JP2003315255A - 被検体検査面の凹部検出方法及び検出装置 - Google Patents
被検体検査面の凹部検出方法及び検出装置Info
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Abstract
効率的に検出するための凹部検出方法及び検出装置を提
供する。 【解決手段】本発明に係る凹部検出装置1は、被検体3
0の平坦な検査面に凹部が存在するか否かを検出する装
置であって、被検体30の検査面に当接可能な平坦な当
接面を備え、且つ該当接面に開口する吐出孔を備えたノ
ズル体20と、吐出孔に通ずる供給路52を備え、該供
給路52を介して吐出孔に加圧流体を供給する流体供給
手段50と、供給路52内の流体圧を検出する圧力セン
サ56と、ノズル体20の当接面を被検体30の検査面
に押し付ける押圧機構40と、圧力センサ56によって
検出された供給路52内の流体圧データを受信し、受信
した検出流体圧と予め設定された基準圧とを比較して、
検出流体圧が基準圧より低い圧力となったとき、検査面
に凹部が存在すると判定する判定部57とを備える。
Description
凹部が存在するか否かを検出するための方法及び装置に
関する。
例として、ラジアル軸受のシール材を挙げることができ
る。このラジアル軸受(以下、単に「軸受」という)
は、外輪と、外輪の内側に配置される内輪と、これら外
輪,内輪間に配置される転動体などから構成され、外輪
と内輪との間の開口部には、例えば、樹脂からなるシー
ル材が圧入されて、軸受内部が密封されている。尚、シ
ール材は、軸受内に異物が混入するのを防ぐために嵌め
込まれるもので、適宜圧入装置を用いて前記外輪と内輪
との間に圧入される。
入する場合、圧入時に使用される治具の状態や、治具に
セッティングした際のシール材の姿勢、圧入代といった
諸条件によって、シール材表面に、例えば、図4(a)
及び(b)に示すようなへこみやたわみ(以下、「凹
部」と総称する)が生じる場合がある。このような凹部
が生じると、機能的にはさほど問題はないものの、製品
としての外観品質上の問題がある。尚、図4(a)及び
(b)では、シール材の横断面形状を示している。
視検査してその良否を判別し、不良品を排除するように
していた。
代えて、差動トランス機構や画像処理を用いた検査も可
能である。
状に形成された一次及び二次コイルからなり、一次コイ
ルに電圧を印加することによって二次コイルに誘導起電
力が生じるように構成されたコイル体と、シール材表面
に接触する測定子と、コイル体内に配置され、測定子の
変位に連動してコイル体内で変位する磁性体などから成
る検査装置が用いられる。この検査装置は、コイル体内
における磁性体の位置によって二次コイルに生起される
誘導起電力が変化することを利用したものであり、凹部
部分とそうでない部分とで、測定子に連動した磁性体の
位置が変位し、これによってコイルに生じた誘導起電力
が変化するため、かかる誘導起電力を監視することで前
記凹部が検出されるのである。
カメラなどの撮像手段と、この撮像手段によって撮像さ
れたシール材表面の画像を処理して、凹部の有無を検出
する検出手段などから構成され、撮像手段によって撮像
されたシール材表面の濃淡画像が、検出手段によって2
値化処理された後、得られた2値化画像を基に、形状特
徴が抽出され、前記凹部が検出される。
視検査では、ヒューマンエラーが起こり易く、また、小
さなへこみや広範囲に渡るたわみを発見し難いといった
問題があり、信頼性の高い検査を行うことができないと
いう問題があった。
は、シール材の全表面の内、測定子が接触可能な範囲し
か検査することができないため、シール材の全面を検査
するためには、適宜設置した軸受の回りに検査装置を多
数配設したり、或いは1台の検査装置を用いる場合に
は、軸受を回転させる回転駆動機構部を設けて、当該回
転駆動機構部により軸受を回転させて、測定子がシール
材の全表面と摺接し得る構造としなければならず、いず
れにしても検査装置の製造コストが高くなるという問題
がある。また、検査装置を多数配設する構造では、取り
付けスペースの関係上、設置し得る検査装置の個数にお
のずと限界があり、精緻な検査を行うことができないと
いう問題もある。
ト番号などの浮き出し文字が形成されている場合、測定
子がこの文字部分に接触すると、正確な測定を行うこと
