(57)【要約】      （修正有）【課題】表面形状が複雑な形状物に対して表面の微小な凹凸欠陥を短時間で自動検出することが可能な表面検査装置を実現する。【解決手段】表面検査装置は、検査対象物４の表面形状を計測する複数のレーザ変位計1-(a)〜1-（d）と、複数のレーザ変位計1-(a)〜1-（d）のそれぞれの検査対象物4の表面との間隔を調整する複数の位置調整機構2-(a）〜2-(d)と、複数のレーザ変位計1-(a)〜1-（d）及び前記複数の位置調整機構2-(a）〜2-(d)一体として駆動する駆動機構5と、検査対象物4を搬送する検査対象物搬送機構8と、制御部とを備える。制御部は複数のレーザ変位計1-(a)〜1-（d）のそれぞれの検査対象物4の表面との間隔がほぼ一定となるように複数の位置調整機構2-(a）〜2-(d)を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の表面形状を計測する複数のレーザ変位計と、
前記複数のレーザ変位計のそれぞれの前記検査対象物の表面との間隔を調整する複数の位置調整機構と、
前記複数のレーザ変位計及び前記複数の位置調整機構を一体として駆動する駆動機構と、
前記検査対象物を搬送する検査対象物搬送機構と、
前記複数のレーザ変位計、前記複数の位置調整機構、前記駆動機構および前記検査対象物搬送機構の動作を制御する制御部と、
を備え、前記制御部は、前記複数のレーザ変位計のそれぞれの前記検査対象物の表面との間隔がほぼ一定となるように前記複数の位置調整機構を制御することを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表面検査装置において、
前記制御部は、前記複数のレーザ変位計のそれぞれによる前記検査対象物の表面形状の計測値に基づいて、前記複数のレーザ変位計のそれぞれの前記検査対象物の表面との間隔がほぼ一定となるように前記複数の位置調整機構を制御することを特徴とする表面検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表面検査装置において、
前記制御部は、前記検査対象物搬送機構による前記検査対象物の移動に伴い前記複数のレーザ変位計により計測された前記検査対象物の表面形状の複数の計測データを合成して前記検査対象物の表面全体の表面形状データを形成し、欠陥判定を行うことを特徴とする表面検査装置。
【請求項４】
請求項２に記載の表面検査装置において、
前記制御部は、前記検査対象物搬送機構による前記検査対象物の移動に伴い前記複数のレーザ変位計により計測された前記検査対象物の表面形状の複数の計測データに基づいて、前記検査対象物の形状変化率を算出し、次に移動する位置での前記複数のレーザ変位計のそれぞれの前記検査対象物の表面との間隔を予測し、前記複数の位置調整機構を制御することを特徴とする表面検査装置。
【請求項５】
請求項２に記載の表面検査装置において、
前記複数のレーザ変位計は、前記検査対象物搬送機構により搬送される前記検査対象物の移動方向に沿うように順に並ぶように配置され、かつ、前記検査対象物の移動方向と直交する方向に順次変位するように配置されることを特徴とする表面検査装置。
【請求項６】
検査対象物の表面形状を計測する複数のレーザ変位計を前記検査対象物の表面と対向するように配置し、
前記複数のレーザ変位計と前記検査対象物の表面とを対向させながら、前記検査対象物を移動し、
前記複数のレーザ変位計のそれぞれを前記検査対象物の前記表面との間隔が一定となるように前記複数のレーザ変位計の位置を調整し、
前記複数のレーザ変位計により前記検査対象物の表面の欠陥を判定することを特徴とする表面欠陥判定方法。
【請求項７】
請求項６に記載の表面欠陥判定方法において、
前記複数のレーザ変位計のそれぞれによる前記検査対象物の表面形状の計測値に基づいて、前記複数のレーザ変位計のそれぞれの前記検査対象物の表面との間隔がほぼ一定となるように前記複数のレーザ変位計の位置を調整することを特徴とする表面欠陥判定方法。
【請求項８】
請求項７に記載の表面欠陥判定方法において、
前記検査対象物の移動に伴い前記複数のレーザ変位計により計測された前記検査対象物の表面形状の複数の計測データを合成して前記検査対象物の表面全体の表面形状データを形成し、欠陥判定を行うことを特徴とする表面欠陥判定方法。
【請求項９】
請求項７に記載の表面欠陥判定方法において、
前記検査対象物の移動に伴い前記複数のレーザ変位計により計測された前記検査対象物の表面形状の複数の計測データに基づいて、前記検査対象物の形状変化率を算出し、次に移動する位置での前記複数のレーザ変位計のそれぞれの前記検査対象物の表面との間隔を予測し、前記複数のレーザ変位計の位置を調整することを特徴とする表面欠陥判定方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の表面欠陥判定方法において、
