CN110892256A - 检查装置及检查方法 - Google Patents

Abstract

一种检查装置，具备：前端拍摄机构，其拍摄旋转的工件的凸部的前端；上游拍摄机构，其拍摄上游壁面，所述上游壁面是从在工件的旋转方向上在上游侧与凸部相邻的凹部的底部连至凸部的前端的壁面；下游拍摄机构，其拍摄下游壁面，所述下游壁面是从在旋转方向上在下游侧与凸部相邻的凹部的底部连至凸部的前端的壁面；和检查部，其基于由前端拍摄机构、上游拍摄机构及下游拍摄机构拍摄到的图像来对工件进行检查，上游拍摄机构及下游拍摄机构中的至少一者具有使其在与对称轴正交的正交面内平行移动并定位的移动部，在工件的径向外侧从由移动部定位的位置进行拍摄。

Description

检查装置及检查方法

技术领域

本发明涉及对工件进行检查的检查装置及检查方法，其中工件呈绕对称轴旋转对称的形状且具有周期性地反复设有凸部和凹部的外周部。

通过参考将以下所示的日本申请的说明书、附图及权利要求书的公开内容的全部内容引入本文件：

日本特愿2017-183286(2017年9月25日申请)。

背景技术

作为对绕对称轴旋转对称的工件的外观进行检查的装置，已知有例如专利文献1所记载的工件检查装置。在该工件检查装置中，利用与电动机连结的保持部来保持工件。并且，在利用上述电动机使工件旋转的同时使用多台相机对该工件进行拍摄，并基于由这些相机取得的图像对工件的外观进行检查。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-63268号公报

发明内容

专利文献1记载的装置是以齿轮作为工件的装置，检查齿轮是否存在伤痕和/或缺陷等。在该装置中，设有齿面摄像用相机、齿尖摄像用相机和端面摄像用相机共计3台相机，其中齿面摄像用相机用于从工件的径向外侧对齿面进行拍摄；齿尖摄像用相机用于从工件的径向外侧对齿尖进行拍摄；端面摄像用相机用于从工件的铅垂上方对齿尖进行拍摄。这些相机中，使用所谓的面阵相机作为齿面摄像用相机，以拍摄至少包括两处以上齿部的图像的方式进行相机设置及相机设定(透镜的选择、倍率等)。

在齿轮的齿部，在齿轮的旋转方向上形成有两个齿面。其中一个是从齿顶的前端(齿尖)朝向旋转方向上游侧的齿根所形成的齿面(以下称为“上游侧齿面”)，另一个是朝向旋转方向下游侧的齿根所形成的齿面(以下称为“下游侧齿面”)。上述专利文献1所记载的装置中，齿面摄像用相机不仅拍摄齿顶及齿根，还一并拍摄上游侧齿面及下游侧齿面，通过该拍摄来取得示出齿部的表面整体的图像。因此，存在难以得到用于精密地进行上游侧齿面和下游侧齿面的检查所需的信息的情况。此外，还存在因齿轮的形状和/或种类而难以拍摄上游侧齿面及下游侧齿面的情况。在通过专利文献1所记载的装置对与齿轮具有同样特征的工件(即呈绕对称轴旋转对称的形状且具有周期性地反复设有凸部和凹部的外周部的工件)进行检查的情况下，也会产生这样的问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够高精度地对呈绕对称轴旋转对称的形状且具有周期性地反复设有凸部和凹部的外周部的工件进行检查的检查技术。

本发明的一个方式为一种检查装置，用于对工件进行检查，该工件呈绕对称轴旋转对称的形状且具有周期性地反复设有凸部和凹部的外周部，该检查装置的特征在于，具备：保持台，其在保持工件的同时，使工件在对称轴与旋转轴一致的状态下绕旋转轴旋转；前端拍摄机构，其拍摄旋转的工件的凸部的前端；上游拍摄机构，其拍摄上游壁面，该上游壁面是从在工件的旋转方向的上游侧与凸部相邻的凹部的底部连至凸部的前端的壁面；下游拍摄机构，其拍摄下游壁面，该下游壁面是从在旋转方向的下游侧与凸部相邻的凹部的底部连至凸部的前端的壁面；和检查部，其基于由前端拍摄机构、上游拍摄机构及下游拍摄机构拍摄到的图像对工件进行检查，上游拍摄机构及下游拍摄机构中的至少一者具有使其在与对称轴正交的正交面内平行移动并定位的移动部，在工件的径向外侧从由移动部定位的位置进行拍摄。

此外，本发明的其他方式为一种检查方法，对工件进行检查，该工件呈绕对称轴旋转对称的形状且具有周期性地反复设有凸部和凹部的外周部，其特征在于，包括：旋转工序，在保持工件的同时使工件在对称轴与旋转轴一致的状态下绕旋转轴旋转；定位工序，使上游拍摄机构和下游拍摄机构中的至少一者在工件的径向外侧在与对称轴正交的正交面内平行移动并定位，上游拍摄机构拍摄上游壁面，上游壁面是从在工件的旋转方向的上游侧与凸部相邻的凹部的底部连至凸部的前端的壁面，下游拍摄机构拍摄下游壁面，下游壁面是从在旋转方向的下游侧与凸部相邻的凹部的底部连至凸部的前端的壁面；图像取得工序，在定位工序后，通过前端拍摄机构拍摄绕旋转轴旋转的工件的凸部的前端而取得前端图像，通过上游拍摄机构拍摄上游壁面而取得上游壁面图像，通过下游拍摄机构拍摄下游壁面而取得下游壁面图像，其中，上游壁面是从在工件的旋转方向的上游侧与凸部相邻的凹部的底部连至凸部的前端的壁面，下游壁面是从在旋转方向的下游侧与凸部相邻的凹部的底部连至凸部的前端的壁面；和检查工序，基于前端图像、上游壁面图像及下游壁面图像对工件进行检查。

在像这样构成的发明中，分别设有用于拍摄工件的凸部的前端、上游壁面及下游壁面的专用的前端拍摄机构、上游拍摄机构及下游拍摄机构。尤其是上游拍摄机构及下游拍摄机构中的至少一者具有使其在与对称轴正交的正交面内平行移动并定位的移动部，在工件的径向外侧从由移动部定位的位置进行拍摄。并且，分别取得前端图像、上游壁面图像及下游壁面图像，并基于这些图像来对工件进行检查。

