特開 2024-153476 ワーク姿勢制御装置とそれを備えたワーク供給システム

(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】P2024153476

(43)【公開日】2024-10-29

(54)【発明の名称】ワーク姿勢制御装置とそれを備えたワーク供給システム

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/14 20060101AFI20241022BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

B65G47/14 101Z

B25J13/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067393

(22)【出願日】2023-04-17

(71)【出願人】

【識別番号】392017705

【氏名又は名称】アラインテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111132

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100170900

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 渉

(72)【発明者】

【氏名】田中 克弘

【テーマコード（参考）】

3C707

3F080

【Ｆターム（参考）】

3C707AS04

3C707BS15

3C707JS02

3C707KS03

3C707KS04

3C707KT01

3C707KT06

3C707KT11

3C707NS02

3C707NS03

3F080AA01

3F080BC01

3F080BC07

3F080CB16

3F080CG01

3F080DA15

(57)【要約】

【課題】製作やメンテナンスが容易になり、しかも、動作の高速化が実現できるワーク姿勢制御装置とそれを備えたワーク供給システムとを提供する。
【解決手段】ワーク姿勢制御装置１０は、駆動シャフト６ａを有する一対の駆動エアシリンダ６と、上下にスライド可能なスライドシャフト８ａを有する一対の従動エアシリンダ８と、スライドシャフト８ａをスライド可能状態とスライド停止状態とに切替可能な第２エア供給源９とを備える。ユニット制御部３は、少なくとも１つの駆動シャフト６ａを上下振動させて支持脚４及びプレート１０ａに上下振動を独立して印加し、残りの駆動シャフト６ａ及びスライドシャフト８ａのうちの少なくとも１つを停止させて駆動シャフト６ａの上下振動に伴うプレート１０ａの傾動中心がスライド停止状態の駆動シャフト６ａ又はスライドシャフト８ａに接続されたフローティングジョイント５のジョイント部に存在するように制御する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給された複数のワークを支持するプレートと、
前記プレートの下面を支える複数の支持脚と、
前記各支持脚にそれぞれ接続された複数のフローティングジョイントと、
上下にスライド動作を行う駆動シャフトを有し、前記フローティングジョイントの２つにそれぞれ前記駆動シャフトが接続された一対のアクチュエータと、
上下にスライド可能なスライドシャフトを有し、前記駆動シャフトが接続されていない残りの前記フローティングジョイントにそれぞれ前記スライドシャフトが接続された複数のスライドユニットと、
前記スライドシャフトをスライド可能状態とスライド停止状態とに切替可能な可動切替部と、
前記駆動シャフトのスライド動作と前記可動切替部の切替動作とを制御する制御装置と、を備え、
前記各スライドユニットのうちの少なくとも２つと一対の前記アクチュエータとの計４つについて平面視で前記両スライドユニットが対角に位置するとともに前記両アクチュエータが対角に位置する配置になっており、
前記制御装置は、少なくとも１つの前記駆動シャフトを上下振動させて前記支持脚及び前記プレートに上下振動を独立して印加し、残りの前記駆動シャフト及び前記スライドシャフトのうちの少なくとも１つを停止させて前記駆動シャフトの上下振動に伴う前記プレートの傾動中心が、スライド停止状態の前記駆動シャフト又は前記スライドシャフトに接続された前記フローティングジョイントのジョイント部に存在するように制御することを特徴とするワーク姿勢制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のワーク姿勢制御装置において、
前記スライドユニットは、ポートを２つ有する複動式エアシリンダであり、
前記可動切替部は、前記各ポートに接続されたエア供給源であり、当該エア供給源からいずれか一方の前記ポートにのみエアを供給することにより、前記スライドシャフトをスライド停止状態に切り替える一方、前記エア供給源から前記ポートへのエアの供給を停止することにより、前記スライドシャフトをスライド可能状態に切り替えるように構成されていることを特徴とするワーク姿勢制御装置。

【請求項3】

請求項１に記載のワーク姿勢制御装置において、
前記スライドユニットは、前記スライドシャフトをスライド可能に支持するブッシュであり、
前記可動切替部は、前記スライドシャフトを把持可能なチャック機構であり、当該チャック機構が前記スライドシャフトを把持することにより、前記スライドシャフトをスライド停止状態に切り替える一方、前記チャック機構が前記スライドシャフトを離すことにより、前記スライドシャフトをスライド可能状態に切り替えるように構成されていることを特徴とするワーク姿勢制御装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つに記載のワーク姿勢制御装置の上流に配置され、前記ワークを搬送して前記ワーク姿勢制御装置に供給するワーク搬送装置と、前記プレートの上面に位置する前記ワークをピッキングするロボットと、当該ロボットによりピッキングされた前記ワークを受け取るワーク受取装置と、を備えていることを特徴とするワーク供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットがピッキングを行うワーク運搬領域において、ワークの密集状態や表裏反転状態、あるいは、互いに重なり合う状態を解消するワーク姿勢制御装置とそれを備えたワーク供給システムとに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、エレクトロニクス分野における半導体チップの生産ライン等では、ワーク供給装置やパーツフィーダによりライン上流側から順次供給される各ワーク（部品）をロボットが所定のワーク運搬領域においてピッキングしてライン下流側の設備へと順次受け渡すことが一般的になされている。
ところで、ピッキング対象の各ワークがワーク運搬領域において密集状態や表裏反転状態になっていたり、あるいは、互いに重なり合った状態になっていると、ロボットが各ワークを精度良く短い時間で効率的にピッキングできなくなってしまう。

