(57)【要約】【課題】  駆動ドラムにより、２本のエンドレスベルトを作動させ、該エンドレスベルトの間にワークを挟んだ状態で搬送し、ワークの上下を反転させる反転装置における、ワークの品種の違いへの対応性を向上させる。【解決手段】  ドラムを、ドラム基部１１と複数のドラム分割体１２を組み合わせる構造とし、ドラム分割体１２に、ワークの形状に対応した突起１６と溝１７体を設けておく。ドラム分割体はネジ止めなどの方法で接合され、エンドレスベルトが当接していない部分を順次交換できるので、エンドレスベルトの掛け替えなどの付随する作業が不要となり、工数削減と作業性の向上が可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面のほぼ中央部に設けられてなる第一の溝と、前記第一の溝に嵌合するリングを複数に分割してなり、外周面のほぼ中央部には第二の溝が形成されるとともに、外周面の幅方向の両端部には間欠的に突起が形成されてなるドラム分割体と、ほぼ水平方向の回転軸を有する駆動ドラムと、前記駆動ドラムの外周部に接して駆動される第一のエンドレスベルトと、前記第二の溝に接して駆動される第二エンドレスベルトと、前記第一のエンドレスベルトにおける前記駆動ドラムの外周と接していない部分の作動位置を設定する複数のドラムからなる第一のガイドドラムセットと、前記第二のエンドレスベルトにおける前記駆動ドラムの溝に接していない部分の作動位置を設定する、少なくとも１個のドラムからなる第二のガイドドラムセットを有するコンベア反転装置であって、ワークを前記第一のエンドレスベルトまたは前記第二のエンドレスベルトのいずれか一方の上に載置した状態で、前記駆動ドラムを作動させ、前記ワークを前記第一のエンドレスベルトと前記第二のエンドレスベルトの間に挟み前記溝の部分に担持させた状態で、前記駆動ドラムの部分を搬送することにより、前記ワークの上下を反転する機能及び前記ワークを搬送する機能を有することを特徴とするコンベア反転装置。
【請求項２】
外周面のほぼ中央部に設けられてなる第一の溝と、前記第一の溝に嵌合するリングを複数に分割してなり、外周面のほぼ中央部には第二の溝が形成されるとともに、外周面の幅方向の両端部には間欠的に突起が形成されてなるドラム分割体と、ほぼ水平方向の回転軸を有する駆動ドラムと、前記駆動ドラムの外周部に接して駆動される第一のエンドレスベルトと、前記第一のエンドレスベルトにおける前記駆動ドラムの外周と接していない部分の作動位置を設定する複数のドラムからなる第一のガイドドラムセットを有するコンベア反転装置であって、ワークを前記第一のエンドレスベルトと前記第二の溝の間に担持させた状態で、前記駆動ドラムの部分を搬送することにより、前記ワークの上下を反転する機能及び前記ワークを搬送する機能を有することを特徴とするコンベア反転装置。
【請求項３】
前記駆動ドラムにワークを供給するフィーダと、少なくとも１台の画像認識カメラを具備し、前記ワークが上下反転する前後における、前記第一のエンドレスベルトまたは前記第二のエンドレスベルトとの接触面以外の、前記ワークの部位の画像検査の結果に基づいて前記ワークを分別する手段を有することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のコンベア反転装置を用いた検査装置。
【請求項４】
前記第一のエンドレスベルト及び前記第二のエンドレスベルトの少なくともいずれかは、透明な材料からなり、前記ワークが搬送される部分のワークが載置される面の反対側にランプが設置され、前記ランプと対向する側に、少なくとも１台の透過像用の画像認識カメラを設置してなることを特徴とする、請求項３に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は上下自立形状のワークの搬送と上下反転を同時に行いながら、外観形状や塵などの異物付着の画像検査を必要とする成型加工製品や切削加工の検査工程で使用する、コンベア反転装置及びそれを用いた検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来この種のワーク搬送方法は、ベルトコンベア上に載置したワークをステップ送りで搬送し、停止サイクルでロボットアームにより上下反転させるか、ワークを真空吸着により固定する吸着ノズルを備えたインデックステーブルや、ワークを真空吸着により固定する吸着ノズルを備えたロボットアームにより受渡ししながら搬送するか、前記のインデックステーブルとロボットアームの搬送機構を組み合わせて搬送するものが一般的であった。【０００３】  そのため個々のワークの寸法形状に合わせた吸着ノズルが必要であり、生産量変更時のワーク切り替わり時には吸着ノズル交換の段取り替えが必要であり、装置の稼動停止による効率低下が発生し、他品種生産には必ずしも適したものではなかった。また、インデックステーブル方式やロボットアームによる搬送方式は、装置の構成部品が多く複雑なものであるため装置の価格が高価となった。