無振動型パーツフィーダ
【課題】 従来からパーツフィーダは、ボウルに収納されているワークを振動によって逐次移動させ、ガイドに沿わせ整列させ、個別に摘出する方法が一般的に用いられている。しかし、この様な振動を伴う搬送のものでは、お互いに接触し擦り合うため、ワークの破壊に至り、また長時間の振動にて静電気を誘発するなど、精密な部品の搬送には大きな問題と成って居た。
【解決手段】 ホッパー５に収納されているワークを、上部から吊るした吸着グラブ１で吸着し、回転ステージ１２の上に拡散配置する。次にワークをカメラにて撮像し、画像処理技術を用いて位置や傾き等を検出認識し、個別にＰ＆Ｐ機構を用いて整列搬送する、無振動型のパーツフィーダである。
【解決手段】 ホッパー５に収納されているワークを、上部から吊るした吸着グラブ１で吸着し、回転ステージ１２の上に拡散配置する。次にワークをカメラにて撮像し、画像処理技術を用いて位置や傾き等を検出認識し、個別にＰ＆Ｐ機構を用いて整列搬送する、無振動型のパーツフィーダである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーツフィーダに関するもので有り、ワーク（水晶ブランク）を逐次整列し送り出す方式を、カメラによる撮像を基に画像処理技術を用いて検出制御する事により、無振動にてワークを整列搬出させるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からパーツフィーダは、ボウルに収納されているワークを振動によって逐次移動させ、ガイドに沿わせ整列させ、個別に摘出する方法が一般的に用いられている。この例として、特許文献１や、非特許文献１に開示されているものがある。
【特許文献１】 特許第２８０８０６１号
【非特許文献１】 シンフォニアテクノロジー株式会社：製品紹介：パーツフィーダ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のこの様な振動を伴う搬送のものでは、お互いに接触し擦り合うため、ワークの破壊に至り、また長時間の振動にて静電気を誘発するなど、精密な部品の搬送には大きな問題と成って居た。本発明はこの様な不都合を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題を解決するための請求項１の発明は、ホッパー内に収納してあるワークを、底部に多孔を備えた吸着ボックス（吸着グラブ）にて吸着し取り出し、其れをステージ上に適度に拡散配置させる事により、ホッパーからステージ上へ適量のワークを取り出すものである。
【０００５】
また、請求項２の発明は、吸着グラブがホッパー内に下降しワークを吸着するが、その折に吸着グラブ低部がワークに接触した事を検知するセンサーを設ける事で、吸着グラブの下降動作を停止させ、ワークの破壊を防ぐものである。
【０００６】
請求項３の発明は、ワークを載せるステージが回転やＸ−Ｙ移動の機能を備える事で、ワークを個別に取り出すとき、其れを載せているステージを回転させたりＸ−Ｙ移動させる事は、強いてはステージ上にあるワークを回転させたり、移動させる事に成り、この原理を用いてワークを整列させる事が可能に成る。
【０００７】
請求項４の発明は、ワークを載せる回転ステージが複数存在する事で、ワーク搬出のタクトタイムの短縮を図るものである。ホッパーからワークを取り出し、一方の回転ステージ上にワークを拡散配置する。そしてカメラにてワークを撮像し、画像処理技術を用いて位置や傾き等を認識する。その情報を基に、回転ステージを回転し、Ｘ−Ｙ移動させ、Ｐ＆Ｐの吸着ピンの下に移動させ、整列搬出させる。この様な動作の中で、回転ステージが複数（今回は２台）存在する事により、一方がワークを搬出して居る間に、他の回転ステージでホッパーから新たにワークを移す作業を為す事が出来る。
【０００８】
