JP7343383B2

JP7343383B2 - ワークピッキング装置

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Publication number: JP7343383B2
Application number: JP2019229571A
Authority: JP
Inventors: 広大小山; 優坂本
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2023-09-12
Anticipated expiration: 2039-12-19
Also published as: JP2021095282A

Description

本発明は、ワークを１つずつロボットアームによりピッキングするワークピッキング装置に関する。

例えば、電気コネクタのハウジング等の部品やその他各種の物品を、ロボットアームで１つずつ取り出して向きを整えた状態で、組立工程などへ向けて払い出すワークピッキング装置が広く知られている。これらのピッキング装置では、テーブル面上にばらばらな状態で載る複数のワークの位置および姿勢を表す画像情報をカメラで取得し、その情報に基づいてロボットアームによりピッキング可能なワークを特定して、ワークを１つずつロボットアームにより取り上げる。そして、取り上げたワークをロボットアームからワーク払い出し装置に受け渡し、ワーク払い出し装置によって、ワークを１つずつ所定の向きでそれぞれワーク払い出しトレイ（例えば、挿入状態においてワークの向きが変わらないような樋状のトレイ）に払い出すようにしている。

ところで、特許文献１に記載の装置のように、ロボットアームでワークを取り上げた場合、ロボットアームの姿勢を制御することによって、水平面内でワークの向きを左右方向や前後方向に変えることは容易にできるが、ロボットアームはワークを上方に持ち上げて下方に降ろす動作を取る関係から、垂直面内での向きを変えることは容易ではない。例えば、上下外面を上下に向けた姿勢のワークを、上下外面を左右に向けた姿勢に変えたり、左右外面を左右に向けた姿勢のワークを、左右外面を上下に向けた姿勢に変えたりすることは容易にできない。

そのため、ロボットアームで取り上げ可能と認識されるワークの姿勢（向き）の選択肢が少なくなり、選択不可になるたびにピッキング操作を「待ち」にして供給側のワークの姿勢変更操作をする必要があり、その分だけ作業時間が増加するという問題がある。また、向きの異なるワークの姿勢を、払い出し装置に装備した転回機構や反転機構で変更するというものもあるが、設備が複雑化するという問題がある。

また、特許文献２には、一部が磁性体で構成されたワークの向きを電磁石を用いて変えることができる装置が記載されているが、コネクタハウジング等の樹脂で形成されたワークをピッキングする装置には適用できない。

国際公開第２０１７／１５４７１９号国際公開第２０１７／９４１１１号

上述のように、従来では、設備の複雑化を避けながら、ロボットアームで取り上げたワークの向きを簡単に変えることができず、そのためロボットアームでピッキング可能なワークの姿勢の選択肢が少なくなり、結果的に作業時間が長くなるという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、特別な転回装置を組み込まない簡単な構成で、磁性体などに材種を問わない各種のワークを縦向きから横向きに変えたり横向きから縦向きに変えたりすることができ、結果的に作業時間（サイクルタイム）の短縮を図ることのできるワークピッキング装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係るワークピッキング装置は、下記（１）～（４）を特徴としている。
（１）ワークを掴んで移動し、移載予定箇所にて、掴んだワークを解放するロボットアームと、
前記ロボットアームの動作を制御する制御装置と、
前記移載予定箇所に配置され、前記ロボットアームから解放されるワークを受け取って、所定の向きで当該ワークを払い出しトレイに向けて払い出すワーク払い出し装置と、
を備え、
前記払い出し装置は、
前記ロボットアームの掴んだワークが載置されるテーブルと、
前記ワークのサイズに応じた高さを有して前記テーブル上のワーク載置予定部に隣接配置され、テーブル上に載置されたワークの位置や姿勢を整えるガイドと、
前記テーブル上に載置されたワークを前記払い出しトレイに向けて押し出すワーク押し出し手段と、
を有しており、
前記制御装置は、
前記ロボットアームが掴んだワークを前記払い出し装置に受け渡すときに、前記ロボットアームが掴んだワークの向きに応じて、前記ワーク載置予定部に直接ワークを載せて前記ロボットアームから前記ワークを離す通常載置モードと、前記ガイドの前記ワーク載置予定部に隣接する側の縁部に、該縁部よりも前記ワーク載置予定部側に重心が位置するように前記ワークを載せ、その状態で前記ロボットアームから当該ワークを離すことにより、前記ガイドの縁部を支点にして当該ワークを転回させ当該ワークの向きを変える姿勢変換載置モードと、のいずれか一方の載置モードを選択し、選択した載置モードで動作するように前記ロボットアームを制御する、
ことを特徴とするワークピッキング装置。

（２）前記ガイドは、前記ワーク押し出し手段による押し出し方向に沿って配置されると共に、前記ワーク載置予定部を挟んで前記テーブル上に互いに間隔をおいて一対配置されており、
前記制御装置は、前記姿勢変換載置モードを選択するときに、前記ロボットアームが掴んだワークの向きに応じて、姿勢変換のために当該ワークを転回させる向きを決定し、その決定内容に応じて、一対の前記ガイドのうちいずれのガイドの縁部にワークを載せるかを選択し、選択した前記ガイドの縁部に当該ワークを載せるように前記ロボットアームの動作を制御する、
ことを特徴とする上記（１）に記載のワークピッキング装置。

（３）一対の前記ガイドは、互いの間隔を狭めたり広げたりできるように前記テーブル上にスライド自在に配置され、
前記制御装置は、一対の前記ガイドのスライド位置を制御して、ワークが前記テーブル上のワーク載置予定部に載置された後に、一対の前記ガイドの間隔を狭めることで当該ワークの向きを整える、
ことを特徴とする上記（２）に記載のワークピッキング装置。

（４）前記ワーク払い出しトレイが複数並置されており、
前記ワーク払い出し装置の前記テーブルと前記ガイドと前記ワーク押し出し手段とが、任意の前記ワーク払い出しトレイの位置にスライド位置決め可能とされた挿入ユニットに装備されている、
ことを特徴とする上記（１）～（３）のいずれかに記載のワークピッキング装置。

上記（１）の構成のワークピッキング装置によれば、ロボットアームが掴んだワークを払い出し装置に受け渡すときに、制御装置が、ロボットアームが掴んだワークの向きに応じて、通常載置モードまたは姿勢変換載置モードのいずれか一方を選択する。
例えば、ワーク払い出しトレイに対して横向きにワークを払い出す必要がある場合は、ロボットアームが掴んだワークの向きが横向きならば、制御装置が通常載置モードを選択し、ワークを横向きのままロボットアームからワーク払い出し装置のテーブル上に受け渡す。一方、ロボットアームが掴んだワークの向きが縦向きならば、制御装置が姿勢変換載置モードを選択し、ワークをガイドの縁部に重心をずらして載せる。そうすると、ロボットアームから解放された段階でワークがガイドの縁部を支点にして９０°転回してテーブル上に載る。それにより、ワークの向きが縦向きから横向きに変換される。したがって、全てのワークを横向き姿勢でテーブルから払い出しトレイに払い出すことができる。
反対に、例えば、ワーク払い出しトレイに対して縦向きにワークを払い出す必要がある場合は、ロボットアームが掴んだワークの向きが縦向きならば、制御装置が通常載置モードを選択し、ワークを縦向きのままロボットアームからワーク払い出し装置のテーブル上に受け渡す。一方、ロボットアームが掴んだワークの向きが横向きならば、制御装置が姿勢変換載置モードを選択し、ワークをガイドの縁部に重心をずらして載せる。そうすると、ロボットアームから解放された段階で、ワークがガイドの縁部を支点にして９０°転回してテーブル上に載る。それにより、ワークの向きが横向きから縦向きに変換される。したがって、全てのワークを縦向き姿勢で、テーブルから払い出しトレイに払い出すことができる。
このように必要に応じてワークの姿勢を転換をさせることで、ワーク払い出し装置によるワークの払い出し姿勢を揃えることができる。そのため、ロボットアームで掴む際のワークの向きを、横向きと縦向きの両方に設定することができる。つまり、ピッキング可能なワークの姿勢が増えるので、ピッキングチャンスを増やすことができ、ロボットアームの待ち時間を減らして作業時間を短縮することができる。
また、ワークの姿勢転換は、ロボットアームからワーク払い出し装置へのワークの置き位置を変化させるだけで行うことができるため、磁性体などにワークの材種を問わない。しかも、特別な姿勢転換装置を設けるわけではないので、機械的な設備の簡素化を図ることができる。

