JP7389478B2 - ワーク供給装置とそれを備えたピッキングシステム - Google Patents
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Description
特許法第３０条第２項適用 第６回インターフェックスＷｅｅｋ大阪－医薬品・化粧品 研究・製造展－、令和２年２月２６日～令和２年２月２８日
本発明は複数のワークを搬送路で運搬し、運搬路上でワークを離隔させた後、ロボットで個別に保持して所定の場所へ移動させるために用いられるワーク供給装置とそれを備えたピッキングシステムに関する。
従来、エレクトロニクス分野における半導体チップの生産ラインや各種産業における生産ラインにおいて、ワーク（部品）を供給するためのワーク供給装置が設置され、カメラを用いてワークの状態を画像処理してワークの重なりや向きを調整したり、ワークの供給量を制御することが一般的となっている。また、ワーク供給装置から供給されるワークを整列・加工・組立等の作業をするロボットも併設され、ワークのピッキング（取り出し）に要する時間を短縮したり、ピッキングの精度を高めることで効率的に作業を進める工夫もされるようになってきた。
例えば、特許文献１には、「パーツフィーダ」という名称で、待機ワークのオーバーフローを複数段階で調整可能なパーツフィーダが開示されている。
この発明では、複数のワークを搬送路で搬送する場合に、ワークの基準姿勢との相違を複数段階で求めて姿勢を判別する姿勢判別手段と、基準姿勢と相違すると判断されたワークを搬送路上から排除可能な排除手段を設けて、待機ワークの量が多い場合には、排除手段の精度を高めて排除量を多くし、待機ワーク量が少ない場合には排除手段の精度を低くして排除量を少なくして、搬送路の下流側に適量の待機ワークを安定的にストックさせることが可能である。
この発明では、複数のワークを搬送路で搬送する場合に、ワークの基準姿勢との相違を複数段階で求めて姿勢を判別する姿勢判別手段と、基準姿勢と相違すると判断されたワークを搬送路上から排除可能な排除手段を設けて、待機ワークの量が多い場合には、排除手段の精度を高めて排除量を多くし、待機ワーク量が少ない場合には排除手段の精度を低くして排除量を少なくして、搬送路の下流側に適量の待機ワークを安定的にストックさせることが可能である。
また、特許文献２には、「ピッキングシステム」という名称で、コンベアで搬送されるワークの画像を取得し、取得した画像に対してエッジ検出を行い、検出結果に対してエッジパターン情報を用いたエッジパターンマッチングを行うことで、ワークの重なりを検知し、最上部に位置するワークに対して保持動作及び移動動作を可能とすることで、良品のワークの取りこぼしを防止することができる技術が開示されている。
特許文献３には、「ピッキングシステム、対象物情報導出装置、および、ピッキング方法」という名称で、ロボットのピッキング処理の制約に拘わらず、効率よく対象物情報を導出し、ピッキングに費やす処理時間の短縮化を図ることが可能な技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示される技術は、排除手段の精度の高低の設定は、待機ワーク量の多少に影響を受けて制御されるものの、そもそも待機ワークが生じること自体に対する効率や精度を高めることができないという課題があった。
また、特許文献２に開示される技術でも、重なっている良品のワークを検出してピッキングできるものの、重なりを生じることなく、良品のワークが多数の場合、すなわち取りこぼしを生じる前提がないラインにおいて、基本的なピッキング動作効率を向上させることが難しいという課題があった。
特許文献３に開示される技術では、対象物（ワーク）を検出する光学式検出装置と、検出された対象物の位置及び姿勢を示す対象物情報を導出する対象物情報導出装置と、対象物情報を導出させる情報導出要求を発するとともに、導出された対象物情報に基づいて対象物をピッキングさせるピッキング指令を発するロボット制御装置を備えている。このような構成によって、ピッキングの処理時間を短縮させることが可能であるものの、ロボットのシーケンス制御上の問題から、光学式検出装置の検索範囲からロボットが出る時間を見計らって対象物情報を導出しているため、対象物情報に対する情報導出要求の本質的なタイミングとはずれを生じ、また、十分な対象物が光学式検出装置の検索範囲に存在しているか否かも不明であり、総合的なピッキングシステムの効率や精度の向上は困難である可能性があるという課題があった。
また、特許文献２に開示される技術でも、重なっている良品のワークを検出してピッキングできるものの、重なりを生じることなく、良品のワークが多数の場合、すなわち取りこぼしを生じる前提がないラインにおいて、基本的なピッキング動作効率を向上させることが難しいという課題があった。
特許文献３に開示される技術では、対象物（ワーク）を検出する光学式検出装置と、検出された対象物の位置及び姿勢を示す対象物情報を導出する対象物情報導出装置と、対象物情報を導出させる情報導出要求を発するとともに、導出された対象物情報に基づいて対象物をピッキングさせるピッキング指令を発するロボット制御装置を備えている。このような構成によって、ピッキングの処理時間を短縮させることが可能であるものの、ロボットのシーケンス制御上の問題から、光学式検出装置の検索範囲からロボットが出る時間を見計らって対象物情報を導出しているため、対象物情報に対する情報導出要求の本質的なタイミングとはずれを生じ、また、十分な対象物が光学式検出装置の検索範囲に存在しているか否かも不明であり、総合的なピッキングシステムの効率や精度の向上は困難である可能性があるという課題があった。
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、ロボットを用いたピッキングシステムに採用されるワーク搬送装置において、ピッキングが実行されるまでの搬送路でワークの姿勢を修正させつつ、ワークの必要供給量を維持しながら、ピッキングの処理時間の短縮を図ることで、ピッキングシステム全体の総合的な精度と効率を向上させることが可能なワーク供給装置及びピッキングシステムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、第１の発明であるワーク供給装置は、ワークを搬送する第１の搬送路と、この第１の搬送路から前記ワークを受ける振動フィーダと、この振動フィーダから前記ワークを受けて搬送する第２の搬送路と、前記第１及び第２の搬送路及び前記振動フィーダの駆動を制御する搬送制御部を備え、前記第２の搬送路は、前記振動フィーダから前記ワークを受けるバッファエリアと、このバッファエリアに隣接し、前記ワークを前記バッファエリアからロボットが作業するピッキングエリアと、を有し、前記振動フィーダ及び前記第２の搬送路のバッファエリアを撮像する第１のカメラと、前記ピッキングエリアを撮像する第２のカメラと、前記第１のカメラの撮像データから前記振動フィーダ及び前記バッファエリアに存在する前記ワークを認識するワーク認識処理部と、前記第２のカメラの撮像データから前記ピッキングエリアに存在する前記ワークを認識し、前記ロボットへ前記ワークの存在情報を送信するワーク取出指示部と、を有し、前記ワーク取出指示部は、前記ピッキングエリアに予め定めたワークの数が不足する場合に、前記第２の搬送路を駆動させて前記バッファエリア内に存在する前記ワークを前記ピッキングエリアに供給するよう前記搬送制御部に第２搬送駆動信号を送信することを特徴とするものである。
上記構成のワーク供給装置では、第１の搬送路からワークを受ける振動フィーダがワークの重なりをばらして姿勢を修正するように作用する。また、第２の搬送路をバッファエリアとピッキングエリアに区分けし、第１のカメラで振動フィーダとバッファエリアを撮像し、第２のカメラでピッキングエリアを撮像することで、ワークの供給を行うエリアの撮像とピッキングを行うエリアの撮像を別個独立に行うように作用する。さらに、ワーク取出指示部は、第２のカメラの撮像データからピッキングエリアに存在するワークを認識して、ピッキングエリアに予め定めたワークの数が不足する場合には、搬送制御部に第２の搬送路を駆動させるための第２搬送駆動信号を送信するように作用する。
なお、本願におけるワークの「認識」とは、ワークの撮像データを解析して、ワークの位置、姿勢（向き）、数量、面積（総面積）に関するデータを取得することを意味する。
また、本願発明では、ワーク認識処理部やワーク取出指示部等「部」という語を含んだ構成要素を用いているが、この「部」とは、手段を意味し、具体的には特定の動作を実行するための「素子」や「電子回路」、あるいは「構成物のユニット」又は「それらが集合した装置」を概念化して示したものである。
上記構成のワーク供給装置では、第１の搬送路からワークを受ける振動フィーダがワークの重なりをばらして姿勢を修正するように作用する。また、第２の搬送路をバッファエリアとピッキングエリアに区分けし、第１のカメラで振動フィーダとバッファエリアを撮像し、第２のカメラでピッキングエリアを撮像することで、ワークの供給を行うエリアの撮像とピッキングを行うエリアの撮像を別個独立に行うように作用する。さらに、ワーク取出指示部は、第２のカメラの撮像データからピッキングエリアに存在するワークを認識して、ピッキングエリアに予め定めたワークの数が不足する場合には、搬送制御部に第２の搬送路を駆動させるための第２搬送駆動信号を送信するように作用する。
なお、本願におけるワークの「認識」とは、ワークの撮像データを解析して、ワークの位置、姿勢（向き）、数量、面積（総面積）に関するデータを取得することを意味する。
また、本願発明では、ワーク認識処理部やワーク取出指示部等「部」という語を含んだ構成要素を用いているが、この「部」とは、手段を意味し、具体的には特定の動作を実行するための「素子」や「電子回路」、あるいは「構成物のユニット」又は「それらが集合した装置」を概念化して示したものである。
