JP6764509B2 - ボルト移載装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク移載装置及びワーク移載システムに関する。

従来、ワーク移載装置としては、例えば、ビレット材を容器から取り出し搬送コンベア上に供給する装置であって、複数の電磁石を電磁石フレーム上に縦列配置し、容器と搬送コンベアとの間を移動する電磁石移動手段を備え、各電磁石を搬送方向に沿って吸着解除することにより、ビレット材を搬送コンベア上に載置させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、騒音の発生を抑制することができるとしている。また、ワーク移載装置としては、磁石により吸着されるチップ部品を整列状態で搬送経路を搬送し、搬送経路の終端に位置決め用の電磁石を配置し、ピックアップ装置によりチップ部品が採取される際には、電磁石をオフするものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この装置では、例えば永久磁石を用いた場合に起きうるピックアップの不具合を抑制することができるとしている。

特開２００２−６８４７２号公報 特開平１１−２６６０９８号公報

ところで、上記のビレット材や部品などのワークを吸着する場合において、電磁石やピックアップ装置などの採取部に採取されたワークが揺れてしまう場合があった。そして、例えばワークを揺れたまま移動させると、そのワークが落下したり他の部材に衝突したりする場合があった。一方、ワークの揺れが収まるのを待ってからワークを移動させると、ワークの移載に要する時間が長くなってしまう。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、ワークの移載に要する時間が長くなるのを抑制しつつワークの採取時の揺れを低減することを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のワーク移載装置は、
１以上のワークが載置された採取用載置部から作業用載置部へ該ワークを移動載置するワーク移載装置であって、
前記ワークの所定位置を引き付けて採取する採取部と、
前記採取用載置部に載置された前記ワークを引き付けて該ワークを前記採取用載置部から離れない高さまで上昇させる第１動作と、該第１動作後に該ワークを減速させ減速前の速度未満の速度で該ワークを上昇させて前記採取用載置部から離す第２動作と、該第２動作後に該ワークを前記作業用載置部へ移動載置する第３動作と、を行うよう前記採取部を制御する移載制御部と、
を備えたものである。

このワーク移載装置では、採取部が、採取用載置部に載置されたワークを引き付けてワークを採取用載置部から離れない高さまで上昇させる第１動作を行った後に、ワークを減速させ減速前の速度未満の速度でワークを上昇させて採取用載置部から離す第２動作を行う。こうすることで、この装置は、第２動作ではワークが採取用載置部から離れる際に比較的低速でワークを上昇させるため、ワークの揺れを低減できる。また、第１動作と第２動作とを共に低速で行うとワークの移載に要する時間が長くなるが、ワークを第１動作で上昇させてから第２動作で減速させるため、この装置はワークの移載に要する時間が長くなるのを抑制できる。以上により、この装置は、ワークの移載に要する時間が長くなるのを抑制しつつワークの採取時の揺れを低減できる。ここで、ワークとしては、例えば、ボルト、ナット、ワッシャ、ねじ、釘及びリベットなどのうち１以上の締結部材が挙げられる。

本発明のワーク移載システムは、
上述したいずれかの態様の本発明のワーク移載装置と、
複数の前記ワークを前記採取用載置部へ供給するワーク供給装置と、
を備えたものである。

このワーク移載システムは、上述したいずれかのワーク移載装置を備えるため、採用したワーク移載装置に応じた効果を得ることができる。また、このシステムは、ワーク供給装置によりワークを供給することができるため、移動載置の作業をより継続して行うことができる。

ワーク移載システム１０の概略説明図。 ワーク移載装置２０の概略説明図。 ワーク供給装置４０の概略説明図。 ワーク収容部材６０の斜視図。 ワーク処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 ワーク３７を載置、貯蔵したワーク収容部材６０の平面図。 ワーク移載装置２０が実行するワーク処理の説明図。 ワーク移動載置処理における第１動作〜第３動作の説明図。 ワーク移動載置処理における引付部２３の移動速度の変化を示すグラフ。 変形例の引付部２３の説明図。

本発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本発明の一例であるワーク移載システム１０の概略説明図である。図２は、ワーク移載装置２０の概略説明図である。図３は、ワーク供給装置４０の概略説明図である。図４は、ワーク収容部材６０の斜視図である。ワーク移載システム１０は、システム制御部１２と、ワーク移載装置２０と、ワーク供給装置４０と、搬送装置５２と、移動装置５４と、ワーク収容部材６０とを備えている。システム制御部１２は、システム全体を制御するものであり、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されている。このシステム制御部１２は、ワーク移載装置２０，ワーク供給装置４０，搬送装置５２及び移動装置５４と電気的に接続されており、これらの装置へ信号を出力し、これらの装置から信号を入力する。なお、ワーク移載システム１０における、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１，図４に示した通りとして以下説明する。

