JPWO2017094112A1 - ワーク回収装置及びワーク移載システム - Google Patents

Abstract

作業用載置部へ移動載置することができないワークを採取用載置部から取り除くことができるワーク回収装置及びワーク移載システムを提供する。ワーク移載システム（１０）は、１以上のワーク（３７）が不定姿勢で載置された採取用載置部（６３）から作業用載置部（３６）へワークを移動載置する処理を行う。ワーク供給装置（４０）は、貯蔵部（６２）に貯蔵されたワーク（３７）を採取用載置部（６３）上に不定姿勢で載置する。また、ワーク供給装置（４０）は、ワーク（３７）を引き付けて採取する採取部（４２）を採取用載置部（６３）上で所定の回収軌道に沿って移動させ、採取用載置部（６３）に不定姿勢で残存している１以上のワーク（３７）を回収する処理を行う。

Description

本発明は、ワーク回収装置及びワーク移載システムに関する。

従来、ワーク移載装置としては、例えば、ビレット材を容器から取り出し搬送コンベア上に供給する装置であって、複数の電磁石を電磁石フレーム上に縦列配置し、容器と搬送コンベアとの間を移動する電磁石移動手段を備え、各電磁石を搬送方向に沿って吸着解除することにより、ビレット材を搬送コンベア上に載置させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、騒音の発生を抑制することができるとしている。また、ワークを供給する供給装置としては、例えば、バラ部品を溝に整列収容したスティックマガジンを備え、このバラ部品を供給するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−６８４７２号公報 特開昭６１−１９９６９７号公報

しかしながら、この特許文献１に記載されたワーク移載装置では、ホッパーの近傍にアクチュエータを設けることによって、ワークの移動をより確実に行うことができるとしているが、例えば、ワークの１つ１つを採取することは考慮していなかった。また、特許文献２に記載されたワーク供給装置では、何らかの方法によってスティックマガジンへバラ部品を収容する作業を行う必要があった。このように、特許文献１、２に記載の装置では、例えば、不定姿勢で載置されたワークを整列載置させるようなワーク処理は考慮していなかった。不定姿勢で載置されたワークは、移動載置できないものも存在していた。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、作業用載置部へ移動載置することができないワークを採取用載置部から取り除くことができるワーク回収装置及びワーク移載システムを提供することを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のワーク回収装置は、
１以上のワークが載置された採取用載置部から作業用載置部へ該ワークを移動載置するワーク移載システムに用いられるワーク回収装置であって、
前記ワークを引き付けて採取する採取部を前記採取用載置部上で所定の回収軌道に沿って移動させ、前記採取用載置部に不定姿勢で残存している１以上の前記ワークを回収させる回収制御部、
を備えたものである。

この装置では、ワークを引き付けて採取する採取部を採取用載置部上で所定の回収軌道に沿って移動させ、採取用載置部に不定姿勢で残存している１以上のワークを回収する。このため、作業用載置部へ移動載置することができないワークを採取用載置部から取り除くことができる。このため、ワーク移載システムでは、より採取しやすい状態でワークを採取用載置部に載置させることができる。ここで「不定姿勢」とは、ワークの位置、方向などが統一されていない状態をいうものとする。また、ワークとしては、例えば、ボルト、ナット、ワッシャ、ねじ、釘及びリベットなどのうち１以上の締結部材などが挙げられる。

ワーク移載システム１０の概略説明図。 ワーク移載装置２０の概略説明図。 ワーク供給装置４０の概略説明図。 ワーク収容部材６０の説明図。 ワーク移載システム１０の電気的な接続関係を表すブロック図。 ワーク処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 ワーク３７を載置、貯蔵したワーク収容部材６０の平面図。 ワーク供給装置４０が実行するワーク供給処理の説明図。 ワーク移載装置２０が実行するワーク処理の説明図。 ワーク回収処理における回収軌道４６を設定する説明図。 ワーク供給装置４０が実行するワーク回収処理の説明図。 他の回収軌道の説明図。

本発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本発明の一例であるワーク移載システム１０の概略説明図である。図２は、ワーク移載システム１０が備えるワーク移載装置２０の概略説明図である。図３は、ワーク移載システム１０が備えるワーク供給装置４０の概略説明図である。図４は、ワーク収容部材６０の説明図であり、図４（ａ）が前方図、図４（ｂ）が側方図、図４（ｃ）が平面図である。図５は、ワーク移載システム１０の電気的な接続関係を表すブロック図である。ワーク移載システム１０は、システム制御部１２と、ワーク移載装置２０と、ワーク供給装置４０と、ワーク収容部材６０とを備えている。システム制御部１２は、システム全体を制御するものであり、ＣＰＵ１４を中心とするマイクロプロセッサとして構成されている（図５参照）。このシステム制御部１２は、ワーク移載装置２０やワーク供給装置４０と電気的に接続されており、これらの装置へ信号を出力し、これらの装置から信号を入力する。なお、ワーク移載システム１０における、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１に示した通りとして以下説明する。

ワーク移載システム１０は、ワーク収容部材６０に収容された作業対象のワーク３７をその後の作業に用いられる作業用載置部３６へ移動、載置させる装置として構成されている（図１参照）。ワーク移載システム１０は、例えば、不定姿勢でワーク収容部材６０の採取用載置部６３に載置されたワーク３７を、後工程で作業者が作業しやすいように、所定の姿勢で整列させた状態で作業用載置部３６へ載置させるものとしてもよい。ここで、「不定姿勢」とは、ワーク３７の位置、方向などが統一されていない状態をいうものとする。ワーク３７は、特に限定されないが、例えば、機械部品、電気部品、電子部品、化学部品などが挙げられ、例えば、ボルト、ナット、ワッシャ、ねじ、釘及びリベットなどのうち１以上の締結部材としてもよい。このワーク３７は、少なくとも一部（所定位置３８）が磁性体により形成されているものとしてもよい。このワーク３７は、磁性体により形成された所定位置３８が、ワーク移載装置２０やワーク供給装置４０が備える電磁石により引き付けられ、移動する。作業用載置部３６は、ワーク３７を配列載置する部材である。この作業用載置部３６は、磁力を帯びており、磁性体であるワーク３７を磁力で固定するパレットとして構成されている。この作業用載置部３６は、ワーク３７の種別に応じて定められた位置にそのワーク３７が配設固定される。作業者は、ワーク移載システム１０によりワーク３７が配設固定された作業用載置部３６を用い、配設固定された位置に基づいてワーク３７を特定しながらワーク３７の組付けなどを行う。ワーク移載システム１０は、例えば、ワーク３７としてのボルトをワーク３７に配列させる工程や、ワーク３７としてのワッシャを配列されたボルトに組付ける工程などを実行するものとしてもよい。ここでは、ワーク３７が全体を磁性体とするボルトであり、所定位置３８がネジ軸の先端部であり、ボルトの頭部を下方にして所定間隔で作業用載置部３６に配列させる場合を具体例として説明する。

