(57)【要約】【課題】相互にからみやすい物品を確実に１個ずつ供給できる物品供給装置を提供する。【解決手段】物品供給装置１は、物品２を投入するホッパ１０と、ホッパ１０にパイプ入口１２を接続し、１列をなす形で物品２を受け入れるパイプ１１と、パイプ出口１３から列の先頭の物品２を吸着する吸着ノズル４０と、吸着ノズル４０を空間内で移動させるロボット３０と、吸着ノズル４０の吸引動作及びロボット３０の動作を制御する制御装置５０とを備える。吸着ノズル４０の先端には物品吸込防止手段が設けられている。吸着ノズル４０をパイプ出口１３にあてがっておいて真空源４４のバルブを開くと、パイプ１１内に生じる空気流でパイプ１１内の物品列全体がパイプ出口１３の方に移動し、列の先頭の物品２が吸着ノズル４０に吸い付けられる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を投入するホッパと、このホッパにパイプ入口を接続し、１列をなす形で前記物品を受け入れるパイプと、パイプ出口から列の先頭の物品を吸着する吸着ノズルと、この吸着ノズルを空間内で移動させる移動装置と、前記吸着ノズルの吸引動作及び前記移動装置の動作を制御する制御装置とを備えた物品供給装置。
【請求項２】
前記吸着ノズルの先端に物品吸込防止手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の物品供給装置。
【請求項３】
前記吸着ノズルは、前記パイプ出口にあてがわれた状態で空気吸引動作を行うことにより、パイプ内の物品列全体を吸引力でパイプ出口側へ移動させるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の物品供給装置。
【請求項４】
前記吸着ノズルは、前記パイプ内の物品列の先頭の部品を吸着した状態でパイプ出口から引き離されることにより、列の２番目以降の物品には吸引力を及ぼさなくなるものであることを特徴とする請求項３に記載の物品供給装置。
【請求項５】
前記ホッパ内の物品が前記パイプ内に進入するのを促進する進入促進装置を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の物品供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品を１個づつ供給する物品供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
比較的小型の物品が多数存在する中から所定数量を取り出すのに、従来、様々な手法が提案されている。
【０００３】
桝を使用する方法もその一つである。すなわち桝に物品を山盛りにしておいて摺り切り、桝の中に残った分を一単位として計量する。
【０００４】
パーツフィーダを用いて物品を１列に並べ、列の端から１個ずつ取り出す方法もある。市販のパーツフィーダは、物品が投入されるボウルを中心軸まわりに振動させるとともに、その振動の加速度（角加速度）を、特定方向には小、反対方向には大に設定することにより、特定方向に渦を巻くように物品を流動させ、その流動の過程で物品を１列に整列させて送り出す、振動フィーダのスタイルをとっているものが多い。
【０００５】
ゲートモーション機構を用いたプレーサやロボットによって容器の中から物品をピックアップする方法もある。柔軟な物体が対象である場合は、特許文献１に記載された装置のように、空気吸引により吸着してピックアップすることも多い。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−７９１０６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
桝によって物品を計量するやり方は、粒体や粉体のように個数を問題にしない物品には適合するが、サイズがもっと大きく、厳密な計数が求められる物品には適当でない。特に、圧縮されることによって体積が変わる物品、あるいは相互にからみ合いが生じる物品には使いづらい。
【０００８】
振動フィーダ型式のパーツフィーダによって物品を整列させる方法も、その物品が外科医療で用いられる綿球（脱脂綿を球状に成形したもの）のように互いにからみやすいものであると、ボウルの中で物品が塊をつくってしまい、整列させることができないので、利用することができない。
【０００９】
ロボットで物品をピックアップする場合、１回のトライで物品を確実につかむには視覚認識装置が必要である。視覚認識装置を設けたにせよ、綿球のようにからみやすい物品だと１個だけを他から切り離してピックアップするのは難しい。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、綿球のように相互にからみやすい物品を確実に１個ずつ供給できる物品供給装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では物品供給装置を次のように構成した。
【００１２】
