JP6592043B2 - ワークを循環する供給装置を備える搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークを循環する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、バラ積みの状態にて投入されたワークを一列に整列させた後に、ロボットにワークを供給する装置が知られている（例えば、特開平６−１１５６６７号公報）。または、ワークの搬送中に、ワークの種類ごとにワークを分類したり、ワークの姿勢を調整したりした後に、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、特開平８−３２３６６９号公報および特開２０１７−１９６２３号公報）。

特開平６−１１５６６７号公報 特開平８−３２３６６９号公報 特開２０１７−１９６２３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。

ところが、表側および裏側を有するワークにおいて、ロボットが所定の表面を把持することが定められている場合には、ワークを取り出せない場合がある。または、テーブル上において、複数のワーク同士が接触していたり重なったりしている場合に、ワークを取り出せない場合がある。このようなワークを循環させても、ロボットは取り出すことができない。一方で、ホッパー等からワークがテーブルに補充される。この結果、時間の経過とともにテーブルには、ロボットにて取り出すことができないワークが増えつづけてしまう。

そこで、ワークを供給する供給装置は、ワークが１周した後にはテーブルから排出する機構を備えることができる。テーブルから排出されたワークは、回収装置により回収することができる。ワークは、回収装置により再びテーブル上に補充されることができる。ところが、回収装置にてワークを搬送している期間中にワークが傷つく場合がある。この場合には、ワークは不良品となり、後の工程で使うことができないという問題が生じる。このために、回収装置にて回収されるワークは少ないことが好ましい。

一方で、排出されるワークの中には、もう一度、循環すればロボットにて取出すことができるワークが存在する。このようなワークも１周した後に排出されてしまう。このために、ワークを供給する効率が低いという問題がある。また、テーブルにおいて、ワークが補充される領域ではワークの個数が多くなり、ワークが補充される領域以外の領域ではワークの個数が少なくなる。テーブルの表面全体を有効に使用できておらず、ワークを供給する効率が悪いという問題がある。すなわち、従来の技術における供給装置は、多くのワークを取出し易い状態にして供給することができないという問題がある。

本開示の一態様は、ワークが載置される載置部材を含み、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を備える搬送装置である。搬送装置は、載置部材に載置されたワークを取り出す取出し装置と、載置部材に載置されたワークを撮像する撮像装置と、取出し装置および撮像装置を制御する制御装置とを備える。供給装置は、載置部材を回転させる駆動モータを含む。供給装置は、載置部材に載置されたワークを移動させる移動部材と、ワークを載置部材の外側に排出するための排出部材とを含む。載置部材の表面には、載置部材の回転軸を中心として同心円状に複数の周回領域が予め定められている。周回領域は、載置部材が回転することによりワークが周方向に移動する領域である。最も内側の周回領域および最も外側の周回領域のうち、一方の周回領域にワークが補充される補充領域が設定され、他方の周回領域に排出部材が配置される排出領域が定められている。移動部材は、補充領域が設定されている周回領域から排出領域が設定されている周回領域に向かう向きに、ワークを隣接する周回領域に移動させ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、撮像装置にてワークを撮像する検出領域と、取出し装置がワークを把持する把持領域と、移動部材が配置される移動領域とが予め定められている。検出領域の少なくとも一部は、載置部材が回転する方向において、補充領域の下流に配置され、検出領域は、把持領域の上流に配置されている。把持領域、排出領域、移動領域、および補充領域は、載置部材を平面視した時に載置部材が回転する方向に沿って、把持領域、排出領域、移動領域、および補充領域の順に配置されている。制御装置は、撮像装置により撮像されたワークの画像に基づいてワークの位置および姿勢を検出し、検出領域におけるワークの位置および姿勢と載置部材の回転角と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し、把持領域におけるワークの位置および姿勢に基づいて、ワークが周回領域を移動しながら複数回にて把持領域を通る時に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を備える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供給装置の拡大斜視図である。 実施の形態における供給装置の拡大平面図である。 実施の形態における搬送装置のブロック図である。 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回収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第１の変形例の供給装置の平面図である。 実施の形態における第２の変形例の供給装置の拡大平面図である。

図１から図９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、平面形状が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を含む。テーブル駆動モータにより、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。テーブル７１およびテーブル駆動モータは、枠体７２に支持されている。

