(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
円筒状部品が投入される投入ステージ、カメラによって円筒状部品の表面の所定部位を撮影する複数の撮影ステージ、及び、円筒状部品を取り出す取出ステージを少なくとも含み、前記基台の周りに配設された複数のステージと、
夫々の回転軸が平行となるように並設された一対のローラを有し、前記ローラの外周面を円筒状部品の外周面に当接させた状態で、一対の前記ローラ間で、前記ローラの外周面上に円筒状部品を載置し、前記ローラの回転によって円筒状部品を回転させるローラユニット、が同一円周上に所定角度間隔で複数配置され、前記基台に水平方向に回動自在に支持されると共に回転駆動されて、前記ローラユニットに載置された前記円筒状部品を前記各ステージ間で移動させる部品搬送盤と、
前記ローラユニットの下方に配設されて前記ローラの外周面に接触するローラ接触部を有し、前記基台に前記部品搬送盤と同一回動軸線で回動自在に支持されると共に回転駆動されて、前記ローラ接触部によって前記ローラを回転させるローラ駆動盤とを備え、
前記ローラの回転軸は、前記部品搬送盤の内側に向かって上向きに傾斜している
ことを特徴とする円筒状部品の表面検査装置。
【請求項２】
前記ローラ接触部は、断面円形状の弾性材によって構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の円筒状部品の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状部品の表面検査装置に関するものであり、詳しくは、円筒状に形成された円筒状部品の外周面、内周面、端面等の表面の所望部位をカメラで撮影して画像処理することで円筒状部品の表面に傷や打痕等の損傷があるか否かを検査する円筒状部品の表面検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プレス加工、鍛造加工、切削加工等によって形成された円筒状の金属加工部品や、射出成形等によって形成された円筒状の樹脂成形部品等、種々の円筒状部品では、その表面において、外周面、内周面、端面等に傷や打痕等の損傷があるか否かを検査する場合がある。
【０００３】
ここで、近年では、カメラによって撮影した画像をコンピュータによって処理する所謂「画像処理」の技術が発達しており、上述した検査を画像処理で行うことを想定することができる。また、円筒状部品の表面の検査を画像処理によって行う場合には、円筒状部品を回転させながら表面の適宜部位をカメラによって撮影するのが簡便であり、円筒状部品を支持すると共に回転させる回転支持装置を作成し、この回転支持装置の前後や左右の近傍にカメラを設置した表面検査装置を想定することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、円筒状部品の回転支持装置の近傍にカメラを単に設置した表面検査装置では、以下のような問題が生じる。
【０００５】
円筒状部品の表面において、外周面、内周面や端面等の複数の部位を検査したい場合には、カメラによって撮影する部位を異ならせた複数の表面検査装置が必要である。そして、このように複数の表面検査装置によって円筒状部品表面の複数の部位を検査するには、各表面検査装置ごとに個別に、回転支持装置への円筒状部品を投入、回転支持装置からの円筒状部品の取り出しといった作業を要し、検査全体の作業が煩雑になる。
【０００６】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、１回の円筒状部品の投入により円筒状部品表面の複数の部位を検査することができる新規な表面検査装置の提供を課題とする。
【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発明の採った主要な手段は、
「基台と、
円筒状部品が投入される投入ステージ、カメラによって円筒状部品の表面の所定部位を撮影する複数の撮影ステージ、及び、円筒状部品を取り出す取出ステージを少なくとも含み、前記基台の周りに配設された複数のステージと、
