JP6496361B2 - ワークを取出し装置に供給する供給装置および供給装置を備える搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークを取出し装置に供給する供給装置および供給装置を備える搬送装置に関する。

製品を製造する工場等においては、ワークを移動する工程およびワークを所定の部材に取り付ける工程等が存在する。このようなワークの搬送は、ロボット等の装置を用いて行うことが知られている。

工場等にワークが搬入される場合に、袋および箱などの容器に多数のワークが収容される場合がある。例えば、電子部品およびボルトなどの小型の部品は、整列されずに容器に収容されている。すなわち、小型の部品は、バラ積みされた状態で容器に収容されている。ワークの向きは様々であるために、ロボット等の取出し装置にてワークを取り出すことが難しい場合がある。このために、取出し装置がワークを取出し易いように、ワーク同士が重ならない状態にして、取出し装置にワークを供給する供給装置が知られている。

供給装置としては、ワークを搬送するコンベヤを含む装置が知られている。そして、コンベヤにて搬送されるワークをロボットにて取り出す搬送装置が知られている（例えば、特開平８−３２３６６９号公報）。また、部品を収容するトレイを回転装置の表面に配置して、トレイを回転させる装置が知られている（例えば、特開２０１３−８２０５４号公報）。更に、ワークの搬送中にワークの姿勢を調整した後に、ワークをロボットに供給する供給装置が知られている（例えば、特開２０１７−３００９７号公報）。

特開平８−３２３６６９号公報 特開２０１３−８２０５４号公報 特開２０１７−３００９７号公報

ロボット等にワークを供給する供給装置として、テーブルの上面にワークを載置して、テーブルを回転させる装置が知られている。ワークは、テーブルの回転に応じて循環する。ロボットは、テーブルの回転に伴って移動するワークを取り出すことができる。

ロボットがワークを取り出すにつれて、テーブル上に載置されているワークが少なくなる。そこで、テーブル上にワークを補充する補充装置を配置することができる。従来の技術においては、補充装置は、予め定められた時間間隔ごとにワークを補充する。または、補充装置は、ロボットが所定の個数のワークを取り出した時にワークを補充する。また、補充装置は、テーブルの予め定められた位置にワークを補充する。このために、テーブルの表面には、ワークが密集している領域と、ワークが分散している領域とが存在する。すなわち、テーブルの表面には、ワークの個数密度が高い領域と、ワークの個数密度が低い領域とが存在する。

ワークの個数密度が高い領域では、ロボットがワークを把持することが難しい場合がある。例えば、複数のワークが接触している場合には、ロボットに取り付けられたハンドにてワークを把持できない場合がある。一方で、ワークの密度が低い領域では、ロボットが動作可能な範囲内でワークを全て取り出せる場合がある。この場合には、ロボットはワークを取り出すことができずに停止している。このように、ワークの密度が高い領域およびワークの密度が低い領域では、ワークを取り出す効率が悪くなる。

従って、供給装置は、ロボットがワークを把持し易いようにワークを供給したり、ロボットが停止しないようにワークを供給したりすることが好ましい。すなわち、供給装置は、ワークを効率良く取り出し装置に供給することが好ましい。

本開示の一態様は、ワークを取り出す取出し装置にワークを供給する供給装置である。供給装置は、ワークが載置される載置部材と、載置部材を回転させる駆動モータとを備える。供給装置は、載置部材に載置されたワークを検出する検出装置を備える。供給装置は、載置部材の表面にワークを補充する補充装置と、補充装置を制御する供給制御装置とを備える。補充装置は、載置部材が配置されている領域において、複数の位置にワークを補充できるように形成されている。載置部材が配置されている領域において、ワークの個数を判定する判定領域が予め定められている。判定領域には、複数に分割された分割領域が予め定められている。供給制御装置は、検出装置にて検出されたワークの情報に基づいて判定領域の全体においてワークの個数を検出するワーク検出部を含む。供給制御装置は、ワーク検出部にて検出されたワークの個数が予め定められた判定値よりも小さい場合に、複数の分割領域のうち最もワークの個数密度が小さい分割領域を選定する領域選定部を含む。供給制御装置は、領域選定部にて選定された分割領域に対応する載置部材の領域にワークを補充するように補充装置を制御する。

本開示の他の態様は、前述の供給装置と、載置部材に載置されたワークを取り出す取出し装置と、取出し装置を制御する取出し制御装置とを備える搬送装置である。検出装置は、ワークの位置および姿勢を検出するように形成されている。載置部材が配置されている領域において、検出装置にてワークの位置および姿勢を検出する検出領域、および取出し装置がワークを把持する把持領域が予め定められている。把持領域は、載置部材が回転する方向において、検出領域の下流に配置されており、更に、判定領域の上流に配置されている。取出し制御装置は、検出領域におけるワークの位置および姿勢に基づいて把持領域におけるワークの位置および姿勢を算出する。取出し制御装置は、把持領域におけるワークの位置および姿勢に基づいてワークを把持するように取出し装置を制御する。

本開示の態様によれば、取出し装置に対してワークを効率良く供給する供給装置および搬送装置を提供することができる。

実施の形態における搬送装置の斜視図である。 実施の形態における補充装置の排出部の拡大斜視図である。 実施の形態における搬送装置のブロック図である。 ボルトを補充する制御を説明するテーブルの第１の概略平面図である。 実施の形態における撮像装置の制御を説明するフローチャートである。 実施の形態におけるロボットの制御を説明するフローチャートである。 実施の形態における供給装置の制御を説明するフローチャートである。 実施の形態における供給制御装置の補充判定部のブロック図である。 ボルトを補充する制御を説明するテーブルの第２の概略平面図である。 ボルトを補充する制御を説明するテーブルの第３の概略平面図である。 ボルトを補充する制御を説明するテーブルの第４の概略平面図である。 ボルトを補充する制御を説明するテーブルの第５の概略平面図である。

図１から図１２を参照して、実施の形態における供給装置および供給装置を備える搬送装置について説明する。本実施の形態の供給装置は、取出し装置にワークを供給する。本実施の形態の搬送装置は、取出し装置がワークの向きを変えて、予め定められた位置にワークを配置する。

