JP2021049588A - 反転装置 - Google Patents

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慎也 谷口
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祐介 佐藤
真稔 島田
Masatoshi Shimada
真稔 島田
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Abstract

【課題】反転装置の小型化を図る。【解決手段】反転装置は、支持部と把持部と第1移動機構と第2移動機構とを備える。支持部は、対象物を支持する。把持部は、第1方向の間隔が減じるように相対的に移動して対象物を挟持する第1部と第2部とを有する。第1移動機構は、支持部と把持部とを上下方向の距離が変化するように相対的に移動させる。第2移動機構は、支持部と把持部とを第1方向と直交する水平方向に向けて相対的に移動させる。第1部は、第1本体部分と第1当接部分とを含む。第1当接部分は、第1本体部分によって第1方向に沿った仮想軸を中心として回転可能に保持され、第1部と第2部とが対象物を挟持する際に対象物に当接する。第2部は、第2本体部分と第2当接部分とを含む。第2当接部分は、第2本体部分によって第1方向に沿った仮想軸を中心として回転可能に保持され、第1部と第2部とが対象物を挟持する際に対象物に当接する。【選択図】図2

Description

本発明は、反転装置に関する。
撮像、測定または加工等の各種処理が施される対象物(処理対象物ともワークともいう)を、搬送および反転させる装置が知られている(例えば、特許文献1,2等)。ここで、ワークには、例えば、自動車等の駆動部およびその周辺に用いられる立体的な形状を有する部品等が含まれる。
このような装置では、例えば、ベルトコンベア等のワークを搬送する搬送部上からワークを持ち上げ、ワークを上下反転させた後に、ワークを搬送部上に載置する。これにより、搬送部上に載置された状態で上方を向いているワークの一方の面(第1面ともいう)だけでなく、上下反転させた後に搬送部上に載置された状態で上方を向いているワークの他方の面(第2面ともいう)に対して、各種処理を実行することが可能となる。
特許第5835698号公報 特開平4−171185号公報
しかしながら、例えば、搬送部上からワークを持ち上げて上下反転させる構成を採用すると、ワークを上下反転させる反転装置の大型化を招く。また、例えば、ワークの大型化および重量化に伴って、ワークを上下反転させる反転装置の大型化を招く。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、反転装置の小型化を図ることが可能な技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、第1の態様に係る反転装置は、支持部と、把持部と、第1移動機構と、第2移動機構と、を備える。前記支持部は、対象物を支持することが可能である。前記把持部は、第1方向における間隔が減少するように相対的に移動することで前記対象物を挟持することが可能である第1部および第2部を有する。前記第1移動機構は、前記支持部と前記把持部とを上下方向における距離が変化するように相対的に移動させることが可能である。前記第2移動機構は、前記支持部と前記把持部とを前記第1方向と直交する水平方向に向けて相対的に移動させることが可能である。前記第1部は、第1本体部分と、該第1本体部分によって前記第1方向に沿った仮想軸を中心として回転可能に保持されているとともに、前記第1部と前記第2部とが前記対象物を挟持する際に前記対象物に当接する第1当接部分と、を含む。前記第2部は、第2本体部分と、該第2本体部分によって前記仮想軸を中心として回転可能に保持されているとともに、前記第1部と前記第2部とが前記対象物を挟持する際に前記対象物に当接する第2当接部分と、を含む。
第2の態様に係る反転装置は、第1の態様に係る反転装置であって、前記第1移動機構は、前記把持部を昇降させることが可能である部分を含む。
第3の態様に係る反転装置は、第1または第2の態様に係る反転装置であって、前記第1移動機構は、前記支持部を昇降させることが可能である部分を含む。
第4の態様に係る反転装置は、第1から第3の何れか1つの態様に係る反転装置であって、前記第2移動機構は、前記支持部を前記第1方向と直交する第1水平方向に向けて移動させることが可能である部分を含む。
第5の態様に係る反転装置は、第4の態様に係る反転装置であって、前記支持部は、ベルトコンベアにおけるベルトの上部を含み、前記第2移動機構は、前記ベルトの上部を、前記第1水平方向に向けて移動させることが可能である部分を含む。
第6の態様に係る反転装置は、第1から第3の何れか1つの態様に係る反転装置であって、前記第2移動機構は、前記把持部を前記第1方向とそれぞれ直交する第1水平方向および該第1水平方向とは逆の第2水平方向に向けて移動させることが可能である部分を含む。
第7の態様に係る反転装置は、第4または第5の態様に係る反転装置であって、前記第2移動機構は、前記支持部を前記第1水平方向に向けて移動させることが可能である部分と、前記把持部を前記第1水平方向および該第1水平方向とは逆の第2水平方向に向けて移動させることが可能である部分と、を含む。
第8の態様に係る反転装置は、第1から第7の何れか1つの態様に係る反転装置であって、前記把持部を保持している保持部、を備え、前記把持部は、前記第1部と前記第2部との前記第1方向における間隔を変更することが可能となるように前記第1部および前記第2部のうちの少なくとも一方を移動可能な状態で保持している第3部と、第4部と、前記第3部と前記第4部との間の位置関係を所定範囲内で変更自在である状態で前記第3部と前記第4部とを連結している連結部と、を含み、前記保持部が、前記第4部を保持している。
第9の態様に係る反転装置は、第1から第8の何れか1つの態様に係る反転装置であって、前記第1本体部分は、第1軸受部を介して前記仮想軸を中心として前記第1当接部分を回転可能に保持し、前記第2本体部分は、第2軸受部を介して前記仮想軸を中心として前記第2当接部分を回転可能に保持し、前記第1軸受部は、前記仮想軸に沿って前記第2当接部分から離れる方向において前記第1本体部分に対して引っ掛かるように位置している第1引掛部分を含み、前記第2軸受部は、前記仮想軸に沿って前記第1当接部分から離れる方向において前記第2本体部分に対して引っ掛かるように位置している第2引掛部分を含む。
第10の態様に係る反転装置は、第1から第9の何れか1つの態様に係る反転装置であって、前記支持部によって支持されている前記対象物のうちの前記第1方向と直交する第1水平方向の端部側の部分を前記第1部と前記第2部とによって挟持させ、前記第2移動機構によって前記第1水平方向とは逆の第2水平方向に向けて前記支持部に対して前記把持部を相対的に移動させながら、前記第1移動機構によって前記支持部に対して前記把持部を相対的に上方に移動させた後に前記支持部に対して前記把持部を相対的に下方に移動させることで、前記対象物のうちの前記支持部と接触している部分を支点としつつ、前記対象物を反転させるように、前記把持部、前記第1移動機構および前記第2移動機構の動作を制御する制御部、を備える。
第1の態様の反転装置によれば、例えば、支持部が支持している対象物を把持部の第1部と第2部とで挟持している状態で、第1移動機構によって支持部と把持部とを上下方向における距離が変化するように相対的に移動させつつ、第2移動機構によって支持部と把持部とを水平方向において相対的に移動させることで、対象物のうちの支持部と接触している部分を支点としつつ対象物を反転させることができる。これにより、例えば、対象物を持ち上げるために必要な把持部の可搬重量を低減することができる。その結果、例えば、反転装置の小型化を図ることができる。また、例えば、反転装置の小型化に伴って、反転装置の製造に要する素材および工数等を低減し、反転装置の製造に要するコストを低減することができる。
第2の態様の反転装置によれば、例えば、把持部を昇降させることで、対象物のうちの支持部と接触している部分を支点としつつ対象物を反転させることができる。
第3の態様の反転装置によれば、例えば、支持部を昇降させることで、対象物のうちの支持部と接触している部分を支点としつつ対象物を反転させることができる。
第4の態様の反転装置によれば、例えば、支持部を水平方向に移動させることで、対象物のうちの支持部と接触している部分を支点としつつ対象物を反転させることができる。
第5の態様の反転装置によれば、例えば、ベルトのうちの対象物を支持している上部を第1水平方向に向けて移動させるようにベルトコンベアを駆動させることで、対象物のうちの支持部と接触している部分を支点としつつ対象物を反転させることができる。これにより、例えば、第2移動機構の小型化によって、反転装置の小型化を図ることができる。
第6の態様の反転装置によれば、例えば、把持部を水平方向に向けて移動させることで、対象物のうちの支持部と接触している部分を支点としつつ対象物を反転させることができる。
第7の態様の反転装置によれば、例えば、支持部を第1水平方向に向けて移動させつつ、把持部を第1水平方向とは逆の第2水平方向に向けて移動させることで、対象物のうちの支持部と接触している部分を支点としつつ対象物を反転させることができる。これにより、例えば、支持部の第1水平方向における長さを短縮することで、反転装置の小型化を図ることができる。
第8の態様の反転装置によれば、例えば、第3部と第4部との間の位置関係が若干の変更を許容することで、対象物のうちの支持部と接触している部分を支点としつつ、対象物を反転させる際に、第1移動機構および第2移動機構による支持部および把持部の相対的な移動が厳密に制御されなくてもよい。
第9の態様の反転装置によれば、例えば、第1部と第2部とが対象物を挟持しても、第1本体部分からの第1軸受部の脱落および第2本体部分からの第2軸受部の脱落が生じにくい。
第10の態様の反転装置によれば、例えば、支持部が支持している対象物を把持部の第1部と第2部とで挟持している状態で、第1移動機構によって支持部と把持部とを上下方向における距離が変化するように相対的に移動させつつ第2移動機構によって支持部と把持部とを水平方向において相対的に移動させることで、対象物のうちの支持部と接触している部分を支点としつつ、対象物を反転させることができる。
