JP2014137327A - バリ検査装置及びバリ検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状成形品の個々の寸法バラツキに関係なく各成形品のバリ高さを測定して、短時間でバリによる成形品の良否判定を確実に行なう。
【解決手段】バリ検査装置は、発光部と受光部とを有する第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７と、各ヘッド部６,７の受光部からの光電変換信号を演算処理して成形品の外形寸法を算出する制御装置９とを備える。各ヘッド部６,７は、第１ヘッド部６の光軸と、第２ヘッド部７の光軸とが同一平面内で交差した状態でそれぞれの発光部と受光部とが直線状に対向配置され、成形品２における成形金型の合わせ面での断面が一方のヘッド部の光軸と直交するように円筒部を各ヘッド部の投光が重複する範囲内に配置した状態で撮像する。制御装置９は、各ヘッド部６,７で撮像した成形品２における円筒部の異なる径方向から見た画像の外形寸法を比較することにより成形金型の合わせ面におけるバリ高さを求めてバリを検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、分割型の成形金型により成形された円筒部を有する成形品において、金型分割面で発生したバリを検出するためのバリ検査装置およびバリ検査方法に関する。

産業用ロボット、輸送機械など、移動・動作を伴う機械においては、軽量化が求められており、使用される部品は金属製の部品から樹脂製の部品へと可能な限り転換が図られている。さらに、樹脂製の部品としては、切削加工品と射出成形品とが挙げられるが、切削加工品よりも射出成形品の方が大量に生産できるので、低コストで生産可能な射出成形品がコスト面から好ましい。

ところで、上記機械に用いられる部品として円筒部を有する成形品があり、例えば、図８に示すような液体流路を形成するための円筒形継手パイプＡが挙げられる。そして、この円筒形継手パイプＡには、外周面に周方向に延びる環状溝Ｂが形成され、これら環状溝Ｂ内にゴム製ＯリングＣを嵌め込んで、流体のシールを行なうようになっている。

このような円筒形継手パイプＡも、樹脂で射出成形されるようになってきており、分割される成形金型を用いて成形される。この場合、円筒形継手パイプＡは、図９に示すように、円筒部を縦半分にしたときの一方の半分の成形品部分ａ１が成形される金型と、円筒部の他方の半分の成形品部分ａ２が成形される金型とによって成形される。従って、図９に示すように、成形品部分ａ１と成形品部分ａ２とが接合される面Ｄが金型の合わせ面と同一平面となる。

特開平１１−２０１７３９号公報

しかしながら、樹脂製成形品は、強度及び耐熱性は確保できるが、円筒形継手パイプＡのように円筒状成形品を射出成形により成形する場合、分割される金型を用いて成形するため、金型の合わせ面において成形品にバリが発生する虞がある。

特に、図８に示す円筒形継手パイプＡは、外周面に周方向に延びる環状溝Ｂが形成されているので、円筒形継手パイプＡを分割金型を用いて射出成形する場合、金型の合わせ面が成形品である円筒形継手パイプＡの円筒部を縦割りするように配置される。従って、円筒形継手パイプＡは、分割金型の合わせ面に対応する部分であって環状溝Ｂ内にバリが発生してしまうと、バリがゴム製ＯリングＣに食い込んでしまい、ＯリングＣが損傷して断裂する虞がある。特に、樹脂の中でも、ＰＰＳ樹脂は流動性が高いため、金型の連続開閉によって突発的に金型合わせ面に隙間が発生するとバリが発生することが多い。

さらに、環状溝Ｂを有する円筒形継手パイプＡを射出成形する場合、バリの発生を回避するために環状溝Ｂの部分をアンダーカットにより成形することは困難であり、環状溝Ｂ内にバリが形成されることを回避することはできない。特に、環状溝Ｂを有する円筒形継手パイプＡを複数連結したタイプのものでは、金型構造が複雑になり、環状溝Ｂ内に金型合わせ面を位置せざるを得ない。

そこで、成形品にバリが形成されてしまった場合を考慮して、成形品の全数に対してバリの有無に関係なく金型合わせ面となる位置において削り加工をすることが考えられる。
しかしながら、成形品の全数に対して削り加工を施していたのでは、外周面の一部を削り過ぎたり、反対にバリが形成されたりする問題がある。さらに、全数加工することにより、金属切削加工に対する生産コストの優位性が無くなってしまう。

また、成形品の全数に対してバリの高さを検査することも考えられる（特許文献１参照）。特許文献１に開示されている検査方法は、発光部としてＬＥＤを用いた透過光方式の測定器を用いて成形品の外観画像を撮像し、予め撮像して保存してある正常な成形品の画像と検査対象画像とを比較してバリの有無を判定するものである。

