KR20130098204A - 작업물 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 소정 자세로 정렬한 작업물의 공급 효율이 높은 작업물 공급 장치를 제공하는 것이다.
반송로(32)를 따라 작업물(W)을 정렬시키면서 반송시켜 공급처로 공급하는 작업물 공급 장치(1)이며, 반송로(32) 중에 설정되는 검출 위치(6x)에 작업물(W)이 정방향으로 존재하는 상태와, 작업물(W)이 이방향으로 존재하는 상태를 각각 검출하여 이들의 각 상태에 대응하는 검출 신호를 출력하는 검출 수단(6)과, 검출 위치(6x) 근방에 설치되어 있고 작업물(W)을 일시적으로 가속시키는 가속 수단(4)과, 검출 위치(6x) 근방에 설치되어 있고 작업물(W)의 반송 방향 후방부를 반송 방향 전방을 향해, 또한 반송 방향에 대해 수직한 축 주위로 회전시킴으로써 작업물(W)의 자세를 변환시키는 자세 변환 수단(5)과, 가속 수단(4)과 자세 변환 수단(5)을 제어하는 제어부(8)를 구비하고 있고, 제어부(8)가, 검출 수단(6)에 의한 검출 신호를 기초로 하여 가속 수단(4) 및 자세 변환 수단(5)의 제어를 행함으로써, 소정의 검출 위치(6x)에 도달한 작업물(W)이 정방향인 경우에는 작업물(W)을 가속시키고, 이방향인 경우에는 작업물(W)을 자세 변환하도록 구성하였다.

Description

작업물 공급 장치{ WORKPIECE SUPPLY DEVICE}

본 발명은, 작업물을 정렬시킨 상태에서 공급처로 반송하는 작업물 공급 장치에 관한 것이다.

종래, 전자 부품 등의 공급 대상물인 작업물을 저류하는 저류부와, 이 저류부로부터 공급처까지를 연락하는 반송로를 구비하고 있고, 상류측의 저류부에 투입되는 작업물을 진동 등의 수단을 사용하여 반송로 상에서 1열로 정렬시키면서 반송하여, 하류측의 공급처에 대해 공급하는 작업물 공급 장치가 알려져 있다. 반송로는 일반적으로, 반송 방향으로 연속되는 평면 형상의 반송면과, 이 반송면에 대해 대략 직교하도록 교차하고 있어 측방으로의 위치 결정을 행하는 측벽에 의해 단면 대략 V자형으로 형성되는 경우가 많다.

이러한 작업물 공급 장치를 사용하여 여러 다양한 작업물을 공급할 수 있지만, 작업물의 형상이나 하류측의 공급처에 있어서의 공정에 따라서는, 작업물의 방향을 정확하게 동일한 방향으로 정렬시키는 것이 필요해진다. 예를 들어, 직육면체 형상의 작업물의 경우에는, 6면 중 특정의 면을 전방면으로 설정하여, 이 전방면을 반송 방향 하류측을 향해 배치시키는 동시에, 이 전방면에 접하는 4면 중 특정한 면을 하면으로 설정하여, 이 하면이 반송면에 접촉하는 방향으로 배치시킨 경우를 정방향으로 하고, 이 정방향으로 모든 작업물을 정렬시킨 상태에서 하류측의 공급처로 공급하는 것이 필요한 경우가 있다.

그로 인해, 반송로 상의 작업물이 정방향과는 다른 이방향(異方向)인 경우에, 작업물의 방향을 바꾸는 자세 변환을 행하게 하는 것을 목적으로 하여 다양한 자세 변환 수단이 고안되고, 이러한 수단을 구비한 작업물 공급 장치로서 수많은 것이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

이들 중 대부분의 것은, 작업물의 길이 방향에 위치하는 대향 2면 중 어느 하나를 전방면으로 하고, 이것에 인접하는 4면 중 어느 하나를 하면으로 설정한 후, 우선 반송로를 따라 작업물을 반송시키면서 작업물의 길이 방향이 반송 방향을 향하도록 배치시키고, 다음에 평행축 주위 자세 변환으로서 반송 방향에 평행한 축을 중심으로 하여 필요에 따라서 작업물을 회전시킴으로써, 설정된 하면이 반송면에 접촉하는 방향으로 되도록 한다. 또한, 수직축 주위 자세 변환으로서 반송 방향에 수직이 되는 축을 중심으로 하여 필요에 따라서 작업물을 회전시킴으로써, 설정된 전방면이 반송 방향 후방에 있는 경우에 전방에 위치하도록 자세 변환을 행한다.

이러한 작업물의 자세 변환을 행하기 위한 구동원으로서는 압력 에어가 널리 사용되고 있고, 소정 위치에 도달한 작업물에 대해, 그 자세에 따라서 에어 분출부로부터 에어를 분출시킴으로써 작업물의 회전을 행하게 하도록 하고 있다. 이러한 자세 변환 수단을 사용함으로써, 직육면체 형상의 작업물을 6면이 각각 소정의 방향으로 되는 정방향으로 정렬시킬 수 있도록 되어 있다.

일본 특허 출원 공개 평7-206143호 공보

그러나 상기 수직축 주위 자세 변환의 과정에 있어서는, 다음과 같은 문제가 발생할 가능성이 있다. 이하, 도면을 사용하여 설명을 행한다.

도 11의 (a)는 작업물의 반송 방향에 대해 수직이 되는 단면을 도시한 것으로, 이와 같이 반송면(932a)과 측벽(932b)에 의해 지지된 상태에서 작업물(W)이 하면측을 반송면(932a)에 접촉시키면서 반송되어 있고, 측벽(932b)측에 설치한 자세 변환용 에어 분출부(951)로부터 작업물(W)의 측면에 대해 압력 에어(Ac)가 분사되는 경우를 상정한다. 또한, 도 11의 (a)를 반송면(932a)과 직교하는 경사 상방으로부터 본 경우를 도 11의 (b)에 도시한다. 상기 자세 변환용 에어 분출부(951)에 대해, 작업물(W)의 반송 방향(도면 중의 X 방향) 후방부가 도달하였을 때에 압력 에어(Ac)를 분사시키면, 작업물(W)의 전방이며 또한 반송 방향 X에 대해 수직이 되는 축(도면 중의 Y축)을 중심으로 하여 회전을 행하게 하게 된다.

이와 같이 함으로써, 작업물(W)은 하면을 반송면(932a)에 접촉시킨 그대로의 상태로서, 전방면과 후방면을 교체하는 동시에, 회전에 수반하여 전체가 반송 방향 전방으로 이동하게 된다.

공급 효율을 증대시키기 위해서는 반송로(932) 상을 작업물(W)이 긴밀하게 연속된 상태에서 반송되는 것이 바람직하지만, 회전시키고자 하는 작업물(W)에 대해 반송 방향 전방 또는 후방의 작업물(W)이 근접하고 있으면, 이들 전후방의 작업물(W)의 영향을 받아 원활하게 회전을 행하게 할 수 없는 경우가 있다. 또한, 도 12에 도시한 바와 같이, 반송 방향 전방에 위치하는 작업물이 이격되어 있었다고 해도, 그 거리 S가 작은 경우에는, 수직축 주위 자세 변환으로서 회전한 작업물(W)이 전방의 작업물(W) 상에 올라타 버리는 경우도 있다. 이들의 회전 불량이 발생한 경우에는, 작업물(W)은 안정을 잃어 반송로(932)로부터 전락하거나, 이후의 검사 과정에 의해 자세 불량으로서 배제되는 경우가 있어, 공급 효율의 저하로 이어지게 된다.

본 발명은 이러한 과제를 유효하게 해결하는 것을 목적으로 하고 있고, 구체적으로는 안정적으로 작업물을 정방향으로 정렬시키는 것이 가능한, 공급 효율이 높은 작업물 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 수단을 강구한 것이다.

