(57)【要約】【課題】輪郭形状に角や谷などの特徴部のない物品であっても、表側と裏側を確実に判別することのできる表裏判別装置を提供する。【解決手段】スキンＳの表裏判別装置１であって、スキンＳを搬送するスキン搬送手段１０と、スキン搬送手段１０により搬送されるスキンＳの少なくとも一部を撮像するカメラ３１と、カメラ３１により撮像されたスキンＳの画像を二値化し、二値化された画像からスキンＳの表裏を判別する画像処理装置３３とを備えている。画像処理装置３３は、スキンＳを平面視したときの袋部Ｓｔとリング部Ｓｒとの境界部分Ａの二値化画像に基づいて、スキンＳの表裏を判別する。【選択図】図１
2011013868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視したときに表側と裏側との間で凹凸形状に差がある物品の表裏判別装置であって、
前記物品を搬送する搬送手段と、
該搬送手段により搬送される前記物品の少なくとも一部を撮像する撮像手段と、
該撮像手段により撮像された前記物品の画像を二値化する二値化手段と、
該二値化手段により二値化された二値化画像から前記物品の表裏を判別する判別手段とを備え、
該判別手段は、
前記物品を平面視したときの表面の凹凸形状の前記二値化画像に基づいて前記物品の表裏を判別することを特徴とする表裏判別装置。
【請求項２】
前記判別手段は、前記凹凸形状の前記二値化画像に含まれる白又は黒画素のうちいずれか一方の画素の数に基づいて前記物品の表裏を判別することを特徴とする請求項１に記載の表裏判別装置。
【請求項３】
前記判別手段で判別された結果に基づいて、前記物品のうち表側あるいは裏側のいずれか一方を反転させる表裏反転手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の表裏判別装置。
【請求項４】
前記表裏反転手段は、
前記搬送手段から前記物品を落下させる物品落下手段と、
前記落下する前記物品のうち前記表側又は裏側のいずれか一方に接触して反転させる突起部と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の表裏判別装置。
【請求項５】
前記表裏反転手段は、前記突起部を進退させる進退手段を更に備え、
該進退手段は、前記表側又は裏側のいずれか一方の場合は前記物品を反転させる位置に前記突起部を進出させ、前記表側又は裏側の他方の場合は前記物品を反転させない位置に前記突起部を退避させることを特徴とする請求項４に記載の表裏判別装置。
【請求項６】
前記物品落下手段は、前記物品を落下させる落下位置の上方から前記物品に向けてエアを噴射する落下エア噴射手段を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の表裏判別装置。
【請求項７】
前記物品は、袋部と該袋部の端部が一方向に巻回したリング部とを備え、
前記判別手段は、前記物品を平面視したときの前記袋部と前記リング部との境界部分の前記二値化画像に基づいて前記物品の表裏を判別することを特徴とする請求項１に記載の表裏判別装置。
【請求項８】
前記袋部にエアを噴射して前記袋部を膨張させる膨張エア噴射手段を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の表裏判別装置。
【請求項９】
前記膨張エア噴射手段は、前記搬送手段の搬送方向に沿った複数の位置から前記エアを噴射することを特徴とする請求項８に記載の表裏判別装置。
【請求項１０】
前記搬送手段は、
前記搬送方向に沿って固定された固定レールと、
前記物品の前記リング部のうち外周面の一端側に当接し、前記一端側と径方向の反対側の外周面を前記固定レールに押圧した状態で前記搬送方向に沿って駆動する搬送ベルトと、を備えることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の表裏判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表裏判別装置に係り、特に、物品の二値化画像に基づいて物品の表裏を判別するための表裏判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スキン（別名：コンドーム）は、ラテックス（ゴム）やポリウレタンなどの素材でできた肉薄の製品である。スキンは、製造途中や使用時には先端側が閉じて後端側が開いた筒状をしているが、出荷時や個別包装時には筒状の開放側端部が外向きに巻回され、リング状のコンパクトな状態となっている。
【０００３】
従来、リング状に巻いた状態のスキンを包装用の装置などに供給するための搬送装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
これらの搬送装置では、山積みになった複数のスキンを振動パーツフィーダにより単列に整列して後続の個別包装装置などへ搬送している。さらに、これら従来の搬送装置では、搬送途中にスキンの表裏を選別するための選別部が設けられている。この選別部には傾斜面が形成されており、袋部が下向きになっているスキンを傾斜面から滑り落として搬送路Ｗから落下させ、袋部が上向きとなっている正規の向きのスキンのみを搬送している。
【０００４】
