(57)【要約】【課題】  被検査物の搬送と検査を１工程内で行うことを可能にして、検査速度の高速化を可能とした外観検査方法及びその装置を提供することにある。【解決手段】  外観検査方法は、被検査物を円軌道に沿って移動させ、円軌道上の定位置にレーザ光を照射することで移動中の被検査物の両端面にレーザ光を当て、各端面からの反射光を検出する。得られた各端面の変位値を予め設定した基準値と比較して所定の公差内にあるか判定し、被検査物の長さ寸法、端面の表面粗さ及び端面形状の一つ又はそれらの組み合わせを検査する。移動手段８は被検査物を円軌道に沿って移動させる。変位計１０は移動中の被検査物の両端面にそれぞれレーザ光を照射してその反射光を検出する。検査手段としての操作制御部１２は各端面の変位が公差内にあるか判定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物を円軌道に沿って移動させ、前記円軌道上の定位置にレーザ光を照射することにより移動中の前記被検査物の両端面にレーザ光を当て、各端面からの反射光を検出して各端面の変位を求め、この変位値に基づいて前記被検査物の長さ寸法、端面の表面粗さ及び端面形状の一つ又はそれらの組み合わせを検査することを特徴とする外観検査方法。
【請求項２】
前記被検査物は円筒体又は円柱体からなることを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
【請求項３】
被検査物を円軌道に沿って移動させる移動手段と、
前記円軌道を挟んで対向配置され、移動中の前記被検査物の両端面にそれぞれレーザ光を照射してその反射光を検出する一対の変位計と、
該変位計から得られた各端面の変位に基づいて被検査物の長さ寸法、端面の表面粗さ及び端面形状の一つ又はそれらの組み合わせを検査する検査手段と、
を備えることを特徴とする外観検査装置。
【請求項４】
前記検査手段は、前記変位計から得られた各端面の変位と、予め設定された公差とを比較して被検査物の良否を判定する比較判定回路を備えることを特徴とする請求項３記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記移動手段に被検査物を供給する供給手段を備えることを特徴とする請求項３又は４記載の外観検査装置。
【請求項６】
前記移動手段により搬出位置まで移動された被検査物を、前記比較判定回路の判定結果に基づいて、良品と不良品に選別する選別手段を備えることを特徴とする請求項４記載の外観検査装置。
【請求項７】
前記移動手段は、前記被検査物を前記円軌道の所定範囲内において留め置く載置部を有する回転盤を備えていることを特徴とする請求項３記載の外観検査装置。
【請求項８】
前記回転盤は、同一軸に軸着され且つ対向する一対の回転盤からなり、内面に軸方向内側に突出する段状部を有し、該段状部に前記載置部が設けられていることを特徴とする請求項７記載の外観検査装置。
【請求項９】
前記段状部には凹欠部が設けられ、該凹欠部内に治具を取り付けることにより前記載置部が形成されることを特徴とする請求項８記載の外観検査装置。
【請求項１０】
前記回転盤は、同一軸に軸着され且つ対向する一対の回転盤からなり、間隔調整機構により、その間隔が調整可能となっていることを特徴とする請求項７記載の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物、特に円筒体や円柱体などの外形が円形をなすものにおける長さ寸法、端面の表面粗さ、端面形状を検査するための外観検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の外観検査方法としては、被検査物に光ビームを照射し、その反射光を光センサで検出し、その光センサの出力を演算回路で基準値と比較して寸法を測定する方法や、被検査物の一方の端面外部から他方の端面外側まで光ビームを走査して、その反射光を受光センサで受光し、その受光センサからの出力信号を処理することで表面や端面の欠陥検査する方法が知られていた。しかし、これらの方法では、検査項目が一つに限られているため、被検査物の寸法測定と端面の欠陥を検査しようとすると、別々に検査しなければならなかった。
