(57)【要約】動力システムの入力軸を検査するための装置及び方法を提供する。入力軸の第１及び第２面取り部を第１及び第２カメラによって法線方向から撮影して面取り部のイメージデータを獲得する。入力軸の第１及び第２面取り部の中央ラインがコンピュータのイメージアレイ座標系の基準ラインに整合するまで入力軸によってインデキシングドライブを回転させる。この際、入力軸の第１及び第２面取り部の幅値が算出される。その後、インデキシングドライブによって所定の角度で入力軸を回転させる。コンピュータによって、第１及び第２カメラで獲得された他の第１及び第２面取り部のイメージデータを処理し、他の第１及び第２面取り部の幅値を算出する。次いで、入力軸の残りの面取り部の幅値を算出する。
2005514607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に沿って等間隔で設けられている多数のスロットと、このスロットの左右端に形成されている第１及び第２面取り部とを有する動力操舵装置用入力軸を検査するための動力操舵装置用入力軸検査機であって、
前記入力軸の掃除位置と検査位置を提供するフレームと、
前記フレームの掃除位置に設置され、前記入力軸を掃除する掃除手段と、
前記フレームの検査位置に設置され、前記入力軸を分割回転させるインデキシングドライブと、
前記インデキシングドライブによって回転する前記入力軸の第１及び第２面取り部それぞれを法線方向から撮影してイメージデータを出力する第１カメラと第２カメラと、
前記第１カメラ及び第２カメラそれぞれの光軸と同軸に前記入力軸の第１及び第２面取り部を照明する第１照明手段及び第２照明手段と、
前記第１カメラ及び第２カメラそれぞれからのイメージデータをプログラムによって処理するコンピュータと
を備える動力操舵装置用入力軸検査機。
【請求項２】
前記掃除手段は、
前記フレームの掃除位置を取り囲むパージルームを形成するブースと、
前記ブースのパージルームに前記入力軸をロードすることが可能なキャリッジを有するローディング手段と、
前記ブースのパージルームにロードされている前記入力軸から異物が脱落するように空気を噴出するエアブロワーと、
前記ブースのパージルームに連結され、前記入力軸から脱落する異物を集塵する集塵手段と
を備える請求項１記載の動力操舵装置用入力軸検査機。
【請求項３】
前記掃除手段のキャリッジは、前記エアブロワーによって噴出される空気力によって前記入力軸が回転できるように支持するロータリー手段と、前記入力軸から脱落する異物の飛散を防止させ得るように前記ブースがパージルームにエアカーテンを形成するエアダクトとをさらに備える請求項２記載の動力操舵装置用入力軸検査機。
【請求項４】
前記インデキシングドライブによって一端が支持されて回転する前記入力軸の他端を回転可能に支持する心押台をさらに備える請求項１記載の動力操舵装置用入力軸検査機。
【請求項５】
円周方向に沿って等間隔で設けられている多数のスロットと、このスロットの左右端に形成されている第１及び第２面取り部とを有する動力操舵装置用入力軸を検査するための動力操舵装置用入力軸検査機であって、
入力軸に付着している異物を、掃除位置に設置された掃除手段によって掃除する段階と、
入力軸を前記掃除位置から検査位置にロードする段階と、
検査位置にロードされている入力軸の一番目の一つのスロットの第１面取り部と一番目のもう一つのスロットの第２面取りを第１カメラと第２カメラによって法線方向からそれぞれ撮影してイメージデータを獲得する段階と、
第１カメラと第２カメラそれぞれからのイメージデータをコンピュータのプログラムによって処理して第１面取り部又は第２面取り部の左右側エッジラインの中央ラインをイメージアレイ座標系の基準ラインに整合させる段階と、
整合した状態で第１及び第２面取り部の左右側エッジライン間の距離を求め、第１及び第２面取り部の幅値を算出する段階と、
入力軸を所定の角度で分割回転させながら、残りの全ての第１面取り部と第２面取り部の幅値を算出する段階と、
算出された前記第１及び第２面取り部の幅値を用いて入力軸を良品又は不良品に選別する段階と
を備える動力操舵装置用入力軸検査方法。
【請求項６】
前記第１及び第２面取り部の左右側エッジラインは、階調画像をしきい値によって二値化した二値画像から左右側輪郭線を検出した後、前記左右側輪郭線の直線式から算出する請求項５記載の動力操舵装置用入力軸検査方法。
【請求項７】
前記第１及び第２面取り部それぞれの左右側エッジライン間の幅値を用いて前記スロットの幅値を算出する段階をさらに備える請求項５記載の動力操舵装置用入力軸検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の動力操舵装置を構成する入力軸の加工精度を正確に検査することが可能な動力操舵装置用入力軸検査機及びその検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、車両の動力操舵装置は、エンジンの動力によって駆動されるオイルポンプから操舵油（ｓｔｅｅｒｉｎｇ  ｏｉｌ）を操舵装置と連動する作動シリンダ（ｐｏｗｅｒ  ｃｙｌｉｎｄｅｒ）に供給して操舵輪（ｓｔｅｅｒｉｎｇ  ｗｈｅｅｌ）の操作を簡便に補助する装置である。動力操舵装置は、油圧が車両の駐車又は低速走行では大きく、高速走行では安全性の確保のために小さく作用するように設計されている。
