(57)【要約】      （修正有）【課題】ロールｔｏロール方式による生産機に、ロール体の胴部を支持された胴受けのロールを自動供給する装置を提供することを目的とする。【解決手段】ロール体２００を胴部で支える台１７付きのステージ１６と、ステージを移動する５軸移動機構部１１，１２，１３，１４，１５と、ステージの位置を制御する制御部と、コア２０１の両端をチャッキングするチャッキング装置１５０の一方付近にカメラ３０を備え、最初に、カメラの光軸に、コアの中心軸がくるように移動をおこなって、カメラの光軸にコアの中心軸を合わす動作（第１動作）を行い、さらに、ロール体のコアの中心軸がチャッキング装置の中心軸に沿うようステージを移動する（第２動作）。【選択図】図１
2018043805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部のコアとロール本体とを備えたロール体を、ロール体がチャッキングされる装置側の所定部位に、取り付けるロール供給装置であって、
ロール体をロールの胴の胴部で支える台付きのステージと、
ステージを移動する機構部と、
ステージの位置を制御する制御部と、
コアの両端をチャッキングするチャッキング装置の一方付近にカメラと、
チャッキング部の他方の固定部材の壁に設けられた単色板とを備えており、
前記機構部は、水平方向（Ｘ、Ｙ）駆動機構と上下方向（Z）駆動機構、水平旋回方向（θ１）駆動機構、垂直旋回方向（θ２）駆動機構からなり、
前記制御部は、カメラ部で捉えたコアの画像から、カメラ部側のコアの位置と単色板側のコアの位置を、画像処理部で認識し、ロール体のコアの中心軸を、カメラの光軸に合わす姿勢制御を前記機構部で行い、さらに、ロール体のコアの中心軸がチャッキング装置の中心軸に沿うようステージを移動することを特徴とするロール供給装置。
【請求項２】
中心部のコアとロール本体とを備えたロール体を、ロール体がチャックされる装置側の所定部位に、取り付けるロール取り付け方法であって、
コアの両端をチャッキングするチャッキング装置の一方に設けられたカメラによって、ロール体のカメラ部側のコアと、チャッキング装置の他方に設けられたマーキング部側のコアを、捉える画像取得工程と、
取得した画像から、ロール体の姿勢を、カメラの光軸に合わす制御量を取得し、ロール体のコアの中心軸を、カメラの光軸に合わす姿勢制御工程と、
予め取得してあったチャッキング装置中心軸と前記カメラ部光軸の距離分、ロール体の姿勢確保のまま、ロール体を移動する移動工程と、
を有するロール取り付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロールｔｏロール方式による生産機にロールを自動供給する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
グラビア印刷機、フィルム用コータ機などのロールｔｏロール方式による生産機に、ロールを供給する場合、自動搬送車にロールを積載し、ロールのコアを生産機のチャッキング装置の前で位置決めし、チャッキングが行われる。
【０００３】
自動搬送車にロールを搭載する搭載部を備え、その搭載部は、上下方向と水平方向に移動する機構を有し、ロールのコアを載せるアーム端面に検出手段を設け、生産機においてチャッキング装置付近にレーザ光源を設け、レーザ光源のレーザ光を、前記検出手段で検知し、この信号によりロール搭載部の移動機構を制御し、生産機のチャッキング装置に、ロールのコアを位置決めするロール自動供給装置が提供されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、ロールｔｏロール方式による生産機に供給するロールは、ロール体のコアで支える形態ではなく、ロール体の胴部を支持された胴受けの形態のものがあり、そのロールの生産機への自動供給はできