(57)【要約】【課題】ワークから目標面までの距離を精度よく特定する。【解決手段】搬送装置１００は、目標面Ｐに向けてワークＷを搬送する搬送部１１０と、ワークＷの搬送経路上であって目標面ＰからワークＷの搬送方向後方側に離隔した測定位置に対して、目標面Ｐに平行な方向からワークＷを検出する検出部１１８と、検出部１１８からの検出信号の入力により、ワークＷと目標面Ｐとの離隔距離を特定する距離特定部と、を備える。ワークＷと目標面Ｐとの離隔距離を精度よく特定することが可能となる。【選択図】図１
2020006484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標面に向けてワークを搬送する搬送部と、
前記ワークの搬送経路上であって前記目標面から前記ワークの搬送方向後方側に離隔した測定位置に対して、前記目標面に平行な方向から前記ワークを検出する検出部と、
前記検出部からの検出信号の入力により、前記ワークと前記目標面との離隔距離を特定する距離特定部と、
を備える搬送装置。
【請求項２】
前記搬送部は、前記搬送方向に交差する方向に互いに離隔して設けられる複数の把持部を有し、
前記ワークが前記測定位置にあるとき、前記把持部は、前記ワークと、前記検出部との間から外れた位置にある請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
目標面に沿う方向にワークを搬送する搬送部と、
前記目標面に垂直な方向に出力波を出力し、前記ワークとの距離を測定する検出部と、
前記検出部が測定した前記ワークとの距離と、前記検出部と前記目標面との距離から、前記ワークと前記目標面との離隔距離を導出する距離導出部と、
を備える搬送装置。
【請求項４】
前記搬送部は、前記離隔距離分、前記目標面側に前記ワークを移動させる前に、移動速度を減速する請求項１から３のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記ワークと前記目標面との接触を検出するセンサが設けられる請求項４に記載の搬送装置。
【請求項６】
前記目標面は、水平方向に延在する請求項１から５のいずれか１項に記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークを支持して搬送する搬送装置が利用されている。例えば、特許文献１には、一対の把持部によって、ワークを把持して搬送する搬送装置であって、ワークの把持を検出するセンサが設けられたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−０１９９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載のように、ワークを支持する搬送装置では、予め設定された目標面までワークを搬送した後、ワークを解放する。ワークの形状が様々であったり、袋のように形状が不定形であったりする場合などには、支持部の位置が把握できても、支持部に支持されたワークから目標面までの距離の把握が困難となる。ワークから目標面までの正確な距離が把握できないと、例えば、ワークを目標面に落下させるなどしてワークに衝撃が与えられてしまう。
【０００５】
本開示の目的は、ワークから目標面までの距離を特定可能な搬送装置を提供することである。
【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、本開示の一態様に係る搬送装置は、目標面に向けてワークを搬送する搬送部と、ワークの搬送経路上であって目標面からワークの搬送方向後方側に離隔した測定位置に対して、目標面に平行な方向からワークを検出する検出部と、検出部からの検出信号の入力により、ワークと目標面との離隔距離を特定する距離特定部と、を備える。
【０００７】
搬送部は、搬送方向に交差する方向に互いに離隔して設けられる複数の把持部を有し、ワークが測定位置にあるとき、把持部は、ワークと、検出部との間から外れた位置にあってもよい。
【０００８】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る他の搬送装置は、目標面に沿う方向にワークを搬送する搬送部と、目標面に垂直な方向に出力波を出力し、ワークとの距離を測定する検出部と、検出部が測定したワークとの距離と、検出部と目標面との距離から、ワークと目標面との離隔距離を導出する距離導出部と、を備える。
【０００９】
搬送部は、離隔距離分、目標面側にワークを移動させる前に、移動速度を減速してもよい。
【００１０】
ワークと目標面との接触を検出するセンサが設けられてもよい。
【００１１】
