(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を反転させて、前記反転の前および後における対象物の側面を含む外観を検査する外観検査装置に用いられる保持機構であって、
対象物を下側から支持する支持部と、
対象物の側面に接触して、対象物を挟む一対の把持部と、
前記一対の把持部の間隔を変更する移動機構と、
を有し、
前記把持部の少なくとも一方は、他方の把持部側に向けて開いた一対の把持面を有し、
前記把持部は、前記支持部よりも上側に位置し、
前記支持部の上面から前記把持部の上端までの高さは、対象物の前記支持部よりも上側に位置する側面の高さの１／２倍よりも小さい保持機構。
【請求項２】
対象物の外観を検査する外観検査装置に用いられる保持機構であって、
対象物を下側から支持する支持部と、
対象物の側面に接触して、対象物を挟む一対の把持部と、
前記一対の把持部の間隔を変更する移動機構と、
を有し、
前記把持部の少なくとも一方は、他方の把持部側に向けて開いた一対の把持面を有し、
前記把持部は、前記支持部の上面よりも下側に位置する保持機構。
【請求項３】
対象物の外観を検査する外観検査装置に用いられる保持機構であって、
対象物を下側から支持する支持部と、
対象物の側面に接触して、対象物を挟む一対の把持部と、
前記一対の把持部の間隔を変更する移動機構と、
を有し、
前記把持部の少なくとも一方は、他方の把持部側に向けて開いた一対の把持面を有し、
対象物の鉛直軸周りの回転を防止する回転防止部材
をさらに有する保持機構。
【請求項４】
請求項３に記載の保持機構であって、
前記回転防止部材は、対象物が有する凹部に挿入される保持機構。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の保持機構であって、
前記一対の把持部が、いずれも、前記一対の把持面を有する保持機構。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の保持機構であって、
一対の保持部材を有し、
前記一対の保持部材は、それぞれ、前記支持部および前記把持部を含み、
前記移動機構は、前記一対の保持部材の一方または両方を移動させる保持機構。
【請求項７】
請求項６に記載の保持機構であって、
前記支持部は、
対象物の下面に接触する水平な支持面と、
前記支持面の内側の端部から斜め下方へ拡がるテーパ面と、
を有する保持機構。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の保持機構と、
前記保持機構に保持された対象物を検査する検査部と、
を有する外観検査装置。
【請求項９】
請求項８に記載の外観検査装置であって、
前記検査部は、
前記保持機構に保持された対象物を含む水平面よりも上側の空間において、対象物を取り囲む複数の光照射部および複数のカメラ
を有する外観検査装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の外観検査装置であって、
複数の対象物の撮影画像を比較することによって、対象物の欠陥の有無を判断する外観検査装置。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載の外観検査装置であって、
検査位置へ対象物を搬入する搬入機構と、
前記検査位置から対象物を搬出する搬出機構と、
をさらに有し、
前記保持機構は、前記搬入機構および前記搬出機構における対象物の保持部とは別に設けられる外観検査装置。
【請求項１２】
対象物を反転させて、前記反転の前および後における対象物の側面を含む外観を検査する外観検査装置における対象物の保持方法であって、
ａ）支持部により前記対象物を下側から支持する工程と、
ｂ）前記対象物の前記下側からの支持を継続しつつ、前記対象物の側面に一対の把持部を接触させて、前記対象物を挟む工程と、
を有し、
前記把持部の少なくとも一方は、他方の把持部側に向けて開いた一対の把持面を有し、
前記工程ｂ）では、前記対象物の側面に、前記一対の把持面を接触させ、
前記把持部は、前記支持部よりも上側に位置し、
前記支持部の上面から前記把持部の上端までの高さは、対象物の前記支持部よりも上側に位置する側面の高さの１／２倍よりも小さい保持方法。
【請求項１３】
対象物の外観を検査する外観検査装置における対象物の保持方法であって、
ａ）支持部により前記対象物を下側から支持する工程と、
ｂ）前記対象物の前記下側からの支持を継続しつつ、前記対象物の側面に一対の把持部を接触させて、前記対象物を挟む工程と、
を有し、
前記把持部の少なくとも一方は、他方の把持部側に向けて開いた一対の把持面を有し、
前記工程ｂ）では、前記対象物の側面に、前記一対の把持面を接触させ、
前記把持部は、前記支持部の上面よりも下側に位置する保持方法。
【請求項１４】
対象物の外観を検査する外観検査装置における対象物の保持方法であって、
ａ）前記対象物を下側から支持する工程と、
ｂ）前記対象物の前記下側からの支持を継続しつつ、前記対象物の側面に一対の把持部を接触させて、前記対象物を挟む工程と、
を有し、
前記把持部の少なくとも一方は、他方の把持部側に向けて開いた一対の把持面を有し、
前記工程ｂ）では、前記対象物の側面に、前記一対の把持面を接触させ、
対象物の鉛直軸周りの回転を防止する工程をさらに有する保持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の外観を検査する外観検査装置において、対象物を保持する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の駆動部に用いられるコネクティングロッドやハブなどの金属部品は、鍛造または鋳造により製造される。金属部品の製造後には、得られた金属部品に傷等の欠陥が無いかどうかを調べる、いわゆる外観検査が行われる。このような金属部品の外観検査は、従来、作業者の目視により行われていた。しかしながら、作業者の目視に依存すると、複数の作業者間で、検査にかかる時間や検査結果にばらつきが生じる。また、同一の作業者であっても、体調不良や集中力の低下により、検査に時間がかかったり、欠陥の見落としが発生したりする虞がある。このため、金属部品の外観検査を、自動かつ高速に行うことができる装置の開発が求められている。
