JP2017039604A - パーツフィーダ - Google Patents

Abstract

【課題】搬送路を搬送する複数のワーク同士の間隔を好適な値に自動で調整でき、排出能力および正方向率が良好な状態に維持可能な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、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、第１搬送路７３からワーク３が搬送される直線状の第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、を備えるよう構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、搬送路を搬送するワーク同士の間隔を好適な値に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、リニアフィーダの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。そして、姿勢が不適切と判別されたワークに向けて排除手段から圧縮空気を噴射し、不正姿勢ワークを搬送路上から排除している。

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、ボウルフィーダなどからリニアフィーダの搬送路にワークを供給することが一般的であり、リニアフィーダへの供給量が多く、ボウルフィーダのワーク搬送速度がリニアフィーダのワーク搬送速度を上回ると、図７（ａ）に示すようにリニアフィーダの搬送路１０上でワーク３が密集状態となる。このようにワーク３が密集状態で搬送されると、排除手段から目的の不正姿勢ワーク３に圧縮空気を噴射しても、不正姿勢ワーク３が隣接する他のワーク３と干渉して搬送路１０上から排除されなかったり、隣接する正姿勢のワーク３が搬送路１０上から排除されるおそれがある。すなわち、不正姿勢ワーク３を搬送路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おそれがある。

或いは、不正姿勢のワーク３を搬送路１０上で排除するのではなく、圧縮空気等により搬送路１０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３が隣接する他のワーク３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３が姿勢変更されるおそれがある。すなわち、不正姿勢ワーク３を搬送路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おそれがある。

さらに、短手方向（あるいは長手方向）を搬送方向と平行にして搬送されるワーク３を直角に水平回転させて、ワーク３が搬送される向きを変更すること、または、搬送される向きが適切でないワーク３を搬送路１０上から排除することも難しくなり、搬送路１０上でワーク３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も低下する。以下、選別効率、反転効率および整列効率をまとめて正方向率と呼ぶ場合がある。

これら正方向率が低下すると、単位時間あたりに供給先に供給される正姿勢ワーク３の個数が減少し、パーツフィーダの能力低下につながる。

一方、リニアフィーダの搬送路１０へのワーク供給量が少なく、ボウルフィーダのワーク搬送速度がリニアフィーダのワーク搬送速度を下回り、図７（ｂ）に示すようにリニアフィーダの搬送路１０上でワーク３，３間の間隔が広くなると、単位時間あたりに前記供給先に搬送されるワーク３の個数が減少し、パーツフィーダの排出能力の低下につながる。

そのため、リニアフィーダの搬送路１０へのワーク供給量、ボウルフィーダとリニアフィーダでのワーク搬送速度などワーク３の密集度合に影響を与える各種設定値は、搬送路１０上のワーク３，３全体が互いに適切な間隔をあけて搬送されるように定められることが通例である。しかしながら、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、ワークの搬送速度が変化してワーク同士の間隔が変わる可能性があることから、ワーク間の間隔が変化した場合にそれを基準値に自動で調整可能な構成が望まれる。

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、搬送路を搬送する複数のワーク同士の間隔を好適な値に自動で調整でき、排出能力および正方向率が良好な状態に維持可能な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、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、前記第１搬送路からワークが搬送される直線状の第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駆動手段の少なくとも何れか一方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、第１駆動手段の駆動によりボウルフィーダの第１搬送路からリニアフィーダの第２搬送路にワークが搬送され、第２駆動手段の駆動により第２搬送路上でワークが搬送される。駆動部制御手段は、ワーク充填率算出手段が得たワーク充填率および基準充填率に基づく指令値を駆動手段に出力する。そのため、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充填率が変化しても、例えば、第１駆動手段の振動状態を変えて第１搬送路から第２搬送路へのワーク供給量を変更させる、或いは、第２駆動手段の振動状態を変えて第２搬送路でのワークの搬送速度を変更させることが可能になる。これにより、第２搬送路を搬送するワーク同士の間隔を変化させることができ、ワーク充填率を自動で基準充填率に調整できるので、排出能力および正方向率が良好な状態に維持できる。

特に、リニアフィーダの各種設定を変更することなく、ワーク充填率を簡単に調整するためには、前記駆動部制御手段が、前記指令値に基づき、前記第１駆動手段を制御するよう構成されることが好ましい。

