技術 棒材の計数装置及び棒材の計数方法

0001

本発明は、束状の棒材の本数を計数する棒材の計数装置及び棒材の計数方法に関する。

0002

従来より、束状の棒材の本数を計数する棒材の計数装置として、撮像カメラで画像を撮影し、その撮像データから計数する装置が提案されている。例えば、特許文献１の棒鋼計数装置は、束ねた棒鋼に対して、ローアングル照明部が、周囲斜め方向から一端面を散乱照射し、すべての棒鋼の一端面を照明し、撮像カメラを光路延長手段で延長した位置に置くことによって、結束された任意束の棒鋼の一端面に、端面の向きが一様でない不揃いがあっても、棒鋼と判定する面積を有する棒鋼の端面画像を取得することにより、計数を行っている。

0003

また、特許文献２の計数装置では、画像解析による計数と目視計数とを組合わせた計数方法を用いており、画像解析で正常な鋼材断面像と確実に判断された部分のみを計数するとともにその部分の画像を消去し、未消去部分に残存する鋼材数を目視で計数するようにしている。

0004

特開２０１０−１４０４３１号公報
特開２０１２−１７３９０１号公報

0005

しかしながら、従来の計数装置では、撮像カメラで撮影をしていることから、照明を所定の角度で照射する必要があるが、計数する場所の環境や撮像カメラをおける場所の関係で、照明の位置や角度等の調整が困難で、また、照明が必要であること自体が負担になっている。

0006

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、撮像カメラで画像により計数を行う場合に必要な照明が不要で、照明を意識することなく計数を行うことができる棒材の計数装置及び棒材の計数方法を提供することにある。

0007

請求項１記載の棒材の計数装置は、棒材の端面に光や音波である照射波を照射し、棒材の端面で反射した反射波を受波するスキャン手段と、束状の棒材の端面全体に渡って、照射波を照射可能にスキャン手段を走査させる走査手段と、スキャン手段で得られた反射波の受波量のデータに基づいて棒材の本数を計数する計数手段とを備えることを特徴とする。

0008

請求項２記載の棒材の計数装置は、照射波が、レーザ光又は超音波であることを特徴とする。

0009

請求項３記載の棒材の計数装置は、計数手段が、受波量のデータから、棒材のそれぞれの端面の中心を検出し、中心の数から本数を計数することを特徴とする。

0010

請求項４記載の棒材の計数装置は、計数手段が、受波量のデータを、束状の棒材の端面全体を所定の大きさのマス目状に捉え、着目する１つのマス目のデータと周辺のマス目のデータとの複数のデータを参照し、複数のデータのうちの最大値を着目する１つのマス目のデータと置き換える膨張処理を、すべてのマス目のデータに対して行い、次に、着目する１つのマス目のデータと周辺のマス目のデータとの複数のデータを参照し、複数のデータのうちの最小値を着目する１つのマス目のデータと置き換える縮小処理を行い、縮小処理が行われたすべてのマス目状のデータから、棒材のそれぞれの端面の中心を検出し、中心の数から本数を計数することを特徴とする。

0011

請求項５記載の棒材の計数方法は、束状の棒材の端面全体に渡って、棒材の端面に光や音波である照射波を照射し、棒材の端面で反射した反射波を受波し、反射波の受波量のデータに基づいて棒材の本数を計数することを特徴とする。

0012

請求項６記載の棒材の計数方法は、照射波が、レーザ光又は超音波であることを特徴とする。

0013

請求項７記載の棒材の計数方法は、受波量のデータから、棒材のそれぞれの端面の中心を検出し、中心の数から本数を計数することを特徴とする。

0014

請求項８記載の棒材の計数方法は、受波量のデータを、束状の棒材の端面全体を所定の大きさのマス目状に捉え、着目する１つのマス目のデータと周辺のマス目のデータとの複数のデータを参照し、複数のデータのうちの最大値を着目する１つのマス目のデータと置き換える膨張処理を、すべてのマス目のデータに対して行い、次に、着目する１つのマス目のデータと周辺のマス目のデータとの複数のデータを参照し、複数のデータのうちの最小値を着目する１つのマス目のデータと置き換える縮小処理を行い、縮小処理が行われたすべてのマス目状のデータから、棒材のそれぞれの端面の中心を検出し、中心の数から本数を計数することを特徴とする。