【０００３】
金属部品の外観検査を行う装置は、例えば、特許文献１において提案されている。特許文献１の外観検査装置は、複数の光照射部を有する照明部と、金属部品を撮影するカメラと、を備えている（段落００１６〜００１７，図１，図２等参照）。当該装置は、照明部およびカメラを制御することによって、照明部からの光の照射方向が異なる複数の検査画像を取得する。そして、取得した検査画像に基づいて、金属部品の外観を検査する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−６８６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の外観検査装置では、検査対象物である金属部品を、支持部の上面に載置している（段落００１６，図１，図２参照）。しかしながら、金属部品を単に水平面上に載置しただけでは、順次に検査される金属部品の検査時の位置が、相互にずれる可能性がある。外観検査装置における欠陥の検出精度をより高めるためには、検査画像中の金属部品の位置が、常に同じ位置となるように、金属部品を保持することが求められる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、外観検査装置において、対象物を精度よく一定の位置に保持できる技術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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、対象物を反転させて、前記反転の前および後における対象物の側面を含む外観を検査する外観検査装置に用いられる保持機構であって、対象物を下側から支持する支持部と、対象物の側面に接触して、対象物を挟む一対の把持部と、前記一対の把持部の間隔を変更する移動機構と、を有し、前記把持部の少なくとも一方は、他方の把持部側に向けて開いた一対の把持面を有し、前記把持部は、前記支持部よりも上側に位置し、前記支持部の上面から前記把持部の上端までの高さは、対象物の前記支持部よりも上側に位置する側面の高さの１／２倍よりも小さい。
本願の第２発明は、対象物の外観を検査する外観検査装置に用いられる保持機構であって、対象物を下側から支持する支持部と、対象物の側面に接触して、対象物を挟む一対の把持部と、前記一対の把持部の間隔を変更する移動機構と、を有し、前記把持部の少なくとも一方は、他方の把持部側に向けて開いた一対の把持面を有し、前記把持部は、前記支持部の上面よりも下側に位置する。
本願の第３発明は、対象物の外観を検査する外観検査装置に用いられる保持機構であって、対象物を下側から支持する支持部と、対象物の側面に接触して、対象物を挟む一対の把持部と、前記一対の把持部の間隔を変更する移動機構と、を有し、前記把持部の少なくとも一方は、他方の把持部側に向けて開いた一対の把持面を有し、対象物の鉛直軸周りの回転を防止する回転防止部材をさらに有する。
本願の第４発明は、第３発明の保持機構であって、前記回転防止部材は、対象物が有する凹部に挿入される。
【０００８】
本願の第５発明は、第１発明から第４発明までのいずれか１発明の保持機構であって、前記一対の把持部が、いずれも、前記一対の把持面を有する。
【０００９】
本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれか１発明の保持機構であって、一対の保持部材を有し、前記一対の保持部材は、それぞれ、前記支持部および前記把持部を含み、前記移動機構は、前記一対の保持部材の一方または両方を移動させる。
【００１０】
本願の第７発明は、第６発明の保持機構であって、前記支持部は、対象物の下面に接触する水平な支持面と、前記支持面の内側の端部から斜め下方へ拡がるテーパ面と、を有する。
【００１５】
本願の第８発明は、外観検査装置であって、第１発明から第７発明までのいずれか１発明の保持機構と、前記保持機構に保持された対象物を検査する検査部と、を有する。
【００１６】
本願の第９発明は、第８発明の外観検査装置であって、前記検査部は、前記保持機構に保持された対象物を含む水平面よりも上側の空間において、対象物を取り囲む複数の光照射部および複数のカメラを有する。
【００１７】
本願の第１０発明は、第８発明または第９発明の外観検査装置であって、複数の対象物の撮影画像を比較することによって、対象物の欠陥の有無を判断する。
【００１８】
本願の第１１発明は、第８発明から第１０発明までのいずれか１発明の外観検査装置であって、検査位置へ対象物を搬入する搬入機構と、前記検査位置から対象物を搬出する搬出機構と、をさらに有し、前記保持機構は、前記搬入機構および前記搬出機構における対象物の保持部とは別に設けられる。
【００１９】
本願の第１２発明は、対象物を反転させて、前記反転の前および後における対象物の側面を含む外観を検査する外観検査装置における対象物の保持方法であって、ａ）支持部により前記対象物を下側から支持する工程と、ｂ）前記対象物の前記下側からの支持を継続しつつ、前記対象物の側面に一対の把持部を接触させて、前記対象物を挟む工程と、を有し、前記把持部の少なくとも一方は、他方の把持部側に向けて開いた一対の把持面を有し、前記工程ｂ）では、前記対象物の側面に、前記一対の把持面を接触させ、前記把持部は、前記支持部よりも上側に位置し、前記支持部の上面から前記把持部の上端までの高さは、対象物の前記支持部よりも上側に位置する側面の高さの１／２倍よりも小さい。