发明效果

如上所述，根据本发明，基于分别由前端拍摄机构、上游拍摄机构及下游拍摄机构拍摄工件的凸部的前端、上游壁面及下游壁面而取得的图像来进行工件的检查，因此，能够高精度地对各种工件进行检查。尤其是上游拍摄机构及下游拍摄机构中的至少一者具有使其在与对称轴正交的正交面内平行移动并定位的移动部，因此，能够如后文详述那样适当地应对工件直径变更的情况和/或拍摄条件变更的情况，具有较高的通用性。

上述本发明的各方式所具有的多个构成要素并非全部是必须的，为了解决上述一部分或全部问题，或为了达成本说明书所记载的一部分或全部效果，能够适当地对所述多个构成要素的一部分构成要素进行变更、删除、替换为新的其他构成要素、删除限定内容的一部分。此外，为了解决上述一部分或全部问题，或为了达成本说明书所记载的一部分或全部效果，也能够将包含于上述本发明的一个方式的一部分或全部技术特征与包含于上述本发明的其他方式的一部分或全部技术特征进行组合，而作为本发明的独立的一个方式。

附图说明

图1是表示本发明的检查装置的第1实施方式的整体构成的图。

图2是表示图1所示的检查装置的电气构成的框图。

图3是表示工件保持单元的构成的立体图。

图4是从上方观察拍摄单元的图。

图5是表示拍摄单元的构成的立体图。

图6是示意性地表示前端拍摄机构中检查相机及检查照明部相对于齿轮的配置关系的图。

图7是示意性地表示上游拍摄机构及下游拍摄机构中检查相机及检查照明部相对于齿轮的配置关系的图。

图8是表示检查相机对于齿轮的摄像方向的图。

图9是表示利用图1所示的检查装置进行的工件检查动作的流程图。

图10是示意性地表示检查动作的图。

图11是示意性地表示伴随工件的种类和/或拍摄条件的变更的上游拍摄机构的移动动作的图。

具体实施方式

图1是表示本发明的检查装置的第1实施方式的整体构成的图。此外，图2是表示图1所示的检查装置的电气构成的框图。该检查装置100是检查工件W的外观的装置，该工件W如齿轮、叶轮等那样呈绕对称轴旋转对称的形状且具有周期性地反复设有凸部和凹部的外周部，该检查装置100具有装载单元1、工件保持单元2、拍摄单元3、卸载单元4及控制单元5。另外，此处，工件W是如图1所示那样在轴部Wa的上部设有齿轮Wb的机械部件，通过例如锻造或铸造处理形成。并且，在部件制造后，该工件W由外部搬运机械手或操作员搬运到装载单元1。

在装载单元1设有工作台和/或储存器等工件收容部(图示省略)。并且，当利用外部搬运机械手等将工件W暂时收容在工件收容部时，设于工件收容部的工件检测传感器11(图2)检测到工件W，并将该内容的信号发送到控制装置整体的控制单元5。此外，在装载单元1设有装载机(loader)12(图2)，装载机12根据来自控制单元5的动作指令来接收收容于工件收容部的未检查的工件W，并将其搬运到工件保持单元2。

图3是表示工件保持单元的构成的立体图。工件保持单元2配备有保持台21A、21B，保持台21A、21B保持由装载机12搬运来的工件W。这些保持台21A、21B均具有相同的构成，能够以使齿轮Wb呈水平状态的姿势来抓持工件W的轴部Wa的一部分。以下，参照图3对保持台21A的构成进行说明，而由于保持台21B与保持台21A为相同的构成，因此对保持台21B标注相同的附图标记并省略说明。

如图3所示，在保持台21A，沿铅垂方向层叠配置有卡盘机构22、水平定位机构23、旋转机构24及铅垂定位机构25。卡盘机构22具有侧面观察时呈大致L字状的可动部件221～223、和根据来自控制单元5的移动指令而使可动部件221～223以放射状连动地移动的移动部224。在各可动部件221～223的上端面突出设置有突起部件225，能够利用上端面和突起部件225与轴部Wa的台阶部位卡合。因此，移动部224根据来自控制单元5的抓持指令而使可动部件221～223相互接近移动，由此能够使卡盘机构22的中心轴(图10中的附图标记AX2)与轴部Wa的轴心一致地保持工件W。另一方面，移动部224根据来自控制单元5的释放指令而使可动部件221～223相互远离移动，由此能够进行基于装载单元1的未检查工件W的装载和/或基于卸载单元4的检查完毕的工件W的卸载。

像这样构成的卡盘机构22被支承于水平定位机构23。水平定位机构23具有在水平方向上沿相互正交的方向移动的所谓XY工作台。因此，能够根据来自控制单元5的移动指令驱动XY工作台，将卡盘机构22在水平面上高精度地定位。另外，作为XY工作台，能够使用将电动机和滚珠丝杠机构组合而形成的装置，和/或将在水平方向上相互正交的两个线性电动机组合而形成的装置等。

旋转机构24具有电动机241。电动机241的旋转轴(图5中的附图标记242)向铅垂上方延伸设置，其上端部与水平定位机构23连结。因此，当从控制单元5接收到旋转指令时，电动机241工作，使水平定位机构23、卡盘机构22、以及由卡盘机构22抓持的工件W绕电动机241的旋转轴(图10中的附图标记AX3)一体地旋转。

此处，在本实施方式中，在卡盘机构22与旋转机构24之间设有水平定位机构23，其技术意义在于：能够通过水平定位机构23来调整卡盘机构22的中心轴、由卡盘机构22抓持的工件W的齿轮Wb的对称轴AX4(图1)及电动机241的旋转轴的相对位置关系。即，通过使卡盘机构22的中心轴与电动机241的旋转轴一致，能够使由卡盘机构22抓持的工件W绕轴部Wa旋转。但是，在齿轮Wb的对称轴从轴部Wa偏离的情况下，相对于电动机241发生偏心，导致齿轮Wb偏心地旋转。对此，通过设置水平定位机构23并以校正偏移量和偏移方向的方式进行驱动，能够使齿轮Wb的对称轴与电动机241的旋转轴一致。由此，能够利用拍摄单元3高精度地拍摄齿轮Wb的图像，能够提高工件W的检查精度。