目標面は、水平方向に延在してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、ワークから目標面までの距離を特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】搬送装置の概略的な構造を示す図である。
【図２】搬送装置の制御系を説明するための図である。
【図３】ワークの搬送処理を説明するための第１の図である。
【図４】ワークの搬送処理を説明するための第２の図である。
【図５】ワークの搬送処理を説明するための第３の図である。
【図６】搬送装置の搬送処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第１変形例の搬送装置を説明するための第１の図である。
【図８】第１変形例の搬送装置を説明するための第２の図である。
【図９】第２変形例の搬送装置の概略的な構造を示す図である。
【図１０】搬送装置の制御系を説明するための図である。
【図１１】第２変形例のワークの搬送処理を説明するための第１の図である。
【図１２】第２変形例のワークの搬送処理を説明するための第２の図である。
【図１３】第２変形例の搬送装置の搬送処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１５】
図１は、搬送装置１００の概略的な構造を示す図である。搬送装置１００は、例えば、ワークＷを目標面Ｐまで鉛直方向に搬送する。ここでは、潰れた球体（楕円体）形状のワークＷを例示するが、ワークＷは、楕円体形状に限らず、様々な形状のものが用いられる。また、ここでは、目標面Ｐが水平方向に延在する場合を例に挙げて説明するが、目標面Ｐは、水平方向に対して傾斜していてもよいし、鉛直方向に延在していてもよい。
【００１６】
図１に示すように、搬送装置１００は、搬送部１１０を備える。搬送部１１０は、アーム部１１２、一対の把持部１１４ａ、１１４ｂを有する。アーム部１１２は、アクチュエータの動力により移動する。
【００１７】
把持部１１４ａ、１１４ｂは、ワークＷの搬送方向（ここでは、例えば、鉛直方向）に対して垂直な方向（ここでは、例えば、水平方向）に互いに離隔する。ただし、ワークＷの搬送方向は、鉛直方向に限らない。また、把持部１１４ａ、１１４ｂの対向方向は、ワークＷの搬送方向に対して垂直な方向に限らず、交差する方向であればよい。把持部１１４ａ、１１４ｂは、不図示のアクチュエータの動力により、ワークＷを挟んで支持（把持）する。このとき、ワークＷの最下点は、把持部１１４ａ、１１４ｂの最下点より下方に突出している。
【００１８】
搬送部１１０には、力覚センサ１１６（センサ）が設けられる。力覚センサ１１６は、把持部１１４ａ、１１４ｂに支持されたワークＷが目標面Ｐに当接すると、当接によって生じた荷重を検出したことを示す検出信号を出力する。すなわち、力覚センサ１１６は、ワークＷと目標面Ｐとの接触を検出する。ここでは、力覚センサ１１６が搬送部１１０に設けられる場合について説明した。しかし、力覚センサ１１６は、例えば、目標面Ｐに設けられてもよい。
【００１９】
また、目標面Ｐの上方には、検出部１１８が設けられる。検出部１１８は、例えば、透過型光電センサで構成される。検出部１１８は、発光部１１８ａ、受光部１１８ｂを有する。発光部１１８ａ、受光部１１８ｂは、水平方向に対向する。発光部１１８ａが水平方向に発光したセンサ光を受光部１１８ｂが受光する。センサ光がワークＷの最下点により遮られると、ワークＷが検出部１１８の測定位置にあることが検出される。
【００２０】
ここで、検出部１１８の測定位置は、発光部１１８ａと、受光部１１８ｂとの間であり、センサ光の経路上である。また、搬送部１１０は、発光部１１８ａと、受光部１１８ｂとの間を通過するように、ワークＷを目標面Ｐに向けて搬送する。すなわち、検出部１１８の測定位置は、ワークＷの搬送経路上に位置する。
【００２１】
また、検出部１１８のセンサ光は、目標面Ｐから上方に離隔する。すなわち、検出部１１８の測定位置は、目標面ＰからワークＷの搬送方向後方側に離隔する。
【００２２】
図２は、搬送装置１００の制御系を説明するための図である。図２に示すように、搬送装置１００は、制御装置１４０を備える。制御装置１４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路から構成され、搬送装置１００を統括制御する。また、制御装置１４０は、プログラムを実行することで、搬送制御部１４２、距離特定部１４４として機能する。
【００２３】
