JPH08243961A - ワーク取り出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 乱積み状態のワークを自動的に取り出し、正
しい方向に位置決めできるワークの取り出し装置を提供
することを目的とする。 【構成】ロボット１０は、ロボットハンド２０のマグネ
ット部をあらかじめ定められた探索経路に従って移動さ
せ、パレットＰ１内のワークを探索する。ワーク探索中
にマグネット部に設けられた接触検出器がワークに接触
したことを検知すると、電磁石によってワークを吸着
し、接触したワークを仮置き台６０上に移載する。この
取り出されたワークは、視覚装置によって撮像され、位
置および方向が検出される。ロボット１０は、ロボット
ハンド２０を把持部に切り替えて、検出されたワークの
位置と方向に基づいて、ワークをパレットＰ２に位置決
めする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乱積みされたワークを
取り出し、正しい方向に位置決めするワーク取り出し装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パレット内に重ね積みされたワー
クを取り出す技術として、特開平４−３０９９１号のよ
うなものがある。この技術は、距離センサと視覚装置と
を組み合わせて、パレット内のワークを上から順番に把
持することによって取り出すものである。この時取り出
されるワークは、自動車のカムシャフトやクランクシャ
フトである。このような棒状のワークを適切に取り出す
ロボットハンドとしては、特開平３−１０９７８３号に
示されたロボットハンドがある。このロボットハンド
は、櫛歯状の磁石と把持爪とを組み合わせたロボットハ
ンドであり、磁石によって吸着したワークが移載中に落
下しないように、把持爪によってワークを把持するもの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したワークを取り
出す装置やロボットハンドを用いてワークを確実に取り
出すためには、パレット内の棒状のワークがある程度一
定の方向に揃えて重ね積みされている必要がある。これ
は、視覚装置によるワークの検出の確実性が乏しいため
である。この理由としては、多数のワークが重ね積みさ
れているパレット内の１本のワークを視覚装置によって
特定しようとする時、対象となるワークと背景となるそ
の他のワークとの間では、その色彩の差異が明確でない
ため視覚装置による判別に誤差が生じやすいことが挙げ
られる。しかし、カムシャフトやクランクシャフトのよ
うな棒状のワークを取り出して加工を行うためには、そ
の方向を正確に判断して取り出した後、的確な方向に位
置決めする必要があり、この視覚装置による判別誤差は
大きな問題となる。また、逆により生産効率の良いワー
クの自動取り出しを行うためには、パレット内のワーク
は方向を無視して収納された乱積み状態であるほうが作
業者の手間が省けるため効率が良い。

【０００４】本発明は以上の問題点を解決するためにな
されたものであり、乱積み状態のワークを自動的に取り
出し、正しい方向に位置決めできるワーク取り出し装置
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】本発明は、上述した問題
点を解決するためになされたものであり、請求項１に記
載された手段は、複数のワークが重ね積みされて収納さ
れたパレット内のワークを吸着する吸着部を移動させる
吸着部移動装置と、前記ワークを特定の方向に把持可能
な把持部を移動させる把持部移動装置と、前記吸着部が
前記ワークに接触したことを検出する接触検出器と、仮
置き台上に設けられ、前記ワークを撮像する視覚装置
と、前記吸着部移動装置、前記把持部移動装置および前
記視覚装置を制御するとともに前記接触検出器の検出信
号を入力する制御装置とを備え、前記パレットから前記
ワークを取り出して正しい方向に位置決めするワーク取
り出し装置であり、前記制御装置は、前記吸着部移動装
置によって、前記吸着部を前記パレット内にあらかじめ
定められた探索経路に従って移動させ前記パレット内の
前記ワークを探索するワーク探索手段と、このワーク探
索手段による前記吸着部の移動中に前記接触検出器が前
記吸着部が前記ワークに接触したことを検知すると、前
記吸着部によって、接触した前記ワークを前記仮置き台
上に移載するワーク取り出し手段と、このワーク取り出
し手段によって移載された前記仮置き台上の前記ワーク
を前記視覚装置によって撮像し、前記ワークの位置およ
び方向を検出するワーク特定手段と、このワーク特定手
段によって検出された前記ワークの位置と方向に基づい
て、前記把持部移動装置によって前記ワークをあらかじ
め定められた方向に把持し、位置決めするワーク位置決
め手段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００６】請求項２に記載された手段は、複数のワー
クが重ね積みされて収納されたパレット内のワークを吸
着する吸着部を移動させる吸着部移動装置と、仮置き台
上に設けられ、この仮置き台上にある前記ワークを前記
パレット内に返却する返却装置と、前記仮置き台上に設
けられ、前記ワークを撮像する視覚装置と、前記吸着部
移動装置、前記返却装置および前記視覚装置を制御する
制御装置とを備え、前記パレットから前記ワークを取り
出して前記ワークの位置および方向を特定するワーク取
り出し装置であり、前記制御装置は、前記吸着部移動装
置によって、前記パレット内の前記ワークを前記仮置き
台上に移載するワーク取り出し手段と、このワーク取り
出し手段によって移載された前記仮置き台上の前記ワー
クを前記視覚装置によって撮像し、前記ワークの位置お
よび方向を検出するワーク特定手段と、このワーク特定
手段によって前記ワークの位置と方向が検出できなかっ
た場合に前記返却装置によって前記ワークを前記パレッ
ト内に返却する返却手段とを備えたことを特徴とするも
のである。

