(57)【要約】【課題】ボールねじナットの内周面の溝形状の検査を容易且つ短時間で行う。【解決手段】内周面に循環溝２を形成したナット素材１の内周部の上端および下端の開口部をそれぞれ上蓋１１および下蓋１２で密閉した状態で、上蓋１１に形成した注入孔１１ａから検査用流体を注入すると共に、注入した検査用流体の流量を流量計１４で計測する。注入された検査用流体の液面レベルが基準レベルに達するまで検査用流体を注入し、流量計１４の計測値から得られる、実際に注入した検査用流体の総量と、循環溝２の加工に伴い除去された除肉量の理論値（設計値）に基づき演算される基準流量とを比較し、これらの差がしきい値より大きいときには、必要以上の除肉が行われた可能性があるとして不良品と判定する。【選択図】          図１
2012145413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に溝が形成されたボールねじナットの検査装置であって、
前記ボールねじナットまたは内周面に溝が形成された円筒状のナット素材の開口部上端を密閉する上密閉部材および前記開口部下端を密閉する下密閉部材と、
前記上密閉部材および下密閉部材により前記開口部を密閉した状態で前記ボールねじナットまたは前記ナット素材の内周部の中空部分に検査用流体を注入する注入手段と、
前記中空部分に注入された検査用流体の液面レベルを計測する液面レベルセンサと、
前記注入手段による前記検査用流体の注入量を制御し、前記液面レベルセンサのセンサ信号に基づき前記中空部分に注入された検査用流体の液面レベルが予め設定した基準レベルに達するまで前記検査用流体を注入する制御手段と、
前記中空部分に注入された検査用流体の総量を計測する計測手段と、を備えることを特徴とするボールねじナットの検査装置。
【請求項２】
前記計測手段により計測された検査用流体の総量と、前記溝の形成に伴う前記内周面の除肉量に基づき演算された、前記検査用流体の液面レベルが前記基準レベルに達するまでに前記中空部分に注入された検査用流体の総量の理論値とに基づき、前記内周面の形状を評価する第１の評価手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のボールねじナットの検査装置。
【請求項３】
内周面に溝が形成されたボールねじナットの検査方法であって、
前記ボールねじナットまたは内周面に溝が形成された円筒状のナット素材の開口部上端および下端を密閉した状態で前記ボールねじナットまたは前記ナット素材の内周部の中空部分に検査用流体を注入し、
前記中空部分に注入された検査用流体の液面レベルが予め設定した基準レベルに達するまでに前記中空部分に実際に注入された検査用流体の総量と、前記溝の形成に伴う前記内周面の除肉量に基づき演算された、前記検査用流体の液面レベルが前記基準レベルに達するまでに前記中空部分に注入された検査用流体の総量の理論値とに基づき、前記内周面の形状を評価することを特徴とするボールねじナットの検査方法。
【請求項４】
内周面に溝が形成されたボールねじナットの検査装置であって、
スリット光を照射する光源および当該光源から照射されるスリット光の反射光画像を撮影する撮影手段を備えたヘッドと、
当該ヘッドを支持する支持手段と、
前記ボールねじナットまたは内周面に溝が形成された円筒状のナット素材の内周面の検査領域と前記光源および前記撮影手段との相対位置関係が予め設定した一定の位置関係となるように前記支持手段を駆動制御し、且つ前記光源および前記撮影手段と前記検査領域との相対位置関係が前記一定の位置関係となったとき前記光源および前記撮影手段を駆動制御して前記検査領域の反射光画像を獲得する制御手段と、
前記反射光画像に基づく光切断法による前記検査領域の光切断画像と、予め設定した前記検査領域の基準の光切断画像とを共に表示する表示制御手段と、を備えることを特徴とするボールねじナットの検査装置。
【請求項５】
前記反射光画像に基づく前記検査領域の光切断画像と前記基準の光切断画像とのずれ量を演算して前記検査領域の形状を評価する第２の評価手段、をさらに備えることを特徴とする請求項４記載のボールねじナットの検査装置。
【請求項６】
内周面に溝が形成されたボールねじナットの検査方法であって、
前記ボールねじナットまたは内周面に溝が形成された円筒状のナット素材の内周面の検査領域とスリット光を照射する光源および当該光源から照射されるスリット光の反射光画像を撮影する撮影手段との相対位置関係を予め設定した一定の位置関係に保った状態で前記光源および前記撮影手段を駆動制御して前記検査領域の反射光画像を獲得し、
前記反射光画像に基づく光切断法による前記検査領域の光切断画像と、予め設定した前記検査領域の基準の光切断画像とを共に表示するようにしたことを特徴とするボールねじナットの検査方法。
【請求項７】
内周面に溝が形成されたボールねじナットの検査方法であって、
請求項３記載のボールねじナットの検査方法を用いて前記ボールねじナットが良品であるか否かを判定する第１の検査工程と、
