JP2014173974A - 軸体の良否検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吊り下げ搬送が可能な頭部や鍔を有する軸体の良否検査を構成要素の少ない検査装置で効率良く行なえるようにすることを課題としている。
【解決手段】対の丸ベルトを有するコンベヤ１と、そのコンベヤの丸ベルトの走行速度を制御するコントローラ２と、検査部３と、カメラ４及びバックライト照明手段５と、軸体Ａの良否を判定する判定回路７と、良品、不良品の選別機構８を具備し、コンベヤ１の対の丸ベルト１ａ、１ｂで軸体Ａの首部や胴部を挟みつけて軸体Ａを吊り下げ姿勢に支持し、この状態で丸ベルト１ａ、１ｂを、速度差をつけて走行させて両丸ベルトで挟んだ軸体を回転させながら搬送し、検査部３におけるカメラ４の視野内で少なくとも１回転させ、その間の画像をカメラ４で撮影し、得られた連続撮影画像を処理して良否判定を行うようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、軸体の良否検査を、その軸体の頭部や鍔を支持して吊り下げ状態で搬送しながら光学的に行なう検査装置、詳しくは、少ない構成要素で精度の高い検査を効率よく行なえるようにした光学検査装置に関する。

頭部を有するボルト、ねじ、釘、連結ピン、リベットなどの頭部付き軸体の良否検査を行なう装置として、例えば、下記特許文献１に開示されたものが知られている。

同文献に記載された検査装置は、回転テーブルの外周に定ピッチで設けた切欠き溝に頭部付き軸体の首部を導入して頭部が支持される状態に軸体を吊り下げ、その軸体を回転テーブルの回転により検査部に移動させる。

そして、その検査部において軸体の頭部をチャックで掴み、その軸体をチャックで回転させながら検査部の側方に設けたカメラで撮影する。その後、得られた画像を処理し、処理後の画像に基づいて良否検査がなされるようになっている。

特開２００５−３３７８８９号公報

上記特許文献１の検査装置は、検査する軸体をカメラによる撮影中に回転させることで軸体の全周の画像を得る。そのために、撮影するカメラは１台でよいが、軸体の回転を検査部の上方に配置されたチャックで掴んで行うので、回転機構を伴うチャックを必要とする。

また、検査している間は回転テーブルによる搬送を停止する必要があり、間欠送りでの検査となる。そのために、検査効率の向上に限界があり、更なる効率向上の要求に応えるのが難しい。

この発明は、吊り下げ搬送が可能な頭部や鍔を有する軸体の良否検査を構成要素の少ない検査装置を用いて効率良く行な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、頭部や胴部外周に鍔を有する吊り下げ搬送が可能な軸体の良否検査装置を以下の通りに構成した。

即ち、左右一対のエンドレスの丸ベルトを有するコンベヤと、一方の丸ベルトの走行速度を基準にして他方の丸ベルトの走行速度を両丸ベルト間に所望の速度差が生じるように制御するコントローラと、前記コンベヤの長手途中に設ける検査部と、その検査部を間に挟むように対向させて設置するカメラ及びバックライト照明手段と、前記検査部の上方に設置する上部照明手段と、検査対象の軸体の良否を判定する判定回路と、前記コンベヤの出口部に設置する良品、不良品の選別機構とを具備させた。

そしてさらに、前記対の丸ベルトで検査対象の軸体の首部又は胴部を挟みつけてその軸体の頭部又は胴部外周の鍔を吊り下げ姿勢に支持し、この状態で前記対の丸ベルトを速度差をつけて走行させて対の丸ベルトで挟んだ軸体を回転させながら搬送し、その搬送中に、前記検査部における前記カメラの視野内で軸体を少なくとも１回転させ、その間の画像を前記カメラで撮影し、得られた連続撮影画像を処理し、処理画像に基づいて前記判定回路により良否判定を行うようにした。

この装置における検査部での連続撮影は、前記一方の丸ベルトの走行駆動部にエンコーダを付属させ、さらに、検査する軸体が前記検査部よりもコンベヤ入口側の定点を通過したことを確認するＩＮ側センサを付属させ、軸体が前記ＩＮ側センサを通過したときのパルス位置を前記エンコーダから読取り、検査部での撮影範囲に来たときに回転しながら搬送される軸体の一端から他端に至る全域の側面を連続で撮影する方法で行える。

