JP2525769Y2

JP2525769Y2 - パーツフィーダの画像処理装置

Info

Publication number: JP2525769Y2
Application number: JP4258193U
Authority: JP
Inventors: 嗣人中関; 昭浩山中; 亨高橋
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1993-08-03
Filing date: 1993-08-03
Publication date: 1997-02-12
Anticipated expiration: 2007-02-12
Also published as: JPH0712916U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、パーツフィーダの画
像処理装置に関し、特に、振動を与えながら部品を搬送
するパーツフィーダにおいて、搬送される部品を撮像し
てその姿勢や形状を判別するような画像処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】パーツフィーダは、部品に振動を与えな
がら搬送し、所定の位置で光源からの光を部品に照射
し、その影の像をＣＣＤカメラで撮像し、その撮像出力
を画像処理して、その部品の姿勢や形状を判別し、所望
の姿勢や形状でない部品を空気噴出装置から圧縮空気を
噴出させて排除するものである。

【０００３】ところで、部品の形状や姿勢の判別は、画
像内に設けられた計算エリアであるウィンドウ内におい
て、検出されたデータを用いて部品の２値化像の重心位
置や主軸の傾きなどが演算され、その演算されたデータ
と予めティーチングされたデータとが比較されて行なわ
れる。しかし、部品が搬送方向に一定間隔で送られる場
合には、上述のような方法による判別は正確に行なわれ
るが、一定間隔で部品を搬送するためには複雑な機構が
必要とされる。そのため、以下のようにウィンドウ内に
存在する部品が複数あったとしても、それぞれの部品を
判別することのできるパーツフィーダの画像処理装置が
提案されている。

【０００４】図６は、そのパーツフィーダの画像処理装
置の概略ブロック図であり、図７は、そのパーツフィー
ダの画像処理装置の動作を説明するための図である。

【０００５】図６を参照して、部品を撮像するカメラ１
が設けられ、カメラ１の撮像出力は、Ａ／Ｄコンバータ
２に入力されてデジタル信号に変換された後、２値化回
路３に入力される。２値化回路３の出力は、所定のしき
い値で２値化されており、入力切換回路４，第１検出回
路５および第２検出回路６に入力される。第１および第
２検出回路５，６のそれぞれの出力は、部品の先端およ
び後端部分の検出出力であり、ともに存在確認回路７に
入力される。また、第１および第２の検出回路５，６の
出力は、後で説明するＣＰＵ９にも入力される。存在確
認回路７の出力は入力切換回路４に入力され、この入力
に応じて、入力切換回路４は２値化回路３の出力と他に
入力される白信号とを選択してメモリ８に出力する。メ
モリ８の出力はＣＰＵ９に入力される。

【０００６】図６に示した従来例の動作について図７を
用いて説明する。カメラ１は、たとえば、ＣＣＤカメラ
が用いられ、図７に示した画像１３において、部品の進
行方向Ｙに対して直交するように水平走査線を走査して
部品を撮像し、Ａ／Ｄコンバータ２に出力する。Ａ／Ｄ
コンバータ２は、入力されたアナログ信号をデジタル信
号に変換して２値化回路３に入力し、２値化回路３は、
所定のしきい値で入力されたデジタル信号をたとえば白
と黒で表現された信号に２値化する。ウィンドウ１４内
の２値化されたデータが、たとえばすべて白信号から白
黒白信号というような一部に黒信号を含むものに変化す
るライン、すなわちＡ−Ｂラインの位置は部品１１の先
端部分であると判断してよく、さらに、ウィンドウ１４
内の２値化されたデジタルデータが、たとえば白黒白信
号からすべて白信号に変化するラインすなわちＣ−Ｄラ
インの位置は、部品１１の後端部分であると判断してよ
い。そのため、これらの判断を第１検出回路５および第
２の検出回路６が行ない、それぞれの出力が存在確認回
路７に入力されて部品の存在位置が確認される。

