JP2021195182A - Work alignment device, alignment method, and alignment robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のワークを整列させる整列装置に関する。 The present invention relates to an aligning device that aligns a plurality of workpieces.
近年、ワークを容器の所定位置に自動的に配置するロボットが普及している。特許文献１は、この種のロボットを用いるワークのピックアップ方法を開示する。
In recent years, robots that automatically place a work in a predetermined position in a container have become widespread.
特許文献１においては、互いに重なって堆積されたワークに対して撮影した画像データを処理して、特定されたワークの位置情報に基づいて、ワークをピックアップして容器に移動している。
In
上記特許文献１の構成では、画像処理により得られたワークの位置情報に基づいて、ロボットがワークを容器へ移動している。従って、ワークの位置が乱雑である場合、位置情報のデータ処理が複雑である。ロボットがワークを取り出す位置も不規則に変化するため、ロボットの取出し動作を効率的に行うことができない。
In the configuration of
また、あるワークの上に別のワークが重なっている場合、上側のワークの取出しに伴って、下側のワークの位置が動いてしまう可能性がある。これは、ロボットの取出し動作が失敗する原因になる。 Further, when another work is overlapped on one work, the position of the lower work may move as the upper work is taken out. This causes the robot's take-out operation to fail.
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、乱雑に配置されたワークを効率的に整列させることにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to efficiently align works arranged in a disorderly manner.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem and its effect will be described.
本発明の第１の観点によれば、以下の構成の整列装置が提供される。即ち、この整列装置は、同じ形状の複数のワークを整列するために用いられる。前記整列装置は、少なくとも１本の整列溝が形成された整列工具を備える。前記整列溝の幅は、前記ワークの幅の２倍未満である。前記整列溝の長手方向の長さは、前記ワークの長手方向の長さの２倍より大きい。前記整列溝に入った複数の前記ワークが、前記整列溝に沿ってスライド移動することによって整列される。 According to the first aspect of the present invention, an alignment device having the following configuration is provided. That is, this aligning device is used to align a plurality of workpieces having the same shape. The alignment device comprises an alignment tool in which at least one alignment groove is formed. The width of the alignment groove is less than twice the width of the work. The longitudinal length of the alignment groove is greater than twice the longitudinal length of the work. The plurality of works that have entered the alignment groove are aligned by sliding along the alignment groove.
ここで、整列とは、複数のワークを、その向きを揃えて、少なくとも整列溝の長手方向で等ピッチで並べることをいう。 Here, alignment means arranging a plurality of workpieces in the same direction at at least in the longitudinal direction of the alignment groove at equal pitches.
これにより、整列工具を用いて複数のワークを一度に整列することが可能になる。従って、整列作業の効率を向上することができる。 This makes it possible to align a plurality of workpieces at once using an alignment tool. Therefore, the efficiency of the alignment work can be improved.
本発明の第２の観点によれば、以下の工程を含む整列方法が提供される。即ち、この整列方法は、積載工程と、溝入れ工程と、スライド工程と、を含む。前記積載工程では、ワークの整列を行う自動装置により、整列工具に前記ワークを積載する。前記整列工具は、少なくとも１本の整列溝を有する。前記整列溝の幅は前記ワークの幅の２倍未満である。前記整列溝の長手方向の長さは前記ワークの長手方向の長さの２倍より大きい。前記溝入れ工程では、前記自動装置により、前記整列工具に載せられて前記整列溝に入っていない前記ワークに力を加えて、当該ワークが前記整列溝に入るのを促す。前記スライド工程では、前記自動装置により、前記整列溝の内部の複数の前記ワークを前記整列溝の長手方向一方側にスライド移動させる。 According to the second aspect of the present invention, an alignment method including the following steps is provided. That is, this alignment method includes a loading step, a grooving step, and a sliding step. In the loading process, the work is loaded on the alignment tool by an automatic device that aligns the workpieces. The alignment tool has at least one alignment groove. The width of the alignment groove is less than twice the width of the work. The length of the alignment groove in the longitudinal direction is larger than twice the length of the work in the longitudinal direction. In the grooving step, the automatic device applies a force to the work placed on the alignment tool and not in the alignment groove to encourage the work to enter the alignment groove. In the slide step, the automatic device slides and moves a plurality of the workpieces inside the alignment groove to one side in the longitudinal direction of the alignment groove.
これにより、複数のワークを素早く整列させることができる。 This makes it possible to quickly align a plurality of workpieces.
本発明によれば、乱雑に配置されたワークを効率的に整列させることができる。 According to the present invention, randomly arranged workpieces can be efficiently aligned.
