JP5405867B2

JP5405867B2 - パーツ供給装置

Info

Publication number: JP5405867B2
Application number: JP2009074860A
Authority: JP
Inventors: 順也浅野; 陽一伊澤; 尚幸本島; 勝美藤原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: US20100249991A1; US8240461B2; JP2010228819A

Description

本発明は、多品種のパーツを供給するパーツ供給装置に関する。

従来より、パーツ供給装置によって搬送されたパーツをカメラで認識し、カメラで認識したパーツを組立ロボットが取りに行き、パーツ供給装置からパーツを取り出して、組立体の所定の部位にパーツを組み付ける。一方、カメラで認識できなかったパーツは、所定の搬送経路を通り、もう一度循環させてパーツ供給装置に送り出す、という流れで組立を行う組立装置がある。

また、組立ロボットにパーツを供給するパーツ供給装置において、パーツの姿勢を整える姿勢整位手段を備え、姿勢整位手段によってパーツの姿勢を整えてから、パーツを取出位置まで給送し、取出位置においてＣＣＤカメラによってパーツの姿勢を認識し、所定の範囲内の姿勢のパーツである場合に組立ロボットによってパーツを取り出す。姿勢不良のパーツは、リターンコンベア側へ送られ、循環移動してパーツ供給装置に戻される、という技術が提案されている（特許文献１）。

特開２０００−２３３８２３号公報

特許文献１に記載された技術によれば、取出位置において、ＣＣＤカメラによってパーツの姿勢を認識する前に、姿勢整位手段によってパーツの姿勢を整えているため、ＣＣＤカメラによるパーツの認識精度を向上させることが可能となる。また、特許文献１に記載された技術においては、姿勢整位手段として、パーツの搬送経路を構成するシュータを振動させる機構が設けられている。

しかしながら、姿勢整位手段を設けることによってある程度の汎用性が期待できるものの、パーツによっては振動させても整位し難いものもあるため、適用可能な供給装置の範囲は限られたものとなる。このため、より汎用性が高いパーツ供給装置の出現が望まれている。

本発明は、このような問題点を解決し、より汎用性を向上させることを実現したパーツ供給装置を提供することを目的とする。

本発明のパーツ供給装置（例えば、後述のボルト供給装置１）は、パーツ（例えば、後述のボルト）を貯留する貯留手段（例えば、後述のホッパー１０）と、当該貯留手段内のパーツを搬送させる第１搬送手段（例えば、後述の螺旋フィーダ１４）と、当該第１搬送手段によって搬送されたパーツを一時的に貯留する一時貯留手段（例えば、後述の第１貯留箱１６）と、当該一時貯留手段に貯留されたパーツを所定の位置に搬送する第２搬送手段（例えば、後述の搬送コンベア２２）と、当該一時貯留手段に貯留されたパーツの重量を計測する重量計測手段（例えば、後述の第１重量計測装置１８）と、当該重量計測手段の測定結果が、前記パーツの種類に応じて予め設定された所定条件を満たした場合に、前記一時貯留手段に貯留されたパーツを前記第２搬送手段に供給する供給手段（例えば、後述のエレベータ２０）と、前記所定の位置に搬送されたパーツの画像認識を行う画像認識手段（例えば、後述のカメラ２４）と、当該画像認識手段によって画像認識されたパーツを１つずつ他の所定の位置に移送させる自動移送手段（例えば、後述のロボット２６）とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、第２搬送手段によって搬送されたパーツを、画像認識手段（例えば、カメラ）によって画像認識し、画像認識されたパーツを自動移送手段（例えば、ロボット）によってパーツを他の位置に移送するパーツ供給装置において、画像認識手段にパーツを搬送する第２搬送手段に対して、一定重量のパーツを供給する。これにより、パーツ供給装置に対して過剰にパーツを供給することがなくなり、第２搬送手段のパーツの量が、後流側の画像認識手段における画像認識精度を保つ程度の量となるように調整することが可能になる。しかも、パーツの種類を変更する場合には、第２搬送手段の仕様及び重量計測手段が計測する重量をパーツの種類に応じて変更することによって対応可能になる。このように、パーツの姿勢を整えるための装置を必要とせず、重量の計測によるパーツの供給量の制御のみで画像認識手段の認識精度を保つことが可能になることにより、パーツの形状や種類に特化しない汎用性の高いパーツ供給装置を提供することが可能になる。

