ネジ供給方法、及びネジ供給システム
【課題】整列されていないネジを混入させること無く、複数のネジを整列させて所定の装置へ供給するための処理の効率を全体として向上できるネジ供給方法を得ること。
【解決手段】ネジ供給方法は、磁石プレートと前記磁石プレート側にそれぞれ延びた複数の貫通孔が形成された本体部分とを有する整列治具における前記本体部分の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着されるように、前記整列治具に対して振るい動作を行う振るい工程と、前記振るい工程の後に、前記一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着された状態を維持しながら、前記整列治具における前記本体部分の上に残ったネジを除去する除去工程と、前記除去工程の後に、前記整列治具で整列された前記一部のネジを所定の装置へ供給する供給工程とを備えている。
【解決手段】ネジ供給方法は、磁石プレートと前記磁石プレート側にそれぞれ延びた複数の貫通孔が形成された本体部分とを有する整列治具における前記本体部分の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着されるように、前記整列治具に対して振るい動作を行う振るい工程と、前記振るい工程の後に、前記一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着された状態を維持しながら、前記整列治具における前記本体部分の上に残ったネジを除去する除去工程と、前記除去工程の後に、前記整列治具で整列された前記一部のネジを所定の装置へ供給する供給工程とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネジ供給方法、及びネジ供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の部品をネジ締めで結合させて組み立てる作業を自動で行う装置が存在する。このような装置が効率的にネジ締めを行うためには、複数のネジを整列させてその装置に供給する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、部品整列装置において、検査カメラが、パレット上に載せられた複数のボルトを撮影し、制御盤が、撮影画像から複数のボルトの整列率を算出し、整列率に応じてパレットの振動及び揺動させるように搬送ロボットを制御することが記載されている。具体的には、整列率が１０％を超えるまで周波数３５Ｈｚ及び振り幅１．５ｍｍでパレットを振動させ、整列率が１０％を超えた後に整列率が４５％を超えるまで周波数５０Ｈｚ及び振り幅１．０ｍｍでパレットを振動させ、整列率が４５％を超えた後に整列率が８０％を超えるまで周波数４０Ｈｚ及び振り幅１．４ｍｍでパレットを振動させ、整列率が８０％を超えた後に周波数５５Ｈｚ及び振り幅１．０ｍｍでパレットを振動させながらパレットにおける整列率の低い領域にボルトを誘導するようにパレットを揺動するものとされている。これにより、特許文献１によれば、整列率に応じてパレットの振動及び揺動の態様を変化させるので、短時間でボルトを整列させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８９０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、ボルトの整列率が高くなるに従ってパレットの振動及び揺動の態様を段階的に変化させていくものであり、パレット上に載せられた全てのボルトを最終的に１００％に近い整列率で整列させるために、パレットの整列孔の数と同数のボルトを予め数えてパレット上に載せることが前提となっていると考えられる。
【０００６】
しかし、パレット（整列治具）の整列孔（貫通孔）の数と同数のボルト（ネジ）を予め数える作業は煩雑で時間がかかるものであり、複数のネジを整列させて所定の装置へ供給するための処理の効率を全体として低下させる可能性がある。
【０００７】
仮に、ネジの数を予め数えずに整列治具の貫通孔の数より多数のネジを整列治具上に載せた場合、１００％に近い整列率で整列させた状態においても整列治具上に整列されていないネジが残存することになる。この場合、整列されていないネジが混入されたままの状態で所定の装置へネジを供給することになるので、所定の装置においてネジを取り出す際にネジの引っ掛かりなどが発生し、所定の装置がチョコ停（一時停止）する可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、整列されていないネジを混入させること無く、複数のネジを整列させて所定の装置へ供給するための処理の効率を全体として向上できるネジ供給方法、及びネジ供給システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかるネジ供給方法は、磁石プレートと前記磁石プレート側にそれぞれ延びた複数の貫通孔が形成された本体部分とを有する整列治具における前記本体部分の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着されるように、前記整列治具に対して振るい動作を行う振るい工程と、前記振るい工程の後に、前記一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着された状態を維持しながら、前記整列治具における前記本体部分の上に残ったネジを除去する除去工程と、前記除去工程の後に、前記整列治具で整列された前記一部のネジを所定の装置へ供給する供給工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、除去工程において本体部分の上に残ったネジを除去するので、振るい工程において短い時間（例えば、一定時間）で振るい動作を終了させても、整列されていないネジを混入させること無く、複数のネジを整列させて所定の装置へ供給することができる。すなわち、整列されていないネジを混入させること無く、複数のネジを整列させて所定の装置へ供給するための処理の効率を全体として向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１にかかるネジ供給システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかるネジ供給システムの動作を示すシーケンス図である。
【図３】図３は、実施の形態１における磁気吸着システムの構成及び動作を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１における本体部分の構成を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１における磁石プレートの構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１における整列治具の構成を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１におけるロボットハンドの構成を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１におけるロボットによる把持動作を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態１におけるロボットによるネジの除去動作を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１の変形例にかかるネジ供給システムの動作を示すシーケンス図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１の他の変形例にかかるネジ供給システムの動作を示すシーケンス図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２にかかるネジ供給システムの動作を示すシーケンス図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２における磁気吸着システムの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかるネジ供給方法、及びネジ供給システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
実施の形態１にかかるネジ供給システム１について図１を用いて説明する。図１は、ネジ供給システム１の概略構成を示す図である。
【００１４】
ネジ供給システム１は、複数のネジを所定の装置ＡＰへ供給するためのシステムである。所定の装置ＡＰは、複数のネジを用いて所定の作業を行う装置である。所定の装置ＡＰは、例えば、ネジ締め装置であり、複数のネジを受けたら、移動機構ＡＰ１が受けた複数のネジを順次にレールＡＰ２に載せて移動させ、ネジ締め機構ＡＰ３がレールＡＰ２を介して順次に移動してきたネジＴを複数の被加工物ＷＫのネジ孔に挿通させるようにネジ締めする。すなわち、所定の装置ＡＰは、例えば、複数の部品をネジ締めで結合させて組み立てる作業を自動で行う装置である。この所定の装置ＡＰが効率的にネジ締めを行うためには、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰに供給する必要がある。
【００１５】
そこで、ネジ供給システム１は、所定のトレー内にバラ積みされた複数のネジを取り出し整列させて所定の装置ＡＰへ供給する。具体的には、ネジ供給システム１は、整列治具１０、磁気吸着ユニット２０、ロボット３０、テーブルユニット４０、及び制御部５０を備える。
【００１６】
整列治具１０は、複数のネジを整列させるための治具であり、本体部分１１と磁石プレート１２とを組合せることにより構成される。本体部分１１には、複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０（図４（ｂ）参照）が形成されている。各貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、本体部分１１と磁石プレート１２とが組合された状態において、磁石プレート１２側に延びている。整列治具１０の詳細な構成は後述する。
【００１７】
テーブルユニット４０は、台座４６、複数のトレー４１〜４４、及び回転機構４５を有する。複数のトレー４１〜４４は、台座４６上に載置されている。台座４６は、回転機構４５により回転可能に構成されている。複数のトレー４１〜４４には、例えば、互いに異なる種類のネジがバラ積みされている。また、各トレー４１〜４４内には、例えば同一種類のネジがバラ積みされている。
【００１８】
磁気吸着ユニット２０は、複数のネジを一括して磁気吸着する。例えば、磁気吸着ユニット２０は、下方に位置するトレー４１〜４４から複数のネジを一括して磁気吸着することにより、複数のネジを一括して取り出す。例えば、磁気吸着ユニット２０は、上記のように一括して取り出した複数のネジを保持しておき、ロボット３０により整列治具１０が磁気吸着ユニット２０の下方に移動された状態でその磁気吸着を解除することで、磁気吸着していた複数のネジを一括して整列治具１０の本体部分１１上に落下させ投入する。
【００１９】
磁気吸着ユニット２０は、図３（ａ）に示すように、ハンド部２１、稼動部２２、マグネット部２３、及び稼動部２４を有する。稼動部２２は、例えばエアーシリンダを有し、エアーシリンダを用いてハンド部２１を上下に移動させる。稼動部２４は、例えばエアーシリンダを有し、エアーシリンダを用いてマグネット部２３を上下に移動させる。マグネット部２３は、下部に例えば板状の永久磁石２３ａを有する。例えば、稼動部２２がハンド部２１をネジの近傍まで移動させ、稼動部２４がマグネット部２３をハンド部２１の凹部２１ａの底面まで移動させることで、ハンド部２１の外側底面にネジを磁気吸着できる。また、例えば、稼動部２４がマグネット部２３をハンド部２１の凹部２１ａの底面から上に離れるように移動させることで、ハンド部２１の外側底面における磁気吸着を解除してネジを落下させることができる。
【００２０】
なお、永久磁石２３ａ、ハンド部２１の形状、大きさ、厚みの違いによって磁気吸着させるネジの本数は調整可能である。
【００２１】
