(57)【要約】【課題】一回の回収工程につき複数のワークを積み重ねて回収する際に、当該回収工程を高速化して高効率化を図ることができるようにしたワーク回収装置及び当該ワーク回収装置のアタッチメントを提供する。【解決手段】ワーク回収装置１０は、ロボットアーム１１の先端に取り付けたアタッチメント１２で複数個のワーク５を回収する。当該アタッチメントで一のワーク又は二以上のワークからなるワーク群を保持している場合に、続いて他のワークを回収するとき、アタッチメントが開放されると同時に、当該アタッチメントが保持するワーク又はワーク群の自由落下速度よりも速く下降する。これにより、アタッチメントが保持しているワーク又はワーク群は、アタッチメントから脱落することなく積み重ねられたまま他のワークに積み重ねられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向及び垂直方向に自在に動くロボットアームと、当該ロボットアームの先端に取り付けられた開閉自在なアタッチメントとからなり、
当該アタッチメントで一のパレット上に戴置された複数のワークを回収して、他のパレット上に当該ワークを積み重ねて戴置するように前記ロボットアームと前記アタッチメントを制御する制御手段を有するワーク回収装置であって、
前記制御手段は、
前記ロボットアームの垂直方向の動作を制御して前記アタッチメントの上下動を制御する垂直動作制御手段と、
前記アタッチメントを開閉させて前記ワークを把持する動作を制御する把持制御手段とを有し、
少なくとも一の前記ワークを保持している前記アタッチメントが、他の前記ワークを回収するとき、
前記把持制御手段が、前記アタッチメントを開放して前記一のワークを放すと略同時に、
前記垂直動作制御手段が、前記アタッチメントに前記一のワークが自由落下する加速度よりも速い加速度を与えて、前記アタッチメントを前記他のワークに向けて下降させる制御をし、
前記一のワークが前記アタッチメントから脱落する前に、前記他のワークを前記アタッチメント内に収めるようにして、
当該アタッチメント内で前記一のワークと回収した前記他のワークとを積み重ねて回収するようにしたことを特徴とするワーク回収装置。
【請求項２】
水平方向及び垂直方向に自在に動くロボットアームと、当該ロボットアームの先端に取り付けられた開閉自在なアタッチメントとからなり、
当該アタッチメントで一のパレット上に戴置された複数のワークを回収して、他のパレット上に当該ワークを積み重ねて戴置するように前記ロボットアームと前記アタッチメントを制御する制御手段を有するワーク回収装置であって、
前記制御手段は、
前記ロボットアームの垂直方向の動作を制御して前記アタッチメントの上下動を制御する垂直動作制御手段と、
前記アタッチメントを開閉させて前記ワークを把持する動作を制御する把持制御手段とを有し、
少なくとも一の前記ワークを保持している前記アタッチメントが、他の前記ワークを回収するとき、
前記把持制御手段が、前記アタッチメントを開放して前記一のワークを放すと略同時に、
前記垂直動作制御手段は、前記アタッチメントが保持する前記一のワークに対して上向きの加速度を与えてから、前記アタッチメントを前記他のワークに向けて下降させる制御をし、
前記一のワークが前記アタッチメントから脱落する前に、前記他のワークを前記アタッチメント内に収めるようにして、
当該アタッチメント内で前記一のワークと回収した前記他のワークとを積み重ねて回収するようにしたことを特徴とするワーク回収装置。
【請求項３】
一のパレット上に戴置された複数のワークを回収して、他のパレット上に当該ワークを積み重ねて戴置するワーク回収装置において、
水平方向及び垂直方向に自在に動くロボットアームの先端に取り付けられる前記ワーク回収装置のアタッチメントであって、
当該アタッチメントは、
中空状の枠体からなる前記ワークを把持するクリップ部と、
当該クリップ部に連接して形成された少なくとも一の前記ワークを収納保持可能なホルダ部と、
前記ワークの外側面に沿って当該ワークの移動を案内し、互いに対向する一対のアウターガイド部と、
前記ワークの内側面に沿って当該ワークの移動を案内するインナーガイド部とからなることを特徴とするワーク回収装置のアタッチメント。
【請求項４】
前記クリップ部及び前記ホルダ部に前記ワークを保護する緩衝材を貼着したことを特徴とする請求項３に記載のワーク回収装置のアタッチメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一のパレット上に戴置された複数のワークを回収して、他のパレット上に積み重ねて戴置するようにしたワーク回収装置、及び複数のワークを積み重ねて回収するワーク回収装置のアタッチメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定の経路を往復しつつ当該経路上でワークを回収するワーク回収装置は、ロボットアームとその先端に取り付けられたアタッチメントからなり、当該アタッチメントが一のパレット上で把持したワークを所定の他のパレットへ移送する一回の回収動作につき一つのワークを回収するように形成されている。これによりワーク回収装置はパレット上にランダムに配された複数個のワークを回収している。そして、当該ワークの回収動作をさらに高速化して回収効率を良くするため、一回の回収動作につき複数個のワークを積み重ねて回収するようにしたワーク回収装置が知られている。
【０００３】
当該ワーク回収装置は、図８に示すように、アタッチメントが一のワークを保持しているとき（図８（ｄ））、当該一のワークを次に回収する他のワークへ積み重ねた後（図８（ｅ）〜図８（ｇ））、最下段にある他のワークを把持してから（図８（ｈ））、アタッチメントは引き上げられる（図８（ｉ））。その後、ワーク回収装置は、同様の動作で次のワークを回収する。当該回収動作を繰り返すことによって、ワーク回収装置は、一のパレット上にランダムに配されている複数個のワークを回収すると共に、回収した複数個のワークを安定して積み重ねることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】引用なし
