JP2010190800A

JP2010190800A - 部品検査装置

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Publication number: JP2010190800A
Application number: JP2009037111A
Authority: JP
Inventors: Tomoyasu Shiomi; 友康塩見
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2010-09-02
Anticipated expiration: 2029-02-19
Also published as: JP5357566B2

Abstract

【課題】複雑な形状の被検査部品であっても、これを保持して回転させて全周に渡って外観検査を行う部品検査装置を提供する。
【解決手段】棒状の脚部にこれより大径の羽根部が一体成形された被検査部品を吊下して搬送する搬送手段４と、所定の位置に搬送された被検査部品を移載する移載手段２０と、移載された被検査部品の脚部の先端を把持するチャック４１と、当該チャック４１を回転自在に保持するとともに、回転可能に配置される回転テーブル４０と、当該チャック４１を回転させるチャック回転手段５１と、当該チャック４１に保持されて一体に回転する被検査部品の外観を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複雑な形状の被検査部品であってもこれを保持して回転させて全周に渡って外観検査を行う部品検査装置に関する。

従来から、回転テーブル上に載置した被検査部品の外観を検査する装置としては、特許文献１（特開２００８−２４１２５２号公報）および特許文献２（特開２００８−７３６５３号公報）に示すものがある。これら検査装置は、いずれも頭部と脚部とから成るねじ部品の外観を検査するものである。この特許文献１，２に記載の検査装置は、回転テーブルの円周方向に形成された切欠部に被検査部品を吊下して、この吊下状態で被検査部品を回転台上で回転させて撮像手段で撮像することにより、被検査部品の全周検査を行うように構成されている。

特開２００８−２４１２５２号公報特開２００８−７３６５３号公報

しかしながら、前記部品検査装置では、被検査部品が、回転テーブルの切欠部に吊下可能で、かつこの吊下状態で回転可能な形状に限定されて、さもなくば、被検査部品を切欠部に吊下した状態で回転させると落下してしまい、検査することができない問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、棒状の脚部にこれより大径の羽根部が一体成形された被検査部品を吊下して搬送する搬送手段と、所定の位置に搬送された被検査部品を移載する移載手段と、移載された被検査部品の脚部の先端を把持するチャックと、前記チャックを回転自在に保持するとともに、回転可能に配置される回転テーブルと、前記チャックを回転させるチャック回転手段と、前記チャックに保持されて一体に回転する被検査部品の外観を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とする。

また、前記回転テーブルの回転にともなって公転するチャックが所定の位置に到達したとき、前記チャック回転手段を駆動させて、当該チャックが被検査部品を保持可能な姿勢に自転するように構成されていることを特徴とする。

さらに、前記チャックには被検査部品の形状に応じて１ないし複数の被検出部品が取付けられて、これら被検出部品のうち、いずれか１つを検出センサが検出すると、前記チャック回転手段が駆動するように構成され、当該チャック回転手段の回転角は当該チャックに取付けられた被検出部品の個数に応じて設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、被検査部品の先端を掴んで保持した状態でチャックが回転して、これを撮像手段が全周に渡って撮像するように構成されている。そのため、如何なる形状の被検査部品であっても外周検査が可能となる。また、被検査部品の形状に応じて被検出部品が取付けられており、これに伴いチャック回転手段の回転角も設定するように構成されている。そのため、チャックの回転位置が部品を保持可能な姿勢になるまでに要する時間を短縮することができる。

本発明に係る部品検査装置の平面図。本発明に係る部品検査装置の正面図。本発明に係る部品検査装置の正面視要部拡大断面図。本発明に係る部品検査装置のチャックにおける第１の実施形態を示す平面図。図４に示すチャックを所定角回転させた状態を示す図である。本発明に係る部品検査装置のチャックにおける第２の実施形態を示す平面図。本発明に係る部品検査装置のチャックにおける第３の実施形態を示す平面図。図７に示すチャックを所定角回転させた状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１および図２において、１は部品検査装置であり、棒状の脚部にこれより大径の羽根部が一体成形された鍔付部品Ｓ（以下、この鍔付部品をワークＳという）の頭部座面、並びにワークの外周の傷等を外観検査するものである。この部品検査装置１は、ボウルフィーダ（図示せず）から順次供給されるワークＳを吊下するよう所定の間隔をおいて平行に延びて、振動装置３の振動により当該ワークＳを１列に整列搬送する搬送レール４と、この搬送レール４上の最先のワークＳを分離して供給する部品供給ユニット１０と、この分離供給されたワークＳの頭部を把持して詳細を後述する回転テーブル４０上のチャックに移載する移載ユニット２０と、ワークＳの移載中、当該ワークＳ頭部の座面を撮像する第１の撮像手段３０と、移載されたワークＳの脚部先端を把持するように構成されたチャック４１を複数備える回転テーブル４０と、この回転テーブル４０上のワークＳの頭部を撮像する第２の撮像手段６０並びにワークＳの外周を撮像する第３の撮像手段８０と、これら撮像手段３０，６０の判定結果に基づいてワークをＯＫシュート７２またはＮＧシュート７１に振り分ける振り分けユニット７０とを備えている。

