(57)【要約】【課題】積み重ねられた板材の一番上の板材を下側の板材から分離して確実に取出すことが可能な板材取出装置を提供する。【解決手段】スピーカ１０から板材１の固有振動数の音波を一番上の板材１ａに向けて出力し、音波を受けている一番上の板材１ａを移動手段で略上方に移動する。音波を受けている一番上の板材１ａは固有振動数で振動するのに対し、上から２番目以下の板材１は振動しないか又は僅かにしか振動しないので、一番上の板材１ａだけを下側の板材１から分離し、吸着装置５などで吸着して略上方に移動することで、一番上の板材１ａだけを取出す。このとき、一番上の板材１ａとその下の板材１との間にエアノズル１２で加圧空気を供給することにより、板材間に存在する油などの接着層を吹き飛ばすようにして板材１間に空気を送り込み、一番上の板材１ａとその下の板材１を離間する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積み重ねられた板材を積層の上から一枚ずつ取出す板材取出装置において、
前記板材の固有振動数の音波を積み重ねられた一番上の前記板材に向けて出力する音波出力手段と、
前記音波を受けている前記一番上の板材を少なくとも略上方に移動する移動手段と、を備えたことを特徴とする板材取出装置。
【請求項２】
前記一番上の板材をそれより下層の積み重ねられた前記板材から離間する離間手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の板材取出装置。
【請求項３】
前記離間手段は、前記一番上の板材とその下の前記板材との間に加圧空気を供給するエア供給手段であることを特徴とする請求項２に記載の板材取出装置。
【請求項４】
前記エア供給手段が前記音波出力手段の直近又は近傍に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の板材取出装置。
【請求項５】
前記音波出力手段がスピーカで構成され、該スピーカの中央部が前記一番上の板材の側端部に向かうように配置したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の板材取出装置。
【請求項６】
前記スピーカが前記一番上の板材の角部に配置されたことを特徴とする請求項５に記載の板材取出装置。
【請求項７】
前記スピーカが複数配置され、各スピーカから出力される前記音波の位相を一致させたことを特徴とする請求項５又は６に記載の板材取出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板材取出装置、特に、積み重ねられた板材を積層の上から一枚ずつ取出す板材取出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両の軽量化に伴って、例えばアルミニウム（合金）製の板材が採用され始めている。こうした板材からなる素材（ブランク）は、例えばプレス工程などを経て、所定の形状に形成される。平板状の板材のブランクは、一般的に、板材の上面と下面が互いに接するようにして積み重ねた状態で貯留・保管される。この積み重ねられた板材を積層の上から一枚ずつ取出す場合、例えば板材が鋼製である場合には、磁力を用いた周知の手法で一番上の板材を分離して取出すことができる。しかしながら、非磁性体であるアルミニウム製の板材では、この磁力を用いた周知分離手法が適用できない。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、非磁性体の板材を積層の一番上から取出すことが可能な板材取出装置が記載されている。この板材取出装置は、例えば電子部品の組立に使用される板材を積層の一番上から取出すにあたり、積層の一番上の板材を吸着ノズルで吸着保持して移動する際、吸着ノズルに保持されている板材を吸着ノズルごと超音波振動子で振動させ、吸着されている板材の下側に付着している別の板材を振るい落とすものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８３９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えばプレス成形に用いられるアルミニウム製の板材には、洗浄・防錆・潤滑を目的とする油が付着しており、この油が接着層となって板材同士を付着させているため、吸着・保持されている板材を超音波振動子で振動させても、吸着されている板材の下側に付着している別の板材を振るい落とすことができないおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、積み重ねられた板材の一番上の板材を下側の板材から分離して確実に取出すことが可能な板材取出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１に記載の板材取出装置は、
