(57)【要約】【課題】供給ベルトコンベア３ａから部品取出位置２ａに向けての部品入り通い箱５０の移送を滞らせたり、留置位置２ｂから返送ベルトコンベア４ａに向けての空の通い箱５０の送り出しを滞らせたりするのを抑えることができる部品供給システム１を提供する。【解決手段】部品取り出し後の通い箱５０をロボット１０の操作によって留置位置２ｂ上から返送ベルトコンベア４ａまで移送し、且つ供給ベルトコンベア３ａ上の通い箱５０をロボット１０の操作によって部品取出位置２ａまで移送するようにした。つまり、ロボット１０を移送手段として機能させるようにした。各種のモーターの駆動力を利用して送り箱５０を移送することで、下りスロープ上での重力だけを利用した滑走によって移送する構成よりも、滞りの発生を抑えることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運搬箱の中の部品を取り出して組み立て工程に供給するロボットと、箱供給路上の前記運搬箱を前記ロボットの近くまで移送し、且つ部品取り出し後の前記運搬箱を前記ロボットの近くから箱返送路まで移送する移送手段とを備える部品供給システムにおいて、
部品取り出し後の前記運搬箱を前記ロボットによって前記箱返送路まで移送し、且つ前記箱供給路上の前記運搬箱を前記ロボットによって前記ロボットの近くまで移送することで、前記ロボットを前記移送手段として機能させることを特徴とする部品供給システム。
【請求項２】
請求項１の部品供給システムにおいて、
前記箱供給路の路面と、前記箱返送路の路面とを同じ高さにしたことを特徴とする部品供給システム。
【請求項３】
請求項２の部品供給システムにおいて、
前記運搬箱から部品を取り出すための箱位置であるの部品取出位置と、部品取り出し後の前記運搬箱を一時的に留め置く箱位置である留置位置とを前記ロボットの前方に左右方向に並べて配設し、
且つ、先端を前記部品取出位置に向けた前記箱供給路と、後端を前記留置位置に向けた前記箱返送路とを前記ロボットの前後方向に沿った方向に延在させて平行配設したことを特徴とする部品供給システム。
【請求項４】
請求項３の部品供給システムにおいて、
前記箱供給路上の前記運搬箱を前記ロボットの腕部の動きで前記ロボットの手前側に引き寄せる操作によって前記部品取出位置に移送するように、前記ロボット及びこれの駆動を制御する制御手段を構成したことを特徴とする部品供給システム。
【請求項５】
請求項４の部品供給システムにおいて、
前記部品取出位置にある部品取り出し後の前記運搬箱の位置を前記ロボットの腕部の動きで左右方向にずらす操作によって前記運搬箱を前記部品取出位置から前記留置位置に移送するように、前記ロボット及び前記制御手段を構成したことを特徴とする部品供給システム。
【請求項６】
請求項５の部品供給システムにおいて、
前記留置位置にある前記運搬箱を前記ロボットの腕部の動きで手前側から奥側に押し出す操作によって前記箱返送路まで移送するように、前記ロボット及び前記制御手段を構成したことを特徴とする部品供給システム。
【請求項７】
請求項４乃至６の何れか一項に記載の部品供給システムにおいて、
自らの仮想二次元平面における互いに異なる位置のそれぞれに部品を保持するようにそれら部品を収容しているトレイを複数段重ねて内包した状態で前記部品取出位置にある前記運搬箱における最上位の前記トレイから部品を取り出しながら前記組み立て工程に供給するように、前記ロボット及び前記制御手段を構成したことを特徴とする部品供給システム。
【請求項８】
請求項７の部品供給システムにおいて、
前記部品取出位置にある前記運搬箱内における前記最上位で全ての部品が取り出されて空になった空トレイを前記運搬箱から取り出して所定の位置に移すように、前記ロボット及び前記制御手段を構成したことを特徴とする部品供給システム。
【請求項９】
請求項８の部品供給システムにおいて、
前記部品取出位置にある前記運搬箱の中における最上位にある部品の高さ位置を検知する高さ位置検知手段を設け、
前記高さ位置検知手段による検知結果と、前記仮想二次元平面における予め決められた位置順序に従って部品を順に取り出すための制御プログラムとに基づいて、最上位の前記トレイから複数の部品を順に取り出す処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする部品供給システム。
【請求項１０】
請求項３乃至９の何れか一項に記載の部品供給システムにおいて、
前記ロボット、前記部品取出位置、前記留置位置、前記箱供給路、及び前記箱返送路の組み合わせを、前記箱供給路や前記箱返送路の延在方向と直交する方向に複数並べて配設したことを特徴とする部品供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品を組み立て工程に供給する部品供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、運搬箱の中の部品を取り出して組み立て工程に供給するロボットと、箱供給路上の運搬箱をロボットの近くまで移送し、且つ部品取り出し後の運搬箱をロボットの近くから箱返送路まで移送する移送手段とを備える部品供給システムが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の部品供給システムは、自らの近くにおかれている運搬箱の中から部品を取り出して組み立て工程に供給するロボットを備えている。また、所定の方向に延在する箱供給路たる供給ラインや、これの真下で同方向に延在する箱返送路たる回収ラインを備えている。また、鉛直方向に並んでいる供給ライン及び回収ラインと、ロボットとの間に、移送手段として、供給スロープ及び回収スロープの組み合わせを備えている。供給スロープは、供給ラインからロボットに向けての下り勾配になっている。また、回収スロープは、ロボットから回収ラインに向けての下り勾配になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この部品供給システムでは、供給スロープによる運搬箱の移送や、回収スロープによる運搬箱の移送を、運搬箱の重力だけを利用したスロープ表面での滑走によって行っている。