特開 2017-94443 ワーク取出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-94443(P2017-94443A)

(43)【公開日】2017年6月1日

(54)【発明の名称】ワーク取出装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20170428BHJP

【ＦＩ】

   B25J13/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-228733(P2015-228733)

(22)【出願日】2015年11月24日

(71)【出願人】

【識別番号】302010035

【氏名又は名称】山口 雅祥

(74)【代理人】

【識別番号】100092842

【弁理士】

【氏名又は名称】島野 美伊智

(74)【代理人】

【識別番号】100166578

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 芳光

(72)【発明者】

【氏名】山口 雅祥

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS04

3C707BS05

3C707DS01

3C707FS07

3C707HS27

3C707HT20

3C707KS03

3C707KS04

3C707KS09

3C707KS36

3C707KV11

3C707KX07

3C707LV04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】次に取り出すワークを特定するための構成を簡略化させるとともにコストの低減を図ることが可能なワーク取出装置を提供すること。
【解決手段】複数個のワーク７を収容したコンテナ１内からワークを順次取り出すワーク取出装置２１において、移動手段２３と、上記移動手段に設置され上記コンテナの上方を走査され上記コンテナ内のワークの状態を検出するワーク検出手段４５と、上記移動手段に設置され上記コンテナ内のワークを取り出すワーク取出ヘッド５７と、上記ワーク検出手段の検出信号に基づいて次に取り出すワークを選定し上記移動手段を制御して上記ワーク取出ヘッドにより上記選定したワークを上記コンテナ内から取り出す制御手段と、を具備したもの。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数個のワークを収容したコンテナ内からワークを順次取り出すワーク取出装置において、
移動手段と、
上記移動手段に設置され上記コンテナの上方を走査され上記コンテナ内のワークの状態を検出するワーク検出手段と、
上記移動手段に設置され上記コンテナ内のワークを取り出すワーク取出ヘッドと、
上記ワーク検出手段の検出信号に基づいて次に取り出すワークを選定し上記移動手段を制御して上記ワーク取出ヘッドにより上記選定したワークを上記コンテナ内から取り出す制御手段と、
を具備したことを特徴とするワーク取出装置。

【請求項2】

請求項１記載のワーク取出装置において、
上記ワーク取出ヘッドにより取り出されたワークの姿勢を検出するワーク姿勢検出手段と、
上記ワークの姿勢に対応して設置された複数のワーク排出部と、
上記複数のワーク排出部の内姿勢の矯正が必要なワーク排出部に設けられた姿勢矯正手段と、
を具備し、
上記制御手段は上記ワーク姿勢検出手段の検出信号に基づいて上記ワークの姿勢を特定しその姿勢に対応した上記ワーク排出部を選択し、上記移動手段を制御して上記ワーク取出ヘッドをその選択されたワーク排出部まで移動させて排出させるものであることを特徴とするワーク取出装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２記載のワーク取出装置において、
上記ワーク検出手段は上記コンテナ内の高さを検出するものであり、
上記制御手段はその高さ情報に基づいて最高位にあるワークを特定し該ワークを次に取り出すワークとして選定するものであることを特徴とするワーク取出装置。

【請求項4】

請求項１〜請求項３の何れかに記載のワーク取出装置において、
上記ワーク検出手段は上記コンテナの外筐位置を検出するものであり、
上記制御手段は上記ワーク検出手段により検出された上記コンテナの外筐位置情報に基づいて上記移動手段を制御するものであることを特徴とするワーク取出装置。

【請求項5】

請求項２記載のワーク取出装置において、
上記ワーク姿勢検出手段は上記ワークとの距離を検出する複数個のワーク姿勢検出センサを備えていて、
上記制御手段は上記複数個のワーク姿勢検出センサからの距離情報に基づいて上記ワークの姿勢を特定するものであることを特徴とするワーク取出装置。

【請求項6】

請求項１〜請求項５の何れかに記載のワーク取出装置において、
上記ワーク取出ヘッドによって取り出されたワークの重量を検出するワーク重量検出手段が設置されていて、
上記制御手段は上記ワーク重量検出手段の検出信号に基づいて取り出されたワークが１個か２個以上かを判別し、２個以上の場合には上記ワーク取出ヘッドによるワークの保持を解除するものであることを特徴とするワーク搬送装置。

【請求項7】

請求項１〜請求項６の何れかに記載のワーク取出装置において、
上記ワーク取出ヘッドにワークが保持されているか否かを検出するワーク有無検出センサが設置されていることを特徴とするワーク取出装置。

【請求項8】

請求項１〜請求項７の何れかに記載のワーク取出装置において、
上記ワーク取出ヘッドに保持されているワークの姿勢を安定させるワーク姿勢安定化手段が設置されていて、
上記ワーク姿勢安定化手段よりその姿勢を安定させた状態で上記ワーク姿勢検出手段によりその姿勢を検出するようにしたことを特徴とするワーク取出装置。

【請求項9】

請求項１〜請求項８の何れかに記載のワーク取出装置において、
上記制御手段は上記コンテナ内のワークの量が所定量以下になった場合には特に最高位のワークを特定することなく順次取り出す制御に切り替えるものであることを特徴とするワーク取出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、鋳造、鍛造、等により製造されコンテナ内に不規則に収容されている複数個のワークを順次取り出すワーク取出装置に係り、特に、次に取り出すワークを特定するための構成を簡略化させることができ、且つ、コストの低減を図ることができるように工夫したものに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、鋳造、鍛造、等により製造されコンテナ内に不規則に収容されている複数個のワークを順次取り出すワーク取出装置の構成を開示するものとして、例えば、特許文献１がある。この特許文献１に開示されているワーク取出装置は概略次のような構成をなしている。
まず、鋳造、鍛造、等により製造された複数個のワークがコンテナ内に不規則に収容されている。
一方、３軸ローダが設置されていて、この３軸ローダは、Ｘ軸ローダ、Ｙ軸ローダ、Ｚ軸ローダから構成されている。上記Ｚ軸ローダには吸着用ハンドが取り付けられている。
そして、上記コンテナ内を複数のエリアに区画し、上記３軸ローダを駆動して上記吸着用ハンドを各エリア単位で移動させながら、該エリア内にあるワークを１個ずつ取り出していく。