ロボット３０は、例えば、６自由度の多関節ロボットであり、複数のロボットアーム３４−１〜３４−３、複数の関節部３５−１〜３５−３、基部３６、フランジ３２、ビジョンセンサ３３、及びロボットハンド３１を有する。複数のロボットアーム３４−１〜３４−３は、複数の関節部３５−１〜３５−３を介して基部３６に接続されている。ロボットアーム３４−１の先端には、フランジ３２が設けられている。フランジ３２には、ロボットアーム３４−１とフランジ３２とを相対的に回転させる回転機構３２ａが設けられている（図９（ａ）、（ｂ）参照）。また、フランジ３２には作業用のツールとして例えばロボットハンド３１等が装着される。そして、フランジ３２には、ロボットハンド３１等のツールと並んでビジョンセンサ３３が取り付けられている。ロボットハンド３１等及びフランジ３２の位置と姿勢はロボットコントローラ５１が制御している。これにより、ロボット３０は、所定の対象物に対して所定の作業を行う。
【００２２】
なお、ロボット３０は、汎用の産業用ロボットを用いることができる。すなわち、ロボット３０は、他のシステム用の動作も行いながら、その空き時間にネジ供給システム１用の動作を行なうようにすることができる。これにより、ネジ供給システム１を構築するためのコストの増大を抑制できる。
【００２３】
制御部５０は、ネジ供給システム１における各部を全体的に制御する。制御部５０は、ロボットコントローラ５１及びシーケンサ（ＰＬＣ：プログラマブルロジックコントローラ）５２を有する。ロボットコントローラ５１は、ロボットプログラムに従って、ロボット３０を制御するとともに、シーケンサ（ＰＬＣ）５２との間で所定の制御信号を送受信する。シーケンサ（ＰＬＣ）５２は、例えば、ロボットコントローラ５１から受信した制御信号に応じて、磁気吸着ユニット２０及びテーブルユニット４０を制御する。
【００２４】
例えば、制御部５０は、まず、磁気吸着ユニット２０が複数のネジを一括して本体部分１１の上に投入するように、磁気吸着ユニット２０を制御する。制御部５０は、第１の期間において、整列治具１０に対して振るい動作を行うように、ロボット３０を制御する。これにより、整列治具１０における本体部分１１の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着されるようにする。制御部５０は、第２の期間において、一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、整列治具１０における本体部分１１の上に残ったネジを除去する。第２の期間は、第１の期間に続く期間である。制御部５０は、第３の期間において、整列治具１０で整列された一部のネジを所定の装置ＡＰへ供給するように、ロボット３０を制御する。第３の期間は、第２の期間に続く期間である。
【００２５】
次に、整列治具１０の構成について図４〜６を用いて説明する。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、整列治具１０の一部となるべき本体部分１１の構成をそれぞれ示す正面図、平面図、側面図である。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、整列治具１０の他の一部となるべき磁石プレート１２の構成をそれぞれ示す正面図、平面図、側面図である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本体部分１１と磁石プレート１２とが組み合わされた整列治具１０の構成をそれぞれ示す正面図、平面図、側面図である。
【００２６】
本体部分１１は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、板状部１１３、壁部１１２、複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０、被把持部１１４、被把持部１１５、板状部１１６、及び板状部１１７を有する。
【００２７】
板状部１１３は、板状の部材であり、例えば平面視において略矩形の形状を有している。板状部１１３は、着磁されにくい材料で形成されており、例えばステンレスや樹脂などで形成されている。板状部１１３に対して、主面１１３ｂ側は、磁石プレート１２側となるべき側である。
【００２８】
壁部１１２は、板状部１１３から遠ざかるように、板状部１１３の主面１１３ａ側の縁部から延びている。壁部１１２は、平面視において板状部１１３の主面１１３ａを内側に含む。壁部１１２の内側面１１２ａと板状部１１３の主面１１３ａとにより囲まれて、凹部１１２ｂが形成されている。凹部１１２ｂは、磁気吸着ユニット２０により複数のネジが投入されるべき空間として機能する。
【００２９】
複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、板状部１１３に形成されている。複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、平面視において、例えば２次元的に配列されている。複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、配置のピッチが２次元的に略一様であってもよい。各貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、板状部１１３の主面１１３ａと主面１１３ｂとを貫通している。
【００３０】
各貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、孔部１１１ａ及び座繰り部１１１ｂを有する。座繰り部１１１ｂは、例えば、孔部１１１ａ側の平面幅が狭い略円錐台形状を有し、孔部１１１ａ側の平面幅が孔部１１１ａの平面幅に対応している。これにより、座繰り部１１１ｂの近傍に位置するネジを孔部１１１ａに導きやすい。
【００３１】
各貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、複数の種類のネジを挿通可能である寸法を有している。例えば、孔部１１１ａ側の平面幅は、複数のトレー４１〜４４に入れられたいずれのネジの軸部よりも大きく且つ頭部より小さい寸法を有している。
【００３２】
被把持部１１４は、板状部１１３の一端辺１１３ｃ側に接続され、板状部１１３における主面１１３ｂ側を下にした場合に、壁部１１２の上端より高い位置まで主面１１３ａに略垂直な方向に延びている。板状部１１３の一端辺１１３ｃに沿った方向における被把持部１１４の幅は、板状部１１３の一端辺１１３ｃに沿った方向における被把持部１１５の幅より狭い。被把持部１１４の板状部１１３の一端辺１１３ｃに沿った方向の側面１１４ｄ１、１１４ｄ２には、壁部１１２の上端より高い位置において、ロボットハンド３１の爪３１ａ、３１ｂ（図７（ａ）〜（ｃ）参照）により把持されるための穴１１４ａ、１１４ｂが形成されている。
【００３３】
被把持部１１５は、被把持部１１４を介して板状部１１３の一端辺１１３ｃ側に接続され、板状部１１３における主面１１３ｂ側を下にした場合に、被把持部１１４の上であって壁部１１２の上端より高い位置に配されている。板状部１１３の一端辺１１３ｃに沿った方向における被把持部１１５の幅は、板状部１１３の一端辺１１３ｃに沿った方向における被把持部１１４の幅より広い。これにより、被把持部１１５は、被把持部１１５の側面１１５ｄ１、１１５ｄ２と被把持部１１４の側面１１４ｄ１、１１４ｄ２との段差を形成する段差部１１５ｃ１、１１５ｃ２を有する。被把持部１１５の板状部１１３の一端辺１１３ｃに沿った方向の側面１１５ｄ１、１１５ｄ２には、ロボットハンド３１の爪３１ｃ、３１ｄ（図７（ａ）〜（ｃ）参照）により把持されるための穴１１５ａ、１１５ｂが形成されている。
【００３４】
板状部１１６は、被把持部１１４に隣接した位置において、板状部１１３の一端辺１１３ｃに接続されている。板状部１１６は、被把持部１１４との間に所定幅の隙間１１６ａを形成しながら、板状部１１３の主面１１３ａに沿って板状部１１３から離れるように延びている。
【００３５】
板状部１１７は、被把持部１１４に板状部１１６と反対側で隣接した位置において、板状部１１３の一端辺１１３ｃに接続されている。板状部１１７は、被把持部１１４との間に所定幅の隙間１１７ａを形成しながら、板状部１１３の主面１１３ａに沿って板状部１１３から離れるように延びている。
【００３６】
磁石プレート１２は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、板状部１２２、磁石部１２１、板状部１２３、及び被把持部１２４を有する。
【００３７】
板状部１２２は、板状部１１３に対応した板状の部材であり、平面視において板状部１１３に対応した形状を有しており、平面視において例えば略矩形の形状を有している。板状部１２２は、着磁されにくい材料で形成されており、例えばステンレスや樹脂などで形成されている。板状部１２２に対して、主面１２２ａ側は、本体部分１１側となるべき側である。
【００３８】
磁石部１２１は、板状部１２２の主面１２２ａ上に例えば接着されている。磁石部１２１は、平面視において、複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０に対応した形状を有しており、例えば本体部分１１と磁石プレート１２とが組み合わされた際に、平面視において複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０を含むような形状を有している。磁石部１２１は、例えば永久磁石で形成されている。
【００３９】
板状部１２３は、板状部１２２の一端辺１２２ｃに接続され、板状部１２２の主面１２２ａに沿って板状部１２２から離れるように延びている。
【００４０】
被把持部１２４は、板状部１２２の一端辺１２２ｃ側で板状部１２３に接続されている。被把持部１２４は、正面視において被把持部１１４に対応した形状を有しており、例えば略Ｕ字形状を有している。被把持部１２４において、例えば、Ｕ字の底部１２４ｆが板状部１２３の本体部分１１側となるべき側の反対側の主面１２３ｂにネジ１２４ｉで固定されている。被把持部１２４は、例えば、Ｕ字の２つの立ち上がり部１２４ｇ、１２４ｈが、板状部１２２における主面１２２ｂ側を下にした場合に、上側に延びている。２つの立ち上がり部１２４ｇ、１２４ｈは、側面視において被把持部１１４に対応した形状を有している。２つの立ち上がり部１２４ｇ、１２４ｈは、板状部１２２における主面１２２ｂ側を下にした場合に、上面となる端面１２４ｅ１、１２４ｅ２が、段差部１１５ｃ１、１１５ｃ２に当接されるべき面となっている。
【００４１】
２つの立ち上がり部１２４ｇ、１２４ｈには、被把持部１１４の穴１１４ａ、１１４ｂに対応した位置において、ロボットハンドの爪により把持されるための穴１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄが形成されている。例えば、２つの立ち上がり部１２４ｇ、１２４ｈには、本体部分１１と磁石プレート１２とが組み合わされた際に被把持部１１４の穴１１４ａ、１１４ｂと整合する位置において、ロボットハンドの爪により把持されるための穴１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄが形成されている。
【００４２】
整列治具１０は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、本体部分１１と磁石プレート１２とが組合せることにより構成される。
【００４３】
具体的には、整列治具１０において、磁石プレート１２の被把持部１２４が本体部分１１の隙間１１６ａ、１１７ａに通されるとともに、磁石プレート１２の２つの立ち上がり部１２４ｇ、１２４ｈの端面１２４ｅ１、１２４ｅ２が本体部分１１の段差部１１５ｃ１、１１５ｃ２に当接されるように、本体部分１１と磁石プレート１２とが組み合わされている。
【００４４】
また、磁石プレート１２の被把持部１１４の端面１２４ｅ１、１２４ｅ２が本体部分１１の段差部１１５ｃ１、１１５ｃ２に当接することにより、磁石プレート１２の板状部１２２は、本体部分１１の板状部１１３と離間して配される。板状部１１３の主面１１３ｂと板状部１２２の主面１２２ａとは、互いに対向している。板状部１１３の主面１１３ｂは、磁石部１２１に向いている。複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、凹部１１２ｂから磁石プレート１２の磁石部１２１側に延びている。
【００４５】
なお、整列させるべきネジの長さに応じて、磁石プレート１２の被把持部１２４の底部１２４ｆと板状部１２３との間にワッシャーなどのスペーサが挿入されてネジ１２４ｉで固定することで、磁石プレート１２の板状部１２２と本体部分１１の板状部１１３との間隔を調整することもできる。
【００４６】
次に、ネジ供給システム１の動作について図２を用いて説明する。図２は、ネジ供給システム１の動作を示すシーケンス図である。
【００４７】
まず、初期状態では、本体部分１１及び磁石プレート１２が互いに分離された状態でそれぞれ所定の置き場に載置されている。
【００４８】