図1(a)は、第1実施形態に係る検査システムの外観を模式的に示す斜視図である。図1(b)は、第1実施形態に係る検査システムの概略的な構成を示す図である。 図2は、第1実施形態に係る反転装置の主要な構成の一例を示す図である。 図3は、把持部の一例を示す斜視図である。 図4(a)および図4(b)は、把持部の主要な構成の一例および挟持機構の動作に係る一例を示す図である。 図5(a)および図5(b)は、把持部の主要な構成の一例および遊間機構の動作に係る一例を示す図である。 図6(a)は、把持部の第1部の一部の構成の仮想的な切断面の一例を示す図である。図6(b)は、把持部の第2部の一部の構成の仮想的な切断面の一例を示す図である。 図7(a)は、第1当接部分および第1軸部の一部の構成の仮想的な切断面の一例を示す図である。図7(b)は、第2当接部分および第2軸部の一部の構成の仮想的な切断面の一例を示す図である。 図8は、検査システムの機能的構成の一例を示すブロック図である。 図9は、投入装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。 図10は、撮像装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。 図11は、反転装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。 図12は、排出装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。 図13は、反転装置におけるワークの反転に係る動作フローの一例を示す流れ図である。 図14(a)および図14(b)は、反転装置においてワークが反転される様子の一例を示す図である。 図15(a)および図15(b)は、反転装置においてワークが反転される様子の一例を示す図である。 図16は、反転装置においてワークが反転される様子の一例を示す図である。 図17は、第1変形例に係る反転装置の主要な構成の一例を示す図である。 図18は、第2変形例に係る反転装置の主要な構成の一例を示す図である。 図19(a)は、第3変形例に係る反転装置の主要な構成の一例を示す図である。図19(b)は、第3変形例に係る反転装置における支持部の動作の一例を示す図である。 図20は、第4変形例に係る反転装置の主要な構成の一例を示す図である。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態および各変形例について説明する。実施形態および各変形例に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面は、あくまでも模式的に示したものである。図面においては、容易に理解が可能となるように、必要に応じて各部の寸法および数が誇張または簡略化されて図示されている場合がある。また、図面においては、同様な構成および機能を有する部分に対して同じ符号が付されており、重複した説明が適宜省略されている。図1(a)から図7および図14(a)から図20には、右手系のXYZ座標系が付されている。このXYZ座標系では、投入装置11の搬送部Cv1によって水平面に沿ってワークW0が搬送される方向が+X方向とされ、水平面に沿ってワークW0が搬送される方向に垂直な方向が+Y方向とされ、+X方向と+Y方向との両方に直交している重力方向が−Z方向とされている。
また、本明細書では、相対的または絶対的な位置関係を示す表現(例えば「平行」「直交」「中心」等)は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差も含む状態を表すとともに、同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。2つ以上のものが等しい状態であることを示す表現(例えば「同一」「等しい」「均質」等)は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現(例えば「四角形状」または「円筒形状」等)は、特に断らない限り、幾何学的に厳密に形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸または面取り等を有する形状も表すものとする。1つの構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」または「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「連結」という表現は、特に断らない限り、2つの要素が接している状態のほか、2つの要素が他の要素を挟んで離れている状態も含む表現である。
<1.第1実施形態>
<1−1.検査システムの構成>
第1実施形態に係る検査システム1について、図1(a)から図16を参照しながら、説明する。図1(a)は、第1実施形態に係る検査システム1の外観を模式的に示す斜視図である。図1(b)は、第1実施形態に係る検査システム1の概略的な構成を示す図である。
図1(a)および図1(b)で示されるように、検査システム1は、例えば、投入装置11と、4つの撮像装置12と、反転装置13と、排出装置14と、を備えている。より具体的には、検査システム1では、例えば、投入装置11と、1つ目の撮像装置(第1撮像装置ともいう)121と、2つ目の撮像装置(第2撮像装置ともいう)122と、反転装置13と、3つ目の撮像装置(第3撮像装置ともいう)123と、4つ目の撮像装置(第4撮像装置ともいう)124と、排出装置14と、が+X方向においてこの記載の順に連結されている状態で位置している。投入装置11、撮像装置12、反転装置13および排出装置14は、適宜「装置」と略称される。ここでは、例えば、別々に作製された複数の装置11,12,13,14を+X方向において相互に連結することで、検査システム1を製造することができる。換言すれば、例えば、1つ以上の撮像装置12および1つ以上の反転装置13を含む2つ以上の装置を適宜組み合わせることで検査システム1を製造することができる。装置11,12,13,14は、例えば、連結用の部材およびネジ等の締結部材等を用いて相互に連結することができる。
各装置11,12,13,14は、例えば、上部に検査の対象物(ワークともいう)W0が支持および搬送される内部空間を有する筒状の部分(筒状部ともいう)を備える。この筒状部は、例えば、+X方向に貫通するように位置している。具体的には、例えば、投入装置11は、筒状部11tbを有し、撮像装置12は、筒状部12tbを有し、反転装置13は、筒状部13tbを有し、排出装置14は、筒状部14tbを有する。そして、例えば、複数の装置11,12,13,14の間でワークW0の搬送が可能な経路(搬送経路ともいう)Rt1を成す1つの筒状の部分(筒状部)1tbを形成するように、複数の装置11,12,13,14が相互に連結されている。図1(b)では、+X方向に沿った搬送経路Rt1に沿って2点鎖線の矢印が描かれている。
ここでは、例えば、筒状部1tbは、投入装置11の筒状部11tbと、第1撮像装置121の筒状部12tbと、第2撮像装置122の筒状部12tbと、反転装置13の筒状部13tbと、第3撮像装置123の筒状部12tbと、第4撮像装置124の筒状部12tbと、排出装置14の筒状部14tbと、が+X方向においてこの順に連結されている状態で構成されている。検査システム1は、例えば、投入装置11から、第1撮像装置121、第2撮像装置122、反転装置13、第3撮像装置123、第4撮像装置124および排出装置14の順に、ワークW0を搬送して、ワークW0を検査することができる。ここで、各筒状部11tb,12tb,13tb,14tbにおける+Z方向に位置する上面部および±Y方向に位置する側面部は、例えば、透明であっても透明でなくてもよい。
図1(a)および図1(b)の例では、投入装置11は、ワークW0を搬送可能な搬送部Cv1であるベルトコンベアを有する。各撮像装置12は、ワークW0を搬送可能な搬送部Cv2であるベルトコンベアを有する。反転装置13は、ワークW0を搬送可能な搬送部Cv3であるベルトコンベアを有する。排出装置14は、ワークW0を搬送可能な搬送部Cv4であるベルトコンベアを有する。
投入装置11の搬送部Cv1は、例えば、投入装置11と該投入装置11の外部との間でワークW0を搬送することができる。撮像装置12の搬送部Cv2は、例えば、撮像装置12と該撮像装置12の外部との間でワークW0を搬送することができる。反転装置13の搬送部Cv3は、例えば、反転装置13と該反転装置13の外部との間でワークW0を搬送することができる。排出装置14の搬送部Cv4は、例えば、排出装置14と該排出装置14の外部との間でワークW0を搬送することができてもよいし、排出装置14内における所定の位置までワークW0を搬送することができてもよい。
<1−1−1.投入装置の構成>
投入装置11は、検査システム1の外部からワークW0が投入される装置である。この投入装置11は、例えば、検査システム1に含まれる複数の装置のうちのワークW0の搬送経路Rt1における最初の部分に位置している。
例えば、投入装置11は、筒状部11tbのうちの撮像装置12とは逆側の−X方向の端部に開閉可能な部分(開閉部ともいう)11ocを有する。開閉部11ocは、例えば、開閉可能な扉またはシャッター等を有する。例えば、開閉部11ocを介して投入装置11にワークW0を投入することができる。例えば、作業者Op0が、投入装置11にワークW0を投入する態様が考えられる。この場合には、例えば、搬送部Cv1としてのベルトコンベアのベルト上に描画もしくは投影された目印に合わせて作業者Op0がベルトコンベアのベルト上にワークW0を載置する態様が考えられる。
投入装置11では、例えば、ベルト上に載置されるワークW0を検知するセンサによって、投入装置11にワークW0が投入されたことが検知されてもよい。また、例えば、検査システム1の外部に設けられたロボット等が、ベルトコンベアのベルト上にワークW0を載置することで、投入装置11にワークW0を投入してもよい。ここで、例えば、搬送部Cv1は、搬送部Cv1としてのベルトコンベアのベルト上に載置されたワークW0を、投入装置11の+X方向の外部に位置している第1撮像装置121の搬送部Cv2(搬送部Cv21ともいう)に受け渡すことができる。
<1−1−2.撮像装置の構成>
撮像装置12は、例えば、ワークW0を撮像の対象物(撮像対象物ともいう)とした検査用の処理としての撮像を行うことができる。
ここで、第1撮像装置121は、例えば、投入装置11の搬送部Cv1から第1撮像装置121の搬送部Cv21に受け渡されたワークW0を対象として、検査用の処理としての撮像を行うことができる。第1撮像装置121で撮像されたワークW0は、例えば、搬送部Cv21によって第1撮像装置121から該第1撮像装置121の+X方向の外部に位置している第2撮像装置122の搬送部Cv2(搬送部Cv22ともいう)に受け渡される。第2撮像装置122は、例えば、第1撮像装置121の搬送部Cv21から第2撮像装置122の搬送部Cv22に受け渡されたワークW0を対象として、検査用の処理としての撮像を行うことができる。第2撮像装置122で撮像されたワークW0は、例えば、搬送部Cv22によって第2撮像装置122から該第2撮像装置122の+X方向の外部に位置している反転装置13の搬送部Cv3に受け渡される。第3撮像装置123は、例えば、反転装置13の搬送部Cv3から第3撮像装置123の搬送部Cv2(搬送部Cv23ともいう)に受け渡されたワークW0を対象として、検査用の処理としての撮像を行うことができる。第3撮像装置123で撮像されたワークW0は、例えば、搬送部Cv23によって第3撮像装置123から該第3撮像装置123の+X方向の外部に位置している第4撮像装置124の搬送部Cv2(搬送部Cv24ともいう)に受け渡される。第4撮像装置124は、例えば、第3撮像装置123の搬送部Cv23から第4撮像装置124の搬送部Cv24に受け渡されたワークW0を対象として、検査用の処理としての撮像を行うことができる。第4撮像装置124で撮像されたワークW0は、例えば、搬送部Cv24によって第4撮像装置124から該第4撮像装置124の+X方向の外部に位置している排出装置14の搬送部Cv4に受け渡される。
第1撮像装置121、第2撮像装置122、第3撮像装置123および第4撮像装置124は、それぞれ同様な構成を有する。撮像装置12は、例えば、搬送部Cv2と、撮像ユニット12s(図10参照)と、アーム部12t(図10参照)と、を有する。
撮像ユニット12sは、例えば、ワークW0を対象とした撮像を行うことができる。撮像装置12は、1つ以上の撮像ユニット12sを有する。ここでは、撮像装置12が、2つの撮像ユニット12sを有する場合について説明する。具体的には、撮像装置12は、2つの撮像ユニット12sとして、第1撮像ユニット12s1(図10)と、第2撮像ユニット12s2(図10)と、を有する。各撮像ユニット12sは、例えば、撮像部および照明部を有する。撮像部は、例えば、電荷結合素子(Charge Coupled Device:CCD)等の撮像素子と、この撮像素子にワークW0の光像を結像させるための光学系と、を有する。照明部には、例えば、複数の発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)が2次元的に配列された面状の照明等が適用される。