铅垂定位机构25具有：保持电动机241的保持板251；配置于电动机241的下方位置的底板252；连结保持板251及底板252的四根连结销253；和使底板252沿铅垂方向升降的升降部254。升降部254根据来自控制单元5的升降指令使底板252升降，从而能够使旋转机构24、水平定位机构23及卡盘机构22在铅垂方向上一体地移动，使工件W的高度位置最佳地处于下文说明的预对准位置PA及检查位置PI。

如图3所示，像这样构成的保持台21A、21B隔开一定距离地被固定在支承板261上。此外，支承板261在保持台21A、21B的中间位置被支承在转动驱动部262上。该转动驱动部262能够根据来自控制单元5的转动指令，使支承板261绕沿铅垂方向延伸的转动轴AX1转动180°，并能够在如图3所示使保持台21A、21B分别位于预对准位置PA及检查位置PI的第1位置、和保持台21A、21B分别位于检查位置PI及预对准位置PA的第2位置之间切换。例如能与对工件W(其保持在位于预对准位置PA的保持台21A上)实施预对准处理并行地、通过转动驱动部262从第1位置切换到第2位置，由此将保持台21A从预对准位置PA变换到检查位置PI，将预对准处理完毕的工件W定位于检查位置PI。此外，能够在该工件W的检查结束后逆向转动，由此将保持台21A从检查位置PI变换到预对准位置PA，将检查处理完毕工件W定位于预对准位置PA。像这样在本实施方式中，由支承板261及转动驱动部262构成能够切换工件W的位置的位置切换机构26。

预对准位置PA如上所述是进行预对准处理的位置，在被定位于预对准位置PA的保持台21A(或21B)的上方配置有对准相机27。如图3所示，该对准相机27相对于工件W配置在电动机241的相反侧，即工件W的上方侧，且具有相对于工件W的对称轴AX4向径向外侧延伸设置的线传感器271。因此，能够在使工件W旋转的同时利用该线传感器271拍摄工件W的上表面，通过使工件W至少旋转1周而得到包括形成于齿轮Wb的外周部的全部凸部(齿顶)及凹部(齿根)在内的图像。

此外，图3中省略了图示，但设有对准照明部28(图2)，其用于对保持在该保持台21A(或21B)的工件W照明以便良好地进行对准处理。因此，能够在通过旋转机构24使工件W旋转并通过对准照明部28对工件W进行照明的同时，利用对准相机27对工件W进行拍摄。并且，工件W的图像数据被发送到控制单元5，校正偏心而使齿轮Wb的对称轴与电动机241的旋转轴一致、即执行预对准处理。

另一方面，检查位置PI是进行检查处理的位置，在被定位于检查位置PI的保持台21A(或21B)的上方配置有拍摄单元3。在该检查位置PI，能够在齿轮Wb的对称轴与电动机241的旋转轴一致的状态下使工件W旋转的同时利用拍摄单元3拍摄工件W(参照后文说明的图5、图10)。并且，工件W的图像数据被发送到控制单元5，执行检查齿轮Wb有无伤痕和/或缺陷等的检查处理。

如图2所示，该拍摄单元3具有多个检查相机31和多个检查照明部32。在该拍摄单元3中，多个检查照明部32配置为从各个方向对定位于检查位置PI的保持台21A(或21B)所保持的工件W进行照明。并且，能够在通过旋转机构24使工件W旋转并通过检查照明部32对工件W进行照明的同时，利用多个检查相机31从各个方向对工件W进行拍摄。这些多个图像数据被发送到控制单元5，由控制单元5执行工件W的检查。另外，拍摄单元3的构成及动作将于后文详述。

如上所述通过位置切换机构26使保持将像这样进行了检查的工件W的保持台21A(或21B)从检查位置PI变换到预对准位置PA。然后，由卸载单元4将检查完毕的工件W从保持台21A(或21B)搬出。需要说明的是，卸载单元4基本上与装载单元1相同。也就是说，卸载单元4具有暂时收容检查完毕的工件W的工件收容部(图示省略)、工件检测传感器41(图2)及卸载机42(图2)，根据来自控制单元5的动作指令将检查完毕的工件W从保持台21A(或21B)搬运到工件收容部。

如图2所示，控制单元5由执行逻辑运算的公知的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、存储有初始设定等的ROM(Read Only Memory，只读存储器)、暂时存储装置动作中的各种数据的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)等构成。控制单元5在功能上具备运算处理部51、存储器52、驱动控制部53、外部输入输出部54、图像处理部55及照明控制部56。

上述驱动控制部53对设于装置各部的驱动机构、例如装载机12、卡盘机构22和/或设于拍摄单元3的移动部等的驱动进行控制。外部输入输出部54输入来自配置于装置各部的各种传感器类的信号，另一方面，对配置于装置各部的各种促动器等输出信号。图像处理部55从对准相机27及检查相机31取入图像数据，并进行二值化等图像处理。照明控制部56控制对准照明部28及检查照明部32的点亮及熄灭等。

上述运算处理部51具有运算功能，遵照存储在上述存储器52中的程序控制驱动控制部53、图像处理部55、照明控制部56等，由此执行如下说明的一系列处理。

另外，图2中的附图标记6是作为与操作员的交互界面发挥作用的显示单元，其与控制单元5连接，除显示检查装置100的动作状态的功能之外，还由触控面板构成而具有作为受理来自操作员的输入的输入终端的功能。此外，不限于该构成，也可以采用用于显示动作状态的显示装置和键盘和/或鼠标等输入终端。

接下来，参照图1、图4至图8对拍摄单元3的构成及动作进行说明。图4是从上方观察拍摄单元的图。图5是表示拍摄单元的构成的立体图。图6是示意性地表示前端拍摄机构中检查相机及检查照明部相对于齿轮的配置关系的图。图7是示意性地表示上游拍摄机构及下游拍摄机构中检查相机及检查照明部相对于齿轮的配置关系的图。图8是表示检查相机对齿轮的摄像方向的图。如图1所示，拍摄单元3具有前端拍摄机构3A、上游拍摄机构3B及下游拍摄机构3C，能够对保持于保持台21A(或21B)并沿规定旋转方向Dw旋转的工件W的齿轮Wb的各部位进行拍摄。