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を含む。本実施の形態の撮像装置は、支持部材（図示せず）に支持されたカメラ４を含む。カメラ４にて撮像された画像に基づいて、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、本実施の形態の供給装置の拡大斜視図を示す。図３に、本実施の形態の供給装置の拡大平面図を示す。図１から図３を参照して、テーブル７１の表面には、テーブル７１の回転軸７８を中心として、ボルト８９を配置するための複数の周回領域が同心円状に定められている。本実施の形態においては、２つの周回領域９１，９２が設定されている。周回領域９１，９２は、境界線９０により区切られている。それぞれの周回領域９１，９２は、円環状に形成されている。

第１の周回領域９１は、境界線９０の内側の領域である。第２の周回領域９２は、境界線９０の外側の領域である。なお、図１から図３においては、周回領域９１，９２の説明のためにテーブル７１の表面に境界線９０が書かれているが、境界線９０は書かれていなくても構わない。

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。枠体７２は、壁部７２ａの一部が切り欠かれた切欠き部７７を含む。切欠き部７７は、テーブル７１からボルト８９が排出される排出部として機能する。

供給装置５は、テーブル７１に載置されたボルト８９を移動させる移動部材としての板状部材７３を含む。板状部材７３は、回収装置７０のガイド部材７６ｃに支持されている。板状部材７３は、テーブル７１が回転するときに不動である。板状部材７３は、テーブル７１の径方向にボルト８９を移動させる。板状部材７３は、第１の周回領域９１に配置されている。板状部材７３は、第１の周回領域９１の幅全体に亘って延びるように形成されている。板状部材７３は、ボルト８９を第１の周回領域９１から第２の周回領域９２に移動させる。テーブル７１が矢印１０１に示す向きに回転すると、テーブル７１の回転と共にボルト８９が移動する。板状部材７３に接触したボルト８９は、矢印１０５に示す向きに移動する。そして、ボルト８９は、第２の周回領域９２に移動する。

板状部材７３は、１つの周回領域に載置されているワークを隣接する周回領域に移動させるように、平面視した時にテーブル７１の径方向に対して傾斜している。板状部材７３は、径方向の外側の端部が径方向の内側の端部よりも下流側に配置されるように配置されている。板状部材７３は、１つの周回領域から１つの周回領域の外側の他の周回領域に向かってボルト８９を移動させる。板状部材７３は、流れてくる全てのボルト８９を他の周回領域に移動させるように形成されている。

供給装置５は、ボルト８９をテーブル７１の外側に排出するための排出部材としての板状部材７４を含む。板状部材７４は、枠体７２に支持されている。板状部材７４は、テーブル７１が回転するときに不動である。板状部材７４は、第２の周回領域９２に配置されている。板状部材７４は、切欠き部７７が形成されている領域に配置されている。板状部材７４は、最も外側の第２の周回領域９２からボルト８９をテーブル７１の外側に移動するように形成されている。板状部材７４は、平面視した時にテーブル７１の径方向に対して傾斜している。

第２の周回領域９２に載置されたボルト８９は、板状部材７４に接触すると、矢印１０６に示すように、枠体７２の切欠き部７７から排出される。板状部材７３は、第２の周回領域９２において流れてくる全てのボルト８９を排出するように形成されている。

供給装置５は、テーブル７１の外側に排出されるボルト８９を回収する回収装置７０を備える。回収装置７０は、枠体７２の切欠き部７７から落下するボルト８９を受けるガイド部材７６ａを有する。ガイド部材７６ａは、テーブル７１から排出されるワークを回収する回収部として機能する。回収装置７０は、ガイド部材７６ａで受けたボルト８９をコンベヤ７５まで導くガイド部材７６ｂを有する。

回収装置７０は、回収されたボルト８９を高い位置まで搬送するためのコンベヤ７５を有する。コンベヤ７５は、ボルト８９を係止する桟７５ａを有する。桟７５ａは、予め定められた間隔ごとに形成されている。コンベヤ７５にて搬送されたボルト８９は、ガイド部材７６ｃにてテーブル７１の表面に補充される。ガイド部材７６ｃは、最も内側の第１の周回領域９１にボルト８９を補充する補充部として機能する。

