JP7014854B2

JP7014854B2 - 散在部品のピッキング装置、および散在部品のピッキング方法

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Inventors: 達松本
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Description

本発明は、複数の部品を散在された状態で支持する部品支持部を有する散在部品のピッキング装置等に関するものである。

複数の部品を散在された状態で支持する部品支持部を有する装置では、部品保持具によって、部品支持部に支持されている部品を保持し、その部品を整列させた状態で部品供給位置に載置することで、部品の供給が行われる。下記特許文献には、散在された状態の部品をロボットハンドにより把持する技術が記載されている。

特開平６－１２７６９８号公報

上記特許文献に記載の技術によれば、散在された状態の部品を部品保持具により、ある程度、保持することが可能となる。しかしながら、部品支持部の上には、様々姿勢で部品が散在されているため、部品保持具、具体的には、吸着ノズルにより部品を適切に保持できない虞がある。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、様々な姿勢の部品を吸着ノズルにより保持することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に記載の散在部品のピッキング装置は、対向する一対の平面を複数組有する同じ種類の複数の部品をさまざまな姿勢に散在した状態で支持する部品支持部と、複数種類の保持具のうちから択一的にひとつの保持具を保持する保持ヘッドと、前記複数種類の保持具のうちのひとつの種類の保持具であり、前記部品支持部の上面に支持された部品を吸着保持する吸着ノズルと、前記吸着ノズルの軸芯を鉛直軸線に対して任意の角度に旋回させる保持具旋回装置と、前記吸着ノズルと前記保持ヘッドとを前記部品支持部上の任意の位置に移動させる移動装置と、前記保持ヘッドと前記保持具旋回装置と前記移動装置との作動を制御する制御装置と、を備え、前記保持ヘッドが択一的に保持した前記吸着ノズルが前記部品支持部の上面のみに接触して散在された部品を保持するピッキング装置であって、前記制御装置が、前記部品支持部の上面に支持された前記複数の部品を前記鉛直軸線に沿って上方から撮像した１度の撮像による撮像データに基づいて前記部品支持部の上面のみに接触して散在された部品の姿勢を取得し、取得した前記部品支持部の上面のみに接触して散在された部品が有する前記複数組の対向する一対の平面のうちの斜め上方を向いたひとつの面に前記保持ヘッドが択一的に保持した前記吸着ノズルの軸芯が直角になるように、前記保持具旋回装置が前記吸着ノズルの軸芯を旋回させ、軸芯を旋回させた前記吸着ノズルが前記部品支持部の上面のみに接触して散在された部品を吸着して、前記保持ヘッドが択一的に保持した前記吸着ノズルを変更することなく前記１度の撮像による撮像データに基づいて、前記部品支持部の上面のみに接触して散在された部品のうちの同じ姿勢の部品をひとつずつ保持することを特徴とする。

本発明に記載の散在部品のピッキング装置等では、撮像データに基づいて部品支持部の上面に支持された部品の姿勢を取得し、取得した部品の姿勢に応じて、旋回装置が吸着ノズルの軸芯を旋回させ、軸芯を旋回させた吸着ノズルが部品をひとつずつ吸着保持する。これにより、様々な姿勢の部品を吸着ノズルにより保持することが可能となる。

部品実装機を示す斜視図である。部品実装機の部品装着装置を示す斜視図である。ばら部品供給装置を示す斜視図である。部品供給ユニットを示す斜視図である。部品回収容器が上昇端位置に上昇した状態の部品供給ユニットを示す斜視図である。部品保持ヘッドを示す斜視図である。チャックを示す図である。リード部品が収納された状態の部品受け部材を示す図である。部品実装機の制御装置を示すブロック図である。部品散在状態実現装置を示す斜視図である。複数のリード部品が散在された状態の部品支持部材を示す図である。複数のリード部品が散在された状態の部品支持部材を示す図である。リード部品を把持するチャックを示す図である。リード部品の対比テーブルを概念的に示す図である。複数の電子回路部品が散在された状態の部品支持部材を示す図である。電子回路部品の対比テーブルを概念的に示す図である。部品散在状態実現装置および部品戻し装置を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

＜部品実装機の構成＞
図１に、部品実装機１０を示す。部品実装機１０は、回路基材１２に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装機１０は、装置本体２０、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４、撮像装置２６，２８、部品供給装置３０、ばら部品供給装置３２、制御装置（図９参照）３４を備えている。なお、回路基材１２として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。

装置本体２０は、フレーム部４０と、そのフレーム部４０に上架されたビーム部４２とによって構成されている。基材搬送保持装置２２は、フレーム部４０の前後方向の中央に配設されており、搬送装置５０とクランプ装置５２とを有している。搬送装置５０は、回路基材１２を搬送する装置であり、クランプ装置５２は、回路基材１２を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置２２は、回路基材１２を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材１２を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材１２の搬送方向をＸ方向と称し、その方向に直角な水平の方向をＹ方向と称し、鉛直方向をＺ方向と称する。つまり、部品実装機１０の幅方向は、Ｘ方向であり、前後方向は、Ｙ方向である。

部品装着装置２４は、ビーム部４２に配設されており、２台の作業ヘッド６０，６２と作業ヘッド移動装置６４とを有している。各作業ヘッド６０，６２は、チャック，吸着ノズル等の部品保持具（図２参照）６６を有しており、部品保持具６６によって部品を保持する。また、作業ヘッド移動装置６４は、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とＺ方向移動装置７２とを有している。そして、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とによって、２台の作業ヘッド６０，６２は、一体的にフレーム部４０上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド６０，６２は、図２に示すように、スライダ７４，７６に着脱可能に装着されており、Ｚ方向移動装置７２は、スライダ７４，７６を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド６０，６２は、Ｚ方向移動装置７２によって、
個別に上下方向に移動させられる。

撮像装置２６は、下方を向いた状態でスライダ７４に取り付けられており、作業ヘッド６０とともに、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に移動させられる。これにより、撮像装置２６は、フレーム部４０上の任意の位置を撮像する。撮像装置２８は、図１に示すように、フレーム部４０上の基材搬送保持装置２２と部品供給装置３０との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、撮像装置２８は、作業ヘッド６０，６２の部品保持具６６に保持された部品を撮像する。