【0003】

これを回避するために、ワーク運搬領域において各ワークの姿勢を制御するワーク姿勢制御装置が知られている。例えば、特許文献１に開示されているワーク姿勢制御装置は、複数のワークを支持可能な平面視で矩形状をなすプレートと、このプレートの下面隅部にそれぞれ配置された４つの伸縮ユニットと、各伸縮ユニットを制御する制御装置と、を備えている。各伸縮ユニットは、上端がプレート下面に固定された細棒状をなす支持脚と、この支持脚の下端に接続されたフローティングジョイントと、上下にスライドして伸縮動作を行う駆動シャフトを有するアクチュエータと、を備え、駆動シャフトの上端がフローティングジョイントに接続されている。そして、制御装置は、４つのアクチュエータのうちの少なくとも１つのアクチュエータの駆動シャフトを停止させる一方、残りのアクチュエータのうちの少なくとも１つの駆動シャフトを上下振動させて、その上下振動に伴うプレートの傾動中心が、スライド停止状態の駆動シャフトに接続されたフローティングジョイントのジョイント部に存在するように制御するようになっている。これにより、各ワークがプレートの上面に位置する状態において制御装置を作動させると、駆動シャフトが駆動状態のアクチュエータ側から駆動シャフトが停止状態のアクチュエータ側へと連続してプレートの上面に水平方向分力、あるいは、見かけ上の水平方向分力が作用し、それによってプレートの上面の各ワークが連続的に移動して分散するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－１６０８０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１の如き装置の場合、プレートの傾動パターンを変えるために、各アクチュエータを単独で作動させるだけでなく、複数のアクチュエータを様々な組み合わせで同期させて作動させる必要があり、装置を稼動させる前やメンテナンス時にそれぞれ同期の調整をしなければならない。例えば、アクチュエータが４つある場合、隣り合う２つのアクチュエータの同期の調整と、隣り合う３つのアクチュエータの同期の調整を行う必要があるが、それぞれ全部で４カ所ずつ行う必要があり、隣り合う３つのアクチュエータの同期の調整においては、プレートが傾動時に真っすぐに延びる姿勢とするために、真ん中のアクチュエータの駆動シャフトの振幅に対し、その両隣りの各アクチュエータの駆動シャフトの振幅を半分にして同期をとる必要があり、調整が難しくてそれらの調整に費やす時間が非常にかかってしまうという課題があった。
また、各アクチュエータの同期の調整が非常に困難であるので、調整不足を起因として同期動作を行う一方のアクチュエータに負荷が掛かり過ぎて故障してしまうといったことを防ぐために、同期速度を極力遅くせざるを得ず、装置全体の動作速度が遅くなってしまうという課題もあった。

【0006】

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製作やメンテナンスが容易になり、しかも、動作の高速化が実現できるワーク姿勢制御装置とそれを備えたワーク供給システムとを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、本発明では、プレートを傾動させるアクチュエータを２つだけにするとともに、当該アクチュエータの傾動動作に連動して従動するスライドシャフトを有するスライドユニットを複数設けるようにしたことを特徴とする。
具体的には、ロボットにピッキングされるプレートの上面に位置する各ワークの姿勢を制御するワーク姿勢制御装置を対象とし、次のような対策を講じた。

【0008】

すなわち、第１の発明に係るワーク姿勢制御装置は、供給された複数のワークを支持するプレートと、前記プレートの下面を支える複数の支持脚と、前記各支持脚にそれぞれ接続された複数のフローティングジョイントと、上下にスライド動作を行う駆動シャフトを有し、前記フローティングジョイントの２つにそれぞれ前記駆動シャフトが接続された一対のアクチュエータと、上下にスライド可能なスライドシャフトを有し、前記駆動シャフトが接続されていない残りの前記フローティングジョイントにそれぞれ前記スライドシャフトが接続された複数のスライドユニットと、前記スライドシャフトをスライド可能状態とスライド停止状態とに切替可能な可動切替部と、前記駆動シャフトのスライド動作と前記可動切替部の切替動作とを制御する制御装置と、を備え、前記各スライドユニットのうちの少なくとも２つと一対の前記アクチュエータとの計４つについて平面視で前記両スライドユニットが対角に位置するとともに前記両アクチュエータが対角に位置する配置になっており、前記制御装置は、少なくとも１つの前記駆動シャフトを上下振動させて前記支持脚及び前記プレートに上下振動を独立して印加し、残りの前記駆動シャフト及び前記スライドシャフトのうちの少なくとも１つを停止させて前記駆動シャフトの上下振動に伴う前記プレートの傾動中心が、スライド停止状態の前記駆動シャフト又は前記スライドシャフトに接続された前記フローティングジョイントのジョイント部に存在するように制御することを特徴とする。
このように構成されるワーク姿勢制御装置では、２つのアクチュエータだけでプレートの上面において様々な方向に各ワークを移動させることが可能となるように作用する。また、同期の調整を行う対象が２つのアクチュエータのみであるので、両アクチュエータの同期作業を調整不足無くできるように作用する。

