特許 6892952 部品供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6892952

(24)【登録日】2021年6月1日

(45)【発行日】2021年6月23日

(54)【発明の名称】部品供給装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/14 20060101AFI20210614BHJP

   B65G 47/90 20060101ALI20210614BHJP

【ＦＩ】

   B65G47/14 101A

   B65G47/14 102A

   B65G47/90 A

【請求項の数】16

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-86642(P2020-86642)

(22)【出願日】2020年5月18日

【審査請求日】2020年9月11日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087538

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 和久

(74)【代理人】

【識別番号】100085213

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 洋

(72)【発明者】

【氏名】志村 洋一

(72)【発明者】

【氏名】梶本 武志

【審査官】 山▲崎▼ 歩美

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２１６９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５８５３０７８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｇ ４７／１４

Ｂ６５Ｇ ４７／９０

Ｂ６５Ｇ ２７／００−２７／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

収容したワークを振動によって整列させながら搬送路に沿って搬送供給するボウルを有する振動ボウルフィーダと、この振動ボウルフィーダから整列状態で供給されるワークを搬送する搬送台とを備え、前記搬送台を振動ボウルフィーダの外周に沿って円環状に配置し、前記搬送台は、上面がワークの搬送面を構成する回転円盤と、この回転円盤を回転自在に支持する支持円盤と、この支持円盤に設置された、回転円盤の回転駆動装置とからなることを特徴とする部品供給装置。

【請求項2】

前記振動ボウルフィーダのボウルは、底部と、底部の外径側から螺旋を描くように上方へ向かう搬送路とを有し、前記搬送路の最上部に搬送路の径方向幅を有するワーク排出部を備えることを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。

【請求項3】

前記振動ボウルフィーダと、この振動ボウルフィーダの外周を囲む円環状の搬送台とが同じ台板に設置されている請求項１または２に記載の部品供給装置。

【請求項4】

前記支持円盤は、前記台板に設置された振動ボウルフィーダの外周を囲むように立設する複数本の支持脚の上端、かつ、振動ボウルフィーダのボウルの外径側に設けられる請求項３に記載の部品供給装置。

【請求項5】

前記回転駆動装置は、円環状の回転円盤の下面に配設される外周面にギヤ歯を有するリングレールギヤと、前記支持円盤に固定配置され、リングレールギヤの外周の複数個所を回転可能に支持する支持ベアリングと、前記リングレールギヤのギヤ歯と噛み合う駆動ピニオンギヤと、この駆動ピニオンギヤを駆動する駆動モータとからなる請求項１〜４のいずれかに記載の部品供給装置。

【請求項6】

駆動ピニオンギヤの回転軸は、支持円盤を貫通するように設けられた貫通孔から支持円盤の下面側に引き出され、支持円盤の下面に設置された駆動モータの駆動軸に接続されている請求項５に記載の部品供給装置。

【請求項7】

前記駆動モータの駆動軸に、前記回転円盤の位相位置の把握に用いるエンコーダを接続している請求項５または６に記載の部品供給装置。

【請求項8】

前記支持円盤に、前記リングレールギヤに潤滑油を供給するルブリケーターが設置されている請求項５〜７のいずれかに記載の部品供給装置。

【請求項9】

前記回転円盤上に、ワークを供給するワーク供給エリアと、その下流にピックアップするワークの位置及び姿勢を検出するビジョンセンシングエリアと、ビジョンセンシングエリアの下流にワークをピックアップするピックアップエリアと、このピックアップエリアの下流側でワーク供給エリアまでの間に、ピックアップエリアでピックアップしなかったワークを前記ボウルに戻すワーク回収エリアとを設けた請求項２〜８のいずれかに記載の部品供給装置。

【請求項10】

供給されたワークを一列一層に整列させながら回転円盤の上面のワーク供給エリアまで搬送するアタッチメントを前記ボウルのワーク排出部に接続したことを特徴とする請求項９に記載の部品供給装置。

【請求項11】

前記アタッチメントのワーク排出端に、ワークを回転円盤の上面の中央部に導くガイド板を設置している請求項１０に記載の部品供給装置。

【請求項12】

前記アタッチメントは、回転円盤の幅の約半分の幅で、回転円盤の上方に回転円盤の搬送面に対して隙間を介して重なるように設置されている請求項１０または１１に記載の部品供給装置。

