(57)【要約】【課題】ワークの形状や寸法が異なる場合、あるいはワークの上面及び底面が非対称形状の場合などでも容易に適合するといった高い汎用性を有し、ワークの画像処理を高速且つ連続的に行えるワーク検査装置を提供する。【解決手段】ワークＷを水平に搬送する上部搬送ベルト１を設ける。この上部搬送ベルト１の反転部に圧着して上部搬送ベルト１上のワークＷを反転保持する下部搬送ベルト２を設ける。上部搬送ベルト１の反転部から離脱したワークＷを下部搬送ベルト２の水平部分で水平に搬送する。ワークＷを画像処理する複数台のカメラを備える。上部搬送ベルト１上のワークＷの高さによって下部搬送ベルト２の位置を移動せしめる調整用ローラ３を下部搬送ベルト２に装着する。下部搬送ベルト２のワークＷに対する接触圧力を一定に調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを水平に搬送する上部搬送ベルトと、この上部搬送ベルトの反転部に圧着して上部搬送ベルト上のワークを反転保持すると共に、反転部から離脱したワークを、上部搬送ベルトの下方に位置した水平部分で水平に搬送する下部搬送ベルトと、搬送しているワークを画像処理する複数台のカメラとを備えたワーク検査装置において、上部搬送ベルトに載置したワークの高さによって下部搬送ベルトの位置を移動せしめる調整用ローラを下部搬送ベルトに装着し、下部搬送ベルトのワークに対する接触圧力を一定に調整するように設けたことを特徴とするワーク検査装置。
【請求項２】
前記上部搬送ベルトに載置したワークを撮像する上部撮像用カメラと、前記下部搬送ベルトによって反転せしめたワークを撮像する下部撮像用カメラとを配置し、これら上部撮像用カメラと下部撮像用カメラとの夫々の撮像情報でワークの上面と底面とを個々に判別すると共に、ワークの合否を判定するように設けた請求項１記載のワーク検査装置。
【請求項３】
前記下部搬送ベルトに下部搬送ベルトの移動量を検知する角度検出器を備え、前記下部搬送ベルトの下流位置に、水平移動するワークの通過を検出する位置センサーを装着し、該位置センサーを通過した後のワークの移動量を前記角度検出器で検知してワークを撮像し、分別するように設けた請求項１又は２記載のワーク検査装置。
【請求項４】
前記位置センサーは、カメラの撮像粋から離れた位置に配設すると共に、ワークの先端部と後端部との通過情報を元にして通過するワークの中心位置を検出するように設けた請求項３記載のワーク検査装置。
【請求項５】
前記角度検出器として、前記下部搬送ベルトの下流端部のローラに装着したロータリ・エンコーダを使用する請求項２記載のワーク検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２本の平ベルトを使用し、画像処理検査を行うワークの形状やサイズの変更に極めて柔軟に対応することができるワーク検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のワーク検査装置として、特許文献１に記載された装置が提案されている。この装置によると、ワークの検査を高速化する為に、搬送ベルトに溝を形成し、この溝にワークを載置して搬送し、ワークの露出面を撮像して検査するようにした検査装置である。この装置では、搬送するワークを固定するために、搬送ベルトの他、搬送ベルトに一部当接する反転ベルトにも略Ｖ字状の溝を形成している。
【０００３】
一方、搬送するワークを反転させる為に、搬送中のワークを吸引しつつ反転させる検査装置が特許文献２に記載されている。この装置によると、無端ベルトの略水平に配置された上面にワークを吸着しつつ下流側に列状に搬送し、無端ベルトの反転動作部分の下端部近傍にて前記吸着力の付勢を解除させ、それによって無端ベルトから離脱したワークを、その下方に位置して前記第１の無端ベルトとは逆向きに動かされる第２の無端ベルト上面にワークを上下反転した状態で受け取らせて搬送する装置である。
【特許文献１】特開２００１−３２７９２９号公報
【特許文献２】特開平９−２８８０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に記載されたワーク検査装置は、いずれもワークを反転させることで検査対象となるワークの上下左右の４面を撮像して検査する装置である。