【０００７】したがって、入力切換回路４は、存在確認
回路７が部品の存在することを表現する信号を出力する
ときは２値化回路３の出力を選択し、存在確認回路７が
部品の存在しないことを表現する信号を出力するときに
は白信号を選択してメモリ８に入力する。これによって
メモリ８は、個々の部品に関するデータのみを格納しＣ
ＰＵ９に入力できる。すなわち、図７において、ウィン
ドウ１４内の部品１１に関するデータのみが必要とされ
る場合には、一部が映し出された後続部品１２に関する
データはメモリ８に格納されない。また、図７における
Ｏ−Ｏ′ラインからＡ−Ｂラインまでの水平走査線の本
数Ｙ₁とＯ−Ｏ′ラインからＣ−Ｄラインまでの水平走
査線の本数Ｙ₂のそれぞれが第１検出回路５および第２
検出回路６でカウントされ、ＣＰＵ９に入力される。し
たがって、ＣＰＵ９は部品１のＹ座標をアドレス信号と
し、メモリ８に格納されたデータに基づいて演算を行な
い部品の姿勢や形状を判別することができる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】しかし、図６に示した
従来のパーツフィーダの画像処理装置では、搬送路上や
カメラのレンズに図８（ａ）に示すような傷１５がつい
たり、図８（ｂ）に示すようなゴミ１６が付着したりし
ている場合には、傷やゴミなども部品であると判断され
てしまう。したがって、メモリにこれらのデータが格納
されて、正確な部品の姿勢や形状などの判別をＣＰＵは
行なえない。

【０００９】ゆえに、この考案は、上記のような問題を
解決し、装置の使用中にゴミなどが付着したり、傷がつ
いたりしても、それぞれの部品に関するデータのみを演
算することができるようなパーツフィーダの画像処理装
置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の考案に係るパ
ーツフィーダの画像処理装置は、搬送されてくる部品の
画像を撮像し、その画像出力を２値化して記憶し、部品
の形状よりも大きく設定された枠内において、部品の２
値化像の重心位置や主軸の傾きなどを演算し、その演算
結果と基準データとを比較し、一致する部品を通過さ
せ、不一致の部品を排除するパーツフィーダにおいて、
２値化された画像出力をクロック分シフトするレジスタ
手段と、レジスタ手段の出力および２値化された画像出
力に応答して、レジスタ手段にシフトされた画像出力を
クリアするクリア手段とを備え、レジスタ手段によって
シフトされる期間以下に相当する傷の画像出力を排除す
る。

【００１１】請求項２の考案では、請求項１の考案に係
るパーツフィーダの画像処理装置は、さらに、塵埃の画
像出力に対して予め定める認定値が設定され、水平同期
信号から塵埃の画像出力を判定する判定手段と、判定手
段の出力に応答して、垂直および水平同期信号から画像
内における部品の領域を決定する決定手段とを備え、決
定手段で決定された領域に対応して記憶された画像出力
についてのみ演算する。

【００１２】

【作用】この考案に係るパーツフィーダの画像処理装置
は、搬送されてくる部品の画像を撮像し、その画像出力
を２値化して記憶し、傷や塵埃などのデータをできるだ
け排除して２値化されたデータを記憶し、たとえ傷や塵
埃などのデータを記憶したとしても部品に関するデータ
についてのみ演算する。

【００１３】

【実施例】図１は、この考案の一実施例によるパーツフ
ィーダの画像処理装置の概略ブロック図である。以下、
図１に示した実施例について図６に示した従来例と異な
る部分について説明する。

