JP2023073155A - 整列装置および整列方法 - Google Patents

Abstract

【課題】縦長物を鉛直方向に沿って整列させた状態を、簡単な構成および簡単な制御で実現することができる整列装置および整列方法を提供すること。【解決手段】複数の縦長物を整列させる整列装置であって、長手方向が横を向いて載置部に載置されている前記縦長物を取り出し、前記長手方向の向きを揃えて複数の前記縦長物を仮置き場に配置する第１ロボットと、前記仮置き場に配置された前記縦長物を取り出し、前記長手方向が鉛直方向に沿うように本置き場に配置する第２ロボットと、を備えることを特徴とする整列装置。【選択図】図１

Description

本発明は、整列装置および整列方法に関するものである。

近年、工場では人件費の高騰や人材不足により、各種ロボットやそのロボット周辺機器によって、人手で行われてきた作業の自動化が加速している。前記作業としては、例えば、特許文献１に示すように、ランダムに配置された縦長物を、長手方向が一方向を向くように整列させる作業が挙げられる。

特許文献１に記載されている整列装置では、ロボットアームを有するロボットが、仮置き場に載置されている縦長物品を把持し、コンベア上に移動させる。そして、把持を解除すると、コンベアの搬送方向に向けて倒れ、縦長物品が整列した状態となる。

特開２０１７－１４９５７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている整列装置では、コンベアの搬送力で整列させるため、縦長物品を立てることができない。すなわち、縦長物品を鉛直方向に沿った状態で整列させることができない。

本発明の整列装置は、複数の縦長物を整列させる整列装置であって、
長手方向が横を向いて載置部に載置されている前記縦長物を取り出し、前記長手方向の向きを揃えて複数の前記縦長物を仮置き場に配置する第１ロボットと、
前記仮置き場に配置された前記縦長物を取り出し、前記長手方向が鉛直方向に沿うように本置き場に配置する第２ロボットと、を備えることを特徴とする。

本発明の整列方法は、複数の縦長物を整列させる整列方法であって、
長手方向が横を向いて載置部に載置されている前記縦長物を取り出し、前記長手方向の向きを揃えて複数の前記縦長物を仮置き場に配置し、
前記仮置き場に配置された前記縦長物を取り出し、前記長手方向が鉛直方向に沿うように本置き場に配置する、ことを特徴とする。

本発明の整列装置の第１実施形態を示す概略構成図である。 図１に示す第１ロボットの側面図である。 図１に示す整列装置のブロック図である。 図１に示す縦長物が載置部に載置されている状態を示す側面図である。 図１に示す縦長物が載置部に載置されている状態を鉛直上方から撮像した画像を示す図である。 図１に示す整列装置の仮置き場に設置される支持部を示す側面図である。 図１に示す整列装置の仮置き場から縦長物が取り出されている様子を示す側面図である。 図１に示す整列装置の本置き場に縦長物を整列させている状態を示す側面図である。 図１に示す整列装置の本置き場に設置される収容箱を示す斜視図である。 本発明の整列装置の第２実施形態を示す概略構成図である。

以下、本発明の整列装置および整列方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の整列装置の第１実施形態を示す概略構成図である。図２は、図１に示す第１ロボットの側面図である。図３は、図１に示す整列装置のブロック図である。図４は、図１に示す縦長物が載置部に載置されている状態を示す側面図である。図５は、図１に示す縦長物が載置部に載置されている状態を鉛直上方から撮像した画像を示す図である。図６は、図１に示す整列装置の仮置き場に設置される支持部を示す側面図である。図７は、図１に示す整列装置の仮置き場から縦長物が取り出されている様子を示す側面図である。図８は、図１に示す整列装置の本置き場に縦長物を整列させている状態を示す側面図である。図９は、図１に示す整列装置の本置き場に設置される収容箱を示す斜視図である。

また、図１では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示している。また、以下では、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」とも言い、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向」とも言い、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」とも言う。また、以下では、図示された各矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「－（マイナス）」と言う。また、ｚ軸回りの方向およびｚ軸に平行な軸回りの方向を「ｕ方向」とも言う。

