JPH05254638A - ワークの整列供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 シュートでワーク１ヶずつの切り出しと姿勢
修正を行い、ワークを撮像した画像信号を画像処理装置
にて処理し、姿勢の合否判定を行う。 【構成】 加振機１３の上にシュート１を設け、シュー
ト近傍に画像処理装置１６を設け、シュートは断面が凹
形部分の切り出し部２とＵ字形部分の姿勢修正部３とＶ
字形部分の姿勢保持部４から成り、シュートはこの順に
接続して下り傾斜とし、凹形部分２に複数本のシリンダ
５，６と電磁チャック７とワ−ク検出センサ８を設け、
Ｕ字形部分３とＶ字形部分４には各々電磁チャック９，
１１とワ−ク検出センサ１０，１２を設け、Ｖ字形部分
４の上方にはカメラ１４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄管継手等の特定形状ワ
ークを整列させ、供給する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄管継手でエルボやチ−の特定形
状のワ−クの姿勢を整列させて供給するには、振動式ボ
ウルフィ−ダのボウル内壁にらせん階段状に取り付けた
給送路に、対象ワ−クの形状、寸法に対応させたジャマ
板、切り欠き等を設け、給送路途上で、ワ−クの姿勢を
整列させる方法が一般的である。しかしながら、この方
法では装置が専用機となり、ワ−クの形状、寸法の変更
に対する汎用性がなく、多品種の生産には適用できな
い。ワ−クの１ヶ切り出しについては、実開昭６２−１
８１３４９号公報に、交互に出入り可能な一対のシャッ
タの作動による方法がある。循環式振動フィ−ダと画像
処理装置を組合せ、多品種対応したものとして、特開昭
６０−１０２３１４号公報と特開平１−５７４２号公報
に開示がある。共に振動フィ−ダでのワ−クの切り出
し、画像処理装置による個数計測と姿勢認識を行うもの
で、２次元的形状のワ−クを対象としたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】実開昭６２−１８１３
４９号公報の開示例ではシャッタ間の距離の調整をワ−
クの形状、寸法に合わせる等の前準備や段取りが必要で
あり、多品種生産では生産性が低下する。特開昭６０−
１０２３１４号公報と特開平０１−５７４２号公報では
１ヶずつの切り出し機能及び姿勢修正機能がないため、
処理タクトや計測デ−タ量等で画像処理の負担が大き
く、システムの安定性が欠け易い。また、姿勢の自由度
の高い立体形状のものには適用できない。本発明は鉄管
継手のような形状の多品種のワ−クに対して、ワ−クの
１ヶづつの切り出しと姿勢の修正及び規制の安定を図
り、調整不要とする等により、多品種のワ−クを整列供
給する装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】多品種のワ−クへの対応
のために、ワ−クの貯留と供給及び１ヶずつの切り出し
と姿勢修正を分離し、ワ−クの貯留と供給はツ−リング
機能のない汎用ボウルフィ−ダ等を用い、１ヶずつの切
り出しと姿勢修正に以下に示すシュ−トを用いるもので
ある。シュ−トはワ−クの進行方向に断面形状が凹形部
分と先細りのＵ字形部分とＶ字形部分の３部分からな
り、進行方向に下り傾斜で加振機上に設置されており、
凹形部分ではワ−クの１ヶづつの切り出しを、Ｕ字形部
分では姿勢修正を、Ｖ字形部分では姿勢保持と画像処理
装置による姿勢判定を行う。シュ−トの凹形部分とＵ字
形部分、Ｕ字形部分とＶ字形部分は連続的に接続され、
一体化されている。凹形部分の切り出し部は２本のシリ
ンダと電磁チャックとワ−ク検出センサが、Ｕ字形部分
の姿勢修正部とＶ字形部分の姿勢保持部は電磁チャック
とワ−ク検出センサが取り付けられており、姿勢保持部
の上方に照明とカメラが設置されている。

【０００５】画像処理においては、Ｖ字形姿勢保持部の
谷の位置に対応する画像メモリ上の位置に基準線を設
け、その基準線とワーク画像の重心位置との相対的な位
置関係を求める手段と、ワーク画像上の任意の位置に複
数のウィンドウを設け、ウィンドウ内のワーク画像部分
の面積を求めることにより、ワークの凹凸の方向を求め
る手段とを併用して、ワーク姿勢の合否を判定する。