즉, 본 발명의 작업물 공급 장치는, 반송로를 따라 작업물을 정렬시키면서 반송시켜 공급처로 공급하는 작업물 공급 장치이며, 상기 반송로 중에 설정되는 검출 위치에 작업물이 정방향으로 존재하는 상태와, 작업물이 이방향으로 존재하는 상태를 각각 검출하여 이들의 각 상태에 대응하는 검출 신호를 출력하는 검출 수단과, 상기 검출 위치 근방에 설치되어 있고 작업물을 일시적으로 가속시키는 가속 수단과, 상기 검출 위치 근방에 설치되어 있고 작업물의 반송 방향 후방부를 반송 방향 전방을 향해, 또한 반송 방향에 대해 수직한 축 주위로 회전시킴으로써 작업물의 자세를 변환시키는 자세 변환 수단과, 상기 가속 수단과 상기 자세 변환 수단을 제어하는 제어부를 구비하고 있고, 상기 제어부가, 상기 검출 수단에 의한 검출 신호를 기초로 하여 상기 가속 수단 및 상기 자세 변환 수단의 제어를 행함으로써, 소정의 검출 위치에 도달한 작업물이 정방향인 경우에는 당해 작업물을 가속시키고, 이방향인 경우에는 당해 작업물을 자세 변환하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성하면, 검출 위치에의 작업물의 도달 및 그때의 자세를 검출하여, 이방향의 작업물은 전방측을 중심으로 회전시킴으로써 정방향으로 자세 변환시키면서 후속 작업물과 이격시킬 수 있고, 정방향의 작업물은 가속시킴으로써 후속 작업물로부터 이격시킬 수 있다. 이와 같이 함으로써, 이방향의 작업물의 회전을 허용하기 위한 공간이 전방에 항상 확보되므로, 작업물끼리의 겹침을 억제하여 적절하게 자세 변환을 행할 수 있어, 정방향을 향해 정렬시킨 작업물의 공급 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 작업물의 자세를 판별하기 위한 센서를 간편하게 구성하여 장치 비용을 저감하는 동시에, 작업물의 상태를 판별할 때의 정확성을 담보하여 적절한 동작을 행하게 하는 것을 가능하게 하기 위해서는, 상기 검출 수단이, 단일 센서이며, 상기 검출 위치에 작업물이 존재하지 않는 상태에 대응하여 저레벨 또는 고레벨로 상기 검출 신호를 출력하고, 또한 작업물이 정방향으로 존재하는 상태와, 이방향으로 존재하는 상태에 각각 대응한 레벨로 상기 검출 신호를 출력함으로써, 작업물의 상태에 따라서 동일한 검출 신호를 고레벨, 저레벨 및 중간 레벨의 적어도 3개의 다른 출력 레벨로 변화시키면서 출력하는 것인 동시에, 상기 제어부가, 중간 레벨의 검출 신호에 대응하는 상태를 판정할 때에는, 당해 레벨에 도달한 것을 인식하고 나서, 중간 레벨을 유지한 상태에서 일정 시간이 경과하는 것을 조건으로 하는 동시에, 저레벨 또는 고레벨에 대응하는 상태를 판정할 때에는, 당해 레벨에 도달한 것을 인식한 것만을 조건으로 하도록 구성하는 것이 적합하다.

또한, 상기한 구성을 보다 간편한 형태로 실현하기 위해서는, 상기 검출 수단이, 투광부와 수광부로 구성되는 투과형 광전 센서이고, 수광부에서 검출하는 광량에 따른 신호를 상기 검출 신호로서 출력하는 것이며, 상기 투광부와 상기 수광부가 작업물의 반송로를 사이에 두고 대향하도록 설치되어 있고, 반송로 상을 통과하는 작업물이 상기 투광부로부터 상기 수광부에 도달하는 검출 광의 적어도 일부를 차폐하도록 구성하는 것이 적합하다.

또한, 작업물 측면 중 어느 한쪽 측에 상하 방향으로 개방된 개구부가 있는 경우에는, 이러한 형상의 특징을 파악하여, 보다 적절하게 작업물의 방향에 따른 출력 레벨을 얻을 수 있도록 하기 위해, 상기 작업물이 특정면을 하측 또는 상측으로 배치하였을 때에, 대향하는 2개의 측면 중 어느 한쪽 측에 상하로 개방된 개구부가 형성되어 있고, 상기 특정면을 반송면에 접촉시키면서 작업물이 정방향의 자세로 상기 검출 위치에 도달하였을 때에는 상기 투광부로부터의 검출 광의 일부가 상기 개구부를 통과하여 수광부에 이르는 동시에, 상기 특정면을 반송면에 접촉시키면서 이방향의 자세로 상기 검출 위치에 도달하였을 때에는 상기 투광부로부터의 검출 광이 상기 수광부와의 사이에서 거의 전량 차폐되는 위치 관계로 되도록, 상기 투광부와 상기 수광부를 배치하도록 구성하는 것이 적합하다.

또한, 가속 수단 및 자세 변환 수단을, 보다 간편한 형태로 실현하는 동시에, 제어성을 높여 보다 적절하게 원하는 동작을 작업물에 행하게 하도록 하기 위해서는, 상기 가속 수단이, 상기 검출 위치에 있어서의 작업물에 대해 반송 방향 후방으로부터 전방을 향해 압력 에어를 분출시키는 가속용 에어 분출부와, 압력 에어를 공급하는 제1 에어 공급원과, 상기 가속 에어 분출부와 상기 제1 에어 공급원의 연통 또는 비연통 상태를 전환하는 제1 전자기 밸브를 구비하는 것이며, 상기 자세 변환 수단이, 반송면과 대략 직교하는 측벽측에 설치되고 상기 검출 위치에 있어서의 작업물의 후방부 측면에 대해 압력 에어를 분출시키는 자세 변환용 에어 분출부와, 압력 에어를 공급하는 제2 에어 공급원과, 상기 자세 변환용 에어 분출부와 상기 제2 에어 공급원의 연통 또는 비연통 상태를 전환하는 제2 전자기 밸브를 구비하도록 구성하는 것이 적합하다.

또한, 후속 작업물에 의한 영향이 발생하는 일 없이, 검출 위치에 있는 작업물에 대해 자세 변환 또는 가속에 관한 동작을 보다 정확하게 행하게 하기 위해서는, 검출 위치에 있어서의 작업물의 속도를 증대시켜 후속 작업물과 이격시키는 것이 효과적이므로, 이것을 실현하는 수단으로서, 상기 검출 위치 근방에 있어서의 반송로의 상승 구배가, 당해 검출 위치 근방보다도 적어도 반송 방향 상류측에 있어서의 반송로의 상승 구배보다도 완만하게 설정하여 구성하는 것이 적합하다.

이상 설명한 본 발명에 따르면, 안정적으로 작업물을 정방향으로 정렬시키는 것이 가능하고, 공급 효율이 높은 작업물 공급 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 작업물 공급 장치의 시스템 구성을 도시하는 모식도.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 작업물 공급 장치의 본체부를 일부 파단하여 도시하는 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 작업물 공급 장치에 있어서 공급 대상으로 하는 작업물의 일례를 나타내는 설명도.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 작업물 공급 장치에 있어서의 수직축 주위 자세 변환부의 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 작업물 공급 장치에 있어서의 수직축 주위 자세 변환부를 모식적으로 도시한 측면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 작업물 공급 장치에 있어서의 수직축 주위 자세 변환부를 검출 광 통과 경로를 따라 절단한 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 작업물 공급 장치에 있어서의 수직축 주위 자세 변환부를 압력 에어 통과 경로를 따라 절단한 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 작업물 공급 장치에 있어서의 수직축 주위 자세 변환부의 동작을 설명하는 모식도.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 작업물 공급 장치에 있어서의 투과형 광전 센서의 검출 파형과 각 에어의 분출 타이밍의 관계를 나타내는 설명도.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 작업물 공급 장치에 있어서의 제어부의 제어 플로우를 나타내는 흐름도.
도 11은 종래의 작업물 공급 장치에 있어서의 수직축 주위 자세 변환부의 모식도.
도 12는 종래의 작업물 공급 장치에 있어서의 수직축 주위 자세 변환부의 문제점을 도시하는 모식도.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다.

이 실시 형태의 작업물 공급 장치(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 본체부(1a)를 구성하는 보울(3)에 대해, 작업물(W)을 반송하기 위한 반송로(32)를 형성하는 동시에, 이 반송로의 도중에, 작업물(W)의 자세를 변환하기 위한 제1 내지 제3 자세 변환부(R1 내지 R3) 및 작업물(W)의 자세를 검사하는 동시에 원하는 자세가 아닌 것은 배제하는 제1 내지 제3 검사ㆍ배제부(E1 내지 E3)를 설치하고 있다.

상기 자세 변환부(R1 내지 R3) 중, 평행축 주위 자세 변환부로서의 제1 자세 변환부(R1) 및 제2 자세 변환부(R2)는 반송 방향(도면 중, X 방향)에 대해 평행한 축 주위로 작업물(W)을 회전시킴으로써 자세 변환을 행하는 것이다. 이에 대해, 수직축 주위 자세 변환부로서의 제3 자세 변환부(R3)는 본원 발명의 주요부를 도시하는 것으로, 반송 방향에 수직한 축 주위로 작업물(W)을 회전시킴으로써 자세 변환을 행하는 것이다.

제3 자세 변환부(R3)는, 반송로(32) 상의 특정한 검출 위치(6x)에 있어서 작업물(W)의 검출을 행하는 검출 수단으로서의 투과형 광전 센서(6)와, 작업물(W)을 일시적으로 가속시키기 위한 가속 수단(4)과, 작업물(W)을 반송 방향에 수직한 축 주위로 회전시키는 자세 변환 수단(5)과, 이들을 동작시키는 제어부(8)를 구비하고 있다. 또한, 여기서 말하는 검출 위치(6x)라 함은, 작업물(W)을 검출하기 위한 후술하는 검출 영역 LA에 대응하는 작업물(W)의 위치를 나타낸다.

보울(3)은 평면에서 볼 때 대략 원형의 유발 형상으로 형성되어 있고, 내측은 저류부(31)로 되어 공급 대상으로 되는 작업물(W)을 투입할 수 있고, 이 저류부(31)로부터 외주 방향을 향해 나선 형상의 반송로(32)가 설치되고, 반송로(32)의 하류측은 공급처(도시하지 않음)에 접속되도록 구성하고 있다.

