JP2004325285A - 外観像展開ミラー装置及び外観像自動検査システム - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のワークを効率良く視察検査することが可能な外観像展開ミラー装置及び外観像自動検査システムを提供する。
【解決手段】本発明の外観像展開ミラー装置５０によれば、ワーク９０の外面９０Ａ、内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃを一方向から一度に視察することができる。また、ワーク９０が中心ミラー２１及び環形ミラー１１から下方に離して保持され、しかも照明用のリングライト５６をワーク９０より下方に配置したので、ワーク９０の側方にワーク取り替え用の作業空間を確保することが可能になる。これにより、ワーク９０をスムーズに取り替えることができ、複数のワーク９０の視察検査の効率を向上させることが可能になる。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明の外観像展開ミラー装置５０によれば、ワーク９０の外面９０Ａ、内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃを一方向から一度に視察することができる。また、ワーク９０が中心ミラー２１及び環形ミラー１１から下方に離して保持され、しかも照明用のリングライト５６をワーク９０より下方に配置したので、ワーク９０の側方にワーク取り替え用の作業空間を確保することが可能になる。これにより、ワーク９０をスムーズに取り替えることができ、複数のワーク９０の視察検査の効率を向上させることが可能になる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに備えた複数の面を一方向から視察可能とする外観像展開ミラー装置及び外観像自動検査システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に示した従来の外観像展開ミラー装置９Ａは、ワーク１の検査部分を３方向から取り囲むように３つのミラー３を配してなり、これら３つのミラー３を共に上方から見ることで、ワーク１のうち相異なる方向を向いた両側面１Ａ，１Ａと、先端面１Ｂとを一度に視察検査することができる構成になっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、別の従来の外観像展開ミラー装置９Ｂでは、図９に示すように、ワーク５の外側を覆う環形ミラー６を備えてなり、環形ミラー６に映ったワーク５の外周面５Ａを環形ミラー６の上方に設けたカメラ８で捉える構成になっている（例えば、特許文献２参照）。これにより、ワーク５の外周面５Ａを一度に一方向から視察検査することができる。また、この外観像展開ミラー装置９Ｂでは、ワーク５の下方にライト７が設けられる一方、ワーク５の上方に照射ミラー７Ｍが設けられている。そして、ライト７からの光を斜め下方からワーク５の側面に照射すると共に、照射ミラー７Ｍでライト７からの光を反射させて斜め上方からワーク５の側面に照射する構成になっている。
【０００４】
なお、その他の従来の外観像展開ミラー装置として、特許文献３、４に掲載されたものが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４８７１６号公報（段落［００６０］、第５図）
【０００６】
【特許文献２】
特許２７２６８０８号公報（段落［００２４］、第５図）
【０００７】
【特許文献３】
特開平１１−４４６５０号公報（段落［０００７］、第１図）
【０００８】
【特許文献４】
特許第３１５３４７６号公報（請求項１、段落［００１７］［００４３］、第１図、第４図、第１８図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の外観像展開ミラー装置９Ａ（９Ｂ）では、ワーク１（５）をミラー３（６）で囲む構成になっていたので、次のワークを外観像展開ミラー装置にセットするには、ワーク又はミラーの何れかを往復移動させなければならず、複数のワークを効率良く視察検査することができなかった。
【００１０】
特に、従来の外観像展開ミラー装置９Ｂ（図９参照）では、ワーク５の全側方を環形ミラー６で囲んだ上に照明用のライト７と照射ミラー７Ｍとがワーク５を上下から挟んでいるので、ワーク５の取り替え作業が非常に困難になり、複数のワークの視察検査効率が非常に悪かった。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複数のワークを効率良く視察検査することが可能な外観像展開ミラー装置及び外観像自動検査システムの提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る外観像展開ミラー装置は、上方に向かって先細り状になった錐形部材の外側面を鏡面仕上げしてなる中心ミラーと、中心ミラーの側方を囲む環形部材の内側面を鏡面仕上げしてなる環形ミラーと、中心ミラーから離れた下方位置にワークを保持するワーク保持手段と、ワークより下方に配置されてワークの側面に斜め下方から光を照射する照射手段とを備えてなり、中心ミラーから見た環形ミラーにはワークを斜め全側方から見た外観像が映され、上方から見た中心ミラーには環形ミラーに映った外観像が映されるように構成したところに特徴を有する。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の外観像展開ミラー装置において、ワークと錐形部材との間又は錐形部材のうちワークとの対向部分には、照射手段から光を受けてワークに向けて反射する照射鏡が備えられたところに特徴を有する。
【００１４】
請求項３の発明に係る外観像展開ミラー装置は、下方に向かって先細り状になった錐形部材の外側面を鏡面仕上げしてなる中心ミラーと、中心ミラーの側方を囲む環形部材の内側面を鏡面仕上げしてなる環形ミラーと、中心ミラーから離れた下方位置に筒状のワークを保持するワーク保持手段と、ワークより下方に配置されて上方に光を照射する照射手段とを備えてなり、環形ミラーから見た中心ミラーには筒状のワークの内面全体の外観像が映され、上方から見た環形ミラーには中心ミラーに映った外観像が映されるように構成し、ワークと環形部材との間又は、環形部材のうちワークとの対向部分には、照射手段から光を受けてワークに向けて反射する照射鏡が備えられたところに特徴を有する。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の外観像展開ミラー装置において、照射鏡は、照射手段からの光をワーク側に集光する凹面構造をなしたところに特徴を有する。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項２乃至４の何れかに記載の外観像展開ミラー装置において、照射鏡は、錐形部材又は環形部材のうちワークとの対向面を鏡面仕上げして構成されたところに特徴を有する。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の外観像展開ミラー装置において、照射手段は、環状の発光部を備えたリングライトであるところに特徴を有する。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項２乃至５の何れかに記載の外観像展開ミラー装置において、照射手段は、環状の発光部を備えたリングライトであり、そのリングライトの上面に重ねられて照射鏡に光を集光する照射用レンズを備えたところに特徴を有する。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の外観像展開ミラー装置において、錐形部材の軸心部分に、ワークの一部を直接視察するため視察用貫通孔を形成したところに特徴を有する。
【００２０】
請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の外観像展開ミラー装置において、環形ミラーは、中心ミラーの先細り構造に対応した先窄み構造をなしたところに特徴を有する。
【００２１】
請求項１０の発明に係る外観像展開ミラー装置は、上方に向かうに従って接近した複数の中心ミラーと、中心ミラーを挟んだ両側に配置された複数の外側ミラーと、中心ミラーから離れた下方位置にワークを保持するワーク保持手段と、ワークより下方に配置されてワークの側面に斜め下方から光を照射する照射手段とを備えてなり、中心ミラーから見た外側ミラーには、ワークを斜め側方から見た外観像が映され、上方から見た中心ミラーには、外側ミラーに映った外観像が映されるように構成したところに特徴を有する。
【００２２】
