特開 2024-113791 部品整列装置およびピックアップシステム

(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】P2024113791

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】部品整列装置およびピックアップシステム

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/14 20060101AFI20240816BHJP

   B65G 47/90 20060101ALI20240816BHJP

   B23P 19/00 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

B65G47/14 A

B65G47/90 B

B23P19/00 301G

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018980

(22)【出願日】2023-02-10

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】矢▲埼▼ 鴻介

(72)【発明者】

【氏名】山本 隆智

(72)【発明者】

【氏名】大谷 和史

【テーマコード（参考）】

3C030

3F072

3F080

【Ｆターム（参考）】

3C030AA12

3F072AA21

3F072GD03

3F072GG01

3F072KD01

3F072KD23

3F080AA24

3F080BA01

3F080BC01

3F080BC03

3F080BF07

3F080CB02

3F080CG02

3F080DB04

(57)【要約】

【課題】挿入穴への部品の引っ掛かりを抑制することのできる部品整列装置およびピックアップシステムを提供すること。
【解決手段】部品整列装置は、部品が載置されるプレートおよび前記プレートに開口し前記部品が挿入される挿入穴を有するトレイと、前記トレイを傾斜させる傾斜ユニットと、を有し、前記挿入穴は、開口に接続され内径が底側に向けて漸減するテーパー部を有し、前記傾斜ユニットによって前記トレイが傾いたときの水平面に対する前記プレートの傾斜角をθ１とし、前記テーパー部のテーパー角をθ２としたときとき、θ１＞θ２である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品が載置されるプレートおよび前記プレートに開口し前記部品が挿入される挿入穴を有するトレイと、
前記トレイを傾斜させる傾斜ユニットと、を有し、
前記挿入穴は、開口に接続され内径が底側に向けて漸減するテーパー部を有し、
前記傾斜ユニットによって前記トレイが傾いたときの水平面に対する前記プレートの傾斜角をθ１とし、前記テーパー部のテーパー角をθ２としたときとき、θ１＞θ２であることを特徴とする部品整列装置。

【請求項2】

前記トレイは、前記部品を待機させる待機領域と、前記挿入穴が配置されている整列領域と、を有する請求項１に記載の部品整列装置。

【請求項3】

前記トレイは、前記待機領域と前記整列領域との間に前記プレートから突出し、前記待機領域と前記整列領域とを仕切るように延在する凸部を有する請求項２に記載の部品整列装置。

【請求項4】

前記凸部は、前記待機領域側に位置する第１壁面と、前記整列領域側に位置する第２壁面と、を有し、
前記プレートに対する前記第１壁面の傾斜角をθ３とし、前記プレートに対する前記第２壁面の傾斜角をθ４としたとき、θ３＞θ４である請求項３に記載の部品整列装置。

【請求項5】

前記トレイは、前記待機領域に配置され前記整列領域に対して凹んでいる凹部を有する請求項２に記載の部品整列装置。

【請求項6】

前記傾斜ユニットは、前記トレイを前記待機領域側に傾ける第１傾斜ユニットを有する請求項２に記載の部品整列装置。

【請求項7】

前記傾斜ユニットは、前記トレイを前記整列領域側に傾ける第２傾斜ユニットを有する請求項２に記載の部品整列装置。

【請求項8】

前記トレイを振動させる振動ユニットを有する請求項１に記載の部品整列装置。

【請求項9】

請求項１ないし８のいずれか１項に記載の部品整列装置と、
前記部品整列装置に載置されている前記部品を撮像するビジョンと、
前記ビジョンの撮像結果に基づいて、前記部品整列装置に載置されている前記部品をピックアップするロボットと、を有することを特徴とするピックアップシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品整列装置およびピックアップシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載されているパーツ振込装置は、トレイホルダーと、トレイホルダーに配置され、ネジを挿入して整列させる整列穴が形成されたトレイと、トレイホルダーを振動させるモーターと、を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－１９３１２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このような特許文献１のパーツ振込装置では、整列穴の詳細な形状が不明であり、整列穴にネジが入り難いおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の部品整列装置は、部品が載置されるプレートおよび前記プレートに開口し前記部品が挿入される挿入穴を有するトレイと、
前記トレイを傾斜させる傾斜ユニットと、を有し、
前記挿入穴は、開口に接続され内径が底側に向けて漸減するテーパー部を有し、
前記傾斜ユニットによって前記トレイが傾いたときの水平面に対する前記プレートの傾斜角をθ１とし、前記テーパー部のテーパー角をθ２としたときとき、θ１＞θ２である。

