JP2012245602A - 部品供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多種多様の部品に対して専用治具や専用ハンドを設計することなく、バラ積み状態の部品を整列可能な部品供給装置を得る。
【解決手段】バラ積み状態の部品Ｐを所定姿勢に振り分ける手段と、振り分けられた部品Ｐを認識するために部品が設置される仮置き台１５０と、仮置き台１５０に設置された部品Ｐの位置姿勢を平面的に認識する２Ｄビジョンセンサ１４０と、２Ｄビジョンセンサ１４０の認識結果に基づいて仮置き台１５０上の部品Ｐの位置姿勢を変更させて整列させるための複数の垂直多関節型ロボット１１０、１２０、１３０と、複数の垂直多関節型ロボットにより整列された部品Ｐが載置される整列パレット１６０とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、バラ積み供給された部品を整列させるロボットシステムからなる部品供給装置に関するものである。

一般に、製品の製造および組立を自動化する際には、何らかの手段により製品を構成する部品（パーツ）を特定の位置姿勢に調整する必要がある。そのためには、作業者が部品をバラ積み状態で供給したものを自動整列できることが望ましい。
そのための手段として、従来から、パーツフィーダと呼ばれる専用の部品整列装置が広く使われている。

しかしながら、パーツフィーダは、異なる対象部品ごとに専用に設計されることから、汎用性がなく、加えて設計期間が長く、値段も高く、動作中に振動および騒音が発生するという問題点があった。
また、対象部品が複雑な形状を有する場合には、動作中にチョコ停と呼ばれる一時的な動作停止が多発するので、パーツフィーダによる部品整列が実質的に困難になるという問題点もあった。

そこで、上記パーツフィーダの問題点を解消するための手法として、バラ積み状態の部品を、なんらかの機構を用いて、ある程度バラけた状態に変化させた後、ビジョンセンサを用いて好ましい向きを取っている部品のみを認識して姿勢補正を行い、部品供給を行う技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
また、他の手法として、バラ積み状態の部品の位置姿勢を認識し、必要に応じて向きを変更して仮置きした後、必要に応じて向きを変更して整列させる技術も知られている（たとえば、特許文献２参照）。

特開平６−１２７６９８号公報 特開２０１１−６８５号公報

従来の部品供給装置は、特許文献１に記載の技術では、好ましい向きの部品を十分に供給可能にする必要があるので、安定した向きが多く存在する多面体の部品や、整列に好ましい向きを取り難い部品を整列対象とした場合には、多くの部品を投入するために、多くの在庫をかかえる必要があるうえ、好ましい向きを取る部品が現れるまでの時間が長くなる可能性が高いという課題があった。

一方、特許文献２に記載の技術では、立方体の部品を仮定しているので、平面状の部品や、さらに複雑な形状の部品には対応できないという課題があった。
また、整列を失敗させるような大きな誤差を吸収するために、部品に特化した専用ハンドを使用しており、複数種類の部品を同じハンドで整列することができないので、部品数に対応した多数のハンドが必要となり、ハンド切替時間およびハンド仮置き場所などが多大となるうえ、部品ごとにハンドを設計し直さなければならないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ビジョンセンサと、複数の垂直多関節型ロボットとを用いて部品をハンドリングすることにより、多種多様の部品に対しても専用治具や専用ハンドを設計する必要がなく、バラ積み状態の部品を自動的に整列することのできる部品供給装置を得ることを目的とする。

この発明に係る部品供給装置は、バラ積み状態の部品を所定姿勢に振り分ける手段と、振り分けられた部品を認識するために部品が設置される仮置き台と、仮置き台に設置された部品の位置姿勢を平面的に認識する２Ｄビジョンセンサと、２Ｄビジョンセンサの認識結果に基づいて仮置き台上の部品の位置姿勢を変更させて整列させるための複数の垂直多関節型ロボットと、複数の垂直多関節型ロボットにより整列された部品が載置される整列パレットとを備えたものである。

この発明によれば、ビジョンセンサで部品の位置姿勢を認識した後に、複数のロボットで部品を受け渡しながらパイプライン処理でハンドリングすることにより、バラ積み状態の部品を整列させることができる。
また、複雑な形状の部品が整列対象である場合でも、整列処理のサイクルタイムが延びることがなく、作業時間を短縮することができる。さらに、部品ごとの専用ハンドを必要としないので、ハンドのコスト削減、ハンド設計時間の短縮、ハンド仮置き場所の削減、生産機種切替処理の迅速化を実現することができる。

この発明の実施の形態１に係る部品供給装置の全体構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２による部品受け渡し状態を模式的に示す斜視図である。 この発明の実施の形態４による複数爪を装着したハンドの状態を模式的に示す斜視図である。 図３のハンドを用いた部品の受け渡し状態を模式的に示す斜視図である。 この発明の実施の形態１１による部品の整列状態を模式的に示す斜視図である。 図５の部品の受け渡し状態を模式的に示す斜視図である。 この発明の実施の形態１２による平面上で姿勢が有限個に定まらない部品を模式的に示す平面図である。 この発明の実施の形態１２による治具を模式的に示す平面図である。 この発明の実施の形態１３により認識される仮置き台上の部品を模式的に示す平面図および側面図である。 この発明の実施の形態１７で用いられる９０°反転治具を示す側面図である。

実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について具体的に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係る部品供給装置の全体構成を示すブロック図である。

図１において、作業空間に設置されたロボット１１０、１２０、１３０は、それぞれ、広く普及している垂直多関節型ロボットからなり、各先端部に平行チャックハンドからなるハンド２１０、２２０、２３０を有している。以下、垂直多関節型ロボット１１０、１２０、１３０を、単に「ロボット１１０、１２０、１３０」ともいう。

部品供給部１９０上には供給対象となる部品Ｐが山積みされており、仮置き台１５０上には、部品供給部１９０から移送された部品Ｐが設置される。
ロボット１１０、１２０、１３０は、仮置き台１５０上の部品Ｐを整列パレット１６０に整列配置する。

作業空間の上部には、２Ｄビジョンセンサ１４０が設置されている。
２Ｄビジョンセンサ１４０は、広く普及しているものであり、仮置き台１５０上に置かれた部品Ｐを撮像して、各部品Ｐの位置姿勢を認識する。

３Ｄビジョンセンサ１８０を先端部に有するロボット１７０は、部品供給部１９０上にバラ積みされた部品Ｐを、３Ｄビジョンセンサ１８０で認識して仮置き台に供給する。
図１の部品供給装置は、システム全体として、部品供給部１９０に山積みされた部品Ｐを、整列パレット１６０上に整列させる作業を行う。整列パレット１６０上に整列された部品Ｐは、後工程（図示せず）へと供給されることになる。

なお、この発明は、仮置き台１５０上に置かれた位置姿勢が不定の部品Ｐを整列パレット１６０に整列させる作業の自動化を主眼としているので、部品供給部１９０から仮置き台１５０への部品供給については詳述を省略する。

次に、図１に示した部品供給装置の全体動作について説明する。
まず、３Ｄビジョンセンサ１８０は、部品供給部１９０にバラ積み供給された部品Ｐの認識を行い、認識された部品Ｐの、把持可能な部品Ｐの一部分（たとえば、耳のように突き出た部分、または、そのような形状になっていると推定できる部分）の位置姿勢を、ひとつに絞り込む。

次に、３Ｄビジョンセンサ１８０により認識した部品Ｐの位置姿勢と、ロボット１７０のハンド２７０の爪の位置姿勢とが一致するように、ロボット１７０を動作させた後に、ロボット１７０のハンド２７０の爪を閉じて部品Ｐを把持させる。
続いて、ロボット１７０は、部品供給部１９０から部品Ｐを取り出して仮置き台１５０の上方で爪を開き、部品Ｐを仮置き台１５０に転がすことにより、部品Ｐを仮置き台１５０上に置く。

この結果、部品Ｐは、何通りかの安定状態のうちの１つの姿勢で、仮置き台１５０上で静定する。
ここでは、説明を簡略化するために、仮置き台１５０上に置かれた部品Ｐが絡みや重なりを起こさない場合を例にとって説明する。以下、部品Ｐが絡みや重なりを起こさずに仮置き台１５０に置かれた状態を「単離された状態」と記すことにする。

次に、２Ｄビジョンセンサ１４０は、仮置き台１５０に置かれた部品Ｐの位置姿勢を認識する。このとき、部品Ｐに複数の安定状態がある場合には、２Ｄビジョンセンサ１４０はそれらすべての安定状態に対して認識プログラムを実行し、認識結果の信頼性が最も高い安定状態の結果を全体の認識結果として採用する。

