JP2014226739A - 部品払出装置および部品払出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業の変更に短時間で柔軟に対応可能な部品払出装置を得ること。【解決手段】実施の形態の部品払出装置は、ボルトの形状および寸法の種類毎に設けられそれぞれ１つ以上の同種類の前記ボルトを収納するパーツボックスと、組立作業で必要となる複数のボルトを組立作業における組立の順番に挿入して並べるための穴を有する払出ボードと、複数の払出ボードを格納する払出ボード棚と、払出ボードを保持するセット台と、認識手段を有しパーツボックスに収納されたボルトの１つずつを認識手段により認識して把持するロボットと、ロボットを制御する制御装置を備える。ロボットは、払出ボード棚から指令された払出ボードを取り出してセット台にセットし、組立の順番にボルトをパーツボックスから取り出し、取り出したボルトをセット台にセットされた払出ボードの組立の順番に対応する位置に挿入し、ボルトが全て挿入された払出ボードを払出ボード棚へ戻す。【選択図】図１

Description

本発明は、オフラインで、複数の組立作業に必要なボルト等の小物部品を所定の組立の順番に払出ボードにセットする部品払出装置および部品払出方法に関する。

一般に、自動車のエンジン等の組立ラインでは、作業員が組立作業を行う作業台または組立ロボット等の組立装置の周囲に部品供給装置が設置されている。しかしながら、部品供給装置は部品ごとに必要であり、多種の部品を使用する場合には、部品の種類だけの部品供給装置が必要となった。

作業者が組立作業に必要となるボルトを所定の組立の順番に並べる動作をする技術として、特許文献１に記載の技術が開示されている。

特開２０１０−２７５０９３号公報

特許文献１においては、作業台に隣接して配置されるロボットの周囲に、この作業台で必要となるボルトの種類ごとに貯留する複数のホッパが配置され、この複数のホッパに貯留されているボルトを、組立ラインの作業台の作業者用トレーに所定の組立の順番に並べる。したがって、この技術において作業が変更になった場合には、ロボットの周囲に配置されるホッパを必要となるボルトを貯留したホッパに変更しなければならず、段取り替えに時間が掛かるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作業の変更に短時間で柔軟に対応することが可能な部品払出装置および部品払出方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ボルトの形状および寸法の種類毎に設けられ、それぞれ１つ以上の同種類の前記ボルトを収納するパーツボックスと、組立作業で必要となる複数の前記ボルトを前記組立作業における組立の順番に挿入して並べるための穴を有する払出ボードと、複数の前記払出ボードを格納する払出ボード棚と、前記払出ボードを保持するセット台と、認識手段を有し、前記パーツボックスに収納された前記ボルトの１つずつを前記認識手段により認識して把持するロボットと、前記ロボットを制御する制御装置と、を備えた部品払出装置において、前記ロボットは、前記払出ボード棚から指令された払出ボードを取り出して前記セット台にセットし、前記組立の順番に前記ボルトを前記パーツボックスから取り出し、取り出した前記ボルトを前記セット台にセットされた前記払出ボードの前記組立の順番に対応する位置に挿入し、前記ボルトが全て挿入された前記払出ボードを前記払出ボード棚へ戻すことを特徴とする。

本発明によれば、形状、径及び長さの異なる複数種類のボルトをパーツボックスに入れ、この複数のパーツボックスを部品棚として、ロボットの稼動範囲に配置したことにより、大型の部品供給装置を使用することなく、簡単な構成でかつ多様のボルトに容易に対応することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる部品払出装置の全体構成を示す図である。 図２は、本実施の形態にかかる仮置台の構成を示す図である。 図３は、本実施の形態にかかる多関節ロボットの構成を示す図である。 図４は、本実施の形態にかかる多関節ロボットの動作の一例を説明するフローチャートである。 図５は、本実施の形態にかかる仕様１の組立の順番通りに左下から並べる払出ボードの例を示す図である。 図６は、本実施の形態にかかる仕様２の組立の順番通りに左下から並べる払出ボードの例を示す図である。 図７は、本実施の形態において共通払出ボードと仕様別ボードを用いる例を示す図である。 図８は、本実施の形態にかかる部品払出の動作フローの一例を示すフローチャートである。 図９は、本実施の形態にかかる部品払出の動作フローの別の例を示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかる部品払出装置および部品払出方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる部品払出装置１００の全体構成を示す図である。部品払出装置１００は、多関節ロボット１１と、多関節ロボット１１の稼動範囲に配置される、径および長さの異なる複数のボルト（小物部品）を入れた複数のパーツボックスＡを設置する部品棚１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）と、組立作業で必要となる複数のボルトを所定の組立の順番に並べるための払出ボード１６と、複数の作業で使用される複数の払出ボードを格納する払出ボード棚１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）と、該当するボルトを挿入するために指定された払出ボード１６をセットするセット台１３と、２Ｄビジョンセンサ２１（サイズ判定手段）を有し（図１では示さず）、パーツボックスＡから取り出したボルトを仮置きする仮置台１４と、制御装置２００と、を備えている。

