(57)【要約】【課題】製造過程で油などが塗布されて油膜が形成される丸棒材表面の欠陥の有無を、光学式にて高精度に検査することができる疵検査装置を提供する【解決手段】水平に配置されている油膜などの被膜が形成されている丸棒材Ｗの疵を検査する疵検査装置Ａであって、前記被膜を除去する水ノズル２１と、該水ノズル２１により被膜が除去された丸棒材Ｗに被膜を再形成する油ノズル２３とを少なくとも有するノズル機構３と、前記水ノズル２１により被膜が除去された丸棒材Ｗ表面を撮像するエリアカメラ２と、前記エリアカメラ２およびノズル機構３を丸棒材Ｗの軸方向に移送させる移送機構４と、前記移送機構４を制御するトラッキング制御部５とを備えてなることを特徴とするものである。【選択図】　図２
2004108956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平に配置されている油膜などの被膜が形成されている丸棒材の疵を検査する疵検査装置であって、
前記被膜を除去する被膜除去部と、該被膜除去部により被膜が除去された丸棒材に被膜を再形成する被膜形成部とを少なくとも有するノズル機構と、
前記被膜除去部により被膜が除去された丸棒材表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段およびノズル機構を丸棒材の軸方向に移送させる移送機構と、
前記移送機構を制御する移送機構制御手段
とを備えてなることを特徴とする疵検査装置。
【請求項２】
ノズル機構が、被膜除去部により被膜が除去された丸棒材表面を乾燥させる乾燥部を有することを特徴とする請求項１記載の疵検査装置。
【請求項３】
丸棒材を回転させる回転機構を備え、該回転機構が撮像手段の撮像に同期させて丸棒材を回転させることを特徴とする請求項１記載の疵検査装置。
【請求項４】
ノズル機構からエアを噴出させつつ丸棒材の他端側から一端側に移動させて前記丸棒材表面に付着した異物を除去するようにされてなることを特徴とする請求項１記載の疵検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、丸棒材の疵検査装置に関する。さらに詳しくは、光学式センサを使用して丸棒材表面の疵の有無を検査する疵検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、研磨あるいは引き抜き加工により丸棒材を製造する際には、防錆を主な目的として材料表面に塗油を行うのが一般的である。したがって、研磨あるいは引き抜き加工により製造される丸棒材表面を検査する際には、油膜を通して疵の有無を確かめる必要があり、これを目視にて行うことは微少な表面欠陥を検出するのに相当な熟練を要することになる。
【０００３】
したがって、ＣＣＤカメラなどの低コストの光学式センサを使用し、その撮像画像に基づいて疵を検出する、光学式検査方法が精度向上および省力化の上で好ましい。ところが、光学式により疵検査を行う場合、正確な疵検出を行うために油膜厚を均一にしかつ透過光の反射状態を一定にする必要がある。
【０００４】
しかしながら、丸棒材においてはその形状に起因して油膜厚を均一にすることは不可能に近いものといえる。
【０００５】
このため、結局、丸棒材表面の疵検査においては、熟練者の目視による検査に頼らざるを得ず、検査工程を簡略化することが困難であるという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、製造過程で油などが塗布されて油膜が形成される丸棒材表面の欠陥の有無を、光学式にて高精度に検査することができる疵検査装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の疵検査装置は、水平に配置されている油膜などの被膜が形成されている丸棒材の疵を検査する疵検査装置であって、前記被膜を除去する被膜除去部と、該被膜除去部により被膜が除去された丸棒材に被膜を再形成する被膜形成部とを少なくとも有するノズル機構と、前記被膜除去部により被膜が除去された丸棒材表面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段およびノズル機構を丸棒材の軸方向に移送させる移送機構と、前記移送機構を制御する移送機構制御手段とを備えてなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の疵検査装置においては、ノズル機構が、被膜除去部により被膜が除去された丸棒材表面を乾燥させる乾燥部を有するのが好ましい。
