滚筒体搬送装置 【技术领域】
本发明涉及一种原料滚筒(原反ロ一ル)等滚筒体的搬送装置，该滚筒体搬送装置具有用于进行滚筒体的交接的移载装置，在滚筒体的交接场所接收滚筒体，并将接收的滚筒体搬送、移载到其他场所。
背景技术
在凹版印刷机、层压装置或薄膜用涂敷机等中，作为在交接场所接收将薄膜卷取为滚筒状的原料滚筒，并移载到其他场所的搬送装置，使用有人搬送台车，或者无人搬送台车、例如AGV(Automated Guided Vehicle)。原料滚筒在滚筒体的中心具有中空的芯，芯具有从滚筒体的两端突出的突出部。搬送装置具有移载装置，移载装置具有能够载放原料滚筒两侧的突出部的2个芯支承部、和使这2个芯支承部升降的驱动机构。
图7(a)表示在原料滚筒的交接场所通过门形的臂71所具有的一对夹持装置72把持了原料滚筒100的状态，图7(b)是原料滚筒100的侧视图。一对夹持装置72相互对置地安装在门形的臂71上，并能够相互接近、分离。在图7(a)中，夹持装置72的把持部进入原料滚筒100的芯110的突出部内，从其两侧保持原料滚筒100。
图8表示通过搬送装置所具有的移载装置80接收了原料滚筒100的状态。移载装置80具有能够支承原料滚筒100的芯110的突出部的2个芯支承部81。这2个芯支承部81能够通过未图示的驱动机构而上下升降。在交接场所进行原料滚筒100的接收的情况下，一般方法为，以从下方支承芯110的突出部的形式来设置移载装置80的芯支承部81，之后从芯110的突出部拔出夹持装置72的把持部。
以往，一般通过操作员的手动操作来进行该作业。操作员在将移载装置80的芯支承部81靠到芯110的突出部上时，根据机械装置的弯曲状态等，判断与原料滚筒100的重量相称的负载平衡良好地施加在2个芯支承部81上的情况，并转移到夹持装置72的拔出操作。在从芯110的突出部拔出夹持装置72的把持部时，如果在拔出时芯110被拉伸，则判断为原料滚筒100没有平衡良好地载放在2个芯支承部81上，而中断拔出操作，在调节了芯支承部81的高度之后，再次进行拔出夹持装置72的操作。
图9表示使原料滚筒100的移载自动化的移载装置的构成例。在该例中，在移载装置90中组装使2个芯支承部91升降的升降机92，并使升降机92自动上升，以便从芯110的突出部的下侧将2个芯支承部91靠上。在芯支承部91上设置有接触传感器等检测器93，在芯支承部91接触到芯110的一个突出部的下面的时刻，或者从该接触时刻经过计时器的一定时间后，停止升降机92的上升。
但是，在该自动化方法中，在2个检测器93的检测定时不同地情况下，即使通过计时器延迟升降机92的上升停止动作，也存在与原料滚筒100的重量相称的负载没有平衡良好地施加到2个芯支承部91上的情况，产生由于夹持装置72的拔出动作而芯110被拉伸的故障的情况较多。为了对应这种故障，采取根据原料滚筒100的重量来调节计时器的设定时间的方法，但是不能够对应于机械的刚性的变动等。
另外，作为与这种搬送装置关联的技术，例如在专利文献1中公开了实现控制功能的技术，该控制功能为，使填装在轧制台(ミルロ一ルスタンド)中的滚筒原纸的宽度方向中心与轧制台的机械中心一致。但是，在该技术中，需要激光的发光器和用于构成其光学路径的光学系统，构造上容易变得复杂。
专利文献1：日本特开2001-39592号公报
【发明内容】
本发明的课题为提供一种构造不复杂的滚筒体搬送装置，其具有能够自动、顺畅地进行原料滚筒那样的滚筒体的移载装置。
(第一方案)