【００１４】図１を参照して、Ａ／Ｄコンバータで変換
されたデジタル信号は２値化回路３に入力される。２値
化回路３の出力は、２値化されており、４ビットのシフ
トレジスタ１７の入力端子ＤおよびＯＲ回路１８に入力
される。４ビットのシフトレジスタ１７は、入力端子Ｄ
の他にクロック信号（図面ではＣＬＫで表す）が入力さ
れるクロック端子Ｃ、ＯＲ回路１８の出力がクリア信号
として入力されるクリア端子ＣＬおよび入力端子Ｄに入
力されたデータをシフトして出力する出力端子Ｑ₀，Ｑ
₁，Ｑ₂，Ｑ₃を含む。４ビットのシフトレジスタ１７
の出力は、出力端子Ｑ₃に出力されたデータを選択する
ための選択スイッチ１９に入力される。選択スイッチ１
９の出力は、ＯＲ回路１８に入力されるとともに、入力
切換回路４，第１検出回路５および第２検出回路６に入
力される。ＯＲ回路１８は、２値化回路３および選択ス
イッチ１９の出力を論理演算して、シフトレジスタ１７
のクリア端子ＣＬに入力する。このクリア端子ＣＬは、
ＯＲ論理回路１８の出力が「Ｌ」レベルのときには、シ
フトレジスタ１７にシフトされたデータをクリアする端
子である。

【００１５】上述した構成によって、図６に示した従来
例における２値化回路３の出力は、傷に関する２値化さ
れた画像出力が省かれて、入力切換回路４，第１検出回
路５および第２検出回路６に入力されるのである。

【００１６】図２および図３は、図１に示した実施例の
動作を説明するための図であり、特に、図２は、２値化
回路３からシフトレジスタ１７の入力端子Ｄに入力され
た信号が３クロック分「Ｈ」レベルのものであったとき
の動作を説明するための図であり、図３は、２値化回路
３からシフトレジスタ１７の入力端子Ｄに入力された信
号が４クロック分「Ｈ」レベルのものであったときの動
作を説明するための図である。以下、部品であることを
示す信号は、「Ｈ」レベルの信号であるとして説明す
る。

【００１７】まず、図１および図２を参照して、２値化
回路３で２値化された画像出力は、判定される部品，そ
の他の部品および傷に関するものを含み、４ビットのシ
フトレジスタ１７の入力端子ＤおよびＯＲ回路１８にた
とえば図２（ｂ）に示すような傷に関する３クロック分
の「Ｈ」レベルの信号を伴う信号が入力される。シフト
レジスタ１７は、図２（ａ）に示すようなクロック信号
がクロック端子Ｃに入力されており、これに伴って、入
力端子Ｄに入力された信号を１クロックごとに出力端子
Ｑ₀，Ｑ₁，Ｑ₂，Ｑ₃の順にシフトしていく。選択ス
イッチ１９は、出力端子Ｑ₃に出力されたデータがクリ
ア端子ＣＬによってクリアされていなければ、図２
（ｃ）に示すような信号をＯＲ回路１８に出力するとと
もに、入力切換回路４，第１検出回路５および第２検出
回路６に出力する。ＯＲ回路１８は、２値化回路３の出
力と選択スイッチ１９の出力とを論理演算して、シフト
レジスタ１７のクリア端子ＣＬに入力する。

【００１８】クリア端子ＣＬに入力された信号は、選択
スイッチ１９の出力が図２（ｃ）に示すような信号であ
れば、図２（ｄ）に示すような信号となる。しかし、図
２（ｄ）において、○印で示した時間で「Ｌ」レベルに
なる部分が存在するため、シフトレジスタ１７の出力端
子Ｑ₀，Ｑ₁，Ｑ₂，Ｑ₃に出力されたデータはクリア
されている。したがって、実際に選択スイッチ１９から
出力される信号は、図２（ｅ）に示すようなすべて
「Ｌ」レベルの信号であり、ＯＲ回路１８からシフトレ
ジスタ１７のクリア端子ＣＬに入力される信号も、図２
（ｆ）に示すような信号である。すなわち、２値化回路
３から出力される傷に関する３クロック分のデータは、
入力切換回路４，第１検出回路５および第２検出回路６
には入力されない。

