JP2007057489A

JP2007057489A - ねじ軸径測定装置

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Publication number: JP2007057489A
Application number: JP2005246237A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Yasuda; 正俊安田; Tokihiko Han; 時彦反; Tamiichirou Fuji; 民一郎藤
Original assignee: Yutaka Co Ltd
Current assignee: Yutaka Co Ltd
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2025-08-26
Also published as: JP4677603B2

Abstract

【課題】検査対象のねじの外径を測定する手段として、測定を連続的に高精度で確実に行なうことができ、かつ操作が簡単で、コストが安いねじ軸径測定装置を得る。
【解決手段】ねじ軸径測定装置１０は、レーザ照射部１１からの平行ビームＰ_BをねじボルトＴ_Bに所定角度の傾斜状に照射し、平行ビームＰ_Bの透過部を受光部で受光し、上記光学系を全体に支持アーム１３を昇降させることによりねじボルトＴ_Bのねじ部に沿って昇降させ、平行ビームＰ_Bの透過光と遮光部の境界の受光信号の変化からねじ軸径を演算部２２により算出してねじ軸径を得、ねじ軸径の製作の良否を判定するように構成している。
【選択図】図３

Description

この発明は、ねじの軸径を光学系の検出手段により高精度で連続して速く測定できるねじ軸径測定装置に関する。

ねじの長さ、形状、ねじの有無等を測定する手段として、ノギスあるいはマイクロメータのような接触式の測定手段により手作業で寸法を測定する方法は、多数のねじを測定するには多くの人手と時間が掛るため、高精度で連続して速く測定する手段として、光学系の検出手段が種々提案されている。特許文献１の「ねじ山の検出装置」は、移送手段で送られているねじのねじ山に光源から光を照射し、ねじ山の表面の反射光を受光体で受光し、ねじ山が正常かどうかを検出している。この装置では光源のビームはねじの軸線に対して３０度傾斜してねじの表面に細い線状のビームを照射し、その反射光を受光するとねじ山は正常、受光しなければねじ山が不良と判別する。

特許文献２の「ねじ検査装置」では、移送手段で送られているねじの首下長さ、ねじの頭径、ねじ部の有無をそれぞれの検査ステージで測定し、ねじの良否を判別するようにしている。ねじの首下長さ、ねじの頭径は投光手段からの光を受光する複数のダイオードから成る固体式撮像手段により測定される。ねじ部の有無は、ねじ部にレーザ光を照射し、ねじ部によって生じる回折レーザ光を受信する受光素子により、仮想スクリーン上で斜線状回折パターンを検出すればねじ部有り、横線状回折パターンが生じると受光素子は信号を出力しないことによりねじ部無しと判定する。

上記特許文献１、２以外にもねじの検査装置について種々の提案がされているが、殆どがねじ山の長さや、ねじ山の形状の良否についての検査装置である。しかし、ねじの良否を判断する際にねじ軸径が正確な寸法に製作されているかは、検査の重要な項目の１つであるにも拘らず、上記特許文献１、２等の従来の検査装置ではねじ軸径を測定することができない。ねじ軸径を測定する方法とは全く異なる技術であるが、線条体の径を測定する技術に関連する技術として、特許文献３の「レーザ線径測定装置」が知られている。

この測定装置は、レーザ発光部からのレーザビームをミラー、レンズにより平行ビームとして発光部から出射させ、集光レンズで集光して受光素子で受光し、２つのレンズ間に置かれた測定物である鋼線条片により遮られたレーザ光の強弱の変化を受光素子で出力電圧の変化として出力し、計測部により感知するというものである。測定物は平行な同一径の線条片であるから、平行ビームを線条片の長さ方向の一箇所で線条片と直交する方向に照射することにより線径を測ることができる。

この装置では、線条片の径を全周で測るため、線条片の両端を回転プレートに固定し、ハンドルで回転プレートと共に線条片を回転させ、平行ビームを線条片の全周に照射するようにしている。しかし、ねじのように長さ方向の位置で山、谷を有する対象物に平行ビームを照射しても、その長さ方向の位置によって測定値が大きく変動し、かつ長さ方向に沿って径を測定するには時間がかかり、従ってねじのような対象物の径を測定する手段としては適さない。