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０の何れかに記載の外観像展開ミラー装置において、ワーク保持手段は、板状の透光部材で構成され、照射手段は、板状の透光部材の下方に配置されたところに特徴を有する。
【００２３】
請求項１２の発明に係る外観像自動検査システムは、請求項１乃至１１の何れかに記載の外観像展開ミラー装置と、複数のワークを順次に外観像展開ミラー装置との対向位置に配置するワーク搬送手段と、外観像展開ミラー装置を通して各ワークの外観像を画像データとして取り込むカメラと、画像データに基づいてワークの外観における異常の有無を検出する画像処理装置とを備えたところに特徴を有する。
【００２４】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の外観像自動検査システムにおいて、画像処理装置が出力した制御信号に基づいて制御され、異常の有無に応じて、ワークを不良品と正常品とに区分する区分手段を備えたところに特徴を有する。
【００２５】
請求項１４の発明は、請求項１２又は１３に記載の外観像自動検査システムにおいて、ワークが外観像展開ミラー装置に対向配置されたか否かを検出するワーク検出手段を設け、ワーク検出手段がワークを検出したときに、ワーク搬送手段が待機状態となりかつそのときカメラが取り込んだ画像データに基づいて画像処理装置がワークの外観における異常の有無を検出するように構成したところに特徴を有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
本実施形態の外観像展開ミラー装置５０は、環形部材１０の内側に錐形部材２０を備えている。環形部材１０は、上下に開放口を備えた扁平の円筒状をなし、その外周面は下端部から上端部まで同一外径をなす一方、内周面は下端部から上端部に向かうに従って縮径したテーパ構造になっている。そして、その環形部材１０の内周面を鏡面仕上げして本発明に係る環形ミラー１１が形成されている。
【００２７】
環形部材１０の上端開口及び下端開口は、それぞれ固定板５１，５２によって閉塞されている。具体的には、環形部材１０には、その上端面の外縁側を段付き状に突出させた円環突部１２が形成されている。そして、一方の固定板５１は、環形部材１０と同一外径の円板状の透光部材で構成され、その固定板５１の外縁部に形成した段差部５３に環形部材１０の円環突部１２を嵌合することで、環形部材１０と固定板５１とが芯出しされて組み付けられている。そして、環形部材１０を貫通した複数の螺子を段差部５３の上面に締め付けることで、環形部材１０の上面に固定板５１が固定されている。
【００２８】
他方の固定板５２は、環形部材１０より大きな板状の透光部材で構成されている。そして、その固定板５２の上面に環形部材１０が載置され、固定板５２に貫通させた螺子を環形部材１０の下端面に締め付けることで、環形部材１０が固定板５２に固定されている。このように、本実施形態では、これら固定板５１，５２により環形部材１０の内側空間が密閉され、環形ミラー１１及び後述する中心ミラー２１及び照射鏡２５の汚れを防ぐことができる。
【００２９】
錐形部材２０は、図１における上方に向かって先細り状になった円錐台形本体２４の上面から、その上面と略同一径の支持軸２２を延長した構造になっている。そして、支持軸２２の上端部は、固定板５１の中心に陥没形成した位置決め孔５４に嵌合されており、これにより、固定板５１を介在して環形部材１０に対して錐形部材２０が芯出しされている。
【００３０】
錐形部材２０の外側面は、鏡面仕上げされて本発明に係る中心ミラー２１となっている。そして、中心ミラー２１から見た環形ミラー１１には、錐形部材２０の同軸線上下方に配置したワーク９０を斜め全側方から見た外観像が映され、上方から見た中心ミラー２１には、環形ミラー１１に映されたワーク９０の外観像が映されるようになっている。
【００３１】
錐形部材２０の底面は、中心に向かうに従って上方に窪んだテーパー面となっており、このテーパー面を鏡面仕上げすることで、本発明に係る照射鏡２５が形成されている。
【００３２】
下側の固定板５２の下方には、ワーク載置板５５が設けられている。このワーク載置板５５は、本発明の「ワーク保持手段」に相当し、板状の透光部材で構成されている。ワーク載置板５５の下方には、本発明の「照明手段」としてのリングライト５６が設けられている。リングライト５６は、錐形部材２０より僅かに外径が大きい扁平ドーナッツ状をなしており、錐形部材２０の同軸上に配置されている。リングライト５６のうちワーク載置板５５側の一端面には、複数のＬＥＤ群が備えられている。また、リングライト５６のうちワーク載置板５５側の一端面には、集光レンズ５７が敷設されており、これにより、リングライト５６（詳細には、複数のＬＥＤ群）からの光が僅かに集光されて、照射鏡２５に照射されるようになっている。
【００３３】
本実施形態の外観像展開ミラー装置５０の構成は以上であり、外観像展開ミラー装置５０の上方にはカメラ１９が備えられている。そして、中心ミラー２１を上方から見た状態が画像データとして取り込まれる。
【００３４】
本実施形態の外観像展開ミラー装置５０を用いた視察対象となるワーク９０は、例えば図２に示すように、下端有底の円筒形をなしている。また、ワーク９０の外周面９０Ａを４等配する位置には、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」の文字がそれぞれ印字されており、ワーク９０の内周面９０Ｂのうち対向する２つの位置には、「Ｖ」、「Ｗ」の文字がそれぞれ印字されている。
【００３５】
次に、上記構成からなる本実施形態の作用・効果を説明する。
ワーク載置板５５のうち外観像展開ミラー装置５０の同軸線上にワーク９０を載置する。ここで、下側の固定板５２とワーク載置板５５との間の空間は、フリースペースになっているので、容易にワーク９０をワーク載置板５５上に載置することができる。
【００３６】
次いで、リングライト５６を点灯する。ここで、中心ミラー２１を上方から見ると、図３に示すように、ワーク９０の外周面９０Ａ、内周面９０Ｂ及び内側の底面９０Ｃを同心円状に並べた像を視察することができる。これを詳説すると、ワーク９０を直に斜め上方から見たときには、図２に示すようにワーク９０の外周面９０Ａの一部と、内周面９０Ｂの一部と内側の底面９０Ｃの一部を一度に視察することができる。そして、環形ミラー１１には、ワーク９０の全周に亘って斜め上方から見た像が映されかつ、この像が中心ミラー２１に映される。これにより、カメラ１９により中心ミラー２１を上方から見たときには、ワーク９０の外周面９０Ａ、内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃの全体が中心ミラー２１に映された状態を視察することができる。即ち、ワーク９０を向きを変えることなく、ワーク９０の外周面９０Ａ、内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃを一度に視察することができる。
【００３７】
ここで、本実施形態の外観像展開ミラー装置５０では、ワーク載置板５５の下方にリングライト５６を設けたので、リングライト５６から出射された光がワーク９０の外周面９０Ａに斜め下方から光が照射され、その外周面９０Ａで反射した光が斜め上方の環形ミラー１１側に向かう。これにより、ワーク９０の外周面９０Ａの像を環形ミラー１１に明るく映し出すことができる。
【００３８】
また、リングライト５６から出射された光の一部はワーク９０の側方を通過して照射鏡２５に照射される。そして、照射鏡２５のテーパー構造によってワーク９０側に集光され、ワーク９０の内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃを明るく照明することができる。そして、ワーク９０の内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃで乱反射した光が環形ミラー１１側に向かい、ワーク９０の内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃの像を環形ミラー１１に明るく映し出すことができる。
【００３９】
上記のようにしてカメラ１９に取り込まれた画像は、例えば図示しないコンピュータで画像処理され、ワーク９０に印字（「Ａ」〜「Ｄ」、「Ｖ」、「Ｗ」）が正しく印字されているか否か及び傷の有無等がチェックされる。
【００４０】
さて、ワーク９０を次のワーク９０に交換する場合には、下側の固定板５２とワーク載置板５５との間の空間に側方から、例えば産業用ロボットのアームを挿入してワーク９０の交換を行えばよい。ここで、本実施形態では、リングライト５６をワーク載置板５５の下方に配置したので、リングライト５６及びその配線が産業用ロボットに干渉する心配もなく、ワーク９０の交換作業を効率よく行うことができる。
【００４１】