アーム部12tは、例えば、搬送部Cv2上のワークW0に対して撮像ユニット12sを相対的に移動させることができる。撮像装置12は、1つ以上のアーム部12tを有する。ここでは、例えば、撮像装置12が、2つのアーム部12tを有する場合について説明する。具体的には、撮像装置12は、2つのアーム部12tとして、第1アーム部12t1(図10)と、第2アーム部12t2(図10)と、を有する。第1アーム部12t1は、例えば、搬送部Cv2上のワークW0に対して第1撮像ユニット12s1を相対的に移動させることができる。第2アーム部12t2は、例えば、搬送部Cv2上のワークW0に対して第2撮像ユニット12s2を相対的に移動させることができる。各アーム部12tには、例えば、ロボットアーム等が適用される。ロボットアームには、例えば、多くの軸を基準として駆動可能なロボットアーム(多軸ロボットアームともいう)が適用される。
上記構成を有する撮像装置12は、例えば、ワークW0に対して、第1撮像ユニット12s1と第2撮像ユニット12s2とを別々に移動させつつ、各撮像ユニット12sにおける照明部のそれぞれで照明されたワークW0を2つの撮像部で撮像することができる。
<1−1−3.反転装置の構成>
反転装置13は、例えば、ワークW0を反転させることができる。ワークW0の反転は、例えば、ワークW0の上下の反転を含む。ここで、反転装置13は、例えば、第2撮像装置122の搬送部Cv22から搬送部Cv3に受け渡されたワークW0を反転させることができる。反転装置13で反転されたワークW0は、例えば、搬送部Cv3によって反転装置13から該反転装置13の+X方向の外部に位置している第3撮像装置123の搬送部Cv23に受け渡される。
図2は、第1実施形態に係る反転装置13の主要な構成の一例を示す図である。図2で示されるように、反転装置13は、例えば、搬送部Cv3、把持部13hおよび把持部移動機構13tを有する。把持部13hは、例えば、搬送部Cv3の上方に位置している。
搬送部Cv3は、例えば、反転させる対象物であるワークW0を支持することが可能である部分(支持部ともいう)13sを有する。第1実施形態では、支持部13sは、例えば、搬送部Cv3の上部を含む。具体的には、支持部13sは、搬送部Cv3を構成するベルトコンベアにおけるベルトの上部を含む。
図3は、把持部13hの一例を示す斜視図である。図4(a)および図4(b)は、把持部13hの主要な構成の一例およびワークW0を挟持することができる機構(挟持機構ともいう)13hsの動作に係る一例を示す図である。把持部13hは、例えば、支持部13sが支持しているワークW0を挟持することができる挟持機構13hsを有する。挟持機構13hsには、例えば、ロボットハンドの構造等が適用され得る。挟持機構13hsは、例えば、挟持基準部Po0と、第1部Po1と、第2部Po2と、を有する。
挟持基準部Po0は、例えば、挟持機構13hsの基準となる部分である。第1実施形態では、挟持基準部Po0の被連結部Cn0に把持部移動機構13tが連結されている。これにより、把持部移動機構13tが、挟持基準部Po0を保持している部分(保持部ともいう)となる。換言すれば、把持部移動機構13tが、把持部13hを保持している保持部となる。ここでは、把持部移動機構13tが、把持部13hが搬送部Cv3の上方に位置するように、把持部13hを保持している。挟持基準部Po0は、第1部Po1および第2部Po2との間の第1方向としての+Y方向における間隔が増減可能となるように、第1部Po1と第2部Po2とが相対的に移動することができるように保持している。挟持基準部Po0は、例えば、第1部Po1および第2部Po2の何れか一方の部分を±Y方向に移動させることで、第1部Po1と第2部Po2との間隔を増減させることができる。第1実施形態では、挟持基準部Po0は、例えば、第1部Po1および第2部Po2の双方を±Y方向に移動させることで、第1部Po1と第2部Po2との間隔を増減させることができる。挟持基準部Po0は、例えば、内蔵しているエアシリンダーまたはモーターとボールネジとの組み合わせ等によって、第1部Po1および第2部Po2を、Y軸に沿った方向に移動させることができる。
第1部Po1および第2部Po2のそれぞれは、例えば、上下方向としての±Z方向に沿った長手方向を有する。第1部Po1および第2部Po2には、それぞれロボットハンドの爪部と称される部分が適用される。把持部13hでは、例えば、図4(a)および図4(b)で示されるように、第1部Po1と第2部Po2との間の第1方向として+Y方向の間隔が減少するように、第1部Po1と第2部Po2とが相対的に移動することで、第1部Po1と第2部Po2とがワークW0を挟持することができる。把持部13hでは、例えば、第1部Po1および第2部Po2の少なくとも一方の部分が他方の部分に近づくように移動することで、第1部Po1と第2部Po2との間隔が減少する。第1実施形態では、第1部Po1と第2部Po2の双方の部分が相互に近づくように移動することで、第1部Po1と第2部Po2との間隔が減少し得る。第1部Po1および第2部Po2のサイズ(例えば、+Z方向の長さ等)は、例えば、ワークW0の重量に合わせて設定され得る。
また、例えば、第1部Po1と第2部Po2との間の第1方向として+Y方向の間隔が増加するように、第1部Po1と第2部Po2とが相対的に移動することで、第1部Po1と第2部Po2とがワークW0を挟持している状態を解消することができる。これにより、把持部13hからワークW0が解放され得る。
把持部移動機構13tは、例えば、把持部13hを移動させることができる。第1実施形態では、把持部移動機構13tに、把持部13hが固定されるように連結されている。把持部移動機構13tは、例えば、支持部13sと把持部13hとを上下方向としての±Z方向において相対的に移動させることができる機構(第1移動機構ともいう)13vmとしての機能を有する。換言すれば、把持部移動機構13tは、例えば、支持部13sと把持部13hとの上下方向における距離が変化するように、支持部13sと把持部13hとを相対的に移動させることができる第1移動機構13vmとしての機能を有する。
ここで、把持部移動機構13tには、例えば、ロボットアーム等が適用される。ロボットアームには、例えば、多くの軸を基準として駆動可能なロボットアーム(多軸ロボットアーム)が適用される。このように、例えば、把持部移動機構13tに多軸ロボットアームが適用されれば、支持部13sに対して把持部13hを上下方向としての±Z方向において移動させることができる。換言すれば、例えば、支持部13sと把持部13hとの上下方向における距離が変化するように、支持部13sと把持部13hとを相対的に移動させることができる。多軸ロボットアームには、例えば、アーム基準部Pt0と、第1可動部Pt1と、第2可動部Pt2と、第3可動部Pt3と、第4可動部Pt4と、第5可動部Pt5と、第6可動部Pt6と、を有する6軸で回動可能なロボットアーム(6軸ロボットアームともいう)が適用される。この場合には、アーム基準部Pt0は、例えば、反転装置13のベース部Bs13等に固定されている。このベース部Bs13には、例えば、搬送部Cv3のベルトコンベアが固定されていてもよい。アーム基準部Pt0は、例えば、+Z方向に沿った第1軸Pl1を中心として第1可動部Pt1を回動可動に保持する第1回動部Pr1を有する。第1可動部Pt1は、例えば、水平方向に沿った第2軸Pl2を中心として第2可動部Pt2を回動可動に保持する第2回動部Pr2を有する。第2可動部Pt2は、例えば、水平方向に沿った第3軸Pl3を中心として第3可動部Pt3を回動可動に保持する第3回動部Pr3を有する。第3可動部Pt3は、例えば、第3軸Pl3に垂直である第4軸Pl4を中心として第4可動部Pt4を回動可動に保持する第4回動部Pr4を有する。第4可動部Pt4は、例えば、第4軸Pl4に垂直である第5軸Pl5を中心として第5可動部Pt5を回動可動に保持する第5回動部Pr5を有する。第5可動部Pt5は、例えば、第5軸Pl5に垂直である第6軸Pl6を中心として第6可動部Pt6を回動可動に保持する第6回動部Pr6を有する。そして、第6可動部Pt6に把持部13hが固定された状態で位置している。具体的には、第6可動部Pt6に把持部13hの被連結部Cn0が連結された状態で位置している。
このような構成を有する6軸ロボットアームは、例えば、第2回動部Pr2、第3回動部Pr3および第5回動部Pr5等の動作によって、把持部13hを昇降させることが可能である。換言すれば、第1移動機構13vmは、例えば、把持部13hを昇降させることが可能である部分を含んでいる。
また、搬送部Cv3は、例えば、支持部13sと把持部13hとを第1方向(+Y方向)と直交する水平方向に向けて相対的に移動させることができる機構(第2移動機構ともいう)13hmとしての機能を有する。第1実施形態では、第2移動機構13hmとしての機能を有する搬送部Cv3は、例えば、把持部13hに対して、支持部13sを、第1方向(+Y方向)と直交する水平方向(第1水平方向ともいう)としての+X方向に向けて移動させることができる部分を含む。具体的には、例えば、第2移動機構13hmとしての機能を有する搬送部Cv3は、ベルトコンベアにおけるベルトの上部を、第1水平方向(+X方向)に向けて移動させることが可能である部分を含む。
第1部Po1は、例えば、第1本体部分Pm1と、第1当接部分Pc1と、を含む。第1当接部分Pc1は、例えば、第1部Po1と第2部Po2とがワークW0を挟持する際に、ワークW0に当接する部分である。第1本体部分Pm1は、例えば、第1方向としての+Y方向に沿った仮想的な軸(第1仮想軸ともいう)Ax1を中心として回転可能である状態で第1当接部分Pc1を保持している。具体的には、第1本体部分Pm1は、例えば、第1方向(+Y方向)に貫通している第1孔部H11を有する。第1本体部分Pm1は、第1孔部H11に挿通された、第1方向(+Y方向)に長手方向を有する棒状の第1軸部Ld11を、第1本体部分Pm1と第1軸部Ld11との間に位置している第1軸受部Bg1によって第1仮想軸Ax1を中心として回転可能となるように保持している。そして、第1軸部Ld11のうちの第2部Po2側の端部に第1当接部分Pc1が位置している。すなわち、第1本体部分Pm1は、例えば、第1軸受部Bg1を介して第1当接部分Pc1を、第1仮想軸Ax1を中心として回転可能に保持している。第1軸受部Bg1には、例えば、第1軸部Ld11の外周部に位置している円環状のボールベアリング等が適用される。ここで、第1当接部分Pc1が、例えば、第2部Po2側に位置する樹脂製等の凹凸状の部分(第1凹凸部ともいう)Gp1を有していれば、第1部Po1と第2部Po2とがワークW0を挟持する際に、第1当接部分Pc1がワークW0を安定して保持することが可能となる。