部品供給装置３０は、フレーム部４０の前後方向での一方側の端部に配設されている。部品供給装置３０は、トレイ型部品供給装置７８とフィーダ型部品供給装置（図示省略）とを有している。トレイ型部品供給装置７８は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。フィーダ型部品供給装置は、テープフィーダ（図示省略）、スティックフィーダ（図示省略）によって部品を供給する装置である。

ばら部品供給装置３２は、フレーム部４０の前後方向での他方側の端部に配設されている。ばら部品供給装置３２は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。以下に、部品供給装置３２の構成について詳しく説明する。なお、部品供給装置３０および、ばら部品供給装置３２によって供給される部品として、電子回路部品，太陽電池の構成部品，パワーモジュールの構成部品等が挙げられる。また、電子回路部品には、リードを有する部品，リードを有さない部品等が有る。

ばら部品供給装置３２は、図３に示すように、本体８０と、部品供給ユニット８２と、撮像装置８４と、部品引渡し装置８６とを有している。

（ａ）部品供給ユニット
部品供給ユニット８２は、部品供給器８８と部品散在状態実現装置９０と部品戻し装置９２とを含み、それら部品供給器８８と部品散在状態実現装置９０と部品戻し装置９２とが一体的に構成されたものである。部品供給ユニット８２は、本体８０のベース９６に着脱可能に組み付けられており、ばら部品供給装置３２では、５台の部品供給ユニット８２が、Ｘ方向に１列に並んで配設されている。

（i）部品供給器
部品供給器８８は、図４に示すように、部品収納器１００とハウジング１０２とグリップ１０４とを含む。部品収納器１００は、概して直方体形状をなし、上面と前面とが開口している。その部品収納器１００の底面は、傾斜面１１６となっており、部品収納器１００の開口する前面に向かって傾斜している。

ハウジング１０２は、１対の側壁１２０を有しており、それら１対の側壁１２０の間において、部品収納器１００が搖動可能に保持されている。また、１対の側壁１２０の間には、部品収納器１００の前面の下端部の前方に位置するように、傾斜板１５２が固定的に配設されている。傾斜板１５２は、前方に向かうほど下降するように傾斜している。

グリップ１０４は、ハウジング１０２の後方側の端部に配設されており、固定把持部材１７０と可動把持部材１７２とによって構成されている。可動把持部材１７２は、固定把持部材１７０に対して接近・離間可能とされている。そして、可動把持部材１７２が、連結アーム（図示省略）によって部品収納器１００の後面に連結されている。これにより、グリップ１０４が把持されることで、可動把持部材１７２が、固定把持部材１７０に対し
て接近・離間し、部品収納器１００が１対の側壁１２０の間で搖動する。

また、部品供給器８８は、ベース９６に組み付けられている１対のサイドフレーム部１９０の間に配設されており、ベース９６に着脱可能とされている。なお、グリップ１０４の可動把持部材１７２の下端部には、ロック機構（図示省略）が設けられており、グリップ１０４が把持されることで、そのロック機構が解除される。つまり、作業者が部品供給器８８のグリップ１０４を把持した状態で、部品供給器８８を持ち上げることで、部品供給器８８が１対のサイドフレーム部１９０の間から取り外される。

（ii）部品散在状態実現装置
部品散在状態実現装置９０は、部品支持部材２２０と部品支持部材移動装置２２２と供給器振動装置２２４とを含む。部品支持部材２２０は、概して長手形状の板形状をなし、部品供給器８８の傾斜板１５２の下方から前方に延び出すように、配設されている。また、部品支持部材２２０の長手方向の両側縁には、側壁部２２８が形成されている。

部品支持部材移動装置２２２は、部品支持部材２２０を前後方向に電磁モータ（図９参照）２２３の駆動により移動させる装置である。これにより、部品支持部材２２０は、部品供給器８８の傾斜板１５２の下端から僅かに下方において、部品支持部材２２０の上面が水平な状態で、前後方向に移動する。

供給器振動装置２２４は、カム部材２４０とカムフォロワ２４２とストッパ２４４とを含む。カム部材２４０は、板状をなし、側壁部２２８の外側の側面に、前後方向に延びるように固定されている。カム部材２４０の上端部には、複数の歯２４５が前後方向に等間隔で形成されている。カムフォロワ２４２は、レバー２５２とローラ２５４とを含む。レバー２５２は、部品供給器８８の側壁１２０の下端部に配設されており、上端部を中心に揺動可能とされている。ローラ２５４は、レバー２５２の下端部において、回転可能に保持されている。なお、レバー２５２は、コイルばね（図示省略）の弾性力によって前方に向かう方向に付勢されている。また、ストッパ２４４は、側壁１２０に突状に設けられており、コイルばねの弾性力により付勢されたレバー２５２が、ストッパ２４４に接触している。

（iii）部品戻し装置
部品戻し装置９２は、図５に示すように、容器昇降装置２６０と部品回収容器２６２とを含む。容器昇降装置２６０は、エアシリンダ２６６と昇降部材２６８とを含み、昇降部材２６８は、エアシリンダ２６６の作動により、昇降する。また、エアシリンダ２６６は、部品支持部材２２０の前方側の端部に固定されている。これにより、エアシリンダ２６６は、部品支持部材移動装置２２２の作動により、部品支持部材２２０と共に前後方向に移動する。

部品回収容器２６２は、昇降部材２６８の上面に配設されており、エアシリンダ２６６の作動により、上下方向に移動する。部品回収容器２６２は、上面が開口する箱状をなし、昇降部材２６８の上面において、回動可能に保持されている。その部品回収容器２６２の後方側の端部には、図４に示すように、突出ピン２７２が配設されている。突出ピン２７２は、部品回収容器２６２の側方での外側に向かって突出している。また、サイドフレーム部１９０の前方側の上端部の内側には、係合ブロック２７４が固定されている。そして、図５に示すように、部品回収容器２６２が、エアシリンダ２６６の作動により上昇端位置まで上昇する際に、突出ピン２７２が係合ブロック２７４に係合する。これにより、部品回収容器２６２は、回動する。

