(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸に沿って複数の部品を少なくとも一列に並べて保持する第１のホルダーと、
前記第１のホルダーに対し前記第１の軸を挟んだ対称な位置に、前記第１の軸に沿って前記複数の部品を並べて保持する第２のホルダーと、
前記第１のホルダーを前記第１の軸の周りに回転する第１の駆動ユニットと、
前記第１の駆動ユニットと同期して、および独立して前記第２のホルダーを前記第１の軸の周りに回転する第２の駆動ユニットとを有し、
前記第１のホルダーおよび前記第２のホルダーは、前記複数の部品をそれぞれ保持する複数の凹部と、前記複数の凹部のそれぞれの底部に設けられた吸引用の貫通孔とを含み、
さらに、前記第１のホルダーおよび前記第２のホルダーが前記第１の軸を挟んで開閉するときに、前記第１のホルダーおよび前記第２のホルダーの下側のホルダーの前記複数の凹部の前記それぞれの底部に設けられた前記吸引用の貫通孔のそれぞれと前記下側のホルダーの下側で接することにより個々の部品を下側に吸引する吸引ユニットを有し、前記第１のホルダーおよび前記第２のホルダーは、前記吸引用の貫通孔のそれぞれが前記吸引ユニットから離れて独立して回転する、部品反転ユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記複数の凹部のそれぞれの底部は、個々の部品の位置を規定する部分を含み、前記複数の凹部のそれぞれの開口部は、前記個々の部品を前記規定する部分へ導く部分を含む、部品反転ユニット。
【請求項３】
請求項１または２において、前記複数の凹部のそれぞれの深さは、前記個々の部品の厚みより小さい、部品反転ユニット。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の部品反転ユニットと、
前記複数の部品がマトリクス状に収納されたトレーを受け入れる受入ユニットと、
前記トレーに並べられた前記複数の部品を列単位で前記第１のホルダーに移動するピックアップユニットとを有する、装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記ピックアップユニットは、前記複数の部品を列単位で前記第１のホルダーに移動した後、前記第２のホルダーから前記複数の部品を列単位で前記トレーまたは異なるトレーに移動する機能を含む、装置。
【請求項６】
請求項４または５において、前記ピックアップユニットは、ピックアップする際の前記複数の部品のそれぞれの部品との距離が所定の値より短いと動作するセンサーを含む、装置。
【請求項７】
部品反転ユニットを含む装置により部品を反転することを含む方法であって、
前記部品反転ユニットは、
第１の軸に沿って複数の部品を少なくとも一列に並べて保持する第１のホルダーと、
前記第１のホルダーに対し前記第１の軸を挟んだ対称な位置に、前記第１の軸に沿って前記複数の部品を並べて保持する第２のホルダーと、
前記第１のホルダーを前記第１の軸の周りに回転する第１の駆動ユニットと、
前記第２のホルダーを前記第１の軸の周りに回転する第２の駆動ユニットとを有し、
前記第１のホルダーおよび前記第２のホルダーは、前記複数の部品をそれぞれ保持する複数の凹部と、前記複数の凹部のそれぞれの底部に設けられた吸引用の貫通孔とを含み、
前記部品反転ユニットは、さらに、前記第１のホルダーおよび前記第２のホルダーが前記第１の軸を挟んで開閉するときに、前記第１のホルダーおよび前記第２のホルダーの下側のホルダーの前記複数の凹部の前記それぞれの底部に設けられた前記吸引用の貫通孔のそれぞれと前記下側のホルダーの下側で接することにより個々の部品を下側に吸引する吸引ユニットを有し、
前記反転することは、
前記第１のホルダーに前記複数の部品を受け入れることと、
前記第１のホルダーに受け入れられた前記複数の部品を前記吸引用の貫通孔を介して前記吸引ユニットによりそれぞれ下側に吸引することと、
前記第２のホルダーの前記吸引用の貫通孔のそれぞれを前記吸引ユニットから離して前記第２の駆動ユニットにより前記第１のホルダーとは独立して回転させて前記第１のホルダーおよび前記第２のホルダーを対面させることと、
前記第１の駆動ユニットおよび前記第２の駆動ユニットにより前記第１のホルダーおよび前記第２のホルダーを前記第１の軸の周りに同期して回転させ、前記第１のホルダーの前記吸引用の貫通孔のそれぞれを前記吸引ユニットから離して前記第２のホルダーの上に前記第１のホルダーを重ね、前記第２のホルダーの前記吸引用の貫通孔のそれぞれを前記吸引ユニットに接することと、
