JPWO2017154719A1 - 物品移送装置 - Google Patents

Abstract

ランダムな姿勢で収容された移送対象の複数の物品を所定位置に位置ずれを抑制し、高精度で移送することが可能な物品移送装置を得る。
貯留部１０に収容された複数の物品９のうち、少なくとも一つの部品を移送方向Ｘの下流側に送出し得る物品送出部１１１と、前記物品送出部から受けた前記物品を載置して下流側に第１の速度で移送する第一移送装置２１と、前記第一移送装置の下流側に設けられ載置された前記物品を前記第１の速度よりも速い第２の速度で移送し得る第二移送装置２２と、を備えるように構成した。

Description

本発明は例えばランダムな姿勢で供給された部品を所定位置に所定の姿勢で供給する場合などに好適に用いられる物品移送装置に関するものである。

近年、生産コストの低減や品質安定化のため生産現場の自動化が進んでおり、自動機への部品供給も自動で行われている。部品の自動供給には一般的にパーツフィーダが用いられることが多いが、これは部品１種類に対して専用設計する必要があり、多品種に対応することができない。しかし近年、市場のニーズの多様化に合わせて、機種・生産量が変動する変種変量生産に対応できる自動機が求められており、部品供給装置においても同様である。従来、１つの設備に多品種の部品を供給するためには、前述のパーツフィーダを複数台用意して切換えるか、部品をマガジン・パレットなどに予備整列させた状態で供給することで実施している。しかし、前者は部品の機種毎にパーツフィーダを用意する必要があり、装置構成要素が増え装置全体が大型化する。また後者では事前に整列させた状態で部品を供給する必要があり、多くの場合人によって整列されているため自動化による生産コスト削減効果が薄く、またパレット・マガジン交換等の装置も必要となり装置構成要素が多くなる。そこで、近年多機種の部品に対応可能な部品供給装置が開発されている。その一つとしてコンベア上に非整列配列状態で対象部品を供給した後、ビジョンセンサで位置を計測してロボットで取出すシステムがある。
例えば特許文献１は、コンベア上を乱雑配列状態で移動される対象物を、ビジョンセンサで位置を検出し、その上面を吸着パッドを用いて真空吸着で把持し、取出している。
特許文献２は容器整列装置であり、供給された容器をコンベアで搬送しながら回転ブラシで重積されたものを崩し、姿勢を統一させる。容器はさらにコンベアで搬送され、ビジョンセンサで容器の位置を検出した後、吸着パッドを有するロボットにて定姿勢・定位置で容器を次工程に供給している。

特開平０９−０５２６２３号公報（段落［００１７］、図１） 特開平０６−３２９２３５号公報（図３）

上記のような従来の技術は何れも吸着パッド等を用いた真空吸着により、対象部品を把持して鉛直方向に移動させている。真空吸着による把持は対象部品とパッドの間に真空を発生させ、周囲との圧力差によって部品を持上げるものである。この方法では真空圧を発生させるため、パッドをゴム等の軟らかい材料で構成し部品表面に倣わせることで、部品とパッド間の気密性を保っている。そのためロボットで部品を水平方向に移送すると、部品に働く慣性力によりパッドが変形し部品の位置精度が低下する。
また、吸着移送時の水平方向における部品とパッドの位置関係は、パッドと部品の間に発生する摩擦力のみによって保持されるため、移送時に摩擦力を超える慣性力が発生した場合、部品とパッドの間に滑りが発生して部品の位置がずれる場合がある。このように、吸着による部品の移送は高精度での移送が困難であるという課題があった。また、真空吸着による把持は、吸着面に穴が空いている場合は、真空を保つことができないため把持できず取出しができないという課題があった。

本発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、ランダムな姿勢で収容された移送対象の複数の物品を所定位置に位置ずれを抑制し、高精度で移送することが可能な物品移送装置を提供することを目的としている。

本発明に係る物品移送装置は、貯留部に収容された複数の部品のうち、少なくとも一つの物品を移送方向下流側に送出し得る物品送出部と、前記物品送出部から受けた前記物品を載置して下流側に第１の速度で移送する第一移送装置と、前記第一移送装置の下流側に設けられ載置された前記物品を前記第１の速度よりも速い第２の速度で移送し得る第二移送装置と、を備えたものである。

本発明によれば、貯留部にランダムに収容された物品が、第二移送装置上を移送されるときには所定の姿勢で、かつ物品相互の間に所定の隙間が生じるようにできるので、例えばロボット装置の把持ハンドなどによって的確に物品を把持し予め設定された所定位置に高い位置精度で移送することができる。

