(57)【要約】   【課題】  一群の塊で搬送系に投入された検査対象部材を搬送中に個々に分離し、個々の検査対象部材の複雑な形状の欠損の有無、曲げの良否、塗装やメッキ等の良否などを調べる。  【解決手段】  検査対象部材スタック１１０に多数貯留されている検査対象部材２００から投入装置１２０により一群を無作為に取り出し、ホッパ１３０を介して搬送ベルトコンベア群１４０に導かれる。前段の搬送ベルトコンベア１４１の搬送速度より次段の搬送ベルトコンベア１４１の搬送速度が速くなっているため、搬送ベルトコンベア１４１の受け渡しがなされるたびに検査対象部材２００同士の間隔が拡張してゆく。ピッキング装置１５０は、搬送ベルトコンベア１４１上の検査対象部材２００の載置姿勢を確認しつつピッキングして検査装置１６０に載置する。検査対象部材２００の撮像データを基に良品か不良品か判定され、仕分け装置１７０により良品と不良品の別に仕分けられる。【選択図】  図１
2018143916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象部材を検査する自動部材検査システムであって、
検査に供する検査対象部材を多数貯留している検査対象部材スタックから一群の前記検査対象部材を無作為に取り出し、ホッパに対して投入する投入装置と、
前記投入装置から前記検査対象部材を受け取って搬送系に導くホッパと、
前記搬送系を構成する搬送ベルトコンベア群であって、少なくとも複数の搬送ベルトコンベアが設けられ、前段の搬送ベルトコンベアの搬送速度より、次段の搬送ベルトコンベアの搬送速度が速くなっている搬送ベルトコンベア群と、
前記搬送ベルトコンベア上を搬送されている前記検査対象部材の載置姿勢を確認し、１つの検査対象部材をピッキングし、次段の検査装置の所定箇所に所定姿勢にて載置するピッキング装置と、
載置された前記検査対象部材の全部または一部の検査箇所を撮像し、前記撮像データを基に良品か不良品かの判定をする検査装置と、
前記検査装置における良品か不良品かの判定に基づいて前記検査対象部材を仕分ける仕分け装置を備えた自動部材検査システム。
【請求項２】
前記投入装置が、前記検査対象部材よりも目が細かいメッシュ素材または多孔質素材で覆われた先端部と、前記先端部に対して吸引力を与える吸引装置を備え、前記検査対象部材スタックに多数貯留されている前記検査対象部材の塊に対して前記先端部を押し付け、前記吸引力を与えて前記先端部に吸引された前記検査対象部材の一群を取り出し、前記ホッパに対して投入するものであることを特徴とする請求項１に記載の自動部材検査システム。
【請求項３】
前記ホッパが、前記搬送ベルトコンベア群に向けて傾きを持ったスロープと、前記スロープに対して振動を与える振動部を備えたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の自動部材検査システム。
【請求項４】
前記搬送ベルトコンベア群において、前段の前記搬送ベルトコンベアの高さよりも次段の前記搬送ベルトコンベアの高さが低く、前段の前記搬送ベルトコンベアの搬送方向に対して次段の前記搬送ベルトコンベアの搬送方向が異なり、屈曲した搬送が可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の自動部材検査システム。
【請求項５】
前段の前記搬送ベルトコンベアと次段の前記搬送ベルトコンベアのつなぎ目において、コンベアホッパを備え、前記コンベアホッパが前記前段の搬送ベルトコンベアの終端から落下する前記検査対象部材を受け取り、前記後段の搬送ベルトコンベアの始端付近に向けて導くよう傾きを持ったスロープと、前記スロープに対して振動を与える振動部を備えたものであることを特徴とする請求項４に記載の自動部材検査システム。
【請求項６】
前記搬送ベルトコンベア上で搬送される前記検査対象部材を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で得た画像における前記検査対象部材の載置姿勢を認識して前記ピッキング装置の動作を制御する制御部を備え、前記ピッキング装置が掴んだ前記検査対象部材を回転させる運動が可能なものであり、前記搬送ベルトコンベア上では任意の姿勢の前記検査対象部材を、次段の前記検査装置の前記所定箇所において前記所定姿勢にて載置することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の自動部材検査システム。
【請求項７】
前記検査装置において、前記検査対象部材が載置された箇所に設けられた開口または透明素材による検査窓と、下方から照射光を照射する照射装置と、前記照射装置の上方に配置され下方からの前記照射光を遮る前記検査対象部材の輪郭を捉えた輪郭撮像画像を撮像する輪郭撮像装置を備えたものである請求項１から６のいずれかに記載の自動部材検査システム。
【請求項８】
前記検査対象部材が塗装、メッキ、またはコーティングの被覆加工が施されたものであり、
前記ピッキング装置の姿勢制御で用いた前記撮像装置の撮像画像を用いて、前記検査対象部材の前記塗装、前記メッキ、または前記コーティングにおける抜け、欠け、または錆の有無を判別する被覆加工検査装置を備え、
前記仕分け装置が、前記検査装置における良品か不良品かの判定に加え、前記被覆加工検査装置における良品か不良品かの判定に基づいて前記検査対象部材を仕分けることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の自動部材検査システム。
【請求項９】
前記検査対象部材が釣り針であり、釣り針の良品不良品を選別するものである請求項１から８のいずれかに記載の自動部材検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的小さな部材について、部材の形状の欠け、部材の塗装、メッキ、コーティングの不具合や錆の有無などを自動検査し、合格部材と不合格部材を選別し、部材から不合格部材を除去することができる自動部材検査システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動部材検査システムに関する技術として様々なものが知られている。