ワーク移載システム１０は、ワーク収容部材６０に収容された作業対象のワーク３７をその後の作業に用いられる作業用載置部３６へ移動、載置させる装置として構成されている（図１参照）。ワーク移載システム１０は、例えば、不定姿勢でワーク収容部材６０の採取用載置部６３に載置されたワーク３７を、後工程で作業者が作業しやすいように、所定の姿勢で整列させた状態で作業用載置部３６へ載置させるものとしてもよい。ここで、「不定姿勢」とは、ワーク３７の位置、方向などが統一されていない状態をいうものとする。ワーク３７は、特に限定されないが、例えば、機械部品、電気部品、電子部品、化学部品などが挙げられ、例えば、ボルト、ナット、ワッシャ、ねじ、釘及びリベットなどのうち１以上の締結部材としてもよい。このワーク３７は、少なくとも一部（所定位置３８）が磁性体により形成されているものとしてもよい。このワーク３７は、磁性体により形成された所定位置３８が、ワーク移載装置２０やワーク供給装置４０が備える電磁石により引き付けられて、移動する。作業用載置部３６は、ワーク３７を配列載置する部材である。この作業用載置部３６は、磁力を帯びており、磁性体であるワーク３７を磁力で固定するパレットとして構成されている。この作業用載置部３６は、ワーク３７の種別に応じて定められた位置にそのワーク３７が配設固定される。作業者は、ワーク移載システム１０によりワーク３７が配設固定された作業用載置部３６を用い、配設固定された位置に基づいてワーク３７を特定しながらワーク３７の組付けなどを行う。ワーク移載システム１０は、例えば、ワーク３７としてのボルトを作業用載置部３６に配列させる工程や、ワーク３７としてのワッシャを配列されたボルトに組付ける工程などを実行するものとしてもよい。ここでは、ワーク３７が全体を磁性体とするボルトであり、所定位置３８がネジ軸の先端部であり、ボルトの頭部を下方にして所定間隔で作業用載置部３６に配列させる場合を具体例として説明する。

ワーク移載装置２０は、１以上のワーク３７が載置されたワーク収容部材６０から採取用載置部６３へワーク３７を移動載置する装置である。図２に示すように、ワーク移載装置２０は、移動機構２１と、採取部２２と、撮像部２５と、移載制御部３１とを備えている。移動機構２１は、採取部２２及び撮像部２５を前後左右及び上下に移動させる機構であり、複数のアーム２８と複数の駆動部２９とを備えた多軸ロボットアームとして構成されている。駆動部２９は、内部に図示しない歯車機構とモータとを備えている。移動機構２１は、複数の駆動部２９の各駆動軸が回転することで図２に示す矢印方向に旋回や上下動が可能となっている。

採取部２２は、ワーク３７の所定位置３８を引き付けて採取する部材であり、移動機構２１の先端に駆動部２９により回動可能に装着されている。採取部２２は、引付部２３と、挟持部２４と、２枚のプレート７０と、固定部材７１と、挟持ピン７２とを備えている。引付部２３、挟持部２４及び固定部材７１は、２枚のプレート７０の間に配設されている。プレート７０は、移動機構２１の先端に配設された板状部材である。このプレート７０には、挟持ピン７２を導くガイドとしての溝部７３が形成されている。引付部２３は、電磁石と電磁石に接続された軸部材とを有し、軸部材の先端に磁性体のワーク３７を引き付けて採取するものである。この引付部２３は、プレート７０の下方に固定されている。引付部２３は、供給される電力に応じて、複数段階（例えば３段階）の磁力（引付力）を生じるよう構成されている。挟持部２４は、引付部２３が引き付けたあとの姿勢でワーク３７を挟み込んで支持する部材である。この採取部２２では、２つの挟持部２４によりワーク３７を挟持するが、３以上の挟持部によりワーク３７を挟持するものとしてもよい。挟持部２４は、固定部材７１の両端に回動可能に軸支されている。また、挟持部２４のプレート７０側の面には、挟持ピン７２が固定されている。この挟持ピン７２は、プレート７０に形成された溝部７３に挿入されている。固定部材７１は、上下動可能にプレート７０に配設されており、エアシリンダにより上下動する。固定部材７１は、初期位置がプレート７０の上方であり、ワーク３７を挟持する際に下方に移動する。挟持部２４は、固定部材７１が初期位置にあるときは（図２の吹出しの左図）、プレート７０の内部に収納されている。また、挟持部２４は、固定部材７１が下方に移動すると、溝部７３により挟持ピン７２が所定の軌道に導かれながらプレート７０から露出する。挟持部２４は、固定部材７１が最下部に位置すると（挟持位置）、その先端が当接しワーク３７を挟持する（図２の吹出しの右図）。

撮像部２５は、画像を撮像するユニットであり、プレート７０の先端側に固定されている。撮像部２５は、照明部２６と、撮像素子２７とを備えている。照明部２６は、撮像素子２７の外周側に円状に配設された照明であり、下方にある撮像対象に対して光を照射する。照明部２６は、撮像対象である採取用載置部６３の全体に光を照射するよう撮像部２５に配設されている。撮像素子２７は、受光により電荷を発生させ発生した電荷を出力する素子である。撮像素子２７は、ＣＭＯＳイメージセンサとしてもよい。撮像部２５は、撮像素子２７から出力された電荷に基づいて画像データを生成し、生成した画像データを移載制御部３１へ出力する。

移載制御部３１は、ワーク移載装置２０の全体を制御するものであり、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されている。この移載制御部３１は、移動機構２１，採取部２２，及び撮像部２５へ信号を出力する。また、移載制御部３１は、撮像部２５からの信号を入力する。なお、移動機構２１の各駆動部２９には図示しない位置センサが装備されており、移載制御部３１は、それらの位置センサからの位置情報を入力しつつ、各駆動部２９のモータを制御して採取部２２及び撮像部２５を移動させる。