図１に、本実施の形態における搬送装置の斜視図を示す。本実施の形態では、取出し装置にて取り出すワークとして、ボルト８９を例示して説明する。搬送装置１は、供給装置５からボルト８９を取り出す取出し装置としてのロボット２を備える。搬送装置１は、ボルト８９をロボット２に供給する供給装置５を備える。搬送装置１は、ロボット２にて取り出されたボルト８９を搬出する搬出装置６を備える。ロボット２、供給装置５、および搬出装置６は、架台８５に支持されている。

本実施の形態の供給装置５は、ボルト８９が載置される載置部材としてのテーブル７１を含む。本実施の形態のテーブル７１は、載置面が円環状に形成されている。テーブル７１の外側の輪郭は、ほぼ円形に形成されている。供給装置５は、テーブル７１を回転させるテーブル駆動モータ３６を含む。テーブル駆動モータ３６により、テーブル７１は、矢印１０１に示す方向に回転する。テーブル駆動モータ３６は、例えば、一定の回転速度にてテーブル７１を回転することができる。テーブル７１のボルト８９が載置される載置面は、平面状に形成されている。また、載置面は、水平方向に延びるように形成されている。

供給装置５は、テーブル７１を取り囲む枠体７２を含む。枠体７２は、テーブル７１からボルト８９が落下しないようにテーブル７１を取り囲む壁部７２ａを有する。テーブル７１およびテーブル駆動モータ３６は、枠体７２に支持されている。

供給装置５は、テーブル７１の表面にボルト８９を補充する補充装置２１を備える。補充装置２１は、ホッパーとも称される。補充装置２１は、新しいボルト８９を投入する投入箱７４を含む。補充されるボルト８９は、矢印１０３に示す様に、投入箱７４に投入される。例えば、作業者は、ロボット２がボルト８９を取り出す動作に応じて、ボルト８９を投入箱７４に供給することができる。または、作業者は、予め定められた時間間隔ごとに、ボルト８９を投入箱７４に供給することができる。

補充装置２１は、投入箱７４に投入されたボルト８９を搬送するコンベヤ７５を含む。コンベヤ７５は、ボルト８９を係止する桟７５ａを有する。桟７５ａは、例えば、予め定められた間隔ごとに形成されている。コンベヤ７５は、矢印１０４に示す向きに駆動して、ボルト８９を搬送する。補充装置２１は、コンベヤ７５にて搬送されたボルト８９をテーブル７１に排出する排出部７６を有する。

本実施の形態のロボット２は、パラレルリンクロボットである。ロボット２は、テーブル７１に載置されて循環するボルト８９を取り出す。ロボット２は、複数のリンク６３と、複数のリンク６３を支持する基部６１とを含む。ロボット２は、複数のリンク６３に支持された可動プレート６２を含む。可動プレート６２は、複数のリンク６３の先端に配置されている。基部６１の内部には、それぞれのリンク６３を駆動するロボット駆動モータ１７が配置されている。ロボット２は、複数のリンク６３が駆動することにより、可動プレート６２の位置および姿勢を変更できるように形成されている。すなわち、ロボット駆動モータ１７が駆動することにより、ロボット２の位置および姿勢が変化する。

可動プレート６２には、作業ツールとしてのハンド３が連結されている。本実施の形態のハンド３は、空気圧にて作動する１対の指部を含む。指部同士が閉じることにより、ボルト８９を把持することができる。また、指部同士が開くことにより、ボルト８９を解放することができる。作業ツールとしては、この形態に限られず、ワークを把持したり解放したりすることができる任意の装置を採用することができる。たとえば、作業ツールは、吸着によりワークを把持するように形成されていても構わない。

本実施の形態の搬出装置６は、ハンド３が届く範囲内に配置されている。搬出装置６は、ボルト８９を載置するパレット８２と、パレット８２を移動するコンベヤ８１とを含む。パレット８２には、鉛直方向に延びる穴部８２ａが形成されている。ロボット２は、穴部８２ａにボルト８９のねじ部が挿入されるように、ボルト８９を移動する。それぞれの穴部８２ａにボルト８９が配置される。ボルト８９が配置されたパレット８２は、コンベヤ８１により矢印１０２に示す方向に搬出される。

搬送装置１は、テーブル７１に載置されたボルト８９を撮像する撮像装置５０を含む。撮像装置５０は、テーブル７１に載置されたボルト８９を検出する検出装置として機能する。本実施の形態の撮像装置５０は、支持部材（図示せず）に支持されたカメラ４を含む。撮像装置５０は、カメラ４を制御する撮像制御装置５１を含む。カメラ４にて撮像された画像に基づいて、テーブル７１におけるボルト８９の位置および姿勢が検出される。本実施の形態のカメラ４は、２次元カメラである。カメラ４としては、２次元カメラに限られず、テーブルに載置されたワークの位置および姿勢を検出可能な任意のカメラを採用することができる。例えば、撮像装置は、３次元カメラを含んでいても構わない。

図２に、本実施の形態の補充装置のワークを排出する部分の拡大斜視図を示す。図１および図２を参照して、補充装置２１の排出部７６は、テーブル７１が配置されている領域において、複数の位置にボルト８９を補充できるように形成されている。排出部７６は、ボルト８９を一時的に収容する複数の収容室７６ａ，７６ｂを有する。複数の収容室７６ａ，７６ｂは、矢印１０７に示すテーブル７１の径方向に並んで配置されている。第１の収容室７６ａは、径方向の外側に配置されている。第２の収容室７６ｂは、径方向の内側に配置されている。

第１の収容室７６ａおよび第２の収容室７６ｂの上側には、分配板７７が配置されている。分配板７７は、矢印１０６に示す様に、回動シャフト７７ａを回転軸として回動するように形成されている。分配板７７は、分配板駆動モータ２６により駆動される。分配板７７は、コンベヤ７５にて搬送されたボルト８９を、第１の収容室７６ａまたは第２の収容室７６ｂに分配する。例えば、図１および図２に示す様に、分配板７７が第２の収容室７６ｂを覆うように配置されることにより、ボルト８９を第１の収容室７６ａに分配することができる。

