(57)【要約】【課題】ラインの稼働率を低下させることなく、短時間で被検査物の表面状態の良否を判定する検査装置及び検査方法を提供することを課題とする。【解決手段】被検査物１の検査面２に対して相対移動可能に設けられた走査ヘッド１１に、該検査面２に対して光を照射しその反射光量を検出する光電センサ１３と、上記検査面２の表面形状の変化を検出する変位センサ１４とを設けておき、該光電センサ１３によって該検査面２に光を照射しながら該検査面２に対して該走査ヘッド１１を相対移動させて、該検査面２からの反射光量に基づいて該検査面２の異常箇所４を特定し、該走査ヘッド１１の相対移動により、該変位センサ１４を該検査面２の異常箇所４に位置付けて該異常箇所４の表面状態の変化を検出し、該変位センサ１４によって検出した該異常箇所４の表面状態の変化に基づいて、該異常箇所４の表面状態の良否を判定する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物の表面状態の良否を検査する表面状態の検査装置であって、
上記被検査物の検査面に対して相対移動可能に設けられた走査ヘッドと、
上記走査ヘッドに搭載され、上記検査面に対して光を照射しながら相対移動し該検査面からの反射光量を検出する光電センサと、
上記光電センサによって検出された反射光量に基づいて、上記検査面の異常箇所を特定する異常箇所特定手段と、
上記走査ヘッドに搭載され、上記異常箇所特定手段によって上記検査面の異常箇所が特定されたときに、該異常箇所を走査し該異常箇所の表面形状の変化を検出する変位センサと、
上記変位センサによって検出された該異常箇所の表面形状の変化に基づいて、上記異常箇所の表面形状の良否を判定する良否判定手段とを備えていることを特徴とする表面状態の検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載された表面状態の検査装置であって、
上記光電センサは、上記検査面の走査方向と直交する検査幅よりも狭い範囲に光を照射するものであり、
上記走査ヘッドには、上記検査面に対して互いに上記検査幅方向の異なる部位の走査を担う複数の光電センサが配設されていることを特徴とする表面状態の検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載された表面状態の検査装置であって、
上記変位センサとして、レーザ変位センサを用いることを特徴とする表面状態の検査装置。
【請求項４】
被検査物の表面状態の良否を検査する表面状態の検査方法であって、
上記被検査物の検査面に対して相対移動可能に設けられた走査ヘッドに、上記検査面に対して光を照射しその反射光量を検出する光電センサと、上記検査面の表面形状の変化を検出する変位センサとを設けておき、
上記光電センサによって上記検査面に光を照射しながら該検査面に対して上記走査ヘッドを相対移動させて、該検査面からの反射光量に基づいて該検査面の異常箇所を特定し、
上記走査ヘッドの上記相対移動により、上記変位センサを上記検査面の異常箇所に位置付けて該異常箇所の表面状態の変化を検出し、
上記変位センサによって検出した上記異常箇所の表面形状の変化に基づいて、該異常箇所の表面形状の良否を判定することを特徴とする表面状態の検査方法。
【請求項５】
請求項４に記載された表面状態の検査方法において、
上記光電センサは、上記検査面の走査方向と直交する検査幅よりも狭い範囲に光を照射するものであり、
上記走査ヘッドには、上記検査面に対して互いに上記検査幅方向の異なる部位の走査を担う複数の光電センサが配設されていることを特徴とする表面状態の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面状態の検査装置及び検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検査物の表面状態の外観検査は、作業者の目視による検査が一般的であるが、良否判断の個人差や検査漏れにより不良品が後工程へ流出する等の懸念があり、品質保証が十分ではなかった。
【０００３】
そこで、作業者の目視に代わる検査方法として、レーザ光を被検査物の検査面に照射して、その反射光輝線パターンをデータ処理することにより、被検査物の良否を判断するものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３４６９２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の方法では、検査範囲が広い被検査物の場合、計測データの処理量が膨大となり処理時間がかかるため、検査面を走査する走査速度を遅くしなければならず検査時間が長くなるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明者は、検査面の異常箇所の検出手段として、光電センサを用いて被検査物の検査面に光を照射し、その反射光量の変化のみを計測して該検査面の不良箇所を短時間で検出することを考えた。しかし、この方法では、検査面の不良箇所だけでなく検査面に付着した汚れも不良箇所として検出してしまうため、誤検出が頻繁に発生しラインの稼働率を低下させる原因となっていた。