ワーク移載装置２０は、１以上のワーク３７が載置されたワーク収容部材６０からワーク３７を採取し、採取したワーク３７を所定の配列で作業用載置部３６へ移動載置する移載部２１を備えている。また、ワーク移載装置２０は、作業用載置部３６を搬送する搬送部３４と、装置全体を制御する制御装置３５（図５参照）とを備えている。移載部２１は、図２、図５に示すように、採取部２２と、撮像部２５と、アーム部２８と、第１駆動部３１と、第２駆動部３２と、基部３３とを有している。

採取部２２は、ワーク３７の所定位置３８を引き付けて採取する部材であり、アーム部２８の先端に回動可能に装着されている（図２参照）。採取部２２は、引付部２３と、挟持部２４と、２枚のプレート７０と、固定部材７１と、挟持ピン７２とを備えている。引付部２３、挟持部２４及び固定部材７１は、２枚のプレート７０の間に配設されている。プレート７０は、アーム部２８の先端に配設された板状部材である。このプレート７０には、挟持ピン７２を導くガイドとしての溝部７３が形成されている。引付部２３は、電磁石と電磁石に接続された軸部材とを有し、軸部材の先端に磁性体のワーク３７を引き付けて採取するものである。この引付部２３は、プレート７０の下方に固定されている。引付部２３は、供給される電力に応じて、複数段階（例えば３段階）の磁力（引付力）を生じるよう構成されている。挟持部２４は、引付部２３が引き付けたあとの姿勢でワーク３７を挟み込んで支持する部材である。この採取部２２では、２つの挟持部２４によりワーク３７を挟持するが、３以上の挟持部によりワーク３７を挟持するものとしてもよい。挟持部２４は、固定部材７１の両端に回動可能に軸支されている。また、挟持部２４のプレート７０側の面には、挟持ピン７２が固定されている。この挟持ピン７２は、プレート７０に形成された溝部７３に挿入されている。固定部材７１は、上下動可能にプレート７０に配設されており、エアシリンダにより上下動する。固定部材７１は、初期位置がプレート７０の上方であり、ワーク３７を挟持する際に下方に移動する。挟持部２４は、固定部材７１が初期位置にあるときは（図２の吹出しの左図）、プレート７０の内部に収納されている。また、挟持部２４は、固定部材７１が下方に移動すると、溝部７３により挟持ピン７２が所定の軌道に導かれながらプレート７０から露出する。挟持部２４は、固定部材７１が最下部に位置すると（挟持位置）、その先端が当接しワーク３７を挟持する（図２の吹出しの右図）。

撮像部２５は、画像を撮像するユニットであり、プレート７０の先端側に固定されている。撮像部２５は、照明部２６と、撮像素子２７とを備えている。照明部２６は、撮像素子２７の外周側に円状に配設された照明であり、下方にある撮像対象に対して光を照射する。照明部２６は、撮像対象である採取用載置部６３の全体に光を照射するよう撮像部２５に配設されている。撮像素子２７は、受光により電荷を発生させ発生した電荷を出力する素子である。撮像素子２７は、ＣＭＯＳイメージセンサとしてもよい。撮像部２５は、撮像素子２７から出力され電荷に基づいて画像データを生成し、生成した画像データを制御装置３５へ出力する。

アーム部２８は、図２に示すように、採取部２２と撮像部２５とが一端側に配設され、基部３３が他端側に配設され、基部３３により支持されている。アーム部２８は、第１アーム２９と、第２アーム３０とを備えている。第１アーム２９は、ワーク３７に対して作業する採取部２２が配設された長手部材である。第１アーム２９は、その内部に、採取部２２を回動駆動する駆動部（図示せず）が配設されている。第２アーム３０は、第１アーム２９が配設された長手部材である。第２アーム３０は、その先端側に第１アーム２９を回動駆動する第１駆動部３１が配設されている。第１駆動部３１は、第１アーム２９が配設されたかさ歯車機構と、かさ歯車機構を回転駆動するモータとを備えている。基部３３は、第２アーム３０が配設されている。基部３３は、上下方向に形成された支持軸を介して第２アーム３０を支持する。基部３３にはモータが配設されておりこのモータにより支持軸が回転する。基部３３は、その先端側に、第２アーム３０を回動駆動する第２駆動部３２が配設されている。第２駆動部３２は、第２アーム３０が配設されたかさ歯車機構と、かさ歯車機構を回転駆動するモータとを備えている。

搬送部３４は、作業用載置部３６の搬入、搬送、ワーク３７の移載位置での固定、搬出を行うユニットである。搬送部３４は、図１の前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルトを有している。作業用載置部３６は、このコンベアベルトにより搬送される。

制御装置３５は、ワーク移載装置２０の全体を制御する（図５参照）。この制御装置３５は、採取部２２や、撮像部２５、第１駆動部３１、第２駆動部３２及び搬送部３４へ信号を出力する。また、制御装置３５は、撮像部２５からの信号を入力する。なお、第１駆動部３１や第２駆動部３２には図示しない位置センサが装備されており、制御装置３５は、それらの位置センサからの位置情報を入力しつつ、各駆動部のモータを制御する。制御装置３５は、不定姿勢でワーク３７が載置された採取用載置部６３の撮像画像に基づいて認識したワーク３７の所定位置３８へ採取部２２を移動させ、所定の姿勢で整列させて作業用載置部３６にワーク３７を載置するよう採取部２２と撮像部２５とを制御する。