【0003】

上記構成によると、各エリア毎に３軸ローダを駆動して吸着用ハンドを移動させながらワークを取り出すようにしているが、そのエリア内のワークの状況を事前に検出しているわけではなく、その為、高所にあるワークではなく低所にあるワークを先に取り出すこともある。その場合には、低所のワークを取り出したことによりバランスが崩れて、高所にあるワークが低所に転がり落ちることがあり、それによるワークの損傷等が懸念されていた。

【0004】

そのような問題を解決するものとして、コンテナ内のワークの状況を事前に検出し、その情報に基づいて最高位にあるワークを特定して取り出すように構成したものがある。そのようなワーク取出装置の構成を開示するものとして、例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４、等がある。
まず、特許文献２に開示されているワーク取出装置の場合には、スリット光の投光器とＣＣＤカメラを組み合わせた三次元視覚センサを使用してコンテナ内のワークの状況を撮影し、その画像データに基づいて最高位にあるワークを特定してロボットマニピュレータによって取り出すようにしている。
又、特許文献３に開示されているワーク取出装置の場合には、ビデオカメラと視覚センサによってコンテナ内のワークの状況を撮影し、その画像データに基づいて最高位にあるワークを特定してロボットマニピュレータによって取り出すようにしている。
特許文献４に開示さているワーク取出装置も同様の構成になっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３８３４９１４号公報

【特許文献2】特開２００４−１６０５６７号公報

【特許文献3】特開２００７−３１３６２４号公報

【特許文献4】特開２００７ ２０３４０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記従来の構成によると次のような問題があった。
すなわち、基本的にはカメラにより撮影された画像データに基づいて最高位にあるワークを特定しそのワークを次に取り出すワークに選定して取り出すようにしているが、その際、コンテナ内のワークの状況を立体的に把握するために、スリット光の投光器とＣＣＤカメラを組み合わせて三次元視覚センサを構成する、或いはビデオカメラと視覚センサを組み合わせる必要があった。その為、構成が複雑化するとともにコストが上昇してしまうという問題があった。

【0007】

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、次に取り出すワークを特定するための構成を簡略化させるとともにコストの低減を図ることが可能なワーク取出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１によるワーク取出装置は、複数個のワークを収容したコンテナ内からワークを順次取り出すワーク取出装置において、移動手段と、上記移動手段に設置され上記コンテナの上方を走査され上記コンテナ内のワークの状態を検出するワーク検出手段と、上記移動手段に設置され上記コンテナ内のワークを取り出すワーク取出ヘッドと、上記ワーク検出手段の検出信号に基づいて次に取り出すワークを選定し上記移動手段を制御して上記ワーク取出ヘッドにより上記選定したワークを上記コンテナ内から取り出す制御手段と、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２によるワーク取出装置は、請求項１記載のワーク取出装置において、上記ワーク取出ヘッドにより取り出されたワークの姿勢を検出するワーク姿勢検出手段と、上記ワークの姿勢に対応して設置された複数のワーク排出部と、上記複数のワーク排出部の内姿勢の矯正が必要なワーク排出部に設けられた姿勢矯正手段と、を具備し、上記制御手段は上記ワーク姿勢検出手段の検出信号に基づいて上記ワークの姿勢を特定しその姿勢に対応した上記ワーク排出部を選択し、上記移動手段を制御して上記ワーク取出ヘッドをその選択されたワーク排出部まで移動させて排出させるものであることを特徴とするものである。
又、請求項３によるワーク取出装置は、請求項１又は請求項２記載のワーク取出装置において、上記ワーク検出手段は上記コンテナ内の高さを検出するものであり、上記制御手段はその高さ情報に基づいて最高位にあるワークを特定し該ワークを次に取り出すワークとして選定するものであることを特徴とするものである。
又、請求項４によるワーク取出装置は、請求項１〜請求項３の何れかに記載のワーク取出装置において、上記ワーク検出手段は上記コンテナの外筐位置を検出するものであり、上記制御手段は上記ワーク検出手段により検出された上記コンテナの外筐位置情報に基づいて上記移動手段を制御するものであることを特徴とするものである。
又、請求項５によるワーク取出装置は、請求項２記載のワーク取出装置において、上記ワーク姿勢検出手段は上記ワークとの距離を検出する複数個のワーク姿勢検出センサを備えていて、上記制御手段は上記複数個のワーク姿勢検出センサからの距離情報に基づいて上記ワークの姿勢を特定するものであることを特徴とするものである。
又、請求項６によるワーク取出装置は、請求項１〜請求項５の何れかに記載のワーク取出装置において、上記ワーク取出ヘッドによって取り出されたワークの重量を検出するワーク重量検出手段が設置されていて、上記制御手段は上記ワーク重量検出手段の検出信号に基づいて取り出されたワークが１個か２個以上かを判別し、２個以上の場合には上記ワーク取出ヘッドによるワークの保持を解除するものであることを特徴とするものである。
又、請求項７によるワーク取出装置は、請求項１〜請求項６の何れかに記載のワーク取出装置において、上記ワーク取出ヘッドにワークが保持されているか否かを検出するワーク有無検出センサが設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項８によるワーク取出装置は、請求項１〜請求項７の何れかに記載のワーク取出装置において、上記ワーク取出ヘッドに保持されているワークの姿勢を安定させるワーク姿勢安定化手段が設置されていて、上記ワーク姿勢安定化手段よりその姿勢を安定させた状態で上記ワーク姿勢検出手段によりその姿勢を検出するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項９によるワーク取出装置は、請求項１〜請求項８の何れかに記載のワーク取出装置において、上記制御手段は上記コンテナ内のワークの量が所定量以下になった場合には特に最高位のワークを特定することなく順次取り出す制御に切り替えるものであることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0009】

