JP5980130B2

JP5980130B2 - シート材の裁断積層装置及びシート材の裁断積層方法

Info

Publication number: JP5980130B2
Application number: JP2013002508A
Authority: JP
Inventors: 良博宇治田; 稔之土井; 健秋月
Original assignee: Shima Seiki Manufacturing Ltd
Current assignee: Shima Seiki Manufacturing Ltd
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2033-01-10
Also published as: JP2014087921A

Description

この発明は、シート材をパーツへと裁断すると共に、裁断したパーツを積層することに関する。

出願人は、カーボンファイバあるいはグラスファイバと、熱硬化性樹脂とのシートであるプリプレグをパーツへ裁断し、裁断したパーツを積層する装置を開発している。このような裁断積層装置では、パーツを互いに分離し、規則的に積み重ねることが必要である。特に粘着性のプリプレグのシートを裁断すると、パーツが互いに粘着しやすい。

ここで関連する先行技術を示す。特許文献１（JP2010-13740A）の裁断積層装置では、積層台上を往復する伸長ローラを設け、伸長ローラを進出させることにより伸長シートを積層台上へ伸長すると共に、伸長ローラの後退時に伸長シートを他のローラで巻き取る。そして伸長シートに原反からの生地を載せて伸長ローラを進出させると、生地が積層台上へ繰り出される。次ぎに伸長ローラを後退させると、生地は伸長シートによる支持を失って、積層台上へ下降する。そして下降の途中で、カッターにより生地を裁断する。しかし特許文献１は、裁断済みのパーツを互いに分離して積層することは開示していない。特許文献２（JPH10-140469A）は、エンドレスベルトを、伸長ローラとベルトの反対側の他の可動ローラとで、積層台上に出退させることを開示している。

JP2010-13740A JPH10-140469A

この発明の課題は、シートから切断された複数のパーツを規則的に積層できるようにすることにある。
この発明の補助的課題は、シートが粘着性であってもパーツを確実に分離して積層できるようにすることにある。
この発明の補助的課題はまた、シートの裁断積層に要する時間を短縮することにある。

この発明は、長尺のシート材をその一側端から他側端へと裁断することにより、複数のパーツにすると共に、複数のパーツを積層する裁断積層装置であって、
シート材を搬送する裁断コンベヤと、裁断コンベヤ上でシート材を裁断する裁断ヘッド、とを備えている裁断ユニットと、
裁断コンベヤの搬送方向下流側で裁断コンベヤに接続され、かつ上面がテーブル状の搬出テーブルと、
搬送方向に沿って搬出テーブルの下流側に配置されている積層ユニットと、
裁断ユニットと積層ユニットとを制御するコントローラとを備え、
積層ユニットは、
搬出テーブルの下流側に配置されている積層台と、
搬出テーブル寄りの後退位置と、積層台上の進出位置、との間を出退する伸長ローラと、
伸長ローラによって支持されて、搬出テーブルの下方から積層台上へ出退する伸長シートと、
搬出テーブルの下方に配置されている伸長シートの駆動機構とを備え、
前記伸長ローラは前記駆動機構に含まれ、
コントローラは、裁断コンベヤと伸長ローラとを制御することにより、
伸長ローラの進出速度と裁断コンベヤの搬送速度との速度差により、パーツを搬出テーブルと伸長シートとの間で１パーツずつ分離し、
かつパーツが搬出テーブルの下方に入り込まずに積層台上に積層されるように、伸長シート上のパーツの後端が搬出テーブルの先端から所定長以上離れた位置から伸長ローラを後退させる、ように構成されていることを特徴とする。

またこの発明は、長尺のシート材をその一側端から他側端へと裁断することにより複数のパーツにすると共に、複数のパーツを積層する裁断積層方法であって、
コントローラの制御により、
裁断コンベヤ上でシート材を裁断ヘッドにより裁断するステップと、
裁断したシート材を裁断コンベヤにより搬出テーブル上へ搬出するステップと、
伸長シートを支持する伸長ローラを、搬出テーブル寄りの後退位置から搬出テーブルの下流側の積層台上へ進出させると共に、伸長ローラの進出速度と裁断コンベヤの搬送速度との速度差により、パーツを搬出テーブルと伸長シートとの間で１パーツずつ分離するステップと、
伸長シート上のパーツの後端が搬出テーブルの先端から所定長以上離れた位置から、伸長ローラを後退させることにより、搬出テーブルの下方に入り込まないように、パーツを積層台上に積層するステップ、とを実行することを特徴とする。