また、以下では、説明の便宜上、図１中の＋ｚ軸方向、すなわち、上側を「上」または「上方」、－ｚ軸方向、すなわち、下側を「下」または「下方」とも言う。また、ロボットアーム２０については、図２中の基台２１側を「基端」、その反対側、すなわち、エンドエフェクター７Ａ（７Ｂ）側を「先端」と言う。また、図１中のｚ軸方向、すなわち、上下方向を「鉛直方向」とし、ｘ軸方向およびｙ軸方向、すなわち、左右方向を「水平方向」とする。

図１～図３に示す整列装置１００は、ランダムに配置されている縦長物を起立した状態で整列させるための装置であり、ロボット２Ａと、ロボット２Ｂと、供給領域Ａ１と、載置部３と、ロボット制御装置４と、仮置き場５と、本置き場６と、制御装置８と、を備える。本発明の整列装置１００が取り扱う縦長物とは、起立状態において側面から見た高さが、上方から見た最大直径または最大幅よりも長いものを言い、通常、側面側から見て高さが、上方から見た最大直径または最大幅の１．２倍以上である。縦長物は、以下、一例として「瓶Ｗ」を例に挙げて説明する。なお、瓶Ｗは、例えば、飲料や、化粧水等の液体や、食品、粉末洗剤等の固体を収納する容器として用いられるものである。

まず、ロボット２Ａおよびロボット２Ｂについて説明する。ロボット２Ａおよびロボット２Ｂは、整列装置１００を＋ｚ軸側から見たとき、ほぼ中央部において、＋ｘ軸側からこの順で並んで配置されている。

ロボット２Ａおよびロボット２Ｂは、設置位置が異なること以外、ほぼ同様の構成であるため、以下、ロボット２Ａについて代表的に説明する。

ロボット２Ａは、本実施形態では、水平多関節ロボット、すなわち、スカラロボットである。図２および図３に示すように、ロボット２Ａは、基台２１と、基台２１に接続されたロボットアーム２０と、エンドエフェクター７Ａと、これら各部の作動を制御するロボット制御装置４と、を有する。

基台２１は、ロボットアーム２０を支持する部分である。基台２１には、後述するロボット制御装置４が内蔵されている。

ロボットアーム２０は、第１アーム２２と、第２アーム２３と、作業ヘッドである第３アーム２４と、を備えている。また、基台２１と第１アーム２２との連結部分、第１アーム２２と第２アーム２３との連結部分および第２アーム２３と第３アーム２４との連結部分を関節とも言う。

なお、ロボット２Ａは、図示の構成に限定されず、アームの数は、１つまたは２つであってもよく、４つ以上であってもよい。

また、ロボット２Ａは、第１アーム２２を基台２１に対して回転させる駆動ユニット２５と、第２アーム２３を第１アーム２２に対して回転させる駆動ユニット２６と、第３アーム２４のシャフト２４１を第２アーム２３に対して回転させるｕ駆動ユニット２７と、シャフト２４１を第２アーム２３に対してｚ軸方向に移動させるｚ駆動ユニット２８と、を備えている。

図２に示すように、駆動ユニット２５は、第１アーム２２の筐体２２０内に内蔵されており、駆動ユニット２６は、第２アーム２３の筐体２３０に内蔵されており、ｕ駆動ユニット２７は、第２アーム２３の筐体２３０に内蔵されており、ｚ駆動ユニット２８は、第２アーム２３の筐体２３０に内蔵されている。駆動ユニット２５、駆動ユニット２６、ｕ駆動ユニット２７およびｚ駆動ユニット２８は、図示はしないが、駆動力を発生するモーターと、ブレーキと、モーターの駆動力を減速する図示しない減速機と、モーターまたは減速機の回転軸の回転角度を検出するエンコーダーとを有している。

基台２１は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。基台２１の上端部には第１アーム２２が連結されている。第１アーム２２は、基台２１に対して鉛直方向に沿う第１軸Ｏ１回りに回転可能となっている。第１アーム２２を回転させる駆動ユニット２５が駆動すると、第１アーム２２が基台２１に対して第１軸Ｏ１回りに水平面内で回転する。また、エンコーダーにより、基台２１に対する第１アーム２２の回転量が検出できるようになっている。