【００１９】次に、図１および図３を参照して、４クロ
ック分のデータが２値化回路３から出力された場合を説
明する。

【００２０】２値化回路３から、図３（ｂ）に示すよう
な４クロック分「Ｈ」レベルの信号を伴う信号がシフト
レジスタ１７に入力される。シフトレジスタ１７は、図
３（ａ）に示すクロック信号がクロック端子Ｃに入力さ
れることに応じて、入力端子Ｄに入力された信号を出力
端子Ｑ₀，Ｑ₁，Ｑ₂，Ｑ₃の順にシフトしていく。選
択スイッチ１９は、出力端子Ｑ₃に出力されたデータが
クリアされていなければ、図３（ｃ）に示すような信号
をＯＲ回路１８に出力する。ＯＲ回路１８は、２値化回
路３の出力と選択スイッチ１９の出力とを論理演算し
て、図３（ｂ）および（ｃ）に基づく図３（ｄ）に示す
ような信号をシフトレジスタ１７のクリア端子ＣＬに入
力する。図３（ｄ）は、図２（ｄ）と異なって「Ｌ」レ
ベルに変化する部分がないため、シフトレジスタ１７の
出力端子Ｑ₀，Ｑ₁，Ｑ₂，Ｑ₃に出力されたデータは
クリアされない。したがって、実際に選択スイッチ１９
から出力される信号は、図３（ｅ）に示すように図３
（ｃ）と同じ信号であり、ＯＲ回路１８からシフトレジ
スタ１７のクリア端子ＣＬに入力される信号も、図３
（ｆ）に示すように図３（ｄ）と同じ信号である。

【００２１】すなわち、２値化回路３から出力される信
号が３クロック分以下であれば傷による信号であると
し、４クロック分以上であれば部品による信号であると
すれば、傷に関する信号を入力切換回路４，第１検出回
路５および第２検出回路６に入力しなくて済む。選択ス
イッチ１９の選択データを変えれば、傷と見なされるク
ロック数が変わることは自明である。

【００２２】ところが、図１に示した実施例によるパー
ツフィーダの画像処理装置では、図４に示すようなゴミ
１６に対しての「Ｈ」レベルの信号が４クロック分以上
継続して数本の水平走査線信号に表れた場合には、この
信号を排除できずに、入力切換回路４，第１検出回路５
および第２検出回路６に入力してしまう。そこで、図５
に示すような傷による画像出力を省き、さらにゴミなど
による画像出力を演算しないこの考案の他の実施例を示
す。

【００２３】図５を参照して、２値化回路３の出力は、
図１に示した実施例で構成された傷キャンセル回路２０
に入力され、傷キャンセル回路２０の出力は入力切換回
路４，第１検出回路５および第２検出回路６に入力され
る。第１検出回路５の出力は、部品の先端部分の検出出
力であり、第２カウンタ２１の入力端子ＣＬ，第１ラッ
チ回路２２の入力端子ＣＫおよび存在確認回路７に入力
される。第２検出回路６の出力は、部品の後端部分の検
出出力であり、ＡＮＤ回路２４，第２ラッチ回路２３の
入力端子ＣＫおよび存在確認回路７に入力される。第２
カウンタ２１は、入力端子ＣＬの他に、出力端子ＣＲ，
ゴミに対して予め定める認定値が入力される入力端子Ｄ
および水平同期信号が入力される入力端子ＣＫを含む。
第２カウンタの出力は、水平同期信号のカウント数と認
定値との関係に基づく信号であり、インバータ２５に入
力される。インバータ２５は入力された信号を逆にして
ＡＮＤ回路２４に出力する。ＡＮＤ回路２４の出力は、
インバータ２５の出力および第２検出回路６の出力に基
づく論理演算結果であり、第１検出回路５および第２検
出回路６に入力される。