請求項５の発明は、ホッパーから回転ステージ上にワークを拡散配置させた時、まれにワークが重なってしまう場合がある。この様な時、該当するワークにエアーを吐出照射させ、重なりを排除させるものである。尚、これはカメラにて回転ステージ上のワークを撮像し、画像処理技術を用いて解析する事により、容易にワークの重なりが検出可能である事と、回転ステージが任意の位置や方向に移動する事により、可能に成るものである。
【０００９】
請求項６の発明は、回転ステージ上にワーク（水晶ブランク）を拡散配置した場合、ワークが透明なものでは、上部に配置されているカメラに撮像が困難な場合がある。ワークが水晶ブランクで有る場合には、回転ステージを回転させる事で、上部に載って居るワークを回転させる事に成り、偏光板を通して光を照射する事で、全てのワーク（水晶ブランク）の像を鮮明に撮像する事が可能に成る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、ワーク（水晶ブランク）を破壊する事無く、また、静電気の発生も寡少で、強いてはシステムの安定動作に繋がり、個別に整列搬送する事が可能に成る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、ワーク（水晶ブランク６）を収納したホッパー５と、ワークを吸着して掴む吸着グラブ１と、ワークを載せる回転ステージ１２の関係を示します。ホッパー５にはワークが多量に収納され、その真上方向に吸着グラブ１が配置されて居る。吸着グラブ１の低部には、衝撃緩和機構２が備えられて居る。吸着グラブ１の上部には、吸着したワークを回転ステージ１２の上に振い落すため、落下用バイブレータ３が具えて有る。これらを吊るし紐４で吊るし、吸着グラブ１全体を上下させる。回転ステージ１２はホッパー５と吸着グラブ１の間に位置し、水平移動にて吸着グラブ１の真下に移動し、また退避を行う。通常の動作は以下に成る。吸着グラブ１が下降し、ホッパー５内のワーク（水晶ブランク６）を吸着する。そして吸着グラブ１を上昇させる。次に、回転ステージ１２が吸着グラブ１の真下に移動してくる。その後吸着グラブ１の真空を破壊し、底部に吸引しているワーク（水晶ブランク６）を回転ステージ上に振い落とす。
【００１２】
図２は、吸着グラブ１の低部に取り付けてある衝撃緩和機構２と、ワーク（水晶ブランク６）を吸引する吸引穴８の関係を示します。衝撃緩和機構２はスポンジなどの材料に静電気防止の導電性のあるものをコーティングした状態とします。吸引穴８は、その大きさと穴相互の間隔は、対象のワークの大きさに基づき決定されます。吸引穴はワークを一個吸着するものとし、３０個ほどの穴を概ね中心部に配置して居ます。
【００１３】
図３は、吸着グラブ１が上下移動をする機構と、吸着グラブがワーク（水晶ブランク６）に接触した時に、それを検出する接触センサー１０との関係を示します。吸着グラブは吊るし紐４を通して、上下駆動回転機構９を経由し、バランサー１１に接続して居ます。バランサーはその重さが概ね吸着グラブと同じにて、上下駆動時のテンションの偏りを緩和するように配慮して居ます。上下駆動回転機構はモータに直結し、吸着グラブの上下運動を可能に致します。接触センサー１０は吊るし紐４の途中に位置し、吸着グラブがワークに接触した時に生じる微小な重量の変化を検出し、接触点として規定するものです。
【００１４】
図４は、回転ステージ１２と、ワーク（水晶ブランク６）と、Ｐ＆Ｐ吸着ピンとの関係を示すものです。ワークを載せた回転ステージ１２は、任意に回転と移動を為す事が出来る機構を具えて居ます。回転ステージ上のワークを取り出すとき、Ｐ＆Ｐ吸着ピン１４を用いて吸着して摘出するが、既にカメラによる撮像と画像処理にて検出して居る個別ワークの位置や傾きに基づき、回転ステージを回転移動させる事で、整列搬出を可能に致します。
【００１５】
図５は、回転ステージ１２が２台装備された場合の機構と、その動作に付いて示します。回転ステージは、其々が完全に独立して機能し、移動や回転が可能なように設計されている。一台の回転ステージがホッパー５からワークを取り出して居る時、もう一方の回転ステージはＰ＆Ｐ吸着ピンにて、ワークの搬出動作を行う事が出来る。搬出側の回転ステージが空に成ったとき、回転ステージが相互に入れ替わり、其々が次の動作を継続して行う事により、回転ステージ入れ替えに伴う待ち時間を最小とする事が可能に成る。
