JP3592521B2 - Automatic surface quality inspection apparatus and method for cylindrical workpiece - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒形ワークの表面の全面にわたり、その表面の粗さや不規則性を機械的手段又は光学的手段,電気的手段等を用いて検査する装置及び方法に係り、特に、円筒形ワークを垂直状態に回転可能に正しく立設支持し、該円筒形ワークを回転させながら検査を行うようにした円筒形ワークの表面品質自動検査装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
円筒物体等のワークの外観,表面層の欠陥等を検査する公知技術としては各種のものがあるが、例えば、特公昭60−55762号公報や特開平7−140079号公報が挙げられる。
特公昭60−55762号公報の「円筒物体外観検査装置」は、2本の回転ローラーの上に被検査円筒物体を載置させ、円筒物体の自重を利用してその摩擦力により該円筒物体を回転させ、光学的な検査手段によって該円筒物体の外観品質を行うものである。
一方、特開平7−140079号公報の「表面層欠陥検出装置」は、平行に配置される2本の軸の夫々の両端に設けられた4本の回転ローラー上に円筒物体を横置きし、前記公知技術と同様に円筒物体の自重を利用してその摩擦力によって円筒物体を回転させ、検査光を照射する検査光照射装置とその散乱反射光量を検出する受光センサとにより前記円筒物体の表面層の欠陥を検査するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
特公昭60−55762号公報の検査装置は、円筒物体の端面も検査するものからなり、全体としてかなり複雑な構造のものからなる。また、この検査装置の場合には、円筒物体の外形の円筒度によって円筒物体の振れが決まってしまう問題点がある。
また、回転ローラーには円筒物体の表面の汚れや凹凸が転写される恐れがあり、このままの状態で検査を続けると回転ローラーの形状精度が悪くなり、結果として円筒物体の回転精度が低下するという問題点がある。また、2本の回転ローラーには、摩擦車を介してモータからの回転力が伝達されるため、摩擦車と2本の回転ローラーの円筒度や直径寸法を高精度に保持しなければ滑り等が生じ、円筒物体そのものを傷つけてしまう問題点もある。
【0004】
一方、特開平7−140079号公報の検出装置は、前記の公知技術と同様に、円筒物体の外形の円筒度等によって円筒物体の振れが決まってしまう問題点がある。
また、回転ローラには円筒物体の表面の汚れや凹凸が転写される恐れがあり、このままの状態で検査を続けると回転ローラーの形状精度が悪くなり、結果として円筒物体の回転精度が低下するという問題点がある。
また、回転ローラーは、円筒物体の表面を保護するためにその表面にゴム素材料を用いているが、このゴム素材料の厚みの不均一から円筒物体が偏心状態で回転し、例えば、偏心量が最大0.2mm程度も生じ、高精度の欠陥検出が難しいという問題点がある。また、半径方向の寸法の異なる他の円筒物体の欠陥検出は可能であるが、長さ方向の寸法が異なる円筒物体に対しては対応しにくいという問題点がある。
【0005】
本発明は、以上の問題点を解決するもので、円筒形ワークを高精度に支持でき、回転ローラー等との摩擦力を用いることなく円筒形ワークを回転でき、半径方向の寸法や長さ方向の寸法が相異する円筒形ワークの検査もでき、円筒形ワークの表面品質を高精度に検査でき、コンパクトにまとめられて省スペース化や設備コストの低減が可能な円筒形ワークの表面品質自動検査装置及び方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置は、円筒形ワークの表面の粗さ,不規則性,傷,汚れ等の表面品質を自動的に検査する検査装置であって、前記円筒形ワークを垂直に回転可能に搭載する搬送パレットと、該搬送パレットを移動させるコンベアと、所定位置に配置され前記円筒形ワークの表面品質を検出する検出ヘッドと、該検出ヘッドの配設される位置において前記搬送パレット上の前記円筒形ワークの上端に係合して、該円筒形ワークを回転可能に保持する上部押え機構部とを設けることを特徴とする。
【0007】
また、上記の目的を達成するために、請求項2に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置は、請求項1において、前記搬送パレットは、前記コンベア上に直接搭載されるパレット基台と、該パレット基台上に載置される台座支持筒と、該台座支持筒内に収納され前記パレット基台上に載置される三っ爪チャックと、前記台座支持筒に着脱可能に枢支され前記円筒形ワークの下端に係合して該円筒形ワークを回転可能に支持する台座とを有するものからなり、前記三ッ爪チャックには、前記台座に支持された前記円筒形ワークの内面に回転軸受を介して当接係合する子爪が設けられると共に該子爪を空気圧により拡径又は縮径するためのオートカプラが設けられることを特徴とする。
【0008】
