(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一要素（３、２３）の第一部分を第二要素（１、２７）の対応する部分に整合し且つ位置決めする方法において、
ａ）第一部分にＮ個の辺を有する正多角形の窪み（４、３２）を設け、該多角形窪みの中に所定の直径の第一の円（９）を描くようにし、
ｂ）第二要素（１、２７）の対応する部分に自由回転可能なＮ個の円筒形ローラ（５、６、７、２８、２９）を設け、該ローラを第一の円の直径にほぼ等しい直径の第二の円（１０）内に位置するようにし、
ｃ）前記要素の一方を他方に対して、前記Ｎ個の円筒形ローラ（５、６、７、２８、２９）が前記多角形の窪み（４、３２）内へ導入され、且つ各ローラが多角形の窪みの対応する頂部にほぼ面するように、移動され、
前記部分（１、２７）の一方を他方に対してほぼ１８０／Ｎ°に等しい角度回転することを特徴とする整合・位置決め方法。
【請求項２】
複数のウエブ材ロールが装填されている第一の円筒片持ち梁シャフト（１）と、該第一シャフト（１）からのロール（２）を受け取るように配置された第二の円筒片持ち梁シャフト（３）と、該第一シャフト（１）と第二シャフト（３）とを整合させる手段（４、５、６、７）と、前記ロールを第一シャフトから第二シャフト（３）へ移送する手段とを具備して成る、スピンドルに巻回されたウエブ材ロールを移送する装置において、該装置は、
前記シャフトの一方（３）の自由端に、Ｎ個の辺を有する正多角形の窪み（４、３２）を設け、該多角形窪みの中に所定の直径の第一の円（９）を描くようにし、更に、
ｉ）前記シャフトの他方（１）の端部にＮ個の円筒形ローラ（５、６、７）を回転可能に取付け、該ローラ（５、６、７）を第一の円（９）の直径にほぼ等しい直径の第二の円（１０）の中に位置するようにし、
ii）前記要素の一方を他方に対して、前記Ｎ個の円筒形ローラ（５、６、７、２８、２９）を前記多角形の窪み（４、３２）内へ導入し、且つ各ローラが多角形の窪みの対応する頂部にほぼ面するように、移動する手段と、
iii)前記部分（１、２７）の一方を他方に対してほぼ１８０／Ｎ°に等しい角度回転させる手段と、を具備することを特徴とする移送装置。
【請求項３】
構成要素（２０）を支持体から持ち上げ且つ移動できるように把持する、アーム（２７）によって支持された把持手段（２１、２２）を備え、該把持手段は中間部材（２３）を介してアーム（２７）に接続され、該中間部材（２３）は構成要素を把持している間アーム（２７）に対して支持体（３０）の面で自由に移送をし、アームの移動を制御する手段（３１）と、把持手段を作動させる手段（３１）とを具備する、支持体（３０）上にある構成要素（２０）を把持し且つ移送する装置において、
前記中間部材（２３）に、Ｎ個の辺を有する正多角形の窪み（３２）を設け、該多角形窪みの中に所定の直径の第一の円（９）を描くようにし、更に、
ｉ）前記アーム（２７）にＮ個の円筒形ローラ（２８、２９）を回転可能に取付け、該ローラ（２８、２９）を第一の円（９）の直径にほぼ等しい直径の第二の円（１０）の中に位置するようにし、
ii）前記アームを中間部材に対して、前記Ｎ個の円筒形ローラ（５、６、７、２８、２９）を前記多角形の窪み（４、３２）内へ導入し、且つ各ローラが多角形の窪みの対応する頂部にほぼ面するように、移動する手段（３１）と、
iii)前記アーム（２７）を中間部材（２３）に対して、前記アームに対する所定位置で前記中間部材が不動となるように、前記アーム（２７）を前記中間部材（２３）に対してほぼ１８０／Ｎ°に等しい角度回転させる手段（３３）と、を具備することを特徴とする移送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの要素の位置決め及び整合に関し、特に第一の要素から第二の要素へウェブ材のロールをアンロード（移送）するための２つの片持ち梁のシャフトの整合に適用されるものである。この出願は、具体的な例示により説明するが、いかなる状況においてもそれに制限的される性質のものではない。
【０００２】
【従来の技術】
最近の写真工業の分野において、フィルムは多数の比較的幅の小さいストリップを形成するために、幅広シート（典型的には１．３０ｍ幅）を長手方向に沿って切断して所定サイズ（３５ｍｍ、１６ｍｍ）のものとする。このようにして形成されたストリップはモータ駆動の片持ち梁シャフトに取付けられたスピンドルに巻き取られる。十分な長さのフィルムが巻き取られると、ロールは巻き取りシャフトから移送され、新しい巻き取りサイクルが開始される。一般に、この作業は時間を必要として、２つの巻き取りシャフトを使用し、一方のシャフトを移送した状態で他方のシャフトにストリップが巻き取られ、もってフィルム切断装置での停止時間を出来るかぎり短縮するようにしている。
【０００３】
