JP6299130B2

JP6299130B2 - パーツフィーダ

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Publication number: JP6299130B2
Application number: JP2013201174A
Authority: JP
Inventors: 迎　邦暁; 邦暁迎; 和彦有村; 智三犬井; 進入江
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2018-03-28
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: JP2015067386A

Description

本発明は、撮像手段により取得した画像データにおいて、ワークの良否等を判別する際の前提となるワークの認識を行うものであり、表裏で光の反射効率が異なるワークであっても画像データ中で安定して認識することが可能なパーツフィーダに関する。

従来より、搬送対象物であるワークを搬送路に沿って搬送するパーツフィーダが知られている。例えば特許文献１，２には、搬送途中のワーク表面を撮像する撮像手段を備え、撮像手段で撮像した画像データに基づいてワークの形状や姿勢を判別して不良なワークを搬送路上から排除するパーツフィーダが開示されている。特許文献１，２に開示のパーツフィーダでは、搬送路において撮像手段により撮像される部分（撮像範囲内）全体を、ごみが付着しにくいテフロン（登録商標）系樹脂や傷が生じにくい単結晶サファイアで形成しており、これによって画像データにごみ等が現れることを抑制し、ワークの正しい検出像を得てワークの良否を正確に判別している。

特開平６−３１２８２６号公報特開平７−２５４４４号公報

ところで、上記のような良否判別機能を有する従来のパーツフィーダでは、例えば、撮像手段が得た画像データに二値化等の前処理を施し、前処理後の画像データに現れたワークを認識して、パターンマッチング等により当該ワークの姿勢や形状を判別している。

また、ワークとしては種々のものが用いられ、例えばワーク表面の反射効率もワークによって様々である。反射効率が低いワークは、光を吸収したり表面の凹凸により光が乱反射する（拡散性が高い）ことから、撮像手段で撮像すると画像データに暗く写る。また、反射効率が高い（鏡面）ワークは、撮像手段で撮像すると画像データに明るく写る。そのため、画像データにおいてワークを安定して認識するためには、搬送面において少なくとも撮像範囲内をワーク表面と反射効率を大きく異ならせることが通例である。

しかしながら、ワークとして図２に示すようにワーク本体Ｗ_１０の表面の一部が樹脂によりコーティングされて上面Ｗ_１と下面Ｗ_２とで反射効率が異なるもの、すなわち撮像手段と対向している面によって暗く現れたり、又は明るく現れたりするもの等を用いた場合、特許文献１，２に開示のパーツフィーダのように、搬送面のうち撮像範囲全体が同一の素材で形成されて撮像範囲内の反射効率が均一のものでは、ワークの正確な良否の判別が困難となって、判別ミス（例えばワークの大きさや形状を誤る、良否判別することなくワークを通過させる）が生じやすくなるという問題がある。

この理由を図１３，１４を用いて述べる。図２に示すようなワークＷは、画像データにおいて反射効率が低い上面Ｗ_１は暗く現れる一方、反射効率が高い下面Ｗ_２は明るく現れる。そのため、仮に搬送路の搬送面２１０の反射効率を高く設定した場合、画像データにおいて、ワークＷの上面Ｗ_１は図１３（ａ）に示すように搬送面２１０との明度差が大きく認識が容易であるが、ワークＷの下面Ｗ_２は図１３（ｂ）に示すように搬送面２１０と同化して認識されにくい。なお、画像データにおいて、ワークＷの側面Ｗ_３は、図１３（ｃ）に示すようにコーティングが施されている部分は搬送面２１０との明度差が大きく認識が容易であるが、それ以外の部分は搬送面２１０と同化して認識されにくい。そのため、搬送面２１０の反射効率を高く設定した場合、下面Ｗ_２が撮像手段と対向するように搬送されてきたワークＷは、画像データにおいて認識されにくい。

一方、仮に搬送面２１１の反射効率を低く設定した場合、画像データにおいて、ワークＷの下面Ｗ_２は図１４（ｂ）に示すように搬送面２１１との明度差が大きく認識が容易であるが、ワークＷの上面Ｗ_１は図１４（ａ）に示すように搬送面２１１と同化して認識されにくい。なお、ワークＷの側面Ｗ_３は、図１４（ｃ）に示すようにコーティングされている部分は搬送面２１１と同化して認識されにくいが、それ以外の部分は搬送面２１１との明度差が大きく認識が容易となる。そのため、搬送面２１１の反射効率を低く設定した場合には、上面Ｗ_１が撮像手段と対向するように搬送されてきたワークＷは、画像データにおいて認識されにくい。