반송로(32)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 수평면으로부터 소정의 각도만큼 경사져 설치된 평면 형상의 반송면(32a)과, 이에 대해 대략 직교하도록 교차시킨 측벽(32b)에 의해 대략 V자형 단면으로 형성되어 있고, 작업물(W)은 반송면(32a)과 측벽(32b)의 양쪽에 의해 지지되면서 반송된다.

보울(3)은, 일부를 파단하여 나타낸 도 2에 도시하는 바와 같이, 가진부(2) 상에서 지지되면서 가진되도록 되어 있다. 가진부(2)는, 방진 스프링(21a 내지 21a)을 통해 바닥면에 설치되는 고정 블록(21)과, 그 고정 블록(21)의 상방에 배치되어 있고 상기 보울(3)을 상면에 장착하는 가동 블록(22)과, 고정 블록(21)에 대해 가동 블록(22)을 이격시킨 상태에서 탄성적으로 접속하는 판 스프링(23 내지 23)과, 고정 블록(21) 상에 고정되어 있고 대향하는 가동 블록(22)을 자기 흡인함으로써 변위를 발생시키는 전자석(24)으로 구성되어 있다.

보다 구체적으로는, 고정 블록(21)과 가동 블록(22)은, 평면에서 볼 때 대략 원 형상으로 형성되는 동시에, 중심이 거의 동일한 위치로 되도록 배치되어 있다. 그리고 이들의 중심 주위에 4개의 판 스프링(23 내지 23)이 등배치되면서 동일 방향으로 경사지도록 설치되어 있다. 이와 같이 함으로써, 전자석(24)의 작용에 의해 고정 블록(21)측으로 끌어당겨졌을 때에, 가동 블록(22)은 하방향으로 변위하는 동시에 상기한 중심 주위로 비틀림 운동을 행하게 된다. 전자석(24)에는, 도시하지 않은 전원으로부터, 소정 주파수로 주기적으로 온 오프를 반복하면서 전류를 부여함으로써, 보울(3)에 상하 방향 성분에 비틀림 방향 성분을 포함하는 진동을 발생시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이 진동을 제어함으로써, 반송로(32) 상의 작업물(W)은 반송된다.

여기서, 본 실시 형태에 있어서의 작업물 공급 장치(1)가 공급 대상으로 하는 작업물(W)의 일례를, 도 3에 도시한다. 도 3의 (a), (b), (c)는, 각각 작업물(W)의 측면도, 정면도, 사시도를 도시하고 있다. 작업물(W)은 대략 직육면체 형상을 하고 있고, 길이 방향으로 E면(We)과 F면(Wf)이 대향되어 형성되어 있고, 이들에 인접하는 측면으로서 A면(Wa), B면(Wb), C면(Wc) 및 D면(Wd)의 4개의 면이 순차 형성되어 있다. 또한, A면(Wa)에 직교하는 방향에 대해 가장 편평하게 되도록 구성되어 있다. 즉, 서로 대향하는 A면(Wa)과 C면(Wc)의 간격은, 이들에 직교하면서 서로 대향하는 B면(Wb)과 D면(Wd)의 간격보다도 작아지도록 형성되어 있다. 또한 A면(Wa)측은, 이것에 대향하는 C면(Wc)측과의 사이에서, 형상, 반사율, 색 등의 다른 특징을 갖고 있어 용이하게 구별할 수 있도록 되어 있다. 이 A면(Wa)은, 이하에 있어서 자세 변환을 행하기 위한 기준이 되는 특정면이라고도 칭한다. 또한, D면(Wd)에는 3개소에 개구부(W1 내지 W1)가 형성되어 있고, 각각 특정면인 A면(Wa)측을 상측 또는 하측으로 해 두었을 때에, 상하 방향으로 연속되는 개방부로서 기능하도록 되어 있다.

이와 같이, 작업물(W)은 4개의 측면 중 대향하는 A면(Wa)과 C면(Wc)이, 또한 B면(Wb)과 D면(Wd)이 각각 구별 가능하게 형성되어 있다. 그로 인해, 작업물(W)을 반송시킬 때에는, 반송 방향에 대한 전후 방향이나 상하 방향에 어느 면을 대응시킬지가 중요해진다. 본원에 있어서는, 일례로서 특정면인 A면(Wa)이 반송면(32a)에 접촉하고, 또한 F면(Wf)이 반송 방향에 대한 전방을 향하는 자세를 기준으로 하고 있고, 이 방향을 정방향이라 칭하고, 이 이외의 방향을 이방향이라 칭하는 것으로 한다.

도 1에 도시하는 본 실시 형태의 작업물 공급 장치(1)는, 작업물(W)의 자세를 상기 정방향으로 규제하여 정렬시키도록 구성되어 있다.

우선, 작업물(W)은, 저류부(31)로부터 반송로(32)를 따라 반송되는 과정에 의해, 반송 방향에 작업물(9)의 길이 방향이 일치하는 방향으로 되도록 하고 있다. 즉, 작업물(W)의 E면(We) 및 F면(Wf)(도 3 참조) 중 어느 한쪽이 반송 방향 전방측으로 되고, 다른 쪽이 후방측으로 되는 방향으로 한다. 또한, 반송면(32a)에 직교하는 방향에 가장 편평하게 되는 방향을 향하도록 한다. 즉, 작업물(W)의 A면(Wa) 및 C면(Wc) 중 어느 한쪽이 반송면(32a)에 접촉하도록 한다. 이하, A면(Wa) 및 C면(Wc)에 직교하는 방향을 작업물의 편평 방향이라 칭하는 것으로 한다.

상기한 작업물(W)의 방향은, 반송 과정에 있어서 작업물(W)이 가장 안정되는 자세이기는 하지만, 정확한 자세에서의 공급 효율을 높이기 위해서는, 간편하다고 할 수 있는 여러 수단을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 부분적으로 반송로(32)의 폭을 작게 하는 수단이나, 도중에 단차를 설치하는 수단, 혹은 길이 방향이 반송 방향과는 다른 방향으로 되어 있는 작업물(W)에 대해서만 에어가 접촉하는 위치에 설치하는 에어 분출 수단 등을 적절하게 사용할 수 있다.

상기한 바와 같은 수단을 사용하여 작업물(W)의 방향을 어느 정도 정렬시킨 상태에 있어서는, 원칙적으로 반송 방향 전방측을 E면(We) 및 F면(Wf)(도 3 참조) 중 어느 하나가 향하는 동시에, 반송면(32a)에 대해 A면(Wa) 및 C면(Wc) 중 어느 하나가 접촉하게 된다. 이러한 상태를 전제로 하여, 상기 제1 자세 변환부(R1) 및 제2 자세 변환부(R2)는 작업물(W)의 자세를 검출하면서, 적절하게 반송 방향(도면 중, X 방향)에 대해 평행한 축 주위로 작업물(W)을 회전시킴으로써 자세 변환을 행하여, 특정면인 A면(Wa)을 반송면(32a)에 접촉한 상태로 정렬시킬 수 있도록 하고 있다. 이러한 작업물(W)의 자세 검출에는 광전 센서를 사용한 검출 수단이나 촬상에 기초하는 화상 처리 수단 등을 사용할 수 있고, 자세 변환에는 압력 에어를 작업물(9)의 측방으로부터 분출시키는 수단 등을 사용할 수 있다.

본원 발명의 주요부라 할 수 있는 수직축 주위 자세 변환부로서의 제3 자세 변환부(R3)는, 전술한 바와 같이, 작업물(W)의 검출을 행하기 위해 검출 위치(6x)에 설치하는 투과형 광전 센서(6)와, 가속 수단(4)과, 작업물(W)을 반송 방향에 수직한 축 주위로 회전시키는 자세 변환 수단(5)과, 이들을 동작시키는 제어부(8)를 구비하고 있고, 이들이 반송로(32) 상의 특정 위치에 설치됨으로써 구성되어 있다.

구체적인 구성을 설명하면, 가속 수단(4)은, 반송로(32)에 설치된 가속용 에어 분출부(41)와, 이것에 압력 에어를 공급하는 제1 에어 공급원(43)과, 이들 가속용 에어 분출부(41)와 제1 에어 공급원(43) 사이의 연통 또는 비연통 상태를 전환하는 제1 전자기 밸브(42)로 구성되어 있다. 또한, 자세 변환 수단(5)은, 반송로(32)에 설치된 자세 변환용 에어 분출부(51)와, 이것에 압력 에어를 공급하는 제2 에어 공급원(53)과, 이들 자세 변환용 에어 분출부(51)와 제2 에어 공급원(53) 사이의 연통 또는 비연통 상태를 전환하는 제2 전자기 밸브(52)로 구성되어 있다. 여기서는, 제1 에어 공급원(43)과 제2 에어 공급원(53)은, 이들로부터 각각 공급되는 압력 에어를 독립적으로 미세 조정 가능하게 하기 위해 분리하여 구성하고 있지만, 장치 구성의 간소화를 위해서는 동일한 에어 공급원으로서 구성하는 것도 가능하다.

