(57)【要約】      （修正有）【課題】作業効率に優れ、ワークの破損を抑制し、装置構成もより簡単化されたワーク反転装置を提供する。【解決手段】本発明のワーク反転装置Ｘは、ワークＷをピッキングするためのピッキング装置によりピッキングされたワークＷを受け取り、保持するための保持手段１０と、保持手段１０に保持されているワークＷを吸着するための吸着手段２０と、保持手段１０に保持されているワークＷを吸着するための吸着位置と当該吸着位置で吸着されたワークＷの姿勢が反転する反転位置とに亙って吸着手段２０を駆動させるための駆動手段３０と、を備えており、吸着手段２０は、ピッキング装置によって再ピッキングされるされるまで、反転されたワークＷを反転状態のまま保持するように構成されている。【選択図】図１
2005118975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークをピッキングするためのピッキング装置によりピッキングされたワークを受け取り、保持するための保持手段と、
上記保持手段に保持されているワークを吸着するための吸着手段と、
上記保持手段に保持されているワークを吸着するための吸着位置と当該吸着位置で吸着されたワークの姿勢が反転する反転位置とに亙って上記吸着手段を駆動させるための駆動手段と、を備えており、
上記吸着手段は、上記ピッキング装置によって再ピッキングされるされるまで、反転されたワークを反転状態のまま保持するように構成されていることを特徴とする、ワーク反転装置。
【請求項２】
上記駆動手段は、上記吸着位置と上記反転位置とに亙って上記吸着手段を回動させるための回動機構を備えている、請求項１に記載のワーク反転装置。
【請求項３】
上記駆動手段は、複数のフィンガを有するエアチャックである、請求項１または２に記載のワーク反転装置。
【請求項４】
上記保持手段は、上記吸着手段とは別の吸着手段を有する、請求項１から３のいずれか１つに記載のワーク反転装置。
【請求項５】
上記保持手段および／または上記吸着手段は、フローティング機構を有する、請求項１から４のいずれか１つに記載のワーク反転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの姿勢を反転させるためのワーク反転装置、特にピッキング装置によりピッキングされたワークの姿勢を反転させるためのワーク反転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のワークが雑然と収容されているワークパレットからワークを順次取り出し、当該ワークを所定のワーク供給位置（例えば、ワークの取付対象治具）に供給するためのワーク供給装置としては、例えばワークパレット内のワークを撮像して当該ワークの位置を認識するための撮像認識手段と、ワークを把持するための把持手段とを備えるピッキング装置（ロボット）がある。
【０００３】
しかし、このようなピッキング装置においては、把持手段により把持された時の姿勢のままワーク供給位置に供給されるため、ワークの姿勢がワーク供給位置において望ましくない姿勢（例えば、表裏反対向きの姿勢）で把持手段により把持された場合、当該ワークをワーク供給位置に適切な姿勢で供給することが困難となる。
【０００４】
そこで、ピッキング装置によりピッキングされたワークをワーク供給位置に適切な姿勢で供給するための方法としては、ワークパレットのワークを予め人の手作業によって所望の姿勢に整列し、この整列されたワークをピッキング装置によりピッキングする方法がある。しかし、この方法は、人件費などコストがかさむため経済的な方法とは言えないのに加え、作業効率的にも問題がある。
【０００５】
また、人間の手作業に代えて、ワークを所望の姿勢に整列させるための整列装置を用いる方法もある。整列装置としては、一般的にバイブレータフィーダが用いられる。バイブレータフィーダは、振動を利用してワークを取り出し口まで移動させるとともに、ワークを所望の姿勢に整えるものである。しかし、バイブレータフィーダは、当該フィーダ内のワーク同士が振動により接触損傷する可能性があるのに加え、サイズや形状が非類似のワークに対して共有化することができないため比較的汎用性に乏しい。
【０００６】