【0009】

第２の発明に係るワーク姿勢制御装置は、第１の発明において、前記スライドユニットは、ポートを２つ有する複動式エアシリンダであり、前記可動切替部は、前記各ポートに接続されたエア供給源であり、当該エア供給源からいずれか一方の前記ポートにのみエアを供給することにより、前記スライドシャフトをスライド停止状態に切り替える一方、前記エア供給源から前記ポートへのエアの供給を停止することにより、前記スライドシャフトをスライド可能状態に切り替えるように構成されていることを特徴とする。
このように構成されるワーク姿勢制御装置では、スライドシャフトのスライド可能状態とスライド停止状態との切り替えを一般的なエアシリンダとこのエアシリンダに圧縮エアを供給するエア供給源とを利用して行えるように作用する。

【0010】

第３の発明に係るワーク姿勢制御装置は、第１の発明において、前記スライドユニットは、前記スライドシャフトをスライド可能に支持するブッシュであり、前記可動切替部は、前記スライドシャフトを把持可能なチャック機構であり、当該チャック機構が前記スライドシャフトを把持することにより、前記スライドシャフトをスライド停止状態に切り替える一方、前記チャック機構が前記スライドシャフトを離すことにより、前記スライドシャフトをスライド可能状態に切り替えるように構成されていることを特徴とする。
このように構成されるワーク姿勢制御装置では、チャック機構がスライドシャフトを離して当該スライドシャフトがスライド可能状態になる際、チャック機構がスライドユニットから切り離された状態となるように作用する。

【0011】

また、本発明は、上述の如きワーク姿勢制御装置を備えたワーク供給システムをも対象とし、次のような対策を講じた。
すなわち、第４の発明に係るワーク供給システムは、第１から第３のいずれか１つの発明のワーク姿勢制御装置の上流に配置され、前記ワークを搬送して前記ワーク姿勢制御装置に供給するワーク搬送装置と、前記プレートの上面に位置する前記ワークをピッキングするロボットと、当該ロボットによりピッキングされた前記ワークを受け取るワーク受取装置と、を備えていることを特徴とする。
このように構成されるワーク供給システムでは、密集する複数のワークを効率的に分散させるか、あるいは、表裏反転させることができるように作用する。

【発明の効果】

【0012】

第１の発明であるワーク姿勢制御装置は、平面視で互いに対角に位置する各アクチュエータ及び各スライドユニットのうち、少なくとも一方のアクチュエータを作動させるとともに、各スライドユニットにおけるスライドシャフトのスライド可能状態とスライド停止状態との組み合わせをそれぞれ変更させると、駆動するアクチュエータにおける駆動シャフトの上下振動によって、停止しているアクチュエータの駆動シャフト、及び／又は、停止しているスライドユニットのスライドシャフトが接続されたフローティングジョイントのジョイント部を中心としてプレートが傾動することで、上方及び下方への傾動のいずれでも傾いたプレートの上面において駆動状態のアクチュエータ側から停止状態のアクチュエータ、及び／又は、スライドユニット側へプレートの上面に対する水平方向の力を連続的にワークに対して付勢することが可能になる。したがって、２つのアクチュエータだけでプレートの上面におけるあらゆる方向に各ワークを移動させることができるようになり、アクチュエータを同期させる調整に費やす時間が短くなるので、製作やメンテナンスを容易にできる装置にすることができる。また、同期の調整を行う対象が２つのアクチュエータのみであるので、特許文献１の如きアクチュエータが４つある装置に比べて調整不足が起こり難くなって一方のアクチュエータに負荷が掛かり過ぎるというのを回避することができ、駆動制御も容易である。したがって、装置の各アクチュエータにおける同期速度を減らす必要が無くなり、装置の動作の高速化を実現することができる。さらに、フローティングジョイントによる当該フローティングジョイントのジョイント部を中心としたプレートが傾動可能となるような構成と、駆動エアシリンダの駆動シャフトや従動エアシリンダのスライドシャフトが停止可能な構成とを採用することで、駆動エアシリンダが配置される対角方向及び従動エアシリンダが配置される対角方向のいずれであっても振動の振幅を大きく取る、言わば「周期的な傾動」が可能である。そして、この「周期的な傾動」がワークに水平方向に働く力を付与し、ワークを搬送することを可能としている。