このとき、仮置き台１５０の平面座標は既知であるので、２Ｄビジョンセンサ１４０により、仮置き台１５０上の部品Ｐの位置姿勢は３次元的に把握される。
たとえば、裏表が関係ない部品の場合には、安定姿勢は一通りになる。なお、円筒状の部品などのように、軸周りの角度を区別する必要がある場合には、他の実施の形態として後述する。

以上の認識処理により、部品Ｐがどの安定状態で且つどの位置姿勢であるかが３次元的に把握することができる。なぜなら、仮置き台１５０上で部品Ｐが単離されているので、どの安定状態か分かれば部品Ｐの高さ位置が決まり、且つ姿勢ズレも平面内の回転のみだからである。
なお、平面内の部品Ｐの位置ズレおよび回転は、２Ｄビジョンセンサ１４０で認識することができる。

部品Ｐの３次元的な位置姿勢が認識された後、ロボット１１０は、各安定状態に応じて、あらかじめ決められた動作で部品Ｐを把持し、ロボット１２０との間で、部品受け渡し動作を行う。
このとき、ロボット１２０は、２Ｄビジョンセンサ１４０で認識した部品Ｐの安定状態から、ロボット１１０がどのような動作をするのか分かるので、各安定状態に応じて、あらかじめ決められた動作で、ロボット１１０との部品受け渡し動作を行うことができる。

最後に、ロボット１３０は、ロボット１２０と同様に、２Ｄビジョンセンサ１４０で認識した部品Ｐの安定状態から、ロボット１２０がどのような動作をするのか分かるので、各安定状態に応じて、あらかじめ決められた動作で、ロボット１２０との部品受け渡し動作を行い、さらに整列パレット１６０上への部品Ｐの整列を行う。

ロボット１１０は、ロボット１２０への部品受け渡し後は、次の部品Ｐの把持に向かい、ロボット１２０は、ロボット１３０へ部品Ｐを受け渡し後は、次のロボット１１０からの部品受け渡しに備えた移動を行い、ロボット１３０は、部品整列後は、ロボット１２０からの部品受け渡しに備えた移動を行う。

以上の部品供給処理により、各ロボット１１０、１２０、１３０が常に動き続けるパイプライン処理が実現されるので、部品Ｐの位置姿勢を複数回変更したとしても、部品Ｐの整列間隔は、各ロボット１１０、１２０、１３０の単一ロボットが部品Ｐを移動させる一動作のうち最長時間のもので律速されることになる。
なお、各ロボット１１０、１２０、１３０の動作時間は、実験的にほぼ同程度であることが観測されている。

以上のように、この発明の実施の形態１（図１）に係る部品供給装置は、バラ積み状態の部品Ｐを所定姿勢に振り分ける手段（ロボット１７０）と、振り分けられた部品Ｐを認識するために部品Ｐが設置される仮置き台１５０と、仮置き台１５０に設置された部品Ｐの位置姿勢を平面的に認識する２Ｄビジョンセンサ１４０と、２Ｄビジョンセンサ１４０の認識結果に基づいて仮置き台１５０上の部品Ｐの位置姿勢を変更させて整列させるための複数（３本）の垂直多関節型ロボット１１０、１２０、１３０と、複数の垂直多関節型ロボット１１０、１２０、１３０により整列された部品Ｐが載置される整列パレット１６０と、を備えている。

これにより、バラ積み状態で供給された様々な種類の部品Ｐを、汎用的手段（複数の垂直多関節型ロボット）の受け渡し処理により高速に整列させることが可能となる。すなわち、整列処理時間を、各ロボット１１０、１２０、１３０の動作時間と同等程度の時間に抑え、部品Ｐの複雑さに応じてサイクルタイムが延長するという問題を回避することができる。

また、複数の垂直多関節型のロボット１１０、１２０、１３０を用いて、部品Ｐの位置姿勢を変更させて整列させることができるので、仮置き台１５０に様々な形状の部品Ｐが様々な姿勢で設置されても、整列することができるという効果がある。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１）では、言及しなかったが、ロボット１１０、１２０、１３０が部品Ｐを把持したときの誤差を抑制するために、各ロボット間での部品Ｐの受け渡し時において、たとえば図２に示すように、各ハンド２１０、２２０が、部品Ｐの互いに異なる複数方向から拘束するように把持してもよい。

図２はこの発明の実施の形態２による部品受け渡し状態を模式的に示す斜視図である。なお、この発明の実施の形態２に係る部品供給装置の全体構成は、図１に示した通りである。

まず、ロボットが部品を把持した際に発生し得る誤差について説明する。
前述の従来装置のロボットにおいては、部品を把持したときの誤差を抑制するために、あらかじめ部品ごとに適合設計された専用ハンドが広く用いられている。

専用ハンドは、たとえば部品の形状に合わせた切り欠きやピンなどが爪に形成されており、いわゆる部品の引き込み現象によって位置姿勢を微修正することにより、部品を把持したときの誤差を抑制するようになっている。

従来装置では、部品ごとの設計が行われることから、多種の部品を扱うには、部品が変更されるごとに、ハンドを変更するか、または、複数の爪を異なる方向に取り付け可能なタレットハンドなどを利用する必要がある。

一般に、生産活動中のハンド変更は、ツールチェンジャと呼ばれる機器で自動化することが可能であるが、ハンド交換に多くの時間を要するうえ、生産設備のスループットが低下するという問題がある。

また、タレットハンドを使用する場合には、ハンド全体が大きくなるうえ、様々な方向に爪が伸びることから、部品のハンドリング時に大きな姿勢変更が必要となり、狭小な空間の通過が困難になるなど、設計自由度が制限されるので、様々な問題を引き起こす可能性がある。なお、タレットハンドの利点の活用については、他の実施の形態で後述する。

たとえば、前述の実施の形態１（図１）において、ロボットが仮置き台１５０上の部品Ｐを認識して把持する際に、手先方向に爪が伸びたハンドを用いた場合と、タレットハンドを利用した場合とを比較すると、前者（手先方向に爪が伸びている場合）では、部品Ｐに対して真直ぐに爪を伸ばすには、手先方向を部品Ｐに向ければよい。

このとき、平面内で部品Ｐが回転した場合でも、ロボットの手先の軸を回転するのみで対応可能であり、並進移動時もロボットの動きが分かり易い。
つまり、ロボットが把持できる部品Ｐの位置姿勢が直感的に分かり易いので、ロボットの動作範囲外や想定外の軌道による干渉が起こる可能性は低い。

一方、後者（タレットハンドを利用した場合）では、部品Ｐに対して真直ぐに爪を伸ばすには、ロボットの手先を斜めに傾斜させる必要がある。このように、手先が斜めを向いた状態でロボットの位置姿勢を変更するには、ロボットの各関節を大きく動かす必要があり、また、直感的には各関節がどのように動くか分かりにくい。

この結果、センサフィードバック動作時において、ロボットの動作範囲外や想定外の軌道による干渉が起こり易くなり、場合によっては、レイアウト変更やハンドなどのハードウェアの設計変更といった手戻りが発生する可能性がある。

そこで、この発明の実施の形態２においては、図２のように、部品Ｐを認識して把持した際の誤差を部品受け渡しの過程で抑制する。
図１において、２Ｄビジョンセンサ１４０による姿勢認識後に、部品Ｐをハンドリングする複数のロボット１１０、１２０、１３０は、それぞれ平行チャックハンドからなるハンド２１０、２２０、２３０を有し、部品Ｐの受け渡しにおいて、図２のように、部品Ｐの異なる方向から把持を行う。

図２において、ロボット１１０からロボット１２０への受け渡しにおいて、部品Ｐの上方向から、ロボット１１０がハンド２１０で部品Ｐを把持した場合には、隣接するロボット１２０は、ハンド２２０で部品Ｐの横方向から部品Ｐの把持を行う。

図２のような受け渡し操作により、部品Ｐは、２方向から拘束されて、拘束方向の誤差が抑制される。
同様に、ロボット１２０からロボット１３０への受け渡しにおいても、ハンド２２０とハンド２３０との間で、部品Ｐの異なる方向から把持を行うことにより、拘束方向の誤差が抑制される。

以上のように、この発明の実施の形態２（図２）によれば、複数の垂直多関節型ロボット１１０、１２０、１３０のうち、少なくとも部品Ｐの中継を行うロボット１２０は、平行チャックハンドからなるハンド２２０を有し、平行チャックハンドは、部品Ｐの受け渡し時において、部品Ｐの互いに異なる複数方向から拘束する。
これにより、汎用的なハンド２１０、２２０、２３０のみで、部品Ｐの姿勢認識誤差および把持誤差を抑制することができ、部品Ｐの整列を高精度に行うことができる。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１、２（図１、図２）では、仮置き台１５０から整列パレット１６０への部品Ｐの中継を行うロボット１２０のハンド２２０として、他のロボット１１０、１３０のハンド２１０、２３０と同様に、汎用の平行チャックハンドを用いたが、複数の爪を装着可能なハンド（タレットハンドなど）を用い、複数の部品の各々に対応した専用の爪を装着してもよい。