以上述べたように本願発明の請求項１によるワーク取出装置によると、複数個のワークを収容したコンテナ内からワークを順次取り出すワーク取出装置において、移動手段と、上記移動手段に設置され上記コンテナの上方を走査され上記コンテナ内のワークの状態を検出するワーク検出手段と、上記移動手段に設置され上記コンテナ内のワークを取り出すワーク取出ヘッドと、上記ワーク検出手段の検出信号に基づいて次に取り出すワークを選定し上記移動手段を制御して上記ワーク取出ヘッドにより上記選定したワークを上記コンテナ内から取り出す制御手段と、を具備した構成になっているので、次に取り出すワークを特定するための構成を簡略化させることができ、且つ、コストの低減を図ることができる。
又、請求項２によるワーク取出装置によると、請求項１記載のワーク取出装置において、上記ワーク取出ヘッドにより取り出されたワークの姿勢を検出するワーク姿勢検出手段と、上記ワークの姿勢に対応して設置された複数のワーク排出部と、上記複数のワーク排出部の内姿勢の矯正が必要なワーク排出部に設けられた姿勢矯正手段と、を具備し、上記制御手段は上記ワーク姿勢検出手段の検出信号に基づいて上記ワークの姿勢を特定しその姿勢に対応した上記ワーク排出部を選択し、上記移動手段を制御して上記ワーク取出ヘッドをその選択されたワーク排出部まで移動させて排出させる構成になっているので、取り出したワークをその姿勢に応じて適切なワーク排出部に排出することができ、その後の姿勢矯正手段による姿勢矯正により、全てのワークを所定の姿勢に矯正することができる。
又、請求項３によるワーク取出装置によると、請求項１又は請求項２記載のワーク取出装置において、上記ワーク検出手段は上記コンテナ内の高さを検出するものであり、上記制御手段はその高さ情報に基づいて最高位にあるワークを特定し該ワークを次に取り出すワークとして選定する構成になっているので、コンテナ内からワークをバランスよく取り出すことができる。
又、請求項４によるワーク取出装置によると、請求項１〜請求項３の何れかに記載のワーク取出装置において、上記ワーク検出手段は上記コンテナの外筐位置を検出するものであり、上記制御手段は上記ワーク検出手段により検出された上記コンテナの外筐位置情報に基づいて上記移動手段を制御する構成になっているので、ワーク検出手段とコンテナとの不用意な干渉を防止して効率の良い検出が可能になる。
又、請求項５によるワーク取出装置によると、請求項２記載のワーク取出装置において、上記ワーク姿勢検出手段は上記ワークとの距離を検出する複数個のワーク姿勢検出センサを備えていて、上記制御手段は上記複数個のワーク姿勢検出センサからの距離情報に基づいて上記ワークの姿勢を特定する構成になっているので、取り出されたワークの姿勢を高い精度で検出することができる。
又、請求項６によるワーク取出装置によると、請求項１〜請求項５の何れかに記載のワーク取出装置において、上記ワーク取出ヘッドによって取り出されたワークの重量を検出するワーク重量検出手段が設置されていて、上記制御手段は上記ワーク重量検出手段の検出信号に基づいて取り出されたワークが１個か２個以上かを判別し、２個以上の場合には上記ワーク取出ヘッドによるワークの保持を解除する構成になっているので、２個以上のワークが誤って取り出されるという誤動作を確実になくすことができる。
又、請求項７によるワーク取出装置によると、請求項１〜請求項６の何れかに記載のワーク取出装置において、上記ワーク取出ヘッドにワークが保持されているか否かを検出するワーク有無検出センサが設置されているので、これによっても、誤動作防止を図ることができる。
又、請求項８によるワーク取出装置によると、請求項１〜請求項７の何れかに記載のワーク取出装置において、上記ワーク取出ヘッドに保持されているワークの姿勢を安定させるワーク姿勢安定化手段が設置されていて、上記ワーク姿勢安定化手段よりその姿勢を安定させた状態で上記ワーク姿勢検出手段によりその姿勢を検出する構成になっているので、取り出されたワークを安定化させた状態でその姿勢を高い精度で検出することができる。
又、請求項９によるワーク取出装置によると、請求項１〜請求項８の何れかに記載のワーク取出装置において、上記制御手段は上記コンテナ内のワークの量が所定量以下になった場合には特に最高位のワークを特定することなく順次取り出す制御に切り替える構成になっているので、ワーク取り出しの効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１の実施の形態を示す図で、ワーク取出装置の全体構成を示す正面図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態を示す図で、ワーク取出装置の全体構成を示す平面図である。

【図3】本発明の第１の実施の形態を示す図で、ワーク取出装置の機能ブロック図である。

【図4】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図４（ａ）はコンテナの外筐を検出する作用を説明する平面図、図４（ｂ）はコンテナの深さ制限を設定する作用を説明する側断面図である。

【図5】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図５（ａ）はワーク取出ヘッドにより取り出されたワークの水平方向の向きを矯正する様子を示す平面図、図５（ｂ）はワーク取出ヘッドに取り出されたワークの水平方向の向きを矯正する様子を示す側面図、図５（ｃ）はワーク取出ヘッドから落下・排出されたワークの姿勢を矯正する様子を示す側面図である。

【図6】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図６（ａ）はワーク取出ヘッドにより取り出されたワークの向き（表）を検出する様子を示す側面図、図６（ｂ）はワーク取出ヘッドにより取り出されたワークの向き（裏）を検出する様子を示す側面図である。

【図7】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図７（ａ）はワーク取出ヘッドにより取り出されたワークの向き（表）を検出する様子を示す側面図、図７（ｂ）はワーク取出ヘッドにより取り出されたワークの向き（裏）を検出する様子を示す側面図である。