【0006】

本発明のピックアップシステムは、上記の部品整列装置と、
前記部品整列装置に載置されている前記部品を撮像するビジョンと、
前記ビジョンの撮像結果に基づいて、前記部品整列装置に載置されている前記部品をピックアップするロボットと、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係るピックアップシステムの全体構成を示す正面図である。

【図2】ロボットを示す正面図である。

【図3】部品整列装置を示す正面図である。

【図4】トレイを示す上面図である。

【図5】トレイを示す断面図である。

【図6】第１傾斜状態の部品整列装置を示す正面図である。

【図7】ピックアップ方法を示すフローチャートである。

【図8】ピックアップ方法を説明するための図である。

【図9】ピックアップ方法を説明するための図である。

【図10】ピックアップ方法を説明するための図である。

【図11】ピックアップ方法を説明するための図である。

【図12】ピックアップ方法を説明するための図である。

【図13】第２実施形態に係る部品整列装置を示す上面図である。

【図14】トレイの断面図である。

【図15】トレイが有する凸部の拡大断面図である。

【図16】水平状態のトレイを示す断面図である。

【図17】第１傾斜状態のトレイを示す断面図である。

【図18】第３実施形態に係る部品整列装置のトレイを示す断面図である。

【図19】第４実施形態に係る部品整列装置を示す正面図である。

【図20】第２傾斜状態の部品整列装置を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の部品整列装置およびピックアップシステムの好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【0009】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るピックアップシステムの全体構成を示す正面図である。図２は、ロボットを示す正面図である。図３は、部品整列装置を示す正面図である。図４は、トレイを示す上面図である。図５は、トレイを示す断面図である。図６は、第１傾斜状態の部品整列装置を示す正面図である。図７は、ピックアップ方法を示すフローチャートである。図８ないし図１２は、それぞれ、ピックアップ方法を説明するための図である。

【0010】

なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、Ｘ軸に沿う方向を「Ｘ軸方向」とも言い、Ｙ軸に沿う方向を「Ｙ軸方向」とも言い、Ｚ軸に沿う方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、各軸の矢印側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ軸方向が鉛直方向に沿っており、Ｚ軸方向プラス側が鉛直方向上側、Ｚ軸方向マイナス側が鉛直方向下側である。なお、本願明細書中の鉛直は、鉛直の場合のみならず、技術常識上鉛直と同視できる程度に鉛直に対して傾いている場合も含む意味である。同様に、本願明細書中の水平は、水平の場合のみならず、技術常識上水平と同視できる程度に水平に対して傾いている場合も含む意味である。また、本願明細書中の直交は、直交の場合のみならず、技術常識上直交と同視できる程度に直交に対して傾いている場合も含む意味である。

【0011】

図１に示すピックアップシステム１００は、ピックアップ対象である部品としてのネジＢを整列させる部品整列装置２００と、部品整列装置２００内のネジＢを撮像するビジョン４００と、部品整列装置２００内のネジＢをピックアップするロボット５００と、これら各部の駆動を制御する制御装置６００と、を有する。なお、部品としては、ネジＢに限定されないが、後述する挿入穴に挿入される長尺状、棒状のものが好ましい。このような部品としては、例えば、コイルバネ等が挙げられる。

【0012】

［ロボット５００］
ロボット５００は、スカラロボットである。図２に示すように、ロボット５００は、床面に固定されたベース５１０と、ベース５１０に接続されたロボットアーム５２０と、を有する。ロボットアーム５２０は、基端部がベース５１０に接続され、ベース５１０に対して鉛直方向に沿った第１回動軸Ｊ１まわりに回動する第１アーム５２１と、基端部が第１アーム５２１の先端部に接続され、第１アーム５２１に対して鉛直方向に沿った第２回動軸Ｊ２まわりに回動する第２アーム５２２と、を有する。

【0013】

また、第２アーム５２２の先端部には作業ヘッド５３０が設けられている。作業ヘッド５３０は、第２アーム５２２の先端部に同軸的に配置されたスプラインナット５３１およびボールネジナット５３２と、スプラインナット５３１およびボールネジナット５３２に挿通されたスプラインシャフト５３３と、を有する。スプラインシャフト５３３は、第２アーム５２２に対して鉛直方向に沿った第３回動軸Ｊ３まわりに回転可能で、かつ、第３回動軸Ｊ３に沿って昇降可能である。