かかる構成では、汚れなどの付着によって供給スロープや回収スロープの表面摩擦抵抗が大きくなっていると、スロープ表面での運搬箱の滑走を停止させて、運搬箱の移送を滞らせてしまうおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、運搬箱の中の部品を取り出して組み立て工程に供給するロボットと、箱供給路上の前記運搬箱を前記ロボットの近くまで移送し、且つ部品取り出し後の前記運搬箱を前記ロボットの近くから箱返送路まで移送する移送手段とを備える部品供給システムにおいて、部品取り出し後の前記運搬箱を前記ロボットによって前記箱返送路まで移送し、且つ前記箱供給路上の前記運搬箱を前記ロボットによって前記ロボットの近くまで移送することで、前記ロボットを前記移送手段として機能させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、箱供給路からロボットの近くまでの運搬箱の移送を滞らせたり、ロボットの近くから箱返送路までの運搬箱の移送を滞らせたりするのを抑えることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る部品供給システムで使用される通い箱を示す斜視図。
【図２】同部品供給システムを組み立て工程ラインとともに示す平面図。
【図３】同部品供給システムのロボットを前方の斜め上側から示す斜視図。
【図４】同ロボットの手先アタッチメントを示す正面図。
【図５】同手先アタッチメントを示す側面図。
【図６】同部品供給システムの電気回路の要部を示すブロック図。
【図７】同ロボットにより、部品取出位に置かれている通い箱の中から部品を取り出している最中の部品供給システムを、組み立て工程ラインとともに示す平面図。
【図８】組み立て工程ラインに対して部品供給を行っている同ロボットをその周囲とともに示す平面図。
【図９】同部品供給システムの吸引ヘッドを同手先アタッチメントの把持部とともに示す正面図。
【図１０】同吸引ヘッドを示す側面図。
【図１１】吸引ヘッドを取り出している同ロボットをその周囲とともに示す平面図。
【図１２】部品取出位置にある通い箱の中における最上位のトレイを吸引によって取り出している同ロボットをその周囲とともに示す平面図。
【図１３】吸引していたトレイをトレイ回収箱に投入している同ロボットをその周囲とともに示す平面図。
【図１４】留置位置にある空の通い箱を返送ベルトコンベアに送り出している同ロボットをその周囲とともに示す平面図。
【図１５】留置位置から返送ベルトコンベアへの通い箱の送り出しを行っているときの同ロボットにおける手先アタッチメントの側面を、同通い箱の縦断面とともに示す図。
【図１６】箱一個分の返送のために正転駆動されている最中であって、且つ駆動停止される直前の状態の返送ベルトコンベアをその周囲とともに示す平面図。
【図１７】供給ベルトコンベアから部品取出位置への通い箱の引き寄せを行っているときの同ロボットにおける手先アタッチメントの側面を、同通い箱の縦断面とともに示す図。
【図１８】同引き寄せを行っている同ロボットをその周囲とともに示す平面図。
【図１９】先頭の通い箱を部品取出位置の直前まで搬送し、且つ停止される直前の供給ベルトコンベアをその周囲とともに示す平面図。
【図２０】同部品供給システムの制御部によって実施される制御の処理フローを示すフローチャート。
【図２１】同部品供給システムを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した部品供給システムの一実施形態について説明する。
図1は、実施形態に係る部品供給システムで使用される運搬箱としての通い箱５０を示す斜視図である。通い箱５０、折り畳み式になっており、組み立てられた状態では、図示のように上面板が存在していなくて上面を開口させている。このように上面を開口させていても、側板の上端及び下端に設けられたフックにより、複数の通い箱５０を積み重ねられるようになっている。
【０００９】
部品工場では、多くの部品を載せたトレイが複数段積み重ねた状態で通い箱５０に収容する。そのトレイは、水平方向の仮想二次元平面上でマトリクス状に仕切られた複数の区画を有しており、それぞれの区画の中に一つの部品が載せられる。通い箱は、このような状態で部品工場から出荷される。
【００１０】
図２は、実施形態に係る部品供給システム１を組み立て工程ライン４５とともに示す平面図である。同図における矢印ｘ方向は、ロボット１０の前後方向と同じである。また、矢印ｙ方向は、ロボット１０の左右方向と同じである。また、ｚ方向は、高さ方向と同じである。なお、同図においては、各部を見やすくするために、通い箱５０の縁を黒塗りしている。
【００１１】
部品供給システム１は、ロボット１０、操作台２、箱供給路たる箱供給ライン３、箱返送路たる箱返送ライン４、先頭箱検知センサー６、後端箱検知センサー７、送出箱検知センサー８などを備えている。
【００１２】
操作台２は、ロボット１０の直前に設置されている。この操作台２の台面のうち、ロボット１０にとって約右側半分の領域は、通い箱５０の中から部品５５を取り出すための部品取出位置２ａになっている。また、約左側半分の領域は、部品を取りだした後の通い箱５０を一時的に留め置く留置位置２ｂになっている。
【００１３】
組み立て工場では、部品工場から送られてきた部品を満載にした通い箱５０を人間又はロボットの作業により、部品供給システム１の箱供給ライン３上に載せる。なお、ロボット１０の後方には、ロボット１０の左右方向に延在する組み立て工程ライン４５が配設されている。
【００１４】
箱供給ライン３は、その先端を操作台２の部品取出位置２ａに近接させた状態で、その長手方向をロボット１０の前後方向（ｘ方向）に沿わせる姿勢で配置されている。箱供給ライン３上には、供給ベルトコンベア３ａが配設されている。この供給ベルトコンベア３ａの上には、コンベア長手方向に沿って複数の通い箱５０が一直線状に並んで載せられている。これらの通い箱５０は、供給ベルトコンベア３ａの駆動によって図中矢印Ａ方向に搬送される。
