JP2707855B2 - 部品供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は部品供給装置に関し、
さらに詳細にいえば、ボウルフィーダの部品搬送トラッ
クに送り出された部品を産業用ロボットにより取り出し
て、部品組み付け等に適した位置に供給する部品供給装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から自動組み立てを行なうための部
品供給装置としてボウルフィーダが一般的に用いられて
いる。また、最近では多品種小量生産を行なう必要が強
くなってきており、この要求に応えるために、（１）多
くの種類の部品をボウルフィーダに同時に投入する方
法、（２）生産品種が代わる毎に対応する部品をパーツ
フィーダに投入する方法および（３）複数台のボウルフ
ィーダのそれぞれに互に異なる１種類の部品を投入する
方法が採用されている。

【０００３】図７は（１）の方法に適用されるボウルフ
ィーダの構成を概略的に示す平面図であり、複数種類の
部品を支承する円板７１を包囲するように部品搬送トラ
ック７２が設けられている。そして、部品搬送トラック
７２の所定位置に部品の種類を判別するためのセンサ７
３ａ，７３ｂが設けられているとともに、センサ７３
ａ，７３ｂよりも下流側所定位置に位置検出を行なうセ
ンサ７４が設けられている。さらに、センサ７３ａ，７
３ｂよりも上流側所定位置に、種類判別を行なっている
間における部品の搬送を阻止するシャッタ７５が設けら
れているとともに、センサ７４よりも下流側所定位置
に、不適切な部品を円板７１上に戻すための排除機構７
６が設けられている。尚、７７はワイパ、７８は排出
口、７９は円板７１から部品搬送トラック７２への部品
の乗り移り点である。

【０００４】したがって、円板７１上に投入された複数
種類の部品が部品搬送トラック７２に送り出され、順次
搬送される途中においてセンサ７３ａ，７３ｂにより部
品の種類を判別し、所望の種類の部品であると判別され
た場合には、センサ７４により位置検出が行なわれたこ
とを条件として排出口７８まで送り、産業用ロボット等
により該当する部品を取り出し、組み付け作業のために
設定された位置まで搬送する。逆に、所望の種類の部品
ではないと判別された場合には、排除機構７６により円
板７１上に戻す。尚、以上の動作を行なっている間、図
示しない振動源により振動が与えられ続ける。

【０００５】以上の動作を継続して行なうことにより必
要な種類の部品を必要個数だけ供給できる。

【０００６】図８は（２）の方法に適用される部品供給
システムの構成を概略的に示す斜視図であり、循環式パ
ーツフィーダ８１の上方にＣＣＤカメラ等からなる画像
検出部８２を有しているとともに、画像検出部８２によ
り得られる画像データに基づいて必要な処理を行なうこ
とにより部品の種類の判別等を行なう画像処理装置８３
を有している。そして、画像処理部８３から出力される
データをロボット・コントローラ（図示せず）に供給す
ることにより産業用ロボット８４を動作させてモジュラ
・コンベア８５のシャーシ８６に支承された製品または
半製品に部品を組み付けるようにしている（特開昭６０
−１２３９７４号公報参照）。

【０００７】したがって、生産種類が代わる毎に対応す
る部品を循環式パーツフィーダ８１に投入するだけでよ
く、画像検出部８２および画像処理部８３により部品の
種類を判別して産業用ロボット８４を動作させ、所望の
部品の供給を達成できる。

【０００８】図９は（３）の方法に適用される部品供給
システムの構成を概略的に示す平面図であり、それぞれ
１種類の部品のみが投入された複数のボウルフィーダ９
１を、排出口９２が互に近接するように配置していると
ともに、排出口９２まで送られてきた部品を取り出すた
めの産業用ロボット９３を配置している。

【０００９】したがって、各ボウルフィーダ９１により
各部品が排出口９２まで送り出され、整列されているの
で、産業用ロボット９３により所望の種類の部品を取り
出すことができる。

