特開 2022-164993 外観検査装置およびパレタイズシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022164993

(43)【公開日】2022-10-31

(54)【発明の名称】外観検査装置およびパレタイズシステム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/892 20060101AFI20221024BHJP

【ＦＩ】

G01N21/892 B

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021070138

(22)【出願日】2021-04-19

(71)【出願人】

【識別番号】591214527

【氏名又は名称】株式会社ジーテクト

(71)【出願人】

【識別番号】521059240

【氏名又は名称】株式会社ＭＥＳ甲信

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】菊池 渡

(72)【発明者】

【氏名】村山 徹

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AA37

2G051AB02

2G051BA01

2G051BB01

2G051CA03

2G051CA04

2G051CB01

2G051DA03

2G051DA06

(57)【要約】

【課題】ブランク材の両面の外観検査が、より正確に実施できるようにする。
【解決手段】第１カメラ１０３は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２で搬送されているブランク材１３１の表面を撮像し、ブランク材１３１の表面の外観画像を取得する。第１カメラ１０３は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２の上側に配置されている。また、第１カメラ１０３の撮像箇所は、隙間１２１の上方から搬送方向にずれた箇所に配置されている。例えば、第１カメラ１０３は、搬送方向に、隙間１２１の位置よりずれた第１ベルトコンベア１０１の上に配置され、直下の領域を撮像箇所とする。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状のブランク材を撮影することで取得した外観画像の画像認識により、ブランク材の外観の検査を実施する外観検査装置であって、
前記ブランク材を搬送する第１ベルトコンベアと、
前記第１ベルトコンベアに、隙間を介して連続して配置され、前記第１ベルトコンベアで搬送されてきた前記ブランク材を搬送する第２ベルトコンベアと、
前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの上側に配置され、前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアで搬送されている前記ブランク材の表面を撮像して前記ブランク材の表面の外観画像を取得する第１カメラと、
前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの上側に配置され、前記第１カメラで前記ブランク材の表面の撮像のための第１照明と、
前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの下側に配置され、前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアで搬送されている前記ブランク材の裏面を、前記隙間から撮像して前記ブランク材の裏面の外観画像を取得する第２カメラと、
前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの下側に配置され、前記第２カメラで前記ブランク材の裏面の撮像のための第２照明と
を備え、
前記第１カメラの撮像箇所は、前記隙間の上方から搬送方向にずれた箇所に配置されている
ことを特徴とする外観検査装置。

【請求項2】

請求項１記載の外観検査装置において、
前記第１照明は、前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの上方から、前記ブランク材の表面に向けて照明光を照射し、
前記第２照明は、前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの下方から、前記隙間を通して前記ブランク材の裏面に向けて照明光を照射する
ことを特徴とする外観検査装置。

【請求項3】

請求項１または２記載の外観検査装置において、
前記第１カメラで撮像された第１外観画像および前記第２カメラで撮像された第２外観画像に基づいて前記ブランク材の不良を検出する検査部を備える
ことを特徴とする外観検査装置。

【請求項4】

請求項３記載の外観検査装置において、
前記検査部は、前記第１カメラで撮像された第１外観画像と第１基準画像との、パターン認識における一致の度合いにより、前記ブランク材の表面の不良を検出し、前記第２カメラで撮像された第２外観画像と第２基準画像との、パターン認識における一致の度合いにより、前記ブランク材の裏面の不良を検出する
ことを特徴とする外観検査装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の外観検査装置において、
前記第２カメラは、リニアイメージセンサから構成されていることを特徴とする外観検査装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の外観検査装置において、
前記第１カメラは、リニアイメージセンサから構成されていることを特徴とする外観検査装置。

【請求項7】

板状のブランク材を、第１領域から第２領域に搬送するベルトコンベアと、
前記第２領域の前記ベルトコンベアの側部に配置された中継台と、
前記ベルトコンベアの配置領域に対して前記中継台を挟む状態で、前記第２領域に配置されるパレット台と、
前記ベルトコンベアに関連付けて配置され、前記ベルトコンベアにより搬送されるブランク材をピックアップして前記中継台に積み上げる第１移送動作をする第１ロボットと、
前記ベルトコンベアで搬送されているブランク材を撮影するカメラと、
前記カメラにより撮像された画像に対する画像計測を実行する画像処理装置と、
前記画像処理装置による画像計測結果に基づいて、前記第１ロボットに前記第１移送動作の実施を指示する第１コントローラと、
前記中継台に積み重ねられた複数のブランク材の積載体を、前記パレット台に移送する第２移送動作をする第２ロボットと、
前記中継台に積み重ねられた複数のブランク材の積載量を計測する測定装置と、
前記測定装置が計測した積載量が設定値に達すると、前記第２ロボットに前記第２移送動作の実施を指示する第２コントローラと、
前記第１領域と前記第２領域との間で、前記ベルトコンベアにより搬送されているブランク材の外観の検査をする、請求項１～６のいずれかの外観検査装置と
を備えるパレタイズシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼材によるブランク材を検査する外観検査装置およびパレタイズシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

トランスミッション部品の製造では、ロール鋼板より打ち抜き加工することで円板状のブランク材を作製し、作製したブランク材をプレス成形している。この種の製造工程では、作製したブランク材をパレットに積み付け、ブランク材を積み付けたパレットを、次工程の製造部署に移送している。