一种滚筒体搬送装置，具备用于将滚筒体在与该滚筒体的保持单元之间进行交接的移载装置，该滚筒体在中心具有芯、并具有上述芯从其两端突出的突出部，该滚筒体搬送装置的特征为，上述移载装置具有：2个芯支承部，用于支承上述两侧的突出部；2个升降机，分别使这2个芯支承部升降；2个负载检测单元，对作用在上述2个芯支承部的各自上的负载进行检测；以及，控制单元，至少接受上述2个负载检测单元的检测值而分别控制上述2个升降机的升降，该控制单元，在从上述保持单元接收上述滚筒体时对上述2个升降机进行控制，在使处于上述突出部下方的上述芯支承部上升、而如果来自对应的上述负载检测单元的检测值超过规定的值则使上述芯支承部停止的升降机驱动控制之后，进行来自上述对应的负载检测单元的检测值是否处于规定的范围内的判断动作，在对于上述2个升降机判断为处于上述规定的范围内时，输出指示解除上述保持单元的保持的信号。
(第二方案)
在上述第一方案中，上述控制单元接受与上述原料滚筒的重量有关的信息，在设上述原料滚筒的重量为W时，使上述规定的值为W/2，使上述规定的范围的下限值为(W/2-ε)、上限值为(W/2+ε)。
(第三方案)
在上述第一或者第二方案中，上述控制单元在使上述芯支承部停止之后，在来自上述对应的负载检测单元的检测值从上述规定的范围向低的方向偏离的情况下，再次使上述芯支承部上升而进行上述升降机驱动控制以及判断动作。
(第四方案)
在上述第一～第三的任一方案中，上述控制单元在使上述芯支承部停止之后，在来自上述对应的负载检测单元的检测值从上述规定的范围向高的方向偏离的情况下，使上述芯支承部下降，如果来自上述对应的负载检测单元的检测值小于上述规定的值则使上述芯支承部停止，之后进行上述判断动作。
(第五方案)
一种滚筒体搬送装置，具备用于将滚筒体在与该滚筒体的保持单元之间进行交接的移载装置，该滚筒体在中心具有芯、并具有上述芯从其两端突出的突出部，该滚筒体搬送装置的特征为，上述移载装置具有：2个芯支承部，用于支承上述两侧的突出部；2个升降机，分别使这2个芯支承部升降；2个负载检测单元，对作用在上述2个芯支承部的各自上的负载进行检测；以及，控制单元，至少接受上述2个负载检测单元的检测值而分别控制上述2个升降机的升降，该控制单元，在从上述保持单元接收上述滚筒体时对上述2个升降机进行控制，使处于上述突出部下方的上述芯支承部上升，并监视来自对应的上述负载检测单元的检测值的变化图形，并在对于上述2个升降机判断为检测值从无变化的状态转变为上升、并进一步转变为无变化状态的情况时，输出指示解除上述保持单元的保持的信号。
(第六方案)
在上述第五方案中，上述保持单元为具有进入到上述芯的上述突出部内而把持该芯的把持部的夹持装置，在通过该夹持装置把持上述芯的状态下，能够在该把持部的下侧与上述突出部的下侧内径面之间形成间隙。
(第七方案)
在上述第六方案中，上述夹持装置为上述把持部对应于被导入该处的空气压而在径向上伸缩的气动卡盘。
发明的效果为：
根据本发明，能够不使移载装置的构造复杂，通过在原料滚筒的接收时使与原料滚筒的重量相称的负载平衡良好地施加在2个芯支承部上，由此能够自动、顺畅地进行原料滚筒那样的滚筒体的移载。
【附图说明】
图1表示具有用于接收由一对夹持装置把持的原料滚筒的移载装置的、本发明的滚筒体搬送装置的概略构成。
图2通过框图表示图1所示的移载装置的控制系统的构成。
图3是表示基于图2所示的控制器的升降机的控制动作的第一方式的流程的流程图。
图4是将本发明的滚筒体搬送装置中、原料滚筒的芯的突出部与对该突出部进行支承的芯支承部及进行把持的夹持装置的关系放大表示。
图5表示在本发明第二方式的控制动作时的芯支承部的高度位置和作用于测力传感器的负载值的时间变化。
图6是表示基于图2所示的控制器的升降机的控制动作的第二方式的流程的流程图。
图7(a)表示在原料的交接场所通过门形的臂所具有的一对夹持装置把持了原料滚筒的状态，图7(b)是原料滚筒的侧视图。
图8表示通过以往的搬送装置所具有的移载装置接收了原料滚筒的状态。
图9表示使原料滚筒的移载自动化了的以往的移载装置的构成例。