前記第２のホルダーに受け入れられた前記複数の部品を前記吸引用の貫通孔を介して前記吸引ユニットによりそれぞれ下側に吸引することと、
前記第１のホルダーを前記第１の駆動ユニットにより前記第２のホルダーとは独立して回転させて、前記第１のホルダーを前記複数の部品を受け入れる位置に戻し、前記第１のホルダーの前記吸引用の貫通孔のそれぞれを前記吸引ユニットに接することとを含む、方法。
【請求項８】
請求項７において、前記装置は、前記複数の部品がマトリクス状に収納されたトレーを受け入れる受入ユニットと、
前記トレーと前記第１のホルダーおよび前記第２のホルダーとの間で前記複数の部品を移動するピックアップユニットとを有し、
前記複数の部品を受け入れることは、前記ピックアップユニットにより、前記トレーに並べられた前記複数の部品を列単位で前記第１のホルダーに移動することを含み、
前記反転することは、さらに、
前記複数の部品を受け入れることと、前記第１のホルダーおよび前記第２のホルダーを対面させることとの間に、前記第２のホルダーから前記複数の部品を列単位で前記トレーまたは異なるトレーに移動することを含む、方法。
【請求項９】
請求項８において、前記トレーに移動することは、前記ピックアップユニットを前記複数の部品を保持した状態で水平方向に１８０度回転させることを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品の上下を反転する機能を含む装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電子部品のピックアップ、上下反転及び水平移動の各動作を並行して行うことができ、上下反転した場合も実装装置への受け渡し高さを同一にできるようにすることが記載されている。そのため、特許文献１には、部品準備部から電子部品をフェースアップ状態でピックアップし、水平方向に移動するピックアップヘッドと、該ピックアップヘッドにより水平方向に移送される電子部品を、水平軸を中心に垂直方向に回転する回転部材が有する保持部で受け取り、該回転部材を軸中心に半回転して電子部品を反転させる反転手段と、反転されたフェースダウン状態の電子部品、又は、前記ピックアップヘッドにより直接移送されたフェースアップ状態の電子部品を受取部で受け取り、実装装置側へ移送する水平移送手段とを備え、前記保持部が反転前に電子部品を受け取る高さと、反転後に該電子部品を受け渡す前記水平移送手段の受取部の高さを略同一にしたことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９４３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トレーに収納された部品に対して表裏両面に加工処理を施したり、表裏両面の外観検査をしたりする場合、途中で部品の上下を反転する必要がある。これに対し、特許文献１に開示された技術のように部品を１つずつ反転すると工数が必要となり、量産工程においては妥当ではない。そこで、効率よく部品を反転できる装置が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、第１の軸に沿って複数の部品を少なくとも一列に並べて保持する第１のホルダーと、第１のホルダーに対し第１の軸を挟んだ対称な位置に、第１の軸に沿って複数の部品を並べて保持する第２のホルダーと、第１のホルダーを第１の軸の周りに回転する第１の駆動ユニットと、第１の駆動ユニットと同期して、および独立して第２のホルダーを第１の軸の周りに回転する第２の駆動ユニットとを有する、部品反転ユニットである。
【０００６】
この部品反転ユニットにおいては、第１の駆動ユニットと第２の駆動ユニットとを同期させて第１のホルダーおよび第２のホルダーを共通する第１の軸の周りを回転させることにより、複数の部品を第１および第２のホルダーで挟んだ状態で反転させることができる。また、第１および第２のホルダーを独立して回転させることで第１および第２のホルダーを開閉でき、複数の部品を同時に払い出したり受け入れたりすることができる。したがって、複数の部品を短時間で反転させることができる。
【０００７】