【０００３】
次に、このような動力操舵装置の一例を図１と図２に基づいて説明する。バルブハウジング１０の内側にバルブボディ１１が装着されており、バルブボディ１１の外面には、操舵油の流路を形成するポート（ｐｏｒｔ）１２と油溝（ｏｉｌ  ｇｒｏｏｖｅ）１３とが互いに連通するように設けられている。バルブボディ１１の内側には、公知の操舵軸（ｓｔｅｅｒｉｎｇ  ｃｏｌｕｍｎ）に連結されて操舵輪の操作に応じて回転する入力軸２０が取り付けられている。入力軸２０は、中央にはボア（ｂｏｒｅ）が設けられており、外面には円周方向に沿って多数のスロット２２が等間隔で設けられている。入力軸２０のスロット２２には、バルブボディ１１のポート１２と連通して操舵油の流路を形成するポート２３が設けられている。また、入力軸２０のボア２１にはトーションバー（ｔｏｒｓｉｏｎ  ｂａｒ）１４が装着されており、トーションバー１４はギア装置１５に連結されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、運転者が操舵輪を操作すると、操舵輪の操作方向に応じて、操舵軸に連結されている入力軸２０が回転して操舵油の流路を制御し、これにより作動シリンダの作動が制御されて車両の操舵が行われる。ところで、入力軸２０の回転方向が転換されるとき、バルブボディ１１のポート１２と入力軸２０のポート２３を高速・高圧で通過する操舵油の流動が急激に変動及び撹乱されながら発生する衝撃と、入力軸２０と操舵油の物理的摩擦によって発生する衝撃が騒音源と振動源として作用している。また、バルブボディ１１と入力軸２０の磨耗を誘発させてバルブボディ１１と入力軸２０の寿命を短縮させるなど信頼性を大きく低下させる問題を抱えている。
【０００５】
このように入力軸２０の方向転換による流体力学的衝撃（Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ  ｓｈｏｃｋ）と機械力学的衝撃（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｈｏｃｋ）を減少させるために、入力軸２０の表面を精密に加工している。ひいては、スロット２２の左端と右端に作用する流体抵抗を減少させるために面取り（Ｃｈａｍｆｅｒｉｎｇ）を行っている。スロット２２の左右端を面取りした面、すなわち図２に示されている面取り部（Ｃｈａｍｆｅｒ）２４は流体抵抗の減少に至大な影響を与える要素である。このため、端面研磨装置（Ｅｄｇｅ  ｇｒｉｎｄｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）によって面取り部２４を相当精密に加工している。
【０００６】
一般に、動力操舵装置用入力軸の面取り部に対する加工精度は、検査者の肉眼検査によるサンプリング検査（Ｓａｍｐｌｉｎｇ  ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）によって行っている。ところが、検査者の判断に全く依存する肉眼検査は、検査者毎に保有している測定誤差によって正確性に大差があり、時間と人力が多くかかるという欠点がある。特に、サンプリング検査は、入力軸の全体数量に対する信頼性を完全に保障することができないという欠点を伴う。したがって、入力軸の全数検査（Ｔｏｔａｌ  ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）が要求されているが、入力軸の全数検査を正確かつ迅速に行うことが可能な検査機が開発されていないため、入力軸の全数検査を行うことができない実状である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、従来の技術のかかる問題点を解決するために創案されたもので、その目的は、入力軸の加工精度を正確に検査することが可能な動力操舵装置用入力軸検査機及びその検査方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、入力軸の供給、掃除、選別及び排出など一連の検査過程を自動化させて入力軸の全数検査を迅速かつ正確に行うことが可能な動力操舵装置用入力軸検査機及びその検査方法を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、入力軸に対する検査結果のデータを実時間で処理し管理することが可能な動力操舵装置用入力軸検査機及びその検査方法を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の特徴は、円周方向に沿って等間隔で設けられている多数のスロットと、このスロットの左右端に形成されている第１及び第２面取り部とを有する動力操舵装置用入力軸を検査するための動力操舵装置用入力軸検査機であって、入力軸の掃除位置と検査位置を提供するフレームと、フレームの掃除位置に設置され、入力軸を掃除する掃除手段と、フレームの検査位置に設置され、入力軸を分割回転させるインデキシングドライブと、インデキシングドライブによって回転する入力軸の第１及び第２面取り部それぞれを法線方向から撮影してイメージデータを出力する第１カメラと第２カメラと、第１カメラ及び第２カメラそれぞれの光軸と同軸に入力軸の第１及び第２面取り部を照明する第１照明手段及び第２照明手段と、第１カメラ及び第２カメラそれぞれからのイメージデータをプログラムによって処理するコンピュータとを含んでなる動力操舵装置用入力軸検査機にある。
