JP2021031140A - ラベル貼付装置のヘッド機構、ラベル貼付装置及びラベル貼付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でありながらも傾きがある対象物の貼付面にラベルを均一に貼り付けることが可能なラベル貼付装置のヘッド機構、ラベル貼付装置及びラベル貼付方法を提供する。【解決手段】ラベル貼付装置のヘッド機構１００は、対象物に貼り付けるラベルを保持するラベル保持具１１０と、ラベル保持具１１０に先端が固定され、ラベル保持具１１０から離れる方向に延びるシャフト１２０と、シャフト１２０が挿通される貫通孔１３１が形成され、貫通孔１３１の径はシャフト１２０の径よりも大きく、シャフト１２０を傾斜可能に支持する押付プレート１３０と、ラベル保持具１１０が押付プレート１３０から離れるようにラベル保持具１１０を付勢する付勢部材１４０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、ラベル貼付装置のヘッド機構、ラベル貼付装置及びラベル貼付方法に関する。

製鉄所等で製造された鋼材の端面には、管理番号等の情報を記載したラベルが貼り付けられ、鋼材の効率的な管理に役立てられている。鋼材の端面は、カットソーやレーザカッター等で切断されるため、必ずしもラベルの貼り付けに適した平滑な面になるとは限らず、部分的に傾きが存在する場合がある。

そこで、鋼材の端面に部分的な傾きが存在する場合であっても、鋼材の端面にラベルを均一に貼り付けるためのラベル貼付装置の開発が進められている。例えば、特許文献１には、カメラ画像から鋼材の端面の位置や姿勢を検出し、その結果に基づいて４つの溶接電極を移動し、金属製ラベルを鋼材の端面に溶接するラベル貼付装置が開示されている。

特開２００６−１１７２９５号公報

特許文献１のラベル貼付装置では、カメラ、エアシリンダ等の各機器が配線等を介して互いに通信可能に接続されており、しかも、高温状態の鋼材の端面に近接した場合でも各機器が正常に動作するように熱対策を施す必要もある。このため、その構成が複雑であり、製造コストやメンテナンスのしやすさの点で改善の余地がある。そして、このような問題は、鋼材の端面にラベルを貼り付ける場合のみならず、他の対象物の貼付面にラベルを貼り付ける場合にも存在している。

本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、簡易な構成でありながらも傾きがある対象物の貼付面にラベルを均一に貼り付けることが可能なラベル貼付装置のヘッド機構、ラベル貼付装置及びラベル貼付方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るラベル貼付装置のヘッド機構は、
対象物に貼り付けるラベルを保持するラベル保持具と、
前記ラベル保持具に先端が固定され、前記ラベル保持具から離れる方向に延びるシャフトと、
前記シャフトが挿通される貫通孔が形成され、前記貫通孔の径は前記シャフトの径よりも大きく、前記シャフトを傾斜可能に支持する押付プレートと、
前記ラベル保持具が前記押付プレートから離れるように前記ラベル保持具を付勢する付勢手段と、
を備える。

前記シャフトの基端側に設けられ、前記シャフトが先端側に移動した場合に前記押付プレートに接触し、前記シャフトのさらなる先端側への移動を規制する規制手段を備えてもよい。

前記規制手段は、前記シャフトを挿通可能な貫通孔を備え、前記シャフトを前記規制手段の前記貫通孔に挿通した状態で前記規制手段を前記シャフトの長手方向に移動させることにより、前記シャフトに対して前記シャフトの長手方向の位置を調整できるように構成されてもよい。

前記押付プレートは、前記押付プレートの前記貫通孔の周りに面取り部を備え、
前記規制手段は、前記面取り部の形状に相補的な形状に形成され、前記シャフトが先端側に移動した場合に前記面取り部と接触するストッパを備えてもよい。

前記面取り部は、円錐形状に形成され、
前記ストッパは、前記面取り部の形状に相補的な円錐形状に形成されてもよい。

前記ラベル保持具は、
前記シャフトの先端部に固定されたプレートと、
前記プレートの平面部に固定され、ラベルを吸着することができ、前記対象物に押し付けられた場合に前記対象物の表面に合わせて変形するパッドと、
を備えてもよい。

前記押付プレートに対する前記シャフトの傾き可能角度は、対象物の貼付面の最大傾き角度の絶対値と等しいか、対象物の貼付面の最大傾き角度の絶対値よりも大きくなるように設定されていてもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係るラベル貼付装置は、
前記ヘッド機構と、
前記ヘッド機構を支持し、前記ヘッド機構の前記ラベル保持具を対象物に押し付けるように移動させる移動機構と、
前記移動機構に通信可能に接続され、前記移動機構の動作を制御するコントローラと、
を備える。

