(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の物品のそれぞれが格納される複数の格納部（１２ａ〜１２ｄ）と、
前記複数の格納部のそれぞれに連通する複数の供給経路（１３ａ〜１３ｄ）と、
前記複数の格納部のそれぞれから前記複数の供給経路のそれぞれに供給されるべき物品の供給量を前記供給経路毎に制御する複数の開閉ストッパ（１４ａ〜１４ｄ）と、
前記物品の供給方向における前記複数の開閉ストッパのそれぞれの下流において、前記複数の供給経路のそれぞれに供給されるべき物品の種類に応じて定まる隙間を前記供給経路の表面との間に形成する複数の仕切り・くぐり抜け部材（１５ａ〜１５ｄ）と、
前記複数の供給経路と前記複数の仕切り・くぐり抜け部材とを互いに相対運動させる駆動部（１７）と、を具備する、物品供給装置。
【請求項２】
前記複数の仕切り・くぐり抜け部材の下流に供給された前記物品の種類、位置および姿勢のうちの少なくとも一つが視覚センサ（３０）により検出される、請求項１に記載の物品供給装置。
【請求項３】
前記複数の仕切り・くぐり抜け部材の下流に供給された前記物品はロボット（２０）により取出される請求項１または２に記載の物品供給装置。
【請求項４】
さらに、前記複数の仕切り・くぐり抜け部材の下流において前記複数の供給経路のそれぞれに設けられていて前記物品を堰止める物品ストッパ（１８ａ、１８ｂ）を具備する、請求項１に記載の物品供給装置。
【請求項５】
前記開閉ストッパの先端に隣接して複数のピン（２５ａ、２５ｂ）が前記供給経路の表面に対して垂直に並置されており、前記複数のピンのうちの、前記物品に干渉したピンは前記物品に従って上昇するようにした、請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の物品供給装置。
【請求項６】
さらに、前記仕切り・くぐり抜け部材の上流および下流のうちの少なくとも一方において前記供給経路における前記物品に気体を噴射する気体噴射部（３６）を具備する、請求項１に記載の物品供給装置。
【請求項７】
前記気体噴射部が前記気体を噴射するタイミングは、タイマ（４１）によって制御される、請求項６に記載の物品供給装置。
【請求項８】
前記気体噴射部が前記気体を噴射するタイミングは、前記複数の仕切り・くぐり抜け部材の下流に供給された前記物品の種類、位置および姿勢のうちの少なくとも一つを検出する視覚センサによって制御される請求項６に記載の物品供給装置。
【請求項９】
前記複数の供給経路が互いに同心の円弧形であるようにした、請求項１に記載の物品供給装置。
【請求項１０】
前記複数の供給経路が互いに並置された複数の直線状コンベアである、請求項１に記載の物品供給装置。
【請求項１１】
前記駆動部がサーボモータである、請求項１に記載の物品供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚センサとロボットとを用いて物品を種類毎に取出して供給先に供給する物品供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば組立工場などにおいては、視覚センサに基づいてロボットが複数の物品のうちの一つの物品を把持して、次の供給先に供給することが一般的に行われている。特許文献１には、複数種類の多数の物品が載置される載置面を有する回転可能なテーブル（格納部）と、テーブルの載置面との間に所定距離の隙間を形成する仕切り・くぐり抜け部材とを含む装置が開示されている。そして、テーブルと仕切り・くぐり抜け部材とが互いに相対運動することによって物品が隙間をくぐり抜けると、視覚センサがその物品を検出する。そして、ロボットが視覚センサの情報に基づいて物品を把持し、供給先に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８７６２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数種類の物品がテーブル上に載置されているときには、所望の種類の物品が必ずしも仕切り・くぐり抜け部材を通過するとは限らず、所望されない種類の物品のみが仕切り・くぐり抜け部材を通過する事態が生じうる。このような場合には、所望の種類の物品が仕切り・くぐり抜け部材を通過するまで、テーブルと仕切り・くぐり抜け部材とを互いに相対運動させ続ける必要がある。その結果、サイクルタイムが遅延することになる。
【０００５】
また、隙間をくぐり抜けた所望されない種類の物品はロボットに把持されないので、テーブルの回転によって、そのまま仕切り・くぐり抜け部材の上流に戻る。このため、所望されない種類の物品が何度も往復することになり、その結果、所望されない種類の物品の表面などが損傷する可能性がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、物品を損傷させることなしに、複数種類の物品を短いサイクルタイムで供給することのできる物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】
【０００７】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、複数種類の物品のそれぞれが格納される複数の格納部と、前記複数の格納部のそれぞれに連通する複数の供給経路と、前記複数の格納部のそれぞれから前記複数の供給経路のそれぞれに供給されるべき物品の供給量を前記供給経路毎に制御する複数の開閉ストッパと、前記物品の供給方向における前記複数の開閉ストッパのそれぞれの下流において、前記複数の供給経路のそれぞれに供給されるべき物品の種類に応じて定まる隙間を前記供給経路の表面との間に形成する複数の仕切り・くぐり抜け部材と、前記複数の供給経路と前記複数の仕切り・くぐり抜け部材とを互いに相対運動させる駆動部と、を具備する、物品供給装置が提供される。