第１の収容室７６ａの底部には、ボルト８９が排出される排出口が形成されている。排出口には、閉止部材としての閉止板７８が配置されている。閉止板７８は、回動シャフト７８ａを回転軸として回転するように形成されている。第２の収容室７６ｂの底部には、ボルト８９が排出される排出口が形成されている。排出口には、閉止部材としての閉止板７９が配置されている。閉止板７９は、回動シャフト７９ａを回転軸として回転するように形成されている。それぞれの閉止板７８，７９は、閉止板駆動モータ２７にて回動するように形成されている。

第１の収容室７６ａに収容されたボルト８９を供給する場合には、閉止板７８が矢印１０５に示す様に駆動する。第１の収容室７６ａの排出口が開放される。ボルト８９は、矢印１０８に示す様に、テーブル７１の領域のうち外側の部分に供給される。また、第２の収容室７６ｂに収容されたボルト８９を供給する場合には、閉止板７９が回動する。第２の収容室７６ｂの排出口が開放される。ボルト８９は、テーブル７１の領域のうち内側の部分に供給される。

補充装置２１は、第１の収容室７６ａまたは第２の収容室７６ｂからボルト８９が排出された場合に、ボルト８９が排出された収容室に新たなボルトを供給するように、コンベヤ７５および分配板７７を駆動することができる。

このように、本実施の形態の補充装置２１は、テーブル７１の回転方向に垂直な方向に１列に並ぶ複数の排出口を有する排出部７６を含む。本実施の形態においては、排出部は、２つの排出口を有するが、この形態に限られず、３つ以上の排出口を有していても構わない。また、複数の排出口がテーブルの回転方向に並んでいても構わない。

なお、補充装置としては、この形態に限られず、複数の位置にワークを補充できる任意の装置を採用することができる。例えば、排出部は、一つ排出口を有し、ロボット等がテーブルの径方向に排出部を移動するように形成されていても構わない。または、排出部は、ワークを転がした後に落下させるガイド板と、ガイド板の向きを変更するモータとを有していても構わない。

図３に、本実施の形態における搬送装置のブロック図を示す。搬送装置１は、制御装置を備える。搬送装置１の制御装置は、ロボット２およびハンド３を制御するロボット制御装置１１を含む。ロボット制御装置１１は、取出し装置を制御する取出し制御装置として機能する。ロボット制御装置１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、バスを介してＣＰＵに接続されたＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）とを有する演算処理装置を含む。演算処理装置は、例えば、コンピュータにて構成されている。

ロボット制御装置１１は、任意の情報を記憶する記憶部１３を含む。記憶部１３は、ロボット２の制御およびハンド３の制御に関する情報を記憶する。例えば、記憶部１３は、ロボット２およびハンド３の動作プログラムを記憶する。また、記憶部１３は、ロボット制御装置１１に接続された操作盤に入力された情報を記憶する。

ロボット制御装置１１は、ロボット２およびハンド３を制御する動作制御部１２を含む。動作制御部１２は、動作プログラムに基づく動作指令をロボット駆動回路１５に送出する。ロボット駆動回路１５は、動作指令に基づく電気をロボット駆動モータ１７に供給する。ロボット駆動モータ１７を駆動することにより、ロボット２の位置および姿勢が変化する。また、動作制御部１２は、動作プログラムに基づく動作指令をハンド駆動回路１６に送出する。ハンド駆動回路１６は、動作指令に基づいて空気を供給するポンプおよび電磁弁などを作動する。ハンド駆動シリンダ１９が駆動することにより、ハンド３の指部が開いたり閉じたりする。

ロボット２は、ロボット２の位置および姿勢を検出するための位置検出器１８を含む。位置検出器１８は、例えば、ロボット駆動モータ１７に取り付けられた回転角を検出するエンコーダにより構成することができる。ロボット制御装置１１は、位置検出器１８から出力される回転角に関する信号を受信する。ロボット制御装置１１は、回転角に基づいて、ロボット２の位置および姿勢を検出する。

搬送装置１の制御装置は、カメラ４を制御する撮像制御装置５１を含む。撮像制御装置５１は、ロボット制御装置１１と同様に、ＣＰＵを有する演算処理装置を含む。撮像制御装置５１は、カメラ４を制御する撮像制御部５２と、撮像に関する情報を記憶する記憶部５４とを含む。撮像制御部５２は、記憶部５４に記憶された動作プログラムに基づいて、カメラ４に撮像指令を送出する。撮像指令を受信したカメラ４は、ボルト８９が載置されたテーブル７１の表面を撮像する。

撮像制御装置５１は、カメラ４により撮像した画像を処理する画像処理部５３を含む。画像処理部５３は、画像を処理することにより、ボルト８９の位置および姿勢を検出する。例えば、記憶部５４には、ボルト８９に関する基準となる基準画像が記憶されている。画像処理部５３は、パターンマッチング法により、ボルト８９の位置および姿勢を検出することができる。すなわち、画像処理部５３は、カメラ４により取得されたボルト８９の画像とボルト８９の基準画像とを比較することにより、ボルト８９の位置および姿勢を検出することができる。ボルト８９の位置としては、ボルト８９の任意の位置を採用することができる。例えば、基準画像にボルト８９の基準位置を設定しておくことができる。画像処理部は、この形態に限られず、任意の制御にてボルトの位置および姿勢を検出することができる。例えば、画像処理部は、画像の輝度に基づいてボルトの位置および姿勢を検出しても構わない。

搬送装置１の制御装置は、テーブル７１および補充装置２１を制御する供給制御装置３１を含む。供給制御装置３１は、ロボット制御装置１１と同様に、ＣＰＵを有する演算処理装置を含む。供給制御装置３１は、任意の情報を記憶する記憶部３３を含む。記憶部３３は、供給装置５の制御に関する情報を記憶する。記憶部３３には、例えば、供給装置５の動作プログラムが記憶されている。