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る整列装置１００の概略な構成を示す斜視図である。図２は、ワーク９が整列工具４に積載される様子を示す部分拡大図である。図３は、整列工具４の上のワーク９が整列溝４２ａに入るように促される様子を示す部分拡大図である。図４は、ワーク９が整列溝４２ａに入った様子を示す部分拡大図である。図５は、ワーク９が整列溝４２ａの一方にスライド移動した様子を示す部分拡大図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an
図１に示す整列装置１００は、乱雑に配置された多数のワーク９の向きを揃えて、パッケージトレイ（搬送先トレイ）８の所定の位置に並べて配置するために用いられる。整列装置１００は、特に、図１に示すように細長く形成された小さな部品の整列に好適である。ワーク９の断面形状は任意であるが、本実施形態では、ワーク９は丸棒状である。
The aligning
整列装置１００は、双腕ロボット（自動装置）１を用いて、ワーク９の整列作業、及び、ワーク９のパッケージトレイ８へのセット作業を行う。整列装置１００は、水平多関節型の双腕ロボット１を備える。ただし、これに限定されず、双腕ロボット１は、垂直多関節型の双腕ロボットを採用することもできる。
The
双腕ロボット１は、基台１１と、２本のアーム１２，１２と、各アーム１２の先端に設けられた手首１３と、各手首１３に設けられたエンドリスト部１４と、を備える。
The dual-
基台１１は、双腕ロボット１が備える上記２本のアーム、２つの手首１３及びエンドリスト部１４を支持するベース部材として機能する。基台１１の内部には、例えば、アーム１２、エンドリスト部１４等の動作を制御する図略のロボット制御部が配置される。
The
以下の説明では、アーム１２、又は、アーム１２を構成する各部に関して、基台１１に近い側の端部を「基端部」と称し、基台１１から離れた側の端部を「先端部」と称することがある。
In the following description, with respect to the
双腕ロボット１が備える２本のアーム１２は、同一の構成である。本実施形態では、それぞれのアーム１２は、ベース腕１５と、リンク腕１６と、から構成される。アーム１２の基端側にベース腕１５が配置され、先端側にリンク腕１６が配置されている。ベース腕１５とリンク腕１６は、互いに連結されている。
The two
以下の説明においては、２本のアーム１２のそれぞれを、第１アーム１２ａ及び第２アーム１２ｂと称することがある。また、第１アーム１２ａが備えるベース腕１５及びリンク腕１６を、第１ベース腕１５ａ及び第１リンク腕１６ａと称し、第２アーム１２ｂが備えるベース腕１５及びリンク腕１６を、第２ベース腕１５ｂ及び第２リンク腕１６ｂと称することがある。更に、第１アーム１２ａに設けられたエンドリスト部１４を第１エンドリスト部１４ａと称し、第２アーム１２ｂに設けられたエンドリスト部１４を第２エンドリスト部１４ｂと称することがある。
In the following description, each of the two
それぞれのベース腕１５は、水平な直線状に延びる細長い部材として構成される。基台１１の上面には、基軸１０が固定されている。それぞれのベース腕１５の長手方向の一端（基端）が、基軸１０に対して回転可能に設けられている。ベース腕１５は、基軸１０の軸線回りに回転する。第１ベース腕１５ａ及び第２ベース腕１５ｂは、上下方向で位置を異ならせて配置されている。具体的には、第１ベース腕１５ａ及び第２ベース腕１５ｂは、上から順に基軸１０に取り付けられている。
Each
それぞれのリンク腕１６は、水平な直線状に延びる細長い部材として構成される。リンク腕１６の長手方向の一端（基端）が、ベース腕１５の先端に取り付けられている。リンク腕１６は、基軸１０と平行な軸線を中心として回転可能に支持されている。リンク腕１６の長手方向の他端（先端）には、手首１３が取り付けられている。
Each
第１リンク腕１６ａは、第１ベース腕１５ａの下側から当該第１ベース腕１５ａに連結されている。第２リンク腕１６ｂは、第２ベース腕１５ｂの上側から当該第２ベース腕１５ｂに連結されている。これにより、２本のベース腕１５の基端部に生じている高低差を相殺することが容易になる。言い換えれば、簡素な構成で、２つの手首１３を実質的に同一の高さに配置することができる。
The
手首１３は、リンク腕１６の先端に固定されている。具体的には、手首１３は、リンク腕１６の先端から長手方向に突出するように設けられている。手首１３には、エンドリスト部１４が上下にスライド移動可能に取り付けられている。
The
エンドリスト部１４は、手首１３に対して昇降することができる。エンドリスト部１４は、上下方向に延びる細長い部材として構成される。エンドリスト部１４の下端には、回転関節１７が設けられている。
The
回転関節１７は、エンドリスト部１４に対して回転可能に取り付けられている。回転関節１７は、エンドリスト部１４に対して回転可能である。回転関節１７には、エンドエフェクタ２が装着される。それぞれのアーム１２に取り付けられるエンドエフェクタ２としては、様々なものを選択することができる。回転関節１７により、エンドエフェクタ２は、エンドリスト部１４に対して回転可能である。
The rotary joint 17 is rotatably attached to the
アーム１２の各部には、適宜のアクチュエータが配置される。アクチュエータは、例えば電動モータであり、前述のロボット制御部によって制御される。これらのアクチュエータにより、アーム１２の各部を駆動することができる。