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、先に回収した一のワーク又は二以上のワークからなるワーク群を他のワークの上へ一度完全に置いて積み重ねる上記工程は、次に回収する他のワークの位置を把握し、崩れないように丁寧に積み重ねることを要するので、当該回収工程の高速化が阻害されるおそれがある。そして、高速化が阻害された場合には、ワーク回収装置が単位時間当たりに回収するワークの個数、いわゆるワークの回収効率が落ちるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、一回の回収工程につき複数のワークを積み重ねて回収する際に、当該回収工程を高速化して高効率化を図ることができるようにしたワーク回収装置及び当該ワーク回収装置のアタッチメントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のワーク回収装置は、水平方向及び垂直方向に自在に動くロボットアームと、当該ロボットアームの先端に取り付けられた開閉自在なアタッチメントとからなり、
当該アタッチメントで一のパレット上に戴置された複数のワークを回収して、他のパレット上に当該ワークを積み重ねて戴置するように前記ロボットアームと前記アタッチメントを制御する制御手段を有するワーク回収装置であって、
前記制御手段は、
前記ロボットアームの垂直方向の動作を制御して前記アタッチメントの上下動を制御する垂直動作制御手段と、
前記アタッチメントを開閉させて前記ワークを把持する動作を制御する把持制御手段とを有し、
少なくとも一の前記ワークを保持している前記アタッチメントが、他の前記ワークを回収するとき、
前記把持制御手段が、前記アタッチメントを開放して前記一のワークを放すと略同時に、
前記垂直動作制御手段が、前記アタッチメントに前記一のワークが自由落下する加速度よりも速い加速度を与えて、前記アタッチメントを前記他のワークに向けて下降させる制御をし、
前記一のワークが前記アタッチメントから脱落する前に、前記他のワークを前記アタッチメント内に収めるようにして、
当該アタッチメント内で前記一のワークと回収した前記他のワークとを積み重ねて回収するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載のワーク回収装置は、水平方向及び垂直方向に自在に動くロボットアームと、当該ロボットアームの先端に取り付けられた開閉自在なアタッチメントとからなり、
当該アタッチメントで一のパレット上に戴置された複数のワークを回収して、他のパレット上に当該ワークを積み重ねて戴置するように前記ロボットアームと前記アタッチメントを制御する制御手段を有するワーク回収装置であって、
前記制御手段は、
前記ロボットアームの垂直方向の動作を制御して前記アタッチメントの上下動を制御する垂直動作制御手段と、
前記アタッチメントを開閉させて前記ワークを把持する動作を制御する把持制御手段とを有し、
少なくとも一の前記ワークを保持している前記アタッチメントが、他の前記ワークを回収するとき、
前記把持制御手段が、前記アタッチメントを開放して前記一のワークを放すと略同時に、
前記垂直動作制御手段は、前記アタッチメントが保持する前記一のワークに対して上向きの加速度を与えてから、前記アタッチメントを前記他のワークに向けて下降させる制御をし、
前記一のワークが前記アタッチメントから脱落する前に、前記他のワークを前記アタッチメント内に収めるようにして、
当該アタッチメント内で前記一のワークと回収した前記他のワークとを積み重ねて回収するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載のワーク回収装置のアタッチメントは、一のパレット上に戴置された複数のワークを回収して、他のパレット上に当該ワークを積み重ねて戴置するワーク回収装置において、
水平方向及び垂直方向に自在に動くロボットアームの先端に取り付けられる前記ワーク回収装置のアタッチメントであって、
当該アタッチメントは、
中空状の枠体からなる前記ワークを把持するクリップ部と、
当該クリップ部に連接して形成された少なくとも一の前記ワークを収納保持可能なホルダ部と、
前記ワークの外側面に沿って当該ワークの移動を案内し、互いに対向する一対のアウターガイド部と、
前記ワークの内側面に沿って当該ワークの移動を案内するインナーガイド部とからなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載のワーク回収装置のアタッチメントは、前記クリップ部及び前記ホルダ部に前記ワークを保護する緩衝材を貼着したことを特徴とする請求項３に記載のワーク回収装置のアタッチメント。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載のワーク回収装置によれば、当該ワーク回収装置が有する制御手段は、アタッチメントが保持しているワークが自由落下するよりも速い加速度を加えて、当該アタッチメントがワークを回収する制御を行うようにして、少なくとも一のワークを保持しているアタッチメントが、他のワークを回収するとき、一のワークがアタッチメントから脱落するよりも速くアタッチメント内に他のワークを収めるようにした。
これにより、ワーク回収装置は、先に回収した一のワークを次に回収する他のワークの上に一度置く工程を省くことができるので、ワークの回収を高速化することができ、当該高速化に伴い、単位時間内当たりのワークの回収効率を高めることができる。
さらに、アタッチメント内に保持されている少なくとも一のワークは、アタッチメントを開放したとき、自由落下するように構成した。
これにより、回収したワークは慣性にしたがって積み重ねられたまま落下するので、積み直す手間を省くことができ、複数個のワークを回収するために積み重ねたワークを整えてバランスを取り直さなくても良くなるので、ワークの回収効率を高めることができる。
【００１２】
請求項２に記載のワーク回収装置によれば、当該ワーク回収装置が有する制御手段は、アタッチメントが保持するワークに対して上向きの加速度を加えてから、次の回収目標であるワークを回収する制御を行うようにして、少なくとも一のワークを保持しているアタッチメントが、他のワークを回収するとき、一のワークがアタッチメントから脱落するよりも速くアタッチメント内に他のワークを収めるようにした。
