JP2013173587A - 部品供給装置および部品供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の複雑化や大型化あるいは作業環境の悪化などを招くことなく部品同士が接触することを低減可能な部品供給装置および部品供給方法を提供する。
【解決手段】予め設定された間隔を存して互いに平行に配置された２本の掬いバー２５を有するエンドエフェクタ１１を上下動可能、傾動可能、且つ回転可能に保持するロボット１２と、上方が開口した貯留室を有し底部ならびにエンドエフェクタ１１に対向する側の壁部に掬いバーを貯留室の上方まで移動可能に案内するスリットが形成されている部品箱１３と、掬いバーをスリットに沿って移動させ貯留室に貯留されている部品を掬い取る制御、および貯留室の上方まで移動した掬いバーを回転させ掬いバー間に挟まれることなく掬い取られた部品を振り落とす制御を実行する制御部１５と、部品箱１３から掬い取られた部品を載置する載置部１４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、部品供給装置および部品供給方法に関する。

従来、ロボットなどの自動組立装置に対して部品を整列した状態で供給する部品供給装置が知られている。例えば、特許文献１には、ボウルユニットに多数の部品を貯留しておき、ボウルユニットに貯留した部品を整列させて供給するパーツフィーダ（部品供給装置）が記載されている。このパーツフィーダは、ボウルユニットに多数の部品を貯留しておき、部品を貯留した状態のボウルユニットに振動を加え、振動した部品がボウルユニットの内壁側に設けられている加工溝を遡ることで部品を整列させている。

しかしながら、特許文献１のような構成の場合、ボウルユニットに貯留されている部品は、振動が加えられることにより互いに接触を繰り返すことになる。その結果、部品は、表面にキズなどの打痕が生じたり、ねじであればねじ山がつぶれたりするなどのおそれがあった。この場合、ボウルユニットに対して振動が加えられることから、ボウルユニットの全体で部品が接触することになり、貯留されている全ての部品に打刻が生じる可能性がある。そして、部品がボウルユニットに貯留されてからパーツフィーダから取り出されるまで継続的に振動が加えられることから、部品同士あるいは部品とボウウルユニットとの接触が繰り返し発生し、部品に打刻が生じるおそれがさらに高まっていた。また、ボウルユニットを振動させるための加振器を設ける必要があること、貯留されている部品の量に応じて加振量を変更する制御が必要になること、あるいは、複数の部品を供給する場合には複数のボウルユニットを設けるとともに各ボウルユニット間に振動が伝わることがないように防振機構を設ける必要があることなどから、装置の複雑化や大型化を招いていた。また、部品の種類ごとにボウルユニットを設計する必要があることから汎用性に乏しいという問題や、使用時間などに応じてボウルユニットのメンテナンスを必要とすることからランニングコストの上昇を招くという問題もあった。さらには、加振器から発生する騒音が作業環境を悪化させているという問題もあった。

特開昭６３−１６９４０７号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の複雑化や大型化あるいは作業環境の悪化などを招くことなく部品同士が接触することを低減可能な部品供給装置および部品供給方法を提供することにある。

請求項１記載の発明では、２本の掬いバーを有するエンドエフェクタが、上下動可能、傾動可能、且つ回転可能にロボットに保持されている。そして、２本の掬いバーを水平な状態を保ったまま貯留室の下方から上方まで移動させることにより、貯留室内に貯留されている部品は、２本の掬いバー間に挟まれた状態で掬い取られる。なお、ここでいう水平とは、掬いバーと部品箱の底部とが概ね水平である状態も含んでおり、掬いバーから部品がこぼれ落ちるのを防止するために例えば掬いバーの先端側を若干上方に傾斜させたような状態であってもよい。つまり、部品箱に貯留されている部品は、貯留されているとき、および掬い取られるときのいずれにおいても振動が加えられることがない。そのため、部品同士の接触を低減することができるとともに、部品に打刻などが生じるおそれを低減することができる。この場合、特許文献１のような加振器などを設ける必要がないことから装置の複雑化や大型化を招くことがなく、また、部品を掬い取るときに騒音が発生しないことから作業環境の悪化などを招くこともない。

また、部品箱には、その底部から壁部にわたって、掬いバーを移動可能に案内するスリットが設けられている。そのため、２本の掬いバーは、部品箱内を通って、より具体的には、部品箱に設けられている貯留室内を通って、部品箱の下方から上方まで移動する。このとき、２本の掬いバーは、部品の大きさに応じた予め設定された間隔を存して互いに平行に配置されている。例えば部品としてねじを想定した場合、２本の掬いバーは、ねじの頭部よりも狭く、軸部よりも広い間隔で配置されている。この場合、ねじは、軸部が２本の掬いバーに挟まれた状態、且つ、頭部が掬いバー上に載った状態で掬い取られるものの、軸部が掬いバー上に載った状態すなわち軸部が掬いバーに挟まれていない状態で掬い取られる可能性もある。そこで、掬いバーを貯留室の上方まで移動させた後、エンドエフェクタつまり掬いバーをアーム部の回転軸を中心に回転させることにより、掬いバー間に挟まれることなく掬い取られた部品、より簡易的に言えば、正しい位置で掬い取ることができなかった部品を振り落とすことができる。これにより、正しく掬い取られた部品、換言すると、一定の向きにそろった状態で掬い取られた部品だけを、載置部に載置することができる。