ステップＳ１では、ロボットコントローラ５１が、取り出すべきネジの種類を決定し、決定したネジの種類の投入準備をするための投入準備指令をシーケンサ５２へ送信する。
【００４９】
シーケンサ５２は、投入準備指令を受信すると、ステップＳ２〜Ｓ５の処理が行なわれるように制御する。
【００５０】
ステップＳ２では、シーケンサ５２が、複数のトレー４１〜４４のうち投入指令に示されたネジの種類に対応したトレー４１〜４４を決定する。シーケンサ５２は、テーブルユニット４０を制御して、決定したトレー４１〜４４が磁気吸着ユニット２０の下方に位置するように回転機構４５を介して台座４６を回転させる。
【００５１】
ステップＳ３では、シーケンサ５２が、磁気吸着ユニット２０を制御して、ハンド部２１をトレー４１〜４４内のネジの近傍まで下降させる。
【００５２】
ステップＳ４では、シーケンサ５２が、磁気吸着ユニット２０を制御して、マグネット部２３をハンド部２１の凹部２１ａの底面まで下降させる（図３（ａ）参照）。これにより、トレー４１〜４４内の複数のネジを一括して磁気吸着できる。
【００５３】
ステップＳ５では、シーケンサ５２が、磁気吸着ユニット２０を制御して、マグネット部２３がハンド部２１の凹部２１ａの底面に当接した状態を維持しながら、ハンド部２１を上昇させる。これにより、トレー４１〜４４から複数のネジを一括して取り出すことができる。シーケンサ５２は、ハンド部２１の上昇が完了したら、準備完了通知をロボットコントローラ５１に送信する。
【００５４】
ステップ６では、ロボットコントローラ５１が、準備完了通知を受信していなければ、ネジの準備が完了していない（ステップＳ６でＮｏ）と判断して処理をステップＳ６へ進め、準備完了通知を受信すると、ネジの準備が完了した（ステップＳ６でＹｅｓ）と判断して処理をステップＳ７へ進める。
【００５５】
ステップＳ７では、ロボットコントローラ５１が、ロボットハンド３１を本体部分１１用の所定の置き場まで移動させ、ロボットハンド３１が本体部分１１を把持して取り出すように、ロボット３０を制御する。すなわち、ロボットハンド３１の爪３１ａ、３１ｂを本体部分１１の被把持部１１５の穴１１５ａ、１１５ｂに入れるとともに、ロボットハンド３１の爪３１ｃ、３１ｄを本体部分１１の被把持部１１５の穴１１５ｃ、１１５ｄに入れることで、把持するように制御する（図４（ｃ）、図８（ａ）参照）。
【００５６】
ステップＳ８では、ロボットコントローラ５１が、ロボットハンド３１が取り出した本体部分１１をネジ投入位置まで移動するように、ロボット３０を制御する。すなわち、本体部分１１を磁気吸着ユニット２０の下方に移動するように制御する（図３（ｂ）参照）。ロボットコントローラ５１は、本体部分１１をネジ投入位置まで移動したら、ネジを投入するように指令する投入指令をシーケンサ５２へ送信する。
【００５７】
シーケンサ５２は、投入指令を受信すると、ステップＳ９〜Ｓ１０の処理が行なわれるように制御する。
【００５８】
ステップＳ９では、シーケンサ５２が、マグネット部２３をハンド部２１の凹部２１ａの底面から離れるように上昇させる（図３（ｃ）参照）。
【００５９】
ステップＳ１０では、ハンド部２１の外側底面における磁気吸着が解除され、磁気吸着されていたネジが本体部分１１の上に落下する。シーケンサ５２は、例えば、所定時間が経過したことに応じて、ネジの落下が完了したものとして、投入完了通知をロボットコントローラ５１へ送信する。
【００６０】
ステップＳ１１では、ロボットコントローラ５１が、投入完了通知を受信していなければ、ネジの受け取りが完了していない（ステップＳ１１でＮｏ）と判断して処理をステップＳ１１へ進め、投入完了通知を受信すると、ネジの受け取りが完了した（ステップＳ１１でＹｅｓ）と判断して処理をステップＳ１２へ進める。
【００６１】
ステップＳ１２では、ロボットコントローラ５１が、ロボットハンド３１が本体部分１１をネジ投入位置から退避させるように、ロボット３０を制御する。ロボットコントローラ５１は、ロボットハンド３１が本体部分１１を磁石プレート１２用の所定の置き場まで移動させるように、ロボット３０を制御する。
【００６２】
ステップＳ１３では、ロボットコントローラ５１が、ロボットハンド３１が本体部分１１を磁石プレート１２と組合せる（図６（ａ）〜（ｃ）参照）ように、ロボット３０を制御する。
【００６３】
そして、ロボットコントローラ５１は、ロボットハンド３１が本体部分１１及び磁石プレート１２を同時に把持して取り出すように、ロボット３０を制御する。このとき、ロボットハンド３１の爪３１ａ、３１ｂを本体部分１１の穴１１４ａ、１１４ｂと磁石プレート１２の穴１２４ａ、１２４ｂとに入れるとともに、ロボットハンド３１の爪３１ｃ、３１ｄを本体部分１１の穴１１４ｃ、１１４ｄと磁石プレート１２の穴１２４ｃ、１２４ｄとに入れるように制御する（図４（ｃ）、図５（ｃ）、図８（ｂ）参照）。
【００６４】
ステップＳ１４では、ロボットコントローラ５１が、整列治具１０に対して振るい動作（ネジの振るい動作）を行うように、ロボット３０を制御する。これにより、整列治具１０における本体部分１１の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着されるようにする（図９（ａ）参照）。
【００６５】
すなわち、ロボットコントローラ５１は、ロボットハンド３１が本体部分１１及び磁石プレート１２を同時に把持した状態を維持しながら、本体部分１１及び磁石プレート１２に所定の周波数、所定の振り幅、及び所定の回数で振動を与える。これにより、本体部分１１に形成された貫通孔１１１−１〜１１１−２０にネジを誘導し、頭部を上に向けて複数のネジを同時に整列させる。このとき、ロボットコントローラ５１は、複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０における一部の貫通孔１１１−１〜１１１−２０にネジが挿通されていない状態を許容するように、予め定められた一定時間が経過したことに応じて振るい動作を終了させる。
【００６６】
なお、振るい動作における、整列治具１０のふり幅、周期、振るい動作回数はロボットプログラムによって任意に設定可能である。これにより、ネジの種類に応じた適切な振るい動作を実現できる。
【００６７】
ステップＳ１５では、ロボットコントローラ５１が、一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、整列治具１０における本体部分１１の上に残ったネジを除去するように、ロボット３０を制御する。具体的には、ロボットコントローラ５１は、ロボット３０を制御して、一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、本体部分１１の上に残ったネジが整列治具１０から落下するように整列治具１０をひっくり返す。
【００６８】
すなわち、ロボットコントローラ５１は、ロボットハンド３１が本体部分１１及び磁石プレート１２を同時に把持した状態を維持しながら、整列治具１０をステップＳ２で決定されたトレー４１〜４４の上方まで移動させる。そして、ロボットコントローラ５１は、回転機構３２ａが、整列治具１０の姿勢を、本体部分１１の上に残ったネジが整列治具１０から落下するような姿勢に変更するように、ロボット３０を制御する（図９（ｂ）参照）。これにより、整列されず本体部分１１の上に残ったネジを、ロボット３０の動作によってトレー４１〜４４に戻す。これにより、整列されなかったネジを再利用可能な状態に戻すことができる。
【００６９】
ステップＳ１６では、ロボットコントローラ５１が、整列治具１０において本体部分１１から磁石プレート１２を分離するように、ロボット３０を制御する。
【００７０】
具体的には、ロボットコントローラ５１は、ロボット３０を制御して、本体部分１１と磁石プレート１２とが組み合わされた整列治具１０を磁石プレート１２用の所定の置き場に載置させ、本体部分１１及び磁石プレート１２の把持を解除する。そして、ロボットコントローラ５１は、ロボット３０を制御して、磁石プレート１２用の所定の置き場に載置された整列治具１０から本体部分１１を選択的に取り出す。
【００７１】
すなわち、ロボットコントローラ５１は、ロボットハンド３１の爪３１ａ、３１ｂを本体部分１１の被把持部１１５の穴１１５ａ、１１５ｂに入れるとともに、ロボットハンド３１の爪３１ｃ、３１ｄを本体部分１１の被把持部１１５の穴１１５ｃ、１１５ｄに入れることで、本体部分１１を選択的に把持するように制御する（図８（ａ）参照）。
【００７２】
ステップＳ１７では、ロボットコントローラ５１が、ロボットハンド３１が本体部分１１を本体部分１１用の所定の置き場（所定位置）へ移動するように、ロボット３０を制御する。ロボットコントローラ５１は、必要に応じて、本体部分１１の把持を解除する。
【００７３】
ステップＳ１８では、ロボットコントローラ５１が、整列治具１０で整列されたネジを所定の装置ＡＰへ供給する。すなわち、ロボットコントローラ５１は、ロボットハンド３１が本体部分１１を所定の装置ＡＰまで移動するように、ロボット３０を制御する。
【００７４】
これにより、所定の装置ＡＰは、整列された複数のネジを用いて所定の作業を行う。例えば、所定の装置ＡＰがネジ締め装置である場合、所定の装置ＡＰは、複数のネジを受けたら、移動機構ＡＰ１が受けた複数のネジを順次にレールＡＰ２に載せて移動させ、ネジ締め機構ＡＰ３がレールＡＰ２を介して順次に移動してきたネジＴを複数の被加工物ＷＫ１、ＷＫ２のネジ孔に挿通させるようにネジ締めする（図１参照）。
【００７５】
ここで、仮に、ステップＳ１５の処理を行わない場合について考える。この場合、本体部分１１の上に整列されないネジが残ったままの状態で、本体部分１１を所定の装置ＡＰまで移動することになる。これにより、整列されていないネジが混入されたままの状態で所定の装置ＡＰへネジを供給することになるので、所定の装置ＡＰにおいてレールＡＰ２上でネジが詰まることなどが発生し、所定の装置ＡＰがチョコ停（一時停止）してしまう。この結果、所定の装置ＡＰによるネジを用いた作業の効率が低下する傾向にある。
【００７６】
それに対して、実施の形態１では、ステップＳ１５において、一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、整列治具１０における本体部分１１の上に残ったネジを除去する。これにより、整列されていないネジを混入させること無く、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給することができる。
【００７７】
また、実施の形態１では、ステップＳ１５において、一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、本体部分１１の上に残ったネジが整列治具１０から落下するように整列治具１０をひっくり返すように、ロボット３０を制御する。これにより、整列治具１０における本体部分１１の上に残ったネジを除去する処理を容易に実現できる。
【００７８】
あるいは、仮に、ステップＳ１〜Ｓ６の処理を行わずに、本体部分１１の貫通孔１１１−１〜１１１−２０の数と同数のネジを数えて本体部分１１上に載せる処理を行う場合を考える。この処理を作業者が行う場合、本体部分１１の貫通孔１１１−１〜１１１−２０の数と同数のネジを数える作業が非常に煩雑で時間がかかるため、ネジを投入する処理の時間が長くなる傾向にある。あるいは、この作業を自動で行う場合、ロボットコントローラ５１がロボットハンド３１及びビジョンセンサ３３を介して本体部分１１の貫通孔１１１−１〜１１１−２０の数と同数のネジを数えることになる。この場合も、本体部分１１の貫通孔１１１−１〜１１１−２０の数と同数のネジを数える作業が非常に煩雑で時間がかかるため、ネジを投入する処理の時間が長くなる傾向にある。ネジを投入する処理の時間が長くなると、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として低下させる可能性がある。
【００７９】
それに対して、実施の形態１では、ステップＳ１〜Ｓ６において、磁気吸着ユニット２０が、トレー４１〜４４から複数のネジを一括して磁気吸着して取り出し、取り出した本体部分１１の上に一括して投入する。これにより、ネジを投入する処理の時間を短縮できるので、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として向上させることができる。
【００８０】