또한, 검출 수단(6)에 의한 작업물 검출 신호에 기초하여, 제어부(8)로부터 제1 전자기 밸브(42) 및 제2 전자기 밸브(52)에 대해 제어 신호가 보내지고, 이 신호에 따라서 제1 전자기 밸브(42) 및 제2 전자기 밸브(52)는 상술한 연통 또는 비연통 상태를 각각 전환하도록 구성되어 있다. 즉, 제어부(8)는, 검출 수단(6)에 의한 작업물 검출 신호에 기초하여 가속 수단(4)의 동작 및 자세 변환 수단(5)의 동작을 제어하도록 구성되어 있다.

상기한 바와 같이 반송로(32)를 따라 구성한 제1 내지 제3 자세 변환부(R1 내지 R3)를 거친 후, 작업물(W)이 정방향의 자세로 되어 있는지를 검사하고, 이방향인 작업물(W)을 배제하기 위해, 제1 검사ㆍ배제부(E1), 제3 검사ㆍ배제부(E3) 및 제2 검사ㆍ배제부(E2)가 설치되어 있다. 제1 내지 제3 검사ㆍ배제부(E1 내지 E3)는, 상기 제1 내지 제3 자세 변환부(R1 내지 R3)에 각각 대응한 작업물(W)의 자세의 검출을 행하여, 소정의 자세로 되어 있지 않은 경우에는 측벽(32b)측으로부터 내측을 향해 에어를 분출시킴으로써 작업물(W)을 반송로(32)로부터 배제하고, 저류부(31)로 복귀시키도록 하고 있다.

이하, 본원 발명의 주요부인 수직축 주위 자세 변환부로서의 제3 자세 변환부(R3)를 구성하는 가속 수단(4), 자세 변환 수단(5), 검출 수단(6)에 대해 상세하게 설명을 행한다. 도 4는, 보울(3)의 내주측 상방으로부터 제3 자세 변환부(R3)를 보았을 때의 사시도를 도시하고 있고, 도 4를 사용하여 각 부의 위치 관계에 대해 설명한다.

보울(3)에 형성된 반송로(32)의 일부에는, 반송면(32a) 및 측벽(32b) 모두 절결된 절결부(33)가 형성되어 있고, 그 절결부(33)에 수납되도록 별도의 부재인 평판 형상의 반송면 플레이트(71)와 측벽 블록(72)이 설치되어 있다. 상세하게는, 도 6의 단면도에 도시하는 바와 같이, 절결부(33) 상에 형성된 설치면(33a) 상에 반송면 플레이트(71)가 설치되는 동시에, 이 반송면 플레이트(71)의 상부에 측벽 블록(72)을 설치하고 있다. 또한, 도 4로 되돌아가, 반송면 플레이트(71)의 상면(71a)은, 보울(3)에 형성된 반송면(32a)과의 사이에서, 상류측 및 하류측 중 어느 것에 있어서도 단차를 발생하는 일 없이 원활하게 연속되도록 설치되어 있고, 이들과 일체로 되어 1개의 반송면(32a)을 구성하고 있다. 마찬가지로, 측벽 블록(72)의 측면(72b)도, 보울(3)에 형성된 측벽(32b)과의 사이에서, 상류측 및 하류측 중 어느 것에 있어서도 단차를 발생하는 일 없이 원활하게 연속되도록 설치되어 있고, 이들과 일체로 되어 1개의 측벽(32b)을 구성하고 있다.

또한, 도 5에 모식적으로 도시하는 바와 같이, 반송면 플레이트(71) 상에 형성되는 반송면[71a(32a)]의 상승 구배 θ1은, 이 반송면 플레이트(71)의 전후에 있어서의 보울(3)의 상승 구배 θ0보다도 완만해지도록 구성되어 있다. 이와 같이 함으로써, 상류측으로부터 반송로(32)를 따라 반송되어 오는 작업물(W)이, 반송면 플레이트(71) 상에서 속도를 증가시키게 되어, 가령 복수의 작업물(W)이 근접한 상태에서 검출 위치(6x)까지 반송되어 온 경우라도, 일단 반송면 플레이트(71) 상에서 반송 방향으로 이격시키는 것이 가능해져, 후술하는 작업물 검출이나 자세 변환을 행하기 쉬워지는 효과를 발생한다. 또한, 이와 같이 작업물(W)을 반송면 플레이트(71) 상에서 이격시키기 위해서는, 이 반송면 플레이트(71)의 상승 구배 θ1을 상류측에 대해 완만하게 하는 것만으로 충분하지만, 반송로(32) 전체에 있어서의 반송 속도의 편차를 저감하기 위해서는 반송면(32a)의 상승 구배를 가능한 한 동일하게 하는 것이 바람직하기 때문에, 반송면 플레이트(71)의 상류측과 하류측에서 동일한 상승 구배로 형성해 두고, 이들에 대해 반송면 플레이트(71)의 상승 구배를 완만하게 형성하는 것이 적합하다. 또한, 제작 용이성의 관점에서도, 상류측과 하류측을 거의 동일한 상승 구배로 형성하는 것이 바람직한 것이라고 할 수 있다.

반송면 플레이트(71)에는, 반송로(32)를 통과하는 작업물(W)에 대응하는 위치에, 작업물(W)의 반송 방향에 길이 방향을 배치한 긴 구멍(71b)이 형성되어 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 이 긴 구멍(71b)에 대응하는 위치에, 보울(3)의 절결부(33)에도 개구 구멍(33b)이 형성되어 있다. 그리고 이들 긴 구멍(71b) 및 개구 구멍(33b)과 함께 반송로(32)를 사이에 두고, 하측에 투광부(61)가, 상측에 수광부(62)가 서로 대향하도록 배치되어 있고, 이들 투광부(61)와 수광부(62)에 의해 1개의 투과형 광전 센서를 구성하고 있다. 투광부(61)는 보울(3)의 외주면에 경사져 설치되는 동시에, 수광부(62)는 상기 측벽 블록(72)에 경사져 설치되어 있고, 양자는 도시하지 않은 컨트롤러에 접속되고, 당해 컨트롤러를 통해 검출 신호를 발하도록 구성되어 있다. 투광부(61)로부터는 상기 개구 구멍(33b) 및 긴 구멍(71b)을 통해 반송면(32a)에 대략 수직으로 되는 검출 광을 발하고, 수광부(62)는 당해 검출 광을 검출하여, 작업물(W)이 검출 광을 차폐한 비율에 따라서 검출 신호를 변화시켜 출력하도록 되어 있다.

도 4로 되돌아가, 가속 수단(4)을 구성하는 가속용 에어 분출부(41)는 에어 노즐로서 구성되어 있고, 지지 블록(44)을 통해 보울(3)에 고정되어 있다. 에어 노즐(41)은 선단의 분사 구멍(41a)이, 상기 검출 위치(6x) 근방에 있는 작업물(W)의 반송 방향 후방을 향해 배치되어 있고, 여기서 압력 에어를 분출함으로써 작업물(W)에 후방으로부터 압력을 부여하여, 전방을 향해 일시적으로 가속할 수 있도록 되어 있다. 지지 블록(44) 내에는 에어 노즐(41)에 대해 압력 에어를 도입하기 위한 도시하지 않은 연통 구멍이 형성되어 있고, 상기 제1 전자기 밸브(42)(도 1 참조)와의 접속이 이루어져 있다.

또한, 자세 변환 수단(5)을 구성하는 자세 변환용 에어 분출부(51)는 에어 분출 구멍으로서 구성되어 있고, 상기 검출 위치(6x) 근방에 있어서의 반송로(32)의 측벽(32b), 즉, 측벽 블록(72)의 측면(72a)에 설치되어 있다. 도 7은, 이 에어 분출 구멍(51)을 통과하는 단면도로서 도시한 것이다. 에어 분출 구멍(51)은 측벽 블록(72)의 측면(72b)에 대해 직교하는 방향으로 형성되어 있고, 당해 에어 분출 구멍(51)에 대해서는, 측벽 블록(72)의 내부에 형성한 연통 구멍(72a)이 연속되어 있다. 또한, 이 연통 구멍(72a)에 대해서는, 조인트(54)와 그 내부 공간(54a)을 통해 제2 전자기 밸브(52)(도 1 참조)로부터 압력 에어(Ac)를 도입할 수 있도록 되어 있다. 에어 분출 구멍(51)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 작업물(W)의 검출을 행하기 위한 긴 구멍(72)보다도 약간 반송 방향 후방에 위치하고 있고, 긴 구멍(72)을 차폐하는 위치에 작업물(W)이 도달하였을 때에 에어 분출 구멍(51)으로부터 압력 에어를 분출시키면, 그 압력 에어가 작업물(W)의 반송 방향 후방부에 접촉함으로써 작업물(W)의 후방부를 전방을 향해, 반송 방향에 수직한 축 주위로, 보다 구체적으로는 반송면(32a)에 수직으로 되는 축 주위로 회전시키는 것이 가능한 위치 관계로 설치되어 있다.