このように本実施形態の外観像展開ミラー装置５０によれば、ワーク９０の外面９０Ａ、内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃを一方向から一度に視察することができる。また、ワーク９０が中心ミラー２１及び環形ミラー１１から下方に離して保持され、しかも照明用のリングライト５６をワーク９０より下方（詳細には、ワーク載置板５５より下方）に配置したので、ワーク９０の側方にワーク取り替え用の作業空間を確保することが可能になる。これにより、ワーク９０をスムーズに取り替えることができ、複数のワーク９０の視察検査の効率を向上させることが可能になる。さらに、本実施形態では、リングライト５６によりワーク９０を下方から照射すると共に、リングライト５６からの光を照射鏡２５で反射してワーク９０を上方からも照射するので、ワーク９０の内周面９０Ｂも鮮明な像にして視察することができる。
【００４２】
ところで、本実施形態の外観像展開ミラー装置５０では、環形ミラー１１を中心ミラー２１に対応したテーパ構造にしたので、環形ミラー１１の内側に中心ミラー２１を配置することが可能になり、全体をコンパクトな構成にすることができる。詳細には、図４（Ａ）に示すように、環形ミラー１１の内径が軸方向で一定な円筒面構成した場合には、ワーク９０の外観像は、環形ミラー１１を挟んでワーク９０と対称反対の位置に向けて映される。これに対し、本実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、環形ミラー１１がテーパ構造になっているので、ワーク９０の外観像が環形ミラー１１の内側に映される。これにより、環形ミラー１１の内側に錐形部材２０が配置されて、外観像展開ミラー装置５０が軸方向でコンパクトな構成になる。
【００４３】
なお、本実施形態のワーク９０は、円筒形を為していたが、ワークはどのような形状であってもよい。また、錐形部材２０の中心に端面視察用貫通孔を形成し、その端面視察用貫通孔を通してワーク９０の底面９０Ｃを直に視察可能な構成にしてもよい。さらに、環形ミラー１１又は中心ミラー２１の何れかを軸方向に湾曲させた凹面鏡構造にして、ワーク９０を軸方向に拡大した像を中心ミラー２１に映すようにしてもよい。また、本発明に係る照射手段は、リングライトに限定されるものではなく、例えばワーク載置板５５の下面に複数の発光素子を散在させた構成にしてもよい。
【００４４】
＜第２実施形態＞
本実施形態の外観像展開ミラー装置５１は、図５に示されている。この外観像展開ミラー装置５１は、環形部材１５の内側に第１円錐部材４０を備え、第１円錐部材４０の軸心部に形成された貫通孔４１の内側に、第２円錐部材６０を設けた構成になっている。
【００４５】
環形部材１５には、その内面に鏡面仕上げを施して第１環形ミラー１６が形成されている。この第１環形ミラー１６は、前記第１実施形態の環形ミラー１１と実質的に同じ構成を有し、同じ作用・効果を奏する。また、第１円錐部材４０には、外側面に鏡面仕上げを施して第１中心ミラー４２が形成されている。この第１中心ミラー４２は、前記第１実施形態の中心ミラー２１と実質的に同じ構成を有し、同じ作用・効果を奏する。
【００４６】
第１円錐部材４０に形成された貫通孔４１は、下方に向かうに従って縮径した形状になっており、その貫通孔４１の内側面に鏡面仕上げを施して第２環形ミラー４３が形成されている。即ち、第１円錐部材４０は本発明の「錐形部材」と「環形部材」の両方に相当し、第１中心ミラー４２と第２環形ミラー４３とは互いに逆向きの方向に向かって先細り状になっている。さらに、第１円錐部材４０の底面は、内側に向かうに従って上方に窪んだテーパー構造をなしており、ここを鏡面仕上げして照射鏡４４が形成されている。
【００４７】
第２円錐部材６０は、先細りの先端側が貫通孔４１の小径側に配された円錐構造をなし、第２円錐部材６０の外周面を鏡面仕上げして第２中心ミラー６１が形成されている。
【００４８】
なお、上記構成以外は前記第１実施形態と同様であるので、重複した説明は省略する。
【００４９】
次に、上記構成からなる本実施形態の作用・効果を説明する。
本実施形態の外観像展開ミラー装置５１では、第２中心ミラー６１の下方にワーク９０が載置されると、ワーク９０の外周面９０Ａを斜め上方から見た像が第１環形ミラー１６から第１中心ミラー４２へと映されて、カメラ１９に取り込まれる。また、ワーク９０の内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃをワーク９０の中心上方から見た像が、第２中心ミラー６１から第２環形ミラー４３に映されて、カメラ１９に取り込まれる。これらにより、ワーク９０の外周面９０Ａと内周面９０Ｂと底面９０Ｃとが一方向から一度に視察することができる。
【００５０】
ここで、リングライト５６からの光は、ワーク９０の外周面９０Ａに直に照射されると共に、照射鏡４４で反射してワーク９０内を照射するので、カメラ１９にワーク９０の鮮明な外観画像を取り込むことができる。
【００５１】
＜第３実施形態＞
本実施形態の外観像展開ミラー装置５９は、図６に示されている。この外観像展開ミラー装置５９には、相反する方向を向きかつ一端側が末広がり状に離れるように傾斜した１対の中心ミラー７０，７０と、各中心ミラー７０，７０に対向配置された１対の外側ミラー７１，７１とが備えられている。また、中心ミラー７０及び外側ミラー７１の下方にはワーク載置板５５が設けられ、さらに、そのワーク載置板５５の下方にはリングライト５６が備えられてられている。なお、本実施形態のワーク９８は、例えば、溝形構造をなしている。
【００５２】
この外観像展開ミラー装置５９によれば、中心ミラー７０，７０を挟んでワーク９８と反対側から中心ミラー７０，７０に臨むと、ワーク９８の両側面９８Ａの外観像が外側ミラー７１，７１から中心ミラー７０，７０に映して視察することができる。このとき、リングライト５６からの光がワーク９８の側面９８Ａを照射するので、側面９８Ａの鮮明な画像をカメラ１９に取り込むことができる。また、中心ミラー７０，７０の間から、ワーク９８の底面９８Ｂを直に視察することもできる。
【００５３】
＜第４実施形態＞
図７には、本発明の外観像自動検査システム８０に係る一実施形態が示されている。本実施形態の外観像自動検査システム８０は、前記第１実施形態で説明した外観像展開ミラー装置５０及びカメラ１９を備える。なお、前記第１実施形態と同一部位には、図７において同一符合を付して重複説明は省略する。
【００５４】
図７において符合８１は、ベルトコンベアであって、そのベルトコンベア８１の終端部の近傍に前記外観像展開ミラー装置５０のワーク載置板５５が配置されている。そして、本発明の「ワーク搬送手段」及び「区分手段」としてのロボット８８が、ベルトコンベア８１の終端部に位置したワーク９０をワーク載置板５５に移動して載置する。また、コンベア駆動回路８３とロボットコントローラ８９とは、共にメインコントローラ８６に接続されている。
【００５５】
外観像展開ミラー装置５０とワーク載置板５５との間の空間の側方には、「ワーク検出手段」としての例えば光電式のセンサー８４が設けられている。そして、外観像展開ミラー装置５０の下方にワーク９０が位置すると、センサー８４からワーク検出信号が出力される。
【００５６】
カメラ１９はワーク９０の外観像を画像データ（図３参照）として取り込み、その画像データを画像処理装置８５に出力する。画像処理装置８５は、メインコントローラ８６から画像処理指令を受けたときに画像データを画像処理して、ワーク９０に印字が正しく印字されているか否か及び傷の有無等をチェックする。
【００５７】
ロボット８８の近傍には、良品シュート８７と図示しない不良品バケットとが設けられている。そして、ロボット８８は、メインコントローラ８６からの信号に基づいて、異常が無かったワーク９０（正常品）を良品シュート８７に搬送する一方、異常があったワーク９０を不良品バケットに搬送する。
【００５８】
上記した本実施形態の外観像自動検査システム８０によれば、外観像展開ミラー装置５０を備えたことでワーク９０を従来のように取り囲むことがなくなり、複数のワーク９０をロボット８８にて迅速に交換して異常検査を効率よく行うことができる。
【００５９】
なお、本発明は、前記した第１〜第４の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６０】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
請求項１の外観像展開ミラー装置では、中心ミラーを挟んでワークと反対側から中心ミラーに臨むと、ワークを斜め全側方から見た外観像を環形ミラーから中心ミラーに映して視察することができる。即ち、ワークの全ての側面を一方向から一度に視察することができる。また、ワークが中心ミラー及び環形ミラーから下方に離して保持され、しかも照射手段をワークより下方に配置したので、ワークの側方にワーク取り替え用の作業空間を確保することが可能になる。これにより、ワークをスムーズに取り替えることができ、複数のワークの視察検査の効率を向上させることが可能になる。