【０００６】

【実施例】以下、実施例に従い、本発明を説明する。図
１は実施例の正面図、図２は図１の矢視Ｅ−Ｅを示す平
面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図２のＢ−Ｂ
断面図、図５は図２のＣ−Ｃ断面図、図６は図２のＤ−
Ｄ矢視を示す。図１と図２に示すように、上方が開放さ
れた側板と底板からなるシュ−ト１はワ−ク進行方向に
振動を加える加振機１３、ワ−クのエスケ−プメントを
行う切り出し部２、姿勢修正部３、姿勢保持部４より構
成される。切り出し部２の断面形状は図３に示す凹形、
姿勢修正部３の断面形状は図４と図５に示すような先細
りのＵ字形、姿勢保持部４の断面形状は図６に示すＶ字
形である。切り出し部２はワ−クの入口側の左端側板面
にシリンダ５が、シリンダ５の右方で左端から切り出し
部２の長さの３分の２付近の側板面にシリンダ６が、シ
リンダ６の真下で底板外面に電磁チャック７が、電磁チ
ャック７の右端で側板面にワ−ク検出センサ８が取り付
けられている。姿勢修正部３は左端から姿勢修正部３の
長さの４分の３付近の右端側の下外面に電磁チャック９
が、電磁チャック９の真上の側板面にワ−ク検出センサ
１０が取り付けられている。姿勢保持部４は左端から姿
勢保持部４の長さの５分の２付近の下外面に電磁チャッ
ク１１が、電磁チャック１１の右上方の側板面にワ−ク
検出センサ１２が取り付けられている。シュ−ト１の材
質は非鉄系金属で、切り出し部２と姿勢修正部３のシュ
−ト（内）面はゴムシ−トとゴムシ−トの上面にテフロ
ンシ−トが貼られており、姿勢保持部４のシュ−ト
（内）面は白色系のテフロンシ−トが貼られている。

【０００７】切り出し部２でのシリンダ５とシリンダ６
との間隔は対象ワ−クの最大寸法の１．５倍程度で、切
り出し部２の幅は対象ワ−クの最大寸法の１．２倍であ
る。底板の形状は姿勢修正機能はないが、ワ−クの円滑
な切り出しと電磁チャック７による安定した固定のため
に、平坦な形状となっている。姿勢修正部３の底面は対
象ワ−クの最大口径の１．５倍〜２．５倍の半径の円弧
状で、右側（進行方向）程、円弧の半径は小さく、円弧
の角度は大きくなる形状である。姿勢修正部３上のワ−
クは加振機１３の振動により、ワ−クの重心が低い安定
した位置となるように円弧上のシュ−ト面を滑りなが
ら、姿勢が移動していく。更に、シュ−ト面を右方に進
行するにつれ、円弧の半径が小さくなり、ワ−クの姿勢
は変化の自由度が減り、制約される。そして、ワ−クは
円弧面にならった姿勢となっていく。姿勢修正部３の長
さは振動送りによる姿勢修正時間約４秒を満足する移動
距離で、本実施例では３００ｍｍとした。姿勢保持部４
の長さは対象ワ−クの最大長さの１．５倍程度で、Ｖ字
形の角度は１００度であり、Ｖ字形であることにより、
ワ−クは一定の姿勢に規制された状態になる。シュ−ト
１はワ−クの進行方向に対して、約４度の下り傾斜とな
るように設置されており、テフロンシ−トとワ−クの摩
擦係数および５Ｇ〜７Ｇの振動加速度では約１００ｍｍ
／秒の移動速度となる。本実施例では、シリンダ５を切
り出し部２の左端に取り付けたが、前工程部の設置も可
能である。