여기서, 도 4 및 도 6을 사용하여 설명한 작업물(W)을 검출하기 위한 투과형 광전 센서(6)에 관하여, 이것으로부터 얻어지는 검출 신호에 대해 설명을 행한다. 상술한 바와 같이, 투광부(61)로부터는 반송면 플레이트(71)에 개방된 긴 구멍(71b)을 통해 검출 광을 발하는 동시에, 수광부(62)에서는 그 검출 광을 포착하여, 도시하지 않은 컨트롤러를 통해 검출한 광량에 따른 출력을 발한다. 즉, 도 8에 모식적으로 도시하는 바와 같이, 긴 구멍(71b)에 의해 개방되는 영역이 전술한 작업물 검출 영역 LA로 되고, 당해 영역 내에 작업물(W)이 존재하는 비율에 따라서, 작업물(W)의 검출 위치(6x)에 있어서의 존재 및 방향을 판정할 수 있도록 되어 있다.

상술한 바와 같이, 이 검출 위치(6x)에 작업물(W)이 도달할 때에는, 작업물(W)의 길이 방향이 반송 방향(X 방향)으로 되는 동시에, 특정면인 A면(Wa)(도 3 참조)이 반송면(32a)에 접촉하는 방향으로 되어 있다. 그로 인해, 작업물(W)의 B면(Wb) 및 D면(Wd) 중 어느 한쪽이 측벽(32b)에 접촉하고, 다른 쪽이 반대측으로 되게 된다. 이러한 2개 방향 중에서, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이 개구부(W1)가 형성된 D면(Wd)이 측벽(32b)에 접촉한 경우가 정방향으로 되고, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이 B면(Wb)이 측벽(32b)에 접촉한 경우가 이방향으로 되게 된다.

상기 긴 구멍(71b)에 의해 형성되는 작업물 검출 영역 LA에 대해 작업물(W)이 간섭하는 위치에 존재하지 않는 상태에서는, 작업물 검출 영역 LA 전부에 대응한 고레벨에서의 검출 신호를 발하게 된다. 또한, 도 8의 (a)와 같이 작업물(W)이 정방향으로 된 상태에서 검출 위치(6x)에 존재하는 경우에는, 작업물 검출 영역 LA가 개구부(W1)의 일부 영역과 겹치는 위치 관계로 되어 있음으로써, 투광부(31)로부터 수광부(32)(도 6 참조)는 검출 광의 일부만이 도달하여, 이 광량에 대응하는 중간 레벨의 검출 신호를 발하게 된다. 나아가서는, 도 8의 (b)와 같이 작업물(W)이 이방향으로 된 상태에서 검출 위치(6x)에 존재하는 경우에는, 작업물 검출 영역 LA의 전체 영역이 작업물(W)에 의해 차폐되는 위치 관계로 되어 있고, 투광부(31)로부터 수광부(32)(도 6 참조)에 이르는 광량이 거의 없어 저레벨에서의 검출 신호를 발하게 된다.

상기한 바와 같은 검출 신호의 출력 레벨 변화가 얻어지도록, 작업물 검출 영역 LA와 작업물(W)의 개구부(W1)와의 위치 관계가 형성되어 있으므로, 작업물(W)이 반송됨에 따라서, 도 9의 (a), (b)의 각 상단에 도시하는 출력 변화를 갖는다. 도 9의 (a), (b)는 각각 작업물(W)이 정방향, 이방향의 자세로 센서 검출 영역 LA를 통과할 때의 센서 검출 신호의 변화와, 이것에 수반되는 제1 전자기 밸브(42) 및 제2 전자기 밸브(52)(도 1 참조)의 동작을 도시한 모식도이다. 제어부(8)(도 1 참조)는, 2개의 임계값 Lt1, Lt2를 내부에 기억하고 있고, 이들 각 임계값 Lt1, Lt2에 대한 검출 신호의 대소 관계에 기초하여, 검출 위치(6x)에 있어서의 작업물(W)의 유무 및 정방향ㆍ이방향과 같은 자세의 판정을 행하면서 제1 전자기 밸브(42) 및 제2 전자기 밸브(52)(도 1 참조)에 동작을 행하게 하도록 하고 있다.

우선, 도 9의 (a)에 기초하여, 작업물(W)이 정방향으로 작업물 검출 영역 LA를 통과할 때의 검출 신호의 변화와, 이것에 기초하여 제어부(8)가 행하는 각 전자기 밸브(42, 52)(도 1 참조)의 동작에 대해 설명한다.

작업물(W)이 작업물 검출 영역 LA의 범위에 존재하지 않는 경우에는, 투광부(61)로부터 수광부(62)에 이르는 검출 광량은 거의 최대값으로 되므로, 이것에 대응하여 고레벨 L1의 검출 신호가 출력된다. 이때의 검출 신호는 임계값 Lt1, Lt2 미만의 상태로 할 수 없으므로, 제어상, 작업물(W)이 검출 위치(6x)에 존재하지 않는 것이라고 판정하고 있게 된다.

이러한 상태로부터, 가령 작업물(W)이 작업물 검출 영역 LA 상을 일정 속도로 통과한 경우에는, 도면과 같이 검출 신호가 변화된다. 작업물(W)이 작업물 검출 영역 LA에 도달하면, 서서히 검출 광이 차폐되어 가고, 그것에 대응하여 검출 신호의 레벨이 저하되어 간다. 그리고 작업물 검출 영역 LA의 중심과 작업물(W)의 반송 방향 중심 위치가 합치하는 점에 있어서, 검출 광의 일부가 개구부(W1)로부터 통과하고, 나머지가 차폐된 상태로 되므로, 검출 신호는 중간 레벨 L2까지 저하된다. 그리고 작업물(W)의 반송에 수반하여 검출 광량은 서서히 회복하여, 작업물(W)이 작업물 검출 영역 LA로부터 이격되었을 때에는 검출 신호는 고레벨 L1까지 복귀된다.

상기한 중간 레벨 L2에 대해, 제1 임계값 Lt1은 크고, 제2 임계값 Lt2는 작게 설정하고 있다. 제어상은 검출 신호가 제1 임계값 Lt1을 하회한 시점으로부터 이 상태를 유지한 채 시간 T1이 경과하는 것을 조건으로 하여, 작업물(W)이 검출 위치(6x)에 존재하는 동시에 정방향의 자세인 것이라고 판정하고 있다. 이 시간 T1이 경과할 때까지의 동안에 제1 임계값 Lt1 이상의 레벨까지 검출 신호가 복귀된 경우에는, 작업물(W)이 검출 위치(6x)에 없는 것이라 판정하게 된다.

작업물(W)이 검출 위치(6x)에 존재하는 동시에 정방향의 자세인 것이라 판정한 경우에는, 제1 전자기 밸브(42)(도 1 참조)를 온, 즉, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 에어 노즐(41)로부터 압력 에어(Ac)를 분출시킴으로써, 이 검출 위치(6x)에 있는 작업물(W)을 일시적으로 가속시키고, 반송면(32a) 및 측벽(32b)을 따라 그대로의 자세로 반송 방향 전방으로 진행시켜 후속 작업물(W)과 이격시킨다. 그리고 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이, 시간 Tc1이 경과함으로써 제1 전자기 밸브(42)를 오프로 하여 압력 에어(Ac)의 분출을 정지한다.

이와 같이, 가속용 압력 에어(Ac)의 분출에 의한 작업물(W)의 동작을 고려한 경우에는, 압력 에어(Ac)가 분출된 시점으로부터, 작업물(W)이 작업물 검출 영역 LA로부터 빠르게 이탈하게 되므로, 실제의 검출 신호 파형은 도면 중에 있어서 P1로 나타내는 라인과 같이 급속하게 고레벨 L1까지 변화되게 된다.

다음에, 도 9의 (b)에 기초하여, 작업물(W)이 이방향으로 작업물 검출 영역 LA를 통과할 때의 검출 신호의 변화와, 이것에 기초하여 제어부(8)가 행하는 각 전자기 밸브(42, 52)(도 1 참조)의 동작에 대해 설명한다.

작업물(W)이 작업물 검출 영역 LA의 범위에 존재하지 않는 경우에는, 고레벨 L1의 검출 신호가 출력된다. 이 상태로부터, 가령 작업물(W)이 작업물 검출 영역 LA 상을 일정 속도로 통과한 경우에는, 도면과 같이 검출 신호가 변화된다. 작업물(W)이 작업물 검출 영역 LA에 도달하면 검출 광이 차폐되어 가고, 이것에 대응하여 검출 신호의 레벨이 저하되어 간다. 그리고 작업물 검출 영역 LA의 중심과 작업물(W)의 반송 방향 중심 위치가 합치하는 점에 있어서, 검출 광은 거의 전량이 차폐된 상태로 되므로, 검출 신호는 저레벨 L0까지 저하된다. 그리고 작업물(W)의 반송에 수반하여 검출 광량은 서서히 회복하여, 작업물(W)이 작업물 검출 영역 LA로부터 이격되었을 때에는, 검출 신호는 고레벨 L1까지 복귀한다.

