JP2007000946A - 基準モデルの設定方法およびワーク搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】ワークが接触した状態でワーク載置部に載置されていても、確実にワークの判別が行え、しかも、ワークを搬送する時間も長くなることなく搬送が行えるワーク搬送システムを提供する。
【解決手段】ワーク搬送システムは、ワーク載置部２に載置されたワークのうち、任意のワークを選択し、選択されたワークの形状を基準モデルとして設定する基準モデル設定手段を備える。基準モデル設定手段は、モデル用ワーク載置台７と、下方側照明装置と、上方側照明装置５と、撮像装置４と、画像処理装置６とを備える。ワーク載置部２に載置された複数のワークの中から、設定された基準モデルの形状に基づいてワークを選択して、選択されたワークをワーク搬送装置１を用いて所定の場所に搬送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つの照明装置と、ワークを撮像する撮像装置と、画像処理装置とを用いて、複数のワークの中から、ワーク判別のための基準モデルを設定する基準モデル設定方法およびワーク載置部に載置されたワークから所定の形状のワークを把持して所定の場所に搬送するワーク搬送装置を備えるワーク搬送システムに関する。

例えば、切削工具として用いるチップ（ワーク）は、複数のワークを同時に表面処理した後に、刃先処理が施される。この場合、ワークには、多種の形状があるため、表面処理を行う際には、複数種類のワークを同時に表面処理を行うが、その後の刃先処理は、ワーク形状が同一の物に対して連続加工を施す方が効率が良い。

従って、表面処理が済んだワークを刃先処理するにあたっては、ワークを種類分けするために、表面処理が施された多数のワークの中から、同じ種類のワークを判別する作業が行われる。

このとき、所定形状のワークを判別するに当たっては、例えば特許文献１に示すように、通常は、ワークが撮像された画像を処理する画像処理装置に、予め各ワーク形状の輪郭形状を基準モデルデータとして記録しておき、これら基準モデルの中から、所定の基準モデルを選択した後、この基準モデルとワークの輪郭形状を照合して、一致するワークを選択している。このようなワークの判別は、多数のワークの中から基準モデルと同じ形状のワークを選択してワークを所定の場所に搬送するワーク搬送システムにも適用されている。

また、所定の形状のワークを把持して所定の場所に搬送するワーク搬送システムについては、特許文献２に示すものも提案されている。特許文献２では、複数あるワークの中から、一つのワークをワーク搬送装置で把持し、搬送先にワークを搬送する前、この装置でワークを把持したままワークの形状（姿勢）を検出し、検出されたワーク形状・姿勢に基づいて、ワークを搬送先の所定の位置に所定の姿勢で配置する制御を行う。

特開平9-44686号公報 特開平5-212690号公報

しかしながら、特許文献１に示すワークの判別方法では、多種類のワークが多数載置されている中から、種類毎にワークを選択する場合、予め制御手段に登録しておく基準モデルのデータも、ワークの種類だけ必要となるので、登録するデータ数が非常に多くなる。その結果、基準データの作成が煩雑となるばかりか、選択するワークに相当する基準モデルを登録されている多数のデータの中から選び出す作業も要する。

さらに、基準モデルは、ワークの輪郭線をデータとしているため、ワークが無作為にワーク載置台に載置された場合、ワーク同士が接触したり、ワーク載置台がワークと同色であったりすると、ワークの境界が不明瞭となり、ワークが載置されている位置の高精度な認識ができない。

また、特許文献２に開示されているワーク搬送システムでは、ワーク載置台に不作為に載置されている複数のワークの中から、一つだけワークをワーク搬送装置で掴かみ、ワークの形状を計測した後に搬送先にそのまま搬送するようになっている。即ち、特許文献２のワーク搬送装置は、ワークを搬送先に搬送する前に、ワークの形状を計測する計測箱内にワークを一旦搬送し、この計測箱内でワーク形状を測定した後、測定結果に基づいてワークを搬送先の所定の場所に所定の姿勢で配置されるように搬送するようになっている。このように、特許文献２のワーク搬送システムでは、ワークをいちいち計測箱を経由させて、ワークの形状を測定した後に、搬送先に搬送する工程を繰り返すため、ワークを搬送元から搬送先まで搬送するのに長時間を要することとなる。

そこで、本発明は、複数のワークが、所定の設置場所において互いに接触した状態で載置されていても、確実にワークの判別が行える基準モデルの設定方法を提供することを主目的とする。さらに、確実にワークの判別が行えながら、ワークを搬送する時間も長くなることなく搬送が行えるワーク搬送システムを提供することも目的とする。

