JP2010142770A - 軸体搬送装置とそれを用いた軸体大径部の外径検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外周に切欠き溝を設けた回転テーブルを用いて軸体の搬送を行う搬送装置で問題となっていた投・受光部或いはそれに変わる投光部とカメラのスペース面での設置規制をなくし、光学的外径測定装置を用いて軸体の大径部の寸法測定や外径の良否判定を行えるようにすることを課題としている。
【解決手段】外周の切欠き溝４に軸体Ａの軸部ａ_１を適合して受け入れ、大径部ａ_２を下から支えて軸体Ａを搬送する回転テーブル２と外周の固定ガイド３にスリット９，１０を設け、そのスリット９，１０が、外径測定部７に切欠き溝４が到達したときに平面視においてその切欠き溝４に導入された軸体Ａの大径部ａ_２を間に挟んで切欠き溝中心Ｃを通る直線上で対向し、このスリットに光学的外径測定装置の測定光や照明光を縦向きに通せるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、軸部の外周に大径部を有する軸体、例えば、頭部を有するボルトや鍔付きピン、鍔付き中空軸（鍔付きスリーブ）などを、回転テーブルを用いて吊り下げ状態にして搬送する軸体搬送装置とそれを用いて軸体の大径部の外径の良否を検査する外径検査装置に関する。

外周に定ピッチで切欠き溝を設けた回転テーブルを中心の支軸を支点に回転させ、この回転テーブルで被搬送物である軸体を搬送する軸体搬送装置を備えた軸体の検査装置が、例えば、下記特許文献１に開示されている。

その検査装置に採用された軸体搬送装置は、ワーク供給部において回転テーブル外周の切欠き溝に軸体の軸部を導入し、この状態で軸体の大径部を回転テーブルで下から支え、テーブル回転により前記軸体をワーク排出部に向けて搬送する。

回転テーブルの外周には、ワーク供給部において回転テーブル外周の切欠き溝に受け入れた軸体を搬送中に切欠き溝内に保持するために固定ガイドを設けている。その固定ガイドは、テーブル回転のために必要な隙間をあけて回転テーブルに寄り沿わせており、必要箇所で切欠き溝の入口がその固定ガイドによって閉じられる。

この軸体搬送装置を採用した軸体の検査装置は、ボルトやねじなどの頭部の形状、めっきの状態、軸部の直径や長さ、ねじ山の加工漏れなどの検査に利用されている。

特開２００７−５５７６３号公報

上述した従来の検査装置は、回転テーブルで支えた軸体の軸部については、回転テーブルの下方に垂れ下がっている部分があるので、光学的外径測定装置を用いて外径の良否検査を問題なく行うことができる。

ところが、回転テーブル上に載せられた軸体の光学的外径測定装置を用いた大径部の寸法測定や良否判定は、以下の理由から行えないことがある。

回転テーブルの下側では投・受光部の設置規制が少ないため、投・受光部を下側に設置することで回転テーブルから垂れ下がっている軸部に側方から測定光を投光することができる。これに対し、回転テーブルに載せられた軸体の大径部の測定では、検査部位に側方から測定光を当てようとすると投光部と受光部を回転テーブルよりも上側に設置することが必要になる。

しかしながら、回転テーブルや固定ガイドとの干渉を避けて要求に応えることはスペース上の制約などがあって容易でない。特に、検査部位である軸体の大径部の厚みが薄いときには、投光部と受光部を回転テーブルや固定ガイドの上面付近に配置する必要があるので、これらとの干渉を避けながらの設置が困難になる。
また、その設置が仮に可能であっても、大径部の厚みが小さいと大径部に側方から投光する測定光を極めて細いスリット光にせざるを得なくなるため、大径部の径変化による受光量の変化量の絶対値が小さくなって満足できる測定精度を得るのが難しくなる。

なお、回転テーブル上に載置された軸体の大径部を上方から画像センサで直視して大径部の外径測定を行う方法も考えられるが、この方法は、画像センサから軸体の大径部までの距離が大きくなるほど大径部の上側が大きく広がって見えるため正確な外径測定ができない。