また、第２の発明であるワーク供給装置は、第１の発明において、前記ワーク認識処理部は、前記バッファエリアに予め定めた前記ワークの数又は面積が不足する場合に、前記振動フィーダを駆動させて前記振動フィーダに存在する前記ワークを前記バッファエリアに供給するよう前記搬送制御部に振動搬送駆動信号を送信することを特徴とするものである。
上記構成のワーク供給装置では、第１の発明の作用に加えて、ワーク認識処理部が、搬送制御部と共に、バッファエリアに予め定めた数又は面積のワークを維持すべく補充するように作用する。
なお、第２の発明では、ワーク認識処理部と搬送制御部によるバッファエリアに対するワークの補充のタイミングは、特に限定するものではなくワーク処理装置が作動後、常時を含む概念である。
上記構成のワーク供給装置では、第１の発明の作用に加えて、ワーク認識処理部が、搬送制御部と共に、バッファエリアに予め定めた数又は面積のワークを維持すべく補充するように作用する。
なお、第２の発明では、ワーク認識処理部と搬送制御部によるバッファエリアに対するワークの補充のタイミングは、特に限定するものではなくワーク処理装置が作動後、常時を含む概念である。
そして、第３の発明であるワーク供給装置は、第２の発明において、前記ワーク認識処理部は、前記振動フィーダに予め定めた前記ワークの数又は面積が不足する場合に、前記第１の搬送路を駆動させて前記第１の搬送路に存在する前記ワークを前記振動フィーダに供給するよう前記搬送制御部に第１搬送駆動信号を送信することを特徴とするものである。
上記構成のワーク供給装置では、第２の発明の作用に加えて、ワーク認識処理部が、搬送制御部と共に、振動フィーダに予め定めた数又は面積のワークを維持すべく補充するように作用する。
なお、第３の発明では、ワーク認識処理部と搬送制御部による振動フィーダに対するワークの補充のタイミングは、特に限定するものではなくワーク処理装置が作動後、常時を含む概念である。
上記構成のワーク供給装置では、第２の発明の作用に加えて、ワーク認識処理部が、搬送制御部と共に、振動フィーダに予め定めた数又は面積のワークを維持すべく補充するように作用する。
なお、第３の発明では、ワーク認識処理部と搬送制御部による振動フィーダに対するワークの補充のタイミングは、特に限定するものではなくワーク処理装置が作動後、常時を含む概念である。
第４の発明であるワーク供給装置は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、前記ワーク取出指示部による前記ピッキングエリアの前記ワークの認識とその後の前記第２搬送駆動信号の送信は、前記ロボットによる前記ワークのピッキング動作が完了したタイミングで実行されることを特徴とするものである。
上記構成のワーク供給装置においては、第１乃至第３のいずれか１つの発明の作用に加えて、ワーク取出指示部が、ロボットによるワークのピッキング動作の完了のタイミングでワークの認識と駆動信号の送信を実行するので、ロボットのピッキング動作後の移動動作時にピッキングエリアのワークの補充するように作用する。
なお、本願における「ピッキング動作」とは、ロボットのハンド（エンドエフェクタ）等によるワークの把持、吸着の動作そのものを意味し、その後の移動や整列、復帰等の動作を含まないので、ピッキングシステムにおけるハンド等の動作全体を総称するものではない。
上記構成のワーク供給装置においては、第１乃至第３のいずれか１つの発明の作用に加えて、ワーク取出指示部が、ロボットによるワークのピッキング動作の完了のタイミングでワークの認識と駆動信号の送信を実行するので、ロボットのピッキング動作後の移動動作時にピッキングエリアのワークの補充するように作用する。
なお、本願における「ピッキング動作」とは、ロボットのハンド（エンドエフェクタ）等によるワークの把持、吸着の動作そのものを意味し、その後の移動や整列、復帰等の動作を含まないので、ピッキングシステムにおけるハンド等の動作全体を総称するものではない。
第５の発明であるワーク供給装置は、第４の発明において、前記ワーク認識処理部は、前記第２搬送駆動信号の送信を受けた前記搬送制御部が前記第２の搬送路を搬送させた後、前記バッファエリアに予め定めた前記ワークの数又は面積が不足する場合に、前記振動フィーダを駆動させて前記振動フィーダに存在する前記ワークを前記バッファエリアに供給するよう前記搬送制御部に振動搬送駆動信号を送信し、かつ、前記振動フィーダに予め定めた前記ワークの数又は面積が不足する場合に、前記第１の搬送路を駆動させて前記第１の搬送路に存在する前記ワークを前記振動フィーダに供給するよう前記搬送制御部に第１搬送駆動信号を送信することを特徴とするものである。
上記構成のワーク供給装置では、第４の発明の作用に加えて、ロボットによるワークのピッキング動作の完了のタイミングで、ワーク認識処理部も、搬送制御部と共に、振動フィーダ及びバッファエリアに予め定めた数又は面積のワークを維持すべく補充するように作用する。
なお、第２搬送駆動信号の送信を受けた搬送制御部が第２の搬送路を搬送させた後とは、第２の搬送路を搬送のために起動させた直後から停止までを含む概念である。この間の振動フィーダ及びバッファエリアへのワークの補充タイミングは、ピッキングエリアに既に存在しているワークへの振動への影響や第１及び第２のカメラによる撮像への影響を考慮しながら決定されるように作用する。
上記構成のワーク供給装置では、第４の発明の作用に加えて、ロボットによるワークのピッキング動作の完了のタイミングで、ワーク認識処理部も、搬送制御部と共に、振動フィーダ及びバッファエリアに予め定めた数又は面積のワークを維持すべく補充するように作用する。
なお、第２搬送駆動信号の送信を受けた搬送制御部が第２の搬送路を搬送させた後とは、第２の搬送路を搬送のために起動させた直後から停止までを含む概念である。この間の振動フィーダ及びバッファエリアへのワークの補充タイミングは、ピッキングエリアに既に存在しているワークへの振動への影響や第１及び第２のカメラによる撮像への影響を考慮しながら決定されるように作用する。
第６の発明であるワーク供給装置は、第１乃至第５のいずれか１つの発明において、前記振動フィーダは、前記バッファエリアとの境界を形成する端辺の少なくとも一部が、前記ワークの搬送方向に垂直な方向に対して、角度θを形成しており、このθは０°＜θ＜９０°であることを特徴とするものである。
上記構成のワーク供給装置では、第１乃至第５の発明の作用に加えて、振動フィーダの端辺が角度を形成しているので、振動フィーダからバッファエリアへ移動するワークを搬送方向に対して小出しに供給するように作用する。
上記構成のワーク供給装置では、第１乃至第５の発明の作用に加えて、振動フィーダの端辺が角度を形成しているので、振動フィーダからバッファエリアへ移動するワークを搬送方向に対して小出しに供給するように作用する。
第７の発明であるピッキングシステムは、前記ワークをハンドでピッキングしてその後に予め定められた作業を実施するロボットと、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のワーク供給装置と、を有し、前記ロボットは、前記ワーク供給装置の前記ワーク取出指示部から前記ワークの存在情報を受信して、前記ハンドの移動の可否を判断してピッキング動作を実行させるハンド操作制御部を有することを特徴とするものである。
上記構成のピッキングシステムは、ロボットのハンド操作制御部がワーク供給装置のワーク取出指示部からワークの存在情報を受信して、ハンドの移動の可否を判断してピッキング動作を実行させるように作用する。
上記構成のピッキングシステムは、ロボットのハンド操作制御部がワーク供給装置のワーク取出指示部からワークの存在情報を受信して、ハンドの移動の可否を判断してピッキング動作を実行させるように作用する。
第８の発明であるピッキングシステムは、第７の発明において、前記ロボットの前記ハンドが前記ワークのピッキング動作を完了したタイミングで、前記ピッキングエリアに存在する前記ワークを認識し前記ピッキングエリアに予め定めたワークの数が不足する場合に前記第２搬送駆動信号を前記搬送制御部へ送信するよう前記ワーク取出指示部へ命令信号を送信するワーク確認指示部を有することを特徴とするものである。
上記構成のピッキングシステムは、第７の発明の作用に加えて、ワーク確認指示部が、ワーク取出指示部や搬送制御部と共に、ピッキングエリアに予め定めた数のワークを維持すべく補充するように作用する。しかも、そのタイミングはロボットのハンドがワークのピッキング動作を完了した時であり、最短時間でピッキングエリアに存在するワークを認識し、ロボットへワークの存在情報を送信すると同時に、ピッキングエリアに予め定めたワークの数が不足する場合には第２の搬送路を駆動させてバッファエリア内に存在するワークをピッキングエリアに供給するよう搬送制御部に駆動信号を送信するように作用する。
上記構成のピッキングシステムは、第７の発明の作用に加えて、ワーク確認指示部が、ワーク取出指示部や搬送制御部と共に、ピッキングエリアに予め定めた数のワークを維持すべく補充するように作用する。しかも、そのタイミングはロボットのハンドがワークのピッキング動作を完了した時であり、最短時間でピッキングエリアに存在するワークを認識し、ロボットへワークの存在情報を送信すると同時に、ピッキングエリアに予め定めたワークの数が不足する場合には第２の搬送路を駆動させてバッファエリア内に存在するワークをピッキングエリアに供給するよう搬送制御部に駆動信号を送信するように作用する。
