JP3456330B2 - 部品の姿勢判別装置 - Google Patents

部品の姿勢判別装置

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拓巳 井上
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は部品の姿勢判別装置に関
する。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】例えば振動パーツフィー
ダにおいては多数の部品を受容するボウルの内周壁に螺
旋状の部品移送路を形成させており、このボウルのねじ
り振動により上記移送路に沿って部品を移送するように
しているが、この途上で該部品の移送姿勢を判別し、こ
の判別に基いて何らかの部品整送手段により所望の姿勢
にない部品は上記移送路から外方へと、例えば圧縮空気
によりボウル内方へと吹き飛ばすか、あるいは所望の姿
勢に矯正して、例えば方向を180度変換させるべくタ
ーンテーブルにより矯正して下流側の移送路へと導くよ
うにしたものは広く知られている。
【0003】然るに、従来の部品の姿勢を判別する装置
としては、例えば複数対の発光素子と受光素子とから成
り、各発光素子からの光線を通すべく移送路に貫通する
小孔を形成し、上記発光素子からの光を受けるべく受光
素子が配設されているのであるが、これらのうち一対の
発光素子及び受光素子はいわゆる同期用として用いら
れ、この光が遮断されると姿勢を判別すべき部品の先端
が検出位置に達したと判断し、このときの他の対の発光
素子及び受光素子においてどの受光素子に対応する発光
素子からの光が達しているかどうかをコンピュータ内で
判定し、これにより所定の姿勢と比較して、所定の姿勢
にないときには下流側の部品整送手段、例えば空気噴出
手段によりこの部品をボウル内方へと吹き飛ばす。ある
いは前後方向が逆であると判断したときには部品反転手
段により姿勢を正しい姿勢に矯正して下流側に供給する
ようにしている。
【0004】然るに、ボウル内に貯蔵されている部品が
一定の部品であれば問題はないが、今、他の形状の部品
について上述のような作用を行おうとすれば部品の姿勢
を判断すべき複数対の発光素子及び受光素子の配置を姿
勢を判別すべく変えなければならない。あるいはその個
数を変えなければならない。最近、搬送すべき部品が電
子部品のように非常に小型となっているので、これら発
光素子及び受光素子の配置作業は非常に面倒である。ま
た部品が小さくなるに応じて移送路に発光素子からの光
を通すべく貫通孔を形成しなければならないが、これも
小さくなりこれを形成することは非常に困難である。
【0005】本出願人は上述の問題に鑑みて、先に部品
の形状が変わっても直ちに迅速にこれに対処することが
でき、また如何なる形状あるいは如何なる小型の部品に
対しても正しく姿勢を判別することのできる振動部品搬
送機における部品整送装置を提供することを目的とし
て、特開平4−7211号に示すような装置を開発し
た。
【0006】然るに、上記装置においては、撮像装置と
してCCDカメラが用いられているが、これはボウルに
固定されており、又このカメラのシャッターを切るタイ
ミングは振動パーツフィーダのトラック上では公知のよ
うに部品は周期的なジャンプ運動を繰り返すことによ
り、一定方向に移送されるのであるが、このジャンプ運
動は周期的であるがためにトラックと一体的な位相にお
いてカメラのシャッターを切るようにしている。このた
めに、各種制御装置を必要としている。従って、カメラ
のシャッターを切るタイミングを取るのに複雑な回路を
必要とし、又カメラがボウルに固定されているために偏
荷重となり、ボウルの振動モードを不均一にする恐れが
ある。
【0007】本出願は上記問題に鑑みて、更に、振動搬
送機としての振動パーツフィーダのボウルの振動のモー
ドに干渉することなく、かつまたカメラのシャッターを
切るタイミングを取るために複雑な制御回路を必要とし
ない部品整送装置を提供することを目的として、所定の
移送路を振動により部品を搬送し、該部品の移送姿勢を
判別し、この判別に基いて部品整送手段により、所定の
姿勢にない部品を前記移送路から外方へと排除するか、