２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記複数の仕切り・くぐり抜け部材の下流に供給された前記物品の種類、位置および姿勢のうちの少なくとも一つが視覚センサにより検出される。
３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明において、前記複数の仕切り・くぐり抜け部材の下流に供給された前記物品はロボットにより取出される。
４番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記複数の仕切り・くぐり抜け部材の下流において前記複数の供給経路のそれぞれに設けられていて前記物品を堰止める物品ストッパを具備する。
５番目の発明によれば、１番目から４番目のいずれかの発明において、前記開閉ストッパの先端に隣接して複数のピンが前記供給経路の表面に対して垂直に並置されており、前記複数のピンのうちの、前記物品に干渉したピンは前記物品に従って上昇するようにした。
６番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記仕切り・くぐり抜け部材の上流および下流のうちの少なくとも一方において前記供給経路における前記物品に気体を噴射する気体噴射部を具備する。
７番目の発明によれば、６番目の発明において、前記気体噴射部が前記気体を噴射するタイミングは、タイマによって制御される。
８番目の発明によれば、６番目の発明において、前記気体噴射部が前記気体を噴射するタイミングは、前記複数の仕切り・くぐり抜け部材の下流に供給された前記物品の種類、位置および姿勢のうちの少なくとも一つを検出する視覚センサによって制御される。
９番目の発明によれば、１番目の発明において、前記複数の供給経路が互いに同心の円弧形であるようにした。
１０番目の発明によれば、１番目の発明において、前記複数の供給経路が互いに並置された複数の直線状コンベアである。
１１番目の発明によれば、１番目の発明において、前記駆動部がサーボモータである。
【発明の効果】
【０００８】
１番目の発明においては、複数の格納部のそれぞれに格納された異なる種類の物品の供給量が開閉ストッパにより個別に制御される。このため、所望される種類の物品を必要な数だけ仕切り・くぐり抜け部材の下流まで供給できる。従って、所望される種類の物品が供給されるまで、テーブルと仕切り・くぐり抜け部材とを互いに相対運動させる必要がなく、サイクルタイムを短縮することができる。さらに、所望されない種類の物品が供給されないようにできるので、そのような物品の表面などが損傷することもない。
また、複数の供給経路をテーブル上に集約しているので、物品の種類に応じた複数の物品供給装置を準備する必要がなく、システム全体を安価に作成することができる。
２番目の発明においては、物品を位置決めする機構を必要としないため、システム全体の構成を単純にできる。
３番目の発明においては、ロボットを用いているので、物品の取出し位置および姿勢の変化に柔軟に対応できる。
４番目の発明においては、物品ストッパが存在しているので、仕切り・くぐり抜け部材を通過した物品が格納部に戻るのを避けられる。その結果、そのような物品の表面などが損傷するのを避けられる。
５番目の発明においては、開閉ストッパの推力が物品に伝わることなしに、物品が複数のピンを通過することができる。このため、物品の表面などが損傷することなしに、物品を連続して供給できる。
６番目の発明においては、互いに接触または隣接した複数の物品および互いに噛み合った複数の物品に気体を噴射して、これら物品を分散させられる。従って、噛合った複数の物品が仕切り・くぐり抜け部材の隙間で詰まるのを避けられる。
７番目の発明においては、気体を噴射するのにセンサの検出結果を用いる必要がないので、システム全体の構成を単純にできる。
８番目の発明においては、センサの検出結果を用いて気体を噴射するので、気体の噴射量および駆動部による動作が必要最小限で足りる。このため、サイクルタイムを短縮することができる。
９番目の発明においては、複数の供給経路のそれぞれの物品の取出し位置を集約できるので、物品供給装置を小型化できる。
１０番目の発明においては、複数の供給経路のそれぞれの距離が等しくなるので、各供給経路における物品の供給量のバラツキを少なくすることができる。
１１番目の発明においては、駆動部がサーボモータであるので、回転位置の制御や高速動作が可能となる。
添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれら目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明解になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に基づく物品供給装置を含むシステムの斜視図である。
【図２】本発明に基づく物品供給装置の斜視図である。
【図３】図２に示される物品供給装置の側面図である。
【図４】図２に示される物品供給装置の断面図である。
【図５】本発明に基づく物品供給装置の動作を示すフローチャートである。
【図６Ａ】物品供給装置における物品の流れを示す第一の斜視図である。
【図６Ｂ】物品供給装置における物品の流れを示す第二の斜視図である。
【図６Ｃ】物品供給装置における物品の流れを示す第三の斜視図である。