【０００３】
そこで、被検査物の両端面に円周方向に沿ってレーザ光を照射したり、両端面の周縁部に直径方向に沿ってレーザ光を照射し、各端面からの反射光を検出して各端面の変位を求め、この変位値に基づいて１回の検査で長さ寸法、端面の表面粗さ、端面形状を検査する方法及び装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１０３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、被検査物を、レーザ光を照射及び受光する位置に搬入すると共にそこに留めて検査し、更にそこから搬出するという工程を必要としており、一回の検査のために複数の工程を要していた。このため、検査速度を高めることが難しいという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を解決し、被検査物の搬送と検査を１工程内で行うことを可能にして、検査速度の高速化を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の外観検査方法は、被検査物を円軌道に沿って移動させ、前記円軌道上の定位置にレーザ光を照射することにより移動中の前記被検査物の両端面にレーザ光を当て、各端面からの反射光を検出して各端面の変位を求め、この変位値に基づいて前記被検査物の長さ寸法、端面の表面粗さ及び端面形状の一つ又はそれらの組み合わせを検査するものである。この外観検査方法における前記被検査物は、円筒体又は円柱体からなる。
【０００７】
また、本発明の外観検査装置は、被検査物を円軌道に沿って移動させる移動手段と、前記円軌道を挟んで対向配置され、移動中の前記被検査物の両端面にそれぞれレーザ光を照射してその反射光を検出する一対の変位計と、該変位計から得られた各端面の変位に基づいて被検査物の長さ寸法、端面の表面粗さ及び端面形状の一つ又はそれらの組み合わせを検査する検査手段と、を備えている。
【０００８】
この外観検査装置における前記検査手段は、前記変位計から得られた各端面の変位と、予め設定された公差とを比較して被検査物の良否を判定する比較判定回路を備えている。また、この外観検査装置は、前記移動手段に被検査物を供給する供給手段を備えている。更に、この外観検査装置は、前記移動手段により搬出位置まで移動された被検査物を、前記比較判定回路の判定結果に基づいて、良品と不良品に選別する選別手段を備えている。
【０００９】
また、この外観検査装置における前記移動手段は、前記被検査物を前記円軌道の所定範囲内において留め置く載置部を有する回転盤を備えている。この回転盤は、同一軸に軸着され且つ対向する一対の回転盤からなり、内面に軸方向内側に突出する段状部を有し、該段状部に前記載置部が設けられている。また、前記段状部には凹欠部が設けられ、該凹欠部内に治具を取り付けることにより前記載置部が形成されている。また、回転盤は、同一軸に軸着され且つ対向する一対の回転盤からなり、間隔調整機構により、その間隔が調整可能となっている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の外観検査方法によれば、被検査物を円軌道に沿って移動させ、その円軌道上の定位置にレーザ光を照射しているので、円軌道上を移動する被検査物の端面に広くレーザ光を当ててサンプリングし、端面の変位を求めることができる。これにより、被検査物を移動して搬送する工程と、端面にレーザ光を当てて反射光を検出する工程を同時に行うことができ、検査速度を大幅に高めることができる。
【００１１】
また、本発明の外観検査装置によれば、上記外観検査方法を極めて簡易な手段で実行することができる。特に、被検査物を円軌道に沿って移動させる移動手段等は、回転盤等の極めて簡易で高速化が容易な構造で構成することができ、検査速度及び検査効率を容易に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の外観検査方法は、被検査物を円軌道に沿って移動させ、円軌道上の定位置にレーザ光を照射することで移動中の被検査物の両端面にレーザ光を当て、各端面からの反射光を検出している。このようにして得られた各端面の変位値を予め設定した基準値と比較して所定の公差内にあるか判定することで、被検査物の長さ寸法、端面の表面粗さ及び端面形状の一つ又はそれらの組み合わせを検査する。これにより、被検査物の移動と検査を一つの工程内で行うことが可能となる。
