JP6329531B2 - 部品供給装置と部品供給制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動組立等において部品を連続して処理部に供給する部品供給装置に関し、特に、画像処理を使用して部品を連続供給する画像処理式部品供給装置と部品供給制御方法に関する。

工場の自動組立機及び自動検査機においては、パーツフィーダから供給される微細な電子部品（ワーク）の姿勢（例えば、ワークが表面であるか、裏面であるか。）を認識し、所望の姿勢のワークのみを下流の自動組立機又は自動検査機に供給することが行なわれている。

このようなワークの姿勢を認識するためには、ワークの搬送路にワークを撮影する画像認識装置を設置し、撮影したワークの画像と所定の画像とを比較することで、搬送されているワークの姿勢を判別し、条件に合致するワークをピックアップユニットによりピックアップして下流の自動組立機及び自動検査機に供給している。

このような装置としては、特許文献１に記載の部品外観選別装置が知られている。同装置は、被検査部品であるチップ部品を部品フィーダから連続回転する透明円板上に供給して搬送し、チップ部品を停止させることなく部品画像の撮像や撮像結果に基づく部品選別等の各処理を行っている。

一方、自動組立機及び自動検査機においては、ワークが連続して供給されるか否かは生産性に著しく影響するので、ピックアップユニットが最大能力を発揮できるようにワークを供給することが重要になる。この様な問題に対処するため、特許文献２の部品整列装置及び方法が提案されている。

同文献には、整列供給する部品に状態が変化しても部品供給能力が低下することなく、かつ必要最小限の振動エネルギで部品の整列供給が可能な部品整列装置及び方法が記載されている。
この部品整列装置及び方法では、所定時間内の部品の通過数又は部品がセンサを通過する平均所間から部品の供給能力を算出し、予め設定した所定時間内の供給部品個数を達成することができるように、フィーダの振幅を制御している。

特許第２５８５１３３号公報 特開２００４−３５２３９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された部品整列装置ではガイド部から透明円板上に被検査部品が一列に載置しているが、フィーダから供給されるワークが表の状態であるか裏の状態であるかは確率５０パーセントであるため、部品選別では供給されてくるワークの略半分を見送ることになり、ピックアップユニットが最大能力を発揮することはできない。

また、特許文献２に記載された部品整列装置では、フィーダの振幅幅の調整で、フィーダのワーク供給能力をある程度調整することは可能ではあるが、フィーダから供給されるワークが表の状態であるか裏の状態であるかは確率５０パーセントであることは変わりなく、さらに、フィーダからのワーク供給はフィーダ内のワーク収容量が減少すると低下し、フィーダ内でワークの間隔が開いている場合には、この間隔を詰めてワークを連続して供給させることはフィーダの振幅幅の調整では対応できない。このため、やはりピックアップユニットに最大能力を発揮させることはできない。

ピックアップユニットに最大能力を発揮させてワークを連続して下流の自動組立機又は自動検査機に供給するためには、ワークを一列縦隊でピックアップエリアに供給するのではなく、ピックアップエリア直前の部品搬送路である連続回転する円板（テーブル）上に、多数のワークが集合して存在するいわゆるプール部を設ける必要がある。

この時、テーブル上のプール部に積層された状態でワークを載置すると、ピックアップすべきワークを画像認識するためには複数のカメラによる３次元画像処理が必要となり、画像認識装置が高価になるとともに、画像処理速度が著しく遅くなる。このため、この供給方法は、極めて多数のワークを連続して速やかに供給する必要がある自動組立機及び自動検査機には適していない。

これに対し、１台のカメラによる２次元画像処理は、画像認識装置が廉価であるとともに、画像処理速度が速いため、極めて多数のワークを連続して速やかに供給する必要がある組み立てラインに適している。この２次元画像処理を行う場合には、積層されない状態でワークをテーブル上に載置される必要がある。

積層されない状態でワークをテーブル上に供給するためには、特許文献１に記載の部品外観選別装置のガイド部先端に散布機構を設ければ、図１１（ａ）に示すように連続回転するテーブル３上にワーク２を載置することができるとも考えられる。しかしながら、前述したようにフィーダからのワーク供給が連続するか否かは確率的現象であるため、フィーダ内でワークの間隔が開いている場合には、ワーク２は図１１（ｂ）に示すように疎らな状態でテーブル３上に載置され、ワークが載置されない空白部４が発生する。

ワーク２がテーブル上に疎らに載置されていると、ワークをピックアップするための画像視野内にワークが入らなくなり、ピックアップ能率が落ち、ピックアップユニットに最大能力を発揮させることはできない。従って、ピックアップユニットに最大能力を発揮させるためには、図１１（ｃ）に示すようにテーブル３上にワーク２を密に並べ、プールするワーク２の数量を多く確保することが必要になる。