【０００７】請求項３に記載された手段は、複数のワー
クが重ね積みされて収納されたパレット内のワークを吸
着する吸着部を移動させる吸着部移動装置と、前記吸着
部に吸着された前記ワークの姿勢が水平姿勢であるか垂
直姿勢であるかを判別する姿勢判別装置と、前記仮置き
台上に設けられ、前記ワークを撮像する視覚装置と、前
記仮置き台上に設けられ、前記ワークを当接させる当接
部と、前記吸着部移動装置および前記視覚装置を制御す
るとともに前記姿勢判別装置の判別信号を入力する制御
装置とを備え、前記パレットから前記ワークを取り出し
て前記ワークの位置および方向を特定するワーク取り出
し装置であり、前記制御装置は、前記吸着部移動装置に
よって、前記パレット内の前記ワークを前記姿勢判別装
置まで移動させるワーク取り出し手段と、前記姿勢判別
装置により前記ワークの姿勢が水平姿勢であると判別さ
れた時に、前記吸着部移動装置によって、前記ワークを
前記仮置き台上に設定された前記視覚装置の撮像範囲の
中央位置に移載する水平姿勢移載手段と、前記姿勢判別
装置により前記ワークの姿勢が垂直姿勢であると判別さ
れた時に、前記吸着部移動装置によって、前記ワークの
一部を前記仮置き台の前記当接部に当接させ、前記ワー
クを前記視覚装置の撮像範囲の中央位置側に傾けた後、
前記ワークを前記視覚装置の撮像範囲内に移載する垂直
姿勢移載手段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】請求項１に記載された手段において、ワーク探
索手段は、吸着部移動装置によって、吸着部をあらかじ
め定められた探索経路に従って移動させ、パレット内の
ワークを探索する。ワーク取り出し手段は、ワーク探索
手段による吸着部の移動中に接触検出器が吸着部がワー
クに接触したことを検知すると、吸着部によって、接触
したワークを仮置き台上に移載する。ワーク特定手段
は、視覚装置によってワークを撮像し、位置および方向
を検出する。ワーク位置決め手段は、検出されたワーク
の位置と方向に基づいて、把持部移動装置によってワー
クをあらかじめ定められた方向に把持し、位置決めす
る。

【０００９】請求項２に記載された手段において、ワー
ク取り出し手段は、吸着部移動装置によってパレット内
に重ね積みされたワークの１つを吸着して、仮置き台上
に移載する。ワーク特定手段は、視覚装置によってワー
クを撮像し、位置および方向を検出する。返却手段は、
ワーク特定手段によってワークの位置と方向が検出でき
なかった場合に返却装置によってワークをパレット内に
返却する。

【００１０】請求項３に記載された手段において、ワー
ク取り出し手段は、吸着部移動装置によってパレット内
に重ね積みされたワークの１つを吸着して、姿勢判別装
置まで移動させる。水平姿勢移載手段は、姿勢判別装置
によりワークの姿勢が水平姿勢であると判別された時
に、吸着部移動装置によって、ワークを仮置き台上に設
定された視覚装置の撮像範囲の中央位置に移載する。垂
直姿勢移載手段は、姿勢判別装置によりワークの姿勢が
垂直姿勢であると判別された時に、吸着部移動装置によ
って、ワークの一部を仮置き台の当接部に当接させ、ワ
ークを視覚装置の撮像範囲の中央位置側に傾けた後、ワ
ークを視覚装置の撮像範囲内に移載する。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。図１は本実施例のクランクシャフトＷ（以下単に
ワークＷと呼ぶ）を取り出すワーク取り出し装置の全体
構成を示すものであり、図２は図１のＡ矢視図（ロボッ
ト１０の向きは異なる）である。本実施例のワーク取り
出し装置は、ワークＷの取り出しを行うロボット１０、
ワークＷが乱積みされたパレットＰ１を搬送する第１パ
レット搬送装置５０、取り出されたワークＷを一旦載置
する仮置き台６０および正しい方向に整列されたワーク
Ｗが載置されるパレットＰ２を搬送する第２搬送装置９
０からなる。以下各構成について順に説明する。

【００１２】ロボット１０は、後述するロボットハンド
２０を手首部先端に備えている。このロボットハンド２
０によって、ロボット１０は、第１パレット搬送装置５
０の搬送位置５０ｃにおいてワークＷを取り出し、一旦
仮置き台６０に載置して正しい方向に持ち替えた後、第
２搬送装置９０に搬出するものである。ロボット１０
は、ベース１１上に垂直な軸線回りに回転するローテー
タ１２（１軸）と、ローテータ１２上に水平軸線回りに
揺動可能に支持された第１アーム１３（２軸）と、第１
アーム１３上に水平軸線回りに揺動可能に支持され、
４，５，６軸を備えた手首部を有する第２アーム１４
（３軸）とからなる６軸多関節ロボットである。

【００１３】第１パレット搬送装置５０は、搬送位置５
０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄを備えている。矢印で示
されるようにパレットＰ１は、各搬送位置にこの順で搬
送されるようになっている。このため、図１左右方向の
搬送位置５０ａ，５０ｂ間は案内レール５１が敷設さ
れ、図１上下方向の搬送位置５０ｂ，５０ｃ間は案内レ
ール５２が敷設され、図１左右方向の搬送位置５０ｃ，
５０ｄ間は案内レール５３が敷設されている。そして、
各案内レールには、図略の駆動モータによって駆動され
る図略のローラが取り付けられている。これによって、
パレットＰ１は、搬送位置５０ａから搬入され、搬送位
置５０ｂを経て、ロボット１０によるワークＷの取り出
しを行う搬送位置５０ｃに搬送された後、パレットＰ１
内のワークＷが全て取り出されると、搬送位置５０ｄか
ら搬出されるようになっている。