【0003】

上述したブランク材の積み付けでは、一般に、プレス機で打ち抜き加工されて搬出されたブランク材を、人手によりパレットに積載している。また、この積載時に、外観の検査などを実施している。ところで、打ち抜き加工されたブランク材は、１．３秒／枚程度の生産速度で、プレス機から搬出されるため、一人の人手による処理速度では対応に限界があり、多くの人手を要するなど、多くの問題がある。このため、ブランク材の積み付けを機械化することが検討されている。

【0004】

この機械化においては、プレス機より搬出されたブランク材をベルトコンベアで搬送する過程で外観をカメラで撮影し、撮影した画像の処理により外観検査を実施する。この後、ベルトコンベアで搬送されているブランク材を、ロボットアームでピックアップしてパレットに積み付けることが考えられる。例えば、よく知られたビジョントラッキングによるコンベアトラッキングで、ベルトコンベアで搬送されているブランク材をピックアップすることができる（特許文献１参照）。

【0005】

ところで、上述した外観検査は、ブランク材の両面に対して実施する。このため、例えば、２つのベルトコンベアの間に隙間を設け、隙間の位置で、２つのベルトコンベアの上側、および２つのベルトコンベアの下側の各々に、外観検査用のカメラを配置した技術が提案されている（特許文献２参照）。この技術によれば、ブランク材を反転することなく、一度の搬送で両面の検査が実施できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１９－１４１９３５号公報

【特許文献2】特開２０１７－１５０９９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら，特許文献２の技術では、一方の側の撮像に、他方の側の照明の光が入り込み、鮮明な画像が得られず、正確な外観検査が実施できない場合が発生するという問題があった。

【0008】

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、ブランク材の両面の外観検査が、より正確に実施できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る外観検査装置は、板状のブランク材を撮影することで取得した外観画像の画像認識により、ブランク材の外観の検査を実施する外観検査装置であり、ブランク材を搬送する第１ベルトコンベアと、第１ベルトコンベアに、隙間を介して連続して配置され、第１ベルトコンベアで搬送されてきたブランク材を搬送する第２ベルトコンベアと、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアの上側に配置され、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアで搬送されているブランク材の表面を撮像してブランク材の表面の外観画像を取得する第１カメラと、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアの上側に配置され、第１カメラでブランク材の表面の撮像のための第１照明と、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアの下側に配置され、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアで搬送されているブランク材の裏面を、隙間から撮像してブランク材の裏面の外観画像を取得する第２カメラと、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアの下側に配置され、第２カメラでブランク材の裏面の撮像のための第２照明とを備え、第１カメラの撮像箇所は、隙間の上方から搬送方向にずれた箇所に配置されている。

【0010】

上記外観検査装置の一構成例において、第１照明は、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアの上方から、ブランク材の表面に向けて照明光を照射し、第２照明は、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアの下方から、隙間を通してブランク材の裏面に向けて照明光を照射する。

【0011】

上記外観検査装置の一構成例において、第１カメラで撮像された第１外観画像および第２カメラで撮像された第２外観画像に基づいてブランク材の不良を検出する検査部を備える。

【0012】

上記外観検査装置の一構成例において、検査部は、第１カメラで撮像された第１外観画像と第１基準画像との、パターン認識における一致の度合いにより、ブランク材の表面の不良を検出し、第２カメラで撮像された第２外観画像と第２基準画像との、パターン認識における一致の度合いにより、ブランク材の裏面の不良を検出する。

【0013】

上記外観検査装置の一構成例において、第２カメラは、リニアイメージセンサから構成されている。

【0014】

上記外観検査装置の一構成例において、第１カメラは、リニアイメージセンサから構成されている。

【0015】

本発明のパレタイズシステムは、板状のブランク材を、第１領域から第２領域に搬送するベルトコンベアと、第２領域のベルトコンベアの側部に配置された中継台と、ベルトコンベアの配置領域に対して中継台を挟む状態で、第２領域に配置されるパレット台と、ベルトコンベアに関連付けて配置され、ベルトコンベアにより搬送されるブランク材をピックアップして中継台に積み上げる第１移送動作をする第１ロボットと、ベルトコンベアで搬送されているブランク材を撮影するカメラと、カメラにより撮像された画像に対する画像計測を実行する画像処理装置と、画像処理装置による画像計測結果に基づいて、第１ロボットに第１移送動作の実施を指示する第１コントローラと、中継台に積み重ねられた複数のブランク材の積載体を、パレット台に移送する第２移送動作をする第２ロボットと、中継台に積み重ねられた複数のブランク材の積載量を計測する測定装置と、測定装置が計測した積載量が設定値に達すると、第２ロボットに第２移送動作の実施を指示する第２コントローラと、第１領域と第２領域との間で、ベルトコンベアにより搬送されているブランク材の外観の検査をする、請求項１～６のいずれかの外観検査装置とを備える。

【発明の効果】

【0016】

以上説明したように、本発明によれば、ブランク材の表面側の検査のための第１カメラの撮像箇所を、隙間の上方から搬送方向にずれた箇所に配置したので、ブランク材の両面の外観検査が、より正確に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る外観検査装置の構成を示す構成図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態に係るパレタイズシステムの構成を示す構成図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態に係るパレタイズシステムの、第１ロボット２０４が備える吸着ヘッド２４１の構成を示す斜視図である。

