(57)【要約】【課題】  磁気テープをパンケーキから引出す工程を自動化することでパンケーキ交換工程を全自動化できるパンケーキ自動交換ロボットを提供する。【解決手段】  送出軸１０５に装着されたパンケーキ１０４から磁気テープ１０７を引き出すために、第１のハンド１０３でパンケーキの着脱とテープ押圧を行わせ、第２のハンド１０６でテープエンド１０８を検出してテープの引出しを行わせる２アーム型パンケーキ自動交換ロボットを用い、テープ引出し用の第２ハンドの先端にはテープエンド１０８を検出する光センサー１１０を備えて、光センサー１１０がテープエンド１０８を検出して第２ハンド１０６によりテープエンド１０８を剥がす際に、第１ハンド１０３によりパンケーキ１０４を反対側より極低圧で押さえてテープ脱落を防止するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ハンドおよび第２ハンドを備えたパンケーキ交換用ロボットであって、前記第１ハンドの指先でパンケーキのナブハブ部分を把持し、前記第２ハンドの指先でパンケーキのテープエンドを検出することを特徴とするパンケーキ交換用ロボット。
【請求項２】
前記第１ハンドの指先端部近傍にパンケーキ外周面のテープを外側から極低圧で押圧するパッドを備えたことを特徴とする請求項１記載のパンケーキ交換用ロボット。
【請求項３】
前記第２ハンドの指先にパンケーキのテープエンドと磁気テープの反射率の違いからテープエンドを検出する光センサーを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のパンケーキ交換用ロボット。
【請求項４】
前記第２ハンドの２本の指で前記パンケーキのテープエンドを摘むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のパンケーキ交換用ロボット。
【請求項５】
前記第２ハンドの指にエアー吸引機構を備え、前記パンケーキのテープエンドを吸引することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のパンケーキ交換用ロボット。
【請求項６】
前記第２ハンドの指がパンケーキのテープエンドを検出して該テープエンドを挟み又は吸引し、その後該テープエンドをパンケーキから剥がす前に、前記第１ハンドの指が前記パンケーキのナブハブ部分を中心に前記テープエンドの反対側のパンケーキ外周面のテープを外側から極低圧で押圧してテープ脱落を防止し、その状態でテープ引出しを行うようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のパンケーキ交換用ロボット。
【請求項７】
１アームロボットの２機から成るパンケーキ交換用ロボットであって、第１ロボットのアームには請求項１〜６のいずれか１項記載のパンケーキ交換用ロボットの備えた前記第１アームの役割を、第２ロボットのアームには同じく前記第２アームの役割をそれぞれ実行させることを特徴とするパンケーキ交換用ロボット。
【請求項８】
その下部に自走型搬送機構を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のパンケーキ交換用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハブにテープが巻かれているパンケーキを送出軸に装着してテープを引出すパンケーキ交換の自動化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、パンケーキの自動装着・着脱装置はよく知られている（例えば、特許文献１参照）。図４は特許文献１に開示のパンケーキの装着・着脱装置の構成図である。図において、直交座標系走査機構１は、上下一対のガイドユニット２、３に案内されてＸ軸方向へ走査される走行ユニット４と、この走行ユニット４上をＹ軸方向へ走査されるキャリッジ５にはロボットハンド６が配設され、磁気テープ８０（図６参照）をハブ８１に巻き回したパンケーキ８が２次元的に移動される。このロボットハンド６を走査してストック装置７からパンケーキ８を取り出して送出軸９に装着し、パンケーキ８から磁気テープを巻取軸１０に巻き取る間に、磁気テープのエッジダメージやピンホールの有無などを検査し、検査終了後にロボットハンド６が巻取軸１０からパンケーキ８を外して良品と不良品に選別し、良品をストック装置１１に収納している。
