JP2023006046A - ピッキング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保管容器から部品を取り出すときの部品保持性能に優れたピッキング装置を提供する。【解決手段】ロボットアームに取り付けられるピッキング装置１０は、部品を磁気吸着によって保持するための保持部２０を備え、保持部２０は、先端面２７と、先端面２７に垂直であって先端面２７の仮想垂線Ｌまわりの全周に設けられた複数の側面２８と、を有し、磁気発生部としてのマグネット２３の磁力によって先端面２７と複数の側面２８をともに部品に対する吸着面とするように構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、保管容器から部品を取り出すピッキング装置に関する。

従来、自動車の生産工程では、車体の組立てラインで必要な部品を保管容器の中から１つずつ取り出して、車体や専用の治具などの定位置にセットするピッキング作業が知られている。下記の特許文献１には、生産効率を高めるべく、この種のピッキング作業を無人で行うための技術が開示されている。

特許文献１に開示の技術では、ロボットアームの先端部に電磁石ハンドが取り付けられた多関節ロボットが使用されている。電磁石ハンドは、円柱形状や円筒形状の部品を吸着保持するためのものであり、箱体の開口部に対向するように下向きに配置可能な保持面に複数の吸着面が設けられている。複数の吸着面は、部品の円周面または端面を吸着保持する主電磁吸着部の電磁吸着面と、部品の円周面を吸着保持する副電磁吸着部の電磁吸着面と、によって構成されており、いずれの電磁吸着面も保持面に沿って設けられている。

この多関節ロボットによるピッキング作業では、電磁石ハンドを基準姿勢に設定して、箱体の中にバラ積み状態で保管されている複数の部品に接近させる。ここで、電磁石ハンドの基準姿勢は、その保持面が水平面に対して平行であり且つ下向きとなるように配置される姿勢であって、円柱形状や円筒形状の部品がとり得る複数の姿勢を想定して設定されている。電磁石ハンドをこのような基準姿勢とすることによって、この電磁石ハンドの保持面に設けられている複数の吸着面を利用して１つの部品を吸着保持して箱体から取り出そうとしている。

特開２０１２－１８３５９３号公報

上記構成の多関節ロボットにおいて、電磁石ハンドの保持面は、電磁石ハンドの外表面のうちの限られた部位、即ち、電磁石ハンドを基準姿勢としたときの下面のみに設けられている。このため、箱体から部品を取り出すときに、部品に対する電磁石ハンドのアクセス方向が制限されることになる。この場合、箱体の中にバラ積みされたランダム姿勢の部品と基準姿勢の電磁石ハンドの保持面との位置合わせが難しく、部品が取り出しにくいという問題が生じ得る。

また、車体の組立てラインでは、引用文献１で想定されている円柱形状や円筒形状とは異なる特殊形状の部品も多く使用されている。このため、電磁石ハンドの保持面を下面のみに設けた構造では、車体の組立てラインで使用され得る多種形状の部品に対して所望の保持性能を確保するのが難しい。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、保管容器から部品を取り出すときの部品保持性能に優れたピッキング装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、
ロボットアームに取り付けられるピッキング装置であって、
部品を磁気吸着によって保持するための保持部を備え、
上記保持部は、先端面と、上記先端面に垂直であって上記先端面の仮想垂線まわりの全周に設けられた複数の側面と、を有し、磁気発生部の磁力によって上記先端面と上記複数の側面をともに上記部品に対する吸着面とするように構成されている、ピッキング装置、
にある。

上述の態様のピッキング装置は、ロボットアームに取り付けられた状態で使用される。このピッキング装置の保持部は、部品を磁気吸着によって保持する機能を有する。この機能を実現するために、磁気発生部の磁力を利用して保持部の先端面と各側面をともに部品に対する吸着面とする。保持部の各側面は、先端面の仮想垂線まわりの全周に設けられた面であるため、保持部の外表面のうち先端面に加えて周方向の各側面を含む広範囲にわたる多面が吸着面になる。このため、吸着面が向かう方向の自由度が高くなり、吸着面が向く方向の数を増やすことができる。

このピッキング装置を使用することにより、保管容器の中にバラ積みされた状態の部品を保管容器から取り出すピッキング作業において、ランダムな姿勢の部品に対する保持部のアクセス方向が制限されにくい。したがって、ロボットアームの制御によって部品に対する保持部の向きを厳密に調節しなくても、保持部の外表面の広範囲に形成された多方向性の吸着面で部品を確実に保持することが可能になる。また、部品に対して保持部を複数方向のいずれからアクセスさせても、この部品のいずれかの部位を保持部のいずれかの吸着面で保持するのに有効である。

