(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
堆積した部品を分離させる方法において、前記部品を通過させる大きさの編み目を持った篩を複数段に積み重ね、前記部品を収納し前記最上部の篩の開口より小さな下部開口を有し前記部品の流れの一部を妨げる通路を前記下部開口の上部に備えたホッパー部を最上部の篩の上に更に積み重ね、前記複数段の篩と前記ホッパー部との積層体に加振手段によって衝撃を加えながら、前記部品を前記篩の上部から前記編み目を通して落下させることを特徴とする部品の分離方法。
【請求項２】
前記ホッパー部は上部開口から下方に向けて漸次径小となる斜面部を経て前記下部開口に到る形状を有し、前記部品の流れの一部を妨げる通路は、前記ホッパー部の下部開口に挿入された、下部開口と部分的な側部開口を有する筒状部材の外部から内部を経由する通路であることを特徴とする請求項１記載の部品の分離方法。
【請求項３】
積み重ねた前記篩の編み目の大きさは、下段の篩の編み目が上段の篩の編み目より大きいか等しいことを特徴とする請求項１または２に記載の部品の分離方法。
【請求項４】
前記積み重ねた篩の下方に設けられて落下した部品を計数する計数手段と、前記加振手段を間欠的に動作させる駆動手段と、前記間欠的に動作させる待機時間または加振時間を制御する制御手段とを備え、該制御手段は１回の加振によって落下する部品の個数を所定の計数値と比較することによって、前記待機時間または加振時間を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の部品の分離方法を用いた計数方法。
【請求項５】
堆積した部品を通過させる大きさの編み目を持ち複数段に積み重ねられた篩と、最上段の前記篩の上に更に積み重ねられ、前記部品を収納し前記最上部の篩の開口より小さな下部開口を有し前記部品の流れの一部を妨げる通路を前記下部開口の上部に備えたホッパー部とを一体的に保持する支持板と、該支持板に衝撃を与えるための加振手段とを備えたことを特徴とする部品の分離装置。
【請求項６】
前記ホッパー部は上部開口から下方に向けて漸次径小となる斜面部を経て前記下部開口に到る形状を有し、前記部品の流れの一部を妨げる通路は、前記ホッパー部の下部開口に挿入された、下部開口と部分的な側部開口を有する筒状部材の外部から内部を経由する通路であることを特徴とする請求項５記載の部品の分離装置。
【請求項７】
前記積み重ねた篩の下方に設けられて落下した部品を計数する計数手段と、前記加振手段を間欠的に動作させる駆動手段と、前記間欠的に動作させる待機時間または加振時間を制御する制御手段とを更に備え、該制御手段は１回の加振によって落下する部品の個数を所定の計数値と比較することによって、前記待機時間または加振時間を変更する機能を有することを特徴とする請求項５または６に記載の部品の分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、堆積した部品の分離方法及びこの方法を用いた部品の計数方法並びにそれら各々の方法を用いた装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的によく知られている、部品を一個分離させる方法としては、パーツフィーダーで一列にした当該部品に振動を与えながら分離する方法がある。前記パーツフィーダーで部品を分離して、一個づつ次工程に供給する方法は、特開平１０ー０５３３２０などに開示されている。また、従来より一般的によく知られている計数方法として、秤量による計数方法がある。前記秤量による計数方法は、一定数量の部品を秤量して部品一個あたりの平均値重量を求めておいて、計測重量値を部品数量に換算するものであり、顆粒の計数（例えば、特開平０６ー２５５６０２）もしくは精密機器部品として使用されるような小型部品の計数に適用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例のパーツフィーダーで部品を分離する方法の場合、形状が小型薄片状で曲面を持つ部品などの分離にはパーツフィーダーの適用が困難であると云う難点がある。また、上記従来例の秤量による部品計数方法の適用に際し、部品形状が小型薄片状で曲面を持つ場合には計数の準備としての部品分離に困難を伴うケースが多く、秤量による計数方法の基準となる手作業による一定数量の計数に多大な時間を要すと云う問題がある。また、金属部品の場合、部品製造ロットと原材料溶融ロットとの相関追跡に難渋することがあり、何れかの前記ロットが混在すると計数誤差を大きくすると云う問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、前記従来技術の欠点を改良して上記課題を解決するためになされたものであり、パーツフィーダーでの分離が困難な部品、例えば、形状が小型薄片状で曲面を持つ部品、の分離方法及びこの方法を用いた部品の計数方法並びにそれら各々の方法を用いた装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の要旨は以下の通りである。