所望の姿勢に矯正して下流側の前記移送路へと導くよう
にした振動部品搬送機における部品整送装置において、
前記移送路の一部に切欠きを形成し、該切欠部に、又は
前記移送路の排出端部に近接させて前記搬送方向に上方
走行部分を走行させる一対のベルトコンベヤを間隙をお
いて配設し、これらベルトコンベヤのいずれか一方のベ
ルトを巻回させている駆動ローラと他方のベルトコンベ
ヤのベルトを巻回させている従動ローラとにチェーンベ
ルト又はタイミングベルトを巻回させ、前記駆動ローラ
又は従動ローラの回転軸にエンコーダを結合し、前記間
隙に整列して相対する側にラインセンサー撮像装置及び
光源を配設し、かつ該撮像装置の下流側のベルトコンベ
ヤ又は前記移送路に近接して前記部品整送手段を設け、
前記間隙上方を通過する部品の姿勢を前記ラインセンサ
ー撮像装置により撮像し、該撮像と予めコンピュータ内
で記憶されている所定の姿勢と比較して、これらが一致
しないときは該移送部品を前記部品整送手段を駆動して
外方へと排除するか、所望の姿勢に矯正するようにした
ことを特徴とする振動部品搬送機における部品整送装置
を提案した(特開平6−40545号)。
【0008】以下、この振動パーツフィーダおける部品
整送装置について図8及び図9を参照して説明する。
【0009】図8及び図9において、パーツフィーダ全
体は30で示され、そのボウル31は従来と同様な構造
を有するが、その内周壁にはらせん状のトラック32が
形成されており、その下流側端部は直線的に形成されて
おり、この上流側トラック部33aと下流側トラック部
33bとの間に切欠き36が形成されており、これにベ
ルトコンベヤ装置34が配設されている。
【0010】図9はベルトコンベヤ装置34の詳細が示
されているが、これは一対のベルトコンベヤ部41と4
2とからなり、ローラ45、46、49の周りに、及び
ローラ47、48、50の周りにほぼ三角形状にベルト
43、44が図示するように巻回されており、下方のロ
ーラ49、50のうち、49は駆動ローラであり、この
回転軸にモータ52の回転軸が直結されており、又他方
のローラ50は従動ローラとして機能し、これらローラ
49、50との間にタイミングベルト又はチェーン55
が図示するように巻回されている。
【0011】一対のベルトコンベヤ部41、42は以上
のように構成されるのであるが、上流側のベルトコンベ
ヤ41の排出側端部及び下流側のベルトコンベヤ42の
上流側端部との間には隙間sが形成されており、この上
下にラインセンサーとしてのCCDカメラ56が配設さ
れており、そのカメラ部56aが隙間sに対向してお
り、又この光軸が隙間sを通り、光源57と対向してい
る。又従動ローラ53の回転軸にはエンコーダ53で結
合されており、駆動ローラ52及び従動ローラ53はチ
ェーンベルト又はタイミングベルト55により、滑るこ
となく、完全に同期して回転し、従って駆動ローラ52
の回転数と従動ローラ53の回転数は一致する。すなわ
ちベルト43、44の走行速度は同一である。
【0012】又下流側のベルトコンベヤ42の下流側端
部に近接して、ボウルの方向すなわち斜めに向いた空気
噴出ノズル51が配設されており、この配管は電磁バル
ブ58を介して図示しないコンプレッサに接続されてい
る。このソレノイド58aは図示しないコンピュータの
出力端子に接続されている。
【0013】従来例の振動パーツフィーダにおける部品
整送装置は以上のように構成されるが、次にこの作用に
ついて説明する。
【0014】図8においてボウル31には、多量の整送
すべき部品dが収容されているが、図を分かりやすくす
るために省略している。従来と同様にねじり振動駆動部
を駆動すると、ボウル31はほぼその中心軸の周りにね
じり運動を行ない、トラック32に沿って部品dが移送
され、ベルトコンベヤ34の上流側ベルトコンベヤ部4
3の上に図9に示すようにのると、今まで振動により移
送されていた部品dはベルト43の上方走行部分を、こ
の走行とともに移送され、下流側ベルトコンベヤ42と
の間の隙間sを通過する。このときにこの上方に配設さ
れたラインセンサーとしてのCCDカメラ56により、
1ライン宛スキャンされ、その信号がコンピュータに順