상기한 최저 레벨 L0에 대해, 제1 임계값 Lt1, 제2 임계값 Lt2는 모두 충분히 크게 설정되어 있다. 제어상은 검출 신호가 제2 임계값 Lt2를 하회한 시점에 있어서, 작업물(W)이 검출 위치(6x)에 존재하는 동시에 이방향의 자세인 것이라고 판정하고 있다. 그리고, 즉시 제2 전자기 밸브(52)(도 1 참조)를 온, 즉, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 작업물(W)의 반송 방향 후방부에 대해 에어 분출 구멍(51)으로부터 압력 에어(Ac)를 분출시킴으로써, 작업물(W)을 반송면(32a) 상에 위치시킨 채, 반송 방향 후방부가 반송 방향 전방을 향해, 또한 반송 방향에 대해 수직한 축(도면 중의 Y축) 주위로 회전시키도록 하고 있다. 그리고, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 시간 Tc2가 경과함으로써 제2 전자기 밸브(42)를 오프로 하여 자세 변환용 압력 에어(Ac)의 분출을 정지한다.

이와 같이, 자세 변환용 압력 에어(Ac)의 분출에 의한 작업물(W)의 동작을 고려한 경우에는, 압력 에어(Ac)가 분출된 시점으로부터, 작업물(W)이 작업물 검출 영역 LA로부터 빠르게 이탈하게 되므로, 실제의 검출 신호 파형은 도면 중에 있어서 P2로 나타내어지는 라인과 같이 급속하게 고레벨 L1까지 변화되게 된다. 그로 인해, 검출 신호가 제1 임계값 Lt1을 하회하고 나서, 제1 임계값 Lt1 이상까지 복귀할 때까지의 시간 T2는 극히 단시간으로 되어, 상술한 시간 T1보다도 충분히 작아진다. 따라서, 동일한 검출 신호를 사용하면서도, 복잡한 제어 프로그램으로 하는 일 없이, 작업물(W)이 정방향으로 존재한다는 판정과 이방향으로 존재한다는 판정을 양립하는 것이 가능하게 되어 있다.

상기한 바와 같은 자세 변환부(R3)를 구성하는 가속 수단(4) 및 자세 변환 수단(5)의 제어에 관하여, 도 10의 흐름도를 사용하여 다시 설명을 행한다.

우선, 제어부(8)(도 1 참조)는, 제1 스텝으로서, 센서 검출 신호가 제1 임계값 Lt1 미만인지를 판정한다(ST1). 제1 임계값 Lt1 미만으로 되어 있지 않은 경우에는, 검출 위치(6x)에 작업물(W)이 존재하고 있지 않은 상태이므로, 작업물(W)을 기다리는 대기 상태로서 반복하여 당해 판정을 행하도록 하고 있다.

센서 검출 신호가 제1 임계값 Lt1 미만인 경우에는, 이 상태로부터 시간 T1이 경과하였는지를 판정한다(ST2). 시간 T1이 경과한 경우에는, 작업물(W)이 검출 위치(6x)에 정방향으로 존재하고 있다고 판정한 것으로 되어, 도면 중의 우측의 스텝으로 이행하여, 제1 전자기 밸브(42)(도 1 참조)를 온 시키고(ST7), 일정 시간 Tc1의 경과를 기다린(ST8) 후에, 제1 전자기 밸브를 오프시킴으로써(ST9), 일련의 동작이 종료하게 된다.

상술한 시간 T1 경과의 판정 스텝(ST2)에 있어서 시간 T1이 경과하고 있지 않다고 판정한 경우에는, 센서 검출 신호가 제2 임계값 Lt2 미만이라고 판정하는 스텝(ST3)으로 이행한다. 여기서, 제2 임계값 Lt2 미만이 아닌 경우에는, 다시 시간 T1 경과의 판정 스텝(ST2)으로 복귀한다. 제2 임계값 Lt2 미만인 경우에는, 작업물(W)이 검출 위치(6x)에 이방향으로 존재하고 있다고 판정한 것으로 되어, 도면 중 하방향의 스텝으로 이행하여, 제2 전자기 밸브(52)(도 1 참조)를 온 시키고(ST4), 일정 시간 Tc2의 경과를 기다린(ST5) 후에, 제2 전자기 밸브를 오프시킴으로써(ST9), 일련의 동작이 종료하게 된다.

상기 흐름도에 따른 1개의 제어 프로그램을 내장하는 것으로서 제어부(8)(도 1 참조)는 구성되어 있지만, 단순한 릴레이 회로나 타이머 회로의 조합에 의해 마찬가지의 동작을 행하게 하도록 구성하는 것도 가능하다. 또한, 투과형 광전 센서(6)의 동작 및 검출 신호의 출력을 행하기 위한 컨트롤러에, 상기 제어부(8)로서의 기능을 포함하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같이 구성한 작업물 공급 장치(1)는, 다음과 같이 하여 사용할 수 있다. 도 1을 기초로 하여 설명을 행한다.

우선, 공급 대상이 되는 작업물(W)을 저류부(31)에 투입하여, 가진부(2)(도 2 참조)에 소정 주파수의 전압을 인가한다. 이에 의해, 보울(3)에는 상하 방향 성분에 비틀림 방향 성분을 포함하는 진동이 발생하고, 이 진동에 의해, 저류부(31)의 작업물(W)은 보울(3)의 외주 방향으로 이동하는 동시에, 반송로(32) 내에 진입하여 반송로(32)를 따라 반송되기 시작한다.

작업물(W)은, 반송로(32) 상을 진행하는 과정에 의해, 길이 방향이 반송 방향과 일치하는 방향으로 되는 동시에, 편평 방향이 반송면(32a)에 대해 수직으로 되는 방향으로 자세가 교정된다. 작업물(W)은, 제1 자세 변환부(R1), 제2 자세 변환부(R2)에 의해, A면(Wa)(도 3 참조)이 반송면(32a)에 접촉하는 방향으로 정렬된다. 이들의 기능이 정확하게 기능하고 있었던 경우, 이 상태에 있어서는 측벽(32b)에 D면(Wd)이 접촉하는 정방향과, B면(Wb)이 접촉하는 이방향의 2종의 패턴이 존재한다.

작업물(W)이 제3 자세 변환부(R3)에 있어서의 검출 위치(6x)에 도달할 때에는, 당해 개소에 있어서 반송면 플레이트(71)(도 5 참조)의 상승 구배가 상류측보다도 완만하게 설정되어 있으므로, 작업물(W)은 후속의 것으로부터 이격된 상태로 되어 있다.

또한, 이 검출 위치(6x)에 있어서 작업물(W)이 정방향인 경우에는, 투과형 광전 센서(6)에 의해 중간 레벨 L2의 검출 신호가 발생된다. 이 검출 신호를 기초로 하여, 구체적으로는 검출 신호가 제1 임계값 Lt1을 하회하고, 그 상태에서 시간 T1이 경과한 것을 조건으로 하여(도 9 참조), 제어부(8)는 작업물(W)이 검출 위치(6x)에 정방향으로 존재하고 있다고 판정하여, 시간 Tc1이 경과할 때까지의 동안, 제1 전자기 밸브(42)를 온으로 하기 위해 지령을 부여한다. 이와 같이 함으로써 제1 에어 공급원(42)으로부터의 압력 에어가 단시간, 가속용 에어 분출부로서의 에어 노즐(41)로부터 분출되어, 작업물(W)을 일시적으로 가속시킨다. 이때, 상기한 반송면 플레이트(71)(도 5 참조)의 상승 구배가 완만한 것에 의한 효과에 의해, 후속 작업물(W)과의 사이에서 이격된 상태로 되므로, 작업물(W)의 후방면에 대해 적절하게 압력 에어(Ac)를 접촉시킬 수 있어, 효과적으로 가속시키는 것이 가능하게 되어 있다. 이와 같이 정방향의 작업물(W)을 일시적으로 가속시킴으로써 후속 작업물(W)과의 사이에서 크게 이격시킬 수 있어, 후속 작업물(W)이 이방향인 경우에 이것을 회전시키기 위한 공간을 얻는 것이 가능하게 되어 있다.