そこで、パレット上に配列されているワークを真空吸着し、そのまま持ち上げてワークを取り出すワーク取出部と、ワーク取出部から受け渡されたワークを真空吸着するとともに、そのまま回転してパレット上にワークを表裏反対向きの状態で再配列するワーク反転部とを備えるワーク反転装置が開発され、既に公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されているワーク反転装置においては、ワーク反転部により反転されたワークを反転した姿勢で取り出すために、反転されたワークを一旦パレット上の元の位置に戻す必要があり、全体的な反転作業が比較的複雑である。また、反転されたワークをワーク反転部からパレット上の元の位置に移載する際にワークを自由落下させるため、その際ワークに加わる衝撃によりワークが破損してしまうおそれがある。加えて、ワークをワーク供給位置に供給するためのピッキング装置とは別に、ワークをパレット上から取り出すためのピッキング装置（ワーク取出部）が設けられているため、装置構成が非常に複雑となる。
【特許文献１】特開２０００−２５９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、作業効率に優れ、ワークの破損を抑制し、装置構成もより簡単化されたワーク反転装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、ワークをピッキングするためのピッキング装置によりピッキングされたワークを受け取り、保持するための保持手段と、上記保持手段に保持されているワークを吸着するための吸着手段と、上記保持手段に保持されているワークを吸着するための吸着位置と当該吸着位置で吸着されたワークの姿勢が反転する反転位置とに亙って上記吸着手段を駆動させるための駆動手段と、を備えており、上記吸着手段に吸着されているワークは、上記ピッキング装置により上記反転位置から再ピッキングされることを特徴とするワーク反転装置が提供される。
【００１０】
本発明にかかるワーク反転装置は、保持手段にワークを受け渡したピッキング装置によって、駆動手段により反転位置まで駆動させた吸着手段に吸着されているワークを当該反転位置から直接的に再ピッキングすることが可能である。これにより、例えば特許文献１に開示されているワーク反転装置のようにワークの姿勢を反転させた後、ワークを元の位置（パレット上）に一旦戻す作業を行わなくてすむため、作業効率が向上する。また、特許文献１に開示されているワーク反転装置では、反転させたワークを元の位置に戻す際に当該ワークを自由落下させることにより行うが、本発明のワーク反転装置では、この元の位置に戻す作業自体を行わなくてすむ。したがって、ワークを自由落下させることに起因する衝撃をワークに与えなくてすむため、ワークにおける破損の発生を防ぐことが可能となる。
【００１１】
さらに、本発明にかかるワーク反転装置では、保持手段にワークを受け渡すために、当該ワーク反転装置とは別体であり且つワークをワーク供給位置に供給するためのピッキング装置を用いて行われる。そのため、ワークをワーク供給位置に供給するのに必要なピッキング装置を有効利用することによって、本発明にかかるワーク反転装置には、保持手段にワークを受け渡すためにのみ使用される専用のピッキング装置を設けなくてすむ。したがって、装置構成がより簡単化されるとともに、設備コストの低減を図ることも可能となる。
【００１２】
好ましくは、上記駆動手段は、上記吸着位置と上記反転位置とに亙って上記吸着手段を回動させるための回動機構を備えている。このような構成によると、回動機構により吸着手段を吸着位置と反転位置との間を１往復回動させるだけでワークの反転作業を行うことができるため、作業効率が向上する。
【００１３】
好ましくは、上記駆動手段は、複数のフィンガを有するエアチャックである。このような構成によると、複数のフィンガのうち、少なくとも１つに保持手段を取付け、別の少なくとも１つに吸着手段を取付けるだけで本発明にかかるワーク反転装置を得ることが可能となる。したがって、装置構成をより簡単化することができる。
【００１４】
好ましくは、上記保持手段は、上記吸着手段とは別の吸着手段を有する。このような構成によると、ピッキング装置から受け渡されたワークをより確実に保持することが可能となる。したがって、保持手段からのワークの落下などを防ぐことができ、落下による衝撃などに起因するワークの破損を防ぐことが可能となる。
【００１５】
好ましくは、上記保持手段および／または上記吸着手段は、フローティング機構を有する。このような構成によると、保持手段および／または吸着手段にワークが保持および／または吸着される際に、当該ワークに加わる衝撃を緩和することが可能となる。したがって、ワークに加わる衝撃を緩和することにより、当該衝撃に起因するワークの破損の発生を防ぐことが可能となる。
【００１６】
本発明のその他の利点および特徴については、以下に行う発明の実施形態の説明から、より明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態に係るワーク反転装置Ｘについて、図１〜図５を参照しつつ具体的に説明する。図１は、本発明に係るワーク反転装置Ｘの正面図である。図２は、図１に示すワーク反転装置Ｘと連動するピッキング装置Ｙの概略斜視図である。図３〜図５は、図１に示すワーク反転装置Ｘと図２に示すピッキング装置Ｙとの要部拡大図である。