多関節ロボット１１の動作は、制御装置２００により制御される。パーツボックスＡは、ボルトのサイズの種類ごとに設けられており、基本的に１つのパーツボックスＡには１つ以上の同種類のボルトが収納されている。従って、パーツボックスＡは、ボルトのサイズの種類ごとに存在する。払出ボード１６には該当するボルトを挿入するための穴が組立工程の順番に開いており、セット台１３は払出ボード１６に多関節ロボット１１がボルトを挿入するときに払出ボード１６を固定するためのものである。

図２は、本実施の形態にかかる仮置台１４の構成を示す図である。仮置台１４において、２Ｄビジョンセンサ２１、ボルト仮置台２２、照明具２３はそれぞれ図２に示すような配置で構成されている。ボルト仮置台２２の下面側から照明具２３によって仮置きされたボルトに照明を照射することで、２Ｄビジョンセンサ２１の認識精度を向上させている。ボルト仮置台２２の上面はウレタン樹脂とすることで、ボルトを仮置きする際のボルトの転がりや傷つきによる認識力低下を抑えている。さらに、ボルト仮置台２２の上面をウレタン樹脂とすることで、下面側からの照明を透過させることができる。この材質は、必要に応じてガラスや塩ビなどに変更することが出来る。また例えば、照明を上面側や側面側から照射する構成としても良い。

このような構成の仮置台１４を備えて、パーツボックスＡからボルトを取り出してボルト仮置台２２に置き、置かれたボルトの形状と寸法（径と長さ）を２Ｄビジョンセンサ２１によって認識させる。２Ｄビジョンセンサ２１は制御装置２００に接続されており、２Ｄビジョンセンサ２１の測定結果に基づいて、制御装置２００はボルトの寸法を測定し、所定のボルトであるか否かを判定することができる。

多関節ロボット１１は、パーツボックスＡから指定された払出ボード１６に挿入するボルトを取り出して、仮置台１４に置く。仮置台１４に仮置きされたボルトの形状、径及び長さは、２Ｄビジョンセンサ２１により検査される。仮置台１４に仮置きされたボルトが指定のものであった場合は、多関節ロボット１１は、仮置台１４からボルトを取り出して、セット台１３に置かれた払出ボード１６の所定位置に挿入する。多関節ロボット１１は、以上の処理を繰り返し実行するとともに、所定のボルトの挿入を完了した払出ボード１６を払出ボード棚１２に返却する。

図３は、本実施の形態にかかる多関節ロボット１１の構成を示す図である。本実施の形態にかかる部品払出装置１００においては、ロボットハンド部である多関節ロボット１１の１台で全ての機能をまかなう為、多関節ロボット１１は、図３に示すように３Ｄビジョンセンサ３１（認識手段）、エアハンド３２、電動ハンド３３を１つにまとめた構成となっている。３Ｄビジョンセンサ３１は、パーツボックスＡ内の個々のボルトを認識することができる。