この発明では、シート材を裁断コンベヤ上で裁断し、搬出テーブル上へ裁断コンベヤにより搬出し、伸長シートと裁断コンベヤとの速度差によりパーツ毎に分離し、伸長シート上へ移載する。速度差には裁断コンベヤを停止させることも含まれる。そして伸長シート上のパーツの後端が搬出テーブルの先端から所定長以上離れた位置から、伸長ローラを後退させることにより、パーツを積層台上に積層する。ここで搬出テーブルは、積層台側（伸長シート側）を先端とし、裁断コンベヤ側を後端とする。パーツは伸長シートから下降する際に伸長ローラに沿って下降し、搬出テーブル側へ戻った位置で積層台に接触する。しかしこの発明では、伸長シート上のパーツの後端が搬出テーブルの先端から所定長以上離れた位置から伸長ローラを後退させる。ここで所定長は例えば1cm以上で10cm以下で、パーツが積層台上へ下降する際に、搬出テーブル側へ戻る距離以上である。このためパーツが搬出テーブルの下方へ入り込むことがない。またローラ等からなる伸長シートの駆動機構は搬出テーブルの下方に有るので、省スペースである。好ましくは、駆動機構を駆動するモータ等も、搬出テーブルの下方に収容する。なお伸長シートとその駆動機構等の全体を、積層装置と呼ぶ。この明細書において、裁断積層装置に関する記載は裁断積層方法にもそのまま当てはまる。また裁断対象は任意であるが、粘着性のシート材でもパーツを確実に分離でき、かつ規則的な形状に積層できる。

好ましくは、裁断積層装置は、パーツが搬出テーブル上から伸長シート上へ完全に移動した時点で、裁断コンベヤを停止させるように構成されている。パーツを完全に伸長シート上へ送ってから裁断コンベヤを停止させ、伸長シートをさらに進出させると、伸長シート上のパーツは搬出テーブルから引き離され、これと同時に搬出テーブル上の次のパーツからも分離される。

より好ましくは、裁断積層装置は、伸長シート上へ移動させるパーツの次のパーツの重心が、搬出テーブル上から伸長シート上へ移動する前に、裁断コンベヤを停止させるように構成されている。パーツの重心は、裁断コンベヤを制御しているコントローラには既知で、また画像認識等により求めることができる。そしてこのようにすると、パーツを斜めに裁断するため、パーツの先端が搬出テーブルから突き出す場合でも、次のパーツが伸長シート上へ落下することがない。

また好ましくは、裁断積層装置は、伸長ローラの出退と並行して裁断コンベヤが停止し、裁断ヘッドがシート材を少なくとも１パーツ裁断するように、コントローラが裁断ユニットを制御するように構成されている。このようにすると、パーツの裁断と積層とを同時に行うことができ、所要時間を短縮できる。そして全体の処理は、パーツの裁断及び積層と、パーツの分離との繰り返しとなる。

好ましくは積層裁断装置は、前記伸長シートの底面を支持する支持ローラと、支持ローラを支持しながら伸長ローラと共に出退する左右一対の支持ローラ用ゲートと、前記伸長ローラを支持しながら出退する伸長ローラ用ゲートと、左右の支持ローラ用ゲート間を接続する接続部材とをさらに備え、支持ローラと支持ローラ用ゲートと接続部材は、伸長ローラから見て搬出テーブル側に配置され、前記コントローラは、複数枚のパーツから成るスタック毎に、積層台上のスタックの位置をシフトさせると共に、積層済みのスタックよりも搬出テーブルから見て手前側に後のスタックが形成されるように、前記伸長ローラの進出位置を制御するように構成されている。

好ましい裁断積層方法では、伸長ローラと共に出退し、伸長ローラから見て搬出テーブル側に配置されている支持ローラにより前記伸長シートの底面を支持し、かつ接続部材により接続されている左右一対の支持ローラ用ゲートにより、前記支持ローラを支持し、前記コントローラは、複数枚のパーツから成るスタック毎に、積層台上のスタックの位置をシフトさせると共に、積層済みのスタックよりも搬出テーブルから見て手前側に後のスタックが形成されるように、前記伸長ローラの進出位置を制御する。

伸長ローラから見て搬出テーブル側に支持ローラを設けることにより、伸長シートの弛みを防止できる。次ぎに左右の支持ローラ用ゲートを接続部材により接続することにより、支持ローラを支持する左右の支持ローラ用ゲートのガタツキを防止できる。接続部材は、図６〜図１０に示すように、支持ローラの下部に配置した梁等が好ましい。しかし支持ローラの中空部に棒状の接続部材を収容して、左右の支持ローラ用ゲートを接続しても良い。そして積層済みのスタックよりも搬出テーブルから見て手前側に後のスタックを形成することにより、接続部材あるいは支持ローラの位置が低くても、裁断済みのパーツから成るスタックとの干渉を防止できる。また接続部材等の位置を低くすることには、支持ローラと伸長ローラとを低い位置に配置し、その結果、パーツが落下する距離を短くして、小さなパーツでも規則的に積層できるようにする効果がある。