本発明は、２つの照明装置と、ワークを撮像する撮像装置と、画像処理装置とを用いて、複数のワークの中から、ワーク判別のための基準モデルを設定する基準モデル設定方法である。

本発明の基準モデル設定方法は、まず、複数のワークの中から任意のワークを基準モデルとなるモデル用ワークとして選択する。そして、一方の照明装置を用いてモデル用ワークへ透過照明を行いながら、撮像装置を用いて当該ワークを撮像して、ワークの輪郭画像を形成する。さらに、他方の照明装置を用いてモデル用ワークへ反射照明を行いながら、撮像装置を用いて当該ワークを撮像して、ワークの表面状態の画像を形成する。そして、前記輪郭画像と表面状態画像を画像処理装置で画像処理することによりモデル用ワークの輪郭線と表面状態を抽出して、基準モデルの輪郭線と表面状態を設定する。

また、本発明の基準モデルの設定方法は、ワーク載置部に載置された複数のワークから、基準モデルの形状に基づいてワークを選択して、選択されたワークをワーク搬送装置を用いて所定の場所に搬送するワーク搬送システムに適用できる。

ワーク搬送システムは、前記した基準モデル設定方法を用いて、以下の工程に従って、基準モデルの設定を行う。

(1)ワーク載置部に載置された複数のワークから任意のワークを基準モデルとなるモデル用ワークとして選択する工程。
(2)一方の照明装置を用いてモデル用ワークへ透過照明を行いながら、撮像装置を用いて当該ワークを撮像して、ワークの輪郭画像を形成する工程。
(3)他方の照明装置を用いてモデル用ワークへ反射照明を行いながら、撮像装置を用いて当該ワークを撮像して、ワークの表面状態の画像を形成する工程。
(4)前記輪郭画像と表面状態画像を画像処理装置で画像処理することによりモデル用ワークの輪郭線と表面状態を抽出して、基準モデルの輪郭線と表面状態を設定する工程。

本発明のワーク搬送システムにおける基準モデルの設定方法では、上記(1)から(4)の工程を順次行うことにより、基準モデルの輪郭線と表面状態を設定する。基準モデルの輪郭線と表面状態は、画像処理装置の記憶部に記憶する。輪郭線と表面状態とは、その基準モデルに対して常に対応するようになっている。

さらに、前記ワーク搬送システムは、上記した基準モデルの設定方法を適用してワークの搬送を制御することができる。

ワーク搬送システムは、２つの照明装置と、ワークを撮像する撮像装置と、画像処理装置とを備える。本発明のワーク搬送システムは、以下の工程に従ってワークの搬送制御を行う。

(5)前記した基準モデル設定方法により、基準モデルを設定した後に、ワーク載置部に載置された複数のワークに対して、照明装置を用いて反射照明を行いながら、全てのワークを前記撮像装置で撮像して、ワークの載置状態の画像を形成する工程。
(6)画像処理装置において、前記ワーク載置状態画像に基づいて、各ワークの表面状態の抽出を行う工程。
(7)画像処理装置において、前記ワーク状態抽出工程の後に、基準モデルの表面状態と一致するワークの選択を行う工程。
(8)画像処理装置において、選択されたワークのワーク載置部上での位置を、前記ワーク載置状態画像と基準モデルの輪郭線とに基づいて算出する工程。
(9)画像処理装置において、算出されたワーク載置位置データに従って、ワーク載置部上での位置が認識されたワークをワーク搬送装置を用いて、ワーク搬送先に搬送させるように、ワーク搬送装置に指令を出す工程。なお、ワーク状態のデータも画像処理装置の記憶部に記憶させておくことが好ましい。

以上のように、本発明では、ワーク搬送システムにおいて、選択するワークの基準となる基準モデルを、これから搬送する複数のワークの中から任意に選択したワークに基づいて自動的に設定する。そして、設定された基準モデルは、輪郭線と表面状態のデータを保有する。

そして、ワーク載置部上に載置されているワークの中から、基準モデルと同形のワークを選択するには、まず、ワーク載置部上のワークの表面状態と基準モデルの表面状態とを照合して、表面状態が一致したワークを選択する。

