JP2008082900A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状の被検査体の外周表面にテーパ部が存在しても、被検査体の表面全体を正確に検査できる外観検査装置を提供する。
【解決手段】外周面にテーパ部を有する円筒状の被検査体が支持されるワーク支持部材3、ワーク支持部材3を円筒の周方向に回転させる回転機構65、同軸落射照明装置61、リング照明装置62、被検査体の軸心上に光軸を有する第一ＣＣＤカメラ63、該軸心と直交する光軸を有し、被検査体の側面と対向する第二ＣＣＤカメラ64、制御装置100を備える。制御装置100は、同軸落射照明装置61で光を照射しながら第一ＣＣＤカメラ63で被検査体の軸方向端面を撮像し、リング照明装置62で光を照射しながら第一ＣＣＤカメラ63で被検査体のテーパ部を撮像し、リング照明装置62で光を照射しながらワーク支持部材3を回転機構65で間欠的に回転させて第二ＣＣＤカメラ64により被検査体の側面を撮像するように各機器を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、テーパ部を有する円筒状体の表面に発生した欠陥を画像処理により検査する外観検査装置に関する。

円筒状体の軸方向端面と外周面に発生した欠陥を検査する方法としては、従来から作業者が目視によって欠陥の判別を行っていた。

しかし、人的に外観検査を行う場合、長時間検査を行ったときには、緊張による疲労感から見逃しや誤判定を起こし易いし、官能的な感覚に頼るため、個人差による判定バラツキが大きく、安定した検出能力を全数にわたって保証できない。

また、表面の欠陥を自動的に検査する装置が従来から提案されている。検査を自動化する場合、例えば、被検査体に光を照射し、正反射光/乱反射光を撮像して、得られた画像を処理することによって良否を判定する装置がある(例えば特許文献１参照)。

特許文献１に開示されている外観検査装置は、ベアリング等の円筒加工物の外観を検査するもので、リング照明装置により被検査体に光を照射し、ＣＣＤカメラでその像(軸方向端面または外周面)を撮像し、画像処理により良否の判定を行うようになっている。

特許文献１では、被検査体の外周面を検査する場合には、内面が円錐面となった反射体の中心に被検査体を位置させ、リング照明装置から照射した光を反射体で反射させて、被検査体の外周面に照射し、外周面で反射した光を、再度反射体で反射してＣＣＤカメラで撮像する構成となっている。

従って、特許文献１では、被検査体の外周面を検査する場合には、被検査体を回転させることなく、被検査体の外周面全面を一度に撮像できる。

特開2000-111491号公報

特許文献１に記載の外観検査装置では、リング照明で照射しながら被検査体の軸方向端面と外周面全周とを撮像して、欠陥の検出を行うが、この欠陥の検出は、画像中の検査面を周方向または径方向に走査して、連続して傷ができている場合には、欠陥があると判定するようになっている。

そのため、被検査体の軸方向端面と外周面との間にテーパ部が形成されている場合には、特許文献１に記載のリング照明装置では、軸方向端面の画像にも、外周面全周の画像にも、このテーパ部が正確に現れにくい。このように、特許文献１の外観検査装置では、テーパ部の画像を得ることは困難であり、被検査体全体の表面を確実に検査することができない。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなしたもので、筒状の被検査体の外周表面にテーパ部が存在しても、被検査体の表面全体を正確に検査できる外観検査装置を提供することを目的とする。

本発明の外観検査装置で外観を検査する被検査体は、円筒側面にテーパ部を有する物が検査対象となる。

本発明の外観検査装置は、外周面にテーパ部を有する円筒状の被検査体が支持される支持部材と、支持部材を円筒の周方向に回転させる回転機構と、被検査体に光を照射し、切り替え可能な同軸落射照明手段及びリング照明手段と、被検査体の軸心上に光軸を有する第一撮像手段と、該軸心と直交する光軸を有し、被検査体の側面と対向する第二撮像手段と、制御手段とを備えることを特徴とする。前記制御手段は、同軸落射照明手段で光を照射しながら第一撮像手段で被検査体の軸方向端面を撮像し、リング照明手段で光を照射しながら第一撮像手段で被検査体のテーパ部を撮像し、リング照明手段で光を照射しながら支持部材を回転機構で間欠的に回転させて第二撮像手段により被検査体の側面を撮像するように各機器を制御する。