あるいは、仮に、ステップＳ１４において、本体部分１１におけるネジの整列率をモニタしながら、本体部分１１の全ての貫通孔１１１−１〜１１１−２０にネジが挿通される状態になるまで振るい動作を行う場合について考える。この場合、ロボットコントローラ５１がビジョンセンサ３３を介して本体部分１１上のネジの整列状態を画像認識し画像処理を行ってネジの整列率を計算するという複雑な処理を定期的に繰り返し行う必要がある。さらに、全ての貫通孔１１１−１〜１１１−２０にネジを誘導するために、ネジの整列率を１００％に近づけるために、ネジの整列率に応じて、整列治具１０の振動及び揺動の態様を段階的に変化させていく必要がある。これにより、振るい動作の処理の時間が長くなる傾向にある。振るい動作の処理の時間が長くなると、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として低下させる可能性がある。
【００８１】
それに対して、実施の形態１では、ステップＳ１４において、複数の貫通孔における一部の貫通孔にネジが挿通されていない状態を許容するように、予め定められた一定時間が経過したことに応じて振るい動作を終了させる。これにより、振るい動作の処理の時間を短縮できるので、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として向上させることができる。
【００８２】
また、実施の形態１では、ステップＳ１４において、整列治具１０における本体部分１１の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着されるように、整列治具１０に対して振るい動作を行う。これにより、一度整列されたネジは貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態に維持されるので、一度整列されたネジが貫通孔１１１−１〜１１１−２０から飛び出すことを抑制できるので、短い時間であっても効率的且つ安定的に振るい動作を行うことができる。
【００８３】
また、実施の形態１では、ステップＳ１５において本体部分１１の上に残ったネジを除去するので、ステップＳ１４において短い時間（例えば、一定時間）で振るい動作を終了させても、整列されていないネジを混入させること無く、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給することができる。すなわち、整列されていないネジを混入させること無く、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として向上できる。
【００８４】
また、実施の形態１では、本体部分１１における複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０のそれぞれは、複数の種類のネジを挿通可能である寸法を有している。これにより、ネジの種類に応じて本体部分１１を変更するための処理が不要であるため、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として向上させることができる。
【００８５】
あるいは、仮に、整列治具１０において本体部分１１から磁石プレート１２が不可能なように整列治具１０が構成されている場合について考える。この場合、複数のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、複数のネジが所定の装置ＡＰへ供給されることになる。これにより、所定の装置ＡＰが複数のネジを本体部分１１から取り出すことが困難になる。
【００８６】
それに対して、実施の形態１では、ステップＳ１６において本体部分１１から磁石プレート１２が分離され、ステップＳ１８において本体部分１１が単独で所定の装置ＡＰへ移動する。これにより、所定の装置ＡＰが複数のネジを本体部分１１から容易に取り出すことができる。
【００８７】
なお、ロボットハンド３１が本体部分１１を磁石プレート１２と組合せる処理は、ネジの振るい動作（ステップＳ１４）を行なうときまでに行なわれていればよく、図２に示す場合に限定されない。
【００８８】
例えば、図１０に示すように、ロボットハンド３１が本体部分１１を磁石プレート１２と組合せる処理（ステップ２３）は、ステップＳ８の後ステップＳ１１の前に行なわれてもよい。
【００８９】
あるいは、例えば、図１１に示すように、ロボットハンド３１が本体部分１１を磁石プレート１２と組合せる処理（ステップ３３）は、ステップＳ７の後ステップＳ８の前に行なわれてもよい。
【００９０】
実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかるネジ供給システムについて説明する。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００９１】
実施の形態１では、整列治具１０をひっくり返すことで残ったネジを除去しているが、実施の形態２では、整列治具１０をひっくり返さずに、本体部分１１の上に残ったネジを磁気吸着することで除去する。
【００９２】
具体的には、実施の形態２にかかるネジ供給システムは、図１２に示すように、ネジの除去動作（ステップＳ４５）の内容が実施の形態１と異なる。
【００９３】
ステップＳ４５では、制御部５０が、ステップＳ４５−１〜ステップＳ４５−５を行うように、ロボット３０及び磁気吸着ユニット２０を制御する。
【００９４】
ステップＳ４５−１では、ロボットコントローラ５１が、ロボット３０を制御して、本体部分１１と磁石プレート１２とが組み合わされた整列治具１０を磁気吸着ユニット２０の下方に移動させる。ロボットコントローラ５１は、整列治具１０を磁気吸着ユニット２０の下方まで移動したら、ネジを除去するように指令する除去指令をシーケンサ５２へ送信する。
【００９５】
シーケンサ５２は、除去指令を受信すると、ステップＳ４５−２〜Ｓ４５−４、Ｓ４５−６、Ｓ４５−７の処理が行なわれるように制御する。
【００９６】
ステップＳ４５−２では、シーケンサ５２が、磁気吸着ユニット２０を制御して、ハンド部２１を本体部分１１の凹部１１２ｂ内の整列されていないネジの近傍まで下降させる（図１３（ａ）参照）。
【００９７】
ステップＳ４５−３では、シーケンサ５２が、磁気吸着ユニット２０を制御して、マグネット部２３をハンド部２１の凹部２１ａの底面まで下降させる（図１３（ｂ）参照）。これにより、本体部分１１の凹部１１２ｂ内の整列されていないネジを一括して磁気吸着できる。
【００９８】
ステップＳ４５−４では、シーケンサ５２が、磁気吸着ユニット２０を制御して、マグネット部２３がハンド部２１の凹部２１ａの底面に当接した状態を維持しながら、ハンド部２１を上昇させる（図１３（ｃ）参照）。これにより、本体部分１１の凹部１１２ｂから整列されていないネジを一括して取り出すことができる。シーケンサ５２は、ハンド部２１の上昇が完了したら、除去完了通知をロボットコントローラ５１に送信する。
【００９９】
ステップ４５−５では、ロボットコントローラ５１が、除去完了通知を受信していなければ、ネジの除去が完了していない（ステップＳ４５−５でＮｏ）と判断して処理をステップＳ４５−５へ進め、除去完了通知を受信すると、ネジの除去が完了した（ステップＳ４５−５でＹｅｓ）と判断して処理をステップＳ１６へ進める。
【０１００】
一方、ステップ４５−６では、シーケンサ５２が、ステップＳ２で決定したトレー４１〜４４が再び磁気吸着ユニット２０の下方に位置するように回転機構４５を介して台座４６を回転させる。そして、シーケンサ５２は、マグネット部２３をハンド部２１の凹部２１ａの底面から離れるように上昇させる（図１３（ｄ）参照）。
【０１０１】
ステップＳ４５−７では、ハンド部２１の外側底面における磁気吸着が解除され、磁気吸着されていたネジが落下する。なお、シーケンサ５２は、例えば、所定時間が経過したことに応じて、ネジの落下が完了したものとして、落下完了通知をロボットコントローラ５１へ送信してもよい。
【０１０２】
このように、実施の形態２では、ステップＳ４５において、一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、磁気吸着ユニット２０を本体部分１１側から整列治具１０に近づけて、本体部分１１の上に残ったネジを磁気吸着ユニット２０に磁気吸着させるように、磁気吸着ユニット２０を制御する。これにより、整列治具１０における本体部分１１の上に残ったネジを除去する処理を容易に実現できる。
【０１０３】
また、実施の形態２では、ネジの除去動作（ステップＳ４５）における一部の処理（ステップＳ４５−６及びステップＳ４５−７）をステップＳ１６〜ステップＳ１８の処理と並行して行う。これにより、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上のように、本発明にかかるネジ供給方法、及びネジ供給システムは、複数のネジを整列させることに有用である。
【符号の説明】
【０１０５】
１ ネジ供給システム
１０ 整列治具
１１ 本体部分
１２ 磁石プレート
２０ 磁気吸着ユニット
２１ ハンド部
２１ａ 凹部
２２ 稼動部
２３ マグネット部
２３ａ 永久磁石
２４ 稼動部
３０ ロボット
３１ ロボットハンド
３１ａ〜３１ｄ 爪
３２ フランジ
３３ ビジョンセンサ
３４−１〜３４−３ ロボットアーム
３５−１〜３５−３ 関節部
３６ 基部
４０ テーブルユニット
４１〜４４ トレー
４５ 回転機構
４６ 台座
５０ 制御部
５１ ロボットコントローラ
５２ シーケンサ
１１１−１〜１１１−２０ 貫通孔
１１１ａ 孔部
１１１ｂ 座繰り部
１１２ 壁部
１１２ａ 内側面
１１２ｂ 凹部
１１３ 板状部
１１３ａ、１１３ｂ 主面
１１３ｃ 一端辺
１１４ 被把持部
１１４ａ〜１１４ｄ 穴
１１４ｄ１、１１４ｄ２ 側面
１１５ 被把持部
１１５ａ〜１１５ｄ 穴
１１５ｃ１、１１５ｃ２ 段差部
１１５ｄ１、１１５ｄ２ 側面
１１６、１１７ 板状部
１１６ａ、１１７ａ 隙間
１２１ 磁石部
１２２ 板状部
１２２ａ、１２２ｂ 主面
１２２ｃ 一端辺
１２３ 板状部
１２３ｂ 主面
１２４ 被把持部
１２４ａ〜１２４ｄ 穴
１２４ｅ１、１２４ｅ２ 端面
１２４ｆ 底部
１２４ｇ、１２４ｈ 立ち上がり部
１２４ｉ ネジ
ＡＰ１ 移動機構
ＡＰ２ レール
ＡＰ３ ネジ締め機構
ＷＫ 被加工物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネジ供給方法、及びネジ供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の部品をネジ締めで結合させて組み立てる作業を自動で行う装置が存在する。このような装置が効率的にネジ締めを行うためには、複数のネジを整列させてその装置に供給する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、部品整列装置において、検査カメラが、パレット上に載せられた複数のボルトを撮影し、制御盤が、撮影画像から複数のボルトの整列率を算出し、整列率に応じてパレットの振動及び揺動させるように搬送ロボットを制御することが記載されている。具体的には、整列率が１０％を超えるまで周波数３５Ｈｚ及び振り幅１．５ｍｍでパレットを振動させ、整列率が１０％を超えた後に整列率が４５％を超えるまで周波数５０Ｈｚ及び振り幅１．０ｍｍでパレットを振動させ、整列率が４５％を超えた後に整列率が８０％を超えるまで周波数４０Ｈｚ及び振り幅１．４ｍｍでパレットを振動させ、整列率が８０％を超えた後に周波数５５Ｈｚ及び振り幅１．０ｍｍでパレットを振動させながらパレットにおける整列率の低い領域にボルトを誘導するようにパレットを揺動するものとされている。これにより、特許文献１によれば、整列率に応じてパレットの振動及び揺動の態様を変化させるので、短時間でボルトを整列させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８９０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、ボルトの整列率が高くなるに従ってパレットの振動及び揺動の態様を段階的に変化させていくものであり、パレット上に載せられた全てのボルトを最終的に１００％に近い整列率で整列させるために、パレットの整列孔の数と同数のボルトを予め数えてパレット上に載せることが前提となっていると考えられる。
【０００６】
しかし、パレット（整列治具）の整列孔（貫通孔）の数と同数のボルト（ネジ）を予め数える作業は煩雑で時間がかかるものであり、複数のネジを整列させて所定の装置へ供給するための処理の効率を全体として低下させる可能性がある。
【０００７】