また、上記の目的を達成するために、請求項3に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置は、請求項2において、前記三ッ爪チャックの前記子爪と干渉しない部位には、中子支持棒が立設して固持され、前記中子支持棒の上端には前記円筒形ワークの内径を案内する中子が設けられることを特徴とする。
【0009】
また、上記の目的を達成するために、請求項4に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置は、請求項1において、前記上部押え機構部は、上部ベース台側に上下動自在に支持される移動台と、該移動台を作動する作動手段と、前記移動台側に着脱可能に枢支され前記円筒形ワークの上端をセンタ支持するセンタポンチと、前記移動台側に配設され前記センタポンチを回転駆動するモータとを有するものからなることを特徴とする。
【0010】
また、上記の目的を達成するために、請求項5に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置は、請求項4において、前記センタポンチは、前記移動台側にオートハンドチェンジャを介して着脱可能に支持され、円筒形ワークの形状に対応して交換可能に支持されるものであることを特徴とする。
【0011】
また、上記の目的を達成するために、請求項6に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置は、請求項4において、前記移動台と前記上部ベース台との間には前記移動台の重量を補償するためのばね部材が介在されるものであることを特徴とする。
【0012】
また、上記の目的を達成するために、請求項7に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置は、請求項4において、前記上部ベース台は、移動可能に建物等の不動側に垂下支持されるものであることを特徴とする。
【0013】
また、上記の目的を達成するために、請求項8に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置は、請求項1において、前記検出ヘッドは、少なくとも円筒形ワークの表面の傷や汚れ,物理的な欠陥,表面の粗さ等の表面品質を検出し得るものからなり、前記円筒形ワークの全長に距って走査可能に形成されるものであることを特徴とする。
【0014】
さらに、上記の目的を達成するために、請求項9に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査方法は、円筒形ワークの表面の粗さ,不規則性,傷,汚れ等の表面品質を自動的に検査する検査方法であって、前記円筒形ワークの投入位置において前記円筒形ワークの下端を搬送パレット上に回転可能に搭載保持する第1の手順と、前記円筒形ワークを搭載した所定位置にある検出ヘッドの場所までコンベアにより移動し該場所において前記円筒形ワークの上端に上部押え機構部を係合せしめて前記円筒形ワークを回転可能に立設支持せしめる第2の手順と、前記立設支持された円筒形ワークを回転せしめながら前記検出ヘッドを走査させてその表面品質を検査する第3の手順と、検査済の前記円筒形ワークの上端から前記上部押え機構部を開放し該円筒形ワークを前記コンベアにより搬送し円筒形ワークの排出位置において次工程側に排出する第4の手順とを行うことを特徴とする。
【0015】
また、上記の目的を達成するために、請求項10に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査方法は、請求項9において、前記コンベアは、前記円筒形ワークの投入位置から排出位置まで連続して形成され、順次投入される前記円筒形ワークを連続移送して検査するものであることを特徴とする。
【0016】
投入位置によりコンベア側に投入された円筒形ワークはコンベア上の搬送パレットの台座と三ッ爪チャックにより回転可能に支持されると共に子爪や中子により安定支持される。この状態で検出ヘッド側に移送された円筒形ワークは、その上端に係合する上部押え機構部により回転可能に支持されると共に、そのモータにより回転される。
即ち、円筒形ワークは上下端を安定支持された状態で回転される。回転している円筒形ワークの表面全体を検出ヘッドにより走査することにより円筒形ワークの表面品質がノータッチの状態で検査される。
これにより高精度の表面品質の検査ができる。検査済の円筒形ワークは上部押え機構部が解除された状態でコンベアにより移送され、排出位置から次工程側に排送される。
同様の工程が順次投入される円筒形ワークに対して適用される。また、円筒形ワークの半径方向や長さ方向の寸法が変っても、円筒形ワークの上下端に係合する各部材が容易に交換できるため、これ等に対応した装置に段取り換えして同様な検査が行われる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の円筒形ワークの表面品質自動検査装置及び方法の実施の形態を図面を参照して詳述する。
まず、図1により本発明の円筒形ワークの表面品質自動検査装置の全体構成を説明する。検査対象物である円筒形ワーク1を検査する表面品質自動検査装置2は、大別して搬送パレット3、コンベア4、検出ヘッド5及び上部押え機構部6等とからなる。
【0018】