前記部品供給ユニット１０は、エアシリンダ１１ａ，１１ｂの駆動により、搬送レール４上のワークＳの搬送方向および当該搬送レール４と交差する方向へ移動自在な第１の切出部１２と、第２の切出部１３とから構成されており、これら第１の切出部１２と第２の切出部１３とが各々異なる動作をしてワークＳを分離供給するように構成されている。分離供給方法としては、まず、第１の切出部１２が先頭のワークＳを前方から塞き止めるように位置し、この塞き止められたワークＳをセンサ１４が感知すると、第２の切出部１３が当該ワークＳの後方に位置して、これに伴い第１の切出部１２がワークＳの塞き止めを開放する方向に移動する。続いて、第２の切出部１３がワークＳを後方から支持した状態で搬送レール４の先端方向へ移動してワークＳが分離される。このとき、塞き止められていた当該ワークＳが無くなったことをセンサ１４が感知すると、第１の切出部１２は次のワークＳを前方から塞き止めるように位置する。これらの動作を繰り返して部品供給ユニット１０はワークＳを分離供給するように構成されており、このワークＳの頭部を前記移載ユニット２０が把持して移載するように構成されている。

前記移載ユニット２０は、図２に示すように、ワークＳの頭部を上方から把持すべく開閉自在な一対の爪２１ａを有する移載ツール２１と、この移載ツール２１をワークＳの搬送方向に移動するＹ軸ロボット２２と、当該移載ツール２１を昇降するＺ軸ロボット（図示せず）とから構成されている。この移載ツール２１は、Ｚ軸ロッドの駆動により、前記部品供給ユニット１０によって搬送レール４の最先端へ分離供給されたワークＳの頭部を把持可能な位置まで下降するように構成されている。そして、前記爪２１ａがワークＳの頭部を掴むと、移載ツール２１は、上昇して、続いてＹ軸ロボット２２の駆動により、チャック４１が配置された位置に移動するように構成されている。

前記移載ユニット２０によるワークＳの移載中、ワークＳの下方には当該ワークＳの頭部の座面を映し出すミラー３１が配置されている。このミラー３１はワークＳの座面に対して４５度傾斜して配置されており、このミラー３１に映し出された写像は第１の撮像手段３０により撮像されて、ワークＳ頭部の座面の外観検査が行われる。また、このミラー３１と前記回転テーブル４０の間にはＮＧシュート３２が配設されており、前記第１の撮像手段３０による撮像の結果、不良品と判定されたワークＳは、当該ＮＧシュート３２の上方で前記移載ツール２１の爪２１ａによる把持が解かれてＮＧシュート３２に投下されるように構成されている。一方、良品と判定されたワークＳは、回転テーブル４０に回転自在に配設されたチャック４１の上方まで搬送されて、Ｚ軸ロボットの駆動により下降して当該チャック４１に保持される。

前記回転テーブル４０は駆動源４２の駆動に伴って水平面内で回転するように構成されている。また、この回転テーブル４０の円周方向には複数の切欠穴が設けられており、この切欠穴にはフランジ形状のチャック保持部材４４が挿入されてベアリング４５によって回転自在に軸支されている。これらチャック保持部材４４にはこれと一体に回転可能にチャック４１が取付けられている。

前記チャック４１は、内部にシリンダ孔（図示せず）が設けられたチャックボディ４６と、このシリンダ孔内に摺動可能に挿入されて軸線方向にエア駆動されるピストン（図示せず）と、シリンダ孔の一端側を気密に塞ぐエンド部材（図示せず）と、チャックボディ４６に組み付けられ、ピストンに設けたロッド（図示せず）の移動により、ロッドの軸線と交差する方向に駆動されてワークＳの脚部を把持または開放する一対二組の開閉自在の把持部材４７とから構成されている。この把持部材４７は、図４に示すように、シリンダボディ４６の上端面において円周方向に９０度の間隔を於いて配設されており、ロッドの移動に伴って、四方に開閉するように取付けられている。

前記チャック４１のエンド部材には、図３に示すように、前記チャック保持部材４４の下方から挿入されるチャック軸４８が取付けられている。また、このチャック軸４８の下方にはチャック開用エアシリンダ４９が配設されている。このチャック開用エアシリンダ４９は、エアの吸排によってシリンダロッド４９ａが伸縮するように構成されており、エア吸入時にはシリンダロッド４９がチャック軸４８を下方から押圧してこれに伴いチャック４１のロッドが把持部材を開状態とするように移動し、一方エア排出時にはチャック軸４８の押圧が解除されてこれに伴いチャック４１の把持部材４７も閉状態となるように構成されている。

