JP2019190956A - ワーク外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性に優れるとともに高精度の観察が可能な外観観察装置を提供する。【解決手段】ワークを受け取るワーク受取位置Ｐ１とワークを排出するワーク排出位置Ｐ２との間のワーク保持シャトル１Ａ，１Ｂのシャトル搬送を行う搬送機構を備える。搬送機構は、ワーク保持シャトルの搬送中の振動および変形を生じさせない範囲の剛性を有するリニアガイドを備える。リニアガイドは、ワーク保持シャトルのワーク保持用テーブル部の上方及び下方に位置しないように配置され、ワーク受取位置とワーク排出位置との間のカメラ機構２Ａ，２Ｂによるワークの観察範囲におけるワーク保持シャトルの搬送速度を、ワーク受取位置から観察範囲までの最高搬送速度及び観察範囲からワーク排出位置までの最高搬送速度よりも低速の一定速度とする。【選択図】図４

Description

本発明は、ワーク外観検査装置に関する。

クレジットカード、キャッシュード、ＩＣカード等の製造工程においては、傷や欠陥等の有無についての検査工程が含まれる。検査工程を行う外観検査装置としては、一般的には、検査すべきカード等のワークを搬送し、その搬送中（移動中）または所定位置で停止させて、その停止中にカメラにてワークを観察するものである。

搬送手段として、従来にはベルトコンベア等のコンベアを用いるもの（特許文献１及び特許文献２）、インデックステーブル部を用いるもの（特許文献３及び特許文献４）がある。コンベアを用いるものでは、ラインセンサカメラ(ラインスキャンカメラ)等を用いて搬送中にワークの外観観察を行い、インデックステーブル部を用いるものでは、エリアセンサカメラ等を用いて、インデックステーブル部を所定位置で停止させて、その停止した状態でワークを観察するものである。

特開平１０−１９７２３１号公報 特開２００５−１４７７３９号公報 特開平１１−２５８１６６号公報 特開２００１−１３１１２号公報

コンベアを用いたものでは、観察中にコンベアを停止させることなく連続搬送が可能であるので、生産性に優れる。しかしながら、コンベアがベルトコンベア等であれば、搬送中にベルトがスリップしたり、振動したりする。スリップした場合、ワークの搬送速度とラインセンサカメラの走査速度とを同期させることができず、精度のよい観察が行えなかった。また、振動が生じた場合も同様に精度のよい観察が行えなかった。

さらに、コンベアを用いた場合、ワークはコンベア上に配置されるものであり、観察は、コンベアよりも上方位置に設けられるカメラにて行われ、コンベアよりも下方位置に設けられるカメラにて観察を行うことができなかった。

インデックステーブル部を用いた場合、観察時にはテーブルの回転を停止させる必要があり、生産性に劣っていた。

本発明は、上記課題に鑑みて、生産性に優れるとともに高精度の観察が可能な外観観察装置の提供、又はワークの表面側及び裏面側の観察を高精度に行うことが可能な外観観察装置を提供する。

本発明の第１の外観検査装置は、ワークを保持するワーク保持シャトルと、このワーク保持シャトルに保持されているワークを観察するカメラ機構とを備えたワーク外観検査装置であって、ワークを受け取るワーク受取位置とワークを排出するワーク排出位置との間のワーク保持シャトルのシャトル搬送を行う搬送機構と、搬送機構のワーク保持シャトルの搬送速度を制御する制御手段とを備え、前記搬送機構は、ワーク保持シャトルの搬送中の振動および変形を生じさせない範囲の剛性を有するシャトル用のリニアガイドを備えるとともに、前記リニアガイドは、前記ワーク保持シャトルの保持用テーブル部の上方及び下方に位置しないように配置され、前記制御手段は、ワーク受取位置とワーク排出位置との間の前記カメラ機構によるワークの観察範囲におけるワーク保持シャトルの搬送速度を、ワーク受取位置から観察範囲までの最高搬送速度及び観察範囲からワーク排出位置までの最高搬送速度よりも低速の一定速度とするものである。

本発明の第１のワーク外観検査装置は、ワーク保持シャトルが走行案内（支持）されるリニアガイドは、ワーク保持シャトルの搬送中の振動および変形を生じさせない範囲の剛性を有するものであるので、シャトルに保持されているワークは安定した状態で搬送される。しかも、観察範囲においては、シャトルは一定速度で搬送されているので、ワークの搬送速度とカメラ機構側の走査速度との同期性の精度向上を達成できる。また、リニアガイドは、ワーク保持シャトルのワーク保持用テーブル部の上方および下方位置には配置されないので、ワーク観察の妨げとならない。

本発明の第２のワーク外観検査装置は、ワークを受け取る供給側シャトルと、ワークを排出する排出側シャトルとを備えたワーク外観検査装置であって、ワークを受け取るワーク受取位置と供給側シャトルから排出側シャトルへワークを受け渡すワーク受渡位置との供給側シャトルのシャトル搬送を行うワーク供給側搬送機構と、ワークを排出するワーク排出位置と前記ワーク受渡位置との排出側シャトルのシャトル搬送を行うワーク排出側搬送機構と、供給側シャトルにて支持されているワークの表面と裏面のいずれかの観察面の観察を行う供給側カメラ機構と、ワーク供給側搬送機構から受け取って排出側シャトルにて支持されているワークの前記観察面と反対面の観察を行う排出側カメラ機構とを備えたものである。