請求項６記載のボールねじナットの検査方法を用いて前記ボールねじナットが良品であるか否かを判定する第２の検査工程と、
前記第１の検査工程で良品と判定され且つ前記第２の検査工程で良品と判定されたボールねじナットのみを良品と判定することを特徴とするボールねじナットの検査方法。
【請求項８】
前記第２の検査工程は、前記第１の検査工程で良品と判定されたボールねじナットのみを検査対象とすることを特徴とする請求項７記載のボールねじナットの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじを構成するナットの検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールねじは、内周面に螺旋溝が形成されたナットと、外周面に螺旋溝が形成されたねじ軸と、ナットの螺旋溝とねじ軸の螺旋溝とで形成される軌道の間に配置されたボールと、前記ボールを軌道の終点から視点に戻すボール戻し経路とを備え、前記軌道内をボールが転動することで前記ナットがねじ軸に対して相対移動する装置である。
このようなボールねじは、一般的な産業用機械の位置決め装置等だけでなく、自動車、二輪車、船舶等の乗り物に搭載される電動アクチュエータにも使用されている。
【０００３】
ボールねじのボール戻し経路には循環チューブ方式やコマ方式などがあり、コマ方式の場合は、ボール戻し経路をなす凹部が形成されたコマをナットの貫通穴に嵌めている。これに対して、ボール戻し経路をなす凹部（循環溝）を、ナット素材の内周面に塑性加工で直接形成する方法も提案されている。
ところで、前述のように、前記ボールが転動する螺旋溝（以後、転走溝ともいう）の内面などの凹凸を測定して検査する方法として、例えば、下記の特許文献１には、軌道の間に配置されたボールと同形の球体の測定子を用い、転走溝上においてこの測定子の位置決めを行い、転走溝に沿って測定子を移動させつつ測定子の変位を測定することによって転走溝の形状を検査する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５７２９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、軌道の間に配置されたボールと同形の球体の測定子を用いて転走溝の検査を行う場合、転走溝内に測定子を挿入するだけで、前記測定子を、前記転走溝を実際に転動するボールが前記転走溝の内面に接触する状態に、容易に位置決めすることができる。
しかしながら、このように、測定子を用いて検査を行う場合、測定子を転走溝に沿って移動させることでその形状を検査しているため、転走溝の検査に時間がかかるという問題がある。
そこで、この発明は、加工後の溝形状を容易に検査することの可能な、ボールねじナットの検査装置および検査方法を提供することを目的としている。
【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、本発明の請求項１にかかるボールねじナットの検査装置は、内周面に溝が形成されたボールねじナットの検査装置であって、前記ボールねじナットまたは内周面に溝が形成された円筒状のナット素材の開口部上端を密閉する上密閉部材および前記開口部下端を密閉する下密閉部材と、前記上密閉部材および下密閉部材により前記開口部を密閉した状態で前記ボールねじナットまたは前記ナット素材の内周部の中空部分に検査用流体を注入する注入手段と、前記中空部分に注入された検査用流体の液面レベルを計測する液面レベルセンサと、前記注入手段による前記検査用流体の注入量を制御し、前記液面レベルセンサのセンサ信号に基づき前記中空部分に注入された検査用流体の液面レベルが予め設定した基準レベルに達するまで前記検査用流体を注入する制御手段と、前記中空部分に注入された検査用流体の総量を計測する計測手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２にかかるボールねじナットの検査装置は、前記計測手段により計測された検査用流体の総量と、前記溝の形成に伴う前記内周面の除肉量に基づき演算された、前記検査用流体の液面レベルが前記基準レベルに達するまでに前記中空部分に注入された検査用流体の総量の理論値とに基づき、前記内周面の形状を評価する第１の評価手段、をさらに備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明の請求項３にかかるボールねじナットの検査方法は、内周面に溝が形成されたボールねじナットの検査方法であって、前記ボールねじナットまたは内周面に溝が形成された円筒状のナット素材の開口部上端および下端を密閉した状態で前記ボールねじナットまたは前記ナット素材の内周部の中空部分に検査用流体を注入し、前記中空部分に注入された検査用流体の液面レベルが予め設定した基準レベルに達するまでに前記中空部分に実際に注入された検査用流体の総量と、前記溝の形成に伴う前記内周面の除肉量に基づき演算された、前記検査用流体の液面レベルが前記基準レベルに達するまでに前記中空部分に注入された検査用流体の総量の理論値とに基づき、前記内周面の形状を評価することを特徴としている。