供給制御装置３１は、テーブル７１および補充装置２１を制御する動作制御部３２を含む。動作制御部３２は、動作プログラムに基づく動作指令をテーブル駆動回路３４に送出する。テーブル駆動回路３４は、動作指令に基づく電気をテーブル駆動モータ３６に供給する。テーブル駆動モータ３６が駆動することにより、テーブル７１が回転する。

供給装置５は、テーブル７１の回転角を検出する位置検出器３８を含む。位置検出器３８は、例えばテーブル駆動モータ３６に取り付けられている。位置検出器３８は、予め定められた位置を基準とするテーブル７１の回転角を検出することができる。供給制御装置３１は、位置検出器３８の出力に基づいて、テーブル７１の回転軸８０の周りの回転角を検出することができる。すなわち、供給制御装置３１は、任意の時刻におけるテーブル７１の位相を検出することができる。

動作制御部３２は、動作プログラムに基づく動作指令をコンベヤ駆動回路２２に送出する。コンベヤ駆動回路２２は、動作指令に基づいてコンベヤ駆動モータ２５に電気を供給する。コンベヤ駆動モータ２５が駆動することにより、ボルト８９がコンベヤ７５にて搬送される。動作制御部３２は、排出部７６を駆動する動作指令を分配板駆動回路２３および閉止板駆動回路２４に送出する。分配板駆動回路２３は、動作指令に基づいて分配板駆動モータ２６に電気を供給する。閉止板駆動回路２４は、動作指令に基づいて閉止板駆動モータ２７に電気を供給する。分配板駆動モータ２６が駆動することにより、コンベヤ７５により搬送されるボルト８９が分配される。閉止板駆動モータ２７が駆動することにより、排出部７６の閉止板７８，７９が開いたり閉じたりする。

搬送装置１の制御装置は、搬出装置６を制御する搬出制御装置４１を含む。搬出制御装置４１は、動作プログラムに基づいて搬出装置６の動作指令を送出する動作制御部４２を含む。動作制御部４２は、動作指令をコンベヤ駆動回路４３に送出する。コンベヤ駆動回路４３は、動作指令に基づいてコンベヤ駆動モータ４４に電気を供給する。コンベヤ駆動モータ４４が駆動することにより、コンベヤ８１に載置されたパレット８２が移動する。

搬出装置６は、コンベヤ８１の移動量を検出するための位置検出器４５を含む。位置検出器４５は、例えば、コンベヤ駆動モータ４４に取り付けられている。動作制御部４２は、位置検出器４５の出力により、コンベヤ８１の移動量を算出することができる。すなわち、搬出制御装置４１は、パレット８２の移動量を検出することができる。

本実施の形態における複数の制御装置は、互いに通信ができるように形成されている。ロボット制御装置１１は、供給制御装置３１、撮像制御装置５１、および搬出制御装置４１と互いに通信できるように形成されている。また、撮像制御装置５１は、供給制御装置３１と互いに通信ができるように形成されている。本実施の形態においては、複数の制御装置は、直接的に通信しているが、この形態に限られない。例えば、複数の制御装置は、所定の装置を介して通信可能に形成されていても構わない。または、それぞれの制御装置がＰＬＣ（Programmable Logic Controller）に接続され、ＰＬＣの指令により、それぞれの制御装置が駆動しても構わない。

搬出制御装置４１は、ロボット２がパレット８２に移動したボルト８９の個数に基づいて、搬出装置６を駆動することができる。例えば、予め定められた位置に配置されたパレット８２の全ての穴部８２ａにボルト８９が配置された時に、１個のパレット８２に対応する移動量にてコンベヤ８１を駆動することができる。

図４に、本実施の形態の制御を説明するテーブルの第１の概略平面図を示す。図４は、テーブル７１の回転角（位相）が０°の状態を示している。テーブル７１が配置されている領域において、補充装置２１にてボルト８９が補充される補充領域９４が予め設定されている。補充領域９４は、補充装置２１の排出部７６が配置されている位置に対応して設定されている。本実施の形態では、補充領域９４は、排出部７６の直下に設定されている。ここで、本実施の形態においては、補充領域９４の開始線９４ａを基準として、矢印１０１に示すテーブル７１が回転する向きを下流と称している。ボルト８９は、下流に移動する。

テーブル７１が配置されている領域において、カメラ４にてボルト８９を撮像する検出領域９５が予め設定されている。検出領域９５は、少なくとも一部が補充領域９４よりも下流に設定されている。検出領域９５は、テーブル７１の径方向の全体（幅方向の全体）を撮像する様に設定することができる。

テーブル７１が配置されている領域において、ロボット２にてボルト８９が把持される把持領域９６が設定されている。把持領域９６は、検出領域９５の下流に設定されている。把持領域９６は、判定領域９７の上流に配置されている。本実施の形態の把持領域９６は、テーブル７１の径方向の全体（幅方向の全体）に亘って設定されている。

テーブル７１が配置されている領域において、ボルト８９の個数を判定する判定領域９７が予め定められている。判定領域９７は、把持領域９６の下流に設定されている。判定領域９７は、補充領域９４の上流に設定されている。判定領域９７には、複数に分割された分割領域９７ａ，９７ｂ，９７ｃが定められている。判定領域９７は、径方向において２つの領域に分割されている。すなわち、外側の分割領域９７ａ，９７ｂおよび内側の分割領域９７ｃが設定されている。更に、外側の領域において、周方向に２つの領域が分割されている。すなわち、上流側の分割領域９７ａおよび下流側の分割領域９７ｂが設定されている。

外側の分割領域９７ａ，９７ｂの径方向の長さは、排出部７６の第１の収容室７６ａの径方向の長さに対応している。また、内側の分割領域９７ｃの径方向の長さは、排出部７６の第２の収容室７６ｂの径方向の長さに対応している。