【００１５】
箱返送ライン４は、その後端を操作台２の留置位置２ｂに近接させた状態で、その長手方向をｘ方向に沿わせる姿勢で配置されている。箱返送ライン４上には、返送ベルトコンベア４ａが配設されている。返送ベルトコンベア４ａ上には、コンベア長手方向に沿って複数の部品取出済みの通い箱５０が一直線状に並んで載せられている。これらの通い箱５０は、返送ベルトコンベア４ａの駆動によって図中矢印Ａ方向とは正反対のＢ方向に搬送される。
【００１６】
図示のように、箱供給ライン３と箱返送ライン４とは、互いに長手方向をｘ方向に沿わせる姿勢で平行配設されている。操作台２の部品取出位置２ａには、ロボット１０による部品５５取り出し対象となる通い箱５０が置かれている。また、操作台２の留置位置には、全ての部品５５及びトレイが取り出された空の通い箱５０が仮置きされている。なお、箱供給ライン３（供給ベルトコンベア３ａの表面）と、箱返送ライン４（返送ベルトコンベア４ａの表面）とは、同じ高さに配置されている。更に、それらと、後述する操作台２の表面とも、同じ高さになっている。
【００１７】
図３は、ロボット１０を前方の斜め上側から示す斜視図である。ロボット１０は、土台部１１、腕支持部１２、腕部１３、手１４、手先１５などを有している。土台部１１は、架台にボルト止めで固定されるようになっている。
【００１８】
腕支持部１２は、水平方向（図中矢印Ｃ方向）に３６０［°］回転するように土台部１１に支持されている。また、腕部１３は、上腕部１３ａと前腕部１３ｂとを有している。上腕部１３ａの根本側端部は、水平方向に延在する第一軸１３ｃを中心にして回転するように腕支持部１２の先端部に支持されている。また、前腕部１３ｂは、水平方向に延在する第二軸１３ｄを中心にして回転するように上腕部１３ａの先端側端部に支持されている。
【００１９】
手１４は、前腕部１３ｂの断面中心を通る軸線１４ａを中心にした図中矢印Ｄ方向に回転するように前腕部１３ｂの先端部に支持されている。また、手先１５は、水平方向に延在する第三軸１５ａを中心にして回転するように手１４に支持されている。手先１５には、様々な種類の手先アタッチメントを着脱することが可能である。
【００２０】
図４は、手先アタッチメント１７を示す正面図である。また、図５は、手先アタッチメント１７を示す側面図である。これらの図において、手先アタッチメント１７は、係合部１７ａが手先１５に係合せしめられることで手先１５に装着される。
【００２１】
手先アタッチメント１７には、係合部１７ａの他に、二つの把持部１７ｂ、カメラ１７ｃ、引っ掛け部１７ｄなども設けられている。二つの把持部１７ｂのそれぞれは、二つの爪を具備しており、一方の爪を他方の爪に対して近づけたり遠ざけたりする方向に移動させることが可能である。一方の爪を他方の爪に近づけることで、爪間に介在する把持対象を把持することができる。また、把持対象を把持した状態から、一方の爪を他方の爪から遠ざけることで、把持対象を離すことも可能である。図４においては、二つの把持部１７ｂのそれぞれが部品５５を把持している。
【００２２】
カメラ１７ｃは、通い箱５０の中の様子を撮影して撮像データを後述する制御部に送る。制御部は、その撮像データに基づいてロボット１０の各部の駆動を制御する。なお、手先アタッチメント１７の引っ掛け部１７ｄの役割については後述する。
【００２３】
図６は、部品供給システム１の電気回路の要部を示すブロック図である。図示のように、部品供給システム１は、電気系統として、先頭箱検知センサー６、後端箱検知センサー７、送出箱検知センサー８、制御部１００、ロボット１０の各電気機器、供給ベルコン配電盤、返送ベルコン配電盤などを備えている。
【００２４】
部品供給システム１の各機械の駆動を制御したり、各種の演算処理を行ったりする制御部１００は、ＣＰＵ１００ａ、ＲＡＭ１００ｂ、ＲＯＭ１００ｃ、不揮発メモリー１００ｄなどを具備している。
【００２５】
ロボット１０は、モータードライバーユニット２１、腕回転モーター２２、上腕モーター２３、前腕モーター２４、手首モーター２５、手先モーター２６、油圧モーター２７、吸引ユニット２８、カメラ１７ｃ、高さセンサー２９などの電気機器を有している。
【００２６】
腕回転モーター２２は、土台部１１に支持される腕支持部１２を水平方向に回転させるための駆動源である。また、上腕モーター２３は第一軸１３ｃを中心にして上腕部１３ａを回転させるための駆動源である。また、前腕モーター２４は、第二軸１３ｄを中心にして前腕部１３ｂを回転させるための駆動源である。また、手首モーター２５は、軸線１４ａを中心にして手１４を回転させるための駆動源である。また、手先モーター２６は、第三軸１５ａを中心にして手先１５を回転させるための駆動源である。制御部１００は、モータードライバーユニット２１を介してそれらのモーターの駆動を制御することで、ロボット１０に対して複雑な腕動作を行わせることができる。
【００２７】
図４に示される手先アタッチメント１７における把持部１７ｂの爪の動作は、油圧によってコントロールされる。そして、その油圧は、図６に示される油圧モーター２７の駆動によって調整される。制御部１００は、油圧モーター２７の駆動を制御することで、手先アタッチメント１７の把持部１７ｂに対して把持動作や離し動作を行わせることができる。
【００２８】
吸引ユニット２８は、手先アタッチメント１７の把持部１７ｂに把持されて使用される後述する吸引ヘッドの吸引口に吸引力を発生させるものである。制御部１００は、吸引ユニット２８に対して制御信号を送ることで、手先アタッチメント１７の把持部１７ｂに把持させている吸引ヘッドの吸引口に吸引力を発生させたり、吸引ヘッドによる吸引を中止させたりすることができる。
【００２９】
制御部１００は、ロボット１０の腕部１３、手１４、及び手先１５に対して所定の姿勢をとらせた状態で、カメラ１７ｃに撮像を行わせることで、操作台２の部品取出位置２ａに置かれている通い箱５０の中の撮影画像を取得することができる。また、前記状態で、レーザー変位計からなる高さセンサー２９から送られてくる信号を受信することで、部品取出位置２ａに置かれている通い箱５０の中における最上位の部品５５の高さ位置を把握することができる。なお、高さセンサー２９は、ロボット１０の手１４に固定されている。