また、第１アーム２２の先端部には、第２アーム２３が連結されている。第２アーム２３は、第１アーム２２に対して鉛直方向に沿う第２軸Ｏ２回りに回転可能となっている。第１軸Ｏ１の軸方向と第２軸Ｏ２の軸方向とは同一である。すなわち、第２軸Ｏ２は、第１軸Ｏ１と平行である。第２アーム２３を回転させる駆動ユニット２６が駆動すると、第２アーム２３が第１アーム２２に対して第２軸Ｏ２回りに水平面内で回転する。また、エンコーダーにより、第１アーム２２に対する第２アーム２３の駆動量、具体的には、回転量が検出できるようになっている。

また、第２アーム２３の先端部には、第３アーム２４が設置、支持されている。第３アーム２４は、シャフト２４１を有している。シャフト２４１は、第２アーム２３に対して、鉛直方向に沿う第３軸Ｏ３回りに回転可能であり、かつ、上下方向に移動可能となっている。このシャフト２４１は、ロボットアーム２０の最も先端のアームである。

シャフト２４１を回転させるｕ駆動ユニット２７が駆動すると、シャフト２４１は、ｚ軸回りに回転する。また、エンコーダーにより、第２アーム２３に対するシャフト２４１の回転量が検出できるようになっている。

また、シャフト２４１をｚ軸方向に移動させるｚ駆動ユニット２８が駆動すると、シャフト２４１は、上下方向、すなわち、ｚ軸方向に移動する。また、エンコーダーにより、第２アーム２３に対するシャフト２４１のｚ軸方向の移動量が検出できるようになっている。

また、シャフト２４１の下端部には、エンドエフェクター７Ａが着脱可能に連結される。エンドエフェクター７Ａは、本実施形態では、２本の指７１を有し、各指７１が接近、離間することによって、縦長物の把持、把持解除を行うハンドである。ただし、この構成に限定されず、指７１は、３本以上あってもよく、また、吸引、吸引解除により縦長物の把持、把持解除を行うハンドであってもよい。

なお、エンドエフェクター７Ａは、本実施形態では、ロボット２Ａの構成要素になっていないが、エンドエフェクター７Ａの一部または全部がロボット２Ａの構成要素になっていてもよい。

以上、ロボット２Ａの構成について説明した。このようなロボット２Ａは、ロボット制御装置４によって作動が制御される。次に、ロボット２Ｂについて説明するが、相違点のみを説明する。

図７および図８に示すように、ロボット２Ｂのエンドエフェクター７Ｂは、２本の指７１ごと９０°回転させる回転機構を有する。この回転機構は、例えば、ロボット２Ｂが有するロボット制御装置４と電気的に接続されたモーターを有する構成とすることができる。ロボット制御装置４がモーターへの通電条件を制御することにより、エンドエフェクター７Ｂが回転するタイミングを制御することができる。このような構成により、エンドエフェクター７Ｂは、瓶Ｗを把持した状態で瓶Ｗを９０°回転させることができる。

このように、第２ロボットであるロボット２Ｂには、把持している縦長物の一例である瓶Ｗの向きを、鉛直方向に沿った状態に変更可能な回転機構を有するエンドエフェクター７Ｂが装着されている。これにより、エンドエフェクター７Ｂは、瓶Ｗを把持した状態で瓶Ｗを９０°回転させることができる。縦長物が横を向いた状態とは、水平方向に限らず、上述した縦長物の側面が、載置面３１１や、後述する溝５３１の内面で支持されている状態を含む。また、後述するが、本発明によれば、このような簡単な機構によって、瓶Ｗを第２整列状態とすることができる。

整列装置１００では、作業者が供給領域Ａ１に複数の瓶Ｗをランダムに配置すると、ロボット２Ａがエンドエフェクター７Ａを用いて供給領域Ａ１の瓶Ｗを把持し、仮置き場５に一時的に移動させて第１整列状態とする。そして、ロボット２Ｂがエンドエフェクター７Ｂを用いて仮置き場５の瓶Ｗを把持し、本置き場６に移動させて第２整列状態とする。そして、作業者が本置き場６にて整列している瓶Ｗを取り出す。