一方、ねじの検査において、ねじの軸径を正確に測定する必要がある場合、現状では光源からの照明光でねじの軸心と直交する方向にねじを照射し、ＣＣＤカメラのような撮像手段でねじの画像情報を取り込み、画像処理プログラムを内蔵する画像処理装置でねじピッチの先のエッジを両側方で検出し、そのエッジ信号から演算によりねじ軸径を算出してねじ軸径を測定する手段が採用されている。しかし、このような測定手段は撮像手段への画像光はねじの背後の照射光（バックライト）がねじ軸心と直交方向から照射されるため、バックライトのねじへの散乱光が画像光に干渉して鮮明な画像光が得られない場合があり、特にねじ径がＭ２、Ｍ３級の小さいねじではその影響が大きくなり、照射光の照射方向をそのままでは高精度で小さいねじのねじ軸径を測定するのに適さないという問題がある。
特開昭５５−７０７０２号公報特開昭５７−１９２８１３号公報特開平１１−１６６８１５号公報

この発明は、上記の問題に留意して、検査対象のねじの外径を測定する手段として、測定を連続的に高精度で確実に行なうことができ、かつ操作が簡単で、コストが安いねじ軸径測定装置を提供することを課題とする。
又、画像光によりねじ軸径の測定を連続的に正確、確実に行なうことができるねじ軸径測定装置を提供することをもう１つの課題とする。

この発明は、上記の課題を解決する手段として、検査対象のねじに対しねじ径より広幅の平行ビームとしてレーザ光を射出するレーザ照射部と、レーザ照射部からの平行ビームを受光する受光素子を有する受光部とをねじを挟んで対向配置した光学手段を傾斜及び昇降可能に設け、光学手段を傾斜させることによりねじへの平行ビームの照射方向を所定角度以上に傾斜させ、この状態で光学手段を昇降させることにより平行ビームの通過領域をねじの所定長さ範囲について受光部により検出し、この検出信号に基づいてねじ軸径を演算する演算手段を設けたねじ軸径測定装置としたのである。

上記の構成としたこの発明のねじ軸径測定装置によれば、照射部と受光部による光学手段をねじ軸に対し所定の傾斜状に設定し、かつこの光学手段を昇降させることによりねじ軸径を簡単に、短時間に素速く正確、確実に測定することができる。光学手段のレーザ光は少なくともねじ軸径より広い所定幅の平行ビームとしてねじ軸に照射される。所定の傾斜角はねじ軸の種類によって異なるが、それぞれのねじ軸径を測定するのに適合する角度に設定される。ねじ軸径の測定は、所定の傾斜状態でレーザ光の平行ビームを照射し、平行ビームの通過領域の透過光とねじで遮光された遮光部両端との境界を表わす検出信号が平行ビームの昇降に伴ってねじの最外径を連ねた直線状の信号となるようにレーザ光の平行ビームをねじに対し傾斜状に照射して行なわれる。

なお、レーザ光の平行ビームは直線性が高く、ｍ単位の距離に照射部と受光部を設置した場合に平行ビームの広がりは無視できる程の直線性を有するため、透過光と遮光部両端の境界は、極めて高精度でその境界域を表わす。従って、大きいねじは勿論、小さい径のねじ、例えばＭ２、Ｍ３程度のものでも、μｍオーダの測定誤差範囲内で測定が可能である。

この場合、上記直線状の境界線がねじのねじ軸径を表わすが、この境界線は光学手段を全体に昇降することによって得られ、又上記傾斜角度が所定以下であればその境界線は直線状とならず、ジクザグの折線状となりねじ軸径を測定することができない。ねじ山の谷の影響で照射光がねじ軸径内を通過するからである。従って、この影響を回避するため傾斜角度はねじ山の谷の影響を受けない角度以上に設定する必要がある。このように設定して照射されたレーザ光の平行ビームは、ねじ軸径外を通過するビームと遮光された領域では光強度が大きく異なる。

