JP7487052B2 - ねじ供給装置及びねじ締めロボット - Google Patents

Description

本発明は、向きがバラバラのねじを整列させつつ所定の位置に移動させ、作業者等にねじを提供することが可能なねじ供給装置に関する。

作業者やロボットがねじ締め作業を行うにあたっては、収容した複数のねじを一定の個数ずつ供給することが可能なねじ供給装置が使用される。例えば下記の特許文献１には、このようなねじ供給装置と、ねじを締めるドライバを備えるねじ締め手段と、ワークに対してねじ締め手段を三次元的に相対移動させる移動手段とを備えるねじ締めロボットが示されている。特許文献１のねじ供給装置は、向きがバラバラの状態で収容されたねじを整列レール上で整列させつつ一定の個数ずつねじ待機場所に供給するよう構成されている。またねじ締め手段及び移動手段は、ねじ待機場所へ供給されたねじに向けてドライバを移動させた後、磁力やエア吸引力を利用してドライバにねじを吸着させ、ワークのねじ締め場所へドライバを移動させてこれを回転させるものである。このようなねじ供給装置、ねじ締め手段及び移動手段を所定のタイミングで動作させることによって特許文献１のねじ供給装置は、ねじ締め作業を自動で行うことができる。

実開平３－４４５３１号公報 特開２０１７－１０４９４２号公報

ところで特許文献１のものも含めて従来のねじ供給装置は、通常１種類のねじを供給することを前提としている。しかし、１種類のねじだけでねじ締め作業全体が完了するということは少なく、１つのワークにおいても複数種類のねじが使用されていることが大半である。

一方、複数種類のねじを使用できるものとして、特許文献２に示されたねじ締めロボットが既知である。このねじ締めロボットは、ねじの種類に応じた複数のねじ供給装置を備えているため、複数種類のねじを自動で締め付けることが可能である。しかし特許文献２のように構成する場合は、使用するねじの種類に対応させてねじ供給装置を準備する必要があるため、装置の大型化、複雑化、高コスト化を招くことになる。

なお、１種類のねじを供給する仕様のねじ供給装置はねじの選別機能を持たないため、仮にこの装置に複数種類のねじ（例えば長さのみが異なる２種類のねじ）を収容した場合、ねじ供給装置が備える整列レールには、長さの異なるねじが順不同で整列することになる。従って、ねじ待機場所には、長さの異なるねじがランダムに供給されることになるため、ねじ締め手段及び移動手段でねじ締め作業を実行すると、意図したものとは相違するねじでねじ締めが行われることになる。

このような問題点に鑑み、本発明は、従来の装置が抱えていた大型化、複雑化、高コスト化の問題を解決しつつ、複数種類のねじを収容した場合でも意図したねじを供給することが可能なねじ供給装置を提供することを目的とする。

本発明は、ねじを供給するねじ供給装置であって、複数種類のねじが収められる収容部と、前記収容部のねじを任意の順で待機位置に移送する移送部と、前記移送部を制御する制御部と、前記待機位置に移送される又は前記待機位置に移送されたねじの種類を検知する検知部と、を備え、前記移送部は、前記待機位置に移送される又は前記待機位置に移送されたねじを複数種類のねじが収められる前記収容部に直接戻す返却手段を有し、前記制御部は、検知されたねじの種類が供給すべきねじの種類と異なる場合は前記返却手段にねじ返却作業を実行させる、ことを特徴とする。

このようなねじ供給装置において、前記制御部は、供給すべきねじの種類に関する基準データを有し、前記基準データと前記検知部で検知した検知データとを比較することで供給すべきねじかどうかを判断することが好ましい。

またねじ供給装置において前記移送部は、前記収容部のねじを整列及び前進させる供給レールと、前記ねじが収まる切り欠き部を有し、前記切り欠き部を前記供給レールに対向する受け取り位置から移動させることで整列したねじから所定のねじを離間させる移動体と、を備え、前記返却手段は、一端部は前記収容部に向けて開口し他端部は前記切り欠き部の移動経路に向けて開口する返却レールを含むことが好ましい。

またねじ供給装置において前記移動経路は、前記受け取り位置から前記待機位置を経て返却位置に至っていて、前記返却レールの他端部は、前記返却位置で開口する、ことが好ましい。