このように、搬送面の反射効率をどのように設定したとしても、ワークＷの少なくとも何れかの面は画像データ中で認識されにくく、形状等が正確に認識されなかったワークＷについて良否を正確に判別することは困難である。

なお、画像データを二値化する際の閾値を微調整することで、ワークＷの表面と搬送面との明度差が小さい画像データからワークＷを認識することも可能であるが、このような二値化処理は調整が難しく、実用的ではない。

本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、表裏で光の反射効率が異なるワークを用いる場合でも、撮像手段で取得した画像データからワークを安定して認識することが可能なパーツフィーダを提供することを目的としている。

本発明は以上のような問題点を鑑み、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明に係るパーツフィーダは、ワークを搬送させる搬送路と、前記搬送路の搬送面に対向する位置に設置され、前記搬送路に設定された撮像位置を通過する前記ワークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像により取得された画像データから当該ワークを認識するワーク認識手段とを備えたものであって、前記搬送路の前記搬送面には、少なくとも前記撮像手段の撮像範囲内には、光の反射効率がそれぞれ異なる複数の反射領域が形成されており、当該複数の反射領域のうちの少なくとも１つは前記搬送路の一部を切り欠いてなり、これにより当該複数の反射領域は前記ワークの搬送方向と直交する方向に交互に低反射領域と高反射領域として形成されており、前記撮像手段は、前記撮像範囲内にワークが位置するときにワーク表面とともに当該ワーク周辺に表出している前記搬送面の前記反射領域が撮像された画像データを取得し、前記ワーク認識手段は、前記画像データにおける前記ワーク表面と前記反射領域との色要素差に基づいてワークを認識することを特徴とする。

ここで、光の反射効率とは撮像手段への入光量の程度を表すものであり、反射効率が高いものとは、それに反射した光のうち撮像手段へ入射する光の量が相対的に多いものをいい、反射効率が低いものとは、それに反射した光のうち撮像手段へ入射する光の量が相対的に少ないものをいう。また色要素は、明度や彩度の他に、輝度や照度など反射効率が異なることで画像データにおいて差異として現れるものを含む。

このような構成であることで、撮像位置を通過するワークが撮像手段により撮像されて、ワーク表面と複数の反射領域とが現れた画像データが得られる。この画像データにおいて、反射効率が相対的に高い反射領域が現れた部分は相対的に明るく（又はあざやかさの程度が高く）なり、反射効率が相対的に低い反射領域が現れた部分は相対的に暗く（又はあざやかさの程度が低く）なる。このように画像データにおいてワーク周辺に表出する搬送面に色要素が異なる複数の領域が存在することから、ワークとしてどのような反射効率のものを用いたとしても画像データの少なくとも一部にはワーク表面と搬送面とで色要素差が生じ、画像データに現れたワークをワーク認識手段により容易に認識することができる。したがって、表裏で光の反射効率が異なるワークを用いる場合であっても、撮像手段の撮像により得られた画像データからワークを安定して認識し、姿勢判別の機能を有効に高めることができる。

また、反射領域の具体的な配置としては、前記複数の反射領域が前記ワークの搬送方向と直交する方向に交互に形成されているので、明度差の大きい部分を搬送方向と直交する方向に沿って複数箇所に形成することができ、ワークの外縁を明確化することができる。

さらに、前記複数の反射領域のうちの少なくとも１つが、前記搬送路の一部を切り欠くことで形成されているので、切欠きが形成されている部分において搬送面とワークとの摩擦が低減し、ワークが搬送面を搬送することによって生じやすい静電気の発生を抑制することができる。

光を効果的に乱反射させるためには、前記複数の反射領域のうちの少なくとも１つが、前記搬送路の一部を下方に向かって幅が狭くなる断面視略Ｖ字状に切り欠くことで形成されていることが好適である。

