JP2017036104A - パーツフィーダ - Google Patents

Abstract

【課題】搬送路の搬送面上にあるワーク全体の搬送速度に基準値からずれが生じた場合に、そのずれを自動で調整でき、排出能力および正方向率が良好な状態に維持できるパーツフィーダを提供する。【解決手段】パーツフィーダ１００は複数のワーク３を載置可能な搬送面１０ａを有する搬送面１０ａと、ワーク３を搬送させる振動を搬送面１０ａに付与する第２駆動手段１１と、ワーク３単体の搬送速度を算出する単体速度算出手段４２ａと、ワーク３単体の搬送速度に基づき、搬送面１０ａ上にある複数のワーク３の平均速度を算出する平均速度算出手段４２ｂと、ワーク３の平均速度および予め定められたワーク３の基準搬送速度に基づく指令値を第２駆動手段１１に出力するリニア駆動部制御手段４７ｂとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、搬送路を搬送するワーク全体の搬送速度に基準値からずれが生じた場合に、そのずれを自動で調整可能なパーツフィーダに関する。

従来より、パーツフィーダとして、電子部品等のワークの姿勢判別を行い、不適切な姿勢（不正姿勢）のワークを搬送路上から排除しつつ、それ以外の適正姿勢のワークを所定の供給先に搬送可能なものが知られている（例えば特許文献１）。特許文献１に開示のパーツフィーダは、搬送路を搬送するワーク単体の画像データを得て、その画像データに基づき当該ワークの姿勢を判別する。また、当該画像データを、当該ワーク単体の搬送速度の算出にも利用し、算出した搬送速度に基づき、姿勢が不適切と判別されたワークに向けて排除手段が圧縮空気を噴射するタイミングを調整する。このようなタイミング補正により、搬送路上を連続搬送される複数のワークそれぞれに多少の搬送速度差があっても、不適正姿勢のワークを安定して搬送路上から排除可能としている。

特開２０１５−３０５６６号公報

ところで、特許文献１に開示のパーツフィーダをはじめ、この種のパーツフィーダでは、ワークの搬送速度が予め定められた基準の搬送速度となる理論上の周波数や振幅で駆動手段を一定に駆動させることが通例である。そして、このような駆動手段から搬送路に振動を与えることで、ワークの搬送速度を安定させ、個々のワークの搬送速度に多少ずれがあったとしても、搬送路上にあるワーク全体でみれば基準の搬送速度で搬送されていると推定していた。

しかしながら、この場合、ワークの搬送に伴う搬送路面の摩耗やワーク表面材の削れ粉の発生等の経時変化、静電気によるワークの搬送路への吸着、ロット違いによる摩擦係数の変化等が原因で、搬送路上にあるワーク全体の実際の搬送速度と基準の搬送速度との間にずれ（誤差）が生じてくることがある。

このような誤差が生じた場合、特許文献１に開示の構成では、ワーク間に隙間がある状態であれば、ワークの処理（姿勢矯正、排除）のタイミングを補正することで、不正姿勢ワークを搬送路上で適切に姿勢矯正できる確率である反転効率や、不正姿勢ワークを搬送路上で適切に排除できる確率である選別効率の低下を抑制することができる。しかしながら、ワーク全体の実際の搬送速度と基準の搬送速度との間の誤差によってリニアフィーダへのワーク供給の速度がリニアフィーダでのワーク搬送速度を大きく上回った場合、ワーク間の隙間が詰まった状態になり、この状態では、前述のタイミング補正だけでは適切に対処できない。

具体的には、ワーク間の隙間が詰まった状態では、排除手段から目的の不正姿勢ワークに圧縮空気を噴射しても、不正姿勢ワークが隣接する他のワークと干渉して搬送路上から排除されなかったり、隣接する正姿勢のワークが搬送路上から排除されるおそれがあり、選別効率の低下を抑制できないおそれがある。或いは、不正姿勢のワークを搬送路上で排除するのではなく、圧縮空気等により搬送路上で姿勢変更させる場合には、圧縮空気を噴射しても、目的の不正姿勢ワークが隣接する他のワークと干渉して姿勢矯正されなかったり、隣接する正姿勢のワークが姿勢変更されるおそれがあり、反転効率の低下を抑制できないおそれがある。

一方、ワーク間の隙間が空いた状態で搬送されている場合は、ワークの姿勢矯正や排除は適切に行われるものの、ワークの実際の搬送速度が基準の搬送速度より下がる条件下では、前記供給先まで搬送される単位時間あたりのワーク個数が減少し、パーツフィーダの排出能力の低下につながる。

本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、搬送路の搬送面上にあるワーク全体の搬送速度に基準値からずれが生じた場合に、そのずれを自動で調整でき、排出能力および正方向率（以下、前述の反転効率および選別効率、ならびに不正姿勢ワークを同方向に一列一層で揃えることが可能な確率である整列効率をまとめて正方向率と呼ぶ）を良好な状態に維持できるパーツフィーダを提供することを目的としている。

本発明は以上のような問題点を鑑み、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明のパーツフィーダは、複数のワークを載置可能な搬送面と、ワークを搬送させる振動を前記搬送面に付与する駆動手段と、前記搬送面を搬送するワーク単体の搬送速度を算出する単体速度算出手段と、ワーク単体の搬送速度に基づき、搬送面上にある複数のワークの平均速度を算出する平均速度算出手段と、前記ワークの平均速度および予め定められたワークの基準搬送速度に基づく指令値を前記駆動手段に出力する駆動部制御手段と、を備えることを特徴とする。

