(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行距離計測器を備えた天井走行式移載機１に、昇降距離計測器を備えた伸縮アーム２を取付け、該伸縮アーム２に取付けられ昇降するフレーム４と、該フレーム４に摺動可能に保持され、水平方向に同時に開閉する左右一対のトング５，５と、該トング５、５の下端部にそれぞれ固定されたトング爪６、６とより構成され、左右一対のトング５，５の開閉によりトング爪６，６をロール芯管９の両端にそれぞれ差し込んでロール８を把持するロール把持装置３において、両トング５，５の下部にロール芯管９の内径の上端部及び下端部の位置を検出するための複数個の高さ方向検出用光電センサを幅方向に、ロール芯管９の直径より狭い間隔で配置し、両トング５，５のトング爪６，６の中心高さ近くにロール芯管９の内径の側端部の位置を検出するための幅方向検出用光電センサを配置すると共に、移載機１に、走行距離計測器からの走行距離情報と、昇降距離計測器からの昇降距離情報と、高さ方向検出用光電センサ及び幅方向検出用光電センサからの位置情報とに基づいて、ロール芯管９の内径の高さ方向中心位置及び幅方向中心位置を求める演算制御部７を設けたことを特徴とするロール把持位置検出装置。
【請求項２】
幅方向検出用光電センサを、水平に２個配置したことを特徴とする請求項１記載のロール把持位置検出装置。
【請求項３】
天井走行式移載機１に、伸縮アーム２を取付け、該伸縮アーム２に取付けられ昇降するフレーム４と、該フレーム４に摺動可能に保持され、同時に水平方向に開閉する左右一対のトング５，５と、該トング５，５の下端部に固定されたトング爪６，６とより構成され、左右一対のトング５，５の開閉によりトング爪６，６をロール芯管９の両端に差し込んでロール８を把持するロール把持装置３において、両トング５，５の下部にロール芯管９の内径の上端部及び下端部の位置を検出するための複数個の高さ方向検出用光電センサを幅方向に、ロール芯管９の直径より狭い間隔で配置し、両トング５，５のトング爪６，６の中心高さ近くにロール芯管９の内径の側端部の位置を検出するための幅方向検出用光電センサを配置し、移載機１に、走行距離計測器からの走行距離情報と、昇降距離計測器からの昇降距離情報と、高さ方向検出用光電センサ及び幅方向検出用光電センサからの位置情報とに基づいて、ロール芯管９の内径の高さ方向中心位置と幅方向中心位置を求める演算制御部７を設け、移載機１をロール８の上方位置まで走行させて、その位置からロール把持装置３を降ろし、何れかの高さ方向検出用光電センサでロール芯管９の内径の上端部と下端部とを検出し、夫々の位置情報を演算してロール芯管９の内径の高さ方向中心を求め、これによりトング爪６，６を高さ方向に位置合わせし、高さ方向に位置合わせした後、移載機１を走行移動させて幅方向光電センサでロール芯管９の内径の側端部を検出し、該位置情報を演算してロール芯管９の内径の幅方向中心を求め、これによりトング爪６，６を幅方向に位置合わせするようにしたことを特徴とするロール把持位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロールの芯管にトング爪を差し込むことによりロールを把持して搬送する天井走行式移載機におけるロールの把持位置を検出する装置および方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、印刷機に使用するラミネータロール等、芯管を有するロールは天井走行式の移載機により搬送され、生産機に供給されている。
移載機には、昇降するフレームと、該フレームに保持され、フレームに沿って摺動し、開閉移動する一対のトングと、該トングの下端部に固定されたトング爪とで構成される把持装置が備えられており、ロールは、フレームの昇降と、トングの開閉によりトング爪を芯管に差し込まれて把持され、移載機の移動によって搬送される。
【０００３】
このロールを把持するにあたって、床や架台あるいはパレット上に置かれたロールが、所定の位置に正確に置かれていないと、芯管を検知できず、トング爪を差し込むこともできなかった。
従来、このようなときには、作業員による人的補助作業が行なわれているが、ロールを把持し、吊り上げ、搬送し、生産機に供給すると云う一連の作業を全自動化することが望まれている。
【０００４】
このため、機械的に芯管位置を検出する装置として、両トングに複数個の光電管送受信センサを取り付け、該光電管センサによって芯管位置を検出する方法が考案されている。
しかし、この方法では、例えば、４個の光電管センサがロール芯管を検出する際の種々の形態によりロール芯管の位置を判断している。
そして、全ての光電管センサが受光できるようにトングを移動させ、全ての光電管センサが受光できた場合に、トング爪がロール芯管に挿入可能となる。
【０００５】
従って、４個の光電管センサの配置は、ロール芯管の内径より小さな範囲にしなければならない。勿論、大きな芯管と小さな芯管とが混在している場合には小さい芯管の内径に合わせることになる。つまり、光電管センサの検出範囲が極めて狭いものであった。
【０００６】
このため、まず、少なくとも１個の光電管センサが受光できるように、ロール芯管のほぼ中心に吊具を降ろさないと、ロール芯管が検出できなかった。
