CN1388355A - 工件的中心位置检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能简单而准确地检测出工件的外径中心位置的工件的中心位置检测方法及装置,其特征在于:把形成为圆筒状的标准工件M插入到工件支承孔26内,把压缩空气从该工件支承孔26的内周面上喷射到工件支承孔26的中央,从而使标准工件M保持在工件支承孔26的中央。在此状态下使标准工件M旋转,在不同的旋转角度的位置上利用CCD摄像机76来对标准工件M的前端面进行3次摄像。根据获得的3个图像数据来求出各外径中心位置,并求出通过这3个内径中心的圆的中心,从而求出投影在CCD上的标准工件M的外径中心0。

Description

工件的中心位置检测方法及装置

技术领域

本发明涉及工件的中心位置检测方法及装置，尤其涉及检测微小工件的中心位置的工件的中心位置检测方法及装置。

背景技术

作为光纤连接器零件使用的箍(フエル一ル)等微小园筒状工件的偏心量(外径中心和内径中心的偏差量)，其测量方法之一是：用CCD摄像机拍摄工件端面，根据其图像数据通过图像处理而进行测量。该方法例如按以下做法进行测量。

首先，把工件插入到工件支架上所形成的工件支承孔内。并且，从工件支承孔的内周面上向中央喷射空气，使工件保持在工件支承孔的中心上。然后用CCD摄像机拍摄该工件端面。然后从获得的图像数据中求出内径中心的位置。

在此，被插入到工件支承孔内的工件在空气的向心作用下其外径中心保持在一定位置上，所以，可预先求出该位置，计算出该预先求出的外径中心的位置和通过图像处理而求出的内径中心位置的偏差量，这样，即可求出工件的偏心量。

但是，投影在CCD上的工件外径中心位置，内径中心位置以及相对于内径中心的外径中心位置利用已知的标准工件来确定，在此情况下，相对于内径中心的外径中心位置可特别规定为偏心量及其方向。并且，该偏心方向的确定方法是，把规定偏心方向的标记附加到标准工件的端面上。

但是，在以箍等微小工件为测量对象的情况下，很难在其端面上刻印偏心方向(箍外径为1.25mm)，其结果是不能准确地检测外径中心位置。

发明的内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能简单而准确地检测出工件外径中心位置的工件的中心位置检测方法及装置。

本发明为了达到上述目的，提供这样一种工件的中心位置检测方法，它利用摄像装置来拍摄工件端面，对投影在该摄像装置上的工件端面的外径中心位置进行检测，其特征在于：使端面上具有能识别图像的部位的工件沿园周方向旋转，用摄像装置来拍摄工件端面，根据取得的图像来求出投影在摄像装置上的工件端面的外径中心位置。

若按照本发明，则使端面上具有能识别图像的部位的工件沿园周方向旋转，用摄像装置拍摄工件端面。并且，根据已取得的图像来求出投影在摄像装置上的工件端面的外径中心位置。若按照该方法，则工件端面上应具有的部位能识别图像即可，所以，不需要形成准确的形状，这样，即可简单而准确地求出工件外径中心位置。

附图的简要说明

图1是尺寸测量装置的侧视图。

图2是尺寸测量装置的俯视图。

图3是标准工件的说明图。

图4是外径中心位置检测方法的说明图。

图5是工件尺寸测量方法的说明图。

图6是工件支架的另一实施方式的说明图。

图7是工件支架的另一实施方式的说明图。

图8是工件支架的另一实施方式的说明图。

图9是表示旋转驱动机构的另一实施方式的主要部分构成的纵断面图。

图10是表示旋转驱动机构的另一实施方式的主要部分构成的纵断面图。

图11是表示旋转驱动机构的另一实施方式的主要部分构成的纵断面图。

图12是外径中心位置检测方法的另一实施方式的说明图。

发明的具体实施方式

以下根据附图，详细说明涉及本发明的工件的外径中心位置检测方法及装置的最佳实施方式。

图1是涉及本发明的工件的外径中心位置检测装置组装后的尺寸测量装置的侧视图。如该图所示，尺寸测量装置10具有以下构成部分：支持测量对象工件的工件W支持部12、使保持在该工件支持部12内的工件W围绕轴向进行旋转的旋转驱动部14、对保持在工件支持部12内的工件W的前端面进行摄像的摄像部16、根据由摄像部16拍摄的图像而求出工件W尺寸的运算处理部18、以及对各部进行控制的控制部20。