前記複数のレーザ変位計は、前記検査対象物の移動方向に沿うように順に並ぶように配置され、かつ、前記検査対象物の移動方向と直交する方向に順次変位するように配置されることを特徴とする表面欠陥判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量産鋳物部品の表面の欠陥を検査する表面検査装置および表面欠陥判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品などの量産鋳造品では、鋳造プロセス終了時に鋳造欠陥の有無を判定し、鋳造欠陥の無い鋳造品を次の機械加工プロセスに提供する必要がある。一般的に鋳造プロセスでは、種々の要因により低い比率ではあるが鋳造欠陥が発生する。代表的な欠陥としては、鋳巣と呼ばれる内部欠陥と、「湯境・湯じわ」と呼ばれる表面欠陥がある。
【０００３】
鋳巣に関しては、Ｘ線や超音波による計測により検出される。「湯境・湯じわ」と呼ばれる表面欠陥に関しては、光学カメラやレーザを用いた表面形状計測により検出する事ができる。
【０００４】
量産鋳造品の鋳造方法には、対象製品に必要とされる特性により種々の鋳造プロセスが存在する。その中でも、ダイキャスト法はアルミに代表される軽金属の高速大量生産に適しており、近年の自動車軽量化のニーズの高まりもあり、広く産業界に普及している。
【０００５】
このアルミダイキャスト法による鋳造品の連続生産時に、金型への溶湯注入条件等の鋳造プロセス条件のばらつきにより、鋳造品の表面に「湯じわ」と呼ばれる微小な凹凸部分が発生する事がある。
【０００６】
このような表面微小欠陥は、表面処理および表面塗装時には不具合が発生するため、製造ラインにおいて鋳造後に検出し、次工程に流出させない検査が必要となる。
【０００７】
従来技術においては、上述のような微小な表面欠陥は、検査員が目視により対応してきたが、熟練検査員の減少と人手不足のため計測装置による自動化が強く求められている。
【０００８】
また、製造時のインライン検査に加えて海外調達の鋳造部品を機械組み立て工場に受け入れて、製品製造を実施する場合においても、海外調達の鋳造部品を受け入れる時点で、表面上の「湯じわ」と呼ばれる微小な凹凸部分を目視検査により判定し良品を選別しており、ここでも計測装置による自動化が強く求められている。
【０００９】
特許文献１には、複数の３次元形状計測法、表面計測法を相補的に組み合わせる事で測定対象の形状によらず高い計測精度を確保した３次元形状検査方法および装置が考案されている。
【００１０】
また、特許文献２には、レーザ変位計を単体で用いてレーザ照射方向に高さ位置を固定し計測対象被検体を直進操作させる事により被検体表面のＶ字状の表面欠陥を自動検出する表面検査装置および方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−８８４１４号公報
【特許文献２】特開２０１７−９６６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、量産鋳造品工場では、上述の「湯じわ」による表面欠陥の有無や表面に現れる介在物の有無、型落ちによる欠損、打痕の有無、等を判定するために目視検査が実施されている。
【００１３】
一方、鋳造品の生産量が増加し生産速度も速くなると、目視検査での対応が難しくなる。
【００１４】
そのため、目視検査に代わる自動欠陥検査技術が求められている。
【００１５】
また、一般的な量産品の表面検査では、電子基盤など平面的な対象物に対するインライン自動検査技術が発達しているが、自動車部品用の鋳造品にみられる「湯じわ」に関しては、鋳造品表面に１００μｍ以下の凹凸で不特定の場所に発生する。
【００１６】
このため、微小表面欠陥を３次元的に複雑な立体構造物の全表面に対して全数自動検査する必要があり、それに対応可能な技術は見られていない。
【００１７】
特に、ダイキャスト製造ラインにおいては短時間の製造タクトタイム内で、全数の全表面の微小表面欠陥を検出するためには高精度のレーザ変位計を複数同時に活用する必要が出て来る。
【００１８】
その場合、複数のレーザ変位計の配置方法およびそれらのレーザ変位計から得られる計測点群データの処理方法が重要になる。
【００１９】
特許文献１に記載の技術では、対象物が回転軸中心を持つ羽根車のような３次元的には形状変化が比較的小さい構造物には有効であるが、自動車部品などの量産鋳造品のような３次元的に形状変化が大きい複雑構造物の全表面を検査するには不十分である。
【００２０】
また、特許文献２に記載の技術では、「湯ざかい」と呼ばれる比較的深い表面のＶ字状欠陥検出を目的としているため用いるレーザ変位計は、点群取得ピッチが大きく照射されるレーザ長も対象被検体サイズに比較して長い。
【００２１】
このため、１回もしくは２回のスキャンで対象被検体の表面形状を計測することできる。
【００２２】
一方、上述した「湯じわ」では、表面に発生する凹凸の高さ・深さが、「湯ざかい」と呼ばれる比較的深い表面のＶ字状欠陥の１／１０以下になる。
