JP2015030566A - Speed detection device for part feeder, and part feeder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パーツフィーダに一般的に備わるカメラにラインカメラを採用してワークの搬送速度の検出を可能としたパーツフィーダ用速度検出装置及びパーツフィーダに関する。 The present invention relates to a part feeder speed detection device and a part feeder that employ a line camera as a camera that is generally provided in a part feeder to enable detection of a workpiece conveyance speed.
従来より、パーツフィーダとしては電子部品等の搬送対象物であるワークを搬送路に沿って所定の供給先まで搬送するものが一般的であり、特許文献1にはワークの姿勢を判別して不適切な姿勢のワーク(不正姿勢ワーク)を途中で搬送路上から排除可能なパーツフィーダが開示されている。より具体的には、特許文献1に開示のパーツフィーダは、搬送路上を搬送される複数のワークを撮像装置(カメラ)により撮像して画像データを取得し、この画像データを処理してワークの姿勢の判別を行う。そして、この判別により所定の姿勢以外の姿勢すなわち不適切な姿勢であると判別されたワークを、空気噴出装置から噴出された圧縮空気によって搬送路上から排除するように構成している。
Conventionally, as a parts feeder, a workpiece that is a conveyance object such as an electronic component is generally conveyed along a conveyance path to a predetermined supply destination. A parts feeder is disclosed in which a workpiece with an appropriate posture (incorrect posture workpiece) can be removed from the conveyance path on the way. More specifically, the parts feeder disclosed in
ところで、特許文献1に開示のパーツフィーダをはじめとするこの種のパーツフィーダでは、ワークの搬送速度は、パーツフィーダ本体の振幅や振動角、駆動周波数によりおおよそ決まるが、現実は異ワーク、同一ワーク製造プロセスでのばらつき、搬送路の形状、搬送路の表面処理等に起因するワークと搬送路との摩擦係数や、湿度、静電気等、様々な要因に依存するものであり、これらの要因に加えて、さらに搬送路上で複数のワーク同士が衝突する等の理由によりワークの搬送速度が設定値からずれてくることがある。ワークの搬送速度は供給先へのワークの排出能力を示すものであり正確に把握しておくことが好ましいが、ワークの搬送速度を正確に把握可能なパーツフィーダは一般的ではなく、特許文献1に開示のパーツフィーダもワークの搬送速度を正確に把握可能な構成になっていない。
By the way, in this type of parts feeder including the parts feeder disclosed in
ワークの搬送速度を正確に把握可能な構成とするためには、レーザ等を使用する既存の速度検出装置をパーツフィーダに別途に取り付けることが考えられる。これによりワークの搬送速度を検出することができるが、このような既存の速度検出装置はパーツフィーダにおいて搬送速度の検出にしか利用できないものであり、搬送速度を検出するためだけに別途に速度検出装置を取り付けることはコストの点から好ましいものとは言えない。 In order to make it possible to accurately grasp the workpiece conveyance speed, it is conceivable that an existing speed detection device using a laser or the like is separately attached to the parts feeder. This makes it possible to detect the workpiece conveyance speed. However, such an existing velocity detection device can only be used to detect the conveyance speed in the parts feeder, and is separately detected only to detect the conveyance speed. Mounting the device is not preferable from the viewpoint of cost.
本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、パーツフィーダに一般的に備わるカメラにラインカメラを採用し、そのラインカメラを利用してワークの搬送速度を検出することが可能なパーツフィーダ用速度検出装置及びパーツフィーダを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to effectively solve such a problem. A line camera is adopted as a camera generally provided in a parts feeder, and a workpiece conveyance speed can be detected using the line camera. An object of the present invention is to provide a speed detecting device for a part feeder and a part feeder.
本発明は以上のような問題点を鑑み、次のような手段を講じたものである。 The present invention takes the following measures in view of the above problems.
すなわち、本発明のパーツフィーダ用速度検出装置は、搬送路に沿って搬送されるワークを撮像するカメラを備えたパーツフィーダに適用されるものであって、前記カメラとして、前記ワークの搬送方向に直交して配列された複数の撮像素子を有するラインカメラを採用し、このラインカメラにより前記搬送路上に設定された撮像位置を通過する前記ワークを所定の間隔で撮像するように構成するとともに、前記ラインカメラが前記ワークの前端側から後端側まで撮像した撮像回数を取得する撮像回数取得手段と、前記ワークの搬送方向長さおよび前記ラインカメラの撮像間隔が与えられ、かつ前記撮像回数取得手段が取得した前記撮像回数が与えられることにより、当該撮像回数と前記ラインカメラの撮像間隔とに基づいて得られる撮像所要時間を当該ワークが撮像位置を通過するに要した時間とみなして、その撮像所要時間と前記ワークの搬送方向長さとに基づいて当該ワークの搬送速度を算出する速度算出手段とを備えることを特徴とする。 That is, the speed detection apparatus for parts feeder according to the present invention is applied to a parts feeder provided with a camera that images a workpiece conveyed along a conveyance path, and is used as the camera in the conveyance direction of the workpiece. Adopting a line camera having a plurality of imaging elements arranged orthogonally, and configured to take an image of the workpiece passing through the imaging position set on the transport path by this line camera at a predetermined interval, and An imaging number acquisition means for acquiring the number of imaging times taken by the line camera from the front end side to the rear end side of the workpiece, a length in the conveyance direction of the workpiece and an imaging interval of the line camera, and the imaging number acquisition means Is provided based on the number of imaging and the imaging interval of the line camera. Speed calculation means for calculating the conveyance speed of the workpiece based on the time required for imaging and the length of the workpiece in the conveyance direction, assuming that the time required for the workpiece to pass through the imaging position And
このように構成することで、所定の間隔でワークを撮像するラインカメラにより撮像が行われると、撮像回数取得手段はラインカメラが当該ワークの前端側から後端側までを撮像した撮像回数を取得する。速度算出手段はこの撮像回数とラインカメラの撮像間隔とに基づいてワークが撮像位置を通過するに要した時間とみなされる撮像所要時間を得て、この撮像所要時間とワークの搬送方向長さとに基づいてワークの搬送速度を算出する。したがって、パーツフィーダに一般的に備わるカメラにラインカメラを採用し、そのラインカメラを利用してワークの搬送速度を算出することが可能であり、パーツフィーダにワークの搬送速度を検出する機能を付与できるとともにそれによるコスト上昇を抑制することができる。 With this configuration, when a line camera that captures a workpiece at a predetermined interval is used for imaging, the imaging number acquisition unit acquires the number of times the line camera images the front end side to the rear end side of the workpiece. To do. Based on the number of times of imaging and the imaging interval of the line camera, the speed calculation means obtains an imaging required time that is regarded as a time required for the workpiece to pass the imaging position, and calculates the imaging required time and the length of the workpiece in the conveyance direction. Based on this, the workpiece conveyance speed is calculated. Therefore, it is possible to use a line camera for the camera that is generally provided in the parts feeder, and to calculate the workpiece conveyance speed using the line camera, and to give the part feeder the function to detect the workpiece conveyance speed. It is possible to suppress an increase in cost due to this.