これにより、ワーク回収装置は、先に回収した一のワークを次に回収する他のワークの上に一度置く工程を省くことができるので、ワークの回収を高速化することができ、当該高速化に伴い、単位時間内当たりのワークの回収効率を高めることができる。
さらに、アタッチメント内に保持されている少なくとも一のワークは、アタッチメントを開放したとき、与えられた上向きの加速度によって、所定時間滞空するように構成した。
これにより、回収したワークは慣性にしたがって積み重ねられたまましばらく空中に留まり、その後アタッチメントの天井に対して付勢されて或いはそのまま落下するので、積み直す手間を省くことができ、複数個のワークを回収するために、積み重ねたワークを整えてバランスを取り直さなくても良くなるので、ワークの回収効率を高めることができる。
【００１３】
請求項３に記載のワーク回収装置のアタッチメントによれば、クリップ部で回収するワークを把持すると共に、当該クリップ部に連接形成されたホルダ部で少なくとも一のワークを保持するようにした。これにより、ホルダ部は複数個のワークを保持することができるので、一回の回収作業で複数個のワークを回収することができる。そのため、ワーク回収に費やす時間を短縮することができ、高速化を図ることができる。
また、アウターガイド部及びインナーガイド部がホルダ部で保持する少なくとも一のワークを整列するようにした。これにより、回収作業と同時に積み重ねた複数個のワークを整列することができるので、ワーク回収作業の高効率化を図ることができる。
【００１４】
請求項４に記載のワーク回収装置のアタッチメントによれば、クリップ部及びホルダ部にワークを保護する緩衝材を貼着した。
これにより、回収するワークに傷がつくことを防止することができ、クリップ部の開閉動作を高速化することができる。そのため、単位時間内当たりに回収するワークの個数を増やすことができ、ワーク回収作業の高速化と高効率化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施例に係るワーク回収装置を示す斜視図である。
【図２】第１実施例に係るワークイ回収装置のアタッチメントを示す斜視図である。
【図３】第１実施例に係るワーク回収装置の構成の概略を示すブロック図である。
【図４】第１実施例に係るワーク回収装置の動作を説明するフローチャート図である。
【図５】第１実施例に係るワーク回収装置のアタッチメントの動きを説明する説明図である。
【図６】第２実施例に係るワーク回収装置の動作を説明するフローチャート図である。
【図７】第２実施例に係るワーク回収装置のアタッチメントの動きを説明する説明図である。
【図８】従来のワーク回収装置の動作を説明する説明図である。
【実施例１】
【００１６】
本発明に係るワーク回収装置の実施例を添付した図面にしたがって説明する。図１は、本実施例に係るワーク回収装置を示す斜視図である。図２は、本実施例に係るワーク回収装置のアタッチメントを示す斜視図である。図３は、本実施例に係るワーク回収装置の構成の概略を示すブロック図である。
【００１７】
ワーク回収装置１０は、図１に示すようにロボットアーム１１と、当該ロボットアームの先端に取り付けるアタッチメント１２と、ロボットアーム１１及びアタッチメント１２の動作を制御する制御盤１３とからなる。
ロボットアーム１１は、複数本のロッド１４ａ，１４ｂを組み合わせて伸縮及び折曲可能に形成された３組のメインアーム１４と、複数本の径の異なるパイプを入れ子状に挿嵌して伸縮可能に形成された一本のサブアーム１５からなり、メインアーム１４とサブアーム１５は、その先端が第１フランジ１６によって連結されている。当該第１フランジ１６の下面側には、アタッチメント１２が取り付けられている。メインアーム１４とサブアーム１５は互いに協働して動作し、ロボットアーム１１先端の第１フランジ１６は垂直方向及び水平方向へ自在に移動することができる。したがって当該第１フランジ１６に取り付けたアタッチメント１２は、上下方向及び前後左右方向に自在に移動することができる。
なお、本実施例に係るロボットアーム１１は、第１フランジ１６に取り付けるアタッチメント１２を取り換えることによって多様な動作が可能な汎用機であるが、これに限定されることなく、アタッチメント１２を自在に移動させることができるものであれば良い。
また、ワーク回収装置１０のロボットアーム１１とアタッチメント１２は、コンベア１上の所定位置に設置される。そして、ワーク回収装置１０は、コンベア１上を移動するパレット２上にランダムに置かれた複数個のワーク５を回収して、当該コンベア１脇に設置された戴置台３上に配置されたパレット４上に回収したワーク５を所定の個数ずつ積み重ねて置くように形成されている。
【００１８】
アタッチメント１２は、図２に示すように、第２フランジ２０と、ホルダ部２１と、クリップ部２２と、アウターガイド部２３と、インナーガイド部２４とからなる。
第２フランジは、第１フランジ１６に取付可能に形成されている。第２フランジ２０の第１フランジ１６への取付構造は、第１フランジ１６及び第２フランジ２０に貫通孔１６ａを設けて、当該貫通孔１６ａへピン（図示略）を挿嵌するように形成されている。なお、当該貫通孔１６ａへボルトを挿通させて当該ボルトをナットで締結する等他の取付構造にしても良い。これによりアタッチメント１２をロボットアーム１１の先端に固定することができる。
【００１９】
ホルダ部２１，２１は、開閉可能に形成された略Ｕ字状の一対の半筒体からなり、当該半筒体は、互いに対向する内側面が弧状に折り曲げられ、回収したワーク５に干渉しないように形成されている。これによって回収したワーク５に傷がつくことを防止することができる。なお、ホルダ部２１，２１の内側面にウレタン等の合成樹脂からなる緩衝材を貼着しても良い。これによって回収したワーク５を積み重ねたときにズレることを防止すると共に、傷がつくことを防止することができる。
また、ホルダ部２１，２１は、開閉ギヤ（図示略）を介して係合されたホルダブラケット２１ａによって開閉可能に形成されている。開閉ギヤは空気圧又は油圧によって駆動するように形成されている。ホルダ部２１，２１及びホルダブラケット２１ａは肉抜き加工が施されて軽量化が図られている。これにより開閉ギヤへの負担を軽減すると共にロボットアーム１１に係る負荷を軽減することができる。