【０００７】
すなわち、本発明の課題は、ラインの稼働率を低下させることなく、短時間で被検査物の表面状態の良否を判定する表面状態の検査装置及び検査方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に対して、被検査物の検査面に対して光電センサによる走査を行い、該走査によって特定された異常箇所に対して変位センサによる表面形状の変化の検出を行うことにより、異常箇所が汚れによるものか傷や巣等の不良によるものかを判定して、短時間で被検査物の表面状態の良否を判断できるようにした。
【０００９】
すなわち、請求項１に係る発明は、被検査物の表面状態の良否を検査する表面状態の検査装置であって、
上記被検査物の検査面に対して相対移動可能に設けられた走査ヘッドと、
上記走査ヘッドに搭載され、上記検査面に対して光を照射しながら相対移動し該検査面からの反射光量を検出する光電センサと、
上記光電センサによって検出された反射光量に基づいて、上記検査面の異常箇所を特定する異常箇所特定手段と、
上記走査ヘッドに搭載され、上記異常箇所特定手段によって上記検査面の異常箇所が特定されたときに、該異常箇所を走査し該異常箇所の表面形状の変化を検出する変位センサと、
上記変位センサによって検出された該異常箇所の表面形状の変化に基づいて、上記異常箇所の表面形状の良否を判定する良否判定手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
従って、本発明によれば、光電センサによって検出された検査面からの反射光量に基づいて特定された該検査面の異常箇所に対して変位センサによる走査を行い、該変位センサによって検出された該異常箇所の表面形状の変化に基づいて該異常箇所の表面形状の良否を判定する良否判定手段により、被検査物の表面状態の良否を判定するから、該変位センサによる走査範囲を絞り込むことができ、該変位センサのみで検査面全体を走査する場合に比べて走査時間が短縮でき、工場ラインの稼働率の低下を防止することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された表面状態の検査装置であって、
上記光電センサは、上記検査面の走査方向と直交する検査幅よりも狭い範囲に光を照射するものであり、
上記走査ヘッドには、上記検査面に対して互いに上記検査幅方向の異なる部位の走査を担う複数の光電センサが配設されていることを特徴とする。
【００１２】
従って、本発明によれば、上記走査ヘッドには、上記検査面に対して互いに上記検査幅方向の異なる部位の走査を担う複数の光電センサが配設されているから、該走査ヘッドを該検査面に対して相対移動させたときに、該検査面の検査幅の走査を一度に行うことができるため、該検査面に対する走査を繰り返し行う必要がなく作業効率が高まる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載された表面状態の検査装置であって、
上記変位センサとして、レーザ変位センサを用いることを特徴とする。
【００１４】
従って、本発明によれば、変位センサとしてレーザ変位センサを用いるから、レーザ光を集光させて検査面に照射することで光の拡散を抑えることができ、表面形状の変化を確実に検出することができる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、被検査物の表面状態の良否を検査する表面状態の検査方法であって、
上記被検査物の検査面に対して相対移動可能に設けられた走査ヘッドに、上記検査面に対して光を照射しその反射光量を検出する光電センサと、上記検査面の表面形状の変化を検出する変位センサとを設けておき、
上記光電センサによって上記検査面に光を照射しながら該検査面に対して上記走査ヘッドを相対移動させて、該検査面からの反射光量に基づいて該検査面の異常箇所を特定し、
上記走査ヘッドの上記相対移動により、上記変位センサを上記検査面の異常箇所に位置付けて該異常箇所の表面状態の変化を検出し、
上記変位センサによって検出した上記異常箇所の表面形状の変化に基づいて、該異常箇所の表面形状の良否を判定することを特徴とする。
【００１６】