【００２４】前述したように第１検出回路５および第２
検出回路６のそれぞれの出力の１つは存在確認回路７に
入力されているため、存在確認回路７の出力は、部品が
存在するか否かを表現しており、入力切換回路４に入力
される。入力切換回路４には、存在確認回路７の出力に
応答して傷キャンセル回路２０の出力と選択される白信
号も入力されている。入力切換回路４の出力はメモリ８
に入力され、さらにＣＰＵ９に入力される。

【００２５】一方、前述したように第１検出回路５の出
力の１つが第１ラッチ回路２２の入力端子ＣＫに、第２
検出回路６の出力の１つが第２ラッチ回路２３の入力端
子ＣＫに入力されている。第１ラッチ回路２２および第
２ラッチ回路２３は、第１検出回路５および第２検出回
路６の出力がそれぞれ入力されるとともに、第１カウン
タ２６の出力も入力される。この第１カウンタ２６は、
水平同期信号が入力される入力端子ＣＫおよび垂直同期
信号が入力される入力端子ＣＬを有する。第１ラッチ回
路２２の出力は、画像上における部品の先端位置を表現
する出力Ｙ₁であり、第２ラッチ回路２３の出力は、画
像上における部品の後端位置を表現するＹ₂であり、２
つの出力ともにＣＰＵ９に入力される。

【００２６】次に動作について説明する。２値化回路３
で２値化された画像出力は、判定される部品、その他の
部品、傷およびゴミなどに関するものを含み、傷キャン
セル回路２０に入力されて傷に関するものは排除され
る。傷キャンセル回路２０の出力は、入力切換回路４，
第１検出回路５および第２検出回路６に入力され、第１
検出回路５は、すべて白信号から白黒白のように一部黒
を含む信号に変化する部分を検出して、存在確認回路７
と第２カウンタ２１の入力端子ＣＬに出力する。第２検
出回路６は、白黒白というように一部黒を含む信号から
すべて白信号に変化する部分を検出して、存在確認回路
７とＡＮＤ回路２４に出力する。存在確認回路７は、第
１検出回路５および第２検出回路６の出力が入力されて
部品の存在を確認し、入力切換回路４に出力する。入力
切換回路４は、存在確認回路７の出力が部品の存在する
ことを表す信号のときには傷キャンセル回路２０の出力
を選択し、存在確認回路７の出力が部品の存在しないこ
とを表す信号のときには他の入力の白信号を選択してメ
モリ８に入力する。メモリ８は、入力された信号を格納
するが、部品に関するデータに加え存在確認回路７が部
品ととらえてしまったゴミなどに関するデータも格納す
る。

【００２７】そのため、第１検出回路５の出力を入力端
子ＣＬで受けた第２カウンタ２１は、第１検出回路５が
部品の先端であると検出した時点から入力端子ＣＫに入
力される水平同期信号の本数をカウントし、入力端子Ｄ
に入力されるゴミを認定するための認定値と比較して、
認定値よりも小さいカウント数のときは出力端子ＣＲか
ら「Ｌ」レベルの信号をインバータ２５に出力する。イ
ンバータ２５は、信号を逆にしてＡＮＤ論理回路２４に
出力する。ＡＮＤ論理回路２４は、第２検出回路６の出
力とインバータ２５の出力を受けてゴミなどに関するデ
ータである場合すなわち第２カウンタ２１の出力が
「Ｌ」レベルの場合には「Ｈ」レベルの信号を出力して
第１検出回路５および第２検出回路６をリセットする。

