JP5814890B2 - 部品供給装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品供給装置及び方法に関し、例えば小型の金属部品を所定の姿勢に整列して供給する部品供給装置及び方法に関する。

例えば、電磁開閉器の接触子等の小型の金属部品は、金属板をプレス加工で打ち抜き、曲げ加工を施した後、めっき処理をされるものが多い。これら部品の供給形態は、袋詰め渡しが一般的であり、袋に収納された部品の姿勢はバラバラになっている。
したがって、部品姿勢がバラバラの部品を用いて電磁開閉器を組み立てる場合、組立工程の前段階として、まず部品を所定の姿勢に整列して、この部品を一つずつ供給する部品供給装置が必要となる。

このような部品供給装置としては、従来、振動式で、螺旋状の搬送路を有するボウルフィーダと、直線状の搬送路を有するリニアフィーダ（直進フィーダとも呼ばれる）とを組み合わせた装置が一般的である（例えば特許文献１）。

特許文献１に開示される部品供給装置では、振動体で搬送路を振動させることによって、ボウルフィーダ底部の部品を所定の姿勢に整列しながらリニアフィーダの排出端に搬送する。また、リニアフィーダは、整列した部品をストックする機能も有し、タクトタイムに遅れないように部品を供給することができる。

特開２００９−０９６５５９号公報

従来の部品供給装置では、リニアフィーダが部品をストックする構造となっているため、リニアフィーダに停留している部品に対して、リニアフィーダに後から供給されてくる部品の進行方向へ進もうとする力（推進力）が作用する。その結果、部品同士で載り上がりが発生し、その部分で部品詰まりが生じる。また、部品同士の載り上がりは、停留する部品数が増えるほど、及び、複雑な形状の部品ほど多く発生する傾向にある。このような部品詰まりのため、部品供給装置が、一時的なトラブルのために設備が停止する状態である、いわゆるチョコ停になるという問題点があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、部品詰まりがなく安定した姿勢で部品の取り出しが可能な部品供給装置及び方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様における部品供給装置は、搬送路に振動を付与することでこの搬送路に沿って部品を部品進行方向へ搬送するフィーダと、上記部品進行方向における上記搬送路の終端部に位置し、上記搬送路から供給される部品を整列させるガイドと、部品進行方向において上記ガイドの部品排出口に位置しこの部品排出口を開閉するストッパと、上記ガイドに整列した部品を取り出す部品取出ロボットと、を備えた部品供給装置において、上記部品取出ロボットは、上記ガイドに整列した部品の内、部品進行方向における最後尾の部品を把持して取り出すことを特徴とする。

上述の一態様における部品供給装置によれば、ガイドに整列した部品を取り出す際に最後尾の部品を部品取出ロボットで把持することで、その前後の部品からの推進力を受けずに安定した姿勢で部品を取り出すことが可能になる。

本発明の実施の形態１及び実施の形態２における部品供給装置の平面図である。 図１に示す部品供給装置に備わるガイド及びストッパ部分の拡大図である。 図２に示すガイドにおける断面の一例を示す図である。 図１に示す部品供給装置において、ガイドから余剰の部品をボウル容器へ戻す動作を説明するための斜視図である。 実施の形態１に係る部品供給装置における部品供給方法を説明するための図である。 実施の形態１に係る部品供給装置における部品供給方法を説明するためのフローチャートである。 図１に示す部品供給装置にて供給される部品の一例を示す斜視図である。 実施の形態２に係る部品供給装置における部品供給方法を説明するための図である。 実施の形態２に係る部品供給装置における部品供給方法を説明するための図である。 実施の形態２に係る部品供給装置における部品供給方法を説明するためのフローチャートである。

本発明の実施形態である部品供給装置、及びこの部品供給装置にて実行される部品供給方法について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。
また本実施の形態の部品供給装置は、特には、所定の姿勢の部品を停滞することなく連続的に供給可能な部品供給装置に関する。この部品としては、製品あるいは半製品を構成する部品であって後段の組み立て工程にて使用される部品である。以下の各実施形態の説明では、一例として図７に示す、電磁開閉器用の小型金属部品１（以下部品１と記す）を例に採る。このような部品１は、金属板からプレス加工で打ち抜かれ、曲げ加工を施された後、めっき処理を施されている。また、部品１の大きさは、一例として概ね、Ｗ７．５ｍｍ×Ｈ１０ｍｍ×Ｄ２０ｍｍ程度である。勿論、以下の各実施形態における各部品供給装置で取り扱い可能な部品は、この部品１に限定するものではない。

