JPH0712916U - パーツフィーダの画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品ととも傷や塵埃などの画像を撮像して
も、その部分を排除して部品の画像出力についてのみ演
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。 【構成】 カメラなどで部品を撮像し、その撮像出力を
デジタル信号に変換した後、２値化回路３で２値化し、
４ビットのシフトレジスタ１７の入力端子ＤおよびＯＲ
論理回路１８にその２値化された画像出力を出力する。
４ビットのシフトレジスタ１７は、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Ｑ₁ ，Ｑ₂ ，
Ｑ₃ ，Ｑ₄ と、ＯＲ論理回路１８の出力に応じて出力端
子Ｑ₁ ，Ｑ ₂ ，Ｑ₃ ，Ｑ₄ に出力されたデータをクリア
するクリア端子ＣＬを含み、選択スイッチ１９を介し
て、ＯＲ論理回路１８，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。

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 ＣＰＵ９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 ，Ｑ₁ ，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１９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Ａ ＮＤ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Ｃ ＰＵ９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Ｃ Ｋ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ＮＯを、第１ラッチ回路２ ２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２２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 １８ ＯＲ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 ２４ ＡＮＤ回路 ２５ インバータ ２６ 第１カウンタ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。