しかしながら、ゴム製の素材でできているスキンは摩擦抵抗が大きいため、重なり合った状態では傾斜を落下しにくく、裏側となっているスキンの一部は傾斜面を落下せずにそのまま搬送されることがあった。また、従来の装置では、供給されるスキンのうち裏側となっているスキンを選別部で落下させて振動パーツフィーダへ再供給しているため、単位時間あたりに搬送されるスキンの数が少なくなり、搬送効率が悪いという不都合があった。
【０００５】
ところで、組み立てロボットに部品を供給する装置などでは、搬送される物品を撮像装置で撮像し、その二値化画像をもとに表裏を判定（以下、「判別」という）する装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。この従来の表裏判別装置では、表側と裏側とで輪郭形状が鏡面対象となる物品を被判別対象としている。具体的には、この表裏判別装置では、被判別物の表側又は裏側の画像を二値化し、その輪郭画素から角や谷といった特徴部の輪郭画素の位置を求めることで表裏の違いを判別している。
このような表裏判別装置を用いれば、ラインに搬送される物品の表裏を個別に判別することができるため、例えば裏向きの物品のみを反転させるなどにより物品の表裏を一方向に揃えることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２３６６３０号公報（段落００１５，００３１，００３２、図４）
【特許文献２】実願平１−６６４４３号（実開平３−７１２６号）のマイクロフィルム（第７，９，１０頁、図３−６）
【特許文献３】特開昭６１−１１５１８０号公報（請求項１、第２，３頁、図１，２，４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この従来の表裏判別装置では、二値化画像の輪郭画素のうち角や谷などの特徴部の位置に基づいて表裏判別を行っているため、輪郭形状の特徴部がはっきりしている物品しか表裏判別ができなかった。一方で、スキンのような平面視形状がリング状の物品では、表側と裏側の輪郭形状はともに円形で、角や谷などの特徴部がほとんどない。したがって、従来の表裏判別装置では、このような輪郭形状に特徴部のない物品については表裏判別を行うことができないという不都合があった。
【０００８】
本発明の目的は、スキンのような輪郭形状に特徴部のない物品であっても、表側と裏側を確実に判別することのできる表裏判別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、本発明の表裏判別装置によれば、平面視したときに表側と裏側との間で凹凸形状に差がある物品の表裏判別装置であって、前記物品を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送される前記物品の少なくとも一部を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された前記物品の画像を二値化する二値化手段と、該二値化手段により二値化された二値化画像から前記物品の表裏を判別する判別手段とを備え、該判別手段は、前記物品を平面視したときの表面の凹凸形状の前記二値化画像に基づいて前記物品の表裏を判別することにより解決される。
【００１０】
このように、本発明の表裏判別装置は、物品を撮像して二値化し、この二値化した画像をもとに物品の表裏を判別するため、搬送されてくる物品の表裏を確実に判別することができる。
また、本発明では、この判別の際に、物品の表面の凹凸形状の二値化画像に基づいて物品の表裏を判別している。すなわち、従来の輪郭線に基づいて判別する手法と異なり、輪郭線の内側の凹凸形状により物品の表裏を判別している。これにより、例えばスキンのように輪郭形状に特徴部のない物品であっても、輪郭線の内側の表面形状によって表裏を判別することができる。
したがって、本発明の表裏判別装置では、従来のように輪郭線による表裏判別方法では判別できなかった物品であっても、表側と裏側とを確実に判別することができる。
【００１１】
また、前記判別手段は、前記凹凸形状の前記二値化画像に含まれる白又は黒画素のうちいずれか一方の画素の数に基づいて前記物品の表裏を判別することが好ましい。
【００１２】
このように、物品の表面の凹凸形状の違いにより、二値化画像の白又は黒画素の数が異なっている。具体的には、凹凸形状の高低差が大きくでこぼこした表面ほど、黒画素中に含まれる白画素の数（あるいは、白画素中に含まれる黒画素の数）が多い。反対に、凹凸形状の高低差が少なく平坦な表面ほど、黒画素中に含まれる白画素の数（あるいは、白画素中に含まれる黒画素の数）が少ない。
したがって、白又は黒画素の数に基づいて、物品の表裏を容易に判別することができる。
【００１３】
また、前記判別手段で判別された結果に基づいて、前記物品のうち表側あるいは裏側のいずれか一方を反転させる表裏反転手段を更に備えることが好ましい。
【００１４】
このように、物品の表裏判別結果に基づいて物品を反転させることで、物品の表側あるいは裏側のみを反転させることができる。これにより、物品を確実に一方向に揃えることが可能となる。また、従来のように裏側の物品のみを転落させる必要がないため、単位時間あたりの物品の供給数を減らす必要がなくなり、従来よりも供給効率を向上させることができる。