また前記移動経路は、前記受け取り位置から返却位置を経て前記待機位置に至っていて、前記検知部は、ねじが前記返却位置に至る前にねじの種類を検知するものであり、前記返却手段は、前記返却位置において前記移動経路に対して進退移動可能であって、前記基準データと前記検知データのねじの種類が一致する場合は前記移動経路から退却し、異なる場合は前記移動経路に向けて進出して前記移動経路でのねじの移動を妨げる排出体を含み、前記返却レールの他端部は、前記返却位置で開口するものでもよい。

また本発明は、このようなねじ供給装置を備えたねじ締めロボットでもある。

本発明のねじ供給装置は、待機位置に移送される又は待機位置に移送されたねじを収容部に戻す返却手段を備えていて、制御部は、供給すべきねじの種類に関する基準データと、待機位置に移送される又は待機位置に移送されたねじの種類を検知した検知データとを比較し、基準データと検知データのねじの種類が異なる場合は返却手段にねじ返却作業を実行させることができる。従って、複数種類のねじを収容した場合でも、基準データと検知データが一致する意図したねじのみを供給することができる。また使用するねじの種類に対応させてねじ供給装置を準備する必要がないため、装置の大型化、複雑化、高コスト化の問題も解決することができる。

本発明に係るねじ供給装置を備えたねじ締めロボットの第一実施形態を示した外観図である。 図１に示したねじ締めロボットのブロック図である。 図１に示したねじ供給装置の外観図である。 ねじ締め作業に関するフローチャートである。 ねじの長さ検出に関する説明図である。 図５に示した検出結果に基づいて行われるねじの待機又は返却に関する説明図である。 本発明に係るねじ供給装置の第二実施形態における部分拡大図である。

以下、図面を参照しながら、ねじ締めロボット１に搭載された、本発明に係るねじ供給装置６について説明する。以下の説明においては、便宜上、ねじ締めロボット１を図１に示す方向から見た状態での向きで説明することとする。また以下の説明におけるＸ、Ｙ、Ｚ方向とは、図面に示した矢印Ｘ、Ｙ、Ｚに沿う方向であって、ねじ締めロボット１を正面から見た際の前後方向をＸ方向、左右方向をＹ方向、上下方向をＺ方向とし、それぞれの矢印の方向を正方向する。

まず、ねじ締めロボット１の概要について説明する。図１及び図２に示すように本実施形態のねじ締めロボット１は、ねじ締めユニット３を備えた３軸ロボット２と、ねじ供給装置６を備えている。ねじ締めロボット１は、教示・操作装置５を用いて作業者が与えた教示データ（ティーチングデータ）に基づき、ねじ締めユニット３を備えた３軸ロボット２と、ねじ供給装置６とを協働させ、ねじ供給装置６から供給されるねじＳＡ等を、３軸ロボット２とねじ締めユニット３でワークＷの所定の位置に締め付けるように構成されている。なお、ねじ締めロボット１が使用するねじは、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、ねじＳＡ、ＳＢの２種類とする。ねじＳＡ、ＳＢは、図示したように頭部Ｓ２のサイズは同一であるが、雄ねじ部Ｓ１の長さはねじＳＡの方がねじＳＢよりも長くなっている。

以下、ねじ締めロボット１を構成する各部について詳細に説明する。
上述した３軸ロボット２は、図示したように、ワークＷをＸ軸方向に移動せるＸテーブル７と、ねじ締めユニット３をＺ軸方向に移動させるＺユニット８と、ねじ締めユニット３及びＺユニット８をＹ軸方向に移動させるＹユニット９とを備えている。

ねじ締めユニット３は、図１の部分拡大図に示すように、ねじＳＡ等を回転させるためのビット（ドライバ）１０と、ビット１０を取り囲む筒状のマウスピース部１１とを備えている。ビット１０は、ビット回転モータ（図示省略）によって回転する。またマウスピース部１１は、本実施形態では上下方向中間部に設けられたエア吸引口１２を備えている。エア吸引口１２は、吸引装置（図示省略）につながっていて、吸引装置を作動させると、マウスピース部１１内の空気がエア吸引口１２から吸引される。これによりマウスピース部１１内に吸引力が発生するため、ビット１０の先端にねじＳＡ等を吸着させることができる。