積み重ねられた板材を積層の上から一枚ずつ取出す板材取出装置において、前記板材の固有振動数の音波を積み重ねられた一番上の前記板材に向けて出力する音波出力手段と、前記音波を受けている前記一番上の板材を少なくとも略上方に移動する移動手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の規定する音波は、所謂可聴周波数の音波だけでなく、可聴周波数よりも周波数の大きい超音波や、可聴周波数よりも周波数の小さい超低周波音なども含む。また、この音波は、原則として、空気を伝播する弾性波とする。
【０００９】
この構成によれば、音波を受けている一番上の板材は固有振動数で振動する。このとき、上から２番目以下の板材は、上に載っている板材の質量が加わるので、固有振動数が異なり、そのため、振動しないか、又は僅かにしか振動しない。従って、この固有振動数で振動している一番上の板材だけを下側の板材から分離することができるので、この一番上の板材を例えば吸着手段などで吸着して略上方に移動することで、一番上の板材だけを確実に取出すことができる。
【００１０】
請求項２に記載の板材取出装置は、請求項１に記載の板材取出装置において、前記一番上の板材をそれより下層の積み重ねられた前記板材から離間する離間手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、音波を受けている一番上の板材を下側の板材から分離するだけでなく、それらを離間することにより、一番上の板材だけをより一層確実に取出すことができる。
【００１２】
請求項３に記載の板材取出装置は、請求項２に記載の板材取出装置において、前記離間手段は、前記一番上の板材とその下の前記板材との間に加圧空気を供給するエア供給手段であることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、上記固有振動数で振動している一番上の板材とその下の板材との間に加圧空気を供給することにより、例えば板材間に存在する油などの接着層を吹き飛ばすようにして板材間に空気を送り込むことができ、これにより一番上の板材とその下の板材とを確実に離間することができる。
【００１４】
請求項４に記載の板材取出装置は、請求項３に記載の板材取出装置において、前記エア供給手段が前記音波出力手段の直近又は近傍に配置されたことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、一番上の板材の音波による振動の発生源に加圧空気を供給することができ、これにより下側の板材と分離している一番上の板材を下側の板材からより一層確実に離間することができる。
【００１６】
請求項５に記載の板材取出装置は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の板材取出装置において、前記音波出力手段がスピーカで構成され、該スピーカの中央部が前記一番上の板材の側端部に向かうように配置したことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、出力される音波の振幅が最も大きいスピーカの中央部を一番上の板材の側端部に合わせることで、一番上の板材が側端部から固有振動数で効果的に振動し、これにより一番上の板材を下の板材から効率よく分離することができる。
【００１８】
請求項６に記載の板材取出装置は、請求項５に記載の板材取出装置において、前記スピーカが前記一番上の板材の角部に配置されたことを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、一番上の板材が角部から固有振動数で効果的に振動し、これにより一番上の板材を下の板材から効率よく分離することができる。
【００２０】
請求項７に記載の板材取出装置は、請求項５又は６に記載の板材取出装置において、前記スピーカが複数配置され、各スピーカから出力される前記音波の位相を一致させたことを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、一番上の板材が複数個所から固有振動数で同期して振動し、これにより一番上の板材を下の板材から効率よく分離することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、音波を受けている一番上の板材が固有振動数で振動するのに対し、上から２番目以下の板材は振動しないか又は僅かにしか振動しないので、固有振動数で振動している一番上の板材だけを下側の板材から分離することができ、その状態で一番上の板材を略上方に移動するだけで、一番上の板材だけを確実に取出すことができる。この一番上の板材は、板材に非接触の状態で分離することができるので、例えば音波出力手段をスピーカで構成することにより、機械的な構成を必要とすることなく一番上の板材だけを確実に分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の板材取出装置の一実施の形態を示す概略構成正面図である。