【００１５】
この場合、前記表裏反転手段は、前記搬送手段から前記物品を落下させる物品落下手段と、前記落下する前記物品のうち前記表側又は裏側のいずれか一方に接触して反転させる突起部と、を備えると好適である。
【００１６】
このように、物品を落下させるとともに突起部に接触させて反転させるため、簡単な構成で確実に物品を反転させることができる。
【００１７】
また、前記表裏反転手段は、前記突起部を進退させる進退手段を更に備え、該進退手段は、前記表側又は裏側のいずれか一方の場合は前記物品を反転させる位置に前記突起部を進出させ、前記表側又は裏側の他方の場合は前記物品を反転させない位置に前記突起部を退避させることが好ましい。
【００１８】
このように、表側又は裏側のいずれか一方で突起部を反転位置に進出させ、逆面では反転させない位置に退避させているため、一方の面でのみ突起部を進出させて確実に物品を反転させることができる。
【００１９】
また、前記物品落下手段は、前記物品を落下させる落下位置の上方から前記物品に向けてエアを噴射する落下エア噴射手段を更に備えることが好ましい。
【００２０】
このように、物品の落下位置の上方から物品に向けてエアを噴射するため、エアにより物品に下向きの力を加えて落下時の位置ずれなどを防止することができる。したがって、物品の反転精度をより向上させることができる。
【００２１】
このとき、前記物品は、袋部と該袋部の端部が一方向に巻回したリング部とを備え、前記判別手段は、前記物品を平面視したときの前記袋部と前記リング部との境界部分の前記二値化画像に基づいて前記物品の表裏を判別することが好ましい。
【００２２】
このように、物品の袋部とリング部の境界部分の二値化画像に基づいて物品の表裏を判別している。例えばスキンのように表側と裏側で輪郭線がほぼ同じ形状の物品では、二値化画像の輪郭線の形状に表裏の差がほとんどないが、袋部とリング部との間の境界部分では物品が一方向に巻き込まれているため、表側と裏側とで形状に差異がある。
具体的には、表側ではリング部の内径側の輪郭線が袋部の上にあるため視認できるが、裏側では袋部の端末側に隠れて見えない。この違いは、画像を二値化したときに白又は黒画素の数の差として顕著に現れる。
したがって、袋部とリング部の境界部分の二値化画像に基づいて物品の表裏を確実に判別することが可能となる。
【００２３】
また、前記袋部にエアを噴射して前記袋部を膨張させる膨張エア噴射手段を更に備えることが好ましい。
【００２４】
このように、物品の袋部にエアを噴射することで、袋部を膨張させることができる。物品の裏側では、リング部の内径側の輪郭線が袋部の端末側に隠れているが、袋部を膨張させることで輪郭線をより確実に隠すことができる。これにより、表側と裏側との間でリング部と袋部との間の境界部分の差異がより明瞭となり、物品の表裏判別の精度を格段に向上させることができる。
【００２５】
また、前記膨張エア噴射手段は、前記搬送手段の搬送方向に沿った複数の位置から前記エアを噴射することが好ましい。
【００２６】
このように、搬送方向に沿った複数の位置からエアを噴射することで、袋部にエアが入りやすくなり、袋部をより確実に膨張させることが可能となる。
【００２７】
また、前記搬送手段は、前記搬送方向に沿って固定された固定レールと、前記物品の前記リング部のうち外周面の一端側に当接し、前記一端側と径方向の反対側の外周面を前記固定レールに押圧した状態で前記搬送方向に沿って駆動する搬送ベルトと、を備えることが好ましい。
【００２８】
このように、固定レールと搬送ベルトとを備え、リング部の外周面の一端側が搬送ベルトに当接させ、この一端側と径方向の反対側の外周面を固定レールに押圧した状態で搬送方向に沿って駆動する。これにより、固定レールの側面に沿って物品を搬送方向に転動させることができる。したがって、物品のリング部の外側面の一部にのみレールが接触した状態で物品を搬送できるため、物品の表面にかかる摩擦がほとんどなく、特にスキンのような薄肉で破れやすい物品の搬送に好適である。
【００２９】
さらにこの場合、搬送方向に沿って複数の位置からエアを噴射することが好ましい。このようにすることで、物品を回転させながら搬送しつつ、なおかつ複数の位置からエアを噴射することが可能となる。物品を回転させながら搬送しているため、エアの噴射位置が袋部の中心位置と多少ずれていても、エアが袋部内に入りやすく、袋部をより確実に膨張させることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の表裏判別装置によれば、物品を平面視したときの袋部とリング部との境界部分の二値化画像に基づいて物品の表裏を判別することで、輪郭形状に特徴部のない物品であっても、表裏を確実に判別することができる。
したがって、判別した結果に基づいて物品を一方向に揃えるなどの作業が容易になり、物品の搬送効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】表裏判別装置の全体構成を示した概略図である。
【図２】表裏判別装置の一部を詳細に示した斜視図である。
【図３】搬送ベルトと固定レールとその周辺の装置を上から見た状態を示した上面図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ断面図である。
