(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品の向きを所定の方向に揃えて搬出口から搬出させる部品供給装置において、
前記部品が載置される載置台と、
前記部品を保持して前記載置台の上方まで搬送し、前記部品の保持を解除して前記載置台に前記部品を載置する、水平移動及び昇降が可能な取出装置と、
前記載置台に載置された前記部品の向きを識別する識別装置と、
前記載置台に載置された前記部品を前記搬出口に向かって直線的に移動させる移動装置と、を備え、
前記載置台は、前記識別装置によって識別された前記部品の向きに基づいて、前記部品を、前記搬出口から搬出されるべき所定の向きに変更するように回転させる回転テーブルと、前記所定の向きに変更された前記部品を前記移動装置によって前記搬出口から搬出させるように、前記搬出口に対する前記部品の位置合わせを行う位置合わせ装置とを備え、
前記位置合わせ装置は、前記移動装置による前記部品の直線的な移動の方向に平行なＸ軸方向と前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向とに前記載置台を移動させるＸＹテーブルであることを特徴とする部品供給装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品を所定の向きに揃えて供給する部品供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の部品供給装置としては、部品（ワーク）を供給する振動ボウルフィーダ装置と、この振動ボウルフィーダ装置から供給された部品を搬送する振動リニアフィーダ装置と、この振動リニアフィーダ装置から排出された部品を整送する部品整送装置とを備えたものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
振動ボウルフィーダ装置は、部品を内側から外側に向かってランダムに送り出すものであり、らせん状のトラックを有する振動ボウルと、この振動ボウルに輸送性の振動を与える振動発生装置とを有する。この振動ボウルフィーダ装置は、振動発生装置による振動によって、部品をトラックに沿って内側から外側に向かって送り出し、出口からこの部品を排出する（同文献の段落００１１及び００２０参照）。
【０００４】
振動リニアフィーダ装置は、振動ボウルフィーダ装置の出口から排出された部品（端子部品）の頭部及び脚部の向きを一定方向に揃えつつ部品整送装置まで部品を立位姿勢にて搬送する。具体的には、この振動リニアフィーダ装置は、一対のガイドレールと、ガイドレールに輸送性の振動を与える加振装置とを備え、振動ボウルフィーダ装置の出口から排出された部品の脚部を一対のガイドレールの隙間に落とし込み、頭部を上にした立位姿勢とし、加振装置によってガイドレールを振動させつつこの部品を下流に向かって搬送する（同文献の段落００１２及び００２０参照）。
【０００５】
部品整送装置は、振動リニアフィーダ装置のガイドレールから排出された部品を搬送するものであり、一対の円柱ロールと、これらの円柱ロールを支持する支持板と、円柱ロールに対して輸送性の振動を与える加振装置と、円柱ロールを回転駆動する回転駆動装置とを有する。この部品整送装置は、振動リニアフィーダ装置によって搬送された部品を、支持板を介して一対の円柱ロールで受け、加振装置による輸送性の振動と、回転駆動装置による円柱ロールの回転とによって、各部品を絡み合うことなく下流側に搬送する（同文献の段落００１３及び００２１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２４０２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、従来の部品供給装置は、振動ボウルフィーダ装置、振動リニアフィーダ装置及び部品整送装置のいずれにも輸送性の振動を与える振動発生装置又は加振装置を備えており、各装置に輸送性の振動を付与することによって、部品を供給及び搬送するものである。
【０００８】
