JP2611935B2 - パーツフィーダの画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、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（パー
ツ）を搬送し搬送される部品を撮像してその姿勢、形
状、および寸法などを判別し、所望の部品を供給するパ
ーツフィーダの画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のパーツフィーダの一部を破
断した斜視図、図８はパーツフィーダの部品排除部の断
面に、装置構成を加えたブロック図である。

【０００３】図７および図８を参照して以下パーツフィ
ーダの構成について説明する。パーツフィーダ５１には
ボウル３２が設けられており、ボウル３２の底壁部には
図示しないが可動コアや電磁石などが配置されている。
これらの作用によってボウル３２に振動が与えられる。
ボウル３２の内周壁３２ａには螺旋状の部品移送用のト
ラック３１が形成され、その排出端部は直線的なトラッ
ク５５になっていて、ここから次の工程へ部品ｍが供給
される。

【０００４】トラック３１の所定の位置には、透明板
（または半透明板）３３が設けられており、この透明板
３３の上方には、ＣＣＤカメラ３５が設けられている。
ＣＣＤカメラ３５の下方には、透明板３３を挟んで光源
３４が設けられている。この光源３４からの光が透明板
３３上を通過する部品ｍに照射され、部品ｍによる影が
ＣＣＤカメラ３５によって撮像される。

【０００５】また部品ｍがＣＣＤカメラ３５によって撮
像される位置に面したボウル３２の内周壁３２ａには、
空気噴出口３６が設けられている。空気噴出口３６には
給気管３７ａの一部が挿入され、給気管３７ａおよび３
７ｂは電磁バルブ３８を介して、圧縮空気供給装置３９
に接続されている。画像処理装置４０の中にはメモリが
設けられており、メモリには基準部品（所望の姿勢の部
品）の輪郭を認識するための所定の判別点における撮像
データが記憶されている。画像処理装置４０はＣＣＤカ
メラ３５により搬送されてきた部品の撮像画像に基づき
判別点における撮像データと基準部品の撮像データとを
比較し、一致した率が所定の値より低いと判別した場合
は、信号Ｐを電磁バルブ３８に出力する。電磁バルブ３
８は信号Ｐに応答して開閉し給気管３７ａおよび３７ｂ
を一定の時間導通させる。

【０００６】次にパーツフィーダの動作について説明す
る。パーツフィーダの底に多数の部品を投入し、ボウル
３２を回転および上下方向に振動させると、部品は振動
による力を受けボウル３２の内周壁３２ａに沿ってトラ
ック３１を上昇し、透明板３３上に到達する。

【０００７】画像処理装置４０は、このときのＣＣＤカ
メラ３５の撮像出力に基づいて上述のように部品の判別
点の撮像データと、基準部品の撮像データを比較し、両
データの一致した率が所定の値より低ければ部品排除信
号Ｐを出力する。電磁バルブ３８は画像処理装置４０か
らの部品排除信号Ｐの出力に応答して開閉する。これに
よって給気管３７ａおよび３７ｂを介して圧縮空気供給
装置３９と導通した空気噴出口３６から噴出された圧縮
空気は、所望の姿勢でない部品を吹き飛ばす。

【０００８】図９は従来のパーツフィーダの画像処理装
置４０中のメモリに記憶される、部品の判別点の設定方
法を示した図である。

【０００９】基準部品の姿勢はＣＣＤカメラ３５より撮
像され、画像処理装置４０中でＡ／Ｄ変換され、２値化
された後デジタル画像データ２７として画像処理装置４
０中のメモリに記憶される。（ａ）に示すように、記憶
されたデジタル画像中の所定のスキャン方向（たとえば
搬送方向に直交する方向）の線上の撮像データが抽出さ
れ、抽出された撮像データ中での撮像データが“１”か
ら“０”に変化するデータ変化点１が部品の左側輪郭に
対応する第１のエッジ部分となり、撮像データが“０”
から“１”に変化するデータ変化点２が部品の右側の輪
郭に対応する第２のエッジ部分となる。これらのエッジ
部分を判定するために第１、第２エッジ部分から前後に
距離Ｌ離れた点に判別点２３ａから２３ｄを設定する。
そしてこの場合であれば判別点２３ａの撮像データが
“１”、判別点２３ｂの撮像データが“０”、判別点２
３ｃの撮像データが“０”、判別点２３ｄの撮像データ
が“１”となったとき第１エッジ部分および第２エッジ
部分が所定の位置にあると判別される。同様に搬送方向
に対して所定の巾ｗで複数の線上のデータを抽出し、
（ｂ）に示すように複数の判別点を設定する。メモリに
はこのようにして設定された判別点の位置と判別点のデ
ータが記憶される。図中では“０”が記憶される判別点
を黒丸、“１”が記憶される判別点を白丸で示す。