受光部は、上記レーザ光の平行ビームの透過光領域と遮光領域で受光量が異なり、このような受光信号を電気信号に変換して演算手段へ送り、遮光領域の幅からねじ軸径が演算により算出される。このねじ軸径の演算では、設計値を基準値として予め記憶部に記憶しておき、基準値と上記演算によって算出されたねじ軸径の測定値を比較し、所定の誤差範囲内であればねじ軸径の製作は正常として処理し、その旨の信号を出力すると共に測定値を表示するのが好ましい。

第二の発明は、上記もう１つの課題を解決する手段として、検査対象のねじ全長を照射する可視光ビームの照射部１１’と、照射されたねじの画像光を受光する撮像手段１２’とをねじを挟んで対向配置した画像検出手段を傾斜可能に設け、画像検出手段を傾斜させることによりねじへの照射光の照射方向を所定角度以上に傾斜させ、上記照射光による画像光の遮光部との境界線の所定範囲長さに亘る領域を画像処理により検出し、その検出データからねじ軸径を演算して画像処理によりねじ軸径を算出するねじ軸径演算手段を設けたねじ軸径測定装置としたのである。

この第二の発明のねじ軸径測定装置によれば、可視光（白色光）ビームを照射してねじの画像光を撮像手段で撮像し、その画像信号を画像処理してねじ軸の両端エッジの直線状の境界線を検出し、両端エッジの境界線の検出信号からねじ軸径を演算するプログラムにより算出してねじ軸径を得る。この画像光を撮像する場合、可視光ビームは所定角度以上の傾斜状にねじに対し照射され、このため画像光はねじ全体の画像を含むと同時にねじ最外径の通過領域の透過光と遮光部両端との境界の状態も含む。

上記境界状態は、照射光が傾斜状であるためねじ軸の両端エッジであるねじ最外径を連ねたねじ軸径を表わす直線状の境界線を形成し、この直線状の境界線の画像光の検出信号からねじ軸径を算出する。このように画像処理によりねじ軸径を算出する方式であっても、ねじ最外径に対応する直線状の境界線からねじ軸径を算出するから、照射光をねじに対し直交する方向から照射し、ねじの全画像データからねじ最外径のエッジを検出して算出するよりもプログラムは簡易となり、従って処理速度が速くなる。

上記第一の発明のねじ軸径測定装置は、レーザ照射部からレーザ光の平行ビームを所定の傾斜状態でねじに対し照射し、受光部で受光した信号を電気信号に変換し、その信号に基づいてねじ軸径を演算により算出するようにしたから、小径のねじに対してもねじ軸径を高精度で得られ、かつ簡単な操作で迅速に、正確、確実に、しかも安価に測定装置を得ることができる。

第二の発明のねじ軸径測定装置は、ねじを照射した可視光ビームによる画像光を撮像手段で撮像し、その画像光からねじ軸外径と遮光部との境界線を検出してねじ軸外径を得るようにしたから、画像処理の技術を簡略化することによってねじ軸径を算出でき、迅速に正確、かつ確実にねじ軸径を得ることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は第１実施形態のねじ検査装置の（ａ）全体概略構成の平面図、（ｂ）（ａ）図の矢視Ｉｂ−Ｉｂから見た部分側面図である。この実施形態のねじ検査装置Ａは、検査台１上に立設された支柱１_R上に回転自在に駆動（モータは図示省略）される検査テーブル２を備え、この検査テーブル２の外周に所定角度ピッチで複数箇所形成した切欠き３に検査対象のねじボルトＴ_Ｂを所定位置でテーブルの半径方向に供給して嵌合させるねじ供給手段４が設けられている。４ａは切欠き３にねじボルトを嵌合するための案内手段である。

切欠き３は半円状又は半円部分を含む長穴状に形成され、この切欠き３に嵌合されたねじボルトＴ_Ｂは、検査テーブル２の外周とわずかな隙間を置いて固定された保持板５の内周面に沿って案内され、検査テーブル２の図中（（ａ）図参照）の矢印方向への回転により送られて、保持板５の始端寄りの位置に設けたねじ軸径測定装置１０によりねじ軸径が測定される。検査テーブル２は、例えばステッピングモータを用いて所定角度ピッチ毎回転されて停止するように間欠駆動され、所定ピッチ分移動するとねじボルトの供給とねじ軸径測定装置１０によるねじ軸径の測定が並行して行なわれる。

