JP2606505B2 - 部品供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は部品供給装置に関し、
さらに詳細にいえば、ボウルフィーダの部品搬送トラッ
クに送り出された部品を産業用ロボットにより取り出し
て部品組み付け等に適した位置に供給する部品供給装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から自動組み立てを行なうための部
品供給装置として、ばら積み状態で供給された部品を１
つずつ分離して画像処理装置で認識し、適正部品を取り
出して供給するためのボウルフィーダが一般的に用いら
れている。このボウルフィーダは単に振動を与えるだけ
で部品を分離、整列するのであるから、分離、整列すべ
き部品の種類に応じて最適の振動振幅を与えることによ
り良好な部品の分離、整列を達成できる。

【０００３】図７はこのような画像処理装置付の部品供
給装置のボウルフィーダを示す斜視図であり、ボウル７
１の側板７２の内面に部品搬送トラック７３を設けてあ
るとともに、部品搬送トラック７３の終端部７４がボウ
ル７１のほぼ中央部と正対するように部品搬送トラック
７３の終端側を内方に向かって湾曲形成している（特公
平３−４３５８号公報参照）。図８は図７に示す構成の
部品供給装置を組み込んだ部品供給システムを示す概略
図であり、ボウルフィーダ７０に対して所定の相対位置
関係で産業用ロボット８１を配置してあるとともに、上
記部品搬送トラック７３の所定範囲を視野に含むように
画像検出部８２が配置されている。尚、８３はロボット
・コントローラであり、８４はビジョン装置、８５はボ
ウルフィーダ・コントローラである。

【０００４】上記構成の部品供給システムを採用すれ
ば、ばら積み状態でボウル７１に多数の部品が投入され
た状態においてボウルフィーダ・コントローラ８５によ
り所定の振動振幅をボウルフィーダ７０に与えれば、部
品搬送トラック７３において部品の分離、整列が達成で
きる。そして、部品搬送トラック７３の所定範囲まで搬
送された部品の画像を画像検出部８２により取り込み、
ビジョン装置８４において所定の処理を行なうことによ
り部品の種類を識別する。そして、ビジョン装置８４に
よる識別の結果、部品組み付け等に適用すべき部品であ
れば、部品の位置等を示すデータをロボット・コントロ
ーラ８３に供給して産業用ロボット８１を制御すること
によりボウルフィーダ７０から部品を取り出す。また、
部品組み付け等に適用できない部品である場合には、そ
のまま部品搬送トラック７３の終端部まで搬送された
後、ボウル７１に自然落下され、再び上記一連の処理の
対象となる。

【０００５】したがって、分離が不十分であることに起
因して部品組み付け等に適用できない部品であると識別
された部品であっても、部品搬送トラック７３の終端部
から自然落下することにより十分な分離を達成でき、そ
の後、再び部品搬送トラック７３を通して供給されるの
であるから、ボウル７１に投入された部品の量に対する
産業用ロボット８１により取り出される部品の割合を高
めることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図７に示す部
品供給装置においてはスパイラル状の部品搬送トラック
７３の終端部から直接ボウル７１に部品を落下させるよ
うにしているのであるから、落差が必然的に大きくな
り、落下する部品とボウル７１の内部の部品とが衝突す
ることに起因して何れかまたは双方の部品に傷が生じる
という不都合がある。また、ボウル７１の内部の部品の
量が少なくなれば部品同士が衝突する可能性は少なくな
り、部品に傷が生じるという不都合も少なくなるのであ
るが、落下する部品が直接にボウル７１の特定箇所に衝
突することになるのであるから、ボウル７１に施してあ
るコーティング等が部分的に早期に多大の損傷を受けて
しまうという新たな不都合が生じてしまう。

【０００７】このような不都合を解消するために、本件
発明者らは、図９に示すように、ボウル９１の側板９２
の外側に部品搬送トラック９３を設け、部品搬送トラッ
ク９３の終端部に部品転落用の段部９４および転落した
部品をボウル９１に導く部品戻し路９５を設け、しかも
部品戻し路９５を、側板９２の内側の部品搬送路９６よ
りも下方に位置させるとともに、側板９２の対応位置に
開口部９７を設けて部品をボウル９１に戻す構成の部品
供給装置を考えた。尚、９８は透光性のある板であり、
図示しない画像検出部の視野内に位置させることによ
り、部品のシルエット像、反射像の何れか一方、または
双方の併用により部品識別精度を高めるようにしてい
る。

