JP2008174327A - 部品供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プラスチック等の材料からできた成型品等の部品の供給において、部品を傷付けることなく、作業者の負荷が小さく、設備コストを安価に済ますことができる部品供給装置を提供する。
【解決手段】 列方向の移動を制限するための行方向に延長する仕切板を備え行方向には移動可能に部品を行列配置するトレーと、水平となる角度のゼロ傾斜角度と、行方向へ部品が滑り落ちる滑落傾斜角度との間でトレーを傾斜させる傾斜角付与手段と、トレーから滑り落ちた部品を載置して列方向に搬送するコンベヤとを具備する部品供給装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は部品を供給する技術分野に属する。特に、プラスチック等の材料からできた成型品を傷付けることなくトレイからコンベヤに供給するための部品供給装置に関する。

射出成型機と組立ラインがインライン化されていないときには、射出成型機において成型したプラスチック等の材料からできた成型品は、コンテナ（オリコン等）に詰められて組立ラインに運搬される。コンテナに詰めるときには、運搬中の振動等で、成型品が互いに直接的に接触して傷付くことがないように、合紙（あいし）、仕切板、トレイ、等が使用される。
このような梱包形態においては、コンテナから成型品を自動機械によって取出し組立ラインに供給すことは困難である。そこで、人手によって取出し並べ直すことが行なわれている。また 、人手によって取出しパーツフィーダーに入れ直すことが行なわれている。

人手で行なうときには、そのために選任の作業者が一人は従事することになる。その人件費が製造コストを上昇させるという問題がある。パーツフィーダーを使用するときには、比較的安価な設備コストで部品供給を自動化できる。しかし、パーツフィーダーは、たとえば、振動を与えてボウルに収められた部品を移動させる構造を有する（特許文献１）。そのため部品に傷ができるという問題がある。また、部品の寸法が小さくないときにはパーツフィーダーがそれ相応の非常に大きなものとなるという問題がある。さらに、樹脂の成型品は形状的に複雑な形状のものが多いため、パーツフィーダーに適さないものも多い。
全自動でコンテナから部品をピックアップする場合には、（１）カメラの撮像画像から部品を識別しロボットハンドを制御して取出す（特許文献２）、（２）仕切板、トレイのエッジに沿ってロボットハンドを移動させ、部品をピックアップする、等の方法があるが、これらの方法は設備的に高価になることが多い。
特開２００１−１１４４１３ 特開平７−１０８４８２

本発明は上記の問題を解決するために成されたものである。その目的は、プラスチック等の材料からできた成型品等の部品の供給において、部品を傷付けることなく、作業者の負荷が小さく、設備コストを安価に済ますことができる部品供給装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係る部品供給装置は、列方向の移動を制限するための行方向に延長する仕切板を備え行方向には移動可能に部品を行列配置するトレーと、水平となる角度のゼロ傾斜角度と、行方向へ部品が滑り落ちる滑落傾斜角度との間で前記トレーを傾斜させる傾斜角付与手段と、前記トレーから滑り落ちた部品を載置して列方向に搬送するコンベヤと、を具備するようにしたものである。
また、本発明の請求項２に係る部品供給装置は、請求項１に係る部品供給装置において、ゼロ傾斜角度から滑落傾斜角度としたときに前記トレーの各行からは所定数の部品だけを滑落させる滑落制限手段を具備するようにしたものである。
また、本発明の請求項３に係る部品供給装置は、請求項１または２に係る部品供給装置において、前記トレーを行方向に移動する行方向移動手段を具備するようにしたものである。
また、本発明の請求項４に係る部品供給装置は、請求項１〜３のいずれかに係る部品供給装置において、前記コンベヤによって搬送される部品を保持して所定の部位に移動し開放するロボットハンドを具備するようにしたものである。
また、本発明の請求項５に係る部品供給装置は、請求項１〜４のいずれかに係る部品供給装置において、前記傾斜角付与手段、前記コンベヤ、前記滑落制限手段、前記行方向移動手段、前記ロボットハンドにおける動作を制御する制御手段を具備するようにしたものである。