図１に示す３本のロボット１１０、１２０、１３０のうち、両端のロボット１１０、１３０は、把持や整列時に姿勢の制約があるので、複数の爪を装着可能なハンド（タレットハンドなど）を使用することが困難であるが、中間に位置する部品中継用のロボット１２０は、ロボット１１０、１３０との部品Ｐの受け渡しのみを行うので、位置姿勢が取れない状況が起こる可能性は低い。

言い換えると、ロボット間の部品受け渡しは、２つのロボットの自由度を用いて行われるので、部品Ｐの把持や整列と比較して２倍の自由度が利用可能なので、位置姿勢が取れない状況が起こる可能性は低い。また、各部品に対応した複数の専用の爪を用いることにより、把持時の誤差の抑制はさらに良好になる。

以上のように、この発明の実施の形態３によれば、複数の垂直多関節型ロボットは、仮置き台１５０上の部品Ｐを把持するロボット１１０（第１のロボット）と、ロボット１１０が把持した部品Ｐを把持して仮置き台１５０から整列パレット１６０への部品Ｐの中継を行うロボット１２０（第２のロボット）と、ロボット１２０が把持した部品Ｐを把持して整列パレット１６０上に載置するロボット１３０（第３のロボット）とからなり、部品中継用のロボット１２０は、把持対象となる部品Ｐの種類に対応した複数の爪が取り付け可能なハンド（タレットハンドなど）を備えている。

これにより、ロボット１２０が位置姿勢を実現できないという状況を起こさずに、部品Ｐの把持誤差を良好に抑制することができる。
また、部品Ｐごとに設計された専用の爪を用いることにより、部品整列の精度が向上させることができる。

さらに、ロボット１１０、１２０の間での部品Ｐの受け渡し時において、２本のロボット１１０、１２０の自由度が利用可能になるので、２本目のロボット１２０で姿勢変更が苦手な複数爪を装着可能なハンド（タレットハンドなど）を用いても、位置姿勢の実現が不可能な事態を回避することができる。

実施の形態４．
なお、上記実施の形態３では、２本目のロボット１２０のハンド２２０として、タレットハンドのように、複数の爪の各々が斜めに配置されたハンドを想定したが、図３のように、並列且つ平行に複数の爪３００（専用爪）が並んだハンド２２０Ａを用いてもよい。

図３はこの発明の実施の形態４による複数の爪３００を装着したハンド２２０Ａの状態を模式的に示す斜視図である。なお、この発明の実施の形態４に係る部品供給装置の全体構成は、図１に示した通りである。

この場合、各爪３００には、異なる部品Ｐの種類に対応した専用の切り欠きやピン（図示せず）が形成されており、対応する部品Ｐを特定の位置姿勢に引き込むことができる。
なお、各爪３００は、１つの駆動部（一般的なエアシリンダやモータなど）に連結されており、図３の例では、４つの爪３００が同時に開閉されることになる。

また、専用の爪３００を取り付けた際の爪先の長さは、どれも同じであることが望ましい。さらに、専用の爪３００は、部品Ｐの受け渡し時において、部品Ｐの受け渡し部分が爪先方向に伸びていることが望ましい。

図４は図３のハンド２２０Ａを用いた部品受け渡し状態の一例を模式的に示す斜視図であり、ロボット１２０のハンド２２０Ａからロボット１３０のハンド２３０への部品Ｐの受け渡し状態を示している。
図４において、ロボット１３０のハンド２３０は、ロボット１２０のハンド２２０Ａの爪先方向に飛び出した部品Ｐの部分を把持する。

なお、図４では、ロボット１３０のハンド２３０が上方向（図２のように、複数方向）から部品Ｐを把持した場合を示しているが、ロボット１２０のハンド２２０Ａと平行な水平方向から把持してもよい。
なぜなら、この場合には、ハンド２２０Ａの部品専用の爪３００（切り欠きやピン）により、部品Ｐの位置姿勢は既に一定に調整されているので、複数方向からの拘束を用いて把持誤差を抑制する必要がないからである。

また、この場合、ハンド２２０Ａの爪先方向に飛び出した部品Ｐの部分を用いて受け渡しが行われることから、１つのハンド２２０Ａにおいて複数の爪３００を平行且つ密着させて装着しても干渉が発生する可能性は低いので、タレットハンドのように、作業に利用しない爪が干渉しないように、斜めに爪を配置する必要がない。

以上のように、この発明の実施の形態４（図３、図４）によれば、複数の垂直多関節型ロボットは、仮置き台１５０上の部品Ｐを把持するロボット１１０（第１のロボット）と、ロボット１１０が把持した部品Ｐを把持して仮置き台１５０から整列パレット１６０への部品Ｐの中継を行うロボット１２０（第２のロボット）と、ロボット１２０が把持した部品Ｐを把持して整列パレット１６０上に載置するロボット１３０（第３のロボット）と、からなり、ロボット１２０は、把持対象となる部品Ｐの種類に対応した複数の爪３００が取り付け可能なハンド２２０Ａを備え、複数の爪３００の各々は、部品の種類ごとに設計された専用の切り欠きまたはピンを有する。

このように、部品Ｐごとに設計された専用の爪３００を用いることにより、部品整列の精度を向上させることができる。また、ロボット間での部品受け渡し時において、２本のロボットの自由度が使用可能となるので、２本目のロボット１２０で姿勢変更が苦手な複数爪を装着できるハンド２２０Ａを用いても、位置姿勢の実現が不可能な事態が発生する可能性は低い。

さらに、１つの駆動部に複数の爪３００（専用爪）を装着することにより、複数の駆動部を有するハンド（タレットハンドなど）を用いた場合と比較して、ハンド２２０Ａの構成を簡略化することができる。

実施の形態５．
なお、上記実施の形態１〜４（図１〜図４）では、言及しなかったが、仮置き台１５０上の部品Ｐを把持するロボット１１０は、２Ｄビジョンセンサ１４０の出力結果に基づいて、仮置き台１５０上の特定位置の部品の位置姿勢が認識不可能な場合（部品同士が絡み合っている場合など）、または部品把持が不可能な場合に、特定位置の部品Ｐの絡みを解すために、払い動作（排出動作）を実行してもよい。

２Ｄビジョンセンサ１４０においては、部品Ｐを認識する際に、部品Ｐの検出画像と、あらかじめ登録されている基準部品との一致度を数値化して認識スコアを求め、認識スコアが部品Ｐの認識許容範囲内にある場合に、部品Ｐの位置姿勢を検出結果として求めている。

このとき、認識スコアから部品Ｐの認識が不可能な場合（部品Ｐの認識スコアが極端に低い場合や、検出画像が実際の部品Ｐよりも大きい塊として認識された場合など）、部品Ｐの周辺に仮置き台１５０が写らない場合、部品Ｐを把持する際にハンド２１０の爪が干渉する位置に他部品が存在する場合など、高精度の部品把持動作が不可能な状況が起こり得る。

２Ｄビジョンセンサ１４０の出力結果が上記状況を示す場合、ロボット１１０は、状況を変更するために、特定位置の部品の払い動作（かき回し動作など）を行い、部品Ｐの絡み状態の解しや、一部の部品Ｐの仮置き台１５０からの排出を行う。

このとき、特定位置において、どの部品Ｐが仮置き台１５０に設置されているのかは事前に分かっているので、ロボット１１０は、その高さに応じた払い動作（かき回し動作）を行うことになる。

なお、払い動作（かき回し動作）においては、たとえば、特定位置（絡まっている部品Ｐの位置）が認識可能なので、特定位置に向かって、あらかじめ定められた払い動作を行う。また、２Ｄビジョンセンサ１４０の認識結果から仮置き台１５０が見えている場合には、部品Ｐが存在しないと判断できる場所から、特定位置の部品Ｐに向かって払い動作を行う。

続いて、２Ｄビジョンセンサ１４０は、ロボット１１０による払い動作の実行後に、部品Ｐの再認識処理を行う。
２Ｄビジョンセンサ１４０の再認識処理により、高精度の部品把持動作が可能な状況であると判断されれば、各ロボット１１０、１２０、１３０は、前述の実施の形態１と同様に、部品Ｐの把持および整列を含む一連の動作を行う。

一方、再認識処理後にも高精度の部品把持が不可能な状況が続いている場合には、ロボット１１０による再度の払い動作（かき回し動作）を行うか、または、特定位置の部品Ｐを仮置き台１５０の外に払い出す動作を行う。

