送料器用图像处理装置以及送料器的制造方法
【专利摘要】提供可充分缩短从开始拍摄工件起至该工件的好坏判别处理结束为止的时间的送料器用图像处理装置以及送料器。送料器用图像处理装置应用于具备拍摄沿着输送路径被输送的工件的照相机的送料器，作为照相机采用具有与工件的输送方向正交地排列的多个摄像元件并依次拍摄经过设定于输送路径的拍摄位置的工件来针对每个工件获取多个图像数据的线扫描照相机，具备：图像取入单元，当使用线扫描照相机进行拍摄时即时取入通过拍摄所获取的图像数据；预处理单元，按拍摄顺序将图像取入单元取入的图像数据接合来生成出现大致整体的单个工件的合成图像数据；姿势判别单元，进行根据预处理单元生成的合成图像数据判别工件姿势的姿势判别处理。
【专利说明】送料器用图像处理装置以及送料器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据由照相机获取到的图像数据来判别工件的外观或者姿势的送料器用图像处理装置以及送料器(parts feeder)，该送料器用图像处理装置以及送料器对于以紧密接触的状态被输送的多个工件也能够在从开始拍摄工件起的短时间内判别该工件的外观或者姿势。
【背景技术】
[0002]以往，已知一种能够将电子部件等作为输送对象物的工件沿着输送路径输送到规定的供给目的地的送料器(例如专利文献I)。在专利文献I所公开的送料器中，首先，将隔开规定的间隔地被输送的多个工件使用摄像单元针对每个工件进行拍摄来获取图像数据。而且，构成为根据该图像数据来判别工件的姿势，使用排除单元将姿势不适当(姿势不正确)的工件从输送路径上排除。
[0003]专利文献1:日本特开平6-197349号公报
【发明内容】
_4] 发明要解决的问题
[0005]使用图9所示的送料器200更具体地说明这种专利文献I所公开的送料器的原理，构成为:在由作为摄像单元的面扫描照相机(area scan camera) 202得到的图像数据经由图像取入单元204a被取入到控制装置204之后，使用预处理单元204b进行二值化处理等预处理。之后，使用姿势判别单元204c根据预处理后的图像数据来判别工件3的姿势，根据该判别结果使用排除单元5排除姿势不适当的工件3。面扫描照相机202中多个摄像元件以网眼状排列，获取像素数比较多的二维图像数据。此外，在该情况下，惯例是设为利用激光传感器203来决定的结构，构成为:当在送料器200中由激光传感器203检测出工件3到达输送路径3上的规定位置时，对面扫描照相机202输入外部触发而使其进行拍摄。另夕卜，惯例是构成为:使用间隔调整单元16将工件3彼此的间隔调整为规定的宽度。
[0006]另外，在如上所述的结构的送料器200中，需要针对每个工件3获取图像数据，因此，为了能够使用激光传感器203来逐个地检测工件3，而隔开规定间隔地输送多个工件。然而，这样在隔开间隔地输送多个工件的情况下，每单位时间的工件的输送数少，从而存在向供给目的地排出工件的排出能力降低这种问题。
[0007]为了解决这种问题，考虑设为以下结构:如图10所示，使多个工件3沿着输送方向以紧密接触的状态输送，连续地进行由面扫描照相机202进行的拍摄，并且能够在由面扫描照相机202获取到的图像数据中识别一个工件3并判别该工件3的姿势。在该情况下，如图11所示，当在时刻til面扫描照相机202进行拍摄时，在时刻tl2经由图像取入单元254a开始取入由面扫描照相机202获取到的图像数据，在时刻tl3使用预处理单元254b开始对所取入的图像数据进行二值化等预处理。而且，作为惯用手段而考虑以下处理:使用该预处理单元254b对出现在图像数据中的工件3的端部进行判别来在图像数据中还识别一个工件3，之后，在时刻tl4使用姿势判别单元254c根据预处理后的图像数据来判别工件的姿势。