また本発明のパーツ供給装置は、前記画像認識手段によって画像認識されなかったパーツを搬送する第３搬送手段（例えば、後述の回収コンベア２８）と、当該第３搬送手段によって搬送されたパーツを貯留する再供給用貯留手段（例えば、後述の第２貯留箱３０）と、前記再供給用貯留手段に貯留されたパーツの重量を計測する再供給用重量計測手段（例えば、後述の第２重量計測装置３２）とを備え、前記供給手段は、当該再供給用重量計測手段の測定結果が、前記パーツの種類に応じて予め設定された所定条件を満たした場合に、前記再供給用貯留手段に貯留されたパーツを前記第２搬送手段に供給することを特徴とする。

本発明によれば、パーツの形状や種類に特化しない汎用性の高いパーツ供給装置を提供することが可能になる。

本発明の一実施形態にかかるボルト供給装置の概略構成を示す図である。図１のボルト供給装置の制御回路を示す図である。図１のボルト供給装置におけるホッパーの交換作業を示す図である。図１のボルト供給装置における種類が異なるボルトを収納したホッパーの交換作業を示す図である。図１のボルト供給装置における種類が異なるボルトを収納したホッパーの交換作業を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

［基本構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るボルト供給装置１の概略構成を示す説明図である。
ボルト供給装置１は、ホッパー１０に収納されているボルトを、搬送コンベア２２に供給し、搬送コンベア２２によって搬送されるボルトをカメラ２４によって認識し、カメラ２４によって認識されたボルトをロボット２６がボルト取り出して、次工程のラインに移送する、というものである。

次に、本実施形態についてより具体的に説明する。ホッパー１０にはボルトが収納されており、このホッパー１０は、リフト１２上に設置される。このリフト１２によってホッパー１０は螺旋フィーダ１４への搬送口まで持ち上げられる。これにより、ホッパー１０に収容されたボルトは、ホッパー１０の斜面に沿って搬送口側に移動するようになり、この搬送口を介して、ボルトが螺旋フィーダ１４に給送される。ホッパー１０から螺旋フィーダ１４に給送されたボルトは、螺旋フィーダ１４に沿って搬送されることによってボルト同士の絡まりをほぐしながら、第１貯留箱１６に貯留される。

第１貯留箱１６は、通常は、第１重量計測装置１８上に配置されている。この第１重量計測装置１８は、第１貯留箱１６に搬送されたボルトの重量を計測し、制御部１００（図２参照）に計測結果を送信するものである。制御部１００（図２参照）が、第１重量計測装置１８の計測結果をモニタし、第１貯留箱１６の重量が一定の重量に到達したと判定した場合には、第１貯留箱１６内のボルトは、エレベータ２０の昇降箱２０ａに移送される。

エレベータ２０は、昇降箱２０ａを、第１貯留箱１６からボルトが移送される初期位置から、搬送コンベア２２へのボルト供給位置、又は螺旋フィーダ１４の上部に設けられた回収箱３６へのボルト回収位置までの間を昇降するものである。また、昇降箱２０ａが搬送コンベア２２へのボルト供給位置に到達した場合には、昇降箱２０ａが搬送コンベア２２側に傾けられることにより、昇降箱２０ａ内のボルトが搬送コンベア２２に供給される。昇降箱２０ａが回収箱３６へのボルト回収位置に到達した場合には、昇降箱２０ａが回収箱３６側に傾けられることにより、昇降箱２０ａ内のボルトが回収箱３６に搬送される。

搬送コンベア２２は、昇降箱２０ａから供給されたボルトを、カメラ２４による認識位置方面に搬送する。カメラ２４は、搬送コンベア２２におけるボルト搬送方向に対して下流側端部に対向させて配置されている。カメラ２４による撮影画像のデータは、制御部１００（図２参照）に送信される。そして、制御部１００（図２参照）において撮影画像に対して画像処理を行い、ボルトの有無を認識する。そして、ボルトを認識した場合には、カメラ２４によって認識されたボルトをロボット２６が取り出して、次工程のラインに移送する。

搬送コンベア２２の下部には回収コンベア２８が設置されており、搬送コンベア２２においてカメラ２４によって認識されなかったボルトが回収コンベア２８に搬送される。回収コンベア２８によって搬送されるボルトは、第２貯留箱３０に搬送され、第２貯留箱３０には、ロボット２６によってピックアップされなかったボルト、換言すれば、カメラ２４によって認識されなかったボルトが蓄積される。