本発明の実施の形態１に係る物品移送装置の外観を概念的に示す正面図である。 本発明の実施の形態１に係る対象物品の外観を姿勢別に例示する斜視図である。 図１に示された把持ハンドによる動作を説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における矢視断面図である。 図１に示された物品移送装置の全体構成を概念的に示す平面図である。 図４のＢ−Ｂ線における矢視断面図である。 図４に示された貯留部と物品送出部を拡大して示す平面図である。 図１に示された重積解消装置を構成する回転ブラシとその近傍を拡大して示す正面図である。 図１に示された把持ハンドの変形例による物品の姿勢変更動作を説明する正面図である。 本発明の実施の形態２に係る物品移送装置の貯留部と物品送出部を概念的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図９（ａ）のＦ−Ｆ線における矢視断面図である。 図９に示された物品送出部の有効幅変更手段を動作させた状態を概念的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図９（ａ）のＩ−Ｉ線における矢視断面図である。 本発明の実施の形態３に係る物品移送装置の重積解消装置を構成する回転ブラシとその近傍を拡大して概念的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の実施の形態４に係る物品移送装置の全体構成を概念的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の実施の形態５に係る物品移送装置の全体構成を概念的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図１３に示された第二コンベアとシュータの位置関係を示す部分正面図である。 実施の形態６における物品搬送装置の構成を示す正面図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る物品移送装置の外観を概念的に示す正面図、図２は本発明の実施の形態１に係る対象物品の外観を姿勢別に例示する斜視図である。図において、物品移送装置は、ランダムな姿勢で投入された部品などの物品９を多数貯留し得るホッパ状の貯留部１０と、貯留部１０内の物品９から所定姿勢の物品９を選択して移送方向下流側に少数ずつ送出し得る物品送出部１１と、物品送出部１１から送出された物品９を載置して下流側に第１の速度で移送するコンベアからなる第一移送装置２１と、第１の速度よりも速い第２の速度で移送し得るコンベアからなる第二移送装置２２と、第一移送装置２１の上方部に設置され移送経路上の物品９の重積を解消する回転ブラシからなる重積解消装置３と、第二移送装置２２上を移送中の物品９の位置や姿勢などを検出するための撮像素子を有するビジョンセンサ４と、把持ハンド５１を有しビジョンセンサ４の検出結果に基づいて物品９を把持して予め設定された所定位置に供給するロボット装置５とを備えている。なお、第一移送装置２１と第二移送装置２２を包括して便宜的にコンベア部２と呼ぶことがある。

なお、ここでは発明の理解を容易にするために供給対象の物品９の形状が、図２に示すような直方体状の場合について説明するが、特に直方体状のもののみに限定されない。なお、図２において、（ａ）はコンベア部２上に置かれたときの状態が姿勢９Ａ、（ｂ）は同じく姿勢９Ｂ、（ｃ）は同じく姿勢９Ｃの場合をそれぞれ示している。姿勢９Ａは最も短い辺９ａが上下方向であるＺ軸方向に平行に置かれた場合で、高さＨａを与え、姿勢９Ｂは中間の長さの辺９ｂがＺ軸方向に平行に置かれた場合で、高さＨｂを与え、姿勢９Ｃは最も長い辺９ｃがＺ軸方向に平行に置かれた場合で、高さＨｃを与える。ここで、移送対象の物品９の重心位置をＧ、最も長い辺９ｃの端から重心Ｇまでの距離をＬｇとする。
また、図２（ａ）はロボット装置５で物品９を把持するときの姿勢であり、そのときの物品９に表裏は問われないものとする。

以下、図３から図５に基づいて装置構成を具体的に説明する。なお、図３は図１に示された把持ハンドによる動作を説明する図であり、（ａ）は物品９が姿勢９Ａのときに把持する状態を示す正面図、（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における矢視断面図である。図４は図１に示された物品移送装置の全体構成を概念的に示す平面図、図５は図４のＢ−Ｂ線における矢視断面図である。
図３に示すように、本実施の形態では把持ハンド５１を構成するチャック５２に設けられた互いに対向された一対の把持爪５３、５３をそれぞれ矢印Ｃ方向に移動させることで図２に示す最も長い辺９ｃを挟持して物品９を取出す。このとき、第二移送装置２２上の物品９を挟持するためには、姿勢９Ａの物品９の両側部に、把持爪５３の動作距離ｍと把持爪５３の厚さｔを合わせた長さＬと、把持爪５３の奥行寸法Ｔｄから決まる、図３（ｂ）に破線で示す領域の隙間Ｓをそれぞれ確保する必要がある。

物品９が投入される貯留部１０は、物品送出部１１が設置された移送方向Ｘの下流側の面を除く３方を囲む壁面部材１０ａと、壁面部材１０ａの内側底部に配設された物品送出部１１の側が低く、即ち移送方向Ｘ側ほど低くなるように傾斜された底面部材１０ｂと、物品送出部１１が設置された移送方向下流側の面を形成する鉛直方向に設けられた前壁部材１１０から構成されている。貯留部１０にランダムに投入された物品９はその自重で傾斜された底面部材１０ｂの上面に沿って移送方向Ｘ側へ滑る如く移動するようになっている。前壁部材１１０の上端面は、後述する物品送出部１１の切出し部材１１１によって切り出された物品９がその自重で下流側の第一移送装置２１の上面に過度な衝撃や振動などがなく円滑に滑り降りるように移送方向Ｘ側ほど低くなる所定長延出された傾斜面となっている。