板状部材７４にて、切欠き部７７から排出されたボルト８９は、矢印１０３に示すように、ガイド部材７６ａ，７６ｂを通って、コンベヤ７５の搬入口に供給される。ボルト８９は、コンベヤ７５によって高い位置まで搬送された後に、ガイド部材７６ｃに供給される。ボルト８９は、矢印１０４に示すように、ガイド部材７６ｃを通ってテーブル７１に供給される。このように、ロボット２にて取り出されなかったボルト８９は、回収装置７０にて回収された後に、テーブル７１の表面に供給される。

なお、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が回収装置７０に追加される。本実施の形態では、追加されるボルト８９は、ガイド部材７６ｂに投入される。補充されたボルト８９は、回収されたボルト８９と共に第１の周回領域９１に補充される。

テーブル７１が配置されている領域において、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、回収装置７０からボルト８９が補充される位置に対応して設定されている。補充領域９４は、最も内側の第１の周回領域９１の内部に設定されている。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。

また、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の径方向の全体を撮影するように設定することができる。本実施の形態の検出領域９５は、第１の周回領域９１および第２の周回領域９２に設定されている。

テーブル７１が配置されている領域において、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。すなわち、検出領域９５は、把持領域９６の上流に配置されている。本実施の形態の把持領域９６は、第１の周回領域９１および第２の周回領域９２に設定されている。

テーブル７１が配置されている領域において、ボルト８９が排出される排出領域９８が設定されている。排出領域９８は、排出部材としての板状部材７４の位置に対応して設定されている。排出領域９８は、把持領域９６よりも下流に配置されている。排出領域９８は、第２の周回領域９２に設定されている。

更に、テーブル７１が配置されている領域において、１つの周回領域に載置されているボルト８９を隣の周回領域に移動させる移動領域９７が設定されている。移動領域９７は、把持領域９６および排出領域９８の下流に配置されている。移動領域９７は、移動部材としての板状部材７３の位置に対応して設定されている。本実施の形態において、移動領域９７では、第１の周回領域９１に配置されている全てボルト８９は、第２の周回領域９２に移動させられる。

なお、本実施の形態の補充領域９４、検出領域９５、把持領域９６、排出領域９８、および移動領域９７は、テーブル７１が回転しても不動である。

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。なお、ロボット２は、把持領域９６におけるボルト８９の個数、または、ボルト８９の位置および姿勢に依存して、ボルト８９を取り出せない場合がある。

ロボット２が取出さなかったボルト８９のうち、第２の周回領域９２に載置されているボルト８９は、排出領域９８において、板状部材７４により排出される。板状部材７４により排出されたボルト８９は、回収装置７０によりテーブル７１の第１の周回領域９１に供給される。ロボット２が取出さなかったボルト８９のうち、第１の周回領域９１に載置されているボルト８９は、移動領域９７まで進行する。そして、ボルト８９は、移動領域９７において、板状部材７３により、第２の周回領域９２に移動する。

このように、本実施の形態における搬送装置１では、テーブル７１に供給されたボルト８９は、最大で略２周するように形成されている。第１の周回領域９１において移動している期間中に取り出されなかったボルト８９は、第２の周回領域９２に移動する。そして、第２の周回領域９２において取り出せられなかったボルト８９は、回収装置７０に回収される。このように、ボルト８９が循環する。

図４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９を備える。制御装置９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。本実施の形態のロボット制御装置１１は、カメラ４も制御する。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。本実施の形態の演算処理装置は、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、ハンド３の制御、カメラ４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、ハンド３およびカメラ４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２１に送出する。ロボット駆動回路２１は、動作指令に基づく電気をロボット駆動モータ２３に供給して、ロボット駆動モータ２３を駆動する。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２２に送出する。ハンド駆動回路２２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２５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２４を含む。位置検出器２４は、ロボット駆動モータ２３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２４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。

ロボット制御装置１１は、カメラ４を制御する撮像制御部１４を含む。撮像制御部１４は、記憶部１３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。

ロボット制御装置１１は、カメラ４により撮像した画像を処理する画像処理部１５を含む。画像処理部１５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１３には、ボルト８９の基準となる基準画像が記憶されている。画像処理部１５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１５は、カメラ４により取得された画像と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。

制御装置９は、供給装置５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および回収装置７０のコンベヤ７５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７８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３５に供給する。コンベヤ駆動回路３５は、動作指令に基づいてコンベヤ駆動モータ３７に電気を供給する。コンベヤ駆動モータ３７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。