前端拍摄机构3A通过9个检查照明部32从多个方向以点状对规定照明区域进行照明，并且将由3个检查相机31从多个方向对齿顶Wb1(参照图8)进行拍摄而得到的齿顶Wb1的图像(以下称为“前端图像”)的图像数据发送到控制单元5，所述齿顶Wb1是工件W的齿轮Wb齿部中位于上述照明区域的齿部的前端部。更详细而言，如图1所示，前端拍摄机构3A具备可动前端拍摄机构3A1和固定前端拍摄机构3A2，其中，可动前端拍摄机构3A1被设为多个检查相机31及多个检查照明部32能够一体地移动，从倾斜方向对齿顶Wb1进行拍摄；固定前端拍摄机构3A2将1个检查相机31固定于齿轮Wb的铅垂上方而从铅垂上方对齿顶Wb1进行拍摄。另外，在图4中，为了使除固定前端拍摄机构3A2以外的拍摄机构3A1、3B、3C的检查相机31及检查照明部32的配置关系明确，省略了固定前端拍摄机构3A2的图示。此外，在图5中，为了使拍摄机构3A1、3B、3C的由检查相机31进行拍摄的方向及区域明确，省略了使拍摄机构3A1、3B、3C移动的移动部35A～35C、38B、38C(图4)及检查照明部32的图示。

可动前端拍摄机构3A1在与铅垂方向Z正交的正交面(图4中的XY平面)内对拍摄单元3的主体部(图示省略)固定配置有底部33A，并且以在水平方向X上移动自如的方式对该底部33A设置有支承板34A。而且，移动部35A根据来自控制单元5的移动指令工作，由此支承板34A沿第1水平方向X移动。

移动部35A具有两根导轨351、滑块(图示省略)、滚珠丝杠式的驱动部352等。两根导轨351沿第1水平方向X延伸设置在底部33A的上表面，且滑块沿第1水平方向X移动自如地安装于导轨上。并且，在滑块上固定有支承板34A。此外，支承板34A与驱动部352连接，驱动部352具有使支承板34A相对于底部33A在第1水平方向X上移动并定位的功能。驱动部352如一直以来所周知的那样，由电动机、滚珠丝杠及螺母构成，电动机根据来自控制单元5的指令工作，由此，螺母响应滚珠丝杠的旋转而与支承板34A一同在第1水平方向X上移动。另外，本实施方式中驱动部352(及后文说明的驱动部382)的驱动方式不限于滚珠丝杠式，也可以使用其他的方式，例如线性电动机方式。

在该支承板34A的上表面立设有多个臂36A，安装有检查相机31和/或检查照明部32。因此，检查相机31及检查照明部32伴随如上所述的基于驱动部352的支承板34A的移动而一体地沿第1水平方向X移动，能够根据工件W的种类来调整前端拍摄机构3A的照明位置及拍摄位置。

在前端拍摄机构3A中，为了从径向外侧的多个方向拍摄齿轮Wb的齿顶Wb1，1个固定式检查相机31和2个可动式检查相机31、31在旋转机构24的旋转轴AX3的轴向(铅垂方向Z)上配置在彼此不同的位置，如图8所示，拍摄方向Da～Dc互不相同。另外，为了区分前端拍摄机构3A的检查相机31地进行说明，在下文中，如图6及图8所示，适当地将拍摄方向Da相对于水平方向Ha倾斜角度θa(例如5°)的检查相机31称为“检查相机31a”，将倾斜角度θb(例如45°)的检查相机31称为“检查相机31b”，将大致正交的检查相机31称为“检查相机31c”。

检查相机31a、31b具有彼此不同的拍摄方向Da、Db，但焦点位置FA一致，且由前端驱动部35在第1水平方向X上定位为位于齿轮Wb的节圆PC上。因而，能够从侧方及斜方这两个方向高精度地拍摄齿轮Wb的齿顶Wb1。另外，在本实施方式中，固定配置有构成前端拍摄机构3A的1个检查相机31c，但是也可以构成为通过连结部件将检查相机31c与支承板34A连结而使检查相机31a～31c的焦点位置Fa一致地使检查相机31a～31c一体地移动。

此外，在本实施方式中，为了从径向外侧拍摄位于上述焦点位置FA的齿顶Wb1，从径向外侧的多个方向对齿轮Wb的齿顶Wb1进行照明。更具体而言，将检查照明部32分为3个组(侧方照明组、斜方照明组及上方照明组)，并且在各组中，将检查照明部32配置为沿着旋转方向Dw隔开规定的角度间隔。另外，为了区分前端拍摄机构3A的检查照明部32来进行说明，在下文中，适当地将属于侧方照明组的3个检查照明部32分别称为“检查照明部32a”、“检查照明部32b”、“检查照明部32c”，将属于斜方照明组的3个检查照明部32分别称为“检查照明部32d”、“检查照明部32e”、“检查照明部32f”，将属于上方照明组的3个检查照明部32分别称为“检查照明部32g”、“检查照明部32h”、“检查照明部32i”。

检查照明部32a～32i能够由控制单元5的照明控制部56分别独立地点亮及熄灭，但如图6的上栏所示，每个检查照明部32a～32i均以点状对检查相机31a～31c的焦点位置FA的附近进行照明。需要说明的是，在本实施方式中，每个检查照明部32a～32i均从检查相机31a～31c的光轴偏离地将照明光照射到齿轮Wb，但也可以构成为一部分照明光与检查相机31a～31c的光轴同轴地照射齿轮Wb。关于此点，接下来说明的上游拍摄机构3B及下游拍摄机构3C也是同样的。

上游拍摄机构3B能够拍摄上游壁面即上游齿面Wb3(参照图8)，所述上游壁面从旋转方向Dw的上游侧与齿顶Wb1相邻的齿根Wb2(参照图8)的底部连至该齿顶Wb1的前端(齿尖)。而且，下游拍摄机构3C能够拍摄下游壁面即下游齿面Wb5(参照图8)，所述下游壁面从旋转方向Dw的下游侧与齿顶Wb1相邻的齿根Wb4(参照图8)的底部连至该齿顶Wb1的前端(齿尖)。上游拍摄机构3B及下游拍摄机构3C的拍摄对象不同，但基本构成相同，因此，在下文中，参照附图对上游拍摄机构3B的构成及动作进行详细说明，而对下游拍摄机构3C标注相同或相当的附图标记并省略构成的说明。