【０００３】
そして、図５に示すように、ロボットハンド６は、キャリッジ５に固定されたベース部１２に、モータ１３を介してハンド部１４がＺ軸回りに回動自在に取り付けられ、このハンド部１４の先端部にはメカチャック１５を構成する係合爪１５ａと、弾性吸着パッド１６とがそれぞれ３基づつ配置されている。弾性パッド１６は、エアーシリンダー（図示していない）により進退駆動される。
一方、パンケーキ８は図６に示すように挿通孔８１ａを有する、いわゆるフランジの無いのＮＡＢハブ８１に所定長さの磁気テープ８０が巻回されたもので、ハブ８１の端面には吸着盤２０が当接してこれを吸着する吸着用凹部８１ｂと、係合爪１５ａが当接する係合用凹部８１ｃとがそれぞれ周方向に所定の間隔を置いて形成されている。また、パンケーキ８のハブ８１の挿通孔８１ａの内面凹部（３か所）に当接してパンケーキ８を各軸に対して垂直に姿勢固定するクランパにより、ハブ８１を軸に固定するようにしている。
【特許文献１】特開平８−１４７９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の特許文献１に示される方法は、パンケーキを送出軸に装着し、また、パンケーキを送出軸から取り外す際の自動交換に関するものであった。
しかしながら、送出軸にパンケーキを装着した後、送出軸からのテープの引出しをどのようにするか、その場合のテープエンドの検知の仕方、およびテープエンドを検知してテープエンドを外す場合に生ずる、テープがバラケてテープ脱落を起こす場合の防止策については何ら記載されていないし、その課題提起すら見られなかった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、単にパンケーキを送出軸まで搬送して、そこに装着するまでではなくて、その後の処理、すなわち送出軸からテープを引出す際に、テープエンドを検知する手段を設けて、その検知する手段によりテープエンドを検知してテープの引出しを開始すると時に、パンケーキの反対側からテープを押さえる手段を設けてテープ脱落を防止してテープ引出し工程を自動化するパンケーキ自動交換方法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】
【０００６】
上記問題を解決するため、請求項１に記載のパンケーキ交換用ロボットの発明は、第１ハンドおよび第２ハンドを備えたパンケーキ交換用ロボットであって、前記第１ハンドの指先でパンケーキのナブハブ部分を把持し、前記第２ハンドの指先でパンケーキのテープエンドを検出することを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のパンケーキ交換用ロボットにおいて、前記第１ハンドの指先端部近傍にパンケーキ外周面のテープを外側から極低圧で押圧するパッドを備えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のパンケーキ交換用ロボットにおいて、前記第２ハンドの指先にパンケーキのテープエンドと磁気テープの反射率の違いからテープエンドを検出する光センサーを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のパンケーキ交換用ロボットにおいて、前記第２ハンドの２本の指で前記パンケーキのテープエンドを摘むことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のパンケーキ交換用ロボットにおいて、前記第２ハンドの指にエアー吸引機構を備え、前記パンケーキのテープエンドを吸引することを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載のパンケーキ交換用ロボットにおいて、前記第２ハンドの指がパンケーキのテープエンドを検出して該テープエンドを挟み又は吸引し、その後該テープエンドをパンケーキから剥がす前に、前記第１ハンドの指が前記パンケーキのナブハブ部分を中心に前記テープエンドの反対側のパンケーキ外周面のテープを外側から極低圧で押圧してテープ脱落を防止し、その状態でテープ引出しを行うようにしたことを特徴とする。
