JP2010038572A - 部品検査装置および部品検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査部品の外周を検査する装置および検査方法であって、特に被検査部品の外周上の特定箇所を検査する場合、検査時間を短縮可能な部品検査装置および部品検査方法を提供する。
【解決手段】被検査部品Ｓには外周に開口する貫通孔が穿設され、この貫通孔の両開口Ｈを検査する場合、まず当該貫通孔のどちらか一方の開口Ｈを撮像手段３２が検出するまでは、当該被検査部品を高速で自転させ、撮像手段が当該開口を撮像した後には、当該被検査部品Ｓを高速で１８０度自転させることにより当該貫通孔のもう一方の開口を撮像手段３２が検出して撮像することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検査部品の外周を検査する装置および検査方法であって、特に被検査部品の外周上の特定箇所を検査する場合、検査時間を短縮可能な部品検査装置および部品検査方法に関する。

従来から、被検査部品の外周を検査する装置としては、特許文献１（特開２０００−３４８１６７号公報）に示す部品検査装置がある。この部品検査装置は駆動源の駆動により水平面内で連続回転する回転ドラムを備えており、この回転ドラムの円周には被検査部品を保持する切欠部が形成されている。また、この部品検査装置は、回転ドラムの切欠部に保持されている被検査部品に接触して当該被検査部品を転動するローラを備えており、このローラによって被検査部品は所定位置で1自転するように構成されている。このときの自転速度は一定であり、この自転している被検査部品の外周を固定カメラが撮像して、このデータに基づいて被検査部品の良否が判定される。
特開２０００−３４８１６７号公報

しかしながら、前記部品検査装置を用いて被検査部品の外周上の特定箇所だけを検査しようとする場合、当該部品検査装置は、一定速度で被検査部品を自転させるように構成されているため、非検査対象箇所をカメラが撮像する時間が無駄であり、これが作業効率の低下を招いていた。

本発明の部品検査装置は、被検査部品を保持して搬送する搬送手段と、前記搬送手段に保持されている被検査部品が所定の位置に到達したとき、当該被検査部品を自転させる自転ユニットと、自転している前記被検査部品の外周を撮像する撮像手段と、前記自転ユニットを制御して前記被検査部品の自転速度を必要に応じて変更する制御ユニットとを備えているいることを特徴とする。

本発明の部品検査方法は、被検査部品を自転させて、その外周を撮像手段で撮像して当該被検査部品の外周を検査する方法において、前記被検査部品の自転速度を必要に応じて変更しながら当該被検査部品の外周を撮像することを特徴とする。

また、本発明の部品検査装置は、外周に被検査対象箇所を有する被検査部品を保持して搬送する搬送手段と、前記被検査部品が所定の位置に到達したとき、これを自転させる自転ユニットと、自転している前記被検査部品の被検査対象箇所を検出し、ここを撮像する撮像手段と、前記撮像手段が被検査部品の被検査対象箇所を検出するまでは、当該被検査部品を高速で自転させ、一方当該撮像手段が被検査部品の被検査対象箇所を検出すると、当該撮像手段による被検査対象箇所の撮像が終了するまで当該被検査部品を低速で自転させるように前記自転ユニットを制御する制御ユニットとを備えることを特徴とする。

また、本発明の部品検査方法は、被検査部品を自転させて、その外周を撮像手段で撮像して当該被検査部品の外周を検査する方法において、被検査部品の外周上の被検査対象箇所を検査する場合、撮像手段が当該被検査対象箇所を検出するまでは当該被検査部品を高速で自転させ、一方当該撮像手段が被検査対象箇所を検出すると、当該被検査部品を低速で自転させながら当該被検査対象箇所を撮像することを特徴とする。

また、本発明の部品検査装置は、外周に開口する貫通孔を有する被検査部品であって、この貫通孔の開口を検査する場合、前記制御ユニットは、前記撮像手段が前記被検査部品の貫通孔のどちらか一方の開口を検出するまでは前記自転ユニットを高速で自転させ、この検出した当該開口を撮像手段が撮像した後には、当該被検査部品を高速で１８０度自転させることにより当該貫通孔のもう一方の開口を撮像手段が検出して撮像するように当該自転ユニットを制御することを特徴とする。

