JP5239365B2 - 多品種対応型部品供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、組立など製造ラインの所定位置に対応するワーク（Ｗ）を自動供給可能な、多品種対応型部品供給装置に関するものである。

従来、部品としてのワーク（Ｗ）を、組立など製造ラインの所定位置に供給できるようにするために、例えば特許文献１のような部品供給装置がある。
この部品供給装置は、供給すべき複数の部品を縦列にスライド自在に装填したスティックマガジンの端部に部品供給口を備え、スティックマガジンに振動を与えることで、装填した部品を部品供給口から順次供給するようにしたものである。
そのために部品供給装置は、部品を装填したスティックマガジンを複数ストックするマガジンストッカと、このマガジンストッカから取り出されたスティックマガジンの長手方向に水平方向の振動を付与して部品を部品供給口から順次供給する振動板とを備えている。
さらに、部品供給装置は、スティックマガジン内の部品を排出したスティックマガジンを上方向に排出する排出機構を備えている。

このような構成により、スティックマガジンに水平方向のみの振動を付与することで、スティックマガジン内の部品を円滑に部品供給口から、供給することができる。
また、空になったスティックマガジンを上方向または下方へ排出することにより、マガジンストッカから取り出されたスティックマガジンを、振動機構へスムーズにセットすることができるので、スティックマガジンの交換の待ち時間がなく、サイクルタイムを短縮することができるとしている。

特開平７−２２８３３３号公報

一方、異なる部品を供給するために、図４に示すように、パーツフィーダｐｆを必要台数備えて、パーツフィーダｐｆにより供給するか、図５に示すように、２次元に整列配置した専用トレイｔをトレイチェンジャーにて供給するか、あるいはパーツフィーダｐｆの中身を総入換えして対応してきた。

しかし、２次元トレイや専用レーンを複数台用いる方式だと広い可動範囲で高価な直交ロボットＲ１、Ｒ２が必要になることや、パーツフィーダｐｆの入替えやトレイｔの端数処理に人手がかかったり、トレイｔの交換時に待ち時間が発生するという課題があった。
本発明は、以上のような課題を改善するために提案されたものであって、多品種のワークを製造ラインに供給する際、広い可動範囲のロボットを不要とし、しかも、人手のかからない端数処理が可能であり、多品種の部品を取り扱い可能とした、多品種対応型部品供給装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、異なる品種のワーク（Ｗ）をそれぞれ装填したスティックマガジン（３）をストックするマガジンストッカ部（４）と、このマガジンストッカ部（４）におけるスティックマガジン（３）内のワーク（Ｗ）を押出す押出手段（５）と、この押出手段（５）により押出されたワーク（Ｗ）を受け入れて、品種別に取出し可能にストックする部品ストッカ部（６）とを具備していて、マガジンストッカ部（４）は、底部側に押出手段（５）を配設する一方、ワーク（Ｗ）押出し後のスティックマガジン（３）または、不要のワーク（Ｗ）を装填したスティックマガジン（３）を押出す、押出し手段を設けた排出待機部（８）を備えており、かつ部品ストッカ部（６）は、スティックマガジン（３）からのワーク（Ｗ）を品種別に受け入れるべく、入れ換え可能に構成した複数のレーン（１１）を備えていて、複数のレーン（１１）は、上下に配設された伝動輪（１３）間に掛け渡した無端搬送帯（１４）上に、適宜間隔毎に配設して無端搬送帯（１４）と共に移動可能として、スティックマガジン（３）からのワーク（Ｗ）の受け入れ位置に、互いに入れ換え可能に構成したことを特徴とする。

これにより、スティックマガジン（３）から、押出手段（５）により押出されたワーク（Ｗ）を品種別に部品ストッカ部（６）に受け入れて、製造ラインなどの所定の位置へ、自動供給することができる。

これにより、マガジンストッカ部（４）の底部側にもたらされたスティックマガジン（３）は、押出手段（５）により装填したワーク（Ｗ）を押出しすることができ、空になったスティックマガジン（３）は、排出のために排出待機部（８）にもたらすことができる。また、不要なワーク（Ｗ）が装填されていたスティックマガジン（３）も排出のために、排出待機部（８）にもたらすようにする。