[0008]然而，在这样使用面扫描照相机202的送料器250中，在拍摄区域大的情况下，通过一次拍摄所获取到的图像数据的像素数大且数据量多，因此从进行拍摄起至图像数据的取入结束为止花费时间(图像数据的传送时间变长)，进而从进行拍摄起至工件3的姿势被判别为止需要较长时间。另外，当拍摄区域窄时，通过一次拍摄所获取到的图像数据的像素数小且数据量少，但是在不取得快门时机的同步的连续拍摄的方式中，还取入只拍摄到工件3的一部分的不能利用于姿势判别的图像数据，因此同样地需要较长时间。工件3在到达由排除单元5进行排除处理的排除位置之前需要进行姿势的判别，因此，当姿势的判别所需的时间长时与此相应地需要减缓工件3的输送速度，从而产生无法高速地输送工件3这种缺点。这样，难以说如上所述的结构的送料器200、250具备对于以紧密接触的状态被输送的多个工件3能够在从开始进行拍摄起的短时间内判别姿势的装置。
[0009]另一方面，为了缩短从开始进行拍摄起至姿势被判别为止的时间，还考虑提高控制装置254 (CPU)的性能来缩短预处理单元254b的预处理、姿势判别单元254b的姿势判别处理所需的时间。然而，如图11所示，从进行拍摄起至判别姿势为止的时间中、图像数据的取入所需的传送时间所占的比例充分大于上述预处理、上述姿势判别处理所需的时间，因此即使提高控制装置254的性能也无法充分地缩短从开始进行拍摄起至姿势被判别为止的时间。另外，当提高控制装置254的性能时，存在导致成本上升这种缺点。
[0010]本发明的目的在于有效地解决这种问题，目的在于提供一种从进行拍摄起至图像数据的取入结束为止的时间短且能够充分缩短从进行拍摄起至工件的姿势被判别为止的时间的送料器用图像处理装置以及送料器。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]本发明鉴于上述问题点而采取了以下方案。
[0013]即，本发明的送料器用图像处理装置应用于具备对沿着输送路径被输送的工件进行拍摄的照相机的送料器，该送料器用图像处理装置的特征在于，送料器用图像处理装置构成为，作为上述照相机采用线扫描照相机(line scan camera),该线扫描照相机具有与上述工件的输送方向正交地排列的多个摄像元件，使用该线扫描照相机对经过设定于上述输送路径上的拍摄位置的工件依次进行拍摄，针对每个工件获取多个图像数据，并且该送料器用图像处理装置具备:图像取入单元，其即时取入由上述线扫描照相机通过拍摄所获取到的图像数据；预处理单元，其按拍摄顺序将由上述图像取入单元取入的图像数据进行接合，来生成出现大致整体的单个工件的合成图像数据；以及工件好坏判别单元，其根据由上述预处理单元生成的合成图像数据来进行工件的好坏判别处理。
[0014]在此，工件好坏判别表示判别工件的外观、姿势是否为规定的外观、姿势。另外，线扫描照相机的拍摄范围是输送方向上的工件的一部分，通过一次拍摄所获取到的图像数据的像素数少且数据量少。通过设为使用这种线扫描照相机的结构，每次线扫描照相机进行拍摄时通过该拍摄所获取到的图像数据经由图像取入单元被即时取入。因此，成为以下状态:与线扫描照相机的拍摄动作并行地进行图像数据的取入处理，在结束对大致整体的一个工件的拍摄之间、即拍摄工件的后端之前，结束了对在此之前获取到的全部或者几乎全部的图像数据的取入。因而，在从开始拍摄工件的前端侧起能够在短时间内取入大致整体的一个工件的图像数据，因此使之后的预处理单元和工件好坏判别单元的处理的开始时期提前，能够充分缩短从开始拍摄工件起至该工件的好坏判别处理结束为止的时间。
[0015]另外，在预处理单元除了生成上述合成图像数据以外在生成上述合成图像数据之前还进行对由上述图像取入单元取入的图像数据进行二值化的二值化处理的情况下，为了进一步缩短从开始拍摄工件起至该工件的好坏判别处理结束为止的时间，优选的是构成为当由上述图像取入单元进行了图像数据的取入时，即时对该图像数据进行二值化处理。
[0016]另外，为了在工件的输送速度发生变化的情况下也稳定地生成出现大致整体的一个工件的合成图像数据来能够提高工件好坏判别单元的判别精度，优选的是构成为:上述预处理单元还能够在由上述图像取入单元取入的图像数据中判别工件的前端和后端，按拍摄顺序将从出现工件的前端的图像数据至出现该工件的后端的图像数据进行接合，来生成上述合成图像数据。
[0017]并且，为了使参数等具有通用性而能够对各种结构的工件进行好坏判别处理，优选的是构成为:使用软件来进行上述工件好坏判别单元的上述好坏判别处理。