仮に、ネジの数を予め数えずに整列治具の貫通孔の数より多数のネジを整列治具上に載せた場合、１００％に近い整列率で整列させた状態においても整列治具上に整列されていないネジが残存することになる。この場合、整列されていないネジが混入されたままの状態で所定の装置へネジを供給することになるので、所定の装置においてネジを取り出す際にネジの引っ掛かりなどが発生し、所定の装置がチョコ停（一時停止）する可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、整列されていないネジを混入させること無く、複数のネジを整列させて所定の装置へ供給するための処理の効率を全体として向上できるネジ供給方法、及びネジ供給システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかるネジ供給方法は、磁石プレートと前記磁石プレート側にそれぞれ延びた複数の貫通孔が形成された本体部分とを有する整列治具における前記本体部分の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着されるように、前記整列治具に対して振るい動作を行う振るい工程と、前記振るい工程の後に、前記一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着された状態を維持しながら、前記整列治具における前記本体部分の上に残ったネジを除去する除去工程と、前記除去工程の後に、前記整列治具で整列された前記一部のネジを所定の装置へ供給する供給工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、除去工程において本体部分の上に残ったネジを除去するので、振るい工程において短い時間（例えば、一定時間）で振るい動作を終了させても、整列されていないネジを混入させること無く、複数のネジを整列させて所定の装置へ供給することができる。すなわち、整列されていないネジを混入させること無く、複数のネジを整列させて所定の装置へ供給するための処理の効率を全体として向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１にかかるネジ供給システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかるネジ供給システムの動作を示すシーケンス図である。
【図３】図３は、実施の形態１における磁気吸着システムの構成及び動作を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１における本体部分の構成を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１における磁石プレートの構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１における整列治具の構成を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１におけるロボットハンドの構成を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１におけるロボットによる把持動作を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態１におけるロボットによるネジの除去動作を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１の変形例にかかるネジ供給システムの動作を示すシーケンス図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１の他の変形例にかかるネジ供給システムの動作を示すシーケンス図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２にかかるネジ供給システムの動作を示すシーケンス図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２における磁気吸着システムの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかるネジ供給方法、及びネジ供給システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
実施の形態１にかかるネジ供給システム１について図１を用いて説明する。図１は、ネジ供給システム１の概略構成を示す図である。
【００１４】
ネジ供給システム１は、複数のネジを所定の装置ＡＰへ供給するためのシステムである。所定の装置ＡＰは、複数のネジを用いて所定の作業を行う装置である。所定の装置ＡＰは、例えば、ネジ締め装置であり、複数のネジを受けたら、移動機構ＡＰ１が受けた複数のネジを順次にレールＡＰ２に載せて移動させ、ネジ締め機構ＡＰ３がレールＡＰ２を介して順次に移動してきたネジＴを複数の被加工物ＷＫのネジ孔に挿通させるようにネジ締めする。すなわち、所定の装置ＡＰは、例えば、複数の部品をネジ締めで結合させて組み立てる作業を自動で行う装置である。この所定の装置ＡＰが効率的にネジ締めを行うためには、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰに供給する必要がある。
【００１５】
そこで、ネジ供給システム１は、所定のトレー内にバラ積みされた複数のネジを取り出し整列させて所定の装置ＡＰへ供給する。具体的には、ネジ供給システム１は、整列治具１０、磁気吸着ユニット２０、ロボット３０、テーブルユニット４０、及び制御部５０を備える。
【００１６】
整列治具１０は、複数のネジを整列させるための治具であり、本体部分１１と磁石プレート１２とを組合せることにより構成される。本体部分１１には、複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０（図４（ｂ）参照）が形成されている。各貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、本体部分１１と磁石プレート１２とが組合された状態において、磁石プレート１２側に延びている。整列治具１０の詳細な構成は後述する。
【００１７】
テーブルユニット４０は、台座４６、複数のトレー４１〜４４、及び回転機構４５を有する。複数のトレー４１〜４４は、台座４６上に載置されている。台座４６は、回転機構４５により回転可能に構成されている。複数のトレー４１〜４４には、例えば、互いに異なる種類のネジがバラ積みされている。また、各トレー４１〜４４内には、例えば同一種類のネジがバラ積みされている。
【００１８】
磁気吸着ユニット２０は、複数のネジを一括して磁気吸着する。例えば、磁気吸着ユニット２０は、下方に位置するトレー４１〜４４から複数のネジを一括して磁気吸着することにより、複数のネジを一括して取り出す。例えば、磁気吸着ユニット２０は、上記のように一括して取り出した複数のネジを保持しておき、ロボット３０により整列治具１０が磁気吸着ユニット２０の下方に移動された状態でその磁気吸着を解除することで、磁気吸着していた複数のネジを一括して整列治具１０の本体部分１１上に落下させ投入する。
【００１９】
磁気吸着ユニット２０は、図３（ａ）に示すように、ハンド部２１、稼動部２２、マグネット部２３、及び稼動部２４を有する。稼動部２２は、例えばエアーシリンダを有し、エアーシリンダを用いてハンド部２１を上下に移動させる。稼動部２４は、例えばエアーシリンダを有し、エアーシリンダを用いてマグネット部２３を上下に移動させる。マグネット部２３は、下部に例えば板状の永久磁石２３ａを有する。例えば、稼動部２２がハンド部２１をネジの近傍まで移動させ、稼動部２４がマグネット部２３をハンド部２１の凹部２１ａの底面まで移動させることで、ハンド部２１の外側底面にネジを磁気吸着できる。また、例えば、稼動部２４がマグネット部２３をハンド部２１の凹部２１ａの底面から上に離れるように移動させることで、ハンド部２１の外側底面における磁気吸着を解除してネジを落下させることができる。
【００２０】
なお、永久磁石２３ａ、ハンド部２１の形状、大きさ、厚みの違いによって磁気吸着させるネジの本数は調整可能である。
【００２１】
ロボット３０は、例えば、６自由度の多関節ロボットであり、複数のロボットアーム３４−１〜３４−３、複数の関節部３５−１〜３５−３、基部３６、フランジ３２、ビジョンセンサ３３、及びロボットハンド３１を有する。複数のロボットアーム３４−１〜３４−３は、複数の関節部３５−１〜３５−３を介して基部３６に接続されている。ロボットアーム３４−１の先端には、フランジ３２が設けられている。フランジ３２には、ロボットアーム３４−１とフランジ３２とを相対的に回転させる回転機構３２ａが設けられている（図９（ａ）、（ｂ）参照）。また、フランジ３２には作業用のツールとして例えばロボットハンド３１等が装着される。そして、フランジ３２には、ロボットハンド３１等のツールと並んでビジョンセンサ３３が取り付けられている。ロボットハンド３１等及びフランジ３２の位置と姿勢はロボットコントローラ５１が制御している。これにより、ロボット３０は、所定の対象物に対して所定の作業を行う。
【００２２】
なお、ロボット３０は、汎用の産業用ロボットを用いることができる。すなわち、ロボット３０は、他のシステム用の動作も行いながら、その空き時間にネジ供給システム１用の動作を行なうようにすることができる。これにより、ネジ供給システム１を構築するためのコストの増大を抑制できる。
【００２３】
制御部５０は、ネジ供給システム１における各部を全体的に制御する。制御部５０は、ロボットコントローラ５１及びシーケンサ（ＰＬＣ：プログラマブルロジックコントローラ）５２を有する。ロボットコントローラ５１は、ロボットプログラムに従って、ロボット３０を制御するとともに、シーケンサ（ＰＬＣ）５２との間で所定の制御信号を送受信する。シーケンサ（ＰＬＣ）５２は、例えば、ロボットコントローラ５１から受信した制御信号に応じて、磁気吸着ユニット２０及びテーブルユニット４０を制御する。
【００２４】
例えば、制御部５０は、まず、磁気吸着ユニット２０が複数のネジを一括して本体部分１１の上に投入するように、磁気吸着ユニット２０を制御する。制御部５０は、第１の期間において、整列治具１０に対して振るい動作を行うように、ロボット３０を制御する。これにより、整列治具１０における本体部分１１の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着されるようにする。制御部５０は、第２の期間において、一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、整列治具１０における本体部分１１の上に残ったネジを除去する。第２の期間は、第１の期間に続く期間である。制御部５０は、第３の期間において、整列治具１０で整列された一部のネジを所定の装置ＡＰへ供給するように、ロボット３０を制御する。第３の期間は、第２の期間に続く期間である。
【００２５】
次に、整列治具１０の構成について図４〜６を用いて説明する。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、整列治具１０の一部となるべき本体部分１１の構成をそれぞれ示す正面図、平面図、側面図である。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、整列治具１０の他の一部となるべき磁石プレート１２の構成をそれぞれ示す正面図、平面図、側面図である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本体部分１１と磁石プレート１２とが組み合わされた整列治具１０の構成をそれぞれ示す正面図、平面図、側面図である。
【００２６】
本体部分１１は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、板状部１１３、壁部１１２、複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０、被把持部１１４、被把持部１１５、板状部１１６、及び板状部１１７を有する。
【００２７】
板状部１１３は、板状の部材であり、例えば平面視において略矩形の形状を有している。板状部１１３は、着磁されにくい材料で形成されており、例えばステンレスや樹脂などで形成されている。板状部１１３に対して、主面１１３ｂ側は、磁石プレート１２側となるべき側である。
【００２８】
壁部１１２は、板状部１１３から遠ざかるように、板状部１１３の主面１１３ａ側の縁部から延びている。壁部１１２は、平面視において板状部１１３の主面１１３ａを内側に含む。壁部１１２の内側面１１２ａと板状部１１３の主面１１３ａとにより囲まれて、凹部１１２ｂが形成されている。凹部１１２ｂは、磁気吸着ユニット２０により複数のネジが投入されるべき空間として機能する。
【００２９】
