(57)【要約】【課題】極細で長い円筒状金属線の表面きず検査を自動化して、検査精度を安定させた極細で長い円筒状金属線の表面きず検査装置を安価に提供。【解決手段】円筒状金属線 1は第１ステーション10で第１及び第２のガイドハンド 2、3で第１の円錐ミラー 5の穴51にその軸方向半分1aを所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第１の CCDカメラ 7の画像取込み装71置に第１の円錐ミラー 5の像を画像として取り込み、その後で、円筒状金属線 1は第２及び第３のガイドハンド 3、4で第２の円錐ミラー 6の穴61にその軸方向残り半分1bを所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第２の CCDカメラ 8の画像取込み装置71に第２の円錐ミラー 6の像を画像として取り込むようにした。【選択図】図１
2008122260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極細で長い円筒状金属線の表面きず検査装置であって、
前記円筒状金属線の軸方向半分の表面きずの検査を行う第１ステーションと前記円筒状金属線の軸方向残り半分の表面きず検査を行う第２ステーションとからなり、
前記第１ステーションは、Ｙ軸方向に移動可能に支持されかつ円筒状金属線を把持することができる第１と第２のガイドハンド、第１と第２のガイドハンドに対向して配置された前記円筒状金属線を挿入する穴を有する第１の円錐ミラー及び第１の円錐ミラーに対向して配置され前記円筒状金属線の軸方向半分の表面きずの検査を行う第１の CCDカメラを有し、
前記第２ステーションは、それぞれ前記第１ステーションに対して点対称に配置されたＹ軸方向に移動可能に支持されかつ円筒状金属線を把持することができる第３のガイドハンド、第３のガイドハンドに対向して配置された前記円筒状金属線を挿入する穴を有する第２の円錐ミラー及び第２の円錐ミラーに対向して配置され前記円筒状金属線の軸方向残り半分の表面きずの検査を行う第２の CCDカメラを有し、
前記第１のガイドハンドは前記円筒状金属線を把持する把持ステーションと前記第１ステーションとの間をＸ軸方向に移動可能に支持され、前記第２のガイドハンドは前記第１ステーションと前記第２ステーションとの間をＸ軸方向に移動可能に支持され、前記第３のガイドハンドは前記第２ステーションと前記円筒状金属線を払い出す払出ステーションとの間をＸ軸方向に移動可能に支持され、
前記第１及び第２の CCDカメラはそれぞれ中央部に第１及び第２の円錐ミラーの像を画像として取り込む画像取込み装置とそれぞれの中央部の周りに配置した照明光源を有し、  前記円筒状金属線は前記把持ステーションから第１ステーションに第１のガイドハンドで移動された後、前記第２のガイドハンドと一緒に把持されかつ第１の円錐ミラーの穴にその軸方向半分を所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第１の CCDカメラの画像取込み装置に第１の円錐ミラーの像を画像として取り込み、
その後で、第１及び第２のガイドハンドは第１の円錐ミラーの穴から円筒状金属線を引き出し、第１のガイドハンドはＹ軸方向に後退し第２のガイドハンドが円筒状金属線を把持して前記第２ステーションにＸ軸方向に移動し、
第３のガイドハンドは第２のガイドハンドと一緒に円筒状金属線を把持してかつ第２の円錐ミラーの穴にその軸方向残り半分を所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第２の CCDカメラの画像取込み装置に第２の円錐ミラーの像を画像として取り込み、
その後で、第２及び第３のガイドハンドは第２の円錐ミラーの穴から円筒状金属線を引き出し、第２のガイドハンドはＹ軸方向に後退し第３のガイドハンドが円筒状金属線を把持して前記第２ステーションから払出ステーションにＸ軸方向に移動し、円筒状金属線を払い出すようにされたことを特徴とする極細で長い円筒状金属線の表面きず検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はφ 1.0程度のストレートドリルの素材のような極細で長い円筒状金属線の表面きず検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のストレートドリルの素材のような極細で長い円筒状金属線は、プレハードン製造工程で不用意にきずをつけてしまう場合がある。不良流出防止のため、工程の最終段では人の目視検査による外観きずチェックを実施しているが、人による目視検査では検査基準が人によりまちまちで安定しない。また、時としてキズを見落としてしまうこともある。