(57)【要約】【課題】コストアップを生じることなく、面ダレを生じたプレス打ち抜き穴の内径を正確に測定できるプレス加工穴の内径測定装置を提供する。【解決手段】貫通穴Ｗ１を有するワークＷを移動させる回転テーブル１と、第１検査位置Ｌ１に設けられ、貫通穴Ｗ１の一方の開口を含むワーク面に対して光を照射する光源および貫通穴Ｗ１の他方の開口を含むワーク面の画像を取得するカメラと、第２検査位置Ｌ２に設けられ、貫通穴Ｗの他方の開口を含むワーク面に対して光を照射する光源および貫通穴Ｗ１の一方の開口を含むワーク面の画像を取得するカメラと、各カメラで取得された画像中の高輝度域の最小径を測定する画像処理装置とを備える。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレスにより打ち抜き加工されたワークの貫通穴の内径を測定する内径測定装置であって、前記ワークを移動させる移動手段と、ワーク移動経路の一の位置に設けられ、前記貫通穴の一方の開口を含むワーク面に対して光を照射する第１照明手段および前記貫通穴の他方の開口を含むワーク面の画像を取得する第１撮像手段と、前記ワーク移動経路の他の位置に設けられ、前記貫通穴の他方の開口を含むワーク面に対して光を照射する第２照明手段および前記貫通穴の一方の開口を含むワーク面の画像を取得する第２撮像手段と、前記第１撮像手段で取得された画像中の高輝度域の最小内径および前記第２撮像手段で取得された画像中の高輝度域の最小内径を測定する測定手段とを備えるプレス加工穴の内径測定装置。
【請求項２】
前記ワーク移動経路中に、前記第１撮像手段で取得された画像中の高輝度域の最小内径および前記第２撮像手段で取得された画像中の高輝度域の最小内径、の少なくとも一方が設定値よりも小さい時にワーク移動経路中から前記ワークを排除するワーク排除手段を設けた請求項１に記載のプレス加工穴の内径測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレスにより打ち抜き加工されたワークの貫通穴の内径を正確に測定できるプレス加工穴の内径測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのターボチャージャで、ユニゾンリングの回動をノズルベーンの開閉に変換する板状アームベーン等においては、板面にプレスで貫通穴を打ち抜き加工している。このプレス加工穴はミクロン単位の形状精度が要求されるとともに、内径が設定値より小さいものは不良品として確実に排除する必要がある。そこで従来はピンゲージを上記貫通穴に挿入してこれが通らないものを不良品として排除するようにしている。一方、特許文献１にはワークに形成された貫通穴の内径を光学的に測定する装置が提案されている。
【特許文献１】特開2003-75130
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来のピンゲージを使用した人手による検査は効率が悪いとともに往々にして不良品を見逃すおそれがあった。そこで、プレス加工穴の内径を光学的に測定して人手による検査を解消することが考えられるが、図８に示すように、ワークＷをプレスで打ち抜き加工して形成した貫通穴Ｗ１には、パンチが進入した側のワーク表面に面ダレＷ５が生じる。
【０００４】
このため、面ダレＷ５を生じた表面側にカメラ７１を設け、裏面側に光源７２を設けて貫通穴Ｗ１の内径を測定をしようとすると（図８（１））、光源７２からの光を完全な平行光とするのが困難なため、角度を有する一部の拡散光が面ダレＷ５部分を通過してカメラ７１に入射し、画像中の光到達領域たる高輝度領域が実際の貫通穴Ｗ１の内径よりも大きくなって良否の判定を誤るという問題がある。この場合、図８（２）に示すように、面ダレＷ５を生じた面が常に下面側になるようにしてワークＷをカメラ７１の下方へ供給するようにすれば問題はないが、ワークＷの表裏を常に一定にして供給するような供給装置はその構造が複雑化でコストアップの要因となる。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、供給装置の複雑化によるコストアップを生じることなく、面ダレを生じたプレス打ち抜き貫通穴の内径を正確に測定できるプレス加工穴の内径測定装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本第１発明では、プレスにより打ち抜き加工されたワーク（Ｗ）の貫通穴（Ｗ１）の内径を測定する内径測定装置であって、ワーク（Ｗ）を移動させる移動手段（１）と、ワーク移動経路の一の位置（Ｌ１）に設けられ、貫通穴（Ｗ１）の一方の開口を含むワーク面に対して光を照射する第１照明手段（４１）および貫通穴（Ｗ１）の他方の開口を含むワーク面の画像を取得する第１撮像手段（４２）と、ワーク移動経路の他の位置（Ｌ２）に設けられ、貫通穴（Ｗ１）の他方の開口を含むワーク面に対して光を照射する第２照明手段（４３）および貫通穴（Ｗ１）の一方の開口を含むワーク面の画像を取得する第２撮像手段（４４）と、第１撮像手段（４２）で取得された画像中の高輝度域の最小内径および第２撮像手段（４４）で取得された画像中の高輝度域の最小内径を測定する測定手段（６）とを備える。