（１）物品を投入するホッパと、このホッパにパイプ入口を接続し、１列をなす形で前記物品を受け入れるパイプと、パイプ出口から列の先頭の物品を吸着する吸着ノズルと、この吸着ノズルを空間内で移動させる移動装置と、前記吸着ノズルの吸引動作及び前記移動装置の動作を制御する制御装置とを備えるものとした。
【００１３】
この構成によれば、通常の振動フィーダでは整列させにくい物品であっても、ホッパからパイプに落とし込むことによって１列に並べることができる。またパイプ出口から吸着ノズルが物品を１個ずつ吸着して運び去ることにより、先頭の物品が抜けた跡を埋めるべく、パイプの中で玉突き式に物品列の移動が生じるので、綿球のようにそれ自体が柔らかく、他の物品を押して移動させるということを強制しにくい物品であっても、無理なく整列移動させることができる。
【００１４】
（２）上記のような物品供給装置において、前記吸着ノズルの先端に物品吸込防止手段を設けた。
【００１５】
この構成によれば、吸着ノズルが物品を吸い込んでトラブルを生じることがない。また、列の先頭の物品を吸い付けたまま、２番目以降の物品に吸引力を及ぼすことができる。
【００１６】
（３）上記のような物品供給装置において、前記吸着ノズルは、前記パイプ出口にあてがわれた状態で空気吸引動作を行うことにより、パイプ内の物品列全体を吸引力でパイプ出口側へ移動させるものとした。
【００１７】
この構成によれば、パイプ内の物品列全体に吸引力を及ぼし、綿球のようにそれ自身が柔らかくパイプを閉塞させがちな物品であっても、無理なく移動させることができる。
【００１８】
（４）上記のような物品供給装置において、前記吸着ノズルは、前記パイプ内の物品列の先頭の部品を吸着した状態でパイプ出口から引き離されることにより、列の２番目以降の物品には吸引力を及ぼさなくなるものとした。
【００１９】
この構成によれば、物品列の先頭の物品を吸着した吸着ノズルをパイプ出口から引き離すことにより、列の２番目以降の物品には吸引力が及ばなくなるから、吸着ノズルの動きだけで列の先頭の物品を切り出すことができる。従って、通常の物品整列供給装置において列の先頭の部品を切り出すために設けられるエスケープメント機構は不要であり、装置を簡素化できる。
【００２０】
（５）上記のような物品供給装置において、前記ホッパ内の物品が前記パイプ内に進入するのを促進する進入促進装置を設けた。
【００２１】
この構成によれば、ホッパ内の物品が進入促進装置によって積極的にパイプに送り込まれ、パイプ内の物品列が途中で途切れたりすることがない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜５に基づき説明する。図１〜３は物品供給装置の概略構成図にして、各々異なる状態を示すもの、図４は吸着ノズルの斜視図、図５は変形態様の吸着ノズルの斜視図である。
【００２３】
物品供給装置１は物品２を１個ずつ供給するものである。物品２は綿球である。物品供給装置１は物品２を投入するホッパ１０を備える。ホッパ１０は漏斗形状で、その底部にパイプ１１のパイプ入口１２の部分が接続される。パイプ１１は物品２の外径よりやや大きい内径を有する。パイプ１１はＪ字形あるいはＵ字形に成形され、パイプ出口１３の部分は最も低い部分から所定高さ持ち上がり、且つ真上を向いている。パイプ１１は硬質で可撓性のないものでも、軟質で可撓性のあるものでも、どちらでもよい。パイプ出口１３の部分が空間内に不動に位置決めされていさえすればよい。
【００２４】
パイプ１１は物品２を１列をなす形で受け入れるものであり、ホッパ１０には物品２がパイプ１１内に進入するのを促進する進入促進装置２０が設けられている。進入促進装置２０は、縦軸の出力軸２２を有する減速装置付のモータ２１と、出力軸２２に固定された旋回アーム２３と、旋回アーム２３の先端から斜め下方に突き出した攪拌棒２４により構成される。出力軸２２はホッパ１０の中心軸と同軸に配置されている。出力軸２２が所定速度で回転すると、攪拌棒２４はホッパ１０の中で円錐面を描くように移動する。これによりホッパ１０の中の物品２がかきまぜられ、物品２はパイプ入口１２でつかえることなくスムーズにパイプ１１に入って行く。
【００２５】
パイプ出口１３から物品２を１個ずつピックアップするのは、移動装置によって空間内を移動せしめられる吸着ノズル４０である。移動装置を構成するのは水平多関節型のロボット３０であり、そのアーム３１の先端に、エンドエフェクタとして吸着ノズル４０が装着されている。アーム３１の先端にはエアシリンダなどを動力源とする吸着ノズル昇降装置３２が設置され、アーム３１によって与えられる水平方向二次元移動と相まって、吸着ノズル４０は三次元空間内を移動することになる。
【００２６】
吸着ノズル４０の先端はパイプ１１の内径とほぼ等しい内径を備える。そのままだと物品２が吸着ノズル４０に吸い込まれてしまうので、吸着ノズル４０の先端には物品吸込防止手段を設ける。図４に示す態様では、吸着ノズル４０の先端に金属製又は合成樹脂製の網４１を張って物品吸込防止手段としている。図５に示す態様では、金属製又は合成樹脂製の柵４２を固定して物品吸込防止手段としている。
【００２７】