【０００９】
本発明の請求項４にかかるボールねじナットの検査装置は、内周面に溝が形成されたボールねじナットの検査装置であって、スリット光を照射する光源および当該光源から照射されるスリット光の反射光画像を撮影する撮影手段を備えたヘッドと、当該ヘッドを支持する支持手段と、前記ボールねじナットまたは内周面に溝が形成された円筒状のナット素材の内周面の検査領域と前記光源および前記撮影手段との相対位置関係が予め設定した一定の位置関係となるように前記支持手段を駆動制御し、且つ前記光源および前記撮影手段と前記検査領域との相対位置関係が前記一定の位置関係となったとき前記光源および前記撮影手段を駆動制御して前記検査領域の反射光画像を獲得する制御手段と、前記反射光画像に基づく光切断法による前記検査領域の光切断画像と、予め設定した前記検査領域の基準の光切断画像とを共に表示する表示制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項５にかかるボールねじナットの検査装置は、前記反射光画像に基づく前記検査領域の光切断画像と前記基準の光切断画像とのずれ量を演算して前記検査領域の形状を評価する第２の評価手段、をさらに備えることを特徴としている。
本発明の請求項６にかかるボールねじナットの検査方法は、内周面に溝が形成されたボールねじナットの検査方法であって、前記ボールねじナットまたは内周面に溝が形成された円筒状のナット素材の内周面の検査領域とスリット光を照射する光源および当該光源から照射されるスリット光の反射光画像を撮影する撮影手段との相対位置関係を予め設定した一定の位置関係に保った状態で前記光源および前記撮影手段を駆動制御して前記検査領域の反射光画像を獲得し、前記反射光画像に基づく光切断法による前記検査領域の光切断画像と、予め設定した前記検査領域の基準の光切断画像とを共に表示するようにしたことを特徴としている。
【００１１】
本発明の請求項７にかかるボールねじナットの検査方法は、内周面に溝が形成されたボールねじナットの検査方法であって、請求項３記載のボールねじナットの検査方法を用いて前記ボールねじナットが良品であるか否かを判定する第１の検査工程と、請求項６記載のボールねじナットの検査方法を用いて前記ボールねじナットが良品であるか否かを判定する第２の検査工程と、前記第１の検査工程で良品と判定され且つ前記第２の検査工程で良品と判定されたボールねじナットのみを良品と判定することを特徴としている。
さらに、請求項８にかかるボールねじナットの検査方法は、前記第２の検査工程は、前記第１の検査工程で良品と判定されたボールねじナットのみを検査対象とすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１から請求項３にかかる発明によれば、内周面に溝が形成されたボールねじナットまたはナット素材の中空部分の容積を、検査用流体を利用して測定し、測定した容積に基づき、溝の加工が正常に行われか否かを判定する構成としたため、溝形状の検査を容易且つ短時間で行うことができる。
本発明の請求項４から請求項６にかかる発明によれば、検査領域にレーザースリット光を照射しその反射光画像を得ることにより光切断法による光切断画像を獲得し、この光切断画像と予め設定した前記検査領域の基準の光切断画像とを共に表示するため、これらを比較することによって直感的に異常の有無を判定することができ、且つ視覚的に判定することができる。
【００１３】
本発明の請求項７および請求項８にかかる発明によれば、内周面に溝が形成されたボールねじナットまたはナット素材の中空部分の容積を、検査用流体を利用して測定し、測定した容積に基づき、溝の加工が正常に行われか否かを判定する第１の検査工程と、検査領域にレーザースリット光を照射しその反射光画像を得ることにより光切断法による光切断画像を獲得し、この光切断画像と予め設定した前記検査領域の基準の光切断画像とを共に表示しこれに基づき内周面に溝が形成されたボールねじナットまたはナット素材の検査を行う第２の検査工程とによる検査を共に行い、前記第１の検査工程で良品と判定され且つ前記第２の検査工程で良品と判定されたボールねじナットのみを良品と判定するため、より高精度に検査を行うことができる。
特に、請求項８にかかる発明によれば、第２の検査工程では、第１の検査工程で良品と判定されたボールねじナットのみを検査対象としているため、効率よく検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態における、除肉量による検査を行う検査装置の一例を示す構成図である。
【図２】図１の変形例である。
【図３】第２の実施の形態における、レーザ光切断法による検査を行う検査装置の一例を示す構成図である。
【図４】画面表示の一例である。
【図５】第３の実施の形態における検査方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
まず、第１の実施の形態を説明する。