本発明の第２のワーク外観検査装置によれば、供給側シャトルをワーク受渡位置へ搬送中に、ワークの表面と裏面のいずれかの観察面の観察を行うことができ、排出側シャトルをワーク排出位置へ搬送中に、ワークの前記観察面の反対面の観察を行うことができる。

前記第２のワーク外観検査装置において、前記供給側シャトルの搬送速度を制御する供給側制御手段と、前記排出側シャトルの搬送速度を制御する排出側制御手段とを備え、前記供給側制御手段は、ワーク受取位置とワーク渡し位置との間の供給側カメラ機構によるワークの観察範囲における供給側シャトルの搬送速度を、ワーク受取位置から観察範囲までの最高搬送速度及び観察範囲からワーク渡し位置までの最高搬送速度よりも低速の一定速度とし、前記排出側制御手段は、ワーク渡し位置からワーク排出位置との間の排出側カメラ機構によるワークの観察範囲における排出側シャトルの搬送速度を、ワーク渡し位置から観察範囲までの最高搬送速度及び観察範囲からワーク排出位置までの最高搬送速度よりも低速の一定速度とするように構成できる。

このように構成することによって、観察範囲においては、各シャトルは低速の一定速度で搬送されているので、ワークの搬送速度とカメラ機構側の走査速度との同期性の精度向上を達成できる。

また、前記第２のワーク外観検査装置において、供給側搬送機構及び排出側搬送機構は、それぞれ、シャトルの搬送中の振動および変形を生じさせない範囲の剛性を有するシャトル用のリニアガイドを備えるとともに、前記リニアガイドは、前記ワーク保持シャトルのワーク保持用テーブル部の上方及び下方に位置しないように配置されないように構成できる。

このように構成することによって、各シャトルが走行案内（支持）されるリニアガイドは、シャトルの搬送中の振動および変形を生じさせない範囲の剛性を有するものであるので、シャトルに保持されているワークは安定した状態で搬送され、また、リニアガイドは、ワーク保持シャトルのワーク保持用テーブル部の上方および下方位置には配置されないので、ワーク観察の妨げとならない。

一の本発明では、ワーク保持シャトルの搬送中の振動および変形を生じさせないので、シャトルに保持されているワークは安定した状態で搬送され、しかも、ワークの搬送速度とカメラ機構側の走査速度との同期性の精度向上を達成できる。このため、高精度の観察が可能となり、しかも、観測範囲のみ低速でよいので、この観測範囲外の範囲において、シャトル搬送の高速化を達成でき、生産性の向上を図ることができる。

また、他の発明では、供給側シャトルで受けたワークを排出側シャトルを介して排出する間に、ワークの表面と裏面とを観察することができ、ワークの外観検査の精度の向上を図ることができる。

本発明の第１のワーク外観検査装置の簡略構成図である。 第１のワーク外観検査装置の要部簡略平面図である。 第１のワーク外観検査装置の側面図である。 第１のワーク外観検査装置の動作を示し、（ａ）はワーク保持シャトルにワークを供給する状態の簡略図であり、（ｂ）はワークの観察状態を示す簡略図であり、（ｃ）はワークを排出する状態の簡略図である。 第１のワーク外観検査装置のカメラ機構の簡略図である。 第１のワーク外観検査装置のワーク保持シャトルの時間と速度の関係を示すグラフ図である。 第１のワーク外観検査装置の変形例を示す簡略平面図である。 第１のワーク外観検査装置の変形例を示す簡略側面図である。 第１のワーク外観検査装置の変形例の動作を示し、（ａ）はワーク保持シャトルにワークを供給する状態の簡略図であり、（ｂ）はワークの観察状態を示す簡略図であり、（ｃ）はワークを排出する状態の簡略図である。 第１のワーク外観検査装置の変形例に用いられるカメラ機構の簡略図である。 第２のワーク外観検査装置の簡略構成図である。 第２のワーク外観検査装置の簡略平面図である。 第２のワーク外観検査装置の側面平面図である 第２のワーク外観検査装置の動作を示し、（ａ）は供給側シャトルにワークを供給する状態の簡略図であり、（ｂ）はワーク下面の観察状態を示す簡略図であり、（ｃ）は供給側シャトルから排出側シャトルへワークを受け渡す状態を示す簡略図である。 第２のワーク外観検査装置の動作を示し、（ａ）はワーク上面の観察状態を示す簡略図であり、（ｂ）は排出側シャトルへワークを排出する状態の簡略図であり、（ｃ）は待機状態を示す簡略図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図１５に基づいて説明する。図１は本発明に係るワーク外観検査装置の構成図である。すなわち、このワーク外観検査装置は、ワークＷ（図３等参照）を保持するワーク保持シャトル１と、このワーク保持シャトル１に保持されているワークＷを観察するカメラ機構２とを備える。この場合のワークＷとしては、クレジットカード、キャッシュカード、ＩＣカード等のカードであるが、このようなカードに限るものではなく、このワーク保持シャトル１に保持されて搬送が可能なものであればよい。

また、ワーク外観検査装置は、ワークＷを受け取るワーク受取位置Ｐ１（図４参照）とワークＷを排出するワーク排出位置Ｐ２（図４参照）との間のワーク保持シャトル１のシャトル搬送を行う搬送機構３と、搬送機構３のワーク保持シャトル１の搬送速度を制御する制御手段４とを備える。