第１のホルダーおよび第２のホルダーは、複数の部品をそれぞれ保持する複数の凹部を含み、複数の凹部のそれぞれの底部は、個々の部品の位置を規定する部分を含み、複数の凹部のそれぞれの開口部は、個々の部品を規定する部分へ導く部分を含むことが望ましい。第１および第２のホルダーのそれぞれの凹部における複数の部品の位置決めが自動的に行われるので、ピックアップを用いて複数の部品をホルダーに出し入れすることが容易となる。
【０００８】
この部品反転ユニットは、第１のホルダーおよび第２のホルダーが第１の軸を挟んで開閉するときに、第１のホルダーおよび第２のホルダーの下側のホルダーの複数の凹部のそれぞれの底部に設けられた吸引用の貫通孔のそれぞれと下側のホルダーの下側で接することにより個々の部品を下側に吸引する吸引ユニットを有する。第１のホルダーおよび第２のホルダーは、吸引用の貫通孔のそれぞれが吸引ユニットから離れて独立して回転する。それぞれの部品の位置決め精度をさらに向上しやすく、第１または第２のホルダーを開閉する際に部品が動いてしまうことを抑制できる。  
【０００９】
本発明の異なる態様の１つは、上記の部品反転ユニットと、複数の部品がマトリクス状に収納されたトレーを受け入れる受入ユニットと、トレーに並べられた複数の部品を列単位で第１のホルダーに移動するピックアップユニットとを有する装置である。複数の部品をトレーの列単位（１または複数列単位）で、移動および反転できる。
【００１０】
ピックアップユニットは、複数の部品を列単位で第１のホルダーに移動した後、第２のホルダーから複数の部品を列単位で上記トレーまたは異なるトレーに移動する機能を含むことが望ましい。部品反転ユニットに対する複数の部品の搬入搬出を一往復で行えるのでタクトタイムを短縮できる。
【００１１】
このピックアップユニットは、ピックアップする際の複数の部品のそれぞれの部品との距離が所定の値より短いと動作するセンサーを含むことが望ましい。部品の収納状態の異常を部品の高さにより検出できる。
【００１２】
本発明のさらに異なる態様の１つは、部品反転ユニットを含む装置により部品を反転することを含む方法であり、反転することは、以下のステップを含む。
第１のホルダーに複数の部品を受け入れること。
第１のホルダーに受け入れられた複数の部品を吸引用の貫通孔を介して吸引ユニットによりそれぞれ下側に吸引すること。
第２のホルダーの吸引用の貫通孔のそれぞれを吸引ユニットから離して第２の駆動ユニットにより第１のホルダーとは独立して回転させて第１のホルダーおよび第２のホルダーを対面させること。
第１の駆動ユニットおよび第２の駆動ユニットにより第１のホルダーおよび第２のホルダーを第１の軸の周りに同期して回転させ、第１のホルダーの吸引用の貫通孔のそれぞれを吸引ユニットから離して第２のホルダーの上に第１のホルダーを重ね、第２のホルダーの吸引用の貫通孔のそれぞれを吸引ユニットに接すること。
第２のホルダーに受け入れられた複数の部品を吸引用の貫通孔を介して吸引ユニットによりそれぞれ下側に吸引すること。
第１のホルダーを第１の駆動ユニットにより第２のホルダーとは独立して回転させて、第１のホルダーを複数の部品を受け入れる位置に戻し、第１のホルダーの吸引用の貫通孔のそれぞれを吸引ユニットに接すること。
【００１３】
トレーに収納された複数の部品を反転させる場合は、複数の部品を受け入れることは、ピックアップユニットにより、トレーに並べられた複数の部品を列単位で第１のホルダーに移動することを含むことが望ましい。また、複数の部品を受け入れることと、第１のホルダーおよび第２のホルダーを対面させることとの間に、第２のホルダーから複数の部品を列単位で上記トレーまたは異なるトレーに移動することを含むことが有効である。タクトタイムを短縮できる。
【００１４】
トレーに移動することは、ピックアップユニットを複数の部品を保持した状態で水平方向に１８０度回転させることを含むことが望ましい。反転後の部品の前後方向の向きをもとに戻すことができる。ピックアップユニットにより第１のホルダーに複数の部品を搬送する際、すなわち、複数の部品を部品反転ユニットのホルダーにセットする前に水平方向に１８０度回転させて前後を入れ替えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】トレー搬送システムのレイアウトを示す平面図。
【図２】反転ユニットのレイアウトを拡大して示す平面図。
【図３】部品を搬送する様子を示す側面図。