本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、ピックアップユニットが最大の処理能力を発揮できるように、ワークを密に載置したプール部を形成するとともに、プール部の長さを適宜な長さに維持することができる部品供給装置と部品供給制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、回転する円形テーブルと、前記テーブル上にワークを供給するシュートを備えたボールフィーダと、このテーブル上に供給されたワークの載置領域であるプール部の長さを検知するプール部用センサを備え、前記プール部用センサの検知結果に基づき、前記ボールフィーダを所定角度だけ移動又は回動させて前記プール部領域を形成することにより、前記テーブル上に前記ワークを供給するようにしたことを特徴とする部品供給装置である。

請求項２に係る発明は、前記円形テーブルは中央に開孔部を有し、前記ボールフィーダが回動することを特徴とする部品供給装置である。

請求項３に係る発明は、前記プール部には、ワークを画像処理でピックアップするユニットを備えると共に、前記シュートの先端には、ワーク散布機構を設けた部品供給装置である。

請求項４に係る発明は、前記散布機構は、前記シュートの先端にシュート揺動部を揺動自在に設け、この揺動部を前記テーブル上のワーク載置幅の範囲内で左右に揺動させて散布する機構から成る部品供給装置である。

請求項５に係る発明は、前記シュート揺動部にはワーク通過センサを備え、前記ワーク通過センサの検知信号に基づき、前記シュート揺動部を揺動シーケンスにより揺動するようにした部品供給装置である。

請求項６に係る発明は、前記揺動シーケンスは、前記テーブル上のワーク載置幅に応じて複数個所で揺動と停止を順次繰り返すシーケンスである部品供給装置である。

請求項７に係る発明は、前記ボールフィーダを前記テーブルとの相対的な位置関係を保って移動又は回動させながら前記ボールフィーダから前記テーブル上に前記ワークを供給し、前記シュート揺動部が揺動限界に達したとき、前記ボールフィーダを前記テーブルに対し、相対的に逆方向に移動又は回動させるようにした部品供給装置である。

請求項８に係る発明は、前記ボールフィーダを前記テーブルとの相対的な位置関係を保って移動又は回動させながら前記ボールフィーダから前記テーブル上にワークを供給させる工程と、前記テーブル上に供給させた前記ワークが形成するプール部の長さをプール部用センサで検知する工程を備え、前記プール部用センサが前記プール部の長さが最短基準に達したことを検知したとき、前記ボールフィーダを前記テーブルに対して相対的に逆方向に移動又は回動させながら前記ワークを供給し、かつ前記プール部に載置される前記ワークの数を増やすようにしたことを特徴とする部品供給制御方法である。

請求項９に係る発明は、前記プール部の長さが最長基準に達したことを前記プール部用センサで検知した後、前記プール部の長さが再開基準まで短縮したことを前記プール部用センサが検知するまでの間、前記ボールフィーダからの前記ワークの供給を停止させることを特徴とする部品供給制御方法である。

請求項１に係る発明によると、プール部用センサからの信号に基づいて適宜に所定角度だけボールフィーダを移動又は回動させることにより、ボールフィーダからシュートを介してテーブル上にワークを供給する位置を変動させることができるので、テーブル上に形成されるプール部の長さを適宜な長さに維持することができる。

請求項２に係る発明によると、ボールフィーダを円形のテーブルの開孔部内に配置し、ボールフィーダを回動させてテーブル上にワークを供給することができるので、装置の構成を簡単化かつ小型化することができる。

請求項３に係る発明によると、所望の姿勢のワークをピックアップユニットによりテーブル上からピックアップして自動組立機及び自動検査機に供給することができるとともに、ワーク散布機構によりテーブル上にワークを供給することができる。

請求項４に係る発明によると、シュート先端に揺動自在に設けたシュート揺動部をテーブル上のワーク載置幅の範囲内で左右に揺動させながらワークを供給するので、テーブル上の載置幅を最大限有効に利用してワークを複数列で載置し、プール部を形成することができる。

請求項５に係る発明によると、シュート揺動部にワークが通過したことを検知するワーク通過センサを設け、ワーク通過の検知信号に基づいてシュート揺動部を予め定めたシーケンスに従って揺動させるため、シュート揺動部が揺動するのは実際にワークが通過した後に限られるので、ボールフィーダからのワークの供給が不連続である場合にもその影響を除去し、テーブル上の横方向に空白部を形成することなく、連続してワークを載置することができる。

請求項６に係る発明によると、揺動シーケンスにより、テーブル上のワーク載置幅に応じて複数個所で揺動と停止を順次繰り返すので、周囲に適宜な空間を設け、規則的に複数列でワークを載置したプール部を形成することができる。

請求項７に係る発明によると、前記ボールフィーダを前記テーブルとの相対的な位置関係を保って移動又は回動させながら前記ボールフィーダから前記テーブル上にワークを供給するので、テーブル上のワーク載置部分では、テーブルの回転中心と結ぶ線上に外側から内側に向かって、又は内側から外側に向かって、空白部を生じさせることなく略一線状にワークを載置することができる。