実施例の裁断積層装置の要部平面図実施例の裁断積層装置の制御系を示すブロック図実施例での裁断積層方法を示すフローチャート実施例での裁断と積層を模式的に示す平面図で、a)は、搬出テーブルから伸長シートへの、裁断済みのパーツの移載を示し、b)は、搬出テーブルから伸長シートへ、裁断済みのパーツの移載が完了した状態を示し、c)は、伸長シートから積層台へ、裁断済みのパーツを払い出す状態を示し、d)は、ベースローラが伸長ローラから伸長シートを巻き取る状態を示す。実施例での裁断と積層を模式的に示す側面図で、a)は、搬出テーブルから伸長シートへの、裁断済みのパーツの移載を示し、b)は、搬出テーブルから伸長シートへ、裁断済みのパーツの移載が完了した状態を示し、c)は、伸長シートから積層台へ、裁断済みのパーツを払い出す状態を示し、d)は、ベースローラが伸長ローラから伸長シートを巻き取る状態を示す。最適実施例の要部側面図最適実施例での支持ローラとその周囲の部材とを示す正面図裁断済みのパーツの積層例を模式的に示す図裁断済みのパーツの他の積層例を模式的に示す図裁断済みのパーツと支持ローラの梁とが干渉する例を模式的に示す図

以下に、発明を実施するための実施例を示す。

図１〜図５に、実施例の裁断積層装置２と裁断積層方法とを示す。図１に示すように、裁断積層装置２では、シート材の搬送方向に沿って上流側から下流側へ、裁断ユニット４と搬出テーブル６と積層ユニット８とが配置され、コントローラ１０により裁断ユニット４と積層ユニット８とを制御する。１２は裁断ヘッドで、ナイフ、丸刃等の裁断刃１４と、カメラ１６とを備え、アーム１８に沿って図１のy方向に移動し、キャリッジ２０，２０により図１のx方向に移動する。カメラ１６はシート材の側端を検出して、搬送方向（図１のx方向）からのシート材の傾きを検出する。なおカメラ１６を裁断ヘッド１２以外の部材に設けても良く、またカメラ１６以外のセンサによりシート材の傾きを検出しても良い。２２は裁断コンベヤで、剛毛シート２３と、剛毛シート２３を送る動力ローラ２４とで構成され、裁断刃１４は剛毛シート上のシート材を裁断する。

搬出テーブル６は上面がテーブル状で、下部は積層ユニット８の機構、特に伸長シート２８の駆動機構を収容するスペースに割り当てられている。裁断ユニット４でシート材から裁断されたパーツは、未分離のまま裁断コンベヤ２２により搬出テーブル６上へ搬出され、裁断コンベヤ２２と、積層ユニット８の積層装置２６の伸長シート２８との速度差により互いに分離され、１枚ずつ積層装置２６の伸長シート２８上へ移載される。積層装置２６では、伸長シート２８の先端が伸長ローラ３０に固定され、伸長ローラ３０は例えば一対のキャリッジ３２，３２に支持されて、レール３４等に沿って図１のx方向に沿って往復動する。伸長ローラ３０がx方向に移動すると（以下この動作を「進出する」という）、伸長シート２８は積層台４０上へ伸長される。また伸長ローラ３０がx方向とは逆向きに移動すると（以下この動作を「後退する」という）、伸長ローラ３０は伸長シート２８を巻き取るように回転する。３５は支持ローラで、レール３４に沿って、伸長ローラ３０と同方向に移動し、伸長シート２８を下方から支持して撓みを防止する。支持ローラ３５を伸長ローラ３０により押し引きしても、あるいは伸長シート２８との噛み合いで移動させても良く、また支持ローラ３５は設けなくても良い。３６はベースローラ、３８は中間ローラで、ローラ３６，３８は位置が固定で、搬出テーブル６の下部に設けられ、伸長シート２８〜ローラ３６，３８により積層装置２６を構成する。ローラ３０，３６は伸長シートの巻き取りが自在な動力ローラで、例えばブレーキを備えたモータM2,M3により駆動され、中間ローラ３８と支持ローラ３５は従動ローラである。積層台４０には、伸長シート２８から降ろされたパーツが規則的に積み重ねられる。なおモータM3にブレーキを設けるのは、伸長シート２８に張力を加えるためである。

