(57)【要約】      （修正有）【課題】複数種類のパーツが混在する中から特定のパーツを的確に分別し、効率よく袋詰めを行うことができるパーツ包装システムを提供する。【解決手段】ネジ関連パーツが混在しているパーツ混在物が搬入されるテーブル２２と、テーブル２２上に搬入されたパーツ混在物の画像データを取得する撮像装置２６とを備える。パーツ混在物中のネジ関連パーツを個別にピッキングして移送するロボットハンド装置２８と、ロボットハンド装置２８により移送されたネジパーツを袋詰めする袋詰め装置３２とを備える。ロボットハンド装置２８は、撮像装置２６が取得した画像データに基づいて、パーツ混在物中の特定のパーツを選択してピッキングし、袋詰め装置３２に移送する。ロボットハンド装置２８は、ヘッド部にピッキング用の把持手段２８ｂとエア吸着手段２８ｃとを有する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数種類のパーツが混在しているパーツ混在物が搬入されるテーブルと、前記テーブル上に搬入された前記パーツ混在物の画像データを取得する撮像装置と、前記パーツ混在物中の前記パーツを個別にピッキングして移送するロボットハンド装置と、前記ロボットハンド装置により移送された前記パーツを袋詰めする袋詰め装置とを備え、
前記ロボットハンド装置は、前記撮像装置が取得した前記画像データに基づいて、前記パーツ混在物中の特定のパーツを選択してピッキングし、前記袋詰め装置に移送することを特徴とするパーツ包装システム。
【請求項２】
前記ロボットハンド装置は、複数種類の前記特定のパーツの所定数を一組として、前記袋詰め装置に移送し、前記袋詰め装置により一組の前記特定のパーツが袋詰めされる請求項１記載のパーツ包装システム。
【請求項３】
前記ロボットハンド装置は、ヘッド部に把持手段とエア吸着手段とを有し、前記画像データから得た前記特定のパーツの形態情報に基づき、エア吸着手段と把持手段のどちらかを用いて前記特定のパーツをピッキングする請求項１又は２記載のパーツ包装システム。
【請求項４】
前記テーブルには、前記テーブルを揺動させ、前記テーブル上の前記パーツが重なるのを防止する揺動装置が設けられている請求項１、２又は３記載のパーツ包装システム。
【請求項５】
前記パーツは、ネジ関連パーツである請求項１乃至４のいずれか記載のパーツ包装システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、複数種類のパーツの中から特定のパーツを規定の数ずつ集めて包装するパーツ包装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数種類のネジ関連パーツ（ネジ、座金、ナット、座金組み込みネジ等）を規定の数ずつ集めて１単位とし、１単位ごとに袋詰めにして提供して欲しいという要請がある。複数種類のパーツを１単位に区分けする作業は、作業者が目視に頼って手作業で行うと非常に効率が悪く、数量間違いも発生しやすいので、機械を用いて自動化することが好ましい。
【０００３】
従来、この種のパーツ包装システムとして、例えば、パーツの種類ごとに専用のボールフィーダを備え、多数のパーツが各ボールフィーダに投入されると、各ボールフィーダが各パーツを規定の数ずつ搬出し、搬出された複数種類のパーツ（１単位分）を集めて１つの袋に詰める装置があった。
【０００４】
また、パーツの包装に関する技術ではないが、特許文献１に示すように、認識テーブル上の複数個の同一形状部品を画像認識し、特定の姿勢にある部品のみを所定の位置に供給する部品供給装置があった。この部品供給装置は、複数個の同一形状部品が搬入される認識テーブル、認識テーブル上の部品を所定位置に取り出す水平多関節ロボット（移載手段）、認識テーブル上の部品の画像データを取得するための照明手段及び撮像手段等で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３３１３３４号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のボールフィーダを使用したパーツ包装システムは、包装するパーツの種類が増えると、その分だけボールフィーダの数が増えてしまうので、システムが大型化、複雑化する。しかも、パーツの種類が変更になると、都度、ボールフィーダを交換しなければならず、段取り替えに手間が掛かる。また、パーツの種類によってはボールフィーダで移送できないケースがあるので、その場合は特殊なフィーダ等を用意しなければならず、汎用性の面でも劣るものである。
