JP2016521664A - 部品を仕分けするための機構および方法、部品給送システム - Google Patents

Abstract

部品仕分け機構は、水平方向に前後に振動するように構成された振動プレートと、振動プレート上に装着されかつ給送トレイ自体の内側底部表面に複数の溝を有して形成された給送トレイと、を備え、これらの溝は、仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合される。給送トレイは、振動プレートと一緒に水平方向に前後に振動しかつ水平方向と平行な枢動軸を中心に所定の角度範囲内で前後に揺動することで、部品をそれぞれの溝の中へと仕分けするように構成される。さらに、本発明は、部品を仕分けするための方法、および部品給送システムも開示する。部品を容易にひっくり返しそれらの姿勢を連続的に変えることができる。この結果、これらを、適正な姿勢でそれぞれの溝の中へと容易に仕分けすることができるとともに、溝の中に詰まらなくすることができ、これにより部品の仕分けの効率が高まる。【選択図】図２

Description

本発明は、複雑な構造を有する小さな部品を自動的に仕分けするための機構および方法に関し、また、この部品仕分け機構を備える部品仕分けシステムに関する。

先行技術では、複雑な構造を有する小さな部品、たとえば様々な電子部品は、一般に振動プレートによって仕分けされる。仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合された複数の溝が、振動プレートの内側底部表面に形成される。これらの溝は、振動プレートに配列を成すように配置することができる。仕分けされるべき部品は、振動プレートの中に置かれる。振動プレートが前後に振動するとき、これらの小さな部品は、それぞれの溝の中へと自動的に仕分けられる。このようにして、これらの複雑な構造を有する小さな部品は、最初に仕分けされる。その後、視覚ロボット（vision robot）が、それぞれの溝の中に仕分けされた部品を、振動プレートから拾い上げ（pick up）、拾い上げた部品を回路基板上に装着することができる。

しかしながら、先行技術では、振動プレートは、水平方向においてのみ前後に振動する。結果として、振動プレート内で部品を上下に回転させることは困難であり、振動プレート内でこれらの部品の姿勢を連続的に変えることは容易ではない。結果として、部品によっては、適正でない姿勢で、溝の中に容易に詰まる可能性がある。いったん詰まると、部品給送システム全体を停止して、これらの詰まった部品を取り除かねばならない。このことによる生産効率の低下は深刻である。

本発明は、上述の欠点の少なくとも１つの側面を克服または緩和するためになされた。

本発明の目的に従い、複雑な構造を有する小さな部品を、それぞれの溝の中へと適正な姿勢で容易に仕分けすることができるとともに、それらが溝の中に詰まらなくすることのできる、部品仕分け機構が提供される。

本発明の態様によれば、水平方向に前後に振動するように構成された振動プレートと、振動プレート上に装着されかつ給送トレイ自体の内側底部表面に複数の溝を有して形成された給送トレイと、を備え、これらの溝が仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合される、部品仕分け機構が提供される。給送トレイは、振動プレートと一緒に水平方向に前後に振動しかつ水平方向と平行な枢動軸を中心に所定の角度範囲内で前後に揺動することで、部品をそれぞれの溝の中へと仕分けするように構成される。

本発明の例示の実施形態によれば、給送トレイを駆動して枢動軸を中心に前後に揺動させるように構成された第１の駆動デバイスが、振動プレート上に装着される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第１の駆動デバイスは、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータを備える。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第１の駆動デバイスは、本体およびこの本体内のロッドを備える第１のシリンダを備える。第１のシリンダの本体は、振動プレートに回転可能に接続される。第１のシリンダのロッドの先端部は、枢動軸から第１の所定の距離だけ離間した第１の位置において給送トレイに回転可能に接続される。第１のシリンダのロッドは、往復移動し給送トレイを駆動して、枢動軸を中心に前後に揺動させる。

本発明の別の例示の実施形態によれば、１対の支持柱体が、振動プレート上に固定的に装着される。また、給送トレイは、１対の支持柱体上に、枢動軸を中心に前後に揺動できるように枢動可能に支持される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、給送トレイは、枢動軸と平行な幅方向、およびこの幅方向に対して垂直な長さ方向を有する。

本発明の別の例示の実施形態によれば、給送トレイは、第１の側、および長さ方向において第１の側の反対側にある第２の側を有する。また、第１のシリンダのロッドの先端部は、給送トレイの第１の側の底部に回転可能に接続される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、支持デバイスが、第１のシリンダの反対側で、給送トレイの第２の側で振動プレート上に装着される。また、支持デバイスは、部品の仕分け中の給送トレイの前後への揺動を可能にするとともに、部品の仕分け後に第１のシリンダとの協働により給送トレイを水平面と平行な水平な姿勢で支持するように構成される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、支持デバイスは、本体およびこの本体内のロッドを備える第２のシリンダを備える。第２のシリンダの本体は振動プレート上に固定され、第２のシリンダのロッドは、給送トレイに接続しておらずかつ振動プレートに対して垂直である。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第２のシリンダのロッドは、部品の仕分け中は引き戻されて、給送トレイの前後への揺動を可能にする。また、部品が仕分けられ振動プレートが振動を停止した後で、第２のシリンダのロッドは伸ばされて、第１のシリンダとの協働により給送トレイを水平な姿勢で支持する。

本発明の別の例示の実施形態によれば、仕分けされるべき部品の給送トレイの中への給送中、第１のシリンダは、給送トレイを、水平面に対して第１の傾斜角度を有する第１の傾斜姿勢へと駆動する。そして、仕分けされるべき部品は、給送トレイの第１の側および第２の側のうちの高い方の側で、給送端部から給送トレイの中へと給送される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、給送トレイからの余分な部品の放出中、第１のシリンダは、給送トレイを、水平面に対して第１の傾斜角度よりも大きい第２の傾斜角度を有する第２の傾斜姿勢へと駆動する。そして、給送端部は、給送トレイの第１の側および第２の側のうちの低い方の側に位置付けられ、この結果、余分な部品が放出されて給送端部に戻る。

本発明の別の例示の実施形態によれば、部品の給送トレイの中への給送中、および給送トレイからの余分な部品の放出中、給送トレイは、振動プレートとともに水平方向に前後に振動する。

本発明の別の例示の実施形態によれば、複数の溝は、給送トレイの内側底部表面に配列を成すように配置される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、振動プレートは、基部プレート上に摺動可能に装着され、水平方向に前後に振動するように構成される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、振動プレートを駆動して水平方向に前後に振動させるように構成された第２の駆動デバイスが、基部プレート上に装着される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第２の駆動デバイスは、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータである。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第２の駆動デバイスはモータを備える。このモータの回転運動を振動プレートの直線往復運動に変換するために、モータと振動プレートとの間に、カム伝達機構が設けられる。

本発明の別の態様によれば、上記の実施形態において述べたような部品仕分け機構と、部品仕分け機構の給送トレイからそれぞれの溝の中に仕分けされた部品を拾い上げるように構成された視覚ロボットと、を備える部品給送システムが提供される。

本発明の例示の実施形態によれば、視覚ロボットは、台座、この台座上に装着された多自由度アーム機構、およびこの多自由度アーム機構の端部アーム上に装着されたピッキング機構を備える。

本発明の別の態様によれば、部品を仕分けするための方法が提供され、この方法は、以下を含む。
Ｓ１００：部品仕分け機構が、振動プレート、および振動プレート上に装着された給送トレイを備え、仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合された複数の溝が、給送トレイの内側底部表面に形成される、部品仕分け機構を提供するステップ、および
Ｓ２００：給送トレイを駆動して、振動プレートと一緒に水平方向に前後に振動させかつ水平方向と平行な枢動軸を中心に所定の角度範囲内で前後に揺動させて、この結果、部品をそれぞれの溝の中へと仕分けするステップ。

本発明の例示の実施形態によれば、給送トレイを駆動して枢動軸を中心に前後に揺動させるように構成された第１の駆動デバイスが、振動プレート上に装着される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第１の駆動デバイスは、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータを備える。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第１の駆動デバイスは、本体およびこの本体内のロッドを備える第１のシリンダを備える。第１のシリンダの本体は、振動プレートに回転可能に接続され、第１のシリンダのロッドの先端部は、枢動軸から第１の所定の距離だけ離間した第１の位置において給送トレイに回転可能に接続され、第１のシリンダのロッドは、往復移動し給送トレイを駆動して、枢動軸を中心に前後に揺動させる。