【図8】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図８（ａ）はワーク取出ヘッドにより取り出されたワークの向き（表）を検出する様子を示す側面図、図８（ｂ）はワーク取出ヘッドから落下・排出されたワークの向きを矯正する様子を示す側面図である。

【図9】本発明の第１の実施の形態を示す図で、作用を説明するためのフローチャートである。

【図10】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図１０（ａ）はワーク取出ヘッドにより取り出されたワークの向きを検出する様子を示す側面図、図１０（ｂ）はワーク取出ヘッドにより取り出されたワークの姿勢を安定させる様子を示す側面図、図１０（ｃ）はワーク取出ヘッドにより取り出されたワークの姿勢を安定させる様子を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図１乃至図９を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。
まず、コンテナ１があり、このコンテナ１は、底壁３と、この底壁３から立設された４個の側壁５、５、５、５とから構成されている。上記コンテナ３内には複数個のワーク７が不規則な状態で収容されている。このワーク７は、例えば、鋳造、鍛造、等により製造されたものであり、フランジ９と、このフランジ９の一面側に突設されたボス１１と、上記フランジ９の他面側に突設された軸１３とから構成されている。

【0012】

上記コンテナ５の近傍にはワーク取出装置２１が設置されている。このワーク取出装置２１は移動手段２３を有していて、この移動手段２３は、二つのＸ軸アクチュエータ２５、２５と、Ｙ_１軸アクチュエータ２７と、Ｚ軸アクチュエータ２９とから構成されている。

【0013】

上記Ｘ軸アクチュエータ２５は次のような構成をなしている。まず、ハウジング３１があり、このハウジング３１内にはＸ軸サーボモータ（図３中符号３２で示す。）が内装されている。このＸ軸サーボモータ３２の回転軸には図示しないボールネジがカップリング機構（図示せず）を介して連結されている。上記ボールネジには図示しないボールナットがその回転を規制された状態で螺合されている。上記ボールナットにはスライダ３３が固着されている。そして、上記Ｘ軸サーボモータ３２を駆動することにより上記ボールネジが正転・逆転し、それによって、ボールナット及びスライダ３３がＸ軸方向に往復動する。
尚、二つのＸ軸アクチュエータ２５、２５は同じ構成をなしており、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。

【0014】

上記Ｙ_１軸アクチュエータ２７は上記二つのＸ軸アクチュエータ２５、２５のスライダ３３、３３に懸架されている。このＹ_１軸アクチュエータ２７も上記Ｘ軸アクチュエータ２５、２５と同様の構成をなしていて、まず、ハウジング３５があり、このハウジング３５が上記二つのＸ軸アクチュエータ２５、２５のスライダ３３、３３上に設置されている。このハウジング３５内にはＹ_１軸サーボモータ（図３中符号３６で示す。）が内装されている。このＹ_１軸サーボモータ３６の回転軸にはボールネジ（図示せず）が図示しないカップリング機構を介して連結されている。上記ボールネジにはボールナット（図示せず）がその回転を規制された状態で螺合されている。上記ボールナットにはスライダ３７が固着されている。そして、上記Ｙ_１軸サーボモータ３６を駆動することにより上記ボールネジが正転・逆転し、それによって、ボールナット及びスライダ３７がＹ_１軸方向に往復動する。

【0015】

上記Ｚ軸アクチュエータ２９は上記Ｙ_１軸アクチュエータのスライダ３７に設置されている。このＺ軸アクチュエータ２９の場合には、まず、ハウジング３９があり、このハウジング３９内にはＺ軸サーボモータ（図３中符号４０で示す。）が内装されている。このＺ軸サーボモータ４０の回転軸にはボールネジ（図示せず）が図示しないカップリング機構を介して連結されている。このボールネジにはボールナット（図示せず）がその回転を規制された状態で螺合されている。このボールナットには中空ロッド４１が固着されている。そして、上記Ｚ軸サーボモータ４０を駆動することにより上記ボールネジが正転・逆転し、それによって、ボールナット及び中空ロッド４１がＺ軸方向に上下動する。

【0016】

上記Ｚ軸アクチュエータ２９のハウジング３９にはブラケット４３が取り付けられていて、このブラケット４３には、ワーク検出手段４５が設置されている。このワーク検出手段４５は複数個（本実施の形態の場合には４個）のワーク検出センサ４７から構成されている。これら複数個のワーク検出センサ４７は、例えば、レーザ光を使用したセンサであり、発光部と受光部とから構成されていて、発光部から発せられたレーザ光が対象物に衝突・反射し、その反射光を受光部により受光することにより、対象物までの距離を計測する。
尚、ワーク検出センサ４７としては、レーザ光を使用したものに限定されるものではなく、赤外線、超音波、等、様々なタイプのセンサの使用か考えられる。

【0017】

上記ブラケット４３には、ワーク姿勢検出手段４９が設置されている。このワーク姿勢検出手段４９は複数個のワーク姿勢検出センサ５１から構成されている。本実施の形態の場合には、４個（図１ではその内の１個のみ示している。）のワーク姿勢検出センサ５１を使用していて、それら４個のワーク姿勢検出センサ５１を同一平面上で後述するワーク取出ヘッド５７を中心にして相互に直交する４箇所に設置した構成になっている。又、この４個のワーク姿勢検出センサ５１も、既に説明したワーク検出センサ４７と同様にレーザ光を使用したセンサである。
尚、図中符号５３はブラケットであり、符号５５は支持体である。