請求項２記載の発明では、部品箱には、壁部の内壁側が底部に設けられているスリットに向かって傾斜したすり鉢状の貯留室が形成されている。そのため、貯留室内に貯留されている部品は、スリットの近傍に集められる。換言すると、貯留室をすり鉢状に形成することにより、部品は、スリットに案内されて移動する掬いバーの移動範囲の近傍に集められることになる。これにより、掬いバーによる部品の掬い取りの確実性を向上させることができる。また、部品をスリットの近傍に集めることにより、最後の一つまで部品を掬い取ることができるようになる。さらに、掬いバーはスリットにより案内されるので、掬いバーとスリット近傍に集められた部品との相対的な位置関係は常に一定となる。これにより、貯留室に貯留されている部品の量に応じた制御などが不要となり、装置や制御の複雑化を招くこともない。

請求項３記載の発明では、部品箱は、部品の種類に応じて複数設けられている。このため、複数種類の部品を載置する場合であってもその都度他の部品箱に交換する必要が無く、作業効率を向上させることができる。また、上記したように部品箱を振動させる必要がないことから、複数の部品箱を設けたとしても、部品の掬い取り時および載置部への載置時に他の部品箱からの影響が生じることもない。したがって、複数種類の部品を供給する必要がある場合であっても、上記した特許文献１の除振機構のような複雑な構成を必要とすることなく、複数種類の部品を供給することができる。

請求項４記載の発明では、２本の掬いバーは、アーム部の回転軸心に対して重力方向に偏心した位置に設けられている。そのため、掬いバー上に載っている部品を振り落とすためにエンドエフェクタを回転させた際、部品に遠心力が働くことで掬いバー間に挟まれている部品は振り落とされることがない一方、掬いバー上に載っている部品を回転により振り落とすことができる。また、例えばねじを掬い取った際に軸部の途中までが掬いバーに挟まれているような状態であったとしても、部品に遠心力が働くことにより、頭部が掬いバーに接触する状態まで移動させることができ、掬い取られた部品を常に一定の状態で掬いバーで挟むことができる。

請求項５記載の発明では、エンドエフェクタを固定部と固定部に対して相対的に移動可能であり掬いバーがそれぞれ取り付けられる２つの移動部とで構成し、部品の種類に応じて掬いバー間の間隔を変更する。これにより、上記した請求項３の発明のように複数の部品箱から異なる種類の部品を掬い取る場合であっても、エンドエフェクタを取り替える作業が不要となり、作業効率を向上させることができる。

請求項６記載の発明では、掬いバーを導電性材料で形成するとともに、掬いバー間の導通を検知する導通検知部を設け、導通検知部による検知結果に基づいて部品を掬い取ったか否かを判定する。これにより、例えば金属など導電性材料で形成された部品を掬い取る際、掬いバー間の導通を検知することで、部品を掬い取ったか否かを判定することができる。したがって、部品を掬い取ってから載置するまでの一連の作業工程において、掬い取りに失敗した場合には、再度掬い取りを行うことができるようになり、作業効率を向上させることができる。

請求項７記載の発明では、掬いバーを導電性材料で形成するとともに、掬いバーを導電性材料で形成された検査バーに接触させた際に掬いバー間の導通を検知する導通検知部を設け、導通検知部による検知結果に基づいて２本の掬いバーが平行に配置されているか否かを判定する。そのため、例えば部品を掬い取る前に掬いバーが平行であるか否かを判定しておくことにより、掬いバーが平行でないことにより掬い取りが失敗する可能性を低減することができる。

請求項８記載の発明では、載置部として重力シュートを採用し、掬いバーを載置部に向かって傾斜させることで部品を載置する。掬いバーに掬い取られる部品は、掬いバーの長手方向のどの位置で掬い取られるかが不明である。つまり、掬いバー上の部品の位置は、その都度変化する。そこで、部品の自重で移動且つ整列させることができる重力シュートを載置部として採用することにより、掬いバーを載置部に向かって傾斜さてることで掬いバー上のどの位置に部品があったとしても部品を整列した状態で載置部に載置することができるようになる。

請求項９記載の部品供給方法の発明では、２本の掬いバーを部品箱内で移動させて当該部品箱に貯留されている部品を掬い取る掬い取り工程と、掬い取り工程において掬いバー間に挟まれることなく掬い取られた部品を振り落とす振り落とし工程と、振り落とし工程にて振り落とされることなく前記掬いバーにて掬い取られた前記部品を載置部に載置する載置工程と、を実行する。つまり、上記した特許文献１のように振動を加えることで部品を取得および整列するのではなく、掬い取り工程にて部品同士の接触を回避しつつ部品を掬い取った後、振り落とし工程にて正しく掬い取れなかった部品を振り落としている。これにより、部品同士の接触が低減され、部品に打刻などが生じるおそれを低減することができる。

一実施形態による部品供給装置の構成を模式的に示す図 ロボットの外観を模式的に示す図 図２のＩＩＩ領域を拡大した図 エンドエフェクタの外観を模式的に示す図 導通検知部の構成を模式的に示す図 部品箱の外観を模式的に示す図 スリット、部品および掬いバーの大きさの関係を模式的に示す図 部品箱を載置するターンテーブルを模式的に示す図 載置部の外観を模式的に示す図 重力シュートの部品検知部の構成を模式的に示す図 部品を載置するマガジンの外観を模式的に示す図 マガジン検知部の構成を模式的に示す図 部品供給処理の流れを示す図 バー検査工程を模式的に示す図その１ バー検査工程を模式的に示す図その２ バー検査工程を模式的に示す図その３ 掬い取り工程を模式的に示す図 振り落とし工程を模式的に示す図 掬いバーにより掬い取られた部品を模式的に示す図 部品検査工程を模式的に示す図 その他の実施形態における部品を模式的に示す図