本発明の別の例示の実施形態によれば、１対の支持柱体が、振動プレート上に固定的に装着される。また、給送トレイは、１対の支持柱体上に、枢動軸を中心に前後に揺動できるように枢動可能に支持される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、給送トレイは、枢動軸と平行な幅方向、およびこの幅方向に対して垂直な長さ方向を有する。

本発明の別の例示の実施形態によれば、給送トレイは、第１の側、および長さ方向において第１の側の反対側にある第２の側を有する。また、第１のシリンダのロッドの先端部は、給送トレイの第１の側の底部に回転可能に接続される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、支持デバイスが、第１のシリンダの反対側で、給送トレイの第２の側で振動プレート上に装着される。また、支持デバイスは、部品の仕分け中の給送トレイの前後への揺動を可能にするとともに、部品の仕分け後に第１のシリンダとの協働により給送トレイを水平面と平行な水平な姿勢で支持するように、構成される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、支持デバイスは、本体およびこの本体内のロッドを備える第２のシリンダを備える。第２のシリンダの本体は振動プレート上に固定され、第２のシリンダのロッドは、給送トレイに接続しておらずかつ振動プレートに対して垂直である。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第２のシリンダのロッドは、部品の仕分け中は引き戻されて、給送トレイの前後への揺動を可能にする。また、部品が仕分けられ振動プレートが振動を停止した後、第２のシリンダのロッドは伸ばされて、第１のシリンダとの協働により給送トレイを水平な姿勢で支持する。

本発明の別の例示の実施形態によれば、仕分けされることになる部品の給送トレイの中への給送中、第１のシリンダは、給送トレイを、水平面に対して第１の傾斜角度を有する第１の傾斜姿勢へと駆動する。そして、仕分けされることになる部品は、給送トレイの第１の側および第２の側のうちの高い方の側にある給送端部から、給送トレイの中へと給送される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、給送トレイからの余分な部品の放出中、第１のシリンダは、給送トレイを、水平面に対して第１の傾斜角度よりも大きい第２の傾斜角度を有する第２の傾斜姿勢へと駆動する。そして、給送端部は、給送トレイの第１の側および第２の側のうちの低い方の側に位置付けられ、この結果、余分な部品が放出されて給送端部に戻る。

本発明の別の例示の実施形態によれば、部品の給送トレイの中への給送中、および給送トレイからの余分な部品の放出中、給送トレイは、振動プレートとともに水平方向に前後に振動する。

本発明の別の例示の実施形態によれば、複数の溝は、給送トレイの内側底部表面に配列を成すように配置される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、振動プレートは、基部プレート上に、水平方向に前後に振動できるように、摺動可能に装着される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、振動プレートを駆動して水平方向に前後に振動させるように構成された第２の駆動デバイスが、基部プレート上に装着される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第２の駆動デバイスは、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータである。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第２の駆動デバイスはモータを備え、このモータの回転運動を振動プレートの直線往復運動に変換するために、モータと振動プレートとの間に、カム伝達機構が設けられる。

本発明の別の例示の実施形態によれば、上記の方法は、以下をさらに含む。
Ｓ３００：部品がそれぞれの溝の中に仕分けられた後で、振動プレートを停止するステップ、および
Ｓ４００：視覚ロボットにより、部品仕分け機構の給送トレイから、それぞれの溝の中に仕分けされた部品を拾い上げるステップ。

本発明の別の例示の実施形態によれば、視覚ロボットは、台座、この台座上に装着された多自由度アーム機構、およびこの多自由度アーム機構の端部アーム上に装着されたピッキング機構を備える。

上記の本発明の様々な例示の実施形態では、給送プレートが振動プレートとともに水平方向に前後に振動するだけでなく、水平方向と平行な枢動軸を中心に所定の角度範囲内で前後に揺動もする。このため、部品を容易にひっくり返しそれらの姿勢を連続的に変えることができる。この結果、これらを、適正な姿勢でそれぞれの溝の中へと容易に仕分けすることができるとともに、溝の中に詰まらなくすることができ、これにより部品の仕分けの効率が高まる。

本発明の上記のおよび他の特徴は、その例示の実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明することによって、より明らかになるであろう。

本発明の例示の実施形態による視覚ロボットの例示的な斜視図であり、この視覚ロボットは、部品仕分け機構の給送トレイから、それぞれの溝の中に仕分けされた部品を拾い上げるように構成されている。 本発明の例示の実施形態による部品仕分け機構の、例示的な斜視図である。 図２に示す部品仕分け機構の上面図である。 部品の給送トレイの中への給送中の、部品仕分け機構の側面図である。 図４に示す部品仕分け機構の正面図である。 部品が仕分けされピッキングデバイスによりこれから拾い上げられる状態になった後の、部品仕分け機構の側面図である。 図６に示す部品仕分け機構の正面図である。 給送トレイからの余分な部品の放出中の、部品仕分け機構の側面図である。 図８に示す部品仕分け機構の正面図である。

本開示の例示の実施形態について、以下で添付の図面を参照して詳細に説明する。これらの図面では、類似の参照符号は類似の要素を指す。ただし本開示は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に記載された実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全なものとなるように、および当業者に本開示の概念を十分に伝えるように提供される。

以下の詳細な説明では、解説の目的で、多くの具体的な詳細が、開示される実施形態の徹底的な理解をもたらすために記載される。ただし、１つまたは複数の実施形態を、これらの具体的な詳細無しに実践できることが明らかであろう。他の場合には、よく知られている構造およびデバイスは、図面を簡潔にするために概略的に示される。

本発明の一般的概念によれば、水平方向に前後に振動するように構成された振動プレートと、振動プレート上に装着されかつ給送トレイ自体の内側底部表面に複数の溝を有して形成された給送トレイと、を備え、これらの溝が仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合される、部品仕分け機構が提供される。この給送トレイは、振動プレートと一緒に水平方向に前後に振動しかつ水平方向と平行な枢動軸を中心に所定の角度範囲内で前後に揺動して、この結果、部品をそれぞれの溝の中へと仕分けするように構成される。

図２は、本発明の例示の実施形態による部品仕分け機構１００の、例示的な斜視図である。図３は、図２に示す部品仕分け機構１００の上面図である。

図２および図３に示すように、部品仕分け機構１００は、振動プレート１１０と給送トレイ１２０とを主として備える。

実施形態では、振動プレート１１０は、平坦なプレート部材の様相を実質的に呈する。振動プレート１１０は、たとえば摺動スロットまたは摺動レールによって、基部プレート１３０上に摺動可能に装着される。基部プレート１３０は、フレーム上または地面の上に固定することができる。

給送トレイ１２０は、中に凹状の受容空洞部を有する、矩形のプレートとして形成される。複数の溝１２３が、給送トレイ１２０の内側底部表面に形成される。複数の溝１２３を、配列を成すように配置することができる。溝１２３は、仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合するように形成される。実際の要件に従って、これらの溝１２３のサイズおよび／または形状を、同じとするかまたは異ならせることができる。

例示した実施形態では、給送トレイ１２０を駆動して枢動軸Ｘを中心に所定の角度範囲内で前後に揺動させるように構成された第１の駆動デバイスが、振動プレート１１０上に装着される。第１の駆動デバイスは、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータとすることができる。

図２および図３に示すように、第１の駆動デバイスは、直動アクチュエータ、たとえば、第１の（空気圧または液圧）シリンダ１２５を備えることができる。第１のシリンダ１２５は、本体およびこの本体内のロッド１２６を備え、第１のシリンダ１２５の本体は、振動プレート１１０に回転可能に接続され、第１のシリンダ１２５のロッド１２６の先端部は、枢動軸Ｘから第１の所定の距離だけ離間した第１の位置（図４を参照）で給送トレイ１２０に回転可能に接続される。このようにして、第１のシリンダ１２５のロッド１２６は、第１のシリンダ１２５のロッド１２６が往復移動するとき、給送トレイ１２０を駆動して、枢動軸Ｘを中心に前後に揺動させることができる。

本発明の例示の実施形態では、給送トレイ１２０が枢動軸Ｘを中心に前後に揺動する所定の角度範囲を、仕分けされるべき部品のサイズおよび形状に対して決定することができる。たとえば、給送トレイ１２０は、水平面に対して＋２５度から−２５度の角度内で、枢動軸Ｘを中心に前後に揺動することができる。