なお、払い出し動作は、実質的にかき回し動作と同様であり、たとえば、かき回し動作は、仮置き台１５０から外れない方向に部品Ｐを払うのに対し、払い出し動作は、仮置き台１５０から外れる方向に部品Ｐを払う点のみが異なる。

以上のように、この発明の実施の形態５によれば、複数の垂直多関節型ロボット１１０、１２０、１３０のうちの仮置き台１５０に近接したロボット１１０は、２Ｄビジョンセンサ１４０が、仮置き台１５０上の特定位置に設置された部品Ｐの位置姿勢を認識できない場合に、特定位置において部品Ｐの払い動作を行う。

これにより、仮置き台１５０に絡まった部品Ｐが設置された場合（塊の位置のみが認識された場合）でも、ロボット１１０が絡みを解すことができるので、それ以降の一連の整列処理動作を高精度に実行することができる。

実施の形態６．
なお、上記実施の形態５では、認識対象以外の部品については認識処理を行わずに塊と見なし、ロボット１１０による払い動作のみを繰り返し実行したが、他部品の混入時に無駄な払い出し動作（排除動作）を回避するために、２Ｄビジョンセンサ１４０において複数種類の部品Ｐの認識処理を行うように構成してもよい。

複数種類の部品Ｐの整列を行う場合には、想定と異なる部品が仮置き台１５０に設置される場合がある。
通常は、部品Ｐの認識速度を上げるために、２Ｄビジョンセンサ１４０は、想定された部品専用の認識処理のみを実行するので、想定外の部品が設置された場合には、どの部品がどのような位置姿勢で仮置き台１５０にあるかを認識することはできない。ただし、想定外の部品がどの位置に設置されているかは認識可能である。

このとき、２Ｄビジョンセンサ１４０の認識結果は、検出画像が対象部品と異なるので、想定された部品Ｐが絡まっている状況と同様の状態になる。すなわち、何らかの塊は認識できるが、想定外の部品の位置姿勢が認識できない状況である。

このとき、前述のように、ロボット１１０による払い動作の回数を増やすにつれて、または、払い動作によっても検出シーンが変更されない場合に、払い動作の高さを低くすることで部品Ｐを排除することは可能である。
しかし、塊と認識された想定外の部品を排除するまでには、多くの払い動作を繰り返す必要があるので効率が悪い。また、仮置き台１５０に供給された整列対象の部品Ｐが整列されずに、最終的にすべて排除されて無駄になるという問題もある。

そこで、所定回の払い動作を実行しても検出シーンが変更されない場合には、想定外の部品が混入したものと見なして、他の部品をも含めて認識処理を行うことが望ましい。
これにより、複数種類のどの部品がどういった位置姿勢で仮置き台１５０に投入されているかを認識することができる。想定外の部品の位置姿勢が認識できた後は、その部品を整列してもよいし、把持してから排出してもよい。

以上のように、この発明の実施の形態６による２Ｄビジョンセンサ１４０は、仮置き台１５０に近接したロボット１１０が所定回の払い動作を実行しても、部品Ｐの位置姿勢を認識できない場合には、他の種類の部品の認識処理を行う。

これにより、複数種類の部品Ｐを整列している状況下で、想定外の部品が仮置き台１５０に投入された際でも、その部品を排出せずに整列することができる。
また、２Ｄビジョンセンサ１４０の認識時間と比較して、各ロボット１１０、１２０、１３０の動作時間のほうが長いので、複数種類の部品Ｐの認識処理を行うことにより、無駄な排除動作を省くことができ、全体の生産性を高めることができる。

実施の形態７．
なお、上記実施の形態５、６では、２Ｄビジョンセンサ１４０のみを用いて、仮置き台１５０上の部品Ｐの絡み状態を認識したが、さらに、３Ｄビジョンセンサ（図示せず）を組み合わせて絡み状態を認識してもよい。

前述のように、仮置き台１５０上に絡まった部品Ｐが投入された場合には、２Ｄビジョンセンサ１４０のみでは、部品Ｐの位置姿勢やその高さを正確に認識することができないので、部品Ｐの絡み解し動作や排出動作をあらかじめ決めた高さ行うことしかできない。

そこで、仮置き台１５０上の認識処理を、２Ｄビジョンセンサ１４０と３Ｄビジョンセンサとを組み合わせて行うことが望ましい。
この場合、２Ｄビジョンセンサ１４０のみならず、３Ｄビジョンセンサを用いて、仮置き台１５０上で絡まった部品Ｐの位置姿勢認識を行う。

３Ｄビジョンセンサによる認識処理によれば、絡まった部品Ｐの個々の位置姿勢を認識することができるので、部品Ｐの把持や、絡まりを解すための払い動作を、部品Ｐの位置姿勢に応じて行うことができる。
また、単に絡まった部品Ｐの３次元的な位置が認識できた場合であっても、部品Ｐの高さを正確に認識することができるので、絡まりの解し動作において、空振りや、突っ込み過ぎなどを回避することができる。

ここで、３Ｄビジョンセンサとしては、既存のもの（ステレオカメラやパターン投影型、レーザスキャンなど）が適用可能である。
また、２次元計測および３次元計測が可能なセンサをあらかじめ設置しておき、３次元計測が必要でない場合には、高速な２Ｄビジョンセンサとして利用し、２Ｄビジョンセンサでは部品Ｐの位置姿勢が認識できない場合（部品Ｐの絡み状態）には、３Ｄビジョンセンサとして利用してもよい。

以上のように、この発明の実施の形態７によれば、２Ｄビジョンセンサ１４０は、３Ｄビジョンセンサ機能を含み、仮置き台１５０上の特定位置に設置された部品Ｐの位置姿勢を認識できない場合には、３Ｄビジョンセンサ機能を有効化する。

これにより、仮置き台１５０上に絡み合った部品Ｐが投入されて、２Ｄビジョンセンサ１４０のみでは認識が難しい場合には、３Ｄビジョンセンサ機能を用いて部品Ｐの位置姿勢を正確に認識することができるので、部品Ｐの位置姿勢に則した処理を行うことが可能となり、全体の生産性を高めることができる。
また、絡み合った部品Ｐが仮置き台１５０に設置された場合でも、部品Ｐの絡みを正確に解すことにより、整列処理を続けることができる。

実施の形態８．
なお、上記実施の形態５〜７では、仮置き台１５０上の認識処理が不可能な場合に、ロボット１１０による払い動作を実行したが、仮置き台１５０に設置された部品をすべて払い出すための排除手段（別途の排除専用ロボットなど）を設け、仮置き台１５０上の認識処理が不可能な場合には、仮置き台１５０に設置された部品Ｐをすべて払い出すように構成してもよい。

たとえば、仮置き台１５０に位置姿勢の認識が不可能な部品が投入された場合には、その部品を仮置き台１５０から排出する必要がある。
このとき、前述のようにロボット１１０を用いて、物理的接触をともなう動作で部品を排出することは、エラーの原因になり易く、システム稼働率を下げる要因にもなり得るので望ましくない。

よって、位置姿勢が認識できない部品を仮置き台１５０から排除する場合には、ロボット１１０を使用することなく（物理的接触をともなうことなく）、別途の排除手段を用いて排出することが望ましい。

このとき、排除手段としては、たとえば、仮置き台１５０を傾斜または上下反転させる機械機構、仮置き台１５０上を掃う機械機構、空圧で部品Ｐを掃うブローなどが適用可能である。
または、ブローや、ほうき、へら、はけ、などのように、先端部に柔らかい器具が装着（または、把持）された排除専用ロボットを用いて、仮置き台１５０から部品Ｐを払い出してもよい。

以上のように、この発明の実施の形態８に係る部品供給装置は、仮置き台１５０に設置された部品Ｐをすべて払い出すための排除手段を備えている。
排除手段は、仮置き台１５０の近傍に設置された排除専用ロボット、または、仮置き台１５０を傾斜または上下反転させる機械機構により構成されており、２Ｄビジョンセンサ１４０が、仮置き台１５０上に設置された部品Ｐの位置姿勢を認識できない場合に、仮置き台１５０に設置された部品Ｐをすべて払い出す。

これにより、仮置き台１５０に位置姿勢が認識できない部品が投入された場合にも、部品把持用のハンド２２０などを用いてロボット１２０が部品を排出する場合と比較して、確実かつ高速に排出できる効果がある。
したがって、想定外の部品が仮置き台１５０に投入された場合に、仮置き台１５０から部品の排出を効率的に行うことができ、生産性を向上させることができる。

実施の形態９．
なお、上記実施の形態１〜８では、２Ｄビジョンセンサ１４０により部品Ｐの認識および把持を行うロボット１１０において、ハンド２１０を平行チャックハンドで構成したが、吸着ハンドや内掴みハンド、または３本爪ハンドなどで構成してもよい。