第１整列状態は、瓶Ｗの長手方向が水平方向に沿った状態で、かつ、各瓶Ｗの長手方向が平行な状態である。第２整列状態は、瓶Ｗの長手方向が鉛直方向に沿った状態で、かつ、各瓶Ｗの長手方向が平行な状態である。

以下、整列装置１００の各部について説明する。
図１に示すように、供給領域Ａ１は、作業者が瓶Ｗを供給し、作業者から供給された瓶Ｗを搬送する領域である。供給領域Ａ１は、第１コンベアＡ１１と、第２コンベアＡ１２と、を有する。

第１コンベアＡ１１は、作業者によって瓶Ｗがランダムに載置される部分である。第１コンベアＡ１１は、ロボット２Ａの－ｙ軸側に設けられており、ｘ軸方向に延在している。第１コンベアＡ１１は、瓶Ｗを載置した状態で－ｘ軸側から＋ｘ軸側に移動させるベルトＡ１１１を有する。また、第１コンベアＡ１１の＋ｘ軸側の端部付近には、ベルトＡ１１１の搬送領域の幅を＋ｘ軸側に向かって減少させるガイド部Ａ１１２が設けられている。これにより、第１コンベアＡ１１上で搬送されている瓶Ｗは、効果的にベルトＡ１１１の中央部付近に集められ、第１コンベアＡ１１から排出される。

第１コンベアＡ１１から排出された瓶Ｗは、第２コンベアＡ１２に移行する。第２コンベアＡ１２は、第１コンベアＡ１１およびロボット２Ａの＋ｘ軸側に設けられており、ｙ軸方向に延在している。第２コンベアＡ１２は、瓶Ｗを載置した状態で－ｙ軸側から＋ｙ軸側に移動させるベルトＡ１２１を有する。第２コンベアＡ１２から排出された瓶Ｗは、載置部３に供給され、載置される。

載置部３は、ロボット２Ａの＋ｘ軸側で、かつ、ロボット２Ａの可動範囲内に配置され、第２コンベアＡ１２によって排出された瓶Ｗが載置される部分である。載置部３は、ロボット２Ａの＋ｘ軸側に配置された載置台３１と、載置台３１の＋ｚ軸側に設けられたカメラ３２と、載置台３１に振動を付与する振動付与部３３と、を有する。

載置台３１は、水平な載置面３１１を有する台である。この載置面３１１に瓶Ｗが載置される。なお、図４に示すように、瓶Ｗは、小径部Ｗ１と大径部Ｗ２とを有する形状をなしているため、載置面３１１に載置されている瓶Ｗの軸ＷＯは、水平に対して傾斜した状態となっている。

カメラ３２は、載置台３１の＋ｚ軸側から－ｚ軸側を撮像する。これにより、載置面３１１および載置面３１１上の瓶Ｗを撮像することができる。カメラ３２は、例えば、複数の画素を有するＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサーで構成された撮像素子と、レンズ等を含む光学系と、を有する構成とすることができる。図３に示すように、カメラ３２は、制御装置８と電気的に接続されている。また、カメラ３２は、撮像素子が受光した光を電気信号に変換し、その電気信号を制御装置８へと出力する。すなわち、カメラ３２は、撮像結果を制御装置８へと送信する。なお、撮像結果は、静止画であってもよく、動画であってもよい。

図５に示す画像Ｄの信号を、制御装置８が受信すると、制御装置８は、画像Ｄに基づいて、瓶Ｗの位置を特定し、把持可能であるか否か、すなわち、１つの瓶Ｗを把持する場合、指７１が他の瓶Ｗに干渉しないか否かを判断する。そして、制御装置８は、この判断結果に関する信号をロボット２Ａのロボット制御装置４に送信し、その信号に基づいてロボット２Ａの作動を制御する。これにより、ロボット２は、瓶Ｗを安定して把持することができる。

このように、載置部３は、載置部３に配置されている縦長物である瓶Ｗを撮像するカメラ３２を有する。これにより、カメラ３２の撮像結果に基づいて、ロボット２Ａが載置部３から瓶Ｗを正確に取り出すことができる。