本実施の形態における制御装置９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ロボット制御装置１１は、供給制御装置３１と互いに通信が可能なように形成されている。また、ロボット制御装置１１は、搬出制御装置４１と互いに通信が可能なように形成されている。本実施の形態においては、ロボット制御装置１１は、供給制御装置３１および搬出制御装置４１と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なよう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２から図５を参照して、ステップ１１１において、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、ロボット制御装置１１の画像処理部１５に送信される。

ステップ１１２において、画像処理部１５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１５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の予め定められた部分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７８からの距離が含まれる。また、画像処理部１５は、ボルト８９の位置に基づいて、ボルト８９が配置されている周回領域を判定することができる。ボルト８９の姿勢としては、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１３は、ボルト８９の位置および姿勢とボルト８９が配置されている周回領域とを含むボルトの情報を記憶する。ボルトの情報は、それぞれのボルトごとに生成されて、記憶部１３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１４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、カメラ４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画像を撮像することができる。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、ロボット制御装置１１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。このように、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検出し、記憶部１３に記憶する。

ステップ１１４において、ロボット制御装置１１は、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２から図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１６を含む。ステップ１２１において、選定部１６は、ボルトの情報を記憶部１３から読み込む。選定部１６は、画像処理部１５におい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１６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１６は、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。

本実施の形態における選定部１６は、把持領域９６に配置されているボルト８９のうち、排出領域９８に近いボルト８９から順に選定する。選定部１６は、第１の周回領域９１に載置されるボルト８９よりも第２の周回領域９２に載置されているボルト８９を優先的に選定する。更に、選定部１６は、把持領域９６において、最も下流側に配置されているボルト８９を選定する。

次に、選定部１６は、現在のテーブル７１の回転角に基づいて、選定したボルト８９の位置および姿勢を算出する。選定部１６は、選定したボルト８９は取り出すことが可能であるか否かを判定する。

例えば、図３を参照して、選定部１６は、頭部が下側になって立設しているボルト８９ａは取り出しが不可能であると判定する。また、選定部１６は、複数のボルトが接触している状態であるボルト８９ｂ，８９ｃは取り出すことが不可能であると判定する。または、選定部１６は、複数のボルト８９が重なり合っている場合には、取り出しが不可能であると判定する。

複数のボルト８９が接触している場合および複数のボルト８９が重なっている場合には、一方のボルト８９を取り出した後に、他方のボルト８９が動いてしまう場合がある。他方のボルト８９の位置および姿勢が変化するために、他方のボルト８９を取り出すことができなくなる。または、他方のボルト８９が、近くのボルトに接触して動かしてしまう場合がある。このために、本実施の形態においては、複数のボルト８９が接触している場合および複数のボルト８９が重なっている場合には、選定部１６は、ボルト８９の取り出しが不可能であると判定している。

または、ワークに表側および裏側が定められている場合がある。表側が上を向いているワークを取出す場合に、選定部１６は、裏側が上を向いているワークは取出しが不可能であると判定する。

図２から図４および図６を参照して、選定部１６は、把持領域９６の内部の第２の周回領域９２において、最も下流に配置されているボルト８９の取出しが不可能な場合には、次に排出領域９８に近いボルト８９を選定して、取出しが可能であるか否かを判定する。このように、選定部１６は、排出領域９８に近いボルト８９から順番に判定を行っている。この制御により、テーブル７１から排出されるボルト８９の個数を少なくすることができる。回収装置７０にて回収された時に、ボルト８９が傷ついたり破損したりすることを抑制することができる。この結果、製品の不良の発生率を低くすることができる。

また、選定部１６は、把持領域９６において、第２の周回領域９２にボルト８９が配置されていない場合には、第１の周回領域９１に配置されているボルト８９を選定することができる。なお、境界線９０を跨いで配置されているボルト８９については、第１の周回領域９１または第２の周回領域９２のいずれかの領域に属すると判定することができる。例えば、選定部１６は、境界線９０を跨いで配置されているボルト８９は、第１の周回領域９１に配置されていると判定することができる。

なお、選定部１６の制御については、この形態に限られず、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１６は、現在のロボットの位置からロボットの移動量が最も少なくなる位置に配置されているワークを選定しても構わない。

選定部１６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１６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。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。

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、停止指令を検出した場合には、この制御を終了する。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回収装置の制御のフローチャートを示す。供給制御装置３１は、回収装置７０にて回収されたボルト８９および新たに追加されたボルト８９をテーブル７１に補充する時期を制御する。