第2部Po2は、例えば、第2本体部分Pm2と、第2当接部分Pc2と、を含む。第2当接部分Pc2は、例えば、第1部Po1と第2部Po2とがワークW0を挟持する際に、ワークW0に当接する部分である。第2本体部分Pm2は、例えば、第1方向としての+Y方向に沿った仮想的な軸(第2仮想軸ともいう)Ax2を中心として回転可能である状態で第2当接部分Pc2を保持している。具体的には、第2本体部分Pm2は、例えば、第1方向(+Y方向)に貫通している第2孔部H12を有する。第2本体部分Pm2は、第2孔部H12に挿通された、第1方向(+Y方向)に長手方向を有する棒状の第2軸部Ld12を、第2本体部分Pm2と第2軸部Ld12との間に位置している第2軸受部Bg2によって第2仮想軸Ax2を中心として回転可能となるように保持している。そして、第2軸部Ld12のうちの第1部Po1側の端部に第2当接部分Pc2が位置している。すなわち、第2本体部分Pm2は、例えば、第2軸受部Bg2を介して第2当接部分Pc2を、第2仮想軸Ax2を中心として回転可能に保持している。第2軸受部Bg2には、例えば、第2軸部Ld12の外周部に位置している円環状のボールベアリング等が適用される。ここで、第2当接部分Pc2が、例えば、第1部Po1側に位置する樹脂製等の凹凸状の部分(第2凹凸部ともいう)Gp2を有していれば、第1部Po1と第2部Po2とがワークW0を挟持する際に、第2当接部分Pc2がワークW0を安定して保持することが可能となる。
ここで、例えば、第1仮想軸Ax1および第2仮想軸Ax2が、直線状の1本の仮想軸を成すように位置していれば、第1当接部分Pc1と第2当接部分Pc2とによって挟持されたワークW0は、1本の仮想軸を中心として回転可能となる。このため、例えば、支持部13sで支持されたワークW0を把持部13hで挟持した状態で、把持部移動機構13tによって把持部13hを支持部13sから離れる方向に上昇させると、第1当接部分Pc1と第2当接部分Pc2とで挟持されたワークW0は、該ワークW0の自重のバランスに応じて、第1当接部分Pc1および第2当接部分Pc2とともに、第1仮想軸Ax1および第2仮想軸Ax2を中心として回転し得る。
ここでは、例えば、支持部13sが支持しているワークW0の重心から離れた部分を把持部13hの第1部Po1と第2部Po2とが挟持している場合を想定する。この場合には、例えば、第1移動機構13vmの機能を有する把持部移動機構13tによって支持部13sと把持部13hとを上下方向における距離が変化するように相対的に移動させると、ワークW0は、該ワークW0の自重のバランスに応じて、第1当接部分Pc1および第2当接部分Pc2とともに、第1仮想軸Ax1および第2仮想軸Ax2を中心として回転し得る。これにより、例えば、ワークW0のうちの把持部13hで挟持されている部分とは逆側の部分が支持部13s上に接触している状態を維持することができる。そして、このとき、例えば、把持部移動機構13tによる支持部13sに対する把持部13hの昇降に合わせて、第2移動機構13hmの機能を有する搬送部Cv3によって支持部13sと把持部13hとを水平方向において相対的に移動させる。具体的には、例えば、第1移動機構13vmの機能を有する把持部移動機構13tによる把持部13hの昇降に合わせて、第2移動機構13hmの機能を有する搬送部Cv3によって把持部13hに対して支持部13sを第1水平方向(+X方向)に移動させる。より具体的には、例えば、第1移動機構13vmの機能を有する把持部移動機構13tによる把持部13hの昇降に合わせて、ベルトのうちのワークW0を支持している上部を第1水平方向(+X方向)に向けて移動させるようにベルトコンベアを駆動させる。これにより、例えば、ワークW0のうちの支持部13sと接触している部分を支点としつつ、ワークW0を反転させる動作が可能となる。ここでは、例えば、第1部Po1と第2部Po2とが、ワークW0のうちの第1水平方向(+X方向)の端部から所定距離の範囲内に位置している部分を挟持していれば、第1部Po1と第2部Po2との間の空間でワークW0の端部が回転することができる。ここで、所定距離は、例えば、挟持基準部Po0と第1部Po1および第2部Po2とが連結する面と、第1当接部分Pc1との距離、および該面と第2当接部分Pc2との距離よりも短い距離に設定される。
このようなワークW0を反転させる動作が可能となれば、例えば、ワークW0を持ち上げるために必要な把持部13hおよび把持部移動機構13tの可搬重量等を低減することができる。ここで、例えば、可搬重量の低減量は、反転装置13の設計に依存するが、例えば、可搬重量の低減量は、約50%程度に設定され得る。その結果、例えば、反転装置13の小型化を図ることができる。また、例えば、反転装置13の小型化に伴って、反転装置13の製造に要する素材および工数等を低減することができる。よって、例えば、反転装置13の製造に要するコストを低減することが可能となる。ここで、例えば、第2移動機構13hmの機能を有する搬送部Cv3がベルトコンベアで実現されれば、第2移動機構13hmの小型化が可能となる。
ここで、例えば、把持部13hの挟持基準部Po0は、機械的なゆとり(遊びともいう)の空間(遊間ともいう)13Spを成す機構(遊間機構ともいう)13hpを含んでいてもよい。図5(a)および図5(b)は、把持部13hの主要な構成の一例および遊間機構13hpの動作に係る一例を示す図である。
挟持基準部Po0は、遊間機構13hpを構成する要素として、例えば、第3部Po3と、第4部Po4と、連結部Pc5と、を有する。第3部Po3は、第1部Po1と第2部Po2との第1方向(+Y方向)における間隔を変更することが可能となるように第1部Po1および第2部Po2のうちの少なくとも一方を移動可能な状態で保持している。第4部Po4は、例えば、把持部移動機構13tが連結された被連結部Cn0を有する。換言すれば、把持部移動機構13tは、例えば、第4部Po4を保持している保持部として機能する。連結部Pc5は、第3部Po3と第4部Po4との間の位置関係を所定の範囲内で変更自在である状態で第3部Po3と第4部Po4とを連結している。このような構成が採用されれば、例えば、第3部Po3と第4部Po4との間の位置関係が若干の変更を許容することで、ワークW0のうちの支持部13sと接触している部分を支点としつつ、ワークW0を反転させる際に、第1移動機構13vmおよび第2移動機構13hmによる支持部13sおよび把持部13hの相対的な移動が厳密に制御されなくてもよい。
第1実施形態では、例えば、図5(a)および図5(b)で示されるように、第3部Po3と第4部Po4との間に遊間13Spが生じ得る。このため、例えば、第3部Po3が第4部Po4に対して上下方向において所定の範囲内で自由に動くことができる。具体的には、連結部Pc5は、例えば、棒状部Ld2と、ストッパ部St2と、を有する。棒状部Ld2は、例えば、第4部Po4に設けられた上下方向(±Z方向)において貫通している貫通孔H2に挿通された状態で、第3部Po3の上部に連結されている。ストッパ部St2は、例えば、棒状部Ld2のうちの第4部Po4の上方に位置している。ここで、棒状部Ld2のうちのストッパ部St2と第3部Po3との間に位置している部分が、第4部Po4の貫通孔H2よりも、上下方向(±Z方向)における長さが所定距離だけ大きい。このような構造が採用されれば、例えば、第4部Po4の貫通孔H2に対して棒状部Ld2が上下方向(±Z方向)において所定距離だけ摺り動くことができる。これにより、例えば、図5(a)および図5(b)で示されるように、第4部Po4に対して、第3部Po3が所定距離だけ移動自在である状態となる。その結果、例えば、第3部Po3と第4部Po4との間の位置関係が所定の範囲内で変更自在となる。ここで、例えば、所定距離が、数ミリメートル(mm)から数センチメートル(cm)程度に設定されれば、所定の範囲が、例えば、数mmから数cm程度となる。
棒状部Ld2には、例えば、両ねじボルト等の部材が適用される。ストッパ部St2には、例えば、雌ねじ部を有するナット状の部材等が適用される。例えば、棒状部Ld2が両ねじボルトであり、ストッパ部St2がナットである場合には、棒状部Ld2の下方の雄ねじ部が、第3部Po3の上部に設けられた雌ねじ部に螺合によって連結され、棒状部Ld2の上部の雄ねじ部に、ストッパ部St2としてのナットが、雌ねじ部が螺合によって連結されている態様が採用される。
図3から図5(b)の例では、2つの連結部Pc5としての第1連結部Pc51と第2連結部Pc52が存在している。第1連結部Pc51は、例えば、第1棒状部Ld21と、第1ストッパ部St21と、を有する。第1棒状部Ld21は、例えば、第4部Po4に設けられた上下方向(±Z方向)において貫通している第1貫通孔H21に挿通された状態で、第3部Po3の上部に連結されている。第1ストッパ部St21は、例えば、第1棒状部Ld21のうちの第4部Po4の上方に位置している。ここで、第1棒状部Ld21のうちの第1ストッパ部St21と第3部Po3との間に位置している部分が、第4部Po4の第1貫通孔H21よりも、上下方向(±Z方向)における長さが所定距離だけ大きい。また、第2連結部Pc52は、例えば、第2棒状部Ld22と、第2ストッパ部St22と、を有する。第2棒状部Ld22は、例えば、第4部Po4に設けられた上下方向(±Z方向)において貫通している第2貫通孔H22に挿通された状態で、第3部Po3の上部に連結されている。第2ストッパ部St22は、例えば、第2棒状部Ld22のうちの第4部Po4の上方に位置している。ここで、第2棒状部Ld22のうちの第2ストッパ部St22と第3部Po3との間に位置している部分が、第4部Po4の第2貫通孔H22よりも、上下方向(±Z方向)における長さが所定距離だけ大きい。
なお、連結部Pc5は、例えば、バネ等の弾性部材を更に有していてもよいし、第3部Po3と第4部Po4とを連結するように位置しているバネ等の弾性部材であってもよい。
ここで、例えば、第1部Po1は、ワークW0を挟持している際に第1仮想軸Ax1に沿った方向における荷重(スラスト荷重)がかかる第1軸受部Bg1が第1本体部分Pm1から脱落しにくい構造(軸受脱落防止構造ともいう)を有していてもよい。また、例えば、第2部Po2は、ワークW0を挟持している際に第2仮想軸Ax2に沿った方向における荷重(スラスト荷重)がかかる第2軸受部Bg2が第2本体部分Pm2から脱落しにくい構造(軸受脱落防止構造)を有していてもよい。第1部Po1の軸受脱落防止構造および第2部Po2の軸受脱落防止構造には、例えば、XZ平面を基準として面対称の関係を有する同様な構造が適用され得る。図6(a)は、把持部13hの第1部Po1の軸受脱落防止構造に係る一部の構成のYZ平面に沿った仮想的な切断面の一例を示す図である。図6(b)は、把持部13hの第2部Po2の軸受脱落防止構造に係る一部の構成のYZ平面に沿った仮想的な切断面の一例を示す図である。
図6(a)で示されるように、第1軸受部Bg1は、例えば、第1仮想軸Ax1に沿って第2当接部分Pc2から離れる方向である−Y方向において第1本体部分Pm1に対して引っ掛かるように位置している部分(第1引掛部分ともいう)Fk1を含む。第1引掛部分Fk1には、例えば、第1軸受部Bg1の外周部において第1仮想軸Ax1から離れる径方向に突出している部分(突出部分ともいう)が適用され得る。この突出部分には、例えば、円環状のフランジ部等が適用され得る。このような構造が採用されれば、例えば、第1部Po1と第2部Po2とがワークW0を挟持している際に、第1当接部分Pc1によって第1軸受部Bg1に第1仮想軸Ax1に沿った−Y方向に力が加えられても、第1軸受部Bg1が第1引掛部分Fk1によって第1本体部分Pm1に引っ掛かる。これにより、例えば、第1本体部分Pm1から第1軸受部Bg1が脱落しにくい。
図6(a)の例では、第1軸部Ld11は、+Y方向の端部において、第1当接部分Pc1が連結されている部分(第1被連結部分ともいう)Cn1を有する。ここでは、例えば、第1軸受部Bg1のうちの複数の玉部BL1を挟むように位置している一方の輪状の部分(第1輪状部分ともいう)Rg1と他方の輪状の部分(第2輪状部分ともいう)Rg2のうちの+Y方向に位置している第1輪状部分Rg1に第1被連結部分Cn1の外周部が連結されている。そして、第1軸受部Bg1の第2輪状部分Rg2が、第1本体部分Pm1の第1孔部H11に嵌合されているとともに、第1引掛部分Fk1を有する。ここで、例えば、第1部Po1は、ワークW0を挟持している際に第1仮想軸Ax1に垂直な方向(ラジアル方向ともいう)における第1軸部Ld11による荷重(ラジアル荷重ともいう)を受ける軸受部を有していてもよい。