たとえば、前述のように、平行チャックハンドを用いて仮置き台１５０上の部品を把持する場合、仮置き台１５０に爪が干渉して部品Ｐの位置がずれる可能性があり、結果的に把持精度が低下する問題がある。

そこで、部品Ｐを把持するときに仮置き台１５０と干渉することのないハンド２１０として、吸着ハンドや内掴みハンド、または３本爪ハンドなどを用いることが望ましい。
これにより、部品Ｐを把持するときに仮置き台１５０と干渉することがなく、把持精度の低下を回避することができる。

なお、この場合も、他のロボット１２０、１３０のハンド２２０、２３０に関しては、前述と同様に平行チャックハンドを用い、複数方向からの拘束によって精度の向上を実現する。また、ロボット１２０のハンド２２０としては、前述の専用爪を用いてもよい。

以上のように、この発明の実施の形態９によれば、複数の垂直多関節型ロボット１１０、１２０、１３０のうちの仮置き台１５０に近接したロボット１１０は、吸着ハンドや内掴みハンド、または、３本以上の爪を有するハンド２１０を備えている。
これにより、仮置き台１５０上の部品Ｐを把持する際に、仮置き台１５０と干渉することがないので、認識時の部品位置とずれて誤差が生じることもなく、把持精度の低下を回避することができる。

実施の形態１０．
なお、上記実施の形態１〜９では、整列用のロボット１３０のハンド２３０を平行チャックハンドで構成したが、部品Ｐごとに専用に設計された専用ハンドで構成してもよい。

たとえば、複数種類の部品Ｐを同時に整列することのない供給ラインであれば、整列対象となる部品Ｐの変更ごとにハンド２３０を変更したとしても、生産性への影響は少ないので、専用ハンドを用いることによる悪影響も少なくて済む。また、最終的に整列を行うロボット１３０が専用ハンドで部品を拘束したほうが、最終的な部品の位置精度は向上するという利点もある。

以上のように、この発明の実施の形態１０によれば、複数の垂直多関節型ロボット１１０、１２０、１３０のうち、部品Ｐを整列させるロボット１３０は、部品Ｐごとに専用に設計された専用ハンドを有するので、部品Ｐを特定の位置姿勢に拘束することができ、最終的な整列精度を向上させることができる。

実施の形態１１．
なお、上記実施の形態１〜１０では、３本のロボット１１０、１２０、１３０を用いたが、図５、図６のように、整列対象となる部品Ｐの形状および整列姿勢によっては、中継用のロボット１２０が整列用のロボット１３０の機能を兼ね備えることにより、最終段のロボット１３０を省略することもできる。

図５はこの発明の実施の形態１１による長尺の部品Ｐの整列状態を模式的に示す斜視図であり、図６は長尺の部品Ｐの受け渡し状態を模式的に示す斜視図である。
たとえば、仮置き台１５０上に投入された部品Ｐの状態と最終的に整列される姿勢状態との組合せによっては、ロボット１２０が整列動作を兼ねた方が適している場合がある。

すなわち、整列対象となる部品Ｐが、図５、図６のような直方体の長尺形状を有し、図５のように、整列パレット１６０上の複数の穴Ｈ内に立設挿入される場合には、前述のロボット１３０（図１参照）を省略することができる。

以下、図５のように、長尺の部品Ｐを整列パレット１６０に縦に挿入する場合を考えると、まず、仮置き台１５０においては、部品Ｐは必然的に横に寝る姿勢を取る。
したがって、ロボット１１０は、図６のように、ハンド２１０により部品Ｐを把持し、ロボット１２０は、複数方向から部品Ｐを拘束させるために、前述（図２）と同様に、図６のように、部品Ｐをハンド２２０により把持する。

ここで、仮に、整列用のロボット１３０が、ロボット１１０と同様に、部品Ｐの長尺方向に対して爪が垂直になるように部品Ｐを把持したとする。
この場合、ロボット１３０は、整列パレット１６０上に部品Ｐを図５のように整列させるためには、大きな姿勢変更が必要となるので、設置状況によっては経由点を追加する必要性も生じる。たとえば、経由点を追加した場合には、部品整列までの動作時間がさらに延びる可能性がある。

一般に、垂直多関節型ロボットにおいて、ハンドの爪先方向から垂直に延びている長尺部品を、地面方向に動作させて立設方向に整列させる場合には、上述した通り、ロボットの姿勢変更が大きくなるので、状況によっては経由点が追加されて動作時間が延びる。

一方、図６のように、ハンド２２０の手先方向（水平方向）に伸びた長尺の部品Ｐを、図５のように、地面方向に動作させて整列を行う場合には、ロボット１２０の姿勢変更が小さくなるので、経由点を追加する状況が起こる可能性が低い。
そこで、この発明の実施の形態１１においては、中継用のロボット１２０が、長尺の部品Ｐを図６のように把持した状態で、整列パレット１６０まで直接搬送し、図５のように、整列パレット１６０上に整列させる。

なお、部品Ｐが図５、図６のような長尺形状の場合のみならず、図１のように複数（３本）のロボット１１０、１２０、１３０を用いた構成において、ハンド２２０の形状や部品Ｐの受け渡し状況に応じて、整列パレット１６０上に整列する際に経由点の追加が必要となる場合には、中継用のロボット１２０が、最終段のロボット１３０の機能を兼ねて、直接整列を行うようにしてもよい。

また、中継用のロボット１２０を省略して、最終段のロボット１３０が中継機能を兼ね備えてもよい。この場合、最上段のロボット１１０から最終段のロボット１３０に直接的に部品Ｐを受け渡し、ロボット１３０が整列パレット１６０への整列を行うことになる。

上記のいずれかの省略動作を行うために、整列パレット１６０は、ロボット１２０またはロボット１３０のどちらからでもアクセスし易い位置に設置されることが望ましい。
また、複数のロボットのレイアウトについても、複数のロボットが１つの整列パレット１６０にアクセスし易いように設置することが望ましい。

さらに、中継用のロボット１２０が整列機能を有する場合の整列パレットと、整列用のロボット１３０が中継機能を有する場合の整列パレットとを個別に設置するか、投入される部品Ｐに応じて整列パレットの位置を変更可能に構成してもよい。

以上のように、この発明の実施の形態１１（図５、図６）によれば、部品Ｐのハンドリング過程で３本すべてのロボット１１０、１２０、１３０を経由させた場合には全体の生産性が下がる状況（ロボットの動作に経由点が発生するなど）においては、部品Ｐの中継を行うロボット１２０が、部品Ｐを整列させるロボット１３０の機能を兼ねる（または、部品Ｐを整列させるロボット１３０が、部品Ｐの中継を行うロボット１２０の機能を兼ねる）ように構成する。

これにより、最上段のロボット１１０から次のロボットへの部品Ｐの受け渡し動作を省略し、部品整列に適した把持をしているロボット１２０（または１３０）が整列パレット１６０への整列動作を行うことが可能となり、経由点を必要とする状況を回避することができ、経由点が必要な場合と比較して全体の生産性を高める効果がある。
すなわち、部品Ｐのハンドリングの関係上、必要なロボット台数を減らすことができ、ロボット本数が増えることによって全体の生産性が下がることを回避することができる。

実施の形態１２．
なお、上記実施の形態１〜１１では、仮置き台１５０で安定姿勢を取り得る部品Ｐを整列対象として、仮置き台１５０のみを設置した場合について説明したが、図７のように、部品Ｐが引張コイルばね（以下、単に「バネ」という）などのように不安定な場合には、姿勢を安定させるために、図８のような治具４００を設けてもよい。

図７はこの発明の実施の形態１２による平面上で姿勢が有限個に定まらない部品Ｐを模式的に示す平面図である。また、図８はこの発明の実施の形態１２による治具４００を模式的に示す平面図である。

なお、この場合、ロボット１１０は、仮置き台１５０上から姿勢抑制用の治具４００上へと、部品Ｐをハンドリング搬送するものとする。
また、仮置き台１５０の近傍には、ロボット１１０のみならず、新規のロボット（図示せず）が追加設置されており、新規のロボットは、治具４００上の部品Ｐを把持して次のロボット１２０に受け渡すものとする。

図７のようなバネ形状の場合、仮置き台１５０の平面上に置いたのみでは部品Ｐの姿勢が有限個に定まらないので、図８のように、治具４００上に設置して特定部位（フック部分Ｒ）を拘束することにより、部品Ｐの姿勢を有限個に定める必要がある。
図８のように部品Ｐを治具４００上に設置することにより、２Ｄビジョンセンサ１４０は、部品Ｐの位置姿勢を正確に認識することができる。