吸着ノズル４０は可撓性の真空ホース４３によって真空源４４に接続される。真空源４４、ロボット３０、及び進入促進装置２０の動作を制御装置５０が制御する。
【００２８】
次に物品供給装置１の動作を説明する。物品２はパイプ１１の中で１列に並び、列の先頭はパイプ出口１３に近い位置に達している。ここで制御装置５０がロボット３０のアーム３１を動作させ、吸着ノズル４０をパイプ出口１３の真上に整列させる（図１の状態）。
【００２９】
続いて制御装置５０は吸着ノズル昇降装置３２を動作させ、吸着ノズル４０を降下させてその先端をパイプ出口１３にぴったりとあてがい、その上で真空源４４のバルブを開いて空気の吸引を開始させる（図２の状態）。パイプ１１内に生じる空気流により、パイプ１１の中の物品列全体が吸引され、パイプ出口１３の方へと移動する。そして列の先頭の物品２が吸着ノズル４０に吸着される。物品吸込防止手段があるので、物品２が吸着ノズル４０の中に吸い込まれてしまうことはない。また、吸着された物品２が吸着ノズル４０の先端を完全にブロックしてしまうこともないので、パイプ１１の中には空気流が存在し続け、列の２番目以降の物品２はパイプ出口１３の方へ吸引され続けている。
【００３０】
続いて制御装置５０は吸着ノズル昇降装置３２を動作させて吸着ノズル４０を上昇させ、その先端をパイプ出口１３から引き離す（図３の状態）。真空源４４のバルブは開いたままであり、列の先頭の物品２は吸着ノズル４０に吸着されたままであるが、パイプ出口１３が大気に開放されることにより、列の２番目以降の物品２には吸引力が及ばなくなる。このため列の２番目以降の物品２はそのままの位置にとどまる。すなわち列の先頭の物品２だけが切り出されたことになる。
【００３１】
この後制御装置５０はロボット３０のアーム３１を回転させ、物品２を待ち受ける図示しない容器の上に吸着ノズル４０を移動させた後、吸着ノズル昇降装置３２を動作させて吸着ノズル４０を降下させる。物品２が容器に入ったところで真空源４４のバルブを閉じ、吸着ノズル４０による吸引を断つ。これにより物品２は吸着ノズル４０から開放されて容器にとどまり、物品２のピックアンドプレースは完了する。以上の動作を繰り返し実行する。
【００３２】
本実施形態では、パイプ出口１３は真上を向くものとしたが、パイプ出口１３の姿勢はこれに限定されるものではない。斜め上を向く配置とすることも可能である。要は、吸着ノズル４０が離れた後、パイプ出口１３から物品２がこぼれ出すことがなければよい。
【００３３】
ホッパ１０を複数個用意し、そこから延びる複数個のパイプ出口１３を１列に、あるいはアレイ状に配置するとともに、吸着ノズル４０も同数、同一配置で設けて、１度に複数の物品２のピックアンドプレースが行われるようにすることもできる。
【００３４】
以上本発明の実施形態につき説明したが、この他、発明の主旨から逸脱しない範囲で種々の改変を加えて実施することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の物品供給装置は、物品を投入するホッパと、このホッパにパイプ入口を接続し、１列をなす形で前記物品を受け入れるパイプと、パイプ出口から列の先頭の物品を吸着する吸着ノズルと、この吸着ノズルを空間内で移動させる移動装置と、吸着ノズルの吸引動作及び移動装置の動作を制御する制御装置とを備えるものであり、通常の振動フィーダでは整列させにくい物品であっても、ホッパからパイプに落とし込むことによって１列に並べ、パイプ出口から１個ずつ取り出すことができる。取り出しは吸着ノズルによるので、綿球のように柔らかい物品であってもピックアップに支障はない。
【００３６】
そのうえ、吸着ノズルをパイプ出口にあてがっておいて空気吸引を行わせることにより、パイプ内の物品列全体に吸引力を及ぼし、綿球のようにそれ自身が柔らかくパイプを閉塞させがちな物品であっても、無理なく移動させることができる。またパイプ内の物品列の先頭の部品を吸着した状態で吸着ノズルをパイプ出口から引き離すことにより、列の２番目以降の物品には吸引力が及ばなくなるものとして、エスケープメント機構を用いることなく、列の先頭の部品を切り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】物品供給装置の概略構成図
【図２】異なる動作状態を示す物品供給装置の概略構成図
【図３】さらに異なる動作状態を示す物品供給装置の概略構成図
【図４】吸着ノズルの斜視図
【図５】別態様の吸着ノズルの斜視図
【符号の説明】
１    物品供給装置
２    物品
１０  ホッパ
１１  パイプ
１２  パイプ入口
１３  パイプ出口
２０  進入促進装置
２０  フィルム
３０  ロボット（移動装置）
４０  吸着ノズル
４１  網（物品吸込防止手段）
４２  柵（物品吸込防止手段）
４４  真空源
５０  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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