ワーク供給装置４０は、ワーク移載装置２０により採取可能となるよう、ワーク収容部材６０の貯蔵部６２（図１、４参照）に収容された１以上のワーク３７を採取し、不定姿勢でワーク収容部材６０の採取用載置部６３へ供給する供給部４１を備えている（図３参照）。また、ワーク供給装置４０は、ワーク収容部材６０と、移動部５４と、制御装置５５（図５参照）とを備えている。供給部４１は、図３、図５に示すように、採取部４２と、アーム部４８と、第１駆動部５１と、第２駆動部５２と、基部５３とを備えている。

採取部４２は、多数のワーク３７を引き付けて採取する部材であり、アーム部４８の先端に回動可能に装着されている（図３参照）。採取部４２は、引付部４３と、支持軸４４とを備えている。引付部４３は、支持軸４４の下端に固定された比較的強力な電磁石であり、複数のワーク３７を一度にできるだけ多く引き付けて採取するものである。支持軸４４は、上下方向に自由に移動可能な状態でアーム部４８の先端に支持されている（図３の吹出図）。引付部４３は、自由に上下動可能であるため、様々な姿勢のワーク３７を磁力で採取することができる。アーム部４８は、図３に示すように、採取部４２が一端側に配設され、基部５３が他端側に配設され、基部５３により支持されている。アーム部４８は、第１アーム４９と、第２アーム５０と、第１駆動部５１とを備えている。また、基部５３は、第２駆動部５２を備えている。第１アーム４９、第２アーム５０、第１駆動部５１、第２駆動部５２、基部５３は、アーム部２８の第１アーム２９、第２アーム３０、第１駆動部３１、第２駆動部３２及び基部３３と同様の構成であるものとしてその具体的な説明を省略する。

移動部５４は、図１に示すように、１以上のワーク収容部材６０を載せる収容台５６と、収容台５６を退避位置（図１の点線参照）と移載処理位置との間で移動させるレール５７と、収容台５６を移動させる図示しない駆動部とを備えている。作業者は、収容台５６を退避位置に移動させたのち、ワーク収容部材６０へ新たなワーク３７を追加する。

制御装置５５は、ワーク供給装置４０の全体を制御する（図５参照）。この制御装置５５は、採取部４２や、第１駆動部５１、第２駆動部５２及び移動部５４へ信号を出力する。制御装置５５は、採取用載置部６３に採取可能なワーク３７がなくなるタイミングにおいて貯蔵部６２から複数のワーク３７を採取し、採取したワークを採取用載置部６３へ載置させるよう供給部４１を制御する。また、制御装置５５は、所定のタイミングにおいて採取用載置部６３に載置された１以上のワーク３７を採取し、採取したワーク３７を貯蔵部６２へ送るよう供給部４１を制御する。

ワーク収容部材６０は、ワーク３７を貯蔵する部材であり、作業用載置部３６へワーク３７を移動載置するワーク移載装置２０に用いられるものである。このワーク収容部材６０は、図４に示すように、傾斜面６１と、貯蔵部６２と、採取用載置部６３と、筐体６４とを備えている、傾斜面６１は、ワーク３７が滑り落ちることが可能な面であり、ワーク収容部材６０に１つ形成されている。貯蔵部６２は、傾斜面６１の下部に設けられ１以上のワーク３７が貯蔵される部分である。採取用載置部６３は、傾斜面６１の上部に配設され貯蔵部６２から移載されたワーク３７を載置する部材である。筐体６４は、ワーク収容部材６０の外壁を構成するものであり、傾斜面６１と貯蔵部６２と採取用載置部６３とが形成されている。このワーク収容部材６０は、上方が開放された箱体である。即ち、貯蔵部６２の上方には貯蔵部から採取用載置部６３へワーク３７を移動可能な供給用空間６５が形成されている。また、採取用載置部６３の上方にはワーク移載装置２０によりワーク３７を採取作業可能な採取用空間６６が形成されている。傾斜面６１は、採取用載置部６３から落下したワーク３７を貯蔵部６２へ導く斜面である。この傾斜面６１は、採取用載置部６３の真下に配設されている。貯蔵部６２は、多数のワーク３７を貯蔵する部分であり、上方から見て採取用載置部６３に隣り合うよう筐体６４の下方に形成されている（図４（ｃ）参照）。採取用載置部６３は、矩形板状体であり、筐体６４の側面側から円柱状の支持部材６８により支持されている。このワーク収容部材６０では、筐体６４の前後方向には支持部材６８がない。ワーク収容部材６０には、採取用載置部６３の縁部と筐体６４との間に傾斜面６１へワーク３７が落下する開口部６７が形成されている。

次に、こうして構成された本実施形態のワーク移載システム１０の動作、特に、作業用載置部３６へワーク３７を配列固定させる処理について説明する。図６は、ワーク移載システム１０のシステム制御部１２により実行されるワーク処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。また、図７は、ワーク３７を載置、貯蔵したワーク収容部材６０の平面図である。図８は、ワーク供給装置４０が実行するワーク供給処理の説明図であり、図８（ａ）が貯蔵部６２からワーク３７を採取する図、図８（ｂ）がワーク３７を採取用載置部６３へ移動する図、図８（ｃ）が採取用載置部６３上へワーク３７を撒いた図である。図９は、ワーク移載装置２０が実行するワーク処理の説明図であり、図９（ａ）が採取用載置部６３上を撮像する図、図９（ｂ）がワーク３７を採取する図、図９（ｃ）が挟持部２４でワーク３７を固定した図である。また、図９（ｄ）が引付部２３にワーク３７を引き付けた図、図９（ｅ）が挟持部２４を移動する図、図９（ｆ）が挟持部２４でワーク３７を固定した図、図９（ｇ）が作業用載置部３６へ配列載置する図である。
図１０は、ワーク回収処理における回収軌道４６を設定する説明図であり、図１０（ａ）が採取用載置部６３の図、図１０（ｂ）が撮像画像８０の図、図１０（ｃ）が回収軌道４６を設定する図である。図１１は、ワーク供給装置４０が実行するワーク回収処理の説明図であり、図１１（ａ）、（ｂ）が採取用載置部６３上のワーク３７を回収する図、図１１（ｃ）が回収したワーク３７を貯蔵部６２へ戻す図、図１１（ｄ）が回収したワーク３７を採取用載置部６３へ戻す図である。なお、ここでは、説明の便宜のため詳細は省略するが、ワーク収容部材６０が複数あり、複数の種別のワーク３７を作業用載置部３６上へ配列載置する場合は、以下説明するステップＳ１００〜２００の処理をワーク収容部材６０ごとに行うものとすればよい。

