特開 2023-45053 ワークの数量検査システム

(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】P2023045053

(43)【公開日】2023-04-03

(54)【発明の名称】ワークの数量検査システム

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/137 20060101AFI20230327BHJP

【ＦＩ】

B65G1/137 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021153233

(22)【出願日】2021-09-21

(71)【出願人】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】井阪 智大

(72)【発明者】

【氏名】高井 太郎

(72)【発明者】

【氏名】浦野 雅春

【テーマコード（参考）】

3F522

【Ｆターム（参考）】

3F522AA03

3F522BB02

3F522BB03

3F522CC04

3F522FF02

3F522FF24

3F522GG16

3F522GG33

3F522GG45

3F522HH05

3F522HH30

3F522LL58

(57)【要約】      （修正有）

【課題】現在の段に収納されたワークの員数が所定段数に達する前に作業者が現在の段の収納作業を途中終了して次の段の収納作業を誤って開始する事態を未然に回避する。
【解決手段】ワーク８の数量検査システムは、所定容量の梱包箱７に複数段積載されるワーク数量を検査するシステムで、前記梱包箱内部を撮像する撮像部３ａと、撮像された撮像画像を画像解析して現在の段に収納されている前記ワーク員数をカウントする員数カウント部と、カウントされた前記ワーク員数に基づいて段数をカウントする段数カウント部１１ａと、前記ワークの員数が所定値に達する前に現在の段の収納作業が終了され次段の収納作業が開始されるか否か判定する判定部１１ｂと、員数が所定段数に達する前に現在の収納作業が途中終了され次段の収納作業が開始されることが前記判定部で判定されると、アラーム出力部１４からアラームを出力するアラーム出力制御部１１ｃと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定容量の梱包箱に複数段に亘って積載されるワークの数量を検査するシステムであって、
前記梱包箱の内部を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された撮像画像を画像解析して現在の段に収納されているワークの員数をカウントする員数カウント部と、
前記員数カウント部によりカウントされた前記ワークの員数に基づいて段数をカウントする段数カウント部と、
前記ワークの員数が所定員数に達する前に現在の段の収納作業が途中終了されて次の段の収納作業が開始されるか否かを判定する判定部と、
前記ワークの員数が所定段数に達する前に現在の段の収納作業が途中終了されて次の段の収納作業が開始されることが前記判定部により判定されると、アラーム出力部からアラームを出力させるアラーム出力制御部と、を備えるワークの数量検査システム。

【請求項2】

前記判定部は、前記員数カウント部によりカウントされた前記ワークの員数が零であり、前記員数カウント部により前回カウントされた前記ワークの員数が所定員数でなく、前記員数カウント部により前回カウントされた前記ワークの員数が零でないことを判定すると、前記ワークの員数が所定段数に達する前に現在の段の収納作業が途中終了されて次の段の収納作業が開始されることを判定する請求項１に記載したワークの数量検査システム。

【請求項3】

現在の段に収納されている前記ワークの員数と、前記所定段数とを同時に表示する員数表示部を備える請求項１又は２に記載したワークの数量検査システム。

【請求項4】

現在の段数と、前記梱包箱にワークを積載可能な所定段数とを同時に表示する段数表示部を備える請求項１から３の何れか一項に記載したワークの数量検査システム。

【請求項5】

前記ワークは、固定子又は回転子の鉄心である請求項１から４の何れか一項に記載したワークの数量検査システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、ワークの数量検査システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、所定容量の梱包箱にワークが収納される工程において、梱包箱の真上から梱包箱の内部を撮像し、その撮像された撮像画像を画像解析し、梱包箱に収納されたワークの員数が予め定められている所定員数であるか否かを判定し、梱包箱に収納されるワークの数量を検査するシステムが供されている（例えば特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６－２８２７０５号公報

【特許文献2】特開２００８－１００７９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

梱包箱にワークが収納される態様として複数段に亘ってワークが積載される場合がある。この場合、例えば１段目にワークが順次収納され、１段目に収納されたワークの員数が所定員数に達すると、２段目にワークが順次収納され、これ以降、予め定められている所定段数まで収納作業が繰り返される。