【図２】図１の板材取出装置の板材近傍の平面図である。
【図３】本発明の板材取出装置の他の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明の板材取出装置の更に他の実施の形態を示す主要部正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の板材取出装置の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態の板材取出装置の概略構成正面図であり、図２は、図１の板材取出装置の板材近傍の平面図である。この実施の形態の板材取出装置は、例えばパネルプレス工程の防音室２内に配設されている。図に示すように、この実施の形態の板材取出装置は、上下方向に積み重ねられている平板状の板材１から一番上の板材１ａだけを取出して、ベルトコンベヤなどの搬送装置３に移送するものである。これらの板材１は、例えば搬送用のスキッド４などの上方に積層状態に積み重ねられている。この実施の形態では、アルミニウム製の板材１を対象としている。また、板材１は、図２に示すように、略方形である。
【００２５】
この板材取出装置では、例えば一番上の板材１ａを吸着する吸着装置５が移送装置６に設けられ、この吸着装置５と移送装置６により、一番上の板材１ａだけを持ち上げて搬送装置３に移動するための移動手段が構成されている。移送装置６は、例えば産業用ロボットなどで構成され、この産業用ロボットのリンク先端に吸着装置５が取付けられている。この吸着装置５は、周知のように負圧によって板材１を吸着する吸盤機構５ａが設けられて構成され、この吸盤機構５ａには、吸盤内の空気を吸い出して板材１を吸着したり、吸盤内に空気を供給して吸着されている板材１を離したりするための図示しない吸排気装置が接続されている。そして、移送装置６によって吸着装置５が図の実線の位置から二点鎖線の位置まで往復移動され、実線の位置で一番上の板材１ａを吸着し、二点鎖線の位置でその板材１ａを離して搬送装置３上に移動する。吸着装置５及び移送装置６からなる移動手段は、防音室２の外部に設けられた制御部７に接続されており、この制御部７に記憶されているプログラムに従って制御される。なお、吸着装置５を移動する移送手段は、産業用ロボット以外のものであってもよい。また、一番上の板材１ａを搬送装置３に移動する移動手段は、吸着装置５以外のものであってもよい。
【００２６】
この実施の形態では、一番上の板材１ａをその下側の板材１（の積層）から分離するために、一番上の板材１ａの側端部位置に音波出力手段としてのスピーカ１０が配設されている。このスピーカ１０は、コーン（窪んだ円錐型）形状のダイナミック型スピーカである。このスピーカ１０は、図１に示すように、一番上の板材１ａの図示両側で、コーンの開口部が斜め下方向きになるように配設されている。具体的には、スピーカ１０の中央部が一番上の板材１ａの側端部に向かうように配置されている。また、この実施の形態では、スピーカ１０は、図２に示すように、略方形の板材１の４つの角部の全てに配置されている。これらのスピーカ１０からは、取出対象となる板材１の固有振動数の音波が同位相で出力される。出力される音波は、前述のように、可聴周波数だけでなく、超音波や低周波数音も含む。また、音波の出力は、上記制御部７によって制御される。
【００２７】
上記スピーカ１０の直近又は近傍には、一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂとの間に加圧空気を供給するためのエア供給手段（離間手段）としてのエアノズル１２が配設されている。このエアノズル１２には、図示しない開閉弁を介して加圧空気供給源が接続されており、この加圧空気供給源からの加圧空気が開閉弁の開時にエアノズル１２から吹き出され、一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂ間に加圧空気が吹き込まれる。この加圧空気は、後述するように、スピーカ１０からの板材固有振動の音波で分離している一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂを離間するだけでなく、板材１間で接着層を構成する油を吹き飛ばす作用もある。なお、このエアノズル１２は、上記スピーカ１０と共に、図示しない昇降装置によって、一番上の板材１ａが取出されるたびに板材１の厚さ分だけ下降される。この昇降装置の昇降動作も、上記制御部７によって制御される。
【００２８】