以上のごとく、上述の態様によれば、保管容器から部品を取り出すときの部品保持性能に優れたピッキング装置を提供することが可能になる。

実施形態１にかかる組立設備の構成を示す側面図。 実施形態１のピッキング装置の平面図。 図２のピッキング装置の保持部の斜視図。 図３の保持部の分解斜視図。 図３の保持部においてマグネットが作動位置にある状態を上方から見た平面図。 図３の保持部においてマグネットが初期位置にある状態を上方から見た平面図。 図２のVII-VII線矢視断面図。 図３の保持部の先端面で部品を保持するときの様子を示す側面図。 図３の保持部の先端面で保持した部品を保管容器から取り出すときの様子を示す側面図。 図３の保持部の先端面による部品の保持を解除するときの様子を示す側面図。 図３の保持部の側面で部品を保持するときの様子を示す側面図。 図３の保持部の側面で保持した部品を保管容器から取り出すときの様子を示す側面図。 図３の保持部の側面による部品の保持を解除するときの様子を示す側面図。 実施形態２のピッキング装置について図５に対応した平面図。 実施形態３のピッキング装置について図３に対応した斜視図。

上述の態様の好ましい実施形態について以下に説明する。

上述の態様のピッキング装置において、上記保持部は、上記磁気発生部としてのマグネットと、上記先端面と上記複数の側面とを外表面とし上記マグネットを収容する収容空間を有する有底筒状のケースと、上記マグネットを駆動する駆動部と、を備え、
上記マグネットは、上記収容空間において上記先端面に近接した磁気透過領域と上記磁気透過領域よりも上記先端面から離れた磁気遮蔽領域との間で上記仮想垂線に沿って往復動可能に構成されており、
上記保持部は、上記マグネットが上記駆動部によって上記磁気透過領域に配置されたときに上記先端面と上記複数の側面がともに上記吸着面となる一方で、上記マグネットが上記駆動部によって上記磁気遮蔽領域に配置されたときに上記先端面と上記複数の側面がともに上記部品に対する非吸着面となるように構成されているのが好ましい。

このピッキング装置によれば、有底筒状のケースの収容空間にマグネットが収容されており、このマグネットは、駆動部によって駆動されることで、収容空間を磁気透過領域と磁気遮蔽領域との間で往復動することができる。マグネットを磁気透過領域に配置することでケースの先端面と各側面をともに吸着面として、製品をこの吸着面に磁気吸着によって保持できる。一方で、マグネットを磁気遮蔽領域に配置することでケースの先端面と各側面をともに非吸着面として製品の保持を解除できる。このため、駆動部によってマグネットを駆動するのみで部品の保持と保持解除の切り替え制御を簡単に行うことができる。また、部品の保持と保持解除の切り替える構造を、永久磁石であるマグネットを使用して簡素化することができる。加えて、製品に対してケースを隔ててマグネットを間接的に動かす構造であるため、製品をマグネットの表面に直に保持する場合に比べて、一旦保持した製品の保持解除が簡単であり、また保持解除時にマグネットの動きにつられて製品が動くのを防ぐことができる。

上述の態様のピッキング装置において、上記保持部は、磁気透過性を有する上記ケースの上記複数の側面の外周を覆う磁気遮蔽部材を備え、上記磁気遮蔽部材は、上記ケースの上記収容空間を上記磁気透過領域と上記磁気遮蔽領域に分割するように設けられているのが好ましい。

このピッキング装置によれば、磁気透過性を有するケースの複数の側面の外周を覆う磁気遮蔽部材によって、このケースの収容空間が磁気透過領域と磁気遮蔽領域に分割される。マグネットが磁気透過領域に配置され状態では、このマグネットの磁力は磁気遮蔽部材によって遮蔽されることなくケースを透過する。これに対して、マグネットが磁気遮蔽領域に配置され状態では、このマグネットの磁力は磁気遮蔽部材によって遮蔽される。このため、ケースの収容空間に磁気透過領域と磁気遮蔽領域を設けるための構造を、磁気遮蔽部材を用いて簡素化することができる。

上述の態様のピッキング装置において、上記ケースは、磁性材料からなる本体部と、弾性材料からなり上記本体部の表面を被覆する被覆部と、を有するのが好ましい。

このピッキング装置によれば、ケースの本体部の表面に弾性材料からなる被覆部を設けることによって、本体部を保護するとともに、ケースに部品が干渉するときの衝撃を吸収することで耐久性を向上させることができる。