An appropriate actuator is arranged in each part of the
エンドエフェクタ２は、後述の工具等を把持するために用いられる。エンドエフェクタ２は、例えば図２に示すように、対称的に配置された１対の挟持部２ａを備える。
The
１対の挟持部２ａは、互いに近づく又は離れる方向にスライド可能である。それぞれの挟持部２ａにおいて、互いに対向する面には半円状の凹部が形成されている。これにより、挟持部２ａは、丸棒状の部分を備える工具を容易に把持することができる。ただし、挟持部２ａとは別の構成で、工具をエンドエフェクタ２に着脱できるようにしても良い。
The pair of holding
続いて、整列装置１００がワーク９の整列に用いる工具について詳細に説明する。本実施形態の整列装置１００は、主として、図１に示す整列補助工具３、整列工具４、及び移し替え工具５を用いて作業を行う。
Subsequently, the tool used by the
整列補助工具３は、整列工具４とともに、ワーク９を整列させるために用いられる。整列補助工具３は、例えば図２等に示すように、ワーク案内部３１と、レバー３２と、を備える。
The alignment
ワーク案内部３１は、ブラシ状に構成された部分である。ワーク案内部３１は、ある程度広い範囲にわたって複数のワーク９に接触し、掃くようにして一度に動かすことができる。ブラシ毛の部分は、例えば、化繊、シリコン等から構成される。
The
ワーク案内部３１において、複数本のブラシ毛は、ブロック状の部材である本体部から下方へ延びている。本体部の上面に、円柱状の被挟持部６が固定されている。ワーク案内部３１は、当該被挟持部６を介して、エンドエフェクタ２により把持される。
In the
ワーク案内部３１は上記の構成に限定されず、複数のワーク９に何らかの形で作用して移動させることができれば良い。ワーク案内部３１は、例えば、圧縮空気を複数のワーク９に吹き付けて、非接触で移動させる構成にすることもできる。
The
レバー３２は、Ｌ字状に折り曲げられた板状部材から構成される。レバー３２は、ワーク案内部３１の本体部の側面に固定される。レバー３２は、ワーク案内部３１の本体部から水平に突出する小さな板状部分を有している。この突出部分は、後述する溝プレート４２の一端を持ち上げるために用いられる。
The
整列工具４は、ワーク９を整列するための過渡的な容器として用いられる。整列工具４は、図１等に示すように、ブラケット４１と、溝プレート（溝部材）４２と、を備える。
The
ブラケット４１は、Ｌ字状に折り曲げられた板状部材から構成される。ブラケット４１の水平部分の上面に、円柱状の被挟持部６が固定されている。ブラケット４１は、当該被挟持部６を介して、エンドエフェクタ２に把持される。ブラケット４１は、水平部分から下に折り曲げられた垂直部分を備える。垂直部分の下端には、溝プレート４２が回転可能に取り付けられている。
The
溝プレート４２は、細長い板状に形成される。溝プレート４２の長手方向一端側が、ブラケット４１に取り付けられている。これにより、溝プレート４２は、ブラケット４１によって片持ち支持される。溝プレート４２とブラケット４１の連結部分には、例えばヒンジ等が設けられている。これにより、溝プレート４２は、水平な軸を中心として回転することができる。
The
ブラケット４１の垂直部分には、溝プレート４２の回転角度範囲を規制する図示しないストッパが配置されている。このストッパにより、溝プレート４２は、外力が加えられていない状態において、水平姿勢を保持する。
On the vertical portion of the
溝プレート４２の上面には、複数の整列溝４２ａが形成されている。複数の整列溝４２ａは、溝プレート４２の幅方向に等間隔で並んでいる。それぞれの整列溝４２ａは、上側を開放させている。それぞれの整列溝４２ａは、溝プレート４２の長手方向に直線状に延びている。複数の整列溝４２ａにおいて、ブラケット４１に近い側の端部は、幅方向に並んでいる。複数の整列溝４２ａは、互いに平行である。
A plurality of
複数の整列溝４２ａは、溝プレート４２に一体的に形成されている。従って、溝プレート４２の姿勢が水平であるときは、整列溝４２ａの姿勢も水平である。溝プレート４２の姿勢が傾斜したときは、整列溝４２ａは、その長手方向一端よりも他端が高くなるように傾斜する。
The plurality of
それぞれの整列溝４２ａの幅は、ワーク９の直径（幅）より若干大きい。ただし、整列溝４２ａの幅はワーク９の直径（幅）の２倍よりは小さいので、１本の整列溝４２ａに複数本のワーク９が幅方向に並んで入ることはない。整列溝４２ａの深さは、ワーク９の直径（厚み）より若干小さい。従って、１本の整列溝４２ａに複数本のワーク９が上下方向に重なって入ることはない。整列溝４２ａにワーク９が入ったとき、整列溝４２ａの開口からワーク９が上方に少し突出した状態となる。
The width of each
整列溝４２ａの長手方向の長さは、ワーク９の長手方向の長さの２倍以上であり、例えば９倍程度である。従って、整列溝４２ａには、複数のワーク９を、それぞれのワーク９の長手方向を整列溝４２ａの長手方向に沿わせるように向けた状態で、並べて入れることができる。
The length of the
この構成では、ワーク９の長手方向が整列溝４２ａの長手方向と一致していないと、整列溝４２ａに入ることができない。逆に言えば、ワーク９を整列溝４２ａに入れることで、ワーク９の向きを拘束することができる。整列溝４２ａが長いので、ワーク９を整列溝４２ａに入れることは容易である。また、整列溝４２ａに入ったワーク９は開口から上方に少し突出しているので、ワーク９を、後述の移し替え工具５によって整列溝４２ａから容易に取り出すことができる。