【０００９】
また、本発明の疵検査装置においては、丸棒材を回転させる回転機構を備え、該回転機構が撮像手段の撮像に同期させて丸棒材を回転させるのが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の疵検査装置においては、ノズル機構からエアを噴出させつつ丸棒材の他端側から一端側に移動させて丸棒材表面に付着した異物を除去するようにされてなるのが好ましい。
【００１１】
【作用】
本発明の疵検査装置は、前記の如く構成されているので、丸棒材の疵検査精度が向上するとともに、検査終了時には被膜の再形成がなされる。そのため、品質および生産性の向上が図られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００１３】
図１に、本発明の一実施形態に係る疵検査装置の概略構成を示し、この疵検査装置（以下、単に装置という）Ａは、光学式センサ（撮像手段）を使用して丸棒材表面の疵の有無を検査する検査装置とされ、特に研磨、引抜き加工等、油が使用され材料表面に油膜（被膜）が形成される加工方法により加工される丸棒材Ｗ（図２〜図５参照、以下棒材という）表面を高精度かつ効率的に検査するのに適した疵検査装置とされる。
【００１４】
装置Ａは、具体的には、検査装置本体（以下、本体という）１と、カメラ２と、ノズル機構３と、移送機構４（より具体的には、カメラ２を棒材Ｗに沿って移送するカメラ移送機構４ａと、ノズル機構３を棒材Ｗに沿って移送するノズル機構移送機構４ｂ）と、移送機構４（より具体的には、カメラ２を棒材Ｗに沿って移送するカメラ移送機構４ａと、ノズル機構３を棒材Ｗに沿って移送するノズル機構移送機構４ｂ）を制御するトラッキング制御部（移送機構制御手段）５とを主要構成要素として備え、チャック６Ａ、６Ｂ（図２、図３参照）により両端で把持される棒材Ｗ表面をカメラ２により撮像し、この撮像画像に基づいて疵を検出するようにして棒材Ｗ表面を検査する。
【００１５】
このとき、疵検査と同時に所定のシーケンスで、精度向上を図るために油膜（被膜）を除去し、かつ除去された油膜（被膜）を例えば防錆のために再び形成し、これにより検査工程の前処理および後処理を省略ないしは簡略化し、疵検査を効率的に実施することを可能とするものとされる。
【００１６】
以下、装置Ａの各構成要素を説明する。
【００１７】
装置Ａの本体１は、パーソナルコンピュータなど、各種ソフトウェアの組み込み可能な汎用のコンピュータからなり、そのようなソフトウェアとして本体１に組み込まれる制御部１１、疵検出処理部１２および疵部位データベース１３から構成されている。
【００１８】
カメラ２は、例えばＣＣＤエリアカメラからなり、丸棒材Ｗの所定距離上方に配設されて丸棒材Ｗ表面を所定範囲に亘って撮像し、その撮像画像を本体１に出力する。
【００１９】
ノズル機構３は、図２および図３に示すように、棒材Ｗ表面の油膜を除去するよう脱脂剤（例；ファインクリーナー４３２８Ａ（日本パーカライジング社製商品名））が混入された油膜除去水（被膜除去剤）（以下、単に水という）を棒材Ｗ表面に噴霧する水ノズル（被膜除去部）２１と、水ノズル２１により噴霧された水を乾燥させるように、および棒材Ｗ表面に付着した異物を除去するようにエアを噴射するエアノズル（乾燥部）２２と、撮像終了後に再び棒材Ｗ表面に塗油するよう油を噴霧する油ノズル（被膜形成部）２３とから構成されている。
【００２０】
各ノズル２１、２２、２３の配置関係は、図２（ａ）に示す検査開始時点において、図に矢印Ｂで示す進行方向前側から油ノズル２３、水ノズル２１、エアノズル２２の順に並べられるものとされ、この並びを維持しつつかつ後掲するように相互の間隔を可変制御されて移送機構により往復動されるものとされる。
【００２１】
移送機構４は、カメラ２およびノズル機構３を所定のシーケンスで棒材Ｗの軸方向に往復動させる。より具体的には、カメラ移送機構４ａはカメラ２を所定のシーケンスで棒材Ｗの軸方向に往復動させ、ノズル機構移送機構４ｂはノズル機構３の各ノズル２１、２２、２３を所定のシーケンスで棒材Ｗの軸方向に往復動させる。