以下、上述の態様の一実施形態であるピッキング装置の具体的な構造について、図面を参照しつつ説明する。

なお、本明細書では、特に断わらない限り、特にことわらない限り、ピッキング装置の横方向である第１方向を矢印Ｘで示し、ピッキング装置の縦方向である第２方向を矢印Ｙで示し、ピッキング装置の高さ方向であり且つマグネットの往復動方向である第３方向を矢印Ｚで示すものとする。

（実施形態１）
図１に示されるように、実施形態１にかかる組立設備１は、車体の組立てラインのピッキング作業を無人で行うのに使用される。組立設備１は、ロボット２と、カメラ４と、部品Ｗを取り出すピッキング装置１０と、制御装置３０と、を備えている。

ロボット２は、ロボットアーム３に複数の駆動軸が設けられた多関節ロボットである。このロボット２は、制御装置３０に電気的に接続されている。ロボットアーム３の先端部には、ピッキング装置１０が取り付けられている。

カメラ４は、撮影物の三次元画像データを得るための撮影手段である。このカメラ４は、制御装置３０に電気的に接続されている。カメラ４は、４つの保管容器Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の上方に配置されており、４つの保管容器Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の上部を上方からそれぞれ撮影する。

４つの保管容器Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４にはそれぞれ、複数の部品Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ，Ｗｄのそれぞれがバラ積みの状態で保管されている。部品Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ，Ｗｄは、互いに形状の異なる異形部品であり、いずれも磁力吸着が可能な材質からなる。

制御装置３０は、既知のＣＰＵ、メモリ、入出力部等によって構成されている。この制御装置３０は、カメラ制御部３１と、ピッキング制御部３２と、ロボット制御部３３と、を備えている。

カメラ制御部３１は、カメラ４の作動を制御するとともに、カメラ４による撮影で得られた三次元画像データのデータ処理を行う機能を有する。このカメラ制御部３１によれば、各保管容器に保管されている部品の形状、位置、向きなどの情報を検出することができる。

ピッキング制御部３２は、カメラ制御部３１で検出された情報に基づいて、ピッキング装置１０を制御する機能を有する。

ロボット制御部３３は、カメラ制御部３１で検出された情報に基づいて、ロボットアーム３の先端部の位置及び軌跡を制御する機能を有する。このロボット制御部３３によれば、ロボットアーム３の先端部に取り付けられているピッキング装置１０の位置及び軌跡が調節される。

図２に示されるように、実施形態１のピッキング装置１０は、ロボットアーム３の先端部に固定される本体部１０ａと、本体部１０ａから同一平面上を放射状に延びる４つの保持部２０と、を備えている。４つの保持部２０は、本体部１０ａの外周に周方向Ａに等間隔で配置されるように固定されている。４つの保持部２０は、各部品Ｗを磁気吸着によって保持するためのものである。ピッキング装置１０は、ピッキング用磁石装置とも称される。４つの保持部２０を同一平面上に配置した場合には、ピッキング装置１０の図１中の左右方向の寸法を抑えるのに有効である。

４つの保持部２０のうちの１つである保持部２０Ａは、保管容器Ｃ１に保管されている部品Ｗａ（図１を参照）のピッキング作業に使用される。また、保持部２０Ｂは、保管容器Ｃ２に保管されている部品Ｗｂ（図１を参照）のピッキング作業に使用される。また、保持部２０Ｃは、保管容器Ｃ３に保管されている部品Ｗｃ（図１を参照）のピッキング作業に使用される。また、保持部２０Ｄは、保管容器Ｃ４に保管されている部品Ｗｄ（図１を参照）のピッキング作業に使用される。これらのピッキング作業によれば、各保管容器に保管されている同一種類の複数の部品の中から１つの部品が保持部２０によって保持されて取り出される。そして、保持部２０によって取り出された部品は、そのまま予め定められた定位置まで運ばれてセットされる。

ここで、図３～図７を参照しつつ、ピッキング装置１０の保持部２０の詳細な構造について説明する。なお、４つの保持部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄはいずれも同一構造であるため、以下では、保持部２０Ａの構造のみについて説明し、残りの保持部２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄの構造についての説明は省略する。