【０００５】
ところが、特許文献１によると、ベルトに形成した略Ｖ字形の溝にワークを収納して搬送するので、検査対象となるワークの形状がこの溝形状に馴染むものに限られる不都合がある。すなわち、ワークの形状がこの溝形状よりも小さい場合、例えばワークが溝内部に落ち込むボルト状の場合などでは、搬送ベルトと反転ベルトとが当接する部分でワークを押さえることができないので、ワークが溝に沿って移動するおそれがある。そのため、ワークの位置に狂いが生じ、ワークの４面を正確に撮像することが困難になる。
【０００６】
また、逆にワークの厚みが増して、ベルトに形成した略Ｖ字形の溝から大きく突出した状態になると、搬送ベルトと反転ベルトとが当接する部分でワークを押さえる力が強くなり、ワークに悪影響を与えるおそれが生じる。このように、特許文献１のワーク検査装置には、ワークの高さや厚み等のサイズが変化すると正確な検査が行えず、また、ワークを押さえる力が増大してワーク自体に悪影響を与えるなどといった課題が残されていた。
【０００７】
更に、特許文献１のワーク検査装置では、略Ｖ字形の溝にワークを収納して搬送するので、ワークの上面及び底面が非対称形状の場合は、搬送ベルトにおける略Ｖ字形の溝と反転ベルトにおける略Ｖ字状の溝を、夫々非対称形状を成したワークの上面及び底面の形状に合わせる必要がある。しかも、パーツフィーダから搬送ベルトにワークを載せる際に、ワークの上面及び底面を選択し、この搬送ベルトの溝に合う面を揃える作業も要する。そのため、多数搬送されて来るワークを一列に並べるのみならず、ワークの表面と裏面とを選別し、搬送ベルトに形成した略Ｖ字形の溝に合致する向きに整えてから搬送ベルト上に送り込む工程になる。このように、特許文献１のワーク検査装置で種々のワークに対応しようとすると、ワークの種類毎に搬送ベルトや反転ベルトの溝形状を変更する必要がある。しかも、上面及び底面が非対称形状のワークを画像処理するには、ワークの搬送向きを揃える段取りや、自動で搬送向きを揃える高性能のパーツフィーダが必要になるなど、多くの問題点を有するものである。
【０００８】
一方、特許文献２に記載されているワーク検査装置では、ワークを吸着しつつ搬送し、無端ベルトの反転動作部分の下端部近傍にて前記吸着力の付勢を解除させるものなので、前記特許文献１の如く、ワークの高さや厚みが増してもワーク自体に悪影響を与えるおそれはない。ところが、特許文献２では、最初の無端ベルトに吸引装置を装着する他、第２の無単ベルトにもワークを吸着する吸引装置を装着するようにしている。この為、これら二つの無端ベルト夫々に、吸着手段に必要な吸引装置や各種の装備を要し、ワーク検査装置としては極めて複雑な装置にならざるを得ない。
【０００９】
しかも、特許文献２では、これら二つのベルト相互の間隔がワークの厚みと略等くなるように調整する必要がある。すなわち、ワークを反転させた後に吸着力を解除して、第２の無端ベルト上面にワークを受け取らせる際に、ベルト相互の間隔がワークの厚みよりも大きく開いていると、ワークの受け渡しの際にワークが弾んで位置ずれが生じるおそれがあるからである。そのため、二つのベルト相互の間隔を、常にワークのサイズに合わせて調整する装置が別途必要になる。このように、特許文献２では、ワーク検査装置として極めて複雑な搬送装置が必要になっている。
【００１０】
そこで本発明は、上述の課題を解消すべく創出されたもので、比較的シンプルな構成のワーク検査装置でありながら、ワークの形状や寸法が異なる場合、あるいはワークの上面及び底面が非対称形状の場合などでも極めて柔軟に適応するといった高い汎用性を有し、しかも、ワークに悪影響を与えることなく、反転移送後も極めて正確なタイミングで撮像可能なワーク検査装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の手段は、ワークＷを水平に搬送する上部搬送ベルト１と、この上部搬送ベルト１の反転部に圧着して上部搬送ベルト１上のワークＷを反転保持すると共に、反転部から離脱したワークＷを、上部搬送ベルト１の下方に位置した水平部分で水平に搬送する下部搬送ベルト２と、搬送しているワークＷを画像処理する複数台のカメラとを備えたワーク検査装置において、上部搬送ベルト１に載置したワークＷの高さによって下部搬送ベルト２の位置を移動せしめる調整用ローラ３を下部搬送ベルト２に装着し、下部搬送ベルト２のワークＷに対する接触圧力を一定に調整するように設けたことにある。
