JP2005345261A - Workpiece inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2本の平ベルトを使用し、画像処理検査を行うワークの形状やサイズの変更に極めて柔軟に対応することができるワーク検査装置に関する。 The present invention relates to a workpiece inspection apparatus that uses two flat belts and can very flexibly cope with changes in the shape and size of a workpiece to be subjected to image processing inspection.
従来、この種のワーク検査装置として、特許文献1に記載された装置が提案されている。この装置によると、ワークの検査を高速化する為に、搬送ベルトに溝を形成し、この溝にワークを載置して搬送し、ワークの露出面を撮像して検査するようにした検査装置である。この装置では、搬送するワークを固定するために、搬送ベルトの他、搬送ベルトに一部当接する反転ベルトにも略V字状の溝を形成している。
Conventionally, an apparatus described in
一方、搬送するワークを反転させる為に、搬送中のワークを吸引しつつ反転させる検査装置が特許文献2に記載されている。この装置によると、無端ベルトの略水平に配置された上面にワークを吸着しつつ下流側に列状に搬送し、無端ベルトの反転動作部分の下端部近傍にて前記吸着力の付勢を解除させ、それによって無端ベルトから離脱したワークを、その下方に位置して前記第1の無端ベルトとは逆向きに動かされる第2の無端ベルト上面にワークを上下反転した状態で受け取らせて搬送する装置である。
特許文献1及び特許文献2に記載されたワーク検査装置は、いずれもワークを反転させることで検査対象となるワークの上下左右の4面を撮像して検査する装置である。
The workpiece inspection apparatuses described in
ところが、特許文献1によると、ベルトに形成した略V字形の溝にワークを収納して搬送するので、検査対象となるワークの形状がこの溝形状に馴染むものに限られる不都合がある。すなわち、ワークの形状がこの溝形状よりも小さい場合、例えばワークが溝内部に落ち込むボルト状の場合などでは、搬送ベルトと反転ベルトとが当接する部分でワークを押さえることができないので、ワークが溝に沿って移動するおそれがある。そのため、ワークの位置に狂いが生じ、ワークの4面を正確に撮像することが困難になる。
However, according to
また、逆にワークの厚みが増して、ベルトに形成した略V字形の溝から大きく突出した状態になると、搬送ベルトと反転ベルトとが当接する部分でワークを押さえる力が強くなり、ワークに悪影響を与えるおそれが生じる。このように、特許文献1のワーク検査装置には、ワークの高さや厚み等のサイズが変化すると正確な検査が行えず、また、ワークを押さえる力が増大してワーク自体に悪影響を与えるなどといった課題が残されていた。
On the other hand, if the thickness of the workpiece is increased and the workpiece is greatly protruded from the substantially V-shaped groove formed on the belt, the force that holds the workpiece at the portion where the conveyance belt and the reverse belt abut becomes stronger, which adversely affects the workpiece. May occur. As described above, the workpiece inspection apparatus disclosed in
更に、特許文献1のワーク検査装置では、略V字形の溝にワークを収納して搬送するので、ワークの上面及び底面が非対称形状の場合は、搬送ベルトにおける略V字形の溝と反転ベルトにおける略V字状の溝を、夫々非対称形状を成したワークの上面及び底面の形状に合わせる必要がある。しかも、パーツフィーダから搬送ベルトにワークを載せる際に、ワークの上面及び底面を選択し、この搬送ベルトの溝に合う面を揃える作業も要する。そのため、多数搬送されて来るワークを一列に並べるのみならず、ワークの表面と裏面とを選別し、搬送ベルトに形成した略V字形の溝に合致する向きに整えてから搬送ベルト上に送り込む工程になる。このように、特許文献1のワーク検査装置で種々のワークに対応しようとすると、ワークの種類毎に搬送ベルトや反転ベルトの溝形状を変更する必要がある。しかも、上面及び底面が非対称形状のワークを画像処理するには、ワークの搬送向きを揃える段取りや、自動で搬送向きを揃える高性能のパーツフィーダが必要になるなど、多くの問題点を有するものである。
Furthermore, in the workpiece inspection apparatus of