物品送出部１１は、前述の前壁部材１１０と、前壁部材１１０の内面に沿って上下移動するように設けられた切出し部材１１１と、この切出し部材１１１の上下移動のガイドを行うガイド部材１１２と、切出し部材１１１をそのガイド部材１１２を介して装置本体に固定する切出し部材固定部１１３と、この切出し部材固定部１１３に取付けられて切出し部材１１１をＺ軸方向に上下移動させるシリンダ１１４によって構成されている。切出し部材１１１は、図示省略している制御装置によって予め設定された所定のタイミングで制御されるシリンダ１１４により上下移動をサイクリックに行う。切出し部材１１１が、図５に示すように下端部に位置しているとき、その上面部１１１ａは、貯留部１０の底面部材１０ｂの傾斜面と同一勾配またはそれよりも勾配が大に形成された連続的な一続きの傾斜面が形成されるように構成されている。従って、切出し部材１１１が下端部にあるときは、貯留部１０に投入された物品９は底面部材１０ｂの上面を経て切出し部材１１１の上面部１１１ａ上にまで滑り降りてきて前壁部材１１０の内壁面に当接して止まるように構成されている。

次に、図６を参照して物品送出部１１における、ランダムに収容された多数の物品９から所定姿勢の物品９を選択して移送方向Ｘの下流側に少数ずつ送出する構成について説明する。なお、図６は図４に示された貯留部と物品送出部を拡大して示す平面図である。
切出し部材１１１の上面部１１１ａにおける移送方向Ｘの有効幅Ｗは、物品９の最も長い辺９ｃから重心Ｇまでの距離Ｌｇよりも短く形成されている。そのため、切出し部材１１１の上面部１１１ａ上に一部または全部がかかっている複数の物品９の内、図示の時点で最も長い辺９ｃが移送方向Ｘを向いているものは重心Ｇの位置が上面部１１１ａ上から外れるため、切出し部材１１１が上昇する際に貯留部１０内に落下し、移送方向下流側の第一移送装置２１に移動することはできない。

図６の例では、最も長い辺９ｃが幅方向Ｙを向いている物品９１、９２は重心Ｇの位置が切出し部材１１１の上にあるため、シリンダ１１４の動作による切出し部材１１１の上昇と共に上昇し、切出し部材１１１の上面部１１１ａの傾斜面が、前壁部材１１０の上面の傾斜面と一致し、または前壁部材１１０の上面位置よりも上に上昇したときに、それらの物品９１、９２は自重により滑り、コンベア部２の第一移送装置２１へ移動する。しかし、物品９３、９４、９５はその重心Ｇの位置が切出し部材１１１の上にないため、即ち、切出し部材１１１の上面部１１１ａを外れた図の左側に存在するため、切出し部材１１１が上昇したときに貯留部１０の底面部材１０ｂの方向に落下してしまうので、第一移送装置２１の方向には移動しない。

このようにして、貯留部１０の中の多数の物品９の内、所定姿勢の物品９、即ち最も長い辺９ｃが装置の幅方向Ｙを向いているもののみが選択的に移送方向下流側に少数ずつ移動される。つまり、物品送出部１１は、貯留部１０にランダムに収容された複数の物品から、所定姿勢の物品を選択して移送方向下流側に少数ずつ送出し得る機能を有しており、ここでは第一移送装置２１の上面に移動させる物品９の姿勢を、後工程で物品９が把持される面が、チャック５２の動作方向を向くように選択している。
第一移送装置２１上に移動した物品９は、図５の矢印Ｄ方向に回転する駆動ローラによって移送方向Ｘに移動するベルト上面に載置された状態で重積解消装置３に移動する。

次に、前述の図１〜図６に加えて、図７及び図８を参照して、物品９が第一移送装置２１上の重積解消装置３を経てロボット装置によって予め設定された所定位置に供給されるまでの構成について具体的に説明する。なお、図７は図１に示された重積解消装置を構成する回転ブラシとその近傍を拡大して示す正面図、図８は図１に示された把持ハンドの変形例による物品９の姿勢変更動作を説明する正面図である。
重積解消装置３は図４及び図５に示すように、回転ブラシ３１と、その回転ブラシ３１を駆動するモータ３２と、ブラシ固定板３３と、ガイド３４と、ガイド固定板３５と、シリンダ３６から構成される。ここで、回転ブラシ３１はモータ３２に連結されており、モータ３２により第一移送装置２１と同じＤ方向へ回転する。回転ブラシ３１及びモータ３２はブラシ固定板３３に固定されており、ブラシ固定板３３はガイド３４とガイド固定板３５を介して装置に固定されている。またブラシ固定板３３にはガイド３４の動作方向に駆動するシリンダ３６が取付られており、シリンダ３６の動作により回転ブラシ３１の高さを調整可能である。

図７に示すように、回転ブラシ３１の最下端部と第一移送装置２１の搬送面２１ａの間の寸法Ｈ３１は、物品９を平面上に置いたとき最も高さが低くなる姿勢９Ａの時の高さＨａより高く、姿勢９Ｂの時の高さＨｂ及び姿勢９Ｃの時の高さＨｃより低く、かつ最も低くなる姿勢９Ａのものが２つ重積した時の高さ２×Ｈａの高さよりも低くなっている。これにより、姿勢９Ａで重積解消装置３に移送されたものはそのまま重積解消装置３を通過するが、姿勢９Ｂ、９Ｃで重積解消装置３に移送されたものは回転ブラシ３１によって倒され、姿勢９Ａに変更された後、重積解消装置３を通過する。また、重積された状態のものも回転ブラシ３１によって押し戻され、重積がない状態で重積解消装置３を通過する。