[0018]为了实现从开始拍摄工件起至该工件的好坏判别处理结束为止的时间短、且即使加快工件的输送速度也能够使用工件处理单元将不是规定的外观或者姿势的工件从输送路径排除或者在输送路径上进行姿势矫正、从而能够增加每单位时间的工件的处理数量的送料器，而优选的是设为如下结构:使用上述送料器用图像处理装置，并且具备:送料器主体，其具有用于输送工件的输送路径；线扫描照相机，其具有与上述工件的输送方向正交地排列的多个摄像元件，对经过设定于上述输送路径的拍摄位置的上述工件依次进行拍摄，针对每个工件获取多个图像数据；工件处理单元，其对经过设定于输送路径的工件处理位置的工件进行将工件从输送路径排除或者在输送路径上进行姿势矫正的处理；以及指令输出单元，其当上述工件好坏判别单元判别为不是规定的外观或者姿势的工件时，对上述工件处理单元输出用于进行上述处理的指令。
[0019]发明的效果
[0020]根据以上说明的本发明，能够提供一种通过与线扫描照相机的拍摄动作并行地取入通过拍摄所获取到的图像数据来能够缩短从开始拍摄工件起至该工件的好坏判别处理结束为止的时间的送料器用图像处理装置以及送料器。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的送料器的侧视图。
[0022]图2是表示该送料器所具备的测量单元的俯视图。
[0023]图3是用于说明由该送料器进行的时机控制处理的说明图。
[0024]图4是用于说明该送料器的动作的时序图。
[0025]图5是表示本发明的变形例的侧视图。
[0026]图6是用于说明本发明的变形例的动作的时序图。
[0027]图7是表示本发明的变形例的侧视图。
[0028]图8是表示本发明的变形例的侧视图。
[0029]图9是表示基于以往的送料器的结构的送料器的侧视图。
[0030]图10是表示用于解决图9所示的送料器的问题点的送料器的侧视图。
[0031]图11是用于说明图10所示的送料器的动作的时序图。
[0032]附图标记说明
[0033]1:送料器王体；2:线扫描照相机；3:工件；3a:工件的如端；3b:工件的后端；5:工件处理单元(排除单元)；8:送料器用图像处理装置；10:输送路径；40:图像取入单元；41:预处理单元；44:工件好坏判别单元(姿势判别单元)；45:指令输出单元；100:送料器；P1:拍摄位置；P2:工件处理位置(排除位置)。
【具体实施方式】
[0034]以下，参照附图来说明本发明的一个实施方式。
[0035]如图1所示，作为本发明的一个实施方式的送料器100是沿着送料器主体I的输送路径10向未图示的供给目的地以比较高的速度输送作为输送物的多个工件3的送料器，工件3从图1中的左侧向右侧以紧密接触的状态被输送。
[0036]送料器主体I构成为包括上述输送路径10和驱动单元11，使用驱动单元11使输送路径10振动，由此输送处于输送路径10上的多个工件3。工件3其长边方向或者短边方向与工件3的输送方向平行地被输送。
[0037]在设定于输送路径10上的拍摄位置(拍摄点)P1的上方设置有线扫描照相机2。该线扫描照相机2具有与工件3的输送方向(输送路径10的延伸方向)正交地排成一列的多个灵敏度高的摄像元件，对在输送路径10上输送的工件3进行拍摄。关于线扫描照相机2的拍摄范围(拍摄区域)，在工件3的长边方向与输送方向平行的情况下，该拍摄范围(拍摄区域)被设定为在工件3的输送方向上对工件3的长边方向的一部分进行拍摄的范围、在与工件3的输送方向正交的方向上对工件3的短边方向整体进行拍摄的范围，在工件3的短边方向与输送方向平行的情况下，该拍摄范围(拍摄区域)被设定为在工件3的输送方向上对工件3的短边方向的一部分进行拍摄的范围、在与工件3的输送方向正交的方向上对工件3的长边方向整体进行拍摄的范围。
[0038]设置这种线扫描照相机2的位置对于取用于排除姿势不适当的工件3的时机来说很重要，为了将线扫描照相机2高精度地设置于期望的位置，在输送路径10上设置有图2所示的测量单元(线扫描照相机用测量器)10a。测量单元1a被附加了沿与工件3的输送方向正交的方向延伸的第一刻度1ab以及每隔固定距离的作为二进制的点表示的第二刻度10ac，使第一刻度1ab对准后述的排除位置(排除作用点)P2，在由线扫描照相机2获取到的图像数据中确认从排除位置P2附近向线扫描照相机2的下方延伸的第二刻度10ac，由此能够在与排除位置P2相距期望的距离的位置处设定拍摄位置P1。