一方、特許文献2に記載されているワーク検査装置では、ワークを吸着しつつ搬送し、無端ベルトの反転動作部分の下端部近傍にて前記吸着力の付勢を解除させるものなので、前記特許文献1の如く、ワークの高さや厚みが増してもワーク自体に悪影響を与えるおそれはない。ところが、特許文献2では、最初の無端ベルトに吸引装置を装着する他、第2の無単ベルトにもワークを吸着する吸引装置を装着するようにしている。この為、これら二つの無端ベルト夫々に、吸着手段に必要な吸引装置や各種の装備を要し、ワーク検査装置としては極めて複雑な装置にならざるを得ない。
On the other hand, in the workpiece inspection apparatus described in
しかも、特許文献2では、これら二つのベルト相互の間隔がワークの厚みと略等くなるように調整する必要がある。すなわち、ワークを反転させた後に吸着力を解除して、第2の無端ベルト上面にワークを受け取らせる際に、ベルト相互の間隔がワークの厚みよりも大きく開いていると、ワークの受け渡しの際にワークが弾んで位置ずれが生じるおそれがあるからである。そのため、二つのベルト相互の間隔を、常にワークのサイズに合わせて調整する装置が別途必要になる。このように、特許文献2では、ワーク検査装置として極めて複雑な搬送装置が必要になっている。
Moreover, in
そこで本発明は、上述の課題を解消すべく創出されたもので、比較的シンプルな構成のワーク検査装置でありながら、ワークの形状や寸法が異なる場合、あるいはワークの上面及び底面が非対称形状の場合などでも極めて柔軟に適応するといった高い汎用性を有し、しかも、ワークに悪影響を与えることなく、反転移送後も極めて正確なタイミングで撮像可能なワーク検査装置の提供を目的とするものである。 Therefore, the present invention was created to solve the above-described problems, and it is a workpiece inspection device having a relatively simple configuration, but when the shape and dimensions of the workpiece are different, or the upper surface and the bottom surface of the workpiece are asymmetrical. The purpose of the present invention is to provide a work inspection apparatus that has a high versatility such as adapting extremely flexibly even in some cases, and that can take an image with extremely accurate timing even after reverse transfer without adversely affecting the work. .
本発明の第1の手段は、ワークWを水平に搬送する上部搬送ベルト1と、この上部搬送ベルト1の反転部に圧着して上部搬送ベルト1上のワークWを反転保持すると共に、反転部から離脱したワークWを、上部搬送ベルト1の下方に位置した水平部分で水平に搬送する下部搬送ベルト2と、搬送しているワークWを画像処理する複数台のカメラとを備えたワーク検査装置において、上部搬送ベルト1に載置したワークWの高さによって下部搬送ベルト2の位置を移動せしめる調整用ローラ3を下部搬送ベルト2に装着し、下部搬送ベルト2のワークWに対する接触圧力を一定に調整するように設けたことにある。
The first means of the present invention includes an
第2の手段は、前記上部搬送ベルト1に載置したワークWを撮像する上部撮像用カメラC1と、前記下部搬送ベルト2によって反転せしめたワークWを撮像する下部撮像用カメラC2とを配置し、これら上部撮像用カメラC1と下部撮像用カメラC2との夫々の撮像情報でワークWの上面と底面とを個々に判別すると共に、ワークWの合否を判定するように設けている。
The second means arranges an upper imaging camera C1 that images the workpiece W placed on the
第3の手段は、前記下部搬送ベルト2に下部搬送ベルト2の移動量を検知する角度検出器4を備え、前記下部搬送ベルト2の下流位置に、水平移動するワークWの通過を検出する位置センサー5を装着し、該位置センサー5を通過した後のワークWの移動量を前記角度検出器4で検知してワークWを撮像し、分別するように設けている。
The third means includes an
第4の手段における位置センサー5は、カメラの撮像粋から離れた位置に配設すると共に、ワークWの先端部と後端部との通過情報を元にして通過するワークWの中心位置を検出するように設けている。
The
第5の手段は、前記角度検出器4として、前記下部搬送ベルト2の下流端部のローラ部に装着したロータリ・エンコーダを使用することを課題解消のための手段とする。