如图1所示，上游拍摄机构3B隔着工件W配置于前端拍摄机构3A的相反侧。上游拍摄机构3B中设有6个检查照明部32并设有2个检查相机31。并且，检查照明部32从多个方向以点状对规定的照明区域进行照明，并且通过2个检查相机31从多个方向对工件W的齿轮Wb齿部中的位于上述照明区域的齿部的上游齿面Wb3(参照图8)进行拍摄并将上游齿面Wb3的图像(以下称为“上游齿面图像”)的图像数据发送到控制单元5。

更详细而言，如图4所示，在上游拍摄机构3B中对拍摄单元3的主体部(图示省略)固定配置有固定底部37B，并且对该固定底部37B以在与第1水平方向X及铅垂方向Z这两者正交的第2水平方向Y上移动自如的方式设有可动底部33B。并且，移动部38B根据来自控制单元5的移动指令工作，由此，可动底部33B在第2水平方向Y上移动。

移动部38B具有两根导轨381、滑块(图示省略)、滚珠丝杠式的驱动部382等。两根导轨381在第2水平方向Y上延伸设置在固定底部37B的上表面，并且滑块以在第2水平方向Y上移动自如的方式被安装在导轨上。并且，在滑块上固定有可动底部33B。此外，可动底部33B与驱动部382连接，驱动部382具有使可动底部33B相对于固定底部37B沿第2水平方向Y移动并定位的功能。驱动部382如一直以来周知那样，由电动机、滚珠丝杠及螺母构成，电动机根据来自控制单元5的指令工作，由此，螺母响应滚珠丝杠的旋转而与可动底部33B一同在第2水平方向Y上移动。

以沿第1水平方向X移动自如的方式对可动底部33B设置有支承板34B。并且，移动部35B根据来自控制单元5的移动指令工作，由此支承板34B在第1水平方向X上移动。另外，移动部35B与移动部35A为相同的构成，因此，此处对相同的构成标注相同或相当的附图标记并省略说明。

在该支承板34B的上表面立设有多个臂36B，安装有检查相机31和/或检查照明部32。因此，检查相机31及检查照明部32伴随如上所述的基于驱动部352的支承板34B向第1水平方向X的移动和/或基于驱动部358的可动底部33B向第2水平方向Y的移动而一体地在水平面(XY平面)内移动，能够根据工件W的种类来调整上游拍摄机构3B的照明位置及拍摄位置。另外，具体的调整方式将于后文详述。

如图7所示，在上游拍摄机构3B中，为了从节圆PC的切线方向外侧的多个方向拍摄齿轮Wb的上游齿面Wb3，2个检查相机31在旋转机构24的旋转轴(图5、图10中的附图标记AX3)的轴向上被配置在彼此不同的位置，拍摄方向Dd、De互不相同。另外，为了区分上游拍摄机构3B中的检查相机31来进行说明，在下文中，如图8所示，适当地将拍摄方向Dd相对于水平方向Hb倾斜一定角度(例如5°)的检查相机31称为“检查相机31d”，将倾斜一定角度(例如45°)的检查相机31称为“检查相机31e”。

像这样检查相机31d、31e具有互不相同的拍摄方向Dd、De，但焦点位置FB一致，而且由2个驱动部352、358以位于齿轮Wb的节圆PC上的方式被定位于水平面(XY平面)内(相当于本发明的“定位工序”的一例)。因而，能够从节圆PC的切线方向外侧，从侧方及斜方这两个方向高精度地对上游齿面Wb3进行拍摄。

此外，在本实施方式中，为了从切线方向外侧拍摄位于上述焦点位置FB的上游齿面Wb3，从切线方向外侧的多个方向对齿轮Wb的上游齿面Wb3进行照明。更具体而言，将检查照明部32分为两组(侧方照明组及斜方照明组)，并且在各组中，将检查照明部32沿着旋转方向Dw隔开规定的角度间隔进行配置。另外，为了区分上游拍摄机构3B中的检查照明部32来进行说明，在下文中，适当地将属于侧方照明组的3个检查照明部32分别称为“检查照明部32j”、“检查照明部32k”、“检查照明部32l”，将属于斜方照明组的3个检查照明部32分别称为“检查照明部32m”、“检查照明部32n”、“检查照明部32o”。

检查照明部32j～32o能够由控制单元5的照明控制部56分别独立地点亮及熄灭，但检查照明部32j～32均如图7的上栏所示，以点状对检查相机31d、31e的焦点位置FB附近进行照明。需要说明的是，在本实施方式中，检查照明部32j～32o均从检查相机31d、31e的光轴偏离地将照明光照射到上游齿面Wb3，但也可以构成为一部分照明光以与检查相机31d、31e的光轴同轴的方式照射到上游齿面Wb3。

图9是表示利用图1所示的检查装置进行的工件的检查动作的流程图。此外，图10是示意性地表示检查动作的图。另外，在图10中，为了明确区分保持台21A、21B的动作，对保持台21B及该保持台21B所保持的工件W标注点状阴影。

在该检查装置100中，运算处理部51遵照预先存储在控制单元5的存储器52中的检查程序来控制装置各部并执行以下动作。此处，参照图9及图10，着眼于1个工件W来说明对该工件W执行的各种动作。当如图10的(a)栏所示在位于预对准位置PA的保持台21A上不存在工件W，且利用工件检测传感器11确认到装载单元1的工件收容部中收容有未检查的工件W时，控制单元5开始工件W向保持台21A的装载(步骤S1)。在该装载工序中，装载机12抓持工件收容部的未检查工件W，从装载单元1向保持台21A搬运。需要说明的是，在本实施方式中，为了顺畅地进行装载工序及之后的偏心检测工序，在向保持台21A搬运工件W前，如图10的(a)栏所示利用水平定位机构23使卡盘机构22的中心轴AX2和电动机241的旋转轴AX3一致，并且使三根可动部件221～223相互远离而进行工件W的接收准备。