また、図6(b)で示されるように、第2軸受部Bg2は、例えば、第2仮想軸Ax2に沿って第1当接部分Pc1から離れる方向である+Y方向において第2本体部分Pm2に対して引っ掛かるように位置している部分(第2引掛部分ともいう)Fk2を含む。第2引掛部分Fk2には、例えば、第2軸受部Bg2の外周部において第2仮想軸Ax2から離れる径方向に突出している部分(突出部分)が適用され得る。この突出部分には、例えば、円環状のフランジ部等が適用され得る。このような構造が採用されれば、例えば、第1部Po1と第2部Po2とがワークW0を挟持している際に、第2当接部分Pc2によって第2軸受部Bg2に第2仮想軸Ax2に沿った+Y方向に力が加えられても、第2軸受部Bg2が第2引掛部分Fk2によって第2本体部分Pm2に引っ掛かる。これにより、例えば、第2本体部分Pm2から第2軸受部Bg2が脱落しにくい。
図6(b)の例では、第2軸部Ld12は、−Y方向の端部において、第2当接部分Pc2が連結されている部分(第2被連結部分ともいう)Cn2を有する。ここでは、例えば、第2軸受部Bg2のうちの複数の玉部BL2を挟むように位置している一方の輪状の部分(第3輪状部分ともいう)Rg3と他方の輪状の部分(第4輪状部分ともいう)Rg4のうちの−Y方向に位置している第3輪状部分Rg3に第2被連結部分Cn2の外周部が連結されている。そして、第2軸受部Bg2の第4輪状部分Rg4が、第2本体部分Pm2の第2孔部H12に嵌合されているとともに、第2引掛部分Fk2を有する。ここで、例えば、第2部Po2は、ワークW0を挟持している際に第2仮想軸Ax2に垂直な方向(ラジアル方向)における第2軸部Ld12による荷重(ラジアル荷重)を受ける軸受部を有していてもよい。
ここで、例えば、第1当接部分Pc1は、ワークW0の表面形状に合わせて第1凹凸部Gp1がワークW0の表面に接触する面積(接触面積ともいう)が大きくなるように、第1凹凸部Gp1の角度が所定の角度範囲内で自由に変更され得る機構(第1首振機構ともいう)Nc1を有していてもよい。また、例えば、第2当接部分Pc2は、ワークW0の表面形状に合わせて第2凹凸部Gp2がワークW0の表面に接触する面積(接触面積)が大きくなるように、第2凹凸部Gp2の角度が所定の角度範囲内で自由に変更され得る機構(第2首振機構ともいう)Nc2を有していてもよい。第1当接部分Pc1の第1首振機構Nc1および第2当接部分Pc2の第2首振機構Nc2には、例えば、XZ平面を基準として面対称の関係を有する同様な構造が適用され得る。図7(a)は、第1首振機構Nc1を有する第1当接部分Pc1および第1軸部Ld11の一部の構成のYZ平面に沿った仮想的な切断面の一例を示す図である。図7(b)は、第2首振機構Nc2を有する第2当接部分Pc2および第2軸部Ld12の一部の構成のYZ平面に沿った仮想的な切断面の一例を示す図である。
図7(a)の例では、第1当接部分Pc1は、第1首振機構Nc1の要素として、第1受部Pa1と、第1首振部Mv1と、を有する。第1受部Pa1は、球面状の内壁面(第1内壁面ともいう)Ws1を有する凹部(第1凹部ともいう)Co1を有する。第1首振部Mv1は、第1内壁面Ws1に対して摺り動くことが可能な状態で第1凹部Co1に嵌まり込んでいる球状の部分(第1球状部ともいう)Ps1と、該第1球状部Ps1から第2部Po2側に突起するように位置している部分(第1突起部分ともいう)Dp1と、を有する。第1突起部分Dp1の第2部Po2側には、第1凹凸部Gp1が位置している。ここでは、例えば、第1凹部Co1の第1内壁面Ws1に沿って第1球状部Ps1が摺り動くことで、第1凹凸部Gp1を有する第1突起部分Dp1の角度が、第1仮想軸Ax1を基準として所定の角度範囲内で自由に変更され得る。これにより、例えば、第1部Po1と第2部Po2とがワークW0を挟持する際に、ワークW0の表面形状に合わせて第1凹凸部Gp1がワークW0の表面に接触する接触面積が大きくなるように、第1凹凸部Gp1の角度が第1仮想軸Ax1を基準として所定の角度範囲内で自由に変更される。
図7(b)の例では、第2当接部分Pc2は、第2首振機構Nc2の要素として、第2受部Pa2と、第2首振部Mv2と、を有する。第2受部Pa2は、球面状の内壁面(第2内壁面ともいう)Ws2を有する凹部(第2凹部ともいう)Co2を有する。第2首振部Mv2は、第2内壁面Ws2に対して摺り動くことが可能な状態で第2凹部Co2に嵌まり込んでいる球状の部分(第2球状部ともいう)Ps2と、該第2球状部Ps2から第1部Po1側に突起するように位置している部分(第2突起部分ともいう)Dp2と、を有する。第2突起部分Dp2の第1部Po1側には、第2凹凸部Gp2が位置している。ここでは、例えば、第2凹部Co2の第2内壁面Ws2に沿って第2球状部Ps2が摺り動くことで、第2凹凸部Gp2を有する第2突起部分Dp2の角度が、第2仮想軸Ax2を基準として所定の角度範囲内で自由に変更され得る。これにより、例えば、第1部Po1と第2部Po2とがワークW0を挟持する際に、ワークW0の表面形状に合わせて第2凹凸部Gp2がワークW0の表面に接触する接触面積が大きくなるように、第2凹凸部Gp2の角度が第2仮想軸Ax2を基準として所定の角度範囲内で自由に変更される。
<1−1−4.排出装置の構成>
排出装置14は、例えば、検査システム1の内部から検査システム1の外部にワークW0を排出するための装置である。この排出装置14は、例えば、検査システム1に含まれる2つ以上の装置のうちのワークW0の搬送経路Rt1における最後の部分に位置している。排出装置14は、例えば、筒状部14tbのうちの撮像装置12とは逆側の+X方向の端部に開閉可能な部分(開閉部)14ocを有する。開閉部14ocは、例えば、開閉可能な扉またはシャッター等を有する。ワークW0は、例えば、開閉部14ocを介して排出装置14の外部に排出される。例えば、作業者Op0が、排出装置14の外部にワークW0を排出する態様が考えられる。また、例えば、検査システム1の外部に設けられたロボット等が、排出装置14の内部から外部にワークW0を排出してもよい。
<1−2.検査システムの機能的構成>
図8から図12は、第1実施形態に係る検査システム1の機能的構成の一例を示すブロック図である。図8は、検査システム1の全体の機能的構成の一例を模式的に示すブロック図である。図9は、検査システム1の全体の機能的構成のうちの投入装置11の機能的構成の一例を示すブロック図である。図10は、検査システム1の全体の機能的構成のうちの撮像装置12の機能的構成の一例を示すブロック図である。図11は、検査システム1の全体の機能的構成のうちの反転装置13の機能的構成の一例を示すブロック図である。図12は、検査システム1の全体の機能的構成のうちの排出装置14の機能的構成の一例を示すブロック図である。
<1−2−1.投入装置の機能的構成>
図9で示されるように、投入装置11は、例えば、配線Wr1を介して電気的に接続された、統括制御部C0と、入力部11iと、搬送制御部Cc1と、接続部11hと、を有する。また、投入装置11は、例えば、統括制御部C0に接続された出力部11dと、搬送制御部Cc1に接続された搬送部Cv1と、を有する。
統括制御部C0は、例えば、検査システム1の動作を統括して制御することができる。統括制御部C0は、例えば、演算部、メモリおよび記憶部等を有する。演算部は、例えば、1つ以上の中央演算ユニット(Central Processing Unit:CPU)等で構成される。メモリは、例えば、RAM(Random Access Memory)等の揮発性の記憶媒体で構成される。記憶部は、例えば、ハードディスクドライブ(Hard Disk Drive:HDD)またはソリッドステートドライブ(Solid State Drive:SSD)等の不揮発性の記憶媒体で構成される。記憶部は、例えば、プログラムおよび各種情報等を記憶することができる。演算部は、例えば、記憶部に記憶されたプログラムを読み込んで実行することで、各種の機能を実現することができる。このとき、RAMは、例えば、ワークスペースとして使用され、一時的に生成もしくは取得される情報等を記憶する。統括制御部C0で実現される機能的構成の少なくとも一部は、例えば、専用の電子回路等のハードウェアで実現されてもよい。
入力部11iは、例えば、作業者Op0の動作に応答して、各種の情報を入力することができる。入力部11iには、例えば、ボタンもしくはタッチパネル等の操作部または音声入力が可能なマイク部等が適用される。作業者Op0の動作は、例えば、操作および発声等の動作を含む。
出力部11dは、例えば、統括制御部C0からの情報に基づき、作業者Op0が認識可能な態様で情報を出力することができる。出力部11dには、例えば、情報を可視的に出力する表示部もしくはランプおよび情報を可聴的に出力するスピーカー等が適用される。
搬送制御部Cc1は、例えば、搬送部Cv1の動作を制御することができる。搬送制御部Cc1は、例えば、演算部、メモリおよび記憶部を含むコンピュータと同様な構成を有する。搬送制御部Cc1は、例えば、記憶部内のプログラムを演算部で実行することで、搬送制御部Cc1の機能を実現することができる。搬送制御部Cc1は、例えば、駆動部の動作を制御することで、搬送部Cv1の動作を制御することができる。駆動部には、例えば、ベルトコンベアにおける少なくとも1つのプーリーを回転させるモーター等が適用される。搬送制御部Cc1は、例えば、統括制御部C0からの信号に応答して、搬送部Cv1の動作を制御し得る。搬送制御部Cc1で実現される機能的構成の少なくとも一部は、例えば、専用の電子回路等のハードウェアで実現されてもよい。
接続部11hは、例えば、検査システム1を構成する複数の装置のうちの投入装置11以外の装置と電気的に接続する部分である。接続部11hは、例えば、複数の装置の配線Wr2が別々に電気的に接続されるハブ方式のものであってもよいし、複数の装置の配線Wr2が電気的に直列に接続される方式のものであってもよい。
<1−2−2.撮像装置の機能的構成>
第1撮像装置121、第2撮像装置122、第3撮像装置123および第4撮像装置124のそれぞれは、例えば、同一の機能的構成を有する。
図10で示されるように、撮像装置12は、例えば、配線Wr2を介して相互に電気的に接続された、搬送制御部Cc2と、撮像制御部Cs2と、動作制御部Ct2と、を有する。また、撮像装置12は、例えば、搬送制御部Cc2に接続された搬送部Cv2と、撮像制御部Cs2に接続された撮像ユニット12sと、動作制御部Ct2に接続されたアーム部12tと、を有する。アーム部12tは、例えば、ワークW0に対して撮像ユニット12sを相対的に移動させることができる。アーム部12tには、例えば、ロボットアーム等が適用される。ロボットアームには、例えば、多くの軸を基準として駆動可能なロボットアーム(多軸ロボットアーム)が適用される。多軸ロボットアームには、例えば、6軸で回動可能なロボットアーム(6軸ロボットアーム)が適用される。