本願の第１３発明は、対象物の外観を検査する外観検査装置における対象物の保持方法であって、ａ）支持部により前記対象物を下側から支持する工程と、ｂ）前記対象物の前記下側からの支持を継続しつつ、前記対象物の側面に一対の把持部を接触させて、前記対象物を挟む工程と、を有し、前記把持部の少なくとも一方は、他方の把持部側に向けて開いた一対の把持面を有し、前記工程ｂ）では、前記対象物の側面に、前記一対の把持面を接触させ、前記把持部は、前記支持部の上面よりも下側に位置する。
本願の第１４発明は、対象物の外観を検査する外観検査装置における対象物の保持方法であって、ａ）前記対象物を下側から支持する工程と、ｂ）前記対象物の前記下側からの支持を継続しつつ、前記対象物の側面に一対の把持部を接触させて、前記対象物を挟む工程と、を有し、前記把持部の少なくとも一方は、他方の把持部側に向けて開いた一対の把持面を有し、前記工程ｂ）では、前記対象物の側面に、前記一対の把持面を接触させ、対象物の鉛直軸周りの回転を防止する工程をさらに有する。
【発明の効果】
【００２０】
本願の第１発明〜第１１発明によれば、対象物の下面が支持部に接触することで、対象物の高さ位置が定まる。また、対象物の側面が、把持部の一対の把持面に接触することで、対象物の水平面内の位置が定まる。これにより、対象物を、一定の位置に保持することができる。
【００２１】
特に、本願の第５発明によれば、対象物の水平面内の位置が、より精度よく定まる。
【００２２】
特に、本願の第６発明によれば、支持部と把持部とを一体の保持部材で実現する。このようにすれば、支持部と把持部との位置関係にずれが生じる虞がない。また、搬送機構との間で、対象物の受け渡しを容易に行うことができる。
【００２３】
特に、本願の第７発明によれば、一対の保持部材を互いに接近させて、他の搬送機構から対象物を受け取る。このとき、対象物が、テーパ面に案内されることによって支持面にスムーズに載置される。
【００２４】
特に、本願の第１発明によれば、対象物を反転させて両面を検査することにより、対象物の側面の全体を検査できる。
【００２５】
特に、本願の第２発明によれば、対象物のうち、支持部の上面よりも上側に位置する部分を、把持部に遮られることなく検査できる。
【００２６】
特に、本願の第３発明によれば、対象物の回転方向の位置ずれを防止することができる。
【００２７】
特に、本願の第４発明によれば、対象物が有する凹部を利用して、対象物の回転方向の位置ずれを防止できる。
【００２８】
特に、本願の第１０発明によれば、複数の対象物の撮影画像を比較することによって、対象物の欠陥の有無を判断する。このような比較検査方式では、複数の対象物を精度よく一定の位置に保持することが重要となる。したがって、本発明の保持機構が特に有用である。
【００２９】
特に、本願の第１１発明によれば、搬入機構および搬出機構の振動によって、検査中の対象物の位置がずれることを抑制できる。
【００３０】
また、本願の第１２発明〜第１４発明によれば、対象物を下側から支持することで、対象物の高さ位置が定まる。また、対象物の側面が、把持部の一対の把持面に接触することで、対象物の水平面内の位置が定まる。これにより、対象物を、一定の位置に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】外観検査装置の全体を示した図である。
【図２】第１搬入機構の拡大図である。
【図３】第１搬出機構の拡大図である。
【図４】制御部と外観検査装置内の各部との接続構成を示したブロック図である。
【図５】第１保持機構の上面図である。
【図６】第１保持機構の前面図である。
【図７】検査対象物の保持動作の流れを示したフローチャートである。
【図８】変形例に係る第１保持機構の上面図である。
【図９】変形例に係る第１保持機構の前面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
＜１．外観検査装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る外観検査装置１の全体を示した図である。この外観検査装置１は、立体的な形状を有する検査対象物９を多方向から撮影し、得られた多数の画像に基づいて、検査対象物９の外観を検査する装置である。外観検査装置１は、例えば、鍛造や鋳造により形成される金属部品を、検査対象物９として検査する。また、この外観検査装置１では、複数の検査対象物９を、順次に搬送しつつ検査する。したがって、稼働中の外観検査装置１内には、複数の検査対象物９が同時に存在し、各検査対象物９に対して、搬送や検査が並行して行われる。
【００３４】
図１に示すように、本実施形態の外観検査装置１は、第１検査ユニット１０、姿勢変更機構２０、第２検査ユニット３０、分別排出機構４０、および制御部５０を備えている。
【００３５】
＜１−１．第１検査ユニットについて＞
第１検査ユニット１０は、検査対象物９の第１面（例えば表面）を検査するための処理ユニットである。図１に示すように、第１検査ユニット１０は、第１搬入機構１１、第１保持機構１２、第１検査部１３、および第１搬出機構１４を有する。
【００３６】
第１搬入機構１１は、検査対象物９を第１検査位置Ｐ２へ搬入する機構である。外観検査装置１の前面には、開閉可能な投入口６０が設けられている。外観検査装置１のユーザは、投入口６０を開放して、検査対象物９を、投入口６０の下方に位置する搬入開始位置Ｐ１へセットすることができる。第１搬入機構１１は、搬入開始位置Ｐ１から、第１検査部１３により検査される第１検査位置Ｐ２まで、検査対象物９を搬送する。搬入開始位置Ｐ１は、第１検査位置Ｐ２よりも外観検査装置１の前面側、かつ、第１検査位置Ｐ２よりも低い位置に配置される。
【００３７】
図２は、第１搬入機構１１の拡大図である。図２に示すように、本実施形態の第１搬入機構１１は、搬入台６１と、搬入台昇降機構６２と、搬入台移動機構６３と、を有する。搬入台６１は、検査対象物９を載置する水平な載置面６１１を有する。投入口６０から投入された検査対象物９は、その両端部（図２における手前側と奥側の端部）が、載置面６１１からはみ出した状態で、載置面６１１上に載置される。搬入台昇降機構６２は、エアシリンダ６２０により搬入台６１の高さを変更する機構である。搬入台昇降機構６２は、エアシリンダ６２０のピストンロッド６２１を上昇させた上昇状態と、エアシリンダ６２０のピストンロッド６２１を下降させた下降状態との間で、図２中の矢印Ａ１のように、シリンダケース６２２に対する搬入台６１の相対的な高さ位置を切り替える。なお、搬入台昇降機構６２に、エアシリンダ６２０以外の動力源（例えば、ステッピングモータなど）を用いてもよい。