図４は、本実施の形態にかかる多関節ロボット１１の動作の一例を説明するフローチャートである。以下、多関節ロボット１１の動作の一例を図４を用いて説明する。まず、エアハンド３２で払出ボード棚１２に格納されている払出ボード１６を把持し、セット台１３へ運搬し、払出ボード１６をセットする（ステップＳ１１）。次に、３Ｄビジョンセンサ３１でパーツボックスＡ内のボルトを認識する（ステップＳ１２）。予めどの種類のボルトが収納されているパーツボックスＡがどの位置にあるかは後述するように制御装置２００が把握しており、３Ｄビジョンセンサ３１は、個々のボルトの位置を掴むために認識することができればよい。従って、仮置台１４で用いられる２Ｄビジョンセンサ２１のようにボルトのサイズまで判定できなくても構わない。

ステップＳ１２でパーツボックスＡ内のボルトを認識すると、電動ハンド３３でボルトを把持する（ステップＳ１３）。電動ハンド３３は、把持したボルトを仮置台１４のボルト仮置台２２まで運搬して離し、ボルト仮置台２２の上にボルトを置く（ステップＳ１４）。ボルト仮置台２２に置かれたボルトは、２Ｄビジョンセンサ２１によりボルトの形状と寸法（径と長さ）が認識されて所定のボルトであるか否かが判定される（ステップＳ１５）。所定のボルトである場合は、その後、電動ハンド３３がボルト仮置台２２から再度ボルトを把持する（ステップＳ１６）。そして、セット台１３にセットされた払出ボード１６の所定の穴に、電動ハンド３３がボルトを挿入する（ステップＳ１７）。最後に、払出ボード１６をエアハンド３２で把持し払出ボード棚１２に戻す（ステップＳ１８）。

また、位置決めブロック１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）は、部品棚１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）を追加するための位置決めのためのブロックである。位置決めブロック１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）は、パーツボックスＡの個数を追加するために使用するもので、部品棚１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の上部に２段目の部品棚をセットできるようにするものである。図１では、位置決めブロック１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）を下段にある部品棚１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）と同じ構成とした例を示したが、ロボット１１の稼動範囲であれば、必ずしも同じ構成とする必要はない。

図１では、パーツボックスＡは容量が同じであるとして記載したが、容量の異なるパーツボックスとして、組合せと配置も自由にすることができる。部品棚１５を数段の棚として、駆動装置を設けることで、異なるパーツボックスＡの配置を持つ部品棚との入れ替えを容易にする、もしくは入れ替えを自動化することができるようにしても良い。

また、上記では、多関節ロボット１１がパーツボックスＡから取り出したボルトを一旦仮置台１４に仮置きした後、２Ｄビジョンセンサ２１により形状、径及び長さを検査し、指定のものであった場合に、セット台１３に置かれた払出ボード１６の所定位置に挿入するとして説明した。しかし、仮置台１４を使用しないで、パーツボックスＡから取り出したボルトを、そのままセット台１３に置かれた払出ボード１６の所定位置に挿入するようにしても良い。

本実施の形態にかかる部品払出装置１００においては、多関節ロボット１１は、制御装置２００としてロボットコントローラにより制御されるが、上位コントローラとして、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）を用いる事で、周辺機器も含めた制御を行うようにしてもよい。

また、上記では、パーツボックスＡにボルトを格納した例で説明したが、本実施の形態にかかる部品払出装置１００においては、ボルトだけでなく、例えば、ケーブルをクランプする板金部材やナットなどの小物部材をパーツボックスＡへ格納するようにしてもよい。即ち、複数種類のパーツをそれぞれ収納する複数のパーツボックスを備えた部品棚１５を設けてもよい。そして、これら複数種類のパーツの取り出しにおいて、本実施の形態で説明する技術を応用することができる。

払出ボード１６は、使用する機種毎に工程毎に分け、例えば組立作業工程が４工程となっている場合、組立の順番通りに左下から並べることで、組立作業で使用しやすい様に工夫する。したがって、機種の仕様により使用するボルトが異なる場合は、異なる仕様別に払出ボード１６を作る。

図５は、一例として仕様１の組立の順番通りに左下から並べる払出ボード１６の例を示す。

図５の工程１では、左下から、
Ｍ８ボルト→Ｍ８ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト
→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルトと、
Ｍ３ボルト５個、Ｍ５ボルト５個、Ｍ６ボルト４個、Ｍ８ボルト２個の計１６個のボルトを挿入する例を示す。