裁断対象のシート材は、例えばカーボンファイバあるいはグラスファイバと、未硬化の熱硬化性樹脂とからなるプリプレグで、プリプレグは粘着性がある。プリプレグ以外に、湿布材などをベースとなるフィルム上にコートしたもの等も、粘着性のシート材として裁断できる。また粘着性のシート材に限らず、シート材を積層せずにパーツへ裁断して、裁断後にパーツを積層する場合に、裁断積層装置２を利用できる。そして裁断積層ではパーツを積層台４０上に規則的に積層することが重要で、特に伸長シート２８から降ろす際に、伸長シート２８と積層台４０との高さの差により、パーツが搬出テーブル６の下部へ降ろされたりしないようにすることが重要である。また裁断対象が粘着性のあるシート材の場合、裁断したパーツを互いに分離することと、パーツが搬出テーブル６に引っ掛かったりしないようにすることも重要である。

図２に積層裁断装置の制御系を示し、M1〜M8はモータである。積層ユニットコントローラ４２では、伸長ローラ走行ドライブ４４がモータM1を制御して、伸長ローラ３０の前後進を制御する。伸長ローラ巻き取りドライブ４５はモータM2を制御して、伸長ローラ３０による伸長シート２８の巻き取りを制御する。さらにドライブ４４，４５は、伸長ローラ３０の後退と、伸長ローラ３０による伸長シート２８の巻き取りが等速で行われ、伸長シート２８が水平方向に移動しないようにする。またベースローラ巻き取りドライブ４６はモータM3を制御して、ベースローラ３６による伸長シート２８の巻き取りを制御する。裁断コンベヤドライブ５０はモータM4を制御して、裁断コンベヤ２２を制御する。

裁断ヘッドコントローラ５２では、裁断ヘッド走行ドライブ５４が、キャリッジ２０，２０に設けられたモータM5,M6を制御して、裁断ヘッド１２をx方向に前後進させ、モータM7を制御して、裁断ヘッド１２をy方向に移動させる。また裁断刃ドライブ５６はモータM8を制御し、裁断刃１４を昇降あるいは回転させる。ただしプリプレグの場合、裁断刃１４を固定して押し切りすることもでき、その場合、裁断刃ドライブ５６は不要である。カメラドライブ５８は、カメラ１６にシート材の側端を撮影させるとともに、得られた画像からシート材の側端のx方向からの傾きを求める。そしてコントローラ１０がドライブ４４〜５８等を制御することにより、所定の裁断積層動作を裁断積層装置２に実行させる。

図３に、実施例での裁断積層を示し、裁断積層はコントローラ１０の制御により実行される。ステップ１で伸長シート２８の伸長を開始し、これと同期して、即ち同じ搬送速度で、裁断コンベヤ２２による裁断済みパーツの搬出を開始する（ステップ２）。また伸長シート２８を伸長する間に、裁断ヘッド１２を原点へ復帰させる（ステップ３）。裁断済みのパーツの位置、特にパーツの重心Gの位置は、コントローラ１０あるいは裁断コンベヤドライブ５０にとって既知で、次のパーツの重心Gが搬出テーブル６から出ないことを条件に、現パーツが搬出テーブル６から伸長シート２８上へ完全に移動するまで、裁断コンベヤ２２を動作させる（ステップ４）。なお現パーツが伸長シート２８上へ移動し終わる前に、次のパーツの重心Gが搬出テーブル６から出る可能性がある場合、重心Gが搬出テーブル６から出る前に裁断コンベヤ２２を停止させる。また現パーツとは、次ぎに伸長シート２８を介して積層台４０へ降ろすパーツのことである。

裁断コンベヤ２２が停止した後も、伸長シート２８の伸長を続ける（ステップ５）。そして現パーツの後端が搬出テーブルから１cm以上〜10cm以下、好ましくは3cm以上〜10cm以下の所定長だけx方向へ進むと、伸長ローラ３０の復帰を開始し、現パーツを積層台４０上へ降ろして積層する。この時、伸長ローラ３０の後退速度と等速で、伸長シート２８を伸長ローラ３０に巻き取り、伸長シート２８がx方向に移動せずに巻き取られるようにする（ステップ６）。これによってパーツは、x方向にほとんど移動せずに、積層台４０上へ下降して積層される。伸長ローラ３０が搬出テーブル６の下方まで後退すると、伸長シートの巻き取りを中止すると共に、ベースローラ３６により伸長シート２８を巻き取る（ステップ７）。