速度算出手段の具体的な構成としては、ワークの搬送速度をVw(m/s)、前記ラインカメラの撮像間隔をS(sec)、前記撮像回数をA(回)、ワークの搬送方向長さをLw(m)とした場合に、下記式
Vw=Lw/S・A
に基づいてワークの搬送速度Vwを算出する構成が挙げられる。
As a specific configuration of the speed calculation means, the workpiece conveyance speed is Vw (m / s), the imaging interval of the line camera is S (sec), the number of imaging is A (times), and the workpiece conveyance direction length. Where Lw (m) is the following formula: Vw = Lw / S · A
The structure which calculates the conveyance speed Vw of a workpiece | work based on is mentioned.
前記撮像回数を取得するための具体的な構成としては、前記ラインカメラが撮像により取得した画像データを順次取り込む画像取込手段と、前記画像取込手段が取り込んだ画像データに現れる前記ワークの前端及び後端を検出可能であり、前記画像取込手段による取り込み順に前記画像データに対して前記ワークの前端及び後端の検出処理を行う端部検出手段と、を備え、前記撮像回数取得手段が、前記端部検出手段により前記ワークの前端が検出された画像データから当該ワークの後端が検出された画像データまでの合計画素数を取得し、この合計画素数と1回の前記撮像により取得される画像データの画素数とに基づいて、前記撮像回数を取得する構成が挙げられる。 As a specific configuration for acquiring the number of times of imaging, an image capturing unit that sequentially captures image data acquired by the line camera by imaging, and a front end of the workpiece that appears in the image data captured by the image capturing unit And an end detection unit that can detect the front end and the rear end of the workpiece with respect to the image data in the order of capture by the image capture unit, and the imaging number acquisition unit The total number of pixels from the image data in which the front end of the workpiece is detected to the image data in which the rear end of the workpiece is detected is acquired by the edge detection unit, and acquired by the total number of pixels and the one-time imaging. The structure which acquires the said imaging frequency based on the pixel count of the image data to be performed is mentioned.
或いは、前記ラインカメラが撮像した回数をカウントするカウンタ手段と、前記ラインカメラが撮像により取得した画像データを順次取り込む画像取込手段と、前記画像取込手段が取り込んだ画像データに現れる前記ワークの前端及び後端を検出可能であり、前記画像取込手段による取り込み順に前記画像データに対して前記ワークの前端及び後端の検出処理を行う端部検出手段と、をさらに備え、前記撮像回数取得手段が、前記端部検出手段の検出結果に基づいて、前記ワークの前端が検出された画像データに対応する前記カウンタ手段のカウント値と、当該ワークの後端が検出された画像データに対応する前記カウンタ手段のカウント値とを取得し、これらのカウント値より前記撮像回数を取得する構成が挙げられる。 Alternatively, a counter unit that counts the number of times the line camera has captured, an image capturing unit that sequentially captures image data acquired by the line camera, and the workpiece that appears in the image data captured by the image capturing unit. Front end and rear end can be detected, and end detection means for detecting the front end and rear end of the workpiece with respect to the image data in the order of capture by the image capture means, and further comprising: The means corresponds to the count value of the counter means corresponding to the image data in which the front end of the work is detected and the image data in which the rear end of the work is detected based on the detection result of the edge detection means. The count value of the said counter means is acquired, and the structure which acquires the said imaging frequency from these count values is mentioned.