上記（２）の構成のワークピッキング装置によれば、一対のガイドのうちどちらのガイドの縁部にワークを重心をずらしながら載せるかによって、テーブル上に転がらせる際のワークの転回方向を異ならせることができる。一対のガイドを左右のガイドとした場合、例えば、左側のガイドの右側の縁部にワークを重心をずらしながら載せると、ワークを右側に転回させることができる。したがって、ワークの左面を上方に向けることができる。また、右側のガイドの左側の縁部にワークを重心をずらしながら載せると、ワークを左側に転回させることができる。したがって、ワークの右面を上方に向けることができる。

上記（３）の構成のワークピッキング装置によれば、テーブル上にワークが載った後にガイドの幅を狭めることで、たとえワークの向きが斜めになっていたとしても、真っ直ぐに向き直らせることができる。そのため、ワーク払い出しトレイに対しての押し出し手段によるワークの払い出しをスムーズに行うことができる。

上記（４）の構成のワークピッキング装置によれば、挿入ユニットを、ワークを払い出す対象のワーク払い出しトレイに位置決めすることにより、任意のワーク払い出しトレイに対してワークを払い出すことができる。

本発明によれば、特別な転回装置を組み込まない簡単な構成で、磁性体などに材種を問わない各種のワークを縦向きから横向きに変えたり横向きから縦向きに変えたりすることができ、その結果、作業時間（サイクルタイム）の短縮を図ることができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係るワークピッキング装置の全体構成を示す斜視図である。図２は、ワークピッキング装置の全体構成を示す概略平面図である。図３は、ワークピッキング装置に含まれるワーク供給装置の構成を示す斜視図である。図４は、ワーク供給装置の構成を示す側面図である。図５は、ワーク供給装置の一部の構成を取り出して示す斜視図である。図６は、ワーク供給装置の運用形態を示す概略側面図で、図６（ａ）はトレイＡを上昇させて供給側とし、トレイＢを下降させて排出側とし、コンベアを正転搬送させているときの状態を示す図、図６（ｂ）はトレイＢを上昇させて供給側とし、トレイＡを下降させて排出側とし、コンベアを逆転搬送させているときの状態を示す図である。図７は、ワークピッキング装置に含まれるワーク払い出し装置の構成を示す斜視図である。図８は、図７の要部拡大図である。図９は、ワーク払い出し装置のテーブルに対してロボットアームが、掴んだワーク（横向き姿勢のワーク）を通常載置モードで受け渡すときの動作説明図で、図９（ａ）はロボットアームがテーブルの上方に位置決めされている状態を示す正面図、図９（ｂ）はロボットアームからテーブル上にワークを受け渡した後の状態を示す正面図、図９（ｃ）はテーブル上にワークが載置された後に左右のガイドの幅を狭めてワークの姿勢を整えている状態を示す正面図である。図１０は、ワーク払い出し装置のテーブルに対してロボットアームが、掴んだワーク（縦向き姿勢のワーク）を姿勢変換載置モードで受け渡すときの動作説明図で、図１０（ａ）はロボットアームが、図中左側のガイドの縁部に、重心をガイドから外してワークを載せるように位置決めされている状態を示す正面図、図１０（ｂ）はロボットアームから離されたワークがガイドの縁部を支点にして図中右側に９０°転回してテーブル上に横向き姿勢で載る様子を示す正面図、図１０（ｃ）は縦向きから横向きに姿勢転換された状態でテーブル上にワークが載った状態を示す正面図、図１０（ｄ）は左右のガイドの幅を狭めてワークの姿勢を整えている状態を示す正面図である。図１１は、ワーク供給装置のトレイの動作フローを示すフローチャートである。図１２は、ワーク供給装置のコンベアの動作フローを示すフローチャートである。図１３は、ピッキング装置のカメラの撮像動作フローを示すフローチャートである。図１４は、ピッキング装置のロボットアームの動作フローを示すフローチャートである。図１５は、ワーク払い出し装置の挿入ユニットの動作フローを示すフローチャートである。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るワークピッキング装置の全体構成を示す斜視図、図２は、ワークピッキング装置の全体構成を示す概略平面図である。

図１および図２に示すように、このワークピッキング装置Ｍは、平面レイアウトの中央にピッキング作業用のロボット１を備えており、そのロボット１の左右両側に２つのワーク供給装置１１（１０）、１２（１０）を備え、そのロボット１の前側に払い出し装置（ワーク払い出し装置）７を備え、更にそのワーク払い出し装置７の前側に払い出しトレイ装置（ワーク払い出しトレイ装置）８を備えている。

本実施形態では、ワークＷが、略六面体（直方体）の電気コネクタのハウジング（例えば、自動車用のコネクタハウジング）である場合を例にとって説明するが、ワークの例はそれに限らないし、形状や材種も問わない。

直方体ブロック状のワークＷは、前面、後面、上面、下面、左面、右面の６つの外面を有する。払い出し装置７による払い出しトレイ装置８に向けたワークＷの払い出し姿勢は、例えば、前面を前方、後面を後方に向けた姿勢とする（逆でもよい）。また、説明の便宜上、上下面を幅広面、左右面を幅狭面とし、幅広の上下面を上下方向に向け、幅狭の左右面を左右方向に向けた姿勢を横向き姿勢と呼ぶ。また、幅広の上下面を左右方向に向け、幅狭の左右面を上下方向に向けた姿勢を縦向き姿勢と呼ぶ。

ロボット１は、その本体部の中心を鉛直な中心軸として水平方向に旋回可能なロボットアーム２を備えている。ロボットアーム２の先端には、ワークＷを掴んだり掴んだワークＷを離したりする開閉自在なチャック３が設けられている。ロボットアーム２は、チャック３の三次元方向の位置や、チャック３により掴まれたり離されたりするワークＷの向きを少なくとも水平面内で自由に変えられる機能を有する。

ロボット１から見て左右のワーク供給装置１１、１２は、ロボット１の中心から等距離の位置に左右対称に配置されており、ロボット１は、ランダムに左右のワーク供給装置１１、１２からワークＷを１つずつ取り出すことができる。払い出し装置７は、ロボットアーム２からチャック３が掴んだワークＷを受け取り、そのワークＷを、払い出しトレイ装置８に配置された樋状の払い出しトレイ８９の一つに、一定の向きに揃えて払い出し（挿入）する機能を有する。

左右のワーク供給装置１１、１２（１０）には、上方に、それぞれ三次元計測器としての撮像カメラ５が設置されている。これらの撮像カメラ５は、ワーク供給装置１１、１２（１０）のコンベア２３（後述）上に展開されたワークＷの上方から見た画像情報を取得する。ピッキング装置Ｍには、この撮像カメラ５の取得した情報から、ピッキングすべき特定の１つのワークＷの位置と姿勢を認識する機能を有した制御装置１００を備えている。この制御装置１００は、ロボット１は勿論、ワーク供給装置１１、１２や払い出し装置７を制御する機能など、ピッキング装置Ｍの全体を制御する機能を備えている。

このワークピッキング装置Ｍの特徴は、制御装置１００が、ロボット１を駆動制御して、特定の１つのワークＷをピッキングして払い出し装置７に払い出すまでの動作期間中に、並行して次のような作業を行えるようにした点にある。例えば、ロボット１の動作と独立して、制御装置１００は、ワーク供給装置１１、１２や払い出し装置７を動作させる。また、次にピッキングすべきターゲットを探索すべく、いずれかのワーク供給装置１１、１２のコンベア２３上のワークＷを撮像カメラ５に撮像させ、その情報から次にピッキングすべき１つのワークの位置や姿勢を認識する。