【図７Ａ】開閉ストッパの第一の拡大図である。
【図７Ｂ】開閉ストッパの第二の拡大図である。
【図８Ａ】半径方向外側における供給経路の第一の頂面図である。
【図８Ｂ】半径方向外側における供給経路の第二の頂面図である。
【図８Ｃ】半径方向外側における供給経路の第三の頂面図である。
【図９Ａ】半径方向内側における供給経路の第一の頂面図である。
【図９Ｂ】半径方向内側における供給経路の第二の頂面図である。
【図９Ｃ】半径方向内側における供給経路の第三の頂面図である。
【図１０Ａ】気体噴射部の或る動作を示す第一の側面図である。
【図１０Ｂ】気体噴射部の或る動作を示す第二の側面図である。
【図１１Ａ】気体噴射部の他の動作を示す第一の側面図である。
【図１１Ｂ】気体噴射部の他の動作を示す第二の側面図である。
【図１１Ｃ】気体噴射部の他の動作を示す第三の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づく物品供給装置を含むシステムの斜視図である。図１に示されるように、システム１は物品供給装置１０、ロボット２０、および物品供給装置１０と２０とを制御する制御装置４０を主に含んでいる。本発明では、物品供給装置１０から供給された物品をロボット２０の可動部２９に取付けられた部材２８が把持して他の場所まで供給することを想定している。
【００１１】
図１に示されるロボット２０は、ベースの下方において、三つのアームを駆動させて可動部２９を変位させるパラレルリンクロボットである。しかしながら、他の形態のロボット、例えば垂直多関節ロボットをロボット２０として使用してもよい。
【００１２】
また、ロボット２０には、視覚センサ３０が取付けられている。視覚センサ３０はＣＣＤカメラまたは、ＣＣＤカメラと投光器との組み合わせであってもよい。視覚センサ３０は、物品の供給方向において後述する仕切り・くぐり抜け部材１５ａ〜１５ｄの上流および下流を部分的に含む視野を有している。視覚センサ３０は、そのような視野における物品の種類、位置、姿勢などを検出する。
【００１３】
図１に示される制御装置４０はデジタルコンピュータであり、所定のプログラムに従って物品供給装置１０を駆動する。そして、制御装置４０は、視覚センサ３０からの情報に基づいてロボット２０を駆動させる。図１に示されるように、制御装置４０はタイマ４１を含んでいる。このタイマ４１は後述する気体噴射部３６に直接的に接続されていてもよい。
【００１４】
図２は本発明に基づく物品供給装置の斜視図であり、図３は図２に示される物品供給装置の側面図である。さらに、図４は図２に示される物品供給装置の断面図である。これら図面に示されるように、物品供給装置１０は円形のテーブル１１を有している。テーブル１１の上面は、複数種類の物品を載置する載置面である。
【００１５】
このテーブル１１はその下面に配置された駆動モータ１７、例えばサーボモータにより、テーブル１１の中心軸線回りに回転する。サーボモータを用いているので、テーブル１１の回転位置を正確に制御したり、テーブル１１を高速回転させられる。なお、テーブル１１は時計回り、反時計回りのいずれにも回転させられるものとする。
【００１６】
図２から分かるように、二つの支柱２１ａ、２１ｂがテーブル１１に隣接して設置されており、テーブル１１の直径方向に延びる梁２２がこれら支柱２１ａ、２１ｂの頂部を互いに連結している。さらに、梁２２の一側には、テーブル１１の半径に概ね等しい半径を有する半円形の第一包囲部材１９ａと、第一包囲部材１９ａの半径よりも小さい半径を有する第二包囲部材１９ｂとが取付けられている。
【００１７】
図４から分かるように、第一包囲部材１９ａおよび第二包囲部材１９ｂはテーブル１１と同心に配置されている。そして、梁２２（図４には示さない）に対して垂直に延びる仕切板１９ｃが第一包囲部材１９ａおよび第二包囲部材１９ｂに交差している。これら第一包囲部材１９ａはテーブル１１の外縁直前まで下方に延びているものとする。また、第二包囲部材１９ｂおよび仕切板１９ｃは、テーブル１１の表面真上まで下方に延びているものとする。
【００１８】
その結果、第一包囲部材１９ａ、第二包囲部材１９ｂ、仕切板１９ｃおよび支柱２１ａ、２１ｂの一側に取付けられた取付板１９ｄは第一格納部１２ａ〜第四格納部１２ｄを形成している。第一格納部１２ａ〜第四格納部１２ｄの内部を容易に見えるようにするために、第一包囲部材１９ａ、第二包囲部材１９ｂおよび仕切板１９ｃは透明な樹脂板などで作成されるのが好ましい。
【００１９】
これら第一格納部１２ａ〜第四格納部１２ｄのそれぞれには、異なる種類の複数の物品が格納されうる。あるいは、例えば格納部１２ａ、１２ｂに或る種類の物品が格納され、他の格納部１２ｃ、１２ｄに他の種類の物品が格納されてもよい。ただし、一つの格納部には、一つの種類の物品が格納されるものとする。複数の物品は、格納部１２ａ〜１２ｄのそれぞれにおいてランダムに重なり合って格納される。
【００２０】
図４から特に分かるように、第一格納部１２ａは円弧形状に延びる断面を有しており、第二格納部１２ｂは第一格納部１２ａの半径方向内側において略四分円の断面を有している。同様に、第三格納部１２ｃは円弧形状に延びる断面を有しており、第四格納部１２ｄは第三格納部１２ｃの半径方向内側において略四分円の断面を有している。また、第三格納部１２ｃおよび第四格納部１２ｄは第一格納部１２ａおよび第二格納部１２ｂにそれぞれ対向して配置されている。
【００２１】
図４において梁２２の他側には、第一供給経路１３ａ〜第四供給経路１３ｄがガイド部によってテーブル１１の載置面に示されている。これら第一供給経路１３ａ〜第四供給経路１３ｄは、第一格納部１２ａ〜第四格納部１２ｄのそれぞれに連通している。