上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係るラベル貼付方法は、
ラベル保持具に対象物の貼付面に貼り付けるラベルを保持させる保持工程と、
前記保持工程によりラベルが保持された前記ラベル保持具を、対象物の貼付面の傾きに追従した姿勢で押し付けることで、対象物の貼付面に前記ラベル保持具で保持されたラベルを貼り付ける貼付工程と、
前記貼付工程によりラベルが貼り付けられた対象物から前記ラベル保持具を引き離す引き離し工程と、
を含む。

本発明によれば、対象物の貼付面に押付プレートを押し付けた際にラベル保持具が対象物の貼付面の傾きに追従する。したがって、簡易な構成でありながらも傾きがある対象物の貼付面にラベルを均一に貼り付けることが可能なラベル貼付装置のヘッド機構、ラベル貼付装置及びラベル貼付方法を提供できる。

本発明の実施の形態に係るラベル貼付装置の構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係るラベル貼付装置の構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係るヘッド機構の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るシャフトと押付プレートとの関係を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係るラベル保持具が鋼材の端面に押し付けられた場合の規制部材と押付プレートとの関係を示す拡大図である。 本発明の実施の形態に係るラベル保持具が鋼材の端面に追従して傾けられた場合の規制部材と押付プレートとの関係を示す拡大図である。 本発明の実施の形態に係るラベル保持具が鋼材の端面に押し付けられていない場合の規制部材と押付プレートとの関係を示す拡大図である。 本発明の実施の形態に係るラベル貼付処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明に係るラベル貼付装置のヘッド機構、ラベル貼付装置及びラベル貼付方法の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。

実施の形態では、鋼材を搬送するコンベアの搬送方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向と同一水平面上にあってＸ軸方向に直交する方向（前後方向）をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して直交する方向（上下方向）をＺ軸方向とする。また、Ｙ軸方向のラベル貼付装置から鋼材に向かう向きを「前向き」、鋼材からラベル貼付装置に向かう向きを「後ろ向き」のように表現する。以下、ラベルの貼り付け対象物として鋼材を例に説明するが、ラベルの貼り付け対象物は鋼材に限られない。

図１は、実施の形態に係るラベル貼付装置１の構成を示す側面図であり、図２は、ラベル貼付装置１の構成を示す正面図である。図２では、理解を容易にするために鋼材３の図示を省略している。

ラベル貼付装置１は、鋼材３の端面３ａにラベルを貼り付ける装置である。鋼材３は、例えば、スラブ、コイル、ビレット、ブルーム等の圧延前の鋼片、鋳造品、Ｌ字鋼、山型鋼等の形鋼を含む。鋼材３は、常温状態のものに限られず、約４００℃〜約９００℃の高温状態のもの含む。

ラベルは、例えば、高温の鋼材３に貼り付けても汚損しない耐熱性を有する耐熱ラベルである。ラベルには、例えば、鋼材３の種別や管理番号を示す文字、記号又は各種コード（例えば、バーコード、二次元コード）等の情報が記載されている。ラベルは、ラベル貼付装置１の側に設置されたプリンタ２で印刷され、レール２ａ上を走行する搬送装置２ｂのトレー２ｃ上に載せられ、搬送装置２ｂによりプリンタ２からラベル貼付装置１に搬送される。

ラベル貼付装置１は、鋼材３を搬送するコンベアの側に設置されている。各鋼材３は、その長手方向がコンベアの搬送方向（Ｘ軸方向）に対して垂直方向（Ｙ軸方向）を向くようにコンベア上に載せられ、ラベル貼付装置１に向けて順次搬送される。ラベル貼付装置１は、搬送装置２ｂのトレー２ｃからラベルを受け取った後、コンベア上で静止した鋼材３の端面３ａに対向する位置にラベルを移動させ、鋼材３の端面３ａに対してラベルを押し付けることで、鋼材３の端面３ａにラベルを貼り付ける。

ラベル貼付装置１は、鋼材３の端面３ａにラベルを貼り付けるヘッド機構１００と、ヘッド機構１００を支持し、ヘッド機構１００をホーム位置と搬送装置２ｂからラベルを受け取る位置（ラベル受取位置）と鋼材３の端面３ａにラベルを貼り付ける位置（ラベル貼付位置）とに移動させる移動機構２００と、コンベアで搬送されている鋼材３の端面３ａの位置を検出する端面検出センサ３００と、端面検出センサ３００の検出結果に基づいてヘッド機構１００及び移動機構２００の動作を制御するコントローラ４００と、を備える。

ヘッド機構１００は、例えば、チューブを介して負圧源に接続され、負圧源を作動させることでラベルを吸着して保持する。

移動機構２００は、ヘッド機構１００をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のそれぞれに移動させ、図１の矢印Ａで示すようにＸ軸方向に延びるＡＸ軸の周りに旋回させる。また、移動機構２００は、ＡＸ軸の周りに任意の角度に旋回されたヘッド機構１００を前進させたり後退させたりする。移動機構２００は、押引シリンダ２１０と、旋回シリンダ２２０と、水平移動機構２３０と、前後移動機構２４０と、上下移動機構２５０と、ベース２６０と、を備える。

