JP2018027845A - 積層シート毎葉分離装置および積層シート毎葉分離方法 - Google Patents

積層シート毎葉分離装置および積層シート毎葉分離方法 Download PDF

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Abstract

【課題】積層されたシートを毎葉分離することができる積層シート毎葉分離装置および積層シート毎葉分離方法を提供する。【解決手段】積層シート毎葉分離装置10は、第1の軟性シート12aのシート表面の角部ψを吸引保持して角部ψを起立させる第1の吸引性チャック11a1と、第1の軟性シート12aの裏面側に密着して第1の軟性シート12aとともに起立した第2の軟性シート12bの角部ψを裏面側から吸引して分離する第2の吸引性チャック11a2と、を具備している。【選択図】 図2

Description

本発明は、紙、布または金属箔等の軟性シート、厚紙等の弾性シートまたは金属板等の剛性シートが積層されている場合にこれら積層シートを毎葉分離する積層シート毎葉分離技術に関する。
紙や、布、金属箔、プラスチックシート等のシートを加工する場合、これらのシートを積層して裁断することで、同時に同形のシートを量産することがある。この場合、複数のシートは積層された状態で裁断機により上方から押圧されて裁断されるので、これら複数のシートは、積層方向に密着する可能性が高い。
このため、これらのシートを加工する場合には、これらシートを毎葉分離してから、自動縫製機や、自動スポット溶接機、自動塗装布地接着機等の所要の加工マシンに搬送し、加工する必要がある。
従来から、積層された各シートを、毎葉分離する技術は提案されている(例えば特許文献1,2参照)。
特開2010−099978号公報 特開平03−186988号公報
しかしながら、上述した従来の技術では、例えば、裁断端面のバリや、静電気、繊維の絡み合い、横ずれ防止のための接着等により、複数のシートが積層されたシートを毎葉分離する技術については記載がない。
また、分離したシートを、汚損させずに加工エリアに搬送する技術についても記載がない。
本発明が解決しようとする課題は、積層されたシートを毎葉分離することができる積層シート毎葉分離装置および積層シート毎葉分離方法を提供することにある。
本発明に係る積層シート毎葉分離装置は、第1の軟性シートのシート表面の端部を吸引保持して前記端部を起立させる第1の吸引性チャックと、前記第1の軟性シートの裏面側に密着して前記第1の軟性シートとともに起立した第2の軟性シートの端部を前記裏面側から吸引保持して分離する第2の吸引性チャックと、を具備するものである。
また、他の本発明に係る積層シート毎葉分離装置は、復元力を有する弾性シートの端部を吸引保持して前記端部を起立させて前記弾性シートが積層されたシート群から分離する吸引性チャックを具備するものである。
また、他の本発明に係る積層シート毎葉分離装置は、第1の剛性シートを吸引保持して前記第1の剛性シートを水平に維持したまま引き上げてこの第1の剛性シートが積層されたシート群から分離する第1の吸引性チャックと、前記第1の剛性シートの裏面側に密着して前記第1の剛性シートとともに引き上げられた第2の剛性シートを前記裏面側から吸引保持して前記第2の剛性シートから分離する第2の吸引性チャックと、を具備するものである。
本発明により、積層されたシートを毎葉分離することができる積層シート毎葉分離装置および積層シート毎葉分離方法が提供される。
