JP2010275094A - Part feeder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホッパー内に貯留される部品をトレー上に供給する部品供給装置に関する。 The present invention relates to a component supply apparatus that supplies components stored in a hopper onto a tray.
一般に、自動車のエンジン等の組立ラインでは、作業員が組立作業を行う作業台または組立ロボット等の組立装置の周囲に部品供給装置が設置されている。この種の部品供給装置は、ボルト等の部品を作業員または組立装置に供給する装置であり、螺旋状の搬出路が内面に形成されたボウルに部品を投入し、ボウルに振動を与えることで搬出路に沿って部品を1つずつ上方に搬送する振動ボウル式が一般的である(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の部品供給装置では、ボウル等によりその体格が大きくなる他、搬送された部品を整列させるために直進フィーダ等の整列装置が付設されることで、設置スペースや設備コストが大きくなることが避けられなかった。
However, in the conventional parts supply device, the size of the bowl increases due to the bowl and the like, and an alignment device such as a linear feeder is added to align the conveyed parts, which increases installation space and equipment cost. Was inevitable.
これを解消するために、部品を貯留したホッパーと、このホッパーから供給される複数の部品を並べるトレーとを備えて構成を簡素化し、設置スペースや設備コストの低減を図るとともに、トレー上に並べた部品の個数を計数する計数手段を備えて作業員または組立装置に必要量の部品を過不足なく供給可能とする部品供給装置が想定されている。ここで、トレー上に並べた部品の個数を計数する計数手段として、対象となる部品のシルエット像を予め登録しておき、このシルエット像とトレー上の撮像画像のシルエットパターンとを比較して部品の個数を計数するパターンマッチングを用いた構成が考えられる。
しかし、パターンマッチングによる手法では、部品の位置姿勢まで認識するため、計算処理に時間がかかり、多数の部品の個数を計数する場合には、サイクルタイムが長くなるといった問題がある。
In order to solve this problem, the configuration is simplified by providing a hopper storing parts and a tray for arranging a plurality of parts supplied from the hopper, thereby reducing the installation space and equipment cost, and arranging them on the tray. It is envisaged to provide a component supply device that includes a counting means for counting the number of components that can supply a necessary amount of components to an operator or assembly device without excess or deficiency. Here, as a counting means for counting the number of parts arranged on the tray, the silhouette image of the target part is registered in advance, and the silhouette image is compared with the silhouette pattern of the captured image on the tray. A configuration using pattern matching that counts the number of the images can be considered.
However, in the pattern matching method, since the position and orientation of the component are recognized, it takes time for the calculation process, and there is a problem that the cycle time becomes long when counting the number of many components.
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、トレー上に並べた部品の個数を計数する際の処理速度を向上させ、サイクルタイムの短縮化できる部品供給装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a component supply apparatus that can improve the processing speed when counting the number of components arranged on a tray and can shorten the cycle time. With the goal.
上述課題を解決するため、本発明は、部品を貯留したホッパーと、前記ホッパーから供給される複数の部品を並べるトレーと、前記トレー上に並べた部品の個数を計数する計数手段とを備え、前記トレーの面には前記部品を識別可能に色彩を施し、前記計数手段が、前記トレーの面積、及び/又は前記部品の面積に基づき、前記部品の個数を計数することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention comprises a hopper storing parts, a tray for arranging a plurality of parts supplied from the hopper, and a counting means for counting the number of parts arranged on the tray. The tray surface is colored so that the parts can be identified, and the counting means counts the number of the parts based on the area of the tray and / or the area of the parts.
この構成によれば、トレーの面には部品を識別可能に色彩を施し、計数手段が、トレーの面積、及び/又は部品の面積に基づき、トレー上に並べた部品の個数を簡単に計数することができるため、当該部品の個数を計数する際の処理速度を向上させ、サイクルタイムの短縮することができる。また、部品を貯留したホッパーと、このホッパーから供給される複数の部品を並べるトレーと、このトレー上に並べた部品の個数を計数する計数手段とを備えて部品供給装置が構成されるため、当該部品供給装置の構成を簡素化することができる。 According to this configuration, the surface of the tray is colored so that the parts can be identified, and the counting means easily counts the number of parts arranged on the tray based on the area of the tray and / or the area of the parts. Therefore, the processing speed when counting the number of the parts can be improved, and the cycle time can be shortened. In addition, since the component supply device is configured to include a hopper that stores the components, a tray that arranges a plurality of components supplied from the hopper, and a counting unit that counts the number of components arranged on the tray, The configuration of the component supply device can be simplified.