【００２３】
そのため、「湯ざかい」検出用のレーザ変位計では、微小な「湯じわ」を検出するいことは困難である。
【００２４】
表面の微小な「湯じわ」を検出するには、特許文献２に記載の技術に用いられるレーザ変位計よりも高精度なレーザ変位計が必要となる。
【００２５】
レーザ変位計では、精度を向上させるためには取得点群ピッチをより小さくする必要がある。そのため、対象被検体に照射して計測されるレーザ長が短く、計測可能な対象空間サイズも小さくなり、被検体とレーザ変位計の距離も短くする必要がある。
【００２６】
表面の微小な「湯じわ」を検出するため高精度なレーザ変位計を使用すると対象被検体に照射して計測されるレーザ長が短くなるため単位時間で計測できる面積が小さくなる。
【００２７】
これに対する解決策は、複数個のレーザ変位計を一体に構成しスキャンする方法が有効である。
【００２８】
一方、上述したような、複数個のレーザ変位計一体構成の計測系では、対象被検体の表面が平板のような高さ方向に変化がない被検体では大きな問題は発生しない。
【００２９】
しかしながら、一般的な被検体表面の形状変化が大きく急な被検体に対しては、高精度なレーザ変位計の計測可能空間領域から対象被検体の表面が逸脱し、その領域が計測できない可能性が出て来る。
【００３０】
一方で、製造時インライン検査や海外調達品の検査では高い精度のレーザ変位計を用いて、複雑な表面形状を製造タクトタイム内の短時間で計測する必要がある。
【００３１】
本発明の目的は、上記のような事情を背景になされたものであり、表面形状が複雑な形状物に対して表面の微小な凹凸欠陥を短時間で自動検出することが可能な表面検査装置および表面欠陥判定方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
【００３３】
表面検査装置において、検査対象物の表面形状を計測する複数のレーザ変位計と、前記複数のレーザ変位計のそれぞれの前記検査対象物の表面との間隔を調整する複数の位置調整機構と、前記複数のレーザ変位計及び前記複数の位置調整機構を一体として駆動する駆動機構と、前記検査対象物を搬送する検査対象物搬送機構と、前記複数のレーザ変位計、前記複数の位置調整機構、前記駆動機構および前記検査対象物搬送機構の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数のレーザ変位計のそれぞれの前記検査対象物の表面との間隔がほぼ一定となるように前記複数の位置調整機構を制御する。
【００３４】
表面欠陥判定方法において、検査対象物の表面形状を計測する複数のレーザ変位計を前記検査対象物の表面と対向するように配置し、前記複数のレーザ変位計と前記検査対象物の表面とを対向させながら、前記検査対象物を移動し、前記複数のレーザ変位計のそれぞれを前記検査対象物の前記表面との間隔が一定となるように前記複数のレーザ変位計の位置を調整し、前記複数のレーザ変位計により前記検査対象物の表面の欠陥を判定する。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、表面形状が複雑な形状物に対して表面の微小な凹凸欠陥を短時間で自動検出することが可能な表面検査装置および表面欠陥判定方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による実施例１の表面検査を実施するための表面検査装置の鳥瞰図である。
【図２Ａ】図１に示した実施例１の表面検査装置のＹＺ平面の概略断面図である。
【図２Ｂ】図１に示した実施例１の表面検査装置のＸＹ平面の概略断面図である。
【図３Ａ】検査対象物の表面形状に凹凸がある場合における実施例１による表面検査装置の計測状況説明図である。
【図３Ｂ】実施例１における計測アルゴリズムを示す図である。
【図４】実施例１による表面検査装置の鳥瞰図である。
【図５Ａ】実施例１による表面検査装置のＹＺ方向の断面図である。
【図５Ｂ】実施例１による表面検査装置のＸＹ方向の断面図である。
【図６Ａ】実施例２による表面検査装置の概略斜視図である。
【図６Ｂ】実施例２の説明図である。
【図７Ａ】図６Ａに鳥瞰図で示した実施例２の表面検査装置のＹＺ断面図である。
【図７Ｂ】図６Ａに示した表面検査装置のＸＹ断面図である。
【図８】本発明の計測ユニットを用いた検査対象物の全面の表面形状を計測する全体システム構成を示す図である。
【図９】図８に示した全体システム構成における動作制御部の内部機能ブロックを示し、かつ動作の流れを示すため、計測・判定処理のフローチャートとして示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）
