特許 7327968 整列装置、整列方法

(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】2023-08-07

(45)【発行日】2023-08-16

(54)【発明の名称】整列装置、整列方法

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/14 20060101AFI20230808BHJP

【ＦＩ】

B65G47/14 102A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019059770

(22)【出願日】2019-03-27

(65)【公開番号】P2020158258

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2022-03-16

(73)【特許権者】

【識別番号】592245568

【氏名又は名称】東レ・プレシジョン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】230112276

【弁護士】

【氏名又は名称】藤野 睦子

(72)【発明者】

【氏名】植田 征典

(72)【発明者】

【氏名】上原 正嗣

(72)【発明者】

【氏名】森口 涼介

【審査官】須山 直紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１０５８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２２１２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２５４８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３２９２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１５０９６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００７３４３９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ ４７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

テーブルと、
前記テーブル上でワークを移動させながら整列させるワーク整列部と、
整列したワークの姿勢が正方向か異方向かを判定する判定装置と、
異方向と判定されたワークの整列方向前後のワークを前記テーブル上に吸着する吸着部と、
異方向と判定されたワークにエアを吹き付けることで列から排除する排除部と、
を備え、
前記ワーク整列部は、前記テーブルを回転させることでワークを移動させる回転駆動部を備え、
前記テーブルに孔が設けられており、
前記排除部は、前記孔を介して異方向と判定された前記ワークを前記テーブルから吹き上げる吹き上げブロー部、および吹き上げられたワークにテーブルの面方向のエアを吹き付けることで列から排除する横向きブロー部と、を備え、
前記吸着部は、前記吹き上げブロー部の前後で、前記孔を介した吸引により、ワークをテーブルに吸着する整列装置。

【請求項2】

テーブルを回転させることで、テーブル上でワークを移動させながら整列させる工程、
整列したワークの姿勢が正方向か異方向かを判定する工程、
異方向と判定されたワークの整列方向前後のワークを前記テーブルに設けられた孔を介した吸引によりテーブル上に吸着する吸着工程、および
異方向と判定されたワークに前記テーブルに設けられた孔を介してエアを吹き付けることで吹き上げ、吹き上げられたワークにテーブルの面方向のエアを吹き付けることにより列から排除する排除工程
を備える整列方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物を整列させる装置および整列させる方法に関する。

【背景技術】

【0002】

工作部品、電子部品等のワークを、個々のワークの向きが同じになるように整列させることで、その後の検査または組立等が効率良く進められる。

【0003】

そのため、これまでにいくつかの整列方法およびそれを実現するための装置が提案されてきた。特許文献１の整列搬送装置は、回転する搬送ドラム上で半導体装置を整列させながら、半導体装置の姿勢が所望の方向と異なるかどうかを判定し、半導体装置が所望の姿勢にない場合、整列をやり直させるために、エア供給孔からエアを吹き出させて、半導体装置を内側、すなわち、搬送ドラムの回転軸に近い方向に移動させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８‐２５４８８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

時間当たりの処理量を増やすためにワークの間隔を小さくすると、列から排除する標的のワーク以外のワークも排除されてしまい、結果的に処理量が低下することがある。本発明は、排除すべきワークを精度良く選択する方法およびそれを実現するための装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、以下の手段が挙げられる。

【0007】

（１）テーブルと、
前記テーブル上でワークを移動させながら整列させるワーク整列部と、
整列したワークの姿勢が正方向か異方向かを判定する判定装置と、
異方向と判定されたワークの整列方向前後のワークを前記テーブル上に吸着する吸着部と、
異方向と判定されたワークにエアを吹き付けることで列から排除する排除部と、
を備える整列装置。

【0008】

（２）前記テーブルに孔が設けられており、
前記排除部は、前記孔を介して異方向と判定された前記ワークを前記テーブルから吹き上げる吹き上げブロー部、および吹き上げられたワークにテーブルの面方向のエアを吹き付けることで列から排除する横向きブロー部と、を備える、（１）に記載の整列装置。

【0009】

（３）前記ワーク整列部は、前記テーブルを回転させることでワークを移動させる回転駆動部を備え、
前記テーブルに孔が設けられており、
前記排除部は、前記孔を介して異方向と判定された前記ワークを前記テーブルから吹き上げる吹き上げブロー部、および吹き上げられたワークにテーブルの面方向のエアを吹き付けることで列から排除する横向きブロー部と、を備え、
前記吸着部は、前記吹き上げブロー部の前後で、前記孔を介した吸引により、ワークをテーブルに吸着する、（１）に記載の整列装置。