実施の形態１．
図１に示すように、実施の形態１の部品供給装置１００は、基本的構成として、フィーダ１０と、ガイド２０と、ストッパ４０と、部品取出ロボット５０とを備え、この部品供給装置１００ではさらに、センサ３０及び制御装置６０を有している。

フィーダ１０は、いわゆるパーツフィーダであり、主たる構成部として、円筒形のボウル容器１１と、ボウル容器１１の下に設置されボウル容器１１に振動を与える振動装置１５とを有する。ボウル容器１１は、部品１のみが、あるいは部品１に加えて部品１とは異形の他部品が投入されストックする部分である。ボウル容器１１の内周側面には、ボウル底部からボウル上部に向かって、内周面に沿って螺旋状の搬送路１２を備えている。更に搬送路１２には、所定の姿勢に部品１を整列する、つまり部品１の向きを揃えるための部品整列構造、例えばスリット及び排除板（不図示）の少なくとも一方が設けられている。更に、搬送路１２の最上部１３は直線状であり、その終端には、部品供給口２１を介してガイド２０が配置されている。

このようなフィーダ１０では、振動装置１５によってボウル容器１１が振動することで、部品１は搬送路１２に沿って部品進行方向１８へ搬送され、ボウル底部からボウル上部へ搬送される。尚、部品１と他部品とが混在している場合でも、上記部品整列構造によって、ボウル上部へ搬送される部品は、部品１のみとなる。

ガイド２０は、図２及び図３に示すように搬送路１２の最上部１３の延長上に位置し、直線状に延在して部品１を規定数にて整列させる部分である。また、ガイド２０は部品供給口２１を介して搬送路１２と分離され、ガイド２０には振動が付与されず、ガイド２０上で部品１が自ら移動することはない。よって、ガイド２０に整列する各部品において、作用する推進力は、従来に比べて弱くなり、部品の載り上がり及び詰まりの発生を防止することができる。尚、上記規定数については下記の動作説明にて説明する。このようなガイド２０には、最上部１３から順次、部品１が供給されてくる。またガイド２０は、搬送路１２から供給される部品１を整列されるための整列用形状を有する。この整列用形状の一例として、本実施形態では直線状の溝２３がガイド２０に沿って形成されている。整列用形状は、溝２３に限定されるものではなく、供給する部品の形状によって異なり、各形状の部品に対応して部品供給位置を位置決めし、かつ円滑に部品供給が可能となる形状に設定される。例えば本実施形態の場合、図３に示すように、部品１は、本体部から突出した突起部１ａを有し、この突起部１ａが部品の整列、配向、部品供給位置の位置決め、及び円滑な部品供給、等に必要となる部品１の特徴部分である。よって、本実施形態では、上記整列用形状として、突起部１ａを収容する溝２３を設けている。

センサ３０は、ガイド２０の部品供給口２１部分、つまり搬送路１２の最上部１３とガイド２０との間に設置され、最上部１３からガイド２０へ供給される部品１の数を検知するセンサである。センサ３０により、ガイド２０に整列した部品１の個数が把握可能である。また、例えば、ガイド２０に必要数量の部品１が供給されないように、センサ３０の信号を元に、図示しないゲート機構を用いてガイド２０への部品供給を制限するように構成することも可能である。

ストッパ４０は、部品１の進行方向１８においてガイド２０の部品排出口２２部分に設置され、ガイド２０に整列した部品１の数に応じてガイド２０の部品排出口２２を開閉する可動式のゲート構造で構成している。上記開閉は、本実施形態では、図２の紙面に垂直な方向に相当する、部品１の厚み方向１ａに沿って、ストッパ４０を駆動源４１で昇、降させることで行う。ストッパ４０を上昇させ、ガイド２０の部品供給口２１に壁を形成した状態が閉位置（図５の「４２」）であり、ストッパ４０を下降させ部品供給口２１と同レベルに配置した状態が開位置（図４の「４３」）である。尚、ストッパ４０は、通常、閉位置４２に位置する。

また、ストッパ４０には、ガイド２０の部品排出口２２から部品１がスライドして載置可能なように、ガイド２０における上記整列用形状と同じもの、つまり本実施形態では溝２３が形成されている。尚、部品１の進行方向１８におけるストッパ４０の長さは、少なくとも部品１が一つ載置可能な長さである。本実施形態では、部品１を一つ載置する長さとしている。

部品取出ロボット５０は、ストッパ４０の近傍に設置され、ガイド２０に整列された部品１を把持しガイド２０から取り出す、あるいはガイド２０に整列された部品１をストッパ４０上で移動させた後、把持し取り出す動作を行うロボットである。