The fifth means uses a rotary encoder attached to a roller portion at the downstream end of the
本発明の請求項1により、上部搬送ベルト1に載置したワークWの高さによって下部搬送ベルト2の位置を移動せしめるベルト調整用ローラ3を装着し、下部搬送ベルト2のワークWに対する接触圧力を一定に調整するように設けているから、ワークWの高さや厚み等のサイズが増加してもワークWに対する接触圧力は変わらない。したがって、ワークWに悪影響を与えずに反転させることができる。
According to the first aspect of the present invention, the
しかも、ベルト調整用ローラ3を介して上部搬送ベルト1と下部搬送ベルト2との間にワークWを挟んで反転させるので、ワークWの形状や寸法が異なる場合でも上部搬送ベルト1や下部搬送ベルト2を変更する必要がなく、そのまま撮像可能になるので、比較的シンプルな構成のワーク検査装置でありながら、極めて高い汎用性を有するものである。
In addition, since the workpiece W is reversed between the
請求項2により、上部撮像用カメラC1と下部撮像用カメラC2との夫々の撮像情報で、ワークWの上面と底面とを判別すると共に、ワークWの合否を判定するように設けているので、多数のワークWを高速、且つ連続的に撮像し、合否のワークWを分別することができる。したがって、ワークWの上面及び底面が非対象形状であっても、ワークWの搬送向きを揃える必要がない。この結果、ワークWの搬送向きを揃える段取りや、自動で搬送向きを揃える高性能のパーツフィーダを要することなく、極めてシンプルな構成で撮像可能にしている。このようにワークWの供給速度を上げることが可能になると共に、処理能力を高め、高速且つ連続状態でワークWの上面及び底面を撮像することができる。
According to
請求項3により、下部搬送ベルト2の下流位置において、位置センサー5を通過した後のワークWの移動量を前記角度検出器4で検知してワークWを撮像するように設けたことで、前記下部搬送ベルト2の位置調整によって生じる下部搬送ベルト2の遅れ進みを検出して、正確な撮像、分別のタイミングをとることができる。
According to a third aspect of the present invention, at the downstream position of the
請求項4に記載の位置センサー5は、カメラの撮像粋から離れた位置に配設しているから、ワークWを撮像する際に、位置センサー5の写り込みを防止することができる。しかも、ワークWの先端部と後端部との通過情報を元にして通過するワークWの中心位置を検出するように設けているので、ワークWの中心に合わせて撮像ポイントを設定することができる。この結果、ワークWの大きさが変わっても、撮像ポイントを変更する必要がなく、汎用性能をさらに高める効果を奏するものである。
Since the
請求項5の如く、角度検出器4として、前記下部搬送ベルト2の下流端部のローラ部に装着したロータリ・エンコーダを使用することで、下部搬送ベルト2の移動量をパソコンで計測し解析することができる。したがって、移動量を極めて正確に計測することが可能である。
As described in
このように、本発明によると、比較的シンプルな構成のワーク検査装置でありながらワークの搬送を高速且つ連続的に行え、ワークの形状や寸法が異なる場合、あるいはワークの上面及び底面が非対称形状の場合などでも容易に適合するといった高い汎用性を有し、しかも、ワークの厚みが異なってもベルトが正確に順応し、ワークに悪影響を与えることなく、反転移送後も極めて正確なタイミングで撮像することができるなどといった従来にない有益な種々の効果を奏するものである。 As described above, according to the present invention, although the workpiece inspection apparatus has a relatively simple configuration, the workpiece can be transported at high speed and continuously, and when the shape and dimensions of the workpiece are different, or the upper surface and the bottom surface of the workpiece are asymmetrical. In addition, the belt adapts easily even if the workpiece thickness is different and does not adversely affect the workpiece. It is possible to achieve various beneficial effects such as being able to do so.