押引シリンダ２１０は、その先端部でヘッド機構１００の基端部を支持し、ヘッド機構１００を図１の矢印Ｂで示すように長手方向に押し引きする。旋回シリンダ２２０は、その先端部で押引シリンダ２１０を支持し、図１の矢印Ａに示すように、押引シリンダ２１０がＺ軸方向に下向きに延びる姿勢と、Ｙ軸方向に前向きに延びる姿勢とを取るように、ＡＸ軸の周りに９０°旋回可能に構成されている。

水平移動機構２３０は、旋回シリンダ２２０を支持し、旋回シリンダ２２０をＸ軸方向に水平に移動させる。前後移動機構２４０は、水平移動機構２３０を支持し、水平移動機構２３０をＹ軸方向に移動させる。上下移動機構２５０は、前後移動機構２４０を支持し、前後移動機構２４０をＺ軸方向に移動させる。水平移動機構２３０、前後移動機構２４０及び上下移動機構２５０は、それぞれの機構を作動させるサーボモータを備える。

ベース２６０は、床面等に設置され、床面からＺ軸方向上向きに延びる長尺な部材であり、上下移動機構２５０がＺ軸方向に移動可能となるように支持する。ベース２６０は、例えば、底面側に貫通孔が形成されたフランジを備える。ベース２６０は、フランジの貫通孔に床面等に固定された植え込みボルトを挿通させ、植え込みボルトに対してナットを締め付けることで床面等に固定される。

端面検出センサ３００は、コントローラ４００に通信可能に接続され、鋼材３の端面３ａの位置、例えば、鋼材３の端面３ａの中心位置を検出する。端面検出センサ３００は、例えば、反射型レーザ距離計を備える。端面検出センサ３００は、反射型レーザ距離計からのレーザ光を鋼材３の端面３ａに照射し、その反射光を受光することで、鋼材３の端面３ａの位置を検出し、その検出結果をコントローラ４００に提供する。

コントローラ４００は、搬送装置２ｂのトレー２ｃに載せられたラベルを受け取って鋼材３の端面３ａに貼り付けるように、プリンタ２、搬送装置２ｂ、ヘッド機構１００に接続された負圧源、移動機構２００の押引シリンダ２１０、旋回シリンダ２２０及びサーボモータの動作を制御する。

コントローラ４００は、例えば、エンコーダからのフィードバックに基づいてサーボモータを制御するサーボアンプと、移動機構２００の押引シリンダ２１０、旋回シリンダ２２０及びサーボアンプ等に対して制御信号を供給するプログラマブル・ロジック・コントローラ（Programmable Logic Controller：ＰＬＣ）と、を備える。ＰＬＣは、例えば、プログラムを記憶するメモリと、プログラムに従って処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサと、を備える。
以上が、ラベル貼付装置１の構成である。

図３は、実施の形態に係るヘッド機構１００の構成を示す図である。図３では、鋼材３の端面３ａにヘッド機構１００に保持されたラベルを押し付けているが、理解を容易にするためラベルの図示を省略している。また、図３では、鋼材３の端面３ａが基準面（ＸＺ平面）に対して傾いている場合を例示している。

ヘッド機構１００は、ラベルを保持するラベル保持具１１０と、ラベル保持具１１０に固定され、ラベル保持具１１０から離れる方向に延びるシャフト１２０と、シャフト１２０が長手方向に移動可能に挿通される貫通孔１３１が形成された押付プレート１３０と、シャフト１２０の長手方向に沿って延び、ラベル保持具１１０を押付プレート１３０から離れる方向に付勢する付勢部材１４０と、シャフト１２０の基端部に設けられ、シャフト１２０が先端方向に移動した場合に押付プレート１３０に接触してシャフト１２０の移動を規制する規制部材１５０と、を備える。

ラベル保持具１１０は、搬送装置２ｂのトレー２ｃに載せられたラベルを吸着し、鋼材３の端面３ａに押し付けることにより、ラベルを鋼材３の端面３ａに貼り付ける。ラベル保持具１１０は、シャフト１２０の先端に固定されるプレート１１１と、プレート１１１のシャフト１２０が固定された面と反対側の面に固定され、ラベルに接触するパッド１１２と、を備える。

プレート１１１は、例えば、平面部を備える金属製のプレートである。プレート１１１には、プレート１１１を貫通する複数の吸引用貫通孔が形成されている。吸引用貫通孔は、可撓性のチューブを介して負圧源に接続されている。

パッド１１２は、ラベルが貼り付けられる鋼材３の端面３ａの傾き、凹凸等に合わせて容易に変形すると共に、外部からの空気を吸い込み可能に形成されている。パッド１１２は、高温状態の鋼材３に接触するため、耐熱性の材料で形成されることが好ましい。パッド１１２は、外部からの空気を吸い込み可能であるため、吸引用貫通孔に接続された負圧源を動作させることによりラベルを吸引して保持できる。