【００１４】搬送位置５０ｃ上には、一対のワークＷの
姿勢を判別する光電センサ７６，７７（姿勢判別装置）
が設けられている。なお、詳細は後述するが光電センサ
７７は、仮置き台６０の隅に設けられている。この光電
センサ７６，７７によって、搬送位置５０ｃの対角線上
にワークＷを検出する検出光７８が複数投光されてい
る。そして、この検出光７８上をワークＷが通過する
時、遮断された検出光７８の種類によってワークＷの姿
勢が判断できるようになっている。

【００１５】仮置き台６０は、第１パレット搬送装置５
０の搬送位置５０ｃに隣設して設置されている。仮置き
台６０の上方中央位置には、視覚装置５９を構成するカ
メラ５６が配置されている。このカメラ５６は、視覚装
置フレーム５７によって支持されている。そして、この
カメラ５６の撮像範囲の中心位置は、仮置き台６０の中
心位置となるように設定されている。

【００１６】次に図３から図６に基づいて仮置き台６０
について説明する。図３は仮置き台６０の平面図であ
り、図４は図３のＢ矢視図であり、図５は図３のＣ矢視
図である。仮置き台６０は、支持柱７１に水平板６１が
支持された構成となっている。この水平板６１は、カメ
ラ５６によってワークＷが識別し易いように白色に塗装
されている。また、仮置き台６０は、カメラ５６によっ
てワークＷが識別できなかった時に、水平板６１上のワ
ークＷを搬送位置５０ｃのパレットＰ１に返却する返却
装置７５を備えている。返却装置７５は、ワーク押出部
材６２が駆動装置７２によって移動される構成となって
いる。ワーク押出部材６２は、水平板６１の両側方に取
り付けられたガイドロッド６３に摺動可能に取り付けら
れたスライド部材６２ｄと、このスライド部材６２ｄの
上端面に取り付けられた移動板６２ｃと、この移動板６
２ｃに垂直に取り付けられた垂直板６２ａと、垂直板６
２ａに取り付けられワークＷを押すバンパー６２ｂとか
らなる。水平板６１の下面中央には、駆動装置７２が取
り付けられている。駆動装置７２はエアによって駆動さ
れるロッドレスシリンダであり、両端を支持部７２ｃに
支持され、ガイドロッド６３と平行な方向に取り付けら
れたスライドロッド７２ａと、このスライドロッド７２
ａ上を移動する移動体７２ｂとからなっている。移動体
７２ｂ上には、連結板６７が取り付けられており、この
連結板６７の両端がスライド部材６２ｄの下端面に取り
付けられている。従って、駆動装置７２が駆動され、移
動体７２ｂがスライドロッド７２ａに沿って移動する
と、ワーク押出部材６２は、ガイドロッド６３に沿って
移動するようになっている。

【００１７】水平板６１上の両側には、ガイドロッド６
３と平行に側壁６４が設けられている。また、水平板６
１の側壁６４が設けられていない搬送位置５０ｃ側の端
面には、ワークＷを搬送位置５０ｂ上のパレットＰ１に
返却するためのシュート６５が取り付けられている。ま
た、ワーク押出部材６２上には、水平板６１上に散乱し
た粉塵を清掃するためのノズルプレート７０が取り付け
られている。図６（ａ）に示すように、このノズルプレ
ート７０には長手方向に沿って複数のエア噴出口７０ｂ
が水平板６１表面に向けて開口しており、ワーク押出部
材６２が作動する時に、エアが噴出されることにより水
平板６１表面を清掃するようになっている。なお、７０
ａは、ノズルプレート７０のエア噴出口７０ｂにエアを
供給するための配管である。

【００１８】上述したように、仮置き台６０の隅には、
光電センサ７７が設置されている。光電センサ７７は、
第１パレット搬送装置５０の搬送位置５０ｃに設けられ
た光電センサ７６と対をなしており、水平検出センサ７
７ａと垂直検出センサ７７ｂを有している。これよって
水平検出センサ７７ａから投光される検出光のみが遮断
された場合には、ロボット１０にワークＷが水平に吸着
されていると判断され、水平検出センサ７７ａと垂直検
出センサ７７ｂから発せられた検出光の両方が遮断され
た場合には、ロボット１０にワークＷが垂直に吸着され
ていると判断されるようになっている。なお、垂直検出
センサ７７ｂが複数ある理由は、長さの異なるワークＷ
に対応するためと、同じワークＷであっても、吸着する
位置が異なることによって、垂直方向に垂れ下がる長さ
が異なるためである。

【００１９】図１における第２搬送装置９０は、上記し
たように正しい方向に整列されたワークＷが載置される
パレットＰ２を搬送するものである。第２搬送装置９０
には、パレットＰ２を搬送するための案内レール９１が
配設されている。この案内レール９１には、図略の駆動
モータによって駆動される図略のローラが取り付けられ
ている。このような構成によって第２搬送装置９０は、
案内レール９１の端部においてパレットＰ２が停止さ
れ、ワークＷが所定の量載置されると、パレットＰ２を
案内レール９１に沿って図略の加工位置に搬送するよう
になっている。

