JP2023032506A - 振動発生装置、振動発生装置の制御方法およびピックアップシステム - Google Patents

Abstract

【課題】トラフの振動方向を精度よく制御することができる振動発生装置、振動発生装置の制御方法およびピックアップシステムを提供すること。【解決手段】振動発生装置は、ワークを載置するトラフと、回転軸が水平方向に沿い、かつ、互いに平行である第１振動モーターおよび第２振動モーターと、前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターが配置され、前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターの振動を前記トラフに伝達する伝達部と、前記第１振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第１センサーと、前記第２振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第２センサーと、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、振動発生装置、振動発生装置の制御方法およびピックアップシステムに関する。

特許文献１には、複数のバネ脚により支持した搬送トラフを振動モーターで振動させて粉粒体を移送する振動移送装置が記載されている。このような振動移送装置では、振動モーターが２台の基準モーターと１台の偏位配置モーターとで構成されており、これら３台の振動モーターを個別に制御することにより、搬送トラフに一定方向の振動を付与することができる。

登録実用新案第３１７５５０１号公報

しかしながら、特許文献１の振動移送装置では、各振動モーターの回転軸の偏心角度（偏心錘の位置）が分からないため、搬送トラフの振動方向を精度よく制御することができないという課題がある。

本発明の振動発生装置は、ワークを載置するトラフと、
回転軸が水平方向に沿い、かつ、互いに平行である第１振動モーターおよび第２振動モーターと、
前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターが配置され、前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターの振動を前記トラフに伝達する伝達部と、
前記第１振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第１センサーと、
前記第２振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第２センサーと、を有する。

本発明の振動発生装置の制御方法は、ワークを載置するトラフと、
回転軸が水平方向に沿い、かつ、互いに平行である第１振動モーターおよび第２振動モーターと、
前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターが配置され、前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターの振動を前記トラフに伝達する伝達部と、
前記第１振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第１センサーと、
前記第２振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第２センサーと、を有する振動発生装置の制御方法であって、
前記第１センサーおよび前記第２センサーの検出結果に基づいて前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターの駆動を制御する。

本発明のピックアップシステムは、ワークが載置され、前記ワークに振動を与えて前記ワークの位置を変化させる振動発生装置と、
前記振動発生装置に載置されている前記ワークを撮像し、撮像結果に基づいて前記ワークの位置を検出するビジョンと、
前記ビジョンの検出結果に基づいて前記振動発生装置に載置されている前記ワークをピックアップするロボットと、を有し、
前記振動発生装置は、前記ワークを載置するトラフと、
回転軸が水平方向に沿い、かつ、互いに平行である第１振動モーターおよび第２振動モーターと、
前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターが配置され、前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターの振動を前記トラフに伝達する伝達部と、
前記第１振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第１センサーと、
前記第２振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第２センサーと、を有する。

第１実施形態に係るピックアップシステムの全体構成を示す正面図である。 ロボットを示す正面図である。 振動発生装置を示す正面図である。 振動発生装置を示す上面図である。 振動発生装置が有する２台の振動モーターを示す上面図である。 振動モーターとセンサーとを示す側面図である。 振動発生装置の駆動を説明するための正面図である。 振動発生装置の駆動を説明するための正面図である。 振動発生装置の駆動を説明するための正面図である。 振動発生装置の駆動を説明するための正面図である。 ピックアップシステムの駆動方法を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る振動発生装置が有する振動モーターおよびセンサーを示す側面図である。 第３実施形態に係る振動発生装置を示す正面図である。 第４実施形態に係る振動発生装置が有する３台の振動モーターを示す上面図である。

以下、振動発生装置、振動発生装置の制御方法およびピックアップシステムの好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るピックアップシステムの全体構成を示す正面図である。図２は、ロボットを示す正面図である。図３は、振動発生装置を示す正面図である。図４は、振動発生装置を示す上面図である。図５は、振動発生装置が有する２台の振動モーターを示す上面図である。図６は、振動モーターとセンサーとを示す側面図である。図７ないし図１０は、それぞれ、振動発生装置の駆動を説明するための正面図である。図１１は、ピックアップシステムの駆動方法を示すフローチャートである。

図１に示すピックアップシステム１００は、搬送対象であるワークＷが載置された振動発生装置２００と、ワークＷを搬送する搬送装置としてのコンベア３００と、振動発生装置２００に載置されたワークＷを撮像するビジョン４００と、ビジョン４００の検出結果に基づいて振動発生装置２００に載置されたワークＷをピックアップし、コンベア３００上にリリースするロボット５００と、これら各部の駆動を制御する制御装置６００と、を有する。