【００２２】
図４から分かるように、第一供給経路１３ａと第三供給経路１３ｃとの間には第一物品ストッパ１８ａが配置されている。同様に、第二供給経路１３ｂと第四供給経路１３ｄとの間には第二物品ストッパ１８ｂが配置されている。第一物品ストッパ１８ａの一側は第一供給経路１３ａに供給された物品を堰止め、第一物品ストッパ１８ａの他側は第三供給経路１３ｃに供給された物品を堰止める。同様に、第二物品ストッパ１８ｂの一側は第二供給経路１３ｂに供給された物品を堰止め、第二物品ストッパ１８ｂの他側は第四供給経路１３ｄに供給された物品を堰止める。また、これら物品ストッパ１８ａ、１８ｂは、或る供給経路に供給された或る種類の物品が他の供給経路に供給された他の種類の物品と混合するのを防止する役目を果たす。
【００２３】
図４に示されるように、第一供給経路１３ａおよび第三供給経路１３ｃはテーブル１１の外縁を含む円弧形状であり、第二供給経路１３ｂおよび第四供給経路１３ｄは第一供給経路１３ａおよび第三供給経路１３ｃよりも半径方向内側において同心に位置する円弧形状である。その結果、各供給経路１３ａ〜１３ｄの終端は、図４に示されるように二つの物品ストッパ１８ａ、１８ｂの側部になる。つまり、この場合には複数の供給経路１３ａ〜１３ｄのそれぞれの物品の取出し位置を物品ストッパ１８ａ、１８ｂに集約できるので、物品供給装置１０を小型化することが可能である。
【００２４】
図４においては、第二物品ストッパ１８ｂは仕切板１９ｃの方向と同一の方向に延びるよう配置されており、第一物品ストッパ１８ａは仕切板１９ｃの方向とは異なる方向に延びるよう配置されている。ただし、第一物品ストッパ１８ａが第二物品ストッパ１８ｂと同じ方向に延びていてもよく、また、第一物品ストッパ１８ａおよび第二物品ストッパ１８ｂが他の方向に延びていてもよい。
【００２５】
再び図２を参照すると、梁２２の他側には、第一モータ１６ａ〜第四モータ１６ｄが並置されている。これら第一モータ１６ａ〜第四モータ１６ｄは、第一供給経路１３ａ〜第四供給経路１３ｄに配置された第一開閉ストッパ１４ａ〜第四開閉ストッパ１４ｄを昇降させる。後述するように、第一開閉ストッパ１４ａ〜第四開閉ストッパ１４ｄは、第一供給経路１３ａ〜第四供給経路１３ｄのそれぞれに供給された物品の供給量を供給経路毎に制御する役目を果たす。
【００２６】
図２においては、これら第一開閉ストッパ１４ａ〜第四開閉ストッパ１４ｄの前方に、第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａ〜第四仕切り・くぐり抜け部材１５ｄがそれぞれ配置されている。図示されるように、これら仕切り・くぐり抜け部材１５ａ〜１５ｄは、第一供給経路１３ａ〜第四供給経路１３ｄの両縁部を形成するガイド部に取付けられているものとする。
【００２７】
これら仕切り・くぐり抜け部材１５ａ〜１５ｄのそれぞれは、その下縁がテーブル１１の載置面との間に所定の大きさの隙間を形成するように取付けられている。隙間の大きさ（高さ）は、対応する供給経路に供給される物品がテーブル１１の回転に従って少しずつくぐり抜け、図示されるように分散した状態となるような値に定められる。第一供給経路１３ａ〜第四供給経路１３ｄのそれぞれに供給される物品の種類が互いに異なる場合には、仕切り・くぐり抜け部材１５ａ〜１５ｄのそれぞれの隙間の大きさ（高さ）も互いに異なる。
【００２８】
動作時には、テーブル１１が時計回りまたは反時計回りに回転される。これにより、第一格納部１２ａ〜第四格納部１２ｄのそれぞれに格納された異なる種類の複数の物品が少しずつ、例えば一つずつ、仕切り・くぐり抜け部材１５ａ〜１５ｄのそれぞれをくぐり抜け、これら仕切り・くぐり抜け部材１５ａ〜１５ｄの下流まで供給される。
【００２９】
再び図１を参照して、視覚センサ３０が、仕切り・くぐり抜け部材１５ａ〜１５ｄのそれぞれをくぐり抜けた物品を検出すると、そのような物品の種類、位置、姿勢の少なくとも一つが制御装置４０に供給される。そして、制御装置４０はそのような情報に基づいてロボット２０を動作させ、それにより、ロボット２０の部材２８が一つの物品を把持する。次いで、ロボット２０はその物品を次の供給先に搬送する。
【００３０】
図５は本発明に基づく物品供給装置の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、ロボット２０が物品を把持して物品供給装置１０から取出す一回分の動作を示している。図５に示される処理の開始時には、格納部１２ａ〜１２ｄに、異なる種類の複数の物品が格納されているものとする。さらに、図６Ａ〜図６Ｃは物品供給装置における物品の流れを示す斜視図である。以下、これら図面を参照しつつ、本発明に基づく物品供給装置の動作を説明する。
【００３１】
はじめに、図５のステップＳ１においては、格納された物品の種類の情報に基づいて検出プログラムを選択する。検出プログラムは視覚センサ３０により物品を認識し、種類、位置（または位置及び姿勢）を検出する動作、処理を定めたもので、図５では三種類（Ｓ２〜Ｓ４）の検出プログラムが例示されている。
【００３２】
ここで、Ｓ２の検出プログラムは例えば物品Ｗａと他の種類の物品Ｗｂとが第一格納部１２ａおよび第二格納部１２ｂのそれぞれに格納された場合、Ｓ３の検出プログラムは互いに異なる種類の物品Ｗａ〜Ｗｃが第一格納部１２ａ〜第三格納部１２ｃのそれぞれに格納された場合、Ｓ４の検出プログラムは互いに異なる種類の物品Ｗａ〜Ｗｄが第一格納部１２ａ〜第四第二格納部１２ｄのそれぞれに格納された場合に選択される。以下においては、Ｓ２の検出プログラムが選択されたものとして説明する。
【００３３】