ができないという問題もある。
分の深さが浅い場合には、凹部部分とそうでない部分と
でその反射光量に差異がないため、得られる濃淡画像に
変化がなく、当該凹部を検出し難いという問題がある。
であって、被検体の検査面に存在する凹部を高精度、且
つ高効率に検出し得る凹部検出方法及び検出装置の提供
をその目的とする。
達成するための本発明は、被検体の平坦な検査面に凹部
が存在するか否かを検出する方法であって、前記被検体
の検査面に当接可能な平坦な当接面を備え、且つ該当接
面に開口する吐出孔を備えたノズル体の前記当接面を、
前記被検体の検査面に当接せしめるとともに、前記吐出
孔に、該吐出孔に通ずる供給路を介して加圧流体を供給
した後、前記供給路内の流体圧を計測し、計測された流
体圧が予め設定された基準圧より低い圧力となったと
き、前記検査面に凹部が存在すると判定するようにした
ことを特徴とする被検体検査面の凹部検出方法に係る。
検出装置によってこれを好適に実施することができる。
即ち、この凹部検出装置は、被検体の平坦な検査面に凹
部が存在するか否かを検出する装置であって、前記被検
体の検査面に当接可能な平坦な当接面を備え、且つ該当
接面に開口する吐出孔を備えたノズル体と、前記吐出孔
に通ずる供給路を備え、該供給路を介して前記吐出孔に
加圧流体を供給する流体供給手段と、前記供給路内の流
体圧を検出する圧力検出手段と、前記ノズル体の当接面
を前記被検体の検査面に押し付ける押圧手段とを備えて
構成される。
が押圧手段によって被検体の検査面に押し付けられると
ともに、流体供給手段により、供給路を介して吐出孔に
加圧流体が供給される。そして、供給路内の流体圧が圧
力検出手段によって検出される。
は、押圧手段によって押し付けられるノズル体の当接面
と被検体の検査面との間に隙間が生じておらず、これら
が相互に密着して吐出孔の開口部が封止された状態とな
る。したがって、吐出孔に供給された加圧流体は、吐出
孔開口部からは吐出されず、この結果、供給路内の内圧
が上昇することになる。
合には、押圧手段によって押し付けられるノズル体の当
接面と被検体の検査面との間に隙間を生じており、吐出
孔に供給された加圧流体が、吐出孔開口部から吐出され
て前記隙間から漏出することになる。したがって、供給
路内に加圧流体が供給されることによって、その内圧は
上昇するものの、前記隙間からの流体漏出量に応じて、
その上昇圧は低くなる。
段によって検出される供給路内の内圧を、上記検出方法
と同様に、予め設定された所定の基準圧とを比較するこ
とにより、当該検査面に凹部が存在するか否かを検出す
ることができる。尚、前記基準圧は経験的に設定するこ
とができる。
が環状に形成され、且つ前記吐出孔が環状溝として構成
されたものであっても良い。このようにすれば、例え
ば、ラジアル軸受の外輪と内輪との間に圧入されるシー
ル材のように、被検体の検査面が環状をしたものであっ
ても、その全面を一度に検査することが可能となる。ま
た、被検体が小さなものであっても、難なくこれを検査
することができる。
れぞれ環状に形成した場合には、環状に形成された当接
部の内面及びノズル体の外面の双方に開口する貫通孔
を、当該ノズル体に穿孔すると良い。
ル体の環状当接面が検査面に当接した際に、当該当接面
の環状内側部分と検査面との間には隙間が生じる一方、
環状外側部分と検査面との間には隙間が生じていないよ
うな場合に、環状当接部の内側が閉塞空間となっている
場合には、前記当接面の環状内側部分と検査面との間に
形成された隙間から環状当接部の内側に加圧流体が漏出
しても、当該環状当接部の内側が閉塞空間となっている
ために、同閉塞空間内の内圧が高まって、ついには同隙
間から加圧流体が漏出されなくなり、結果、供給路内の
内圧が、当接面と検査面との間に隙間がない状態と同じ
圧力に上昇して、基準圧との圧力差による凹部の検出が
できないことになる。
た当接部の内面及びノズル体の外面の双方に開口する貫
通孔をノズル体に穿孔すれば、環状当接部の内側空間に
漏出した流体が、貫通孔を通じてノズル体外に排出され
るため、加圧流体の漏出を拒むまで同内側空間の内圧が
高まることはなく、結果、環状当接部の内側空間に継続
的に加圧流体が漏出され、供給路内の内圧が、当接面と
検査面との間に隙間がない状態に比べて低い圧力とな
り、基準圧との圧力差による凹部の検出が可能となる。
段によって検出された前記供給路内の流体圧データを受