この発明は、外周に切欠き溝を設けた回転テーブルを用いて軸体の搬送を行う搬送装置で問題となっていた投・受光部のスペース面での設置規制をなくし、光学的外径測定装置を用いて軸体の大径部の寸法測定や外径の良否判定を行えるようにすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、中心の支軸を支点に回転させる、外周に定ピッチで切欠き溝を設けた回転テーブルと、この回転テーブルの外周にテーブル回転のための隙間をあけて寄り沿わせる固定ガイドを有し、
前記回転テーブルの外周にワーク供給部が設置され、そのワーク供給部において、搬送される軸体の軸部を前記切欠き溝に適合して受け入れ、この状態で前記大径部を前記回転テーブルで下から支え、テーブル回転により前記軸体をワーク排出部に向けて搬送する軸体搬送装置に以下の要素を付加した。
即ち、前記回転テーブルと前記固定ガイドにそれぞれ対をなすスリットを設け、そのスリットは、搬送路の途中に設置される外径測定部に前記切欠き溝が到達したときに平面視においてその切欠き溝に導入された軸体の大径部を間に挟んで切欠き溝中心を通る直線上で対向し、このスリットに前記外径測定部において光学的外径測定装置の測定光又は照明光を縦向きに通せるようにした。

なお、ここで云う「軸体の軸部を切欠き溝に適合して受け入れる」は、軸部が径方向の遊びがほとんど無い状態で切欠き溝に導入されて切欠き溝の中心に位置決めされることを意味する。

外径測定部において互いに対向する回転テーブル側のスリットと固定ガイド側のスリットは、互いの設置方向を異ならせて複数対設けると好ましい。

また、前記投光部は、レーザーダイオードで構成して平行光の測定光や照明光を投光できるようにしたものが好ましい。

この発明は、上記の軸体搬送装置と、その軸体搬送装置の回転テーブル及び固定ガイドを間にして対向配置する投光部と受光部、及び前記受光部の受光信号に基いて外径の演算・判定を行う演算・判定部を備えた外径測定装置を有し、前記投光部と受光部が前記外径測定部に設置されて投光部から投光された測定光が回転テーブルと固定ガイドにそれぞれ設けられた前記スリットを通して前記受光部に至り、
その受光部による受光量が前記外径測定部に搬送された軸体の前記大径部の径変化に応じて変動し、
その受光量に基く前記大径部の外径の演算と基準値との比較による前記大径部の外径の良否判定が前記演算・判定部において行われるようにした外径検査装置も併せて提供する。
この検査装置の投光部と受光部は、照明光を照射する投光部とそれに対向させて軸体の大径部を撮像するカメラに置き換えてもよい。照明光を遮った軸体の大径部は、影と同様の暗い影像としてカメラに映される。そして、そのときの画像のサイズが外径測定部に搬送された軸体の大径部の径変化に応じて変動し、そのために、撮像した画像のサイズ変動に基く前記大径部の外径の演算と基準値との比較による前記大径部の外径の良否判定を前記演算・判定部において行うことで、受光部の受光量に基いて外径を測定する装置と同様に、軸体大径部の外径検査を行うことができる。

この検査装置の投光部は、レーザーダイオードで構成して、平行光の測定光や照明光を投光できるようにしたものが好ましい。

この発明の軸体搬送装置は、回転テーブルと固定ガイドに、回転テーブル外周の切欠き溝が外径測定部に到達したときに切欠き溝中心を通る直線上で互いに対向するスリットを設けたので、前記外径測定部において光学的外径測定装置の測定光をスリットに縦向きに通すことができる。

このように、測定光をスリットに縦向きに通す構造にすると、この搬送装置を用いた外径測定装置の投光部と受光部を回転テーブルや固定ガイドとの干渉を避けて回転テーブルと固定ガイドの境界部の上、下に設置することができ、投・受光部の設置規制が取り除かれて回転テーブル上に載せた軸体大径部の外径測定を光学的外径測定装置を用いて行うことが可能になる。ここで言う光学的外径測定装置には、対向配置の投光部と受光部及び演算・判定部を備え、前記受光部での受光量に基いて外径の演算・判定を行うもののほかに、投光部から照明光を照射し、その照明光を遮った部分の影像をカメラで映し、撮像した画像のサイズ変動に基いて前記大径部の外径の演算と基準値との比較による前記大径部の外径の良否判定を演算・判定部において行う装置も含まれる。