図１は、本発明による実施例１の表面検査を実施するための表面検査装置の鳥瞰図である。表面検査装置は、検査対象の表面形状を計測するために検査対象物４にラインレーザ３を照射し、検査対象物４の表面形状を計測する複数のレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）と、これらのレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）を支持し、レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）のそれぞれの高さ位置（検査対象物４の表面との間隔）を調整する複数の位置調整機構２−（ａ）〜２−（ｄ）と、位置調整機構２−（ａ）〜２−（ｄ）のレーザ変位計１（ａ）〜１（ｄ）を支持する面と反対側の面を固定する支持プレート９とを備える。
【００３９】
また、表面検査装置は、支持プレート９を支持し、複数のレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）及び複数の位置調整機構２−（ａ）〜２−（ｄ）を一体として駆動する駆動機構５と、検査対象物４２を固定する複数の固定ピン７と、検査対象物４を複数の固定ピン７と一体で移動させるための移動台座６と、移動台座６を駆動させる搬送路（検査対象物搬送機構）８とを備える。
【００４０】
さらに、表面検査装置は、複数のレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）、複数の位置調整機構２−（ａ）〜２−（ｄ）、搬送路８の動作を制御する制御部（図８に示す計算処理部１３と同様な処理部）を備える。
【００４１】
位置調整機構２−（ａ）〜２−（ｄ）は、例えば、電動モータや、空気圧駆動機構より構成することができる。
【００４２】
図２Ａは、図１に示した本実施例１の表面検査装置のＹＺ平面の概略断面図であり、図２Ｂは、ＸＹ平面の概略断面図である。
【００４３】
図２Ａに示したように、レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）からはそれぞれＺ方向に一定長さのラインレーザ３が照射される。これらのレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）から照射されるラインレーザ３は、隣接するレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）間で検査対象物４の表面上で各ラインレーザ３の間に隙間が発生しないようにレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）が位置調整機構２−（ａ）〜２−（ｄ）を介して支持プレート９に固定される。
【００４４】
図２Ｂに示したように、検査対象物４は固定ピン７により移動台座６上に固定され、搬送路８上を、Ｘ方向に移動する。検査対象物４が搬送路８上を、Ｘ方向に移動する事により、レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）から照射されるラインレーザ３が検査対象物４の表面をスキャンし、検査対象物４の表面のＹ方向高さ位置計測結果から検査対象物４の表面形状全体が計測される。
【００４５】
図３Ａは、検査対象物４の表面形状に凹凸がある場合における実施例１による表面検査装置の計測状況説明図である。図３Ｂは、実施例１における計測アルゴリズムを示す図である。
【００４６】
図３Ｂに示したアルゴリズムは、図８に示した計算処理部１３と同様な計算処理部（制御部）により実行される。
【００４７】
計測対象物４の表面形状に凹凸がある場合、レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）は、計測可能な高さ位置範囲が限定されるため、これらの計測可能範囲より計測対象物４の表面形状凹凸が大きく変化した場合は、レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）の計測可能範囲を外れ、計測データが得られなくなる。
【００４８】
そのため、本発明の実施例１では、図３Ａに示すように、各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）の高さ位置を、計測対象物４の表面形状の凹凸に追随して計測可能範囲から外れないように位置調整機構２−（ａ）〜２−（ｄ）を駆動させて調整する。
【００４９】
そのため、各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）の高さ位置は、計測対象物４の表面形状凹凸に追随して高さ位置が変化する。
【００５０】
図３Ｂにおいて、まず、計測スキャン開始時にレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）の計測高さ位置を設定する（ステップＳ１（初期設定））。そして、スキャンが開始されラインレーザ３により検査対象物４のＹ方向高さ位置が検査対象物４の各Ｘ方向位置で計測される（ステップＳ３）。