また、シュート揺動部が左位置又は右位置の揺動限界に達した場合には、ボールフィーダをテーブルと相対的に逆方向に一段移動又は一段回動させた後に、ボールフィーダとテーブルの相対的な位置関係を保ってボールフィーダの移動又は回動を再開させるので、ワークを供給する位置は、テーブルを基準にすれば、ボールフィーダを相対的に逆方向に一段移動又は一段回動させる直前にワークを載置した位置から一段下がった位置となる。この位置からシーケンスに従い、シュート揺動部を反対側に向けて揺動させながらワークを載置するので、テーブル上に空白部を生じさせることなく、ワークを密に載置したプール部を形成することができる

請求項８に係る発明によると、テーブル上のワーク載置部分に、テーブルの回転中心と結ぶ線上に外側から内側に向かって、又は内側から外側に向かって、空白部を生じさせることなく略一線状にワークを密に載置したプール部を形成することができるとともに、ピックアップユニットによるワークのピックアップ数がワークの供給数を上回り、プール部の長さが短縮されて最短基準に達したことをプール部用センサが検知したときには、テーブルの回転を停止し、ボールフィーダをテーブルに対して逆方向に移動又は回動させながらテーブル上にワークを供給するので、テーブル上に形成されるプール部の長さを回復させることができる。

請求項９に係る発明によると、ボールフィーダをテーブルに対して逆方向に移動又は回動させながらプール部の長さが最長基準に達するまでテーブル上にワークを供給し、最長基準に達した後、プール部の長さが再開基準に短縮されるまではボールフィーダからのワークの供給を停止することにより、プール部に十分な数のワークを供給するとともに、プール部の長さが不必要に伸長されることを防止するとともに、プール部の長さが再開基準まで短縮された後にワークの供給を再開することにより、テーブル上に形成されるプール部の長さをピックアップユニットが最大の処理能力を発揮することができる長さに維持することができる。

本発明における部品供給装置の一実施形態を示す模式上面図である。 図１に示す部品供給装置の一部切欠き模式断面図である。 揺動機構の模式正面図である。 図３に示した揺動機構の模式側面図である。 図４に示した揺動機構の模式上面図である。 図１に示す部品供給置の撮像部の概念図である。 図１に示す部品供給置の構成図である。 図１に示す部品供給置の制御フローを示す図である。 本発明の制御効果を示す概念図である。 本発明における部品供給装置の他の実施形態を示す模式上面図である。 テーブル上のワーク載置状況を説明する概念図であり、（ａ）はフィーダからワークが連続的に供給される理想的な場合の回転テーブル上のワーク載置状況を、（ｂ）はフィーダからワークが不連続に供給される場合の回転テーブル上のワークの載置状況を、（ｃ）は理想的なテーブル上のワーク載置状況を示す概念図である。

図面に基づいて、本発明に係る部品供給装置と部品供給制御方法の好ましい実施形態を具体的に説明する。
図１は、本発明における部品供給装置の一実施形態を示す模式上面図であり、図２は、図１に示す部品供給装置の模式断面図である。図中、部品供給装置１１は、ワーク１２を載置して水平面内を回転する中央に開孔部１３を有する円形のテーブル１４と、前記テーブル１４の開孔部１３内に回動自在に配置されたボールフィーダ１５と、前記ボールフィーダ１５に一体的に固定され、前記ボールフィーダ１５からボール部１６の外側に設けたシュート１７を介して供給されるワーク１２を、シュート１７の先端に搖動自在に設けた揺動部１８により前記テーブル１４上に散布する散布機構１９と、前記テーブル１４上に散布されたワーク１２が形成するプール部２０の長さを検知するプール部用センサ２１と、前記テーブル１４の下部に配置され、前記テーブル１４上に載置されたワーク１２を撮影する撮像部２２と、所要の姿勢のワーク１２を前記テーブル１３上からピックアップし、下流の自動組立機又は自動検査機２３へ供給するピックアップユニット２４と、図示しない制御機構２５を備えている。

テーブル１４は、ワーク１２を載置して水平面内を一定速度で矢印２６の方向に回転し、ワーク１２を順次ピックアップエリア２７へ供給する。ピックアップエリア２７に供給されたワーク１２の姿勢は、テーブルの下部に設けた撮像部２２により撮影して判定するため、テーブル１４を透明な材質で形成した。本実施例では、テーブル１４はガラス製としたが、テーブル１４の材質は本実施例に限定されるものではなく、透明で一定の強度を有する材料、例えば、合成樹脂板であっても何ら差支えない。また、撮像部２２をテーブルの上方に配置した場合には、テーブル１４を透明な材質で形成する必要はない。
なお、本発明における部品供給装置１１は、テーブル１４の中央の開孔部１３にボールフィーダ１５を配置したので、テーブル１４の中央には、十分な直径を有する開孔部１３を形成する必要がある。