第二移送装置２２の搬送面２２ａは、図５に示すように第一移送装置２１の搬送面２１ａと同じ方向に回転しており、その回転部２２ｂには詳細図示省略しているエンコーダ２２ｃが設けられており、ある時間からの回転量を把握することが可能である。ここで、第二移送装置２２の搬送面２２ａは、第一移送装置２１の搬送面２１ａよりわずかに低い位置に設定されており、第一移送装置２１の移送方向Ｘの最も端まで移送された物品９は、自重で第二移送装置２２の搬送面２２ａ上へ落下する。

第二移送装置２２は第一移送装置２１より速い速度で動作しており、第一移送装置２１が一定時間で、物品９を把持するときの物品９の把持寸法Ｌｂ（図３に図示）と同じ距離だけ物品９を移送方向Ｘに移動させるとすると、第二移送装置２２は同じ時間で物品９の把持寸法Ｌｂと、把持爪５３の厚さｔに、把持爪５３の動作距離ｍを加えた長さの距離以上に物品９を移動させる速度で運転している。これにより、先に第二移送装置２２上に落下した物品９は、次の物品９が第二移送装置２２上に落下するまでの間に速度差分だけ余分に移動することができ、物品９を把持するために必要な隙間である、把持爪５３の動作距離ｍと把持爪５３の厚さｔを合わせた長さを確保することができる。
また、第二移送装置２２の上方にはビジョンセンサ４が設置されており、ビジョンセンサ４の視野に入った物品９は第二移送装置２２上での位置と姿勢が計測される。なお、ビジョンセンサ４はロボット装置５に具備させるようにしても良い。

ロボット装置５は、図５に示すように把持ハンド５１を備えており、把持ハンド５１はチャック５２とその先端に取り付けられた把持爪５３を用いて構成されている。ロボット装置５は第二移送装置２２により移送中の姿勢９Ａの物品９について、ビジョンセンサ４での計測結果と、エンコーダ２２ｃにて取得した、ビジョンセンサ４で計測してからの物品９の移動量から、把持する時点での第二移送装置２２上の物品９の位置と姿勢を特定し、その位置へ把持ハンド５１を下し、チャック５２の動作により把持爪５３を閉じて物品９の両側部を挟むように把持し、物品９を第二移送装置２２上から取出して、図示省略している所定の位置に所定の姿勢で供給するように構成されている。

また、図８の変形例に示すように把持ハンド５１とロボット装置５との連結部分に、把持ハンド５１の回転軸と異なる方向に軸を持つ回転機構５４を設けて把持ハンド５１を矢印Ｅ方向に回転させたり、ロボット装置５を垂直多関節ロボットのようにハンドを多軸で回転させることができるロボットを用いても良く、そのように構成した場合には第二移送装置２２から取出した姿勢から向きを変えて次工程に供給することができる。

上記のように構成された実施の形態１においては、移送対象の物品９はホッパ状の貯留部１０における移送方向Ｘ側ほど低くなるように傾斜された底面部材１０ｂの上にランダムな状態で投入される。物品９は底面部材１０ｂの傾斜によって、自重で滑り降りるように移動する。移送方向Ｘの先端部には物品送出部１１を構成するシリンダ１１４によって上下動する切出し部材１１１が配設され、該切出し部材１１１が最下部に位置したときには、その上面部１１１ａの傾斜面が底面部材１０ｂの傾斜面と連続した一続きの同一勾配または底面部材１０ｂの傾斜面よりも勾配が急な傾斜面を形成するので、図５に示すように多数の物品９はランダムな状態のまま切出し部材１１１の上面部１１１ａ上に至り、移動方向先端部の物品９は前壁部材１１０の内壁面に当接して止まる。

上面部１１１ａの移送方向Ｘの有効幅Ｗは、物品９の最も長い辺９ｃから該物品９の重心Ｇの位置までの距離よりも短く形成されているので、切出し部材１１１が前壁部材１１０の上端部よりも高く上昇したときに、物品９の重心Ｇが切出し部材１１１の上面部１１１ａに存在したもの、具体的には物品９の短手方向が移送方向を向いたもののみが選択的に第１の速度で移送する第一移送装置２１の側に移動する。第一移送装置２１の移送経路においては、重積解消装置３を通過する際に物品９の重積が解消される。次に、第１の速度よりも速い第２の速度で移送し得る第二移送装置２２の上に落下し、ビジョンセンサ４で位置を計測され、ロボット装置５で把持され、取出される。

なお、物品９は三辺の長さが互いに異なる直方体の場合について説明したが、物品９の形状はこれに限定されるものではなく、例えば二辺の長さが同一の直方体や、直方体の１２の陵の内、１つまたは複数が曲面で形成されたもの、あるいは直方体以外の部品、あるいは加工材料、製品、容器などであっても、物品の最も長い辺の端から重心までの距離が切出し部材１１１の上面部１１１ａの有効幅Ｗより短いものであれば同様に移送することができ、また、同じ装置構成で多品種の物品を供給することも可能である。