【００５１】
次に、得られた検査対象物４の表面形状から各位置での形状変化率を算出し、検査対象物４の移動速度を考慮して、次にＸ方向に移動する位置での表面形状高さ位置を予測し、この予測位置が各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）の計測可能な高さ位置範囲に入るように、各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）の高さ位置を位置調整機構２―（ａ）〜２―（ｄ）を駆動させて調整する（ステップＳ４）。
【００５２】
つまり、ステップＳ４においては、制御部（図８に示す計算処理部１３）は、検査対象物搬送機である搬送路８による検査対象物４の移動に伴い、複数のレーザ変位計レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）により計測された検査対象物４表面形状の複数の計測データに基づいて、検査対象物４の形状変化率を算出し、次に移動する位置での複数のレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）のそれぞれの検査対象物４の表面との間隔を予測し、複数の位置調整機構２―（ａ）〜２―（ｄ）を制御する。
【００５３】
上記操作を検査対象物４の移動（ステップＳ５）に伴い連続して実施し、検査対象物４の表面形状凹凸に各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）を追随させる。全領域の計測が終了したか否かを判定し（ステップＳ６）、終了していなければステップＳ３に戻る。
【００５４】
ステップＳ６において、全領域の計測が終了したと判定した場合は、検査対象物４の表面の欠陥を判定し、処理を終了する。
【００５５】
図４は、上記の操作を実施する場合の本発明の実施例１による表面検査装置の鳥瞰図である。
【００５６】
図４において、検査対象物４の側面を計測する場合は、位置調整機構２−（ａ）〜２−（ｄ）を固定する支持プレート９を、駆動機構５を用いて移動して各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）が側面を照射する位置に設定し、検査対象物４を移動させる事により計測する。
【００５７】
その場合の検査対象物４の側面形状の凹凸に対しても検査対象物４の上面の場合と同様に、各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）の高さ位置を位置調整機構２−（ａ）〜２−（ｄ）を駆動させて調整し追随させことができる。
【００５８】
図５Ａ及び図５Ｂは、検査対象物４の表面形状が凹凸のある場合の本発明の実施例１における表面検査装置の上面計測状況を示す図である。図５Ａは表面検査装置のＹＺ方向の断面図であり、図５Ｂは表面検査装置のＸＹ方向断面図である。
【００５９】
図５Ａに示したように、検査対象物４の表面形状の凹凸に対応して各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）の高さ位置が位置調整機構２−（ａ）〜２−（ｄ）により調整され各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）が測定範囲内に調整される。
【００６０】
また、図５ＢのＸＹ方向断面に示したように、これらの各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）の高さ位置調整は、検査対象物４の移動方向（Ｘ方向）に対して図３Ｂに示した計測アルゴリズムにより自動で実施される。
【００６１】
以上のように、本発明の実施例１によれば、検査対象物４の表面の欠陥を検出する複数のレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）のそれぞれの検査対象物４の表面との距離を位置調整機構２−（ａ）〜２−（ｄ）により、最適な値に調整しながら、検査対象物４を搬送路８により移動させて、検査対象物４の検査対象面を検査するように構成される。
【００６２】
また、本発明の実施例１による表面欠陥判定方法によれば、検査対象物４表面形状を計測する複数のレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）を検査対象物４の表面と対向するように配置し、複数のレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）と検査対象物４の表面とを対向させながら、検査対象物４を搬送路８により移動し、複数のレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）のそれぞれを検査対象物４の表面との間隔が一定となるように複数のレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）の位置を調整し、複数のレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）により検査対象物４の表面の欠陥を判定するように構成される。