第1の実施形態に係る積層シート毎葉分離装置の概略構成図。 (A)は図1で示す第1の吸引性チャックにより最上部シート(軟性シート)上面の角部を保持する工程を示す一部拡大斜視図、(B)は第1の吸引性チャックにより積層シートの最上部角部を上方に捲り上げるとともに、この最上部シートの角部の裏面側を第2の吸引性チャックにより吸引保持し、シートを分離する工程を示す一部拡大斜視図。 (A)は第1実施形態に係る積層シート毎葉分離装置の変形例を示し、積層シートの上面一端部の中央部を第1の吸引性チャックにより保持する工程を示す一部拡大斜視図、(B)は同 第1の吸引性チャックにより積層シートの一端部を上方へ捲り上げる工程を示す一部拡大斜視図、(C)は同 第2の吸引性チャックにより積層シートの裏面側シートを分離する工程を示す一部拡大斜視図。 第2の実施形態に係る積層シート毎葉分離装置の一部拡大図。 (A)は第3の実施形態に係る積層シート毎葉分離装置の一部拡大図であって第1の吸引性チャックにより積層シートの最上部シート(剛性シート)を上方へ僅かに引き上げる工程を示す一部拡大図、(B)は同 保持したシートを積層シートから水平に移動させる工程を示す一部拡大図、(C)は同 最上部シートの裏面側シートを第2の吸引性チャックにより分離する工程を示す一部拡大図。 第3の実施形態における積層シート毎葉分離方法の変形例を示す図。 (A)は最上部シートの毎葉分離後の搬送態様を説明する図、(B)は同 2以上の吸引性チャックによる剛性シートの搬送態様を示す図。 第1実施形態に係る積層シート毎葉分離方法を示すフローチャート。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る積層シート毎葉分離装置10の概略構成図である。
図2(A)は図1で示す第1チャック(第1の吸引性チャック)11a1(11)による最上部軟性シート(第1の軟性シート)12a(12)の上面の角部ψを保持する工程を示す一部拡大斜視図である。
なお、図2(A)以降の一部拡大図では各図では、ベルヌーイチャック11a以外の細部は省略している。
また、図2(B)は第1チャック11a1により積層シート(シート群)23の最上部角部ψを上方に捲り上げるとともに、この最上部軟性シート12aの角部ψの裏面側を第2チャック(第2の吸引性チャック)11a2(11)により吸引保持し、裏面軟性シート(第2の軟性シート)12bを分離する工程を示す一部拡大斜視図である。
積層シート毎葉分離装置10は、複数の軟性シート12が積層された状態で例えば型抜き裁断機等により裁断された後、積層状態で搬送されてくる軟性シート12を積層シート23から毎葉分離するものである。軟性シート12は、第1の実施形態では、紙や、布地、金属箔、フィルム等、ほとんど弾性を有さないシートである。
積層シート23には、上記型抜き裁断の際の押圧力や、裁断端部のバリ、静電気、繊維の絡み合い等により軟性シート12が積層方向で互いに密着する。また、各軟性シート12の横ずれを防止する固定部材による押圧力によって軟性シート12どうしが密着する場合もある。
そこで、第1の実施形態に係る積層シート毎葉分離装置10は、図1および図2(A),(B)に示すように、第1チャック11a1と、第2チャック11a2と、を具備している。
第1チャック11a1は、最上部軟性シート12aのシート表面の角部ψを吸引して保持し、角部ψを上方へ捲り上げて例えば約90°前後に起立させるベルヌーイチャック11aである。
第2チャック11a2は、捲り上げられた角部ψの裏面側から吸引して保持し、最上部軟性シート12aの裏面に密着していた2枚目の軟性シート12bを当該最上部軟性シート12aから引き剥がして分離するベルヌーイチャック11aである。
図1に示すように、これらベルヌーイチャック11aは、駆動機構16(第1駆動機構16a,第2駆動機構16b)により駆動されるアーム17を有し、制御装置20内の制御部24により制御される。
駆動機構16は、アーム17の関節部を回転させてベルヌーイチャック11aの姿勢を変更するモータなどに加えて、アーム17ごと水平に移動させる移動機構も含まれる。
例えば、駆動機構16には、リニアガイドまたはボールねじ、これらに係合される移動テーブル、およびこれらを駆動する駆動モータなども含まれうる。
アーム17の先端部には、例えば、L金具やハンド等でベルヌーイチャック11aが固定されている。
ベルヌーイチャック11aの吸引保持面14には、エアーが遠心方向外向きへ流動するための凹部(図示せず)が設けられる。コンプレッサ等のエアー供給源から導入管13に供給された圧縮されたエアーは、この凹部内に設けられた噴気孔から噴出される。