【０００４】  図８は、コンベアのみでワークの上下を反転させる、従来のコンベア反転装置の一例を示す図である。図８において、２７はワーク、２８は一次側のベルトコンベア、２９は二次側ベルトコンベア、３０はカバーガイド、３１は飛出し防止板である。この例においては、２台のベルトコンベアを用い一次側のベルトコンベア２８の終端にカバーガイド３０を設け、ワーク２７がカバーガイド３０と一次側のベルトコンベア２８との空隙の部分を滑落する間に、ワーク２７の上下が反転する。【０００５】  しかし、この構造の搬送方式においては、ワーク２７は一応反転するが、反転後の姿勢の乱れによるワーク２７の列の蛇行及び間隔のバラツキが生じた。さらに、カバーガイド３０へのワーク２７の挟まりは、ワーク２７にダメージを与えると共に、ワーク２７の詰まりにより、ワーク２７の大量落下を誘発した。【０００６】  また、コンベア間の間隙を小さくする必要があるため、対応できるワークは薄型に限定され、二次側のコンベア２９は折り返せず、上部が開かれた方向、すなわち全長が長くなる方向に配置する必要があった。駆動系も必然的に２系統必要であり、相互の速度調整も必要となった。【０００７】  このようなカバーガイド３０で反転させる方法では、反転自体が自然落下によるもので、反転後の位置がどうしても安定しないのは前記の通りである。この解決策として二次側コンベア２９にワーク２７の整列機構を付加するにしても、バッファを設ける必要もあり、搬送コンベアがさらに長くなるとともに複雑かつ高額な装置となってしまう。また、ワーク２７の重心が高い場合は、着座不安定となり、搬送それ自体が不可能となる致命的な欠点がある。【０００８】  次に、インデックステーブル方式での反転機構であるが、メカニカルなワークの受渡しが必要となり、真空吸着ノズルでの吸着動作や真空破壊といった真空、空圧の調整、管理が必要となる。しかし、ワークの材質や表面の処理状態に対応しての真空吸着での確実な動作を保証するには、真空差圧検出センサ使用での吸着動作時間を確保する必要性があった。異なる品種への対応に至っては、ノズルの交換、位置、高さ調整が必要となり、単なる段取り替えの範囲を逸脱してしまう。【０００９】  さらに、ベルトコンベアとロボットアームによる搬送反��方式においては、ロボット自体が高額であり、単なる反転動作にロボットを当てるにはコストが掛かり過ぎるという問題がある。タクトアップを図るにしても、反転作業時はコンベアを停止させる必要があり、停止させた分は完全なロスタイムである。また、薄型のワークの取り扱いに関しては、ロボットハンドで掴めない致命的な欠点がある。【００１０】  このような問題点に対処する技術として、特許文献１には、２本の搬送ベルトの間に形成された間隙にワークを挟んで、ワークを反転する装置が開示されている。しかしながら、ここに開示されている装置では、搬送ベルトの表面にワーク形状に対応した溝を形成する必要がある。従って使用する搬送ベルトは一定以上の厚さを具備する必要があり、多品種への適用という観点で汎用性に欠けるものである。【００１１】  また、ワークの検査には、ＣＣＤカメラなどで撮影したワークの画像をコンピュータで処理する方法が一般的に用いられる。この際に支障となるのが、光の反射である。つまり、通常の成形品などでは問題ないが、塵埃や微少な異物の混入が不良の要因となるワークは、完成後直ちに高分子材料の透明フィルムなどで包装された状態で取り扱われることが多く、フィルム表面における光の反射で、ワークの撮像が阻害されるからである。【００１２】  一方で特許文献２には、前記の課題解決を目的に本出願人が開発した、コンベア反転装置及びそれを用いた検査装置が開示されている。この装置は、簡略な構造で、ワークの反転が確実に行える利点があるが、形状の異なるワークに対応するには、ドラム全体を交換しなければならず、ドラム交換作業のほかに、それに伴うエンドレスベルトの掛け替えなど、作業に比較的長時間を要するという点で、改善の余地がある。【００１３】
【特許文献１】  特開２００１−３２７９２９号公報
【特許文献２】  特開２００９−２０８９６３号公報
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】  従って、本発明の課題は、前記特許文献２に開示されているコンベア反転装置における、ワークの形状への対応性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】  本発明は、前記の課題解決のため、ワークの反転に用いるドラムの構造を再検討した結果なされたものである。