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４０９５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ロールｔｏロール方式による生産機に、ロール体の胴部を支持された胴受けのロールを自動供給する装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明の請求項１に係る発明は、中心部のコアとロール本体とを備えたロール体を、ロール体がチャッキングされる装置側の所定部位に、取り付けるロール供給装置であって、ロール体をロールの胴の胴部で支える台付きのステージと、ステージを移動する機構部と、ステージの位置を制御する制御部と、コアの両端をチャッキングするチャッキング装置の一方付近にカメラと、チャッキング部の他方の固定部材の壁に設けられた単色板とを備えており、前記機構部は、水平方向（Ｘ、Ｙ）駆動機構と上下方向（Z）駆動機構、水平旋回方向（θ１）駆動機構、垂直旋回方向（θ２）駆動機構からなり、前記制御部は、カメラ部で捉えたコアの画像から、カメラ部側のコアの位置と単色板側のコアの位置を、画像処理部で認識し、ロール体のコアの中心軸を、カメラの光軸に合わす姿勢制御を前記機構部で行い、さらに、ロール体のコアの中心軸がチャッキング装置の中心軸に沿うようステージを移動することを特徴とするロール供給装置である。
【０００８】
本発明の請求項２に係る発明は、中心部のコアとロール本体とを備えたロール体を、ロール体がチャックされる装置側の所定部位に、取り付けるロール取り付け方法であって、
コアの両端をチャッキングするチャッキング装置の一方に設けられたカメラによって、ロール体のカメラ部側のコアと、チャッキング装置の他方に設けられたマーキング部側のコアを、捉える画像取得工程と、取得した画像から、ロール体の姿勢を、カメラの光軸に合わす制御量を取得し、ロール体のコアの中心軸を、カメラの光軸に合わす姿勢制御工程
と、予め取得してあったチャッキング装置中心軸と前記カメラ部光軸の距離分、ロール体の姿勢確保のまま、ロール体を移動する移動工程と、を有するロール取り付け方法である。
【発明の効果】
【０００９】
ロールｔｏロール方式による生産機に、ロール体の胴部を支持された胴受けのロールを自動供給する装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】は本発明の第一実施形態におけるロール体供給装置の構造を示す概略図である。
【図２】は本発明の第一実施形態におけるロール体供給装置でロール体コアの画像をカメラで取得するときの装置の概略図である。
【図３】は図１のロール体供給装置においてカメラ画像によりロール体受け台のステージの位置を調整する機構を制御する制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】は本発明におけるロール体の位置とカメラ画像の関係を説明する図（機構省略）であり、第１動作の位置制御が完了した段階の状態である。（ａ）は側面図、（ｂ）上面図、（ｃ）はカメラ画像である。
【図５】は本発明におけるロール体の位置とカメラ画像の関係を説明する図（機構省略）であり、第１動作の位置制御前で単色板側のコア端面形状の中心がカメラの中心軸にあるがカメラ側のコア端面形状の中心がカメラの中心軸よりも上にある場合である。（ａ）は側面図、（ｂ）上面図、（ｃ）はカメラ画像である。
【図６】は本発明におけるロール体の位置とカメラ画像の関係を説明する図（機構省略）であり、第１動作の位置制御前で、カメラ側のコア端面形状の中心が、カメラの中心軸にあるが、単色板側のコア端面形状の中心が、カメラの中心軸の左にある場合である。（ａ）は側面図、（ｂ）上面図、（ｃ）はカメラ画像である。