ワーク処理ルーチンは、システム制御部１２に記憶され、作業者による開始指示により実行される。このルーチンを開始すると、システム制御部１２のＣＰＵ１４は、搬送部３４により作業用載置部３６を搬入、搬送させ、作業用載置部３６を移載位置で固定させる（ステップＳ１００）。次に、ＣＰＵ１４は、ワーク供給処理をワーク供給装置４０に実行させる（ステップＳ１１０）。ワーク供給装置４０の制御装置５５は、ワーク供給処理において、例えば、採取部４２の引付部４３を貯蔵部６２へ移動させて多数のワーク３７を引付部４３に採取させる（図８（ａ））。次に、制御装置５５は、引付部４３を採取用載置部６３の中央上方へ移動させ（図８（ｂ））、電磁石を消磁させて採取用載置部６３上にワーク３７を撒く処理を実行する（図８（ｃ））。ワーク３７は、作業用載置部３６上に不定姿勢で分散されて載置され、その一部が開口部６７から下方へ落下し、傾斜面６１を介して貯蔵部６２へ戻ることがある。ワーク供給処理において、ワーク供給装置４０は、貯蔵部６２に収容されているワーク３７がどのような姿勢であるかは考慮せず、予め定められた軌道で採取部４２を移動させる。

ステップＳ１１０のあと、ＣＰＵ１４は、採取用載置部６３を撮像部２５に撮像させ（ステップＳ１２０）、載置されているワーク３７のうち採取可能なものを認識すると共に、ワーク３７の所定位置３８を認識する（ステップＳ１３０）。ワーク移載装置２０は、撮像部２５を採取用載置部６３の中央上方に移動させ、撮像処理を行う（図９（ａ）参照）。撮像した画像は、システム制御部１２へ送られ、ワーク３７の認識処理がなされる。ワーク３７の認識処理は、例えば、二値化処理やパターンマッチング処理などにより、撮像画像中の採取用載置部６３の領域とそれ以外の領域（ワーク３７の領域）とを区別し、予め用意されたワーク３７の基準形状データに適合するワーク領域を識別することにより行うことができる。ＣＰＵ１４は、例えば、図７に示すように、撮像画像８０のワーク３７の領域のうち、ワーク３７の基準形状データに適合した領域を採取可能ワーク領域８１と認識し、ワーク３７の基準形状データに適合しない領域を採取不能ワーク領域８２と認識するものとしてもよい。基準形状データは、例えば、ワーク３７を複数の角度から見たときの形状を含むものとしてもよい。採取可能なワーク３７は、より確実にワーク３７を採取する観点から、例えば、複雑に重なり合っていないものや、採取用載置部６３の縁部に載置されていないものなどとすることができる。所定位置３８の認識処理は、採取可能なワーク３７を認識したのち、採取可能なワーク３７の先端部分を認識するものとする（図７参照）。

次に、ＣＰＵ１４は、ワーク３７の種別に応じた引付力を設定する（ステップＳ１４０）。ワーク移載装置２０は、設定された引付力に引付部２３を制御する。この引付力は、例えば、ワーク３７を１つだけ採取できる値に設定するものとしてもよい。こうすれば、ワーク移載装置２０は、重なり合ったワーク３７からでも１つのワーク３７を引き付けて採取することができる。次に、ＣＰＵ１４は、採取可能なワークがあるか否かをステップＳ１３０の結果に基づいて判定する（ステップＳ１５０）。採取可能なワーク３７があるときには、ＣＰＵ１４は、採取するワーク３７を設定し（ステップＳ１６０）、ワーク移動載置処理をワーク移載装置２０に実行させる（ステップＳ１７０）。採取するワーク３７の設定は、採取していないワーク３７を任意の順、例えば撮像画像８０の左から右に向かう順、画像の上から下に向かう順などにすることができる。ワーク移載装置２０の制御装置３５は、ワーク移動載置処理において、設定された採取対象のワーク３７の所定位置３８の位置へ引付部２３を移動させて採取対象のワーク３７を引付部２３に引き付けさせる（図９（ｂ））。次に、制御装置３５は、採取部２２を上方に移動させ、引付部２３の先端にワーク３７をぶら下げた状態とする（図９（ｄ））。続いて、制御装置３５は、固定部材７１を下方に移動させ（図９（ｅ））、挟持部２４によりワーク３７を挟持させる（図９（ｃ）、（ｆ））。その後、制御装置３５は、採取部２２を作業用載置部３６上へ移動させ、電磁石を消磁させ、挟持部２４を開放し、ワーク３７を載置するべき位置に配列載置させる（図９（ｇ））。