【０００７】
また、特許文献１の部品供給装置は、ランダムに置かれた複数個の同一形状部品の画像データの中から特定の姿勢の部品を選択し、ロボットでピッキングして移載する技術であり、取り扱う部品は１種類である。したがって、部品の種類が増えると、その分だけ認識テーブルと把持手段、及び撮像手段等の数が増えてしまうので、やはりシステムが大型化、複雑化するという問題がある。
【０００８】
本考案は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、複数種類のパーツが混在する中から特定のパーツを的確に分別し、効率よく袋詰めを行うことができるパーツ包装システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案は、複数種類のパーツが混在しているパーツ混在物が搬入されるテーブルと、前記テーブル上に搬入された前記パーツ混在物の画像データを取得する撮像装置と、前記パーツ混在物中の前記パーツを個別にピッキングして移送するロボットハンド装置と、前記ロボットハンド装置により移送された前記パーツを袋詰めする袋詰め装置とを備え、前記ロボットハンド装置は、前記撮像装置が取得した前記画像データに基づいて、前記パーツ混在物中の特定のパーツを選択してピッキングし、前記袋詰め装置に移送するパーツ包装システムである。
【００１０】
前記ロボットハンド装置は、複数種類の前記特定のパーツの所定数を一組として、前記袋詰め装置に移送し、前記袋詰め装置により一組の前記特定のパーツが袋詰めされるものである。
【００１１】
前記ロボットハンド装置は、ヘッド部に把持手段とエア吸着手段とを有し、前記画像データから得た前記特定のパーツの形態情報に基づき、エア吸着手段と把持手段のどちらかを用いて前記特定のパーツをピッキングする構成であることが好ましい。
【００１２】
また、前記テーブルには、前記テーブルを揺動させ、前記テーブル上の前記パーツが重なるのを防止する揺動装置が設けられていることが好ましい。前記パーツは、例えば、ネジ関連パーツである。
【考案の効果】
【００１３】
本考案のパーツ包装システムは、撮像装置を用いた画像認識技術により、複数種類のパーツが混在する中から特定のパーツを的確に分別することができる。したがって、テーブル及び撮像装置は少なくとも１組あればよく、システムを小型でシンプルに構成することができる。
【００１４】
また、ロボットハンド装置で特定のパーツをピッキングして移送する構成なので、互いに外形や大きさが異なる様々なパーツに対して柔軟に対応することができ、汎用性の面で非常に優れている。特に、ロボットハンドのヘッド部に把持手段及びエア吸着手段を使い分け化可能に設けることによって、様々な形態のパーツのピッキングが可能になる。したがって、包装対象のパーツの種類や大きさが変更になった場合でも、ハード面はほとんど変更する必要がなく、各装置の動作プログラムを変更することで容易に対応できるので、段取り替えの手間を大幅に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案のパーツ包装システムの一実施形態を示す正面図である。
【図２】この実施形態のパーツ包装システムを示す平面図である。
【図３】ロボットハンドのヘッド部に設けられた把持手段及びエア吸着手段を示す図（ａ）、把持手段が六角穴付き止めネジを保持している状態を示す正面図及び側面図（ｂ）、エア吸着手段が平座金を保持している状態を示す正面図（ｃ）である。
【図４】パーツ混在物に含まれるネジを示す平面図（ａ）、平座金を示す平面図（ｂ）、バネ座金を示す平面図（ｃ）、座金組み込みネジを示す平面図（ｄ）六角穴付き止めネジを示す平面図（ｅ）、ナットを示す平面図（ｆ）、テーブル上にランダム搬入されたパーツ混在物を示す平面図（ｇ）である。
【図５】袋詰め装置に供給される樹脂シートを示す斜視図（ａ）、樹脂シートにより形成された袋体を示す斜視図（ｂ）、袋体にネジ関連パーツの１単位が収容され封止された状態を示す斜視図（ｃ）である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
以下、本考案のパーツ包装システムの一実施形態について、図面に基づいて説明する。この実施形態のパーツ包装システム１０は、複数種類のネジ関連パーツを規定の数ずつ集めて１単位とし、１単位又は所定の単位数ごとに袋詰めにする装置である。袋詰めする１単位は、例えば図４（ａ）〜（ｃ）に示す、ネジＮ１、平座金Ｎ２、バネ座金Ｎ３のセット、図４（ｄ）に示すようにこれらを組み合込んだ座金組み込みネジＮ４、図４（ｅ）に示す六角穴付き止めネジＮ５、及び図４（ｆ）に示すナットＮ６から選択される。