【0005】

しかしながら、このように梱包箱に複数段に亘ってワークが積載される態様では、例えば１段目に収納されたワークの員数が所定員数に達する前に、作業者が１段目の収納作業を途中終了して２段目の収納作業を開始してしまう場合がある。このような場合、１段目に収納されたワークの員数が所定員数に達していないので、システムがアラームを出力することが望ましいが、特許文献１，２の構成では複数段に亘ってワークが積載される態様を想定しておらず、アラームを出力することができない。

【0006】

実施形態は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定容量の梱包箱に複数段に亘ってワークが積載される構成において、現在の段に収納されているワークの員数が所定員数に達する前に作業者が現在の段の収納作業を途中終了して次の段の収納作業を誤って開始してしまう事態を未然に回避することができるワークの数量検査システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係るワークの数量検査システムは、所定容量の梱包箱に複数段に亘って積載されるワークの数量を検査するシステムであって、前記梱包箱の内部を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された撮像画像を画像解析して現在の段に収納されている前記ワークの員数をカウントする員数カウント部と、前記員数カウント部によりカウントされた前記ワークの員数に基づいて段数をカウントする段数カウント部と、前記ワークの員数が所定員数に達する前に現在の段の収納作業が途中終了されて次の段の収納作業が開始されるか否かを判定する判定部と、前記ワークの員数が所定段数に達する前に現在の段の収納作業が途中終了されて次の段の収納作業が開始されることが前記判定部により判定されると、アラーム出力部からアラームを出力させるアラーム出力制御部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係るワークの数量検査システムの機能ブロック図

【図2】仕切り板の平面図

【図3】鉄心が積載された態様を示す図

【図4】鉄心が仕切り板に配置された態様を示す平面図

【図5】鉄心が仕切り板に配置された態様を示す平面図

【図6】員数及び段数が表示される態様を示す図

【図7】処理の流れを示す図

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、一実施形態として固定子又は回転子の鉄心の員数を検査する検査システムに適用した一実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、検査システム１は、プログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）と称する）２と、カメラユニット３と、モニタ４とを備える。ＰＬＣ２とカメラユニット３とは例えばイーサーネット等のデータ通信線５を介してデータ通信可能に接続されている。ＰＬＣ２とモニタ４とは例えばイーサーネット等のデータ通信線６を介してデータ通信可能に接続されている。

【0010】

カメラユニット３は、梱包箱７が置かれる箱置台の真上に配置されており、撮像方向が真下となる姿勢で保持されている。梱包箱７は、所定容量の例えば段ボール箱であり、上部が開けられている状態で上方からワークとしての鉄心８を収納可能となっている。梱包箱７が箱置台に置かれ、梱包箱７の上部が開けられている状態では、梱包箱７の内部がカメラユニット３により撮像される。即ち、作業者が梱包箱７に鉄心８を順次収納する収納作業を行うと、梱包箱７に鉄心８が順次収納されていく様子がカメラユニット３により撮像される。

【0011】

梱包箱７には仕切り板９が用いられることで複数段に亘って鉄心８が積載される。図２に示すように、仕切り板９には複数の窪み１０が互いに所定間隔を存して規則的に形成されている。窪み１０は、その横断面が鉄心８の外径寸法よりも僅かに経大な円形状であり、鉄心８が嵌め込まれたときにガタつかないようになっている。

【0012】

図３に示すように、仕切り板９により各段が仕切られることで梱包箱７に鉄心８が積載される。鉄心８の収納作業を行う作業者は、空いている窪み１０に鉄心８を順次嵌め込むことで、鉄心８を互いに接触しないように収納することができる。又、作業者は、全ての窪み１０に鉄心８を嵌め込み終えると、その嵌め込み終えた鉄心８の上に新たな仕切り板９を配置することで、次の段においても、空いている窪み１０に鉄心８を順次嵌め込むことで、鉄心８を互いに接触しないように収納することができる。一枚の仕切り板９に形成されている窪み１０の個数、即ち、一つの段に収納可能な鉄心８の員数が例えば「２０」本であり、積載可能な段数が例えば「５」段であれば、一つの梱包箱７に「１００」本の鉄心を収納可能である。一つの段に収納可能な鉄心８の員数は所定員数であり、積載可能な段数は所定段数である。