しかしながら、検査対象物が筒状体であり、この筒状体の外周面の周方向２箇所にバリが発生する可能性がある場合には、バリが曲面の外周面から突出するように形成される。そのため、特許文献１に開示されているバリ検査装置を用いる場合には、検査対象物を所定角度ずつ３６０°回転するまで何度も撮像しては基準画像と比較してバリ判定を行なう必要がある。

このように成形品を少しずつ回転させながら撮像する場合、バリ形成位置で確実に撮像するためには所定回転角度を細かく設定しなくてはならないので、１つの検査対象物に対する撮像回数が非常に多くなって判定に要する時間が長くなる問題がある。

また、通常サンプリングと言われる抜取り検査では、完全にバリ不良品の流出を防ぐ保証はできない。

さらに、樹脂製の筒状体を複数のキャビティで大量に生産する場合、各キャビティ間で個体差があり、環状溝内に発生するバリの大きさにおいて、亀裂を生まないとされるバリ高さが５０μｍ以内であるのに対して、個々の筒状体の寸法バラつきが±０.１ｍｍである場合には、筒状体の寸法バラツキの方が許容バリ高さよりも範囲が大きくなってしまい、バリ高さが５０μｍを超えていても、筒状体の寸法バラツキの範囲内であれば、不良品と判定できない場合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、円筒状成形品の個々の寸法バラツキに関係なく各成形品のバリ高さを測定して、短時間でバリによる成形品の良否判定を確実に行なうことができるバリ検査装置及びバリ検査方法を提供することを目的とする。

本発明に係るバリ検査装置は、
円筒部を有する成形品のバリを検出するバリ検査装置であって、
成形品は、円筒部を成形するキャビティが円筒部軸方向で分割される成形金型により成形され、
投光する発光部と発光部から投光された光を撮像素子により受光する受光部とをそれぞれ有する第１ヘッド部及び第２ヘッド部と、
第１ヘッド部及び第２ヘッド部の受光部の撮像素子により光電変換された光電変換信号を演算処理して成形品の外形寸法を算出する制御部とを備え、
第１ヘッド部及び第２ヘッド部は、第１ヘッド部の発光部中心を通る光軸と、第２ヘッド部の発光部中心を通る光軸とが同一平面内で交差した状態でそれぞれの発光部と受光部とが直線状に対向配置されると共に、成形品における成形金型の合わせ面での断面が一方のヘッド部の光軸と直交するように円筒部を各ヘッド部の投光が重複する範囲内に配置した状態で撮像可能とし、
制御部は、第１ヘッド部及び第２ヘッド部で撮像した成形品における円筒部の異なる径方向から見た画像の外形寸法を比較することにより成形金型の合わせ面におけるバリ高さを求めてバリを検出する構成としていることを特徴とする。

本発明のバリ検査装置によれば、円筒部の外周面に軸方向に延びるバリが形成された場合でも、第１ヘッド部及び第２ヘッド部によりバリ発生箇所と正常箇所の外観を同時に撮像してこれら撮像画像の寸法を制御部により比較するので、簡単に、かつ、個々の成形品の寸法にバラツキがあっても、正確にバリを検出することができる。
このように、個体差が大きい樹脂成形品であっても、予め決められた基準寸法との対比測定ではなく、その都度、成形品の正常部分とバリ発生位置とを比較するので、寸法バラツキに左右されず、成形品全数に対して短時間でバリ高さを算出して確実にバリ検査することができ、良品または不良品の判定を容易に、かつ、確実に行なうことができる。

また、本発明のバリ検査装置は、
成形品の円筒部における外周面に環状溝が形成されている場合、
制御部で算出する第１ヘッド部及び第２ヘッド部で撮像した円筒部の画像の外形寸法には環状溝の溝幅及び溝深さが含まれ、
制御部は、算出された異なる方向から見た溝幅及び溝深さを比較することにより環状溝内で発生したバリを検出する構成とすることができる。

このように、円筒部の外周面に環状溝が形成され、この環状溝内にバリが形成される虞がある場合でも、成形品の全数に対して正確に環状溝内のバリの検出を行なうことができるので、環状溝内にゴム製Ｏリングを装着する場合でも、バリが発生した成形品を確実に排除することが可能となり、成形品の環状溝内に装着されるゴム製Ｏリングがバリにより破断されることを確実に防止することができる。

