(57)【要約】【課題】従来技術の制限、欠点を排除し、構成部品を迅速、簡便、かつ安定して高品質の検査を行える検査装置を提供する。【解決手段】検査すべき部品を送るコンベヤと、部品を回転させる機構と、プローブとを含む。コンベヤは部品を位置決めする固定具を含み、部品を直線方向に移動させる。回転機構は固定具内の部品をプローブに対して回転させ、プローブは部品が品質基準に適合するか否か指示する。コンベヤが部品を移動させている間に検査を行うために、プローブは検査領域に亘り部品と同期的に運動させるステージに取り付けられて、検査を促進する。【選択図】図１
2006322930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物の検査ステーションであって、
加工物を位置決めする固定具を備え、加工物を直線方向に移動させるように構成されているコンベヤと、
前記加工物と摩擦係合することによって前記固定具の内部で前記加工物を回転させる機構と、
加工物が品質基準に適合するか否かを指示するように構成されたプローブにして、検査領域に亘って前記加工物と同期的に前記プローブを運動させるように構成されているステージに取り付けられているプローブとを含むことを特徴とする加工物の検査ステーション。
【請求項２】
前記加工物と係合する機構がベルト駆動装置であることを特徴とする請求項１に記載の検査ステーション。
【請求項３】
第一のスイッチを更に含み、前記検査領域が始まり部分と終わり部分とを有しており、前記第一のスイッチが前記検査領域の始まり部分に対応することを特徴とする請求項１に記載の検査ステーション。
【請求項４】
前記検査領域の終わり部分に対応する第二のスイッチを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の検査ステーション。
【請求項５】
前記第一と第二のスイッチとが光スイッチを含むことを特徴とする請求項４に記載の検査ステーション。
【請求項６】
加工物が前記検査領域を通して移動するにつれて前記ステージが前記コンベヤと機械的に係合することを特徴とする請求項１に記載の検査ステーション。
【請求項７】
前記加工物が前記検査領域の終わり部分に到達すると、前記ステージが前記コンベヤから外れることを特徴とする請求項６に記載の検査ステーション。
【請求項８】
前記ステージが前記コンベヤから外れると、前記ステージが前記検査領域の始まり部分に向かって移動するように弾圧されることを特徴とする請求項７に記載の検査ステーション。
【請求項９】
前記プローブが加工物の亀裂を検出するように構成されている渦電流センサであることを特徴とする請求項１に記載の検査ステーション。
【請求項１０】
前記加工物と係合する機構が前記検査領域の始まり部分と終わり部分との間で少なくとも一回転分前記加工物を回転させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の検査ステーション。
【請求項１１】
前記加工物がくぼみを有し、前記プローブが前記くぼみの深さを測定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の検査ステーション。
【請求項１２】
前記プローブが前記加工物のくぼみと係合するように構成された工具を含み、前記工具の前記くぼみ中への移動を測定することによって前記くぼみの深さを測定するように構成されているセンサを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の検査ステーション。
【請求項１３】
前記固定具が前記加工物を位置決めさせる少なくとも２個のローラを含むことを特徴とする請求項１に記載の検査ステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構成要素を検査する装置、特に検査領域に亘って構成要素と同期的に移動するプローブを使用した検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、高品質の製品を入手したいという要求が益々増大しており、その結果検査装置の使用が顕著に増大してきている。複雑な機械を設計通りに作動させるには、その機械の細部要素の全てが品質基準を満足させる必要がある。ある製造の設定環境においては、顧客は要素部品の１００％検査を要求する。例えば、自動車産業他で使用される留め具はそれらが製品仕様を満足させるか否かを検出するためには個々に検査せねばならぬことがよくある。
【０００３】
留め具を製造する場合、その製造工程はワイヤの準備から始まり、該ワイヤは冷間圧造機あるいはスクリュータイプの成形機中へ送入される。部品は数種の径と可能性としてある長さのねじあるいはローレット切り部分を含みうる形状に機械において型変形、あるいは切断される。形成された部品は、例えばねじ転造、熱処理、メッキなどのような二次作業を必要としうる。一つ以上の製造工程において、部品に亀裂とかその他の欠陥が発生することは珍しいことではない。そのような欠陥は、１００％検査を施していない任意の部品選別方法あるいはその他の品質保証方法を通しては十分に監視されないことがよくある。本発明による検査装置は各種構成要素を評価するのに極めて適している。