シャフト１２０は、例えば、金属製の円筒部材である。シャフト１２０の基端部には、規制部材１５０におけるストッパ１５１及び調節ナット１５２に設けられた雌ねじ孔をねじ込み可能な雄ねじ部１２１が形成されている。ラベル保持具１１０には、例えば、４本のシャフト１２０がそれぞれ離れた位置に固定されている。

押付プレート１３０は、移動機構２００の押引シリンダ２１０の先端に固定され、各シャフト１２０が押付プレート１３０に対して移動可能となるように支持する。押付プレート１３０は、押引シリンダ２１０により押し付け力Ｆが加えられると、ラベル保持具１１０を鋼材３の端面３ａに押し付けるように構成されている。

押付プレート１３０は、各シャフト１２０が挿通される４つの貫通孔１３１を備える。貫通孔１３１は、それぞれシャフト１２０の形状に合わせて円形状に形成されている。貫通孔１３１の径は、シャフト１２０の外径よりも大きく設定され、シャフト１２０の外周面と貫通孔１３１の内周面との間にはクリアランスが存在している。このため、シャフト１２０を貫通孔１３１の中心軸に対して所定の傾き可能角度まで傾けることができる。

図４は、実施の形態に係るシャフト１２０と押付プレート１３０との関係を示す概略図である。貫通孔１３１の径φＤとシャフト１２０の径φｄとの差分であるクリアランスΔｄは、押付プレート１３０の厚さをｔとし、基準面（ＸＹ平面）に対するシャフト１２０の傾き可能角度をθとすると、Δｄ＝φＤ−φｄ＝ｔ・ｔａｎθの関係にある。したがって、以下の式（１）が得られる。
θ＝ｔａｎ^−１（Δｄ／ｔ）＝ｔａｎ^−１（（φＤ−φｄ）／ｔ） …（１）

押付プレート１３０の厚さｔ、貫通孔１３１の径φＤ及びシャフト１２０の径φｄは、ヘッド機構１００の各部材に加えられる負荷、各部材を構成する材料の特性、設置される場所の温度、湿度等を考慮して、式（１）の傾き可能角度θが鋼材３の端面３ａの傾き角度の最大値±θｍａｘの絶対値と等しいか大きくなるように設定すればよい。

図３に戻り、押付プレート１３０の貫通孔１３１には、その基端面に規制部材１５０のストッパ１５１に対応する形状の面取り部１３２が形成されている。面取り部１３２は、例えば、ストッパ１５１と面で接触するように形成されている。ストッパ１５１が円錐形状の場合、面取り部１３２も対応する円錐形状である。

付勢部材１４０は、例えば、圧縮コイルばね等のスプリングである。付勢部材１４０は、シャフト１２０の長手方向に沿ってシャフト１２０の周りを囲むように配置され、ラベル保持具１１０と押付プレート１３０とに接触し、ラベル保持具１１０が押付プレート１３０から離れるように付勢する付勢手段の一例である。

規制部材１５０は、押付プレート１３０に接触してシャフト１２０の移動を規制する規制手段の一例であり、シャフト１２０に装着されるストッパ１５１と、ストッパ１５１の基端面に接触するようにシャフト１２０に装着される調節ナット１５２と、を備える。ストッパ１５１は、面取り部１３２に相補的な形状を有している。面取り部１３２が円錐形状で形成されている場合、ストッパ１５１も面取り部１３２に面で接触が可能な円錐形状で形成されている。

図５は、実施の形態に係るラベル保持具１１０が鋼材３の端面３ａに押し付けられた場合の規制部材１５０と押付プレート１３０との関係を示す拡大図である。図５では、理解を容易にするために、ラベル保持具１１０及び付勢部材１４０を省略して図示し、鋼材３をシャフト１２０に隣接した位置に点線で図示している。

ストッパ１５１には、その中心軸を貫通しており、シャフト１２０の雄ねじ部１２１に係合可能な雌ねじ孔１５１ａが形成されている。シャフト１２０の雄ねじ部１２１にストッパ１５１の雌ねじ孔１５１ａを締め付けた状態において、シャフト１２０に対してストッパ１５１を回転させることにより、シャフト１２０に対するストッパ１５１の位置を適宜調整できる。

ストッパ１５１は、押付プレート１３０側に付勢されて面取り部１３２に接触することにより、シャフト１２０の先端側へのさらなる移動を規制する。他方、ラベル保持具１１０が付勢力に対抗して鋼材３の端面３ａに押し付けられると、その反力でラベル保持具１１０が押付プレート１３０側に押し込まれるため、図５に示すように、ストッパ１５１は面取り部１３２から離れる。すると、シャフト１２０と貫通孔１３１との間には隙間が存在しているため、押付プレート１３０に対してシャフト１２０を傾けることができる。