信し、受信した検出流体圧と予め設定された基準圧とを
比較して、検出流体圧が基準圧より低い圧力となったと
き、前記検査面に凹部が存在すると判定する判定手段を
設ければ、凹部の有無を自動的に検出することができ、
効率的である。
について添付図面に基づき説明する。図1は、本実施形
態に係る凹部検出装置の概略構成を一部ブロック図で示
した側断面図である。尚、本例の検査対象物は、図2に
示すような、外輪31と、外輪31の内側に配置される
内輪32と、外輪31,内輪32間に配置される転動体
33と、外輪31と内輪32との間に圧入されたシール
材34などから構成されるラジアル軸受30(以下、単
に「軸受30」という)であり、本例の凹部検出装置1
は、シール材34表面(検査面)に存在するへこみやた
わみ(以下、「凹部」と総称する)を検出するように構
成されている。
は、基台10と、基台10上に配設された支持フレーム
11と、支持フレーム11に一定間隔を隔ててそれぞれ
支持された一対のシャフト12a,12bと、シャフト
12a,12bの下端部に固設されたプレート14と、
プレート14の下面に固設されたノズル体20と、ノズ
ル体20の下方に配設され、検査対象物たる軸受30が
載置される載置台15と、載置台15の下方の基台10
上に配設され、軸受30を昇降させる昇降手段40と、
ノズル体20内に圧縮空気を供給する供給手段50と、
シール材34表面の凹部を検出する検出部55などから
構成される。
と水平辺部11bとを有する鉤状の部材からなり、前記
シャフト12a,12bが水平辺部11bに固設された
軸受13a,13bによってそれぞれ上下動自在に保持
されている。
段40との間に設けられるもので、支持フレーム11の
水平辺部11bと平行となるように、その端部が垂直辺
部11aに固設されている。また、この載置台15の軸
受30が載置される部分には、上下方向に貫通する貫通
孔16が形成されている。
シリンダなどから構成され、上下方向(矢示方向)に昇
降可能となった昇降ロッド41を備え、昇降ロッド41
の上端面42には、凸形状をした位置決め部43が形成
されている。尚、この昇降ロッド41は載置台15の貫
通孔16と同軸に設けられており、当該貫通孔16に対
して嵌合可能となっている。斯くして、昇降ロッド41
が下降端位置から上方に移動すると、これが載置台15
の貫通孔16に嵌挿された後、その位置決め部43が軸
受30の内輪32内周部に嵌挿され、当該軸受30が昇
降ロッド41の前記上端面42上に載置,支持される。
20はブロック状の部材からなり、その下面に環状をし
た当接部23を備えている。この当接部23は、前記シ
ール材34表面と当接する平坦な環状の当接面21、及
びこの当接面21に開口した環状溝からなる吐出孔22
を備え、また、ノズル体20には、吐出孔22に連通す
る第1供給孔24、この第1供給孔24と連通する第2
供給孔25、この第2供給孔25に連通し、当該ノズル
体20の側面に開口する第3供給孔26が穿孔され、更
にノズル体20の側面及び環状当接部23の内側下面の
双方に開口する貫通孔27が穿孔されている。
下面には、その中心部に位置決めピン28が設けられて
おり、前記昇降ロッド41が軸受30を支持しながら上
昇して上昇端位置に達すると、位置決めピン28が、軸
受30の内輪32内周部に嵌挿されて、軸受30が当接
部23に対して位置決めされるとともに、当接面21と
シール材34表面とが当接するようになっている。尚、
昇降ロッド41の上昇端位置は、シール材34表面が当
接部23に当接した後、ノズル体20及びシャフト12
a,12bを所定量だけ上方に押し上げる位置となって
おり、これにより、ノズル体20及びシャフト12a,
12bの自重がシール材34に作用して、当接部23の
当接面21とシール材34表面とが相互に押圧され、密
接するようになっている。
ら構成される圧縮空気供給部51と、この圧縮空気供給
部51と前記ノズル体20の第3供給孔26とを接続す
る供給管52と、この供給管52内を流通する圧縮空気
の空気圧及び流量をそれぞれ調節する圧力制御部53及
び流量制御部54などからなる。
圧力制御部53とを接続する第1供給管52aと、圧力
制御部53と流量制御部54とを接続する第2供給管5
2bと、流量制御部54と第3供給孔26とを接続する
第3供給管52cとからなる。また、圧力制御部53は