【0013】

カメラユニット３は、撮像部としての画像センサ３ａと、員数カウント部３ｂとを有する。画像センサ３ａは、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサであり、所定周期（例えば５秒周期）で撮像動作を行う。員数カウント部３ｂは、画像センサ３ａにより撮像された撮像画像を所定の画像解析アルゴリズムにより画像解析して現在の段に収納されている鉄心８の員数をカウントする。

【0014】

具体的には、員数カウント部３ｂは、仕切り板９と鉄心８との色の違いにより、例えば仕切り板９が白色であり、鉄心８が黒色であれば、画像解析により判別された黒色領域の個数をカウントすることで現在の段に収納されている鉄心８の員数をカウントする。員数カウント部３ｂは、図４に示すように、画像解析により判別された黒色領域の個数が「５」個であれば、現在の段に収納されている鉄心８の員数を「５」本とカウントする。又、員数カウント部３ｂは、図５に示すように、画像解析により判別された黒色領域の個数が「１２」個であれば、現在の段に収納されている鉄心８の員数を「１２」本とカウントする。尚、員数カウント部３ｂは、画像解析により判別された黒色領域や白色領域の面積比率が鉄心８の員数と関係付くので、黒色領域や白色領域の面積比率を算出することで現在の段に収納されている鉄心８の員数をカウントしても良い。即ち、現在の段に収納される鉄心８の員数が増加する都度、全体領域に対する黒色領域の比率が段階的に増加するので、員数カウント部３ｂは、全体領域に対する黒色領域の比率の段階的な増加を判定することで現在の段に収納されている鉄心８の員数をカウントしても良い。カメラユニット３は、このようにして鉄心８の員数を員数カウント部３ｂによりカウントすると、そのカウントした鉄心８の員数をデータ通信線５を介してＰＬＣ２へ送信する。

【0015】

ＰＬＣ２は、制御部１１を有する。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、Ｉ／Ｏ（Input/Output）等を有するマイコンを主体として構成されている。ＲＯＭにはＰＬＣ２を制御する制御プログラムが格納されており、制御部１１は、ＣＰＵにより制御プログラムを読み込んで実行することによりＰＬＣ２の動作を制御する。

【0016】

制御部１１は、段数カウント部１１ａと、判定部１１ｂと、アラーム出力制御部１１ｃとを有する。段数カウント部１１ａは、カメラユニット３から送信された鉄心８の員数を受信すると、その受信した鉄心８の員数に基づいて段数をカウントする。判定部１１ｂは、鉄心８の員数が所定員数に達する前に現在の段の収納作業が途中終了されて次の段の収納作業が開始されるか否かを判定する。アラーム出力制御部１１ｃは、鉄心８の員数が所定員数に達する前に現在の段の収納作業が途中終了されて次の段の収納作業が開始されると判定部１１ｂにより判定されると、アラーム有を判定する。ＰＬＣ２は、カメラユニット３から送信された鉄心８の員数、段数カウント部１１ａによりカウントした段数、アラーム有及びアラーム無の何れを示すアラーム有無情報をデータ通信線６を介してモニタ４へ送信する。

【0017】

モニタ４は、員数表示部１２と、段数表示部１３と、アラーム出力部１４とを有する。図６に示すように、員数表示部１２は、鉄心８の員数のカウント値を表示する員数カウント値表示部１２ａと、所定員数を表示する所定員数表示部１２ｂとを有する。段数表示部１３は、段数のカウント値を表示する段数カウント値表示部１３ａと、所定段数を表示する所定段数表示部１３ｂとを有する。各表示部１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂに表示される数値は同じ色であっても良いし異なる色であっても良い。