【０００４】
各種の検査技術を利用した諸々の非接触検査装置が知られている。例えば、渦電流検査装置は当該部品における亀裂を特徴化する手段として該部品を通して伝送された電磁界を検査する。部品のビデオ像に基づく各種装置も知られている。更に、特定の寸法測定値を得るためにレーザ測定装置が使用されている。
【０００５】
既知の検査装置は一般的に有用ではあるものの、それらはある種の制限を有している。現在利用可能な非接触測定装置の多くは複雑なデータ処理方法を必要としており、それが高価なハードウエアを必要とさせ、かつ評価を達成しうる速度に制限をもたらしうる。更に、多くの検査ステーションは当該部品の全周を検査するために多数のセンサを必要とするか、あるいは当該部品がそこで停止され、検査のためのセンサに部品の全周を差し出すよう該部品を操作する特殊なツーリング（ｔｏｏｌｉｎｇ）中へ割り出されるステーションを含んでいる。構成要素の評価は、部品が合格部品の流れあるいは不合格部品の流れ中へ直接仕分けできるような十分迅速な仕方で実行できることが好ましい。これらの従来技術による装置の多くはまた、各種の部品形状に容易に適合しにくい嫌いがある。更に、多くの従来技術による装置は実験室での設定は適切に行われるが、温度変化、ごみ、ほこり、切削液などが直面される製造現場においては十分安定しているとはいえない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のことに鑑みれば、加工物のための改良された検査装置に対する要求が存在することは明らかである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の必要性を満足させ、並びに関連技術に関して列挙した欠点やその他の制限を克服するために、本発明は加工物のための改良された検査装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、迅速な検査を実行できるようにし、当該部品を品質仕様に適合するか否かに関して直ちに仕分けができるようにする改良された検査装置の実施例が提供される。部品は軌道に沿って重力あるいはその他の手段によってホッパからコンベヤまで移動する。コンベヤは該コンベヤ上で部品を位置決めするためのある配列の固定具を有している。更に、ベルトがコンベヤに沿って延在し、部品と係合し該部品を固定具内で回転させる。このような部品がコンベヤに沿って移動され、回転させられるにつれて、該部品を検査するために１個以上のプローブが使用される。
【０００９】
本発明の一局面において、プローブは当該部品における亀裂を検出するために磁界を発生させる渦電流センサである。本発明の別の局面においては、プローブは当該部品におけるくぼみの形成も検査する。プローブはくぼみと係合する工具を含み、くぼみ中への移動深さが測定され、該くぼみが適正に形成されたものか否かを検出する。更に、本検査装置はプローブが取り付けられるステージを含み、該ステージは部品がコンベヤによって移動されるにつれて該部品と同期的に移動するように構成されている。上記ステージはコンベヤと係合することによってプローブを部品と整合させて移動させ、該プローブによって部品を検査できるようにする機構を含んでいる。上記ステージの機構は検査をしやすくするために当該部品の少なくとも一回転に対してコンベヤと係合する。
【００１０】
本発明のその他の目的、特徴および利点は当該技術分野の専門家には、添付図面と、本明細書に添付され、その一部を形成する特許請求の範囲とを参照して、以下の説明を検討した後直ちに明らかとなる。
【実施例】
【００１１】
図１を参照すれば、本発明の原理を実施した装置が図１に示され、１０によって指示されている。この装置１０はその主要な構成要素として検査ステーション１２を含み、該ステーションはベルト駆動装置１６が部品を直線コンベヤ１４に対して回転させている間に部品を移動させるための直線コンベヤ１４を使用している。
【００１２】
部品は軌道２０に沿ってホッパ１８から供給される。部品は重力、振動、あるいはその他の手段によって軌道２０に沿って移動し、検査ステーション１２に到達する。部品２４は、図２に示すように、コンベヤ１４の一部を形成しているある配列の固定具２６によって検査ステーション１２において位置決めされる。ベルト駆動装置１６はコンベヤ１４の速度とは相違する速度で運動する。例えば、ベルト駆動装置１６はコンベヤ１４と同じ方向であるが、僅かにより速い速度で運動しうる。代替的に、ベルト駆動装置１６はコンベヤ１４より遅い速度で運動するか、あるいは反対方向にすら運動することも可能である。別の実施例では部品２４と摩擦係合する固定パッドを含みうる。
【００１３】
再度図２を参照すれば、ベルト駆動装置１６はコンベヤ１４に位置した部品と摩擦係合する。摩擦係合によって部品２４が固定具２６内でコンベヤ１４によって直線移動するにつれて該部品２４を回転させる。部品２４の回転を促進するために、固定具２６はローラ２８を含み、該ローラは部品２４を回転できるようにしながら、コンベヤの移動方向に対して平行に部品２４を機械的に確実に位置決めさせる。