円筒状金属線の表面きず検査のため、ダメージを与えずに表面の検査をする手段としては、画像センサーによる方法が有効である。円錐ミラーを使用した画像センサーによる円筒状物体の表面きず検査装置としては、特許文献１、２に提案されたものがあが、ワークがφ 1.0程度のストレートドリルの素材のような極細で長い円筒状金属線の場合、側面から直接カメラで見ても照明の照り返しがあって極一部しか見ることができず、長い円筒状金属線の表面きず検査装置としては使用できない。そこで、これに対処する可能な手段として、ワークを回転させながら画像を取り込むか、カメラをワーク中心から放射状に複数台配置する方法があるが、もっと合理的な方法としては、一般的な２次元 CCDカメラを使ったものではなく、ラインセンサーと呼ばれる１次元 CCDを使う方法が考えられる。かかる方法ではラインセンサーはCCD 素子が１列にライン状に配列されているので、今回の対象のような細長いワークのように縦横の情報量の比が大きく違う用途には適している。この場合、ワークの長手方向に対してラインセンサーを平行に配置して全長分の１ラインデータを読み込み、その後、ワークを１ライン画像分だけ回転移動させて再度１ラインデータを読み込む。これを１回転分繰り返せば全周データを読み取ることができるが、この方式の欠点は、ラインセンサーが２次元 CCDに比べて高価なこと、ワークの回転機構に精度が要求されること、画像データ取り込みタイミングはワークの回転位置に同期する必要があるため位置検出機能が必要になりさらに高価になる、などである。
【特許文献１】特開２００４−１６３４２６号公報
【特許文献２】特開２００５−３７２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、かかる従来の課題を解決した、極細で長い円筒状金属線の表面きず検査を自動化して、検査精度を安定させた極細で長い円筒状金属線の表面きず検査装置を安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このため本発明は、極細で長い円筒状金属線の表面きず検査装置であって、
前記円筒状金属線の軸方向半分の表面きずの検査を行う第１ステーションと前記円筒状金属線の軸方向残り半分の表面きず検査を行う第２ステーションとからなり、
前記第１ステーションは、Ｙ軸方向に移動可能に支持されかつ円筒状金属線を把持することができる第１と第２のガイドハンド、第１と第２のガイドハンドに対向して配置された前記円筒状金属線を挿入する穴を有する第１の円錐ミラー及び第１の円錐ミラーに対向して配置され前記円筒状金属線の軸方向半分の表面きずの検査を行う第１の CCDカメラを有し、
前記第２ステーションは、それぞれ前記第１ステーションに対して点対称に配置されたＹ軸方向に移動可能に支持されかつ円筒状金属線を把持することができる第３のガイドハンド、第３のガイドハンドに対向して配置された前記円筒状金属線を挿入する穴を有する第２の円錐ミラー及び第２の円錐ミラーに対向して配置され前記円筒状金属線の軸方向残り半分の表面きずの検査を行う第２の CCDカメラを有し、
前記第１のガイドハンドは前記円筒状金属線を把持する把持ステーションと前記第１ステーションとの間をＸ軸方向に移動可能に支持され、前記第２のガイドハンドは前記第１ステーションと前記第２ステーションとの間をＸ軸方向に移動可能に支持され、前記第３のガイドハンドは前記第２ステーションと前記円筒状金属線を払い出す払出ステーションとの間をＸ軸方向に移動可能に支持され、
前記第１及び第２の CCDカメラはそれぞれ中央部に第１及び第２の円錐ミラーの像を画像として取り込む画像取込み装置とそれぞれの中央部の周りに配置した照明光源を有し、  前記円筒状金属線は前記把持ステーションから第１ステーションに第１のガイドハンドで移動された後、前記第２のガイドハンドと一緒に把持されかつ第１の円錐ミラーの穴にその軸方向半分を所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第１の CCDカメラの画像取込み装置に第１の円錐ミラーの像を画像として取り込み、
その後で、第１及び第２のガイドハンドは第１の円錐ミラーの穴から円筒状金属線を引き出し、第１のガイドハンドはＹ軸方向に後退し第２のガイドハンドが円筒状金属線を把持して前記第２ステーションにＸ軸方向に移動し、
第３のガイドハンドは第２のガイドハンドと一緒に円筒状金属線を把持してかつ第２の円錐ミラーの穴にその軸方向残り半分を所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第２の CCDカメラの画像取込み装置に第２の円錐ミラーの像を画像として取り込み、