ワークの搬送速度を検出する機能を備えつつそれによるコスト上昇が抑制されたパーツフィーダを実現するための具体的な構成としては、上記パーツフィーダ用速度検出装置を用いるとともに、前記ワークの搬送方向に直交して配列された複数の撮像素子を有し、前記搬送路上に設定された撮像位置を通過する前記ワークを所定の間隔で撮像するラインカメラと、前記端部検出手段の検出結果に基づいて、前記ワークの前端が検出された画像データから当該ワークの後端が検出された画像データまでをつなぎ合わせて当該ワークの略全体が現れた合成画像データを生成する合成画像データ生成手段と、この合成画像データに基づいてワークの良否判別処理を行うワークの良否判別手段と、を備える構成とすることが好ましい。ここでワークの良否の判別とは、ワークの外観や姿勢が所定のものか否か判別することを示す。 As a specific configuration for realizing a parts feeder having a function of detecting a workpiece conveyance speed while suppressing an increase in cost, a part feeder speed detection device is used, and the workpiece feeder is moved in the conveyance direction. Based on the detection result of the line camera having a plurality of imaging elements arranged orthogonally and imaging the workpiece passing through the imaging position set on the conveyance path at a predetermined interval, and the end detection means A composite image data generating means for connecting the image data from which the front end of the work is detected to the image data from which the rear end of the work is detected to generate composite image data in which substantially the entire work appears. It is preferable to include a work quality determination unit that performs work quality determination processing based on the composite image data. Here, the determination of the quality of the work means that it is determined whether or not the appearance and posture of the work are predetermined.
ワークの搬送速度を利用して供給先へのワークの排出能力を調整可能なパーツフィーダを実現するための具体的な構成としては、上記パーツフィーダ用速度検出装置を用いるとともに、ワークを載置する搬送路及びこの搬送路を振動させる駆動手段を有するパーツフィーダ本体と、前記ワークの搬送方向に直交して配列された複数の撮像素子を有し、前記搬送路上に設定された撮像位置を通過する前記ワークを所定の間隔で撮像するラインカメラと、前記パーツフィーダ用速度検出装置により検出されるワークの搬送速度に基づいて、前記駆動手段の周波数及び振幅を制御する駆動制御手段と、を備える構成とすることが好ましい。 As a specific configuration for realizing a parts feeder capable of adjusting the discharge ability of the workpiece to the supply destination using the workpiece conveyance speed, the above-described part feeder speed detection device is used and the workpiece is placed. A parts feeder main body having a conveying path and a driving means for vibrating the conveying path, and a plurality of imaging elements arranged orthogonal to the conveying direction of the workpiece, pass through an imaging position set on the conveying path. A configuration comprising: a line camera that images the workpiece at a predetermined interval; and a drive control unit that controls the frequency and amplitude of the driving unit based on a workpiece conveyance speed detected by the parts feeder speed detection device. It is preferable that
以上、説明した本発明によれば、パーツフィーダに一般的に備わるカメラにラインカメラを採用し、そのラインカメラを利用してワークの搬送速度を算出することが可能であり、パーツフィーダにワークの搬送速度を検出する機能を付与できるとともにそれによるコスト上昇を抑制することができるパーツフィーダ用速度検出装置及びパーツフィーダを提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention described above, it is possible to employ a line camera as a camera that is generally provided in a parts feeder, and to calculate the workpiece conveyance speed using the line camera. It is possible to provide a parts feeder speed detection device and a parts feeder that can be provided with a function of detecting the conveyance speed and can suppress an increase in cost.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明の一実施形態であるパーツフィーダ100は、パーツフィーダ本体1の搬送路10に沿って搬送物である複数のワーク3を図示しない供給先に向けて比較的高速で搬送するものであり、ワーク3は図1における左から右へ密接した状態で搬送される。