【図４】ピックアップユニットの概要を示す図。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は反転ユニットにより部品を反転する過程を示す図。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は反転ユニットにより部品を反転する過程を示す図。
【図７】ピックアップユニットの動作と、反転ユニットの動作とのタイミングを示す図。
【図８】トレー搬送システムの処理概要を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に、部品反転機能を備えたトレー搬送システムの概要を示している。このトレー搬送システム１は、コンベアとして機能し、半導体部品や、電子・電気部品などの個片（部品、ワーク）２を複数個収納するトレー３を、ある処理を行う装置から同一または異なる処理を行う装置に搬送する経路の一部を構成する。トレー３は、複数の部品２をマトリクス状の個別に収納する凹部４を含む。トレー搬送システム１を含む経路で接続される処理の一例は、トレー３内の各部品２にハンダ、溶接または刻印などを施したり、各部品２の外観検査を行う処理である。
【００１７】
トレー搬送システム１は、複数の部品２がマトリックス状に収納されたトレー３を受け入れる受入側（受入ユニット、ロードユニット）７０と、トレー３を払い出す払出側（払出ユニット、アンロードユニット）７５と、受入ユニット７０と払出ユニット７５との間に配置された部品反転ユニット（反転ユニット）１０とを含む。受入ユニット７０は、ベルトコンベア７１と、トレーガイド７２と、コンベア駆動用のモーター７３とを含む。払出ユニット７５は、ベルトコンベア７６と、トレーガイド７７と、コンベア駆動用のモーター７８とを含む。
【００１８】
トレー搬送システム１は、さらに、トレー３から部品反転ユニット１０に複数の部品２を搬送するピックアップユニット６０を含む。ピックアップユニット６０はトレー３の幅方向ｙに一列に並んだ複数の部品２をピックアップし、部品反転ユニット１０に搬送し、部品反転ユニット１０で上下が反転された部品２をトレー３に戻す。ピックアップユニット６０は、複数の部品２を吸着する吸着ユニット６１と、吸着ユニット６１を部品反転ユニット１０の方向、本例ではトレー３の進行方向ｘに動かす駆動ユニット６２と、吸着ユニット６１を水平方向に１８０度旋回させる回転ユニット６３とを含む。トレー搬送システム１は、さらに、受入ユニット７０、払出ユニット７５、ピックアップユニット６０および部品反転ユニット１０を制御する制御ユニット８０を含む。
【００１９】
図２に、部品反転ユニット１０を抜き出し、拡大して示している。部品反転ユニット１０は、第１の軸１９に沿って複数の部品２を一列に並べて保持する第１のホルダー１１と、第１のホルダー１１に対し第１の軸１９を挟んだ対称な位置に、第１の軸１９に沿って複数の部品２を並べて保持する第２のホルダー１２と、第１のホルダー１１を第１の軸１９の周りに回転する第１の駆動ユニット１３と、第１の駆動ユニット１３と同期して、および独立して第２のホルダー１２を第１の軸１９の周りに回転する第２の駆動ユニット１４とを含む。
【００２０】
第１のホルダー１１および第２のホルダー１２は、複数の部品２をそれぞれ保持する複数の凹部１５を含み、複数の凹部１５のそれぞれの底部（底面）１５ａは、個々の部品２の位置を規定する部分１５ｂを含む。さらに、複数の凹部１５のそれぞれの開口部１５ｃは、個々の部品２を規定する部分１５ｂへ導く部分１５ｄを含む。この例においては、部品２の外周形状が台形であり、第１のホルダー１１および第２のホルダー１２には、第１の軸１９に沿ってそれぞれ一列に並んだ複数の凹部１５が形成されている。列状に並んだ複数の凹部１５の数は、トレー３の幅方向に部品２が並ぶ数と同じまたは多くなっており、トレー３の幅方向に並んだ部品２を一括して反転処理できるようになっている。
【００２１】
個々の凹部１５の底部１５ａは全体として部品２の外周と一致するサイズの台形であり、底部１５ａの縁が部品２の位置を規定する部分１５ｂとなっている。個々の凹部１５に部品２が落とし込まれると、ホルダー１１および１２における部品２の向き（位置）が所定の位置に定まるようになっている。凹部１５の開口部１５ｃは、部品２の外周サイズより一回り大きな台形であり、開口部１５ｃから底面１５ａに向けってテーパー状のガイド部分１５ｄが設けられている。部品２は開口部１５ｃと干渉しにくく、開口部１５ｃを通過した部品２は、ガイド部分１５ｄに沿って底面１５ａに導かれ、部品２の外周と一致する形状の底面１５ａに到達すると部品２の位置が自動的に決まるようになっている。