【００１３】
また、本発明の外観検査装置は、被検査物を円軌道に沿って移動させる移動手段と、移動中の被検査物の両端面にそれぞれレーザ光を照射してその反射光を検出する一対の変位計と、この変位計から得られた各端面の変位に基づいて検査する検査手段とを備えている。移動手段は、回転盤からなり、被検査物を円軌道の所定範囲内に留め置く載置部を有している。また、変位計は、円軌道を挟んで対向配置されている。また、検査手段は、各端面の変位値を予め設定した公差と比較してその公差内にあるか比較判定回路にて判定することで、被検査物の長さ寸法、端面の表面粗さ及び端面形状の一つ又はそれらの組み合わせを検査する。これにより、被検査物の移動と検査を１工程中で行うことができ、また、被検査物を円軌道に沿って移動させることで、端面の広い範囲をサンプリングして検査することができる。
【実施例】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の一実施例に係る外観検査方法及びその装置を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る外観検査装置を示す斜視図、図２はその外観検査装置の主要な内部構造を示す説明図、図３は変位計付近の平面図、図４は選別手段付近の平面図、図５は回転盤の正面図、図６はそのＡ−Ａ断面図である。この外観検査装置は、大別して、中央にある検査ユニット２と、この検査ユニット２に被検査物１を供給する供給手段４と、検査ユニット２から搬出された被検査物１を選別する選別手段６とを備えている。尚、本実施例における被検査物１は、外形が円柱形、円筒形等の円形をなすものを用いている。
【００１５】
検査ユニット２は、外観検査装置の主要部をなすものであり、本実施例においては、被検査物１を円軌道に沿って移動させる移動手段８と、被検査物１が移動する円軌道を挟んで対向配置される一対の変位計１０と、被検査物１の良否を判定する検査手段としての比較判定回路を有すると共に各種入力操作を行う操作制御部１２を備えている。
【００１６】
この移動手段８は、同一の回転軸１６により支持された一対の回転盤１４と、回転軸１６を駆動するサーボモータ等の駆動手段１８とを備えている。回転盤１４は、図１、図２、
図５及び図６に示すように、互いに対面する内面に軸方向内側に突出する略円板状の段状部１４ａを有している。本実施例における段状部１４ａには、９０度間隔でその外周から中心方向に向かって矩形状の凹欠部１４ｂが設けられている。この凹欠部１４ｂには、それぞれ適合する治具２０が嵌め込まれてボルト等により固定されている。また、この治具２０には、被検査物１が適合するＶ字状をなす凹部からなる載置部２０ａが設けられている。また、回転盤１４には、載置部２０ａに載せられる被検査物１の両端面に対応する位置（本実施例においては載置部２０ａの直ぐ上）に、回転盤１４の外周に沿って湾曲する長孔１４ｃが設けられている。
【００１７】
上記構成からなる一対の回転盤１４は、被検査物１の長さにほぼ適合するようにその間隔が設定されており、回転軸１６と共に回転するように構成されている。また、この回転軸１６は、ベース２２に立設された一対の支持板２４によりその両端が回動自在に支持されている。図７はこの回転盤１４の間隔を調整する間隔調整機構の一例を示す正面図である。この間隔調整機構においては、回転軸１６の一方の端部から中央まで右ネジ部１６Ａを設け他方の端部から中央まで逆ネジとなる左ネジ部１６Ｂを設けている。一対の回転盤１４は回転軸１６の右ネジ部１６Ａと左ネジ部１６Ｂにそれぞれ中心部分が螺合されており、回転軸１６を一方向に回転させると間隔が狭まり逆方向に回転させると間隔が広がるように回転軸１６上を移動する。