制御装置６０は、上述した、フィーダ１０、センサ３０、ストッパ４０、及び部品取出ロボット５０と接続され、これらの動作を制御して当該部品供給装置１００の動作制御を行う。制御装置６０は、実際にはコンピュータを用いて実現され、以下で説明する、当該部品供給装置１００の動作を実行するプログラムと、これを実行するためのＣＰＵ（中央演算処理装置）及びメモリ等を有する。本実施形態では、図１に示すように、制御装置６０は部品供給装置１００に備わる構成を採るが、これに限定されず、部品供給装置１００とは別に設置することもできる。

以上のような構成を有する本実施の形態１の部品供給装置１００における動作について以下に説明する。尚、各動作は、上述のプログラムに従い制御装置６０にて制御され実行される。
まず、部品１をフィーダ１０のボウル容器１１に投入する。このとき、部品１の姿勢はバラバラであり様々な方向を向いている。また、部品１以外の他部品が混在していてもよい。
次に、フィーダ１０の振動装置１５を駆動する。これによりボウル容器１１が振動し、ボウル容器１１の底部にストックされている部品１が、螺旋状の搬送路１２を連続的に上昇していく。この搬送路１２を部品１が上昇していく過程で、部品１の外形の特徴を利用して、部品１の表裏、前後、左右の整列がなされ、最終的に対象となる姿勢の部品１だけが搬送路１２の最上部１３へ搬送される（図６に示すステップＳ１）。

最上部１３に到達した部品１は、センサ３０にて検出されガイド２０へ順次供給されていく。このとき、ストッパ４０は、閉位置４２に位置する。よって、フィーダ１０の搬送路１２から部品１がガイド２０へ供給され続ける限り、ガイド２０上には、ガイド２０の全長にわたり部品１が整列した状態となる。

一方、フィーダ１０から排出され、ガイド２０に供給される部品１の数は時間的にばらつきを有することから、このばらつきを吸収し、かつ当該部品供給装置１００の後段の組立工程のサイクルタイムに合わせて部品１を連続的に供給するために、規定した数の部品１をガイド２０に供給する必要がある。この規定数については、上記サイクルタイム及び部品１間に発生する推力によって決定される。但し、ここで推力は、部品詰まりが発生しない程度の力である。したがって、上記規定数を超えた、余剰となった部品１については、ガイド２０から再びボウル容器１１へ戻す。即ち、図４に示すように、部品排出口２２に設けたストッパ４０を駆動源４１によって閉位置４２から開位置４３へ移動させることで、部品１をガイド２０からストッパ４０を通りボウル容器１１へ排出する。このようにして、ガイド２０には常に一定数の部品が存在するようにしている。

次に、ガイド２０からの部品１の取り出し動作について説明する。
図５は、ガイド２０及びストッパ４０周りの拡大斜視図である。この図５では、ストッパ４０が閉位置４２に配置され部品１の進行を止め、ガイド２０上には規定数量の部品１が供給された状態となっており、また、振動装置１５によるボウル容器１１の振動は停止された状態である。このような部品供給準備可能な状態において（図６のステップＳ２）、ロボット５０の先端部に取り付けられているロボットチャック５１は、ガイド２０に整列している部品１の最後尾の部品１Ｌを取りにいく（図６のステップＳ３）。ここで、最後尾部品１Ｌの位置認識については、ロボット５０に備えた、あるいは別設したカメラを用いて、最後尾部品１Ｌの位置を確認する、又は、センサを用いて確認する方法のどちらを用いても良い。

このようにしてロボット５０は、最後尾部品１Ｌを把持して、ガイド２０から取り出し（図６のステップＳ４）、後段の組立工程へと搬送する。
また、この取り出し動作により、ガイド２０上では部品１が一つ減るので、新たな部品１が搬送路１２からガイド２０へ供給される。