また、本発明の部品検査方法は、前記被検査部品には外周に開口する貫通孔が穿設され、この貫通孔の両開口を検査する場合、まず当該貫通孔のどちらか一方の開口を撮像手段が検出するまでは、当該被検査部品を高速で自転させ、撮像手段が当該開口を撮像した後には、当該被検査部品を高速で１８０度自転させることにより当該貫通孔のもう一方の開口を撮像手段が検出して撮像することを特徴とする。

本発明の部品検査装置および部品検査方法では、被検査部品の自転速度を必要に応じて変更可能であり、従って、撮像手段が被検査部品の外周上の被検査対象箇所を検出するまでは、当該被検査部品を高速で自転させ、一方撮像手段が被検査部品の外周上の被検査対象箇所を検出しここを撮像するときは、当該被検査部品を低速で自転させることが可能となる。つまり、必要なときだけ、被検査部品を低速で自転させることにより高分解能で撮像し、一方撮像手段が被検査対象箇所を検出するまでは被検査部品を高速で自転させることにより被検査部品の検査に要する時間を短縮することができる。

特に、外周に開口する貫通孔を有する被検査部品においては、その両開口を検査する場合、撮像手段が一方の開口を検出するまでは高速で被検査部品を自転させ、撮像手段が開口を検出すると当該被検査部品を低速で自転させながら撮像手段による撮像を行い、その後撮像手段による撮像が終了すると、当該被検査部品を高速で１８０度自転させれば、もう一方の開口は、撮像手段による検出が可能な位置に到達する。従って、制御ユニットは、撮像手段による一方の開口の検出および撮像の終了後には被検査部品を１８０度回転させるという単純な制御プログラムを記憶するだけで、貫通孔の両開口の検査に要する時間を短縮することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は部品検査装置であり、被検査部品の一例である鍔付部品Ｓ（以下、この鍔付部品をワークＳという）は、その外周面に直交するように穿設された貫通孔を有する。前記部品検査装置１は、このワークＳの貫通孔の両開口Ｈを検査するものであり、この開口Ｈは、特許請求の範囲に記載された被検査部品の被検査対象箇所にも該当する。

前記部品検査装置１は、機台２に取付けられたボウルフィーダ（図示せず）と、このボウルフィーダに接続された直進フィーダ３と、この直進フィーダ３に連設された回転ユニット２０と、当該回転ユニット２０上のワークＳを撮像するカメラ３１，３２を有する検査ユニット３０と、この検査ユニット３０で当該ワークＳを撮像する際、当該ワークＳを自転させる自転ユニット４０と、当該検査ユニット３０の検査結果に応じて当該ワークＳを選別する選別ユニット５０と、前記回転ユニット２０と前記自転ユニット４０の動作制御を行う制御ユニット（図示せず）を備えている。

前記ボウルフィーダは複数のワークＳを貯留可能な貯留ボウル（図示せず）を有し、この貯留ボウルにはその内壁面に沿って螺旋状に延びる搬送路（図示せず）が設けられている。この貯留ボウルは内臓のバイブレータ（図示せず）によって振動するように構成されており、この振動を受けてワークＳが前記直進フィーダ３に順次送られる。そして、直進フィーダ３の最終端に到達したワークＳは、詳細を後述する回転テーブル２１の切欠部２１ａに供給される。

前記直進フィーダ３は、その一端を前記ボウルフィーダの搬送路に連設して、当該搬送路から送られてきたワークＳを首吊り状に支持して搬送するように構成されている。また、この直進フィーダ３は、前記機台２の上面に載置された振動装置４を有しており、この振動を受けてワークＳを整列搬送するように構成されている。

前記回転ユニット２０は、ワークＳの搬送手段の一例である、円周方向に複数の切欠部２１ａが形成された回転テーブル２１を備えており、この切欠部２１ａには前記ワークＳが首吊り状に吊下されて搬送される。また、この回転テーブル２１は、平面視円形状を成すものであり、回転駆動源の一例であるサーボモータ２２の駆動を受けて、水平面内で間欠回転するように構成されている。さらに、この回転テーブル２１にはこの円周に沿うようにして、案内部材２３が当該回転テーブル２１の円周と所定の隙間を空けて取付けられており、この案内部材２３によって、前記切欠部２１ａに支持されたワークＳの脱落が防止されている。

前記機台２の上面には、弾性部材（図示せず）を介してベース板５が載置されており、このベース板５には前記回転ユニット２０が載置されている。これにより、前記振動装置４による振動ならびに前記機台２に何らかの衝撃が加わった場合、前記回転テーブル２１上のワークＳの揺れが軽減されるので、前記カメラ３１，３２による撮像結果は振動の影響を受けず、より正確な撮像結果が得られる。