続いて、ＣＰＵ１４は、現在の作業用載置部３６の移載が完了したか否かを作業の進行状況に基づいて判定し（ステップＳ１８０）、作業用載置部３６の移載が完了していないときには、ステップＳ１５０以降の処理を実行させる。一方、ステップＳ１５０で、採取可能なワーク３７が採取用載置部６３上にないときには、ＣＰＵ１４は、ステップＳ１９０〜Ｓ２１０のワーク回収処理をワーク供給装置４０に実行させる。ワーク回収処理において、ＣＰＵ１４は、ワーク供給処理の直後にステップＳ１３０で認識した採取不能ワーク領域８２をワーク３７の残存領域として取得する（ステップＳ１９０）。次に、ＣＰＵ１４は、ワーク３７の残存領域を通過する回収軌道を設定する（ステップＳ２００）。ＣＰＵ１４は、例えば、図１０に示すように、残存領域が複数ある場合は、引付部４３がその複数の残存領域をジグザク移動をより抑制してできるだけ滑らかに通過する回収軌道４６を設定するものとしてもよい。また、ＣＰＵ１４は、引付部４３の有効採取領域４５がワーク３７の残存領域を通過する回収軌道４６を設定してもよい。有効採取領域４５は、引付部４３の磁力によりワーク３７が引付けられて引付部４３に採取可能な領域である。なお、ＣＰＵ１４は、すべての残存領域を引付部４３が通過する回収軌道４６を設定することが好ましいが、引付部４３が通過しない残存領域が一部ある回収軌道４６を設定してもよい。ワーク供給装置４０では、採取用載置部６３上に採取できないワーク３７が残存しても、次回のワーク３７の供給時にワーク３７が撒かれて採取可能となる場合もあるため、完璧なワーク３７の回収は必須とされないからである。引付部４３が通過しない残存領域は、例えば、引付部４３の移動時間やワーク３７の残存量（採取不能ワーク領域８２の面積）などに基づいて定めることができる。

次に、ＣＰＵ１４は、設定した回収軌道４６で引付部４３を移動させ、採取用載置部６３に残存しているワーク３７を引付部４３に回収させる（ステップＳ２１０）。ワーク供給装置４０の制御装置５５は、ワーク回収処理において、例えば、採取部４２の引付部４３を採取用載置部６３上で移動させ、採取用載置部６３上に残っているワーク３７を引付部４３に採取させる（図１１（ａ）、（ｂ））。次に、ＣＰＵ１４は、採取用載置部６３上に残存している回収処理前のワーク３７の残存量が所定量以上であるか否かを、撮像画像８０に存在する採取不能ワーク領域８２に基づいて判定する（ステップＳ２２０）。この判定において、ＣＰＵ１４は、例えば、回収処理前のワーク３７の残存量として採取不能ワーク領域８２の数が所定数以上あるか否かを判定するものとしてもよいし、採取不能ワーク領域８２の面積が所定値以上あるか否かを判定するものとしてもよいし、これらを組み合わせて判定するものとしてもよい。残存ワークの所定量は、回収したワーク３７を、採取用載置部６３へ再度載置させるか貯蔵部６２へ返却するかを判定する閾値であり、例えば、ワーク移動載置処理の処理効率に基づいて定めることができる。この所定量は、例えば、ワーク回収処理で回収したワーク量とワーク供給処理の供給量との兼ね合いで定めるものとしてもよく、例えば、ワーク３７の供給量の６０％や７０％に定めるものとしてもよい。ワーク３７の残存量が所定量以上であるとき、即ち残存ワークが多いときには、ＣＰＵ１４は、回収したワーク３７を採取用載置部６３へ再度載置させ（ステップＳ２３０）、ステップＳ１２０以降の処理を実行させる。即ち、ＣＰＵ１４は、ステップＳ１２０で、再度載置させたワーク３７を撮像させ、採取用載置部６３上の採取可能なワーク３７をワーク移載装置２０により作業用載置部３６へ配列載置させる。ワーク３７を採取用載置部６３へ再度載置させるに際して、制御装置５５は、引付部４３を採取用載置部６３の上方へ移動させ、電磁石を消磁させてワーク３７を落下させる（図１１（ｄ））。落下したワーク３７は、採取用載置部６３上に不定姿勢で分散されて載置される。一方、ステップＳ２２０で残存ワークが所定量を下回るとき、即ち残存ワークが少ないときには、ＣＰＵ１４は、回収したワーク３７を貯蔵部６２へ返却させ（ステップＳ２４０）、ステップＳ１１０以降の処理を実行させる。即ち、ＣＰＵ１４は、ステップＳ１１０で、次のワーク供給処理を実行させ、ステップＳ１２０で、新たに載置させたワーク３７を撮像させ、採取用載置部６３上の採取可能なワーク３７をワーク移載装置２０により作業用載置部３６へ配列載置させる。ワーク３７を貯蔵部６２へ返却させるに際して、制御装置５５は、引付部４３を開口部６７の上方へ移動させ、電磁石を消磁させてワーク３７を落下させる（図１１（ｃ））。落下したワーク３７は、傾斜面６１を介して貯蔵部６２へ戻る。

一方、ステップＳ１８０で作業用載置部３６の移載が完了したときには、ＣＰＵ１４は、搬送部３４により作業用載置部３６を排出させ、新たな作業用載置部３６を搬送、固定させ（ステップＳ２５０）、ステップＳ１５０以降の処理を実行させる。このようにして、ワーク移載システム１０では、ワーク移載装置２０、ワーク供給装置４０により、ワーク３７を作業用載置部３６へ配列載置することができる。なお、ワーク移載システム１０の下流にて、作業用載置部３６上に配列されたボルトにワッシャを組み付けるワーク移載システムが存在してもよい。作業者は、作業用載置部３６に配列載置されたワーク３７を用いて、製品の生産を行うものとする。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のシステム制御部１２が回収制御部に相当し、採取部４２が採取部に相当し、作業用載置部３６が作業用載置部に相当し、採取用載置部６３が採取用載置部に相当する。また、撮像部２５が撮像部に相当し、移載部２１が移載部に相当し、採取部２２が採取部に相当し、基部５３が基部に相当し、システム制御部１２が供給制御部に相当する。

以上説明した本実施形態のワーク供給装置４０では、ワーク３７を引き付けて採取する採取部４２を採取用載置部６３上で所定の回収軌道４６に沿って移動させ、採取用載置部６３に不定姿勢で残存している１以上のワーク３７を回収する。この装置では、作業用載置部３６へ移動載置することができないワーク３７を採取用載置部６３から取り除くことができる。このため、ワーク移載システム１０では、より採取しやすい状態でワーク３７を採取用載置部６３に載置させることができる。