前記他方の丸ベルトは、前記コントローラによる速度制御機能のほかに、走行方向の正逆切替えが行えるものを使用することができる。

このように構成したこの発明の軸体の良否検査装置は、カメラで撮影した軸体の画像のうち、中心部を除いた両側の画像を良否判定に利用するのが好ましい。

また、前記ＩＮ側センサのほかに、軸体が検査部よりもコンベヤ出口側の定点を通過したことを確認するＯＵＴ側センサを設けるのも好ましい。

このほか、前記上部照明手段は、好ましくはリング照明器具が含まれるもの、より好ましくは、リング照明器具とフラット照明器具を組み合わせたものがよい。バックライト照明手段も同様である。

また、前記他方の丸ベルトとして、前記コントローラによる速度制御機能のほかに、走行方向の正逆切替えが行えるものを使用したり、対の丸ベルトの幅調整機構を付属させたりするのも好ましい。

この発明の検査装置は、検査対象の軸体を対の丸ベルトで挟み、その軸体を対の丸ベルトの走行速度差によって回転させながら搬送する。そして搬送の途中に検査部において軸体をカメラの視野内で少なくとも１回転させ、その間の画像を撮影して良否検査を行なうため、使用するカメラが１台でよい。

また、搬送中に軸体をカメラの視野内で少なくとも１回転させることで、コンベヤによる搬送を停止させずに検査を行なうことができ、流れ作業での連続検査が可能になって検査効率が著しく向上する。

なお、カメラで撮影した軸体の画像のうち、中心部を除いた両側の画像を良否判定に利用するものは、ハレーションによる誤検出の可能性が極めて小さくなる。

撮影後の画像処理を一般的な白黒画像に変換する方法で行うと、傷のある部分が白い画像になる。これに対し、胴部が円柱状の軸体は特に、撮影した画像の中心部がハレーションによって白く見えることがある。そのために、その白い部分の有無で傷などの欠陥の有無を調べる場合、ハレーションによって白く光った部分を欠陥部と誤認する。

撮影した軸体の中心部を除いた両側は、ハレーションが起こり難く、従って、中心部を除いた両側の画像を判定に利用するものは検査の精度と信頼性が高まる。照明手段としてリング照明器具とフラット照明器具を組み合わせたものを使用することもハレーションの抑制や軸体に生じた欠陥部を明瞭にするのに有効である。

また、前記ＩＮ側センサとＯＵＴ側センサを設けたものは、ＩＮ側センサ通過時のパルス位置とＯＵＴ側センサ通過時のパルス位置との差が予め設定された理想のパルス数から外れていないかを計算することで搬送時の軸体の位置ずれを検出することができ、その位置ずれの補正が可能になる。

照明手段としてリング照明器具とフラット照明器具を組み合わせたものを利用することもハレーションの抑制や軸体に生じた欠陥部を明瞭にするのに有効であり、このことも検査の精度向上に寄与する。

また、他方の丸ベルトが走行方向の正逆切替え機能を有すると、対の丸ベルトの走行速度差の設定が広い範囲で行なえ、搬送速度を速めて検査効率をより高めることが容易になる。

さらに、対の丸ベルトの幅調整機構を付属させたものは、軸体の径変化に対応可能であり、多品種検査が可能になる。

この発明の検査装置の平面図である。 図１の検査装置の検査部の上部照明手段を表す側面図である。 カメラで撮影した軸体の画像を示す図である。 図３の位置からほぼ１８０°回転した軸体の画像を示す図である。 頭部の鍔に欠陥（窪み）がある画像を示す図である。

以下、添付図面の図１〜図５に基づいて、この発明の軸体の良否検査装置の実施の形態を説明する。

図１に示すように、この発明の軸体の良否検査装置は、左右一対のエンドレスの丸ベルト１ａ，１ｂを有するコンベヤ１と、一方の丸ベルト（図のそれは１ａ）の走行速度を基準にして他方の丸ベルト（図のそれは１ｂ）の走行速度を両丸ベルト間に所望の速度差が生じるように制御するコントローラ２を有する。

また、コンベヤ１の長手途中に設ける検査部３と、その検査部３を間に挟むように対向させて設置するカメラ４及びバックライト照明手段５を有し、さらに、検査部３の上方に設置する上部照明手段６（図２参照）と、検査対象の軸体Ａの良否を判定する判定回路７と、コンベヤ１の出口部に設置する良品、不良品の選別機構８を有する。

９は、パーツフィーダ９ａと直進フィーダ９ｂを組み合わせた軸体Ａの供給装置、１０ａ，１０ｂは、選別された軸体を受け入れる良品収容ケースと不良品収容ケース、１１は、検査する軸体Ａが検査部３よりもコンベヤの入口側に設定された定点を通過したことを確認するＩＮ側センサ、１２は軸体Ａが検査部３よりもコンベヤの出口側に設定された定点を通過したことを確認するＯＵＴ側センサである。