カメラ機構２は、図５に示すように、カメラ５と照明器６等で構成される。この場合、カメラ５としては、ＣＣＤイメージセンサ素子やＣＭＯＳイメージセンサ素子等を有するラインセンサカメラ（ラインスキャンカメラ）にて構成され、照明器６としてそれに対応するライン照明で構成される。そして、この実施形態では、例えば照明角度θを相違するカメラ機構２を一対備えている。具体的には、第１のカメラ機構２（２Ａ）では、照明角度θを例えば、６０°とし、第２の第１のカメラ機構２（２Ａ）では、照明角度θを例えば、１００°としている。このように照明角度θを相違させることによって、種々の傷や欠陥を観察することができる。すなわち、例えば、照明角度θが６０°では観察しにくい傷や欠陥等を有する場合に、照明角度θが１００°で観察しやすい場合があり、逆に、照明角度θが１００°では観察しにくい傷や欠陥等を有する場合に、照明角度θが６０°で観察しやすい場合があので、このように、照明角度θが相違するカメラ機構２を備えていれば、観察精度の向上を図ることができる。

この実施形態では、ワーク保持シャトル１を一対備えたものであり、このため、搬送機構３としても一対設けられている。各搬送機構３（３Ａ，３Ｂ）は、図２と図３に示すように、搬送方向に沿って（水平方向に沿って）延びるリニアガイド８と、このリニアガイド８にスライド自在に嵌合するスライダ９を備える。なお、この場合、スライダ９は、リニアガイド８の長手方向（水平方向）に沿って往復動する水平方向スライド部と、この水平方向スライド部に対して上下方向（鉛直方向）に沿って往復動する鉛直方向スライド部とを備える。この場合、図示省略の駆動手段にて、スライダ９の水平方向スライド部及び鉛直方向スライド部が往復動する。駆動手段としては、駆動用モータやシリンダ機構等を用いることができる。各リニアガイド８は、ワーク保持シャトル１Ａ，１Ｂの搬送中の振動および変形を生じさせない範囲の剛性を有する。

ワーク保持シャトル１（１Ａ，１Ｂ）は、各スライダ９に付設されるものであって、ワークＷが保持されるテーブル部１ａを有する。テーブル部１ａとしては、吸着機構や静電チャック機構等が設けられ、これらの機構にて、図３に示すように、テーブル部１ａの下面にワークＷが吸着される。また、各リニアガイド８、８は、テーブル部１ａの上方及び下方に位置しないように配置されている。すなわち、水平方向に沿って配設される一対のリニアガイド８、８は所定間隔をもって平行に配設され、各ワーク保持シャトル１Ａ，１Ｂのテーブル部１ａ、１ａは、対向する相手側のリニアガイド側に向かって水平に延びている。リニアガイド８、８の高さ位置としては、同一であっても、相違するものであってもよい。また、剛性を考えた場合、各リニアガイド８、８を一つのベース部材に固定されて一体化されるのが好ましいが、それぞれ、別のベース部材に一体化されるものであってもよい。

制御手段４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心としてＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピュータである。この制御手段４には、記憶装置が接続される。記憶装置は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）ドライブ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等からなる。なお、ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。

ところで、ワーク受取位置Ｐ１（図４参照）とワークＷを排出するワーク排出位置Ｐ２（図４参照）との間の下方において、カメラ機構２Ａ、２Ｂが配設され、この範囲を検査範囲（観察範囲）Ｓと呼ぶことができる。なお、制御手段４として、一方のシャトル１Ａ側の制御手段４Ａと、他方のシャトル１Ｂ側に制御手段４Ｂを備えたものであっても、一つの制御手段にて構成してもよい。

次に図４に用いて、このワーク外観検査装置を用いたワークの外観検査を説明する。まず、一方のシャトル１Ａをワーク受取位置Ｐ１に対応させ、他方のシャトル１Ａをワーク排出位置Ｐ２に対応させる。そして、ワーク受取位置Ｐ１には、検査すべきワークＷ（クレジットカード等）が供給装置１０（例えば、搬送コンベア等）を介して搬送されている。この場合、供給装置１０にて搬送されて来たワークＷの上方位置に、シャトル１Ａのテーブル部１ａの下面が対応する状態となる。その後、テーブル部１ａを下降させて、ワークＷを受け取る。なお、この場合、シャトル１Ｂはワーク排出位置Ｐ２にてワークＷを排出装置１１（例えば、搬送コンベア等）に受け渡して、ワークＷを保持していない状態である。

シャトル１ＡはワークＷを受け取った後、再度テーブル部１ａを上昇させる。この上昇位置としては、ワークＷの下面がカメラ機構２Ａ、２Ｂによる観察可能面Ｍ（図５参照）の高さ位置である。その後は、ワーク保持シャトル１Ａを図４（ａ）の矢印Ａに示すように、ワーク排出位置Ｐ２へ移動させる。この場合、制御手段４（４Ａ）にて、搬送速度が制御される。すなわち、図６に示すように、加速していって所定の高速に達した後は、減速していって観察範囲Ｓに入れば、一定速度とし、観察範囲Ｓを出れば、再度加速していって所定の高速に達した後は、減速していってワーク排出位置Ｐ２に達するようにする。すなわち、ワーク受取位置Ｐ１とワーク排出位置Ｐ２との間のカメラ機構２Ａ、２ＢによるワークＷの観察範囲Ｓにおけるワーク保持シャトル１（１Ａ，１Ｂ）の搬送速度を、ワーク受取位置Ｐ１から観察範囲Ｓまでの最高搬送速度及び観察範囲Ｓからワーク排出位置Ｐ２までの最高搬送速度よりも低速の一定速度としている。