【００１６】
図６は、回転ステージ１２の上に載って居るワーク（水晶ブランク６）で、重なって居るものを排除する機構を示すものです。回転ステージ上のワークは、画像処理技術にて、その位置や傾き、重なり具合などが認識されている。その情報に基づき回転ステージを回転、移動させ、エアー吐出ノズル１５のエアー照射の効率の良い位置と方向に重なったワークを移動させ、エアーを照射する事により、重なりを排除するものである。尚、この時のエアー吐出の圧力、量などは、重なったワークの大きさ、位置、方向などの情報に、経験や実験に基づき学習し定めるものとする。
【００１７】
図７は、回転ステージ１２の上に載せたワーク（水晶ブランク６）が透明な場合、光源装置１６から照射する光を偏光板１７を経由して行い、回転ステージを回転させながら撮像する事で、ワークの像を鮮明に致すものである。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明に係る無振動型パーツフィーダは、工業的に量産する事が可能であるため、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】 ホッパー、ワーク（水晶ブランク）、吸着グラブ、回転ステージの位置関係を示す図面で有る。
【図２】 吸着グラブ低部の衝撃緩和機構と、吸引穴の関係を示す図面で有る。
【図３】 吸着グラブを上下させる機構と、バランサーの関係を示す図面で有る。
【図４】 回転ステージ上にあるワークを整列して取り出す動作をイメージさせた図面で有る。
【図５】 ２台の回転ステージを交互に移動させる事を示す図面で有る。
【図６】 ワークの重なりを排除する機構をイメージした図面で有る。
【図７】 回転ステージ上にあるワークを撮像するのに偏光板を用いて居る事を示す図面で有る。
【符号の説明】
【００２０】
１ 吸着グラブ：ホッパー内にあるワークを吸着して取り出すボックス
２ 衝撃緩和機構：吸着グラブの低部に在り、ワークと接触する衝撃を緩和する事で、ワークの破壊を防止する機能
３ 落下用バイブレータ：ワークを回転ステージ上に拡散配置する時、軽い振動を与え振い落す機能
４ 吊るし紐：吸着グラブを上下させる駆動機構に繋がり、吊るす紐
５ ホッパー：ワークを収納する器
６ 水晶ブランク：対象ワーク
７ バキュームチューブ：吸着グラブに繋がり、吸引するエアーを導く
８ 吸引穴：ワークを吸引して保持する為のエアー吸引の穴
９ 上下駆動回転機構：吸着グラブを上下移動させる動力機能
１０ 接触センサー：吸着グラブがワークに接触した事を検知するセンサー
１１ バランサー：吸着グラブと概ね等しい重量の重しを持たせる事で、駆動機構の負荷を軽減する機能
１２ 回転ステージ：ワークを載せるもので、本発明の重要な部品
１３
１４ Ｐ＆Ｐ吸着ピン：ワークを回転ステージ上から取り出す機構
１５ エアー吐出ノズル：ワークの重なりを排除する時照射するエアー吐出ノズル
１６ 照射光源装置：回転ステージ上にあるワークを照射する光源
１７ 偏光板：光源からの光を直線偏光にする偏光板
１８ 撮像カメラ：回転ステージ上のワークを撮像する装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーツフィーダに関するもので有り、ワーク（水晶ブランク）を逐次整列し送り出す方式を、カメラによる撮像を基に画像処理技術を用いて検出制御する事により、無振動にてワークを整列搬出させるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からパーツフィーダは、ボウルに収納されているワークを振動によって逐次移動させ、ガイドに沿わせ整列させ、個別に摘出する方法が一般的に用いられている。この例として、特許文献１や、非特許文献１に開示されているものがある。
【特許文献１】 特許第２８０８０６１号