【００２０】次に図７，８，９に基づいてロボットハン
ド２０について説明する。このロボットハンド２０は、
マグネット部２１と、把持部３６の２つのハンド部を有
している。この２つのハンド部は、ロボット１０の手首
部先端にブラケット２５ａを介して取り付けられる取付
板２５に９０°の角度をもって取り付けられている。マ
グネット部２１は、図７に示すように取付板２５に固着
された筒体部２８に摺動可能に支持された摺動軸２３の
下端に電磁石２２が取り付けられた構成となっている。
電磁石２２は、励磁用のコイルが収納されたコイルケー
ス２２ｂと、実際にワークＷを吸着する吸着部２２ａか
らなる。この電磁石２２は、摺動軸２３の下端にユニバ
ーサルジョイント２３ａを介して取り付けられている。
これによって、電磁石２２は破線で示すように支持中心
２３ｄを中心として旋回し、フローチングが可能となっ
ている。摺動軸２３の上端には、大径部２３ｂが形成さ
れており、筒体部２８に形成されたバネ室２８ａ内で摺
動するようになっている。この大径部２３ｂとバネ室２
８ａとの間にはバネ２８ｂが介装されていることによっ
て、摺動軸２３を常に図６の上方に付勢するようになっ
ている。また、大径部２３ｂには、取付板２５に取り付
けられた近接スイッチ２５ａの被検出部２３ｃが取り付
けられている。そして、筒体部２８には、摺動軸２３の
下方への移動に応じて、この被検出部２３ｃが移動可能
なように溝２８ｃが形成されている。この構成によっ
て、電磁石２２にワークＷが吸着されると、摺動軸２３
がバネ２８ｂの付勢力に反して下方に移動する。この移
動によって、近接スイッチ２５ａが被検出部２３ｃを検
出することにより、ワークＷが確実に吸着されたことを
検出するようになっている。

【００２１】上記したように電磁石２２はフローチング
するようになっている。このフローチングは、把持部３
６を用いる時には、ロボット１０の動きを阻害する恐れ
があるため、固定するようになっている。即ち、図７の
Ｄ矢視図である図９に示すように、摺動軸２３の周囲３
ヵ所には、フローチングを固定するためのフローチング
軸２４が設けられている。フローチング軸２４は、取付
板２５に固着された支持筒体３０に摺動可能に支持され
ている。このフローチング軸２４の移動量は、フローチ
ング軸２４に形成された溝２４ｅと、支持筒体３０に取
り付けられ、この溝２４ｅと係合する係合ピン３０ａに
よって規制されている。また、フローチング軸２４の下
端には、ローラ２４ａを有するローラ支持部２４ｄが取
り付けられている。そして、このローラ支持部２４ｄと
支持筒体３０間にはバネ２４ｂが介装されており、常に
フローチング軸２４を下方に付勢している。これによっ
てローラ２４ａは、常に電磁石２２の上端面に接触し、
そのフローチングを支持するようになっている。

【００２２】フローチング軸２４の上端部には、図９で
示される近接スイッチ３１（接触検出器）の被検出部で
ある検出孔２４ｃが形成されている。近接スイッチ３１
は、投光側と受光側とで１組となっており、検出孔２４
ｃを光が通過しているか否かを検出するものである。こ
れによって電磁石２２がワークＷに接触すると、フロー
チング軸２４が移動して近接スイッチ３１の光が遮断さ
れるため、電磁石２２がワークＷに接触したことを検出
できるようになっている。また、取付板２５の上側面に
おける、３つのフローチング軸２４の中央には、フロー
チング軸２４を固定するためのシリンダ２６が固定され
ている。このシリンダ２６のシリンダロッド２６ａに
は、固定板２７が取り付けられている。固定板２７は、
中央位置でシリンダロッド２６ａに固定され、その端部
は各フローチング軸２４の上端面上に位置し、この位置
には、フローチング軸２４と当接する当接部２７ａが設
けられている。また、固定板２７は、取付板２５に立設
された３本のガイドロッド２９に摺動部材２９ａを介し
て摺動可能に案内されている。このような構成によっ
て、シリンダ２６が作動し、固定板２７が下降すると、
各当接部２７ａがフローチング軸２４の上端面に当接
し、３本のフローチング軸２４を同時に下方に押し下げ
るようになっている。これによって、電磁石２２が周囲
３点で支持され、フローチングが不可能な状態に固定さ
れるようになっている。

【００２３】次に把持部３６について説明する。把持部
３６は、取付板２５に取り付けられた把持部用ブラケッ
ト３７に２対の把持爪３９を備えた構成となっている。
図９に示すようにワークＷはこの２対の把持爪３９によ
って、両端を把持されるようになっている。各把持爪３
９は、把持部用ブラケット３７に固着されたシリンダ３
８によって開閉するようになっている。また、各把持爪
３９の間には、把持確認部材４２が位置している。図８
に示すように把持確認部材４２は、２本の接触子４２ａ
を有する二股形状の部材であり、それぞれの接触子４２
ａが各把持爪３９の間に位置している。そして、把持確
認部材４２は、把持確認用摺動軸４１の末端に取り付け
られている。把持確認用摺動軸４１は、各シリンダ３８
の間に位置し、取付板２５に固着された支持板３７ａに
支持されている。即ち、支持板３７ａの下面には、支持
筒体４０が固着され、この支持筒体４０に把持確認用摺
動軸４１が摺動可能に支持されている。そして、支持筒
体４０と把持確認部材４２との間にはバネ４１ａが介装
されており、常時、把持確認部材４２を下方に付勢する
ようになっている。なお、把持確認用摺動軸４１は、上
記したフローチング軸２４と同様に図略の溝と係合ピン
によって移動量が規制されている。また、支持板３７ａ
の上面側には、把持確認用近接スイッチ４３が取り付け
られている。この把持確認用近接スイッチ４３は、把持
確認用摺動軸４１の上端に取り付けられた被検出部４１
ｂを検出することによって、ワークＷが把持されたか否
かを検出するようになっている。