また、システム制御部１２は、採取部４２にワーク３７を回収させたのち、ワーク収容部材６０の貯蔵部６２へ回収したワーク３７を収容させるため、移動載置することができないワーク３７を貯蔵部６２へ戻すことにより、ワーク３７を移動載置可能な状態にすることができる。更に、システム制御部１２は、採取部４２にワーク３７を回収させたのち、この回収したワーク３７を採取用載置部６３へ再度不定姿勢で載置させることにより、ワーク３７を移動載置可能な状態にすることができる。更にまた、システム制御部１２は、撮像部２５により撮像された採取用載置部６３の撮像画像８０に基づいて認識された採取用載置部６３上のワーク３７の残存量に基づいて、採取部４２により回収したワーク３７を、貯蔵部６２へ収容させるか、採取用載置部６３へ不定姿勢で再度載置させるかを切り替えるため、ワーク３７の供給効率をより好適にすることができる。そして、システム制御部１２は、撮像画像８０のワーク３７が残存する残存領域（採取不能ワーク領域８２）が所定値よりも大きいときには、回収したワーク３７を採取用載置部へ不定姿勢で再度載置させ、残存領域が所定値を下回るときには回収したワーク３７を貯蔵部６２へ収容させるため、ワーク３７の残存量に応じて、ワーク３７の供給効率をより好適にすることができる。

また、システム制御部１２は、採取用載置部６３の撮像画像８０に基づいて、採取用載置部６３上のワークが残存している領域（採取不能ワーク領域８２）を認識し、認識したワーク３７の残存領域を採取部４２の引付部４３が通過する回収軌道４６を設定する。この装置では、撮像画像８０を用いることによって、残存しているワーク３７をより確実に回収することができる。更に、ワーク３７は、少なくとも一部が磁性体により形成されており、採取部４２は、上下方向に自由度を有した状態で支持され磁力によりワーク３７を引き付けて採取するため、磁力を用いてワーク３７を回収することができる。また、採取部４２は、上下方向に自由度があり、ワーク３７の存在に応じて引付部４３が自由に上下動するため、引付部４３を上下方向に制御することなくワーク３７を採取することができる。更にまた、システム制御部１２は、採取用載置部６３に採取可能なワーク３７がなくなるタイミングにおいて、残存しているワーク３７を採取部４２に回収させるため、ワーク３７の供給及び回収の効率がよい。そして、ワーク供給装置４０は、本発明のワーク回収装置を兼ねており、システム制御部１２は、ワーク回収装置を指令制御する回収制御部と、ワーク供給装置４０を指令制御する供給制御部を兼ねているため、装置構成をより簡略化することができる。

また、ワーク移載システム１０は、ワーク移載装置２０と、ワーク供給装置４０（ワーク回収装置）とを備えており、移動載置できないワーク３７を除去することができるため、より採取しやすい状態でワーク３７を採取用載置部６３に載置させることができる。更に、ワーク移載装置２０は、採取用載置部６３の撮像画像８０に基づいて認識したワーク３７の所定位置３８へ採取部２２を移動させ、その後、この採取部２２によりワーク３７の所定位置３８を引き付けてワーク３７を採取し、採取したワーク３７を作業用載置部３６へ移動載置する。この装置では、採取用載置部６３の撮像画像８０に基づいて採取可能なワーク３７やその所定位置３８を認識するため、より確実にワーク３７の１つ１つを移動載置することができる。更にまた、システム制御部１２は、ワーク３７が採取用載置部６３へ載置された初期段階（ワーク３７の供給直後）に撮像部２５が撮像した撮像画像８０を用いて、採取部４２にワーク３７を回収させるため、撮像頻度をより低減するなど、処理をより簡素化することができる。そして、ワーク供給装置４０は、採取部４２が複数のワーク３７を一度に採取可能であり、一端側が基部５３により支持されたアーム部４８の他端側に配設されているため、アーム機構ロボットによって、より採取しやすい状態でワーク３７を採取用載置部６３に載置させることができる。そしてまた、ワーク３７は、少なくとも一部が磁性体により形成されており、作業用載置部３６は、磁力を有するパレットであるため、磁力を用いて簡便にワーク３７を固定配置することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、システム制御部１２は、回収したワーク３７を、採取用載置部６３上のワーク３７の残存量に基づいて、採取用載置部６３上に再度載置するか、貯蔵部６２へ返却するかを切り替えるものとしたが、ワーク３７の残存量以外の因子に基づいてこの切り替えを行うものとしてもよい。例えば、システム制御部１２は、採取用載置部６３上のワーク３７の種別やワーク３７の作業用載置部３６への移動載置の進行状態のうち１以上に基づいて、回収したワークを貯蔵部６２へ戻すか、採取用載置部６３へ再度載置させるかを切り替えるものとしてもよい。例えば、システム制御部１２は、ワーク３７が所定サイズ以上であるワーク種別であるときには採取部４２により回収したワーク３７を採取用載置部６３へ不定姿勢で再度載置させ、ワーク３７が所定サイズを下回るワーク種別であるときには採取部４２により回収したワーク３７を貯蔵部６２へ収容させるものとしてもよい。ワーク３７は、そのサイズが大きいと、ワーク３７を不定姿勢で採取用載置部６３に載置させた際に、重なり合うなど移動載置できないものがより多くでやすい。一方、ワーク３７は、そのサイズが小さいと、重なりにくいので移動載置できないものがより少なくなる。この装置では、ワーク３７の種別に応じて、採取用載置部６３に多く残存しやすいものは採取用載置部６３へ再度載置し、残存しにくいものは貯蔵部６２へ戻すことによって、ワークの供給効率をより好適にすることができる。あるいは、システム制御部１２は、移動載置処理の進行状態が所定の進行度合い以上であるときには採取部４２により回収したワーク３７を採取用載置部６３へ不定姿勢で再度載置させ、移動載置処理の進行状態が所定の進行度合いに至っていないときには採取部４２により回収したワーク３７を貯蔵部６２へ収容させるものとしてもよい。ワーク移載システム１０では、移動載置処理の終盤において、ワーク３７を使い切りたいことがある。この装置では、移動載置処理の進行状態に応じて移動載置処理が終盤であるときには回収したワーク３７を採取用載置部６３へ再度載置してこれを使い切り、移動載置処理が終盤でないときには回収したワーク３７を貯蔵部６２へ戻すことによって、ワーク３７の供給効率をより好適にすることができる。また、上述した実施形態では、ワークの残存量に基づいて採取用載置部６３と貯蔵部６２とのいずれへワーク３７を送るかを判定したが、例えば、引付部４３が回収したワーク３７の回収量に基づいて、これらを判定するものとしてもよい。回収量は、例えば、ワークの残存量と回収軌道４６とから推定してもよいし、質量センサにより採取部４２で測定するものとしてもよい。

