特許 7173816 ピッキング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】ピッキング装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/06 20060101AFI20221109BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20221109BHJP

   B25J 15/08 20060101ALI20221109BHJP

【ＦＩ】

B25J15/06 S

B25J13/08 A

B25J15/08 C

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018189865

(22)【出願日】2018-10-05

(65)【公開番号】P2020059066

(43)【公開日】2020-04-16

【審査請求日】2021-09-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西本 剛

【審査官】臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０９４１１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０２－０７０６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２３９６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７１０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４７２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０９４１０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１３８２６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００６３６２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００５２１３５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ９／１６－１５／０８

Ｂ６６Ｃ ２３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸状のワークをピッキングするピッキング装置であって、
前記ワークを吸着する吸着部と、
前記吸着部を移動させる移動部と、
前記ワークを撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を処理して軸方向における前記ワークの両端の位置を検出する検出処理部と、
前記画像から検出された前記ワークの両端のうち一端を吸着位置に設定すると共に、他端を支点として前記ワークを立ち上げるように前記一端の円弧状の移動軌跡を設定する設定処理部と、
前記吸着部で前記ワークの前記吸着位置を吸着してから前記吸着部が前記移動軌跡に沿って移動して上昇するように前記吸着部と前記移動部とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記吸着部が前記移動軌跡に沿って移動して前記ワークが立ち上がる直前位置で一旦停止し、以降は前記吸着部が前記ワークを下方に押し付けるように移動してから上昇するように前記移動部を制御し、
前記吸着部が前記ワークを下方に押し付けるように移動する際に、前記吸着部が前記ワークから受ける反力を吸収する反力吸収部材を備える
ピッキング装置。

【請求項2】

軸状のワークをピッキングするピッキング装置であって、
前記ワークを吸着する吸着部と、
前記吸着部を移動させる移動部と、
前記ワークを撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を処理して軸方向における前記ワークの両端の位置を検出する検出処理部と、
前記画像から検出された前記ワークの両端のうち一端を吸着位置に設定すると共に、他端を支点として前記ワークを立ち上げるように前記一端の円弧状の移動軌跡を設定する設定処理部と、
前記吸着部で前記ワークの前記吸着位置を吸着してから前記吸着部が前記移動軌跡に沿って移動して上昇するように前記吸着部と前記移動部とを制御する制御部と、
を備え、
前記ワークは、前記他端を支点として立ち上げられた際に自立するように、前記他端の端面が平坦状に形成されており、
前記制御部は、前記吸着部が前記移動軌跡に沿って移動して前記ワークが立ち上がる直前位置で停止すると共に前記吸着部による吸着を解除するように前記吸着部と前記移動部とを制御し、
前記撮像部は、前記吸着部による吸着が解除されて立ち上がった状態の前記ワークを再撮像し、
前記検出処理部は、前記撮像部により再撮像された画像を処理して、前記ワークをピッキングするために前記ワークの位置を再検出する
ピッキング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、ピッキング装置を開示する。

【背景技術】

【0002】

従来、ワークの状態を認識し、その認識結果に基づいてピッキング位置を決定してワークをピッキングする装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、ワークを吸着するハンドに複数の吸盤が設けられており、ワークをピッキングした際の各吸盤の吸着圧力に基づいてピッキング状態が安定しているか否かを判定し、不安定と判定すると吸盤による吸着位置を変更するものとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１３２５２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようなワークのピッキング装置において、軸状のワークを軸方向が鉛直方向となる立ち姿勢でピッキングする場合がある。その場合、軸方向の上端が吸着されたワークがその吸着位置を支点に揺れて不安定な状態となることがある。しかし、軸状のワークを立ち姿勢でピッキングするための吸着位置は限られるため、上述した特許文献１ように吸着位置を変更することによりワークを安定させるのは困難である。このため、ワークの揺れが収まるのを待つ必要があり、時間的なロスが生じて作業効率が低下してしまう。

【0005】

本開示は、軸状のワークを立ち姿勢でピッキングする際にワークを速やかに安定させることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本開示のピッキング装置は、軸状のワークをピッキングするピッキング装置であって、前記ワークを吸着する吸着部と、前記吸着部を移動させる移動部と、前記ワークを撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された画像を処理して軸方向における前記ワークの両端の位置を検出する検出処理部と、前記画像から検出された前記ワークの両端のうち一端を吸着位置に設定すると共に、他端を支点として前記ワークを立ち上げるように前記一端の円弧状の移動軌跡を設定する設定処理部と、前記吸着部で前記ワークの前記吸着位置を吸着してから前記吸着部が前記移動軌跡に沿って移動して上昇するように前記吸着部と前記移動部とを制御する制御部と、を備えることを要旨とする。