図５の工程２では、左下から、
Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト
→Ｍ８ボルト→Ｍ８ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルトと、
Ｍ３ボルト４個、Ｍ５ボルト８個、Ｍ６ボルト２個、Ｍ８ボルト２個の計１６個のボルトを挿入する例を示す。

図５の工程３では、左下から、
Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト
→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルトと、
Ｍ３ボルト２個、Ｍ５ボルト１０個、Ｍ６ボルト４個の計１６個のボルトを挿入する例を示す。

図５の工程４では、左下から、
Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト
→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルトと、
Ｍ３ボルト４個、Ｍ５ボルト６個、Ｍ６ボルト６個の計１６個のボルトを挿入する例を示す。

図６は、その他の例として仕様２の組立の順番通りに左下から並べる払出ボード１６の例を示す。

図６の工程１では、左下から、
Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト
→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルトと、
Ｍ３ボルト７個、Ｍ５ボルト７個、Ｍ６ボルト２個の計１６個のボルトを挿入する例を示す。

図６の工程２では、左下から、
Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト
→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルトと、
Ｍ３ボルト６個、Ｍ５ボルト８個、Ｍ６ボルト２個の計１６個のボルトを挿入する例を示す。

図６の工程３では、左下から、
Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト
→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルトと、
Ｍ３ボルト６個、Ｍ５ボルト６個、Ｍ６ボルト４個の計１６個のボルトを挿入する例を示す。

図６の工程４では、左下から、
Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト
→Ｍ８ボルト→Ｍ８ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルトと、
Ｍ３ボルト４個、Ｍ５ボルト８個、Ｍ６ボルト２個、Ｍ８ボルト２個の計１６個のボルトを挿入する例を示す。

組立作業を多関節ロボット１１等の組立装置で行う場合には、例えば、図７に示すように、図５と図６において示した払出ボード１６で、両者の仕様に共通して使われるボルトを共通払出ボード（図７の「共通１」、「共通２」、および「共通３」の払出ボード）としてまとめ、仕様により変化するボルトを仕様別払出ボード１および仕様別払出ボード２（図７の「仕様別１」および「仕様別２」の払出ボード）へ集約することで、払出ボード１６の準備数を低減することができる。

図７の「共通１」では、左下から、
Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト
→Ｍ３ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト
→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルトと、
Ｍ３ボルト９個、Ｍ５ボルト５個、Ｍ６ボルト２個の計１６個のボルトを挿入する例を示す。

図７の「共通２」では、左下から、
Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト
→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルトと、
Ｍ３ボルト２個、Ｍ５ボルト１０個、Ｍ６ボルト４個の計１６個のボルトを挿入する例を示す。

図７の「共通３」では、左下から、
Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルトと、
Ｍ３ボルト４個、Ｍ５ボルト１０個、Ｍ６ボルト２個の計１６個のボルトを挿入する例を示す。

図５の仕様１は、Ｍ３ボルト１５個、Ｍ５ボルト２９個、Ｍ６ボルト１６個、Ｍ８ボルト４個の計６４個のボルトを挿入する例であり、図６の仕様２は、Ｍ３ボルト２３個、Ｍ５ボルト２９個、Ｍ６ボルト１０個、Ｍ８ボルト２個の計６４個のボルトを挿入する例である。これに対して、図７の「共通１」〜「共通３」では、Ｍ３ボルト１５個、Ｍ５ボルト２５個、Ｍ６ボルト８個、Ｍ８ボルト０個の計４８個のボルトを挿入している。

従って、図７の「仕様別１」では、仕様１と「共通１」〜「共通３」との差分である、Ｍ３ボルト０（１５−１５）個、Ｍ５ボルト４（２９−２５）個、Ｍ６ボルト８（１６−８）個、Ｍ８ボルト４（４−０）個を左下から、
Ｍ８ボルト→Ｍ８ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト
→Ｍ８ボルト→Ｍ８ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルトと挿入する例を示す。