[0039]由图1所示的线扫描照相机2获取到的图像数据与以网眼状配置多个摄像元件而将一个工件3整体作为拍摄范围的面扫描照相机相比像素数小且数据量少。线扫描照相机2以从工件3到达拍摄位置Pl之前以固定间隔连续地进行拍摄的方式进行动作，在朝向下游侧输送的工件3经过拍摄位置Pl的期间多次进行拍摄，获取分别出现从该工件3的前端3a(输送方向下游侧的工件端部，参照图3)至后端3b(输送方向上游侧的工件端部，参照图3)的该工件3的不同位置的多个图像数据。获取到的图像数据在每进行一次拍摄时都被传送到后述的控制装置(控制器)4。
[0040]此外，线扫描照相机2是通常在对输送速度固定的摄像对象物进行拍摄的情况、或者虽然输送速度不固定、但使用编码器等来取得与摄像对象物的速度或者位置之间的同步后进行拍摄的情况下使用的，在由于通过输送路径10的振动来输送而作为摄像对象物的工件3的输送速度难以稳定的送料器中一般难以使用，但是在本实施方式中通过捕捉工件3的前端3a和后端3b来消除由输送速度不均引起的线扫描照相机2的使用不便。对此，在后文中进打说明。
[0041]图1所示的控制装置4由具备未图示的CPU、存储器、接口等的通常的微型计算机单元构成，在存储器内存储了适当的程序，CPU逐次读取该程序，并与外围硬件资源协作而起到作为图像取入单元40、预处理单元41、姿势判别单元44、速度计算单元42、指令输出单元45以及时机控制单元46的作用。
[0042]在每次进行拍摄时，图像取入单元40将由线扫描照相机2获取到的图像数据即时取入到控制装置4。预处理单元41具有作为二值化处理单元的二值化处理部41a、作为端部检测单元的端部检测部41b以及作为合成图像数据生成单元的合成图像数据生成部41c，当经由图像取入单元40取入图像数据时，二值化处理部41a针对该每个图像数据即时进行二值化处理等规定的预处理。另外，端部检测部41b通过适当的图像处理在图像数据中判别工件3的前端3a和后端3b (参照图3)。例如，在图像数据中在出现工件3的部分与出现除工件3以外的部位的部分(具体地说输送路径10)之间色调等不同，而且，由于在将工件3沿着输送方向紧密接触地输送的情况下在工件3彼此之间也存在些许空隙，因此在拍摄到工件3的前端3a或者后端3b的图像数据中，在与工件3的输送方向正交的整个方向上出现颜色浓度不同的部分。端部检测部41b根据这种颜色浓度的差异等来检测图像数据中出现的工件3的如端3a和后端3b (图像判别)。或者，也可以构成为:端部检测部41b在图像数据中判别处于工件3的角部的R形状，由此检测前端3a和后端3b。并且，合成图像数据生成部41c按照拍摄顺序将从出现工件3的前端3a的图像数据至出现该工件3的后端3b的图像数据进行接合，作为出现大致整体的一个工件3的二维图像数据而生成合成图像数据。
[0043]作为工件好坏判别单元的姿势判别单元44根据这种合成图像数据来进行判别工件3的姿势(图像判别)的作为好坏判别处理的姿势判别处理。例如，在上述存储器中预先存储姿势适当的工件3的图像数据，通过模式匹配将合成图像数据与存储在存储器中的图像数据进行比较，由此判别工件3的姿势。此外，作为除规定姿势以外的姿势，例如可列举表面和背面反转或者前后方向的朝向相反的姿势。这样，图像取入单元40、预处理单元41以及姿势判别单元44构成判别工件3的姿势的本发明的送料器用图像处理装置8。本实施方式如上所述那样是在图像数据中检测工件3的前端3a和后端3b的结构，因此即使工件3的输送速度发生变化，也能够按拍摄顺序将从出现工件3的前端3a的图像数据至出现该工件3的后端3b的图像数据进行接合来得到出现大致整体的一个工件3的合成图像数据，根据上述理由，能够使用在以往的送料器中通常不使用的线扫描照相机2来判别工件3的姿势。
[0044]速度计算单元42进行使用这样利用于姿势判别的合成图像数据来计算出工件3的输送速度的速度计算处理，具体地说，根据下式(I)来计算工件3的输送速度Vw(m/s)。
[0045]Vw = Lwl/S.A...(I)