【００１０】図９の構成に代えて、図１０に示すよう
に、多段式ボウルフィーダ１０１と各段に対応する直進
フィーダ１０２とを有する構成を採用することも提案さ
れている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】（１）の方法において
は、ボウルフィーダの円板７１上に存在する部品の量に
よって供給される部品量が影響を受けるとともに、部品
の種類によって供給可能な姿勢になる確率が異なるので
あるから、部品組み付けライン等における部品要求量に
合せて部品供給量を制御することが困難であるという不
都合がある。また、部品の種類に応じて最適のツーリン
グ・アタッチメントが定まるのであり、しかも部品供給
動作遂行中にツーリング・アタッチメントを交換し、ま
たは位置を変更するような処理を行なうことは実際上不
可能であるから、対処可能な部品の種類が制約されてし
まうという不都合がある。さらに、ツーリング・アタッ
チメントを不要にして対処可能な部品の種類の制約を排
除しようとすれば、部品の種類に応じて多数のセンサを
配置しておくことが必要になり、構成が著しく複雑化す
るとともに、部品に応じてセンサの切り換えを行なわな
ければならないので制御も複雑化するという不都合があ
る。

【００１２】（２）の方法においては、ツーリング・ア
タッチメントにより部品の種類が制約されるという不都
合およびセンサが多数必要になることに伴なう不都合を
解消できるのであるが、既に投入されている部品に加え
て生産種類が代わる毎に対応する部品を投入するのであ
るから、部品組み付けライン等における部品要求量に合
せて部品供給量を制御することが困難であるという不都
合を解消することができない。

【００１３】（３）の方法においては、各ボウルフィー
ダに１種類の部品しか投入しないのであるから、各ボウ
ルフィーダについては上述の不都合は生じない。しか
し、この場合には、例えば、部品の取り出しが行なわれ
ているボウルフィーダと他のボウルフィーダとで異なる
制御を行なわなければならないのであるから、各ボウル
フィーダ毎に制御装置（シーケンサ）が必要になり、し
かも各ボウルフィーダの制御と産業用ロボットの制御と
を相互に通信によるデータ授受を行なうことにより有機
的に結合させなければならないので、ウェイト時間がか
なり増加し、部品供給の高速化を阻害するという不都合
がある。さらに、データ授受のタイミングが何らかの原
因でずれた場合にはデータ授受が不可能になり、以後の
スムーズな部品供給を行なえなくなってしまうという不
都合もある。

【００１４】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、１種類の部品のみを供給するボウルフィ
ーダを複数台配置して部品要求量に見合う部品供給を達
成できるとともに、通信によるデータ授受を行なうこと
なく、しかも各ボウルフィーダ毎のシーケンサを不要と
して、簡単な構成で高速の部品供給を達成できる新規な
部品供給装置を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１の発明の部品供給装置は、互いに異なる
１種類の部品のみが投入される複数台のボウルフィーダ
の部品搬送トラックの所定位置に画像検出手段をそれぞ
れ配置してあるとともに、全ての画像検出手段からの画
像検出信号を受け取って画像処理を行う画像処理装置を
設けてあり、該画像処理装置は、全ての画像検出手段か
らの画像検出信号を受け取って各ボウルフィーダにおけ
る部品供給状態を識別する部品供給状態識別手段と、部
品供給状態識別結果に基づいて、該当するボウルフィー
ダの部品搬送トラックから部品を取り出すべく産業用ロ
ボットを制御する産業用ロボット制御手段と、部品供給
状態識別結果に基づいて、部品送り出し動作させるべく
該当するボウルフィーダを制御するボウルフィーダ制御
手段とを含んでいる。

【００１６】

【作用】請求項１の部品供給装置であれば、互いに異な
る１種類の部品のみが投入される複数台のボウルフィー
ダの部品搬送トラックの所定位置における部品供給状態
を示す画像を画像検出手段により検出し、共通の部品供
給状態識別手段により各ボウルフィーダにおける部品供
給状態を識別する。そして、部品供給状態識別結果に基
づいて、産業用ロボット制御手段および各ボウルフィー
ダ制御手段を動作させるので、通信によるデータ授受を
行なう場合に必須のウェイト時間がなくなり、部品供給
を高速化できる。また、全てのボウルフィーダについて
共通の１つの画像処理装置が必要になるだけであるから
構成の簡素化を達成できる。さらに、各ボウルフィーダ
が１種類の部品のみを投入した状態で動作するのである
から、部品要求量に見合った部品供給を達成できる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。

【００１８】図１はこの発明の部品供給装置の一実施例
を示す概略図であり、１台の画像処理装置により２台の
循環式ボウルフィーダを制御する場合を示している。

【００１９】即ち、２台の循環式ボウルフィーダ１がそ
れぞれ所定位置に配置されているとともに、所定位置に
産業用ロボット２が配置されており、産業用ロボット２
により何れの循環式ボウルフィーダ１からも部品を取り
出せるようにしている。