さらに、本発明のバリ検査装置は、成形品が取り付けられる取付ステージと、
バリ検出結果に基づいて成形品を振り分け位置で良品と不良品とに振り分ける振り分け手段と、
取付ステージを成形品取付位置から各ヘッド部の投光が重複する範囲内の撮像位置を介して振り分け位置まで直線搬送する搬送手段とを備え、
取付ステージには成形品における成形金型の合わせ面での断面が搬送手段の搬送方向と平行するように成形品が取り付けられ、
一方のヘッド部は、光軸が搬送方向と直交するように配置され、
制御部は、成形品が支持された取付ステージを成形品取付位置から撮像位置まで搬送し、撮像後に撮像位置から振り分け位置まで搬送するように搬送手段を制御する搬送制御部と、撮像位置まで搬送された成形品に対して第１ヘッド部及び第２ヘッド部を同時に撮像動作させる撮像制御部と、異なる径方向から見た円筒部の画像データから外形寸法を算出する寸法算出部と、寸法算出部で算出した外形寸法を比較してバリの有無を判定するバリ判定部と、振り分け位置まで搬送された成形品をバリ判定部の判定結果に基づいて良品または不良品に振り分けるように振り分け手段を制御する振り分け制御部とを備えることが好ましい。

このような構成によれば、成形品の全数に対して直線搬送しながらバリを検出して、良品と不良品とを自動的に判別して振り分けることができる。

さらに、本発明のバリ検査方法は、
円筒部を有し、分割される成形金型により成形される成形品の円筒部外周面に軸方向に延びて形成されるバリを検出するバリ検査方法であって、
成形品に向けて投光する発光部と発光部から投光された光を撮像素子により受光する受光部とをそれぞれ有する第１ヘッド部及び第２ヘッド部のそれぞれの発光部と受光部とを、第１ヘッド部の発光部中心を通る光軸と第２ヘッド部の発光部中心を通る光軸とが同一平面内で交差するように直線状に対向配置し、
成形品における成形金型の合わせ面での断面が一方のヘッド部の光軸と直交するように成形品の円筒部を各ヘッド部の投光が重複する範囲内に配置させて、第１ヘッド部及び第２ヘッド部により成形品の円筒部を異なる径方向から撮像し、
第１ヘッド部及び第２ヘッド部の受光部の撮像素子により光電変換された光電変換信号を演算処理して円筒部における異なる径方向から見た外形寸法を算出して比較することにより、成形金型の合わせ面におけるバリを検出することを特徴とする。

このようなバリ検査方法により、成形品の全数に対して簡単に、かつ、正確に円筒部のバリを検出することができる。

以上のように、本発明のバリ検査装置及びバリ検査方法によれば、円筒部の外周面に軸方向に延びるバリが形成された場合でも、第１ヘッド部及び第２ヘッド部によりバリ発生箇所と正常箇所の外観を同時に撮像してこれらの画像の寸法を比較することにより、個々の成形品の寸法のバラツキに関係なく、簡単、かつ、確実にバリを検出することができる。
このように抜取り検査ではなく、成形品全数に対してバリ検出を簡単に、かつ、迅速に検査することができるので、良品と不良品の判定を容易かつ確実に行なうことができる。
さらに、本発明のバリ検査装置は、個体差の大きい樹脂成形品において予め設けられた基準との対比測定では無く、個々の成形品について正常部分とバリ形成部分とを測定して比較するので、量産に適し、短時間での連続処理が可能となる。

本発明の実施形態に係るバリ検査装置の全体構成を示す平面図である。 本実施形態に係るバリ検査装置の正面である成形品取付位置側から見た部分正面図である。 本実施形態に係るバリ検査装置に用いる第１ヘッド部と第２ヘッド部の搬送方向に対する位置関係と撮像領域を示す説明図である。 本実施形態に係るバリ検査装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るバリ検査装置の画像表示モニタに表示されたシルエット画像の一例である。 成形品の円筒部に形成された環状溝内で発生したバリ高さを算出するための説明図である。 本実施形態に係るバリ検査装置で測定する成形品の正面図である。 円筒部に環状溝を有し、環状溝にＯリングが装着された状態を示す成形品の正面図である。 円筒部に環状溝を有する成形品を軸方向に分断した状態を示す斜視図である。

以下に、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明のバリ検査装置１の概略全体平面図である。本実施形態に係るバリ検査装置１は、成形品にバリが発生しているかどうかを検出し、バリが検出された場合には、その成形品を不良品と判定して、良品とは区別して不良品を自動的に選別する装置である。

本実施形態でバリが検査される成形品２は、図７に示すような円筒部２１が３つ連結された樹脂製のパイプであり、この成形品２は射出成形により成形される。
成形品２は、水・オイル等の流体を流通させるために用いられるパイプであって、各円筒部２１の外周面の軸方向上下端部位置には、流体をシールするためのＯリングが装着される環状溝２２が形成されている。
成形品２は分割金型によって成形されるため、３つの円筒部２１のそれぞれの軸線が同一平面上に位置する面が金型の合わせ面となる。従って、バリはこの金型合わせ面に発生するため、Ｏリングが装着される環状溝２２内にもバリが発生する虞がある。本実施形態のバリ検査装置１は、成形品２の環状溝２２内にバリが発生しているかどうかを成形品２の全数に対して検査して、良品と不良品とを選別する。