【００３８】
搬入台移動機構６３は、搬入台６１および搬入台昇降機構６２を、一体として移動させる機構である。図２に示すように、本実施形態の搬入台移動機構６３は、モータ６３１、ボールねじ６３２、およびガイド軸６３３を有する。ボールねじ６３２およびガイド軸６３３は、検査対象物９の搬入経路と平行に延びている。エアシリンダ６２０のシリンダケース６２２には、ボールねじ６３２のナットが固定されている。また、シリンダケース６２２は、ガイド軸６３３に対して、スライド移動可能に連結されている。
【００３９】
モータ６３１を駆動させると、ボールねじ６３２がその軸芯を中心として回転する。そうすると、図２中の矢印Ａ２のように、エアシリンダ６２０およびエアシリンダ６２０に支持された搬入台６１が、鉛直方向に対して斜めに延びる搬入経路に沿って、直線状に移動する。これにより、搬入台６１に載置された検査対象物９を、搬入開始位置Ｐ１から第１検査位置Ｐ２まで、斜め上向きに移動させることができる。なお、搬入台６１の載置面６１１は、移動中においても水平姿勢に維持される。
【００４０】
第１保持機構１２は、第１検査部１３による検査中に、検査対象物９を第１検査位置Ｐ２に保持する機構である。第１保持機構１２は、一対の保持部材１２１と、一対の保持部材１２１を互いに接近および離間させる保持部材移動機構１２２と、を有する。第１保持機構１２は、第１搬入機構１１により斜め上向きに搬送された検査対象物９を、一対の保持部材１２１の間に挟持する。これにより、第１搬入機構１１から第１保持機構１２へ、検査対象物９が受け渡される。なお、第１保持機構１２の詳細な構造については、後述する。
【００４１】
第１搬入機構１１から第１保持機構１２へ検査対象物９が受け渡された後、搬入台移動機構６３は、搬入台６１を、再び搬入経路に沿って搬入開始位置Ｐ１へ移動させる。そして、搬入台６１は、搬入開始位置Ｐ１において、次の検査対象物９が投入されるのを待つ。このように、搬入台移動機構６３は、検査対象物９の搬送サイクルと同じ周期で、搬入台６１を、搬入経路に沿って往復移動させる。
【００４２】
上述の通り、本実施形態では、第１搬入機構１１に搬入台昇降機構６２を設けている。このため、第１搬入機構１１から第１保持機構１２への検査対象物９の受け渡し時に、検査対象物９の昇降動作を、第１搬入機構１１側の搬入台昇降機構６２により実現できる。このようにすれば、第１保持機構１２側に昇降機構を設ける必要がない。すなわち、第１保持機構１２の一対の保持部材１２１の高さ位置を、一定の高さ位置に固定することができる。したがって、第１検査位置Ｐ２に保持された検査対象物９の高さ位置に、誤差が生じにくい。
【００４３】
また、本実施形態では、第１搬入機構１１の搬入台６１および後述する第１搬出機構１４の搬出台８１とは別に、検査中の検査対象物９を保持する第１保持機構１２が設けられる。このため、第１検査部１３における検査対象物９の検査中にも、搬入台６１および搬出台８１を、移動させることができる。したがって、検査対象物９を第１搬出機構１４により搬出している最中に、後続の検査対象物９の検査を開始したり、第１検査部１３により検査対象物９を検査している最中に、後続の検査対象物９を第１保持機構１２の直前まで搬送したりすることができる。これにより、複数の検査対象物９を、短い時間間隔で搬送できる。
【００４４】
第１検査部１３は、第１保持機構１２に保持された検査対象物９の第１面を検査する機構である。図１に示すように、第１検査部１３は、複数の光照射部１３１と、複数のカメラ１３２とを有する。複数の光照射部１３１および複数のカメラ１３２は、第１検査位置Ｐ２を含む水平面よりも上側の空間において、検査対象物９を半球状（ドーム状）に取り囲んでいる。ただし、第１検査位置Ｐ２から各光照射部１３１までの距離と、第１検査位置Ｐ２から各カメラ１３２までの距離とは、必ずしも同一でなくてもよい。
【００４５】
複数の光照射部１３１は、例えば、第１検査位置Ｐ２の鉛直上方に配置された１つの上方光照射部１３１ａと、第１検査位置Ｐ２の斜め上方に等角度間隔で配置された８つの斜方光照射部１３１ｂと、第１検査位置Ｐ２の略水平方向の外側に等角度間隔で配置された８つの側方光照射部１３１ｃと、を含む。各光照射部１３１には、例えば、点灯と消灯とを短時間に切り替えることができるＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられる。
【００４６】
複数のカメラ１３２は、例えば、第１検査位置Ｐ２の鉛直上方に配置された１つの上方カメラ１３２ａと、第１検査位置Ｐ２の斜め上方に等角度間隔で配置された４つの斜方カメラ１３２ｂと、第１検査位置Ｐ２の略水平方向の外側に等角度間隔で配置された４つの側方カメラ１３２ｃと、を含む。各カメラ１３２には、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子を有し、多階調のデジタル画像を取得可能なカメラが用いられる。
【００４７】
第１検査部１３は、複数の光照射部１３１のうち、発光させる光照射部１３１の組み合わせを変更することにより、検査対象物９に対する照明パターンを変更しながら、複数のカメラ１３２による撮影を行う。これにより、１つの検査対象物９に対して、照明／アングルの異なる多数の撮影画像群を取得する。取得された撮影画像群は、後述する制御部５０へ入力される。制御部５０は、複数の検査対象物９の撮影画像群を比較することにより、各検査対象物９の第１面に、傷等の欠陥が無いかどうかを判断する。
【００４８】
なお、光照射部１３１およびカメラ１３２の数や位置は、必ずしも上記の通りでなくてもよい。
【００４９】