各装置を振動させることによって部品を供給する部品供給装置は、必然的にその振動による騒音が発生することになり、組立ラインにおける静粛性の確保という観点において常に課題を残すものである。また、従来の部品供給装置は、多量の部品を搬送処理する上で、搬送途中における部品のつまり等の不具合を生じ易く、さらには設備が大型化及び複雑化する傾向にあり、設備費用が高騰化するといった問題もある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされものであり、輸送性の振動を与えることなく、部品の向きを揃えて供給することが可能な部品供給装置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】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためのものであって、部品の向きを所定の方向に揃えて搬出口から搬出させる部品供給装置において、前記部品が載置される載置台と、前記部品を保持して前記載置台の上方まで搬送し、前記部品の保持を解除して前記載置台に前記部品を載置する、水平移動及び昇降が可能な取出装置と、前記載置台に載置された前記部品の向きを識別する識別装置と、前記載置台に載置された前記部品を前記搬出口に向かって直線的に移動させる移動装置と、を備え、前記載置台は、前記識別装置によって識別された前記部品の向きに基づいて、前記部品を、前記搬出口から搬出されるべき所定の向きに変更するように回転させる回転テーブルと、前記所定の向きに変更された前記部品を前記移動装置によって前記搬出口から搬出させるように、前記搬出口に対する前記部品の位置合わせを行う位置合わせ装置とを備え、前記位置合わせ装置は、前記移動装置による前記部品の直線的な移動の方向に平行なＸ軸方向と前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向とに前記載置台を移動させるＸＹテーブルであることを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、載置台に載置された部品の向きを識別装置によって直接的に識別し、その結果得られた部品の向きに関する情報に基づいて、回転装置によって部品を回転させることにより、この部品を搬出されるべき所定の向きに変更することができる。さらに、位置合わせ装置によって、搬出口に対する部品の位置合わせを行うことによって、部品を搬出口から確実に搬出させることができる。これにより、本発明に係る部品供給装置は、輸送性の振動を与えることなく、部品の向きを揃えて供給することが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、輸送性の振動を与えることなく、部品の向きを揃えて供給することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る部品供給装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図２（ａ）は、識別装置によって識別され得る識別位置にある部品を示す平面図である。図２（ｂ）は、搬出口から搬出され得る搬出位置にある部品を示す平面図である。
【図３】図３は、部品供給装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る部品供給装置を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。この部品供給装置は、例えば、一端部と他端部の形状が異なる棒状（長尺状）の部品の向きを揃えて供給する。このような棒状の部品としては、例えば、自動車のエンジンに使用される、コネクティングロッド（以下「コンロッド」という）やボルト等が挙げられる。部品供給装置は、上記のような棒状の部品に限らず、他の種々の形状の部品の向きを揃えて供給することができる。
【００１５】
図１に示すように、本発明に係る部品供給装置１は、保管ケース２から部品３を取り出した後、この部品３を所定の向きに揃えて搬出口４から搬出させることができる。図１から図３に示すように、この部品供給装置１は、保管ケース２から部品３を取り出す取出装置５と、この取出装置５によって取り出された部品３が載置される載置台６と、載置台６に載置された部品３を識別する識別装置７と、部品３を載置台６から搬出口４に移動させる移動装置８と、上記の各装置を制御するための制御装置９とを備える。
【００１６】