一般の条件下では、ロールは巻き取りシャフトから移送シャフトに移送され、ここからロールはこの目的のために設けられたクラドルに移送される。典型的には１つのシャフトから他のシャフトへの移送は、押圧装置によって実行され、この押圧装置は、巻き取りシャフトを囲み且つシャフトに沿って移行するように制御され、ロールをシャフトの自由端側へ駆動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このロール移送作業に係わる１つの問題は巻き取りシャフトと移送シャフトとの整合にあリ、この問題は押圧によるロールの移送の必須の条件でもある。というのは、ロールが実装されるとき、巻き取りシャフトの端部はロールの重量により撓むので、ロールを受けるように設計された移送シャフトの自由端よりも実質的に低い高さ（典型的には、この高さの差は１ｃｍ以上にもなる）に設定されているからである。この差は押圧によるロールの移送を防止するのに十分なものである。
【０００５】
従来、このようなシャフトは、一方のシャフトの自由端の部分に円錐状の突起を設け、他方のシャフトの端部に円錐状の窪みを設け、これらを受け入れるようにすることで整合を行っていた。かくして、移送シャフトを巻取りシャフトに対して位置決めする場合は、円錐突起を円錐状の窪みに係合させることで、２つのシャフト間で高さに関する差異を補償する。このような方法についての主要な欠点は、整合するについての大きな差がある場合は、円錐を大きくすることが必要であり、これによって大きな摩擦力を導き、２つのものを整合するために大きなエネルギを必要とすることである。この高レベルの摩擦力は円錐突起又は円錐状の窪みを早期に磨耗させることとなり、これにを伴って必然的に整合の精度を落とすこととなる。更に、円錐突起は円錐窪みの壁面に対抗して接合してしまうので、２つのシャフト間の係合深さを制限してしまうことになる。このように、ロールが一方のシャフトから他方のシャフトへ移行するに際して円錐突起は窪みから外れてしまい、巻取りシャフトがもはや移送シャフトに対して整合されなくなる可能性があり、移送の作業を中断させてしまう。
【０００６】
一方の構成要素を他方の構成要素に対して整合する場合のこのような問題点は、前述したもの以外の適用例にも当てはまる。例えば、ロボットにより物体を取り扱う場合の問題点としては、ロボットは構成要素をピックアップする場合においてその構成要素の位置は大まかにしか位置決めされておらず、かつそれを正確な位置に移送しなければならない場合がある。典型的に、この問題は把持手段の構成要素の位置決め精度を向上させること、又はロボットに電子的な監視及び画像解析システムを組み込むことのいずれかにより解決可能である。この方法はコストがかかり、特に画像解析のための処理に要する時間により、ロボットのサイクル時間を増加させる。
【０００７】
そこで、本発明の１つの目的は、上述のような従来の問題点を解消した、一方の構成要素を他方の構成要素に対して整合する方法を提供することである。
本発明の第二の目的は、本発明の整合方法を使用して、巻取りシャフトから移送シャフトへストリップ材のロールを移送する装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、本発明の整合方法を使用して、構成要素を把持しかつその構成要素を所定の位置へ移送する把持装置を提供することである。
【０００８】
他の目的については以下に詳細に説明する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
これらの目的及び他の目的は、次のような本発明により達成される。即ち、本発明によると、第一要素の第一部分を第二要素の対応する部分に整合し且つ位置決めする方法において、
ａ）第一部分にＮ個の辺を有する正多角形の窪みを設け、該多角形窪みの中に所定に直径の第一の円を描くようにし、
ｂ）第二要素の対応する部分にＮ個の自由回転可能な円筒形ローラを設け、該ローラを第一の円の直径にほぼ等しい直径の第二の円の中に位置するようにし、
ｃ）前記要素の一方を他方に対して、前記Ｎ個の円筒形ローラが前記多角形の窪み内へ導入され、且つ各ローラが多角形の窪みの対応する頂部にほぼ面するように、移動され、
前記部分の一方を他方に対してほぼ１８０／Ｎ°に等しい角度回転することを特徴とする整合・位置決め方法が提供される。
【００１０】
また、本発明の他の側面によると、複数のウエブ材ロールが装填されている第一の円筒片持ち梁シャフトと、該第一シャフトからのロールを受け取るように配置された第二の円筒片持ち梁シャフトと、該第一シャフトと第二シャフトとを整合させる手段と、前記ロールを第一シャフトから第二シャフトへ移送する手段とを具備して成る、スピンドルに巻回されたウエブ材ロールを移送する装置において、該装置は、