また、図７の「仕様別２」では、仕様２と「共通１」〜「共通３」との差分である、Ｍ３ボルト８（２３−１５）個、Ｍ５ボルト４（２９−２５）個、Ｍ６ボルト２（１０−８）個、Ｍ８ボルト２（２−０）個を左下から、
Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト
→Ｍ６ボルト→Ｍ６ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト
→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト→Ｍ３ボルト
→Ｍ５ボルト→Ｍ５ボルト→Ｍ８ボルト→Ｍ８ボルトと挿入する例を示す。

以上説明したように、図５の仕様１では、工程１〜４の４種の払出ボード１６を使用する例が示されており、また図６の仕様２では、工程１〜４の４種の払出ボード１６を使用する例が示されていて、仕様１および仕様２の組立作業を行う場合には、計８種の払出ボード１６を使用することになる。これに対して、図７では、「共通１」〜「共通３」の３種の払出ボード１６に、「仕様別１」および「仕様別２」の払出ボード１６を加えた計５種の払出ボード１６で対応することができる。

さらに、払出ボード１６の穴位置に対してロボット動作のティーチング（教示）が必要であるため、仕様毎に穴位置が異なる場合に多くの手間が掛かるが、図７に示したように共通払出ボート（「共通１」、「共通２」、および「共通３」の払出ボード）と仕様別払出ボード（「仕様別１」および「仕様別２」の払出ボード）に分けることで、払出ボード１６の準備数低減とロボットのティーチング（教示）の手間を減らすこともできる。

払出ボード１６は、４組の払出ボード棚１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）に保管されており、１組当たり１２枚の払出ボード１６を格納できる。多関節ロボット１１は、空の払出ボード１６を払出ボード棚１２から取り出し、払出ボード１６へボルトを全て挿入完了した後、元の払出ボード棚１２へ戻す動作を行う。多関節ロボット１１による取り出し動作の時間が各払出ボード棚１２で同一となり、最小面積で配置できるように、払出ボード棚１２は、図１に示すように多関節ロボット１１を中心に円形に配置されている。

本実施の形態にかかる部品払出装置１００においては、１組１２段の払出ボード棚１２を４組設置しているが、必要に応じて増減が可能である。また、配置方法についても、例えば直線状に配置してもよいし、或いは、払出ボード棚１２の本体を駆動することができる様にすることで、自由な配置にすることも可能である。

多関節ロボット１１を含む部品払出装置１００は制御装置２００により制御されるが、制御装置２００（の記憶手段）には、例えば以下のようなデータが格納されている。
１：作業対象の機種データ
２：機種に対して使用するボルトを組立の順番に並べるためのボルトの種類と本数
３：払出ボード１６の種類毎のボルト挿入穴の位置データ
４：払出ボード棚１２の位置
５：払出ボード棚１２への払出ボード１６の格納位置データ
６：払出ボードセット台１３の位置
７：部品棚１５に配置されているパーツボックスＡの位置と格納されているボルト種類（形状と寸法（径と長さ））
８：（ボルト）仮置台１４の位置

本実施の形態にかかる部品払出装置１００における部品払出動作に先立って段取り作業が必要になる。段取り作業は、まず、払出ボード棚１２から払出ボード１６を全て取り出し、着手指示のバーコードを読み取る（払出台数分）。そして、払出ボード１６に付されたＱＲコード（登録商標）を読み取り、払出ボード１６を払出ボード棚１２へ格納する。さらに、格納した払出ボード棚１２の棚番号のＱＲコード（登録商標）を読み取り、払出ボード１６を必要数格納する。そして、着手する機種に必要な払出ボード１６が揃っているかをチェックし、不足している場合は、次の払出ボード１６のＱＲコード（登録商標）を読取るところから払出ボード１６を払出ボード棚１２へ格納し、格納した払出ボード棚１２の棚番号のＱＲコード（登録商標）を読み取る工程を繰り返し実施する。ここで、ＱＲコード（登録商標）を別種バーコードとすることも可能である。

