JP7758015B2 - 外観選別装置 - Google Patents

Description

本発明は、外観選別装置に関する。

特許文献１には、搬送テーブル上に６面体形状のワークを整列し、搬送テーブル上のワークをカメラで撮像してその外観を検査する装置が記載されている。また、特許文献１の段落００７５には、ワークの排出手段として、搬送テーブルの内周側から圧縮空気を噴出して、ワークを搬送テーブルの外周側に飛ばして収納箱に導くことが記載されている。

特開２０１３－１４８３６２号

しかしながら、この排出方法は機械的な手段ではないため、圧縮空気のノズルに付着した異物等により、圧縮空気の噴出経路が変化し、確実にワークを噴出できずに、例えば搬送テーブルの中央部等にワークが排出されてしまうことがある。また、例えば、作業者の袖についていたワークが搬送テーブルの中央部等に落ちてしまうことも考えられる。搬送テーブルの中央部は、ワークの搬送経路から外れているため、このようなワークは、ロットが交換されたとしても搬送テーブル上に残留し続けてしまう。その結果、このようなワークが設備トラブル時等に搬送経路に戻され、そのままロットに混入するおそれがある。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、搬送テーブル上にワークを残留させない外観選別装置を提供することを目的とする。

本発明の外観選別装置は、部品を載置した状態で回転する円盤状の搬送テーブルと、回転する上記搬送テーブル上の上記部品の搬送される円環状の経路上に設けられ、搬送される上記部品を撮像するカメラと、上記円環状の経路以外の領域で上記搬送テーブルを走査するセンサと、を備える、外観選別装置である。

本発明によれば、搬送テーブル上にワークを残留させない外観選別装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る外観選別装置の一例を模式的に示す平面図である。 図２は、図１に示す外観選別装置において外観検査部のカメラ及びワーク残留物検査部のセンサのそれぞれの走査領域を模式的に示す図である。

以下、本発明の外観選別装置について説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。

図１は、本発明の実施形態に係る外観選別装置の一例を模式的に示す平面図である。

図１に示す外観選別装置１０は、選別対象の部品であるワークＷの外観を検査し、その検査結果に基づいてワークＷを選別するものであり、搬送テーブル１１、ホッパ１２、ボールフィーダ１３、リニアフィーダ１４、整列ガイド１５、複数の外観検査部２０、ワーク排出部１６、及び、ワーク残留物検査部３０を備えている。

ワークＷは、ここではコンデンサやインダクタ等の直方体状（６面体形状）のチップ部品であるが、外観選別装置１０による選別対象の部品の種類や形状は特に限定されない。

搬送テーブル１１は、透明な円盤状である。ガラス製（ガラステーブル）であることが好ましいが、透明なポリカーボネート等の樹脂製であってもいい。搬送テーブル１１は、円盤の中心Ｏを軸として水平面内で回転可能に構成されており、ワークＷを載置した状態で回転する。搬送テーブル１１は、ワークＷを間欠搬送していてもいい。

ホッパ１２は、ワークＷが投入されており、ボールフィーダ１３に取り付けられたセンサ（図示せず）の検出結果に基づいてボールフィーダ１３上に滞留しているワークの量を判断する。そして、その判断結果に基づいてボールフィーダ１３へワークＷを一定量投入する。ボールフィーダ１３に取り付けられるセンサとしては、例えば、光学センサ等を用い、光学センサをワークＷに反応するように設定し、光学センサが一定時間反応しない場合にワークＷの投入量が少ないという判断にする。

ホッパ１２に蓋（図示せず）を設けて、蓋が開閉することでワークＷをボールフィーダ１３に投入してもいいし、ホッパ１２に圧電素子（図示せず）を接続して、圧電素子によりワークＷをボールフィーダ１３へ搬送してもいい。

ボールフィーダ１３は、圧電素子等により振動が与えられ、後述するリニアフィーダ１４へワークＷを搬送する。ボールフィーダ１３には、上記のようにセンサが設けられており、センサの反応によりワークＷの量を把握している。

リニアフィーダ１４には、圧電素子（図示せず）が接続されており、圧電素子により与えられた振動によりワークＷを搬送テーブル１１へ搬送する。リニアフィーダ１４と搬送テーブル１１とは互いに非接触であり、リニアフィーダ１４は、一定の間隔をあけて搬送テーブル１１の上方に配置されている。ワークＷはリニアフィーダ１４から押し出され、搬送テーブル１１上に載置される。