As shown in FIG. 1, a
パーツフィーダ本体1は、前記搬送路10と駆動手段11とを含んで構成され、駆動手段11によって搬送路10を振動させることで搬送路10上にある複数のワーク3を搬送するものである。ワーク3は、その長手方向又は短手方向がワーク3の搬送方向と平行に搬送される。
The parts feeder
搬送路10上に設定された撮像位置(撮影点)P1の上方にはラインカメラ2が設けられている。このラインカメラ2は、ワーク3の搬送方向(搬送路10の延在方向)に直交して1列に並ぶ複数の感度の高い撮像素子を有し、搬送路10上を搬送されるワーク3の撮像を行う。ラインカメラ2の撮像範囲(撮像エリア)は、ワーク3の長手方向が搬送方向と平行である場合、ワーク3の搬送方向においてはワーク3の長手方向の一部を撮像する範囲、ワーク3の搬送方向に直交する方向においてはワーク3の短手方向全体を撮像する範囲に設定され、ワーク3の短手方向が搬送方向と平行である場合、ワーク3の搬送方向においてはワーク3の短手方向の一部を撮像する範囲、ワーク3の搬送方向に直交する方向においてはワーク3の長手方向全体を撮像する範囲に設定されている。
A
このようなラインカメラ2を設置する位置は不適正な姿勢のワーク3を排除するタイミングをとる上で重要であり、ラインカメラ2を所望の位置に精度良く設置するために、搬送路10には図2に示す計測手段(ラインカメラ用メジャー)10aが設けられている。計測手段10aは、ワーク3の搬送方向と直交する方向に延びる第1目盛10abと、一定距離毎の2進数のドット表示である第2目盛10acとが付与されたものであり、第1目盛10abを後述する排除位置(排除作用点)P2にあて、ラインカメラ2により取得された画像データにおいて排除位置P2近傍からラインカメラ2の下方に向かって延びる第2目盛10acを確認することで、排除位置P2から所望の距離に撮像位置P1を設定することができる。
The position where such a
図1に示すラインカメラ2により取得される画像データは、撮像素子が網の目状に複数配置されて1つのワーク3全体を撮像範囲とするエリアカメラよりも画素数が少なく、データ量が少なくなっている。ラインカメラ2はワーク3が撮像位置P1に到達する前から一定間隔で連続して撮像を行うように動作するものであり、下流側へ向けて搬送されているワーク3が撮像位置P1を通過する間に複数回撮像を行ない、そのワーク3の前端3a(搬送方向下流側のワーク端部、図3参照)から後端3b(搬送方向上流側のワーク端部、図3参照)にわたって当該ワーク3の異なる位置がそれぞれ現れた複数の画像データを取得する。取得された画像データは、1回の撮像が行われるたびに後述する制御装置(コントローラ)4に転送される。
The image data acquired by the
なおラインカメラ2は、通常、撮像対象物の搬送速度が一定のものを撮像する場合、若しくは搬送速度が一定でなくてもエンコーダ等を使用して撮像対象物の速度若しくは位置との同期をとり、撮像する場合に使用されるものであり、搬送路10の振動によって搬送されるために撮像対象物であるワーク3の搬送速度が安定しにくいパーツフィーダでは一般的に使用し難いものであるが、本実施形態ではワーク3の前端3aおよび後端3bを捉えることで搬送速度ムラに起因したラインカメラ2の使いづらさを解消している。これについては後述する。
Note that the
図1に示す制御装置4は、図示しないCPUやメモリ、インターフェース等を備えた通常のマイクロコンピュータユニットにより構成されるもので、メモリ内に適宜のプログラムが格納されており、CPUは逐次そのプログラムを読み込み、周辺ハードリソースと協働して画像取込手段40と、前処理手段41と、姿勢判別手段44と、速度算出手段42と、指令出力手段45と、タイミング制御手段46としての役割を担う。
The
画像取込手段40はラインカメラ2が取得した画像データを撮像が行われるたびに即時に制御装置4に取り込むものである。前処理手段41は、2値化処理手段としての2値化処理部41aと端部検出手段としての端部検出部41bと合成画像データ生成手段としての合成画像データ生成部41cとを有し、画像データが画像取込手段40を介して取り込まれると、2値化処理部41aはその画像データ毎に即時に2値化処理等の所定の前処理を行う。また、端部検出部41bは画像データにおいてワーク3の前端3a及び後端3b(図3参照)を適宜の画像処理を通じて判別する。例えば、画像データではワーク3が現れている部分とワーク3以外のものが現れている部分(具体的には搬送路10)とでは色合い等が異なり、またワーク3を搬送方向に沿って密接に搬送している場合でもワーク3同士の間にはわずかに隙間ができていることから、ワーク3の前端3aまたは後端3bを撮像した画像データには、ワーク3の搬送方向に直交する方向に亘って色の濃さの異なる部分が現れる。端部検出部41bはこのような色の濃さの違い等から、画像データに現れたワーク3の前端3a及び後端3bを検出(画像判別)する。或いは、端部検出部41bが画像データにおいてワーク3の隅にあるR形状を判別することで前端3a及び後端3bを検出するように構成されてもよい。さらに合成画像データ生成部41cは、ワーク3の前端3aが現れた画像データから当該ワーク3の後端3bが現れた画像データまでを撮像順につなぎ合わせて、1つのワーク3の略全体が現れた2次元の画像データとして合成画像データを生成する。
The image capturing means 40 immediately captures the image data acquired by the