支持部材は、例えば、軸部材から構成され、この軸部材の軸方向先端部の中心に軸部分よりも小径の突起を形成し、この突起に、円筒状の被検査体の孔を差し込む構成とすることができる。このように構成することにより、支持部材の軸部端面で被検査体を受け止めながら、突起で被検査体の水平方向への移動を阻止することができる。

回転機構は、支持部材を円筒の周方向に回転させるモータを備える構成とすることができる。回転機構は、支持部材と一体に構成することができる。この場合、回転機構におけるモータの駆動軸の先端部に支持部材を一体に接続することにより構成できる。

また、回転機構は、モータの駆動軸にチャックを接続し、このチャックで支持部材を把持する構成とすることもできる。この場合には、回転機構は、チャックで支持部材を把持した状態でモータを回転させることにより、支持部材を回転させることができる。

同軸落射照明手段とリング照明手段は、同軸落射照明手段の光軸およびリング照明手段のリング中心軸が、被検査体の軸心と一致するように、被検査体の上方に配置する。さらに、同軸落射照明手段とリング照明手段は、被検査体の撮像箇所に応じて照射の切り替えが行えるようにしている。

第一撮像手段および第二撮像手段としては、被検査体の表面に当たって反射した光を受光するＣＣＤカメラ等の二次元カメラが挙げられる。

第一撮像手段は、被検査体の軸心上に光軸を有するように配置されて、被検査体の軸方向端面とテーパ部を撮像する。第二撮像手段は、被検査体の軸心と直交する光軸を有し、被検査体の側面と対向するように配置されて、被検査体の側面を撮像する。被検査体の側面を撮像するときは、被検査体を間欠的に回転させながら、側面全周を撮像する。

各撮像手段は、視野サイズを撮像領域として、二次元画像を得る。この撮像領域は、第一撮像手段では、被検査体の軸方向端面全体およびテーパ部全体が収まる範囲となっており、第二撮像手段では、被検査体の外周面の周方向の一部が収まる範囲となっている。第二撮像手段で撮像した画像は、連続するように結合して合成画像を形成することにより、被検査体の全周の撮像画像が得られるようになっている。

これら二次元画像は、制御手段の画像処理部に送られて、この画像処理部において二値化処理などの画像処理がなされて欠陥の有無の判定が行われる。制御手段は、コンピュータにより構成され、画像処理だけではなく、同軸落射照明手段、リング照明手段、第一撮像手段、第二撮像手段、回転機構などの機器の駆動も制御する。

制御手段による制御で、同軸落射照明手段で光を照射しながら第一撮像手段で被検査体の軸方向端面を撮像し、リング照明手段で光を照射しながら第一撮像手段で被検査体のテーパ部を撮像し、リング照明手段で光を照射しながら支持部材を回転機構で間欠的に回転させて第二撮像手段により被検査体の側面を撮像する。

このように、本発明の外観検査装置は、同軸落射照明手段またはリング照明手段を切り替えて光を被検査体に照射しながら、被検査体を停止または回転させて第一撮像手段または第二撮像手段で撮像することにより、被検査体の表面画像を得ることができるので、被検査体の軸方向端面、側面、テーパ部の外観検査を自動で正確に行うことができる。

また、被検査体を上下に反転させる機構をさらに設けることにより、被検査体の軸方向両端面の撮像が可能になるので、被検査体の全表面の外観検査を自動で行うことができる。

しかも、被検査体の側面を検査する場合には、被検査体を回転させながら第二撮像手段で撮像するので、１台の撮像手段で被検査体の側面全周を自動的に検査できる。

また、支持部材には、被検査体を支持部材の所定の位置に固定する固定手段を設けるようにすることが好ましい。固定手段としては、被検査体が磁性金属の場合には、被検査体の軸方向端面を受け止める支持部材の受け面を磁石で形成することが挙げられる。

固定手段を設けることにより、被検査体を回転させながら側面を検査する時には、支持部材に対する被検査体の位置関係(円周回転方向)を保った状態で、支持部材を回転させることができる。その結果、支持部材を回転させて、被検査体の外周面を撮像する際に、撮像画像にズレが生じることがない。さらに、被検査体が磁性金属の場合に磁石を固定手段として用いることにより、被検査体が損傷することなく、被検査体を確実に支持部材に固定することができる。