図１は、本発明によるボールねじナットの検査装置の一例を示すブロック図である。
この第１の実施の形態における検査装置は、前述のように、転走溝および循環溝が形成されてなるボールねじナットにおいて、その製造過程途中の、中空の円筒状のナット素材１の内周面に循環溝２が塑性加工されているナット素材１を検査対象としたものであり、転走溝が形成される前の段階で検査を行うようにしたものである。なお、ここでは、転走溝が形成される前の段階で循環溝２の検査を行う場合について説明したが、これに限るものではなく、循環溝２と転走溝とが形成された段階でナット素材１の検査を行うことも可能である。
【００１６】
図１に示すように、第１の実施の形態における検査装置は、検査対象物である、略円筒状のナット素材１の内周部の上端の開口部を密閉する上蓋（上密閉部材）１１と、下端の開口部を密閉する下蓋（下密閉部材）１２と、上蓋１１および下蓋１２で密閉されたナット素材１の内部に検査用流体を注入するポンプ（注入手段）１３と、ナット素材１の中空部分に注入された検査用流体の総流量を計測する流量計（計測手段）１４と、ナット素材１の中空部分に注入された検査用流体が基準レベルに達したかを検出する液面レベルセンサ１５と、液面レベルセンサ１５の検出信号に基づきポンプ１３の駆動制御を行う制御器（制御手段）１６と、を備える。
【００１７】
前記上蓋１１および下蓋１２は、前記ナット素材１の上端および下端の開口部を塞ぐことにより、前記ナット素材１内部に注入された検査用流体を液漏れすることなく保持するように形成され、例えば図示しないプッシャにより、上蓋１１および下蓋１２を両側からナット素材１に押し付けることによって密閉するようになっている。なお、ここでは、上蓋１１および下蓋１２によりナット素材１の中空部分を密閉するようにしているが、ナット素材１の上端の開口部および下端の開口部を密閉することができれば、どのような構成であってもよい。
前記上蓋１１には、前記検査用流体注入用の注入孔１１ａと空気穴１１ｂとが形成されている。
【００１８】
液面レベルセンサ１５は、前記ナット素材１に注入された前記検査用流体の液面レベルが前記空気穴１１ｂの上端まで達したことを検出するためのセンサであって、例えば、超音波式レベル計などで構成される。
制御器１６は、液面レベルセンサ１５からの検出信号に応じてポンプ１３を駆動制御し、検査用流体が空気穴１１ｂから溢れることなく且つ検査用流体の液面レベルが空気穴１１ｂの上端部（基準レベル）に達した状態となるまで検査用流体を注入する。例えば、制御器１６は、検査用流体の液面レベルがある程度のレベルとなった時点でポンプ１３の吐出量を少なくし、以後、少量ずつ注入するなどして、検査用流体が空気穴１１ｂから溢れないようにポンプ１３を駆動制御する。
【００１９】
なお、ここでは、検査用流体の基準レベルを空気穴１１ｂの上端位置とし、空気穴１１ｂの上端位置まで検査用流体を注入する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、基準レベルとして、空気穴１１ｂの上端位置よりも所定量だけ下がった位置を設定してもよい。なお、基準レベルは、検査用流体の液面レベルが、検査対象である循環溝２を上回るレベルに設定される。
【００２０】
また、前記検査用流体は、例えば、循環溝２だけでなく転走溝の加工が終了した状態など、ナットの製造工程において必要な加工が終了した状態であればナット素材１の潤滑に用いる潤滑油を検査用流体として用いることが可能であり、また、切削または研削加工前など、必要な加工が終了する前の段階であれば、当該ナット素材１の加工に用いる加工液などを検査用流体として用いることが可能である。
【００２１】
次に、上記第１の実施の形態の動作を説明する。
まず、オペレータは、循環溝２が形成された検査対象のナット素材１の、上端および下端の開口部に、上蓋１１および下蓋１２をそれぞれ装着し、図示しないプッシャにより上蓋１１および下蓋１２を、ナット素材１に密着させる。
そして、制御器１６によりポンプ１３の駆動制御を開始して、検査用流体の注入を開始し、液面レベルセンサ１５からの検出信号に基づき、検査用流体の液面レベルが基準レベルとなるように、すなわち、空気穴１１ｂの上端位置となり、且つ空気穴１１ｂから検査用流体が溢れないようにポンプ１３の駆動制御を行う。
【００２２】
検査用流体の液面レベルが基準レベルとなるまで検査用流体を、ナット素材１の中空部分に注入した後、オペレータは、流量計１４の計測値から、検査用流体の液面レベルが基準レベルに達するまでに実際に注入された検査用流体の総量を把握し、この注入された検査用流体の総量と予め設定した基準流量とを比較する。
ここで、前記基準流量は、循環溝２が形成されていないときの、ナット素材１の開口部の上端および下端を塞いだ中空部分の容積と、循環溝２の加工が正常に行われたときの循環溝２の加工に伴い除去された除肉量の理論値（設計値）と、空気穴１１ｂの中空部分の容積の容量との和相当に設定される。なお、前記循環溝２だけでなく転走溝も形成されている場合には、この転走溝の形成に伴い除去された除肉量の理論値も考慮して設定する。また、前記基準レベルを、空気穴１１ｂの上端よりも下に設定した場合には、基準レベルを考慮して、注入された検査用流体の理論値を演算し、これを基準流量とすればよい。