【図５】搬送ベルトと固定レールの駆動状態を示した上面図である。
【図６】表裏判別の手順を示したフローチャートである。
【図７】スキンを表側から撮像したときのグレースケール画像と二値化画像を示した写真である。
【図８】スキンを裏側から撮像したときのグレースケール画像と二値化画像を示した写真である。
【図９】エア噴射を行わない状態でスキンを表側から撮像したときのグレースケール画像と二値化画像を示した写真である。
【図１０】表裏判別装置で表裏を判別される物品の一例であるスキンの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。以下、本発明の表裏判別装置について詳細に説明する。
【００３３】
図１〜図１０は本発明の表裏判別装置の一実施形態を示しており、図１は表裏判別装置の全体構成を示した概略図、図２は表裏判別装置の一部を詳細に示した斜視図、図３は搬送ベルトと固定レールとその周辺の装置を上から見た状態を示した上面図、図４は図３のＸ−Ｘ断面図、図５は搬送ベルトと固定レールの駆動状態を示した上面図、図６は表裏判別の手順を示したフローチャート、図７はスキンを表側から撮像したときのグレースケール画像と二値化画像を示した写真、図８はスキンを裏側から撮像したときのグレースケール画像と二値化画像を示した写真、図９はエア噴射を行わない状態でスキンを表側から撮像したときのグレースケール画像と二値化画像を示した写真、図１０は表裏判別装置で表裏を判別される物品の一例であるスキンの側面図である。
【００３４】
以下に、本発明の一実施形態に係る表裏判別装置を示す。本発明の表裏判別装置は、物品の表裏を判別する機能を有する装置である。以下に説明する実施形態では、物品の一例としてスキンの表裏判別を行う場合について説明する。
なお、表裏判別装置で表裏が判別される物品としては、スキンに限定されず、物品を平面視したときに表側と裏側との間で表面の凹凸形状に差がある物品であればどのような形状の物品であっても表裏の判別を行うことができる。特に、スキンのように端部が一方向に巻かれた形状の物品の表裏判別に適している。
【００３５】
まず、図１０を参照してスキンについて説明する。
図１０（ａ）に示すように、スキンＳは、製造直後や使用時には先端部が閉じて後端部が開放した筒状構造となっている。一方、ダンボールなどで大量に流通する場合や個別に包装するときなどでは、筒状の開放側端部が外向き（図１０（ａ）の矢印の方向）に巻かれる。この結果、図１０（ｂ）に示すように、リング部Ｓｒが形成され、筒状の先端側は袋部Ｓｔとなる。この先端はいわゆる精液だまりとして機能する部分である。
【００３６】
本実施形態では、筒状の先端側から見た状態（図の上側から見た状態）を表側、その反対側から見た状態（図の下側から見た状態）を裏側としている。
このようにコンパクトなリング状となったスキンＳは、表側と裏側のいずれの側からみた平面視形状の輪郭線もリング状となっており、大差がない。
【００３７】
次に、図面を参照して本実施形態の表裏判別装置を説明する。
図１に示すように、表裏判別装置１は、スキン搬送手段１０と、撮像・判別手段３０と、膨張エア噴射手段４０と、落下エア噴射手段５０と、表裏反転手段６０とを主要な構成要素としている。
【００３８】
スキン搬送手段１０は、図示しない上流側の搬送装置から搬送されるスキンＳを、撮像・判別手段３０や表裏反転手段６０を経由して下流側へ搬送するための装置である。このスキン搬送手段１０は、本発明の搬送手段に該当する。本実施形態では、図示しない振動フィーダなどから搬送されたスキンＳを斜め下方向へ搬送する傾斜フィーダ１１と、傾斜フィーダ１１の下流側に連結されスキンＳを水平に搬送する上流側コンベア１２と、上流側コンベア１２を回転駆動する駆動ローラ１３とを備えている。
【００３９】
図２に示すように、上流側コンベア１２の下流側には、上部搬送ベルト１４ａと下部搬送ベルト１４ｂが上下に連設されている。搬送ベルト１４ａ，１４ｂは、ポリウレタンなど可撓性のある材料で形成されている。これらの搬送ベルト１４ａ，１４ｂは、いずれも無端ベルトであり、その一端側は駆動側プーリ１５ａに、反対端側は従動側プーリ１５ｂに巻回されている。
【００４０】
さらに、駆動側プーリ１５ａにはベルト駆動モータ１６が連結されており、このベルト駆動モータ１６によって駆動側プーリ１５ａが回転することにより、搬送ベルト１４ａ，１４ｂが同じ速度で一方向に回転する。
また、駆動側プーリ１５ａと従動側プーリ１５ｂは、ベースプレート１７に回転自在な状態で固定されている。
【００４１】
図２に示すように、これらの搬送ベルト１４ａ，１４ｂに隣接する位置には、固定レール１８が設けられている。固定レール１８のうち搬送ベルト１４ａ，１４ｂに対向する側面には、横断面形状がくの字型となるガイド溝１８ａが形成されている。固定レール１８の中央部の内側面には搬送ベルト１４ａ，１４ｂの側面に向けてトリガセンサ１９が設けられている。固定レール１８の下流側の側端面には、搬送ベルト１４ａ，１４ｂ側へ向けてストッパー２０が設けられている。固定レール１８は、アルミニウムや強化プラスチックなどの剛性の高い材料で形成されている。搬送ベルト１４ａ，１４ｂと固定レール１８との間は、スキンＳの搬送路Ｗとなっている。