前記検査ユニット３０は、前記回転テーブル２１上のワークＳを斜め上方から撮像する第１カメラ３１と、ワークＳの外周上の開口Ｈを検査すべく当該ワークＳを横方向から撮像する第２カメラ３２とを備えており、これらカメラ３１，３２の撮像結果から得られるワークＳの開口Ｈの画像を解析して、これにより得られたワークＳの開口Ｈの寸法データを予め設定しておいた基準寸法データと比較して、そのワークＳが良品であるか不良品であるかを判定する処理ユニット（図示せず）とを備えている。

前記自転ユニット４０は、図２に示すように、前記回転テーブル２１に吊下されているワークＳを自転させるように構成されている。これにより、前記当該回転テーブル２１上のワークＳが所定の位置に到達したとき、前記自転ユニット４０でワークＳを自転させながら前記第２カメラ３２が当該ワークＳの外周上の開口Ｈを検出し、ここを撮像する。また、このワークＳが自転している時、前記回転テーブル２１は、回転を停止しており、ワークＳの自転終了後、再び回転するように構成されている。なお、図２においては、便宜上、案内部材２３を省略した状態で当該自転ユニット４０の構成を示している。

また、前記自転ユニット４０は、駆動源の一例であるエンコーダ（図示せず）付きのサーボモータ４１の駆動を受けて水平面内で回転するとともに、前記ワークＳを直立させた状態で載置すべくマグネット４２ａを内蔵した自転板４２を備えている。このサーボモータ４１は、詳細を後述する制御ユニットの駆動指令信号を受けて、駆動軸４１ａの回転駆動速度を自在に変更可能に構成されている。さらに、自転ユニット４０は、上面が所定率湾曲した浮かせ板４３とを備えており、当該浮かせ板４３は、前記回転テーブル２１と平行するようにして、前記回転テーブル２１の下方であって前記第２カメラ３２によって撮像されるワークＳの下方に位置している。また、この浮かせ板４３は、前記ベース板５に立設した支柱４４によって支持されている。

前記サーボモータ４１は、その駆動軸４１ａが当該ベース板５の下面から上面にかけて突出するようにして機台２に取付けられており、当該駆動軸４１ａにはカップリング４６を介して回転軸４５が取付けられている。この回転軸４５は前記支柱４４の延びる方向と同一方向に延びるように配置されており、この回転軸４５の上端には前記自転板４２が取付けられている。これにより、自転板４２は、前記第２カメラ３２によって撮像されるワークＳの下方であって水平面内で回転する。

前記浮かせ板４３の中央付近は、前記自転板４２と同一の大きさに切り抜かれており、ここに当該自転板４２が介在している。また、この浮かせ板４３の上面は所定率湾曲しており、ここをワークＳの下端が沿うようにして当該ワークＳは案内される。これにより、前記回転テーブル２１の回転に伴って浮かせ板４３の中央付近に到達したワークＳは、当該ワークＳの座面が回転テーブル２１の上面から浮き上がった状態で、前記自転板４２上で自転する。

前記選別ユニット５０は、処理ユニットによる判定結果において不良品と判定されたワークＳを蹴り落とす振り分け手段５１と、この振り分け手段５１によって蹴られたワークＳが排出される不良品排出口５２と、前記検査ユニット３０によって良品と判断されたワークＳが振り分けプレート５３によって排出される良品排出口５４とから構成されている。

前記制御ユニットは、前記第２カメラ３２からのワーク検出信号に基づいて、前記自転ユニット４０のサーボモータ４１の駆動軸４１ａの回転速度を変更するように構成されている。まず、当該回転テーブル２１上のワークＳが所定の位置に到達し前記自転ユニット４０によってワークＳを自転させる際、前記当該第２カメラ３２がワークＳのどちらか一方の開口Ｈを検出するまでは、当該サーボモータ４１に高速駆動指令信号を発し当該ワークＳを高速で自転させる。その後、当該第２カメラ３２が当該開口Ｈを検出すると、当該サーボモータ４１に低速駆動指令信号を発する。この低速駆動により、前記第２カメラ３２は、前記開口Ｈを高分解能で撮像する。そして、この第２カメラ３２による開口Ｈの撮像が終了した後、再び当該サーボモータ４１に高速駆動指令信号を発して、当該サーボモータ４１の駆動軸４１ａを高速で１８０°回転駆動させる。すると、ワークＳの外周上のもう一方の開口Ｈは第２カメラ３２により検出可能な位置に到達し、これを当該第２カメラ３２が検出する。この第２カメラ３２による検出信号を制御ユニットが受け、当該制御ユニットは、サーボモータ４１に低速駆動指令信号を発し、この低速駆動によって第２カメラ３２は開口Ｈを高分解能で撮像する。なお、本発明における制御ユニットは、第２カメラ３２が初めに開口Ｈを検出するまでは、サーボモータ４１に高速駆動指令信号を発しているが、この高速駆動指令信号に代えて中速指令信号、つまり当該高速駆動指令信号と低速駆動指令信号の間の駆動速度でサーボモータ４１を回転させる信号を発してもよい。このようにすれば、初めの開口Ｈを検出までの時間は高速駆動に比べて長くなるが、低速駆動への切り替えの際、高速駆動に比べて開口Ｈを精度よく検出することができる。