特に、検査対象部材の形状の良否などを検査するシステムとして、特表２０１６−５３２５４３号公報に開示されたものが知られている。
図１８は、従来の特表２０１６−５３２５４３号公報に開示された自動部材検査システムの構成を示す図である。この従来の自動部材検査システムはペレット用のバルク材料仕分け装置に組み込まれたものである。図１８に示すように、ホッパとなる供給装置１０からペレット用のバルク材料が振動コンベヤ装置１２に投入され、第1振動コンベヤ１４、第２振動コンベヤ１６、第３振動コンベヤ１８と順々に送られてゆく。振動コンベヤ１４、１６、１８は傾斜路のように構成されている。
図１８の構成例では、第１振動コンベヤ１４、第２振動コンベア１６、第３振動コンベア１８が水平に対して異なる角度で配置されており、第１振動コンベヤ１４は水平に対してわずかな傾斜を有し、第３振動コンベヤ１８も水平に対してわずかな傾斜を有し、第２振動コンベヤ１６は水平に対して最も大きな傾斜を有するものとなっている。
【０００３】
第1振動コンベヤ１４上は比較的傾斜が緩いため、各々のペレットは、ゆっくりと搬送方向に流れてゆく。第２振動コンベヤ１６上に至ると、第２の振動コンベア１６は比較的大きな傾斜であるため、各々のペレットが加速されつつ流れて行き、重なり合ったペレットの塊が崩壊し、搬送方向においてバラバラになる。第３振動コンベア１８は比較的傾斜が緩いため再びゆっくりと搬送方向に流れてゆく。これら３段の振動コンベアを持つ振動コンベア装置１２は、搬送状態のペレットの重なり合いを解消し、Ｘ線検査に供するために有用とされている。
【０００４】
第３振動コンベア１８には、Ｘ線放射線を通過させるマイラー検査窓２４が設けられており、その上方にはＸ線放射線源２２が配置されている。Ｘ線放射線源２２がＸ線放射線を放射し、Ｘ線放射線はマイラー検査窓２４の上を搬送されるペレットを透過する。Ｘ線放射線を検出するＸ線センサ２６が、マイラー検査窓２４の下方に位置しており、Ｘ線センサ２６で得た撮像画像を基にＸ線検出装置により、ペレットの内部に汚染物質がないか検査する。測定結果は評価装置に送られ、評価装置は、検査されたペレットを不良品として仕分けしなければならないかどうかをこれに基づいて決定する。
【０００５】
【特許文献１】特表２０１６−５３２５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特表２０１６−５３２５４３号公報に記載の従来の自動部材検査システムによれば、ホッパに貯留されたバルクのペレットを次々と投入し、重なり合ったままであっても、振動コンベア１２の３段ある第１の振動コンベア１４、第２の振動コンベア１６、第３の振動コンベア１８を搬送されるうち、特に第２の振動コンベア１６を通過するうちに次第にバラバラになって積層状態がなくなり、第３の振動コンベア１８においてＸ線を用いた検査を可能とするものである。
【０００７】
しかし、これはペレットのように比較的表面の摩擦係数が小さく、滑りやすい部材または転がりやすい部材であるから搬送中のペレットの重なり合いを解消できるものである。もし、検査に供する部材の表面の摩擦係数が比較的大きなものや、軽いものや、形状が複雑で引っ掛かりがあるような部材（例えば、釣り針など）であれば、傾斜が多少大きな第２の振動コンベア１６を設けたとしても、塊で投入されている検査対象部材を、第２の振動コンベア１６の搬送中において個々の検査対象部材に一つずつ分離して姿勢を制御することはできない。
第２の振動コンベア１６は振動により検査対象部材を振り分ける効果があるといえども、やはり、振動のみでは表面の摩擦係数が比較的大きなものや、軽いものや、形状が複雑で引っ掛かりがあるような部材を個々に分離することは難しい。
【０００８】
また、特表２０１６−５３２５４３号公報に記載の従来の自動部材検査システムは、Ｘ線を用いて内部に不純物質が混錬されているか否かを検査すれば足りる装置である。しかし、検査対象部材の検査には複雑な形状の欠損の有無や曲げの良否、塗装、メッキ、コーティングの良否や錆の有無などを調べるものもあり、個々の検査対象部材の分離のみならず、個々の検査対象部材の姿勢の整えなどの要求を満たさねばならない場合があるが、特表２０１６−５３２５４３号公報に記載の従来の自動部材検査システムは、個々のペレットの姿勢は文字通りバラバラであり、とても個々の検査対象部材の姿勢を整えることができるものではない。
【０００９】
以上の問題点に鑑み、本発明は、部材の表面の摩擦係数が比較的大きなものや、軽いものや、形状が複雑で引っ掛かりがあるような部材であっても、塊で搬送系に投入された検査対象部材を搬送中に個々に分離し、さらに検査対象部材の姿勢を所定通りに整え直し、後段に設けた検査装置により、個々の検査対象部材の複雑な形状の欠損の有無や曲げの良否、塗装、メッキ、コーティングの良否や錆の有無などを調べることができる自動部材検査システム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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。なお、以下に記載の構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【００１１】
本発明の自動部材検査システムが検査対象とする検査対象部材は小さな工業製品などであり、例えば、釣り針、ネジ、歯車、ボルト、ナット、バネなど、比較的小さなものであれば多種多様な部材が対象となる。
本発明の自動部材検査システムの構成について述べる。
