JP2001239489A - マグネットピッキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピッキング動作の再度試行回数を極力減らし
て、ワークのピッキング確率を向上させることのできる
マグネットピッキング装置を提供する。 【解決手段】 磁力ヘッド３と、この磁力ヘッド３を高
低２段に速度切換可能に昇降させる磁力ヘッド昇降手段
８を備える。磁力ヘッド３の磁気吸着力および磁力ヘッ
ド昇降手段８の昇降速度を制御する吸着昇降制御手段５
０とを設ける。磁力ヘッド３の磁気吸着力は強弱２段階
に切換可能とする。制御手段５０は、ワーク吸着後の磁
力ヘッド３の上昇過程において、吸着力が弱く、かつ上
昇速度が高速となる所定上昇区間を含むように制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数のワークか
ら一つのワークを磁力で吸着してピッキングするマグネ
ットピッキング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、旋盤等の加工素材となる多数のワ
ークを、収納ボックス等に雑然と収納しておき、収納ボ
ックス内から１個ずつピッキングして供給することが行
われている。このようなピッキングを行う装置として、
磁力ヘッドでワークを１個つずつ持ち上げ、旋盤等の工
作機械が待つ次の行程へ搬送するものがある。ワークを
１個ずつ持ち上げるのは、工作機械への搬入位置でワー
クを１列に整列して工作機械に順次搬入するためであ
る。したがって、マグネットピッキング装置がワークを
１個だけピッキングするのは、ピッキング装置が加工シ
ステムまたはラインの上流を占めることから、加工シス
テムを構築する上で、重要なポイントとなる。磁力ヘッ
ドは、磁力でワークを吸着するものであるため、２個以
上持ち上げることが予想される。そのため、磁力ヘッド
にロードセル等の重量検知器を設け、２個以上持ち上げ
た場合のエラー判定を行うものも提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、重量検知器で
２個以上持ち上げた場合のエラー判定を行うのでは、２
個以上のワークを持ち上げたとき、磁力ヘッドの励磁を
中止し、ピッキングを再度試行することが必要になり、
ワーク搬入に時間がかかる。特に、システムの起動時
に、ワークのピッキングに手間取ると、サクルタイムが
長くなる。

【０００４】この発明は、上記課題を解消するものであ
り、ピッキング動作の再試行回数を極力減らして、ワー
クのピッキング確率を向上させることのできるマグネッ
トピッキング装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のマグネットピ
ッキング装置は、複数のワークから一つのワークを吸着
するための磁気吸着力を少なくとも強弱２段階に切換可
能な磁力ヘッドと、この磁力ヘッドを少なくとも高低２
段に速度切換可能に昇降させる磁力ヘッド昇降手段と、
前記磁力ヘッドの磁気吸着力および前記磁力ヘッド昇降
手段の昇降速度を制御する吸着昇降制御手段とを備え
る。この吸着昇降制御手段は、ワーク吸着後の磁力ヘッ
ドの磁力ヘッド昇降手段による上昇過程において、前記
磁力ヘッドによる吸着力が弱く、かつ上昇速度が高速と
なる所定上昇区間を含むように制御するものとしてい
る。この構成によると、所定上昇区間では、弱い吸着力
で急激に持ち上げられる。そのため、磁力ヘッドが２個
以上のワークを持ち上げても、所定上昇区間において、
１個のワークを残して他のワークが振り落とされ易い。
そのため、ワークを１個だけ持ち上げる１個取りピッキ
ングの確率が高くなり、結果としてピッキングを再度試
行する回数を減らすことができる。

【０００６】この発明において、前記吸着昇降制御手段
は、前記所定上昇区間よりも上方位置では前記磁力ヘッ
ドの磁力を強くするように制御するものであっても良
い。このように、所定上昇区間の通過後は、磁力を強く
することにより、磁力ヘッドに１個だけ残されたワーク
を、途中で落下させることなく最後まで確実に持ち上げ
ることができる。このため、１個取りピッキングをより
確実にすることができる。また、この発明において、前
記吸着昇降制御手段は、ワークを吸着した後、前記所定
上昇区間に至るまでは、前記磁力ヘッドの磁気吸着力が
弱く、かつ上昇速度が低速となるように制御するもので
あっても良い。このように、ワークの持上げ開始時に、
磁気吸着力が弱く、かつ上昇速度が低速となるように制
御することで、２個以上のワークが磁力ヘッドに吸着さ
れるのを極力避けることができると共に、ワークが一つ
も磁力ヘッドに吸着されないということがないようにで
きる。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面に基
づいて説明する。図１はこの実施形態に係るマグネット
ピッキング装置の概略構成を示す平面図、図２はそのマ
グネットピッキング装置の正面断面図と、その制御系の
ブロック図とを組み合わせて示す説明図である。このマ
グネットピッキング装置は、多数のワークＷ（図３）が
雑然と収納されたワーク収納ボックス１から一つのワー
クＷをピッキングする装置であって、直交３軸方向に移
動してワークＷを吸着する磁力ヘッド３（図２）を備え
ている。ワークＷは、例えば旋削の素材となるものであ
り、円形状である。