堆積した部品を分離させる方法において、前記部品を通過させる大きさの編み目を持った篩を複数段に積み重ね、前記部品を収納し前記最上部の篩の開口より小さな下部開口を有し前記部品の流れの一部を妨げる通路を前記下部開口の上部に備えたホッパー部を最上部の篩の上に更に積み重ね、前記複数段の篩と前記ホッパー部との積層体に加振手段によって衝撃を加えながら、前記部品を前記篩の上部から前記編み目を通して落下させることを特徴とする。
【０００６】
また、部品の分離方法において、前記ホッパー部は上部開口から下方に向けて漸次径小となる斜面部を経て前記下部開口に到る形状を有し、前記部品の流れの一部を妨げる通路は、前記ホッパー部の下部開口に挿入された、下部開口と部分的な側部開口を有する筒状部材の外部から内部を経由する通路であることを特徴とする。
【０００７】
また、部品の分離方法において、積み重ねた前記篩の編み目の大きさは、下段の篩の編み目が上段の篩の編み目より大きいか等しいことを特徴とする。
【０００８】
また、部品の計数方法において、段落０００５〜０００７の分離方法を用いたこと、及び前記積み重ねた篩の下方に設けられて落下した部品を計数する計数手段と、前記加振手段を間欠的に動作させる駆動手段と、前記間欠的に動作させる待機時間または加振時間を制御する制御手段とを備え、該制御手段は１回の加振によって落下する部品の個数を所定の計数値と比較することによって、前記待機時間または加振時間を変更することを特徴とする。
【０００９】
また、部品の分離装置において、堆積した部品を通過させる大きさの編み目を持ち複数段に積み重ねられた篩と、最上段の前記篩の上に更に積み重ねられ、前記部品を収納し前記最上部の篩の開口より小さな下部開口を有し前記部品の流れの一部を妨げる通路を前記下部開口の上部に備えたホッパー部とを一体的に保持する支持板と、該支持板に衝撃を与えるための加振手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、部品の分離装置において、前記ホッパー部は上部開口から下方に向けて漸次径小となる斜面部を経て前記下部開口に到る形状を有し、前記部品の流れの一部を妨げる通路は、前記ホッパー部の下部開口に挿入された、下部開口と部分的な側部開口を有する筒状部材の外部から内部を経由する通路であることを特徴とする。
【００１１】
また、部品の分離装置において、前記積み重ねた篩の下方に設けられて落下した部品を計数する計数手段と、前記加振手段を間欠的に動作させる駆動手段と、前記間欠的に動作させる待機時間または加振時間を制御する制御手段とを更に備え、該制御手段は１回の加振によって落下する部品の個数を所定の計数値と比較することによって、前記待機時間または加振時間を変更する機能を有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態である部品計数装置（以下本装置と言う）の部分断面側面図、図２は同じく本装置の正面図、図３は同じく本装置の動作プログラムのフローチャートである。
【００１３】
まず、本装置の構成について図１、図２により説明する。図１において、１は本装置の基板である下板、２は基板１に立設した４本の支柱の上に固定された上板であり、上板２には落下部品を通過させる貫通孔２ａが形成されている。３は上板２の一端に立設した取付板、４は取付板３の上部に取り付けた、後述する篩とホッパー部とに支持板を介して衝撃を加えるための加振手段としてのエアシリンダであり、５は上下動作をするエアシリンダ４の可動部４ａ下端に一端を固定した支持板である。支持板５の他端には半円弧形状部が形成されている。６は馬蹄形のクランプ板であり、前記半円弧形状部と対を成す他の半円弧形状部が形成されている。クランプ板６を支持板５にボルト締めすることで前記の両半円弧形状部により後述の篩を水平に保持する。