In this configuration, if the longitudinal direction of the
本実施形態の溝プレート４２において、複数の整列溝４２ａにより収容可能なワーク９の総数は、パッケージトレイ８により収容可能なワーク９の総数より大きい。例えば、パッケージトレイ８によるワーク９の収容総数が、溝プレート４２によるワーク９の収容最大数の８０％となるように、整列溝４２ａの数及び長さを定めることができる。
In the
図１に示す移し替え工具５は、ワーク９を１つずつ取り出して搬送することができる。移し替え工具５は、整列工具４に整列されたワーク９をパッケージトレイ８の所定の位置に１つずつ配置するために用いられる。移し替え工具５は、ベース部５１と、吸着部５２と、を備える。
The
ベース部５１は、細長い板状に形成されている。ベース部５１の長手方向一端部の上面には、円柱状の被挟持部６が固定されている。移し替え工具５は、当該被挟持部６を介して、エンドエフェクタ２に把持される。ベース部５１の長手方向他端側には、吸着部５２が配置されている。
The
吸着部５２は、ベース部５１の下面から下方に突出するように設けられている。吸着部５２は、例えば負圧を発生させることにより、ワーク９を吸着することができる。ただし、ワーク９を保持する方法は限定されない。
The
続いて、本実施形態の整列装置１００が行う一連の作業について図１から図５を参照して説明する。
Subsequently, a series of operations performed by the
本実施形態の整列装置１００は、２台の双腕ロボット１を用いて、整列作業及び移し替え作業のそれぞれを行う。なお、以下の説明においては、整列作業を行う双腕ロボット１を整列ロボット１ａと称し、移し替え作業を行う双腕ロボット１を移し替えロボット１ｂと称することがある。
The
整列ロボット１ａは、整列補助工具３及び整列工具４を用いて、作業トレイ８０に無造作に撒かれたワーク９を整列させる。整列ロボット１ａは、第１アーム１２ａのエンドエフェクタ２によって整列補助工具３を把持し、第２アーム１２ｂのエンドエフェクタ２によって整列工具４を把持する。
The
作業トレイ８０は、図１に示すように、平面視で矩形の板状に形成されている。作業トレイ８０は、整列ロボット１ａの基台１１の近傍に配置される。矩形状の作業トレイ８０が有する４つの辺のうち、基台１１に近い辺を除く３つの辺には、上方に突出したリブが形成されている。これにより、作業トレイ８０からのワーク９の落下を防止することができる。以下では、作業トレイ８０においてリブが形成されていない側を、作業トレイ８０の開放側と呼ぶことがある。
As shown in FIG. 1, the
整列ロボット１ａは、図１に示すように、整列工具４が作業トレイ８０の開放側に隣接するように、第２アーム１２ｂ及び第２エンドリスト部１４ｂ等を動かす。このとき、整列工具４の上面の高さが、作業トレイ８０の上面の高さよりも若干低くなっている。整列工具４の一部が、作業トレイ８０の下方に少し差し込まれても良い。
As shown in FIG. 1, the
上記の第２アーム１２ｂ等の動作と殆ど同時に、整列ロボット１ａは、整列補助工具３が平面視で作業トレイ８０の開放側と反対側に近い適宜の位置となるように、第１アーム１２ａを動かし、その後に、整列補助工具３を下降させるように、第２エンドリスト部１４ｂを動かす。この結果、図１に示すように、整列補助工具３（ワーク案内部３１）の下端のブラシ毛が作業トレイ８０の上面に接触する。
Almost at the same time as the operation of the
その後、整列ロボット１ａは、第１アーム１２ａを動かして、整列補助工具３を作業トレイ８０の開放側に向かって移動させる。これにより、図２に示すように、作業トレイ８０の上の複数のワーク９がブラシ毛に押されて、作業トレイ８０の開放部から整列工具４の上に落下する（積載工程）。これにより、ワーク９を整列工具４に積載することができる。ワーク９のうち、向き及び位置が整列溝４２ａと一致しているワーク９は、整列溝４２ａに落下する。
After that, the
続いて、整列ロボット１ａは、整列補助工具３が作業トレイ８０から上方に離れた適宜の位置となるように、第１アーム１２ａ及び第１エンドリスト部１４ａ等を動かす。更に、整列ロボット１ａは、整列工具４が平面視で作業トレイ８０のほぼ中央に位置し、かつ、整列工具４が作業トレイ８０よりも少し高い位置となるように、第２アーム１２ｂ及び第２エンドリスト部１４ｂ等を動かす。このとき、整列工具４の溝プレート４２の高さは、整列補助工具３の下端付近となるように調整される。従って、図３に示すように、整列補助工具３の下端のブラシ毛が溝プレート４２の上面に接触する。
Subsequently, the
次に、整列ロボット１ａは、第１アーム１２ａを動かして、整列補助工具３を図３の太線矢印で示すように水平面内で適宜動かす（溝入れ工程）。平面視での整列補助工具３の移動軌跡は任意であるが、溝プレート４２の上面の大部分をカバーするように定められることが好ましい。
Next, the
これにより、溝プレート４２の上の複数のワーク９のうち、整列溝４２ａに入っていないものが、整列補助工具３のブラシ毛に押される。このときに位置及び向きの少なくとも何れかが変化し、整列溝４２ａと一致するようになったワーク９は、整列溝４２ａに自重で落下する。整列溝４２ａに入っているワーク９が開口から上側に突出する量は小さいので、当該ワーク９にブラシ毛が接触して押されても整列溝４２ａから出ることはない。このようにして、整列補助工具３の作用によって、整列溝４２ａに入るワーク９の数が次々と増加していく。
As a result, among the plurality of