次に、ワーク供給装置１０（１１、１２）について詳しく説明する。
図３はワーク供給装置１０の構成を示す斜視図、図４は側面図、図５は、ワーク供給装置１０の一部の構成を取り出して示す斜視図、図６は、ワーク供給装置１０の運用形態を示す概略側面図である。

図１に示す左右のワーク供給装置１１、１２は、同じ構成のものであり、それぞれの動作を独立に制御することができるようになっている。図２～図４に示すように、各ワーク供給装置１０は、ワークピッキング装置Ｍの前後方向に直線状に配置された２つのワーク収容トレイ（以下、単にトレイともいう）２１、２２と、それら２つのワーク収容トレイ２１、２２の間に配置された１台のベルト式のコンベア２３と、を有している。

コンベア２３は、搬送面（ベルトの上面）２３ａを上に向けて水平面内の前後方向に正逆搬送が可能なものであり、搬送面２３ａを、ロボットアーム２によるピッキング対象のワークＷの載るテーブル面としている。撮像カメラ５は、搬送面（テーブル面）２３ａ上にばらばらな状態で載せられた複数のワークＷの位置および姿勢の画像情報を取得する。制御装置１００は、その画像情報に基づいて、ロボットアーム２によりピッキング可能なワークＷを特定して、コンベア２３の搬送面２３ａ上のワークＷを１つずつロボットアーム２にピッキングさせる。

２つのトレイ２１、２２は、コンベア２３の搬送方向の一方の端部および他方の端部にそれぞれ配置されており、搬送の向き（正転搬送および逆転搬送の向き）に応じて、搬送方向の上流側に位置するときにはコンベア２３の搬送面２３ａへ供給するワークＷを収容し、搬送方向の下流側に位置するときにはコンベア２３の搬送面２３ａから排出されるワークＷを収容する機能を果たす。

２つのトレイ２１、２２を区別するために、ワークピッキング装置Ｍにおいてコンベア２３の前側に位置するトレイ２１を「トレイＡ」と呼び、ワークピッキング装置Ｍにおいてコンベア２３の後側に位置するトレイ２２を「トレイＢ」と呼ぶ。運転初期状態においては、トレイＡにワークＷが投入される。そのため、トレイＡはホッパー状に形成されている。

トレイＡ、トレイＢには、コンベア２３の搬送方向と平行な方向に前後スライドする底板３５が設けられている。各トレイ２１、２２のスライドする底板３５の前後方向については、コンベア２３に近づく方向を「前方」と言い、コンベア２３から離れる方向を「後方」と言う。

トレイＡ、トレイＢには、少なくともこの底板３５を上下に昇降させる昇降機構３１が設けられている。本実施形態では、周壁を含めてトレイＡ、トレイＢ全体が上下に昇降するようになっている。また、各トレイ２１、２２には、該各トレイ２１、２２の底板３５を、コンベア２３の搬送面２３ａの端部に向けて前進させることで、トレイ２１、２２に収容されたワークＷを搬送面２３ａの上に送り出す底板駆動機構３２が備わっている。

制御装置１００は、２つのトレイ２１、２２の昇降機構３１を制御して、コンベア２３の正逆搬送の方向に応じて、搬送方向の上流側のトレイ２１、２２の底板３５を搬送面２３ａ以上の高さに上昇させると共に、搬送方向の下流側のトレイ２１、２２の底板３５を搬送面２３ａより低い高さに下降させる。

ここでは、トレイＡ側からトレイＢ側にワークＷを搬送するときのコンベア２３の搬送方向（矢印ＨＡ方向）を「正転搬送方向」と言い、トレイＢ側からトレイＡ側にワークＷを搬送するときのコンベア２３の搬送方向（矢印ＨＢ方向）を「逆転搬送方向」と言う。

図６（ａ）はトレイＡを上昇させて供給側とし、トレイＢを下降させて排出側とし、コンベア２３を正転搬送（矢印ＨＡ方向に搬送）させているときの状態を示す図、図６（ｂ）はトレイＢを上昇させて供給側とし、トレイＡを下降させて排出側とし、コンベア２３を逆転搬送（矢印ＨＢ方向に搬送）させているときの状態を示す図である。

各トレイ２１、２２は、図５に示すように、トレイ２１、２２内にワークがあるかないかを検出するトレイ内センサ３７と、トレイ２１、２２の出口にワークがあるかないかを検出するトレイ出口センサ３８と、を備えている。各センサ３７、３８の信号は制御装置１００に入力され、制御装置１００は、それらの信号に基づいて、トレイ２１、２２の昇降機構３１や底板駆動機構３２などの動作を制御する。

制御装置１００は、例えば、２つのトレイ２１、２２のうち、上昇位置にある一方（供給側）のトレイ２１、２２が空になったことを知らせる信号に応答して、トレイ昇降機構３１を駆動制御し、空になった一方（供給側）のトレイ２１、２２を下降させると共に、他方（排出側）のトレイ２１、２２を上昇させて、供給側と排出側の役割を交替させる。またそれに対応させて、コンベア２３の搬送方向を逆転させる。

次に、払い出し装置７について詳しく説明する。
図７は、払い出し装置７の構成を示す斜視図、図８は、図７の要部拡大図である。

払い出し装置７は、図２に示すように、ロボットアーム２が取り上げたワークＷの移載予定箇所に配置されている。払い出し装置７は、ロボットアーム２から解放されるワークＷを１つずつ受け取って、所定の向きでワークＷを払い出しトレイ装置８に向けて払い出すようになっている。

図７に示すように、払い出しトレイ装置８における払い出しトレイ８９は、ピッキング装置Ｍの左右方向に並べて水平面内に複数配置されている。各払い出しトレイ８９は、ピッキング装置Ｍの前後方向に延びており、払い出し装置７から払い出されるワークＷは、次々に払い出しトレイ８９の後端に挿入されていく。挿入されたワークは、後から挿入されたワークに押されて、払い出しトレイ８９の内部を前方に移動して行き、次々にワークが払い出しトレイ８９の内部に一定の姿勢で配列されて溜まって行く。

払い出し装置７は、ワークを払い出しトレイ８９に挿入する（払い出す）ための挿入ユニット７０を備えている。挿入ユニット７０は、スライド駆動機構７１およびスライドレール７２に支持されており、スライド駆動機構７１によって、ピッキング装置の左右方向（図中矢印ＥＡ、ＥＢ方向）にスライドさせられ、任意の払い出しトレイ８９に対応した位置に位置決めされるようになっている。

挿入ユニット７０は、スライド駆動機構７１およびスライドレール７２によって、図中矢印ＥＡ、ＥＢ方向にスライド自在に支持されたスライドベース７３を有している。スライドベース７３には、ロボットアーム２の掴んだワークＷが載置されるテーブル７４と、テーブル７４上に配されてテーブル７４上に載置されたワークＷの位置や姿勢を整える一対のガイド７５Ａ、７５Ｂと、テーブル７４上に載置されたワークＷを払い出しトレイ８９に向けて押し出す（挿入する）押し出し機構（ワーク押し出し手段）７７とが装備されている。

テーブル７４はスライドベース７３に固定的に設けられており、そのテーブル７４の上面に、図８に示すように、左右方向に対向するように一対のガイド７５Ａ、７５Ｂが配置されている。これらの各ガイド７５Ａ、７５Ｂは、それぞれ四角棒状の部材からなり、前後方向（ワークＷの押し出し方向）に延びている。これら一対のガイド７５Ａ、７５Ｂは、テーブル７４の上面からガイド上面までの高さが、ワークＷのサイズに応じた高さに設定されている。つまり、後述するように、ワークＷが転回してテーブル７４上に載るときに、ちょうど転回角度が９０°に（縦向きのものが横向きに、あるいは、横向きのものが縦向きに）なるような高さに設定され、高さが小さ過ぎず大き過ぎずの値に設定されている。また、ワークＷを転回させる際には、一対のガイド７５Ａ、７５Ｂの間隔は、ワークＷが９０°転回するのに十分であり、かつ転がり過ぎないようになっている。