【0008】

本開示のピッキング装置は、画像から検出したワークの両端のうち一端を吸着位置に設定すると共に、他端を支点としてワークを立ち上げるように一端の円弧状の移動軌跡を設定する。そして、吸着部でワークの吸着位置を吸着させてから吸着部を移動軌跡に沿って移動させ上昇させる。これにより、吸着部でワークの一端を吸着してから直ちに真上に上昇するものに比して、ワークを立ち姿勢に近付けてから上昇することができるから、吸着位置を支点とするワークの振れ幅を抑えて、ワークが揺れるのを抑制することができる。このため、軸状のワークを立ち姿勢でピッキングする際にワークを速やかに安定させて、ワークを立ち姿勢として行う作業の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】作業システム１０の概略説明図。

【図2】把持ユニット５０の斜視図。

【図3】ボルト移載処理の一例を示すフローチャート。

【図4】ピッキング動作処理の一例を示すフローチャート。

【図5】ピッキング動作の一例を示す説明図。

【図6】第１変形例のピッキング動作処理を示すフローチャート。

【図7】第１変形例のピッキング動作を示す説明図。

【図8】第２変形例のピッキング動作処理を示すフローチャート。

【図9】第２変形例のピッキング動作を示す説明図。

【図10】第３変形例のピッキング動作処理を示すフローチャート。

【図11】第３変形例のピッキング動作を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１は作業システム１０の概略説明図であり、図２は把持ユニット５０の斜視図である。作業システム１０は、図１に示すように、システム制御部１２と、ワーク撒布装置２０と、ワーク移載装置４０と、ワーク収容箱８０とを備える。また、本実施形態では、ワークとしてボルト３７を例示して説明する。なお、図１，図２の左右方向がＸ軸方向であり、前後方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

【0011】

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、ＣＰＵ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。システム制御部１２は、ワーク撒布装置２０やワーク移載装置４０など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。

【0012】

ワーク撒布装置２０は、図１に示すように、多軸ロボットアーム２１と、撒布ユニット２２と、撒布制御部２８とを備える。撒布ユニット２２は、図示しない供給部から供給された複数のボルト３７を採取してワーク収容箱８０の作業用プレート８１へ撒くユニットであり、多軸ロボットアーム２１のアーム先端に取り付けられている。撒布ユニット２２は、アクチュエータ２５によって昇降可能なロッド２４と、ロッド２４の下端に固定された円柱状の吸着部２３とを有する。吸着部２３は、比較的強力な電磁石であり、磁力により複数のボルト３７を一度に吸着する。吸着部２３は、多軸ロボットアーム２１やアクチュエータ２５によって自由に水平動や上下動が可能である。撒布制御部２８は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成され、ワーク撒布装置２０の動作を制御する。

【0013】

ワーク移載装置４０は、多軸ロボットアーム４１と、把持ユニット５０と、カメラ４５と、照明４６と、移載制御部４８とを備える。把持ユニット５０は、ワーク収容箱８０の作業用プレート８１に撒かれた複数のボルト３７（図１参照）から１つのボルト３７を磁力で吸着して把持するユニットであり、多軸ロボットアーム４１のアーム先端に取り付けられている。把持ユニット５０は、多軸ロボットアーム４１によって自由に水平動や上下動が可能である。カメラ４５と照明４６は、多軸ロボットアーム４１のアーム先端に固定されている。カメラ４５は、作業用プレート８１に撒かれた複数のボルト３７などを撮像し、その画像を移載制御部４８に出力する。照明４６は、ＬＥＤなどの発光源が環状に配置されたリングライトであり、カメラ４５と同軸に配置されている。移載制御部４８は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成され、ワーク移載装置４０の動作を制御する。

【0014】

ワーク移載装置４０の把持ユニット５０は、図２に示すように、アーム先端に取り付けられたＬ型部材５１と、Ｌ型部材５１に支持軸５２を介して連結されたブラケット５３とを有し、ブラケット５３に設けられた吸着部５５とチャック部６０とを備える。ブラケット５３には、上述したカメラ４５や照明４６（図２の１点鎖線参照）も支持されている。