この構成において、前記計数手段が、前記トレー上に並べた前記部品を撮像装置により撮像し、色認識により画像を二値化して、部品色の面積率により部品の個数を計数する構成としても良い。この構成によれば、撮像装置で撮像した画像を部品色と他の色とで二値化処理することにより、部品色の面積率により部品の個数を簡単に計数することができる。 In this configuration, the counting unit may take an image of the components arranged on the tray with an imaging device, binarize the image by color recognition, and count the number of components based on the area ratio of the component colors. . According to this configuration, the number of components can be easily counted based on the area ratio of the component color by binarizing the image captured by the imaging apparatus with the component color and another color.
この構成において、前記部品の個数と前記部品色の面積率との関係を、予め繰り返し実験による実験値で求めておいて、該実験値に従い、前記部品の個数を計数する構成としても良い。この構成によれば、部品の個数と前記部品色の面積率との関係を求めた実験値から、部品の個数が計数されるため、当該部品の個数を計数する際の処理速度の向上及び処理の精度の向上を図ることができる。 In this configuration, the relationship between the number of components and the area ratio of the component color may be obtained in advance by experimental values obtained by repeated experiments, and the number of components may be counted according to the experimental values. According to this configuration, since the number of parts is counted from an experimental value obtained from the relationship between the number of parts and the area ratio of the part color, the processing speed is improved and the processing is performed when the number of the parts is counted. The accuracy can be improved.
この構成において、前記部品の予め求めた投影面積に従い、前記部品の個数を計数する構成としても良い。この構成によれば、予め求めた部品の投影面積から部品の個数が計数されるため、当該部品の個数を計数する際の処理速度の向上及び処理の精度の向上を図ることができる。 In this configuration, the number of the parts may be counted according to a projection area obtained in advance for the parts. According to this configuration, since the number of components is counted from the projection area of the component obtained in advance, it is possible to improve the processing speed and the accuracy of processing when counting the number of the components.
本発明によれば、トレーの面には部品を識別可能に色彩を施し、計数手段が、トレーの面積、及び/又は部品の面積に基づき、トレー上に並べた部品の個数を簡単に計数することができるため、当該部品の個数を計数する際の処理速度を向上させ、サイクルタイムの短縮することができる。また、部品を貯留したホッパーと、このホッパーから供給される複数の部品を並べるトレーと、このトレー上に並べた部品の個数を計数する計数手段とを備えて部品供給装置が構成されるため、当該部品供給装置の構成を簡素化することができる。
また、本発明によれば、撮像装置で撮像した画像を部品色と他の色とで二値化処理することにより、部品色の面積率により部品の個数を簡単に計数することができる。
また、本発明によれば、部品の個数と前記部品色の面積率との関係を求めた実験値から、部品の個数が計数されるため、当該部品の個数を計数する際の処理速度の向上及び処理の精度の向上を図ることができる。
また、本発明によれば、予め求めた部品の投影面積から部品の個数が計数されるため、当該部品の個数を計数する際の処理速度の向上及び処理の精度の向上を図ることができる。
According to the present invention, the surface of the tray is colored so that the parts can be identified, and the counting means simply counts the number of parts arranged on the tray based on the area of the tray and / or the area of the parts. Therefore, the processing speed when counting the number of the parts can be improved, and the cycle time can be shortened. In addition, since the component supply apparatus is configured to include a hopper that stores the components, a tray that arranges a plurality of components supplied from the hopper, and a counting unit that counts the number of components arranged on the tray, The configuration of the component supply device can be simplified.