これにより、多品種のワーク（Ｗ）を、品種別に製造ラインなどの所定の位置へ、自動供給することができる。

これにより、多品種のワーク（Ｗ）を取り扱うレーン（１１）を上下方向に移動する構成であるので、装置自体を幅寸法を抑えた構成とすることができる。

また、請求項２に記載の発明では、部品ストッカ部（６）の複数のレーン（１１）のうち、スティックマガジン（３）からのワーク（Ｗ）の受け入れ位置において、ワーク（Ｗ）を取出し方向に移動せしめる移動手段（１６）を備えたことを特徴とする。

これにより、ワーク（Ｗ）を、受け入れ位置のレーン（１１）において、取出し位置まで、効果的に順次移動させることができ、能率的なワーク（Ｗ）の取出しが可能となる。

また、請求項３に記載の発明では、部品ストッカ部（６）のレーン（１１）の全長を、スティックマガジン（３）の長さ寸法より長く設定したことを特徴とする。

これにより、マガジンスティック交換時の待ち時間を無くすことができる。

また、請求項４に記載の発明では、部品ストッカ部（６）における複数のレーン（１１）のうち、スティックマガジン（３）からのワーク（Ｗ）の受け入れ位置以外の位置におけるレーン（１１）において、レーン（１１）内に残留する端数のワーク（Ｗ）をレーン（１１）から受け入れる回収用スティックマガジン（１７）と、この回収用スティックマガジン（１７）に端数のワーク（Ｗ）を戻すリターンユニット（１８）とを備えたことを特徴とする。

これにより、例えレーン（１１）内に端数のワーク（Ｗ）が残留しても、リターンユニット（１８）により、回収用スティックマガジン（１７）に戻して、そのレーン（１１）を空にすることができ、これにより、新たな品種のワーク（Ｗ）を受け入れ可能とすることができる。

さらに、請求項５に記載の発明では、マガジンストッカ部（４）内にストックされたスティックマガジン（３）に、ワーク（Ｗ）の品種情報を格納したタグもしくは識別マーカを設け、この品種情報を所定の識別手段によって読取ることで、不要な品種のスティックマガジン（３）を判別して、スティックマガジン（３）の排出待機部（８）にもたらす構成としたことを特徴とする。

これにより、マガジンスティック（３）の品種等情報から、不要な品種のスティックマガジン（３）を判別して、スティックマガジン（３）の排出待機部（８）にもたらすことができ、マガジンスティック交換時の待ち時間を無くすことができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

図１に、多品種の部品であるワークＷを取り扱い可能とした、部品供給装置１の一実施形態を、模式的に示す。なお、この部品供給装置１で扱うワークＷは、詳細は説明しないが例えば各種半導体チップ等スティックで安定供給できる部品を想定している。
すなわち、部品供給装置１は基台２上において、異なる品種のワークＷをそれぞれ装填したスティックマガジン３をストックするマガジンストッカ部４と、このマガジンストッカ部４におけるスティックマガジン３内のワークＷを押出す押出手段５と、この押出手段５により押出されたワークＷを受け入れて、品種別に取出し可能にストックする部品ストッカ部６とを具備している。

スティックマガジン３は、図示するように、所定の長さ寸法を有し、品種毎にワークＷを所定数受け入れ、収容可能な断面積を有する、断面方形状の角筒体である。このため、スティックマガジン３は、ワークＷを受け入れ、ワークＷを、後述する部品ストッカ部６のレーンに送り出すべく両端を開口している。
また、スティックマガジン３の外表面又は内面の所定の箇所には、図示は省略するが、そのスティックマガジン３内に装填しているワークＷの品種などその他の情報を所定の識別手段によって識別できるように、品種等情報を格納したタグもしくは識別マーカを設けることができる。識別手段としては、例えばＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ・Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ・Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を用いることができる。

マガジンストッカ部４は、上述のようなスティックマガジン３を多数、積載するもので、スティックマガジン３を一列に、長手側側面同士を積載可能な寸法に設定されている。
この場合、マガジンストッカ部４は、スティックマガジン３を上部側から受け入れ可能に、スティックマガジン３長手寸法と同等の離隔距離で設けられた支持フレーム７、７を備えている。また、マガジンストッカ部４は、底部側が開口され、底部側の最低位置にもたらされたスティックマガジン３の開口一端側が、マガジンストッカ部４の底部側に配置された押出手段５におけるプッシャー（図示省略）に近接するようにしている。
さらに、マガジンストッカ部４には、底部側に押出手段５を配設する一方、ワークＷ押出し後のスティックマガジン３または、後述するが不要のワークＷを装填したスティックマガジン３のための排出待機部８を備えている。