本発明の自動部材検査システムは、検査に供する多数の検査対象部材を多数貯留している検査対象部材スタックから一群の前記検査対象部材を無作為に取り出し、ホッパに対して投入する投入装置と、前記投入装置から前記検査対象部材を受け取って搬送系に導くホッパと、前記搬送系を構成する搬送ベルトコンベア群であって、少なくとも複数の搬送ベルトコンベアが設けられ、前段の搬送ベルトコンベアの搬送速度より、次段の搬送ベルトコンベアの搬送速度が速くなっている搬送ベルトコンベア群と、前記搬送ベルトコンベア上を搬送されている前記検査対象部材の載置姿勢を確認し、１つの検査対象部材をピッキングし、次段の検査装置の所定箇所に所定姿勢にて載置するピッキング装置と、載置された前記検査対象部材の全部または一部の検査箇所を撮像し、前記撮像データを基に良品か不良品かの判定をする検査装置と、前記検査装置における良品か不良品かの判定に基づいて前記検査対象部材を仕分ける仕分け装置を備えた自動部材検査システムである。
【００１２】
上記構成により、搬送系を構成する搬送ベルトコンベア群の各々の搬送ベルトコンベアを次々と乗り換えて搬送される間に、その受け渡しの前後において、前段の搬送ベルトコンベアの搬送速度より、次段の搬送ベルトコンベアの搬送速度が速くなっており、検査対象部材同士の間隔が開く。さらにこの搬送ベルトコンベアの受け渡しを２段、３段と経るごとにより一層開くこととなる。このように、検査対象部材を投入装置からホッパに塊で投入しても搬送系を搬送されるうちに自動的に検査対象部材同士の重なりがなくなり、検査に適したものとなる。
【００１３】
ここで、投入装置としては、検査対象部材スタックから一群の検査対象部材を無作為に取り出してホッパに投入できるものであれば特に限定されないが、投入装置の一例は、検査対象部材よりも目が細かいメッシュまたは多孔質素材で覆われた先端部と、先端部に対して吸引力を与える吸引装置を備えたものである。検査対象部材スタックに多数貯留されている検査対象部材の塊に対して投入装置の先端部を押し付けて吸引力を与え、先端部に吸引された検査対象部材の一群を取り出すことができる。その吸引力を印可した状態でホッパの上方に移動し、吸引力を除去して検査対象部材の一群をホッパに投入することで検査対象部材を移動することができる。
【００１４】
また、ホッパとしては、投入装置が投入した一群の検査対象部材を搬送ベルトコンベア群に導くことができるものであれば特に限定されないが、例えば、搬送ベルトコンベア群に向けて傾きを持ったスロープと、スロープに対して振動を与える振動部を備え、スロープを確実に滑り落ちて搬送ベルトコンベア群に向けて落ちるよう工夫することができる。
【００１５】
次に、搬送ベルトコンベア群を説明する。
搬送ベルトコンベア群は、前段の搬送ベルトコンベアの高さよりも次段の搬送ベルトコンベアの高さが低いものである。このように段差を設けることにより、重力を利用して前段の搬送ベルトコンベアから後段の搬送ベルトコンベアに受け渡すことができる。ここで、前段の搬送ベルトコンベアの搬送速度より、次段の搬送ベルトコンベアの搬送速度が速くなっているため、各々の搬送ベルトコンベアを次々と乗り換えて搬送される間に検査対象部材同士の間隔が開くものとなっている。
【００１６】
ここで、前段の搬送ベルトコンベアの搬送方向に対して次段の搬送ベルトコンベアの搬送方向が異なるものとすれば、屈曲した搬送が可能であることを特徴とするものである。例えば、前段の搬送ベルトコンベアの搬送方向に対して、後段の搬送ベルトコンベアの搬送方向が９０度ずれているものとすれば、検査対象部材の搬送方向を９０度屈曲させることができる。
なお、前段の搬送ベルトコンベアと次段の搬送ベルトコンベアのつなぎ目において、コンベアホッパを備えた構成であれば、コンベアホッパが前段の搬送ベルトコンベアの終端から落下する検査対象部材を受け取って後段の搬送ベルトコンベアの始端付近に向けて導くよう傾きを持ったスロープと、スロープに対して振動を与える振動部を備えたものであれば、より確実に搬送ベルトコンベア間の受け渡しができる。
【００１７】
次に、ピッキング装置について述べる。
ピッキング装置は、搬送ベルトコンベア上を搬送されている検査対象部材の載置姿勢を確認し、１つの検査対象部材をピッキングし、次段の検査装置の所定箇所に所定姿勢にて載置するものであれば良い。
ピッキング装置が検査対象部材の載置姿勢を確認するため、例えば、搬送ベルトコンベア上で搬送される検査対象部材を撮像する撮像装置と、撮像装置で得た画像における検査対象部材の載置姿勢を認識してピッキング装置の動作を制御する制御部を備えた構成とし、さらにピッキング装置が掴んだ検査対象部材を回転させる運動が可能なものとする。
上記構成により、搬送ベルトコンベア上では任意の姿勢である検査対象部材の姿勢を判別し、検査対象部材の所定箇所をピッキング装置で掴み、ピッキング装置に対して必要な回転を加えつつ運搬し、次段の検査装置の所定箇所において所定姿勢にて載置することができる。
【００１８】
次に、検査装置について述べる。
検査装置は、所定姿勢で載置された検査対象部材の全部または一部の検査箇所を撮像し、撮像データを基に良品か不良品かの判定をするものであれば良い。
検査項目としては、検査対象である検査対象部材の欠損や曲がりや歪み、さらには塗装、メッキ、コーティング等の被覆加工、錆の有無などを判別するものであれば良い。
微小部品である検査対象部材の欠損や曲がりや歪みは、精度が求められることが多いため、検査部位の輪郭をシャープに撮像する輪郭撮像装置で撮像した輪郭画像を用いることができる。  例えば、検査装置の構成として、検査対象部材が載置された箇所に開口または検査窓を設けておき、照射装置により下方から照射光を照射し、その上方に輪郭撮像画像を撮像する輪郭撮像装置を設けた構成とすれば、検査対象部材の輪郭が高いコントラスト比で捉えることができる。その輪郭画像と、仕様通りの参照画像とのパターンマッチングにより検査対象部材の欠損や曲がりや歪みなどの有無を判別することができる。
【００１９】
一方、塗装、メッキ、コーティング等の被覆加工、錆の有無などの検査は、カラー画像で微小部品の被覆全体を検査する必要があるため、輪郭撮像装置の輪郭画像ではなく、カラーの撮影画像が好ましい。検査装置においてあらためて撮影しても良いが、ここでは、前段のピッキング装置で検査対象部品の載置姿勢を確認するために撮像した撮像装置が既にあるため、その撮影画像を利用して塗装、メッキ、コーティング加工の不具合、錆の有無などを検査することができる。