【００１０】
本発明の他の特徴は、円周方向に沿って等間隔で設けられている多数のスロットと、このスロットの左右端に形成されている第１及び第２面取り部とを有する動力操舵装置用入力軸を検査するための動力操舵装置用入力軸検査機であって、入力軸に付着している異物を、掃除位置に設置された掃除手段によって掃除する段階と、入力軸を前記掃除位置から検査位置にロードする段階と、検査位置にロードされている入力軸の一番目の一つのスロットの第１面取り部と一番目のもう一つのスロットの第２面取りを第１カメラと第２カメラによって法線方向からそれぞれ撮影してイメージデータを獲得する段階と、第１カメラと第２カメラそれぞれからのイメージデータをコンピュータのプログラムによって処理して第１面取り部又は第２面取り部の左右側エッジラインの中央ラインをイメージアレイ座標系の基準ラインに整合させる段階と、整合した状態で第１及び前記第２面取り部の左右側エッジライン間の距離を求め、第１及び第２面取り部の幅値を算出する段階と、入力軸を所定の角度で分割回転させながら、残りの全ての第１面取り部と第２面取り部の幅値を算出する段階と、算出された前記第１及び第２面取り部の幅値を用いて入力軸を良品又は不良品に選別する段階とからなる動力操舵装置用入力軸検査方法にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る動力操舵装置用入力軸検査機及びその検査方法の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
まず、図２及び図３を参照すると、本発明の入力軸検査機は、入力軸２０の面取り部２４を加工する公知の端面研磨装置と連続して入力軸２０を検査し得るように配置される。本体を構成するフレーム３０は、入力軸２０の掃除位置（Ｃｌｅａｎｉｎｇ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）Ｐ１と検査位置（Ｉｎｓｐｅｃｔｉｎｇ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）Ｐ２を提供するワークテーブル（Ｗｏｒｋｔａｂｌｅ）３１と、このワークテーブル３１の上部に設置されているオーバーヘッドフレーム（Ｏｖｅｒｈｅａｄ  ｆｒａｍｅ）３２とから構成される。更に、オーバーヘッドフレーム３２の下部にポスト３３の支持によって取付板（Ｍｏｕｎｔｉｎｇ  ｐｌａｔｅ）３４が設置されている。図３には、掃除位置Ｐ１はワークテーブル３１の左側に位置し、検査位置Ｐ２はワークテーブル３１とオーバーヘッドフレーム３２間の中央に位置していることを示したが、これは例示的なもので、掃除位置Ｐ１と検査位置Ｐ２は入力軸２０のローディングとアンローディングに適するように変更することができる。
【００１３】
本発明の入力軸検査機によって検査される入力軸２０は、図２に示すように、入力軸２０の円周方向に沿って４５°の同一の間隔と幅で設けられている８つのスロット２２と、このスロット２２の左端と右端にそれぞれ形成されている１６つの面取り部２４を持っている。端面研磨装置によって加工が完了した入力軸２０は、ロボットの作動によって、掃除位置Ｐ１にロードされ、掃除位置Ｐ１から検査位置Ｐ２にロードされる。ロードされた入力軸２０は、ワークテーブル３１の掃除位置Ｐ１と検査位置Ｐ２に直立に位置して掃除及び検査される。
【００１４】
図３、図４、図６及び図７を参照すると、本発明の入力軸検査機は、ワークテーブル３１の掃除位置Ｐ１に設置され、入力軸２０の表面を汚染させているチップ、オイル、塵などの異物を掃除する掃除装置４０を備える。掃除装置４０は、ワークテーブル３１の掃除位置Ｐ１に設置されるベースプレート（Ｂａｓｅ  Ｐｌａｔｅ）４１と、ベースプレート４１の上面に掃除位置Ｐ１を取り囲んでパージルーム（Ｐｕｒｇｅ  ｒｏｏｍ）４２ａを形成するように設置されており、パージルーム４２ａへの入力軸２０のローディングを許容する出入口４２ｂを有するブース（Ｂｏｏｔｈ）４２と、ブース４２の出入口４２ｂを介して入力軸２０をロード及びアンロードさせるローディングユニット４３とから構成される。ローディングユニット４３は、入力軸２０を搭載して運搬させるキャリッジ（Ｃａｒｒｉａｇｅ）４４と、キャリッジ４４を運動させるシリンダロッド４５ａを有するエアシリンダ４５と、キャリッジ４４の運動を直線的に案内するリニアモーションガイド（Ｌｉｎｅａｒ  ｍｏｔｉｏｎ  ｇｕｉｄｅ）４６とから構成される。リニアモーションガイド４６はワークテーブル３１の上面に取り付けられているガイドレール４６ａと、ガイドレール４６ａに沿って摺動できるようにキャリッジ４４の下面に取り付けられているスライド４６ｂとから構成される。
【００１５】