夫々の回転軸が平行となるように並設された一対のローラを有し、前記ローラの外周面を円筒状部品の外周面に当接させた状態で、一対の前記ローラ間で、前記ローラの外周面上に円筒状部品を載置し、前記ローラの回転によって円筒状部品を回転させるローラユニット、が同一円周上に所定角度間隔で複数配置され、前記基台に水平方向に回動自在に支持されると共に回転駆動されて、前記ローラユニットに載置された前記円筒状部品を前記各ステージ間で移動させる部品搬送盤と、
前記ローラユニットの下方に配設されて前記ローラの外周面に接触するローラ接触部を有し、前記基台に前記部品搬送盤と同一回動軸線で回動自在に支持されると共に回転駆動されて、前記ローラ接触部によって前記ローラを回転させるローラ駆動盤とを備え、
前記ローラの回転軸は、前記部品搬送盤の内側に向かって上向きに傾斜している
ことを特徴とする円筒状部品の表面検査装置」
である。
【０００８】
上記構成の表面検査装置では、ローラユニットが円筒状部品を支持して回転させる回転支持装置に相当するものであり、複数のローラユニットが部品搬送盤に、同一円周上に所定角度間隔で設けられている。そして、部品搬送盤は、回転することで、ローラユニットに支持された円筒状部品を投入ステージ、撮影ステージ、取出ステージといった複数のステージ間で移動させるものである。よって、この表面検査装置では、投入ステージにてローラユニットに円筒状部品を投入して部品搬送盤を回転させれば、投入ステージで投入された円筒状部品を、円筒状部品表面の夫々異なる部位を撮影する複数の撮影ステージに順次移動させて、各撮影ステージにて所望部位の撮影を行って最終的に取出ステージまで移動させることができる。
【０００９】
従って、上記構成の表面検査装置によれば、１回の円筒状部品の投入により円筒状部品表面の複数の部位を検査することができる。
【００１０】
また、上記構成の表面検査装置では、円筒状部品を支持して回転させるローラユニットが、回転軸が平行となった一対のローラを用いて構成されており、各ローラ間に円筒状部品を載置することで円筒状部品を支持し、各ローラを回転させることで円筒状部品を回転させるものとなっているため、以下のような利点を得ることができる。
【００１１】
円筒状部品を支持して回転させるには、円筒状部品を把持する把持具や、円筒状部品を外嵌または内嵌することで保持する保持具を用いて、これらの把持具や保持具を回転駆動させる回転支持装置を想定できるが、このような回転支持装置では、把持具や保持具によって隠されてカメラによって撮影できない部位が生じ易く、単一の回転支持装置を、撮影する部位が異なる複数の撮影ステージで共用させ難い。
【００１２】
これに対し、上記構成のローラユニットでは、一対のローラ間に円筒状部品を載置して回転させるため、ローラによって隠された部位が円筒状部品自体の回転によって露呈する。よって、円筒状部品の表面の全体をカメラによって撮影可能に露呈させることができ、撮影する部位が異なる複数の撮影ステージにおいて、単一のローラユニットを共用させることができる。
【００１３】
また、上記構成の表面検査装置では、部品搬送盤と同一回転軸で回転するローラ駆動盤のローラ接触部をローラユニットの各ローラの外周面に接触させることでローラを回転させることから、以下のような利点を得ることができる。
【００１４】
ローラユニットのローラを回転させるには、部品搬送盤の個々のローラユニットにおいて各ローラを、個別の回転駆動装置によって回転させることを想定できるが、このような態様では、部品搬送盤に多数の回転駆動装置を搭載しなければならず、装置全体が大掛かりな構造となってしまう。また、円筒状部品の種類に応じてローラの回転速度を変更しようとする場合には、多数の回転駆動装置を個々に調節しなければならず、使用勝手に劣る。
【００１５】
これに対し、上記構成のローラユニットでは、ローラ駆動盤の回転によって各ローラが回転駆動されるため、部品搬送盤の個々のローラユニットにおける各ローラを回転させるために、個別の回転駆動装置を必要とせず、装置全体の構造を簡略化することができる。また、ローラ駆動盤の回転速度を調節することで、全てのローラユニットのローラについて一括して回転速度を調節することができ、使用勝手を向上させることもできる。
【００１６】
上述した手段において、
「前記回転盤の前記ローラ接触部は、断面円形状の弾性材によって構成されている
ことを特徴とする円筒状部品の表面検査装置」
とするのが好適である。
【００１７】
ローラユニットのローラは、回転するローラ駆動盤のローラ接触部に外周面が接触することで回転駆動される、換言すれば、ローラに対して移動するローラ駆動盤のローラ接触部によって外周面に接触抵抗が与えられて回転駆動される、のであるが、ローラ接触部を、ゴム、エラストマー、発泡樹脂等の弾性材によって構成することで、ローラ接触部を、接触するローラの押圧力によって弾性変形させることができ、弾性変形したローラ接触部によってローラの外周面に適度な接触抵抗を与えることができる。
【００１８】
また、ローラ接触部を構成する弾性材を断面円形状とすることで、ローラの押圧力の僅かな変化によりローラと接触する接触面が大きく変化する。よって、ローラ接触部によってローラの外周面に良好に接触抵抗を与えることができる。
【００１９】
上述した手段において、
「前記ローラの回転軸は、前記部品搬送盤の内側に向かって上向きに傾斜している
ことを特徴とする円筒状部品の表面検査装置」
とする。
【００２０】
ローラユニットは、並設された一対のローラ間に円筒状部品を載置するものであることから、ローラの回転軸を水平に対して傾斜させると、ローラ間に載置された円筒状部品においては、自重によりローラ外周面上を滑り落ちる力が加わる。よって、自重により滑り落ちる円筒状部品のそれ以上の移動を規制すれば、ローラの外周面上にて的確に位置決めすることができる。例えば、円筒状部品の端面（円筒状部品がフランジや段部等を有するものである場合には、このフランジや段部等の端面であってもよい）に当接して、円筒状部品が自重によりそれ以上下方に移動することを規制する規制部、をローラ自体に設ける等すれば、簡単な構造によって円筒状部品を的確に位置決めすることができる。従って、この点で、ローラの回転軸を水平に対して傾斜させることが好適である。
【００２１】
ところで、ローラの回転軸を水平に対して傾斜させる場合、ローラの回転軸を部品搬送盤の外側に向かって上向きに傾斜させると、円筒状部品の内周面をカメラで撮影したい場合に、部品搬送盤の外方にカメラを設置せざるを得なくなる。何故ならば、部品搬送盤の内側には、部品搬送盤自体やローラユニットが干渉してカメラを設置し難いからである。よって、ローラの回転軸を部品搬送盤の外側に向かって上向きに傾斜させる態様では、カメラの設置自由度が低くなる。
【００２２】
また、円筒状部品の表面において、部品搬送盤の内側寄りの端面を円筒状部品の軸線方向からカメラで撮影したいといった要望があったとしても、円筒状部品の部品搬送盤内側寄りの端面が下向きとなるため、部品搬送盤自体やローラユニットが干渉することからカメラを設置することができず、上記要望に対応できない場合がある。
【００２３】
これに対して、ローラの回転軸を部品搬送盤の内側に向かって上向きに傾斜させると、ローラ間に載置された円筒状部品では、部品搬送盤の内側寄りの端面が上向きとなることから、部品搬送盤の内側上方にカメラを設置して、円筒状部品の内周面や部品搬送盤内側寄りの端面を撮影することが可能となる。よって、ローラの回転軸を部品搬送盤の内側に向かって上向きに傾斜させることで、カメラの設置自由度を高めることができ、また、撮影する部位についての様々な要望に対応することができる。
【発明の効果】
【００２４】
上述した通り、本発明によれば、１回の円筒状部品の投入により円筒状部品表面の複数の部位を検査することができる新規な表面検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る表面検査装置の断面正面図である。
【図２】図１に示した表面検査装置の平面図である。
【図３】図１のローラユニット部分の拡大図である。
【図４】種々の形状の円筒状部品に対応するローラを示す部分断面平面図である。
【図５】ローラユニットのローラ間に円筒状部品を載置した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明に係る円筒状部品の表面検査装置の実施形態としての一例を、以下、図面に従って詳細に説明する。
【００２７】
図１及び図２に示すように、本発明に係る表面検査装置は、表面検査装置全体の躯体を構成するフレームＦ（詳細な図示は省略する）に設置された部品搬送装置１００と、フレームＦに設置された投入ステージ、複数の撮影ステージ及び取出ステージを少なくとも含む複数のステージＳ１〜１０とを備えている。
【００２８】
部品搬送装置１００は、投入された円筒状部品を各ステージＳ１〜１０間で移動させるものであり、基台１０と、この基台１０に水平方向に回動自在に支持されたローラ駆動盤２０と、基台１０に水平方向に回動自在に支持された部品搬送盤３０とを備えている。ここで、ローラ駆動盤２０の回動軸線と部品搬送盤３０の回動軸線は同一に設定されている。
【００２９】
基台１０は、ベース１１と、ベース１１上に立設された筒体１２とを有し、フレームＦの中央部分に立設固定されている。
【００３０】
ローラ駆動盤２０は、円環状の駆動盤本体２１と、この駆動盤本体２１の下方に組み付けられたプーリ２２とを備えており、プーリ２２が基台１０の筒体１２にベアリングＢ２を介して回動自在に支持されている。そして、ローラ駆動盤２０は、フレームＦに設けられたモータ等の駆動装置（図示省略）によって、プーリ２２に巻装されたベルト（図示省略）を介して回転駆動される。なお、ローラ駆動盤２０を回転駆動させるためには、プーリ２２やベルトを用いるに限らず、スプロケットやチェーン、或いは、ギア等を用いてもよい。
【００３１】
部品搬送盤３０は、基台１０の筒体１２にベアリングＢ１を介して回動自在に支持された主軸３１と、この主軸３１の上部に組み付けられた円盤状の搬送盤本体３４とを備えている。ここで、搬送盤本体３４は、内側にブッシュ３３を備えており、このブッシュ３３を介して主軸３１に組み付けられている。また、搬送盤本体３４は、ローラユニット４０が組み付けられた円環状のユニット盤３５を外側に備えている。
【００３２】
また、部品搬送盤３０は、主軸３１の下部に組み付けられたプーリ３２を有しており、フレームＦに設けられたモータ等の駆動装置（図示省略）によって、プーリ３２に巻装されたベルト（図示省略）を介して回転駆動される。なお、部品搬送盤３０を回転駆動させるためには、プーリ３２やベルトを用いるに限らず、スプロケットやチェーン、或いは、ギア等を用いてもよい。
【００３３】
図２及び図３に示すように、ローラユニット４０は、搬送盤本体３４の外周縁のユニット盤３５に取付けられたブラケット４２と、このブラケット４２にローラ軸４４及びベアリングＢ３を介して回動自在に組み付けられた二つのローラ４１とを備えている。なお、本例では、一対のローラ４１の各ローラ軸４４の一端側がブラケット４２に固定されているのであるが、各ローラ軸４４の他端側も連結ブラケット４３に固定されて一体となっており、一対のローラ４１の取付構造が、一対のローラ４１の間隔が不用意に広がったり狭くなったりすることのない堅固な構造となっている。
【００３４】
各ローラ４１の回転軸は、部品搬送盤３０の回動中心から放射状に延びた基準線を挟んで互いに平行となっている。また、各ローラ４１の回転軸は、部品搬送盤３０の内側に向かって上向きに傾斜している。さらに、図５に示すように、一対のローラ４１の間隔は、ローラ４１間に円筒状部品Ｗが載置可能なように設定されている。具体的に、一対のローラ４１の外周面間の寸法Ｓは、円筒状部品Ｗにおけるローラ４１間に載置される部分の外径寸法Ｇよりも僅かに狭く設定されており、一対のローラ４１間に円筒状部品Ｗを安定して載置できるようになっている。
【００３５】
また、図４に示すように、ローラユニット４０のローラ４１は、円筒状部品Ｗの種類に応じた形状となっており、例えば、図４（ａ）に示すように、円筒状部品Ｗが端部にフランジＷａを有するものである場合には、回転軸が傾斜するローラ４１の上向き側の端面４１ａ（部品搬送盤３０の内方側の端面）を、円筒状部品ＷのフランジＷａに当接して円筒状部品Ｗを位置決めする当接部として、円筒状部品Ｗを的確に位置決めして保持することができるようにしてある。また、図４（ｂ）に示すように、円筒状部品Ｗが段部Ｗｂを有するものである場合には、回転軸が傾斜するローラ４１の下方側（部品搬送盤３０の外方側）の外周面に大径部４１ｂを設けて、この大径部４１ｂを、円筒状部品Ｗの段部Ｗｂに当接して円筒状部品Ｗを位置決めする当接部として、円筒状部品Ｗを的確に位置決めして保持することができるようにしてある。
【００３６】
なお、部品搬送装置１００を様々な種類の円筒状部品Ｗに対応させるためには、円筒状部品Ｗの種類に応じて、個々のローラ４１を交換するようにしたり、個々のローラユニット４０を交換するようにしてもよいが、多数のローラユニット４０が取付けられたユニット盤３５を部品搬送盤３０から着脱可能とすることとして、ユニット盤３５単位の交換で種々の円筒状部品Ｗに対応できるようすると、検査する円筒状部品Ｗに対応させるための交換作業を簡便化することができる。
【００３７】
このように、ローラユニット４０は、一対のローラ４１間に円筒状部材Ｗを載置するものであるが、ローラ４１の回転によって円筒状部材Ｗを回転させるものでもあり、図２及び図３に示すように、この部品搬送装置１００では、ローラ駆動盤２０の外周縁部分に沿って、ローラ４１の外周面と接触してローラ４１を回転駆動させるリング状のローラ接触部が周設されている。
【００３８】
ここで、ローラ接触部を、ローラ駆動盤２０の外周縁部分といったようにローラ駆動盤２０自体の一部によって構成してもよいが、本例では、ローラ駆動盤２０の外周縁部分上面に円環状の装着板２３が取付けられており、この装着板２３に、接触部材２４が装着されており、この接触部材２４によってローラ接触部が構成されている。また、装着板２３の上面には、接触部材２４の一部が露呈するように円環状の押え板２５が取付けられており、装着板２３と押え板２５との間に接触部材２４が、不用意に脱落しないように堅固に固定されている。
【００３９】
また、本例では、ローラ４１が金属製であるのに対して、接触部材２４として、断面円形状のゴム、エラストマー、発泡樹脂等の弾性材が用いられている。これにより、接触部材２４をローラ４１の押圧力によって適度に弾性変形させることができ、ローラ駆動盤２０の回転によってローラ４１に適度な接触抵抗を与えてローラ４１を良好に回転駆動させることができる。
【００４０】
ところで、図１及び図２に示すように、フレームＦに設けられた複数のステージＳ１〜１０は、部品搬送装置１００の基台１０の周りに設置されたものであり、部品搬送装置１００のローラユニット４０に支持された円筒状部品は、部品搬送盤３０の回転によって各ステージＳ１〜１０間で移動する。そして、各ローラユニット４０が各ステージＳ１〜１０に対応する位置で部品搬送盤３０の回転を停止させることで、円筒状部品に各ステージＳ１〜１０での処理が行われる。ここで、ローラ駆動盤２０を回転させれば、ローラ駆動盤２０の回転に応じてローラユニット４０のローラ４１が回転することから、ローラユニット４０に載置された円筒状部品を回転させることができる。
【００４１】
なお、ローラ駆動盤２０を常時一定の速度で回転させれば、ローラユニット４０が各ステージＳ１〜１０に位置する状態において、ローラユニット４０に載置した円筒状部品を回転させることができる。また、ローラ駆動盤２０を常時回転させるに限らず、ローラユニット４０が各ステージＳ１〜１０に位置する状態においてローラ駆動盤２０を回転させるようにしてもよい。
【００４２】
ところで、ローラ駆動盤２０の回転方向は、適宜設定することができるのであるが、ローラユニット４０に載置された円筒状部品を各ステージＳ１〜１０に移動させる部品搬送盤３０の回転方向と逆方向とすると、部品搬送装置１００全体を、回転方向が異なる複数の部材を有する装置とすることができ、安定した装置とすることができる。また、ローラ駆動盤２０を常時回転させる態様においては、部品搬送盤３０を回転させて各ステージＳ１〜１０間を移動させる際に、ローラ駆動盤２０と部品搬送盤３０との相対速度が速くなることから、円筒状部品の回転速度を速めることができる。よって、円筒状部品を各ステージＳ１〜１０間で移動させる際に、円筒状部品に付着したゴミやホコリを振り落としたり、各ステージＳ１〜１０間の移動中の円筒状部品にゴミやホコリが付着し難くすることができる。
【００４３】
