JP2001255119A

JP2001255119A - 寸法測定方法

Info

Publication number: JP2001255119A
Application number: JP2000065841A
Authority: JP
Inventors: Sunao Yoshida; 直吉田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】被検査物品の全体像を撮像することなく、簡
単な手法により素早く寸法測定が行える寸法測定方法の
提供。【解決手段】外形が円形もしくは略円形をして転動可
能な被検査物品Ｗについて、外観の寸法を測定する際、
被検査物品Ｗの外周面を斜面１ａに当接させて自重によ
り転動させつつ照明灯２より光を照射し、その被検査物
品Ｗの表面での反射光を所定位置に固定された１次元Ｃ
ＣＤイメージセンサ３で検出して、寸法測定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば円筒形や円柱
形、あるいはドーナツ状など、円形もしくは略円形の外
形を有して転動可能な物品の外観の寸法を測定する寸法
測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、物品の寸法を測定する場合、
ノギスやマイクロメータ等の計測器で被検査体の形状計
測が行なわれている。あるいは、被検査物品に光を照射
し、物品からの反射光もしくは透過光による全体画像を
撮像装置で撮像して画像処理装置に取り込み、画像解析
ソフトを用いて、被検査体の形状計測が行なわれてい
る。

【０００３】また、この種の寸法測定方法においては、
複数の物品を連続して検査するために、搬送装置を用い
て複数の物品を連続的に撮像装置の視野内を通過させる
か、あるいは、被検査物品を並べて撮像装置を移動させ
ることにより、複数の被検査物品の全体画像を連続的に
取り込んで上記の処理を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ノギス
やマイクロメータ等の計測器を使用した計測の場合、計
測者による個人差があるため、一定した計測結果を得る
ことが困難である。

【０００５】また、物品に照射した光の反射光を撮像し
て得られる物品の全体像から、画像解析ソフトウエアに
よって被検査体の外形の認識を行うパターンマッチング
等の画像処理工程が必要となる。その上、画像処理を行
うために、高い演算能力を有する特殊な演算装置が必要
となるとともに、検査に要する時間も長くなってしま
う。

【０００６】さらに、連続的な検査を行うために、複数
の物品を連続的に撮像装置の視野内に導く搬送装置か、
あるいは撮像装置を移動させる移動機構を必要とするた
め、全体としての所要コストが高くなるという問題があ
る。

【０００７】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、簡単な手法により素早く被検査物品の寸法を測
定することができ、しかも、特に搬送装置や撮像装置の
移動機構を用いることなく、複数の物品の連続した測定
が可能で、低コストで実用的な寸法測定方法の提供を目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る外観検査
方法は、外形が円形もしくは略円形をして転動可能な物
品について、外観の寸法を測定する際、被検査物品の外
周面を斜面に当接させて自重により転動させつつ光を照
射し、その被検査物品の表面での反射光を所定位置に固
定された光センサで検出して、寸法測定を行うことを特
徴としている。

【０００９】第２発明に係る外観検査方法は、外形が円
形もしくは略円形をして転動可能な物品について、外観
の寸法を測定する際、被検査物品の外周面を斜面に当接
させて自重により転動させつつ光を照射し、その被検査
物品を透過した光を所定位置に固定された光センサで検
出することで、被検査物による遮光状態を検出し、寸法
測定を行うことを特徴としている。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施
の形態について述べる。図１は本発明の実施の形態の全
体構成図で、検出部の機械的構成を表す模式的正面図
と、電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図で
ある。また、図２はその検出部１０のＡ−Ａ断面図であ
る。

【００１１】被検査物品Ｗは、本実施例においてＯ−リ
ングであって、全体がドーナツ状の形状をしている。こ
の被検査物品Ｗは、上面が斜面１ａとなっている傾斜合
１上にその外周面が斜面ｌａに当接するように供給さ
れ、自重により斜面１ａに沿って転がる。