以下、治具４００を用いて部品Ｐの位置姿勢を限定したこの発明の実施の形態１２について説明する。
この場合、２Ｄビジョンセンサ１４０は、仮置き台１５０上に投入された部品Ｐの一部（コイル状部分Ｑ）を認識し、ロボット１１０は、認識結果に基づき部品Ｐを治具４００に投入する。続いて、新規のロボット（図示せず）は、治具４００上の部品Ｐを把持してロボット１２０に受け渡す。

ここで、部品Ｐの一部とは、図７のように部品Ｐがバネ形状であれば、中央部のコイル状部分Ｑのことである。
コイル状部分Ｑに限って言えば、部品Ｐが仮置き台１５０に投入されたときに、部品Ｐの回転位置にかかわらず、位置姿勢を正確に認識することができる。

また、治具４００は、特定部位（フック部分Ｒ）を拘束することによって部品Ｐの位置姿勢を有限個に定めるものである。
具体的には、治具４００は、図８のように、部品Ｐ（バネ）の両端部のフック部分Ｒを載置して拘束するブロック形状を有する。このとき、治具４００の表面高さは、コイル状部分Ｑに対応する部分の表面高さよりも高く設定されている。

このような治具４００に部品Ｐを設置することにより、バネ形状の部品Ｐの姿勢は２通り（フック部分Ｒの表裏のみ）に限定されるので、治具４００に配置された部品Ｐの位置姿勢は、２Ｄビジョンセンサ１４０により正確に認識可能となる。
以下、新規のロボットからロボット１２０に受け渡された部品Ｐは、前述と同様に、ロボット１２０からロボット１３０に受け渡され、整列パレット１６０への整列処理が行われる。

なお、新規のロボットを追加せずに、既存のロボット１１０が仮置き台１５０から治具４００への部品Ｐの搬送を行い、その後に、ロボット１１０が治具４００上の部品Ｐを把持してロボット１２０に受け渡しする構成も考えられるが、この場合、ロボット１１０の動作時間が他のロボット１２０、１３０と比較して長くなるという問題がある。
そこで、治具４００から次のロボット１２０へと受け渡す新規のロボットを１台追加することにより、各ロボット間の動作時間の不均衡を解消することができる。

すなわち、ロボット１１０は、仮置き台１５０上の部品Ｐを治具４００に搬送することのみに行いられ、新たに追加したロボット（図示せず）は、２Ｄビジョンセンサ１４０と共同して、治具４００上の部品Ｐを認識および把持してロボット１２０への受け渡しを行う。
これにより、ロボット間の動作時間は均一化され、治具４００の追加にともなう動作を追加しても、全体の生産性低下を回避することができる。

なお、ここでは図示しないが、治具４００に位置決め機構および姿勢変更機構（図示せず）を追加してもよい。
この場合、ロボット１１０は、前述と同様に、２Ｄビジョンセンサ１４０の認識結果に基づき、仮置き台１５０上の部品Ｐを治具４００に配置し、治具４００は、位置決め機構および姿勢変更機構により、姿勢変更の必要があれば姿勢の変更も行い、部品Ｐの位置姿勢を特定の状態に拘束する。

治具４００において特定の位置姿勢に正確に拘束された部品Ｐは、ロボット１１０以外の新規のロボットであっても、正確に把持して整列を行うことができる。
ここで、治具４００は、部品Ｐを特定の位置姿勢に拘束する形状および機構を有し、別途の駆動部（シリンダやモータなどが用いられる）や震動機構が設けられたものであり、一般に広く使用されているものである。

また、位置決め機構および姿勢変更機構を有する治具４００を用いた場合には、図７、図８のようなバネ形状の部品Ｐに限らず、治具４００が設計可能な範囲であれば、任意の一般形状の部品Ｐであっても適用可能である。
また、あらかじめ治具４００を複数個用意しておき、仮置き台１５０で認識された部品Ｐの姿勢に応じて、利用する治具４００を変更してもよい。

以上のように、この発明の実施の形態１２（図７、図８）においては、部品Ｐの位置姿勢を特定の状態に拘束するための治具４００と、治具４００上で拘束された部品Ｐを把持する新規のロボットと、を備えている。

複数の垂直多関節型ロボットのうちの仮置き台１５０に近接したロボット１１０は、２Ｄビジョンセンサ１４０の認識結果に基づき、仮置き台１５０上の部品Ｐを治具に投入し、新規のロボットは、２Ｄビジョンセンサ１４０の認識結果に基づき、治具４００に投入された部品Ｐを把持して中継用のロボット１２０に受け渡す。

また、２Ｄビジョンセンサは、仮置き台１５０上において部品Ｐの位置姿勢に依存しない一部（コイル状部分Ｑ）を認識した結果を、仮置き台１５０に近接したロボット１１０に対する認識結果とするとともに、治具４００上において部品Ｐの位置姿勢を認識した結果を、新規のロボットに対する認識結果とする。治具４００は、部品Ｐの一部（コイル状部分Ｑ）を除く特定部位（フック部分Ｒ）を拘束する。

このように、仮置き台１５０から整列パレット１６０までの間に、治具４００を設置することにより、仮置き台１５０上では部品Ｐの位置姿勢が有限個に限定されない部品であっても、部品Ｐの位置姿勢を有限個に拘束して整列可能することができる。
また、新規のロボットを追加することにより、治具４００に投入された部品Ｐを、仮置き台１５０に投入された部品Ｐと同等に扱うことが可能となり、全体の生産性を高める効果がある。

さらに、位置決め機構および姿勢変更機構を有する治具４００を所要数だけ追加し、２Ｄビジョンセンサ１４０の認識結果に応じた治具４００を用いることにより、整列対象となる部品Ｐの種類を増やすことができる。

実施の形態１３．
なお、上記実施の形態１〜１２では、言及しなかったが、図９のように一部姿勢の判定が難しい形状の部品Ｐの場合には、仮置き台１５０に外力印加手段（図示せず）を設けてもよい。
図９はこの発明の実施の形態１３により認識される仮置き台１５０上の部品Ｐを模式的に示す（ａ）平面図および（ｂ）側面図である。

図９において、部品Ｐは、ほぼ平面形状からなり、平面部Ｓの中央の一部に突起部Ｔを有している。
ここで、図９（ｂ）のように、平面部Ｓの突起部Ｔを有する側が仮置き台１５０に置かれた場合、仮置き台１５０の上方に位置する２Ｄビジョンセンサ１４０の計測結果のみでは、仮置き台１５０に接触した部品Ｐの安定状態において、突起部Ｔと平面部Ｓの側端面のうちのどの直線部分とが接触しているかの区別が困難な場合がある。

図９のように部品Ｐの一部姿勢の判定が難しい場合には、仮置き台１５０上で部品Ｐの位置姿勢を変更させた後に、２Ｄビジョンセンサ１４０による再度の認識処理を実行することが望ましい。
たとえば、平面部Ｓが不安定な水平姿勢を取っていた場合には、図９（ｂ）のように、部品Ｐの一方の側端部（図中の右側端部）が仮置き台１５０上に接するように、外力を印加すればよい。

そこで、複数存在する部品Ｐの安定状態の区別が困難な場合には、外力印加手段により部品Ｐの位置姿勢を変更した後に再度の認識処理を行う。
このとき、部品Ｐの位置姿勢を変更させる外力印加手段は、たとえばロボットが仮置き台１５０上の部品Ｐを払うなどするか、または、仮置き台１５０に震動を与えるなどして行う。

なお、部品Ｐの安定状態の区別が困難であっても、ロボット間の受け渡しの過程で整列に十分な精度が得られるのであれば、複数の安定状態を区別する必要はない。
また、部品Ｐの安定状態の区別が困難であっても、ロボット１１０による把持が可能であれば、ロボット１１０が部品Ｐを把持した後に姿勢を変更して仮置き台１５０に置き直してもよい。

たとえば、部品Ｐの形状が、外力印加手段から震動などの外力を印加することによって推移し易い他の安定状態が存在する場合には、震動などの外力を与えて安定状態を変位させることが有効である。
ここで、震動などの外力印加手段としては、仮置き台１５０に震動機構を設けること、ロボットによる物理接触を与えること、圧縮空気によるブローを与えること、などが挙げられる。

このように、部品Ｐが安定状態となる位置姿勢の種類を減らすことにより、ハンドリングの種類も減るので、部品供給装置としての立上コストを削減することができる。

以上のように、この発明の実施の形態１３（図９）によれば、仮置き台１５０に設けられた外力印加手段（図示せず）を備え、外力印加手段は、２Ｄビジョンセンサ１４０が、仮置き台１５０上に設置された部品の位置姿勢を認識できない場合に、仮置き台１５０に外力を印加する。