取出装置５は、保管ケース２から部品３を取り出す取出部１０と、取出部１０を昇降させる昇降装置１１と、取出部１０及び昇降装置１１を水平移動させる水平移動装置１２とを備える。取出部１０は、その先端部に電磁石を備え、磁性体である部品３を電磁石に磁着させることで、この部品３を保持できる。昇降装置１１は、取出部１０を上昇及び下降させることにより、保管ケース２にこの取出部１０を出入りさせることができる。
【００１７】
水平移動装置１２は、水平方向（横方向）に沿って延びるレール１３と、このレール１３を走行するローラ（図示せず）と、このローラを回転駆動する駆動モータ（図示せず）とを備える。水平移動装置１２は、駆動装置によってローラを駆動してレール１３上を走行させることで、取出部１０及び昇降装置１１を水平方向に移動させることができる。これにより、水平移動装置１２は、図１に示すように、取出部１０及び昇降装置１１を、部品３の保管ケース２の上方位置から、待機している載置台６の上方位置まで水平移動させることができる。
【００１８】
載置台６は、回転テーブル１４とＸＹテーブル１５とを備える。回転テーブル１４は、部品３を載置するためのものであって、この回転テーブル１４を回転させるための回転軸（図示せず）及び駆動モータ（図示せず）等をさらに備える。回転テーブル１４は、載置される部品３の向きを変更するためにこの部品３を回転させる回転装置として機能する。
【００１９】
ＸＹテーブル１５は、載置台６をＸ軸方向及びＹ軸方向に直線移動させるためのものであって、Ｘ軸、Ｙ軸及び各軸に対応する駆動モータ（図示せず）等をさらに備える。このＸＹテーブル１５は、載置された部品３を搬出口４まで搬送する搬送装置として機能する。また、ＸＹテーブル１５は、回転テーブル３によって向きが変更された部品３が搬出口４から搬出されるように、搬出口４に対する部品３の位置合わせを行う位置合わせ装置としても機能する。
【００２０】
識別装置７には、例えばＣＣＤカメラやビデオカメラ等の撮像・撮影装置が使用され得るが、これに限定されず、部品３の位置、向き及び姿勢を検出することが可能な他の種々のセンサ等が使用され得る。識別装置７は、その向きや位置を微調整できるように構成されている。この識別装置７は、下方に位置した部品３を撮影し、これによって得られた画像データを制御装置９へと送信することができる。
【００２１】
移動装置８は、図２（ｂ）に示すように、所定間隔をおいて搬出口４と対向するように配置されている。本実施形態において、移動装置８には例えば油圧シリンダ装置が使用されている。移動装置８は、シリンダ１６とシリンダロッド１７とを有し、シリンダロッド１７の直線運動によって、載置台６に載置される部品３を直線的に移動させる。
【００２２】
より具体的には、シリンダ１６及びシリンダロッド１７は、Ｘ軸方向に沿うように配置されており、載置台６に載置されている部品３をＸ軸方向に沿って移動させることができる。なお、移動装置８としては、油圧シリンダ装置に限らず、エアシリンダ、電動シリンダ、ソレノイドその他の各種アクチュエータが採用され得る。
【００２３】
制御装置９は、図示しない演算部（ＣＰＵ）及び記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ）を備えており、取出装置５、載置台６、識別装置７及び移動装置８の各種制御や、識別装置７によって取得される部品３の情報に係る演算等を行うことができる。より具体的には、制御装置９は、取出装置５の取出部１０における電磁石のオン・オフ、昇降装置１１による取出部１０の上昇・下降の動作、水平移動装置１２による取出部１０の移動動作、載置台６における回転テーブル１４及びＸＹテーブル１５の回転・移動動作、識別装置７による部品３の撮像動作、及び移動装置８の動作等の制御を行う。
【００２４】
また、制御装置９は、識別装置７によって部品３を撮像して得られる画像データを識別装置７から受信し、その画像データに基づいて、部品３の向きや位置（座標）を演算によって求める。さらに、制御装置９は、演算によって求めた部品３の向きや位置に関する情報に基づいて、搬出口４から搬出されるべき部品３の向きを演算するとともに、部品３がこの向きになるように載置台６の回転テーブル１４を駆動制御し、また、この部品３が搬出口４から搬出されるように、ＸＹテーブル１５を駆動制御する。
【００２５】