なお、本実施の形態の補充領域９４、検出領域９５、把持領域９６、および判定領域９７は、テーブル７１が回転しても動かない領域である。

本実施の形態における搬送装置１では、検出領域９５において、カメラ４がボルト８９を撮像する。カメラ４が撮像した画像により、ボルト８９の位置および姿勢が検出される。ロボット２は、把持領域９６において、ボルト８９の位置および姿勢に基づいてボルト８９を把持する。そして、ロボット２は、ボルト８９を搬出装置６のパレット８２に載置する。

図５に、本実施の形態における画像を撮像する制御のフローチャートを示す。図３から図５を参照して、ステップ１１１において、撮像制御部５２は、カメラ４に撮像指令を送出する。カメラ４は、検出領域９５を撮像する。画像にはテーブル７１に載置されたボルト８９が含まれる場合がある。カメラ４にて撮像された画像は、撮像制御装置５１の画像処理部５３に送信される。

ステップ１１２において、画像処理部５３は、検出領域９５におけるボルト８９の位置および姿勢を検出する。それぞれのボルト８９について、位置および姿勢が検出される。ボルト８９の位置には、テーブル７１における位置が含まれる。例えば、画像処理部５３は、供給制御装置３１からテーブル７１の回転角（位相）を取得する。ボルト８９の位置には、テーブル７１の予め定められた位置を基準とした時のテーブル７１における中心角および回転軸８０からの距離が含まれる。また、ボルト８９の姿勢には、ボルト８９が向いている方向が含まれる。

ステップ１１３において、記憶部５４は、ボルト８９の位置および姿勢を含むボルトの情報を記憶する。ボルトの情報は、それぞれのボルト８９ごとに生成されて、記憶部５４に記憶される。

ステップ１１４においては、搬送装置１を停止する指令が入力されたか否かを判定する。停止指令が検出されない場合には、制御はステップ１１１に戻る。そして、ステップ１１１において、カメラ４は、画像を撮像する。このように、撮像を繰り返すことができる。

撮像制御部５２は、予め定められた時間間隔ごとに、撮像指令を送出することができる。または、撮像制御部５２は、テーブル７１が予め定められた回転角にて回転するごとに撮像指令を送出することができる。カメラ４は、テーブル７１において撮像されていない部分が存在しないように短い間隔にて撮像することが好ましい。そして、ステップ１１２およびステップ１１３において、撮像制御装置５１は、検出領域９５におけるボルト８９の位置および姿勢を含むボルトの情報を記憶する。ボルトの情報は、ロボット制御装置１１に送信される。ロボット制御装置１１は、把持領域９６に供給される全てのボルト８９の位置および姿勢を記憶部１３に記憶する。

ステップ１１４において、撮像制御装置５１が搬送装置１の停止指令を検出した場合には、この制御を終了する。

図６に、本実施の形態におけるロボットの制御のフローチャートを示す。図３、図４および図６を参照して、ロボット制御装置１１は、把持領域９６において、ロボット２が取り出すボルト８９を選定する選定部１４を含む。ステップ１２１において、選定部１４は、ボルトの情報を記憶部１３から読み込む。選定部１４は、画像処理部５３にて検出された検出領域９５におけるボルト８９の位置および姿勢を読み込む。

ステップ１２２において、選定部１４は、供給制御装置３１から現在のテーブル７１の回転角（位相）を取得する。選定部１４は、現在のテーブル７１の回転角に基づいて、現在の把持領域９６に配置されている全てのボルト８９を検出する。また、選定部１４は、現在のテーブル７１の回転角およびボルトの情報に基づいて、把持領域９６におけるボルト８９の位置および姿勢を算出する。本実施の形態における選定部１４は、把持領域９６に配置されている任意のボルト８９を選定することができる。例えば、選定部１４は、把持領域９６の下流側に配置されているボルト８９を優先的に選定することができる。選定部１４にて取り出すボルト８９が選定されると、制御は、ステップ１２３に移行する。

ステップ１２３において、選定部１４は、選定されたボルト８９を取り出すように動作制御部１２に指令を送出する。選定部１４は、把持領域９６におけるボルト８９の位置および姿勢を動作制御部１２に送出する。動作制御部１２は、選定されたボルト８９を取り出すように、ハンド３およびロボット２を駆動する。そして、ロボット２は、ボルト８９を取り出してパレット８２まで搬送する。なお、ロボット２がテーブル７１からボルト８９を取り出す期間中には、テーブル７１の回転を一時的に停止しても構わない。例えば、予め定められた回転角ごとにテーブル７１の回転を停止して、ロボット２がボルト８９を取り出しても構わない。

次に、ステップ１２４においては、ロボット制御装置１１は、搬送装置１の停止指令が入力されているか否かを判定する。ステップ１２４において、ロボット制御装置１１が停止指令を検出した場合には、この制御を終了する。ロボット制御装置１１が停止指令を検出しない場合には、制御は、ステップ１２１に移行する。そして、ステップ１２１からステップ１２３の制御を実施することにより、次のボルト８９が取り出される。

図７に、本実施の形態における供給装置の制御のフローチャートを示す。供給制御装置３１は、ボルト８９をテーブル７１に補充する時期とテーブル７１における位置とを制御する。図８に、供給制御装置の補充判定部のブロック図を示す。

図３、図４、図７、および図８を参照して、供給制御装置３１は、テーブル７１にボルト８９を補充するか否かを判定する補充判定部３９を含む。補充判定部３９は、画像処理部５３にて検出したボルトの情報に基づいて、判定領域９７の全体においてボルト８９の個数を検出するワーク検出部３９ａを含む。また、補充判定部３９は、ワーク検出部３９ａにて検出されたボルト８９の個数が予め定められた判定値よりも小さいか否かを判定する領域判定部３９ｂを有する。更に、補充判定部３９は、ワーク検出部３９ａにて検出されたボルト８９の個数が判定値よりも小さい場合に、複数の分割領域９７ａ，９７ｂ，９７ｃのうち最もワークの個数密度が小さい分割領域を選定する領域選定部３９ｃを含む。