以下、部品供給装置および部品供給方法の一実施形態について、図１から図２０を参照しながら説明する。
図１に示すように、部品供給装置１０は、エンドエフェクタ１１を保持するロボット１２、複数の部品箱１３、複数の載置部１４、制御部としてのロボットコントローラ１５を備えている。

ロボット１２は、本実施形態ではいわゆる６軸の垂直多回転関節型のものを採用しており、周知のようにロボットコントローラ１５によって制御されている。このロボット１２は、図２に示すように、ベース部１６、ショルダ部１７、第一アーム１８、第二アーム１９、第三アーム２０および第四アーム２１を備えている。なお、第三アーム２０は、一般的にリスト回転軸（手首回転軸）とも称され、第四アーム部２１は、一般的には手首曲げ軸とも称される。これらベース部１６、ショルダ部１７および第一〜第四の各アームは、それぞれの接続部位に図示しない回転関節を有しており、互いに順次連結されていわゆるロボットアームを構成している。ロボット１２の場合、ベース部１６は、例えば工場の床などの設置面に固定されている。ショルダ部１７はベース部１６を中心に水平方向に旋回可能に連結され、第一アーム１８はショルダ部１７の先端側において図２の上下方向（鉛直方向）に旋回可能に連結され、第二アーム１９は第一アーム１８の先端側において上下方向に旋回可能に連結され、第三アーム２０は第二アーム１９の先端側において第二アーム１９の軸方向に対して回転可能に連結され、第四アーム２１は第三アーム２０の先端側において第三アーム２０を中心に上下方向に旋回可能に連結されている。

第四アーム２１は、その先端側にフランジ２２が設けられている。フランジ２２は、概ね円柱状に形成されており、第四アーム２１内に設けられている図示しない回転駆動部に接続されている。回転駆動部は、図示しないモータや減速機、ならびにフランジ２２を回転可能に支持する軸受部材などで構成されており、軸受部材に支持されたフランジ２２を回転駆動する。このとき、エンドエフェクタ１１も、フランジ２２とともに回転駆動される。第四アーム２１は、特許請求の範囲に記載したアーム部に相当する。

このフランジ２２には、エンドエフェクタ１１が取り付けられている。エンドエフェクタ１１は、図３および図４に示すように、フランジ２２に固定されている固定部２３、固定部２３に対して水平方向に相対的に移動可能な２つの移動部２４、各移動部２４にそれぞれ設けられている掬いバー２５および把持バー２６を備えている。２つの移動部２４は、図４（Ａ）に示すように互いが接近した状態、および、図４（Ｂ）に示すように互いが離間した状態のように、その間隔を変更可能に構成されている。そのため、各移動部２４にそれぞれ設けられている掬いバー２５および把持バー２６も、互いの間隔を変更可能になっている。

掬いバー２５は、対象となる部品の種類特に部品の大きさや形状に応じて、予め設定された間隔を存して互いに平行に設けられている。掬いバー２５は、上記したように移動部２４を移動させることによりその間隔を変更可能となっているものの、対象となる部品の種類に応じて、後述する掬い取り工程（図１３参照）の前に所定の間隔を存した状態に配置される。掬いバー２５は、図３に示すように、第四アーム２１の回転軸心Ｌｃよりも図示下方側、すなわち、回転軸心Ｌｃよりも重力方向の下側に位置している。つまり、掬いバー２５は、図４に示すように、第四アーム２１の中心である中心点Ｏに対して、径方向外側に偏心した位置に設けられている。また、各掬いバー２５は、その間隔を変更した場合であっても、第四アーム２１の回転軸心Ｌｃよりも重力方向に沿って下側に位置するように構成されている。

この掬いバー２５は、例えば金属などの導電性材料で形成されており、図５に示すように、導通検知部２７に接続している。掬いバー２５は、その一方がヒューズ２８を介してＤＣ＋２４Ｖの電源に接続しており、他方が入力抵抗２９を介してフォトカプラ３０に接続している。このため、掬いバー２５間が例えば金属製の物体（部品、あるいは後述する検査バー６０）により短絡された場合、導通検知部２７からロボットコントローラ１５に対して、掬いバー２５間が導通したことを示す信号が出力される。このため、ロボットコントローラ１５は、導通検知部２７から出力される信号に基づいて、掬いバー２５間が導通しているか否かを判定することが可能となる。なお、図５に示した導通検知部２７の構成は一例であり、掬いバー２５間の導通を検知できれば他の構成を採用してもよい。

部品箱１３は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、底部３１ならびに底部３１を囲う前壁部３２、側壁部３３および後壁部３４を有している。これら前壁部３２、側壁部３３および後壁部３４は、特許請求の範囲に記載した壁部に相当する。なお、図６（Ａ）は部品箱１３の平面図、図６（Ｂ）は正面図、図６（Ｃ）は側面図である。部品箱１３には、底部３１から前壁部３２の上部（本実施形態の場合、前壁部３２に設けられている切り込み部３５）まで連続する２本のスリット３６が設けられている。本実施形態の場合、前壁部３２が特許請求の範囲に記載した「エンドエフェクタと対向する側の壁部」に相当する。側壁部３３は、図６（Ｂ）に示すように、底部３１および各壁部により形成される貯留室３７側の内壁３３ａが底部３１に設けられているスリット３６に向かって傾斜している。また、後壁部３４も、図６（Ｃ）に示すように、貯留室３７側の内壁３４ａが底部３１に設けられているスリット３６に向かって傾斜している。このため、貯留室３７は、底部３１に設けられているスリット３６に向かうにつれて先細りのすり鉢状に形成されている。