0015

本願の発明によれば、撮像カメラで画像により計数を行う場合に必要な照明が不要で、照明を意識することなく計数を行うことができる。

0016

本発明に係る棒材の計数装置の構成の一例を示す構成図である。
同棒材の計数装置の動作の一例を示す説明図である。
同棒材の計数装置で取得した受波量の波形の一例を示す説明図である。
同棒材の計数装置の計数処理を説明する説明図である。
同棒材の計数装置の計数処理の実例を示す説明図である。

0017

以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本発明に係る棒材の計数装置の構成の一例を示す構成図である。図２は、同棒材の計数装置の動作の一例を示す説明図である。図３は、同棒材の計数装置で取得した受波量の波形の一例を示す説明図である。図４は、同棒材の計数装置の計数処理を説明する説明図である。図５は、同棒材の計数装置の計数処理の実例を示す説明図である。

0018

本発明に係る棒材Ｗの計数装置１は、束状の棒材Ｗの本数を計数する装置である。計数装置１は、基本的な構成として、スキャン手段、走査手段及び計数手段とを備えている。スキャン手段は、棒材Ｗの端面に光や音波である照射波を照射し、棒材Ｗの端面で反射した反射波を受波するもので、光としてはレーザ光やＬＥＤ光源等あり、音波としては超音波等がある。また、受波するための手段としては、レーザ光の受光手段であるフォトセンサや、超音波用のセンサすなわちソナーがある。スキャン手段としては、棒材Ｗの端面に光や音波である照射波を照射し、棒材Ｗの端面で反射した反射波を受波するものであれば、特に制限されるものではないが、反射波の精度等を考慮し、本実施例では、好ましい形態として照射波を照射する手段としてレーザ光源１０を用い、棒材Ｗの端面で反射した反射波（反射光）を受波（受光）するものとして受光センサ２０を用いて説明する。

0019

尚、レーザ光源１０は、レーザ光を発射するもので、波長が３００ｎｍ〜７００ｎｍで、より具体的には、赤色レーザ（中心波長：赤色（６５０ｎｍ））、緑色レーザ（中心波長：緑色（５３２ｎｍ））、バイオレットレーザ（中心波長：青紫（４０５ｎｍ））、青色レーザ（中心波長：青色（３７５ｎｍ））等である。レーザ光源１０は、棒材Ｗの端面に向かってレーザ光を照射する。受光センサ２０は、棒材Ｗの端面で反射した反射レーザ光を受光するもので、例えば、受光した光量を出力するフォトダイオードである。尚、受光センサ２０は、後述するデータ解析部２２に接続されている。

0020

走査手段３４は、基台３０の上に設けられ、束状の棒材Ｗの端面全体に渡って、照射波を照射可能にスキャン手段であるレーザ光源１０及び受光センサ２０を走査させる手段である。走査手段３４は、具体的には例えば、左右（Ｘ方向）とＺ上下方向（Ｚ方向）にレーザ光源１０及び受光センサ２０を移動させることができるテーブルで、好ましくは、モータ等で電気的に一定速度で精度良く移動できるものである。尚、走査手段３４の制御は、それ自体で行ってもよいし、後述するデータ解析部２２で行うことも可能である。

0021

データ解析部２２は、スキャン手段で得られた反射波の受波量のデータに基づいて棒材の本数を計数する計数手段で、具体的には、受光センサ２０の受光量（受波量）のデータに基づいて棒材の本数を計数するものである。データ解析部２２は、例えばコンピュータのソフトウェアで実現したり、また、ハードウェアだけ、さらには、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより、実現させることも可能である。

0022

次に、本実施の形態の棒材Ｗの計数装置１の動作を説明する。まず、計数する束状の棒材Ｗを、基台３０に設けられた載置台３２に置く。特に、一束づつ順次置かなくても、コンベア上を流れてきた束状の棒材Ｗを載置台３２の上に留め置いて計数するようにしてもよい。