【0015】

吸着部５５は、ブラケット５３の下部に上下方向に延在するように固定された軸状の電磁石として構成されている。吸着部５５は、供給される電力に応じて電磁石が複数段階（例えば３段階）の磁力（吸着力）を生じるように構成されている。

【0016】

チャック部６０は、所定の中心線（吸着部５５の電磁石の中心軸）に対して左右対称に配置され上面視の形状がＶ字状の一対の把持爪６２と、一対の把持爪６２を開閉させる開閉機構６５と、一対の把持爪６２を昇降させる昇降機構７０とを備える。一対の把持爪６２は、それぞれ上下方向に延在するスプライン軸としてのシャフト６３の下端に取り付けられている。開閉機構６５は、ブラケット５３の中央部にＸ軸方向に延在するように配設されたＸ軸レール６６と、図示しないエアシリンダの駆動によりＸ軸レール６６上を互いに接近または離間する左右一対のＸ軸スライダ６７とを備える。一対のＸ軸スライダ６７は、それぞれシャフト６３がボールスプラインを介して上下動可能に挿通されている。昇降機構７０は、ブラケット５３の上部にロッド（ピストンロッド）７２が上下方向（Ｚ軸方向）に往復動するように配設されたエアシリンダ７１と、ロッド７２の下端に取り付けられＸ軸方向に延びる左右一対の長穴７３ａが形成された昇降板７３とを備える。昇降板７３の左右一対の長穴７３ａには、各シャフト６３の上端が挿通されている。各シャフト６３の上端は、昇降板７３の上面側と下面側に設けられた支持具７４，７５により、長穴７３ａから抜けることなく且つ長穴７３ａ内をＸ軸方向にスライド可能に支持される。

【0017】

チャック部６０の一対の把持爪６２は、昇降機構７０のエアシリンダ７１の駆動により昇降板７３およびシャフト６３が上下動するのに伴って上下動し、開閉機構６５のエアシリンダの駆動により一対のＸ軸スライダ６７およびシャフト６３が接近・離間するのに伴って開閉する。このため、把持ユニット５０は、吸着部５５に吸着された状態のボルト３７を、チャック部６０の一対の把持爪６２により左右両側から挟んで、センタリングしながら把持するものとなる。

【0018】

ワーク収容箱８０は、図１に示すように上方が開放された箱であり、作業用プレート８１が水平に支持されている。ワーク収容箱８０は、複数個（ここでは６個）が１つの収容台８２に載せられている。収容台８２は、フレーム１４の上面に敷かれたレール８４に沿って、退避位置（図１の点線参照）と処理位置（図１の実線参照）との間で図示しない駆動部によって移動可能となっている。本実施形態では、収容台８２はフレーム１４の上面の左右両側に１つずつ設けられている。

【0019】

パレット３６は、図１に示すようにボルト３７を整列した状態で載置する部材である。パレット３６は、アクリル樹脂などの樹脂板の上面に、所定の着磁パターンで複数の磁極が着磁された片面多極着磁シートが貼り付けられており、磁性体であるボルト３７の頭部３８を磁力で保持する。パレット３６は、ボルト３７のサイズに応じて定められた位置にボルト３７が載置される。パレット３６は、コンベアベルト３４によって搬入された後、ボルト３７の移載位置で停止され、ボルト３７が載置された後、搬出される。

【0020】

次に、こうして構成された本実施形態の作業システム１０の動作、特に、ワーク収容箱８０内のボルト３７をパレット３６へ整列して載置するボルト移載処理について説明する。このボルト移載処理に先立ち、ワーク撒布装置２０によって、複数のボルト３７がワーク収容箱８０の作業用プレート８１上へ撒かれて、ランダムな姿勢でばらばらに貯留されている。ワーク移載装置４０は、把持ユニット５０により、作業用プレート８１上のボルト３７を１つずつピッキングしてパレット３６の所定位置に移動させ載置させる。