第９の発明であるピッキングシステムは、第８の発明において、前記ワーク認識処理部は、第２搬送駆動信号の送信を受けた前記搬送制御部が前記第２の搬送路を搬送させた後、前記バッファエリアに予め定めた前記ワークの数又は面積が不足する場合に、前記振動フィーダを駆動させて前記振動フィーダに存在する前記ワークを前記バッファエリアに供給するよう前記搬送制御部に振動搬送駆動信号を送信し、かつ、前記振動フィーダに予め定めた前記ワークの数又は面積が不足する場合に、前記第１の搬送路を駆動させて前記第１の搬送路に存在する前記ワークを前記振動フィーダに供給するよう前記搬送制御部に第１搬送駆動信号を送信することを特徴とするものである。
上記構成のピッキングシステムは、第８の発明の作用に加えて、ロボットによるワークのピッキング動作の完了のタイミングで、ワーク供給装置のワーク認識処理部も、搬送制御部と共に、振動フィーダ及びバッファエリアに予め定めた数又は面積のワークを維持すべく補充するように作用する。
なお、第２搬送駆動信号の送信を受けた搬送制御部が第２の搬送路を搬送させた後の概念は第５の発明と同様である。
上記構成のピッキングシステムは、第８の発明の作用に加えて、ロボットによるワークのピッキング動作の完了のタイミングで、ワーク供給装置のワーク認識処理部も、搬送制御部と共に、振動フィーダ及びバッファエリアに予め定めた数又は面積のワークを維持すべく補充するように作用する。
なお、第２搬送駆動信号の送信を受けた搬送制御部が第２の搬送路を搬送させた後の概念は第５の発明と同様である。
第１の発明に係るワーク供給装置では、振動フィーダがワークの重なりをばらすので、第１のカメラ及び第２のカメラによって撮像された際に、認識の精度を向上させることが可能である。また第１のカメラと第２のカメラの２台を備えて、それぞれ振動フィーダとバッファエリア、ピッキングエリアを別個独立に撮像することができるので、それぞれ独立に制御することが可能となり、ワーク供給装置を流れるワークの制御を効率的に実行することが可能である。さらに、ピッキングエリアに隣接するバッファエリアを設けることで、ピッキングエリアに存在するワークを撮像する第２のカメラの撮像データからピッキングエリアに予め定めたワークの数が不足する場合には、すぐにワークの補充が可能となる。しかも、バッファエリアは第１のカメラで撮像し、ピッキングエリアは第２のカメラで撮像してそれぞれ別個の撮像データとしてワークの認識が処理されるため、バッファエリアからピッキングエリアへのワークの移動を明確に認識することが可能であり、その結果、ワークの搬送精度を向上させることができる。
第２の発明に係るワーク供給装置では、第１の発明の効果に加えて、ワーク認識処理部が、搬送制御部と共に、バッファエリアに予め定めた数又は面積のワークを補充するので、バッファエリアに必要なワークの数又は面積を維持することが可能である。
第３の発明に係るワーク供給装置では、第２の発明の効果に加えて、ワーク認識処理部が、搬送制御部と共に、振動フィーダに予め定めた数又は面積のワークを補充するので、振動フィーダに必要なワークの数又は面積を維持することが可能である。
第４の発明に係るワーク供給装置では、第１の発明乃至第３の発明のいずれか１つの発明の効果に加えて、ワーク取出指示部によるワークの認識と第２搬送駆動信号の送信の実行が、ロボットによるワークのピッキング動作の完了のタイミングであるので、ロボットのピッキング動作後の移動動作時というロボットによるピッキング動作には無関係な空白時間にロボットによる次回ピッキング動作に必要なワークの補充をすることができる。すなわち、ロボットによるピッキング動作、移動動作、整列動作、復帰動作という一連の動作に必要な時間を短縮することが可能となる。
第５の発明に係るワーク供給装置は、第４の発明の効果に加えて、ロボットによるワークのピッキング動作の完了のタイミングで、ワーク認識処理部も、搬送制御部と共に、振動フィーダ及びバッファエリアに予め定めた数又は面積のワークを補充することができるので、振動フィーダやバッファエリアへの補充もロボットのピッキング動作とは無関係な空白時間（待ち時間）に実行することが可能であり、ロボットによる一連の動作に必要な時間として上乗せする必要がない。また、次回のピッキングのために予め定めた数のワークが存在しない場合に、ピッキングエリアにバッファエリアから不足なく補充することが可能である。
第６の発明に係るワーク供給装置は、第１乃至第５のいずれか１つの発明の効果に加えて、振動フィーダの端辺が角度θを形成しているので、ワークが搬送方向に一様に振動フィーダ上を振動によって移動すると、バッファエリアには、搬送方向の手前側から奥側へ亘って搬送方向に対して分布して移動するため、バッファエリアから隣接するピッキングエリアに対する搬送では、搬送方向に沿って小出しに搬送させることが可能である。すなわち、一度にピッキングエリアへ搬送されるワークの数量を抑制することが可能であり、この角度θを変更することで、供給したいワークの数量を制御することが可能である。
第７の発明に係るピッキングシステムは、第１乃至第３のいずれか１つの発明の効果に加えて、ロボットにワークをハンドでピッキングさせて、その後に予め定められた作業を実施することが可能である。
第８の発明に係るピッキングシステムは、第７の発明の効果に加え、ワーク確認指示部が、ロボットのハンドがワークのピッキング動作を完了したタイミングで、ピッキングエリアに存在するワークを認識しピッキングエリアに予め定めたワークの数が不足する場合に第２搬送駆動信号を搬送制御部へ送信するようワーク取出指示部へ命令信号を送信するので、ロボットのピッキング動作後の移動動作時というロボットによるピッキング動作には無関係な空白時間に次回ピッキング動作に必要なワークの補充をすることができる。すなわち、ロボットによるピッキング動作、移動動作、整列動作、復帰動作という一連の動作に必要な時間を短縮することが可能となる。また、ロボットにワークをハンドでピッキングさせて、その後に予め定められた作業を実施することが可能である。
第９の発明に係るピッキングシステムは、第８の発明の効果に加え、ロボットによるワークのピッキング動作の完了のタイミングで、ワーク認識処理部も、搬送制御部と共に、振動フィーダ及びバッファエリアに予め定めた数又は面積のワークを補充することができるので、振動フィーダやバッファエリアへの補充もロボットのピッキング動作とは無関係な空白時間に実行することが可能であり、ロボットによる一連の動作に必要な時間として上乗せする必要がない。また、次回のピッキングのために予め定めた数のワークが存在しない場合に、ピッキングエリアにバッファエリアから不足なく補充することが可能である。
以下に、本発明の第１の実施の形態に係るワーク供給装置及びピッキングシステムについて図１－図５を参照しながら説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係るワーク供給装置及びピッキングシステムのブロック図である。図２は本発明の第１の実施の形態に係るワーク供給装置及びピッキングシステムの外形図である。
図１及び図２において、ワーク供給装置１は、ワーク供給制御装置２２、第１カメラ２０、第２カメラ２１及び撮像データバッファメモリ２６の他、ワークの重なりをばらしながら下流側へ移動させることが可能な振動フィーダ３と、ワークを振動フィーダ３へ供給するための第１の搬送路２（図２のみに示す。）と、振動フィーダ３からワークを受ける第２の搬送路４を備えている。
また、本実施の形態では、振動フィーダ３の部分を振動エリア１２と呼び、第２の搬送路４のうち、上流側に存在して振動フィーダ３からワークを受ける部分をバッファエリア１３、ロボット８によってワークがピッキング動作等を受ける部分をピッキングエリア１４と呼ぶ。
第１カメラ２０は、振動フィーダ３の振動エリア１２と第２の搬送路４のバッファエリア１３を第１カメラ撮像エリア２０ａとするカメラであり、第２カメラ２１は、第２の搬送路４のピッキングエリア１４を第２カメラ撮像エリア２１ａとするカメラであり、それぞれ別個独立に撮影することが可能である。なお、第１カメラ２０及び第２カメラ２１は、画像処理を高速に実行できる２次元カメラであることが望ましいが、３次元カメラを除外するものではない。
撮像データバッファメモリ２６には、第１カメラ２０によって撮影された振動エリア撮像データ２７及びバッファエリア撮像データ２８が一時的に保存され、第２カメラ２１によって撮影されたピッキングエリア撮像データ２９が一時的に保存される。
また、ワーク供給制御装置２２には、ワーク認識処理部２３、ワーク取出指示部２４及び搬送制御部２５が含まれる。
ワーク認識処理部２３では、振動エリア撮像データ２７及びバッファエリア撮像データ２８を用いた画像処理によって振動エリア１２及びバッファエリア１３におけるワークの認識が実行され、さらに、振動エリア１２に予め定めたワークの数が不足する場合には、搬送制御部２５に対して第１搬送駆動信号を送信して第１の搬送路２（図２のみに示す。）を駆動させる。また、バッファエリア１３に予め定めたワークの数が不足する場合にも、搬送制御部２５に対して振動駆動信号を送信して振動フィーダ３を駆動させる。
ワーク取出指示部２４では、ワーク認識処理部２３とは別個独立に、ピッキングエリア撮像データ２９を用いた画像処理によってワークの認識と、ピッキングエリア１４に予め定めたワークの数が不足する場合に、搬送制御部２５に対して第２搬送駆動信号を送信して第２の搬送路４を駆動させる。さらに、後述するロボット８のロボット制御装置３０のハンド操作制御部３１に対して、ワークの認識に基づくワークの存在情報を送信する。
搬送制御部２５は、上述の駆動信号を受信した場合に、第１の搬送路２（図２のみに示す。）、振動フィーダ３あるいは第２の搬送路４をそれぞれ駆動させる。
図１は本発明の第１の実施の形態に係るワーク供給装置及びピッキングシステムのブロック図である。図２は本発明の第１の実施の形態に係るワーク供給装置及びピッキングシステムの外形図である。
図１及び図２において、ワーク供給装置１は、ワーク供給制御装置２２、第１カメラ２０、第２カメラ２１及び撮像データバッファメモリ２６の他、ワークの重なりをばらしながら下流側へ移動させることが可能な振動フィーダ３と、ワークを振動フィーダ３へ供給するための第１の搬送路２（図２のみに示す。）と、振動フィーダ３からワークを受ける第２の搬送路４を備えている。