（ｂ）撮像装置
撮像装置８４は、図３に示すように、カメラ２９０とカメラ移動装置２９２とを含む。カメラ移動装置２９２は、ガイドレール２９６とスライダ２９８とを含む。ガイドレール２９６は、部品供給器８８の上方において、ばら部品供給装置３２の幅方向に延びるように、本体８０に固定されている。スライダ２９８は、ガイドレール２９６にスライド可能に取り付けられており、電磁モータ（図９参照）２９９の作動により、任意の位置にスライドする。また、カメラ２９０は、下方を向いた状態でスライダ２９８に装着されている。

（ｃ）部品引渡し装置
部品引渡し装置８６は、図３に示すように、部品保持ヘッド移動装置３００と部品保持ヘッド３０２と２台のシャトル装置３０４とを含む。

部品保持ヘッド移動装置３００は、Ｘ方向移動装置３１０とＹ方向移動装置３１２とＺ方向移動装置３１４とを含む。Ｙ方向移動装置３１２は、Ｘ方向に延びるように、部品供給ユニット８２の上方に配設されたＹスライダ３１６を有しており、Ｙスライダ３１６は、電磁モータ（図９参照）３１９の駆動により、Ｙ方向の任意の位置に移動する。Ｘ方向移動装置３１０は、Ｙスライダ３１６の側面に配設されたＸスライダ３２０を有しており、Ｘスライダ３２０は、電磁モータ（図９参照）３２１の駆動により、Ｘ方向の任意の位置に移動する。Ｚ方向移動装置３１４は、Ｘスライダ３２０の側面に配設されたＺスライダ３２２を有しており、Ｚスライダ３２２は、電磁モータ（図９参照）３２３の駆動により、Ｚ方向の任意の位置に移動する。

部品保持ヘッド３０２は、図６に示すように、ヘッド本体３３０と部品保持具３３２と保持具旋回装置３３４と保持具回転装置３３５とを含む。ヘッド本体３３０は、Ｚスライダ３２２と一体的に形成されている。部品保持具３３２は、部品を保持するものであり、ホルダ３４０の下端部に着脱可能に装着されている。なお、部品保持具３３２としては、吸着ノズル３３２ａとチャック３３２ｂとがある。吸着ノズル３３２ａは、下端部に吸着管３３６を有しており、吸着管３３６の先端において部品を吸着保持する。また、チャック３３２ｂは、図７に示すように、本体部３３７と１対の爪部３３８とを含む。１対の爪部３３８は、本体部３３７の下面から下方に延び出すように配設されており、互いに接近・離間可能にスライドする。これにより、チャック３３２ｂは、１対の爪部３３８を接近させることで、１対の爪部３３８によって部品を狭持し、１対の爪部３３８を離間させることで、１対の爪部３３８の間から部品を離脱する。また、ホルダ３４０は、支持軸３４４において屈曲可能とされており、保持具旋回装置３３４の作動により、ホルダ３４０が上方向に９０度屈曲する。これにより、ホルダ３４０の下端部に装着されている部品保持具３３２は、９０度旋回し、旋回位置に位置する。つまり、部品保持具３３２は、保持具旋回装置３３４の作動により、非旋回位置と旋回位置との間で旋回する。また、保持具回転装置３３５は、部品保持具３３２をそれの軸心周りに回転させる。

また、図３に示すように、ベース９６の上面には、保持具ステーション３５０が配設されている。保持具ステーション３５０には、複数種類の吸着ノズル３３２ａおよび、複数種類のチャック３３２ｂが収納されており、部品保持ヘッド３０２のホルダ３４０に装着されている吸着ノズル３３２ａ若しくはチャック３３２ｂと、保持具ステーション３５０に収納されている吸着ノズル３３２ａ若しくはチャック３３２ｂとが、保持具ステーション３５０と部品保持ヘッド移動装置３００との作動により交換される。

また、２台のシャトル装置３０４の各々は、図３に示すように、部品キャリヤ３８８と部品キャリヤ移動装置３９０とを含み、部品供給ユニット８２の前方側に横方向に並んで、本体８０に固定されている。部品キャリヤ３８８には、５個の部品受け部材３９２が、横方向に一列に並んだ状態で装着されており、各部品受け部材３９２に、部品が載置され
る。

詳しくは、ばら部品供給装置３２で供給される部品は、図８に示すように、リードを有する電子回路部品（以下、「リード部品」と略す場合がある）４１０であり、リード部品４１０は、ブロック状の部品本体４１２と、部品本体４１２の底面から突出する２本のリード４１４とから構成されている。また、部品受け部材３９２には、部品受容凹部４１６が形成されている。部品受容凹部４１６は、段付き形状の凹部であり、部品受け部材３９２の上面に開口する本体部受容凹部４１８と、その本体部受容凹部４１８の底面に開口するリード受容凹部４２０とから構成されている。そして、リード部品４１０は、リード４１４が下方を向く姿勢で、部品受容凹部４１６の内部に挿入される。これにより、リード４１４がリード受容凹部４２０に挿入されるとともに、部品本体４１２が本体部受容凹部４１８に挿入された状態で、リード部品４１０が部品受容凹部４１６の内部に載置される。

また、部品キャリヤ移動装置３９０は、図３に示すように、板状の長手部材であり、前後方向に延びるように、部品供給ユニット８２の前方側に配設されている。部品キャリヤ移動装置３９０の上面には、部品キャリヤ３８８が前後方向にスライド可能に配設されており、電磁モータ（図９参照）４３０の駆動により、前後方向の任意の位置にスライドする。なお、部品キャリヤ３８８が、部品供給ユニット８２に接近する方向にスライドした際には、部品保持ヘッド移動装置３００による部品保持ヘッド３０２の移動範囲内に位置する部品受取位置までスライドする。一方、部品キャリヤ３８８が、部品供給ユニット８２から離れる方向にスライドした際には、作業ヘッド移動装置６４による作業ヘッド６０，６２の移動範囲内に位置する部品供給位置までスライドする。