In addition, according to the present invention, the number of components can be easily counted based on the area ratio of the component color by binarizing the image captured by the imaging apparatus with the component color and another color.
In addition, according to the present invention, since the number of parts is counted from an experimental value obtained from the relationship between the number of parts and the area ratio of the part color, the processing speed when counting the number of the parts is improved. In addition, the accuracy of processing can be improved.
Further, according to the present invention, the number of parts is counted from the projection area of the parts obtained in advance, so that it is possible to improve the processing speed and the processing accuracy when counting the number of the parts.
以下、本発明の一実施形態を添付した図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る部品供給装置を備える部品供給システムを示す全体構成図である。
部品供給システム10は、図1に示すように、エンジン等のワークWの組立ライン20に設置され、この組立ライン20の作業台21でワークWの組立作業を行う作業員Pにボルト(部品)を供給するものである。組立ライン20には、複数の作業台21、21・・が設けられ、これら作業台21は、それぞれ搬送コンベア22によって連結されている。ワークWは、この搬送コンベア22で搬送されて各作業台21を順次移動する。
部品供給システム10は、作業台21に隣接して配置されるロボット11と、このロボット11の周囲に配置される複数の部品供給装置12とを備える。これら部品供給装置12は、ボルトの種類(例えば、径や長さ等)ごとに設けられ、本実施形態では、種類の異なる3種類のボルト13A、13B、13Cに対応して3台の部品供給装置12が設置されている。なお、これらボルト13A〜13Cについて区分けが不要の場合には、単にボルト13と記載する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram illustrating a component supply system including a component supply apparatus according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the
The
ロボット11は多軸式の汎用ロボットであり、各部品供給装置12からそれぞれ所定数のボルト13A〜13Cを取得し、これらボルト13A〜13Cを所定の組立の順番に作業者用トレー23の上に並べる動作を行う。ロボット11は、画像認識により、部品供給装置12のトレー32上に供給されたボルト13の位置及び姿勢を認識する。作業者用トレー23は、作業台21の近くで作業者の手元に設けられている。これにより、作業者は、作業者用トレー23に並べられた各ボルト13A〜13Cの順番に従うことにより、ワークWに対して、各ボルト13A〜13Cを容易に定められた順番に組み付けることができる。
The
部品供給装置12は、ボルト13が貯留されるホッパー31と、このホッパー31から供給される複数のボルト13を並べるトレー32と、このトレー32の上方に配置されるカメラ(撮像装置)33と、部品供給装置12全体の動作を制御する制御装置34とを備える。本実施形態では、カメラ33で撮像した画像に基づいて、制御装置34がトレー32上に並べたボルト13の個数を計数する。このため、カメラ33及び制御装置34を備えて計数手段を構成する。
また、トレー32には、このトレー32上に供給されたボルト13同士の重なりを防止するために、トレー32に振動を与えるバイブレータ35が配置されている。このバイブレータ35は制御装置34により動作が制御される。
ホッパー31には、このホッパー31内のボルト13をトレー32に供給するための供給口31Aが形成され、この供給口31Aには、当該供給口31Aを開閉するシャッタ機構36が設けられている。このシャッタ機構36は、不図示の駆動モータの動作により、供給口31Aを開閉し、この供給口31Aが開放された際にボルト13をトレー32に供給する。駆動モータの動作タイミング及び駆動時間(シャッタの開閉時間)は制御装置34により制御されている。
The
In addition, a
The