スリット３６は、図７に示すように、その幅Ｗ１が、掬いバー２５の直径φｄよりも大きく、且つ、部品としてねじ３８を想定した場合にはねじ３８の軸部の直径φＤよりも小さく形成されている。このため、ねじ３８の軸部の直径φＤ、スリット３６の幅Ｗ１および掬いバー２５の直径φｄの関係は、φＤ＞Ｗ１＞φｄとなっている。このとき、スリット３６の間隔Ｗ２は、掬いバー２５の間隔Ｗ３に併せて、掬いバー２５を挿入可能な大きさ、つまりは、部品の種類に併せて設定されている。なお、掬いバー２５の間隔Ｗ２は、ねじ３８の頭部の幅Ｗ４よりも小さく、且つ、軸部の直径φＤよりも大きく設定されている。また、底部３１の幅Ｗ５は、２本のねじ３８が横並びになることがないように、頭部の幅Ｗ４の２倍未満に設定されている。

この部品箱１３は、図１に示すように、インデックステーブル４０上に８つ設けられている。これら８つの部品箱１３は、互いに異なる種類の部品を貯留していてもよいし、同じ部品を貯留していてもよい。インデックステーブル４０は、図８に示すように、その下方にモータ４１および減速器４２が設けられており、部品箱１３ごと回転駆動される。このため、部品箱１３は、図１に示すように、８つのうちいずれか１つがロボット１２つまりはエンドエフェクタ１１と対向する位置に配置される。換言すると、本実施形態では、ロボット１２と部品箱１３とは、常に一定の位置関係になるように構成されている。

載置部１４は、図９（Ａ）に示すような平行に配置された２本の整列レール４３が、図９（Ｂ）に示すように傾斜した状態で設置されたいわゆる重力シュートである。この載置部１４では、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように掬いバー２５から部品例えばねじ３８が投入されると、部品が自重で下方（図示左方）に移動するとともに、整列レール４３によって整列される。そして、載置部１４の左端側から１つずつ部品が取り出される。載置部１４の傾きは、図９（Ｂ）に示す高さ調整部４４と、図９（Ｃ）に示す高さ調整部４４の上端が挿入される長穴４５とにより、部品の種類に応じて調整可能となっている。例えば部品が比較的軽い場合には載置部１４の傾きは大きく設定され、部品が比較的重い場合には傾きが小さく設定される。

また、載置部１４は、図１０に示すように、載置検知部４６および満載検知部４７を備えている。載置検知部４６は、上記した導通検知部２７と同様の構成となっており、図９（Ａ）に示す整列レール４３の左端側の電極４６ａと電極４６ｂとの間が短絡されると、その旨を示す信号をロボットコントローラ１５に出力する。一方、満載検知部４７は、図９（Ａ）に示す整列レール４３の右端側の電極４７ａと電極４７ｂとの間が短絡されると、その旨を示す信号をロボットコントローラ１５に出力する。そして、ロボットコントローラ１５は、載置検知部４６および満載検知部４７から出力される信号に基づいて、後述するように部品の取得および取得した部品の載置部１４への載置を制御する。また、載置部１４は、整列レール４３を移動する部品を押さえるための押さえ板４８も設けられている。

さて、本実施形態のロボット１２は、部品を供給する部品供給装置１０としての機能に加えて、供給された部品をワークに取り付ける機能も有している。具体的には、ロボット１２は、部品をワークに取り付ける機能として、図１１に示すように、部品をマガジン５０の孔部５１に挿入する機能を有している。なお、この機能は、部品をワークに取り付ける一例であり、例えばワークにねじ止めを行うような機能などであってもよい。マガジン５０は、導電性材料で形成された接触子５２が設けられており、マガジンラック５３に挿入された状態では接触子５２とマガジンラック５３の端子部５４とが接触する。端子部５４は、図１１（Ｂ）に示すように、接触子５２に対応する位置に２つの電極５４ａおよび電極５４ｂを有しており、接触子５２が接触すると、電極５４ａおよび電極５４ｂ間が短絡される。この端子部５４はマガジンラック５３側に４つ設けられており、それぞれの端子部５４に対応して、図１２に示すように４つのマガジン検知部５５が設けられている。各マガジン検知部５５は、上記した導通検知部２７と同様の構成を備えており、電極間が短絡されると、その旨を示す信号を出力する。つまり、ロボットコントローラ１５には、４ビットの信号が出力される。

この接触子５２は、マガジン５０の種類に応じて、マガジンラック５３の端子部５４に対応した異なる位置に設けられている。そのため、ロボットコントローラ１５は、出力された信号に基づいて、４ビット分すなわち１６種類まで識別することができる。なお、接触子５２によりマガジン５０が設置されていることを検出するためには少なくとも１つの接触子５２が必要となるので、識別可能なマガジン５０の種類は例えば最大で１５種類になる。