このような構成であると、駆動手段が搬送面を振動させて複数のワークが搬送され、そのときのワーク単体の搬送速度が単体速度算出手段により算出される。平均速度算出手段は、ワーク単体の搬送速度に基づき搬送面上にある複数のワークの平均速度を算出し、駆動部制御手段は、ワークの平均速度および基準搬送速度を考慮した指令値を駆動手段に出力する。これにより、ワークの搬送に伴う搬送面の摩耗やワーク表面材の削れ粉の発生等の経時変化、静電気によるワークの搬送面への吸着、ロット違いによる摩擦係数の変化等が原因でワークの平均速度が変化しても、駆動手段の振動を指令値に応じて変化させることで、ワークの搬送速度を基準搬送速度に自動で調整できる。したがって、搬送面上を搬送するワーク全体の実際の搬送速度を適切に保ち、排出能力および正方向率が良好な状態に維持できる。

加えて、螺旋状の第１搬送路および前記第１搬送路を振動させる第１駆動手段を有するボウルフィーダと、前記第１搬送路の終端に接続され、前記搬送面が形成された直線状の第２搬送路、および前記第２搬送路を振動させる第２駆動手段を有するリニアフィーダとを備える構成において、第２搬送路上のワークの搬送速度が変化したとしても、第２搬送路でのワークの充填率を好適に保ち、整列効率、反転効率及び選別効率等のワークの正方向率、ならびに排出能力を安定して良好な状態に維持するためには、前記第２搬送路にその長手方向に沿ってワークが存在する割合であるワーク充填率を得るワーク充填率算出手段と、前記ワーク充填率および予め定められた基準充填率に基づく指令値を前記第１駆動手段に出力するボウル駆動部制御手段と、を備える構成とすることが好ましい。

特に、前記第２搬送路の終端部に、ワークを処理する処理装置を設置可能な構成において、ワークの排出能力および正方向率をより良好にするためには、前記処理装置の最大処理能力に基づいて前記ワークの基準搬送速度を定めることが好ましい。

さらに、パーツフィーダの点検時期や異常等を的確に報知可能な構成とするためには、所定条件から外れる前記指令値が前記駆動部制御手段より出力されると、アラームを鳴らす報知手段をさらに備える構成とすることが好ましい。

とりわけ、前記搬送面に沿って搬送されるワークを撮像するカメラと、このカメラが取得した画像データに基づき、ワークの良否を判別する良否判別手段とを備える構成において、ワークの平均速度を算出するための装置を別途設けることなく、簡単に平均速度を算出可能にするためには、前記単体速度算出手段が、前記カメラが取得した画像データに基づいて、ワーク単体の搬送速度を順次算出し、算出した複数の当該搬送速度の平均値を前記平均速度とする構成であることが好ましい。

以上、説明した本発明によれば、ワーク単体の搬送速度に基づき、搬送面を搬送する複数のワークの平均速度を算出し、当該平均速度および基準搬送速度に基づき駆動手段が制御されるので、ワークの平均速度に基準搬送速度からずれが生じても自動で調整でき、搬送路上のワーク全体を適切な搬送速度に維持できるパーツフィーダを提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るパーツフィーダを示す側面図。 同パーツフィーダが行うタイミング制御処理を説明するための説明図。 同パーツフィーダの排除処理に係る動作を説明するためのタイミングチャート。 ワーク充填率の算出方法を説明するための図。 本発明の変形例を説明するための図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態であるパーツフィーダ１００は、ボウルフィーダ７と、ボウルフィーダ７に接続されたリニアフィーダ１と、リニアフィーダ１に設置されたラインカメラ２と、排除手段５と、制御装置４とを備える。

ボウルフィーダ７は、ワーク３を収容可能なボウル本体７１と、ボウル本体７１の下部に配置されてボウル本体７１をねじり振動により加振させる第１駆動手段７０とを含んで構成される。

ボウル本体７１は、上部が開口したほぼ部分逆円錐状の部材であり、その内周壁７２には螺旋状に上昇する第１搬送路７３が溝状に形成されている。第１駆動手段７０によってボウル本体７１がねじり方向に振動すると、ワーク３は第１搬送路７３に沿ってリニアフィーダ１との接続部７４に向けて上方に搬送される。そのため、第１駆動手段７０の振動は、ボウルフィーダ７からリニアフィーダ１へのワーク供給量に影響を与え、第１駆動手段７０の振幅や振動数が大きいほど、第１搬送路７３を搬送するワーク３の搬送速度が上がり、リニアフィーダ１への単位時間あたりの供給個数が多くなる。

リニアフィーダ１は、第１搬送路７３の終端に接続される直線状の第２搬送路１０と、第２搬送路１０を振動させる第２駆動手段１１とを有する。第２駆動手段１１は、第２搬送路１０を振動させて、第２搬送路１０上にある複数のワーク３を図１における左から右へ搬送する。なお、ワーク３は、その長手方向又は短手方向がワーク３の搬送方向と平行となるように搬送される。

第２駆動手段１１は、初期状態では、第２搬送路１０においてワーク３を後述する基準搬送速度で搬送させることが可能な理論上の周波数や振幅に設定されている。また、基準搬送速度や、ボウルフィーダ７からリニアフィーダ１へのワーク供給量に関連する第１駆動手段７０の振幅等は、初期状態において、後述する処理装置６の性能等も考慮して、第２搬送路１０上でワーク３，３同士を互いに所定の間隔をあけて搬送させることが可能な理論値に設定されている。第１駆動手段７０および第２駆動手段１１の振幅は、図示しないセンサで検出され、後述するボウル駆動部制御手段４７ａやリニア駆動部制御手段４７ｂから指令が出力されるなどしない限り、一定に維持される。また、第１駆動手段７０および第２駆動手段１１の周波数は、省エネのため、振幅に合わせて共振点追尾される。