ワーク供給装置４０は、ワーク移載装置２０がワーク３７を採取可能となるよう、複数のワーク３７をワーク収容部材６０の採取用載置部６３へ供給する装置である。図３に示すように、ワーク供給装置４０は、移動機構４１と、採取部４２と、供給制御部５１とを備えている。移動機構４１は、採取部４２を前後左右及び上下に移動させる機構であり、移動機構２１と同様に複数のアーム４８及び複数の駆動部４９を備えた多軸ロボットアームとして構成されている。移動機構４１は、複数の駆動部４９の各駆動軸が回転することで図３に示す矢印方向に旋回や上下動が可能となっている。

採取部４２は、多数のワーク３７を引き付けて採取する部材であり、移動機構４１の先端に駆動部４９により回動可能に装着されている。採取部４２は、引付部４３と、支持軸４４とを備えている。引付部４３は、支持軸４４の下端に固定された比較的強力な電磁石であり、複数のワーク３７を一度にできるだけ多く引き付けて採取するものである。支持軸４４は、上下方向に自由に移動可能な状態で移動機構４１の先端に支持されている（図３の吹出図）。

供給制御部５１は、ワーク供給装置４０の全体を制御する。この供給制御部５１は、移動機構４１及び採取部４２へ信号を出力する。なお、供給制御部５１は、移載制御部３１と同様に、移動機構４１の各駆動部４９に装備された図示しない位置センサからの位置情報を入力しつつ、各駆動部４９のモータを制御して採取部４２を移動させる。

搬送装置５２は、作業用載置部３６の搬入、搬送、ワーク３７の移載位置での固定、搬出を行う装置である。搬送装置５２は、図１の前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルトを有している。作業用載置部３６は、このコンベアベルトにより搬送される。

移動装置５４は、図１に示すように、１以上のワーク収容部材６０を載せる収容台５６と、収容台５６を退避位置（図１の点線参照）と処理位置（図１の実線参照）との間で移動させるレール５７と、収容台５６を移動させる図示しない駆動部とを備えている。作業者は、収容台５６を退避位置に移動させたのち、ワーク収容部材６０へ新たなワーク３７を追加する。

ワーク収容部材６０は、図４に示すように、上方が開放された箱体であり、底面の一部が傾斜している。ワーク収容部材６０の底面と開口との間には、採取用載置部６３が水平に支持されている。採取用載置部６３は、矩形板状体であり、ワーク収容部材６０の底面のうち傾斜している部分を覆っている。ワーク収容部材６０のうち採取用載置部６３よりも下方の空間は、多数のワーク３７を貯蔵可能な貯蔵部６２となっている。ワーク収容箱６０は、複数個（ここでは６個）が１つの収容台５６に載せられている。

次に、こうして構成された本実施形態のワーク移載システム１０の動作、特に、作業用載置部３６へワーク３７を配列固定させる処理について説明する。図５は、ワーク移載システム１０のシステム制御部１２，移載制御部３１，及び供給制御部５１により実行されるワーク処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。また、図６は、ワーク３７を載置、貯蔵したワーク収容部材６０の平面図である。図７は、ワーク移載装置２０が実行するワーク処理の説明図であり、図７（ａ）が採取用載置部６３上を撮像する図、図７（ｂ）がワーク３７を採取する図、図７（ｃ）が挟持部２４でワーク３７を固定した図である。また、図７（ｄ）が引付部２３にワーク３７を引き付けた図、図７（ｅ）が挟持部２４を移動する図、図７（ｆ）が挟持部２４でワーク３７を固定した図、図７（ｇ）が作業用載置部３６へワーク３７を配列載置する図である。図８は、ワーク移動載置処理における第１動作〜第３動作の説明図であり、図８（ａ）が第１動作におけるワーク３７の引き付け前（採取前）の図、図８（ｂ）が第１動作において引付部２３がワーク３７を引き付けた図、図８（ｃ）が第１動作におけるワーク３７の上昇後の図である。また、図８（ｄ）が第２動作においてワーク３７を高さＨ１で一旦停止させた状態の図、図８（ｅ）が第２動作において採取用載置部６３からワーク３７を離した後の図、図８（ｆ）が第３動作において挟持部２４でワーク３７を挟持した図である。図９は、ワーク移動載置処理における引付部２３の移動速度の変化を示すグラフである。なお、図９における縦軸（引付部２３の移動速度）は、速度の絶対値（スカラー量）である。なお、ここでは、説明の便宜のため詳細は省略するが、ワーク収容部材６０が複数あり、複数の種別のワーク３７を作業用載置部３６上へ配列載置する場合は、以下説明するステップＳ１００〜２００の処理をワーク収容部材６０ごとに行うものとすればよい。

ワーク処理ルーチンは、システム制御部１２に記憶され、作業者による開始指示により実行される。このルーチンを開始すると、システム制御部１２は、搬送装置５２により作業用載置部３６を搬入、搬送させ、作業用載置部３６を移載位置で固定させる（ステップＳ１００）。次に、システム制御部１２は、ワーク供給処理をワーク供給装置４０に実行させる（ステップＳ１１０）。ワーク供給装置４０の供給制御部５１は、ワーク供給処理において、例えば、採取部４２の引付部４３を貯蔵部６２へ移動させて多数のワーク３７を引付部４３に採取させる。次に、供給制御部５１は、引付部４３を採取用載置部６３の中央上方へ移動させ、電磁石を消磁させて採取用載置部６３上にワーク３７を撒く処理を実行する。ワーク供給処理において、ワーク供給装置４０は、例えば予め定められた軌道で採取部４２を移動させる。