【0021】

図３は、ボルト移載処理の一例を示すフローチャートである。ボルト移載処理は、ワーク移載装置４０の移載制御部４８により実行される。この処理では、移載制御部４８は、まず、作業用プレート８１上の複数のボルト３７をカメラ４５で撮像し（Ｓ１００）、撮像した画像を画像処理して複数のボルト３７のうち１つのボルト３７を認識してその両端の位置を検出する（Ｓ１１０）。次に、移載制御部４８は、ボルト３７の軸部３９の先端を吸着部５５による吸着位置に設定すると共に（Ｓ１２０）、ボルト３７の頭部３８を支点としてボルト３７を立ち上げるための吸着部５５の移動軌跡Ｒを設定する（Ｓ１３０）。続いて、移載制御部４８は、ボルト３７を把持ユニット５０でピッキングするピッキング動作処理を実行する（Ｓ１４０）。そして、移載制御部４８は、ボルト３７をピッキングした把持ユニット５０をパレット３６上に移動させ（Ｓ１５０）、ボルト３７をパレット３６上の目標位置に載置して（Ｓ１６０）、ボルト移載処理を終了する。以下、Ｓ１４０のピッキング動作処理の詳細を説明する。図４はピッキング動作処理の一例を示すフローチャートであり、図５はピッキング動作の一例を示す説明図である。

【0022】

ピッキング動作処理では、移載制御部４８は、まず、多軸ロボットアーム４１により把持ユニット５０を下降させて吸着部５５にボルト３７の先端の吸着位置を吸着させる（Ｓ２００，図５Ａ）。ここで、図５に示すように、移動軌跡Ｒは、ボルト３７の頭部３８を支点として軸方向が鉛直方向となるようにボルト３７を立ち上げると共に立ち上げた際に頭部３８が作業用プレート８１から僅かに浮き上がった状態となる円弧状の移動軌跡として定められる。移動軌跡Ｒの始点即ち当初の吸着位置は、ボルト３７における軸部３９の先端に吸着部５５の下端が上方から当接可能な位置（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）として定められる。例えば、移載制御部４８は、画像から検出した軸部３９の先端位置に基づいてＸ座標の値Ｘ０やＹ座標の値Ｙ０を定め、軸部３９の径に応じた高さに基づいてＺ座標の値Ｚ０を定める。また、移動軌跡Ｒの終点位置は、軸部３９の先端の中心が頭部３８の頂点の中心の鉛直上方となってボルト３７の軸方向が鉛直方向となる位置で、且つボルト３７の頭部３８が作業用プレート８１の上面から僅かに浮き上がる位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）として定められる。例えば、移載制御部４８は、画像から検出した頭部３８の頂点位置に立ち上げに伴うずれ量などを加味してＸ座標の値Ｘ１やＹ座標の値Ｙ１を定め、ボルト３７の全長と浮き上がり量とを加えた高さに基づいてＺ座標の値Ｚ１を定める。そして、移載制御部４８は、ボルト３７の全長に基づく円弧径で、始点位置（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）と終点位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）とを円弧状に滑らかに結ぶ移載軌跡Ｒを定める。なお、以下では、位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を鉛直位置Ｐ２とする。

【0023】

次に、移載制御部４８は、移動軌跡Ｒに沿って所定速度で吸着部５５を移動させ（Ｓ２１０）、ボルト３７が立ち上がった立ち姿勢となる直前の鉛直直前位置Ｐ１に吸着部５５が到達するのを待つ（Ｓ２２０）。移載制御部４８は、Ｓ２１０では、吸着部５５の下端が移動軌跡Ｒに沿って移動するように、多軸ロボットアーム４１を制御して把持ユニット５０を移動させる。また、鉛直直前位置Ｐ１は、図５Ｂに示すように、ボルト３７の軸方向が鉛直方向となる若干手前の位置であり、鉛直方向とのなす角度θが例えば数度～十度程度の角度に定められている。また、移動軌跡Ｒの終点位置は、ボルト３７の頭部３８が僅かに浮き上がる位置としたから、鉛直直前位置Ｐ１は浮き上がり直前の位置となり、値Ｚ１よりも例えば１ｍｍなどの数ｍｍ程度低い位置となる。