上述した実施形態では、システム制御部１２は、回収したワーク３７を、採取用載置部６３上のワーク３７の残存量に基づいて、採取用載置部６３上に再度載置するか、貯蔵部６２へ返却するかを切り替えるものとしたが、これを省略してもよい。システム制御部１２は、回収したワーク３７を一律に貯蔵部６２へ返却するものとしてもよいし、一律に採取用載置部６３上へ再度載置するものとしてもよい。この装置においても、採取不能のワーク３７を回収するため、より採取しやすい状態でワーク３７を採取用載置部６３に載置（供給）することができる。

上述した実施形態では、採取不能ワーク領域８２を引付部４３が通過する回収軌道４６を設定するものとしたが、特にこれに限定されず、例えば、ワーク領域を考慮せずに回収軌道を予め定めておくものとしてもよい。このとき、システム制御部１２は、採取部４２の有効採取領域４５が採取用載置部６３の全域を移動するよう予め定められた回収軌道で採取部４２を移動させるものとしてもよい。この装置では、予め定められた回収軌道を用いることにより、処理を簡素化しつつ、残存しているワーク３７をより確実に回収することができる。図１２は、他の回収軌道４６Ｂ〜４６Ｄの説明図である。図１２（ａ）に示すように、Ｕ字状の回収軌道４６Ｂを予め設定しておき、システム制御部１２は、この回収軌道４６Ｂに沿って引付部４３を移動させるものとしてもよい。あるいは、図１２（ｂ）に示すように、移動方向を複数回変更しながら（図では６回）採取用載置部６３のほぼ全域を引付部４３が移動する回収軌道４６Ｃを定めておき、システム制御部１２は、この回収軌道４６Ｃに沿って引付部４３を移動させるものとしてもよい。あるいは、図１２（ｃ）に示すように、斜め方向に引付部４３が移動する部分を含む回収軌道４６Ｄを予め設定しておき、システム制御部１２は、この回収軌道４６Ｄに沿って引付部４３を移動させるものとしてもよい。なお、回収軌道４６は、有効採取領域４５が採取用載置部６３の全域を完全に移動するものとしてもよいし、完全でないもの（例えば、採取用載置部６３の全面積の７０％以上や８０％以上など）としてもよい。上述のように、残存ワークをおおよそ回収すれば足りるため、採取用載置部６３には、有効採取領域４５が移動する回収軌道４６がかからない空白領域があってもよく、採取部４２の移動時間や移動距離などに応じて効率のよい軌道を適宜設定すればよい。

上述した実施形態では、ワーク供給処理の直後に撮像した撮像画像８０を用いてワーク３７の残存領域（採取不能ワーク領域８２）を求めるものとしたが、特にこれに限定されず、例えば、ワーク３７が採取用載置部６３へ載置された初期段階からワーク３７を回収処理する直前までの間に撮像された撮像画像のうちいずれを用いるものとしてもよい。システム制御部１２は、初期段階により近い撮像画像を用いるものとすれば、撮像頻度をより低減することができ、回収直前により近い撮像画像を用いるものとすれば、より確実にワークを回収することができる。

上述した実施形態では、ワーク３７が磁性体で形成されており、採取部２２，４２が磁力により引き付けてワーク３７を採取するものとして説明したが、採取部２２，４２がワークを引き付けて採取するものであれば、特にこれに限定されない。例えば、採取部は、電気により粘着性を制御することができるＥＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ）ゲルを用いてワーク３７を引き付けるものとしてもよい。ＥＲゲルは、例えば、ＥＲ粒子を含むシリコーンゲルとしてもよい。この装置においても、残存しているワーク３７をより確実に回収することができる。なお、作業用載置部３６もＥＲゲルを用いてワーク３７を固定するものとしてもよい。

上述した実施形態では、採取可能なワーク３７がなくなったタイミングでワーク回収処理やワーク供給処理を実行するものとしたが、特にこれに限定されない。例えば、一定時間経過後を所定のタイミングとしてワーク回収処理やワーク供給処理を実行してもよいし、ワーク供給処理後に、採取可能なワーク３７の数に応じてワーク回収処理や次のワーク供給処理の実行時刻を所定のタイミングとして定めるものとしてもよい。

上述した実施形態では、ワーク供給装置４０は、アーム部４８を備えた装置として説明したが、特にこれに限定されず、例えば、採取部４２が配設された採取ヘッドが前後左右方向に移動するＸＹロボットを備えた装置としてもよい。この装置によっても、ワーク３７の１つ１つを採取しやすく、ワーク３７を補充しやすい。なお、ワーク移載装置２０も同様である。

上述した実施形態では、ワーク供給装置４０は、貯蔵部６２と採取用載置部６３とを有するワーク収容部材６０を用いるものとしたが、特にこれに限定されず、貯蔵部６２と採取用載置部６３とが別々に存在していてもよい。