［ロボット５００］
ロボット５００は、スカラロボット（水平多関節ロボット）である。図２に示すように、ロボット５００は、床面に固定されたベース５１０と、ベース５１０に接続されたロボットアーム５２０と、を有する。ロボットアーム５２０は、基端部がベース５１０に接続され、ベース５１０に対して鉛直方向に沿った第１回動軸Ｊ１まわりに回動する第１アーム５２１と、基端部が第１アーム５２１の先端部に接続され、第１アーム５２１に対して鉛直方向に沿った第２回動軸Ｊ２まわりに回動する第２アーム５２２と、を有する。

また、第２アーム５２２の先端部には作業ヘッド５３０が設けられている。作業ヘッド５３０は、第２アーム５２２の先端部に同軸的に配置されたスプラインナット５３１およびボールネジナット５３２と、スプラインナット５３１およびボールネジナット５３２に挿通されたスプラインシャフト５３３と、を有する。スプラインシャフト５３３は、第２アーム５２２に対して鉛直方向に沿った第３回動軸Ｊ３まわりに回転可能で、かつ、第３回動軸Ｊ３に沿って昇降可能である。

また、スプラインシャフト５３３の下端部にはエンドエフェクター５４０が装着されている。エンドエフェクター５４０は、着脱自在であり目的の作業に適したものが適宜選択される。本実施形態のエンドエフェクター５４０は、ワークＷを挟持して保持するハンドである。

また、ロボット５００は、ベース５１０に対して第１アーム５２１を第１回動軸Ｊ１まわりに回動させる第１駆動装置５７１と、第１アーム５２１に対して第２アーム５２２を第２回動軸Ｊ２まわりに回動させる第２駆動装置５７２と、スプラインナット５３１を回転させてスプラインシャフト５３３を第３回動軸Ｊ３まわりに回転させる第３駆動装置５７３と、ボールネジナット５３２を回転させてスプラインシャフト５３３を第３回動軸Ｊ３に沿った方向に昇降させる第４駆動装置５７４と、を有する。

また、第１、第２、第３、第４駆動装置５７１、５７２、５７３、５７４には、それぞれ、駆動源としてのモーターと、モーターの回転量を検出するエンコーダーと、が設置されている。制御装置６００は、ピックアップシステム１００の運転中、各エンコーダーの出力が示すロボットアーム５２０の位置と制御目標である目標位置とを一致させるフィードバック制御を実行する。

以上、ロボット５００について説明したが、ロボット５００としては、特に限定されず、例えば、回転軸を６つ有するロボットアームを備えた６軸ロボットであってもよい。

［コンベア３００］
図１に示すように、コンベア３００は、ワークＷが載置されるベルト３１０と、ベルト３１０を送る搬送ローラー３２０と、搬送ローラー３２０を駆動する図示しないモーターと、搬送ローラー３２０の回転量に応じた信号を制御装置６００に出力する搬送量センサー３３０と、を有する。制御装置６００は、ピックアップシステム１００の運転中、搬送量センサー３３０の出力が示すワークＷの搬送速度と制御目標である目標搬送速度とを一致させるフィードバック制御を実行する。これにより、ワークＷを所望の速度で安定して搬送することができる。

［ビジョン４００］
図１に示すように、ビジョン４００は、振動発生装置２００の上方から振動発生装置２００上のワークＷを撮像し、撮像した画像に基づいてワークＷの位置や重なり状態を検出する装置である。このようなビジョン４００は、カメラ４１０と、カメラ４１０が撮像した画像データに基づいて振動発生装置２００上の少なくとも１つのワークＷの位置を検出する検出部４２０と、を有する。なお、本実施形態では、検出部４２０は、制御装置６００に組み込まれている。

また、カメラ４１０は、各画素が深度情報（奥行き情報）を持つ距離画像を撮像することができる３Ｄカメラ（ステレオカメラ）である。カメラ４１０の各画素は、検出部４２０によって世界座標と関連付けられており、カメラ４１０の画角内にワークＷが存在する場合、画像データ内におけるワークＷの位置に基づいてワークＷの座標を特定することができる。ただし、ビジョン４００の構成としては、特に限定されず、例えば、２Ｄカメラと深度センサーとを組み合わせた構成であってもよいし、位相シフト法により三次元形状を計測する計測装置を用いた構成であってもよい。

［振動発生装置２００］
振動発生装置２００は、図３に示すように、板状の基台２１０と、基台２１０に立設された４本の脚部２２０と、これら脚部２２０を介して基台２１０に接続された板状の伝達部２３０と、伝達部２３０の上面に重ねられた板状のトラフ支持部２４０と、トラフ支持部２４０の上面に配置され、ワークＷが載置されるトラフ２５０と、伝達部２３０の下面に配置された第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂと、第１振動モーター２６０Ａの回転を検出する第１センサー２７０Ａと、第２振動モーター２６０Ｂの回転を検出する第２センサー２７０Ｂと、を有する。