ねじ軸径測定装置１０は、レーザ光を平行ビームとして出射するレーザ照射部１１と、その平行ビームＰ_Ｂを受光する受光部１２とを検査テーブル２上のねじボルトＴ_Ｂを挟んで支持手段として設けた支持アーム１３の両端に対向配置して備えている。支持アーム１３は側面視コ字状に形成され、支持アーム１３の基部１３ａは支持アーム１３の略中間位置に一端が連結され、他端は長孔１３ｂの範囲で昇降動可能に昇降板１４にピン１５を介して接続されている。ピン１５には締結ナット１６が設けられ、この締結ナット１６を回転させてピン１５を締付けることにより支持アーム１３を所定角度の傾斜状に固定し、必要に応じて締結ナット１６を緩めて傾斜角度を調整できるようにしている。

昇降板１４は、ガイド部材１７内にスライド自在に設けられ、図示しないラックピニオン機構を昇降板に接続し、モータによりピニオンを回転駆動して昇降自在とされている。ラックピニオン以外にも、液圧シリンダ内のピストンに連結されたピストンロッドの突出端に昇降板１４を接続し、液圧により昇降板１４を昇降させるようにしてもよく、昇降板１４を昇降駆動できれば他の種々の昇降手段を用いることができる。又、支持アーム１３の基部１３ａの昇降板１４に対する傾斜角度を調整自在に締結する締結手段として、上記手動の締結ナット１６に代えて、電動モータをピン１５の端に連結し、自動締結できるようにしてもよい。

ねじ供給手段４は、平行に配置された一対のレールを備え、レール間の隙間がねじボルトＴ_Bのねじ部Ｎ（図４の（ｂ）、（ｃ）図参照）の直径Ｄ_Nよりもやや広く、かつねじボルトＴ_Bの頭部Ｈよりも狭く設けられているため、レールにはねじボルトＴ_Bの頭部Ｈが引っかかり、レール間にねじ部Ｎが垂れ下がり、この状態で多数のねじボルトＴ_Bが順次検査テーブルの周縁へと送り込まれる。４ａはガイド部である。又、保持板５は検査テーブル２の外周の略１／４円弧状に沿って設けられており、図示していないが、ねじ検査装置の他の項目、例えば、ねじ長さ、ねじ頭部等について個別にそれぞれ検査する手段がこの保持板５の下に順番に設けられている。

図２にねじ軸径測定装置１０の光学部材の概略構成の（ａ）平面図、（ｂ）斜視図を示す。レーザ照射部１１は、半導体レーザを用いたレーザ光発生部１１ａ、そのレーザ光を反射する反射ミラー１１ｂ、反射されたレーザ光を平行ビームに変換するプリズム１１ｃとから成る。１１ｄは透過窓である。図示の例の半導体レーザは、波長６５０ｎｍの可視光のレーザ光を連続光（ｃｗ）として発生する。受光部１２は、透過窓１２ｃを透過した平行ビームを集光する集光レンズ１２ａ、その集光された光を受光して電気信号に変換する面状のマトリックス状の光電変換素子１２ｂとから成る。Ｌａは電源ライン、Ｌｂは光電変換信号及び電源を含む出力ラインである。

図３にねじ軸径測定装置１０の光学部材のレーザ照射部１１、受光部１２による信号の処理回路である演算手段２０のブロック図を示す。受光部１２で受光された信号は、光電変換素子により電気信号に変換され、この電気信号は信号検出部２１で二値化信号に変換されて平行ビームの変化の状態が検出され、この検出信号を演算部（マイクロコンピュータ、ＣＰＵ）２２へ送り、演算部２２での演算によりねじ軸径が算出され、表示部２３に数値が表示される。又、入力部Ｅ_Xからの操作信号に基づいて光学部材（１１、１２）を昇降させ、又検査対象のねじボルトＴ_Bを装着した検査テーブル２を所定ピッチずつ移動させるため、駆動部２４へ制御信号を送り、昇降板１４のガイド部材１７に連結されたラックピニオン機構の駆動モータ１７Ｍ、テーブル２のモータをそれぞれ駆動する。