【０００８】次に、本発明の作用を説明する。自動運転
のスタ−トでシュ−ト１の下側に設けられた加振機１３
が作動し、シリンダ５とシリンダ６とが一定時間毎に交
互に出入りを繰り返し、ワ−クの切り放しと１個ずつの
切り出しを行う。任意の姿勢のワ−クが切り出し部２の
左端から、ボウルフィ−ダ（図示せず）等により、供給
されると、ワ−ク検出センサ８、１０、１２にてワ−ク
の位置や状況を検出し、表１に示す真理値表に基づき、
シリンダ５、６及び電磁チャック７、９、１１が作動
し、切り出し部２から姿勢保持部４へ移動する間に、ワ
−クの切り放しと姿勢修正を行ない、姿勢保持部４で電
磁チャック１１にて固定された状態を上方に設置された
カメラ１４により撮像し、画像処理装置１６にて姿勢判
定を行い、所定の姿勢であれば、次工程（図示せず）へ
送り、所定の姿勢でない場合はピックアンドプレ−ス
（図示せず）等の移載機で前工程（図示せず）に循環あ
るいはシュ−ト１外に排出する。

【０００９】表１に示したシリンダ５、６と電磁チャッ
ク７、９、１１の動作は以下の通りである。 １）ワ−ク検出センサ８がＯＮ状態で、ワ−ク検出セン
サ８より下流側（右側）にワ−クがない場合は、シリン
ダ５、６は交互の出入りの繰り返しを行い、電磁チャッ
ク７、９、１１はＯＦＦ状態である。 ２）ワ−クがワ−ク検出センサ８とワ−ク検出センサ１
０の間にいる時は、ワ−ク検出センサ８がＯＮでもＯＦ
Ｆでも１）と同じ動作状態である。 ３）ワ−ク検出センサ８とワ−ク検出センサ１０がＯＮ
で、更にワ−ク検出センサ８とワ−ク検出センサ１０の
間にワ−クがある時は、シリンダ５、６は出の状態で、
電磁チャック７はＯＮ状態となり、電磁チャック９、１
１はＯＦＦ状態である。 ４）ワ−ク検出センサ１０の位置にあるワ−クが右方に
移動し、ワ−ク検出センサ１０がＯＦＦになり、ワ−ク
検出センサ８とワ−ク検出センサ１０の間にあったワ−
クがワ−ク検出センサ１０の位置に到達し、ワ−ク検出
センサ１０がＯＮになると、電磁チャック９がＯＮ状態
になる。 他は３）と同じ動作状態である。 ５）４）でワ−ク検出センサ１０の位置から右方に移動
したワ−クがワ−ク検出センサ１２の位置に到達し、ワ
−ク検出センサ１２がＯＮになると、電磁チャック１１
がＯＮ状態になる。 ６）ワ−ク検出センサ１２がＯＮになり、電磁チャック
１１でワ−クが固定されると、画像処理装置１６が作動
し、ワ−クの撮像と姿勢計測を行う。姿勢判定後、電磁
チャック１１がＯＦＦ状態になり、判定結果に基ずきワ
−クはシュ−ト１外へ移動する。 ７）ワ−ク検出センサ１２がＯＦＦになると、電磁チャ
ック７、９がＯＦＦ状態になり、ワ−クの移動を可能に
する。シリンダ６は電磁チャック７がＯＦＦ状態になっ
た約１秒後にシリンダロッドが入り、その後はシリンダ
５と一定時間毎に交互に出入りを繰り返し、切り出し部
２へワ−クの導入を行う。 ８）ワ−ク検出センサ８、１０の位置にいたワ−クがワ
−ク検出センサ１０、１２の位置に到達し、ワ−ク検出
センサ１０、１２がそれぞれＯＮになると、電磁チャッ
ク９、１１がそれぞれＯＮ状態になり、ワ−クの固定を
行う。ワ−ク検出センサ１２がＯＮであれば、６）に示
した姿勢判定を行う。 ９）切り出し部２に供給され、ワ−ク検出センサ８で検
出されたワ−クは、ワ−ク検出センサ１０の位置あるい
はワ−ク検出センサ８とワ−ク検出センサ１０の間にワ
−クがなければ、そのまま通過し、右方に移動を続け、
シリンダ５、６は一定時間毎の交互の出入りを繰り返
す。 １０）ワ−ク検出センサ８がＯＮになり、ワ−ク検出セ
ンサ１０の位置あるいはワ−ク検出センサ８とワ−ク検
出センサ１０の間にワ−クがあれば、電磁チャック７が
ＯＮ状態になり、ワ−クの固定を行い、シリンダ５、６
は出の状態になる。 １１）シリンダ５、６と電磁チャック７、９、１１は
３）〜１０）に示した動作を繰り返すことで、ワ−クの
移動、切り放し、姿勢修正そして姿勢判定を行い、次工
程へ所定の姿勢のワ−クを供給する。 １２）自動停止はシリンダ５が出の状態になり、シュ−
ト１上のワ−クが処理され、ワ−ク検出センサ８、１
０、１２がすべてＯＦＦになると、約５秒後、シリンダ
６の作動が停止し、加振機１３も停止し、自動運転が終
わる。