工件支持部12把测量对象工件W定位在规定的测量位置上并对其进行保持。如图1所示，工件W保持在工件支架22内。工件支架22形成柱状，由垂直于基座23而竖立的支柱24进行支持。在该工件支架22的中央部沿轴线形成了工件支承孔26，测量对象的工件W被插入并保持在该工件支承孔26内。

工件支承孔26的内壁面由多孔性物质(烧结金属)28构成。多孔性物体28形成园筒状，并被嵌到工件支架22内所形成的孔30内。沿孔30的内周面形成槽31，槽31通过空气流路32与空气供给口33相连通。在该空气供给口33上通过空气供给管道34而与空气供给装置35相连接，从该空气供给装置35供应压缩空气。供给到空气供给口33内的压缩空气，通过空气流路32而被供给到槽31内，从形成园筒状的多孔性物体28的内周面上向工件支承孔26的内侧均匀地喷射。

并且，在工件支承孔26的前端上安装挡板36，挡板36形成板状，在其中心处与工件支承孔26相同轴地形成一观察观38，该窗口直径小于工件支承孔26的直径。插入到工件支承孔26内的工件W依靠该挡板36来防止下落，同时，通过该挡板36上所形成的观察窗38用下述CCD拍摄工件前端面的图像。

旋转驱动部14使杆42与保持在工件支架22内的工件W的后端面相接触，通过该杆42的旋转，利用接触面的磨擦力来使工件W围绕轴线进行旋转。

如图1所示，杆42被布置在工件支承孔26的同轴上，其形成的直径小于作为测量对象的工件W的直径。该杆42安装在垂直布置的旋转轴44前端同轴上。旋转轴44依靠在升降组件46上的轴承48、48进行支承。其后端部通过联接器50而与旋转驱动用马达52的输出轴相连结。旋转驱动用马达52通过马达支架54而设置在升降组件46的上部。通过对该旋转驱动用马达52进行驱动而使杆42围绕轴心进行旋转。

在升降组件46的背面如图2所示设置一对滑动子55、55，该滑动子55、55由铺设在支柱24前面的一对轨道56、56进行支持并能在其上面滑动自如。

再者，在升降组件46的背面，如图1所示，设置螺母构件58。该螺母构件58与设置在一对轨道56、56之间的螺杆60进行螺合。螺杆60沿垂直方向设立，其上端部通过联接器62而与升降驱动用马达64的输出轴相连结。升降驱动用马达64通过马达支架66由支柱24进行支持。通过对该升降驱动用马达64进行驱动而使螺杆60进行旋转。并且，由于该螺杆60进行旋转，所以随其旋转量的大小而使升降组件46进行相应量的升降。其结果，杆42沿轴线在垂直方向上上下移动。

而且，在旋转驱动用马达52和升降驱动用马达64上，分别安装编码器68、70，能分别检测输出轴的转速。

摄像部16利用CCD摄像机来拍摄保持在工件支架22内的工件W的前端面图像。该摄像部16由AF透镜单元72、AF驱动单元74、CCD摄像机76和照明单元78构成。

AF透镜单元72安装在CCD摄像机76上，把保持在工件支架22上的工件W的前端面的图像放大投影到CCD摄像机76内的CCD上。该AF透镜单元72被布置在工件支架22的下方，并且面对着保持在工件支架22内的工件W的前端面。

AF驱动单元74对AF透镜单元72进行AF驱动。该AF驱动单元74具有无图示的测距敏感元件，根据该测距敏感元件发出的到工件端面为止的测距信息，对AF透镜单元72进行AF驱动。也不是说，把AF透镜单元72的焦点对准到保持在工件支架22内的工件W的端面上。

CCD摄像机76被设置在基座23上，利用装在内部的CCD来拍摄由AF透镜单元72放大的工件W的前端面的图像。这时，CCD摄像机76通过观察窗38来拍摄工件W前端面图像，对包括工件内径部m在内的规定区A进行放大并摄像(参见图4)。

照明单元78面向保持在工件支架22内的工件W端面发射照明光。

运算处理部18根据由CCD摄像机76拍摄的工件W前端面图像，而通过图像处理求出工件W尺寸。该运算处理部18由微机80构成。由CCD摄像机76拍摄的图像数据通过无图示的图像处理板(操纵台)而被送入到微机80内，根据预先存储的图像处理程序进行图像处理，进行各种检查。