また、キャリッジ４４の上面には入力軸２０の下端を回転可能に支持するロータリーユニット４７が装着されている。ロータリーユニット４７は、キャリッジ４４の上面に固定されているベアリングハウジング４７ａと、ベアリングハウジング４７ａにベアリング４７ｂを介して回転可能に取り付けられており、入力軸２０の下端を支持するセンタ４７ｃと、ベアリングハウジング４７ａを覆うキャップ４７ｄとから構成される。ブース４２の内側には、空気を噴出して入力軸２０から異物を脱落させて除去し且つ入力軸２０を回転させることができるように、エアブロワー５０のエアノズル５１が取り付けられている。図６と図７には、エアブロワー５０のエアノズル５１四つが入力軸２０を図面において時計方向に回転させ得るように取り付けられていることが示されているが、エアノズル５１の位置及び数は適切に変更することができる。そして、本実施例において、エアブロワー５０は、入力軸２０の表面を汚染させているオイルの除去のために熱い空気を噴射するホットエアブロワー（Ｈｏｔ  ａｉｒ  ｂｌｏｗｅｒ）から構成することができる。
【００１６】
ブース４２の上側には、出入口４２ｂを介して異物が飛散することを防止するために、エアカーテンを形成するエアダクト５２が装着されている。エアダクト５２には、ブース４２の出入口４２ｂを向かって空気を噴出する多数のエアノズル５３が構成されている。掃除装置４０のエアシリンダ４５とエアダクト５２は空気を供給する公知の空気供給装置と連結されている。空気供給装置はエアコンプレッサ（Ａｉｒ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）と、空気の供給を規定の圧力で制御するエアコントローラとから構成することができる。ブース４２のパージルーム４２ａには、入力軸２０から脱落する異物を空気の吸入によって集塵する集塵装置６０が連結されている。集塵装置６０は、ブース４２のパージルーム４２ａに吸入管６１によって連結されている吸入ユニット６２と、この吸入ユニット６２の排出管６３に連結されている集塵タンク６４とから構成される。集塵装置６０の吸入ユニット６２と集塵タンク６４は移動自在のカート６５に搭載されている。
【００１７】
図３〜図５を参照すると、フレーム３０の検査位置Ｐ２には、直立している入力軸２０を所定の角度で分割させて回転させるための駆動装置が設置されている。駆動装置は、ワークテーブル３１の上面に設置されているインデキシングドライブ（Ｉｎｄｅｘｉｎｇ  Ｄｒｉｖｅ）７０と、取付板３４の下部にインデキシングドライブ７０と整列されるように設置され、インデキシングドライブ７０と協働して入力軸２０の回転を支持し得るように入力軸２０に対して昇降運動することが可能な心押台（Ｔａｉｌ  Ｓｔｏｃｋ）８０とを備える。
【００１８】
インデキシングドライブ７０は、入力軸２０を所定の角度で分割させて回転させることが可能な駆動力を提供するサーボモータ（Ｓｅｒｖｏｍｏｔｏｒ）７１と、このサーボモータ７１の駆動によって回転できるように装着されているエアチャック（Ａｉｒ  ｃｈｕｃｋ）７２と、エアチャック７２に着脱可能にチャッキングされており、入力軸２０の下端を支持するロアーセンタ（Ｌｏｗｅｒ  Ｃｅｎｔｅｒ）７３とから構成される。
【００１９】
図５に示すように、心押台８０は、取付板３４の下面に垂直に固定されているベースプレート８１と、このベースプレート８１の前面に取り付けられているシリンダロッド８２ａを有するエアシリンダ８２と、エアシリンダ８２のシリンダロッド８２ａに固定されているリフター８３と、エアシリンダ８２の作動によるリフター８３の運動を直線的に案内するリニアモーションガイド８４とから構成される。リニアモーションガイド８４は、ベースプレート８１の前面に平行に立設されている一対のガイドレール８４ａと、ガイドレール８４ａに沿って摺動できるようにリフター８３の下面に取り付けられている一対のスライド８４ｂとから構成される。リフター８３の下端にロータリーユニット８５が装着されている。ロータリーユニット８５は、リフター８３の下端に固定されているベアリングハウジング８５ａと、ベアリングハウジング８５ａにベアリング８５ｂを介して回転可能に取り付けられており、入力軸２０の上端を支持するアッパーセンタ（Ｕｐｐｅｒ  ｃｅｎｔｅｒ）８５ｃと、ベアリングハウジング８５ａを覆うキャップ８５ｄとから構成される。リフター８３の昇降動作は、センシングユニット８６によって感知されて制御される。センシングユニット８６はリフター８３の上昇位置を感知するアッパーリミットセンサ８６ａと、リフター８３の下降位置を感知するロアーリミットセンサ８６ｂとから構成される。
【００２０】
図３、図５、図８及び図９ｂを参照すると、本発明の入力軸検査機は、フレーム３０の検査位置Ｐ２に直立している入力軸２０の面取り部２４を撮影してイメージデータを出力する第１カメラ９０及び第２カメラ９１と、入力軸２０の面取り部２４を第１及び第２カメラ９０、９１によって撮影できるように面取り部２４を照明して面取り部２４のイメージを第１及び第２カメラ９０、９１に投影させる第１照明装置１００及び第２照明装置１０１とを備える。第１及び第２カメラ９０、９１は、入力軸２０の面取り部２４に対して法線を成すように配置されている。第１カメラ９０は一つのスロット２３の第１面取り部２４ａを撮影し、第２カメラ９１はもう一つの第２面取り部２４ｂを撮影することができるように配置されている。本実施例において、第１及び第２カメラ９０、９１は、６４０×４８０ピクセルのＣＣＤカメラ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｃａｍｅｒａ）から構成されている。第１及び第２カメラ９０、９１は、ムーブメントステージ（Ｍｏｖｅｍｅｎｔ  ｓｔａｇｅ）９２に搭載されており、ムーブメントステージ９２によって第１及び第２カメラ９０、９１の位置を微細調整することができる。ムーブメントステージ９２の構成及び作動は良く知られているものなので、その詳細な説明は省略する。第１及び第２照明装置１００、１０１は第１及び第２カメラ９０、９１の光軸（Ｏｐｔｉｃａｌ  ａｘｉｓ）と同軸に入力軸２０の面取り部２４を照明して面取り部２４のイメージを第１及び第２カメラ９０、９１に投影させる。