【００２４】次に本実施例の制御装置の主な構成につい
て説明する。図１０に示すように行う制御装置９７は、
中央処理装置（ＣＰＵ）９３と、メモリ９５と、サーボ
ＣＰＵ９４とを主な構成としている。メモリ９５には、
後述するロボット１０の制御を行うプログラムや位置デ
ータ等を記憶している。サーボＣＰＵ９４は、６軸ある
ロボット１０の各駆動軸を制御するためのものである。
また、中央処理装置９３には、インタフェース９２が接
続されており、このインタフェース９２には、視覚装置
５９とエア制御装置７３が接続されている。視覚装置５
９は、上記した仮置き台６０に設置されたカメラ５６
と、画像処理装置５８とからなる。カメラ５６は、ワー
クＷを撮像し、ワークＷと背景である水平板６１とで生
じる明暗から求まる画像信号を出力するようになってい
る。画像処理装置５８はこの画像信号を画像処理してワ
ークＷの輪郭を検出し、その面積と長さを検出する。そ
して、図３に示すようにワークＷの先端Ｗａと末端Ｗｂ
の面積が異なることよりワークＷの向きを特定し、視覚
装置５９の座標に対するワークＷの中心線の角度よりワ
ークＷの方向を特定する。このようにワークＷが特定さ
れた後、画像処理装置５８は先端Ｗａから把持する位置
までの距離Ｌの位置座標を算出するようになっている。
エア制御装置７３は、エア供給源と切換え弁を有してお
り、中央処理装置９３からの指令に基づいて仮置き台６
０上の駆動装置７２、ノズルプレート７０およびロボッ
トハンド２０の各シリンダにエアを供給するようになっ
ている。また、インタフェース９２は、光電センサ７
６，７７からの出力信号や、ロボットハンド２０に設け
られた近接スイッチ２５ａ，３１，４３からの出力信号
を入力するようになっている。

【００２５】次に図１１，１２および図１３，１４に示
すフローチャートに基づいて本実施例の作用を説明す
る。図１３は本実施例の作用の全体的な流れを示したも
のである。ワークＷの取り出し作業が行われる前には、
ワークＷが乱積みされたパレットＰ１が第１パレット搬
送装置５０の搬送位置５０ａから搬入され、ワークＷの
取り出しが行われる搬送位置５０ｃに位置決めされる。

【００２６】ステップ１００にてワークＷの取り出しが
開始されると、ロボット１０においてロボットハンド２
０をマグネット部２１が下向きとなる図２の２０ａの姿
勢とする（ステップ１０２）。この姿勢の変換はロボッ
ト１０の第６軸である先端部分を回転させることによっ
て行われる。この時、電磁石２２はフローチング可能な
状態としている。これによって、第１パレット搬送装置
５０の搬送位置５０ｃにあるパレットＰ１からワークＷ
の取り出しが開始される。ステップ１０４では、ロボッ
ト１０は、マグネット部２１を用いて乱積みされたパレ
ットＰ１からワークＷを取り出し、仮置き台６０上に載
置する。この処理については後で詳述する。

【００２７】ステップ１０６では、仮置き台６０上に載
置されたワークＷを視覚装置５９によって撮像し、上記
したようにワークＷの方向と位置を特定する。このワー
クＷの特定が行われたならば（ＹＥＳ）、ステップ１０
８に移行する。また、ワークＷの特定ができなかった場
合には（ＮＯ）、ステップ１１６に移行する。ステップ
１１６において、ワークＷの特定ができなかった理由と
して、マグネット部２１によってワークＷが２個以上吸
着されて、２個以上のワークＷが仮置き台６０上に載置
され、視覚装置５９がワークＷを１つに特定できなかっ
た場合と、背景である水平板６１がワークＷに付着した
粉塵によって汚れ、ワークＷの位置を特定できなかった
場合が考えられる。このため、ステップ１１６では、返
却装置７５を作動させ、ワーク押出部材６２をガイドロ
ッド６３に沿って移動させ、ワークＷをパレットＰ１に
返却する。この時、ノズルプレート７０からエアを噴出
することによって水平板６１上を清掃する。そして、ワ
ークＷの返却が終了すると、ワーク押出部材６２をもと
の位置に後退させるとともに、ステップ１０４に戻り、
ロボット１０によってステップ１０４から再びワークＷ
の取り出しを行う。

【００２８】一方、ステップ１０８では、ロボットハン
ド２０の把持部３６を下向きとした図２の２０ｂの姿勢
とする。この時、マグネット部２１のシリンダ２６が作
動され、電磁石２２はフローチング不可能な状態とな
る。これによって、仮置き台６０上のワークＷを第２搬
送装置９０上に移載する作業が開始される。ステップ１
１０では、ステップ１０６にて出力されたワークＷの位
置に基づいて、ワークＷを正しい方向に把持する。この
時、ワークＷが把持されると、把持部３６の把持確認部
材４２が押し上げられ、把持確認用近接スイッチ４３が
ＯＮの状態となり、正しい方向かつ正しい位置にワーク
Ｗが把持されたことが検出される。この後、ロボット１
０は、ワークＷを第２搬送装置９０上のパレットＰ２に
所定の方向に載置する。もし、この時把持確認用近接ス
イッチ４３がＯＮの状態とならない場合には、エラー信
号が出力される。

【００２９】ステップ１１２では、現在載置したワーク
Ｗが最終のワークＷか否かを判断する。この判断は、ワ
ークＷをパレットＰ１から取り出した個数または後述す
る順番に基づいてワークＷを取り出した位置ｎを確認す
ることによって判断される。現在載置したワークＷが最
終であるならば（ＹＥＳ）、ステップ１１４に移行して
次のパレットＰ１が搬入されるまで作業を終了する。ま
た、最終のワークでない場合には（ＮＯ）、ステップ１
０２に戻り次のワークＷをパレットＰ１から取り出す作
業を開始する。