该微机80具有作为显示装置的显示器(无图示)以及作为输入装置的键盘(无图示)，各种设定信息从键盘上进行输入，同时，检测结果显示到显示器上。

控制部20根据来自微机80的控制信号，对构成尺寸测量装置10的各个装置进行控制。

采用上述构成的尺寸测量装置10的工件的中心位置检测方法以及尺寸测量方法如下。

首先，进行起始设定。也就是说，利用标准工件M来求出投影在CCD上的图像的摄像倍率X以及投影在CCD上的工件外径中心位置O。标准工件M如图3所示，使用与测量对象的工件W相同的园筒状的，其内径尺寸L使用已知的。

首先，把标准工件M插入到形成在工件支架22上的工件支承孔26内。被插入到工件支承孔26内的标准工件M，其前端与挡板36相结合，被放入到工件支承孔26内。

然后，驱动空气供给装置35，使规定压力的压缩空气供给到空气供给口33内。供给到该空气供给口33内的压缩空气从多孔性物体28的内周面向工件支承孔26内侧均匀地喷射，这样，被插入到工件支承孔26内标准工件M在水平方向上保持在工件支承孔26的中央，以垂直方法与挡板36相结合。其结果，标准工件M被定位在规定的测量位置上。

当标准工件M被定位在规定的测量位置上时，然后对照明单元78进行驱动，把照明光照射到标准工件M的端面上。

然后，对AF驱动单元74进行驱动，对AF透镜单元72进行AF驱动。也就是说，调整焦点，使AF透镜单元72的焦点对准到保持在工件支架22内的标准工件M的端面上。并且，对准焦点后，利用CCD摄像机76来拍摄该标准工件M的端面(第一摄像)。

然后，对升降驱动用马达64进行驱动，使位于规定待机位置上的杆42下降到规定的旋转驱动位置上(图1所示状态)。

然后，驱动工件旋转驱动用马达52，按规定转速来驱动杆42。在此该杆42的前端部与标准工件M的后端面相接触。所以，当杆42旋转时，利用该搭接面之间的磨擦使标准工件M围绕轴线进行旋转。

然后，驱动工件升降驱动用马达64，使杆42上升到规定的待机位置上。这样，杆42离开标准工件M，使标准工件M的旋转停止。并且，对于已停止旋转的标准工件M，在与上述第1摄像时不同的旋转角度的位置上，利用CCD摄像机76来拍摄标准工件M的前端面(第2摄像)。

然后，再次驱动升降驱动用马达84，使位于规定待机位置上的杆42下降到规定的旋转驱动位置上。并且，驱动工件旋转驱动用马达52，使杆42按规定转速进行旋转，使标准工件M围绕轴线进行旋转。

然后驱动工件升降驱动用马达64，使杆42上升到规定的待机位置上，这样，杆42离开标准工件M，标准工件M停止旋转。并且，对于停止旋转的该标准工件M，在与上述第1和第2摄像时不同的旋转角度的位置上，标准工件M的前端面由CCD摄像机76进行摄像(第3摄像)。

由CCD摄像机76拍摄的3个图像数据，被输出到微机80内，微机80根据预先存储的图像处理程序按照以下方法求出投影在CCD上的标准工件M的外径中心位置O。

如图4所示，首先根据已拍摄的各图像数据，求出内径中心位置P1、P2、P3。并且，通过已求出的3个内径中心位置P1、P2、P3求出园C的中心位置。该位置是求出该园C中心的标准工件M的外径中心位置O。

也就是说，保持在工件2内的标准工件M利用空气的向心作用而在其外径中心始终位于一定位置上的状态下进行旋转。所以，标准工件M的内径部m以标准工件M的外径中心为中心而进行旋转。因此，如果该内径部m的中心位置至少求出3个，那么，根据这已求出的3个内径中心位置而求出位于相等距离上的点，即可求出外径中心位置。

这样，微机80根据以不同的旋转角度而拍摄的3个图像数据，求出各内径中心位置P1、P2、P3，求出通过这3个内径中心位置P1、P2、P3的园C的中心位置，于是求出标准工件M的外径中心位置O，并且，把求出的外径中心位置设定在测量系统的原点上。

并且，微机80，利用已拍摄的3个图像数据中的一个图像数据，根据已知的内径尺寸L求出摄像倍率X。并且，把求出的摄像倍率X存储到存储器内。而且，该已知的内径尺寸L，预先由操作员将其用键盘(无图示)输入到微机80内。