【図4】図４は、第２ロボット２０８の詳細な構成例を示す斜視図である。

【図5】図５は、第３ロボット２１１の構成例を示す平面図である。

【図6】図６は、本発明の実施の形態に係る外観検査装置の検査部のハードウエア構成を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態に係る外観検査装置について図１を参照して説明する。この外観検査装置は、板状のブランク材１３１を撮影することで取得した外観画像の画像認識により、ブランク材１３１の外観の検査を実施する外観検査装置であり、第１ベルトコンベア１０１、第２ベルトコンベア１０２、第１カメラ１０３、第１照明１０４、第２カメラ１０５、および第２照明１０６を備える。

【0019】

第１ベルトコンベア１０１は、ブランク材１３１を搬送する。例えば、第１ベルトコンベア１０１は、プレス機（不図示）で打ち抜き加工されて搬出されたブランク材を搬送する。ブランク材１３１は、例えば、板厚が２．３～６ｍｍ程度であり、外形が、丸や多角形とされている。また、中央部に穴を有する平面視で環状のブランク材１３１もある。

【0020】

第２ベルトコンベア１０２は、第１ベルトコンベア１０１に、隙間１２１を介して連続して配置され、第１ベルトコンベア１０１で搬送されてきたブランク材１３１を搬送する。隙間１２１は、搬送方向に対して垂直な方向に延在するスリット状の部分である。隙間１２１は、例えば、ブランク材１３１の直径の４分の１程度の寸法とすることができる。第２ベルトコンベア１０２は、例えば、ブランク材１３１をピックアップしてパレットに積み上げるロボットが配置された領域に、ブランク材１３１を搬送する。第１ベルトコンベア１０１と第２ベルトコンベア１０２とは、例えば、直線上に配置されている。

【0021】

第１カメラ１０３は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２で搬送されているブランク材１３１の表面を撮像し、ブランク材１３１の表面の外観画像を取得する。第１カメラ１０３は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２の上側に配置されている。また、第１カメラ１０３の撮像箇所は、隙間１２１の上方から搬送方向にずれた箇所に配置されている。例えば、第１カメラ１０３は、搬送方向に、隙間１２１の位置よりずれた第１ベルトコンベア１０１の上に配置され、直下の領域を撮像箇所とする。第１カメラ１０３は、搬送方向に、隙間１２１の位置よりずれた第２ベルトコンベア１０２の上に配置することもできる。

【0022】

第１カメラ１０３は、例えば、リニアイメージセンサから構成することができる。このリニアイメージセンサは、画素の配列方向が、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２による搬送方向に対して垂直な方向とされている。リニアイメージセンサは、例えば、画素数を４０００以上とすることで、微細な傷などの検出感度を向上させることができる。

【0023】

第１照明１０４は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２の上側に配置されている。第１照明１０４は、第１カメラ１０３でブランク材１３１の表面の撮像のための光源となる。第１照明１０４は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２の上方から、ブランク材１３１の表面に向けて第１照明光１０４ａを照射する。第１照明１０４は、第１カメラ１０３の撮像箇所の照明であり、隙間１２１の領域には、第１照明光１０４ａが照射されることがない。このため、第１照明光１０４ａが、第２カメラ１０５の撮像に入り込むことがないので、第２カメラ１０５においては、ブランク材１３１の裏面の鮮明な画像が得られるものとなる。

【0024】

第２カメラ１０５は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２で搬送されているブランク材１３１の裏面を隙間１２１から撮像して、ブランク材１３１の裏面の外観画像を取得する。第２カメラ１０５は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２の下側に配置されている。第２カメラ１０５は、隙間１２１の直下に配置されている。また、第２カメラ１０５は、直上の領域を撮像箇所とする。

【0025】

第２カメラ１０５は、例えば、リニアイメージセンサから構成することができる。このリニアイメージセンサは、画素の配列方向が、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２による搬送方向に対して垂直な方向とされている。リニアイメージセンサは、例えば、画素数を４０００以上とすることで、微細な傷などの検出感度を向上させることができる。

【0026】

第２照明１０６は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２の下側に配置されている。第２照明１０６は、第２カメラ１０５でブランク材１３１の裏面の撮像のための光源となる。第２照明１０６は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２の下方から、隙間１２１を通してブランク材１３１の裏面に向けて第２照明光１０６ａを照射する。第２照明１０６は、例えば、出射した第２照明光１０６ａを、半反射鏡１０７で反射させて９０°光路を変更させ、隙間１２１の直下から、隙間１２１を通してブランク材１３１の裏面に向けて照射する。この場合、第２カメラ１０５は、半反射鏡１０７を通して、ブランク材１３１の裏面を撮像する。なお、第２カメラ１０５のための照明を、第１カメラ１０３のための第１照明１０４と同様の構成とすることができる。この場合、半反射鏡１０７は、必要ない。

【0027】

このため、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２の上側の領域においては、隙間１２１の上部領域からはずれた領域には、第２照明光１０６ａが照射されることがない。このため、隙間１２１の上方から搬送方向にずれた箇所に配置されている第１カメラ１０３の撮像に、第２照明光１０６ａが入り込むことがないので、第１カメラ１０３においては、ブランク材１３１の表面の鮮明な画像が得られるものとなる。