前記撮像手段がラインカメラである場合、前記複数の反射領域が前記撮像手段の撮像範囲内、又は撮像範囲及びその周辺にのみ形成されていることが好適である。

一方、前記撮像手段がエリアカメラである場合、前記複数の反射領域が、前記搬送面の始端から終端にわたる略全体に形成されていることが好適である。

以上、説明した本発明によれば、搬送路の撮像範囲内に画像データにおいてそれぞれ色要素が異なる複数の反射領域を形成していることから、表裏で光の反射効率が異なるワークを用いる場合であっても、画像データから当該ワークを安定して認識することができるパーツフィーダを提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るパーツフィーダを示す側面図。第１の実施形態および第２の実施形態に係るパーツフィーダで搬送対象となるワークを示す斜視図。同パーツフィーダの撮像位置周辺を示す斜視図。図２に示すワークを撮像して得た合成画像データを示す図。図４に示す合成画像データから得られる高反射領域データ及び低反射領域データを示す図。図４に示す合成画像データから得られる高反射領域データ及び低反射領域データを示す図。図４に示す合成画像データから得られる高反射領域データ及び低反射領域データを示す図。本発明の第２の実施形態に係るパーツフィーダを示す側面図。同パーツフィーダの撮像位置周辺を示す斜視図。図２に示すワークを撮像して得た画像データを示す図。第１の実施形態に係るパーツフィーダの変形例を示す斜視図。第２の実施形態に係るパーツフィーダの変形例を示す斜視図。従来のパーツフィーダにおいて得られる画像データを示す図。従来のパーツフィーダにおいて得られる画像データを示す図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態であるパーツフィーダ１００は、搬送路１に沿って搬送物であるワークＷを図示しない供給先に向けて図１の左から右へ搬送し、その搬送途中のワークＷを撮像手段としてのラインカメラ２で撮像して、得られた画像データからワークＷを安定して認識することを可能にするものである。

このようなパーツフィーダ１００は、搬送路１と、この搬送路１を駆動させる駆動手段１１と、ラインカメラ２と、搬送路１上から不適正な姿勢のワークＷを排除する排除手段４と、ラインカメラ２により取得した画像データの取込みから当該画像データに基づいたワークＷの姿勢判別までを行う制御装置３とを含んで構成される。パーツフィーダ１００では種々のワークを搬送可能であり、例えば図２に示すような、金属性のワーク本体Ｗ_１０の一部に樹脂でコーティングを施したワークＷを用いることができる。樹脂によるコーティングは、ワークＷの上面Ｗ_１から側面Ｗ_３の一部にかけて施されており、これによって上面Ｗ_１と下面Ｗ_２とで光の反射効率が異なっている。ワークＷは、その長手方向又は短手方向が搬送方向（以下単に「搬送方向」と記載する）と平行となるように搬送される。

図１に示すように、搬送路１上には、撮像位置（撮影点）Ｐ１が設定されており、この撮像位置Ｐ１の上方にはラインカメラ２が搬送面１０と対向して設けられている。ラインカメラ２は、搬送方向に直交して１列に並ぶ複数の感度の高い撮像素子を有し、自然光もしくは適宜の光源から投光された光の反射光を受光することで搬送路１上を搬送されるワークＷの撮像を行う。図３に示すラインカメラ２の撮像範囲（撮像エリア）２０は、ワークＷの長手方向が搬送方向と平行である場合、搬送方向に対してはワークＷの長手方向の一部を撮像する範囲、搬送方向に直交する方向に対してはワークＷの短手方向全体を撮像する範囲に設定され、ワークＷの短手方向が搬送方向と平行である場合、搬送方向に対してはワークＷの短手方向の一部を撮像する範囲、搬送方向に直交する方向に対してはワークＷの長手方向全体を撮像する範囲に設定されている。

図３に示すように、搬送路１において撮像範囲２０内には搬送方向に沿って複数の切欠き（ノッチ）１１（本実施形態では６つ）が形成されている。この切欠き１１は搬送路１の一部を下方に向かって幅が狭くなるように切り欠くことで形成されたものであり、搬送方向に直交する方向から見た形状が略Ｖ字状である。搬送路１の搬送面１０は、切欠き１１が形成されている部分以外の部分は平坦で鏡面性が高く、光の反射効率が高くなっている一方、切欠き１１はその傾斜面で光が乱反射する（拡散性が高い）ことから光の反射効率が低くなっている。このように撮像範囲２０内には、未加工の搬送面１０により構成されて反射効率が高い高反射領域１０Ａと、切欠き１１により構成されて反射効率が低い低反射領域１１Ａとが搬送方向と直交する方向に交互に形成されている。