次いで、ステップＳ５においては、開閉ストッパを上昇させる。図６Ａにおいては、第一モータ１６ａおよび第二モータ１６ｂが駆動され、第一開閉ストッパ１４ａおよび第二開閉ストッパ１４ｂのそれぞれが上昇する。第一開閉ストッパ１４ａおよび第二開閉ストッパ１４ｂは物品Ｗａ、物品Ｗｂのそれぞれが第一供給経路１３ａおよび第二供給経路１３ｂを通過可能なように十分に上昇される。
【００３４】
次いで、ステップＳ６においては、駆動モータ１７を駆動して、テーブル１１を所定方向、例えば反時計回りに所定量だけ回転させる。これにより、物品Ｗａおよび物品Ｗｂは第一開閉ストッパ１４ａおよび第二開閉ストッパ１４ｂをそれぞれ通過する。次いで、物品Ｗａおよび物品Ｗｂは第一および第二仕切り・くぐり抜け部材１５ａ、１５ｂをそれぞれ少しずつくぐり抜ける。
【００３５】
図６Ｂに示されるように、第一物品ストッパ１８ａおよび第二物品ストッパ１８ｂの前方まで供給された物品Ｗａおよび物品Ｗｂが数個程度になると、ステップＳ７に進む。ステップＳ７においては、第一モータ１６ａおよび第二モータ１６ｂが駆動され、図６Ｃに示されるように第一開閉ストッパ１４ａおよび第二開閉ストッパ１４ｂのそれぞれが下降する。
【００３６】
開閉ストッパ１４ａ、１４ｂは物品Ｗａ、物品Ｗｂが第一供給経路１３ａおよび第二供給経路１３ｂを通過不可能なように十分に下降される。言い換えれば、第一供給経路１３ａおよび第二供給経路１３ｂが開閉ストッパ１４ａ、１４ｂによりそれぞれ閉鎖される。このため、テーブル１１がさらに反時計回りに回転したとしても、物品Ｗａおよび物品Ｗｂは開閉ストッパ１４ａ、１４ｂよりも下流に供給されない。
【００３７】
このような開閉ストッパ１４ａ、１４ｂの下降動作は個別に制御される。従って、本発明においては、異なる種類の物品Ｗａ、Ｗｂの供給量を開閉ストッパ１４ａ、１４ｂにより個別に制御できる。このため、本発明においては、所望される種類の物品を必要な数だけ仕切り・くぐり抜け部材１５ａ、１５ｂの下流まで供給させられる。
【００３８】
ところで、図７Ａおよび図７Ｂは開閉ストッパの拡大図である。これら図面には、第一開閉ストッパ１４ａが示されているが、他の開閉ストッパ１４ｃ〜１４ｄも同様の構成であるものとする。これら図面に示されるように、第一開閉ストッパ１４ａの先端には、複数の貫通孔が形成されていて横方向に延びるピン保持部材２４ａが取付けられている。ピン保持部材２４ａの長さは、第一供給経路１３ａの幅に概ね等しい。
【００３９】
そして、図７Ａなどに示されるように、ピン保持部材２４ａの複数の貫通孔には複数のピン２５ａが挿入されている。ピン２５ａの上端には図示しない保持機構が備えられているので、これらピン２５ａは貫通孔の上縁部から垂下している。このため、ピン保持部材２４ａおよびピン保持部材２４ａから垂下した複数のピン２５ａは櫛状の外観を有している。これらピン２５ａは貫通孔内を自由に摺動できる。しかしながら、前述した保持機構が備えられているので、ピン２５ａが貫通孔を通過してピン保持部材２４ａから脱落することはない。
【００４０】
第一開閉ストッパ１４ａの下降時に、一つまたは複数の物品Ｗａがピン保持部材２４ａの真下に位置する場合がある。そのような場合には、図７Ａに示されるように、物品Ｗａに対応した位置にある一つまたは複数のピン２５ａが物品Ｗａの上面に接触する。
【００４１】
そして、第一開閉ストッパ１４ａがさらに下降すると、図７Ｂに示されるように、物品Ｗａに対応した位置にあるピン２５ａが上昇するようになる。テーブル１１は回転し続けているので、図７Ｂに示される物品Ｗａは、第一開閉ストッパ１４ａが完全に下降する前に、第一開閉ストッパ１４ａの下方を通過することができる。そして、物品Ｗａが通過すると、前述したピン２５ａは再びピン保持部材２４ａから垂下する。
【００４２】
つまり、本発明においては、複数のピン２５ａのうちの物品Ｗａに干渉したピンは、物品Ｗａが供給されるのに従って上昇する。このような構成であるので、物品Ｗａは第一開閉ストッパ１４ａが下降する推力を直接的に受けることはない。従って、これら物品Ｗａの表面などが損傷するのを避けられる。
【００４３】
その後、第一開閉ストッパ１４ａがさらに下降すると、複数のピン２５ａの先端とテーブル１１の表面との間の距離が物品Ｗａの高さよりも小さくなる。この場合には、テーブル１１がさらに回転しても、第一開閉ストッパ１４ａの複数のピン２５ａが第一供給経路１３ａを遮断するので、他の物品Ｗａが第一開閉ストッパ１４ａよりも下流に供給されない。なお、第一供給経路１３ａを遮断するためには、第一開閉ストッパ１４ａおよびピン保持部材２４ａが必ずしも第一供給経路１３ａの表面に到達する必要がないのは明らかであろう。
【００４４】
再び図５を参照すると、ステップＳ８において視覚センサ３０は、第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａを通過した物品Ｗａのうちの一つの物品Ｗａを検出する。視覚センサ３０により、物品の種類、位置、姿勢などが正常に検出されると、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６においては、視覚センサ３０の検出結果に基づいてロボット２０を動作させ、物品を把持して、次の供給先まで搬送する。
【００４５】
本発明では、視覚センサ３０が物品の種類、位置、姿勢を検出するので、物品を位置決めさせる機構を排除できる。従って、本発明においては、システム１全体の構成を単純にできる。また、ロボット２０を用いて物品を把持するので、物品の取出し位置および姿勢が物品毎に変化する場合であっても、そのような変化に柔軟に対応できる。