さらに、本発明の外観検査装置は、間欠的に回転駆動される回転テーブルを備え、この回転テーブルに、複数の前記支持部材を、周方向に間隔を空けて、回転可能に取り付ける構成とすることが好ましい。

回転テーブルを回転させることにより、回転テーブルに設置された複数の被検査体を順次、第一撮像手段と第二撮像手段で撮像していくことができる。さらに、撮像が完了した被検査体は、後続の被検査体が撮像されている間に、排出機構へと送ることができるし、撮像前の被検査体は、既に排出機構へと送られて、被検査体が配置されなくなった場所に設置することができる。その結果、多数の被検査体の外観検査を連続して行うことができるので、外観検査が短時間で行える。

また、外観検査装置を、回転テーブルを備える構成とする場合には、前記回転機構は、同軸落射照明手段及びリング照明手段の下方で、かつ、回転テーブルに取り付けられた支持部材の下方に設けられ、回転テーブルに取り付けられた支持部材を把持するチャックと、このチャックを回転させるモータとを備える構成とすることが好ましい。

回転機構をこのように構成することにより、回転テーブルの回転方向に移動する回転テーブル上の支持部材を、モータに連動するチャックで把持して、モータ駆動により、チャックを介して、支持部材を回転させることができる。その結果、それぞれの支持部材に対して回転機構を設けることなく、単一の駆動装置で各支持部材を個別に回転させることができる。

従って、被検査体の側面検査で被検査体を回転させるときに、複数ある支持部材を、単一の駆動装置で共有駆動することができるので、最小限の駆動系で各被検査体を回転させることができる。

また、前記回転機構は、第一撮像手段で得た軸方向端面の画像により、被検査体の円周方向の向きを認識して、検査終了後の被検査体の向きが所定の向きとなるようにチャックの回転を制御することが好ましい。

このように、外観検査後、被検査体は、予め撮像しておいた、被検査体の軸方向端面の画像に基づいて、周方向の位置を認識することができるので、この認識結果により、制御手段で、チャックを被検査体の位置が所定の位置となるように回転制御することができる。

このように、被検査体の向きを一定の方向に揃えるように調整するので排出機構に送られた被検査体の向きを常に一定の方向に保つことができる。その結果、外観検査終了後の良品を、人手によって、製品ケースに収納する際に、その収納作業を容易にすることができる。

本発明の外観検査装置によれば、同軸落射照明手段で光を照射しながら第一撮像手段で被検査体の軸方向端面を撮像し、リング照明手段で光を照射しながら第一撮像手段で被検査体のテーパ部を撮像し、リング照明手段で光を照射しながら支持部材を回転機構で間欠的に回転させて第二撮像手段により被検査体の側面を撮像することができる。

その結果、本発明の外観検査装置を用いることにより、円筒状の被検査体の軸方向端面と側面とテーパ部とを自動で正確に検査することができる。

しかも、側面検査を行うときには、被検査体を回転機構で回転させながら第二撮像手段で側面を撮像するので、１台の撮像手段で被検査体の側面全周を自動的に検査できる。

以下、本発明に係る外観検査装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の外観検査装置を用いて外観検査を行う被検査体(ワーク1)は、図４および図５に示すように、円筒形状をした金属部品である。

このワーク1は、磁極用焼結部品であり、磁極面11と反磁極面12を有する円筒状の部材である。ワーク1は、貫通孔13を有し、磁極面11に、貫通孔13と同軸の環状溝14が形成されている。ワーク1の側面は、小径部15と、大径部16と、これら小径部15と大径部16との間に形成されるテーパ部17とを有するように形成されている。

本実施形態の外観検査装置では、ワーク1の磁極面11、反磁極面12、小径部15の外周面、大径部16の外周面、テーパ部17の外周面、そして、磁極面11に形成した環状溝14の底面での欠陥の有無を検査する。

本実施形態の外観検査装置は、図１の装置概略構成図に示すように、回転テーブル2、この回転テーブル2の回りに配置されるワーク供給部4、エアーブロー部5、磁極面検査部6、ワーク反転部7、反磁極面検査部8、不良品排出部9、良品排出部10、図１には図示されていないが図２に示す制御装置（制御手段）100とを備える。