【0013】

第２の発明であるワーク姿勢制御装置は、スライドシャフトにおけるスライド可能状態とスライド停止状態との切り替えを一般的なエアシリンダとこのエアシリンダに圧縮エアを供給するエア供給源とを利用して行えるようになる。したがって、シンプルな構造で装置を完成させることができるとともに、部品コストを低く抑えることができる。

【0014】

第３の発明であるワーク姿勢制御装置は、スライドシャフトがスライド可能状態の際、チャック機構がスライドユニットに接触せずに当該スライドユニットから切り離された状態になるので、アクチュエータにおける駆動シャフトの伸縮動作に伴うプレートの上下振動の影響を受けなくなり、故障を少なくすることができる。

【0015】

第４の発明であるワーク供給システムは、密集する複数のワークを効率的に分散させるか、あるいは、表裏反転させることができるようになる。したがって、ロボットによるピッキング作業がミス無く時間をかけずに行われるようになり、ピッキングした各ワークをライン下流側の受取装置へと順次効率的に送ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施例１に係るワーク供給システムの概略斜視図である。

【図2】本発明の実施例１に係るワーク供給システムのブロック図である。

【図3】本発明の実施例１に係るワーク姿勢制御装置の概略斜視図である。

【図4】図３のIV矢視図であり、アクチュエータによって上下振動が印加されてプレートが傾動している状態を示す図である。

【図5】図４のV矢視図である。

【図6A】本発明の実施例１に係るワーク姿勢制御装置を作動させる時のプレートの上面における各ワークの動きを示す平面図であり、ワーク姿勢制御装置を作動させる前の状態を示す。

【図6B】図６Ａの後、ライン下流側のスライドユニットを停止させるとともにライン上流側のスライドユニットをスライド可能な状態にし、且つ、ライン下流側のアクチュエータを停止させた状態でライン上流側のアクチュエータを駆動させた後の状態を示す。

【図7A】本発明の実施例１に係るワーク姿勢制御装置を作動させる時のプレートの上面における各ワークの動きを示す平面図であり、ワーク姿勢制御装置を作動させる前の状態を示す。

【図7B】図７Ａの後、ライン下流側のスライドユニットを停止させるとともにライン上流側のスライドユニットをスライド可能な状態にし、且つ、ライン上流側のアクチュエータを停止させた状態でライン下流側のアクチュエータを駆動させた後の状態を示す。

【図8A】本発明の実施例１に係るワーク姿勢制御装置を作動させる時のプレートの上面における各ワークの動きを示す平面図であり、ワーク姿勢制御装置を作動させる前の状態を示す。

【図8B】図８Ａの後、両方のスライドユニットをスライド可能な状態にし、且つ、ライン下流側のアクチュエータを停止させた状態でライン上流側のアクチュエータを駆動させた後の状態を示す。

【図8C】図８ＡのＡ矢視図である。

【図9A】本発明の実施例１に係るワーク姿勢制御装置を作動させる時のプレートの上面における各ワークの動きを示す平面図であり、ワーク姿勢制御装置を作動させる前の状態を示す。

【図9B】図９Ａの後、ライン下流側のスライドユニットを停止させるとともにライン上流側のスライドユニットをスライド可能な状態にし、且つ、両方のアクチュエータを駆動させた後の状態を示す。

【図9C】図９ＡのＢ矢視図である。

【図10】本発明の実施例２に係る図２相当図である。

【図11】本発明の実施例２に係る図４相当図である。

【図12】本発明の実施例２に係る図５相当図である。

【図13】本発明の実施例３に係る図２相当図である。

【図14】本発明の実施例３に係る図４相当図である。

【図15】本発明の実施例３に係る図５相当図である。

【図16】図１４のXVI部の断面拡大図である。

【図17】図１４のXVII部の断面拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の好ましい実施例の説明は、本質的に例示に過ぎない。
本願発明の実施例では、画像解析部、ユニット制御部あるいはピッキング制御部等、「部」という語を含んだ構成要素を採用しているが、この「部」とは、手段あるいは機能を意味し、具体的な構成要素としては、特定の動作を実行するための「素子」や「電子回路」、あるいは「構成物のユニット」又は「それらが集合した装置」であり、これらを概念化して「部」として示すものである。