図３及び図４に示されるように、保持部２０Ａは、駆動部２１と、磁気発生部としてのマグネット２３と、ケース２４と、磁気遮蔽部材２９と、を備えている。

駆動部２１は、マグネット２３を駆動するためのものであり、アクチュエータとしてのエアシリンダ２１ａを内蔵している。エアシリンダ２１ａは、エアモータ（図示省略）を駆動源とするものであり、その駆動軸が第３方向Ｚに延びるロッド２２の一端側に連結されている。この駆動部２１によれば、エアシリンダ２１ａでロッド２２を第３方向Ｚに往復動させることができる。なお、このエアシリンダ２１ａに代えて、電動シリンダや油圧シリンダを使用するようにしてもよい。

マグネット２３は、略四角柱形状をなしており、ロッド２２の他端側にボルト部材２３ａによって固定されている。このマグネット２３は、エアシリンダ２１ａの駆動力によって初期位置Ｐ１と作動位置Ｐ２との間で往復動するように構成されている。このマグネット２３は、常に磁石としての機能を持ち、磁極の位置及び磁力が変化しない永久磁石である。例えば、マグネット２３のうちのケース２４の先端面２７に近い方の部位がＮ極とされ、ケース２４の先端面２７から遠い方の部位がＳ極とされる。このマグネット２３の種類については特に限定されないが、フェライト系、ネオジウム系、サマリウムコバルト系、アルニコ系の永久磁石を適宜に選択して使用することができる。

ケース２４は、マグネット２３を収容する収容空間２４ａを有する有底筒状の収容体である。このケース２４は、マグネット２３の形状に対応してその断面形状が四角形とされており、底面でもある先端面２７と４つの側面２８を外表面とするように構成されている。このため、ケース２４の先端面２７は保持部２０Ａ自体の先端面でもあり、ケース２４の側面２８は保持部２０Ａ自体の側面でもある。

４つの側面２８はいずれも、先端面２７に垂直であって先端面２７の仮想垂線Ｌまわりの全周に設けられている。このとき、４つの側面２８は互いに異なる方向を向く面である。４つの側面２８のそれぞれは、仮想垂線Ｌと直交する４つの方向Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４のそれぞれを法線方向とする面として構成されている。

磁気遮蔽部材２９は、ケース２４を挿入可能な挿入空間２９ａを有する筒状の部材である。ケース２４は、磁気遮蔽部材２９の挿入空間２９ａに挿入された状態でその先端側の一部が磁気遮蔽部材２９から突出するように構成されている。このとき、磁気遮蔽部材２９は、ケース２４の４つの側面２８の外周を部分的に覆うように構成されている。ケース２４の先端面２７側の部位は磁気遮蔽部材２９によって覆われておらず、磁気遮蔽部材２９は、ケース２４の収容空間２４ａを磁気透過領域２４ｂと磁気遮蔽領域２４ｃに分割するように設けられている。この磁気遮蔽部材２９は、アルミニウムなどの非磁性材料からなる。マグネット２３は、これらの磁気透過領域２４ｂと磁気遮蔽領域２４ｃとの間で仮想垂線Ｌ（図３を参照）に沿って往復動可能に構成されている。

ここで、磁気透過領域２４ｂは、ケース２４のうち磁気遮蔽部材２９に対する先端側の突出部分（磁気遮蔽部材２９によって覆われていない部分）によって区画される領域であって、ケース２４の収容空間２４ａにおいて先端面２７に近接した領域である。これに対して、磁気遮蔽領域２４ｃは、ケース２４のうち磁気遮蔽部材２９によって覆われている部分によって区画される領域であって、ケース２４の収容空間２４ａにおいて磁気透過領域２４ｂよりも先端面２７から離れた領域である。

図３及び図５に示されるように、エアシリンダ２１ａがマグネット２３を作動位置Ｐ２に制御することによって、マグネット２３はケース２４の収容空間２４ａにおいて磁気透過領域２４ｂに配置される。保持部２０Ａは、マグネット２３が磁気透過領域２４ｂに配置されたときに、作動位置Ｐ２にあるマグネット２３の磁気がケース２４を透過することで、ケース２４の先端面２７と各側面２８がともに、各部品Ｗに対する吸着面Ｓａとなるように構成されている。これにより、保持部２０Ａの外表面に５つの吸着面Ｓａを形成させることができる。この保持部２０Ａでは、吸着面Ｓａが向く方向の数が５つである。このため、マグネット２３が磁気透過領域２４ｂにあるときには、５つの保持面（ケース２４の先端面２７と４つの側面２８）のいずれにも各部品Ｗを磁気吸着によって保持することができる。