【００２１】
図９に示すように、第１及び第２照明装置１００、１０１は、光源として第１及び第２カメラ９０、９１の光軸に対して直角を成すように配置されている発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）１００ａ、１０１ａと、発光ダイオード１００ａ、１０１ａから発光する光を平行光線束に変換させるコリメータ（Ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）１００ｂ、１０１ｂと、コリメータ１００ｂ、１０１ｂから出射される平行光線束を第１及び第２カメラ９０、９１の対物レンズ９０ａ、９１ａを介して入力軸２０の面取り部２４に照射させ、第１及び第２カメラ９０、９１の対物レンズ９０ａ、９１ａから入射する面取り部２４のイメージを第１及び第２カメラ９０、９１のＣＣＤイメージセンサ９０ｂ、９１ｂに投影させるビームスプリッタ（Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）１００ｃ、１０１ｃとから構成されている。
【００２２】
図３及び図４を再び参照すると、本発明の入力軸検査機は、掃除装置４０、エアブロワー５０、集塵装置６０、インデキシングドライブ７０、心押台８０、第１及び第２カメラ９０、９１、第１及び第２照明装置１００、１０１の作動を制御するコントローラ１１０を備える。コントローラ１１０は、フレーム３０のオーバーヘッドフレーム３２に設置されており、コントローラ１１０の前面にはコントロールパネル１１１が設けられている。検査者は、コントロールパネル１１１の操作によって、入力軸検査機の制御に必要な機能を設定することができる。コントローラ１１０は、入力軸検査機の作動状態をオーバーヘッドフレーム３２の上面に取り付けられている警告灯１１２によって視覚的に表示する。
【００２３】
また、第１及び第２カメラ９０、９１から出力される入力軸２０のイメージデータはコンピュータ１２０に実時間で入力される。コンピュータ１２０は、マイクロプロセッサと、モニタ１２１やプリンタなどの出力装置と、キーボード等の入力装置を備えている。コンピュータ１２０は、第１及び第２カメラ９０、９１から入力される入力軸２０のイメージデータをプログラムによって処理してモニタ１２１にディスプレイし、入力軸２０を良品と不良品に選別する。コンピュータ１２０は、入力軸検査機の制御のためにコントローラ１１０及びロボットとインタフェースされており、コントローラ１１０とコンピュータ１２０は、フレーム３０のワークテーブル３１に設置されているケース１２２に収納されている。そして、フレーム３０のポスト３３には、検査位置Ｐ２の温度を一定に制御するエアコンディショナ１３０が設置されている。エアコンディショナ１３０の温度制御によって検査位置Ｐ２の温度変化を防止することができ、これにより検査位置Ｐ２の検査環境を一定に維持させて第１及び第２カメラ９０、９１によって獲得される入力軸２０のイメージデータに対する信頼性を増大させることができる。
【００２４】
次に、このような構成を有する本発明に係る動力操舵装置用入力軸検査機による入力軸の検査方法を図１１ａ及び図１１ｂに基づいて説明する。
【００２５】
図３及び図７を参照すると、入力軸検査機の準備状態で、掃除装置４０のキャリッジ４４はブース４２の外側にアンロードされており、心押台８０のリフター８３は上昇している。ロボットは、端面研磨装置からスロット２２と面取り部２４が加工されている入力軸２０のボア２１の下端がロータリーユニット４７のセンタ４７ｃに合わせられるように供給する。ロータリーユニット４７のセンタ４７ｃに入力軸２０が支持された後、エアシリンダ４５が作動してシリンダロッド４５ａを前進させる。これにより、キャリッジ４４はリニアモーションガイド４６の案内によって直線運動してブース４２の出入口４２ｂを介してパージルーム４２ａ、すなわち掃除位置Ｐ１にロードされる。エアシリンダ４５の停止によって入力軸２０のローディングは完了する（Ｓ２００）。
【００２６】