その後で、第２及び第３のガイドハンドは第２の円錐ミラーの穴から円筒状金属線を引き出し、第２のガイドハンドはＹ軸方向に後退し第３のガイドハンドが円筒状金属線を把持して前記第２ステーションから払出ステーションにＸ軸方向に移動し、円筒状金属線を払い出すようにされたことを特徴とする極細で長い円筒状金属線の表面きず検査装置によって上述した本発明の課題を解決した。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、円筒状金属線は第１ステーションで第１及び第２のガイドハンドで第１の円錐ミラーの穴にその軸方向半分を所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第１の CCDカメラの画像取込み装置に第１の円錐ミラーの像を画像として取り込み、その後で、円筒状金属線は第２及び第３のガイドハンドで第２の円錐ミラーの穴にその軸方向残り半分を所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第２の CCDカメラの画像取込み装置に第２の円錐ミラーの像を画像として取り込むようにしたので、極細で長い円筒状金属線の全表面にわたり同じ姿勢で全表面の画像を取り込むことができ、極細で長い円筒状金属線の表面のきず検査を自動化して、検査精度を安定させた極細で長い円筒状金属線の表面きず検査装置を安価に提供するものとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の極細で長い円筒状金属線の表面きず検査装置の全体を示す概略平面ブロック図、図２（ａ）は図１の第１（及び第２）の円錐ミラー及び第１（及び第２）の CCDカメラの詳細概略平面ブロック図、（ｂ）は（ａ）第１（及び第２）の CCDカメラが受像した円筒状金属線外周部でカメラ焦点位置にあるドーナツ状の画像の概略拡大図、（ｃ）は（ａ）の第１ステーションで円筒状金属線を第１及び第２のガイドハンドで一緒に把持し第１の円錐ミラーの穴にその軸方向半分を所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第１の CCDカメラの画像取込み装置に第１の円錐ミラーの像を画像として取り込む状態を示す平面図、図３乃至図５は図１の検査装置の作動順序を示す概略平面図をそれぞれ示す。
【０００７】
図１、図２に示すように、本発明の実施形態の極細で長い円筒状金属線の表面きず検査装置は円筒状金属線 1の軸方向半分（図２（ｃ）1a）の表面きずの検査を行う第１ステーション10と円筒状金属線 1の軸方向残り半分（図２（ｃ）1b）の表面きず検査を行う第２ステーション20とからなり、第１ステーション10は、Ｙ軸方向に移動可能に支持されかつ円筒状金属線 1を把持することができる第１と第２のガイドハンド 2、3と、第１と第２のガイドハンド 2、3に対向して配置された円筒状金属線 1を挿入する穴51を有する第１の円錐ミラー 5及び第１の円錐ミラー 5に対向して配置され円筒状金属線 1の軸方向半分1aの表面きずの検査を行う第１の CCDカメラ 7を有し、第２ステーション20は、それぞれ第１ステーション10に対して点対称に配置されたＹ軸方向に移動可能に支持されかつ円筒状金属線 1を把持することができる第３のガイドハンド 4、第３のガイドハンド 4に対向して配置された円筒状金属線 1を挿入する穴61を有する第２の円錐ミラー 6及び第２の円錐ミラー 6に対向して配置され円筒状金属線 1の軸方向残り半分1bの表面きずの検査を行う第２の CCDカメラ 8を有する。第１、第２の円錐ミラー 5、6の内側は円錐のすりばち状になっており、表面はコーティングでミラー面で、中央部は抜き穴51、61になっており、裏側から円筒状金属線 1が水平に進入できるようになっている。第１、第２の CCDカメラ 7、8は第１、第２の円錐ミラー 5、6の中心軸上に配置されている。
【０００８】
第１のガイドハンド 2は円筒状金属線 1を把持する把持ステーション30と第１ステーション10との間を図示しない装置によりＸ軸方向に移動可能に支持され、第２のガイドハンド 3は第１ステーション10と第２ステーション20との間を図示しない装置によりＸ軸方向に移動可能に支持され、第３のガイドハンド 4は第２ステーション20と円筒状金属線 1を払い出す払出ステーション40との間を図示しない装置によりＸ軸方向に移動可能に支持され、第１及び第２の CCDカメラ 7、8はそれぞれ中央部に第１及び第２の円錐ミラー5、6 の像を光路パス 9に従い画像として取り込む画像取込み装置71とそれぞれの中央部の周りに配置した照明光源72を有する。
【０００９】