上述した実施形態では、ワーク移載システム１０は、ワーク回収装置を兼ねるワーク供給装置４０を備えるものとして説明したが、特にこれに限定されず、ワーク移載システム１０は、例えば、ワーク供給装置４０とは別のワーク回収装置を備えるものとしてもよい。また、上述した実施形態では、システム制御部１２が、ワーク移動載置処理（ワーク移載装置２０の処理）と、ワーク供給処理及びワーク回収処理（ワーク供給装置４０の処理）との指令制御を担当するものとしたが、特にこれに限定されず、ワーク移動載置処理、ワーク供給処理及びワーク回収処理の指令制御を２以上の制御部が担当して行うものとしてもよい。また、移載制御部３５や供給制御部５５がワーク移動載置処理、ワーク供給処理及びワーク回収処理のうち１以上の処理を担当して行うものとしてもよい。上述した実施形態では、システム制御部１２がワーク処理ルーチンを実行するものとしたが、特にこれに限定されず、例えば、制御装置３５と制御装置５５とが分担してワーク処理ルーチンを実行するものとしてもよい。例えば、制御装置３５がワーク処理ルーチンを実行し、制御装置３５からの指令に応じて制御装置５５がワーク供給処理やワーク回収処理を実行するものとしてもよい。また、上述した実施形態では、ワーク処理ルーチンは、ワーク移動載置処理、ワーク供給処理及びワーク回収処理を含むものとしたが、これらを別ルーチンとしてもよい。また、システム制御部１２は、ワーク移載装置２０に配設されてもよいし、ワーク供給装置４０に配設されてもよい。

上述した実施形態では、ワーク移載システム１０は、ワーク移載装置２０とワーク供給装置４０とを１つずつ備えたものとしたが、特にこれに限定されず、それぞれの装置を１以上備えるものとしてもよい。

上述した実施形態では、ワーク移載装置２０とワーク供給装置４０とを備えたワーク移載システム１０として説明したが、ワーク供給装置４０のみとしてもよいし、残存したワーク３７を回収するワーク回収装置としてもよい。

本発明は、ワークを採取、配置などの処理を行う装置の技術分野に利用可能である。

１０ ワーク移載システム、１２ システム制御部、１４ ＣＰＵ、２０ ワーク移載装置、２１ 移載部、２２ 採取部、２３ 引付部、２４ 挟持部、２５ 撮像部、２６ 照明部、２７ 撮像素子、２８ アーム部、２９ 第１アーム、３０ 第２アーム、３１
第１駆動部、３２ 第２駆動部、３３ 基部、３４ 搬送部、３５ 制御装置、３６ 作業用載置部、３７ ワーク、３８ 所定位置、４０ ワーク供給装置、４１ 供給部、４２ 採取部、４３ 引付部、４４ 支持軸、４５ 有効採取領域、４６，４６Ｂ〜４６Ｄ 回収軌道、４８ アーム部、４９ 第１アーム、５０ 第２アーム、５１ 第１駆動部、５２ 第２駆動部、５３ 基部、５４ 移動部、５５ 制御装置、５６ 収容台、５７ レール、６０ ワーク収容部材、６１ 傾斜面、６２ 貯蔵部、６３ 採取用載置部、６４ 筐体、６５ 供給用空間、６６ 採取用空間、６７ 開口部、６８ 支持部材、７０ プレート、７１ 固定部材、７２ 挟持ピン、７３ 溝部、８０ 撮像画像、８１
採取可能ワーク領域、８２ 採取不能ワーク領域。

Claims (11)

1. １以上のワークが載置された採取用載置部から作業用載置部へ該ワークを移動載置するワーク移載システムに用いられるワーク回収装置であって、
   前記ワークを引き付けて採取する採取部を前記採取用載置部上で所定の回収軌道に沿って移動させ、前記採取用載置部に不定姿勢で残存している１以上の前記ワークを回収させる回収制御部、
   を備えたワーク回収装置。
2. 前記回収制御部は、前記採取部にワークを回収させたのち、前記採取用載置部へ供給する１以上の前記ワークを貯蔵する貯蔵部へ該回収したワークを収容させる、請求項１に記載のワーク回収装置。
3. 前記回収制御部は、前記採取部にワークを回収させたのち、前記採取用載置部へ該回収したワークを不定姿勢で再度載置させる、請求項１に記載のワーク回収装置。
4. 前記回収制御部は、画像を撮像する撮像部により撮像された前記採取用載置部の撮像画像に基づいて認識された前記採取用載置部上の前記ワークの残存量、前記ワークの種別、及び前記ワークの作業用載置部への移動載置の進行状態のうち１以上に基づいて、前記採取部により回収した前記ワークを、前記採取用載置部へ供給する１以上の前記ワークを貯蔵する貯蔵部へ収容させるか、前記採取用載置部へ不定姿勢で再度載置させるかを切り替える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク回収装置。
5. 前記回収制御部は、画像を撮像する撮像部により撮像された前記採取用載置部の撮像画像に基づいて、前記採取用載置部上の前記ワークが残存している領域を認識し、該認識したワークの残存領域を前記採取部が通過する前記回収軌道を設定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のワーク回収装置。
6. 前記回収制御部は、前記採取部が前記ワークを採取可能である該採取部の有効採取領域が前記採取用載置部の全域を移動するよう予め定められた前記回収軌道で前記採取部を移動させる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のワーク回収装置。
7. 前記ワークは、少なくとも一部が磁性体により形成されており、
   前記採取部は、上下方向に自由度を有した状態で支持され磁力により前記ワークを引き付けて採取する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のワーク回収装置。
8. 前記回収制御部は、前記採取用載置部に採取可能な前記ワークがなくなるタイミングにおいて前記採取部に前記ワークを回収させる、請求項１〜７のいずれか１項に記載のワーク回収装置。
9. 前記ワーク回収装置は、貯蔵部に貯蔵された１以上の前記ワークを前記採取部により不定姿勢で前記採取用載置部へ供給するワーク供給装置を兼ねている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のワーク回収装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のワーク回収装置と、
    １以上のワークが不定姿勢で載置された前記採取用載置部から該ワークを採取し、採取した該ワークを所定の配列で作業用載置部へ移動載置する移載部、を備えたワーク移載装置と、
    を備えたワーク移載システム。
11. 前記ワーク移載装置は、
    画像を撮像する撮像部と、
    前記ワークの所定位置を引き付けて採取する採取部と、
    前記撮像部により撮像された前記採取用載置部の撮像画像に基づいて認識したワークの所定位置へ前記採取部を移動させる移載制御部と、を備えている、
    請求項１０に記載のワーク移載システム。

Images