或いは、前記駆動部制御手段が、前記指令値に基づき、前記第２振動手段を制御するよう構成されることも考えられる。

上記の場合に、姿勢等が不適切なワークを安定して処理するためには、前記第２搬送路を搬送するワーク単体の搬送速度を算出する速度算出手段と、当該ワークの良否を判断する良否判別手段と、前記第２搬送路に設定した排除位置に圧縮空気を噴射する不適切ワーク処理手段と、前記ワーク単体の搬送速度に基づいて、前記良否判別手段が不良と判断したワークが前記排除位置に到達するタイミングを求め、このタイミングで前記不適切ワーク処理手段から圧縮空気を噴射させるタイミング制御手段と、を備える構成とすることが好ましい。

ワーク充填率算出のための装置を別途設けることなく、簡単にワーク充填率を算出可能な構成とするためには、前記第２搬送路を搬送するワークを撮像するカメラと、当該ワークの良否を判別する良否判別手段とを備え、前記カメラが取得した画像データが、前記良否判別手段によるワークの良否判別と、前記ワーク充填率算出手段によるワーク充填率の算出に利用される構成とすることが好ましい。

カメラを利用して簡単にワーク充填率を求めるためには、前記カメラが、前記搬送路上に設定された撮像位置を通過する前記ワークを所定の間隔で撮像する構成とし、ワーク充填率をＰｗ（％）、カメラによる所定の計測時間をα（sec）、前記計測時間内におけるカメラの撮像間隔をＳ（sec）、前記計測時間内にカメラがワークを撮像した回数をＡｗ（回）とした場合に、前記ワーク充填率算出手段は、下記式

Ｐｗ＝Ｓ・Ａｗ／α・１００
に基づいて前記ワーク充填率を算出する構成とすることが好ましい。

以上、説明した本発明によれば、種々の原因でワーク充填率が変化しても、第２搬送路を搬送するワーク同士の間隔を変化させて、ワーク充填率を自動で基準充填率に調整できるので、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。 本発明の他の変形例を説明するための図。 従来の問題点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１駆動手段７０および第２駆動手段１１は、初期状態では、第２搬送路１０において複数のワーク３，３を後述する基準充填率で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上の周波数や振幅に設定されている。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、速度算出手段４２ａ、指令出力手段４５、タイミング制御手段４６、ワーク充填率算出手段４３ａ、充填率判定手段４３ｂおよびボウル駆動部制御手段４７ａ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。

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。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。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、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、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の搬送速度が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、上記のようなワーク搬送および不適切ワーク排除処理と並行して行われるワーク充填率の調整処理について説明する。

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に戻って、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と干渉するので、圧縮空気等の噴射により不正姿勢ワーク３を第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、圧縮空気等の噴射により不正姿勢ワーク３を第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、および、第２搬送路の始端部などでワーク３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などの低下につながる。以下、整列効率、ならびに前述の反転効率および選別効率をまとめて正方向率と呼ぶ場合がある。

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単体の搬送速度が速くても、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。

そのため、正方向率および排出能力を安定して良好に保つには、第２搬送路１０上のワーク３の密集状態（充填状態）を監視し、ワーク充填率Ｐｗが一定に維持されるよう、後述するように第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に搬送される単位時間あたりのワーク３個数を調整する。

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、振幅の指令値を算出する。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。なお、この指令値を上げすぎると、ワーク３の搬送時姿勢が安定しないため、上限を満たす（超えない）ことが望ましい。

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、前記差分が所定値以下を超える場合、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。

本実施形態において、ワーク３の基準充填率は、処理装置６の処理能力に応じて予め定められ、記憶手段４８に記憶されている。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、基準充填率は、第２搬送路１０におけるワーク３の搬送速度も考慮しつつ、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。これにより、第２搬送路１０の終端部１０ｂへのワーク供給量が、処理装置６の許容処理数（処理能力）を上回らないよう、第２搬送路１０上でのワーク３の密集度合を調整できる。なお、基準充填率は、例えば９５％程度が好ましい。

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ボウル駆動部制御手段４７ａ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１駆動手段７０の振動を調整できれば、前記指令値として、第１駆動手段７０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。

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、不正姿勢ワーク３を排除あるいは姿勢変更する付勢力が隣接する他のワーク３に影響を与えない環境を作り、正姿勢のものが誤って排除されたり、姿勢変更されることが低減され、単位時間あたりに処理装置６に供給される正姿勢ワーク３の個数が減少することなく、パーツフィーダ１００の排出能力（供給能力）の向上を図ることができる。