溝プレート４２の上で整列補助工具３をある程度移動させた後、整列ロボット１ａは、整列補助工具３を更に水平面内で動かす。ただし、このときの整列補助工具３の軌跡は、整列溝４２ａに入らずに溝プレート４２の上に残っているワーク９を、整列補助工具３のブラシ毛で外へ掃き出すように定められる。これにより、向き又は位置が整列溝４２ａと一致しなかったワーク９は、溝プレート４２から作業トレイ８０の上に落下する。この結果、図４に示すように、溝プレート４２に載っているワーク９の全てが整列溝４２ａに入った状態となる。この状態は、ワーク９の向きを全て揃えた状態ということもできる。
After moving the
その後、整列ロボット１ａは、図４に示すように、整列補助工具３のレバー３２が溝プレート４２の自由端の下方に差し込まれるように、第１アーム１２ａ及び第１エンドリスト部１４ａ等を動かす。続いて、整列ロボット１ａは、整列補助工具３を上昇させるように第１エンドリスト部１４ａを動かす。これにより、図５に示すように、溝プレート４２の自由端がレバー３２によって持ち上げられる。これに伴って、全ての整列溝４２ａが、長手方向でブラケット４１に近い側が低く、ブラケット４１から遠い側が高くなるように傾斜する。この結果、それぞれの整列溝４２ａに入っているワーク９は、整列溝４２ａに沿って自重で滑り、ブラケット４１に近づくようにスライド移動する（スライド工程）。
After that, as shown in FIG. 4, the
溝プレート４２を傾斜させる前の図４の状態では、整列溝４２ａにワーク９が入っている位置は不定である。しかし、整列溝４２ａを傾斜させて自重によってワーク９を寄せることで、最もブラケット４１に近いワーク９は整列溝４２ａの端部で静止し、当該ワーク９に、２番目にブラケット４１に近いワーク９が当たって静止する。３番目以降のワーク９も同様である。このようにして、ワーク９とワーク９の隙間をなくして、互いに接触させることができる。
In the state of FIG. 4 before tilting the
ワーク９の長手方向の長さは全て等しい。従って、整列溝４２ａにおいてそれぞれのワーク９が当該整列溝４２ａの長手方向一方側へスライド移動することで、複数のワーク９を、その向きを揃えて、整列溝４２ａの長手方向で等ピッチで並べることができる。更に言えば、複数の整列溝４２ａは、互いに等しい間隔で並べて配置されるとともに、その向きは互いに平行である。従って、スライド移動の結果、ワーク９はマトリクス状に並んだ状態になる。
The lengths of the
少しして、整列装置１００は、レバー３２による溝プレート４２の持上げを解除して水平姿勢に戻す。
After a while, the
その後、整列装置１００は、図略のカメラ（撮像部）を用いて、溝プレート４２の上面を撮影する。整列装置１００は、カメラから得られた画像に対して公知の画像認識処理を行うことによって、溝プレート４２内に収容されたワーク９の数を取得する。ワーク９がマトリクス状に並んでいるので、画像認識処理は容易である。
After that, the
溝プレート４２内に整列されたワーク９の数が所定の閾値より少ない場合、整列ロボット１ａは、上述した積載工程、溝入れ工程、及びスライド工程を再び行う。この閾値は、パッケージトレイ８に配置する必要があるワーク９の総数と等しいか、それより大きい数とすることが好ましい。
When the number of the
溝プレート４２内に整列されたワーク９の数が閾値以上である場合、整列ロボット１ａは、整列工具４を、図１に示すパス作業台８１の上に載せる。
When the number of the
パス作業台８１は、整列ロボット１ａ及び移し替えロボット１ｂの何れもアクセスできるように、整列ロボット１ａと移し替えロボット１ｂとの間に設けられている。
The path work table 81 is provided between the
移し替えロボット１ｂは、整列ロボット１ａにより準備された整列工具４内のワーク９を１つずつピックアップしてパッケージトレイ８に配置する。パッケージトレイ８は、図１に示すように、マトリクス状に配置された複数の収容部８ａを備える。それぞれの収容部８ａには、１つのワーク９を収容することができる。後の工程のために、複数の収容部８ａに対し、ワーク９は所定の（同一の）向きで配置する必要がある。
The
以下、作業を具体的に説明する。移し替えロボット１ｂは、第１アーム１２ａのエンドエフェクタ２によって整列工具４を把持し、第２アーム１２ｂのエンドエフェクタ２によって移し替え工具５を把持する。整列工具４は、前述の整列ロボット１ａによってパス作業台８１に置かれたものである。
Hereinafter, the work will be specifically described. The
移し替えロボット１ｂは、整列工具４がパッケージトレイ８の近傍に位置するように、第１アーム１２ａ等を動かす。この状態で、移し替えロボット１ｂは、移し替え工具５の吸着部５２を用いて、溝プレート４２の整列溝４２ａに入っているワーク９を１つずつ取り出して、パッケージトレイ８の収容部８ａに配置するように、第２アーム１２ｂ及び第２エンドリスト部１４ｂ等を動かす（移し替え工程）。
The
前述のとおり、複数のワーク９は、溝プレート４２によって事前に向きが揃えられ、マトリクス状に配置されている。従って、移し替えロボット１ｂによるワーク９のピックアップ動作を素早く行うことができる。
As described above, the plurality of