次に、押出手段５について説明する。押出手段５は、巻き取る側に付勢された長尺弾性帯９ａの巻回収容部９から、引出ローラ１０により長尺弾性帯９ａを強制的に繰り出す構成としている。この長尺弾性帯９ａ先端には、プッシャー（図示省略）を設けている。
すなわち、押出手段５では、巻回収容部９から、引出ローラ１０により長尺弾性帯９ａを強制的に繰り出して、長尺弾性帯９ａ先端のプッシャーをスティックマガジン３の端面からスティックマガジン３内に進入させて、スティックマガジン３内のワークＷを押込み、スティックマガジン３の他端側から、ワークＷを押出すようにしている。

そして部品ストッカ部６には、スティックマガジン３からのワークＷを受け入れ可能な頂部位置に、入れ換え可能に構成した複数のレーン１１を備えている。レーン１１は、ワークＷを一列に搭載するもので、全長を、スティックマガジン３の長さ寸法より長く設定している。
部品ストッカ部６は、基台２上に構築された本体枠１２に上下に配設された伝動輪１３（以下、スプロケット１３）と、スプロケット１３間に掛け渡した無端搬送帯１４（以下、チェーン１４）とを備え、このチェーン１４上に、複数のレーン１１を適宜間隔毎に配設してチェーン１４と共に移動可能とし、スティックマガジン３からのワークＷを受け入れ可能な頂部の位置に互いに入れ換え可能に構成している。チェーン１４は、割出モータ１５によって、各レーン１１を、頂部および底部の位置の他、所定の位置で止まるようにしており、これらの位置で、順次、間欠的に節動する構成としている。
なお、部品ストッカ部６は、スプロケット１３とチェーン１４の他、勿論、タイミングプーリ、タイミングベルトを用いることができる。

また、部品ストッカ部６における頂部位置におけるレーン１１直下には、レーン１１に対して振動を与えて、レーン１１内のワークＷを図中、右方へ進行させるようにする移動手段１６（以下、リニアフィーダ１６）が配設されている。このリニアフィーダ１６は、いわゆる電磁振動式整列部品自動供給装置であり、一般的に内蔵する板ばねを電磁コイルにて振動させ、その振動により、所定の方向にワークＷを導くというものである。勿論、移動手段はこのリニアフィーダ１６に限らない。例えば、レーン上のワークＷに対して直接当接して、取出し位置まで、移動させるための周知の機械的な押出し機構が可能である。

そして、部品供給装置１には、部品ストッカ部６におけるレーン１１の停止位置のうち、最低位置におけるレーン１１の側方には、レーン１１内に残留する端数のワークＷを、レーン１１から受け入れる回収用スティックマガジン１７と、この回収用スティックマガジン１７に端数のワークＷを戻すリターンユニット１８とを備えている。
リターンユニット１８は、押出手段５同様、巻き取る側に付勢された長尺弾性帯１９ａの巻回収容部１９から、引出ローラ２０により強制的に繰り出す構成で、長尺弾性帯１９ａ先端に設けたプッシャー（図示省略）を、最下位位置におけるレーン１１内に進入させて、このレーン１１内のワークＷを押込み、回収用スティックマガジン１７側にワークＷを戻すようにしている。

なお、マガジンストッカ部４の下方側には、マガジンストッカ部４の底部位置における排出待機部８から、ワークＷを取出し後の空のスティックマガジン３を回収して集積しておく空スティック回収箱２１を設置している。

また、マガジンストッカ部４の底部位置におけるワークＷの押出し位置には、排出待機部８に、空のスティックマガジン３や、ＲＦＩＤによって識別された、不要なワークＷを装填したスティックマガジン３を押出す、適宜な押出し手段を設けることができる。

以上のような構成の部品供給装置１において、動作を説明する。
先ず、ワークＷを装填したスティックマガジン３をマガジンストッカ部４に投入する。
この場合、スティックマガジン３はマガジンストッカ部４に、支持フレーム７、７で囲われた収容箇所に、上部側から投入することで、スティックマガジン３を、一列に、長手側側面同士を介して、多数、積載することができる。
このようにして積載されたスティックマガジン３は、マガジンストッカ部４の底部側の最低位置に至ることで、スティックマガジン３の開口一端側が、マガジンストッカ部４の底部側に配置された押出手段５におけるプッシャー（図示省略）の動作ライン上にもたらされ、ワークＷを取出すことができる状態となる。