図３及び図６に示されるように、エアシリンダ２１ａがマグネット２３を初期位置Ｐ１に制御することによって、マグネット２３はケース２４の収容空間２４ａにおいて磁気遮蔽領域２４ｃに配置される。保持部２０Ａは、マグネット２３が磁気遮蔽領域２４ｃに配置されたときに、初期位置Ｐ１にあるマグネット２３の磁気が磁気遮蔽部材２９で遮断されることで、ケース２４の先端面２７と各側面２８がともに、各部品Ｗに対する非吸着面Ｓｂとなるように構成されている。なお、マグネット２３が初期位置Ｐ１にあるときには、このマグネット２３がケース２４の先端面２７から離れてマグネット２３と先端面２７を直線的に結ぶ距離が増えてマグネット２３から先端面２７に向かう磁力が下がる。このため、マグネット２３が磁気遮蔽領域２４ｃにあるときには、５つの保持面（ケース２４の先端面２７と４つの側面２８）のいずれにも各部品Ｗを磁気吸着によって保持することができない。

図７に示されるように、ケース２４は、ステンレスなどの磁性材料からなる本体部２５と、ゴムや樹脂などの弾性材料からなり本体部１４の表面を被覆する被覆部２６と、を有する。被覆部２６は、溶着や接着などの簡便な接合方法によって、本体部２５の表面に接合されるのが好ましい。

ケース２４の本体部２５の表面に弾性材料からなる被覆部２６を設けることによって、本体部２５を保護するとともに、ケース２４に各部品Ｗが干渉するときの衝撃を吸収することで耐久性を向上させ、また吸着面を確保し部品Ｗの保持力を高める効果がある。なお、マグネット２３から各部品Ｗに作用する磁力が弱まるのを防ぐために、ゴムシートや樹脂シートのような薄肉のシート材（例えば、厚みが０．５ｍｍを下回るようなシート材）によって被覆部２６を構成するのが好ましい。

次に、図１、図８～図１３を参照しつつ、ピッキング装置１０を使用してピッキング作業を無人で行う場合について説明する。

本実施形態におけるピッキング作業は、ピッキング装置１０の４つの保持部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄのそれぞれによって、４つの部品Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ，Ｗｄのそれぞれを保管容器からＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４から取り出して、予め定められた定位置に順次セットする作業である。

ここでは、ピッキング装置１０の４つの保持部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄのうちの保持部２０Ａの動作のみを例示的に説明し、残りの保持部２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄの動作についての説明は省略する。残りの３つの保管容器Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の中に保管されている部品Ｗｂ，Ｗｃ，Ｗｄを３つの保持部２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄのそれぞれによって取り出してセットする動作も、図８～図１３に示すものと同様である。

図１において、保管容器Ｃ１の中に保管されている部品Ｗａを取り出す場合、先ず、制御装置３０のカメラ制御部３１は、カメラ４で得られた三次元画像データに基づいて、対象となる部品Ｗａを特定するとともに、この部品Ｗａの姿勢を検出する。

制御装置３０のピッキング制御部３２は、カメラ制御部３１で得られた情報に基づいて、保持部２０Ａの５つの保持面（ケース２４の先端面２７と４つの側面２８）の中から、この部品Ｗａの姿勢に適した保持面を対象保持面（後述の対象保持面Ｔ）に決定する。このとき、ピッキング制御部３２は、保持部２０Ａの５つの保持面のうちのいずれかを対象保持面Ｔとする。そして、このピッキング制御部３２は、マグネット２３を磁気透過領域２４ｂに配置して対象保持面Ｔを吸着面Ｓａとするべく駆動部２１を制御する。

ここで、図８～図１０には、ピッキング制御部３２によって保持部２０Ａの先端面２７が対象保持面Ｔとされた場合について例示しており、図１１～図１３には、ピッキング制御部３２によって保持部２０Ａの４つの側面２８のうちの１つが対象保持面Ｔとされた場合について例示している。

制御装置３０のロボット制御部３３は、ピッキング制御部３２で得られた情報に基づいて、対象となる部品Ｗａに保持部２０Ａの対象保持面Ｔを接近させるように、ロボットアーム３の先端部の位置及び軌跡を制御する。

図８～図１０には、ピッキング制御部３２によって保持部２０Ａの先端面２７が対象保持面Ｔとされた場合について例示している。

図８に示されるように、保持部２０Ａの５つの保持面のうちの先端面２７を対象保持面Ｔとした場合、ロボットアーム３の制御によってピッキング装置１０の保持部２０Ａを下向きに配置した状態で保管容器Ｃ１の上部に向けて下降させる。そして、保持部２０Ａの先端面２７を対象となる部品Ｗａに接近させる。