【００４６】
ところで、複数の物品が互いに接触または隣接した状態で供給されると、視覚センサ３０が個々の物品を良好に検出できない場合がある。また、物品の形状によっては、物品が他の物品と噛合い、これら物品が互いに重なる場合がある。このような場合にも、視覚センサ３０は個々の物品を良好に検出できない。さらに、噛合った複数の物品は、仕切り・くぐり抜け部材１５ａ〜１５ｄとテーブル１１との間の隙間で詰まる可能性がある。本発明においては、このような問題を解決するために、接触または隣接した複数の物体および噛合った複数の物体に気体を噴射し、複数の物体を分散させると共に、噛み合いを解除させ、その結果、視覚センサ３０が良好に機能するようにしている。
【００４７】
図４を再び参照すると、第一供給経路１３ａの外周部には、四つのノズル３１ａ、３１ｂが順次配置されている。図４から分かるように、二つのノズル３１ａは第一開閉ストッパ１４ａと第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａとの間において、第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａに向かって配置されている。他の二つのノズル３１ｂは第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａよりも下流において、第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａに向かって配置されている。
【００４８】
同様に、第三供給経路１３ｃの外周部には、四つのノズル３３ａ、３３ｂが順次配置されている。図４から分かるように、二つのノズル３３ａは第三開閉ストッパ１４ｃと第三仕切り・くぐり抜け部材１５ｃとの間において、第三仕切り・くぐり抜け部材１５ｃに向かって配置されている。他の二つのノズル３３ｂは第三仕切り・くぐり抜け部材１５ｃよりも下流において、第三仕切り・くぐり抜け部材１５ｃに向かって配置されている。
【００４９】
さらに、第二供給経路１３ｂの内側内周面には、二つのノズル３２ｂが順次配置されている。これらノズル３２ｂは第二開閉ストッパ１４ｂと第二仕切り・くぐり抜け部材１５ｂとの間において、第二仕切り・くぐり抜け部材１５ｂに向かって配置されている。さらに、第二供給経路１３ｂの外側内周面には、気体供給筒部３２ａが配置されている。気体供給筒部３２ａに形成された二つのノズル穴は第二仕切り・くぐり抜け部材１５ｂよりも下流において、第二仕切り・くぐり抜け部材１５ｂに向かって配置されている。
【００５０】
同様に、第四供給経路１３ｄの内側内周面には、二つのノズル３４ｂが順次配置されている。これらノズル３４ｂは第四開閉ストッパ１４ｄと第四仕切り・くぐり抜け部材１５ｄとの間において、第四仕切り・くぐり抜け部材１５ｄに向かって配置されている。さらに、第四供給経路１３ｄの外側内周面には、気体供給筒部３４ａが配置されている。気体供給筒部３４ａに形成された二つのノズル穴は第四仕切り・くぐり抜け部材１５ｄよりも下流において、第四仕切り・くぐり抜け部材１５ｄに向かって配置されている。
【００５１】
これらノズルおよび気体供給筒部は図３に示される共通の気体源３５に接続されている。なお、ノズルおよび気体供給筒部をまとめて気体噴射部３６と適宜呼ぶこととする。これらノズルおよびノズル穴は、気体をテーブル１１に対して平行に噴射するものとする。ノズルおよびノズル穴の上縁のテーブル１１からの高さは、テーブル１１に載置された物品の上縁に概ね等しいのが好ましい。
【００５２】
再び図５を参照すると、ステップＳ８において視覚センサ３０が物品Ｗａを適切に検出できなかった場合にはロボット２０による把持動作および搬送動作を行わない。この場合には、物品の種類と状況に基づいて、気体噴射のための複数のプログラムから一つのプログラムを選択して実行する。
【００５３】
図５においては３種類のプログラムＳ９〜Ｓ１１が示されている。これらプログラムは、物品の種類および状況に応じて、視覚センサ３０による物品の検出が正常に行えるように物品を視覚センサ３０の視野内に移動させるための動作を気体噴射部３６に実行させるものである。言い換えれば、これらプログラムは、互いに接触または隣接した複数の物品を分散させると共に、互いに噛合った複数の物品を分離させるように、気体噴射部３６を動作させるものである。
【００５４】
そして、ステップＳ１２においては、選択されたプログラムに基づいて気体噴射部３６が気体を噴射する。図８Ａ〜図８Ｃは半径方向外側における供給経路、例えば第一供給経路１３ａの頂面図であり、図９Ａ〜図９Ｃは半径方向内側における供給経路、例えば第二供給経路１３ｂの頂面図である。以下、これら図面を用いて、互いに隣接した複数の物品を分散させる手法について説明する。
【００５５】
図８Ａに示されるように、テーブル１１の回転によって、互いに隣接した複数の物品Ｗａが第一開閉ストッパ１４ａ（ピン２５ａのみが示されている）と第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａとの間の領域まで供給される。
【００５６】
そして、図８Ｂに示されるように、ノズル３１ａおよびノズル３１ｂから気体を同時または交互に供給する。これにより、図８Ｃに示されるように、複数の物品Ｗａは互いに離間するようになって第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａよりも下流に供給される。つまり、気体を噴射することによって複数の物品Ｗａが分散されるようになる。なお、第三供給経路１３ｃにおける気体噴射は、第一供給経路１３ａの場合と概ね同様であるので説明を省略する。