円筒状金属線 1は把持ステーション30から第１ステーション10に第１のガイドハンド 2で移動された後、第２のガイドハンド 3と一緒に把持されかつ第１の円錐ミラー 5の穴51にその軸方向半分1aを所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第１の CCDカメラ 5の画像取込み装置71に第１の円錐ミラー 5の像を画像として取り込み、その後で、第１及び第２のガイドハンド 2,3は第１の円錐ミラー 5の穴51から円筒状金属線 1を引き出し、第１のガイドハンド 2はＹ軸方向に2aに後退し第２のガイドハンド 3が円筒状金属線 1を把持して第２ステーション20の 3の位置にＸ軸方向に移動し、第３のガイドハンド 4は第２のガイドハンド 3と一緒に円筒状金属線を把持して第２の円錐ミラー 6の穴61にその軸方向残り半分1bを所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第２の CCDカメラ 8の画像取込み装置に第２の円錐ミラー 6の像を画像として取り込み、その後で、第２及び第３のガイドハンド 3、4は第２の円錐ミラー 6の穴61から円筒状金属線 1を引き出し、第２のガイドハンド 3はＹ軸方向に後退し第３のガイドハンド 4が円筒状金属線 1を把持して第２ステーション20から払出ステーション40にＸ軸方向に4bの位置に移動4bし、円筒状金属線 1を払いして作業を終える。
【００１０】
円筒状金属線 1の軸方向半分1aの円筒面の画像は、光路パス 9（図２（ａ））に従い、第１及び第２の円錐ミラー5、6 面に反射して焦点に映し出され、第１及び第２の CCDカメラ 7、8のそれぞれ中央部画像取込み装置71に取り込まれる。基本的に円筒状金属線 1の軸方向半分1aの円筒面の画像は、外周部で CCDカメラ 7、8の焦点位置にあるドーナツ状の画像（図２（ｂ））がデータとして取り込まれることになる。したがって円筒状金属線 1全域の情報を得るには円筒状金属線 1を侵入させて位置を変化させながらデータを順次取り込んでいく必要がある。円筒状金属線 1を徐々に所定距離づつ進入させ、位置に同期して画像を順次取り込めば外周の全域を取り込むことができる。１回に取り込める画像は光学系の焦点深度がカバーできる範囲( 光学系によるが 2〜3 mm程度) となる。動きとしては、まず、ワーク端部が画像取り込み位置に達した段階でワークを止めて第一回目の画像取り込みを行う。これで取り込める画像は図３のようなドーナツ状の画像である。その後ワークさらに焦点深度に相当する長さだけ進入させる。そこで再び第二回目の画像取り込みを行う。その後再びワークを進入させる。これをワーク外周全域がカバーできるまで繰り返す。取り込んだ画像からワーク表面にきず、錆があるかどうかはマッチング等の画像処理技術を使用して行う。
【００１１】
円筒状金属線 1を効果的に円錐ミラー5、6 内に進入させるために、図２（ｃ）に示すようなガイドハンド 2、3を使う。ガイドハンド 2、3は図示しないシリンダーで開閉し、開閉ストロークは両方で 1mm程度である。閉じれば円筒状金属線 1を把持し、開けば円筒状金属線 1と 0.2mm程度のクリアランスを持つように構成され、この間に円筒状金属線 1を通せばガイドになる。ガイドハンド 2、3をリニア駆動ステージ 21、31に載せて円筒状金属線 1のＹ軸方向の搬送を行う。
【００１２】
図３乃至図５を参照して、図１の検査装置の作動順序を説明する。各図面では、第１及び第２の CCDカメラ 7、8は省略して示す。
図３（ａ）では、第１ステーション10では、円筒状金属線 1は把持ステーション30から第１ステーション10に第１のガイドハンド 2で移動される。第２ステーション20では、第２及び第３のガイドハンド 3、4は第２の円錐ミラー 6の穴61から円筒状金属線 1を引き出し、第２のガイドハンド 3はＹ軸方向に後退する。
図３（ｂ）では第１ステーション10に第１のガイドハンド 2が円筒状金属線 1を把持して位置し、第２ステーション20では、第２のガイドハンド 3はＹ軸方向に後退した位置にあり、円筒状金属線 1を把持した第３のガイドハンド 4は払出ステーション40にＸ軸方向に移動される。
図３（ｃ）では、第１ステーション10に第２のガイドハンド 3がＸ軸方向に戻され、第２ステーション20では、円筒状金属線 1を把持した第３のガイドハンド 4は払出ステーション40位置して円筒状金属線 1の払出しを行う。
図３（ｄ）では、第１ステーション10では、円筒状金属線 1は第２のガイドハンド 3と一緒に把持されかつ第１の円錐ミラー 5の穴51にその軸方向半分1aを所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第１の CCDカメラ 5の画像取込み装置71に第１の円錐ミラー 5の像を画像として取り込み、第２ステーション20では、第３のガイドハンド 4は第２ステーション20に戻される。  
【００１３】