また、この回転盤１４が回転軸１６と共に回転するように、一対のロックナット１７Ａ，１７Ｂを回転軸１６の右ネジ部１６Ａと左ネジ部１６Ｂに取り付けて、回転盤１４にそれぞれ密接するように締めることで回転軸１６の設定位置で回転盤１４を固定している。このような間隔調整機構においては、図７に示すように、ロックナット１７Ａ，１７Ｂをゆるめ、回転軸１６の一端部に調整ハンドル１９を取り付け、更に回転盤１４に設けた固定用孔１４ｄ（又は長孔１４ｃ）と後述する取付板２８等に設けた固定用孔２８ｄ（又は透孔２８ｃ）にピン２３を挿入して回転盤１４の回転を止め、調整ハンドル１９を回して回転軸１６を回転させることで回転盤１４の間隔を調整する。このように間隔を調整したら、ロックナット１７Ａ，１７Ｂを締めて回転盤１４を固定し、ピン２３を抜いて回転盤１４が回転軸１６と共に回転するようにして駆動するものとなっている。尚、本実施例においては、ガタ等の発生を防いで回転盤１４の回転を円滑にするため、回転盤１４の外周に当接して回転盤１４を回動自在に支持する複数のローラ２６を設けている。
【００１８】
また、検査ユニット２における変位計１０は、レーザ光を照射して反射光を受光することで検出するレーザ変位センサ等からなるものである。この変位計１０は、支持盤２４又は図１及び図３に示すように、支持板２４に取り付けられた取付板２８に取り付けられている。この取付板２８には、回転盤１４の長孔１４ｃに対応する位置に長孔１４ｃと同様に湾曲する透孔２８ｃが設けられている。変位計１０は、この透孔２８ｃから長孔１４ｃを通過して被検査物１にレーザ光を照射すると共に、同様に長孔１４ｃと透孔２８ｃを通過して反射光を受光するように、取付板２８に取り付けられている。
【００１９】
一方、供給手段４は、１つずつ被検査物１を検査ユニット２に供給するものであって、本実施例においては、回転盤１４の載置部２０ａに向かって下り勾配となるように傾斜し且つ被検査物１の端部外周を摺動又は転動可能に支持するレール部３０ａを有する一対の側面板３０と、レール部３０ａ上に整列する複数の被検査物１における先頭の被検査物１を所定位置で停止させるストッパ３２と、このストッパ３２による停止が解除された被検査物１を押し上げて回転盤１４の載置部２０ａに載せてセットするセット機構３４と、を備えている。上記側面板３０は被検査物１の長さとほぼ同じ間隔となるように取付板２８等に取り付けられている。また、ストッパ３２は、棒状の先端３２ａがアクチュエータ３２ｂの働きにより伸びると被検査物１に接触して所定位置で停止させ、引っ込むと接触解除して被検査物１を転動させるものとなっている。また、セット機構３４は、略Ｌ形状の先端３４ａで転がってくる被検査物１を受け止めて、アクチュエータ３４ｂの働きにより先端３４ａを押し上げて回転盤１４の載置部２０ａ内に被検査物１を載せるものとなっている。
【００２０】
また、選別手段６は、図１及び図４に示すように、被検査物１の長さとほぼ同じ間隔となるように取付板２８等に取り付けられた側面板３６と、側面板３６の内側に突出すると共に引っ込むように動作する作動レール３８とを備えている。この作動レール３８は、被検査物１の端部外周を摺動又は転動可能に支持するレール部３８ａを有し、このレール部３８ａがアクチュエータ３８ｂによって出入りするように動作する。
【００２１】
次に、上記構成からなる外観検査装置の動作を、図８乃至図１３等に基づいて説明し、図１４に示すフローチャート等に基づいて操作制御部１２の動作を説明する。はじめに、図２に示すようにストッパ３２によって被検査物１が止められている初期状態のときに、図８に示すように、ストッパ３２が解除されると、被検査物１はレール部３０ａ上を転がってセット機構３４の先端３４ａ上に載る。ここでセット機構３４の先端３４ａが押し上げられると、図９に示すように、このときに回転盤１４が回転して所定位置（本実施例では図中中央から左斜め上約４５度回転したところ）に回転盤１４の載置部２０ａが位置しており、この載置部２０ａ内に被検査物１が載せられる。尚、このときにストッパ３２の先端３２ａは再び突出して、レール部３０ａ上にある次の被検査物１を一時停止させている。
【００２２】