このような構成の振動発生装置２００によれば、制御装置６００によって第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂの駆動を制御することにより、トラフ２５０に所定方向の振動を付与し、トラフ２５０に載置されたワークＷの位置や重なり状態を変化させることができる。特に、振動発生装置２００では、第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂによって第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂの回転（偏心方向Ｈ１、Ｈ２）を検出することができるため、所定方向の振動を精度よく発生させることができる。

４本の脚部２２０は、それぞれ、コイルばね２２１を有し、弾性変形可能である。また、これら４本の脚部２２０は、図４に示すように、基台２１０の四隅にバランスよく配置されている。

図３に示すように、板状の伝達部２３０は、これら４本の脚部２２０を介して基台２１０に略水平に固定されている。そのため、伝達部２３０が基台２１０に対して揺れ易くなり、第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂの振動が増強されてトラフ２５０に伝達される。

トラフ支持部２４０は、板状であり、伝達部２３０の上面に重ねて配置されている。また、トラフ支持部２４０は、複数のネジＮによって伝達部２３０にネジ止めされている。また、トラフ２５０は、箱状をなし、トラフ支持部２４０の上面に略水平に配置されている。また、トラフ２５０内には複数のワークＷが無造作に収容される。

図３に示すように、伝達部２３０の下面には第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂが配置されている。また、図５に示すように、第１振動モーター２６０Ａは、図示しないステーターおよびローターを収容する本体部２６１Ａと、本体部２６１Ａの両側から突出する回転軸２６２Ａと、回転軸２６２Ａの両端部に配置された偏心錘２６３Ａ、２６４Ａと、を有する。第１振動モーター２６０Ａを駆動すると、偏心錘２６３Ａ、２６４Ａの作用によって回転軸２６２Ａに遠心力振動が発生する。同様に、第２振動モーター２６０Ｂは、図示しないステーターおよびローターを収容する本体部２６１Ｂと、本体部２６１Ｂの両側から突出する回転軸２６２Ｂと、回転軸２６２Ｂの両端部に配置された偏心錘２６３Ｂ、２６４Ｂと、を有する。このような第２振動モーター２６０Ｂを駆動すると、偏心錘２６３Ｂ、２６４Ｂの作用によって回転軸２６２Ｂに遠心力振動が発生する。ただし、第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂの構成は、振動を発生させることができれば、特に限定されない。

また、図５に示すように、第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂは、鉛直方向からの平面視で、トラフ２５０の中心Ｏに対して両側に分かれて配置されている。すなわち、中心Ｏの一方側に第１振動モーター２６０Ａが配置され、他方側に第２振動モーター２６０Ｂが配置されている。また、回転軸２６２Ａ、２６２Ｂは、それぞれ、略水平であり、かつ、互いに平行に配置されている。特に、本実施形態では、回転軸２６２Ａ、２６２Ｂは、トラフ２５０の長手方向に対して直交する向きに配置されている。また、回転軸２６２Ａ、２６２Ｂは、同一水平面上に位置している。

第１センサー２７０Ａは、第１振動モーター２６０Ａの回転軸２６２Ａの回転位置を検出する。なお、前記「回転軸２６２Ａの回転位置」とは、偏心錘２６３Ａ、２６４Ａの位置すなわち回転軸２６２Ａの偏心方向Ｈ１を意味する。同様に、第２センサー２７０Ｂは、第２振動モーター２６０Ｂの回転軸２６２Ｂの回転位置を検出する。なお、前記「回転軸２６２Ｂの回転位置」とは、偏心錘２６３Ａ、２６４Ａの位置すなわち回転軸２６２Ｂの偏心方向Ｈ１を意味する。また、これら第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂは、透過型の光電センサーである。これにより、第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂの低コスト化、小型化等を図ることができる。

図６に示すように、第１センサー２７０Ａは、偏心錘２６３Ａに配置された突起状の第１被検出体２７１Ａと、伝達部２３０の下面に配置された第１検出部２７２Ａと、を有する。第１検出部２７２Ａは、光Ｌを出射する発光部２７３Ａと、発光部２７３Ａと対向配置され、発光部２７３Ａからの光Ｌを受光する受光部２７４Ａと、を有する。そして、回転軸２６２Ａが１周回転する度に、第１被検出体２７１Ａが発光部２７３Ａと受光部２７４Ａとの間を通過し、その際、発光部２７３Ａからの光Ｌを遮ることにより受光部２７４Ａからの出力信号が変化する。そのため、制御装置６００は、受光部２７４Ａからの出力信号に基づいて回転軸２６２Ａの回転位置（偏心方向Ｈ１）を検出することができる。