【００１４】
更に、部品２４はその胴体の直径より大きな径の頭を有している。固定具２６は部品２４をコンベヤの移動方向に対して垂直の方向に位置決めさせる面を有している。図示実施例において、固定具２６は重力方向に対して角度をつけて位置されているため、部品２４の頭は重力によって固定具２６の面に対して自動的に位置することによってこの部品２４をコンベヤの移動方向に対して垂直の方向に位置させる。例えばレールのようなガイドを使用して部品２４をコンベヤの移動方向に対して垂直の方向に確実に位置させることも可能である。部品２４はコンベヤ１４の端部から、合格部品を不合格部品から仕分けするシュート２２中へ落下する。
【００１５】
さて、図３を参照すれば、本発明による第一と第二の検査組立体４０，４２が示されている。第一の検査組立体４０はステージ４４とプローブ４５とを含む。第一の検査組立体４０はコンベヤ１４が検査領域４１を通して部品２４を移動させる際部品におけるくぼみを検査するように構成されている。コンベヤ１４は第一のプーリ３２と第二のプーリ３４との周りを回転するベルト３０を含む。ベルト３０が示されているが、チェーンとかその他のコンベヤも容易に使用しうる。ベルト３０には部品を保持するためのある配列の固定具が取り付けられている。固定具３６は検査領域４１の始まり部分において第一の検査組立体４０と整合しており、一方固定具３８は検査領域４３の始まり部分において第二の検査組立体４２と整合している。
【００１６】
第一の検査組立体４０のステージ４４は、固定具３６が検査領域４１を通して移動するにつれて部品の検査ができるように該ステージ４４が固定具３６と同期的に、かつ整合して運動するようにコンベヤ１４と係合するように構成されている。プローブ４５は部品のくぼみと係合するような形状とされた工具５２を含む。工具５２は簡単に交換し、異なる部品に適合するようにしうる。例えば、工具５２は、トルックス（ｔｏｒｘ）頭、六角頭、あるいはその他いずれかの固定具をねじ込むために通常使用される道具の形態をとりうる。
【００１７】
スライドシリンダ４６がスピンドル組立体４８を介して前記道具５２に取り付けられている。工具５２、スピンドル組立体４８およびスライドシリンダ４６はスライド５０を介してステージ４４に取り付けられている。スライド５０はコンベヤ１４およびステージ４４の移動方向に対して垂直方向に運動しうる。従って、スライド５０は、工具５２、スピンドル組立体４８およびスライドシリンダ４６が同期的に、かつ部品および固定具３６に対して整合して移動している間に部品に向かって工具５２が前進できるようにする。
【００１８】
スライドシリンダ４６は部品が検査領域４１を通して移動するにつれて、工具５２を前進させ、前記部品のくぼみと係合させるように構成されている。更に、スライドシリンダ４６は、前記部品が検査領域４１を出て行くとき、工具５２を前記部品から後退させ、ステージ４４が次の部品を検査するために検査領域４１の始まり部分まで戻るよう移動させることができる。代替的に、工具５２はステージ４４の直線運動に基づいて、工具５２を部品に向かって移動させるように構成されたカム機構を使用して前進させることができる。
【００１９】
部品のくぼみ中への工具５２の移動は工具５２あるいはスピンドル組立体４８に取り付けられたインジケータ５７の移動に対応する。従って、インジケータ５７の移動はセンサ５８によって測定される。センサ５８は、例えば工具が許容距離を移動したか否かを指示する光スイッチのような単純なスイッチでよい。代替的に、センサ５８は例えば線形変換器のようなインジケータ５７の移動量を測定するように構成させてもよい。工具５２を部品に対して軸線方向に整合させるために、スピンドル組立体４８と道具５２との回転を調整する角度調整プレート５４が設けられている。同様に、ステージ４４に対して工具５２を移動させるために垂直調整プレート５６が設けられている。
【００２０】
コンベヤ１４が検査領域４１を通して部品を移動させている間に検査ができるようにするために、ステージ４４はコンベヤ１４と機械的に係合して、該ステージが検査領域４１を通して部品と固定具３６とに対して整合して同期的に移動できるようにする。前記係合をしやすくするために、固定具３６にノッチ６０が設けられている。固定具３６が検査領域４１に近づくにつれて、前記ステージ４４に取り付けられたドッグ６２が前記ノッチ６０と係合するように弾圧される。更に、検査領域４１の始まり部を知らせる信号を出すために、固定具３６が検査領域４１の始まり部分にあることを制御装置に対して信号で知らせる光スイッチを起動させるように位置フラッグ７４が構成されている。前記信号はまた、工具５２が許容距離において部品のくぼみ中へ移動したか否かを検出するようにセンサ５８を監視してよいことも指示する。同様に、第二のフラッグ７６が、固定具３６が検査領域４１の終わり部分まで移動すると光スイッチ７８を起動させ、検査領域の終わり部分に達したことを制御装置に信号で知らせる。
【００２１】