ここで、ラインカメラ２を設置する位置は不適正な姿勢のワークＷを排除するタイミングをとる上で重要であり、後述する噴射ノズル４０に対して所定の位置に配置されることが好ましい。本実施形態では、切欠き１１が撮像範囲２０内及びその周辺の狭い範囲にのみ形成されていることから、この切欠き１１を基準にしてラインカメラ２を設置することで、ラインカメラ２を所望の位置に精度良く設置することができる。また、このときにラインカメラ２で取得した画像データで切欠き１１を確認することで、ラインカメラ２のピントを合わせることができる。

ラインカメラ２はワークＷが撮像位置Ｐ１に到達する前から一定間隔で連続して撮像を行うように動作するものであり、下流側へ向けて搬送されているワークＷが撮像位置Ｐ１を通過する間に複数回撮像を行ない、そのワークＷの前端Ｗａ（搬送方向下流側のワーク端部、図１，３参照）から後端Ｗｂ（搬送方向上流側のワーク端部、図１，３参照）にわたって当該ワークＷの異なる位置がそれぞれ現れた複数の画像データを取得する。取得された画像データは、１回の撮像が行われるたびに図１に示す制御装置（コントローラ）３に転送される。

図１に示す制御装置３は、図示しないＣＰＵやメモリ、インターフェース等を備えた通常のマイクロコンピュータユニットにより構成されるもので、メモリ内に適宜のプログラムが格納されており、ＣＰＵは逐次そのプログラムを読み込み、周辺ハードリソースと協働して画像取込手段３０と、前処理手段３１と、姿勢判別手段３２としての役割を担う。

画像取込手段３０はラインカメラ２が取得した画像データを撮像が行われるたびに即時に制御装置３に取り込むものである。

前処理手段３１は、画像取込手段３０を介して画像データが取り込まれると、その画像データ毎に即時に２値化処理等の所定の前処理を行うとともに、画像データにおいてワークＷの前端Ｗａ（図１，３参照）及び後端Ｗｂ（図１，３参照）を適宜の画像処理を通じて判別する。この判別処理についてはまた後述する。さらに前処理手段３１は、ワークＷの前端Ｗａが現れた画像データから当該ワークＷの後端Ｗｂが現れた画像データまでを撮像順につなぎ合わせて、１つのワークＷの略全体が現れた２次元の画像データとして図４に示すような合成画像データ５０（５０ａ〜５０ｃ）を生成する。なお、図４（ａ）に示す合成画像データ５０ａはラインカメラ２がワークＷの上面Ｗ_１を撮像した画像データから生成されたものを示し、図４（ｂ）に示す合成画像データ５０ｂはラインカメラ２がワークＷの下面Ｗ_２を撮像した画像データから生成されたものを示し、図４（ｃ）に示す合成画像データ５０ｃはラインカメラ２がワークＷの側面Ｗ_３を撮像した画像データから生成されたものを示す。

ここで、画像データ５０において高反射領域１０Ａが現れている部分は比較的明るく、低反射領域１１Ａが現れている部分は比較的暗い。そのため、反射効率が低いワークＷの上面Ｗ_１は、図４（ａ）に示すように、高反射領域１０Ａとは色要素としての明度の差（以下「明度差」と記載する）が大きく境界が明確である一方、低反射領域１１Ａとは明度差が小さく、低反射領域１１Ａと同化して境界が分かりにくくなっている。なお、図４において比較的暗い部分には斜線を引いており、これは図５〜７，１０，１３，１４も同様である。また、反射効率が高いワークＷの下面Ｗ_２は、図４（ｂ）に示すように、低反射領域１１Ａとは明度差が大きく境界が明確である一方、高反射領域１０Ａとは明度差が小さく、高反射領域１０Ａと同化して境界が分かりにくくなっている。さらに、反射効率が高い部分（ワーク本体Ｗ_１０が露出している部分（図２参照））と反射効率が低い部分（樹脂によりコーティングが施されている部分Ｗ_１１（図２参照））とが混在するワークＷの側面Ｗ_３は、図４（ｃ）に示すように、反射効率が高い部分と低反射領域１１Ａとは明度差が大きく、反射効率が高い部分と高反射領域１０Ａとは明度差が小さい。また、反射効率が低い部分と低反射領域１１Ａとは明度差が小さく、反射効率が低い部分と高反射領域１０Ａとは明度差が大きい。そのため、反射効率が高い部分は低反射領域１１Ａに対しては境界が明確であり、反射効率が低い部分は高反射領域１０Ａに対しては境界が明確である。