【００２０】各ボウルフィーダ１は、部品の貯蔵を行な
うボウル１ａのまわりに部品の分離、整列のための部品
搬送トラック１ｂを有している。この部品搬送トラック
１ｂは、ボウル１ａからの部品送り出し部寄り部分が徐
々に幅が拡がる狭幅であるとともに、半径方向に関して
テーパ面に形成されており、残余の部分が広幅のほぼ平
坦面に形成されているとともに、中央部所定位置に形成
された開口を覆うように透光性のある板１ｃが設けられ
ている。そして、透光性のある板１ｃの下流側所定位置
が所定範囲にわたって断面Ｖ字状に凹入され、部品を反
転させるようにしている。そして、広幅部分の最も下流
側が半径方向に関してテーパ面に形成され、部品をスム
ーズにボウル１ａに戻して再循環させるようにしてい
る。

【００２１】上記透光性のある板１ｃは照明装置１ｄに
より上方から全範囲が照明されるとともに、リング状等
の照明装置１ｅにより下方から全範囲が照明されてお
り、透光性のある板１ｃの下方に配置された、ＣＣＤカ
メラ等からなる画像検出部１ｆによって、照明装置１ｄ
による透光性のある板１ｃからの透過光および照明装置
１ｅによる反射光を受光するようにしている。尚、照明
装置１ｅについては図示しない光源制御部により点滅さ
せられることが好ましい。

【００２２】２つの画像検出部１ｆから出力される画像
データは共通の画像処理部３に供給され、部品の有無、
部品の分離状態等が識別される。また、画像処理装置３
は、部品状態識別結果に基づいて、各循環式ボウルフィ
ーダ１に与える振幅を制御する振幅コントローラ１ｇに
振幅指令値を供給するとともに、一方の循環式ボウルフ
ィーダ１から部品を取り出すべくロボット・コントロー
ラ２ａに動作指令を与える。

【００２３】図２から図４はこの発明の部品供給装置の
動作を示すフローチャートであり、図２が部品供給装置
起動時の画像処理部３における動作を、図３が図２の動
作終了後の画像処理装置３の動作を、図４が産業用ロボ
ット２の動作を、それぞれ示している。

【００２４】先ず、図２のフローチャートについて説明
する。

【００２５】部品供給装置が起動された場合には、ステ
ップＳＰ１において一方の循環式ボウルフィーダ１（以
下、第１Ｂ．Ｆ．と称する）の画像検出部１ｆの視野内
に部品が存在しているか否かを判別し、部品が存在して
いなければ、ステップＳＰ２において部品供給を行なう
べく第１Ｂ．Ｆ．１の振幅コントローラ１ｇに振幅指令
値を供給して第１Ｂ．Ｆ．１による部品供給を行なわ
せ、ステップＳＰ３において画像検出部１ｆからの取り
込み画像に基づいて部品が分離状態であるか否かを判別
し、部品が分離状態でなければ、即ち、取り出し得る部
品が存在しなければ、再びステップＳＰ２の処理を行な
う。

【００２６】ステップＳＰ１において視野内に部品が存
在すると判別された場合、またはステップＳＰ３におい
て部品が分離状態であると判別された場合には、ステッ
プＳＰ４，ＳＰ５，ＳＰ６において、第１Ｂ．Ｆ．１に
対する判別、処理と同様の判別、処理を他方の循環式ボ
ウルフィーダー１（以下、第２Ｂ．Ｆ．と称する）につ
いて行なう。

【００２７】その後、ステップＳＰ７において第１Ｂ．
Ｆ．１について取り込み画像に基づいて取り出し得る部
品の個数および位置等を算出し、ステップＳＰ８におい
て、算出された個数および位置等をロボット・コントロ
ーラ２ａに送信し、ステップＳＰ９において第２Ｂ．
Ｆ．１について取り込み画像に基づいて取り出し得る部
品の個数および位置等を算出し、ステップＳＰ１０にお
いて、算出された個数および位置等をロボット・コント
ローラ２ａに送信し、ステップＳＰ１１において、算出
された個数を比較して少ない方の循環式ボウルフィーダ
１を選択し、ステップＳＰ１２において、選択された循
環式ボウルフィーダ１の視野内にある最後の部品の取り
出しが行なわれるまで待つ。