ワーク９の数は、溝プレート４２が収容可能な最大数より少ないことが殆どである。言い換えれば、整列溝４２ａの一部にワーク９が配置されていない場合もある。しかし、ワーク９が溝プレート４２のどの位置にあるかは、前述のカメラによる画像に対して適宜の画像処理を行うことで取得することができる。この情報を利用することで、移し替え工程の作業効率を高めることができる。
In most cases, the number of
上述のように、本実施形態の整列装置１００においては、２台の双腕ロボット１が連携することで、ワーク９をパッケージトレイ８に整列して配置する作業を効率的に行うことができる。
As described above, in the
以上に説明したように、本実施形態の整列装置１００は、同じ形状の複数のワーク９を整列するために用いられる。整列装置１００は、少なくとも１本の整列溝４２ａが形成された整列工具４を備える。整列溝４２ａの幅は、ワーク９の幅の２倍未満である。整列溝４２ａの長手方向の長さは、ワーク９の長手方向の長さの２倍より大きい。整列溝４２ａに入った複数のワーク９が、整列溝４２ａに沿ってスライド移動することによって整列される。
As described above, the aligning
これにより、整列工具４を用いて複数のワーク９を一度に整列させることが可能になる。従って、整列作業の効率を向上することができる。
This makes it possible to align a plurality of
また、本実施形態の整列装置１００は、整列工具４を、図４に示すように整列溝４２ａが水平な状態と、図５に示すように整列溝４２ａの長手方向一端よりも他端が高くなるように傾斜した状態と、の間で切換可能である。
Further, in the
これにより、単純な構成で、複数のワーク９を整列溝４２ａの一端側に自重によってスライド移動させることができる。
Thereby, with a simple configuration, the plurality of
また、本実施形態の整列装置１００は、ワーク９を整列工具４から移し替えることが可能な移し替え工具５を備える。移し替え工具５は、整列溝４２ａに入った状態で整列されたワーク９を取り出して、向きが揃った状態でパッケージトレイ８に配置する。
Further, the
これにより、整列工具によりワーク９が予め整列されているので、向きを揃った状態の複数のワーク９をパッケージトレイ８に容易に配置することができる。
As a result, since the
また、本実施形態の整列装置１００では、整列工具４において整列させることが可能なワーク９の総数が、搬送先トレイの収容可能総数よりも多い。
Further, in the
これにより、整列溝４２ａに厳密に隙間なくワーク９を配置する必要がない。言い換えれば、整列溝４２ａに多少大雑把にワーク９を入れても、１つのパッケージトレイ８に配置すべきワーク９の数を確保できる可能性が高い。従って、ワーク９の整列作業をより素早く行うことができる。
As a result, it is not necessary to arrange the
また、本実施形態の整列装置１００は、整列補助工具３を備える。整列補助工具３は、整列工具４に載せられ整列溝４２ａに入っていないワーク９にブラシ毛を介して力を加えて、ワーク９が整列溝４２ａに入るのを促す。
Further, the
これにより、整列溝４２ａに効率良くワーク９を入れることができる。
As a result, the
また、本実施形態の整列装置１００に用いられる整列ロボット１ａは、整列補助工具３を保持する第１アーム１２ａと、整列工具４を保持する第２アーム１２ｂと、を備える。
Further, the
これにより、第１アーム１２ａ及び第２アーム１２ｂの連携動作によって、効率の良い整列作業を実現できる。
As a result, efficient alignment work can be realized by the cooperative operation of the
次に、第２実施形態を説明する。図６は、第２実施形態において、整列工具４の整列溝４２ａの空き部分にワーク９が搬送される様子を示す部分拡大図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
Next, the second embodiment will be described. FIG. 6 is a partially enlarged view showing how the
本実施形態の溝プレート４２の構成は、上述の第１実施形態の溝プレート４２と実質的に同様である。ただし、溝プレート４２が収容可能なワーク９の総数は、パッケージトレイ８が備える収容部８ａの数と等しい。従って、整列工具４とパッケージトレイ８とを１対１で対応させるためには、整列溝４２ａの全部にワーク９を入れる必要がある。
The configuration of the
上述のスライド工程の後、整列装置１００は、カメラで撮影した画像を処理することで、整列溝４２ａに入っているワーク９の数を取得する。この数が溝プレート４２の収容可能総数よりも少ない場合、整列装置１００は、整列溝４２ａにおいてワーク９が入っていない空き部分の位置情報を取得する。
After the slide step described above, the
上述のように、溝プレート４２が傾斜するのに伴って、整列溝４２ａにおいてワーク９が一端側にスライド移動している。従って、空き部分は、整列溝４２ａのうち、ワーク９のスライド移動先と反対側の端部に位置する。
As described above, as the
整列ロボット１ａは、第１アーム１２ａのエンドエフェクタ２が、スライド工程で用いた整列補助工具３の把持を解除し、代わりに搬送工具５ｘを把持するように制御する。搬送工具５ｘは、移し替えロボット１ｂで説明した移し替え工具５と同様の構成であり、ベース部５１及び吸着部５２を備える。