本実施形態の外観検査装置の動作について簡単に説明すると、ワーク供給部4からワーク1を回転テーブル2に供給し、回転テーブル2に供給されたワーク1は、回転テーブル2の回転に伴って、周方向に移動しながら、まず、エアーブロー部5でワーク表面に付着した異物等が取り除かれる。次に、磁極面検査部6でワーク1の磁極面11と、環状溝14の底面と、テーパ部17の全周と、小径部15の外周面全周が撮像される。ワーク反転部7でワーク1を反転した後、反磁極面検査部8でワーク1の反磁極面12と、大径部16の外周面全周が撮像される。

磁極面検査部6と反磁極面検査部8で撮像した撮像画像を、制御装置100の画像処理部で画像処理した後、ワーク1の表面に欠陥が発生しているか否かの判定を行う。画像処理部で、ワーク1が、不良品と判定された場合には、不良品排出部9から不良のワーク1を排出し、良品と判定された場合には、良品排出部10から製品となるワーク1を排出する。

次に、本実施形態の外観検査装置の各機構部について説明する。本実施形態の回転テーブル2は、円板状のテーブル本体21と、テーブル回転軸22と、支持部材取付部23と、図示していないが、このテーブル回転軸22を回転駆動させるモータとを備える。支持部材取付部23は、テーブル本体21上の外周縁部に一端が固定され、他端がテーブル本体21の径方向外方に向けて突出した長尺な部材で構成され、回転テーブル2の外周縁部に周方向に等間隔で８つ設けられている。この支持部材取付部23の径方向外方側端部には、上下方向に貫通する孔が形成され、この孔にワーク支持部材3が挿通される。

ワーク支持部材3は、図３に示すように、支持部材取付部23の孔に挿通可能な棒状の軸部31と、軸部31に形成される第一フランジ部32と、第二フランジ部33とを備える。第一フランジ部32は、軸部31の長手方向中間位置に形成され、支持部材取付部23の孔の内径より大きい外径を有する。第二フランジ部33は、軸部31の上部先端部近くに形成され、第一フランジ部32の外径と同じ外径となるように形成している。ワーク支持部材3は、支持部材取付部23の孔に挿通された状態で、この支持部材取付部23に回転可能に支持される。

そして、軸部31には、第二フランジ部33の上面で受け止められて、軸部31に挿通された状態でこの軸部31にネジで回転しないように固定されるワーク固定部材（固定手段）34を設けている。このワーク固定部材34は、長円形をした板状の磁石で形成され、長手方向一端側に、前記軸部31が挿通される孔が形成されている。このワーク固定部材34により、ワーク1をワーク支持部材3の軸部31に対して回転しないように固定する。

本実施形態のワーク供給部4は、ワーク1が搬送されるコンベア41とコンベア41上のワーク1を回転テーブル2のワーク支持部材3まで移動させて設置するためのワーク供給用ハンド部42とを備える。ワーク供給用ハンド部42は、対向配置される２つのチャック43を備え、これらチャック43は、モータ44に接続されている。モータ44の回転軸は正逆回転可能になっており、チャック43はモータ44の回転駆動により、回転軸を中心に周回移動するようになっている。ワーク供給用ハンド部42は、供給部用スライド装置45により上下に移動するようになっている。

ワーク供給用ハンド部42では、まずチャック43を下方の位置に位置させた状態で、コンベア41上のワーク1をチャック43で把持し、供給部用スライド装置45によりチャック43を上方に移動させる。そして、モータ44を駆動させてチャック43をワーク支持部材3の位置まで移動させた後、供給部用スライド装置45によりチャック43を下方に移動させて、ワーク支持部材3の軸部31にワーク1を取り付ける。

エアーブロー部5は、ワーク支持部材3に支持されているワーク1に、上方からエアーを噴き付ける構成となっている。このワーク1へのエアーの噴き付けにより、ワーク1の表面に付着した異物等を除去する。

磁極面検査部6は、同軸落射照明装置61と、リング照明装置62と、ワーク1の軸心上に光軸を有する第一CCDカメラ(第一撮像手段)63と、ワーク1の軸心と直交する光軸を有し、ワーク1の側面と対向させて配置される第二CCDカメラ(第二撮像手段)64と、ワーク支持部材3を回転させる回転機構65と、第一ＣＣＤカメラ63を上下動させるカメラ用スライド装置66とを備える。

