(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層されたシート群から１枚の最上位シートを分離して取り出す装置であって、積層されたシート群に向けて略水平方向にエアを噴射して上から１ないし複数枚のシートを浮遊させて分離させる手段と、最上位シートを吸着具によって吸着して吊り上げて移送する手段と、移送手段によって最上位シートが吊り上げられる高さ範囲内に所定の気流を作って吸着具によって吸着された状態でその範囲内に入った最上位シートにフラッタ振動をおこさせる振り落し手段とを備えてなるシート取り出し装置。
【請求項２】
前記分離手段は、主として、最上位シートの側方近接位置からエアを噴射する第１ノズルで構成され、前記振り落し手段は、主として、第１ノズルよりも上方に配置されてエアを噴射する第２ノズルで構成される請求項１記載のシート取り出し装置。
【請求項３】
第２ノズルが第１ノズルの後方かつ上方位置に配設され、第２ノズルは第１ノズルと略同一方向にエアを噴射するとともに、第２ノズルのエア噴射圧力が第１ノズルのエア噴射圧力よりも低く設定されている請求項２記載のシート取り出し装置。
【請求項４】
積層されたシート群の側方からエアを噴射して上から１ないし複数枚のシートを分離可能な状態にし、その後に最上位シートを吸着具で吊り上げて移送する際に、その吸着具によって吊り上げられたシートに所定の気流を作用させて吸着具によって吸着された状態の最上位シートにフラッタ振動をおこさせるようにしたことを特徴とするシート取り出し方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層されたシート群から最上位の１枚のシートを分離して取り出すシート取り出し装置とシート取り出し方法に関し、特に、１枚の最上位シートのみを確実に分離する機構を簡単かつ安価に実現する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレス用鋼板が積層されたシート群から最上位の１枚のプレス用鋼板を取り出してプレス機に供給する鋼板供給装置が開発されている。この種の鋼板供給装置は磁気フロータを備えている。磁気フロータは、積層された複数枚のプレス用鋼板の一側部を同一極に磁化して磁気的に互いに反発分離させる。この作用によって上から数枚のプレス用鋼板が磁気的に分離される。積層されたシート群から磁気的に分離された最上位の１枚のプレス用鋼板は、バキュームリフタ等の移送装置に吸着されて次工程に送られる。このとき、２枚のプレス用鋼板が分離されないで２枚重ねの状態で吸着されていると、磁気フロータが下側の鋼板を磁気的に吸引して最上位の１枚のシートから引き剥がそうとする。
【０００３】
プレス用鋼板には油が付着しており、その付着量が多いと油による吸着力が強くなり、磁気フロータでは２枚重ね状態のプレス用綱板を分離するのが難しくなる。場合によってはバキュームリフタにプレス用鋼板が２枚重ねの状態で吸着されたままで次工程に送られてしまう。磁気フロータの磁力を高めると、磁気的分離力が高められ、２枚重ね状態で吸着された下側鋼板を最上位鋼板から引き剥がす効果が増大するが、今度は、バキュームリフタに吸着されたプレス用鋼板が磁気フロータに吸引されて傾くことがあり、移送に支障をきたすことがある。磁気フロータでは、２枚吸着を確実に防止しながら、安定的に鋼板を供給しつづけることが難しい。また、磁気フロータは高値であり、設備費を安くしたいという要請がある。
【０００４】
そこで、磁気フロータを使用しない分離手段が提案されている。特開平３−６７８２２号公報に開示された「積層薄板材料の個別取出し機構」では、積層された薄板材料に近接する上方から薄板材料の縁辺付近に部分的に圧縮空気を吹付ける上部エアノズルと、最上位の薄板材料とその下層の薄板材料との境界付近に側方から圧縮空気を吹付ける側部エアノズルとを利用する。この分離装置では、上部エアノズルからのエア噴射で最上層の薄板材料を部分的に持ち上げ、部分的に持ち上がった部分と下層の薄板材料との間隔に側部エアノズルからエアを噴射することで最上位の薄板を下層の薄板から分離させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この個別取り出し機構は、比較的多くの油が付着していることがあるプレス用鋼板等の積層（スタック）から最上位の１枚のプレス用鋼板を分離させるには向いていない。上部エアノズルから噴射されるエアによってプレス用網板の上面に付着している油は吹き飛ばされるが、プレス用鋼板間に入り込んで上下のプレス用鋼板を密着させている油は除去されないために、最上位のプレス用鋼板とその下層のプレス用鋼板が分離しない場合がある。また、プレス用鋼板の移送のじゃまにならないように、上部エアノズルを可動式に構成する必要があり、それだけ設備が複雑になって設備費のコストダウンが阻害される。