ステップＳ１１０のあと、システム制御部１２は、採取用載置部６３を撮像部２５に撮像させ（ステップＳ１２０）、載置されているワーク３７のうち採取可能なものを認識すると共に、ワーク３７の所定位置３８を認識する（ステップＳ１３０）。ワーク移載装置２０の移載制御部３１は、撮像部２５を採取用載置部６３の中央上方に移動させ、撮像処理を行う（図７（ａ）参照）。撮像した画像は、システム制御部１２へ送られ、ワーク３７の認識処理がなされる。ワーク３７の認識処理は、例えば、二値化処理やパターンマッチング処理などにより、撮像画像中の採取用載置部６３の領域とそれ以外の領域（ワーク３７の領域）とを区別し、予め用意されたワーク３７の基準形状データに適合するワーク領域を識別することにより行う。基準形状データは、例えば、ワーク３７を複数の角度から見たときの形状を含むものとしてもよい。採取可能なワーク３７は、より確実にワーク３７を採取する観点から、例えば、複雑に重なり合っていないものや、採取用載置部６３の縁部に載置されていないものなどとすることができる。所定位置３８の認識処理は、採取可能なワーク３７を認識したのち、採取可能なワーク３７の先端部分を認識することで行う（図６参照）。

次に、システム制御部１２は、採取可能なワークがあるか否かをステップＳ１３０の結果に基づいて判定する（ステップＳ１５０）。採取可能なワーク３７があるときには、システム制御部１２は、採取するワーク３７を設定する（ステップＳ１６０）。採取するワーク３７の設定は、採取していないワーク３７を任意の順、例えば画像の左から右に向かう順、画像の上から下に向かう順などにすることができる。次に、システム制御部１２は、ワーク３７を採取し移動させて作業用載置部３６に載置するワーク移動載置処理をワーク移載装置２０に実行させる。ワーク移動載置処理を実行するためのプログラムは、移載制御部３１に記憶されている。

ワーク移動載置処理が実行されると、移載制御部３１は、まず、採取用載置部６３に載置された採取対象のワーク３７を引き付けて上昇させる第１動作を行うよう採取部２２を制御する（ステップＳ１７１）。第１動作では、移載制御部３１は、まず、ステップＳ１３０で認識された採取対象のワーク３７の所定位置３８の位置へ引付部２３を移動させる（図８（ａ））。続いて、移載制御部３１は、採取対象のワーク３７を引付部２３の先端面（下端面）に引き付けさせる（図７（ｂ），図８（ｂ））。この間、引付部２３は加速し、所定の第１速度Ｖ１で移動し、その後減速して引付部２３がワーク３７に接触する高さで速度が値０となり停止する（図９の時刻ｔ０〜ｔ１）。なお、移載制御部３１は、時刻ｔ０〜ｔ１において、引付部２３を少なくとも下降させればよく、引付部２３を前後左右にも移動させてもよい。また、移載制御部３１は、設定された引付力でワーク３７を引き付けるよう引付部２３を制御する。ワーク３７を引き付ける引付力は、例えばワーク３７の種別に応じて予め定めておくことができ、ワーク３７を１つだけ引き付ける値に設定されてもよい。これにより、ワーク移載装置２０は、重なり合ったワーク３７からでも１つのワーク３７を引き付けて採取することができる。また、図示は省略するが、引付部２３の先端面は円形状の平面とする。次に、移載制御部３１は、引付部２３を加速させ引付部２３を第１高さＨ１まで上昇させる（図８（ｃ），図９の時刻ｔ１〜ｔ２）。なお、第１高さＨ１は、ワーク３７が採取用載置部６３から離れない高さとして、例えばワーク３７の種別に応じて予め定められている。また、第１高さＨ１は、後述する第２高さＨ２未満の高さとして定められている。図９では、第１高さＨ１まで上昇させる間は引付部２３は加速中としたが、加速後に一定速度で第１高さＨ１まで上昇してもよい。なお、移載制御部３１は、時刻ｔ１〜ｔ２の間は引付部２３を前後左右には移動させず上昇のみ行わせるものとしたが、引付部２３を前後左右にも移動させてもよい。図９に示すように、引付部２３が第１高さＨ１まで上昇した時の速度を、減速前速度Ｖａと称する。第１動作を行うことにより、採取対象のワーク３７は、所定位置３８を上側にしてワーク３７の長手方向が上下方向から傾斜した状態、且つ採取用載置部６３に少なくとも一部が接触している状態（図８（ｃ））になる。