また、制御装置３４は、図９に示すように、統括制御装置４５０と、複数の個別制御装置（図では１つのみ図示されている）４５２と、画像処理装置４５４と、記憶装置４５６とを含む。統括制御装置４５０は、コンピュータを主体として構成されたものであり、基材搬送保持装置２２，部品装着装置２４，撮像装置２６，撮像装置２８，部品供給装置３０，ばら部品供給装置３２に接続されている。これにより、統括制御装置４５０は、基材搬送保持装置２２，部品装着装置２４，撮像装置２６，撮像装置２８，部品供給装置３０，ばら部品供給装置３２を統括して制御する。複数の個別制御装置４５２は、コンピュータを主体として構成されたものであり、基材搬送保持装置２２，部品装着装置２４，撮像装置２６，撮像装置２８，部品供給装置３０，ばら部品供給装置３２に対応して設けられている（図では、ばら部品供給装置３２に対応する個別制御装置４５２のみが図示されている）。ばら部品供給装置３２の個別制御装置４５２は、部品散在状態実現装置９０，部品戻し装置９２，カメラ移動装置２９２，部品保持ヘッド移動装置３００，部品保持ヘッド３０２，シャトル装置３０４に接続されている。これにより、ばら部品供給装置３２の個別制御装置４５２は、部品散在状態実現装置９０，部品戻し装置９２，カメラ移動装置２９２，部品保持ヘッド移動装置３００，部品保持ヘッド３０２，シャトル装置３０４を制御する。また、画像処理装置４５４は、撮像装置８４に接続されており、撮像装置８４により撮像された撮像データを処理する。その画像処理装置４５４は、ばら部品供給装置３２の個別制御装置４５２に接続されている。これにより、ばら部品供給装置３２の個別制御装置４５２は、撮像装置８４により撮像された撮像データを取得する。また、記憶装置４５６は、各種データを記憶しており、個別制御装置４５２に接続されている。これにより、個別制御装置４５２は、記憶装置４５６から各種データを取得する。

＜部品実装機の作動＞
部品実装機１０は、上述した構成によって、基材搬送保持装置２２に保持された回路基材１２に対して部品の装着作業が行われる。具体的には、回路基材１２が、作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置５２によって固定的に保持される。次に、撮
像装置２６が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２を撮像する。これにより、回路基材１２の保持位置の誤差に関する情報が得られる。また、部品供給装置３０若しくは、ばら部品供給装置３２は、所定の供給位置において、部品を供給する。なお、ばら部品供給装置３２による部品の供給に関しては、後で詳しく説明する。そして、作業ヘッド６０，６２の何れかが、部品の供給位置の上方に移動し、部品保持具６６によって部品を保持する。続いて、部品を保持した作業ヘッド６０，６２が、撮像装置２８の上方に移動し、撮像装置２８によって、部品保持具６６に保持された部品が撮像される。これにより、部品の保持位置の誤差に関する情報が得られる。そして、部品を保持した作業ヘッド６０，６２が、回路基材１２の上方に移動し、保持している部品を、回路基材１２の保持位置の誤差，部品の保持位置の誤差等を補正し、回路基材１２上に装着する。

＜ばら部品供給装置の作動＞
（ａ）ばら部品供給装置によるリード部品の供給
ばら部品供給装置３２では、リード部品４１０が、作業者によって部品供給器８８の部品収納器１００に投入され、その投入されたリード部品４１０が、部品供給ユニット８２，部品引渡し装置８６の作動により、部品キャリヤ３８８の部品受け部材３９２に載置された状態で供給される。詳しくは、作業者は、部品供給器８８の部品収納器１００の上面の開口から、リード部品４１０を投入する。この際、部品支持部材２２０は、部品支持部材移動装置２２２の作動により、部品供給器８８の下方に移動しており、部品供給器８８の前方には、部品回収容器２６２が位置している。

部品収納器１００の上面の開口から投入されたリード部品４１０は、部品収納器１００の傾斜面１１６の上に落下し、傾斜面１１６上に広がる。この際、傾斜面１１６に落下したリード部品４１０が、傾斜板１５２を超えて転がり落ちた場合には、部品供給器８８の前方に位置する部品回収容器２６２に収容される。

部品収納器１００へのリード部品４１０の投入後に、部品支持部材２２０が、部品支持部材移動装置２２２の作動により、部品供給器８８の下方から前方に向かって移動させられる。この際、カム部材２４０がカムフォロワ２４２に至れば、図１０に示すように、カムフォロワ２４２のローラ２５４が、カム部材２４０の歯２４５を乗り越える。カムフォロワ２４２のレバー２５２は、コイルばねの弾性力によって前方に向かう方向に付勢されており、レバー２５２の前方への付勢は、ストッパ２４４によって規制されている。このため、部品支持部材２２０が前方に向かって移動する際には、ローラ２５４と歯２４５とが噛み合った状態に維持され、レバー２５２は前方に向かって回動せず、ローラ２５４は、歯２４５を乗り越える。この際、部品供給器８８は、ローラ２５４の歯２４５の乗り越えにより、昇降する。つまり、ローラ２５４が歯２４５に噛み合った状態で、部品支持部材２２０が前方に向かって移動することで、ローラ２５４が複数の歯２４５を乗り越え、部品供給器８８が上下方向に連続して振動する。

部品収納器１００の傾斜面１１６上に広がっているリード部品４１０は、部品供給器８８の振動と傾斜面１１６の傾斜により、前方に移動し、傾斜板１５２を介して、部品支持部材２２０の上面に排出される。この際、部品支持部材２２０の側壁部２２８によって、部品支持部材２２０からのリード部品４１０の落下が防止される。そして、部品支持部材２２０が前方に向かって移動することで、部品支持部材２２０の上面に、リード部品４１０が散在される。