【図７】は本発明においてカメラ画像よりロール体の位置制御を行う工程を一例で説明する図である。（ａ）から（ｅ）にかけて順を追ってロール体位置制御による画像の変化を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の第一実施形態のロール供給装置について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明の第一実施形態におけるロール体供給装置の構造を示す概略図である。
【００１３】
本発明の第一実施形態におけるロール体供給装置は、ロール体をロールの胴部で支える台１７付きのステージ１６と、ステージ１６を移動する機構部３００を、自動搬送車１０の上に備え、ステージ１６の位置を制御する制御部５０とコア２０１の両端をチャッキングするチャッキング装置１５０の一方付近の固定部材１０１の壁にカメラ３０と、チャッキング装置１５０の他方の固定部材１００の壁に設けられた単色板２０を備えている。
【００１４】
機構部３００は、Ｘ軸駆動機構１３、Ｙ軸駆動機構１２、Ｚ軸駆動機構１１、θ１軸（水平旋回方向）駆動機構、θ２軸（垂直旋回方向）駆動機構からなる。
【００１５】
座標軸において、Ｘ軸は、紙面の左右方向、Ｙ軸は、紙面の奥行き方向、Ｚ軸は、紙面の上下方向とする。
【００１６】
図２は本発明の第一実施形態におけるロール体供給装置でロール体コアの画像をカメラで取得するときの装置の概略図である。
【００１７】
また、図３は図１のロール体供給装置においてカメラ画像によりロール体受け台のステージの位置を調整する機構を制御する制御部の構成を示すブロック図である。カメラ３０の画像を、画像処理部４０で画像処理し、その情報を制御部５０に伝え、制御部５０ではＸ軸駆動機構１３、Ｙ軸駆動機構１２、Ｚ軸駆動機構１１、θ１軸（水平旋回方向）駆動機構、θ２軸（垂直旋回方向）駆動機構に、画像情報処理で判断する制御指令を与える。
【００１８】
ロール２００の姿勢の制御の内容を説明する。ロール２００の姿勢の制御は、３動作あり、初期動作として、カメラ３０の光軸前に、ロール２００のコア２０１の軸中心が近くなるようにし、次に第１動作として、カメラ３０の光軸前に、ロール２００のコア２０１の中心軸を合わせ、次に第２動作として、このままのロール２００の姿勢で、ロール２００のコア２０１の中心軸が、チャッキング装置１５０の中心軸になるようにステージ１６をＺ軸駆動機構１１で移動する。
【００１９】
＜初期動作＞
ロール２００のコア２０１をカメラ３０の画像として捉えられるようにカメラ３０の光軸近くに、ロール２００のコア２０１の中心軸がくるように、また両側のチャッキング装置の中間に、ロール２００の長さの中心がくるように、自動搬送車両１０と機構部３００によって、ロール２００の位置決めが制御部５０によって行われる。
【００２０】
＜第１動作＞
制御部５０は、カメラ３０で捉えたコアの画像から、カメラ３０側のコア２０１の位置と単色板２０側のコア２０１の位置を、画像処理部４０で認識し、ロール２００体のコア２０１の中心軸を、カメラ３０の光軸に合わす姿勢制御を機構部３００で行う（第１動作）。
【００２１】
単色板２０は、中空越しにカメラ３０で捉える単色板２０側のコア２０１の端面の形状のコントラストを上げるためのものであり、面発光光源でもよい。
【００２２】
カメラ３０の画像と、ロール２００の位置との関係について図４から図６によって説明する。
【００２３】
図４は本発明におけるロール体の位置とカメラ画像の関係を説明する図（機構部３００は省略）であり、第１動作の位置制御が完了した段階の状態を想定している。側面図（図４（ａ））、上面図（図４（ｂ））に示したように、カメラ３０の光軸に、ロール２００のコア２０１の中心軸があった状態であり、図４（ｃ）のカメラ画像では、カメラ中心軸３１に、カメラ側コア端面形状２０２の中心と、単色板側コア端面形状の中心が同一点になっている。