図１に示す姿勢判別手段３２は、このような合成画像データ５０に基づいてワークＷの姿勢を判別（画像判別）する姿勢判別処理を行うものであり、合成画像データ５０から得られる高反射領域データ１５０（１５０ａ〜１５０ｃ）及び低反射領域データ１５１（１５１ａ〜１５１ｃ）（ともに図４，５参照）においてワークＷを認識するワーク認識手段としてのワーク認識部３２ａを備える。姿勢判別手段３２は、図５〜８に示すように、合成画像データ５０において高反射領域１０Ａに相当する部分を分離し、これらの部分を組み合わせて高反射領域データ１５０を得る。また、合成画像データ５０において低反射領域１１Ａに相当する部分を分離し、これらの部分を組み合わせて低反射領域データ１５１を得る。図５に示すように、ワークＷの上面Ｗ_１は、低反射領域データ１５１ａでは低反射領域１１Ａと同化して境界が分かりにくいものの、高反射領域データ１５０ａでは高反射領域１０Ａとの境界が明確であることから、合成画像データ５０にワークＷの上面Ｗ_１が現れている場合、ワーク認識部３２ａは高反射領域データ１５０ａにおいてワークＷを精度良く認識することができる。また、図６に示すように、ワークＷの下面Ｗ_２は、高反射領域データ１５０ｂでは高反射領域１０Ａと同化して境界が分かりにくいものの、低反射領域データ１５１ｂでは低反射領域１１Ａとの境界が明確であることから、合成画像データ５０にワークＷの下面Ｗ_２が現れている場合、ワーク認識部３２ａは低反射領域データ１５１ｂにおいてワークＷを精度良く認識することができる。さらに図７に示すように、ワークＷの側面Ｗ_３は、高反射領域データ１５０ｃにおいて反射効率が低い部分と高反射領域１０Ａとの境界が明確であり、低反射領域データ１５１ｃにおいて反射効率が高い部分と低反射領域１１Ａとの境界が明確であることから、合成画像データ５０にワークＷの側面Ｗ_３が現れている場合、ワーク認識部３２ａは高反射領域データ１５０ｃ及び低反射領域データ１５１ｃにおいてワークＷを精度良く認識することができる。

姿勢判別手段３２は、例えば、前述のメモリに適切な姿勢のワークＷの画像データ（低反射領域データや高反射領域データ）を予め記憶しておき、上記のようにして得られた高反射領域データ１５０及び低反射領域データ１５１と、メモリに記憶された前記画像データとをパターンマッチングにより比較することでワークＷの姿勢を判別する。なお、所定の姿勢以外の姿勢としては、例えば表裏が反転していたり、前後方向の向きが逆になっていることが挙げられる。また、ワーク認識部３２ａは高反射領域データ１５０におけるワークＷと高反射領域１０Ａとの明度差と、低反射領域データ１５１におけるワークＷと低反射領域１１Ａとの明度差を比較し、この明度差が大きいほうのデータのみからワークＷを認識するように構成されてもよい。この場合、姿勢判別手段３２は、ワークＷが認識されたどちらか一方のデータと、メモリに記憶された前記画像データとを比較してワークＷの姿勢を判別する。

このように合成画像データ５０にはワークＷの上面Ｗ_１、下面Ｗ_２及び側面Ｗ_３の何れの面も少なくとも一部が明確に現れ、そしてこのことは合成画像データ５０の元となる前記画像データにおいても同様である。そのため、ワークＷの前端Ｗａまたは後端Ｗｂを撮像した前記画像データには、搬送方向に沿って明度が異なる部分が現れる。図１に示す前処理手段３１は、前記判別処理の際、このような明度の違い等から画像データに現れたワークＷの前端Ｗａ及び後端Ｗｂを検出（画像判別）する。なお、仮にワークＷを搬送方向に沿って密接に搬送している場合でもワークＷ同士の間にはわずかに隙間ができていることから、画像データにおいてこのような隙間とワークＷとの明度差からワークＷの前端Ｗａ及び後端Ｗｂを判別することができる。

また制御装置３は、姿勢判別手段３２が不適切な姿勢（不正姿勢）であると判定すると、図１に示す排除手段４に、搬送路１に設定された排除位置Ｐ２にあるワークＷを搬送路１上から排除する排除処理（排除動作）を行わせるための指令を出力する。排除位置Ｐ２は前記撮像位置Ｐ１よりも搬送方向下流側に設定されている。排除手段４は、排除位置Ｐ２に向けて圧縮空気等を噴射する噴射ノズル４０を有し、この噴射ノズル４０から噴射された気体によりワークＷに付勢力を付与してワークＷを搬送路１上から排除する。