【0014】

また、スプラインシャフト５３３の下端部にはエンドエフェクター５４０が装着されている。エンドエフェクター５４０は、着脱自在であり目的の作業に適したものが適宜選択される。本実施形態のエンドエフェクター５４０は、ネジＢをピックアップするためのハンドである。

【0015】

また、ロボット５００は、ベース５１０に対して第１アーム５２１を第１回動軸Ｊ１まわりに回動させる第１駆動装置５７１と、第１アーム５２１に対して第２アーム５２２を第２回動軸Ｊ２まわりに回動させる第２駆動装置５７２と、スプラインナット５３１を回転させてスプラインシャフト５３３を第３回動軸Ｊ３まわりに回転させる第３駆動装置５７３と、ボールネジナット５３２を回転させてスプラインシャフト５３３を第３回動軸Ｊ３に沿った方向に昇降させる第４駆動装置５７４と、を有する。

【0016】

以上、ロボット５００について説明したが、ロボット５００としては、特に限定されず、例えば、回動軸を６つ有するロボットアームを備えた６軸ロボットであってもよい。

【0017】

［ビジョン４００］
図１に示すように、ビジョン４００は、部品整列装置２００の上方から部品整列装置２００内のネジＢを撮像し、撮像した画像に基づいてネジＢの整列状態を検出する。このようなビジョン４００は、部品整列装置２００の上方から部品整列装置２００内のネジＢを撮像するカメラ４１０と、カメラ４１０が撮像した画像データに基づいて部品整列装置２００内のネジＢの整列状態を検出する検出部４２０と、を有する。カメラ４１０は、例えば、２Ｄカメラである。なお、本実施形態では、検出部４２０は、制御装置６００に組み込まれている。言い換えると、制御装置６００が検出部４２０を兼ねている。

【0018】

ただし、ビジョン４００の構成としては、部品整列装置２００内のネジＢの整列状態を検出することができれば、特に限定されない。

【0019】

［部品整列装置２００］
部品整列装置２００は、図３に示すように、基台２１０と、振動部２２０と、基台２１０と振動部２２０とを連結する４本のバネ部２３０と、振動部２２０を振動させる振動ユニット２７０と、振動部２２０を傾ける傾斜ユニット２８０と、を有する。

【0020】

また、振動部２２０は、フレーム２４０と、ネジＢが投入されるトレイ２５０と、振動ユニット２７０に接続された振動伝達部２６０と、を有する。フレーム２４０は、水平面に沿う板状をなし、その上面にトレイ２５０が固定され、下面に振動伝達部２６０が固定されている。また、振動伝達部２６０は、フレーム２４０に固定された基部２６１と、基部２６１の下側に突出し、基部２６１に対してＹ軸まわりに回転するローラー２６２と、を有する。また、フレーム２４０は、４本のバネ部２３０を介して基台２１０に連結されている。

【0021】

４本のバネ部２３０は、フレーム２４０の四隅に配置され、フレーム２４０をバランスよく支持している。また、各バネ部２３０は、筒体２３１と、筒体２３１に挿入され、筒体２３１に対してＺ軸方向に移動可能な棒体２３２と、棒体２３２の周囲に巻回されたコイルバネ２３３と、を有し、筒体２３１の下端部が基台２１０に固定され、棒体２３２の上端部がフレーム２４０に固定されている。このような構成では、コイルバネ２３３が弾性変形することにより、振動部２２０の振動が許容される。ただし、バネ部２３０の構成は、特に限定されず、例えば、板バネで構成されていてもよい。

【0022】

また、図４および図５に示すように、トレイ２５０は、箱状であり、ネジＢが載置されるプレート２５１と、プレート２５１の周囲を囲む枠状の側壁部２５２と、を有する。プレート２５１は、水平に配置されている。また、プレート２５１は、Ｘ軸方向マイナス側に位置する待機領域Ｑ１と、Ｘ軸方向プラス側に位置する整列領域Ｑ２と、を有する。つまり、待機領域Ｑ１と整列領域Ｑ２とは、Ｘ軸方向に並んで配置されている。このうち待機領域Ｑ１は、ネジＢを無造作に載置する領域であり、整列領域Ｑ２は、待機領域Ｑ１から供給されたネジＢを行列状に整列させる領域である。そして、整列領域Ｑ２に整列されたネジＢがロボット５００によってピックアップされる。このように、待機領域Ｑ１と整列領域Ｑ２とを備えることにより、整列領域Ｑ２にある余分なネジＢ、つまり、整列領域Ｑ２で整列されなかったネジＢを待機領域Ｑ１に排除することができ、ロボット５００によるネジＢのピックアップが容易となる。