次送られ、順次切り替えられて、部品dの後端部が間隙
sを通過すると、これに同期してコンピュータ内には、
その全体像を撮像したと判断して、予めコンピュータ内
に記憶されている所定の姿勢と比較して、これが一致し
たときには空気噴出ノズル51の側方を通過して下流側
移送路33bに転送され、これはボウル31と一体的に
形成されているので、振動により移送され、所定の姿勢
で次工程に供給される。
【0015】次に所定の姿勢にない部品dがボウル31
のトラック32の上流側の直線的なトラック部33aか
らベルトコンベヤ34の上流側ベルトコンベヤ部42に
のると、今まで振動で移送されていた部品dは上述と同
様にベルト43の回転により移送され、隙間sの上を通
過する時に上述と同様にラインセンサーとしてのCCD
カメラ56により1ライン宛スキャンされて、順次コン
ピュータに送りこまれてその後端部が間隙sを通過する
とともに、その全体像がコンピュータに供給されたこと
になり、コンピュータに予め記憶されている所定の姿勢
と比較して、今度は一致しないので電磁バルブ8のソレ
ノイド部58aを励磁する。これにより、電磁バルブ8
が開き、空気噴出ノズル51から噴出空気が噴出し、こ
れによりこの側方を通過する部品dはボウル31と一体
的に形成されているポケット35内に排出され、更にボ
ウル31の側壁部分に形成された開口を通ってボウル3
1の中央部又は下方トラック部に戻される。
【0016】なお駆動ローラ49と従動ローラ50との
間にはタイミングベルト又はチェーンベルト55が巻装
されているので、モータ52により駆動される駆動ロー
ラ49と従動ローラ53とは完全に同期して回転する。
すなわちベルト43と44とは同じ方向に同速で走行す
る。従って従動ローラ50に結合されたエンコーダ53
により駆動ローラ52の回転位相が順次検出されてお
り、これが、部品dの姿勢を検出した後、すなわちその
後端部が間隙sを通過した直後から空気噴出ノズル51
の正に側方を通過するまでの距離を算出し、正にその側
方で噴出空気を受けてポケット35内に排出される。
【0017】然るに上記装置においても、ベルトコンベ
ヤ部41、42間の隙間Sの調節が困難であり、更に振
動パーツフィーダ31の排出トラック部33aから上流
側のベルトコンベヤ部41に、その姿勢を崩すことなく
供給するための微調整が困難であり、この姿勢を判別す
べき部品の姿勢が移送方向に関して変更するようでは本
来の姿勢判別を行なうことが困難となる。
【0018】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
に鑑みてなされ、ベルトコンベヤのような摩耗の問題を
生ずることなく、また、ベルトコンベヤ部間の隙間の調
整を不要とする部品の姿勢判別装置を提供することを目
的とする。
【0019】
【問題点を解決するための手段】以上の目的は、電磁振
動パーツフィーダのトラックの側壁部に上下方向にスリ
ットを形成させ、該スリットを介して相対向して、上下
方向に直線的に並んだ複数の画素でなる受光面を有する
撮像カメラと、光源とを配設し、前記トラックの一部に
前記スリットに対応して上流側端部を位置させて下向き
傾斜面を形成するか、段差をもって低レベル移送面を形
成させ、前記側壁部に沿って振動により移送される部品
の姿勢を、前記スリットを通る前記光源からの光線の遮
蔽による前記画素の選択的ON−OFFにより判別する
ようにしたことを特徴とする部品の姿勢判別装置、によ
って達成される。
【0020】
【作用】部品がスリットに達すると撮像カメラがこれを
検知し、その上下方向に並んだ複数の画素でなる受光
面、すなわちいわゆるラインセンサにより、所定の走査
周期で上から下、あるいは下から上へと走査し、この間
部品は振動により移送されているのであるが、予めティ
ーチングされた姿勢と時間的に変動するウインドウの画
素のONN/OFFにより正姿勢か異姿勢か判断され、
異姿勢であれば下流側に配設された何らかのリジェクト
手段により側方へと排出されるのであるが、そのスリッ
トに達してから、その重心が下向き傾斜面の上流側端
部、または段差に達すると下流側に大きく回動する。こ
れにより仮に後続する部品を相当接していたとしても、