同様に、第２センサー２７０Ｂは、偏心錘２６３Ｂに配置された突起状の第２被検出体２７１Ｂと、伝達部２３０の下面に配置された第２検出部２７２Ｂと、を有する。第２検出部２７２Ｂは、光Ｌを出射する発光部２７３Ｂと、発光部２７３Ｂと対向配置され、発光部２７３Ｂからの光Ｌを受光する受光部２７４Ｂと、を有する。そして、回転軸２６２Ｂが１周回転する度に、第２被検出体２７１Ｂが発光部２７３Ｂと受光部２７４Ｂとの間を通過し、その際、発光部２７３Ｂからの光Ｌを遮ることにより受光部２７４Ｂからの出力信号が変化する。そのため、制御装置６００は、受光部２７４Ｂからの出力信号に基づいて回転軸２６２Ｂの回転位置（偏心方向Ｈ２）を検出することができる。

また、第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂは、第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂが設けられた側の端が、同じ側に位置するように配置されている。これにより、第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂの配置や、第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂへの配線の接続が容易となる。

なお、第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂとしては、特に限定されず、例えば、第１、第２被検出体２７１Ａ、２７１Ｂが反射した光Ｌを受光部２７４Ａ、２７４Ｂが受光する反射型の光電センサーであってもよいし、エンコーダーであってもよい。また、エンコーダーの場合は、アブソリュート型およびインクリメンタル型のいずれの形式であってもよい。また、本実施形態では、第１センサー２７０Ａは、第１振動モーター２６０Ａの外側に配置されているが、これに限定されず、例えば、第１振動モーター２６０Ａの内部に配置されていてもよい。

このような構成の振動発生装置２００の駆動方法について図７ないし図１０に基づいて詳細に説明する。振動発生装置２００では、第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂの駆動をそれぞれ独立して制御することによりトラフ２５０に所定の方向の振動を付与することができる。

例えば、図７に示すように、偏心方向Ｈ１、Ｈ２が共に鉛直方向下側を向くように第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂの出力信号に基づいて回転軸２６２Ａ、２６２Ｂの回転位置を揃えた状態で第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂを互いに逆方向に回転駆動させると、第１振動モーター２６０Ａの振動と第２振動モーター２６０Ｂの振動との相殺および重畳により脚部２２０を弾性変形させながらトラフ２５０に上下方向の振動Ｂ１が付与される。これにより、トラフ２５０内のワークＷが上下に跳ねるように振動する。

また、例えば、図８に示すように、偏心方向Ｈ１、Ｈ２が共に左斜め下側を向くように第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂの出力信号に基づいて回転軸２６２Ａ、２６２Ｂの回転位置を揃えた状態で第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂを互いに逆方向に回転駆動させると、第１振動モーター２６０Ａの振動と第２振動モーター２６０Ｂの振動との相殺および重畳により脚部２２０を弾性変形させながらトラフ２５０に斜め方向の振動Ｂ２が付与される。これにより、トラフ２５０内のワークＷが左方向に移動する。なお、第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂを互いに同じ方向に回転駆動させても、ワークＷが同様に移動する。

また、例えば、図９に示すように、偏心方向Ｈ１、Ｈ２が共に右斜め下側を向くように第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂの出力信号に基づいて回転軸２６２Ａ、２６２Ｂの回転位置を揃えた状態で第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂを互いに逆方向に回転駆動させると、第１振動モーター２６０Ａの振動と第２振動モーター２６０Ｂの振動との相殺および重畳により脚部２２０を弾性変形させながらトラフ２５０に斜め方向の振動Ｂ３が付与される。これにより、トラフ２５０内のワークＷが右方向に移動する。なお、第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂを互いに同じ方向に回転駆動させても、ワークＷが同様に移動する。

また、例えば、図１０に示すように、偏心方向Ｈ１が鉛直方向下側を向き、偏心方向Ｈ２が鉛直方向上側を向くように第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂの出力信号に基づいて回転軸２６２Ａ、２６２Ｂの回転位置を揃えた状態で第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂを互いに同じ方向に回転駆動させると、第１振動モーター２６０Ａの振動と第２振動モーター２６０Ｂの振動との相殺および重畳により脚部２２０を弾性変形させながらトラフ２５０に振動Ｂ４が付与される。これにより、トラフ２５０内のワークＷが中央に寄るように移動する。なお、第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂを互いに逆方向に回転駆動させても、ワークＷが同様に移動する。

特に、振動発生装置２００では、第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂの出力信号に基づいて回転軸２６２Ａ、２６２Ｂの回転位置を検出することができるため、回転軸２６２Ａ、２６２Ｂの回転位置をより精度よく所望の開始位置に合わせることができる。そのため、トラフ２５０の振動方向を精度よく制御することができる。

［制御装置６００］
制御装置６００は、振動発生装置２００、コンベア３００、ビジョン４００およびロボット５００の駆動をそれぞれ制御する。このような制御装置６００は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー（ＣＰＵ）と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部装置との接続を行う外部インターフェースと、を有する。メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。制御装置６００の構成要素の一部または全部は、ロボット５００の筐体の内側に配置されてもよい。また、制御装置６００は、複数のプロセッサーにより構成されてもよい。