在以上一连串的工序中完成起始设定作业，当起始设定作业结果时，停止对空气供给装置35的驱动，停止向工件支承孔26内供应压缩空气。然后，从工件支承孔26中回收标准工件M。

当以上的起始设定结束时，对作为测量对象的工件W的内径尺寸d和偏心量ω(外径中心和内径中心的偏差量)进行测量。该测量按以下方法进行。

首先，把作为测量对象的工件W插入到工件支承孔26内，被插入到工件支承孔26内的工件W，其前端与挡板36相结合，被收入到工件支承孔26内。

当工件W被插入到工件支承孔26内时，对空气供给装置35进行驱动，把规定压力的压缩空气供给到空气供给口33内。这样，被插入到工件支承孔26内工件W在水平方向上保持在工件支承孔26的中央，在垂直方向上与挡板36相结合，被定位在规定的测量位置上。

当工件W被定位在规定的测量位置上时，然后驱动照明单元78，把照明光照射到工件W的前端面上。

然后，进行调焦，使AF透镜系统72的焦点对准到保持在工件支架22内的工件W的前端面上，利用CCD摄像机76来拍摄工件W前端面的图像。

由CCD摄像机76拍摄的图像数据被输入到微机80内，由微机80根据预先存储的图像处理程序，按以下方法求出内径尺寸d和偏心量ω。

如图5所示，首先，由微机80根据已知的摄像倍率X从已拍摄的图像数据中求出内径尺寸d。

然后，由微机80从已拍摄的图像数据中求出工件W的内径部w的中心(内径中心)P。并且，求出已取得的内径中心P和预先设定的原点O的距离。该距离成为欲求出的偏心量ω。

也就是说，工件W利用空气的向心作用而保持在工件支承孔26的中央，其外径中心位置与对标准工件M进行保持时的标准工件M的外径中心位置O相一致。所以如果求出从标准工件M的外径中心位置，即设定的原点O的位置起到工件W内径中心位置止的距离，那么就能求出偏心量ω。

微机80把已求出的内径尺寸d和偏心量ω存储到存储器内，同时显示在显示器(无图示)上。

在以上一连串的工序中进行测量，当测量结束时，停止驱动空气供给装置35，停止向工件支承孔26内供应压缩空气。并且，驱动升降驱动用马达64，使杆42上升到规定的待机位置。然后，从工件支承孔26中回收工件W，把下一个被测工件W送入到工件支承孔26内。以下按同样的方法对工件W的内径尺寸d和偏心量ω依次进行测量。

如上所述，若采用本实施方式的尺寸测量装置10，则能简单而准确地设定测量系统的原点O。并且，在设定测量系统的原点O时所使用的标准工件M，不需要像过去那样使偏心量和偏心方向是预先已知的，能使其制作简单，这对测量对象的工件是箍等极微小直径的零件时是特别有效的。

而且，本实施方式中，标准工件M采用与测量对象相同的园筒形状，但并非仅限于园筒形的，只要端面上具有能识别图像的部位即可。例如，也可以采用在园柱端面上附加园形标记的工件。

并且，在本实施方式中，标准工件M采用了内径中心相对于外径中心产生偏心的工件，但也可以采用没有偏心的。在此情况下，根据在不同旋转角度的位置上所拍摄的3个图像数据而求出的各内径中心位置P1、P2、P3全部是相同位置，该内径中心位置是欲求的外径中心位置。

并且，在本实施方式中，在工件支承孔26的前端部上所设置的挡板36上形成观察窗38，通过该观测窗38把喷射到工件支承孔26内的空气的一部分排出来。但工件支承孔26的前端部也可以用透明的挡板进行密封。在此情况下，也可以是：向工件支承孔26的内周部供应的压缩空气从工件支承孔26的上方喷出，被插入在工件支承孔26内的标准工件M在向上方流动的空气的作用下，被向上提升，使被向上提升的标准工件M的后端部与杆42的前端面相接触，进行定位。并且，也可以用CCD摄像机76从透明挡板对上述已定位的标准工件M的前端面进行摄像。

并且，向工件支承孔26内周部供应的压缩空气，也可以不是从工件支承孔26的上方喷出，而是形成空气排放孔，使空气从空气排放孔中排出。

并且，在本实施方式中根据在不同旋转角度的位置上拍摄的3个图像数据，求出各图像中的内径中心位置P1、P2、P3，并求出通过这3个内径中心P1、P2、P3的园的中心，于是求出外径中心位置。也可以根据在不同的旋转角度的位置上拍摄的2个图像数据，求出外径中心位置。