なお、部品収納器１００の内部から部品支持部材２２０の上にリード部品４１０が散在されると、図１１及び図１２に示すように、リード部品４１０は、様々な姿勢で部品支持部材２２０の上に散在される。具体的には、リード部品４１０の部品本体４１２は、概して直方体形状をしており、６つの面を有している。それら６つの面は、リード４１４が延
び出す底面５００と、その底面５００と対向する上面５０２と、４つの側面５０４，５０６，５０８，５１０である。そして、それら４つの側面５０４，５０６，５０８，５１０のうち側面（以下、「第１側面」と記載する場合がある）５０４と、側面（以下、「第２側面」と記載する場合がある）５０６とが対向し、側面（以下、「第３側面」と記載する場合がある）５０８と、側面（以下、「第４側面」と記載する場合がある）５１０とが対向している。なお、第１側面５０４及び、第２側面５０６の表面積は、第３側面５０８及び、第４側面５１０の表面積より大きい。また、リード４１４は、Ｌ字型に屈曲されており、部品本体４１２から延び出す基端部５１２と、第１側面５０４の側に向かって直角に屈曲された屈曲部５１４とに区分けされる。

このような形状のリード部品４１０が部品支持部材２２０の上に散在されると、リード部品４１０は、概ね２つの姿勢で部品支持部材２２０の上において支持される。詳しくは、第１側面５０４を上方に向けた姿勢（以下、「第１姿勢」と記載する場合がある）と、第２側面５０６を上方に向けた姿勢（以下、「第２姿勢」と記載する場合がある）との２つの姿勢のうちの何れかの姿勢で、リード部品４１０は部品支持部材２２０の上において支持される。これは、上面５０２，第３側面５０８，第４側面５１０は、表面積が小さいためであり、底面５００にはリード４１４が配設されているためである。なお、第１姿勢のリード部品４１０では、第１側面５０４が真上を向いた状態となるが、第２姿勢のリード部品４１０では、第２側面５０６が斜め上方を向いた姿勢となる。これは、リード４１４が第１側面５０４の方向に向かって屈曲しているためである。詳しくは、リード４１４の屈曲部５１４は、第１側面５０４を超えて屈曲しており、第２姿勢のリード部品４１０では、第１側面５０４の上面５０２側の端と屈曲部５１４の先端とにおいて、部品支持部材２２０の上面に接触している。このため、第１側面５０４が傾斜した状態となり、その第１側面５０４に対向する第２側面５０６は、斜め上方を向く。

このような姿勢で散在されたリード部品４１０では、１種類の部品保持具３３２によって、適切にリード部品４１０を保持することができない場合がある。詳しくは、例えば、部品保持具３３２として、チャックを採用した場合には、チャックの１対の爪によってリード部品４１０の第３側面５０８と第４側面５１０とを挟持することで、チャックによってリード部品４１０を把持することができる。なお、第２姿勢のリード部品４１０は傾斜しているが、第３側面５０８および第４側面５１０は、部品支持部材２２０の上面に対して直角であるため、図１３に示すように、チャック３３２ｂの１対の爪部３３８によってリード部品４１０の第３側面５０８と第４側面５１０とを挟持することが可能ある。

ただし、図１１に示すように、リード部品４１０ａとリード部品４１０ｂとは、近い位置に散在されており、リード部品４１０ａの第４側面５１０と、リード部品４１０ｂの第４側面５１０との隙間は非常に少ない。このため、リード部品４１０ａの第４側面５１０と、リード部品４１０ｂの第４側面５１０との隙間に、チャックの爪を挿入することができず、リード部品４１０ａ及び、リード部品４１０ｂをチャックによって把持することができない。

また、部品保持具３３２として、吸着ノズルを採用した場合には、リード部品４１０の上方を向いている第１側面５０４若しくは、第２側面５０６において、リード部品４１０を吸着保持することができる。なお、第２姿勢のリード部品４１０の第２側面５０６は傾斜しているが、保持具旋回装置３３４によってホルダ３４０を第２側面５０６の傾斜角度に応じて旋回させることで、図１２に示すように、部品保持具３３２としての吸着ノズルは、第２側面５０６に対して直角になる。これにより、吸着ノズルによって第２側面５０６を適切に吸着保持できる。ただし、リード部品４１０ｄは、側壁部２２８に近い位置に散在されている。このため、リード部品４１０ｄの第２側面５０６を吸着保持するべく、部品保持具３３２が傾斜されると、部品保持具３３２が側壁部２２８に当接し、リード部
品４１０ｄを吸着ノズルによって吸着保持することができない。

このように、種々の状態で散在されたリード部品４１０を、１種類の部品保持具３３２では、適切に保持することができない場合がある。このため、ばら部品供給装置３２では、リード部品４１０を保持するための部品保持具３３２として、吸着ノズルとチャックとの２種類の保持具が設定されている。詳しくは、ばら部品供給装置３２の記憶装置４５６には、図１４に示すように、部品の種類と、その部品を保持可能な部品保持具３３２と、部品保持具３３２によって保持される部品の保持面とが関連付けて、対比テーブルとして記憶されている。この対比テーブルでは、リード部品４１０に対して、吸着ノズルＡとチャックＡとが設定されている。そして、吸着ノズルでは、保持面として、第１側面５０４若しくは、第２側面５０６が設定され、チャックでは、保持面として、第３側面５０８及び第４側面５１０が設定されている。

なお、保持具ステーション３５０には、複数種類の吸着ノズル３３２ａと、複数種類のチャック３３２ｂとが収納されているが、それら複数種類の吸着ノズル３３２ａのうちの所定の種類の吸着ノズルＡと、複数種類のチャック３３２ｂのうちの所定の種類のチャックＡとが、対比テーブルに記憶されている。また、リード部品４１０と異なる種類の部品に対しても、部品の吸着ノズル３３２ａによる吸着面，チャック３３２ｂによる把持面の形状、面積等に応じて、複数種類の吸着ノズル３３２ａおよびチャック３３２ｂのうちの複数種類のものが、対比テーブルに記憶されている。なお、複数種類の部品に対して、１種類の吸着ノズル３３２ａ若しくは、チャック３３２ｂが設定されている場合もあり、また、所定の部品の吸着面、若しくは、把持面の面に対して、複数種類の吸着ノズル３３２ａ若しくは、チャック３３２ｂが設定されている場合もある。