後続する部品の前端部で確実に姿勢を判別すべき1個の
部品の前端部が到達したということを検出することがで
きる。従って、所定の姿勢であると判断すべき部品の特
長を表す形状が一定であれば、その長さが如何なるもの
であっても同構成で所定の姿勢を判別することができ
る。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例による部品の姿勢判別
装置について、図面を参照して説明する。
【0022】図1は本実施例の部品の姿勢判別装置を示
し、その全体は1で示されるが、公知の椀形状のボウル
Bを備えた振動パーツフィーダ2とこれに接続されるリ
ニア振動フィーダ3とからなる。振動パーツフィーダ2
は公知の構造を有し、その下方には捩り振動駆動部を有
するのであるが、ボウルB内にはスパイラル状にトラッ
ク4を形成させており、その排出端部4bは直線的に形
成され、リニア振動フィーダ3のトラフに間隙bをおい
て接続される。
【0023】本発明によれば、振動パーツフィーダ2の
ボウルBの側壁部2aの一部に、図2に明示されるよう
な上下方向に延びるスリットsが形成されており、これ
に対向してCCDカメラ6と光源7とが配設されてい
る。これらは図示せずとも静止部に適宜、支柱を介して
支持されているものとする。
【0024】図2に明示されるように、撮像位置5にお
いて側壁部2aに上下方向のスリットsが形成されてい
るのであるが、これの中心線に整列するように縦に直線
的に並んだ複数の、例えば128個、すなわち128ビ
ットでなるCCD(Charge Coupled D
vice)を受光面6aとするCCDカメラ6が配設さ
れている。本実施例では部品mは図示するような板状の
部品mであるが、突起部ma及び長方形状の本体mbと
からなっており、突起部maを前方にした部品を正しい
姿勢としている。また図2において、先行する部品m’
は、従って異姿勢の部品としている。スパイラル状のト
ラック4はスリットsの中心線に対応して、その上流側
端部T(巾方向に直線的)を位置させて傾斜面4aに連
接されており、これは所定距離延在し、直線的な排出端
部4dには、再びほゞ水平なトラック部4cを介して連
なる。
【0025】CCDカメラ6にはコンピュータ30が接
続されており、図3にその概略が示されているが、主と
してテンプレート・メモリ回路、マッチング・メモリ回
路及び判別回路40からなっており、更に本実施例によ
れば、コンピュータ30には、外から発振周波数が調節
可能な発振器31が接続されている。テンプレート・メ
モリ回路では、図3の上方で示されているように、正し
い姿勢の部品mをコンピュータ30に教示させ、上下方
向における一つのウインドウを形成する受光面6a内に
おいて部品mを実際に移動させて、この時ウインドウW
で、どれだけの画素が光を受けるかどうか、すなわちO
N数を順次教示させている。
【0026】従ってテンプレート・メモリ30に図示さ
れているように、本実施例は発振器31の発振周波数で
128ビットの画素の走査周波数が定められているので
あるが、図では3本の走査線で得られたウインドウW1
が示されている。これが部品mの移動と共にLの長さで
あれば、この距離分移送される間に発振周波数に応じた
数のウインドウの選択的な画素のONかOFFの数がメ
モリされている。マッチング・メモリ回路では発振周波
数31の出力周波数に同期して部品mの移送と共にマッ
チング・メモリ33において1、2、3、・・・・・、
Lで示されているように、その光源7により投影される
影に応じた画素のON−OFFが得られ、コンピュータ
30内でテンプレート・メモリ回路32とマチッチング
・メモリ回路33とで順次得られる時間的な変化に応じ
て、テンプレート・メモリ回路のメモリと比較され、図
では判別回路42においては3本目のウインドウの比較
が示されているが、ひとつのウインドウにおいて暗部と
なる、すなわちOFFである画素数を順次カウントして
いき、このカウント数が実測値とメモリ値とで比較さ
れ、この一致数がカウントされて行く。そしてそのカウ
ント値が判定レベルより大であれば正しい姿勢の部品が
移送されていると判断し、それ以下では異姿勢の部品と