ロボット制御部４ａは、ねじ締めロボット１の各部と電気的に接続される。本実施形態のロボット制御部４ａは、図２に示したブロック図のように、教示・操作装置５、プログラム・教示データ記憶部４ｃ、ねじ締めユニット３のビット回転モータや吸引装置、３軸ロボット２に設けられたＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向へ移動するためのＸ駆動モータ、Ｙ駆動モータ、Ｚ駆動モータと接続され、更にねじ供給装置６が備えるねじ供給制御部４ｂと接続されている。

教示・操作装置５は、使用するねじの種類に関する基準データ（本実施形態においてはねじＳＡ、ねじＳＢの何れを使用するか）や、ねじＳＡ等が締め付けられる位置に関するデータ（例えばＸＹＺ座標）等の教示データを入力する際に使用される。入力された教示データは、図２に示したプログラム・教示データ記憶部４ｃに記憶される。

本願発明のねじ供給装置６は、本実施形態では図２及び図３に示すように構成されている。図２のブロック図に示す通り、ねじ供給装置６は、供給装置用駆動モータ６ａと、ねじ有無センサ２１、ねじ長さセンサ２２、そしてそれらが電気的に接続されているねじ供給制御部４ｂを備える。なお、ねじ供給制御部４ｂは本明細書における「制御部」に相当する。そして、ねじ供給制御部４ｂはロボット制御部４ａと電気的に接続されている。一方、図３はねじ供給装置６の外観斜視図であるが、説明の都合上、手前側のカバーを一部省略して内部が表れる状態で示している。図示したようにねじ供給装置６は、上側に向けて開口するねじ投入口１３と、ねじ投入口１３から投入された複数のねじＳＡ等を収容するねじ収容部１４とを備えている。ねじ収容部１４に収容されたねじＳＡ等は、向きがバラバラの状態になっている。ねじ収容部１４におけるＸ方向中間部分には、Ｙ方向に沿って延在するとともに主にＹ方向に振動する振動レール１５が設けられている。なお、ねじ収容部１４は、本明細書における「収容部」に相当する。そして振動レール１５は、本明細書における「移送部」の一部を構成するものであり、また「供給レール」に相当するものでもある。

振動レール１５は、図３の部分拡大図に示すように、所定の隙間Ｇを設け平行に設置されている一対の板状又はブロック状部材から構成される。隙間Ｇは、ねじＳＡ等の雄ねじ部Ｓ１の幅よりも広く、頭部Ｓ２の幅よりも狭く設定されている。このような振動レール１５によってねじＳＡ等は、雄ねじ部Ｓ１が下方を向くとともに頭部Ｓ２が振動レール１５の上面に引っ掛かった状態で支持され、また振動レール１５の振動によって、Ｙ正方向に向けて前進する。

振動レール１５の近傍には、ねじ収容部１４の床部の一部を構成するとともに上下運動するブロック状の押上部１６が設けられている。押上部１６が上下運動することによって、ねじ収容部１４に収容されたねじＳＡ等は振動レール１５の上方まで持ち上げられる。持ち上げられたねじＳＡ等のうち、振動レール１５の隙間Ｇに雄ねじ部Ｓ１が入り込まないものは振動レール１５から落下する一方、これに入り込むねじＳＡ等は、振動レール１５上で整列する。なお、振動レール１５に対してねじＳＡ、ねじＳＢは無作為に入り込むため、ねじＳＡとねじＳＢが振動レールで整列する順番は不規則である。

ねじ収容部１４の内側と後述する基台１８との間には、Ｙ方向に沿って延在するレール１７が設けられている。レール１７は、振動レール１５と同様に、所定の隙間Ｇを設け平行に設置されている一対の板状又はブロック状部材から構成される一方、本実施形態では振動機能は設けられていない。なお、レール１７に関する詳細な説明は後述する。

振動レール１５とレール１７のＹ正方向には、基台１８と、基台１８に対して上面が揃った状態で配置される円板１９と、円板１９の一部に被さるようにして基台１８の上面に固定される排出チップ２０が設けられている。

