(57)【要約】【課題】  上下自立形状のワークを円滑に上下反転するとともに、高速で搬送することが可能で、かつ簡便な構造を有する搬送反転機構を提供することで、装置構成部品数が少なく、総合的にコンパクトで安価、メンテナンスコストにおいても安価なコンベア反転装置と、それを用いた画像検査装置を提供すること【解決手段】  溝２を設けた駆動ドラム１の外周部と溝２の部分に二つのエンドレスベルト３、４を掛け、ワーク７を二つのエンドレスベルト３，４の間に担持させた状態で、駆動ドラム１の部分を上方向に搬送する。これによって、二つのエンドレスベルト３、４が分離した後、ワーク７は上下が反転した状態で搬送される。また、このコンベア反転装置の所要の位置に画像認識カメラを設置することにより、ワーク７の全周囲を検査することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周のほぼ中央部に溝が設けられ、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】
前記ワークの形状に合わせ、前記駆動ドラムを異なる溝形状を有する駆動ドラムに交換可能で、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少なくともいずれかを、異なる幅のエンドレスベルトに交換可能であることを特徴とする、請求項１に記載のコンベア反転装置。
【請求項３】
前記駆動ドラムの周速に同期して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５は、コンベアのみでワークの上下を反転させる、従来の装置の一例を示す図である。図５において、１４はワーク、１５は一次側のベルトコンベア、１６は二次側ベルトコンベア、１７はカバーガイド、１８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１５の終端にカバーガイド１７を設け、ワーク１４がカバーガイド１７と一次側のベルトコンベア１５との空隙の部分を滑落する間に、ワーク１４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１４は一応反転するが、反転後の姿勢の乱れによるワーク１４の列の蛇行、及びワーク１４の間隔のバラツキが生じた。さらに、カバーガイド１７へのワーク１４の挟まりは、ワーク１４にダメージを与えると共に、ワーク１４の詰まりにより、ワーク１４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１６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１７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１６にワーク１４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１４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��転方式においては、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】
【特許文献１】  特開２００１−３２７９２９号公報
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】  従って本発明の課題は、前記従来技術における欠点に鑑み、上下自立形状のワークを円滑に上下反転するとともに、高速で搬送することが可能で、かつ簡便な構造を有する搬送反転機構を提供することで、装置構成部品数が少なく、総合的にコンパクトで安価、メンテナンスコストにおいても安価なコンベア反転装置と、それを用いた画像検査装置を提供すること、及び透明フィルムで包装されたワークについても、検査の対象とし得る装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  本発明は、ベルトコンベアの駆動ドラム自体にワークを担持させることにより、ワークの上下反転が極めて簡単に行えることに着目し、これに適応した駆動ドラムの構造を検討するとともに、ベルトコンベアの下側からの照射光による、ワークの投影像を用いることを検討した結果なされたものである。
【００１５】  即ち、本発明は、外周のほぼ中央部に溝が設けられ、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。
【００１６】  また、本発明は、前記ワークの形状に合わせ、前記駆動ドラムを異なる溝形状を有する駆動ドラムに交換可能で、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少なくともいずれかを異なる幅のエンドレスベルトに交換可能であることを特徴とする、前記のコンベア反転装置である。
【００１７】  また、本発明は、前記駆動ドラムの周速に同期してワークを供給するフィーダと、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。
【００１８】  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、前記の検査装置である。
【発明の効果】
【００１９】  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。
【００２０】  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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】  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。【００２２】  また、図２は、駆動ドラム１、溝２、第一のエンドレスベルト３、第二のエンドレスベルトの位置関係を示す斜視図である。図２に示したように、本発明のコンベア反転装置においては、駆動ドラム１の外周のほぼ中央に全周に亘って、対象となるワーク７の形状に合わせた溝２を設ける。駆動ドラム１の外周側には第一のエンドレスベルト３を掛け、溝２には第二のエンドレスベルト４を掛ける。これによって、駆動ドラム１の回転に従い、２本のエンドレスベルトが作動する。【００２３】  ワーク７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３の上に載置され、第一のエンドレスベルト３の作動により、溝２の部分に入って行くが、この時、第一のエンドレスベルト３と第二エンドレスベルト４によって挟まれ、溝２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。【００２４】  図３は、ワーク７が溝２の部分に担持された状態を示すである。本発明のコンベア反転装置においては、その構造的な特徴から、第一のエンドレスベルト３に、可撓性や伸縮性を備えた材質を用いることにより、図３に示すように、溝２の深さよりも高さ方向の寸法がやや大きめのワーク７であっても、対応可能であることが大きな特長となる。【００２５】  そして、駆動ドラム１の上の部分における第一にエンドレスベルト３と第二のエンドレスベルト４が分離する際に、ワークは第二のエンドレスベルト側に、上下が反転した状態で乗り移り搬送される。【００２６】  次に、供給されたワーク７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７の上下が反転した後も行われるので、ワーク７の全周囲の検査が可能となる。【００２７】  画像検査の結果不良と判断されたワーク７は、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７は、そのまま第二のエンドレスベルト４によって搬送され、自重落下によりワーク回収トレー１０に収納される。【００２８】  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、２本のベル��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。【００２９】  品種の段取り替えを行う場合でも、駆動ドラムと２本のエンドレスベルトの少なくともいずれかを交換することだけで対応が可能であり、このことが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。【００３０】  次に、透過光を用いて検査を行う例について説明する。図４は透過光を用いて検査を行う例を模式的に示した図である。図４において、７はワーク、９ｆは画像認識カメラ、１１は包装フィルム、１２は透明ベルト、１３はランプである。ここに示した透明ベルト１２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。【００３１】  ここで用いるランプ１３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１２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。【００３２】  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１１に反射される場合でも、透過光によるワークの撮像により、ワーク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。【００３３】  なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、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７の供給を第二のエンドレスベルト４側に行いたい場合であっても、駆動ドラム１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１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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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】  駆動ドラム１、溝２、第一のエンドレスベルト３、第二のエンドレスベルトの位置関係を示す斜視図。
【図３】  ワークが溝の部分に担持された状態を示す図。
【図４】  透過光を用いて検査を行う例を模式的に示した図。
【図５】  従来のコンベア反転装置の一例を示す図。
【符号の説明】
【００３５】  １                                    駆動ドラム
２                                    溝
３                                    第一のエンドレスベルト
４                                    第二のエンドレスベルト
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，６ａ，６ｂ    ガイドドラム
７，１４                              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                                    包装フィルム
１２                                    透明ベルト
１３                                    ランプ
１５                                    一次側のベルトコンベア
１６                                    二次側ベルトコンベア
１７                                    カバーガイド
１８                                    飛出し防止板
【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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