本実施形態に係るバリ検査装置１は、図１に示すように、成形品２を配置させる取付ステージ３と、この取付ステージ３を直線移動させる搬送装置４とを備える。搬送装置４は、成形品２が投入される成形品取付位置５１と、成形品２を撮像する撮像位置５２と、成形品２を良品と不良品とに振り分ける振り分け位置５３とに取付ステージ３を停止させながら間欠的に直線往復移動させる構成となっている。

さらに、バリ検査装置１は、撮像位置５２に到達した取付ステージ３上の成形品２のシルエット画像を撮像するための撮像装置である第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７を備えると共に、振り分け位置５３に到達した取付ステージ３上の成形品を良品仕分け箱８１または不良品仕分け箱８２に振り分ける振り分け装置８を備える。

これら搬送装置４、第１ヘッド部６、第２ヘッド部７及び振り分け装置８は制御装置９により駆動制御される。

取付ステージ３は、図１及び図２のバリ検査装置１の部分正面図に示すように、成形品２の円筒部２１内に挿入されるピン部３１が複数突設されており、これらピン部３１に成形品２の円筒部２１を挿入することで取付ステージ３上に成形品２が固定されるようになっている。本実施形態では、成形品２は３つの円筒部２１が連結されているので、取付ステージ３のピン部３１に各円筒部２１を嵌めることにより、円筒部２１のバリが出る断面が取付ステージ３の搬送方向と平行になる。
なお、図２では、分かり易くするために、図の手前に成形品２が取り付けられていないピン部３１が表示された状態を示している。

そして、搬送装置４は、図１に示すように、長尺なガイドカバー４１と、このガイドカバー４１の内部に配置されるボールネジを駆動させるサーボモータ４２とを備え、ボールネジにスライダ４３が接続されている。このスライダ４３は、サーボモータ４２の駆動によりボールネジが回転駆動すると、ガイドカバー４１の長手方向に沿って直線的に往復移動するようになっている。そして、このスライダ４３に取付ステージ３が固定され、制御装置９の搬送制御部９１によりサーボモータ４２が駆動制御されることで、取付ステージ３が間欠送りされる構成となっている。

さらに、バリ検査装置１は、搬送装置４のガイドカバー４１における撮像位置５２の近くに、成形品２を撮像する第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７が配置されている。第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７は、撮像したシルエット画像から成形品２の外形寸法を測長する測長器を構成するものであって、ＬＥＤを用いた透過光方式の撮像装置である。本実施形態では、第１ヘッド部６は、ガイドカバー４１を挟んで配置される第１発光部６１と第１受光部６２とを有し、第２ヘッド部７も、同じくガイドカバー４１を挟んで配置される第２発光部７１と第２受光部７２とを有する。これら第１ヘッド部６と第２ヘッド部７とは、制御装置９に接続されており、この制御装置９の撮像制御部９２により撮像動作が制御される。

第１発光部６１と第２発光部７１とは、図示していないが、それぞれＬＥＤと、ＬＥＤ光を均一に拡散する拡散ユニットと、平行光に変えるコリメータレンズとを備える。また、第１受光部６２と第２受光部７２とは、図示していないが、平行光を結像させるテレセントリックレンズと、撮像素子であるＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサとを備える。ＣＭＯＳイメージセンサ上で結像されたシルエット画像は、光電変換されて光電変換信号として制御装置９の撮像制御部９２に送られる。

さらに、第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７は、図１及び図３に示すように、第１ヘッド部６の第１発光部６１の中心を通る光軸（Ａ-Ａ’）と、第２ヘッド部７の第２発光部７１の中心を通る光軸（Ｂ-Ｂ'）とが地面に平行な同一平面内で交差するように、第１発光部６１と第１受光部６２、そして、第２発光部７１と第２受光部７２がガイドカバー４１及び撮像位置５２に到達した取付ステージ３を挟んで直線状に対向配置される。

具体的には、第１ヘッド部６の第１発光部６１と第１受光部６２とは、その光軸（Ａ-Ａ’）が搬送装置４の搬送方向と直交するように配置され、第１ヘッド部６により円筒部２１のバリが出る断面でのシルエット画像を撮像する。また、第２ヘッド部７の第２発光部７１と第２受光部７２とは、その光軸（Ｂ-Ｂ'）が第１ヘッド部６の光軸（Ａ-Ａ’）に対し円筒部２１のバリが撮像されない角度となるように配置され、第２ヘッド部７により確実に円筒部２１のバリが出ない断面でのシルエット画像を撮像する。