在此情况下，首先，在不同的旋转角度位置上对标准工件M端面进行2次拍摄，测量出这时的标准工件M的旋转角度θ。然后根据已拍摄的2个图像数据，求出各图像的内径中心位置P1、P2。然后，对通过这2个内径中心P1、P2的园进行特别规定，求出其园的中心。求出的园的中心是标准工件M的中心。该园有2个被特定。因此，对以这2个园的中心为原点的极坐标进行设定，求出各极坐标上的内径中心P1、P2的位置。内径中心的位置是通过旋转而从P1向P2移动的，所以，选择出旋转角度θ为正极性的一方的极坐标，把该极坐标的原点位置作为标准工件M的中心。

并且，如上所述，也可以不进行旋转角度θ的测量，而根据2个图像数据来求出标准工件的外径中心位置。在此情况下，例如，在端面上具有能识别图像的2个点P、Q的标准工件在不同的旋转角度位置上进行2次摄像，根据这2个图像数据求出标准工件的外径中心位置。具体来说，首先，根据第1次摄像所得的图像数据，求出形成在端面上的2点P、Q的位置P1、Q1。同样根据第2次摄像所得到的图像数据，求出P、Q的位置P2、Q2。并且，求出通过点P1、Q1的直线以及通过点P2、Q2的直线，求出这2条直线所形成的夹角θ。因为已求出的角度θ等于标准工件的旋转角度，所以，利用该角度θ(＝旋转角度)，即可按照与上述方法相同的方法来求出标准工件的外径中心位置。

而且，如果是能识别形状的标记，那么，如上所述，不必在标准工件端面上形成2个点P、Q，即可根据一个标记来求出标准工件M的旋转角度θ。

并且，利用本实施方式的尺寸测量装置10，还可以测量工件长度。该长度测量的方法如下。

首先，准备长度已知的标准工件。并且，把标准工件插入到工件支承孔26内。被插入到工件支承孔26内的标准工件，其前端与挡板36相结合，被放入到工件支承孔26内。

然后，驱动升降驱动用马达64，使杆42从规定的待机位置下降。并且，当杆42的前端与插入入到工件支承孔26内的标准工件的后端面相接触时，使杆42停止下降。

在此，升降驱动用马达64上安装编码器70，能够检测出该输出轴的转数。微机80从编码器70取得杆42与标准工件后端面相接触之前所需的升降驱动用马达64的输出轴转数。并且，把该转数作为标准转数存储到存储器内。然后，对上述外径中心位置进行检测。

工件的长度测量，首先把工件插入到工件支承孔26内。被插入到工件支承孔26内的工件，其前端与挡板36相结合，被放入到工件支承孔26内。

然后，驱动升降驱动用马达64，使杆42从规定的待机位置开始下降。并且，当杆42的前端与放入到工件支承孔26内的工件的后端面相接触时，使杆42停止下降。

而且，杆42的前端与工件后端面相接触的动作例如用压力开关进行检测。

微机80从编码器70取得杆42与工件后端面相接触之前所需的升降驱动用马达64的输出轴的转数。并且，求出该已取得的转数与标准转数之差，根据该差而计算出工件的长度。

也就是说，杆42上下移动的量与升降驱动用马达64的转数成正比，所以，若求出该转数，则可求出杆42的移动量。并且，若求出与标准转数的差，则可求出与标准工件的长度之差。并且，由于标准工件的长度是已知的，所以，若求出与该标准工件的长度之差，则可求出作为测量对象的工件长度。

如上所述，在测量出工件长度之后，使杆42上升到规定的旋转驱动位置，对上述内径尺寸d和偏心量ω进行测量。

这样，若采用本实施方式的尺寸测量装置10，则也可测量工件长度。

而且，在上述例子中，杆42的移动量从升降驱动用马达64的转数中求出，但也可以用其他测量装置测量。

图6(a)是表示工件支架的另一实施方式的纵断面图。图6(b)是图6(a)的b-b断面图。而且，对于和上述实施方式的工件架22相同的构件，则标注相同的符号。

如该图所示，该工件支架90，通过从形成放射状的空气喷出口92、92……向工件支承孔94的中央部喷射压缩空气，而使插入到工件支承孔94内的工件保持在工件支承孔94的中央。空气喷出口92、92……形成在上下2个位置上，分别与形成环状的空气供给路96相连通。该空气供给路96通过空气流路100与形成在工件支架90外周面上的空气供给口98相连通。在空气供给口98上通过无图示的空气供给管道来连接空气供给装置108，压缩空气从该空气供给装置108供给到空气供给口98内。