【００２０】
クリップ部２２は、ホルダ部２１，２１の先端部にそれぞれ連接形成されている。当該クリップ部２２は、ホルダ部２１，２１の先端で当該ホルダ部２１，２１の内側へ向かって突出形成されたプレートからなる。当該プレートの縁部は弧状の切り欠け部が形成されている。当該切り欠け部をワーク５の外側面の上端縁部に形成された顎部６に係合させることによって、クリップ部２２はワーク５を把持することができる。切り欠け部の形状は回収する対象のワーク５の外形に合わせて形成されている。これによって、クリップ２２がワーク５を把持したとき、当該ワーク５は切り欠け部に沿って摺動するので、当該ワーク５の向きが多少ずれていた場合であっても当該ワーク５の向きを揃えることができる。これにより先に回収した一のワーク５又は二以上のワーク５からなるワーク群との向きを揃えることができるので、アタッチメント１２は、ワーク５を積み重ねると同時に当該ワーク５を整列することができる。
また、切り欠け部及び縁部にウレタン等の合成樹脂からなる緩衝材を貼着しても良い。これによって回収したワーク５に傷がつくことを防止することができる。
なお、本実施例において、クリップ部２２の切り欠け部は弧状に形成されているが、これに限定するものでは無く、把持するワーク５の周縁部形状に合わせて任意の形状に形成することができる。
また、本実施例においては、ホルダ部２１，２１を開閉させるとこれに連動してクリップ部２２が開閉するように形成されているが、これに限定するものでは無く、ホルダ部２１，２１とクリップ部２２とを分割形成して、クリップ部２２が独立して開閉するように形成しても良い。
【００２１】
アウターガイド部２３は、互いに対向する一対の平板からなる。当該平板の下端は、ワーク５を嵌入させやすいように外側に向かって折り曲げられ、舌片２３ａが形成されている。アウターガイド部２３は、ホルダ部２１，２１で保持するワーク５の外側面側に当接するように形成されている。これにより、クリップ部２２で把持したワーク５は、アウターガイド部２３に沿ってホルダ部２１，２１内部に侵入し、ホルダ部２１，２１にワーク５が収納保持される。
インナーガイド部２４は、ワーク５の内側面に差込可能に形成された平板からなる。
本実施例においては、一枚の平板からなるがこれに限定するものでは無く、複数枚の平板の所定箇所に所定の長さの切れ込みを入れ、当該切れ込みを嵌め合わせて、回収する対象のワーク５の内側面形状に合致するように平板を組み合わせて形成しても良い。また、インナーガイド部２４がワーク５に差し込まれたとき、当該ワーク５の内側面と係合する形状に合成樹脂・木等を用いて形成しても良い。これにより、ホルダ部２１，２１でワークを保持したとき、当該ワークがズレることを防ぐことができる。なお、回収するワーク５が中空状の枠体ではない場合には、インナーガイド部２４を外しても良い。
また、アウターガイド部２３とインナーガイド部２４は、平板を打ち抜いて肉抜き加工することが好ましい。これによって、アタッチメント１２を軽量化することができるので、ロボットアーム１１に掛かる負担を軽減することができる。
ワーク５が、次々にクリップ部２２で把持されてホルダ部２１，２１内に収められると、当該ワーク５は、アウターガイド部２３及びインナーガイド部２４に沿ってホルダ部２１，２１内へ侵入する。これによって、回収されたワーク５は、向きが揃えられてホルダ部２１，２１内で積み重ねられる。そのため、アタッチメント１２が一のパレット２から他のパレット４へ回収した複数個のワーク５を移送させたとき、一のパレット２上でランダムに置かれていたワーク５は他のパレット４上では所定個数ずつ積み重ねてまとめられる。これによって、ワーク５の整理整頓をすることができ、当該ワーク５の戴置場所を省スペース化すると共に回収したワーク５の個数を容易に把握することができる。
【００２２】
制御盤１３は、図３に示すように、ロボットアーム１１とアタッチメント１２の動作を総合的に制御する制御手段３０を有し、当該制御手段３０は、垂直動作制御手段３１と、把持制御手段３２と、水平動作制御手段３３とからなる。
【００２３】
垂直動作制御手段３１は、第１メインアーム制御手段３４と第１サブアーム制御手段３５とからなる。
第１メインアーム制御手段３４は、ロボットアーム１１のメインアーム１４を構成する複数のロッド１４ａ，１４ｂについてチルト方向の動きを制御して、当該メインアーム１４を折り曲げたり、伸ばしたりして制御するように形成されている。
第１サブアーム制御手段３５は、ロボットアーム１１のサブアーム１５を構成するパイプを伸縮し、又は当該サブアーム１５の基部を回動する動作を制御して、当該サブアーム１５のメインアーム１４に対する補助動作を制御するように形成されている。
そして、第１メインアーム制御手段３４と第１サブアーム制御手段３５とが協働することによって、垂直動作制御手段３１は、ロボットアーム１１の先端に配した第１フランジ１６の垂直方向の動作を制御するように形成されている。
これによって、当該第１フランジ１６に固定された第２フランジ２０を有するアタッチメント１２は、上下方向に動作することができる。
【００２４】
把持制御手段３２は、開放制御手段３６と閉鎖制御手段３７とからなる。
開放制御手段３６は、アタッチメント１２のホルダ部２１，２１が有する開閉ギヤを開く方向へ駆動させて、ホルダブラケット２１ａを開く制御をするように形成されている。これにより、ホルダ部２１，２１は開放され、当該ホルダ部２１，２１に連接形成されたクリップ部２２もまた連動して開かれる。
閉鎖制御手段３７は、アタッチメント１２のホルダ部２１，２１の開閉ギヤを閉じる方向へ駆動させて、ホルダブラケット２１ａを閉じる制御をするように形成されている。これにより、ホルダ部２１，２１は閉じられ、当該ホルダ部２１，２１に連接形成されたクリップ部２２もまた連動して閉じられる。
そして、開放制御手段３６と閉鎖制御手段３７とを適宜繰り返すことによって、把持制御手段３２は、クリップ部２２の開閉動作を制御することができる。これにより当該クリップ部２２でワーク５を把持する動作を制御し、併せてホルダ部２１，２１で回収したワーク５を収納保持する動作を制御することができる。