【００２０】
次に、仕分け装置について述べる。
仕分け装置としては、検査装置が判別した検査対象部材の良品・不良品の判定に基づいて検査対象部材を仕分けるものであれば良い。
例えば、仕分け装置としては、投入装置と同じ方式で吸引力を与えて吸引して良品のみを回収するものや、空気塊を噴射する噴射装置により検査対象部材２００を弾き飛ばす方向を制御することにより、良品・不良品の別に振り分けるものなどが多様なものがある。
【００２１】
次に、本発明の自動部材検査システムの検査項目として、検査対象部材の外形の不良のみならず、塗装、メッキ、コーティングの良否や錆の有無を検査することもできる。
つまり、検査対象部材が塗装、メッキ、コーティングの被覆加工が施されたものである場合において、その塗装、メッキ、コーティングの良否を検査したり錆の有無を検査することもできる。
例えば、ピッキング装置の姿勢制御で用いた撮像装置の撮像画像を用いて、検査対象部材の塗装、メッキ、コーティングの良否や錆の有無を判別する被覆加工検査装置を備えた構成とし、仕分け装置が検査装置における良品か不良品かの判定に加え、この被覆加工検査装置における良品か不良品かの判定に基づいて検査対象部材を仕分ける構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の自動部材検査システムによれば、検査対象部材スタックに検査対象部材を多数貯留しておくだけで、搬送系を構成する搬送ベルトコンベア群の各々の搬送ベルトコンベアを次々と乗り換えて搬送される間に検査対象部材の間隔を離して個別に分離した上でピッキング装置を介して検査装置に順々に所定姿勢にて送り込むことができ、検査対象である検査対象部材の欠損や曲がりや歪みなどの有無を判別することができ、自動的に良否の別に選別することができる。
また、本発明の自動部材検査システムの検査項目として、検査対象部材の外形の不良のみならず、塗装、メッキ、コーティングの良否や錆の有無を検査することもでき、自動的に良否の別に選別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の自動部材検査システム１００の基本的な構造をきわめて簡単に示す図である。
【図２】吸引力を利用した投入装置１２０の仕組みを簡単に示す図である。
【図３】投入装置１２０をホッパ１３０の上方に移動し、吸引装置の吸引力を除去し、検査対象部材の一群をホッパに投入する様子を示した図である。
【図４】ホッパ１３０の一例を示す図である。
【図５】前段の搬送ベルトコンベアと次段の搬送ベルトコンベアのつなぎ目の様子を簡単に示す図である。
【図６】前段の搬送ベルトコンベア１４１−１と次段の搬送ベルトコンベア１４１−２のつなぎ目を境にした検査対象部材２００同士の間隔の拡張効果を簡単に示す図である。
【図７】先頭の検査対象部材２００ａがコンベアホッパ１４２に投入されて少し時間が経過した状態を示す図である。
【図８】先頭の検査対象部材２００ａが第２段目の搬送ベルトコンベア１４１−２上に到達し、２番目の検査対象部材２００ｂがコンベアホッパ１４２に投入された状態を示す図である。
【図９】検査対象部材２００ａが搬送ベルトコンベア１４１−２により搬速度Ｖ２で搬送されており、検査対象部材２００ｂはコンベアホッパ１４２に投入された状態を示す図である。
【図１０】すべての検査対象部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃとも第２段目の搬送ベルトコンベア１４１−２上に受け渡された状態を示す図である。
【図１１】ピッキング装置１５０の駆動仕組みを簡単に示す図である。
【図１２】ピッキング装置１５０の駆動仕組みを簡単に示す図である。
【図１３】ピッキング装置１５０が検査装置１６０の検査対象部材載置部１６１の検査窓１６２に対して釣り針２００を載置する様子を示す図である。
【図１４】検査装置１６０を取り出してその構成を簡単に示した図である。
【図１５】良否判定部１６５における良否判定処理について簡単に説明した図である。
【図１６】仕分け装置１７０の一例とその動作を示す図である（その１）。
【図１７】仕分け装置１７０の一例とその動作を示す図である（その２）。
【図１８】従来の特表２０１６−５３２５４３号公報に開示された自動部材検査システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の自動部材検査システムの実施例を説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施例に示したものに限定されるものではないことは言うまでもない。
【実施例１】
【００２５】
実施例１として、本発明の自動部材検査システム１００の構成例について説明する。
図１は、本発明の自動部材検査システム１００の基本的な構造をきわめて簡単に示す図である。
本発明の自動部材検査システム１００の構成例は、図１に示すように、検査対象部材スタック１１０、投入装置１２０、ホッパ１３０、搬送ベルトコンベア群１４０、ピッキング装置１５０、検査装置１６０、仕分け装置１７０を備えている。これらは基本構造の一例であり、それら構成要素の仕組みや働きが改良されて異なるものであっても、また、これら構成要素とは異なる他の構成要素が加わったものであっても良い。
なお、検査対象となる検査対象部材２００も併せて図示されている。この例では検査対象部材２００を釣り針として説明するが、釣り針以外の部材でも本発明を適用できることは言うまでもない。
【００２６】
本発明の自動部材検査システムが検査対象とする検査対象部材２００は小さな工業製品などであり、例えば、釣り針、ネジ、歯車、ボルト、ナット、微小バネなど、小さなものであれば多種多様な部材が対象となる。
【００２７】