搬送制御部１４２は、搬送部１１０を制御する。また、搬送制御部１４２は、力覚センサ１１６からの検出信号の入力により、搬送部１１０（把持部１１４ａ、１１４ｂ）を制御してワークＷを解放する。距離特定部１４４は、検出部１１８からの検出信号の入力により、ワークＷと目標面Ｐとの離隔距離（以下、単に離隔距離ということがある）を特定する。以下、搬送制御部１４２、距離特定部１４４の処理について詳述する。
【００２４】
図３は、ワークＷの搬送処理を説明するための第１の図である。図３に示すように、搬送制御部１４２は、搬送部１１０のアーム部１１２を制御して、把持部１１４ａ、１１４ｂが把持したワークＷを目標面Ｐに向けて搬送する。
【００２５】
検出部１１８の発光部１１８ａは、ワークＷの目標面Ｐに平行にセンサ光を発光する。ここでは、ワークＷの搬送方向は、目標面Ｐに垂直な方向であるため、検出部１１８の発光部１１８ａは、ワークＷの搬送方向に垂直な方向にセンサ光を発光する。ただし、ワークＷの搬送方向は、目標面Ｐに垂直な方向に限らず、目標面Ｐに対して傾斜していてもよい。ワークＷが測定位置に到達すると、ワークＷの最下点によってセンサ光が遮られて、受光部１１８ｂではセンサ光が受光されない。これにより、検出部１１８は、ワークＷが測定位置にあることを検出する。このように、検出部１１８は、ワークＷの搬送方向に垂直な方向からワークＷを検出する。
【００２６】
距離特定部１４４は、検出部１１８からの検出信号の入力により、離隔距離を特定する。距離特定部１４４には、予め、検出部１１８の測定位置と目標面Ｐとの距離Ｌａが登録されている。そのため、距離特定部１４４は、検出部１１８がワークＷを検出した時点で、離隔距離が距離Ｌａであると特定可能である。
【００２７】
図４は、ワークＷの搬送処理を説明するための第２の図である。距離特定部１４４が離隔距離を特定した後、搬送制御部１４２は、図４に示すように、目標面Ｐから安全距離Ｌｂだけ離隔した位置まで、ワークＷを搬送する。ここで、安全距離Ｌｂは、離隔距離よりも短い。
【００２８】
搬送制御部１４２は、目標面Ｐから安全距離Ｌｂだけ離隔した位置で減速し、続けて、ワークＷを目標面Ｐに向けて搬送する。このように、搬送制御部１４２（搬送部１１０）は、離隔距離分、目標面Ｐ側にワークＷを移動させる前に、移動速度を減速する。そのため、減速前に高速でワークＷを搬送して搬送時間を短縮しつつ、ワークＷが高速のまま目標面Ｐに衝突する事態を回避することが可能となる。
【００２９】
図５は、ワークＷの搬送処理を説明するための第３の図である。減速した後、搬送制御部１４２は、図５に示すように、ワークＷが目標面Ｐに当接するまで搬送する。ワークＷが目標面Ｐに当接すると、力覚センサ１１６は、当接によって生じた荷重を検出したことを示す検出信号を出力する。
【００３０】
搬送制御部１４２は、力覚センサ１１６からの検出信号の入力により、搬送部１１０の把持部１１４ａ、１１４ｂを制御してワークＷを解放する。このように、力覚センサ１１６を設けることにより、搬送制御部１４２は、ワークＷが目標面Ｐに到達してからワークＷを解放することができる。そのため、例えば、目標面Ｐよりも上方でワークＷを解放して、ワークＷが落下してしまう事態を回避することが可能となる。
【００３１】
図６は、搬送装置１００の搬送処理の流れを示すフローチャートである。
【００３２】
（Ｓ２００）
搬送制御部１４２は、ワークＷを目標面Ｐに向けて鉛直方向に搬送する。
【００３３】
（Ｓ２０２）
検出部１１８は、ワークＷの搬送経路上の測定位置に対して、搬送方向に垂直な方向からワークＷを検出する。
【００３４】
（Ｓ２０４）
距離特定部１４４は、検出部１１８からの検出信号の入力により、ワークＷと目標面Ｐとの離隔距離を特定する。
【００３５】
（Ｓ２０６）
搬送制御部１４２は、目標面Ｐから安全距離Ｌｂだけ離隔した位置まで、ワークＷを搬送する。
【００３６】
（Ｓ２０８）
搬送制御部１４２は、減速してワークＷを目標面Ｐに向けて搬送する。
【００３７】
（Ｓ２１０）
搬送制御部１４２は、力覚センサ１１６からの検出信号の入力により、搬送部１１０の把持部１１４ａ、１１４ｂを制御してワークＷを解放する。
【００３８】
上述したように、搬送装置１００では、予め、検出部１１８の測定位置と目標面Ｐとの距離Ｌａが登録されている。そのため、距離特定部１４４は、検出部１１８がワークＷを検出すると、ワークＷと目標面Ｐとの離隔距離を精度よく特定することが可能となる。そのため、ワークＷの目標面Ｐへの落下を回避したり、ワークＷを所望の高さから落下させたりすることが可能となる。
【００３９】
また、ワークＷごとに形状が変わっても、検出部１１８によってワークＷの最下点が検出されていれば、離隔距離の特定が可能である。
【００４０】