ワークの良否判別手段としての姿勢判別手段44は、このような合成画像データに基づいてワーク3の姿勢を判別(画像判別)する良否判別処理としての姿勢判別処理を行う。例えば、前述のメモリに適切な姿勢のワーク3の画像データを予め記憶しておき、合成画像データとメモリに記憶された画像データとをパターンマッチングにより比較することでワーク3の姿勢を判別する。なお、所定の姿勢以外の姿勢としては、例えば表裏が反転していたり、前後方向の向きが逆になっていることが挙げられる。このように画像取込手段40、前処理手段41及び姿勢判別手段44はワーク3の姿勢を判別する本発明のパーツフィーダ用画像処理装置8を構成するものである。本実施形態は、上記のように画像データにおいてワーク3の前端3aと後端3bとを検出する構成であることから、ワーク3の搬送速度が変化したとしてもワーク3の前端3aが現れた画像データから当該ワーク3の後端3bが現れた画像データまでを撮像順につなぎ合わせて1つのワーク3の略全体が現れた合成画像データを得ることができ、前述の理由から従来のパーツフィーダでは一般的に使用されないラインカメラ2を用いてワーク3の姿勢を判別することができる。
The
速度算出手段42は、このように姿勢判別で利用する合成画像データを用いてワーク3の搬送速度を算出する速度算出処理を行うものであり、具体的には、下記式(1)に基づいてワーク3の搬送速度Vw(m/s)を算出する。
Vw=Lw1/S・A・・・(1)
The speed calculation means 42 performs a speed calculation process for calculating the conveyance speed of the
Vw = Lw1 / S · A (1)
ここで、Sはラインカメラ2のスキャンレートすなわちラインカメラ2の撮像間隔(sec)であり、Aはラインカメラ2が単体のワーク3の略全体すなわちワーク3の前端側から後端側までを撮像するのに要する撮像回数(回)であり、Lw1はワーク3の搬送方向長さ(m)である。速度算出手段42は、ラインカメラ2の撮像間隔Sと撮像回数Aとの積である撮像所要時間をワーク3が撮像位置P1を通過するに要した時間とみなし、その撮像所要時間とワーク3の搬送方向長さLw1とに基づいてワーク3の搬送速度を算出している。ワーク3の搬送方向長さLw1は実物のワーク3のものが予め設定されている。なお、ワーク3の搬送方向長さLw1やラインカメラ2の撮像間隔Sは入力手段48を介して入力される。また、速度算出手段42は撮像回数取得手段としての撮像回数取得部42aを有し、撮像回数取得部42aは1回の撮像で得られる画像データの画素数と合成画像データの画素数とから撮像回数Aを算出する。
Here, S is the scan rate of the
このように画像取込手段40、前処理手段41及び速度算出手段42はワーク3の搬送速度を検出する本発明のパーツフィーダ用速度検出装置7を構成するものである。このパーツフィーダ用速度検出装置7により算出されたワーク3の搬送速度は、次に述べる不正姿勢にあるワーク3を排除するタイミング制御に用いられるほか、図1に示す表示手段47に表示される。また、このようにして算出されたワーク3の搬送速度を、ワーク3が搬送されているか或いは停止しているかの判断材料として用いてもよい。
As described above, the image capturing means 40, the preprocessing means 41, and the speed calculating means 42 constitute the part feeder
指令出力手段45は、姿勢判定手段44が不適切な姿勢(不正姿勢)であると判定すると、図1に示すワーク処理手段としての排除手段5に、搬送路10に設定されたワーク処理位置としての排除位置P2にあるワーク3を搬送路10上から排除する排除処理(排除動作)を行わせるための指令を出力する。排除手段5は、前記撮像位置P1よりもワーク3の搬送方向下流側において設定された排除位置P2に向けて圧縮空気を噴射する付勢力付与手段としての空気噴射ノズル50を有し、この空気噴射ノズル50から噴射された圧縮空気によりワーク3に付勢力を付与してワーク3を搬送路10上から排除する。空気噴射ノズル50は前記指令としての通電指令が入力されることで圧縮空気が噴射される。ワーク3上にはこの付勢力を作用させる目標位置Pw(図3参照)が予め設定されており、本実施形態では排除手段5と対向するワーク3側面の搬送方向中央が目標位置Pwとして設定されている。この目標位置Pwに付勢力を作用させることで、搬送路10上から排除する際に排除対象であるワーク3が水平回転しながら移動することを抑制できる。なお、本発明における排除処理には、ワーク3を搬送路10上から搬送路10の下方にあるワーク受容部等に落下させる処理や、ワーク3を排除位置P2より枝分かれした何れかの搬送路10等に振り分ける処理等が含まれる。
When the
タイミング制御手段46は、速度算出手段42が算出したワーク3の搬送速度に基づいて指令出力手段45が噴射ノズル50に通電指令を出力するタイミングを制御する。具体的には、下記式(2)に基づいて、姿勢判別手段44が不正姿勢であると判別してから指令出力手段45が前記通電指令を出力するまでの待機時間tα(sec)(図4参照)を算出し、この待機時間tαに基づいて指令出力手段45が空気噴射ノズル50に通電指令を出力するタイミングを制御することで、ワーク3の搬送速度が設定値から変化した場合でも前記目標位置Pwに付勢力を作用させることができるようにしている。
tα={(L−Lw2)/Vw}−tp−td・・・(2)
The
tα = {(L−Lw2) / Vw} −tp−td (2)
ここで、Vwは搬送路10上を搬送されるワーク3の搬送速度(m/s)(図3参照)であり、Lは撮像位置P1から排除位置P2までの距離(m)(図3参照)であり、Lw2はワーク3の後端3bから目標位置Pwまでの距離(m)(図3参照)であり、tpは前記画像取込手段40による取り込みの完了から前記姿勢判別手段44による姿勢判別の完了までに要する画像処理時間(sec)(図4参照)である。画像処理時間tpは、前処理、姿勢判別処理及び速度算出処理にかかる時間が常に一定となるように構成されている場合には、固定値又は設定値となる。一方、搬送速度の変化を原因とする合成画像データの画素数の増減に応じて画像処理時間tpが変化するように構成されている場合には制御装置4内で画像処理時間tpのカウントを行う。tdは、前記通電指令を受けた排除手段5が排除処理を通じてワーク3に付勢力を作用させるまでの機械的な伝達時間(sec)(図4参照)であり、排除手段5毎のパラメータ設定である。上記距離Lや伝達時間td等は入力手段48を介して入力される。なお、本実施形態では前記計測手段を用いて撮像位置P1から排除位置P2までの距離Lを求めているが、現物合わせで求めてもよい。
Here, Vw is the conveyance speed (m / s) (see FIG. 3) of the
