JP3055280B2 - 振動フィ−ダ用視覚装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は物品を振動によって移
送する振動フィーダ用視覚装置に係り，特に，振動フィ
ーダによって移送される被移送品の形状方向等を誤りな
く認識できる振動フィーダ用視覚装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】加工工場や組立工場等においては，ボウ
ルの周囲に渦巻状にもうけた移送路に電磁石と板ばねを
組合わせる等の手段によって振動を加え，このボウルに
積載した加工品やパーツ類を所定の位置に順次移送する
渦巻状の移送路を備えた振動フィーダや，上述と同様の
加振機構によって直線状の移送路に振動を加えて加工品
やパーツ類を所定の位置に順次移送するリニアパ−ツフ
ィ−ダと呼ばれる振動フィーダが用いられている。これ
ら振動フィーダにおいては，移送途中において，被移送
品である加工品やパーツ類を次工程にとって必要適切な
方向に向けるために被移送品の方向を整列するための手
段が用いられている。振動フィーダにおいて被移送品の
方向等を認識し処置するには，例えば，次のような手段
が用いられている。 振動フィーダの移送機構中間部に設けた被移送品の形
態寸法に合わせた構造によって被移送品を所定の方向に
整列する。 渦巻状の移送路を備えた振動フィーダにおいては，た
とえば機構的な邪魔板や開口部を設けて異なった方向の
被移送品を一旦ボウルに落下させ，再度，移送路へのせ
ることで姿勢を修正している。 振動フィーダの移送機構中間部に設けたリミットスイ
ッチ等のセンサによって被移送品の形態方向等を認識
し，電磁プランジャ等を駆動して被移送品を所定の方向
に整列し，またはゲート或いは傾斜するスライダ等を操
作して分類する。 振動フィーダの移送機構中間部に設けた複数の光ダイ
オード等の光電素子によって被移送品の形態方向等を認
識し，電磁プランジャ等を駆動して被移送品を所定の方
向に整列し，または，ゲート或いは傾斜するスライダ等
を操作して分類する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで，上述したよ
うな振動フィーダにおける被移送品の形状または方向弁
別のための認識手段によると，構造形態が方向によって
明確に異なるような限定された物品でないと適用が困難
であった。また，被移送品の変更に対応して光電素子等
のセンサその他検知手段の配置等を変える必要があっ
た。ＣＣＤカメラと画像処理技術との組合せによって複
雑な構造形態，或いは逆に単純な外形構造の物品の認識
が可能になってきているが，振動フィーダによる移送機
構は被移送品が跳ね上がるものの移送路と被移送品とが
接触している機会が多く一体になって撮影されるので，
画像処理を行っても正しい被移送品の認識判定が困難な
ためにカメラによる認識手段が実現できないという問題
点があった。

【０００４】即ち，例えば，図３に示すように被移送品
１１が移送路１２の上で１３部で接触している状態を撮
影すると，図５に示すような影絵が得られる。図５にお
いて２０は撮影された映像画面全体を示していて，２３
は撮影された影絵を示している。影絵２３においては，
図３に示した被移送品１１を移送路１２から分離した明
確な形状を判定することは出来ない。本発明は，上記従
来の問題点を対策して振動フィーダにおける被移送品の
認識手段において，被移送品をこの振動フィーダの移送
路から確実に分離して撮影できる振動フィーダ用視覚装
置を提供することを目的（課題）としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に基づく振動フィーダ用視覚装置においては，
当該振動フィーダの振動波情報出力手段と，被移送品の
映像撮影手段を設け，被移送品が移送路に対して若干浮
上される所定の振動タイミングにおいて撮影手段を機能
させるように構成したことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明は，上述のように振動フィーダの振動波
情報出力手段と被移送品の映像を撮影する手段とを設
け，所定の振動タイミングにおいて撮影手段を機能させ
るようにしたので，振動フィーダの移送路と被移送品と
を分離した状態において撮影することができ，従って，
被移送品の形状を明確に判定できる。

【０００７】

【実施例】本発明を振動フィーダの応用品であるパーツ
フィーダに適用した例を図を参照して説明する。図１は
本発明に基づく振動フィーダ用視覚装置を説明する実施
例の概要構成を示していて，本発明に関連しないパーツ
フィーダの詳細は図示説明は省略している。図１におい
て１はパーツフィーダ（以下この実施例の説明では振動
フィーダをパーツフィーダと称す）であって加振装置１
ａに装着され定振幅コントローラ９により駆動される電
磁石（図示せず）によって一定振幅の振動が加えられて
いる。従って，パーツフィーダ１のボウル１ｂ内の被移
送品であるパーツ類（図示せず）はこの振動によって上
方向及び移送方向への加振力をうけて移送路１ｃ上をパ
ーツフィーダ１の出口１ｄ方向に移送され，出口１ｄの
先方に装置された例えば，分類機（図示せず）等にフィ
ードされる。パーツフィーダ１の移送路１ｃの外壁１ｅ
には所定形状寸法の乳白色半透明合成樹脂等をはめ込ん
だ半透明窓２が設けられていて，この半透明窓２を挟ん
で光源としてのランプ３と撮影手段である例えばＣＣＤ
カメラ（以下カメラと称す）４が対向して装備されてい
る。従って，パーツフィーダ１の移送路１ｃ上の被移送
品（図示せず）の形状は映像としてカメラ４に検知され
る。