本発明の請求項１に係る部品供給装置によれば、列方向の移動を制限するための行方向に延長する仕切板を備えるトレーにより行方向には移動可能に部品が行列配置され、傾斜角付与手段により水平となる角度のゼロ傾斜角度と、行方向へ部品が滑り落ちる滑落傾斜角度との間でトレーが傾斜させられ、コンベヤによりトレーから滑り落ちた部品が載置され列方向に搬送される。すなわち、射出成型機、等において製造された部品をその場でトレーに整列収納し、そのトレーをコンテナに詰めて組立ラインに運搬することができる。そして、そのトレーを傾斜させる簡単な工程によりコンベヤに部品を整列供給することができる。したがって、プラスチック等の材料からできた成型品等の部品の供給において、部品を傷付けることなく、作業者の負荷が小さく、設備コストを安価に済ますことができる部品供給装置が提供される。
また、本発明の請求項２に係る部品供給装置によれば、請求項１に係る部品供給装置において滑落制限手段を具備し、滑落制限手段によりゼロ傾斜角度から滑落傾斜角度としたときにトレーの各行からは所定数の部品だけが滑落する。したがって、所定数の部品だけを滑落させる動作について高い信頼性を得ることができる。
また、本発明の請求項３に係る部品供給装置によれば、請求項１または２に係る部品供給装置において行方向移動手段を具備し、行方向移動手段によってトレーが行方向に移動する。したがって、トレイからコンベアへの部品の移載を円滑に行なうことができ、コンベヤにおける部品を高い精度で整列させることができる。
また、本発明の請求項４に係る部品供給装置によれば、請求項１〜３のいずれかに係る部品供給装置においてロボットハンドを具備し、ロボットハンドによりコンベヤによって搬送される部品が保持されて所定の部位に移動し開放される。すなわち、コンベヤに載置する部品を組立ラインの所定の箇所、たとえばその部品を組付ける製品本体に移動することができる。
また、本発明の請求項５に係る部品供給装置によれば、請求項１〜４のいずれかに係る部品供給装置において制御手段を具備し、制御手段により傾斜角付与手段、コンベヤ、滑落制限手段、行方向移動手段、ロボットハンドにおける動作が制御される。すなわち、制御手段において各々の制御が統合され、連携し干渉しない適正な動作を各々が行なうことができる。

次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。本発明の部品供給装置における構成の一例をブロック図として図１に示す。また、本発明の部品供給装置の全体を絵図として図２に示す。図１、図２において、１０はトレー操作部、１１は傾斜角付与部、１２は行方向移動部、１３は滑落制限部、１４はトレー支持体、２０はコンベヤ、３０は制御部、４０はロボットハンド、５０は組立ライン、１００はトレーである。
トレー１００は部品が整列して載置するように、また特定方向にトレー１００を傾斜させたときには、トレー１００に載置した部品が整列した状態のまま滑り落ちるように構成したトレーである。そのために、トレー１００は、列方向の移動を制限するための行方向に延長する仕切板（または溝、等）を備え、部品を行列配置する。行方向の移動を制限する列方向に延長する仕切板は備えないため、トレー１００に載置した部品は行方向には移動可能となっている。この構成により、トレー１００を傾斜したときには、その傾斜角が滑落傾斜角度を越えると重力作用により整列した状態のまま滑り落ちる。

トレー操作部１０は傾斜角付与部１１、行方向移動部１２、滑落制限部１３、トレー支持体１４を有する。
トレー支持体１４は、トレー操作部１０において、トレー１００をトレー支持体１４における所定の位置に規制して支持する部分であり、その支持するトレー１００に対して傾斜と移動を伝達する部分である。また、トレー支持体１４にはトレー１００から滑落する部品数を制限する滑落制限部１３が設けられている（図３、図４参照）。

傾斜角付与部１１は、トレー操作部１０において、トレー支持体１４を傾斜させる部分である。トレー支持体１４が傾斜することによりトレー１００が傾斜する。傾斜角付与部１１は、トレー１００を水平であるゼロ傾斜角度と、行方向へ部品が滑り落ちる滑落傾斜角度との間でトレー１００を傾斜させる。傾斜角付与部１１は、トレー支持体１４をサブフレームに対して傾斜可能（回転可能）に支持する支持体と、その支持体を備えるサブフレームと、トレー支持体１４とサブフレームの両者に対して、両端の各々を自在結合する伸縮体とによって構成することができる。伸縮体としてはエアーシリンダー等のリニアアクチュエータを使用することができる。