【００３０】
以下、図２において、供給ベルトコンベア３ａ上に載せられている通い箱５０における図中矢印Ａ方向（箱供給方向）の下流端を先端、上流端を後端という。これに対し、返送ベルトコンベア４ａ上に載せられている通い箱５０における図中矢印Ｂ方向（箱返送方向）の下流端を先端、上流端を後端という。矢印Ａ方向と矢印Ｂ方向とは互いに逆方向であるので、供給ベルトコンベア３ａによって供給搬送される通い箱５０の先端と、返送ベルトコンベア４ａによって返送される通い箱５０の先端とは、互いに逆の関係になる。
【００３１】
供給ベルトコンベア３ａに部品入りの通い箱５０を載せたり、返送ベルトコンベア４ａ上から部品取出済みの通い箱５０を回収したりする作業者は、二つのベルトコンベアを介したロボット１０とは反対側の位置で作業することが多い。そして、必要に応じて、二つのベルトコンベアを手動で正転、逆転、停止させることがある。このため、供給ベルトコンベア３ａの駆動を制御するための供給ベルコン配電盤や、返送ベルトコンベア４ａの駆動を制御するための返送ベルコン配電盤は、それらベルトコンベアを介したロボット１０とは反対側の位置に設置されている。
【００３２】
供給ベルコン配電盤の選択スイッチが自動運転に設定されていると、供給ベルトコンベア３ａは、供給ベルコン配電盤を介して、制御部１００から送られてくる制御信号によって駆動が制御される。また、返送ベルコン配電盤の選択スイッチが自動運転に設定されていると、返送ベルトコンベア４ａは、返送ベルコン配電盤を介して、制御部１００から送られてくる制御信号によって駆動が制御される。
【００３３】
図６における先頭箱検知センサー６は、図２に示されるように、箱供給ライン３に固定されている。そして、供給ベルトコンベア３ａに載せられている複数の通い箱５０のうち、矢印Ａ方向の先頭に位置する通い箱５０が部品取出位置２ａの直前まで移動してくると、その通い箱５０の先端を検知する。そして、先端検知信号を制御部１００に送信する。
【００３４】
図６における後端箱検知センサー７や送出箱検知センサー８は、図２に示されるように箱返送ライン４に固定されている。そして、後端箱検知センサー７は、返送ベルトコンベア４ａ上の長さ方向の全域に渡って通い箱５０が所定のピッチで置かれた場合に、最後尾から二番目の位置にある通い箱５０の先端を検知するように配設されている。また、送出箱検知センサー８は、最後部の通い箱５０の先端を検知するように配設されている。それぞれの検知センサー（７、８）は、通い箱５０の先端を検知すると検知信号を制御部１００に送信する。
【００３５】
図７は、ロボット１０により、部品取出位置２ａに置かれている通い箱５０の中から部品５５を取り出している最中の部品供給システム１を、組み立て工程ライン４５とともに示す平面図である。部品取出位置２ａに置かれている通い箱５０から始めの１つの部品５５を取り出すとき、制御部１００は、ロボット１０の手（１４）をその通い箱５０の真上に移動させるようにロボット１０の駆動を制御する。このときのロボット１０の姿勢は基準姿勢であって、制御部１００は予めのプログラムに従ってロボット１０に対して迅速に基準姿勢をとらせることができる。
【００３６】
ロボット１０に基準姿勢をとらせた制御部１００は、次に、手（１４）に固定されている高さセンサー（２９）による検知結果に基づいて、通い箱５０の中における最上位の部品５５の高さを把握する。また、カメラ（１７ｃ）によって通い箱５０の中を上から撮影した結果に基づいて、最上位の部品５５のうち、ｘ−ｙ平面上でロボット１０から最も離れた左奧側の部品５５を特定し、その部品の真上に手先（１５）を位置させるようにロボット１０を駆動する。
【００３７】
以下、部品５５のｘ−ｙ平面上における二次元的な並びのうち、ｙ方向の並びを「行」という。また、ｙ方向の並びを「列」という。つまり、制御部１００は、通い箱５０から始めの一つの部品５５を取り出すときには、手先（１５）を通い箱５０の部品並びのうち、最も奥側の「行」であって、且つ最も左側の「列」に位置する部品５５の真上に移動させるようにロボット１０を制御する。
【００３８】
ｘ−ｙ平面の二次元座標にマトリクス状に並んでいる複数の部品のうち、始めの一つとして取り出すのは、最も奥側の「行」であって、且つ最も左側の「列」に位置する部品である。部品を取り出す「行」については、奥側から手前側に順に移動させていく。また、同じ「行」であれば、左側の「列」から右側の「列」に向かって順に部品を取り出していく。このような二次元マトリクスにおける部品の取り出し順序や、その順序で部品５５を取り出す動きをロボット１０に行わせるためのプログラムついては、予めＲＯＭ１００ｃに記憶させている。但し、記憶させているプログラムそのものに従っても、適切な動作を行わせることはできない。取り出し対象となる部品５５を載せているトレイの段数（段高さ）や違いや、同じ段であっても微妙な高さ誤差があるためである。
【００３９】
そこで、制御部１００は、部品５５の高さ位置を高さセンサー２９によって検知し、その高さ位置で適切な部品取り出しができるように、プログラムを修正する。同じ段のトレイであれば、一つ目の部品５５の取り出しに先立って高さ位置を検知し、二つ目移行の部品５５の取り出しに当たっては、同じ高さ位置として取り扱う。
【００４０】
通い箱５０の中から部品５５を取り出したら、制御部１００は、手先（１５）を通い箱５０から完全に抜け出させるたかさ位置にするようにロボット１０の各部を駆動した後、図８に示されるように、ロボット１０の腕支持部（１２）を約１８０°回転させる。これにより、ロボット１０の手先（１５）を、組み立て工程ライン４５の真上に移動させる。そして、組み立て工程ライン４５上の所定の位置で、部品５５を離す動作を行わせることで、部品５５を組み立て工程ライン４５に供給する。
【００４１】
図示のように、ロボット１０の側方であって、且つ操作台２と組み立て工程ライン４５との間の位置には、治具台９やトレイ回収箱３０が設置されている。治具台９の上のｘ−ｙ座標における所定の位置には、吸引ヘッドが置かれている。