そして、リード部品４１０が部品支持部材２２０の上に散在されると、撮像装置８４のカメラ２９０が、カメラ移動装置２９２の作動により、部品支持部材２２０の上方に移動し、リード部品４１０を撮像する。そして、カメラ２９０により撮像された撮像データ、および、対比テーブルに基づいて、リード部品４１０を保持可能な部品保持具（以下、「対象部品保持具」と記載する場合がある）が、リード部品毎に特定される。具体的には、まず、撮像データに基づいて、部品支持部材２２０の上に散在されている部品が、リード部品４１０であることが特定される。そして、対比テーブルに基づいて、リード部品４１０の対象部品保持具として、吸着ノズルＡ及び、チャックＡが特定される。次に、リード部品４１０ａに対して、リード部品４１０ｂの存在により、チャックＡで保持できないため、対象部品保持具として、吸着ノズルＡが特定される。また、リード部品４１０ｂに対して、リード部品４１０ａの存在により、チャックＡで保持できないため、対象部品保持具として、吸着ノズルＡが特定される。また、リード部品４１０ｃに対して、保持に障害となるものが存在しないため、対象部品保持具として、吸着ノズルＡ及びチャックＡが特定される。また、リード部品４１０ｄに対して、側壁部２２８の存在により、吸着ノズルＡで保持できないため、対象部品保持具として、チャックＡが特定される。

このように、部品支持部材２２０の上の複数のリード部品毎に対象部品保持具が特定されると、その特定された対象部品保持具によってリード部品４１０が保持される。詳しくは、例えば、部品保持ヘッド３０２のホルダ３４０に吸着ノズルＡが装着されている場合には、リード部品４１０ａとリード部品４１０ｂとリード部品４１０ｃとのうちの何れかのリード部品４１０が、吸着ノズルＡによって吸着保持される。また、例えば、部品保持ヘッド３０２のホルダ３４０にチャックＡが装着されている場合には、リード部品４１０ｃとリード部品４１０ｄとの何れかのリード部品４１０が、チャックＡによって把持される。以下の説明では、部品保持ヘッド３０２に、複数種類の吸着ノズル３３２ａ及びチャック３３２ｂのうちのチャックＡが装着されている場合について説明する。

チャックＡが装着された部品保持ヘッド３０２は、リード部品４１０ｃとリード部品４１０ｄと何れかの上方に移動され、チャックＡによってリード部品４１０ｃとリード部品４１０ｄと何れかが把持される。そして、部品保持ヘッド３０２が部品キャリヤ３８８の上方に移動させられるが、この際に、部品キャリヤ３８８は、部品キャリヤ移動装置３９０の作動により、部品受取位置に移動している。また、部品保持ヘッド３０２が部品キャリヤ３８８の上方に移動する際に、部品保持具３３２は、旋回位置に旋回される。さらに、旋回位置の部品保持具３３２に保持されたリード部品４１０のリード４１４が、鉛直方向での下方を向くように、部品保持具３３２は、保持具回転装置３３５の作動により、回転される。

部品保持ヘッド３０２が部品キャリヤ３８８の上方に移動すると、リード４１４が鉛直方向での下方を向いた状態のリード部品４１０が、部品受け部材３９２内に挿入される。これにより、リード部品４１０は、図８に示すように、リード４１４を鉛直方向での下方に向けた状態で、部品受け部材３９２に載置される。

そして、リード部品４１０が部品受け部材３９２に載置されると、部品キャリヤ３８８は、部品キャリヤ移動装置３９０の作動により、部品供給位置に移動する。部品供給位置に移動した部品キャリヤ３８８は、作業ヘッド６０，６２の移動範囲に位置しているため、ばら部品供給装置３２では、この位置においてリード部品４１０が供給される。このように、ばら部品供給装置３２では、リード４１４が下方を向き、リード４１４が接続された底面５００と対向する上面５０２が上方を向いた状態で、リード部品４１０が供給される。このため、作業ヘッド６０，６２の部品保持具６６は、適切にリード部品４１０を保持することが可能となる。

また、部品保持ヘッド３０２が部品キャリヤ３８８に向かって移動し、部品受け部材３９２へのリード部品４１０の載置を行っている間に、部品支持部材２２０の上に散在されているリード部品４１０が、カメラ２９０によって、再度、撮像され、その撮像データと対比テーブルとに基づいて、再度、リード部品毎に対象部品保持具が特定される。つまり、部品保持具３３２によってリード部品４１０が保持される毎に、リード部品４１０が、カメラ２９０によって、撮像され、その撮像データと対比テーブルとに基づいて、リード部品毎に対象部品保持具が特定される。これは、部品保持具３３２によってリード部品４１０が保持される際に、部品支持部材２２０の上のリード部品４１０の位置がズレる虞があるためである。そして、部品保持ヘッド３０２は、リード部品４１０を部品キャリヤ３８８の部品受け部材３９２に載置した後に、部品支持部材２２０の上方に戻される。

部品保持ヘッド３０２が部品支持部材２２０の上方に戻されると、対象部品保持具としてチャックＡが特定されたリード部品４１０が有る場合には、そのリード部品４１０がチャックＡによって把持される。そして、上述したように、把持されたリード部品４１０が、部品受け部材３９２に載置される。一方、対象部品保持具としてチャックＡが特定されたリード部品４１０が無い場合には、部品保持ヘッド３０２が、保持具ステーション３５０の上方に移動され、ホルダ３４０に装着されているチャックＡが、保持具ステーション３５０に収容される。そして、保持具ステーション３５０に収容されている複数種類の吸着ノズル３３２ａ及びチャック３３２ｂのなかから、吸着ノズルＡが、ホルダ３４０に装着される。そして、部品保持ヘッド３０２が、部品支持部材２２０の上方に移動される。