ステップ６，７の実行中、裁断コンベヤ２２は停止状態にあり、裁断ヘッド１２によりパーツを例えば１個新たに裁断する。裁断ヘッド１２は原点から裁断開始位置へ移動し、例えばこれと同時にカメラ１６でシート材の側端を撮影してその傾斜を求め、裁断するラインを補正する（ステップ８）。そしてステップ９で、パーツの裁断を実行する。図３ではステップ１，２と並行して裁断ヘッド１２を原点へ復帰させるが、ステップ７と並行して裁断ヘッド１２を原点へ復帰させても良い。

図４，図５は裁断積層を模式的に示し、a)〜d)の状態は図４，図５で共通で、Sはカーボンプリプレグ等の長尺のシート材である。P1が現パーツ、P2が次のパーツで、Gはその重心であり、P3はさらに次のパーツである。a)では、裁断ヘッド１２は例えば原点へ向けて復帰中で、裁断コンベヤ２２と伸長ローラ３０とが共に同じ速度で移動して、現パーツP1を伸長シート２８上へ移載中である。好ましくは、現パーツP1が完全に伸長シート２８上へ移動するまで、言い換えるとその後端が搬出テーブル６を離れるまで、裁断コンベヤ２２を動作させ、この間に次のパーツの重心Gが搬出テーブル６からはみ出るおそれがある場合、現パーツP1が完全に伸長シート２８上へ移動するのを待たずに、裁断コンベヤ２２を停止させる。

図４、図５のb)は、現パーツP1と次のパーツP2とが分離し、現パーツP1が完全に伸長シート２８上に移動して、裁断コンベヤ２２を停止させた状態を示す。また図４、図５のb)では、裁断ヘッド１２は原点F（パーツの最先端位置）に復帰している。なおa)の状態から伸長ローラ３０を相対的に高速で、裁断コンベヤ２２を相対的に低速で移動させても、b)の状態までに、現パーツP1と次のパーツP2とを分離できる。図４、図５のb)から伸長ローラ３０をさらに進出させると、現パーツP1と次のパーツP2との間隔が増すと共に、現パーツP1を積層台４０上へ下降させるのに適した位置に到達する。この位置は、現パーツP1の後端が搬出テーブル６の先端から所定長だけ進出し、積層台４０上へ下降させても、現パーツP1の後端が搬出テーブル６の下方に隠れない位置である。

現パーツP1を積層台４０上へ下降させるのに適した位置に到達すると、伸長シート２８を巻き取りながら伸長ローラ３０を後退させる。伸長ローラ３０を後退させると、現パーツP1は真っ直ぐ下方へ降ろされるはずであるが、実際には現パーツP1は僅かに搬出テーブル６側へ移動するように下降する。これは伸長ローラ３０に沿って下がるように、現パーツP1が積層体６０上へ下降するからである。そこで現パーツP1の後端が搬出テーブル６の先端から例えば1cm〜10cm程度の所定長だけ図１のx方向へ離れた際に、伸長ローラ３０の復帰を開始する。そして伸長ローラ３０が水平方向に復帰する速度と等速で、伸長ローラ３０を回転させて伸長シート２８を巻き取る。なお現パーツP1側から見ると、伸長シート３０は水平移動せずに伸長ローラ３０に巻き取られることになる。また伸長ローラ３０の回転速度を一定にすると、巻き取りによりシートの径が増すため、巻き取り速度が増加する。そこで例えば伸長ローラ３０の復帰速度を定速にする場合、伸長ローラ３０の巻き取り速度（回転速度）を、巻き取られたシートの径に応じて減速する。伸長ローラ３０の復帰中の状態を、図４，図５のc)に示す。

伸長ローラ３０の復帰が完了すると、ベースローラ３６により伸長ローラ３０から伸長シート２８を巻き取る（図４，５のd)）。図４，５のc)、d)では裁断コンベヤ２２は停止しており、裁断ヘッド１２によりパーツを裁断する。１パーツ分の裁断とベースローラ３６による巻き取りが完了すると、裁断コンベヤ２２による搬出と、伸長ローラ３０の進出とを再開し、図４，図５のa)の状態に戻る。