【００２２】
凹部１５の四隅１５ｅはドリル等により、部品２より多少大きくなるように丸く面取りされており、部品２のコーナー部分と凹部１５のコーナー部分とが相互に干渉しないようになっている。したがって、この例では、凹部１５による部品２の位置決めは、コーナーではなく、相互に機械的な接触があってもダメージが発生しにくい、主に、辺または縁の部分で行われるようになっている。面取り用の孔１５ｅの直径は１．０ｍｍ以上が好ましく、底部１５ａの面積の半分以下であることが望ましい。
【００２３】
第１のホルダー１１および第２のホルダー１２の凹部１５は、軸１９に沿って延びた溝１８により接続されている。この溝１８は、凹部１５のうちの上記の位置決めなどに関連しない部分を接続しており、ホルダー１１および１２の重量を削減し、慣性モーメントを低下する機能と、凹部１５の間の空気の流通経路としての機能とを含む。溝１８を設けなくてもよい。
【００２４】
それぞれの凹部１５の底部１５ａには、部品２の吸引用の孔１５ｈが設けられている。これらの孔１５ｈは、第１のホルダー１１および第２のホルダー１２が第１の軸１９を挟んで開いたときに、下側の吸引ユニット３１とつながり、部品２を吸着するユニットとして機能する。一方のホルダー（下側になるホルダー）の底部１５ａに部品２を強制的に吸着することで、オープンされる側のホルダーに部品２が静電気や摩擦などで着いていくことを抑制できる。吸引方法は、空気を吸い込んで負圧にする方法であっても、磁力または電界により吸着する方法であってもよいが、電気部品の場合、回路などへの影響を避けるために空気を吸引する方法が適している。
【００２５】
第１の駆動ユニット１３は、駆動用のモータ２１と、第１の軸１９に沿って延びた第１のシャフト２２と、ベアリング２３および２４とを含む。第２の駆動ユニット１４は、駆動用のモータ２５と、第１の軸１９に沿って延びた第２のシャフト２６と、ベアリング２７および２８とを含む。第１のシャフト２２と第２のシャフト２６とは、共通の軸１９に沿って左右（図面上は上下）に分かれて（対峙して）配置されており、第１のシャフト２２は第１のホルダー１１と機械的に接続され、第２のシャフト２６は第２のホルダー１２と機械的に接続されている。それぞれのシャフト２２および２６のモータと反対側の端を支持するベアリング２４および２８は、同一のハウジング２９に収納されており、基本的には共通で一体型のベアリングとなっている。したがって、第１のシャフト２２および第２のシャフト２６を第１の軸１９に沿って軸ずれが発生しにくい状態で支持できる。
【００２６】
一対のモータ２１および２５はシャフト２２および２６をそれぞれ回転できるアクチュエータであればよく、エアーシリンダなどであってよい。また、シャフト２２および２６を駆動する機構は、共通のモータを輪列などの動力伝達機構を介してシャフト２２および２６に接続し、シャフト２２および２６を独立して、および同期して回転させるものであってもよい。
【００２７】
図３に、トレー搬送システム１において、トレー３に搭載された部品２を上下反転して収納しなおし、受入れ側から払出し側へ移動する様子を示している。この例では、部品２を上下反転後、同じトレー３に戻しているが、異なるトレー３に移動させてもよい。
【００２８】
ｎ列目の処理を説明すると、ピックアップユニット６０は、吸着ユニット６１をトレー３のｎ列目の位置Ｐｎへ移動し、ｎ列目の部品２を吸着ユニット６１によりピックアップする。次に、反転ユニット１０の第１のホルダー１１の位置Ｐ１へ吸着ユニット６１を移動し、第１のホルダー１１にｎ列目の部品２をセットする。さらに、吸着ユニット６１を第２のホルダー１２の位置Ｐ２へ移動し、上下反転済みの部品２を第２のホルダー１２からピックアップし、トレーのｎ−１列目の位置Ｐｎ−１に移動し、上下（表裏）反転済みの部品２をトレー３のｎ−１列目に戻す。前後または左右非対称の部品２であれば、吸着ユニット６１を位置Ｐ２から位置Ｐｎ−１に戻す途中で、吸着ユニット６１を水平方向に１８０度回転させて、部品２の前後を調整する。
【００２９】