【実施例0018】

図１及び図２は、本発明の実施例１に係るワーク供給システム１を示す。このワーク供給システム１は、複数のワークＷ（図６～図９参照）を支持可能なプレート１０ａを有し、当該プレート１０ａの上面に位置する各ワークＷの姿勢を制御するワーク姿勢制御装置１０と、このワーク姿勢制御装置１０の側方に配設され、プレート１０ａの上面に位置する各ワークＷをピッキングするピッキングシステム１１と、ワーク姿勢制御装置１０のライン上流側に配置され、各ワークＷを搬送して順次ワーク姿勢制御装置１０に供給するワーク搬送装置１２と、ワーク姿勢制御装置１０のライン下流側に配置され、ピッキングシステム１１によりピッキングされた各ワークＷを受け取るワーク受取装置１３と、を備えている。

【0019】

ピッキングシステム１１は、先端にエンドエフェクタ１１ｃが取り付けられたハンド１１ｂを有するロボット１１ａと、プレート１０ａの上面に位置する各ワークＷを撮影可能なカメラ１１ｄと、当該カメラ１１ｄによる撮影画像を解析する画像解析部１１ｅと、ロボット１１ａと画像解析部１１ｅとに接続されたピッキング制御部１１ｆと、を備えている。
画像解析部１１ｅは、カメラ１１ｄにて撮影された画像を解析するとともに、それにより得た各ワークＷの位置や向きの情報や、あるいは表裏の情報等のワーク状態情報をピッキング制御部１１ｆに送信するようになっている。
ピッキング制御部１１ｆは、画像解析部１１ｅからワーク状態情報を受信すると、当該ワーク状態情報に基づいてロボット１１ａにピッキング指令を発信するようになっている。なお、ピッキング制御部１１ｆは、ワーク状態情報に基づいて表面（おもてめん）が上向く各ワークＷのみをピッキングするピッキング指令を発信するだけでなく、各ワークの姿勢が側面も含めて表裏構わずピッキングするピッキング指令をも発信することができるようになっている。
そして、ロボット１１ａは、ピッキング制御部１１ｆからピッキング指令を受信すると、エンドエフェクタ１１ｃがプレート１０ａの上面に位置する各ワークＷをピッキングするとともに、ワーク受取装置１３に受け渡すようになっている。

【0020】

ワーク搬送装置１２は、無端状ベルトを有する搬送コンベア１２ａを備え、この搬送コンベア１２ａは、無端状ベルトを周回移動させることにより、各ワークＷを下流端から順次落下させてワーク姿勢制御装置１０に供給するようになっている。
また、ワーク受取装置１３には、番重や段ボール箱等の容器（図示せず）が配置され、ロボット１１ａは、ワーク姿勢制御装置１０にてピッキングした各ワークＷをワーク受取装置１３の容器に順次入れるようになっている。

【0021】

ワーク姿勢制御装置１０は、プレート１０ａの上面に位置する各ワークＷが密集状態や表裏反転状態になっていたり、あるいは、互いに重なり合った状態であるのを解消させるとともに、各ワークＷをそれぞれ個片として分散させるものであり、図２～図４に示すように、プレート１０ａの下面隅部の下方にそれぞれ配置された４つの伸縮ユニット２と、当該各伸縮ユニット２を制御するユニット制御部３（制御装置）と、を備えている。
４つの伸縮ユニット２は、互いに対角に位置する一方の組である２つの第１ユニット２Ａと、他方の組である２つの第２ユニット２Ｂと、で構成されている。すなわち、一対の第１ユニット２Ａと一対の第２ユニット２Ｂとの計４つについて平面視で両第１ユニット２Ａが対角に位置するとともに両第２ユニット２Ｂが対角に位置する配置になっている。

【0022】

第１ユニット２Ａは、上端がプレート１０ａの下面に固定され、当該プレート１０ａの下面を支える細棒状の支持脚４と、上端が支持脚４の下端に接続されたフローティングジョイント５と、このフローティングジョイント５の下方に配置されたポートを２つ有する複動式の駆動エアシリンダ６（アクチュエータ）と、を備えている。この駆動エアシリンダ６は、上下にスライド動作を行う駆動シャフト６ａを有し、当該駆動シャフト６ａの上端がフローティングジョイント５の下端に接続されている。そして、駆動エアシリンダ６には、各ポートに圧縮エアを供給可能な第１エア供給源７が接続されていて、当該第１エア供給源７による圧縮エアの給排動作により、駆動シャフト６ａを上下振動させてフローティングジョイント５を介して支持脚４及びプレート１０ａに対して上下振動を独立して印加できるようになっている。

【0023】

第２ユニット２Ｂは、駆動エアシリンダ６の部分がポートを２つ有する複動式の従動エアシリンダ８（スライドユニット）に変わる点を除いて第１ユニット２Ａと同一の構造をしているので、当該第１ユニット２Ａと同じ個所には同一の符号を付し、異なる部分のみを詳述する。
従動エアシリンダ８は、上下にスライド可能なスライドシャフト８ａを有し、当該スライドシャフト８ａの上端がフローティングジョイント５の下端に接続されている。
従動エアシリンダ８には、各ポートに圧縮エアを供給可能な第２エア供給源９（可動切替部）が接続されている。この第２エア供給源９は、いずれか一方のポートにのみ圧縮エアを供給することにより、スライドシャフト８ａをスライド停止状態に切り替える一方、各ポートへの圧縮エアの供給を停止することにより、スライドシャフト８ａをスライド可能状態に切り替えるようになっている。つまり、第２エア供給源９は、スライドシャフト８ａをスライド可能状態とスライド停止状態とに切替可能になっている。