【００４２】
搬送ベルト１４ａ，１４ｂのベースプレート１７は、スライド部材２１の上面に固定されている。スライド部材２１は、固定台座２３の上に取り付けられている。固定台座２３の上面には、スライド部材２１の長手方向に沿ってスライド溝２３ａが形成されている。
また、固定レール１８は、スライド部材２２の上面に固定されている。スライド部材２２は、固定台座２４の上に取り付けられている。固定台座２４の上面には、スライド部材２２の長手方向に沿ってスライド溝２４ａが形成されている。
【００４３】
スライド部材２１，２２は、図示しない駆動手段によりスライド溝２３ａ，２４ａに沿ってスライド自在となっている。駆動手段としては、圧縮エアなどの手段のほか、油圧シリンダなど公知の駆動手段を用いることができる。
【００４４】
本実施形態では、スライド部材２１とスライド部材２２が、互いに接近する方向と離反する方向に同期して往動可能となっている。これにより、搬送ベルト１４ａ，１４ｂと固定レール１８は、互いに接近する位置と離れる位置との間を往復移動する。この往復動作は、搬送路Ｗの上流側に位置するスキンＳが搬送路Ｗの下流側に移動するまでの間は接近する位置にあり、スキンＳが下流に移動したタイミングで離れる位置となり、以下、一定の周期で接近・離反を繰り返す。
【００４５】
図１に戻って、搬送ベルト１４ａ，１４ｂと固定レール１８とで形成されるスキンＳの搬送路Ｗの下側には、下流側コンベア２６が設けられている。下流側コンベア２６も無端ベルトで構成され、その上流側と下流側には駆動ローラ２７，２７がそれぞれ巻回されている。
【００４６】
撮像・判別手段３０は、搬送路Ｗを搬送されるスキンＳを撮像し、表側か裏側かを判別するための装置である。さらに、本実施形態の撮像・判別手段３０は、判別した結果に基づいて裏側のスキンＳｂを反転させる指示を出力し、表側のスキンＳａは反転させない機能も備えている。
撮像・判別手段３０は、カメラ３１と、照明装置３２と、画像処理装置３３を備えている。
【００４７】
カメラ３１は、搬送ベルト１４ａ，１４ｂと固定レール１８とで形成される搬送路Ｗの中央部上側に設けられている。カメラ３１は、本発明の撮像手段に該当する。本実施形態では、カメラ３１としてデジタル画像を撮像できるＣＣＤを内蔵したカメラを用いているが、カメラ３１としては、例えばアナログ画像を撮像するタイプであってもよい。カメラ３１は、搬送路Ｗに向かうよう位置決めされており、搬送路Ｗを搬送されるスキンＳを撮像できるようになっている。
【００４８】
カメラ３１と搬送路Ｗとの間には、照明装置３２が設けられている。照明装置３２は、搬送路Ｗを移動するスキンＳを照明するための装置であり、これにより明瞭な画像を撮影することが可能となる。本実施形態では、白色のＬＥＤランプを用いているが、白熱電球など他の公知の照明手段を用いてもよい。カメラ３１は、画像処理装置３３と電気的に接続されている。
【００４９】
画像処理装置３３は、カメラ３１で撮像されたスキンＳの画像データを二値化し、表裏を判別するための装置である。画像処理装置３３は、本発明の二値化手段と判別手段の両方の機能を備える装置である。より詳細には、後述する図６のフローチャートのステップＳ２が二値化手段、ステップＳ４，Ｓ５が判別手段に該当する。
【００５０】
本実施形態の画像処理装置３３は、表裏判別用のソフトウェアを備えたコンピュータであり、演算装置であるＣＰＵと、記憶装置であるメモリやハードディスクと、入出力装置である入出力ポートとを備えている。表裏判別ソフトウェアは、画像処理装置３３の記憶装置に格納されている。
【００５１】
膨張エア噴射手段４０は、搬送路Ｗを移動するスキンＳの下側から圧縮エアを供給してスキンＳを膨らませる装置である。
膨張エア噴射手段４０は、多孔ノズル４１と、膨張エア供給用ポンプ４２により構成されている。
なお、本実施形態ではスキンＳを膨らませるエアとして、コンプレッサなどで圧縮したエアを用いている。しかしながら、スキンＳの袋部Ｓｔを膨らませることができるエアであれば圧縮エアに限定されず、例えば送風機などを用いた圧縮しないエアなどであってもよい。
【００５２】
多孔ノズル４１は、搬送路Ｗの中央部下側に設けられている。多孔ノズル４１は、矩形状のノズルで、その上面には複数の膨張エア噴射孔４１ａが設けられている。膨張エア噴射孔４１ａは、搬送路Ｗに沿って複数個所に形成されており、それぞれの膨張エア噴射孔４１ａから上向き、すなわち、搬送路Ｗに向けて膨張エア（スキンＳの先端の袋部Ｓｔを膨張させるための圧縮エア）が噴射されている。
多孔ノズル４１には、膨張エア供給用ポンプ４２が接続されている。膨張エア供給用ポンプ４２は、圧縮エアを発生させて多孔ノズル４１に供給するための装置である。
【００５３】
落下エア噴射手段５０は、搬送路Ｗの下流側に搬送されたスキンＳに圧縮エアを噴射して落下させるための手段であり、本発明の物品落下手段の一部を構成している。
落下エア噴射手段５０は、落下エア噴射ノズル５１と落下エア供給用ポンプ５２とにより構成されている。
【００５４】
落下エア噴射ノズル５１は、搬送路Ｗの下流側の上部に配置されている。落下エア噴射ノズル５１の先端側は、搬送路Ｗに向けてほぼ鉛直下方向を向いており、先端から落下エア（スキンＳを落下させるための圧縮エア）を噴射して搬送路ＷにあるスキンＳをほぼ垂直に落下させる。