図10の例では、撮像装置12は、2つの撮像制御部Cs2と、2つの動作制御部Ct2と、を有する。2つの撮像制御部Cs2は、例えば、1つ目の撮像制御部Cs2(第1撮像制御部Cs21ともいう)と、2つ目の撮像制御部Cs2(第2撮像制御部Cs22ともいう)と、を含む。2つの動作制御部Ct2は、例えば、1つ目の動作制御部Ct2(第1動作制御部Ct21ともいう)および2つ目の動作制御部Ct2(第2動作制御部Ct22ともいう)を含む。そして、撮像装置12は、第1撮像ユニット12s1と第2撮像ユニット12s2とを含む2つの撮像ユニット12sを有し、第1アーム部12t1と第2アーム部12t2とを含む2つのアーム部12tを有する。ここでは、例えば、第1撮像制御部Cs21に第1撮像ユニット12s1が接続され、第2撮像制御部Cs22に第2撮像ユニット12s2が接続されている。また、例えば、第1動作制御部Ct21に第1アーム部12t1が接続され、第2動作制御部Ct22に第2アーム部12t2が接続されている。第1撮像ユニット12s1および第2撮像ユニット12s2のそれぞれは、例えば、撮像部と照明部とを含む。
搬送制御部Cc2、撮像制御部Cs2および動作制御部Ct2のそれぞれは、例えば、演算部とメモリと記憶部とを含むコンピュータと同様な構成を有する。搬送制御部Cc2は、例えば、記憶部内のプログラムを演算部で実行することで、搬送制御部Cc2の機能を実現することができる。搬送制御部Cc2は、例えば、駆動部の動作を制御することで、搬送部Cv2の動作を制御することができる。駆動部には、例えば、ベルトコンベアにおける少なくとも1つのプーリーを回転させるモーター等が適用される。搬送制御部Cc2は、例えば、統括制御部C0からの信号に応答して、搬送部Cv2の動作を制御し得る。搬送制御部Cc2で実現される機能的構成の少なくとも一部は、例えば、専用の電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。
撮像制御部Cs2は、例えば、記憶部内のプログラムを演算部で実行することで、撮像制御部Cs2の機能を実現することができる。撮像制御部Cs2は、例えば、撮像ユニット12sの動作を制御するとともに、撮像ユニット12sによるワークW0の撮像によって得られる情報(撮像情報ともいう)を取得することができる。例えば、第1撮像制御部Cs21は、第1撮像ユニット12s1の動作を制御するとともに、第1撮像ユニット12s1によるワークW0の撮像によって得られる撮像情報を取得することができる。このとき、例えば、第1撮像制御部Cs21は、第1撮像ユニット12s1における照明部の発光および撮像部による撮像の各タイミングを制御する。また、例えば、第2撮像制御部Cs22は、第2撮像ユニット12s2の動作を制御するとともに、第2撮像ユニット12s2によるワークW0の撮像によって得られる撮像情報を取得することができる。このとき、例えば、第2撮像制御部Cs22は、第2撮像ユニット12s2における照明部の発光および撮像部による撮像の各タイミングを制御する。ここでは、例えば、統括制御部C0から第1撮像制御部Cs21および第2撮像制御部Cs22に対する制御信号によって、第1撮像ユニット12s1と第2撮像ユニット12s2とが同期して動作してもよい。また、例えば、第1撮像制御部Cs21と第2撮像制御部Cs22との間における信号の送受信によって、第1撮像ユニット12s1と第2撮像ユニット12s2とが同期して動作してもよい。
撮像制御部Cs2は、例えば、ワークW0に係る撮像情報をそのままあるいは各種の情報処理を施した上で配線Wr2および配線Wr1等を介して統括制御部C0に出力することができる。これにより、ワークW0を対象とした撮像の結果としての撮像情報が取得され得る。ここで、例えば、統括制御部C0が出力部11dに撮像情報に基づく画像を表示させ、その画像を作業者Op0が目視することでワークW0の外観を検査してもよいし、統括制御部C0が撮像情報に係る画像とワークW0の少なくとも一部に係る標準的な画像とを比較することでワークW0の外観を検査する演算を行ってもよい。ここで、例えば、撮像制御部Cs2が、ワークW0の外観を検査する演算を行い、その演算の結果を示す情報を統括制御部C0に送ってもよい。撮像制御部Cs2で実現される機能的構成の少なくとも一部は、例えば、専用の電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。
動作制御部Ct2は、例えば、記憶部内のプログラムを演算部で実行することで、動作制御部Ct2の機能を実現することができる。動作制御部Ct2は、例えば、アーム部12tの動作を制御することができる。例えば、第1動作制御部Ct21は、第1アーム部12t1の動作を制御することができる。また、例えば、第2動作制御部Ct22は、第2アーム部12t2の動作を制御することができる。ここでは、例えば、第1動作制御部Ct21は、ワークW0に対する第1撮像ユニット12s1の相対的な位置を移動させることで、第1撮像ユニット12s1によってワークW0の複数箇所について撮像を行うように制御することができる。また、例えば、第2動作制御部Ct22は、ワークW0に対する第2撮像ユニット12s2の相対的な位置を移動させることで、第2撮像ユニット12s2によってワークW0の複数箇所について撮像を行うように制御することができる。動作制御部Ct2で実現される機能的な構成の少なくとも一部は、例えば、専用の電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。
<1−2−3.反転装置の機能的構成>
図11で示されるように、反転装置13は、例えば、配線Wr2を介して相互に電気的に接続された、第1制御部Cr3と、第2制御部Cc3と、を有する。また、反転装置13は、例えば、第1制御部Cr3に接続された把持部13hおよび把持部移動機構13tと、第2制御部Cc3に接続された搬送部Cv3と、を有する。
第1制御部Cr3および第2制御部Cc3のそれぞれは、例えば、演算部とメモリと記憶部とを含むコンピュータと同様な構成を有する。
第1制御部Cr3は、例えば、記憶部内のプログラムを演算部で実行することで、第1制御部Cr3の機能を実現することができる。第1制御部Cr3は、例えば、把持部13hおよび把持部移動機構13tの動作を制御することができる。具体的には、第1制御部Cr3は、例えば、把持部13hによってワークW0を第1部Po1と第2部Po2との挟持によって把持させることができる。また、上述したように、第1実施形態では、把持部移動機構13tは、例えば、ワークW0を支持する支持部13sと把持部13hとの上下方向(±Z方向)における距離を変化させるように支持部13sと把持部13hとを相対的に移動させることができる第1移動機構13vmとしての機能を有する。このため、第1制御部Cr3は、例えば、把持部移動機構13tの動作を制御することで、支持部13sとしてのベルトコンベアにおけるベルトの上部に対して、把持部13hを昇降させることができる。これにより、第1制御部Cr3は、例えば、支持部13sとしてのベルトコンベアにおけるベルトの上部に対して、把持部13hのうちのワークW0を挟持している部分を昇降させることができる。第1制御部Cr3は、例えば、統括制御部C0からの信号に応答して、第1移動機構13vmとしての機能を有する把持部移動機構13tの動作を制御し得る。第1制御部Cr3で実現される機能的構成の少なくとも一部は、例えば、専用の電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。
第2制御部Cc3は、例えば、記憶部内のプログラムを演算部で実行することで、第2制御部Cc3の機能を実現することができる。第2制御部Cc3は、例えば、搬送部Cv3の動作を制御することができる。具体的には、第2制御部Cc3は、例えば、駆動部の動作を制御することで、搬送部Cv3の動作を制御することができる。駆動部には、例えば、ベルトコンベアにおける少なくとも1つのプーリーを回転させるモーター等が適用される。第2制御部Cc3は、例えば、統括制御部C0からの信号に応答して、搬送部Cv3の動作を制御し得る。また、上述したように、第1実施形態では、搬送部Cv3は、例えば、ワークW0を支持することが可能な支持部13sと把持部13hとを第1方向(+Y方向)と直交する水平方向に向けて相対的に移動させることができる第2移動機構13hmとしての機能を有する。このため、第2制御部Cc3は、例えば、搬送部Cv3の動作を制御することで、把持部13hに対して、支持部13sとしてのベルトコンベアにおけるベルトの上部を、第1方向(+Y方向)と直交する第1水平方向(+X方向)に向けて移動させることができる。これにより、第2制御部Cc3は、例えば、把持部13hのうちのワークW0を挟持している部分に対して、支持部13sとしてのベルトコンベアにおけるベルトの上部のうちのワークW0と接している部分を第1水平方向(+X方向)に向けて移動させることができる。第2制御部Cc3で実現される機能的構成の少なくとも一部は、例えば、専用の電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。
ここでは、例えば、統括制御部C0から第1制御部Cr3および第2制御部Cc3に対する制御信号によって、第1移動機構13vmと第2移動機構13hmとが同期して動作してもよい。また、例えば、第1制御部Cr3と第2制御部Cc3との間における信号の送受信によって、第1移動機構13vmと第2移動機構13hmとが同期して動作してもよい。
<1−2−4.排出装置の機能的構成>
図12で示されるように、排出装置14は、例えば、配線Wr2に電気的に接続された搬送制御部Cc4と、この搬送制御部Cc4に接続された搬送部Cv4と、を有する。搬送制御部Cc4は、例えば、演算部とメモリと記憶部とを含むコンピュータと同様な構成を有する。搬送制御部Cc4は、例えば、記憶部内のプログラムを演算部で実行することで、搬送制御部Cc4の機能を実現することができる。搬送制御部Cc4は、例えば、駆動部の動作を制御することで、搬送部Cv4の動作を制御することができる。駆動部には、例えば、ベルトコンベアにおける少なくとも1つのプーリーを回転させるモーター等が適用される。搬送制御部Cc4は、例えば、統括制御部C0からの信号に応答して、搬送部Cv4の動作を制御し得る。搬送制御部Cc4で実現される機能的な構成の少なくとも一部は、例えば、専用の電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。
<1−3.反転装置の動作>
図13は、反転装置13におけるワークW0の反転に係る動作フローの一例を示す流れ図である。図14(a)から図16は、反転装置13においてワークW0が反転される様子の一例を示す図である。図13で示される動作フローは、例えば、統括制御部C0からの制御信号に応答して、第1制御部Cr3および第2制御部Cc3が第1移動機構13vmとしての機能を有する把持部移動機構13tおよび第2移動機構13hmとしての機能を有する搬送部Cv3の動作を制御することで実現され得る。ここでは、図13のステップSp1からステップSp5の動作が実行されることで、反転装置13においてワークW0が反転される。
まず、ステップSp1では、把持部13hがワークW0を挟持する。ここでは、図14(a)で示されるように、支持部13sとしての搬送部Cv3のベルトコンベアにおけるベルトの上部によって支持されているワークW0のうちの第1水平方向(+X方向)の端部側の部分(被挟持部分ともいう)Ph0を第1部Po1と第2部Po2とによって挟持する。ここで、被挟持部分Ph0は、例えば、少なくともワークW0の重心よりも搬送部Cv3の下流側としての第1水平方向(+X方向)にずれた位置にある部分である。より具体的には、被挟持部分Ph0は、ワークW0のうちの第1水平方向(+X方向)の端部から所定距離の範囲内に位置している部分である。所定距離は、例えば、挟持基準部Po0と第1部Po1および第2部Po2とが連結する面と、第1当接部分Pc1との距離、および該面と第2当接部分Pc2との距離よりも短い距離に設定される。ここで、所定距離は、例えば、ワークW0の標準的な寸法および形状等を示すモデル等に応じて設定され得る。また、例えば、反転装置13に撮像部等のワークW0の位置および形状を検出するためのセンサを設け、センサを用いて得られるワークW0の位置および形状を示す情報に基づいて、被挟持部分Ph0sを設定してもよい。