第２貯留箱３０は、通常は、第２重量計測装置３２上に配置されている。この第２重量計測装置３２は、第２貯留箱３０に搬送されたボルトの重量を計測し、制御部１００（図２参照）に計測結果を送信するものである。制御部１００（図２参照）が、第２重量計測装置３２の計測結果をモニタし、第２貯留箱３０の重量が一定の重量に到達したと判定した場合には、第２貯留箱３０内のボルトは、エレベータ２０の昇降箱２０ａに移送される。

開閉板３４は、ホッパー１０の上部に形成されている補充口（図示せず）を開閉するものである。開閉板３４をスライドさせて補充口（図示せず）を開放することにより、補充口を介してホッパー１０にボルトを補充することが可能になる。

回収箱３６は、ホッパー１０を、種類が異なるボルトを収納したホッパー１０に取り替える際に回収したボルト供給装置１内の残存ボルトを貯留するものである。

［電気的構成］
図２は、本発明の一実施形態に係るボルト供給装置１の制御回路の構成を示すブロック図である。制御部１００は、ボルト供給装置１における全体の制御を行うものである。制御部１００には、残量検知装置１０２、昇降箱センサ１０４、第１重量計測装置１８、第２重量計測装置３２、カメラ２４、駆動制御回路１０６、操作パネル１０８、機種検知装置１１０、ＲＯＭ１１２等が接続されている。

残量検知装置１０２は、搬送コンベア２２の全体を撮影するカメラ１０２ａを備えている。このカメラ１０２ａが撮影データを制御部１００に送信する。制御部１００においては、カメラ１０２ａからの撮影データに画像処理を施し、搬送コンベア２２に残存するボルトの量を検出する。昇降箱センサ１０４は、例えば、光学センサからなり、昇降箱２０ａ内にボルトが貯留されていることを検知した場合に、制御部１００に検知信号を送信するものである。駆動制御回路１０６は、制御部１００からの指示に従って、リフト１２、エレベータ２０、搬送コンベア２２、ロボット２６、回収コンベア２８及び第１貯留箱１６、第２貯留箱３０に貯留したボルトを昇降箱２０ａに移送するための装置（図示せず）等の駆動制御を行う。操作パネル１０８は、外部入力によって各種の設定入力を行うものであり、操作パネル１０８の設定入力に対応する入力信号が制御部１００に対して送信される。機種検知装置１１０は、ボルトの種類が識別可能な情報が記録されているバーコード部材を読み取る読取装置１１０ａを備えている。そして、ホッパー１０に、内部に収納しているボルトの種類に対応したバーコード部材を取り付け、ボルト供給装置１本体に読取装置１１０ａを取り付け、ホッパー１０をボルト供給装置１に装着した際に、読取装置１１０ａがバーコード部材を読み取り、その読み取り結果を制御部１００に送信する。制御部１００においては、読取装置１１０ａからの読み取りデータに基づいてボルトの種類を検出する。ＲＯＭ１１２は、ボルト供給装置１を制御するための各種の制御プログラムや、ボルトの種類と第１重量計測装置１８、第２重量計測装置３２が計測する基準の重量値とを関連付けるデータが記憶されている。なお、残量検知装置１０２、昇降箱センサ１０４、機種検知装置１１０については、前述したものに限るものではなく、これらの装置又はセンサの目的を達成できるものであれば、他の構成であってもよい。

［ボルトの搬送制御］
次に、ボルトの搬送制御について説明する。ボルト供給装置１を初期駆動時又は第１貯留箱１６に貯留されたボルトを昇降箱２０ａに移送した時、換言すれば第１貯留箱１６にボルトが貯留されていない場合に、制御部１００は、リフト１２を駆動して、ホッパー１０を上昇させ、ボルトを、螺旋フィーダ１４を介して第１貯留箱１６にボルトを搬送させる。この時、制御部１００は、第１重量計測装置１８からの計測結果をモニタし、第１重量計測装置１８が基準の重量値を計測したか否かを判定する。制御部１００は、基準の重量値を計測したと判定した場合には、例えば、リフト１２を駆動して、ホッパー１０を下降させるなど、第１貯留箱１６に対するボルトの搬送を停止させる制御を行う。基準の重量値を計測したと判定しない場合には、第１貯留箱１６に対するボルトの搬送を継続させる。