従って、本発明によれば、光電センサによって検出された検査面からの反射光量に基づいて特定された該検査面の異常箇所に対して変位センサによる走査を行い、該変位センサによって検出された該異常箇所の表面形状の変化に基づいて該異常箇所の表面形状の良否を判定する良否判定手段により、被検査物の表面状態の良否を判定するから、該変位センサによる走査範囲を絞り込むことができ、該変位センサのみで検査面全体を走査する場合に比べて走査時間が短縮でき、工場ラインの稼働率の低下を防止することができる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載された表面状態の検査方法において、
上記光電センサは、上記検査面の走査方向と直交する検査幅よりも狭い範囲に光を照射するものであり、
上記走査ヘッドには、上記検査面に対して互いに上記検査幅方向の異なる部位の走査を担う複数の光電センサが配設されていることを特徴とする。
【００１８】
従って、本発明によれば、上記走査ヘッドには、上記検査面に対して互いに上記検査幅方向の異なる部位の走査を担う複数の光電センサが配設されているから、該走査ヘッドを該検査面に対して相対移動させたときに、該検査面の検査幅の走査を一度に行うことができるため、該検査面に対する走査を繰り返し行う必要がなく作業効率が高まる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
＜実施形態＞
図１は、エンジンの鋳物製シリンダヘッド（被検査物）のヘッドカバーとの合わせ面となる加工面（検査面）を検査する検査装置１０であって、被検査物１の検査面２を走査する走査ヘッド１１と、該走査ヘッド１１を吊設して該走査ヘッド１１を鉛直軸周りに回転させ且つ前後左右に移動させる移動ロボット１２と、該走査ヘッド１１の下端に取り付けられた光電センサ１３及び変位センサ１４と、該光電センサ１３で検出された検査面２からの反射光量に基づいて該検査面２の異常箇所４を特定し、且つ該変位センサ１４で検出された該異常箇所４の表面形状の変化に基づいて該異常箇所４の表面状態の良否を判定する判定手段１５と、上記光電センサ１３及び変位センサ１４のセンサ性能の異常をチェックするセンサ検定手段１６とから構成されている。ここで、３は該被検査物１を上流工程から搬送して該検査装置１０による検査作業位置で停止させ、検査終了後に該被検査物１を下流工程に搬送するコンベアを示す。
【００２１】
走査ヘッド１１は、その下端に上記光電センサ１３と変位センサ１４とを備えており、該光電センサ１３が該変位センサ１４よりも走査方向の前方に位置するように該変位センサ１４に隣接して取り付けられている。
【００２２】
移動ロボット１２は、上記走査ヘッド１１を吊設して上記検査面２に沿って走査させるものであり、該走査ヘッド１１を該検査面２に沿って鉛直軸周りに回転させる回転モータ１２ａと、前後左右方向に移動させる搬送部１２ｂとを備えている。
【００２３】
光電センサ１３は、図２又は図３にも示すように、該検査面２に光を照射してその反射光量を検出するものである。また、光の照射範囲は該検査面２の走査方向と直交する検査幅よりも狭く、該検査面２に対して互いに該検査幅方向の異なる部位の走査を担うように千鳥状に複数配設されている。なお、上記複数の光電センサ１３の配置は、千鳥状に限定するものではなく、該検査面２に対して互いに該検査幅方向の異なる部位の走査を行うことができれば、例えば検査幅方向に一列に配設したものであっても構わない。また、配設する光電センサ１３の数を増やして、該検査幅の略全面にわたって走査できるように配置しても構わない。
【００２４】
変位センサ１４は、該検査面２に対してレーザ光を照射して該検査面２の表面形状の変化を検出するものである。なお、該変位センサ１４は、レーザ光を用いるレーザ変位センサに限定するものではなく、該検査面２の表面形状の変化を検出できるものであれば構わない。
【００２５】
判定手段１５は、上記光電センサ１３によって検出された上記検査面２からの反射光量に基づいて該検査面２の異常箇所４を特定し、また、該変位センサ１４によって該異常箇所４を走査して検出された表面形状の変化に基づいて該異常箇所４の良否を判定するものである。
【００２６】
センサ検定手段１６は、上記走査ヘッド１１により上記検査面２に対して走査を行う前に、該走査ヘッド１１に設けられた上記光電センサ１３及び変位センサ１４のセンサ性能の異常をチェックするものである。
【００２７】
以下に、本実施形態における表面状態の検査方法について説明する。
【００２８】
図１に示すように、移動ロボット１２により走査ヘッド１１をセンサ検定手段１６の上方に移動させ、該センサ検定手段１６により、該走査ヘッド１１の下端に取り付けられている光電センサ１３及び変位センサ１４のセンサ性能の異常をチェックする。ここで、センサ性能の異常が検出された場合は、作業者がセンサの感度調整又は交換作業を行う。
【００２９】