【００１８】
ワーク反転装置Ｘは、図１に示すように、保持手段１０と、反転用吸着手段２０と、駆動手段３０と、保持手段１０、反転用吸着手段２０および駆動手段３０を一体として支持するための支持台４０とを備えており、後述するピッキング装置ＹによりピッキングされたワークＷの姿勢を反転させるためのものである。
【００１９】
保持手段１０は、第１吸着部１１と、第１フローティング機構１２とにより構成されており、ピッキング装置ＹからワークＷを受け取り、保持するためのものである。
【００２０】
第１吸着部１１は、ワークＷを吸着するためのものであり、本実施形態においては、電磁マグネット１１０と、電磁マグネット１１０の電磁力のＯＮ／ＯＦＦを制御するための制御装置（図示せず）と含んで構成されている。本実施形態に係る構成に代えて、第１吸着部１１は、ワークを吸着するための吸着パッドがチューブ配管を介して真空ポンプなどの真空源に接続されているバキューム式吸着装置により構成してもよい。この場合、真空状態をＯＮ／ＯＦＦするための電磁真空弁が吸着パッドと真空源との間に設けられている。
【００２１】
第１フローティング機構１２は、板状取付座１２０と、ロッド１２１と、固定具１２２と、バネ１２３と、ナット１２４とにより構成されており、第１吸着部１１において後述するピッキング装置ＹからワークＷを受け取り、吸着保持する際に、ワークＷおよび第１吸着部１１に加わる衝撃を緩和するためのものである。板状取付座１２０は、電磁マグネット１１０とロッド１２１とを接続するためのものであり、一方の面には電磁マグネット１１０が、また、他方の面にはロッド１２１が固定されている。ロッド１２１は、一端部において板状取付座１２０に固定されており、他端部にはネジ溝（図示せず）が設けられている。固定具１２２は、第１フローティング機構１２を介して支持台４０に第１吸着部１１を固定するためのものであり、ロッド１２１が挿通および摺動可能な貫通孔（図示せず）を有している。バネ１２３は、板状取付具１２０と固定具１２２との間に介在している。バネ１２３は、板状取付具１２０を介して電磁マグネット１１０を常時上昇位置に付勢しており、バネ１２３に下方への押圧力が作用すると電磁マグネット１１０をフローティング下降するのを許容する。ナット１２４は、ロッド１２１のネジ溝に係合可能な構成を有しており、バネ１２３が板状取付具１２０および固定具１２２に対して所定の付勢力を作用させる位置でロッド１２１のネジ溝に係合している。
【００２２】
反転用吸着手段２０は、第２吸着部２１と、第２フローティング機構２２とにより構成されており、保持手段１０に保持されているワークＷを吸着するためのものである。
【００２３】
第２吸着部２１は、ワークＷを吸着するためのものであり、本実施形態においては、電磁マグネット２１０と、電磁マグネット２１０の電磁力のＯＮ／ＯＦＦを制御するための制御装置（図示せず）と含んで構成されている。本実施形態に係る構成に代えて、第２吸着部２１は、ワークを吸着するための吸着パッドがチューブ配管を介して真空ポンプなどの真空源に接続されているバキューム式吸着装置により構成してもよい。この場合、真空状態をＯＮ／ＯＦＦするための電磁真空弁が吸着パッドと真空源との間に設けられている。
【００２４】
第２フローティング機構２２は、板状取付座２２０と、ロッド２２１と、固定具２２２と、バネ２２３と、ナット２２４とにより構成されており、第２吸着部２１が保持手段１０のワークＷを吸着保持する際に、ワークＷおよび第２吸着部２１に加わる衝撃を緩和するためのものである。板状取付座２２０は、電磁マグネット２１０とロッド２２１とを接続するためのものであり、一方の面には電磁マグネット２１０が、また、他方の面にはロッド２２１が固定されている。ロッド２２１は、一端部において板状取付座２２０に固定されており、他端部にはネジ溝（図示せず）が設けられている。固定具２２２は、第２フローティング機構２２を介して後述する駆動手段３０の第２フィンガ３１２に第２吸着部２１を固定するためのものであり、ロッド２２１が挿通および摺動可能な貫通孔（図示せず）を有している。バネ２２３は、板状取付具２２０と固定具２２２との間に介在している。バネ２２３に下方への押圧力が作用すると電磁マグネット２１０をフローティング下降するのを許容する。ナット２２４は、ロッド２２１のネジ溝に係合可能な構成を有しており、バネ２２３が板状取付具２２０および固定具２２２に対して所定の付勢力を作用させる位置でロッド２２１のネジ溝に係合している。