次に、ステップSp2では、第1移動機構13vmとしての機能を有する把持部移動機構13tによる把持部13hの上昇および第2移動機構13hmとしての機能を有する搬送部Cv3の動作を開始する。ここでは、図14(a)から図15(a)で示されるように、第2移動機構13hmとしての機能を有する搬送部Cv3によって、第1水平方向(+X方向)とは逆の第2水平方向(−X方向)に向けて、支持部13sとしての搬送部Cv3のベルトコンベアにおけるベルトの上部に対して把持部13hを相対的に移動させながら、第1移動機構13vmとしての機能を有する把持部移動機構13tによって、支持部13sとしての搬送部Cv3のベルトコンベアにおけるベルトの上部に対して把持部13hを相対的に上方に移動させる。このとき、ワークW0は、該ワークW0の自重のバランスに応じて、第1当接部分Pc1および第2当接部分Pc2とともに、第1仮想軸Ax1および第2仮想軸Ax2を中心として回転し、ワークW0のうちの把持部13hで挟持されている部分(被挟持部分)Ph0とは逆側の部分(被接触部分ともいう)Pr0が支持部13s上に接触している状態で維持される。ここでは、例えば、第2移動機構13hmの機能を有する搬送部Cv3による把持部13hに対する支持部13sの第1水平方向(+X方向)における移動に合わせて、第1移動機構13vmの機能を有する把持部移動機構13tによって支持部13sに対して把持部13hを上昇させる。より具体的には、搬送部Cv3としてのベルトコンベアによるベルトのうちのワークW0を支持している上部の第1水平方向(+X方向)に向けた移動に合わせて、把持部移動機構13tによって把持部13hを上昇させる。ここで、第2移動機構13hmによる、第2水平方向(−X方向)における支持部13sに対する把持部13hの相対的な移動量、および第1移動機構13vmによる、支持部13sに対する把持部13hの相対的な上方への移動量のそれぞれは、例えば、ワークW0の標準的な寸法および形状等を示すモデル等に応じて設定され得る。これらの移動量は、例えば、反転装置13に撮像部等のワークW0の位置および形状を検出するためのセンサを設け、センサを用いて得られるワークW0の位置および形状を示す情報に基づいて設定されてもよい。
次に、ステップSp3では、第1移動機構13vmとしての機能を有する把持部移動機構13tによる把持部13hの下降を開始する。ここでは、図15(a)から図16で示されるように、第2移動機構13hmとしての機能を有する搬送部Cv3によって、第1水平方向(+X方向)とは逆の第2水平方向(−X方向)に向けて、支持部13sとしての搬送部Cv3のベルトコンベアにおけるベルトの上部に対して把持部13hを相対的に移動させながら、第1移動機構13vmとしての機能を有する把持部移動機構13tによって、支持部13sとしての搬送部Cv3のベルトコンベアにおけるベルトの上部に対して把持部13hを相対的に下方に移動させる。このとき、ワークW0は、該ワークW0の自重のバランスに応じて、第1当接部分Pc1および第2当接部分Pc2とともに、第1仮想軸Ax1および第2仮想軸Ax2を中心として回転し、ワークW0のうちの把持部13hで挟持されている部分(被挟持部分)Ph0とは逆側の部分(被接触部分)Pr0が支持部13s上に接触している状態で維持される。ここでは、例えば、第2移動機構13hmの機能を有する搬送部Cv3による把持部13hに対する支持部13sの第1水平方向(+X方向)における移動に合わせて、第1移動機構13vmの機能を有する把持部移動機構13tによって支持部13sに対して把持部13hを下降させる。より具体的には、搬送部Cv3としてのベルトコンベアによるベルトのうちのワークW0を支持している上部の第1水平方向(+X方向)に向けた移動に合わせて、把持部移動機構13tによって把持部13hを下降させる。ここで、第2移動機構13hmによる、第2水平方向(−X方向)における支持部13sに対する把持部13hの相対的な移動量、および第1移動機構13vmによる、支持部13sに対する把持部13hの相対的な下方への移動量のそれぞれは、例えば、ワークW0の標準的な寸法および形状等を示すモデル等に応じて設定され得る。これらの移動量は、例えば、反転装置13に撮像部等のワークW0の位置および形状を検出するためのセンサを設け、センサを用いて得られるワークW0の位置および形状を示す情報に基づいて設定されてもよい。
次に、ステップSp4では、第1移動機構13vmとしての機能を有する把持部移動機構13tによる把持部13hの下降および第2移動機構13hmとしての機能を有する搬送部Cv3の動作を停止する。上述したステップSp2からステップSp4の動作によって、図14(a)から図16で示されるように、ワークW0のうちの支持部13sと接触している被接触部分Pr0を支点としつつ、ワークW0を反転させるように、把持部13h、第1移動機構13vmとしての機能を有する把持部移動機構13t、および第2移動機構13hmとしての機能を有する搬送部Cv3の動作が制御される。
次に、ステップSp5では、把持部13hがワークW0を解放する。ここでは、第1部Po1と第2部Po2との間隔が拡げられることで、把持部13hがワークW0を把持している状態が解消される。
このような動作でワークW0を反転させる構成が採用されれば、例えば、ワークW0を持ち上げるために必要な把持部13hおよび把持部移動機構13tの可搬重量等を低減することができる。その結果、例えば、反転装置13の小型化を図ることができる。また、例えば、反転装置13の小型化に伴って、反転装置13の製造に要する素材および工数等を低減することができる。これにより、例えば、反転装置13の製造に要するコストを低減することができる。また、例えば、第2移動機構13hmの機能を有する搬送部Cv3がベルトコンベアで実現されれば、支持部13sを移動させるために必要な空間が低減され、第2移動機構13hmの小型化が実現され得る。
<1−4.第1実施形態のまとめ>
以上のように、第1実施形態に係る反転装置13によれば、例えば、支持部13sが支持しているワークW0を把持部13hの第1部Po1と第2部Po2とで挟持している状態で、第1移動機構13vmによって支持部13sと把持部13hとを上下方向における距離が変化するように相対的に移動させつつ、第2移動機構13hmによって支持部13sと把持部13hとを水平方向において相対的に移動させることで、ワークW0のうちの支持部13sと接触している部分を支点としつつ、ワークW0を反転させることができる。これにより、例えば、ワークW0を持ち上げるために必要な把持部13hおよび把持部移動機構13tの可搬重量等を低減することができる。その結果、例えば、反転装置13の小型化を図ることができる。また、例えば、反転装置13の小型化に伴って、反転装置13の製造に要する素材および工数等を低減することができる。このため、例えば、反転装置13の製造に要するコストを低減することが可能となる。
<2.変形例>
本発明は上述の第1実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更および改良等が可能である。
上記第1実施形態において、例えば、把持部移動機構13tに対して、6軸ロボットアームの代わりに、把持部13hを昇降させることが可能である第1移動機構13vmの機能を有する他の構成を適用してもよい。図17は、第1変形例に係る反転装置13の主要な構成の一例を示す図である。図17で示されるように、把持部移動機構13tが、第1移動機構13vmとして、把持部13hを昇降させることが可能である部分としてのエアシリンダー部Cy1等の機構を有していてもよい。図17の例では、エアシリンダー部Cy1によって昇降可能であるアーム部13amに把持部13hが連結されている。このような構成が採用されても、例えば、把持部13hを昇降させることで、ワークW0のうちの支持部13sと接触している部分を支点としつつ、ワークW0を反転させることができる。ここで、図17で示されるように、把持部移動機構13tが、例えば、把持部13hを±Y方向に移動させることが可能である部分としてのスライダー部Sl1を有していれば、支持部13sに支持されるワークW0の位置が±Y方向にずれたとしても、±Y方向においてワークW0の位置に合わせて把持部13hの位置を調整することが可能となる。図17の例では、エアシリンダー部Cy1が、スライダー部Sl1によって±Y方向に移動され得る。スライダー部Sl1には、例えば、エアシリンダー部Cy1の±Y方向における移動をガイドするガイド部と、±Y方向においてガイド部に沿ってエアシリンダー部Cy1を移動させる駆動力を付与する駆動部と、を有するものが適用され得る。駆動部には、例えば、エアシリンダー、またはモーターとボールネジとを組み合わせた構成等が適用され得る。
上記第1実施形態において、例えば、第1移動機構13vmは、支持部13sおよび把持部13hのうちの少なくとも一方を昇降させることが可能であってもよい。すなわち、例えば、第1移動機構13vmは、支持部13sと把持部13hとを上下方向における距離が変化するように相対的に移動させることが可能であればよい。また、例えば、第2移動機構13hmは、支持部13sおよび把持部13hのうちの少なくとも一方を第1方向(+Y方向)と直交するX軸に沿った水平方向に移動させることが可能であってもよい。すなわち、例えば、第2移動機構13hmは、支持部13sと把持部13hとを第1方向(+Y方向)と直交するX軸に沿った水平方向に向けて相対的に移動させることが可能であればよい。
図18は、第2変形例に係る反転装置13の主要な構成の一例を示す図である。図18で示されるように、第1移動機構13vmは、例えば、支持部13sを昇降させることが可能である部分を含んでいてもよい。このような構成が採用されれば、例えば、支持部13sを昇降させることで、ワークW0のうちの支持部13sと接触している部分を支点としつつ、ワークW0を反転させることができる。図18の例では、第1移動機構13vmが、搬送部Cv3を昇降させることが可能である部分としてのエアシリンダー部Cy2を有する。より具体的には、第1移動機構13vmが、搬送部Cv3を昇降させることが可能である部分として、2つのエアシリンダー部Cy2としての第1エアシリンダー部Cy2aと第2エアシリンダー部Cy2bとを有する。ここで、図18で示されるように、把持部移動機構13tが、把持部13hを±Y方向に移動させることが可能な部分としてのスライダー部Sl1と、を有していれば、支持部13sに支持されるワークW0の位置が±Y方向にずれたとしても、±Y方向においてワークW0の位置に合わせて把持部13hの位置を調整することが可能となる。図18の例では、把持部13hに連結されたアーム部13amが、スライダー部Sl1によって±Y方向に移動され得る。ここで、例えば、支持部13sに支持されるワークW0の位置が±Y方向にずれない場合には、把持部13hを移動させるための把持部移動機構13tが存在していなくてもよい。また、ここで、例えば、把持部移動機構13tも、図2および図17で示されたような第1移動機構13vmとしての機能を有するものとされてもよい。