以下、本発明の部品検査装置１の動作ならびに本発明の部品検査装置１を用いた前記ワークＳの貫通孔Ｈの開口の検査方法、ならびに本発明による作用を説明する。

前記直進フィーダ３から前記回転テーブル２１の切欠部２１ａに搬送されたワークＳは、回転テーブル２１の回転に伴って、前記第１カメラ３１の撮像エリアに到達する。この第１カメラ３１は、当該ワークＳを斜め上方から撮像するように配置されており、当該ワークＳの上端面ならびに鍔部を検査するものである。

続いて、前記第１カメラ３１による撮像が終了すると、当該ワークＳは第２カメラ３２の撮像エリアに近づく。このとき、ワークＳは前述のように構成された自転ユニット４０の浮かせ板４３の上面に案内されるので、ワークＳの座面は、徐々に回転テーブル２１の上面から浮いた状態になる。そして、当該ワークＳが最上点に到達する位置には、当該ワークＳを載置する前記自転板４２が配置してあり、この自転板４２にはマグネットが内蔵されている。これにより、前記サーボモータ４１の駆動に従って当該自転板４２が回転し、この回転に伴って当該自転板４２に載置されているワークＳが落下しないようになっている。

前記第２カメラ３２は、まず自転しているワークＳの外周上の貫通孔の開口Ｈを検出する。このとき、ワークＳは制御ユニットによるサーボモータ４１への高速駆動指令信号により高速で自転しており、この高速自転しているワークＳの外周上のどちらか一方の開口Ｈを前記第２カメラ３１が検出すると、制御ユニットはサーボモータ４１に低速駆動指令信号を発し当該ワークＳを低速で自転させる。この低速自転のとき、前記第２カメラ３２は、ワークＳの外周上の開口Ｈを撮像するが、このとき、ワークＳは低速で自転しているので、当該第２カメラ３２は開口Ｈを高分解能で撮像することができる。この撮像が終了すると、制御ユニットは、サーボモータ４１の駆動軸４１ａを高速で１８０度回転させる高速駆動指令信号を発する。これにより、ワークＳの外周上のもう一方の開口Ｈは、前記第２カメラ３２による撮像が可能な位置に到達する。そして、制御ユニットは再びサーボモータ４１に低速駆動指令信号を発し当該ワークＳを低速で自転させ、当該第２カメラ３２はワークＳの外周上のもう一方の開口Ｈを高分解能で撮像する。

前述の第２カメラ３２によるワークＳの外周上の両開口Ｈの撮像が終了すると、前記処理ユニットは、前記第１カメラ３１および第２カメラ３２の撮像結果に基づいて当該ワークの良否を判定する。この判定結果に基づいて前記選別ユニット５０が作動し、前記振り分け手段５１によって不良品は前記不良品排出口５２に排出され、一方良品については前記振り分けプレート５３によって前記良品排出口５４に排出される。