【非特許文献１】 シンフォニアテクノロジー株式会社：製品紹介：パーツフィーダ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のこの様な振動を伴う搬送のものでは、お互いに接触し擦り合うため、ワークの破壊に至り、また長時間の振動にて静電気を誘発するなど、精密な部品の搬送には大きな問題と成って居た。本発明はこの様な不都合を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題を解決するための請求項１の発明は、ホッパー内に収納してあるワークを、底部に多孔を備えた吸着ボックス（吸着グラブ）にて吸着し取り出し、其れをステージ上に適度に拡散配置させる事により、ホッパーからステージ上へ適量のワークを取り出すものである。
【０００５】
また、請求項２の発明は、吸着グラブがホッパー内に下降しワークを吸着するが、その折に吸着グラブ低部がワークに接触した事を検知するセンサーを設ける事で、吸着グラブの下降動作を停止させ、ワークの破壊を防ぐものである。
【０００６】
請求項３の発明は、ワークを載せるステージが回転やＸ−Ｙ移動の機能を備える事で、ワークを個別に取り出すとき、其れを載せているステージを回転させたりＸ−Ｙ移動させる事は、強いてはステージ上にあるワークを回転させたり、移動させる事に成り、この原理を用いてワークを整列させる事が可能に成る。
【０００７】
請求項４の発明は、ワークを載せる回転ステージが複数存在する事で、ワーク搬出のタクトタイムの短縮を図るものである。ホッパーからワークを取り出し、一方の回転ステージ上にワークを拡散配置する。そしてカメラにてワークを撮像し、画像処理技術を用いて位置や傾き等を認識する。その情報を基に、回転ステージを回転し、Ｘ−Ｙ移動させ、Ｐ＆Ｐの吸着ピンの下に移動させ、整列搬出させる。この様な動作の中で、回転ステージが複数（今回は２台）存在する事により、一方がワークを搬出して居る間に、他の回転ステージでホッパーから新たにワークを移す作業を為す事が出来る。
【０００８】
請求項５の発明は、ホッパーから回転ステージ上にワークを拡散配置させた時、まれにワークが重なってしまう場合がある。この様な時、該当するワークにエアーを吐出照射させ、重なりを排除させるものである。尚、これはカメラにて回転ステージ上のワークを撮像し、画像処理技術を用いて解析する事により、容易にワークの重なりが検出可能である事と、回転ステージが任意の位置や方向に移動する事により、可能に成るものである。
【０００９】
請求項６の発明は、回転ステージ上にワーク（水晶ブランク）を拡散配置した場合、ワークが透明なものでは、上部に配置されているカメラに撮像が困難な場合がある。ワークが水晶ブランクで有る場合には、回転ステージを回転させる事で、上部に載って居るワークを回転させる事に成り、偏光板を通して光を照射する事で、全てのワーク（水晶ブランク）の像を鮮明に撮像する事が可能に成る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、ワーク（水晶ブランク）を破壊する事無く、また、静電気の発生も寡少で、強いてはシステムの安定動作に繋がり、個別に整列搬送する事が可能に成る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、ワーク（水晶ブランク６）を収納したホッパー５と、ワークを吸着して掴む吸着グラブ１と、ワークを載せる回転ステージ１２の関係を示します。ホッパー５にはワークが多量に収納され、その真上方向に吸着グラブ１が配置されて居る。吸着グラブ１の低部には、衝撃緩和機構２が備えられて居る。吸着グラブ１の上部には、吸着したワークを回転ステージ１２の上に振い落すため、落下用バイブレータ３が具えて有る。これらを吊るし紐４で吊るし、吸着グラブ１全体を上下させる。回転ステージ１２はホッパー５と吸着グラブ１の間に位置し、水平移動にて吸着グラブ１の真下に移動し、また退避を行う。通常の動作は以下に成る。吸着グラブ１が下降し、ホッパー５内のワーク（水晶ブランク６）を吸着する。そして吸着グラブ１を上昇させる。次に、回転ステージ１２が吸着グラブ１の真下に移動してくる。その後吸着グラブ１の真空を破壊し、底部に吸引しているワーク（水晶ブランク６）を回転ステージ上に振い落とす。