次に、エアブロワー５０のエアノズル５１から噴出される空気は、入力軸２０の表面を汚染させている異物を脱落させて除去する（Ｓ２０２）。この際、入力軸２０はエアブロワー５０のエアノズル５１から噴出される空気力によって回転モーメントを与えられる。また、ロータリーユニット４７のベアリング４７ｂは入力軸２０を支持しているセンタ４７ｃの回転を許容する。したがって、入力軸２０とセンタ４７ｃが共に回転するので、入力軸２０の表面全体を汚染させている異物を完璧に掃除することができる。その結果、入力軸２０の面取り部２４を第１及び第２カメラ９０、９１によって撮影してイメージデータを獲得するとき、異物によるイメージデータの誤りを防止することができる。空気供給装置の作動によってエアダクト５２に供給される空気は、エアノズル５３からブース４２の出入口４２ａに噴出されることにより、出入口４２ａにエアカーテンを形成する。このエアカーテンによって入力軸２０から脱落する異物は、ブース４２の出入口４２ａを通過することができる。したがって、検査位置Ｐ２に位置する第１及び第２カメラ９０、９１など入力軸検査機の汚染を防止することができる。
【００２７】
また、掃除装置４０のエアブロワー５０による入力軸２０の掃除と並行して集塵装置６０の吸入ユニット６２が作動する。吸入ユニット６２は、吸入管６１を介してブース４２のパージルーム４２ａから異物含有空気を吸入した後、排出管６３を介して集塵タンク６４へ送り出す。集塵タンク６４は、空気と異物を公知のフィルタによってフィルタリングして異物を集塵し、空気を外部に排出させる。入力軸２０の掃除が完了した後、エアシリンダ４５が動作してシリンダロッド４５ａを後退させると、キャリッジ４４はリニアモーションガイド４６の案内によって直線運動してブース４２の出入口４２ｂを介して初期位置にさらにアンロードされる。
【００２８】
図５を参照すると、ロボットは、ロータリーユニット４７のセンタ４７ｃに支持されている入力軸２０をピックアップした後、入力軸２０のボア２１の下端がインデキシングドライブ７０のロアーセンタ７３に合わせられるようにロードする（Ｓ２０４）。インデキシングドライブ７０のロアーセンタ７３に入力軸２０が支持された後、心押台８０のエアシリンダ８２が作動してシリンダロッド８２ａを前進させると、リフター８３はリニアモーションガイド８４の案内によって直線運動して下降する。リフター８３の下降によって、ロータリーユニット８５のアッパーセンタ８５ｃは入力軸２０のボア２１の上端に合わせられて入力軸２０を支持する。インデキシングドライブ７０のロアーセンタ７３と心押台８０のアッパーセンタ８５ｃによって、入力軸２０は検査位置Ｐ２に垂直に整列される（Ｓ２０６）。ワークテーブル３１の検査位置Ｐ２に入力軸２０のローディングを完了させたロボットは、端面研磨装置から後続の入力軸２０を掃除位置Ｐ１に供給して入力軸２０を掃除する。
【００２９】
第１及び第２照明装置１００、１０１は、第１及び第２カメラ９０、９１の光軸と同軸にワークテーブル３１の検査位置Ｐ２にロードされている入力軸２０を照明して入力軸２０の面取り部２４のイメージを第１及び第２カメラ９０、９１に投影させ、第１及び第２カメラ９０、９１は入力軸２０のイメージを撮影してイメージデータを出力する（Ｓ２０８）。この際、図９に示すように、第１及び第２照明装置１００、１０１の発光ダイオード１００ａ、１０１ａから発光する光はコリメータ１００ｂ、１０１ｂ、ビームスプリッタ１００ｃ、１０１ｃ、第１及び第２カメラ９０、９１の対物レンズ９０ａ、９１ａを介して入力軸２０に照射され、入力軸２０のイメージは第１及び第２カメラ９０、９１の対物レンズ９０ａ、９１ａ、ビームスプリッタ１００ｃ、１０１ｃを介してＣＣＤイメージセンサ９０ｂ、９１ｂに投影されて撮影される。第１カメラ９０は入力軸２０の一番目の一つのスロット２２の第１面取り部２４ａを法線方向から撮影してイメージデータを出力し、第２カメラ９１は入力軸２０の一番目のもう一つのスロット２２の第２面取り部２４ｂを法線方向から撮影してイメージデータを出力する。第１及び第２カメラ９０、９１から出力される入力軸２０の第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂのイメージデータは、コンピュータ１２０に実時間で入力される。
【００３０】
コンピュータ１２０は、第１及び第２カメラ９０、９１から入力されるイメージデータをプログラムによって処理し、第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂのイメージデータが獲得されたかを判断する（Ｓ２１０）。この際、第１及び第２カメラ９０、９１の撮影角度から入力軸２０の第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂが外れていると、面取り部２４ａ、２４ｂのイメージは第１及び第２カメラ９０、９１に投影されないので、コンピュータ１２０には第１及び第２面取りｂ２４ａ、２４ｂのイメージデータが入力されない。
コンピュータ１２０は、第１及び第２カメラ９０、９１から第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂのイメージデータが入力されていないものと判断されると、制御信号の出力によってサーボモータ７１を作動させて入力軸２０を所定の角度、たとえば３°だけ分割回転させる（Ｓ２１２）。前記段階Ｓ２０８に進んで、第１及び第２カメラ９０、９１の撮影によって第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂのイメージデータが入力されたかを再び判断する。前記段階Ｓ２０８〜段階Ｓ２１２の反復的な実行によって第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂのイメージデータが獲得される。