行方向移動部１２は、トレー操作部１０において、トレー支持体１４を行方向に移動する部分である。トレー支持体１４が移動することによりトレー１００が移動する。トレー１００からコンベヤ２０に部品を移載するときに、コンベヤ２０の所定の位置に整列して部品が移載されるように、行方向移動部１２はその移動を行なう（後述する）。行方向移動部１２は、前述したサブフレームをメインフレームに対して行方向に移動する案内機構と、サブフレームとメインフレームの両者に対して、両端の各々を自在結合する伸縮体とによってにより構成することができる。

滑落制限部１３は、トレー操作部１０において、トレー支持体１４をゼロ傾斜角度から滑落傾斜角度としたときにトレー１００の各行からコンベヤ２０に滑落する部品に対して、滑落する数量が所定数となるように制限する部分である（後述する）。通常は、トレー１００からはトレーの端から一列目の部品だけがコンベヤ２０に滑落する必要性がある。トレーの端から２列目以上の部品が滑落すると供給過剰となるだけでなく部品は整列しなくなる。

コンベヤ２０は、トレー１００から移載された部品を整列した状態で搬送するためのコンベヤである。コンベヤ２０とトレー１００とは、トレー１００から滑落する部品をコンベヤ２０が受け止めることができるように、隣接して配置されている。コンベヤ２０のベルトは、図２に示すように、トレー１００における仕切板の方向（行方向）に対して直角方向（列方向）に走行し部品を搬送する。コンベヤ２０におけるコンベヤベルトの走行は連続走行とすることも可能ではあるが、トレー１００から部品の供給を受けるとき、ロボットハンド４０に対して部品を受け渡すとき、等において停止する間欠走行とすることが好ましい。間欠走行により動作の信頼性を高めることができる。
コンベヤ２０において、図２に示すように、搬送する部品をより高い精度で整列させるために、姿勢矯正部材を搬送経路上に設けると好適である。姿勢矯正部材は、たとえば、搬送される部品の縁に当接して部品の姿勢を矯正する。必要ならば、矯正を行なった後には姿勢矯正部材を逃がして部品を通過させ再び搬送されるようにする。そのためには、部品の搬送に同期して、矯正位置と通過位置との間で姿勢矯正部材を変位させる。

制御部３０は、本発明の部品供給装置の各部の動作を統合し、干渉しない適正な連携動作を行なうようにするための制御手段である。制御部３０は、前述したトレー操作部１０すなわち傾斜角付与部１１と行方向移動部１２と滑落制限部１３、および前述したコンベヤ２０、後述するロボットハンドと組立ライン、等における動作を制御する。制御部３０はＰＬＣ（programable logic controller）等のデータ処理装置によって実現することができる。

ロボットハンド４０は、コンベヤ２０から組立ライン５０に部品を移載するロボットハンドである。ロボットハンド４０はコンベヤ２０の姿勢矯正部材に当接して姿勢を矯正され停止している部品を把持して移載を行なうように構成することができる。また、ロボットハンド４０はコンベヤ２０の姿勢矯正部材によって矯正され、その位置を通過した後の部品を把持して移載を行なうように構成することができる。いずれにせよ、ロボットハンド４０が部品を把持するときには部品は停止させることが動作の信頼性を得る上で好ましい。
組立ライン５０は、製品を組立てるためのライン状に配列した設備である。組立ライン５０には組付けられる製品本体、その製品本体に組付ける部品、等が供給される。組立ライン５０は、図２に示すように、ロボットハンド４０によってコンベヤ２０から部品が移載される。

