(57)【要約】【課題】タービンホイール等のワークの外観検査と共振検査をインラインで連続的に効率よく全数検査する。【解決手段】所定角度毎に間欠回転させられる回転テーブル４と、回転テーブル４の周方向複数個所に設けられ、ワークＷを載置してこれを所定角度ごとに間欠自転させる回転支持機構８と、回転テーブル４により移送される回転支持機構８の一の停止位置Ａ１で当該回転支持機構８に支持されたワークＷを起振してその振動挙動よりワークＷの共振検査を行う共振検査装置と、回転テーブル４により移送される回転支持機構８の他の停止位置Ａ２，Ａ３で回転支持機構８に支持されたワークＷの外観を撮像してその外観検査を行うＣＣＤカメラ７とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定角度毎に間欠回転させられる回転テーブルと、前記回転テーブルの周方向複数個所に設けられ、ワークを載置してこれを所定角度ごとに間欠自転させる回転支持機構と、前記回転テーブルにより移送される前記回転支持機構の一の停止位置で当該回転支持機構に支持されたワークを起振してその振動挙動よりワークの共振検査を行う第１検査手段と、前記回転テーブルにより移送される前記回転支持機構の他の停止位置で回転支持機構に支持されたワークの外観を撮像してその外観検査を行う第２検査手段とを備えるワーク検査装置。  
【請求項２】
前記ワークは複数の羽根を有するタービンホイールであり、前記第１検査手段は前記タービンホイールを前記回転支持機構上で保持する保持手段と、前記羽根を起振する起振手段と、起振された羽根の共振振動数を検出する振動数検出手段とを備えている請求項１に記載のワーク検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワーク検査装置に関し、特に、ワークの外観検査と共振検査を効率的に行うことができるワーク検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密鋳造によって製造されるタービンホイールについては、従来、外観検査と共振検査を行っている。表１には外観検査と共振検査でそれぞれ検出可能な欠陥を示す。外観検査は、表中に◎で示すように「凸欠陥」「凹欠陥」「翼欠け」「翼変形」「表面肌」「き裂」のような欠陥を良好に検出することができ、一方、共振検査は「厚さ不均一」「引け巣」のような欠陥を良好に検出することができる。また、共振検査をすることによって、タービンホイールの共振域がエンジン振動域に重なることによる翼破損等を未然に防止することができる。なお、「湯境」の欠陥は、表中に○で示すように、外観検査によって大部分が検出することができる。したがって、外観検査と共振検査を行うことによってタービンホイールの全ての種類の欠陥を検出することが可能である。なお、特許文献１にはタービンホイールの外観検査の一例が示されており、また特許文献２にはタービンホイールの共振（音響）検査の一例が示されている。
【０００３】
【表１】
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【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５１６６４
【特許文献２】特開２００２−１９５９１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来は外観検査と共振検査を個別に行っており、検査効率が悪いという問題があった。特に共振検査はオフラインで抜き取り検査をすることが多かった。