落下エア噴射ノズル５１には、落下エア供給用ポンプ５２が接続されている。落下エア供給用ポンプ５２は、圧縮エアを発生させて落下エア噴射ノズル５１に供給するための装置である。
【００５５】
なお、本実施形態では、膨張エア供給用ポンプ４２と落下エア供給用ポンプ５２の２つのポンプを設けているが、単一のポンプのみ備えるようにして、バルブなどにより各ノズルへの圧縮エアの供給を調整するようにしてもよい。このようにすることで、装置の構成をより簡略化することができる。
【００５６】
表裏反転手段６０は、裏側のスキンＳｂを反転させるための手段である。表裏反転手段６０は、突起部６１と、駆動軸６２と、進退手段６３とを備えている。
突起部６１は、落下エア噴射手段５０によって搬送路Ｗから落下するスキンＳに接触して反転させるための部材である。本実施形態の突起部６１は、断面略Ｌ字型の金属製部材であり、先端側の２つの角部がカットされた形状をしている。突起部６１の側面には、進退手段６３の駆動軸６２が接続されている。本実施形態の進退手段６３は、エアシリンダの圧縮エアにより駆動軸６２を進退させることができる。この進退手段６３により、突起部６１は、スキンＳを反転させる位置に進出したり、スキンＳを反転させない位置に退避したりすることができる。
【００５７】
次に、スキンＳの搬送と表裏判別、反転の流れについて説明する。
スキンＳは、図示しない上流側のフィーダからスキン搬送手段１０の傾斜フィーダ１１に供給される。傾斜フィーダ１１の斜面に沿って下流側まで移動したスキンＳは、続いて上流側コンベア１２の上に載せられて水平に移動し、搬送ベルト１４ａ，１４ｂと固定レール１８の上流側に位置する。
【００５８】
図３に示すように、上流側コンベア１２の下流側に移動したスキンＳは、搬送ベルト１４ａ，１４ｂと固定レール１８に挟まれ、搬送路Ｗを上流側から下流側へ移動する。なお、この図では、３つのスキンＳを描いているが、これらは搬送の流れを示すものであり、実際には搬送路Ｗ上を１つのスキンＳが搬送される。
図４に示すように、この挟まれた状態では、スキンＳのリング部Ｓｒの外周面の一端側が搬送ベルト１４ａ，１４ｂの間に挟まれた状態で当接している。そして、この外周面の反対側の外周面が固定レール１８のガイド溝１８ａの壁面を押圧した状態となっている。
以下、スキンＳの搬送機構について詳細に説明する。
【００５９】
図５に示すように、搬送ベルト１４ａ，１４ｂと固定レール１８は、一定周期ごとに接近、離反を繰り返している。
図５（ａ）に示すように、上流側コンベア１２の下流側に移動したスキンＳは、搬送ベルト１４ａ，１４ｂと固定レール１８が離れた位置にあるときに、これらの間に搬送される。
【００６０】
続いて、図（ｂ）に示すように、搬送ベルト１４ａ，１４ｂと固定レール１８が接近すると、リング部Ｓｒが搬送ベルト１４ａ，１４ｂと固定レール１８との間に挟まれる。搬送ベルト１４ａ，１４ｂは可撓性のある材料で形成されているため、リング部Ｓｒの外周面の一端側は搬送ベルト１４ａ，１４ｂに当接した状態で、反対側の外周面を固定レール１８に押圧した状態となっている。
【００６１】
搬送ベルト１４ａ，１４ｂは常時回転している一方、固定レール１８は搬送路Ｗの方向には固定された状態となっている。このため、搬送ベルト１４ａ，１４ｂの駆動により、ちょうどタイヤが地面の上を転がるように、固定レール１８のガイド溝１８ａに沿ってスキンＳを回転させながら、搬送路Ｗの上流（図の右側）から下流（図の左側）へスキンＳを移動させることができる。
【００６２】
搬送路Ｗの下側から上側に向けて多孔ノズル４１の膨張エア噴射孔４１ａから膨張エアが供給されている。膨張エア噴射孔４１ａは、搬送路Ｗに沿って複数個所に設けられており、また、上述したようにスキンＳは搬送路Ｗを回転しながら移動している。このため、エアの噴射位置がスキンＳの袋部Ｓｔと多少ずれていても、複数の膨張エア噴射孔４１ａのいずれかにより袋部Ｓｔに膨張エアが入る可能性が高くなるため、単一の噴射孔の場合と比較して袋部Ｓｔをより確実に膨張させることができる。
【００６３】
続いて、スキンＳが搬送路Ｗの中央部に来たときに、トリガセンサ１９によりスキンＳが検知され、カメラ３１が作動する。カメラ３１は、スキンＳの上側から平面視画像を撮像する。撮像された画像は、画像処理装置３３に伝送される。画像処理装置３３は、記憶装置に記憶された表裏判別ソフトウェアを読み出しており、伝送された画像を処理してスキンＳの表裏判別を行う。
【００６４】
図５（ｃ）に示すように、撮像されたスキンＳは、搬送路Ｗの下流に搬送され、ストッパー２０の近くに移動する。続いて、図５（ｄ）に示すように、搬送ベルト１４ａ，１４ｂと固定レール１８が離れ、スキンＳは搬送路Ｗから下流側コンベア２６の上に落下する。このとき、後述するようにスキンＳが裏側であれば、反転が行われる。
【００６５】
次に、図６のフローチャートに基づいて表裏判別手順を説明する。
図５（ｂ）の位置で撮像されたスキンＳの画像は、画像処理装置３３に伝送される。画像処理装置３３は、カメラ３１から伝送されたスキンＳのグレースケール画像を取得する（ステップＳ１）。
【００６６】