【００１２】傾斜台１は、斜面１ａの一方の側縁から被
検査物品Ｗの直径よりも大きな寸法で立ち上がる壁体１
ｂと、斜面１ａの他方の側緑から若干量だけ立ち上がる
突条１ｃを含み、被検査物品Ｗは、壁体１ｂと突条１ｃ
により両側面部分をガイドされた状態で斜面１ａ上を転
がる。ここで、被検査物品Ｗの転動を確実にするため
に、図２に示すように、壁体１ｂを鉛直面に対して僅か
な角度θだけ倒し、被検査物品Ｗがその壁体ｌｂに対し
て僅かに触れた状態で転動するように設定することが望
ましい。

【００１３】傾斜台ｌの上方には照明灯２が配置されて
いるとともに、傾斜台１の側方には１次元ＣＣＤイメー
ジセンサ３が配置されており、この１次元ＣＣＤイメー
ジセンサ３は、そのライン方向が斜面１ａと平行となる
ように、かつ、受光面が傾斜台１側を向くように固定さ
れており、これらにより検出部１０が構成されている。

【００１４】ここで、前記した傾斜台１は、照明灯２か
らの光の反射を抑制すべく、少なくとも１次元ＣＣＤイ
メージセンサ３側を向く面については、その表面を黒色
とし、かつ、艶消し処理を施しておくことが望ましい。

【００１５】また、検出部１０の下流側には、斜面１ａ
に連続した斜面１１ａを有してなる選別部１１が設けら
れており、検出部１０を経た被検査物品Ｗは引き続いて
選別部１１の斜面１１ａ上を転がる。そして、この選別
部１１の斜面１ｌａには開閉部材１ｌｂが設けられてお
り、図１に二点鋼線で示すように開閉部材１１ｂを開く
と、被検査物品Ｗは下方に落下するようになっている。

【００１６】１次元イメージセンサ３の各受光素子から
の出力は、アンプ４によって順次増幅された後、演算回
路５に入力され、例えば、図３（ａ）に示したような光
強度信号が得られる。さらに、演算回路５では、その各
受光素子からの光強度検出信号VＬと、任意に設定可能
な基準電圧ＶＴとを比較し、１次元ＣＣＤイメージセン
サ３の各受光素子のうち、いずれかの素子からの光強度
検出信号ＶＬが基準電圧ＶＴを越えた場合、被検査物品
ＷであるＯ−リングからの反射光であると認識し、外形
Ｄ、内径ｄ、厚さｔの寸法が得られる。

【００１７】また、被検査物品Ｗの変形や付着物により
異常な寸法が検出された場合、例えば、図３（ｂ）に示
したように、正常な厚さｔに対して、異常な値ｓが検出
されたような場合は、異常検出信号を発生して出力回路
７に供給する。出力回路７では、その演算回路５からの
信号の供給により、選別部１１の開閉部材ｌｌｂを開く
べく駆動信号を発生し、かかる被検査物品Ｗを取り除
く。

【００１８】以上の本発明の実施の形態において、被検
査物品Ｗをその外周面が傾斜台１の斜面１ａに接触する
ように供給すると、被検査物品Ｗはその自重により斜面
ｌａ上を転がる。その転動状態における被検査物品Ｗに
照明灯２からの光が照射されると、その物品Ｗから反射
した光が１次元ＣＣＤイメージセンサ３の各受光素子に
入射する。

【００１９】このとき、物品Ｗは転がっているため、物
品Ｗ中の各部位は斜面に沿った並進運動と回転に伴う上
下動を行うことになり、１次元イメージセンサ３の視野
は斜面１ａに平行な線状であるにも係わらず、この１次
元イメージセンサ３の受光面には、被検査物品Ｗの照明
光の照射領域で、かつ、当該センサ３側に向く全ての面
からの反射光が入射し、演算回路５において、図３
（ａ）に示したような反射光の光強度検出信号が入力さ
れる。

【００２０】そして、演算回路５において、１次元イメ
ージセンサ３の各受光素子による光強度検出信号が反射
光によるものか、自然光によるものかを、基準電圧ＶＴ
を基準にして演算回路５で判別できるようにしておくこ
とにより、被検査物品の特定部位の形状を識別し、被検
査物品Ｗの寸法、例えば、Ｏ−リングの外径Ｄ、内径
ｄ、リングの幅ｔ等を検出することができる。