上記の構成とした実施形態のねじ検査装置Ａのねじ軸径測定装置１０によれば、次のように検査対象の大径から２〜３ｍｍ程の小径までのねじボルトＴ_Bのねじ軸径を高精度で正確、確実に、かつ迅速、容易に測定することができる。ねじボルトＴ_Bが検査テーブル２に供給され、テーブル２が所定ピッチ分回転してねじ軸径測定装置１０の位置へ進むとねじ軸径の測定が行なわれる。この測定では、レーザ照射部１１からレーザ光の平行ビームＰ_Ｂを出射し、ねじボルトＴ_Ｂを横切るように当てその平行ビームＰ_Ｂを受光部１２で受光する。平行ビームＰ_Ｂは、幅が少なくとも検査対象のねじボルトＴ_Ｂの径より広く、厚みはｍｍ単位であり、検査光として照射されるため、ねじボルトＴ_Ｂに損傷を与える程の強力なエネルギレベルの光ではない。図示の例では、平行ビームＰ_Ｂは（図２の（ａ）図）例えば幅Ｂが１０ｍｍ、又は３０ｍｍのものが用いられている。

上記平行ビームＰ_ＢをねじボルトＴ_Ｂに照射する際に、予め支持アーム１３は、図４の（ｂ）図に示すように、ねじボルトＴ_Ｂの水平支持面に対して少なくとも４５°〜６０°の所定角度に傾斜した方向となるように設定される。又、支持アーム１３は上記所定の傾斜状態でねじボルトＴ_Ｂの長さ方向に沿って上下に昇降され、従って平行ビームＰ_ＢはねじボルトＴ_Ｂの下端から略中間長さ位置まで少しずつ照射位置が移動する。このような昇降動作中に連続して平行ビームＰ_Ｂは照射され、それぞれの位置での光信号が受光部１２で受光され、ねじボルトＴ_Ｂの直径を測定する信号として電気信号に変換される。

上記平行ビームＰ_ＢをねじボルトＴ_Ｂに照射すると、ねじボルトＴ_Ｂの直径部に当るレーザ光は遮光され（遮光部Ｐ_ＢＯ）、遮光されない部分のレーザ光はそのまま通過して受光部１２で受光される。この場合、平行ビームＰ_Ｂは所定の傾斜状にねじボルトＴ_Ｂに照射されるため、ねじ山の谷の斜面が形成する凹部をレーザ光が通過することはなくなり（遮光され）、ねじ山の頂部より外側を通るレーザ光のみが通過する。これは、ねじ山の斜面の傾斜がねじの種類によって異なるが、ねじの種類が異なっても平行ビームの照射角度が４５°〜６０°程度であれば殆ど遮光され、ねじ山頂部より外側しかレーザ光が通過できなくなるからである。

ちなみに、平行ビームＰ_ＢのねじボルトＴ_Ｂに対する照射角度を４５°以下とし水平方向に近づけると、ねじ山の谷の斜面による凹部をレーザ光が通過し、遮光される幅がねじボルトＴ_Ｂの長さ方向の位置により全て異なり直径を表わす信号を検出する処理が難しくなる。又、照射角度によっては上記凹部がレーザ光の回折格子となり、弱い回折光が遮光領域へ屈折して進み、受光部１２の受光素子が受光するため、益々ねじボルトの山の軸径を表わす信号を検出する処理が難しくなる。このため、平行ビームＰ_Ｂは上記所定以上の傾斜状態に設定することとしたのである。

上記のように、ねじ山の頂部の外側を通過するレーザ光を受光部１２で受光し、かつ平行ビームＰ_ＢをねじボルトＴ_Ｂの長さ方向に沿って昇降させると、各高さ位置ごとのねじ軸径を表わすレーザ光のみが受光部１２で受光され、従って各高さ位置ごとのねじ軸径を表わす信号は、図４の（ｃ）に示すようにねじボルトＴ_Ｂの外側Ｌ_ＤＬ、Ｌ_ＤＲを連ねた直線として表わす位置信号となる。このような位置信号は、高さ位置ごとの受光信号の受光領域での光量（光強度）を電気信号に変換し、演算手段２０の信号検出部２１で検出して得られる。そして、演算部２２における位置信号の差を算出する演算によって図４の（ｃ）図に示す直径Ｄ_Ｎが得られることとなる。なお、図４の（ｃ）図は、ねじボルトＴ_Ｂを平行ビームＰ_Ｂと同じく傾斜方向から目視した状態を示し、図中のＬ_ＤＬ、Ｌ_ＤＲの値、即ち直径Ｄ_Ｎが計算によって得られる。