また、本実施の形態では、振動フィーダ３の部分を振動エリア１２と呼び、第２の搬送路４のうち、上流側に存在して振動フィーダ３からワークを受ける部分をバッファエリア１３、ロボット８によってワークがピッキング動作等を受ける部分をピッキングエリア１４と呼ぶ。
第１カメラ２０は、振動フィーダ３の振動エリア１２と第２の搬送路４のバッファエリア１３を第１カメラ撮像エリア２０ａとするカメラであり、第２カメラ２１は、第２の搬送路４のピッキングエリア１４を第２カメラ撮像エリア２１ａとするカメラであり、それぞれ別個独立に撮影することが可能である。なお、第１カメラ２０及び第２カメラ２１は、画像処理を高速に実行できる２次元カメラであることが望ましいが、３次元カメラを除外するものではない。
撮像データバッファメモリ２６には、第１カメラ２０によって撮影された振動エリア撮像データ２７及びバッファエリア撮像データ２８が一時的に保存され、第２カメラ２１によって撮影されたピッキングエリア撮像データ２９が一時的に保存される。
また、ワーク供給制御装置２２には、ワーク認識処理部２３、ワーク取出指示部２４及び搬送制御部２５が含まれる。
ワーク認識処理部２３では、振動エリア撮像データ２７及びバッファエリア撮像データ２８を用いた画像処理によって振動エリア１２及びバッファエリア１３におけるワークの認識が実行され、さらに、振動エリア１２に予め定めたワークの数が不足する場合には、搬送制御部２５に対して第１搬送駆動信号を送信して第１の搬送路２（図２のみに示す。）を駆動させる。また、バッファエリア１３に予め定めたワークの数が不足する場合にも、搬送制御部２５に対して振動駆動信号を送信して振動フィーダ３を駆動させる。
ワーク取出指示部２４では、ワーク認識処理部２３とは別個独立に、ピッキングエリア撮像データ２９を用いた画像処理によってワークの認識と、ピッキングエリア１４に予め定めたワークの数が不足する場合に、搬送制御部２５に対して第２搬送駆動信号を送信して第２の搬送路４を駆動させる。さらに、後述するロボット８のロボット制御装置３０のハンド操作制御部３１に対して、ワークの認識に基づくワークの存在情報を送信する。
搬送制御部２５は、上述の駆動信号を受信した場合に、第１の搬送路２（図２のみに示す。）、振動フィーダ３あるいは第２の搬送路４をそれぞれ駆動させる。
次に、本実施の形態に係るピッキングシステム１１のロボット８について説明する。ロボット８は、本実施の形態においては、水平多関節ロボット（スカラロボット）を採用しているが、このタイプのロボットに限定するものではない。図１において、ロボット８は、ハンド９とその端部にエンドエフェクタ１０，１０を備えるロボット本体８ａとロボット制御装置３０を備えている。エンドエフェクタ１０には、例えば真空装置等の吸引装置を備えてワーク５ｄを吸着するタイプのものをはじめ、機械的に把持するタイプのものもあり、ワークをピッキングすることが可能であれば、エンドエフェクタ１０の種類は限定するものではない。本実施の形態では、エンドエフェクタ１０を２基備えるロボット本体８ａを採用しているが、エンドエフェクタ１０の数は１基でも３基以上の複数でもよく、限定するものではない。
ロボット制御装置３０には、ハンド操作制御部３１とワーク確認指示部３２が含まれており、ハンド操作制御部３１は、ワーク供給装置１のワーク取出指示部２４からピッキングエリア１４におけるワークの認識に基づく存在情報を受信して、ハンド９の移動の可否を判断してピッキング動作を実行させる。
ワーク確認指示部３２は、ロボット８のハンド９がワーク５ｄのピッキング動作を完了したタイミングで、ピッキングエリア１４に存在するワーク５ｄを認識し、ピッキングエリア１４に予め定めたワークの数が不足する場合には、第２搬送駆動信号を搬送制御部２５へ送信するようにワーク取出指示部２４へ命令信号を送信する。
ロボット制御装置３０には、ハンド操作制御部３１とワーク確認指示部３２が含まれており、ハンド操作制御部３１は、ワーク供給装置１のワーク取出指示部２４からピッキングエリア１４におけるワークの認識に基づく存在情報を受信して、ハンド９の移動の可否を判断してピッキング動作を実行させる。
ワーク確認指示部３２は、ロボット８のハンド９がワーク５ｄのピッキング動作を完了したタイミングで、ピッキングエリア１４に存在するワーク５ｄを認識し、ピッキングエリア１４に予め定めたワークの数が不足する場合には、第２搬送駆動信号を搬送制御部２５へ送信するようにワーク取出指示部２４へ命令信号を送信する。
このようなワーク供給装置１及びロボット８から構成されるピッキングシステム１１では、図２に示されるように、上流側の第１の搬送路２から白矢印で示されるようにワーク５ａが搬送され、第１の搬送路２の突き当りに直角方向に搬送方向を変える振動フィーダ３が存在しており、ワーク５ａは振動フィーダ３上に搬送される。振動フィーダ３は振動装置を備えてワーク５ｂを振動させ、振動の波によって下流側へと搬送される。その際に振動によって重なるように供給されたワーク５ｂが個々のワーク５ｂにばらされる。
この振動フィーダ３は第２の搬送路４の上側に跨設されているため、搬送されるワーク５ｂは振動フィーダ３の下流側の端部に到達すると、そこから第２の搬送路４の上にわずかに落下するようにして移送される。振動フィーダ３からの落下点の近傍がバッファエリア１３であるが、振動フィーダ３からの落下によってもワーク５ｂはばらされるので、第２の搬送路４のバッファエリア１３においては、ワーク５ｃはほぼ重なりを生じておらず、個々のワーク５ｃが接触していない離散状態となっている。
このバッファエリア１３に隣接した第２の搬送路４がピッキングエリア１４である。バッファエリア１３とピッキングエリア１４で区分されているが、第２の搬送路４は分断されていないので、バッファエリア１３のワーク５ｃを搬送するために第２の搬送路４を駆動させると、ピッキングエリア１４のワーク５ｄも搬送されることになる。
ピッキングエリア１４では前述のとおり、ロボット８によってワーク５ｄがピッキングされるが、ピッキングされずに残ったワーク５ｄは、第２の搬送路４の最下流側に備えられた回収ホッパー６によって回収され、再度、第１の搬送路２の上流側に搬送されて、第１の搬送路２から振動フィーダ３、第２の搬送路４の順序で繰り返しワークを供給することができる。
図２に示されるように、ロボット８はワーク５ｄをピッキングした後、ワーク整列搬送路７上にワーク５ｅとして整列させる。本実施の形態ではロボット８がピッキングしたワーク５ｄを整列させたが、この他にもロボット８を用いる目的に応じて、加工や組立も考えられ、整列に限定するものではない。
次に、図３－５を参照しながら、ワーク供給装置１及びロボット８も備えたピッキングシステム１１の動作について詳細に説明する。
この振動フィーダ３は第２の搬送路４の上側に跨設されているため、搬送されるワーク５ｂは振動フィーダ３の下流側の端部に到達すると、そこから第２の搬送路４の上にわずかに落下するようにして移送される。振動フィーダ３からの落下点の近傍がバッファエリア１３であるが、振動フィーダ３からの落下によってもワーク５ｂはばらされるので、第２の搬送路４のバッファエリア１３においては、ワーク５ｃはほぼ重なりを生じておらず、個々のワーク５ｃが接触していない離散状態となっている。
このバッファエリア１３に隣接した第２の搬送路４がピッキングエリア１４である。バッファエリア１３とピッキングエリア１４で区分されているが、第２の搬送路４は分断されていないので、バッファエリア１３のワーク５ｃを搬送するために第２の搬送路４を駆動させると、ピッキングエリア１４のワーク５ｄも搬送されることになる。
ピッキングエリア１４では前述のとおり、ロボット８によってワーク５ｄがピッキングされるが、ピッキングされずに残ったワーク５ｄは、第２の搬送路４の最下流側に備えられた回収ホッパー６によって回収され、再度、第１の搬送路２の上流側に搬送されて、第１の搬送路２から振動フィーダ３、第２の搬送路４の順序で繰り返しワークを供給することができる。
図２に示されるように、ロボット８はワーク５ｄをピッキングした後、ワーク整列搬送路７上にワーク５ｅとして整列させる。本実施の形態ではロボット８がピッキングしたワーク５ｄを整列させたが、この他にもロボット８を用いる目的に応じて、加工や組立も考えられ、整列に限定するものではない。
次に、図３－５を参照しながら、ワーク供給装置１及びロボット８も備えたピッキングシステム１１の動作について詳細に説明する。
図３は本発明の第１の実施の形態に係るワーク供給装置及びピッキングシステムによって実行される動作フロー図であり、図４は同じくワーク供給装置及びピッキングシステムによって実行される動作のタイムチャート、図５はワーク供給装置の振動フィーダ及び第２の搬送路にワークが存在している状態を示す概念図である。図３に記載されている符号は、図１，２で付した構成要素の符号と同一であり、それぞれの動作を実行する構成要素を意味している。また、破線で囲む２つのエリアは符号１で示されるのがワーク供給装置であり、符号８で示されるのがロボットである。
図３において、第２カメラ２１がピッキングエリア１４を撮像してピッキングエリア撮像データ２９を得て、これを撮像データバッファメモリ２６で一時的に保存しながら、ワーク供給制御装置２２のワーク取出指示部２４で画像処理を行い、ワーク５ｄを認識することで、ワーク５ｄの数量を確認する。
次に、ワーク取出指示部２４は、図中ステップＳＡで、ピッキングエリア１４に予め定めたワーク５ｄの数が設定値以下で不足する場合に、搬送制御部２５に対して第２搬送駆動信号を送信して第２の搬送路４を駆動させる。ピッキングエリア１４とバッファエリア１３は図１に示すとおり隣接しているので、第２の搬送路４の駆動は、予め定めた短い距離（１ピッチ）を送るいわゆるピッチ送り搬送が適している。ピッチ送り搬送は短時間で搬送が完了し、ワーク搬送時間を短縮することができ、ピッキングシステム１１全体の効率が向上できるので望ましいが、ピッチ送り搬送に限定するものではなく、システムの状況に応じて搬送速度と搬送距離を定めてよい。