載置部２０ａ上に載った被検査物１は、図１０に示すように、回転盤１４の回転によって円軌道に沿って移動する。この被検査物１が一対の変位計１０の間に達すると、図３、図１２及び図１３に示すように、回転盤１４の長孔１４ｃと取付板２８の透孔２８ｃが重なり、この透孔２８ｃ及び長孔１４ｃを通して変位計１０から被検査物１の両端面にレーザ光が照射される。
【００２３】
この変位計１０による変位の検出は、従来技術と同様に、被検査物１の両端面にそれぞれレーザ光を照射し、その反射光を受光する。これを移動する被検査物１の両端面それぞれに対して繰り返すことで、両端面の変位量を検出する。そして、この変位量を操作制御部１２にてそれぞれ又はその相対変位を予め設定した基準値としての公差と比較することで、被検査物１の長さ寸法、表面粗さ及び端面の内外周縁の形状等が公差内にあるか否かを判定する。
【００２４】
上記のような変位量の検出を行う際に、被検査物１は回転盤１４の回転により円軌道に沿って移動するため、停止している場合や直線的に移動する場合に比べて、広い範囲にレーザ光を当ててサンプリングすることができる。尚、本実施例における被検査物はそれ自体回転していないが、被検査物１が回転しながら移動するように構成しても良い。そのように構成すると、端面のより広い範囲をサンプリングすることが可能となる。
【００２５】
上記のような変位量の検出が行われた後、図１１に示すように回転盤１４が更に回転することで、搬出位置（本実施例では図中中央から右斜め上約４５度回転したところ）に回転盤１４の載置部２０ａが達すると、Ｖ字状の載置部２０ａの内面が適度な下り斜面となり、被検査物１は自重で載置部２０ａから転がり出る。転がり出た被検査物１は、その変位量が公差内で良品と判定された場合、選別手段６のレール部３８ａ上を転がって搬出され、変位量が公差外で不良品と判定された場合、レール部３８ａが引っ込んで落下することで選別される。
【００２６】
本実施例においては、９０度間隔で載置部２０ａを配設しており、回転盤１４を９０度回転させる間に被検査物１を供給、検査、搬出するように設定している。このため、回転盤１４が１回転する間に４つの被検査物１を検査、搬出することができる。尚、載置部２０ａを設ける間隔、即ち回転盤１４の凹欠部１４ｂと治具２０を設ける間隔は、任意に設定することが可能である。
【００２７】
また、本実施例における回転盤１４に取り付けられる治具２０は、図１５に示すように、その載置部２０ａが大きくＶ字状に開いたものとなっており、直径が比較的大きい被検査物１を載せるものとなっている。これに対し、図１６に示す治具２１は、Ｖ字状をなす載置部２１ａが小さく形成されており、より直径が小さい被検査物１を安定して載置することができるように構成している。また、この治具２１においては、回転盤１４の長孔１４ｃから被検査物１の端面が変位計１０に対面するように、上部２１ｂを山状に盛り上げて、載置部２１ａが設けられる位置の高さを調整している。このような治具２０，２１を交換するだけで様々な被検査物１を載置して検査することが可能となる。
【００２８】
上記一連の検査動作は、操作制御部１２によって制御されており、この操作制御部１２の操作及び制御動作は図１４に示すフローチャートのように設定されている。先ず、外観操作装置の電源を投入し（ステップＳＴ１）、これにより装置を初期化した後（ステップＳＴ２）、検査条件を入力する（ステップＳＴ３）。この検査条件は、被検査物１の長さ寸法の公差、端面の表面凹凸寸法の公差、端面の外周縁及び内周縁に形成される面取り部の深さ寸法の公差などである。次に、検査条件の追加もしくは変更等があればメニュー操作を行い（ステップＳＴ４）、被検査物１が供給手段４にセットされているか等を判断する（ステップＳＴ５）。
【００２９】
その後、供給手段４を作動させて検査ユニット２に被検査物１を一つずつ供給する（ステップＳＴ６）と共に、回転盤１４を所定速度で回転させる（ステップＳＴ７）。そして、回転盤１４の回転により被検査物１が変位計１０に対面する検査位置に達すると、変位計１０からレーザ光を被検査物１の端面に照射して形状データをサンプリングする（ステップＳＴ８）。その後、サンプリングして検出した形状データを、長さ寸法、表面粗さ、形状等に対応するデータとして処理し（ステップＳＴ９）、そのデータが設定した公差内にあるか判断する（ステップＳＴ１０）。