次に、選択されたワークの輪郭線を基準モデルの輪郭線に基づいて求める。基準モデルは輪郭線と表面状態のデータを保有しているので、選択されたワークは、基準モデルと表面状態が一致すれば、輪郭線も基準モデルの輪郭線と一致することになる。従って、基準モデルの有する輪郭線から、ワークの輪郭線を算出する。

そして、選択されたワークは、表面状態と輪郭線とが認識されるので、ワーク載置状態画像から、まず、ワーク載置部上でのワークの表面状態の位置を算出し、この算出結果から、さらに、ワークの輪郭線のワーク載置部上での位置と向きを算出することにより、選択されたワークのワーク載置部上での位置と向きを算出する。

次に、上記したワーク搬送システムにおける基準モデルの設定方法およびワーク搬送システムの制御方法が行われるワーク搬送システムの具体的な構成について説明する。

本発明のワーク搬送システムは、ワーク載置部に載置されたワークのうち、任意のワークを選択し、選択されたワークの形状を基準モデルとして設定する基準モデル設定手段を備える。

基準モデル設定手段は、モデル用ワーク載置台と、下方側照明装置と、上方側照明装置と、撮像装置と、画像処理装置とを備える。

モデル用ワーク載置台は、選択されたモデル用ワークが載置され、光が透過する材質で形成される。モデル用ワーク載置台は、台の下方から光を照射したときに、台の上面側に光が透過するように構成される。

下方側照明装置は、モデル用ワーク載置台の下方に配置される。下方側照明装置は、モデル用ワーク載置台と一体化させた透過照明としてもいいし、モデル用ワーク載置台とは別個に設けてもよい。下方側照明装置から照射される光は、モデル用ワーク載置台を透過して、モデル用ワーク載置台の上方に設ける撮像装置に受光されるようになっている。

上方側照明装置は、モデル用ワーク載置台の上方に、モデル用ワーク載置台に載置されるモデル用ワークの上面に光が照射されるように配置する。さらに、モデル用ワーク載置台に載置されるモデル用ワークに当たって反射した光が撮像装置に至るように上方側照明装置を配置する。上方側照明装置として、例えば、撮像装置と同軸に配置されるリング照明装置や、同軸落射照明装置などが挙げられる。特に、ワーク表面の凹凸形状が明確となる画像を得るためには、リング照明装置を用いることが好ましい。

撮像装置は、モデル用ワーク載置台の上方に配置され、モデル用ワークの画像を形成する。撮像装置は、例えばCCDカメラが挙げられる。撮像装置と上方側照明装置とは、一体化させてもよい。この場合、撮像装置として、CCDカメラを用い、上方側照明装置として同軸リング照明か、同軸落射照明を用いることにより一体化が可能となる。

撮像装置は、モデル用ワーク載置台上のモデル用ワークに下方側照射装置で光を照射しながらワークの画像を形成する場合には、ワークの輪郭形状の画像を形成する。また、モデル用ワーク載置台上のモデル用ワークに上方側照射装置で光を照射しながらワークの画像を形成する場合には、ワークの表面の模様、凹凸形状の画像を形成する。

画像処理装置は、モデル用ワークの輪郭線を抽出する輪郭線抽出部と、モデル用ワークの表面状態を抽出する表面状態抽出部と、抽出したモデル用ワークの輪郭線と表面状態とを記憶する記憶部とを有する。

輪郭線抽出部は、下方側照明装置でワークを照射しながら撮像装置で撮像したワーク画像からモデル用ワークの輪郭線を抽出する。また、表面状態抽出部は、上方側照明装置でワークを照射しながら撮像装置で撮像したワーク画像からモデル用ワークの表面状態を抽出する。記憶部は、輪郭線抽出部と表面状態抽出部とで抽出したモデル用ワークの輪郭線と表面状態とを記憶する。ここで、ワークの表面状態とは、ワークの輪郭の内側に形成されるワーク表面の凹凸形状や穴のことをいう。

さらに、ワーク搬送システムは、ワーク載置部に載置されるワークから、前記基準モデル設定手段で設定された基準モデルと一致するワークを選択するワーク選択手段を備えることが好ましい。

前記ワーク選択手段は、ワーク載置部に載せられた状態のワークを撮像する撮像装置と、ワーク載置部の上方に配置される上方側照明装置と、画像処理装置とを備える。

撮像装置は、基準モデル設定手段で用いる撮像装置を用いてもよいし、基準モデル設定手段で用いる撮像装置とは別に設けるようにしてもよい。撮像装置を兼用する場合には、構成部材を少なくできるので、システム全体の小型化が可能となる。