【００１０】搬送されてきた部品の姿勢が基準部品の姿
勢と一致しているかは、この判別点での画像データによ
り判定される。すなわち搬送されてきた部品の姿勢は、
ＣＣＤカメラ３５より撮像され、画像処理装置４０中で
Ａ／Ｄ変換され、２値化された後デジタル画像データと
して画像処理装置４０中のメモリに記憶される。搬送さ
れてきた部品のデジタル画像データから判別点における
撮像データが抽出され、搬送されてきた部品の撮像デー
タと基準部品の撮像データの一致率が設定値以上であれ
ば、基準部品の姿勢と搬送されてきた部品の姿勢は同じ
であると判定され、搬送されてきた部品の判別点におけ
る撮像データと基準部品の判別点における撮像データの
一致率が設定値未満であれば、基準部品の姿勢と搬送さ
れたきた部品の姿勢は異なると判定される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなパーツフィーダの画像処理装置では正確に部品の姿
勢を判定できない場合があった。

【００１２】図１０は従来のパーツフィーダの画像処理
装置の問題点を示すための図である。

【００１３】（ａ）では基準部品の姿勢の撮影する方向
から見た輪郭２８が示されており、データを抽出するス
キャン方向が搬送方向に直交する方向で、その間隔がｗ
とした３６ヶ所の判別点２３が設定されている。

【００１４】（ｂ）では基準部品とは逆方向の姿勢をし
た排除されるべき部品が搬送されてきた場合の輪郭３０
が示されている。このとき、判別点における撮像データ
が、（ａ）の基準部品の判別点における撮像データと異
なる点は、判別点２３ｅと２３ｆの２ヶ所のみであり、
残りの３４ヶ所は一致する。これを一致率で示すと、 （ｂ）における一致率＝（３４／３６）×１００＝９４
％ となり、この例では９４％以下の一致率であればその部
品は不良姿勢のものと判別されることになる。

【００１５】これに対して（ｃ）に示されるように、Ｃ
ＣＤカメラ３５のレンズの汚れや、搬送される部品を載
せた透明板３３の汚れや、電気的なノイズなどによりた
とえば判別点２３ｇ，２３ｈにおける撮像データの抽出
に誤りが生じたとする。この場合（ｃ）の判別点２３に
おける撮像データが、基準部品の撮像データと異なる点
は、判別点２３ｇ、２３ｈの２ヶ所であるので、 （ｃ）における一致率＝（３４／３６）×１００＝９４
％ となり、正しい姿勢であるにもかかわらず、不良姿勢の
部品と判別されてしまう。

【００１６】それゆえにこの発明の主たる目的は、部品
選別能力の高いパーツフィーダの画像処理装置を提供す
ることである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るパ
ーツフィーダの画像処理装置は、基準となる部品の輪郭
に対応する位置に設定され、部品の輪郭を認識するため
の判別点における基準となる部品のデータと、搬送され
てくる部品の判別点におけるデータとを比較し、比較結
果が所定の条件でなければ部品を排除するパーツフィー
ダの画像処理装置において、基準となる部品の輪郭の一
部分であって、搬送方向に対してその位置が把握できれ
ば部品の搬送姿勢が判別できる特徴部分に対応する位置
に対する判別点の設定度合を、特徴部分以外の部分に対
する設定度合に比較して増すことを特徴としている。

【００１８】

【作用】請求項１のパーツフィーダの画像処理装置で
は、特徴部分に対する判別点の設定度合を、他の部分に
対する設定度合に比較して増すようにして部品選別を行
なう。

【００１９】

【実施例】図１はこの発明の一実施例のパーツフィーダ
の画像処理装置４０のブロック図である。

【００２０】図を参照してまずパーツフィーダの画像処
理装置４０の構成について説明する。画像処理装置４０
は、画像データをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部
３、２値化回路４、画像データを一時記憶するメモリ
５、基準部品の判別点の位置および判別点での撮像デー
タを記憶する基準部品メモリ１３、モニタ１７、Ｉ／Ｏ
１５、搬送されてきた部品の判別点の撮像データと基準
部品の判別点の撮像データを比較し、判定するＣＰＵ１
１から構成されている。また、ＣＰＵ１１は判別点を自
動設定したり、モニタ１７の制御や、Ｉ／Ｏ１５を介し
て電磁バルブの制御を行なう。

【００２１】図２はこの発明の一実施例のパーツフィー
ダの画像処理装置の基準部品の判別点設定処理を示すフ
ローチャート、図３は判別点の設定パターンを示すため
の図である。