【００１４】
７はエアシリンダ４の可動部４ａが下降したときに支持板５を受け止める弾性を持つストッパであり、上板２上に固定されている。なお、可動部４ａが上昇したときのストッパはエアシリンダ４の固定部に設けられている。８は下部が上板２の貫通孔２ａに嵌入して設置された落下部品を受けて通す漏斗である。９は貫通孔２ａ下部に固定されていて通過する落下部品をカウントする計数手段としての光センサである通過センサである。通過センサ９は後述する制御ボックス内のシーケンサ入力部に電気的に接続されている。１０は下板１上の浅い凹部に載置された落下部品を受ける部品容器である。
【００１５】
１１、１２、１３、１４、１５は部品分離手段としての篩である。篩１１、１２、１３、１４、１５は市販の標準品であって、上下に互いに積み重ねできるように形成された枠体に、それぞれ部品を１個以上通過させる大きさのワイヤで編んだ編み目が張設されている。最下段の篩１１は支持板２にクランプ板６で固定されている。その上に順に篩１２、１３、１４、１５が、編み目を作っているワイヤの方向が上下で互いに異なり編み目に垂直な方向から見て交差するように積み重ねてある。積み重ねた篩１１、１２、１３、１４、１５の編み目の大きさは下側の方が大きいか等しくなるように選んである。１６は最上段の篩１５の上部に嵌入させて配設した堆積部品を収納するホッパー部である。ホッパー部１６の本体は略円筒形状であり、上部開口１６ａから漸次径小となる斜面部とこれに続くストレート部を経て下部開口１６ｃへ続くように形成されており、下部開口１６ｃは編み目１５ａ上に当接している。
【００１６】
１７は下部開口１６ｃ上のストレート部に上下摺動可能に嵌入して被装されたキャップ部である。キャップ部１７は下方に開口した空間を持ち、下方の側壁には部品を通過させるための適宜な大きさの上下方向に長円形状の側部開口の側孔１７ａが９０度間隔で４カ所穿設されている。１８は上部開口１６ａ付近に架設されたハンガーで、１９はハンガー１８を通してキャップ部１７の上部へ螺合しキャップ部１７を懸装する調整ネジである。側孔１７ａはその一部が下部開口１６ｃ上のストレート部の内壁と重なっており、調整ネジ１９によって側孔１７ａの開口面積を調整できるようになっている。
【００１７】
２０は計数の対象となる部品であるが、例えば、特にパーツフィーダで整送することの困難な部品の一例である小型薄片状の時計部品の針座である。部品２０はホッパー部１６内に堆積した状態で収納されている。２１はホッパー部１６にハンガー１８を固定しているネジであり、２２は積み重ねた篩１２、１３、１４、１５とホッパー部１６とが支持板５に固定された篩１１から外れないように両側でネジ２１と支持板５とを接続しネジ止めしている止め板である。
【００１８】
以上が本装置の本体部分であり、次に制御部分の構成を説明する。図２において、１００は下板１の左側に立設された支柱上に固定した操作盤である。１０１は落下部品の目標計数値Ｎｏを表示する表示部、１０２は落下部品の現在計数値Ｎを表示する表示部である。１０３は本装置の起動ボタン、１０４は目標計数の完了を表示する表示ランプ、１０５は緊急停止ボタンである。操作盤１００と接続されている図示しない制御ボックス内には、電源スイッチ、動作プログラムが記憶された汎用のシーケンサが設置され、このシーケンサの入出力部に操作盤１００内の各電気要素、エアシリンダ４に接続される図示しない電磁弁、並びに後述する各種設定値の入力手段である図示しないスイッチボックスが電気的に接続されている。
【００１９】
本装置は以上説明したように構成され、各々の初期設定値が設定された状態である。即ち、篩１１、１２、１３、１４、１５の積み重ね段数、それぞれの編み目の大きさ、ホッパー部１６内キャップ部１７の側孔１７ａの開口面積などが、最下段の篩１１を通過する部品２０がほぼ確実に１個分離されるように予め設定されている。また、前記制御ボックス内のスイッチボックスから計数対象部品の目標計数値Ｎｏ（例えば１０００）、及びこの目標値より所定数Ｐ（例えば１５）減じた値である目標近傍値Ｎｎ（例えば９８５）が入力セットされている。また、エアシリンダ４の加振動作が次の動作サイクルに移るまでの待機時間である加振動作待機時間ｔは短い方から順にＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の何れかの値が設定できるようになっている。これらのＰ、Ｔ１〜Ｔ４の値は当該部品２０について予め実験により求めておく値である。エアシリンダ４のスピードが予め適度に設定され、上下動作安定のための待ち時間ｎも適値（例えば０．５秒）に設定されている。更に、部品２０の計数速度に相当する加振動作１サイクル当たりの落下部品計数値である１回落下部品数Ｖの値を判定するための比較値としてＸ（例えば１０）、Ｙ（例えば２０）が設定されている。