【０００６】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、タービンホイール等のワークの外観検査と共振検査をインラインで連続的に効率よく全数検査することができるワーク検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本第１発明では、所定角度毎に間欠回転させられる回転テーブル（４）と、回転テーブル（４）の周方向複数個所に設けられ、ワーク（Ｗ）を載置してこれを所定角度ごとに間欠自転させる回転支持機構（８）と、回転テーブル（４）により移送される回転支持機構（８）の一の停止位置で当該回転支持機構（８）に支持されたワーク（Ｗ）を起振してその振動挙動よりワーク（Ｗ）の共振検査を行う第１検査手段（９）と、回転テーブル（４）により移送される回転支持機構（８）の他の停止位置で回転支持機構（８）に支持されたワーク（Ｗ）の外観を撮像してその外観検査を行う第２検査手段（７）とを備える。
【０００８】
本第１発明においては、回転テーブルによって順次移送される全てのワークに対して、回転テーブルの各間欠停止位置において外観検査と共振検査がインラインで連続的に効率良く行われる。  
【０００９】
本第２発明では、ワーク（Ｗ）は複数の羽根を有するタービンホイールであり、第１検査手段（９）はタービンホイール（Ｗ）を回転支持機構（８）上で保持する保持手段（９１，９２，９３）と、羽根を起振する起振手段（９５，９６）と、起振された羽根の共振振動数を検出する振動数検出手段（９７）とを備えている。
【００１０】
本第２発明においては、タービンホイールの羽根の共振検査を速やかに行うことができる。
【００１１】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明のワーク検査装置によれば、タービンホイール等のワークの外観検査と共振検査をインラインで連続的に効率よく全数検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態を示すワーク検査装置の概略平面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すワーク検査装置の要部概略側面図である。
【図３】制御装置の作動を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１にはタービンホイールを対象ワークとするワーク検査装置の全体概略平面図を示す。ワーク検査装置は左右位置に給材ストッカー１と払出しストッカー２を備えている。給材ストッカー１には検査前のワークＷが整列状態で貯留されている。また、払出しストッカー２には検査後の良品のワークＷが整列状態で貯留されている。給材ストッカー１と払出しストッカー２の近傍にはそれぞれ搬送装置３Ａ，３Ｂが設けられており、これら搬送装置３Ａ，３Ｂは同一構造で左右対称形に配置されている。
【００１５】
各搬送装置３Ａ，３Ｂは、メインレール３１と、これに沿ってＹ軸方向（図１の上下方向）へ移動する第１補助レール３２を備え、各第１補助レール３２にはこれに直交し当該補助レール３２に沿ってＸ軸方向（図１の左右方向）へ移動する第２補助レール３３が設けられている。そして、第２補助レール３３の先端にはＺ軸方向（図１の紙面垂直方向）へ移動可能なアーム３４が支持され、その下端にはチャッキング機構（図示略）が設けられている。
【００１６】
各レール３１?３３やアーム３４、チャッキング機構の作動は図略の制御装置によって行われ、搬送装置３Ａのチャッキング機構は三次元空間内で移動して給材ストッカー１内のワークＷを順次掴んで、詳細を後述する回転テーブル４上等へ搬送する。また、搬送装置３Ｂのチャッキング機構は三次元空間内で移動して詳細を後述する回転テーブル５上のワークＷを掴み、払出しストッカー２等へ搬送する。
【００１７】
回転テーブル４は円形で、図略のモータによってその中心軸４１周りに時計方向へ間欠的に回転させられて、等角度（７２°）間隔で５箇所Ａ１?Ａ５に一定時間停止させられる。図１中、Ａ１は共振検査位置、Ａ２，Ａ３は外観検査位置、Ａ４は受渡し位置となっている。また、共振検査位置Ａ１を過ぎた回転テーブル４の外方には欠陥品排出コンベア６１の一端が位置している。上記搬送装置３Ａのチャッキング機構は給材ストッカー１内のワークＷを共振検査位置Ａ１へ搬送する。
【００１８】