【請求項13】

前記回転円盤の回転速度を、アタッチメントから回転円盤に供給されるワークの供給速度よりも速く設定している請求項１０〜１２のいずれかに記載の部品供給装置。

【請求項14】

前記回転円盤のビジョンセンシングエリアに、ワーク供給エリアから供給されたワークの位置、姿勢を画像処理によって識別し、その中からピッキング可能なワークを検出してピックアップするワークの位置を演算する画像処理装置を備える撮像装置が設置されている請求項９〜１３のいずれかに記載の部品供給装置。

【請求項15】

前記回転円盤のピックアップエリアに、前記撮像装置によって検出したピックアップ可能なワークをピックアップして次工程に供給するピックアップロボットが設置されている請求項１４に記載の部品供給装置。

【請求項16】

前記回転円盤のワーク回収エリアに、支持円盤の外周に取り付けられ、支持円盤の外周位置から回転円盤の上面を経て回転円盤の内周までワークを導く回収フェンスと、回転円盤の内周とボウルとの間に設けられ、ワークをボウル内に導く回収ブリッジとが設置されている請求項９〜１５のいずれかに記載の部品供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、機械部品・電子部品・プラスチック部品・薬品・医療品・食料品・雑貨類など、多種多様なワークを自動的に整列させて搬送台に供給し、搬送台上でワークをピックアップロボットによってピックアップして自動機械などに供給する部品供給装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の部品供給装置として、螺旋状の搬送路を有し、収容したワークを振動によって搬送路に沿って搬送供給する振動ボウルフィーダと、この振動ボウルフィーダから供給されるワークをロボットによってピックアップする、回転式の搬送台とを備え、前記回転式の搬送台を振動ボウルフィーダに隣接して並列に設置したものが知られている（特許文献１）。

【0003】

この特許文献1の部品供給装置では、振動ボウルフィーダから回転式の搬送台に落下させた際に、方向や姿勢が正しくないワークや、ピックアップロボットによってピックアップできなかったワークを、回転式の搬送台から元の振動ボウルフィーダに戻すようにしている。

【0004】

また、従来の部品供給装置として、ワークを投入する昇降式のワーク供給装置を回転式の搬送台の中心に設置し、昇降式のワーク供給装置から回転式の搬送台上に投入されたワークをピックアップロボットによってピックアップして次工程に供給するようにしたものもある（特許文献２の図１８）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６−７８９６２号公報

【特許文献2】特開平６−２３８５８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところが、特許文献１の部品供給装置は、振動ボウルフィーダと回転式の搬送台とを並列に設置するものであるから、大きな設置スペースを必要とする。

【0007】

また、特許文献２の部品供給装置は、回転式の搬送台の中心に設置した昇降式のワーク供給装置から搬送台にワークを投入するようにしているので、搬送台上においてワークの方向・姿勢を整えるのが難しく、昇降式のワーク供給装置から搬送台上に投入されるワークのなかで、ピックアップロボットでピックアップできる正しい方向・姿勢をしたワークが少なく、ワークをピックアップするサイクルタイムが長くなるという問題がある。

【0008】

そこで、この発明は、設置スペースが小さく、ワークの姿勢・方向を正しく整え易く、ピックアップロボットによるワークのピックアップ効率が高い部品供給装置を提供することを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記の課題を解決するために、この発明に係る部品供給装置は、収容したワークを振動によって整列させながら搬送路に沿って搬送供給する振動ボウルフィーダと、この振動ボウルフィーダから整列状態で供給されるワークを搬送する搬送台とを備え、前記搬送台を振動ボウルフィーダの外周に沿って円環状に配置したことを特徴とする。

【0010】

前記振動ボウルフィーダのボウルが、ワークを収容する底部と、この底部の外径側から螺旋を描くように上方へ向かう搬送路とを有し、前記搬送路の最上部に搬送路の径方向幅を有するワーク排出部を備える。

【0011】

前記振動ボウルフィーダと、この振動ボウルフィーダの外周を囲む円環状の搬送台とが同じ台板に設置されている。

【0012】

前記搬送台は、上面がワークの搬送面を構成する回転円盤と、この回転円盤を回転自在に支持する支持円盤と、この支持円盤に設置された、回転円盤の回転駆動装置とからなる。

【0013】

前記支持円盤は、前記台板に設置された振動ボウルフィーダの外周を囲むように立設する複数本の支持脚の上端、かつ、振動ボウルフィーダのボウルの外径側に設置されている。

【0014】

前記回転駆動装置は、円環状の回転円盤の下面に配設される外周面にギヤ歯を有するリングレールギヤと、前記支持円盤に固定配置され、リングレールギヤの外周の複数個所を回転可能に支持する支持ベアリングと、前記リングレールギヤのギヤ歯と噛み合う駆動ピニオンギヤと、この駆動ピニオンギヤを駆動する駆動モータとからなる。