一定速度の観察範囲Ｓでは、図４（ｂ）に示すように、カメラ機構２Ａ、２Ｂにて観察が行われる。すなわち、一定速度で搬送されているワークＷを、カメラ５，５が走査しながら観察する。そして、図４（ｃ）に示すように、ワーク排出位置Ｐ２に達すれば、ワークＷの移動を停止して、この観察が終わったワークＷを排出装置１１（例えば、搬送コンベア等）に受け渡す。この場合、テーブル部１ａを下降させて、排出装置１１へ受け渡す。その後は、テーブル部１ａを矢印Ｂのように所定の位置まで上昇させた後、矢印Ｃのように水平方向に沿ってワーク受取位置Ｐ１まで搬送して、その後、矢印Ｄのように下降させて、図４（ａ）の状態に戻す。

一方のシャトル１Ａが図４（ｃ）のようにワーク排出位置Ｐ２に対応した位置から図４（ａ）に示すように、ワーク排出位置Ｐ２において上昇させた状態としたときに、他方のシャトル１Ｂは、図４（ａ）の矢印Ｃ方向に搬送された後、矢印Ｄ方向に下降されて、ワーク受取位置Ｐ１に対応させた状態となっている。

他方のシャトル１Ｂが図４（ａ）のシャトル１Ａの位置に位置した後は、シャトル１Ｂは、他方の搬送装置８Ｂが制御手段４Ｂに制御されて、シャトル１Ａと同様の動作を行うことになる。また、一方のシャトル１Ａが図４（ａ）のシャトル１Ｂの位置に位置した後は、シャトル１Ａは、一方の搬送装置８Ａが制御手段４Ａに制御されて、シャトル１Ｂと同様の動作を行うことになる。

この工程を順次繰り返すことにより、供給装置１０にてワーク受取位置Ｐ１に搬送されてきたワークＷの外見検査を行って、排出装置１１に順次排出していくことができる。なお、一方のシャトル１Ａが矢印Ｃ方向に搬送される場合や他方のシャトル１Ｂが矢印Ｃ方向に搬送される場合、図６に示すような速度制御を行っても行わなくてもよい。

ワーク保持シャトル１が走行案内（支持）されるリニアガイド８は、ワーク保持シャトル１の搬送中の振動および変形を生じさせない範囲の剛性を有するものであるので、シャトル１に保持されているワークＷは安定した状態で搬送され、しかも、観察範囲Ｓにおいては、シャトル１は一定速度で搬送されているので、ワークＷの搬送速度とカメラ機構２側の走査速度との同期性の精度向上を達成できる。このため、高精度の観察が可能となり、しかも、観測範囲のみ低速でよいので、この観測範囲外の範囲において、シャトル搬送の高速化を達成でき、生産性の向上を図ることができる。また、リニアガイド８は、ワーク保持シャトル１にテーブル部１ａの上方および下方位置には配置されないので、ワーク観察の妨げとならない。

前記ワーク外観検査装置では、ワークＷの下面側（下面がチップが埋め込まれた表面の場合やチップが埋め込め込まれていない裏面の場合もある）のみの観察が可能であったが、図７および図８では、ワークＷの上面側のみの観察を可能としている。この場合、シャトル１Ａ、１Ｂのテーブル部１ａの上面にワークＷが保持できる構成となっている。

このため、ワーク受取位置Ｐ１（図２参照）とワークＷを排出するワーク排出位置Ｐ２との間の上方において、図１０に示すように、３つのカメラ機構２（２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ）が配設され、図７に示す範囲は検査可能範囲Ｓとなっている。また、カメラ機構２Ｃの照明角度θを例えば、１００°とし、カメラ機構２（２Ｄ）の照明角度θを例えば、６０°とし、カメラ機構２Ｅの照明角度θを例えば、４０°としている。

なお、他の構成は、前記ワーク外観検査装置と同様の構成であるので、これについては、同一符号を付してそれらの説明を省略する。

図７および図８に示すワーク外観検査装置ワークの外観検査を説明する。まず、図９に示すように、一方のシャトル１Ａをワーク受取位置Ｐ１に対応させ、他方のシャトル１Ａをワーク排出位置Ｐ２に対応させる。そして、ワーク受取位置Ｐ１には、検査すべきワークＷ（クレジットカード等）が供給装置１０（例えば、搬送コンベア等）を介して搬送されている。この場合、供給装置１０にて搬送されて来たワークＷの下方位置に、シャトル１Ａのテーブル部１ａの上面が対応する状態となる。その後、テーブル部１ａを上昇させて、ワークＷを受け取る。なお、シャトル１Ｂはワーク排出位置にてワークを排出装置１１（例えば、搬送コンベア等）に受け渡して、ワークを保持していない状態である。

シャトル１ＡはワークＷを受け取った後、再度テーブル部１ａを上昇させる。この上昇位置としては、ワークＷの上面がカメラ機構２Ｃ、２Ｄ，２Ｅによる観察可能面Ｍの高さ位置である。その後は、ワーク保持シャトル１Ａを図９（ａ）の矢印Ｅに示すように、ワーク排出位置Ｐ２へ移動させる。この場合、制御手段４Ａにて、搬送速度が制御される。すなわち、図６に示すように、加速していって所定の高速に達した後は、減速していって観察範囲Ｓに入れば、一定速度とし、観察範囲Ｓを出れば、再度加速していって所定の高速に達した後は、減速していってワーク排出位置Ｐ２に達するようにする。この場合も、ワーク受取位置Ｐ１とワーク排出位置Ｐ２との間のカメラ機構２Ｃ、２Ｄ，２ＥによるワークＷの観察範囲Ｓにおけるワーク保持シャトル１（１Ａ，１Ｂ）の搬送速度を、ワーク受取位置Ｐ１から観察範囲Ｓまでの最高搬送速度及び観察範囲Ｓからワーク排出位置Ｐ２までの最高搬送速度よりも低速の一定速度としている。