若采用上述构成的工件支架90，则当从空气供给装置向空气供给口98供应压缩空气时，该压缩空气通过空气流路100供给到空气供给路96内，从各空气喷出口92、92……向各工件支承孔94的中央部喷射。这样，使被插入到工件支承孔94内的工件保持在工件支承孔94的中央。

图7(a)是具有使工件旋转的功能的工件支架纵断面图，图7(b)和(c)分别是图6(a)的b-b断面图和c-c的断面图。而且，对于和上述工件支架90相同的构件，则标注相同的符号。

如该图所示，在工件支架102上除形成工件向心用空气喷出口92、92……外，还形成了一对工件旋转用的空气喷出口104、104这一对空气喷出口104、104把空气喷射到对被插入到工件支承孔94内的工件产生旋转力的位置上。也就是说，这一对空气喷出口104、104分别形成在离开工件支承孔94中心的距离相等位置上，形成互相平行状态。从该空气喷出口104、104平行地喷出互相间方向相反而量相同的压缩空气，该喷出的压缩空气达到工件的周面上，对工件产生旋转力，使工件围绕轴线进行旋转。

若采用上述那样形成的工件支架102，则当从空气供给装置向空气供给口98内供应压缩空气时，该压缩空气通过空气流路100供给到空气供给路96内，从各空气喷出口92、92……向工件支承孔94的中央部喷出。因此，被插入到工件支承孔94内的工件保持在工件支承孔94的中央。

并且，供给到空气供给路96内的压缩空气同时从空气喷出口104、104中喷出，因此，使工件W围绕轴线进行旋转。也就是说，从喷气口104、104喷出的压缩空气，其喷射方向相反，量相等，呈互相平行状喷射。所以，该压缩空气射到工件W的周面上，形成力偶，使工件W绕轴线旋转。

由于采用工件支架102，所以，杆42不需要旋转机构，能进一步减小体积。

而且，即使在使用本实施方式的工件支架102的情况下，也能按上述方法测量工件长度。也就是说，工件支架102的工件支承孔94内所插入的工件的端面与杆(触头)42相接触，根据该杆的移动量，可测量出工件长度。

图8(a)是表示具有使工件旋转的功能的工件支架的另一实施方式的纵断面图。图8(b)和(c)分别是图8(a)的b-b断面图和c-c断面图。而且，与上述工件支架90和102相同的构件，标注相同的符号。

如图8所示，本实施方式的工件支架106分别设有：向工件向心用空气喷出口92供应压缩空气的回路、以及向工件旋转用空气喷出口104供应压缩空气的回路。

也就是说，如图8(a)和图8(b)所示，向心用的空气喷出口92、92……与形成环状的向心用空气供给口路96A、96A相连通，工件旋转用的空气喷出口104与形成环状的旋转用空气供给路96b相连通。

向心用空气供给路96A、96A通过向心用空气流路100A、100A与形成在工件支架106外周面上的向心用空气供给口98A、98A相连通，在该向心用空气供给口98A上通过无图示的向心用空气供给管道来连接向心用空气供给装置108A.并且，从该向心用空气供给装置108A供应压缩空气。

另一方面，旋转用空气供给路98B通过旋转用空气流路100B而与形成在工件支架106外周面上的旋转用空气供给口98B相连通。在该旋转用空气供给口98B上通过无图示的旋转用空气供给管道来连接旋转用空气供给装置108B。并且，从该旋转用空气供给装置108B中供应压缩空气。

若采用由上述方法形成的工件支架106，则当从向心用空气供给装置108A向向心用空气供给口98A、98内供应压缩空气时，该压缩空气通过向心用空气流路100A、100A供给到向心用空气供给路96A、96A内。使空气从向心用空气喷出口92、92……向工件支承孔94的中央部喷出。这样，被插入到工件支承孔94内的工件保持在工件支承孔94的中央。