【0024】

ユニット制御部３は、各第１ユニット２Ａの駆動シャフト６ａのスライド動作と、各第２エア供給源９の第２ユニット２Ｂへの圧縮エアの供給停止の切替動作とを制御するようになっている。すなわち、ユニット制御部３は、図４及び図５に一例を示すように、少なくとも１つの駆動シャフト６ａを上下振動させて支持脚４及びプレート１０ａに上下振動を独立して印加し、残りの駆動シャフト６ａ及びスライドシャフト８ａのうちの少なくとも１つを停止させて駆動シャフト６ａの上下振動に伴うプレート１０ａの傾動中心が、スライド停止状態の駆動シャフト６ａ又はスライドシャフト８ａに接続されたフローティングジョイント５のジョイント部５ａに存在するように制御するようになっている。そうすると、ワークＷが供給された状態のプレート１０ａの上面において駆動状態の伸縮ユニット２側から停止状態の伸縮ユニット２側へプレート１０ａの上面に対する水平方向の力をワークＷに対して付勢することが可能になるので、プレート１０ａの上面のワークＷが駆動状態の伸縮ユニット２側から停止状態の伸縮ユニット２側へと移動するようになっている。

【0025】

なお、ワーク姿勢制御装置１０のプレート１０ａが所定のフローティングジョイント５のジョイント部５ａを中心に上下に傾動を繰り返すことにより、プレート１０ａの上面のワークＷが駆動状態の伸縮ユニット２側から停止状態の伸縮ユニット２側へ移動する原理は、特許文献１に詳細に記載されているため、ここでは説明を割愛する。

【0026】

次に、ユニット制御部３の具体的な制御について詳述する。なお、以下では、便宜上、ライン上流側に位置する第１ユニット２Ａを第１ユニット２Ａ_１と呼び、ライン下流側に位置する第１ユニット２Ａを第１ユニット２Ａ_２と呼ぶ一方、ライン下流側に位置する第２ユニット２Ｂを第２ユニット２Ｂ_１と呼び、ライン上流側に位置する第２ユニット２Ｂを第２ユニット２Ｂ_２と呼ぶことにする。

【0027】

ユニット制御部３は、図６Ａに示すように、プレート１０ａのワーク搬送装置１２側の領域に多数のワークＷが位置する場合、第２ユニット２Ｂ_１の従動エアシリンダ８におけるスライドシャフト８ａをスライド停止状態にするとともに第２ユニット２Ｂ_２の従動エアシリンダ８におけるスライドシャフト８ａをスライド可能状態にし、且つ、第１ユニット２Ａ_２の駆動エアシリンダ６における駆動シャフト６ａを停止させた状態で第１ユニット２Ａ_１の駆動エアシリンダ６における駆動シャフト６ａを上下振動させるようになっている。そうすると、プレート１０ａの上面の各ワークＷは、図６Ｂに示すように、プレート１０ａの中央領域へと分散しながら移動するようになっている。

【0028】

また、ユニット制御部３は、図７Ａに示すように、プレート１０ａのワーク受取装置１３側の領域に多数のワークＷが位置する場合、第２ユニット２Ｂ_１の従動エアシリンダ８におけるスライドシャフト８ａをスライド停止状態にするとともに第２ユニット２Ｂ_２の従動エアシリンダ８におけるスライドシャフト８ａをスライド可能状態にし、且つ、第１ユニット２Ａ_１の駆動エアシリンダ６における駆動シャフト６ａを停止させた状態で第１ユニット２Ａ_２の駆動エアシリンダ６における駆動シャフト６ａを上下振動させるようになっている。そうすると、プレート１０ａの上面の各ワークＷは、図７Ｂに示すように、プレート１０ａの中央領域へと分散しながら移動するようになっている。