この後も図３中の右側に動作が展開されるが、ピッキングエリア１４に予め定めたワーク５ｄの数が不足していない場合における動作フローについて説明する。
図３において、第２カメラ２１がピッキングエリア１４を撮像してピッキングエリア撮像データ２９を得て、これを撮像データバッファメモリ２６で一時的に保存しながら、ワーク供給制御装置２２のワーク取出指示部２４で画像処理を行い、ワーク５ｄを認識することで、ワーク５ｄの数量を確認する。
次に、ワーク取出指示部２４は、図中ステップＳＡで、ピッキングエリア１４に予め定めたワーク５ｄの数が設定値以下で不足する場合に、搬送制御部２５に対して第２搬送駆動信号を送信して第２の搬送路４を駆動させる。ピッキングエリア１４とバッファエリア１３は図１に示すとおり隣接しているので、第２の搬送路４の駆動は、予め定めた短い距離（１ピッチ）を送るいわゆるピッチ送り搬送が適している。ピッチ送り搬送は短時間で搬送が完了し、ワーク搬送時間を短縮することができ、ピッキングシステム１１全体の効率が向上できるので望ましいが、ピッチ送り搬送に限定するものではなく、システムの状況に応じて搬送速度と搬送距離を定めてよい。
この後も図３中の右側に動作が展開されるが、ピッキングエリア１４に予め定めたワーク５ｄの数が不足していない場合における動作フローについて説明する。
ピッキングエリア１４に予め定めたワーク５ｄの数が不足していない場合は、ワーク取出指示部２４は、ロボット８のロボット制御装置３０のハンド操作制御部３１に対して、ワーク５ｄの認識に基づくワーク５ｄの存在情報、すなわち、ワーク５ｄの個数分それぞれの位置及び向きに関する情報を送信する。ハンド操作制御部３１は、ハンド９の移動の可否を判断し、否の場合は可否の判断を繰り返しつつ、可の場合には、ハンド９をピッキングエリア１４の１個目のワーク５ｄの位置に移動させ、そのワーク５ｄをピッキングする。その後、ハンド操作制御部３１は、ハンド９をピッキングエリア１４の２個目のワーク５ｄの位置に移動させ、そのワーク５ｄをピッキングする。
さらに、２個目のワーク５ｄのピッキング動作が完了した後に、ハンド操作制御部３１は、ハンド９を図２に示したワーク整列搬送路７（整列エリア）の１個目のワーク５ｄの置き位置に移動させ、１個目のワーク５ｄを整列させる。次に、ハンド操作制御部３１は、ハンド９を図２に示したワーク整列搬送路７（整列エリア）の２個目のワーク５ｄの置き位置に移動させ、２個目のワーク５ｄを整列させる。
その後、ハンド操作制御部３１は、ピッキングシステム１１を停止させるための停止信号の有無を確認し、ＯＦＦであれば、続いてハンド９の移動可否を判断して、上述のような動作を繰り返す。
一方、ＯＮであれば、ピッキングシステム１１は停止する。
さらに、２個目のワーク５ｄのピッキング動作が完了した後に、ハンド操作制御部３１は、ハンド９を図２に示したワーク整列搬送路７（整列エリア）の１個目のワーク５ｄの置き位置に移動させ、１個目のワーク５ｄを整列させる。次に、ハンド操作制御部３１は、ハンド９を図２に示したワーク整列搬送路７（整列エリア）の２個目のワーク５ｄの置き位置に移動させ、２個目のワーク５ｄを整列させる。
その後、ハンド操作制御部３１は、ピッキングシステム１１を停止させるための停止信号の有無を確認し、ＯＦＦであれば、続いてハンド９の移動可否を判断して、上述のような動作を繰り返す。
一方、ＯＮであれば、ピッキングシステム１１は停止する。
次に、図中のステップＳＡで、ピッキングエリア１４に予め定めたワーク５ｄの数が設定値以下で不足している場合における動作フローについて続けて説明する。
この場合、ワーク取出指示部２４は搬送制御部２５に対して第２搬送駆動信号を送信して第２の搬送路４をピッチ送り搬送させ、その上に示されるとおり搬送制御部２５は第２の搬送路４を停止させ、その後は再び、第２カメラ２１の撮像となる。
一方、第２の搬送路４が停止した後は、右隣に示されるとおり、ワーク取出指示部２４は第１カメラ２０に対して撮像指示信号を発信し、第１カメラ２０は振動エリア１２及びバッファエリア１３を撮像する。第１カメラ２０によって得られた振動エリア撮像データ２７及びバッファエリア撮像データ２８は、撮像データバッファメモリ２６へ一時的に保存され、ワーク供給制御装置２２のワーク認識処理部２３で画像処理を行い、ワーク５ｂ及びワーク５ｃを認識することで、振動エリア１２におけるワーク５ｂの数量、バッファエリア１３におけるワーク５ｃの数量を確認する。
バッファエリア１３において、予め定めたワーク５ｃの数が設定値以下で不足している場合には、ワーク認識処理部２３は搬送制御部２５に対して振動駆動信号を送信して振動フィーダ３を起動させる。その後、第１カメラ２０による撮像に戻り、上述の動作を繰り返す。一方、バッファエリア１３におけるワーク５ｃの数に不足がない場合は、ワーク認識処理部２３は搬送制御部２５に対して振動駆動停止信号を送信して振動フィーダ３を停止させる。したがって、一旦バッファエリア１３のワーク５ｃ数量が不足している場合に、振動フィーダ３が起動した後に、再度、ワーク認識処理部２３がワーク５ｃ数量を確認して、不足が解消された時点で振動フィーダ３は停止することになる。
一方、振動エリア１２において、予め定めたワーク５ｂの数が設定値以下で不足している場合には、ワーク認識処理部２３は搬送制御部２５に対して第１搬送駆動信号を送信して第１の搬送路２（供給コンベア）を起動させ、その後、第１カメラ２０による撮像に戻り、上述の動作を繰り返す。同様に、振動エリア１２におけるワーク５ｂの数に不足がない場合は、ワーク認識処理部２３は搬送制御部２５に対して第１搬送駆動停止信号を送信して振動フィーダ３を停止させる。したがって、振動エリア１２及びバッファエリア１３には常時予め定めたワークの数が待機可能であり、結局、その後のピッキングエリア１４へのワークの供給の信頼性を向上させることが可能である。
なお、本実施の形態では、ワーク取出指示部２４による第１カメラ２０への撮像指示信号の発信が第２の搬送路４の停止時となっているが、これは第１カメラ２０による撮像エリアに第２の搬送路４のバッファエリア１３が含まれており、第２の搬送路４が動作している最中にバッファエリア１３を撮像して正しくワーク５ｃの数を確認することができない可能性が高いと判断されるためである。しかしながら、第２の搬送路４の起動直後や停止までの間であっても第１カメラ２０でバッファエリア１３のワーク５ｃの数を正しく撮像可能で、ワーク認識処理部２３も確認が可能であれば、起動直後から停止までの間であってもよい。後述する第２変形例に対しても同様である。
この場合、ワーク取出指示部２４は搬送制御部２５に対して第２搬送駆動信号を送信して第２の搬送路４をピッチ送り搬送させ、その上に示されるとおり搬送制御部２５は第２の搬送路４を停止させ、その後は再び、第２カメラ２１の撮像となる。
一方、第２の搬送路４が停止した後は、右隣に示されるとおり、ワーク取出指示部２４は第１カメラ２０に対して撮像指示信号を発信し、第１カメラ２０は振動エリア１２及びバッファエリア１３を撮像する。第１カメラ２０によって得られた振動エリア撮像データ２７及びバッファエリア撮像データ２８は、撮像データバッファメモリ２６へ一時的に保存され、ワーク供給制御装置２２のワーク認識処理部２３で画像処理を行い、ワーク５ｂ及びワーク５ｃを認識することで、振動エリア１２におけるワーク５ｂの数量、バッファエリア１３におけるワーク５ｃの数量を確認する。
バッファエリア１３において、予め定めたワーク５ｃの数が設定値以下で不足している場合には、ワーク認識処理部２３は搬送制御部２５に対して振動駆動信号を送信して振動フィーダ３を起動させる。その後、第１カメラ２０による撮像に戻り、上述の動作を繰り返す。一方、バッファエリア１３におけるワーク５ｃの数に不足がない場合は、ワーク認識処理部２３は搬送制御部２５に対して振動駆動停止信号を送信して振動フィーダ３を停止させる。したがって、一旦バッファエリア１３のワーク５ｃ数量が不足している場合に、振動フィーダ３が起動した後に、再度、ワーク認識処理部２３がワーク５ｃ数量を確認して、不足が解消された時点で振動フィーダ３は停止することになる。
一方、振動エリア１２において、予め定めたワーク５ｂの数が設定値以下で不足している場合には、ワーク認識処理部２３は搬送制御部２５に対して第１搬送駆動信号を送信して第１の搬送路２（供給コンベア）を起動させ、その後、第１カメラ２０による撮像に戻り、上述の動作を繰り返す。同様に、振動エリア１２におけるワーク５ｂの数に不足がない場合は、ワーク認識処理部２３は搬送制御部２５に対して第１搬送駆動停止信号を送信して振動フィーダ３を停止させる。したがって、振動エリア１２及びバッファエリア１３には常時予め定めたワークの数が待機可能であり、結局、その後のピッキングエリア１４へのワークの供給の信頼性を向上させることが可能である。
なお、本実施の形態では、ワーク取出指示部２４による第１カメラ２０への撮像指示信号の発信が第２の搬送路４の停止時となっているが、これは第１カメラ２０による撮像エリアに第２の搬送路４のバッファエリア１３が含まれており、第２の搬送路４が動作している最中にバッファエリア１３を撮像して正しくワーク５ｃの数を確認することができない可能性が高いと判断されるためである。しかしながら、第２の搬送路４の起動直後や停止までの間であっても第１カメラ２０でバッファエリア１３のワーク５ｃの数を正しく撮像可能で、ワーク認識処理部２３も確認が可能であれば、起動直後から停止までの間であってもよい。後述する第２変形例に対しても同様である。
次に、ステップＳＢにおいて、ハンド９が２個目のワーク５ｄをピッキングした後に図中右側へ進む動作について説明を追加する。