【００６３】
よって、本発明の実施例１によれば、表面形状が複雑な形状物に対して表面の微小な凹凸欠陥を短時間で自動検出することが可能な表面検査装置および表面欠陥判定方法を実現することができる。
【００６４】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。
【００６５】
実施例２は、検査対象物４の６面全面の表面検査を自動的に行う表面計測システムである。
【００６６】
図６Ａは実施例２による表面検査装置の概略斜視図であり、図６Ｂは、実施例２の説明図である。
【００６７】
実施例１においては、複数のレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）は、検査対象物４の移動方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｚ方向）に沿うように一列に配置されている。
【００６８】
実施例２においては、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）は、前記検査対象物搬送機構８により搬送される検査対象物４の移動方向（Ｘ方向）に沿うように縦に順に並ぶように配置し、かつ、Ｘ方向と直交する方向（Ｚ方向）に順次互いに少しずつずれる（変位する）ように配置する構成となっている。
【００６９】
各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）のＺ方向の幅に対して、発信するラインレーザ３のＺ方向幅が短い場合に、実施例１のように、Ｘ方向に全て同じ位置でレーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）を隣接させ一体化させると、隣接する各ラインレーザ３が検査対象物４の表面上で連続したラインにならず互いに隣接するラインレーザ３の間に未計測の空隙領域が発生する。
【００７０】
そのため、実施例２では、各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）を、Ｘ方向に縦に順に配置し、かつ、Ｚ方向に順次互いに少しずつずれる（変位する）ように配置し、隣接する各ラインレーザ３が検査対象物４の表面上で空隙が発生しないように配置する。
【００７１】
それにより、検査対象物４の上面を空隙発生なしで全領域の計測が可能となる。その他の構成及び計測アルゴリズムは、実施例１と実施例２は同様である。
【００７２】
なお、図６Ｂには、駆動機構５の一例としてロボットアーム３０を示している。このロボットアーム３０により、支持プレート９、位置調整機構２−（ａ）〜２−（ｄ）、レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）を任意の位置に移動することができる。
【００７３】
図７Ａは、図６Ａに鳥瞰図で示した本発明の実施例２の表面検査装置のＹＺ断面図であり、図７Ｂは図６Ａに示した表面検査装置のＸＹ断面図である。
【００７４】
実施例２では、各レーザ変位計１−（ａ）〜１−（ｄ）の計測開始時のＸ方向位置座標と搬送路（検査対象物搬送機構）８により搬送された各位置におけるＸ方向位置座標とが異なるため、各レーザ変位計１―（ａ）〜１―（ｄ）の計測データから検査対象物４の表面形状全体を形成する場合は、各レーザ変位計１―（ａ）〜１―（ｄ）の計測データを全体座標系に換算して表面データを合成し、一体化処理して欠陥判定を実施する。
【００７５】
つまり、搬送機構８による検査体対象物４の移動によって複数のレーザ変位計に１−（ａ）〜１−（ｄ）で計測された複数の表面データを合成して検査対象物４の表面全体の表面形状データを形成し、欠陥判定を実施する。
【００７６】
計測データを全体座標系に換算して一体化する処理は、図８に示す計算処理部（制御部）１３により実行される。
【００７７】
図８は、本発明の実施例１又は実施例２の計測ユニット１０を用いて、複雑形状の検査対象物４の６面全面の表面形状を計測する全体システム構成を示す図である。
【００７８】
計測ユニット１０は、図１又は図４に示した複数のレーザ変位計１―（ａ）〜１―（ｄ）、これらのレーザ変位計１―（ａ）〜１―（ｄ）の高さ位置を調整する位置調整機構２―（ａ）〜２―（ｄ）、位置調整機構２―（ａ）〜２―（ｄ）を固定する支持プレート９、駆動機構５からなる。
【００７９】
検査対象物４の６面全面を計測するためには、図８に示した全体システムにおいて検査対象物４を投入搬送路１３により、１列目の搬送路８の初期位置４０−１に設定する。
【００８０】