このように本実施の形態１による部品供給装置１００によれば、搬送路１２の振動を停止しガイド２０への部品供給を停止した後、ガイド２０に整列した部品１を取り出す際に最後尾に供給された部品１Ｌを取ることで、ロボット５０で取り出す部品１Ｌに作用する推進力を制御することができ、あるいは、前後の部品１から部品１Ｌへの推進力の作用を無くすことができる。その結果、部品の載り上がり及び詰まりが発生することはなく、取り出す部品１Ｌを安定した姿勢のままガイド２０から取り出すことができる。また、ガイド２０においても、ガイド２０に供給されてきた部品１をその都度取り出すことで、従来のような、部品の推力が原因で発生した部品詰まりが起こらない。したがって、当該部品供給装置１００では、いわゆるチョコ停の発生を解消することができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２における部品供給装置２００（以下装置２００という）と、装置２００を利用した部品供給方法について、図８から図１０を参照して以下に説明する。
上述の実施の形態１では、ガイド２０に部品１を規定量供給した後、フィーダ１０の振動装置１５の振動を停止し、ロボット５０のロボットチャック５１でガイド２０に整列している部品１の最後尾の部品１Ｌを取りに行く構成であった。これに対して本実施の形態２では、閉位置４２に配置したストッパ４０で進行が止められてガイド２０に整列した部品１の先頭の部品１Ｆを取り出す点で実施の形態１と相異する。このように装置２００と装置１００との相違点は、制御装置６０が制御する部品供給方法である。よって装置２００の構成は、装置１００の構成と同一であり、ここでの説明は省略する。

図８に示すように、ガイド２０へ部品１を規定量供給した後、フィーダ１０の振動装置１５の振動を停止した状態において、ストッパ４０を閉位置４２から開位置４３へ下降させる（図１０のステップＳ６）。これと同時又はその後に、ロボット５０のロボットチャック５１を、ガイド２０の先頭に位置する部品１Ｆの位置へ移動し、ロボットチャック５１で先頭部品１Ｆを把持する（図１０のステップＳ７）。尚、先頭部品１Ｆの位置認識については、装置１００において説明したように、カメラ又はセンサを使用して行う。

次に、図９に示すように、ガイド２０及びストッパ４０に施されている溝２３に沿って、ロボットチャック５１、つまり把持している先頭部品１Ｆをストッパ４０の上面まで移動させる（図１０のステップＳ８）。そして、ロボットチャック５１は、ストッパ４０上から先頭部品１Ｆを取り出し（図１０のステップＳ９）、後段の組立工程へ搬送する。
尚、この取り出し動作により、ガイド２０上では部品１が一つ減るので、新たな部品１が搬送路１２からガイド２０へ供給される。

このように本実施の形態２に係る装置２００によれば、ガイド２０に整列した部品１の内、先頭に位置する部品１Ｆを取り出すにあたり、ガイド２０に加工されている溝２３と同形状の溝２３を有するストッパ４０へ、先頭部品１Ｆをロボット５０で部品進行方向１８にずらした後、先頭部品１Ｆをストッパ４０から取り出す。このような動作を行うことで、上述の装置１００の場合と同様に部品１に作用する推進力を制御することができ、あるいは、取り出される先頭部品１Ｆへの、その後の部品１からの推進力の作用を無くすことができる。したがって、先頭部品１Ｆを安定した姿勢のままで取り出すことが可能である。その結果、当該部品供給装置２００においても、いわゆるチョコ停の発生を解消することができる。

また、隣接して配置されている部品同士を引き離す方法として、従来、真空吸着及び磁石の少なくとも一方の方法が用いられてきた。しかしながらこれらの方法では、複雑な形状をした部品に対しては、引き離しが不可能であるという問題があった。これに対して、本実施の形態２に係る装置２００によれば、ストッパ４０にガイド２０と同一の例えば溝２３のような上記整列用形状を形成している。その結果、従来、引き離しが不可能であった複雑な形状の部品においても、確実に引き離しが可能となり、かつ部品取り出しが可能となる。

また、逆の観点によれば、このように部品の確実な引き離し及び取り出しが可能となることで、従来の、真空吸着及び磁石のような複雑な装置構成は不要となり、単に、ガイド２０と同一の、例えば溝２３のような、整列用形状をストッパ４０の部品載置面に加工するだけで良いことになる。したがって、装置構成が簡易化でき加工費も削減できることから、部品供給装置のコストダウンを図ることも可能となる。

１ 部品、１０ フィーダ、１２ 搬送路、
２０ ガイド、２２ 部品排出口、２３ 溝、３０ センサ、４０ ストッパ、
５０ ロボット、６０ 制御装置、
１００，２００ 部品供給装置。

Claims (7)