【0010】

（４）テーブル上でワークを移動させながら整列させる工程、
整列したワークの姿勢が正方向か異方向かを判定する工程、
異方向と判定されたワークの整列方向前後のワークを前記テーブル上に吸着する吸着工程、および
異方向と判定されたワークにエアを吹き付けることで列から排除する排除工程
を備える整列方法。

【発明の効果】

【0011】

本発明によると、異方向ワークのみを高精度に列から排除することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】整列装置の概略を示す平面図である。

【図2】ワーク分別に関わる機構を示すブロック図である。

【図3】ワークの外観例を示す斜視図である。

【図4】ワークの分別動作を表す断面図である。

【図5】ワークの分別動作を表す平面図である。

【図6】ワークの整列動作のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［整列装置］
図１に整列装置の一例を示す。整列装置１は、回転テーブル（テーブル）１１、各種ガイド（Ｇ１等）、センサ１３、分別部１４、リニアフィーダ１７等を備える。

【0014】

また、以下では、図３に示すワークＷを搬送する場合を例に挙げる。ワークＷは、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の寸法を持つ直方体であって、Ｌ１<Ｌ２<Ｌ３である。また、整列装置１は、ワークＷを搬送しつつ、一列に並べ、かつ、ワークＷを、Ｌ３の辺がワークＷの並ぶ方向に沿い、かつ、Ｌ１が鉛直方向を向く状態（以下「正方向」と呼ぶ）に揃える。つまり、Ｌ２の辺が整列方向に垂直になる。正方向でない状態を「異方向」と呼ぶ。

【0015】

回転テーブル１１は円盤状の平坦な部材であり、ワークＷを載せた状態で、図示しない回転駆動部によって図１における時計回りに回転する。回転の中心と、回転テーブル１１の中心は一致する。回転テーブルの外周の近傍には、回転テーブル１１との同心円に沿って、複数の孔１２が設けられている。図示しないホッパからワークＷが供給される回転テーブル１１上の位置を、供給位置として、図１に一点鎖線で示す。

【0016】

以下、特に断らない限り、「回転方向」は回転テーブル１１の回転方向であり、「径方向」は回転テーブル１１の径方向であり、「内側」は回転テーブル１１の中心側、「外側」は回転テーブル１１の外周側を意味する。なお、「回転方向」はワーク搬送方向および整列方向に一致する。

【0017】

ガイドとしては、回転方向に沿って、内寄せガイドＧ１、第１外寄せガイドＧ２、第２外寄せガイドＧ３，第３外寄せガイドＧ４、中央ガイドＧ５が設けられる。また、高さ規制部１５が、内寄せガイドＧ１と第１外寄せガイドＧ２との間に設けられる。回転テーブル１１を回転させる図示しない回転駆動部、および各種ガイドＧ１～Ｇ５は、ワークＷを移動させながら整列させるワーク整列部として機能する。また高さ規制部１５をワーク整列部の一部と考えてもよい。

【0018】

内寄せガイドＧ１は、ワークＷの供給位置よりも回転テーブル１１の外側に設けられ、ワークＷに外側から当接することで、ワークＷを内側に寄せる。

【0019】

高さ規制部１５は、回転テーブル１１の上面から、ワークＷの正方向における高さＬ１よりも大きく、異方向における高さＬ２およびＬ３よりも小さい距離をおいて配置される。これによってワークＷは、長さＬ２またはＬ３の辺が鉛直方向を向いていても、高さ規制部１５によって倒され、長さＬ１の辺が鉛直方向を向くようになる。なお、高さ規制部１５の位置はこれに限定されず、ワークＷの搬送経路上の他の位置に設けられてもよい。ただし、ワークＷが倒れると列からずれるので、少なくとも１つの外寄せガイド（整列させるガイド）の上流にあること、センサ１３で異方向か正方向かを判定できるような姿勢にしておきたいので、センサ１３の上流にあることが好ましい。

【0020】

第１外寄せガイドＧ２は、内寄せガイドＧ１を経たワークＷに、内側から当接するように配置される。そのため、回転テーブル１１の回転により移動してきたワークＷは、内寄せガイドＧ１を過ぎると、第１外寄せガイドＧ２によって、回転方向に沿って一列に並べられつつ、回転テーブル１１の外側に寄せられる。またこのとき、回転テーブル１１の表面とワークＷとの間、および第１外寄せガイドＧ２とワークＷとの摩擦によって、多くのワークＷの長手方向が回転方向に沿う正方向になる。