図１に示す報知手段４９は、所定条件から外れる指令値がボウル駆動部制御手段４７ａ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の搬送速度が加速し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の振幅を上げるための制御をどれだけ行っても、基準充填率に対してワーク充填率が小さい状態が続くことがある。一方、何らかの原因によって第２搬送路１０でワーク３が多量に詰まり、ワーク３が搬送されにくくなると、第１駆動手段７０の振幅を下げるための制御をどれだけ行っても、基準充填率に対してワーク充填率が大き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１駆動手段７０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、基準充填率とワーク充填率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の振幅の変化量の上限値、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、ボウル駆動部制御手段４７ａより第１駆動手段７０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と推定される第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、ボウル駆動部制御手段４７ａによる制御が行われても、第１駆動手段７０の振幅が所定範囲内に収まるようにできる。

以上のように本実施形態のパーツフィーダ１００は、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、第１搬送路７３からワーク３が搬送される直線状の第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に出力する駆動部制御手段としてのボウル駆動部制御手段４７ａと、を備えることを特徴とする。

このような構成であると、第１駆動手段７０の駆動によりボウルフィーダ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にワーク３が搬送され、第２駆動手段１１の駆動により第２搬送路１０上でワーク３が搬送される。ボウル駆動部制御手段４７ａは、ワーク充填率算出手段４３ａが得たワーク充填率Ｐｗおよび基準充填率に基づく指令値を第１駆動手段７０に出力する。そのため、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の搬送面１０ａ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充填率Ｐｗが変化しても、第１駆動手段７０の振動状態を変えて、第１搬送路７３から第２搬送路１０へのワーク供給量を変更させることが可能になる。これにより、第２搬送路１０でのワーク３の搬送速度に関する設定を変更しなくても、第２搬送路１０を搬送するワーク３，３同士の間隔が変化し、ワーク充填率Ｐｗを自動で基準充填率に調整できるので、排出能力および正方向率が良好な状態に維持できる。

特に、ボウル駆動部制御手段４７ａが、前記指令値に基づき、第１駆動手段７０を制御するよう構成されることから、ワーク充填率Ｐｗの調整のためにリニアフィーダ１の各種設定を変更する必要がなく、特にワーク３の基準充填率が処理装置６の最大処理個数に対応する値に設定されている場合には、排出能力を最適の状態に維持しつつワーク充填率Ｐｗを簡単に調整できる。

加えて、第２搬送路１０を搬送するワーク３を撮像するラインカメラ２と、当該ワーク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、ラインカメラ２が取得した画像データが、姿勢判別手段４４によるワーク３の良否判別と、ワーク充填率算出手段４３ａによるワーク充填率Ｐｗの算出に利用されることから、ワーク充填率Ｐｗの算出のための装置を別途設けることなく、簡単にワーク充填率Ｐｗを算出可能な構成とすることができる。

とりわけ、ラインカメラ２により、第２搬送路１０上に設定された撮像位置Ｐ１を通過するワーク３を所定の間隔で撮像するよう構成するとともに、上記式（３）に基づいてワーク充填率Ｐｗを算出することから、ラインカメラ２を利用して簡単かつ適切にワーク充填率Ｐｗを求めることができる。

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、本実施形態は報知手段４９を備えるが、図５に示すように報知手段４９を備えない構成であってもよい。

また、本実施形態ではワーク充填率を調整する際、ボウル駆動部制御手段４７ａが第１駆動手段７０の振幅を変更する、すなわちボウルフィーダ７からリニアフィーダ１に供給される単位時間あたりのワーク個数を変更する制御を行うが、図５に示すように、ボウル駆動部制御手段４７ａの代わりにリニア駆動部制御手段４７ｂを備え、リニア駆動部制御手段４７ｂ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２駆動手段１１に出力して、第２駆動手段１１の振動をフィードバック制御する構成としてもよい。

この場合、ワーク充填率Ｐｗが基準充填率に満たない状態では、第２駆動手段１１の振幅をリニア駆動部制御手段４７ｂからの指令値に対応した値で下げる。第２駆動手段１１に供給される単位時間あたりのワーク個数は変わらないので、これにより、第２搬送路１０上でワーク３の搬送速度が遅くなり、ワーク３，３同士の隙間が小さくなって、ワーク充填率が大きくなる。

一方、ワーク充填率Ｐｗが基準充填率を超過する状態では、第２駆動手段１１の振幅をリニア駆動部制御手段４７ｂからの指令値に対応した値で上げる。第２駆動手段１１に供給される単位時間あたりのワーク個数は変わらないので、これにより、第２搬送路１０上でワーク３の搬送速度が速くなり、ワーク３，３同士の隙間が大きくなって、ワーク充填率が小さくなる。

このように、ワーク充填率Ｐｗおよび基準充填率に基づく指令値を第２駆動手段１１に出力する駆動部制御手段としてのリニア駆動部制御手段４７ｂを備える構成であると、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の搬送面１０ａ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充填率Ｐｗが変化しても、第２駆動手段１１の振動状態を変えて、第２搬送路１０でのワーク３の搬送速度を変更することができる。これにより、第２搬送路１０に供給される単位時間あたりのワーク３の個数がほぼ一定であれば、第２搬送路１０を搬送するワーク３，３同士の間隔が変化し、ワーク充填率Ｐｗを自動で基準充填率に調整できるので、排出能力および正方向率が良好な状態に維持できる。

また、このような構成において、第２搬送路１０を搬送するワーク３単体の搬送速度を算出する速度算出手段４２ａと、当該ワーク３の良否を判断する良否判別手段としての姿勢判別手段４４と、第２搬送路１０に設定した排除位置Ｐ２に圧縮空気を噴射する不適切ワーク処理手段としての排除手段５と、ワーク３単体の搬送速度に基づいて、姿勢判別手段４４が不良と判断したワーク３が排除位置Ｐ２に到達するタイミングを求め、このタイミングで排除手段５から圧縮空気を噴射させるタイミング制御手段４６と、を備える構成とすることで、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、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可能なので、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の搬送速度が変更されても、不正姿勢ワーク３を排除手段５により安定して第２搬送路１０から排除でき、選別効率が良好な状態を維持できる。

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６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
５・・・不適切ワーク処理手段（排除手段）
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・・・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）
４６・・・タイミング制御手段
４７ａ・・・駆動部制御手段（ボウル駆動部制御手段）
４７ｂ・・・駆動部制御手段（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
Ｐ１・・・撮像位置
Ｐ２・・・排除位置
Ｐｗ・・・ワーク充填率

Claims (6)

1. 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、前記第１搬送路からワークが搬送される直線状の第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駆動手段の少なくとも何れか一方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. 前記駆動部制御手段は、前記指令値に基づき、前記第１駆動手段を制御するよう構成される請求項１記載のパーツフィーダ。
3. 前記駆動部制御手段は、前記指令値に基づき、前記第２振動手段を制御するよう構成される請求項１記載のパーツフィーダ。
4. 前記第２搬送路を搬送するワーク単体の搬送速度を算出する速度算出手段と、
   当該ワークの良否を判別する良否判別手段と
   前記第２搬送路に設定した排除位置に圧縮空気を噴射する不適切ワーク処理手段と、
   前記ワーク単体の搬送速度に基づいて、前記良否判別手段が不良と判断したワークが前記排除位置に到達するタイミングを求め、このタイミングで前記不適切ワーク処理手段から圧縮空気を噴射させるタイミング制御手段と、を備える請求項１〜３の何れかに記載のパーツフィーダ。
5. 前記第２搬送路を搬送するワークを撮像するカメラと、
   当該ワークの良否を判別する良否判別手段と、を備え、
   前記カメラが取得した画像データが、前記良否判別手段によるワークの良否判別と、前記ワーク充填率算出手段によるワーク充填率の算出に利用されるよう構成される請求項１〜４の何れかに記載のパーツフィーダ。
6. 前記カメラは、前記搬送路上に設定された撮像位置を通過する前記ワークを所定の間隔で撮像するよう構成され、
   ワーク充填率をＰｗ（％）、
   カメラによる所定の計測時間をα（sec）、
   前記計測時間内におけるカメラの撮像間隔をＳ（sec）、
   前記計測時間内にカメラがワークを撮像した回数をＡｗ（回）とした場合に、前記ワーク充填率算出手段は、下記式
   Ｐｗ＝Ｓ・Ａｗ／α・１００
   に基づいて前記ワーク充填率を算出する請求項５記載のパーツフィーダ。

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