テーブル７４は、左右幅方向の中央領域がワーク載置予定部とされており、一対のガイド７５Ａ、７５Ｂは、中央のワーク載置予定部を挟むようにワーク載置予定部に対して隣接配置されている。また、これら左右一対のガイド７５Ａ、７５Ｂは、互いの間隔を広げたり狭めたり（つまり開閉）できるようにテーブル７４上にスライド自在に配置されている。即ち、左右一対のガイド７５Ａ、７５Ｂは、テーブル７４の左右幅方向の中心線に対して左右対称に、互いに同期して幅方向外側（図８中矢印ＧＡ方向）または内側（図８中矢印ＧＡ方向）にスライドするように、スライドベース７３上に設けられた開閉機構７８のスライド可動体に連結されている。

このように、ガイド７５Ａ、７５Ｂが開閉自在に設けられていることにより、テーブル７４上に載置されたワークＷの位置や姿勢を整えることができる。即ち、ガイド７５Ａ、７５Ｂを適当な間隔に閉じることによって、ワークＷの位置がテーブル７４の幅方向中央からずれている場合であっても、ワークＷの位置を中央に寄せることができる。また同時に、ワークＷの向きが前後方向に対して多少斜めになっている場合であっても、ワークＷの前面の向きを真っ直ぐ前方に向け直すことができる。

また、押し出し機構７７の駆動源として、スライドベース７３には押し出し駆動機構７９が設けられている。押し出し駆動機構７９のスライド可動体には、押し出し駆動機構７９によって前後進させられる前後進ブラケット７６が連結され、その前後進ブラケット７６に挿入スティック７７Ａの後端が連結支持されている。挿入スティック７７Ａは、ワーク押し出し手段７７の主要素であり、一対のガイド７５Ａ、７５Ｂ間の中間位置、即ち、テーブル７４の幅方向中間位置に配置されており、前後方向に延びている。そして、挿入スティック７７Ａは、一対のガイド７５Ａ、７５ＢによりワークＷの位置や姿勢が整えられた段階で前進操作されることによって、テーブル７４上のワークＷを払い出しトレイ８９の後端に挿入するようになっている。

次に、図９および図１０を用いて、この払い出し装置７を用いてロボット１が実行するワークＷの姿勢変換処理について説明する。

この実施形態の説明では、ワークＷの姿勢変換とは、ロボットアーム２が縦向きに掴んだワークＷを、払い出し装置７のテーブル７４上に横向きに姿勢を変えて載置すること、あるいは、ロボットアーム２が横向きに掴んだワークを、払い出し装置７のテーブル７４上に縦向きに姿勢を変えて載置することを意味する。

具体的なワークの形状サンプルを例に挙げて説明する。
ここでは、ワークＷが直方体ブロック状のものであるから、外面として、前面および後面と、上面および下面と、左右の側面と、の六面を持つ。ロボットアーム２は、前面および後面を前方および後方（逆でもよい）に向けた姿勢でワークＷを掴み、水平方向の方向性については、そのままの方向性を持ってワークＷをワーク払い出し装置７に受け渡す。このとき、ロボットアーム２の掴むワークＷの姿勢は、上下面を上下方向に向けた姿勢（横向き姿勢）と、左右面を上下方向に向けた姿勢（縦向き姿勢）のいずれかである。

制御装置１００は、ロボットアーム２が掴んだワークＷを払い出し装置７に受け渡すときに、ロボットアーム２が掴んだワークＷの向きに応じて、通常載置モードと姿勢変換載置モードとのいずれか一方の載置モードを選択する。そして、その選択した載置モードで動作するようにロボットアーム２を制御して、ワークＷを払い出し装置７に受け渡しさせる。

図９は、払い出し装置７のテーブル７４に対してロボットアーム２が、掴んだワークＷ（横向き姿勢のワークＷ）を通常載置モードで受け渡すときの動作説明図で、図９（ａ）はロボットアーム２がテーブル７４の上方に位置決めされている状態を示す正面図、図９（ｂ）はロボットアーム２からテーブル７４上にワークＷを受け渡した後の状態を示す正面図、図９（ｃ）はテーブル７４上にワークＷが載置された後に左右のガイド７５Ａ、７５Ｂの幅を狭めてワークＷの姿勢を整えている状態を示す正面図である。

また、図１０は、払い出し装置７のテーブル７４に対してロボットアーム２が、掴んだワークＷ（縦向き姿勢のワークＷ）を姿勢変換載置モードで受け渡すときの動作説明図で、図１０（ａ）はロボットアーム２が図中左側のガイド７５Ｂの縁部に重心を外してワークＷを載せるように位置決めされている状態を示す正面図、図１０（ｂ）はロボットアーム２から離されたワークＷがガイド７５Ｂの縁部を支点にして図中右側に９０°転回してテーブル７４上に横向き姿勢で載る様子を示す正面図、図１０（ｃ）は縦向きから横向きに姿勢転換された状態でテーブル７４上にワークＷが載った状態を示す正面図、図１０（ｄ）は左右のガイド７５Ａ、７５Ｂの幅を狭めてワークＷの姿勢を整えている状態を示す正面図である。

通常載置モードとは、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、テーブル７４上のワーク載置予定部に直接ワークＷを載せてロボットアーム２からワークＷを離す載置モードのことである。この載置モードを選択した場合は、姿勢変換が行われないで、ロボットアーム２の中心がテーブル７４上のワーク載置予定部の中心に位置決めされ、その状態でワークＷがテーブル７４上に載置される。載置された後は、図９（ｃ）に示すように、左右のガイド７５Ａ、７５Ｂが適当な開度まで閉じることで（図９（ｃ）中矢印ＧＢ方向）、ワークＷの姿勢が整えられる。

一方、姿勢変換載置モードとは、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、左右のガイド７５Ａ、７５Ｂのうち、いずれか一方のガイド（図示例では、前方から見て左側のガイド７５Ｂ）のワーク載置予定部に隣接する側の縁部（内側の縁部）に、該縁部よりもワーク載置予定部側に重心が位置するように位置決めしてワークＷを載せる載置モードのことである。つまり、この載置モードでは、ガイド７５Ｂの縁部を通る鉛直線Ｌよりも、ワーク載置予定部側（テーブル７４の幅方向中心側）にワークＷの重心（略図形中心）が位置するように、ワークＷをガイド７５Ｂのテーブル７４の幅方向中心側の縁部に載せる。そして、図１０（ｂ）に示すように、その状態でロボットアーム２からワークＷを離す。そうすることにより、ワークＷを、ガイド７５Ｂの縁部を支点にして、テーブル７４の幅方向中心側、つまり、図の右側に矢印Ｒで示すように倒れさせて姿勢を９０°転回させ、それにより、向きを縦向きから横向きに変えながらワークＷをテーブル７４上に載せる（図１０（ｃ））。

この載置モードを選択した場合も、図１０（ｄ）に示すように、テーブル７４上にワークＷが載置された後は、左右のガイド７５Ａ、７５Ｂが適当な開度まで閉じることで（図１０（ｄ）中矢印ＧＢ方向）、ワークＷの姿勢が整えられる。

ところで、ワークＷの姿勢を縦向きから横向きに姿勢変換する際に、上面を上に向けた横向きか、上面を下に向けた横向きか、の二通りある。例えば、図１０（ａ）では、図中ワークＷの左側の側面を上に向けるために、図１０（ｂ）のようにワークＷを右側に矢印Ｒのように転がす必要がある。それゆえに、図１０（ａ）に示すように、ワークＷを載せるガイドを図中左側のガイド７５Ｂに設定している。

これと反対に、図中ワークＷの右側の側面を上に向ける必要がある場合は、ワークＷを図中左側に転がす必要がある。それゆえ、ワークＷを載せるガイドとして、図中右側のガイド７５Ａが選択されることになる。