導入管13には、例えば制御部24からのコントロール信号で制御される制御弁28(28a,28b)が設けられ、噴気孔に供給されるエアー量が制御される。遠心方向外向きへ放射状に吹き出されるエアーにより、円環状吹き出し部とその外周側とに正圧エリアが形成される一方、その正圧エリアの内側にはベルヌーイの法則により負圧エリアが形成される。この負圧と正圧とのバランスをとることで、ベルヌーイチャック11aは、軟性シート12を吸引保持面14に密着させずに保持する。
ベルヌーイチャック11aは、このように軟性シート12を吸引保持面14とは密着させずに維持するので、接触保持による軟性シート12の汚損を防止できるという顕著な効果を有する。特に、このベルヌーイチャック11aは、エアー流を軟性シート12に対して旋回させずに遠心方向外向きに放射状に噴出させる場合、この軟性シート12の回転を防止または低減できる。
また、このようなベルヌーイチャック11aは、エアー流を旋回させるための機構が不要になるため、薄く小型にすることができ、角部ψの立ち上げ動作の実施に好適である。
なお、実施形態ではベルヌーイチャック11aを一例にして説明しているが、吸引性チャック11は例えば軟性シート12を吸着する真空吸引チャック等でもよい。
これら吸引性チャック11の種類は、軟性シート12の性質や、積層時の密着強度、要求される取り扱い条件等によって適宜決定される。
例えば、軟性シート12が、微細孔を有する紙フィルムや箔等のように気体透過性のある場合や、軟性シート12の表面に凹凸があって真空パッドによる機密保持が困難な場合にベルヌーイチャック11aが有効である。
また、金属箔や精密フィルム・商品位表面の用紙等、真空パッドとの接解跡や吸引力による変形等が問題になる場合も、軟性シート12を密着させずに保持可能なベルヌーイチャック11aの使用が適している。
一方、上記のように吸引による減圧が困難な要因がない場合や、周囲の粉塵を吸引保持して吸引側のポンプまたは導入管を詰まらせるおそれがない場合等には、真空吸引チャックが安価でコスト面で有利である。
ベルヌーイチャック11aが高価であることを考慮して、第1チャック11a1のみにベルヌーイチャック11aを用い、裏面側からアクセスする第2チャック11a2に真空吸引チャックを用いる等の工夫をしてもよい。
第1チャック11a1で最上部軟性シート12aの角部ψをめくって起立させると、密着した2枚目、3枚目の軟性シート12が追従して起立することがある。そこで、最上部軟性シート12aの裏面側からこれら裏面軟性シート12bを第2チャック11a2で最上部軟性シート12aから分離する。
いずれにおいても、ある程度の剛性を有する角部ψを吸引位置にすることで、軟弱な軟性シート12であっても容易に捲り上げることができる。最上部軟性シート12aと裏面軟性シート12bとの間に、適宜、押え部材18を差し込んで分離を促してもよい。
なお、軟性シート12の角部ψに厚さ検出部19を設けて、起立した軟性シート12の枚数を判別し、2枚以上が起立している場合にのみ、第2チャック11a2を作動させてもよい。また、第1チャック11a1にベルヌーイチャック11aを用いる場合、軟性シート12を起立させるのに必要なチャックの吸引力(エアーの流量)から、起立した枚数を判断してもよい。さらに、これらを適宜組み合わせて判別することもできる。
分離した最上部軟性シート12aは、例えば、キャリーフォーク等の搬送装置15で自動縫製機や、自動スポット溶接機、自動塗軟性シート接着機等の加工マシン21等へと搬送される。また、第1チャック11a1で吸引保持したまま、第1駆動機構16aでアーム17ごと軟性シート12を搬送してもよい。
軟性シート12が大きい場合は、複数の第1チャック11a1で搬送してもよい。搬送方法の選択は、軟性シート12の性質、積層状態の密着強度および要求される取り扱い条件等によって適宜決定される。
次に、図3(A)〜(C)の積層シート毎葉分離装置10の変形例を示す図を用いて、軟性シート12の短辺が長辺と比較して短い場合、すなわち軟性シート12が帯状な場合について説明する。