続いて画像処理装置３３は、このグレースケール画像を二値化し、白又は黒のみのデータに変換する（ステップＳ２）。本実施形態の二値化処理では、画像データの各画素の明るさを取得し、所定の閾値を越える階調の画素を白（１）、超えない階調の画素を黒（０）としている。なお、二値化のアルゴリズムは、その他の公知の方法を採用することができる。
また、本実施形態ではグレースケール画像を二値化したが、カメラ３１でフルカラー画像を撮影してこれを二値化してもよい。
【００６７】
次に、二値化画像のうち袋部Ｓｔとリング部Ｓｒとの境界部分Ａ（図７参照）の画素データを取得する（ステップＳ３）。本実施形態ではスキンＳの位置と撮像タイミングをセンサにより同期させているため、撮像された画像のうち常に同じ位置が境界部分Ａとなっている。
なお、画像データの輪郭線からリング状のスキンＳの中心位置を判別し、これを元に境界部分Ａを取得するようにしてもよい。このようにすることで、スキンＳの位置が多少ずれていても境界部分Ａの画素を確実に取得することができる。
【００６８】
次に、取得された境界部分Ａの画像データに基づいてスキンＳが表側か裏側かの判別を行う。本実施形態では、表側と裏側との間で、スキンＳのリング部Ｓｒの内径側の輪郭線が外部に露出しているか否かの違いがあるという点に基づいて、スキンＳの表裏を判別している。なお、リング部Ｓｒは、一定の幅のあるリング形状をしており、平面視したときに大小２つの円形の輪郭線が外側と内側に同心円状に並んでいる。リング部Ｓｒの内径側の輪郭線とは、このうち内側に位置する円形の輪郭線のことをいう。
【００６９】
表裏での境界部分Ａの違いをより詳細に説明すると、スキンＳを上から平面視したときに、表側のスキンＳａの境界部分Ａでは、リング部Ｓｒの内径側の輪郭線が外側に露出している。このため、スキンＳを上から撮影したときに、内径側の輪郭線が画像に明瞭に写る。
一方、裏側のスキンＳｂの境界部分Ａでは、リング部Ｓｒの内径側の輪郭線が袋部Ｓｔの端末側に隠れている。このため、スキンＳを上から撮影したときに、内径側の輪郭線が画像に写らない。この違いに基づいて、スキンＳの表裏判別を行っている。
【００７０】
図７は、スキンＳの表側の写真を示しており、上段の写真がグレースケール画像、下段の写真が二値化画像である。
この写真に示すとおり、表側のグレースケール画像では、リング部Ｓｒの内径側の輪郭線は画像にはっきりと写っている。このため、グレースケール画像を二値化すると、輪郭線はリング部Ｓｒや袋部Ｓｔのような周囲とはっきりしたコントラストで表示される。この図の二値化画像に示すように、リング部Ｓｒの内径側の輪郭線が白画素、周囲が黒画素で表示される。
【００７１】
一方、図８は、スキンＳの裏側の写真を示しており、上段の写真がグレースケール画像、下段の写真が二値化画像である。
この写真に示すとおり、裏側のグレースケール画像では、リング部Ｓｒの内径側の輪郭線は袋部Ｓｔに隠れて画像に写らない。このため、グレースケール画像を二値化すると、リング部Ｓｒの内径側の輪郭線のある位置は、周囲の袋部Ｓｔと同じ色で表示される。この図の二値化画像に示すように、輪郭線のある位置も周囲も同じ黒画素で表示され、輪郭線のある位置はまったく判別できない。
【００７２】
図６に戻って、画像処理装置３３の表裏判別ソフトウェアは、境界部分Ａの画素のうち、白画素の数をカウントする（ステップＳ４）。
次に、白画素の数が所定値ｎ以上であるか否かを判別する（ステップＳ５）。この結果、白画素の数が所定値ｎ以上であれば、内径側の輪郭線がはっきりしているため表側であると判別する。一方、白画素の数が所定値ｎ未満であれば、内径側の輪郭線がはっきりしていないため裏側であると判断している。
【００７３】
また、本実施形態のように特定の画素の数が所定値ｎ以上か否かに基づく方法ではなく、境界部分Ａに白画素が含まれていれば直ちに表側と判断することも可能である。しかしながら、裏側であってもリング部Ｓｒの内径側の輪郭線は袋部Ｓｔ越しにうっすらと写ることもある。このような場合では、裏側であっても輪郭線の部分が白画素で表示されることもあり、上述した別法では表裏判別にミスが生じる可能性がある。
【００７４】
一方、本実施形態のように画素の数をカウントし、所定値ｎ以上か否かによって表裏判別を行うことで、輪郭線がある程度はっきりした画像のみを表側と判別している。このため、裏側を表側と判断するミスを減らし、表裏判別の精度を高めることができる。
【００７５】
表裏判別の結果、裏側と判別されたスキンＳに対しては、表裏反転処理が行われる。
まず、画像処理装置３３は、裏側と判断されたスキンＳが搬送路Ｗの下流端部に位置するタイミングで、進退手段６３に反転信号を送る（ステップＳ６）。進退手段６３は突起部６１を搬送路Ｗの上流側に向けて進出させる。この反転位置では、突起部６１の先端は、スキンＳを鉛直下方に投影した位置からスキンＳの中心より少し外側に位置している。
【００７６】
落下エア供給用ポンプ５２からは、スキンＳが下流端部に位置するタイミングごとに、スキンＳの鉛直上方の落下エア噴射ノズル５１からスキンＳに向けて鉛直下方へ落下エアが噴射されている。
【００７７】