コンベヤ１の丸ベルト１ａ、１ｂは、各々が駆動プーリと従動プーリ間に掛け渡されている。また、前者の丸ベルト１ａは、走行駆動部にエンコーダ（図示せず）を付属させたものになっている。

一方、丸ベルト１ｂは、速度調整の可能な駆動源を備えさせており、コントローラ２からの指令に基づいて走行速度が制御される。

検査部３は、センターラインＣＬの位置を撮影中心とし、さらに、所定幅の領域を連続撮影範囲Ｗとしたものであって、連続撮影範囲Ｗはカメラ４の視野に収まる大きさになっている。

バックライト照明手段５と上部照明手段６はどちらも、リング照明器具とフラット照明器具を組み合わせたものを採用している。

判定回路７は、撮影された画像を白黒画像に変換し、処理後の画像中の白画像部分が規定値以内か否かで軸体の良否判別を行う。これは一般的な判定回路であってこの発明を特徴づけるものではない。

選別機構８は、ノズル８ａ、８ｂから吹き出すエアで良品と不良品を吹き分けるものであって、これも一般的に利用されている機構である。

このように構成されたこの発明の軸体の良否検査装置は、対の丸ベルト１ａ，１ｂで検査対象の軸体Ａの首部を挟み、頭部を対の丸ベルト１ａ，１ｂで受けて軸体Ａを吊り下げ姿勢にし、この状態で対の丸ベルト１ａ，１ｂを、その２者の走行に速度差をつけて走行させる。

丸ベルト１ａ，１ｂの走行速度の差は、丸ベルト１ｂを丸ベルと１ａよりも遅い速度で丸ベルと１ａと同じ方向に走行させる方法や丸ベルト１ｂの走行方向を丸ベルト１ａの走行方向と逆にする方法で行える。ここで言う丸ベルト１ａ、１ｂの走行方向とは、軸体Ａを挟みつけた側（ベルトの往路）の進行方向である。

その対の丸ベルトの走行速度の差によってベルト間に挟まれた軸体Ａは回転しながら搬送される。そして先ずＩＮ側センサ１１の位置を通過する。そこで、そのときのパルス位置を丸ベルト１ａに付属させたエンコーダから読取り、軸体Ａが検査部３の連続撮影範囲にきたときに回転しながら搬送される軸体Ａの頭部から先端に至る側面を連続的に撮影する。

軸体Ａは、連続撮影範囲Ｗ内において少なくとも１回転し、これにより、全周の撮影が実施される。

次に、得られた画像を処理し、処理画像に基づいて判定回路７による良否判定が行われる。そして、ここで良品と判定された軸体Ａは、コンベヤ１の出口部においてノズル８ａからエアを吹いて良品収容ケース１０ａに取り込まれ、不良品と判定された軸体Ａは、ノズル８ｂからのエア噴射で不良品収容ケース１０ｂに取り込まれる。

なお、例示の検査装置は、カメラで撮影した軸体の画像のうち、中心部を除いた両側の画像を良否判定に利用するようにしている。

頭部に鍔が一体に形成された鍔付きボルトの画像写真を図３〜図５に示す。この鍔付きボルトＢは直径８ｍｍである。例に挙げる検査装置は、この鍔付きボルトＢの良否を検査するものである。良否検査は、ねじ軸の欠陥の有無、六角頭部に一体に形成された鍔ｆの外周の欠陥の有無、六角頭部の欠陥の有無などについて実施される。

ねじ軸の欠陥の有無と鍔ｆの外周の欠陥の有無については同時検査が可能であるが、六角頭部の欠陥の有無の検査は、後述する理由から別途行うようにしている。

ねじ軸の外周と鍔ｆの外周に欠陥がないかを検査する場合、図３〜図５の写真からわかるように、ボルトＢのねじ軸の中心付近と鍔ｆは中心付近がハレーションによって白っぽく見える。

その状況による誤認を防止するために、例示の検査装置では、カメラで撮影した軸体の画像のうち、中心の一定幅の領域（ここでは軸部の直径８ｍｍに対し、２５％の２ｍｍの領域）の画像は良否判定に用いないようにした。

画像写真に写ったボルトＢには、鍔ｆの外周に欠損Ｄがある。その欠損Ｄは、図３や図５のように、他の部位に比べて白く映っており、従って、本来黒く映るべきところが白く映っていることでその欠損を確認して不良判定を下すことができる。