【００２５】
駆動手段３０は、揺動開閉型エアチャック３１と、固定具３２とを含んで構成されている。
【００２６】
揺動開閉型エアチャック３１は、本体部３１０と、第１フィンガ３１１と、第２フィンガ３１２と、エア供給用チューブ３１３とを有している。本体部３１０は、エアシリンダ機構（図示せず）と、当該エアシリンダ機構のピストンの駆動による動作を第１および第２フィンガ３１１，３１２の揺動開閉動作に変換するためのギア式変換機構（図示せず）とを含んで構成されている。第１および第２フィンガ３１１，３１２は、一端部において本体部３１０のギア式変換機構に連結されており、それぞれ９０°揺動可能である。エア供給用チューブ３１３は、図示しないエア供給装置から本体部３１０のエアシリンダ機構にエアを供給するためのものである。なお、揺動開閉型エアチャック３１としては、例えばＳＭＣ株式会社製のＭＨＷ２Seriesを使用することができる。
【００２７】
固定具３２は、第１フィンガ３１１を介して支持台４０に揺動開閉型エアチャック３１を接続するためのものであり、一端部において第１フィンガ３１１に、他端部において支持台４０に固定されている。
【００２８】
ピッキング装置Ｙは、図２に示すように、ロボット５０と、ピッキングツール６０とによって構成されており、複数のワークＷ（但し、図面上は１つ）からピッキング対象となるワークＷを順次取り出し、当該ワークＷを所定の位置に供給するための装置である。
【００２９】
ロボット５０は、アーム部５１と、制御部５２とを備えている。アーム部５１は、一端部に後述するピッキングツール６０を連結するための連結部５１０を有しており、当該連結部５１０に連結されるピッキングツール６０を自在に移動させるためのものである。制御部５２は、連結部５１０に装着されるピッキングツール６０により把持したワークＷを所定の位置に供給するための作業プログラムを記憶した記憶部（図示せず）を有しており、この記憶部に記憶された作業プログラムに従ってアーム部５１やピッキングツール６０を制御することができるように構成されている。
【００３０】
ピッキングツール６０は、ピッキング用吸着手段６１と、撮像手段６２と、回転ホルダ６３とを備えている。ピッキング用吸着手段６１は、第３吸着部６１０と、第３フローティング機構６１１とを含んで構成されており、その構成は、反転用吸着手段２０と同様である。撮像手段６２は、ピッキング対象であるワークＷの位置や姿勢などを検知するものであり、例えばＣＣＤカメラなどが挙げられる。撮像手段６２の検知によって得られたデータは、制御部５２に送られ、アーム部５１やピッキングツール６０の制御をより的確に行うために利用される。回転ホルダ６３は、ピッキング用吸着手段６１と、撮像手段６２とを一体にして、連結部５１０に連結するためのものである。なお、ピッキング装置Ｙは、本発明の要旨ではないので、その構成は概略的にしか示していない。
【００３１】
以下に、上述の構成を有するワーク反転装置Ｘおよびピッキング装置Ｙを用いたワーク反転方法について具体的に説明する。
【００３２】
まず、ピッキング装置ＹによりワークＷのピッキングを行う。具体的には、撮像手段６２によりピッキング対象となるワークＷの位置や姿勢などを検知し、その検知データおよび記憶部に記憶されている作業プログラムに基づいて制御部５２により制御することにより、ピッキング装置Ｙのピッキング用吸着手段６１における第３吸着部６１０によりワークＷのピッキングを行う。
【００３３】
次に、ピッキング用吸着手段６１に吸着されたワークＷの姿勢を反転させる必要がある場合、図３に示すように、ピッキング装置Ｙは、把持したワークＷをワーク反転装置Ｘの保持手段１０の位置まで移動させて第１吸着部１１に吸着保持させる。ピッキング装置Ｙは、第１吸着部１１にワークＷを吸着保持させた時点で、ピッキング用吸着手段６１の第３吸着部６１０によるワークＷの吸着を解除し、当該ワークＷからある程度離隔した位置（ワーク反転装置ＸによるワークＷの反転作業に影響を与えない位置）で待機する。なお、ワークＷを第１吸着部１１に吸着保持させるまでの間、揺動開閉型エアチャック３１は、第１および第２フィンガ３１１，３１２を１８０°開いた状態にしておく。
【００３４】
次に、図４に示すように、揺動開閉型エアチャック３１の本体部３１０および第２フィンガ３１２を矢印Ａ方向に揺動させて、保持手段１０に保持されているワークＷを第２フィンガ３１２に設けられた反転用吸着手段２０に吸着させる。具体的には、支持台４０に固定されている第１フィンガ３１１に対して本体部３１０を矢印Ａ方向に９０°揺動させるとともに当該本体部３１０に対して第２フィンガ３１２を矢印Ａ方向に９０°揺動させることにより、反転用吸着手段２０の第２吸着部２１を吸着位置（保持手段１０の第１吸着部１１に吸着保持されているワークＷを吸着することが可能な位置）まで駆動させる。駆動後、第２吸着部２１によるワークＷの吸着を開始するとともに、第１吸着部１１によるワークＷの吸着を解除する。