このように、部品供給システム10では、部品供給装置12のトレー32上に並べられたボルト13をロボット11が取得する。この場合、所定時間内でワークWの組立工程を終了させるために、ロボット11は、ワークWが作業台21に搬送される前に、作業者用トレー23に必要なボルト13A〜13Cを並べることが要求される。このため、ロボット11の動作時間を短縮するために、トレー32上に並べられたボルト13の個数を、当該ロボット11が取得する個数と略同一にすることが望ましく、ホッパー31からトレー32上に供給されるボルト13の個数管理が重要となる。
すなわち、ホッパー31からトレー32上に供給されるボルト13の個数管理をしない場合、当該供給されるボルト13の個数がロボット11が取得する個数よりも少ないと、ホッパー31からトレー32に新たにボルト13が供給されるまでロボット11の動作が停止するため、その分、ワークWの組立作業が遅れてしまう。一方、ホッパー31からトレー32上に供給されるボルト13の個数が、ロボット11が取得する個数に比べて多い場合には、時間経過とともに、過剰に供給されたボルト13同士がトレー32上で重なるため、バイブレータ35を駆動させて重なりを防止する必要があり、その分、ワークWの組立作業が遅れてしまう。
As described above, in the
That is, when the number of
このため、本実施形態では、制御装置34は、ロボット11がボルト13の取得動作をした後に、トレー32上に残存するボルト13の個数をカメラ33を用いて計数し、この計数した個数に基づいて、シャッタ機構36の駆動モータの駆動時間を調整することにより、トレー32上に供給されるボルト13の個数を調整している。
具体的には、ホッパー31からトレー32上に供給されるボルト13の個数が通常10個であるとした場合について説明する。
(1)トレー32上に残存するボルト13の個数が0個の場合には、ホッパー31からトレー32上に10個のボルト13を供給すれば良いため、制御装置34は、シャッタ機構36の駆動モータの駆動時間を基準値(10個に相当する時間)に設定して制御する。
(2)また、トレー32上に残存するボルト13の個数が1個または2個の場合には、ホッパー31からトレー32上に供給されるボルト13の個数が通常の状態よりも多いため、制御装置34は、シャッタ機構36の駆動モータの駆動時間を基準値よりも僅かに短い時間に設定して制御する。これにより、トレー32上に残存するボルト13の個数が徐々に0個に近づくため、当該個数が0個となったら、駆動モータの駆動時間を基準値に戻せば良い。
(3)また、トレー32上に残存するボルト13の個数が8個または9個の場合には、ホッパー31からトレー32上に供給されるボルト13の個数が通常よりも少ない状態にある。この場合、制御装置34は、ロボット11が動作するよりも前に、シャッタ機構36の駆動モータの駆動時間を基準値よりも遥かに短い時間、ずなわち、ホッパー31からトレー32上に2、3個のボルト13を供給できる時間に設定して制御する。これにより、トレー32上には、10個以上のボルト13が並べられるため、ロボット11の動作が停止することが防止され、ワークWの組立作業の遅れを回避できる。ここで、ロボット11の動作後には、トレー32上に1個または2個のボルト13が残存するが、この場合には、(2)の制御に移行すれば良い。
For this reason, in the present embodiment, the
Specifically, a case where the number of
(1) When the number of
(2) When the number of the
(3) When the number of
次に、トレー32上のボルト13の個数を計数する構成について説明する。図2Aは、トレー32上にボルト13が並べられた状態を示す上面図であり、図2Bは、図2Aを二値化による画像処理を施した状態を示す図である。
本実施形態では、制御装置34は、図2Aに示すように、トレー32上にボルト13が並べられた状態をカメラ33で撮像し、この撮像画像をトレー32の上面32Aの色とボルト13の色とで二値化処理することにより、トレー32に対する当該ボルト13の面積率に基づいてボルト13の個数を計数する。
トレー32の上面32Aには、ボルト13の色に対してコントラストの高い色彩が施されており、制御装置34がカメラ33で撮像した画像を色認識による二値化処理する際に、トレー32の上面32Aとボルト13とを容易に区分けできるようになっている。
Next, a configuration for counting the number of
In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the
The
図2Bにおいて、符号32AXは、トレー32の上面32Aを二値化処理した領域を示し、符号13Xは、このトレー32上のボルト13を二値化処理した領域を示す。
制御装置34は、トレー32の上面32Aに相当する領域32AXの色に対するボルト13に相当する領域13Xの色の面積率に基づいて、ボルト13の個数を計数する。この面積率は、撮像画像中の画素数と略一致するため、この画素数を算出することにより、ボルト13の個数を高速に計数することができる。
トレー32上のボルト13の個数と、このボルト13の部品色の面積率とは、予め繰り返し実験により関係付けられている。例えば、ボルト13の個数とボルト13の部品色の面積率との関係を、当該ボルト13の個数ごとに繰り返し実験し、この実験の平均値により関係付けておく。そして、この平均値に従って計数すれば、簡単にボルト13の個数を精度良く計数することができる。