また、測定光を縦向きにスリットに通すことで、測定光の投光エリアを大径部の厚みに左右されずに広げることができ、その投光エリアを拡大することで大径部の径変化による受光量や画像サイズの変化量を大きくして測定精度を高めることも可能になる。

なお、外径測定部において互いに対向する回転テーブル側のスリットと固定ガイド側のスリットを、互いの設置方向を異ならせて複数対設けると、軸体の大径部の外径測定を複数個所で行って測定精度を高めることができる。また、複数個所での測定値を比較することで、外径の歪の有無などを検査することも可能になる。

また、この発明の外径検査装置は、大径部の一部を投影する方法での測定となるので、測定光は外径の実寸が投影される平行光が好ましく、投光部をレーザーダイオードで構成することでその要求に応えることができる。但し、測定光や照明光が非平行光であっても受光量やカメラで撮像した画像の面積と外径との関係を予め調べることで外径の測定を行うことができる。

以下、添付図面の図１〜図６に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。図１〜図４に、この発明の軸体搬送装置の一例を示す。この軸体搬送装置１は、回転テーブル２と固定ガイド３を組み合わせて構成されている。

固定ガイド３の始端部にはワーク供給部５が設置され、さらに、搬送路の途中には、軸体の外径測定部７が設置される。また、固定ガイド３の終端部近くには、ワーク排出部８が設置される。ワーク排出部８は、不良品排出部８ａと良品排出部８ｂとに分けてあり、大径部の外径誤差が許容範囲から外れている軸体や大径部の形状がいびつになっている軸体は不良品排出部８ａに取り出される。

回転テーブル２は、中心に支軸２ａを有しており、その支軸２ａを支点にしてテーブルを回転させる。その回転はモータ（図示せず）を駆動源にして連続回転、あるいは、間欠回転となるように行われる。この回転テーブル２には、外周に定ピッチで切欠き溝４を設けてある。回転テーブル２は、水平に配置することもあるし、意図的に若干の傾きをつけることもある。

固定ガイド３は、回転テーブル２の外周にテーブル回転のための隙間をあけて寄り沿わせており、この固定ガイド３が設置された箇所では、切欠き溝４の入口がその固定ガイド３によって閉じられる。

ワーク供給部５は、固定ガイド３の始端側において回転テーブル２の外周に設置される。このワーク供給部５は、直進フィーダ６を有するものを例示した。このワーク供給部５において、直進フィーダ６から回転テーブル外周の切欠き溝４に搬送対象の軸体Ａが供給される。

軸体Ａは、軸部ａ_１の長手途中の外周に径方向に突出する大径部ａ_２を有しているものを例示したが、軸部ａ_１の上端に頭部や鍔などの大径部を設けたものも搬送の対象になる。

図１の直進フィーダ６は、平行配置の２条のレール６ａ，６ａを有し、そのレール６ａ，６ａで軸体Ａを支えて供給する。この直進フィーダ６による軸体Ａの供給は、レール６ａ，６ａ間に軸体Ａの軸部ａ_１を入り込ませ、軸体外周の大径部ａ_２をレール６ａ，６ａで支えて軸体Ａを吊り下げ、この状態でレール先端から軸体Ａを回転テーブル外周の切欠き溝４に流し移す方法でなされる。

回転テーブル外周の切欠き溝４は、図４に示すように、軸体Ａの軸部ａ_１を適合して受け入れる大きさにしてあり、軸部ａ_１は径方向の遊びがほとんど無い状態でこの切欠き溝４に導入されて切欠き溝の中心Ｃ（図２〜図４参照）に位置決めされる。

切欠き溝４の入口は、固定ガイド３を設置した箇所ではその固定ガイド３によって塞がれる。切欠き溝４の中心から固定ガイド３までの距離は、軸体Ａの軸部ａ_１の半径とほぼ等しく（厳密には僅かに大きく軸部ａ_１と固定ガイド３との間に摺動隙間が形成される）、従って、切欠き溝４に導入された軸体Ａは、切欠き溝４の中心に位置決めされて固定ガイド３側への変位も阻止される。

以上の構成は、従来の軸体搬送装置と大して変わるところがない。即ち、この発明は以下の要素によって特徴づけられる。

回転テーブル２と固定ガイド３には、図２、図４に示すスリット９，１０が設けられている。スリット９は、各切欠き溝４にそれぞれ１つ設けてあり、スリット１０は、外径測定部７が設置される箇所において固定ガイド３に１つだけ設けられている。