【0021】

第２外寄せガイドＧ３は、第１外寄せガイドＧ２よりさらに外側に配置される。第１外寄せガイドＧ２を過ぎたワークＷの一部は、回転テーブル１１の径方向において重なっていたり、その長手方向が回転方向に沿っていなかったりするが、第２外寄せガイドＧ３によって、より整列した状態となる。

【0022】

後述する分別部１４により、長さＬ１の辺が回転方向を向いていないワークＷは列から排除される。正方向で整列しているワークＷは第３外寄せガイドＧ４によって、リニアフィーダ１７に導かれる。

【0023】

中央ガイドＧ５は、回転テーブル１１の中心に設けられ、第３外寄せガイドＧ４よりも回転方向下流で外側に膨らむ形状を有する。ホッパにより供給されたワークＷ、および分別部１４によって列よりも内側に寄せられたワークＷに対して、中央ガイドＧ５の膨らんだ部分が内側から当接することで、ワークＷは内寄せガイドＧ１へと導かれる。

【0024】

リニアフィーダ１７は、一列に並んだワークＷをその整列を維持した状態で、回転テーブル１１外に導く。

【0025】

図２は整列装置１における分別に関する制御構成を示すブロック図である。分別部１４は、吹き上げブロー部１４１，横向きブロー部１４２、図示しないエジェクタを備える。また整列装置１はさらに、制御部３０を備える。制御部３０は、センサ１３の検知結果に基づいて、吹き上げブロー部１４１および横向きブロー部１４２の動作を制御する。なお、制御部３０は、他のセンサおよびユーザの操作信号を受けることで整列装置１の他の部分の動作を制御することもできる。

【0026】

図２，４，５を参照して、異方向ワークＷの分別について説明する。

【0027】

本形態では、センサ１３は、上方から回転テーブルに向けて光を出射し、その反射から異方向ワークを検知し、検知結果を制御部３０に出力する。つまり、センサ１３は整列したワークの姿勢が正方向か異方向かを判定する判定装置である。具体的には、本形態において、ワークＷは、異方向が検出される位置に至る前に、回転テーブル１１の内側から第１および第２外寄せガイド（Ｇ２，Ｇ３）がワークＷに当接している。つまり、回転中心からワークＷの内側の縁までの距離は一定に揃えられている。よって、正方向であれば、回転テーブル１１の中心からワークＷの外端までの距離は、第２外寄せガイドＧ３の外端までの距離にＬ２を加えたものである。よって、そのさらに外側の位置（図５に黒丸で示す）におけるワークＷの有無を検知するようにセンサ１３を配置すればよい。この位置を以下「姿勢検出位置」と呼ぶ。

【0028】

異方向の検知の手段はこれに限られず、種々の構成が採用され得る。例えば、上述の高さ規制部１５を設けない場合は、ワークの高さがＬ１を超える場合に異方向として検知するような高さセンサをさらに設けてもよい。また、外形では判断できない場合、例えばワーク表面の模様の向きを揃える場合は、ワークを撮影して画像処理から判断してもよい。

【0029】

第２外寄せガイドＧ３の下流の所定の領域（図５に細点線で囲む領域）では、回転テーブル１１の下方でエジェクタによる常時吸引（減圧）がなされる。図４の下向き矢印は、エジェクタによる常時吸引を表す。この吸引によって、ワークＷは孔１２を介して、回転テーブル１１に引きつけられる。ワークが吸引される領域を「吸引領域」と呼ぶ。

【0030】

吹き上げブロー部１４１は、吸引領域内の一部の孔１２から、回転テーブル１１の下方に設けられたブローノズル１４１ａを介して空気を吹き上げる。これによって、ワークＷが持ち上げられる。空気が吹き上げられる孔１２の数は、図４，５では１つである。ただし、１つのワークＷのみを吹き上げられるようになっていれば、空気は複数の孔１２から吹き上げられるようになっていてもよい。吹き上げブロー部１４１によりワークＷが吹き上げられる位置を「分別位置」と呼ぶ。

【0031】

本形態では、センサ１３は分別位置にあるワークＷの姿勢を検出するようになっているが、センサ１３が搬送方向において分別位置の上流でワークＷの姿勢を検出し、制御部３０が搬送速度、つまり回転テーブル１１の回転速度から異方向ワーク分別位置に達するタイミングを判断して、異方向ワークを吹き上げるように吹き上げブロー部１４１を制御してもよい。