【００２８】尚、ステップＳＰ１０においてロボット・
コントローラ２ａに送信された内容はロボット・コント
ローラ２ａのバッファに保持される。

【００２９】図３のフローチャートは画像処理装置３の
その後の動作を示しており、ステップＳＰ１において、
選択された循環式ボウルフィーダ１による部品供給を行
なうべく該当する循環式ボウルフィーダ１の振幅コント
ローラ１ｇに振幅指令値を供給して該当する循環式ボウ
ルフィーダ１による部品供給を行なわせ、ステップＳＰ
２において画像検出部１ｆからの取り込み画像に基づい
て部品が分離状態であるか否かを判別し、部品が分離状
態でなければ、再びステップＳＰ１の処理を行なう。

【００３０】そして、部品が分離状態になれば、ステッ
プＳＰ３において該当する循環式ボウルフィーダ１につ
いて取り込み画像に基づいて取り出し得る部品の個数お
よび位置等を算出し、ステップＳＰ４において、算出さ
れた個数および位置等をロボット・コントローラ２ａに
送信し、ステップＳＰ５において他方の循環式ボウルフ
ィーダ１を選択し、ステップＳＰ６において、選択され
た循環式ボウルフィーダ１の視野内にある最後の部品の
取り出しが行なわれるまで待った後、再びステップＳＰ
１の処理を行なう。

【００３１】尚、ステップＳＰ４においてロボット・コ
ントローラ２ａに送信された内容はロボット・コントロ
ーラ２ａのバッファに保持される。

【００３２】図４は産業用ロボット２の動作を示してお
り、ステップＳＰ１において第１Ｂ．Ｆ．１から部品を
１つ取り出し、ステップＳＰ２において部品組み付け位
置等の予め定められた位置に部品をセットし、ステップ
ＳＰ３において、第２Ｂ．Ｆ．１における部品の個数、
位置等をバッファから取り込み、ステップＳＰ４におい
て第２ボウルフィーダ１から部品を１つ取り出し、ステ
ップＳＰ５において部品組み付け位置等の予め定められ
た位置に部品をセットする。

【００３３】その後、ステップＳＰ６において何れかの
循環式ボウルフィーダ１の視野内に存在していた全ての
部品の取り出しが行なわれたか否かを判別し、取り出し
得る部品が残っている場合には、ステップＳＰ７におい
て両循環式ボウルフィーダ１から順次１つずつ部品の取
り出しを行なって、再びステップＳＰ６の判別を行な
う。逆に、何れかの循環式ボウルフィーダ１の視野内に
存在していた全ての部品の取り出しが行なわれたと判別
された場合には、ステップＳＰ８において、視野内の全
ての部品の取り出しが行なわれた循環式ボウルフィーダ
１における部品の個数、位置等をバッファから取り込
み、再びステップＳＰ６の判別を行なう。

【００３４】図５は図２から図４のフローチャートの処
理と、循環式ボウルフィーダ１、産業用ロボット２およ
び画像処理部３の相対関係とを概略的に示すフロー・ブ
ロック図であり、画像処理部３が常に産業用ロボット２
を監視して、部品取り出しを行なった後に産業用ロボッ
ト２のロボット・アームが画像検出部１ｇの視野外に移
動したか否かを判別し、視野外に移動したと判別された
場合に、産業用ロボット２の動作を部品取り出し準備が
完了している循環式ボウルフィーダ１に切り換えて産業
用ロボット２による部品取り出し作業を行なわせ、循環
式ボウルフィーダ１を部品取り出し準備ができていない
側に切り換えて循環式ボウルフィーダ１による部品送り
出しを行なわせる。その後、再び画像処理部３による産
業用ロボット２のロボット・アームの監視を行なわせ
る。

【００３５】図６は両循環式ボウルフィーダ１、振幅コ
ントローラ１ｇ、産業用ロボット２および画像処理部３
の動作を説明するタイミングチャートであり、循環式ボ
ウルフィーダ１については起動、停止を、振幅コントロ
ーラ１ｇについては振幅指令を、産業用ロボット２につ
いては部品供給動作、算出データ受信動作およびロボッ
ト・アームの移動を、画像処理部３については算出デー
タ送信動作、循環型ボウルフィーダ１の起動、停止制御
動作、分離した部品の有無の判別と部品供給動作中にお
けるロボット・アームの監視、および循環式ボウルフィ
ーダ１による部品供給が停止した場合において画像検出
部１ｆから取り込まれる画像に基づく部品状態の判別動
作をそれぞれ示しており、図２から図４のフローチャー
トに適合する状態であることが分る。尚、このタイミン
グチャート中の破線は、各動作間の因果関係を示してい
る。