又、上記測定されたねじボルトＴ_Ｂの直径Ｄ_Ｎは、ねじボルトＴ_Bの製作が正確であれば設計値の値に一致するはずである。しかし、実際にはねじ軸の成形には製作誤差が通例含まれるから、測定された直径Ｄ_Nの値を演算部２２内の比較部で設計値を基準値として比較し、所定の誤差内であればねじボルトＴ_Bの製作は正常として取り扱うものとする。但し、所定の誤差は、各高さ位置での直径の値が基準値の数％（大又は小）以内であればよい。なお、この実施形態ではレーザ照射部１１の光源に小型で安価な半導体レーザを用いたが、例えばＨｅ−Ｎｅレーザ、ＹＡＧレーザその他の形式のレーザ光を用いてもよい。

なお、上記実施形態ではレーザ光の平行ビームＰ_Ｂの傾斜角度の設定は、ねじ軸径を測定し得る所定角度以上としたが、この平行ビームの設定角度をねじ軸径を測定する少し手前で、ねじ山が判断できる程度に設定するとねじピッチの違いが判断できる。ねじ山が判断できる程度とは受光部１２からねじボルトＴ_Ｂを見たとき、左右の側辺が前述した垂直な直線状となる少し手前の傾斜角度では、その方向で見えるそれぞれのねじ山から少しねじの谷に入り、その斜面による凹状部に対応する測定値が得られる。

従って、１つのねじ山を最大径とし、かつそのねじ山を中心としてその軸径よりねじ軸の長さ方向の前後に小径部となる位置で、最大径となる位置と、隣接する最大径となる位置との長さ方向の位置の差を算出するように演算手段２０に演算プログラムを設けておけば、上記最大径の位置の差によって測定対象のねじピッチを測定することもできる。そして、このねじピッチの測定データを各ねじ毎に比較することにより各ねじ毎のねじピッチの違いが判断でき、例えばタッピングねじと通常のマニファイねじのピッチの違いを判断できることとなる。即ち、このような機能を備えることによりねじ種類の異なるねじが混入していないかの異品混入検査も可能である。

図５に第２実施形態のねじ軸径測定装置１０’の（ａ）部分斜視図、（ｂ）概略系統図を示す。この第２実施形態では、前記第１実施形態とは異なり一般の可視光を光源としてねじを照射し、その画像光を撮像手段１２’によって受光し、その画像光を処理する画像処理装置２２’によってねじ軸径を測定するねじ軸径測定装置１０’としている。但し、照射部１１’からの光は第１実施形態と同様に所定の傾斜状に設定するものとする。この場合、照射部１１’からの光はレーザ光の平行ビームではなく、ねじのねじ部を含む径又は幅の光束から成る一般の可視光ビーム（白色光）である。光源には、白色光ランプ、Ｘｅランプ、ＬＥＤ発光素子等が用いられる。又、受光部は、例えばＣＣＤカメラのような撮像手段１２’を用いる。

撮像手段１２’で撮像された画像信号は、信号検出部２１’へ送られ、ここで２値化信号に変換されて、小型コンピュータ（パソコン）による画像処理装置２２’へ送られる。２３’は表示部、Ｅｘは入力手段である。この画像処理装置２２’では送り込まれた画像信号にはねじによる遮光部と照射光の通過光との境界部の陰影が直線状となる信号が含まれ、ねじの長さ方向の所定範囲長さに亘ってその直線状の境界線の信号を他の画像光の信号から取り出す画像処理が行われる。そして、得られたねじの最外径の両端位置の境界線の信号からねじ軸径を算出するプログラムによりねじ軸径が演算により算出される。なお、照射部１１’、撮像手段１２’は、適宜位置に傾斜状に固定して設けられており（但し、傾斜角度は調整可能に設けられている）、昇降手段は設けられていない。