図１に示すラインカメラ２は、第２搬送路１０に設定された撮像位置（撮影点）Ｐ１の上方に設けられる。ラインカメラ２は、ワーク３の搬送方向（第２搬送路１０の延在方向）に直交して１列に並ぶ複数の感度の高い撮像素子（不図示）を有し、第２搬送路１０上を搬送されるワーク３の撮像を行う。ラインカメラ２の撮像範囲（撮像エリア）は、ワーク３の長手方向が搬送方向と平行である場合、ワーク３の搬送方向においてはワーク３の長手方向の一部を撮像する範囲、ワーク３の搬送方向に直交する方向においてはワーク３の短手方向全体を撮像する範囲に設定され、ワーク３の短手方向が搬送方向と平行である場合、ワーク３の搬送方向においてはワーク３の短手方向の一部を撮像する範囲、ワーク３の搬送方向に直交する方向においてはワーク３の長手方向全体を撮像する範囲に設定されている。

ラインカメラ２により取得される画像データは、撮像素子が網の目状に複数配置されて１つのワーク３全体を撮像範囲とするエリアカメラよりも画素数が少なく、データ量が少ない。ラインカメラ２はワーク３が撮像位置Ｐ１に到達する前から一定間隔で連続して撮像を行うように動作し、下流側へ搬送されているワーク３が撮像位置Ｐ１を通過する間に複数回撮像を行ない、そのワーク３の前端３ａ（搬送方向下流側のワーク端部、図２参照）から後端３ｂ（搬送方向上流側のワーク端部、図２参照）にわたって当該ワーク３の異なる位置がそれぞれ現れた複数の画像データを取得する。取得された画像データは、１回の撮像が行われるたびに後述する制御装置（コントローラ）４に転送される。

図１に示す制御装置４は、図示しないＣＰＵやインターフェース、および記憶手段４８（メモリ）等を備えた通常のマイクロコンピュータユニットにより構成されるもので、記憶手段４８内に適宜のプログラムが格納されており、ＣＰＵは逐次そのプログラムを読み込み、周辺ハードリソースと協働して画像取込手段４０、前処理手段４１、姿勢判別手段４４、単体速度算出手段４２ａ、指令出力手段４５、タイミング制御手段４６、平均速度算出手段４２ｂ、速度判定手段４２ｃ、ワーク充填率算出手段４３ａ、充填率判定手段４３ｂ、ボウル駆動部制御手段４７ａ、リニア駆動部制御手段４７ｂおよび報知手段４９としての役割を担う。

画像取込手段４０は、ラインカメラ２が撮像を行うたび、即時に画像データの制御装置４への取り込みを行う。前処理手段４１は、２値化処理部４１ａと端部検出部４１ｂと合成画像データ生成部４１ｃとを有する。２値化処理部４１ａは、画像取込手段４０により取り込まれた画像データ毎に即時に２値化処理等の所定の前処理を行う。また、端部検出部４１ｂは、適宜の画像処理を通じて、画像データにおいてワーク３の前端３ａ及び後端３ｂを判別する。例えば、画像データではワーク３が現れている部分と、ワーク３以外のものが現れている部分（具体的には第２搬送路１０）とでは色合い等が異なり、またワーク３を搬送方向に沿って密接に搬送している場合でもワーク３，３同士の間にはわずかに隙間ができていることから、ワーク３の前端３ａまたは後端３ｂを撮像した画像データには、ワーク３の搬送方向に直交する方向に亘って色の濃さの異なる部分が現れる。端部検出部４１ｂはこのような色の濃さの違い等から、画像データに現れたワーク３の前端３ａ及び後端３ｂを検出（画像判別）する。或いは、端部検出部４１ｂが画像データにおいてワーク３の隅にあるＲ形状を判別することで前端３ａ及び後端３ｂを検出するように構成されてもよい。さらに合成画像データ生成部４１ｃは、ワーク３の前端３ａが現れた画像データから当該ワーク３の後端３ｂが現れた画像データまでを撮像順につなぎ合わせて、１つ分のワーク３の略全体が現れた２次元の画像データとして合成画像データを生成する。

良否判別手段としての姿勢判別手段４４は、このような合成画像データに基づきワーク３の姿勢を判別（画像判別）する姿勢判別処理を行う。例えば、前述の記憶手段４８に適切な姿勢のワーク３の画像データを予め記憶しておき、合成画像データと記憶手段４８に記憶された画像データとをパターンマッチングにより比較することでワーク３の姿勢を判別する。なお、所定の姿勢以外の姿勢としては、例えば表裏が反転していたり、前後方向の向きが逆になっていることが挙げられる。本実施形態では、上記のように画像データにおいてワーク３の前端３ａと後端３ｂとを検出する構成であることから、ワーク３の搬送速度が変化したとしてもワーク３の前端３ａが現れた画像データから当該ワーク３の後端３ｂが現れた画像データまでを撮像順につなぎ合わせて１つのワーク３の略全体が現れた合成画像データを得て、ラインカメラ２を用いてワーク３の姿勢を判別できる。

単体速度算出手段４２ａは、このように姿勢判別にも利用される合成画像データに基づき、ワーク３単体の搬送速度を算出する速度算出処理を行う。単体速度算出手段４２ａは、具体的には、下記式（１）に基づきワーク３の搬送速度Ｖｗ（ｍ／ｓ）を算出する。

Ｖｗ＝Ｌｗ１／Ｓ・Ａ・・・（１）

ここで、Ｓは、ラインカメラ２のスキャンレートすなわちラインカメラ２の撮像間隔（ｓｅｃ）である。Ａは、ラインカメラ２が単体のワーク３の略全体すなわちワーク３の前端側から後端側までを撮像するのに要する撮像回数（回）である。Ｌｗ１は、図２に示すようなワーク３の搬送方向長さ（ｍ）である。単体速度算出手段４２ａは、ラインカメラ２の撮像間隔Ｓと撮像回数Ａとの積である撮像所要時間をワーク３が撮像位置Ｐ１を通過するに要した時間とみなし、その撮像所要時間とワーク３の搬送方向長さＬｗ１とに基づきワーク３の搬送速度を算出している。ワーク３の搬送方向長さＬｗ１は実物のワーク３のものが予め設定されている。なお、ワーク３の搬送方向長さＬｗ１やラインカメラ２の撮像間隔Ｓは入力手段４８を介して入力される。また、単体速度算出手段４２ａは、撮像回数取得部４２ａ１を有し、撮像回数取得部４２ａ１は１回の撮像で得られる画像データの画素数と合成画像データの画素数とから撮像回数Ａを算出する。