【００２０】
次に本装置の動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。まず、前記制御ボックスの電源スイッチを投入するとプログラムがスタートし、起動ボタン１０３による起動スイッチの投入待ち状態となる（Ｓ１）。そこで起動ボタン１０３が投入されると、落下部品計数用のカウンタの値をリセットし、加振動作待機時間ｔをＴ３にセットする（Ｓ２）。次に目標計数値Ｎｏと落下部品計数値Ｎとを比較し（Ｓ３）、計数値Ｎが目標計数値Ｎｏ以下の場合には引き続き目標近傍値Ｎｎと比較し（Ｓ４）、計数値Ｎが目標近傍値Ｎｎ以下の場合には、加振手段の電磁弁が切り替わりエアシリンダ４が下降する（Ｓ５）。エアシリンダ４の下端到達ｎ秒後（Ｓ６）再び電磁弁が切り替わり下端にあったエアシリンダ４が上昇（Ｓ７）する。エアシリンダ４の上端到達ｎ秒後（Ｓ８）加振動作サイクル数ｍを１加算（Ｓ９）し、１回落下部品数Ｖを演算（Ｓ１０）する。
【００２１】
次にこの１回落下部品数Ｖを比較値Ｘ、Ｙと比較（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３）する。１回落下部品数Ｖが比較値Ｘ未満の場合には、加振動作待機時間ｔを最短の設定時間であるＴ１に変更（Ｓ１４）して、また１回落下部品数Ｖが比較値ＸとＹとの間になったら、加振動作待機時間ｔを２番目に短かい設定時間であるＴ２に変更（Ｓ１５）して、更に１回落下部品数Ｖが比較値Ｙを越えた場合には、加振動作待機時間ｔを更に長い設定時間であるＴ３に変更（Ｓ１６）して、それぞれステップＳ３に戻り、再びＳ３からＳ１０の各ステップを繰り返す。
【００２２】
エアシリンダ４が動作して篩１１、１２、１３、１４, １５とホッパー部１６とに振動が伝達されると、ホッパー部１６内に堆積した部品２０が堆積の重みでストップすることなく側孔１７ａを通過して、前記振動の衝撃に応じて断続的に継続して下部開口１６ｃ内に適量落下する。さらに、下部開口１６ｃ内に適量落下して供給される部品２０は篩１５の編み目１５ａを通って下段の篩１４〜１１へと順次落下して行く。そして、エアシリンダ４の動作が繰り返されるにつれてホッパー部１６内部の部品は断続的に少量づつ篩１５上に継続して排出され、積み重なった篩１５、１４、１３、１２、１１の編み目を落下するにつれて部品２０が篩の編み目にぶつかって、重なっていた部品２０の分離が進んで、最下段の篩１１の編み目１１ａを通過する頃には、殆どの部品２０が１個１個に分離されて落下するようになる。こうしてエアシリンダ４の可動部４ａが上ストッパと下ストッパ７に当接する衝撃により落下する部品２０は、分離されて落下するうちに篩１１の口径一杯に広がっていても、編み目１１ａを通過後に篩１１より広口の漏斗８によって中央に集められ、通過センサ９を通過する。従ってエアシリンダ４の動作に対して時間的にやや遅れて通過センサ９に達することになる。
【００２３】
ここで、上の段の篩ほど編み目サイズを小さくすることにより、上段篩での堆積部品の分割単位を小さくし、かつ、下段篩での編み目ワイヤーへの衝突面積が大きくなって効率良く部品を分離できる。さらに、篩が積み重ねられているので、落下部品が多段の篩編み目のワイヤーに衝突することを繰り返して分離が進行し、最下段篩の編み目を通過する時点では、重なっていた部品が１個１個に分離される。また、編み目の大きさを大きくすることにより、部品が編み目をより通過しやすくなるので、落下速度を速めることができる。但し最上段の編み目１５ａや比較的上部の篩の編み目が大き過ぎると部品２０が重なったまま編み目を通過して分離効率を下げることになる。また、編み目を構成するワイヤの方向を上下で異ならせておくことで、落下部品２０が編み目にぶつかるチャンスが多くなり、分離が一層進み易くなる。
【００２４】