次いで、取出し位置にもたらされたスティックマガジン３に対し、押出手段５を駆動する。長尺弾性帯９ａが、引出ローラ１０を駆動することによって巻回収容部９から繰り出され、長尺弾性帯９ａ先端のプッシャーがスティックマガジン３の端面からスティックマガジン３内に進入して、スティックマガジン３内のワークＷを押込み、スティックマガジン３の他端側から、ワークＷを押出すことができる。

この際、取出し位置にもたらされたスティックマガジン３の延長上には、部品ストッカ部６における複数のレーン１１のうちの一つが、割出モータ１５によって本体枠１２に上下に配設されたスプロケット１３を介し、チェーン１４を駆動させることで、取出し位置である頂部の位置に位置決めされているため、押出手段５のプッシャーによって、ワークＷをレーン１１に押出し、移載することができる。レーン１１は、全長を、スティックマガジン３の長さ寸法より長く設定しているため、スティックマガジン３内のワークＷを全て移載することができる。

スティックマガジン３内のワークＷが全て押出され、空になったところで、押出手段５の引出ローラ１０をオフとすると、長尺弾性帯１９ａは、巻回収容部１９側に付勢力によって巻き取られていき、プッシャーは原位置に戻る。
次いで、空になったスティックマガジン３は、空スティック回収箱２１に回収して集積することができる。
空になったスティックマガジン３は、空スティック回収箱２１にもたらされると、後続する上部のワークＷの入ったスティックマガジン３が取出し位置にもたらされ、ワークＷの押出しを続行することができる。
この際、部品ストッカ部６においては、割出モータ１５によって本体枠１２に上下に配設されたスプロケット１３を介し、チェーン１４を駆動させることで、取出し位置である頂部の位置に新たなレーン１１をもたらすようにする。
このように、部品ストッカ部６における複数のレーン１１は、上下方向に移動させて、受け入れ位置である頂部に入れ換え可能に構成したことにより、装置自体をコンパクトに構成することができ、種類の異なる様々なワークＷを取り扱うことができる（図３参照）。

レーン１１上にワークＷが押出されると、トレーン１１直下のリニアフィーダ１６が駆動され、レーン１１に対して振動を与えられる。これにより、レーン１１内のワークＷは、図中、右方へと進行する。

なお、交換されたスティックマガジン３の品種等情報が所定の手段により、読取がなされ、この結果、品種等情報により同じワークＷであると判明すると、部品ストッカ部６はそのままの状態で待機する。
マガジンストッカ部４の取出し位置にあるスティックマガジン３の品種等情報が要求品種以外にかかる情報の場合は、ワークＷの入ったスティックマガジン３毎、排出待機部８にもたらされ、排出することで、スムーズなワークＷの供給が可能となる。

レーン１１内のワークＷが、先の製造ラインに供給されることで、減少してマガジンスティック３内のワークＷが全て入るスペースができたら、押出手段５を駆動して、プッシャーでワークＷをレーン１１側に押出す。
従って、先の製造ラインにおけるトレイチェンジャーではトレイを交換する際に待ち時間が発生することになるが、部品ストッカ部６のレーン１１の長さは、スティックマガジン３よりも長く設定しているので、待ち時間なく供給できる。

ところで、部品供給先からの要求品種に変更があった場合、部品ストッカ部６は要求された品種を搭載したレーン１１を選択して位置決めをする。
この時に品種変更前のレーン１１に残った端数ワークＷはレーン１１内にストックされたままの状態であるから、そのレーン１１を割出モータ１５によって本体枠１２に上下に配設されたスプロケット１３を介し、チェーン１４を駆動させることで、底部位置にもたらす。
そして、最低位置におけるレーン１１の側方のリターンユニット１８を駆動する。これにより、巻回収容部１９から、引出ローラ２０により長尺弾性帯１９ａが繰り出され、長尺弾性帯１９ａ先端のプッシャーを、最下位位置におけるレーン１１内に進入させて、このレーン１１内のワークＷを押込み、回収用スティックマガジン１７側にワークＷを戻すことができる。