また、上方側照明装置も基準モデル設定手段で用いる上方側照明装置を用いてもよいし、別途、照明装置を設けるようにしてもよい。

さらに、撮像装置と上方側照明装置とは、基準モデル設定手段の場合と同様に一体化させてもよい。撮像装置と上方側照明装置とを一体化させる場合、基準モデル設定手段とワーク選択手段とで兼用させることができる。各手段で撮像装置と上方側照明装置とを兼用させる場合には、これら装置を、ワーク載置部の上方と、モデル用ワーク載置台の上方との間で移動できるようにすることが好ましい。

また、ワーク選択手段で用いる画像処理装置は、前記上方側照明装置でワークを照射しながら撮像装置で撮像されたワーク載置状態画像を処理する。ワーク選択手段で用いる画像処理装置は、基準モデル設定手段で用いる画像処理装置と兼用することが構成を簡略する上で好ましい。

画像処理装置は、ワーク選択手段で用いる場合には、前記記憶部と、ワーク状態抽出部と、ワーク選択部と、ワーク位置算出部と、搬送指令部とを有する。

前記記憶部は、基準モデルの輪郭線と表面状態とが記憶されている。前記ワーク状態抽出部は、前記ワーク載置状態画像から各ワークのワーク載置部上での表面状態を抽出する。

前記ワーク選択部は、表面状態が抽出された各ワークのうち、表面状態が記憶部に記憶されている基準モデルの表面状態と一致するワークを選択する。

前記ワーク位置算出部は、ワーク選択部で選択されたワークのワーク載置部上での位置を、記憶部に記憶されている基準モデルの表面状態および輪郭線とワーク載置状態画像に基づいて算出する。

前記搬送指令部は、前記ワーク位置算出部で算出したワーク位置に従って、ワーク載置部上での位置が認識されたワークをワーク搬送装置で把持しに行き、ワーク搬送先にワークを搬送させる指令をワーク搬送装置を駆動制御する制御装置に送る。

本発明のワーク搬送システムでは、基準モデルを設定したのち、この基準モデルに基づいて、ワーク載置部に載置された多数のワークの中から、基準モデルと同じ形状のワークを抽出してワーク搬送装置を用いて、搬送先に搬送する。

本発明の基準モデル設定方法によれば、基準モデルを、これから判別する多数のワークの中から任意に選択したワークに基づいて自動的に設定するので、画像処理装置に多数の基準モデルを登録する必要が無くなる。さらに、画像処理装置に既に登録されている多数の基準モデルの中から、必要な基準モデルを検索する作業も不要になる。その結果、人的作業による基準モデルの設定作業が不要となって、全体としての作業時間の短縮が図れる。

また、基準モデルは、ワークの輪郭線と表面状態とをデータとして有しているので、基準モデルと同形のワークを選択する際には、判別しようとするワークの表面状態と基準モデルの表面状態とを照合するだけで、自動的に基準モデルの輪郭線からワークの輪郭線が算出できる。

従って、多数のワークの中からワークを判別する際、判別しようとするワークの輪郭線が不明確であっても、このワークの輪郭線を算出することができるので、ワークが載置されている場所でのワークの位置と向きを高精度で、かつ、高速で認識することが可能となる。以上のことから、ワーク同士が接触していたり、ワークが複雑模様の背景またはワークと同色の背景の上に存在する場合でも、高精度なワーク位置の認識が可能となる。特に、本発明の基準モデル設定方法をワーク搬送システムに適用することにより、ワークを選択する作業の効率を良くすることができる。

さらに、本発明のワーク搬送システムの搬送制御方法によれば、ワークを一つずつ形状測定することなく、基準モデルに基づいて、ワークの位置が認識できるので、ワークを供給元から供給先に直接搬送でき、従来のような動作ロスも無くなる。

以下、本発明に係るワーク搬送システムの実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のワーク搬送システムは、図１のワーク搬送システムの概略構成図に示すように、ワーク搬送装置1、供給元ワーク載置台（ワーク載置部）2、供給先ワーク載置台3、CCDカメラ（撮像装置）4、リング照明装置（上方側照明装置）5、画像処理装置6、透過照明装置（モデル用ワーク載置台と下方側照明装置とが一体化されたもの）7、制御装置8とを有する。