【００２３】
そして、注入された検査用流体の総量と基準流量との差がしきい値よりも大きいときには、循環溝２が加工された後のナット素材１の中空部分の容積が基準流量相当よりも大きくすなわち必要以上に循環溝２が大きく形成されたなど、循環溝２の形成に伴うナット素材１の変形が大きい可能性があるとして、または、循環溝２が十分な大きさに形成されていないなど循環溝２の形成に伴うナット素材１の変形が小さい可能性があるとして、正常な加工がなされていないＮＧ品（不良品）と判定する。逆に、注入された検査用流体の総量と基準流量との差がしきい値以下であるときには、循環溝２の形成に伴う除肉量は規定値以内であり、適正に加工がなされたと判定する。
【００２４】
以上説明したように、第１の実施の形態における検査装置においては、ナット素材１の中空部分の容積を測定することで、循環溝２の加工が正常に行われた否かを判定する構成としたため、従来の測定子を用いる場合に比較して、循環溝２の溝形状の検査を容易に行うことができ且つ短時間で行うことができる。
なお、上記第１の実施の形態においては、流量計１４の計測値をもとにオペレータが不良品か否かを判定する場合について説明したがこれに限るものではない。
【００２５】
例えば、図２に示すように演算器（第１の評価手段）１７をさらに設け、この演算器１７において、流量計１４で計測された、実際に注入された検査用流体の総量と予め設定された基準流量との差がしきい値より大きいか否かを判定する判定処理を行うように構成する。そして、一つのナット素材１に注入される検査用流体の流量の計測が終了する毎に、その計測値に基づき自動的に判定を行うように構成する。また、例えば、検査対象のナット素材１を識別する番号とこのナット素材１に注入される検査用流体の流量の計測値とを対応付けて記憶する記憶手段をさらに設け、全てのナット素材１について注入される検査用流体の流量の計測が終了した後に、記憶手段に記憶した、各ナット素材１に対する計測値をもとに、各ナット素材１についてＮＧ品かどうかの判定を行うように構成してもよい。
【００２６】
また、上記第１の実施の形態においては、ポンプ１３により注入される検査用流体の流量を計測することで、実際に注入された検査用流体の総量を演算する場合について説明したがこれに限るものではない。例えば、ナット素材１の中空部分に、液面レベルが基準レベルに達するまで検査用流体を注入し、この検査用流体を排出するときにこの検査用流体の流量を計測することで注入された検査用流体の総量を計測するようにしてもよい。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
この第２の実施の形態における、ボールねじナットの検査装置は、光切断法を用いて検査を行うようにしたものであって、図３は、その一例を示すブロック図である。
この第２の実施の形態における検査装置は、図３に示すように、レーザースリット光を検査対象のナット素材１の内周面に照射する光源３１ａおよび光源３１ａから照射されたレーザースリット光の反射光からなる反射光画像を得るためのＣＣＤカメラ（撮影手段）３１ｂを備えたヘッド３１と、ヘッド３１を支持する支持機構（支持手段）３２と、支持機構３２の位置制御を行う位置制御部（制御手段）３３と、ＣＣＤカメラ３１ｂで撮影した反射光画像を画像処理して光切断法による光切断画像を生成する画像処理部３４と、画像処理部３４での画像処理により得た光切断画像と記憶部３６に格納されている光切断画像の基準画像とを画像表示装置３７に重ねて或いは並べて表示するとともに、これら光切断画像および基準画像を比較して検査対象のナット素材１の形状が正常であるか否かを判定する画像判定部３５と、を備える。なお、画像処理部３４、画像判定部３５、画像表示装置３７が表示制御手段に対応し、画像判定部３５が第２の評価手段に対応している。
【００２８】
前記支持機構３２は、ヘッド３１を、ヘッド３１を通る回転軸（以後、ヘッド回転軸という）を中心として回転可能に支持し且つ前記ヘッド回転軸に沿って移動可能に支持する。そして、前記ヘッド３１において、前記光源３１ａの光軸とＣＣＤカメラ３１ｂの光軸とはある角度をもってヘッド３１に取り付けられる。前記角度は、前記ヘッド３１のヘッド回転軸と検査対象のナット素材１の中心軸とを一致させた状態で前記ヘッド回転軸を軸中心としてヘッド３１を回転させるとともにヘッド回転軸に沿って移動させることにより、前記ＣＣＤカメラ３１ｂで撮影した反射光画像に基づき光切断法を用いた３次元計測により、ナット素材１の内周面の形状を計測可能な角度に設定される。
【００２９】