[0046]在此，S为线扫描照相机2的扫描速率即线扫描照相机2的拍摄间隔(sec)，A为线扫描照相机2对单个工件3的大致整体即从工件3的前端侧至后端侧进行拍摄所需的拍摄次数(次)，Lwl为工件3的输送方向长度(m)。速度计算单元42将作为线扫描照相机2的拍摄间隔S与拍摄次数A的积的拍摄所需时间视为工件3经过拍摄位置Pl所需的时间，根据该拍摄所需时间和工件3的输送方向长度Lwl来计算工件3的输送速度。关于工件3的输送方向长度Lwl，预先设定了实物的工件3的输送方向长度。此外，经由输入单元48输入工件3的输送方向长度Lwl、线扫描照相机2的拍摄间隔S。另外，速度计算单元42具有作为拍摄次数获取单元的拍摄次数获取部42a，拍摄次数获取部42a根据通过一次拍摄所得到的图像数据的像素数和合成图像数据的像素数来计算拍摄次数A。
[0047]这样，图像取入单元40、预处理单元41以及速度计算单元42构成检测工件3的输送速度的本发明的送料器用速度检测装置7。由该送料器用速度检测装置7计算出的工件3的输送速度除了使用于以下说明的排除姿势不正确的工件3的时机控制以外，还显示在图1所示的显示单元47中。另外，也可以将这样计算出的工件3的输送速度用作判断工件3是正在被输送、还是处于停止的数据。
[0048]当姿势判断单元44判断为姿势不适当(姿势不正确)时，指令输出单元45对作为图1所示的工件处理单元的排除单元5输出用于进行排除处理(排除动作)的指令，该排除处理(排除动作)将处于设定于输送路径10的作为工件处理位置的排除位置P2上的工件3从输送路径10上排除。排除单元5具有向设定在比上述拍摄位置Pl更靠工件3的输送方向下游侧的位置的排除位置P2喷射压缩空气的作为施力单元的空气喷射喷嘴50，通过从该空气喷射喷嘴50喷射出的压缩空气对工件3施力而从输送路径10上排除工件3。空气喷射喷嘴50被输入作为上述指令的通电指令而喷射压缩空气。在工件3上预先设定了使该施力作用的目标位置Pw (参照图3)，在本实施方式中，与排除单元5相对置的工件3侧面的输送方向中央被设定为目标位置Pw。通过使施力作用于该目标位置Pw，能够抑制在从输送路径10上排除时作为排除对象的工件3 —边水平旋转一边移动。此外，在本发明中的排除处理中包括使工件3从输送路径10上落到处于输送路径10下方的工件接收部等的处理、将工件3分配到从排除位置P2分支的任一个输送路径10等的处理等。
[0049]时机控制单元46根据由速度计算单元42计算出的工件3的输送速度控制指令输出单元45对喷射喷嘴50输出通电指令的时机。具体地说，根据下式(2)，计算出从由姿势判别单元44判别为姿势不正确起至由指令输出单元45输出上述通电指令为止的待机时间t a (sec)(参照图4)，根据该待机时间t α控制指令输出单元45对空气喷射喷嘴50输出通电指令的时机，由此在工件3的输送速度从设定值发生变化的情况下也能够使施力作用于上述目标位置Pw。
[0050]t a = {(L_Lw2)/Vw}-tp—td...(2)
[0051]在此，Vw为在输送路径10上输送的工件3的输送速度(m/s)(参照图3)，L为从拍摄位置Pl到排除位置P2的距离(m)(参照图3)，Lw2为从工件3的后端3b到目标位置Pw的距离(m)(参照图3)，tp为从上述图像取入单元40的取入完成起至上述姿势判别单元44的姿势判别完成为止所需的图像处理时间(sec)(参照图4)。在构成为预处理、姿势判别处理以及速度计算处理所需的时间始终固定的情况下，图像处理时间tp成为固定值或者设定值。另一方面，在构成为与由输送速度的变化引起的合成图像数据的像素数的增减相应地图像处理时间tp发生变化的情况下，在控制装置4内进行图像处理时间tp的计数。td为排除单元5接收到上述通电指令起至通过排除处理使施力作用于工件3为止所需的机械性传递时间(sec)(参照图4)，是针对每个排除单元5进行的参数设定。经由输入单元48输入上述距离L、传递时间td等。此外，在本实施方式中，使用上述测量单元来求出从拍摄位置Pl到排除位置P2的距离L，但是也可以根据实物(現物合t # )来求出。
[0052]参照图4所示的时序图来说明如上所述的结构的送料器100的动作。此外，以下，记载了在姿势不适当的一个工件3被线扫描照相机2拍摄之后被排除单元5排除为止的动作。