【００１０】

【表１】 注１）Ｓ０はワ−ク検出センサ８、Ｓ１はワ−ク検出セ
ンサ１０、Ｓ２はワ−ク検出センサ１２の位置を、Ｓ１
２はワ−ク検出センサ８とワ−ク検出センサ１０との
間、Ｓ２３はワ−ク検出センサ１０とワ−ク検出センサ
１２との間を表しており、ＯＮはその位置あるいはその
間にワ−クがある状態を意味する。 注２）Ｃ１はシリンダ５のことで、「出」はシリンダロ
ッドが出た状態を「−」は出入りの動作を繰り返してい
る状態を表す。 注３）Ｍ１は電磁チャック７、Ｍ２は電磁チャック９、
Ｍ３は電磁チャック１１を意味し、ＯＮはマグネットが
励磁状態を表す。

【００１１】次に姿勢を判定する画像処理について説明
する。本発明の画像処理部は、図１に示すように、カメ
ラ１４、照明装置１５および画像処理装置（図示せず）
より構成する。カメラ１４は、撮像面のｙ軸がＶ字形姿
勢保持部の谷とほぼ平行になるように配置する。また、
対象となるワーク画像は図７および図８に示すものであ
る。

【００１２】動作の概略は次の通りである。Ｖ字形姿勢
保持部にワークが流れてきて、シュート制御装置（図示
せず）から画像処理スタート命令が発行され、画像処理
装置がその命令を受け取ると、画像処理装置は画像処理
を開始し、ワークの姿勢の合否を判定し、その結果をシ
ュート制御装置に応答する。シュート制御装置は応答を
受け取り、その応答が正しい姿勢であるという応答であ
れば、ワークをそのまま次工程（図示せず）に送り、正
しくないという応答であれば、ピックアンドプレース
（図示せず）等の移載機で前工程（図示せず）に循環あ
るいはシュート１外へ排出する。

【００１３】以下、画像処理によるワーク姿勢の合否を
判定する手段について説明する。ワーク姿勢の合否判定
手段は大きく２つの主工程に分けることができる。一方
は判定の基準となる教示データを作るための教示工程、
もう一方は実際にワークを次工程に流す時に姿勢の合否
を判定する判定工程である。

【００１４】教示工程は次のように３つに分けることが
できる。 （１）ワーク画像の抽出 （２）ワーク特徴量の計測 （３）姿勢合否の判定基準作成 また、判定工程は次のように３つに分けることができ
る。 （１）ワーク画像の抽出 （２）ワーク特徴量の計測 （３）姿勢合否の判定

【００１５】まず、２つの主工程において共通な工程の
一つであるワーク画像の抽出手段を説明する。ワーク画
像は次の手順で抽出する。 （１）ワークのない状態の画像（背景画像）を撮像する
（画像Ａとする）。 （２）ワークのある状態の画像を撮像する（画像Ｂとす
る）。 （３）画像Ａと画像Ｂとの差をとり、画像Ｃをつくる。 （４）画像Ｃを２値化する。 （５）ノイズ除去する。 これによりノイズが極めて減少し、ワークの形状が正確
に抽出でき、ワークの姿勢も正確に計測できる。