【００２５】
水平動作制御手段３３は、第２メインアーム制御手段３８と第２サブアーム制御手段３９とからなる。
第２メインアーム制御手段３８は、ロボットアーム１１のメインアーム１４を構成する複数のロッド１４ａ，１４ｂについてパン方向の動きを制御して、当該メインアーム１４を折り曲げたり、伸ばしたりして制御するように形成されている。
第２サブアーム制御手段３９は、ロボットアーム１１のサブアーム１５を構成するパイプを伸縮し、又は当該サブアーム１５の基部を回動する動作を制御して、当該サブアーム１５のメインアーム１４に対する補助動作を制御するように形成されている。
そして、第２メインアーム制御手段３８と第２サブアーム制御手段３９とが協働することによって、水平動作制御手段３３は、ロボットアーム１１の先端に配した第１フランジ１６の水平方向の動作を制御するように形成されている。
これによって、当該第１フランジ１６に固定された第２フランジ２０を有するアタッチメント１２は、前後左右方向に動作することができる。
【００２６】
上記の構成を有するワーク回収装置１０は、次に説明するように一回の回収工程で複数個のワーク５を回収する。当該ワーク回収装置１０の動作を添付した図面にしたがって説明する。図４は、本実施例に係るワーク回収装置１０によるワーク５の回収を説明するフローチャート図である。図５は、本実施例に係るワーク回収装置１０のアタッチメント１２がワーク５を回収する動作を説明する説明図である。
なお、本実施例において、ワーク回収装置１０が回収するワーク５は、パン７の焼型を例に挙げて説明する。
【００２７】
ステップ１００は、ワーク５を回収する工程を開始する処理を行うステップである。本ステップに係る処理に先立ち、最初に回収するワーク（以下「第１ワーク」という）５ａの位置をカメラで撮像した画像に基づいてマーキングする処理が行われているものとする。なお、当該カメラで撮像したパレット上の画像に基づいて、ステップ１３０で後述するように複数個のワーク５に係る回収ルートが定められる。
【００２８】
ステップ１０５は、水平動作制御手段３３がアタッチメント１２を第１ワーク５ａの上空に移動させる処理を行うステップである。この処理によって図５（ａ）に示すように、第１ワーク５ａの上空にアタッチメント１２が配される。
ステップ１１０は、把持制御手段３２がアタッチメント１２を開く処理を行うステップである。
これにより、ホルダ部２１，２１のホルダブラケット２１ａは第１ワーク５ａ上空で拡開され、アタッチメント１２は第１ワーク５ａを回収するために待機するスタンバイ状態に移行する。これによって、アタッチメント１２をそのまま下降させると、ホルダ部２１，２１の先端に設けたクリップ部２２の間に第１ワーク５ａを収めることができる。
なお、ステップ１０５とステップ１１０の処理を並行させても良い。この場合は、アタッチメント１２を第１ワーク５ａの上空に配したとき、既に第１ワーク５ａの回収準備を終了させておくことができる。そのため、ワーク５の回収工程を高速化することができる。
【００２９】
ステップ１１５は、垂直動作制御手段３１がアタッチメント１２を第１ワーク５ａに向かって下降させる処理を行うステップである。図５（ｂ）に示すように、ステップ１１５に係る処理が終了したとき、アタッチメント１２のクリップ部２２は第１ワーク５ａを挟む準備が終了するように形成されている。このとき、図２に示すように、アウターガイド部２３の舌片２３ａとインナーガイド部２４の間に形成された隙間にワーク５が配される。これによって、クリップ部２２を閉じたとき、ワーク５はクリップ部２２によって把持される。
【００３０】
ステップ１２０は、把持制御手段３２がアタッチメント１２を閉じる処理を行うステップである。このとき、図５（ｃ）に示すように、第１ワーク５ａはアタッチメント１２で把持される。
ステップ１２５は、垂直動作制御手段３１がアタッチメント１２を引き上げる処理を行うステップである。図５（ｄ）に示すように、第１ワーク５ａはアタッチメント１２で図１に示すパレット２上から引き上げられる。これによって第１ワーク５ａはワーク回収装置１０で回収される。
上記の第１ワーク５ａを回収するステップ１００乃至ステップ１２５に係る処理は、従来のワーク回収装置１０によって行われる処理と略同じである。
【００３１】
ステップ１３０は、次に回収するワーク（以下「第２ワーク」という）５ｂを決定する処理を行うステップである。この処理には、図１に示すパレット２上を上空から監視するカメラ（図示略）で撮像した画像が利用される。当該画像に基づいて、第２ワーク５ｂは選定される。なお、カメラが撮像する画像は、静止画でも良いし、動画であっても良い。
当該第２ワーク５ｂの選定について、たとえば、ロボットアーム１１の第１フランジ１６近傍にカメラを設置し、当該カメラで撮像した画像が第１ワーク５ａを中心に撮像したものである場合、当該画像の領域内に映り込んでいるワーク５、すなわち第１ワーク５ａから最も近距離のワーク５を第２ワーク５ｂとして選定する方法がある。
また、たとえば、ロボットアーム１１の基台部にカメラを下向きに設置し、当該カメラで撮像した画像がパレット２全体を俯瞰して撮像したものである場合、当該パレット２上でランダムに配されている複数個のワーク５を最短経路で回収するように経路探索を行い、探索された経路上にあって、第１ワーク５ａに隣接するワーク５を第２ワーク５ｂとして選定する方法がある。
なお、ステップ１３０による回収するワークの選定処理は、パレット２上に配されている全てのワーク５を回収する前に行っても良いし、また、ワーク５を回収する度に行うようにしても良い。
そして次段のステップ１３５は、ステップ１３０で選定された第２ワーク５ｂ上空へアタッチメント１２を水平移動制御手段３３で移動させる処理を行うステップである。ステップ１３５によって、図５（ｅ）に示すように、アタッチメント１２は第１ワーク５ａをホルダ部２１，２１へ収納保持したまま第２ワーク５ｂ上空へ移動させられる。続いて、第２ワーク５ｂを回収する工程に移行する。
【００３２】
第２ワーク５ｂを回収するステップ１４０とステップ１４５は、並行に処理するステップである。
ステップ１４０は、垂直動作制御手段３１がアタッチメント１２を第２ワーク５ｂに向けて下降させる処理を行うステップである。そしてステップ１４５は、把持制御手段３２がホルダ部２１，２１のホルダブラケット２１ａを開くように処理を行うステップである。
ここで、ホルダ部２１，２１を開放したとき、当該ホルダ部２１，２１へ収納保持されている第１ワーク５ａがホルダ部２１，２１から脱落するおそれが生じる。
そこで、図５（ｅ）から図５（ｇ）に亘って示すように、垂直動作制御手段３１がアタッチメント１２を下降させる速度を、ホルダ部２１，２１で収納保持している第１ワーク５ａの自由落下速度よりも速い速度とする。これにより、ステップ１４５でホルダ部２１，２１が開かれたとき、慣性にしたがった第１ワーク５ａがホルダ部２１，２１内で瞬間的に滞空する状態を作り出すことができる。そして、ホルダ部２１，２１内で第１ワーク５ａが一時的に滞空している間に、アタッチメント１２を第２ワーク５ｂへ向かって下降させることによって、当該第１ワーク５ａがホルダ部２１，２１から脱落することを防ぐことができる。
【００３３】
また、ステップ１４５でホルダ部２１，２１を開くタイミングは、ホルダ部２１，２１が収納保持するワーク５の個数に合わせて調整されている。具体的には、ホルダ部２１，２１が収納保持している一のワーク５又は二以上のワーク５からなるワーク群の重さによってホルダ部２１，２１を開くタイミングは調整される。
ホルダ部２１，２１を開くタイミングが早ぎると、第１ワーク５ａはホルダ部２１，２１から脱落するおそれがある。
一方、ホルダ部２１，２１を開くタイミングが遅れると、ステップ１４０でアタッチメント１２を下降させているので、クリップ部２２が、第２ワーク５ｂ上端に衝突するおそれがある。
そのため、クリップ部２２が第２ワーク５ｂ上端縁部に触れる直前でホルダ部２１，２１が開くように把持制御手段３２を調整し、図５（ｆ）に示すように、ホルダ部２１，２１を開くと略同時に第２ワーク５ｂ上空に第１ワーク５ａが配されることが好ましい。
【００３４】
ステップ１５０は、把持制御手段３２がホルダ部２１，２１のホルダブラケット２１ａを閉じる処理を行うステップである。これにより、図５（ｈ）に示すように、第１ワーク５ａと第２ワーク５ｂの向きが揃えられる。そして、瞬間的に第１ワーク５ａはホルダ部２１，２１内で滞空していることから、その後ホルダ部２１，２１を閉じたとき、第１ワーク５ａは第２ワーク５ｂ上空から第２ワーク５ｂに向かってアウターガイド部とインナーガイド部に沿って落下する。
【００３５】
ステップ１５５は、垂直動作制御手段３１がアタッチメント１２を引き上げる処理を行うステップである。これにより、第１ワーク５ａと第２ワーク５ｂを積み重ねて回収することができる。なお、前段のステップ１５０とステップ１５５とを同時並行で処理しても良い。この場合には、アタッチメント１２を引き上げる速さを第１ワーク５ａの自由落下速度よりも速くした場合、クリップ部２２が把持する第２ワーク５ｂがホルダ部２１，２１内を落下する第１ワークに向かって相対的に引き寄せられることになる。
ステップ１５０とステップ１５５とを順に処理する場合であっても、また同時並行で処理する場合であっても、第１ワーク５ａと第２ワーク５ｂが積み重ねられたときには、アウターガイド部２３とインナーガイド部２４とによってワーク５ａ，５ｂの向きは揃えられ整えられて積み重ねられる。
これにより、ホルダ部２１，２１内でワーク５ａ，５ｂを収納保持すると共にワーク５ａ，５ｂの向きを整えて積み重ねることができる。
【００３６】
ステップ１６０は、アタッチメント１２が回収したワーク５の個数を判定する処理を行うステップである。本実施例においては、ホルダ部２１，２１内には４個のワーク５を収納保持することができるので、ホルダ部２１，２１が収納保持するワークが４個に満たない場合には、ステップ１３０へ移行する。そして、同様の処理を繰り返し行わせることによって、第１ワーク５ａ及び第２ワーク５ｂを含む二以上のワーク５からなるワーク群を回収することができる。
ここで、パレット２上に配されている複数個のワーク５をアタッチメント１２が次々に回収していく場合に、ステップ１４０とステップ１４５に係るホルダ部２１，２１の開閉タイミングは、当該ホルダ部２１，２１が保持するワーク群の重さの変化、すなわちホルダ部２１，２１が保持するワーク５の個数の変化に伴って漸次調整される。これによって、ホルダ部２１，２１に収納保持されているワーク群に含まれるワーク５が増加した場合であっても、一のワーク５を保持しているときと同様に、次に回収するワーク５の上端縁部をクリップ部２２がかすめるようにホルダ部２１，２１が開くようにすることができる。そのため、ホルダ部２１，２１に収納保持されているワーク５が、ホルダ部２１，２１から脱落することを防止することができる。
なお、本実施例ではアタッチメント１２が回収する複数個のワーク群は最大４個のワーク５を含むように形成されているが、これに限定されるものでは無く、パレット２上にランダムに配されるワーク５の数、ロボットアーム１１及びアタッチメント１２の耐荷重によってワーク群を構成するワーク５の数は任意に設定可能である。
【００３７】
ステップ１６０でホルダ部２１，２１が収納保持するワークが４個であると判定された場合には、ステップ１６５へ移行する。
ステップ１６５は、水平動作制御手段３３が、図１に示すように、積み重ねたワーク群をコンベア１のパレット２上から戴置台３のパレット４上へ移送する処理を行うステップである。
そして、ステップ１７０は、垂直動作制御手段３１が戴置台３のパレット４上に回収したワーク群を並べて置き、把持制御手段３２がホルダ部２１，２１を開いて、当該ホルダ部２１，２１が保持しているワーク群をパレット４上に開放する処理を行うステップである。これによって、ワーク回収装置１０によるワーク５の回収工程は終了し、続いて回収する複数個のワーク５がある場合、たとえば、図１に示すように次に回収する複数個のワークの列がパレット２上にある場合には、同様の回収工程をステップ１００から繰り返し、無い場合にはワーク回収装置１０は停止する。
【００３８】