基台１８は、円板１９が嵌まる円形の孔と、振動レール１５のＹ正方向端部に対向する位置でこの孔を切り欠く切り欠きを備えている。また基台１８は、この孔からレール１７のＹ正方向端部に向けて延在してレール１７と一続きになる溝１８ａを備えている。基台１８の切り欠きと溝１８ａの幅は、振動レール１５の隙間Ｇと略同一である。なお、レール１７と溝１８ａは、本明細書における「返却手段」の一部を構成するものであり、また「返却レール」に相当するものでもある。

円板１９は、基台１８と排出チップ２０に対して回転（本実施形態では平面視で右回りに回転）するものである。また円板１９は、その外縁部において半円状の切り欠き部１９ａを備えている。切り欠き部１９ａは、振動レール１５の隙間Ｇと略同一の幅になるように形成されていて、また円板１９に対して１８０度間隔で合計２個設けられている。なお円板１９は、本明細書における「移動体」に相当する。

なお、ねじ供給装置６は、図２に示した供給装置用駆動モータ６ａの回転力を振動レール１５、押上部１６、円板１９に伝達する駆動機構（不図示）を備えている。供給装置用駆動モータ６ａを駆動させることにより、振動レール１５を振動させ、且つ押上部１６を上下動させることができる。また所定のタイミングで円板１９を回転させることができる。

排出チップ２０は、上述した基台１８における切り欠きと溝１８ａの間に設けられている。なお排出チップ２０は、後述するように円板１９を右回りに回転させた際に、切り欠き部１９ａに収まったねじＳＡ等の頭部Ｓ２が押し当たり、ねじＳＡ等を溝１８ａに向けて移動させる。

ここで、切り欠き部１９ａが振動レール１５のＹ正方向端部に対向する位置にあるとき、この切り欠き部１９ａの位置を「受け取り位置Ｐ１」と称し、受け取り位置Ｐ１に対して円板１９の中心を基点として１８０度回転した位置を「待機位置Ｐ２」と称し、ねじＳＡ等の頭部Ｓ２が排出チップ２０に押し当たる際の切り欠き部１９ａの位置を「返却位置Ｐ３」と称することとする。本実施形態の切り欠き部１９ａは、回転する円板１９によって、受け取り位置Ｐ１から待機位置Ｐ２を経て返却位置Ｐ３に至る円形の移動経路上を移動するものである。なお円板１９は同一方向に回転するため、返却位置Ｐ３に至った後の切り欠き部１９ａは、再び受け取り位置Ｐ１へ移動する。

待機位置Ｐ２付近には、基台１８の上方に配置されるねじ有無センサ２１が設けられている。ねじ有無センサ２１は、光を発する第一発光部２１ａと、第一発光部２１ａからの光を受ける第一受光部２１ｂとを備えていて、光を遮蔽する物体の有無を検知するものである。本実施形態のねじ有無センサ２１は、第一発光部２１ａと第一受光部２１ｂとを結ぶ光軸２１ｃがＸ方向を指向し、且つ待機位置Ｐ２に重なる位置に設けられていて、円板１９が回転する際に頭部Ｓ２が光を遮蔽することによって、ねじＳＡ等が待機位置Ｐ２の近傍に移動したことを検知する。

また基台１８を挟んで、ねじ有無センサ２１の下方には、ねじ長さセンサ２２が設けられている。ねじ長さセンサ２２は、第一発光部２１ａ及び第一受光部２１ｂと同様の構成になる第二発光部２２ａ及び第二受光部２２ｂを備えている。図５（ｃ）、（ｄ）に示すように本実施形態の第二発光部２２ａと第二受光部２２ｂは、第二発光部２２ａと第二受光部２２ｂとを結ぶ光軸２２ｃが、ねじＳＡにおける長さの長い雄ねじ部Ｓ１によって遮られ、且つねじＳＢにおける長さの短い雄ねじ部Ｓ１によっては遮られない高さに設けられている。これにより、待機位置Ｐ２に移動したものがねじＳＡであるか、ねじＳＢであるかを検知する。なおねじ長さセンサ２２は、本明細書における「検知部」に相当する。

以上のように構成されるねじ締めロボット１は、図４に示すフローチャートに従って動作させることができる。なお、上述した教示データは、教示・操作装置５から予め入力されていて、プログラム・教示データ記憶部４ｃに記憶されている。