図６は、実施の形態に係るラベル保持具１１０が鋼材３の端面３ａに追従して傾けられた場合の規制部材１５０と押付プレート１３０との関係を示す拡大図である。図６では、理解を容易にするために、鋼材３をシャフト１２０に隣接した位置に点線で図示している。ストッパ１５１は、シャフト１２０に対する位置を調整することにより、ラベル保持具１１０が鋼材３の端面３ａに追従して傾けられると、面取り部１３２に接触する。このため、ストッパ１５１は、押付プレート１３０に対するラベル保持具１１０の傾き可能角度を調整できる。

このため、ストッパ１５１が面取り部１３２と干渉しない程度にラベル保持具１１０を押し込んでいる場合、押付プレート１３０に対するラベル保持具１１０の傾きは、押付プレート１３０の厚さｔから面取り部１３２の厚さを引いた差分、貫通孔１３１の径φＤ及びシャフト１２０の径φｄにより設定されるシャフトの傾き可能角度θにより規制される。また、ストッパ１５１が面取り部１３２と干渉する程度にしかラベル保持具１１０を押し込んでいない場合、すなわち、ラベル保持具１１０がほとんど押し込まれていない場合、押付プレート１３０に対するラベル保持具１１０の傾きは、ストッパ１５１により制約される。

図７は、実施の形態に係るラベル保持具１１０が鋼材３の端面３ａに押し付けられていない場合の規制部材１５０と押付プレート１３０との関係を示す拡大図である。ラベル保持具１１０に押し付け力が加えられていない場合、押付プレート１３０に対してラベル保持具１１０が離れる方向に付勢される。このため、ストッパ１５１が面取り部１３２に嵌まり込み、ラベル保持具１１０を定位置に配置させることができる。

規制部材１５０の調節ナット１５２は、シャフト１２０の雄ねじ部１２１に締め付けられ、ストッパ１５１の基端面に接触するように装着される。調節ナット１５２は、その中心軸に設けられ、シャフト１２０の雄ねじ部１２１に締め付けられる雌ねじ孔１５２ａを備える。ストッパ１５１の基端面に接触するように調節ナット１５２をシャフト１２０の雄ねじ部１２１に締め付けることにより、雄ねじ部１２１に締め付けられたストッパ１５１の緩みを防止できる。

次に、図８のフローチャートを参照して、実施の形態に係るラベル貼付装置１が実行するラベル貼付方法を説明する。以下、鋼材３は、コンベア上に載せられ、ラベル貼付装置１のラベル貼付位置に次々と搬送されるものする。

まず、コントローラ４００は、コンベアにより搬送されている鋼材３が所定位置を通過したことを検知すると、プリンタ２に制御信号を供給し、鋼材３の端面３ａに貼り付けるラベルを印刷させる（ステップＳ１）。プリンタ２で印刷されたラベルは、搬送装置２ｂのトレー２ｃ上に載せられる。

次に、コントローラ４００は、搬送装置２ｂに制御信号を供給し、プリンタ２から受け取ったラベルをラベル貼付装置１のラベル受取位置に搬送させる（ステップＳ２）。搬送装置２ｂは、Ｙ軸方向に延びるレール２ａを走行してラベルをラベル貼付装置１のラベル受取位置に搬送する。

次に、コントローラ４００は、移動機構２００を制御して、ヘッド機構１００をホーム位置からラベル受取位置に移動させる（ステップＳ３）。具体的には、コントローラ４００は、まず、移動機構２００のサーボモータを作動させることにより、ヘッド機構１００をラベル受取位置の真上に移動させる。次に、図１の矢印Ａで示すようにＡＸ軸周りに旋回シリンダ２２０を旋回させることにより、図１の点線で示すようにラベル保持具１１０がＺ軸方向下向きに向くように配置させる。

次に、コントローラ４００は、押引シリンダ２１０を押し出すことにより、ラベル保持具１１０の先端面を搬送装置２ｂのトレー２ｃ上に載せられたラベルに接近させ、ラベル保持具１１０に接続された負圧源を作動させてラベル保持具１１０とラベルとの間に負圧を発生させることにより、ラベルを吸着してラベル保持具１１０に保持させる（ステップＳ４；保持工程）。

次に、コントローラ４００は、端面検出センサ３００からの信号に基づいて、コンベア上の鋼材３がラベル貼付位置に移動したかどうかを判定する（ステップＳ５）。鋼材３がラベル貼付位置に移動したと判定した場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、コントローラ４００は、処理をステップＳ６に進める。他方、鋼材３がラベル貼付位置に移動していないと判定した場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、鋼材３がラベル貼付位置に移動するまで処理を待機する。