テーブル１４は、図１及び図２に示すように、鉛直方向は支持ローラ２８により支持され、水平方向は横ずれることを防止するための拘束ローラ２９により拘束され、モータ３０に取付けた駆動ローラ３１から回転力を供給されている。本実施例では、モータ３０にステッピングモータを使用したが、テーブル１４を一定の角速度で回転させられるモータであれば、ステッピングモータ以外であっても良い。

ボールフィーダ１５は、テーブル１４の中央の開孔部１３に配置され、ボールフィーダ１５の下側に配した回動機構３２の上方に突出した回動軸３３に軸着されている。この回動軸３３は、テーブル１４の回転軸と同軸に設けられているので、ボールフィーダ１５は、テーブル１４の開口部１３内で、テーブル１４の回転とは独立した状態で、自在に回動することができる。

また、ボールフィーダ１５は、多数のワーク１２を収容するボール部１６と、該ボール部１６の下部に位置する加振器３４で構成され、ボール部１６の内周壁には螺旋状のワーク路が設けられており、加振器３４によりボール部１６がねじり振動されることで、ワーク１２を螺旋状ワーク路に沿ってボール部１６の外部へと搬送する。

散布機構１９は、図１に示すように、ボールフィーダ１５のボール部１６の外側に該ボール部１６と一体に設けた下り勾配を有する円路状のシュート１７の先端３５にシュート揺動部１８を配するとともに、図２に示すように、前記ボールフィーダ１５のボール部１６上面に前記回動軸３３と同軸に立設させた支柱３６の上端３７にアーム３８を横設し、そのアーム３８の外周側先端部３９に揺動機構４０を設け、図３及び図４に示すように、前記揺動機構４０から下垂させた揺動軸４１の先端に取付金具４２を介して前記シュート揺動部１８を結合して構成されている。このため、前記シュート揺動部１８は、図５に示すように、前記シュート１７とは独立して左右に揺動させることができる。また、図３に示すように、前記揺動軸４１は、テーブル１４のワーク載置幅４３の中心線４４上に位置するように取付けているので、テーブル１４のワーク載置幅４３を有効に使用してテーブル１４上にワーク１２を散布することができる。

また、前述したように、散布機構１９は、前記ボールフィーダ１５のボール部１６上面に前記回動軸３３と同軸に立設させた支柱３６上端３７にアーム３８を横設し、前記アーム３８の外周側先端部３９に揺動機構４０を設けているので、回動機構３２によりボールフィーダ１５と一体的に回動する。

また、シュート揺動部１８にはワーク通過センサ４５を取付けているので、ワーク１２がシュート揺動部１８を通過したことを検知し、ケーブル４６を介して検知信号を図示しない制御機構２５へ送ることができる。本実施例では、ワーク通過センサ４５として光センサを使用したが、センサの種類はこれに限られるわけではなく、ワークの通過を検知することができればよく、例えば、ワークの材質によっては磁気センサであっても良い。

前記シュート揺動部１８の前方には、前記ボールフィーダ１５に取付けたワーク飛散防止板４７を配しているが、前述のとおり、散布機構１９とボールフィーダ１５は一体的に回動するので、シュート揺動部１８とワーク飛散防止板４７との相対的な位置関係は常に一定であり、ワーク飛散防止板４７はシュート揺動部１８から散布されるワーク１２を効果的に受け止め、ワーク１２がテーブル１４の周囲へ飛散することを防止できる。

撮像部２２は、カメラ４８と図示しない照明により構成され、図２及び図６に示すように、テーブル１４の下部に配置している。カメラ４８で撮影したワーク１２の画像を制御機構２５が有する所定のプログラムで解析処理することにより、ワーク１２の姿勢の判定、ワーク１２の位置、ピックアップ位置の計算を行うことから、カメラ４８にはＣＣＤカメラが適しており、本実施例においてもＣＣＤカメラを使用した。

ピックアップユニット２４は、自在に旋回、伸縮するピックアップアーム４９と、ピックアップアーム４９の先端に自在に回動、伸縮するピックアップヘッド５０を備え、ピックアップヘッド５０によりワーク１２を吸着してテーブル１４上からピックアップする。ピックアップアーム４９とピックアップヘッド５０の作動は、撮像部２２からのデータに基づき、制御機構２５がコントロールする。

プール部用センサ２１は、テーブル１４の上面に載置されたワーク１２のプール部２０（図１において、テーブル１４に網掛けしてあるワーク１２が密に複数列で連続して載置されている部分）の長さを検知するものであり、センサとして、例えば、光センサでも良いし、ＣＣＤカメラのようなものを使用しても良い。検知すべきプール部２０の長さの基準は、最短、最長、再開の３つがある。図２に示すように、テーブル１４の下部にプール部用センサ２１を複数設置して検知するようにしても良いし、例えばポテンショメータによりピックアップエリア２７と散布機構１９を支持するアーム３８とが成す角度を計測して判定しても良い。