ワーク搬送装置1は、回転可能な支持軸11と、支持軸11の上端に取り付けられるアーム12と、アーム12の先端に設けられるワーク吸着部13とを有する。

ワーク搬送装置1は、ワーク吸着部13にエアーまたは磁石によりワークを吸着させた状態でワークを搬送するようになっている。

供給元ワーク載置台2には、例えば、切削工具として用いるスロアウェイチップ（ワーク）が載置される。供給元ワーク載置台2に載置されるワークは、表面処理がなされたワークが載置されるのであって、多数のワークが不規則に載置される。

供給先ワーク載置台3には、供給元ワーク載置台2から搬送されたワークが規則正しく載置される。供給先ワーク載置台3には、例えば、これから刃先処理を行うワークなどが載置される。

CCDカメラ4とリング照明装置5は同軸になるように一体化されており、図１では省略されているが、供給元ワーク載置台2上と、透過照明装置7上とを移動できるようになっている。

CCDカメラ4は、供給元ワーク載置台2上に載置されるワークを撮像したり、透過照明装置7上に載置されるモデル用ワークを撮像したりする。CCDカメラ4は、供給元ワーク載置台2上に載置されるワークを撮像する場合には、リング照明装置5で、ワークに上方から光を照射しながらワークを撮像する。透過照明装置7上に載置されるモデル用ワークを撮像する場合には、リング照明装置5で、モデル用ワークに上方から光を照射しながらワークを撮像したり、透過照明装置7でモデル用ワークに下方から光を照射しながらワークを撮像したりする。

リング照明装置5は、供給元ワーク載置台2上に載置されるワークに光を上方から照射したり、透過照明装置7に載置されるモデル用ワークの上面に光を照射する。特に、ワーク表面の凹凸形状が明確に現れる画像を得るためには、リング照明装置をワークの近くに配置させた状態で光を照射させる方が好ましい。

透過照明装置7は、前記したように、モデル用ワーク載置台と下方側照明装置とが一体化されたものであり、透過照明装置7の上にモデル用ワークを置くようになっている。透過照明装置7は、透過照明装置7の上にモデル用ワークを置いたときに、ワークに対して光を照射するようになっている。

制御装置8は、コンピュータにより構成されており、ワーク搬送装置1、CCDカメラ4、リング照明装置5、透過照明装置7の駆動を制御する。

画像処理装置6は、CCDカメラ4で撮像された画像が入力され、入力された画像に対して、画像処理を行う。

本実施形態では、図２のブロック図に示すように、ワーク搬送装置1、CCDカメラ（撮像装置）4、リング照明装置（上方側照明装置）5、透過照明装置(下方側照明装置)7、画像処理装置6、制御装置8により基準モデル設定手段91が構成される。基準モデル設定手段91は、供給元ワーク載置台2に載置されたワークのうち、任意のワークを選択し、選択されたワークの形状を基準モデルとして設定する。

また、本実施形態では、CCDカメラ4、リング照明装置5、画像処理装置6、制御装置8によりワーク選択手段92が構成される。

ワーク選択手段92は、供給元ワーク載置台2に載置されるワークから、前記基準モデル設定手段91で設定された基準モデルと一致するワークを選択する。

そして、画像処理装置6は、基準モデル設定手段91として用いる場合には、透過照明装置7上に載置されたモデル用ワークを透過照明装置7で照射しながらCCDカメラ4で撮像したワーク輪郭画像を処理したり、透過照明装置7上に載置されたモデル用ワークをリング照明装置5で照射しながらCCDカメラ4で撮像したワーク表面状態画像を処理したりする。ワークの表面状態とは、本実施形態では、スロアウェイチップの表面に形成されるチップブレーカー（溝）やホルダ装着用の穴の形状のことをいう。

また、画像処理装置6をワーク選択手段92として用いる場合には、供給元ワーク載置台2に載置される多数のワークをリング照明装置5で照射しながらCCDカメラ4で撮像したワーク載置状態画像を処理する。

本実施形態の画像処理装置6は、図２に示すように、基準モデル設定手段91の一部となる輪郭線抽出部61および表面状態抽出部62、ワーク選択手段92の一部となるワーク状態抽出部63と、ワーク選択部64と、ワーク位置算出部65と、搬送指令部66と、双方の手段の共通部分となる記憶部67を有する。