このステップＳＢでは、ピッキング動作の完了のタイミングでロボット制御装置３０のワーク確認指示部３２がワーク取出指示部２４に対して、ピッキングエリア１４に存在するワーク５ｄを認識し、ピッキングエリア１４に存在するワーク５ｄの数量が、予め定めた数から不足する場合には、搬送制御部２５に対して第２搬送駆動信号を送信するように命令信号を送信する。ワーク取出指示部２４は命令信号を受信して、ワーク５ｄを認識し、設定値以下であれば搬送制御部２５に対して第２搬送駆動信号を送信して第２の搬送路４をピッチ送り搬送させる。そして、ピッチ送り搬送後に搬送制御部２５は第２の搬送路４を停止させる。
この場合も、ワーク取出指示部２４は第１カメラ２０に対して撮像指示信号を発信し、第１カメラ２０の撮像から始まる図中右側に展開される動作が実行される。
一方、ワーク取出指示部２４はピッキングエリア１４にワーク５ｄが不足していない場合には、第２カメラ２１に対して撮像指示信号を発信し、第２カメラ２１はピッキングエリア１４を撮像し、ピッキングエリア撮像データ２９を得る。
このピッキングエリア撮像データ２９を撮像データバッファメモリ２６で一時的に保存しながら、ワーク供給制御装置２２のワーク取出指示部２４で画像処理を行い、ワーク５ｄを認識することで、ワーク５ｄの数量を確認する。その後、ワーク取出指示部２４は、ロボット８のロボット制御装置３０のハンド操作制御部３１に対して、ワーク５ｄの認識に基づくワーク５ｄの存在情報、すなわち、ワーク５ｄの個数分それぞれの位置及び向きに関する情報を送信する。その後の動作は既に説明したとおりである。
本実施の形態では既に述べたとおり、エンドエフェクタ１０を２基備えるロボット８を採用しているので、１個目、２個目のワークをピッキングしているが、エンドエフェクタ１０の数によって変更されることは言うまでもない。
このステップＳＢでは、ピッキング動作の完了のタイミングでロボット制御装置３０のワーク確認指示部３２がワーク取出指示部２４に対して、ピッキングエリア１４に存在するワーク５ｄを認識し、ピッキングエリア１４に存在するワーク５ｄの数量が、予め定めた数から不足する場合には、搬送制御部２５に対して第２搬送駆動信号を送信するように命令信号を送信する。ワーク取出指示部２４は命令信号を受信して、ワーク５ｄを認識し、設定値以下であれば搬送制御部２５に対して第２搬送駆動信号を送信して第２の搬送路４をピッチ送り搬送させる。そして、ピッチ送り搬送後に搬送制御部２５は第２の搬送路４を停止させる。
この場合も、ワーク取出指示部２４は第１カメラ２０に対して撮像指示信号を発信し、第１カメラ２０の撮像から始まる図中右側に展開される動作が実行される。
一方、ワーク取出指示部２４はピッキングエリア１４にワーク５ｄが不足していない場合には、第２カメラ２１に対して撮像指示信号を発信し、第２カメラ２１はピッキングエリア１４を撮像し、ピッキングエリア撮像データ２９を得る。
このピッキングエリア撮像データ２９を撮像データバッファメモリ２６で一時的に保存しながら、ワーク供給制御装置２２のワーク取出指示部２４で画像処理を行い、ワーク５ｄを認識することで、ワーク５ｄの数量を確認する。その後、ワーク取出指示部２４は、ロボット８のロボット制御装置３０のハンド操作制御部３１に対して、ワーク５ｄの認識に基づくワーク５ｄの存在情報、すなわち、ワーク５ｄの個数分それぞれの位置及び向きに関する情報を送信する。その後の動作は既に説明したとおりである。
本実施の形態では既に述べたとおり、エンドエフェクタ１０を２基備えるロボット８を採用しているので、１個目、２個目のワークをピッキングしているが、エンドエフェクタ１０の数によって変更されることは言うまでもない。
続いて、図４及び図５を参照しながら、ワーク供給装置１とロボット８の動作のタイミングについて説明を追加する。図５で、右下方の斜線の向きで表現された箇所及び直角を形成する２辺図形で表現された箇所は第１カメラ２０によって撮像される第１カメラ撮像エリア２０ａであり、このうち、振動フィーダ３の部分が振動エリア１２である。次に、右上方の斜線の向きで表現された箇所は第２カメラ２１で撮像される第２カメラ撮像エリア２１ａであり、この部分が第２の搬送路４のピッキングエリア１４である。そして、振動エリア１２とピッキングエリア１４の中間に位置して、前述の直角の２辺図形で表現された箇所は第２の搬送路４のバッファエリア１３である。
図４において、第２ＣＣＤカメラとあるのは第２カメラ２１、ワーク供給(下流)、搬送コンベアとあるのは、図５における第２の搬送路４によるバッファエリア１３からピッキングエリア１４への搬送動作を意味している。この搬送動作は、図３を参照して説明したとおり、ピッチ送り搬送となる。
バッファエリア１３とピッキングエリア１４は同じ第２の搬送路４で区分けされているので、ピッキングエリア１４でピッキングされないワーク５ｄも同時にピッチ送り搬送されて回収ホッパー６へ徐々に近づいていく。
また、整列ワーク搬送、整列コンベアとあるのは、図２に示されている整列されたワーク５ｅを搬送するために、ワーク整列搬送路７を作動させることを意味している。
さらに、ワーク供給（上流）、供給コンベアとあるのは第１の搬送路２（図２参照）及び図５における振動フィーダ３による第１の搬送路２から振動フィーダ３及び振動フィーダ３から第２の搬送路４のバッファエリア１３への両方の搬送動作を意味している。
図４において、第２ＣＣＤカメラとあるのは第２カメラ２１、ワーク供給(下流)、搬送コンベアとあるのは、図５における第２の搬送路４によるバッファエリア１３からピッキングエリア１４への搬送動作を意味している。この搬送動作は、図３を参照して説明したとおり、ピッチ送り搬送となる。
バッファエリア１３とピッキングエリア１４は同じ第２の搬送路４で区分けされているので、ピッキングエリア１４でピッキングされないワーク５ｄも同時にピッチ送り搬送されて回収ホッパー６へ徐々に近づいていく。
また、整列ワーク搬送、整列コンベアとあるのは、図２に示されている整列されたワーク５ｅを搬送するために、ワーク整列搬送路７を作動させることを意味している。
さらに、ワーク供給（上流）、供給コンベアとあるのは第１の搬送路２（図２参照）及び図５における振動フィーダ３による第１の搬送路２から振動フィーダ３及び振動フィーダ３から第２の搬送路４のバッファエリア１３への両方の搬送動作を意味している。
これらの動作は、欄外に示されるとおり時間間隔が０．１秒のマス目の時間軸によって表現されている。ピッキング１回目にロボット８のハンド９のエンドエフェクタ１０によって、１個目と２個目のワーク５ｄの吸着と整列が実行されることが示されている。２個目のワーク５ｄの吸着動作は、第２カメラ２１による撮影、処理が始まる０秒から０．７秒までに完了するが、そのタイミングで、搬送コンベア（第２の搬送路４）によってバッファエリア１３のワーク５ｃをピッキングエリア１４へピッチ送り搬送動作が実行される。すなわち、ピッキング１回目のワーク５ｄ１個目の整列と同時にピッチ送り搬送が実行されることになり、ロボット８のハンド９の動作とは独立に最も効率的に、２回目のピッキングに備えて、ピッキングエリア１４にワーク５ｄが供給されることになる。
ワーク供給（下流）が完了するのは、１．２秒までであるが、その次の０．１秒では、第２回目のピッキングのための第２カメラ２１による撮影と処理が実行され、そのタイミングと第１回目のピッキングの２個目の整列も実行されるため、無駄時間が発生することなく、２回目のピッキング動作に移行することが可能である。整列ワーク搬送の動作は、ロボット８のハンド９の整列動作の完了後に実行する必要があるので、ここではピッキング１回目において、２個目のワークの整列直後に実行されており無駄時間が発生することはない。
また、ワーク供給の上流側であるワーク供給（上流）とほぼ並行して実行されており、ピッキング動作中に第２の搬送路４を停止させなければならない状況時にその上流側の振動フィーダ３や第１の搬送路２と下流側のワーク整列搬送路７を独立に制御して駆動させることで無駄時間を極力発生させないようにすることが可能となっている。さらに、回収ホッパー６による回収の動作については図４に示されていないが、この動作は第２の搬送路４をはじめ振動フィーダ３や第１の搬送路２、ワーク整列搬送路７の動作とも独立して制御・駆動させることが可能であり、無駄時間が発生することがない。
本実施の形態では、エンドエフェクタ１０を２基備えていることから、ピッキングに際して１個目と２個目のワーク５ｄをピッキングし、それを移動させてそれぞれ整列させるため、２個目のワーク５ｄのピッキングから２個目のワーク５ｄを整列させてエンドエフェクタ１０が復帰するまでに要する時間が、１基のエンドエフェクタ１０を有する場合よりも長い。したがって、エンドエフェクタ１０の数によって、ワーク供給するための時間が変動することになり、必ずしも無駄時間が発生しないとも限らないが、少なくとも、ピッキング動作を完了してハンド９が移動する直前のタイミングでワーク供給のためのバッファエリア１３から隣接するピッキングエリア１４へワーク５ｃを搬送することが、効率を向上させるための重要なポイントとなる。ピッキングエリア１４の近傍のエリアに常にワーク５ｃを待機させておくことで、短時間に適量をピッキングエリア１４へ搬送することが可能である。
ワーク供給（下流）が完了するのは、１．２秒までであるが、その次の０．１秒では、第２回目のピッキングのための第２カメラ２１による撮影と処理が実行され、そのタイミングと第１回目のピッキングの２個目の整列も実行されるため、無駄時間が発生することなく、２回目のピッキング動作に移行することが可能である。整列ワーク搬送の動作は、ロボット８のハンド９の整列動作の完了後に実行する必要があるので、ここではピッキング１回目において、２個目のワークの整列直後に実行されており無駄時間が発生することはない。