請求項７記載の発明は、１アームロボットの２機から成るパンケーキ交換用ロボットであって、第１ロボットのアームには請求項１〜６のいずれか１項記載のパンケーキ交換用ロボットの備えた前記第１アームの役割を、第２ロボットのアームには同じく前記第２アームの役割をそれぞれ実行させることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項記載のパンケーキ交換用ロボットにおいて、その下部に自走型搬送機構を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、パンケーキをパンケーキストック装置から取り出し、送出軸まで搬送し、送出軸に装着し、その後、パンケーキのテープエンドを検出し、摘んで、磁気テープから引き剥がし、磁気テープを巻取軸まで引き回し、巻取軸に巻き付け、検査等を終了した後、送出軸に巻き戻されたパンケーキを送出軸から取り外し、別のパンケーキストック装置まで搬送する一連の動作を自動的に完遂することができるようになる自走型のロボットが得られるようになる。
特に、送出軸に装着されたパンケーキから磁気テープを引出す際に、テープエンドを検知する手段を設けて、その検知手段によりテープエンドを検知するようにしたのでテープの引出しを自動化できるようになり、また、テープエンドをパンケーキから剥がす時、あいている方のロボットハンドによりパンケーキの反対側からテープ外側を柔らかく押さえるようにしたのでテープ引出しの際に生ずるテープ脱落を防止でき、テープ引出し工程が自動化されてシステムの完全自動化が達成されるという効果がある。
また、パンケーキ交換用ロボットをテープの引出しと、テープ押圧用のロボットハンドを１台のロボットによる２ハンド型とすることで、装置の小型化と省スペースを実現できるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は本発明に係るパンケーキ自動交換用ロボットによりパンケーキを送出軸に装着してパンケーキのテープエンドを検出する動作を説明する概念斜視図であり、図２は図１に示すロボットによりパンケーキのテープエンドを摘んで磁気テープから引き剥がす際の動作を説明する概念斜視図である。
【００１０】
図１において、１００はエアーシリンダーやモータ等を動力とする自走型の搬送機構１０１にロボットベース１０２を載置したパンケーキ交換用ロボットで、２ハンド型ロボットを構成している。
１０３は第１ハンドで、その先端にパンケーキのＮＡＢハブ部分を把持する指１０３ａを少なくとも２本有している。パンケーキはその平面図を図６で示すように、ＮＡＢハブ８１はパンケーキの磁気テープ巻回体の作る面より若干突出する部分を有しており、この突出部分を第１ハンド１０３の２本の指１０３ａで把持するようにすればよい。又は、ＮＡＢハブ８１の有する凹部８１ｂの中へ２本の指１０３ａを入れて、内側から外側へ押圧した状態で把持するようにしてもよい。
このようにすれば第１ハンド１０３でパンケーキ１０４を把持することができるので、前段に設けられたパンケーキストッカー１１１から第１ハンド１０３でパンケーキのＮＡＢハブ部分を把持してパンケーキ１０４を取り出し、そのまま送出軸１０５まで搬送して、送出軸１０５に挿着することができる。
又、取外す操作の場合はこの逆が行われることとなる。
また、第１ハンド１０３はその指１０３ａにパンケーキ１０４の外周面のテープを外側から傷つけないように柔らかく極低圧で押圧するパッド１１４を備えている。
【００１１】
１０６はもう一方のロボットハンドである。
このハンド１０６はパンケーキ１０４の磁気テープ１０７の先端に設けられているテープエンド（粘着テープ等）１０８を摘んで、パンケーキ１０４から磁気テープ１０７を引き出す機能を実行するものである。そのために、ハンド１０６の先端にはテープエンド１０８を摘むことのできる２本の指１０９ａ、１０９ｂを有するチャック部１０９が装着されている。２本の指１０９ａ、１０９ｂの先端は磁気テープ１０７に仮接着してあるテープエンド１０８を磁気テープ１０７から剥がすために、テープエンド１０８の端を捲（めく）りあげることのできる繊細で薄くてコシのある剥離部材（図示なし）が設けられている。
【００１２】
又は、チャック部１０９はこの剥離部材に代えてエアー等によりテープエンド１０８を吸引する吸引機構（図示なし）を備えるようにしてもよい。
【００１３】