【００２２】図１から図３を用いて、以下この発明の一
実施例によるパーツフィーダの画像処理装置での部品の
判別点の設定処理について説明する。

【００２３】基準となる部品の姿勢はＣＣＤカメラによ
り撮像される。撮像データはＡ／Ｄ変換部３で、デジタ
ル画像に変換され、２値化回路４にて２値化された後、
メモリ５に記憶される。記憶された画像はモニタ１７に
映し出される。パーツフィーダ使用者はモニタ１７を見
ながら基準部品の特徴部分の判別点の設定度合を特徴部
分以外の部分での設定度合よりも増すように、判別点設
定モードと判別点設定領域をＩ／Ｏ１５を通してパーツ
フィーダの画像処理装置４０に入力する（ステップＳ１
０、Ｓ１１）。ここで特徴部分とは基準部品の輪郭の一
部分であって、搬送方向に対してその位置が把握できれ
ば部品の搬送姿勢が判別できる部分であり、図９の
（ａ）で示した例では２１の部分である。またステップ
Ｓ１０において入力される設定モードとは、撮像データ
を基準部品のデジタル画像から抽出するスキャン方向を
設定するモードである。設定モードの種類は図３では一
例として４種類示されている。モードＡは搬送方向に対
して直交する方向に設定するものであり、モードＢは搬
送方向に対して平行の方向に設定するもの、モードＣは
モードＡとモードＢとの組合わせである。設定モードＤ
は基準部品の撮影する方向から見た輪郭内に判別点を設
定するものである。

【００２４】ステップＳ１１において入力される判別点
設定領域は、基準部品の撮像画像中の判別点を部品の特
徴部分に応じて設定する領域である。判別点設定領域の
種類は図３では一例として１１種類示されている。設定
領域１は基準部品全体に対応する領域であり、設定領域
２から設定領域４は、搬送方向に対して直交する線分に
よって区切られる領域であり、設定領域５から設定領域
７は搬送方向に対して平行する線分によって区切られる
領域であり、設定領域８、９、Ａ、Ｂは基準部品の重心
を原点とする直交座標系で区切られた各象限である。

【００２５】設定モードと設定領域の組合わせによる設
定例を図３中（１）から（５）で示す。（１）から
（４）は部品の内部に特徴部分２１がある部品、（５）
は部品の一角に特徴部分２１がある部品である。

【００２６】（１）において設定モードＡ、設定領域１
を選択した場合、基準部品の輪郭２８の全体を搬送方向
に対して直交する方向にスキャンし判別点２３を設定す
る。この設定は従来例と同じであり、特徴部分２１に対
する判別点２３の設定度合は他の部分に対する設定度合
と同じである。

【００２７】（２）において設定モードＢ、設定領域１
を選択した場合、基準部品の全体を搬送方向に対して平
行にスキャンし判別点２３を設定する。この設定も従来
例と同じであり、特徴部分２１に対する判別点２３の設
定度合は他の部分に対する設定度合と同じである。

【００２８】（３）において設定モードＡ、設定領域２
を選択した場合、基準部品の輪郭２８の中で特徴部分２
１を含む部分のみをスキャンするため特徴部分２１に対
する判別点２３の設定度合を他の部分に対する設定度合
に比較して増すことができる。

【００２９】（４）において設定モードＤ、設定領域６
を選択した場合でも、特徴部分２１に対する判別点２３
の設定度合を他の部分に対する設定度合に比較して増す
ことができる。

【００３０】（５）のような部品の一角に特徴部分があ
る部品において設定モードＡ、設定領域８を選択した場
合、特徴部分２１に対する判別点２３の設定度合を他の
部分に対する設定度合に比較して増すことができる。

【００３１】このようにして、ステップＳ１０，Ｓ１１
において、入力された判別点設定モード、判別点設定領
域に従い、ステップＳ１２で判別点を自動生成する。

【００３２】図４はこの発明の一実施例のパーツフィー
ダの画像処理装置における部品の判定処理のフローチャ
ートである。

【００３３】図１および図４を用いてこの発明の一実施
例のパーツフィーダの画像処理装置における部品の判定
処理について説明する。

【００３４】ステップＳ２０において搬送されてきた部
品はＣＣＤカメラにより撮像され撮像データはＡ／Ｄ変
換部３によりデジタル信号に変換された後、２値化回路
４で２値化されメモリ５に記憶される。ステップＳ２１
においてメモリ５中の搬送されてきた部品の判別点にお
ける撮像データと基準部品メモリ１３中の基準部品の判
別点の撮像データとが比較される。ステップＳ２２にお
いてＣＰＵ１１は比較データの一致率が規定値以上かど
うか判別し、一致率が規定値以上であればステップＳ２
４において部品を通過させ、一致率が規定値よりも小さ
ければステップＳ２３においてＩ／Ｏ１５を通して部品
排除信号Ｐを出力する。