このように算出されたワーク３単体の搬送速度は、図１に示す記憶手段４８に順次記憶され、次に述べる不正姿勢ワーク３を排除するタイミング制御や、後述するワーク３の平均速度の算出に用いられる。

指令出力手段４５は、姿勢判別手段４４が不正姿勢であると判別すると、不正姿勢ワーク３を第２搬送路１０上から排除する排除処理（排除動作）を行わせるための指令を排除手段５に出力する。不適切ワーク処理手段としての排除手段５は、前記撮像位置Ｐ１よりも搬送方向下流側に設定された排除位置Ｐ２に向けて圧縮空気を噴射する空気噴射ノズル５０を有する。排除手段５は、排除位置Ｐ２まで搬送された不正姿勢ワーク３に、空気噴射ノズル５０から噴射された圧縮空気で付勢力を付与し、当該ワーク３を第２搬送路１０上から排除する。空気噴射ノズル５０は前記指令としての通電指令が入力されることで圧縮空気が噴射される。ワーク３にはこの付勢力を作用させる目標位置Ｐｓ（図２参照）が予め設定されており、本実施形態では排除手段５と対向するワーク３側面の搬送方向中央が目標位置Ｐｓとして設定されている。この目標位置Ｐｓに付勢力を作用させることで、第２搬送路１０上から排除する際に排除対象であるワーク３が水平回転しながら移動することを抑制できる。

タイミング制御手段４６は、単体速度算出手段４２ａが算出したワーク３単体の搬送速度に基づき、指令出力手段４５が空気噴射ノズル５０に通電指令を出力するタイミングを制御する。具体的には、下記式（２）に基づき、姿勢判別手段４４が不正姿勢であると判別してから指令出力手段４５が前記通電指令を出力するまでの待機時間ｔα（ｓｅｃ）（図３参照）を算出し、この待機時間ｔαに基づき指令出力手段４５が空気噴射ノズル５０に通電指令を出力するタイミングを制御することで、ワーク３単体の搬送速度が後述する基準搬送速度から変化した場合でも前記目標位置Ｐｓに付勢力を作用させることができる。

ｔα＝｛（Ｌ−Ｌｗ２）／Ｖｗ｝−ｔｐ−ｔｄ・・・（２）

ここで、Ｖｗは第２搬送路１０を搬送するワーク３単体の搬送速度（ｍ／ｓ）（図２参照）であり、Ｌは撮像位置Ｐ１から排除位置Ｐ２までの距離（ｍ）（図２参照）であり、Ｌｗ２はワーク３の後端３ｂから目標位置Ｐｓまでの距離（ｍ）（図２参照）であり、ｔｐは前記画像取込手段４０による1つ分のワーク３の取り込みの完了から前記姿勢判別手段４４による姿勢判別の完了までに要する画像処理時間（ｓｅｃ）（図３参照）である。ｔｄは、前記通電指令を受けた排除手段５が排除処理を通じてワーク３に付勢力を作用させるまでの機械的な伝達時間（ｓｅｃ）（図３参照）であり、排除手段５毎のパラメータ設定である。

以上のような構成のパーツフィーダ１００における動作を、図３に示すタイミングチャートを参照して説明する。なお、以下では不正姿勢の１つのワーク３がラインカメラ２により撮像されてから排除手段５により排除されるまでの動作を記載している。

搬送路１０上を搬送されるワーク３を時刻ｔ０１で撮像すると、それによって取得された画像データは即時に画像取込手段４０を介して取り込まれ（転送され）、その画像データに対して２値化処理部４１ａが２値化等の前処理を行う。また端部検出部４１ｂがワーク３の前端３ａ及び後端３ｂの検出を行い、時刻ｔ０１に取得された画像データにおいてはワーク３の前端３ａが検出される。時刻ｔ０１における撮像後も所定の間隔で順次撮像が行われ、そのたびに画像データの取り込み及び前処理が即時に行われていく。そして、時刻ｔ０２の撮像で取得された画像データにおいて端部検出部４１ｂによりワーク３の後端３ｂが認識されると、時刻ｔ０３で合成画像データ生成部４１ｃが合成画像データの生成を開始するとともに、この合成画像データに基づき姿勢判別手段４４による姿勢判別処理及び速度算出手段４２による速度算出処理を行う。なお、時刻ｔ０３までの処理はハードウエア（例えばＦＰＧＡ（field-programmable gate array））により行われ、時刻ｔ０３以後の処理はメモリに記憶させたプログラムを実行することによりソフト的に行われる。その後、タイミング制御手段４６が待機時間ｔαを算出し、タイミング制御手段４６は時刻ｔ０４から待機時間ｔαが経過した時刻ｔ０５に通電指令が出力されるように指令出力手段４５を制御する。そして、これにより排除手段５の空気噴射ノズル５０から圧縮空気が噴射され、時刻ｔ０５から伝達時間ｔｄが経過した時刻ｔ０６でワーク３に空気による付勢力が実際に作用する。なお、仮に姿勢判別処理が行われたワーク３が適切な姿勢であり、姿勢判別処理により所定の姿勢であると判別された場合には、そのワーク３を搬送路１０上から排除するための処理（通電指令の出力及び空気噴射ノズル５０からの噴射）は行われない。なお、本解説では分かりやすく１つ分のワーク３で動作を説明した。