ここで、前述した基準の重量値は、搬送するボルトの種類に応じて予め決定されており、その値は、カメラ２４の画像認識精度を保つ程度の量の値に設定されている。本実施形態においては、制御部１００が、機種検知装置１１０からの読み取りデータに基づいてボルトの種類を特定し、ＲＯＭ１１２に記憶されている対応関係データを参照してボルトの種類に対応する基準の重量値を読み出すことによって自動的に設定する。なお、前述した基準の重量値は、操作パネル１０８の外部操作によって、ボルトの種類に対応した基準の重量値の設定入力を行うようにしてもよい。

次に、制御部１００は、残量検知装置１０２からのデータに基づいて残存ボルト量を判別するとともに、残存ボルト量が予め定めた一定量より少なくなったか否かを判定する。そして、制御部１００が、残存ボルト量が一定量より少なくなったと判定した場合に、さらに制御部１００は、昇降箱センサ１０４の検知結果に基づいて昇降箱２０ａにボルトが貯留されているか否かを判定する。昇降箱２０ａにボルトが貯留されていると判定した場合には、エレベータ２０を駆動して、昇降箱２０ａに貯留しているボルトを、搬送コンベア２２に供給する制御を行う。昇降箱２０ａにボルトが貯留されていると判定しない場合には、第１貯留箱１６のボルトを昇降箱２０ａに移送する。そして、エレベータ２０を駆動して、昇降箱２０ａに貯留しているボルトを、搬送コンベア２２に供給する制御を行う。さらに、制御部１００は、リフト１２を駆動して、空になった第１貯留箱１６にボルトを搬送する制御を再開する。

そして、制御部１００は、搬送コンベア２２によって搬送されるボルトが認識位置に到着した際に、カメラ２４を用いて画像認識を行い、画像認識されたボルトは、ロボット２６にピックアップされ、画像認識されなかったボルトは、回収コンベア２８を介して第２貯留箱３０に蓄積される。

また、制御部１００は、第２重量計測装置３２からの計測結果をモニタし、第２重量計測装置３２が基準の重量値を計測したか否かを判定する。制御部１００は、基準の重量値を計測したと判定した場合には、第２貯留箱３０のボルトを昇降箱２０ａに移送する制御を行う。ここで、第１貯留箱１６に貯留されているボルトは、昇降箱２０ａが空でありかつ第１重量計測装置１８が基準の重量値の計測した場合でも、制御部１００が、残存ボルト量が一定量より少なくなったと判定しない限り、第１貯留箱１６からのボルトの移送されることはない。一方、第２貯留箱３０に貯留されているボルトは、制御部１００による残存ボルト量の判定結果に関わらず、第２重量計測装置３２が基準の重量値の計測した時点で第２貯留箱３０のボルトが昇降箱２０ａに移送される。すなわち、本実施形態においては、仮に、第１貯留箱１６と第２貯留箱３０の両方が、基準の重量値のボルトを貯留している場合には、第２貯留箱３０のボルトを優先して昇降箱２０ａに移送するように、制御部１００が制御を行う。

このように本実施形態においては、カメラ２４によって、画像認識されなかったボルトは、回収コンベア２８、第２貯留箱３０、昇降箱２０ａを介して搬送コンベア２２に再供給される。換言すれば、搬送コンベア２２に供給されたボルトは、ロボット２６によってピックアップされない限り、循環移動するようになる。

［ホッパーの取り替え作業］
次に、ホッパー１０を、種類が同じボルトを収納しているホッパー１０に取り替える作業について、図３を用いて説明する。
まず、操作パネル１０８を操作して、ホッパー１０の取り替えを行う旨の入力を行う。この入力に基づいて、制御部１００は、ボルト供給装置１に備えられている安全機構を作動させるとともに、リフト１２を駆動させてホッパー１０を下降させ、ホッパー１０を分離可能な状態とする。そして、図３に示すように、専用台車を用いてホッパー１０をボルト供給装置１の本体から分離させる。この時、螺旋フィーダ１４に残っているボルトは、第１貯留箱１６に貯留される。そして、第１貯留箱１６又は第２貯留箱３０に貯留されたボルトを、昇降箱２０ａに移送させ、ロボット２６に対するボルトの供給を継続させる。

そして、専用台車を用いて新たなホッパー１０をボルト供給装置１の本体に設置し、操作パネル１０８を操作して、ホッパー１０の取り替えが終了した旨の入力を行うことにより、ボルトの供給が継続される。