同軸落射照明装置61と、リング照明装置62と、第一ＣＣＤカメラ63とは、同軸になるように固定用の柱67に固定され、リング照明装置62、同軸落射照明装置61、第一ＣＣＤカメラ63の順に下方から配置されている。第一ＣＣＤカメラ63は、カメラ用スライド装置66を介して柱67に固定されている。第一ＣＣＤカメラ63は、このカメラ用スライド装置66により、ワーク支持部材3に取り付けられたワーク1の磁極面11と環状溝14の底面とにピントを合わせるように上下に移動できるようになっている。

そして、回転テーブル2を回転させて、ワーク1を、磁極面検査部6に移動させたとき、ワーク支持部材3の軸部31の中心が、第一ＣＣＤカメラ63の光軸上に位置するようになっている。第二ＣＣＤカメラ64は、ワーク支持部材3に取り付けられたワーク1の側面と対向するように、柱67に固定されている。

第一ＣＣＤカメラ63は、ワーク1の磁極面11とテーパ部17と環状溝14の底面とを撮像する。第一ＣＣＤカメラ63は、ワーク1の磁極面11と環状溝14の底面とを撮像する場合には、同軸落射照明装置61で、ワーク1に上方から光を照射しながら撮像する。また、第一ＣＣＤカメラ63は、テーパ部17を撮像する場合には、リング照明装置62で、ワーク1に光を照射しながら撮像する。

第二ＣＣＤカメラ64は、ワーク1の小径部15の外周面を、リング照明装置62で、ワーク1に光を照射しながら撮像する。

回転機構65は、リング照明装置62の下方で、ワーク支持部材3が第一ＣＣＤカメラ63の光軸上に配置されたとき、このワーク支持部材3よりも下方となる位置に設けられている。回転機構65は、回転テーブル2に取り付けられたワーク支持部材3の軸部31の下端部を把持するチャック65aと、このチャック65aを支持する回転軸65bを介して、チャック65aを回転させるモータ65cとを備える。さらに、チャック65aは、エアーにより水平方向に自動的に開閉する機構を備える。回転機構65では、チャック65aでワーク支持部材3を把持した状態でモータ65cを間欠的に回転させるようになっている。このモータ65cの回転で、チャック65aに把持されたワーク支持部材3を介してワーク1が間欠的に回転するようになっている。

制御装置100は、コンピュータにより構成されており、磁極面検査部6の各機器の駆動制御だけでなく、ワーク供給部4、エアーブロー部5、磁極面検査部6、ワーク反転部7、反磁極面検査部8、不良品排出部9、良品排出部10の各機器の駆動制御も行う。

制御装置100は、さらに、磁極面検査部6において、ワーク1の磁極面11を撮像するときは、同軸落射照明装置61で光を照射しながら第一ＣＣＤカメラ63で磁極面11を撮像するように、同軸落射照明装置61と第一ＣＣＤカメラ63とを制御する。また、ワーク1のテーパ部17を撮像するときは、リング照明装置62で光を照射しながら第一ＣＣＤカメラ63でワーク1のテーパ部17を撮像するように、リング照明装置62と第一ＣＣＤカメラ63とを制御する。ワーク1の小径部15全周の画像を撮像するときは、制御装置100は、リング照明装置62で光を照射しながらワーク支持部材3を回転機構65で間欠的に回転させて第二ＣＣＤカメラ64により時分割で小径部15全周の画像を撮像するように、リング照明装置62と第二ＣＣＤカメラ64と回転機構65の制御を行う。

制御装置100は、このように、撮像箇所に応じて、同軸落射照明装置61とリング照明装置62の照明を切り替える制御を行うとともに、各カメラの切り替え制御も行う。

また、ワーク1の環状溝14の底面を撮像する場合に、第一ＣＣＤカメラ63の高さ方向の位置を固定してしまうと、第一ＣＣＤカメラ63から磁極面11までの距離と環状溝14の底面までの距離とが異なるので、磁極面11を撮像したときと、環状溝14の底面を撮像したときとでは、画像中の磁極面11の外径が変わってしまう。本実施形態では、この環状溝14の底面を撮像する場合には、磁極面11の画像を撮像した後、制御装置100でカメラ用スライド装置66を制御して、第一ＣＣＤカメラ63を下方に移動させて溝底面にピントを合わせるようにする。