図７において、本発明における部品供給装置の構成図を示す。制御機構２５は、ワーク通過センサ４５、撮像部２２、プール部用センサ２１からの信号に基づき、テーブル１４駆動用のモータ３１、ボールフィーダ１５、回動機構３２、揺動機構４０、ピックアップユニット２４の作動を制御している。

制御機構２５は、テーブル１４駆動用のモータ３０を制御し、ピックアップユニット２４によるワーク１２のピックアップが行なわれている間は、ワーク１２を載置したテーブル１４を一定角速度で矢印２６の方向に連続回転させている。また、制御機構２５は、ボールフィーダ１５の加振器３４の作動をＯＮ−ＯＦＦ制御して、ボールフィーダ１５からテーブル１４へのワーク１２の供給を制御している。さらに、制御機構２５は、回動機構３２を制御し、テーブル１４の中央開孔部１３内でボールフィーダ１５をテーブル１４の回転から独立して自在に回動させている。また、制御機構２５は、図示しないシーケンサーを内蔵しており、そのシーケンサーによって揺動機構４０を制御し、シュート揺動部１８を揺動させている。

この他、制御機構２５は画像処理機能、演算機能を有しており、撮像部２２のカメラ４８が撮影したピックアップエリア２７にあるワーク１２の出力画像を処理している。制御機構２５では、前記出力画像からワーク１２の姿勢を判別するとともに、所望の姿勢のワーク１２ａの位置を測定し、テーブル１４が等角速度で回転することを前提としてワーク１２ａのピックアップ位置を予測計算し、その予測位置にピックアップユニット２４のピックアップヘッド５０を移動させてワーク１２ａのピックアップを行わせている。

ピックアップされたワーク１２ａは、ピックアップユニット２４により下流の自動組立機又は自動検査機２３に供給され、所望の姿勢ではないワーク１２ｂ及び所望の姿勢であってもピックアップが間に合わなかったワーク１２ａはそのままピックアップエリア２７を通過し、回収板５１によりボールフィーダ１５のボール部１６に回収される。

次に、本発明に係る部品供給装置の作動を制御する方法について説明する。部品供給制御方法は、ワークをテーブル上に密に載置してプール部を形成する部品供給制御方法と十分な長さのプール部を形成する部品供給制御方法の二つに大別することができる。

先ず、ワークをテーブル上に密に載置してプール部を形成する部品供給制御方法について以下に説明する。ワークをテーブル上に密に載置するためには、ボールフィーダからのワークの供給が連続するか否かは確率的現象であるため、ワークが常に連続して供給されるわけではないという現象に対応する必要がある。

この現象に対応するため、本発明に係る部品供給装置では、前述したように、ボールフィーダ１５を回転駆動機構３２の回動軸３３に軸着し、テーブル１４とは無関係に回動自在にしている。また、シュート１７の先端３５にはシュート揺動部１８を配し、シュート揺動部１８をシーケンス制御により左右に揺動させている。さらに、シュート揺動部１８にはワーク通過センサ４５を取付け、ワーク１２の通過を検知している。これらに機構をどのように制御し、どのような効果を得ているのかを以下に説明する。

図８は、本発明に係る部品供給制御方法のフローチャートである。ワークをテーブル上に密に載置してプール部を形成する部品供給制御方法は、本図の左側のフローにより行われる。部品供給装置１１のスタート後、ステップ１０１において、ボールフィーダ１５とピックアップユニット２４が作動を開始する。次いで、ステップ１０２において、テーブル１４とボールフィーダ１５が等角速度で回転を開始する。このため、テーブル１４とシュート揺動部１８との相対的な位置関係は変化しない。

ステップ１０３において、プール部２０の長さが最短基準以上であるか否かが判断され、次いで、ステップ１０４においてプール部２０の長さが最長基準以下であるか否かが判断されるが、ここでは、プール部２０の長さは最短基準以上であり、かつ最長基準以下であるとしてフローを進める。

部品供給装置１１のボールフィーダ１５は既に作動しているため、ボールフィーダ１５のボール部１６からはワーク１２の供給が開始されおり、ワーク１２はシュート１７を降下してシュート揺動部１８を通過し、テーブル１４上に載置される。このとき、シュート揺動部１８に取付けられたワーク通過センサ４５がワーク１２の通過を検知し、ケーブル４６を介して検知信号を制御機構２５に伝達する。

ここで、シュート揺動部１８がどのように制御されるのかを説明する。シュート揺動部１８は常に連続的に一定角度で左右に揺動するように制御されているのではなく、ワーク通過センサ４５からの検知信号が伝達されない限り、図５に示す右位置５３、中央位置５４、左位置５５の３点の何れかの位置で停止している。そして、ワーク通過センサ４５からの検知信号が伝達される度に、シュート揺動部１８は、これらの３点を揺動するように制御機構２５内の図示しないシーケンサーにより制御される。