검출 위치(6x)에 있어서 작업물(W)이 이방향인 경우에는, 투과형 광전 센서(6)에 의해 저레벨 L0의 검출 신호가 발생된다. 이 검출 신호를 기초로 하여, 구체적으로는 검출 신호가 제2 임계값 Lt2를 하회한 것만을 조건으로 하여(도 9 참조), 제어부(8)에서는 작업물(W)이 검출 위치(6x)에 이방향으로 존재하고 있다고 판정하여, 시간 Tc2가 경과할 때까지의 동안, 제2 전자기 밸브(52)를 온으로 하기 위해 지령을 부여한다. 이와 같이 함으로써, 제2 에어 공급원(52)으로부터의 압력 에어가 단시간, 에어 분출 구멍(51)으로부터 분출되어, 작업물(W)의 반송 방향 후방부를 반송 방향 전방을 향해 회전시킨다. 이때, 상기한 반송면 플레이트(71)(도 5 참조)의 상승 구배가 완만한 것에 의한 효과에 의해 후속 작업물(W)과 이격된 상태로 되므로, 회전할 때에 후속 작업물(W)과 간섭하는 일 없이, 원활하게 자세 변환을 행하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 먼저 이 검출 위치(6x)를 통과한 작업물(W)은, 정방향인 경우에는 가속 수단(4)에 의해 이미 전방을 향해 이동하고 있고, 이방향인 경우에는 자세 변환 수단(5)에 의한 회전에 수반하여 전방으로 이동하고 있고, 또한 반송면 플레이트(71)(도 5 참조)의 상승 구배가 완만한 것에 의한 효과와 함께 거리가 보다 이격되도록 되어 있으므로, 어느 자세라도 후속 작업물(W)이 회전하기 위한 공간을 후방에 형성하게 된다. 그로 인해, 이방향의 작업물(W)을 자세 변환하기 위해서는, 전방의 작업물(W)과 겹치는 등 간섭하는 일이 없어, 적절하게 자세를 변환하여 정방향으로 하는 것이 가능해진다.

상기한 바와 같이, 제3 자세 변환부(R3)를 통과한 작업물(W)은, 제1 내지 제3 검사ㆍ배제부(E1 내지 E3)에 의해, 소정의 자세로 되어 있는지 여부가 검사되고, 다른 것이라고 판정된 경우에는 반송로(32) 상으로부터 배제되어 저류부(31)로 복귀된다. 제1 내지 제3 검사ㆍ배제부(E1 내지 E3)를 통과하여, 소정의 정방향의 자세인 것이 확인된 작업물(W)은 공급처를 향해 공급된다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 있어서의 작업물 공급 장치(1)는, 반송로(32)를 따라 작업물(W)을 정렬시키면서 반송시켜 공급처로 공급하는 작업물 공급 장치(1)이며, 상기 반송로(32) 중에 설정되는 검출 위치(6x)에 작업물(W)이 정방향으로 존재하는 상태와, 작업물(W)이 이방향으로 존재하는 상태를 각각 검출하여 이들의 각 상태에 대응하는 검출 신호를 출력하는 검출 수단(6)과, 상기 검출 위치(6x) 근방에 설치되어 있고 작업물(W)을 일시적으로 가속시키는 가속 수단(4)과, 상기 검출 위치(6x) 근방에 설치되어 있고 작업물(W)의 반송 방향 후방부를 반송 방향 전방을 향해, 또한 반송 방향에 대해 수직한 축 주위로 회전시킴으로써 작업물(W)의 자세를 변환시키는 자세 변환 수단(5)과, 상기 가속 수단(4)과 상기 자세 변환 수단(5)을 제어하는 제어부(8)를 구비하고 있고, 상기 제어부(8)가, 상기 검출 수단(6)에 의한 검출 신호를 기초로 하여 상기 가속 수단(4) 및 상기 자세 변환 수단(5)의 제어를 행함으로써, 소정의 검출 위치(6x)에 도달한 작업물(W)이 정방향인 경우에는 당해 작업물(W)을 가속시키고, 이방향인 경우에는 당해 작업물(W)을 자세 변환하도록 구성한 것이다.

이와 같이 구성하고 있으므로, 소정의 검출 위치(6x)에의 작업물(W)의 도달 및 그때의 자세를 검출하여, 이방향의 작업물(W)은 반송 방향 후방부를 반송 방향 전방을 향해 회전시킴으로써 정방향으로 자세 변환하는 동시에, 후속 작업물(W)로부터 이격시킬 수 있고, 정방향의 작업물(W)은 가속시킴으로써 후속 작업물(W)로부터 이격시킬 수 있다. 이와 같이 함으로써, 이방향의 작업물(W)을 자세 변환할 때에는, 항상 전방으로의 회전을 허용하기 위한 공간이 확보되게 되므로, 작업물(W)끼리의 겹침을 억제하여 효율적으로 자세 변환할 수 있어, 정방향으로 작업물(W)을 정렬시켜 공급할 때의 공급 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 상기 검출 수단(6)이, 단일 센서이며, 상기 검출 위치(6x)에 작업물(W)이 존재하지 않는 상태에 대응하여 고레벨 L1로 상기 검출 신호를 출력하고, 또한 작업물(W)이 정방향으로 존재하는 상태와, 이방향으로 존재하는 상태에 각각 대응한 레벨로 상기 검출 신호를 출력함으로써, 작업물(W)의 상태에 따라서 동일한 검출 신호를 고레벨 L1, 저레벨 L0 및 중간 레벨 L2의 적어도 3개의 다른 출력 레벨로 변화시키면서 출력하는 것인 동시에, 상기 제어부(8)가, 중간 레벨 L2의 검출 신호에 대응하는 상태를 판정할 때에는, 당해 레벨 L2에 도달한 것을 인식하고 나서, 중간 레벨 L2를 유지한 상태에서 일정 시간 T1이 경과하는 것을 조건으로 하는 동시에, 저레벨 L0에 대응하는 상태를 판정할 때에는, 당해 레벨 L0에 도달한 것을 인식한 것만을 조건으로 하도록 구성하고 있으므로, 단일 센서(6)의 출력을 이용하여 3개의 상태를 판정하면서 간편하게 제어를 행하는 것이 가능해져, 장치의 비용을 저감할 수 있는 동시에, 중간 레벨 L2에 대응하는 상태인 것을 판정할 때에는, 일정 시간 T1의 경과를 조건으로 하고 있으므로, 저레벨 L0에 대응하는 상태와 혼동되는 일이 없어, 정확하게 작업물(W)의 상태를 판별하여 적절하게 동작을 행하게 하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 검출 수단(6)이, 투광부(61)와 수광부(62)로 구성되는 투과형 광전 센서이고, 수광부(62)에서 검출하는 광량에 따른 신호를 상기 검출 신호로서 출력하는 것이며, 상기 투광부(61)와 상기 수광부(62)가 작업물(W)의 반송로(32)를 사이에 두고 대향하도록 설치되어 있고, 반송로(32) 상을 통과하는 작업물(W)이 상기 투광부(61)로부터 상기 수광부(62)에 도달하는 검출 광의 적어도 일부를 차폐하도록 구성하고 있으므로, 작업물(W)의 위치 및 형상에 따라서 출력 레벨이 변화되는 검출 신호를 얻을 수 있으므로, 간편하게 상기 구성을 실현하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 작업물(W)이 특정면(Wa)을 하측 또는 상측으로 배치하였을 때에, 대향하는 2개의 측면 중 어느 한쪽 측에 상하로 개방된 개구부(W1)가 형성되어 있고, 상기 특정면(Wa)을 반송면(32a)에 접촉시키면서 작업물(W)이 정방향의 자세로 상기 검출 위치(6x)에 도달하였을 때에는 상기 투광부(61)로부터의 검출 광의 일부가 상기 개구부(W1)를 통과하여 수광부(62)에 이르는 동시에, 상기 특정면(Wa)을 반송면(32a)에 접촉시키면서 이방향의 자세로 상기 검출 위치(6x)에 도달하였을 때에는 상기 투광부(61)로부터의 검출 광이 상기 수광부(62)와의 사이에서 거의 전량 차폐되는 위치 관계로 되도록, 상기 투광부(61)와 상기 수광부(62)가 배치되도록 구성하고 있으므로, 작업물(W)의 측면 중 한쪽에 설치한 개구부(W1)에 의해 검출 광의 일부가 통과하는 위치 관계에 투광부(61)와 수광부(62)를 배치함으로써, 작업물(W)의 방향에 따라서 출력 레벨이 변화되는 검출 신호를 적절하게 얻을 수 있게 된다.

상기 가속 수단(4)이, 상기 검출 위치(6x)에 있어서의 작업물(W)에 대해 반송 방향 후방으로부터 전방을 향해 압력 에어(Ac)를 분출시키는 가속용 에어 분출부(41)와, 압력 에어(Ac)를 공급하는 제1 에어 공급원(43)과, 상기 가속 에어 분출부(41)와 상기 제1 에어 공급원(43)의 연통 또는 비연통 상태를 전환하는 제1 전자기 밸브(42)를 구비하는 것이며, 상기 자세 변환 수단(5)이, 반송면(32a)과 대략 직교하는 측벽(32b)측에 설치되고 상기 검출 위치(6x)에 있어서의 작업물(W)의 후방부 측면에 대해 압력 에어(Ac)를 분출시키는 자세 변환용 에어 분출부(51)와, 압력 에어(Ac)를 공급하는 제2 에어 공급원(53)과, 상기 자세 변환용 에어 분출부(51)와 상기 제2 에어 공급원(53)의 연통 또는 비연통 상태를 전환하는 제2 전자기 밸브(52)를 구비하도록 구성하고 있으므로, 가속 수단(4) 및 자세 변환 수단(5)을, 압력 에어(Ac)와 전자기 밸브(42, 52)를 사용한 간단한 구성으로 실현하는 동시에, 고정밀도로 적절하게 제어를 행할 수 있으므로 작업물(W)에 원하는 가속 또는 자세 변환 동작을 적절하게 행하게 하는 것이 가능해진다.