【0028】

なお、第１照明１０４による第１照明光１０４ａも、上述同様に、半反射鏡で反射させて９０°光路を変更させ、第１カメラ１０３の撮像領域に対し、この直上からブランク材１３１の表面に向けて照射することができる。

【0029】

また、この外観検査装置は、第１カメラ１０３で撮像された第１外観画像および第２カメラ１０５で撮像された第２外観画像に基づいて、ブランク材１３１の不良を検出する検査部１０８を備える。検査部１０８は、第１カメラ１０３で撮像された第１外観画像と第１基準画像との、パターン認識における一致の度合いにより、ブランク材１３１の表面の不良を検出する。また、検査部１０８は、第２カメラ１０５で撮像された第２外観画像と第２基準画像との、パターン認識における一致の度合いにより、ブランク材１３１の裏面の不良を検出する。また、検査部１０８は、第１外観画像、第２外観画像の各々において、機械学習（深層機械学習）によるパターン認識により、外観の判定（不良の検出）をすることでブランク材１３１の外観の検査を実施することもできる。

【0030】

前述したように、実施の形態によれば、第１カメラ１０３においては、ブランク材１３１の表面の鮮明な第１外観画像が得られ、第２カメラ１０５においては、ブランク材１３１の裏面の鮮明な第２外観画像が得られる。このため、検査部１０８では、例えば、正確なパターン認識や機械学習が実施でき、正確な不良検出が実施できる。

【0031】

次に、本発明の実施の形態に係るパレタイズシステムについて、図２を参照して説明する。このパレタイズシステムは、上述した外観検査装置を用いている。

【0032】

このパレタイズシステムは、ベルトコンベア２０１、中継台２０２、パレット台２０３、第１ロボット２０４、カメラ２０５、画像処理装置２０６、第１コントローラ２０７、第２ロボット２０８、測定装置２０９、第２コントローラ２１０を備える。

【0033】

ベルトコンベア２０１は、板状のブランク材を、第１領域２５１から第２領域２５２に搬送する。例えば、第１領域２５１には、プレス機２３１が配置され、プレス機２３１で打ち抜き加工されて搬出されたブランク材が、ベルトコンベア２０１の第１領域２５１に排出される。ブランク材は、例えば、板厚が２．３～６ｍｍ程度であり、外形が、丸や多角形とされている。また、中央部に穴を有する平面視で環状の形状のブランク材もある。

【0034】

中継台２０２は、第２領域２５２のベルトコンベア２０１の側部に配置されている。パレット台２０３は、ベルトコンベア２０１の配置領域に対して中継台２０２を挟む状態で、第２領域２５２に配置される。

【0035】

第１ロボット２０４は、ベルトコンベア２０１に関連付けて配置され、ベルトコンベア２０１により搬送されるブランク材をピックアップして中継台２０２に積み上げる第１移送動作をする。第１ロボット２０４は、例えば、パラレルリンクロボットである。また、第１ロボット２０４は、例えば、図３に示すような、吸着によりブランク材をピックアップする、真空吸着式の吸着ヘッド２４１を備える。吸着ヘッド２４１は、複数の吸着パッド２４２を備える。

【0036】

カメラ２０５は、ベルトコンベア２０１で搬送されているブランク材を撮影する。画像処理装置２０６は、カメラ２０５により撮像された画像に対する画像計測を実行する。第１コントローラ２０７は、画像処理装置２０６による画像計測結果に基づいて、第１ロボット２０４に第１移送動作の実施を指示する。

【0037】

また、画像処理装置２０６は、画像計画として、外形が多角形のブランク材について、複数枚を積み重ねた状態で、側部の各辺の位置が一致する（重なる）ように、第１ロボット２０４にピックアップしたブランク材を平面で回転させることができる。例えば、カメラ２０５により撮像された画像をもとに、認識された外形の各辺の位置が、設定されている状態となるようにブランク材を回転させる。このような画像計画結果に基づいて動作する第１ロボット２０４の第１移送動作で、中継台２０２に積み上げられた複数の多角形のブランク材の積載体は、各々のブランク材の各辺の位置が、ほぼ一致する状態となる。なお、円形のブランク材の場合は、上述した動作は必要ない。

【0038】

カメラ２０５が、画素数が１２８０×１０２４程度の、エリアイメージセンサから構成されていれば、画像処理装置２０６におけるブランク材の外形の認識が可能である。エリアイメージセンサの画素数が多いほど、ブランク材の外形の識別精度が向上し、外形の識別精度が向上する。

【0039】

第２ロボット２０８は、中継台２０２に積み重ねられた複数のブランク材の積載体を、パレット台２０３に移送する第２移送動作をする。第２ロボット２０８は、例えば、図４に示すように、水平多関節型のロボットアームであり、アーム先端部に昇降機構２０８ａを備える。第２ロボット２０８は、アーム先端部の可動範囲が、回転方向に１２００ｍｍ，伸縮方向に２４００ｍｍ程度である。