リニアフィーダ１４の圧電素子の振動や、搬送テーブル１１の回転速度を調整することで等間隔でワークＷが搬送テーブル１１に並ぶことになる。

整列ガイド１５は、搬送テーブル１１と離間して配置されているが、ワークＷと干渉し、ワークＷの姿勢が一定になるように配置されている。

整列ガイド１５の前後に、図示しないが、ワークＷに反応するセンサを配置してもいい。このセンサによりワークＷの搬送テーブル１１への供給量を決定してもいい。

各外観検査部２０は、イメージセンサ等のカメラ２１により構成される。カメラ２１は、回転する搬送テーブル１１上に載置されたワークＷが搬送される円環状の経路（ワークの搬送経路）１７上に設けられている。各外観検査部２０のカメラ２１は、搬送されるワークＷの異なる面を撮像する。また、各外観検査部２０には光源（図示せず）も同様に配置されている。光源としては例えばリング照明等が用いられている。各外観検査部２０からの画像データがＰＣ（図示せず）に転送され、ＰＣによりワークＷの良品又は不良品の判別がなされ、これらの結果を基にワークＷを排出する。このように、ワークＷが搬送される円環状の経路１７とは、ワークＷの外観検査用のカメラ２１によって走査される円環状の領域に相当するものであり、通常では円盤状の搬送テーブル１１の最外周部に位置する。

ワーク排出部１６には、圧縮空気を吹き出すノズル（図示せず）が搬送テーブル１１の内周側から外周側に向けて配置され、圧縮空気によりワークＷを搬送テーブル１１外に吹き飛ばす。搬送テーブル１１外には吹き飛ばされたワークＷを受け止める収納箱（ＢＩＮ、図示せず）が用意されており、判別結果によりワークＷが選別されて排出される。

上述のように、リニアフィーダ１４から搬送テーブル１１上に供給されたワークＷは、搬送テーブル１１が回転することで円環状に搬送され、ワークＷの搬送経路１７は円環状となる。ただし、外観検査部２０による検査結果に基づいて、通常では、搬送テーブル１１上を一周する前にワーク排出部１６にて搬送テーブル１１上から排出される。すなわち、ワーク排出部１６にて搬送テーブル１１上から正常に排出されたワークＷの軌道は、円弧状になる。しかしながら、ワーク排出部１６は、圧縮空気によりワークＷを吹き飛ばすため、ワーク排出部１６によって排出されずにワーク排出部１６を通過するワークＷ１が発生し得る。そのようなワークＷ１の軌道は、円環状になる。また、収納箱に収容されずにワークＷの搬送経路１７以外の領域（例えば搬送テーブル１１の中央部）に残留するワークＷ２が発生し得る。この残留したワークＷ２の軌道も円環状となる。

そのようなワークＷ２を発見するためにワーク残留物検査部３０が設けられている。ワーク残留物検査部３０は二つの部位からなる。一つはセンサ３１であり、ワークＷ２に反応するように設定されている。一つはセンサ３１に連結されたアクチュエータ３２である。

センサ３１により搬送テーブル１１上を走査する。センサ３１は、ワークＷが搬送される円環状の経路１７以外の領域上に配置されており、当該領域を搬送テーブル１１の上方から走査する。このようにセンサ３１によりワークＷの円環状の搬送経路１７以外の領域で搬送テーブル１１を走査することで、ワークＷの搬送経路１７以外の領域に残留したワークＷ２を検出することができる。したがって、搬送テーブル１１上にワークＷを残留させないようにすることができる。ここで、センサ３１は、ワークＷの搬送経路１７の内側（搬送テーブル１１の中心Ｏに近い側）を走査することが好ましい。

また、センサ３１は、搬送テーブル１１を回転させることで搬送テーブル１１を円環状に走査することが可能となる。これにより、円盤状の搬送テーブル１１上の領域を効率的に走査することができる。

センサ３１としては、カメラ、ラインセンサ等のイメージセンサが好適である。イメージセンサの解像度は、５０８ｄｐｉ以上、１２７０ｄｐｉ以下であることが好ましく、１２７０ｄｐｉ以上、２５４０ｄｐｉ以下であることがより好ましい。

アクチュエータ３２は、搬送テーブル１１の径方向にセンサ３１を移動させる。これにより、搬送テーブル１１の所望の領域をセンサ３１により走査することができる。より詳細には、アクチュエータ３２は、直線的な運動が可能なように構成されており、搬送テーブル１１の中心Ｏから搬送テーブル１１外に向かって配置されている。アクチュエータ３２を動作させることで、センサ３１は搬送テーブル１１の径方向に移動する。センサ３１は、搬送テーブル１１の外周側に向かう方向に移動することも、反対に搬送テーブル１１の内周側に向かう方向に移動することも可能である。

図２は、図１に示す外観選別装置において外観検査部のカメラ及びワーク残留物検査部のセンサのそれぞれの走査領域を模式的に示す図である。

図２に示すように、センサ３１は、アクチュエータ３２によって搬送テーブル１１の径方向へ移動されることで、搬送テーブル１１上の複数の円環状の領域３３を走査する。これにより、センサ３１としてある程度の解像度を備えた安価な通常のイメージセンサを用いたとしても、円盤状の搬送テーブル１１全体を漏れなく撮像することができる。他方、そのような通常のイメージセンサでは搬送テーブル１１全体を撮像しても、解像度が足りないため、ワークＷ２をとらえきれないおそれがある。