【0029】

さらに、ユニット制御部３は、図８Ａに示すように、プレート１０ａのワーク搬送装置１２側で、且つ、ワーク受取装置１３から遠い側の領域に多数のワークＷが位置する場合、第２ユニット２Ｂ_１及び第２ユニット２Ｂ_２の各従動エアシリンダ８におけるスライドシャフト８ａをスライド可能状態にし、且つ、第１ユニット２Ａ_２の駆動エアシリンダ６における駆動シャフト６ａを停止させた状態で第１ユニット２Ａ_１の駆動エアシリンダ６における駆動シャフト６ａを上下振動させるようになっている。そうすると、プレート１０ａの上面の各ワークＷは、図８Ｂに示すように、プレート１０ａの中央領域へと分散しながら移動するようになっている。なお、駆動シャフト６ａの上下振動に従動して両スライドシャフト８ａが上下振動するようになっていて、プレート１０ａを上下振動させる際の第２ユニット２Ｂ_１及び第２ユニット２Ｂ_２の各従動エアシリンダ８のスライドシャフト８ａの振幅ｗ１は、図８Ｃに示すように、第１ユニット２Ａ_１の駆動エアシリンダ６の駆動シャフト６ａの振幅ｗ２の半分となるように同期設定されている。

【0030】

それに加えて、ユニット制御部３は、図９Ａに示すように、プレート１０ａのワーク搬送装置１２側で、且つ、ワーク受取装置１３側の領域に多数のワークＷが位置する場合、第２ユニット２Ｂ_１の従動エアシリンダ８におけるスライドシャフト８ａをスライド停止状態にするとともに第２ユニット２Ｂ_２の従動エアシリンダ８におけるスライドシャフト８ａをスライド可能状態にし、且つ、第１ユニット２Ａ_１及び第１ユニット２Ａ_２の各駆動エアシリンダ６における駆動シャフト６ａを上下振動させるようになっている。そうすると、プレート１０ａの上面の各ワークＷは、図９Ｂに示すように、プレート１０ａの中央領域へと分散しながら移動するようになっている。なお、プレート１０ａを上下振動させる際の第１ユニット２Ａ_１及び第１ユニット２Ａ_２の各駆動エアシリンダ６の駆動シャフト６ａの振幅ｗ３は、同位相で、図９Ｃに示すように、第２ユニット２Ｂ_２の従動エアシリンダ８のスライドシャフト８ａの振幅ｗ４の半分となるように同期設定されている。

【0031】

なお、図９Ａのように、多数のワークＷがプレート１０ａのワーク搬送装置１２側で、且つ、ワーク受取装置１３側の領域に位置する場合においてプレート１０ａの中央領域へと分散させながら移動させるその他のユニット制御部３による制御手順として、まず、第２ユニット２Ｂ_１の従動エアシリンダ８におけるスライドシャフト８ａをスライド停止状態にするとともに第２ユニット２Ｂ_２の従動エアシリンダ８におけるスライドシャフト８ａをスライド可能状態にし、且つ、第１ユニット２Ａ_２の駆動エアシリンダ６における駆動シャフト６ａを停止させた状態で第１ユニット２Ａ_１の駆動エアシリンダ６における駆動シャフト６ａを上下振動させることにより、各ワークＷをプレート１０ａにおけるワーク受取装置１３側の略中央領域に移動させた後、第２ユニット２Ｂ_１の従動エアシリンダ８におけるスライドシャフト８ａをスライド停止状態にするとともに第２ユニット２Ｂ_２の従動エアシリンダ８におけるスライドシャフト８ａをスライド可能状態にし、且つ、第１ユニット２Ａ_１の駆動エアシリンダ６における駆動シャフト６ａを停止させた状態で第１ユニット２Ａ_２の駆動エアシリンダ６における駆動シャフト６ａを上下振動させることにより、各ワークＷをプレート１０ａの略中央領域へと分散させながら移動させるようにしてもよい。
また、図６Ａ，Ｂ、図７Ａ，Ｂ、図８Ａ～Ｃ、図９Ａ～Ｃで示した第１ユニット２Ａ_１，２Ａ_２と第２ユニット２Ｂ_１，２Ｂ_２の位置をそれぞれ入れ替えても、これらの図を用いて説明した方法で同様にワークＷをプレート１０ａの略中央領域へと分散させながら移動させることが可能である。後述する実施例２の構成を採用した場合も同様である。

【0032】

さらに、各ワークＷが、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ及び図９Ａに示すプレート１０ａの領域に位置しない場合であっても、ユニット制御部３は、少なくとも一方の駆動エアシリンダ６を作動させるとともに、各従動エアシリンダ８におけるスライドシャフト８ａのスライド可能状態とスライド停止状態との組み合わせをそれぞれ変更させることにより、プレート１０ａの上面の各ワークＷをプレート１０ａの中央領域へと分散させながら移動させることができるようになっている。