【0023】

また、整列領域Ｑ２には、プレート２５１に開口し、ネジＢが挿入される複数の挿入穴２５３が形成されている。また、複数の挿入穴２５３は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って行列状に規則的に並んで配置されている。ただし、挿入穴２５３の数や配置は、特に限定されない。

【0024】

また、各挿入穴２５３は、プレート２５１に対して垂直に形成されている。また、各挿入穴２５３は、１本のネジＢが挿入可能なサイズであり、その開口部は、内径が底側に向けて漸減するテーパー部２５３ａとなっている。また、テーパー部２５３ａの上端での内径は、ネジＢの頭の外形よりも大きく、ネジＢが挿入穴２５３に挿入されると、ネジＢの頭がテーパー部２５３ａの内周面に引っ掛かるようになっている。これにより、ネジＢの過度な挿入が規制され、ネジＢをロボット５００でピックアップし易くなる。

【0025】

図３に示すように、振動ユニット２７０は、基台２１０に固定されたモーター２７１を有する。また、モーター２７１は、Ｙ軸まわりに回転する回転軸２７２と、回転軸２７２に固定された偏心カム２７３と、を有する。また、偏心カム２７３は、ローラー２６２に当接している。そのため、モーター２７１を駆動して回転軸２７２を回転させると、偏心カム２７３によってローラー２６２が上下に変位し、これにより、各バネ部２３０を弾性変形させながらトレイ２５０が振動する。ただし、振動ユニット２７０の構成は、トレイ２５０を振動させることができれば、特に限定されない。

【0026】

傾斜ユニット２８０は、トレイ２５０をＹ軸まわりに傾倒させる第１傾斜ユニット２８１を有する。第１傾斜ユニット２８１は、基台２１０のＸ軸方向プラス側に配置されている。また、第１傾斜ユニット２８１は、基台２１０に固定されたベース２８１ａと、ベース２８１ａに対してＺ軸方向に変位可能なシャフト２８１ｂと、シャフト２８１ｂをベース２８１ａに対してＺ軸方向に移動させる駆動源としてのモーター２８１ｃと、を有する。

【0027】

図３に示すように、シャフト２８１ｂをＺ軸方向プラス側に退避させることで、プレート２５１が水平となる水平状態となる。これに対して、図６に示すように、シャフト２８１ｂをＺ軸方向マイナス側へ突出させることで、シャフト２８１ｂが基台２１０のＸ軸方向プラス側の端部を持ち上げ、これにより、プレート２５１がＹ軸まわりに傾斜し、待機領域Ｑ１側に傾いた第１傾斜状態となる。

【0028】

［制御装置６００］
図１に示すように、制御装置６００は、部品整列装置２００、ビジョン４００およびロボット５００の駆動をそれぞれ制御する。このような制御装置６００は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー（ＣＰＵ）と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部装置との接続を行う外部インターフェースと、を有する。メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。制御装置６００の構成要素の一部または全部は、ロボット５００の筐体の内側に配置されていてもよい。また、制御装置６００は、複数のプロセッサーにより構成されていてもよい。

【0029】

以上、ピックアップシステム１００の構成について説明した。次に、ピックアップシステム１００によるネジＢのピックアップ方法について説明する。図７に示すように、ネジＢのピックアップ方法は、トレイ２５０にネジＢを投入するステップＳ１と、トレイ２５０を振動させてネジＢを挿入穴２５３に挿入するステップＳ２と、トレイ２５０を第１傾斜状態とするステップＳ３と、トレイ２５０を水平状態とするステップＳ４と、カメラ４１０で整列領域Ｑ２を撮像し画像データＤを取得するステップＳ５と、画像データＤに基づいて各挿入穴２５３へのネジＢの挿入状態を検出するステップＳ６と、挿入穴２５３に挿入されたネジＢをロボット５００でピックアップするステップＳ７と、を含む。以下、詳細に説明する。

【0030】

まず、ステップＳ１として、図８に示すように、トレイ２５０を水平状態とし、トレイ２５０内の待機領域Ｑ１に多数のネジＢを投入する。ネジＢの投入は、作業者が行ってもよいし、別の搬送装置やロボットを用いて行ってもよい。この状態では、多数のネジＢが待機領域Ｑ１に無造作に積載されている。