したがって、制御装置１００は、姿勢変換載置モードを選択するときに、ロボットアーム２が掴んだワークＷの向きに応じて、姿勢変換のためにワークＷを転回させる向きを決定し、その決定内容に応じて、一対のガイド７５Ａ、７５Ｂのうちのどちらのガイド７５Ａ、７５Ｂの縁部にワークＷを載せるかを選択して、その選択したガイド７５Ａ、７５Ｂの縁部にワークＷを載せるようにロボットアーム２の動作を制御する。

通常載置モードを選択してワークＷをテーブル７４上に載置する場合、および姿勢変換載置モードを選択してワークＷをテーブル７４上に載置する場合、のいずれの場合も、制御装置１００は、ワークＷがテーブル７４上のワーク載置予定部に載置された段階で、一対のガイド７５Ａ、７５Ｂのスライド位置を制御して、一対のガイド７５Ａ、７５Ｂの間隔を狭めることでワークＷの向きを整える。

以上の内容を整理すると、横向きあるいは縦向きの二種類の姿勢のいずれかでロボットアーム２がワークＷを掴んだ場合に、掴んだ向きのまま払い出し装置７がワークＷを受け取って、それぞれの向きに対応した払い出しトレイ８９にワークＷを払い出せる場合は問題ない。しかし、払い出しトレイ８９が、例えば、横向きのワークＷしか受け入れないものである場合、縦向きのワークＷはそのままでは払い出せない。同様に、払い出しトレイ８９が、縦向きのワークＷしか受け入れないものである場合、横向きのワークＷはそのままでは払い出せない。

そこで、横向きのワークＷしか受け入れない払い出しトレイ８９に対し横向きにワークＷを払い出す必要がある場合は、ロボットアーム２が横向きに掴んだワークＷについては、制御装置１００が通常載置モードを選択して、ロボットアーム２に、そのままの姿勢で払い出し装置７のテーブル７４にワークＷを載置させる。また、ロボットアーム２が縦向きに掴んだワークＷについては、そのままの姿勢では払い出せないので、制御装置１００が、姿勢変換載置モードを選択して、ワークＷの縦向きを横向きに姿勢変換させる。つまり、ロボットアーム２が縦向きに掴んだワークＷを、重心をずらしてワーク払い出し装置７のガイド７５Ａ、７５Ｂの縁部に載置させる。そうすることで、ワークを９０°転回させて、テーブル７４上に転がった状態で横向きにすることができる。

同様に、縦向きのワークＷしか受け入れない払い出しトレイ８９に対し縦向きにワークＷを払い出す必要がある場合は、ロボットアーム２が縦向きに掴んだワークＷについては、制御装置１００が通常載置モードを選択して、ロボットアーム２に、そのままの姿勢で払い出し装置７のテーブル７４にワークＷを載置させる。また、ロボットアーム２が横向きに掴んだワークＷについては、そのままの姿勢では払い出せないので、制御装置１００が、姿勢変換載置モードを選択して、ワークＷの横向きを縦向きに姿勢変換させる。つまり、ロボットアーム２が横向きに掴んだワークＷを、重心をずらして払い出し装置７のガイド７５Ａ、７５Ｂの縁部に載置させる。そうすることで、ワークＷを９０°転回させて、テーブル７４上に転がった状態で縦向きにすることができる。

ワークの姿勢変換は、ロボットアーム２が、チャック３の掴んだワークＷを、払い出し装置７０のテーブル７４のどこに置いて離すかによって実行される。したがって、ロボット１の動作を制御する制御装置１００がその実現機能を備えている。この制御装置１００は、また、払い出し装置７０の各駆動機構に指令を出すことによって、挿入ユニット７０のスライド動作や位置決め、ガイド７５Ａ、７５Ｂの開閉動作や位置決め、挿入スティック７７Ａの前後進動作を制御する機能も備えている。

次に、ピッキング装置Ｍの動作の流れについて、フローチャートを参照しながら説明する。
図１１は、ワーク供給装置１０のトレイ２１、２２の動作フローを示すフローチャートである。

図１１に示すように、トレイの動作制御がスタートすると、ステップＳ１０１で、トレイＡ内にワークが有るか否かをチェックする。トレイＡ内にワークが有る場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１０２に進み、トレイＡの底板３５が中間位置（前端でも後端でもない位置）に有るか否かをチェックする。トレイＡの底板３５が中間位置に有る場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ１０３に進み、トレイＡの底板を後端位置へ移動して、スタートにリターンする。

ステップＳ１０２で、トレイＡの底板３５が中間位置にないと判断（ＮＯと判断）した場合は、ステップＳ１０４に進み、トレイＡの出口にワークが有るか否かをチェックする。トレイＡの出口にワークが有る（ＹＥＳ）なら、出口側へワークを押し出すために底板３５を動かす必要がないので、そのままスタートにリターンする。

ステップＳ１０４で、トレイＡの出口にワークが無い（ＮＯ）と判断した場合は、出口側へワークを押し出すために底板３５を動かす。即ち、ステップＳ１０５に進み、トレイＡの底板３５を１ピッチだけ前進させ、ワークを出口側に押し出す。そうすることで、ワークをコンベア２３に供給することができる。なお、この底板３５の前進動作は１ピッチずつ行ってもよいし、連続して行ってもよい。ステップＳ１０５の処理が終了したら、スタートにリターンする。

次に、トレイＡ内のワークが無くなると、ステップＳ１０１の判断がＮＯとなり、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、トレイＡの底板３５が前端位置に有るか否かをチェックし、前端位置にない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１０４に進む。つまり、トレイＡ内にワークがない場合でも、底板３５が前端まで進んでない場合は、トレイＡの出口にワークがあるかどうかを確かめ（ステップＳ１０４）、出口にもない場合にはトレイＡの底板３５を前端へ向けて移動させる（ステップＳ１０５）。

トレイＡ内のワークが無くなり、トレイＡの底板３５も前端位置まで移動している場合（ステップＳ１０１の判断がＮＯでしかもステップＳ１０６の判断がＹＥＳの場合）、初めてトレイＡが空になったと判断して、ステップＳ１０７に進み、トレイＡとトレイＢの底板３５を後端位置へ移動し、次いでステップＳ１０８に進んで、トレイＡを下降させると共にトレイＢを上昇させる。つまり、供給側と排出側のトレイの役割を交替させるために、トレイＡとトレイＢの上下関係を逆転する。

次に、トレイＢが供給側となるので、ステップＳ１０９に進んで、トレイＢの底板が前端位置に有るか否かをチェックする。前端位置にない場合は、ステップＳ１０９からステップＳ１１０に進んで、トレイＢの出口にワークが有るか否かをチェックする。トレイＢの出口にワークが有る場合（ステップＳ１１０の判断がＹＥＳの場合）は、底板３５を動かす必要がないので、ステップＳ１０９に戻る。トレイＢの出口にワークがない場合（ステップＳ１１０の判断がＮＯの場合）は、出口側へワークを押し出すために底板３５を動かす。即ち、ステップＳ１１１に進み、トレイＢの底板３５を１ピッチだけ前進させ、ワークを出口側に押し出す。そうすることで、ワークをコンベア２３に供給することができる。ステップＳ１１１の処理が終了したら、ステップＳ１０９に戻る。

ステップＳ１０９で、トレイＢの底板３５が前端位置まで移動していると判断（ＹＥＳと判断）した場合は、ステップＳ１１２に進み、トレイＢの底板３５を後端位置へ移動し、次いでステップＳ１１３に進んで、トレイＢを上方させると共にトレイＢを下降させる。つまり、供給側と排出側のトレイの役割を交替させるために、トレイＡとトレイＢの上下関係を逆転する。ステップＳ１１３の処理が終了したら、スタートにリターンする。