まず、教示・操作装置５を操作してねじ締め作業を開始させる工程を実行する（図４のｓ１）。次いでロボット制御部４ａは、プログラム・教示データ記憶部４ｃに記憶されている教示データから次にねじ締め作業が行われる位置のＸＹＺ座標と、使用されるねじの種類（ねじの長さ）に関する基準データを読み込む工程を実行する（図４のｓ２）。このときロボット制御部４ａは、上述したねじ供給装置６のねじ供給制御部４ｂにも信号及び基準データを送り、供給装置用駆動モータ６ａも駆動させていて、これにより振動レール１５が振動し、且つ押上部１６が上下動するため、ねじＳＡとねじＳＢは振動レール１５上で順不同で整列して、円板１９に向けて前進する。これにより図５（ａ）に示すように、整列した際の先頭のねじＳＡ（又はねじＳＢ）を受け取り位置Ｐ１の切り欠き部１９ａに移動させることができる。

その後、ねじ供給制御部４ｂは、図５（ｂ）に示すように、切り欠き部１９ａのねじＳＡ（又はねじＳＢ）がねじ有無センサ２１の光を遮蔽するまで円板１９を右回りに回転させることによって、ねじＳＡ（又はねじＳＢ）を待機位置Ｐ２へ移動させる工程を実行する（図４のｓ３）。待機位置Ｐ２にはねじ長さセンサ２２が設けられているため、待機位置Ｐ２に移動したのはねじＳＡか、ねじＳＢかを検知することができる（図４のｓ４）。なお、先頭のねじＳＡ（又はねじＳＢ）を待機位置Ｐ２へ移動させた際、円板１９に設けたもう一つの切り欠き部１９ａは受け取り位置Ｐ１に移動しているため、図５（ｂ）に示すように整列時における２番目のねじＳＡ（又はねじＳＢ）は、この切り欠き部１９ａに移動している。

その後は、ねじ供給制御部４ｂは、ねじ長さセンサ２２で検知した検知データと上記の工程ｓ２で読み込んだ基準データが同じか否かを判断する工程を実行する（図４のｓ５）。ここで、上記の工程ｓ２で読み込んだ使用されるねじの種類が、雄ねじ部Ｓ１の長さが長いねじＳＡであって、待機位置Ｐ２にも図５（ｃ）に示すようにねじＳＡが移動しているとする。この場合は、検知したねじの種類と読み込んだねじの種類が同じであると判別されるため（図４のｓ５においてＹＥＳ）、ねじ供給制御部４ｂから判別信号を受けたロボット制御部４ａは、図６（ａ）に示すように３軸ロボット２を動作させて、ねじ締めユニット３のビット１０を待機位置Ｐ２のねじＳＡまで移動させ、上述した吸引装置を作動させてビット１０にねじＳＡを吸着させる工程を実行する（図４のｓ６）。なお、工程ｓ６が終了するまでは、円板１９は停止させたままとし、ねじＳＡを待機位置Ｐ２に留めておく。

意図したねじＳＡをビット１０に吸着した後は、上記の工程ｓ２で読み込んだねじ締め作業が行われる位置へねじ締めユニット３を移動させ、上述したビット回転モータを駆動させてビット１０を回転させてねじ締め作業を実行する（図４のｓ７）。なお、ねじＳＡを締め込んだ後は、ビット１０での吸着を停止する。その後は、ねじ締め作業が終了したか判断を行い（図４のｓ８）、作業終了の場合（図４のｓ８でＹＥＳ）は、ねじ締め作業を終了し（図４のｓ９）、作業が終了していない場合（図４のｓ８でＮＯ）は、上記ｓ２からの工程を実行する。

ここで、上記工程ｓ５において、ねじ長さセンサ２２で検知したねじの種類と上記の工程ｓ２で読み込んだ使用されるねじの種類が異なっている場合（図４のｓ５でＮＯ）について説明する。例えば、上記の工程ｓ２で読み込んだ使用されるねじの種類が、雄ねじ部Ｓ１の長さが長いねじＳＡであって、待機位置Ｐ２には図５（ｄ）に示すようにねじＳＢが移動しているとする。この場合は図６（ｂ）に示すように、ねじ供給制御部４ｂは、円板１９を右回りに半回転させて、待機位置Ｐ２にある先頭のねじＳＢを溝１８ａに排出し、また受け取り位置Ｐ１にある２番目のねじＳＡ（又はねじＳＢ）を待機位置Ｐ２に移動させる工程を実行する（図４のｓ１０）。円板１９を右回りに回転させると、待機位置Ｐ２にある先頭のねじＳＢは円板１９とともに回転し、返却位置Ｐ３でねじＳＢの頭部Ｓ２が排出チップ２０に押し当たるため、先頭のねじＳＢを溝１８ａに向けて移動させることができる。そして空になった切り欠き部１９ａが受け取り位置Ｐ１へ移動するため、整列時における３番目のねじＳＡ（又はねじＳＢ）をこの切り欠き部１９ａに移動させることができる。また円板１９を半回転させることにより、２番目のねじＳＡ（又はねじＳＢ）を待機位置Ｐ２まで移動させることができる。