上記のように実施の形態１によれば、貯留部１０にランダムに投入された複数の物品９から物品送出部１１において所定姿勢の物品９を選択して向きを揃え移送方向Ｘの下流側に順次送出し、重積解消装置３で重積状態の排除を行って姿勢を統一し、第一移送装置２１と第二移送装置２２の速度差によって、把持爪５３の入る隙間を確保することができる。そのため、ビジョンセンサ４による計測と、ロボット装置５による位置補正と把持ハンド５１の把持によって、物品９を定位置・定姿勢で取出すことができる。
また、貯留部１０の物品９を押し上げる切出し部材１１１が、物品９の最も長い辺から重心位置までの距離より短い有効幅Ｗを有するようにしたので、ランダムな姿勢で投入された物品９に対して、物品９の最も長い辺（把持する辺）が搬送方向Ｘを向くように供給できる。これにより、第一移送装置２１から第二移送装置２２への乗り移りにて、把持する辺の側方部に把持に必要な隙間を確実に確保することが可能となり、より確実に把持による取出しが可能となる。
また、実施の形態１では、物品９を把持爪５３による把持で移送装置から取出すようにしているので、従来の吸着による取出しの場合のように、吸着パッドの変形や、吸着面の滑りによる物品９の位置ずれなどが起こらず、高精度で物品９を移送し、次工程に供給することができる。また、把持による取出しであるため、穴の空いた物品のような真空吸着では取出せない物品も移送可能という効果を得ることができる。
なお、本実施の形態では、重積解消装置３は第一移送装置２１の上部に設置されているが、前壁部材１１０から、第二移送部２２のビジョンセンサ４で物品４の位置を計測するまでの間の物品９の移送面の上部であれば、移送される物品９の重積された状態の解消や姿勢９Ａへ統一する機能にかわりはない。

実施の形態２．
図９は本発明の実施の形態２に係る物品移送装置の貯留部と物品送出部を概念的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図９（ａ）のＦ−Ｆ線における矢視断面図である。
図１０は図９に示された物品送出部の有効幅変更手段を動作させた状態を概念的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図９（ａ）のＩ−Ｉ線における矢視断面図である。なお、物品送出部１１以外の構成は実施の形態１と同様である。図において、切出し部材１１１及び前壁部材１１０の互いの対向面には櫛歯形状に形成された凹凸部分が設けられ、上から見たときに互いの凸部が相手側の凹部に入り込むように幅方向Ｙのピッチをずらして係合されている。切出し部材１１１は前壁部材１１０との係合を保持した状態でＺ軸方向に上下移動可能であり、かつ、互いの移送方向Ｘの相対距離を変えることで切出し部材１１１の上面部１１１ａにおけるＸ軸方向の有効幅Ｗを、Ｗ１（図９）とＷ２（図１０)の間で任意に変更可能に構成されている。なお、本書では例えば前壁部材１１０や切出し部材１１１などの部材形状を明確にするために、断面以外の表面部分にハッチングを付して図示している場合がある。

実施の形態２では、前壁部材１１０は、装置本体に対して移送方向Ｘに移動可能に設けられており、装置本体に固定板１１６を介して設けられたシリンダ１１７によって移送方向Ｘの位置を変更するように構成されている。前壁部材１１０には、移送方向Ｘと平行に延在された複数の棒状のガイド部材１１５が突設されており、前述の固定板１１６はそのガイド部材１１５が移送方向Ｘに円滑に摺動できるようにガイド部材１１５に係合している。ここで、図９の状態では、前壁部材１１０は図の左端部に位置しており、切出し部材１１１は上面部１１１ａの有効幅Ｗ１が図６に示す実施の形態１のときの有効幅Ｗと同様であり、貯留部１０内の物品９は有効幅Ｗの上面部１１１ａに重心があるものが実施の形態１と同様に持上げられ、第一移送装置２１に移動することになる。

有効幅変更手段は、上面部１１１ａを形成している切出し部材１１１の上端部に移送方向Ｘの下流方向に突出されたフック状の上面部形成部における移送方向下流側に、上下方向に延在する溝部と突部が交互に形成された櫛歯状係合部１１１ｋと、前壁部材１１０における切出し部材１１１との対向面に形設され、櫛歯状係合部１１１ｋを構成している突部を受入れ、隣り合う前記突部相互の間の溝部分に進入して、切出し部材１１１の上下方向の全移動範囲及び移送方向Ｘの全相対移動範囲で該切出し部材１１１の櫛歯状係合部１１１ｋとの係合を維持する櫛歯状凹凸部１１０ｋと、切出し部材１１１及び前壁部材１１０の移送方向Ｘの相対距離を変更し得る駆動装置としてのシリンダ１１７と、を用いて構成されている。
図１０は、前壁部材１１０の位置を、図９の状態からシリンダ１１７によって移送方向Ｘに移動させたときの状態を示しており、前壁部材１１０の上面部１１１ａは有効幅Ｗ２に拡大されている。なお、有効幅Ｗは、Ｗ１とＷ２の間で任意に変更することができる。
有効幅変更手段によって有効幅Ｗを変更することで、サイズの異なる物品の移送が可能となる。

上記のように、実施の形態２によれば、移送対象の物品９の寸法に合わせて切出し部材１１１の上面部１１１ａにおける有効幅Ｗを調整することが可能となり、実施の形態１より大きな移送対象の物品９の寸法変更にも対応することが可能という従来にはない効果を得ることができる。
なお、本実施の形態２で移送可能な物品９は、最も短い辺の長さが前壁部材１１０の櫛歯間の幅１１０Ｙ及び、切出し部材１１１の櫛歯間の幅１１１Ｙよりも長い必要があり、これは櫛歯同士の隙間に移送対象の物品９が落下または引っ掛かるのを防ぐためである。
また、櫛歯の幅は物品９を持上げる為に十分な剛性を有している必要がある。