以上のようなトレイＡ、Ｂの動作に対応してコンベア２３の動作制御も行われる。
図１２は、ワーク供給装置１０のコンベア２３の動作フローを示すフローチャートである。

図１２に示すように、コンベア２３の動作制御がスタートすると、ステップＳ２０１で、トレイＡとトレイＢはどちらが上昇位置にあるかチェックする。つまり、供給側のトレイがどちらか確認する。トレイＡが上（供給側）の場合は、ステップＳ２０２に進んで、トレイＡの出口にワークが有るか否かをチェックする。トレイＡの出口にワークが有る場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ２０３に進んで、コンベア２３を所定ピッチ分だけ正転搬送させる。ここで、コンベア２３は、必要に応じて適当なピッチ分（搬送距離）だけ搬送するものとされ、ピッチ数は任意に設定される。

トレイＡの出口にワークがない場合（ステップＳ２０２の判断がＮＯの場合）は、ステップＳ２０４で、トレイＡの底板３５が前端位置に有るか否かを確かめ、トレイＡの底板３５が前端位置にない場合は、ステップＳ２０２、２０４を繰り返し、トレイＡの出口にワークが有りとなるまで待つ。あるいは、トレイＡの底板３５が前端位置に移動するまで待つ。ただし、トレイＡの出口にワークが無い状態が続くときは、トレイ側の動作制御が優先する。

トレイＡの出口にワークがある場合（ステップＳ２０２の判断がＹＥＳの場合）、あるいは、トレイＡの出口にワークが無い場合（ステップＳ２０２の判断がＮＯの場合）でもトレイＡの底板３５が前端位置にある場合（ステップＳ２０４の判断がＹＥＳの場合）は、ステップＳ２０３に進んで、コンベア２３を所定ピッチ分だけ正転搬送させる。

コンベア２３を正転搬送（あるいは逆転搬送）させると、トレイＡ（またはトレイＢ）からワークが送り出されて来たワークが、搬送面２３ａに載りながら、撮像カメラ５の撮像領域つまりピッキング領域に運ばれる。そして、ステップＳ２０５で撮像カメラ５による撮像データを確認した後、ステップＳ２０６でピッキング可能なワークがある（取出ワークあり）かどうかを判断し、ピッキング可能なワークが無い場合は、スタートにリターンする。また、ピッキング可能なワークが有る場合は、ロボットへピッキング要求（搬送要求）を出してから、スタートにリターンする。なお、ピッキング可能なワークが有る場合は、コンベア２３はロボットがピッキングできる状態を維持することになる。

トレイＡが上（供給側）である場合は、以上のように処理が進むが、トレイＢが上（供給側）である場合も同様に処理が進められる。つまり、トレイＢが上（供給側）の場合は、ステップＳ２０１からステップＳ２０８に進んで、トレイＢの出口にワークが有るか否かをチェックする。トレイＢの出口にワークが有る場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ２０９に進んで、コンベア２３を所定ピッチ分だけ逆転搬送させる。

トレイＢの出口にワークがない場合（ステップＳ２０８の判断がＮＯの場合）は、ステップＳ２１０で、トレイＢの底板３５が前端位置に有るか否かを確かめ、トレイＢの底板３５が前端位置にない場合は、ステップＳ２０８、２１０を繰り返し、トレイＢの出口にワークが有りとなるまで待つ。あるいは、トレイＢの底板３５が前端位置に移動するまで待つ。ただし、トレイＢの出口にワークが無い状態が続くときは、コンベア２３側の動作制御より図１１のトレイ側の動作制御が優先する。

トレイＢの出口にワークがある場合（ステップＳ２１０の判断がＹＥＳの場合）、あるいは、トレイＢの出口にワークが無い場合（ステップＳ２０８の判断がＮＯの場合）であってもトレイＢの底板３５が前端位置にある場合（ステップＳ２１０の判断がＹＥＳの場合）は、ステップＳ２０９に進んで、コンベア２３を所定ピッチ分だけ逆転搬送させる。その後は、ステップＳ２０５に進み、トレイＡの場合と同じ処理となる。

上述したコンベア２３の動きに対応した撮像カメラ５の動作制御の内容を次に述べる。
図１３は、撮像カメラ５の撮像動作フローを示すフローチャートである。

この撮像カメラ５の撮像動作フローでは、コンベア２３の搬送面２３ａ上に載る複数のワークのうち、ピッキング可能なワークがあるかどうかを判定する。ピッキング可能なワークであるか否かは、上方からロボットアーム２のチャック３で掴み上げることができるワーク姿勢であること、チャッキングする際に対象ワークの周囲に邪魔になるもの（他のワークや壁等）がないこと、などが少なくとも判定条件として挙げられる。ピッキング可能なワークであるかどうかの画像判定は、撮像カメラ５で取得した画像の中の１つのワークの画像が、予め登録してある幾つかの取出面の画像（ピッキング可能なワークの画像）と一致するか否かで行う。

ここでは、制御装置１００には、予め、ピッキング対象のワークについての、ピッキング可能な状態に相当する画像（取出面の画像）が登録されているものとする。

図１３に示すように、撮像カメラ５の動作制御がスタートすると、ステップＳ３０１で、コンベア２３上のワークを撮像カメラ５で撮影する。このとき、必要な画像処理を行うこともある。次にステップＳ３０２で、ピッキング可能なワークを検索する。ここでは、取出面１の画像１と撮影画像を対比する。取出面１に合致したワークが有る場合は、ステップＳ３０３、３０４に進み、横向き姿勢または縦向き姿勢でワークをロボットアーム２が掴むときに、周囲にチャック可能なエリアが確保されているかどうか、つまり、周囲にロボットアーム２の掴み作業を邪魔するワークや壁等があるかないかを確認する。ここで、「横向き姿勢」とは、ワークの幅広面を上にした姿勢、「縦向き姿勢」とは、ワークの幅狭面を上にした姿勢のことである。

チャック可能なエリアが確保されている場合は、ステップＳ３０３またはステップＳ３０４の判定がＹＥＳとなって、ステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５では、ピッキングすべきワークの位置および姿勢の情報、取出面（掴む際に上面となる面）の情報、ピッキングするロボットアーム２のチャックの姿勢に関する情報、などを主にロボットの制御部に出力し、一連の処理を終える。

ステップＳ３０３、３０４で、チャック可能なエリアが確保されていないと判定された場合は、ステップＳ３０６に進んで、その他の取出面２～６について、ピッキング可能なワークがあるかどうかの検索を繰り返す。いずれかの取出面２～６に合致したワークが有る場合は、ステップＳ３０５に進む。また、全部の取出面についてピッキング可能なワークに一致するものがない場合は、ステップＳ３０７に進んで、「ピッキング可能なワークの該当なし」の信号を出力して一連の処理を終える。ワーク供給装置１０では、この「ピッキング可能なワークの該当なし」の信号に応じて、コンベア２３の搬送面２３ａ上にピッキング可能なワークが展開されるように動作を行う。

上述したワーク供給装置１０（トレイＡ、Ｂ、コンベア）や撮像カメラ５の動作と並行して行われるロボット１の動作制御について次に述べる。図１４は、同ピッキング装置のロボットアーム２の動作フローを示すフローチャートである。

図１４に示すように、ロボット１のピッキング動作の制御がスタートすると、ステップＳ４０１～４０３で、コンベア２３上のワークを掴みに行く。即ち、コンベア２３の上方にロボットアーム２を移動してチャック３を開き、次にワークの掴み位置にロボットアーム２を移動し、チャック３を閉じてワークを掴む。

次に、ステップＳ４０４～４０８で、掴んだワークを払い出し装置７に置きに行く。即ち、コンベア２３上のワークを掴んだロボットアーム２を上方へ移動し、ワークの払出位置の上方にロボットアーム２を移動し、ワークの払出許可信号が出るのを待って、ワークの払出位置にロボットアーム２を移動し、チャック３を開いて払い出し装置７にワークを預ける。