【0018】

モニタ４は、ＰＬＣ２から送信された鉄心８の員数及び段数を受信すると、その受信した鉄心８の員数を員数カウント値表示部１２ａに表示させ、その受信した段数を段数カウント値表示部１３ａに表示させる。モニタ４は、予め定められている所定員数を所定員数表示部１２ｂに表示させ、予め定められている所定段数を所定段数表示部１３ｂに表示させる。即ち、作業者が梱包箱７に鉄心８を順次収納する収納作業を行う際に、所定員数表示部１２ｂに表示される所定員数の数値及び所定段数表示部１３ｂに表示される所定段数の数値は固定値であるが、一つの段に収納される鉄心８の員数が増えていくと、員数カウント値表示部１２ａに表示される鉄心８の員数のカウント値がカウントアップし、段数が増えていくと、段数カウント値表示部１３ａに表示される段数のカウント値がカウントアップする。

【0019】

又、モニタ４は、ＰＬＣ２から送信されたアラーム有無情報を受信すると、その受信したアラーム有無情報がアラーム有であれば、アラームをアラーム出力部１４から出力させ、その受信したアラーム有無情報がアラーム無であれば、アラームをアラーム出力部１４から出力させない。アラームを出力させる態様は、例えばアラーム画面を表示させる等の視覚的な出力でも良いし、アラーム音を吹鳴させる等の聴覚的な出力でも良いし、視覚的な出力と聴覚的な出力との組み合わせでも良い。

【0020】

次に、上記した構成の作用について図７を参照して説明する。
カメラユニット３は、画像センサ３ａにより所定周期で撮像動作を行い、撮像画像を画像解析して現在の段に収納されている鉄心８の員数を員数カウント部３ｂによりカウントする（Ａ１）。カメラユニット３は、鉄心８の員数をカウントすると、そのカウントした鉄心８の員数をデータ通信線５を介してＰＬＣ２へ送信する（Ａ２）。

【0021】

ＰＬＣ２は、カメラユニット３から送信された鉄心８の員数を受信すると（Ｂ１）、その受信した鉄心８の員数が「０」であるか否かを判定する（Ｂ２）。ＰＬＣ２は、その受信した鉄心８の員数が「０」でないと判定すると（Ｂ２：ＮＯ）、アラーム無を判定し（Ｂ９）、その時点の鉄心８の員数（員数＝カウント値）、段数（段数＝カウント値）、アラーム無を示すアラーム有無情報をデータ通信線５を介してＰＬＣ２へ送信する（Ｂ１０）。

【0022】

ＰＬＣ２は、その受信した鉄心８の員数が「０」であると判定すると（Ｂ２：ＹＥＳ）、前回受信時に鉄心８の員数が所定員数に達していたか否かを判定する（Ｂ３）。ＰＬＣ２は、前回受信時に鉄心８の員数が所定員数に達していたと判定すると（Ｂ３：ＹＥＳ）、前回受信時に段数が所定段数に達していたか否かを判定する（Ｂ４）。ＰＬＣ２は、前回受信時に段数が所定段数に達していたと判定すると（Ｂ４：ＹＥＳ）、段数を「０」に設定してリセットし（Ｂ６）、その時点の鉄心８の員数（員数＝０）、段数（段数＝０）、アラーム無を示すアラーム有無情報をデータ通信線５を介してＰＬＣ２へ送信する（Ｂ１０）。ＰＬＣ２は、前回受信時に段数が所定段数に達していなかったと判定すると（Ｂ４：ＮＯ）、段数を「１」カウントアップし、その時点の鉄心８の員数（員数＝０）、段数（段数＝カウント値）、アラーム無を示すアラーム有無情報をデータ通信線５を介してＰＬＣ２へ送信する（Ｂ１０）。

【0023】

ＰＬＣ２は、前回受信時に鉄心８の員数が所定員数に達していなかったと判定すると（Ｂ３：ＮＯ）、前回受信時に鉄心８の員数が「０」以外であったか否かを判定する（Ｂ５）。ＰＬＣ２は、前回受信時に鉄心８の員数が「０」以外でなかった、即ち、前回受信時に鉄心８の員数が「０」であったと判定すると（Ｂ５：ＮＯ）、その時点の鉄心８の員数（員数＝０）、段数（段数＝カウント値）、アラーム無を示すアラーム有無情報をデータ通信線５を介してＰＬＣ２へ送信する（Ｂ１０）。