一定速度の観察範囲Ｓでは、図９（ｂ）に示すように、カメラ機構２Ｃ、２Ｄ，２Ｅに観察が行われる。すなわち、一定速度で搬送されているワークＷを、カメラが走査しながら観察する。そして、図９（ｃ）に示すように、ワーク排出位置Ｐ２に達すれば、ワークＷの移動を停止して、この観察が終わったワークＷを排出装置１１（例えば、搬送コンベア等）に受け渡す。この場合、テーブル部１ａを上昇させて、排出装置１１へ受け渡す。その後は、テーブル部１ａを矢印Ｆのように所定の位置まで下降させた後、矢印Ｇのように水平方向に沿ってワーク受取位置Ｐ１まで搬送して、その後、矢印Ｈのように上昇させて、図９（ａ）の状態に戻す。

一方のシャトル１Ａが図９（ｃ）のようにワーク排出位置Ｐ２に対応した位置から図９（ａ）に示すように、ワーク排出位置Ｐ２において下降させた状態としたときに、他方のシャトル１Ｂは、図９（ａ）の矢印Ｇ方向に搬送された後、矢印Ｈ方向に上昇されて、ワーク受取位置Ｐ１に対応させた状態となっている。

他方のシャトル１Ｂが図９（ａ）のシャトル１Ａの位置に位置した後は、シャトル１Ｂは、他方の搬送装置８Ｂが制御手段４Ｂに制御されて、シャトル１Ａと同様の動作を行うことになる。また、一方のシャトル１Ａが図９（ａ）のシャトル１Ｂの位置した後は、シャトル１Ａは、一方の搬送装置８Ａが制御手段４Ａに制御されて、シャトル１Ｂと同様の動作を行うことになる。

この工程を順次繰り返すことにより、供給装置１０にてワーク受取位置Ｐ１に搬送されてきたワークを、外見検査を行って、排出装置１１に順次排出していくことができる。なお、一方のシャトル１Ａが矢印Ｇ方向に搬送される場合や他方のシャトル１Ｂが矢印Ｇ方向に搬送される場合、図６に示すような速度制御を行っても行わなくてもよい。

図７及び図８に示すワーク外観検査装置も、前記図１〜図３に示すワーク外観検査装置と同様の作用効果を奏する。

前記各実施形態では、ワークＷのいずれか一方の面の観察しか行えなかったが、図１１に示すワーク外観検査装置はワークＷの両面の観察を可能としている。この場合のワーク外観検査装置は、ワークＷを受け取る供給側シャトル２１と、ワークＷを排出する排出側シャトル２２とを備えたものである。このため、ワークＷを受け取るワーク受取位置Ｐ１と供給側シャトルから排出側シャトルへワークを受け渡すワーク受渡位置Ｐ３（図１２参照）との供給側シャトルのシャトル搬送を行うワーク供給側搬送機構２５と、ワークＷを排出するワーク排出位置Ｐ２（図１２参照）とワーク受渡位置Ｐ３（図１２参照）との排出側シャトル２２のシャトル搬送を行うワーク排出側搬送機構２６と、供給側シャトル２１にて支持されているワークＷの表面と裏面のいずれかの観察面の観察を行う供給側カメラ機構２７とワーク供給側搬送機構２５から受け取って排出側シャトル２２にて支持されているワークＷの観察面と反対面の観察を行う排出側カメラ機構２８とを備える。

この場合、供給側シャトル２１を図２および図３に示すシャトル１Ａにて構成でき、このため、ワーク供給側搬送機構２５を図２および図３に示す搬送機構３Ａにて構成でき、供給側カメラ機構２７として、図５に示すカメラ機構２Ａ，２Ｂにて構成できる。また、排出側シャトル２２は、図７および図６に示すシャトル１Ｂにて構成でき、ワーク排出側搬送機構２６を図７および図８に示す搬送機構３Ｂにて構成でき、排出側カメラ機構２８として、図１０に示すカメラ機構２Ｃ、２Ｄ、２Ｅにて構成できる。

また、このワーク外観検査装置は、供給側シャトル２１の搬送速度を制御する供給側制御手段２９と、排出側シャトル２２の搬送速度を制御する排出側制御手段３０とを備える。供給側制御手段２９としては、図１に示す制御手段４Ａにて構成でき、排出側制御手段３０としては、図１に示す制御手段４Ｂにて構成できる。

図１１〜図１３に示すワーク外観検査装置を用いたワークＷの外観検査を説明する。まず、図１４（ａ）に示すように、供給側シャトル２１をワーク受取位置Ｐ１に対応させ、排出側シャトル２２を供出側の観察範囲に対応させる。そして、ワーク受取位置Ｐ１には、検査すべきワークＷ（クレジットカード等）が供給装置１０（例えば、搬送コンベア等）を介して搬送されている。この場合、供給装置１０にて搬送されて来たワークＷの上方位置に、シャトル１Ａのテーブル部１ａの下面が対応する状態となる。その後、テーブル部１ａを下降させて、ワークＷを受け取る。なお、シャトル１Ｂはワーク排出位置Ｐ２にてワークを排出装置１１（例えば、搬送コンベア等）に受け渡して、ワークＷを保持していない状態である。