これにより、２Ｄビジョンセンサ１４０の認識結果が不完全であって、複数存在する部品Ｐの安定状態の区別が困難な場合であっても、仮置き台１５０上の部品Ｐに外力を印加することにより、位置姿勢を正確に認識することが難しい状況を排除して、部品Ｐを判別し易い安定姿勢に変更することが可能となるので、２Ｄビジョンセンサ１４０での認識精度を向上させることができ、生産性を向上させることもできる。

実施の形態１４．
なお、上記実施の形態１〜１３では、部品供給部１９０（図１参照）から仮置き台１５０への部品Ｐの投入処理は、３Ｄビジョンセンサ１８０を利用したロボット１７０によるピッキングにより実現していたが、これに限定されることはなく、仮置き台１５０への部品Ｐの投入処理を別の形態で実現してもよい。

すなわち、前述（図１）の３Ｄビジョンセンサ１８０を利用したロボット１７０に限らず、たとえば、周知のパーツフィーダやホッパ、または、コンベアと治具を組み合わせた装置など、部品供給部１９０内に乱雑に投入された部品Ｐの絡まりを解す装置類は、多く提案されている。

上記周知手段を用いて部品供給部１９０から仮置き台１５０に部品Ｐを投入しても、仮置き台１５０以降のロボット１１０、１２０、１３０を含む部品供給装置は、何ら支障なく運用可能である。
また、既存のコンベアトラッキングのように、コンベア上を流れる部品Ｐに対して、この発明に係る部品供給装置を適用してもよい。この場合、コンベアが仮置き台１５０に対応することになる。

また、図１のように、ロボット１７０によるピッキングで仮置き台１５０上に部品Ｐを投入する場合、以下の形態が適用可能である。
まず、部品Ｐの認識処理を高速且つ広範囲に実行可能な２Ｄビジョンセンサ１４０は、部品供給部１９０を認識して、部品Ｐの残量を確認する。このとき、たとえば、部品Ｐが置かれている領域の面積や、部品供給部１９０の側面の認識結果から分かる残部品の高さから判断する。

部品Ｐの残量確認処理で、部品供給部１９０に部品Ｐが十分に残っていると判断された場合には、部品ピッキングを行う領域に対して、パターン投光などの３Ｄ認識用の処理を行い、部品Ｐのピッキングを行う。

段取りの切替や部品Ｐの追加によって、部品供給部１９０が入れ換えられた場合には、２Ｄ認識を用いて、部品ＰのＩＤなどが分かる部品供給部１９０に取り付けられたバーコードなどを認識して、投入された部品Ｐのチェックを行う。
または、３Ｄ認識を用いて、部品供給部１９０の部品Ｐを認識し、投入された部品Ｐのチェックを行う。

これにより、部品Ｐの投入ミスを防ぐことができる。
また、部品供給部１９０の位置を認識することもできるので、３Ｄ認識を行う場合に、適切な場所を計測することができる。

以上のように、この発明の実施の形態１４によれば、バラ積み状態の部品Ｐを仮置き台１５０に供給して所定姿勢に振り分ける手段は、バラ積み状態の部品Ｐに対して３次元認識を行う３次元認識手段（３Ｄビジョンセンサ１８０）と、３次元認識手段の３次元認識結果に基づくロボット１７０のピッキングに限らず、パーツフィーダ、ホッパ、または、コンベアおよびコンベアの高さを限定する治具、により構成され得る。
これにより、仮置き台１５０に様々な形態で部品Ｐを投入することができるので、システム構成の幅が広がる効果がある。

実施の形態１５．
なお、前述の実施の形態１１（図６）では、中継用のロボット１２０が整列用のロボット１３０の機能を兼ね備えたが、最上段のロボット１１０が整列用のロボット１３０の機能を兼ね備えてもよい。
これにより、前述の実施の形態１１と同様に、整列に必要なロボット台数を減らして、システムの規模を小さくすることができる。

この場合、ロボット１１０は、ロボット１３０の役割も兼ね備えており、まず、仮置き台１５０上の部品Ｐを把持してロボット１２０に受け渡す。
続いて、ロボット１２０は、異なる方向での把持により、部品Ｐの位置姿勢を変更した後に、ロボット１１０に受け渡す。最後に、ロボット１１０は、ロボット１２０から受け渡された部品Ｐを整列させて、整列パレット１６０上に整列載置させる。
これにより、整列時間は延長されるものの、ロボット台数を減らすことができる。

なお、ロボット１１０がロボット１３０の役割を兼ね備えるとともに、さらに、部品供給部１９０から仮置き台１５０への部品投入を行うロボット１７０が、中継用のロボット１２０の役割を兼ね備えていてもよい。

この場合、ロボット１１０は、まず、仮置き台１５０上の部品Ｐを把持してロボット１７０に部受け渡す。
続いて、ロボット１７０は、部品Ｐの位置姿勢を変更した後に、ロボット１１０に受け渡す。最後に、ロボット１１０は、ロボット１７０から受け渡された部品Ｐを整列パレット１６０上に整列させる。

以上のように、この発明の実施の形態１５によれば、複数の垂直多関節型ロボットのうちの仮置き台１５０に近接したロボット１１０は、部品Ｐを整列させるロボット１３０の機能を兼ねている。

また、バラ積み状態の部品Ｐを仮置き台１５０に供給して所定姿勢に振り分ける手段は、３次元認識手段（３Ｄビジョンセンサ１８０）を有するロボット１７０からなり、ロボット１７０は、部品Ｐの中継を行うロボット１２０の機能を兼ねている。
このように、ロボットの役割を兼業させることにより、ロボット台数を減らすことができ、システム規模を縮小する効果がある。

なお、上記実施の形態１〜１５では、部品Ｐの整列を最終目的としたが、さらに発展させて、それ以外を最終目的としてもよい。
たとえば、部品Ｐを整列させるロボットが、さらに製品の組付けや、自動機（図示せず）への部品投入を行うように構成してもよい。
この場合、最終段のロボットが、部品Ｐの組付けや自動機への投入を直接行うことができるので、製造システム全体の設備規模を小さくすることができる。

実施の形態１６．
なお、上記実施の形態１〜１５では、最終的な部品Ｐを整列パレット１６０上に整列したが、コンベアやレール（図示せず）などに整列させてもよい。
この場合、たとえば、コンベアの回転にあわせてロボットを動作させることにより、コンベア上に一定間隔で部品Ｐを整列させて後工程に送ることが可能となる。
または、パーツフィーダの最終部分のように、一定の姿勢に整えられた部品Ｐが多数並んだ状態で、震動によって徐々に部品を送り出していくレール上に整列させることも可能となる。

以上のように、この発明の実施の形態１６によれば、前述の整列パレット１６０（図１参照）に代えて、コンベアまたはレールを備えているので、前述の整列パレット１６０を用いた場合と比較して、単純な機構で整列された部品を後工程に送ることができる。

実施の形態１７．
なお、上記実施の形態１〜１６では、特に言及しなかったが、ロボット１７０のハンド２７０を吸着ハンドにより構成し、ロボット１７０がロボット１１０の機能を兼ね備えるようにしてもよい。この場合、仮置き台１５０およびロボット１１０を省略することも可能となる。

吸着ハンドで部品Ｐを吸着した状況では、吸着ハンドの面と部品Ｐの平面部分とが一致するので、前述（図１）の仮置き台１５０に置いた場合と同様に、部品Ｐの姿勢が有限個に限定される。
したがって、ロボット１７０（ロボット１１０の機能を兼ねる）の吸着ハンドで把持した部品Ｐを、２Ｄビジョンセンサ１４０で認識することにより、部品Ｐの３次元的な位置姿勢を求めることができる。

こうして部品Ｐの把持部品の位置姿勢が求まった後は、前述と同様に、後段のロボット１２０、１３０により部品Ｐの姿勢変更および整列動作が行われる。
なお、部品Ｐが裏表の無い単純な形状であれば、位置姿勢を補正後に、ロボット１７０が直接的に整列パレット１６０（または、コンベアやレールなど）に整列してもよい。

また、部品Ｐが裏表のある平面形状であって、且つ最終的に部品Ｐを立設して並べるような整列パレット１６０（または、コンベアやレール）である場合には、ロボット１７０が、部品Ｐの整列時に裏表情報に基づき姿勢変更を行うようにしてもよい。
この場合、９０°の姿勢変更となるので、２台のロボット１２０、１３０のうちの一方を省略して１台のロボットで構成しても姿勢変更が可能となる。

または、図１０のように、傾斜の付いた板状の９０°反転治具４００Ｂを用いて、部品Ｐを９０°反転させた後に、たとえばレール５００（または、コンベア）上に整列させてもよい。
９０°反転治具４００Ｂは、図面上の手前および奥に１対設置されており、部品Ｐの裏表に応じて、１対のうちのどちらか一方を用いて、部品Ｐを９０°反転後に整列させる。