【００１２】
図２は、吸着グラブ１の低部に取り付けてある衝撃緩和機構２と、ワーク（水晶ブランク６）を吸引する吸引穴８の関係を示します。衝撃緩和機構２はスポンジなどの材料に静電気防止の導電性のあるものをコーティングした状態とします。吸引穴８は、その大きさと穴相互の間隔は、対象のワークの大きさに基づき決定されます。吸引穴はワークを一個吸着するものとし、３０個ほどの穴を概ね中心部に配置して居ます。
【００１３】
図３は、吸着グラブ１が上下移動をする機構と、吸着グラブがワーク（水晶ブランク６）に接触した時に、それを検出する接触センサー１０との関係を示します。吸着グラブは吊るし紐４を通して、上下駆動回転機構９を経由し、バランサー１１に接続して居ます。バランサーはその重さが概ね吸着グラブと同じにて、上下駆動時のテンションの偏りを緩和するように配慮して居ます。上下駆動回転機構はモータに直結し、吸着グラブの上下運動を可能に致します。接触センサー１０は吊るし紐４の途中に位置し、吸着グラブがワークに接触した時に生じる微小な重量の変化を検出し、接触点として規定するものです。
【００１４】
図４は、回転ステージ１２と、ワーク（水晶ブランク６）と、Ｐ＆Ｐ吸着ピンとの関係を示すものです。ワークを載せた回転ステージ１２は、任意に回転と移動を為す事が出来る機構を具えて居ます。回転ステージ上のワークを取り出すとき、Ｐ＆Ｐ吸着ピン１４を用いて吸着して摘出するが、既にカメラによる撮像と画像処理にて検出して居る個別ワークの位置や傾きに基づき、回転ステージを回転移動させる事で、整列搬出を可能に致します。
【００１５】
図５は、回転ステージ１２が２台装備された場合の機構と、その動作に付いて示します。回転ステージは、其々が完全に独立して機能し、移動や回転が可能なように設計されている。一台の回転ステージがホッパー５からワークを取り出して居る時、もう一方の回転ステージはＰ＆Ｐ吸着ピンにて、ワークの搬出動作を行う事が出来る。搬出側の回転ステージが空に成ったとき、回転ステージが相互に入れ替わり、其々が次の動作を継続して行う事により、回転ステージ入れ替えに伴う待ち時間を最小とする事が可能に成る。
【００１６】
図６は、回転ステージ１２の上に載って居るワーク（水晶ブランク６）で、重なって居るものを排除する機構を示すものです。回転ステージ上のワークは、画像処理技術にて、その位置や傾き、重なり具合などが認識されている。その情報に基づき回転ステージを回転、移動させ、エアー吐出ノズル１５のエアー照射の効率の良い位置と方向に重なったワークを移動させ、エアーを照射する事により、重なりを排除するものである。尚、この時のエアー吐出の圧力、量などは、重なったワークの大きさ、位置、方向などの情報に、経験や実験に基づき学習し定めるものとする。
【００１７】
図７は、回転ステージ１２の上に載せたワーク（水晶ブランク６）が透明な場合、光源装置１６から照射する光を偏光板１７を経由して行い、回転ステージを回転させながら撮像する事で、ワークの像を鮮明に致すものである。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明に係る無振動型パーツフィーダは、工業的に量産する事が可能であるため、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】 ホッパー、ワーク（水晶ブランク）、吸着グラブ、回転ステージの位置関係を示す図面で有る。
【図２】 吸着グラブ低部の衝撃緩和機構と、吸引穴の関係を示す図面で有る。
【図３】 吸着グラブを上下させる機構と、バランサーの関係を示す図面で有る。
【図４】 回転ステージ上にあるワークを整列して取り出す動作をイメージさせた図面で有る。
【図５】 ２台の回転ステージを交互に移動させる事を示す図面で有る。