図３を参照して、把持領域９６にて把持されなかったボルト８９のうち第１の周回領域９１に配置されているボルト８９は、移動領域９７に移動する。そして、ボルト８９は、板状部材７３により第２の周回領域９２に移動される。回収装置７０は、把持領域９６にて把持されなかったボルト８９のうち第２の周回領域９２に配置されているボルト８９を回収する。

図３、図４、および図７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。ステップ１３１において、補充判定部３９は、移動領域９７に配置されているボルト８９の個数を算出する。例えば、補充判定部３９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の情報および回収装置７０により回収されたボルト８９の情報を消去することができる。補充判定部３９は、予め定められた回転角にてテーブル７１が回転するごとにボルト８９の個数を算出することができる。

補充判定部３９は、移動領域９７において、予め定められた周回領域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。ここでは、補充判定部３９は、第１の周回領域９１および第２の周回領域９２に配置されているボルト８９の個数を算出している。補充判定部３９は、移動領域９７に配置されている全てのボルト８９の個数を算出している。または、補充判定部３９は、第１の周回領域９１から第２の周回領域９２に移動するボルト８９の個数を算出しても構わない。

次に、ステップ１３２において、補充判定部３９は、予め定められた周回領域における個数が予め定められた判定値未満であるか否かを判定する。判定値は、記憶部３３に記憶されている。本実施の形態では、補充判定部３９は、移動領域９７におけるボルト８９の個数が判定値未満であるか否かを判定する。ステップ１３２において、予め定められた周回領域におけるボルト８９の個数が判定値以上である場合に、制御は、ステップ１３４に移行する。一方で、ステップ１３２において、予め定められた周回領域におけるボルト８９の個数が判定値未満である場合に、制御は、ステップ１３３に移行する。

ステップ１３３においては、補充領域９４にボルト８９を補充する制御を実施する。補充判定部３９は、ボルト８９の個数が少ないと判定した領域にボルト８９を補充する。補充判定部３９は、動作制御部３２に対してコンベヤ７５を駆動する指令を送出する。動作制御部３２は、コンベヤ駆動モータ３７を駆動することにより、ボルト８９を第１の周回領域９１に補充する。動作制御部３２は、予め定められた駆動速度および駆動時間にてコンベヤ７５を駆動することができる。または、動作制御部３２は、予め定められた周回領域におけるボルト８９の個数が少ない程、多くのボルト８９を補充するようにコンベヤ７５を駆動しても構わない。

本実施の形態においては、第２の周回領域９２においてボルト８９の個数が少ない部分に、第１の周回領域９１においてボルト８９を供給することができる。このために、把持領域９６において、第１の周回領域９１および第２の周回領域９２の両方の領域において、ボルト８９の個数が少なくなる状態を回避することができる。ロボット２が取り出すボルト８９が無いために、ロボット２が停止することを抑制することができる。または、テーブル７１に補充されるボルト８９が多すぎると、ロボット２がボルト８９を取出すことができない場合がある。この結果、多くのボルト８９が排出されてしまう。上記の回収装置７０の制御を実施することにより、回収装置７０により回収されるボルト８９の個数を抑制することができる。

なお、回収装置７０の制御については、上記の形態に限られず、任意の制御を実施することができる。例えば、供給制御装置３１は、予め定められた時間間隔ごとにボルト８９を補充する制御を実施しても構わない。

次に、ステップ１３４において、供給制御装置３１は、ボルト８９の補充の判定に用いたボルト８９の情報を記憶部３３から消去する。供給制御装置３１は、移動領域９７を通過したボルト８９の情報を消去する。また、ロボット制御装置１１においても、移動領域９７を通過したボルト８９の情報を記憶部１３から消去する。

次に、ステップ１３５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１３４において、ボルト８９を補充する制御を繰り返す。ステップ１３５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。

本実施の形態の供給装置では、ワークがテーブルから排出されるまでに複数回にてテーブル上を回転する。このために、ロボットにて取り出される機会が多くなり、効率良くワークをロボットに供給することができる。また、ワークは、補充される周回領域から排出される周回領域まで順に移動する。このために、テーブル上において、ワークが分散されて、効率良くワークをロボットに供給することができる。テーブル上において、密度が大きくなる領域と密度が低くなる領域とが生じることを抑制できる。すなわち、テーブルの表面全体を有効に使用することができる。このように、本実施の形態の供給装置は、取出し装置に対してワークを効率良く供給することができる。