回転テーブル５は回転テーブル４より小径の円形で、図略のモータによってその中心軸５１周りに時計方向へ間欠的に回転させられて、等角度（９０°）間隔で４箇所Ｂ１?Ｂ４に一定時間停止させられる。図１中、Ｂ１は受取り位置、Ｂ２は外観検査位置、Ｂ３は検査終了位置となている。検査終了位置Ｂ３を過ぎた回転テーブル５の外方には欠陥品排出コンベア６２，６３の一端がそれぞれ位置している。上記搬送装置３Ｂのチャッキング機構は検査終了位置Ｂ３のワークＷを掴んで、欠陥品の場合は欠陥品排出コンベア６２，６３へ、良品の場合は払出しストッカー２へ搬送する。
【００１９】
上記共振検査位置Ａ１には詳細を後述する第１検査手段としての共振検査装置が設けられており、また各外観検査位置Ａ２，Ａ３には必要個数の第２検査手段としてのＣＣＤカメラ７が回転テーブル４に向けて設置されている。上記回転テーブル４には周方向へ等間隔で５箇所に回転支持機構８が設けられており、各回転支持機構８は、図２に示すように、回転テーブル４に上下方向へ埋設された駆動モータ８１と、駆動モータ８１の上面に配設されて当該モータ８１によってワークＷの羽根の数で決まる一定角度毎に間欠回転させられる回転台８２と、回転台８２上に設けられたアタッチメント８３から構成されている。ワークＷは上記搬送装置３Ａによってアタッチメント８３上に載置される。なお、回転テーブル５には周方向へ等間隔で４箇所に回転支持機構８が設けられており、各回転支持機構８の構造は回転テーブル４のものと同一である。なお、図１では外観検査位置Ａ２，Ｂ２でのみ、回転支持機構８上に載置されたワークＷを示してある。
【００２０】
共振検査位置Ａ１に設けられる共振検査装置９は、図２に示すように、図略の駆動機構によって上下動させられる逆Ｌ字形の支持アーム９１を備えている。支持アーム９１の先端には下方へ向けて加圧バネ９２が設けてあり、その先端には金属球９３が固定してある。これら支持アーム９１、加圧バネ９２、金属球９３は保持手段を構成している。アタッチメント８３上に載置されたワークＷに対して支持アーム９１を下降させて、金属球９３をワークＷの端面に圧接させる。これにより、ワークＷがアタッチメント８３上で保持される。共振検査位置Ａ２にはさらに、支持スタンド９４によって起振手段を構成する電磁弁９５が支持されており、これは圧縮空気配管９６の途中に設けられている。電磁弁９５より先端の配管は噴射ノズル９６１となっている。噴射ノズル９６１の先端は、加圧バネ９２で保持されたワークＷの羽根の一つに向いている。電磁弁９５が一時的に開放されると、圧縮空気が上記羽根に当たってこれが起振される。共振検査位置Ａ１にはさらに振動数検出手段たるレーザドップラ振動計９７が設けられて、これから発したレーザ光Ｌが、起振された上記羽根に入射させられている。
【００２１】
上記構成のワーク検査装置における検査手順を、当該検査装置を構成する制御装置の作動フローチャート（図３）を参照しつつ以下に説明する。検査が開始されると、給材ストッカー１にあるワークＷが搬送装置３Ａによって共振検査位置Ａ１の回転支持機構８上へ搬送される。ここで、電磁弁９５に通電されて噴射ノズル９６１より圧縮空気がパルス的に所定の羽根に当てられ、当該羽根が起振される。そして、レーザドップラ振動計９７でその共振振動数が検出される。回転支持機構８上のワークＷは間欠的に自転させられて、新たな羽根に圧縮空気が当てられてその共振振動数が検出される。全ての羽根について共振振動数が検出されて、検出結果に基づき「厚さ不均一」等の欠陥の有無が制御装置で判定される（図３のステップ１０１）。このような共振検査で欠陥品と判定されると、ワークＷは搬送装置３Ａによって回転支持機構８上から欠陥品排出コンベア６１上へ搬送され、ラインから排出される（図３のステップ１０２）。
【００２２】
共振検査で欠陥が無かったワークＷは、回転テーブル４の次の回転タイミングで、回転支持機構８上に載置された状態で外観検査位置Ａ２へ送られる。ここで、間欠的に自転するワークＷはＣＣＤカメラ７により主にその上面の画像が撮影されて、公知の方法で「凸欠陥」等の有無が判定される（図３のステップ１０３）。続いて、回転テーブル４の次の回転タイミングで、ワークＷは外観検査位置Ａ３へ送られ、ここで、間欠的に自転するワークはＣＣＤカメラ７により主にその側面の画像が撮影されて、公知の方法で「凸欠陥」等の有無が判定される（図３のステップ１０４）。