搬出口４は、所定の向きに揃えられた部品３を次工程に移すためのものである。搬出口４は、搬出する部品３の向きが変わらないように、所定の開口面積（開口高さ及び開口幅）を有する。搬出口４は、移動装置８によって移動させられる部品３を受けることができるように、この移動装置８と同一直線上に位置している。すなわち、搬出口４は、図２（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に沿って、部品３を搬出させるように構成される。また、搬出口４は、移動装置８との間に載置台６が入ることができるように、この移動装置８から所定距離だけ離れて位置している。
【００２６】
以下、上記構成の部品供給装置１による部品３の供給方法について説明する。部品供給装置１によって供給される部品３は、図１に示すように、取出装置５によって保管ケース２から取り出される取出位置（Ａ）、待機位置にて待機する載置台６に載置される載置位置（Ｂ）、識別装置７によって識別される識別位置（Ｃ）、及び搬出口４から搬出される搬出位置（Ｄ）の順に移動する。
【００２７】
図１及び図２において、搬出される部品３として、コンロッドを例示している（以下、部品とコンロッドとに共通符号３を用いる）。コンロッド３は、エンジンにおけるピストンとクランクシャフトを連結するためのものであり、クランクシャフトに連結される半円形の大端部３ａと、ピストンに連結される小端部３ｂと、大端部３ａと小端部３ｂとの間のロッド部３ｃを有する（図２（ａ）参照）。
【００２８】
このように、コンロッド３は、一端部（大端部３ａ）と他端部（小端部３ｂ）の形状が異なっており、次工程においてコンロッド３の処理を円滑に行うことができるように、その向きを揃えて搬出口４から搬出（搬送）する必要がある。本実施形態では大端部３ａが搬出方向上流側に位置し、小端部３ｂが搬出方向下流側に位置するような向きに揃えて部品３を搬出する例を説明する。
【００２９】
なお、このような搬出されるべき部品３の向きを「正規の向き」と呼ぶ。本実施形態において説明するコンロッド３の正規の向きはあくまで例示にすぎず、部品３の種類や次工程の如何に応じて様々な正規の向きが設定され得る。本実施形態におけるコンロッド３の正規の向きとは、図２（ｂ）において実線で示すように、コンロッド３のロッド部３ｃがＸ軸方向に沿うとともに、大端部３ａが搬出方向上流側、すなわち図面に向かって左側に位置し、小端部３ｂが搬出方向下流側、すなわち右側に位置する向きをいう。
【００３０】
コンロッド３は、まず、取出位置（Ａ）において取出装置５により保管ケース２から取り出される。具体的には、昇降装置１１が、保管ケース２の上方に位置する取出部１０を下降させる。これにより、取出部１０は、保管ケース２に入り、収納されているコンロッド３に接近する。制御装置９は、取出部１０が保管ケース２に入ったことを検知し、取出部１０の電磁石をオンにする。
【００３１】
これにより、保管される多数のコンロッド３のうち、取出部１０に近接する１つのコンロッド３がこの取出部１０に磁着する。その後、昇降装置１１が取出部１０を上昇させ、これによってコンロッド３が保管ケース２から取り出される。コンロッド３を保持した状態で取出部１０が保管ケース２から出ると、水平移動装置１２が取出部１０及び昇降装置１１を水平方向に移動させ、コンロッド３を載置位置（Ｂ）へと配置させる。このとき、取出部１２に保持されるコンロッド３は、載置台６の上方に位置することになる。
【００３２】
制御装置９は、取出部１０が載置台６の上方に位置したことを検知すると、取出部１０における電磁石をオフにする。これによって、コンロッド３は、取出部１０から離れ、載置台６の回転テーブル１４に載置される。なお、取出部１０が載置台６の上方位置に移動したとき、取出部１０は載置台６に近接した位置にあるため、コンロッド３は、載置される際に載置台６上で大きく転動することがない。また、コンロッド３を載置台６に載置させる場合に、昇降装置１１によって取出部１０を下降させ、コンロッド３と載置台６とをさらに接近させた上で、このコンロッド３を取出部１０から離すようにしてもよい。
【００３３】
コンロッド３が載置されると、載置台６は、識別位置（Ｃ）へとコンロッド３を搬送する。このとき、制御装置９は、ＸＹテーブル１５を駆動することにより、載置台６を識別位置（Ｃ）、すなわち、識別装置７の下方位置へと移動させる。
【００３４】