【０００８】この構成を採用すれば、部品がボウル９１
に落下する場合の落差を著しく小さくして部品の損傷、
ボウル９１の損傷を大巾に低減できる。また、部品搬送
トラックが側板９２の外側に設けられているのであるか
ら部品搬送トラックの形状を部品の分離、整列効果が高
くなるように設定できる。しかし、部品戻し路９５から
ボウル９１に戻される部品は開口部９７を通過しなけれ
ばならないのであるから、例えば多種類の部品をボウル
９１に混合投入した場合には、部品によっては上記開口
部９７においてつまってしまうという新たな不都合が生
じる。そして、このような不都合が一旦発生すれば、ス
ムーズに開口部９７を通過し得る部品であっても、先行
する部品がつまっていることに起因してつまってしまう
ことになる。さらに、単体では十分に開口部９７を通過
し得るサイズの部品であっても、分離が不十分な場合に
は分離していない部品がつまってしまうという不都合も
ある。

【０００９】また、何れの構成の部品供給装置において
も、部品が一旦ボウルに戻された後に再び部品搬送トラ
ックの所定位置まで搬送されるまでは産業用ロボットに
よる部品の取り出しを行なえないので、ボウルに収容さ
れている部品の量が少なくなった場合には部品供給速度
が大巾に低下してしまうという不都合がある。

【００１０】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、分離が不十分な部品に代表される不適切
な部品を再循環のために戻す場合に発生する衝撃を大巾
に低減するとともに、戻される不適切な部品のつまりを
解消し、しかも戻された部品が再循環して画像検出部の
視野内に到達するまでの所要時間を短縮して部品供給速
度を著しく向上できる新規な部品供給装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

【００１２】請求項１の部品供給装置は、ボウルの外側
所定位置に配置した部品搬送トラックの所定位置に正対
する画像検出手段を配置してあるとともに、部品搬送ト
ラックの画像検出手段の視野よりも上流側の所定範囲を
広幅に形成してあるとともに、部品搬送トラックの画像
検出手段の視野よりも下流側を部品搬送トラックの広幅
部と連通してあり、広幅部の最も上流側に部品反転用の
段部を設けてある。

【００１３】

【作用】

【００１４】

【００１５】請求項１の部品供給装置であれば、ボウル
の外側所定位置に配置した部品搬送トラックの所定位置
に正対する画像検出手段を配置してあるので、部品搬送
トラックの形状をボウルのサイズ等による制約を受ける
ことなく自由に設定でき、画像検出手段の視野よりも上
流側に設けた段部により部品の分離、整列効果を高めた
状態で画像検出手段により、取り出し対象となる部品を
高い確率で検出できる。そして、取り出し対象とならな
い部品については、段部により分離、反転等を行なわせ
た後、部品搬送トラックの広幅部に導いて再度循環させ
ることができる。したがって、部品を再循環させるため
の落差が段部に起因する落差のみになり、部品が広幅部
に戻される場合の衝撃を著しく低減できる。また、取り
出し対象とならなかった部品が広幅部に戻されるのであ
るから、部品が戻されることに起因して分離、整列効果
が低下されるという不都合を防止できる。さらに、部品
が段部を通過してから画像検出手段の視野内に到達する
までの所要時間を大幅に短縮でき、ボウル内部の部品量
が少ない場合であっでも部品供給効率を高めることがで
きる。

【００１６】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図３はこの発明の部品供給装置を組み込んだ
組み立てシステムを概略的に示す斜視図であり、部品供
給装置としてのボウルフィーダ１と、照明装置と、ＣＣ
Ｄカメラ等からなる画像検出部３ａと、ビジョン装置３
と、組立ロボット４と、コンベア・ライン５とを有して
いる。