【0040】

また、昇降機構２０８ａには、積載体を側面から把持する３つの爪部材２０８ｃによるロボットハンド２０８ｂを備える。爪部材２０８ｃの各々は、先端にＬ字状に形成された爪部２０８ｄを備える。爪部材２０８ｃは、ロボットハンド２０８ｂから下方に延在している。また、爪部２０８ｄは、ロボットハンド２０８ｂの中心部に向けて、爪部材２０８ｃの延在方向に対して略垂直な方向に延びている。ロボットハンド２０８ｂは、爪部材２０８ｃで、積載体を側面から挾み、積載体の最下面端部に爪部２０８ｄを掛止することで、積載体を把持して移送する。爪部２０８ｄの長さが、例えば、２ｍｍとされている。また、ロボットハンド２０８ｂは、外径が１１００ｍｍ～３４４０ｍｍのブランク材の積載体が把持・移送可能である。

【0041】

ここで、第２ロボット２０８は、ロボットハンドで積載体を側面から把持する前に、ロボットハンド２０８ｂの３つの爪部材２０８ｃで、積載体を側面から挾む動作により積載体の重なりの乱れを補正する補正動作をしてから積載体の把持動作を開始する。

【0042】

測定装置２０９は、中継台２０２に積み重ねられた複数のブランク材の積載量を計測する。第２コントローラ２１０は、測定装置２０９が計測した積載量が設定値に達すると、第２ロボット２０８に第２移送動作の実施を指示する。例えば、積載量は、中継台２０２に積み重ねられた複数のブランク材の積載数とすることができる。また、積載量は、中継台２０２に積み重ねられた複数のブランク材の重量（総重量）とすることができる。例えば、第２コントローラ２１０は、測定装置２０９が計数した積載数が、設定されている１１～１３枚に達すると、第２ロボット２０８に第２移送動作の実施を指示する。この程度の枚数であれば、第２ロボット２０８による第２移送動作が、十分に可能である。

【0043】

また、このパレタイズシステムは、中継台２０２に設けられた第３ロボット２１１、および第３コントローラ２１２を備える。第３コントローラ２１２は、中継台２０２に既に積み上げられている積載体に、新たなブランク材が積み上げられると、第３ロボット２１１に積載体の重なりの乱れを補正する補正動作の実施を指示する。第３コントローラ２１２は、例えば、測定装置２０９が計数している積載数を元に、新たなブランク材が積み上げられたことを把握する。

【0044】

第３ロボット２１１は、例えば、図５に示すように、中継台２０２に積み重ねられる複数のブランク材の積載体２１４を、積載体２１４の側面から挾む方向に可動する複数の押さえ板２１１ａ，２１１ｂを備え、複数の押さえ板２１１ａ，２１１ｂを、アクチュエータ２１１ｃ，２１１ｄにより積載体２１４の側面から挾む方向に移動させることで、上述した補正動作を実施する。アクチュエータ２１１ｃ，２１１ｄは、水平方向の最大可搬質量が４０ｋｇ程度の能力を有している。

【0045】

また、前述したように、中継台２０２に積み上げられた複数の多角形のブランク材の積載体の、各々のブランク材の各辺の位置が、ほぼ一致していれば、上述した第３ロボット２１１の補正動作により、多角形のブランク材の場合でも、各ブランク材で対応する辺の位置が一致した状態に、積載体の重なりの乱れが解消できる。この状態であれば、上述した第２ロボット２０８による第２移送動作で、ブランク材を落下させるなどの問題が発生することがない。

【0046】

また、このパレタイズシステムは、第１領域２５１と第２領域２５２との間で、ベルトコンベア２０１により搬送されているブランク材の外観の検査をする外観検査装置２１３を備える。外観検査装置２１３は、前述した実施の形態に係る外観検査装置であり、詳細な説明は省略する。外観検査装置２１３を用いるにあたり、ベルトコンベア２０１を、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアから構成し、第２ベルトコンベアを、第１ベルトコンベアに、隙間を介して連続して配置する。

【0047】

上述したパレタイズシステムでは、まず、プレス機２３１で打ち抜き加工されて搬出されたブランク材が、ベルトコンベア２０１の第１領域２５１に排出されると、このブランク材が、ベルトコンベア２０１により、第２領域２５２の方向に輸送される。この過程で、外観検査装置２１３が、ブランク材の外観の検査をする。この検査で不合格と判定されたブランク材は、ベルトコンベア２０１より取り除かれる。

【0048】

次に、ベルトコンベア２０１で輸送されているブランク材は、カメラ２０５により撮影される。カメラ２０５により撮影された、搬送中のブランク材の画像（動画像）は、画像処理装置２０６により、画像計測される。第１コントローラ２０７は、画像処理装置２０６による画像計測結果に基づいて、搬送されているブランク材の位置を把握し、第１ロボット２０４に、対象のブランク材の第１移送動作の実施を指示する。この指示により、第１ロボット２０４は、ベルトコンベア２０１により搬送されるブランク材をピックアップして中継台２０２に積み上げる。

【0049】

上述したことにより、中継台２０２には、ブランク材が積み上げられて積載体が形成される。測定装置２０９は、中継台２０２に積み重ねられた複数のブランク材の積載数を計数する。この計数値（積載数）が、設定されている値に達すると、第２コントローラ２１０が、第２ロボット２０８に第２移送動作の実施を指示する。この指示により、第２ロボット２０８は、中継台２０２に積み重ねられた複数のブランク材の積載体を、パレット台２０３に移送する。第２ロボット２０８は、パレット台２０３に置かれたパレットに積載体を積み付ける。パレットは、例えば、平面視で１４７５ｍｍ×１１２０ｍｍ，高さ（深さ）５２０ｍｍ程度の箱である。パレットのサイズは、第２ロボット２０８の可動範囲に基いて適宜に設定することができる。