このようにしてエアシリンダ４が加振動作を繰り返すうちに、ステップＳ４において、もし落下部品計数値Ｎが目標計数値に近づいて目標近傍値Ｎｎを越えると、加振動作待機時間ｔを最長のＴ４に変更（Ｓ１７、即ち計数速度を低下させる）してから、電磁弁が切り替わり、ステップＳ５からＳ９までと同じ動作である１サイクルの加振動作をステップＳ１８からＳ２２まで行って、ステップＳ３に戻る。計数値Ｎが目標計数値Ｎｏ未満であるうちは、加振動作待機時間ｔを最長のＴ４に保ったままステップＳ１７からＳ２２を繰り返す。このように目標近傍値Ｎｎを設定して待機時間ｔをＴ４と長くするのは、エアシリンダ４の動作に遅れて計数している計数値Ｎが、一遍に目標計数値Ｎｏを越えてしまうのを防ぐためである。
【００２５】
ステップＳ３において、落下部品計数値Ｎが目標計数値Ｎｏに達したら、完了ランプ１０４を点灯（Ｓ２３）してプログラムはステップＳ１の起動スイッチ待ちの状態に戻り、本装置の動作が停止する。そこで、部品容器１０に溜まった部品２０を取り出して袋詰めし、次行程に搬送するなどする。
【００２６】
再び起動スイッチ１０３が押されると、同じ目標計数値Ｎｏに対して上記と同じ動作を繰り返す。緊急停止ボタン１０５が押されると本装置は動作を停止してステップＳ１の状態に戻る。目標計数値Ｎｏを変更するには前記制御ボックス内のスイッチボックスによって設定し直せばよい。
【００２７】
上記実施の形態では、加振手段は上下動作するシリンダとしたが、篩に対して適度な衝撃を加えることができる他の機構、例えばこれを水平動作のシリンダや、回転動作のシリンダ、あるいは各種振動機構（バイブレータ）などに置換することもできる。
【００２８】
上記実施の形態では、１回落下部品数Ｖの演算及び比較値との比較を加振動作の１サイクル毎に行っているが、これを１／２サイクル毎に行うように変更することもできる。また、例えば加振手段をバイブレータに置換した場合には１回落下部品数Ｖを求める時の計数値Ｎをバイブレータの加振時間に置換することができる。即ち本発明の計数装置では、加振手段の駆動モードを以上のように変更することにより、計数の精度を保証している。なお、万一通過センサ９を重なったままの部品２０通過することがあっても、まれな場合であるし、計数値よりも実際の数量が多めに出るという安全側なので許容できる。
【００２９】
【発明の効果】
上記のごとく本発明によれば、複数段に積み重ねた篩に衝撃を与えて、堆積した部品を前記篩編み目を通して落下させるので、パーツフィーダーで部品を分離するのが困難な形状の堆積部品を分離できる。すなわち、ホッパー部に堆積した部品がキャップ部側孔を通過して前記ホッパー部の下部開口内に適量落下するので、部品の堆積の重みでストップすることなく継続して供給されると云う効果がある。また、加振手段が積み重ねた篩に衝撃を与えているので、前記適量落下した部品集積体は篩最上段の編み目を通過して、順次下段篩の所定仕様に設定された編み目ワイヤーに衝突してさらに小さく分割される効果がある。ここで、上の段の篩ほど編み目サイズを小さくすることにより、上段篩での堆積部品の分割単位を小さくし、かつ、下段篩での編み目ワイヤーへの衝突面積を大きくしているので、効率良く部品を分離する効果があり、さらに、篩が積み重ねられているので、落下部品が多段の篩編み目のワイヤーに衝突することを繰り返して分離が進行し、最下段篩の編み目を通過する時点では、重なっていた部品が１個１個に分離される。
【００３０】
また、最下段の篩編み目の下に計数手段を設置して落下部品を検出し、該計数手段の計数値により加振手段の駆動モードを変更するようにしたので、計数が速く、かつ、正確にできる。
【００３１】
更に、該分離装置または計数装置の主要構成部材が安価な市販品で有るために当該装置の制作費用を低く押さえられると云う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である部品計数装置の構成を示す部分断面側面図である。
【図２】本発明の実施の形態である部品計数装置の構成を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態である部品計数装置動作プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
３  取付板
４  エアシリンダ
５  支持板
６  クランプ板
７  ストッパ
９  通過センサ
１０  部品容器
１１、１２、１３、１４、１５  篩
１１ａ、１５ａ  編み目
１６  ホッパー部
１６ｃ  下部開口
１７  キャップ部
１７ａ  側孔
２０  部品
【図１】
0004268717.tif 000002
【図２】
0004268717.tif 000003
【図３】
0004268717.tif 000004