【0015】

駆動ピニオンギヤの回転軸は、支持円盤を貫通するように設けられた貫通孔から支持円盤の下面側に引き出され、支持円盤の下面に設置された駆動モータの駆動軸に接続されている。

【0016】

前記駆動モータの駆動軸には、前記回転円盤の位相位置の把握に用いるエンコーダが接続されている。

【0017】

前記支持円盤には、前記リングレールギヤに潤滑油を供給するルブリケーターが設置されている。

【0018】

前記回転円盤上には、ワークを供給するワーク供給エリアと、その下流にピックアップするワークの位置及び姿勢を検出するビジョンセンシングエリアと、ビジョンセンシングエリアの下流にワークをピックアップするピックアップエリアと、このピックアップエリアの下流側でワーク供給エリアまでの間に、ピックアップエリアでピックアップしなかったワークを前記振動ボウルフィーダのボウルに戻すワーク回収エリアとが設けられる。

【0019】

前記ボウルのワーク排出部には、ワークを一列一層に整列させながら回転円盤の上面のワーク供給エリアまで搬送するアタッチメントが接続されている。

【0020】

前記アタッチメントのワーク排出端には、ワークを回転円盤の上面の中央部に導くガイド板を設置している。

【0021】

前記アタッチメントは、回転円盤の幅の約半分の幅を有し、回転円盤の上方に回転円盤の搬送面に対して隙間を介して重なるように設置されている。

【0022】

前記回転円盤の回転速度は、アタッチメントから回転円盤に供給されるワークの供給速度よりも速く設定されている。

【0023】

前記回転円盤のビジョンセンシングエリアには、ワーク供給エリアから供給されたワークの位置、姿勢を画像処理によって識別し、その中からピッキング可能なワークを検出してピックアップするワークの位置を演算する画像処理装置を備えた撮像装置が設置されている。

【0024】

前記回転円盤のピックアップエリアには、前記撮像装置によって検出したピックアップ可能なワークをピックアップして次工程に供給するピックアップロボットが設置されている。

【0025】

前記回転円盤のワーク回収エリアには、支持円盤の外周に取り付けられ、支持円盤の外周位置から回転円盤の上面を経て回転円盤の内周までワークを導く回収フェンスと、回転円盤の内周とボウルとの間に設けられ、ワークをボウル内に導く回収ブリッジとが設置されている。

【発明の効果】

【0026】

以上のように、この発明の部品供給装置は、収容したワークを振動によって整列させながら搬送路に沿って搬送する振動ボウルフィーダによって、ワークが前記振動ボウルフィーダの外周に配置された円環状の搬送台に供給されるので、搬送台に供給されるワークの姿勢・方向を正しく整え易く、ピックアップロボットによるワークのピックアップ効率を高く維持することができる。

【0027】

そして、ピックアップロボットによってワークをピックアップする搬送台が、振動ボウルフィーダの外周に円環状に設けられるので、設置スペースが小さく、しかもピックアップする搬送面の長さを、振動ボウルフィーダの外周に沿って十分な長さを担保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】この発明に係る部品供給装置の一実施形態を示す平面図である。

【図2】同上の部品供給装置を斜め上方から見た斜視図である。

【図3】同上の部品供給装置の回転円盤を取り除いた状態を斜め上方から見た斜視図である。

【図4】同上の部品供給装置の回転円盤と支持台を取り除いた状態を斜め上方から見た斜視図である。

【図5】同上の部品供給装置にアタッチメントを取り付けた状態を示す平面図である。

【図6】図６の部品供給装置にピックアップロボットと撮像装置を設置した状態を斜め上方から見た斜視図である。

【図7】図６の部品供給装置のワークの搬送状態を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0030】

図１〜図７は、この発明に係る部品供給装置の実施形態を示している。
この実施形態に係る部品供給装置は、収容したワークＷを振動によって搬送路に沿って搬送供給する振動ボウルフィーダ１と、この振動ボウルフィーダ１の外周を囲む円環状の搬送台３とからなる。

【0031】

前記振動ボウルフィーダ１は、内周面に搬送路４を有するボウル２と、ボウル２に収容したワークＷを搬送路４に沿って、搬送路４の最上部に位置するワーク排出部５まで順次搬送されるようにボウル２を振動させる振動機６とからなる。