【００２３】
回転テーブル４の次の回転タイミングで、ワークＷは受渡し位置Ａ４へ移送され、ここで、図略の搬送機構によって反転させられた後に（図３のステップ１０５）、回転テーブル５の受取り位置Ｂ１にある回転支持機構８上に載置される。そして、回転テーブル５の次の回転タイミングで、反転状態のワークＷは外観検査位置Ｂ２へ送られ、ここで、間欠的に自転するワークＷはＣＣＤカメラ７により主にその下面の画像が撮影されて、公知の方法で「凸欠陥」等の有無が判定される（図３のステップ１０６）。そして、検査終了位置Ｂ３にて、これまでの外観検査で欠陥有りと判定されたワークＷは、その欠陥の種類に応じて搬送装置３Ｂによって回転支持機構８上からいずれかの欠陥品排出コンベア６２，６３上へ搬送されてラインから排出される（図３のステップ１０７）。そして、欠陥が発見されなかった良品のワークＷのみが搬送装置３Ｂによって再び反転され払出しストッカー２へ搬送される。
【００２４】
このようにして、本実施形態のワーク検査装置によれば、回転テーブル４，５によって順次移送される全てのワークＷに対して、回転テーブル４，５の各間欠停止位置において外観検査と共振検査がインラインで連続的に効率良く行われる。なお、回転テーブルは必ずしも二つ設ける必要はなく、回転テーブルを一つにして、ワーク反転を当該回転テーブル上で行うようにしても良い。
【符号の説明】
【００２５】
１…給材ストッカー、２…払出しストッカー、３Ａ，３Ｂ…搬送装置、４，５…回転テーブル、７…ＣＣＤカメラ（第２検査手段）、８…回転支持機構、９…共振検査装置（第１検査手段）、９５…電磁弁（起振手段）、９６…圧縮空気配管（起振手段）、９７…レーザドップラ振動計（振動数検出手段）、Ｗ…タービンホイール（ワーク）。
【図１】
2010197253.tif 000004
【図２】
2010197253.tif 000005
【図３】
2010197253.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月16日(2009.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
各レール３１〜３３やアーム３４、チャッキング機構の作動は図略の制御装置によって行われ、搬送装置３Ａのチャッキング機構は三次元空間内で移動して給材ストッカー１内のワークＷを順次掴んで、詳細を後述する回転テーブル４上等へ搬送する。また、搬送装置３Ｂのチャッキング機構は三次元空間内で移動して詳細を後述する回転テーブル５上のワークＷを掴み、払出しストッカー２等へ搬送する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
回転テーブル４は円形で、図略のモータによってその中心軸４１周りに時計方向へ間欠的に回転させられて、等角度（７２°）間隔で５箇所Ａ１〜Ａ５に一定時間停止させられる。図１中、Ａ１は共振検査位置、Ａ２，Ａ３は外観検査位置、Ａ４は受渡し位置となっている。また、共振検査位置Ａ１を過ぎた回転テーブル４の外方には欠陥品排出コンベア６１の一端が位置している。上記搬送装置３Ａのチャッキング機構は給材ストッカー１内のワークＷを共振検査位置Ａ１へ搬送する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
回転テーブル５は回転テーブル４より小径の円形で、図略のモータによってその中心軸５１周りに時計方向へ間欠的に回転させられて、等角度（９０°）間隔で４箇所Ｂ１〜Ｂ４に一定時間停止させられる。図１中、Ｂ１は受取り位置、Ｂ２は外観検査位置、Ｂ３は検査終了位置となている。検査終了位置Ｂ３を過ぎた回転テーブル５の外方には欠陥品排出コンベア６２，６３の一端がそれぞれ位置している。上記搬送装置３Ｂのチャッキング機構は検査終了位置Ｂ３のワークＷを掴んで、欠陥品の場合は欠陥品排出コンベア６２，６３へ、良品の場合は払出しストッカー２へ搬送する。