輪郭線抽出部61は、透過照明装置7でモデル用ワークを照射しながらCCDカメラ4で撮像したワーク輪郭画像からモデル用ワークの輪郭線を抽出する。

表面状態抽出部62は、リング照明装置5でモデル用ワークを照射しながらCCDカメラ4で撮像したワーク表面状態画像からモデル用ワークの表面状態を抽出する。

ワーク状態抽出部63は、ワーク載置状態画像から各ワークの供給元ワーク載置台2上での表面状態を抽出する。

ワーク選択部64は、表面状態が抽出された各ワークのうち、表面状態が基準モデルの表面状態と一致するワークを選択する。

ワーク位置算出部65は、ワーク選択部64で選択されたワークの供給元ワーク載置台2上での位置と向きを、基準モデルの表面状態および輪郭線とワーク載置状態画像に基づいて算出する。

搬送指令部66は、ワーク位置算出部65で算出したワーク位置に従って、供給元ワーク載置台2上での位置が認識されたワークを、ワーク搬送装置1のワーク吸着部13で把持しに行き、供給先ワーク載置台3にワークを搬送させる指令を制御装置8に送る。制御装置8に送られた搬送指令に従って、制御装置8はワーク搬送装置1を駆動制御する。

記憶部67は、輪郭線抽出部61で抽出したモデル用ワークの輪郭線と、表面状態抽出部62で抽出したモデル用ワークの表面状態とを記憶するとともに、供給元ワーク載置台2上に載置されるワークの表面状態も記憶する。

次に、本実施形態に係るワーク搬送システムの駆動制御の方法について説明する。図３は、本実施形態に係るワーク搬送システムの駆動制御の手順を示すフローチャートである。

まず、制御装置8からワーク搬送装置1に、供給元ワーク載置台2上の任意のワークを一つだけ、透過照明装置7に搬送する指令が出され、ワーク搬送装置1は、供給元ワーク載置台2上の任意のワークを一つだけ透過照明装置7上に搬送する(ステップS1)。

ステップS1を行うにあたっては、まず、供給元ワーク載置台2に載置されるワークの全体画像をリング照明装置5で照射しながらCCDカメラ4で撮像する。そして、図２には示していないが、ワーク全体画像を、画像処理装置6において二値化処理を行って、供給元ワーク載置台2上で、ワークの輪郭が明確なワークの位置を求め、このワークをモデル用ワークとして選択する。画像処理装置6から制御装置8にモデル用ワークの位置の情報が送られ、制御装置8によりワーク搬送装置1のモデル用ワークの搬送が行われる。

次に、透過照明装置7上にモデル用ワークがセットされたか否かの判定が行われる(ステップS2)。

モデル用ワークがセットされていない場合には、ステップS1に戻り、セットされている場合には、透過照明装置7上のモデル用ワークを透過照明装置7で照射しながらCCDカメラ4で撮像し、ワークの輪郭画像を画像処理装置6に取り込む(ステップS3)。

取り込まれたワーク輪郭画像を画像処理装置6の輪郭線抽出部61において画像処理して、モデル用ワークの輪郭線を抽出する(ステップS4)。この輪郭線のデータは、画像処理装置6の記憶部67に記憶しておく。

次に、透過照明装置7上のモデル用ワークをリング照明装置5で照射しながらCCDカメラ4で撮像し、ワークの表面状態画像を画像処理装置6に取り込む(ステップS5)。

取り込まれたワーク表面状態画像を画像処理装置6の表面状態抽出部62において画像処理して、モデル用ワークの表面状態を抽出する(ステップS6)。この表面状態のデータは、画像処理装置6の記憶部67に記憶しておく。

ワーク搬送システムは、ここまでの動作で、基準モデルの設定が完了し、記憶部67に基準モデルの輪郭線と表面状態の登録がなされる(ステップS7)。

次に、供給先ワーク載置台3に搬送するワークの選択を行う。ワークの選択動作は、まず、供給元ワーク載置台2上の多数のワークをリング照明装置5で照射しながらCCDカメラ4で撮像し、供給元ワーク載置台2上に載置されている全ワークの載置状態画像を画像処理装置6に取り込む(ステップS8)。

取り込まれたワーク載置状態画像を画像処理装置6のワーク状態抽出部63において画像処理して、各ワークの表面状態を抽出する(ステップS9)。この表面状態のデータも、画像処理装置6の記憶部67に記憶しておく。

次に、記憶部67に保存されている基準モデルの表面状態のデータを呼び出し(ステップS10)、ワーク状態抽出部63で抽出された各ワークの表面状態と、基準モデルの表面状態とを照合する(ステップS11)。そして、ワークの表面状態と基準モデルの表面状態とが一致したか否かの判定を行う(ステップS12)。