【００３０】以上のように一定量のワークＷがパレット
Ｐ２に正しい方向で載置されると、第２搬送装置９０に
よってパレットＰ２は、図略の加工位置へと搬送され
る。また、空になったパレットＰ１は、第１搬送装置５
０によって、搬送位置５０ｄから搬出される。次に図１
４に示すフローチャートに基づいて、上記したステップ
１０４におけるパレットＰ１からのワークＷの取り出し
過程について説明する。ワークＷの取り出しが開始され
るにあたって、マグネット部２１の電磁石２２は励磁さ
れていない状態にあり、電磁石２２のフローチングを固
定するシリンダ２６は解除されて、電磁石２２はフロー
チング可能な状態となっている。

【００３１】ステップ２００においてパレットＰ１から
のワークＷの取り出しが開始されると、ステップ２０２
において、初期設定として設定値ｎを３に設定する。そ
して、ステップ２０４において設定値ｎから２をマイナ
スした位置からワークＷの取り出しを開始する。この設
定値ｎは、パレットＰ１の取り出し位置を示すものであ
り、ｎで示される取り出し位置は、図１１に示すよう
に、パレットＰ１の側面に沿って螺旋状に探索経路が設
定されている。このため、ｎ−２の位置からワークＷの
取り出しを開始することから、実際には、２つ前の位置
から目的のワークＷを探すことになる。これは、パレッ
トＰ１内のワークＷは、乱積み状態であるため、実際の
ワークＷの位置は分からない。このため、実際にワーク
Ｗがあると思われるｎの位置より２つ前の位置から螺旋
状にマグネット部２１を移動させてワークＷを探すので
ある。このワークＷの探索は、探索経路に沿ってステッ
プ２０６にて、フローチング軸２４の移動を検出する近
接スイッチ３１のいずれか１つでもＯＮとなるまで行わ
れる。即ち、ワークＷが検出されるまでは、マグネット
部２１の電磁石２２は、垂直下向きの状態にある。しか
し、電磁石２２がワークＷに当接すると、電磁石２２は
傾き、その結果フローチング軸２４のいずれかを上昇さ
せる。これによって、近接スイッチ３１が作動して、ワ
ークＷを発見したことを検知するのである。ステップ２
０６にて、ワークＷが検出されると、ステップ２０８に
移行する。

【００３２】ステップ２０８では、電磁石２２を励磁さ
せ、発見したワークＷを吸着する。この電磁石２２の磁
力は、ワークＷを１つ吸着するのに十分な磁力に設定さ
れている。そして、ステップ２１０にて、ワークＷを吸
着した位置から光電センサ７６，７７を遮断する所定の
位置までマグネット部２１を上昇させて一旦停止させ
る。この時、ステップ２１２において、ワークＷが確実
に吸着されたか否かが判断される。この判断は摺動軸２
３の移動を近接スイッチ２５ａが検出することによって
行われる。近接スイッチ２５ａがＯＮとなり、吸着され
たことが確認されたならば（ＹＥＳ）、ステップ２１４
に移行する。また、近接スイッチ２５ａがＯＦＦのまま
で吸着されたことが確認されなかったならば（ＮＯ）、
吸着に失敗したことが考えられるため、ステップ２０４
から再びワークＷの探索と吸着を行う。

【００３３】ステップ２１４では、吸着したワークＷの
姿勢を確認する。ステップ２１２で確認されたワークＷ
は、実際にはどのような姿勢で吸着されているかは分か
らない。このため、光電センサ７６，７７によってワー
クＷの姿勢を確認する。即ち、ステップ２１０でワーク
Ｗを吸着したマグネット部２１が上昇する位置は、ワー
クＷの中央近辺が吸着されて水平姿勢にある場合には
（図１２（ａ）のＷ３００の状態）、水平検出センサ７
７ａのみが作動するように設定されている。また、ワー
クＷの端が吸着されて垂直姿勢にある場合には（図１２
（ｂ）のＷ３０２の状態）、水平検出センサ７７ａと垂
直検出センサ７７ｂが作動するように設定されている。
このステップ２１４にて、姿勢が確認される時におい
て、複数ある垂直検出センサ７７ｂのいずれのセンサが
作動したかが記憶される。これによって、ワークＷの長
さが判断される。ステップ２１４において、ワークＷの
姿勢が水平であると判断された場合には（ＹＥＳ）、ス
テップ２１６に移行する。また、ワークＷの姿勢が垂直
であると判断された場合には（ＮＯ）、ステップ２１８
に移行する。

【００３４】ステップ２１６では、仮置き台６０の水平
板６１の中央位置３００にマグネット部２１を移動させ
る（図１２（ａ））。ワークＷは水平姿勢であるため、
ワークＷの中央で吸着されている（Ｗ３００）。このた
め、マグネット部２１を水平板６１の中央に移動させれ
ば、その状態で水平板６１のほぼ中央にワークＷを載置
することができる。このようにワークＷを水平板６１の
中央に載置することによって、視覚装置５９の撮像範囲
の中央位置にワークＷが確実に位置するようにし、ワー
クＷの検出精度を向上させることができる。この後、ワ
ークＷを下降させて、あらかじめ定められた切り離し位
置３０１までマグネット部２１を移動させる。そして、
ステップ２２２において、この位置で電磁石２２を非励
磁状態とすることによって、ワークＷを切り離す。これ
によって、水平状態のワークＷの載置が完了する。

【００３５】一方、ステップ２１８では、垂直姿勢のワ
ークＷ（Ｗ３０２）を仮置き台６０に載置する。この場
合は、水平姿勢の時と同様に水平板６１の中央位置３０
０にマグネット部２１を移動させたのでは、ワークＷを
切り離した時に水平板６１の中央にワークＷが載置され
ない可能性がある。このため、一旦ワークＷの下端を仮
置き台６０の端にあるシュート６５に当接させて、ワー
クＷを撮像範囲の中央位置側に傾け、ワークＷが水平板
６１の中央に倒れるように移載するのである。即ち、図
１２（ｂ）に示すように、ステップ２１８において、マ
グネット部２１をワークＷの下端がシュート６５に当接
可能な位置３０２に移動させる。この時、ステップ２１
４において、複数ある垂直検出センサ７７ｂのうちのど
のセンサが検知したかによって、ワークＷの長さが判別
できるため、この長さに応じて位置３０２は設定され
る。