【0032】

前記ボウル２は、ワークＷを収容する底部７と、この底部７の外径側から螺旋を描くように上方へ向かう搬送路４とを有し、この搬送路４の最上部に、搬送路４の径方向幅を有する前記ワーク排出部５を備えている。

【0033】

前記ボウル２の底部に投入されたワークＷは、図７に示すように、ボウル２の振動によって内周面の搬送路４を下方から上方に向かって整列しながら順次で繰り出され、最上部のワーク排出部５から排出される。図７には、ワークＷの搬送方向を破線の矢印で示している。

【0034】

前記振動ボウルフィーダ１と搬送台３は、同じ台板８上に設置されている。

【0035】

前記搬送台３は、上面がワークＷの円環状の搬送面を構成する回転円盤９と、この回転円盤９を回転自在に支持する支持円盤１０と、この支持円盤１０に設置された、回転円盤９を旋回駆動させる回転駆動装置１２とからなる。図1、図２、図５及び図７には、回転円盤９の回転方向を太線の矢印で示している。

【0036】

前記支持円盤１０は、前記台板８に設置された振動ボウルフィーダ１の外周を囲むように立設する複数本の支持脚１１の上端に、振動ボウルフィーダ１のボウル２の外径側に空間を空けて囲むように円環状に設けられている。

【0037】

この支持円盤１０の外周部には、回転円盤９の上面よりも高いガイドフェンス２９が設置されている。

【0038】

前記回転円盤９の回転駆動装置１２は、円環状の回転円盤９の下面に配設される外周面にギヤ歯を有するリングレールギヤ１３と、前記支持円盤１０上に配置され、リングレールギヤ１３の外周の複数個所を回転可能に支持する支持ベアリング１４と、前記リングレールギヤ１３のギヤ歯と噛み合う駆動ピニオンギヤ１５と、この駆動ピニオンギヤ１５を駆動する駆動モータ１６とからなる。

【0039】

駆動ピニオンギヤ１５の回転軸は、支持円盤１０を貫通するように設けられた貫通孔１７から支持円盤１０の下面側に引き出され、支持円盤１０の下面に設置された駆動モータ１６の駆動軸に接続されている。

【0040】

また、駆動モータ１６の駆動軸には、前記回転円盤９の位相位置の把握に用いるエンコーダ１８が接続されている。

【0041】

前記支持円盤１０には、前記リングレールギヤ１３に潤滑油を供給するルブリケーター１９が設置されている。

【0042】

前記支持円盤１０は、支持脚１１によって高さ調節が可能であり、支持円盤１０に設置された回転円盤９の上面と、前記ボウル２のワーク排出部５とをほぼ同じ高さ位置に調節している。

【0043】

前記回転円盤９の上面の搬送面には、図７に示すように、周方向に、ワークＷが供給されるワーク供給エリア２０と、このワーク供給エリア２０の下流にワークＷの方向・姿勢などを検出するビジョンセンシングエリア２１と、このビジョンセンシングエリア２１の下流にワークＷをピックアップするピックアップエリア２２と、このピックアップエリア２２の下流側でワーク供給エリア２０までの間に、ピックアップエリア２２でピックアップしなかったワークＷをボウル２に戻すワーク回収エリア２３とが配置される。

【0044】

図７に示すように、ボウル２に投入されたワークＷは、螺旋状に設けられた搬送路４上を振動によりボウル２の最上部のワーク排出部５まで整列状態で搬送される。

【0045】

前記ボウル２の最上部のワーク排出部５には、順次繰り出されるワークＷを一列一層に整列させながら、ワークＷの方向・姿勢を整えて回転円盤９のワーク供給エリア２０に、ワークＷを供給するアタッチメント２６が接続されている。このアタッチメント２６は、溶接、または、ボルトにてボウル２に取り付けられている。

【0046】

このアタッチメント２６の出口部分には、ワークＷを回転円盤９の搬送面の中央部に導くガイド板２７を設置している。このガイド板２７は、ブラケット２８によって支持円盤１０の外周部に取り付けられている。

【0047】

アタッチメント２６は、回転円盤９の搬送面の約半分の幅を有し、回転円盤９の搬送面の上方に回転円盤９の搬送面に対して隙間を介して重なるように設けられ、ボウル２の搬送路４の最上部のワーク排出部５から回転円盤９の搬送面のワーク供給エリア２０まで、回転円盤９の約２分の１周の長さを有する。

【0048】

アタッチメント２６は、ボウル２の搬送路４の最上部のワーク排出部５から繰り出されるワークＷを、搬送中に一列一層に整列させながら、ワークＷの表裏を反転させたり、方向・姿勢を整えたりする機構を備え、余剰ワークＷを排除する機構を備えることもできる。図７では、表向きワークＷａを二重丸で示し、裏向きワークＷｂを一重丸で示している。