前記チャック保持部材４４の下端には被駆動ローラ５０が一体に回転するように取付けられており、この被駆動ローラ５０はワーク位置補正用モータ５１の駆動に伴って回転するように構成されている。この被駆動ローラ５０の駆動機構として、ワーク位置補正用モータ５１は機台５に取付けられており、当該ワーク位置補正用モータ５１の駆動軸５１ａにはこれと一体に回転可能に駆動ローラ５２が取付けられている。また、これら駆動ローラ５２と被駆動ローラ５０は、前記搬送レール４の延長線上であって、かつ良品をチャック４１に供給すべく下降する移載ツール２１の下降延長線上にチャック４１が位置した状態で、各々の外周が接するように配置されており、駆動ローラ５２の回転に伴って被駆動ローラ５０が回転するように構成されている。また、前記回転テーブル４０の回転に伴って公転するチャック４１がワーク移載可能位置に到達したとき、当該チャック４１と一体に回転する被駆動ローラ５０は、駆動ローラ５２と密着するよう、ばね（図示せず）で付勢されている。また、ワーク位置補正用モータ５１の下方にはセンサ５５が配置されており、駆動軸５１ａの回転に伴って回転する回転軸５６を当該センサ５５が検出し、当該駆動軸５１ａが所望の回転角回転したか否かを判定するように構成されている。

また図４および５において、前記チャック４１と一体に回転するチャック保持部材４４の外周には、円周方向で隣り合う前記把持部材４７の間にそれぞれ被検出部品５３が取付けられており、つまり、４個の把持部材４７を円周方向に４５度回転させた位置には計４個の被検出部品５３が配設されている。この被検出部品５３を、機台５に取付けられたセンサ５４が検出するように構成されている。

図１に示す回転テーブル４０において、六時方向には、第２の撮像手段６０が機台５に取付けられており、ワークＳの上方から頭部の上面を撮像すべく配設されている。続いて、回転テーブル４０には九時方向に到達したワークＳの外周を撮像すべく機台５には第３の撮像手段８０が配設されており、さらに、この位置には、前述した被駆動ローラ５０の駆動機構と同様の構成を成す駆動機構が配設されており、当該九時方向に到達したチャック４１を自転させてワークＳの外周を撮像するように構成されている。

前記第３の撮像手段８０による撮像結果に基づいて、振り分けユニット７０が良品と不良品を振り分けるように構成されている。この振り分けユニット７０においては、ワークＳの脚部を横方向から把持可能な開閉自在な一対の爪７０ａを備えており、他の構造は前記移載ユニット２０と同様である。前記ローラ駆動機構の後方にはＮＧ品シュート７１、さらにその後方にはＯＫ品シュート７２が配設されており、第３の撮像手段８０による撮像結果に応じて、振り分けユニット７０がいずれかのシュート７１，７２ワークＳを投下するように構成されている。

以下、本発明の部品検査装置の作用を説明する。図４は、チャック４１に取付けられた被検出部品５３をセンサ５４が検知した時の状態を示すものであり、図５は当該被検出部品５３の当該検出位置から反時計周りにに４５度、チャック４１を回転させた状態を示すものである。本発明の部品検査装置１においては、回転テーブル４０の回転に伴って公転するチャック４１が移載ツール２１によるワークＳの受け渡し位置に到達したとき、当該チャック４１の円周方向における姿勢はベアリング４５の作用により不揃いである。一方、移載ツール２１により供給されるワークＳは、整列姿勢で供給される。そこで、まずセンサ５４が被検出部品５３を検知するまで、前記ワーク位置補正用モータ５１を高速で作動させる。続いて、センサ５４が被検出部品５３を検知すると、ワーク位置補正用モータ５１に、駆動軸５１ａを４５度回転させる駆動指令を発する。そして、チャック４１を４５度回転させた位置が、移載ツール２１により供給されるワークＳを把持可能な姿勢である。なお、ここで、以下の説明の便宜上、図４および図５に示すチャック４１の形態を第１の実施形態とする。