検査対象部材スタック１１０は、検査に供する多数の検査対象部材２００を一括に貯留したものである。検査対象部材２００を貯留できるものであれば良く、ここでは単なる容器状のものとして示されている。
【００２８】
投入装置１２０は、検査対象部材スタック１１０に多数貯留されている検査対象部材２００の塊から一群を無作為に取り出し、ホッパに対して投入するものである。
ここで、投入装置１２０としては、検査対象部材スタック１１０から一群の検査対象部材２００を無作為に取り出してホッパ１３０に投入できるものであれば特に限定されないが、本実施例１の例では、投入装置１２０は吸引力を利用したものとなっている。
【００２９】
図２は、投入装置１２０の各部の構成と、吸引力を利用した投入装置１２０の仕組みを簡単に示す図である。
図２に示すように、投入装置１２０は、先端部１２１と筒状の筐体１２２と吸引装置（図示せず）およびアーム１２３を備えたものとなっている。
筒状の筐体１２２は内部が中空となっており、その先端に先端部１２１が設けられている。この例ではその先端部１２１は検査対象部材２００よりも目が細かいメッシュで覆われている。メッシュは例えば金属製のメッシュとなっている。メッシュであるので裏側から吸引力が印可されるとメッシュ越しに先端部１２１の表面に吸引力が発生する。筒状の筐体１２２の中空には吸引装置により負圧が与えられており、その負圧が筒状の筐体１２２の先端部１２１のメッシュ越しに吸引力が与えられる仕組みとなっている。この例では金属製のメッシュとしたが金属製や硬質プラスチックの多孔質体でも同じく吸引装置による負圧が与えることができる。
アーム１２３は、先端部１２１を検査対象部材スタック１１０の中の検査対象部材２００に押し付けたり、引き揚げてホッパ１３０に運搬したりするアーム機構である。
【００３０】
図２（ａ）は、投入装置１２０の筐体１２２を下方から見た様子の図である。図２（ａ）に示すように、先端部１２１が見えている。先端部１２１はメッシュ状のシートで覆われている。
図２（ｂ）は、投入装置１２０の筐体１２２の先端部１２１を下方に向け、検査対象部材スタック１１０に多数貯留されている検査対象部材に対して先端部１２１を押し付けた様子を示す図である。図２（ｂ）に示すように、先端部１２１が検査対象部材スタック１１０に多数貯留されている検査対象部材に押し付けられ、先端部１２１の金属メッシュを介して検査対象部材２００に吸引力が与えられる。
図２（ｃ）は、投入装置１２０の筐体１２２を引き上げた様子を示す図である。図２（ｃ）に示すように、筒状の筐体１２２を引き上げると吸引装置を介して先端部１２１のメッシュ越しに発生している吸引力により無作為に一群の検査対象部材が吸い上げられていることが分かる。
【００３１】
次に、図３に示すように、吸引装置の吸引力を維持した状態で投入装置１２０をホッパ１３０の上方に移動し、吸引装置の吸引力を除去し、検査対象部材の一群をホッパに投入する。吸引力がなくなれば一群の検査対象部材が重力により投入装置１２０から離脱して落下する。
【００３２】
ホッパ１３０は、投入装置１２０から検査対象部材２００を受け取って搬送系である搬送ベルトコンベア群１４０に導くものである。ホッパ１３０としては、投入装置１２０が投入した一群の検査対象部材２００を搬送ベルトコンベア群１４０まで導くことができるものであれば良い。
【００３３】
図４はホッパ１３０の一例を示す図である。図４に示すように、搬送ベルトコンベア群１４０に向けて傾きを持ったスロープ１３１を備え、スロープ１３１を確実に滑り落ちて搬送ベルトコンベア群１４０に向けて落ちるようになっている。スロープ１３１は滑りやすいように滑らかな金属製のプレートなどが好ましい。
スロープ１３１の傾斜角度は限定されないが、搬送ベルトコンベア群１４０に対して検査対象部材がスムーズに落下する程度の傾斜角度が好ましい。例えば、５度〜４５度ぐらいで調整する。
さらに、スロープ１３１に対して振動を与える振動部（図示せず）を設けることも好ましい。スロープ１３１が滑らかな金属製のプレートであり傾斜角度が比較的浅い場合、検査対象部材が留まったり滑り速度が想定以上に遅かったりする場合もあり得るが、振動部により振動を与えることにより、検査対象部材がスロープ１３１上を滑ってゆく。
【００３４】
搬送ベルトコンベア群１４０は、搬送系を構成する搬送ベルトコンベア群であって、少なくとも複数の搬送ベルトコンベア１４１が設けられている。この構成例では第１段目の搬送ベルトコンベア１４１−１、第２段目の搬送ベルトコンベア１４１−２、第３段目の搬送ベルトコンベア１４１−３の３段構成のものが示されている。
【００３５】
図１の構成例では、前段の搬送ベルトコンベアの搬送方向に対して次段の搬送ベルトコンベアの搬送方向が異なるものとなっており、屈曲した搬送となっている。図１の構成例では、第１段の搬送ベルトコンベア１４１−１の搬送方向が図中上から下の上下方向となっており、第２段の搬送ベルトコンベア１４１−２の搬送方向が右から左へ左右方向となっており、その受け渡しにおいて９０度ずれており、検査対象部材２００の搬送方向を９０度屈曲させるものとなっている。次に、第３段の搬送ベルトコンベア１４１−３の搬送方向が下から上の上下方向となっており、その受け渡しにおいて９０度ずれており、検査対象部材２００の搬送方向を９０度屈曲させるものとなっている。
【００３６】
図５は、前段の搬送ベルトコンベアと次段の搬送ベルトコンベアのつなぎ目の様子を簡単に示す図である。
搬送ベルトコンベア１４１間の検査対象部材２００の受け渡しのため、前段の搬送ベルトコンベア１４１の高さよりも次段の搬送ベルトコンベア１４１の高さが低いものとなっている。このように段差を設けることにより、重力を利用して前段の搬送ベルトコンベア１４１から後段の搬送ベルトコンベア１４１に受け渡すことができる。
【００３７】
さらに、図５に示す構成例では、コンベアホッパ１４２を備えた構成となっている。
コンベアホッパ１４２は、前段の搬送ベルトコンベアの終端から落下する検査対象部材を受け取って後段の搬送ベルトコンベアの始端付近に向けて導くものであり、この構成例では傾きを持ったスロープと、スロープに対して振動を与える振動部（図示せず）を備えたものとなっている。