このとき、エアシリンダ２１ａがマグネット２３を初期位置Ｐ１から作動位置Ｐ２に制御して磁気透過領域２４ｂに配置する。これにより、保持部２０Ａの先端面２７が吸着面Ｓａとなるため、対象となる部品Ｗａを先端面２７に磁気吸着によって保持することができる。

なお、図８において、仮に部品Ｗａに対して保持部２０Ａの先端面２７の多少の位置ズレが生じたことなどが要因で部品Ｗａを速やかに保持できない場合でも、保持部２０Ａの先端面２７と各側面２８の計５面が全て吸着面Ｓａであるため、残りの４面（４つの側面２８）のいずれかで部品Ｗａを保持することができる。これにより、所望の部品Ｗａを保持するのに要する時間を短縮できる。

その後、図９に示されるように、マグネット２３を磁気透過領域２４ｂに配置したままの状態で、ロボットアーム３の制御によって保持部２０Ａを上昇させる。これにより、保持部２０Ａの先端面２７に保持した部品Ｗａを保管容器Ｃ１から取り出すことができる。

次に、図１０に示されるように、ロボットアーム３の制御によって保持部２０Ａを定位置に向けて動かして部品Ｗａを定位置にセットした後、エアシリンダ２１ａがマグネット２３を作動位置Ｐ２から初期位置Ｐ１に制御して磁気遮蔽領域２４ｃに配置する。これにより、保持部２０Ａの先端面２７が非吸着面Ｓｂとなり、この先端面２７による部品Ｗａの保持が解除される。

図１１～図１３には、ピッキング制御部３２によって保持部２０Ａの４つの側面２８のうちの１つが対象保持面Ｔとされた場合について例示している。

図１１に示されるように、保持部２０Ａの５つの保持面のうちの１つの側面２８を対象保持面Ｔとした場合、ロボットアーム３の制御によってピッキング装置１０の保持部２０Ａを下向きに配置した状態で保管容器Ｃ１の上部に向けて下降させる。そして、保持部２０Ａの側面２８を対象となる部品Ｗａに接近させる。

このとき、エアシリンダ２１ａがマグネット２３を初期位置Ｐ１から作動位置Ｐ２に制御して磁気透過領域２４ｂに配置する。これにより、保持部２０Ａの側面２８が吸着面Ｓａとなるため、対象となる部品Ｗａを側面２８に磁気吸着によって保持することができる。

なお、図１１において、仮に部品Ｗａに対して保持部２０Ａの１つの側面２８の多少の位置ズレが生じたことなどが要因で部品Ｗａを速やかに保持できない場合でも、保持部２０Ａの先端面２７と各側面２８の計５面が全て吸着面Ｓａであるため、残りの４面（先端面２７と３つの側面２８）のいずれかで部品Ｗａを保持することができる。これにより、所望の部品Ｗａを保持するのに要する時間を短縮できる。

その後、図１２に示されるように、マグネット２３を磁気透過領域２４ｂに配置したままの状態で、ロボットアーム３の制御によって保持部２０Ａを上昇させる。これにより、保持部２０Ａの側面２８に保持した部品Ｗａを保管容器Ｃ１から取り出すことができる。

次に、図１３に示されるように、ロボットアーム３の制御によって保持部２０Ａを定位置に向けて動かして部品Ｗａを定位置にセットした後、エアシリンダ２１ａがマグネット２３を作動位置Ｐ２から初期位置Ｐ１に制御して磁気遮蔽領域２４ｃに配置する。これにより、保持部２０Ａの側面２８が非吸着面Ｓｂとなり、この側面２８による部品Ｗａの保持が解除される。

上述の実施形態１によれば、以下のような作用効果が得られる。

実施形態１のピッキング装置１０は、ロボットアーム３に取り付けられた状態で使用される。このピッキング装置１０の保持部２０は、各部品Ｗを磁気吸着によって保持する機能を有する。この機能を実現するために、磁気発生部であるマグネット２３の磁力を利用して保持部２０のケース２４の先端面２７と各側面２８をともに各部品Ｗに対する吸着面Ｓａとする。保持部２０のケース２４の各側面２８は、先端面２７の仮想垂線Ｌまわりの全周に設けられた面であるため、保持部２０の外表面のうち先端面２７に加えて周方向の各側面２８を含む広範囲にわたる多面が吸着面Ｓａになる。このため、吸着面Ｓａが向かう方向の自由度が高くなり、吸着面Ｓａが向く方向の数を増やすことができる。