第１搬出機構１４は、第１検査位置Ｐ２から検査対象物９を搬出する機構である。第１検査位置Ｐ２の鉛直下方には、後述する姿勢変更機構２０との間で検査対象物９を受け渡す第１受け渡し位置Ｐ３が配置されている。第１搬出機構１４は、第１検査位置Ｐ２から、第１検査位置Ｐ２よりも低い第１受け渡し位置Ｐ３まで、検査対象物９を鉛直下向きに搬送する。
【００５０】
図３は、第１搬出機構１４の斜視図である。図３に示すように、本実施形態の第１搬出機構１４は、搬出台８１と、搬出台移動機構８２とを有する。搬出台８１は、検査対象物９を把持する一対の把持部材８１１と、把持部材８１１を互いに接近および離間させる接離機構８１２とを有する。第１保持機構１２の一対の保持部材１２１の接離方向と、搬出台８１の一対の把持部材８１１の接離方向とは、上面視において互いに９０°異なる。なお、搬出台８１は、水平な載置面上に検査対象物９を載置するものであってもよい。搬出台移動機構８２は、鉛直方向に延びる搬出経路に沿って、搬出台８１を移動させる機構である。図４に示すように、搬出台移動機構８２は、モータ８２１、ボールねじ８２２、およびガイド軸８２３を有する。ボールねじ８２２およびガイド軸８２３は、検査対象物９の搬出経路と平行に延びている。また、搬出台８１には、ボールねじ８２２のナットが固定されている。また、搬出台８１は、ガイド軸８２３に対して、スライド移動可能に連結されている。
【００５１】
モータ８２１を駆動させると、ボールねじ８２２がその軸芯を中心として回転する。そうすると、図３中の矢印Ａ３のように、搬出台８１が、鉛直方向に延びる搬出経路に沿って、直線状に移動する。なお、搬出台８１の一対の把持部材８１１は、移動中においても互いに水平な姿勢に維持される。
【００５２】
第１検査部１３における検査対象物９の検査中に、搬出台８１は、一対の保持部材１２１の下面に接近して待機する。そして、検査が完了すると、搬出台移動機構８２が搬出台８１を上昇させるとともに、接離機構８１２が一対の把持部材８１１を互いに接近させる。そして、第１保持機構１２の保持部材移動機構１２２が、一対の保持部材１２１を互いに離間させる。これにより、一対の保持部材１２１から搬出台８１へ、検査対象物９が受け渡される。検査対象物９は、一対の把持部材８１１に挟持された状態で、搬出台８１に保持される。その後、搬出台移動機構８２は、搬出台８１を鉛直下向きに下降させる。これにより、検査対象物９が第１受け渡し位置Ｐ３まで搬送される。
【００５３】
このように、搬出台移動機構８２は、検査対象物９の搬送サイクルと同じ周期で、搬出台８１を、搬出経路に沿って上下に往復移動させる。
【００５４】
＜１−２．姿勢変更機構について＞
姿勢変更機構２０は、第１検査ユニット１０と第２検査ユニット３０との間において、検査対象物９の姿勢を変更する機構である。図１に示すように、姿勢変更機構２０は、検査対象物９を把持する反転アーム２１と、反転アーム２１を動作させるアーム駆動機構２２とを有する。検査対象物９が第１受け渡し位置Ｐ３まで下降すると、反転アーム２１は、搬出台８１から検査対象物９を受け取る。そして、アーム駆動機構２２が、反転アーム２１を、水平面内で１８０°回転させるとともに、反転アーム２１の軸芯を中心として検査対象物９の姿勢を１８０°を反転させる。これにより、検査対象物９が、その第２面（例えば裏面）を上方へ向けた状態で、第２受け渡し位置Ｐ４に配置される。このとき、第２受け渡し位置Ｐ４には、第２搬入機構３１の搬入台が待機している。反転アーム２１は、第２搬入機構３１の当該搬入台上に、検査対象物９を載置する。
【００５５】
＜１−３．第２検査ユニットについて＞
第２検査ユニット３０は、検査対象物９の第２面を検査するための処理ユニットである。図１に示すように、第２検査ユニット３０は、第２搬入機構３１、第２保持機構３２、第２検査部３３、および第２搬出機構３４を有する。
【００５６】
第２搬入機構３１は、第２受け渡し位置Ｐ４から、第２検査部３３により検査される第２検査位置Ｐ５まで、検査対象物９を、斜め上向きに搬送する機構である。第２検査位置Ｐ５は、第１検査位置Ｐ２よりも外観検査装置１の背面側に配置される。第２受け渡し位置Ｐ４は、第２検査位置Ｐ５よりも外観検査装置１の前面側、かつ、第２検査位置Ｐ５よりも低い位置に配置される。
【００５７】
第２搬入機構３１の構造は、図２に示す第１搬入機構１１の構造と、ほぼ同一である。すなわち、第２搬入機構３１は、搬入台、搬入台昇降機構、および搬入台移動機構を有する。搬入台、搬入台昇降機構、および搬入台移動機構の各々の詳細については、第１搬入機構１１の搬入台６１、搬入台昇降機構６２、および搬入台移動機構６３と同等であるため、重複説明を省略する。
【００５８】
第２保持機構３２は、第２検査部３３による検査中に、検査対象物９を第２検査位置Ｐ５に保持する機構である。第２保持機構３２は、一対の保持部材３２１と、一対の保持部材３２１を互いに接近および離間させる保持部材移動機構３２２と、を有する。第２保持機構３２は、第２搬入機構３１により斜め上向きに搬送された検査対象物９を、一対の保持部材３２１の間に挟持する。これにより、第２搬入機構３１から第２保持機構３２へ、検査対象物９が受け渡される。なお、第２保持機構３２は、上記の第１保持機構１２とほぼ同等の構造を有する。このため、第２保持機構３２の詳細については、後述する第１保持機構１２の説明を参照されたい。
【００５９】
第２検査部３３は、第２保持機構３２に保持された検査対象物９の第２面を検査する機構である。図１に示すように、第２検査部３３は、複数の光照射部３３１と、複数のカメラ３３２とを有する。複数の光照射部３３１および複数のカメラ３３２は、第２検査位置Ｐ５を含む水平面よりも上側の空間において、検査対象物９を半球状（ドーム状）に取り囲んでいる。
【００６０】
第２検査部３３は、複数の光照射部３３１のうち、発光させる光照射部３３１の組み合わせを変更することにより、検査対象物９に対する照明パターンを変更しながら、複数のカメラ３３２による撮影を行う。これにより、１つの検査対象物９に対して、照明／アングルの異なる多数の撮影画像群を取得する。取得された撮影画像群は、後述する制御部５０へ入力される。制御部５０は、複数の検査対象物９の撮影画像群を比較することにより、各検査対象物９の第２面に、傷等の欠陥が無いかどうかを検査する。