実施の形態３．
図１１は本発明の実施の形態３に係る物品移送装置の重積解消装置を構成する回転ブラシとその近傍を拡大して概念的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。なお、その他の部分については実施の形態１と同様であり、実施の形態２にも適用できるものである。図において、重積解消装置３を構成する回転ブラシ３１の移送方向Ｘの上流側には、検出エリア３７ａ内における物品９の有無を検知するための透過型エリアセンサ３７が設けられている。

実施の形態３においては、この透過型エリアセンサ３７により、図示省略している受光部が遮光されたことで検出エリア３７ａ内に物品９等が存在することを検出できる。ここで、この透過型エリアセンサ３７により、回転ブラシ３１の前に物品９等の詰りが発生すると、透過型エリアセンサ３７が遮光された状態を長時間維持することになる。実施の形態３では、図示省略している制御装置において透過型エリアセンサ３７の検知結果を監視し、透過型エリアセンサ３７が一定時間以上遮光された場合、重積解消装置３の直前部で詰りが発生したとみなし、重積解消装置３に具備されたシリンダ３６の動作により回転ブラシ３１を上昇させて、重積解消装置３で詰った物品９を下流側に排出し、装置内での物品９の詰りを自動復旧させるように構成することができる。

実施の形態４．
図１２は本発明の実施の形態４に係る物品移送装置の全体構成を概念的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。なお、この実施の形態４は、移送先に対して物品９の表裏についても所定の向きに揃えて移送する必要がある場合に、ロボット装置５などの構成を変えずに物品９の表裏を判別する機能と、物品９の表裏が移送先に対してマッチしない姿勢の物品９を物品送出部１１に戻して循環させる循環装置６を付加することで対応できるようにしたものである。実施の形態１では物品９の供給姿勢について表裏は問われない場合について説明したが、実際には物品９の表裏を判別し、表裏を何れか一方に統一して供給が必要な場合もある。実施の形態１において、表裏を区別して一方のみをロボット装置５での移送対象とした場合、確率的に物品９の約半数は移送対象外となり、移送先に対して表裏を揃えるためには、例えばロボット装置５として、多軸多関節のものを用いて表裏が反対の物品９は、把持した物品９の姿勢を１８０度反転させる必要があった。

なお、物品９の形状は実施の形態１と同様で、図２（ａ）の姿勢における、例えば上面が表側、裏面が裏側とする。また、図示省略している制御装置は、ビジョンセンサ４で撮像された画像データを処理するときに物品９の表裏についてもその特徴部分から何れかを判別し得る機能を有し、物品９の姿勢が表側を上に向けている場合のみロボット装置５が物品９を把持する制御が行われるように設定されているものとする。
図１２において、循環装置６は、シュータ６１、循環コンベア６２、シュータ６３、循環ホッパ部６４から構成されている。シュータ６１は第二移送装置２２の終端まで移送された物品９が落下する位置に設置されており、循環コンベア６２に向かって低くなるように傾斜が設けられている。これにより、シュータ６１に落下した物品９は自重によりシュータ６１上を滑り、循環コンベア６２上へ移動する。循環コンベア６２は、第一移送装置２１、第二移送装置２２とは逆向きであるＪ方向へ回転しており、シュータ６１から移動してきた物品９を貯留部１０方向へ移送させる。

シュータ６３は循環コンベア６２終端まで移送された物品９が落下する位置に設置されており、循環コンベア６２の移送方向ほど低くなるように傾斜されている。これにより、シュータ６３に落下した物品９は自重により、循環ホッパ部６４に落下することとなる。
循環ホッパ部６４は、循環ホッパ６４１と、ストッパ６４２と、引張バネ６４３と、ガイド６４４と、シリンダ６４５とから構成されている。シュータ６３から投入された物品９は循環ホッパ６４１に一時的に貯留される。このとき、循環ホッパ６４１の底面は幅方向Ｙに向けて低くなるよう傾斜が設けられており、自重により貯留部１０方向へ移動するようになっている。この循環ホッパ６４１はガイド６４４に固定されており、シリンダ６４５の動作によってＺ軸方向へ上昇することができ、循環ホッパ６４１の底面が貯留部１０の壁面部材１０ａのＺ軸方向上端以上まで上昇すると、循環ホッパ６４１内部の物品９は貯留部１０内に落下し、実施の形態１と同様にコンベア部２に供給されることとなる。

ここで、ストッパ６４２は引張バネ６４３によってＺ軸方向上向きに力が加えられている。そして、循環ホッパ６４１が降下している時は、循環ホッパ６４１に押されて降下されてシュータ６３の出口を開放し、循環ホッパ６４１が上昇した時は引張バネ６４３の力によって持上げられてシュータ６３の出口を塞ぎ、後続の物品９がシュータ６３から循環ホッパ６４１が上昇した後の空間部分に落下するのを防ぐ。これにより、第二移送装置２１上で表裏が逆のためロボット装置５で取出しが行われなかった物品９を貯留部１０に戻し、再び整列、整姿動作が行われるように循環させることで、移送先に順次正しい姿勢で供給することが可能となる。