[0053]当在时刻t01拍摄在输送路径10上输送的工件3时，由此获取到的图像数据经由图像取入单元40即时被取入(传送)，二值化处理部41a对该图像数据进行二值化等预处理。另外，端部检测部41b检测工件3的前端3a和后端3b，在时刻t01获取到的图像数据中检测出工件3的前端3a。在时刻t01的拍摄之后也以规定的间隔依次进行拍摄，每次拍摄时都即时进行图像数据的取入和预处理。然后，当在通过时刻t02的拍摄所获取到的图像数据中由端部检测部41b识别出工件3的后端3b时，在时刻t03，合成图像数据生成部41c开始生成合成图像数据，并且根据该合成图像数据进行由姿势判别单元44进行的姿势判别处理以及由速度计算单元42进行的速度计算处理。此外，使用硬件(例如FPGA(field-programmable gate array:现场可编程门阵列))进行直到时刻t03为止的处理，时刻t03以后的处理是通过执行存储在存储器中的程序来以软件方式进行。之后，时机控制单元46计算待机时间t α，时机控制单元46控制指令输出单元45使得在从时刻t04起经过了待机时间t α的时刻t05输出通电指令。然后，由此从排除单元5的空气喷射喷嘴50喷射压缩空气，在从时刻t05起经过了传递时间td的时刻t06，基于空气的施力实际作用于工件3。此外，假设在进行姿势判别处理后的工件3的姿势适当且通过姿势判别处理判别为规定姿势的情况下，不进行用于将该工件3从输送路径10上排除的处理(通电指令的输出以及从空气喷射喷嘴50的喷射)。此外，在本说明中为了便于理解而使用一个工件3说明了动作，但是，实际上工件3以紧密接触的状态连续地被输送，因此拍摄、图像数据的取入、预处理为止的处理始终连续地进行，另一方面，时刻t03以后的处理(间歇动作)是在每次获取到一个工件3的图像数据之后进行一次。
[0054]这样，姿势不适当的工件3被排除，只有姿势适当的工件3被提供至供给目的地。
[0055]如上所述，本实施方式的送料器用图像处理装置8应用于具备对沿着输送路径10被输送的工件3进行拍摄的照相机的送料器100，构成为:作为上述照相机采用线扫描照相机，该线扫描照相机具有与上述工件3的输送方向正交地排列的多个摄像元件，使用该线扫描照相机对经过设定于上述输送路径10上的拍摄位置Pl的工件3依次进行拍摄，针对每个工件3获取多个图像数据，并且具备:图像取入单元40，其即时取入由上述线扫描照相机2通过拍摄所获取到的图像数据；预处理单元41，其按拍摄顺序将由上述图像取入单元40取入的图像数据进行接合，生成出现大致整体的单个工件3的合成图像数据；以及作为工件好坏判别单元的姿势判别单元44，其根据由上述预处理单元41生成的合成图像数据来进行作为好坏判别处理的姿势判别处理。
[0056]在此,关于线扫描照相机2,拍摄范围为输送方向上的工件3的一部分,通过一次拍摄所获取到的图像数据的像素数少且数据量少。设为使用这种线扫描照相机2的结构，因此，每次线扫描照相机2进行拍摄时通过该拍摄所获取到的图像数据经由图像取入单元40被即时取入。因此，成为以下状态:当使用线扫描照相机2拍摄到工件3的前端侧时，与此后的拍摄动作并行地进行图像数据的取入处理，在结束对大致整体的一个工件3的拍摄之前、即拍摄工件3的后端3b之前，结束了对在此之前获取到的全部或者几乎全部的图像数据的取入。因而，在从开始拍摄工件3的前端侧起能够在短时间内取入大致整体的一个工件3的图像数据，因此使之后的预处理单元41和姿势判别单元44的处理的开始时期提前，能够充分缩短从开始拍摄工件3起至该工件3的姿势被判别为止的时间，从而能够实现工件3的处理高速化。
[0057]另外，构成为:预处理单元41除了生成上述合成图像数据以外，在生成上述合成图像数据之前还进行对由上述图像取入单元40取入的图像数据进行二值化的二值化处理，当由上述图像取入单元40进行了图像数据的取入时，即时对该图像数据进行二值化处理，因此，能够设为在拍摄工件3的后端侧之前结束了对在此之前获取到的全部或者几乎全部的图像数据的二值化处理的状态，能够进一步缩短从开始进行拍摄起至工件3的姿势被判别为止所需的时间。