このようにして姿勢が不適切なワークＷは排除され、適切な姿勢のワークＷのみが供給先に供給される。

以上のように本実施形態のパーツフィーダ１００は、ワークＷを搬送させる搬送路１と、搬送路１の搬送面１０に対向する位置に設置され、搬送路１に設定された撮像位置Ｐ１を通過するワークＷを撮像する撮像手段としてのラインカメラ２と、ラインカメラ２の撮像により取得された画像データから当該ワークＷを認識するワーク認識手段としてのワーク認識部３２ａとを備えたものであって、搬送路１の前記搬送面１０には、少なくともラインカメラ２の撮像範囲２０内に、光の反射効率がそれぞれ異なる複数の反射領域として低反射領域１１Ａおよび高反射領域１０Ａが形成されており、ラインカメラ２は、撮像範囲２０内にワークＷが位置するときにワークＷ表面とともに当該ワークＷの周辺に表出している搬送面１０の低反射領域１１Ａおよび高反射領域１０Ａが撮像された画像データを取得し、ワーク認識部３２ａは、画像データにおけるワークＷの表面（上面Ｗ１、下面Ｗ２又は側面Ｗ３）と反射領域１０Ａ，１１Ａとの色要素差としての明度差に基づいてワークＷを認識するように構成したものである。

このように構成したことから、撮像位置Ｐ１を通過するワークＷがラインカメラ２により撮像されて、ワークＷの表面と高反射領域１０Ａと低反射領域１１Ａとが現れた合成画像データ５０が得られる。この合成画像データ５０において、高反射領域１０Ａが現れた部分は相対的に明るくなり、低反射領域１１Ａが現れた部分は相対的に暗くなる。このように合成画像データ５０においてワークＷの周辺に表出する搬送面１０に明度が異なる複数の領域が存在することから、ワークＷとしてどのような反射効率のものを用いたとしても合成画像データ５０の少なくとも一部にはワークＷの表面と搬送面１０とで明度差が生じ、ワーク認識部３２ａにより合成画像データ５０からワークＷを容易に認識することができる。したがって、表裏で光の反射効率が異なるワークＷを用いる場合であっても、ラインカメラ２の撮像により得られた合成画像データ５０からワークＷを安定して認識し、姿勢判別の機能を有効に高めることができる。

また、高反射領域１０Ａと低反射領域１１ＡとがワークＷの搬送方向と直交する方向に交互に形成されるように構成したことから、明度差の大きい部分を搬送方向と直交する方向に沿って複数箇所に形成することができ、ワークＷの外縁を明確化することができる。

また、低反射領域１１Ａが搬送路１の一部を切り欠いた切欠き１１により形成されるように構成したことから、切欠き１１が形成されている部分において搬送面１０とワークＷとの摩擦が低減し、ワークＷが搬送面１０を搬送することによって生じやすい静電気の発生を抑制することができる。

特に、低反射領域１１Ａが、搬送路１の一部を下方に向かって幅が狭くなる断面視略Ｖ字状に切り欠くことで形成されるように構成したことから、切欠き１１の傾斜面により光を効果的に乱反射させて、合成画像データ５０において低反射領域１１Ａが十分に暗く現れるようにすることができ、ワーク認識部３２ａにより安定してワークＷを認識することができる。

また、撮像手段としてラインカメラ２を使用し、低反射領域１１Ａ及び高反射領域１０Ａの両方が撮像範囲２０及びその周辺にのみ形成するように構成したことから、撮像範囲２０が小さく、低反射領域１１Ａを構成する切欠き１１を形成すべき範囲が狭くて済む。なお、搬送面１０において低反射領域１１Ａを構成する切欠き１１が形成されている部分は形成されていないその他の部分と摩擦係数等が異なるが、低反射領域１１Ａが撮像範囲２０及びその周辺にのみ形成されていることから、搬送面１０上を搬送するワークＷに対して切欠き１１が与える影響が少なく、ワークＷを円滑に搬送させることができる。さらには、切欠き１１が限られた狭い範囲にしか形成されていないことから、搬送途中のワークＷの角が切欠き１１にひっかかりにくくなり、ワークＷの向きや搬送速度等が変化することを抑制することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図８，９に示すように、本発明の第２の実施形態であるパーツフィーダ２００は、撮像手段としてのエリアカメラ１０２に関する構成、及び搬送路１０１に形成される高反射領域１１０Ａ及び低反射領域１１１Ａに関する構成が第１の実施形態であるパーツフィーダ１００と異なる。なお、第１の実施形態であるパーツフィーダ１００と共通する構成については同じ符号を付して説明を省略する。