図3(A)は積層シート23の上面一端部の中央部Ψを第1チャック11a1により保持する工程を示す一部拡大斜視図、図3(B)は第1チャック11a1により積層シート23の一端部を上方へ捲り上げる工程を示す一部拡大斜視図、(C)は第2チャック11a2により積層シート23の裏面軟性シート12bを分離する工程を示す一部拡大斜視図である。
短辺が短い場合、短辺近傍を吸引位置にすれば、軟性シート12を起立させることができる。この場合も、必要に応じて第2チャック11a2で裏面軟性シート12bを分離する。
次に、第1実施形態に係る積層シート毎葉分離方法を図8のフローチャートを用いて説明する(適宜図1および図2を参照)。
まず、角部検出部22が、吸引位置となる積層シート23の角部ψを検出する(S11)。検出した角部ψの位置は制御部24に送られる。
制御部24は、ベルヌーイチャック11a(11a1,11a2)にエアーを送るともに、第1駆動機構16aを介してアーム17を操作し、第1チャック11a1で角部ψを吸引保持する(S12)。
そして、吸引保持面14を起立させることで、角部ψを起立させる(S13)。
厚さ検出部19は、起立した軟性シート12の厚さを検出する(S14)。
起立した軟性シート12が1枚と判定された場合(S15:NO:S17へ)、そのままこの最上部軟性シート12aを積層シート23から分離して加工マシン21へ搬送する。
一方、起立した軟性シート12が2枚以上と判定された場合(S15:YES)、制御部24が第2駆動機構16bを駆動することで、第2チャック11a2で裏面側から角部ψを吸引保持する(S16)。
そして、例えば駆動機構16を構成するリニアガイド等で裏面軟性シート12bからも分離された最上部軟性シート12aを加工マシン21へ搬送する(S17)。
上記一連の作業を積層シート23の残りがなくなるまで繰り返し(S18:YES:S11へ)、残りの積層シート23がなくなれば、動作を終了する(S18:NO:END)。
なお、以上の動作は、プログラムに沿ってコンピュータで実行してもよい。
例えば、制御装置20は、制御部24としてのCPU等のプロセッサのほか、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、或いはHDD(Hard Disk Drive)等の記憶装置、を具備するコンピュータとして構成することができる。また、このようなソフトウェア処理に換えて、ASIC(Application Specific Integration Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)等のハードウェアで実現することや、これらを組み合わせることもできる。
以上のように、第1の実施形態によれば、軟性シート12の角部等を起立させることで、積層シート23から最上部軟性シート12aを分離することができる。また、最上部軟性シート12aとともに裏面側に裏面軟性シート12bが起立した場合にも第2チャック11a2で吸引保持することで、最上部軟性シート12aのみを分離することができる。
さらに、第1チャック11a1および第2チャック11a2の強度を調整することで、最上部軟性シート12aと裏面軟性シート12bとが密着している場合等でも、毎葉分離することができる。
すなわち、第1の実施形態によれば、軟性シート12を毎葉分離することができる。
(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態に係る積層シート毎葉分離装置10の一部拡大図である。
第2の実施形態では、図4に示すように、積層シート毎葉分離装置10の適用対象である積層シート23が、紙や薄い金属シート等、復元力すなわち弾性力を有する弾性シート25である。
この場合、ベルヌーイチャック11aは、最上部弾性シート25aを吸引保持して起立させれば、最上部弾性シート25aに密着して起立しようとする裏面弾性シート25bは自己の復元力で積層シート23に戻る。よって、第2の実施形態では、第1実施形態と比較して裏面側からの吸引保持に用いた第2チャック11a2が不要になる。