次に、上記した部品供給装置１０、および部品供給方法の作用について説明する。
部品供給装置１０のロボットコントローラ１５は、図１３に示す部品供給処理を実行している。ロボットコントローラ１５は、まずバー検査工程を実行する（ステップＳ１）。このバー検査工程では、掬いバー２５の平行度、すなわち、掬いバー２５が互いに平行に配置されているか否かが検査される。ロボットコントローラ１５は、図１４に示すように掬いバー２５を導電性材料で形成された検査バー６０に近づけた後、図１５に示すように、掬いバー２５間の間隔を狭めていく。このとき、ロボットコントローラ１５は、検査バー６０を中心として左右対称となるように、掬いバー２５に接触するはずの位置まで掬いバー２５の間隔を狭めていく。このため、掬いバー２５が平行でない場合には、一方の掬いバー２５が検査バー６０に接触しても他方の掬いバー２５が検査バー６０に接触しないので、掬いバー２５間が短絡されることがない。つまり、掬いバー２５が平行でない場合すなわち掬いバー２５間の間隔は正しく設定されていない場合には、導通検知部２７によって掬いバー２５間の導通が検知されない。そのため、ロボットコントローラ１５は、掬いバー２５に接触するはずの位置まで掬いバー２５の間隔を狭めていっても導通を検知しなかった場合には、掬いバー２５が平行でないと判断する。一方、ロボットコントローラ１５は、導通を検知した場合には、掬いバー２５が平行であると判断する。

また、ロボットコントローラ１５は、このバー検査工程において、掬いバー２５の先端の不揃いの検査も行う。図１５に示す検査において導通が確認できたとしても、先端が不揃いの状態では、正しく部品を掬い取ることができないおそれがある。そこで、ロボットコントローラ１５は、図１６に示すように、エンドエフェクタ１１を通常の位置（図３、図４参照）から９０度回転させ、検査バー６０の側方から（右方あるは左方から）掬いバー２５を検査バー６０に接触させることで、先端の不揃い度を検査する。

掬いバー２５の先端がそろっている場合、掬いバー２５が検査バー６０に接触するはずの位置までエンドエフェクタ１１を移動させたとき、図１６（Ａ）に示すように、２本の掬いバー２５が同時に検査バー６０に接触する。このとき、掬いバー２５間が短絡されることから、導通検知部２７により導通が検知される。そのため、導通が検知された場合には、掬いバー２５の先端が揃っていると判断することができる。これに対して、掬いバー２５の先端が不揃いの場合には、図１６（Ｂ）または（Ｃ）に示すように、掬いバー２５が検査バー６０に接触するはずの位置までエンドエフェクタ１１を移動させたとしても、いずれかの掬いバー２５が検査バー６０に接触しないことにある。この場合、掬いバー２５間が短絡されないことから、導通検知部２７では導通が検知されない。そのため、導通が検知されなかった場合には、掬いバー２５の先端が不揃いであると判断することができる。

このように、ロボットコントローラ１５は、まず掬いバー２５の平行度および不揃い度を検査し、掬いバー２５が平行で無い場合、あるいは、先端が不揃いである場合には、その旨を例えば作業者に報知することにより、エンドエフェクタ１１の確認を促す。なお、バー検査工程は、例えば当日の最初の作業の開始時に実行したり、部品の種類が変更された際に実行したり、後述する掬い取り工程を行うごとに実行したりするなど、必要に応じて適宜実行すればよい。

以下、部品としてねじ３８を想定した場合について説明する。なお、この時点では、載置部１４にねじ３８が載置されていないものとする。
ロボットコントローラ１５は、上記した載置検知部４６による検知結果に基づいてねじ３８が載置されていないと判定すると、掬い取り工程を実行する（ステップＳ２）。この掬い取り工程では、図１７（Ａ）に示すように、掬いバー２５を部品箱１３の底部３１に対して概ね水平な状態を保ったまま、エンドエフェクタ１１を上方に移動させる。このとき、掬いバー２５は、図１７（Ｂ）に示すようにスリット３６に案内された状態で貯留室３７内を移動し、貯留室３７に貯留されているねじ３８を掬い取る。これにより、貯留室３７内に貯留されているねじ３８を、過度の振動にさらすことなく、また、ねじ３８同士が接触するおそれを低減した状態で掬い取ることができる。

さて、掬いバー２５でねじ３８を掬い取った際には、ねじ３８の軸部が掬いバー２５間に挟まれた状態で掬い取られると想定される。しかし、部品箱１３には多数のねじ３８が貯留されていることから、図１８（Ａ）に示すように、掬いバー２５に挟まれることなく、掬いバー２５上に載った状態でねじ３８が掬い取られる可能性がある。

そこで、ロボットコントローラ１５は、掬い取り工程の後に、振り落とし工程を実行する（ステップＳ３）。この振り落とし工程では、ロボットコントローラ１５は、エンドエフェクタ１１を時計回り、および反時計回りに９０度回転させる。なお、いずれか一方にのみ回転させるのであってもよい。これにより、図１８（Ｂ）あるいは（Ｃ）に示すように掬いバー２５上に載っているねじ３８は、重力によって下方すなわち貯留室３７に落下する。一方、掬いバー２５間に挟まれているねじ３８は、遠心力が働くことで掬いバー２５に押しつけられる。その結果、図１８（Ｄ）に示すように、掬いバー２５間に挟まれたねじ３８だけが残ることになる。これにより、正しく掬い取られなかった（掬いバー２５間に挟まれていない）ねじ３８は掬いバー２５から振り落とされるとともに、正しく掬い取られている（掬いバー２５間に挟まれている）ものの、例えば頭部が少し浮いた状態で掬い取られたねじ３８は、掬いバー２５に押しつけられ、正しい位置まで移動する。これにより、図１９に示すようにねじ３８が掬いバー２５間に正しく挟まれた状態（ねじ３８の場合、軸部が掬いバー２５間に位置し、頭部が掬いバー２５に接触している状態）になり、例えば箱から載置部１４まで移動する間にねじ３８が床に落下することなどを防止することができる。