ワーク反転部7は、チャック72と、反転用スライド装置73とを備えるワーク反転装置71で構成される。チャック72は、180度正逆回転可能になっており、チャック72でワーク支持部材3に取り付けられているワーク1を把持し、チャック72を反転用スライド装置73で上方に移動させた後、チャック72を180度回転させてワーク1を反転させた後、チャック72を反転用スライド装置73で下方に移動させてワーク支持部材3にワーク1を戻すようになっている。

反磁極面検査部8は、磁極面検査部6のカメラ用スライド装置66の構成を除いて、この磁極面検査部6と構成が同じであるので各構成の説明は、省略する。

反磁極面検査部8では、第一ＣＣＤカメラ63は、ワーク1の反磁極面12を撮像する。第一ＣＣＤカメラ63は、反磁極面12を撮像する場合には、同軸落射照明装置61で、ワーク1に上方から光を照射しながら撮像する。第二ＣＣＤカメラ64は、ワーク1の大径部16の外周面を、リング照明装置62で、ワーク1に光を照射しながら撮像する。

制御装置100は、反磁極面検査部8での制御は次のように行う。反磁極面12を撮像するときは、同軸落射照明装置61で光を照射しながら第一ＣＣＤカメラ63で反磁極面12を撮像するように、同軸落射照明装置61と第一ＣＣＤカメラ63とを制御する。

ワーク1の大径部16全周の画像を撮像するときは、制御装置100は、リング照明装置62で光を照射しながらワーク支持部材3を回転機構65で間欠的に回転させて第二ＣＣＤカメラ64により時分割で大径部16全周の画像を撮像するように、リング照明装置62と第二ＣＣＤカメラ64と回転機構65の制御を行う。

さらに、制御装置100は、磁極面検査部6および反磁極面検査部8で撮像した画像の画像処理も行う。制御装置100には、画像処理を行う画像処理部があり、この画像処理部では、第一ＣＣＤカメラ63および第二ＣＣＤカメラ64で撮像された画像が入力され、入力された画像に対して、画像処理を行う。

ワーク1の磁極面11と反磁極面12の欠陥については、同軸落射照明装置61で照射して得られた画像を二値化処理して、良否を判定する。

ワーク1のテーパ部17については、リング照明装置62で照射して得られた画像を同じく二値化処理して良否を判定する。

ワーク1の小径部15と大径部16の全周については、リング照明装置62で照射して得られた側面の部分画像を側面が連続するように合成して、この合成画像に対して同じく二値化処理して良否を判定する。

不良品排出部9は、前記したワーク反転部7と同じワーク反転装置71を備えるとともに、ワーク排出用チャック91と、不良品ワーク1が置かれるターンテーブル93と、ワーク排出用チャック91を水平方向と上下方向に移動させる移動装置92とを備える。

不良品排出部9に設けたワーク反転装置71は、制御装置100の画像処理部において、ワークが不良品であると判定された場合には、ワークは、反転させず、ワークが良品であると判定された場合には、ワークを反転させるように制御装置100により制御される。

ワーク排出用チャック91でワーク支持部材3に取り付けられた不良品ワーク1を把持すると、移動装置92で、ワーク排出用チャック91を上方に移動させる。次に、ターンテーブル93の所定の位置にワーク1を案内するガイドレール94の端部位置まで、ワーク排出用チャック91を移動装置92で水平移動させ、ガイドレール94にワーク1を排出する。

良品排出部10は、ワーク1が搬送されるコンベア10aと、ワーク支持部材3に取り付けられているワークをコンベア10a上まで移動させるためのワーク排出用ハンド部10bとを備える。ワーク排出用ハンド部10bは、対向配置される２つのチャック10cを備え、これらチャック10cはモータ10dに接続されている。モータ10dの回転軸は正逆回転可能になっており、チャック10cはモータ10dの回転駆動により回転軸を中心に周回移動するようになっている。ワーク排出用ハンド部10bは、排出部用スライド装置10eにより上下に移動するようになっている。

ワーク排出用ハンド部10bでは、まずチャック10cを下方の位置に位置させた状態で、ワーク支持部材3上のワーク1をチャック10cで把持し、排出部用スライド装置10eによりチャック10cを上方に移動させる。そして、モータ10dを駆動させてチャック10cをコンベア10aの所定の位置まで移動させた後、排出部用スライド装置10eによりチャック10cを下方に移動させて、コンベア10a上にワーク1を排出する。