以上のような構成のパーツフィーダ100における動作を、図4に示すタイミングチャートを参照して説明する。なお、以下では不適切な姿勢の1つのワーク3がラインカメラ2により撮像されてから排除手段5により排除されるまでの動作を記載している。
The operation of the
搬送路10上を搬送されるワーク3を時刻t01で撮像すると、それによって取得された画像データは即時に画像取込手段40を介して取り込まれ(転送され)、その画像データに対して2値化処理部41aが2値化等の前処理を行う。また端部検出部41bがワーク3の前端3a及び後端3bの検出を行い、時刻t01に取得された画像データにおいてはワーク3の前端3aが検出される。時刻t01における撮像後も所定の間隔で順次撮像が行われ、そのたびに画像データの取り込み及び前処理が即時に行われていく。そして、時刻t02の撮像で取得された画像データにおいて端部検出部41bによりワーク3の後端3bが認識されると、時刻t03で合成画像データ生成部41cが合成画像データの生成を開始するとともに、この合成画像データに基づいて姿勢判別手段44による姿勢判別処理及び速度算出手段42による速度算出処理を行う。なお、時刻t03までの処理はハードウエア(例えばFPGA(field-programmable gate array))により行われ、時刻t03以後の処理はメモリに記憶させたプログラムを実行することによりソフト的に行われる。その後、タイミング制御手段46が待機時間tαを算出し、タイミング制御手段46は時刻t04から待機時間tαが経過した時刻t05に通電指令が出力されるように指令出力手段45を制御する。そして、これにより排除手段5の空気噴射ノズル50から圧縮空気が噴射され、時刻t05から伝達時間tdが経過した時刻t06でワーク3に空気による付勢力が実際に作用する。なお、仮に姿勢判別処理が行われたワーク3が適切な姿勢であり、姿勢判別処理により所定の姿勢であると判別された場合には、そのワーク3を搬送路10上から排除するための処理(通電指令の出力及び空気噴射ノズル50からの噴射)は行われない。なお、本解説では分かりやすく1つ分のワーク3で動作を説明したが、実際にはワーク3は密接した状態で連続して搬送されるため、撮像、画像データの取り込み、前処理までは常時連続して行われる一方、時刻t03以降の処理は1つ分のワーク3の画像データ取得後に1回ずつ行われる(間欠動作)。
When the
このようにして、姿勢が不適切なワーク3は排除され、適切な姿勢のワーク3のみが供給先に供給されることになる。
In this way, the
以上のように本実施形態のパーツフィーダ用速度検出装置7は、搬送路10に沿って搬送されるワーク3を撮像するカメラを備えたパーツフィーダ100に適用されるものであって、前記カメラとして、前記ワーク3の搬送方向に直交して配列された複数の撮像素子を有するラインカメラ2を採用し、このラインカメラ2により前記搬送路上に設定された撮像位置P1を通過する前記ワーク3を所定の間隔で撮像するように構成するとともに、前記ラインカメラ2が前記ワーク3の前端側から後端側まで撮像した撮像回数Aを取得する撮像回数取得手段としての撮像回数取得部42aと、前記ワーク3の搬送方向長さLw1および前記ラインカメラ2の撮像間隔Sが与えられ、かつ前記撮像回数取得部42aが取得した撮像回数Aが与えられることにより、当該撮像回数Aと前記ラインカメラ2の撮像間隔Sとに基づいて得られる撮像所要時間を当該ワーク3が撮像位置P1を通過するに要した時間とみなして、その撮像所要時間と前記ワーク3の搬送方向Lw1長さとに基づいて具体的には下記式(1)に基づいて当該ワーク3の搬送速度Vwを算出する速度算出手段42とを備えるように構成したものである。
Vw=Lw1/S・A・・・(1)
As described above, the part feeder
Vw = Lw1 / S · A (1)
このように構成することで、ワーク3を所定の間隔で撮像するラインカメラ2により撮像が行われると、撮像回数取得部42aはラインカメラ2が当該ワーク3の前端側から後端側までを撮像した撮像回数Aを取得する。速度算出手段42はこの撮像回数Aとラインカメラ2の撮像間隔Sとに基づいてワーク3が撮像位置P1を通過するに要した時間とみなされる撮像所要時間を得て、この撮像所要時間とワーク3の搬送方向長さLw1とに基づいてワーク3の搬送速度Vwを算出する。したがって、パーツフィーダに一般的に備わるカメラにラインカメラ2を採用し、そのラインカメラ2を利用してワーク3の搬送速度Vwを算出することが可能であり、パーツフィーダ100にワーク3の搬送速度Vwを検出する機能を付与できるとともにそれによるコスト上昇を抑制することができる。
With this configuration, when imaging is performed by the
具体的には、前記ラインカメラ2が撮像により取得した画像データを順次取り込む画像取込手段40と、前記画像取込手段40が取り込んだ画像データに現れる前記ワーク3の前端3a及び後端3bを検出可能であり、前記画像取込手段40による取り込み順に前記画像データに対して前記ワーク3の前端3a及び後端3bの検出処理を行う端部検出手段としての端部検出部41bと、を備え、前記撮像回数取得部42aが、前記端部検出部41bにより前記ワーク3の前端3aが検出された画像データから当該ワーク3の後端3bが検出された画像データまでの合計画素数を取得し、この合計画素数と1回の前記撮像により取得される画像データの画素数とに基づいて、前記撮像回数Aを取得するように構成している。
Specifically, an
また、このようなパーツフィーダ用速度検出装置7を用いるとともに、前記ワーク3の搬送方向に直交して配列された複数の撮像素子を有し、前記搬送路10上に設定された撮像位置P1を通過する前記ワーク3を所定の間隔で撮像するラインカメラ2と、前記端部検出部41bの検出結果に基づいて、前記ワーク3の前端3aが検出された画像データから当該ワーク3の後端3bが検出された画像データまでをつなぎ合わせて当該ワーク3の略全体が現れた合成画像データを生成する合成画像データ生成手段としての合成画像データ生成部41cと、この合成画像データに基づいてワークの良否判別処理としての姿勢判別処理を行うワークの良否判別手段としての姿勢判別手段44と、を備えるように構成したことから、ワーク3の搬送速度を検出する機能を備えつつそれによるコスト上昇が抑制されたパーツフィーダ100とすることができる。
In addition to using such a part feeder
以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the specific structure of each part is not limited only to embodiment mentioned above.