当利用装载机12将工件W搬运到保持台21A后，卡盘机构22如上述那样使三根可动部件221～223相互接近移动来夹入工件W的轴部Wa的一部分从而抓持工件W。更详细而言，在装载动作中，可动部件221～223相互接近移动，可动部件221～223的各上端面和突起部件225与轴部Wa的台阶部位卡合而使卡盘机构22的中心轴AX2与轴部Wa的轴心一致地保持工件W(参照图10的(b)栏)。像这样装载工序完成，在该完成的时间点，电动机241的旋转轴AX3、卡盘机构22的中心轴AX2及轴部Wa的轴心一致。但是，在通过锻造或铸造处理制造的工件W中，有时例如图10的(b)栏所示那样齿轮Wb的对称轴AX4从轴部Wa的轴心偏离而发生工件W相对于电动机241偏心。

于是，在本实施方式中，利用对准照明部28(图2)对未检查工件W进行照明，并且在通过保持台21A的电动机241使未检查工件W旋转的同时，利用对准相机27对齿轮Wb进行拍摄，并将该图像数据存储到存储器52中(步骤S2)。

在该拍摄完成后，通过转动驱动部262进行从第1位置向第2位置的切换。即，转动驱动部262使支承板261绕转动轴AX1转动180°，由此，如图10的(c)栏所示保持未检查的工件W的保持台21A从预对准位置PA移动到检查位置PI，并且利用升降部254使工件W移动至可由拍摄单元3拍摄的高度位置(步骤S3)。

此外，在本实施方式中，与上述移动并行地从存储器52读出工件W的图像数据，检测工件W相对于旋转机构24(电动机241)的偏心(在本实施方式中，相当于包括偏移量Δ和偏移方向的信息)(步骤S4)，接下来，进行保持台21A处的偏心校正(步骤S5)。该偏心校正利用水平定位机构23使卡盘机构22移动，以消除上述步骤S4中检测到的偏心。由此，如图10的(c)栏所示，在保持台21A到达检查位置PI之时或到达前后，齿轮Wb的对称轴与电动机241的旋转轴一致，能够即刻开始工件拍摄工序(步骤S6)。

在该步骤S6中，被定位于检查位置PI的保持台21A的旋转机构24工作，开始工件旋转(相当于本发明的“旋转工序”的一例)。此时，保持于保持台21A的工件W处于接受了上述偏心校正后的所谓定心状态，绕对称轴AX4旋转。此外，与该旋转对应地，多个检查照明部32点亮而从多个方向对旋转中的工件W进行照明。需要说明的是，此处是在工件旋转后使检查照明部32点亮，但点亮时刻不限于此，也可以与旋转开始同时、或在旋转开始前开始点亮检查照明部32。

在像这样进行工件W的旋转和照明期间，多个检查相机31从各种方向拍摄工件W，将来自多个方向的工件W的图像的图像数据发送到控制单元5(相当于本发明的“图像取得工序”的一例)。即，前端拍摄机构3A的检查相机31a～31c从径向外侧的侧方、斜方及上方这3个方向拍摄齿轮Wb的齿顶Wb1。此外，上游拍摄机构3B的检查相机31d、31e从节圆PC的切线方向外侧从侧方及斜方这两个方向拍摄上游齿面Wb3。而且，下游拍摄机构3C的检查相机31f、31g从节圆PC的切线方向外侧从侧方及斜方这两个方向拍摄下游齿面Wb5。像这样多角度地取得前端图像、上游齿面图像及下游齿面图像作为工件W的图像，并将这些图像数据发送至控制单元6。另一方面，在控制单元5中，将上述图像数据存储在存储器52中，在以下时刻基于该图像数据进行工件W的检查(相当于本发明的“检查工序”的一例)。

在像这样取得图像后，在保持台21A处，工件旋转停止，拍摄单元3中检查照明部32熄灭。此外，转动驱动部262使支承板261绕转动轴AX1反向转动180°，由此，保持台21A在保持着检查完毕的工件W的状态下从检查位置PI移动到预对准位置PA，并利用升降部254使工件W移动到原始的高度位置(步骤S7)。与该工件W的移动并行地，控制单元5从存储器52读出图像数据，并基于工件图像(＝前端图像+上游齿面图像+下游齿面图像)判断齿轮Wb是否存在伤痕和/或缺陷等，来对保持在保持台21A的工件W进行工件检查(步骤S8)。

利用卸载机42抓持返回到预对准位置PA的工件W，然后，通过解除基于可动部件221～223的抓持，工件W被从保持台21A交接给卸载机42。接下来，卸载机42将工件W搬运到卸载单元4，并向工件收容部(图示省略)搬运(步骤S9)。利用保持台21A、21B交替地反复进行上述一系列工序(步骤S1～S9)。

如上所述，在本实施方式中，为了拍摄工件W的齿顶Wb1的前端(齿尖)、上游齿面Wb3及下游齿面Wb5而分别设置专用的前端拍摄机构3A、上游拍摄机构3B及下游拍摄机构3C，从而分别取得前端图像、上游齿面图像及下游齿面图像。因而，对于通过使用一个相机来拍摄上游齿面图像及下游齿面图像的现有技术难以应对的工件W，也能够确实地取得上游齿面图像及下游齿面图像。此外，与使用一个相机一并拍摄前端图像、上游齿面图像及下游齿面图像的现有技术相比，能够清晰地拍摄出各图像。并且，因为是基于这些图像来检查工件W，所以能够高精度地对各种工件W进行检查。

此外，在上述实施方式中，使拍摄方向按每个拍摄对象物而不同。也就是说，前端拍摄机构3A配置为从工件W的径向外侧拍摄齿顶Wb1的前端，而上游拍摄机构3B及下游拍摄机构3C配置为从节圆PC的切线方向外侧分别拍摄齿面Wb3、Wb5。因此，能够确实地拍摄出前端图像、上游齿面图像及下游齿面图像，能够提高检查精度。

此外，在上述实施方式中，前端拍摄机构3A、上游拍摄机构3B及下游拍摄机构3C均使检查相机31的焦点位置位于节圆PC上。因此，能够使前端图像、上游齿面图像及下游齿面图像在对焦状态下进行拍摄，能够提高检查精度。