【０００８】パーツフィーダ１の半透明窓２の近傍には
移送路部の外壁１ｅに面してパーツフィーダ（振動フィ
ーダ）の振動波情報出力手段としてレーザ変位計５のセ
ンサ部５ａが設けれられており，また，被移送品検知セ
ンサ６，例えばカメラ４に写らないようにしたセンサ等
条件に対応して適切なセンサが設けられている。レーザ
変位計５によって得られたパーツフィーダの振動波情報
とセンサ６によって得られた被移送品存在情報とがカメ
ラ制御装置７に入力し，カメラ制御装置７の機能動作を
制御してカメラ４のシャッタを切るとともに画像処理装
置８への信号伝送を操作している。カメラ４の各画像素
子はカメラ制御装置７より縦横比１：１の走査信号によ
って縦横両方向に走査され，得られた画像信号はカメラ
制御装置７において操作されて所定の直列ディジタル信
号になり画像処理装置８に入力される。画像処理装置８
においては入力された画像信号と予めこの画像処理装置
８の記憶装置に記録された画像情報とを比較判定し，そ
の結果によりこの振動フィーダ用視覚装置を組込んだ装
置の条件に対応した処置を実行する機構部（図示せず）
に所定の信号を出力する。

【０００９】振動フィーダの振動にともなって振動する
被移送品の種類に対応するこの被移送品と搬送路との接
触状況を図２によって説明する。図２には，振動フィー
ダの振動にともなって被移送品が振動した場合の，振動
フィーダの振動タイミング（振動移送角）に対応して被
移送品が移送路と接触している接触個数パーセントを記
す実験例を示している。図２において，横軸には振動フ
ィ−ダの振動タイミングを振動１サイクルを３６０度と
みた場合の振動位相角で示していて，縦軸にはこの各位
相角において被移送品が移送路と接触している個数をパ
ーセントで示している。即ち，曲線Ｗ1は或るパーツを
振幅５ミリで振動している振動フィーダの所定の場所で
計測したデータの例であり，曲線Ｗ2 は別のパーツのデ
ータ例である。

【００１０】次に上述の構成における本発明の働きをさ
らに詳細に説明する。図１において定振幅コントローラ
９の駆動によってパーツフィーダ１が稼働すると，パ−
ツフィーダ１の中央にあるボウル１ｂ中の被移送品（図
示せず）はパーツフィーダ１の振動に伴いパーツフィー
ダ１の移送路１ｃ上を順次出口１ｄに向けて移送され
る。一方パーツフィーダ（振動フィーダ）の振動波情報
出力手段であるレーザ変位計５はパーツフィーダ１の振
動波形を検知している。予め，この被移送品の条件に対
応してカメラ制御装置７には，レーザ変位計５が検知す
るパーツフィーダ１の振動波形に対応してカメラ４が機
能する撮影タイミングが定められている。図２に示すよ
うに，例えば被移送品Ｗ1 においては振動位相角がほぼ
２２０度のタイミングが移送路１ｃと接触している確率
は低く一般に振動フィーダ１の振動数は高い。従って，
被移送品Ｗ1 は撮影時には常に移送路から若干浮上した
状態のときにカメラ４によって撮影するようにその撮影
のタイミングが制御されるから，移送路１ｃと接触して
いない状況の画像を得ることができる。被移送品Ｗ2 に
おいては，振動位相角がほぼ１８５度のタイミングが移
送路１ｃと接触している確率は低く一般に振動フィーダ
１の振動数は高い。従って，被移送品Ｗ2 は，この場合
も移送路から若干浮上した状態のタイミングでカメラ４
により撮影され，移送路１ｃと接触していない状況の画
像を得ることができる。従って，被移送品Ｗ1 において
はレーザ変位計５が計測するパーツフィーダ１の振動波
形が位相角２２０度になり，被移送品Ｗ2においてはレ
ーザ変位計５が計測するパーツフィーダ１の振動波形が
位相角１８５度になるタイミングにおいて，また，その
他被移送品においてもそれぞれの形状重量に対応する適
切な予め設定されたタイミングにおいて，被移送品検知
センサ６が被移送品（図示せず）の存在を検知するとカ
メラ制御装置７はカメラ４のシャッタを機能させる。従
って，カメラ４は，図４に示すような被移送品と移送路
である背景とが分離した画像を得ることができる。図４
において２０は画面全体を示していて２１は被移送品の
画像であって，２２は移送路である背景の画像である。