以上のように、この発明の実施の形態１６によれば、バラ積み状態の部品Ｐを所定姿勢に振り分けるロボット１７０（第１の垂直多関節型ロボット）と、所定姿勢に振り分けられた部品Ｐの位置姿勢を平面的に認識する２Ｄビジョンセンサ１４０と、２Ｄビジョンセンサ１４０の認識結果に基づき、所定姿勢に振り分けられた部品Ｐの位置姿勢を変更させて整列させるためのロボット１２０、１３０（第２の垂直多関節型ロボット）と、各ロボット１７０、１２０、１３０により整列された部品Ｐが載置される整列パレット１６０とを備えている。

すなわち、ロボット１７０（第１の垂直多関節型ロボット）は、前述のロボット１１０の機能を兼ね備えている。
また、ロボット１７０（第１の垂直多関節型ロボット）のハンドは、吸着ハンドからなり、バラ積み状態の部品Ｐの位置姿勢を有限個に設定することができる。
このように、部品供給部１９０でバラ積み状態の部品Ｐを把持するハンド２７０を吸着ハンドにより構成することにより、ロボット１７０が部品を把持した時点で、部品Ｐの姿勢が有限個に限定されるので、仮置き台１５０に投入した場合と同等の状態にできる。

これにより、仮置き台１５０や、仮置き台１５０から部品Ｐを把持するロボット１１０を省略することができる。
また、整列パレット１６０の前段に、９０°反転治具４００Ｂを備えたことにより、整列時に部品Ｐを９０°反転させることができる。

１１０、１２０、１３０ ロボット（第１〜第３のロボット）、１４０ ２Ｄビジョンセンサ、１５０ 仮置き台、１６０ 整列パレット、１７０ ロボット（所定姿勢に振り分ける手段）、１８０ ３Ｄビジョンセンサ、１９０ 部品供給部、２１０、２２０、２２０Ａ、２３０、２７０ ハンド、３００ 複数の爪（専用爪）、４００ 治具、４００Ｂ ９０°反転治具、５００ レール、Ｈ 穴、Ｐ 部品、Ｑ コイル状部分、Ｒ フック部分、Ｓ 平面部、Ｔ 突起部。

Claims (22)

1. バラ積み状態の部品を所定姿勢に振り分ける手段と、
   振り分けられた部品を認識するために前記部品が設置される仮置き台と、
   前記仮置き台に設置された部品の位置姿勢を平面的に認識する２Ｄビジョンセンサと、
   前記２Ｄビジョンセンサの認識結果に基づいて前記仮置き台上の部品の位置姿勢を変更させて整列させるための複数の垂直多関節型ロボットと、
   前記複数の垂直多関節型ロボットにより整列された部品が載置される整列パレットと
   を備えた部品供給装置。
2. 前記複数の垂直多関節型ロボットのうちの少なくとも前記部品の中継を行うロボットは、平行チャックハンドからなるハンドを有し、
   前記平行チャックハンドは、前記部品の受け渡し時において、前記部品の互いに異なる複数方向から拘束することを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。
3. 前記複数の垂直多関節型ロボットは、
   前記仮置き台上の部品を把持する第１のロボットと、
   前記第１のロボットが把持した部品を把持して前記仮置き台から前記整列パレットへの前記部品の中継を行う第２のロボットと、
   前記第２のロボットが把持した部品を把持して前記整列パレット上に載置する第３のロボットと、からなり、
   前記第２のロボットは、把持対象となる前記部品の種類に対応した複数の爪が取り付け可能なハンドを備え、
   前記複数の爪の各々は、前記部品の種類ごとに設計された専用の切り欠きまたはピンを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の部品供給装置。
4. 前記複数の垂直多関節型ロボットのうちの前記仮置き台に近接したロボットは、
   前記２Ｄビジョンセンサが、前記仮置き台上の特定位置に設置された部品の位置姿勢を認識できない場合に、前記特定位置において前記部品の払い動作を行うことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の部品供給装置。
5. 前記２Ｄビジョンセンサは、
   前記仮置き台に近接したロボットが所定回の払い動作を実行しても、前記部品の位置姿勢を認識できない場合には、他の種類の部品の認識処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の部品供給装置。
6. 前記２Ｄビジョンセンサは、３Ｄビジョンセンサ機能を含み、前記仮置き台上の特定位置に設置された部品の位置姿勢を認識できない場合には、前記３Ｄビジョンセンサ機能を有効化することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の部品供給装置。
7. 前記仮置き台に設置された部品をすべて払い出すための排除手段を備え、
   前記排除手段は、
   前記２Ｄビジョンセンサが、前記仮置き台上に設置された部品の位置姿勢を認識できない場合に、前記仮置き台に設置された部品をすべて払い出すことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の部品供給装置。
8. 前記排除手段は、前記仮置き台の近傍に設置された排除専用ロボットであることを特徴とする請求項７に記載の部品供給装置。
9. 前記排除手段は、前記仮置き台を傾斜または上下反転させる機械機構であることを特徴とる請求項７に記載の部品供給装置。
10. 前記複数の垂直多関節型ロボットのうちの前記仮置き台に近接したロボットは、吸着ハンドや内掴みハンド、または、３本以上の爪を有するハンドを備えたことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の部品供給装置。
11. 前記複数の垂直多関節型ロボットのうちの前記部品を整列させるロボットは、前記部品ごとに専用に設計された専用ハンドを有することを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の部品供給装置。
12. 前記複数の垂直多関節型ロボットのうちの前記部品の中継を行うロボットは、前記部品を整列させるロボットの機能を兼ねることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の部品供給装置。
13. 前記部品の位置姿勢を特定の状態に拘束するための治具と、
    前記治具上で拘束された部品を把持する新規のロボットと、を備え、
    前記複数の垂直多関節型ロボットのうちの前記仮置き台に近接したロボットは、前記２Ｄビジョンセンサの認識結果に基づき、前記仮置き台上の部品を前記治具に投入し、
    前記新規のロボットは、前記２Ｄビジョンセンサの認識結果に基づき、前記治具に投入された部品を把持して中継用のロボットに受け渡すことを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の部品供給装置。
14. 前記２Ｄビジョンセンサは、
    前記仮置き台上において前記部品の位置姿勢に依存しない一部を認識した結果を、前記仮置き台に近接したロボットに対する認識結果とするとともに、
    前記治具上において前記部品の位置姿勢を認識した結果を、前記新規のロボットに対する認識結果とし、
    前記治具は、前記部品の一部を除く特定部位を拘束することを特徴とする請求項１３に記載の部品供給装置。
15. 前記仮置き台に設けられた外力印加手段を備え、
    前記外力印加手段は、
    前記２Ｄビジョンセンサが、前記仮置き台上に設置された部品の位置姿勢を認識できない場合に、前記仮置き台に外力を印加することを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の部品供給装置。
16. 前記バラ積み状態の部品を前記仮置き台に供給して所定姿勢に振り分ける手段は、
    前記バラ積み状態の部品に対して３次元認識を行う３次元認識手段と、
    前記３次元認識手段の３次元認識結果に基づくロボットのピッキング、パーツフィーダ、ホッパ、または、コンベアおよび前記コンベアの高さを限定する治具、を含むことを特徴とする請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載の部品供給装置。
17. 前記複数の垂直多関節型ロボットのうちの前記仮置き台に近接したロボットは、前記部品を整列させるロボットの機能を兼ねることを特徴とする請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載の部品供給装置。
18. 前記バラ積み状態の部品を前記仮置き台に供給して所定姿勢に振り分ける手段は、３次元認識手段を有するロボットからなり、
    前記３次元認識手段を有するロボットは、前記部品の中継を行うロボットの機能を兼ねることを特徴とする請求項１７に記載の部品供給装置。
19. バラ積み状態の部品を所定姿勢に振り分ける第１の垂直多関節型ロボットと、
    前記所定姿勢に振り分けられた部品の位置姿勢を平面的に認識する２Ｄビジョンセンサと、
    前記２Ｄビジョンセンサの認識結果に基づき、前記所定姿勢に振り分けられた部品の位置姿勢を変更させて整列させるための第２の垂直多関節型ロボットと、
    前記第１および第２の垂直多関節型ロボットにより整列された部品が載置される整列パレットと
    を備えた部品供給装置。
20. 前記第１の垂直多関節型ロボットのハンドは、吸着ハンドからなることを特徴とする請求項１９に記載の部品供給装置。
21. 前記整列パレットの前段に、９０°反転治具を備えたことを特徴とする請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載の部品供給装置。
22. 前記整列パレットに代えて、コンベアまたはレールを備えたことを特徴とする請求項１から請求項２１までのいずれか１項に記載の部品供給装置。

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