【００１７】図１はこの発明の部品供給装置の一実施例
を示す平面図、図２は要部拡大斜視図であり、部品を貯
蔵するボウル１ａの側板１ｂの内面に沿ってスパイラル
状の部品搬送路１ｃを有しているとともに、側板１ｂの
外面に沿って部品搬送路１ｃと連通される部品搬送トラ
ック１ｄを有している。この部品搬送トラック１ｄは、
部品搬送路１ｃと連通される側が狭幅であるとともに、
部品搬送路１ｃから離れるにしたがって徐々に幅が拡が
るように形成されており、しかも半径方向に関して水平
面に形成されている。そして、部品搬送トラック１ｄの
残余の部分が広幅のほぼ平坦面に形成されているととも
に、中央部所定位置に形成された開口を覆うように透光
性のある板１ｅが設けられている。尚、上記部品搬送路
１ｃは図１に示すように、半径方向に関して外下りのテ
ーパ面に形成されている。また、板１ｅの下流側にある
程度急峻な傾斜面１ｆおよび半径方向に関してボウル１
ａ側が低くなるように形成された部品返送路１ｇがこの
順に一体形成されている。さらに、上記側板１ｂの部品
搬送路１ｃよりも上方に位置する部分の所定位置におい
て所定範囲にわたって開放されることにより部品通過部
１ｈが形成され、上記部品返送路１ｇの内端部が部品通
過部１ｈと連通されている。尚、１ｊはボウル１ａに振
動を与える振動源である。したがって、ボウル１ａから
部品搬送路１ｃおよび部品搬送トラック１ｄを通して透
光性のある板１ｅまで搬送された部品が組み立て作業に
適したものである場合には組立ロボット４により取り出
すことができる。逆に、部品同士が重なり合っている等
の不適切な状態である場合には、傾斜面１ｆを通過する
間に反転され、部品返送路１ｇおよび部品通過部１ｈを
通して部品搬送路１ｃの途中に戻されるのであるから、
透光性のある板１ｅに向かって部品を再循環させること
ができる。そして、この場合における再循環所要時間
は、部品をボウル１ａに戻す場合と比較して大巾に短縮
される。

【００１８】図３は透光性のある板１ｅと照明装置と画
像検出部３ａとの関係を示す図であり、照明装置２によ
り透光性のある板１ｅの全範囲を上方から照明するとと
もに、図示しない照明装置により透光性のある板１ｅの
全範囲を下方から照明し、透光性のある板１ｅを透過す
る照明装置２による透過光および透光性のある板１ｅ上
に位置する部品により反射される図示しない照明装置に
よる反射光を画像検出部３ａにより受光するようにして
いる。

【００１９】上記の構成の部品供給装置の作用は次のと
おりである。多数の部品をボウル１ａに投入した状態で
振動源１ｊにより部品供給装置に振動を与えれば、部品
搬送路１ｃおよび部品搬送トラック１ｄにおいて部品が
分離され、送り出されて、透光性のある板１ｅに向かっ
て搬送される。但し、部品搬送トラック１ｄに送り出さ
れた部品は必ずしも他の部品から分離されているとは限
らず、このような部品は組立ロボット４による取り出し
の行なえない部品としてビジョン装置３により認識され
る。この場合において、ビジョン装置３には画像検出部
３ａからの画像検出信号が供給され、画像検出信号に基
づいて特徴値抽出等の方法により、取り出してもよい部
品か否かの認識が行なわれる。また、画像検出部３ａに
対しては照明装置２による透過光または図示しない照明
装置による反射光が入射するのであるから、表裏の区別
がない部品、表面状態が影響しない部品等に対しては透
過光のみを取り込めばよいが、表裏の区別がある部品、
表面状態が影響する部品に対しては透過光および反射光
を順次取り込めばよく、取り込み光に対応する画像検出
信号をビジョン装置３に供給することにより高精度に部
品の認識を行なうことができる。