【０００６】
本発明では、積層されたシート群から最上位の１枚のシートを確実に分離して取り出すシート取り出し装置を簡素な構成で実現することを目的にする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、前記各請求項に記載された構成のシート取り出し装置およびシート取り出し方法によって解決される。
請求項１のシート取り出し装置は、積層されたシート群から１枚の最上位シートを分離して取り出すための装置であり、積層されたシート群に向けて略水平方向にエアを噴射して上から１ないし複数枚のシートを浮遊させて分離させる手段と、最上位シートを吸着具によって吸着して吊り上げて移送する手段と、移送手段によって最上位シートが吊り上げられる高さ範囲内に所定の気流を作って吸着具によって吸着された状態でその範囲内に入った最上位シートにフラッタ振動をおこさせる振り落し手段を備えている。
【０００８】
請求項１記載のシート取り出し装置では、分離手段が積層されたシート群に向けてエアを噴射すると、最上位シートの上面に沿って流れる気流（噴流）によって最上位シートには揚力が作用する。また、積層されたシート群の側面に衝突するエアはシートをめくり上げようとし、シート間に少しでも隙間ができると隙間の深くまで入り込んで上側のシートを押し上げる。こうして上から1ないし複数枚のシートは積層されたシート群から分離して浮き上がる。一旦浮き上がったシートは、その後のそのシートが下降して下側シートに重ねられても、両者間には気泡が入り込んでおり、分離し易い状態を維持する。
続いて、シート間に気泡が入り込んだために下側シートから分離可能状態になった最上位シートを移送手段の吸着具で吸着して吊り上げる。吊り上げられたシートは、振り落し手段が作る気流の作用を受ける領域を通過するために、その領域を通過するときにフラッタ振動（自励振動によりばたつく振動）する。最上位シートと次層のシートとの間に多量の油が入り込んでいてシート間の密着力が高いと、２枚重ね状態で吊り上げられることがあるが、２枚重ね状態で吊り上げられても、その２枚重ねのシートにフラッタ振動が生じるために、下側のシートは確実に振り落とされ、枚の最上位シートのみを確実に取り出すことができる。
【０００９】
請求項２に記載のシート取り出し装置では、主として、最上位シートの側方近接位置からエアを噴射する第１ノズルで分離手段を構成し、主として、第１ノズルよりも上方に配置されてエアを噴射する第２ノズルで振り落し手段が構成される。
この装置では、主として第１ノズルのエア噴射によって上から１ないし複数枚のシートを浮き上がらせる一方、主として第２ノズルのエア噴射によってシートにフラッタ振動をおこさせるための気流を作っている。第１および第２ノズルを別々に構成し、それぞれ最適なエア噴射ができるように設定できる。
【００１０】
請求項３に記載のシート取り出し装置では、第２ノズルが第１ノズルの後方かつ上方位置に配設され、第２ノズルは第１ノズルと略同一方向にエアを噴射するとともに、第２ノズルのエア噴射圧力が第１ノズルのエア噴射圧力より低く設定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明者は本発明を完成する過程で次のような知見を得た。すなわち、前記分離手段として、近接ノズルを積層されたシート群の上端部縁辺に近接配置したとき（図１参照）と比べ、その近接ノズルの若干後方に遠方ノズルを追加配置したとき（図２参照）の方がシートの浮き上がり量を増大させ得る。また、ノズルを前後に組み合わせたものを何組か使用したときの方が、同じ個数のノズルを横一列（左右）に分散配置して使用するときよりはるかに効果的である。経験的にいって、前側の近接ノズルから噴射されるエアは、最上位シートとその下層のシートとの隙間の深くまで入り込んで最上位シートの広い範囲で下層シートから分離させる一方、後側の遠方ノズルからのエアは、最上位シートをさらに押し上げる（浮き上がり量を増大させる）力に効果的に変換される。このとき、近接ノズルのエア噴射圧力よりも遠方ノズルのエア噴射圧力を低く設定しても浮き上がり量を増大させる効果が十分に得られるので、エアの節約ができる。
【００１２】