また、図６に示すように吊具に対し、ロールが傾斜して置かれていると、光電管センサからみたロール芯管の内径は小さくなるので、光電管センサの受光範囲がさらに狭くなるものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ロールを把持するにあたり、ロール把持位置検出の検出範囲を広くすることができ、ロール芯管の位置を、迅速、正確に検出することができるロール把持位置検出方法および装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
走行距離計測器を備えた天井走行式移載機１に、昇降距離計測器を備えた伸縮アーム２を取付け、該伸縮アーム２に取付けられ昇降するフレーム４と、該フレーム４に摺動可能に保持され、水平方向に同時に開閉する左右一対のトング５，５と、該トング５、５の下端部にそれぞれ固定されたトング爪６、６とより構成され、左右一対のトング５，５の開閉によりトング爪６，６をロール芯管９の両端にそれぞれ差し込んでロール８を把持するロール把持装置３において、両トング５，５の下部にロール芯管９の内径の上端部及び下端部の位置を検出するための複数個の高さ方向検出用光電センサを幅方向に、ロール芯管９の直径より狭い間隔で配置し、両トング５，５のトング爪６，６の中心高さ近くにロール芯管９の内径の側端部の位置を検出するための幅方向検出用光電センサを配置すると共に、移載機１に、走行距離計測器からの走行距離情報と、昇降距離計測器からの昇降距離情報と、高さ方向検出用光電センサ及び幅方向検出用光電センサからの位置情報とに基づいて、ロール芯管９の内径の高さ方向中心位置及び幅方向中心位置を求める演算制御部７を設けた。
【０００９】
上記装置において移載機１をロール８の上方位置まで走行させて、その位置からロール把持装置３を降ろし、何れかの高さ方向検出用光電センサでロール芯管９の内径の上端部と下端部とを検出し、夫々の位置情報を演算してロール芯管９の内径の高さ方向中心を求め、これによりトング爪６，６を高さ方向に位置合わせし、高さ方向に位置合わせした後、移載機１を走行移動させて幅方向光電センサでロール芯管９の内径の側端部を検出し、該位置情報を演算してロール芯管９の内径の幅方向中心を求め、これによりトング爪６，６を幅方向に位置合わせするようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明装置の概略を示す正面図、図２はトングの背面図、図３はトングの側面図であり、図４は芯管の高さ方向中心を検出する原理を示す図、図５は同幅方向中心を検出する原理を示す図である。
【００１１】
１は建屋天井に沿って走行する移載機であって、走行機構部に走行距離計測器である走行エンコーダを備えており、該走行エンコーダによって設定基点からの走行移動距離を計測できるようになっている。
２は移載機１に取付けられ、伸縮可能なアームであって、伸縮機構部に昇降距離計測器である昇降エンコーダを備えており、アーム２の伸縮距離、即ち、後述するロール把持装置の昇降移動距離を計測できるようになっている。
【００１２】
３はロール把持装置であって、アーム２に取付けられ昇降するフレーム４と、該フレーム４に摺動可能に保持され、同時に開閉する一対のトング５と、該トング５の下端部に固定されたトング爪６とより構成されている。
７は演算制御部であって、走行エンコーダ、昇降エンコーダからの距離情報および後述する光電センサからの位置情報に基づいて、ロール芯管位置を求めるものである。８はロール、９はロール８の芯管を示す。
【００１３】
さて、図２、３において両トング５の底面には、発光器と受光器とよりなる複数個の光電センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（以下単にセンサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする）が取付けられている。勿論、一方のトングに発光器が、他方のトングに受光器が取付けられている。
【００１４】
これ等のセンサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、芯管９の直径より狭い間隔で、図示の例では芯管９の半径と同じ程度のピッチ間隔で、水平に配置されている。
そして、少なくとも３個以上が全体として幅方向に広く、例えば、ロール芯管の直径の１，５倍程度以上に広げて配置されている。
【００１５】
なお、センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、平面視して幅方向に、芯管９の直径より狭い間隔で配置されればよく、トングの形状に応じて円弧状等に配置されてもよい。
また、取り扱うロールの芯管が、大きい芯管と、小さい芯管とがある場合は、小さい方の芯管の直径より狭い間隔で配置される。
【００１６】
また、両トング５の内部には、トング爪６の中心高さ位置において、水平に２個の光電管センサＥ、Ｆ（以下単にセンサＥ、Ｆとする）が、平面視してトング爪６を挟むように、トング爪６の直径よりやや広い間隔で取付けられている。
センサＥ、Ｆはトング５のロール当たり面５′の裏面に位置するので、ロール当たり面５′には光電ビームが通過する細孔が開けられている。
【００１７】
なお、センサＥ、Ｆはトング爪６の中心高さ位置よりずれた高さ位置に配置してもよい。
また、前述のセンサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄも両トング５の内部であって、ロール当たり面５′の裏面側に取付けてもよい。
【００１８】