続いて、移載制御部３１は、ワーク３７を減速させて一旦停止し、減速前の速度未満の速度でワークを３８上昇させて採取用載置部６３から離す第２動作を行うよう引付部２３を制御する（ステップＳ１７２）。第２動作では、移載制御部３１は、まず、ワーク３７の上昇速度を減速前速度Ｖａから減速させて第２高さＨ２で引付部２３を一旦停止させる（図８（ｄ），図９の時刻ｔ２〜ｔ３）。第２高さＨ２は、例えばワーク３７の長さＬ未満の高さとして定めておけばよく、長さＬから所定のマージンを差し引いた値としてもよい。また、本実施形態では、ワーク３７の長さＬはボルトの軸方向長さとしたが、所望の姿勢でワーク３７が引付部２３に引き付けられたときのワーク３７の上下方向の長さを長さＬとしてもよい。また、上述した第１高さＨ１は、引付部２３が減速前速度Ｖａから減速して停止したときに引付部２３が第２高さＨ２になるような高さとして、予め定められている。次に、移載制御部３１は、引付部２３を第３高さＨ３まで上昇させて停止させる（図８（ｅ））。この間、引付部２３は第２高さＨ２で停止した状態（図９の時刻ｔ３）から加速した後に所定の第２速度Ｖ２で上昇し、その後減速して第３高さＨ３で停止する（図９の時刻ｔ３〜ｔ５）。第３高さＨ３は、ワーク３７の長さＬを超える長さとして設定されており、引付部２３が第２高さＨ２から第３高さＨ３まで上昇する間に、ワーク３７は採取用載置部６３から離れる。本実施形態では、引付部２３の加速中すなわち図９の時刻ｔ３〜ｔ４間にワーク３７が採取用載置部６３から離れるものとした。また、第２速度Ｖ２は、減速前速度Ｖａよりも小さい速度として予め定められている。そのため、第２動作中、特にワーク３７が採取用載置部６３から離れるまでの間は、ワーク３７が減速前速度Ｖａ以上になることがない。このように、第２動作では、ワーク３７が採取用載置部６３から離れる際に比較的低速でワーク３７を上昇させるため、ワーク３７の揺れを低減できる。例えば、第１動作で引付部２３がワーク３７に接触して（時刻ｔ１）から、引付部２３を上昇させて減速前速度Ｖａ又は第１速度Ｖ１を超える比較的高速でワーク３７が上昇する際にワーク３７が採取用載置部６３から離れると、ワーク３７が揺れる場合があるが、そのような場合と比較してワーク３７の揺れを低減できる。また、例えば図９の時刻ｔ１からワーク３７が採取用載置部６３から離れるまで引付部２３を低速で上昇させるなど、第１動作と第２動作とを共に低速で行うと、ワーク３７の移載に要する時間が長くなる。これに対し、ワーク３７を第１動作で第１高さＨ１まで上昇させてから第２動作で減速させるため、ワーク３７の移載に要する時間が長くなるのを抑制できる。以上により、ワーク３７の移載に要する時間が長くなるのを抑制しつつワーク３７の採取時の揺れを低減できる。なお、移載制御部３１は、第２動作（時刻ｔ２〜ｔ５）の間は引付部２３を前後左右には移動させず上昇のみ行わせるものとしたが、引付部２３を前後左右にも移動させてもよい。

なお、ワーク３７の揺れの低減効果は、第２動作において引付部２３が採取用載置部６３から離れる時の引付部２３の上昇速度、ワーク３７が離れるまでに引付部２３を上昇させる距離（例えば長さＬと第２高さＨ２との差）、などによって変化する。そのため、これらを経験的に定めておくことで、ワーク３７の揺れをより低減することができる。例えば、第２高さＨ２は、ワーク３７の長さＬの７０％以上９０％以下としてもよい。また、ワーク３７すなわちボルトのネジ軸の長さをＬ１、ボルトの頭部の長さをＬ２としたときに（図８（ｃ）参照）、第２高さＨ２をＬ１＋０．５Ｌ２前後（例えばＬ１＋０．５Ｌ２の９０％〜１１０％）としてもよい。また、移載制御部３１は、例えば第２動作において第１動作よりも引付部２３の引付力を強くしてもよい。例えば、ワーク３７が採取用載置部６３から離れるタイミングの直前，同時又は直後において、引付部２３の引付力を強くしてもよい。引付部２３の引付力を強くすることで、ワーク３７の揺れをより低減することができる。

次に、移載制御部３１は、挟持部２４によりワーク３７を挟持して作業用載置部６３へ移動載置する第３動作を行うよう採取部２２を制御して（ステップＳ１７３）、ワーク移動載置処理を終了する。第３動作では、移載制御部３１は、まず、引付部２３の先端面にワーク３７がぶら下がった状態（図８（ｅ），図７（ｄ））から、固定部材７１を下方に移動させ（図７（ｅ））、挟持部２４によりワーク３７を挟持させる（図８（ｆ），図７（ｃ），（ｆ））。なお、第３動作において挟持部２４がワーク３７を挟持するまでの間、移載制御部３１は、引付部２３が第３高さＨ３まで上昇した状態で引付部２３を停止させておく（図９の時刻ｔ５〜ｔ６）。挟持部２４にワーク３７を挟持させると、移載制御部３１は、採取部２２を前後左右上下のうち少なくとも１以上の方向に移動させて作業用載置部３６上へ移動させ、電磁石を消磁させ、挟持部２４を開放し、ワーク３７を載置するべき位置に配列載置させる（図７（ｇ））。この間、引付部２３は加速し、所定の第３速度Ｖ３で移動し、その後減速して引付部２３に保持されたワーク３７が作業用載置部３６に接触する高さで速度が値０となり停止する（図９の時刻ｔ６〜ｔ７）。なお、第３速度Ｖ３は、第２速度Ｖ２と同じとしてもよいが、第２速度Ｖ２より高速であることが好ましく、減速前速度Ｖａより高速であることがより好ましい。第３速度Ｖ３は、第１速度Ｖ１と同じとしてもよいし、第３速度Ｖ１を超える速度としてもよい。本実施形態では、Ｖ２＜Ｖａ＜Ｖ１＜Ｖ３とした。

このように、ワーク移動載置処理では、第１動作で１つのワーク３７を引付部２３の先端面に引き付けた後、第２動作において減速して減速前速度Ｖａ未満の速度でワーク３７を上昇させることで、ワーク３７が採取用載置部６３から離れる際のワーク３７の揺れを低減するのである。