【００６１】
なお、本発明において「上方」とは、中心ミラーを構成する錐形部材が先細り状になった側をいい、地球の重力の逆方向に限定されるものではない。また、「下方」とは前記「上方」の逆側であって、重力の逆方向に限定されるものではない。
【００６２】
＜請求項２の発明＞
請求項２の外観像展開ミラー装置では、照射手段によりワークを下方から照射すると共に、照射手段からの光を照射鏡で反射してワークを上方からも照射するので、ワークの側面及び内面の像を鮮明にして視察することができる。
【００６３】
＜請求項３の発明＞
請求項３の外観像展開ミラー装置では、環形ミラーを挟んでワークと反対側から環形ミラーに臨むと、ワークの内面全体を中心ミラーから環形ミラーに映して視察することができる。ここで、照射手段からの光を照射鏡で反射してワークを上方から照射するので、ワークの内面の像を鮮明にすることができる。これにより、ワークの内面全体を一方向から一度に視察することができる。また、ワークが中心ミラー及び環形ミラーから下方に離して保持され、しかも照射手段をワークより下方に配置したので、ワークの側方にワーク取り替え用の作業空間を確保することが可能になる。これにより、ワークをスムーズに取り替えることができ、複数のワークの視察検査の効率を向上させることが可能になる。
【００６４】
なお、本発明において「下方」とは、中心ミラーを構成する錐形部材が先細り状になった側をいい、地球の重力方向に限定されるものではない。また、「上方」とは前記「下方」の逆側であって重力の逆方向に限定されるものではない。
【００６５】
＜請求項４の発明＞
請求項４の外観像展開ミラー装置では、照射鏡が凹面構造をなして、照射手段からの光をワーク側に集光するので、ワークへの照射強度を高くすることが可能になる。
【００６６】
＜請求項５の発明＞
請求項５の外観像展開ミラー装置では、錐形部材又は環形部材のうちワークとの対向面を鏡面仕上げして照射鏡を構成したので、照射鏡を錐形部材又は環形部材とは別に設けた場合に比べて部品点数の削減が図られる。
【００６７】
＜請求項６の発明＞
請求項６の外観像展開ミラー装置では、照射手段がリングライトであるので、軸状のワークの側面全体を照射することが可能になる。
【００６８】
＜請求項７の発明＞
請求項７の外観像展開ミラー装置では、リングライトの上面に照射用レンズを重ねて照射鏡に光を集光したので、照射鏡への光の強度が高まり、ワークの上方からの照射効率を向上させることが可能になる。
【００６９】
＜請求項８の発明＞
請求項８の外観像展開ミラー装置では、錐形部材に形成した視察用貫通孔を通してワークの一部（例えば、ワークの端面やワークに備えた凹部の奥面等）を直接視察することができる。
【００７０】
＜請求項９の発明＞
環形ミラーが先窄み構造をなしていない場合には、環形ミラーの下方から環形ミラーに入って来た光は、環形ミラーの反対側の上方に向けて反射される（例えば、図４（Ａ）参照）。しかしながら、請求項９の外観像展開ミラー装置では、環形ミラーが先窄み構造をなしているので、環形ミラーの下方から環形ミラーに入ってきた光が環形ミラーの内側に向けて反射される（例えば、図４（Ｂ）参照）。これにより、環形ミラーの内側に中心ミラーを配置した状態にして、ワークの画像を、環形ミラーと中心ミラーとに反射させて、ワークと反対側に向けて映し出すことができる。
【００７１】
＜請求項１０の発明＞
請求項１０の外観像展開ミラー装置では、中心ミラーを挟んでワークと反対側から中心ミラーに臨むと、ワークを斜め側方から見た外観像を外側ミラーから中心ミラーに映して視察することができる。即ち、ワークのうち相異なる方向を向いた側面を一方向から一度に視察することができる。また、ワークが中心ミラー及び外側ミラーから下方に離して保持され、しかも照射手段をワークより下方に配置したので、ワークの側方にワーク取り替え用の作業空間を確保することが可能になる。これにより、ワークをスムーズに取り替えることができ、複数のワークの視察検査の効率を向上させることが可能になる。
【００７２】
なお、本発明において「上方」とは、複数の中心ミラーが接近した側をいい、地球の重力と逆方向に限定されるものではない。また、「下方」とは前記「上方」の逆側であって重力方向に限定されるものではない。
【００７３】
＜請求項１１の発明＞
請求項１１の外観像展開ミラー装置では、板状の透光部材を挟んでワークの側方空間と照射手段の配置空間とが区画されるので、照射手段に邪魔されることなくワークの取り替え作業を容易に行うことができる。
【００７４】
＜請求項１２の発明＞
請求項１２の外観像自動検査システムでは、外観像展開ミラー装置をカメラとワークとの間に配置したので、一方向から一度に各ワークの外観像を画像データとして取り込むことができる。しかも、外観像展開ミラー装置は、ワークを従来のように取り囲まないので、複数のワークをワーク搬送手段にて迅速に移動することが可能になり、ワークの異常検査を効率よく行うことができる。
【００７５】
＜請求項１３の発明＞
請求項１３の外観像自動検査システムでは、異常の有無に応じて、ワークを不良品と正常品とに区分するので、正常なワークのみを効率良く集めることができる。
【００７６】
＜請求項１４の発明＞
請求項１４の外観像自動検査システムでは、ワークが外観像展開ミラー装置に対向配置されたときに、ワークが静止状態となってその外観像がカメラに取り込まれるので、移動状態のワークの画像を処理する場合に比べて、画像処理の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る外観像展開ミラー装置の分解側断面図
【図２】ワークの斜視図
【図３】外観像展開ミラー装置を通して視認可能なワークの外観像
【図４】（Ａ）環形ミラーを円筒構造にした場合の側断面図
（Ｂ）環形ミラーをテーパ構造にした場合の側断面図
【図５】第２実施形態の外観像展開ミラー装置の側断面図
【図６】第３実施形態の外観像展開ミラー装置の側断面図
【図７】第４実施形態の外観像自動検査システムの全体構成を示した概念図
【図８】従来の外観像展開ミラー装置の斜視図
【図９】従来の外観像展開ミラー装置の側断面図
【符号の説明】
１０，１５…環形部材
１１…環形ミラー
１６…第１環形ミラー
１９…カメラ
２０…錐形部材
２１…中心ミラー
２５，４４…照射鏡
４０…第１円錐部材
４２…第１中心ミラー
４３…第２環形ミラー
５０，５９…外観像展開ミラー装置
５５…ワーク載置板（ワーク保持手段）
５６…リングライト（照明手段）
５７…集光レンズ（照射用レンズ）
６０…第２円錐部材
６１…第２中心ミラー
７０…中心ミラー
７１…外側ミラー
８０…外観像自動検査システム
８１…ベルトコンベア（ワーク搬送手段）
８４…センサー（ワーク検出手段）
８８…ロボット（ワーク搬送手段、区分手段）
９０，９８…ワーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに備えた複数の面を一方向から視察可能とする外観像展開ミラー装置及び外観像自動検査システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に示した従来の外観像展開ミラー装置９Ａは、ワーク１の検査部分を３方向から取り囲むように３つのミラー３を配してなり、これら３つのミラー３を共に上方から見ることで、ワーク１のうち相異なる方向を向いた両側面１Ａ，１Ａと、先端面１Ｂとを一度に視察検査することができる構成になっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、別の従来の外観像展開ミラー装置９Ｂでは、図９に示すように、ワーク５の外側を覆う環形ミラー６を備えてなり、環形ミラー６に映ったワーク５の外周面５Ａを環形ミラー６の上方に設けたカメラ８で捉える構成になっている（例えば、特許文献２参照）。これにより、ワーク５の外周面５Ａを一度に一方向から視察検査することができる。また、この外観像展開ミラー装置９Ｂでは、ワーク５の下方にライト７が設けられる一方、ワーク５の上方に照射ミラー７Ｍが設けられている。そして、ライト７からの光を斜め下方からワーク５の側面に照射すると共に、照射ミラー７Ｍでライト７からの光を反射させて斜め上方からワーク５の側面に照射する構成になっている。
【０００４】
なお、その他の従来の外観像展開ミラー装置として、特許文献３、４に掲載されたものが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４８７１６号公報（段落［００６０］、第５図）
【０００６】
【特許文献２】
特許２７２６８０８号公報（段落［００２４］、第５図）
【０００７】
【特許文献３】