【００３５】
次に、図５に示すように、揺動開閉型エアチャック３１の本体部３１０および第２フィンガ３１２を矢印Ｂ方向に揺動させて、反転用吸着手段２０に吸着されているワークＷの姿勢を反転させる。具体的には、支持台４０に固定されている第１フィンガ３１１に対して本体部３１０を矢印Ｂ方向に９０°揺動させるとともに当該本体部３１０に対して第２フィンガ３１２を矢印Ｂ方向に９０°揺動させることにより、反転用吸着手段２０の第２吸着部２１を反転位置（反転用吸着手段２０の第２吸着部２１に吸着保持されているワークＷの姿勢が反転する位置）まで駆動させる。
【００３６】
次に、待機しているピッキング装置Ｙにより姿勢が反転したワークＷを再ピッキングし、所定の位置に供給する。具体的には、待機しているピッキング装置Ｙを、反転位置にあるワークＷを再ピッキングすることが可能な位置まで移動させた後、第３吸着部６１０によるワークＷの吸着を開始するとともに第２吸着部２１によるワークＷの吸着を解除することにより当該ワークＷをある程度持ち上げ、所定の位置に供給する。
【００３７】
本実施形態に係る構成を有するワーク反転装置Ｘは、保持手段２０にワークＷを受け渡したピッキング装置Ｙによって、駆動手段３０により反転位置まで駆動させた反転用吸着手段２０の第２吸着部２１に吸着されているワークＷを当該反転位置から直接的に再ピッキングすることが可能である。これにより、例えば従来のワーク反転装置のようにワークＷの姿勢を反転させた後、当該ワークＷを元の位置に一旦戻す作業を行わなくてすむため、作業効率が向上する。また、反転させたワークＷを元の位置に戻す際に当該ワークＷを自由落下させる場合は、自由落下させることに起因する衝撃をワークＷに与える可能性があるが、本実施形態に係るワーク反転装置Ｘでは、この元の位置に戻す作業自体を行わなくてすむため、ワークＷにおける破損の発生を防ぐことが可能となる。
【００３８】
さらに、本実施形態にかかるワーク反転装置Ｘでは、保持手段２０にワークＷを受け渡すために、当該ワーク反転装置Ｘとは別体であり且つワークＷをワーク供給位置に供給するためのピッキング装置Ｙを用いて行われる。そのため、ワークＷをワーク供給位置に供給するのに必要なピッキング装置Ｙを有効利用することによって、本実施形態に係るワーク反転装置Ｘには、保持手段２０にワークＷを受け渡すためにのみ使用される専用のピッキング装置を設けなくてすむ。したがって、装置構成がより簡単化されるとともに、設備コストの低減を図ることも可能となる。
【００３９】
以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、保持手段１０における第１吸着部１１および第１フローティング機構１２に代えて、ワークＷを落下させることなく、載置することが可能な載置台のみを設けるようにしてもよい。このような構成によると、装置構成をより簡単化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るワーク反転装置Ｘの正面図である。
【図２】図１に示すワーク反転装置Ｘと連動するピッキング装置Ｙの概略斜視図である。
【図３】図１に示すワーク反転装置Ｘと図２に示すピッキング装置Ｙとの要部拡大図である。
【図４】図１に示すワーク反転装置Ｘと図２に示すピッキング装置Ｙとの要部拡大図である。
【図５】図１に示すワーク反転装置Ｘと図２に示すピッキング装置Ｙとの要部拡大図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｘ    ワーク反転装置
Ｙ    ピッキング装置
Ｗ    ワーク
１０    保持手段
１１    第１吸着部
１２    第１フローティング機構（フローティング機構）
２０    吸着手段
２１    第２吸着部
２２    第２フローティング機構（フローティング機構）
３０    駆動部
３１    揺動開閉型エアチャック（エアチャック）
３２    固定具
４０    支持台
５０    ロボット
６０    ピッキングツール
３１０    本体部
３１１    第１フィンガ（フィンガ）
３１２    第２フィンガ（フィンガ）
【図１】
2005118975.tif 000003
【図２】
2005118975.tif 000004
【図３】
2005118975.tif 000005
【図４】
2005118975.tif 000006
【図５】
2005118975.tif 000007