【００３１】
前記段階の実行によって第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂのイメージデータが獲得されると、コンピュータ１２０は、第１面取り部２４ａ又は第２面取り部２４ｂのいずれか一方、たとえば第１面取り部２４ａの階調画像（Ｇｒａｙ  ｌｅｖｅｌ  ｉｍａｇｅ）をしきい値（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）によって二値化して第１面取り部２４ａの二値画像（Ｂｉｎａｒｙ  ｉｍａｇｅ）から左側輪郭線と右側輪郭線を検出する（Ｓ２１４）。次の段階として、最小二乗誤差法（Ｌｅａｓｔ  ｓｑｕａｒｅ  ｅｒｒｏｒ  ｍｅｔｈｏｄ）によってノイズをフィルタリングして左右側輪郭線の直線式を求め、左側エッジライン２４ａ−１と右側エッジライン２４ａ−２を算出する（Ｓ２１６）。コンピュータ１２０は、第１面取り部２４ａの左右側エッジライン２４ａ−１、２４ａ−２をモニタ１２１にディスプレイした後、左側エッジライン２４ａ−１と右側エッジライン２４ａ−２間の中央ラインがイメージアレイ座標系（Ｉｍａｇｅ  ａｒｒａｙ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ｓｙｓｔｅｍ）１４０の基準ライン１４１に整合したかを判断する（Ｓ２１８）。図１０ａ及び図１０ｂには、左右側エッジライン２４ａ−１、２４ａ−２の中央ラインがイメージアレイ座標系１４０の基準ライン１４１の左側と右側に外れている状態が示されている。
【００３２】
コンピュータ１２０は、左右側エッジライン２４ａ−１、２４ａ−２の中央ラインがイメージアレイ座標系１４０の基準ライン１４１に整合していないものと判断されると、図１０ｃに示すように、左右側エッジライン２４ａ−１、２４ａ−２の中央ラインがイメージアレイ座標系１４０の基準ライン１４１に整合するように制御信号の出力によってサーボモータ７１を作動させて入力軸２０を所定の角度、たとえば１°だけ分割回転させる。前記段階Ｓ２１４〜段階Ｓ２２０の反復的な実行によって左右側エッジライン２４ａ−１、２４ａ−２の中央ラインをイメージアレイ座標系１４０の基準ライン１４１に整合させる。本実施例において、左右側エッジライン２４ａ−１、２４ａ−２の中央ラインがイメージアレイ座標系１４０の基準ライン１４１に対して所定の誤差範囲、たとえば２０μｍ程度の誤差範囲内にあれば整合したものと判断する。
【００３３】
一方、コンピュータ１２０は、一番目の左右側エッジライン２４ａ−１、２４ａ−２の中央ラインがイメージアレイ座標系１４０の基準ライン１４１に整合したものと判断されると、第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂの左側エッジライン２４ａ−１、２４ｂ−１と右側エッジライン２４ａ−２、２４ｂ−２間の距離を求め、一番目の第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂの幅値を算出して保存する（Ｓ２２２）。コンピュータ１２０は、一番目の第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂの幅値を算出した後、制御信号の出力によってサーボモータ７１を作動させて入力軸２０を所定の角度、たとえば４５°に分割回転させる。第１及び第２カメラ９０、９１によって分割回転された入力軸２０の二番目の第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂを撮影して後続の第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂのイメージデータを獲得する（Ｓ２２４）。コンピュータ１２０は、前述の説明と同様にプログラムによって第１及び第２カメラ９０、９１から入力される第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂの階調画像をしきい値によって二値化して第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂの二値画像から左側輪郭線と右側輪郭線を検出し、最小二乗誤差法によってノイズをフィルタリングして第１及び第面取り部２４ａ、２４ｂそれぞれに対する左右側輪郭線の直線式を求め、左側エッジライン２４ａ−１、２４ｂ−１と右側エッジライン２４ａ−２、２４ｂ−２を算出し、第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂの左側エッジライン２４ａ−１、２４ｂ−１と右側エッジライン２４ａ−２、２４ｂ−２間の距離を求め、二番目の第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂの幅値を算出して保存する（Ｓ２２６）。
【００３４】