【0049】

アタッチメント２６から回転円盤９に供給されたワークＷは、ガイド板２７により回転円盤９の搬送面のほぼ中央部に導かれて供給される。

【0050】

回転円盤９は、アタッチメント２６から搬送されるワークＷの送り速度より若干速い速度で回転させている。これにより、ボウル２からアタッチメント２６を経て回転円盤９にワークＷが乗り移った瞬間に、ワークＷ同士の間に少々の隙間が空くようにしている。このボウル２からの搬送速度と回転円盤９の搬送速度の速度差によってワークＷ同士の重なりを防ぎ、より多くのワークＷをピックアップロボット２５でピックアップし易くなっている。

【0051】

ワークＷが供給されるワーク供給エリア２０の下流側に位置する前記回転円盤９のビジョンセンシングエリア２１には、図６に示すように、ワーク供給エリア２０に送り込まれたワークＷの位置、姿勢を画像処理によって識別し、その中からピッキング可能なワークＷａを検出し、エンコーダ１８の信号によってピックアップする位置を演算する画像処理装置を備える撮像装置２４が設置されている。

【0052】

このビジョンセンシングエリア２１の下流側のピックアップエリア２２には、撮像装置２４によって検出したピックアップ可能なワークＷａをピックアップしてワークＷａを次工程に供給する、円形コンベアトラッキング技術を備えるピックアップロボット２５が設置されている。図７では、ピックアップロボット２５によって二重丸で示した表向きワークＷａをピックアップするようにしている。

【0053】

この円形コンベアトラッキング技術を備えるピックアップロボット２５によって、回転円盤９の回転を止めることなくワークＷをピックアップ処理することができるので、常にピックアップ可能なワークＷを回転円盤９上に供給することにより、ピックアップのサイクルタイムが一定となり、安定したピックアップが可能となる。なお、ピックアップできなかったワークＷは、約半周下流に設けられたワーク回収エリア２３からボウル２内に戻される。この時、表裏逆方向のワークＷｂはワーク回収エリア２３において表裏方向を変換して戻すこともできる。

【0054】

ワーク回収エリア２３には、支持円盤１０の外周に取り付けられ、支持円盤１０の外周位置から回転円盤９の上面を経て回転円盤９の内周までワークＷを導く回収フェンス３０と、回転円盤９の内周と振動ボウルフィーダ１のボウル２との間に設けられた回収ブリッジ３１とからなる。

【0055】

なお、振動ボウルフィーダ１の運転に通信機能を有した制御装置を用いることにより、回転円盤９上からボウル２内に戻されるワークＷの数量を把握し、振動ボウルフィーダ１から回転円盤９上に供給されるワークＷの量を自動調整することができるので、ピックアップロボット２５でのピックアップ速度に応じた制御も可能となる。

【0056】

この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。

【符号の説明】

【0057】

１ 振動ボウルフィーダ
２ ボウル
３ 搬送台
４ 搬送路
５ ワーク排出部
６ 振動機
７ 底部
８ 台板
９ 回転円盤
１０ 支持円盤
１１ 支持脚
１２ 回転駆動装置
１３ リングレールギヤ
１４ 支持ベアリング
１５ 駆動ピニオンギヤ
１６ 駆動モータ
１７ 貫通孔
１８ エンコーダ
１９ ルブリケーター
２０ ワーク供給エリア
２１ ビジョンセンシングエリア
２２ ピックアップエリア
２３ ワーク回収エリア
２４ 撮像装置
２５ ピックアップロボット
２６ アタッチメント
２７ ガイド板
２８ ブラケット
２９ ガイドフェンス
３０ 回収フェンス
３１ 回収ブリッジ

【要約】      （修正有）

【課題】設置スペースが小さく、ワークの姿勢・方向を正しく整え易く、ピックアップロボットによるワークのピックアップ効率が高い部品供給装置を提供する。
【解決手段】収容したワークＷを振動によって整列させながら搬送路４に沿って搬送供給する振動ボウルフィーダ１と、この振動ボウルフィーダ１から整列状態で供給されるワークＷを搬送する搬送台３とを備え、搬送台３を振動ボウルフィーダ１の外周に沿って円環状に配置することにより、設置スペースを小さくし、しかもピックアップする搬送面の長さを、振動ボウルフィーダ１の外周に沿って十分な長さを担保するようにした。
【選択図】図７

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】