図19(a)は、第3変形例に係る反転装置13の主要な構成の一例を示す図である。図19(b)は、第3変形例に係る反転装置13における支持部13sの動作の一例を示す図である。図19(a)および図19(b)で示されるように、反転装置13は、例えば、搬送部Cv3の代わりに、水平方向に移動可能であるステージ部St3等のワークW0を支持することが可能な支持部13sとしての機能を有する他の構成を有していてもよい。この場合には、例えば、ステージ部St3の上面部が支持部13sとして機能し得る。ここで、例えば、第2移動機構13hmが、支持部13sを第1方向(+Y方向)と直交する第1水平方向(+X方向)に向けて移動させることが可能である部分を含んでいれば、支持部13sを水平方向に移動させることで、ワークW0のうちの支持部13sと接触している部分を支点としつつ、ワークW0を反転させることができる。図19(a)および図19(b)の例では、第2移動機構13hmが、ステージ部St3を第1水平方向(+X方向)および第2水平方向(−X方向)に移動させることが可能な部分としてのスライダー部Sl2を有する。スライダー部Sl2には、例えば、ステージ部St3の第1水平方向(+X方向)および第2水平方向(−X方向)における移動をガイドすることが可能であるガイド部と、第1水平方向(+X方向)および第2水平方向(−X方向)においてガイド部に沿ってステージ部St3を移動させる駆動力を付与する駆動部と、を有するものが適用され得る。ガイド部には、例えば、それぞれステージSt3の下面の突起部が嵌合しておりかつ第1水平方向(+X方向)および第2水平方向(−X方向)に延びるように位置している、2本のレール状の部材が適用され得る。駆動部には、例えば、エアシリンダーまたはモーターとボールネジとを組み合わせた構成等が適用され得る。
図20は、第4変形例に係る反転装置13の主要な構成の一例を示す図である。図20で示されるように、例えば、第2移動機構13hmが、支持部13sとしての機能を有するステージ部St3を第1水平方向(+X方向)および第2水平方向(−X方向)に移動させるものではなく、把持部13hを第1水平方向(+X方向)および第2水平方向(−X方向)に向けて移動させることが可能である部分を含んでいてもよい。このような構成が採用されれば、例えば、把持部13hを水平方向に向けて移動させることで、ワークW0のうちの支持部13sと接触している部分を支点としつつ、ワークW0を反転させることができる。図20の例では、把持部移動機構13tが、第1移動機構13vmおよび第2移動機構13hmの両方の機能を有する。例えば、把持部移動機構13tが、上述した6軸ロボットアームの構成を有していれば、例えば、第1回動部Pr1、第2回動部Pr2、第3回動部Pr3および第5回動部Pr5等の動作によって、把持部13hを第1水平方向(+X方向)および第2水平方向(−X方向)に向けて移動させるとともに、昇降させることが可能である。この場合には、例えば、把持部13hおよび把持部移動機構13tが、搬送部Cv3の代わりに、反転装置13と該反転装置13の外部との間でワークW0を搬送してもよい。
上記第1実施形態において、例えば、第2移動機構13hmは、支持部13sを第1水平方向(+X方向)に向けて移動させることが可能である部分と、把持部13hを第2水平方向(−X方向)に向けて移動させることが可能である部分と、を含んでいてもよい。このような構成が採用されれば、例えば、支持部13sを第1水平方向(+X方向)に向けて移動させつつ、把持部13hを第2水平方向(−X方向)に向けて移動させることで、ワークW0のうちの支持部13sと接触している部分を支点としつつ、ワークW0を反転させることができる。この場合には、例えば、支持部13sの第1水平方向(+X方向)における長さを短縮させることが可能である。その結果、反転装置13の小型化を図ることができる。ここでは、例えば、図2で示されるように、第2移動機構13hmの機能として、搬送部Cv3が、支持部13sを第1水平方向(+X方向)に向けて移動させることが可能である部分を含み、把持部移動機構13tが、把持部13hを第2水平方向(−X方向)に向けて移動させることが可能である部分を含む態様が考えられる。また、例えば、図19で示されるように、第2移動機構13hmの機能として、スライダー部Sl2が、支持部13sを第1水平方向(+X方向)に向けて移動させることが可能である部分を含み、把持部移動機構13tが、把持部13hを第2水平方向(−X方向)に向けて移動させることが可能である部分を含む態様が考えられる。
上記第1実施形態および各変形例において、第1方向は、水平方向に沿った+Y方向に限られず、例えば、ワークW0の形状に応じて、YZ平面内でY軸に対して若干もしくはある程度傾斜している状態で交差する仮想線に沿った方向とされてもよい。換言すれば、上記第1実施形態および各変形例では、第1方向が、水平方向に沿った+Y方向とされ、ワークW0の被挟持部分Ph0が被接触部分Pr0を基準である支点として仮想的なXZ平面に沿って相対的に移動するようにしてワークW0を反転させたが、これに限られない。例えば、第1方向が、ワークW0の形状に応じて、YZ平面内でY軸に対して若干もしくはある程度傾斜している状態で交差する仮想線に沿った方向とされ、ワークW0の被挟持部分Ph0が被接触部分Pr0を基準である支点として第1方向に直交する仮想的な平面に沿って相対的に移動させるようにしてワークW0を反転させもよい。この場合には、例えば、第1移動機構13vmが、第1方向に直交する仮想的な平面に沿って、支持部13sと把持部13hとの上下方向における距離が変化するように、支持部13sと把持部13hとを相対的に移動させてもよい。換言すれば、例えば、第1移動機構13vmが、第1方向に直交する仮想的な平面に沿って、支持部13sと把持部13hとの上下方向における距離が変化するように、支持部13sおよび把持部13hの少なくとも一方を昇降させてもよい。このような動作は、例えば、図2および図20に示された反転装置13において実現可能である。
上記第1実施形態および各変形例において、例えば、検査システム1の動作が、統括制御部C0等の1つ以上の制御部によって制御されてもよい。ここで、例えば、検査システム1は、ワークW0の反転を行う1つの反転装置とみなしてもよい。
なお、上記第1実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
1 検査システム
13 反転装置
13h 把持部
13hm 第2移動機構
13hp 遊間機構
13hs 挟持機構
13s 支持部
13t 把持部移動機構
13vm 第1移動機構
Ax1 第1仮想軸
Ax2 第2仮想軸
Bg1 第1軸受部
Bg2 第2軸受部
C0 統括制御部
Cc3 第2制御部
Cr3 第1制御部
Cv1〜Cv4,Cv21〜Cv24 搬送部
Cy1,Cy2 エアシリンダー部
Fk1 第1引掛部分
Fk2 第2引掛部分
Pc1 第1当接部分
Pc2 第2当接部分
Pc5 連結部
Pc51 第1連結部
Pc52 第2連結部
Ph0 被挟持部分
Pm1 第1本体部分
Pm2 第2本体部分
Po0 挟持基準部
Po1〜Po4 第1〜4部
Pr0 被接触部分
Sl1,Sl2 スライダー部
St3 ステージ部
W0 ワーク(対象物)

Claims (10)

  1. 対象物を支持することが可能な支持部と、
    第1方向における間隔が減少するように相対的に移動することで前記対象物を挟持することが可能である第1部および第2部を有する把持部と、
    前記支持部と前記把持部とを上下方向における距離が変化するように相対的に移動させることが可能である第1移動機構と、
    前記支持部と前記把持部とを前記第1方向と直交する水平方向に向けて相対的に移動させることが可能である第2移動機構と、を備え、
    前記第1部は、第1本体部分と、該第1本体部分によって前記第1方向に沿った仮想軸を中心として回転可能に保持されているとともに、前記第1部と前記第2部とが前記対象物を挟持する際に前記対象物に当接する第1当接部分と、を含み、
    前記第2部は、第2本体部分と、該第2本体部分によって前記仮想軸を中心として回転可能に保持されているとともに、前記第1部と前記第2部とが前記対象物を挟持する際に前記対象物に当接する第2当接部分と、を含む、反転装置。
  2. 請求項1に記載の反転装置であって、
    前記第1移動機構は、前記把持部を昇降させることが可能である部分を含む、反転装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の反転装置であって、
    前記第1移動機構は、前記支持部を昇降させることが可能である部分を含む、反転装置。
  4. 請求項1から請求項3の何れか1つの請求項に記載の反転装置であって、
    前記第2移動機構は、前記支持部を前記第1方向と直交する第1水平方向に向けて移動させることが可能である部分を含む、反転装置。
  5. 請求項4に記載の反転装置であって、
    前記支持部は、ベルトコンベアにおけるベルトの上部を含み、
    前記第2移動機構は、前記ベルトの上部を、前記第1水平方向に向けて移動させることが可能である部分を含む、反転装置。
  6. 請求項1から請求項3の何れか1つの請求項に記載の反転装置であって、
    前記第2移動機構は、前記把持部を前記第1方向とそれぞれ直交する第1水平方向および該第1水平方向とは逆の第2水平方向に向けて移動させることが可能である部分を含む、反転装置。
  7. 請求項4または請求項5に記載の反転装置であって、
    前記第2移動機構は、前記支持部を前記第1水平方向に向けて移動させることが可能である部分と、前記把持部を前記第1水平方向および該第1水平方向とは逆の第2水平方向に向けて移動させることが可能である部分と、を含む、反転装置。
  8. 請求項1から請求項7の何れか1つの請求項に記載の反転装置であって、
    前記把持部を保持している保持部、を備え、
    前記把持部は、前記第1部と前記第2部との前記第1方向における間隔を変更することが可能となるように前記第1部および前記第2部のうちの少なくとも一方を移動可能な状態で保持している第3部と、第4部と、前記第3部と前記第4部との間の位置関係を所定範囲内で変更自在である状態で前記第3部と前記第4部とを連結している連結部と、を含み、
    前記保持部が、前記第4部を保持している、反転装置。
  9. 請求項1から請求項8の何れか1つの請求項に記載の反転装置であって、
    前記第1本体部分は、第1軸受部を介して前記仮想軸を中心として前記第1当接部分を回転可能に保持し、
    前記第2本体部分は、第2軸受部を介して前記仮想軸を中心として前記第2当接部分を回転可能に保持し、
    前記第1軸受部は、前記仮想軸に沿って前記第2当接部分から離れる方向において前記第1本体部分に対して引っ掛かるように位置している第1引掛部分を含み、
    前記第2軸受部は、前記仮想軸に沿って前記第1当接部分から離れる方向において前記第2本体部分に対して引っ掛かるように位置している第2引掛部分を含む、反転装置。
  10. 請求項1から請求項9の何れか1つの請求項に記載の反転装置であって、
    前記支持部によって支持されている前記対象物のうちの前記第1方向と直交する第1水平方向の端部側の部分を前記第1部と前記第2部とによって挟持させ、前記第2移動機構によって前記第1水平方向とは逆の第2水平方向に向けて前記支持部に対して前記把持部を相対的に移動させながら、前記第1移動機構によって前記支持部に対して前記把持部を相対的に上方に移動させた後に前記支持部に対して前記把持部を相対的に下方に移動させることで、前記対象物のうちの前記支持部と接触している部分を支点としつつ、前記対象物を反転させるように、前記把持部、前記第1移動機構および前記第2移動機構の動作を制御する制御部、を備える、反転装置。
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