前記シャフトの一方の自由端に、Ｎ個の辺を有する正多角形の窪みを設け、該多角形窪みの中に所定の直径の第一の円を描くようにし、更に、
ｉ）前記シャフトの他方の端部にＮ個の円筒形ローラを回転可能に取付け、該ローラを第一の円の直径にほぼ等しい直径の第二の円の中に位置するようにし、
ii）前記要素の一方を他方に対して、前記Ｎ個の円筒形ローラを前記多角形の窪み内へ導入し、且つ各ローラが多角形の窪みの対応する頂部にほぼ面するように、移動する手段と、
iii)前記部分の一方を他方に対してほぼ１８０／Ｎ°に等しい角度回転させる手段と、を具備することを特徴とする移送装置が提供される。
【００１１】
本発明の更に他の側面によると、構成要素を支持体から持ち上げ且つ移動できるように把持する、アームによって支持された把持手段を備え、該把持手段は中間部材を介してアームに接続され、該中間部材は構成要素を把持している間アームに対して支持体の面で自由に移送をし、アームの移動を制御する手段と、把持手段を作動させる手段とを具備する、支持体上にある構成要素を把持し且つ移動する装置において、
前記中間部材に、Ｎ個の辺を有する正多角形の窪みを設け、該多角形窪みの中に所定の直径の第一の円を描くようにし、更に、
ｉ）前記アームにＮ個の円筒形ローラを回転可能に取付け、該ローラを第一の円の直径にほぼ等しい直径の第二の円の中に位置するようにし、
ii）前記アームを中間部材に対して、前記Ｎ個の円筒形ローラを前記多角形の窪み内へ導入し、且つ各ローラが多角形の窪みの対応する頂部にほぼ面するように、移動する手段と、
iii)前記アームを中間部材に対して、前記アームに対する所定位置で前記中間部材が不動となるように、前記アームを前記中間部材に対してほぼ１８０／Ｎ°に等しい角度回転させる手段と、を具備することを特徴とする移送装置が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１を参照すると、一方において、切断装置（図示せず）により切断されたストリップがスピンドルに巻回されている巻き取りシャフト１の自由端が、他方において、シャフト１から移送されたロール２を受けるように設計されたアンロード（移送）シャフト３の自由端がそれぞれ示される。本発明により２つのシャフトを整合可能とする手段は、基本的に、移送シャフト３の端面部分に形成された略正多角形のＮ側面を有する窪み４から成る。正多角形内に描かれた円（９，図２（ａ））は所定の直径を有する。図示の実施例よると、窪み４は正三角形を形成し、角の部分は２つのシャフトの整合作用を補助するように丸みが付けられている。典型的には、窪みの深さは１５ｍｍである（実際上、この深さは移送される荷重によって異なる。他の形状、例えば正方形、正六角形、正八角形も可能であることは明らかである。
【００１３】
巻き取りシャフト１は、それの端部Ｎにおいてローラ５、６、７を有するが、これらのローラは、その直径が窪み４内に描かれた円９の直径と略等しい円（１０、図２（ａ））に「描かれている」。正確には、ローラを図示するとき、「描かれている」とは、それらが円１０の内側に設置されており、その円に正接し、接点が多角形１５（特に、正多角形）の辺に位置するという事実を言う。図示の実施例によると、３つのローラ５、６、７はシャフト１の端部に取付けられている。実施例では、ボールベアリングが使用される。しかしながら他の同様の構成を採用することも可能である。
【００１４】
実際上、その直径が窪み内に描かれた円の直径と正確に同一の円を有することは困難である。一実施例によると、その中にローラが描かれる円の直径は、窪みの中に描かれる円の直径よりも僅かに大きい（数μｍから数百μｍ）。
図２（ａ）及び（ｂ）は本発明の装置の幾何学成形態及び作用を説明するものである。ロールが巻取りシャフト１からアンロード（移送）シャフトへ移送される時、移送シャフトはロール５，６，７がシャフト１の窪みに係合する。実施例では、移送シャフトはターレット上（の垂直軸まわり）を枢動するように取付けられ、移行動作が可能となるようにモータ駆動のキャリッジに装着される。図２（ａ）に示すように、ローラ５，６，７のそれぞれは三角形１１の対応する頂部にほぼ面している。この装置により許容される整合ギャップはδにより示めされる。ローラ窪み内に導入されると、シャフトの一方がほぼ180 ／Ｎ°に略等しい角度だけ他方のシャフトに対して回転し（その移動を矢印１４で示す）ローラを窪み１１の各辺上に実質的に位置決めし、もって２つのシャフトを整合する。図示の実施例においては、回転角は約６０°である。
【００１５】
有利には、そして巻き取りシャフトがストリップをスピンドル上に巻き取るためにモータ駆動される場合においては、例えばステップモータを使用して巻き取りシャフトを回転することによロックが実行される。或いは、２つのシャフトを整合させるために回転させる方を移送シャフトとする。
