置
Ｂ  取出位置
Ｃ  充填位置
Ｏ  基準点
Ｗ  製品テープ
ＷＲＪ  巻取リール
ＷＲＥ  空の巻取リール
ＷＲＥ１  最下段の空の巻取リール
ＷＲＥ２  下から二段目の空の巻取リール
ＷＲＦ  満巻きした巻取リール
ＣＲ  巻芯
ＦＲ  フランジ部
ＦＲＵ  上側のフランジ部
ＦＲＤ  下側のフランジ部
【図１】
2014205569.tif 000003
【図２】
2014205569.tif 000004
【図３】
2014205569.tif 000005
【図４】
2014205569.tif 000006
【図５】
2014205569.tif 000007
【図６】
2014205569.tif 000008
【図７】
2014205569.tif 000009
【図８】
2014205569.tif 000010
【図９】
2014205569.tif 000011
【図１０】
2014205569.tif 000012
【図１１】
2014205569.tif 000013
【図１２】
2014205569.tif 000014
【図１３】
2014205569.tif 000015
【図１４】
2014205569.tif 000016
【図１５】
2014205569.tif 000017
【図１６】
2014205569.tif 000018