このような工程を実行することにより、意図したねじＳＡ（又はねじＳＢ）でねじ締め作業を行うことができる。なお、溝１８ａに移動したねじＳＡ（又はねじＳＢ）は、意図しない次のねじＳＡ（又はねじＳＢ）が溝１８ａに移動することによって押し出され、次第にレール１７に向かって移動する。図３に示すようにレール１７は、ねじ収容部１４に通じているため、これらのねじＳＡ（又はねじＳＢ）は、最終的にねじ収容部１４に落下し、その後は上下動する押上部１６によって、再び振動レール１５上に整列させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、上記の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。また、上記の実施形態における効果は、本発明から生じる効果を例示したに過ぎず、本発明による効果が上記の効果に限定されることを意味するものではない。

例えば上記の実施形態では、基台１８に円板１９が嵌まる円形の孔を設けて円板１９を回転させるように構成したが、図７に示すように構成してもよい。図７（ａ）に示したねじ供給装置６は、基台１８、円板１９に替えて基台２３とスライド部材２４を備える。

基台２３は、スライド部材２４が嵌まる矩形状の孔と、この孔に通じるとともに振動レール１５とレール１７のそれぞれが嵌まる２つの切り欠きを備えている。

スライド部材２４は、基台２３に設けた矩形状の孔の内側でＸ方向（前後方向）に沿って移動するものである。スライド部材２４には、振動レール１５の隙間Ｇと略同一の幅になるように形成された半円状の切り欠き部２４ａが設けられている。スライド部材２４が移動することによって、切り欠き部２４ａは、図７（ａ）に示した振動レール１５のＹ正方向端部に対向する「受け取り位置Ｐ１」から、図７（ｂ）に示した振動レール１５とレール１７の間に位置する「待機位置Ｐ２」を経て、図７（ｃ）に示したレール１７のＹ正方向端部に対向する「返却位置Ｐ３」に至る直線状の移動経路上を移動する。

本実施形態の排出チップ２０は、図示したように、レール１７の近傍において振動レール１５が位置する側とは逆側に設けられている。またねじ有無センサ２１は、基台２３の上方において、第一発光部２１ａと第一受光部２１ｂとを結ぶ光軸２１ｃがＹ方向を指向し、且つ待機位置Ｐ２に重なる位置に設けられている。なお図示は省略するが、基台２３の下方においてねじ有無センサ２１の直下には、ねじ長さセンサ２２が設けられている。本実施形態のねじ長さセンサ２２も、図５（ｃ）、（ｄ）を参照しながら説明した先の実施形態と同様に、第二発光部２２ａと第二受光部２２ｂとを結ぶ光軸２２ｃが、ねじＳＡにおける長さの長い雄ねじ部Ｓ１によって遮られ、且つねじＳＢにおける長さの短い雄ねじ部Ｓ１によっては遮られない高さに設けられている。

図７に示したねじ供給装置６を用いる場合も、図４に示したフローチャートと同様の手順で動作させることができる。すなわち、図７（ａ）に示すように切り欠き部２４ａを受け取り位置Ｐ１に移動させた状態で工程ｓ１～ｓ３を実行することによって、振動レール１５で整列した先頭のねじＳＡ（又はねじＳＢ）を受け取り位置Ｐ１の切り欠き部２４ａに移動させることができる。