【００１７】
パーツ包装システム１０は、図１、図２に示すように、複数のフレーム１２を立体的に格子組みしたフレーム枠１４を有し、上下方向の中ほどの位置に基板１６が設置されている。
【００１８】
基板１６上には、ホッパ１８を通じて多量のパーツ混在物Ｎが投入されるボールフィーダ２０と、ボールフィーダ２０からパーツ混在物Ｎが定量的に搬入されるテーブル２２が設けられている。パーツ混在物Ｎとは、ネジ関連パーツＮ１〜Ｎ６が多数混在している集合物のことである。
【００１９】
テーブル２２は、上面２２ａの一部の領域に略四角形の拡散光スクリーン２２ｂが設けられている。また、テーブル２２の下方には、テーブル２２を揺動させるための揺動装置２４が設けられている。揺動装置２４は、上面２２ａに搬入されたパーツ混在物Ｎを拡散光スクリーン２２ｂの位置にずらしたり、パーツ混在物Ｎに含まれるネジ関連パーツＮ１〜Ｎ６同士が重なるのを防止したりする働きをする。
【００２０】
拡散光スクリーン２２ｂの上方には、撮像装置２６のカメラ２６ａが下向きに設置されている。撮像装置２６は、テーブル２２上に搬入されたパーツ混在物Ｎの画像データＧＤ２６を取得する装置であり、カメラ２６ａ、図示しない照明手段、画像データ記憶手段、画像分析手段等で構成されている。
【００２１】
基板１６上のテーブル２２の側方には、ロボットハンド装置２８のロボットハンド２８ａが設置され、そのヘッド部に把持手段２８ｂ及びエア吸着手段２８が設けられている。把持手段２８ｂとエア吸着手段２８ｃは、図３（ａ）に示すように、軸方向に回動可能な円柱状部材の側周面の異なる箇所に各々取り付けられている。把持手段２８ｂは、例えば図３（ｂ）に示すように、可動式の２つのバーの先端部で六角穴付き止めネジＮ５等の軸部を挟み、保持する構造になっている。エア吸着手段２８ｃは、例えば図３（ｃ）に示すように、細長い円柱状のエアノズルの先端部で平座金Ｎ２等の平坦面を吸着し、保持する構造になっている。ロボットハンド装置２８は、図示しない動作制御手段により制御され、テーブル２２の上面２２ａにあるネジ関連パーツＮ１〜Ｎ６を、把持手段２８ｂとエア吸着手段２８ｃのどちらかを用いてピッキングし、他の場所に移送する装置である。
【００２２】
基板１６のロボットハンド２８ａの側方には、透孔であるパーツ搬出口３０が設けられている。そして、パーツ搬出口３０の下方に、パーツ搬出口３０から搬出されたネジ関連パーツＮ１〜Ｎ６を受け、これらを所定単位ごとに袋詰めする袋詰め装置３２が設けられている。
【００２３】
フレーム枠１４の前面側の上方には、上記の各装置（ボールフィーダ２０、テーブル２２及び揺動装置２４、ロボットハンド装置２８、袋詰め装置３２）を集中制御するための制御用パネル３４が設けられている。現場作業者は、制御用パネル３４を操作することによって、各装置の動作プログラムの設定又は変更を行ったり、各装置の動作を開始又は停止させる指令を出したり、稼働中の状況を確認したりすることができる。
【００２４】
次に、パーツ包装システム１０の動作の一例を説明する。テーブル２２の上面２２ａに所定量のパーツ混在物Ｎが搬入されると、まず、撮像装置２６がカメラ２６ａを通じて画像データＧＤ２６を取得する。画像データＧＤ２６は、図４（ｇ）に示す拡散光スクリーン２２ｂの内側領域のデータであり、撮像装置２６は取得した画像データＧＤ２６を分析し、ランダムに配置されている個々のネジ関連パーツＮ１〜Ｎ６の種類を特定すると共に、各ネジ関連パーツＮ１〜Ｎ６の位置と向きを表す座標データを算出する。
【００２５】
画像データＧＤ２６中に撮像された個々のパーツの種類は、あらかじめ登録されている各ネジ関連パーツＮ１〜Ｎ６の基準形状データと各パーツの像を比較することによって特定する。例えば、複数個のネジＮ１は、平坦な拡散光スクリーン２２ｂ上に置かれた状態で位置と向きが不規則であるが、どれも軸部が横向きに倒れて同じ姿勢になっているので、対象物がネジＮ１か否かは容易に判別できる。他のネジ関連パーツＮ２〜Ｎ６についても同様である。
【００２６】
ロボットハンド装置２８は、撮像装置２６が分析したネジ関連パーツＮ１〜Ｎ６の種類情報（形態情報）及びその座標データを参照し、まず、複数のネジＮ１の中から特定のネジＮ１を自動的に選択する。選択方法は自由であり、例えば把持しやすい角度になっているものを選択する。そして、把持手段２８ｂを用いて特定のネジＮ１を保持し、パーツ搬出口３０の上方に移送し、把持を解除してパーツ搬出口３０の中に投入する。次に、複数の平座金Ｎ２の中から特定の平座金Ｎ２を自動的に選択し、吸着手段２８ｃを用いて特定の平座金Ｎ２を保持し、パーツ搬出口３０の上方に移送し、吸着を解除してパーツ搬出口３０の中に投入する。さらに、図４に示す所定のパーツを選択し、同様の動作を繰り返すことによって、ネジ関連パーツの１単位分の移送が終了する。さらに、複数単位をまとめる場合は、これを繰り返す。