そして、成形品２における成形金型の合わせ面での断面が第１ヘッド部６の光軸（Ａ-Ａ’）と直交するように成形品２が成形品取付位置５１において取付ステージ３に取付けられると、搬送装置４は、取付ステージ３を撮像位置５２まで搬送する。取付ステージ３には、前述したように、成形品２における成形金型の合わせ面での断面が搬送装置４の搬送方向と平行するように成形品２が取り付けられることになる。

ここで、図３に示すように、第１発光部６１の投光と、第２発光部７１の投光が重複する範囲内（図２に示すクロスハッチングの部分Ｘ）が撮像領域（Ｘ）となり、この撮像領域（Ｘ）内において成形品２の1つの円筒部２１が完全に収まるようにした時の円筒部２１の中心軸が撮像位置５２となるように設定される。このように成形品の撮像対象となる円筒部２１を撮像位置５２に位置させることで、円筒部２１全体のシルエット画像が、第１ヘッド部６と第２ヘッド部７とにより同時に撮像できるようになっている。
本実施形態では、図３に示すように、第１ヘッド部６の光軸（Ａ-Ａ’）と第２ヘッド部７の光軸（Ｂ-Ｂ'）の交差する中心に成形品２の1つの円筒部２１の中心軸を配置させるようになっている。第１ヘッド部６で撮像されるシルエット画像はバリが出る断面に対応し、第２ヘッド部７で撮像されるシルエット画像はバリの出ない正常な断面に対応するのであって、異なる角度からのそれぞれのシルエット画像に対して測長を行なう。

本実施形態では、撮像対象となる成形品２が３つの円筒部２１が連結されたものであるので、まず、振り分け位置５３に向かう搬送方向先頭の円筒部２１を、撮像位置５２に位置させるように取付ステージ３を搬送させ、第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７による同時撮像が完了すると間欠送りして、次の円筒部２１の撮像を行なうようになっている。

成形品２の全ての円筒部２１の撮像が完了すると、取付ステージ３が撮像位置５２から振り分け位置５３まで搬送される。振り分け位置５３に到達した成形品２は、各円筒部２１に対して２方向から撮像したシルエット画像から後述する制御装置９によって判定された環状溝２２内のバリ判定結果に基づいて、振り分け装置８により良品仕分け箱８１または不良品仕分け箱８２へ仕分けされる。

なお、図１において、搬送装置４における成形品取付位置５１の近くには、成形品取付位置５１に配置された取付ステージ３に装着された成形品２の有無の検出及び成形品２の上下方向の位置検出を行なうための位置センサ３２が設けられている。位置センサ３２はレーザーセンサにより構成されている。

さらに、バリ検査装置１における成形品取付位置５１の近くに、搬送装置４、第１ヘッド部６、第２ヘッド部７、そして、振り分け装置８を始動させる始動スイッチ１１と、撮像した成形品２のシルエット画像を表示するための画像表示モニタ１２とが設けられ、制御装置９には、成形品２の形状などの条件を設定するための操作モニタ９７が設けられている。

そして、制御装置９は、図４に示すように、成形品２が支持された取付ステージ３を成形品取付位置５１から撮像位置５２まで搬送し、撮像後に撮像位置５２から振り分け位置５３まで搬送するように搬送装置４を制御する搬送制御部９１を備える。
さらに、制御装置９は、撮像位置５２まで搬送された成形品２に対して第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７を同時に撮像動作させる撮像制御部９２と、第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７で撮像した画像を画像表示モニタ１２に表示させる画像出力部９３と、異なる径方向から見た円筒部２１のシルエット画像データから外形寸法を算出する寸法算出部９４と、寸法算出部９４で算出した外形寸法を比較してバリを判定するバリ判定部９５と、振り分け位置５３まで搬送された成形品２をバリ判定部９５の判定結果に基づいて良品または不良品に振り分けるように振り分け装置８を制御する振り分け制御部９６とを備える。

搬送制御部９１は、成形品取付位置５１に配置されている取付ステージ３上に成形品２が設置され、成形品２の上下方向の位置が正常であることが位置センサ３２により確認されて、始動スイッチ１１が入力されると、取付ステージ３の搬送を開始するように搬送装置４を制御する。

搬送制御部９１は、搬送装置４のサーボモータ４２の回転数から取付ステージ３の搬送距離を算出し、取付ステージ３上の成形品２の最初の円筒部２１が撮像位置５２まで到達すると取付ステージ３を一端停止させ、撮像制御部９２から第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７による１回目の同時撮像が完了した信号が送られてくるまで取付ステージ３を停止させる制御を行なう。そして、１回目の同時撮像が完了すると、次の円筒部２１を撮像位置５２まで搬送させて同様な搬送制御を行なう。さらに、三番目の円筒部２１も同様な搬送制御を行なう。