減圧弁などから構成され、流量制御部54は流量制御弁
などから構成される。
2内に供給された空気は、圧力制御部53及び流量制御
部54によって所定の圧力及び流量に調節された後、第
3供給孔26に流入し、前記第2供給孔25及び第1供
給孔24内を流通した後、前記吐出孔22から吐出され
る。
続し、当該第3供給管52c内の空気圧を検出する圧力
センサ56と、圧力センサ56から検出圧信号を受信
し、圧力センサ56によって検出された空気圧と予め設
定された基準圧とを比較して、検出圧が基準圧よりも低
い圧力となったとき、前記シール材34表面に凹部が存
在すると判定し、判定結果を図示しない適宜表示手段に
表示する判定部57とから構成される。尚、判定用の前
記基準圧は経験的に設定される。
置1によれば、まず、軸受30が適宜載置台15上に載
置される。尚、このとき、前記昇降ロッド41は、下降
端位置に位置している。
ッド41が上方に移動すると、この昇降ロッド41の位
置決め部43が載置台15上に載置された軸受30の内
輪32内周部に嵌挿され、昇降ロッド41の上端面42
に軸受30が載置,支持された状態で、当該昇降ロッド
41が上昇端位置に達する。
前記位置決めピン28が軸受30の内輪32内周部に嵌
挿されて、当該軸受30が当接部23に対して位置決め
されるとともに、当接面21とシール材34表面とが密
接する。
から前記第1供給管52a,圧力制御部53,第2供給
管52b,流量制御部54,第3供給管52c,第3供
給孔26,第2供給孔25及び第1供給孔24を順次介
して前記吐出孔22に、所定圧及び流量に調節された圧
縮空気が供給される。そして、第3供給管52c内の空
気圧が前記圧力センサ56によって検出される。
び(b)に示すような凹部34bが存在しない場合に
は、当接部23の当接面21とシール材34表面とが密
接して、当接面21とシール材34表面との間に隙間が
生じておらず、吐出孔22の開口部が封止された状態と
なる。したがって、吐出孔22に供給された圧縮空気
は、吐出孔22の開口部からは吐出されず、この結果、
第3供給管52c内の内圧が、前記圧力制御部53によ
って調節された圧力まで上昇することになる。
び(b)に示すような凹部34bが存在する場合には、
当接部23の当接面21とシール材34表面との間に隙
間が生じており、吐出孔22に供給された圧縮空気が、
吐出孔22の開口部から吐出され、前記隙間から漏出す
ることになる。したがって、第3供給管52c内に圧縮
空気が供給されることによって、その内圧は上昇するも
のの、隙間からの漏出量に応じて、その上昇圧は低くな
る。
56によって検出される第3供給管52c内の内圧を、
予め設定された所定の基準圧とを比較することにより、
シール材34表面に凹部が存在するか否かを検出するこ
とができる。
に、当接面21及び吐出孔22によって形成される領域
内に収まるようなものである場合には、当接面21とシ
ール材34表面との間に隙間が生じないため、これを検
出することができないが、このような小さな凹みは、品
質上問題になることはない。
ル材34表面に凹部34bが存在し、且つノズル体20
の当接面21がシール材34表面に当接した際に、当該
当接面21の環状内側部分21aとシール材34表面と
の間には隙間が生じる一方、環状外側部分21bとシー
ル材34表面との間には隙間が生じていないような場合
に、当接部23の内側空間Vが閉塞空間となっている場
合には、当接面21の環状内側部分21aとシール材3
4表面との間に形成された隙間から前記空間Vに圧縮空
気が漏出しても、空間Vが閉塞空間となっているため
に、同空間V内の内圧が高まって、ついには同隙間から
圧縮空気が漏出されなくなり、結果、第3供給管52c
内の内圧が、当接面21とシール材34表面との間に隙
間がない状態と同じ圧力に上昇して、基準圧との圧力差
による凹部34bの検出ができないことになる。
た当接部23の内面及びノズル体20の外側面の双方に
開口する貫通孔27をノズル体20に穿孔しているの
で、環状当接部23の内側空間Vに漏出した圧縮空気
が、貫通孔27を通じてノズル体20外に排出されるた
め、圧縮空気の漏出を拒むまで同内側空間Vの内圧が高
まることはなく、結果、内側空間Vに継続的に圧縮空気
が漏出され、第3供給管52c内の内圧が、当接面21
とシール材34表面との間に隙間がない状態に比べて低
い圧力となり、基準圧との圧力差による凹部34bの検