また、カメラ３２は、２Ｄカメラであることが好ましい。これにより、コストを抑制することができるとともに、前述したような簡単な制御でロボット２Ａが瓶Ｗを把持することができる。

振動付与部３３は、図示しない振動発生源を有する。この振動発生源は、制御装置８と電気的に接続されており、制御装置８によって通電条件が制御されることによって、振動付与部３３の作動が制御される。振動付与部３３が発生させた振動は、載置台３１に伝達され、載置面３１１上の瓶Ｗに伝達される。これにより、各瓶Ｗが振動し、各瓶Ｗがｘｙ平面上の任意の方向にずれていくこととなる。よって、瓶Ｗがｚ軸方向に重なっていたとしても、位置をずらし、重なりを解除することができる。その結果、ロボット２Ａが瓶Ｗを把持しやすくすることができる。

このように、載置部３は、縦長物である瓶Ｗに振動を付与する振動付与部３３を有する。これにより、瓶Ｗが鉛直方向に重なっていたとしても、位置をずらし、重なりを解除することができる。その結果、ロボット２Ａが瓶Ｗを把持しやすくすることができる。

ロボット２Ａによって把持された瓶Ｗは、ロボット２Ａによって移動され、すなわち、取り出され、仮置き場５に配置される。

仮置き場５は、第１レーン５１と、第２レーン５２と、第１レーン５１および第２レーン５２にそれぞれ配置される支持部５３と、を有する。

第１レーン５１および第２レーン５２は、ロボット２Ａおよびロボット２Ｂの＋ｙ軸側に配置されている。第１レーン５１および第２レーン５２は、それぞれ、ｘ軸方向に延在し、この順で＋ｙ軸側から並んで配置されている。第１レーン５１および第２レーン５２上には、それぞれ、支持部５３が配置されている。第１レーン５１および第２レーン５２は、図示しない移動機構を有し、各レーン上において、支持部５３が＋ｘ軸側に位置する状態と、支持部５３が－ｘ軸側に位置する状態とを切り替えることができる。

なお、第１レーン５１において、支持部５３が＋ｘ軸側に位置する状態のときは、第２レーン５２において、支持部５３が－ｘ軸側に位置する状態となる。また、第１レーン５１において、支持部５３が－ｘ軸側に位置する状態のときは、第２レーン５２において、支持部５３が＋ｘ軸側に位置する状態となる。

第１レーン５１または第２レーン５２において、支持部５３が＋ｘ軸側に位置する状態において、ロボット２Ａによって支持部５３に瓶Ｗが配置され、支持部５３が－ｘ軸側に位置する状態において、ロボット２Ｂによって支持部５３から瓶Ｗが取り出される。

図６および図７に示すように、支持部５３は、瓶Ｗの小径部Ｗ１が支持されるＶ溝である溝５３１と、凹部５３２と、を有する。溝５３１は、ｘ軸方向に延在しており、－ｚ軸側に行くに従って幅が減少している。これにより、溝５３１に瓶Ｗを挿入する際、溝５３１の内面が瓶Ｗを案内する案内部として機能する。また、溝５３１に瓶Ｗを挿入した後に、瓶Ｗが移動するのを効果的に規制することができ、支持部５３が瓶Ｗを安定的に保持することができる。

また、瓶Ｗが溝５３１に挿入された状態では、小径部Ｗ１が溝５３１内に位置し、大径部Ｗ２が溝５３１の外側に位置した状態となる。これにより、瓶Ｗの軸ＷＯが水平方向に沿った状態とすることができる。各溝５３１に瓶Ｗが挿入された状態が、第１整列状態である。また、このように第１整列状態とするステップが、第１ステップである。

凹部５３２は、溝５３１の長手方向の途中で、かつ、溝５３１の長手方向と交わる方向、すなわち、ｙ軸方向に延在している。また、凹部５３２の深さは、溝５３１の最大深さよりも深い。この凹部５３２は、ロボット２Ｂが溝５３１内の瓶を取り出す際、エンドエフェクター７Ｂの指７１が入り込む逃げ部として機能する。これにより、取り出し作業を円滑に行うことができる。