【０００７】
本第１発明においては、撮像手段によってワークの表裏から貫通穴の画像を取得して画像中の高輝度域の最小内径を測定しているから、表裏で測定された最小内径のうち小さい方を選択すれば、面ダレの影響を受けることなく貫通穴の内径を正確に測定することができる。
【０００８】
本第２発明では、上記ワーク移動経路中に、第１撮像手段（４２）で取得された画像中の高輝度域の最小内径および第２撮像手段（４４）で取得された画像中の高輝度域の最小内径、の少なくとも一方が設定値よりも小さい時にワーク移動経路中からワーク（Ｗ）を排除するワーク排除手段を設ける。
【０００９】
本第２発明においては、面ダレの影響を受けることなく正確に測定された貫通穴の内径が設定値よりも小さいワークをワーク移動経路中から排除するようにしたから、良品のみを確実に選別することができる。
【００１０】
なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明のプレス加工穴の内径測定装置によれば、供給装置の複雑化によるコストアップを生じることなく、面ダレを生じたプレス打ち抜き穴の内径を正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の内径測定装置の対象となるワークＷは、例えば先に説明したターボチャージャの板状アームベーンであり、その一例を図１に示す。板状アームベーンＷは一端Ｗ２へ向けて漸次広幅となる長円形のもので、一端の板面中心に貫通穴Ｗ１がプレス打ち抜き加工によって形成されている。
【００１３】
内径測定装置は図２に示すように、回転軸１２で支持されてステッピングモータ１１によって６０度毎に間欠回転させられる、移動手段たる円形の回転テーブル１を備えている。回転テーブル１には図３に示すように、その外周縁に周方向へ６０度間隔でワーク受け入れ用の凹所１２が形成されている。凹所１２は外方へ向けて開放しており、図４に示すように回転テーブル１の一般部よりも一段と低くなって、その底壁には光通過用の円形開口１２１が形成されている。
【００１４】
図略のフィーダ装置から延びるシュート２の先端が回転テーブル１の外周面の一箇所に近接しており（図３）、間欠回転する回転テーブル１の凹所１２がワーク供給位置Ｋに至ってシュート２先端に近接対向すると、小幅の他端Ｗ３側を先頭にしてワークＷがシュート２より凹所１２内へ供給される（図４）。この際、凹所１２内へ供給されたワークＷの貫通穴Ｗ１は開口１２１上に位置させられる。ワーク供給位置Ｋには上方にワーク到着センサ３１（図４）が設けられて凹所１２内へのワークＷの供給が検出されるとともに、凹所１２内へ供給されたワークＷ上の埃を除去するためのエアーを噴き出すエアー噴出管３２が位置させられている。なお、本実施形態ではワーク到着センサ３１として光学式センサを使用している。
【００１５】
図３において、回転テーブル１の移動方向である時計回転方向へワーク供給位置Ｋから６０度離れた位置は第１検査位置Ｌ１となっており、第１検査位置Ｌ１には凹所１２が通過する上方に、平行光を下方へ向けて照射する照明手段たる光源４１（図２）が配設されているとともに、下方には撮像手段たるＣＣＤカメラ４２が上方へ向けて設けられている。
【００１６】
第１検査位置Ｌ１から時計方向へさらに６０度回転した位置は第１不良品排出位置Ｍ１（図３）となっている。ここには図略のエアー噴出管が設けられて、後述の手順で不良品と判定されたワークＷが凹所１２内から吹き飛ばされて不良品回収バッグ５１（図２）へ落下させられる。
【００１７】
第１不良品排出位置Ｍ１から時計方向へさらに６０度回転した位置は第２検査位置Ｌ２となっており（図３）、ここには凹所１２が通過する下方に、平行光を上方へ向けて照射する光源４３（図２）が配設されているとともに、上方にはＣＣＤカメラ４４が下方へ向けて設けられている。なお、上記各ＣＣＤカメラ４２，４４は測定手段たる画像処理装置６（図５参照）へ接続されている。
【００１８】
第２検査位置Ｌ２から時計方向へさらに６０度回転した位置は第２不良品排出位置Ｍ２（図３）となっており、ここには図略のエアー噴出管が設けられて、後述の手順で不良品と判定されたワークＷが凹所１２内から吹き飛ばされて不良品回収バッグ５２（図２）へ落下させられる。