上記した段取り作業を完了させた後の部品払出の動作フローの一例を図８のフローチャートに示す。
（１）まず、部品払出装置１００が運転開始する（ステップＳ２１）。即ち、制御装置２００へ払出を行う機種と台数を入力することで、着手指示を出し、自働運転を開始する。
（２）そして、多関節ロボット１１が払出ボード棚１２から制御装置２００に指定された払出ボード１６を取り出す（ステップＳ２２）。
（３）多関節ロボット１１は、セット台１３上方へ払出ボード１６を移動させて、セット台１３へ乗せる（ステップＳ２３）。
（４）多関節ロボット１１は、パーツボックスＡ上方へ移動し、３Ｄビジョンセンサ３１でパーツボックスＡを撮像し、ボルトの位置を認識する（ステップＳ２４）。
（５）多関節ロボット１１は、パーツボックスＡからボルトを把持し取り出す（ステップＳ２５）。
（６）多関節ロボット１１は、仮置台１４のボルト仮置台２２上方へ移動し、ボルトをボルト仮置台２２へ置く（ステップＳ２６）。
（７）２Ｄビジョンセンサ２１でボルトを撮像し、ボルトのサイズが所定のボルトのサイズと一致しているか否かを、例えば制御装置２００が判定する（ステップＳ２７）。
（８）所定のボルトである場合（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）は、多関節ロボット１１は、仮置台１４から再度ボルトを把持し、取り出す（ステップＳ２８）。
（９）多関節ロボット１１は、セット台１３上方へ移動し、払出ボード１６へボルトを挿入する（ステップＳ２９）。
（１０）払出ボード１６に挿入するボルト全ての挿入が完了したかを制御装置２００が判定する（ステップＳ３０）。完了していない場合（ステップＳ３０：Ｎｏ）は、完了するまでステップＳ２４〜Ｓ２９を繰り返す。
（１１）払出ボード１６に挿入するボルトが全て完了した場合（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）は、多関節ロボット１１は、払出ボード１６を把持し払出ボード棚１２へ戻す（ステップＳ３１）。
（１２）着手指示分のボルトの取り出しが全て完了したか否かを制御装置２００が判定する（ステップＳ３２）。完了しない場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）は、完了するまでステップＳ２２〜Ｓ３１を繰り返す。完了した場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）は終了である。
（１３）ステップＳ２７の２Ｄビジョンセンサ２１によるサイズ合否判定にて否判定となった場合（ステップＳ２７：Ｎｏ）は、仮置台１４に置かれているボルトをＮＧ箱（図示せず）へ排出する（ステップＳ３３）。
（１４）さらに、制御装置２００は、ステップＳ２７のサイズ合否判定にて否判定（ステップＳ２７：Ｎｏ）となりＮＧ箱への排出が連続して発生したか否かを判定する（ステップＳ３４）。連続したＮＧ箱への排出が発生していない場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）は、再度ステップＳ２４に戻り、ボルト取り出し動作を実施する。
（１５）ステップＳ３４でＮＧ箱への排出が連続して発生した場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）は、パーツボックスＡに入っているボルトに異常（ボルトサイズ間違えなど）があると考えられるためエラー出力を発生させる（ステップＳ３５）。これは、パーツボックスＡに本来収納されるべき種類とは異なる種類のボルトが入っている場合、あるいは、別の種類のボルトが混在している場合などが考えられる。
（１６）作業者が対応可能な場合、もしくは、夜間の無人運転中のなど場合で作業者が対応できない場合とで動作フローを変更する（ステップＳ３６）。
（１７）作業者が対応できる場合（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）は、動作の一時停止処理を実施する（ステップＳ３７）。そして、作業者によりパーツボックスＡの中のボルトの確認と対処を実施する（ステップＳ３８）。その後、作業者により再起動処理を実施して（ステップＳ３９）、ステップＳ２４に戻り、再度ボルト取り出し動作を繰り返す。
（１８）ステップＳ３６で作業者が対応できない場合（ステップＳ３６：Ｎｏ）、該当するパーツボックスからのボルト取り出し動作をパス処理する（ステップＳ４０）。即ち、該当するパーツボックスからのボルト取り出し動作を行わないようにする。その後、ステップＳ２４に戻り、再度ボルト取り出し動作を繰り返す。これにより夜間の無人運転中でも動作を停止させることなくボルトの払出が可能となるが、無人運転が必要ない場合は、この処理をなくすこともできる。また、パス処理した場合、該当するパーツボックスからは、ボルトの取り出し動作を行わないため、作業者により抜けているボルトの挿入作業を行うなどの対処が必要となる。なお、各動作フローにおいて動作の時間やエラー情報などは制御装置２００などでログとして記録することもできる。