なお、支持部５３には、３つの溝５３１が設けられているが、本発明ではこれに限定されず、１つ、２つ、または４つ以上設けられていてもよい。

このように、仮置き場５は、鉛直下方に向かって幅が減少する溝５３１を有する。これにより、溝５３１に瓶Ｗを挿入する際、溝５３１の内面が瓶Ｗを案内する案内部として機能する。また、溝５３１に瓶Ｗを挿入した後に、瓶Ｗが移動するのを効果的に規制することができ、支持部５３が瓶Ｗを安定的に保持することができる。また、瓶Ｗが溝５３１に挿入された状態では、小径部Ｗ１が溝５３１内に位置し、大径部Ｗ２が溝５３１の外側に位置した状態となり、瓶Ｗの軸ＷＯが水平方向に沿った状態とすることができる。

第１レーン５１または第２レーン５２において、支持部５３が－ｘ軸側に位置しているとき、支持部５３内の瓶Ｗは、ロボット２Ｂによって取り出され、本置き場６に移動される。
本置き場６は、第１レーン６１と、第２レーン６２と、収容箱６３と、を有する。

第１レーン６１および第２レーン６２は、ロボット２Ｂの－ｘ軸側に配置されている。第１レーン６１および第２レーン６２は、それぞれ、ｘ軸方向に延在し、この順で＋ｙ軸側から並んで配置されている。第１レーン６１および第２レーン６２上には、それぞれ、収容箱６３が配置されている。第１レーン６１および第２レーン６２は、図示しない移動機構を有し、各レーン上において、収容箱６３が＋ｘ軸側に位置する状態と、収容箱６３が－ｘ軸側に位置する状態とを切り替えることができる。

なお、第１レーン６１において、収容箱６３が＋ｘ軸側に位置する状態のときは、第２レーン６２において、収容箱６３が－ｘ軸側に位置する状態となる。また、第１レーン６１において、収容箱６３が－ｘ軸側に位置する状態のときは、第２レーン６２において、収容箱６３が＋ｘ軸側に位置する状態となる。

第１レーン６１または第２レーン６２において、収容箱６３が＋ｘ軸側に位置する状態において、ロボット２Ｂによって収容箱６３に瓶Ｗが配置され、収容箱６３が－ｘ軸側に位置する状態において、作業者によって瓶Ｗが収容箱６３ごと取り出される。

また、図７および図８に示すように、ロボット２Ｂは、瓶Ｗを収容箱６３に配置する以前は、エンドエフェクター７Ｂが瓶Ｗを把持した状態において、瓶Ｗが水平方向に沿った状態から鉛直方向に沿った状態になるように指７１ごと９０°回転させる。これにより、瓶Ｗを把持したまま姿勢を変更することができ、エンドエフェクター７Ｂを下降させるという簡単な動作によって、瓶Ｗを収容箱６３に収納することができる。また、収容箱６３に保持されている瓶Ｗは、鉛直方向に沿って起立した状態である。

収容箱６３に瓶Ｗが鉛直方向に沿って起立して収容されている状態が、第２整列状態である。また、このように第２整列状態とするステップが、第２ステップである。

そして、作業者は、収容箱６３を取り出すことによって、起立して整列された瓶Ｗを得ることができる。

次に、制御装置８について説明する。
図３に示すように、制御装置８は、ロボット２Ａおよびロボット２Ｂ以外の各部の駆動を制御する機能を有する。制御装置８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１と、記憶部８２と、通信部８３と、を有する。これらの各部は、例えばバスを介して相互に通信可能に接続されている。

このように、整列装置１００は、複数の縦長物の一例である瓶Ｗを整列させる整列装置であって、長手方向が横を向いて載置部３に載置されている瓶Ｗを取り出し、長手方向の向きを揃えて複数の瓶Ｗを仮置き場５に配置する第１ロボットであるロボット２Ａと、仮置き場５に配置された瓶Ｗを取り出し、長手方向が鉛直方向に沿うように本置き場６に配置する第２ロボットであるロボット２Ｂと、を備える。例えば図４に示すように、横向きに配置されている瓶Ｗを、１つの工程で、図８および図９に示すように、長手方向が鉛直方向に沿うように整列させるには、把持している瓶Ｗの姿勢を正確に把握し、鉛直方向に沿った状態に回転させる必要があり、高い精度が要求されるとともに、ロボット２Ｂに複雑な機構を組み込む必要がある。これに対し、本発明のように、載置部３に配置されている瓶Ｗを、一旦、横向きに整列させ、その後に、瓶Ｗを把持した状態において９０°度回転させて本置き場６に配置するという簡単な制御、簡単な機構によって、長手方向が鉛直方向に沿うように整列させることができる。