シャトル２１はワークＷを受け取った後、再度テーブル部１ａを上昇させる。この上昇位置としては、ワークＷの下面がカメラ機構２Ａ、２Ｂによる観察可能面Ｍの高さ位置である。その後は、シャトル２１を図１４（ａ）の矢印Ａ１に示すように、ワーク受渡位置Ｐ３へ移動させる。この場合、制御手段２９にて、搬送速度が制御される。すなわち、図６に示すように、加速していって所定の高速に達した後は、減速していって観察範囲Ｓに入れば、一定速度とし、観察範囲Ｓを出れば、再度加速していって所定の高速に達した後は、減速していってワーク受渡位置Ｐ３に達するようにする。この場合、ワーク受取位置Ｐ１とワーク受渡位置Ｐ３との間のカメラ機構２Ａ、２ＢによるワークＷの観察範囲Ｓにおけるワーク保持シャトル２１の搬送速度を、ワーク受取位置Ｐ１から観察範囲Ｓまでの最高搬送速度及び観察範囲Ｓからワーク受渡位置Ｐ３までの最高搬送速度よりも低速の一定速度としている。

一定速度の観察範囲Ｓでは、図１４（ｂ）に示すように、カメラ機構２Ａ、２Ａにて観察が行われる。すなわち、一定速度で搬送されているワークＷを、カメラ５，５が走査しながら観察する。そして、ワーク受渡位置Ｐ３に達すれば、ワークＷの移動を停止する。この場合、排出側シャトル２２は図１４（ａ）に示す状態から矢印Ｇ１方向に移動して、図１４（ｂ）に示すように、排出側シャトル２２がワーク受渡位置Ｐ３に達した状態となる。また、図１４（ｃ）に示すように、供給側シャトル２１がワーク受渡位置Ｐ３に達すれば、排出側シャトル２２が矢印Ｈ１のように上昇して、供給側シャトル２１のテーブル部１ａの下面と排出側シャトル２２のテーブル部１ａの上面とが相対面する状態となる。

このように、供給側シャトル２１のテーブル部２１ａの下面と排出側シャトル２２のテーブル部２２ａの上面とが相対面する状態になれば、供給側シャトル２１のワークＷが排出側シャトル２２に受け渡される。なお、この受渡動作として、供給側シャトル２１のテーブル部２１ａと排出側シャトル２２のテーブル部２２ａとの相対的な接近であるので、供給側シャトル２１を下降させても、排出側シャトル２２を上昇させても、供給側シャトル２１を下降させるとともに、排出側シャトル２２を上昇させてもよい。

このように、ワークＷの受け渡しが終了した後は、排出側シャトル２２が図１５（ａ）の矢印Ｅ１に示すように、ワーク排出位置Ｐ２へ搬送される。排出側制御手段３０にて、搬送速度が制御される。すなわち、図６に示すように、加速していって所定の高速に達した後は、減速していって観察範囲Ｓに入れば、一定速度とし、観察範囲Ｓを出れば、再度加速していって所定の高速に達した後は、減速していってワーク排出位置Ｐ２に達するようにする。この場合、ワーク受渡位置Ｐ３とワーク排出位置Ｐ２との間のカメラ機構２Ｃ、２Ｄ，２ＥによるワークＷの観察範囲Ｓにおけるワーク保持シャトル２２の搬送速度を、ワーク受渡位置Ｐ３から観察範囲Ｓまでの最高搬送速度及び観察範囲Ｓからワーク排出位置Ｐ２までの最高搬送速度よりも低速の一定速度としている。

図１５（ｂ）に示すように、排出用シャトル２２がワーク排出位置Ｐ２に達すれば、ワークＷの移動を停止して、この観察が終わったワークＷを排出装置１１（例えば、搬送コンベア等）に受け渡す。この場合、テーブル部１ａを上昇させて、排出装置１１へ受け渡す。

また、ワークＷの受け渡しが終了した後は、供給側シャトル２１は、図１５（ａ）に示すように、矢印Ｂ１のように上昇した後、矢印Ｃ１方向に図１５（ｂ）〜図１５（ｃ）に示すように、ワーク受取位置Ｐ１に対応する位置に戻る（この場合、テーブル部１ａは供給装置１０に対して離間した状態となっている）。このように、ワーク受取位置Ｐ１に供給側シャトル２１が戻れば、排出側シャトル２２は、矢印Ｆ１のように下降して、そのテーブル部１ａは排出装置１１に対して離間した状態となっている。

この図１５（ｃ）に示す状態からは、供給側シャトル２１が矢印Ｄ１のように下降するとともに、排出側シャトル２２は矢印Ｇ１方向に移動して、図１４（ａ）の状態に戻る。このため、図１４（ａ）から図１５（ｃ）に示す工程を繰り返すことによって、ワークの両面の観察を行うことができる。なお、供給側シャトル２１が矢印Ｃ１方向に搬送される場合や排出側シャトル２２が矢印Ｇ１方向に搬送される場合、図６に示すような速度制御を行っても行わなくてもよい。

供給側シャトル２１をワーク受渡位置Ｐ３へ搬送中に、ワークＷの表面と裏面のいずれかの観察面の観察を行うことができ、排出側シャトル２２をワーク排出位置へ搬送中に、ワークＷの前記観察面の反対面の観察を行うことができる。このため、供給側シャトル２１で受けたワークＷを排出側シャトル２２を介して排出する間に、ワークＷの表面と裏面とを観察することができ、ワークＷの外観検査の精度の向上を図ることができる。