反転ユニット１０のホルダーの内、最初に部品２がセットされるホルダーは、第１のホルダー１１であっても第２のホルダー１２であってもよい。部品２が前後または左右非対称であれば、トレー３に搭載されている部品２の方向と、ホルダーの凹部１５の形状が合致するホルダー（本例においては第１のホルダー１１）に部品２をセットすることができる。また、ホルダーにセットする際に吸着ユニット６１を水平方向に１８０度回転させて、前後の向きが逆のホルダー（本例においては第２のホルダー１２）に部品をセットしてもよい。トレー３に収納されている全ての部品２が、上下（表裏）反転した状態で収納されなおすと、トレー３は、反転ユニット１０の上部を通過して受入側７０から払出側７５に移動され、次の処理を行う装置に供給される。
【００３０】
トレー搬送システム１の受入側７０と払出側７５とは逆であってもよく、反転ユニット１０は受入側７０および払出側７５の間に挟まれるように配置されていてもよく、搬送路に沿ってあるいは離れた位置に、搬送路と並列に配置されていてもよい。ピックアップユニット６０は、トレー３に収納された部品２を反転ユニット１０に供給し、反転済みの部品２をトレー３に戻す（移動する）ものであればよく、トレー３と反転ユニット１０との位置関係によりさまざまに構成できる。
【００３１】
図４に、ピックアップユニット６０の吸着ユニット６１を示している。吸着ユニット６１は、反転ユニット１０のホルダーに用意された凹部１５の数と同じまたはそれより多い数の複数の吸着ヘッド６４と、吸着ヘッド６４の上下位置を監視するセンサー６５とを含む。センサー６５の一例は光学センサーであり、ピックアップする際のそれぞれの部品２と吸着ユニット６１との距離が所定の値より短く、吸着ヘッド６４の位置が所定の範囲以上に動くとセンサー６５が吸着ヘッド６４の動きを検出する。吸着ヘッド６４が吸着しようとしている部品２がトレー３の凹部４またはホルダーの凹部１５に収まらず、はみ出していたり、位置が水平でないなどの異常があると、吸着ヘッド６４の位置が所定の位置からずれるので、センサー６５によりそれらの異常を検出できる。
【００３２】
また、個々の吸着ヘッド６４はフローセンサーを含む。部品２を吸着する状態（位置、高さ）になっているにも関わらずフローが所定量以下にならないことにより、部品２のピックアップミスを検出できる。吸着ヘッド６４により部品２を吸着する、あるいはピックアップする方法は、空気を吸い込む（負圧にする）方法に限られず、機械的に部品２を掴んだり（把持したり）、磁界または電界を用いて部品を吸着する方法であってもよい。
【００３３】
図５および図６に、反転ユニット１０により部品２を反転する様子を示している。図５（ａ）に示すように、ピックアップユニット６０の吸着ユニット６１は部品２を位置Ｐ１に搬送し、第１のホルダー１１の凹部１５に部品２をセットする。次に、図５（ｂ）に示すように、第１のホルダー１１はセットされた部品２を吸引ユニット３１により吸引支持する。一方、吸着ユニット６１は位置Ｐ２に移動し、第２のホルダー１２の凹部１５において吸引ユニット３１からリリースされた反転済みの部品２をピックアップする。
【００３４】
図５（ｃ）に示すように、吸着ユニット６１はトレー３の上の位置Ｐｎ−１に移動し、上下反転済みの部品２をトレー３に戻す。この際、部品２が前後非対称であれば吸着ユニット６１を１８０度水平方向に回転して前後方向をもとに戻す。このピックアップユニット６０の動作と並行して、反転ユニット１０においては第２の駆動ユニット１４が独立して動き、第２のホルダー１２を第１のホルダー１１に重ねる。
【００３５】
図６（ａ）に示すように、第１のホルダー１１および第２のホルダー１２が重ねられると、吸引ユニット３１から部品２をリリースし、図６（ｂ）に示すように、第１の駆動ユニット１３および第２の駆動ユニット１４を同期して動かして、第１のホルダー１１および第２のホルダー１２を共通の第１の軸（水平方向に延びた軸）１９の周りに鉛直方向に１８０度回転する。
【００３６】
さらに、図６（ｃ）に示すように、第２のホルダー１２において部品２を吸引ユニット３１により保持し、第１の駆動ユニット１３を独立して動かして第１のホルダー１１を開ける。これにより、第２のホルダー１２に上下反転した部品２が残り、第１のホルダー１１は次の部品２を受入れ可能な状態になる。図５および図６においては１つの部品２を反転させた状態を例示している反転ユニット１０においては第１の軸１９に対し対称に並んだ第１のホルダー１１の凹部１５と第２のホルダー１２の凹部１５とを用いて複数の部品２が同時に並行して反転される。
【００３７】