段取り作業を完了させた後の部品払出の動作フローの別の例を図９のフローチャートに示す。

図９のフローチャートにおいては、図８のフローチャートにおけるステップＳ２４のボルトの位置を認識する作業をそのままステップＳ２４ａとする。しかし、その後のステップＳ２５でのボルトの取り出し作業の後から、ステップＳ２６でボルトをボルト仮置台２２へ置く作業までの間に、ステップＳ２４ｂとして、次のボルトの位置を認識する作業を行うようにしている。具体的には、ステップＳ２５でのボルトの取り出し作業の終了時点で、３Ｄビジョンセンサ３１が次のボルトの入っているパーツボックスＡを撮像し、多関節ロボット１１がボルトをボルト仮置台２２へ置く作業までの間に、画像処理を行って次のボルトの位置を認識する作業を終了させる。

このように、パーツボックスＡからボルトを取り出し（ステップＳ２５）たあとに、次に取り出すボルトの入ったパーツボックスＡ上方へ移動し３Ｄビジョンセンサ３１でパーツボックスＡを撮像することで、次のボルトの位置を認識（ステップＳ２４ｂ）している間にボルトをボルト仮置台２２へ移動させる（ステップＳ２６）ことができる。これにより、ボルトの位置を認識する間の時間を有効に活用することができる。

図９のフローチャートにおいては、払出ボード１６へボルト挿入時（ステップＳ２９）に次のボルトの位置を認識してあるので、ボルト全ての挿入がまだ完了していない場合（ステップＳ３０：Ｎｏ）の繰り返し作業はステップＳ２５以降でよく、時間短縮が可能となる。また、ステップＳ３９の後、ステップＳ４０の後、および連続したＮＧ箱への排出が発生していない場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）においても既に次のボルトの位置を認識してあるので、ステップＳ２５に戻ればよい。

また、上記図８及び図９のフローチャートにおいては、パーツボックスＡから取り出したボルトを一旦仮置台１４に仮置きし、２Ｄビジョンセンサ２１によりボルトの合否判定後、セット台１３に置かれた払出ボード１６の所定位置に挿入する例について説明した。しかし、類似部品が少ない場合には、仮置台１４を設置しないでステップＳ２６〜ステップＳ２８を省略して、パーツボックスＡから取り出したボルトを、そのままセット台１３に置かれた払出ボード１６の所定位置に挿入するようにしても良い。

以上説明したように、本発明の実施の形態にかかる部品払出装置によれば、形状、径及び長さの異なる複数種類のボルトを規模の小さいパーツボックスに入れ、この複数のパーツボックスを部品棚として、ロボットの稼動範囲に配置したことにより、大型の部品供給装置を使用することなく、簡単な構成でかつ多様のボルトに容易に対応することができる。また、仮置き台を設けて、一旦把持したボルトが指定のものか否かを確認するので、パーツボックスの変更などのデータミスがあった場合にも、容易に対応できる。また、ボルトを仮置きする面に光を透過させてボルトを照明する照明手段を備えることで、２Ｄビジョンセンサなどのサイズ判定手段の認識精度を向上させることができる。

さらに、部品払出装置のロボットハンドは、３Ｄビジョンセンサを備えるようにしたので、パーツボックス内に入っているボルトを取り出す作業が確実に行える。また、エアハンドおよび電動ハンドを備えているので、払出ボードの把持、ボルトの把持においてロボットハンドを取り替える必要が無く、部品払出の一連の操作が容易になる。また、仕様毎に払出ボードに使用されるボルトを挿入するのではなく、払出ボードを、複数の組立作業で共通に使用されるボルトを挿入する共通ボードと、組立作業ごとに用意した共通に使用されないボルトを挿入する仕様別ボードとで構成することにより、ボルトを挿入するので繰り返し作業が容易になり、またパーツボックスにおけるボルトの残量の管理も容易となる。

さらに、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、上記実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