搬送制御部９１は、全ての円筒部２１の撮像が完了すると取付ステージ３を振り分け位置５３まで搬送させる制御を行なう。そして、搬送制御部９１は、振り分け制御部９６から振り分け装置８による成形品２の振分けが完了した信号が送信されると取付ステージ３を成形品取付位置５１まで搬送するように搬送装置４を制御する。

撮像制御部９２は、始動スイッチ１１の入力操作により取付ステージ３上の成形品２のそれぞれの円筒部２１が撮像位置５２まで搬送される毎に、成形品２を同時に撮像するように第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７を制御する。撮像制御部９２は、第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７で撮像が完了する毎に、撮像完了の信号を搬送制御部９１に出力する。
さらに、撮像制御部９２は、第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７から光電変換信号を受信し、光電変換信号を制御装置９内の記憶部９８に撮像データとして保存させる。

画像出力部９３は、図５に示すように、第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７で撮像した成形品の投影イメージであるシルエット画像を隣り合わせで画像表示モニタ１２に表示させる。

寸法算出部９４は、記憶部９８に保存されている撮像データから、同一の円筒部２１に対する２方向から撮像したシルエット画像から、環状溝２２の溝深さと溝幅とを算出する。
円筒部２１のシルエット画像は光電変換信号をＸ−Ｙで画素化して得られ、寸法算出部９４は、シルエット画像の輪郭部をピンポイントで抽出してサブピクセル処理を行い、シルエット画像のうち環状溝２２の範囲を指定して、環状溝２２の溝深さと溝幅の寸法を算出する。

環状溝２２の溝深さを算出するにあたり、まず、図６に示すように、第１ヘッド部６で撮像したバリが発生する断面に対応するシルエット画像から環状溝２２の外径（Ａ１）を算出すると共に、第２ヘッド部７で撮像したバリが発生しない正常部分の断面に対応するシルエット画像から環状溝２２の外径（Ｂ１）を算出する。

また、環状溝２２の溝幅は、図６に示すように、第１ヘッド部６で撮像したバリが発生する断面に対応するシルエット画像から環状溝２２の幅（Ａ２）を算出すると共に、第２ヘッド部７で撮像したバリが発生しない正常部分の断面に対応するシルエット画像から環状溝２２の幅（Ｂ２）を算出する。

なお、発光部としてＬＥＤを用いた透過光方式の側長器は、環状溝２２の溝深さ及び溝幅だけでなく、１つの円筒部２１全体を座標として同時に測定できるので、寸法算出部９４は、環状溝２２以外の円筒部２１のその他の部分の外径の寸法や、軸方向長さなど全ての部位の寸法を算出することができる。

バリ判定部９５は、第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７で撮像した成形品における円筒部２１の異なる径方向から見たシルエット画像の外形寸法を比較することにより成形金型の合わせ面におけるバリの有無を判定する。
本実施形態では、算出された異なる方向から見た環状溝２２の溝深さ及び溝幅を比較することにより環状溝２２内で発生した溝深さ及び溝幅それぞれのバリ高さを算出し、算出された各バリ高さが許容範囲内にあるか否かを判定して、バリによる成形品の良品または不良品の判定を行なう。

まず、環状溝２２の溝深さの比較する場合、成形品２の円筒部２１の真円度は金型の加工形状による影響が大きいため、本実施形態では、真円度による影響を少なくして検査精度を向上させるために、キャビティ毎に各円筒部２１の円周の真円度による寸法差、例えば［（測定した最大外径）−(設定した真円の外径）］を事前に測定して、これら寸法差の平均値を真円度のズレ幅、即ち補正値Ｃとして登録している。

そして、２方向から見た環状溝２２の外径寸法を比較してバリ高さを算出するのであって、前記補正値Ｃを用いた
バリ高さ＝（Ａ１）−（Ｂ１）−(補正値Ｃ)
の式を用いて、環状溝２２の溝深さでのバリ高さを算出する。このバリ高さが例えば許容バリ高さである５０μｍよりも小さい場合には、バリは発生していてもバリ無しで良品と判定され、５０μｍ以上であればバリ有りで不良品と判定される。

また、環状溝２２の溝幅方向におけるバリ高さは、
バリ高さ＝（Ｂ２）−（Ａ２）
の式により算出する。この場合も、バリ高さが例えば許容バリ高さである５０μｍよりも小さい場合には、バリは発生していてもバリ無しで良品と判定され、５０μｍ以上であればバリ有りで不良品と判定される。
なお、本実施形態では、成形品２は３つの円筒部２１を備えるため、何れか1つの円筒部２１において不良品と判定されると、その成形品は不良品と判定される。