【００１６】２つの主工程において共通な工程のもう一
つの工程であるワーク特徴量の計測手段を図９を参照し
ながら説明する。ワーク特徴量の計測項目は、次の通り
である。 （１）面積 （２）周囲長 （３）円形度 ただし、円形度 ＝ （周囲長）²
／ 面積 （４）慣性主軸Ｌ１に平行な外接長方形Ｓの長辺と短辺
との比 （５）慣性主軸Ｌ１が撮像面のｘ軸となす角 （６）ワークの重心Ｇのｘ座標が、ｘ軸に直交するよう
に設定した基準線Ｌ０よりも、プラス側にあるのか、マ
イナス側にあるのかというプラスあるいはマイナスの符
号 （７）ワークの凹凸がｘ軸について、プラス側に凸なの
か、マイナス側に凸なのかというプラスあるいはマイナ
スの符号

【００１７】これらの計測項目のうち（１）から（４）
は、同一ワークについては不変量であるから主に異品種
混入の検出を目的とし、（５）から（７）は主に姿勢判
定を目的としている。（１）から（５）の項目について
は、各値が教示工程にて作成した教示データの範囲内に
入っていれば合格とする。（６）、（７）については両
者の符号が同じ場合に合格にするか、異なっている場合
に合格にするかを教示しておき、判定工程において両者
の符号を計測し、両者の符号の同異によって姿勢の合否
を決定する。

【００１８】以下、姿勢判定手段を具体的に説明する。
計測項目（６）および（７）は単に２次元的な姿勢の判
定を行うものではなく、次の目的で計測するものであ
る。本発明においては、ワークの姿勢をできるだけ一定
にするためにＶ字形姿勢保持部を使用しているので、ワ
ークの物理的な拘束面はＶ字形姿勢保持部の右側面と左
側面との２つがある。従って、撮像した時にワークが同
じ姿勢をとったように見える場合でも、右側面に沿って
いる場合と、左側面に沿っている場合とでは、３次元空
間内での姿勢は異なっている。そしてこの違いは、ワー
ク姿勢の合否に影響を及ぼす場合もある。そこで、上記
基準線Ｌ０を設定し、計測項目（６）を実施することに
より、ワークが右側面に沿っているのか、左側面に沿っ
ているのかを認識し、計測項目（７）を実施した結果と
組み合わせて、ワークの３次元的な姿勢の合否を簡易的
に判定することを目的とするものである。尚、この基準
線Ｌ０はＶ字形姿勢保持部の谷の位置に設定されなけれ
ばならないが、その設定は教示工程で行うので、教示工
程の説明時に基準線の設定方法を説明する。

【００１９】上記計測項目（７）は、ワークがｘ軸につ
いて、プラス側に凸なのか、マイナス側に凸なのかを計
測するものである。その計測方法を以下に説明する。ま
ず、ワーク画像上において凹凸の決定できる適切な位置
に、適切な大きさのウィンドウを設定する。図９に示す
例においては、４つのウィンドウＷ１からＷ４を設定
し、ウィンドウ内のワーク部分の面積において、ｘ軸に
ついてよりマイナス側の２つのウィンドウＷ１およびＷ
３の面積の和と、よりプラス側の２つのウィンドウＷ２
およびＷ４の面積の和とを比較し、どちらの面積が大き
いかで凹凸を判断する。この例ではｘ軸についてよりマ
イナス側の２つのウィンドウＷ１およびＷ３内のワーク
部分の面積の和（図９中の斜線部）が大きいので、マイ
ナス側に凸だという判定になる。尚、ウィンドウの位置
および大きさは教示工程で設定する。また、ウィンドウ
の設定方法の説明は教示工程の説明時に行う。

【００２０】次に判定工程の中の姿勢合否の判定手段を
説明する。姿勢合否の判定には主に上記計測項目のうち
の（６）、（７）を用いている。本発明の特徴のひとつ
であるところの計測項目（６）、（７）は、本発明にお
いて姿勢判定に以下のように寄与している。ワークの姿
勢は例えば図１０および図１１に示すものが合格であ
り、図１２および図１３に示すものは不合格であると定
義してあるものとする。計測項目（６）の基準線Ｌ０
は、後で説明するように、Ｖ字形姿勢保持部の谷の付近
に設定される。計測項目（７）のウィンドウＷ１からＷ
４は、これも後で説明するように、図９に示す位置に設
定される。