【００３５】図５はこの発明の一実施例による具体例で
あり、基準部品の特徴部分に応じて設定する判別点を説
明するための図である。（ａ）において基準部品１９の
特徴部分２１に、判別点の設定度合を特徴部分２１以外
の部分に対する設定度合に比較して増すため、（ｂ）に
おいて操作者は設定モードに図３のモードＡを指定し、
（ｃ）において操作者は設定領域を図３の領域８に指定
する。その結果（ｄ）に示される部分に判別点２３が設
定される。

【００３６】図６はこの発明の一実施例による判別効果
を説明するための図である。（ａ）はこの発明における
パーツフィーダの画像処理装置での基準部品の輪郭２８
と設定された判別点４３を示す。（ｂ）は搬送されてき
た部品の輪郭３０が、基準部品の輪郭と逆の方向であっ
た場合を示す。このとき搬送されてきた部品３０の判別
点における撮像データと基準部品の判別点における撮像
データで異なる点は４３ａから４３ｃの３ヶ所であるの
でその一致率は、 一致率＝（７／１０）×１００＝７０％ である。

【００３７】（ｃ）は従来のパーツフィーダの画像処理
装置での基準部品の輪郭２８と、設定された判別点４５
を示す。（ｄ）は搬送されてきた部品の輪郭３０が基準
部品と逆の方向であった場合を示す。このとき搬送され
たきた部品３０の判別点における撮像データと基準部品
の判別点における撮像データで異なる点は４５ａから４
５ｆの６ヶ所であるのでその一致率は、 一致率＝（３４／４０）×１００＝８５％ である。

【００３８】つまり特徴部分に対する判別点の設定度合
を増すと、排除されるべき部品の判別点の一致率を下げ
ることができる。

【００３９】なお上記実施例では判別点設定モードを４
種類としたが、搬送方向に対して斜め方向などの線分の
データを抽出する設定モードを設けてもよいし、任意の
方向を入力できるようにしてもよい。

【００４０】また上記実施例では、判別点設定領域を１
１種類としたが、他の設定領域を設けてもよいし、任意
の領域を入力できるようにしてもよい。

【００４１】さらに上記実施例では、判別点同士の設定
間隔をすべての位置で等しくしたが、判別点のうち特徴
部分に対する判別点同士の設定間隔を特徴部分以外の部
分に対する判別点同士の設定間隔より狭くしても、排除
すべき部品に対する判別点の一致率を下げることができ
る。

【００４２】さらに上記実施例では、部品の輪郭を認識
するためにＣＣＤカメラを用いたが、フォトセンサアレ
イや、光電変換素子などを用いて部品の輪郭を認識して
もよい。

【００４３】

【発明の効果】以上のようにこの発明では、部品の特徴
部分の判別点の設定度合を他の部分に比べて増すので、
比較結果が明瞭となり正確な部品の判別を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のパーツフィーダの画像処
理装置のブロック図である。

【図２】この発明の一実施例のパーツフィーダの画像処
理装置の基準部品の判別点設定処理を示すフローチャー
トである。

【図３】判別点の設定パターンを示すための図である。

【図４】この発明の一実施例のパーツフィーダの画像処
理装置における部品の判定処理のフローチャートであ
る。

【図５】この発明の一実施例による具体例であって、基
準部品の特徴部分に応じて設定する判別点を説明するた
めの図である。

【図６】この発明の一実施例による判別効果を説明する
ための図である。

【図７】従来のパーツフィーダの一部を破断した斜視図
である。

【図８】パーツフィーダの部品排除部の断面に装置構成
を加えたブロック図である。

【図９】従来のパーツフィーダの画像処理装置中のメモ
リに記憶される部品の判別点の設定方法を示した図であ
る。

【図１０】従来のパーツフィーダの画像処理装置の問題
点を示すための図である。

【符号の説明】

１９ 基準部品 ２１ 特徴部分 ２２ スキャン方向 ２３，４３ 判別点

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準となる部品の輪郭に対応する位置に
   設定され、部品の輪郭を認識するための判別点における
   前記基準となる部品のデータと、搬送されてくる部品の
   前記判別点におけるデータとを比較し、比較結果が所定
   の条件でなければ部品を排除するパーツフィーダの画像
   処理装置において、 前記基準となる部品の輪郭の一部分であって、搬送方向
   に対してその位置が把握できれば部品の搬送姿勢が判別
   できる特徴部分に対応する位置に対する前記判別点の設
   定度合を、前記特徴部分以外の部分に対する設定度合に
   比較して増すことを特徴とした、パーツフィーダの画像
   処理装置。
2. 【請求項２】 前記判別点は、前記特徴部分を含む前記
   輪郭の一部分に対してのみ設定されることを特徴とし
   た、請求項１記載のパーツフィーダの画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記判別点のうち、前記特徴部分に対す
   る判別点同士の設定間隔は、前記特徴部分以外の部分に
   対する判別点同士の設定間隔より狭いことを特徴とし
   た、請求項１記載のパーツフィーダの画像処理装置。