振り分け制御部９６は、搬送装置４により振り分け位置５３まで搬送された成形品２をバリ判定部９５の判定結果に基づいて良品または不良品に振り分けるように振り分け装置８を制御する。
具体的には、バリ判定結果がバリ判定部９５から振り分け制御部９６に出力されると、振り分け制御部９６は、取付ステージ３が振り分け位置５３まで到達した信号を搬送装置４から受けた後、判定結果が良品の場合には、振り分け装置８により成形品を良品仕分け箱８１に振り分け、判定結果が不良の場合には、成形品２を不良品仕分け箱８２に振り分ける。

なお、バリ判定結果は、取付ステージ３が振り分け位置５３に到着するまでは、内部記憶として制御装置９の記憶部９８に保存され、振り分け装置８による振り分け動作が完了すると、記憶部９８に記憶させている判定結果がクリアされ、搬送装置４のスライダ４３を成形品取付位置５１まで戻して１つの成形品のバリ判定が終了する。

このように、本実施形態のバリ検査装置１は、制御装置９において、撮像した２方向からのシルエット画像から寸法算出部９４により各円筒部２１の外形寸法を算出し、算出された各外形寸法からバリ判定部９５により２方向の寸法を比較して環状溝２２内のバリの有無を判定する。振り分け制御部９６により、バリ判定結果に基づいて成形品２を良品仕分け箱８１、または、不良品仕分け箱８２へ仕分けするように振り分け装置８が制御される。

以上のように、本実施形態のバリ検査装置１は、測定対象が円筒であるので、異なる径方向２方向から同一円周上の外径寸法を比較するだけで、容易にバリの有無の測定を行なうことができる。即ち、成形品２の円筒部２１のバリが形成されない断面部分の環状溝２２の外形とバリが形成される虞のある断面部分（分割金型の合わせ面）の環状溝２２の外形との寸法を比較するので、個々の成形品２の寸法バラツキや成形品の収縮による個体差などに関係なく純粋に個々の成形品２のバリ高さの寸法を取得して、精度の高いバリ判定を確実に、かつ、容易に行なうことができる。その結果、成形品２の全数に対してバリ検査を短時間で確実に行なうことができる。

さらに、本実施形態のバリ検査装置１は、スライダ４３を直進させ、スライダ４３に接続した取付ステージ３に成形品２を取り付けて、始動スイッチ１１を押すだけの簡単な操作で、取付ステージ３を検査領域である撮像位置５２まで移動させて、成形品２の外形寸法の測長、バリの判定、良品・不良品の振分けを行なうので、シンプルな構成で、短時間で確実にバリ判定を行なうことができる。

また、本実施形態のバリ検査装置１は、作業者は、検査対象となる成形品２のデータ入力、成形品２を取付ステージ３に取り付ける作業、そして、始動開始のための始動スイッチ１１の動作以外は行なわないので、成形品が傷つくことなくバリ判定を行なって、良品のみを確実に振り分けることができる。

また、バリ検査装置１は、成形品２の外形の測長前と測長によるバリ判定後とでは、成形品２の外観上なんら変化が無く、バリ検査後の良品または不良品の振り分けを振り分け装置８を用いて自動的に行なっているので、手動により振分けを行なう場合のように良否混在する人的ミスを防ぐことができる。

本実施形態では、第１ヘッド部６及び第２ヘッド部７に用いた撮像素子は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor、相補性金属酸化半導体）を用いたが、ＣＣＤ（Charge Coupled Device、電荷転送素子）を用いてもよい。

尚、本発明のバリ検査装置は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。

さらに、本実施形態のバリ検査装置１は、図７に示した３つ円筒部２１が連結されたパイプだけでなく、１つの円筒部２１のみからなるパイプ、２つ円筒部２１が連結されたパイプなどでもバリを検査することができる。このように、バリ検査装置１は、位置決めの自由度が高いので、特定の品種のみではなく、多品種対応に適している。

なお、１つの円筒部のみを備える成形品の場合には、取付ステージ３の位置合わせ用に、円筒部の一部に位置合わせ用のマークを射出成形により形成する。位置合わせマークにより確実に成形品を取付ステージ上の所定の位置に設置させることができるので、バリ発生箇所のシルエット画像が確実に得られる。
そして、本実施形態のように複数の円筒部が連結されている場合には、バリ発生位置は、筒状部が並ぶ平面部に発生するのでバリ位置を直ぐに特定できる。

本発明のバリ検査装置は、バリが発生する虞のある箇所に他のバリによって損傷し易い部材が装着される成形品であっても、バリの発生していない良品を確実に選別できるので、安全性を必要とする樹脂成形品に適している。