ステップ１３１において、ワーク検出部３９ａは、判定領域９７の全体に配置されているボルト８９の個数を算出する。把持領域９６にて把持されなかったボルト８９は、判定領域９７に移動する。ワーク検出部３９ａは、検出領域９５にて検出されたボルト８９の情報から、ロボット２にて取出されたボルト８９の情報を消去することができる。ワーク検出部３９ａは、現在のテーブル７１の回転角およびボルトの情報に基づいて、現在の判定領域９７に配置されているボルト８９の個数を算出することができる。

次に、ステップ１３２において、領域判定部３９ｂは、判定領域９７に配置されているボルト８９の個数が予め定められた判定値よりも小さいか否かを判定する。換言すると、判定領域９７に配置されているボルト８９の個数密度が予め定められた判定値よりも小さいか否かを判定する。判定値は、記憶部３３に予め記憶されている。ステップ１３２において、判定領域９７に配置されているボルト８９の個数が予め定められた判定値以上の場合には、制御はステップ１３５に移行する。この場合には、判定領域９７に対応するテーブル７１の領域には、十分な個数のボルト８９が配置されていると判定することができる。

ステップ１３２において、判定領域９７に配置されているボルト８９の個数が判定値よりも小さい場合には、制御は、ステップ１３３に移行する。この場合には、判定領域９７に対応するテーブル７１の領域では、ボルト８９の個数が少ないと判定することができる。

ステップ１３３において、領域選定部３９ｃは、判定領域９７においてボルト８９を供給する分割領域を選定する。それぞれの分割領域９７ａ，９７ｂ，９７ｃの面積は予め定められている。領域選定部３９ｃは、それぞれの分割領域９７ａ，９７ｂ，９７ｃに配置されているボルト８９の個数を検出する。領域選定部３９ｃは、分割領域の面積とボルト８９の個数に基づいて、分割領域９７ａ，９７ｂ，９７ｃごとに、ボルト８９の個数密度を算出する。領域選定部３９ｃは、分割領域９７ａ，９７ｂ，９７ｃのうち、最もボルト８９の個数密度が小さな分割領域を選定する。なお、最もボルト８９の個数密度が小さな分割領域が２個以上ある場合には、領域選定部３９ｃは、いずれの分割領域を選定しても構わない。または、２つ以上の分割領域を選定しても構わない。

領域選定部３９ｃは、選定された分割領域に対応するように、テーブル７１の表面においてボルト８９を補充する目標領域９９を設定する。この後にテーブル７１は、回転する。

ステップ１３４においては、供給制御装置３１は、領域選定部３９ｃが設定した目標領域９９にボルト８９を補充するように補充装置２１を制御する。目標領域９９が排出部７６の直下に配置された時に、排出部７６からボルト８９を補充する。供給制御装置３１の動作制御部３２は、テーブル７１の回転角に基づいて、テーブル７１の載置面に設定された目標領域９９が補充領域９４に配置されたか否かを判定する。

補充判定部３９は、目標領域９９が排出部７６の第１の収容室７６ａまたは第２の収容室７６ｂのどちらの収容室に対応するかを判定する。そして、補充判定部３９は、選定された収容室の閉止板を駆動する動作指令を動作制御部３２に送出する。動作制御部３２は、動作指令に基づいて、選定された収容室に対応する閉止板駆動モータ２７を駆動する。この制御により、ボルト８９の個数の密度が小さな領域にボルト８９を補充することができる。

次に、ステップ１３５において、判定領域９７を通過したボルトの情報および目標領域９９を、それぞれの制御装置の記憶部から消去する。供給制御装置３１は、判定領域９７を通過したボルト８９の情報および目標領域を消去する。また、ロボット制御装置１１および撮像制御装置５１においても、判定領域９７を通過したボルト８９の情報を記憶部１３，５４から消去する。

次に、ステップ１３６において、供給制御装置３１は、搬送装置１の停止指令を検出したか否かを判定する。停止指令を検出していない場合には、制御は、ステップ１３１に移行する。そして、ステップ１３１からステップ１３５において、ボルト８９を補充する制御を繰り返す。補充判定部３９は、例えば、予め定められたテーブル７１の回転角ごとにステップ１３１からステップ１３６の制御を繰り返すことができる。ステップ１３６において、停止指令が検出された場合には、この制御を終了する。

次に、ボルトを補充する制御について具体的な例を説明する。図４を参照して、検出領域９５において、撮像制御装置５１は、ボルト８９の位置および姿勢を検出する。把持領域９６において、ロボット２は、ボルト８９を取り出す作業を実施している。

図９に、ボルトを補充する制御を説明するテーブルの第２の概略平面図を示す。図９に示すテーブル７１は、図４に示すテーブル７１の状態から１５°回転している。図９に示すテーブル７１の回転角は、１５°である。ここでの実施例においては、供給制御装置３１は、テーブル７１が１５°回転するごとに、ボルト８９を補充するか否かを判定する制御を実施している。

図７から図９を参照して、ステップ１３１において、補充判定部３９のワーク検出部３９ａは、判定領域９７に存在するボルト８９の個数を検出する。ワーク検出部３９ａは、検出領域９５において検出されたボルトの情報および把持領域９６においてロボット２により取り出されたボルトの情報に基づいて、判定領域９７に配置されているボルト８９の情報を検出することができる。また、ワーク検出部３９ａは、テーブル７１の回転角に基づいて、現在の判定領域９７に存在するボルト８９の位置および姿勢を検出することができる。判定領域９７の境界線を跨いでいるボルトについては、判定領域９７の内部に配置されていると判定しても、判定領域９７の外部に配置されていると判定しても構わない。ここでの例では、判定領域９７の境界線上に配置されているボルト８９は、判定領域９７の内部に配置されていると判定している。図９に示す例においては、ワーク検出部３９ａは、判定領域９７の内部に６個のボルト８９が存在すると検出する。

本実施例では、判定領域９７におけるボルトの総数の判定値は５個に設定している。ステップ１３２において、領域判定部３９ｂは、判定領域９７においてボルト８９の個数が判定値以上であると判定する。このため、領域判定部３９ｂは、ボルト８９を補充しないと判定し、制御はステップ１３５に移行する。ステップ１３５においては、判定領域９７を通過したボルト８９の情報が削除される。制御は、ステップ１３６を通ってステップ１３１に戻る。テーブル７１は、更に回転する。