【００１６】  即ち、本発明は、外周面のほぼ中央部に設けられてなる第一の溝と、前記第一の溝に嵌合するリングを複数に分割してなり、外周面のほぼ中央部には第二の溝が形成されるとともに、外周面の幅方向の両端部には間欠的に突起が形成されてなるドラム分割体と、ほぼ水平方向の回転軸を有する駆動ドラムと、前記駆動ドラムの外周部に接して駆動される第一のエンドレスベルトと、前記第二の溝に接して駆動される第二エンドレスベルトと、前記第一のエンドレスベルトにおける前記駆動ドラムの外周と接していない部分の作動位置を設定する複数のドラムからなる第一のガイドドラムセットと、前記第二のエンドレスベルトにおける前記駆動ドラムの溝に接していない部分の作動位置を設定する、少なくとも１個のドラムからなる第二のガイドドラムセットを有するコンベア反転装置であって、ワークを前記第一のエンドレスベルトまたは前記第二のエンドレスベルトのいずれか一方の上に載置した状態で、前記駆動ドラムを作動させ、前記ワークを前記第一のエンドレスベルトと前記第二のエンドレスベルトの間に挟み前記溝の部分に担持させた状態で、前記駆動ドラムの部分を搬送することにより、前記ワークの上下を反転する機能及び前記ワークを搬送する機能を有することを特徴とするコンベア反転装置である。
【００１７】  また、本発明は、外周面のほぼ中央部に設けられてなる第一の溝と、前記第一の溝に嵌合するリングを複数に分割してなり、外周面のほぼ中央部には第二の溝が形成されるとともに、外周面の幅方向の両端部には間欠的に突起が形成されてなるドラム分割体と、ほぼ水平方向の回転軸を有する駆動ドラムと、前記駆動ドラムの外周部に接して駆動される第一のエンドレスベルトと、前記第一のエンドレスベルトにおける前記駆動ドラムの外周と接していない部分の作動位置を設定する複数のドラムからなる第一のガイドドラムセットを有するコンベア反転装置であって、ワークを前記第一のエンドレスベルトと前記第二の溝の間に担持させた状態で、前記駆動ドラムの部分を搬送することにより、前記ワークの上下を反転する機能及び前記ワークを搬送する機能を有することを特徴とするコンベア反転装置である。
【００１８】  また、本発明は、前記駆動ドラムにワークを供給するフィーダと、少なくとも１台の画像認識カメラを具備し、前記ワークが上下反転する前後における、前記第一のエンドレスベルトまたは前記第二のエンドレスベルトとの接触面以外の、前記ワークの部位の画像検査の結果に基づいて前記ワークを分別する手段を有することを特徴とする、前記のコンベア反転装置を用いた検査装置である。
【００１９】  また、本発明は、前記第一のエンドレスベルト及び前記第二のエンドレスベルトの少なくともいずれかが、透明な材料からなり、前記ワークが搬送される部分のワークが載置される面の反対側にランプが設置され、前記ランプと対向する側に、少なくとも１台の透過像用の画像認識カメラを設置してなることを特徴とする、前記記の検査装置である。
【発明の効果】
【００２０】  本発明のコンベア反転装置においては、駆動ドラムがドラム基部とドラム分割体からなるので、ドラム分割体の交換により、対象となるワークの相違に対応でき、エンドレスベルトの掛け替えが不要となり、装置のセット替えに必要な工数削減に寄与する。また、ワークの相違に対応するために駆動ドラム全体を製作することが不要となるので、製造コスト低減にも寄与する。
【００２１】  しかも、本発明のコンベア反転装置においては、駆動ドラムに前記のような構造を付与してあることから、リニアフィーダなどを用いて、ワークを直接駆動ドラムの載せるようにすることで、エンドレスベルトの数を１本にすることも可能となり、さらなる製作コスト低減も可能となる。
【００２２】  また、本発明のコンベア反転装置においては、ベルトコンベアの搬送方向を、高さ方向で折り返すことができ、開かれたスペースに効率良くカメラを配置することができ、しかもワークの上下を反転できるので、ワークの全周側面の撮像や端面方向の撮像により画像検査を行い、その結果、不良と判定したワークは、ベルトコンベアの途中に設けた切替移送機構でワークの搬送方向を変えることにより、ワークの不良品を回収できる。また、検査を完了したワークの良品は、ベルトコンベアの終端より自然落下させ回収をする。以上の如きシンプルな機構で装置を構成することにより、コンベア反転装置を用いた安価な画像検査装置の提供を可能にする。
【００２３】  また、本発明の検査装置においては、ベルトコンベアのベルトを透明な材料で構成し、ワークが通過する部分に下側から光を照射し、透過光によるワークの画像を検査に用いることも可能なので、高分子材料からなる透明フィルムで包装されたワークであっても反射光の影響を受けずに検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】  本発明に係るコンベア反転装置とそれを用いた検査装置の基本的な構成の例を模式的に示した図。
【図２】  ドラム基部と複数のドラム分割体を具備した駆動ドラムの構成を模式的に示した図。
【図３】  ドラム分割体の詳細を示す図。
【図４】  ２本のエンドレスベルトを用いた場合の駆動ドラムの作動状態を模式的に示す図。
【図５】  １本のエンドレスベルトを用いた場合の駆動ドラムの作動状態を模式的に示す図。
【図６】  駆動ドラムとエンドレスベルトの間にワークが保持された状態を示す図。
【図７】  透過光を用いて検査を行う例を模式的に示す図。