1. 搬送路に振動を付与することでこの搬送路に沿って部品を部品進行方向へ搬送するフィーダと、上記部品進行方向における上記搬送路の終端部に位置し、上記搬送路から供給される部品を整列させるガイドと、部品進行方向において上記ガイドの部品排出口に位置しこの部品排出口を開閉するストッパと、上記ガイドに整列した部品を取り出す部品取出ロボットと、を備えた部品供給装置において、
   上記部品取出ロボットは、上記ガイドに整列した部品の内、部品進行方向における最後尾の部品を把持して取り出し、
   ここで上記最後尾の部品の取り出しは、上記ガイドへの部品が整列し、上記ガイドの部品排出口に備わるストッパで部品の進行が停止され、かつ上記搬送路への振動付与を停止した状態で行われる、
   ことを特徴とする部品供給装置。
2. 上記ガイドに整列した部品数を検知するセンサと、
   当該部品供給装置の動作制御を行う制御装置と、をさらに備え、
   上記制御装置は、上記ガイドにおける部品の整列を上記センサが検知することで、上記ストッパを開き部品を上記ガイドから上記フィーダに戻す制御を行う、請求項１に記載の部品供給装置。
3. 搬送路に振動を付与することでこの搬送路に沿って部品を部品進行方向へ搬送するフィーダと、部品進行方向における上記搬送路の終端部に位置し、上記搬送路から供給される部品を整列させるガイドと、部品進行方向において上記ガイドの部品排出口に位置しこの部品排出口を開閉するストッパと、上記ガイドに整列した部品を取り出す部品取出ロボットと、を備えた部品供給装置において、
   上記部品取出ロボットは、上記ガイドに整列した部品の内、上記部品進行方向における先頭の部品を把持し、開位置に配置した上記ストッパ上へずらして取り出し、
   上記ガイドは、部品を整列させる整列用形状を有し、上記ストッパも上記ガイドと同一の整列用形状を有する、
   ことを特徴とする部品供給装置。
4. 搬送路に振動を付与することでこの搬送路に沿って部品を部品進行方向へ搬送するフィーダと、部品進行方向における上記搬送路の終端部に位置し、上記搬送路から供給される部品を整列させるガイドと、部品進行方向において上記ガイドの部品排出口に位置しこの部品排出口を開閉するストッパと、上記ガイドに整列した部品を取り出す部品取出ロボットと、を備えた部品供給装置において、
   上記部品取出ロボットは、上記ガイドに整列した部品の内、上記部品進行方向における先頭の部品を把持し、開位置に配置した上記ストッパ上へずらして取り出し、
   上記部品の取り出しは、上記ガイドへの部品が整列し、上記ガイドの部品排出口に備わるストッパで部品の進行が停止され、かつ上記搬送路への振動付与を停止した状態で行われる、
   ことを特徴とする部品供給装置。
5. 搬送路に振動を付与することで搬送路に沿って部品を部品進行方向へ搬送し、上記搬送路から供給される部品をガイドに整列させて部品供給を行う部品供給方法であって、
   上記ガイドに整列した部品の内、上記部品進行方向において最後尾の部品を、部品取出ロボットにて把持して取り出し、
   ここで上記最後尾の部品の取り出しは、上記ガイドへの部品が整列し、上記ガイドの部品排出口に備わるストッパで部品の進行が停止され、かつ上記搬送路への振動付与を停止した状態で行われる、
   ことを特徴とする部品供給方法。
6. 搬送路に振動を付与することで搬送路に沿って部品を部品進行方向へ搬送し、上記搬送路から供給される部品をガイドに整列させて部品供給を行う部品供給方法であって、
   上記ガイドに整列した部品の内、上記部品進行方向における先頭の部品を、部品取出ロボットにて部品進行方向へずらして取り出し、
   上記先頭の部品を部品進行方向へずらす前に、上記ガイドの部品排出口に備わるストッパを開位置に配置し、上記開位置に配置されたストッパ上へ上記先頭部品をずらし、
   上記ガイドは、部品を整列させる整列用形状を有し、上記ストッパも上記ガイドと同一の整列用形状を有する、
   ことを特徴とする部品供給方法。
7. 搬送路に振動を付与することで搬送路に沿って部品を部品進行方向へ搬送し、上記搬送路から供給される部品をガイドに整列させて部品供給を行う部品供給方法であって、
   上記ガイドに整列した部品の内、上記部品進行方向における先頭の部品を、部品取出ロボットにて部品進行方向へずらして取り出し、
   上記先頭の部品を部品進行方向へずらす前に、上記ガイドの部品排出口に備わるストッパを開位置に配置し、上記開位置に配置されたストッパ上へ上記先頭部品をずらし、
   上記部品の取り出しは、上記ガイドへの部品が整列し、上記ガイドの部品排出口に備わるストッパで部品の進行が停止され、かつ上記搬送路への振動付与を停止した状態で行われる、
   ことを特徴とする部品供給方法。

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