実施例には以下の特徴がある。
1) 裁断コンベヤ２２と伸長シート２８との速度差により、パーツを分離する。これにより粘着性のあるパーツでも確実に分離できる。
2) 現パーツP1が完全に伸長シート２８上へ移動するまで、裁断コンベヤ２２による搬送を続行する。次いで裁断コンベヤ２２を停止させると共に、伸長シート２８の進出を続行する。すると現パーツP1をパーツP2から分離するのと同時に、搬出テーブル６から引き離すことができる。
3) ここで次のパーツP2の重心Gが搬出テーブル６から出る前に、裁断コンベヤ２２を停止させるので、次のパーツP2が不用意に伸長シート２８上へ落ちることがない。
4) 現パーツP1の後端が搬出テーブル６の先端から所定長以上、好ましくは所定長だけ進出した際に、伸長ローラ３０の後退を開始するので、現パーツP1が伸長ローラ３０に沿って下降しても、現パーツP1の後端が搬出テーブル６の下方へ入り込むことがない。従って、積層体６０を容易に取り出すことができる。
5) 伸長ローラ３０の後退と伸長シート２８の巻き取りとを等速で行うため、現パーツP1に水平方向の力が加わらない。
6) ベースローラ３６が１個なので省スペースであり、また伸長ローラ３０を進出させる際に、一対のベースローラから同期して伸長シートを繰り出す必要がない。さらに伸長時に伸長シート２８に大きな張力を加えやすいので、撓みを小さくできる。
7) 伸長シート２８の撓みを支持ローラ３５で軽減できる。
8) 図４，図５のc),d)の動作と並行して、裁断ヘッドを動作させるので、パーツ当たりの処理時間が短い。

最適実施例
図６〜図８に、支持ローラ３５を支持する支持ローラ用ゲート７０ａ、７０ｂのガタツキを、梁７２により防止すると共に、積層台４０上のスタック７４〜７８と梁７２との干渉を防止する最適実施例を示す。特に指摘する点以外は、図１〜図５の実施例と同様である。図６，図７に示す９は新たな積層ユニットで、図１〜図５の積層ユニット８に、梁７２，７３、及びセンサ６８を設けると共に、伸長ローラ３０を支持する伸長ローラ用ゲート６６の移動を、レール上の自走ではなく、歯付ベルト７４による牽引に変更したものである。積層ユニット９の基台６２に沿って歯付ベルト６４が配置され、伸長ローラ３０を支持する伸長ローラ用ゲート６６を図６の左右方向に出退させる。基台６２上に積層台４０が支持され、例えば一対の支持ローラ３５，３５が、積層台４０の長手方向に沿って支持ローラ用ゲート７０ａ，７０ｂにより支持されている。そして支持ローラ用ゲート７０ａ，７０ｂは積層台４０に沿って設けたレール７１に沿って出退する。また伸長ローラ用ゲート６６にはセンサ６８が設けられ、シート材からの裁断が不完全で伸長シート２８上に残ったパーツを検出する。この検出は、例えば伸長ローラ３０の後退時に、伸長ローラ３０から垂れ下がるパーツを、センサ６８で検出することにより行う。Ｈ２はセンサ６８が切り残しのパーツを検出する高さレベルである。

支持ローラ用ゲート７０ａ，７０ｂでは、支持ローラ３５の下方に梁７２が設けられ、図７に示すように、左右の支持ローラ用ゲート７０ａ，７０ａ等の間を梁７２により接続する。同様に、伸長ローラ用ゲート６６も積層台４０の左右に一対設けられ、伸長ローラ３０の上部に設けた梁７３により左右の伸長ローラ用ゲート６６，６６を接続する。梁７２，７３が必要なのは、ローラ３５，３０のみで左右の支持ローラ用ゲート７０ａ，７０ｂ，６６を接続すると、剛性が不足し、ゲート７０ａ，７０ｂ，６６がガタつく可能性があるからである。そこで梁７２，７３により左右のゲート７０ａ，７０ｂ，６６の間を連結し、支持ローラ用ゲート７０ａ，７０ｂ等と支持ローラ３５とから成る構造体、及び伸長ローラ用ゲート６６と伸長ローラ３０とから成る構造体の剛性を高める。なお支持ローラ３５，支持ローラ用ゲート７０ａ，７０ｂ、及び梁７２は伸長ローラ３０から見て搬出テーブル６側に配置し、これらは伸長ローラ３０及び伸長ローラ用ゲート６６に連動して出退する。