并且，若从旋转用空气供给装置108B向旋转用空气供给口98B内供应压缩空气，则该压缩空气通过旋转用空气流路100B而供应到旋转用空气供给路96B内，从旋转用空气喷口104、104中喷出。这样，工件W围绕轴线旋转。也就是说，从空气喷出口104、104喷出的压缩空气，两者方向相反，数量相同，互相平行地喷射。所以，该压缩空气碰到工件W周面上，形成力偶，使工件W围绕轴线旋转。

利用该工件支架106，和上述工件支架102一样，不需要杆42的旋转机构，能进一步缩小体积。

并且，若采用本实施方式的工件支架106，则能仅在驱动旋转用空气供给装置108B时才使工件旋转，所以，能选择旋转状态和静止状态。

而且，在采用本实施方式的工件支架106的情况下，也能用上述方法进行长度测量。也就是说，能使杆(触头)42搭接到工件支架106的工件支承孔94内的工件的端面上，根据该杆的移动量来测量工件长度。

图9是表示旋转驱动部的另一实施方式主要部分的构成的纵断面图。

在上述实施方式中，利用从工件支承孔94的内周面上喷出的压缩空气的作用，使工件上升，与杆42的前端面相接触，形成支承。但是，这样使杆42的前端面搭接到工件后端面上的方法，当杆42和工件之间的磨擦过大时，有可能无法用压缩空气使工件向心。

因此，如图9所示，在杆42的前端部上固定一个球110，通过该球110与工件后端面相接触。这样，由于搭接部形成点接触，所以能防止因磨擦力过大而工件不能向心。

而且，球110也可以不是固定在杆42的前端部，而是介于杆42和工件之间。

并且，另一种方法如图10所示，也可以在杆42的前端部上固定一金属丝112，用该金属丝112的前端部进行支承。这样，利用金属丝112的挠性(弹性变形)能使工件W向心。

另外，如图1所示，也可以通过线114把重物116(重量大于工件W的浮力的重物)安装到旋转轴44上，把杆42安装到该重物116上。这样，即使杆42和工件W之间磨擦增大，也能利用线114的挠性来使工件W向心。

图12是标准工件的外径中心位置检测方法的另一实施方式的说明图。

若使标准工件M高速旋转，则在CCD摄像机76上所拍摄的标准工件M的端面如图12所示，内径部m通过的部分变成园Y，被摄像。微机80通过求该园Y的中心而求出标准工件M的外径中心O的位置。

利用此方法能有效地求出标准工件M的外径中心O的位置。

而且，根据由CCD拍摄的图像通过图像处理而求出的园的中心位置，这种方法，可采用已知的图像处理技术，例如，可以采用从轮廓中求出的方法、从面积重心中求出的方法、以及从X、Y的尺寸的中点求出的方法等各种图像处理技术。

并且，在本实施方式中，拍摄工件端面的一部分(包括内径部在内的矩形区A)，根据该图像数据来求出偏心量和内径尺寸等。但也可以拍摄工件的端面的全部，根据该图像数据来求出。而且，像本实施方式那样，通过拍摄工件端面的一部分，即可提高摄像倍率，即使在利用像素数少的CCD，也能进行精密测量。

再者，本实施方式以园筒状工件为测量对象，但测量对象并非仅限于此，如果是端面上具有可识别图像的部位的工件，那么就可以进行所有的测量。

本发明的效果：

如上所述，若采用本发明，则只要使用在端面上具有能识别图像的部位的工件，即可简单而准确地检测出工件外径中心位置。所以，在求出微小工件的外径中心位置的情况下，也能简单而准确地求出。

Claims (17)

1.一种工件的中心位置检测方法，它利用摄像装置来拍摄工件端面的图像，检测出投影在该摄像装置上的工件端面的外径中心位置，其特征在于：

使端面上具有能识别图像的部位的工件沿园周方向旋转，用摄像装置来拍摄工件端面，根据取得的图像来求出投影在摄像装置上的工件端面的外径中心位置。

2.如权利要求1所述的工件的中心位置检测方法，其特征在于：在不同旋转角度的位置上用摄像装置多次拍摄工件的端面，根据取得的多个图像来求出通过图像识别的各部位的园的中心位置，从而求出投影到摄像装置上的工件端面的外径中心位置。

3.如权利要求1或2所述的工件的中心位置检测方法，其特征在于：上述工件被插入到工件支承孔内，从该工件支承孔的内周面上把空气喷射到工件支承孔的内侧，从而使工件保持在工件支承孔的中央，且旋转体与该被摄像面相反一侧的端面相接触，由此工件进行旋转。