【００２２】
トラッキング制御部５は、カメラ２およびノズル機構３が丸棒材Ｗに常に正対した状態で移動するように制御部１１からの指示に従って移送機構４、つまりカメラ移送機構４ａおよびノズル機構移送機構４ｂを制御する。
【００２３】
以下、本体１の各部を詳細説明する。
【００２４】
制御部１１は、所定のシーケンスで検査を実施するように、カメラ２、ノズル機構３およびトラッキング制御部５に所定の指示を送るものとされる。
【００２５】
疵検出処理部１２は、カメラ２の出力画像データに２値化処理、細線化処理などの各種画像処理を実施し、この画像処理されたデータに基づいて棒材Ｗ表面の疵を検出する疵検出処理を実施する。この疵検出処理は、疵部分の明度が周囲の明度よりも暗くなることなどを利用する公知の方法によるものとされる。
【００２６】
疵部位データベース１３は、疵が検出された棒材Ｗを特定する情報（例；ロット番号、合番など）を保存するとともに、検出された疵の内容および位置に関する情報を蓄積し、これによって、例えば不良品の発生原因の分析を可能とするものとされる。
【００２７】
しかして、かかる構成の装置Ａにおいては、以下のシーケンスで疵検査が実施される。
【００２８】
本シーケンスは、往工程と復工程とから構成される。すなわち、本シーケンスにおいては、カメラ２およびノズル機構３を棒材Ｗの全長に亘って軸方向に１往復させるようにして疵検査が実施される。このとき、往工程から復工程に移行する際に、チャック６Ａ、６Ｂの少なくとも一方に設けられる図示しないモータにより棒材Ｗは１８０度回転される。つまり、往工程において棒材Ｗの半周面が検査され、復工程において残りの半周面が検査される。
【００２９】
図２に、往工程の実行態様を示す。同図（ａ）は往工程の開始時点におけるカメラ２およびノズル機構３の配置を示し、同図（ｂ）は往工程実行中のカメラ２およびノズル機構３の動作態様を示す。以下、往工程を説明する。
【００３０】
（１）水ノズル２１から水を噴霧させつつ棒材Ｗの一端側（チャック６Ｂ側）から他端側（チャック６Ａ側）に移動させる。これにより棒材Ｗ表面から油分を除去する。
【００３１】
（２）水ノズル２１に追随させるようにして、エアノズル２２から乾燥用エアを噴出させつつ棒材Ｗの一端側から他端側に移動させる。これにより、棒材Ｗ表面を乾燥する。
【００３２】
（３）エアノズル２２に追随させるようにして、カメラ２を棒材Ｗの一端側から他端側に移動させつつ、水ノズル２１からの水噴霧およびエアノズル２２からのエア噴出により油分が除去され乾燥された状態の棒材Ｗ表面を撮像し、その撮像画像に基づいて疵検出処理部１３により棒材Ｗ表面の疵を検出する。
【００３３】
（４）油ノズル２３は、油の噴霧を行わず単に棒材Ｗの一端側から他端側に移動させる。
【００３４】
図３に、復工程の実行態様を示す。同図（ａ）は復工程の開始時点におけるカメラ２およびノズル機構３の配置を示し、同図（ｂ）は復工程実行中のカメラ２およびノズル機構３の動作態様を示す。以下、復工程を説明する。
【００３５】
（１１）エアノズル２２からエアを噴出させつつ棒材Ｗの他端側から一端側に移動させる。これにより棒材Ｗ表面に付着した異物（埃など）を除去する。
【００３６】
（１２）エアノズル２２に追随させるようにして、カメラ２を棒材Ｗの他端側から一端側に移動させつつ棒材Ｗ表面を撮像し、その撮像画像に基づいて疵検出処理部１３により棒材Ｗ表面の疵を検出する。
【００３７】
（１３）カメラ２に追随させるようにして、油ノズル２３から油を噴霧させつつ棒材Ｗの他端側から一端側に移動させる。これにより、棒材Ｗ表面に再び油膜を形成する。
【００３８】
（１４）水ノズル２１は、水の噴霧を行わず単に棒材Ｗの他端側から一端側に移動させる。
【００３９】
このように、本実施形態の疵検査装置Ａにおいては、研磨、引抜き加工など、材料に油が付着する加工方法により製造された丸棒材表面を検査するよう光学式センサ（カメラ２）により棒材Ｗ表面を撮像する際に、ノズル機構３によって、撮像の直前に棒材Ｗ表面から油膜を除去し、かつ撮像直後に再び塗油を実行するので、従来は検査工程の前処理および後処理として行われていた棒材の洗浄、乾燥および塗油を検査と同時に実行することが可能となり、検査工程を簡略化して効率的にかつ高精度に実施することが可能となる。