以上、ピックアップシステム１００について説明した。次に、ピックアップシステム１００の駆動方法について、図１１に基づいて簡単に説明する。まず、ステップＳ１として、ロボット５００を撮像の妨げとならない姿勢とした状態で、カメラ４１０でトラフ２５０内のワークＷを撮像し画像データＤを取得する。次に、ステップＳ２として、画像データＤに基づいて少なくとも１つのワークＷの位置や重なり状態を検出する。なお、ワークＷの位置や重なり状態の検出には、例えば、テンプレートマッチングを用いることができる。

次に、ステップＳ３として、位置を検出したワークＷの中からロボット５００により把持可能なワークＷの有無を検出する。把持可能の判断条件としては例えば、トラフ２５０内での位置や他のワークＷとの重なり状態などを設定できる。ロボット５００により把持可能なワークＷが存在する場合は、ステップＳ４として、ロボット５００によりそのワークＷを把持し、コンベア３００のベルト３１０上にリリースする。これにより、ワークＷがコンベア３００によって所定の場所まで搬送される。

一方、ステップＳ３において、ロボット５００により把持可能なワークＷが無かった場合は、ステップＳ５として、振動発生装置２００を駆動させて、トラフ２５０内のワークＷの位置をリセットしたりワークＷ同士の重なりを解消したりして、ステップＳ１からやり直す。このような駆動方法によれば、ロボット５００によってワークＷをより確実に把持することができる。

以上、ピックアップシステム１００について説明した。このようなピックアップシステム１００に含まれる振動発生装置２００は、前述したように、ワークＷを載置するトラフ２５０と、回転軸２６２Ａ、２６２Ｂが水平方向に沿い、かつ、互いに平行である第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂと、第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂが配置され、第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂの振動をトラフ２５０に伝達する伝達部２３０と、第１振動モーター２６０Ａの回転軸２６２Ａの回転位置を検出する第１センサー２７０Ａと、第２振動モーター２６０Ｂの回転軸２６２Ｂの回転位置を検出する第２センサー２７０Ｂと、を有する。このような構成によれば、第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂの出力信号に基づいて回転軸２６２Ａ、２６２Ｂの回転位置を検出することができるため、回転軸２６２Ａ、２６２Ｂの回転開始位置を精度よく所望位置に合わせることができる。そのため、トラフ２５０の振動方向を精度よく制御することができる。

また、前述したように、振動発生装置２００では、第１センサー２７０Ａおよび第２センサー２７０Ｂは、それぞれ、光電センサーである。これにより、第１センサー２７０Ａおよび第２センサー２７０Ｂが簡単な構成となる。

また、前述したように、振動発生装置２００では、第１振動モーター２６０Ａの回転軸２６２Ａの一端側に第１センサー２７０Ａが配置され、第２振動モーター２６０Ｂの回転軸２６２Ｂの一端側に第２センサー２７０Ｂが配置されている。そして、第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂは、一端側が同じ側に位置するように配置されている。これにより、第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂの配置や、第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂへの配線の接続が容易となる。

また、前述したように、ワークＷを載置するトラフ２５０と、回転軸２６２Ａ、２６２Ｂが水平方向に沿い、かつ、互いに平行である第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂと、第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂが配置され、第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂの振動をトラフ２５０に伝達する伝達部２３０と、第１振動モーター２６０Ａの回転軸２６２Ａの回転位置を検出する第１センサー２７０Ａと、第２振動モーター２６０Ｂの回転軸２６２Ｂの回転位置を検出する第２センサー２７０Ｂと、を有する振動発生装置２００の制御方法は、第１センサー２７０Ａおよび第２センサー２７０Ｂの検出結果に基づいて第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂの駆動を制御する。第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂの出力信号に基づいて回転軸２６２Ａ、２６２Ｂの回転位置を検出することができるため、このような制御方法によれば、回転軸２６２Ａ、２６２Ｂの回転開始位置を精度よく所望位置に合わせることができる。そのため、トラフ２５０の振動方向を精度よく制御することができる。