特開平１１−４４６５０号公報（段落［０００７］、第１図）
【０００８】
【特許文献４】
特許第３１５３４７６号公報（請求項１、段落［００１７］［００４３］、第１図、第４図、第１８図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の外観像展開ミラー装置９Ａ（９Ｂ）では、ワーク１（５）をミラー３（６）で囲む構成になっていたので、次のワークを外観像展開ミラー装置にセットするには、ワーク又はミラーの何れかを往復移動させなければならず、複数のワークを効率良く視察検査することができなかった。
【００１０】
特に、従来の外観像展開ミラー装置９Ｂ（図９参照）では、ワーク５の全側方を環形ミラー６で囲んだ上に照明用のライト７と照射ミラー７Ｍとがワーク５を上下から挟んでいるので、ワーク５の取り替え作業が非常に困難になり、複数のワークの視察検査効率が非常に悪かった。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複数のワークを効率良く視察検査することが可能な外観像展開ミラー装置及び外観像自動検査システムの提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る外観像展開ミラー装置は、上方に向かって先細り状になった錐形部材の外側面を鏡面仕上げしてなる中心ミラーと、中心ミラーの側方を囲む環形部材の内側面を鏡面仕上げしてなる環形ミラーと、中心ミラーから離れた下方位置にワークを保持するワーク保持手段と、ワークより下方に配置されてワークの側面に斜め下方から光を照射する照射手段とを備えてなり、中心ミラーから見た環形ミラーにはワークを斜め全側方から見た外観像が映され、上方から見た中心ミラーには環形ミラーに映った外観像が映されるように構成したところに特徴を有する。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の外観像展開ミラー装置において、ワークと錐形部材との間又は錐形部材のうちワークとの対向部分には、照射手段から光を受けてワークに向けて反射する照射鏡が備えられたところに特徴を有する。
【００１４】
請求項３の発明に係る外観像展開ミラー装置は、下方に向かって先細り状になった錐形部材の外側面を鏡面仕上げしてなる中心ミラーと、中心ミラーの側方を囲む環形部材の内側面を鏡面仕上げしてなる環形ミラーと、中心ミラーから離れた下方位置に筒状のワークを保持するワーク保持手段と、ワークより下方に配置されて上方に光を照射する照射手段とを備えてなり、環形ミラーから見た中心ミラーには筒状のワークの内面全体の外観像が映され、上方から見た環形ミラーには中心ミラーに映った外観像が映されるように構成し、ワークと環形部材との間又は、環形部材のうちワークとの対向部分には、照射手段から光を受けてワークに向けて反射する照射鏡が備えられたところに特徴を有する。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の外観像展開ミラー装置において、照射鏡は、照射手段からの光をワーク側に集光する凹面構造をなしたところに特徴を有する。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項２乃至４の何れかに記載の外観像展開ミラー装置において、照射鏡は、錐形部材又は環形部材のうちワークとの対向面を鏡面仕上げして構成されたところに特徴を有する。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の外観像展開ミラー装置において、照射手段は、環状の発光部を備えたリングライトであるところに特徴を有する。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項２乃至５の何れかに記載の外観像展開ミラー装置において、照射手段は、環状の発光部を備えたリングライトであり、そのリングライトの上面に重ねられて照射鏡に光を集光する照射用レンズを備えたところに特徴を有する。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の外観像展開ミラー装置において、錐形部材の軸心部分に、ワークの一部を直接視察するため視察用貫通孔を形成したところに特徴を有する。
【００２０】
請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の外観像展開ミラー装置において、環形ミラーは、中心ミラーの先細り構造に対応した先窄み構造をなしたところに特徴を有する。
【００２１】
請求項１０の発明に係る外観像展開ミラー装置は、上方に向かうに従って接近した複数の中心ミラーと、中心ミラーを挟んだ両側に配置された複数の外側ミラーと、中心ミラーから離れた下方位置にワークを保持するワーク保持手段と、ワークより下方に配置されてワークの側面に斜め下方から光を照射する照射手段とを備えてなり、中心ミラーから見た外側ミラーには、ワークを斜め側方から見た外観像が映され、上方から見た中心ミラーには、外側ミラーに映った外観像が映されるように構成したところに特徴を有する。
【００２２】
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０の何れかに記載の外観像展開ミラー装置において、ワーク保持手段は、板状の透光部材で構成され、照射手段は、板状の透光部材の下方に配置されたところに特徴を有する。
【００２３】
請求項１２の発明に係る外観像自動検査システムは、請求項１乃至１１の何れかに記載の外観像展開ミラー装置と、複数のワークを順次に外観像展開ミラー装置との対向位置に配置するワーク搬送手段と、外観像展開ミラー装置を通して各ワークの外観像を画像データとして取り込むカメラと、画像データに基づいてワークの外観における異常の有無を検出する画像処理装置とを備えたところに特徴を有する。
【００２４】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の外観像自動検査システムにおいて、画像処理装置が出力した制御信号に基づいて制御され、異常の有無に応じて、ワークを不良品と正常品とに区分する区分手段を備えたところに特徴を有する。
【００２５】
請求項１４の発明は、請求項１２又は１３に記載の外観像自動検査システムにおいて、ワークが外観像展開ミラー装置に対向配置されたか否かを検出するワーク検出手段を設け、ワーク検出手段がワークを検出したときに、ワーク搬送手段が待機状態となりかつそのときカメラが取り込んだ画像データに基づいて画像処理装置がワークの外観における異常の有無を検出するように構成したところに特徴を有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
本実施形態の外観像展開ミラー装置５０は、環形部材１０の内側に錐形部材２０を備えている。環形部材１０は、上下に開放口を備えた扁平の円筒状をなし、その外周面は下端部から上端部まで同一外径をなす一方、内周面は下端部から上端部に向かうに従って縮径したテーパ構造になっている。そして、その環形部材１０の内周面を鏡面仕上げして本発明に係る環形ミラー１１が形成されている。
【００２７】
環形部材１０の上端開口及び下端開口は、それぞれ固定板５１，５２によって閉塞されている。具体的には、環形部材１０には、その上端面の外縁側を段付き状に突出させた円環突部１２が形成されている。そして、一方の固定板５１は、環形部材１０と同一外径の円板状の透光部材で構成され、その固定板５１の外縁部に形成した段差部５３に環形部材１０の円環突部１２を嵌合することで、環形部材１０と固定板５１とが芯出しされて組み付けられている。そして、環形部材１０を貫通した複数の螺子を段差部５３の上面に締め付けることで、環形部材１０の上面に固定板５１が固定されている。
【００２８】
他方の固定板５２は、環形部材１０より大きな板状の透光部材で構成されている。そして、その固定板５２の上面に環形部材１０が載置され、固定板５２に貫通させた螺子を環形部材１０の下端面に締め付けることで、環形部材１０が固定板５２に固定されている。このように、本実施形態では、これら固定板５１，５２により環形部材１０の内側空間が密閉され、環形ミラー１１及び後述する中心ミラー２１及び照射鏡２５の汚れを防ぐことができる。
【００２９】
錐形部材２０は、図１における上方に向かって先細り状になった円錐台形本体２４の上面から、その上面と略同一径の支持軸２２を延長した構造になっている。そして、支持軸２２の上端部は、固定板５１の中心に陥没形成した位置決め孔５４に嵌合されており、これにより、固定板５１を介在して環形部材１０に対して錐形部材２０が芯出しされている。
【００３０】
錐形部材２０の外側面は、鏡面仕上げされて本発明に係る中心ミラー２１となっている。そして、中心ミラー２１から見た環形ミラー１１には、錐形部材２０の同軸線上下方に配置したワーク９０を斜め全側方から見た外観像が映され、上方から見た中心ミラー２１には、環形ミラー１１に映されたワーク９０の外観像が映されるようになっている。