しかし本発明は、例示した実施形態に限定されず、第１の駆動デバイスを、回転アクチュエータ、たとえばモータとすることができる。モータの出力シャフトを、給送トレイ１２０の枢動シャフトに直接的にまたは間接的に接続して、給送トレイ１２０を駆動して枢動軸Ｘを中心に前後に揺動させることができる。

図２および図３を再び参照されたい。１対の支持柱体１２４は、振動プレート１１０上に固定的に装着される。給送トレイ１２０は、１対の支持柱体１２４上に、枢動軸Ｘを中心に前後に揺動できるように枢動可能に支持される。

図２および図３に示すように、給送トレイ１２０は、枢動軸Ｘと平行な幅方向、およびこの幅方向に対して垂直な長さ方向を有する。

図２および図３に示すように、給送トレイ１２０は、第１の側１２１、および長さ方向において第１の側１２１の反対側にある第２の側１２２を有する。第１のシリンダ１２５のロッド１２６の先端部は、給送トレイ１２０の第１の側１２１の底部に回転可能に接続される（図４を参照）。

図４は、部品の給送トレイ１２０の中への給送中の、部品仕分け機構１００の側面図である。

図２から図４に示すように、支持デバイスが、第１のシリンダ１２５に対向して、給送トレイ１２０の第２の側１２２で振動プレート１１０上に装着される。支持デバイスは、部品の仕分け中の給送トレイ１２０の前後への揺動を可能にするとともに（図４を参照）、部品が仕分けられピッキングデバイスによりこれから拾い上げられる状態となってから、第１のシリンダ１２５との協働により、給送トレイ１２０を水平面と平行な水平な姿勢で支持する（図６を参照）ように、構成される。

実施形態では、支持デバイスは、第２の（空気圧／液圧）シリンダ１２７を備えることができる。第２のシリンダ１２７は、本体およびこの本体内のロッド１２８を備え、第２のシリンダ１２７の本体は、振動プレート１１０上に固定され、第２のシリンダ１２７のロッド１２８は、給送トレイ１２０に接続しておらずかつ振動プレート１１０に対して垂直である。

図４に示すように、第２のシリンダ１２７のロッド１２８は、部品の仕分け中は引き戻されて、給送トレイ１２０の前後への揺動を可能にする。

図６に示すように、部品が仕分けられピッキングデバイスによりこれから拾い上げられる状態となってから、振動プレート１１０が停止され、第２のシリンダ１２７のロッド１２８が伸ばされて、第１のシリンダ１２５との協働により、給送トレイ１２０を水平な姿勢で支持する。

図５は、図４に示す部品仕分け機構１００の正面図である。

図４および図５に示すように、仕分けされるべき部品の給送トレイ１２０の中への給送中、第１のシリンダ１２５は、給送トレイ１２０を、水平面に対して第１の傾斜角度を有する第１の傾斜姿勢へと駆動する。そして、仕分けされるべき部品は、給送トレイ１２０の第１の側１２１および第２の側１２２のうちの高い方の側１２１で、給送端部から給送トレイ１２０の中へと給送される。

実施形態では、第１の傾斜角度を、仕分けされるべき部品のサイズおよび形状に基づいて決定することができる。実施形態では、第１の傾斜角度を、２０から３０度とすることができる。

仕分けされるべき部品が給送トレイ１２０の中に給送されてから、振動プレート１１０は、給送トレイ１２０を駆動して、水平方向（図２の左右方向）に前後に振動させる。この間、第１のシリンダ１２５は、給送トレイ１２０を駆動して、枢動軸Ｘを中心に前後に揺動させる。結果として、部品は重力の作用の下で給送トレイ１２０の中で自動的に上下に転がり、これらの部品の姿勢は連続的に変化する。このようにして、これらの部品を、適正な姿勢でそれぞれの溝の中へと容易に仕分けすることができるとともに、溝の中に詰まらなくすることができ、これにより部品の仕分けの効率が高まる。

本発明の実施形態では、振動プレート１１０の振動の頻度および振動の大きさを、仕分けされるべき部品のサイズおよび形状に基づいて決定することができる。実施形態では、振動プレート１１０は、３回／秒の振動の頻度、および５ｍｍの振動の大きさを有し得る。

図６は、部品が仕分けされピッキングデバイス２０２（図１を参照）によりこれから拾い上げられる状態になった後の、部品仕分け機構１００の側面図である。図７は、図６に示す部品仕分け機構１００の正面図である。

図６および図７に示すように、このとき、振動プレート１１０は振動を停止し、第２のシリンダ１２７のロッド１２８が伸ばされて、第１のシリンダ１２５との協働により、給送トレイ１２０を水平な姿勢で確実に支持し、ピッキングデバイス２０２が給送トレイ１２０から部品を拾い上げる間、給送トレイ１２０のいかなる不要な小さな揺動も防止する。このようにして、ロッド１２８により、部品の拾い上げおよび拾い上げた部品の回路基板上への装着中の、ピッキングデバイス２０２の配置精度を改善することができる。

図８は、給送トレイ１２０からの余分な部品の放出中の、部品仕分け機構１００の側面図である。また図９は、図８に示す部品仕分け機構１００の正面図である。

部品が給送トレイ１２０の中に仕分けされた後、給送トレイ１２０は、それぞれの溝１２３の中に仕分けされない余分な部品を放出して、給送トレイ１２０の給送端部（第１の側１２１にある端部）に戻す必要がある。このとき、図８および図９に示すように、第１のシリンダ１２５は、給送トレイ１２０を、水平面に対して第１の傾斜角度よりも大きい第２の傾斜角度を有する第２の傾斜姿勢へと駆動する。この状態において、給送端部は、給送トレイ１２０の第１の側１２１および第２の側１２２のうちの低い方の側１２１に位置付けられ、この結果、余分な部品が放出されて給送端部に戻る。

実施形態では、第２の傾斜角度を、仕分けされるべき部品のサイズおよび形状に基づいて決定することができる。実施形態では、第２の傾斜角度を、３０から３５度内とすることができる。

図５に示すように、部品の給送トレイ１２０の中への給送中、給送トレイ１２０は、振動プレート１１０と一緒に水平方向（図２の左右方向）に前後に振動することができる。このようにして、給送トレイ１２０により、部品の仕分けの効率をさらに改善することができる。

図９に示すように、給送トレイ１２０からの余分な部品の放出中、給送トレイ１２０は、振動プレート１１０と一緒に水平方向（図２の左右方向）に前後に振動することができる。このようにして、給送トレイ１２０により、部品の放出の効率をさらに改善することができる。

図２に示すように、振動プレート１１０を駆動して水平方向に前後に振動させるように構成された第２の駆動デバイスが、基部プレート１３０上に装着される。

本発明の実施形態では、第２の駆動デバイスは、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータを備えることができる。

例示した実施形態では、第２の駆動デバイスは、モータ１１１であり、モータ１１１の回転運動を振動プレート１１０の直線往復運動に変換するために、モータ１１１と振動プレート１１０との間に、カム伝達機構１１２が設けられる。

図１は、本発明の例示の実施形態による部品仕分け機構１００の給送トレイ１２０から、それぞれの溝１２３の中に仕分けされた部品を拾い上げるように構成された視覚ロボット２００の、例示的な斜視図である。

本発明の別の例示の実施形態では、部品仕分けシステムが開示される。図１〜図９に示すように、部品仕分けシステムは、図２〜図９に示す部品仕分け機構１００と、図１に示す視覚ロボット２００とを、主として備える。視覚ロボット２００は、部品仕分け機構の給送トレイ１２０から、それぞれの溝１２３の中に仕分けされた部品を拾い上げ、拾い上げた部品を回路基板のそれぞれの場所上に装着するように構成される。

図１に示すように、視覚ロボット２００は、台座２０１、台座２０１上に装着された多自由度アーム機構、およびこの多自由度アーム機構の端部アーム上に装着されたピッキングデバイス２０２を主として備える。

実施形態では、視覚ロボット２００の台座２０１、および部品仕分け機構の基部プレート１３０を、いずれもフレーム（図示せず）上または地面の上に固定することができる。

実施形態では、視覚ロボット２００のアーム機構は、６つの異なる自由度を有し得る。

実施形態では、ピッキングデバイス２０２は、たとえば１つまたは複数の真空吸着ノズルを有する、真空吸着装置を備えることができる。真空吸着ノズルを、回転盤（図示せず）上に配置することができる。