【００１９】
第２不良品排出位置Ｍ２から時計方向へさらに６０度回転した位置は良品排出位置Ｎ（図３）となっている。ここには図略のエアー噴出管が設けられて、後述の手順で良品と判定されたワークＷが凹所１２内から吹き飛ばされて良品収容バッグ５３（図２）へ落下させられる。
【００２０】
図５には内径測定装置におけるワーク選別手順を示す。ワークＷはフィーダによって既述のように同一方向へ揃えられて（ステップ１０１）ワーク供給位置でシュート２から回転テーブル１の凹所１２内へ供給される（ステップ１０２）。ここでエアパージによって埃が除去された後（ステップ１０３）、回転テーブル１が第１検査位置Ｌ１へ回転してワーク貫通穴Ｗ１の下側開口を含む領域が下方からカメラ４２で撮影される（ステップ１０４）。カメラ撮影画像の一例を図６に示す。画像は貫通穴Ｗ１を通過した平行光が入射する領域Ｒのみが高輝度となり、他の領域Ｓは低輝度となる。
【００２１】
プレス打ち抜き加工により形成された貫通穴Ｗ１は図６に示すように楕円形となる場合があるが、画像処理装置６では、高輝度領域Ｒの最小内径ｄを図６の破線で示すように公知の方法で算出し測定する。測定された最小内径ｄが所定の設定値よりも小さい場合には画像処理装置６は当該ワークＷを不良品と判定する。不良品と判定された場合には、第１不良品排出位置Ｍ１へ至った時に既述のようにワークＷが凹所１２内から不良品回収バッグ５１へ排出される（ステップ１０５）。
【００２２】
その後、回転テーブル１が第２検査位置Ｌ２へ回転して、ワーク貫通穴Ｗ１の上側開口を含む領域が上方からカメラ４４で撮影される（ステップ１０６）。画像処理装置６では先の検査と同様に、高輝度領域Ｒの最小内径ｄを公知の方法で算出測定し、測定された最小内径ｄが所定の設定値よりも小さい場合には当該ワークＷを不良品と判定する。不良品と判定された場合には、第２不良品排出位置Ｍ２へ至った時に既述のようにワークＷが凹所１２内から不良品回収バッグ５２へ排出される（ステップ１０７）。そして、いずれの検査位置でも不良品と判定されなかったワークＷのみが良品として、良品排出位置Ｎへ至って良品収容バッグ５３へ落下収容される。
【００２３】
ここで、カメラ４２，４４の被写界深度は、焦点を中心に±Ｘ（ｍｍ）の範囲とし、ワークＷの厚み（すなわち貫通穴Ｗ１の長さ）をＹとして、２Ｘ＞Ｙとなるように被写界深度を設定してある。これにより、上下の各カメラ４２，４４の焦点をそれぞれワークＷの表面と裏面に合わせておけば、図７に示すような貫通穴Ｗ１の内周に付着した異物Ｗ４がいずれかのカメラ４２，４４で確実に捉えられるから、異物Ｗ４により狭められた高輝度領域Ｒの最小内径ｄを図７の破線で示すように算出し測定することができる。
【００２４】
このようにして、ワークＷの表裏から貫通穴Ｗ１をカメラ４２，４４で撮影してその最小内径ｄを測定し、内径測定値が設定値よりも小さいワークＷを不良品として排除するようにしたから、面ダレの影響を受けることなく確実に不良品を排除することができる。
【００２５】
なお、上記実施形態において、両検査位置Ｌ１，Ｌ２で測定された貫通穴Ｗ１の最小内径を比較して、小さいほうの内径値が設定値より小さい場合に不良品排除を行うようにすれば、第１検査位置Ｌ１と第２検査位置Ｌ２の間にある第１不良品排除位置Ｍ１を廃止することができる。また、各検査位置Ｌ１，Ｌ２でのワーク貫通穴Ｗ１の最小内径を測定表示するのみで、不良品の排除は人手で行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ワークの平面図である。
【図２】ワーク選別装置の全体構成を示す側面図である。
【図３】回転テーブルの平面図である。
【図４】回転テーブルの要部垂直断面図である。
【図５】ワーク選別の手順を示すフローチャートである。
【図６】カメラ撮影画像を示す図である。
【図７】内周に異物が付着した貫通穴の内径測定原理を示す図である。
【図８】従来のプレス加工穴の内径測定装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…回転テーブル（移動手段）、４１…光源（第１照明手段）、４２…カメラ（第１撮像手段）、４３…光源（第２照明手段）、４４…カメラ（第２撮像手段）、６…画像処理装置（測定手段）、Ｌ１…第１検査位置、Ｗ…ワーク、Ｗ１…貫通穴。
【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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