このようにして、姿勢が不適切なワーク３は排除され、適切な姿勢のワーク３のみが第２搬送路の終端部１０ｂに設けられた処理装置６（図１参照）に供給される。処理装置６は、第２搬送路１０の終端部１０ｂに到達したワーク３を順に持ち出し、所定の後処理を行う。

次に、第２搬送路１０を搬送する複数のワーク３全体の搬送速度を調整するための制御について述べる。

図１に戻って、平均速度算出手段４２ｂは、ワーク３単体の搬送速度に基づき、第２搬送路１０を搬送する複数のワーク３の平均速度を算出する。具体的に、平均速度算出手段４２ｂは、例えば記憶手段４８に順次記憶されたワーク３単体の搬送速度の速度分布データを呼び出し、速度分布データのうち、立ち上がり時や立ち下がり時を除いた、変化が比較的少ない範囲での搬送速度を複数抽出し、これら搬送速度の平均値をワーク３の平均速度とする。算出された平均速度は記憶手段４８に記憶される。

速度判定手段４２ｃは、記憶手段４８からワーク３の基準搬送速度（ワーク速度設定値）およびワーク３の平均速度を呼び出し、基準搬送速度に基づいて平均速度の可否を判定するものであり、例えば、基準搬送速度と平均速度との差分を求め、基準搬送速度になるよう、例えば一般的なＰＩＤのようなループ制御を行い、指令値を算出する。この指令値は、リニア駆動部制御手段４７ｂにより第２駆動手段１１に出力される。

あるいは、速度判定手段４２ｃは、基準搬送速度と平均速度との差分を求め、この差分が第１所定値以下の場合、ワーク３全体の搬送速度が基準搬送速度に維持されていると判断して、第２駆動手段１１の調整が不要と判定する一方、前記差分が第１所定値を超える場合、ワーク３全体の搬送速度に基準搬送速度からずれが生じていると判断して、第２駆動手段１１の調整が必要と判定する構成であってもよい。

本実施形態において、ワーク３の基準搬送速度は、処理装置６の処理能力に応じて予め定められる。処理装置６は、一般的に、単位時間あたりに処理可能なワーク３の最大個数が決まっている。そのため、基準搬送速度は、後述するワーク充填率も考慮しつつ、処理装置６の単位時間あたりの最大処理個数とほぼ同等のペースで、ワーク３を第２搬送路１０の終端部１０ｂに搬送可能な値に設定される。

速度判定手段４２ｃは、例えば、上記のように第２駆動手段１１の調整が必要と判定した場合、基準搬送速度と平均速度との差分に基づいて、第２駆動手段１１の振幅を一定値上げるか、或いは一定値下げるか判断し、その判断結果に対応する指令値をリニア駆動部制御手段４７ｂが第２駆動手段１１に出力するようにする。または、速度判定手段４２ｃは、基準搬送速度と平均速度との差分を相殺するために必要と推定される第２駆動手段１１の振幅の変化量を求め、その変化量に対応する指令値をリニア駆動部制御手段４７ｂから第２駆動手段１１に出力するようにしてもよい。または、速度判定手段４２ｃは、現在の第２駆動手段１１の振幅と、前記差分を相殺するために必要と推定される第２駆動手段１１の振幅の変化量とに基づき、前記差分を相殺することが可能と推定される第２駆動手段１１の振幅を求め、その振幅に対応する指令値をリニア駆動部制御手段４７ｂから第２駆動手段１１に出力するようにしてもよい。

なお、第２駆動手段１１の振動を調整できれば、前記指令値として、第２駆動手段１１の周波数を変更させるものを出力する構成としてもよい。以上のようにして、リニア駆動部制御手段４７ｂは、第２駆動手段１１の振動をフィードバック制御する。

第２駆動手段１１は、リニア駆動部制御手段４７ｂから出力された指令値に応じて振幅が変更される。そのため、ワーク３の平均速度が基準搬送速度に満たない状態の場合、第２駆動手段１１の振幅を指令値に対応した値で上げることができる。一方、ワーク３の平均速度が基準搬送速度を超過する状態の場合、第２駆動手段１１の振幅を指令値に対応した値で下げることができる。これにより、ワーク３の実際の平均速度が基準搬送速度に近づく方向に自動で調整される。

図１に示す報知手段４９は、所定条件から外れる指令値がリニア駆動部制御手段４７ｂから出力されると、アラームを鳴らすよう構成される。例えば、何らかの原因で第２搬送路１０が終端部１０ｂを下方に向けて傾斜している、あるいは、イオナイザー（静電除去装置）など送風機能を有する他の装置からの風が第２搬送路１０に当たり、それによりワーク３が勝手に搬送されているなどの異常事態が発生していると、第２駆動手段１１の振幅を下げるための制御をどれだけ行っても、基準搬送速度に対してワーク３の平均速度が速い状態が続くことがある。一方、第２搬送路１０にワーク３表面材の削り粉や埃等が多く溜まり、搬送面１０ａの清掃などの点検が必要な状態になると、ワーク３が搬送されにくくなり、第２駆動手段１１の振幅を上げるための制御をどれだけ行っても、基準搬送速度に対してワーク３の平均速度が遅い状態が続くことがある。

これらの状態に対処するため、例えば、同一内容の指令値（第２駆動手段１１の振幅を一定値上げる又は下げる指令値）が連続出力される回数の上限値や、基準搬送速度と平均速度との差分の相殺に必要な第２駆動手段１１の振幅の変化量の上限値、前記差分を相殺可能と推定される第２駆動手段１１の振幅の上下限値を予め定めておき、報知手段４９は、前記上限値を超える内容あるいは前記下限値を下回る内容の指令値がリニア駆動部制御手段４７ｂから出力される場合、所定の条件から外れると判断してアラームを鳴らし、報知する。そのため、例えば、リニア駆動部制御手段４７ｂより第２駆動手段１１の振幅を大幅に下げる指令が出力される場合、報知手段４９は、前記差分を相殺するために必要な第２駆動手段１１の振幅の変化量が上限値を超えると判断して報知を行う。これにより、使用者が的確なタイミングでパーツフィーダ１００の点検等を行うことができ、リニア駆動部制御手段４７ｂによる制御が行われても、第２駆動手段１１の振幅が所定範囲内に収まるようにできる。

前述のように、処理装置６は単位時間あたりに処理可能なワーク３個数の最大値が決まっている。そのため、処理装置６の最大処理能力を超えるペースでワーク３が第２搬送路１０の終端部１０ｂに搬送され続けると、第２搬送路の終端部１０ｂにワーク３が溜まるオーバーフローが発生し、それが進行すると、隣り合うワーク３，３が互いに隙間なく搬送される状態になるので、不正姿勢ワーク３を圧縮空気の噴射によって第２搬送路１０上から適切に排除できる確率である選別効率が低下する。或いは、不正姿勢ワーク３を圧縮空気の噴射によって第２搬送路１０上で適切に姿勢矯正できる確率である反転効率が低下する。また、第２搬送路１０の終端部１０ｂに搬送される単位時間あたりのワーク３の個数が処理装置６の処理能力よりも少ないと、パーツフィーダ１００の排出能力の低下につながる。

そこで、上述のように、第２搬送路１０を搬送するワーク３全体の搬送速度を調整することで、排出能力、反転効率および選別効率を良好に維持できるが、本実施形態のようにリニアフィーダ１にボウルフィーダ７からワーク３が供給される構成においては、第２搬送路１０のワーク充填率も併せて制御することで、排出能力、反転効率および選別効率をより安定して良好に維持できる。

ワーク充填率は、第２搬送路１０にその長手方向に沿ってワーク３が存在する割合であり、搬送面１０ａ上を複数のワーク３，３が互いにどの程度の間隔で搬送されているか示すものである。

図１に示すワーク充填率算出手段４３ａは、下記式（３）に基づき、ワーク充填率Ｐｗ（％）を算出する。

Ｐｗ＝Ｓ・Ａｗ／α・１００・・・（３）

ここで、αは、図４（ａ）に示すようなラインカメラ２による任意の計測時間（sec）である。Ｓは、計測時間α内におけるラインカメラ２のスキャンレートすなわちラインカメラ２の撮像間隔（sec）である。Ａｗは、計測時間α内にラインカメラ２がワーク３を撮像した回数（回）である。すなわち、ＳとＡｗの積は、同図（ａ）に実線の矢印で示す時間を、同図（ｂ）に示すように合計したものとなる。このようにして得られたワーク充填率Ｐｗは、図１に示す記憶手段４８に記憶される。

ワーク充填率Ｐｗが１００％の場合、複数のワーク３が互いに隙間なく連続して搬送されていることを示し、ワーク充填率Ｐｗが小さくなるほど、搬送されるワーク３，３同士の隙間が大きいことを示す。ワーク充填率Ｐｗが１００％であると、目的の不正姿勢ワーク３が隣接する他のワーク３と干渉し、排除手段５等の不適切ワーク処理手段により適切に処理されない可能性が高くなる。さらに、複数のワーク３，３が互いに隣接した状態であると、短手方向（あるいは長手方向）が搬送方向と平行な状態で搬送されるワーク３に圧縮空気を噴射しても、搬送面１０ａ上でワーク３を直角に水平回転させて搬送向きを変えることが難しくなる。すなわち、第２搬送路１０の始端部等においてワーク３を整列効率が低下する。また、ワーク充填率Ｐｗが小さすぎると、第２搬送路１０上でのワーク３の平均速度が速くても、処理装置６に向けて搬送される単位時間あたりのワーク３個数が少なくなり、パーツフィーダ１００の排出能力が低下しやすくなる。

仮に第２搬送路１０に供給される単位時間あたりのワーク３個数が一定の状態で、前記リニア駆動部制御手段４７ｂにより第２搬送路１０を搬送するワーク３の平均速度を変えると、第２搬送路１０においてワーク充填率Ｐｗが変化する。具体的には、ワーク３の平均速度が速くなると、ワーク３，３同士の間隔が広がり、ワーク充填率Ｐｗが小さくなる。一方、ワーク３の平均速度が遅くなると、ワーク３，３同士の間隔が狭まり、ワーク充填率Ｐｗが大きくなる。したがって、正方向率および排出能力を安定して良好に保つには、ワーク３の平均速度が変化したとしても、ワーク充填率Ｐｗが一定に維持されるように、第１駆動手段７０（ボウルフィーダ駆動部）をフィードバック制御し、第１搬送路７３から第２搬送路１０に搬送されるワーク３個数を調整することが好ましい。

図１に示す充填率判定手段４３ｂは、記憶手段４８からワーク３の基準充填率およびワーク充填率算出手段４３ａが算出したワーク充填率Ｐｗを呼び出し、基準充填率に基づいてワーク充填率Ｐｗの可否を判定するものであり、例えば、基準充填率とワーク充填率Ｐｗとの差分を求め、基準充填率になるよう、例えば一般的なＰＩＤのようなループ制御を行い、指令値を算出する。この指令値は、ボウル駆動部制御手段４７ａにより第１駆動手段７０に出力される。

あるいは、充填率判定手段４３ｂは、基準充填率とワーク充填率Ｐｗとの差分を求め、この差分が第２所定値以下の場合、ワーク充填率Ｐｗが基準充填率に維持されていると判断して、第１駆動手段７０の調整が不要と判定する一方、前記差分が第２所定値を超える場合、ワーク充填率Ｐｗに基準充填率からずれが生じていると判断して、第１駆動手段７０の調整が必要と判定する構成であってもよい。

基準充填率は、例えば９５％程度が好ましく、記憶手段４８に予め記憶されている。

充填率判定手段４３ｂは、例えば、上記のように第１駆動手段７０の調整が必要と判定した場合、基準充填率とワーク充填率Ｐｗとの差分に基づいて、第１駆動手段７０の振幅を一定値上げるか、或いは一定値下げるか判断し、その判断結果に対応する指令値をボウル駆動部制御手段４７ａが第１駆動手段７０に出力するようにする。または、充填率判定手段４３ｂは、基準充填率とワーク充填率Ｐｗとの差分を相殺するために必要と推定される第１駆動手段７０の振幅の変化量を求め、その変化量に対応する指令値をボウル駆動部制御手段４７ａから第１駆動手段７０に出力するようにしてもよい。または、充填率判定手段４３ｂは、現在の第１駆動手段７０の振幅と、前記差分を相殺するために必要と推定される第１駆動手段７０の振幅の変化量とに基づき、前記差分を相殺することが可能と推定される第１駆動手段７０の振幅を求め、その振幅に対応する指令値をリニア駆動部制御手段４７ｂから第２駆動手段１１に出力するようにしてもよい。

第１駆動手段７０は、ボウル駆動部制御手段４７ａから出力された指令値に応じて振幅が変更される。例えば、ワーク充填率Ｐｗが基準充填率に満たない状態の場合、ワーク３が密集状態ではないと判断され、第１搬送路７３から第２搬送路１０への単位時間あたりのワーク３の供給個数が増加するよう、第１駆動手段７０の振幅を指令値に対応した値で上げるための制御が行われる。一方、ワーク充填率Ｐｗが基準充填率を超過する状態の場合、ワーク３が密集状態と判断され、第１搬送路７３から第２搬送路１０への単位時間あたりのワーク３供給個数が減少するよう、第１駆動手段７０の振幅を指令値に対応した値で下げるための制御が行われる。これにより、ワーク３の充填率が基準充填率に近づく方向に自動で調整される。

以上のように本実施形態のパーツフィーダ１００は、複数のワーク３を載置可能な搬送面１０ａを有する第２搬送路１０の搬送面１０ａと、ワーク３を搬送させる振動を第２搬送路１０に付与する第２駆動手段１１と、搬送面１０ａを搬送するワーク３単体の搬送速度を算出する単体速度算出手段４２ａと、ワーク３単体の搬送速度に基づき、第２搬送路１０上にある複数のワーク３の平均速度を算出する平均速度算出手段４２ｂと、ワーク３の平均速度および予め定められたワーク３の基準搬送速度に基づく指令値を第２駆動手段１１に出力するリニア駆動部制御手段４７ｂと、を備えるよう構成されたものである。

このような構成であると、第２駆動手段１１が搬送面１０ａを振動させて複数のワーク３が搬送され、そのときのワーク３単体の搬送速度が、単体速度算出手段４２ａにより算出される。平均速度算出手段４２ｂは、ワーク３単体の搬送速度に基づき搬送面１０ａ上にある複数のワーク３の平均速度を算出し、リニア駆動部制御手段４７ｂは、ワーク３の平均速度および基準搬送速度を考慮した指令値を第２駆動手段１１に出力する。これにより、ワーク３の搬送に伴う搬送面１０ａの摩耗やワーク３表面材の削れ粉の発生等の経時変化、静電気によるワーク３の第２搬送路１０への吸着、ロット違いによる摩擦係数の変化等が原因でワーク３の平均速度が変化しても、第２駆動手段１１の振動を前記指令値に応じて変化させて、ワーク３の搬送速度を基準搬送速度に自動で調整できる。したがって、第２搬送路１０を搬送するワーク３全体の実際の搬送速度を適切に保ち、排出能力および正方向率が良好な状態に維持できる。

加えて、螺旋状の第１搬送路７３および第１搬送路７３を振動させる第１駆動手段７０を有するボウルフィーダ７と、第１搬送路７３の終端に接続され、搬送面１０ａが形成された直線状の第２搬送路１０および第２搬送路１０を振動させる第２駆動手段１１を有するリニアフィーダ１と、第２搬送路１０にその長手方向に沿ってワーク３が存在する割合であるワーク充填率Ｐｗを得るワーク充填率算出手段４３ａと、ワーク充填率Ｐｗおよび予め定められた基準充填率に基づく指令値を第１駆動手段７０に出力するボウル駆動部制御手段４７ａと、を備える構成であることから、リニア駆動部制御手段４７ｂにより第２搬送路１０を搬送するワーク３全体の搬送速度が変化しても、ボウル駆動部制御手段４７ａがワーク充填率Ｐｗおよび基準充填率に基づく指令値を第１駆動手段７０に出力して、ボウルフィーダ７の第１搬送路７３からリニアフィーダ１の第２搬送路１０に搬送される単位時間あたりのワーク３の個数を調整できる。そのため、第２搬送路１０でのワーク充填率Ｐｗを適切な値に保つことができ、整列効率、反転効率及び選別効率等のワーク３の正方向率、ならびに排出能力を安定して良好な状態に維持できる。

特に、搬送面１０ａを有する第２搬送路１０の終端部１０ｂに、ワーク３を処理する処理装置６を設置可能であり、処理装置６の最大処理能力に基づいてワーク３の基準搬送速度を定めることから、ワーク３の排出能力および正方向率をより良好にできる。

さらに、所定条件から外れる指令値がリニア駆動部制御手段４７ｂより出力されると、アラームを鳴らす報知手段４９をさらに備えることから、パーツフィーダの点検時期や異常等を的確に報知できる。

とりわけ、搬送面１０ａに沿って搬送されるワーク３を撮像するラインカメラ２と、このラインカメラ２が取得した画像データに基づき、ワーク３の良否を判別する良否判別手段としての姿勢判別手段４４とを備え、単体速度算出手段４２ａは、ラインカメラ２が取得した画像データに基づいて、ワーク３単体の搬送速度を順次算出し、算出した複数の搬送速度の平均値を平均速度とすることから、ラインカメラ２が取得した画像データをワーク３の良否判別としての姿勢判別だけでなく、ワーク３の平均速度の算出にも利用することで、平均速度算出のための装置を別途設けることなく、簡単に平均速度を算出することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。