【００１２】
第２の手段は、前記上部搬送ベルト１に載置したワークＷを撮像する上部撮像用カメラＣ１と、前記下部搬送ベルト２によって反転せしめたワークＷを撮像する下部撮像用カメラＣ２とを配置し、これら上部撮像用カメラＣ１と下部撮像用カメラＣ２との夫々の撮像情報でワークＷの上面と底面とを個々に判別すると共に、ワークＷの合否を判定するように設けている。
【００１３】
第３の手段は、前記下部搬送ベルト２に下部搬送ベルト２の移動量を検知する角度検出器４を備え、前記下部搬送ベルト２の下流位置に、水平移動するワークＷの通過を検出する位置センサー５を装着し、該位置センサー５を通過した後のワークＷの移動量を前記角度検出器４で検知してワークＷを撮像し、分別するように設けている。
【００１４】
第４の手段における位置センサー５は、カメラの撮像粋から離れた位置に配設すると共に、ワークＷの先端部と後端部との通過情報を元にして通過するワークＷの中心位置を検出するように設けている。
【００１５】
第５の手段は、前記角度検出器４として、前記下部搬送ベルト２の下流端部のローラ部に装着したロータリ・エンコーダを使用することを課題解消のための手段とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１により、上部搬送ベルト１に載置したワークＷの高さによって下部搬送ベルト２の位置を移動せしめるベルト調整用ローラ３を装着し、下部搬送ベルト２のワークＷに対する接触圧力を一定に調整するように設けているから、ワークＷの高さや厚み等のサイズが増加してもワークＷに対する接触圧力は変わらない。したがって、ワークＷに悪影響を与えずに反転させることができる。
【００１７】
しかも、ベルト調整用ローラ３を介して上部搬送ベルト１と下部搬送ベルト２との間にワークＷを挟んで反転させるので、ワークＷの形状や寸法が異なる場合でも上部搬送ベルト１や下部搬送ベルト２を変更する必要がなく、そのまま撮像可能になるので、比較的シンプルな構成のワーク検査装置でありながら、極めて高い汎用性を有するものである。
【００１８】
請求項２により、上部撮像用カメラＣ１と下部撮像用カメラＣ２との夫々の撮像情報で、ワークＷの上面と底面とを判別すると共に、ワークＷの合否を判定するように設けているので、多数のワークＷを高速、且つ連続的に撮像し、合否のワークＷを分別することができる。したがって、ワークＷの上面及び底面が非対象形状であっても、ワークＷの搬送向きを揃える必要がない。この結果、ワークＷの搬送向きを揃える段取りや、自動で搬送向きを揃える高性能のパーツフィーダを要することなく、極めてシンプルな構成で撮像可能にしている。このようにワークＷの供給速度を上げることが可能になると共に、処理能力を高め、高速且つ連続状態でワークＷの上面及び底面を撮像することができる。
【００１９】
請求項３により、下部搬送ベルト２の下流位置において、位置センサー５を通過した後のワークＷの移動量を前記角度検出器４で検知してワークＷを撮像するように設けたことで、前記下部搬送ベルト２の位置調整によって生じる下部搬送ベルト２の遅れ進みを検出して、正確な撮像、分別のタイミングをとることができる。
【００２０】
請求項４に記載の位置センサー５は、カメラの撮像粋から離れた位置に配設しているから、ワークＷを撮像する際に、位置センサー５の写り込みを防止することができる。しかも、ワークＷの先端部と後端部との通過情報を元にして通過するワークＷの中心位置を検出するように設けているので、ワークＷの中心に合わせて撮像ポイントを設定することができる。この結果、ワークＷの大きさが変わっても、撮像ポイントを変更する必要がなく、汎用性能をさらに高める効果を奏するものである。
【００２１】
請求項５の如く、角度検出器４として、前記下部搬送ベルト２の下流端部のローラ部に装着したロータリ・エンコーダを使用することで、下部搬送ベルト２の移動量をパソコンで計測し解析することができる。したがって、移動量を極めて正確に計測することが可能である。
【００２２】