此外，在前端拍摄机构3A、上游拍摄机构3B及下游拍摄机构3C中，均将多个检查相机31在旋转机构24的旋转轴AX3的轴向上配置在彼此不同的位置，从彼此不同的拍摄方向拍摄工件W。通过像这样从多个方向拍摄工件W，能够适应各种工件W，能够提高检查装置100的通用性。

此外，如图6所示，上游拍摄机构3B及下游拍摄机构3C隔着工件W被配置在前端拍摄机构3A的相反侧，因此，能够设置许多检查相机31及检查照明部32，能够高精度地检查各种工件W。

此外，在上述实施方式中，检查相机31a～31g在铅垂方向上均配置于比节圆PC高的位置，而且拍摄方向Da～Dg均朝向下方。也就是说，检查相机31a～31g均以受光面(图示省略)朝向下方的状态设置。因此，能够有效地抑制灰尘和/或污物等附着在受光面上，能够良好地进行工件W的拍摄，并且得到较高的维修性。

进一步，上游拍摄机构3B能够通过驱动部352、358使检查相机31及检查照明部32在水平面(XY平面)内一体地平行移动，通过使上游拍摄机构3B平行移动而定位在与工件W的种类和拍摄条件相应的位置(相当于本发明的“定位工序”的一例)。并且在该定位后，进行工件W的拍摄。因而，即使工件W的种类和/或拍摄条件发生变更，也总是能够由上游拍摄机构3B从适当的方向拍摄上游齿面图像，从而能够良好地拍摄出上游齿面图像。例如在检查直径不同的工件W的情况下，只要使移动部38B的驱动部382工作即可。例如图11的(a)栏所示，在工件W的拍摄半径从原来的半径R1(参照同图的(b)栏)变成半径R2的情况下，以满足

x²+y²＝R2²

x＝0的方式使上游拍摄机构3B沿第2水平方向Y平行移动即可。此外，在工件W的种类没有变更而在不同的拍摄条件下进行拍摄及检查的情况下，使移动部35B的驱动部352和移动部38B的驱动部382工作即可。例如图11的(b)栏所示，在工件W的拍摄角度半径从原来的拍摄角度φ1(参照同图的(a)栏)变为拍摄角度φ2的情况下，以满足

x²+y²＝R1²

tanφ2＝-Δx/Δy的方式使上游拍摄机构3B沿水平方向X、Y平行移动即可。进一步，在同时发生上述变更的情况下，使移动部35B的驱动部352和移动部38B的驱动部382工作即可。例如图11的(c)栏所示，以满足

x²+y²＝R2²

tanφ2＝-Δx/Δy的方式使上游拍摄机构3B沿水平方向X、Y平行移动即可。另外，这些方面对于下游拍摄机构3C也同样。

如上所述，在本实施方式中，齿轮Wb的齿顶Wb1、齿根Wb2、上游齿面Wb3、齿根Wb4及下游齿面Wb5分别相当于本发明的“凸部”、“在上游侧与凸部相邻的凹部”、“上游壁面”、“在下游侧与凸部相邻的凹部”及“下游壁面”的一例，上游齿面图像及下游齿面图像分别相当于本发明的“上游壁面图像”及“下游壁面图像”的一例。此外，检查相机31a～31c相当于本发明的“前端拍摄部”的一例，检查相机31d、31e相当于本发明的“上游拍摄部”的一例，检查相机31f、31g相当于本发明的“下游拍摄部”的一例。此外，控制单元5的运算处理部51作为本发明的“检查部”发挥作用。此外，节圆PC相当于本发明的“上游侧轨迹”及“下游侧轨迹”的一例，焦点位置FB、FC分别相当于本发明的“上游焦点位置”及“下游焦点位置”的一例。

另外，本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离其宗旨的前提下在上述方式以外进行各种变更。例如在上述实施方式中，使用节圆PC作为通过工件W的旋转而上游齿面Wb3所描绘的上游侧轨迹，但上游侧轨迹不限于此，例如也可以使用上游齿面Wb3的任意1点所描绘的轨迹。此点对于下游侧轨迹也同样。此外，在上述实施方式中，均使用节圆PC作为本发明的“上游侧轨迹”及“下游侧轨迹”，但显然也可以使用彼此不同的轨迹。

此外，在上述实施方式中，将具有齿轮Wb的工件W作为检查对象，但工件W的种类并不限定于此，本发明的“工件”包括所有呈绕对称轴旋转对称的形状且具有周期性地反复设有凸部和凹部的外周部的工件。

此外，在上述实施方式中，构成为通过三根可动部件221～223来保持工件W，但工件W的保持样态和/或保持方式是任意的。此外，在上述实施方式中，对使两个保持台21A、21B交替地位于预对准位置PA来检测偏心的检查装置100适用了本发明，但也能够对具有1个或3个以上的保持台的检查装置适用本发明。此外，也能够对例如将检查相机31c兼用作对准相机而在检查位置检测偏心的装置适用本发明。

此外，在上述实施方式中，前端拍摄机构3A、上游拍摄机构3B及下游拍摄机构3C中的检查相机31的设置台数分别为“3台”、“2台”及“2台”，但各设置台数不限于此，分别至少设置1台以上即可。此外，关于此点，检查照明部32的设置台数也与检查相机31同样，前端拍摄机构3A、上游拍摄机构3B及下游拍摄机构3C分别至少设置1台以上即可。

此外，在上述实施方式中，将多个检查照明部32一并点亮，但也可以替换为使工件W旋转多周并每旋转一周而点亮的检查照明部32来进行拍摄，由此，能够在各种照明条件下取得前端图像、上游齿面图像及下游齿面图像，能够强调出各种外观上的缺陷地进行拍摄。

进一步，基于前端图像、上游齿面图像及下游齿面图像的检查手法也可以使用一直以来常用的方法、例如将合格品的图像预先登记在存储器52中，通过与合格品图像的比较来进行检查。此外，也可以基于前端图像、上游齿面图像及下游齿面图像中所包含的特征量来进行检查、或使用机器学习。