支持ローラ用ゲート７０a，７０ｂは伸長ローラ用ゲート６６等により連行されて出退し、レール７１の例えば２個所に設けた突起等の図示しない連行解除部材により連行を解除される。即ち伸長ローラ用ゲート６６が図６の右側へ後退する際に、伸長ローラ用ゲート６６と左側の支持ローラ用ゲート７０ａとを例えば係合して連行し、次いで左側の支持ローラ用ゲート７０ａと右側の支持ローラ用ゲート７０ｂとを例えば係合して連行する。そして伸長ローラ用ゲート６６が図６の左側へ進出する際に、最初の連行解除部材により支持ローラ用ゲート７０ａ，７０ｂ間の係合等による連行を解除し、次の連行解除部材によりゲート６６，７０ａ間の係合等による連行を解除する。なお支持ローラ用ゲート７０ａ，７０ｂを連行せずに自走させても良い。Ｈ１は梁７２の底面レベルである。支持ローラ３５が進出する範囲内では、裁断済みのパーツをこの高さよりも低い位置に積層する。

図８〜図１０に裁断したパーツの積層を示し、図の右側に搬出テーブル６（不図示）が有る。７４〜８０は裁断したパーツのスタックで、それぞれ複数枚のパーツから成る。図８のように、スタック毎にその位置を搬出テーブル寄りにシフトさせると、裁断した合計の枚数が図１０と同じでも、梁７２と裁断済みのパーツとの干渉を避けることができる。例えば図７では、梁７２の最進出位置は最初のスタック７４から外れた位置（搬出テーブル寄りの位置）に有り、梁の底面レベルＨ１が２つのスタック７６，７８の合計厚さよりも高い位置に有るので、スタック７６，７８との干渉を避けることができる。なお裁断したパーツの反り等のために、スタック７４〜８０の厚さはパーツの厚さ×積層枚数に反り等の要素を加えたものとなる。

スタック７４，７６，７８を順番に搬出テーブル６側へシフトさせる必要はなく、例えば図９のように、途中で搬出テーブル６とは反対側へシフトさせても良い。

図１０は、複数枚のパーツ毎にシフトさせず、全てのパーツを同じ位置に積層したスタック８０を示し、積層枚数を増すと、スタック８０と梁７２との干渉が生じる。なお梁７２，支持ローラ３５，伸長ローラ３０等の高さを増すと、小さなパーツを規則的にスタックすることが難しくなる。

図８，図９のようにスタック７４〜７８を位置をシフトさせて形成するために、図１のコントローラ１０により、伸長ローラ３０の最進出位置をスタック毎にシフトさせる。なおスタックの数は３に限らず、２以上例えば１０以下とする。また複数枚のパーツ毎にスタック７４〜７８を形成すると、裁断済みのパーツを人手等で搬出する作業が容易になる。そして図８，図９，特に図８のように、スタック７４〜７８毎に位置を搬出テーブル６側へシフトさせることにより、梁７２との干渉を避けながら多数枚のパーツを積層できる。

積層装置２６の構造自体は任意で、例えば特許文献１の機構を用いても良い。例えば伸長ローラ３０から見てベースローラ３６と反対側に他の動力ローラを設け、伸長ローラ３０ではなく、他の動力ローラで伸長シート２８を巻き取るようにしても良い。また特許文献２のように、エンドレスに伸長シートを巻いて、その一端に伸長ローラ３０を、他端に図示しない他の可動ローラを配置しても良い。そして可動ローラと伸長ローラ３０とを逆向きに水平移動させると、伸長ローラ３０の進出に従って伸長シート２８が進出し、伸長ローラ３０の後退に従って伸長シート２８が後退する。この場合も、伸長シートの駆動機構の要部は搬出テーブルの下方に収容されている。実施例では平行四辺形状のパーツを示したが、パーツの形状は長方形、正方形、その他の形状等、任意である。

２裁断積層装置
４裁断ユニット
６搬出テーブル
８，９積層ユニット
１０コントローラ
１２裁断ヘッド
１４裁断刃
１６カメラ
１８アーム
２０キャリッジ
２２裁断コンベヤ
２３剛毛シート
２４ローラ
２６積層装置
２８伸長シート
３０伸長ローラ
３２キャリッジ
３４レール
３５支持ローラ
３６ベースローラ
３８中間ローラ
４０積層台
４２積層ユニットコントローラ
４４伸長ローラ走行ドライブ
４５伸長ローラ巻き取りドライブ
４６ベースローラ巻き取りドライブ
５０裁断コンベヤドライブ
５２裁断ヘッドコントローラ
５４裁断ヘッド走行ドライブ
５６裁断刃ドライブ
５８カメラドライブ
６０積層体
６２基台
６４歯付ベルト
６６伸長ローラ用ゲート
６８センサ
７０ａ，７０ｂ支持ローラ用ゲート
７２，７３梁
７４〜７６スタック
８０スタック