また、前述したように、ピックアップシステム１００は、ワークＷが載置され、ワークＷに振動を与えてワークＷの位置を変化させる振動発生装置２００と、振動発生装置２００に載置されているワークＷを撮像し、撮像結果に基づいてワークＷの位置を検出するビジョン４００と、ビジョン４００の検出結果に基づいて振動発生装置２００に載置されているワークＷをピックアップするロボット５００と、を有する。そして、振動発生装置２００は、ワークＷを載置するトラフ２５０と、回転軸２６２Ａ、２６２Ｂが水平方向に沿い、かつ、互いに平行である第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂと、第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂが配置され、第１振動モーター２６０Ａおよび第２振動モーター２６０Ｂの振動をトラフ２５０に伝達する伝達部２３０と、第１振動モーター２６０Ａの回転軸２６２Ａの回転位置を検出する第１センサー２７０Ａと、第２振動モーター２６０Ｂの回転軸２６２Ｂの回転位置を検出する第２センサー２７０Ｂと、を有する。このような構成によれば、第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂの出力信号に基づいて回転軸２６２Ａ、２６２Ｂの回転位置を検出することができるため、回転軸２６２Ａ、２６２Ｂの回転開始位置を精度よく所望位置に合わせることができる。そのため、トラフ２５０の振動方向を精度よく制御することができる。

＜第２実施形態＞
図１２は、第２実施形態に係る振動発生装置が有する振動モーターおよびセンサーを示す側面図である。

本実施形態の振動発生装置２００は、第１センサー２７０Ａおよび第２センサー２７０Ｂの配置が異なること以外は、前述した第１実施形態の振動発生装置２００と同様である。そのため、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態における図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

図１２に示すように、本実施形態の振動発生装置２００では、第１センサー２７０Ａの第１検出部２７２Ａおよび第２センサー２７０Ｂの第２検出部２７２Ｂは、それぞれ、伝達部２３０とは異なる部位に配置されている。これにより、第１検出部２７２Ａおよび第２検出部２７２Ｂに第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂの振動が伝わり難くなり、第１センサー２７０Ａおよび第２センサー２７０Ｂの耐久性が向上する。

特に、第１検出部２７２Ａおよび第２検出部２７２Ｂは、それぞれ、基台２１０の上面に配置されている。そのため、第１、第２検出部２７２Ａ、２７２Ｂと第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂとの間に弾性変形可能な脚部２２０が介在することとなり、第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂの振動が第１、第２検出部２７２Ａ、２７２Ｂにより伝わり難くなる。そのため、第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂの耐久性がより高まる。

以上のように、本実施形態の振動発生装置２００では、第１センサー２７０Ａは、第１振動モーター２６０Ａに配置された第１被検出体２７１Ａと、第１被検出体２７１Ａを検出する第１検出部２７２Ａと、を有し、第２センサー２７０Ｂは、第２振動モーター２６０Ｂに配置された第２被検出体２７１Ｂと、第２被検出体２７１Ｂを検出する第２検出部２７２Ｂと、を有する。そして、第１検出部２７２Ａおよび第２検出部２７２Ｂは、それぞれ、伝達部２３０とは異なる部位に配置されている。これにより、第１検出部２７２Ａおよび第２検出部２７２Ｂに第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂの振動が伝わり難くなり、第１検出部２７２Ａおよび第２検出部２７２Ｂの耐久性が向上する。

特に、本実施形態の振動発生装置２００は、基台２１０と、基台２１０と伝達部２３０とを接続し、弾性変形する脚部２２０と、を有し、第１検出部２７２Ａおよび第２検出部２７２Ｂは、それぞれ、基台２１０に配置されている。これにより、第１、第２検出部２７２Ａ、２７２Ｂと第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂとの間に弾性変形可能な脚部２２０が介在することとなり、第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂの振動が第１、第２検出部２７２Ａ、２７２Ｂにより伝わり難くなる。そのため、第１、第２検出部２７２Ａ、２７２Ｂの耐久性がより高まる。

このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第３実施形態＞
図１３は、第３実施形態に係る振動発生装置を示す正面図である。

本実施形態の振動発生装置２００は、トラフ２５０と伝達部２３０との間に空間Ｓが形成されていること以外は、前述した第１実施形態の振動発生装置２００と同様である。そのため、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態における図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

図１３に示すように、本実施形態の振動発生装置２００は、第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂを支持する伝達部２３０と、トラフ２５０を支持するトラフ支持部２４０との間に鉛直方向に延びる柱状のスペーサー２９０が配置されている。そして、このスペーサー２９０によって、伝達部２３０とトラフ支持部２４０との間、すなわち、伝達部２３０とトラフ２５０との間に空間Ｓが形成されている。スペーサー２９０を用いることにより、空間Ｓを容易に形成することができる。

このような構成によれば、例えば、前述した第１実施形態と比べて脚部２２０とトラフ支持部２４０との離間距離Ｌ１が長くなるため、第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂを振動させたときのトラフ支持部２４０の振幅Ｗ１も大きくなり、より大きな振動をトラフ２５０に付与することができる。