その後はスライド部材２４を移動させて、図７（ｂ）に示すように切り欠き部２４ａを待機位置Ｐ２へ移動させる工程ｓ３を実行する。待機位置Ｐ２にはねじ長さセンサ２２（不図示）が設けられているため、待機位置Ｐ２に移動したのはねじＳＡか、ねじＳＢかを検知することができる。その後は、ねじ長さセンサ２２で検知した検知データと工程ｓ２で読み込んだ基準データが同じか否かを判断する工程を実行し、両者が同じであればねじ締めユニット３を待機位置Ｐ２まで移動させ、吸引装置を作動させてビット１０にねじＳＡ等を吸着させる工程を実行し、更にねじ締め作業が行われる位置へねじ締めユニット３を移動させ、ビット１０を回転させてねじ締め作業を実行する。

一方、ねじ長さセンサ２２で検知した検知データと工程ｓ２で読み込んだ基準データが異なっている場合は、スライド部材２４を移動させて、図７（ｃ）に示すように切り欠き部２４ａを返却位置Ｐ３へ移動させる。これにより、ねじＳＡ等の頭部Ｓ２が排出チップ２０に押し当たるため、基準データに対して検知データが異なるねじＳＡ等をレール１７に排出することができる。その後は、図７（ａ）に示すようにスライド部材２４を移動させた後に図７（ｂ）に示す位置までスライド部材２４を移動させることによって、整列時における２番目のねじＳＡ（又はねじＳＢ）を待機位置Ｐ２まで移動させることができる。

また上述した２つの実施形態において、ねじＳＡ等を移動させる切り欠き部１９ａ、２４ａは、受け取り位置Ｐ１、待機位置Ｐ２、返却位置Ｐ３の順に移動していくものであったが、受け取り位置Ｐ１、返却位置Ｐ３、待機位置Ｐ２の順に移動するように構成してもよい。具体的に説明すると、図３に示す実施形態においては、振動レール１５に対してＸ負方向に設けていたレール１７と溝１８ａとを、振動レール１５に対してＸ正方向に設けるものとする。また排出チップ２０は、円板１９を右回りに回転させた際に切り欠き部１９ａが通過していく移動経路に対して進退移動できるように構成し、その取り付け位置は、排出チップ２０を移動経路に向けて前進させて円板１９を右回りに回転させると、切り欠き部１９ａに収まったねじＳＡ等の頭部Ｓ２が押し当たってねじＳＡ等が溝１８ａに排出される一方、排出チップ２０を移動経路から後退させると、頭部Ｓ２には押し当たらない位置とする。なお、本実施形態の排出チップ２０は、本明細書における「排出体」に相当する。またこのように構成する場合においても、切り欠き部１９ａが振動レール１５のＹ正方向端部に対向する位置が受け取り位置Ｐ１であり、頭部Ｓ２が排出チップ２０に押し当たる際の位置が返却位置Ｐ３であり、受け取り位置Ｐ１に対して円板１９の中心を基点として１８０度回転した位置が待機位置Ｐ２である。また、このように構成したねじ供給装置６においてねじ長さセンサ２２は、例えば振動レール１５の近傍に設けておき、ねじＳＡ等が返却位置Ｐ３に至る前でねじの種類（ねじ長さ）が検知できるようにしておく。

このように構成したねじ供給装置６においては、振動レール１５で整列した段階でねじＳＡ等の種類を検知して検知データを取得しておく。そして、受け取り位置Ｐ１の切り欠き部１９ａに移動させたねじＳＡ等を待機位置Ｐ２に移動させるにあたり、供給すべきねじの種類に関する基準データと検知データが同じであれば、排出チップ２０を後退させた状態で円板１９を右回りに回転させて、ねじＳＡ等を待機位置Ｐ２に移動させる。一方、基準データと検知データが異なっている場合は、排出チップ２０を前進させた状態で円板１９を右回りに回転させると、ねじＳＡ等の頭部Ｓ２が排出チップ２０に押し当たるため、基準データに対して検知データが異なるねじＳＡ等を溝１８ａに排出することができる。