【0031】

次に、ステップＳ２として、図９に示すように、振動ユニット２７０によってトレイ２５０を振動させる。これにより、待機領域Ｑ１内のネジＢが上下に飛び跳ねるように振動しながら整列領域Ｑ２側に移動し、一部のネジＢが挿入穴２５３に挿入される。前述したように、挿入穴２５３の開口部がテーパー部２５３ａとなっているため、ネジＢが挿入穴２５３内に導かれ易くなる。また、ネジＢが上下に飛び跳ねるように振動することで、ますますネジＢが挿入穴２５３に導かれ易くなる。そのため、より短時間で、より多くの挿入穴２５３にネジＢを正しい姿勢で挿入することができる。

【0032】

次に、ステップＳ３として、図１０に示すように、第１傾斜ユニット２８１によってトレイ２５０を第１傾斜状態とし、挿入穴２５３に挿入されなかったネジＢを整列領域Ｑ２から待機領域Ｑ１内に戻す。これにより、整列領域Ｑ２にある余分なネジＢを排除することができる。ここで、本ステップＳ３の際、挿入穴２５３に挿入されなかったネジＢがテーパー部２５３ａに引っ掛かって整列領域Ｑ２に留まるおそれがある。余分なネジＢが整列領域Ｑ２に留まってしまうと、後のステップＳ７でのネジＢのピックアップ作業に支障が生じるおそれがある。

【0033】

そこで、部品整列装置２００では、図１１に示すように、傾斜状態での水平面に対するプレート２５１の傾斜角をθ１とし、テーパー部２５３ａのテーパー角をθ２としたときとき、θ１＞θ２の関係を満足している。これにより、第１傾斜状態においてテーパー部２５３ａの内周面、特に、Ｘ軸方向マイナス側の部分２５３ａ’が待機領域Ｑ１側に傾くため、挿入穴２５３へのネジＢの引っ掛かりが抑制され、挿入穴２５３に挿入されなかった全てのネジＢをより確実に待機領域Ｑ１へ戻すことができる。

【0034】

次に、ステップＳ４として、図１２に示すように、トレイ２５０を水平状態に戻す。この際、待機領域Ｑ１内のネジＢが勢いよく転がって整列領域Ｑ２に侵入しないように、ゆっくりと傾斜状態から水平状態に戻す。具体的には、本ステップＳ４でのトレイ２５０の傾斜速度（単位時間当たりの傾斜変化量）をステップＳ３でのトレイ２５０の傾斜速度よりも遅くする。これにより、ネジＢが転がり難くなるため、整列領域Ｑ２への侵入を効果的に抑制することができる。ただし、これに限定されず、本ステップＳ４でのトレイ２５０の傾斜速度は、ステップＳ３でのトレイ２５０の傾斜速度と同じ、または、それ以上であってもよい。

【0035】

以上の工程によって、整列領域Ｑ２にネジＢが整列した状態となる。次に、ステップＳ５として、制御装置６００は、ロボット５００を撮像の妨げとならない姿勢とした状態で、カメラ４１０で整列領域Ｑ２を撮像し画像データＤを取得する。次に、ステップＳ６として、制御装置６００は、画像データＤに基づいて、各挿入穴２５３へのネジＢの挿入状態を検出する。つまり、どの挿入穴２５３にネジＢが挿入されているかを判定する。

【0036】

次に、ステップＳ７として、ロボット５００は、挿入穴２５３に挿入されたネジＢをロボット５００でピックアップする。挿入穴２５３に挿入されたネジＢが無くなるまで本ステップＳ７を繰り返し、挿入穴２５３に挿入されたネジＢが無くなったらステップＳ２に戻って、ネジＢの整列作業をやり直す。

【0037】

以上のようなネジＢのピックアップ方法によれば、挿入穴２５３にテーパー部２５３ａが形成されているため、ネジＢが挿入穴２５３に誘導され、より短時間で、より多くの挿入穴２５３にネジＢを挿入することができる。つまり、ステップＳ２の所要時間を短縮することができる。さらに、θ１＞θ２であるため、トレイ２５０を傾けた時に挿入穴２５３にネジＢが引っ掛かり難くなり、挿入穴２５３に挿入されなかった全てのネジＢをより確実に排除することができる。そのため、ステップＳ４終了時においてより多くのネジＢが挿入穴２５３に挿入されて整列し、かつ、挿入穴２５３に挿入されていない余分なネジＢが整列領域Ｑ２に留まり難くなる。そのため、ステップＳ７の繰り返し回数が増大し、ステップＳ２へ戻る回数を減らすことができる。以上より、ネジＢのピックアップ作業を効率的に行うことができる。