【００２４】
次にロール２００体の位置において、ロール２００のコア２０１の中心軸が、カメラ３０の光軸からずれている場合を例示する。
【００２５】
図５は本発明におけるロール体の位置とカメラ画像の関係を説明する図（機構部３００は省略）であり、側面図（図５（ａ））、上面図（図５（ｂ））に示すように、単色板２０側のコア２０１端面形状の中心がカメラ３０の中心軸にあるがカメラ３０側のコア２０１端面形状の中心がカメラ３０の中心軸よりも上にある場合である。この場合図５（ｃ）のカメラ画像で見られる画像になる。第１動作の位置制御が必要とされる場合である。
【００２６】
図６は本発明におけるロール体の位置とカメラ画像の関係を説明する図（機構部３００は省略）であり、側面図（図６（ａ））、上面図（図６（ｂ））に示すように、カメラ３０側のコア２０１端面形状の中心が、カメラ３０の中心軸にあるが、単色板２０側のコア２０１端面形状の中心が、カメラ３０の中心軸の左にある場合である。この場合図６（ｃ）のカメラ画像で見られる画像になる。第１動作の位置制御が必要とされる場合である。
【００２７】
次に第１動作の位置制御の内容を説明する。図７は本発明においてカメラ画像よりロール体の位置制御を行う工程を一例で説明する図である。（ａ）から（ｅ）にかけて順を追ってロール体位置制御による画像の変化を模式的に示した図である。
【００２８】
初期動作としてロール２００のコア２０１をカメラ３０の前に移動した場合、図７（ａ）のようなカメラ３０画像になっていたとする。第１動作における制御は、２段階で行われる。
【００２９】
第１段階は、カメラ側コア端面形状２０２の中心をカメラ３０の光軸であるカメラ中心軸３１にあうように、Ｚ軸駆動機構１１、Ｙ軸駆動機構１２、Ｘ軸駆動機構１３を制御部５０は制御する。
【００３０】
第２段階は、単色板側コア端面形状２０３の中心をカメラ側コア端面形状２０２の中心をカメラ３０の光軸にあうように、θ１軸（水平旋回方向）駆動機構１４、θ２軸（垂直旋回方向）駆動機構１５を制御部５０は制御する。
【００３１】
＜第１動作第１段階＞
図７（ａ）のようなカメラ３０画像は、カメラ側コア端面形状２０２の中心も単色板側コア端面形状２０３の中心もカメラ中心軸３１に合っていない。そこでまず、カメラ側コア端面形状２０２の中心をカメラ中心軸３１に合わす制御を行う。
【００３２】
図７（ｂ）では、図７（ａ）の画像においてカメラ側コア端面形状２０２の中心を出し、カメラ側コア端面形状２０２の中心のＹ軸方向線であるカメラ側コア端面形状中心周りＹ軸２１１と、カメラ側コア端面形状２０２の中心のＺ軸方向線であるカメラ側コア端面形状中心周りＺ軸２１２を、画像処理部４０で算出した。
【００３３】
この図７（ｂ）における画像処理部４０の算出結果から、カメラ中心軸を含むＺ平面断面線３３とカメラ側コア端面形状中心周りＺ軸２１２との間の画像上での距離を計測し、ＬＹを得る。また、カメラ中心軸を含むＹ平面断面線３２とカメラ側コア端面形状中心周りＹ軸２１１との間の画像上での距離を計測し、ＬＺを得る。
【００３４】
画像上距離ＬＹに応じて、カメラ中心軸を含むＺ平面断面線３３に、カメラ側コア端面形状中心周りＺ軸２１２が重なるように、Ｙ軸駆動機構１２により、ステージ１６を移動する。画像上距離ＬＹに応じてどの程度駆動したらよいかは事前に調査しておく。
【００３５】
画像上距離ＬＺに応じて、カメラ中心軸を含むＹ平面断面線３２に、カメラ側コア端面形状中心周りＹ軸２１１が重なるように、Ｚ軸駆動機構１３により、ステージ１６を移動する。画像上距離ＬＺに応じてどの程度駆動したらよいかは事前に調査しておく。
【００３６】
以上の図７（ｂ）において、カメラ３０画像より、Ｙ軸駆動機構１２、Ｚ軸駆動機構１３でステージ１６を動かして、図７（ｃ）のような画像が得られ、カメラ側コア端面形状２０２の中心がカメラ中心軸３１に合った。