【0050】

第２ロボット２０８は、まず、アーム先端部を積載体の上部に移動させ、昇降機構２０８ａによりロボットハンド２０８ｂを下降させ、ロボットハンド２０８ｂで積載体を把持する。ロボットハンド２０８ｂが積載体を把持すると、昇降機構２０８ａによりロボットハンド２０８ｂを上昇させる。次いで、第２ロボット２０８は、アーム先端部を、パレット台２０３の上の所定の位置に移動させ、昇降機構２０８ａによりロボットハンド２０８ｂを下降させ、把持している積載体を、パレット台２０３の上に載置する。この後、第２ロボット２０８は、ロボットハンド２０８ｂによる積載体の把持動作を解除し、初期状態に戻る。

【0051】

ここで、第１ロボット２０４による上述した第１移送動作は、ベルトコンベア２０１により逐次に搬送される多数のブランク材を、迅速に中継台２０２に移送するため、積載体は、重なりが乱れている。この状態で、積載体をパレット台２０３に移送すると、パレット台２０３には、重なりが乱れた積載体が積み付けられることになる。この積載体は、次工程に搬送されて用いられる。次工程においては、積載体よりブランク材を一枚ずつピックアップするが、重なりが乱れている積載体では、ピックアップする位置が、各々異なることになる。このような状態では、例えば、ピックアップが失敗するなどの問題が発生する。

【0052】

このため、次工程に移送される前に、積載体の重なりの乱れを補正することが重要となる。第２ロボット２０８は、ロボットハンド２０８ｂで積載体を側面から把持する前に、ロボットハンド２０８ｂの３つの爪部材２０８ｃで、積載体を側面から挾む動作により積載体の重なりの乱れを補正する補正動作をしてから積載体の把持動作を開始する。

【0053】

ところで、上述したロボットハンド２０８ｂでは、挟む方向には、あまり大きな力を加えることができないため、積載体の重なりの乱れを完全に補正することができない場合がある。このため、第３ロボット２１１により、中継台２０２に既に積み上げられている積載体に、新たなブランク材が積み上げられる毎に、積載体の重なりの乱れを補正する。第３ロボット２１１は、上述した積載体の重なりの乱れ補正に特化したものとすることができ、積載体を上方にピックアップする機能は必要ない。

【0054】

例えば、第３ロボット２１１は、アクチュエータ２１１ｃ，２１１ｄにより、複数の押さえ板２１１ａ，２１１ｂを、これらの間に載置されている積載体２１４の方向に移動させ、押さえ板２１１ａ，２１１ｂで積載体２１４の側面から挾むことにより、積載体２１４の重なりの乱れを補正する。アクチュエータ２１１ｃ，２１１ｄは、例えば、中継台２０２の上に固定して配置することが可能であり、押さえ板２１１ａ，２１１ｂにより、より強い力で積載体２１４を、この側面から挾む動作をすることが可能である。このため、第３ロボット２１１を用いることで、大きなずれによる重なりの乱れ補正が実施できる。

【0055】

このように、第３ロボット２１１により、大きなずれによる積載体の重なりの乱れが補正されていれば、第２ロボット２０８のロボットハンド２０８ｂによる把持動作で、積載体の重なりの乱れを完全に補正することが可能となる。

【0056】

ところで、このパレタイズシステムは、第１ロボット２０４を複数設ける構成とすることができる。この場合、第１コントローラ２０７は、複数の第１ロボット２０４の各々に第１移送動作の実施を指示する。また、このパレタイズシステムは、中継台２０２を、複数設けることができる。この場合、複数設けられた中継台２０２の各々に対応して、複数のパレット台２０３を設ける。また、複数設けられた中継台２０２の各々に対応して、第２ロボット２０８を設け、第２コントローラ２１０は、複数の第２ロボット２０８の各々に第２移送動作の実施を指示する。なお、上述した実施の形態に係るパレタイズシステムによれば、中継台２０２を設けてより迅速なパレタイズを可能としているので、第１ロボット２０４の台数を多くすることなく、ブランク材の生産速度に対応したパレタイズが、省スペースで実施可能である。

【0057】

また、このパレタイズシステムは、カメラ２０５が配置されている前などに、ベルトコンベア２０１で搬送されているブランク材を、反転させる反転装置を設けることもできる。反転装置は、例えば、外観検査装置２１３とカメラ２０５との間に配置することができる。例えば、ベルトコンベア２０１を、プレス機側の前段ベルトコンベアと、カメラ２０５などが配置されている側の後段ベルトコンベアとから構成し、前段ベルトコンベアと後段ベルトコンベアの間に、反転装置を設ける。反転装置は、例えば、外観検査装置２１３より、プレス機２３１の側に配置することができる。

【0058】

反転装置は、前段ベルトコンベアから搬入されるブランクを一枚ずつ受け入れて、後段ベルトコンベアに反転して配置させる、放射状に設けられた複数の放射収容部を有した回転体から構成することができる。この回転体の所定の放射収容部に第１コンベアの送出端から一枚のブランクが供給されると、センサーのブランク検出信号によって回転体が所定の方向に一区画（一枚）ずつ間欠回転し、放射収容部がブランク受入れ位置から約１８０度回転した時点で、放射収容部で搬送しているブランクを後段ベルトコンベアの上に配置する。