【図６】 ワークの重なりを排除する機構をイメージした図面で有る。
【図７】 回転ステージ上にあるワークを撮像するのに偏光板を用いて居る事を示す図面で有る。
【符号の説明】
【００２０】
１ 吸着グラブ：ホッパー内にあるワークを吸着して取り出すボックス
２ 衝撃緩和機構：吸着グラブの低部に在り、ワークと接触する衝撃を緩和する事で、ワークの破壊を防止する機能
３ 落下用バイブレータ：ワークを回転ステージ上に拡散配置する時、軽い振動を与え振い落す機能
４ 吊るし紐：吸着グラブを上下させる駆動機構に繋がり、吊るす紐
５ ホッパー：ワークを収納する器
６ 水晶ブランク：対象ワーク
７ バキュームチューブ：吸着グラブに繋がり、吸引するエアーを導く
８ 吸引穴：ワークを吸引して保持する為のエアー吸引の穴
９ 上下駆動回転機構：吸着グラブを上下移動させる動力機能
１０ 接触センサー：吸着グラブがワークに接触した事を検知するセンサー
１１ バランサー：吸着グラブと概ね等しい重量の重しを持たせる事で、駆動機構の負荷を軽減する機能
１２ 回転ステージ：ワークを載せるもので、本発明の重要な部品
１３
１４ Ｐ＆Ｐ吸着ピン：ワークを回転ステージ上から取り出す機構
１５ エアー吐出ノズル：ワークの重なりを排除する時照射するエアー吐出ノズル
１６ 照射光源装置：回転ステージ上にあるワークを照射する光源
１７ 偏光板：光源からの光を直線偏光にする偏光板
１８ 撮像カメラ：回転ステージ上のワークを撮像する装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパー内のワーク（水晶ブランク）を吸着して掴む機構を保持する無振動型パーツフィーダ
【請求項２】
吸着グラブがホッパー内のワーク（水晶ブランク）に接触した事を検出するセンサー機構を設けた無振動型パーツフィーダ
【請求項３】
水晶ブランクを載せる回転ステージ（載台）で、回転、及びＸ−Ｙ移動の機構を保持する無振動型パーツフィーダ
【請求項４】
回転ステージを１台、又は複数台保持する無振動型パーツフィーダ
【請求項５】
回転ステージ上に水晶ブランクが重なって在る場合、エアーを吐出照射させ、分離させる機構を備えた無振動型パーツフィーダ
【請求項６】
ワーク（水晶ブランク）をステージ上に載せ、ステージを回転させ、上部に配置したカメラにて撮像し、画像処理技術を用いてワークの位置や方向を検出する事を可能にした、無振動型パーツフィーダ
【請求項１】
ホッパー内のワーク（水晶ブランク）を吸着して掴む機構を保持する無振動型パーツフィーダ
【請求項２】
吸着グラブがホッパー内のワーク（水晶ブランク）に接触した事を検出するセンサー機構を設けた無振動型パーツフィーダ
【請求項３】
水晶ブランクを載せる回転ステージ（載台）で、回転、及びＸ−Ｙ移動の機構を保持する無振動型パーツフィーダ
【請求項４】
回転ステージを１台、又は複数台保持する無振動型パーツフィーダ
【請求項５】
回転ステージ上に水晶ブランクが重なって在る場合、エアーを吐出照射させ、分離させる機構を備えた無振動型パーツフィーダ
【請求項６】
ワーク（水晶ブランク）をステージ上に載せ、ステージを回転させ、上部に配置したカメラにて撮像し、画像処理技術を用いてワークの位置や方向を検出する事を可能にした、無振動型パーツフィーダ
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２４１５９２（Ｐ２０１０−２４１５９２Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０５６７２（Ｐ２００９−１０５６７２）
【出願日】平成２１年４月３日（２００９．４．３）
【出願人】（７０９００２１０７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月３日（２００９．４．３）
【出願人】（７０９００２１０７）
【Ｆターム（参考）】
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