図１０に、ボルトを補充する制御を説明するテーブルの第３の概略平面図を示す。図１０に示すテーブル７１の回転角は、３０°である。図７、図８および図１０を参照して、ステップ１３１において、ワーク検出部３９ａは、判定領域９７に４個のボルト８９が存在することを検出する。ステップ１３２において、領域判定部３９ｂは、判定領域９７においてボルト８９の個数が判定値未満であると判定する。制御は、ステップ１３３に移行する。

図１１に、ボルトを補充する制御を説明するテーブルの第４の概略平面図を示す。図７、図８および図１１を参照して、ステップ１３３において、領域選定部３９ｃは、ボルト８９を補充する分割領域を選定する。領域選定部３９ｃは、分割領域９７ａ，９７ｃ，９７ｂのそれぞれに配置されているボルト８９の個数を検出する。分割領域９７ｃには、２個のボルトが配置されている。分割領域９７ｂには、２個のボルトが配置されている。これに対して、分割領域９７ａには、ボルト８９が配置されていない。領域選定部３９ｃは、ボルト８９の個数密度を算出する。そして、領域選定部３９ｃは、分割領域９７ａが最もボルトの個数の密度が小さいと判定する。領域選定部３９ｃは、分割領域９７ａに対応するテーブル７１上の領域を、ボルト８９を供給するための目標領域９９に設定する。現在のテーブル７１の回転角と共に目標領域９９の位置は、記憶部３３に記憶される。そして、テーブル７１は、回転する。

図１２に、ボルトを補充する制御を説明する第５のテーブルの概略平面図を示す。図１２に示す状態では、テーブル７１の回転角が９０°である。図３、図７、図８、および図１２を参照して、ボルト８９を補充すべき目標領域９９が、補充装置２１の排出部７６の真下に配置されている。供給制御装置３１は、目標領域９９が補充領域９４に到達したことを検出する。領域選定部３９ｃは、内側の領域および外側の領域のうち、外側の領域に、ボルト８９を供給する指令を動作制御部３２に送出する。動作制御部３２は、第１の収容室７６ａの閉止板７８を開く制御を実施する。この結果、テーブル７１の表面における目標領域９９に、ボルト８９を供給することができる。

供給制御装置３１は、ボルト８９を排出した後に、閉止板７８を閉じる制御を実施する。供給制御装置３１は、第１の収容室７６ａにボルト８９を補充するように、分配板７７およびコンベヤ７５を駆動することができる。

図１を参照して、本実施の形態におけるロボット２は、テーブル７１の内側の部分から外側の部分に亘ってボルト８９を取り出すことができる。ロボット２は、把持領域９６の全体に配置されているボルト８９を取り出すことができる。ところが、テーブル７１の載置面においてボルト８９が密集していると、ロボット２がボルト８９を取り出しにくい場合がある。例えば、複数のボルトが互いに接触している場合には、ハンド３にてボルト８９を把持できない場合がある。このために、複数のボルト８９は、互いに距離をあけて配置されていることが好ましい。すなわち、複数のボルト８９は、分散されていることが好ましい。

一方で、把持領域９６に配置されているボルト８９の個数が少なくなりすぎると、ロボット２は、把持領域９６に配置されている全てのボルト８９を取り出してしまう。この後に、ロボット２は、把持領域９６にボルト８９が搬送されるまで停止する。この結果、ロボット２がボルト８９を取り出す効率が低下する。

本実施の形態における供給装置５は、判定領域９７においてボルト８９の総数を判定した後に、判定領域９７におけるボルトの個数密度が小さい分割領域にボルトを供給している。判定領域９７におけるボルト８９の総数が判定値以上である場合には、現在の判定領域９７に対応するテーブル７１の領域には、十分な個数のボルト８９が配置されていると判定することができる。現在の判定領域９７に対応するテーブル７１の領域が把持領域９６まで移動した時に、ボルト８９の個数が少なくてロボット２が停止することは無いと判定することができる。

一方で、補充判定部３９は、判定領域９７に配置されているボルト８９の総数が少ない場合には、ボルト８９の個数密度が小さい分割領域を選定している。ボルト８９の個数密度が小さい領域にボルト８９を補充することができる。このために、ボルト８９が密集する領域が発現することを抑制できる。すなわち、ボルト８９を分散して配置することができる。

本実施の形態の供給装置５は、ボルト８９が分散された状態で、ボルト８９が停止しないように十分な個数のボルトをロボット２に供給することができる。本実施の形態の供給装置５は、ロボット２に対してボルト８９を効率良く供給することができる。

本実施の形態の補充装置２１の排出部７６は、テーブル７１の回転方向に垂直な方向において、１列に並ぶ複数の排出口を有する。すなわち、排出部７６は、径方向において、１列に並ぶ排出口を有する。この構成を採用することにより、回転するテーブル７１に対してテーブル７１の内側の領域から外側の領域までの任意の位置に、ボルト８９を供給することができる。排出部７６は、簡易な構成にてボルト８９を複数の位置に供給することができる。

本実施の形態の分割領域９７ａ，９７ｂ，９７ｃは、判定領域９７が径方向に２つの領域に分割されることにより設定されている。排出部７６は、径方向に２つの排出口を有する。このように、排出部７６の排出口は、分割領域の位置に対応して形成されることが好ましい。本実施の形態の分割領域は、判定領域９７が径方向に２つの領域に分割され、更に、外側の領域が周方向に２つの領域に分割されているが、この形態に限られない。分割領域は、任意の方法で判定領域を分割することにより設定できる。

図４を参照して、本実施の形態における判定領域９７は、把持領域９６とほぼ同じ大きさを有する。すなわち、判定領域９７の中心角θ２は、把持領域９６の中心角θ１とほぼ同じである。この構成を採用することにより、判定領域９７にて判定されるボルト８９の個数が、把持領域９６に配置されるボルト８９の個数に対応する。このために、把持領域９６におけるボルト８９の個数が少なくなってロボット２が停止することを、より確実に抑制することができる。例えば、判定領域９７におけるボルト８９の個数の判定値は、テーブル７１が角度θ２回転する時間において、ロボット２が取り出すことができるボルト８９の個数に設定することができる。なお、判定領域９７の大きさは、把持領域９６よりも大きかったり小さかったりしても構わない。