本発明の別の例示の実施形態では、部品を仕分けするための方法が開示され、この方法は、以下を含む。
Ｓ１００：部品仕分け機構が、振動プレート１１０、および振動プレート１１０上に装着された給送トレイ１２０を備え、仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合された複数の溝１２３が、給送トレイ１２０の内側底部表面に形成される、部品仕分け機構を提供するステップ、および
Ｓ２００：給送トレイ１２０を駆動して、振動プレート１１０と一緒に水平方向に前後に振動させかつ水平方向と平行な枢動軸Ｘを中心に所定の角度範囲内で前後に揺動させて、この結果、部品をそれぞれの溝１２３の中へと仕分けするステップ。

実施形態では、上記の方法は、以下をさらに含み得る。
Ｓ３００：部品がそれぞれの溝１２３の中に仕分けられた後で、振動プレート１１０を停止するステップ、および
Ｓ４００：視覚ロボット２００により、部品仕分け機構１００の給送トレイ１２０から、それぞれの溝１２３の中に仕分けされた部品を拾い上げるステップ。

本発明の上記の実施形態において説明したように、給送トレイの内側底部表面の溝は、仕分けされるべきそれぞれの部品と、サイズおよび形状において適合するように設計される。給送トレイは、振動プレートおよび線形アクチュエータによって駆動されて、振動プレートと一緒に水平方向に前後に振動し、かつ枢動軸を中心に前後に揺動する。このようにして、複雑な非常に小さい部品を、それぞれの溝の中へと自動的に仕分けることができる。このようにして、部品を容易にひっくり返し、それらの姿勢を連続的に変えることができる。この結果、これらを、適正な姿勢でそれぞれの溝の中へと容易に仕分けすることができるとともに、溝の中に詰まらなくすることができ、これにより部品の仕分けの効率が高まる。本発明の上記の実施形態では、部品仕分け機構は、優れた一般性（generality）を有している。たとえば、仕分けされるべき部品の種類が変わる場合、部品仕分け機構は、部品仕分け機構全体の代わりに、給送プレートのみを交換すればよい。それによって、部品仕分け機構により、コストが低減され、時間が節約される。

本発明の上記の実施形態では、部品がそれぞれの溝の中に仕分けられた後で、視覚ロボットが、事前に設定されたプログラムに基づいて、それぞれの溝の中の部品を直接拾い上げることができる。したがって、視覚ロボットは、部品がそれぞれの溝の中に仕分けされているかどうかを判断するだけでよく、部品のサイズおよび形状を視覚的に識別する必要がない。結果として、これにより、視覚ロボットの視覚システムの計算の複雑さおよび計算時間が著しく低減され、視覚システムの信頼性および効率が高まる。

上記の実施形態は例示となることを意図しており、制限的であることを意図していないことが、当業者には諒解されるべきである。たとえば、当業者は上記の実施形態に対して多くの修正を行うことができ、また、異なる実施形態において説明された様々な特徴を、構成または原理において矛盾することなく、互いに自由に組み合わせることができる。

いくつかの例示の実施形態が示されかつ記載されたが、これらの実施形態において、本開示の原理および趣旨から逸脱することなく様々な変更または修正を行うことができることが、当業者には諒解されるであろう。本開示の範囲は、特許請求の範囲およびそれらの均等物において定められる。

本明細書で使用される場合、単数形で記載され「ａ」または「ａｎ」の単語が前に付く要素は、前記の要素またはステップの複数形の除外について明示的に述べられていない限りは、これらを除外しないものとして理解されるべきである。さらに、本発明の「１つの実施形態」への参照は、記載された特徴を同じく組み込む追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図していない。さらに、そうではないと明示的に述べられていない限りは、特定の特性を有する１つの要素または複数の要素を「備える」または「有する」実施形態は、その特性を有さないような追加の要素を含んでよい。

本発明は、複雑な構造を有する小さな部品を自動的に仕分けするための機構および方法に関し、また、この部品仕分け機構を備える部品仕分けシステムに関する。

先行技術では、複雑な構造を有する小さな部品、たとえば様々な電子部品は、一般に振動プレートによって仕分けされる。仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合された複数の溝が、振動プレートの内側底部表面に形成される。これらの溝は、振動プレートに配列を成すように配置することができる。仕分けされるべき部品は、振動プレートの中に置かれる。振動プレートが前後に振動するとき、これらの小さな部品は、それぞれの溝の中へと自動的に仕分けられる。このようにして、これらの複雑な構造を有する小さな部品は、最初に仕分けされる。その後、視覚ロボット（vision robot）が、それぞれの溝の中に仕分けされた部品を、振動プレートから拾い上げ（pick up）、拾い上げた部品を回路基板上に装着することができる。

しかしながら、先行技術では、振動プレートは、水平方向においてのみ前後に振動する。結果として、振動プレート内で部品を上下に回転させることは困難であり、振動プレート内でこれらの部品の姿勢を連続的に変えることは容易ではない。結果として、部品によっては、適正でない姿勢で、溝の中に容易に詰まる可能性がある。いったん詰まると、部品給送システム全体を停止して、これらの詰まった部品を取り除かねばならない。このことによる生産効率の低下は深刻である。

本発明は、上述の欠点の少なくとも１つの側面を克服または緩和するためになされた。

本発明の目的に従い、複雑な構造を有する小さな部品を、それぞれの溝の中へと適正な姿勢で容易に仕分けすることができるとともに、それらが溝の中に詰まらなくすることのできる、部品仕分け機構が提供される。

本発明の態様によれば、水平方向に前後に振動するように構成された振動プレートと、振動プレート上に装着されかつ給送トレイ自体の内側底部表面に複数の溝を有して形成された給送トレイと、を備え、これらの溝が仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合される、部品仕分け機構が提供される。給送トレイは、振動プレートと一緒に水平方向に前後に振動しかつ水平方向と平行な枢動軸を中心に所定の角度範囲内で前後に揺動することで、部品をそれぞれの溝の中へと仕分けするように構成される。

本発明の例示の実施形態によれば、給送トレイを駆動して枢動軸を中心に前後に揺動させるように構成された第１の駆動デバイスが、振動プレート上に装着される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第１の駆動デバイスは、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータを備える。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第１の駆動デバイスは、本体およびこの本体内のロッドを備える第１のシリンダを備える。第１のシリンダの本体は、振動プレートに回転可能に接続される。第１のシリンダのロッドの先端部は、枢動軸から第１の所定の距離だけ離間した第１の位置において給送トレイに回転可能に接続される。第１のシリンダのロッドは、往復移動し給送トレイを駆動して、枢動軸を中心に前後に揺動させる。

本発明の別の例示の実施形態によれば、１対の支持柱体が、振動プレート上に固定的に装着される。また、給送トレイは、１対の支持柱体上に、枢動軸を中心に前後に揺動できるように枢動可能に支持される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、給送トレイは、枢動軸と平行な幅方向、およびこの幅方向に対して垂直な長さ方向を有する。

本発明の別の例示の実施形態によれば、給送トレイは、第１の側、および長さ方向において第１の側の反対側にある第２の側を有する。また、第１のシリンダのロッドの先端部は、給送トレイの第１の側の底部に回転可能に接続される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、支持デバイスが、第１のシリンダの反対側で、給送トレイの第２の側で振動プレート上に装着される。また、支持デバイスは、部品の仕分け中の給送トレイの前後への揺動を可能にするとともに、部品の仕分け後に第１のシリンダとの協働により給送トレイを水平面と平行な水平な姿勢で支持するように構成される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、支持デバイスは、本体およびこの本体内のロッドを備える第２のシリンダを備える。第２のシリンダの本体は振動プレート上に固定され、第２のシリンダのロッドは、給送トレイに接続しておらずかつ振動プレートに対して垂直である。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第２のシリンダのロッドは、部品の仕分け中は引き戻されて、給送トレイの前後への揺動を可能にする。また、部品が仕分けられ振動プレートが振動を停止した後で、第２のシリンダのロッドは伸ばされて、第１のシリンダとの協働により給送トレイを水平な姿勢で支持する。

本発明の別の例示の実施形態によれば、仕分けされるべき部品の給送トレイの中への給送中、第１のシリンダは、給送トレイを、水平面に対して第１の傾斜角度を有する第１の傾斜姿勢へと駆動する。そして、仕分けされるべき部品は、給送トレイの第１の側および第２の側のうちの高い方の側で、給送端部から給送トレイの中へと給送される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、給送トレイからの余分な部品の放出中、第１のシリンダは、給送トレイを、水平面に対して第１の傾斜角度よりも大きい第２の傾斜角度を有する第２の傾斜姿勢へと駆動する。そして、給送端部は、給送トレイの第１の側および第２の側のうちの低い方の側に位置付けられ、この結果、余分な部品が放出されて給送端部に戻る。