本実施例に係るワーク回収装置１０によれば、ホルダ部２１，２１が一のワーク５又は二以上のワーク５からなるワーク群を保持しているときに次のワーク５を回収する場合に、アタッチメント１２の降下速度を、ホルダ部２１，２１が保持するワーク５又はワーク群の自由落下速度よりも速くするようにした。これにより、第２ワーク５ｂを回収すると同時に当該第２ワーク５ｂ上端に先に回収した第１ワーク５ａを重ねることができる。
そのため、第１ワーク５ａを第２ワーク５ｂの上に一度置いて、重ね合わせたワーク５の向きを整えてから引き揚げる工程を省くことができるので、ワークの回収速度を高速化することができる。
そして、ワーク５の回収速度を高速化することによって、単位時間当たりに回収することができるワーク５の数を増加することができるので、ワーク５の回収効率を高効率化することができる。
ここで、短時間でより多くのワーク５を回収することができると、パレット２上にランダムに配される複数個のワーク５をより短時間で回収することができ、単位時間当たりに処理可能なパレット２の枚数を増やすことができる。そのため、例えばワーク５がパン７の焼型である場合には、単位時間あたりに製造するパン７の個数を増やすことができるので、当該パン７の製造コストを抑えることができる。
【実施例２】
【００３９】
次に、本願発明に係るワーク回収装置及び当該ワーク回収装置のアタッチメントについて、他の実施例を添付した図面にしたがって説明する。
第２実施例に係るワーク回収装置１０の構成と、当該ワーク回収装置のアタッチメント１２の構成は、第１実施例と同様であるから説明を省略する。
【００４０】
上記第１実施例と同様の構成を有するワーク回収装置１０は、次に説明するようにワーク５を回収する。当該ワーク回収装置１０の動作を添付した図面にしたがって説明する。図６は、本実施例に係るワーク回収装置１０によるワーク５の回収を説明するフローチャート図である。図７は、本実施例に係るワーク回収装置１０のアタッチメント１２がワークを回収する動作を説明する説明図である。
【００４１】
ステップ１００乃至ステップ１３５は、図７（ａ）乃至図７（ｄ）に示すように、第１実施例に係るワーク５の回収方法と同様であるから説明を省略する。
【００４２】
第２ワーク５ｂを回収するステップ２００とステップ２０５は、並行に処理するステップである。
ステップ２００は、垂直動作制御手段３１がアタッチメント１２を第２ワーク５ｂに向けて下降させる処理を行うステップである。そしてステップ２０５は、把持制御手段３２がホルダ部２１，２１のホルダブラケット２１ａを開くように処理を行うステップである。
ここで、ホルダ部２１，２１を開放したとき、当該ホルダ部２１，２１へ収納保持されている第１ワーク５ａがホルダ部２１，２１から脱落するおそれが生じる。
そこで、図７（ｅ）から図７（ｇ）に亘って示すように、垂直動作制御手段３１はアタッチメント１２に瞬間的に上向きの加速度を加えてホルダ部２１，２１に収納保持されている第１ワーク５ａに上向きの加速度を伝えてから（図７（ｅ））、把持制御手段３２がホルダ部２１，２１を開いて、垂直動作制御手段３１がアタッチメント１２を下降させる（図７（ｆ））ようにする。
これにより、ステップ１４５でホルダ部２１，２１が開かれたとき、慣性にしたがった第１ワーク５ａがホルダ部２１，２１内で瞬間的に滞空する状態を作り出すことができる。そして、ホルダ部２１，２１内で第１ワーク５ａが一時的に滞空している間に、アタッチメント１２を第２ワーク５ｂへ向かって下降させる。このとき、垂直動作制御手段３１がアタッチメント１２を下降させる速度は、滞空している第１ワーク５ａが再度下降するときの自由落下速度よりも速い速度である。これによって、当該第１ワーク５ａがホルダ部２１，２１から脱落することを防ぐことができる。
【００４３】
また、ステップ２００で垂直動作制御手段３１がアタッチメント１２に加える上向きの加速度は、ホルダ部２１，２１が収納保持するワーク５の個数に合わせて調整されている。具体的には、ホルダ部２１，２１が収納保持している一のワーク５又は二以上のワーク５からなるワーク群の重さによってアタッチメント１２に加える上向き加速度の強さは調整される。
加速度の強さが強いと、ホルダ部２１，２１に収納保持される第１ワーク５ａは空中で静止せずに上昇を続け、ホルダブラケット２１ａに衝突するおそれがある。
一方、加速度の強さが弱いと、第１ワークは空中で静止せずに落下し、ホルダ部２１，２１から脱落するおそれがある。
そのため、ホルダ部２１，２１に収納保持されている一のワーク５又は二以上のワーク５からなるワーク群の重さに依拠する自由落下速度と上向きの加速度が平衡するように、垂直動作制御手段３１はアタッチメント１２に上向きの加速度を加えることが好ましい。
なお、本実施例においては、第１ワーク５ａが空中に静止する状態を例示したが、これに限定するものでは無く、たとえば、複数個のワーク５からなるワーク群をホルダ部２１，２１が収納保持している場合に、強く上向きの加速度を加えることで、当該ワーク群をホルダブラケット２１ａに付勢させて積み重ねたワークが崩れないようにしても良い。
【００４４】
そして、ステップ２０５でホルダ部２１，２１を開くタイミングもまた、ホルダ部２１，２１が収納保持するワーク５の個数に合わせて調整されている。具体的には、ホルダ部２１，２１が収納保持している一のワーク５又は二以上のワーク５からなるワーク群の重さによってホルダ部２１，２１を開くタイミングは調整される。
ホルダ部２１，２１を開くタイミングが早ぎると、第１ワーク５ａに対して上向きの加速度が伝わらないので、当該第１ワーク５ａはホルダ部２１，２１から脱落するおそれがある。
一方、ホルダ部２１，２１を開くタイミングが遅れると、ステップ２００でアタッチメント１２を下降させているので、クリップ部２２が、第２ワーク５ｂ上端に衝突するおそれがある。
そのため、クリップ部２２が第２ワーク５ｂ上端縁部に触れる直前でホルダ部２１，２１が開くように把持制御手段３２を調整し、図７（ｆ）に示すように、ホルダ部２１，２１を開くと略同時に第２ワーク５ｂ上空に第１ワーク５ａが配されることが好ましい。
【００４５】