以上、構成について説明した。次に、本発明の部品供給装置における動作について図を参照して説明する。本発明の部品供給装置におけるトレー操作部１０の動作を説明図として図３と図４に示す。
まず、図３（１）に図示するステップＳ１において、トレイ１００には部品１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが載置している。そのトレイ１００はトレイ支持体１４によって支持されている。また滑落制限部１３はトレイ支持体１４に設けられた２つの滑落制限部１３ａ，１３ｂによって構成されている。滑落制限部１３ａ，１３ｂは突出位置と引込位置に変位する軸を有する。その軸が突出位置のときには当接させて部品１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを停止させることができ、その軸が引込位置のときには部品を通過させ滑落させることができる。ステップＳ１においては、図３（１）に図示するように、滑落制限部１３ａは突出位置、滑落制限部１３ｂは引込位置となっている。また、行方向移動部１２によって、トレー１００はコンベヤ２０の上方から離れた位置においてコンベヤ２０に隣接する位置とされている。また、傾斜角付与部１１によって、トレー１００は水平であるゼロ傾斜角度とされている。

次に、図３（２）に図示するステップＳ２において、制御部３０はトレー操作部１０の行方向移動部１２に対してコンベヤ２０の上方にトレイ支持体１４が進入するように操作指令を出力する。行方向移動部１２はその指令を入力し、トレイ支持体１４をコンベヤ２０の上方に進入させる。
次に、図３（３）に図示するステップＳ３において、制御部３０はトレー操作部１０の傾斜角付与部１１に対してトレイ支持体１４が滑落傾斜角度となるように操作指令を出力する。傾斜角付与部１１はその指令を入力し、トレイ支持体１４を滑落傾斜角度にさせる。トレイ１００において部品１ａが滑落する辺は、コンベヤ２０の表面に近接する。

次に、図３（３）に図示するステップＳ４において、制御部３０はトレー操作部１０の滑落制限部１３ｂに対してその軸が引込位置から突出位置に変位するように操作指令を出力する。滑落制限部１３ｂはその指令を入力し、その軸を引込位置から突出位置に変位させる。部品１ａは滑落制限部１３ｂの位置において持ち上がり傾斜具合を大きくする。また部品１ａの支えを失った部品１ｂ，１ｃ，１ｄはトレー１００の上において滑り、部品１ｂが滑落制限部１３ｂの軸に当接したところで停止する。

次に、図４（５）に図示するステップＳ５において、制御部３０はトレー操作部１０の滑落制限部１３ａに対してその軸が突出位置から引込位置に変位するように操作指令を出力する。滑落制限部１３ａはその指令を入力し、その軸を突出位置から引込位置に変位させる。部品１ａは滑落制限部１３ｂの軸による支えを失ってコンベヤ２０の表面に滑落し、部品１ａの一端がその表面と接触する。なお、制御部３０はコンベヤ２０に対してこの部品１ａの滑落の直前までに走行を停止する操作指令を出力する。コンベヤ２０はその指令を入力し、その走行を停止させる。

次に、図４（６）に図示するステップＳ６において、制御部３０はトレー操作部１０の行方向移動部１２に対してコンベヤ２０の上方からトレイ支持体１４が後退するように操作指令を出力する。行方向移動部１２はその指令を入力し、トレイ支持体１４をコンベヤ２０の上方から後退させる。一端がコンベヤ２０の表面と接触している部品１ａは、その接触の摩擦力がトレー１００との摩擦力より大きいため、コンベヤ２０に止まり、コンベヤ２０に移載される。なお、制御部３０はトレイ支持体１４をコンベヤ２０の上方から後退させた後において走行を開始する操作指令を出力する。コンベヤ２０はその指令を入力し、その走行を開始させる。

次に、図４（７）に図示するステップＳ７において、制御部３０はトレー操作部１０の滑落制限部１３ａに対してその軸が引込位置から突出位置に変位するように操作指令を出力する。滑落制限部１３ａはその指令を入力し、その軸を引込位置から突出位置に変位させる。さらに、制御部３０はトレー操作部１０の滑落制限部１３ｂに対してその軸が突出位置から引込位置に変位するように操作指令を出力する。滑落制限部１３ｂはその指令を入力し、その軸を突出位置から引込位置に変位させる。滑落制限部１３ｂの支えを失った部品１ｂ，１ｃ，１ｄはトレー１００の上において滑り、部品１ｂが滑落制限部１３ａの軸に当接したところで停止する。
次に、図４（８）に図示するステップＳ８において、制御部３０はトレー操作部１０の傾斜角付与部１１に対してトレイ支持体１４がゼロ傾斜角度となるように操作指令を出力する。傾斜角付与部１１はその指令を入力し、トレイ支持体１４をゼロ傾斜角度にさせる。このステップＳ８の状態はステップＳ１の状態に相当する。