상기 검출 위치(6x) 근방에 있어서의 반송로(32a)의 상승 구배 θ1이, 당해 검출 위치(6x) 근방보다도 적어도 반송 방향 상류측에 있어서의 반송로(32a)의 상승 구배 θ0보다도 완만하게 설정되도록 구성하고 있으므로, 검출 위치(6x) 근방에서는 작업물(W)의 반송 속도가 증대되어, 연속해서 반송되는 작업물(W)의 간격이 커지고, 후속 작업물(W)의 영향을 받는 일이 없어, 자세 변환이나 가속 동작을 보다 정확하게 행하게 하는 것이 가능해진다.

또한, 각 부의 구체적인 구성은, 상술한 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 작업물(W)의 이동 경로가 나선 형상으로 되는 보울 피더형 형태의 작업물 공급 장치로서 구성하고 있지만, 작업물(W)의 반송로를 직선 형상으로 형성한 리니어 피더형 공급 장치로서 구성하는 것도 가능하다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 작업물(W)의 자세 변환을 행하게 하기 위해, 반송 방향 후방부를 전방을 향해 반송면(32a)에 수직으로 되는 축 주위로 회전시키고 있었지만, 검출 위치(6x)에 이를 때의 작업물(W)의 자세나 공급시에 목적으로 하는 자세에 따라서, 자세 변환용 에어 분출부로서의 에어 분출 구멍(51)을 반송면(32a)에 설치하여, 측벽(32b)에 수직으로 되는 축 주위로 회전시키도록 구성하는 것도 가능하다. 또한, 반송면(32a)과 측벽(32b)의 양쪽에 설치해 두고 작업물(W)에 따라서 구분하여 사용하도록 하면, 1개의 작업물 공급 장치에 의해 종류가 다른 작업물(W)을 취급하는 것도 가능해진다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 작업물(W)의 검출 수단으로서 투과형 광전 센서(6)를 사용하고 있었지만, 반사형 광전 센서를 사용함으로써도 마찬가지로 작업물(W)의 자세에 따라서 변화되는 검출 신호를 얻을 수 있어, 적절하게 사용할 수 있다. 나아가서는, 작업물(W)의 위치를 검출할 수 있는 동시에, 작업물(W)의 각 표면의 특징을 파악함으로써 자세를 검출할 수 있는 것인 한, 광전 센서뿐만 아니라, 파이버 센서, 근접 센서, 레이저 센서 등의 여러 센서를 사용함으로써도, 마찬가지로 구성하는 것이 가능하다. 이에 더하여, 촬상 수단과 화상 인식 처리를 조합함으로써, 투과형 광전 센서(6)를 대신하는 검출 수단으로서 사용하는 것도 가능하고, 이것을 사용하여 마찬가지로 구성하는 것도 가능하다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 가진부(2)에 진동을 발생시키는 구동원으로서 전자석(24)을 사용하고 있었지만, 진동 주파수 및 가진력을 제어하는 것이 가능한 것이면 구동원은 이 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 판 스프링(23, 23)의 표면에 압전 소자를 부착하고, 그 압전 소자에 정현파 형상의 전압을 인가하여 주기적인 신장을 발생시킴으로써 가진부(2)를 진동시키는 것도 가능하다.

그 밖의 구성도, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.

1 : 작업물 공급 장치
2 : 가진부
3 : 보울
4 : 가속 수단
5 : 수직축 주위 자세 변환부(자세 변환 수단)
6 : 투과형 광전 센서(검출 수단)
8 : 제어부
32 : 반송로
32a : 반송면
32b : 측벽
41 : 에어 노즐(가속용 에어 분출부)
41a : 에어 분출 구멍
42 : 제1 전자기 밸브
43 : 제1 에어 공급원
51 : 에어 분출 구멍(자세 변환용 에어 분출부)
52 : 제2 전자기 밸브
53 : 제2 에어 공급원
61 : 투광부
62 : 수광부
Ac : 압력 에어
L0 : (검출 신호의) 저레벨
L1 : (검출 신호의) 고레벨
L2 : (검출 신호의) 중간 레벨
W : 작업물
W1 : 개구부
X : 반송 방향
θ0 : (검출 위치보다도 상류측에서의 반송면의) 구배
θ1 : (검출 위치에 있어서의 반송면의) 구배

Claims (6)

1. 반송로를 따라 작업물을 정렬시키면서 반송시켜 공급처로 공급하는 작업물 공급 장치이며,
   상기 반송로 중에 설정되는 검출 위치에 작업물이 정방향으로 존재하는 상태와, 작업물이 이방향으로 존재하는 상태를 각각 검출하여 이들의 각 상태에 대응하는 검출 신호를 출력하는 검출 수단과,
   상기 검출 위치 근방에 설치되어 있고 작업물을 일시적으로 가속시키는 가속 수단과,
   상기 검출 위치 근방에 설치되어 있고 작업물의 반송 방향 후방부를 반송 방향 전방을 향해, 또한 반송 방향에 대해 수직한 축 주위로 회전시킴으로써 작업물의 자세를 변환시키는 자세 변환 수단과,
   상기 가속 수단과 상기 자세 변환 수단을 제어하는 제어부를 구비하고 있고,
   상기 제어부가, 상기 검출 수단에 의한 검출 신호를 기초로 하여 상기 가속 수단 및 상기 자세 변환 수단의 제어를 행함으로써, 소정의 검출 위치에 도달한 작업물이 정방향인 경우에는 당해 작업물을 가속시키고, 이방향인 경우에는 당해 작업물을 자세 변환하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 작업물 공급 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 검출 수단이, 단일 센서이며, 상기 검출 위치에 작업물이 존재하지 않는 상태에 대응하여 저레벨 또는 고레벨로 상기 검출 신호를 출력하고, 또한 작업물이 정방향으로 존재하는 상태와, 이방향으로 존재하는 상태에 각각 대응한 레벨로 상기 검출 신호를 출력함으로써, 작업물의 상태에 따라서 동일한 검출 신호를 고레벨, 저레벨 및 중간 레벨의 적어도 3개의 다른 출력 레벨로 변화시키면서 출력하는 것인 동시에,
   상기 제어부가, 중간 레벨의 검출 신호에 대응하는 상태를 판정할 때에는, 당해 레벨에 도달한 것을 인식하고 나서, 중간 레벨을 유지한 상태에서 일정 시간이 경과하는 것을 조건으로 하는 동시에, 저레벨 또는 고레벨에 대응하는 상태를 판정할 때에는, 당해 레벨에 도달한 것을 인식한 것만을 조건으로 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 작업물 공급 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 검출 수단이, 투광부와 수광부로 구성되는 투과형 광전 센서이고, 수광부에서 검출하는 광량에 따른 신호를 상기 검출 신호로서 출력하는 것이며,
   상기 투광부와 상기 수광부가 작업물의 반송로를 사이에 두고 대향하도록 설치되어 있고, 반송로 상을 통과하는 작업물이 상기 투광부로부터 상기 수광부에 도달하는 검출 광의 적어도 일부를 차폐하도록 구성한 것을 특징으로 하는, 작업물 공급 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 작업물이 특정면을 하측 또는 상측으로 배치하였을 때에, 대향하는 2개의 측면 중 어느 한쪽 측에 상하로 개방된 개구부가 형성되어 있고,
   상기 특정면을 반송면에 접촉시키면서 작업물이 정방향의 자세로 상기 검출 위치에 도달하였을 때에는 상기 투광부로부터의 검출 광의 일부가 상기 개구부를 통과하여 수광부에 이르는 동시에, 상기 특정면을 반송면에 접촉시키면서 이방향의 자세로 상기 검출 위치에 도달하였을 때에는 상기 투광부로부터의 검출 광이 상기 수광부와의 사이에서 거의 전량 차폐되는 위치 관계로 되도록, 상기 투광부와 상기 수광부가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 작업물 공급 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 가속 수단이, 상기 검출 위치에 있어서의 작업물에 대해 반송 방향 후방으로부터 전방을 향해 압력 에어를 분출시키는 가속용 에어 분출부와, 압력 에어를 공급하는 제1 에어 공급원과, 상기 가속 에어 분출부와 상기 제1 에어 공급원의 연통 또는 비연통 상태를 전환하는 제1 전자기 밸브를 구비하는 것이고,
   상기 자세 변환 수단이, 반송면과 대략 직교하는 측벽측에 설치되고 상기 검출 위치에 있어서의 작업물의 후방부 측면에 대해 압력 에어를 분출시키는 자세 변환용 에어 분출부와, 압력 에어를 공급하는 제2 에어 공급원과, 상기 자세 변환용 에어 분출부와 상기 제2 에어 공급원의 연통 또는 비연통 상태를 전환하는 제2 전자기 밸브를 구비하는 것인 것을 특징으로 하는, 작업물 공급 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 위치 근방에 있어서의 반송로의 상승 구배가, 당해 검출 위치 근방보다도 적어도 반송 방향 상류측에 있어서의 반송로의 상승 구배보다도 완만하게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 작업물 공급 장치.

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