載置台６が識別位置（Ｃ）に到着すると、識別装置７及び制御装置９によるコンロッド３の識別が行なわれる。具体的には、識別装置７であるカメラによって、コンロッド３の全体像が撮影される。このとき、識別装置９によって、回転テーブル１４及びＸＹテーブル１５も同時に撮影され得る。なお、本実施形態では、取出部１０から離れて載置台６に載置されたコンロッド３のロッド部３ｃがＹ軸方向に沿うように載置された場合を例示している（図２（ａ）参照）。
【００３５】
その後、識別装置９によって撮影された画像データが制御装置９へと送信される。制御装置９は、画像データを受信すると、これに基づいて、コンロッド３の向き及び位置を特定する。特に、この画像データからコンロッド３の大端部３ａ、小端部３ｂ及びロッド部３ｃの位置情報を取得し、この位置情報に基づいて、コンロッド３の向きを特定する。より具体的には、制御装置９の記憶部には、載置台６のＸ軸、Ｙ軸に対応するＸＹ座標系に関するデータ、回転テーブル１４及びＸＹテーブル１５の大きさに関するデータ、待機位置における回転テーブル１４及びＸＹテーブル１５の座標データ、および搬出口４の座標データ等が記憶されている。また、制御装置９は、回転テーブル１４及びＸＹテーブル１５の座標データを常時取得することができる。さらに、制御装置９は、識別装置７から得られる画像データに基づいて、特に、回転テーブル１４とコンロッド３との相対的な位置関係から、コンロッド３の座標を特定することができる。
【００３６】
また、制御装置９の記憶部は、識別装置７によって得られた画像データに基づいて、正規の向きを演算することが可能な演算プログラムを記憶している。制御装置９は、この演算プログラムを用いて、演算部による演算を行うことで、そのコンロッド３を正規の向きにするために必要な、回転テーブル１４の回転量（回転角度）やＸＹテーブル１５による移動量（距離）を特定する。
【００３７】
次に、載置台６は、制御装置９による制御によって、コンロッド３を搬出位置（Ｄ）に移動させる。具体的には、載置台６は、図２（ｂ）に示すように、搬出位置（Ｄ）において移動装置８と搬出口４との間の位置に移動する。その後、載置台６は、回転テーブル１４を回転させてコンロッド３の向きを正規の向きへと変更する。
【００３８】
上述したように、コンロッド３は、取出部１０から離れて載置台６に載置されたときに、Ｙ軸方向に沿った向きであることが識別装置８及び制御装置９によって識別されている。したがって、制御装置９は、コンロッド３がＸ軸方向に沿う正規の向きになるように、例えば回転テーブル１４を時計回りに約９０°回転させる。
【００３９】
これにより、コンロッド３は、図２（ｂ）において二点鎖線で示す位置から実線で示す位置へと移動する。このとき、コンロッド３の向きは、同図において実線で示すように、ロッド部３ｃがＸ軸方向を向くとともに、大端部３ａが左側に位置し、小端部３ｂが右側に位置する、正規の向きに変更される。
【００４０】
なお、本実施形態では、コンロッド３が搬出位置（Ｄ）に到着した後に回転テーブル１４を回転させているが、識別装置７による識別が完了した時点で、搬出位置（Ｄ）へのコンロッド３の移動を開始する前に回転テーブル１４を回転させ、コンロッド３を正規の向きに変更してもよい。また、識別位置（Ｃ）から搬出位置（Ｄ）までの移動中に回転テーブル１４を回転させてコンロッド３を正規の向きに変更してもよい。
【００４１】
この向きの変更とともに、制御装置９は、ＸＹテーブル１５を駆動して、コンロッド３が搬出口４から搬出されるように、この搬出口４に対するコンロッド３の位置合わせを行う。すなわち、ＸＹテーブル１５は、コンロッド３と移動装置８のシリンダロッド１７と搬出口４とが直線状に並ぶように、このコンロッド３をＹ軸方向において移動させる。
【００４２】
コンロッド３が正規に向きに変更され、搬出口４に対する位置合わせが完了すると、制御装置９は、移動装置８を駆動して、コンロッド３を搬出口４へと移動させる。移動装置８は、シリンダロッド１６の先端部をコンロッド３の大端部３ａに当接させるとともに、シリンダロッド１６の直線運動により、コンロッド３をＸ軸方向に沿って搬出口４に向かって移動させる。搬出口４に挿入されたコンロッド３（図２（ｂ）において一点鎖線で示す）は、正規の向きを維持したままで、次工程へと移される。
【００４３】
以上説明した本発明に係る部品供給装置１によれば、回転テーブル１４に載置された部品３を識別装置８で撮影することによって部品３の向きや位置に関する情報を取得し、この情報に基づいて、回転テーブル１４を回転させることにより部品３の向きを正規の向きに変更することが可能になる。さらに、ＸＹテーブル１５によって、搬送口４に対する部品３の位置合わせを行うことによって、この部品３を搬出口４から確実に搬出できるようになる。