更に、解除面７０と係合するように構成されたカム面６８を備えた爪６６が設けられている。ステージ４４が検査領域４１の終わり部分を通して移動するにつれて、カム面６８は解除面７０と係合し、前記爪６６を枢点６４の周りで回転させる。爪６６が回転するにつれて、ドッグ６２が固定具３６のノッチ６０から後退する。ステージ４４がコンベヤ１４から外れるにつれて、例えば、ばねのような弾圧手段７２がステージ４４を次の部品の検査を行いうる検査領域４１の始まり部分まで移動させる。更に、ステージ４４とプローブ４５との磨耗を低減させるために緩衝装置７６を設けることができる。
【００２２】
さて、第二の検査組立体４２を参照すれば、ステージ８４は固定具３８が図４に示すように検査領域４３を通して移動する際プローブ１０８を部品と固定具３８とに対して整合させるようにコンベヤ１４と係合する。プローブ１０８は、例えば留め具の頭における亀裂のような部品の亀裂を検出するために磁界を発生させるように構成された渦電流センサでよい。部品は、それが検査領域４３を通して少なくとも全周一回分回転するようにベルト１６と相互作用することが好ましい。部品の表面の亀裂がプローブ１０８に対して露出されるように部品が回転するにつれて、磁界が乱されて亀裂が検出できるようにする。プローブ１０８はステージ８４に装着されている。前記ステージ８４は、固定具３８が検査領域４３を通して移動するにつれて該ステージが固定具３８と同期的に、かつそれと整合して動くようにコンベヤ１４と係合するように構成されている。
【００２３】
再び図３を参照すれば、ステージ８４はコンベヤ１４と機械的に係合して該ステージが固定具３８と整合して同期的に移動しうるようにする。前記係合をしやすくするために、固定具３８にノッチ８６が設けられている。ステージ８４に取り付けられたドッグ８８は、固定具３８が検査領域４３に近づくにつれて前記ノッチ８６と係合するように弾圧される。更に、検査領域の４３の始まり部分を信号で知らせるために、位置フラッグ１００は光スイッチ１０４を起動させるように構成され、固定具３８が検査領域４３の始まり部分にあること、および部品に亀裂が存在するか否かを検出するためにプローブ１０８を監視してよいことを制御装置に信号で知らせる。同様に、固定具３８が検査領域４３の終わり部分まで移動すると第二のフラッグ１０２が光スイッチ１０６を起動させ、検査領域の終わり部分が到達したことを信号で知らせる。前記ステージ８４およびフラッグ１００，１０２の斜視図が図５に示されている。
【００２４】
更に、解除面９６と係合するように構成されているカム面９４を備えた爪８２が設けられている。ステージ８４が検査領域４３の終わり部分を通して移動するにつれて、前記カム面９４は解除面９６と係合して爪９２を枢点９０の周りで回転させる。爪９２が回転するにつれて、ドッグ８８が固定具３８のノッチ８６から後退する。ステージ８４がコンベヤ１４から外れるにつれて、例えばばねのような弾圧部材９８がステージ８４を、次の部品を検査しうる検査領域の始まり部分まで移動させる。
【００２５】
更に、同じステージに多数のプローブを取り付けうることも考えられる。例えば、第二の検査組立体のプローブ１０８はプローブ４５と共にステージ４４に取り付けうる。従って、プローブ４５とプローブ１０８とは隣接した固定具に位置した２個の部品に対して作用する。
【００２６】
当該技術分野の専門家には直ちに認められるように、前述した説明は本発明の原理の実行の例示である意図のものである。本発明が特許請求の範囲に定義されている本発明の精神から逸脱することなく修正、変更、および改変が可能であるという点において、本説明は本発明の範囲あるいは適用を限定する意図のものでない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による検査装置の斜視図である。
【図２】本発明による検査ステーションを示す斜視図である。
【図３】本発明によるコンベヤと検査ステーションとの上面図である。
【図４】本発明による検査組立体の斜視図である。
【図５】本発明による検査組立体の別の斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  検査装置
１２  検査ステーション
１４  直線コンベヤ
１６  ベルト駆動装置
１８  ホッパ    
２０  軌道
２４  部品
２６  固定具
２８  ローラ
３０  ベルト
３６，３８  固定具
４０  第一の検査組立体
４１  検査領域
４２  第二の検査組立体
４３  検査領域
４４，８４  ステージ
４５，１０８  プローブ
５２  工具
６０，８６  ノッチ
６２，８８  ドッグ
６６，８２  爪
６８，９４  カム面
７０，９６  解除面
８０，１０６  光スイッチ
１００，１０２  位置フラッグ  
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006322930.tif 000005
【図４】
2006322930.tif 000006
【図５】
2006322930.tif 000007
【外国語明細書】
2006322930000001.pdf