本発明の最良の形態は、上部搬送ベルト1に載置したワークWを撮像する上部撮像用カメラC1と、前記下部搬送ベルト2によって反転せしめたワークWを撮像する下部撮像用カメラC2とを備える。上部撮像用カメラC1と下部撮像用カメラC2の夫々の撮像情報により、ワークWの上面及び底面を判別すると共に、ワークWの合否を判定する。上部搬送ベルト1に載置したワークWの高さによって下部搬送ベルト2の位置を移動せしめるベルト調整用ローラ3を装着し、下部搬送ベルト2のワークWに対する接触圧力を一定に調整するように設ける。前記下部搬送ベルト2に下部搬送ベルト2の移動量を検知するロータリ・エンコーダ使用の角度検出器4を備える。前記下部搬送ベルト2の下流位置に、水平移動するワークWの通過を検出する位置センサー5を装着する。該位置センサー5を通過した後のワークWの移動量を前記角度検出器4で検知してワークWを撮像、分別することで、当初の目的を達成するものである。
The best mode of the present invention includes an upper imaging camera C1 that images the workpiece W placed on the
本発明ワーク検査装置の基本構成は、複数台のカメラの他、上部搬送ベルト1、下部搬送ベルト2、ベルト調整用ローラ3、角度検出器4、位置センサー5等を備えている。
The basic configuration of the workpiece inspection apparatus of the present invention includes a plurality of cameras, an
上部搬送ベルト1は、ワークWを水平に搬送する無端ベルトで、パーツフィーダ6から整列搬送されたワークWが上部搬送ベルト1上に1個ずつ供給される。この上部搬送ベルト1は、駆動用ローラー7の回転により、ワークWを搬送する。そして、上部搬送ベルト1上に載置したワークWの上面を上部撮像用カメラC1が撮像する。更に、上部搬送ベルト1の上流位置に、水平移動するワークWの通過を検出する位置センサー10を装着し、該位置センサー10を通過した後のワークWを撮像するように設けている。このとき、位置センサー10と共に、駆動用ローラー7に角度検出器(図示せず)を装着し、位置センサー10が感知するワークWの先端部と後端部との通過情報を元にして、通過するワークWの中心位置を検出するように設けている。また、位置センサー10をカメラの撮像粋から離れた位置に配設し、撮像時に位置センサー10の写り込みを防止している。
The
下部搬送ベルト2は、上部搬送ベルト1の反転部分に所定の圧力で接触する無端ベルトであり、この接触部分で上部搬送ベルト1上のワークWを反転させた後に、反転したワークWを下部搬送ベルト2の水平部分で上部搬送ベルト1の逆方向に搬送する。下部搬送ベルト2が上部搬送ベルト1の反転部分でワークWを保持しながら反転させる際に、この下部搬送ベルト2が常に略一定の圧力でワークWに接触するように、ベルト調整用ローラ3が調整している。
The
このベルト調整用ローラ3は、上部搬送ベルト1に載置したワークWの高さや厚みなどのサイズの変更によって下部搬送ベルト2の位置を移動せしめることで、ワークWへの接触圧力を一定に調整している。図示例では、上部搬送ベルト1に対する下部搬送ベルト2の接触位置を左右に移動自在に設けている。そして、高さや厚みが増したワークWに下部搬送ベルト2が接触すると、下部搬送ベルト2に掛る抵抗が増加し、この増加した抵抗に伴なってベルト調整用ローラ3のの位置が移動することで、接触圧力を調整している。
This
上部搬送ベルト1上のワークWや、上部搬送ベルト1と逆方向に搬送する下部搬送ベルト2上のワークWを画像処理する為に、複数台のカメラを備えている。図示のカメラは、上部搬送ベルト1に載置したワークWの上面を撮像する上部撮像用カメラC1と、下部搬送ベルト2上の反転したワークWを撮像する下部撮像用カメラC2とを備えている。また、図示していないが、ワークWの左右両側面を撮像するカメラを装着することも可能である。このように、本発明では、ワークWを上下左右から撮像することが可能である。
In order to perform image processing on the workpiece W on the
これらのカメラ群が撮像した各撮像情報により、図示しないパソコンの処理にてワークWの寸法や形状の他、ワークW表面の傷など画像処理で可能な検査項目が実行され、この検査で不良と判定されたワークWは分別され、搬送装置から外される。図示のカメラは、上部搬送ベルト1に載置したワークWを撮像する上部撮像用カメラC1と、下部搬送ベルト2によって反転せしめたワークWを撮像する下部撮像用カメラC2とを備えている。そして、上部撮像用カメラC1の撮像情報により、ワークWの上面と底面とを判別すると共に、ワークの合否を判定する。また、下部撮像用カメラC2の撮像情報においても、ワークWの上面と底面とを判別すると共に、ワークWの合否を判定するように設けている。このように各撮像用カメラの情報で個々に判定すると、上面及び底面が非対称形状のワークWを検査する場合に、どちらの面を先に撮像してもよいことになる。