0023

次に、図２に示すように、走査手段３４を動作させ、レーザ光源１０及び受光センサ２０を、左右方向（Ｘ方向）に移動させつつ、棒材Ｗの端面にレーザ光を照射し、棒材Ｗの端面で反射した反射レーザ光を受光センサで受光し、受光量（受波量）のデータをデータ解析部２２に取り込む。取り込んだ受光量のデータは、例えば、図３に示すように、棒材Ｗの端面で反射した値が大きく、反射しなかったり端面のほんの一部でしか反射せず不十分な場合には値が小さい。このようなＸ方向の走査を、上下方向（Ｚ方向）に動かしながら行い、束状の棒材Ｗの端面全体に渡って受光量のデータをデータ解析部２２に取り込むようにする。図５（ａ）が、実際の束状になった棒材Ｗの写真で、図５（ｂ）が取り込んだ受光量のデータをイメージ化させたものである。

0024

束状の棒材Ｗの端面全体に渡って受光量のデータをデータ解析部２２に取り込むと、次に、受光センサ２０（スキャン手段）で得られた反射波の受光量（受波量）のデータに基づいて棒材Ｗの本数を計数する。計数手段であるデータ解析部２２は、受光量のデータから、棒材Ｗのそれぞれの端面の中心を検出し、中心の数から本数を計数することになる。

0025

この棒材Ｗの中心を求める具体的な方法としては、まず、受光量のデータを、束状の棒材Ｗの端面全体を所定の大きさのマス目状（図４の（ａ）のマス目ｍ１〜ｍ３）に捉え、着目する１つのマス目（ｍ１）のデータと周辺のマス目（ｍ２）のデータとの複数のデータを参照し、複数のデータのうちの最大値を着目する１つのマス目（ｍ１）のデータと置き換える膨張処理を、すべてのマス目のデータに対して行う。

0026

次に、膨張処理を行った受光量データを、上述と同様に束状の棒材Ｗの端面全体を所定の大きさのマス目状（図４の（ｂ）のマス目ｎ１〜ｎ３）に捉え、着目する１つのマス目（ｎ１）のデータと周辺のマス目（ｎ２）のデータとの複数のデータを参照し、複数のデータのうちの最小値を着目する１つのマス目（ｎ１）のデータと置き換える縮小処理を行い、縮小処理が行われたすべてのマス目状のデータから、棒材Ｗのそれぞれの端面の中心を検出し、中心の数から本数を計数するようにする。図５（ｃ）が、実際の束状になった棒材Ｗの受光量のデータに膨張処理及び縮小処理を施した後にイメージ化させたものである。

0027

このような本実施の形態の棒材Ｗの計数装置１によれば、束状の棒材Ｗの端面全体に渡って、棒材Ｗの端面に光や音波である照射波を照射し、棒材Ｗの端面で反射した反射波を受波し、反射波の受波量のデータに基づいて棒材Ｗの本数を計数することで、撮像カメラで画像により計数を行う場合に必要な照明が不要で、照明を意識することなく計数を行うことができる。また、照射波に、レーザ光又は超音波を用いることで、汎用的な技術でありながら、正確な計数が可能となり装置の費用を抑えることが可能である。

0028

さらに、受光量（受波量）のデータから、棒材Ｗのそれぞれの端面の中心を検出し、中心の数から本数を計数することにより、より正確な計数が可能となる。特に、上述の受光（受波量）のデータを、束状の棒材の端面全体を所定の大きさのマス目状に捉え、膨張処理を行い、続いて縮小処理を行ったすべてのマス目状のデータから、棒材Ｗのそれぞれの端面の中心を検出し、中心の数から本数を計数することで、より正確な計数が可能となる。

0029

以上のように、本発明によれば、撮像カメラで画像により計数を行う場合に必要な照明が不要で、照明を意識することなく計数を行うことができる棒材の計数装置及び棒材の計数方法を提供することができる。

0030

１・・・・計数装置
１０・・・レーザ光源
２０・・・受光センサ
２２・・・データ解析部
３０・・・基台
３２・・・載置台
３４・・・走査手段