In FIG. 2B, reference numeral 32AX indicates an area where the
The
The number of
本実施形態によれば、ボルト13を貯留したホッパー31と、このホッパー31から供給される複数のボルト13を並べるトレー32と、このトレー32上に並べたボルト13の個数を計数するカメラ33及び制御装置34とを備え部品供給装置12が構成されるため、当該部品供給装置12の構成を簡素化することができ、製造コストの低減化を実現できる。また、この部品供給装置12では、トレー32の上面32Aにはボルト13を識別可能に色彩を施し、制御装置34がカメラ33で撮像した画像を、トレー32の上面32Aの色とボルト13の色とで二値化処理することにより、ボルト13の部品色の面積率に基づき、トレー32上に並べたボルト13の個数を簡単に計数することができるため、当該ボルト13の個数を計数する際の処理速度を向上させ、サイクルタイムの短縮することができる。
このため、ホッパー31からトレー32上に供給されるボルト13の個数管理を簡単な構成で、かつ高速に処理することができるため、トレー32上に必要量のボルト13の個数を並べておくことができ、ロボット11がトレー32上のボルト13を確実に作業者用トレー23に移すことができる。このため、組立ライン20を流れるワークWの組立作業を遅滞なく実行することができる。
According to the present embodiment, the
For this reason, since the number of
また、本実施形態によれば、ボルト13の個数と当該ボルト13の色の面積率との関係を、予め繰り返し実験による平均値で求めておいて、制御装置34はこの平均値に従い、ボルト13の個数を計数するため、ボルト13の個数を計数する際の処理速度の向上及び処理の精度を向上させることができる。
Further, according to the present embodiment, the relationship between the number of
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。例えば、本実施形態では、トレー32の面積に対するボルトの面積の面積率に基づいて、ボルト13の個数を計数する構成について説明したが、トレー32の面積とは関係なく、ボルト13の面積から当該ボルト13の個数を算出しても良い。
具体的には、制御装置34に予め計測したボルト13の投影面積を記憶させておき、二値化処理した際のボルト13に対応する領域13Xの全面積を、当該ボルト13の投影面積で割ることにより、当該ボルト13の個数を算出することができる。
また、上記実施形態では、1つの作業台21に対して、ロボット11が1台配置した構成としているが、このロボット11を複数の作業台21に対して設けても良い。なお、計数するカメラ33は、ホッパー31から供給を受けるトレー32の上方に配置されるものの例を示したが、当該カメラ33は、ロボット11の腕に1台取り付けてもかまわない。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, the configuration in which the number of
Specifically, the projected area of the
In the above embodiment, one
10 部品供給システム
11 ロボット
12 部品供給装置
13 ボルト
13A〜13C ボルト
13X 領域
20 組立ライン
21 作業台
22 搬送コンベア
23 作業者用トレー
31 ホッパー
31A 供給口
32 トレー
32A 上面
32AX 領域
32B マーク
33 カメラ(計数手段)
34 制御装置(計数手段)
36 シャッタ機構
P 作業員
W ワーク
DESCRIPTION OF
34 Control device (counting means)
36 Shutter mechanism P Worker W Workpiece
Claims (4)
前記ホッパーから供給される複数の部品を並べるトレーと、
前記トレー上に並べた部品の個数を計数する計数手段とを備え、
前記トレーの面には前記部品を識別可能に色彩を施し、
前記計数手段が、
前記トレーの面積、及び/又は前記部品の面積に基づき、前記部品の個数を計数することを特徴とする部品供給装置。 A hopper storing parts,
A tray for arranging a plurality of parts supplied from the hopper;
Counting means for counting the number of parts arranged on the tray,
The tray surface is colored so that the parts can be identified,
The counting means comprises:
A component supply apparatus that counts the number of the components based on the area of the tray and / or the area of the components.
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Legal Events
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