ステップＳ５でＹｅｓの場合、コントローラ４００は、移動機構２００を制御して、ヘッド機構１００をラベル受取位置からラベル貼付位置に移動させる（ステップＳ６）。具体的には、コントローラ４００は、まず、押引シリンダ２１０を作動させることによりヘッド機構１００をＺ軸方向に上昇させ、その後、水平移動機構２３０のサーボモータを作動させることによりヘッド機構１００をＸ軸方向に移動させる。次に、図１の矢印Ａで示すように旋回シリンダ２２０をＡＸ軸周りに旋回させることにより、図１の実線で示すようにラベル保持具１１０が鋼材３の端面３ａに対向してＹ軸方向に向くように配置させる。

次に、コントローラ４００は、移動機構２００を制御して、図１の矢印Ｂで示すようにラベル保持具１１０を鋼材３の端面３ａに押し付ける（ステップＳ７）。具体的には、コントローラ４００は、押引シリンダ２１０を前進させることで、ラベル保持具１１０の先端面を鋼材３の端面３ａに押し付ける。コントローラ４００は、ステップＳ７の処理の開始と共に計時処理を開始する。

ステップＳ７の処理においてラベル保持具１１０を鋼材３の端面３ａに押し付けた場合、押付プレート１３０に対してシャフト１２０が傾斜可能に支持されていると共に、付勢部材１４０によりラベル保持具１１０が押付プレート１３０から離れる方向に付勢されているため、図３に示すようにラベル保持具１１０は鋼材３の端面３ａの傾きに追従する。また、パッド１１２が鋼材３の端面３ａの凹凸等に合わせて変形する。このため、ラベル保持具１１０は、鋼材３の端面３ａに対して均一な押し付け力を加えることができる。

次に、コントローラ４００は、鋼材３の端面３ａに対するラベル保持具１１０の押し付けから所定時間が経過したかどうかを判定する（ステップＳ８）。所定時間は、鋼材３の端面３ａへのラベルの貼り付けに必要な時間であり、鋼材３の端面３ａの特性、ラベルの特定、設置された場所の気温、湿度等により適宜設定される。

鋼材３の端面３ａに対するラベル保持具１１０の押し付けから所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、ラベルの貼付工程が終了したため、処理をステップＳ９に進める。他方、鋼材３の端面３ａに対するラベル保持具１１０の押し付けから所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、鋼材３の端面３ａに対するラベル保持具１１０の押し付けから所定時間が経過するまで処理を待機する。

ステップＳ８でＹｅｓの場合、コントローラ４００は、移動機構２００を制御して、ラベル保持具１１０を鋼材３の端面３ａから引き離し（ステップＳ９；引き離し工程）、ヘッド機構１００をラベル貼付位置からホーム位置に移動させ（ステップＳ１０）、ステップＳ１の処理に戻る。具体的には、コントローラ４００は、図１の矢印Ｂで示すように押引シリンダ２１０を短縮させることで、ラベル保持具１１０を鋼材３の端面３ａから引き離し、その後、移動機構２００のサーボモータを動作させることで、ラベル保持具１１０をホーム位置に復帰させる。

ラベル保持具１１０を鋼材３の端面３ａから引き離すことで、ラベル保持具１１０と押付プレート１３０とで圧縮されていた付勢部材１４０が再び伸張する。その結果、図７に示すように規制部材１５０のストッパ１５１が押付プレート１３０の面取り部１３２に接触し、ラベル保持具１１０が定位置に復帰する。このため、ステップＳ１の処理において搬送装置２ｂのトレー２ｃからラベル受け取る際のラベル保持具１１０の位置決めが容易になる。
以上が、ラベル貼付装置１が実行するラベル貼付方法の流れである。

以上説明したように、実施の形態に係るヘッド機構１００は、ラベルを保持するラベル保持具１１０と、ラベル保持具１１０に先端が固定され、ラベル保持具１１０から離れる方向に延びるシャフト１２０と、シャフト１２０が挿通される貫通孔１３１が形成され、貫通孔１３１の径はシャフト１２０の径よりも大きい押付プレート１３０と、ラベル保持具１１０が押付プレート１３０から離れるようにラベル保持具１１０を付勢する付勢部材１４０と、を備える。このため、鋼材３の端面３ａに傾きが存在する場合であっても、ラベル保持具１１０を鋼材３の端面３ａの傾きに追従させることができ、鋼材３の端面３ａにラベルを均一に貼り付けることができる。

実施の形態に係るヘッド機構１００は、シャフト１２０の基端部にシャフト１２０の長手方向に移動可能に設けられ、付勢部材１４０によりシャフト１２０が先端側に付勢されることで押付プレート１３０に接触する規制部材１５０を備える。このため、シャフト１２０が貫通孔１３１に接触する前に規制部材１５０が面取り部１３２に接触するようにシャフト１２０に対する規制部材１５０の位置を調整することにより、押付プレート１３０に対するラベル保持具１１０の傾き可能角度を調整できる。