【0059】

例えば、プレス機２３１で打ち抜き加工されて搬出されたブランク材の切断面は、ブランク材の平面に対して垂直ではなく傾いている場合がある。この傾きが打ち抜いた方向の状態で次工程を実施すると、不良の発生の原因となる。このため、次工程では、ブランク材の切断面の状態を確認し、必要に応じて反転させており、作業の負荷となっている。これに対し、上述した反転装置によりブランク材を反転させて積載体とすることで、次工程における作業の負荷の低減や問題の発生の解消が実現できる。

【0060】

以上に説明したように、実施の形態に係るパレタイズシステムによれば、中継台を設け、第１ロボットにより中継台に積み重ねられた複数のブランク材の積載体を、第２ロボットにより、パレット台に移送するので、ブランク材の生産速度に対応して、ブランク材をパレットに積載できるようになる。

【0061】

このパレタイズシステムによれば、上述したように、中継台および第２ロボットを用いるので、第１ロボットにおいては、ベルトコンベアで搬送されているブランク材を、ブランク材を積み重ねた積載体に重なりの乱れが発生することを許容して、より迅速にピックアップする状態の制御とすることが可能となる。また、第１ロボットでは、ブランク材の移動範囲に限界があるため、より広いパレット台に、より多くの積載体を収容させることができない場合がある。これに対し、本発明によれば、中継台および第２ロボットを用いるので、第１ロボットのみでは届かない範囲まで、ブランク材（積載体）を移動できるので、より広いパレット台に、より多くの積載体を収容させることができるようになる。

【0062】

なお、上述した実施の形態に係る検査部は、図６に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）３０１と主記憶装置３０２と外部記憶装置３０３とネットワーク接続装置３０４となどを備えたコンピュータ機器とし、主記憶装置３０２に展開されたプログラムによりＣＰＵ３０１が動作する（プログラムを実行する）ことで、上述した検査部の各機能が実現されるようにすることもできる。上記プログラムは、検査部の各機能をコンピュータが実行するためのプログラムである。ネットワーク接続装置３０４は、ネットワーク３０５に接続する。また、各機能は、複数のコンピュータ機器に分散させることもできる。

【0063】

以上に説明したように、本発明によれば、ブランク材の表面側の検査のための第１カメラの撮像箇所を、隙間の上方から搬送方向にずれた箇所に配置したので、ブランク材の両面の外観検査が、より正確に実施できるようになる。

【0064】

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。

【符号の説明】

【0065】

１０１…第１ベルトコンベア、１０２…第２ベルトコンベア、１０３…第１カメラ、１０４…第１照明、１０４ａ…第１照明光、１０５…第２カメラ、１０６…第２照明、１０６ａ…第２照明光、１０７…半反射鏡、１０８…検査部、１２１…隙間、１３１…ブランク材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2021-09-13

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

板状のブランク材を撮影することで取得した外観画像の画像認識により、ブランク材の外観の検査を実施する外観検査装置であって、
前記ブランク材を搬送する第１ベルトコンベアと、
前記第１ベルトコンベアに、隙間を介して連続して配置され、前記第１ベルトコンベアで搬送されてきた前記ブランク材を搬送する第２ベルトコンベアと、
前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの上側に配置され、前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアで搬送されている前記ブランク材の表面を撮像して前記ブランク材の表面の外観画像を取得する第１カメラと、
前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの上側に配置され、前記第１カメラで前記ブランク材の表面を撮像するための第１照明と、
前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの下側に配置され、前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアで搬送されている前記ブランク材の裏面を、前記隙間から撮像して前記ブランク材の裏面の外観画像を取得する第２カメラと、
前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの下側に配置され、前記第２カメラで前記ブランク材の裏面を撮像するための第２照明と
を備え、
前記ブランク材は、前記隙間の箇所で上方が開放された状態で搬送され、
前記第１カメラの撮像箇所は、前記隙間の上方から搬送方向にずれた箇所に配置されている
ことを特徴とする外観検査装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0009】

本発明に係る外観検査装置は、板状のブランク材を撮影することで取得した外観画像の画像認識により、ブランク材の外観の検査を実施する外観検査装置であり、ブランク材を搬送する第１ベルトコンベアと、第１ベルトコンベアに、隙間を介して連続して配置され、第１ベルトコンベアで搬送されてきたブランク材を搬送する第２ベルトコンベアと、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアの上側に配置され、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアで搬送されているブランク材の表面を撮像してブランク材の表面の外観画像を取得する第１カメラと、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアの上側に配置され、第１カメラでブランク材の表面を撮像するための第１照明と、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアの下側に配置され、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアで搬送されているブランク材の裏面を、隙間から撮像してブランク材の裏面の外観画像を取得する第２カメラと、第１ベルトコンベアおよび第２ベルトコンベアの下側に配置され、第２カメラでブランク材の裏面を撮像するための第２照明とを備え、ブランク材は、隙間の箇所で上方が開放された状態で搬送され、第１カメラの撮像箇所は、隙間の上方から搬送方向にずれた箇所に配置されている。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0023】