複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、板状部１１３に形成されている。複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、平面視において、例えば２次元的に配列されている。複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、配置のピッチが２次元的に略一様であってもよい。各貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、板状部１１３の主面１１３ａと主面１１３ｂとを貫通している。
【００３０】
各貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、孔部１１１ａ及び座繰り部１１１ｂを有する。座繰り部１１１ｂは、例えば、孔部１１１ａ側の平面幅が狭い略円錐台形状を有し、孔部１１１ａ側の平面幅が孔部１１１ａの平面幅に対応している。これにより、座繰り部１１１ｂの近傍に位置するネジを孔部１１１ａに導きやすい。
【００３１】
各貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、複数の種類のネジを挿通可能である寸法を有している。例えば、孔部１１１ａ側の平面幅は、複数のトレー４１〜４４に入れられたいずれのネジの軸部よりも大きく且つ頭部より小さい寸法を有している。
【００３２】
被把持部１１４は、板状部１１３の一端辺１１３ｃ側に接続され、板状部１１３における主面１１３ｂ側を下にした場合に、壁部１１２の上端より高い位置まで主面１１３ａに略垂直な方向に延びている。板状部１１３の一端辺１１３ｃに沿った方向における被把持部１１４の幅は、板状部１１３の一端辺１１３ｃに沿った方向における被把持部１１５の幅より狭い。被把持部１１４の板状部１１３の一端辺１１３ｃに沿った方向の側面１１４ｄ１、１１４ｄ２には、壁部１１２の上端より高い位置において、ロボットハンド３１の爪３１ａ、３１ｂ（図７（ａ）〜（ｃ）参照）により把持されるための穴１１４ａ、１１４ｂが形成されている。
【００３３】
被把持部１１５は、被把持部１１４を介して板状部１１３の一端辺１１３ｃ側に接続され、板状部１１３における主面１１３ｂ側を下にした場合に、被把持部１１４の上であって壁部１１２の上端より高い位置に配されている。板状部１１３の一端辺１１３ｃに沿った方向における被把持部１１５の幅は、板状部１１３の一端辺１１３ｃに沿った方向における被把持部１１４の幅より広い。これにより、被把持部１１５は、被把持部１１５の側面１１５ｄ１、１１５ｄ２と被把持部１１４の側面１１４ｄ１、１１４ｄ２との段差を形成する段差部１１５ｃ１、１１５ｃ２を有する。被把持部１１５の板状部１１３の一端辺１１３ｃに沿った方向の側面１１５ｄ１、１１５ｄ２には、ロボットハンド３１の爪３１ｃ、３１ｄ（図７（ａ）〜（ｃ）参照）により把持されるための穴１１５ａ、１１５ｂが形成されている。
【００３４】
板状部１１６は、被把持部１１４に隣接した位置において、板状部１１３の一端辺１１３ｃに接続されている。板状部１１６は、被把持部１１４との間に所定幅の隙間１１６ａを形成しながら、板状部１１３の主面１１３ａに沿って板状部１１３から離れるように延びている。
【００３５】
板状部１１７は、被把持部１１４に板状部１１６と反対側で隣接した位置において、板状部１１３の一端辺１１３ｃに接続されている。板状部１１７は、被把持部１１４との間に所定幅の隙間１１７ａを形成しながら、板状部１１３の主面１１３ａに沿って板状部１１３から離れるように延びている。
【００３６】
磁石プレート１２は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、板状部１２２、磁石部１２１、板状部１２３、及び被把持部１２４を有する。
【００３７】
板状部１２２は、板状部１１３に対応した板状の部材であり、平面視において板状部１１３に対応した形状を有しており、平面視において例えば略矩形の形状を有している。板状部１２２は、着磁されにくい材料で形成されており、例えばステンレスや樹脂などで形成されている。板状部１２２に対して、主面１２２ａ側は、本体部分１１側となるべき側である。
【００３８】
磁石部１２１は、板状部１２２の主面１２２ａ上に例えば接着されている。磁石部１２１は、平面視において、複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０に対応した形状を有しており、例えば本体部分１１と磁石プレート１２とが組み合わされた際に、平面視において複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０を含むような形状を有している。磁石部１２１は、例えば永久磁石で形成されている。
【００３９】
板状部１２３は、板状部１２２の一端辺１２２ｃに接続され、板状部１２２の主面１２２ａに沿って板状部１２２から離れるように延びている。
【００４０】
被把持部１２４は、板状部１２２の一端辺１２２ｃ側で板状部１２３に接続されている。被把持部１２４は、正面視において被把持部１１４に対応した形状を有しており、例えば略Ｕ字形状を有している。被把持部１２４において、例えば、Ｕ字の底部１２４ｆが板状部１２３の本体部分１１側となるべき側の反対側の主面１２３ｂにネジ１２４ｉで固定されている。被把持部１２４は、例えば、Ｕ字の２つの立ち上がり部１２４ｇ、１２４ｈが、板状部１２２における主面１２２ｂ側を下にした場合に、上側に延びている。２つの立ち上がり部１２４ｇ、１２４ｈは、側面視において被把持部１１４に対応した形状を有している。２つの立ち上がり部１２４ｇ、１２４ｈは、板状部１２２における主面１２２ｂ側を下にした場合に、上面となる端面１２４ｅ１、１２４ｅ２が、段差部１１５ｃ１、１１５ｃ２に当接されるべき面となっている。
【００４１】
２つの立ち上がり部１２４ｇ、１２４ｈには、被把持部１１４の穴１１４ａ、１１４ｂに対応した位置において、ロボットハンドの爪により把持されるための穴１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄが形成されている。例えば、２つの立ち上がり部１２４ｇ、１２４ｈには、本体部分１１と磁石プレート１２とが組み合わされた際に被把持部１１４の穴１１４ａ、１１４ｂと整合する位置において、ロボットハンドの爪により把持されるための穴１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄが形成されている。
【００４２】
整列治具１０は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、本体部分１１と磁石プレート１２とが組合せることにより構成される。
【００４３】
具体的には、整列治具１０において、磁石プレート１２の被把持部１２４が本体部分１１の隙間１１６ａ、１１７ａに通されるとともに、磁石プレート１２の２つの立ち上がり部１２４ｇ、１２４ｈの端面１２４ｅ１、１２４ｅ２が本体部分１１の段差部１１５ｃ１、１１５ｃ２に当接されるように、本体部分１１と磁石プレート１２とが組み合わされている。
【００４４】
また、磁石プレート１２の被把持部１１４の端面１２４ｅ１、１２４ｅ２が本体部分１１の段差部１１５ｃ１、１１５ｃ２に当接することにより、磁石プレート１２の板状部１２２は、本体部分１１の板状部１１３と離間して配される。板状部１１３の主面１１３ｂと板状部１２２の主面１２２ａとは、互いに対向している。板状部１１３の主面１１３ｂは、磁石部１２１に向いている。複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０は、凹部１１２ｂから磁石プレート１２の磁石部１２１側に延びている。
【００４５】
なお、整列させるべきネジの長さに応じて、磁石プレート１２の被把持部１２４の底部１２４ｆと板状部１２３との間にワッシャーなどのスペーサが挿入されてネジ１２４ｉで固定することで、磁石プレート１２の板状部１２２と本体部分１１の板状部１１３との間隔を調整することもできる。
【００４６】
次に、ネジ供給システム１の動作について図２を用いて説明する。図２は、ネジ供給システム１の動作を示すシーケンス図である。
【００４７】
まず、初期状態では、本体部分１１及び磁石プレート１２が互いに分離された状態でそれぞれ所定の置き場に載置されている。
【００４８】
ステップＳ１では、ロボットコントローラ５１が、取り出すべきネジの種類を決定し、決定したネジの種類の投入準備をするための投入準備指令をシーケンサ５２へ送信する。
【００４９】
シーケンサ５２は、投入準備指令を受信すると、ステップＳ２〜Ｓ５の処理が行なわれるように制御する。
【００５０】
ステップＳ２では、シーケンサ５２が、複数のトレー４１〜４４のうち投入指令に示されたネジの種類に対応したトレー４１〜４４を決定する。シーケンサ５２は、テーブルユニット４０を制御して、決定したトレー４１〜４４が磁気吸着ユニット２０の下方に位置するように回転機構４５を介して台座４６を回転させる。
【００５１】
ステップＳ３では、シーケンサ５２が、磁気吸着ユニット２０を制御して、ハンド部２１をトレー４１〜４４内のネジの近傍まで下降させる。
【００５２】
ステップＳ４では、シーケンサ５２が、磁気吸着ユニット２０を制御して、マグネット部２３をハンド部２１の凹部２１ａの底面まで下降させる（図３（ａ）参照）。これにより、トレー４１〜４４内の複数のネジを一括して磁気吸着できる。
【００５３】
ステップＳ５では、シーケンサ５２が、磁気吸着ユニット２０を制御して、マグネット部２３がハンド部２１の凹部２１ａの底面に当接した状態を維持しながら、ハンド部２１を上昇させる。これにより、トレー４１〜４４から複数のネジを一括して取り出すことができる。シーケンサ５２は、ハンド部２１の上昇が完了したら、準備完了通知をロボットコントローラ５１に送信する。
【００５４】
ステップ６では、ロボットコントローラ５１が、準備完了通知を受信していなければ、ネジの準備が完了していない（ステップＳ６でＮｏ）と判断して処理をステップＳ６へ進め、準備完了通知を受信すると、ネジの準備が完了した（ステップＳ６でＹｅｓ）と判断して処理をステップＳ７へ進める。
【００５５】
ステップＳ７では、ロボットコントローラ５１が、ロボットハンド３１を本体部分１１用の所定の置き場まで移動させ、ロボットハンド３１が本体部分１１を把持して取り出すように、ロボット３０を制御する。すなわち、ロボットハンド３１の爪３１ａ、３１ｂを本体部分１１の被把持部１１５の穴１１５ａ、１１５ｂに入れるとともに、ロボットハンド３１の爪３１ｃ、３１ｄを本体部分１１の被把持部１１５の穴１１５ｃ、１１５ｄに入れることで、把持するように制御する（図４（ｃ）、図８（ａ）参照）。
【００５６】
ステップＳ８では、ロボットコントローラ５１が、ロボットハンド３１が取り出した本体部分１１をネジ投入位置まで移動するように、ロボット３０を制御する。すなわち、本体部分１１を磁気吸着ユニット２０の下方に移動するように制御する（図３（ｂ）参照）。ロボットコントローラ５１は、本体部分１１をネジ投入位置まで移動したら、ネジを投入するように指令する投入指令をシーケンサ５２へ送信する。
【００５７】
シーケンサ５２は、投入指令を受信すると、ステップＳ９〜Ｓ１０の処理が行なわれるように制御する。
【００５８】
ステップＳ９では、シーケンサ５２が、マグネット部２３をハンド部２１の凹部２１ａの底面から離れるように上昇させる（図３（ｃ）参照）。
【００５９】
ステップＳ１０では、ハンド部２１の外側底面における磁気吸着が解除され、磁気吸着されていたネジが本体部分１１の上に落下する。シーケンサ５２は、例えば、所定時間が経過したことに応じて、ネジの落下が完了したものとして、投入完了通知をロボットコントローラ５１へ送信する。
【００６０】
ステップＳ１１では、ロボットコントローラ５１が、投入完了通知を受信していなければ、ネジの受け取りが完了していない（ステップＳ１１でＮｏ）と判断して処理をステップＳ１１へ進め、投入完了通知を受信すると、ネジの受け取りが完了した（ステップＳ１１でＹｅｓ）と判断して処理をステップＳ１２へ進める。
【００６１】
ステップＳ１２では、ロボットコントローラ５１が、ロボットハンド３１が本体部分１１をネジ投入位置から退避させるように、ロボット３０を制御する。ロボットコントローラ５１は、ロボットハンド３１が本体部分１１を磁石プレート１２用の所定の置き場まで移動させるように、ロボット３０を制御する。
【００６２】
ステップＳ１３では、ロボットコントローラ５１が、ロボットハンド３１が本体部分１１を磁石プレート１２と組合せる（図６（ａ）〜（ｃ）参照）ように、ロボット３０を制御する。
【００６３】
そして、ロボットコントローラ５１は、ロボットハンド３１が本体部分１１及び磁石プレート１２を同時に把持して取り出すように、ロボット３０を制御する。このとき、ロボットハンド３１の爪３１ａ、３１ｂを本体部分１１の穴１１４ａ、１１４ｂと磁石プレート１２の穴１２４ａ、１２４ｂとに入れるとともに、ロボットハンド３１の爪３１ｃ、３１ｄを本体部分１１の穴１１４ｃ、１１４ｄと磁石プレート１２の穴１２４ｃ、１２４ｄとに入れるように制御する（図４（ｃ）、図５（ｃ）、図８（ｂ）参照）。