例えば、本実施形態では、不適切な姿勢であると判別されたワーク3に対して搬送路10上から排除する排除処理を行っているが、図5に示すようにワーク処理手段として排除手段5の代わりに姿勢矯正手段6を設けて、不適切な姿勢であると判別されたワーク3の姿勢を搬送路10上に設定された矯正位置P3で矯正する構成としてもよい。姿勢矯正手段6は、搬送路10の姿勢矯正位置P3に設けられた図示しない孔を介してワーク3に向けて圧縮空気を噴射する空気噴射ノズル60を備え、空気噴射ノズル60から圧縮空気を噴射して、矯正位置P3にあるワーク3を反転又は回転させることにより姿勢を矯正する。なお、姿勢矯正手段6としてはワークの姿勢を矯正可能なものであればこの構成に限定されない。姿勢矯正手段6は、指令出力手段45から通電指令が出力されると空気噴射ノズル60から圧縮空気を噴射するように構成されており、通電指令が出力されるタイミングはパーツフィーダ用画像処理装置8及びパーツフィーダ用速度検出装置7の検出結果に基づいてタイミング制御手段46により制御される。
For example, in the present embodiment, the exclusion process for excluding the
また本実施形態では、パーツフィーダ用画像処理装置8をワーク3の姿勢を判別するために用いているが、ワーク3の形状や色、ワーク3上のシルク文字等、ワーク3の外観を検査するために用いてもよい。この場合のパーツフィーダ用画像処理装置は、ワーク3の姿勢の判別を行う姿勢判別手段44の代わりに、ワーク3の外観を検査する手段を適宜有する構成となる。
In this embodiment, the
また図6に示すように、制御装置154が、速度算出手段42で算出されたワーク3の搬送速度に基づいて駆動手段11の制御を行う駆動制御手段43を備える構成としてもよい。駆動制御手段43は、算出されたワーク3の搬送速度と設定値とを比較し、駆動手段11の振幅及び周波数を調整することでワーク3の搬送速度をフィードバック制御する。このような構成のパーツフィーダ151であれば、ワーク3の搬送速度が変化したとしても設定値に調整することができ、ワークの搬送速度を安定させることができる。
Further, as shown in FIG. 6, the
さらに、本実施形態において前記撮像回数取得手段42aは、上記式(1)に適用する撮像回数Aの算出に合成画像データの画素数を用いているが、合成画像データの画素数の代わりに、ワーク3の前端3aが現れた画像データから当該ワーク3の後端3bが現れた画像データまでの複数の画像データにおける画素数の合計値を用いてもよい。また、撮像回数Aを取得するためにラインカメラ2が撮像する回数を直接カウントする構成であってもよい。具体的には、図7に示すように制御装置161が前記ラインカメラ2による撮像の回数をカウントするカウンタ手段162を備える構成とし、前記撮像回数取得手段142aが前記端部検出手段41aの検出結果に基づいて、前記ワーク3の前端3aが検出された画像データに対応する前記カウンタ手段162のカウント値と、当該ワーク3の後端3bが検出された画像データに対応する前記カウンタ手段162のカウント値とを取得し、これらのカウント値より前記撮像回数Aを取得する構成であってもよい。このような構成のパーツフィーダ160であっても、前述のパーツフィーダ100と同様の効果を発揮することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the number-of-imaging
さらに本実施形態では複数のワーク3が密接した状態で搬送路3を搬送される構成となっているが、所定の間隔を空けて搬送される構成であってもよい。また、ラインカメラ2として撮像素子が1列に配列したものを用いているが、本発明の効果が発揮される範囲内において撮像素子が2列以上配列したものを用いてもよい。
Further, in the present embodiment, the plurality of
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 Other configurations can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
1・・・パーツフィーダ本体
2・・・ラインカメラ
3・・・ワーク
3a・・・ワークの前端
3b・・・ワークの後端
7・・・パーツフィーダ用速度検出装置
10・・・搬送路
11・・・駆動手段
40・・・画像取込手段
41・・・前処理手段
41b・・・端部検出手段(端部検出部)
41c・・・合成画像データ生成手段(合成画像データ生成部)
42・・・速度算出手段
42a・・・撮像回数取得手段(撮像回数取得部)
43・・・駆動制御手段
44・・・ワークの良否判別手段
100,151,160・・・パーツフィーダ
162・・・カウンタ手段
DESCRIPTION OF
41c... Composite image data generation means (composite image data generation unit)
42 ... speed calculation means 42a ... imaging count acquisition means (imaging count acquisition section)
43: Drive control means 44: Work quality judgment means 100, 151, 160 ...
Claims (6)
前記カメラとして、前記ワークの搬送方向に直交して配列された複数の撮像素子を有するラインカメラを採用し、このラインカメラにより前記搬送路上に設定された撮像位置を通過する前記ワークを所定の間隔で撮像するように構成するとともに、
前記ラインカメラが前記ワークの前端側から後端側まで撮像した撮像回数を取得する撮像回数取得手段と、
前記ワークの搬送方向長さおよび前記ラインカメラの撮像間隔が与えられ、かつ前記撮像回数取得手段が取得した前記撮像回数が与えられることにより、当該撮像回数と前記ラインカメラの撮像間隔とに基づいて得られる撮像所要時間を当該ワークが撮像位置を通過するに要した時間とみなして、その撮像所要時間と前記ワークの搬送方向長さとに基づいて当該ワークの搬送速度を算出する速度算出手段とを備えることを特徴とするパーツフィーダ用速度検出装置。 It is applied to a parts feeder equipped with a camera that images a workpiece conveyed along a conveyance path,
As the camera, a line camera having a plurality of image sensors arranged perpendicular to the conveyance direction of the workpiece is adopted, and the workpiece passing through an imaging position set on the conveyance path by the line camera is set at a predetermined interval. And configured to capture images with
An imaging number acquisition means for acquiring the number of times the line camera has imaged from the front end side to the rear end side of the workpiece;
Based on the number of times of imaging and the imaging interval of the line camera, given the length in the conveyance direction of the workpiece and the imaging interval of the line camera, and the imaging frequency acquired by the imaging frequency acquisition means. A speed calculation unit that regards the obtained imaging time as the time required for the workpiece to pass through the imaging position, and calculates the conveyance speed of the workpiece based on the imaging time and the conveyance direction length of the workpiece. A speed detector for a parts feeder, comprising:
前記ラインカメラの撮像間隔をS(sec)、
前記撮像回数をA(回)、
前記ワークの搬送方向長さをLw(m)とした場合に、速度算出手段は、下記式
Vw=Lw/S・A
に基づいて前記ワークの搬送速度Vwを算出していることを特徴とする請求項1記載のパーツフィーダ用速度検出装置。 Vw (m / s) as the workpiece transfer speed,
The imaging interval of the line camera is S (sec),
The number of times of imaging is A (times),
When the length of the workpiece in the conveyance direction is Lw (m), the speed calculation means uses the following formula: Vw = Lw / S · A
The parts feeder speed detecting device according to claim 1, wherein the workpiece transport speed Vw is calculated based on