【図８】  従来のコンベア反転装置の一例を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】  次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明に係るコンベア反転装置とそれを用いた検査装置の基本的な構成の例を模式的に示した図である。図１において、１は駆動ドラム、２は溝、３は第一のエンドレスベルト、４は第二のエンドレスベルト、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、６ａ、６ｂはガイドドラム、７はワーク、８はエアブローノズル、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅは画像認識カメラ、１０はワーク回収トレーである。ガイドドラム５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、第一のエンドレスベルト３の作動位置を設定する第一のガイドドラムセットを構成し、ガイドドラム６ａ、６ｂ、は第二のエンドレスベルト４の作動位置を設定する第二のガイドドラムセットを構成している。【００２６】  また、図２は、本発明に係るドラム基部と複数のドラム分割体を具備した駆動ドラムの構成を模式的に示した図で、図２（ａ）はドラム分割体、図２（ｂ）はドラム基部の正面図、図２（ｃ）はドラム分割体を組み付けた状態のドラム基部の底面図である。図２において、１１はドラム基部、１２はドラム分割体、１３はドラム分割体１２をドラム基部１１に組み付けるためのボルト、１４はボルト１３を挿通するための貫通孔、１５はボルト１３を螺合するための雌ネジである。【００２７】  図２に示した例において、ドラム分割体１２は、５箇の個片からなり、ドラム基部１１に当接する側には雌ネジ１５が設けられ、それぞれ別個にドラム基部１１に組み付けられるようになっている。従って、対象となるワークの形状に応じて、ドラム分割体１２を交換する際には、図１における第一のエンドレスベルト３と、図１における第二のエンドレスベルト４が接していない部位のドラム分割体１２を、順次交換すればよいので、エンドレスベルトを、ドラム分割体１２の交換の都度掛け替えする必要がなくなる。【００２８】  図３は、ドラム分割体１２の詳細を示す図で、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は底面図である。図３において、１６は突起、１７は溝である。【００２９】  また、図４は、２本のエンドレスベルトを用いた場合の駆動ドラムの作動状態を模式的に示す図である。図４において、１８ａは駆動ドラム、１９ａはワーク、２０ａは第一のエンドレスベルト、２１ａは第二のエンドレスベルトである。【００３０】  ワーク１９ａは、振動を利用したリニアフィーダにより、１個ずつ第一のエンドレスベルト２０ａの上に載置され、駆動ドラム１８ａの作動により、溝１７の部分に入って行くが、この後、第一のエンドレスベルト２０ａと第二エンドレスベルト２１ａによって挟まれ、溝１７の部分に担持されたまま上の方向に搬送されることになる。【００３１】  ここで、突起１６は、間欠的に形成されているので、突起１６のない部分はポケット状の空間を形成し、ワーク１９ａが当該ポケットに落ち込む形で、搬送される。従って、ワーク１９ａは、相互にほぼ一定の距離を保持しながら、第二のエンドレスベルト２１ａの上に、上下反転された状態で載置され、搬送される。【００３２】  図５は、１本のエンドレスベルトを用いた場合の駆動ドラムの作動状態を模式的に示す図である。図５において、１８ｂは駆動ドラム、１９ｂはワ��ク、２０ｂは第一のエンドレスベルト、２２はリニアフィーダである。この場合、ワーク１９ｂは、リニアフィーダ２２により、１個ずつ駆動ドラム１８ｂに直接載置され、溝１７と第一のエンドレスベルト２０ｂの間に挟まれて搬送される。ここでも、ワーク１９ｂが、前記のポケットの部分に落ち込む形で搬送されるのは、２本のエンドレスベルトを用いた場合と同様である。なお、図６は駆動ドラム１８ｂと第一のエンドレスベルト２０ｂの間にワーク１９ｂが保持された状態を示す図で、エンドレスベルトが１本の場合を示している。【００３３】  そして、供給されたワーク１９ａ、１９ｂが、検査位置に到着したことを光学センサで検出し、所要の位置に設置されたワーク１９ａ、１９ｂの画像検査を行う画像認識カメラにより、画像撮影を行うシーケンスを構成する。画像撮影は、ワーク１９ａ、１９ｂの上下が反転した後も行われるので、ワーク１９ａ、１９ｂの全周囲の検査が可能となる。【００３４】  画像検査の結果不良と判断されたワーク１９ａ、１９ｂは、図１におけるエアブローノズル８から噴射されるエアにより、図１における奥の方向に移送され回収される。また、良品と判断されたワーク１９ａ、１９ｂは、そのまま搬送され、収納される。【００３５】  以上に説明したように、本発明のコンベア反転装置は、搬送するワークが連続的に反転され搬送されるため、ワークの上下反転のためにコンベアを停止させる必要がまったくなく、時間的なロスがまったく発生しない。