エリアカメラ１０２は、複数の撮像素子が網の目状に配列しているものであり、２次元の画像データを取得するものである。図８，９に示すようにエリアカメラ１０２の撮像範囲（撮像エリア）１２０は、ワークＷの全体を撮像する範囲に設定されており、図１０に示すように、このようなエリアカメラ１０２により取得される画像データ２５０（２５０ａ〜２５０ｃ）はワークＷの全体が現れている。そのため、制御装置１０３に備わる前処理手段１３１は、画像データを繋ぎ合わせて合成画像データ５０を生成する必要がなく、この点が第１の実施形態に備わる前処理手段３１と異なる。

また図９に示すように、搬送路１０１の始端１０１ａから終端１０１ｂ（ともに図８参照）にわたる略全体に、搬送方向に沿って複数の溝１１１（本実施形態では４本）が形成されている。溝１１１は搬送路１０１の一部を下方に向かって幅が狭くなるように切り欠くことで形成されており、搬送方向に直交する方向から見た形状が略Ｖ字状である。搬送路１０１の搬送面１１０は、溝１１１が形成されている部分以外の部分は平坦で鏡面性が高く、反射効率が高くなっている一方、溝１１１はその傾斜面で光が乱反射することから反射効率が低くなっている。このようにパーツフィーダ２００においても図９に示すように撮像範囲１２０内には、溝１１１によって構成されて光の反射効率が低い低反射領域１１１Ａと、未加工の搬送面１１０によって構成されて光の反射効率が高い高反射領域１１０Ａとが搬送方向と直交する方向に交互に形成されていることから、第１の実施形態であるパーツフィーダ１００と同様に、表裏で光の反射効率が異なるワークＷを用いる場合であっても、エリアカメラ１０２が取得した画像データにおいてワークＷを安定して認識することができる。

また、高反射領域１１０Ａ及び低反射領域１１１Ａの両方が搬送面１１０の始端１０１ａから終端１０１ｂにわたる略全体に形成されるように構成したことから、搬送路１０１の略全体にわたってワークＷと搬送面１１０との摩擦を低減させて静電気の発生を抑制することができ、静電気により空気中の埃等がワークＷに付着することを抑制することができる。

また、エリアカメラ１０２を用いると撮像範囲１２０がある程度広くなることから、仮に撮像範囲１２０内にのみ高反射領域１１０Ａ及び低反射領域１１１Ａの両方を形成し、撮像範囲１２０内の摩擦係数が搬送面１１０の他の部分と異なった状態になると、撮像範囲１２０周辺でワークＷの搬送速度が変化しやすくなる。これに対して本実施形態は、高反射領域１１０Ａ及び低反射領域１１１Ａの両方が搬送路１０１の略全体にわたって形成されていることから、搬送面１１０の略全体で摩擦係数が均一になり、ワークＷを円滑に搬送することができる。

なお本実施形態においては、エリアカメラ１０２の上流側にワークＷの位置を検出するレーザセンサを別途に設けて、このレーザセンサにより搬送路１０１の所定位置にワークＷが到達したことを検出すると、エリアカメラ１０２に外部トリガを入力して撮像を行わせるように構成してもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。

例えば、第１及び第２実施形態では高反射領域１０Ａ，１１０Ａは搬送面１０，１１０に何も処理を施さないことで構成しているが、低反射領域１１Ａ，１１１Ａよりも反射効率が低くなるようであれば何らかの処理が施されてもよい。また、高反射領域１０Ａ，１１０Ａ及び低反射領域１１Ａ，１１１Ａは、搬送面１０，１１０に着色などの塗装や表面処理が施されることで形成されてもよい。さらに、切欠き１１及び溝１１１の形状は断面視略Ｖ字状に限定されず、例えば断面視略Ｕ字状や逆円錐形状等、高反射領域１０Ａ，１１０Ａと反射効率を異ならせることができればどのような形状であってもよい。

また、第１及び第２実施形態では、搬送面１０，１１０に高反射領域１０Ａ，１１０Ａおよび低反射領域１１Ａ，１１１Ａが形成されているが、これらと反射効率が異なる他の反射領域が形成されていてもよい。