前述の第１の実施形態のように、チャック４１の姿勢を、ワークＳの姿勢に整合させて部品の供給を可能なようにする場合、図６に示すように、チャックボディ４６に取付けられる被検出部品５３の取付位置が、図４および図５に示すものとは異なっても、チャック４１は、ワークＳを移載ツール２１から受取ることは可能である。これを実現するための実施形態を、便宜上第２の実施形態とする。この第２の実施形態においては、チャック４１に取付けられる被検出部品５３の取付位置が第１の実施形態と異なり、チャック４１が移載ツール２１から供給されるワークＳを受取り可能な位置で、センサ５４が被検出部品５３を検出するように、被検出部品５３が取付けられている。この第２の実施形態の場合、センサ５４による被検出部品５３の検出時に、ワーク位置補正用モータ５１の駆動を直ちに停止させれば、ワークＳの供給は可能である。しかしながら、ワーク位置補正用モータ５１の回転方向の慣性に鑑みて、当該モータ５１の回転速度を制限する必要がある。これに対して、第１の実施形態では、センサ５４による被検出部品５３の検出後、駆動軸の回転角度を指令してチャック４１の回転位置を整合させるので、センサ５４が被検出部品５３を検出するまでワーク位置補正用モータ５１を高速で回転させても、当該チャック４１の回転位置を、移載ツール２１から供給されるワークＳの脚部の姿勢と整合させることがきでる。なお、図４に示すチャック４１の回転位置においても、チャック４１の把持部材４７は、ワークＳの脚部を保持することは可能であるが、隣接する把持部材４７の境界線４７ａがワークの脚部の頂角Ｓ１を保持する位置であるため、ワークＳを確実に保持できない可能性がある。従って、本発明の部品検査装置１においては、図５に示す、把持部材４７の端面４７ｂが当該ワークＳの脚部の頂角Ｓ１を保持する回転位置を、ワークＳの脚部の姿勢に整合する回転位置としている。

前述の第１の実施形態および第２の実施形態では、ワークＳの脚部の断面形状が四角形の例であって、これに伴いチャック４１の把持部材４７の個数が４個の例を説明したが、図７では脚部の断面形状が三角形のワークＳ’を例に説明する。なお、便宜上、図７および図８に示すチャック４１’の形態を第３の実施形態とする。この図７に示すチャック４１’は、把持部材４７’を３個有しており、これに伴い被検出部品５３’も、円周方向で隣接する被検出部品と１２０度の間隔を於くように３個取付けられている。このような構成のチャック４１’をワークＳ’の脚部と整合させるには、まず、図７に示すように被検出部品５３’をセンサ５４が検出するまでワーク位置補正用モータ５１を高速で回転させる。続いて、図８に示すように、当該検出時から駆動軸５１ａを反時計回りに３０度回転させて、チャック４１’がワークＳ’の脚部を保持な姿勢となるように構成されている。

以上のように、本発明の部品検査装置１においては、ワークＳの形状に応じて被検出部品５３の取付位置あるいは個数を設定して、これに伴いワーク位置補正用モータ５１の回転角も設定するように構成されている。そのため、移載ツール２１から供給されるワークＳが如何なる形状であっても、これをチャック４１で一定の姿勢で保持することができ、ワークＳを所望の姿勢に変えて外観を検査をすることができる。

１部品検査装置
３振動装置
４搬送レール
５機台
１０部品供給ユニット
１１ａエアシリンダ
１１ｂエアシリンダ
１２第１の切出部
１３第２の切出部
１４センサ
２０移載ユニット
２１移載ツール
２１ａ爪
２２Ｙ軸ロボット
３０第１の撮像手段
３１ミラー
３２ＮＧシュート
４０回転テーブル
４１チャック
４２駆動源
４４チャック保持部材
４５ベアリング
４６チャックボディ
４７把持部材
４７ａ境界線
４７ｂ端面
４８チャック軸
４９エアシリンダ
４９ａシリンダロッド
５０被駆動ローラ
５１ワーク位置補正用モータ
５１ａ駆動軸
５２駆動ローラ
５３被検出部品
５４センサ
５５センサ
５６回転軸
６０第２の撮像手段
７０振り分けユニット
７０ａ爪
７１ＮＧ品シュート
７２ＯＫ品シュート
８０第３の撮像手段
Ｓワーク
Ｓ１頂角

Claims

棒状の脚部にこれより大径の羽根部が一体成形された被検査部品を吊下して搬送する搬送手段と、
所定の位置に搬送された被検査部品を移載する移載手段と、
移載された被検査部品の脚部の先端を把持するチャックと、
前記チャックを回転自在に保持するとともに、回転可能に配置される回転テーブルと、
前記チャックを回転させるチャック回転手段と、
前記チャックに保持されて一体に回転する被検査部品の外観を撮像する撮像手段と
を備えることを特徴とする部品検査装置。
前記回転テーブルの回転にともなって公転するチャックが所定の位置に到達したとき、前記チャック回転手段を駆動させて、当該チャックが被検査部品を保持可能な姿勢に自転するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の部品検査装置。
前記チャックには被検査部品の形状に応じて１ないし複数の被検出部品が取付けられて、これら被検出部品のうち、いずれか１つを検出センサが検出すると、前記チャック回転手段が駆動するように構成され、当該チャック回転手段の回転角は当該チャックに取付けられた被検出部品の個数に応じて設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の部品検査装置。