【００４２】
図９は、吸引ヘッド１８を手先アタッチメント１７の把持部１７ｂとともに示す正面図である。また、図１０は、吸引ヘッド１８を示す側面図である。吸引ヘッド１８は、四つの吸引ノズル１８ａを具備しており、それぞれの吸引ノズル１８ａは吸引口を鉛直方向下方に向けている。また、吸引ヘッド１８は、二つの把手部１８ｂを具備している。
【００４３】
手先アタッチメント１７は、次のようにして吸引ヘッド１８を把持することができる。即ち、吸引ヘッド１８における二つの把手部１８ｂのうち、一方を、自らの二つの把持部１７ｂにおける一方で把持する。また、吸引ヘッド１８における他方の把手部１８ｂを、自らの他方の把持部１７ｂで把持する。このような把持により、ロボット１０は、治具台９上の所定位置におかれている吸引ヘッド１８を把持して持ち上げることができる。
【００４４】
通い箱５０の中における最上位のトレイの部品を全て取り出して組み立て工程ライン４５に供給した制御部１００は、次に、図１１に示されるようにロボット１０を操作して、治具台９上の吸引ヘッド（１８）を持ち上げさせる。そして、図１２に示されるようにロボット１０を操作して、部品取出位置２ａにある通い箱５０の中で最上位の位置にあって且つ部品を載せていない状態のトレイ５６を、吸引ヘッド（１８）の吸引力によって通い箱５０の中から持ち上げる。このとき、図６に示される吸引ユニット２８に制御信号を送信して、吸引ユニット２８の吸引ポンプを駆動させる。この駆動により、吸引ベッド（１８）の吸引ノズル（１８ａ）に吸引力を発生させ、この吸引力によってトレイ５６を吸引ノズル（１８ａ）に吸着させる。その後、図１３に示されるようにロボット１０を操作して、吸引させていたトレイ５６をトレイ回収箱３０の中に投入させる。このとき、吸引ユニット（２８）に制御信号を送信して吸引ポンプの駆動を停止させることで、吸引ノズル（１８ａ）へのトレイ５６の吸着力を失わせる。更に、ロボット１０を操作して、吸引ヘッド（１８）を治具台９の所定位置に戻す。
【００４５】
なお、トレイ５６をトレイ回収箱３０の中に回収する代わりに、留置位置２ｂにある通い箱５０の中に回収するようにしてもよい。
【００４６】
以下、留置位置２ｂから返送ベルトコンベア４ａへの通い箱５０の移送を、供給ベルトコンベア３ａから部品取出位置２ａへの通い箱５０の移送と明確に区別するために、前者の移送を特に送り出しという。部品取出位置２ａにある通い箱５０の中から全ての部品５５及びトレイ５６を取り出すと、制御部１００は、通い箱５０の送り出しを行う。具体的には、図１４に示されるように、ロボット１０の腕部（１３）の動きにより、留置位置２ｂにある空の通い箱５０を留置位置２ｂから箱返送ライン４の返送ベルトコンベア４ａ上に送り出す。このとき、図１５に示されるように、通い箱５０の後側板の外壁に突き当てた、ロボット１０の手先アタッチメント１７における把持部１７ｂの爪先端により、通い箱５０を返送ベルトコンベア４ａに向けて押し込む。この押し込みによる通い箱５０の送り出しについては、図１４に示される送出箱検知センサー８によって送り出し中（移送中）の通い箱５０の先端が検知されるまで続ける。
【００４７】
このような空の通い箱５０の留置位置２ｂから返送ベルトコンベア４ａ上への送り出しを行うロボット１０は、運搬箱を留置位置から箱返送路まで移送する移送手段として機能している。そして、各種モーターによって発揮される駆動力を利用して通い箱５０の送り出しを行うことから、特許文献１に記載の発明のように、重力だけを利用した下りスロープ上での滑走によって送り出しを行うものとは異なり、次のことが可能になる。即ち、留置位置２ｂの表面や、返送ベルトコンベア４ａの表面が汚れの付着によって摩擦抵抗を高めていても、各種モーターによって発揮される駆動力を利用して通い箱５０に対して強い滑走力を付与する。これにより、通い箱５０を確実に返送ベルトコンベア４ａ上に送り出すことで、送り出しの滞りを抑えることができる。
【００４８】
上述のようにして留置位置２ｂから返送ベルトコンベア４ａ上への通い箱５０の送り出しを終えたら、制御部１００は、部品取出位置２ａにある空の通い箱５０の移送をロボット１０に行わせる。具体的には、図１６に示されるように、部品取出位置２ａにある部品取り出し後の通い箱５０の位置をロボット１０の腕部（１３）の動きで右側から左側にずらすことで、通い箱５０を部品取出位置２ａから留置位置２ｂに移送する。
【００４９】
部品取出位置２ａや留置位置２ｂのロボット１０側の端には、両位置を跨いで一直線状に延在する案内レールが固定されている。前述したようにロボット１０の腕部（１３）の動きで右側から左側に位置をずらされる通い箱５０は、その案内レールにより、右側の部品取出位置２ａから左側の留置位置２ｂに向けて真っ直ぐに案内される。なお、このときロボット１０は、通い箱５０の側板外壁に押し当てた手先アタッチメント１７によって通い箱５０を右側から左側に向けて押し込んでいく。
【００５０】
部品取出位置２ａから留置位置２ｂへの通い箱５０の移送を終えた制御部１００は、上述した返送ベルコン配電盤に対し、返送ベルトコンベア４ａの正転駆動信号を送信する。これにより、返送ベルトコンベア４ａが正転駆動して、その表面上に置かれた複数の空の通い箱５０を返送方向（図２の矢印Ｂ方向）に搬送する。すると、やがて、図１６に示されるように、箱返送ライン４に固定された後端箱検知センサー７との対向位置に、最後尾から二番目の通い箱５０と、最後尾の通い箱５０との間にある空間が一瞬だけ進入して、後端箱検知センサー７が通い箱５０を検知しなくなる。その直後に、後端箱検知センサー７が最後尾の通い箱５０の先端を検知する。この検知のタイミングで、制御部１００は、返送ベルコン配電盤に対して返送ベルトコンベア４ａの駆動停止信号を送信して、返送ベルトコンベア４ａを停止させる。
【００５１】