判断され空気噴出ノズル8から空気を噴出させてボウル
Bの内方に排除するようにしている。
【0027】本発明の実施例による部品の姿勢判別装置
1は以上のように構成されるが、次にこの作用について
説明する。
【0028】既に述べたように、先ず、本装置の使用に
あたっては実際にその姿勢を判別される部品mをボウル
B内で移送させることにより、またこの時、発振器31
の出力周波数を振動パーツフィーダ2のボウル4上の移
送速度に合わせて調節されている。図3の左方に画かれ
ているように、この部品mの約上半部がウインドウを形
成するラインセンサで光源7からの光線が投影されてそ
の長さL分だけ移送される間にウインドウWのCCD画
素のON−OFF数が順次テンプレート・メモリ32に
メモリされ、正しい姿勢の画像パターンが教示される。
【0029】多量の部品mがボウルB内に投入され、図
示しない捩り振動駆動部を駆動させると部品mはトラッ
ク4に沿って、本実施例では立った姿勢で側壁部にもた
れた形でその上縁部に取り付けられた帯板10と移送面
の巾とにより、単層、単列でスリットsへと導かれる。
ここで、先にその姿勢を判別された部品m’が異姿勢で
あるので、コンピュータ30内の判別回路37からの出
力によりボウルB内に排除される。本発明によれば、ト
ラック4の水平部にその上流側端部Tがスリットsの中
心線に対応して定められた傾斜面4aが連接されている
ので、先の部品m’が、その重心Gが端部Tを過ぎる
と、直ちにこの周りに図2において時計方向に回動す
る。従って、今、仮に姿勢を判別すべき部品mの突起部
maと先行する部品m’の突起部m’とが上流側のトラ
ック4で相当接して移送されてきたとしても、この端部
Tにおいて大きく時計方向に回動するために、先の部品
m’の姿勢が判別された後、この突起部maとma’が
大きく離れる。これにより、この姿勢を判別すべき部品
の突起部maがウインドウWで形成する受光面6の中心
線に至る直前に部品m’は離れているので、間違いなく
その前端部がスリットsに到達したことを検知し、これ
からコンピュータ30の指令によりその上半部の影が、
図3におけるマッチング・メモリ33において図示され
ているように、1、2、3、・・・・・、Lと順次、画
素のON−OFF数が読まれていくのであるが、これが
順次テンプレート・メモリのパターンと比較され、ON
又はOFFとなっている画素の数がカウントされ、この
マッチング・メモリ33とテンプレート・メモリ32と
の間の一致数が判定レベルより大であればyes、すな
わち判定回路36で正方向と判定されて空気噴出ノズル
8を駆動させることなく、そのままリニア振動フィーダ
3へと移送される。また、判定レベルより一致数が小で
あれば、異姿勢と判断され空気噴出ノズル8を駆動させ
てこの部品m’をボウルB内に排除する。
【0030】本実施例は以上のように構成され作用を行
なうので、正姿勢とされる部品の先端部にある特長を有
する形状があれば、その長さが如何なる部品に対しても
この装置で共通に正姿勢と異姿勢を判別することができ
る。また傾斜面4aを設けたことにより従来であれば姿
勢を判別すべき部品が相連接していれば、異姿勢と判断
されて両方の部品とも排除されていたのであるが、本実
施例によれば確実に1個ずつ部品の姿勢が判別され、正
しい姿勢の部品は100%正しい姿勢とされて下流側に
導かれる。
【0031】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【0032】例えば、以上の実施例では上下に延びるC
CDの画素が128ビットでなるとしたが、勿論ビット
数はこれに限ることなく、これより大となっても小とな
ってもよく、要するに部品の正しい姿勢の前端部を読み
取ることができればよい。
【0033】また、以上の実施例では、上下方向に延び
る一列の画素によりウインドウを形成するとしたが、複
数列、例えば3列で形成してもよい。この場合には各時
間的に変化するウインドウの画素数の一致数は、その3
本のうち1本でも一致しなければ異方向と、すなわち一
致していないと判断する。
【0034】また、以上の実施例では、振動パーツフィ
ーダ2においてスリットsを設け、部品mの姿勢を判別