好適な実施例によると、ローラ及び窪みは、ロック位置において円筒状の上部幾何学的形態のエルボス１及び３が整合するように、もって移送エルボス３が巻き取りエルボス１の直径方向の寸法より少ない場合は、一方のエルボから他方のエルボへのロールの通路を助長する。或いは、窪み及びロールは、吸収材の軸アルボスの軸が整合するように配置されている。
【００１６】
他の実施例によると、窪み巻き取りシャフトに形成され、位置決めローラは移送・エルボに設置される。しかしながら、前述のような解決方法が好適である。といのは、整合ギャップは垂直であり、巻き取りシャフトを移送シャフトに対して整合させるために発生する力は変形方向に作用して、位置決めを容易にしているからである。
【００１７】
この方法の利点は、ローラを窪みに導入することで何らの煩わしさを要求することなく、整合・固定は単に自由に回転するローラに対向して回転運動を生じさせるだけである、と言う事実について説明した。
次に図３において、本発明の他の可能性のある整合装置の適用例が示される。この適用例は、ロボット手段により目的物の操作する分野に関するものであり、、把持される対象物２０の位置決め精度について困難な問題がある。本発明によると、この問題はロボットにエルボ整合のための前述した位置決め装置を設けることにより解決される。図示のように、ロボットは、構成物２０を把持するように設計され且つ例えばプログラムされた自動制御装置（図示せず）によって制御される空圧装置３１により操作されるグリッパ装置２１、２２を具備する。グリッパはグリッパサポート（中間部材２３）上に取付けられる。サポート２３は、互いに直角に取付けられた一連の柱体２４、２５、２６上に摺動可能に取付けられ、構成物２０が位置するサポート３０の面で完全な移行運動を可能とする。ロボットのアーム２７はその端部にて、前述した形式で且つグリッパサポート２３に固定され且つアーム２７の端部に対向して配置された構成部分に設けられた正多角形の窪み３２内に係合するように設計され複数の位置決めローラ２８、２９を支持し、（例えばステップモータの形式の）手段３３がロボットアーム２７に対応するように設けられ、１８０／Ｎ°（Ｎは窪み３２によって規定される多角形の辺の数）回転運動によりグリッパサポート２３をロボットアーム２７に対して不動可能としてもってロボットアームに対して構成物の正確な位置を確認する。次にこのロボットは構成部材２０を正確な位置へ移動させる。巻き取り／移送エルボに対する適用と同様に、ローラ２８、２９はロボットアーム２７上に代えてグリッパサポート２３上に設置可能で、ロボットアームは多角形の窪みに対応する。或いは、適当な方法でグリッパサポートを枢動することにより、相対回転運動を生じさせる。
【００１８】
作用において、ロボットアームは、把持されるべき構成物が適当に配置されている領域上にある正確な位置まで移動し、グリッパ２１、２２は構成物２０を把持する。これによりロボットアームに対してグリッパサポート２３の位置を僅かに移動させる効果があり、その移動範囲は構成物２０のアーム２７に対する位置の正確さによる。ロボットアームは好ましくはサポート３０の構成物２０を僅かに上昇させるように駆動され、そしてローラ２８、２９は窪み内に案内され、ロボットアーム２７は角度１８０／Ｎ°（Ｎは多角形の辺の数）だけ回転し、グリッパサポート２３をピボットアームに対して整合させ且つ正確な位置にあるアームに対してそれを基準に不動の状態とする。有利には、窪み（３２）は実質的に三角形であり、アーム２７の約６０°の回転によりグリッパサポート２３に対して不動の状態とされる。次に、ロボットアームは構成物２０を移動させてそれを正確な位置に設置させるために再度作動される。
【００１９】
【発明の効果】
以上に説明したような、本発明によれば、１つの構成物を他方に対して整合させる方法が、特に従来の技術に関して上述した問題点を解決することができる方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる整合システムを使用したロールの移送装置の一部を図示する。
【図２】本発明に係わる整合システムの作動原理を図解的に示す図である。
【図３】本発明に係わる位置決めシステムの作動原理を使用したロボットアームを図解的に示す図である。
【符号の説明】
１…シャフト
２…ロール
３…移送シャフト
４…窪み
５，６，７…ローラ
９，１０…円
１１…三角形
１２、１３、１４…頂部
２０…構成物
２１、２２…グリッパ
２３…グリッパサポート
２４、２５、２６…柱体
２７…ロボットアーム
２８、２９…ローラ
３２…窪み
【図１】
0003808545.tif 000002
【図２】
0003808545.tif 000003
【図３】
0003808545.tif 000004