その後、ロボットコントローラ１５は、導通検知部２７により掬いバー２５間の導通を確認し、ねじ３８を掬い取ったか否かを判定している。このとき、ねじ３８を掬い取っていないと判定した場合には、再度掬い取り工程を実行する。ここで、導通検知部２７による導通の確認を振り落とし工程の後に行っているのは、掬い取られたねじ３８が振り落とし工程にて振り落とされる可能性を考慮してのことである。

部品を掬い取ったことを確認すると、ロボットコントローラ１５は、載置工程を実行する（ステップＳ４）。この載置工程では、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように掬いバー２５を載置部１４に向けて傾動することにより、ねじ３８を載置部１４に投入する。投入されたねじ３８は、載置部１４の整列レール４３に沿って自重で図示左方まで移動する。これにより、後述するように、エンドエフェクタ１１の把持バー２６により、ねじ３８を１つずつ把持することが可能になる。そして、ロボットコントローラ１５は、ねじ３８が満載になったか否かを判定し（ステップＳ５）、満載でなければ（Ｓ５：ＮＯ）、満載になるまでステップＳ２〜Ｓ４の処理を繰り返す。そして、満載された場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、部品検査工程を実行する（ステップＳ６）。

この部品検査工程では、ロボットコントローラ１５は、まず載置部１４からねじ３８を１つ取得する。具体的には、ロボットコントローラ１５は、図２０（Ａ）に示すように、エンドエフェクタ１１に設けられている把持バー２６によりねじ３８の頭部を把持する。続いて、ロボットコントローラ１５は、図２０（Ｂ）に示すようにねじ３８を把持した状態で、図２０（Ｃ）に示すようにねじ３８の軸部が押し当て台６１に当接するまでエンドエフェクタ１１を移動させる。そして、エンドエフェクタ１１が停止した座標が所定位置であるか否か、より具体的には、基準となる軸部の長さに応じて予め設定されている許容差を含んだ範囲内であるか否かに基づいて、ねじ３８の軸部の長さ（いわゆる首下長さ）を検査する。例えば軸部が基準よりも長ければ所定位置まで到達する前にエンドエフェクタ１１は停止し、軸部が基準よりも短ければ所定位置を超えてエンドエフェクタ１１が移動することから、軸部の長さが適正であるか否かを判定することができる。なお、部品検査工程にて不良と判定された部品は、例えば異物置場６２（図１参照）などに置かれる。

部品検査工程を終了すると、ロボットコントローラ１５は、組立工程を実行する（ステップＳ７）。この組立工程では、上記したように、マガジンラック５３に設置されているマガジン５０の孔部５１にねじ３８が挿入される。そして、全ての孔部５１にねじ３８を挿入すると部品供給処理を終了する。

このように、部品供給装置１０は、部品箱１３から掬い取った部品を載置部１４に載置することにより、部品に打刻などのキズを付けるおそれを低減しつつ、後工程（本実施形態の場合、部品検査工程および組立工程）において部品を１つずつ取得できる態様にて部品の供給を行っている。

以上説明した部品供給装置１０および部品供給方法によれば、次のような効果を奏する。
部品供給装置１０は、２本の掬いバー２５を有するエンドエフェクタ１１を上下動可能、傾動可能、且つ回転可能にロボット１２に取り付け、２本の掬いバー２５を水平な状態を保ったまま貯留室３７の下方から上方まで移動させることにより、貯留室３７内に貯留されている部品を掬い取っている。このため、部品箱１３に貯留されている部品は、貯留されているとき、および掬い取られるときのいずれにおいても振動が加えられることがない。これにより、部品同士の接触が低減されるとともに、部品に打刻などが生じるおそれを低減することができる。

この場合、部品を掬い取っていることから、部品箱１３を振動させる必要がない。そのため、加振器などを設ける必要が無く、装置の複雑化や大型化を招くことがない。また、騒音や振動が発生しないことから、作業環境の悪化などを招くこともない。
部品供給装置１０の部品箱１３は、その底部３１から壁部にわたって、掬いバー２５を移動可能に案内するスリット３６が設けられており、２本の掬いバー２５は、部品箱１３に設けられている貯留室３７内を通って部品箱１３の下方から上方まで移動する。これにより、部品としてのねじ３８は、軸部が２本の掬いバー２５に挟まれ、頭部が掬いバー２５上に載った状態で掬い取ることができる。

スリット３６は、その幅Ｗ１や間隔Ｗ２を部品の種類に応じて設定する必要があるもの、例えば部品がねじ３８の場合、軸部の長さが異なっていたとしても軸部の直径が同じであれば共用することができる。したがって、複数種類の部品に対して部品箱１３を共通化でき、汎用性の向上させることができる。また、スリット３６そのものは単なる溝であることから容易に加工することができ、加工コストの低減をも図ることができる。