【０００８】磁力ヘッド３は、電磁石によりワークＷを
吸着するものであり、その磁気吸着力は強弱２段階に切
換可能である。この磁力ヘッド３は、マグネットピッキ
ング装置の本体となるフレーム４に設けられたヘッド移
動手段５により、水平２軸方向（Ｘ，Ｚ方向）および鉛
直方向（Ｙ方向）に移動させられる。このヘッド移動手
段５は、前後方向（Ｘ方向）に移動する走行体６と、こ
の走行体６に沿って左右方向（Ｚ方向）に移動する横行
体７と、この横行体７に設置されて磁力ヘッド３を上下
方向（Ｙ方向）に昇降させる磁力ヘッド昇降手段８とで
構成される。走行体６は、ワーク収納ボックス１の上方
に跨がって前後方向に移動する。ヘッド移動手段５に
は、後に詳細を説明するように、走行体６の走行、横行
体７の横行、および磁力ヘッド昇降手段８の昇降を各々
行う駆動手段が各々設けられ、各駆動手段の駆動源とし
て、モータ１３，２８，３７が用いられている。

【０００９】走行体６は、フレーム４の前後方向（Ｘ方
向）に延びる左右１対の上フレーム部４ａ，４ａに掛け
渡されており、両端に設けられた１対の支持台９を介し
て上フレーム部４ａに設置されている。各支持台９は、
上フレーム部４ａに沿って設けられたレール１０に対
し、リニアベアリング１１（図２）を介して走行自在に
設置されている。左右１対の上フレーム部４ａには、そ
れぞれ巻掛伝達機構１２が設けられ、これらの巻掛伝達
機構１２をサーボモータ１３で駆動することにより、走
行体６が前後方向（Ｘ方向）に移動させられる。

【００１０】各巻掛伝達機構１２は、前後のプーリ１
４，１５にタイミングベルト等の無端ベルト１６を掛装
したものであり、ベルト１６の一部は対応する支持台９
に連結されている。サーボモータ１３の回転出力は、ギ
ヤ１７，１８を介して一方の巻掛伝達機構１２のプーリ
１５に伝達される。また、左右１対の上フレーム部４
ａ，４ａ間には駆動軸１９が架け渡されており、プーリ
１５の回転が、チェーン２０を介して駆動軸１９に伝達
され、駆動軸１９の回転が、チェーン２１を介して他方
の巻掛伝達機構１２のプーリ１５に伝達される。横行体
７は、走行体６上に設けられたレール２２に、リニアベ
アリング２３（図３）を介して走行可能に設置されてい
る。

【００１１】走行体６には巻掛伝達機構２７が設けら
れ、この巻掛伝達機構２７をサーボモータ２８で駆動す
ることにより、横行体７が左右方向（Ｚ方向）に移動さ
せられる。巻掛伝達機構２７は、左右のプーリ２９，３
０にタイミグベルト等の無端ベルト３１を掛装して構成
され、その無端ベルト３１の一部が横行体７に連結され
ている。サーボモータ２８の回転出力は、ギヤ３２，３
３を介して巻掛伝達機構２７のプーリ３０に伝達され
る。

【００１２】横行体７に設置される磁力ヘッド昇降手段
８は、昇降ロッド３６と、その駆動用のサーボモータ３
７とを備える。昇降ロッド３６は、横行体７に設けられ
た角ガイド３４に、ローラ３５を介して昇降自在に支持
されている。サーボモータ３７は、横行体７に設置さ
れ、その出力軸に固定されたピニオン３８が、昇降ロッ
ド３６に沿って設けられたラック３９に噛み合ってい
る。昇降ロッド３６の下端に、磁力ヘッド３が設けられ
ている。磁力ヘッド昇降手段８は、磁力ヘッド３の昇降
速度を高低２段に速度切換可能とされている。