以上のように、本発明によれば、部品ストッカ部６における複数のレーン１１を入れ換え、または循環させることで、多品種のワークＷを製造ラインなどの所定の一定位置へ自動供給ができるようになる。
しかも、部品ストッカ部６のレーン１１は、上下循環させる構成としたことで、間口の狭いコンパクトな供給装置を提供することができる。

さらに本発明によれば、広い可動範囲の高価なロボットを必要とせず、端数処理に人手のかからない多品種対応可能で、トレイ交換時などに発生する待ち時間を無くした部品供給装置を様々な製造ラインに対応した形態で提供できるという格別な効果を奏することができる。

本発明にかかる多品種対応型部品供給装置の一実施形態を示す、模式的構成図である。 図１に示す多品種対応型部品供給装置の平面説明図である。 図１に示す多品種対応型部品供給装置における部品ストッカ部の模式的構成図である。 従来のパーツフィーダとロボットを用いた多品種対応型部品供給装置の一例を示す、模式的説明図である。 従来のトレイチェンジャーとロボットを用いた多品種対応型部品供給装置の別例を示す、模式的説明図である。

符号の説明

１ 部品供給装置
２ 基台
３ スティックマガジン
４ マガジンストッカ部
５ 押出手段
６ 部品ストッカ部
７ 支持フレーム
８ 排出待機部
９ 巻回収容部
９ａ 長尺弾性帯
１０ 引出ローラ
１１ レーン
１２ 本体枠
１３ スプロケット
１４ チェーン
１５ 割出モータ
１６ リニアフィーダ
１７ 回収用スティックマガジン
１８ リターンユニット
１９ 巻回収容部
１９ａ 長尺弾性帯
２０ 引出ローラ
２１ 空スティック回収箱
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. 異なる品種のワーク（Ｗ）をそれぞれ装填したスティックマガジン（３）をストックするマガジンストッカ部（４）と、
   このマガジンストッカ部（４）におけるスティックマガジン（３）内のワーク（Ｗ）を押出す押出手段（５）と、
   この押出手段（５）により押出されたワーク（Ｗ）を受け入れて、品種別に取出し可能にストックする部品ストッカ部（６）と、
   を具備していて、
   前記マガジンストッカ部（４）は、底部側に前記押出手段（５）を配設する一方、前記ワーク（Ｗ）押出し後のスティックマガジン（３）または、不要のワーク（Ｗ）を装填したスティックマガジン（３）を押出す、押出し手段を設けた排出待機部（８）を備えており、また
   前記部品ストッカ部（６）は、前記スティックマガジン（３）からのワーク（Ｗ）を品種別に受け入れるべく、入れ換え可能に構成した複数のレーン（１１）を備えていて、前記複数のレーン（１１）は、上下に配設された伝動輪（１３）間に掛け渡した無端搬送帯（１４）上に、適宜間隔毎に配設して無端搬送帯（１４）と共に移動可能として、前記スティックマガジン（３）からのワーク（Ｗ）の受け入れ位置に、互いに入れ換え可能に構成したことを特徴とする多品種対応型部品供給装置。
2. 前記部品ストッカ部（６）の複数のレーン（１１）のうち、前記スティックマガジン（３）からのワーク（Ｗ）の受け入れ位置において、前記レーン内に受け入れた前記ワーク（Ｗ）を取出し方向に移動せしめる移動手段（１６）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の多品種対応型部品供給装置。
3. 前記部品ストッカ部（６）のレーン（１１）の全長を、前記スティックマガジン（３）の長さ寸法より長く設定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の多品種対応型部品供給装置。
4. 前記部品ストッカ部（６）における複数のレーン（１１）のうち、前記スティックマガジン（３）からのワーク（Ｗ）の受け入れ位置以外の位置におけるレーン（１１）において、レーン（１１）内に残留する端数のワーク（Ｗ）を前記レーン（１１）から受け入れる回収用スティックマガジン（１７）と、この回収用スティックマガジン（１７）に前記端数のワーク（Ｗ）を戻すリターンユニット（１８）とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の多品種対応型部品供給装置。
5. 前記マガジンストッカ部（４）内にストックされたスティックマガジン（３）に、ワーク（Ｗ）の品種情報を格納したタグもしくは識別マーカを設け、この品種情報を所定の識別手段によって読取ることで、不要な品種のスティックマガジン（３）を判別して、前記スティックマガジン（３）の前記排出待機部（８）にもたらす構成としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の多品種対応型部品供給装置。

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