表面状態が一致しないと判定した場合には、基準モデルと同じ種類のワークが存在しないとして、透過照明装置7上のモデル用ワークを供給先ワーク載置台3に搬送し(ステップS13)、供給先ワーク載置台3を新たな供給先ワーク載置台3に取り換え(ステップS14)、ステップS1に戻り、新たな基準モデルの設定を行う。

また、表面状態が一致したと判定した場合には、一致したワークが、供給先ワーク載置台3に搬送するワークとして選択される。

選択されたワークに対して、次に、記憶部67に保存されている基準モデルの輪郭線のデータを呼び出し(ステップS15)、ワーク状態抽出部63で抽出された各ワークの表面状態のデータと、基準モデルの輪郭線のデータから各ワークの供給元ワーク載置台2上での輪郭線の位置と向きを算出して、各ワークの供給元ワーク載置台2上での位置と向きを算出する(ステップS16)。ステップS16では、各ワークと基準モデルの表面状態が一致しているので、各ワークと基準モデルの輪郭線も一致することになり、基準モデルの表面状態を、ワーク載置状態画像に基づく各ワークの表面状態に重ねることにより、各ワークの供給元ワーク載置台2上での輪郭線の状態が算出できる。

各ワークの供給元ワーク載置台2上での位置が算出できたら、画像処理装置6の搬送指令部66が、制御装置8に出され、この搬送指令により、制御装置8は、選択されたワークのうちの一つを把持しに行くようにワーク搬送装置1を駆動制御する(ステップS17)。搬送指令部66は、この算出されたワーク載置位置データに従って、供給元ワーク載置台2上で位置と向きが認識されたワークをワーク搬送装置1で把持しに行き、供給先ワーク載置台3の所定の位置に搬送させるように指令を出す。

次に、供給元ワーク載置台2の上面をリング照明装置5で照射しながらCCDカメラ4で撮像し、載置台の状態画像を画像処理装置6に取り込んで(ステップS18)、供給元ワーク載置台2上のワーク数がゼロか否かを判定する(ステップS19)。

ワーク数がゼロと判定した場合には、ワークの搬送が終了したとして、ワーク搬送の制御を終了する。

また、ワーク数がゼロでないと判定した場合には、ワークが供給元ワーク載置台2上に残っているので、ステップS8に戻って、ワーク載置状態画像の取り込みからステップS19に至るまで同じ動作を行う。

以上のワーク搬送制御を行うことにより、設定した基準モデルに従って、供給元ワーク載置台2のワークの位置と形状と向きを確実に認識して、所定形状のワークを確実に供給先ワーク載置台3に搬送することができる。

本発明の基準モデル設定方法は、ワークを搬送するワーク搬送システムに用いる場合に適している。特に、切削工具として用いるスロアウェイチップなど、形状にいくつもの種類があるワークを搬送するワーク搬送システムに好適である。

本発明のワーク搬送システム全体を示す概略構成図である。 本発明のワーク搬送システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明のワーク搬送システムの搬送制御の方法を示すフローチャートである。

符号の説明

1 ワーク搬送装置 11 支持軸 12 アーム 13 ワーク吸着部
2 供給元ワーク載置台 3 供給先ワーク載置台
4 CCDカメラ(撮像装置) 5 リング照明装置(上方側照明装置)
6 像処理装置
61 郭線抽出部 62 表面状態抽出部 63 ワーク状態抽出部
64 ワーク選択部 65 ワーク位置算出部 66 搬送指令部
67 記憶部
7 透過照明装置（モデル用ワーク載置台と下方側照明装置）
8 制御装置
91 基準モデル設定手段 92 ワーク選択手段

Claims (5)