【００３１】
錐形部材２０の底面は、中心に向かうに従って上方に窪んだテーパー面となっており、このテーパー面を鏡面仕上げすることで、本発明に係る照射鏡２５が形成されている。
【００３２】
下側の固定板５２の下方には、ワーク載置板５５が設けられている。このワーク載置板５５は、本発明の「ワーク保持手段」に相当し、板状の透光部材で構成されている。ワーク載置板５５の下方には、本発明の「照明手段」としてのリングライト５６が設けられている。リングライト５６は、錐形部材２０より僅かに外径が大きい扁平ドーナッツ状をなしており、錐形部材２０の同軸上に配置されている。リングライト５６のうちワーク載置板５５側の一端面には、複数のＬＥＤ群が備えられている。また、リングライト５６のうちワーク載置板５５側の一端面には、集光レンズ５７が敷設されており、これにより、リングライト５６（詳細には、複数のＬＥＤ群）からの光が僅かに集光されて、照射鏡２５に照射されるようになっている。
【００３３】
本実施形態の外観像展開ミラー装置５０の構成は以上であり、外観像展開ミラー装置５０の上方にはカメラ１９が備えられている。そして、中心ミラー２１を上方から見た状態が画像データとして取り込まれる。
【００３４】
本実施形態の外観像展開ミラー装置５０を用いた視察対象となるワーク９０は、例えば図２に示すように、下端有底の円筒形をなしている。また、ワーク９０の外周面９０Ａを４等配する位置には、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」の文字がそれぞれ印字されており、ワーク９０の内周面９０Ｂのうち対向する２つの位置には、「Ｖ」、「Ｗ」の文字がそれぞれ印字されている。
【００３５】
次に、上記構成からなる本実施形態の作用・効果を説明する。
ワーク載置板５５のうち外観像展開ミラー装置５０の同軸線上にワーク９０を載置する。ここで、下側の固定板５２とワーク載置板５５との間の空間は、フリースペースになっているので、容易にワーク９０をワーク載置板５５上に載置することができる。
【００３６】
次いで、リングライト５６を点灯する。ここで、中心ミラー２１を上方から見ると、図３に示すように、ワーク９０の外周面９０Ａ、内周面９０Ｂ及び内側の底面９０Ｃを同心円状に並べた像を視察することができる。これを詳説すると、ワーク９０を直に斜め上方から見たときには、図２に示すようにワーク９０の外周面９０Ａの一部と、内周面９０Ｂの一部と内側の底面９０Ｃの一部を一度に視察することができる。そして、環形ミラー１１には、ワーク９０の全周に亘って斜め上方から見た像が映されかつ、この像が中心ミラー２１に映される。これにより、カメラ１９により中心ミラー２１を上方から見たときには、ワーク９０の外周面９０Ａ、内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃの全体が中心ミラー２１に映された状態を視察することができる。即ち、ワーク９０を向きを変えることなく、ワーク９０の外周面９０Ａ、内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃを一度に視察することができる。
【００３７】
ここで、本実施形態の外観像展開ミラー装置５０では、ワーク載置板５５の下方にリングライト５６を設けたので、リングライト５６から出射された光がワーク９０の外周面９０Ａに斜め下方から光が照射され、その外周面９０Ａで反射した光が斜め上方の環形ミラー１１側に向かう。これにより、ワーク９０の外周面９０Ａの像を環形ミラー１１に明るく映し出すことができる。
【００３８】
また、リングライト５６から出射された光の一部はワーク９０の側方を通過して照射鏡２５に照射される。そして、照射鏡２５のテーパー構造によってワーク９０側に集光され、ワーク９０の内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃを明るく照明することができる。そして、ワーク９０の内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃで乱反射した光が環形ミラー１１側に向かい、ワーク９０の内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃの像を環形ミラー１１に明るく映し出すことができる。
【００３９】
上記のようにしてカメラ１９に取り込まれた画像は、例えば図示しないコンピュータで画像処理され、ワーク９０に印字（「Ａ」〜「Ｄ」、「Ｖ」、「Ｗ」）が正しく印字されているか否か及び傷の有無等がチェックされる。
【００４０】
さて、ワーク９０を次のワーク９０に交換する場合には、下側の固定板５２とワーク載置板５５との間の空間に側方から、例えば産業用ロボットのアームを挿入してワーク９０の交換を行えばよい。ここで、本実施形態では、リングライト５６をワーク載置板５５の下方に配置したので、リングライト５６及びその配線が産業用ロボットに干渉する心配もなく、ワーク９０の交換作業を効率よく行うことができる。
【００４１】
このように本実施形態の外観像展開ミラー装置５０によれば、ワーク９０の外面９０Ａ、内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃを一方向から一度に視察することができる。また、ワーク９０が中心ミラー２１及び環形ミラー１１から下方に離して保持され、しかも照明用のリングライト５６をワーク９０より下方（詳細には、ワーク載置板５５より下方）に配置したので、ワーク９０の側方にワーク取り替え用の作業空間を確保することが可能になる。これにより、ワーク９０をスムーズに取り替えることができ、複数のワーク９０の視察検査の効率を向上させることが可能になる。さらに、本実施形態では、リングライト５６によりワーク９０を下方から照射すると共に、リングライト５６からの光を照射鏡２５で反射してワーク９０を上方からも照射するので、ワーク９０の内周面９０Ｂも鮮明な像にして視察することができる。
【００４２】
ところで、本実施形態の外観像展開ミラー装置５０では、環形ミラー１１を中心ミラー２１に対応したテーパ構造にしたので、環形ミラー１１の内側に中心ミラー２１を配置することが可能になり、全体をコンパクトな構成にすることができる。詳細には、図４（Ａ）に示すように、環形ミラー１１の内径が軸方向で一定な円筒面構成した場合には、ワーク９０の外観像は、環形ミラー１１を挟んでワーク９０と対称反対の位置に向けて映される。これに対し、本実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、環形ミラー１１がテーパ構造になっているので、ワーク９０の外観像が環形ミラー１１の内側に映される。これにより、環形ミラー１１の内側に錐形部材２０が配置されて、外観像展開ミラー装置５０が軸方向でコンパクトな構成になる。
【００４３】
なお、本実施形態のワーク９０は、円筒形を為していたが、ワークはどのような形状であってもよい。また、錐形部材２０の中心に端面視察用貫通孔を形成し、その端面視察用貫通孔を通してワーク９０の底面９０Ｃを直に視察可能な構成にしてもよい。さらに、環形ミラー１１又は中心ミラー２１の何れかを軸方向に湾曲させた凹面鏡構造にして、ワーク９０を軸方向に拡大した像を中心ミラー２１に映すようにしてもよい。また、本発明に係る照射手段は、リングライトに限定されるものではなく、例えばワーク載置板５５の下面に複数の発光素子を散在させた構成にしてもよい。
【００４４】
＜第２実施形態＞
本実施形態の外観像展開ミラー装置５１は、図５に示されている。この外観像展開ミラー装置５１は、環形部材１５の内側に第１円錐部材４０を備え、第１円錐部材４０の軸心部に形成された貫通孔４１の内側に、第２円錐部材６０を設けた構成になっている。
【００４５】
環形部材１５には、その内面に鏡面仕上げを施して第１環形ミラー１６が形成されている。この第１環形ミラー１６は、前記第１実施形態の環形ミラー１１と実質的に同じ構成を有し、同じ作用・効果を奏する。また、第１円錐部材４０には、外側面に鏡面仕上げを施して第１中心ミラー４２が形成されている。この第１中心ミラー４２は、前記第１実施形態の中心ミラー２１と実質的に同じ構成を有し、同じ作用・効果を奏する。
【００４６】
第１円錐部材４０に形成された貫通孔４１は、下方に向かうに従って縮径した形状になっており、その貫通孔４１の内側面に鏡面仕上げを施して第２環形ミラー４３が形成されている。即ち、第１円錐部材４０は本発明の「錐形部材」と「環形部材」の両方に相当し、第１中心ミラー４２と第２環形ミラー４３とは互いに逆向きの方向に向かって先細り状になっている。さらに、第１円錐部材４０の底面は、内側に向かうに従って上方に窪んだテーパー構造をなしており、ここを鏡面仕上げして照射鏡４４が形成されている。