【００２７】
袋詰め装置３２は、ロボットハンド装置２８の動作と並行して、ネジ関連パーツＮ１〜Ｎ６の所定単位分を収容する袋体Ｆを製作する。例えば、図５（ａ）に示すように、薄い樹脂シートＦ１を適宜のサイズに裁断し、図５（ｂ）に示すように、端部Ｆ２（１）同士をヒートシールして筒状にし、さらに筒状の一端部Ｆ２（２）をヒートシールして閉鎖することによって、一端が開口した袋体Ｆが形成される。
【００２８】
そして、ロボットハンド装置２８から所定単位分のネジ関連パーツを受け取ると、この所定単位分を袋体Ｆ内に収容し、袋体Ｆ１の端部Ｆ２（３）をヒートシールして封止し、一組のネジ関連パーツのパーツ包装作業が終了する。その後、上述したパーツ分別及び袋詰めの一連の動作を繰り返すことにより、効率よくパーツ包装作業が継続される。
【００２９】
以上説明したように、パーツ包装システム１０は、撮像装置２６を用いた画像認識技術により、複数種類のネジ関連パーツＮ１〜Ｎ６が混在するパーツ混在物Ｎ中から特定のネジ関連パーツを的確に分別することができる。したがって、テーブル２２及び撮像装置２６は少なくとも１組あればよく、システムを小型でシンプルに構成することができる。
【００３０】
また、ロボットハンド装置２８で特定のネジ関連パーツをピッキングして移送する構成なので、互いに外形や大きさが異なる様々なネジ関連パーツに対して柔軟に対応することができ、汎用性の面で非常に優れている。特に、ロボットハンド２８ａのヘッド部に把持手段２８ｂとエア吸着手段２８ｃが設けられ、これらを使い分けるよう構成されているので、様々なネジ関連パーツのピッキングを問題なく行うことができる。したがって、包装対象のネジ関連パーツの種類や大きさが変更になった場合でも、ハード面はほとんど変更する必要がなく、各装置の動作プログラムを変更することで容易に対応できるので、段取り替えの手間を大幅に軽減することができる。
【００３１】
なお、本考案のパーツ包装システムは、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記のパーツ包装システム１０の場合、テーブル２２にパーツ混在物Ｎを搬入するためにホッパ１８及びボールフィーダ２０が設けられているが、異なる形態の搬入装置に置き換えてもよい。また、特別な搬入装置を省略し、現場作業者がテーブル上にパーツ混在物を直接投入する構成にしてもよい。また、テーブル、撮像装置、ロボットハンド装置、及び袋詰め装置の各構成についても、上述した本考案の目的とする動作が可能な範囲で自由に変更することができる。
【００３２】
また、包装対象のパーツの種類は特に限定されず、上述したネジ関連パーツ以外のパーツの包装にも使用できる。ただし、包装対象のパーツは、上記のネジ関連パーツのように、把持手段と吸着手段でピッキングすることができ、テーブル上に置かれた状態で常に同じ姿勢になる形態のパーツであることが好ましい。把持手段や吸着手段でピッキングできないパーツを包装する場合は、把持手段や吸着手段以外の専用のピッキング手段を設けるとよい。
【００３３】
また、パーツ分別及び包装作業の手順は、上述した例に限定されるのではなく、作業性を考慮して自由に変更できるものである。例えば、各作業のタクトタイム調整のため作業順番を変更したいとき等は、各装置の動作プログラムを変更することによって容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  パーツ包装システム
２２  テーブル
２４  揺動装置
２６  撮像装置
２８  ロボットハンド装置
２８ｂ  把持手段
２８ｃ  エア吸着手段
３２  袋詰め装置
ＧＢ２６  画像データ
Ｎ  パーツ混在物
Ｎ１〜Ｎ６  ネジ関連パーツ
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003199926.tif 000005
【図４】
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【図５】
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