【００５７】
また、図９Ａに示されるように、テーブル１１の回転によって、互いに隣接した複数の物品Ｗｂは第二開閉ストッパ１４ｂ（ピン２５ｂのみが示されている）と第二仕切り・くぐり抜け部材１５ｂとの間の領域まで供給される。
【００５８】
そして、図９Ｂに示されるように、気体供給筒部３２ａのノズル穴およびノズル３２ｂから気体を同時または交互に供給する。これにより、図９Ｃに示されるように、複数の物品Ｗｂは互いに離間するようになって第二仕切り・くぐり抜け部材１５ｂよりも下流に供給される。つまり、気体の噴射によって複数の物品Ｗｂが分散されるようになる。なお、第四供給経路１３ｄにおける気体噴射は、第二供給経路１３ｂの場合と概ね同様であるので説明を省略する。また、この場合には、仕切り・くぐり抜け部材１５ａの上流または下流のどちらかのノズルまたはノズル穴を使用すればよい。
【００５９】
さらに、図１０Ａおよび図１０Ｂは気体噴射部の或る動作を示す側面図であり、図１１Ａ〜図１１Ｃは気体噴射部の他の動作を示す側面図である。以下、これら図面を参照して参照して、第一供給経路１３ａにおいて噛合った複数の物体を分離させる手法について説明する。また、これら図面においては、白色矢印で示されるように、右方から左方に向かって物品が供給されるものとする。なお、他の供給経路１３ｂ〜１３ｄの場合も概ね同様である。
【００６０】
図１０Ａにおいては、断面略Ｌ字形状の二つの物品Ｗａが互いに噛合って略直方体を形成している。図示されるように、これら物品Ｗａのそれぞれは互いに垂直な二つの外面を有しており、これら外面の交線は物品の供給方向に対して概ね垂直である。そして、図１０Ａに示されるように、下方に位置する物品Ｗａの前述した交線は、上方に位置する他の物品Ｗａの前述した交線よりも供給方向の下流側に位置している。
【００６１】
図１０Ａから分かるように、噛合った二つの物品Ｗａの高さは、第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａとテーブル１１との間の隙間よりも高い。従って、噛合った二つの物品Ｗａはこの隙間を通過せず、第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａよりも下流に供給されない。
【００６２】
このような場合には、上流側のノズル３１ａのみから気体を噴射するようにする。これにより、気体は上方に位置する物品Ｗａの一つの外面に主に衝突する。これにより、図１０Ｂに示されるように、噛合った二つの物品Ｗａが互いに分離するようになる。なお、このような場合には、下流側のノズル３１ｂを使用する必要がないので、下流側のノズル３１ｂを排除してもよい。
【００６３】
さらに、図１１Ａにおいても、断面略Ｌ字形状の二つの物品Ｗａが互いに噛合って略直方体を形成している。この場合にも、これら物品Ｗａの外面の交線は物品の供給方向に対して概ね垂直である。ただし、下方に位置する物品Ｗａの前述した交線は、上方に位置する他の物品Ｗａの前述した交線よりも供給方向の上流側に位置している。図１１Ａから分かるように、噛合った二つの物品Ｗａは第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａとテーブル１１との間の隙間を通過しない。
【００６４】
このような場合には、図１１Ｂに示されるように、上流側のノズル３１ａおよび下流側のノズル３１ｂから気体を交互に噴射するようにする。このような噴射を所定回数だけ繰返すと、二つの物品Ｗａの間に次第に隙間ができるようになる。そして、最終的には、図１１Ｃに示されるように噛合った二つの物品Ｗａが互いに分離するようになる。
【００６５】
このように気体を噴射することにより、接触または隣接した複数の物体は互いに離間するようになり、また、噛合った複数の物体は互いに分離するようになる。再び図５を参照すると、ステップＳ１３において、テーブル１１をさらに所定量だけ回転させ、互いに離間した物品または互いに分離した物体を第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａの隙間を通過させる（図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｂ、図１１Ｃを参照されたい）。
【００６６】
図８Ａ〜図１１Ｃに示される気体噴射部３６の動作は、視覚センサ３０が接触または隣接した複数の物品もしくは噛合った複数の物品を検出した際に実行される。あるいは、開閉ストッパ１４ａ〜１４ｄと仕切り・くぐり抜け部材１５ａ〜１５ｄとの間に設けられた他のセンサ（図示しない）がそのような複数の物品を検出してもよい。このように視覚センサ３０または他のセンサの検出結果に基づいて気体噴射部３６を動作させる場合には、気体の噴射量が必要最小限で足りる。また、気体の噴射と同時にテーブル１１を微少量だけ単一方向または両方向に回転させて、物品を分散させるのを補助してもよい。このようなことから、本発明においては、サイクルタイムを短縮することが可能である。
【００６７】
あるいは、図１に示されるタイマ４１を用いて気体噴射部３６が気体を噴射するタイミングを制御してもよい。具体的には、所定の待機時間の後で所定の噴射時間だけ気体を噴射する動作を繰返す。この場合には、気体を噴射するのに、センサの検出結果を用いる必要がないので、システム１全体の構成を単純にすることができる。
【００６８】