次に、本実施形態に係る外観検査装置の駆動制御方法について説明する。

まず、ワーク供給部4のコンベア41でワーク1を回転テーブル2まで搬送し、回転テーブル2を間欠的に回転させながら、回転テーブル2の所定の位置に８等配されて配置されるワーク支持部材3にワーク1を取り付けていく。

回転テーブル2を回転させることにより、ワーク1は、周方向に移動し、まず、エアーブロー部5でワーク表面に付着した異物等が取り除かれる。

次に、磁極面検査部6でワーク1の磁極面11と、環状溝14の底面と、テーパ部17の全周と、小径部15の外周面全周が撮像される。

この磁極面検査部6での、ワーク1の撮像を行うための制御について、図６のフローチャートに基づいて説明する。

回転テーブル2のワーク支持部材3に、ワーク供給部4からワーク1が供給されて(ステップＳ１)、ワーク1が磁極面検査部6の所定の位置まで移動されると回転テーブル2を一旦停止する(ステップＳ２)。

回転機構65のチャック65aを閉じてワーク1を把持し(ステップＳ３)、同軸落射照明装置61をＯＮにする(ステップＳ４)。この状態で磁極面11の撮像を第一ＣＣＤカメラ63で行う(ステップＳ５)。

次に、同軸落射照明装置61をＯＦＦにし、リング照明装置62をＯＮにして(ステップＳ６)、テーパ部17の撮像を第一ＣＣＤカメラ63で行う(ステップＳ７)。リング照明装置62はＯＮのまま、回転機構65でワーク支持部材3を回転させてワーク1を間欠的に回転させながら(ステップＳ８)、ワーク1の小径部15の外周面を第二ＣＣＤカメラ64で撮像する(ステップＳ９)。小径部15の外周面の撮像を行いながら、第一ＣＣＤカメラ63を、環状溝14の底面にピントが合う位置までカメラ用スライド装置66を用いて下方に移動させる(ステップＳ１０)。

小径部15の外周面の撮像が終了したら、リング照明装置62はＯＦＦにし、同軸落射照明装置61をＯＮにして(ステップＳ１１)、環状溝14の底面の撮像を第一ＣＣＤカメラ63で行う(ステップＳ１２)。全ての照明装置をＯＦＦにし(ステップＳ１３)、回転機構65のチャック65aを開いて(ステップＳ１４)、回転テーブル2を回転させる(ステップＳ１５)。回転テーブルの回転により、後続のワークが磁極面検査部6の所定の位置まで移動されてくる。磁極面検査部6では、このようなステップＳ１からステップＳ１５までの動作が繰り返される。

磁極面検査部6の撮像が終了すると、ワーク反転部7でワーク1を反転し、反磁極面検査部8でワーク1の反磁極面12と、大径部16の外周面全周を撮像する。反磁極面検査部8での動作は、前記した磁極面検査部6での環状溝14の底面の撮像の動作(ステップＳ１０〜Ｓ１２)を除いて、磁極面検査部6のステップＳ１〜Ｓ９，Ｓ１３〜Ｓ１５と同じ動作を行う。

磁極面検査部6と反磁極面検査部8で撮像した撮像画像は、制御装置100の画像処理部において画像処理してワーク1の表面に欠陥が発生しているか否かの判定を行う。画像処理部で、ワーク1が、不良品と判定された場合には、不良品排出部9から不良のワーク1を排出し、良品と判定された場合には、不良品排出部9に設けるワーク反転装置71を用いて、ワーク1を反転させた後、良品排出部10から製品となるワーク1を排出する。

また、検査を終了した良品ワークは、制御装置100において、反磁極面検査部8で撮像した反磁極面12の撮像データに基づいて、ワークの円周方向の向きが認識される。反磁極面の検査終了後、この認識されたデータから、回転機構65でワーク支持部材3を回転させて、ワーク1の周方向の向きが所定の向きとなるようにする。良品排出部10では、向きが揃えられたワーク支持部材３上のワーク1をワーク排出用ハンド部10bのチャック10cで把持し、コンベア10aの上にワークを載置することで、被検査体の向きを揃えて排出する。

このように、ワーク1の向きが一定の方向となるように揃えた状態でコンベア上にワーク1が載置されることにより、このコンベアから人手により製品ケースにワークが収納される作業が行い易くなる。