【００３６】ステップ２２０では、位置３０２から水平
移動させて、ワークＷの下端をシュート６５に当接させ
てワークＷを傾けた後、水平板６１の中央位置を通過し
た位置３０３まで、マグネット部２１をやや下降させな
がら移動させる。この位置３０３は、水平板６１の中央
位置よりワークＷの約半分の距離離れた位置に設定され
ている。

【００３７】ステップ２２２では、マグネット部２１が
位置３０３まで移動したところで、電磁石２２を非励磁
状態とすることによって、ワークＷを切り離す。これに
よって、垂直状態のワークＷを水平板６１の中央位置付
近に載置することができる。ステップ２２４では、設定
値ｎを１だけプラスし、ステップ２２６にて、マグネッ
ト部２１による乱積みワークＷの取り出しを終了する。
図１３のフローチャートで示したようにロボット１０
は、続いて把持部３６によるワークＷの載置を行う。そ
して、次のワークＷをパレットＰ１から取り出す時に
は、設定値ｎが１だけプラスされているため、現在取り
出しを行った位置より１つ進んだ位置よりワークＷの取
り出しが開始される。

【００３８】以上述べた実施例では、吸着部移動装置と
把持部移動装置とを１台のロボットとし、マグネット部
２１と把持部３６を切換えることによって、各作業を行
うシステム構成となっている。しかし、吸着部移動装置
と把持部移動装置とを別体として、２台のロボットを用
いても同様な効果を有するシステムを構成できる。ま
た、本実施例では、正しい方向に把持したワークＷをパ
レットＰ２に移載する形態となっているが、直接工作機
械内に搬入する形態としても良い。さらに、実施例で
は、吸着部として電磁石２２を用いたマグネット部２１
としているが、ワークＷの形状や材質によっては、真空
ポンプを用いた吸盤としても良い。

【００３９】上記実施例では、仮置き台６０の返却装置
７５には、水平板６１を清掃するために、エアを噴出す
るノズルプレート７０を設けている。しかし、水平板６
１を清掃する清掃手段は、エアに限られず、図６（ｂ）
に示すような刷毛やゴム製のスクレーパ７０ｃ等を返却
装置７５に取り付けても良い。この場合はエアを供給す
る手段が必要なくなるため、低コストな装置を提供する
ことができる。また、このような清掃手段は必ずしも
返却装置７５と一体的に設ける必要は無く、別体として
も良い。例えば、エア供給口を仮置き台６０の側面に設
けることによって、返却装置７５の作動とは全く関係な
く、水平板６１の清掃を行うことができる。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明のワーク取り出
し装置は、請求項１においては、パレットの中のワーク
を吸着部によって吸着して取り出し、一旦仮置き台に載
置する。この後、視覚装置を用いてワークの位置と方向
を判断した後に把持部移動装置によって、ワークを正し
い方向に把持して位置決めするようにした。これによっ
て、パレットのワークが乱積み状態であっても、吸着部
は把持する方向性が無いために、ワークを簡単に取り出
すとことができる。そして、１つだけ取り出した後に
は、このワークのみに対して視覚装置によって位置と方
向を判断するために、ワークを検出する検出精度が向上
する。このため、検出されたワークを正確に把持部によ
って把持することができ、正しい方向にワークを位置決
めすることが可能となる。従って、パレットのワークが
乱積み状態であっても、迅速にワークを取り出して、位
置決めを行うことができる。

【００４１】請求項２においては、パレット内からワー
クを取り出しても、視覚装置がワークを検出できなかっ
た場合には、仮置き台上にある返却装置を用いてワーク
をパレット内に返却できるようにしたために、ワークを
誤って複数取り出した場合や、仮置き台上がワークの粉
塵等で汚損した場合等の異常時にも、迅速にワークの取
り出し作業を再開できる。このため、ワークの取り出し
作業が効率化できる。

【００４２】請求項３においては、姿勢判別装置によっ
て、ワークの姿勢を判別し、ワークの姿勢が水平姿勢で
あると判別された時には、ワークを視覚装置の撮像範囲
の中央位置に移載し、ワークの姿勢が垂直姿勢であると
判別された時には、ワークの下端を仮置き台の当接部に
当接させ、ワークを視覚装置の撮像範囲の中央位置側に
傾けた後、ワークを視覚装置の撮像範囲内に移載するよ
うにした。これによって、乱積み状態のワークの中から
１本のワークを取り出す際に、どの様な姿勢でワークが
吸着されても視覚装置の撮像範囲内のほぼ中央位置にワ
ークを載置することができる。従って、視覚装置による
ワークの検出が容易となり、精度が向上し、結果的に迅
速な取り出し作業を行うことができる。

【００４３】請求項４においては、返却装置に仮置き台
を清掃する清掃手段を一体的に取り付けたために、視覚
装置によるワークの検出に失敗した時、ワークをパレッ
ト内に返却すると同時に仮置き台の清掃を行うことがで
きる。このため、再度ワークの取り出しを行った時に
は、仮置き台上の清掃が行われているために、再びワー
クの検出を失敗する確率が減少し、ワークの検出精度を
向上させることができる。また、ワークの返却作業と仮
置き台上の清掃作業が同時に行われるために、取り出し
作業のサイクルタイムを短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の本実施例の全体構成図である。