4.如权利要求1或2所述的工件的中心位置检测方法，其特征在于：上述工件被插入到工件支承孔内，把空气从该工件支承孔的内周面向工件支承孔的内侧喷射，从而使工件保持在工件支承孔的中央，并把空气从该工件支承孔的内周面向对工件产生旋转力的位置喷射，使工件进行旋转。

5.一种工件的中心位置检测装置，它利用摄像装置来拍摄工件端面，对投影在该摄像装置上的工件端面的外径中心位置进行检测，其特征在于具有：

工件支持装置，用于支持在端面上具有能识别图像的部位的工件；

旋转装置，用于使上述工件支持装置所支持的工件沿园周方向上旋转；

摄像装置，用于拍摄上述工件支持装置所支持的工件的前端面；以及

外径中心位置运算装置，用于根据由上述摄像装置拍摄的图像来求出投影在该摄像装置上的工件端面的外径中心位置。

6.如权利要求5所述的工件的中心位置检测装置，其特征在于：上述外径中心位置运算装置，根据在不同的旋转角度的位置上用摄像装置多次拍摄工件端面而取得的多个图像，来求出通过图像识别的各部位的园的中心位置，从而计算出投影在摄像装置上的工件端面的外径中心位置。

7.如权利要求5或6所述的工件中心位置检测装置，其特征在于：上述工件支持装置具有：

工件支承孔，用于插入工件；以及

空气喷射装置，它把空气从上述工件支承孔内周面喷射到工件支承孔内侧，从而把被插入到工件支承孔内的工件保持在工件支承孔内的中央。

8.如权利要求5或6或7所述的工件的中心位置检测装置，其特征在于：上述旋转装置使旋转体与工件端面相接触，利用其磨擦力使工件围绕园周方向旋转。

9.如权利要求8如述的工件的中心位置检测装置，其特征在于：上述旋转体是沿园周方向旋转的杆。

10.如权利要求9所述的工件的中心位置检测装置，其特征在于：上述杆是能弹性变形的。

11.如权利要求9所述的工件的中心位置检测装置，其特征在于：上述杆通过球体与上述工件端面相接触。

12.如权利要求9或10所述的工件的中心位置检测装置，其特征在于：把球体固定在上述杆的前端上。

13.如权利要求8或9或10或11或12所述的工件的中心位置检测装置，其特征在于具有：

移动装置，用于使上述旋转装置沿上述工件支承孔轴线前后移动；

移动量测量装置，用于测量上述旋转装置的移动量，以及

运算装置，用于根据由上述移动量测量装置所测量的上述旋转装置的移动量，来运算上述工件的长度；

14.工件的中心位置检测装置，它把工件的端面设置在摄像装置的对面，对投影在该摄像装置上的工件端面的外径中心位置进行检测，其特征在于具有：

工件支承孔，其中插入工件，该工件在前端面上具有能识别图像的部位；

向心用空气喷射装置，它把空气从上述工件支承孔内周面向工件支承孔的内侧喷射，从而使被插入在工件支承孔内的工件保持在工件支承孔的中央；

旋转用空气喷射装置，它把空气从上述工件支承孔内周面向对工件产生旋转力的位置喷射，从而使该空气吹到工件的外周面使工件旋转；

摄像装置，用于拍摄被插入在上述工件支承孔内的工件的前端面；以及

运算装置，它根据摄像装置在不同的旋转角度的位置上多次拍摄工件端面而取得的多个图像，求出通过图像识别的各部位的园的中心位置，从而计算出投影在摄像装置上的工件端面的外径中心位置。

15.如权利要求14所述的工件的中心位置检测装置，其特征在于：上述向心用空气喷射装置和上述旋转用空气喷射装置，由相同的空气供给源供给空气。

16.如权利要求14所述述的工件的中心位置检测装置，其特征在于：上述向心用空气喷射装置和上述旋转用空气喷射装置，分别从不同的空气供给源单独供给空气。

17.如权利要求14或15或16所述的工件的中心位置检测装置，其特征在于具有：

触头，它与被插入在上述工件支承孔内的工件端面相接触；

移动装置，它使上述触头沿上述工件支承孔的轴线前后移动；

移动量测量装置，用于测量上述触头的移动量；以及

运算装置，用于根据上述移动量测量装置所测量的上述触头的移动量来运算上述工件的长度。

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