このように、本発明によると、比較的シンプルな構成のワーク検査装置でありながらワークの搬送を高速且つ連続的に行え、ワークの形状や寸法が異なる場合、あるいはワークの上面及び底面が非対称形状の場合などでも容易に適合するといった高い汎用性を有し、しかも、ワークの厚みが異なってもベルトが正確に順応し、ワークに悪影響を与えることなく、反転移送後も極めて正確なタイミングで撮像することができるなどといった従来にない有益な種々の効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の最良の形態は、上部搬送ベルト１に載置したワークＷを撮像する上部撮像用カメラＣ１と、前記下部搬送ベルト２によって反転せしめたワークＷを撮像する下部撮像用カメラＣ２とを備える。上部撮像用カメラＣ１と下部撮像用カメラＣ２の夫々の撮像情報により、ワークＷの上面及び底面を判別すると共に、ワークＷの合否を判定する。上部搬送ベルト１に載置したワークＷの高さによって下部搬送ベルト２の位置を移動せしめるベルト調整用ローラ３を装着し、下部搬送ベルト２のワークＷに対する接触圧力を一定に調整するように設ける。前記下部搬送ベルト２に下部搬送ベルト２の移動量を検知するロータリ・エンコーダ使用の角度検出器４を備える。前記下部搬送ベルト２の下流位置に、水平移動するワークＷの通過を検出する位置センサー５を装着する。該位置センサー５を通過した後のワークＷの移動量を前記角度検出器４で検知してワークＷを撮像、分別することで、当初の目的を達成するものである。
【実施例】
【００２４】
本発明ワーク検査装置の基本構成は、複数台のカメラの他、上部搬送ベルト１、下部搬送ベルト２、ベルト調整用ローラ３、角度検出器４、位置センサー５等を備えている。
【００２５】
上部搬送ベルト１は、ワークＷを水平に搬送する無端ベルトで、パーツフィーダ６から整列搬送されたワークＷが上部搬送ベルト１上に１個ずつ供給される。この上部搬送ベルト１は、駆動用ローラー７の回転により、ワークＷを搬送する。そして、上部搬送ベルト１上に載置したワークＷの上面を上部撮像用カメラＣ１が撮像する。更に、上部搬送ベルト１の上流位置に、水平移動するワークＷの通過を検出する位置センサー１０を装着し、該位置センサー１０を通過した後のワークＷを撮像するように設けている。このとき、位置センサー１０と共に、駆動用ローラー７に角度検出器（図示せず）を装着し、位置センサー１０が感知するワークＷの先端部と後端部との通過情報を元にして、通過するワークＷの中心位置を検出するように設けている。また、位置センサー１０をカメラの撮像粋から離れた位置に配設し、撮像時に位置センサー１０の写り込みを防止している。
【００２６】
下部搬送ベルト２は、上部搬送ベルト１の反転部分に所定の圧力で接触する無端ベルトであり、この接触部分で上部搬送ベルト１上のワークＷを反転させた後に、反転したワークＷを下部搬送ベルト２の水平部分で上部搬送ベルト１の逆方向に搬送する。下部搬送ベルト２が上部搬送ベルト１の反転部分でワークＷを保持しながら反転させる際に、この下部搬送ベルト２が常に略一定の圧力でワークＷに接触するように、ベルト調整用ローラ３が調整している。
【００２７】
このベルト調整用ローラ３は、上部搬送ベルト１に載置したワークＷの高さや厚みなどのサイズの変更によって下部搬送ベルト２の位置を移動せしめることで、ワークＷへの接触圧力を一定に調整している。図示例では、上部搬送ベルト１に対する下部搬送ベルト２の接触位置を左右に移動自在に設けている。そして、高さや厚みが増したワークＷに下部搬送ベルト２が接触すると、下部搬送ベルト２に掛る抵抗が増加し、この増加した抵抗に伴なってベルト調整用ローラ３のの位置が移動することで、接触圧力を調整している。
【００２８】
上部搬送ベルト１上のワークＷや、上部搬送ベルト１と逆方向に搬送する下部搬送ベルト２上のワークＷを画像処理する為に、複数台のカメラを備えている。図示のカメラは、上部搬送ベルト１に載置したワークＷの上面を撮像する上部撮像用カメラＣ１と、下部搬送ベルト２上の反転したワークＷを撮像する下部撮像用カメラＣ２とを備えている。また、図示していないが、ワークＷの左右両側面を撮像するカメラを装着することも可能である。このように、本発明では、ワークＷを上下左右から撮像することが可能である。