上記構成のねじ軸径測定装置１０’によれば、ねじの画像信号からねじ軸径を表わすねじ最外径の直線状の境界部の信号を検出することにより、ねじ全体の画像信号のうちのエッジ信号からねじ軸径を画像処理によって得るのではなく、直接的にねじ軸径を表わす信号からねじ軸径が算出される。このため、画像処理プログラムは一般の画像処理プログラムより簡易で、かつ高精度でねじ軸径を検出できることとなる。従って、一般の画像処理によるねじ軸径の測定より直接的にねじ軸径が算出されるため、測定を迅速かつ高精度で行うことができる。なお、この場合もねじ径の設計値を基準値とし、その基準値と比較して測定値が所定誤差範囲内であるかについて判定し、製品の測定値と共に製品の良否の判定を表示部２３’に表示する。

この発明のねじ軸径測定装置は、光学系を傾斜状としてねじ軸径を直接、迅速に測定するものであり、ねじ検査装置の重要な検査項目の測定手段として利用される。

第１実施形態のねじ検査装置の（ａ）全体概略構成の平面図、（ｂ）（ａ）図の矢視Ｉｂ−Ｉｂからの部分側面図ねじ軸径測定装置の概略構成の（ａ）平面図、（ｂ）斜視図同上装置の光学手段の信号処理回路のブロック図ねじ軸径測定装置による測定作用の（ａ）ねじボルト斜め下方から見た説明図、（ｂ）ねじボルト側面からの測定状態図、（ｃ）平行ビームの進行方向から目視したねじボルトの斜視図第２実施形態のねじ軸径測定装置の概略構成の（ａ）ブロック図、（ｂ）ねじボルト斜め下方から見た説明図

符号の説明

１検査台
２検査テーブル
３切欠き
４ねじ供給手段
５保持板
１０、１０’ ねじ軸径測定装置
１１レーザ照射部
１２受光部
１３支持アーム
１４昇降板
１７ガイド部材
２０演算手段
２１信号検出部
２２演算部
Ａねじ検査装置
Ｔ_Ｂねじボルト
Ｐ_Ｂ平行ビーム

Claims

検査対象のねじに対しねじ径より広幅の平行ビームとしてレーザ光を射出するレーザ照射部１１と、レーザ照射部１１からの平行ビームＰ_Ｂを受光する受光素子を有する受光部１２とをねじを挟んで対向配置した光学手段を傾斜及び昇降可能に設け、光学手段を傾斜させることによりねじへの平行ビームＰ_Ｂの照射方向を所定角度以上に傾斜させ、この状態で光学手段を昇降させることにより平行ビームＰ_Ｂの通過領域をねじの所定長さ範囲について受光部１２により検出し、この検出信号に基づいてねじ軸径を演算する演算手段２０を設けたねじ軸径測定装置。
前記平行ビームＰ_Ｂの通過領域の透過光と遮光部両端との境界を表わす検出信号が平行ビームＰ_Ｂの昇降に伴ってねじの最外径を連ねたねじ軸径を表わす直線状の信号となる所定角度以上の傾斜状に平行ビームＰ_Ｂを傾斜させて照射し、この直線状の信号に基づいてねじ軸径を演算手段２０により算出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のねじ軸径測定装置。
前記光学手段を支持手段に設け、支持手段を傾斜及び昇降可能に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ軸径測定装置。
検査対象のねじ全長を照射する可視光ビームの照射部１１’と、照射されたねじの画像光を受光する撮像手段１２’とをねじを挟んで対向配置した画像検出手段を傾斜可能に設け、画像検出手段を傾斜させることによりねじへの照射光の照射方向を所定角度以上に傾斜させ、上記照射光による画像光の遮光部との境界線の所定範囲長さに亘る領域を画像処理により検出し、その検出データからねじ軸径を演算して画像処理によりねじ軸径を算出するねじ軸径演算手段を設けたねじ軸径測定装置。