再び図５を参照すると、ステップＳ１４においては、視覚センサ３０は、第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａを通過した物品Ｗａのうちの一つの物品Ｗａを再度検出する。ステップＳ１２において気体噴射処理を行っている場合には、複数の物体は互いに離間しているか、または互いに分離している。そのような場合には、ステップＳ１４において視覚センサ３０が良好に機能する。視覚センサ３０の視野内に物品が存在し、視覚センサ３０が物品を認識して、その種類、位置および姿勢などを正常に検出した場合には、視覚センサ３０の情報に基づいて、ロボット２０による取出し動作を実行する（ステップＳ１６）。
【００６９】
また、ステップＳ１４において、視覚センサ３０が、第一仕切り・くぐり抜け部材１５ａを通過した物品Ｗａのうちの一つの物品Ｗａを再度検出できない場合には、ステップＳ１５に進む。このように二回連続で視覚センサ３０が物品Ｗａを検出できない場合には、ステップＳ１５において異常アラームを出力する。これにより、操作者にシステムに異常があることを認識させられる。なお、三回以上連続で視覚センサ３０が物品Ｗａを検出できない場合に異常アラームを出力するよう、設定を変更してもよい。
【００７０】
このように、本発明においては、複数の格納部１２ａ〜１２ｂのそれぞれに異なる種類の物品を格納している。そして、異なる種類の物品の供給量を開閉ストッパに１４ａ〜１４ｂより個別に制御できる。このため、所望される種類の物品を必要な数だけ仕切り・くぐり抜け部材１５ａ〜１５ｂの下流まで供給できる。
【００７１】
従来技術においては複数種類の物品を共通の格納部に格納していたので、所望されない種類の物品が仕切り・くぐり抜け部材を通過する事態が生じていた。このため、従来技術においては、所望の物品が仕切り・くぐり抜け部材を通過するまでテーブルを回転させ続ける必要があった。
【００７２】
しかしながら、本発明においては、複数の格納部１２ａ〜１２ｄのそれぞれに異なる種類の物品を格納できるので、テーブル１１を動作させれば必ず所望の物品が仕切り・くぐり抜け部材１５ａ〜１５ｄの下流まで供給される。従って、本発明においては、従来技術の場合よりもサイクルタイムを短縮することができる。
【００７３】
さらに、本発明においては、開閉ストッパ１４ａ〜１４ｄを用いることにより、所望されない種類の物品が仕切り・くぐり抜け部材１５ａ〜１５ｄの下流まで供給されないように制御できる。また、物品ストッパ１８ａ、１８ｂが存在しているので、テーブル１１がさらに回転したとしても、物品が格納部１２ａ〜１２ｄの下部まで戻ることはない。その結果、そのような物品の表面などが不用に損傷するのを避けられる。
【００７４】
さらに、図示しない実施形態においては、テーブル１１を排除して、複数の直線状コンベアを並置してそれらを供給経路１３ａ〜１３ｄとしてもよい。この場合には、複数の供給経路のそれぞれの距離が等しくなるので、各供給経路における物品の供給量のバラツキを少なくすることができる。
【００７５】
なお、詳細には説明しないものの、第三仕切り・くぐり抜け部材１５ｃおよび第四仕切り・くぐり抜け部材１５ｄを使用する場合には、駆動モータ１７によってテーブル１１を時計回りさせればよい。そのような場合にも、前述したのと同様な効果が得られるのは明らかであろう。
【００７６】
典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、前述した変更および種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。
【符号の説明】
【００７７】
１    システム
１０    物品供給装置
１１    テーブル
１２ａ〜１２ｄ    格納部
１３ａ〜１３ｄ    供給経路
１４ａ〜１４ｄ    開閉ストッパ
１５ａ〜１５ｄ    仕切り・くぐり抜け部材
１６ａ〜１６ｄ    モータ
１７    駆動モータ（駆動部）
１８ａ、１８ｂ    物品ストッパ
１９ａ、１９ｂ    包囲部材
１９ｃ    仕切板
２０    ロボット
２１ａ、２１ｂ    支柱
２２    梁
２４ａ    ピン保持部材
２５ａ    ピン
３０    視覚センサ
３１ａ、３１ｂ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、３４ｂ    ノズル
３２ａ、３４ａ    気体供給筒部
３５    気体源
３６    気体噴射部
４０    制御装置
４１    タイマ
【図１】
0006301782.tif 000002
【図２】
0006301782.tif 000003
【図３】
0006301782.tif 000004
【図４】
0006301782.tif 000005
【図５】
0006301782.tif 000006
【図６Ａ】
0006301782.tif 000007
【図６Ｂ】
0006301782.tif 000008
【図６Ｃ】
0006301782.tif 000009
【図７Ａ】
0006301782.tif 000010
【図７Ｂ】
0006301782.tif 000011
【図８Ａ】
0006301782.tif 000012
【図８Ｂ】
0006301782.tif 000013
【図８Ｃ】
0006301782.tif 000014
【図９Ａ】
0006301782.tif 000015
【図９Ｂ】
0006301782.tif 000016
【図９Ｃ】
0006301782.tif 000017
【図１０Ａ】
0006301782.tif 000018
【図１０Ｂ】
0006301782.tif 000019
【図１１Ａ】
0006301782.tif 000020
【図１１Ｂ】
0006301782.tif 000021
【図１１Ｃ】
0006301782.tif 000022