位置制御部３３は支持機構３２を駆動制御し、前記ヘッド３１のヘッド回転軸と検査対象であるナット素材１の中心軸とが一致するようにヘッド３１を位置制御した状態で、ヘッド回転軸を軸中心にヘッド３１を回転駆動するとともにヘッド回転軸に沿って移動させることにより、ヘッド３１を所定の測定位置に移動させる。そして、前記検査対象のナット素材１の内周面全領域の測定位置での、前記光源３１ａから照射されたレーザースリット光の反射光からなる反射光画像を獲得する。また、位置制御部３３は、前記ヘッド３１が所定の測定位置に移動した時点で、前記光源３１ａにレーザースリット光の照射指示を行うとともに、ＣＣＤカメラ３１ｂに対して反射光画像の撮影を指示する。
【００３０】
前記測定位置は、一度の撮影により撮影可能な反射光画像の範囲に応じて任意に設定することができ、例えばヘッド回転軸に沿った位置に複数点、ナット素材１内周の周方向に複数点される。そして、ヘッド回転軸に沿った複数の地点で測定を行い、且つ、回転軸に沿った各位置において周方向にさらに複数の地点で測定を行うことによって、ナット素材１の内周面の全領域について、反射光画像を獲得することができるようになっている。
【００３１】
画像処理部３４は、ＣＣＤカメラ３１ｂで撮影した反射光画像の画像情報と、位置制御部３３からのヘッド３１の位置情報とをもとに、光切断法を用いて反射光画像を、高さと幅の座標データに変換して、各測定位置における光切断画像を得る。そして、この光切断画像を測定位置と対応付けて記憶部３６に格納するとともに画像判定部３５に対して測定位置を通知する。
【００３２】
画像判定部３５は、画像処理部３４から測定位置が通知されると、通知された測定位置に対応する光切断画像を、記憶部３６から獲得するとともに、記憶部３６に格納されている、ナット素材１の内周面の基準画像のうち、通知された測定位置に対応する光切断画像を獲得する。
ここで、前記基準画像は、前記ナット素材１において循環溝２を設計通りに作成した場合に得られるであろう、前記ナット素材１の内周面の理論上の光切断画像であって、予め生成されてその測定位置と対応付けられて格納されている。
【００３３】
また、基準画像における光切断画像の測定位置を表す位置座標と、ＣＣＤカメラ３１ｂで撮影した反射光画像から得られる光切断画像の測定位置を表す位置座標とは同一座標に設定される。例えば、基準画像における位置座標の原点に対応するナット素材１の内周面上の位置を基準点として予め設定しておき、この基準点を測定するときのヘッド３１の、ヘッド回転軸に沿った位置およびヘッド転軸を軸中心とする周上の位置を、ヘッド３１の初期位置とする。そして、このヘッド３１が初期位置にあるときの測定位置を、位置座標の原点として設定することにより、基準画像における位置座標と、測定した光切断画像の測定位置を表す位置座標とを一致させる。
【００３４】
そして、画像判定部３５では、測定した光切断画像と基準画像における光切断画像とを並べて或いは重ねて画像表示装置３７に表示する。このとき、画像判定部３５では、例えば図４に示すように、反射光画像から獲得した光切断画像（図４中に実線で示す）と基準画像における光切断画像（図４中に破線で示す）とを重ねて表示する場合には、これらの位置座標を重ねて合わせて表示し、上下に並べて表示する場合にはそれぞれの位置座標の縦軸が同一ライン上に並ぶように表示し、左右に並べて表示する場合にはそれぞれの位置座標の横軸が同一ライン上に並ぶように表示する。なお、反射光画像から得た光切断画像と基準画像における光切断画像とを重ねて表示するか、或いは上下または左右に並べて表示するかは、予め設定しておいてもよく、或いは入力装置３８により選択可能に構成してもよい。
【００３５】
さらに画像判定部３５は、反射光画像から得た光切断画像と基準画像における光切断画像とを比較し、これら光切断画像のずれ量を演算する。例えば図４に示すように溝の高さ方向にずれが生じている場合には高さのずれ量を演算する。また、例えば溝の幅方向にずれが生じている場合には幅のずれ量を演算する。このずれ量の演算は、例えば、光切断画像における切断位置の位置座標を比較すること等により行う。
【００３６】
そして、ずれ量がしきい値より大きい場合には、ナット素材１の内周面の加工が正常に行われていない可能性があるとしてＮＧ品と判定する。逆に、ずれ量がしきい値以下である場合には、ナット素材１の内周面の加工が正常に行われたＯＫ品（良品）と判定する。また、ずれ量がしきい値より大きくなる測定地点が複数存在する場合には、ナット素材１の中心軸とヘッド３１のヘッド回転軸とにずれが生じている可能性があるとして再測定と判定する。なお、このとき、反射光画像から得た光切断画像と基準画像における光切断画像とのずれ量から、ナット素材１の中心とヘッド３１のヘッド回転軸とのずれ量を演算するようにしてもよい。
【００３７】
なお、前記光切断画像を表示する場合には、上記のように各測定位置における光切断画像のみを表示するようにしてもよく、或いは各測定位置における光切断画像をもとにナット素材１の内周面全領域の光切断画像を表示するようにしてもよく、さらに画像表示装置３７において表示されたナット素材１の内周面全領域の光切断画像において、オペレータが指定した位置に対応する光切断画像或いは、指定した範囲に対応する複数の光切断画像を表示するように構成してもよい。
【００３８】