このピッキング装置１０を使用することにより、保管容器の中にバラ積みされた状態の部品Ｗを保管容器から取り出すピッキング作業において、ランダムな姿勢の部品Ｗに対する保持部２０のアクセス方向が制限されにくい。したがって、ロボットアーム３の制御によって部品Ｗに対する保持部２０の向きを厳密に調節しなくても、保持部２０の外表面の広範囲に形成された多方向性の吸着面Ｓａで部品Ｗを確実に保持することが可能になる。また、部品Ｗに対して保持部２０を複数方向のいずれからアクセスさせても、この部品Ｗのいずれかの部位を保持部２０のいずれかの吸着面Ｓａで保持するのに有効である。

したがって、上述の実施形態１によれば、保管容器から部品Ｗを取り出すときの部品保持性能に優れたピッキング装置１０を提供することが可能になる。

実施形態１のピッキング装置１０によれば、有底筒状のケース２４の収容空間２４ａにマグネット２３が収容されており、このマグネット２３は、エアシリンダ２１ａによって駆動されることで、収容空間２４ａを磁気透過領域２４ｂと磁気遮蔽領域２４ｃとの間で往復動することができる。

マグネット２３を磁気透過領域２４ｂに配置することでケース２４の先端面２７と各側面２８をともに吸着面Ｓａとして、製品Ｗをこの吸着面Ｓａに磁気吸着によって保持できる。一方で、マグネット２３を磁気遮蔽領域２４ｃに配置することでケース２４の先端面２７と各側面２８をともに非吸着面Ｓｂとして製品Ｗの保持を解除できる。このため、エアシリンダ２１ａによってマグネット２３を駆動するのみで部品Ｗの保持と保持解除の切り替え制御を簡単に行うことができる。また、部品Ｗの保持と保持解除の切り替える構造を、永久磁石であるマグネット２３を使用して簡素化することができる。加えて、製品Ｗに対してケース２４を隔ててマグネット２３を間接的に動かす構造であるため、製品Ｗをマグネット２３の表面に直に保持する場合に比べて、一旦保持した製品Ｗの保持が簡単であり、また保持解除時にマグネット２３の動きにつられて製品Ｗが動くのを防ぐことができる。

実施形態１のピッキング装置１０によれば、磁気透過性を有するケース２４の４つの側面２８の外周を部分的に覆う磁気遮蔽部材２９によって、このケース２４の収容空間２４ａが磁気透過領域２４ｂと磁気遮蔽領域２４ｃに分割される。マグネット２３が磁気透過領域２４ｂに配置され状態では、このマグネット２３の磁力は磁気遮蔽部材２９によって遮蔽されることなくケース２４を透過する。これに対して、マグネット２３が磁気遮蔽領域２４ｃに配置され状態では、このマグネット２３の磁力は磁気遮蔽部材２９によって遮蔽される。このため、ケース２４の収容空間２４ａに磁気透過領域２４ｂと磁気遮蔽領域２４ｃを設けるための構造を、磁気遮蔽部材２９を用いて簡素化することができる。

実施形態１に特に関連する変更例では、ピッキング装置１０において、４つの保持部２０を周方向Ａに不規則間隔で配置したり、保持部２０の数を４つ以外に変更したりしてもよい。

また、実施形態１に特に関連する別の変更例では、４つの保持部２０のそれぞれが異なる種類の部品Ｗを保持するのに代えて、４つの保持部２０のうちの少なくとも２つが同一種類の部品Ｗを保持するようにしてもよい。

以下、上述の実施形態１に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態１の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明を省略する。

（実施形態２）
図１４に示されるように、実施形態２のピッキング装置１１０は、保持部１２０の構造が実施形態１のピッキング装置１０の保持部２０のものと相違している。

保持部１２０において、マグネット２３は、略八角柱形状をなしている。また、ケース２４は、マグネット２３の形状に対応してその断面形状が八角形である有底筒状の収容体であり、先端面２７と８つの側面２８を外表面とするように構成されている。８つの側面２８はいずれも、先端面２７に垂直であって先端面２７の仮想垂線Ｌまわりの全周に設けられている。このとき、８つの側面２８のそれぞれは、仮想垂線Ｌと直交する８つの方向Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８のそれぞれを法線方向とする面として構成されている。