【００２１】合格の姿勢を示す図１０を見てみると、計
測項目（６）においてはワークの重心が基準線Ｌ０より
もプラス側にあり、計測項目（７）においては、ｘ軸に
対してよりマイナス側のウィンドウＷ１およびＷ３内の
面積の和がより大きく、マイナス側に凸であることがわ
かる。従って、この姿勢の場合には、（６）からは「プ
ラス」、（７）からは「マイナス」が計測結果として得
られ、「符号が異なっている」という結論が得られる。

【００２２】第２の合格の姿勢を示す図１１を見てみる
と、計測項目（６）においてはワークの重心が基準線Ｌ
０よりもマイナス側にあり、計測項目（７）において
は、ｘ軸に対してよりプラス側のウィンドウＷ２および
Ｗ４内の面積の和がより大きく、プラス側に凸であるこ
とがわかる。従って、この姿勢の場合には、（６）から
は「マイナス」、（７）からは「プラス」が計測結果と
して得られ、図１０に示す例と同様「符号が異なってい
る」という結論が得られる。

【００２３】不合格の姿勢を示す図１２を見てみると、
撮像したワーク画像は図１１と同じ姿勢に見えるが、計
測項目（６）においてはワークの重心が基準線Ｌ０より
もプラス側にあり、計測項目（７）においては、ｘ軸に
対してよりプラス側のウィンドウＷ２およびＷ４内の面
積の和がより大きく、プラス側に凸であることがわか
る。従って、この姿勢の場合には、（６）からは「プラ
ス」、（７）からも「プラス」が計測結果として得ら
れ、「符号が同じである」という結論が得られる。

【００２４】第２の不合格の姿勢を示す図１３を見てみ
ると、撮像したワーク画像は図１０と同じ姿勢に見える
が、計測項目（６）においてはワークの重心が基準線Ｌ
０よりもマイナス側にあり、計測項目（７）において
は、ｘ軸に対してよりマイナス側のウィンドウＷ１およ
びＷ３内の面積の和がより大きく、マイナス側に凸であ
ることがわかる。従って、この姿勢の場合には、（６）
からは「マイナス」、（７）からも「マイナス」が計測
結果として得られ、図１２に示す例と同様「符号が同じ
である」という結論が得られる。

【００２５】４例の姿勢を示したが、これらの例より計
測項目（６）と（７）の符号が異なっていれば合格と
し、同じであれば不合格とするように教示すればよいと
結論できる。また、別の形状をもつワークについては、
逆に計測項目（６）と（７）の符号が同じであれば合格
とし、異なっていれば不合格とするように教示すればよ
い場合もある。

【００２６】また、図１４に示すように計測項目
（６）、（７）のみでは、姿勢の合否判定が不十分な場
合には、さらに、計測項目（５）の慣性主軸の傾きＬ１
を計測することにより、精度の高い計測が可能である。
このように本発明は、計測項目（５）、（６）および
（７）のような簡単な手段を組み合わせることにより、
３次元的なワークの姿勢の合否の判定を可能とした。

【００２７】次に教示工程における姿勢合否の判定基準
作成について説明する。判定基準として作成する教示デ
ータおよび作成の順序は次のとおりである。 （１）ウィンドウ内面積の大きい方向を凸と定義する
か、小さい方向を凸と定義するか （２）計測項目（６）の符号と計測項目（７）の符号
が、一致している時に合格とするか、異なっている時に
合格とするか。 （３）計測項目（７）で使用するウィンドウの設定 （４）面積の最大値、最小値 （５）周囲長の最大値、最小値 （６）円形度の最大値、最小値 （７）慣性主軸に平行な外接長方形の長辺と短辺との比
の最大値、最小値 （８）慣性主軸が撮像面のｘ軸となす角の最大値、最小
値 （９）計測項目（６）で使用する基準線の設定