また、図１１に示すワーク外観検査装置においても、搬送手段２５，２６のリニアガイド８，８がシャトル２１，２２の搬送中の振動および変形を生じさせない範囲の剛性を有するので、シャトル２１，２２に保持されているワークＷは安定した状態で搬送され、しかも、ワークＷの搬送速度とカメラ機構側の走査速度との同期性の精度向上を達成できる。このため、高精度の観察が可能となり、しかも、観測範囲のみ低速でよいので、この観測範囲外の範囲において、シャトル搬送の高速化を達成でき、生産性の向上を図ることができる。

本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、図１〜図３に示すワーク外観検査装置や図７及び図８に示すワーク外観検査装置において、シャトル１Ａ，１Ｂとして、いずれか一方のみであってもよい。また、図１１〜図１３に示すワーク外観検査装置において、供給側シャトル２１を一対設けても、排出側シャトル２２を一対設けてもよい。また、１つのシャトル１Ａ，１Ｂ、２１，２２に保持されるワークＷの数が任意であって、テーブル部１ａ、２１ａ、２２ａの大きさ、ワークＷの大きさや形状等によって種々変更が可能である。ワーク受取位置Ｐ１において、ワークＷをシャトル１Ａ，１Ｂ、２１へ供給する際、前記実施例では、シャトル側を供給装置１０側に接近させていたが、逆に供給装置１０側をシャトルに接近させても、シャトル側および供給装置１０側をそれぞれ接近させてもよい。また、ワーク排出位置Ｐ２において、ワークＷをシャトル１Ａ，１Ｂ、２２へ排出する際、前記実施例では、シャトル側を排出装置１１側に接近させていたが、逆に排出装置１１側をシャトル１Ａ，１Ｂ、２２に接近させても、シャトル側および排出装置１１側をそれぞれ接近させてもよい。

ワークＷの下方に配設されるカメラ機構２としては、実施形態では、２機使用し、ワークＷの下方に配設されるカメラ機構２としては、実施形態では、３機使用しているが、これらに限るものではなく、ワークＷの下方に配設されるカメラ機構２として、３機使用し、ワークＷの上方に配設されるカメラ機構２としては、２機使用してもよく、さらには、それぞれ１機ずつであってもよく、４機以上であっても、増減は任意である。また、各カメラ機構２の照明角度としてワークＷ等に応じて種々変更できる。

また、図１１に示すワーク外観検査装置では、制御手段として、供給側制御手段２９と排出側制御手段３０とを備えていたが、共通の制御手段で構成してもよい。各実施形態において、観察範囲Ｓの前では加速していって減速し、観察範囲Ｓの後でも加速していって減速するように制御しているが、加速して行って所定の最高速域を所定範囲設けるようにしてもよい。

１、１Ａ、１Ｂ ワーク保持シャトル
２.２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ,２Ｅ カメラ機構
３,３Ａ,３Ｂ 搬送機構
４,４Ａ,４Ｂ 制御手段
８ リニアガイド
２１ 供給側シャトル
２２ 排出側シャトル
２５ ワーク供給側搬送機構
２６ ワーク排出側搬送機構
２７ 供給側カメラ機構
２８ 排出側カメラ機構
２９ 供給側制御手段
３０ 排出側制御手段
Ｓ 観察範囲
Ｐ１ ワーク受取位置
Ｐ２ ワーク排出位置
Ｐ３ ワーク受渡位置
Ｗ ワーク

本発明の外観検査装置は、ワークを保持するワーク保持シャトルと、このワーク保持シャトルに保持されているワークを観察するカメラ機構とを備えたワーク外観検査装置であって、ワークを受け取るワーク受取位置とワークを排出するワーク排出位置との間のワーク保持シャトルのシャトル搬送を行う搬送機構と、搬送機構のワーク保持シャトルの搬送速度を制御する制御手段とを備え、前記搬送機構は、ワーク保持シャトルの搬送中の振動および変形を生じさせない範囲の剛性を有するシャトル用のリニアガイドを備えるとともに、前記リニアガイドは、前記ワーク保持シャトルの保持用テーブル部の上方及び下方に位置しないように配置され、前記制御手段は、ワーク受取位置とワーク排出位置との間の前記カメラ機構によるワークの観察範囲におけるワーク保持シャトルの搬送速度を、ワーク受取位置から観察範囲までの最高搬送速度及び観察範囲からワーク排出位置までの最高搬送速度よりも低速の一定速度とするものであり、前記ワーク保持シャトルは、ワーク受取位置側に対応する供給側シャトルと、ワーク排出位置側に対応する排出側シャトルとを有し、前記搬送機構は、ワークを受け取るワーク受取位置と供給側シャトルから排出側シャトルへワークを受け渡すワーク受渡位置との供給側シャトルのシャトル搬送を行うワーク供給側搬送機構と、ワークを排出するワーク排出位置と前記ワーク受渡位置との排出側シャトルのシャトル搬送を行うワーク排出側搬送機構とを有し、前記カメラ機構は、供給側シャトルにて支持されているワークの表面と裏面のいずれかの観察面の観察を行う供給側カメラ機構と、供給側シャトルにて支持されているワークの表面と裏面のいずれかの観察面の観察を行う供給側カメラ機構と、ワーク供給側搬送機構から受け取って排出側シャトルにて支持されているワークの前記観察面と反対面の観察を行う排出側カメラ機構とを備えたものである。