前記画像取込手段が取り込んだ画像データに現れる前記ワークの前端及び後端を検出可能であり、前記画像取込手段による取り込み順に前記画像データに対して前記ワークの前端及び後端の検出処理を行う端部検出手段と、を備え、
前記撮像回数取得手段は、前記端部検出手段により前記ワークの前端が検出された画像データから当該ワークの後端が検出された画像データまでの合計画素数を取得し、この合計画素数と1回の前記撮像により取得される画像データの画素数とに基づいて、前記撮像回数を取得することを特徴とする請求項1又は2記載のパーツフィーダ用速度検出装置。 Image capturing means for sequentially capturing image data acquired by the line camera by imaging;
The front end and the rear end of the workpiece appearing in the image data captured by the image capture means can be detected, and the detection process of the front end and the rear end of the workpiece is performed on the image data in the order of capture by the image capture means. An end detection means for performing,
The imaging number acquisition unit acquires the total number of pixels from the image data in which the front end of the work is detected by the end detection unit to the image data in which the rear end of the work is detected. The speed detection device for parts feeder according to claim 1 or 2, wherein the number of times of imaging is acquired based on the number of pixels of image data acquired by the imaging of the number of times.
前記ラインカメラが撮像により取得した画像データを順次取り込む画像取込手段と、
前記画像取込手段が取り込んだ画像データに現れる前記ワークの前端及び後端を検出可能であり、前記画像取込手段による取り込み順に前記画像データに対して前記ワークの前端及び後端の検出処理を行う端部検出手段と、をさらに備え、
前記撮像回数取得手段は、前記端部検出手段の検出結果に基づいて、前記ワークの前端が検出された画像データに対応する前記カウンタ手段のカウント値と、当該ワークの後端が検出された画像データに対応する前記カウンタ手段のカウント値とを取得し、これらのカウント値より前記撮像回数を取得することを特徴とする請求項1又は2記載のパーツフィーダ用速度検出装置。 Counter means for counting the number of times the line camera has imaged;
Image capturing means for sequentially capturing image data acquired by the line camera by imaging;
The front end and the rear end of the workpiece appearing in the image data captured by the image capture means can be detected, and the detection process of the front end and the rear end of the workpiece is performed on the image data in the order of capture by the image capture means. An end detection means for performing,
The imaging number acquisition unit is configured to detect a count value of the counter unit corresponding to image data in which a front end of the workpiece is detected based on a detection result of the end detection unit, and an image in which a rear end of the workpiece is detected. The speed detection apparatus for parts feeder according to claim 1 or 2, wherein a count value of the counter means corresponding to data is acquired, and the number of times of imaging is acquired from these count values.
前記ワークの搬送方向に直交して配列された複数の撮像素子を有し、前記搬送路上に設定された撮像位置を通過する前記ワークを所定の間隔で撮像するラインカメラと、
前記端部検出手段の検出結果に基づいて、前記ワークの前端が検出された画像データから当該ワークの後端が検出された画像データまでをつなぎ合わせて当該ワークの略全体が現れた合成画像データを生成する合成画像データ生成手段と、
この合成画像データに基づいてワークの良否判別処理を行うワークの良否判別手段と、を備えることを特徴とするパーツフィーダ。 The part feeder speed detection device according to claim 3 is used,
A line camera that has a plurality of imaging elements arranged orthogonal to the conveyance direction of the workpiece, and images the workpiece passing through an imaging position set on the conveyance path at a predetermined interval;
Based on the detection result of the edge detection means, the composite image data in which the image data from which the front edge of the workpiece is detected to the image data from which the trailing edge of the workpiece is detected is connected and substantially the entire workpiece appears. Synthetic image data generation means for generating
A parts feeder comprising: a work quality determination unit that performs work quality determination processing based on the composite image data.
ワークを載置する搬送路及びこの搬送路を振動させる駆動手段を有するパーツフィーダ本体と、
前記ワークの搬送方向に直交して配列された複数の撮像素子を有し、前記搬送路上に設定された撮像位置を通過する前記ワークを所定の間隔で撮像するラインカメラと、
前記パーツフィーダ用速度検出装置により検出されるワークの搬送速度に基づいて、前記駆動手段の周波数及び振幅を制御する駆動制御手段と、を備えることを特徴とするパーツフィーダ。 Using the speed detection device for parts feeder according to any one of claims 1 to 4,
A parts feeder main body having a conveying path for placing a workpiece and a driving means for vibrating the conveying path;
A line camera that has a plurality of imaging elements arranged orthogonal to the conveyance direction of the workpiece, and images the workpiece passing through an imaging position set on the conveyance path at a predetermined interval;
A parts feeder comprising: drive control means for controlling the frequency and amplitude of the drive means based on the workpiece conveyance speed detected by the parts feeder speed detection device.
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