以上、トレー操作部１０の動作について説明した。次に、ロボットハンド４０を含む全体の動作について図２を参照して説明する。
トレー１００からコンベヤ２０に供給された部品は、コンベヤ２０によって搬送され姿勢矯正部材の位置に到達する。部品が姿勢矯正部材の位置に到達したことはセンサーによって検出され、そのセンサーは到達信号を出力する。制御部３０はその到達信号を入力すると設定されている距離だけコンベヤ２０のコンベヤベルトを走行させた後に、走行を停止する操作指令を出力する。コンベヤ２０はその指令を入力し、その走行を停止させる。その設定されている距離だけ部品が搬送されている間に、部品は姿勢矯正部材に当接することによってその姿勢を矯正する。

制御部３０は姿勢矯正部材に当接している部品を掴んで組立ライン５０に移載するように操作指令を出力する。ロボットハンド４０はその指令を入力し、組立ライン５０の所定の位置（たとえば組立トレーにおける特定の位置）に移載する。ロボットハンド４０は移載を完了すると、そのことを示す完了信号を出力する。制御部３０はその完了信号を入力するとコンベヤ２０と組立ライン５０に対して走行を開始する操作指令を出力する。コンベヤ２０はその指令を入力し、その走行を開始させる。また、組立ライン５０はその指令を入力して走行を開始し、所定の距離（たとえば組立トレーの配置間隔）だけ走行させたところで停止する。
再び、センサーによって部品が姿勢矯正部材の位置に到達したことが検出されると、上述のステップが繰返される。

制御部３０はその繰返しにおいて、トレー１００から一列分の部品の供給を受けることができる領域がコンベヤ２０において発生しているか否かを判定する。たとえば、コンベヤ２０のその領域における部品の有無をセンサーによって検出し、センサーが出力するその有無信号を制御部３０が入力し、その有無信号に基づいて制御部３０はその判定を行なう。または、コンベヤ２０が出力する搬送信号を制御部３０が入力し、その搬送信号から演算した搬送距離に基づいて制御部３０はその判定を行なう。または、ロボットハンド４０が移載した部品の個数に基づいて制御部３０はその判定を行なう。
トレー１００から一列分の部品の供給を受けることができる領域がコンベヤ２０において発生していると制御部３０が判定すると、制御部３０は前述したトレー操作部１０の動作を開始させる。

本発明の部品供給装置における構成の一例を示すブロック図である。 本発明の部品供給装置の全体を示す説明図である。 本発明の部品供給装置におけるトレー操作部の動作の説明図（その１）である。 本発明の部品供給装置におけるトレー操作部の動作の説明図（その２）である。

符号の説明

１０ トレー操作部
１１ 傾斜角付与部
１２ 行方向移動部
１３ 滑落制限部
１４ トレー支持体
２０ コンベヤ
３０ 制御部
４０ ロボットハンド
５０ 組立ライン
１００ トレー

Claims (5)

1. 列方向の移動を制限するための行方向に延長する仕切板を備え行方向には移動可能に部品を行列配置するトレーと、
   水平となる角度のゼロ傾斜角度と、行方向へ部品が滑り落ちる滑落傾斜角度との間で前記トレーを傾斜させる傾斜角付与手段と、
   前記トレーから滑り落ちた部品を載置して列方向に搬送するコンベヤと、
   を具備することを特徴とする部品供給装置。
2. 請求項１記載の部品供給装置において、ゼロ傾斜角度から滑落傾斜角度としたときに前記トレーの各行からは所定数の部品だけを滑落させる滑落制限手段を具備することを特徴とする部品供給装置。
3. 請求項１または２記載の部品供給装置において、前記トレーを行方向に移動する行方向移動手段を具備することを特徴とする部品供給装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の部品供給装置において、前記コンベヤによって搬送される部品を保持して所定の部位に移動し開放するロボットハンドを具備することを特徴とする部品供給装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の部品供給装置において、前記傾斜角付与手段、前記コンベヤ、前記滑落制限手段、前記行方向移動手段、前記ロボットハンドにおける動作を制御する制御手段を具備することを特徴とする部品供給装置。

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