このシュート揺動部１８の動きを具体的に説明すると、例えば、図５において、シュート揺動部１８が右位置５３で停止していたときにワーク通過センサ４５がワーク１２の通過を検知すると、制御機構２５はシーケンサーに記憶している制御則によりシュート揺動部１８を中央位置５４に揺動させた後に停止させる。次にワーク通過センサ４５がワーク１２の通過を検知すると、シュート揺動部１８を左位置５５まで揺動させた後に停止させる。そして、その次にワーク通過センサ４５がワーク１２の通過を検知すると、シュート揺動部１８を中央位置５４まで戻すように揺動させた後に停止させる。このように、シュート揺動部１８は、右位置５３、中央位置５４、左位置５５、中央位置５４、右位置５３の順に、ワーク通過センサ４５がワーク１２の通過を検知する度に揺動と停止を繰り返すシーケンス制御則によって制御される。

ステップ１０５において、ワーク通過センサ４５がワーク１２の通過を検知しないと、シュート揺動部１８は揺動することなく停止状態を維持するため、テーブル１４とボールフィーダ１５は等角速度での回転を継続し、テーブル１４とシュート揺動部１８との相対的な位置関係は変化することはない。今、図９において、右位置５３に振れていたシュート揺動部１８をワーク１２が通過し、そのワーク１２がテーブル１４上の位置５６に載置されたとする。ワーク通過センサ４５がワーク１２の通過を検知したので、ステップ１０５において、シュート揺動部１８はシーケンス制御則により、中央位置５４に揺動する。

次に、ステップ１０７において、シュート揺動部１８が右位置５３又は左位置５５にあるか否かが判断されるが、シュート揺動部１８は中央位置５４にあるので、テーブル１４とボールフィーダは等角速度での回転を継続し、位置５７にワーク１２が載置されるのを待つ。このように、次のワーク１２が供給されるまでの間、シュート揺動部１８は停止状態を維持し、テーブル１４とボールフィーダ１５は等角速度で回転を続けるため、テーブル１４とシュート揺動部１８との相対的な位置関係は変化することがない。このため、ボールフィーダ１５のボール部１６内でワーク１２どうしの間隔が開いていて、ワーク１２が連続的に供給されない場合であっても、次に供給されるワーク１２を位置５６の隣である位置５７に確実に載置することができる。

次に供給されたワーク１２がテーブル１４上の位置５７に載置されると、そのワーク１２の通過をワーク通過センサ４５が検知し、シュート揺動部１８は左位置５５に揺動されるので、テーブル上の位置５８に次の次に供給されたワーク１２を載置する。この間、テーブル１４とボールフィーダ１５は等角速度で回転を続けており、テーブル１４とシュート揺動部１８との相対的な位置関係は変化しないので、図９に示すように、３個のワーク１２、１２、１２は、テーブル１４の中心からの放射状に伸びる直線５９上の位置５６、５７、５８に略一直線上に載置され、ワーク１２が載置されていない空白部を作ることがない。

ステップ１０７において、シュート揺動部１８が右位置５３又は左位置５５にあると判断されると、制御シーケンスに従ってシュート揺動部１８をそれまでの逆方向に揺動させても同じ位置にワーク１２を載置することとなり意味がない。このため、ステップ１０８において、ボールフィーダ１５をテーブル１４に対して一段後退回転させた後に、ボールフィーダ１５とテーブル１４との等角速度回転を再開する。このようにボールフィーダ１５の回転を制御することにより、位置５８の次に、位置６０にワーク１２を載置することができる。このボールフィーダ１５を一段後退させるときの後退回転量は、前列の位置５８のワーク１２と後列の位置６０のワーク１２との間に、画像処理でのワークの姿勢判別に必要な空間を確保することができるように設定する必要がある。

この後、フローはステップ１０３に戻り、テーブル１４上のワーク１２のプール部２０の長さが基準以下となるまで繰り返される。以上のように制御されるので、ワーク１２は、空白部を形成することなく、図９に示すように、テーブル１４上に一点鎖線６１で示す経路に沿って載置され、ワーク１２の載置密度が高いプール部２０を形成することができる。

部品供給装置１１は、ピックアップユニット２４がワーク１２をピックアップしている間にも、上記のようにテーブル１４上に高密度のプール部２０を連続して形成するので、ピックアップユニット２４は継続して最大の処理能力を発揮することができる。一方、ピックアップユニット２４によるワーク１２の処理が極めて順調に進んだ場合には、ワーク１２のプール量が減少し、ピックアップユニット２４が最大の処理能力を発揮することができなくなる。このため、ステップ１０３において、プール部２０の長さが最短基準以上あり、十分なプール量を有しているか否かが判断される。プール部２０の長さが最短基準以下であると判断された場合には、十分な長さのプール部を形成するための制御が行なわれる。