また、スペーサー２９０により構成された空間Ｓには光源２８０が配置されている。また、トラフ支持部２４０の中央部であってトラフ２５０と重なる部分が、光透過性を有する窓部２４１となっており、トラフ２５０の底面も光透過性を有する窓部２５１となっている。光源２８０は、トラフ２５０側に向けて光ＬＬを出射し、窓部２４１、２５１を介してトラフ２５０に載置されたワークＷをその下方側から照らす。これにより、カメラ４１０からより明るい画像データが取得されるため、或いは、カメラ４１０のシャッタースピードを高めることができ、ブレのない鮮明な画像データが取得されるため、ワークＷの画像認識をより精度よく行うことができる。

以上のように、本実施形態の振動発生装置２００では、トラフ２５０と伝達部２３０との間に空間Ｓを有する。これにより、より大きな振動をトラフ２５０に付与することができる。

また、前述したように、トラフ２５０は、光透過性の光透過部としての窓部２５１を有し、空間Ｓには、窓部２５１を介してトラフ２５０に配置されているワークＷを照らす光源２８０が配置されている。これにより、カメラ４１０からより明るい画像データが取得されるため、或いは、カメラ４１０のシャッタースピードを高めることができ、ブレのない鮮明な画像データが取得されるため、ワークＷの画像認識をより精度よく行うことができる。

また、前述したように、トラフ２５０と伝達部２３０との間に空間Ｓを形成するスペーサー２９０が配置されている。これにより、簡単に空間Ｓを形成することができる。また、スペーサー２９０の長さを調整することにより、空間Ｓの大きさを簡単に変更することができる。

このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第４実施形態＞
図１４は、第４実施形態に係る振動発生装置が有する３台の振動モーターを示す上面図である。

本実施形態の振動発生装置２００は、さらに、第３振動モーター２６０Ｃおよび第３センサー２７０Ｃを有すること以外は、前述した第１実施形態の振動発生装置２００と同様である。そのため、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態における図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

図１４に示すように、本実施形態の振動発生装置２００は、第３振動モーター２６０Ｃと、第３振動モーター２６０Ｃの回転を検出する第３センサー２７０Ｃと、を有する。第３振動モーター２６０Ｃは、第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂと同様の構成であり、図示しないステーターおよびローターを収容する本体部２６１Ｃと、本体部２６１Ｃの両側から突出する回転軸２６２Ｃと、回転軸２６２Ｃの両端部に配置された偏心錘２６３Ｃ、２６４Ｃと、を有する。

このような第３振動モーター２６０Ｃは、第１、第２振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂの間に位置し、鉛直方向からの平面視で、トラフ２５０の中心Ｏと重なるように配置されている。また、回転軸２６２Ｃは、回転軸２６２Ａ、２６２Ｂと略水平であり、かつ、平行に配置されている。特に、本実施形態では、回転軸２６２Ｃは、回転軸２６２Ａ、２６２Ｂと同一水平面上に位置している。

第３センサー２７０Ｃは、第３振動モーター２６０Ｃの回転軸２６２Ｃの回転位置を検出する。第３センサー２７０Ｃは、１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂと同様の構成であり、第３被検出体２７１Ｃおよび第３検出部２７２Ｃを有する透過型の光電センサーである。これにより、第３センサー２７０Ｃの低コスト化、小型化等を図ることができる。

また、第３振動モーター２６０Ｃは、第３センサー２７０Ｃが設けられた側の端が、第１、第２センサー２７０Ａ、２７０Ｂと同じ側に位置するように配置されている。これにより、第１、第２、第３センサー２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃの配置や、第１、第２、第３センサー２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃへの配線の接続が容易となる。

このような構成の振動発生装置２００によれば、制御装置６００によって第１、第２、第３振動モーター２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃの駆動を制御することにより、トラフ２５０に所定方向の振動を付与し、トラフ２５０に載置されたワークＷの位置や重なり状態を変化させることができる。特に、本実施形態では、３つの振動モーターを使用するため、前述した第１実施形態と比べてより多彩な振動を発生させることができる。

以上、本発明の振動発生装置、振動発生装置の制御方法およびピックアップシステムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。また、振動モーターの数は、２つまたは３つに限定されず、４つ以上であってもよい。