また、ワーク供給の上流側であるワーク供給（上流）とほぼ並行して実行されており、ピッキング動作中に第２の搬送路４を停止させなければならない状況時にその上流側の振動フィーダ３や第１の搬送路２と下流側のワーク整列搬送路７を独立に制御して駆動させることで無駄時間を極力発生させないようにすることが可能となっている。さらに、回収ホッパー６による回収の動作については図４に示されていないが、この動作は第２の搬送路４をはじめ振動フィーダ３や第１の搬送路２、ワーク整列搬送路７の動作とも独立して制御・駆動させることが可能であり、無駄時間が発生することがない。
本実施の形態では、エンドエフェクタ１０を２基備えていることから、ピッキングに際して１個目と２個目のワーク５ｄをピッキングし、それを移動させてそれぞれ整列させるため、２個目のワーク５ｄのピッキングから２個目のワーク５ｄを整列させてエンドエフェクタ１０が復帰するまでに要する時間が、１基のエンドエフェクタ１０を有する場合よりも長い。したがって、エンドエフェクタ１０の数によって、ワーク供給するための時間が変動することになり、必ずしも無駄時間が発生しないとも限らないが、少なくとも、ピッキング動作を完了してハンド９が移動する直前のタイミングでワーク供給のためのバッファエリア１３から隣接するピッキングエリア１４へワーク５ｃを搬送することが、効率を向上させるための重要なポイントとなる。ピッキングエリア１４の近傍のエリアに常にワーク５ｃを待機させておくことで、短時間に適量をピッキングエリア１４へ搬送することが可能である。
以上説明したとおり、本実施の形態では、振動フィーダ３は振動によってワーク５ｂを搬送するので、図５に示されているような重なりを有するワーク５ｂでも、個々のワーク５ｂに離散させて姿勢を修正することが可能であり、バッファエリア１３を介してピッキングエリア１４に供給された際に、第２カメラ２１によって認識を容易として、ピッキングの精度を高めることが可能となっている。
また、ピッキングのための第２カメラ２１による第２カメラ撮像エリア２１ａはワーク供給のための第１カメラ２０による第１カメラ撮像エリア２０ａとは別個に区分けされているため、ピッキングのためのワーク５ｄの認識とワーク供給のためのワーク５ｂ，５ｃの認識のための撮像データの取得と画像処理は別個独立に実行可能である。したがって、バッファエリア１３からピッキングエリア１４へワーク５ｃが移動しワーク５ｄとなることを明確に認識することが可能であり、その結果、ワークの搬送精度を向上させることができるので、ワーク供給装置１とピッキングシステム１１の総合的な効率と精度を高めることが可能である。
さらに、ワークの供給は第１の搬送路２から振動フィーダ３、振動フィーダ３から第２の搬送路４のバッファエリア１３、第２の搬送路４のバッファエリア１３から第２の搬送路４のピッキングエリア１４と複数段階に分けて実行される。そのうち、ピッキング動作の少ない待ち時間毎に、バッファエリア１３からピッキングエリア１４への搬送、その後に、エンドエフェクタ１０によるピッキング動作のためピッキングエリア１４を搬送できない時間に、第１の搬送路２から振動フィーダ３及び振動フィーダ３からバッファエリア１３へ搬送と、ワーク５は区切られたエリア間を小分けに搬送されるため、ピッキングシステム１１全体での総合的な効率が向上されることになる。
また、ピッキングのための第２カメラ２１による第２カメラ撮像エリア２１ａはワーク供給のための第１カメラ２０による第１カメラ撮像エリア２０ａとは別個に区分けされているため、ピッキングのためのワーク５ｄの認識とワーク供給のためのワーク５ｂ，５ｃの認識のための撮像データの取得と画像処理は別個独立に実行可能である。したがって、バッファエリア１３からピッキングエリア１４へワーク５ｃが移動しワーク５ｄとなることを明確に認識することが可能であり、その結果、ワークの搬送精度を向上させることができるので、ワーク供給装置１とピッキングシステム１１の総合的な効率と精度を高めることが可能である。
さらに、ワークの供給は第１の搬送路２から振動フィーダ３、振動フィーダ３から第２の搬送路４のバッファエリア１３、第２の搬送路４のバッファエリア１３から第２の搬送路４のピッキングエリア１４と複数段階に分けて実行される。そのうち、ピッキング動作の少ない待ち時間毎に、バッファエリア１３からピッキングエリア１４への搬送、その後に、エンドエフェクタ１０によるピッキング動作のためピッキングエリア１４を搬送できない時間に、第１の搬送路２から振動フィーダ３及び振動フィーダ３からバッファエリア１３へ搬送と、ワーク５は区切られたエリア間を小分けに搬送されるため、ピッキングシステム１１全体での総合的な効率が向上されることになる。
次に、図６を参照しながら第１の実施の形態に係るワーク供給装置１の第１変形例を採用したピッキングシステムについて説明を追加する。
第１の実施の形態に係るワーク供給装置１では、上述のとおり、第２カメラ２１とは別個独立の第１カメラ２０によって振動エリア１２及びバッファエリア１３を撮像可能であり、それぞれのエリアに存在するワーク５ｂ及びワーク５ｃをその上流側である第１の搬送路２及び振動フィーダ３から供給することが可能であるので、変形例に係るワーク供給装置１ａでは、ワーク認識処理部２３は、バッファエリア１３に予め定めたワーク５ｃの数が不足する場合に、常時、振動フィーダ３を駆動させて振動フィーダに存在するワーク５ｂバッファエリア１３に供給するよう搬送制御部２５に振動搬送駆動信号を送信し、また、振動フィーダ３に予め定めたワーク５ｂの数が不足する場合に、第１の搬送路２を駆動させて第１の搬送路２に存在するワーク５ａを振動フィーダ３に供給するよう搬送制御部２５に第１搬送駆動信号を送信するようにしたものである。
具体的には、図６のステップＳＣとして示したステップから右に展開されているとおり、第１カメラ２０の撮像から始まり、第１の搬送路２や振動フィーダ３が起動しても停止しても連続して第１カメラ２０の撮像に戻るループを形成するものである。
本変形例では、ステップＳＣから常時、第１カメラ２０とワーク認識処理部２３等が作動するようにしているが、もちろん、図５に示される「搬送コンベア停止」のステップから始めてもよいし、開始直後の第２カメラ２１の撮像動作と同時に開始してもよい。つまり、第１カメラ２０とワーク認識処理部２３が第２カメラ２１とワーク取出指示部２４とは別個独立に構成されていることを最大限活用し、ロボット８によるピッキング動作や第２の搬送路４によるピッチ送り搬送の時間によらず、常時、ピッキングエリア１４に対してワークを搬送可能な準備を効率的に実行するためであれば、いずれの動作を起点としてもよい。
第１の実施の形態に係るワーク供給装置１では、上述のとおり、第２カメラ２１とは別個独立の第１カメラ２０によって振動エリア１２及びバッファエリア１３を撮像可能であり、それぞれのエリアに存在するワーク５ｂ及びワーク５ｃをその上流側である第１の搬送路２及び振動フィーダ３から供給することが可能であるので、変形例に係るワーク供給装置１ａでは、ワーク認識処理部２３は、バッファエリア１３に予め定めたワーク５ｃの数が不足する場合に、常時、振動フィーダ３を駆動させて振動フィーダに存在するワーク５ｂバッファエリア１３に供給するよう搬送制御部２５に振動搬送駆動信号を送信し、また、振動フィーダ３に予め定めたワーク５ｂの数が不足する場合に、第１の搬送路２を駆動させて第１の搬送路２に存在するワーク５ａを振動フィーダ３に供給するよう搬送制御部２５に第１搬送駆動信号を送信するようにしたものである。
具体的には、図６のステップＳＣとして示したステップから右に展開されているとおり、第１カメラ２０の撮像から始まり、第１の搬送路２や振動フィーダ３が起動しても停止しても連続して第１カメラ２０の撮像に戻るループを形成するものである。
本変形例では、ステップＳＣから常時、第１カメラ２０とワーク認識処理部２３等が作動するようにしているが、もちろん、図５に示される「搬送コンベア停止」のステップから始めてもよいし、開始直後の第２カメラ２１の撮像動作と同時に開始してもよい。つまり、第１カメラ２０とワーク認識処理部２３が第２カメラ２１とワーク取出指示部２４とは別個独立に構成されていることを最大限活用し、ロボット８によるピッキング動作や第２の搬送路４によるピッチ送り搬送の時間によらず、常時、ピッキングエリア１４に対してワークを搬送可能な準備を効率的に実行するためであれば、いずれの動作を起点としてもよい。
次に、図７及び図８を参照しながら、第１の実施の形態に係るワーク供給装置１の第２変形例（符号１ｂ）及び第３変形例（符号１ｃ）を採用したピッキングシステムについて説明を追加する。
図７は図３と、図８は図６と同様のワーク供給装置及びピッキングシステムによって実行される動作フロー図である。
図３や図６と異なるのは、第１カメラ２０によって撮像された振動エリア撮像データ２７やバッファエリア撮像データ２８を用いてワーク認識処理部２３で認識されるのが、ワーク５ｂやワーク５ｃの数ではなく、総面積である点である。
予め定めたワーク５ｂ，５ｃとして、数量を設定値とするのではなく、総面積を設定値としてワーク認識処理部２３が画像処理を行うものである。
それ以外は第１の実施の形態や第１変形例と同一であり、その他の動作も同一である。
数量ではなく、総面積とすることで、個体としてのワーク５ｂ，５ｃを認識することなく、全体の面積で処理することが可能であるため、処理時間や精度の点で数を認識する場合よりも有利となる。その他のワーク供給装置やピッキングシステム全体としての作用や効果は第１の実施の形態と同一であるので、説明を省略する。
図７は図３と、図８は図６と同様のワーク供給装置及びピッキングシステムによって実行される動作フロー図である。
図３や図６と異なるのは、第１カメラ２０によって撮像された振動エリア撮像データ２７やバッファエリア撮像データ２８を用いてワーク認識処理部２３で認識されるのが、ワーク５ｂやワーク５ｃの数ではなく、総面積である点である。
予め定めたワーク５ｂ，５ｃとして、数量を設定値とするのではなく、総面積を設定値としてワーク認識処理部２３が画像処理を行うものである。