また、第１及び第２実施形態では、不適切な姿勢であると判別されたワークＷに対して搬送路１，１０１上から排除する排除処理を行っているが、排除手段４の代わりに姿勢矯正手段を設けて、不適切な姿勢であると判別されたワークＷの姿勢を圧縮空気を噴射するなどして搬送路１，１０１上で矯正する構成としてもよい。

さらに、第１及び第２実施形態ではワークＷの姿勢を判別しているが、姿勢以外に形状や色、ワークＷ上のシルク文字等、ワークＷの外観を検査するように構成されてもよい。

またさらに、第１及び第２実施形態では、画像データにおけるワークＷ表面と反射領域１０Ａ，１１Ａ，１１０Ａ，１１１Ａとの明度差に基づいてワークＷを認識しているが、明度差の代わりに、彩度、輝度や照度等の差に基づいて認識するようにしてもよい。

また、第１の実施形態では、ラインカメラ２として撮像素子が１列に配列したものを用いているが、本発明の効果が発揮される範囲内において撮像素子が２列以上配列したものを用いてもよい。

さらに第１の実施形態では、切欠き１１は撮像範囲２０及びその周辺にのみ形成されているが、搬送路１の始端から終端に亘る略全体に形成されていてもよい。さらに第１の実施形態では切欠き１１が６つ形成されているが、図１１に示すように１つだけ形成されていてもよく、２〜５つ又は７つ以上形成されてもよい。またさらに第２の実施形態では、溝１１１は搬送面１１０に４本形成されているが、例えば図１２に示すように１本でもよく、２，３本又は５本以上でもよい。切欠き１１や溝１１１を１本のみ設ける場合には、その切欠き１１や溝１１１をワークＷが確実に通過する位置に形成することが好ましい。搬送路１，１０１においてワークＷが通過する範囲を限定するためには、搬送路１，１０１をワークＷが１つのみ通過する程度に幅狭にしたり、搬送面１０，１１０を傾斜させて自重によりワークＷが搬送路１，１０１の一方側に偏って搬送されるように構成することが好ましい。

その他の構成も、例えば、ワーク認識部３２ａで利用した画像データを姿勢判別以外の良否判別に用いるなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１，１０１・・・搬送路
２・・・撮像手段（ラインカメラ）
１０，１１０・・・搬送面
１０Ａ，１１０Ａ・・・反射領域（高反射領域）
１１Ａ，１１１Ａ・・・反射領域（低反射領域）
２０，１２０・・・撮像範囲
３２ａ・・・ワーク認識手段（ワーク認識部）
１００，２００・・・パーツフィーダ
１０２・・・撮像手段（エリアカメラ）
Ｗ・・・ワーク
Ｐ１・・・撮像位置

Claims

ワークを搬送させる搬送路と、
前記搬送路の搬送面に対向する位置に設置され、前記搬送路に設定された撮像位置を通過する前記ワークを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像により取得された画像データから当該ワークを認識するワーク認識手段とを備えたものであって、
前記搬送路の前記搬送面には、少なくとも前記撮像手段の撮像範囲内に、光の反射効率がそれぞれ異なる複数の反射領域が形成されており、
当該複数の反射領域のうちの少なくとも１つは前記搬送路の一部を切り欠いてなり、
これにより当該複数の反射領域は前記ワークの搬送方向と直交する方向に交互に低反射領域と高反射領域として形成されており、
前記撮像手段は、前記撮像範囲内にワークが位置するときにワーク表面とともに当該ワーク周辺に表出している前記搬送面の前記反射領域が撮像された画像データを取得し、
前記ワーク認識手段は、前記画像データにおける前記ワーク表面と前記反射領域との色要素差に基づいてワークを認識することを特徴とするパーツフィーダ。
前記複数の反射領域のうちの少なくとも１つが、前記搬送路の一部を下方に向かって幅が狭くなる断面視略Ｖ字状に切り欠くことで形成されていることを特徴とする請求項１記載のパーツフィーダ。
前記撮像手段がラインカメラであり、
前記複数の反射領域が、前記撮像手段の撮像範囲内、又は撮像範囲及びその周辺にのみ形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパーツフィーダ。
前記撮像手段がエリアカメラであり、
前記複数の反射領域が、前記搬送面の始端から終端にわたる略全体に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパーツフィーダ。