(57)【要約】【課題】ナット等に形成されためねじについても、安定してねじ山の欠けを検出できるねじ山の欠け検出装置を提供する。【解決手段】部品Ｗに形成されたねじにレーザ光４を照射する投光部１ａと、ねじからの反射光５を検知する受光部１ｂと、投光部１ａおよび受光部１ｂをねじの軸方向に移動させる昇降機構２と、受光部１ｂが検知した反射光５の光量がしきい値を超えたか否かを判別する判別部３とを備え、レーザ光４と反射光５とのなす角の２等分線６がねじのフランクと略垂直であり、投光部１ａおよび受光部１ｂの移動に伴って変化する反射光５の光量を受光部１ｂで検知し、検知した光量に基づいて判別部３がねじ山の欠けの有無を検出するねじ山の欠け検出装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品に形成されたねじにレーザ光を照射する投光部と、前記ねじからの反射光を検知する受光部と、前記投光部および前記受光部を前記ねじの軸方向に移動させる直線移動機構と、前記受光部が検知した前記反射光の光量がしきい値を超えたか否かを判別する判別部とを備え、前記投光部から前記ねじに向かう前記レーザ光と前記ねじから前記受光部に向かう反射光とのなす角の２等分線が前記ねじのフランクと略垂直であり、前記投光部および前記受光部の移動に伴って変化する前記反射光の光量を前記受光部で検知し、検知した光量に基づいて前記判別部がねじ山の欠けの有無を検出するねじ山の欠け検出装置。
【請求項２】
検査する前記ねじがめねじである請求項１に記載のねじ山の欠け検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ねじ山の欠けの有無を検出するねじ山の欠け検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじ山に欠けがあると、ねじが設計どおりの強度または耐久性を発揮せず、又ねじの締め付けトルクが不足し、ねじの緩みや破損の原因となる。特に自動車部品などは、ねじ山の欠けが致命的事故の原因となる可能性があり、かかる事故を防止するためには、部品の出荷前に検査装置でねじ山の欠けを検査する必要がある。
【０００３】
このような検査装置として、光を照射してねじに明暗を形成し、この明暗をＣＣＤカメラで撮影し、得られた画像データを基準データと比較してねじの良否を判定する装置が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
しかし、この装置では、ナット等に形成されためねじの欠けを検出することが難しい。すなわち、めねじに光を照射すると光が内面で反射を繰り返すので、ねじ山に欠けが有るときの明暗と、欠けが無いときの明暗との見分けがつきにくく、安定した検査が難しかった。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２４０７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明が解決しようとする課題は、ナット等に形成されためねじについても、安定してねじ山の欠けを検出できるねじ山の欠け検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために、部品に形成されたねじにレーザ光を照射する投光部と、前記ねじからの反射光を検知する受光部と、前記投光部および前記受光部を前記ねじの軸方向に移動させる直線移動機構と、前記受光部が検知した前記反射光の光量がしきい値を超えたか否かを判別する判別部とを備え、前記投光部から前記ねじに向かう前記レーザ光と前記ねじから前記受光部に向かう反射光とのなす角の２等分線が前記ねじのフランクと略垂直であり、前記投光部および前記受光部の移動に伴って変化する前記反射光の光量を前記受光部で検知し、検知した光量に基づいて前記判別部がねじ山の欠けの有無を検出するねじ山の欠け検出装置を提供する。
【０００８】
このねじ山の欠け検出装置は、検査する前記ねじをめねじとするとより好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
ねじの軸に対して斜め方向からレーザ光の投光とその反射光の受光を行なうので、ナット等に形成されためねじについても、ねじ山の欠けを検出できる。また、レーザ光をねじの軸方向に走査するので、ねじ山がねじの途中から欠けている場合であっても、その欠けを検出できる。さらに、受光部で検知する光量データはＣＣＤカメラで得られる画像データと比べて単純で安定しているので、安定してねじ山の欠けを検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に、この発明の実施形態のねじ山の欠け検出装置を示す。この装置は、ワークＷのねじ山に欠けがあるか否かを検出する検出装置であり、レーザ光の照射およびその反射光の検知を行なうレーザセンサ１と、レーザセンサ１を昇降させる昇降機構２と、レーザセンサ１から送られてくる信号に基づいてねじ山の欠けの有無を判定する判別部３とからなる。
【００１１】
レーザセンサ１は、投光部１ａと受光部１ｂとを一体に備えており、昇降機構２によって投光部１ａと受光部１ｂとが同時に昇降する。このレーザセンサ１は、図２に示すように、投光部１ｂからねじに向かうレーザ光４とねじから受光部１ｂに向かう反射光５とのなす角の２等分線６がねじのフランク７と略垂直となるように配置されている。よって、レーザ照射点Ｐがねじのフランク７にあるとき、レーザ照射点Ｐで反射した反射光の光量の分布は、受光部１ｂに向かう方向で極大となる。
【００１２】
したがって、受光部１ｂが検知する反射光５の光量は、レーザ照射点Ｐがねじのフランク７にあるときに極大となり、レーザ照射点Ｐがねじ山の頂８にあるときに極小となる。また、図３に示すように、レーザ照射点Ｐがねじ山の欠けた部分にあるときは、ねじ山に欠けがないときと比べて、レーザ光４の反射する面の向きが異なるので、受光部１ｂが検知する反射光５の光量が小さくなる。
【００１３】
受光部１ｂは、検知した反射光５の光量に応じた信号を発生させ、その信号を判別部３に送り、判別部３は、この信号に基づいて反射光５の光量が所定のしきい値９を超えたか否かを判別し、さらに、この判別結果に基づいてねじ山の欠けの有無を検出する。すなわち、昇降機構２でレーザセンサ１を上昇または下降させてレーザ光４を走査したときに、図４（ａ）に示すように、反射光５の光量がねじピッチに対応した周期Ｔでしきい値９を超えれば、ねじ山に欠けが無いと判断する。また、図４（ｂ）に示すように、ねじピッチに対応した周期Ｔを経過しても反射光５の光量がしきい値９を超えなければ、その周期に対応するねじ山に欠けがあると判断し、判別部３がブザー３ａを鳴らす。なお、図４（ａ）および（ｂ）の縦軸は、受光部１ｂが検知した反射光５の光量であり、横軸はレーザ光４が走査を始めてからの経過時間である。
【００１４】
このしきい値９は、あらかじめ設定した固定値でもよいが、受光部１ｂが検知した反射光５の光量の平均値を用いた値とすれば、ワークＷの表面状態にばらつきがあっても検出精度が安定し、より好ましい。
【００１５】
なお、判別部３にフィルタ回路を設けて、受光部１ｂから送られる信号からノイズを除去すると、検出精度がより安定する。また、受光部１ｂに反射光５以外の波長成分を除去する光学フィルタを取り付ければ、外乱光の影響を小さくすることができ、さらに検出精度が安定する。
【００１６】
このねじ山の欠け検出装置によれば、以下の効果を得る。
【００１７】
おねじ及びめねじの両方についてねじ山の欠けを検出することができる。すなわち、この検出装置は、ねじの軸に対して斜め方向からレーザ光４の投光とその反射光５の受光を行なうので、ワークＷがめねじの形成されたナット等の部品である場合にも、レーザ光４と反射光５とがワークＷ自体に遮られず、ねじ山の欠けを検出できる。
【００１８】
また、めねじを検査する場合にも、安定してねじ山の欠けを検出できる。通常、めねじに光を照射すると、その内面が光を繰り返し反射させて検査に余分な反射光を生じさせるが、この検出装置においては、光を照射する面積が小さく、しかも、レーザ光はほとんど広がらずに直進するのでその反射光も分散しにくく、余分な反射光を生じにくい。したがって、余分な反射光の検出精度への影響が小さく、安定してねじ山の欠けを検出できる。さらに、レーザ光４を走査させるので、ねじ形成部全体にわたって欠けを検査でき、ねじ山が全然形成されていない場合は勿論、ねじ山がねじの途中から欠けている場合であっても、その欠けを検出できる。
【００１９】
また、その結果、めっきが施されたねじでも安定してねじ山の欠けを検出できる。すなわち、光を照射してねじに明暗を形成し、この明暗をＣＣＤカメラで撮影して検査する方式では、めっきが施されているねじを検査する場合、めっきの厚みの不均一による画像のむらが、余分な反射光による画像の乱れと同時に発生するで、ねじ山の欠けの安定した判別が難しかった。しかし、この装置の場合、余分な反射光が生じにくいので、めっきが欠けの検出精度に及ぼす影響が小さい。また、受光部１ｂで検知する光量データはＣＣＤカメラで得られる画像データと比べて単純で安定している。したがって、この検出装置を用いると、めっきが施されたねじでも安定してねじ山の欠けを検出できる。
【００２０】
また、レーザ光４はほとんど広がらずに直進するので、レーザセンサ１とワークＷとの距離を大きくすることができ、設計の自由度が高い。
【００２１】
レーザセンサ１は、図５に示すように、レーザ光４と反射光５とのなす角の２等分線６を軸として９０度回転させて配置してもよい。このようにすれば、レーザ光４と反射光５とがねじ山に遮られにくくなり、ねじの谷底１０に近い部分までねじ山を検査することができる。
【００２２】
レーザ光４と反射光５とのなす角の２等分線６は、ねじのフランク７と厳密に垂直である必要はなく、フランク角を大きくしたときに受光部１ｂの検知する光量が小さくなる方向にずれてもよい。たとえば、図１の配置においては、レーザセンサ１は２点鎖線で示した位置に配置してもよい。このようにずらして配置しても、ねじ山が欠けてフランク角が大きくなったときに受光部１ｂの検知する光量は小さくなるので、ねじ山の欠けを検出することができる。
【００２３】
図では、レーザセンサ１を昇降させる昇降機構２としてエアシリンダを用いているが、電動モータなどを用いた機構でもよく、また、投光部１ａおよび受光部１ｂを、一体のレーザセンサに設けているが、それぞれ別個の部材となしてもよく、投光部１ａおよび受光部１ｂをねじの軸方向に移動させる機構であればよい。
【００２４】
この検出装置は、ねじに生じたムシレの有無の検出に応用することもできる。すなわち、ねじのフランク７にささくれの様な傷、すなわちムシレが生じると、レーザ照射点Ｐがムシレ部分を通過するときに受光部１ｂの検知する反射光５の光量が減少するので、この反射光５の減少を検出することにより、ムシレの有無を検出できる。
【００２５】
また、この検出装置は、ワークＷの搬送装置と組み合わせて、ねじ山の欠けを検査する検査装置を構成することもできる。たとえば、図６に示すように、回転テーブル１１を定位置で回転させ、その回転テーブル１１の外周に一定間隔で形成されたくぼみ１２にワークＷをワーク供給装置１３で送り込み、送り込まれたワークＷをねじ山の欠け検出装置１４の位置で検査し、検査したワークＷをその下流に設けた払い出し装置（図示せず）で良品排出口１５または不良品排出口１６に払い出すように構成することができる。なお、回転テーブル１１の外周に沿ってガイド１７を設けると、くぼみ１２からのワークＷの抜け落ちを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施形態のねじ山の欠け検出装置を示す図
【図２】ねじ山に欠けがないときの反射光の向きを説明する図
【図３】ねじ山に欠けがあるときの反射光の向きを説明する図
【図４】（ａ）はねじ山に欠けがないときに受光部が検知する光量を示す図、（ｂ）はねじ山に欠けがあるときに受光部が検知する光量を示す図
【図５】この発明の実施形態のねじ山の欠け検出装置の変形例を説明する図
【図６】同上のねじ山の欠け検出装置を用いた検査装置の一例を示す図
【符号の説明】
【００２７】
１      レーザセンサ
１ａ    投光部
１ｂ    受光部
２      昇降機構
３      判別部
４      レーザ光
５      受光部に向かう反射光
６      レーザ光と反射光とのなす角の２等分線
７      ねじのフランク
９      しきい値
【図１】
2006071303.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006071303.tif 000005
【図４】
2006071303.tif 000006
【図５】
2006071303.tif 000007
【図６】
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