【図２】図１のＡ矢視図である。

【図３】本実施例の仮置き台６０の平面図である。

【図４】図３のＢ矢視図である。

【図５】図３のＣ矢視図である。

【図６】本実施例のワーク押出部材６２を示した図であ
る。

【図７】本実施例のマグネット部２１を示した図であ
る。

【図８】本実施例の把持部３６をを示した図である。

【図９】図７のＤ矢視図である。

【図１０】本実施例の制御装置の構成を示した図であ
る。

【図１１】本実施例の作用を説明するための図である。

【図１２】本実施例の作用を説明するための図である。

【図１３】本実施例の作用を説明するためのフローチャ
ートである。

【図１４】本実施例の作用を説明するためのフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１０ ロボット ２１ マグネット部 ３１ 近接スイッチ ３６ 把持部 ５６ カメラ ５９ 視覚装置 ６０ 仮置き台 ７０ ノズルプレート ７５ 返却装置 ７６，７７ 光電センサ Ｐ１ パレット Ｗ ワーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のワークが重ね積みされて収納され
   たパレット内のワークを吸着する吸着部を移動させる吸
   着部移動装置と、 前記ワークを特定の方向に把持可能な把持部を移動させ
   る把持部移動装置と、 前記吸着部が前記ワークに接触したことを検出する接触
   検出器と、 仮置き台上に設けられ、前記ワークを撮像する視覚装置
   と、 前記吸着部移動装置、前記把持部移動装置および前記視
   覚装置を制御するとともに前記接触検出器の検出信号を
   入力する制御装置とを備え、前記パレットから前記ワー
   クを取り出して正しい方向に位置決めするワーク取り出
   し装置であり、 前記制御装置は、前記吸着部移動装置によって、前記吸
   着部を前記パレット内にあらかじめ定められた探索経路
   に従って移動させ前記パレット内の前記ワークを探索す
   るワーク探索手段と、 このワーク探索手段による前記吸着部の移動中に前記接
   触検出器が前記吸着部が前記ワークに接触したことを検
   知すると、前記吸着部によって、接触した前記ワークを
   前記仮置き台上に移載するワーク取り出し手段と、 このワーク取り出し手段によって移載された前記仮置き
   台上の前記ワークを前記視覚装置によって撮像し、前記
   ワークの位置および方向を検出するワーク特定手段と、 このワーク特定手段によって検出された前記ワークの位
   置と方向に基づいて、前記把持部移動装置によって前記
   ワークをあらかじめ定められた方向に把持し、位置決め
   するワーク位置決め手段とを備えたことを特徴とするワ
   ーク取り出し装置。
2. 【請求項２】 複数のワークが重ね積みされて収納され
   たパレット内のワークを吸着する吸着部を移動させる吸
   着部移動装置と、 仮置き台上に設けられ、この仮置き台上にある前記ワー
   クを前記パレット内に返却する返却装置と、 前記仮置き台上に設けられ、前記ワークを撮像する視覚
   装置と、 前記吸着部移動装置、前記返却装置および前記視覚装置
   を制御する制御装置とを備え、前記パレットから前記ワ
   ークを取り出して前記ワークの位置および方向を特定す
   るワーク取り出し装置であり、 前記制御装置は、前記吸着部移動装置によって、前記パ
   レット内の前記ワークを前記仮置き台上に移載するワー
   ク取り出し手段と、 このワーク取り出し手段によって移載された前記仮置き
   台上の前記ワークを前記視覚装置によって撮像し、前記
   ワークの位置および方向を検出するワーク特定手段と、 このワーク特定手段によって前記ワークの位置と方向が
   検出できなかった場合に前記返却装置によって前記ワー
   クを前記パレット内に返却する返却手段とを備えたこと
   を特徴とするワーク取り出し装置。
3. 【請求項３】 複数のワークが重ね積みされて収納され
   たパレット内のワークを吸着する吸着部を移動させる吸
   着部移動装置と、 前記吸着部に吸着された前記ワークの姿勢が水平姿勢で
   あるか垂直姿勢であるかを判別する姿勢判別装置と、 前記仮置き台上に設けられ、前記ワークを撮像する視覚
   装置と、 前記仮置き台上に設けられ、前記ワークを当接させる当
   接部と、 前記吸着部移動装置および前記視覚装置を制御するとと
   もに前記姿勢判別装置の判別信号を入力する制御装置と
   を備え、前記パレットから前記ワークを取り出して前記
   ワークの位置および方向を特定するワーク取り出し装置
   であり、 前記制御装置は、前記吸着部移動装置によって、前記パ
   レット内の前記ワークを前記姿勢判別装置まで移動させ
   るワーク取り出し手段と、 前記姿勢判別装置により前記ワークの姿勢が水平姿勢で
   あると判別された時に、前記吸着部移動装置によって、
   前記ワークを前記仮置き台上に設定された前記視覚装置
   の撮像範囲の中央位置に移載する水平姿勢移載手段と、 前記姿勢判別装置により前記ワークの姿勢が垂直姿勢で
   あると判別された時に、前記吸着部移動装置によって、
   前記ワークの一部を前記仮置き台の前記当接部に当接さ
   せ、前記ワークを前記視覚装置の撮像範囲の中央位置側
   に傾けた後、前記ワークを前記視覚装置の撮像範囲内に
   移載する垂直姿勢移載手段とを備えたことを特徴とする
   ワーク取り出し装置。
4. 【請求項４】 前記請求項２に記載のワーク取り出し装
   置において、前記返却装置には、前記仮置き台を清掃す
   る清掃手段が一体的に取り付けられていることを特徴と
   するワーク取り出し装置。