制御部７は、吸着装置５による一番上の板材１ａの取出操作の前に、スピーカ１０から板材固有振動数の音波を出力し、それと同時に、又は、その後に、エアノズル１２から加圧空気を吹き出す制御を行う。物体の固有振動数は、物体の剛性を質量で除した値の平方根に依存する。そのため、スピーカ１０からの板材固有振動数の音波を受けている一番上の板材１ａは、共振によって固有振動数で振動し、一方、上から２番目以下の板材１は、上に載っている板材１の質量が加わるために固有振動数が異なり、振動しないか、又は、僅かにしか振動しない。このように固有振動数で振動している一番上の板材１ａは、振動しないか、又は僅かにしか振動しない上から２番目以下の板材１から分離している。前述のように、プレス工程に用いられるアルミニウム製の板材１には、洗浄・防錆・潤滑を目的とする油が付着しており、この油が接着層となって板材同士を付着させている。しかしながら、たとえ接着層を構成する油が介在していても、固有振動数で振動している一番上の板材１ａと、振動しないか、又は僅かにしか振動しない上から２番目以下の板材１とは分離している。
【００２９】
従って、この一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂとの間に加圧空気を供給すれば、板材１間に存在する油が吹き飛ばされると共に、板材１間に空気が層状に入り込み、これにより一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂとが離間される。この状態で、例えば吸着装置５によって一番上の板材１ａを吸着し、その吸着装置５を吸着されている板材１ａと共に移送装置６で、少なくとも略上方に移動すれば、一番上の板材１ａだけをそれより下側の積層板材１から取出すことができる。そして、移送装置６によって搬送装置３の上方に板材１ａを移動し、その状態で、吸着装置５から板材１ａを外せば搬送装置３上に板材１ａが移送される。
【００３０】
このように、この実施の形態の板材取出装置では、積み重ねられた非磁性体の板材１を積層の上から一枚ずつ取出す場合に、音波出力手段であるスピーカ１０から板材１の固有振動数の音波を積み重ねられた一番上の板材１ａに向けて出力し、その音波を受けている一番上の板材１ａを移動手段で少なくとも略上方に移動する。音波を受けている一番上の板材１ａは固有振動数で振動するのに対し、上から２番目以下の板材１は、振動しないか、又は僅かにしか振動しないので、この固有振動数で振動している一番上の板材１ａだけを下側の板材１から分離することができ、この分離している一番上の板材１ａを吸着装置５などで吸着して略上方に移動することで、一番上の板材１ａだけを確実に取出すことができる。
【００３１】
また、一番上の板材１ａを、エアノズル（エア供給手段、離間手段）１２からの加圧空気で、それより下層の積み重ねられた板材１から離間する。即ち、音波を受けている一番上の板材１ａを下側の板材１から分離するだけでなく、それらを離間することにより、一番上の板材１ａだけをより一層確実に取出すことができる。
【００３２】
また、一番上の板材１ａとその下の板材１との間にエアノズル（エア供給手段）１２で加圧空気を供給する構成としたため、板材１間に存在する油などの接着層を吹き飛ばすようにして板材１間に空気を送り込むことができ、これにより一番上の板材１ａとその下の板材１とを確実に離間することができる。
【００３３】
また、エアノズル１２をスピーカ１０の直近又は近傍に配置したことにより、一番上の板材１ａの音波による振動の発生源に加圧空気を供給することができ、これにより下側の板材１と分離している一番上の板材１ａを下側の板材１からより一層確実に離間することができる。
【００３４】
また、スピーカ１０の中央部が前記一番上の板材１ａの側端部に向かうように配置したことにより、出力される音波の振幅が最も大きいスピーカ１０の中央部を一番上の板材１ａの側端部に合わせることで、一番上の板材１ａが側端部から固有振動数で効果的に振動し、これにより一番上の板材１ａを下の板材１から効率よく分離することができる。
【００３５】
また、スピーカ１０を前記一番上の板材１ａの角部に配置したことにより、一番上の板材１ａが角部から固有振動数で効果的に振動し、これにより一番上の板材１ａを下の板材１から効率よく分離することができる。
【００３６】
また、複数のスピーカ１０から出力される前記音波の位相を一致させたことにより、一番上の板材１ａが複数個所から固有振動数で同期して振動し、これにより一番上の板材１ａを下の板材１から効率よく分離することができる。
【００３７】
図３は、本発明の板材取出装置の他の実施の形態を示す図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は正面図である。この実施の形態の板材取出装置の図示以外の構成は、上記図１、図２の板材取出装置と同等である。また、この実施の形態の板材取出装置は、図１、図２の板材取出装置と類似しており、同等の構成も多い。そのため、同等の構成部材には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