上記のように実施の形態４によれば、移送先に対して物品９の表裏を所定の向きに揃えて移送する必要がある場合に、ビジョンセンサ４で物品９の表裏を判別する機能と、移送先に対して物品９の表裏がマッチしない物品９を物品送出部１１に戻して循環させる循環装置６を付加したことで、ロボット装置５など他の構成を変えずに、物品９の表裏を何れか一方に統一して移送することができるという効果が得られる。

実施の形態５．
図１３は実施の形態５における物品搬送装置の構成を示す平面図、正面図である。実施の形態４では要求する姿勢と表裏逆向きで供給された物品９は、取出しできずにすべてホッパ部10に循環させていた。本実施の形態では、循環コンベア６２に移動した物品９の一部を要求姿勢で取出すことにより、部品供給装置の能力を上げる方法について記載する。
実施の形態５では実施の形態４のロボットの位置を、第二コンベア２２と循環コンベア６２の両コンベアにアクセスできるロボット５４に変更し、第二ビジョンセンサ４１を追加している。また循環部のシュータをシュータ６１１に変更している。
ここで図１４に第二コンベア２２とシュータ６１１の位置関係を示す。シュータ６１１は第二コンベア２２終端まで搬送された物品９が落下する位置に設置されており、この時の落下高さ６１１hは、切り出し板幅１１１Ｘより大きい、この高さの落下により物品９は一定の確率で裏表が逆転する。
シュータ６１１に落下した物品９は実施の形態４と同様に循環コンベア６２上に移動する。循環コンベア６２の上には第二ビジョンセンサ４１が設置されており、第二ビジョンセンサの視野に入った物品９はコンベア上での位置を計測される。
循環コンベア６２は第一コンベア２１、第二コンベア２２とは逆向きであるＤ方向へ回転しており、その回転部６２１に循環コンベアエンコーダ６２２が設けられており、ある時間からの回転量を把握することが可能である。
ロボット５４は循環コンベア６２により搬送されてきた物品９の位置を、ビジョンセンサ４１での計測結果と、エンコーダ６２２にて取得したビジョンセンサ４１で計測してからの物品９の移動量から、循環コンベア６２上の物品９の位置を特定し、その位置へハンド５４１を下し、チャックの５４２の動作により把持爪５４３を閉じて物品９を挟み、物品９を循環コンベア６２上から取出す。
これにより第二コンベア上からロボット５４で取出しができなかった物品９のうち、循環コンベア６２上に要求姿勢で供給された物品９を取出すことができるため、物品９に表裏があるような場合でも供給能力を向上させることができる。

実施の形態６．
図１５は実施の形態６における物品搬送装置の構成を示す正面図である。本実施の形態では実施の形態１の物品供給装置の第一移送装置２１と第二移送装置２２の間に、第三移送装置２３が設けられており、第一移送装置２１の搬送面２１aは第三移送装置２３の搬送面２３aより高く、第三移送装置２３の搬送面２３aは第二移送装置２２の搬送面２２aより高い位置に設置されている。また、移送装置２３は移送装置２１より搬送速度が速く、移送装置２２は移送装置２３より搬送速度が速い。
実施の形態１の物品搬送装置の場合、第一移送装置２１と第二移送装置２２の間の速度差によってのみ物品９同士の間隔を確保していたが、必要な物品９同士の間隔が広くなると第一移送装置２１と第二移送装置２２の間の速度差が大きくなる。すると、物品９が第一移送装置２１から第二移送装置２２へ移載する際に急激な加速度が加わり、移送面上での物品９の姿勢が変化してしまう可能性がある。そこで、第一移送装置２１と第二移送装置２２の間に第三移送装置２３を設置することで、物品９が移送装置間を移載する時に物品９に発生する加速度を小さくして、物品９の望まない姿勢の変化を防ぐことができる。
なお本実施の形態では、第三移送装置２３のみによって物品９に発生する加速度を小さくしているが、第三移送装置２３と第二移送装置２２の間に第四移送装置、第五移送装置を設置することで、さらに物品９に発生する加速度を小さくすることができる。
また、第二移送装置２２上にて物品９同士の間隔を確保するためには、第一移送装置２１と第二送装置２２の間に速度差が発生していれば可能であり、その途中で第三移送装置２３より第一移送装置２１の速度が速く設定されていたり、同じ速度であっても同様の機能を満たす。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組合せたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１０ 貯留部、１０ａ 壁面部材、１０ｂ 底面部材、
１１ 物品送出部、１１０ 前壁部材、１１０ｋ 櫛歯状凹凸部、
１１０Ｙ 前壁部材の櫛歯間の幅、１１１ 切出し部材、
１１１ａ 上面部、１１１ｋ 櫛歯状係合部、
１１１Ｙ 切出し部材の櫛歯間の幅、１１２ ガイド部材、
１１３ 切出し部材固定部、１１４ シリンダ、１１５ ガイド部材、
１１６ 固定板、１１７ シリンダ、２ コンベア部、
２１ 第一移送装置、２１ａ 搬送面、２２ 第二移送装置、
２２ａ 搬送面、２２ｂ 回転部、２２ｃ エンコーダ、
３ 重積解消装置、３１ 回転ブラシ、３２ モータ、
３３ ブラシ固定板、３４ ガイド、３５ ガイド固定板、
３６ シリンダ、３７ 透過型エリアセンサ、３７ａ 検出エリア、
４ ビジョンセンサ、５ ロボット装置、５１ 把持ハンド、
５２ チャック、５３ 把持爪、５４ 回転機構、６ 循環装置、
６１ シュータ、６２ 循環コンベア、６３ シュータ、
６４ 循環ホッパ部、６４１ 循環ホッパ、６４２ ストッパ、
６４３ 引張バネ、６４４ ガイド、６４５ シリンダ、９ 物品、
９Ａ、９Ｂ、９Ｃ 姿勢、９ａ 最も短い辺、９ｂ 中間の長さの辺、
９ｃ 最も長い辺、ｍ 把持爪の動作距離、ｔ 把持爪の厚さ、
Ｌ 長さ（把持爪の動作距離ｍ＋把持爪の厚さｔ）、
Ｌｂ 物品の把持寸法、Ｇ 重心、Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ 高さ、
Ｌｇ 最も長い辺の端から重心までの距離、Ｔｄ 把持爪の奥行寸法、
Ｓ 隙間、Ｗ 有効幅。