【具体实施方式】
图1表示具有用于接收由一对夹持装置把持的原料滚筒的移载装置的、本发明的滚筒体搬送装置的概略构成，图2通过框图表示图1所示的移载装置的控制系统的构成。
在图1中仅表示滚筒体搬送装置的移载装置10的概略构成。在交接场所为了传递原料滚筒100而对其进行把持的2个夹持装置，可以与在图7中说明的装置相同，因此省略详细说明，但是为了进行区别，对图中左侧的夹持装置赋予参照序号72-1，对图中右侧的夹持装置赋予参照序号72-2。并且，移载装置10通常搭载于具有驱动轮、从动轮的行驶部上，但是该行驶部不是本发明的内容，因此省略其图示、说明。
移载装置10具有2个芯支承部11-1、11-2，2个芯支承部11-1、11-2的各自能够通过分别设置的升降机12-1、12-2而分别升降。虽然省略图示，但是芯支承部11-1、11-2的各自为了容易支承筒状的芯110，上端面形成为V字状或者圆弧状。在2个芯支承部11-1、11-2上，作为对作用于其上的力(或者负载)进行检测的单元，而设置有测力传感器13-1、13-2。
以下，为了区别图1所示的2个升降机以及2个测力传感器，对图中左侧称为升降机(左)、测力传感器(左)，对图中右侧称为升降机(右)、测力传感器(右)。
在图2中，控制器20具有接受来自2个测力传感器13-1、13-2的检测信号而分别控制2个升降机12-1、12-2的功能。控制器20基于控制程序来执行之后说明的第一、第二方式的控制动作，该控制程序被预先制作并存储在内置的存储装置中。这种控制器20也可以通过控制滚筒体搬送装置整体的主控制装置(省略图示)来实现。
控制器20根据原料滚筒100的重量是已知的还是未知的，通过以下2种方式执行控制动作。
(第一方式)
<原料滚筒的重量为已知值W的情况>
此时，对控制器20输入应接收的原料滚筒100的重量W。
图3表示基于控制器20的升降机(左)12-1的控制动作的流程，但是对于升降机(右)12-2也完全相同，并行地执行控制。
(1)使芯支承部11-1、11-2上升，直到由各个测力传感器13-1、13-2检测的值、即负载F成为W/2(步骤S1)，如果负载F超过W/2则停止上升(升降机驱动控制：步骤S2、S3)。
(2)如果施加于各个测力传感器13-1、13-2的负载F(左)、负载F(右)，分别处于以值W/2为基础而另外确定的允许范围内(步骤S4、S5)，则如果使升降机(左)12-1、升降机(右)12-2在其位置为停止状态(步骤S6)，并对负载F(左)、负载F(右)双方确认了上述点(步骤S7)，则将夹持装置72-1、72-2从芯110拔出。即，在W/2-ε＜F(左)＜W/2+ε、且W/2-ε＜F(右)＜W/2+ε的情况下，拔出夹持装置72-1、72-2。另外，由于夹持装置72-1、72-2的控制系统是分别独立的，因此控制器20如果确认了上述点，则产生对夹持装置72-1、72-2的控制系统指示拔出的信号，并通过无线等将其发送给上述控制系统。由此，在夹持装置72-1、72-2中进行把持部的拔出。
另外，在步骤S4，在不满足F(左)＞W/2-ε的情况下，作用于左侧的芯支承部11-1上的负载较小，而可能在与右侧的芯支承部11-2之间产生不平衡，因此返回步骤S1而使左侧的芯支承部11-1上升，以后进行上述的控制动作。
另一方面，在步骤S5中，在不满足F(左)＜W/2+ε的情况下，作用于左侧的芯支承部11-1上的负载过大，而可能在与右侧的芯支承部11-2之间产生不平衡，因此转移到步骤S8而使左侧的芯支承部11-1下降。重复该动作直到满足F(左)＜W/2为止(步骤S9)，如果满足则返回步骤S3而执行步骤S3以后的步骤。