また、瓶Ｗは、小径部Ｗ１と大径部Ｗ２とを有する形状であるため、載置面３１１に載置されている瓶Ｗの軸ＷＯは、水平に対して傾斜した状態となっている。この傾斜した状態のままロボットで瓶Ｗを把持して鉛直方向に沿った状態に回転させるのは、傾斜角度を加味したうえで回転させるという複雑な制御を要する。これに対し、本発明によれば、このような複雑な制御を行うことなく長手方向が鉛直方向に沿うように整列させることができる。従って、平面に載置した際、水平方向に対して傾斜するような形状の縦長物を取り扱う場合、特に本発明の効果が際立つ。

また、前述したように、第１ロボットであるロボット２Ａおよび第２ロボットであるロボット２Ｂは、水平多関節ロボット、すなわち、スカラロボットである。スカラロボットは、構成が簡素であり、かつ、制御も簡単である。本発明の整列装置１００にこのようなスカラロボットを適用しても、第２整列状態とすることができるため、スカラロボットを適用することが整列装置１００の構成を簡素化するのに寄与する。

また、本実施形態では、ロボット２Ａは、右腕モードであり、ロボット２Ｂは、左腕モードである。これにより、ロボット２Ａおよびロボット２Ｂが干渉することなく、ロボット２Ａおよびロボット２Ｂの可動範囲を可及的に大きくすることができる。

なお、本実施形態では、ロボット２Ａおよびロボット２Ｂは、スカラロボットである場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、例えば、垂直多関節ロボットを用いてもよく、スカラロボットおよび垂直多関節ロボットを併用してもよい。また、双腕ロボットを用いてもよい。

また、整列装置１００によって実行される本発明の整列方法は、複数の縦長物の一例である瓶Ｗを整列させる整列方法であって、長手方向が横を向いて載置部３に載置されている瓶Ｗを取り出し、長手方向の向きを揃えて複数の瓶Ｗを仮置き場５に配置し、仮置き場５に配置された瓶Ｗを取り出し、長手方向が鉛直方向に沿うように本置き場６に配置する。例えば図４に示すように、横向きに配置されている瓶Ｗを、１つの工程で、図８および図９に示すように、長手方向が鉛直方向に沿うように整列させるには、把持している瓶Ｗの姿勢を正確に把握し、鉛直方向に沿った状態に回転させる必要があり、高い精度が要求されるとともに、ロボット２Ｂに複雑な機構を組み込む必要がある。これに対し、本発明のように、載置部３に配置されている瓶Ｗを、一旦、横向きに整列させ、その後に、瓶Ｗを把持した状態において９０°度回転させて本置き場６に配置するという簡単な制御、簡単な機構によって、長手方向が鉛直方向に沿うように整列させることができる。

また、瓶Ｗは、小径部Ｗ１と大径部Ｗ２とを有する形状であるため、載置面３１１に載置されている瓶Ｗの軸ＷＯは、水平に対して傾斜した状態となっている。この傾斜した状態のままロボットで瓶Ｗを把持して鉛直方向に沿った状態に回転させるのは、傾斜角度を加味したうえで回転させるという複雑な制御を要する。これに対し、本発明によれば、このような複雑な制御を行うことなく長手方向が鉛直方向に沿うように整列させることができる。従って、平面に載置した際、水平方向に対して傾斜するような形状の縦長物を長手方向が鉛直方向に沿うように整列させる場合、特に本発明の効果が際立つ。

なお、本実施形態では、２つのロボット２Ａおよびロボット２Ｂを用いて第１ステップおよび第２ステップを行う場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、例えば、第２実施形態で説明するように、１つのロボットを用いて第１ステップおよび第２ステップを行ってもよい。