本実施形態では、回転テーブル2を回転させながら、複数のワーク1を順次撮像していくことができる。さらに、撮像が完了したワーク1は、後続のワーク1が撮像されている間に、不良品排出部9または良品排出部10へと送ることができる。しかも、不良品排出部9または良品排出部10に送られて、ワーク1が配置されていない回転テーブル2のワーク支持部材3に、撮像前のワーク1を設置することができる。その結果、多数のワーク1の外観検査を連続して行うことができるので、外観検査が短時間で行える。

さらに、本実施形態では、磁極面検査部6と反磁極面検査部8に、ワーク支持部材3を回転させる回転機構65を設け、しかも、この回転機構65は、ワーク支持部材3を把持するチャック65aを備えているので、回転テーブル2に配置したワーク支持部材3の全てに対して回転機構65を設けなくてよい。その結果、それぞれの支持部材に対して回転機構を設けることなく、単一の駆動装置で各支持部材を個別に回転させることができる。

本発明の外観検査装置は、側面にテーパ部を有する筒状のものの外観検査に好適である。

本発明の外観検査装置の全体構成を示す概略構成図である。 本発明外観検査装置の磁極面検査部の構成を示す側面部である。 図２の磁極面検査部における支持部材と回転機構が配置される部分の拡大部分断面図である。 被検査体であるワークの磁極面が見える斜視図である。 被検査体であるワークの反磁極面が見える斜視図である。 磁極面検査部での撮像の動作制御を示すフローチャートである。

符号の説明

1 ワーク
11 磁極面 12 反磁極面 13 貫通孔 14 環状溝
15 小径部 16 大径部 17 テーパ部
2 回転テーブル
21 テーブル本体 22 テーブル回転軸 23 支持部材取付部
3ワーク支持部材
31 軸部 32 第一フランジ部 33 第二フランジ部
34 ワーク固定部材
4 ワーク供給部
41 コンベア 42 ワーク供給用ハンド部 43 チャック
44 モータ 45 供給部用スライド装置
5 エアーブロー部
6 磁極面検査部
61 同軸落射照明装置 62 リング照明装置
63 第一ＣＣＤカメラ 64 第二ＣＣＤカメラ
65 回転機構
65a チャック 65b 回転軸 65c モータ
66 カメラ用スライド装置 67 柱
7 ワーク反転部
71 ワーク反転装置 72 チャック 73 反転用スライド装置
8 反磁極面検査部
9 不良品排出部
91 ワーク排出用チャック 92 移動装置
93 ターンテーブル 94 ガイドレール
10 良品排出部
10a コンベア 10b ワーク排出用ハンド部 10c チャック
10d モータ 10e 排出部用スライド装置
100 制御装置

Claims (5)

1. 外周面にテーパ部を有する円筒状の被検査体が支持される支持部材と、
   支持部材を円筒の周方向に回転させる回転機構と、
   被検査体に光を照射し、切り替え可能な同軸落射照明手段及びリング照明手段と、
   被検査体の軸心上に光軸を有する第一撮像手段と、
   該軸心と直交する光軸を有し、被検査体の側面と対向する第二撮像手段と、
   同軸落射照明手段で光を照射しながら第一撮像手段で被検査体の軸方向端面を撮像し、リング照明手段で光を照射しながら第一撮像手段で被検査体のテーパ部を撮像し、リング照明手段で光を照射しながら支持部材を回転機構で間欠的に回転させて第二撮像手段により被検査体の側面を撮像するように各機器を制御する制御手段とを備えることを特徴とする外観検査装置。
2. 支持部材には、被検査体を支持部材の所定の位置に固定する固定手段を設けていることを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
3. 間欠的に回転駆動される回転テーブルを備え、この回転テーブルに、複数の前記支持部材が、周方向に間隔を空けて、回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の外観検査装置。
4. 前記回転機構は、同軸落射照明手段及びリング照明手段の下方に設けられ、回転テーブルに取り付けられた支持部材を把持するチャックと、このチャックを回転させるモータとを備えることを特徴とする請求項３に記載の外観検査装置。
5. 撮像後の被検査体を把持し、回転可能なチャックを設け、
   前記制御手段は、第一撮像手段で得た軸方向端面の画像により、被検査体の円周方向の向きを認識し、チャックで被検査体を把持して、被検査体の向きが所定の向きとなるようにチャックの回転を制御することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の外観検査装置。

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