[0058]特别是构成为:上述预处理单元41还能够在由上述图像取入单元40取入的图像数据中判别工件3的前端3a和后端3b，按拍摄顺序将从出现工件3的前端3a的图像数据至出现该工件3的后端3b的图像数据进行接合来生成上述合成图像数据，因此，即使在工件3的输送速度发生变化的情况下也能够稳定地生成出现大致整体的一个工件3的合成图像数据，从而能够提高姿势判别单元44的判别精度。
[0059]并且，设为使用软件进行上述姿势判别单元44的上述姿势判别处理的结构，因此使姿势判别处理中的参数等具有通用性，能够对各种结构的工件3进行姿势判别。
[0060]设为以下结构:使用具有如上所述的结构的送料器用图像处理装置8，并且具备:送料器主体I，其具有用于输送工件3的输送路径10 ;线扫描照相机2，其具有与上述工件3的输送方向正交地排列的多个摄像元件，对经过设定于上述输送路径10上的拍摄位置Pl的工件3依次进行拍摄，针对每个工件获取多个图像数据；作为工件处理单元的排除单元5，其对经过设定于输送路径10的作为工件处理位置的排除位置P2的工件3进行将工件3从输送路径10排除的排除处理；以及指令输出单元45，其当上述姿势判别单元44判别为规定姿势以外的不正确姿势时，对上述排除单元5输出作为用于进行排除处理的指令的通电指令，因此，能够设为如下送料器100:从开始拍摄工件3起至该工件3的姿势被判别为止的时间短，即使加快工件3的输送速度也能够使用排除单元5将姿势不适当的工件3从输送路径10上排出，能够增加每单位时间的工件3的处理数量。
[0061]以上，说明了本发明的一个实施方式，但是各部的具体结构并不仅限定于上述实施方式。
[0062]例如在本实施方式中，对被判别为姿势不适当的工件3进行从输送路径10上排除的排除处理，但是也可以设为以下结构:如图5所示，作为工件处理单元而设置姿势矫正单元6以代替排除单元5，在设定于输送路径10上的矫正位置P3处对被判别为姿势不适当的工件3的姿势进行矫正。姿势矫正单元6具备空气喷射喷嘴60，该空气喷射喷嘴60经由设置于输送路径10的姿势矫正位置P3上的未图示的孔向工件3喷射压缩空气，从空气喷射喷嘴60喷射压缩空气，使位于矫正位置P3的工件3反转或者旋转，由此矫正姿势。此外，只要能够矫正工件的姿势则姿势矫正单元6不限定于该结构。姿势矫正单元6构成为当从指令输出单元45输出通电指令时从空气喷射喷嘴60喷射压缩空气，时机控制单元46根据送料器用图像处理装置8和送料器用速度检测装置7的检测结果来控制输出通电指令的时机。
[0063]另外，在本实施方式中，送料器用图像处理装置8是为了判别工件3的姿势而使用的，但是，也可以为了检查工件3的形状或颜色、工件3上的丝印字符等工件3的外观而使用。这种情况下的送料器用图像处理装置构成为代替对工件3的姿势进行判别的姿势判别单元44而适当地具有检查工件3的外观的单元。
[0064]另外，在本实施方式中，预处理单元41在每次由图像取入单元40取入图像数据时即时进行二值化处理等预处理，但是也可以构成为，如图6所示，在时刻t02a —个工件3的取入结束之后对出现该工件3的全部图像数据进行作为预处理的二值化处理和图像结合。之后，当在时刻t03a预处理结束时，与此同时开始进行姿势判别处理和速度计算处理，在时刻t04a结束这些处理，在时刻t05a从指令输出单元45输出通电指令，在时刻t06a使基于空气的施力实际作用于工件3。在该情况下，从开始拍摄一个工件3的时刻t01起至结束预处理的时刻t03a为止的时间比如下时间长:在连续地进行拍摄、图像数据的取入以及预处理的上述送料器100中从开始拍摄一个工件3的时刻t01 (参照图4)起至结束预处理的时刻t03(参照图4)为止的时间。这种结构不需要即时进行预处理的单元和装置等，与此相应地通用性、自由度高，优选应用于从开始进行预处理起至排除工件3为止的时间比较长或者工件3的输送速度比较慢的送料器等。另外，这种结构能够应用于由于工件3的输送速度从设定值几乎没有变化而不需要通过预处理预先检测工件3的前端3a和后端3b的情况，关于是否使用线扫描照相机2对从工件的前端3a至该工件3的后端3b进行了拍摄，例如能够根据线扫描照相机2的拍摄次数进行估计来进行处理。