図７は、第１変形例の搬送装置１００Ａを説明するための第１の図である。図８は、第１変形例の搬送装置１００Ａを説明するための第２の図である。図８では、図７に対して、ワークＷの搬送方向を回転軸として９０度回転した向きから、搬送装置１００Ａを見た図を示す。また、図８では、ワークＷを検出部１１８の測定位置に搬送した状態を示す。搬送装置１００Ａのうち、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４１】
上述した実施形態と同様、検出部１１８は、発光部１１８ａ、受光部１１８ｂを有する。しかし、第１変形例では、上述した実施形態に対して、発光部１１８ａ、受光部１１８ｂが、ワークＷの搬送方向を回転軸として９０度回転した向きに対向して配置される。
【００４２】
図８に示すように、ワークＷが測定位置にあるとき、把持部１１４ａ、１１４ｂは、ワークＷと、検出部１１８（発光部１１８ａ、受光部１１８ｂ）との間から外れた位置にある。すなわち、発光部１１８ａから発光されたセンサ光を遮らない位置に、把持部１１４ａ、１１４ｂが配される。ワークＷが測定位置にあるときには、発光部１１８ａと、受光部１１８ｂとの間から外れた位置に、把持部１１４ａ、１１４ｂが位置する。
【００４３】
そのため、図７、図８に示すように、ワークＷの最下点が、把持部１１４ａ、１１４ｂの最下点より上方に位置していても、検出部１１８は、ワークＷが測定位置にあることを検出可能となる。
【００４４】
図９は、第２変形例の搬送装置３００の概略的な構造を示す図である。以下、搬送装置３００のうち、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。図９に示すように、搬送装置３００は、検出部３１８を備える。検出部３１８は、例えば、距離センサで構成され、目標面Ｐに垂直な方向（ここでは、上方）に出力波を出力し、ワークＷとの距離を測定する。出力波は、例えば、レーザ、超音波である。ただし、レーザを用いると、超音波よりも短時間で距離の測定が可能となる。
【００４５】
図１０は、搬送装置３００の制御系を説明するための図である。図１０に示すように、搬送装置３００の制御装置１４０は、プログラムを実行することで、搬送制御部１４２、距離導出部３４４として機能する。
【００４６】
距離導出部３４４は、検出部３１８が測定したワークＷと検出部３１８との距離と、検出部３１８と目標面Ｐとの距離から、ワークＷと目標面Ｐとの離隔距離を導出する。以下、距離導出部３４４の処理について詳述する。
【００４７】
図１１は、第２変形例のワークＷの搬送処理を説明するための第１の図である。図１１に示すように、搬送制御部１４２は、目標面Ｐに沿う方向（例えば、水平方向）に、ワークＷを搬送する。すなわち、搬送制御部１４２は、出力波に垂直な面方向に、ワークＷを搬送する。そして、搬送制御部１４２は、検出部３１８の上方を、ワークＷに通過させる。
【００４８】
検出部３１８は、ワークＷが上方に位置するとき、検出部３１８からワークＷまでの距離Ｌｃを測定する。ここで測定される距離Ｌｃは、検出部３１８のうち、予め設定された基準となる位置からワークＷまでの距離である。検出部３１８のうち、基準となる位置と目標面Ｐとの距離Ｌｄは、距離導出部３４４に予め登録されている。
【００４９】
図１２は、第２変形例のワークＷの搬送処理を説明するための第２の図である。搬送制御部１４２は、検出部３１８の上方を通過して水平方向にワークＷを搬送する。搬送制御部１４２は、図１２に示すように、目標面Ｐのうち、ワークＷを解放する位置の上方までワークＷを搬送する。
【００５０】
距離導出部３４４は、検出部３１８が測定したワークＷと検出部３１８との距離Ｌｃと、検出部３１８と目標面Ｐとの距離Ｌｄから、ワークＷと目標面Ｐとの離隔距離Ｌｃ＋Ｌｄを導出する。ここで、距離Ｌｄは、検出部３１８のうち、基準となる位置と目標面Ｐとの距離Ｌｄである。
【００５１】
その後の処理は、上述した実施形態と同様である。すなわち、搬送制御部１４２は、目標面Ｐから安全距離Ｌｂだけ離隔した位置まで、ワークＷを搬送して減速し、続けて、ワークＷを目標面Ｐに向けて搬送する。ワークＷが目標面Ｐに当接すると、搬送制御部１４２は、力覚センサ１１６からの検出信号の入力により、搬送部１１０の把持部１１４ａ、１１４ｂを制御してワークＷを解放する。
【００５２】
図１３は、第２変形例の搬送装置３００の搬送処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、上述した実施形態と同様の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
（Ｓ４００）
搬送制御部１４２は、目標面Ｐに沿う方向に、ワークＷを水平方向に搬送する。
【００５４】
（Ｓ４０２）
ワークＷが上方に位置するとき、検出部３１８のうち、基準となる位置からワークＷまでの距離Ｌｃを測定する。