According to each imaging information imaged by these camera groups, inspection items that can be processed by image processing such as scratches on the surface of the workpiece W are executed in addition to the size and shape of the workpiece W by processing of a personal computer (not shown). The determined workpiece W is separated and removed from the transfer device. The illustrated camera includes an upper imaging camera C1 that images the workpiece W placed on the
下部撮像用カメラC2の設置位置より下流のシュート8直前に除去装置9が装着されている。この除去装置9にてワークWの不合格品を分別除去し、合格品のみがシュート8に搬送される。尚、ワークWの除去装置9は、空圧器、機械的押圧器など、任意の手段から選択可能である。
A
ベルト調整用ローラ3がワークWの高さによって移動していると、このワークWが上部搬送ベルト1の回転部分から離れた瞬間に、下部搬送ベルト2が元の位置に戻ることになる。このとき、ベルト調整用ローラ3の付勢力で元の位置に戻すが、この付勢力の作用によって、下部搬送ベルト2の搬送距離が一瞬延びることになり、下部搬送ベルト2上の反転したワークWを撮像するタイミングに狂いが生じるおそれがある。
When the
そこで、下部搬送ベルト2に下部搬送ベルト2の移動量を検知する角度検出器4を備えている。図示の角度検出器4は、下部搬送ベルト2の下流端部に位置するローラ2A部に装着したロータリ・エンコーダを使用して下部搬送ベルト2の搬送距離をパソコンで計測し解析するものである。更に、下部搬送ベルト2の下流位置に、水平移動するワークWの通過を検出する位置センサー5を装着し、該位置センサー5を通過した後のワークWの移動量をこの角度検出器4で検知してワークWを撮像するように設けている。このとき、位置センサー5は、カメラの撮像粋から離れた位置に配設し、撮像時に位置センサー5の写り込みを防止している。更に、位置センサー5が感知するワークWの先端部と後端部との通過情報を元にして、通過するワークWの中心位置を検出するように設けている。このワークWの中心位置からの移動量を角度検出器4で検知し、下部撮像用カメラC2の撮像ポイントとすることで、ワークWのサイズや形状が異なっても、常にワークWの中心位置を基準にして撮像することが可能になる。
Therefore, the
角度検出器4は、常に位置センサー5から下部撮像用カメラC2までの移動距離を検出しているので、前述のように、ベルト調整用ローラ3の作用で下部搬送ベルト2が移動した場合でも、極めて正確なタイミングでワークWを撮像することが可能になる。
Since the
尚、本発明における図示例の各構成は、本発明の一実施例に過ぎず、カメラの台数や、下部搬送ベルト2等の形態や寸法等の設計変更など、現在知られている技術範囲で自由に変更することができるものである。
In addition, each structure of the example of illustration in this invention is only one Example of this invention, and is within the technical range currently known, such as the design change of the number of cameras, the form of a
W ワーク
C1 上部撮像用カメラ
C2 下部撮像用カメラ
1 上部搬送ベルト
2 下部搬送ベルト
3 ベルト調整用ローラ
4 角度検出器
5 位置センサー
6 パーツフィーダ
7 駆動用ローラー
8 シュート
9 除去装置
W Work C1 Upper imaging camera C2
Claims (5)
The work inspection apparatus according to claim 2, wherein a rotary encoder attached to a roller at a downstream end of the lower conveying belt is used as the angle detector.
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