一方、ローラ駆動盤２０を常時回転させる態様において、ローラ駆動盤２０の回転方向を部品搬送盤３０の回転方向と同方向にすると、円筒状部品を各ステージＳ１〜１０間で移動させる際に、ローラ駆動盤２０と部品搬送盤３０との相対速度を遅くすることができることから、円筒状部品が無用に高速回転してローラユニット４０から飛び出してしまうといった不具合が生じることを抑制することができる。特に、ローラ駆動盤２０の回転速度と部品搬送盤３０の回転速度を同一速度とすると、各ステージＳ１〜１０間を移動中において、円筒状部材の回転を停止させることができる。
【００４４】
次に、図２に基づいて、表面検査装置の各ステージＳ１〜１０について説明する。
【００４５】
ステージＳ１は、部品搬送装置１００に円筒状部品を投入する投入ステージである。ここで、投入ステージは、多数の円筒状部品を収容すると共に個々の円筒状部品を整列させる公知のパーツフィーダ（図示省略）を用いて構成されており、このパーツフィーダから、投入ステージに位置するローラユニット４０に円筒状部品が一つづつ供給される。
【００４６】
ステージＳ２〜６は、夫々撮影ステージであり、円筒状部品表面の所望部位を撮影するカメラを用いて構成されている。これらのステージＳ２〜６によって、円筒状部品の表面における外周面、内周面、一方の端面、他方の端面や、円筒状部品がフランジや段部を有するものである場合には、フランジの表面や裏面、段部の端面や周面等、適宜の部位をカメラによって撮影して画像処理を行うことで、円筒状部品の表面における傷や打痕等の損傷の有無を検査することができる。
【００４７】
なお、本例の表面検査装置は、詳細な説明は省略するが、コンピュータを用いて構成され、上述の画像処理を行う制御装置を有している。また、制御装置は、検査の結果に応じて後述する取出ステージでの種々の装置の作動を制御するものである。
【００４８】
ステージＳ７は、撮影ステージと取出ステージとの間に設けられたものであり、円筒状部品について何らの処理も行わないブランクステージである。ステージＳ２〜６の撮影ステージで撮影された画像を処理するのに時間を要する場合、このブランクステージにて円筒状部品を一旦、停留させることで、画像処理のための十分な時間を確保することができる。
【００４９】
ステージＳ８〜１０は、部品搬送装置１００から円筒状部品を取り出す取出ステージである。ここで、取出ステージは、ローラユニット４０に載置された円筒状部品を上方にピックアップしたり、部品搬送盤の外方に跳ね出したりする適宜の装置（図示省略）を用いて構成されている。
【００５０】
また、ステージＳ８〜１０の三つのステージは、良品取出ステージ、不良品取出ステージ及び再検査品取出ステージの３種類の取出ステージとして割り当てられている。良品取出ステージは、各撮影ステージで撮影された画像を画像処理して検査を行った結果、良品であると判定された円筒状部品を取り出すステージである。不良品取出ステージは、各撮影ステージで撮影された画像を画像処理して検査を行った結果、不良品であると判定された円筒状部品を取り出すステージである。そして、再検査品取出ステージは、各撮影ステージで撮影された画像を画像処理して検査を行った結果、良品であるとも不良品であるとも判断できず、再検査を要すると判定された円筒状部品を取り出すステージである。
【００５１】
なお、これら良品取出ステージ、不良品取出ステージ及び再検査品取出ステージから取り出された円筒状部品は、夫々のステージに対応する専用のシュートやコンベア等の搬送路を通じて、夫々の専用の収容ボックスに集積される。
【符号の説明】
【００５２】
Ｗ  円筒状部品
Ｗａ  フランジ
Ｗｂ  段部
１０  基台
１１  ベース
１２  筒体
２０  ローラ駆動盤
２１  駆動盤本体
２２  プーリ
２３  装着板
２４  接触部材（ローラ接触部）
２５  押え板
３０  部品搬送盤
３１  主軸
３２  プーリ
３３  ブッシュ
３４  搬送盤本体
３５  ユニット盤
４０  ローラユニット
４１  ローラ
４２  ブラケット
４３  連結ブラケット
４４  ローラ軸
１００  部品搬送装置
【図１】
0005463201.tif 000002
【図２】
0005463201.tif 000003
【図３】
0005463201.tif 000004
【図４】
0005463201.tif 000005
【図５】
0005463201.tif 000006