実施の形態に係るヘッド機構１００は、規制部材１５０と押付プレート１３０の面取り部１３２とが互いに相補的な形状で形成されている。このため、ラベル保持具１１０に押し付け力が加えられていない場合に、規制部材１５０が面取り部１３２に嵌まり込むため、簡易な構成でラベル保持具１１０の定位置への復帰を実現でき、新たなラベルをラベル保持具１１０へ吸着させる際の位置決めが容易になる。

実施の形態に係るヘッド機構１００は、ラベルを吸着することができ、鋼材３の端面３ａに押し付けられた場合に鋼材３の端面３ａに合わせて変形するパッド１１２を備える。このため、パッド１１２が鋼材３の端面３ａの凹凸等に合わせて変形し、鋼材３の端面３ａにラベルを一層均一に貼り付けることができる。

本発明は上記の実施形態に限られず、以下に述べる変形も可能である。

（変形例）
上記実施の形態では、ラベル保持具１１０はラベルを吸引することでラベルを保持していたが、本発明はこれに限られない。ラベル保持具１１０は、ラベルを吸着して保持する構成であれば、いかなる構成であってもよい。「吸着」には、吸引、粘着、磁着等の手法によりラベル等を吸着することが含まれる。例えば、ゴム等による粘着力を用いてラベルをラベル保持具１１０に保持させてもよい。また、ラベル保持具１１０の表面に磁石を設けておき、ラベルに磁石の粉末を混在させることにより、ラベルをラベル保持具１１０に保持させてもよい。

上記実施の形態では、ラベル保持具１１０がプレート１１１とパッド１１２とから構成されていたが、本発明はこれに限られない。ラベル保持具１１０にパッド１１２を設けるかどうかは任意であり、例えば、ラベル保持具１１０は、金属製のプレート１１１のみで構成されてもよい。

上記実施の形態では、シャフト１２０は４本であったが、本発明はこれに限られない。シャフト１２０は３本以下であってもよく、５本以上であってもよい。

上記実施の形態では、付勢部材１４０である圧縮コイルばねがシャフト１２０の周囲を覆うように配置されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、付勢部材１４０である圧縮コイルばねをシャフト１２０から離して配置してもよい。また、付勢部材１４０である圧縮コイルばねとシャフト１２０との数が一致している必要はなく、圧縮コイルばねの本数はシャフト１２０の本数よりも多くてもよく少なくてもよい。

上記実施の形態では、付勢部材１４０として圧縮コイルばね等のスプリングを用いていたが、本発明はこれに限られない。ラベル保持具１１０が押付プレート１３０から離れるように付勢され、ラベル保持具１１０の押付プレート１３０に対する傾きを妨げることがなければ、いかなる付勢手段を用いてもよい。例えば、付勢部材１４０として圧縮コイルばね以外の空気ばね、ゴムばね等の弾性部材を用いてもよい。

上記実施の形態では、ストッパ１５１及び面取り部１３２は互いに対応する形状の円錐形であったが、本発明はこれに限られない。ストッパ１５１が面取り部１３２に押し付けられ場合に、面取り部１３２にストッパ１５１が入り込める形状であれば、いかなる形状であってもよく、例えば、球形、ピラミッド形等であってもよい。ただし、ストッパ１５１が面取り部１３２に入り込むことを考慮すれば、ストッパ１５１は、先端に向かって徐々に窄まるような形状であることが好ましい。

上記実施の形態では、シャフト１２０の基端部に雄ねじ部１２１が設けられ、ストッパ１５１及び調節ナット１５２にそれぞれ雄ねじ部１２１と係合可能な雌ねじ孔１５１ａ、１５２ａが設けられていたが、本発明はこれに限られない。例えば、ストッパ１５１にシャフト１２０を挿通可能な貫通孔を設け、貫通孔に垂直な方向に外部から貫通孔に向かって貫通する雌ねじ孔を設け、雌ねじ孔にボルトを締め付けることでストッパ１５１をシャフト１２０に固定するようにしてもよい。

上記実施の形態では、シャフト１２０の基端部にストッパ１５１及び調節ナット１５２が装着されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、シャフト１２０の雄ねじ部１２１に締め付けられたストッパ１５１が緩む可能性が低い場合、調節ナット１５２をシャフト１２０の雄ねじ部１２１に装着しなくてもよい。

上記実施の形態では、移動機構２００が直交する３軸方向に並進移動可能に構成された板が、本発明はこれに限られない。例えば、移動機構２００は、直交する３軸方向に並進移動可能であって、かつ、当該直交する３軸の周りにそれぞれ旋回可能に構成されてもよい。

上記実施の形態では、鋼材３がラベル貼付位置に配置される前にラベルの印刷やラベルの保持を実行していたが、本発明はこれに限られない。例えば、コンベア上に異なる種別の鋼材３を混在して搬送する場合、鋼材３がラベル貼付位置に配置された後に、鋼材３の種別等を検知してラベルの印刷を実行し、その後ラベルを鋼材３の端面３ａに貼り付けてもよい。