部品保持ヘッド３０２が部品支持部材２２０の上方に移動されると、対象部品保持具として吸着ノズルＡが特定されたリード部品４１０が、吸着ノズルＡによって吸着保持される。そして、上述したように、把持されたリード部品４１０が、部品受け部材３９２に載置される。このように、ばら部品供給装置３２では、吸着ノズルＡとチャックＡとの一方によってリード部品４１０が保持され、部品支持部材２２０の上にその一方によって保持
可能なリード部品４１０が無くなると、吸着ノズルＡとチャックＡとの他方によってリード部品４１０が保持される。これにより、部品支持部材２２０に散在された多くのリード部品４１０を、部品保持具３３２によって保持することが可能となる。

また、上記説明では、部品支持部材２２０の上のリード部品４１０が部品保持具３３２によって保持される毎に、部品支持部材２２０のリード部品４１０がカメラ２９０によって撮像されるが、１度の撮像により、複数のリード部品４１０を順次、部品保持具３３２により保持することも可能である。詳しくは、撮像データと対比テーブルとに基づいて、リード部品毎に対象部品保持具が特定されると、リード部品毎の位置情報と、そのリード部品毎の対象部品保持具に関する情報（以下、「位置・保持具情報」と記載する場合がある）が、記憶装置４５６に記憶される。

そして、部品保持ヘッド３０２に装着されたチャックＡ、若しくは、吸着ノズルＡによってリード部品４１０が保持される際に、記憶装置４５６に記憶された位置・保持具情報が参照される。これにより、部品支持部材２２０上のリード部品４１０の位置が特定され、そのリード部品４１０に応じた対象部品保持具が特定される。このため、位置・保持具情報に基づいて、位置の特定されたリード部品４１０が、そのリード部品４１０に応じて特定された部品保持具３３２によって保持される。つまり、部品保持ヘッド３０２に装着されている部品保持具３３２によってリード部品４１０が保持され、その保持された部品が、部品受け部材３９２に載置された後に、カメラ２９０による撮像は行われずに、記憶装置４５６に記憶された位置・保持具情報に基づいて、次のリード部品４１０が、部品保持ヘッド３０２に装着されている部品保持具３３２によって保持される。また、部品保持ヘッド３０２に装着された部品保持具３３２が、保持具ステーション３５０に収容されている部品保持具３３２に交換された後にも、カメラ２９０による撮像は行われずに、記憶装置４５６に記憶された位置・保持具情報に基づいて、次のリード部品４１０が、交換された部品保持具３３２によって保持される。これにより、カメラ２９０による撮像回数を低減することが可能となる。

また、ばら部品供給装置３２では、リード部品４１０以外にも、リード４１４の無い電子回路部品を供給することが可能である。以下に、図１５に示す形状の電子回路部品５２０が供給される手法について説明する。電子回路部品５２０は、概して直方体形状をしており、６つの面を有している。それら６つの面は、表面積の大きい上面５２２と、その上面５２２と対向する底面５２４と、４つの側面５２６，５２８，５３０，５３２である。そして、それら４つの側面５２６，５２８，５３０，５３２のうち側面（以下、「第１側面」と記載する場合がある）５２６と、側面（以下、「第２側面」と記載する場合がある）５２８とが対向し、側面（以下、「第３側面」と記載する場合がある）５３０と、側面（以下、「第４側面」と記載する場合がある）５３２とが対向している。なお、第１側面５２６及び、第２側面５２８は、上面５２２及び底面５２４の長辺に連続し、第３側面５３０及び、第４側面５３２は、上面５２２及び底面５２４の短辺に連続する。

このような形状の電子回路部品５２０が、リード部品４１０と同様の手順に従って、部品支持部材２２０の上に散在されると、電子回路部品５２０は、上面５２２若しくは、底面５２４を上方に向けた姿勢で部品支持部材２２０の上において支持される。これは、上面５２２及び底面５２４以外の面、つまり、４つの側面５２６，５２８，５３０，５３２の表面積が小さいためである。

このような姿勢で散在される電子回路部品５２０に対しては、図１６に示す対比テーブルが記憶装置４５６に記憶されている。電子回路部品５２０に対する対比テーブルでは、対象部品保持具として、複数種類の吸着ノズル３３２ａ及びチャック３３２ｂのなかから、チャックＢとチャックＣとが設定されている。チャックＢの１対の爪は、比較的、接近
した状態で配設されており、チャックＣの１対の爪は、比較的、離間した状態で配設されている。このため、チャックＢでは、保持面として、第１側面５２６及び第２側面５２８が設定され、チャックＣでは、保持面として、第３側面５３０及び第４側面５３２が設定されている。

このように設定された対比テーブルを用いて、部品支持部材２２０に散在された電子回路部品５２０毎に対象部品保持具が特定される際にも、リード部品４１０の時と同様に、カメラ２９０によって部品支持部材２２０が撮像される。これにより、撮像データに基づいて、部品支持部材２２０の上に散在されている部品が、電子回路部品５２０であることが特定される。そして、対比テーブルに基づいて、電子回路部品５２０の対象部品保持具として、チャックＢ及び、チャックＣが特定される。次に、電子回路部品５２０ａに対して、電子回路部品５２０ｂの存在により、チャックＣで保持できないため、対象部品保持具として、チャックＢが特定される。また、電子回路部品５２０ｂに対して、電子回路部品５２０ａの存在により、チャックＣで保持できないため、対象部品保持具として、チャックＢが特定される。また、電子回路部品５２０ｃに対して、保持に障害となるものが存在しないため、対象部品保持具として、チャックＢ及びチャックＣが特定される。また、電子回路部品５２０ｄに対して、電子回路部品５２０ｅの存在により、チャックＢで保持できないため、対象部品保持具として、チャックＣが特定される。また、電子回路部品５２０ｅに対して、電子回路部品５２０ｄの存在により、チャックＢで保持できないため、対象部品保持具として、チャックＣが特定される。また、電子回路部品５２０ｆに対して、側壁部２２８の存在により、チャックＣで保持できないため、対象部品保持具として、チャックＢが特定される。