【００２０】そして、ビジョン装置３により、取り出し
てもよい部品であると認識された部品については、図示
しないロボット・コントローラに対して動作指令を与え
ればよく、動作指令に対応して組立ロボット４が動作し
て該当する部品を透光性のある板１ｅの上から取り出
し、所定の組立動作を行なう。逆に、取り出してはいけ
ない部品（分離していない部品、表裏反転している部
品、種類が異なる部品等）であると認識された部品につ
いては、ロボット・コントローラに対して動作指令を与
えないのであるから、透光性のある板１ｅから急峻な傾
斜面１ｆに送られ、傾斜面１ｆにおいて部品の分離等が
行なわれる。その後は、部品返送路１ｇおよび部品通過
部１ｈを通って部品搬送路１ｃの所定位置に自然落下さ
れるので部品の反転等が行なわれる。この場合において
部品の落下位置は所定範囲に限定されているのである
が、ボウル１ａに直接落下する場合と比較して落差を大
巾に小さくできるのであるから、落下に伴なう衝撃を大
巾に低減でき、部品の損傷、部品搬送路１ｃの損傷等を
大巾に低減できる。尚、部品搬送路１ｃ上に既に存在す
る部品の量と自然落下する部品の量とによっては自然落
下した部品がさらにボウル１ａまて落下することになる
が、部品搬送路１ｃからボウル１ａまで部品が落下する
場合の落差は大巾に小さくできているのであるから、こ
の場合における衝撃をも大巾に低減でき、部品の損傷、
部品搬送路１ｃの損傷等を大巾に低減できる。

【００２１】また、部品返送路１ｇにより返送される部
品は部品搬送路１ｃの所定位置に戻されるのであるか
ら、戻されてから透光性のある板１ｅの上まで搬送され
るのにかかる時間を大巾に短縮できる。したがって、ボ
ウル１ａに貯蔵されている部品の量が少なくなった場合
であっても、比較的短時間で透光性のある板１ｅの上ま
で部品を順次搬送でき、しかも部品同士の重なり合い、
表裏反転状態等をかなり高い確率で解消できているので
あるから、組立ロボット４による部品の取り出し効率を
著しく高めることができる。

【００２２】

【実施例２】図４はこの発明の部品供給装置の他の実施
例を示す要部拡大斜視図であり、図２の実施例と異なる
点は、側板１ｂに設けられている部品通過部１ｈを省略
し、部品返送路１ｇの終端部を側板１ｂの上端縁に位置
させた点のみである。したがって、この実施例の場合に
は、部品返送路１ｇから部品搬送路１ｃへの落差がやや
大きくなるが、ボウル１ａに直接落下させる場合と比較
すれば落差を十分に小さくできているのであるから、余
り不都合はなく、部品通過部１ｈが不要になることに伴
なって部品供給装置を作製するための作業を簡素化でき
るという利点を有することになる。

【００２３】

【実施例３】図５はこの発明の部品供給装置のさらに他
の実施例を示す平面図、図６は要部拡大斜視図であり、
図１，図２の実施例と異なる点は、部品搬送トラック１
ｄの、透光性のある板１ｅよりも上流側を広幅に形成し
てあるとともに、広幅部１ｄｗの最も上流側端部に、部
品搬送路１ｃの最も下流側端部および透光性のある板１
ｅを通過した部品を部品搬送路１ｃに沿う状態で導く部
品返送路１ｇの最も下流側端部と連通される傾斜面１ｆ
が一体形成されている点のみである。尚、部品搬送トラ
ック１ｄの外側面の傾斜面１ｆに近接する所定位置が、
部品排出用の窓を形成すべく除去可能に形成されてい
る。さらに詳細に説明すると、部品搬送路１ｃが半径方
向に関して外側が低くなるテーパ面に形成されており、
部品返送路１ｇが水平面に形成されているのであるか
ら、両者の間には段部が介在し、部品搬送路１ｃを通っ
て搬送される部品が部品返送路１ｇを通って返送される
部品に混入するという不都合を解消できる。また、上記
傾斜面１ｆは、部品搬送路１ｃと連通される側がなだら
かで、部品返送路１ｇと連通される側が急峻になる形状
であり、部品搬送路１ｃを通して導かれた部品を部品搬
送トラック１ｄの内側にほぼ沿うように導入し、部品返
送路１ｇを通して導かれた部品を部品搬送トラック１ｄ
の外側にほぼ沿う状態で導入する。