本実施の形態の載置部材に載置されたワークを検出する検出装置としては、カメラ４を含む撮像装置５０が採用されているが、この形態に限られない。検出装置は、載置部材に載置されたワークを検出可能な任意の装置を採用することができる。例えば、３次元距離センサまたは面光電センサなどのワークを検出できるセンサを、検出装置として採用することができる。

本実施の形態の搬送装置１の制御装置は、供給装置５を制御する供給制御装置３１、ハンド３およびロボット２を制御するロボット制御装置１１、カメラを制御する撮像制御装置５１、および搬出装置６を制御する搬出制御装置４１を備えるが、この形態に限られない。制御装置は、任意の装置を制御するように構成することができる。例えば、ロボット制御装置がカメラおよび供給装置を制御するように形成されていても構わない。

本実施の形態では、ワークとしてボルトを例示しているが、この形態に限られない。ワークとしては任意の部材を用いることができる。たとえば、ワークとしては、ねじなどの締結部材、基板に取り付けるための電子部品、ケースなどの部品、および完成品を採用することができる。

本実施の形態においては、取出し装置が取り出したワークは、搬出装置にて搬出されているが、この形態に限られない。取出し装置は、供給装置から取り出したワークを用いて、任意の作業を行うことができる。例えば、ロボットは、ワークの画像に基づいて部品の種類を判別し、部品の種類ごとに所定の位置まで搬送することができる。すなわち、ロボットは、部品を所定の種類ごとに分けることができる。または、取出し装置は、所定の部品にワークを取り付けることができる。例えば、ワークとして電子部品を採用した場合に、ロボットは、コンベヤにて移動する基板の表面に電子部品を取り付けることができる。

本実施の形態における取出し装置は、パラレルリンク機構を備えるロボットであるが、この形態に限られない。取出し装置は、供給装置からワークを取り出すことができる任意の装置を採用することができる。例えば、取出し装置として、垂直多関節機構を備えるロボットを採用することができる。このロボットは、例えば、旋回台、下部アーム、上部アーム、および手首部を含む。旋回台と下部アームとの間および下部アームと上部アームとの間には関節部が配置されている。関節部には、ロボット駆動モータが配置されている。ロボット駆動モータが駆動することにより、ロボットの位置および姿勢が変化する。または、取出し装置としては、ワークを取り出すための直動機構を備える専用の装置などを採用することができる。

上述のそれぞれの制御においては、機能および作用が変更されない範囲において適宜ステップの順序を変更することができる。上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。

上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。

１ 搬送装置
２ ロボット
３ ハンド
４ カメラ
５ 供給装置
６ 搬出装置
１１ ロボット制御装置
２１ 補充装置
３１ 供給制御装置
３８ 位置検出器
３９ 補充判定部
３９ａ ワーク検出部
３９ｂ 領域判定部
３９ｃ 領域選定部
５０ 撮像装置
５１ 撮像制御装置
７１ テーブル
７６ 排出部
８９ ボルト
９４ 補充領域
９５ 検出領域
９６ 把持領域
９７ 判定領域
９７ａ，９７ｂ，９７ｃ 分割領域

Claims (5)

1. ワークを取り出す取出し装置にワークを供給する供給装置であって、
   ワークが載置される載置部材と、
   前記載置部材を回転させる駆動モータと、
   前記載置部材に載置されたワークを検出する検出装置と、
   前記載置部材の表面にワークを補充する補充装置と、
   前記補充装置を制御する供給制御装置と、を備え、
   前記補充装置は、前記載置部材が配置されている領域において、複数の位置にワークを補充できるように形成されており、
   前記載置部材が配置されている領域において、ワークの個数を判定する判定領域が予め定められており、
   前記判定領域には、複数に分割された分割領域が予め定められており、
   前記供給制御装置は、前記検出装置にて検出されたワークの情報に基づいて前記判定領域の全体においてワークの個数を検出するワーク検出部と、前記ワーク検出部にて検出されたワークの個数が予め定められた判定値よりも小さい場合に、複数の分割領域のうち最もワークの個数密度が小さい分割領域を選定する領域選定部とを含み、前記領域選定部にて選定された分割領域に対応する前記載置部材の領域にワークを補充するように前記補充装置を制御する、供給装置。
2. 前記補充装置は、前記載置部材の回転方向に垂直な方向に１列に並ぶ複数の排出口を有する排出部を含み、前記領域選定部にて選定された分割領域に対応する排出口からワークを補充する、請求項１に記載の供給装置。
3. 請求項１に記載の供給装置と、
   前記載置部材に載置されたワークを取り出す取出し装置と、
   前記取出し装置を制御する取出し制御装置と、を備え、
   前記検出装置は、ワークの位置および姿勢を検出するように形成されており、
   前記載置部材が配置されている領域において、前記検出装置にてワークの位置および姿勢を検出する検出領域、および前記取出し装置がワークを把持する把持領域が予め定められており、
   前記把持領域は、前記載置部材が回転する方向において、前記検出領域の下流に配置されており、更に、前記判定領域の上流に配置されており、
   前記取出し制御装置は、前記検出領域におけるワークの位置および姿勢に基づいて前記把持領域におけるワークの位置および姿勢を算出し、前記把持領域におけるワークの位置および姿勢に基づいてワークを把持するように前記取出し装置を制御する、搬送装置。
4. 前記判定領域は、前記把持領域と同じ大きさに設定されている、請求項３に記載の搬送装置。
5. 前記取出し装置にて取り出されたワークを搬出する搬出装置を備え、
   前記取出し制御装置は、前記載置部材から取り出したワークを予め定められた向きおよび姿勢に変更して前記搬出装置に搬送するように前記取出し装置を制御する、請求項３または４に記載の搬送装置。

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