本発明の別の例示の実施形態によれば、部品の給送トレイの中への給送中、および給送トレイからの余分な部品の放出中、給送トレイは、振動プレートとともに水平方向に前後に振動する。

本発明の別の例示の実施形態によれば、複数の溝は、給送トレイの内側底部表面に配列を成すように配置される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、振動プレートは、基部プレート上に摺動可能に装着され、水平方向に前後に振動するように構成される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、振動プレートを駆動して水平方向に前後に振動させるように構成された第２の駆動デバイスが、基部プレート上に装着される。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第２の駆動デバイスは、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータである。

本発明の別の例示の実施形態によれば、第２の駆動デバイスはモータを備える。このモータの回転運動を振動プレートの直線往復運動に変換するために、モータと振動プレートとの間に、カム伝達機構が設けられる。

本発明の別の態様によれば、上記の実施形態において述べたような部品仕分け機構と、部品仕分け機構の給送トレイからそれぞれの溝の中に仕分けされた部品を拾い上げるように構成された視覚ロボットと、を備える部品給送システムが提供される。

本発明の例示の実施形態によれば、視覚ロボットは、台座、この台座上に装着された多自由度アーム機構、およびこの多自由度アーム機構の端部アーム上に装着されたピッキング機構を備える。

本発明の別の態様によれば、部品を仕分けするための方法が提供され、この方法は、以下を含む。
Ｓ１００：部品仕分け機構が、振動プレート、および振動プレート上に装着された給送トレイを備え、仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合された複数の溝が、給送トレイの内側底部表面に形成される、部品仕分け機構を提供するステップ、および
Ｓ２００：給送トレイを駆動して、振動プレートと一緒に水平方向に前後に振動させかつ水平方向と平行な枢動軸を中心に所定の角度範囲内で前後に揺動させて、この結果、部品をそれぞれの溝の中へと仕分けするステップ。

本発明の別の例示の実施形態によれば、上記の方法は、以下をさらに含む。
Ｓ３００：部品がそれぞれの溝の中に仕分けられた後で、振動プレートを停止するステップ、および
Ｓ４００：視覚ロボットにより、部品仕分け機構の給送トレイから、それぞれの溝の中に仕分けされた部品を拾い上げるステップ。

上記の本発明の様々な例示の実施形態では、給送プレートが振動プレートとともに水平方向に前後に振動するだけでなく、水平方向と平行な枢動軸を中心に所定の角度範囲内で前後に揺動もする。このため、部品を容易にひっくり返しそれらの姿勢を連続的に変えることができる。この結果、これらを、適正な姿勢でそれぞれの溝の中へと容易に仕分けすることができるとともに、溝の中に詰まらなくすることができ、これにより部品の仕分けの効率が高まる。

本発明の上記のおよび他の特徴は、その例示の実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明することによって、より明らかになるであろう。

本発明の例示の実施形態による視覚ロボットの例示的な斜視図であり、この視覚ロボットは、部品仕分け機構の給送トレイから、それぞれの溝の中に仕分けされた部品を拾い上げるように構成されている。 本発明の例示の実施形態による部品仕分け機構の、例示的な斜視図である。 図２に示す部品仕分け機構の上面図である。 部品の給送トレイの中への給送中の、部品仕分け機構の側面図である。 図４に示す部品仕分け機構の正面図である。 部品が仕分けされピッキングデバイスによりこれから拾い上げられる状態になった後の、部品仕分け機構の側面図である。 図６に示す部品仕分け機構の正面図である。 給送トレイからの余分な部品の放出中の、部品仕分け機構の側面図である。 図８に示す部品仕分け機構の正面図である。

本開示の例示の実施形態について、以下で添付の図面を参照して詳細に説明する。これらの図面では、類似の参照符号は類似の要素を指す。ただし本開示は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に記載された実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全なものとなるように、および当業者に本開示の概念を十分に伝えるように提供される。

以下の詳細な説明では、解説の目的で、多くの具体的な詳細が、開示される実施形態の徹底的な理解をもたらすために記載される。ただし、１つまたは複数の実施形態を、これらの具体的な詳細無しに実践できることが明らかであろう。他の場合には、よく知られている構造およびデバイスは、図面を簡潔にするために概略的に示される。

本発明の一般的概念によれば、水平方向に前後に振動するように構成された振動プレートと、振動プレート上に装着されかつ給送トレイ自体の内側底部表面に複数の溝を有して形成された給送トレイと、を備え、これらの溝が仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合される、部品仕分け機構が提供される。この給送トレイは、振動プレートと一緒に水平方向に前後に振動しかつ水平方向と平行な枢動軸を中心に所定の角度範囲内で前後に揺動して、この結果、部品をそれぞれの溝の中へと仕分けするように構成される。

図２は、本発明の例示の実施形態による部品仕分け機構１００の、例示的な斜視図である。図３は、図２に示す部品仕分け機構１００の上面図である。

図２および図３に示すように、部品仕分け機構１００は、振動プレート１１０と給送トレイ１２０とを主として備える。

実施形態では、振動プレート１１０は、平坦なプレート部材の様相を実質的に呈する。振動プレート１１０は、たとえば摺動スロットまたは摺動レールによって、基部プレート１３０上に摺動可能に装着される。基部プレート１３０は、フレーム上または地面の上に固定することができる。

給送トレイ１２０は、中に凹状の受容空洞部を有する、矩形のプレートとして形成される。複数の溝１２３が、給送トレイ１２０の内側底部表面に形成される。複数の溝１２３を、配列を成すように配置することができる。溝１２３は、仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合するように形成される。実際の要件に従って、これらの溝１２３のサイズおよび／または形状を、同じとするかまたは異ならせることができる。

例示した実施形態では、給送トレイ１２０を駆動して枢動軸Ｘを中心に所定の角度範囲内で前後に揺動させるように構成された第１の駆動デバイスが、振動プレート１１０上に装着される。第１の駆動デバイスは、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータとすることができる。

図２および図３に示すように、第１の駆動デバイスは、直動アクチュエータ、たとえば、第１の（空気圧または液圧）シリンダ１２５を備えることができる。第１のシリンダ１２５は、本体およびこの本体内のロッド１２６を備え、第１のシリンダ１２５の本体は、振動プレート１１０に回転可能に接続され、第１のシリンダ１２５のロッド１２６の先端部は、枢動軸Ｘから第１の所定の距離だけ離間した第１の位置（図４を参照）で給送トレイ１２０に回転可能に接続される。このようにして、第１のシリンダ１２５のロッド１２６は、第１のシリンダ１２５のロッド１２６が往復移動するとき、給送トレイ１２０を駆動して、枢動軸Ｘを中心に前後に揺動させることができる。

本発明の例示の実施形態では、給送トレイ１２０が枢動軸Ｘを中心に前後に揺動する所定の角度範囲を、仕分けされるべき部品のサイズおよび形状に対して決定することができる。たとえば、給送トレイ１２０は、水平面に対して＋２５度から−２５度の角度内で、枢動軸Ｘを中心に前後に揺動することができる。

しかし本発明は、例示した実施形態に限定されず、第１の駆動デバイスを、回転アクチュエータ、たとえばモータとすることができる。モータの出力シャフトを、給送トレイ１２０の枢動シャフトに直接的にまたは間接的に接続して、給送トレイ１２０を駆動して枢動軸Ｘを中心に前後に揺動させることができる。

図２および図３を再び参照されたい。１対の支持柱体１２４は、振動プレート１１０上に固定的に装着される。給送トレイ１２０は、１対の支持柱体１２４上に、枢動軸Ｘを中心に前後に揺動できるように枢動可能に支持される。

図２および図３に示すように、給送トレイ１２０は、枢動軸Ｘと平行な幅方向、およびこの幅方向に対して垂直な長さ方向を有する。

図２および図３に示すように、給送トレイ１２０は、第１の側１２１、および長さ方向において第１の側１２１の反対側にある第２の側１２２を有する。第１のシリンダ１２５のロッド１２６の先端部は、給送トレイ１２０の第１の側１２１の底部に回転可能に接続される（図４を参照）。