[0065]另外，如图7所示，控制装置154也可以构成为具备驱动控制单元43，该驱动控制单元43根据由速度计算单元42计算出的工件3的输送速度来进行驱动单元11的控制。驱动控制单元43将计算出的工件3的输送速度与设定值进行比较，对驱动单元11的振幅和频率进行调整，由此对工件3的输送速度进行反馈控制。如果是具有这种结构的送料器151，则即使工件3的输送速度发生变化也能够调整为设定值，能够使工件的输送速度稳定。
[0066]并且，在本实施方式中，上述拍摄次数获取单元42a在应用于上述式(I)的拍摄次数A的计算中使用了合成图像数据的像素数，但是也可以代替合成图像数据的像素数而使用从出现工件3的前端3a的图像数据至出现该工件3的后端3b的图像数据为止的多个图像数据中的像素数的合计值。另外，也可以是为了获取拍摄次数A而对由线扫描照相机2进行拍摄的次数直接进行计数的结构。具体地说，如图8所示，也可以是以下结构:控制装置161构成为具备计数器单元162，该计数器单元162对上述线扫描照相机2的拍摄次数进行计数，上述拍摄次数获取单元142a根据上述端部检测单元41a的检测结果，获取与检测出上述工件3的前端3a的图像数据对应的上述计数器单元162的计数值以及与检测出该工件3的后端3b的图像数据对应的上述计数器单元162的计数值，根据这些计数值来获取上述拍摄次数A。具有这种结构的送料器160也能够发挥与上述送料器100相同的效果。
[0067]并且，在本实施方式中，构成为将多个工件3以紧密接触的状态在输送路径3中输送的结构，但是也可以是隔开规定间隔地输送多个工件3的结构。另外，作为线扫描照相机2使用了摄像元件排成一列的照相机，但是在能够发挥本发明的效果的范围内也可以使用摄像元件排成两列以上的照相机。
[0068]其它结构也能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变形。
【权利要求】
1.一种送料器用图像处理装置，应用于具备对沿着输送路径被输送的工件进行拍摄的照相机的送料器，该送料器用图像处理装置的特征在于， 上述送料器用图像处理装置构成为，作为上述照相机采用线扫描照相机，该线扫描照相机具有与上述工件的输送方向正交地排列的多个摄像元件，使用该线扫描照相机对经过设定于上述输送路径上的拍摄位置的工件依次进行拍摄，针对每个工件获取多个图像数据，并且 上述送料器用图像处理装置具备: 图像取入单元，其即时取入由上述线扫描照相机通过拍摄所获取到的图像数据； 预处理单元，其按拍摄顺序将由上述图像取入单元取入的图像数据进行接合，来生成出现大致整体的单个工件的合成图像数据；以及 工件好坏判别单元，其根据由上述预处理单元生成的合成图像数据来进行工件的好坏判别处理。
2.根据权利要求1所述的送料器用图像处理装置，其特征在于， 上述预处理单元除了生成上述合成图像数据以外，在生成上述合成图像数据之前还进行对由上述图像取入单元取入的图像数据进行二值化的二值化处理，当由上述图像取入单元进行了图像数据的取入时，即时对该图像数据进行二值化处理。
3.根据权利要求1或者2所述的送料器用图像处理装置，其特征在于， 上述预处理单元还能够在由上述图像取入单元取入的图像数据中判别工件的前端和后端，按拍摄顺序将从出现工件的前端的图像数据至出现该工件的后端的图像数据进行接合,来生成上述合成图像数据。
4.根据权利要求1?3中的任一项所述的送料器用图像处理装置，其特征在于， 使用软件来进行上述工件好坏判别单元的上述好坏判别处理。
5.一种送料器，使用根据权利要求1?4中的任一项所述的送料器用图像处理装置，其特征在于，具备: 送料器主体，其具有用于输送工件的输送路径； 线扫描照相机，其具有与上述工件的输送方向正交地排列的多个摄像元件，对经过设定于上述输送路径上的拍摄位置的上述工件依次进行拍摄，针对每个工件获取多个图像数据； 工件处理单元，其对经过设定于上述输送路径的工件处理位置的工件进行将上述工件从输送路径排除或者在输送路径上进行姿势矫正的处理；以及 指令输出单元，其当上述工件好坏判别单元判别为不是规定的外观或者姿势的工件时，对上述工件处理单元输出用于进行上述处理的指令。
【文档编号】B07C5/00GK104338683SQ201410374399
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】臼井一哉, 入江进, 迎邦晓 申请人:昕芙旎雅有限公司