【0038】

以上、ピックアップシステム１００について説明した。このようなピックアップシステム１００が備える部品整列装置２００は、前述したように、部品であるネジＢが載置されるプレート２５１およびプレート２５１に開口しネジＢが挿入される挿入穴２５３を有するトレイ２５０と、トレイ２５０を傾斜させる傾斜ユニット２８０と、を有する。そして、挿入穴２５３は、開口に接続され内径が底側に向けて漸減するテーパー部２５３ａを有し、傾斜ユニット２８０によってトレイ２５０が傾いたときの水平面に対するプレート２５１の傾斜角をθ１とし、テーパー部２５３ａのテーパー角をθ２としたときとき、θ１＞θ２である。このように、挿入穴２５３にテーパー部２５３ａを設けることにより、ネジＢが挿入穴２５３に誘導され、より短時間で、より多くの挿入穴２５３にネジＢを挿入することができる。さらに、θ１＞θ２とすることにより、トレイ２５０を傾けた時に挿入穴２５３にネジＢが引っ掛かり難くなり、挿入穴２５３に挿入されなかった全てのネジＢをより確実に排除することができる。

【0039】

また、前述したように、トレイ２５０は、ネジＢを待機させる待機領域Ｑ１と、挿入穴２５３が配置されている整列領域Ｑ２と、を有する。これにより、整列領域Ｑ２にある余分なネジＢ、つまり、整列領域Ｑ２で整列されなかったネジＢを待機領域Ｑ１に排除することができ、ロボット５００によるネジＢのピックアップが容易となる。

【0040】

また、前述したように、傾斜ユニット２８０は、トレイ２５０を待機領域Ｑ１側に傾ける第１傾斜ユニット２８１を有する。これにより、整列領域Ｑ２にある余分なネジＢ、つまり、整列領域Ｑ２で整列されなかったネジＢを待機領域Ｑ１に排除することができ、ロボット５００によるネジＢのピックアップが容易となる。

【0041】

また、前述したように、部品整列装置２００は、トレイ２５０を振動させる振動ユニット２７０を有する。これにより、簡単に、待機領域Ｑ１にあるネジＢを整列領域Ｑ２に移動させることができる。また、ネジＢが上下に飛び跳ねるように振動することで、ネジＢが挿入穴２５３に挿入され易くなる。

【0042】

また、前述したように、ピックアップシステム１００は、部品整列装置２００と、部品整列装置２００に載置されている部品であるネジＢを撮像するビジョン４００と、ビジョン４００の撮像結果に基づいて、部品整列装置２００に載置されているネジＢをピックアップするロボット５００と、を有する。これにより、部品整列装置２００の効果を享受することができ、ネジＢをスムーズにピックアップすることのできるピックアップシステム１００となる。

【0043】

＜第２実施形態＞
図１３は、第２実施形態に係る部品整列装置を示す上面図である。図１４は、トレイの断面図である。図１５は、トレイが有する凸部の拡大断面図である。図１６は、水平状態のトレイを示す断面図である。図１７は、第１傾斜状態のトレイを示す断面図である。

【0044】

本実施形態に係る部品整列装置２００は、トレイ２５０の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の部品整列装置２００と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態の部品整列装置２００に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の各図では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。

【0045】

図１３および図１４に示すように、本実施形態のトレイ２５０は、プレート２５１から上方に突出した凸部２５４を有する。また、凸部２５４は、待機領域Ｑ１と整列領域Ｑ２との間に、待機領域Ｑ１と整列領域Ｑ２とを仕切るように配置され、Ｙ軸方向に延在している。なお、凸部２５４の高さは、ネジＢのサイズによっても異なるが、例えば、１ｍｍ以上３ｍｍ以下程度である。

【0046】

また、凸部２５４は、プレート２５１から立設し、待機領域Ｑ１側に位置する第１壁面２５４ａと、整列領域Ｑ２側に位置する第２壁面２５４ｂと、を有する。そして、図１５に示すように、プレート２５１に対する第１壁面２５４ａの傾斜角をθ３とし、プレート２５１に対する第２壁面２５４ｂの傾斜角をθ４としたとき、θ３＞θ４である。なお、θ３、θ４としては、特に限定されないが、図示の構成では、θ３が９０°となっている。このような凸部２５４は、次のような機能を発揮する。