【0018】

上記中空ロッド４１には既に説明したワーク取出ヘッド５７が取り付けられている。このワーク取出ヘッド５７は、電磁石（図３に符号５４で示す。）をオンすることによりワーク７を吸着・保持して取り出し、電磁石５４をオフすることにより吸着・保持しているワーク７を落下・排出すものである。又、上記ワーク取出ヘッド５７の直上位置には重量センサ５６が設置されている。この重量センサ５６によって上記ワーク取出ヘッド５７により吸着・保持されているワーク７の重量を計測し、吸着・保持されているワーク７が１個であるか２個以上であるかを判別する。
尚、上記重量センサ５６としては、例えば、ひずみゲージを使用したタイプのものが考えられる。
又、上記ワーク姿勢検出手段４９の近傍にはワーク有無検出センサ５８が設置されている。このワーク有無検出センサ５８もレーザ光を使用したものであり、上記ワーク取出ヘッド５７によりワーク７が吸着・保持されているか否かを検出する。

【0019】

又、図２に示すように、上記ワーク取出装置２１には、取り出されるとともに排出されたワーク７を所定の姿勢で次の工程に移動させるためのワーク搬送機構６１が設置されている。このワーク搬送機構６１はＹ_２軸アクチュエータ６３を備えている。このＹ_２軸アクチュエータの場合には、まず、ハウジング６５があり、このハウジング６５内にはＹ_２サーボモータ（図３中符号６６で示す。）が内装されている。このＹ_２サーボモータ６６の回転軸にはボールネジ（図示せず）が図示しないカップリング機構を介して連結されている。このボールネジにはボールナット（図示しない）がその回転を規制された状態で螺合されている。このボールナットにはスライダ６７が固着されている。そして、上記Ｙ_２サーボモータ６６を正転・逆転させることにより、上記ボールナット及びスライダをＹ_２軸方向に往復動させる。
尚、本実施の形態の場合には、図２に示すように、上記Ｙ_２軸アクチュエータ６３がＸ軸アクチュエータ２５の下方に設置されている。

【0020】

上記スライダ６７にはワーク保持部材６９（Ｂ部）が固着されていて、このワーク保持部材６９にはワーク７が「裏」向きの状態（軸１３を下に向けた状態）で排出される。

【0021】

上記ハウジング６５には反転機構７１が設置されていて、この反転機構７１にはチャック部７３（Ｃ部）が取り付けられている。このチャック部７３は一対のチャック爪７３ａ、７３ａを備えていて、これら一対のチャック爪７３ａ、７３ａは常時は図示しないスプリングによって開いている。又、電磁弁７２（図３に示す）を介してシリンダ７４(図３に示す)を駆動することにより、上記一対のチャック爪７３ａ、７３ａをスプリングのスプリング力に抗して閉成させ、それによって、ワーク７を「表」向きの状態（軸１３を上に向けた状態）で保持する。
上記チャック部７３は反転部７６に取り付けられていて、この反転部７６は図示しない回動中心部を介して上記ハウジング６５に対して図２中紙面に直交する方向に１８０°回動可能に設置されている。そして、電磁弁７６（図３に示す）を介してシリンダ７８（図３に示す）を駆動することにより、上記反転部７６を反転させると、上記チャック部７３によって「表」向きの状態で保持されたワーク７は、１８０°反転されて「裏」向きの状態で上記ワーク保持部材６９（Ｂ部）に保持されることになる。

【0022】

又、斜めスライド機構７５（Ａ部）が設置されている。この斜めスライド機構７５は一対の斜めスライドレール７７、７７を備えていて、図５（ｃ）、図８（ｂ）に示すように、「表」向きでもなく「裏」向きでもない中途半端な状態のワーク７を受け入れて、上記一対の斜めスライドレール７７、７７に沿って上記ワーク保持部材６９（Ｂ部）方向にスライドさせることにより、「裏」向きに矯正するものである。

【0023】

又、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ワーク取出ヘッド５７により取り出されたワーク７の水平方向の向きを矯正するための水平向き矯正手段８１が設置されている。この水平向き矯正手段８１は、矯正用モータ８３と、この矯正用モータ８３の回転軸８３ａに取り付けられた可動矯正部材８５と、上記矯正用モータ８３に固定された固定矯正部材８６とから構成されている。そして、上記矯正用モータ８３によって上回転軸８３ａを介して上記可動矯正部材８５を回動させる。それによって、可動矯正部材８５が上記ワーク７の軸部１３に当たり、軸部１３を介してワーク７を回動させ、図５（ａ）に示すように、軸部１３を可動矯正部材８５と固定矯正部材８６によって挟持するまで矯正する。このようにして、ワーク取出ヘッド５７により取り出されたワーク７を旋回させてその水平向きを矯正する、すなわち、図５（ｃ）に示すように、ワーク７の軸１３が同図中右側に指向するような姿勢に矯正するものである。

【0024】

次に、図３を参照して制御手段９１の構成を説明する。図３に示すように、制御手段９１には、ワーク検出手段４５、ワーク姿勢検出手段４９、ワーク有無検出センサ５８、重量センサ５６から検出信号が入力されるように構成されている。又、制御手段９１からコントローラ９３には制御信号が出力されるように構成されており、このコントローラ９３は、その制御信号に基づいて、Ｘ軸サーボモータ３２、Ｙ_１軸サーボモータ３６、Ｚ軸サーボモータ４０、Ｙ_２軸サーボモータ６６を制御する。又、Ｘ軸サーボモータ３２、Ｙ_１軸サーボモータ３６、Ｚ軸サーボモータ４０、Ｙ_２軸サーボモータ６６の各エンコーダからは上記コントローラ９３を介して制御手段９１に回転数・回転角度信号等の信号が入力される。

【0025】

又、上記制御手段９１からコントローラ９５には制御信号が出力されるように構成されており、このコントローラ９５はその制御信号に基づいて、ワーク取出ヘッド５７の電磁石５４のオン・オフを制御する。

【0026】

又、上記制御手段９１から電磁弁７２、７６には制御信号が出力されるように構成されており、それによって、電磁弁７２を開閉してシリンダ７４を適宜駆動させるとともに、電磁弁７６を開閉してシリンダ７８を適宜駆動させる。
又、上記制御手段９１からコントローラ８４にも制御信号が出力され、コントローラ８４はその制御信号に基づいて矯正用モータ８３を制御する。