【００３０】
ここでデータが公差内にあると判断すると、良品信号を出力し（ステップＳＴ１１）、この良品信号に応答して選別手段６はそのレール部３８ａを突出させた状態に保って被検査物１を良品として搬出する。また、データが公差外にあると判断すると、不良品信号を出力し（ステップＳＴ１２）、この不良品信号に応答して選別手段６はレール部３８ａを引っ込めて（ステップＳＴ１３）、被検査物１を不良品として落下させる。
【００３１】
上記動作を繰り返すことにより、供給手段４、検査ユニット２、選別手段６を制御して、被検査物１を連続して検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例に係る外観検査装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す外観検査装置の主要な内部構造を示す説明図である。
【図３】図１に示す変位計付近の平面図である。
【図４】図１に示す選別手段付近の平面図である。
【図５】図１に示す回転盤の正面図である。
【図６】図５に示す回転盤のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図１及び図５等に示す回転盤の間隔を調整する間隔調整機構の一例を示す正面図である。
【図８】図１及び図２に示す外観検査装置の動作を示す説明図である。
【図９】図１及び図２に示す外観検査装置の動作を示す説明図である。
【図１０】図１及び図２に示す外観検査装置の動作を示す説明図である。
【図１１】図１及び図２に示す外観検査装置の動作を示す説明図である。
【図１２】図１及び図３に示す長孔と透孔との位置関係を示す説明図である。
【図１３】図１及び図３に示す長孔と透孔との位置関係を示す説明図である。
【図１４】図１に示す操作制御部の操作及び制御動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１に示す治具の正面図である。
【図１６】他の治具の例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      被検査物
２      検査ユニット
４      供給手段
６      選別手段
８      移動手段
１０    変位計
１２    操作制御部
１３    ボルト
１４    回転盤
１４ａ  段状部
１４ｂ  凹欠部
１４ｃ  長孔
１４ｄ  固定用孔
１６    回転軸
１６Ａ  右ネジ部
１６Ｂ  左ネジ部
１７Ａ，１７Ｂ  ロックナット
１８    駆動手段
１９    調整ハンドル
２０，２１  治具
２０ａ，２１ａ  載置部
２１ｂ  上部
２２    ベース
２３    ピン
２４    支持板
２６    ローラ
２８    取付板
２８ｃ  透孔
２８ｄ  固定用孔
３０    側面板
３０ａ  レール部
３２    ストッパ
３２ａ  先端
３２ｂ  アクチュエータ
３４    セット機構
３４ａ  先端
３４ｂ  アクチュエータ
３６    側面板
３８    作動レール
３８ａ  レール部
３８ｂ  アクチュエータ
【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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【図９】
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【図１０】
2009300308.tif 000012
【図１１】
2009300308.tif 000013
【図１２】
2009300308.tif 000014
【図１３】
2009300308.tif 000015
【図１４】
2009300308.tif 000016
【図１５】
2009300308.tif 000017
【図１６】
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