１００…ピックアップシステム、２００…振動発生装置、２１０…基台、２２０…脚部、２２１…コイルばね、２３０…伝達部、２４０…トラフ支持部、２４１…窓部、２５０…トラフ、２５１…窓部、２６０Ａ…第１振動モーター、２６０Ｂ…第２振動モーター、２６０Ｃ…第３振動モーター、２６１Ａ…本体部、２６１Ｂ…本体部、２６１Ｃ…本体部、２６２Ａ…回転軸、２６２Ｂ…回転軸、２６２Ｃ…回転軸、２６３Ａ…偏心錘、２６３Ｂ…偏心錘、２６３Ｃ…偏心錘、２６４Ａ…偏心錘、２６４Ｂ…偏心錘、２６４Ｃ…偏心錘、２７０Ａ…第１センサー、２７０Ｂ…第２センサー、２７０Ｃ…第３センサー、２７１Ａ…第１被検出体、２７１Ｂ…第２被検出体、２７１Ｃ…第３被検出体、２７２Ａ…第１検出部、２７２Ｂ…第２検出部、２７２Ｃ…第３検出部、２７３Ａ…発光部、２７３Ｂ…発光部、２７４Ａ…受光部、２７４Ｂ…受光部、２８０…光源、２９０…スペーサー、３００…コンベア、３１０…ベルト、３２０…搬送ローラー、３３０…搬送量センサー、４００…ビジョン、４１０…カメラ、４２０…検出部、５００…ロボット、５１０…ベース、５２０…ロボットアーム、５２１…第１アーム、５２２…第２アーム、５３０…作業ヘッド、５３１…スプラインナット、５３２…ボールネジナット、５３３…スプラインシャフト、５４０…エンドエフェクター、５７１…第１駆動装置、５７２…第２駆動装置、５７３…第３駆動機構、５７４…第４駆動装置、６００…制御装置、Ｂ１…振動、Ｂ２…振動、Ｂ３…振動、Ｂ４…振動、Ｄ…画像データ、Ｈ１…偏心方向、Ｈ２…偏心方向、Ｊ１…第１回動軸、Ｊ２…第２回動軸、Ｊ３…第３回動軸、Ｌ…光、Ｌ１…離間距離、ＬＬ…光、Ｎ…ネジ、Ｏ…中心、Ｓ…空間、Ｓ１…ステップ、Ｓ２…ステップ、Ｓ３…ステップ、Ｓ４…ステップ、Ｓ５…ステップ、Ｗ…ワーク、Ｗ１…振幅

Claims (10)

1. ワークを載置するトラフと、
   回転軸が水平方向に沿い、かつ、互いに平行である第１振動モーターおよび第２振動モーターと、
   前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターが配置され、前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターの振動を前記トラフに伝達する伝達部と、
   前記第１振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第１センサーと、
   前記第２振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第２センサーと、を有することを特徴とする振動発生装置。
2. 前記第１センサーおよび前記第２センサーは、それぞれ、光電センサーである請求項１に記載の振動発生装置。
3. 前記第１振動モーターの前記回転軸の一端側に前記第１センサーが配置され、
   前記第２振動モーターの前記回転軸の一端側に前記第２センサーが配置され、
   前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターは、前記一端側が同じ側に位置するように配置されている請求項１または２に記載の振動発生装置。
4. 前記第１センサーは、前記第１振動モーターに配置された第１被検出体と、前記第１被検出体を検出する第１検出部と、を有し、
   前記第２センサーは、前記第２振動モーターに配置された第２被検出体と、前記第２被検出体を検出する第２検出部と、を有し、
   前記第１検出部および前記第２検出部は、それぞれ、前記伝達部とは異なる部位に配置されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動発生装置。
5. 基台と、
   前記基台と前記伝達部とを接続し、弾性変形する脚部と、を有し、
   前記第１検出部および前記第２検出部は、それぞれ、前記基台に配置されている請求項４に記載の振動発生装置。
6. 前記トラフと前記伝達部との間に空間を有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動発生装置。
7. 前記トラフは、光透過性の光透過部を有し、
   前記空間には、前記光透過部を介して前記トラフに配置されている前記ワークを照らす光源が配置されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動発生装置。
8. 前記トラフと前記伝達部との間に前記空間を形成するスペーサーが配置されている請求項７に記載の振動発生装置。
9. ワークを載置するトラフと、
   回転軸が水平方向に沿い、かつ、互いに平行である第１振動モーターおよび第２振動モーターと、
   前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターが配置され、前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターの振動を前記トラフに伝達する伝達部と、
   前記第１振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第１センサーと、
   前記第２振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第２センサーと、を有する振動発生装置の制御方法であって、
   前記第１センサーおよび前記第２センサーの検出結果に基づいて前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターの駆動を制御することを特徴とする振動発生装置の制御方法。
10. ワークが載置され、前記ワークに振動を与えて前記ワークの位置を変化させる振動発生装置と、
    前記振動発生装置に載置されている前記ワークを撮像し、撮像結果に基づいて前記ワークの位置を検出するビジョンと、
    前記ビジョンの検出結果に基づいて前記振動発生装置に載置されている前記ワークをピックアップするロボットと、を有し、
    前記振動発生装置は、前記ワークを載置するトラフと、
    回転軸が水平方向に沿い、かつ、互いに平行である第１振動モーターおよび第２振動モーターと、
    前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターが配置され、前記第１振動モーターおよび前記第２振動モーターの振動を前記トラフに伝達する伝達部と、
    前記第１振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第１センサーと、
    前記第２振動モーターの前記回転軸の回転位置を検出する第２センサーと、を有することを特徴とするピックアップシステム。

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