このようにして返送ベルトコンベア４ａを停止させた制御部１００は、次に、供給ベルトコンベア３ａ上における先頭の通い箱５０を、ロボット１０によって部品取出位置２ａに移送させる。具体的には、図１７に示されるように、先頭の通い箱５０の前側板内壁にロボット１０の手先アタッチメント１７の引っ掛け部１７ｄを引っ掛ける。この状態で、ロボット１０の腕部（１３）の動きにで通い箱５０をロボット１０の手前側に引き寄せる操作により、図１８に示されるように、先頭の通い箱５０を供給ベルトコンベア３ａ上から部品取出位置２ａに移送する。このとき、ロボット１０の腕部（１３）の動きによってロボット１０に向けて引き寄せられる通い箱５０は、上述した案内レールに先端が突き当てられる位置までくると、移送を終了される。案内レールに圧電センサーを設け、この圧電センサーが圧力を検知したときに、ロボット１０による通い箱５０の引き寄せを終了させるようにしてもよい。
【００５２】
このような通い箱５０の供給ベルトコンベア３ａ上から部品取出位置２ａへの移送を行うロボット１０は、箱供給路上の運搬箱をロボット１０の近くに移送する移送手段として機能している。そして、各種モーターによって発揮される駆動力を利用して通い箱５０の移送を行うことから、特許文献１に記載の発明のように、重力だけを利用した下りスロープ上での滑走によって移送を行うものとは異なり、次のことが可能になる。即ち、供給ベルトコンベア３ａの表面や、部品取出位置２ａの表面が汚れの付着によって摩擦抵抗を高めていても、各種モーターによって発揮される駆動力を利用して通い箱５０に対して強い滑走力を付与する。これにより、通い箱５０を確実に部品取出位置２ａ上に移送することで、移送の滞りを抑えることができる。
【００５３】
上述のようにして供給ベルトコンベア３ａ上の通い箱５０を部品取出位置２ａに移送した制御部１００は、次に、供給ベルコン配電盤に対して供給ベルトコンベア３ａの正転駆動信号を送信して、供給ベルトコンベア３ａを正転駆動させる。その後、箱供給ライン３に固定されている先頭箱検知センサー６によって検知信号が送られてきたタイミングで、停止命令信号を供給ベルコン配電盤に送信して供給ベルトコンベア３ａを停止させる。これにより、図１９に示されるように、先頭の通い箱５０を操作台２の直前まで移動させた状態で供給ベルトコンベア３ａの駆動が停止される。
【００５４】
図２０は、制御部１００によって実施される制御の処理フローを示すフローチャートである。このフローを開始した制御部１００は、まず、箱引き寄せ処理（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）を実施する。この箱引き寄せ処理は、供給ベルトコンベア３ａ上に置かれた先頭の通い箱５０を、ロボット１０によってロボット１０側に引き寄せて操作台２の部品取出位置２ａに移送する処理である。
【００５５】
箱引き寄せ処理（Ｓ１）を終えた制御部１００は、次に、供給ベルコン駆動処理を実施する（Ｓ２）。この供給ベルコン駆動処理は、箱引き寄せ処理（Ｓ１）によって先頭の通い箱５０が移送されたことで供給ベルトコンベア３ａ上で新たに先頭になった通い箱５０を、供給ベルトコンベア３ａの正転駆動によって部品取出位置２ａの直前まで移動させる処理である。
【００５６】
その後、制御部１００は、ロボット基本姿勢処理を実施して（Ｓ３）、ロボット１０に対して上述した基本姿勢をとらせる。そして、高さセンサー２９により、部品取出位置２ａにある通い箱５０の中で最上位の高さにある部品５５の高さを測定した後（Ｓ４）、カメラ１７ｃによって通い箱５０の中を撮影して得た画像データに基づいて、一つ目の部品５５の平面位置を把握する（Ｓ５）。平面位置は、ｘ−ｙ面上における座標位置である。また、一つ目の部品５５は、上述したように、トレイ５６上において最も奥側の「行」で且つ最も右側の「列」に位置する部品である。
【００５７】
一つ目の部品５５の平面位置を把握した制御部１００は、次に、前述した画像データに基づいて、部品の向きを把握する（Ｓ６）。通い箱５０が前後逆の姿勢で供給ベルトコンベア３ａに載せられていると、部品５５がｘ−ｙ平面上において正規姿勢から１８０［°］回転した逆転姿勢になっているので、正規姿勢であるか逆転姿勢であるかを把握するのである。正規姿勢であれば、通常の供給方法で組み立て工程ライン４５に部品５５を供給すればよいが、逆転姿勢であれば、供給するときに部品を水平方向に１８０［°］回転させる。なお、部品５５の向きをカメラ１７ｃによる撮影画像によって把握させる代わりに、部品５５の向きを検知する向き検知センサーを手先アタッチメント１７等に設けてもよい。
【００５８】
部品５５の向きを把握した制御部１００は、部品５５の高さや向きに基づいて、ＲＯＭ１００ｃに記憶しているプログラムを修正する（Ｓ７）。その後、修正後のプログラムに基づいて部品取出処理を実施して（Ｓ８）、通い箱５０の中から部品を取り出した後、その部品５５を組み立て工程ライン４５に供給する（Ｓ９）。
【００５９】
部品５５の供給を終えた制御部１００は、次に、部品取出位置２ａにある通い箱５０の最上位のトレイ５６における最終部品を取り出し済みであるか否かを判定する（Ｓ１０）。最終部品は、トレイ５６上における最も手前側の「行」で、且つ最も左側の「列」の部品５５である。最終部品を取り出し済みでない場合（Ｓ１０でＮ）、最上位のトレイ５６にはまだ部品５５が残っているので、制御フローを上記Ｓ８にループさせて、次の部品５５の取り出しや供給を行う。これに対し、最終部品を取りだし済みである場合（Ｓ１０でＹ）、最上位のトレイ５６上には部品５５が残されていない。このため、トレイ取出処理を実施して（Ｓ１１）、最上位のトレイ５６を通い箱５０の中から取り出す。このとき、トレイ５６の吸引のために上述した吸引ヘッド１８を手先アタッチメント１７の把持部１７ｂで把持する。取り出したトレイ５６については、トレイ回収処理（Ｓ１２）の実施によってトレイ回収箱３０の中に投入する。
【００６０】