【００３６】以上の説明から明らかなように、循環式ボ
ウルフィーダ１と画像処理部３との間および産業用ロボ
ット２と画像処理部３との間における双方向のデータ授
受は全く行なわれておらず、画像処理部３における処
理、判別結果を一方的に産業用ロボット２および該当す
る循環式ボウルフィーダ１に供給するだけであるから、
データ授受に伴なうウェイト処理を不要にでき、部品供
給速度を高速化できる。

【００３７】また、画像処理部３においては、何れの循
環式ボウルフィーダ１に対する制御を行なっているのか
を認識しておく必要がないので、制御は余り複雑化しな
い。

【００３８】尚、この発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えば、両循環式ボウルフィーダ１から
交互に部品を取り出す代わりに一方の循環式ボウルフィ
ーダ１から取り出し得る全ての部品を取り出した後に他
方の循環式ボウルフィーダ１から部品を取り出すことが
可能であり、この場合には、図２のフローチャートのス
テップＳＰ１１，ＳＰ１２を省略できるので制御を簡素
化できる。また、以上の実施例においては２台の循環式
ボウルフィーダ１を有する部品供給装置について説明し
たが、３台以上の循環式ボウルフィーダを有する部品供
給装置にも適用することができる。その他、この発明の
要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更を施す
ことが可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、通信に
よるデータ授受を行う場合に必須のウェイト時間がなく
なり、部品供給を高速化できるとともに、全てのボウル
フィーダについて共通の１つの画像処理装置が必要にな
るだけであるから構成の簡素化を達成でき、さらに、各
ボウルフィーダが１種類の部品のみを投入した状態で動
作するのであるから、部品要求量に見合った部品供給を
達成できるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の部品供給装置の一実施例を示す概略
図である。

【図２】部品供給装置起動時の画像処理部における動作
を示すフローチャートである。

【図３】図２の動作終了後の画像処理装置の動作を示す
フローチャートである。

【図４】産業用ロボットの動作を示すフローチャートで
ある。

【図５】図２から図４のフローチャートの処理と、循環
式ボウルフィーダ、産業用ロボットおよび画像処理部の
相対関係とを概略的に示すフロー・ブロック図である。

【図６】循環式ボウルフィーダ、振幅コントローラ、産
業用ロボットおよび画像処理部の動作を説明するタイミ
ングチャートである。

【図７】従来のボウルフィーダの構成を概略的に示す平
面図である。

【図８】従来の部品供給システムの構成を概略的に示す
斜視図である。

【図９】従来の部品供給システムの構成を概略的に示す
平面図である。

【図１０】従来の部品供給システムの構成を概略的に示
す正面図である。

【符号の説明】

１ 循環式ボウルフィーダ １ｂ 部品搬送トラック
１ｆ 画像検出部 ２ 産業用ロボット ３ 画像処理部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに異なる１種類の部品のみが投入され
   る複数台のボウルフィーダ（１）の部品搬送トラック
   （１ｂ）の所定位置に画像検出手段（１ｆ）をそれぞれ
   配置してあるとともに、全ての画像検出手段（１ｆ）か
   らの画像検出信号を受け取って画像処理を行う画像処理
   装置（３）を設けてあり、該画像処理装置（３）は、全
   ての画像検出手段（１ｆ）からの画像検出信号を受け取
   って各ボウルフィーダ（１）における部品供給状態を識
   別する部品供給状態識別手段（３）と、部品供給状態識
   別結果に基づいて、該当するボウルフィーダ（１）の部
   品搬送トラック（１ｂ）から部品を取り出すべく産業用
   ロボットを制御する産業用ロボット制御手段（３）と、
   部品供給状態識別結果に基づいて、部品送り出し動作さ
   せるべく該当するボウルフィーダ（１）を制御するボウ
   ルフィーダ制御手段（３）とを含むことを特徴とする部
   品供給装置。