さらに、指１０９ａの先端部にはテーブエンド１０８を検出する光センサ１１０が設置されている。光センサ１１０はフォトカプラで構成し、発光部から発光した光が対象物に反射した反射光を受光部で受光し、その受光量から材質の変化を見ることができる。今の場合、テープエンド１０８は白系であり、磁気テープ１０７は黒系であるので、その反射光は大きく変化するから少量の光量受光から多量の受光に変化した点が磁気テープ１０７からテープエンド１０８に変わった点、すなわちテープエンド１０８の先端ということになる。
【００１４】
図において、１１２はテープ切換部でテープの切断、吸着、自動接合等によりテープ終端・始端処理等を行う。１１３はテープのガイドローラである。
【００１５】
図２は、ロボットが、送出軸１０５に装着されたパンケーキ１０４からテープエンド１０８を摘んでパンケーキ１０４から引き剥がす際の動作を説明するもので、図において、パンケーキ１０４は図１で送出軸１０５に装着されており、２ハンド型ロボットの第１アーム１０３はＮＡＢハブの把持を終了し、今度は先端の押圧するパッド１１４によってパンケーキ１０４外周面のテープを外側から柔らかく極低圧で押さえている。この状態で第２アーム１０６はその２本の指１０９ａ、１０９ｂでテープエンド１０８を挟んでパンケーキ１０４より引き出している。このようにすることで、磁気テープ１０７がパンケーキからバラけてテープ脱落を起こさないようになる。
【００１６】
図３は本発明に係るロボットが行うパンケーキの自動交換の一連のフローチャートである。
先ず、ワインダーにて巻取りを行っていたパンケーキ１０４が所定長の巻取りを終了したかを、テープ長の検出値より判断して（Ｓ２００）、終了ならば後段のテープ吸着保持、カッティング、自動接合などを行うテープ切換え部１１２により、パンケーキ送出軸１０５の使用済み側の方のテープパスを一部カットする（Ｓ２０１）。
パンケーキ切換え部１１２内の接合台（図示していない）をスライドさせ、先にカットしたテープパスエンドを接合手段により、接合テープを用いて自動接合してテープ終端処理を行う（Ｓ２０２）。
続いて、使用済みパンケーキのあるワインダーの所までロボット本体１０２を移動させ、第１ハンド１０３によって使用済みのパンケーキのハブクランプレバーを解除する（Ｓ２０３）。
【００１７】
第１ハンド１０３により、使用済みのパンケーキ１０４（図６参照）のＮＡＢハブを把持部１０３ａによりチャックして、パンケーキ送出軸１０５より使用済みのパンケーキ１０４を抜き取る（Ｓ２０４）。
ロボット本体１０２は、使用済みパンケーキ１０４のハブをチャックしたまま移動し、所定の場所に置く廃棄処理を行う（Ｓ２０５）。
次に、新規のパンケーキ１０４を専用車台（ストッカー）１１１よりハブをチャックして取出す（Ｓ２０６）。
ロボット本体１０２がパンケーキ交換のワインダー位置まで移動し、パンケーキ送出軸１０５にセットし、回転させてハブクランプを行い、送出軸１０５にハブ８１を固定する（Ｓ２０７）。
【００１８】
第１ハンド１０３によりクランプしたパンケーキ送出軸１０５を回転させながら、第２ハンド１０６に取り付けた光センサー１１０によりテープエンド１０８を検出して、所定の角度にてパンケーキの回転を停止させる（Ｓ２０８）。ここで、テープエンド１０８の検出は、通常、パンケーキ１０４に巻回されたテープ１０７のテープエンド１０８には一定幅の粘着テープ等が装着されて巻止められている。この粘着テープ１０８の部分の色は白色系で、テープ１０７は黒色系なので、光センサ１１０により光を投射して反射光を検出すれば、テープエンド１０８の部分は反射率が大きいので位置を検出できる。また、その場合にパンケーキ送出軸１０５をＬ（反時計回り）、Ｒ（時計回り）方向へ小刻みに回転させてテープエンド１０８の位置のサーチを行い、テープエンド１０８に対するチャック１０９の指部を位置決めする。
【００１９】
次に、ロボットＡ１０３により、パンケーキ１０４が外周部の脱落がないように、極低圧で押さえて、先程検出したテープエンド１０８を第２ハンド１０６によりチャックし、テープ接着部１０８（テープ端止め用の粘着テーブ）を剥す（Ｓ２０９）。この場合、図２に示すように、空いている第１ハンド１０３を移動させて、テープ１０７がバラけてテープ脱落を起こさないように、パンケーキ１０４の左側を軽く押圧するもので、先端把持部１０３ａのテープに接触する指の部分に、パンケーキ・ハブのチャック動作に邪魔にならない位置に、柔らかいテープとの接触抵抗の少ないパッド１１４等を貼り付けてもよい。また、テープ接着部１０８を剥す動作は、先に位置決めしたチャック部１０９の指部１０９ｂを粘着テープ１０８の裏側に潜り込ませ、粘着テープ部分１０８を両方の指部１０９ａ、１０９ｂで挟持して引剥す。