トレイ５６の投入を終えた制御部１００は、次に、部品取出位置２ａにある通い箱５０について、一段目のトレイ５６を取り出し済みであるか否かを判定する（Ｓ１３）。取り出し済みでない場合（Ｓ１３Ｎ）、通い箱５０の中では、先のトレイ取り出しによって新たに最上位になったトレイ５６上に部品が満載されている状態である。このため、制御部１００は、処理フローを上述したＳ３にループさせて、新たに最上位になったトレイ５６における一つ目の部品５５の取り出し準備を開始する。これに対し、一段目のトレイ５６を取り出し済みである場合（Ｓ１３でＹ）には、部品取出位置２ａにある通い箱５０は部品５５もトレイ５６もない空の状態である。そこで、制御部１００は、後述するＳ１４からＳ１７までの処理を実施する。
【００６１】
Ｓ１４の工程において、制御部１００は、留置箱送出処理を実施する。この留置箱送出処理は、操作台２の留置位置２ｂにある空の通い箱５０を、ロボット１０の操作により、留置位置２ｂから返送ベルトコンベア４ａ上に送り出す処理である。
【００６２】
留置箱送出処理を終えた制御部１００は、次に、返送ベルコン駆動処理を実施する（Ｓ１５）。この返送ベルコン駆動処理は、返送ベルトコンベア４ａの正転駆動によって返送ベルトコンベア４ａ上における複数の通い箱５０を一箱分ずつ返送方向に送る処理である。この返送ベルコン駆動処理により、返送ベルトコンベア４ａの長手方向におけるロボット１０側の端部には、通い箱５０の一個分の空きスペースができる。この空きスペースに対し、後の留置送出処理（Ｓ１４）によって新たな空の通い箱５０が送り出される。
【００６３】
返送ベルコン駆動処理を終えた制御部１００は、次に、空箱留置処理を実施する（Ｓ１６）。この空箱留置処理は、操作台２の部品取出位置２ａにある空の通い箱５０を、ロボット１０の操作によって留置位置２ｂに移送する処理である。
【００６４】
空箱留置処理を終えた制御部１００は、次に、制御部１００が収容されている制御盤の組み立て終了スイッチについて、ＯＮになっているか否かを判定する（１７）。組み立て工程ライン４５における組み立てを終えたい場合、作業者はその組み立て終了スイッチをＯＮにしておく。
【００６５】
組み立て終了スイッチがＯＮになっている場合（Ｓ１７でＹ）、制御部１００は一連の処理フローを終了する。これに対し、組み立て終了スイッチがＯＮになっていない場合（Ｓ１７でＮ）、制御部１００は一連の処理フローを上記Ｓ１にループさせて、新たな通い箱５０の部品取出位置２ａへの移送を開始する。
【００６６】
図２１は、実施形態に係る部品供給システム１を示す斜視図である。図示のように、部品供給システム１は、ロボット１０、操作台２（部品取出位置２ａ、留置位置２ｂ）、箱供給ライン３（供給ベルトコンベア３ａ）、及び箱返送ライン４（返送ベルトコンベア４ａ）の組み合わせを複数設けている。それぞれの組み合わせは、箱供給ライン３や箱返送ライン４の長手方向と直交する方向に並べられている。そして、互いに異なる種類の部品５５を組み立て工程ライン４５に供給する処理を並行して行う。
【００６７】
かかる構成では、特許文献１に記載の発明のように、一つのロボットで複数の異なる種類の部品を異なるタイミングで箱から取り出しながら組み立て工程に供給する構成に比べて、複数種類の部品供給の速度を速めることができる。
【００６８】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、運搬箱（例えば通い箱５０）の中の部品（例えば部品５５）を取り出して組み立て工程（例えば組み立て工程ライン４５）に供給するロボット（例えばロボット１０）と、箱供給路（例えば箱供給ライン３）上の前記運搬箱を前記ロボットの近くまで移送し、且つ部品取り出し後の前記運搬箱を前記ロボットの近くから箱返送路（例えば箱返送ライン４）まで移送する移送手段とを備える部品供給システム（例えば部品供給システム１）において、部品取り出し後の前記運搬箱を前記ロボットによって前記箱返送路まで移送し、且つ前記箱供給路上の前記運搬箱を前記ロボットによって前記ロボットの近くまで移送することで、前記ロボットを前記移送手段として機能させることを特徴とするものである。
【００６９】
態様Ａにおいては、ロボットの各種モーターなどの駆動源によって発揮される駆動力を利用して、箱供給路上の運搬箱をロボットの近くまで移送したり、ロボットの近くから箱返送路まで空の運搬箱を移送したりする。かかる構成では、運搬箱を持ち上げた状態で移送することで、摩擦抵抗の路面上で運搬箱の良好な滑走が行われなくなることによる移送の滞りを回避することが可能である。あるいは、運搬箱を路面上で滑走させる構成であったとしても、その滑走を確実に行わせることが可能である。具体的には、汚れ等の付着によって路面の摩擦抵抗が高くなっていても、ロボットが各種の駆動源によって発揮される駆動力を利用して運搬箱に対して強い滑走力して、運搬箱を確実に移送する。よって、箱供給路からロボットの近くまでの運搬箱の移送を滞らせたり、ロボットの近くから箱返送路までの運搬箱の移送を滞らせたりするのを抑えることができる。
【００７０】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記箱供給路の路面と、前記箱返送路の路面とを同じ高さにしたことを特徴とするものである。かかる構成では、箱供給路から、ロボットの近くを経て、箱返送路に至るまでの経路を、段差のないスムーズな行程にして、運搬箱のスムーズな移送や送り出しを実現することができる。
【００７１】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記運搬箱から部品を取り出すための箱位置であるの部品取出位置（例えば部品取出位置２ａ）と、部品取り出し後の前記運搬箱を一時的に留め置く箱位置である留置位置（例えば留置位置２ｂ）とを前記ロボットの前方に左右方向に並べて配設し、且つ、先端を前記部品取出位置に向けた前記箱供給路と、後端を前記留置位置に向けた前記箱返送路とを前記ロボットの前後方向に沿った方向に延在させて平行配設したことを特徴とするものである。かかる構成では、箱供給路と箱返送路とを無理なく同じ高さに配設しつつ、箱供給路に対する部品入りの運搬箱の供給作業場所と、箱返送路からの空の運搬箱の回収作業場所とを、互いに近い位置にして、作業効率を高めることができる。