このとき、制御装置１００は、予めチャック３の掴んだワークの姿勢（横向きか縦向きか）を認識しているので、前述した通常載置モードでワークを払い出し装置７に受け渡すのか、姿勢変換載置モードでワークを払い出し装置７に受け渡すのかのいずれかを選択する。そして、その選択した内容に従ってワークを払い出し装置７に受け渡す位置を決定し、決定した位置にワークを預ける。

なお、ステップＳ４０５の段階で、コンベア上方のカメラ撮像エリア外にロボットアーム２が移動したら、ロボットにワーク払出許可信号を出す（ステップＳ４３０）。

ロボットアーム２が払い出し装置７にワークを預けたら、ステップＳ４０９でアームを上昇させ退避する。そして、ステップＳ４１０、４１１で、ロボットアーム２を原位置に戻すと共にロボット１を原位置に戻して、処理を終了する。なお、ステップＳ４０９の段階で、ロボットアーム２が干渉範囲外まで上昇したら、払い出し装置７に動作指令信号を出す（ステップＳ４４０）。

次に、ロボットアーム２の動きに対応した払い出し装置７の挿入ユニット７０の動作制御の内容を述べる。図１５は、挿入ユニット７０の動作フローを示すフローチャートである。

図１５に示すように、処理がスタートすると、ステップＳ５０１で、挿入ユニット７０をワーク受け取り位置に移動する。また、ガイド７５Ａ、７５Ｂを、受け取るワークの幅に応じた開度まで閉じる。これらの動作は、ロボットアーム２がコンベア２３上のワークをピッキングしに行く動作に連動して行うことができる。

次のステップＳ５０２では、挿入ユニット７０の移動完了に応じて、ロボット１に排出可能信号を送出する。次に、ステップＳ５０３で、ロボットアーム２が挿入ユニット７０にワークを置いて上方に退避したかをチェックする。この動作の完了を待ってステップＳ５０４に進み、挿入ユニット７０をワーク挿入位置（払い出し位置）に移動する。ワークの受取位置と挿入位置が同じ場合はこのステップＳ５０４は省略される。次にステップＳ５０５で挿入許可が出ているかどうかをチェックし、ＹＥＳならステップＳ５０６で、ワークを払い出しトレイ８９に挿入する。つまり、挿入スティック７７Ａを前進させて、ワークを払い出しトレイ８９に向けて押し出す。

その後は、ステップＳ５０７で、挿入スティック７７Ａを原位置に後退させ、ステップＳ５０８で、挿入ユニット７０を原位置に戻して、スタートにリターンする。

次に、以上において説明した実施形態のピッキング装置Ｍの作用効果をまとめて述べる。

実施形態のワーク供給装置１０（１１、１２）によれば、コンベア２３の両端のワーク収容トレイ２１、２２の上下の位置を切り換えながら、コンベア２３の搬送方向を切り換えることで、２つのトレイ２１、２２間でワークＷを交互に行き来させることができる。したがって、その動作に伴って、搬送面２３ａ上に展開する複数のワークＷの位置や姿勢を大幅に変えることができる。つまり、その切り換え動作に伴って、次々に新しい位置や姿勢でワークＷを搬送面２３ａの上に展開させることができる。そのため、ロボットアーム２によりピッキング可能なワークＷを見つけ出す確率を高めることができ、ピッキング作業の効率向上が図れる。

また、ワークＷが無くなるまで、２つのトレイ２１、２２間でワークＷを交互に行き来させるので、人がワークＷを集めて再投入する必要がなく、無駄な時間を少なくしながら、搬送面２３ａ上にピッキング可能な状態でワークＷを自動的に展開させることができる。しかも、コンベア２３での搬送の際に供給側のトレイ２１、２２を上昇させ、排出側のトレイ２１、２２を下降させるので、コンベア２３の搬送面２３ａに対するワークＷの供給や搬送面２３ａからのワークＷの排出をスムーズに行うことができる。また、このような動作に携わるコンベア２３は１台だけで済むので、設備構成が簡単になる。

また、実施形態のワーク供給装置１０（１１、１２）によれば、ワークＷの供給側のトレイ２１、２２が空になった段階で、供給側のトレイ２１、２２と排出側のトレイ２１、２２の役割を交替するので、無駄な動きが少なく動作が安定して設備の信頼性が高まる。

また、トレイ２１、２２の底板３５を前進させる機構を設けたことにより、トレイ２１、２２内のワークＷを残らず確実にコンベア２３の搬送面２３ａに送り出すことができる。

また、実施形態のワークピッキング装置Ｍによれば、ロボットアーム２が掴んだワークＷを払い出し装置７に受け渡すときに、制御装置１００が、ロボットアーム２が掴んだワークＷの向きに応じて、通常載置モードまたは姿勢変換載置モードのいずれか一方を選択する。

例えば、払い出しトレイ８９に対して横向きにワークＷを払い出す必要がある場合は、ロボットアーム２が掴んだワークＷの向きが横向きならば、制御装置１００が通常載置モードを選択し、ワークＷを横向きのままロボットアーム２から払い出し装置７のテーブル７４上に受け渡す。一方、ロボットアーム２が掴んだワークＷの向きが縦向きならば、制御装置１００が姿勢変換載置モードを選択し、ワークＷをガイド７５Ａ、７５Ｂの縁部に重心をずらして載せる。そうすると、ロボットアーム２から解放された段階でワークＷがガイド７５Ａ、７５Ｂの縁部を支点にして９０°転回してテーブル７４上に載る。それにより、ワークＷの向きが縦向きから横向きに変換される。したがって、全てのワークＷを横向き姿勢でテーブル７４から払い出しトレイ８９に払い出すことができる。

これと反対に、例えば、払い出しトレイ８９に対して縦向きにワークＷを払い出す必要がある場合は、ロボットアーム２が掴んだワークＷの向きが縦向きならば、制御装置が通常載置モードを選択し、ワークＷを縦向きのままロボットアーム２から払い出し装置７のテーブル７４上に受け渡す。一方、ロボットアーム２が掴んだワークＷの向きが横向きならば、制御装置１００が姿勢変換載置モードを選択し、ワークＷをガイド７５Ａ、７５Ｂの縁部に重心をずらして載せる。そうすると、ロボットアーム２から解放された段階で、ワークＷがガイド７５Ａ、７５Ｂの縁部を支点にして９０°転回してテーブル７４上に載る。それにより、ワークＷの向きが横向きから縦向きに変換される。したがって、全てのワークＷを縦向き姿勢で、テーブル７４から払い出しトレイ８９に払い出すことができる。

このように必要に応じてワークＷの姿勢を転換をさせることで、払い出し装置７によるワークＷの払い出し姿勢を揃えることができる。そのため、ロボットアーム２で掴む際のワークＷの向きを、横向きと縦向きの両方に設定することができる。つまり、ピッキング可能なワークＷの姿勢が増えるので、ピッキングチャンスを増やすことができ、ロボットアーム２の待ち時間を減らして作業時間を短縮することができる。

また、ワークＷの姿勢転換は、ロボットアーム２から払い出し装置７へのワークＷの置き位置を変化させるだけで行うことができるため、磁性体などにワークＷの材種を問わない。しかも、特別な姿勢転換装置を設けるわけではないので、機械的な設備の簡素化を図ることができる。

また、実施形態のピッキング装置Ｍによれば、一対のガイド７５Ａ、７５Ｂのうちどちらのガイド７５Ａ、７５Ｂの縁部にワークＷを重心をずらしながら載せるかによって、テーブル７４上に転がらせる際のワークＷの転回方向を異ならせることができる。例えば、左側のガイド７５Ａの右側の縁部にワークＷを重心をずらしながら載せると、ワークＷを右側に転回させることができる。したがって、ワークＷの左面を上方に向けることができる。また、右側のガイド７５Ｂの左側の縁部にワークＷを重心をずらしながら載せると、ワークＷを左側に転回させることができる。したがって、ワークＷの右面を上方に向けることができる。