例えば、本実施形態では、ラインカメラ２が取得した画像データに基づきワーク３単体の搬送速度が算出されるが、この構成に限定されず、エリアカメラや近接センサなどを用いた他の方法で算出されてもよい。エリアカメラを用いる場合、例えば、エリアカメラ（エリアスキャン方式）で２回撮像を行い、１回目と２回目で対象ワーク３が移動した距離（検出位置量）と、１回目と２回目の撮像時刻の差である対象ワーク３の移動時間からワーク３単体の搬送速度を算出する。近接センサを用いる場合、例えば、対象ワーク３の有無を２つ以上の近接センサで検出し、これら近接センサのＯＮ・ＯＦＦの時間と近接センサ間の距離からワーク３単体の搬送速度を算出する。

また、本実施形態では、ラインカメラ２が取得した画像データに基づきワーク充填率Ｐｗが算出されるが、これに限定されず、例えば、ファイバセンサや近接センサなど各種センサを用いて算出されてもよい。この場合、下記式（４）に基づきワーク充填率Ｐｗ（％）が算出される。

Ｐｗ＝Ｔｗｓ／α・１００・・・（４）

ここで、αは、図５に示すようなセンサによる任意の計測時間（sec）である。Ｔｗｓは、計測時間α内においてセンサによりワーク３が検出された時間の合計値（ワーク検出時間）（sec）であり、同図に実線矢印で示すワーク３単体の検出時間Ｔｗの和である。すなわちＴｗｓは、Ｔｗ＋Ｔｗ＋・・・＋Ｔｗ＋Ｔｗである。

また、本実施形態は報知手段４９を備えるが、報知手段４９を備えない構成であってもよい。

また、ワーク充填率Ｐｗが算出されない構成であってもよい。この場合、第２搬送路１０上のワーク３の平均速度が変更された場合であっても、ワーク充填率Ｐｗを一定に維持可能な構成とすることが好ましい。

また、本実施形態では、不正姿勢ワーク３を搬送路１０上から排除するが、不正姿勢ワーク３の姿勢を搬送路１０上で矯正する構成としてもよい。姿勢矯正は例えば圧縮空気を噴射することで行われ、噴射のタイミングはタイミング制御手段４６により制御する構成としてもよい。

さらに、本実施形態では、ラインカメラ２として撮像素子が１列に配列したものを用いているが、本発明の効果が発揮される範囲内において撮像素子が２列以上配列したものを用いてもよい。

また、本実施形態ではラインカメラ２を用いているが、ラインカメラ２の代わりに、エリアカメラ内の複数の撮像素子の中でワーク３の搬送方向に直交して配列された１列あるいは２列程度の撮像素子のみを使い、本実施形態でのラインカメラ２と同等の使い方ができるエリアカメラを用いてもよい。

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１・・・リニアフィーダ
２・・・ラインカメラ
３・・・ワーク
６・・・処理装置
７・・・ボウルフィーダ
１０・・・第２搬送路
１０ａ・・・搬送面
１０ｂ・・・第２搬送路の終端部
１１・・・第２駆動手段
４２ａ・・・単体速度算出手段
４２ｂ・・・平均速度算出手段
４３ａ・・・ワーク充填率算出手段
４４・・・姿勢判別手段（良否判別手段）
４７ａ・・・ボウル駆動部制御手段
４７ｂ・・・リニア駆動部制御手段
４９・・・報知手段
７０・・・第１駆動手段
７３・・・第１搬送路
１００・・・パーツフィーダ
Ｐｗ・・・ワーク充填率

Claims (5)

1. 複数のワークを載置可能な搬送面と、
   ワークを搬送させる振動を前記搬送面に付与する駆動手段と、
   前記搬送面を搬送するワーク単体の搬送速度を算出する単体速度算出手段と、
   ワーク単体の搬送速度に基づき、搬送面上にある複数のワークの平均速度を算出する平均速度算出手段と、
   前記ワークの平均速度および予め定められたワークの基準搬送速度に基づく指令値を前記駆動手段に出力する駆動部制御手段と、を備えることを特徴とするパーツフィーダ。
2. 螺旋状の第１搬送路および前記第１搬送路を振動させる第１駆動手段を有するボウルフィーダと、
   前記第１搬送路の終端に接続され、前記搬送面が形成された直線状の第２搬送路、および前記第２搬送路を振動させる第２駆動手段を有するリニアフィーダと、
   前記第２搬送路にその長手方向に沿ってワークが存在する割合であるワーク充填率を得るワーク充填率算出手段と、
   前記ワーク充填率および予め定められた基準充填率に基づく指令値を前記第１駆動手段に出力するボウル駆動部制御手段と、を備える請求項１記載のパーツフィーダ。
3. 前記第２搬送路の終端部に、ワークを処理する処理装置を設置可能であり、
   前記処理装置の最大処理能力に基づいて前記基準搬送速度を定める請求項２記載のパーツフィーダ。
4. 所定条件から外れる前記指令値が前記駆動部制御手段より出力されると、アラームを鳴らす報知手段をさらに備える請求項１〜３の何れかに記載のパーツフィーダ。
5. 前記搬送面に沿って搬送されるワークを撮像するカメラと、
   このカメラが取得した画像データに基づき、ワークの良否を判別する良否判別手段とを備え、
   前記単体速度算出手段は、前記カメラが取得した画像データに基づいて、ワーク単体の搬送速度を順次算出し、算出した複数の当該搬送速度の平均値を前記平均速度とする請求項１〜４の何れかに記載のパーツフィーダ。

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