The
整列ロボット１ａは、搬送工具５ｘの吸着部５２を用いて、作業トレイ８０のワーク９を１つ取り出すように、第１アーム１２ａ等を動かす。作業トレイ８０におけるワーク９の位置及び向きは、カメラによって作業トレイ８０を予め撮影し、得られた画像に対して適宜の画像認識処理を行うことで取得することができる。
The
続いて、整列ロボット１ａは、搬送工具５ｘによって取り出したワーク９の向きを適宜調整した上で整列溝４２ａの空き部分に入れるように、第１アーム１２ａ等を動かす。この搬送作業が、整列溝４２ａの空き部分が無くなるまで反復される。
Subsequently, the
このように搬送工具５ｘによってワーク９を整列溝４２ａに入れる個別搬送作業は、比較的に長い時間が掛かる。従って、上述の画像処理で得たワーク９の数が適宜の閾値より少ない場合は、再び、上述の積載工程、溝入れ工程及びスライド工程を行うことが好ましい。積載工程、溝入れ工程及びスライド工程を行うことで、整列溝４２ａの空き部分の多くにワーク９を一度に入れることができる可能性が高い。従って、その後に個別搬送作業を行ったとしても、空き部分の全部にワーク９を入れるまでの総時間が短くなることが期待できる。
As described above, the individual transfer work of inserting the
以上に説明したように、本実施形態の整列装置１００は、ワーク９を個別に取り出して搬送する搬送工具５ｘを備える。搬送工具５ｘは、整列溝４２ａにおいてワーク９のスライド移動先と反対側に形成された空き部分に、別のワーク９を入れる。
As described above, the
これにより、整列溝４２ａを全部埋めるようにワーク９を入れることができるので、後の工程での取扱いが容易である。
As a result, the
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be changed as follows, for example.
溝プレート４２における整列溝４２ａの数は任意である。整列溝４２ａは１本でも良い。
The number of
図３の溝入れ工程では、整列工具４を静止させて整列補助工具３を動かす代わりに、整列補助工具３を静止させて整列工具４を動かしても良い。整列補助工具３と整列工具４の両方を同時に動かしても良い。
In the grooving step of FIG. 3, instead of stopping the
整列補助工具３（ワーク案内部３１）のブラシ毛の接触に代えて、整列工具４を単に振動させることで、整列工具４の上のワーク９に力を加えて整列溝４２ａに入るように促しても良い。振動は、第２アーム１２ｂ及び第２エンドリスト部１４ｂ等の動きで実現することができる。整列工具４の振動は水平面内で行われても良いし、上下方向で行われても良い。
Instead of contacting the brush bristles of the alignment auxiliary tool 3 (work guide portion 31), the
整列溝４２ａにおけるワーク９のスライド移動は、ワーク案内部３１のブラシ毛を整列溝４２ａに入れた状態で整列溝４２ａに沿って動かすことで実現しても良い。この場合、図５のように溝プレート４２を傾斜させる作業が不要になる。
The slide movement of the
溝プレート４２は、その長手方向一側の端部に位置し、整列溝４２ａを構成する壁部が、長手方向他端に向けて移動可能に構成されても良い。この場合、当該壁部の移動により、ワーク９を整列溝４２ａに沿ってスライド移動させることができる。この構成によっても、溝プレート４２を傾斜させる作業が不要になる。
The
整列溝４２ａに沿う向きでワーク９に圧縮空気を吹き付けることで、ワーク９を整列溝４２ａに沿ってスライド移動させることもできる。
By blowing compressed air onto the
移し替え工具５は、一度に複数個のワーク９を搬送できるように構成しても良い。
The
溝プレート４２の整列溝４２ａは、少なくとも２つのワーク９を、当該ワーク９の長手方向ではなく幅方向に並んで整列させるために形成されても良い。この場合、整列溝４２ａは矩形状に形成され、この矩形において隣り合う２辺のうち第１辺の長さは、ワーク９の長さの２倍未満、好ましくは、ワーク９の長さより若干大きい程度に形成される。整列溝４２ａの矩形のうち第２辺の長さは、ワーク９の幅の２倍より大きくなるように形成される。複数のワーク９が整列溝４２ａ内にある状態で、溝プレート４２（整列溝４２ａ）を、前記第２辺の一端が他端よりも高くなるように傾斜させる。この結果、整列溝４２ａ内のワーク９は、当該ワーク９の幅方向に整列される。
The
双腕ロボット１の代わりに、２台のロボットの組合せが用いられても良い。また、ロボットの代わりに、他の機構により整列補助工具３、整列工具４、移し替え工具５、搬送工具５ｘが保持されても良い。
Instead of the dual-
３ 整列補助工具
４ 整列工具
４２ａ 整列溝
５ 移し替え工具
５ｘ 搬送工具
９ ワーク
１００ 整列装置
3 Alignment
Claims (9)
少なくとも１本の整列溝が形成された整列工具を備え、
前記整列溝の幅は、前記ワークの幅の２倍未満であり、
前記整列溝の長手方向の長さは、前記ワークの長手方向の長さの２倍より大きく、
前記整列溝に入った複数の前記ワークが、前記整列溝に沿ってスライド移動することによって整列されることを特徴とする整列装置。 An alignment device for aligning multiple workpieces of the same shape.