【００２８】一方、第２カウンタ２１は、水平同期信号
の本数をカウントしたカウント数が認定値よりも大きい
ときには出力端子ＣＲから「Ｈ」レベルの信号を出力
し、この場合にはＡＮＤ回路２４の出力は「Ｌ」レベル
のままである。これによって、第１カウンタ２６が入力
端子ＣＬに入力される同期信号と入力端子ＣＫに入力さ
れる水平同期信号からカウントしている水平走査線のＮ
Ｏを、第１ラッチ回路２２は第１検出回路５の出力が入
力端子ＣＫに入力されることでラッチし、第２ラッチ回
路２３は第２検出回路６の出力が入力端子ＣＫに入力さ
れることでラッチする。したがって、第１ラッチ回路２
２および第２ラッチ回路２３は、ＣＰＵ９に対して、メ
モリ８に格納されたデータのうち部品の搬送方向である
Ｙ方向のアドレスとしてＹ₁からＹ₂までに関するデー
タについてのみ演算するように指定することができる。

【００２９】ゆえに、ＣＰＵ９はメモリ８に格納された
データのうち本当の部品についてのデータに関してのみ
演算するので、高速に処理ができる。

【００３０】なお、図１および図５において、傷キャン
セル回路の一部として用いたシフトレジスタは４ビット
のものに限定されるものでなく、傷や部品の大きさに依
存するものである。したがって、たとえば８ビットのも
のを使用すれば７クロック分のデータは傷として排除す
ることができる。

【００３１】

【考案の効果】以上のようにこの考案によれば、搬送さ
れてくる部品の画像を撮像し、その画像出力を２値化
し、２値化されたデータのうち傷に関するものを排除し
て記憶するので、演算を高速に行なうことができる。さ
らに、傷よりも大きな塵埃に関する画像出力を２値化し
て記憶したとしても、塵埃の画像出力であるかどうかを
判定して、その部分を排除して演算を行なうので高速な
演算を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例によるパーツフィーダの画
像処理装置の概略ブロック図である。

【図２】この考案の一実施例によるパーツフィーダの画
像処理装置の動作を説明するための第１の図である。

【図３】この考案の一実施例によるパーツフィーダの画
像処理装置の動作を説明するための第２の図である。

【図４】この考案の一実施例によるパーツフィーダの画
像処理装置の問題点を説明するための図である。

【図５】この考案の他の実施例によるパーツフィーダの
画像処理装置の概略ブロック図である。

【図６】従来のパーツフィーダの画像処理装置の概略ブ
ロック図である。

【図７】従来のパーツフィーダの画像処理装置の動作を
説明するための図である。

【図８】従来のパーツフィーダの画像処理装置の問題点
を説明するための図である。

【符号の説明】

１３画像１４ウィンドウ１５傷１６ゴミ１７シフトレジスタ１８ＯＲ回路１９選択スイッチ２０傷キャンセル回路２１第２カウンタ２２第１ラッチ回路２３第２ラッチ回路２４ＡＮＤ回路２５インバータ２６第１カウンタ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】搬送されてくる部品の画像を撮像し、そ
の画像出力を２値化して記憶し、前記部品の形状よりも
大きく設定された枠内において、前記部品の２値化像の
重心位置や主軸の傾きなどを演算し、その演算結果と基
準データとを比較し、一致する部品を通過させ、不一致
の部品を排除するパーツフィーダにおいて、前記２値化された画像出力をクロック分シフトするレジ
スタ手段と、前記レジスタ手段の出力および前期２値化された画像出
力に応答して、前記レジスタ手段にシフトされた画像出
力をクリアするクリア手段とを備え、前記レジスタ手段によってシフトされる期間以下に相当
する傷の画像出力を排除することを特徴とする、パーツ
フィーダの画像処理装置。
【請求項２】さらに、塵埃の画像出力に対して予め定
める認定値が設定され、水平同期信号から塵埃の画像出
力を判定する判定手段と、前記判定手段の出力に応答して、垂直および水平同期信
号から前記画像内における部品の領域を決定する決定手
段とを備え、前記決定手段で決定された領域に対応して記憶された画
像出力についてのみ演算することを特徴とする、請求項
１記載のパーツフィーダの画像処理装置。