【0024】

移載制御部４８は、Ｓ２２０で鉛直直前位置Ｐ１に吸着部５５が到達したと判定すると、吸着部５５の移動を一旦停止させる（Ｓ２３０）。続いて、移載制御部４８は、所定速度よりも遅い速度で移動軌跡Ｒに沿って吸着部５５を移動させ（Ｓ２４０）、ボルト３７が立ち姿勢となる鉛直位置Ｐ２に到達するのを待つ（Ｓ２５０）。このように、移載制御部４８は、鉛直直前位置Ｐ１から鉛直位置Ｐ２まで吸着部５５を移動軌跡Ｒに沿って低速移動させるのである。そして、移載制御部４８は、Ｓ２５０で鉛直位置Ｐ２に吸着部５５が到達したと判定すると、吸着部５５を真上に上昇させてボルト３７を吊り下げ状態とし（Ｓ２６０）、チャック部６０の一対の把持爪６２が下降してボルト３７をチャックするように昇降機構７０と開閉機構６５とを制御して（Ｓ２７０）、ピッキング動作処理を終了する。

【0025】

鉛直位置Ｐ２では、頭部３８が僅かに浮き上がった状態でボルト３７が立ち姿勢となるが（図５Ｃ参照）、鉛直直前位置Ｐ１から鉛直位置Ｐ２まで吸着部５５を低速移動させることで、吸着部５５が鉛直位置Ｐ２に到達した際に慣性によってボルト３７が大きく揺れるのを抑制することができる。このため、ワーク移載装置４０は、Ｓ２６０で吊り下げ状態となったボルト３７を速やかに安定した立ち姿勢とすることができるから、ボルト３７の軸心がチャック部６０のチャック中心とずれるのを防止することができる。また、ワーク移載装置４０は、ボルト３７の揺れが収まるのを待つ必要もないから、吊り下げ状態となったボルト３７を速やかにチャックすることができる。また、ワーク移載装置４０は、ボルト３７の軸心のずれを防止することで、ボルト３７の倒れや位置ずれを防止して、パレット３６上の目標位置にボルト３７を精度良く載置することができる。

【0026】

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の吸着部５５が本開示の吸着部に相当し、多軸ロボットアーム４１が移動部に相当し、カメラ４５が撮像部に相当し、図３のボルト移載処理のＳ１１０を実行する移載制御部４８が検出処理部に相当し、ボルト移載処理のＳ１２０，Ｓ１３０を実行する移載制御部４８が設定処理部に相当し、ボルト移載処理のＳ１４０を実行する移載制御部４８が制御部に相当し、ワーク移載装置４０がピッキング装置に相当する。

【0027】

以上説明したワーク移載装置４０は、吸着部５５でボルト３７の吸着位置を吸着させてから吸着部５５を移動軌跡Ｒに沿って移動させ上昇させる。これにより、ボルト３７を立ち姿勢により近付けてから上昇させることができるから、吸着位置を支点とするボルト３７の振れ幅を抑えてボルト３７が揺れるのを抑制することができる。このため、ピッキングしたボルト３７を速やかに立ち姿勢で安定させて作業効率を向上させることができる。

【0028】

また、吸着部５５は移動軌跡Ｒに沿って所定速度で移動して鉛直直前位置Ｐ１で一旦停止し、鉛直位置Ｐ２まで低速移動してから上昇する。このため、上昇直前のボルト３７の移動速度を落とすと共にボルト３７を立ち姿勢として振れ幅が殆どない状態で吸着部５５が上昇を開始するため、ボルト３７が揺れるのをより確実に抑制することができる。

【0029】

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示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。

【0030】

例えば、上述した実施形態では、ピッキング動作処理において鉛直直前位置Ｐ１で一旦停止して所定速度よりも遅い速度に変更したが、停止することなく遅い速度に切り替えるものとしてもよい。また、鉛直位置Ｐ２まで吸着部５５を移動軌跡Ｒに沿って移動させるものとしたが、これに限られず、以下の第１～第３変形例のようにしてもよい。なお、各変形例では、図４と同じ処理には同じステップ番号を付して説明を省略する。

【0031】

図６は第１変形例のピッキング動作処理を示すフローチャートであり、図７は第１変形例のピッキング動作を示す説明図である。第１変形例では、移載制御部４８は、Ｓ２２０，Ｓ２３０で鉛直直前位置Ｐ１に到達した吸着部５５の移動を停止すると、吸着部５５を真上に上昇させるＳ２６０の処理を行う。即ち、第１変形例では、吸着部５５でボルト３７の軸部３９の先端を吸着し（図７Ａ参照）、移動軌跡Ｒに沿って移動させて鉛直直前位置Ｐ１で一旦停止させてから（図７Ｂ参照）、吸着部５５を真上に上昇させるのである（図７Ｃ参照）。第１変形例では、ワーク移載装置４０は、ボルト３７を立ち姿勢とする前に鉛直直前位置Ｐ１から吸着部５５を上昇させるため、実施形態よりはボルト３７が振れ易くなる。ただし、鉛直直前位置Ｐ１でもボルト３７は殆ど立ち上がった状態であるから、ボルト３７が大きく揺れるのを防止することができる。また、一旦停止した鉛直直前位置Ｐ１から吸着部５５が上昇を開始することで、慣性によりボルト３７が揺れるのを抑制することができる。したがって、ワーク移載装置４０は、ボルト３７を速やかに安定した立ち姿勢とすることができる。