出が可能となっている。
面の凹部34bの検出を終了すると、圧縮空気供給部5
1による供給を停止するととともに、昇降ロッド41を
下降端位置まで降下させる。これにより、軸受30が再
び載置台15上に載置される。以後、上記処理を繰り返
すことにより、当該軸受30の裏面に当たるシール材3
4表面や、新たな軸受30のシール材34表面に、凹部
34bが存在するか否かが検査される。
ば、当接面21に開口した吐出孔22を備えた当接部2
3の前記当接面21をシール材34表面に当接せしめ、
吐出孔22に圧縮空気を供給して、当接面21とシール
材34表面との間に隙間があるか否か、即ち、シール材
34表面に凹部34bが存在するか否かを、吐出孔22
に圧縮空気を供給するための管路(第3供給管52c)
内の内圧を基に、その上昇度合いを基準圧と比較するこ
とによって検出するようにしているので、シール材34
表面に存在する凹部34bを高精度、且つ効率的に検査
することができる。
面に渡って当接させるようにしているので、シール材3
4表面の全面を一度に検査することができ、被検体たる
シール材34が小さなものであっても、難なくこれを検
査することができる。
を、前記判定部57により自動的に行うようにしている
ので、この意味でも効率的な検出が可能である。
たが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限
定されるものではない。
4表面に存在する凹部34bを検出するように構成した
が、検査対象物はかかるシール材34に限定されるもの
ではなく、例えば、図5に示したような、上面に凹部6
1が形成された円柱体60であっても良く、前記凹部検
出装置1が、かかる円柱体60の上面に凹部61が形成
されているか否かを検出するように構成されていても良
い。
同図5に示すように、その当接部65が凹部61より狭
い幅寸法に形成されるとともに、当接面63の中心部付
近に吐出孔64が穿孔され、当接部65が前記凹部61
を跨いで円柱体60の上面に当接するように構成された
ものとすることができる。
構成を一部ブロック図で示した側断面図である。
示した断面図である。
る。
れシール材表面に存在するへこみやたわみを説明するた
めの説明図である。
査物を示した斜視図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 被検体の平坦な検査面に凹部が存在する
か否かを検出する方法であって、 前記被検体の検査面に当接可能な平坦な当接面を備え、
且つ該当接面に開口する吐出孔を備えたノズル体の前記
当接面を、前記被検体の検査面に当接せしめるととも
に、前記吐出孔に、該吐出孔に通ずる供給路を介して加
圧流体を供給した後、 前記供給路内の流体圧を計測し、計測された流体圧が予
め設定された基準圧より低い圧力となったとき、前記検
査面に凹部が存在すると判定するようにしたことを特徴
とする被検体検査面の凹部検出方法。 - 【請求項2】 被検体の平坦な検査面に凹部が存在する
か否かを検出する装置であって、 前記被検体の検査面に当接可能な平坦な当接面を備え、
且つ該当接面に開口する吐出孔を備えたノズル体と、 前記吐出孔に通ずる供給路を備え、該供給路を介して前
記吐出孔に加圧流体を供給する流体供給手段と、 前記供給路内の流体圧を検出する圧力検出手段と、 前記ノズル体の当接面を前記被検体の検査面に押し付け
る押圧手段とを設けて構成したことを特徴とする被検体
検査面の凹部検出装置。 - 【請求項3】 前記ノズル体の前記検査面への当接部を
環状に形成するとともに、前記吐出孔を環状溝としたこ
とを特徴とする請求項2記載の被検体検査面の凹部検出
装置。 - 【請求項4】 前記環状に形成された当接部の内面及び
前記ノズル体の外面の双方に開口する貫通孔を、前記ノ
ズル体に穿孔したことを特徴とする請求項3記載の被検
体検査面の凹部検出装置。 - 【請求項5】 前記圧力検出手段によって検出された前
記供給路内の流体圧データを受信し、受信した検出流体
圧と予め設定された基準圧とを比較して、検出流体圧が
基準圧より低い圧力となったとき、前記検査面に凹部が
存在すると判定する判定手段を、更に設けたことを特徴
とする請求項2乃至4記載の被検体検査面の凹部検出装
置。
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