図４は、部品の給送トレイ１２０の中への給送中の、部品仕分け機構１００の側面図である。

図２から図４に示すように、支持デバイスが、第１のシリンダ１２５に対向して、給送トレイ１２０の第２の側１２２で振動プレート１１０上に装着される。支持デバイスは、部品の仕分け中の給送トレイ１２０の前後への揺動を可能にするとともに（図４を参照）、部品が仕分けられピッキングデバイスによりこれから拾い上げられる状態となってから、第１のシリンダ１２５との協働により、給送トレイ１２０を水平面と平行な水平な姿勢で支持する（図６を参照）ように、構成される。

実施形態では、支持デバイスは、第２の（空気圧／液圧）シリンダ１２７を備えることができる。第２のシリンダ１２７は、本体およびこの本体内のロッド１２８を備え、第２のシリンダ１２７の本体は、振動プレート１１０上に固定され、第２のシリンダ１２７のロッド１２８は、給送トレイ１２０に接続しておらずかつ振動プレート１１０に対して垂直である。

図４に示すように、第２のシリンダ１２７のロッド１２８は、部品の仕分け中は引き戻されて、給送トレイ１２０の前後への揺動を可能にする。

図６に示すように、部品が仕分けられピッキングデバイスによりこれから拾い上げられる状態となってから、振動プレート１１０が停止され、第２のシリンダ１２７のロッド１２８が伸ばされて、第１のシリンダ１２５との協働により、給送トレイ１２０を水平な姿勢で支持する。

図５は、図４に示す部品仕分け機構１００の正面図である。

図４および図５に示すように、仕分けされるべき部品の給送トレイ１２０の中への給送中、第１のシリンダ１２５は、給送トレイ１２０を、水平面に対して第１の傾斜角度を有する第１の傾斜姿勢へと駆動する。そして、仕分けされるべき部品は、給送トレイ１２０の第１の側１２１および第２の側１２２のうちの高い方の側１２１で、給送端部から給送トレイ１２０の中へと給送される。

実施形態では、第１の傾斜角度を、仕分けされるべき部品のサイズおよび形状に基づいて決定することができる。実施形態では、第１の傾斜角度を、２０から３０度とすることができる。

仕分けされるべき部品が給送トレイ１２０の中に給送されてから、振動プレート１１０は、給送トレイ１２０を駆動して、水平方向（図２の左右方向）に前後に振動させる。この間、第１のシリンダ１２５は、給送トレイ１２０を駆動して、枢動軸Ｘを中心に前後に揺動させる。結果として、部品は重力の作用の下で給送トレイ１２０の中で自動的に上下に転がり、これらの部品の姿勢は連続的に変化する。このようにして、これらの部品を、適正な姿勢でそれぞれの溝の中へと容易に仕分けすることができるとともに、溝の中に詰まらなくすることができ、これにより部品の仕分けの効率が高まる。

本発明の実施形態では、振動プレート１１０の振動の頻度および振動の大きさを、仕分けされるべき部品のサイズおよび形状に基づいて決定することができる。実施形態では、振動プレート１１０は、３回／秒の振動の頻度、および５ｍｍの振動の大きさを有し得る。

図６は、部品が仕分けされピッキングデバイス２０２（図１を参照）によりこれから拾い上げられる状態になった後の、部品仕分け機構１００の側面図である。図７は、図６に示す部品仕分け機構１００の正面図である。

図６および図７に示すように、このとき、振動プレート１１０は振動を停止し、第２のシリンダ１２７のロッド１２８が伸ばされて、第１のシリンダ１２５との協働により、給送トレイ１２０を水平な姿勢で確実に支持し、ピッキングデバイス２０２が給送トレイ１２０から部品を拾い上げる間、給送トレイ１２０のいかなる不要な小さな揺動も防止する。このようにして、ロッド１２８により、部品の拾い上げおよび拾い上げた部品の回路基板上への装着中の、ピッキングデバイス２０２の配置精度を改善することができる。

図８は、給送トレイ１２０からの余分な部品の放出中の、部品仕分け機構１００の側面図である。また図９は、図８に示す部品仕分け機構１００の正面図である。

部品が給送トレイ１２０の中に仕分けされた後、給送トレイ１２０は、それぞれの溝１２３の中に仕分けされない余分な部品を放出して、給送トレイ１２０の給送端部（第１の側１２１にある端部）に戻す必要がある。このとき、図８および図９に示すように、第１のシリンダ１２５は、給送トレイ１２０を、水平面に対して第１の傾斜角度よりも大きい第２の傾斜角度を有する第２の傾斜姿勢へと駆動する。この状態において、給送端部は、給送トレイ１２０の第１の側１２１および第２の側１２２のうちの低い方の側１２１に位置付けられ、この結果、余分な部品が放出されて給送端部に戻る。

実施形態では、第２の傾斜角度を、仕分けされるべき部品のサイズおよび形状に基づいて決定することができる。実施形態では、第２の傾斜角度を、３０から３５度内とすることができる。

図５に示すように、部品の給送トレイ１２０の中への給送中、給送トレイ１２０は、振動プレート１１０と一緒に水平方向（図２の左右方向）に前後に振動することができる。このようにして、給送トレイ１２０により、部品の仕分けの効率をさらに改善することができる。

図９に示すように、給送トレイ１２０からの余分な部品の放出中、給送トレイ１２０は、振動プレート１１０と一緒に水平方向（図２の左右方向）に前後に振動することができる。このようにして、給送トレイ１２０により、部品の放出の効率をさらに改善することができる。

図２に示すように、振動プレート１１０を駆動して水平方向に前後に振動させるように構成された第２の駆動デバイスが、基部プレート１３０上に装着される。

本発明の実施形態では、第２の駆動デバイスは、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータを備えることができる。

例示した実施形態では、第２の駆動デバイスは、モータ１１１であり、モータ１１１の回転運動を振動プレート１１０の直線往復運動に変換するために、モータ１１１と振動プレート１１０との間に、カム伝達機構１１２が設けられる。

図１は、本発明の例示の実施形態による部品仕分け機構１００の給送トレイ１２０から、それぞれの溝１２３の中に仕分けされた部品を拾い上げるように構成された視覚ロボット２００の、例示的な斜視図である。

本発明の別の例示の実施形態では、部品仕分けシステムが開示される。図１〜図９に示すように、部品仕分けシステムは、図２〜図９に示す部品仕分け機構１００と、図１に示す視覚ロボット２００とを、主として備える。視覚ロボット２００は、部品仕分け機構の給送トレイ１２０から、それぞれの溝１２３の中に仕分けされた部品を拾い上げ、拾い上げた部品を回路基板のそれぞれの場所上に装着するように構成される。

図１に示すように、視覚ロボット２００は、台座２０１、台座２０１上に装着された多自由度アーム機構、およびこの多自由度アーム機構の端部アーム上に装着されたピッキングデバイス２０２を主として備える。

実施形態では、視覚ロボット２００の台座２０１、および部品仕分け機構の基部プレート１３０を、いずれもフレーム（図示せず）上または地面の上に固定することができる。

実施形態では、視覚ロボット２００のアーム機構は、６つの異なる自由度を有し得る。

実施形態では、ピッキングデバイス２０２は、たとえば１つまたは複数の真空吸着ノズルを有する、真空吸着装置を備えることができる。真空吸着ノズルを、回転盤（図示せず）上に配置することができる。

本発明の別の例示の実施形態では、部品を仕分けするための方法が開示され、この方法は、以下を含む。
Ｓ１００：部品仕分け機構が、振動プレート１１０、および振動プレート１１０上に装着された給送トレイ１２０を備え、仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合された複数の溝１２３が、給送トレイ１２０の内側底部表面に形成される、部品仕分け機構を提供するステップ、および
Ｓ２００：給送トレイ１２０を駆動して、振動プレート１１０と一緒に水平方向に前後に振動させかつ水平方向と平行な枢動軸Ｘを中心に所定の角度範囲内で前後に揺動させて、この結果、部品をそれぞれの溝１２３の中へと仕分けするステップ。

実施形態では、上記の方法は、以下をさらに含み得る。
Ｓ３００：部品がそれぞれの溝１２３の中に仕分けられた後で、振動プレート１１０を停止するステップ、および
Ｓ４００：視覚ロボット２００により、部品仕分け機構１００の給送トレイ１２０から、それぞれの溝１２３の中に仕分けされた部品を拾い上げるステップ。