立ち上げ角度を大きくすれば、その分だけ裏面弾性シート25bに働く復元力は大きくなるので、この復元力のみで裏面弾性シート25bが積層シート23に戻るように吸引保持面14の立ち上げ角度を調節することが好ましい。
なお、弾性シート25の復元力を有することで裏面側からの吸引が不要になること以外は、第2の実施形態は第1の実施形態と同じ構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。
このように、第2の実施形態によれば、立ち上げ角度を調節して弾性シート25の復元力を利用することで、積層されたシートが密着した弾性シート25を毎葉分離することができる。
(第3の実施形態)
図5(A)〜(C)は、第3の実施形態に係る積層シート毎葉分離装置10の一部拡大図である。
図5(A)は第1チャック11a1により最上部の積層シート23を上方へ僅かに引き上げる工程を示す一部拡大図、図5(B)は保持した剛性シート26を積層シート23から水平に移動させる工程を示す一部拡大図、図5(C)は最上部剛性シート26aから裏面剛性シート26bを第2チャック11a2により分離する工程を示す一部拡大図である。
第3の実施形態では、図5(A)〜(C)に示すように、積層シート毎葉分離装置10の適用対象である積層シート23が、段ボールや、ハードプラスチック、金属板等の剛性シート26である。
剛性シート26を対象とする場合、第1の実施形態等のように角部ψを起立させてしまうと、その可塑性によって剛性シート26に歪みが残留してしまう。そこで、第3の実施形態に係る積層シート毎葉分離装置10は、図5(A)〜(C)に示すように、ベルヌーイチャック11aは、剛性シート26の一端部の中央部Ψを吸引保持して剛性シート26を水平に維持したまま引き上げて積層シートから分離する。
そして、図5(B),(C)に示すように、積層シート23と干渉しない位置までベルヌーイチャック11aを水平移動させて、裏面側から第2チャック11a2で引き下げて、角部ψを起立させることなく裏面剛性シート26bを分離する。最上部剛性シート26aから裏面剛性シート26bを分離するには、第2チャック11a2を水平方向にスライドさせてもよい。
なお、ベルヌーイチャック11aと剛性シート26とが干渉しない位置までベルヌーイチャック11aおよび剛性シート26を移動させから裏面剛性シート26bを分離することができれば上記の方法に限定されることはない。
例えば、図6は、第3の実施形態における積層シート毎葉分離方法の変形例を示す図である。図6に示すように、2枚の剛性シート26を積層シート23から分離した後、上向き面を反転させた後に裏面剛性シート26bを分離してもよい。
この場合、第1駆動機構16a(図1)で吸引保持面14が垂直上向きになるようにベルヌーイチャック11aの向きを反転させた後、第2チャック11a2で裏面剛性シート26bを図中上方へ引き上げて最上部剛性シート26aから分離する。
また、図7(A),(B)は、最上部剛性シート26aの毎葉分離後の搬送態様を説明する図である。
図7(A)に示すように、剛性シート26がベルヌーイチャック11aと同程度の大きさの場合は、引き上げたベルヌーイチャック11a1つで搬送すればよい。一方、図7(B)に示すように、剛性シート26が大きい場合、搬送時にはベルヌーイチャック11aを追加して、複数で搬送すればよい。
特に、剛性シート26は可塑性を有するため、搬送時の自重による折れ曲がり等が許容されないことが多く、この場合複数のベルヌーイチャック11aによる搬送が望ましい。ただし、軟性シート12または弾性シート25であっても、例えば張力を付加してこれらのシート12,25を張らせたい場合等、複数のベルヌーイチャック11aを利用することがある。
なお、適用対象が剛性シート26であり、この剛性シート26を折り曲げないこと以外は、第3の実施形態は第1の実施形態と同じ構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。
このように、第3の実施形態によれば、積層シート23が密着した場合にも、折り曲げることができない剛性シート26を毎葉分離することができる。