本発明に係る物品移送装置は、予め定められた１または複数種類の物品を収容する貯留部と、前記１または複数種類の物品のうち、少なくとも一つの物品を送出する物品送出部と、前記送出された物品を第１の速度で移送する第一移送装置と、を備え、前記貯留部は、底面が前記移送方向下流側に向かって低くなる傾斜面を有し、前記物品送出部は、前記貯留部の前記移送方向下流側に設けられた前壁部材に沿って上下移動可能な機構を有し、前記機構の前記物品を載置する上面部が前記移送方向下流側に向かって低くなる傾斜面を有するとともに、前記上面部の移送方向の幅が、前記物品それぞれにおける最も長い辺の端から重心位置までの距離に基づいて設定される。

Claims (9)

1. 貯留部に収容された複数の部品のうち、少なくとも一つの物品を移送方向下流側に送出し得る物品送出部と、前記物品送出部から受けた前記物品を載置して下流側に第１の速度で移送する第一移送装置と、前記第一移送装置の下流側に設けられ載置された前記物品を前記第１の速度よりも速い第２の速度で移送し得る第二移送装置と、を備えた物品移送装置。
2. 前記物品送出部、第一移送装置、第二移送装置の上部に設置され、移送される物品の移送面からの高さを制約する重積解消装置を備えることを特徴とする請求項１記載の物品移送装置物品移送装置。
3. 前記貯留部は、その底面部材が前記移送方向下流側に低くなるように傾斜したホッパ状に形成され、前記物品送出部は、前記貯留部における前記移送方向下流側に配設された前壁部材の内面に沿って上下移動可能に設けられ、上面部が移送方向下流側に低くなるように傾斜され、かつ該上面部における移送方向の有効幅Ｗが、前記物品の最も長い辺から該物品の重心Ｇの位置までの距離よりも短く形成された切出し部材を備え、前記切出し部材を下端部に移動させたときに前記上面部の上に前記底面部材の上面から前記複数の物品を重力によって移動させ、前記切出し部材を上方に移動させるときに、前記上面部によって複数の前記物品の中から所定姿勢の物品が選択されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の物品移送装置。
4. 前記物品送出部は、前記有効幅Ｗを予め設定された範囲内で任意に変更し得る有効幅変更手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の物品移送装置。
5. 前記有効幅変更手段は、前記切出し部材の前記上面部を形成している上面部形成部における移送方向下流側に、上下方向に延在する溝部と突部が前記移送方向に直交する方向に交互に形成された櫛歯状係合部と、前記前壁部材における前記切出し部材との対向面に形設され、前記櫛歯状係合部を形成している前記突部を受入れ、隣り合う前記突部相互の間の溝部分に進入する櫛歯状凹凸部と、前記切出し部材及び前記前壁部材の前記移送方向の相対距離を変更し得る駆動装置と、を用いて構成したことを特徴とする請求項４記載の物品移送装置。
6. 前記重積解消装置は、前記物品送出部、第一移送装置、第二移送装置からの高さを調整可能であることを特徴とする請求項２記載の物品移送装置。
7. 前記第二移送装置上を移送中の前記物品を検出するビジョンセンサと、前記ビジョンセンサの検出結果に基づいて当該物品を把持して予め設定された所定位置に供給するロボット装置と、を備えた請求項１から６のいずれか一項に記載の物品移送装置。
8. 前記ビジョンセンサは、前記物品の表裏を判別する機能を備え、前記物品の表裏が移送先に対してマッチしない姿勢の物品を検出したときに前記ロボット装置による操作を停止して、前記マッチしない姿勢の物品を前記貯留部に戻して循環させる循環装置を備えたことを特徴とする請求項７記載の物品移送装置。
9. 前記第一移送装置と前記第二移送装置の間に、第三移送装置を設け、前記第一移送装置の搬送面は前記第三移送装置の搬送面より高く、前記第三移送装置の搬送面は前記第二移送装置の搬送面より高い位置に設置され、
   かつ、前記第三移送装置は前記第一移送装置より搬送速度が速く、前記第二移送装置より搬送速度が速いことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の物品移送装置。

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