前段の搬送ベルトコンベア１４１から後段の搬送ベルトコンベア１４１への受け渡しにおいてコンベアホッパ１４２を使用せず、前段の搬送ベルトコンベア１４１の末端部から落下した検査対象部材を直接に後段の搬送ベルトコンベア１４１の始端付近に落とす構成も可能であるが、落下の高さが検査対象部材２００の大きさに比べて大きく、しかも両者とも速度を持ってベルトが走行しており、検査対象部材２００が落下時にベルト表面で跳ねたり逸れたりしてうまく受け渡しができないエラーが発生するおそれがある。検査対象部材２００が搬送ベルトコンベア１４１の隙間などに落ちると取り出すのが手間であり、搬送系の駆動にも影響を与える場合もあり得る。
図５に示すようにコンベアホッパ１４２を用いることにより、スロープが後段の搬送ベルトコンベア１４１に斜めに設けられており、最後に落下する高さが小さく、検査対象部材２００を次段の搬送ベルトコンベア１４１に導くことができ、確実に受け渡しができる。
【００３８】
次に、前段の搬送ベルトコンベア１４１と次段の搬送ベルトコンベア１４１の速度差について説明する。
図６〜図１０は、前段の搬送ベルトコンベア１４１と次段の搬送ベルトコンベア１４１の速度差について説明する図である。
図６〜図１０は、時系列に並んでいる。
【００３９】
図６は、前段の搬送ベルトコンベア１４１−１と次段の搬送ベルトコンベア１４１−２のつなぎ目を境にした検査対象部材２００同士の間隔の拡張効果を簡単に示す図である。
図６は、説明が分かりやすいように、検査対象部材２００ａと２００ｂと２００ｃの３つの検査対象部材２００の搬送のみを示している。この構成例では、単純化するため、検査対象部材２００ａと２００ｂと２００ｃの３つの検査対象部材２００がそれぞれ間隔Ｄ１を持って搬送されているものとする。また、第１段目の搬送ベルトコンベア１４１−１の搬送速度はＶ１であり、第２段目の搬送ベルトコンベア１４１−２の搬送速度はＶ２であり、Ｖ２＝２Ｖ１であり、Ｖ１の２倍の速度であるとする。
図６の時点では検査対象部材２００ａと２００ｂと２００ｃの３つの検査対象部材２００とも第１段目の搬送ベルトコンベア１４１−１上に位置して搬送されている。検査対象部材２００ａと２００ｂと２００ｃともにＶ１の速度で上から下へ搬送されている。
【００４０】
次に、図７は、先頭の検査対象部材２００ａがコンベアホッパ１４２に投入されて少し時間が経過した状態を示している。検査対象部材２００ａがコンベアホッパ１４２のスロープを滑っている様子が分かる。なお、この図５の状態では、後続の検査対象部材２００ｂと検査対象部材２００ｃが第１段目の搬送ベルトコンベア１４１−１上に位置してＶ１の速度にて引き続き搬送されている。
【００４１】
次に、図８は、先頭の検査対象部材２００ａがコンベアホッパ１４２を通過して第２段目の搬送ベルトコンベア１４１−２上に到達した瞬間であり、２番目の検査対象部材２００ｂがコンベアホッパ１４２に投入されて少し時間が経過した状態を示している。この状態では、スロープを滑る速度は第１段目の搬送ベルトコンベア１４１−１の搬送速度Ｖ１とは異なるため離間距離は変わるが、実はまだ先頭の検査対象部材２００ａと後続の検査対象部材２００ｂ間の間隔の拡張効果はまだ生じていないと言える。
【００４２】
次に、図９は、先頭の検査対象部材２００ａが第２段目の搬送ベルトコンベア１４１−２により搬速度Ｖ２で搬送されており、後続の検査対象部材２００ｂは第１段目の搬送ベルトコンベア１４１−１を抜け出てコンベアホッパ１４２に投入されて少し時間が経過した状態を示している。先頭の検査対象部材２００ａは第２段目の搬送ベルトコンベア１４１−２上を速い速度Ｖ２で右から左へ走行しており、後続の検査対象部材２００ｂから次第に離れて行き、その間隔が拡がっている。ここでは、第１段目の搬送ベルトコンベア１４１−１の搬送速度Ｖ１に比べて第２段目の搬送ベルトコンベア１４１−２の搬送速度Ｖ２は２倍であるので、先頭の検査対象部材２００ａが第２段目の搬送ベルトコンベア１４１−２で搬送され始めてから、２番目の検査対象部材２００ｂが間隔Ｄ１を追いかけて第２段目の搬送ベルトコンベア１４１−２に到達した時点で、両者の新たな間隔Ｄ２は間隔Ｄ１の倍になっている。
なお、３番目の検査対象部材２００ｃはまだ第１段目の搬送ベルトコンベア１４１−１を走行しておりその搬送速度はＶ１である。
【００４３】
次に、図１０は、すべての検査対象部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃとも第２段目の搬送ベルトコンベア１４１−２上に受け渡された状態を示している。
図１０に示すように、検査対象部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃの間隔は拡がっており拡張効果が得られていることが分かる。ここではそれぞれの検査対象部材の間隔はＤ２となっている。間隔Ｄ１に比べて間隔Ｄ２は２倍大きく検査対象部材同士の間隔の拡張効果が得られている。
このように、前段の搬送ベルトコンベアの搬送速度より、次段の搬送ベルトコンベアの搬送速度が速くなっているため、各々の搬送ベルトコンベアを次々と乗り換えて搬送される間に検査対象部材同士の間隔が開くものとなっている。
【００４４】
ピッキング装置１５０は、搬送ベルトコンベア１４１上を搬送されている検査対象部材２００の載置姿勢を確認し、搬送ベルトコンベア１４１上で任意の姿勢の検査対象部材２００の１つをピッキングし、検査装置１６０の所定箇所に所定姿勢にて載置するものである。
ピッキング装置１５０は、撮像装置１５１とピッキング制御部１５２と３次元駆動機構（図示せず）とロボットアーム１５３を備えている。
【００４５】
撮像装置１５１は、搬送ベルトコンベア１４１上で搬送される検査対象部材２００を撮影して搬送ベルトコンベア１４１上の載置状態を示す画像を得る。この例では、第３段の搬送ベルトコンベア１４１−３の途上に設けられている。
撮像装置１５１は直下を通過する検査対象部材２００の画像を撮影する。