以上のように、本発明にかかる部品払出装置および部品払出方法は、作業の変更に短時間で柔軟に対応することが可能な部品払出装置および部品払出方法に有用であり、特に、大型の部品供給装置を使用することなく、多様のボルトに容易に対応することが求められる部品払出装置および部品払出方法に適している。

１１ 多関節ロボット、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 払出ボード棚、１３ セット台、１４ 仮置台、１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 部品棚、１６ 払出ボード、１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ 位置決めブロック、２１ ２Ｄビジョンセンサ、２２ ボルト仮置台、２３ 照明具、３１ ３Ｄビジョンセンサ、３２ エアハンド、３３ 電動ハンド、１００ 部品払出装置、２００ 制御装置、Ｓ１１〜Ｓ１８，Ｓ２１〜Ｓ４０ ステップ。

Claims (7)

1. ボルトの形状および寸法の種類毎に設けられ、それぞれ１つ以上の同種類の前記ボルトを収納するパーツボックスと、
   組立作業で必要となる複数の前記ボルトを前記組立作業における組立の順番に挿入して並べるための穴を有する払出ボードと、
   複数の前記払出ボードを格納する払出ボード棚と、
   前記払出ボードを保持するセット台と、
   認識手段を有し、前記パーツボックスに収納された前記ボルトの１つずつを前記認識手段により認識して把持するロボットと、
   前記ロボットを制御する制御装置と、
   を備えた部品払出装置において、
   前記ロボットは、前記払出ボード棚から指令された払出ボードを取り出して前記セット台にセットし、前記組立の順番に前記ボルトを前記パーツボックスから取り出し、取り出した前記ボルトを前記セット台にセットされた前記払出ボードの前記組立の順番に対応する位置に挿入し、前記ボルトが全て挿入された前記払出ボードを前記払出ボード棚へ戻す
   ことを特徴とする部品払出装置。
2. 前記パーツボックスから取り出された前記ボルトを仮置きする仮置台と、
   前記仮置台に仮置きされた前記ボルトの形状および寸法を認識するサイズ判定手段と、
   を備え、
   前記ロボットは、前記仮置台に仮置きされた前記ボルトの形状および寸法が指定された形状および寸法と一致する場合に、当該ボルトを前記セット台にセットされた前記払出ボードの前記組立の順番に対応する位置に挿入する
   ことを特徴とする請求項１に記載の部品払出装置。
3. 前記仮置台の前記ボルトを仮置きする仮置き面はウレタン樹脂であり、
   前記仮置き面の下方から前記仮置き面を透過させて前記ボルトを照明する照明手段を備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の部品払出装置。
4. 前記認識手段は、３Ｄビジョンセンサであり、
   前記ロボットは、前記払出ボードを把持するエアハンド、および前記ボルトを把持する電動ハンドを備える
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の部品払出装置。
5. 前記払出ボードは、複数の前記組立作業で共通に使用される前記ボルトを挿入する共通払出ボードと、複数の前記組立作業ごとに用意した共通に使用されない前記ボルトを挿入する仕様別払出ボードと、で構成される
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品払出装置。
6. 組立作業で必要となる複数のボルトを前記組立作業における組立の順番に挿入して並べるための穴を有する払出ボードを、前記払出ボードを格納する払出ボード棚から取り出して、前記払出ボードを保持するセット台にセットする工程と、
   前記ボルトの形状および寸法の種類毎に設けられてそれぞれ１つ以上の同種類の前記ボルトを収納するパーツボックスの中から、前記組立の順番に前記ボルトを認識する工程と、
   前記認識する工程にて認識された前記ボルトを、前記パーツボックスから取り出す工程と、
   取り出された前記ボルトを前記セット台にセットされた前記払出ボードの前記組立の順番に対応する位置に挿入する工程と、
   前記ボルトが全て挿入された前記払出ボードを前記払出ボード棚へ戻す工程と、
   を備える
   ことを特徴とする部品払出方法。
7. 前記取り出す工程と前記挿入する工程との間に、前記挿入する工程で次に挿入すべきボルトを前記パーツボックスの中から認識する工程を備える
   ことを特徴とする請求項６に記載の部品払出方法。

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