部品としてのねじ３８は、軸部が掬いバー２５上に載った状態すなわち軸部が掬いバー２５に挟まれていない状態で掬い取られる可能性があるものの、掬いバー２５を貯留室３７の上方まで移動させた後にエンドエフェクタ１１をアーム部の回転軸を中心に回転させることにより、掬いバー２５間に挟まれることなく掬い取られた部品、より簡易的に言えば、正しい位置で掬い取ることができなかった部品を振り落としている。これにより、掬いバー２５間に挟まれた部品、換言すると、一定の向きにそろった状態で掬い取られた部品だけを載置部１４に載置することができる。

貯留室３７は、底部３１に設けられているスリット３６に向かって先細りのすり鉢状に形成されている。そのため、貯留室３７内に貯留されている部品は、スリット３６の近傍すなわち掬いバー２５の移動範囲の近傍に集められることになる。これにより、掬いバー２５を移動させた際の部品の掬い取り確実性を向上させることができる。また、部品をスリット３６の近傍に集めることにより、最後の一つまで部品を掬い取ることができるようになる。

この場合、掬いバー２５はスリット３６により案内されるので、掬いバー２５とスリット３６近傍に集められた部品との相対的な位置関係は常に一定となる。これにより、貯留室３７に貯留されている部品の量に応じた制御などが不要となり、装置や制御の複雑化を招くことがない。

後工程にて使用する部品の種類に応じて複数の部品箱１３を設けているので、複数種類の部品を使用する際に部品箱１３を交換する必要が無く、作業効率を向上させることができる。この場合、上記したように部品箱１３を振動させる必要がないことから、複数の部品箱１３を設けたとしても、部品の掬い取り時および載置部１４への載置時に、他の部品箱１３からの影響が生じることがない。したがって、複数種類の部品を供給する場合であっても、装置の複雑化を招くことなく、複数種類の部品を供給することができる。

また、部品箱１３をインデックステーブル４０上に設けることにより、部品箱１３は常に１つがロボット１２に対向する位置に配置される。ロボット１２はいわゆるティーチングによりその動作が設定されるものの、部品箱１３との位置関係が常に一定であることから、掬い取り工程に対するティーチングは１回だけ行えばよいことになる。したがって、準備作業の負荷を低減することができる。

２本の掬いバー２５は、アーム部の回転軸心Ｌｃに対して重力方向に偏心した位置に設けられている。そのため、掬いバー２５上に載っている部品を振り落とすためにエンドエフェクタ１１を回転させた際、部品に遠心力が働くことで掬いバー２５間に挟まれている部品は振り落とされることがない一方、掬いバー２５上に載っている部品を回転により振り落とすことができる。また、例えばねじ３８を掬い取った際に軸部の途中までが掬いバー２５に挟まれているような状態であったとしても、遠心力により頭部が掬いバー２５に接触する状態まで移動させることができ、掬い取られた部品を常に一定の状態で掬いバー２５で挟むことができる。

部品供給装置１０は、部品の種類に応じて掬いバー２５間の間隔を変更するので、複数の部品箱１３から異なる種類の部品を掬い取る場合であっても、エンドエフェクタ１１を取り替えるなど作業が不要となり、作業効率を向上させることができる。
掬いバー２５を導電性材料で形成しているので、例えば金属などの導電性材料で形成された部品を掬い取った際、掬いバー２５間が導通するので、部品を掬い取れたか否かを確認することで判定することができる。この場合、掬い取り工程後に判定を行うことで、掬い取りに失敗した場合には再度掬い取り工程を実行することで、部品を掬い取っていないにも関わらず載置工程を無意味に実行することなどを抑制でき、作業効率を向上させることができる。

掬い取り工程の前に掬いバー２５の平行度および不揃い度を判定しているので、掬いバー２５が平行でないことにより掬い取りが失敗する可能性を低減することができる。
載置部１４として重力シュートを採用しているので、部品は、掬いバー２５を載置部１４に向かって傾斜させることで自重により移動して載置される。これにより、掬いバー２５を載置部１４に向かって傾斜させることで掬いバー２５上のどの位置に部品があったとしても部品を整列した状態で載置部１４に載置することができるようになる。
掬い取り工程と振り落とし工程とを実行する部品供給方法を採用することにより部品に振動を加えることなく部品の取得が可能になるので、部品同士の接触が低減され、部品に打刻などが生じるおそれを低減することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、一実施形態にて例示したものに限定されることなく、例えば以下のように変形あるいは拡張することができる。

一実施形態では部品としてねじ３８を対象としたが、他の部品であってもよい。例えば、図２１（Ａ）に示すようなセムスねじ７０の場合、部品同士が接触を繰り返すと座金が噛み合ってしまうことなどから特許文献１のような加振型のパーツフィーダでは供給が困難な場合がある。しかし、本発明の部品供給装置１０および部品供給方法を採用すれば、セムスねじ７０のような構造であっても部品同士が噛み合ったりすることなく部品を載置部１４に載置して供給することができる。また、図２１（Ｂ）に示すような球状の部品７１や図２１（Ｃ）に示すような楕円形状の部品７２などであっても、本発明の部品供給装置１０および部品供給方法を採用すれば、部品同士の衝突による打痕などを生じさせることなく供給することができる。