1. ２つの照明装置と、ワークを撮像する撮像装置と、画像処理装置とを用いて、複数のワークの中から、ワーク判別のための基準モデルを設定する基準モデル設定方法であって、
   複数のワークの中から任意のワークを基準モデルとなるモデル用ワークとして選択し、
   一方の照明装置を用いてモデル用ワークへ透過照明を行いながら、撮像装置を用いて当該ワークを撮像して、ワークの輪郭画像を形成し、
   他方の照明装置を用いてモデル用ワークへ反射照明を行いながら、撮像装置を用いて当該ワークを撮像して、ワークの表面状態の画像を形成して、
   前記輪郭画像と表面状態画像を画像処理装置で画像処理することによりモデル用ワークの輪郭線と表面状態を抽出して、基準モデルの輪郭線と表面状態を設定することを特徴とする基準モデルの設定方法。
2. ワーク載置部に載置された複数のワークから、基準モデルの形状に基づいてワークを選択して、選択されたワークをワーク搬送装置を用いて所定の場所に搬送するワーク搬送システムにおける基準モデルの設定方法であって、
   ワーク搬送システムは、２つの照明装置と、ワークを撮像する撮像装置と、画像処理装置とを備え、
   ワーク載置部に載置された複数のワークから任意のワークをモデル用ワークとして選択して、請求項１に記載の基準モデルの設定方法を行うことを特徴とするワーク搬送システムにおける基準モデルの設定方法。
3. ワーク載置部に載置された複数のワークから、基準モデルの形状に基づいてワークを選択して、選択されたワークをワーク搬送装置を用いて所定の場所に搬送するワーク搬送システムの搬送制御方法において、
   ワーク搬送システムは、２つの照明装置と、ワークを撮像する撮像装置と、画像処理装置とを備え、
   請求項２に記載の基準モデル設定方法により、基準モデルを設定した後に、
   ワーク載置部に載置された複数のワークに対して、照明装置を用いて反射照明を行いながら、全てのワークを前記撮像装置で撮像して、ワークの載置状態の画像を形成し、
   画像処理装置を用いて、
   前記ワーク載置状態画像に基づいて、各ワークの表面状態の抽出を行った後に、基準モデルの表面状態と一致するワークの選択を行い、選択されたワークのワーク載置部上での位置を、前記ワーク載置状態画像と基準モデルの輪郭線とに基づいて算出して、算出されたワーク載置位置データに従って、ワーク載置部上での位置が認識されたワークをワーク搬送装置を用いてワーク搬送先に搬送することを特徴とするワーク搬送システムの搬送制御方法。
4. ワーク載置部に載置された複数のワークの中から、基準モデルの形状に基づいてワークを選択して、選択されたワークをワーク搬送装置を用いて所定の場所に搬送するワーク搬送システムにおいて、
   ワーク搬送システムは、ワーク載置部に載置されたワークの中から任意のワークを選択し、選択されたワークの形状を基準モデルとして設定する基準モデル設定手段を備え、
   基準モデル設定手段は、
   選択されたモデル用ワークが載置され、光が透過するモデル用ワーク載置台と、
   モデル用ワーク載置台の下方に配置される下方側照明装置と、
   モデル用ワーク載置台の上方に配置される上方側照明装置と、
   モデル用ワーク載置台の上方に配置され、ワークを撮像する撮像装置と、
   下方側照明装置でワークを照射しながら撮像装置で撮像したワーク画像からモデル用ワークの輪郭線を抽出する輪郭線抽出部、上方側照明装置でワークを照射しながら撮像装置で撮像したワーク画像からモデル用ワークの表面状態を抽出する表面状態抽出部、そして抽出したモデル用ワークの輪郭線と表面状態とを記憶する記憶部を有する画像処理装置とを備えることを特徴とするワーク搬送システム。
5. ワーク搬送システムは、ワーク載置部に載置されるワークから、前記基準モデル設定手段で設定された基準モデルと一致するワークを選択するワーク選択手段を備え、
   ワーク選択手段は、
   ワーク載置部に載置された状態のワークを撮像する撮像装置と、
   ワーク載置部の上方に配置される上方側照明装置と、
   当該上方側照明装置でワークを照射しながら撮像装置で撮像されたワーク載置状態画像を処理する画像処理装置とを備え、
   画像処理装置は、
   基準モデルの輪郭線と表面状態とが記憶された記憶部と、
   前記ワーク載置状態画像から各ワークのワーク載置部上での表面状態を抽出するワーク状態抽出部と、
   表面状態が抽出された各ワークのうち、表面状態が記憶部に記憶されている基準モデルの表面状態と一致するワークを選択するワーク選択部と、
   ワーク選択部で選択されたワークのワーク載置部上での位置を、記憶部に記憶されている基準モデルの表面状態および輪郭線とワーク載置状態画像に基づいて算出するワーク位置算出部と、
   ワーク位置算出部で算出したワーク位置に従って、ワーク載置部上での位置が認識されたワークをワーク搬送装置で把持しに行き、ワーク搬送先にワークを搬送させる搬送指令部とを有することを特徴とする請求項４に記載のワーク搬送システム。

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