またこれまでに述べた実施形態では、ねじ長さセンサ２２によって、雄ねじ部Ｓ１の長さが異なる２種類のねじＳＡ、ＳＢを検知するように構成したが、ねじ長さセンサ２２の数を増やすとともにこれらを上下方向にずらして配置することによって、雄ねじ部Ｓ１の長さが異なる３種類以上のねじを検知することができる。またねじ長さセンサ２２の上下方向の位置を可変できるように構成し、ねじ長さセンサ２２が移動した位置に応じて雄ねじ部Ｓ１の長さを検出してねじの種類を検知してもよい。またねじ長さセンサ２２は１つの光軸を持つ非接触センサであったが、光軸を上下方向に複数持つセンサであってもよい。このようなセンサであれば、一つのセンサであってもねじの種類をより多く検知することができる。またセンサの種類も非接触センサに限られず、接触センサ、超音波センサ、金属探知センサ等を使用してもよい。またカメラでねじを撮像し、その画像に基づいてねじの種類を特定してもよい。

またこれまでに述べた実施形態では、ねじの基準データは３軸ロボット２のプラグラム・教示データ記憶部４ｃに記憶されており、必要に応じねじ供給装置６のねじ供給制御部４ｂに送信される構成であったが、ねじ供給装置６のねじ供給制御部４ｂ内部にあらかじめ基準データが記憶されていても良い。またこれまでに述べた実施形態では、ロボット制御部４ａとねじ供給制御部４ｂと分かれていたが、統一された一つの制御装置を持つねじ締めロボット１と構成しても良い

また検知するねじの種類は、雄ねじ部Ｓ１の長さが相違するものに限られず、例えば雄ねじ部Ｓ１の直径が異なるものや、雄ねじ部Ｓ１におけるねじ山のピッチが異なるものも含まれる。また頭部Ｓ２の外径や形状（なべ型か皿型か等）が異なるものも含まれる。

１：ねじ締めロボット
４ｂ：ねじ供給制御部（制御部）
６：ねじ供給装置
１４：ねじ収容部（収容部）
１５：振動レール（移送部、供給レール）
１７：レール（返却手段、返却レール）
１８ａ：溝（返却手段、返却レール）
１９：円板（移送部、移動体）
１９ａ：切り欠き部
２０：排出チップ（排出体）
２２：ねじ長さセンサ（検知部）
Ｐ１：受け取り位置
Ｐ２：待機位置
Ｐ３：返却位置

Claims (6)

1. ねじを供給するねじ供給装置であって、
   複数種類のねじが収められる収容部と、
   前記収容部のねじを任意の順で待機位置に移送する移送部と、
   前記移送部を制御する制御部と、
   前記待機位置に移送される又は前記待機位置に移送されたねじの種類を検知する検知部と、
   を備え、
   前記移送部は、前記待機位置に移送される又は前記待機位置に移送されたねじを複数種類のねじが収められる前記収容部に直接戻す返却手段を有し、
   前記制御部は、検知されたねじの種類が供給すべきねじの種類と異なる場合は前記返却手段にねじ返却作業を実行させる、ことを特徴とするねじ供給装置。
2. 前記制御部は、供給すべきねじの種類に関する基準データを有し、前記基準データと前記検知部で検知した検知データとを比較することで供給すべきねじかどうかを判断することを特徴とする請求項１に記載のねじ供給装置。
3. 前記移送部は、
   前記収容部のねじを整列及び前進させる供給レールと、
   前記ねじが収まる切り欠き部を有し、前記切り欠き部を前記供給レールに対向する受け取り位置から移動させることで整列したねじから所定のねじを離間させる移動体と、を備え、
   前記返却手段は、一端部は前記収容部に向けて開口し他端部は前記切り欠き部の移動経路に向けて開口する返却レールを含む、ことを特徴とする請求項２に記載のねじ供給装置。
4. 前記移動経路は、前記受け取り位置から前記待機位置を経て返却位置に至っていて、
   前記返却レールの他端部は、前記返却位置で開口する、ことを特徴とする請求項３に記載のねじ供給装置。
5. 前記移動経路は、前記受け取り位置から返却位置を経て前記待機位置に至っていて、
   前記検知部は、ねじが前記返却位置に至る前にねじの種類を検知するものであり、
   前記返却手段は、前記返却位置において前記移動経路に対して進退移動可能であって、前記基準データと前記検知データのねじの種類が一致する場合は前記移動経路から退却し、異なる場合は前記移動経路に向けて進出して前記移動経路でのねじの移動を妨げる排出体を含み、
   前記返却レールの他端部は、前記返却位置で開口する、ことを特徴とする請求項３に記載のねじ供給装置。
6. 請求項１～５の何れか一項に記載のねじ供給装置を備えたねじ締めロボット。

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