【0027】

次に、コンテナ１とワーク７の検出について説明する。
まず、コンテナ１の検出から説明する。図４（ａ）に示すように、コンテナ１は常にＸ軸方向に平行な状態（図５（ａ）中実線で示す状態）で設置されているとは限らず、Ｘ軸方向に対して傾いた状態（図５（ａ）中仮想線で示す状態）で設置されることもある。そこで、ワーク検出手段４５の複数個のワーク検出センサ４７によってコンテナ１の側壁５、５、５、５の位置を検出する。
これによって、コンテナ１の正確な位置を特定することができ、制御手段９１はその情報に基づいて移動手段２３を制御し、ワーク取出ヘッド５７を、例えば、実位置の長い側壁５に沿って所定ピッチずつずらしながら、実位置の短い側壁５に沿って平行に移動させながら、コンテナ１内を走査して、その高さ情報を取得する。その際、ワーク取出ヘッド５７は、実際のコンテナ１の側壁５、５、５、５の位置に沿って移動されることになるので、側壁５、５、５、５に干渉することもなく、且つ、無駄な動きもない。

【0028】

次に、ワーク検出手段４５の複数個のワーク検出センサ４７の距離にリミットを設定する点について説明する。すなわち、図４（ｂ）に示すように、ワーク検出手段４５の複数個のワーク検出センサ４７のコンテナ１の底壁３の内底面からの高さは、例えば、１０００ｍｍに設定されている。その高さから、例えば、２０ｍｍを減算した９８０ｍｍをリミットとして設定する。これによって、ワーク検出手段４５の複数個のワーク検出センサ４７の検出距離が９８０ｍｍになった場合には、「ワークなし」と判別することになる。
尚、上記２０ｍｍは、ワーク７が横たわっている最低高さを目安に設定されている。この実施の形態の場合にはその最低高さは２０ｍｍより大きな値であり、よって、２０ｍｍに設定しておけば、１個のワーク７が横たわっているような場合も検出するこができる。

【0029】

次に、ワーク７の検出について説明する。既に説明したように、ワーク検出手段４５の複数個のワーク検出センサ４７によってコンテナ１内を走査することによりコンテナ１内の高さを計測する。制御手段９１はその検出信号に基づいてコンテナ１内の最高位に位置するワーク７を特定する。そして、この最高位にあるワーク７をワーク取出ヘッド５７によって取り出して所定の場所に落下・排出する。
因みに、所定の場所というのは、図２に示す傾斜スライド機構７５の位置（Ａ部）、ワーク保持部材６９の位置（Ｂ部）、ワーク保持部材７３の位置（Ｃ部）、の何れかである。
尚、傾斜スライド機構７５の位置（Ａ部）、ワーク保持部材７３の位置（Ｃ部）に落下・排出されたワークは、その姿勢を矯正された状態でワーク保持部材６９の位置（Ｂ部）に移送され、そこから、ワーク搬送機構６１により所定場所に搬送されることになる。

【0030】

次に、ワーク取出ヘッド５７によってワーク７を取り出した状態でその姿勢を検出する構成を説明する。例えば、図６（ａ）に示すように、ワーク７が「表」の状態（軸１３が上でボス１１が下に向いた状態）で取り出されている場合から説明する。まず、複数個のワーク姿勢検出センサ５１によって、ワーク７までの距離Ｘ_１、Ｘ_２、〜Ｘ_ｎを計測する。次に、それら距離Ｘ_１、Ｘ_２、〜Ｘ_ｎの和が予め設定されている設定値αより大きいか否かを判別する。
そして、次の式（Ｉ）に示すように、距離Ｘ_１、Ｘ_２、〜Ｘ_ｎの和が予め設定されている設定値αより大きい場合に「表」であると判別する。
Ｘ_１+Ｘ_２+---+Ｘ_ｎ＞α―――（Ｉ）
因みに、本実施の形態の場合には、４個のワーク姿勢検出センサ５１を使用しているので、（Ｘ_１＋Ｘ_２＋Ｘ_３＋Ｘ_４）と設定値αを比較することになる。

【0031】

次に、図６（ｂ）に示すように、ワーク７が「裏」の状態（軸１３が下でボス１１が上に向いた状態）で吸着・保持されている場合について説明する。この場合には、次の式（ＩＩ）に示すように、距離Ｘ_１、Ｘ_２、〜Ｘ_ｎの和が予め設定されている設定値αより小さくなる。
Ｘ_１+Ｘ_２+---+Ｘ_ｎ＜α―――（ＩＩ）
それによって、ワーク７が「裏」の状態（軸１３が下でボス１１が上に向いた状態）で吸着・保持されていると判別する。

【0032】

これは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ワーク７が若干傾斜した状態でワーク保持ヘッド５７に吸着・保持されている場合も同様である。
すなわち、図７（ａ）に示す場合には、次の式（ＩＩＩ）に示すように、距離Ｘ_１、Ｘ_２、〜Ｘ_ｎの和が予め設定されている設定値αより大きくなり、それによって、「表」であると判別する。
Ｘ_１+Ｘ_２+---+Ｘ_ｎ＞α―――（ＩＩＩ）

【0033】

これに対して、図７（ｂ）に示す場合には、次の式（ＩＶ）に示すように、距離Ｘ_１、Ｘ_２、〜Ｘ_ｎの和が予め設定されている設定値αより小さくなり、それによって、「裏」であると判別する。
Ｘ_１+Ｘ_２+---+Ｘ_ｎ＜α―――（ＩＶ）

【0034】

そして、ワーク７が「表」の状態にあると判別された場合には、ワーク保持部材７３の位置（Ｃ部）に落下・排出される。これに対して、ワーク７が「裏」の状態にあると判別された場合には、ワーク保持部材６９の位置（Ｂ部）に落下・排出されることになる。ワーク保持部材７３に落下・排出されたワーク７はその後１８０°反転されて上記ワーク保持部６９に移送されることになる。