【００６１】
なお、光照射部３３１およびカメラ３３２の数および位置は、第１検査部１３における光照射部１３１およびカメラ１３２の数および位置と、同等であってもよく、異なっていてもよい。
【００６２】
第２搬出機構３４は、第２検査位置Ｐ５から検査対象物９を搬出する機構である。第２検査位置Ｐ５の鉛直下方には、後述する分別排出機構４０との間で検査対象物９を受け渡す第３受け渡し位置Ｐ６が配置されている。第２搬出機構３４は、第２検査位置Ｐ５から、第２検査位置Ｐ５よりも低い第３受け渡し位置Ｐ６まで、検査対象物９を鉛直下向きに搬送する。
【００６３】
第２搬出機構３４の構造は、図３に示す第１搬出機構１４の構造と、ほぼ同一である。すなわち、第２搬出機構３４は、搬出台と、搬出台移動機構とを有する。搬出台および搬出台移動機構の各々の詳細については、第１搬出機構１４の搬出台８１および搬出台移動機構８２と同等であるため、重複説明を省略する。
【００６４】
＜１−４．分別排出機構について＞
分別排出機構４０は、検査後の検査対象物９を、良品と不良品とに分別しながら排出する機構である。図１に示すように、分別排出機構４０は、排出アーム４１、排出アーム４１を動作させるアーム駆動機構４２、および排出コンベア４３を有する。検査対象物９が第３受け渡し位置Ｐ６まで下降すると、排出アーム４１は、第２搬出機構３４の搬出台から検査対象物９を受け取る。続いて、アーム駆動機構４２が、排出アーム４１を、排出コンベア４３の上方まで移動させる。そして、排出アーム４１による検査対象物９の把持を解除する。これにより、排出アーム４１から排出コンベア４３に、検査対象物９が受け渡される。
【００６５】
排出コンベア４３は、検査対象物９を載置して搬送する環状の搬送ベルト４３１を有する。排出コンベア４３は、制御部５０からの指示に応じて、搬送ベルト４３１の回転方向を切り替えることができる。第１検査ユニット１０および第２検査ユニット３０において、欠陥が検出されなかった検査対象物９が、搬送ベルト４３１上に載置されると、制御部５０は、搬送ベルト４３１を一方向に回転させる。これにより、当該検査対象物９は、外観検査装置１の左右の一方（例えば、図１の奥側）に、良品として排出される。一方、第１検査ユニット１０または第２検査ユニット３０において、欠陥が検出された検査対象物９が、搬送ベルト４３１上に載置されると、制御部５０は、搬送ベルト４３１を他方向に回転させる。これにより、当該検査対象物９は、外観検査装置１の左右の他方（例えば、図１の手前側）に、不良品として排出される。
【００６６】
＜１−５．制御部について＞
制御部５０は、外観検査装置１の各部を動作制御するための手段である。図１中に概念的に示したように、制御部５０は、ＣＰＵ等の演算処理部５１、ＲＡＭ等のメモリ５２、およびハードディスクドライブ等の記憶部５３を有するコンピュータにより構成される。記憶部５３内には、検査対象物９の搬送および検査を実行するためのコンピュータプログラムＰが、インストールされている。
【００６７】
図４は、制御部５０と、外観検査装置１内の各部との接続構成を示したブロック図である。図４に示すように、制御部５０は、上述した第１搬入機構１１、第１保持機構１２、第１検査部１３、第１搬出機構１４、姿勢変更機構２０、第２搬入機構３１、第２保持機構３２、第２検査部３３、第２搬出機構３４、および分別排出機構４０と、それぞれ電気的に接続されている。制御部５０は、記憶部５３に記憶されたコンピュータプログラムＰをメモリ５２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムＰに基づいて、演算処理部５１が演算処理を行うことにより、上記の各部を動作制御する。これにより、複数の検査対象物９の搬送および検査が、順次に進行する。
【００６８】
＜２．第１保持機構の詳細について＞
続いて、上述した第１保持機構１２について、より詳細に説明する。
【００６９】
図５は、第１保持機構１２の上面図である。図６は、第１保持機構１２の前面図（図５中の白抜き矢印の向きに見た図）である。既述の通り、本実施形態の第１保持機構１２は、一対の保持部材１２１と、一対の保持部材１２１を互いに接近および離間させる保持部材移動機構１２２と、を有する。一対の保持部材１２１は、第１搬入機構１１による搬入経路および第１搬出機構１４による搬出経路の双方を含む平面に対して直交する水平方向に、互いに対向するように配置される。保持部材移動機構１２２は、例えば、ステッピングモータ等の動力源と、動力源から得られる動力を保持部材１２１へ伝達する動力伝達機構とにより、実現される。保持部材移動機構１２２を動作させると、図５および図６中の矢印Ａ４のように、一対の保持部材１２１が、互いに接近および離間する方向に移動する。これにより、一対の保持部材１２１の間隔が変化する。
【００７０】
一対の保持部材１２１は、それぞれ、支持部７１と把持部７２とを有する。支持部７１は、保持部材１２１の移動方向に対して直交し、かつ水平な方向に延びる、略四角柱状の部位である。支持部７１の上面は、検査対象物９の下面が接触する水平な支持面７１１となる。検査対象物９を保持するときには、支持面７１１が、検査対象物９を下方から支持する。また、支持部７１は、支持面７１１の内側の端部（他方の保持部材１２１に最も近い端部）から、斜め下方へ拡がるテーパ面７１２を有する。
【００７１】
把持部７２は、検査対象物９を挟む板状の部位である。把持部７２は、支持部７１の内側の面（他方の保持部材１２１に対向する面）から、他方の保持部材１２１側へ向けて、略水平に拡がる。把持部７２の先端には、一対の把持面７２１が設けられている。一対の把持面７２１は、他方の把持部７２側へ向けて開いた略Ｖ字状の切り欠きを形成する。すなわち、一対の把持面７２１は、把持部７２の先端側へ向かうにつれて、互いに徐々に離れる傾斜面である。ただし、一対の把持面７２１により形成される切り欠きの形状は、円弧状や台形状などの他の形状であってもよい。