図１１（ａ）は、撮像装置１５１で得た検査対象部材２００の画像である。ここで、検査対象部材２００は釣り針の例となっている。釣り針の構造は多種多様であり、各部の呼称も様々あるが、この例では、針先部、返し部、曲がり部、軸部、ちもと部、たたき部を備えたものとなっている。
【００４６】
制御部１５２は、撮像装置１５１で得た画像における検査対象部材２００の載置姿勢を認識してピッキング装置１５０のアーム動作を制御する。
図１１（ｂ）は、ピッキング制御部１５２が保持している参照画像データである。制御部１５２は、この図１１（ａ）の画像データを得て、検査対象部材２００の載置姿勢を認識し、挟持すべき所定箇所の位置と姿勢を認識して、ピッキング装置１５０のロボットアームを制御する。この例では、たたき部をピッキング装置１５０により挟持するものとする。
【００４７】
ロボットアーム１５３は検査対象部材２００の所定箇所を挟持できるものであれば良い。ここでは、左右対になったツメがあり、そのツメの開閉により検査対象部材２００を挟持したり解放したりすることができる仕組みとなっている。
３次元駆動機構（図示せず）は４軸の駆動機構が組み込まれており、ピッキング装置１５０を微小部品に対して追従させるように３次元的な位置決めができ、かつ、ロボットアームの先端の回転角も制御できるものとなっている。
【００４８】
図１２は、ピッキング装置１５０の駆動仕組みを簡単に示す図である。
図１２（ａ）に示すように、ピッキング装置１５０は、垂直面内での上下昇降運動と、水平面内での回転運動を自在に行えるものとなっている。
図１２（ｂ）〜図１２（ｃ）は、ピッキング装置１５０によるターゲットの検査対象部材２００へのアプローチと挟持の様子を簡単に示す図である。図中、ピッキング装置１５０のロボットアームは先端部の外形が横断面で示されており先端に設けられているツメも横断面で示されている。
図１２（ｂ）に示すように、制御部１５２は、撮像装置１５１で撮像した画像データから判断して、ロボットアーム１５３を水平移動して検査対象部材２００の上方に位置するように移動制御し、さらに、図１２（ｃ）に示すように、ロボットアーム１５３の先端がたたき部を挟持する角度となるように水平面内で回転させる。それらの位置決めができれば、ロボットアーム１５３を下降させて先端のツメで釣り針２００の軸部２０６を挟持する。
【００４９】
ピッキング装置１５０が釣り針２００の軸部２０６を挟持した後、制御部１５２はピッキング装置１５０を上昇させて搬送ベルトコンベア１４１から釣り針を取り出す。
なお、ピッキング装置１５０は制御部１５２の制御のもと、挟持した釣り針２００を検査装置１６０の所定箇所に運搬する。
【００５０】
図１３は、ピッキング装置１５０が検査装置１６０の検査対象部材載置部１６１の検査窓１６２に対して釣り針２００を載置する様子を示す図である。図中、ピッキング装置１５０のロボットアームは先端部の外形が横断面で示されており先端に設けられているツメも横断面で示されている。また、検査装置１６０の１つの検査窓１６２が大きく図示されている。
【００５１】
まず、図１３（ａ）に示すように、ピッキング装置１５０のロボットアーム１５３は、検査装置１６０の検査対象部材載置部１６１の近くにアプローチする。
次に、図１３（ｂ）に示すように、ロボットアーム１５３を回転させ、検査窓１６２に載置するための姿勢の調整をする。
次に、図１３（ｃ）に示すように、ロボットアーム１５３を検査窓１６２の上方に移動し、ロボットアーム１５３のツメを開き、検査対象部材２００の検査部位が所定姿勢となるように載置する。
検査対象部材２００の検査部位を所定姿勢にて検査窓１６２に載置すると、ロボットアーム１５３を離隔する。
なお、図１３に示した手順は一例であり、図１３（ａ）のアプローチとして図１３（ｃ）のように検査窓１６２の上に直接アプローチしても良い。また、先に図１３（ｂ）の回転制御を先に行っても良い。
【００５２】
次に、検査装置１６０における検査処理について述べる。
検査装置１６０は、載置された検査対象部材２００の全部または一部の検査箇所を撮像し、撮像データを基に良品か不良品かの判定をする装置である。この例では、釣り針２００の針先部２０１と返し部２０２の形状の良否を判定するものとする。
【００５３】
図１４は、検査装置１６０を取り出してその構成を簡単に示した図である。
図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）は横から見た図となっている。
この構成例では、検査装置１６０は、検査対象部材載置部１６１、検査窓１６２と、照射装置１６３、輪郭撮像装置１６４、良否判定部１６５を備えた構成となっている。
検査対象部材載置部１６１は、検査窓１６２を支持するフレームであり、検査窓１６２以外の部分は遮光性のある不透明素材である。後述するように照射装置１６３から照射された照射光のうち検査窓１６２を通過したもののみが輪郭撮像装置１６４に受光され、検査窓１６２以外の部分に照射した光は遮光しておくためである。
検査対象部材載置部１６１の形状は限定されないが、例えばこの構成例では円板状の形状を持ち、外縁近くに複数の検査窓１６２が配列された例となっている。円板状の形状であれば、回転させることにより検査窓１６２の位置が順々に移動でき、無限ループを形成することができるからである。
【００５４】
検査対象部材載置部１６１の駆動について述べる。
検査対象部材載置部１６１には複数の検査窓１６２が配置されており、ピッキング装置１５０が運搬してきた検査対象部材２００を受け入れる順番の検査窓１６２が所定位置に待ち構える必要があるが、そのために検査対象部材載置部１６１が移動するものとなっている。この例では検査対象部材載置部１６１が円板状であるため、回転軸を中心に間歇的に回転するものとなっている。検査窓１６２が１２個であれば３０度ずつ間歇的に回転すれば良く、検査窓１６２が１８個であれば２０度ずつ間歇的に回転すれば良い。ここでは、検査窓１６２が１８個であれば２０度ずつ間歇的に回転するものとする。