より詳細には、アクチュエータ３２による搬送テーブル１１の径方向におけるセンサ３１の位置の移動と、センサ３１を固定した状態でのセンサ３１による走査とを繰り返すことによって、複数の円環状の領域３３を走査する。複数の円環状の領域３３は、中心が同一である（円盤状の搬送テーブル１１の中心Ｏと一致する）が、半径が互いに異なっている。円環状の各領域３３の幅は、通常では同一の幅である。すなわち、センサ３１としてのイメージセンサの１周ごとの撮像領域の幅は、通常では同一の幅である。なお、ここで、「幅」とは搬送テーブル１１の径方向における長さを意味する。

図２とは異なり、アクチュエータ３２でセンサ３１を移動させつつ、搬送テーブル１１を回転させることで、搬送テーブル１１を渦巻（スパイラル）状に走査してもいい。

いずれの場合も、１周ごとのセンサ３１の走査範囲は互いに重複していてもよい。すなわち、図２に示した場合では、隣り合う円環状の領域３３は、互いに重なり合っていてもよい。

図２に示すように、センサ３１で走査する領域（イメージセンサで撮像される領域）は、外観検査部２０のカメラ２１で走査する円環状の領域２２の内側であることが好ましい。これにより、外観検査部２０のカメラ２１では検出できない残留ワークＷ２をセンサ３１で効率的に検出することができる。

ただし、センサ３１で走査する領域は、外観検査部２０のカメラ２１で走査する領域２２を含んでいてもいい。すなわち、センサ３１としてのイメージセンサは、外観検査部２０のカメラ２１で撮像される領域の少なくとも一部を撮像してもよい。例えば、図２に示した最も外側の円環状の領域３４は、カメラ２１で走査する円環状の領域２２と重なり合っていてもよい。

ここでワークＷ２が残留していた場合、外観選別装置１０に接続されたアラームをならす等の方法により作業者へ連絡し、ワークＷ２を除去してもらう。残留したワークＷ２の位置を外観選別装置１０に接続されたディスプレイ（図示せず）に映してもよい。また、アクチュエータ３２にエアノズル（図示せず）を取り付けて、エアノズルにより残留したワークＷ２を吹き飛ばしてもいい。或いはエアノズルにより残留したワークＷ２を吸引してもいい。作業者によりワークＷ２が除去、又は、エアノズルによりワークＷ２が除去された場合、再度、搬送テーブル１１上を走査して、残留ワークＷ２の有無を確認する。

以上により、搬送テーブル１１上にワークＷが残留することなくロットを交換でき、ロット内への混入を防止することができる。

なお、ワーク排出部１６により排出されずにワークＷの搬送経路１７上に残ったワークＷ１については、外観検査部２０のカメラ２１により検出することができる。

本明細書には、以下の内容が開示されている。

＜１＞
部品を載置した状態で回転する円盤状の搬送テーブルと、
回転する前記搬送テーブル上の前記部品の搬送される円環状の経路上に設けられ、搬送される前記部品を撮像するカメラと、
前記円環状の経路以外の領域で前記搬送テーブルを走査するセンサと、を備える、外観選別装置。

＜２＞
前記センサに連結され、前記センサを前記搬送テーブルの径方向へ移動するアクチュエータを更に備える、＜１＞に記載の外観選別装置。

＜３＞
前記センサは、前記アクチュエータによって前記径方向へ移動されることで、前記搬送テーブル上の複数の円環状の領域を走査する、＜２＞に記載の外観選別装置。

＜４＞
前記センサで走査する領域は、前記カメラで走査する円環状の領域の内側である、＜１＞から＜３＞のいずれか１つに記載の外観選別装置。

＜５＞
前記センサは、イメージセンサである、＜１＞から＜４＞のいずれか１つに記載の外観選別装置。

１０ 外観選別装置
１１ 搬送テーブル
１２ ホッパ
１３ ボールフィーダ
１４ リニアフィーダ
１５ 整列ガイド
１６ ワーク排出部
１７ ワークが搬送される円環状の経路（ワークの搬送経路）
２０ 外観検査部
２１ カメラ
２２ 外観検査部のカメラで走査する円環状の領域
３０ ワーク残留物検査部
３１ センサ
３２ アクチュエータ
３３ センサで走査する円環状の領域
３４ センサで走査する最も外側の円環状の領域
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２ ワーク（部品）
Ｏ 搬送テーブルの中心

Claims (5)

1. 部品を載置した状態で回転する円盤状の搬送テーブルと、
   回転する前記搬送テーブル上の前記部品の搬送される円環状の経路上に設けられ、搬送される前記部品を撮像するカメラと、
   前記円環状の経路以外の領域で前記搬送テーブルを走査するセンサと、を備える、外観選別装置。
2. 前記センサに連結され、前記センサを前記搬送テーブルの径方向へ移動するアクチュエータを更に備える、請求項１に記載の外観選別装置。
3. 前記センサは、前記アクチュエータによって前記径方向へ移動されることで、前記搬送テーブル上の複数の円環状の領域を走査する、請求項２に記載の外観選別装置。
4. 前記センサで走査する領域は、前記カメラで走査する円環状の領域の内側である、請求項１又は２に記載の外観選別装置。
5. 前記センサは、イメージセンサである、請求項１又は２に記載の外観選別装置。