図１、図２の実施の形態では、吸着装置５及び移送装置６からなる移動手段で一番上の板材１ａを上昇する際、その板材１ａとスピーカ１０との干渉を回避するため、スピーカ１０を一番上の板材１ａに対して斜め上方に設置した。これに対し、後述するように、板材固有振動数の音波で一番上の板材１ａを効率よく共振させるためには、図３に示すように、スピーカ１０の開口部を一番上の板材１ａに対して真直ぐ下向きにした方が、音波発信源であるスピーカ１０の近傍で音波を受ける面積が大きくなることから、音波のエネルギーが小さくて済む。
【００３９】
そこで、この実施の形態では、一番上の方形の板材１ａの４つの角部において板材端部の夫々の真上にスピーカ１０を配設し、それら４つのスピーカ１０の開口部を板材１ａの各角端部に向けて鉛直方向下向きに設定した。これにより、一番上の板材１ａの４つの角端部を、より小さな音波エネルギーで効率よく振動させ、上から２番目の板材１ｂから分離することが可能となる。そして、この分離状態で一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂとの間にエアノズル１２から加圧空気を供給して一番上の板材１ａを下層の板材１から離間し、その状態で、図１に示す吸着装置５及び移送装置６によって一番上の板材１ａを少なくとも略上方に移動して、一番上の板材１ａだけを取り出す。その際、一番上の板材１ａの上方に配置されたスピーカ１０がその板材１ａと干渉するおそれがあるので、例えば図に示す回動アーム１４を回転させて、各スピーカ１０を非干渉領域に退避させるようにした。
【００４０】
図４は、本発明の板材取出装置の更に他の実施の形態を示す主要部正面図である。この実施の形態の板材取出装置の図示以外の構成は、上記図１の板材取出装置と同等である。この実施の形態では、板材固有振動数の音波を出力する音波出力手段としてのコーン形状ダイナミック型のスピーカ１０を１つだけ用い、それを一番上の板材１ａの中央部上方に配設し、コーンの開口部を下向きにして配置した。また、一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂの離間手段であり、エア供給手段でもあるエアノズル１２は、板材積み重ね方向の側方に１か所だけ配設した。なお、この実施の形態では、スピーカ１０は、吸着装置５と共に移動される構成としたが、別々に移動可能な構成としてもよい。
【００４１】
音波によって固有振動数で振動する一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂの分離状態は、与えられる音波のエネルギー（例えば音波の振幅の２乗に比例）に依存する。従って、一番上の板材１ａに与えられる音波のエネルギーが、その一番上の板材１ａを固有振動で振動させて上から２番目の板材１ｂと分離するに足るものであれば、音波出力手段であるスピーカ１０は１つであってもよい。そして、このように固有振動数で振動する一番上の板材１ａが上から２番目の板材１ｂから分離していれば、一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂの間に、一か所から加圧空気を供給するだけで、それらの板材１を離間することも可能である。
【００４２】
即ち、一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂの離間手段であるエアノズル（エア供給手段）１２のレイアウトは、一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂの分離状態に依存し、一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂの分離状態は、音波出力手段であるスピーカ１０のレイアウトとスピーカ１０からの音波のエネルギーに依存する。従って、所望する一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂの分離状態及び離間状態に応じて、これらの諸元を設定すればよい。
【００４３】
なお、固有振動数で振動する一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂの離間手段は、加圧空気の供給以外の手段であってもよい。例えば、固有振動数で振動する一番上の板材１ａと上から２番目の板材１ｂの間に、楔のような機械的離間要素を差し込むものであってもよい。
【００４４】
本発明が上記していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当とされる特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１、１ａ、１ｂ  板材
５  吸着装置（移動手段）
６  移送装置（移動手段）
７  制御部
１０  スピーカ（音波出力手段）
１２  エアノズル（エア供給手段）
【図１】
2019172440.tif 000003
【図２】
2019172440.tif 000004
【図３】
2019172440.tif 000005
【図４】
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