【００５５】
検査窓１６２は、検査対象部材載置部１６１に設けられた開口状の孔または透明素材で覆われた窓である。照射装置１６３からの照射光を透過するものである。上記したように、検査対象部材載置部１６１に複数設けられている。
【００５６】
照射装置１６３は、下方から照射光を照射する照射源である。なお、ずっと点灯した状態でも良いが、輪郭撮像装置１６４により撮像する瞬間に照射する間歇照射（点滅照射）でも良い。ここでは、輪郭撮像装置１６４により撮像する瞬間に照射する間歇照射とする。
【００５７】
輪郭撮像装置１６４は、照射装置１６３の上方に配置された撮像装置であり、検査窓１６２が通過する際に照射装置１６３から照射光が照射され、検査対象部材２００により遮られた影の輪郭を捉え、輪郭撮像画像として撮像する。撮像された輪郭撮像画像には検査対象部材２００により遮られた影の輪郭が捉えられている。この画像が良否判定部１６５に送られる。
【００５８】
図１５は良否判定部１６５における良否判定処理について簡単に説明した図である。
良否判定部１６５は、良品の輪郭画像パターンを参照画像データとして記憶している。
良否判定部１６５は、輪郭撮像装置１６４により撮影された輪郭画像データと、記憶している参照輪郭画像データのパターンマッチングを行い、パターンマッチングが成立すれば検査にかかる検査対象部材２００が良品であると判定し、パターンマッチングが不成立であれば検査にかかる検査対象部材２００が不良品であると判定する。なお、この輪郭画像データと、仕様に基づく参照画像データとのパターンマッチングにおける一致度合いは調整することができる。
【００５９】
仕分け装置１７０は、検査装置１６０における良品か不良品かの判定に基づいて検査対象部材２００を仕分けるものである。
仕分け装置１７０は、良品の検査対象部材２００と不良品の検査対象部材２００を仕分け、検査対象部材２００を流れから良品と不良品それぞれを別々に分ける。仕分けは様々な方式が可能であり、仕分け装置１７０としては、投入装置１２０と同じ方式で吸引力を与えて吸引して良品のみを後工程に移行させ、不良品は不良品スタックに回収するものや、空気塊を噴射する噴射装置により検査対象部材２００を弾き飛ばす方向を制御することにより、良品・不良品の別に振り分けるものなどが多様なものがある。
【００６０】
図１６および図１７は、仕分け装置１７０の一例を示したものである。投入装置１２０と同じ方式で吸引力を与えて吸引して良品のみを回収するタイプのものである。
図１６は、良品との判定データが届いているケースにおいて、仕分け装置１７０は処理対象となる検査対象部材２００にアクセスし、仕分け装置１７０が処理対象となる検査対象部材２００を良品の収納スタック１７１に投入する様子を示している。
図１７は、不良品との判定データが届いているケースにおいて、仕分け装置１７０は処理対象となる検査対象部材２００にアクセスし、仕分け装置１７０が処理対象となる検査対象部材２００を不良品の収納スタック１７２に投入する様子を示している。
【００６１】
なお、本発明の自動部材検査システムの検査項目として、検査対象部材の外形の不良のみならず、塗装、メッキ、コーティングの不良を検査することもできる。
塗装、メッキ、コーティングを撮像した画像データがあれば、その画像データ中の塗装やコーティングのカバー箇所を確認することにより、塗装抜け、メッキ抜け、コーティングの不良をチェックすることができる。また、錆の有無についても検査することができる。
上記した処理の流れでは、ピッキング装置１５０の撮像装置１５１で得た検査対象部材２００の画像データがカラー画像であれば塗装の良否のチェックに利用することができる。ピッキング装置１５０の撮像装置１５１から検査装置１６０に対して検査対象部材２００のカラー画像データを送る。なお、ピッキング装置１５０自体も微小検査部品を持ち上げて運搬する能力があるので、不良品を仕分け装置１７０まで送らずに、搬送ベルトコンベアからピッキング装置１５０により取り出して回収スタック１５４に回収するという運用も可能である。
塗装、メッキ、コーティングに問題なく、外表面に欠けや錆などなく、均一に被覆加工が施されていれば、良品として判定される。
もし、塗装、メッキ、コーティングに問題があり、外表面の一部に塗装欠けがあったり錆があったりすれば不良品として判定され、ピッキング装置１５０により回収スタック１５４に回収するか、または、仕分け装置１７０により不良品として回収スタック１７２に投入される。
【００６２】
以上、説明した一連の処理により、本発明の自動部材検査システム１００は、検査対象部材２００の良品不良品の自動検査処理を行うことができる。
【００６３】
以上、本発明の自動部材検査システムの好ましい実施例を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の自動部材検査システム１００は、検査対象部材の検査装置として広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１００  自動部材検査システム
１１０  検査対象部材スタック
１２０  投入装置
１２１  先端部
１２２  筐体
１３０  ホッパ
１３１  スロープ
１４０  搬送ベルトコンベア群
１４１  搬送ベルトコンベア
１４２  コンベアホッパ
１５０  ピッキング装置
１５１  撮像装置
１５２  制御部
１５３  ロボットアーム
１５４  回収スタック
１６０  検査装置
１６１  検査対象部材載置部
１６２  検査窓
１６３  照射装置
１６４  輪郭撮像装置
１７０  仕分け装置
１７１  収納スタック
１７２  回収スタック
２００  検査対象部材
【図１】
2018143916.tif 000003
【図２】
2018143916.tif 000004
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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