また、一つの駆動ドラム、数個のガイドドラム、１本または２本のベルトで構成され、駆動源となるモータなども一つで済むことから、シンプルなワーク搬送装置を提供できるとともに、これを利用することにより、極めてコンパクトな画像検査装置を提供できる。【００３６】  しかも、品種の段取り替えを行う場合でも、ドラム分割体１２を交換することだけで対応が可能であり、メンテナンスの低コスト化や工程時間の削減に対しても寄与することができる。【００３７】  次に、透過光を用いて検査を行う例について説明する。図７は透過光を用いて検査を行う例を模式的に示す図である。図７において、９ｆは画像認識カメラ、２３はワーク、２４は包装フィルム、２５は透明ベルト、２６はランプである。ここに示した透明ベルト２５は、図１における第一のエンドレスベルト３及び第二のエンドレスベルト４のいずれに適用してもよく、ワークの形状や装置の取り回しなどの条件によって適宜設定することができる。【００３８】  ここで用いるランプ２６としては、ハロゲンランプなど、なるべく小型で高輝度のものが望ましい。また、透明ベルト２５の材質としては、高分子材料で可撓性を有し、透明なものが得られるものであれば、とくに限定されるものではない。例えばポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられるが、ここではナイロン６を用いた。【００３７】  このような構成とすることで、外部の照明光が包装フィルム２４に反射される場合でも、透過光によるワーク２３の撮像により、ワーク２３の輪郭を確実に信号として捕らえることができる。これによってワークの検査や不良品の分別を行うことができる。【００３８】  なお、本発明は、前記実施の形態に限定される���のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれる。例えば、ワークの供給を第二のエンドレスベルト側に行いたい場合であっても、駆動ドラムの回転方向を逆にすることで対応できるし、装置全体の取り回しの関係で、駆動源となるモータなどを駆動ドラム以外のガイドドラムに取り付けることも可能である。即ち、本技術分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００３９】１，１８ａ，１８ｂ                    駆動ドラム
２，１７                              溝
３，２０ａ，２０ｂ                    第一のエンドレスベルト
４，２１ａ                            第二のエンドレスベルト
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，６ａ，６ｂ    ガイドドラム
７，１９ａ，１９ｂ，２３，２７        ワーク
８                                    エアブローノズル
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ    画像認識カメラ
１０                                  ワーク回収トレー
１１                                  ドラム基部
１２                                  ドラム分割体
１３                                  ボルト
１４                                  貫通孔
１５                                  雌ネジ
１６                                  突起
２２                                  リニアフィーダ
２４                                  包装フィルム
２５                                  透明ベルト
２６                                  ランプ
２８                                  一次側のベルトコンベア
２９                                  二次側ベルトコンベア
３０                                  カバーガイド
３１                                  飛出し防止板
【図１】
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【図２】
2011256043.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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