本発明の上記の実施形態において説明したように、給送トレイの内側底部表面の溝は、仕分けされるべきそれぞれの部品と、サイズおよび形状において適合するように設計される。給送トレイは、振動プレートおよび線形アクチュエータによって駆動されて、振動プレートと一緒に水平方向に前後に振動し、かつ枢動軸を中心に前後に揺動する。このようにして、複雑な非常に小さい部品を、それぞれの溝の中へと自動的に仕分けることができる。このようにして、部品を容易にひっくり返し、それらの姿勢を連続的に変えることができる。この結果、これらを、適正な姿勢でそれぞれの溝の中へと容易に仕分けすることができるとともに、溝の中に詰まらなくすることができ、これにより部品の仕分けの効率が高まる。本発明の上記の実施形態では、部品仕分け機構は、優れた一般性（generality）を有している。たとえば、仕分けされるべき部品の種類が変わる場合、部品仕分け機構は、部品仕分け機構全体の代わりに、給送プレートのみを交換すればよい。それによって、部品仕分け機構により、コストが低減され、時間が節約される。

本発明の上記の実施形態では、部品がそれぞれの溝の中に仕分けられた後で、視覚ロボットが、事前に設定されたプログラムに基づいて、それぞれの溝の中の部品を直接拾い上げることができる。したがって、視覚ロボットは、部品がそれぞれの溝の中に仕分けされているかどうかを判断するだけでよく、部品のサイズおよび形状を視覚的に識別する必要がない。結果として、これにより、視覚ロボットの視覚システムの計算の複雑さおよび計算時間が著しく低減され、視覚システムの信頼性および効率が高まる。

上記の実施形態は例示となることを意図しており、制限的であることを意図していないことが、当業者には諒解されるべきである。たとえば、当業者は上記の実施形態に対して多くの修正を行うことができ、また、異なる実施形態において説明された様々な特徴を、構成または原理において矛盾することなく、互いに自由に組み合わせることができる。

いくつかの例示の実施形態が示されかつ記載されたが、これらの実施形態において、本開示の原理および趣旨から逸脱することなく様々な変更または修正を行うことができることが、当業者には諒解されるであろう。本開示の範囲は、特許請求の範囲およびそれらの均等物において定められる。

本明細書で使用される場合、単数形で記載され「ａ」または「ａｎ」の単語が前に付く要素は、前記の要素またはステップの複数形の除外について明示的に述べられていない限りは、これらを除外しないものとして理解されるべきである。さらに、本発明の「１つの実施形態」への参照は、記載された特徴を同じく組み込む追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図していない。さらに、そうではないと明示的に述べられていない限りは、特定の特性を有する１つの要素または複数の要素を「備える」または「有する」実施形態は、その特性を有さないような追加の要素を含んでよい。

Claims (40)