十分な長さのプール部を形成する部品供給制御方法は、図８の右側上段のフローにより行われる。ステップ１０３において、プール部２０の長さが最短基準以下であると判断されると、制御フローはステップ１０９に移行する。ステップ１０９においてピックアップユニット２４の作動を停止させ、次のステップ１１０においてテーブル１４とボールフィーダ１５の等角速度回転を停止させる。このようにして、ピックアップユニット２４によるワーク１２のピックアップよりも、テーブル１４上へのプール部２０の形成を優先させる。

このとき、ボールフィーダ１５の作動は継続しているので、ワーク１２の供給も継続している。ステップ１１１においてワーク通過センサ４５がワーク１２の通過を検知し、この検知信号を受け、ステップ１１２においてシュート揺動部１８はシーケンスに従って作動し、ステップ１１３においてシュート揺動部１８が右位置５３又は左位置５５にあるか否かが判断される。シュート揺動部１８が右位置５３又は左位置５５にある場合には、ステップ１１４においてボールフィーダ１５をテーブル１４に対して一段後退回転させる。この一連の動作は、ステップ１１４を除き、前述したワークをテーブル上に密に載置してプール部を形成する部品供給制御方法の制御動作と同様である。その後、ステップ１１５においてプール部２０の長さが再開基準を超えたか否かが判断される。プール部２０の長さが再開基準以下の場合には、再開基準を超えるまでステップ１１０からスッテプ１１４までの動作が繰り返される。

ステップ１１５において、プール部２０の長さが再開基準を超えたと判断した場合には、ステップ１１６においてピックアップユニット２４の作動を再開し、ステップ１１７においてテーブル１４とボールフィーダ１５の等角速度回転を再開し、フローはステップ１０４に戻る。

この反対に、何らかの原因により、ピックアップユニット２４によるワーク１２の処理数がボールフィーダ１５からのワーク１２の供給数を大きく下回った場合には、テーブル１４上の形成されたプール部２０の長さが伸びていくことになるが、装置の機構上、無制限にブール部２０の伸長を許すことができないので、ステップ１０４において、プール部２０の長さが予め設定しておいた最長基準以下であるか否かが判断される。プール部２０の長さが最長基準以上であると判断された場合には、プール部の長さを短縮するための制御が行なわれる。

プール部の長さを短縮する部品供給制御方法は、図８の右側下段のフローにより行われる。ステップ１０４において、プール部２０の長さが最長基準以上であると判断されると、制御フローはステップ１１８に移行する。ステップ１１８においては、ボールフィーダ１５のみの作動を停止させる。ボールフィーダ１５の作動を停止させたので、テーブル１４へのワーク１２の供給は途絶えるが、テーブル１４とボールフィーダ１５は等角速度での回転を継続し、ピックアップユニット２４のワーク１２のピックアップも継続して行われる。このため、テーブル１４上に載置されたワーク１２のうち、所望の姿勢のワーク１２ａはピックアップ部２０によりピックアップされ、所望の姿勢でないワーク１２ｂはピックアップエリア２４の下流へと流れて行き、プール部２０の長さは減少する。

ステップ１１９においては、テーブル１４上のプール部２０の長さを継続的に計測し、プール部２０の長さが再開基準以下であるか否かが判断される。ステップ１１９において、プール部２０の長さが再開基準以下になったと判断した場合には、ステップ１２０において、ボールフィーダ１５の作動を再開し、テーブル１４上へのワーク１２の供給を再開する。この状態では、テーブル１４上に十分な数量のワーク１２が載置されたプール部２０が形成されているので、制御フローはステップ１０５へと移行し、図８の左側のフローによりワーク１２をテーブル１４上に密に載置してプール部２０を形成する動作を繰り返す。このため、テーブル１４上には、常に、プール部を適宜な長さに維持することができる。

次に、本発明における部品供給装置の他の実施形態を簡単に説明する。なお、共通する構造、部品を示す番号については、前記実施形態と同じ番号を使用する。
図１０に示すように、他の実施形態の部品供給装置６５では、ボールフィーダ１５及び回動機構３２がテーブル１４の外周側に配置されている。回動機構３２の下部には図示しない駆動機構が設けられており、前記駆動機構は制御機構２５により制御され、テーブル１４の回転中心を中心として円弧上に設けられた軌条６６上を矢印６７の方向に自在に移動できるように構成されている。制御機構２５は、ボールフィーダ１５がテーブル１４との相対的な位置関係を保ち、又はテーブル１４とは独立して軌条６６上を移動するように前記駆動機構を制御する。なお、軌条６６を設けることなく、駆動機構をテーブル１４の回転中心に配置し、その駆動機構からテーブル１４の外周に向けて突出させたアームの先端にボールフィーダ１５及び回動機構３２を取付け、前記駆動機構によりアームを回動させても同様の効果を得ることができる。
また、この他の実施形態でのその他の構成、作用及び効果、並びに制御方法は、前述した実施形態と同様であるので、説明を省略する。