以上，根据特定的实施例对发明进行了说明，但并非意图以限定的含义来解释该说明。只要参照发明的说明，则公开的实施方式的各种变形例与本发明的其他实施方式同样地对本领域技术人员而言是显而易见的。因而，可以认为，所附权利要求书在不脱离发明的真正范围的范围内，也包括该变形例或实施方式。

工业实用性

本发明能够适用于对呈绕对称轴旋转对称的形状且具有周期性地反复设有凸部和凹部的外周部的工件进行检查的所有检查技术。

附图标记说明

3A…前端拍摄机构

3B…上游拍摄机构

3C…下游拍摄机构

5…控制单元(检查部)

21A、21B…保持台

31a～31c…检查相机(前端拍摄部)

31d、31e…检查相机(上游拍摄部)

31f、31g…检查相机(下游拍摄部)

35B、35C、38B、38C…移动部

51…运算处理部(检查部)

100…检查装置

AX3…(电动机241的)旋转轴

AX4…对称轴

Dw…(工件的)旋转方向

FB…(上游)焦点位置

FC…(下游)焦点位置

PC…节圆(上游侧轨迹、下游侧轨迹)

W…工件

Wb1…齿顶(凸部)

Wb2、Wb4…齿根(凹部)

Wb3…上游齿面(上游壁面)

Wb5…下游齿面(下游壁面)。

Claims (10)

1.一种检查装置，用于对工件进行检查，该工件呈绕对称轴旋转对称的形状且具有周期性地反复设有凸部和凹部的外周部，

所述检查装置的特征在于，具备：

保持台，其在保持所述工件的同时，使所述工件在所述对称轴与旋转轴一致的状态下绕所述旋转轴旋转；

前端拍摄机构，其拍摄旋转的所述工件的所述凸部的前端；

上游拍摄机构，其拍摄上游壁面，所述上游壁面是从在所述工件的旋转方向的上游侧与所述凸部相邻的所述凹部的底部连至所述凸部的前端的壁面；

下游拍摄机构，其拍摄下游壁面，所述下游壁面是从在所述旋转方向的下游侧与所述凸部相邻的所述凹部的底部连至所述凸部的前端的壁面；和

检查部，其基于由所述前端拍摄机构、所述上游拍摄机构及所述下游拍摄机构拍摄到的图像对所述工件进行检查，

所述上游拍摄机构及所述下游拍摄机构中的至少一者具有使其在与所述对称轴正交的正交面内平行移动并定位的移动部，在所述工件的径向外侧从由所述移动部定位的位置进行拍摄。

2.如权利要求1所述的检查装置，其特征在于，

所述上游拍摄机构具有所述移动部，所述上游拍摄机构从上游侧轨迹的切线方向外侧对所述上游壁面进行拍摄，所述上游侧轨迹是通过所述工件的旋转而由所述上游壁面描绘的轨迹。

3.如权利要求1或2所述的检查装置，其特征在于，

所述上游拍摄机构具有上游拍摄部，所述上游拍摄部使上游焦点位置位于通过所述工件的旋转而由所述上游壁面描绘的上游侧轨迹上，对所述上游壁面进行拍摄。

4.如权利要求3所述的检查装置，其特征在于，

所述上游拍摄机构具有多个所述上游拍摄部，

多个所述上游拍摄部在所述旋转轴的轴向上配置在彼此不同的位置，从彼此不同的角度对所述上游焦点位置进行拍摄。

5.如权利要求1～4中任一项所述的检查装置，其特征在于，

所述下游拍摄机构具有所述移动部，所述下游拍摄机构从下游侧轨迹的切线方向外侧对所述下游壁面进行拍摄，所述下游侧轨迹是通过所述工件的旋转而由所述下游壁面描绘的轨迹。

6.如权利要求5所述的检查装置，其特征在于，

所述下游拍摄机构具有下游拍摄部，所述下游拍摄部使下游焦点位置位于所述下游侧轨迹上而对所述下游壁面进行拍摄。

7.如权利要求6所述的检查装置，其特征在于，

所述下游拍摄机构具有多个所述下游拍摄部，

多个所述下游拍摄部在所述旋转轴的轴向上配置在彼此不同的位置，以彼此不同的角度对所述下游焦点位置进行拍摄。

8.如权利要求1～7中任一项所述的检查装置，其特征在于，

所述前端拍摄机构具有多个前端拍摄部，所述多个前端拍摄部从所述工件的径向外侧对所述凸部的前端进行拍摄，

所述多个前端拍摄部在所述旋转轴的轴向上配置在彼此不同的位置，以彼此不同的角度对所述凸部的前端进行拍摄。

9.如权利要求8所述的检查装置，其特征在于，

所述上游拍摄机构及所述下游拍摄机构隔着所述工件配置在所述前端拍摄机构的相反侧。

10.一种检查方法，对工件进行检查，该工件呈绕对称轴旋转对称的形状且具有周期性地反复设有凸部和凹部的外周部，所述检查方法的特征在于，包括：

旋转工序，在保持所述工件的同时使所述工件在所述对称轴与旋转轴一致的状态下绕所述旋转轴旋转；

定位工序，使上游拍摄机构和下游拍摄机构中的至少一者在所述工件的径向外侧在与所述对称轴正交的正交面内平行移动并定位，所述上游拍摄机构拍摄上游壁面，所述上游壁面是从在所述工件的旋转方向的上游侧与所述凸部相邻的所述凹部的底部连至所述凸部的前端的壁面，所述下游拍摄机构拍摄下游壁面，所述下游壁面是从在所述旋转方向的下游侧与所述凸部相邻的所述凹部的底部连至所述凸部的前端的壁面；

图像取得工序，在所述定位工序后，通过前端拍摄机构拍摄绕所述旋转轴旋转的所述工件的所述凸部的前端而取得前端图像，通过所述上游拍摄机构拍摄上游壁面而取得上游壁面图像，通过所述下游拍摄机构拍摄下游壁面而取得下游壁面图像，其中，所述上游壁面是从在所述工件的旋转方向的上游侧与所述凸部相邻的所述凹部的底部连至所述凸部的前端的壁面，所述下游壁面是从在所述旋转方向的下游侧与所述凸部相邻的所述凹部的底部连至所述凸部的前端的壁面；和

检查工序，基于所述前端图像、所述上游壁面图像及所述下游壁面图像对所述工件进行检查。

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