また、実施形態のピッキング装置Ｍによれば、テーブル７４上にワークＷが載った後にガイド７５Ａ、７５Ｂの幅を狭めることで、たとえワークＷの向きが斜めになっていたとしても、真っ直ぐに向き直らせることができる。そのため、払い出しトレイ８９に対しての押し出し機構７７によるワークＷの払い出しをスムーズに行うことができる。

また、実施形態のピッキング装置Ｍによれば、挿入ユニット７０を、ワークＷを払い出す対象の払い出しトレイ８９に位置決めすることにより、任意の払い出しトレイ８９に対してワークＷを払い出すことができる。

なお、ワークの種類は問わないし、ワークの種類は１種類でも複数種類にしてもよい。

ここで、上述した本発明の実施形態に係るワークピッキング装置の特徴をそれぞれ以下［１］～［４］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ワーク（Ｗ）を掴んで移動し、移載予定箇所にて、掴んだワーク（Ｗ）を解放するロボットアーム（２）と、
前記ロボットアーム（２）の動作を制御する制御装置（１００）と、
前記移載予定箇所に配置され、前記ロボットアーム（２）から解放されるワーク（Ｗ）を受け取って、所定の向きで当該ワーク（Ｗ）を払い出しトレイ（８９）に向けて払い出すワーク払い出し装置（７）と、
を備え、
前記払い出し装置（７）は、
前記ロボットアーム（２）の掴んだワーク（Ｗ）が載置されるテーブル（７４）と、
前記ワーク（Ｗ）のサイズに応じた高さを有して前記テーブル（７４）上のワーク載置予定部に隣接配置され、テーブル（７４）上に載置されたワーク（Ｗ）の位置や姿勢を整えるガイド（７５Ａ、７５Ｂ）と、
前記テーブル（７４）上に載置されたワーク（Ｗ）を前記払い出しトレイに向けて押し出すワーク押し出し手段と、
を有しており、
前記制御装置（１００）は、
前記ロボットアーム（２）が掴んだワーク（Ｗ）を前記払い出し装置（７）に受け渡すときに、前記ロボットアーム（２）が掴んだワーク（２）の向きに応じて、前記ワーク載置予定部に直接ワーク（Ｗ）を載せて前記ロボットアーム（２）から前記ワーク（Ｗ）を離す通常載置モードと、前記ガイド（７５Ａ、７５Ｂ）の前記ワーク載置予定部に隣接する側の縁部に、該縁部よりも前記ワーク載置予定部側に重心が位置するように前記ワーク（Ｗ）を載せ、その状態で前記ロボットアーム（２）から当該ワーク（Ｗ）を離すことにより、前記ガイドの縁部を支点にして当該ワーク（Ｗ）を転回させ当該ワーク（Ｗ）の向きを変える姿勢変換載置モードと、のいずれか一方の載置モードを選択し、選択した載置モードで動作するように前記ロボットアーム（２）を制御する、
ことを特徴とするワークピッキング装置（Ｍ）。

［２］前記ガイド（７５Ａ、７５Ｂ）は、前記ワーク押し出し手段（７７）による押し出し方向に沿って配置されると共に、前記ワーク載置予定部を挟んで前記テーブル（７４）上に互いに間隔をおいて一対配置されており、
前記制御装置（１００）は、前記姿勢変換載置モードを選択するときに、前記ロボットアーム（２）が掴んだワーク（Ｗ）の向きに応じて、姿勢変換のために当該ワーク（Ｗ）を転回させる向きを決定し、その決定内容に応じて、一対の前記ガイド（７５Ａ、７５Ｂ）のうちいずれのガイドの縁部にワーク（Ｗ）を載せるかを選択し、選択した前記ガイドの縁部に当該ワーク（Ｗ）を載せるように前記ロボットアームの動作を制御する、
ことを特徴とする上記［１］に記載のワークピッキング装置（Ｍ）。

［３］一対の前記ガイド（７５Ａ、７５Ｂ）は、互いの間隔を狭めたり広げたりできるように前記テーブル（７４）上にスライド自在に配置され、
前記制御装置（１００）は、一対の前記ガイド（７５Ａ、７５Ｂ）のスライド位置を制御して、ワーク（Ｗ）が前記テーブル（７４）上のワーク載置予定部に載置された後に、一対の前記ガイド（７５Ａ、７５Ｂ）の間隔を狭めることで当該ワーク（Ｗ）の向きを整える、
ことを特徴とする上記［２］に記載のワークピッキング装置（Ｍ）。

［４］前記ワーク払い出しトレイ（８９）が複数並置されており、
前記ワーク払い出し装置（７）の前記テーブル（７４）と前記ガイド（７５Ａ、７５Ｂ）と前記ワーク押し出し手段（７７）とが、任意の前記ワーク払い出しトレイ（８９）の位置にスライド位置決め可能とされた挿入ユニット（７０）に装備されている、
ことを特徴とする上記［１］～［３］のいずれかに記載のワークピッキング装置（Ｍ）。

Ｍワークピッキング装置
Ｗワーク
２ロボットアーム
３チャック
７ワーク払い出し装置
８ワーク払い出しトレイ装置
７０挿入ユニット
７４テーブル
７５Ａ、７５Ｂガイド
７７押し出し機構（ワーク押し出し手段）
７７Ａ挿入スティック
１００制御装置

Claims

ワークを掴んで移動し、移載予定箇所にて、掴んだワークを解放するロボットアームと、
前記ロボットアームの動作を制御する制御装置と、
前記移載予定箇所に配置され、前記ロボットアームから解放されるワークを受け取って、所定の向きで当該ワークを払い出しトレイに向けて払い出すワーク払い出し装置と、
を備え、
前記払い出し装置は、
前記ロボットアームの掴んだワークが載置されるテーブルと、
前記ワークのサイズに応じた高さを有して前記テーブル上のワーク載置予定部に隣接配置され、テーブル上に載置されたワークの位置や姿勢を整えるガイドと、
前記テーブル上に載置されたワークを前記払い出しトレイに向けて押し出すワーク押し出し手段と、
を有しており、
前記制御装置は、
前記ロボットアームが掴んだワークを前記払い出し装置に受け渡すときに、前記ロボットアームが掴んだワークの向きに応じて、前記ワーク載置予定部に直接ワークを載せて前記ロボットアームから前記ワークを離す通常載置モードと、前記ガイドの前記ワーク載置予定部に隣接する側の縁部に、該縁部よりも前記ワーク載置予定部側に重心が位置するように前記ワークを載せ、その状態で前記ロボットアームから当該ワークを離すことにより、前記ガイドの縁部を支点にして当該ワークを転回させ当該ワークの向きを変える姿勢変換載置モードと、のいずれか一方の載置モードを選択し、選択した載置モードで動作するように前記ロボットアームを制御する、
ことを特徴とするワークピッキング装置。
前記ガイドは、前記ワーク押し出し手段による押し出し方向に沿って配置されると共に、前記ワーク載置予定部を挟んで前記テーブル上に互いに間隔をおいて一対配置されており、
前記制御装置は、前記姿勢変換載置モードを選択するときに、前記ロボットアームが掴んだワークの向きに応じて、姿勢変換のために当該ワークを転回させる向きを決定し、その決定内容に応じて、一対の前記ガイドのうちいずれのガイドの縁部にワークを載せるかを選択し、選択した前記ガイドの縁部に当該ワークを載せるように前記ロボットアームの動作を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載のワークピッキング装置。
一対の前記ガイドは、互いの間隔を狭めたり広げたりできるように前記テーブル上にスライド自在に配置され、
前記制御装置は、一対の前記ガイドのスライド位置を制御して、ワークが前記テーブル上のワーク載置予定部に載置された後に、一対の前記ガイドの間隔を狭めることで当該ワークの向きを整える、
ことを特徴とする請求項２に記載のワークピッキング装置。
前記ワーク払い出しトレイが複数並置されており、
前記ワーク払い出し装置の前記テーブルと前記ガイドと前記ワーク押し出し手段とが、任意の前記ワーク払い出しトレイの位置にスライド位置決め可能とされた挿入ユニットに装備されている、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のワークピッキング装置。