【００７２】
また、第１保持機構１２は、検査対象物９の鉛直軸周りの回転を防止する回転防止部材１２３をさらに有する。図５の例では、一方の支持部７１の上面に、回転防止部材１２３が配置されている。しかしながら、回転防止部材１２３は、第１保持機構１２内の他の位置に配置されていてもよい。回転防止部材１２３は、図示を省略した駆動機構に接続されている。駆動機構を動作させると、図５および図６中の矢印Ａ５のように、回転防止部材１２３が、検査対象物９側へ向けて突出する。
【００７３】
図７は、第１保持機構１２による検査対象物９の保持動作の流れを示したフローチャートである。一対の保持部材１２１は、検査前および検査後には、検査中よりも互いに離れた状態で待機する（ステップＳ１）。第１搬入機構１１による搬入時には、上昇状態の搬入台６１に載置された検査対象物９が、一対の保持部材１２１の間を通って、一対の保持部材１２１の上方の位置まで搬送される（ステップＳ２）。その後、搬入台昇降機構６２が搬入台６１を下降させるとともに、保持部材移動機構１２２が一対の保持部材１２１を互いに接近させる。これにより、搬入台６１からはみ出している検査対象物９の両端部が、それぞれ、支持部７１の上面である支持面７１１に載置される（ステップＳ３）。その結果、搬入台６１から一対の保持部材１２１へ、検査対象物９が受け渡される。
【００７４】
図５および図６の例では、自動車部品であるハブを、検査対象物９としている。ハブは、互いに同軸に配置された円板部９１、表側円柱部９２、および裏側円柱部９３を有する。表側円柱部９２は、円板部９１の表側の面の中央から円柱状に突出する。裏側円柱部９３は、円板部９１の裏側の面の中央から円柱状に突出する。表側円柱部９２の径および裏側円柱部９３の径は、円板部９１の径よりも小さい。また、円板部９１の裏面には、複数の凹部９４が設けられている。各凹部９４は、半径方向外側へ向けて略Ｖ字状に開いた形状を有する。
【００７５】
ステップＳ３において、一対の保持部材１２１が互いに接近を開始すると、まず、各支持部７１のテーパ面７１２が、円板部９１の下面の外周縁に接触する。円板部９１は、テーパ面７１２に案内されることにより、スムーズに支持部７１上に乗り上げる。その結果、一対の支持部７１の各々の支持面７１１に、円板部９１の下面が接触する。これにより、円板部９１が下側から支持されて、検査対象物９の高さ位置が定まる。以下のステップＳ４〜Ｓ５においても、支持部７１による円板部９１の支持は継続される。
【００７６】
次に、保持部材移動機構１２２は、一対の保持部材１２１をさらに接近方向へ移動させる。そして、一対の把持部７２が裏側円柱部９３に接触する直前で、回転防止部材１２３を突出させる。そうすると、円板部９１の下面の凹部９４内に、回転防止部材１２３が挿入される（ステップＳ４）。これにより、検査対象物９の中心軸周りの回転位置が定まる。すなわち、検査対象物９が有する凹部９４を利用して、検査対象物９の回転方向の位置ずれを防止できる。
【００７７】
検査対象物９の回転位置が定まると、回転防止部材１２３は、凹部９４から外側へ退避する。そして、保持部材移動機構１２２は、一対の保持部材１２１をさらに接近方向へ移動させる。これにより、一対の把持部７２の間に、裏側円柱部９３が挟み込まれる（ステップＳ５）。ステップＳ５では、一対の把持部７２の各々の一対の把持面７２１（すなわち、合計４つの把持面７２１）が、裏側円柱部９３の外側面に接触する。これにより、検査対象物９の水平面内の位置が定まる。その結果、検査対象物９を、一定の位置に精度よく位置決めしながら保持できる。
【００７８】
特に、本実施形態では、検査対象物９を下側から支持する支持部７１と、検査対象物９の側面に接触する把持部７２とが、一体の保持部材１２１のそれぞれ一部分として形成されている。このようにすれば、支持部７１と把持部７２との位置関係にずれが生じる虞がない。したがって、検査対象物９を、より精度よく位置決めできる。また、支持部７１と把持部７２とを、単一の保持部材移動機構１２２により、一体として移動させることができる。
【００７９】
また、本実施形態の保持部材１２１では、支持部７１の上面よりも下側に、把持部７２が設けられている。このようにすれば、検査対象物９のうち、支持部７１の上面よりも上側に位置する部分（図５〜図６の例では、円板部９１および表側円柱部９２）が、把持部７２に遮られない。したがって、検査対象物９のより広い範囲を検査できる。
【００８０】
特に、本実施形態の外観検査装置１は、複数の検査対象物９の撮影画像群を比較することにより、各検査対象物９の欠陥の有無を判断する。このような比較検査方式では、複数の撮影画像の間で、撮影画像中の検査対象物９の位置が少しでもずれると、欠陥検出の精度が低下する。しかしながら、本実施形態の第１保持機構１２の構造を採れば、複数の検査対象物９を、精度よく一定の位置に保持できる。したがって、外観検査装置１における欠陥検出の精度を向上させることができる。
【００８１】
また、本実施形態の外観検査装置１では、第１搬入機構１１および第１搬出機構１４とは別に、第１保持機構１２が設けられている。このため、第１搬入機構１１および第１搬出機構１４の振動が、第１保持機構１２に影響しにくい。このため、第１検査部１３による検査対象物９の検査中に、第１保持機構１２に保持された検査対象物９の位置がずれることを抑制できる。これにより、外観検査装置１における欠陥検出の精度を、より向上させることができる。
【００８２】
第２保持機構３２の構造は、第１保持機構１２の構造と、ほぼ同一であるため、重複説明を省略する。ただし、第２保持機構３２は、検査対象物９を、上下を反転させた姿勢で保持する。したがって、第２保持機構３２の一対の把持部は、検査対象物９の表側円柱部９２を挟持する。また、第２保持機構３２の回転防止部材は、上下反転後の円板部９１の凹部９４内に挿入可能な高さ位置に、設けられる。
【００８３】
＜３．変形例＞