【００２８】教示データ（１）の、ウィンドウ内面積の
大きい方向を凸と定義するか、小さい方向を凸と定義す
るか、であるが、これはワークの形状によって、ウィン
ドウの位置をワークの凹凸がわかるように効果的に設定
し、それを基にしてどちらかを選ぶ。例えば図９に示す
形状では、ウィンドウ内面積の大きい方向が凸であると
定義し、図１５に示す形状ではウィンドウ内面積の小さ
い方向が、凸であると定義する。

【００２９】教示データ（２）は、ワークの形状および
ウィンドウの位置によって、符号が同じ場合を合格とす
るか、異なる場合を合格とするかを設定する。例えば、
前にも説明したように、図９に示す形状のときには、計
測項目（６）と（７）との符号が異なる場合を合格と設
定し、図１５に示す形状の時には符号が同じ場合を合格
と設定する。

【００３０】次に教示データ（３）のウィンドウの設定
手順を説明する。ウィンドウ設定の要素としては位置お
よび大きさがある。まず、ウィンドウの位置についてで
あるが、図９に示す例では、慣性副軸Ｌ２と慣性主軸に
平行な外接長方形Ｓの長辺との、２つの交点Ｐ１、Ｐ２
を各ウィンドウの一つの頂点とし、外接長方形Ｓが縦長
のときは２つのウィンドウを縦に並べ、外接長方形Ｓが
横長のときは２つのウィンドウを横に並べて設定する。
ウィンドウはウィンドウ内の面積の計算を簡単化するた
め、ウィンドウの各辺が撮像面の座標軸に平行になるよ
うに設定する。従って、上記の様に設定すると外接長方
形Ｓからウィンドウがはみだしてしまうが、上記の条件
を満たし、かつ、そのはみだし量が最小になる位置にウ
ィンドウを設定する。各ウィンドウの位置は、慣性副軸
Ｌ２の方程式、慣性主軸Ｌ１の傾きおよび慣性主軸に平
行な外接長方形Ｓの２つの長辺の方程式を求めれば簡単
に計算できる。

【００３１】また、図１５に示す例では、慣性主軸に平
行な外接長方形Ｓの各頂点をウィンドウのひとつの頂点
とし、ウィンドウの各辺が撮像面の座標軸に平行になる
ように、かつ、外接長方形Ｓからのはみだし量が最小に
なるように設定する。この場合のウィンドウの位置は、
慣性主軸Ｌ１の傾きおよび慣性主軸に平行な外接長方形
Ｓの４つの頂点座標を求めれば簡単に計算できる。

【００３２】次にウィンドウの大きさは、図９に示すよ
うにウィンドウ内のワーク部分の面積において、ウィン
ドウＷ１とＷ３の面積の和とウィンドウＷ２とＷ４の面
積の和との差が最も大きくなるように設定する。例えば
一方の面積の合計値が０であるように設定すると差をよ
り大きくすることができる。

【００３３】教示データ（４）から（９）は、ワークの
合格となる姿勢を替えながら数十回計測し（本実施例で
は３０から４０回）、統計的に最大値と最小値を設定す
る。教示データ（４）から（７）の最大値および最小値
は、 最大値 ＝ 計測値の平均 ＋ ３ × 標準偏差 最小値 ＝ 計測値の平均 − ３ × 標準偏差 で求める。また、教示データ（８）の最大値および最小
値は、 最大値 ＝ 計測値のうちの最大値 × （１ ＋
α） 最小値 ＝ 計測値のうちの最小値 × （１ −
α） ただし、０＜α＜１ で求める。尚、本実施例ではα＝０．０５とした。

【００３４】教示データ（９）の基準線Ｌ０は以下のよ
うにして設定する。数十回の姿勢計測のときに、ｘ軸に
ついてよりマイナス側に凸な場合およびよりプラス側に
凸な場合のワーク重心Ｇのｘ座標値の平均値を各々につ
いて求める。そして、さらに２つの平均値の平均ｘ_mを
求め、ｘ＝ｘ_mという方程式を基準線Ｌ０として設定す
る。カメラは撮像面のｙ軸がＶ字形姿勢保持部の谷とほ
ぼ平行になるように配置してあり、また、上記のように
して基準線Ｌ０を求めるので、基準線Ｌ０はＶ字形姿勢
保持部の谷とほぼ一致した位置に設定されることにな
る。