【００４７】
第２円錐部材６０は、先細りの先端側が貫通孔４１の小径側に配された円錐構造をなし、第２円錐部材６０の外周面を鏡面仕上げして第２中心ミラー６１が形成されている。
【００４８】
なお、上記構成以外は前記第１実施形態と同様であるので、重複した説明は省略する。
【００４９】
次に、上記構成からなる本実施形態の作用・効果を説明する。
本実施形態の外観像展開ミラー装置５１では、第２中心ミラー６１の下方にワーク９０が載置されると、ワーク９０の外周面９０Ａを斜め上方から見た像が第１環形ミラー１６から第１中心ミラー４２へと映されて、カメラ１９に取り込まれる。また、ワーク９０の内周面９０Ｂ及び底面９０Ｃをワーク９０の中心上方から見た像が、第２中心ミラー６１から第２環形ミラー４３に映されて、カメラ１９に取り込まれる。これらにより、ワーク９０の外周面９０Ａと内周面９０Ｂと底面９０Ｃとが一方向から一度に視察することができる。
【００５０】
ここで、リングライト５６からの光は、ワーク９０の外周面９０Ａに直に照射されると共に、照射鏡４４で反射してワーク９０内を照射するので、カメラ１９にワーク９０の鮮明な外観画像を取り込むことができる。
【００５１】
＜第３実施形態＞
本実施形態の外観像展開ミラー装置５９は、図６に示されている。この外観像展開ミラー装置５９には、相反する方向を向きかつ一端側が末広がり状に離れるように傾斜した１対の中心ミラー７０，７０と、各中心ミラー７０，７０に対向配置された１対の外側ミラー７１，７１とが備えられている。また、中心ミラー７０及び外側ミラー７１の下方にはワーク載置板５５が設けられ、さらに、そのワーク載置板５５の下方にはリングライト５６が備えられてられている。なお、本実施形態のワーク９８は、例えば、溝形構造をなしている。
【００５２】
この外観像展開ミラー装置５９によれば、中心ミラー７０，７０を挟んでワーク９８と反対側から中心ミラー７０，７０に臨むと、ワーク９８の両側面９８Ａの外観像が外側ミラー７１，７１から中心ミラー７０，７０に映して視察することができる。このとき、リングライト５６からの光がワーク９８の側面９８Ａを照射するので、側面９８Ａの鮮明な画像をカメラ１９に取り込むことができる。また、中心ミラー７０，７０の間から、ワーク９８の底面９８Ｂを直に視察することもできる。
【００５３】
＜第４実施形態＞
図７には、本発明の外観像自動検査システム８０に係る一実施形態が示されている。本実施形態の外観像自動検査システム８０は、前記第１実施形態で説明した外観像展開ミラー装置５０及びカメラ１９を備える。なお、前記第１実施形態と同一部位には、図７において同一符合を付して重複説明は省略する。
【００５４】
図７において符合８１は、ベルトコンベアであって、そのベルトコンベア８１の終端部の近傍に前記外観像展開ミラー装置５０のワーク載置板５５が配置されている。そして、本発明の「ワーク搬送手段」及び「区分手段」としてのロボット８８が、ベルトコンベア８１の終端部に位置したワーク９０をワーク載置板５５に移動して載置する。また、コンベア駆動回路８３とロボットコントローラ８９とは、共にメインコントローラ８６に接続されている。
【００５５】
外観像展開ミラー装置５０とワーク載置板５５との間の空間の側方には、「ワーク検出手段」としての例えば光電式のセンサー８４が設けられている。そして、外観像展開ミラー装置５０の下方にワーク９０が位置すると、センサー８４からワーク検出信号が出力される。
【００５６】
カメラ１９はワーク９０の外観像を画像データ（図３参照）として取り込み、その画像データを画像処理装置８５に出力する。画像処理装置８５は、メインコントローラ８６から画像処理指令を受けたときに画像データを画像処理して、ワーク９０に印字が正しく印字されているか否か及び傷の有無等をチェックする。
【００５７】
ロボット８８の近傍には、良品シュート８７と図示しない不良品バケットとが設けられている。そして、ロボット８８は、メインコントローラ８６からの信号に基づいて、異常が無かったワーク９０（正常品）を良品シュート８７に搬送する一方、異常があったワーク９０を不良品バケットに搬送する。
【００５８】
上記した本実施形態の外観像自動検査システム８０によれば、外観像展開ミラー装置５０を備えたことでワーク９０を従来のように取り囲むことがなくなり、複数のワーク９０をロボット８８にて迅速に交換して異常検査を効率よく行うことができる。
【００５９】
なお、本発明は、前記した第１〜第４の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６０】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
請求項１の外観像展開ミラー装置では、中心ミラーを挟んでワークと反対側から中心ミラーに臨むと、ワークを斜め全側方から見た外観像を環形ミラーから中心ミラーに映して視察することができる。即ち、ワークの全ての側面を一方向から一度に視察することができる。また、ワークが中心ミラー及び環形ミラーから下方に離して保持され、しかも照射手段をワークより下方に配置したので、ワークの側方にワーク取り替え用の作業空間を確保することが可能になる。これにより、ワークをスムーズに取り替えることができ、複数のワークの視察検査の効率を向上させることが可能になる。
【００６１】
なお、本発明において「上方」とは、中心ミラーを構成する錐形部材が先細り状になった側をいい、地球の重力の逆方向に限定されるものではない。また、「下方」とは前記「上方」の逆側であって、重力の逆方向に限定されるものではない。
【００６２】
＜請求項２の発明＞
請求項２の外観像展開ミラー装置では、照射手段によりワークを下方から照射すると共に、照射手段からの光を照射鏡で反射してワークを上方からも照射するので、ワークの側面及び内面の像を鮮明にして視察することができる。
【００６３】
＜請求項３の発明＞
請求項３の外観像展開ミラー装置では、環形ミラーを挟んでワークと反対側から環形ミラーに臨むと、ワークの内面全体を中心ミラーから環形ミラーに映して視察することができる。ここで、照射手段からの光を照射鏡で反射してワークを上方から照射するので、ワークの内面の像を鮮明にすることができる。これにより、ワークの内面全体を一方向から一度に視察することができる。また、ワークが中心ミラー及び環形ミラーから下方に離して保持され、しかも照射手段をワークより下方に配置したので、ワークの側方にワーク取り替え用の作業空間を確保することが可能になる。これにより、ワークをスムーズに取り替えることができ、複数のワークの視察検査の効率を向上させることが可能になる。
【００６４】
なお、本発明において「下方」とは、中心ミラーを構成する錐形部材が先細り状になった側をいい、地球の重力方向に限定されるものではない。また、「上方」とは前記「下方」の逆側であって重力の逆方向に限定されるものではない。
【００６５】
＜請求項４の発明＞
請求項４の外観像展開ミラー装置では、照射鏡が凹面構造をなして、照射手段からの光をワーク側に集光するので、ワークへの照射強度を高くすることが可能になる。
【００６６】
＜請求項５の発明＞
請求項５の外観像展開ミラー装置では、錐形部材又は環形部材のうちワークとの対向面を鏡面仕上げして照射鏡を構成したので、照射鏡を錐形部材又は環形部材とは別に設けた場合に比べて部品点数の削減が図られる。
【００６７】
＜請求項６の発明＞
請求項６の外観像展開ミラー装置では、照射手段がリングライトであるので、軸状のワークの側面全体を照射することが可能になる。
【００６８】
＜請求項７の発明＞
請求項７の外観像展開ミラー装置では、リングライトの上面に照射用レンズを重ねて照射鏡に光を集光したので、照射鏡への光の強度が高まり、ワークの上方からの照射効率を向上させることが可能になる。
【００６９】
＜請求項８の発明＞
請求項８の外観像展開ミラー装置では、錐形部材に形成した視察用貫通孔を通してワークの一部（例えば、ワークの端面やワークに備えた凹部の奥面等）を直接視察することができる。
【００７０】
＜請求項９の発明＞
環形ミラーが先窄み構造をなしていない場合には、環形ミラーの下方から環形ミラーに入って来た光は、環形ミラーの反対側の上方に向けて反射される（例えば、図４（Ａ）参照）。しかしながら、請求項９の外観像展開ミラー装置では、環形ミラーが先窄み構造をなしているので、環形ミラーの下方から環形ミラーに入ってきた光が環形ミラーの内側に向けて反射される（例えば、図４（Ｂ）参照）。これにより、環形ミラーの内側に中心ミラーを配置した状態にして、ワークの画像を、環形ミラーと中心ミラーとに反射させて、ワークと反対側に向けて映し出すことができる。
【００７１】
＜請求項１０の発明＞