1. 水平方向に前後に振動するように構成された振動プレート（１１０）と、
   前記振動プレート（１１０）上に装着されかつ給送トレイ自体の内側底部表面に複数の溝（１２３）を有して形成された給送トレイ（１２０）であって、前記溝（１２３）が、仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合される、前記給送トレイ（１２０）と、を、備え、
   前記給送トレイ（１２０）が、前記振動プレート（１１０）と一緒に前記水平方向に前後に振動しかつ前記水平方向と平行な枢動軸（Ｘ）を中心に所定の角度範囲内で前後に揺動することで、前記部品をそれぞれの溝（１２３）の中へと仕分けするように構成される、
   部品仕分け機構。
2. 前記給送トレイ（１２０）を駆動して前記枢動軸（Ｘ）を中心に前後に揺動させるように構成された第１の駆動デバイスが、前記振動プレート（１１０）上に装着される、
   請求項１に記載の部品仕分け機構。
3. 前記第１の駆動デバイスが、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータを備える、
   請求項２に記載の部品仕分け機構。
4. 前記第１の駆動デバイスが、本体および前記本体内のロッド（１２６）を備える第１のシリンダ（１２５）を備え、前記第１のシリンダ（１２５）の前記本体が、前記振動プレート（１１０）に回転可能に接続され、前記第１のシリンダ（１２５）の前記ロッド（１２６）の先端部が、前記枢動軸（Ｘ）から第１の所定の距離だけ離間した第１の位置において前記給送トレイ（１２０）に回転可能に接続され、
   前記第１のシリンダ（１２５）の前記ロッド（１２６）が、往復移動し前記給送トレイ（１２０）を駆動して、前記枢動軸（Ｘ）を中心に前後に揺動させる、
   請求項３に記載の部品仕分け機構。
5. １対の支持柱体（１２４）が、前記振動プレート（１１０）上に固定的に装着され、
   前記給送トレイ（１２０）が、前記１対の支持柱体（１２４）上に、前記枢動軸（Ｘ）を中心に前後に揺動するように枢動可能に支持される、
   請求項４に記載の部品仕分け機構。
6. 前記給送トレイ（１２０）が、前記枢動軸（Ｘ）と平行な幅方向、および前記幅方向に対して垂直な長さ方向を有する、
   請求項５に記載の部品仕分け機構。
7. 前記給送トレイ（１２０）が、第１の側（１２１）および前記長さ方向において前記第１の側（１２１）の反対側にある第２の側（１２２）を有し、
   前記第１のシリンダ（１２５）の前記ロッド（１２６）の前記先端部が、前記給送トレイ（１２０）の前記第１の側（１２１）の底部に回転可能に接続される、
   請求項６に記載の部品仕分け機構。
8. 支持デバイスが、前記第１のシリンダ（１２５）の反対側で、前記給送トレイ（１２０）の前記第２の側（１２２）で前記振動プレート（１１０）上に装着され、
   前記支持デバイスが、前記部品の仕分け中の前記給送トレイ（１２０）の前後への揺動を可能にするとともに、前記部品の仕分け後に前記第１のシリンダ（１２５）との協働により前記給送トレイ（１２０）を水平面と平行な水平な姿勢で支持するように構成される、
   請求項７に記載の部品仕分け機構。
9. 前記支持デバイスが、本体および前記本体内のロッド（１２８）を備える第２のシリンダ（１２７）を備え、前記第２のシリンダ（１２７）の前記本体が、前記振動プレート（１１０）上に固定され、前記第２のシリンダ（１２７）の前記ロッド（１２８）が、前記給送トレイ（１２０）に接続しておらずかつ前記振動プレート（１１０）に対して垂直である、
   請求項８に記載の部品仕分け機構。
10. 前記第２のシリンダ（１２７）の前記ロッド（１２８）が、前記部品の仕分け中は引き戻されて、前記給送トレイ（１２０）の前後への揺動を可能にし、
    前記部品が仕分けられ前記振動プレート（１１０）が振動を停止した後、前記第２のシリンダ（１２７）の前記ロッド（１２８）が伸ばされて、前記第１のシリンダ（１２５）との協働により、前記給送トレイ（１２０）を前記水平な姿勢で支持する、
    請求項９に記載の部品仕分け機構。
11. 仕分けされることになる前記部品の前記給送トレイ（１２０）の中への給送中、前記第１のシリンダ（１２５）が、前記給送トレイ（１２０）を、前記水平面に対して第１の傾斜角度を有する第１の傾斜姿勢へと駆動し、仕分けされることになる前記部品が、前記給送トレイ（１２０）の前記第１の側および前記第２の側のうちの高い方の側で、給送端部から前記給送トレイ（１２０）の中へと給送される、
    請求項１０に記載の部品仕分け機構。
12. 余分な部品を前記給送トレイ（１２０）から外に放出する間、前記第１のシリンダ（１２５）が、前記給送トレイ（１２０）を、前記水平面に対して前記第１の傾斜角度よりも大きい第２の傾斜角度を有する第２の傾斜姿勢へと駆動し、前記給送端部が、前記給送トレイ（１２０）の前記第１の側および前記第２の側のうちの低い方の側に位置付けられることで、前記余分な部品が放出されて前記給送端部に戻る、
    請求項１１に記載の部品仕分け機構。
13. 前記部品の前記給送トレイ（１２０）の中への給送中、および前記給送トレイ（１２０）からの前記余分な部品の放出中、前記給送トレイ（１２０）が、前記振動プレート（１１０）とともに前記水平方向に前後に振動する、
    請求項１２に記載の部品仕分け機構。
14. 前記複数の溝（１２３）が、前記給送トレイ（１２０）の前記内側底部表面に配列を成すように配置される、
    請求項１３に記載の部品仕分け機構。
15. 前記振動プレート（１１０）が、基部プレート（１３０）上に摺動可能に装着され、前記水平方向に前後に振動するように構成される、
    請求項１４に記載の部品仕分け機構。
16. 前記振動プレート（１１０）を駆動して前記水平方向に前後に振動させるように構成された第２の駆動デバイスが、前記基部プレート（１３０）上に装着される、
    請求項１５に記載の部品仕分け機構。
17. 前記第２の駆動デバイスが、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータである、
    請求項１６に記載の部品仕分け機構。
18. 前記第２の駆動デバイスがモータ（１１１）を備え、前記モータ（１１１）の回転運動を前記振動プレート（１１０）の直線往復運動に変換するために、前記モータ（１１１）と前記振動プレート（１１０）との間にカム伝達機構（１１２）が設けられる、
    請求項１６に記載の部品仕分け機構。
19. 請求項１〜１８のいずれか一項に記載の部品仕分け機構と、
    前記部品仕分け機構（１００）の給送トレイ（１２０）から、それぞれの溝（１２３）の中に仕分けされた部品を拾い上げるように構成された視覚ロボット（２００）と、
    を備える、部品給送システム。
20. 前記視覚ロボット（２００）が、
    台座（２０１）、
    前記台座（２０１）上に装着された多自由度アーム機構、および
    前記多自由度アーム機構の端部アーム上に装着されたピッキング機構（２０２）を備える、請求項１９に記載の部品給送システム。
21. Ｓ１００：部品仕分け機構が、振動プレート（１１０）、および前記振動プレート（１１０）上に装着された給送トレイ（１２０）を備え、仕分けされるべきそれぞれの部品とサイズおよび形状において適合された複数の溝（１２３）が、前記給送トレイ（１２０）の内側底部表面に形成される、前記部品仕分け機構を提供するステップと、
    Ｓ２００：前記給送トレイ（１２０）を駆動して、前記振動プレート（１１０）と一緒に水平方向に前後に振動させかつ前記水平方向と平行な枢動軸（Ｘ）を中心に所定の角度範囲内で前後に揺動させて、前記部品をそれぞれの溝（１２３）の中へと仕分けするステップと、
    を含む、部品を仕分けするための方法。
22. 前記給送トレイ（１２０）を駆動して前記枢動軸（Ｘ）を中心に前後に揺動させるように構成された第１の駆動デバイスが、前記振動プレート（１１０）上に装着される、
    請求項２１に記載の方法。
23. 前記第１の駆動デバイスが、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータを備える、
    請求項２２に記載の方法。
24. 前記第１の駆動デバイスが、本体および前記本体内のロッド（１２６）を備える第１のシリンダ（１２５）を備え、前記第１のシリンダ（１２５）の前記本体が、前記振動プレート（１１０）に回転可能に接続され、前記第１のシリンダ（１２５）の前記ロッド（１２６）の先端部が、前記枢動軸（Ｘ）から第１の所定の距離だけ離間した第１の位置において前記給送トレイ（１２０）に回転可能に接続され、
    前記第１のシリンダ（１２５）の前記ロッド（１２６）が、往復移動し前記給送トレイ（１２０）を駆動して、前記枢動軸（Ｘ）を中心に前後に揺動させる、
    請求項２３に記載の方法。
25. １対の支持柱体（１２４）が、前記振動プレート（１１０）上に固定的に装着され、
    前記給送トレイ（１２０）が、前記１対の支持柱体（１２４）上に、前記枢動軸（Ｘ）を中心に前後に揺動するように枢動可能に支持される、
    請求項２４に記載の方法。
26. 前記給送トレイ（１２０）が、前記枢動軸（Ｘ）と平行な幅方向、および前記幅方向に対して垂直な長さ方向を有する、
    請求項２５に記載の方法。
27. 前記給送トレイ（１２０）が、第１の側（１２１）および前記長さ方向において前記第１の側（１２１）の反対側にある第２の側（１２２）を有し、
    前記第１のシリンダ（１２５）の前記ロッド（１２６）の前記先端部が、前記給送トレイ（１２０）の前記第１の側（１２１）の底部に回転可能に接続される、
    請求項２６に記載の方法。
28. 支持デバイスが、前記第１のシリンダ（１２５）の反対側で、前記給送トレイ（１２０）の前記第２の側（１２２）で前記振動プレート（１１０）上に装着され、
    前記支持デバイスが、前記部品の仕分け中の前記給送トレイ（１２０）の前後への揺動を可能にするとともに、前記部品の仕分け後に前記第１のシリンダ（１２５）との協働により前記給送トレイ（１２０）を水平面と平行な水平な姿勢で支持するように構成される、
    請求項２７に記載の方法。
29. 前記支持デバイスが、本体および前記本体内のロッド（１２８）を備える第２のシリンダ（１２７）を備え、前記第２のシリンダ（１２７）の前記本体が、前記振動プレート（１１０）上に固定され、前記第２のシリンダ（１２７）の前記ロッド（１２８）が、前記給送トレイ（１２０）に接続しておらずかつ前記振動プレート（１１０）に対して垂直である、
    請求項２８に記載の方法。
30. 前記第２のシリンダ（１２７）の前記ロッド（１２８）が、前記部品の仕分け中は引き戻されて、前記給送トレイ（１２０）の前後への揺動を可能にし、
    前記部品が仕分けられ前記振動プレート（１１０）が振動を停止した後、前記第２のシリンダ（１２７）の前記ロッド（１２８）が伸ばされて、前記第１のシリンダ（１２５）との協働により、前記給送トレイ（１２０）を前記水平な姿勢で支持する、
    請求項２９に記載の方法。
31. 仕分けされることになる前記部品の前記給送トレイ（１２０）の中への給送中、前記第１のシリンダ（１２５）が、前記給送トレイ（１２０）を、前記水平面に対して第１の傾斜角度を有する第１の傾斜姿勢へと駆動し、仕分けされることになる前記部品が、前記給送トレイ（１２０）の前記第１の側および前記第２の側のうちの高い方の側で、給送端部から前記給送トレイ（１２０）の中へと給送される、
    請求項３０に記載の方法。
32. 余分な部品を前記給送トレイ（１２０）から外に放出する間、前記第１のシリンダ（１２５）が、前記給送トレイ（１２０）を、前記水平面に対して前記第１の傾斜角度よりも大きい第２の傾斜角度を有する第２の傾斜姿勢へと駆動し、前記給送端部が、前記給送トレイ（１２０）の前記第１の側および前記第２の側のうちの低い方の側に位置付けられ、この結果、前記余分な部品が放出されて前記給送端部に戻る、
    請求項３１に記載の方法。
33. 前記部品の前記給送トレイ（１２０）の中への給送中、および前記給送トレイ（１２０）からの前記余分な部品の放出中、前記給送トレイ（１２０）が、前記振動プレート（１１０）とともに前記水平方向に前後に振動する、
    請求項３２に記載の方法。
34. 前記複数の溝（１２３）が、前記給送トレイ（１２０）の前記内側底部表面に配列を成すように配置される、
    請求項３３に記載の方法。
35. 前記振動プレート（１１０）が、基部プレート（１３０）上に摺動可能に装着され、前記水平方向に前後に振動するように構成される、
    請求項３４に記載の方法。
36. 前記振動プレート（１１０）を駆動して前記水平方向に前後に振動させるように構成された第２の駆動デバイスが、前記基部プレート（１３０）上に装着される、
    請求項３５に記載の方法。
37. 前記第２の駆動デバイスが、直動アクチュエータまたは回転アクチュエータである、
    請求項３６に記載の方法。
38. 前記第２の駆動デバイスがモータ（１１１）を備え、前記モータ（１１１）の回転運動を前記振動プレート（１１０）の直線往復運動に変換するために、前記モータ（１１１）と前記振動プレート（１１０）との間にカム伝達機構（１１２）が設けられる、
    請求項３６に記載の方法。
39. Ｓ３００：前記部品が前記それぞれの溝（１２３）の中に仕分けられた後で、前記振動プレート（１１０）を停止するステップと、
    Ｓ４００：視覚ロボット（２００）により、前記部品仕分け機構（１００）の前記給送トレイ（１２０）から、前記それぞれの溝（１２３）の中に仕分けされた前記部品を拾い上げるステップと、
    をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
40. 前記視覚ロボット（２００）が、
    台座（２０１）、
    前記台座（２０１）上に装着された多自由度アーム機構、および
    前記多自由度アーム機構の端部アーム上に装着されたピッキング機構（２０２）を備える、請求項３９に記載の方法。

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