部品箱１３や載置部１４の数は、一実施例に示したものに限定されない。
導電性でない部品を対象とする場合には、近接センサなどを設けて部品を掬い取ったか否かを判定する構成としてもよい。
一実施例の部品箱１３には、貯留室３７の上方が全面的に開口した形状を採用したが、ゴミや振り落とし工程において隣接する部品箱１３から万が一の部品の混入などを防止するために上部に蓋を設けてもよい。この場合、エンドエフェクタ１１を部品箱１３の切り込み部３５（図６（Ｂ）参照）まで移動させ、振り落とし工程を実施した後にエンドエフェクタ１１を手前側（ロボット１２側）に引き抜くようにすればよい。つまり、部品箱１３は、その上部つまり貯留室の上方が全て開口した形状である必要はなく、一部を閉鎖したり、掬いバー２５を出し入れ可能な大きさの開口部を有する形状としてもよい。

インデックステーブル４０に設置された部品箱１３をマガジン５０と同様にその種類を識別可能な構成とし、識別結果に基づいて必要な部品を貯留している部品箱１３をロボット１２に対向する位置に配置する構成としてもよい。
一実施形態では掬いバー２５間の間隔を変更可能な構成としたが、複数のエンドエフェクタ１１を取り替える構成としてもよいことは勿論である。

図面中、１０は部品供給装置、１１はエンドエフェクタ、１２はロボット、１３は部品箱、１４は載置部、１５はロボットコントローラ、２３は固定部、２４は移動部、２５は掬いバー、２７は導通検知部、３１は底部、３２は前壁部（壁部）、３３は側壁部（壁部）、３３ａは内壁、３４は後壁部（壁部）、３４ａは内壁、３６はスリット、３７は貯留室、６０は検査バーを示す。

Claims (9)

1. ワークに取り付ける部品を整列した状態で供給する部品供給装置であって、
   前記部品の大きさに応じて予め設定された間隔を存して互いに平行に配置された２本の掬いバーを有するエンドエフェクタを上下動可能、傾動可能、且つ回転可能に保持するアーム部を有するロボットと、
   底部および前記底部を囲う壁部によって形成され上方が開口した貯留室を有し、前記底部ならびに前記エンドエフェクタに対向する側の前記壁部に、２本の前記掬いバーを前記底部の下方から前記貯留室内を通って前記貯留室の上方まで移動可能に案内する２本のスリットが形成されている部品箱と、
   前記ロボットに対して、２本の前記掬いバーを前記部品箱の前記底部に対して水平な状態に維持しつつ前記スリットに沿って移動させ前記貯留室に貯留されている前記部品を掬い取る制御、および、前記貯留室の上方まで移動した前記掬いバーを前記エンドエフェクタとともに前記アーム部の回転軸を中心に回転させ前記掬いバー間に挟まれることなく掬い取られた前記部品を振り落とす制御を実行する制御部と、
   前記部品箱から前記掬いバーにより掬い取られた前記部品を載置する載置部と、
   を備えることを特徴とする部品供給装置。
2. 前記部品箱は、前記壁部の前記貯留室側の内壁が前記底部に設けられている前記スリットに向かって傾斜しており、前記底部に向かって先細りのすり鉢状の前記貯留室が形成されていることを特徴とする請求項１記載の部品供給装置。
3. 前記部品箱は、前記部品の種類に応じて複数設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の部品供給装置。
4. 前記エンドエフェクタの２本の前記掬いバーは、前記アーム部の前記回転軸心に対して重力方向に偏心した位置に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の部品供給装置。
5. 前記エンドエフェクタは、前記アーム部に固定される固定部と、前記固定部に対して相対的に移動可能であり前記掬いバーがそれぞれ取り付けられる２つの移動部とを有し、
   前記制御部は、前記貯留室から掬い取る前記部品の種類に応じて、前記移動部を前記固定部に対して相対的に移動させ２本の前記掬いバー間の間隔を変更する制御をさらに実行することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の部品供給装置。
6. ２本の前記掬いバーは、それぞれ導電性材料で形成されており、
   ２本の前記掬いバー間の導通を検知する導通検知部をさらに備え、
   前記制御部は、前記導通検知部による検知結果に基づいて、前記部品を掬い取ったか否かを判定することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の部品供給装置。
7. ２本の前記掬いバーは、それぞれ導電性材料で形成されており、
   導電性材料で形成され、前記掬いバーと接触した際に当該掬いバー間を短絡する検査バーと、
   ２本の前記掬いバー間の導通を検知する導通検知部をさらに備え、
   前記制御部は、前記導通検知部による検知結果に基づいて、２本の前記掬いバーが平行に配置されているか否かを判定することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の部品供給装置。
8. 前記載置部は、載置された部品が自重によって移動する重力シュートであり、
   前記制御部は、前記掬いバーを前記載置部に向かって傾斜させて前記部品を載置する制御を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の部品供給装置。
9. 部品の大きさに応じて予め設定された間隔を存して互いに平行に配置された２本の掬いバーを部品箱内で移動させ、当該部品箱に貯留されている部品を前記掬いバー間に挟んで掬い取る掬い取り工程と、
   前記掬い取り工程において２本の前記掬いバー間に挟まれることなく前記掬いバーに掬い取られた前記部品を、前記掬いバーを回転することで振り落とす振り落とし工程と、
   前記振り落とし工程にて振り落とされることなく前記掬いバーにて掬い取られた前記部品を載置部に載置する載置工程と、
   を実行することを特徴とする部品供給方法。

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