この回転テーブル２側のスリット９と固定ガイド３側のスリット１０は、回転テーブル２の回転に伴って搬送路途中の外径測定部７に回転テーブル外周の切欠き溝４が到達したときに、平面視において外径測定部の切欠き溝４に導入された軸体Ａの大径部ａ_２を間に挟んで切欠き溝中心Ｃを通る直線の基準線Ｓ（図３、図４参照）上で対向するように配置されている。

各スリット９，１０の長さＬと幅Ｗは、図示の装置の場合、それぞれ等しく、切欠き溝４の中心Ｃが外径測定部７の中心にある状態では、各スリット９，１０は外径測定部７の切欠き溝４に導入されている軸体Ａの大径部ａ_２の外側まで延びだして切欠き溝４の中心Ｃ基準で対称形状をなす（図２参照）。

そのスリット９，１０の設置により、外径測定部７において光学的外径測定装置の測定光を縦向きに通して外径測定部７の切欠き溝４に導入されている軸体Ａの大径部ａ_２の外径を測定することが可能になる。なお、スリット９，１０の長さＬと幅Ｗは、異なっていてもよい。スリット９，１０の長さＬや幅Ｗが同じか、異なっているかに関係なく、軸体Ａの大径部ａ_２の径変化に伴う受光量の変化が起こる。

図５に外径測定装置１１の一例の概要を示す。この外径測定装置１１は、回転テーブル２及び固定ガイド３を間にして対向配置される投光部１２、受光部１３、受光部１３の受光信号に基いて外径の演算・判定を行う演算・判定部１４、及び、演算された外径と判定結果を表示する表示部１５を備えており、投光部１２と受光部１３が外径測定部７に設置される。

図示の外径測定装置１１の投光部１２は、レーザーダイオードを用いており、平行光の測定光１６を出力する。この投光部１２から投光された測定光１６は、回転テーブル２と固定ガイド３にそれぞれ設けられたスリット９，１０を通って受光部１３に至る。このときの受光部１３による受光量は、スリット９，１０の一部を塞ぐ軸体Ａの大径部ａ_２の径変化に伴って変動し、従って、受光部１３の受光量に基いて大径部ａ_２の外径を測定し、また、その測定結果を予め設定した基準値と照らして大径部ａ_２の外径の良否を判定することができる。

なお、大径部ａ_２の外径の良否検査では、不良と判定された軸体はワーク排出部８において不良品排出部８ａに取り出されるので、演算された外径と判定結果を表示する表示部１５は必ずしも必要でない。

このように、測定光をスリットに縦向きに通す構造にすることで、外径測定装置１１の投・受光部の設置規制をなくすことができ、測定光の投光エリアを大径部の厚みに左右されずに広げることも可能になる。

図６は、外径測定部７において互いに対向する回転テーブル側のスリット９と固定ガイド側のスリット１０を、互いの設置方向を異ならせて複数対設けた例を示している。軸体大径部の外径測定は、対をなすスリット９，１０が、図２のように１対あれば可能であるが、スリット９，１０を図６に示すように複数対設けると、軸体Ａの大径部の外径測定を複数個所で行って測定精度を高めることができる。また、複数個所での測定値を比較することで、外径の歪の有無などを検査することも可能になる。

図６では、スリット９，１０を、互いの設置方向を９０°異ならせて２対設けているがスリット９，１０は、２対以上設けても構わない。

なお、受光部１３はカメラ（図示せず）に置き換えても構わない。投光部１２から照明光を照射し、その照明光を遮った軸体Ａの大径部をカメラで撮像し、そのときの画像の面積の変化を軸体Ａの大径部の径変化に換算する方法でも受光部の受光量に基いて外径を測定する装置と同様に軸体大径部の外径検査を行うことができる。

この発明の軸体搬送装置の一例の概要を示す平面図 外径測定部に移動した回転テーブル外周の切欠き溝とその溝に導入された軸体の拡大平面図 図２のIII−III線に沿った断面図 回転テーブル外周の切欠き溝に軸体の軸部を適合して受け入れた状態を示す部分破断平面図 外径測定装置の一例の概要を示す図 回転テーブル側のスリットと固定ガイド側のスリットの設置数を複数対とした軸体搬送装置の要部の拡大平面図