本発明の外観検査装置によれば、ワーク保持シャトルが走行案内（支持）されるリニアガイドは、ワーク保持シャトルの搬送中の振動および変形を生じさせない範囲の剛性を有するものであるので、シャトルに保持されているワークは安定した状態で搬送される。しかも、観察範囲においては、シャトルは一定速度で搬送されているので、ワークの搬送速度とカメラ機構側の走査速度との同期性の精度向上を達成できる。また、リニアガイドは、ワーク保持シャトルのワーク保持用テーブル部の上方および下方位置には配置されないので、ワーク観察の妨げとならない。また、供給側シャトルをワーク受渡位置へ搬送中に、ワークの表面と裏面のいずれかの観察面の観察を行うことができ、排出側シャトルをワーク排出位置へ搬送中に、ワークの前記観察面の反対面の観察を行うことができる。

本ワーク外観検査装置において、前記供給側シャトルの搬送速度を制御する供給側制御手段と、前記排出側シャトルの搬送速度を制御する排出側制御手段とを備え、前記供給側制御手段は、ワーク受取位置とワーク渡し位置との間の供給側カメラ機構によるワークの観察範囲における供給側シャトルの搬送速度を、ワーク受取位置から観察範囲までの最高搬送速度及び観察範囲からワーク渡し位置までの最高搬送速度よりも低速の一定速度とし、前記排出側制御手段は、ワーク渡し位置からワーク排出位置との間の排出側カメラ機構によるワークの観察範囲における排出側シャトルの搬送速度を、ワーク渡し位置から観察範囲までの最高搬送速度及び観察範囲からワーク排出位置までの最高搬送速度よりも低速の一定速度とするように構成できる。

また、本ワーク外観検査装置において、供給側搬送機構及び排出側搬送機構は、それぞれ、シャトルの搬送中の振動および変形を生じさせない範囲の剛性を有するシャトル用のリニアガイドを備えるとともに、前記リニアガイドは、前記ワーク保持シャトルのワーク保持用テーブル部の上方及び下方に位置しないように配置されないように構成できる。

本発明では、ワーク保持シャトルの搬送中の振動および変形を生じさせないので、シャトルに保持されているワークは安定した状態で搬送され、しかも、ワークの搬送速度とカメラ機構側の走査速度との同期性の精度向上を達成できる。このため、高精度の観察が可能となり、しかも、観測範囲のみ低速でよいので、この観測範囲外の範囲において、シャトル搬送の高速化を達成でき、生産性の向上を図ることができる。

本発明では、供給側シャトルで受けたワークを排出側シャトルを介して排出する間に、ワークの表面と裏面とを観察することができ、ワークの外観検査の精度の向上を図ることができる。

Claims (4)

1. ワークを保持するワーク保持シャトルと、このワーク保持シャトルに保持されているワークを観察するカメラ機構とを備えたワーク外観検査装置であって、
   ワークを受け取るワーク受取位置とワークを排出するワーク排出位置との間のワーク保持シャトルのシャトル搬送を行う搬送機構と、
   搬送機構のワーク保持シャトルの搬送速度を制御する制御手段とを備え、
   前記搬送機構は、ワーク保持シャトルの搬送中の振動および変形を生じさせない範囲の剛性を有するシャトル用のリニアガイドを備えるとともに、前記リニアガイドは、前記ワーク保持シャトルのワーク保持用テーブル部の上方及び下方に位置しないように配置され、前記制御手段は、ワーク受取位置とワーク排出位置との間の前記カメラ機構によるワークの観察範囲におけるワーク保持シャトルの搬送速度を、ワーク受取位置から観察範囲までの最高搬送速度及び観察範囲からワーク排出位置までの最高搬送速度よりも低速の一定速度とすることを特徴とするワーク外観検査装置。
2. ワークを受け取る供給側シャトルと、ワークを排出する排出側シャトルとを備えたワーク外観検査装置であって、
   ワークを受け取るワーク受取位置と供給側シャトルから排出側シャトルへワークを受け渡すワーク受渡位置との供給側シャトルのシャトル搬送を行うワーク供給側搬送機構と、
   ワークを排出するワーク排出位置と前記ワーク受渡位置との排出側シャトルのシャトル搬送を行うワーク排出側搬送機構と、
   供給側シャトルにて支持されているワークの表面と裏面のいずれかの観察面の観察を行う供給側カメラ機構と
   ワーク供給側搬送機構から受け取って排出側シャトルにて支持されているワークの前記観察面と反対面の観察を行う排出側カメラ機構とを備えたことを特徴とするワーク外観検査装置。
3. 前記供給側シャトルの搬送速度を制御する供給側制御手段と、前記排出側シャトルの搬送速度を制御する排出側制御手段とを備え、
   前記供給側制御手段は、ワーク受取位置とワーク渡し位置との間の供給側カメラ機構によるワークの観察範囲における供給側シャトルの搬送速度を、ワーク受取位置から観察範囲までの最高搬送速度及び観察範囲からワーク渡し位置までの最高搬送速度よりも低速の一定速度とし、前記排出側制御手段は、ワーク渡し位置からワーク排出位置との間の排出側カメラ機構によるワークの観察範囲における排出側シャトルの搬送速度を、ワーク渡し位置から観察範囲までの最高搬送速度及び観察範囲からワーク排出位置までの最高搬送速度よりも低速の一定速度としたことを特徴とする請求項２に記載のワーク外観検査装置。
4. 供給側搬送機構及び排出側搬送機構は、それぞれ、シャトルの搬送中の振動および変形を生じさせない範囲の剛性を有するシャトル用のリニアガイドを備えるとともに、前記リニアガイドは、前記ワーク保持シャトルのワーク保持用テーブル部の上方及び下方に位置しないように配置されないことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のワーク外観検査装置。

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