本実施の形態においては、ボルト８９を移動する移動部材として、不動の板状部材７３を採用している。この構成により、移動部材の構成を簡易にすることができる。また、板状部材７３は、ボルト８９を隣の周回領域に確実に移動させることができる。

なお、移動部材は、不動の板状部材に限られない。移動部材は、ワークを隣の周回領域に移動させる任意の部材を採用することができる。例えば、移動部材としては、空気を噴出するノズルが配置されていていても構わない。すなわち、ノズルがワークに向けて空気を噴出することにより、ワークを移動しても構わない。または、移動部材がロボット等の装置により移動するように形成されていても構わない。

本実施の形態における供給装置５では、補充領域９４が、最も内側の第１の周回領域９１に設定されており、排出領域９８が、最も外側の第２の周回領域９２に設定されている。移動部材は、１つの周回領域から１つの周回領域の外側の他の周回領域に向かってボルト８９を移動させるように形成されている。供給装置５は、内側の周回領域から外側の周回領域に向かって順にワークを移動するように形成されている。

この構成により、ボルト８９を移動させる時に、ボルト８９同士の間隔を広げることができる。第１の周回領域９１に配置されたボルト８９の回転半径よりも第２の周回領域９２に配置されたボルト８９の回転半径の方が大きくなるために、ボルト８９の移動速度が増大する。このために、外側の周回領域に移動するほど、ボルト８９同士の間隔を大きくすることができる。ロボット２は、ボルト８９を取出し易くなるために、多くのボルト８９を取り出すことができる。この結果、回収装置７０に回収されるボルト８９の個数を少なくすることができる。

図８に、本実施の形態における第１の変形例の供給装置の拡大平面図を示す。第１の変形例の供給装置８は、ボルト８９が外側の周回領域から内側の周回領域に向かって順に移動するように形成されている。この場合に、補充領域９４は、最も外側の第２の周回領域９２に設定され、排出領域９８は、最も内側の第１の周回領域９１に設定される。排出部材としての板状部材７４は、第１の周回領域９１に配置される。ボルト８９は、矢印１０６に示すように、排出口７９から排出されて回収装置に回収される。

移動部材としての板状部材７３は、１つの周回領域から１つの周回領域の内側の周回領域に向かってワークを移動させるように形成される。第１の変形例の供給装置８において、ロボットは、把持領域９６において、内側の周回領域に配置されているボルト８９を優先的に取り出すことが好ましい。

このように、供給装置においては、最も内側の周回領域および最も外側の周回領域のうち、一方の周回領域にワークが補充される補充領域を設定することができる。そして、他方の周回領域に排出部材が配置される排出領域を設定することができる。

図９に、本実施の形態における第２の変形例の供給装置の拡大平面図を示す。前述の供給装置５においては、２つの周回領域が設定されているが、この形態に限られない。供給装置は、テーブルに３つ以上の周回領域が設定されていても構わない。変形例の供給装置７は、境界線９０ａ，９０ｂにより、３つの周回領域が設定されている。供給装置７では、第１の周回領域９１、第２の周回領域９２、および第３の周回領域９３が設定されている。排出部材としての板状部材７４は、第３の周回領域９３を周回するボルト８９を回収装置７０に導くように配置されている。回収装置７０は、第１の周回領域９１に設定されている補充領域９４にボルト８９を補充する。移動領域９７においては、移動部材としての板状部材７３ａ，７３ｂが配置されている。第１の周回領域９１においては、板状部材７３ａが配置されている。第２の周回領域９２においては、板状部材７３ｂが配置されている。板状部材７３ａ，７３ｂは、支持部材（図示せず）により、動かないように支持されている。

板状部材７３ａは、矢印１０７に示すように、第１の周回領域９１を周回するボルト８９を第２の周回領域９２に移動する。板状部材７３ｂは、矢印１０８に示すように、第２の周回領域９２を周回するボルト８９を第３の周回領域９３に移動する。

ロボット制御装置１１の選定部１６は、把持領域９６において、第３の周回領域９３に配置されているボルト８９を優先的に選択することができる。第３の周回領域９３にボルト８９が配置されていない場合には、選定部１６は、第２の周回領域９２に配置されているボルト８９を選定することができる。更に、第２の周回領域９２にボルト８９が配置されていない場合には、選定部１６は、第１の周回領域９１に配置されているボルト８９を選定することができる。