請求項１０の外観像展開ミラー装置では、中心ミラーを挟んでワークと反対側から中心ミラーに臨むと、ワークを斜め側方から見た外観像を外側ミラーから中心ミラーに映して視察することができる。即ち、ワークのうち相異なる方向を向いた側面を一方向から一度に視察することができる。また、ワークが中心ミラー及び外側ミラーから下方に離して保持され、しかも照射手段をワークより下方に配置したので、ワークの側方にワーク取り替え用の作業空間を確保することが可能になる。これにより、ワークをスムーズに取り替えることができ、複数のワークの視察検査の効率を向上させることが可能になる。
【００７２】
なお、本発明において「上方」とは、複数の中心ミラーが接近した側をいい、地球の重力と逆方向に限定されるものではない。また、「下方」とは前記「上方」の逆側であって重力方向に限定されるものではない。
【００７３】
＜請求項１１の発明＞
請求項１１の外観像展開ミラー装置では、板状の透光部材を挟んでワークの側方空間と照射手段の配置空間とが区画されるので、照射手段に邪魔されることなくワークの取り替え作業を容易に行うことができる。
【００７４】
＜請求項１２の発明＞
請求項１２の外観像自動検査システムでは、外観像展開ミラー装置をカメラとワークとの間に配置したので、一方向から一度に各ワークの外観像を画像データとして取り込むことができる。しかも、外観像展開ミラー装置は、ワークを従来のように取り囲まないので、複数のワークをワーク搬送手段にて迅速に移動することが可能になり、ワークの異常検査を効率よく行うことができる。
【００７５】
＜請求項１３の発明＞
請求項１３の外観像自動検査システムでは、異常の有無に応じて、ワークを不良品と正常品とに区分するので、正常なワークのみを効率良く集めることができる。
【００７６】
＜請求項１４の発明＞
請求項１４の外観像自動検査システムでは、ワークが外観像展開ミラー装置に対向配置されたときに、ワークが静止状態となってその外観像がカメラに取り込まれるので、移動状態のワークの画像を処理する場合に比べて、画像処理の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る外観像展開ミラー装置の分解側断面図
【図２】ワークの斜視図
【図３】外観像展開ミラー装置を通して視認可能なワークの外観像
【図４】（Ａ）環形ミラーを円筒構造にした場合の側断面図
（Ｂ）環形ミラーをテーパ構造にした場合の側断面図
【図５】第２実施形態の外観像展開ミラー装置の側断面図
【図６】第３実施形態の外観像展開ミラー装置の側断面図
【図７】第４実施形態の外観像自動検査システムの全体構成を示した概念図
【図８】従来の外観像展開ミラー装置の斜視図
【図９】従来の外観像展開ミラー装置の側断面図
【符号の説明】
１０，１５…環形部材
１１…環形ミラー
１６…第１環形ミラー
１９…カメラ
２０…錐形部材
２１…中心ミラー
２５，４４…照射鏡
４０…第１円錐部材
４２…第１中心ミラー
４３…第２環形ミラー
５０，５９…外観像展開ミラー装置
５５…ワーク載置板（ワーク保持手段）
５６…リングライト（照明手段）
５７…集光レンズ（照射用レンズ）
６０…第２円錐部材
６１…第２中心ミラー
７０…中心ミラー
７１…外側ミラー
８０…外観像自動検査システム
８１…ベルトコンベア（ワーク搬送手段）
８４…センサー（ワーク検出手段）
８８…ロボット（ワーク搬送手段、区分手段）
９０，９８…ワーク
Claims (14)
- 上方に向かって先細り状になった錐形部材の外側面を鏡面仕上げしてなる中心ミラーと、前記中心ミラーの側方を囲む環形部材の内側面を鏡面仕上げしてなる環形ミラーと、前記中心ミラーから離れた下方位置にワークを保持するワーク保持手段と、前記ワークより下方に配置されて前記ワークの側面に斜め下方から光を照射する照射手段とを備えてなり、
前記中心ミラーから見た前記環形ミラーには前記ワークを斜め全側方から見た外観像が映され、上方から見た前記中心ミラーには前記環形ミラーに映った前記外観像が映されるように構成したことを特徴とする外観像展開ミラー装置。 - 前記ワークと前記錐形部材との間又は、前記錐形部材のうち前記ワークとの対向部分には、前記照射手段から光を受けて前記ワークに向けて反射する照射鏡が備えられたことを特徴とする請求項１に記載の外観像展開ミラー装置。
- 下方に向かって先細り状になった錐形部材の外側面を鏡面仕上げしてなる中心ミラーと、前記中心ミラーの側方を囲む環形部材の内側面を鏡面仕上げしてなる環形ミラーと、前記中心ミラーから離れた下方位置に筒状のワークを保持するワーク保持手段と、前記ワークより下方に配置されて上方に光を照射する照射手段とを備えてなり、
前記環形ミラーから見た前記中心ミラーには前記筒状のワークの内面全体の外観像が映され、上方から見た前記環形ミラーには前記中心ミラーに映った前記外観像が映されるように構成し、
前記ワークと前記環形部材との間又は、前記環形部材のうち前記ワークとの対向部分には、前記照射手段から光を受けて前記ワークに向けて反射する照射鏡が備えられたことを特徴とする外観像展開ミラー装置。 - 前記照射鏡は、前記照射手段からの光を前記ワーク側に集光する凹面構造をなしたことを特徴とする請求項２又は３に記載の外観像展開ミラー装置。
- 前記照射鏡は、前記錐形部材又は前記環形部材のうち前記ワークとの対向面を鏡面仕上げして構成されたことを特徴とする請求項２乃至４の何れに記載の外観像展開ミラー装置。
- 前記照射手段は、環状の発光部を備えたリングライトであることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の外観像展開ミラー装置。
- 前記照射手段は、環状の発光部を備えたリングライトであり、そのリングライトの上面に重ねられて前記照射鏡に光を集光する照射用レンズを備えたことを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の外観像展開ミラー装置。
- 前記錐形部材の軸心部分に、前記ワークの一部を直接視察するため視察用貫通孔を形成したことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の外観像展開ミラー装置。
- 前記環形ミラーは、前記中心ミラーの先細り構造に対応した先窄み構造をなしたことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の外観像展開ミラー装置。
- 上方に向かうに従って接近した複数の中心ミラーと、前記中心ミラーを挟んだ両側に配置された複数の外側ミラーと、前記中心ミラーから離れた下方位置にワークを保持するワーク保持手段と、前記ワークより下方に配置されて前記ワークの側面に斜め下方から光を照射する照射手段とを備えてなり、前記中心ミラーから見た前記外側ミラーには、前記ワークを斜め側方から見た外観像が映され、上方から見た前記中心ミラーには、前記外側ミラーに映った前記外観像が映されるように構成したことを特徴とする外観像展開ミラー装置。
- 前記ワーク保持手段は、板状の透光部材で構成され、前記照射手段は、前記板状の透光部材の下方に配置されたことを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の外観像展開ミラー装置。
- 前記請求項１乃至１１の何れかに記載の外観像展開ミラー装置と、
複数のワークを順次に前記外観像展開ミラー装置との対向位置に配置するワーク搬送手段と、
前記外観像展開ミラー装置を通して前記各ワークの外観像を画像データとして取り込むカメラと、
前記画像データに基づいて前記ワークの外観における異常の有無を検出する画像処理装置とを備えたことを特徴とする外観像自動検査システム。 - 前記画像処理装置が出力した制御信号に基づいて制御され、前記異常の有無に応じて、前記ワークを不良品と正常品とに区分する区分手段を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の外観像自動検査システム。
- 前記ワークが前記外観像展開ミラー装置に対向配置されたか否かを検出するワーク検出手段を設け、前記ワーク検出手段が前記ワークを検出したときに、前記ワーク搬送手段が待機状態となりかつそのとき前記カメラが取り込んだ画像データに基づいて前記画像処理装置が前記ワークの外観における異常の有無を検出するように構成したことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の外観像自動検査システム。
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| JP2003121124A JP2004325285A (ja) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | 外観像展開ミラー装置及び外観像自動検査システム |
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