【0035】

次に、図８（ａ）、（ｂ）を参照して、ワーク７が「表」でも「裏」でもない状態でワーク取出ヘッド５７に吸着・保持されている場合について説明する。図８（ａ）に示すように、ワーク７はフランジ９を介してワーク取出ヘッド５７に吸着・保持されており、この場合には、ワーク７は「表」でも「裏」でもない状態にある。

【0036】

この状態で、複数個のワーク姿勢検出センサ５１によってその距離を測定すると、少なくとも、１個のワーク姿勢検出センサ５１はレーザ光がワーク７に衝突することなく素通りしてしまい「オフ」の状態となる。
そこで、複数個のワーク姿勢検出センサ５１の中に、「オフ」状態のものが、少なくとも１個存在するか否かを判別し、少なくとも１個存在する場合には、ワーク７が「表」でも「裏」でもない状態で保持されていると判別する。

【0037】

そして、ワーク７が「表」でも「裏」でもない状態で保持されていると判別された場合には、斜めスライド機構７５の位置（Ａ部）上に落下・排出されることになる。排出されたワーク７は斜めスライド機構７５に沿ってスライドしていく過程で「裏」状態に移行していき、ワーク保持部材６９の位置（Ｂ部）に落下・排出されることになる。

【0038】

以上の構成を基に、図９のフローチャートを参照して、その作用を説明する。
まず、ステップＳ１において、ワーク検出手段４５の複数個のワーク検出センサ４７に検出距離のリミットの入力を確認する。この実施の形態の場合には図１に示すように９８０ｍｍである。次に、ステップＳ２に移行して、ワーク検出手段４５の複数個のワーク検出センサ４７によって、コンテナ１の側壁５、５、５、５の位置及び高さの測定を実行させる。

【0039】

次に、ステップＳ３に移行して、ワーク検出手段４５の複数個のワーク検出センサ４７によって、コンテナ１内における高さ測定を実行させる。そして、制御手段９１はその情報に基づいて最高位にあるワーク７を特定する。次に、ステップＳ４に移行して、制御手段９１は移動手段２３を駆動してワーク取出ヘッド５７によって、その最高位にあるワーク７を吸着・保持して取り出させる。

【0040】

次に、ステップＳ５に移行して、重量センサ５６の検出信号に基づいて、ワーク取出ヘッド５７によって吸着・保持されているワーク７が１個か否かを判別する。ワーク取出ヘッド５７によって吸着・保持されているワーク７が１個であると判別された場合には、ステップＳ６に移行する。これに対して、ワーク取出ヘッド５７によって吸着・保持されているワーク７が１個ではないと判別された場合には、ワーク７の吸着・保持を解除した後、ステップＳ３に戻る。

【0041】

ステップＳ６においては、ワーク有無検出センサ５８からの信号に基づいてワーク７の有無を判別する。ここで、ワーク７があると判別された場合には、ステップＳ７に移行する。これに対して、ワーク７がないと判別された場合には、ステップＳ３に戻る。

【0042】

ステップＳ７では、ワーク姿勢検出手段４９の複数個のワーク姿勢検出センサ５１にセンシングを実行させ、それら複数個のワーク姿勢検出センサ５１からの検出信号に基づいて、ワーク取出ヘッド５７によって吸着・保持されているワーク７の姿勢が「表」であるか否かが判別される。ここで、「表」であると判別された場合には、ステップＳ８に移行する。このステップＳ８では、移動手段２を制御して、ワーク取出ヘッド５７をワーク保持部材７３の直上位置（Ｃ部）に移動させ、その吸着・保持を解除させる。それによって、ワーク７はワーク保持部材７３内に落下・排出される。

【0043】

次に、ステップＳ９に移行して、ワーク７をチャック部７３によって挟持させる。次に、ステップＳ１０に移行して１８０°反転させ、チャック部７３内のワーク７をワーク保持部材６９内（Ｂ部）に移送させる。次に、ステップ１１に移行して、Ｙ_２軸アクチュエータ６１を駆動させスライダ６７をＹ_２軸方向に移動させ、ワーク７を所定場所まで搬送させる。

【0044】

一方、ステップＳ７において、「表」ではないと判別された場合には、ステップＳ１２に移行する。このステップＳ１２では、ワーク取出ヘッド５７によって吸着・保持されているワーク７の姿勢が「裏」であるか否かが判別される。ここで、「裏」であると判別された場合には、ステップＳ１３に移行する。このステップＳ１３では、移動手段２３を制御して、ワーク取出ヘッド５７をワーク保持部材６９の直上位置（Ｂ部）に移動させ、その吸着・保持を解除させる。それによって、ワーク７はワーク保持部材６９内に落下・排出される。後は、既に説明したステップＳ１１の処理が行われる。

【0045】

ステップＳ１２において、「裏」ではないと判別された場合には、ステップＳ１４に移行する。このステップＳ１４ではワーク７の水平方向の矯正を実行させる。そして、ステップＳ１５に移行する。このステップＳ１５では、移動手段２３を制御して、ワーク取出ヘッド５７を斜めスライド機構７５の直上位置（Ａ部）に移動させ、その吸着・保持を解除させる。それによって、ワーク７は斜めスライド機構７５内に落下・排出される。排出されたワーク７は斜めスライド機構７５に沿ってスライドしていく過程で「裏」向きとなり、ワーク保持部材６９（Ｂ部）内に投入される。後は、既に説明したステップＳ１１が実行される。

【0046】

そして、ステップＳ１６に移行して、コンテナ１内のワーク７の有無が判別される。ワーク７が有ると判別された場合にはステップＳ３に戻り同様の処理が繰り返される。これに対して、ワーク７が無いと判別された場合には終了となる。