本発明の部品検査装置１および部品検査法では、第２カメラ３２が一方の開口Ｈを検出するまでは高速でワークＳを自転させ、第２カメラ３２が当該開口Ｈを検出する当該ワークＳを低速で自転させながら第２カメラ３２による開口Ｈの撮像を行う。その後第２カメラ３２による撮像が終了すると、当該ワークＳを高速で１８０度自転させれば、もう一方の開口Ｈは、第２カメラ３２による検出が可能な位置に到達する。つまり、一方の開口Ｈは、初めに検出された開口Ｈから１８０度自転させた位置に必ず位置しているので、制御ユニットは、第２カメラ３２による一方の開口Ｈの検出および撮像の終了後にはワークＳを１８０度回転させるという単純な制御プログラムを記憶するだけで、ワークＳの外周上の両開口Ｈを検査することがきるとともに、この検査に要する時間を短縮することがきる。また、従来の検査方法の例として、第２カメラ３２で当該開口Ｈに相当する被検査対象箇所を常時検出しながらの方法では、当該被検査対象箇所の検出ミスを防止するため、ワークＳの自転速度を制限する必要があったが、本発明を用いてワークＳの外周面に直交するように穿設された貫通孔の両開口Ｈを検査する場合、一方の開口Ｈからもう一方の開口Ｈまでの自転速度に制限を設ける必要がないので、検査時間を飛躍的に短縮することができる。

本発明に係る部品検査装置の要部拡大平面図である。 本発明に係る部品検査装置において、案内部材を省略した要部拡大断面図である。

符号の説明

１ 部品検査装置
２ 機台
３ 直進フィーダ
４ 振動装置
５ ベース板

２０ 回転ユニット
２１ 回転テーブル
２１ａ 切欠部
２２ サーボモータ
２３ 案内部材

３０ 検査ユニット
３１ 第１カメラ
３２ 第２カメラ

４０ 自転ユニット
４１ サーボモータ
４１ａ 駆動軸
４２ 自転板
４２ａ マグネット
４３ 浮かせ板
４４ 支柱
４５ 回転軸
４６ カップリング

５０ 選別ユニット
５１ 振り分け手段
５２ 不良品排出口
５３ 振り分けプレート
５４ 良品排出口

Ｓ ワーク
Ｈ 開口

Claims (6)

1. 被検査部品を保持して搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段に保持されている被検査部品が所定の位置に到達したとき、当該被検査部品を自転させる自転ユニットと、
   自転している前記被検査部品の外周を撮像する撮像手段と、
   前記自転ユニットを制御して前記被検査部品の自転速度を必要に応じて変更する制御ユニットとを備えているいることを特徴とする部品検査装置。
2. 被検査部品を自転させて、その外周を撮像手段で撮像して当該被検査部品の外周を検査する方法において、
   前記被検査部品の自転速度を必要に応じて変更しながら当該被検査部品の外周を撮像することを特徴とする部品検査方法。
3. 外周に被検査対象箇所を有する被検査部品を保持して搬送する搬送手段と、
   前記被検査部品が所定の位置に到達したとき、これを自転させる自転ユニットと、
   自転している前記被検査部品の被検査対象箇所を検出し、ここを撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段が被検査部品の被検査対象箇所を検出するまでは、当該被検査部品を高速で自転させ、一方当該撮像手段が被検査部品の被検査対象箇所を検出すると、当該撮像手段による被検査対象箇所の撮像が終了するまで当該被検査部品を低速で自転させるように前記自転ユニットを制御する制御ユニットと
   を備えることを特徴とする部品検査装置。
4. 被検査部品を自転させて、その外周を撮像手段で撮像して当該被検査部品の外周を検査する方法において、
   被検査部品の外周上の被検査対象箇所を検査する場合、撮像手段が当該被検査対象箇所を検出するまでは当該被検査部品を高速で自転させ、一方当該撮像手段が被検査対象箇所を検出すると、当該被検査部品を低速で自転させながら当該被検査対象箇所を撮像することを特徴とする部品検査方法。
5. 外周に開口する貫通孔を有する被検査部品であって、この貫通孔の開口を検査する場合、前記制御ユニットは、前記撮像手段が前記被検査部品の貫通孔のどちらか一方の開口を検出するまでは前記自転ユニットを高速で自転させ、この検出した当該開口を撮像手段が撮像した後には、当該被検査部品を高速で１８０度自転させることにより当該貫通孔のもう一方の開口を撮像手段が検出して撮像するように当該自転ユニットを制御することを特徴とする請求項３に記載の部品検査装置。
6. 前記被検査部品には外周に開口する貫通孔が穿設され、この貫通孔の両開口を検査する場合、まず当該貫通孔のどちらか一方の開口を撮像手段が検出するまでは、当該被検査部品を高速で自転させ、撮像手段が当該開口を撮像した後には、当該被検査部品を高速で１８０度自転させることにより当該貫通孔のもう一方の開口を撮像手段が検出して撮像することを特徴とする請求項４に記載の部品検査方法。

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