符号の説明

１ 軸体搬送装置
２ 回転テーブル
２ａ 支軸
３ 固定ガイド
４ 切欠き溝
５ ワーク供給部
６ 直進フィーダ
６ａ レール
７ 外径測定部
８ ワーク排出部
８ａ 不良品排出部
８ｂ 良品排出部
９，１０ スリット
１１ 外径測定装置
１２ 投光部
１３ 受光部
１４ 演算・判定部
１５ 表示部
１６ 測定光
Ａ 軸体
ａ_１ 軸部
ａ_２ 大径部
Ｓ 基準線
Ｃ 切欠き溝中心
Ｌ スリットの長さ
Ｗ スリットの幅

Claims (5)

1. 中心の支軸を支点に回転させる、外周に定ピッチで切欠き溝（４）を設けた回転テーブル（２）と、この回転テーブル（２）の外周にテーブル回転のための隙間をあけて寄り沿わせる固定ガイド（３）を有し、
   前記回転テーブル（２）の外周にワーク供給部（５）が設置され、そのワーク供給部（５）において、軸部（ａ_１）の上端又は長手途中の外周に径方向に突出する大径部（ａ_２）が設けられた軸体（Ａ）の前記軸部（ａ_１）を前記切欠き溝（４）に適合して受け入れ、この状態で前記大径部（ａ_２）を前記回転テーブル（２）で下から支え、テーブル回転により前記軸体（Ａ）をワーク排出部（８）に向けて搬送する軸体搬送装置であって、
   前記回転テーブル（２）と前記固定ガイド（３）にそれぞれ対をなすスリット（９，１０）を設け、そのスリット（９，１０）は、搬送路の途中に設置される外径測定部（７）に前記切欠き溝（４）が到達したときに平面視において外径測定部の切欠き溝（４）に導入された軸体の前記大径部（ａ_２）を間に挟んで切欠き溝中心（Ｃ）を通る直線の基準線（Ｓ）上で対向し、このスリット（９，１０）に前記外径測定部（７）において光学的外径測定装置の測定光又は照明光を縦向きに通せるようにした軸体搬送装置。
2. 外径測定部において互いに対向する回転テーブル側のスリット（９）と固定ガイド側のスリット（１０）を、互いの設置方向を異ならせて複数対設けた請求項１に記載の軸体搬送装置。
3. 請求項１又は２に記載の軸体搬送装置（１）と、その軸体搬送装置の回転テーブル（２）及び固定ガイド（３）を間にして対向配置する投光部（１２）と受光部（１３）、及び前記受光部（１３）の受光信号に基いて外径の演算・判定を行う演算・判定部（１４）とを備えた外径測定装置（１１）を有し、前記投光部（１２）と受光部（１３）が前記外径測定部（７）に設置されて投光部（１２）から投光された測定光が回転テーブル（２）と固定ガイド（３）にそれぞれ設けられた前記スリット（９，１０）を通して前記受光部（１３）に至り、
   その受光部（１３）による受光量が前記外径測定部（７）に搬送された軸体（Ａ）の前記大径部（ａ_２）の径変化に応じて変動し、
   その受光量に基く前記大径部（ａ_２）の外径の演算と基準値との比較による前記大径部（ａ_２）の外径の良否判定が前記演算・判定部（１４）において行われるようにした軸体大径部の外径検査装置。
4. 請求項３に記載の外径検査装置の投光部（１２）と受光部（１３）に代えて、照明光を照射する投光部とそれに対向させたカメラを設け、前記カメラで撮像する画像のサイズが前記外径測定部（７）に搬送された軸体（Ａ）の前記大径部（ａ_２）の径変化に応じて変動し、その撮像した画像のサイズ変動に基く前記大径部（ａ_２）の外径の演算と基準値との比較による前記大径部（ａ_２）の外径の良否判定が前記演算・判定部（１４）において行われるようにした軸体大径部の外径検査装置。
5. 前記投光部（１２）をレーザーダイオードで構成し、前記測定光又は照明光として平行光を投光するようにした請求項３又は４に記載の軸体大径部の外径検査装置。

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