【００２１】また、同一の被検査物品Ｗについて、異な
った時刻で形状を識別して被検査物品Ｗの寸法を複数箇
所で検出することで、これら寸法の平均値、最大値及び
最小値等の寸法情報の提供も可能となる。さらに、被検
査物品Ｗの変形や付着物により寸法が異常なもの、すな
わち、図３（ｂ）のように正常寸法範囲外の厚さｓが検
出された場合は、出力回路７をからの駆動信号によって
選別部１１の開閉部材１１ｂが開き、その物品Ｗは斜面
１１ａから落下することもできる。

【００２２】そして、斜面１ａ上に複数個の被検査物品
Ｗを所定の間隔を開けて連続的に供給して以上の動作を
繰り返せば、多数個の被検査物品Ｗの連続的な寸法の測
定を行い、寸法が正常範囲外の不良品を選別することが
できる。

【００２３】以上の実施の形態においては、被検査物品
Ｗからの反射光を１次元イメージセンサ３で受光した
が、被検査物品Ｗを介し照明灯と１次元イメージセンサ
３とを対向して配置し、被検査物品Ｗによる遮光状態を
１次元イメージセンサ３検出してもよい。すなわち、光
強度検出信号の小さいところが、被検査物品Ｗを示して
おり、そのような検出信号に基づいて、被検査物品Ｗの
特定部位の形状を識別することができるので、上記した
反射光を検出する方法と同様にして、被検査物品Ｗの寸
法、例えば、Ｏ−リングの外径、内径、リングの幅等を
検出することができる。

【００２４】なお、以上の本実施例及び変形例の形態に
おいては、被検査物品Ｗからの反射ないしは散乱光を検
出する光センサとして１次元イメージセンサを用いた
が、本発明は必ずしもこのようなラインセンサを用いる
必要はなく、面センサを用いてもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明の寸法測定方法によれば、外形が
円形をした物品を、自重により斜面上を転がせながら光
を照射し、物品からの反射光ないしは透過光を光センサ
で検出し、その光センサの出力を演算回路により基準値
と比較することにより、物品の形状を認識しているの
で、従来の寸法測定方法のように、物品による反射光を
撮像して得た物品の全体像を画像処理し、画像解析ソフ
トを用いて解析するといった複雑な工程を経ることな
く、瞬時に欠陥の有無を識別することが可能となるとと
もに、高い演算能力を持つ特殊な演算装置を用いたり、
あるいは欠陥に関するバックデータを用いる必要がな
く、低コスト化が図れる。

【００２６】また、被検査物品は自重による転動によっ
て移動させるため、物品に存在する欠陥は並進しながら
上下動することになり、視野の狭い光センサを用いても
確実に反射光や透過光を捕らえることができるととも
に、複数の物品を連続して検査する場合においても従来
のように物品の搬送装置や撮像装置の移動機構を必要と
せず、この点においてもコストを削減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成図である。

【図２】図１における検出部のＡ−Ａ断面図である。

【図３】１次元ＣＣＤイメージセンサ３の各受光素子に
よる光強度検出信号の例を示すグラフである。

【符号の説明】

１傾斜台１ａ斜面１ｂ壁体１ｃ突条２照明灯３１次元ＣＣＤイメージセンサ４アンプ５演算回路７出力回路１０検出部１１選別部１１ａ斜面１１ｂ開閉部材Ｗ被検査物品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外形が円形もしくは略円形をして転動可
能な物品について、外観の寸法を測定する寸法測定方法
であって、被検査物品の外周面を斜面に当接させて自重
により転動させつつ光を照射し、その被検査物品の表面
での反射光を所定位置に固定された光センサで検出する
ことを特徴とする寸法測定方法。
【請求項２】外形が円形もしくは略円形をして転動可
能な物品について、外観の寸法を測定する外観検査方法
であって、被検査物品の外周面を斜面に当接させて自重
により転動させつつ光を照射し、その被検査物品を透過
した光を所定位置に固定された光センサで検出すること
で、被検査物による遮光状態を検出することを特徴とす
る寸法測定方法。