以上のように移載制御部３１がステップＳ１７１〜Ｓ１７３を含むワーク移動載置処理を行うと、システム制御部１２は、現在の作業用載置部３６へのワーク３７の移載が完了したか否かを作業の進行状況に基づいて判定し（ステップＳ１８０）、作業用載置部３６への移載が完了していないときには、ステップＳ１５０以降の処理を実行させる。一方、ステップＳ１５０で、採取可能なワークが採取用載置部６３上にないときには、システム制御部１２は、ワーク回収処理をワーク供給装置４０に実行させ（ステップＳ１９０）、ステップＳ１１０以降の処理を実行させる。ワーク供給装置４０の供給制御部５１は、ワーク回収処理において、例えば、採取部４２の引付部４３を移動させ、採取用載置部６３上に残っているワーク３７を引付部４３に採取させる。次に、供給制御部５１は、引付部４３を貯蔵部６２の上方へ移動させ、電磁石を消磁させてワーク３７を貯蔵部６２に落下させる一方、ステップＳ１８０で作業用載置部３６への移載が完了したときには、システム制御部１２は、搬送装置５２により作業用載置部３６を排出させ、新たな作業用載置部３６を搬送、固定させ（ステップＳ２００）、ステップＳ１５０以降の処理を実行させる。このようにして、ワーク移載システム１０では、ワーク移載装置２０、ワーク供給装置４０により、ワーク３７を作業用載置部３６へ配列載置することができる。なお、ワーク移載システム１０の下流にて、作業用載置部３６上に配列されたボルトにワッシャを組み付けるワーク移載システムが存在してもよい。作業者は、作業用載置部３６に配列載置されたワーク３７を用いて、製品の生産を行うものとする。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の採取用載置部６３が採取用載置部に相当し、作業用載置部３６が作業用載置部に相当し、採取部２２が採取部に相当し、移載制御部３１が移載制御部に相当する。また、撮像部２５が撮像部に相当し、引付部２３が引付部に相当し、挟持部２４が挟持部に相当し、ワーク供給装置４０がワーク供給装置に相当する。

以上説明した本実施形態のワーク移載装置２０では、採取部２２が、採取用載置部６３に載置されたワーク３７を引き付けてワーク３７を採取用載置部６３から離れない第１高さＨ１まで上昇させる第１動作を行った後に、ワーク３７を減速させ減速前速度Ｖａ未満の速度でワーク３７を上昇させて採取用載置部６３から離す第２動作を行う。こうすることで、ワーク移載装置２０は、ワーク３７の移載に要する時間が長くなるのを抑制しつつワーク３７の採取時の揺れを低減できる。ここで、採取時にワーク３７が揺れる場合、ワーク３７を揺れたまま移動させると、そのワーク３７が落下したり他の部材に衝突したりする場合がある。また、ワーク３７が揺れている間に挟持部２４でワーク３７を挟持しようとすると、２つの挟持部２４の一方が先にワーク３７に当たりワーク３７が落下してしまう場合や、ワーク３７を所望の姿勢で保持できない場合がある。一方、ワーク３７の揺れが収まるのを待ってからワーク３７を移動させると、ワーク３７の移載に要する時間が長くなってしまう場合がある。ワーク移載装置２０は、採取時のワーク３７の揺れを低減することで、これらの不具合の発生を低減することができる。

また、移載制御部３１は、第３動作において第２動作中の速度を超える第３速度Ｖ３でワーク３７を移動させるよう採取部２２を制御する。より具体的には、減速前速度Ｖａを超える第３速度Ｖ３でワーク３７を移動させるよう採取部２２を制御する。これにより、第３動作では比較的高速にワーク３７を移動させるため、ワーク３７の移載に要する時間が長くなるのをより抑制できる。

また、移載制御部３１は、第２動作においてワーク３７を一旦停止させてから、ワーク３７を上昇させて採取用載置部６３から離すよう採取部２２を制御する。これにより、第２動作においてワーク３７の揺れをより低減できる。

また、ワーク３７は、少なくとも所定位置３８が磁性体により形成されており、採取部２２は、磁力によりワーク３７の所定位置３８を引き付けて採取する。そのため、ワーク移載装置２０は磁力を用いてより簡便にワークを採取することができる。また、作業用載置部３６は磁力を有するパレットであるため、ワーク移載装置２０は作業用載置部３６の磁力を用いて簡便にワーク３７を固定配置することができる。

また、移載制御部３１は、第１動作において１つのワーク３７を引き付ける引付力に採取部２２を制御する。これにより、例えば、サイズや重量の異なる複数のワーク３７が存在する場合に、それぞれのワーク３７にあった引付力を用いることにより、それぞれのワーク３７の１つ１つを確実に採取することができる。

また、ワーク移載装置２０は、画像を撮像する撮像部２５を備えている。そして、移載制御部３１は、第１動作において、撮像部２５により撮像された採取用載置部６３の撮像画像に基づいて認識したワーク３７の所定位置３８へ採取部２２を移動させる。このワーク移載装置２０では、採取用載置部６３の撮像画像に基づいて採取可能なワーク３７やそのワーク３７の所定位置３８を認識するため、より確実にワーク３７の１つ１つを移動載置することができる。

また、採取部２２は、ワーク３７を引き付ける引付部２３と、引付部２３がワーク３７を引き付けたあとの姿勢でワーク３７を挟み込んで支持する挟持部２４と、を有している。そして、移載制御部３１は、第２動作後に挟持部２４がワーク３７を挟み込んで支持するよう採取部２２を制御する。これにより、第２動作後に、挟持部２４によりワーク３７を確実に保持及び移動できる。