【0047】

図１６に示すように、ステップＳ１にて待機領域Ｑ１に多数のネジＢを投入した際、ネジＢが凸部２５４に塞き止められて待機領域Ｑ１に留まり、整列領域Ｑ２への意図しない転がりを効果的に抑制することができる。同様に、ステップＳ４にて第１傾斜状態から水平状態に姿勢を変化させた際にも、ネジＢが凸部２５４に塞き止められて待機領域Ｑ１に留まり、整列領域Ｑ２への意図しない転がりを効果的に抑制することができる。特に、θ３＞θ４であるため第１壁面２５４ａがより急な壁面となり、その効果がより顕著となる。なお、凸部２５４の高さが適度に抑えられているため、ステップＳ２においては、ネジＢが上下に飛び跳ねるように振動することにより、凸部２５４を容易に乗り越えることができる。

【0048】

また、図１７に示すように、ステップＳ３においては、θ３＞θ４であるため、第２壁面２５４ｂがなだらかな壁面となり、ネジＢが容易に凸部２５４を乗り越えて、待機領域Ｑ１に移動する。そのため、凸部２５４に起因して、余分なネジＢが整列領域Ｑ２に留まってしまうのを効果的に抑制することができる。特に、θ１＞θ３とすることにより、第１傾斜状態において、第２壁面２５４ｂが待機領域Ｑ１側に傾くため、ネジＢが凸部２５４をより乗り越えやすくなる。ただし、θ３としては、特に限定されない。

【0049】

以上のように、本実施形態の部品整列装置２００では、トレイ２５０は、待機領域Ｑ１と整列領域Ｑ２との間にプレート２５１から突出し、待機領域Ｑ１と整列領域Ｑ２とを仕切るように延在する凸部２５４を有する。これにより、ネジＢが凸部２５４に塞き止められて待機領域Ｑ１に留まり、整列領域Ｑ２への意図しない転がりを効果的に抑制することができる。

【0050】

また、前述したように、凸部２５４は、待機領域Ｑ１側に位置する第１壁面２５４ａと、整列領域Ｑ２側に位置する第２壁面２５４ｂと、を有し、プレート２５１に対する第１壁面２５４ａの傾斜角をθ３とし、プレート２５１に対する第２壁面２５４ｂの傾斜角をθ４としたとき、θ３＞θ４である。これにより、第１壁面２５４ａが角度の急な壁面となり、より効果的にネジＢを塞き止めることができる。そのため、より確実に、ネジＢを待機領域Ｑ１に留めることができる。

【0051】

このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0052】

＜第３実施形態＞
図１８は、第３実施形態に係る部品整列装置のトレイを示す断面図である。

【0053】

本実施形態に係る部品整列装置２００は、トレイ２５０の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の部品整列装置２００と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態の部品整列装置２００に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の図では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。

【0054】

図１８に示すように、本実施形態のトレイ２５０は、待機領域Ｑ１に形成され、整列領域Ｑ２に対して凹んでいる凹部２５５を有する。凹部２５５は、整列領域Ｑ２よりも下側に位置する底面と、底面の縁から立設するテーパー状の壁面と、を有する。そして、ステップＳ１およびステップＳ４では、凹部２５５にネジＢが溜められる。このような構成によれば、ネジＢを待機領域Ｑ１に留め易くなり、整列領域Ｑ２への意図しない転がりを効果的に抑制することができる。

【0055】

以上のように、本実施形態の部品整列装置２００では、トレイ２５０は、待機領域Ｑ１に配置され整列領域Ｑ２に対して凹んでいる凹部２５５を有する。このような構成によれば、ネジＢを待機領域Ｑ１に留め易くなり、整列領域Ｑ２への意図しない転がりを効果的に抑制することができる。

【0056】

このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0057】

＜第４実施形態＞
図１９は、第４実施形態に係る部品整列装置を示す正面図である。図２０は、第２傾斜状態の部品整列装置を示す正面図である。

【0058】

本実施形態に係る部品整列装置２００は、傾斜ユニット２８０の構成が異なること以外は、前述した第３実施形態の部品整列装置２００と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態の部品整列装置２００に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の各図では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。

【0059】

図１９に示すように、本実施形態の傾斜ユニット２８０は、第１傾斜ユニット２８１に加えて、第２傾斜ユニット２８２を有する。第２傾斜ユニット２８２は、第１傾斜ユニット２８１とは反対側、つまり、整列領域Ｑ２側にトレイ２５０を傾ける。このような第２傾斜ユニット２８２は、第１傾斜ユニット２８１と同様の構成であり、基台２１０を介して第１傾斜ユニット２８１と対称的に配置されている。