【0047】

以上、本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、次に取り出すワーク７を特定するための構成を簡略化させることができ、且つ、コストの低減を図ることができる。これは、カメラ及びセンサを組み合わせた構成ではなく、レーザ光を使用したセンサのみから構成するようにしたからである。
又、ワーク取出ヘッド５７から落下・排出されたワーク７の姿勢を所定の姿勢に確実に矯正することができる。すなわち、全てのワーク７が最終的には「裏」の状態に矯正されてワーク保持部材６９に保持されることになり、それをＹ_２軸アクチュエータ６１によって所定の場所に搬送するようにしているので、その後の処理を効率良く行うことができる。
又、姿勢を矯正するための構成も簡単であり、且つ、高い精度でその姿勢を検出することができる。
又、重量センサ５６によって２個以上のワーク７が吸着・保持されている場合を排除しているので、２個以上のワーク７が落下・排出されるという誤動作を防止することができる。
又、ワーク有無検出センサ５８によってワーク７の有無を検出しているので、ワーク７が無い場合のそれ以降の無駄な動作をなくすことができる。
又、ワーク検出手段４５の複数個のワーク検出センサ４７によって、コンテナ１の外筐の位置を検出し、その情報に基づいて移動手段２３を制御するようにしているので、ワーク保持ヘッド５７とコンテナ１の外筐との干渉を防止しながら、移動手段２３を高効率で制御することができる。

【0048】

次に、図１０を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。この第２の実施の形態の場合には、前記第１の実施の形態の場合とは異なる形状のワーク７′を取り扱っている。すなわち、ワーク７′は、フランジ９とボス１１のみのから構成されている。

【0049】

この場合、ワーク保持ヘッド５７によって、ワーク７を「表」向き或いは「裏」向きで吸着・保持した場合には問題ないが、図１０（ａ）に示すように、「表」でも「裏」でもない中途半端な状態で保持された場合には、ワーク７が不安定な状態になり、吸着・保持された状態でふらつくことが予想される。
そこで、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）に示すように、別途、押当部９１を設け、ワーク７をこの押当部９１の押当面９１ａに押し当てる。それによって、ワーク７を安定した状態とする。
その状態で、例えば、１個のワーク姿勢検出センサ５１によってワーク７までの距離（Ｘ）を測定し、その大小によって、ワーク７が図１０（ｂ）に示すような状態で吸着・保持されているのか、図１０（ｃ）に示すような状態で吸着・保持されているのか、を判別するようにしている。
それによって、落下・排出する場所を選択するものである。
尚、「表」でも「裏」でもない中途半端な状態で保持されていることについては、図１０（ａ）に示すように、少なくとも、１個のワーク姿勢検出センサ５１からのレーザ光がワーク７に衝突することなく素通りしてしまい「オフ」の状態となることにより検出する。

【0050】

よって、前記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができると共に、吸着・保持されているワーク７の姿勢が不安定な場合においても、その姿勢を精度良く検出して落下・排出場所を決定することができる。

【0051】

次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。前記第１、第２の実施の形態の場合には、コンテナ５内の最高位のワーク７を特定する作業を繰り返し行って、次に取り出すワーク７を決定していたが、コンテナ５内のワーク７の量がある程度減少した場合には、そのような最高位のワーク７を特定する作業を行うことなく、端から順次取り出す制御に切り替えてもよい。この場合にはワーク検出手段４７よりワーク７を検出した時点で、その場所にワーク取出ヘッド５６を移動させて順次取り出していくことになる。
例えば、コンテナ５内のワーク７の量が、ワーク７の高さで２個分程度の高さになった時点で制御を切り替える。そして、ワーク検出手段４７によってコンテナ５内を順次走査していき、ある場所でワーク７を検出した場合には順次取り出していく。その場所で複数個のワークを検出した場合にはそれらを全て取り出し次の場所に移動する。以下、同様の作業を繰り返すことによりコンテナ５内に残っているワーク７を全て取り出すものである。
それによって、最高位のワーク７を特定するための計測作業、判別処理が不要となり、その分、作業時間の短縮を図ることかできる。

【0052】

尚、本発明は前記第１〜第３の実施の形態に限定されるものではない。
まず、前記第１〜第３の実施の形態では、ワーク検出手段を４個のワーク検出センサによって構成したがそれに限定されるものではなく、１個、２個、３個、５個以上であってもよい。
同様に、ワーク姿勢検出手段についても４個のワーク姿勢検出センサにより構成したがその個数を特に限定するものではない。
又、センサの方式としては、レーザーセンサに限定されるものではなく、赤外線センサ、超音波センサ、磁気式センサ、等、様々な方式のものが考えられる。
又、重量センサについても公知のあらゆるタイプのセンサの使用が可能である。
又、ワークの種類、形状、大きさ、等を特に限定するものではない。
又、前記第１〜第３の実施の形態の場合は、ワークを１個ずつ取り出す場合を例に挙げて説明したが、それに限定されるものではなく、一度に２個以上のワークを同時に取り出すような場合もある。
又、各駆動部の構成は図示したものに限定されず、モータ駆動、エアーシリンダ駆動、油圧シリンダ駆動、等、様々な構成が考えられる。
その他、図示した構成はあくまで一例である。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明は、コンテナ内に不規則に収容されている複数個のワークを順次取り出すワーク取出装置に係り、特に、次に取り出すワークを特定するための構成を簡略化させることができ、且つ、コストの低減を図ることができるように工夫したものに関し、例えば、鋳造、鍛造、等により製造された自動車部品の取り出しに好適である。

【符号の説明】

【0054】

１ コンテナ
７ ワーク
２１ ワーク取出装置
２３ 移動手段
４５ ワーク検出手段
４７ ワーク検出センサ
４９ ワーク姿勢検出手段
５１ ワーク姿勢検出センサ
５６ 重量センサ
５７ ワーク取出ヘッド
５８ ワーク有無検出センサ
６９ ワーク保持部材
７１ 反転機構
７３ ワークチャック部
７５ 斜めスライド機構
９１ 制御手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】