なお、上記では、縦長物の一例として、瓶Ｗを例に挙げて説明したが、本発明ではこれに限定されず、例えば、ネジ、ボルト、リベット等の接合部品や、プローブピン等の電子部品等にも適用することができる。

また、本実施形態では、収容箱６３にて第２整列状態とする場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、例えば、ネジ穴を有する部材にネジを挿入して第２整列状態とする場合、第２整列状態とした後に、第３ロボットを用いてネジ締めを行ってもよい。

＜第２実施形態＞
図１０は、本発明の整列装置の第２実施形態を示す概略構成図である。

以下、本発明の整列装置および整列方法の第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

図１０に示すように、本実施形態の整列装置１００の仮置き場５は、１つのレーン５４を有する。また、本置き場６は、１つのレーン６４を有する。レーン６４は、ｙ軸方向に延在している。

また、本実施形態の整列装置１００では、１つのロボット２Ａを有する。レーン５４およびレーン６４は、ロボット２Ａの可動範囲と少なくとも一部が重なっている。

このような本実施形態によれば、装置構成をさらに簡素化することができるとともに、装置全体の小型化を図ることができる。

以上、本発明の整列装置および整列方法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、本発明の整列装置および整列方法には、それぞれ他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。

２Ａ…ロボット、２Ｂ…ロボット、３…載置部、４…ロボット制御装置、５…仮置き場、６…本置き場、７Ａ…エンドエフェクター、７Ｂ…エンドエフェクター、８…制御装置、２０…ロボットアーム、２１…基台、２２…第１アーム、２３…第２アーム、２４…第３アーム、２５…駆動ユニット、２６…駆動ユニット、２７…ｕ駆動ユニット、２８…ｚ駆動ユニット、３１…載置台、３２…カメラ、３３…振動付与部、５１…第１レーン、５２…第２レーン、５３…支持部、５４…レーン、６１…第１レーン、６２…第２レーン、６３…収容箱、６４…レーン、７１…指、８１…ＣＰＵ、８２…記憶部、８３…通信部、１００…整列装置、２２０…筐体、２３０…筐体、２４１…シャフト、３１１…載置面、５３１…溝、５３２…凹部、Ａ１…供給領域、Ａ１１…第１コンベア、Ａ１１１…ベルト、Ａ１１２…ガイド部、Ａ１２…第２コンベア、Ａ１２１…ベルト、Ｄ…画像、Ｏ１…第１軸、Ｏ２…第２軸、Ｏ３…第３軸、Ｗ…瓶、Ｗ１…小径部、Ｗ２…大径部、ＷＯ…軸

Claims (8)

1. 複数の縦長物を整列させる整列装置であって、
   長手方向が横を向いて載置部に載置されている前記縦長物を取り出し、前記長手方向の向きを揃えて複数の前記縦長物を仮置き場に配置する第１ロボットと、
   前記仮置き場に配置された前記縦長物を取り出し、前記長手方向が鉛直方向に沿うように本置き場に配置する第２ロボットと、を備えることを特徴とする整列装置。
2. 前記仮置き場は、鉛直下方に向かって幅が減少する溝を有する請求項１に記載の整列装置。
3. 前記載置部は、前記載置部に配置されている前記縦長物を撮像するカメラを有する請求項１または２に記載の整列装置。
4. 前記カメラは、２Ｄカメラである請求項３に記載の整列装置。
5. 前記第１ロボットおよび前記第２ロボットは、水平多関節ロボットである請求項１ないし４のいずれか１項に記載の整列装置。
6. 前記第２ロボットには、把持している前記縦長物の向きを、鉛直方向に沿った状態に変更可能な回転機構を有するエンドエフェクターが装着されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の整列装置。
7. 前記載置部は、前記縦長物に振動を付与する振動付与部を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の整列装置。
8. 複数の縦長物を整列させる整列方法であって、
   長手方向が横を向いて載置部に載置されている前記縦長物を取り出し、前記長手方向の向きを揃えて複数の前記縦長物を仮置き場に配置し、
   前記仮置き場に配置された前記縦長物を取り出し、前記長手方向が鉛直方向に沿うように本置き場に配置する、ことを特徴とする整列方法。

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