第１照明１０４は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２の上側に配置されている。第１照明１０４は、第１カメラ１０３でブランク材１３１の表面を撮像するための光源となる。第１照明１０４は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２の上方から、ブランク材１３１の表面に向けて第１照明光１０４ａを照射する。第１照明１０４は、第１カメラ１０３の撮像箇所の照明であり、隙間１２１の領域には、第１照明光１０４ａが照射されることがない。このため、第１照明光１０４ａが、第２カメラ１０５の撮像に入り込むことがないので、第２カメラ１０５においては、ブランク材１３１の裏面の鮮明な画像が得られるものとなる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0026】

第２照明１０６は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２の下側に配置されている。第２照明１０６は、第２カメラ１０５でブランク材１３１の裏面を撮像するための光源となる。第２照明１０６は、第１ベルトコンベア１０１および第２ベルトコンベア１０２の下方から、隙間１２１を通してブランク材１３１の裏面に向けて第２照明光１０６ａを照射する。第２照明１０６は、例えば、出射した第２照明光１０６ａを、半反射鏡１０７で反射させて９０°光路を変更させ、隙間１２１の直下から、隙間１２１を通してブランク材１３１の裏面に向けて照射する。この場合、第２カメラ１０５は、半反射鏡１０７を通して、ブランク材１３１の裏面を撮像する。なお、第２カメラ１０５のための照明を、第１カメラ１０３のための第１照明１０４と同様の構成とすることができる。この場合、半反射鏡１０７は、必要ない。

【手続補正書】

【提出日】2022-02-02

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状のブランク材を撮影することで取得した外観画像の画像認識により、ブランク材の外観の検査を実施する外観検査装置であって、
前記ブランク材を搬送する第１ベルトコンベアと、
前記第１ベルトコンベアに、隙間を介して連続して配置され、前記第１ベルトコンベアで搬送されてきた前記ブランク材を搬送する第２ベルトコンベアと、
前記第１ベルトコンベアの上側に配置され、前記第１ベルトコンベアで搬送されている前記ブランク材の表面を撮像して前記ブランク材の表面の外観画像を取得する第１カメラと、
前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの上側に配置され、前記第１カメラで前記ブランク材の表面を撮像するための第１照明と、
前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの下側に配置され、前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアで搬送されている前記ブランク材の裏面を、前記隙間から撮像して前記ブランク材の裏面の外観画像を取得する第２カメラと、
前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの下側に配置され、前記第２カメラで前記ブランク材の裏面を撮像するための第２照明と
を備え、
前記ブランク材は、前記隙間の箇所で上方が開放された状態で搬送され、
前記第１カメラの撮像箇所は、前記隙間の上方から搬送方向の上流側にずれた箇所に配置され、
前記第２カメラは、リニアイメージセンサから構成されている
ことを特徴とする外観検査装置。

【請求項2】

請求項１記載の外観検査装置において、
前記第１照明は、前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの上方から、前記ブランク材の表面に向けて照明光を照射し、
前記第２照明は、前記第１ベルトコンベアおよび前記第２ベルトコンベアの下方から、前記隙間を通して前記ブランク材の裏面に向けて照明光を照射する
ことを特徴とする外観検査装置。

【請求項3】

請求項１または２記載の外観検査装置において、
前記第１カメラで撮像された第１外観画像および前記第２カメラで撮像された第２外観画像に基づいて前記ブランク材の不良を検出する検査部を備える
ことを特徴とする外観検査装置。

【請求項4】

請求項３記載の外観検査装置において、
前記検査部は、前記第１カメラで撮像された第１外観画像と第１基準画像との、パターン認識における一致の度合いにより、前記ブランク材の表面の不良を検出し、前記第２カメラで撮像された第２外観画像と第２基準画像との、パターン認識における一致の度合いにより、前記ブランク材の裏面の不良を検出する
ことを特徴とする外観検査装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の外観検査装置において、
前記第１カメラは、リニアイメージセンサから構成されていることを特徴とする外観検査装置。

【請求項6】

板状のブランク材を、第１領域から第２領域に搬送するベルトコンベアと、
前記第２領域の前記ベルトコンベアの側部に配置された中継台と、
前記ベルトコンベアの配置領域に対して前記中継台を挟む状態で、前記第２領域に配置されるパレット台と、
前記ベルトコンベアに関連付けて配置され、前記ベルトコンベアにより搬送されるブランク材をピックアップして前記中継台に積み上げる第１移送動作をする第１ロボットと、
前記ベルトコンベアで搬送されているブランク材を撮影するカメラと、
前記カメラにより撮像された画像に対する画像計測を実行する画像処理装置と、
前記画像処理装置による画像計測結果に基づいて、前記第１ロボットに前記第１移送動作の実施を指示する第１コントローラと、
前記中継台に積み重ねられた複数のブランク材の積載体を、前記パレット台に移送する第２移送動作をする第２ロボットと、
前記中継台に積み重ねられた複数のブランク材の積載量を計測する測定装置と、
前記測定装置が計測した積載量が設定値に達すると、前記第２ロボットに前記第２移送動作の実施を指示する第２コントローラと、
前記第１領域と前記第２領域との間で、前記ベルトコンベアにより搬送されているブランク材の外観の検査をする、請求項１～５のいずれかの外観検査装置と
を備えるパレタイズシステム。