【0033】

以上より、本発明の実施例１によると、平面視で互いに対角に位置する各駆動エアシリンダ６及び各従動エアシリンダ８のうち、少なくとも一方の駆動エアシリンダ６を作動させるとともに、各従動エアシリンダ８におけるスライドシャフト８ａのスライド可能状態とスライド停止状態との組み合わせをそれぞれ変更させると、駆動する駆動エアシリンダ６における駆動シャフト６ａの上下振動によって、停止している駆動エアシリンダ６の駆動シャフト６ａ、及び／又は、停止している従動エアシリンダ８のスライドシャフト８ａが接続されたフローティングジョイント５のジョイント部５ａを中心としてプレート１０ａが傾動することで、上方及び下方への傾動のいずれでも傾いたプレート１０ａの上面において駆動状態の駆動エアシリンダ６側から停止状態の駆動エアシリンダ６、及び／又は、従動エアシリンダ８側へプレート１０ａの上面に対する水平方向の力を連続的にワークＷに対して付勢することが可能になる。したがって、２つの駆動エアシリンダ６だけでプレート１０ａの上面におけるあらゆる方向に各ワークＷを移動させることができるようになり、駆動エアシリンダ６を同期させる調整に費やす時間が短くなるので、製作やメンテナンスを容易にできるワーク姿勢制御装置１０にすることができる。

【0034】

また、同期の調整を行う対象が２つの駆動エアシリンダ６のみであるので、特許文献１の如き駆動エアシリンダが４つある装置に比べて調整不足が起こり難くなって一方の駆動エアシリンダ６に負荷が掛かり過ぎるというのを回避することができ、駆動制御も容易である。したがって、ワーク姿勢制御装置１０の各駆動エアシリンダ６における同期速度を減らす必要が無くなり、ワーク姿勢制御装置１０の動作の高速化を実現することができる。
さらに、フローティングジョイント５による当該フローティングジョイント５のジョイント部５ａを中心としたプレート１０ａが傾動可能となるような構成と、駆動エアシリンダ６の駆動シャフト６ａや従動エアシリンダ８のスライドシャフト８ａが停止可能な構成とを採用することで、駆動エアシリンダ６が配置される対角方向及び従動エアシリンダ８が配置される対角方向のいずれであっても振動の振幅を大きく取る、言わば「周期的な傾動」が可能である。そして、この「周期的な傾動」がワークＷに水平方向に働く力を付与し、ワークＷを搬送することを可能としている。

【0035】

また、駆動エアシリンダ６の動作に伴って従動するスライドユニットの構造においてスライド可能状態とスライド停止状態との切り替えを一般的な構造からなる従動エアシリンダ８とこの従動エアシリンダ８に圧縮エアを供給する第２エア供給源９とを利用して行えるようになる。したがって、シンプルな構造でワーク姿勢制御装置１０を完成させることができるとともに、部品コストを低く抑えることができる。
さらに、本発明の実施例１におけるワーク供給システム１は、ワーク姿勢制御装置１０によって密集する複数のワークＷを効率的に分散させるか、あるいは、表裏反転させることができるようになる。したがって、ロボット１１ａによるピッキング作業がミス無く時間をかけずに行われるようになり、ピッキングした各ワークＷをライン下流側のワーク受取装置１３へと順次効率的に送ることができる。

【実施例0036】

図１０は、本発明の実施例２のワーク供給システム１を示し、図１１及び図１２は、本発明の実施例２のワーク姿勢制御装置１０を示す。この実施例２では、ワーク姿勢制御装置１０の一部構造が実施例１とは異なっているので、実施例１と同様の部分には同じ符号を付し、その他、異なる部分のみを説明する。
実施例２のワーク姿勢制御装置１０の各駆動エアシリンダ６には、当該駆動エアシリンダ６の各ポートに圧縮エアを供給可能なエア供給源７Ａが接続され、当該エア供給源７Ａが駆動エアシリンダ６に圧縮エアを給排することにより、駆動シャフト６ａが上下振動するようになっている。
また、実施例２のスライドシャフト８ａは、図１１及び図１２に示すように、短い筒状をなすブッシュ８ｂに上下にスライド可能に支持されている。また、ブッシュ８ｂの下方には、スライドシャフト８ａの下部を把持可能なチャック機構１４（可動切替部）が配設されている。スライドシャフト８ａとブッシュ８ｂとで本発明のスライドユニット８Ａを構成しており、チャック機構１４は、下方にスライドした状態のスライドシャフト８ａの下部を把持することにより、当該スライドシャフト８ａをスライド停止状態に切り替える一方、スライドシャフト８ａを離すことにより、当該スライドシャフト８ａをスライド可能状態に切り替えるように構成されている。
なお、実施例２のユニット制御部３の具体的な制御とその制御によるワーク姿勢制御装置１０の動作は、スライドシャフト８ａをスライド停止状態にする機構が異なる以外は実施例１と同じであるので、詳細な説明を割愛する。

【0037】

以上より、本発明の実施例２によると、駆動エアシリンダ６の動作に伴って従動するスライドユニットの構造においてスライドシャフト８ａがスライド可能状態の際、チャック機構１４がスライドユニット８Ａに接触せずに当該スライドユニット８Ａから切り離された状態になるので、駆動エアシリンダ６における駆動シャフト６ａの伸縮動作に伴うプレート１０ａの上下振動の影響を受けなくなり、故障を少なくすることができる。