【００１３】このマグネットピッキング装置は、ワーク
収納ボックス１内のワークＷの収納状態を検知するワー
ク検知手段２を備えており、制御装置４９は、その検知
結果に基づき、ワークＷを取りに磁力ヘッド３を移動さ
せる位置が制御される。ワーク検知手段２は、例えばレ
ーザ測長器が用いられ、走行体６に設置されている。な
お、制御装置４９は、予めプログラム等で定められた位
置へ磁力ヘッド３を移動させるものとし、ワーク検知手
段２を省略しても良い。

【００１４】制御装置４９は、ヘッド移動手段５および
磁力ヘッド３の制御を行う手段であり、コンピュータ式
の数値制御装置またはシーケンサ等で構成される。制御
装置４９は、基本的には、磁力ヘッド３を目標の水平位
置（Ｘ，Ｚ）まで移動させ、その水平位置（Ｘ，Ｚ）に
おける目標高さ（例えば検出されたワーク積載体高さ）
まで下降させてから、磁力ヘッド３を励磁してワークＷ
を吸着させ、磁力ヘッド３を上昇させてワークＷを持ち
上げ、磁力ヘッド３をワーク供給位置まで移動させて励
磁を解消する制御を行う。制御装置４９において、磁力
ヘッド３の吸引制御および磁力ヘッド昇降手段８を昇降
制御を行う手段が、吸着昇降制御手段５０である。

【００１５】吸着昇降制御手段５０は、次のように制御
を行う。 ワーク吸着後の磁力ヘッド昇降手段８による磁力ヘッ
ド３の上昇過程において、磁力ヘッド３による吸着力が
弱く、かつ上昇速度が高速となる所定上昇区間を含むよ
うにする。 前記所定上昇区間よりも上方位置では、磁力ヘッド３
の磁力を強くする。 ワークＷを吸着した後、前記所定上昇区間に至るまで
は、磁力ヘッド３の磁気吸着力が弱く、かつ上昇速度が
低速となるようにする。吸着昇降制御手段５０は、具体
的には図５の流れ図に示すように制御する。吸着昇降制
御手段５０による磁力ヘッド３の高さ位置の検出は、昇
降用のサーボモータ３７に設けられたパルスコーダ等の
昇降位置検出器（図示せず）またはモータ３７と別に設
けられた昇降位置検出器（図示せず）により行われる。

【００１６】上記構成の動作を説明する。ピッキング動
作においては、走行体６の走行、および横行体７の移動
により、磁力ヘッド３が目標の水平位置に達した後、次
のように磁力ヘッド３の昇降制御および磁力制御を行い
ながら、ワークＷを吸着して持ち上げる。このときの磁
力ヘッド３の制御動作を、図４の説明図と図５のフロー
図とに示す。この制御動作を、図４および図５を参照し
て以下に説明する。

【００１７】最上高さ部の水平位置から、図４（Ａ），
（Ｂ）に示すように、目標の高さ位置まで磁力ヘッド３
を下降させる（図５のステップＳ１）。このときの磁力
ヘッド昇降手段８による磁力ヘッド３の下降速度は高速
に設定され、また磁力ヘッド３は非励磁状態とされる。
磁力ヘッド３が目標位置まで下降すると、弱い磁力に励
磁され、これにより磁力ヘッド３にワークＷが吸着され
る（ステップＳ２）。このとき、磁力ヘッド３の磁力は
弱いので、１個分のワークＷが吸着される確率が高い。
なお、このときの磁力が強いと、磁力ヘッド３に２個以
上のワークＷが吸着される可能性が高くなる。

【００１８】次に、図４（Ｃ）に示すように、磁力ヘッ
ド３の上昇が開始され、上昇開始から所定高さＹ₁ まで
の上昇区間の上昇速度は低速とされる（ステップＳ
３）。このように、弱い磁力で、かつゆっくり磁力ヘッ
ド３が上昇することにより、ワークＷが１個だけ磁力ヘ
ッド３に吸着されて持ち上げられる確率が高くなる。次
に、図４（Ｄ）に示すように、磁力ヘッド３が所定の上
昇区間（高さＹ₁ からＹ₂ の区間）を上昇する間は、磁
力ヘッド３の上昇速度は、それまでの低速から高速に切
り換えられ、磁力はそのまま弱い磁力に維持される（ス
テップＳ４，Ｓ５）。このように、所定の上昇区間に達
してから、弱い磁力のままで、上昇速度が急激に高速に
切り換えられることで、例えばそれまでに磁力ヘッド３
に２個のワークＷが吸着されていても、この上昇区間に
おいて余分な１個のワークＷが振り落とされる可能性が
高まる。次に、図４（Ｅ）に示すように、磁力ヘッド３
が所定の上昇区間（高さＹ₁ からＹ₂ の区間）よりも上
方位置を上昇するときは、磁力ヘッド３の磁力は、それ
までの弱い磁力から強い磁力に切り換えられ、上昇速度
は高速が維持される（ステップＳ６，Ｓ７）。このよう
に、所定の上昇区間を過ぎてからは、磁力ヘッド３は強
い磁力に切り換えられるので、高速で上昇させても、磁
力ヘッド３に残された１個のワークＷが上昇途中で落ち
てしまう恐れが少なくなり、確実に持ち上げることがで
きる。また、高速の上昇により、サイクルタイムが短縮
される。