上記実施の形態では、鋼材３の端面３ａに対するラベル保持具１１０の押し付けから所定時間が経過するまで、鋼材３の端面３ａに対するラベル保持具１１０の押し付けを維持していたが、本発明はこれに限られない。例えば、ラベルの粘着性の程度によっては、鋼材３の端面３ａに対してラベル保持具１１０を押し付けた後、直ぐにラベル保持具１１０を引き離してもよい。

上記実施の形態では、鋼材３の端面３ａにラベルを貼り付けていたが、本発明はこれに限られない。ラベルを貼り付ける対象物は鋼材３に限定されず、例えば、アルミニウム材の端面にラベルを貼り付けてもよい。また、ラベルを貼り付ける対象物は金属製品に限定されず、プラスチック製品、セラミック製品の端面にラベルを貼り付けてもよい。

上記実施の形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。各実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。

１ ラベル貼付装置
２ プリンタ
２ａ レール
２ｂ 搬送装置
２ｃ トレー
３ 鋼材
３ａ 端面
１００ ヘッド機構
１１０ ラベル保持具
１１１ プレート
１１２ パッド
１２０ シャフト
１２１ 雄ねじ部
１３０ 押付プレート
１３１ 貫通孔
１３２ 面取り部
１４０ 付勢部材
１５０ 規制部材
１５１ ストッパ
１５１ａ，１５２ａ 雌ねじ孔
１５２ 調節ナット
２００ 移動機構
２１０ 押引シリンダ
２２０ 旋回シリンダ
２３０ 水平移動機構
２４０ 前後移動機構
２５０ 上下移動機構
２６０ ベース
３００ 端面検出センサ
４００ コントローラ

Claims (9)

1. 対象物に貼り付けるラベルを保持するラベル保持具と、
   前記ラベル保持具に先端が固定され、前記ラベル保持具から離れる方向に延びるシャフトと、
   前記シャフトが挿通される貫通孔が形成され、前記貫通孔の径は前記シャフトの径よりも大きく、前記シャフトを傾斜可能に支持する押付プレートと、
   前記ラベル保持具が前記押付プレートから離れるように前記ラベル保持具を付勢する付勢手段と、
   を備えるラベル貼付装置のヘッド機構。
2. 前記シャフトの基端側に設けられ、前記シャフトが先端側に移動した場合に前記押付プレートに接触し、前記シャフトのさらなる先端側への移動を規制する規制手段を備える、
   請求項１に記載のラベル貼付装置のヘッド機構。
3. 前記規制手段は、前記シャフトを挿通可能な貫通孔を備え、前記シャフトを前記規制手段の前記貫通孔に挿通した状態で前記規制手段を前記シャフトの長手方向に移動させることにより、前記シャフトに対して前記シャフトの長手方向の位置を調整できるように構成されている、
   請求項２に記載のラベル貼付装置のヘッド機構。
4. 前記押付プレートは、前記押付プレートの前記貫通孔の周りに面取り部を備え、
   前記規制手段は、前記面取り部の形状に相補的な形状に形成され、前記シャフトが先端側に移動した場合に前記面取り部と接触するストッパを備える、
   請求項２又は３に記載のラベル貼付装置のヘッド機構。
5. 前記面取り部は、円錐形状に形成され、
   前記ストッパは、前記面取り部の形状に相補的な円錐形状に形成されている、
   請求項４に記載のラベル貼付装置のヘッド機構。
6. 前記ラベル保持具は、
   前記シャフトの先端部に固定されたプレートと、
   前記プレートの平面部に固定され、ラベルを吸着することができ、前記対象物に押し付けられた場合に前記対象物の表面に合わせて変形するパッドと、
   を備える、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のラベル貼付装置のヘッド機構。
7. 前記押付プレートに対する前記シャフトの傾き可能角度は、対象物の貼付面の最大傾き角度の絶対値と等しいか、対象物の貼付面の最大傾き角度の絶対値よりも大きくなるように設定されている、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のラベル貼付装置のヘッド機構。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載のヘッド機構と、
   前記ヘッド機構を支持し、前記ヘッド機構の前記ラベル保持具を対象物に押し付けるように移動させる移動機構と、
   前記移動機構に通信可能に接続され、前記移動機構の動作を制御するコントローラと、
   を備えるラベル貼付装置。
9. ラベル保持具に対象物の貼付面に貼り付けるラベルを保持させる保持工程と、
   前記保持工程によりラベルが保持された前記ラベル保持具を、対象物の貼付面の傾きに追従した姿勢で押し付けることで、対象物の貼付面に前記ラベル保持具で保持されたラベルを貼り付ける貼付工程と、
   前記貼付工程によりラベルが貼り付けられた対象物から前記ラベル保持具を引き離す引き離し工程と、
   を含むラベル貼付方法。

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