【0032】

図８は第２変形例のピッキング動作処理を示すフローチャートであり、図９は第２変形例のピッキング動作を示す説明図である。第２変形例では、図９に示すように、ブラケット５３（図９では図示略）に固定された固定部材５７と吸着部５５との間に配設されたスプリング５８を備える。この第２変形例では、移載制御部４８は、Ｓ２２０，Ｓ２３０で鉛直直前位置Ｐ１に到達した吸着部５５の移動を停止すると、ボルト３７を下方に押し付けるように吸着部５５を水平方向に移動させて（Ｓ２４０ａ）、鉛直位置Ｐ２ａに到達するのを待つ（Ｓ２５０ａ）。鉛直位置Ｐ２ａは、鉛直位置Ｐ２とは異なり、ボルト３７の頭部３８が浮き上がることなく作業用プレート８１に接触したままで立ち上がった状態とする位置である。このように、ワーク移載装置４０は吸着部５５を水平方向に移動させることにより、ボルト３７が頭部３８を作業用プレート８１に押し付けられながら立ち姿勢となる（図９Ｃ参照）。即ち、ボルト３７は、作業用プレート８１と吸着部５５とに挟まれて両端を支持されながら立ち姿勢となるから、Ｓ２６０で吊り下げ状態となったときに殆ど揺れることがないものとなる。したがって、ワーク移載装置４０は、ボルト３７を速やかに安定した立ち姿勢とすることができる。また、吸着部５５はボルト３７から反力を受けるが、スプリング５８の収縮により僅かに上方に変位することで反力を吸収しつつスプリング５８の付勢力によってボルト３７を下方に押し付けることができる。なお、第２変形例では、スプリング５８の収縮によってボルト３７からの反力を吸収するものを例示したが、これに代えてあるいはこれに加えて、作業用プレート８１をゴム板や弾力のある薄い樹脂板などで形成して下方に撓ませることで反力を吸収するものとしてもよい。

【0033】

図１０は第３変形例のピッキング動作処理を示すフローチャートであり、図１１は第３変形例のピッキング動作を示す説明図である。第３変形例では、移載制御部４８は、Ｓ２２０，Ｓ２３０で鉛直直前位置Ｐ１に到達した吸着部５５の移動を停止すると、吸着部５５とボルト３７とを引き離すように吸着部５５を比較的速い速度で勢いよく上昇させて吸着を解除させる（Ｓ２４２）。鉛直直前位置Ｐ１ではボルト３７は立ち姿勢に近い傾き姿勢であるから（図１１Ｂ参照）、吸着部５５の吸着力が作用しなくなると、ボルト３７は重心に作用する力によって立ち姿勢に変化する（図１１Ｃ参照）。このため、ボルト３７は少ない姿勢変化量で大きく揺れることなく立ち姿勢に変化するから、ワーク移載装置４０は、ボルト３７を速やかに安定した立ち姿勢とすることができる。そして、移載制御部４８は、立ち姿勢となったボルト３７を再度撮像し（Ｓ２４４）、画像処理してボルト３７の位置を再検出する（Ｓ２４６）。このため、移載制御部４８は、再検出したボルト３７の位置に合わせてＳ２７０で把持爪６２を下降させてボルト３７をチャックすることができるから、ボルト３７の軸心がチャック中心とずれるのを防止することができる。