この例では、第１のホルダー１１の凹部１５の深さと第２のホルダー１２の凹部１５との深さの合計は部品２の厚みよりも若干大きくなるように設定されている。したがって、反転ユニット１０の第１のホルダー１１および第２のホルダー１２とは、上下に合わさった凹部１５により形成される空間（空洞）の中に部品２を収納した状態で共通の軸１９の周りに回転する。第１のホルダー１１および第２のホルダーの凹部１５の深さは、部品２の厚みより小さくてもよく、この場合は、反転ユニット１０は、第１のホルダー１１および第２のホルダー１２により部品２を上下に挟んだ状態で、これらのホルダー１１および１２を共通の軸１９の周りに回転する。
【００３８】
いずれの場合でもあって、ホルダー１１および１２を共通の軸１９の周りに同期して回転させるので、回転中にホルダー１１の凹部１５とホルダー１２の凹部１５との間にずれが発生することはなく、部品２に負荷をかけずに上下（表裏）を反転できる。部品２に挟み込む圧力をかけずに、部品２が回転中にホルダー１１および１２から外れることなく安全に上下を反転できるという点では、本例の反転ユニット１０のように、上下に合わさった凹部１５による空洞の中に部品２を完全に収納した状態でホルダー１１および１２を回転させることが望ましい。
【００３９】
図７に、反転ユニット１０とピックアップユニット６０との動きをタイミングチャートにより示している。時刻ｔ１に、ピックアップユニット６０の吸着ユニット６１がトレー３の位置Ｐｎにおいてｎ列目の複数の部品２をピックアップし、時刻ｔ２に吸着ユニット６１は第１のホルダー１１の位置Ｐ１に移動して複数の部品２を反転ユニット１０にセットする。第１のホルダー１１においては凹部１５の吸引ユニット３１によりセットされた部品２をそれぞれの凹部（受け皿）１５に固定する。時刻ｔ３に、吸着ユニット６１は、位置Ｐ２で第２のホルダー１２から反転済みの部品２をピックアップし、時刻ｔ５にトレー３の位置Ｐｎ−１に移動してｎ−１列目に反転済みの部品２を戻す。この間、必要であれば吸着ユニット６１は１８０度回転する。反転済みの部品２を戻す際に吸着ユニット６１を回して部品２の前後方向を戻す代わりに、部品２を反転ユニット１０に搬送する際に吸着ユニット６１を回して部品２の前後方向を予め入れ替えておいてもよいことは上述した通りである。
【００４０】
反転ユニット１０においては、ピックアップユニット６０の反転済みの部品２をトレー３に戻す動きと並列（並行）に、時刻ｔ３に第２のホルダー１２を独立して回転させてホルダー１１および１２を閉じる。そして、下側の第１のホルダー１１の吸引による部品２の固定を解除し、時刻ｔ４に、第１のホルダー１１および第２のホルダー１２を同期して回転させて、ホルダー１１にセットされた一列分の部品２の上下を一斉に（同時に）反転する。
【００４１】
時刻ｔ７に、下側の第２のホルダー１２の凹部１５の吸引ユニット３１により部品２を下側に吸引する。これにより、上側の第１のホルダー１１から部品２を確実に第２のホルダー１２の凹部１５に固定し、その後、第１のホルダー１１を独立して回転させてホルダー１１および１２を開く。
【００４２】
この間、ピックアップユニット６０は、時刻ｔ６に、トレー３の次のｎ＋１列目の位置Ｐｎ＋１に移動し、一列分の部品２をピックアップする。そして、時刻ｔ８に、ｎ＋１列目の部品２を第１のホルダー１１の位置Ｐ１に移動し、時刻ｔ９に、第２のホルダー１２の位置Ｐ２において反転済みのｎ列目の部品２をピックアップし、時刻ｔ１０にトレー３のｎ列目に戻す。このように、本例のトレー搬送システム１においては、反転ユニット１０を用いて、列単位で複数の部品２の上下を入れ替えることができる。したがって、短時間に部品２の上下の入れ替えが完了し、部品２の上下が入れ替わる次の処理にトレー３を移動できる。
【００４３】
このシステム１においては、一列単位で部品２の上下を反転しているが、２列あるいはそれ以上の単位で部品２の上下を反転することも可能である。その場合、反転ユニット１０の第１および第２のホルダー１１および１２に、複数列の凹部１５を設けておく必要がある。
【００４４】
また、このシステム１においては、反転ユニット１０の部品２を反転する処理と、ピックアップユニット６０の部品２を搬送する処理とを並列に動かしているが、単一のフローであってもよい。すなわち、ピックアップユニット６０は、第１のホルダー１１に部品２を搬送した後、反転ユニット１０が部品２を反転させるのを待って、第２のホルダー１２から反転された部品２をピックアップしてトレー３に戻してもよい。