【００４４】
また、部品供給装置１は、載置台６だけでなく、取出装置５、移動装置８においても、輸送性の振動を与えることなく部品３を移動させることができることから、組立ラインにおける静粛性を十分に確保できるようになっている。
【００４５】
また、部品供給装置１は、移動装置８によって部品３を直線的に移動させるだけで、載置台６から搬出口４へと移すことができるため、載置台６から搬出口４への部品３の移動に対して複雑な構成を必要としない。したがって、従来の振動フィーダにおいて生じ得る部品３のつまり等の不具合も生じ難い。また、複雑な構成を必要としないことから、設備費用を低減することも可能になる。
【００４６】
なお、本発明に係る部品供給装置１は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。また、本発明に係る部品供給装置１は、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明に係る部品供給装置１は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４７】
上記の実施形態では、移動装置８を載置台６とは別体に構成した例を示したが、これに限定されない。例えば、回転テーブル１４及びＸＹテーブル１５を傾斜（傾動）可能に構成し、搬出口４に隣接する位置で、これらを傾斜（傾動）させることにより、載置台６に載置されている部品３を搬出口４に向かって移動させてもよい。すなわち、移動装置８は、載置台６と一体に設けられていてもよい。
【００４８】
上記の実施形態では、搬出口４に隣接する位置まで載置台６を移動させる例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、搬出口４を移動させることにより、この搬出口４と載置台６を隣接させて、部品３を搬出してもよい。また、移動装置８を搬出口４とともに移動させてもよい。
【００４９】
上記の実施形態では、取出装置５によって部品３を保管ケース２から取り出す例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、作業員が部品３を保管ケース２から取り出し、この部品３を載置台６に載置するようにしてもよい。
【００５０】
上記の実施形態では、保管ケース２から１つの部品３を取り出して載置台６に載置する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、保管ケース２から複数の部品３を取出装置５によって取り出すとともに、これらの部品３を載置台６に載置し、各部品３を識別装置７によって識別し、各部品３を順に搬出口４から搬出させてもよい。
【００５１】
上記の実施形態では、取出装置５の取出部１０が電磁石を備えた例を説明したが、これに限定されない。取出部１０には、ロボットアームの他、部品３を把持可能な各種の機構を採用できる。
【００５２】
上記の実施形態では、部品３が、取出位置（Ａ）、載置位置（Ｂ）、識別位置（Ｃ）、および搬出位置（Ｄ）へと順次移動する例を説明したが、これに限定されない。例えば、識別位置（Ｃ）に識別装置７だけではなく、搬出口４と移動装置８とを配置して、部品３の搬出位置（Ｄ）への移動を省略することが望ましい。この場合には、識別位置（Ｃ）において、識別装置７による部品３の識別と、部品３の向きの変更及び搬出口４に対する部品３の位置合わせを行うことができる。また、載置位置（Ｂ）において識別装置７、搬出口４、および移動装置８を集約的に配置し、部品３の載置、識別、搬出を同じ位置で行うことがさらに望ましい。このようにすることで、部品供給装置１の小型化が図られ、省スペース化によって設備費用がさらに低減されることになる。
【符号の説明】
【００５３】
１     部品供給装置
３     部品（ワーク）
４     搬出口 
６     載置台
７     識別装置
１４   回転テーブル
１５   ＸＹテーブル
【図１】
0006478263.tif 000002
【図２】
0006478263.tif 000003
【図３】
0006478263.tif 000004