【0060】

第２傾斜ユニット２８２は、基台２１０のＸ軸方向マイナス側に配置されている。また、第２傾斜ユニット２８２は、基台２１０に固定されたベース２８２ａと、ベース２８２ａに対してＺ軸方向に変位可能なシャフト２８２ｂと、シャフト２８２ｂをベース２８２ａに対してＺ軸方向に移動させる駆動源としてのモーター２８２ｃと、を有する。

【0061】

図１９に示すように、シャフト２８２ｂをＺ軸方向プラス側に退避させることで、プレート２５１が水平となる水平状態となる。これに対して、図２０に示すように、シャフト２８２ｂをＺ軸方向マイナス側へ突出させることで、シャフト２８２ｂが基台２１０のＸ軸方向マイナス側の端部を持ち上げ、これにより、トレイ２５０がＹ軸まわりに傾斜し、整列領域Ｑ２側に傾いた第２傾斜状態となる。

【0062】

本実施形態では、ステップＳ１において待機領域Ｑ１に形成された凹部２５５にネジＢが載置されるため、ステップＳ２において振動ユニット２７０による振動だけではネジＢが凹部２５５から脱出し難く、ネジＢをスムーズに整列領域Ｑ２に移動させることができない場合が考えられる。そこで、本実施形態では、ステップＳ２において、図２０に示す第２傾斜状態としたうえで、振動ユニット２７０によってトレイ２５０を振動させる。これにより、ネジＢが凹部２５５から脱出し易くなり、ネジＢをスムーズに整列領域Ｑ２に移動させることができる。そのため、ステップＳ２をスムーズに行うことができる。ただし、ステップＳ２中、第２傾斜状態を維持し続けると、ネジＢがトレイ２５０の下端部（Ｘ軸方向プラス側の端部）に溜まってしまい、挿入穴２５３への挿入が阻害されるおそれがある。そこで、頃合いを見て、第２傾斜状態から水平状態に戻すことが好ましい。

【0063】

以上のように、本実施形態の部品整列装置２００では、傾斜ユニット２８０は、トレイ２５０を整列領域Ｑ２側に傾ける第２傾斜ユニット２８２を有する。これにより、ネジＢが凹部２５５から脱出し易くなり、ネジＢをスムーズに整列領域Ｑ２に移動させることができる。そのため、ステップＳ２をスムーズに行うことができる。

【0064】

このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0065】

以上、本発明の部品整列装置およびピックアップシステムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物および任意の工程が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0066】

１００…ピックアップシステム、２００…部品整列装置、２１０…基台、２２０…振動部、２３０…バネ部、２３１…筒体、２３２…棒体、２３３…コイルバネ、２４０…フレーム、２５０…トレイ、２５１…プレート、２５２…側壁部、２５３…挿入穴、２５３ａ…テーパー部、２５３ａ’…部分、２５４…凸部、２５４ａ…第１壁面、２５４ｂ…第２壁面、２５５…凹部、２６０…振動伝達部、２６１…基部、２６２…ローラー、２７０…振動ユニット、２７１…モーター、２７２…回転軸、２７３…偏心カム、２８０…傾斜ユニット、２８１…第１傾斜ユニット、２８１ａ…ベース、２８１ｂ…シャフト、２８１ｃ…モーター、２８２…第２傾斜ユニット、２８２ａ…ベース、２８２ｂ…シャフト、２８２ｃ…モーター、４００…ビジョン、４１０…カメラ、４２０…検出部、５００…ロボット、５１０…ベース、５２０…ロボットアーム、５２１…第１アーム、５２２…第２アーム、５３０…作業ヘッド、５３１…スプラインナット、５３２…ボールネジナット、５３３…スプラインシャフト、５４０…エンドエフェクター、５７１…第１駆動装置、５７２…第２駆動装置、５７３…第３駆動装置、５７４…第４駆動装置、６００…制御装置、Ｂ…ネジ、Ｄ…画像データ、Ｊ１…第１回動軸、Ｊ２…第２回動軸、Ｊ３…第３回動軸、Ｑ１…待機領域、Ｑ２…整列領域、Ｓ１…ステップ、Ｓ２…ステップ、Ｓ３…ステップ、Ｓ４…ステップ、Ｓ５…ステップ、Ｓ６…ステップ、Ｓ７…ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】