この落下エア噴射に続くタイミングで、搬送ベルト１４ａ，１４ｂと固定レール１８が離れ、スキンＳが垂直に落下する。このとき、突起部６１の先端が落下するスキンＳの一部に接触し、突起部６１の先端を支点としてスキンＳを反転させる。上述したように突起部６１の先端側の角部はカットされているので、スキンＳが角に引っ掛かることによる反転位置のずれやスキンＳの傷付きなどが防止される。反転したスキンＳは、下流側コンベア２６に上に載り、そのまま下流側に搬送される。
【００７８】
表裏判別の結果、表側と判断されたスキンＳに対しては、反転処理を行わない。画像処理装置３３は、表側と判断されたスキンＳが搬送路Ｗの下流端部に位置するタイミングで、進退手段６３に非反転信号を送る（ステップＳ７）。これにより、進退手段６３は突起部６１を搬送路Ｗの下流側に退避させる。この退避位置では、突起部６１の先端は、スキンＳを鉛直下方に投影した位置から完全に外側に離れた位置となっている。これにより、スキンＳが落下してもスキンＳは突起部６１に引っかからず、スキンＳはそのままの姿勢で下流側コンベア２６の上に載る。
【００７９】
以上の手順で、スキンＳはスキン搬送手段１０の上流側から下流側へ搬送される。そして、搬送路Ｗの途中で撮像・判別手段３０によりスキンＳの表裏が判別される。その結果、表側のスキンＳａは表裏反転手段６０で反転されず、裏側のスキンＳｂのみ表裏反転手段６０で反転される。
【００８０】
なお、本実施形態では膨張エア噴射手段４０によりスキンＳの袋部Ｓｔ内に膨張エアを送りこんで袋部Ｓｔを膨らませた状態で撮像を行っている。このようにすることで、袋部Ｓｔのへたりが少なくなり、リング部Ｓｒの内径側の輪郭線を袋部Ｓｔの端末の内側により確実に隠すことができる。
【００８１】
図９は袋部Ｓｔに膨張エアを噴射しない状態で撮像したスキンＳの裏側の写真を示している。この図の上段の写真がグレースケール画像、下段の写真が二値化画像である。この写真は、図８に示す膨張エアを送ったときの写真との比較例を示している。
【００８２】
図９の上段の写真に示すとおり、袋部Ｓｔに膨張エアを送りこまない場合は袋部Ｓｔが大きくへたっており、袋部Ｓｔの全体にしわが多くなっている。このため、スキンＳを撮像すると、スキンＳの中央部から外周側の全体にかけて袋部Ｓｔのしわになった部分が黒く写っている。このグレースケール画像を二値化すると、しわになった部分が白画素となり、リング部Ｓｒと袋部Ｓｔの境界部分Ａにも白い領域が広がる。このため、この写真は、裏側であるにもかかわらず表側であると誤検知されてしまう。
【００８３】
一方、図８に示すように、袋部Ｓｔ内に膨張エアを送ったときは、袋部Ｓｔが膨らむため、袋部Ｓｔのへたりが少なくなり、袋部Ｓｔの表面がピンと張ってしわのほとんどない平坦な状態となる。このため、膨張エアを送った場合には、しわによる誤検知はほとんどなくなる。以上のように、袋部Ｓｔに膨張エアを送ることで、表裏判別の精度を高めることが可能となる。
【００８４】
次に、本発明の変形例について説明する。
上述した実施形態では、画像処理装置３３が二値化手段と判別手段の両方の機能を兼ねていたが、二値化と判別を別の回路で構成し、別々の手段とすることも可能である。
また、上述した実施形態では輪郭線が白画素で表示されるようにしているが、白黒を逆にして黒画素で表示されるようにしてもよい。
【００８５】
さらに、本実施形態では白画素の数に基づいて表裏判別を行っているが、黒画素の数に基づいて行うことも可能である。また、画素の数に基づく別の例として、画素の数を単純にカウントするのではなく、画素全体の数に対する白画素や黒画素の数の割合に基づいて表裏判別を行うこともできる。
【符号の説明】
【００８６】
１  表裏判別装置
１０  スキン搬送手段（搬送手段）
１１  傾斜フィーダ
１２  上流側コンベア
１３  駆動ローラ
１４ａ  上部搬送ベルト
１４ｂ  下部搬送ベルト
１５ａ  駆動側プーリ
１５ｂ  従動側プーリ
１６  ベルト駆動モータ
１７  ベースプレート
１８  固定レール
１８ａ  ガイド溝
１９  トリガセンサ
２０  ストッパー
２１，２２  スライド部材
２３，２４  固定台座
２３ａ，２４ａ  スライド溝
２６  下流側コンベア
２７  駆動ローラ
３０  撮像・判別手段
３１  カメラ（撮像手段）
３２  照明装置
３３  画像処理装置（二値化手段・判別手段）
４０  膨張エア噴射手段
４１  多孔ノズル
４１ａ  膨張エア噴射孔
４２  膨張エア供給用ポンプ
５０  落下エア噴射手段（物品落下手段）
５１  落下エア噴射ノズル
５２  落下エア供給用ポンプ
６０  表裏反転手段
６１  突起部
６２  駆動軸
６３  進退手段
Ｓ  スキン
Ｓａ  スキン（表側）
Ｓｂ  スキン（裏側）
Ｓｔ  袋部
Ｓｒ  リング部
Ａ  境界部分
【図１】
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【図２】
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【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】
2011013868.tif 000009
【図８】
2011013868.tif 000010
【図９】
2011013868.tif 000011
【図１０】
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