【００６４】
ステップＳ１４では、ロボットコントローラ５１が、整列治具１０に対して振るい動作（ネジの振るい動作）を行うように、ロボット３０を制御する。これにより、整列治具１０における本体部分１１の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着されるようにする（図９（ａ）参照）。
【００６５】
すなわち、ロボットコントローラ５１は、ロボットハンド３１が本体部分１１及び磁石プレート１２を同時に把持した状態を維持しながら、本体部分１１及び磁石プレート１２に所定の周波数、所定の振り幅、及び所定の回数で振動を与える。これにより、本体部分１１に形成された貫通孔１１１−１〜１１１−２０にネジを誘導し、頭部を上に向けて複数のネジを同時に整列させる。このとき、ロボットコントローラ５１は、複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０における一部の貫通孔１１１−１〜１１１−２０にネジが挿通されていない状態を許容するように、予め定められた一定時間が経過したことに応じて振るい動作を終了させる。
【００６６】
なお、振るい動作における、整列治具１０のふり幅、周期、振るい動作回数はロボットプログラムによって任意に設定可能である。これにより、ネジの種類に応じた適切な振るい動作を実現できる。
【００６７】
ステップＳ１５では、ロボットコントローラ５１が、一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、整列治具１０における本体部分１１の上に残ったネジを除去するように、ロボット３０を制御する。具体的には、ロボットコントローラ５１は、ロボット３０を制御して、一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、本体部分１１の上に残ったネジが整列治具１０から落下するように整列治具１０をひっくり返す。
【００６８】
すなわち、ロボットコントローラ５１は、ロボットハンド３１が本体部分１１及び磁石プレート１２を同時に把持した状態を維持しながら、整列治具１０をステップＳ２で決定されたトレー４１〜４４の上方まで移動させる。そして、ロボットコントローラ５１は、回転機構３２ａが、整列治具１０の姿勢を、本体部分１１の上に残ったネジが整列治具１０から落下するような姿勢に変更するように、ロボット３０を制御する（図９（ｂ）参照）。これにより、整列されず本体部分１１の上に残ったネジを、ロボット３０の動作によってトレー４１〜４４に戻す。これにより、整列されなかったネジを再利用可能な状態に戻すことができる。
【００６９】
ステップＳ１６では、ロボットコントローラ５１が、整列治具１０において本体部分１１から磁石プレート１２を分離するように、ロボット３０を制御する。
【００７０】
具体的には、ロボットコントローラ５１は、ロボット３０を制御して、本体部分１１と磁石プレート１２とが組み合わされた整列治具１０を磁石プレート１２用の所定の置き場に載置させ、本体部分１１及び磁石プレート１２の把持を解除する。そして、ロボットコントローラ５１は、ロボット３０を制御して、磁石プレート１２用の所定の置き場に載置された整列治具１０から本体部分１１を選択的に取り出す。
【００７１】
すなわち、ロボットコントローラ５１は、ロボットハンド３１の爪３１ａ、３１ｂを本体部分１１の被把持部１１５の穴１１５ａ、１１５ｂに入れるとともに、ロボットハンド３１の爪３１ｃ、３１ｄを本体部分１１の被把持部１１５の穴１１５ｃ、１１５ｄに入れることで、本体部分１１を選択的に把持するように制御する（図８（ａ）参照）。
【００７２】
ステップＳ１７では、ロボットコントローラ５１が、ロボットハンド３１が本体部分１１を本体部分１１用の所定の置き場（所定位置）へ移動するように、ロボット３０を制御する。ロボットコントローラ５１は、必要に応じて、本体部分１１の把持を解除する。
【００７３】
ステップＳ１８では、ロボットコントローラ５１が、整列治具１０で整列されたネジを所定の装置ＡＰへ供給する。すなわち、ロボットコントローラ５１は、ロボットハンド３１が本体部分１１を所定の装置ＡＰまで移動するように、ロボット３０を制御する。
【００７４】
これにより、所定の装置ＡＰは、整列された複数のネジを用いて所定の作業を行う。例えば、所定の装置ＡＰがネジ締め装置である場合、所定の装置ＡＰは、複数のネジを受けたら、移動機構ＡＰ１が受けた複数のネジを順次にレールＡＰ２に載せて移動させ、ネジ締め機構ＡＰ３がレールＡＰ２を介して順次に移動してきたネジＴを複数の被加工物ＷＫ１、ＷＫ２のネジ孔に挿通させるようにネジ締めする（図１参照）。
【００７５】
ここで、仮に、ステップＳ１５の処理を行わない場合について考える。この場合、本体部分１１の上に整列されないネジが残ったままの状態で、本体部分１１を所定の装置ＡＰまで移動することになる。これにより、整列されていないネジが混入されたままの状態で所定の装置ＡＰへネジを供給することになるので、所定の装置ＡＰにおいてレールＡＰ２上でネジが詰まることなどが発生し、所定の装置ＡＰがチョコ停（一時停止）してしまう。この結果、所定の装置ＡＰによるネジを用いた作業の効率が低下する傾向にある。
【００７６】
それに対して、実施の形態１では、ステップＳ１５において、一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、整列治具１０における本体部分１１の上に残ったネジを除去する。これにより、整列されていないネジを混入させること無く、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給することができる。
【００７７】
また、実施の形態１では、ステップＳ１５において、一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、本体部分１１の上に残ったネジが整列治具１０から落下するように整列治具１０をひっくり返すように、ロボット３０を制御する。これにより、整列治具１０における本体部分１１の上に残ったネジを除去する処理を容易に実現できる。
【００７８】
あるいは、仮に、ステップＳ１〜Ｓ６の処理を行わずに、本体部分１１の貫通孔１１１−１〜１１１−２０の数と同数のネジを数えて本体部分１１上に載せる処理を行う場合を考える。この処理を作業者が行う場合、本体部分１１の貫通孔１１１−１〜１１１−２０の数と同数のネジを数える作業が非常に煩雑で時間がかかるため、ネジを投入する処理の時間が長くなる傾向にある。あるいは、この作業を自動で行う場合、ロボットコントローラ５１がロボットハンド３１及びビジョンセンサ３３を介して本体部分１１の貫通孔１１１−１〜１１１−２０の数と同数のネジを数えることになる。この場合も、本体部分１１の貫通孔１１１−１〜１１１−２０の数と同数のネジを数える作業が非常に煩雑で時間がかかるため、ネジを投入する処理の時間が長くなる傾向にある。ネジを投入する処理の時間が長くなると、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として低下させる可能性がある。
【００７９】
それに対して、実施の形態１では、ステップＳ１〜Ｓ６において、磁気吸着ユニット２０が、トレー４１〜４４から複数のネジを一括して磁気吸着して取り出し、取り出した本体部分１１の上に一括して投入する。これにより、ネジを投入する処理の時間を短縮できるので、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として向上させることができる。
【００８０】
あるいは、仮に、ステップＳ１４において、本体部分１１におけるネジの整列率をモニタしながら、本体部分１１の全ての貫通孔１１１−１〜１１１−２０にネジが挿通される状態になるまで振るい動作を行う場合について考える。この場合、ロボットコントローラ５１がビジョンセンサ３３を介して本体部分１１上のネジの整列状態を画像認識し画像処理を行ってネジの整列率を計算するという複雑な処理を定期的に繰り返し行う必要がある。さらに、全ての貫通孔１１１−１〜１１１−２０にネジを誘導するために、ネジの整列率を１００％に近づけるために、ネジの整列率に応じて、整列治具１０の振動及び揺動の態様を段階的に変化させていく必要がある。これにより、振るい動作の処理の時間が長くなる傾向にある。振るい動作の処理の時間が長くなると、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として低下させる可能性がある。
【００８１】
それに対して、実施の形態１では、ステップＳ１４において、複数の貫通孔における一部の貫通孔にネジが挿通されていない状態を許容するように、予め定められた一定時間が経過したことに応じて振るい動作を終了させる。これにより、振るい動作の処理の時間を短縮できるので、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として向上させることができる。
【００８２】
また、実施の形態１では、ステップＳ１４において、整列治具１０における本体部分１１の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着されるように、整列治具１０に対して振るい動作を行う。これにより、一度整列されたネジは貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態に維持されるので、一度整列されたネジが貫通孔１１１−１〜１１１−２０から飛び出すことを抑制できるので、短い時間であっても効率的且つ安定的に振るい動作を行うことができる。
【００８３】
また、実施の形態１では、ステップＳ１５において本体部分１１の上に残ったネジを除去するので、ステップＳ１４において短い時間（例えば、一定時間）で振るい動作を終了させても、整列されていないネジを混入させること無く、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給することができる。すなわち、整列されていないネジを混入させること無く、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として向上できる。
【００８４】
また、実施の形態１では、本体部分１１における複数の貫通孔１１１−１〜１１１−２０のそれぞれは、複数の種類のネジを挿通可能である寸法を有している。これにより、ネジの種類に応じて本体部分１１を変更するための処理が不要であるため、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として向上させることができる。
【００８５】
あるいは、仮に、整列治具１０において本体部分１１から磁石プレート１２が不可能なように整列治具１０が構成されている場合について考える。この場合、複数のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、複数のネジが所定の装置ＡＰへ供給されることになる。これにより、所定の装置ＡＰが複数のネジを本体部分１１から取り出すことが困難になる。
【００８６】
それに対して、実施の形態１では、ステップＳ１６において本体部分１１から磁石プレート１２が分離され、ステップＳ１８において本体部分１１が単独で所定の装置ＡＰへ移動する。これにより、所定の装置ＡＰが複数のネジを本体部分１１から容易に取り出すことができる。
【００８７】
なお、ロボットハンド３１が本体部分１１を磁石プレート１２と組合せる処理は、ネジの振るい動作（ステップＳ１４）を行なうときまでに行なわれていればよく、図２に示す場合に限定されない。
【００８８】
例えば、図１０に示すように、ロボットハンド３１が本体部分１１を磁石プレート１２と組合せる処理（ステップ２３）は、ステップＳ８の後ステップＳ１１の前に行なわれてもよい。
【００８９】
あるいは、例えば、図１１に示すように、ロボットハンド３１が本体部分１１を磁石プレート１２と組合せる処理（ステップ３３）は、ステップＳ７の後ステップＳ８の前に行なわれてもよい。
【００９０】
実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかるネジ供給システムについて説明する。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００９１】
実施の形態１では、整列治具１０をひっくり返すことで残ったネジを除去しているが、実施の形態２では、整列治具１０をひっくり返さずに、本体部分１１の上に残ったネジを磁気吸着することで除去する。