こうして粘着テープ１０８が剥がれたら、パンケーキ切換え部１１２のパンケーキ端部待機接合台に粘着テープ部分をセットする（Ｓ２１０）。
続いて、ワインダー操作パネルにあるパンケーキ端部１０８を吸着させる吸着テーブルのバキュームスイッチをＯＮさせ、粘着テープ部分１０８等の不要なパンケーキのはみ出し部分をカットしてテープ始端処理を行い、パンケーキ交換作業の１サイクルを終了する（Ｓ２１１）。
【００２０】
本ロボットによるパンケーキの自動交換は、以上のようなテープの検査工程に用いられるだけでなく、長尺のブラックテープや記録済みテープ等を巻いたパンケーキから、複数の短尺テープを切断して製作する場合にも用いられる。
【００２１】
また、以上の実施形態では、パンケーキ交換用ロボット１００は、１台のロボットに左ハンド１０３と右ハンド１０６を備える２ハンド型のロボットの例を説明したが、これに限定するものではなく、第１ハンド１０３と第２ハンド１０６を、それぞれ別ロボットとして２台ロボット型のシステムとして、同様な操作・制御を行うことももちろん可能である。この場合は、ハンドＡ、ハンドＢはそれぞれ別ロボットとなるので、ハンドＡ１０３によるパンケーキ１０４の押圧タイミングの設定等、動作によっては同期制御が必要になるが、各ロボットそれぞれは安価なロボットで済む。一方、２ハンド型ロボットは制御が複雑で単一ハンド型より高価であるが、システムを小型、省スペース化できる。
【００２２】
以上、本発明によれば、パンケーキをパンケーキストック装置から取り出し、送出軸まで搬送し、送出軸に装着し、その後、パンケーキのテープエンドを検出し、摘んで、磁気テープから引き剥がし、磁気テープを巻取軸まで引き回し、巻取軸に巻き付け、検査等を終了した後、送出軸に巻き戻されたパンケーキを送出軸から取り外し、別のパンケーキストック装置まで搬送する一連の動作を自動的に完遂することができるようになる自走型のロボットが得られるようになる。
特に、送出軸に装着されたパンケーキから磁気テープを引出す際に、テープエンドを検知する手段を設けて、その検知手段によりテープエンドを検知するようにしたのでテープの引出しを自動化できるようになり、また、テープエンドをパンケーキから剥がす時、あいている方のロボットハンドによりパンケーキの反対側からテープ外側を柔らかく押さえるようにしたのでテープ引出しの際に生ずるテープ脱落を防止でき、テープ引出し工程が自動化されてシステムの完全自動化が達成されるという効果がある。
また、パンケーキ交換用ロボットをテープの引出しと、テープ押圧用のロボットハンドを１台のロボットによる２ハンド型とすることで、装置の小型化と省スペースを実現できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るパンケーキ自動交換用ロボットによりパンケーキを送出軸に装着してパンケーキのテープエンドを検出する動作を説明する概念斜視図である。
【図２】図１に示すロボットによりパンケーキのテープエンドを摘んで磁気テープから引き剥がす際の動作を説明する概念斜視図である。
【図３】本発明に係るロボットが行うパンケーキの自動交換の一連のフローチャートである。
【図４】特許文献１に開示のパンケーキの装着・着脱装置の構成図である。
【図５】図４に示すロボットハンドの断面図である。
【図６】図４に示すハブの平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１００  パンケーキ交換用ロボット
１０１  搬送機構
１０２  ロボットベース
１０３  第１ハンド
１０４  パンケーキ
１０５  送出軸
１０６  第２ハンド
１０７  テープ
１０８  テープエンド
１０９  チャック
１０９ａ、１０９ｂ  指
１１０  光センサ
１１１  パンケーキ・ストッカ
１１２  パンケーキ切換え装置
１１３  ガイドローラ
１１４  パット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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