【００７２】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ｃにおいて、前記箱供給路上の前記運搬箱を前記ロボットの腕部の動きで前記ロボットの手前側に引き寄せる操作によって前記部品取出位置に移送するように、前記ロボット及びこれの駆動を制御する制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、手先を箱供給路上の運搬箱に引っ掛けたロボットの腕部の動きにより、運搬箱を箱供給路上から部品取出位置に移送することができる。
【００７３】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｄにおいて、前記部品取出位置にある部品取り出し後の前記運搬箱の位置を前記ロボットの腕部の動きで左右方向にずらす操作によって前記運搬箱を前記部品取出位置から前記留置位置に移送するように、前記ロボット及び前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、全ての部品を取りだした直後の運搬箱を一時的にロボットの近くに留め置くことで、箱返送先での運搬箱の混雑を緩和することができる。
【００７４】
［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｅにおいて、前記留置位置にある前記運搬箱を前記ロボットの腕部の動きで手前側から奥側に押し出す操作によって前記箱返送路まで移送するように、前記ロボット及び前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、手先を箱供給路上の運搬箱に押し当てたロボットの腕部の動きにより、運搬箱を留置位置から箱返送路まで移送することができる。
【００７５】
［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ｄ〜Ｆの何れかにおいて、自らの仮想二次元平面における互いに異なる位置のそれぞれに部品を保持するようにそれら部品を収容しているトレイ（例えばトレイ５６）を複数段重ねて内包した状態で前記部品取出位置にある前記運搬箱における最上位の前記トレイから部品を取り出しながら前記組み立て工程に供給するように、前記ロボット及び前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、運搬箱の中に多段で収容されている部品を順序良く取りだすことができる。
【００７６】
［態様Ｈ］
態様Ｈは、態様Ｇにおいて、前記部品取出位置にある前記運搬箱内における前記最上位で全ての部品が取り出されて空になった空トレイを前記運搬箱から取り出して所定の位置に移すように、前記ロボット及び前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、最上位のトレイの部品を全て取りだした後に、その下のトレイの部品を取り出し可能な状態にすることができる。
【００７７】
［態様Ｉ］
態様Ｉは、態様Ｈにおいて、前記部品取出位置にある前記運搬箱の中における最上位にある部品の高さ位置を検知する高さ位置検知手段（例えば高さセンサー２９）を設け、前記高さ位置検知手段による検知結果と、前記仮想二次元平面における予め決められた位置順序に従って部品を順に取り出すための制御プログラムとに基づいて、最上位の前記トレイから複数の部品を順に取り出す処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、予め記憶している標準的な制御プログラムを、高さ検知結果に基づいて修正するだけで、各段の部品の取り出しや供給を可能にすることができる。
【００７８】
［態様Ｊ］
態様Ｊは、態様Ｃ〜Ｉの何れかにおいて、前記ロボット、前記部品取出位置、前記留置位置、前記箱供給路、及び前記箱返送路の組み合わせを、前記箱供給路や前記箱返送路の延在方向と直交する方向に複数並べて配設したことを特徴とするものである。かかる構成では、特許文献１に記載の発明のように、一つのロボットで複数の異なる種類の部品を異なるタイミングで箱から取り出しながら組み立て工程に供給する構成に比べて、複数種類の部品供給の速度を速めることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１：部品供給システム
２：操作台
２ａ：部品取出位置
２ｂ：留置位置
３：箱供給ライン（箱供給路）
３ａ：供給ベルトコンベア
４：箱返送ライン（箱返送路）
１０：ロボット
１３：腕部
２９：高さセンサー（高さ位置検知手段）
４５：組み立て工程ライン
５０：通い箱（運搬箱）
５５：部品
５６：トレイ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８０】
【特許文献１】特開平１０−１５８６５号公報
【図１】
2018153899.tif 000003
【図２】
2018153899.tif 000004
【図３】
2018153899.tif 000005
【図４】
2018153899.tif 000006
【図５】
2018153899.tif 000007
【図６】
2018153899.tif 000008
【図７】
2018153899.tif 000009
【図８】
2018153899.tif 000010
【図９】
2018153899.tif 000011
【図１０】
2018153899.tif 000012
【図１１】
2018153899.tif 000013
【図１２】
2018153899.tif 000014
【図１３】
2018153899.tif 000015
【図１４】
2018153899.tif 000016
【図１５】
2018153899.tif 000017
【図１６】
2018153899.tif 000018
【図１７】
2018153899.tif 000019
【図１８】
2018153899.tif 000020
【図１９】
2018153899.tif 000021
【図２０】
2018153899.tif 000022
【図２１】
2018153899.tif 000023