Equipped with an alignment tool with at least one alignment groove formed
The width of the alignment groove is less than twice the width of the work.
The length of the alignment groove in the longitudinal direction is larger than twice the length of the work in the longitudinal direction.
An alignment device, characterized in that a plurality of the workpieces in the alignment groove are aligned by sliding along the alignment groove.
前記整列工具を、前記整列溝が水平な状態と、前記整列溝の長手方向一端よりも他端が高くなるように傾斜した状態と、の間で切換可能であることを特徴とする整列装置。 The alignment device according to claim 1.
The alignment device is characterized in that the alignment tool can be switched between a state in which the alignment groove is horizontal and a state in which the alignment groove is inclined so that the other end is higher than one end in the longitudinal direction of the alignment groove.
前記ワークを個別に取り出して搬送する搬送工具を備え、
前記搬送工具は、前記整列溝において前記ワークのスライド移動先と反対側に形成された空き部分に、別のワークを入れることを特徴とする整列装置。 The alignment device according to claim 1 or 2.
A transport tool for individually taking out and transporting the work is provided.
The transfer tool is an alignment device characterized in that another workpiece is inserted into a vacant portion formed on the side opposite to the slide movement destination of the workpiece in the alignment groove.
前記ワークを前記整列工具から移し替えることが可能な移し替え工具を備え、
前記移し替え工具は、前記整列溝に入った状態で整列された前記ワークを取り出して、向きが揃った状態で搬送先トレイに配置することを特徴とする整列装置。 The alignment device according to any one of claims 1 to 3.
A transfer tool capable of transferring the work from the alignment tool is provided.
The transfer tool is an alignment device characterized in that the workpieces aligned in the alignment groove are taken out and arranged in a transport destination tray in a state of being aligned.
前記整列工具において整列させることが可能なワークの総数が、前記搬送先トレイの収容可能総数よりも多いことを特徴とする整列装置。 The alignment device according to claim 4.
An alignment device characterized in that the total number of workpieces that can be aligned by the alignment tool is larger than the total number that can be accommodated in the destination tray.
前記整列工具に載せられ前記整列溝に入っていない前記ワークに力を加えて、当該ワークが前記整列溝に入るのを促す整列補助工具を備えることを特徴とする整列装置。 The alignment device according to any one of claims 1 to 5.
An alignment device comprising an alignment assisting tool that applies a force to the work that is placed on the alignment tool and is not in the alignment groove to encourage the work to enter the alignment groove.
前記整列補助工具を保持する第１アームと、
前記整列工具を保持する第２アームと、
を備えることを特徴とする双腕ロボット。 A dual-arm robot used in the alignment device according to claim 6.
The first arm that holds the alignment assist tool and
The second arm that holds the alignment tool and
A dual-arm robot characterized by being equipped with.
ワークの整列を行う自動装置により、少なくとも１本の整列溝を有し、前記整列溝の幅は前記ワークの幅の２倍未満であり、前記整列溝の長手方向の長さは前記ワークの長手方向の長さの２倍より大きい整列工具に、前記ワークを積載する積載工程と、
前記自動装置により、前記整列工具に載せられて前記整列溝に入っていない前記ワークに力を加えて、当該ワークが前記整列溝に入るのを促す溝入れ工程と、
前記自動装置により、前記整列溝の内部の複数の前記ワークを前記整列溝の長手方向一方側にスライド移動させるスライド工程と、
を含むことを特徴とする整列方法。 It is an alignment method for aligning multiple workpieces of the same shape.
The automatic device for aligning the work has at least one alignment groove, the width of the alignment groove is less than twice the width of the work, and the length of the alignment groove in the longitudinal direction is the length of the work. The loading process of loading the workpiece on an alignment tool that is larger than twice the length in the direction,
The grooving step of urging the work to enter the alignment groove by applying a force to the work placed on the alignment tool and not in the alignment groove by the automatic device.
A slide step of sliding and moving a plurality of the workpieces inside the alignment groove to one side in the longitudinal direction by the automatic device.
An alignment method characterized by including.
前記自動装置により、前記整列工具において整列された前記ワークを搬送先トレイに並べて配置する移し替え工程を含むことを特徴とする整列方法。 The alignment method according to claim 8.
An alignment method comprising a transfer step of arranging the workpieces aligned in the alignment tool side by side on a transport destination tray by the automatic device.
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