１ バリ検査装置
２ 成形品
２１ 円筒部
２２ 環状溝
３ 取付ステージ
３１ ピン部
３２ 位置センサ
４ 搬送装置
４１ ガイドカバー
４２ サーボモータ
４３ スライダ
５１ 成形品取付位置
５２ 撮像位置
５３ 振り分け位置
６ 第１ヘッド部
６１ 第１発光部
６２ 第１受光部
７ 第２ヘッド部
７１ 第２発光部
７２ 第２受光部
８ 振り分け装置
８１ 良品仕分け箱
８２ 不良品仕分け箱
９ 制御装置
９１ 搬送制御部
９２ 撮像制御部
９３ 画像出力部
９４ 寸法算出部
９５ バリ判定部
９６ 振り分け制御部
９７ 操作モニタ
９８ 記憶部
１１ 始動スイッチ
１２ 画像表示モニタ

Claims (4)

1. 円筒部を有する成形品のバリを検出するバリ検査装置であって、
   成形品は、円筒部を成形するキャビティが円筒部軸方向で分割される成形金型により成形され、
   投光する発光部と発光部から投光された光を撮像素子により受光する受光部とをそれぞれ有する第１ヘッド部及び第２ヘッド部と、
   第１ヘッド部及び第２ヘッド部の受光部の撮像素子により光電変換された光電変換信号を演算処理して成形品の外形寸法を算出する制御部とを備え、
   第１ヘッド部及び第２ヘッド部は、第１ヘッド部の発光部中心を通る光軸と、第２ヘッド部の発光部中心を通る光軸とが同一平面内で交差した状態でそれぞれの発光部と受光部とが直線状に対向配置されると共に、成形品における成形金型の合わせ面での断面が一方のヘッド部の光軸と直交するように円筒部を各ヘッド部の投光が重複する範囲内に配置した状態で撮像可能とし、
   制御部は、第１ヘッド部及び第２ヘッド部で撮像した成形品における円筒部の異なる径方向から見た画像の外形寸法を比較することにより成形金型の合わせ面におけるバリ高さを求めてバリを検出する構成としていることを特徴とするバリ検査装置。
2. 請求項１に記載のバリ検査装置において、
   成形品の円筒部は、外周面に環状溝が形成されており、
   制御部で算出する第１ヘッド部及び第２ヘッド部で撮像した円筒部の画像の外形寸法には環状溝の溝幅及び溝深さが含まれ、
   制御部は、算出された異なる方向から見た溝幅及び溝深さを比較することにより環状溝内で発生したバリを検出する構成としている成形品のバリ検査装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のバリ検査装置において、
   成形品が取り付けられる取付ステージと、
   バリ検出結果に基づいて成形品を振り分け位置で良品と不良品とに振り分ける振り分け手段と、
   取付ステージを成形品取付位置から各ヘッド部の投光が重複する範囲内の撮像位置を介して振り分け位置まで直線搬送する搬送手段とを備え、
   取付ステージには成形品における成形金型の合わせ面での断面が搬送手段の搬送方向と平行するように成形品が取り付けられ、
   一方のヘッド部は、光軸が搬送方向と直交するように配置され、
   制御部は、成形品が支持された取付ステージを成形品取付位置から撮像位置まで搬送し、撮像後に撮像位置から振り分け位置まで搬送するように搬送手段を制御する搬送制御部と、撮像位置まで搬送された成形品に対して第1ヘッド部及び第２ヘッド部を同時に撮像動作させる撮像制御部と、異なる径方向から見た円筒部の画像データから外形寸法を算出する寸法算出部と、寸法算出部で算出した外形寸法を比較してバリの有無を判定するバリ判定部と、振り分け位置まで搬送された成形品をバリ判定部の判定結果に基づいて良品または不良品に振り分けるように振り分け手段を制御する振り分け制御部とを備えることを特徴とするバリ検査装置。
4. 円筒部を有し、分割される成形金型により成形される成形品の円筒部外周面に軸方向に延びて形成されるバリを検出するバリ検査方法であって、
   成形品に向けて投光する発光部と発光部から投光された光を撮像素子により受光する受光部とをそれぞれ有する第１ヘッド部及び第２ヘッド部のそれぞれの発光部と受光部とを、第１ヘッド部の発光部中心を通る光軸と第２ヘッド部の発光部中心を通る光軸とが同一平面内で交差するように直線状に対向配置し、
   成形品における成形金型の合わせ面での断面が一方のヘッド部の光軸と直交するように成形品の円筒部を各ヘッド部の投光が重複する範囲内に配置させて、第１ヘッド部及び第２ヘッド部により成形品の円筒部を異なる径方向から撮像し、
   第１ヘッド部及び第２ヘッド部の受光部の撮像素子により光電変換された光電変換信号を演算処理して円筒部における異なる径方向から見た外形寸法を算出して比較することにより、成形金型の合わせ面におけるバリを検出することを特徴とするバリ検査方法。

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