それ以外は第１の実施の形態や第１変形例と同一であり、その他の動作も同一である。
数量ではなく、総面積とすることで、個体としてのワーク５ｂ，５ｃを認識することなく、全体の面積で処理することが可能であるため、処理時間や精度の点で数を認識する場合よりも有利となる。その他のワーク供給装置やピッキングシステム全体としての作用や効果は第１の実施の形態と同一であるので、説明を省略する。
最後に、図９を参照しながら、第２の実施の形態に係るワーク供給装置及びピッキングシステムについて説明する。第２の実施の形態では、バッファエリア１３との境界を形成する振動フィーダ３ａの端辺３ｂが、ワーク５ｂの搬送方向に垂直な方向に対して角度θを形成しており、このθが０°＜θ＜９０°であるものである。なお、振動エリア１２、バッファエリア１３及びピッキングエリア１４を表現する図形の地模様は図５と同一である。
このように端辺３ｂを形成させることで、振動フィーダ３ａの振動によって搬送されるワーク５ｂは、端辺３ｂが搬送方向に垂直な場合に比較して、端辺３ｂが搬送方向に長くなるため、振動フィーダ３ａからバッファエリア１３へ搬送毎に搬送方向に広がって供給されることになる。したがって、搬送方向に広がりを持たずに搬送される端辺とは異なり、ピッキングエリア１４へ供給されるワーク５ｃを単位搬送距離当たりに万遍なく小出しにすることが可能である。また、過不足なくピッキングエリア１４へ供給されることによって、回収ホッパー６に回収されるワーク５ｄ数を減らすことも可能であり、ワーク供給装置全体としての作動効率を向上させることが可能である。
なお、この図７では端辺３ｂのすべてが角度θを形成しているが、一部であって、それ以外が搬送方向に垂直であってもよい。また、角度θが小さいと前述の小出しの効果が小さくなり、角度θが大きいと振動フィーダ３ａの振動エリア１２が狭くなってしまうので、そのような観点からは３０°＜θ＜６０°がより望ましい。
本実施の形態では、ワーク供給装置における振動フィーダ３ａを中心に示して説明したが、この振動フィーダ３ａを採用するピッキングシステムも可能であり、そのようなピッキングシステムであれば、上述の効果を発揮させることが可能であり、ピッキングシステム全体の作動効率を向上させることも可能である。
このように端辺３ｂを形成させることで、振動フィーダ３ａの振動によって搬送されるワーク５ｂは、端辺３ｂが搬送方向に垂直な場合に比較して、端辺３ｂが搬送方向に長くなるため、振動フィーダ３ａからバッファエリア１３へ搬送毎に搬送方向に広がって供給されることになる。したがって、搬送方向に広がりを持たずに搬送される端辺とは異なり、ピッキングエリア１４へ供給されるワーク５ｃを単位搬送距離当たりに万遍なく小出しにすることが可能である。また、過不足なくピッキングエリア１４へ供給されることによって、回収ホッパー６に回収されるワーク５ｄ数を減らすことも可能であり、ワーク供給装置全体としての作動効率を向上させることが可能である。
なお、この図７では端辺３ｂのすべてが角度θを形成しているが、一部であって、それ以外が搬送方向に垂直であってもよい。また、角度θが小さいと前述の小出しの効果が小さくなり、角度θが大きいと振動フィーダ３ａの振動エリア１２が狭くなってしまうので、そのような観点からは３０°＜θ＜６０°がより望ましい。
本実施の形態では、ワーク供給装置における振動フィーダ３ａを中心に示して説明したが、この振動フィーダ３ａを採用するピッキングシステムも可能であり、そのようなピッキングシステムであれば、上述の効果を発揮させることが可能であり、ピッキングシステム全体の作動効率を向上させることも可能である。
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項９に記載された発明は、様々な産業分野における組立、加工、生産のために必要なワーク（部品）を供給するためのワーク供給装置及びピッキングシステムとして広く利用が可能である。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ…ワーク供給装置 ２…第１の搬送路 ３，３ａ…振動フィーダ ３ｂ…端辺 ４…第２の搬送路 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ…ワーク ６…回収ホッパー ７…ワーク整列搬送路 ８…ロボット ８ａ…ロボット本体 ９…ハンド １０…エンドエフェクタ １１…ピッキングシステム １２…振動エリア １３…バッファエリア １４…ピッキングエリア ２０…第１カメラ ２０ａ…第１カメラ撮像エリア ２１…第２カメラ ２１ａ…第２カメラ撮像エリア ２２…ワーク供給制御装置 ２３…ワーク認識処理部 ２４…ワーク取出指示部 ２５…搬送制御部 ２６…撮像データバッファメモリ ２７…振動エリア撮像データ ２８…バッファエリア撮像データ ２９…ピッキングエリア撮像データ ３０…ロボット制御装置 ３１…ハンド操作制御部 ３２…ワーク確認指示部
Claims (9)
- ワークを搬送する第１の搬送路と、この第１の搬送路から前記ワークを受ける振動フィーダと、この振動フィーダから前記ワークを受けて搬送する第２の搬送路と、前記第１及び第２の搬送路及び前記振動フィーダの駆動を制御する搬送制御部を備え、前記第２の搬送路は、前記振動フィーダから前記ワークを受けるバッファエリアと、このバッファエリアに隣接し、前記ワークを前記バッファエリアからロボットが作業するピッキングエリアと、を有し、前記振動フィーダ及び前記第２の搬送路のバッファエリアを撮像する第１のカメラと、前記ピッキングエリアを撮像する第２のカメラと、前記第１のカメラの撮像データから前記振動フィーダ及び前記バッファエリアに存在する前記ワークを認識するワーク認識処理部と、前記第２のカメラの撮像データから前記ピッキングエリアに存在する前記ワークを認識し、前記ロボットへ前記ワークの存在情報を送信するワーク取出指示部と、を有し、前記ワーク取出指示部は、前記ピッキングエリアに予め定めた前記ワークの数が不足する場合に、前記第２の搬送路を駆動させて前記バッファエリア内に存在する前記ワークを前記ピッキングエリアに供給するよう前記搬送制御部に第２搬送駆動信号を送信することを特徴とするワーク供給装置。
- 前記ワーク認識処理部は、前記バッファエリアに予め定めた前記ワークの数又は面積が不足する場合に、前記振動フィーダを駆動させて前記振動フィーダに存在する前記ワークを前記バッファエリアに供給するよう前記搬送制御部に振動搬送駆動信号を送信することを特徴とする請求項１記載のワーク供給装置。
- 前記ワーク認識処理部は、前記振動フィーダに予め定めた前記ワークの数又は面積が不足する場合に、前記第１の搬送路を駆動させて前記第１の搬送路に存在する前記ワークを前記振動フィーダに供給するよう前記搬送制御部に第１搬送駆動信号を送信することを特徴とする請求項２記載のワーク供給装置。
- 前記ワーク取出指示部による前記ピッキングエリアの前記ワークの認識とその後の前記第２搬送駆動信号の送信は、前記ロボットによる前記ワークのピッキング動作が完了したタイミングで実行されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のワーク供給装置。
- 前記ワーク認識処理部は、前記第２搬送駆動信号の送信を受けた前記搬送制御部が前記第２の搬送路を搬送させた後、前記バッファエリアに予め定めた前記ワークの数又は面積が不足する場合に、前記振動フィーダを駆動させて前記振動フィーダに存在する前記ワークを前記バッファエリアに供給するよう前記搬送制御部に振動搬送駆動信号を送信し、かつ、前記振動フィーダに予め定めた前記ワークの数又は面積が不足する場合に、前記第１の搬送路を駆動させて前記第１の搬送路に存在する前記ワークを前記振動フィーダに供給するよう前記搬送制御部に第１搬送駆動信号を送信することを特徴とする請求項４記載のワーク供給装置。
- 前記振動フィーダは、前記バッファエリアとの境界を形成する端辺の少なくとも一部が、前記ワークの搬送方向に垂直な方向に対して、角度θを形成しており、このθは０°＜θ＜９０°であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のワーク供給装置。
- 前記ワークをハンドでピッキングしてその後に予め定められた作業を実施するロボットと、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のワーク供給装置と、を有し、前記ロボットは、前記ワーク供給装置の前記ワーク取出指示部から前記ワークの存在情報を受信して、前記ハンドの移動の可否を判断してピッキング動作を実行させるハンド操作制御部を有することを特徴とするピッキングシステム。
- 前記ロボットの前記ハンドが前記ワークの前記ピッキング動作を完了したタイミングで、前記ピッキングエリアに存在する前記ワークを認識し前記ピッキングエリアに予め定めた前記ワークの数が不足する場合に前記第２搬送駆動信号を前記搬送制御部へ送信するよう前記ワーク取出指示部へ命令信号を送信するワーク確認指示部を有することを特徴とする請求項７記載のピッキングシステム。
- 前記ワーク認識処理部は、前記第２搬送駆動信号の送信を受けた前記搬送制御部が前記第２の搬送路を搬送させた後、前記バッファエリアに予め定めた前記ワークの数又は面積が不足する場合に、前記振動フィーダを駆動させて前記振動フィーダに存在する前記ワークを前記バッファエリアに供給するよう前記搬送制御部に振動搬送駆動信号を送信し、かつ、前記振動フィーダに予め定めた前記ワークの数又は面積が不足する場合に、前記第１の搬送路を駆動させて前記第１の搬送路に存在する前記ワークを前記振動フィーダに供給するよう前記搬送制御部に第１搬送駆動信号を送信することを特徴とする請求項８記載のピッキングシステム。
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