【００１９】この後、走行体６および横行体７の移動に
より、ワーク収納ボックス１の側方に設置されているボ
ックス５１（図１）の上まで移動し、ここで磁力ヘッド
３からワークＷが切り離されてボックス５１に受け渡さ
れる。ボックス５１に置かれたワークＷは、適宜の装置
を介して所定の工作機械に搬入される。

【００２０】このように、このマグネットピッキング装
置では、所定の上昇区間で磁力ヘッド３による吸着力が
弱く、かつ上昇速度が高速となるようにしているので、
磁力ヘッド３が２個のワークＷを吸着して持ち上げた場
合でも、上昇途中で余分な１個のワークＷが振り落とさ
れる可能性が高くなる。このため、磁力ヘッド３がワー
クＷを１個だけピッキングする確率が高くなり、ピッキ
ング動作を再度試行する回数が従来例に比べて大幅に少
なくなり、工作機械のサイクルタイムをそれだけ短縮で
きる。

【００２１】

【発明の効果】この発明のマグネットピッキング装置
は、ワーク吸着後の磁力ヘッドの磁力ヘッド昇降手段に
よる上昇過程において、磁力ヘッドによる吸着力が弱
く、かつ上昇速度が高速となる所定上昇区間を含むよう
に制御するものとしたため、磁力ヘッドがワークを１個
だけピッキングする確率が高くなる。所定上昇区間より
も上方位置では磁力ヘッドの磁力を強くするように制御
するものとした場合は、所定上昇区間で磁力ヘッドに１
個だけ残されたワークを、最後まで確実に磁力ヘッドに
吸着させることができ、１個取りピッキングをより確実
にすることができる。また、ワークを吸着した後、前記
所定上昇区間に至るまでは、磁力ヘッドの磁気吸着力が
弱く、かつ上昇速度が低速となるように制御するものと
した場合は、ワークの持上げ開始時に、２個以上のワー
クが吸着されるのを極力避けることができると共に、磁
力ヘッドにワークが１個も吸着されないという事態も防
止できるので、持上げ開始時にワークが１個だけ持ち上
げられる確率が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるマグネットピッ
キング装置の平面図である。

【図２】同マグネットピッキング装置の正面断面図と、
その制御系のブロック図とを組み合わせて示す説明図で
ある。

【図３】同マグネットピッキング装置の要部斜視図であ
る。

【図４】同マグネットピッキング装置のピッキング動作
を示す説明図である。

【図５】同ピッキング動作のフロー図である。

【符号の説明】

３…磁力ヘッド ４…フレーム ５…走行体 ６…横行体 ８…磁力ヘッド昇降手段 ３６…昇降ロッド ３７…サーボモータ ５０…吸着昇降制御手段 Ｗ…ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のワークから一つのワークを吸着す
   るための磁気吸着力を少なくとも強弱２段階に切換可能
   な磁力ヘッドと、この磁力ヘッドを少なくとも高低２段
   に速度切換可能に昇降させる磁力ヘッド昇降手段と、前
   記磁力ヘッドの磁気吸着力および前記磁力ヘッド昇降手
   段の昇降速度を制御する吸着昇降制御手段とを備え、こ
   の吸着昇降制御手段は、ワーク吸着後の磁力ヘッドの磁
   力ヘッド昇降手段による上昇過程において、前記磁力ヘ
   ッドによる吸着力が弱く、かつ上昇速度が高速となる所
   定上昇区間を含むように制御するものとしたマグネット
   ピッキング装置。
2. 【請求項２】 前記吸着昇降制御手段は、前記所定上昇
   区間よりも上方位置では前記磁力ヘッドの磁力を強くす
   るように制御する請求項１記載のマグネットピッキング
   装置。
3. 【請求項３】 前記吸着昇降制御手段は、ワークを吸着
   した後、前記所定上昇区間に至るまでは、前記磁力ヘッ
   ドの磁気吸着力が弱く、かつ上昇速度が低速となるよう
   に制御する請求項１または請求項２記載のマグネットピ
   ッキング装置。