次に、コンピュータ１２０は、第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂの幅値が所定の回数だけ算出されたかを判断する（Ｓ２２８）。本実施例において、第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂの幅値はそれぞれ８つが算出される。コンピュータ１２０は、第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂの幅値が８回だけ算出されていないものと判断されると、前記段階Ｓ２２４に進んで、残りの第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂに対する幅値を続けて算出する。したがって、前記段階の実行によって全ての第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂの幅値を算出することができる。
【００３５】
第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂの幅値を用いて、与えられた計算式によって、コンピュータ１２０はスロット２２の幅値をそれぞれ算出し（Ｓ２３０）、第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂそれぞれの幅値とスロット２２の幅値を合算した全体幅値をそれぞれ算出する（Ｓ２３２）。コンピュータ１２０は算出されたスロット２２の幅値、全体幅値及び第１及び第２面取り部２４ａ、２４ｂの幅値によって入力軸が良品か不良品かを選別する（Ｓ２３４）。スロット２２と面取り部２４の加工精度が所定の誤差範囲を満足するかを判断し、加工精度を満足する入力軸２０は良品と選別し、満足していない入力軸２０は不良品と選別する（Ｓ２３４）。以上は、算出されたスロット２２と面取り部２４の幅によって入力軸が良品か不良品かを検査する方法について説明しているが、入力軸が良品か不良品かについての検査は面取り部２４の加工精度のみをもっても行うことができる。
【００３６】
最後に、入力軸２０の選別が完了した後、心押台８０のエアシリンダ８２が作動してシリンダロッド８２ａを後退させると、リフター８３はリニアモーションガイド８４の案内によって直線運動して上昇する。ロボットは、検査位置Ｐ２からコンピュータ１２０によって良品に選別された入力軸２０は良品移送ラインにアンロードさせ（Ｓ２３６）、不良品に選別された入力軸２０は不良品移送ラインにアンロードさせる（Ｓ２３８）。ロボットは掃除位置Ｐ１から検査位置Ｐ２に後続の入力軸２０をロードさせて入力軸２０の検査過程を繰り返し行う。
【００３７】
以上説明した実施例は、本発明の好適な実施例を説明したものに過ぎず、本発明の権利範囲はこれらの実施例に限定されない。本発明の技術的思想と特許請求の範囲内で当業者によって様々な変更、変形又は置換が可能であり、そのような実施例も本発明の範囲に属するものと理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上述べたように、本発明に係る動力操舵装置用入力軸検査機及びその検査方法によれば、多数のスロットとこのスロットの左右端に形成されている第１及び第２面取り部とを有する入力軸の加工精度を第１及び第２カメラの撮影とコンピュータのプログラムによる処理によって正確に検査することができ、入力軸の供給、掃除及び選別など一連の検査過程を自動化させて入力軸の全数検査を迅速かつ正確に行うことができる。また、入力軸に対する検査結果のデータを実時間で処理し管理することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】一般的な動力操舵装置用入力軸の一例を示す断面図である。
【図２】Ｉ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図３】本発明に係る入力軸検査機の構成を示す正面図である。
【図４】本発明に係る入力軸検査機の構成を部分的に示す側面図である。
【図５】本発明に係るインデキシングドライブ、心押台、第１及び第２カメラ、第１及び第２照明装置の構成を示す正面図である。
【図６】本発明に係る掃除装置の構成を示す側断面図である。
【図７】本発明に係る掃除装置の構成を示す平断面図である。
【図８】本発明に係る第１及び第２カメラと第１及び第２照明装置の構成を示す平面図である。
【図９】本発明に係る第１及び第２照明装置の構成を概略的に示す図である。
【図１０ａ】本発明に係る第１及び第２面取り部の左右側エッジラインとイメージアレイ座標系を整合させる作動を説明するために示す図である。
【図１０ｂ】本発明に係る第１及び第２面取り部の左右側エッジラインとイメージアレイ座標系を整合させる作動を説明するために示す図である。
【図１０ｃ】本発明に係る第１及び第２面取り部の左右側エッジラインとイメージアレイ座標系を整合させる作動を説明するために示す図である。
【図１１ａ】本発明に係る入力軸検査方法を説明するために示す流れ図である。
【図１１ｂ】図１１ａ及び図１１ｂは本発明に係る入力軸検査方法を説明するために示す流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【国際調査報告】
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