また、ワーク移載システム１０は、ワーク移載装置２０と、複数のワーク３７を採取用載置部６３へ供給するワーク供給装置４０と、を備えている。したがって、ワーク移載システム１０は、ワーク供給装置４０によりワーク３７を供給することができるため移動載置の作業をより継続して行うことができる。また、ワーク供給装置４０は、引付部４３により磁力を用いて複数のワーク３７を容易に供給することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、移載制御部３１は、第２動作においてワーク３７を一旦停止させてから、ワーク３７を上昇させて採取用載置部６３から離すよう採取部２２を制御したが、これに限られない。移載制御部３１は、第２動作において、ワーク３７を減速させ減速前速度Ｖａ未満の速度でワーク３７を上昇させて採取用載置部６３から離すよう採取部２２を制御すればよい。例えば、移載制御部３１は、ワーク３７を減速させるものの停止（速度０）まではさせなくてもよい。なお、第２動作においてワーク３７を第２高さＨ２で一旦停止させない場合、第１高さＨ１をワーク３７の長さＬの７０％以上９０％以下としてもよいし、第１高さＨ１をＬ１＋０．５Ｌ２前後（例えばＬ１＋０．５Ｌ２の９０％〜１１０％）としてもよい。

上述した実施形態では、移載制御部３１は、引付部２３を一旦停止させた後の加速中にワーク３７が採取用載置部６３から離れるよう採取部２２を制御したが、これに限られない。例えば、移載制御部３１は、減速中や一定速度（例えば第２速度Ｖ２）での移動中にワーク３７が採取用載置部６３から離れるよう採取部２２を制御してもよい。なお、減速中にワーク３７が採取用載置部６３から離れる場合、移載制御部３１は、ワーク３７が採取用載置部６３から離れた後の加速等（例えば図９の時刻ｔ３〜ｔ５）を行わずに、次の第３動作を行ってもよい。

上述した実施形態では、挟持部２４がワーク３７を挟持するまでの間、移載制御部３１は、引付部２３が第３高さＨ３まで上昇した状態で引付部２３を停止させておいたが、特にこれに限られない。例えば、移載制御部３１は、引付部２３の移動中（例えば上昇中）に挟持部２４にワーク３７を挟持させてもよい。この場合、第２動作中の引付部２３の上昇と第３動作中の引付部２３の上昇とが連続した動作であってもよく、そのような場合には第３高さＨ３が明確に定まらなかったり、第２動作と第３動作との境界が明確に定まらなかったりしてもよい。なお、第３動作において引付部２３の移動速度を減速前速度Ｖａ以上になるまで加速させる場合には、引付部２３の移動速度が減速前速度Ｖａになったタイミングを第２動作と第３動作との境界とし、この時の引付部２３の高さを第３高さＨ３とする。

上述した実施形態では、採取対象のワーク３７の所定位置３８の位置へ引付部２３を移動させる動作（図８（ａ），図９の時刻ｔ０〜ｔ１）も含めて第１動作として説明したが、この動作は第１動作には含まれなくてもよい。移載制御部３１は、第１動作において、採取用載置部６３に載置されたワーク３７を引き付けてワーク３７を採取用載置部６３から離れない高さまで上昇させる動作（図９の時刻ｔ１〜ｔ２）を少なくとも採取部２２に行わせればよい。

上述した実施形態では、採取部２２は軸部材であり引付部２３の先端面は円形状の平面としたが、これに限られない。例えば、引付部２３の先端面は外縁から中央側に向かって傾斜して凹んでいる形状であってもよい。図１０は、この場合の変形例の引付部２３の断面図である。図１０の引付部２３では、引付部２３の軸部材の先端面（下端面）２３ａは、外縁から中央側に向かって傾斜して凹んでいる。先端面２３ａは円錐面（円錐の側面）の形状をしており、先端面２３ａの凹みによって形成される引付部２３の軸部材の下端の空間は円錐形状をしている。円錐の頂点である先端面２３ａの凹みの中心２３ｂは、引付部２３の中心軸上に位置している。先端面２３ａは、中心２３ｂを通り且つ引付部２３の軸方向（上下方向）に沿った断面視で、引付部２３の外縁と中心２３ｂとを結ぶ２本の直線の形状をしている。この２本の直線のなす角θは、採取する可能性のあるワーク３７の種類，形状，及び大きさに応じて適宜定めればよいが、例えば９０°〜１５０°としてもよい。なす角は１１０°以上としてもよいし、１３０°以下としてもよいし、１２０°としてもよい。なお、図１０では先端面２３ａは円錐面の形状をしているが、他の形状でもよい。例えば先端面２３ａの傾斜は直線状としたが、曲線状であってもよい。あるいは、先端面２３ａが円錐台の表面（側面及び上面）の形状をしていてもよい。

上述した実施形態では、引付部２３とワーク３７（ボルト）との大小関係について特に言及しなかったが、引付部２３によりワーク３７を採取できればよく、例えば引付部２３の先端面の直径よりもボルトのネジ軸の直径が大きくてもよいし、小さくてもよい。また、ワーク３７はボルトに限られない。また、引付部２３に採取されるワーク３７は、長さが引付部２３の先端面の直径の５０％超過としてもよい。

上述した実施形態では、所定位置３８はボルトのネジ軸の先端部としたが、所定位置３８はワーク３７の長手方向の端部であればよく、例えばボルトの頭部の先端部を所定位置３８としてもよい。また、所定位置３８はワーク３７の長手方向の端部でなくてもよい。