ステップ２１０は、把持制御手段３２がホルダ部２１，２１のホルダブラケット２１ａを閉じる処理を行うステップである。これにより、図７（ｈ）に示すように、第１ワーク５ａと第２ワーク５ｂの向きが揃えられる。そして、瞬間的に第１ワーク５ａはホルダ部２１，２１内で滞空していることから、その後ホルダ部２１，２１を閉じたとき、第１ワーク５ａは第２ワーク５ｂ上空から第２ワーク５ｂに向かってアウターガイド部とインナーガイド部に沿って落下する。
【００４６】
ステップ２１５は、垂直動作制御手段３１がアタッチメント１２を引き上げる処理を行うステップである。これにより、第１ワーク５ａと第２ワーク５ｂを積み重ねて回収することができる。なお、前段のステップ２１０とステップ２１５とを同時並行で処理しても良い。この場合には、アタッチメント１２を引き上げる速さを第１ワーク５ａの自由落下速度よりも速くした場合、クリップ部２２が把持する第２ワーク５ｂがホルダ部２１，２１内を落下する第１ワークに向かって相対的に引き寄せられることになる。
ステップ２１０とステップ２１５とを順に処理する場合であっても、また同時並行で処理する場合であっても、第１ワーク５ａと第２ワーク５ｂが積み重ねられたときには、アウターガイド部２３とインナーガイド部２４とによってワーク５ａ，５ｂの向きは揃えられ整えられて積み重ねられる。
これにより、ホルダ部２１，２１内でワーク５ａ，５ｂを収納保持すると共にワーク５ａ，５ｂの向きを整えて積み重ねることができる。
【００４７】
ステップ２２０は、アタッチメント１２が回収したワーク５の個数を判定する処理を行うステップである。本実施例においては、ホルダ部２１，２１内には４個のワーク５を収納保持することができるので、ホルダ部２１，２１が収納保持するワークが４個に満たない場合には、ステップ１３０へ移行する。そして、同様の処理を繰り返し行わせることによって、第１ワーク５ａ及び第２ワーク５ｂを含む二以上のワーク５からなるワーク群を回収することができる。
ここで、パレット２上に配されている複数個のワーク５をアタッチメント１２が次々に回収していく場合に、ステップ２００とステップ２０５に係るホルダ部２１，２１の開閉タイミングは、当該ホルダ部２１，２１が保持するワーク群の重さの変化、すなわちホルダ部２１，２１が保持するワーク５の個数の変化に伴って漸次調整される。これによって、ホルダ部２１，２１に収納保持されているワーク群に含まれるワーク５が増加した場合であっても、一のワーク５を保持しているときと同様に、次に回収するワーク５の上端縁部をクリップ部２２がかすめるようにホルダ部２１，２１が開くようにすることができる。そのため、ホルダ部２１，２１に収納保持されているワーク５が、ホルダ部２１，２１から脱落することを防止することができる。
なお、本実施例ではアタッチメント１２が回収する複数個のワーク群は最大４個のワーク５を含むように形成されているが、これに限定されるものでは無く、パレット２上にランダムに配されるワーク５の数、ロボットアーム１１及びアタッチメント１２の耐荷重によってワーク群を構成するワーク５の数は任意に設定可能である。
【００４８】
ステップ２２０でホルダ部２１，２１が収納保持するワークが４個であると判定された場合には、ステップ１６５へ移行する。
ステップ１６５及びステップ１７０は第１実施例と同様であるから説明を省略する。
【００４９】
本実施例に係るワーク回収装置１０によれば、ホルダ部２１，２１が一のワーク５又は二以上のワーク５からなるワーク群を保持しているときに次のワーク５を回収する場合に、アタッチメント１２に上向きの加速度を加え、ホルダ部２１，２１に収納保持されているワーク５又はワーク群に上向きの加速度を伝えて、当該ワーク又はワーク群を一時的に空中に静止させるようにした。
ここで、第１実施例と異なり、回収するワークの重量が本実施例に示すパンの焼型よりも比較的重いワークであっても、ワーク又はワーク群を一時的に滞空させているので、アタッチメント１２を下降させるときの時間的余裕を作り出すことができる。
これにより、余裕をもって第２ワーク５ｂを回収すると同時に当該第２ワーク５ｂ上端に先に回収した第１ワーク５ａを重ねることができる。
【００５０】
そして、第１実施例及び第２実施例に係るワーク回収装置１０によれば、アタッチメント１２のホルダ部２１，２１を開いたときに、いずれも当該ホルダ部２１，２１に収納保持されている一のワーク５又は二以上のワーク５からなるワーク群を瞬間的に空中に静止させるワーク５又はワーク群の滞空状態を作り出すようにした。
これにより、当該ワーク又はワーク群がホルダ部２１，２１から脱落することを防止すると共に、積み重ねられているワーク群は慣性にしたがって積み重ねられた状態のまま滞空するので、崩れることを防止することができる。
また、アウターガイド部２３とインナーガイド部２４でワーク５がズレないように抑えることができるので、ロボットアーム１１の水平方向の動作が強い場合であっても、ホルダ部２１，２１を開いたときに滞空状態のワークが水平方向に流れて、積み重ねられたワーク群が崩れることを防止することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０…ワーク回収装置、１１…ロボットアーム、１２…アタッチメント、１３…制御盤
１４…メインアーム、１４ａ，１４ｂ…ロッド、１５…サブアーム、１６…第１フランジ、１６ａ…貫通孔、
２０…第２フランジ、２１…ホルダ部、２１ａ…ホルダブラケット、２２…クリップ部、２３…アウターガイド部、２３ａ…舌片、２４…インナーガイド部、
３０…制御手段、３１…垂直動作制御手段、３２…把持動作制御手段、３３…水平動作制御手段、
３４…第１メインアーム制御手段、３５…第１サブアーム制御手段、
３６…開放制御手段、３７…閉鎖制御手段、
３８…第２メインアーム制御手段、３９…第２サブアーム制御手段。
１…コンベア、２，４…パレット、３…戴置台、５…ワーク、６…顎部、７…パン。
【図１】
2014124726.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014124726.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014124726.tif 000009
【図８】
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