【0034】

各変形例では、鉛直直前位置Ｐ１を実施形態と同じ位置としたが、これに限られず、実施形態と異なる鉛直直前位置を用いるものとしてもよい。

【0035】

上述した実施形態では、吸着部５５を上下方向（Ｚ軸方向）に昇降不能としチャック部６０の把持爪６２を上下方向に昇降可能としたが、これに限られず、吸着部５５と把持爪６２とが上下方向に相対的に昇降可能であればよい。また、把持ユニット５０が吸着部５５による吸着とチャック部６０によるチャックとを行うものとしたが、これに限られず、吸着部５５による吸着のみを行うものとして、ピッキング動作処理のＳ２７０を省略してもよい。また、第３実施例において、吸着部５５（電磁石）の下端面を平坦状に形成し、吸着部５５の下端面とボルト３７の軸部３９の先端面とを面接触させるように吸着するようにしてもよい。こうすれば、Ｓ２４４，Ｓ２４６でボルト３７の位置を再検出することで、確実な面接触が可能となり、ボルト３７を安定して吊り下げることができる。

【0036】

上述した実施形態では、ワークとしてボルト３７を例示したが、円筒状や円柱状など軸状のワークであれば如何なる形状のワークとしてもよい。

【0037】

ここで、本開示のピッキング装置は、以下のように構成してもよい。例えば、本開示のピッキング装置において、前記制御部は、前記吸着部が前記移動軌跡に沿って所定速度で移動して前記ワークが立ち上がる直前位置で一旦停止し、以降は前記吸着部が前記所定速度よりも遅い速度で前記移動軌跡に沿って移動してから上昇するように前記移動部を制御するものとしてもよい。こうすれば、上昇する直前のワークの移動速度を落とすと共にワークの振れ幅が殆どない状態でワークの上昇を開始することができるから、ワークが揺れるのをより抑制することができる。

【0038】

本開示のピッキング装置において、前記制御部は、前記吸着部が前記移動軌跡に沿って移動して前記ワークが立ち上がる直前位置で一旦停止し、以降は前記吸着部が真上に上昇するように前記移動部を制御するものとしてもよい。こうすれば、一旦停止した直前位置から上昇を開始することができるから、ワークが揺れるのをより抑制することができる。

【0039】

本開示のピッキング装置において、前記制御部は、前記吸着部が前記移動軌跡に沿って移動して前記ワークが立ち上がる直前位置で一旦停止し、以降は前記吸着部が前記ワークを下方に押し付けるように移動してから上昇するように前記移動部を制御するものとしてもよい。こうすれば、ワークの他端を支持する支持部と吸着部との間でワークを挟んで安定させた状態でワークの上昇を開始することができるから、ワークが揺れるのをより抑制することができる。

【0040】

本開示のピッキング装置において、前記制御部は、前記吸着部が前記移動軌跡に沿って移動して前記ワークが立ち上がる直前位置で停止すると共に前記吸着部による吸着を解除するように前記吸着部と前記移動部とを制御し、前記撮像部は、前記吸着部による吸着が解除されて立ち上がった状態の前記ワークを再撮像し、前記検出処理部は、前記撮像部により再撮像された画像を処理して、前記ワークをピッキングするために前記ワークの位置を再検出するものとしてもよい。こうすれば、立ち上がった状態のワークを、位置ずれなどを防止しつつ適切にピッキングすることができるから、ワークを速やかに安定させると共に作業精度を向上させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本開示は、ワークをピッキングするロボットアームなどの装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0042】

１０ 作業システム、１２ システム制御部、１４ フレーム、２０ ワーク撒布装置、２１ 多軸ロボットアーム、２２ 撒布ユニット、２３ 吸着部、２４ ロッド、２５ アクチュエータ、２８ 撒布制御部、３４ コンベアベルト、３６ パレット、３７ ボルト、３８ 頭部、３９ 軸部、４０ ワーク移載装置、４１ 多軸ロボットアーム、４５ カメラ、４６ 照明、４８ 移載制御部、５０ 把持ユニット、５１ Ｌ型部材、５２ 支持軸、５３ ブラケット、５５ 吸着部、５７ 固定部材、５８ スプリング、６０ チャック部、６２ 把持爪、６３ シャフト、６５ 開閉機構、６６ Ｘ軸レール、６７ Ｘ軸スライダ、７０ 昇降機構、７１ エアシリンダ、７２ ピストンロッド、７３ 昇降板、７３ａ 長穴、７４，７５ 支持具、８０ ワーク収容箱、８１ 作業用プレート、８２ 収容台、８４ レール、Ｐ１ 鉛直直前位置、Ｐ２，Ｐ２ａ 鉛直位置、Ｒ 移動軌跡。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】