すなわち、請求項３でいう第２ノズルは、上記知見を踏まえて第１ノズルの後方かつ上方位置に配設されたものであり、図３に示したように、第２ノズル（遠方ノズル）から出る噴流の一部が積層されたシート群の上端部に作用して第１ノズル（近接ノズル）の噴流によって浮き上がるシートの浮き上がり量をさらに増大させる。これと同時に、第２ノズルから出る噴流の一部（上側部分）は、最上位シートが浮き上がるときの浮遊高さを超えた高さ範囲に、シートにフラッタ振動をおこさせるための気流を作ることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、積層されたシート群に向けてエアを噴射して上から１ないし複数枚のシートを分離可能な状態にし、その後に最上位シートを吸着具で吊り上げて移送する際に、その吸着具によって吊り上げられたシートに所定の気流を作用させて吸着具によって吸着された状態の最上位シートにフラッタ振動をおこさせる。
この方法によれば、積層されたシート群から分離したシートが２枚密着した状態で吊り上げられた場合であっても、それらのシートにフラッタ振動をおこさせることによって下側のシートを振り落として１枚の最上位シートのみを確実に取り出すことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図４はシート取り出し装置のノズル配置を説明する平面図、図５は同取り出し装置の要部を示す正面図である。両図に示すように、昇降可能に形成された載置台１の上に複数枚のプレス用鋼板（以下、単に「鋼板」という）Ｐを積み重ねた積層Ｓがセットされる。本例では、板厚が０．４〜４ｍｍ、一辺の長さが２ｍ程の四角形の鋼板Ｐを対象ワークとする。載置台１の側部には起立する丸棒状の積層ガイド２が設けられ（図５では省略した）、４本の積層ガイド２により積層Ｓの位置決め（後記するように、上から数枚の鋼板が浮遊するが、その浮遊状態の鋼板の水平位置も積層ガイド２で規制される）がなされる。積層上端の両側には、対を成す第１ノズルＡと第２ノズルＢが、片側について２組づつ配設されている。なお、鋼板Ｐの大きさに合わせて適宜にノズル対を増減させるのが好ましい。
【００１５】
積層Ｓに近接配置される近接ノズルである第１ノズルＡと、第１ノズルＡの後方やや上方位置に設置される遠方ノズルである第２ノズルＢとは、図外のエア供給装置に接続され、供給された圧縮エアをノズル先端から水平方向に噴射する。第１ノズルＡと第２ノズルＢは、図６に示すように、ハウジング３に多数のノズル４が設けられたものであり、所定の範囲にわたってエアを噴射できるようになっている。本例では、ハウジング３の全高寸法は４０ｍｍである。なお、積層Ｓの積み重ね高さ（初期高さ）は、第１ノズルＡの上端から２０ｍｍ下に積層上端が位置するようにセットされる。
【００１６】
各ノズルの平面的な位置関係は、積層上端の縁辺から第１ノズルＡの先端までが１０ｍｍ、積層上端の縁辺から第２ノズルＢの先端までが１５０ｍｍである。隣接する第１ノズルＡ同士のピッチは３５０ｍｍであり、対をなす第１ノズルＡと第２ノズルＢは横方向に５０ｍｍずらして配設されている。そして、高さ方向には第２ノズルＢが第１ノズルＡより２０ｍｍ高くなるように配設されている。このように、第１ノズルＡと第２ノズルＢは互いの噴射方向が若干オフセットされているが、図３に模式的に示したように、第１ノズルＡの噴流を第２ノズルＢの噴流がほぼ包み込んでしまうように近接して設けられている。
また、第１ノズルＡのエア噴射圧力は０．５ＭＰａ、第２ノズルＢのエア噴射圧力は０．３ＭＰａに設定した。
なお、本発明でいう分離手段は、第１ノズルＡと第２ノズルＢとで構成され、振り落し手段は第２ノズルＢにより構成されている。
【００１７】
そして、載置台１の上方位置には、移送手段として、バキュームカップ５を有するロボット６が設けられ、分離された１枚の最上位の鋼板Ｐを吸着してプレス機等の次工程に移送できるようになっている。なお、載置台１は鋼板Ｐが所定枚数取り出される毎に上昇し、積層上端の高さ位置を噴流の作用を受ける適正な高さに維持するように駆動される。
実際には、積層上端の高さが、第１ノズルＡの上端から２０〜３０ｍｍ低い範囲内に維持される。鋼板Ｐの板厚が１ｍｍであれば、積層上端の高さが第１ノズルＡの上端から２０ｍｍ低い位置にあった状態から１０枚を取り出すことによって、積層上端の高さが第１ノズルＡの上端から３０ｍｍ低い位置となる。このとき、載置台１を１０ｍｍ上昇させ、積層上端の高さが第１ノズルＡの上端から２０ｍｍ低い位置に戻す。積層上端の高さは、第１ノズルＡの上端から、２０ｍｍ、２１ｍｍ、・・・３０ｍｍ低い状態の間で変化する。