その他の構成は、実施形態１と同様である。

実施形態２のピッキング装置１１０によれば、エアシリンダ２１ａがマグネット２３を作動位置Ｐ２に制御することによって、保持部１２０の外表面に９つの吸着面Ｓａを形成させることができる。この保持部１２０では、吸着面Ｓａが向く方向の数が９つである。このため、実施形態１のピッキング装置１０に比べて、保持部１２０の外表面に形成する吸着面Ｓａの数を増やすことができる。

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

実施形態２に特に関連する変更例では、ケース２４の断面形状を四角形及び八角形以外の多角形とすることができる。

（実施形態３）
図１５に示されるように、実施形態３のピッキング装置２１０は、保持部２２０の構造が実施形態１のピッキング装置１０の保持部２０のものと相違している。

保持部２２０において、ケース２４は、磁気透過領域２４ｂを区画する部位が磁気透過性を有する材料からなり、磁気遮蔽領域２４ｃを区画する部位が磁気遮蔽性を有す材料からなるように構成されている。即ち、この保持部２２０では、ケース２４の一部に磁気遮蔽部材２９に相当する機能が付加されている。

その他の構成は、実施形態１と同様である。

実施形態３のピッキング装置２１０によれば、実施形態１のピッキング装置１０に比べて、磁気遮蔽部材２９を省略することによって、部品点数を削減することができる。

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

本発明は、上述の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変更が考えられる。例えば、上述の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上述の実施形態では、磁気発生部としてマグネット２３を使用する場合について例示したが、これに代えて、電流が流れているときだけ磁石として機能し、電流の向きが変わると磁極も変わり、電流が強くなると磁力も強くなる電磁石を使用することもできる。

上述の実施形態では、保管容器に保管された同一種類の複数の部品Ｗの中から１つの部品Ｗを取り出すピッキング作業に使用するピッキング装置１０，１１０，２１０について例示したが、これらのピッキング装置１０，１１０，２１０を、保管容器に保管された複数種類の部品の中から特定種類の部品を選んで取り出すピッキング作業に使用することもできる。

３ ロボットアーム
１０ ピッキング装置
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ 保持部
２１ 駆動部
２３ マグネット（磁気発生部）
２４ ケース
２４ａ 収容空間
２４ｂ 磁気透過領域
２４ｃ 磁気遮蔽領域
２５ 本体部
２６ 被覆部
２７ 先端面
２８ 側面
２９ 磁気遮蔽部材
１２０，２２０ 保持部
１１０，２１０ ピッキング装置
Ｓａ 吸着面
Ｓｂ 非吸着面
Ｗ，Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ，Ｗｄ 部品

Claims (4)

1. ロボットアームに取り付けられるピッキング装置であって、
   部品を磁気吸着によって保持するための保持部を備え、
   上記保持部は、先端面と、上記先端面に垂直であって上記先端面の仮想垂線まわりの全周に設けられた複数の側面と、を有し、磁気発生部の磁力によって上記先端面と上記複数の側面をともに上記部品に対する吸着面とするように構成されている、ピッキング装置。
2. 上記保持部は、上記磁気発生部としてのマグネットと、上記先端面と上記複数の側面とを外表面とし上記マグネットを収容する収容空間を有する有底筒状のケースと、上記マグネットを駆動する駆動部と、を備え、
   上記マグネットは、上記収容空間において上記先端面に近接した磁気透過領域と上記磁気透過領域よりも上記先端面から離れた磁気遮蔽領域との間で上記仮想垂線に沿って往復動可能に構成されており、
   上記保持部は、上記マグネットが上記駆動部によって上記磁気透過領域に配置されたときに上記先端面と上記複数の側面がともに上記吸着面となる一方で、上記マグネットが上記駆動部によって上記磁気遮蔽領域に配置されたときに上記先端面と上記複数の側面がともに上記部品に対する非吸着面となるように構成されている、請求項１に記載のピッキング装置。
3. 上記保持部は、磁気透過性を有する上記ケースの上記複数の側面の外周を覆う磁気遮蔽部材を備え、上記磁気遮蔽部材は、上記ケースの上記収容空間を上記磁気透過領域と上記磁気遮蔽領域に分割するように設けられている、請求項２に記載のピッキング装置。
4. 上記ケースは、磁性材料からなる本体部と、弾性材料からなり上記本体部の表面を被覆する被覆部と、を有する、請求項２または３に記載のピッキング装置。

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