次に、六角形の頭部を有するボルトＢは、図５のように、六角頭部のコーナ間の平面の外周面がカメラに正対したときにその箇所での光の反射が大きくなって頭部の半分程度が白く光って見える。

そこで、六角頭部の外周の検査では、ボルトの頭部の平面の外周面が規定の面積を有して白く表示されるか否かを見るようにしている。頭部の検査では、ボルトが１回転する間に白く見える面が６回表示される。そのときに頭部に欠陥があると、本来は白く見えるべき部分に陰が生じ、白く見えるべき部分の面積が規定値よりも狭くなる。

従って、ボルトが１回転する間に６回白く表示される面の面積が規定値内か規定値よりも狭いかで頭部の良否を検査することができる。

このほか、例示の検査装置には、軸体ＡがＩＮ側センサ１１を通過する時のパルス位置とＯＵＴ側センサ１２を通過するときのパルス位置を丸ベルト１ａの走行駆動部に伴わせたエンコーダから読取って両パルス位置の差が予め設定された理想のパルス数から外れていないかを計算する機能を付与している。

計算値が理想のパルス数から外れた場合、搬送時の軸体の位置がずれていることになる。そこで、丸ベルト１ｂの搬送速度を微調整してその位置ずれを補正する。その機能を付与したことで、検査の信頼性と効率をより高めることが可能になっている。

なお、この発明の検査対象には、胴部の長手方向途中に鍔を有する軸体も含まれる。そのような軸体は、対の丸ベルトで胴部を挟み、胴部外周の鍔を対の丸ベルトで支える。この状態で対の丸ベルトの走行速度差によって軸体を回転させながら搬送して検査を行う。

１ コンベヤ
１ａ、１ｂ 丸ベルト
２ コントローラ
３ 検査部
４ カメラ
５ バックライト照明手段
６ 上部照明手段
７ 判定回路
８ 選別機構
８ａ、８ｂ ノズル
９ 供給装置
９ａ パーツフィーダ
９ｂ 直進フィーダ
１０ａ，１０ｂ 軸体の収容ケース
１１ ＩＮ側センサ
１２ ＯＵＴ側センサ
ＣＬ 検査部のセンターライン
Ａ 軸体

Claims (3)

1. 左右一対のエンドレスの丸ベルト（１ａ、１ｂ）を有するコンベヤ（１）と、一方の丸ベルトの走行速度を基準にして他方の丸ベルトの走行速度を両丸ベルト間に所望の速度差が生じるように制御するコントローラ（２）と、前記コンベヤ（１）の長手途中に設ける検査部（３）と、その検査部を間に挟むように対向させて設置するカメラ（４）及びバックライト照明手段（５）と、前記検査部（３）の上方に設置する上部照明手段（６）と、検査対象の軸体（Ａ）の良否を判定する判定回路（７）と、前記コンベヤ（１）の出口部に設置する良品、不良品の選別機構（８）を具備し、
   前記対の丸ベルト（１ａ、１ｂ）で検査対象の軸体（Ａ）の首部又は胴部を挟みつけてその軸体の頭部又は胴部外周の鍔を吊り下げ姿勢に支持し、この状態で前記対の丸ベルト（１ａ、１ｂ）を速度差をつけて走行させて対の丸ベルトで挟んだ軸体（Ａ）を回転させながら搬送し、その搬送中に、前記検査部（３）における前記カメラ（４）の視野内で軸体（Ａ）を少なくとも１回転させ、その間の画像を前記カメラ（４）で撮影し、得られた連続撮影画像を処理し、処理画像に基づいて前記判定回路（７）により良否判定を行うようにした軸体の良否検査装置。
2. 前記カメラ（４）で撮影した軸体（Ａ）の画像のうち、中心部を除いた両側の画像を良否判定に利用するようにした請求項１に記載の軸体の良否検査装置。
3. 前記一方の丸ベルトの走行駆動部にエンコーダを付属させ、さらに、検査する軸体（Ａ）が前記検査部（３）よりもコンベヤ入口側の定点を通過したことを確認するＩＮ側センサ（１１）と検査部よりもコンベヤ出口側の定点を通過したことを確認するＯＵＴ側センサ（１２）を付属させ軸体が前記ＩＮ側センサ（１１）を通過したときのパルス位置と前記ＯＵＴ側センサ（１２）を通過したときのパルス位置を前記エンコーダから読み取って動作の制御に利用するようにした請求項１又は２に記載の軸体の良否検査装置。