【００３７】
＜第１動作第２段階＞
図７（ｄ）では、図７（ｃ）の画像において単色板側コア端面形状２０３の中心を出し、単色板側コア端面形状２０３の中心のＹ軸方向線である単色板側コア端面形状中心周りＹ軸２２１と、単色板側コア端面形状２０３の中心のＺ軸方向線である単色板側コア端面形状中心周りＺ軸２２２を、画像処理部４０で算出した。
【００３８】
この図７（ｄ）における画像処理部４０の算出結果から、カメラ中心軸を含むＺ平面断
面線３３と単色板側コア端面形状中心周りＺ軸２２２との間の画像上での距離を計測し、ＭＹを得る。また、カメラ中心軸を含むＹ平面断面線３２と単色板側コア端面形状中心周りＹ軸２２１との間の画像上での距離を計測し、ＭＺを得る。
【００３９】
画像上距離ＭＹに応じて、カメラ中心軸を含むＺ平面断面線３３に、単色板側コア端面形状中心周りＺ軸２２２が重なるように、θ１軸（水平旋回方向）駆動機構１４により、ステージ１６を移動する。画像上距離ＭＹに応じてどの程度駆動したらよいかは事前に調査しておく。
【００４０】
画像上距離ＭＺに応じて、カメラ中心軸を含むＹ平面断面線３２に、カメラ側コア端面形状中心周りＹ軸２１１が重なるように、θ２軸（垂直旋回方向）駆動機構１５により、ステージ１６を移動する。画像上距離ＭＺに応じてどの程度駆動したらよいかは事前に調査しておく。
【００４１】
以上の図７（ｄ）において、カメラ３０画像より、θ１軸（水平旋回方向）駆動機構１４、θ２軸（垂直旋回方向）駆動機構１５でステージ１６を動かして、図７（e）のような画像が得られ、単色板側コア端面形状２０３の中心がカメラ中心軸３１に合った。
【００４２】
第１段階と第２段階によって、カメラ側コア端面形状２０２の中心と単色板側コア端面形状２０３の中心とカメラ中心軸３１に合った。
【００４３】
＜第２動作＞
さらに、ロール２００体のコア２０１の中心軸を、カメラ３０の光軸であるカメラ中心軸３１からチャッキング装置１５０の中心軸に沿うようにステージ１６を移動（第２動作）する。チャッキング装置１５０の中心軸１５１とカメラ３０の光軸であるカメラ中心軸３１の距離ｄは予め取得してあり、その値を使用する。
【００４４】
これによって、ロール２００のロールｔｏロール方式による生産機へのチャッキングが可能になり、生産機によってチャッキングが行われ、ロール２００が生産機へ供給される。
【００４５】
本発明のロール体供給装置により、ロールｔｏロール方式による生産機に、ロール体の胴部を支持された胴受けのロールを自動供給する装置を提供することが可能となった。
【符号の説明】
【００４６】
１０・・・自動搬送車両
１１・・・Ｘ軸駆動機構
１２・・・Ｙ軸駆動機構
１３・・・Ｚ軸駆動機構
１４・・・θ１軸駆動機構
１５・・・θ２軸駆動機構
１６・・・ステージ
１７・・・台
２０・・・単色板
３０・・・カメラ
３１・・・カメラ中心軸
３２・・・カメラ中心軸を含むＸ平面断面線
３３・・・カメラ中心軸を含むＹ平面断面線
４０・・・画像処理部
５０・・・制御部
１００・・・固定部材１
１０１・・・固定部材２
１５０・・・チャッキング装置
１５１・・・チャッキング装置中心軸
２００・・・ロール
２０１・・・コア
２０２・・・カメラ側コア端面形状
２０３・・・単色板側コア端面形状
２１１・・・カメラ側コア端面形状中心周りＹ軸
２１２・・・カメラ側コア端面形状中心周りＺ軸
２２１・・・単色板側コア端面形状中心周りＹ軸
２２２・・・単色板側コア端面形状中心周りＺ軸
【図１】
2018043805.tif 000003
【図２】
2018043805.tif 000004
【図３】
2018043805.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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