図４（ｅ）では、第１ステーション10では、第１及び第２のガイドハンド 2,3は第１の円錐ミラー 5の穴51から円筒状金属線 1を引き出し、第１のガイドハンド 2はＹ軸方向に後退2aする。
図４（ｆ）では、第１ステーション10では、第２のガイドハンド3bが円筒状金属線 1を把持して第２ステーション20にＸ軸方向に移動する。
図４（ｇ）では、第１ステーション10では、第１のガイドハンド 2は把持ステーション30にＸ軸方向に移動され、第２ステーション20では、第２のガイドハンド 3は円筒状金属線を把持して第２の円錐ミラー 6へ向けてＹ軸方向に移動し、第２の円錐ミラー 6の穴61にその軸方向残り半分1bを所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第２の CCDカメラ 8の画像取込み装置に第２の円錐ミラー 6の像を画像として取り込む。
図４（ｈ）では、第１ステーション10では、第１のガイドハンド 2は把持ステーション30で円筒状金属線を把持する。第２ステーション20では、第２及び第３のガイドハンド 4、3は第２の円錐ミラー 6の穴61から円筒状金属線 1を引き出す。
【００１４】
図５（ｉ）では、第１ステーション10では、第１のガイドハンド 2は把持ステーション30が円筒状金属線 1を把持して第１ステーション10にＸ軸方向に移動する。第２ステーション20では、第２のガイドハンド 3はＹ軸方向に後退する。
図５（ｊ）では、第１ステーション10では、第１のガイドハンド 2は円筒状金属線を把持して第１ステーション10に位置し、第２ステーション20では、第３のガイドハンド 4が円筒状金属線 1を把持して払出ステーション40にＸ軸方向に移動する。
図５（ｋ）では、第１ステーション10では、第２のガイドハンド 3は第１ステーション10に戻され、第２ステーション20では、第３のガイドハンド 4が円筒状金属線 1を払出ステーション40で円筒状金属線 1を払いして作業を終える。
以上のような動きによって第１ステーション10で円筒状金属線 1の長手片半分、第２ステーション20で円筒状金属線 1の長手片残り半分の撮像が順次行われる。
【００１５】
本発明の実施形態の極細で長い円筒状金属線の表面きず検査装置では、円筒状金属線は第１ステーションで第１及び第２のガイドハンドで第１の円錐ミラーの穴にその軸方向半分を所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第１の CCDカメラの画像取込み装置に第１の円錐ミラーの像を画像として取り込み、その後で、円筒状金属線は第２及び第３のガイドハンドで第２の円錐ミラーの穴にその軸方向残り半分を所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第２の CCDカメラの画像取込み装置に第２の円錐ミラーの像を画像として取り込むようにしたので、極細で長い円筒状金属線の全表面にわたり同じ姿勢で全表面の画像を取り込むことができ、極細で長い円筒状金属線の表面のきず検査を自動化して、検査精度を安定させた極細で長い円筒状金属線の表面きず検査装置を安価に提供するものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の極細で長い円筒状金属線の表面きず検査装置の全体を示す概略平面ブロック図。
【図２】（ａ）は図１の第１（及び第２）の円錐ミラー及び第１（及び第２）の CCDカメラの詳細概略平面ブロック図、（ｂ）は（ａ）第１（及び第２）の CCDカメラが受像した円筒状金属線外周部でカメラ焦点位置にあるドーナツ状の画像の概略拡大図、（ｃ）は（ａ）の第１ステーションで円筒状金属線を第１及び第２のガイドハンドで一緒に把持し第１の円錐ミラーの穴にその軸方向半分を所定距離づつ挿入し、所定距離づつ第１の CCDカメラの画像取込み装置に第１の円錐ミラーの像を画像として取り込む状態を示す平面図。
【図３】図１の検査装置の作動順序を示す概略平面図。
【図４】図１の検査装置の作動順序を示す概略平面図。
【図５】図１の検査装置の作動順序を示す概略平面図。
【符号の説明】
【００１７】
１：円筒状金属線、1a：円筒状金属線の軸方向半分、1b：円筒状金属線の軸方向残り半分、 2,2a,2b：第１のガイドハンド、 3,3a,3b：第２のガイドハンド、 4,4a,4b：第３のガイドハンド、５：第１の円錐ミラー、６：第２の円錐ミラー、７：第１の CCDカメラ、８：第２の CCDカメラ、10：第１ステーション、20：第２ステーション、30：把持ステーション、51：第１の円錐ミラーの穴、61：第２の円錐ミラー 6の穴、71：画像取込み装置
【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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