次に、上記第２の実施の形態の動作を説明する。
まず、検査対象のナット素材１の内周面上に設定した基準点を測定する位置にヘッド３１を位置決めし、このときの測定位置を位置座標の原点として設定する。
この状態から、位置制御部３３により支持機構３２が駆動制御されヘッド３１が所定の測定地点に移動され、光源３１ａによるレーザースリット光の照射が行われ、このときの反射光がＣＣＤカメラ３１ｂで撮影される。そして撮影された反射光画像から得られた光切断画像と、基準画像における対応する光切断画像とが画像表示装置３７に表示され、これら光切断画像のずれ量がしきい値より大きいか否かに応じてＮＧ品か否かの判定が行われ、ＮＧ品、またはＯＫ品として判定結果が画像表示装置３７に表示される。そして、以後この処理が繰り返し行われ、各測定位置における光切断画像が画像表示装置３７に表示されるとともにその判定結果が表示される。このため、オペレータは画像表示装置３７を参照することによって、ナット素材１の内周面の加工が正常に行われたかどうかを判定することができる。
【００３９】
このとき、ナット素材１の内周面の検査を行う際には、所定の測定位置においてレーザースリット光を照射し、その反射光の態様を検出するだけでよく、各測定位置における光切断画像を画像表示装置３７に表示し且つ基準画像における対応する光切断画像とともに表示しているため、オペレータは、表示された反射光画像から得た光切断画像と基準画像における光切断画像とを比較することによって直感的に異常の有無を判定することができ、且つ視覚的に判定することができる。
【００４０】
また、ナット素材１の内周面全領域について検査を行っているため、循環溝２の加工によるナット素材１の歪み、具体的には、真円度崩れの有無などをも検査することができる。
なお、上記第２の実施の形態においては、画像判定部３５においてＮＧ品か否かの判定を行うようにしているが、まず、画像表示装置３７に表示された光切断画像をオペレータが目視により比較することによってＯＫ品であるか否かを判定し、オペレータの目視によりＮＧ品と判定された場合に、例えばオペレータが入力装置３８で操作入力を行うことによって、このときの光切断画像についてのみ、ずれ量の演算を行うように構成してもよい。
【００４１】
また、画像判定部３５において、入力装置３８でのオペレータの操作入力による位置座標に対応する、反射光画像から得た光切断画像および基準画像における光切断画像を記憶部３６から読み出し、これらを重ねて或いは並べて表示するように構成してもよい。
また、上記第２の実施の形態においては、ナット素材１の内周面全域について検査を行う場合について説明したがこれに限るものではない。例えば、循環溝２のみを検査することも可能である。この場合には、循環溝２が形成される領域に対応する測定位置を予め循環溝２に対応する測定領域として設定しておく。そして、例えばオペレータが入力装置３８において循環溝２のみを検査するとの指示入力を行ったときには、この設定された測定領域内の測定位置にのみヘッド３１を移動させて光切断画像を得るように構成すればよい。このように、循環溝２の部分のみを測定することによって、循環溝２の軸方向位置やピッチなども計算することができる。
【００４２】
また、検査対象のナット素材１として循環溝２だけでなく転走溝を形成した後のナット素材１を適用することも可能であり、この場合も、ナット素材１の内周面全域について検査を行ってもよく、また循環溝２部分と転走溝部分とのみを検査するように構成してもよい。
また、上記第２の実施の形態においては、前記ナット素材１を設計通りに作成した場合に得られるであろう、前記ナット素材１の内周面の理論上の光切断画像を基準画像として用いる場合について説明したがこれに限るものではない。例えば、検査対象のナット素材１の設計値どおりに別途循環溝２を備えたナット素材を作成し、図３の検査装置とは別の検査手段により内周面の検査を行う。そしてこの検査によって正常と判定されたナット素材を基準のナット素材として用意する。
【００４３】
そして、まず、この正常と判定されている基準のナット素材について上記と同様の手順で検査を行って、各測定位置における光切断画像を獲得し、この各測定位置における光切断画像を基準画像として記憶部３６に格納する。そして、以後、この計測した光切断画像を基準画像として用いて、上記と同様の手順で検査を行うようにしてもよい。
また、上記第２の実施の形態において、光源３１ａおよびＣＣＤカメラ３１ｂを、これらの相対位置関係を保ったまま、ヘッド３１のヘッド回転軸を軸中心としてその径方向にヘッド３１上において移動可能に構成してもよい。このように構成することによって、光源３１ａおよびＣＣＤカメラ３１ｂとナット素材１の内周面との間の距離を調整することができる。このため、内径の異なるナット素材１の検査を行う場合であっても、光源３１ａおよびＣＣＤカメラ３１ｂを移動し、これらとナット素材１の内周面との間の距離を調整することによって、容易に検査を行うことができる。
【００４４】