回収装置７０は、例えば、移動領域９７において、第２の周回領域９２および第３の周回領域９３に移動するボルト８９の個数が予め定められた判定値未満の場合に、第１の周回領域９１にボルト８９を補充することができる。すなわち、第１の周回領域９１以外の周回領域に配置されているボルト８９が少ない場合に、第１の周回領域９１にボルト８９を補充することができる。

このように、供給装置は、３つ以上の周回領域が設定されている場合に、周回領域を順に移動させながらワークを周回させることができる。そして、把持領域において、ロボットがワークを取り出すことができる。

本実施の形態の制御装置９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、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供給装置を制御するように形成されていても構わない。または、カメラの制御および画像処理を行う制御装置がロボット制御装置とは別に配置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８９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
５，７，８ 供給装置
６ 搬出装置
９ 制御装置
１１ ロボット制御装置
１５ 画像処理部
１６ 選定部
３１ 供給制御装置
３９ 補充判定部
４１ 搬出制御装置
７０ 回収装置
７１ テーブル
７３，７３ａ，７３ｂ，７４ 板状部材
８９，８９ａ，８９ｂ，８９ｃ ボルト
９１，９２，９３ 周回領域
９４ 補充領域
９５ 検出領域
９６ 把持領域
９７ 移動領域
９８ 排出領域

Claims (5)

1. ワークが載置される載置部材を含み、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、
   前記載置部材に載置されたワークを撮像する撮像装置と、
   前記取出し装置および前記撮像装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記供給装置は、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移動させる移動部材と、
   ワークを前記載置部材の外側に排出するための排出部材と、を含み、
   前記載置部材の表面には、前記載置部材の回転軸を中心として同心円状に複数の周回領域が予め定められており、
   周回領域は、前記載置部材が回転することによりワークが周方向に移動する領域であり、
   最も内側の周回領域および最も外側の周回領域のうち、一方の周回領域にワークが補充される補充領域が設定され、他方の周回領域に前記排出部材が配置される排出領域が定められており、
   前記移動部材は、前記補充領域が設定されている周回領域から前記排出領域が設定されている周回領域に向かう向きに、ワークを隣接する周回領域に移動させ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、前記撮像装置にてワークを撮像する検出領域と、前記取出し装置がワークを把持する把持領域と、前記移動部材が配置される移動領域とが予め定められており、
   前記検出領域の少なくとも一部は、前記載置部材が回転する方向において、前記補充領域の下流に配置され、前記検出領域は、前記把持領域の上流に配置されており、
   前記把持領域、前記排出領域、前記移動領域、および前記補充領域は、前記載置部材を平面視した時に前記載置部材が回転する方向に沿って、前記把持領域、前記排出領域、前記移動領域、および前記補充領域の順に配置されており、
   前記制御装置は、前記撮像装置により撮像されたワークの画像に基づいてワークの位置および姿勢を検出し、前記検出領域におけるワークの位置および姿勢と前記載置部材の回転角と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、ワークが周回領域を移動しながら複数回にて前記把持領域を通る時に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。
2. 前記移動部材は、前記載置部材が回転する時に不動の板状部材を含み、
   前記板状部材は、１つの周回領域に載置されているワークを隣接する周回領域に移動させるように、平面視した時に前記載置部材の径方向に対して傾斜している、請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記補充領域は、最も内側の周回領域に定められており、
   前記排出領域は、最も外側の周回領域に定められており、
   前記移動部材は、１つの周回領域から前記１つの周回領域の外側の他の周回領域に向かってワークを移動させるように形成されている、請求項１に記載の搬送装置。
4. 前記供給装置は、前記載置部材の外側に排出されるワークを回収する回収装置を含み、
   前記排出部材は、最も外側の周回領域からワークを前記載置部材の外側に移動するように形成されており、
   前記回収装置は、前記載置部材から排出されるワークを回収する回収部と、回収部にて回収したワークを搬送するためのコンベヤと、ワークを最も内側の周回領域に補充する補充部とを含む、請求項３に記載の搬送装置。
5. 前記取出し装置にて取出されたワークを搬出する搬出装置を備え、
   前記制御装置は、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１に記載の搬送装置。

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