するようにしたが、勿論、直線的なトラフを有するリニ
ア振動フィーダにおいて側壁部にスリットを設け、本発
明による構成の姿勢判別装置を適用してもよい。
【0035】また、以上の実施例では、部品mは板状と
して側壁部に偏った姿勢で移送させるようにしたが、板
状でなくブロック状、例えば円筒体であってもよく、こ
の場合、例えば図示するような側面形状で、突起部ma
及び本体mbが円筒体で同軸上にあるような形状の部品
でも本発明には適用可能である。この場合にはトラック
4はボウルの径外方に下向きに傾斜させるものとする。
【0036】また、以上の実施例では、部品の約半部を
ウインドウWにより画素のON−OFFで検出するよう
にしたが、更に上端部、例えば上方部3分の1の高さを
ウインドウでスキャンするようにしてもよい。
【0037】また、以上の実施例では、発振器31を使
って振動パーツフィーダ2のトラック4上の部品の移送
速度に合うように調節したが、これはコンピュータ30
内で固定された周波数を発生させるようにしてもよい。
【0038】また、以上の実施例では、スパイラル状の
トラック4の水平部から傾斜面4aへと連接させたが、
この上流側端部Tにおいて段差を設け、同じくほゞ水平
であるが一段下がった低レベルの移送面として、この段
差で傾動をさせるようにしてもよい。勿論この場合にも
部品m’はこの端部Tをその重心Gが通過すると大きく
傾いて実施例と同様な効果を奏することは明らかであ
る。
【0039】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の部品の姿勢
判別装置によれば、そのトラックの途中にベルトコンベ
ヤ部を設けたりせずとも、部品の姿勢を判別することが
でき、しかも正しい姿勢の部品はほゞ100%正しいも
のとして次工程へ供給することができる。また、正しい
姿勢の部品の先端部が同じであれば長さの異なる部品に
そのまゝ共用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による部品の姿勢判別装置の平
面図である。
【図2】同要部の拡大正面図である。
【図3】同装置に用いられるコンピュータのブロック図
及びこれに関連して部品の正しい姿勢のティーチングの
方法を示すための部品の正面図を示す。
【図4】従来例の部品の姿勢判別装置の平面図である。
【図5】図4における[5]−[5]線方向の部分拡大
側面図である。
【符号の説明】 6 CCDカメラ 4 トラック 4a 傾斜面 7 光源 8 空気噴出ノズル m 部品
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 B07C 1/00 - 9/00 B65G 43/00 - 43/10 B65G 47/00 - 47/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁振動パーツフィーダのトラックの側
    壁部に上下方向にスリットを形成させ、該スリットを介
    して相対向して、上下方向に直線的に並んだ複数の画素
    でなる受光面を有する撮像カメラと、光源とを配設し、
    前記トラックの一部に前記スリットに対応して上流側端
    部を位置させて下向き傾斜面を形成するか、段差をもっ
    て低レベル移送面を形成させ、前記側壁部に沿って振動
    により移送される部品の姿勢を、前記スリットを通る前
    記光源からの光線の遮蔽による前記画素の選択的ON−
    OFFにより判別するようにしたことを特徴とする部品
    の姿勢判別装置。
  2. 【請求項2】 前記撮像カメラに発振器を接続し、該発
    振器の出力周波数を前記電磁振動パーツフィーダの部品
    移送速度に応じて調節可能とし、該出力周波数で前記受
    光面を走査するようにしたことを特徴とする請求項1に
    記載の部品の姿勢判別装置。
JP34739795A 1995-12-14 1995-12-14 部品の姿勢判別装置 Expired - Fee Related JP3456330B2 (ja)

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