【0024】

これに対し、ＰＬＣ２は、前回受信時に鉄心８の員数が「０」以外であったと判定すると（Ｂ５：ＹＥＳ）、その時点の鉄心８の員数（員数＝０）、段数（段数＝カウント値）、アラーム有を示すアラーム有無情報をデータ通信線５を介してＰＬＣ２へ送信する（Ｂ１０）。即ち、ＰＬＣ２は、受信した鉄心８の員数が「０」であると判定し（Ｂ２：ＹＥＳ）、前回受信時に鉄心８の員数が所定員数に達していなかったと判定し（Ｂ３：ＮＯ）、前回受信時に鉄心８の員数が「０」以外であったと判定すると（Ｂ５：ＹＥＳ）、現在の段の収納作業において仕切り板９の全ての窪み１０に鉄心８が嵌め込まれずに新たな仕切り板９が配置され、次の段の収納作業が開始されると判定する。このようにしてＰＬＣ２は、鉄心８の員数が所定員数に達する前に現在の段の収納作業が途中終了されて次の段の収納作業が開始されると判定すると、アラームを出力させる必要があると判定する。

【0025】

モニタ４は、ＰＬＣ２から送信された鉄心８の員数、段数、アラーム有無情報を受信すると（Ｃ１）、その受信したアラーム有無情報を判定する（Ｃ２）。モニタ４は、その受信したアラーム有無情報がアラーム無であると判定すると（Ｃ２：ＮＯ）、その受信した鉄心８の員数を員数カウント値表示部１２ａに表示させ、その受信した段数を段数カウント値表示部１３ａに表示させる（Ｃ４）。モニタ４は、その受信したアラーム有無情報がアラーム有であると判定すると（Ｃ２：ＹＥＳ）、アラームをアラーム出力部１４から出力させる。作業者は、アラームの出力に気付くことで、現在の段の収納作業を途中終了して次の段の収納作業を誤って開始してしまうことを認識することができる。

【0026】

以上に説明した本実施形態によれば、以下に示す作用効果を得ることができる。検査システム１において、鉄心８の員数が所定員数に達する前に現在の段の収納作業が途中終了されて次の段の収納作業が開始されると判定すると、アラームを出力させるようにした。アラームを出力させることで、現在の段の収納作業を途中終了して次の段の収納作業を誤って開始してしまうことを作業者に認識させることができ、適切な収納作業を促すことができる。これにより、指定数量に満たない状態で出荷されることを未然に回避することができ、出荷ミスに起因するトラブルの発生を未然に回避することができ、安定した生産体制を構築することができる。

【0027】

又、カウントされた鉄心８の員数が「０」であり、前回カウントされた鉄心８の員数が所定員数でなく、前回カウントされた鉄心８の員数が「０」でないことを判定すると、鉄心８の員数が所定段数に達する前に現在の段の収納作業が途中終了されて次の段の収納作業が開始されることを判定するようにした。段数を直接的にカウントせず、鉄心８の員数をカウントして段数を間接的にカウントすることで、段数を直接的にカウントする設備構成を不要とし、カメラユニットとしては鉄心８の員数をカウントするカメラユニット３を設置するだけで実現することができる。

【0028】

以上のように実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
ワークとして固定子又は回転子の鉄心８を例示したが、所定容量の梱包箱に複数段に亘って積載されるワーク全般を対象とすることができる。

【符号の説明】

【0029】

図面中、１はワークの数量検査システム、２はＰＬＣ、３ａは画像センサ（撮像部）、３ｂは員数カウント部、４はモニタ（アラーム出力部）、８は鉄心（ワーク）、１１は制御部、１１ａは段数カウント部、１１ｂは判定部、１１ｃはアラーム出力制御部である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】