その後、検査対象物４が一列目の搬送路８により、計測位置に搬送され、計測ユニット１０を検査対象物４の上面、両側面に順次移動させ各面毎の形状測定を実施する。
【００８１】
検査対象物４の上面、両側面の、合わせて３面分の計測が終了すると、検査対象物４は、姿勢変換部１１に搬送され姿勢変換部１１により上下反転が実施される。
【００８２】
上下反転した検査対象物４は、投入搬送路１３に戻され、次に２列目の計測搬送路８の初期位置４０−２に搬送される。
【００８３】
２列目の計測搬送路８でも１列目と同様に、計測ユニット１０を上面、両側面に順次移動させ検査対象物４の各面毎の形状測定を実施する。これにより残りの３面が計測され１列目と合わせて全６面の表面形状が計測される。
【００８４】
得られた全６面の計測データは計算処理部１３において健全性判定が実施され、表面欠陥の有無を判定処理される。得られた計測データおよび判定結果はデータ格納部１４に格納保存される。
【００８５】
図９は、図８に示した全体システム構成における動作制御部の内部機能ブロックを示し、かつ動作の流れを示すため、計測・判定処理のフローチャートとして示した図である。上記動作制御部は、計算処理部１３内に備えられている。
【００８６】
図９において、初めに、検査対象物４の設計形状データ入力部１５で設計データを読み込み、計測条件を設定部１６で設定する。その後、第１表面計測部１７において図８の全体システムの１列目での３面計測実施と得られた計測データを読み込む。
【００８７】
そして、設計データとの照合のために第１計測データ合成部１８において、３面計測データを設計データと比較可能な形に変換する。次に、変換された３面計測データと設計データを第１表面欠陥判定部１９において比較し、表面欠陥の有無を判定する。
【００８８】
得られた判定結果および計測データは、データ記憶部２０に格納される。
【００８９】
その後、図８の全体システムの２列目での３面計測実施と得られた計測データを読み込み、１列目と同様に、第２表面計測部２１、第２計測データ合成部２２、第２表面欠陥判定部２３、データ記憶部２０において、変換、判定処理、結果格納を実施する。
【００９０】
最終的に、１、２列目の判定結果を総合して検査対象物４全体の表面欠陥の有無を決定部２５で決定する。得られた結果は、良否判定制御部２６に転送され、検査対象物４をＯＫ品（良品）かＮＧ品（不良品）かどちらかにより、システム外に排出するかを判定する。
【００９１】
そして、判定結果処理部２７で検査対象物４の各面の判定結果および全体結果が纏められ、表示部２８において全体システムの計算機１３に表示されるとともに、データ記憶部２０に格納される。
【００９２】
本発明の実施例２によれば、表面形状が複雑な形状物の６面全面に対して、表面の微小な凹凸欠陥を短時間で自動検出することが可能な表面検査システムおよび表面欠陥判定方法を実現することができる。
【００９３】
以上説明した本発明によれば、量産鋳造品のインライン表面検査において、目視検査に代わる自動全数表面検査システムが実現できると同時に、全数を打音検査する事により内部欠陥や亀裂、材質不良検査をインラインで全数検査する事が可能となる。
【００９４】
それにより、従来の目視検査時における見落としや判定ミスを防止すると同時に、抜き取りでの対応であった内部欠陥や亀裂、材質不良を検知でき、高効率で高品質な信頼性が高い量産鋳造品の製造が実現できる。
【００９５】
また、本発明によれば、高効率で高品質な信頼性が高い海外調達品である量産鋳造品の受け入れを実現することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１−（ａ）〜１−（ｄ）・・・レーザ変位計、  ２−（ａ）〜２−（ｄ）・・・レーザ変位計の位置調整機構、  ３・・・レーザ変位計からの照射レーザ範囲、  ４・・・検査対象物、  ５・・・駆動機構、  ６・・・検査対象物２を移動させるための移動台座、  ７・・・検査対象物２を固定する固定ピン、  ８・・・移動台座６を駆動させる搬送路、  ９・・・位置調整機構２を固定する支持プレート、  １０・・・計測ユニット、  １１・・・姿勢変換部、  １２・・・投入搬送路、  １３・・・計算処理部、  １４・・・データ格納部、  １５・・・設計形状データ入力部、  １６・・・計測条件の設定部、  １７・・・第１表面計測部、  １８・・・第１計測データ合成部、  １９・・・第１表面欠陥判定部、  ２０・・・データ記憶部、  ２１・・・第２表面計測部、  ２２・・・第２計測データ合成部、  ２３・・・第２表面欠陥判定部、  ２５・・・表面欠陥有無の決定部、  ２６・・・制御部、  ２７・・・判定結果処理部、  ２８・・・表示部、  ３０・・・ロボットアーム
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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