次に、上記移動ロボット１２により上記走査ヘッド１１を被検査物１の検査面２の上方に移動し、図３に示すように該検査面２に対して走査ヘッド１１を図の左から右へ走査させ、該走査ヘッド１１の下端に取り付けられた複数の光電センサ１３，１３，・・・により該検査面２に対して光を照射し、その反射光量を検出する。
【００３０】
そして、該光電センサ１３による反射光量の検出情報及び走査ヘッド１１の位置情報を判定手段１５（図１に図示）に送信して、該判定手段１５により検出情報及び位置情報を管理する。
【００３１】
そして、該検査面２の走査が終了したときに、上記判定手段１５によって管理されている上記光電センサ１３による反射光量の検出情報を分析し、該検査面２のどの位置に異常箇所４があるのかを特定する。
【００３２】
次に、図４に示すように、特定された異常箇所４の位置情報に基づいて、上記移動ロボット１２により上記走査ヘッド１１を当該異常箇所４近傍の上方へ位置付け、該異常箇所４に対して該走査ヘッド１１に取り付けられた変位センサ１４からレーザ光を照射し、該異常箇所４の表面形状の変化を検出する。
【００３３】
そして、該変位センサ１４により検出された表面形状の変化の検出情報を上記判定手段１５に送信して、該判定手段１５により該異常箇所４の表面形状の良否を判定する。
【００３４】
そして、図１に示すように、上記判定手段１５により良品と判定された被検査物１は、コンベア３により下流工程へ搬送される。一方、不良と判定された被検査物１は、図示しない払い出し手段によりコンベア３上から取り除かれる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、光電センサによって検出された検査面からの反射光量に基づいて特定された該検査面の異常箇所に対して変位センサによる走査を行い、該変位センサによって検出された該異常箇所の表面形状の変化に基づいて該異常箇所の表面形状の良否を判定する良否判定手段により、被検査物の表面状態の良否を判定するから、該変位センサによる走査範囲を絞り込むことができ、該変位センサのみで検査面全体を走査する場合に比べて走査時間が短縮でき、工場ラインの稼働率の低下を防止することができる。
【００３６】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載された表面状態の検査装置であって、上記走査ヘッドには、上記検査面に対して互いに上記検査幅方向の異なる部位の走査を担う複数の光電センサが配設されているから、該走査ヘッドを該検査面に対して相対移動させたときに、該検査面の検査幅の走査を一度に行うことができるため、該検査面に対する走査を繰り返し行う必要がなく作業効率が高まる。
【００３７】
請求項３に係る発明によれば、請求項１に記載された表面状態の検査装置であって、変位センサとしてレーザ変位センサを用いるから、レーザ光を集光させて検査面に照射することで光の拡散を抑えることができ、表面形状の変化を確実に検出することができる。
【００３８】
請求項４に係る発明によれば、光電センサによって検出された検査面からの反射光量に基づいて特定された該検査面の異常箇所に対して変位センサによる走査を行い、該変位センサによって検出された該異常箇所の表面形状の変化に基づいて該異常箇所の表面形状の良否を判定する良否判定手段により、被検査物の表面状態の良否を判定するから、該変位センサによる走査範囲を絞り込むことができ、該変位センサのみで検査面全体を走査する場合に比べて走査時間が短縮でき、工場ラインの稼働率の低下を防止することができる。
【００３９】
請求項５に係る発明によれば、請求項４に記載された表面状態の検査方法において、上記走査ヘッドには、上記検査面に対して互いに上記検査幅方向の異なる部位の走査を担う複数の光電センサが配設されているから、該走査ヘッドを該検査面に対して相対移動させたときに、該検査面の検査幅の走査を一度に行うことができるため、該検査面に対する走査を繰り返し行う必要がなく作業効率が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る走査ヘッドを示す斜視図。
【図２】本実施形態に係る走査ヘッドを示す平面図。
【図３】本実施形態に係る走査ヘッドの光電センサによる走査を示す斜視図。
【図４】本実施形態に係る走査ヘッドの変位センサによる走査を示す斜視図。
【符号の説明】
１    被検査物
２    検査面
３    コンベア
４    異常箇所
１０    検査装置
１１    走査ヘッド
１２    移動ロボット
１３    光電センサ
１４    変位センサ
１５    判定手段
１６    センサ検定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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