【0032】

横向きブロー部１４２は、制御部３０の制御により、吹き上げ位置で持ち上げられたワークＷにエアを吹き付けることで、ワークの列から異方向ワークを排除する。本形態では、横向きブロー部１４２は、回転テーブル１１の外側から内側に向かってエアを吹き出す。これによって、異方向ワークは回転テーブル１１の内側に移動し、列から外れる。その結果、正方向ワークのみを整列させることができる。

【0033】

以上の構成により、ワークＷの搬送方向において、分別位置の前後のワークは回転テーブル１１に吸引され、異方向ワークのみが吹き上げられる。そのため、ワークＷ間の距離が小さくても、誤って正方向ワークを排除することなく異方向ワークのみを排除することができる。また、この構成であれば、ワーク間の距離が小さくても、異方向ワークのみを排除することができる。

【0034】

このように、エジェクタは、異方向ワークの前後のワークを回転テーブル上に吸着する吸着部として機能し、吹き上げブロー部１４１および横向きブロー部１４２は、異方向ワークにエアを吹き付けることで列から排除する排除部として機能する。

【0035】

回転テーブル１１の孔１２の寸法および間隔は、異方向ワークのみを列から排除できるように設定される。まず、孔１２は、ワークＷの取り得る姿勢を考慮して、ワークＷが嵌まらないような大きさに設定されていることが望ましい。例えば、回転テーブル１１の平面方向における孔１２の最大長さを、ワークＷの最小長さ（図３の例ではＬ１）よりも小さく設定してもよい。また、本形態では高さ規制部１５によってＬ２×Ｌ３の面が回転テーブル１１に対向するようになっているので、孔１２の最大長さをＬ２よりも小さく設定すればよい。他にも、ワークＷの各面の外接円よりも長径の小さい楕円（円も含む）等も採用できる。

【0036】

また、孔１２間の距離は、ワークＷの取り得る姿勢を考慮して、ワークＷが必ずいずれかの孔１２に被るように設定される。例えば、孔１２間の距離が、ワークＷの最小長さ（図３の例ではＬ１）より小さく設定してもよい。また、本形態では高さ規制部１５によってＬ２×Ｌ３の面が回転テーブル１１に対向するようになっているので、孔１２間の距離をＬ２よりも小さく設定すればよい。

【0037】

こうして整列したワークＷは、第３外寄せガイドＧ４が内側から当接することで、さらに外側によりつつ整列する。

【0038】

リニアフィーダ１７は、ワークＷをその整列を維持したままで回転テーブル１１外に導く。

【0039】

排除された異方向ワークは、上述のとおり、内寄せガイドＧ１に導かれ、再びワークＷの列に取り込まれる。

【0040】

［整列方法］
図６に整列装置１による整列方法のフローを示す。以下のフローは制御部３０により制御される。

【0041】

図６に示すように、ユーザの操作または他のトリガーによって（”スタート”）、エジェクタによる吸引を開始し（ステップＳ１）、回転テーブル１１を稼動させ（ステップＳ２）、ホッパによるワークＷ供給を開始する（ステップＳ３）。供給されたワークＷは、回転テーブル１１の回転および各種ガイドにより整列し、姿勢検出位置に運ばれる。

【0042】

センサ１３によりワークＷの異方向が検知されると（ステップＳ４でＹｅｓ）、吹き上げブロー部１４１および横向きブロー部１４２により異方向ワークが列から排除される（ステップＳ５）。このとき、その前後のワークＷは、上述のエジェクタによる吸引で回転テーブル１１上に吸着されている。

【0043】

異方向が検知されなければ（ステップＳ４でＮｏ）、ワークＷはそのまま搬送される。

【0044】

この動作は、ユーザから停止操作がなされるまでまたは他の停止トリガーがあるまで継続される（ステップＳ６でＮｏ）。停止操作または他の停止トリガーがあると（ステップＳ６でＹｅｓ）、ホッパ、テーブル駆動、エジェクタ等の動作を停止し（ステップＳ７～Ｓ９）、動作が終了する（”エンド”）。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明は、部品等の微細なワークの向きを揃えて整列させることができるので、ワークの検査およびワークを用いた他の作業を効率良く進めることに利用可能である。

【符号の説明】

【0046】

Ｗ ワーク
１ 整列装置
１１ 回転テーブル
Ｇ１ 内寄せガイド
Ｇ２ 第１外寄せガイド
Ｇ３ 第２外寄せガイド
Ｇ４ 第３外寄せガイド
Ｇ５ 中央ガイドＧ５
１３ センサ
１４ 分別部
１４１ 吹き上げブロー部
１４２ 横向きブロー部
１５ 高さ規制部
１７ リニアフィーダ
３０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】