この他の実施形態の部品供給装置６５では、ボールフィーダ１５をテーブル１４の外周側に配置しているため、ボールフィーダ１５の容量変更等に伴うボールフィーダ１５の交換を簡単に行うことができる。また、テーブル１４の下側に空間が生じるので、他の装置をテーブル１４の下側に配置することができ、例えば、自動組立機又は自動検査機へワークを供給するパレットを配置して空間を立体的に活用し、各装置をコンパクトに配置することができる。

以上の説明では、ワークをテーブル上に供給するためにボールフィーダを使用したが、ボールフィーダの代わりにホッパーを使用してもワークをテーブル上に供給することができる。
具体的には、ボールフィーダを凹形状の容器に置き換えるとともに、散布機構のシュート揺動部を部品ホッパーに置き換えることにより実現することができる。前記容器には、ピックアップユニットがピックアップしなかったワークが回収されて収容されるようにし、ホッパーには、下部にワーク供給孔を設けるとともに当該供給孔にワーク通過センサを取付け、当該ホッパーを揺動機構により左右に揺動させながらワークをテーブル上に供給できるようにする。前記からホッパーへのワークの供給は、例えば極小型のベルトコンベアを設けることにより行うことができる。このような構成により、実施例と略同様の機能を得ることができる。

本発明に係る部品供給装置は上記のように構成され、また制御されるため、テーブル上に周囲に適宜の空間を設けてワークを密に複数列で連続して載置したプール部を形成することができるので、簡単な画像処理方式によりワークの選別を迅速に行うことができ、ピックアップユニットが最大の処理能力を発揮して所望の姿勢のワークを下流側の組み立てラインに供給することができる。このため、工場の自動組立機又は自動検査機の生産効率を大幅に向上させることができ、その経済的な価値は極めて大きい。

１１ 部品供給装置
１２ ワーク
１３ 開孔部
１４ テーブル
１５ ボールフィーダ
１７ シュート
１８ シュート揺動部
１９ 散布機構
２０ プール部
２１ プール部用センサ
２４ ピックアップユニット
４３ ワーク載置幅
４５ ワーク通過センサ

Claims (9)

1. 回転する円形テーブルと、前記テーブル上にワークを供給するシュートを備えたボールフィーダと、このテーブル上に供給されたワークの載置領域であるプール部の長さを検知するプール部用センサを備え、前記プール部用センサの検知結果に基づき、前記ボールフィーダを所定角度だけ移動又は回動させて前記プール部領域を形成することにより、前記テーブル上に前記ワークを供給するようにしたことを特徴とする部品供給装置。
2. 前記円形テーブルは中央に開孔部を有し、前記ボールフィーダが回動することを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。
3. 前記プール部には、ワークを画像処理でピックアップするユニットを備えると共に、前記シュートの先端には、ワーク散布機構を設けた請求項１又は請求項２記載の部品供給装置。
4. 前記散布機構は、前記シュートの先端にシュート揺動部を揺動自在に設け、この揺動部を前記テーブル上のワーク載置幅の範囲内で左右に揺動させて散布する機構から成る請求項３に記載の部品供給装置。
5. 前記シュート揺動部にはワーク通過センサを備え、前記ワーク通過センサの検知信号に基づき、前記シュート揺動部を揺動シーケンスにより揺動するようにした請求項４に記載の部品供給装置。
6. 前記揺動シーケンスは、前記テーブル上のワーク載置幅に応じて複数個所で揺動と停止を順次繰り返すシーケンスである請求項５に記載の部品供給装置。
7. 前記ボールフィーダを前記テーブルとの相対的な位置関係を保って移動又は回動させながら前記ボールフィーダから前記テーブル上に前記ワークを供給し、前記シュート揺動部が揺動限界に達したとき、前記ボールフィーダを前記テーブルに対し、相対的に逆方向に移動又は回動させるようにした請求項４又は５に記載の部品供給装置。
8. ボールフィーダをテーブルとの相対的な位置関係を保って移動又は回動させながら前記ボールフィーダから前記テーブル上にワークを供給させる工程と、前記テーブル上に供給させた前記ワークが形成するプール部の長さをプール部用センサで検知する工程を備え、前記プール部用センサが前記プール部の長さが最短基準に達したことを検知したとき、前記ボールフィーダを前記テーブルに対して相対的に逆方向に移動又は回動させながら前記ワークを供給し、かつ前記プール部に載置される前記ワークの数を増やすようにしたことを特徴とする部品供給制御方法。
   
   
   
9. 請求項８における部品供給制御方法において、前記プール部の長さが最長基準に達したことを前記プール部用センサで検知した後、前記プール部の長さが再開基準まで短縮したことを前記プール部用センサが検知するまでの間、前記ボールフィーダからの前記ワークの供給を停止させることを特徴とする部品供給制御方法。

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