【００２４】上記構成の部品供給装置の作用は次のとお
りである。上記実施例と同様に部品搬送路１ｃを通して
導かれる部品は傾斜面１ｆを通過して部品搬送トラック
１ｄに導入される。その後は、部品搬送トラック１ｄを
通って透光性のある板１ｅに導かれ、組み立て作業に適
した部品のみが組立ロボット４により取り出される。ま
た、部品同士が重なり合っている等の不適切な状態であ
る場合には、該当する部品が部品返送路１ｇを通して導
かれる。そして、傾斜面１ｆの急峻な部分を通過する間
に部品の反転、分離が行なわれ、部品搬送トラック１ｄ
に導入されて、透光性のある板１ｅに向かって再循環さ
れる。したがって、上記実施例と比較して再循環のため
の所要時間を短縮できる。さらに、部品搬送路１ｃを通
して導かれる部品と部品返送路１ｇを通して導かれる部
品との導入方向を互に離れる方向になるように傾斜面１
ｆの形状が設定されているのであるから、部品搬送路１
ｃから導入される部品と部品返送路１ｇから導入される
部品とが混合されてしまうという不都合を確実に防止で
き、高い分離、整列効果を達成できるので、上記実施例
と比較して部品供給効率を高めることができる。

【００２５】尚、この発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えば、表裏を認識する必要がない部品
に対応させて照明装置を何れか一方のみとすることによ
り構成を簡素化することが可能であるほか、ボウルフィ
ーダとして円筒ボウルを用いたもの、段付ボウルを用い
たもの等を採用することが可能であり、その他、この発
明の要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更を
施すことが可能である。

【００２６】

【発明の効果】

【００２７】請求項１の発明は、部品を再循環させるた
めの落差を段部に起因する落差のみにできねので、部品
が広幅部に戻される場合の衝撃を著しく低減して部品、
部品搬送トラックの損傷を大幅に低減できるのみなら
ず、取り出し対象とならなかった部品がボウルではなく
部品搬送トラックの広幅部に戻されるのであるから、部
品が戻されることに起因して分離、整列効果が低下され
るという不都合を防止でき、しかも、部品が段部を通過
してから画像検出手段の視野内に到達するまでの所要時
間を大幅に短縮できるので、ボウル内部の部品量が少な
い場合であっても部品供給効率を高めることができると
いう特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の部品供給装置の一実施例を示す平面
図である。

【図２】要部拡大斜視図である。

【図３】この発明の部品供給装置を組み込んだ組み立て
システムを概略的に示す斜視図である。

【図４】この発明の部品供給装置の他の実施例を示す要
部拡大斜視図である。

【図５】この発明の部品供給装置のさらに他の実施例を
示す平面図である。

【図６】要部拡大斜視図である。

【図７】従来の画像処理装置付の部品供給装置のボウル
フィーダを示す斜視図である。

【図８】図７に示す構成の部品供給装置を組み込んだ部
品供給システムを示す概略図である。

【図９】本件発明者らが考えた部品供給装置を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１ａ ボウル １ｂ 側板 １ｃ 部品搬送路 １ｄ 部品搬送トラック １ｄｗ 広幅部 １ｆ
傾斜面 １ｇ 部品返送路 ３ａ 画像検出部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボウル（１ａ）の外側所定位置に配置した
   部品搬送トラック（１ｄ）の所定位置に正対する画像検
   出手段（３ａ）を配置してあるとともに、部品搬送トラ
   ックの画像検出手段（３ａ）の視野よりも上流側の所定
   範囲を広幅に形成してあるとともに、部品搬送トラック
   （１ｄ）の画像検出手段（３ａ）の視野よりも下流側を
   部品搬送トラック（１ｄ）の広幅部（１ｄｗ）と連通し
   てあり、広幅部（１ｄｗ）の最も上流側に部品反転用の
   段部（１ｆ）を設けてあることを特徴とする部品供給装
   置