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００８４】
図８は、一変形例に係る第１保持機構１２の上面図である。図９は、当該第１保持機構１２の前面図（図８の白抜き矢印の向きに見た図）である。図８および図９の例では、自動車部品であるコネクティングロッドを、検査対象物９としている。コネクティングロッドは、第１リング部９５と、第２リング部９６と、両リング部９５，９６を繋ぐロッド部９７とを有する。
【００８５】
図８および図９の例においても、第１保持機構１２は、一対の保持部材１２１と、一対の保持部材１２１を互いに接近および離間させる保持部材移動機構１２２と、を有する。また、各保持部材１２１は、支持部７１と把持部７２とを有する。ただし、上記の実施形態では、支持部７１の上面よりも下側に、把持部７２が設けられていたのに対し、図８および図９の例では、支持部７１の上面に、把持部７２が設けられている。各把持部７２は、一対の把持面７２１を有する。一対の把持面７２１は、他方の把持部７２側へ向けて開いた略台形状の切り欠きを形成する。
【００８６】
図８および図９の第１保持機構１２により検査対象物９を保持するときには、まず、上記実施形態のステップＳ１〜Ｓ３と同等の動作を行う。これにより、第１リング部９５の一部分と第２リング部９６の一部分とが、支持部７１の上面に支持されて、検査対象物９の高さ位置が定まる。その後、上記実施形態のステップＳ５のように、保持部材移動機構１２２が、一対の保持部材１２１をさらに接近方向へ移動させる。これにより、一対の把持部７２の間に、検査対象物９が挟み込まれる。このとき、一方の把持部７２の一対の把持面７２１は、第１リング部９５の外側面に接触する。また、他方の把持部７２の一対の把持面７２１は、第２リング部９６の外側面に接触する。これにより、検査対象物９の水平面内の位置が定まる。その結果、検査対象物９を、一定の位置に精度よく位置決めしながら保持できる。
【００８７】
なお、コネクティングロッドの場合には、一対の把持部７２による挟持だけで、鉛直軸周りの回転位置を定めることができる。このため、第１保持機構１２に回転防止部材が設けられておらず、上記実施形態のステップＳ４が省略される。
【００８８】
また、この第１保持機構１２では、図９のように、支持部７１の上面から把持部７２の上端までの高さｈ１が、支持部７１よりも上側に位置する検査対象物９の側面の高さｈ２の、１／２倍よりも小さい。このため、検査対象物９の側面のうち、把持部７２に遮られて検査不能となる部分は、半分以下となる。したがって、第１保持機構１２と第２保持機構３２とを、同等の構造にすれば、検査対象物９を反転させることで、検査対象物９側面の全体を検査できる。すなわち、検査対象物９の側面のいずれの箇所も、第１検査部１３および第２検査部３３の少なくとも一方において、検査される。
【００８９】
なお、上記の実施形態では、２つの把持部７２の双方が、一対の把持面７２１を有していた。しかしながら、一方の把持部７２のみに一対の把持面７２１を設け、他方の把持部７２は、単一の平面で、検査対象物９の側面に接触するようにしてもよい。当該形態であっても、一方の把持部７２の一対の把持面７２１と、他方の把持部７２の単一の平面とで（すなわち合計３つの面で）、検査対象物９の水平面内の位置を定めることができる。ただし、上記の実施形態のように、２つの把持部７２の双方に一対の把持面７２１を設けた方が、検査対象物９の水平面内の位置を、より精度よく定めることができる。
【００９０】
また、上記の実施形態では、保持部材移動機構１２２が、一対の保持部材１２１の双方を接離方向に移動させていた。しかしながら、保持部材移動機構１２２は、一対の保持部材１２１のいずれか一方のみを、他方の保持部材１２１に対して接近および離間するように、移動させてもよい。
【００９１】
また、上記の実施形態では、検査対象物９の例として、鍛造や鋳造により形成される金属部品を挙げたが、本発明の検査対象物は、金属以外の材料（例えば樹脂）からなるものであってもよい。
【００９２】
また、検査対象物の形状、保持機構の細部の形状、外観検査装置の細部の形状については、本願の各図と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１  外観検査装置
９  検査対象物
１０  第１検査ユニット
１１  第１搬入機構
１２  第１保持機構
１３  第１検査部
１４  第１搬出機構
２０  姿勢変更機構
２１  反転アーム
２２  アーム駆動機構
３０  第２検査ユニット
３１  第２搬入機構
３２  第２保持機構
３３  第２検査部
３４  第２搬出機構
４０  分別排出機構
４１  排出アーム
４２  アーム駆動機構
４３  排出コンベア
５０  制御部
６０  投入口
６１  搬入台
６２  搬入台昇降機構
６３  搬入台移動機構
７１  支持部
７２  把持部
８１  搬出台
８２  搬出台移動機構
９１  円板部
９２  表側円柱部
９３  裏側円柱部
９４  凹部
９５  第１リング部
９６  第２リング部
９７  ロッド部
１２１  保持部材
１２２  保持部材移動機構
１２３  回転防止部材
１３１  光照射部
１３２  カメラ
３２１  保持部材
３２２  保持部材移動機構
３３１  光照射部
３３２  カメラ
７１１  支持面
７１２  テーパ面
７２１  把持面
【図１】
0006495119.tif 000002
【図２】
0006495119.tif 000003
【図３】
0006495119.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006495119.tif 000007
【図７】
0006495119.tif 000008
【図８】
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【図９】
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