【００１１】カメラ制御装置７においては，得られた画
像信号を所定の直列ディジタル信号として画像処理装置
８に伝送する。即ち，図４に示すような影絵として捕ら
える場合は，輪郭内の画像２１，２２は１，輪郭外は０
の信号として伝送する。上記画像信号を入力した画像処
理装置８においては予めこの画像処理装置８の記憶装置
に記録された画像情報とを比較して，画像２２に相当す
る信号は無視し，被移送品の画像２１について被移送品
の例えば方向等の被移送品の状態を判定する。画像処理
装置８は判定結果，例えば，被移送品の方向が正しくな
いと図示しない排除機構に信号を伝送してこの被移送品
を排除し，正常であればそのまま移送路出口１ｄに被移
送品（図示せず）を移送して次工程装置である例えば，
自動組立機械に供給する。

【００１２】上述の説明は本発明についての実施例にお
ける基本構成と基本実施態様について説明したものであ
って，例えば，被移送品検知センサを設けるように説明
したが，被移送品検知センサを用いないで，画像処理の
最初の段階で映像画面の側部と被移送品との関係を判定
し，被移送品が画面の側部にかかっていない場合はその
画像信号を以降の画像処理に用いるようにしても良い。
また，振動フィーダ（パーツフィーダ）の振動位相を検
知するのに直接この振動フィーダ（パーツフィーダ）に
結合する必要のないレーザ変位計を用いるように説明し
たが，その他の非接触センサであっても，振動フィーダ
の適切な場所に加速度計のような適切な振動センサを装
着しても良く，振動フィーダの駆動条件によっては駆動
波形，上述の実施例では定振幅コントローラの出力波形
を用いるようにしても良い。また，上述の実施例では被
移送品の輪郭形状を判定する場合について説明したが，
影絵のみではなくその他詳細映像を捕らえたい場合等，
必要条件に対応して光源のランプとカメラとの関係位置
や窓の材質等の条件も適切に設定すれば良く，画像信号
も上述よりも詳細なコード化した信号で表すようにして
も良い。 またカメラをシャッタ操作によって機能させ
るように説明したが照明の光源にストロボを使用し，環
境の照明条件と対応して適切なタイミングにストロボを
機能させるようにしても良い。また，映像撮影手段にＣ
ＣＤカメラを用いるように説明したが，目的条件に対応
すればその他の撮影手段であっても良く，カメラを配置
する空間余裕がない場合や局部映像を必要とする場合等
には映像伝送用のオプティカルファイバを使用してその
先端に適切な映像撮影手段を設ければ良い。

【００１３】上述した実施例の説明では本発明をパーツ
フィーダに適用し，本発明による検知信号によってパー
ツフィーダの移送路に設けた排除機構を操作するように
説明したが，本発明に基づく振動フィーダ用視覚装置
は，電磁石により駆動される以外の振動フィーダや直線
フィーダ等任意の構造の振動フィーダに適用することが
でき，その必要条件に対応して，その検知結果は振動フ
ィーダ移送路の途中に設けた修正機能や移送路外の分類
機能等各種の機構装置の稼働を操作するようにすること
ができる。また，カメラ制御装置，画像処理装置等別個
の装置として説明したが，本発明の実施例に説明した機
能装置は，それぞれ適切に一体にし，また，分離させて
も良い。撮影手段としての採用装置に対応してカメラ制
御装置の機能や内部に用いる信号の形態が変更されるの
も当然である。

【００１４】

【発明の効果】本発明は上記のように常に被移送品が移
送路から若干浮上した状態で撮影できるようにカメラに
よる撮影のタイミングを制御するように構成したもので
あるから，振動フィーダにより移送すべき物品を環境
（背景）から分離して識別することができる。従って，
移送する物品の姿勢等の状況を判別し，その状況に対応
した処置が的確に実行できるという優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく振動フィーダ用視覚装置をパー
ツフィーダに適用した実施例の構成を説明するパーツフ
ィーダの斜視図を含めた接続図である。

【図２】振動フィーダの振動位相角に対応する被移送品
と移送路との接触個数パ−セントを示す特性図である。

【図３】振動フィーダにおける被移送品と移送路との接
触状況を説明する側面図である。

【図４】本発明に基づく振動フィーダ用視覚装置により
撮影した図３の姿勢における被移送品と移送路との分離
影絵図である。

【図５】被移送品と移送路とが接触している図３に示し
た状況における影絵例図である。

【符号の説明】

１：パーツフィーダ（振動フィーダ） １ｃ：移送路 ４：カメラ（撮影手段） ５：レーザ変位計（振動波情報出力手段） ７：カメラ制御装置 ８：画像処理装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被移送品を振動により移送する振動フィ
   ーダ上の該被移送品認識装置において，当該振動フィー
   ダの振動波情報出力手段と，当該振動フィーダ移送路所
   定位置における該移送路を含む被移送品の撮影手段を設
   け，被移送物品が移送路から若干浮上される所定の振動
   タイミングにおいて上記撮影手段を機能させるようにし
   たことを特徴とする振動フィーダ用視覚装置。