【００５５】
（Ｓ４０４）
距離導出部３４４は、検出部３１８が測定したワークＷと、検出部３１８のうち、基準となる位置との距離Ｌｃと、検出部３１８のうち、基準となる位置と目標面Ｐとの距離Ｌｄから、ワークＷと目標面Ｐとの離隔距離Ｌｃ＋Ｌｄを導出する。
【００５６】
上述したように、第２変形例の搬送装置３００でも、上述した実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、ワークＷと目標面Ｐとの離隔距離Ｌｃ＋Ｌｄを精度よく特定することが可能となる。そのため、ワークＷの目標面Ｐへの落下を回避したり、ワークＷを所望の高さから落下させたりすることが可能となる。
【００５７】
また、第２変形例では、発光部１１８ａから発光されたセンサ光を遮らない位置に、把持部１１４ａ、１１４ｂが配される。そのため、ワークＷの最下点が把持部の最下点よりも上に位置していても、検出部３１８は、ワークＷと検出部３１８との距離を測定することが可能となる。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５９】
例えば、上述した実施形態では、検出部１１８は、例えば、透過型光電センサで構成される場合について説明した。しかし、検出部１１８は、反射型光電センサでもよいし、赤外線センサ、超音波センサ、光学カメラであってもよい。いずれにしても、検出部１１８は、ワークＷの搬送経路上の測定位置に対して、搬送方向に垂直な方向からワークＷを検出できればよい。
【００６０】
また、上述した実施形態および変形例では、搬送部１１０は、把持部１１４ａ、１１４ｂを有する場合について説明した。しかし、ワークＷを支持、解放する構成部は、把持部１１４ａ、１１４ｂに限らない。例えば、空気を吸引する吸着子、電磁石、静電チャックなどが用いられてもよい。また、分子間力を利用した吸着機構であってもよい。また、空気を吸引する代わりに、吸盤が変形することで、吸盤内部の圧力を低下させる吸着機構であってもよい。いずれにしても、ワークＷを支持し、解放する機構が設けられればよい。また、把持部１１４ａ、１１４ｂを設ける場合、その数は３つ以上であってもよい。
【００６１】
また、上述した実施形態および変形例では、搬送部１１０は、離隔距離分、目標面Ｐ側にワークＷを移動させる前に、移動速度を減速する場合について説明した。しかし、搬送部１１０は、離隔距離分、目標面Ｐ側にワークＷを移動させる前に、移動速度を減速しなくてもよい。例えば、搬送部１１０は、減速せずに離隔距離Ｌｃ＋Ｌｄより手前まで移動して停止し、ワークＷを解放してもよい。また、上述した実施形態において、検出部１１８がワークＷを検出した直後、または、所定時間後に、搬送部１１０が減速してもよい。
【００６２】
また、上述した実施形態および変形例では、ワークＷと目標面Ｐとの接触を検出する力覚センサ１１６が設けられる場合について説明した。しかし、力覚センサ１１６は必須の構成ではない。
【００６３】
また、上述した実施形態および変形例では、目標面Ｐが水平方向に延在する場合について説明した。この場合、離隔距離を精度よく特定することで、ワークＷの目標面Ｐへの落下を回避したり、ワークＷを所望の高さから落下させたりすることが可能となる。しかし、目標面Ｐは、水平方向に対して傾斜していてもよいし、鉛直方向に延在していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本開示は、搬送装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１００  搬送装置
１００Ａ  搬送装置
１１０  搬送部
１１４ａ  把持部
１１４ｂ  把持部
１１６  力覚センサ（センサ）
１１８  検出部
１４４  距離特定部
３００  搬送装置
３１８  検出部
３４４  距離導出部
Ｐ  目標面
Ｗ  ワーク
【図１】
2020006484.tif 000003
【図２】
2020006484.tif 000004
【図３】
2020006484.tif 000005
【図４】
2020006484.tif 000006
【図５】
2020006484.tif 000007
【図６】
2020006484.tif 000008
【図７】
2020006484.tif 000009
【図８】
2020006484.tif 000010
【図９】
2020006484.tif 000011
【図１０】
2020006484.tif 000012
【図１１】
2020006484.tif 000013
【図１２】
2020006484.tif 000014
【図１３】
2020006484.tif 000015