【００２９】
これらのカメラ群が撮像した各撮像情報により、図示しないパソコンの処理にてワークＷの寸法や形状の他、ワークＷ表面の傷など画像処理で可能な検査項目が実行され、この検査で不良と判定されたワークＷは分別され、搬送装置から外される。図示のカメラは、上部搬送ベルト１に載置したワークＷを撮像する上部撮像用カメラＣ１と、下部搬送ベルト２によって反転せしめたワークＷを撮像する下部撮像用カメラＣ２とを備えている。そして、上部撮像用カメラＣ１の撮像情報により、ワークＷの上面と底面とを判別すると共に、ワークの合否を判定する。また、下部撮像用カメラＣ２の撮像情報においても、ワークＷの上面と底面とを判別すると共に、ワークＷの合否を判定するように設けている。このように各撮像用カメラの情報で個々に判定すると、上面及び底面が非対称形状のワークＷを検査する場合に、どちらの面を先に撮像してもよいことになる。
【００３０】
下部撮像用カメラＣ２の設置位置より下流のシュート８直前に除去装置９が装着されている。この除去装置９にてワークＷの不合格品を分別除去し、合格品のみがシュート８に搬送される。尚、ワークＷの除去装置９は、空圧器、機械的押圧器など、任意の手段から選択可能である。
【００３１】
ベルト調整用ローラ３がワークＷの高さによって移動していると、このワークＷが上部搬送ベルト１の回転部分から離れた瞬間に、下部搬送ベルト２が元の位置に戻ることになる。このとき、ベルト調整用ローラ３の付勢力で元の位置に戻すが、この付勢力の作用によって、下部搬送ベルト２の搬送距離が一瞬延びることになり、下部搬送ベルト２上の反転したワークＷを撮像するタイミングに狂いが生じるおそれがある。
【００３２】
そこで、下部搬送ベルト２に下部搬送ベルト２の移動量を検知する角度検出器４を備えている。図示の角度検出器４は、下部搬送ベルト２の下流端部に位置するローラ２Ａ部に装着したロータリ・エンコーダを使用して下部搬送ベルト２の搬送距離をパソコンで計測し解析するものである。更に、下部搬送ベルト２の下流位置に、水平移動するワークＷの通過を検出する位置センサー５を装着し、該位置センサー５を通過した後のワークＷの移動量をこの角度検出器４で検知してワークＷを撮像するように設けている。このとき、位置センサー５は、カメラの撮像粋から離れた位置に配設し、撮像時に位置センサー５の写り込みを防止している。更に、位置センサー５が感知するワークＷの先端部と後端部との通過情報を元にして、通過するワークＷの中心位置を検出するように設けている。このワークＷの中心位置からの移動量を角度検出器４で検知し、下部撮像用カメラＣ２の撮像ポイントとすることで、ワークＷのサイズや形状が異なっても、常にワークＷの中心位置を基準にして撮像することが可能になる。
【００３３】
角度検出器４は、常に位置センサー５から下部撮像用カメラＣ２までの移動距離を検出しているので、前述のように、ベルト調整用ローラ３の作用で下部搬送ベルト２が移動した場合でも、極めて正確なタイミングでワークＷを撮像することが可能になる。
【００３４】
尚、本発明における図示例の各構成は、本発明の一実施例に過ぎず、カメラの台数や、下部搬送ベルト２等の形態や寸法等の設計変更など、現在知られている技術範囲で自由に変更することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明におけるワーク検査装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明におけるワーク検査装置の概略側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｗ  ワーク
Ｃ１  上部撮像用カメラ
Ｃ２  下部撮像用カメラ
１  上部搬送ベルト
２  下部搬送ベルト
３  ベルト調整用ローラ
４  角度検出器
５  位置センサー
６  パーツフィーダ
７  駆動用ローラー
８  シュート
９  除去装置
【図１】
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【図２】
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