次に、種類が異なるボルトを収納したホッパー１０に取り替える作業について、図３、４を用いて説明する。まず、図３に示すように、ホッパー１０を取り外し、図４に示すように、新たなホッパー１０を装着する。この時、機種検知装置１１０によるバーコードの読み取りデータが制御部１００に送信される。制御部１００は、機種検知装置１１０からの読み取りデータに対応するボルトの種類と、図示しないメモリに記憶されている取り替え前のホッパー１０に取り付けたバーコードの読み取りデータに対応するボルトの種類とを比較し、ボルトと種類が同じであるか否かを判定する。同じではないと判定した場合に、残存ボルトの回収動作を開始する。すなわち、図４に示すように、昇降箱２０ａに残存ボルトを移送させ、エレベータ２０によって昇降箱２０ａ内の残存ボルトを回収箱３６に集積させる。

残存ボルトの回収終了後、必要に応じて、搬送コンベア２２やロボット２６の調整を行う。そして、制御部１００は、リフト１２を上昇させ、図５に示すように、新たなボルトの供給を開始させ、以後、上述した搬送制御によってボルトの供給動作が継続される。なお、ホッパー１０に取り替えた後、制御部１００は、最初にカメラ２４によって撮影された画像データに基づいてボルトの種類を判別し、この判別結果と、機種検知装置１１０からの読み取りデータに基づくボルトの種類とを比較して、一致しない場合には警報を発生して、ボルト供給装置１を一時停止させてもよい。

このように構成された本実施形態によれば、搬送コンベア２２によって搬送されたボルトを、カメラ２４によって画像認識し、画像認識されたボルトをロボット２６によって次工程に移送するボルト供給装置１において、ボルトを搬送する搬送コンベア２２に対して、一定重量のボルトを供給するようになる。これにより、搬送コンベア２２に対して過剰にパーツを供給することがなくなり、搬送コンベア２２におけるボルトの量が、後流側のカメラ２４における画像認識精度を保つ程度の量となるように調整することが可能になる。しかも、ボルトの種類を変更する場合には、搬送コンベアの仕様及び第１重量計測装置１８、第２重量計測装置３２が計測する重量をボルトの種類に応じて変更することによって対応可能になる。このように、ボルトの姿勢を整えるための装置を必要とせず、重量の計測によるボルトの供給量の制御のみでカメラ２４による認識精度を保つことが可能になることにより、ボルトの形状や種類に特化しない汎用性の高いボルト供給装置を提供することが可能になる。

また本実施形態によれば、カメラ２４によって画像認識されなかったボルトを、第２貯留箱３０にボルトを一時貯留し、第２重量計測装置３２が基準の重量値を計測した場合に、搬送コンベア２２に再供給している。このため、搬送コンベア２２にボルトを一定量ずつ安定して供給することが可能になる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、ボルト以外のパーツ、例えばシート及びガイドの供給装置に適用することも可能である。このように、本発明は本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１ボルト供給装置
１０ホッパー
１２リフト
１４螺旋フィーダ
１６第１貯留箱
１８第１重量計測装置
２０エレベータ
２０ａ昇降箱
２２搬送コンベア
２４カメラ
２６ロボット
２８回収コンベア
３０第２貯留箱
３２第２重量計測装置
３６回収箱
１００制御部
１０８操作パネル
１１２ＲＯＭ

Claims

パーツを貯留する貯留手段と、
当該貯留手段内のパーツを搬送させる第１搬送手段と、
当該第１搬送手段によって搬送されたパーツを一時的に貯留する一時貯留手段と、
当該一時貯留手段に貯留されたパーツを所定の位置に搬送する第２搬送手段と、
当該一時貯留手段に貯留されたパーツの重量を計測する重量計測手段と、
当該重量計測手段の測定結果が、前記パーツの種類に応じて予め設定された所定条件を満たした場合に、前記一時貯留手段に貯留されたパーツを前記第２搬送手段に供給する供給手段と、
前記所定の位置に搬送されたパーツの画像認識を行う画像認識手段と、
当該画像認識手段によって画像認識されたパーツを１つずつ他の所定の位置に移送させる自動移送手段と、
前記画像認識手段によって画像認識されなかったパーツを搬送する第３搬送手段と、
当該第３搬送手段によって搬送されたパーツを貯留する再供給用貯留手段と、
前記再供給用貯留手段に貯留されたパーツの重量を計測する再供給用重量計測手段とを備え、
前記供給手段は、当該再供給用重量計測手段の測定結果が、前記パーツの種類に応じて予め設定された所定条件を満たした場合に、前記再供給用貯留手段に貯留されたパーツを前記第２搬送手段に供給することを特徴とするパーツ供給装置。