通过对芯支承部(右)11-2也进行以上那样的控制动作，能够使从原料滚筒100作用于芯支承部(左)11-1、芯支承部(右)11-2的负载，在(W/2-ε)～(W/2+ε)的允许范围内保持平衡，能够使夹持装置72-1、72-2的拔出顺畅，从而顺畅地进行原料滚筒100的接收。
另外，通过并行地进行芯支承部(左)11-1和芯支承部(右)11-2的驱动控制，能够缩短控制时间，但是也可以每次单侧地进行。并且，作为保持芯110的单元使用门形臂与夹持装置的组合，但是这仅是一例，为了将一对夹持装置对置配置也可以采用任意结构，只要能够利用芯110的突出部而保持原料滚筒100，可以采用任意保持单元，不限定于夹持装置。这些点在之后说明的第二方式中也是相同的。
(第二方式)
<原料滚筒的重量未知的情况>
图4将原料滚筒100的左侧的芯110的突出部、对该突出部进行支承的芯支承部11-1及进行把持的夹持装置72-1的关系放大表示。
并且，图5表示在本发明第二方式的控制动作时的芯支承部的高度位置y和作用于测力传感器的负载F的随时间变化，图6表示第二方式的控制动作的流程。
第二方式的特征为，在没有与原料滚筒100的重量有关的信息的情况下，控制器20执行控制动作，以使与原料滚筒100的重量相称的负载(接近于W/2的值)分别施加于左右的芯支承部11-1、11-2。通过利用芯110的突出部的内径与夹持装置72-1、72-2的外周部之间的间隙e，来实现该特征。即，为了使夹持装置72-1、72-2的夹持部进入到芯110的突出部内而进行把持，需要使把持部的外径小于芯110的突出部的内径。此时，在夹持装置72-1的把持部的下侧、与由把持部把持的突出部的下侧内径面之间，如图4所示能够形成间隙e。
这种间隙特别在采用气动卡盘那样的把持单元时显著出现。即，气动卡盘在使其把持部进入到芯110的突出部内之后，向把持部导入压缩空气而通过其空气压向外径方向扩张，由此使其与芯110的突出部的内径面紧密接触。因此，空气压0的把持部在芯110的突出部内，如图4所示，能够在把持部的下侧与突出部的下侧内径面之间形成间隙e。但是，其前提是来自夹持装置72-1的侧压没有作用于芯10的端部。所谓侧压是指，为了通过压缩空气等将夹持装置的一部分按压到芯110的端部上而施加的压力。
如上所述，为了实施第二方式的前提条件为以下2点。
1、在使芯支承部11-1、11-2上升前，处于在进入到芯110的突出部的把持部的下侧确保有间隙e的状态。
2、来自夹持装置的侧压没有作用于芯110上。
以上2点意味着，芯110不受来自其他部件的力、由把持部支持、处于所谓的悬吊状态。并且，如上所述，能够通过使用气动卡盘、并在移载装置的接收时释放把持部的空气压且释放作用于芯110的侧压，来实现以上这2点。
参照图4～图6，根据第二方式来说明控制器20的控制动作。另外，使用气动卡盘作为夹持装置，但是只要是在进入到芯110的突出部的把持部的下侧确保有间隙e的保持单元，也不限定于夹持装置。
在图5中表示的情况为，在设处于把持状态时的把持部下侧的高度位置为Hc、芯110的壁厚为C时，芯支承部11-1的上端在随着其上升而与芯110的突出部的下侧外径面接触时的高度位置y由(Hc-e-C)表示。此时负载开始作用于测力传感器13-1。之后，芯支承部11-1的上端要上升，但是通过机械的弯曲能够形成高度位置y不变化的区间。所谓机械的弯曲是指，移载装置、升降机、芯支承部整体的弯曲。即，当使升降机上升时各部分弯曲，直到芯支承部支承原料滚筒的重量为止(直到到达与原料滚筒的重量相称的弯曲量为止)芯不上升。但是，作用于测力传感器13-1的负载持续上升。当基于机械的弯曲的上升停止状态消失时，芯支承部11-1的上端再次开始上升，与芯110、即原料滚筒100一起上升到由(Hc-C)表示的高度位置。在此期间，作用于测力传感器13-1的力，由于除了由原料滚筒100的负载引起的以外不存在其他力，因此负载为恒定。尤其是，如果在芯支承部11-2侧也同样地动作，则当假设原料滚筒100的重量为W时，作用于芯支承部11-1、11-2的负载为大约W/2。当芯支承部11-1上端的高度位置y达到(Hc-C)时，由于之后芯110的突出部的下侧内径面成为被按压到夹持装置72-1的保持部的下侧的状态，因此虽然只要对升降机12-1赋予上升的指示，则作用于测力传感器13-1的负载就持续增加，但是芯支承部11-1上端的高度位置y不变化。