上述した実施形態では、第１動作では、移載制御部３１は１つのワーク３７を引き付ける引付力でワーク３７を引き付けるよう採取部２２を制御したが、特にこれに限定されない。例えば、採取用載置部６３上に単独で載置されているワーク３７を採取可能なワーク３７と識別するものとすれば、２以上のワーク３７を引き付ける引付力であっても、１つのワーク３７のみを採取することができる。

上述した実施形態では、ワーク３７が磁性体で形成されており、採取部２２，４２が磁力により引き付けてワーク３７を採取するものとして説明したが、採取部２２，４２がワークを引き付けて採取するものであれば、特にこれに限定されない。例えば、採取部は、電気により粘着性を制御することができるＥＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ）ゲルを用いてワーク３７を引き付けるものとしてもよい。ＥＲゲルは、例えば、ＥＲ粒子を含むシリコーンゲルとしてもよい。この装置においても、採取部に採取されたワーク３７の位置のばらつきを低減することができる。なお、作業用載置部３６もＥＲゲルを用いてワーク３７を固定するものとしてもよい。

上述した実施形態では、ワーク移載装置２０の移動機構２１は複数のアーム２８を備えた多軸アームロボット装置として説明したが、特にこれに限定されない。例えば、移動機構は、採取部２２が配設された採取ヘッドを前後左右方向に移動させるＸＹロボットであってもよい。

上述した実施形態では、採取部２２は、引付部２３と挟持部２４とを備えたものとしたが、引き付けてワーク３７を採取するものとすれば、特にこれに限定されず、挟持部２４を省略してもよい。

上述した実施形態では、ワーク３７は、ワーク収容部材６０に配設された採取用載置部６３に載置されるものとしたが、採取用載置部に載置されればよく、ワーク収容部材６０ではないものに載置されてもよい。

上述した実施形態では、システム制御部１２，移載制御部３１及び供給制御部５１が協働してワーク処理ルーチンを実行するものとしたが、特にこれに限定されない。例えば、ワーク処理ルーチンの全てをシステム制御部１２が実行してもよいし、移載制御部３１と供給制御部５１とが分担してワーク処理ルーチンを実行してもよい。

上述した実施形態では、ワーク移載システム１０は、ワーク移載装置２０とワーク供給装置４０とを１つずつ備えたものとしたが、特にこれに限定されず、それぞれの装置を１以上備えるものとしてもよい。

上述した実施形態では、ワーク移載装置２０とワーク供給装置４０とを備えたワーク移載システム１０として説明したが、ワーク移載装置２０のみとしてもよい。

本発明は、ワークを採取、配置などの処理を行う装置の技術分野に利用可能である。

１０ ワーク移載システム、１２ システム制御部、２０ ワーク移載装置、２１ 移動機構、２２ 採取部、２３ 引付部、２４ 挟持部、２５ 撮像部、２６ 照明部、２７ 撮像素子、２８ アーム、２９ 駆動部、３１ 移載制御部、３６ 作業用載置部、３７ ワーク、３８ 所定位置、４０ ワーク供給装置、４１ 移動機構、４２ 採取部、４３ 引付部、４４ 支持軸、４８ アーム、４９ 駆動部、５１ 供給制御部、５２ 搬送装置、５４ 移動装置、５６ 収容台、５７ レール、６０ ワーク収容部材、６２ 貯蔵部、６３ 採取用載置部、７０ プレート、７１ 固定部材、７２ 挟持ピン、７３ 溝部。

Claims (3)

1. １以上のボルトが載置された採取用載置部から作業用載置部へ該ボルトを移動載置するボルト移載装置であって、
   前記ボルトのネジ軸の先端部を磁力で引き付けて採取する採取部と、
   前記採取用載置部に載置された前記ボルトの前記先端部を認識し、前記採取部を制御することで、該認識した前記先端部を引き付けて前記ボルトを採取して前記ボルトが前記採取用載置部から離れる高さまで上昇させた後、前記ボルトの頭部が自重により下方に向いた状態で前記作業用載置部へ移動載置する移載制御部と、
   を備えたボルト移載装置。
2. １以上のボルトが載置された採取用載置部から作業用載置部へ該ボルトを移動載置するボルト移載装置であって、
   前記ボルトのネジ軸の先端部を磁力で引き付けて採取する採取部と、
   前記採取用載置部に載置された前記ボルトの前記先端部を認識し、該認識した前記先端部を引き付けて前記ボルトを採取して前記作業用載置部へ移動載置するよう前記採取部を制御することで、該ボルトの頭部を下方にして該ボルトを前記作業用載置部に載置する移載制御部と、
   を備え、
   前記移載制御部は、前記ボルトを採取して前記作業用載置部へ移動載置するよう前記採取部を制御する際に、前記採取用載置部に載置された前記ボルトの前記先端部を引き付けて該ボルトを前記採取用載置部から離れない高さまで上昇させる第１動作と、該第１動作後に該ボルトを上昇させる速度を減速させ減速前の速度未満の速度で該ボルトを上昇させて前記採取用載置部から離す第２動作と、該第２動作後に該ボルトを前記作業用載置部へ移動載置する第３動作と、を行うよう前記採取部を制御する、
   ボルト移載装置。
3. 前記採取部は、前記先端部を引き付ける引付部を有しており、
   前記引付部の先端面は円錐面の形状に凹んでいる、
   請求項１又は２に記載のボルト移載装置。