さらに、光源３１ａおよびＣＣＤカメラ３１ｂを、これらの相対位置関係を保ったままヘッド３１上において１８０度回転可能に構成し、光源３１ａおよびＣＣＤカメラ３１ｂを１８０度回転させてレーザースリット光の照射方向を替え、さらに、ヘッド３１上においてヘッド回転軸を中心としてその径方向に移動させ、レーザースリット光がナット素材１の外周面を照射する位置にヘッド３１を移動させることによって、ナット素材１の外周面の検査も行うように構成してもよい。なお、ナット素材１の外周検査時には、反射光画像から得た光切断画像のみを画像表示装置３７に表示し、オペレータの目視によりその形状を判定するようにすればよい。また、例えば、画像判定部３５において、計測した光切断画像に切断部があるか否かを判定することによって、自動的に外周形状を判定するように構成してもよい。
【００４５】
なお、上述のようにヘッド３１上において、光源３１ａおよびＣＣＤカメラ３１ｂの位置を調整する場合に限るものではなく、例えば、前記図３の支持機構３２において、ヘッド３１を任意の回転軸中心に回転可能に支持し且つ回転軸に沿って移動可能に支持するように構成するとともに、さらに、ヘッド３１を、回転軸を軸中心としてその径方向にも移動可能に支持するように構成する。そして、ヘッド３１の光軸３１ａおよびＣＣＤカメラ３１ｂとナット素材１の内周面と相対位置関係を一定に保ったままヘッド３１をナット素材１の内周面全領域を走査させ、且つ、ヘッド３１の光軸３１ａおよびＣＣＤカメラ３１ｂとナット素材１の内周面と相対位置関係を一定に保ったままヘッド３１をナット素材１の外周面全領域を走査させることで、内径の異なる任意のナット素材１であっても検査を行うことが可能であり、且つナット素材１の外周についても検査を行うことができるように構成することも可能である。
【００４６】
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
この第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態における検査装置による除肉量に基づく検査と、第２の実施の形態における検査装置による光切断法による検査とを組み合わせて検査するものである。除肉量に基づく検査に用いる検査装置および光切断法による検査に用いる検査装置は、上記第１の実施の形態および第２の実施の形態における検査装置と同一であるのでその詳細な説明は省略する。
図５は、第３の実施の形態における検査方法を説明するためのフローチャートである。すなわち、まず、図１に示す検査装置を用いて、除肉量に基づく検査を行う（ステップＳ２）（第１の検査工程）。
【００４７】
そして、この除肉量に基づく検査の結果、ＮＧ品と判定された場合（ステップＳ４）には処理を終了する。一方、除肉量に基づく検査の結果、ＮＧ品と判定されない場合には、ステップＳ４からステップＳ６に移行し、図３に示す検査装置を用いて、光切断法による検査を行う（第２の検査工程）。
光切断法による検査の結果、ＮＧ品と判定された場合（ステップＳ８）には処理を終了する。一方、ＮＧ品と判定されない場合にはステップＳ１０に移行し、ＯＫ品と判定し処理を終了する。
【００４８】
ここで、ステップＳ２での除肉量の検査によって、「ＮＧ品ではない」と判定されたとしても、除肉量の検査では鍛造や切削などが所定量だけ行われたかどうかについては判定することはできるが、必ずしも循環溝２の溝形状が正常であると判定することはできない。
そこで、ステップＳ２での除肉量の検査により、「ＮＧ品ではない」と判定されたものについては、さらにステップＳ６での光切断法による検査を行い、反射光画像を撮影することにより実際に循環溝２の形状を測定し基準画像と対比することで循環溝２の形状が正常であるかを判定するため、これら２つの異なる検査を組み合わせることによって、ＮＧ品であるか否かの判定をより精度よく行うことができる。
【００４９】
また、全てのナット素材１に対して除肉量の検査とレーザ光切断法による検査との両方を行うのではなく、まず除肉量の検査を行って除肉量の観点からＮＧ品をより分け、さらに、除肉量の検査で「ＮＧ品ではない」と判定されたものについてのみ、光切断法による検査を行うため、ナット素材１の検査を効率よく行うことができ、結果的に、ナット素材１の検査を短時間かつ簡単に行うことができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  ナット素材
２  循環溝
１１  上蓋
１２  下蓋
１３  ポンプ
１４  流量計
１５  液面レベルセンサ
１６  制御器
１７  演算器
３１  ヘッド
３１ａ  光源
３１ｂ  ＣＣＤカメラ
３２  支持機構
３３  位置制御部
３４  画像処理部
３５  画像判定部
３６  記憶部
３７  画像表示装置
３８  入力装置
【図１】
2012145413.tif 000003
【図２】
2012145413.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012145413.tif 000006
【図５】
2012145413.tif 000007