【００４５】
図８に、トレー搬送システム１における処理の概要をフローチャートにより示している。この処理は、制御ユニット８０がプログラム（プログラム製品）を実行することにより行われる。制御ユニット８０はＣＰＵおよびメモリを含むコンピュータとして資源を備えている。
【００４６】
ステップ９１において、制御ユニット８０はピックアップユニット６０を制御して、トレー３から列単位で部品２を反転ユニット１０の第１のホルダー１１に受け入れる。ステップ９２において、反転ユニット１０の第２のホルダー１２から反転済みの部品２を列単位で取り出してトレー３に戻す。この処理と並列して、ステップ９３において、第２のホルダー１２を第２の駆動ユニット１４により第１のホルダー１１とは独立して回転させて第１のホルダー１１および第２のホルダー１２を対面させて閉じる。たとえば、制御ユニット８０は、第２の駆動ユニット１４のモータ２５にのみ駆動信号を出力する。
【００４７】
ステップ９４において、第１の駆動ユニット１３および第２の駆動ユニット１４により第１のホルダー１１および第２のホルダー１２を第１の軸１９の周りに同期して回転させて第２のホルダー１２の上に第１のホルダー１１を重ねる。たとえば、制御ユニット８０は、第１の駆動ユニット１３のモータ２１および第２の駆動ユニット１４のモータ２５に対し同じ駆動パルスを供給する。
【００４８】
ステップ９５において、第１のホルダー１１を第１の駆動ユニット１３により第２のホルダー１２とは独立して回転させて、第１のホルダー１１を複数の部品を受け入れる位置（開位置）に戻す。ステップ９６において、トレー３に次の部品２の列があれば、この段階でピックアップユニット６０は列単位で部品２を搬送しているので、反転ユニット１０はそれを受け入れて、上記と同様に反転する処理を繰り返す。トレー３に搭載されている全ての部品２の反転処理が終了していれば、ステップ９７において次のトレー３の部品２をピックアップユニット６０により反転ユニット１０に搬送し、上記と同様に列単位で部品２の反転処理を繰り返す。
【００４９】
このように、反転ユニット１０の第１および第２のホルダー１１および１２の凹部（受け皿）１５は、部品２の裏面および表面をそれぞれ受ける形状を備えており、第１のホルダー１１および第２のホルダー１２を合わせることにより部品２を固定した状態で回転させることができる。上記の例では、部品２の裏面および表面の形状は同一であったが、表面および裏面の形状が異なる部品２であってもよく、それらの面を受けるホルダーの凹部１５の形状をホルダー毎に部品２の形状に合わせて変えることができる。そして、同一の軸１９の周りに第１のホルダー１１および第２のホルダー１２を回転させることにより、回転の基準（反転基準）がずれることを防止し、精度よく、部品２に損傷を与えずに、列単位で複数の部品２の上下（表裏）を反転できる。
【００５０】
また、このトレー搬送システム１においては、列単位で部品２をピックアップして反転するので、トレー３の列の内部に欠品があっても、それをピックアップユニット６０により反転ユニット１０に搬送する際に、最初から欠品として認識することにより部品１つ１つの有無を確認しなくても反転処理を行うことができる。また、列単位でピックアップユニット６０による搬送処理と、反転ユニット１０による反転処理とを並列に行うことが可能であり、部品２の反転処理に要する時間（タクトタイム）を短縮できる。
【符号の説明】
【００５１】
１  トレー搬送システム、  １０  部品反転ユニット、６０  ピックアップユニット
【要約】
【課題】部品の上下を反転するために要する処理時間を短縮する装置を提供する。
【解決手段】トレー搬送システムはトレーに搭載されている部品を列単位で反転する反転ユニットを含む。反転ユニットは、第１の軸に沿って複数の部品を少なくとも一列に並べて保持する第１のホルダーと、第１のホルダーに対し第１の軸を挟んだ対称な位置に、第１の軸に沿って複数の部品を並べて保持する第２のホルダーと、第１のホルダーを第１の軸の周りに回転する第１の駆動ユニットと、第１の駆動ユニットと同期して、および独立して第２のホルダーを第１の軸の周りに回転する第２の駆動ユニットとを有する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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