【００４０】
以上、本発明を一実施形態により説明してきたが、本発明はかかる実施形態に限られるものでなく、種々改変が可能である。例えば、本実施形態では、カメラ２をエリアカメラとしたが、これをラインセンサとして構成することも可能である。
【００４１】
例えば、図４に示すように、ラインセンサからなるカメラ２Ａと、水ノズル２１、エアノズル２２および油ノズル２３からなるノズル機構３Ａとを検査開始時点において、図４（ａ）のように棒材Ｗの他端側（チャック６Ａ側、なお各ノズルの並びを変えればチャック６Ｂ側でも可）に配置し、同図（ｂ）に示すように、水ノズル２１およびエアノズル２２から水およびエアをそれぞれ噴出させつつ一端側（チャック６Ｂ側）に移動させて棒材Ｗ表面を洗浄・乾燥し、これに追随させるようにカメラ２Ａを一端側に移動させつつ棒材Ｗ表面を撮像する。
【００４２】
このとき、棒材Ｗはカメラ２Ａの移動速度に対応した所定の速度で回転されるものとされ、これにより１つの工程で棒材Ｗ表面を全周、全長に亘って撮像することが可能となる。またこのとき、油ノズル２３は、油を噴霧させつつカメラ２Ａに追随させるようにして棒材Ｗの他端側から一端側に移動させる。
【００４３】
これにより、１つの工程で棒材Ｗの洗浄、乾燥、検査、塗油までを実施することが可能となる。
【００４４】
このように、カメラ２Ａとして画像取り込み速度の速いラインセンサを適用することによって少ない工程数で検査を完了することが可能となる。
【００４５】
また、図５に示すように、カメラ２Ａとしてラインセンサを適用するとともに、水ノズル２１を挟んで反対側にエアノズル２２Ａおよび油ノズル２３Ａを、エアノズル２２および油ノズル２３と対称となるように設けるようにすれば、棒材Ｗの他端側から一端側および一端側から他端側の双方向に検査を実施することが可能となる。
【００４６】
このとき、図５（ｂ）に示すように、棒材Ｗの他端側から一端側の検査では、矢印Ｃで示すカメラ２Ａの進行方向後側のエアノズル２２および油ノズル２３が乾燥および塗油を実行し、前側のエアノズル２２Ａおよび油ノズル２３Ａは単に一端側まで移動させるものとされる。この関係は棒材Ｗの一端側から他端側の検査では逆になる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、丸棒材の疵検査精度が向上するとともに、検査終了時には被膜の再形成がなされる。そのため、品質および生産性の向上が図られるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る疵検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同疵検査装置による検査実行のシーケンスを示す模式図であり、同（ａ）は往工程の開始時点のカメラおよび各ノズルの配置を示し、同（ｂ）は往工程実行中における各部の動作態様を示す。
【図３】同疵検査装置による検査実行のシーケンスを示す模式図であり、同（ａ）は復工程の開始時点のカメラおよび各ノズルの配置を示し、同（ｂ）は復工程実行中における各部の動作態様を示す。
【図４】同疵検査装置による検査実行の他のシーケンスを示す模式図であり、同（ａ）は検査開始時点のカメラおよび各ノズルの配置を示し、同（ｂ）は検査実行中における各部の動作態様を示す。
【図５】同疵検査装置による検査実行の更に他のシーケンスを示す模式図であり、同（ａ）は検査開始時点のカメラおよび各ノズルの配置を示し、同（ｂ）は検査実行中における各部の動作態様を示す。
【符号の説明】
Ａ　　　　　疵検査装置
Ｗ　　　　　丸棒材
１　　　　　疵検査装置本体
２　　　　　光学式センサ（エリアカメラ、ラインセンサ）
３　　　　　ノズル機構
４　　　　　移送機構
４ａ　　　　カメラ移送機構
４ｂ　　　　ノズル機構移送機構
５　　　　　トラッキング制御部（移送機構制御手段）
１１　　　　　制御部
１２　　　　　疵検出処理部
１３　　　　　疵部位データベース
２１　　　　　水ノズル
２２　　　　　エアノズル
２３　　　　　油ノズル
【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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