【００９２】
具体的には、実施の形態２にかかるネジ供給システムは、図１２に示すように、ネジの除去動作（ステップＳ４５）の内容が実施の形態１と異なる。
【００９３】
ステップＳ４５では、制御部５０が、ステップＳ４５−１〜ステップＳ４５−５を行うように、ロボット３０及び磁気吸着ユニット２０を制御する。
【００９４】
ステップＳ４５−１では、ロボットコントローラ５１が、ロボット３０を制御して、本体部分１１と磁石プレート１２とが組み合わされた整列治具１０を磁気吸着ユニット２０の下方に移動させる。ロボットコントローラ５１は、整列治具１０を磁気吸着ユニット２０の下方まで移動したら、ネジを除去するように指令する除去指令をシーケンサ５２へ送信する。
【００９５】
シーケンサ５２は、除去指令を受信すると、ステップＳ４５−２〜Ｓ４５−４、Ｓ４５−６、Ｓ４５−７の処理が行なわれるように制御する。
【００９６】
ステップＳ４５−２では、シーケンサ５２が、磁気吸着ユニット２０を制御して、ハンド部２１を本体部分１１の凹部１１２ｂ内の整列されていないネジの近傍まで下降させる（図１３（ａ）参照）。
【００９７】
ステップＳ４５−３では、シーケンサ５２が、磁気吸着ユニット２０を制御して、マグネット部２３をハンド部２１の凹部２１ａの底面まで下降させる（図１３（ｂ）参照）。これにより、本体部分１１の凹部１１２ｂ内の整列されていないネジを一括して磁気吸着できる。
【００９８】
ステップＳ４５−４では、シーケンサ５２が、磁気吸着ユニット２０を制御して、マグネット部２３がハンド部２１の凹部２１ａの底面に当接した状態を維持しながら、ハンド部２１を上昇させる（図１３（ｃ）参照）。これにより、本体部分１１の凹部１１２ｂから整列されていないネジを一括して取り出すことができる。シーケンサ５２は、ハンド部２１の上昇が完了したら、除去完了通知をロボットコントローラ５１に送信する。
【００９９】
ステップ４５−５では、ロボットコントローラ５１が、除去完了通知を受信していなければ、ネジの除去が完了していない（ステップＳ４５−５でＮｏ）と判断して処理をステップＳ４５−５へ進め、除去完了通知を受信すると、ネジの除去が完了した（ステップＳ４５−５でＹｅｓ）と判断して処理をステップＳ１６へ進める。
【０１００】
一方、ステップ４５−６では、シーケンサ５２が、ステップＳ２で決定したトレー４１〜４４が再び磁気吸着ユニット２０の下方に位置するように回転機構４５を介して台座４６を回転させる。そして、シーケンサ５２は、マグネット部２３をハンド部２１の凹部２１ａの底面から離れるように上昇させる（図１３（ｄ）参照）。
【０１０１】
ステップＳ４５−７では、ハンド部２１の外側底面における磁気吸着が解除され、磁気吸着されていたネジが落下する。なお、シーケンサ５２は、例えば、所定時間が経過したことに応じて、ネジの落下が完了したものとして、落下完了通知をロボットコントローラ５１へ送信してもよい。
【０１０２】
このように、実施の形態２では、ステップＳ４５において、一部のネジのそれぞれが貫通孔１１１−１〜１１１−２０を介して磁石プレート１２に磁気吸着された状態を維持しながら、磁気吸着ユニット２０を本体部分１１側から整列治具１０に近づけて、本体部分１１の上に残ったネジを磁気吸着ユニット２０に磁気吸着させるように、磁気吸着ユニット２０を制御する。これにより、整列治具１０における本体部分１１の上に残ったネジを除去する処理を容易に実現できる。
【０１０３】
また、実施の形態２では、ネジの除去動作（ステップＳ４５）における一部の処理（ステップＳ４５−６及びステップＳ４５−７）をステップＳ１６〜ステップＳ１８の処理と並行して行う。これにより、複数のネジを整列させて所定の装置ＡＰへ供給するための処理の効率を全体として向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上のように、本発明にかかるネジ供給方法、及びネジ供給システムは、複数のネジを整列させることに有用である。
【符号の説明】
【０１０５】
１ ネジ供給システム
１０ 整列治具
１１ 本体部分
１２ 磁石プレート
２０ 磁気吸着ユニット
２１ ハンド部
２１ａ 凹部
２２ 稼動部
２３ マグネット部
２３ａ 永久磁石
２４ 稼動部
３０ ロボット
３１ ロボットハンド
３１ａ〜３１ｄ 爪
３２ フランジ
３３ ビジョンセンサ
３４−１〜３４−３ ロボットアーム
３５−１〜３５−３ 関節部
３６ 基部
４０ テーブルユニット
４１〜４４ トレー
４５ 回転機構
４６ 台座
５０ 制御部
５１ ロボットコントローラ
５２ シーケンサ
１１１−１〜１１１−２０ 貫通孔
１１１ａ 孔部
１１１ｂ 座繰り部
１１２ 壁部
１１２ａ 内側面
１１２ｂ 凹部
１１３ 板状部
１１３ａ、１１３ｂ 主面
１１３ｃ 一端辺
１１４ 被把持部
１１４ａ〜１１４ｄ 穴
１１４ｄ１、１１４ｄ２ 側面
１１５ 被把持部
１１５ａ〜１１５ｄ 穴
１１５ｃ１、１１５ｃ２ 段差部
１１５ｄ１、１１５ｄ２ 側面
１１６、１１７ 板状部
１１６ａ、１１７ａ 隙間
１２１ 磁石部
１２２ 板状部
１２２ａ、１２２ｂ 主面
１２２ｃ 一端辺
１２３ 板状部
１２３ｂ 主面
１２４ 被把持部
１２４ａ〜１２４ｄ 穴
１２４ｅ１、１２４ｅ２ 端面
１２４ｆ 底部
１２４ｇ、１２４ｈ 立ち上がり部
１２４ｉ ネジ
ＡＰ１ 移動機構
ＡＰ２ レール
ＡＰ３ ネジ締め機構
ＷＫ 被加工物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石プレートと前記磁石プレート側にそれぞれ延びた複数の貫通孔が形成された本体部分とを有する整列治具における前記本体部分の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着されるように、前記整列治具に対して振るい動作を行う振るい工程と、
前記振るい工程の後に、前記一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着された状態を維持しながら、前記整列治具における前記本体部分の上に残ったネジを除去する除去工程と、
前記除去工程の後に、前記整列治具で整列された前記一部のネジを所定の装置へ供給する供給工程と、
を備えたことを特徴とするネジ供給方法。
【請求項２】
前記除去工程では、前記一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着された状態を維持しながら、前記残ったネジが前記整列治具から落下するように前記整列治具をひっくり返す
ことを特徴とする請求項１に記載のネジ供給方法。
【請求項３】
前記除去工程では、前記一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着された状態を維持しながら、磁気吸着ユニットを前記本体部分側から前記整列治具に近づけて、前記本体部分の上に残ったネジを前記磁気吸着ユニットに磁気吸着させる
ことを特徴とする請求項１に記載のネジ供給方法。
【請求項４】
前記複数の貫通孔のそれぞれは、複数の種類のネジを挿通可能である寸法を有している
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のネジ供給方法。
【請求項５】
前記振るい工程では、前記複数の貫通孔における一部の貫通孔に前記ネジが挿通されていない状態を許容するように、予め定められた一定時間が経過したことに応じて前記振るい動作を終了させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のネジ供給方法。
【請求項６】
磁石プレートと前記磁石プレート側にそれぞれ延びた複数の貫通孔が形成された本体部分とを有する整列治具と、
複数のネジを一括して磁気吸着する磁気吸着ユニットと、
前記整列治具を把持するロボットと、
前記ロボット及び前記磁気吸着ユニットを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、第１の期間において、前記整列治具における前記本体部分の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着されるように、前記整列治具に対して振るい動作を行い、前記第１の期間に続く第２の期間において、前記一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着された状態を維持しながら、前記整列治具における前記本体部分の上に残ったネジを除去し、前記第２の期間に続く第３の期間において、前記整列治具で整列された前記一部のネジを所定の装置へ供給するように、前記ロボット及び前記磁気吸着ユニットを制御する
ことを特徴とするネジ供給システム。
【請求項７】
前記整列治具は、前記本体部分に対して前記磁石プレートが着脱可能に構成されている
ことを特徴とする請求項６に記載のネジ供給システム。
【請求項１】
磁石プレートと前記磁石プレート側にそれぞれ延びた複数の貫通孔が形成された本体部分とを有する整列治具における前記本体部分の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着されるように、前記整列治具に対して振るい動作を行う振るい工程と、
前記振るい工程の後に、前記一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着された状態を維持しながら、前記整列治具における前記本体部分の上に残ったネジを除去する除去工程と、
前記除去工程の後に、前記整列治具で整列された前記一部のネジを所定の装置へ供給する供給工程と、
を備えたことを特徴とするネジ供給方法。
【請求項２】
前記除去工程では、前記一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着された状態を維持しながら、前記残ったネジが前記整列治具から落下するように前記整列治具をひっくり返す
ことを特徴とする請求項１に記載のネジ供給方法。
【請求項３】
前記除去工程では、前記一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着された状態を維持しながら、磁気吸着ユニットを前記本体部分側から前記整列治具に近づけて、前記本体部分の上に残ったネジを前記磁気吸着ユニットに磁気吸着させる
ことを特徴とする請求項１に記載のネジ供給方法。
【請求項４】
前記複数の貫通孔のそれぞれは、複数の種類のネジを挿通可能である寸法を有している
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のネジ供給方法。
【請求項５】
前記振るい工程では、前記複数の貫通孔における一部の貫通孔に前記ネジが挿通されていない状態を許容するように、予め定められた一定時間が経過したことに応じて前記振るい動作を終了させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のネジ供給方法。
【請求項６】
磁石プレートと前記磁石プレート側にそれぞれ延びた複数の貫通孔が形成された本体部分とを有する整列治具と、
複数のネジを一括して磁気吸着する磁気吸着ユニットと、
前記整列治具を把持するロボットと、
前記ロボット及び前記磁気吸着ユニットを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、第１の期間において、前記整列治具における前記本体部分の上に置かれた複数のネジのうち一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着されるように、前記整列治具に対して振るい動作を行い、前記第１の期間に続く第２の期間において、前記一部のネジのそれぞれが前記貫通孔を介して前記磁石プレートに磁気吸着された状態を維持しながら、前記整列治具における前記本体部分の上に残ったネジを除去し、前記第２の期間に続く第３の期間において、前記整列治具で整列された前記一部のネジを所定の装置へ供給するように、前記ロボット及び前記磁気吸着ユニットを制御する
ことを特徴とするネジ供給システム。
【請求項７】
前記整列治具は、前記本体部分に対して前記磁石プレートが着脱可能に構成されている
ことを特徴とする請求項６に記載のネジ供給システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−９５５８４（Ｐ２０１３−９５５８４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２７２８（Ｐ２０１１−２４２７２８）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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