このように、部品支持部材２２０の上の複数の電子回路部品５２０毎に対象部品保持具が特定されると、その特定された対象部品保持具によって、電子回路部品５２０が保持される。なお、対象部品保持具による電子回路部品５２０の保持手法、及び、保持された電子回路部品５２０の部品受け部材３９２への載置手法は、リード部品４１０の保持手法及び、リード部品４１０の部品受け部材３９２への載置手法と同じであるため、説明を省略する。なお、電子回路部品５２０が保持される際においても、リード部品４１０と同様に、電子回路部品５２０が保持される毎に、部品支持部材２２０が撮像され、その撮像データと対比テーブルとに基づいて、対象部品保持具が特定されてもよく、記憶装置４５６に記憶された位置・保持具情報に基づいて対象部品保持具が特定されてもよい。

（ｂ）部品の回収
また、ばら部品供給装置３２では、部品支持部材２２０の上に散在するリード部品４１０若しくは、電子回路部品５２０を回収することが可能である。詳しくは、部品支持部材２２０が、部品支持部材移動装置２２２の作動により、部品供給器８８の下方に向かって移動させられる。この際、図１７に示すように、部品支持部材２２０の上にリード部品４１０が散在されている場合には、そのリード部品４１０が、部品供給器８８の傾斜板１５２によって堰き止められ、部品支持部材２２０上のリード部品４１０が、部品回収容器２６２の内部に掻き落とされる。

次に、部品回収容器２６２が、容器昇降装置２６０の作動により、上昇する。この際、図５に示すように、部品回収容器２６２に配設された突出ピン２７２が、サイドフレーム部１９０の内側に配設された係合ブロック２７４に係合する。これにより、部品回収容器２６２は回動し、部品回収容器２６２内のリード部品４１０が、部品収納器１００の内部に戻される。

なお、ばら部品供給装置３２では、上述したように、リード部品４１０は、チャック若しくは、吸着ノズルの２種類の部品保持具３３２によって、部品支持部材２２０からピッ
クアップされる。また、電子回路部品５２０は、チャックＢ若しくは、チャックＣの２種類の部品保持具３３２によって、部品支持部材２２０からピックアップされる。このため、ばら部品供給装置３２では、部品収納器１００に戻されるリード部品４１０若しくは、電子回路部品５２０の数を少なくすることが可能となる。

そして、部品収納器１００にリード部品４１０、若しくは、電子回路部品５２０が戻されると、作業者が、部品供給器８８のグリップ１０４を把持することで、上述したように、部品供給器８８のロックが解除される。そして、作業者が、部品供給器８８を持ち上げることで、部品供給器８８が１対のサイドフレーム部１９０の間から取り外される。これにより、ばら部品供給装置３２の外部において、部品供給器８８からリード部品４１０が回収される。

なお、部品供給装置３２の個別制御装置４５２は、図９に示すように、決定部４７０、部品保持部４７２、記憶制御部４７４を有している。決定部４７０は、撮像データと対比テーブルとに基づいて、対象部品保持具を決定するための機能部である。部品保持部４７２は、決定された対象部品保持具によって部品を保持するための機能部である。記憶制御部４７４は、記憶装置４５６に記憶された位置・保持具情報に基づいて、部品保持具３３２によって部品を保持するための機能部である。

また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、位置・保持具情報に基づいて、部品支持部材２２０の上の全ての部品がピックアップされているが、位置・保持具情報に基づいて、１種類の部品保持具３３２によって保持可能な部品をピックアップし、別の種類の部品保持具３３２により部品を保持する前に、部品支持部材２２０を再度、カメラ２９０により撮像し、新たな位置・保持具情報を作成してもよい。つまり、例えば、記憶装置４５６に記憶された位置・保持具情報に基づいて、吸着ノズルによってリード部品４１０を保持する。そして、吸着ノズルがチャックに交換された後に、カメラ２９０により部品支持部材２２０を撮像し、その撮像データと対比テーブルとに基づいて、新たな位置・保持具情報を作成する。そして、その新たな位置・保持具情報に基づいて、チャックによってリード部品４１０を保持してもよい。

３２：ばら部品供給装置（部品供給システム）８４：撮像装置２２０：部品支持部材（部品支持部）３００：部品保持ヘッド移動装置（移動装置）３０２：部品保持ヘッド（作業ヘッド）３３２：部品保持具（吸着ノズル）（把持具）４５２：個別制御装置（制御装置）４５６：記憶装置

Claims

対向する一対の平面を複数組有する同じ種類の複数の部品をさまざまな姿勢に散在した状態で支持する部品支持部と、
複数種類の保持具のうちから択一的にひとつの保持具を保持する保持ヘッドと、
前記複数種類の保持具のうちのひとつの種類の保持具であり、前記部品支持部の上面に支持された部品を吸着保持する吸着ノズルと、
前記吸着ノズルの軸芯を鉛直軸線に対して任意の角度に旋回させる保持具旋回装置と、
前記吸着ノズルと前記保持ヘッドとを前記部品支持部上の任意の位置に移動させる移動装置と、
前記保持ヘッドと前記保持具旋回装置と前記移動装置との作動を制御する制御装置と、
を備え、
前記保持ヘッドが択一的に保持した前記吸着ノズルが前記部品支持部の上面のみに接触して散在された部品を保持するピッキング装置であって、
前記制御装置が、
前記部品支持部の上面に支持された前記複数の部品を前記鉛直軸線に沿って上方から撮像した１度の撮像による撮像データに基づいて前記部品支持部の上面のみに接触して散在された部品の姿勢を取得し、取得した前記部品支持部の上面のみに接触して散在された部品が有する前記複数組の対向する一対の平面のうちの斜め上方を向いたひとつの面に前記保持ヘッドが択一的に保持した前記吸着ノズルの軸芯が直角になるように、前記保持具旋回装置が前記吸着ノズルの軸芯を旋回させ、軸芯を旋回させた前記吸着ノズルが前記部品支持部の上面のみに接触して散在された部品を吸着して、前記保持ヘッドが択一的に保持した前記吸着ノズルを変更することなく前記１度の撮像による撮像データに基づいて、前記部品支持部の上面のみに接触して散在された部品のうちの同じ姿勢の部品をひとつずつ保持することを特徴とする散在部品のピッキング装置。