控制器20一边监视以上那样的测力传感器13-1的检测值的变化图形一边控制升降机12-1、12-2的升降，而能够使作用于芯支承部(左)11-1、芯支承部(右)11-2的、来自原料滚筒100的负载平衡为大约W/2。
以下参照图6说明该控制动作。图6主要表示控制器20对升降机(左)12-1的控制动作的流程，但是对于升降机(右)12-2也完全相同，并行地执行控制。
在图6中，将进入芯110的突出部内并把持芯110的夹持装置72-1的把持部的空气压截止，即使其为0，并且也将作用于芯110的侧压截止(步骤S10)。这通过在控制器20开始原料滚筒100的接收动作之前、通过无线等将该旨意发送给夹持装置72-1、72-2的控制系统来执行。在该状态下，如上所述，芯110成为悬吊在气动卡盘的保持部上的状态。
之后，起到升降机12-1而使芯支承部11-1上升，并进行测力传感器13-1的检测值是否变化的判断动作(步骤S11)。该区间是从芯支承部11-1开始上升到与芯110的突出部的下侧外径面接触为止的动作，对应于图5的STEP11。
由于芯支承部11-1与芯110接触，而测力传感器13-1的检测值出现变化时，转移到步骤S12。在步骤S12中进行测力传感器13-1的检测值的变化是否停止的判断动作。在步骤S12中，施加于测力传感器13-1的负载上升，但是芯支承部11-1的高度位置由于弯曲而不变化。该区间对应于图5的STEP12。
当基于弯曲的上升停止消失时，测力传感器13-1的检测值的变化停止，当通过控制器20判断为该情况时转移到步骤S13。在步骤S13中升降机12-1的上升停止。该区间对应于图5的STEP13，处于如下状态：芯110由芯支承部11-1支持，并且夹持装置72-1的把持部的下侧与芯110的突出部的下侧内径面之间存在不足间隙e的间隙。在步骤S14进行在另一方的芯支承部11-2侧是否也成为这种状态的判断动作，如果确认为在两方的芯支承部都已经成为上述的状态，则产生对夹持装置72-1、72-2的控制系统指示拔出把持部的信号，并通过无线等将该信号发送给上述控制系统。由此，在夹持装置72-1、72-2进行把持部的拔出。
通过以上那样的升降机12-1、12-2的控制动作，能够使作用于芯支承部(左)11-1、芯支承部(右)11-2的、来自原料滚筒100的负载平衡为大约W/2，并能够顺畅地进行夹持装置72-1、72-2的拔出，从而顺畅地进行原料滚筒100的接收。
另外，本发明的主要内容为原料滚筒的接收动作，因此第一、第二方式都说明了对处于由一对夹持装置保持状态的原料滚筒100进行接收时的控制动作。对此，在将载放于2个芯支承部11-1、11-2的原料滚筒100传递到其保持单元、例如一对夹持装置的情况下，控制升降机12-1、12-2而将原料滚筒100定位为，其两侧的芯110的突出部与一对夹持装置的把持部相对置，如果该动作结束，则执行如下的控制动作：对夹持装置的控制系统发出指示，使把持部进入芯110的突出部内而把持芯110。对于上述的定位提出了各种方法，采用哪种方法都可以。
工业利用性
本发明适用于凹版印刷机、层压装置或薄膜用涂敷机等的现场的滚筒体，并适用于对滚筒体的接收的自动化、省人力化的推进有效的AGV，但是不仅是AGV也能够适用于所有的滚筒体的搬送装置。