本発明の構成は以上の通りであって、次に、この光電管センサによるロール把持位置の検出方法について説明する。
まず、図４には芯管９の高さ中心位置検出の原理を示しているが、移載機１をロール８が置かれている上方位置まで走行させ、把持装置３を下降させる。
【００１９】
把持装置３を下降させると、センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの何れかが芯管９を検出することになる。
例えば、図４の状態では、センサＢ、Ｃがｂ点およびｃ点において芯管９の上端側を検出する。さらに下降させると、今度はｂ′点およびｃ′点で芯管９の下端側を検出することになる。
このセンサＢ、Ｃが検出するｂ、ｃ、ｂ′、ｃ′点の位置は昇降エンコーダで計測し、演算制御部７に記憶しておく。
【００２０】
つまり、センサＢがＹ１の距離を、センサＣがＹ２の距離を検知することになる。芯管９の高さの中心は、センサＢ、Ｃが芯管９の下端側を横切るｂ′点およびｃ′点から上方にＹ１の１／２、Ｙ２の１／２の距離にあると判断する。
このようにして、演算制御部７で芯管９の高さ中心位置が求められ、これによって、トング爪６と芯管９の高さ方向の位置合わせが行なえる。
【００２１】
なお、センサＢとＣとが、芯管９を通過する距離（Ｙ１、Ｙ２）の差によって、ロール８に対してトング爪６がどちら側にずれているのかが分かる。
図４の場合、Ｙ１の方がＹ２より大きいので、センサＢの方が芯管の中心に近いことが分かり、図上トング爪６が右側にずれていることが判断できる。
【００２２】
次に、図５において、芯管９の幅方向中心位置の検出について説明する。
高さ方向の位置合わせが完了すると、移載機１によってロール把持装置３を水平方向に移動させる。
このとき、前述のごとく、トング爪６がどちら側にずれているのかが概略判断されているので、ずれを戻す側に向けて移動させる。
【００２３】
この移動により、センサＥ、Ｆのいずれかが芯管９を検知する。例えば、センサＦがｆ点で芯管９の図示右端を検出する。そして、ｆ′点で芯管９の図示左端を検出することになる。
つまり、センサＦがＸの距離を検知することになる。従って、芯管９の幅方向の中心はセンサＦが芯管９の右端を横切るｆ点または左端ｆ′点からＸの１／２の距離にあると判断する。
【００２４】
このようにして、芯管９の幅方向中心位置が検出されたら、移載機１を前後動して、トング爪６をロール芯管９に位置合わせする。
この操作によって、トング爪６が芯管９に挿入可能となるから、トング５を閉じ、トング爪６を芯管９に差し込み、ロール８を把持する。
【００２５】
この幅方向検出のセンサＥ、Ｆは、どちらか１個を設けるだけでもよい。１個のときは、場合によっては、ロール把持装置３を往復移動させて中心位置を検出するようになる。
センサＥ、Ｆを２個設けておけば、ロール把持装置３を一方に移動させるだけで中心位置を検出できるし、センサＥ、Ｆが共に芯管９を検出している場合は、幅方向の位置合わせをせず、そのままトング爪６を芯管９に差し込むこともできる。
【００２６】
なお、トング爪６の高さ方向の位置合わせをした後、センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの検出パターンによって、走行方向の位置ずれが少ないと判断されることがある。この場合も、幅方向の位置合わせをせず、そのままトング爪６を芯管９に差し込むことができる。
また、光電センサＡ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥ、Ｆが芯管９を検出するのは、全て芯管９の内径である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、トングに、幅方向に、ロール芯管の直径より狭い間隔をおいて、複数個の光電センサを配置するので、何れかのセンサによって、ロール芯管を検知でき、検出範囲を広くとることができるようになった。
【００２８】
しかも、ロール芯管を検知した位置からロール芯管の高さ方向および幅方向の中心を、距離的に検出するようにしたので、１つのセンサの受光によりロール芯管の中心位置の検出が可能となり、芯管の大小にかかわらずロール把持位置の検出が迅速に、正確に行なえるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による把持位置検出装置の概略を示す図。
【図２】トングの正面図。
【図３】トングの側面図。
【図４】芯管の高さ方向中心を検出する原理図。
【図５】芯管の幅方向中心を検出する原理図。
【図６】斜めに置かれたロールの芯管位置を検出する説明図。
【符号の説明】
１  移載機                        ２  アーム
３  ロール把持装置                ４  フレーム
５  トング                        ６  トング爪
７  演算制御部                    ８  ロール
９  ロール芯管
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ  光電センサ
【図１】
0004116221.tif 000002
【図２】
0004116221.tif 000003
【図３】
0004116221.tif 000004
【図４】
0004116221.tif 000005
【図５】
0004116221.tif 000006
【図６】
0004116221.tif 000007