M1〜M8 モータ
P1〜P4 パーツ
S シート材
G 重心
F 原点
Ｈ１梁の底面レベル
Ｈ２切り残しの監視レベル

Claims

長尺のシート材をその一側端から他側端へと裁断することにより、複数のパーツにすると共に、複数のパーツを積層する装置であって、
前記シート材を搬送する裁断コンベヤと、裁断コンベヤ上でシート材を裁断する裁断ヘッド、とを備えている裁断ユニットと、
裁断コンベヤの搬送方向下流側で裁断コンベヤに接続され、かつ上面がテーブル状の搬出テーブルと、
前記搬送方向に沿って前記搬出テーブルの下流側に配置されている積層ユニットと、
前記裁断ユニットと前記積層ユニットとを制御するコントローラとを備え、
前記積層ユニットは、
搬出テーブルの下流側に配置されている積層台と、
搬出テーブル寄りの後退位置と、前記積層台上の進出位置、との間を出退する伸長ローラと、
伸長ローラによって支持されて、搬出テーブルの下方から積層台上へ出退する伸長シートと、
搬出テーブルの下方に配置されている伸長シートの駆動機構とを備え、
前記伸長ローラは前記駆動機構に含まれ、
前記コントローラは、前記裁断コンベヤと前記伸長ローラとを制御することにより、
伸長ローラの進出速度と裁断コンベヤの搬送速度との速度差により、パーツを搬出テーブルと伸長シートとの間で１パーツずつ分離し、
かつパーツが搬出テーブルの下方に入り込まずに積層台上に積層されるように、伸長シート上のパーツの後端が搬出テーブルの先端から所定長以上離れた位置から伸長ローラを後退させる、ように構成されていることを特徴とする裁断積層装置。
前記長尺のシート材として粘着性のシート材を裁断するように構成されていることを特徴とする、請求項１の裁断積層装置。
前記パーツが搬出テーブル上から伸長シート上へ完全に移動した時点で、裁断コンベヤを停止させるように構成されていることを特徴とする、請求項１または２の裁断積層装置。
伸長シート上へ移動させるパーツの次のパーツの重心が、搬出テーブル上から伸長シート上へ移動する前に、裁断コンベヤを停止させるように構成されていることを特徴とする、請求項３の裁断積層装置。
伸長ローラの出退と並行して裁断コンベヤが停止し、前記裁断ヘッドがシート材を少なくとも１パーツ裁断するように、前記コントローラが前記裁断ユニットを制御するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかの裁断積層装置。
前記伸長シートの底面を支持する支持ローラと、支持ローラを支持しながら伸長ローラと共に出退する左右一対の支持ローラ用ゲートと、前記伸長ローラを支持しながら出退する伸長ローラ用ゲートと、左右の支持ローラ用ゲート間を接続する接続部材とをさらに備え、
支持ローラと支持ローラ用ゲートと接続部材は、伸長ローラから見て搬出テーブル側に配置され、
前記コントローラは、複数枚のパーツから成るスタック毎に、積層台上のスタックの位置をシフトさせると共に、積層済みのスタックよりも搬出テーブルから見て手前側に後のスタックが形成されるように、前記伸長ローラの進出位置を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項1〜５のいずれかの裁断積層装置。
長尺のシート材をその一側端から他側端へと裁断することにより複数のパーツにすると共に、前記複数のパーツを積層する方法であって、
コントローラの制御により、
裁断コンベヤ上でシート材を裁断ヘッドにより裁断するステップと、
裁断したシート材を裁断コンベヤにより搬出テーブル上へ搬出するステップと、
伸長シートを支持する伸長ローラを、搬出テーブル寄りの後退位置から搬出テーブルの下流側の積層台上へ進出させると共に、伸長ローラの進出速度と裁断コンベヤの搬送速度との速度差により、パーツを搬出テーブルと伸長シートとの間で１パーツずつ分離するステップと、
伸長シート上のパーツの後端が搬出テーブルの先端から所定長以上離れた位置から、伸長ローラを後退させることにより、搬出テーブルの下方に入り込まないように、パーツを積層台上に積層するステップ、とを実行することを特徴とする裁断積層方法。
伸長ローラと共に出退し、伸長ローラから見て搬出テーブル側に配置されている支持ローラにより前記伸長シートの底面を支持し、かつ接続部材により接続されている左右一対の支持ローラ用ゲートにより、前記支持ローラを支持し、
前記コントローラは、複数枚のパーツから成るスタック毎に、積層台上のスタックの位置をシフトさせると共に、積層済みのスタックよりも搬出テーブルから見て手前側に後のスタックが形成されるように、前記伸長ローラの進出位置を制御することを特徴とする、請求項７の裁断積層方法。