以上述べた少なくとも一つの実施形態の積層シート毎葉分離装置10および積層シート毎葉分離方法によれば、積層シート23を毎葉分離することが可能となる。
以上、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、各シート12,25,26は、押圧力等によって密着している例で説明したが、これらは意図的に積層方向に互いに弱く接着されていてもよい。
なお、各実施形態で説明した積層シート毎葉分離装置および方法はいずれも極めて同一性の高い技術であり、単一性の要件は満たされている。
10…積層シート毎葉分離装置、11(11a)…吸引性チャック(ベルヌーイチャック)、11a1(11)…第1チャック(第1の吸引性チャック)、11a2(11)…第2チャック(第2の吸引性チャック)、12(12a,12b)…軟性シート(最上部軟性シート,裏面軟性シート)、13…導入管、14…吸引保持面、15…搬送装置、16(16a,16b)…駆動機構(第1駆動機構,第2駆動機構)、17…アーム、18…押え部材、19…厚さ検出部、20…制御装置、21…加工マシン、22…角部検出部、23…積層シート、24…制御部、25(25a,25b)…弾性シート(最上部弾性シート,裏面弾性シート)、26(26a,26b)…剛性シート(最上部剛性シート,裏面剛性シート)、28(28a,28b)…制御弁、Ψ…シート端部の中央部(最上部端部)、ψ…シート端部の角部(最上部角部)。

Claims (7)

  1. 第1の軟性シートのシート表面の端部を吸引保持して前記端部を起立させる第1の吸引性チャックと、
    前記第1の軟性シートの裏面側に密着して前記第1の軟性シートとともに起立した第2の軟性シートの端部を前記裏面側から吸引して分離する第2の吸引性チャックと、を具備することを特徴とする積層シート毎葉分離装置。
  2. 復元力を有する弾性シートの端部を吸引保持して前記端部を起立させて前記弾性シートが積層されたシート群から分離する吸引性チャックを具備することを特徴とする積層シート毎葉分離装置。
  3. 第1の剛性シートを吸引保持して前記第1の剛性シートを水平に維持したまま引き上げてこの第1の剛性シートが積層されたシート群から分離する第1の吸引性チャックと、
    前記第1の剛性シートの裏面側に密着して前記第1の剛性シートとともに引き上げられた第2の剛性シートを前記裏面側から吸引保持して前記第2の剛性シートから分離する第2の吸引性チャックと、を具備することを特徴とする積層シート毎葉分離装置。
  4. 前記軟性シート又は前記弾性シートが2枚以上起立した、若しくは前記剛性シートが2枚以上引き上げられたことを判別する判別手段と、
    前記判別手段で2枚以上と判定された場合に前記第2の吸引性チャックを稼働させる制御部と、を具備する請求項1または請求項3のいずれか1項に記載の積層シート毎葉分離装置。
  5. 前記吸引性チャックの向きを回転して前記吸引性チャックに前記軟性シート、前記弾性シートまたは前記剛性シートを鉛直下向きから支持させる回転機構と、
    回転した前記吸引性チャックを移動させて前記軟性シート、前記弾性シートまたは前記剛性シートを移送する駆動機構と、を具備する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の積層シート毎葉分離装置。
  6. 前記吸引性チャックは、ベルヌーイチャックおよび真空吸引チャックの少なくとも一方である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の積層シート毎葉分離装置。
  7. 第1の軟性シートのシート表面の端部を第1の吸引性チャックで吸引保持して前記端部を捲り上げるステップと、
    前記第1の軟性シートの裏面側に前記第1の軟性シートとともに起立した第2の軟性シートの端部を前記裏面側から第2の吸引性チャックで吸引して分離するステップと、を含むことを特徴とする積層シート毎葉分離方法。
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