ロボット６は、積層上端の高さ変化にあわせて下降高さを修正し、積層上端に対する位置関係を一定に維持しながら吸着する。積層上端高さが高くても低くても吸着力が一定に維持される。
このために、ロボット６は、バキュームカップ５を鋼板Ｐに柔らかく当てることで安定的に吸着することができ、最上位鋼板をその下の鋼板に強く押付けることなく吸着することができる。また、ロボット６を高速で動かしながら、バキュームカップ５を鋼板Ｐに柔らかく当てることができる。
【００１８】
さて、上記のように構成されたシート取り出し装置を使用する際は、適宜な搬入手段にて載置台１に所定高さの積層Ｓを載置し、続いて、ロボット６を駆動し退避させておいたバキュームカップ５を積層Ｓの真上に移動させる。
次に、エア供給装置からの圧縮エアを第１ノズルＡと第２ノズルＢから同時に噴出させると、前述した噴流の作用で上から複数枚の鋼板Ｐが浮き上がって積層Ｓから分離する（図３参照）。こうして分離可能状態となった最上位の鋼板Ｐの上にバキュームカップ５を降下させてこれを吸着する。バキュームカップ５を降下させると浮き上がっている鋼板Ｐは押し下げられて積層Ｓの上に戻されるが、一旦浮遊した鋼板Ｐは、降下させても上下の鋼板間に気泡が介在するために、容易に分離することができる。次にロボット６を駆動してバキュームカップ５が吸着する鋼板Ｐを吊り上げる。主として第２ノズルＢからの噴流（気流）が作る所定領域Ｆ（図３参照）に鋼板Ｐが入ると、鋼板Ｐがフラッタ振動をおこしてばたつく。したがって、吊り上げられた鋼板Ｐが２枚重ね状態になっているときには、下側の一枚がここで振り落とされるので、そのまま持ち替えることなく、１枚の鋼板Ｐのみを次工程に移送することが可能となる。所定枚数の鋼板Ｐが取り出されて積層上端が低くなったら、適宜タイミングで載置台１を上昇させる。第２ノズルＢが第１ノズルＡよりも高い位置に設けられていることから、鋼板Ｐにフラッタ振動を起こさせる高さＦ（図３参照）を充分に確保することができ、２枚重ね状態の下側の鋼板を確実に振り落とすことができる。
【００１９】
上記の動作を繰り返すことによって、積層Ｓから鋼板Ｐを一枚一枚取り出して次工程のプレス機に供給することができる。
【００２０】
なお、本例では、バキュームカップ５で鋼板を吸着する直前にエア噴射を開始し、鋼板Ｐにフラッタ振動を起こさせる高さＦ（図３参照）を超えて上昇した直後にエア噴射を停止させているが、これに代えて、バキュームカップ５で鋼板を押し下げるときに一旦エア噴射を止め、バキュームカップ５で鋼板を持ち上げるのと相前後してエア噴射を再開してもよい。あるいは、バキュームカップ５を最上位の鋼板Ｐに吸着させてから始めてエア噴射を開始してもよい。
このシート取り出し装置では、固定された第１および第２ノズルＡ，Ｂで分離手段と振り落し手段が構成されているから、全体構成が簡素で比較的安価に製造することが可能になる。
なお、上述の例は、プレス用鋼板の場合を説明したが、アルミ等他の素材からなるシートに適用しても同様の作用効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シート取り出し装置を簡素に構成できるとともに、１枚の最上位のシートのみを確実に積層から分離させて移送することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  近接ノズルのエア噴射によりシートが浮き上がる様子を説明する模式図であり、（イ）は噴射前、（ロ）は噴射中を示す。
【図２】  対を成す近接ノズルと遠方ノズルのエア噴射によりシートが浮き上がる様子を説明する模式図であり、（イ）は噴射前、（ロ）は噴射中を示す。
【図３】  対を成す近接ノズルと遠方ノズルのエア噴射によりシートが浮き上がる様子を説明する模式図であり、（イ）は噴射前、（ロ）は噴射中を示す。
【図４】  実施形態に係る取り出し装置のノズル配置を説明する平面図である。
【図５】  実施形態に係る取り出し装置の要部を示す正面図である。
【図６】  ノズルの外観を拡大して示す斜視図である。
【符号の説明】
１：載置台
２：積層ガイド
５：バキュームカップ
Ａ：第１ノズル
Ｂ：第２ノズル
Ｐ：プレス用鋼板（シート）
Ｓ：積層
【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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