【００３５】説明の都合上、教示工程よりも判定工程を
先に説明したが、実際にはこの逆で、判定工程の前に教
示工程を実施しておく必要がある。本実施例の説明で
は、カメラの撮像面のｙ軸がＶ字形姿勢保持部の谷に平
行になるように配置してあるものとして説明したが、撮
像面のｘ軸をＶ字形姿勢保持部の谷に平行になるように
配置しても、同様に本発明が実施できる。また、本実施
例においては２種類のワーク形状の姿勢判別例を示した
が、他の形状のワークにも応用は可能である。

【発明の効果】以上、説明したように本発明は、例えば
振動式ボウルフィーダのボウルを交換せずに複数品種の
ワークを整列することが可能なので、段取り替えの時間
短縮に効果があり、汎用性にも富んでいる。また、複数
品種のワークを高い確率で正しい姿勢に矯正し、その姿
勢を簡単な方法の組合せで正確かつ短時間に計測し、姿
勢が不正の場合には次工程にワークを流さないようにす
るので、次工程に遅滞なく正しい姿勢のワークを供給す
ることができ、生産性の向上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の正面図

【図２】図１の矢視Ｅ−Ｅを示す平面図

【図３】図２のＡ−Ａ断面図

【図４】図２のＢ−Ｂ断面図

【図５】図２のＣ−Ｃ断面図

【図６】図２のＤ−Ｄ断面図

【図７】第１の対象ワークの画像を示す図

【図８】第２の対象ワークの画像を示す図

【図９】第１の対象ワークの姿勢の求め方を説明する図

【図１０】合格の姿勢を示す図

【図１１】第２の合格の姿勢を示す図

【図１２】不合格の姿勢を示す図

【図１３】第２の不合格の姿勢を示す図

【図１４】慣性主軸の傾きの作用を説明する図

【図１５】第２の対象ワークの姿勢の求め方を説明する
図

【符号の説明】

１ シュ−ト ２ 切り出し部 ３ 姿勢修正部 ４ 姿勢保持部 ５ シリンダ ６ シリンダ ７ 電磁チャック ８ ワ−ク検出センサ ９ 電磁チャック １０ ワ−ク検出センサ １１ 電磁チャック １２ ワ−ク検出センサ １３ 加振機 １４ カメラ １５ 照明装置 Ｌ０ 重心位置の符号を判定するための基準線 Ｌ１ 慣性主軸 Ｌ２ 慣性副軸 Ｓ 慣性主軸に平行な外接長方形 Ｐ１ 外接長方形の一方の長辺と慣性副軸との交点 Ｐ２ 外接長方形のもう一方の長辺と慣性副軸との交点 Ｗ１ないしＷ４ 凹凸方向判定用ウィンドウ

【手続補正書】

【提出日】平成５年３月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【図１６】ウインドの位置を説明するための図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加振機の上にシュートを設け、シュート
   近傍に画像処理装置を設け、シュートは断面が凹形部分
   とＵ字形部分とＶ字形部分から成り、シュートはこの順
   に接続して下り傾斜とし、凹形部分に複数本のシリンダ
   と電磁チャックとワ−ク検出センサを設け、Ｕ字形部分
   とＶ字形部分には各々電磁チャックとワ−ク検出センサ
   を設け、Ｖ字形部分の上方にはカメラを設け、ワークを
   撮像した画像信号を画像処理装置にて処理することが可
   能なことを特徴とするワ−クの整列供給装置。
2. 【請求項２】 シュ−トの内面はテフロン（登録商標）
   とし、Ｕ字形部分はワークの進行方向に向かって円弧の
   半径を小さくし、円弧の半径はワ−クの大きさのの１．
   ５倍〜２．５倍とする請求項１記載のワ−クの整列供給
   装置。
3. 【請求項３】 画像処理装置は、Ｖ字形部分の谷に対応
   する画像メモリに基準線を設ける手段と、ワークの画像
   の重心位置との相対的な位置関係を求める手段と、ワー
   クの画像の任意の位置に複数のウィンドウを設けワーク
   の画像部分の面積を求める手段から成る請求項１記載の
   ワークの整列供給装置。