図1に示すように、円筒形ワーク1は、図略の前工程からロボット等の搬入手段により投入位置7からコンベア4上の搬送パレット3上に搭載される。
なお、この投入位置に配置される空気供給部8により、円筒形ワーク1は搬送パレット3に固持される。検出ヘッド5は所定位置に配置され、その位置には上部押え機構部6が配置される。上部押え機構部6はこの位置まで搬送されてきた搬送パレット3上の円筒形ワークの上端を回転可能に保持し、円筒形ワークを回転させる。
検出ヘッド5により検査された円筒形ワーク1は上部押え機構部6から開放されコンベア4上を移送され、排出位置9に到る。排出位置9には搬送パレット3の空気を排気するための空気排出部10が設けられ、円筒形ワーク1は搬送パレット3から開放されて排出位置9から次工程側に排送される。
【0019】
次に、表面品質自動検査装置の各構成要素の構造を説明する。
まず、コンベア4はエンドレスコンベアからなり、多数個の搬送パレット3が搭載可能な形状からなる。図略の駆動手段によりコンベア4は駆動される。なお、図1ではコンベア4上の搬送パレット3は矢印の反時計方向に駆動される。
【0020】
次に、図2,図3により搬送パレット3の構造を説明する。搬送パレット3は、パレット基台11と、その上に載置される台座支持筒12と、三ッ爪チャック13と、台座14等とからなる。
図2に示すように、パレット基台11はコンベア4上に搭載可能な平板状部材からなる。また、台座支持筒12は三ッ爪チャック13を内部に収納し得る中空円筒体状のものからなり、その上端側には着脱板15や軸受16を介して台座14が搭載される。台座14は図4に示すように、円筒形ワーク1の下端1aをその上端側に支承するものからなる。
従って、円筒形ワーク1の半径方向の寸法が変った場合にはこれに見合う台座14を採用し、これに対応して軸受16や着脱板15の寸法を換えることにより共通の台座支持筒12に支持される。
【0021】
三ッ爪チャック13には三つの爪があり、夫々の爪には子爪17が設けられている。また、図2,図3に示すように子爪17には回転軸受18が嵌着される。また、三ッ爪チャック13にはオートカプラ19が連結され、このオートカプラ19を介して圧油空気を三ッ爪チャック13内に導入することにより子爪17は拡径する方向に移動し、圧縮空気を抜くことにより子爪17は縮径する方向に移動する。
また、三ッ爪チャック13の中央部には中子支持棒20が立設固定され、その上端には中子21が連結される。中子21は円筒形ワーク1内に挿入され円筒形ワークを支持する。また、中子支持棒20の外径は、子爪17が縮径方向に移動しても干渉しない寸法に形成される。
【0022】
図4は以上の構造の搬送パレット3により円筒形ワーク1を立設支持した状態を示すものである。円筒形ワーク1はその下端1aを台座14の上端に係合して支持される。また、中子21は円筒形ワーク1の内面を支持する。また、オートカプラ19からの三ッ爪チャック13への圧縮空気の導入により子爪17が拡径方向に開き、その回転軸受18が円筒形ワーク1の内径に当接する。以上により、円筒形ワーク1は搬送パレット3上に回転可能の状態で保持されると共に、回転軸受18や中子21により正確に中心支持される。
【0023】
次に、上部押え機構部6を図5により説明する。まず、建物等に配設されるレール22には上部ベース台23が垂下支持される。移動台24は上部ベース台23に直動ガイド25を介して上下動自在に支持される。移動台24と上部ベース台23間には作動手段の1つである空圧シリンダ26が架設される。また、移動台24は、バネ部材27が連結され、移動台24側の重量補償を行うべく機能する。
【0024】
移動台24にはモータ28が固定されると共に軸受ホルダ29が固定される。軸受ホルダ29に枢支される回転軸30はベルト31等を介しモータ28側と連結される。また、回転軸30にはオートハンドチェンジャ32を介してセンタポンチ33が連結される。
なお、オートハンドチェンジャ32により各種形状のセンタポンチ33の工具交換が可能である。
センタポンチ33は図5に示すように、下端側にテーパ部34を形成するものからなり、テーパ部34の下端は図5(b)に示すように円筒形ワーク1の上端1b内に嵌まり込み、円筒形ワーク1を保持する。以上の構造により、空圧シリンダ26を作動することによりセンタポンチ33が円筒形ワーク1側に下降してその上端1b側に押圧されると共に、モータ28を作動することによりセンタポンチ33が回転し、これに伴って円筒形ワーク1を回転させることができる。
【0025】
検出ヘッド5は、円筒形ワーク1の表面品質を検査するもので、図4及び図6に示すように、所定位置に配設される。その構造としては本例では特に限定するものではなく、機械的,光学的,電気的の各手段が採用される。また、少なくとも円筒形ワーク1の表面の傷,凹凸,汚れ,粗度等を検出する機能を有するものが必要である。また、図6に示すように、円筒形ワーク1の全長にわたって走査して検査できるような構造のものからなる。
【0026】
次に、本発明の表面品質自動検査装置2による円筒形ワーク1の検査方法の概要を説明する。コンベア4上の投入位置7の近傍にある搬送パレット3に円筒形ワーク1を搭載する。
具体的には、空気供給部8から圧縮空気が供給されない状態にある三ッ爪チャック13の子爪17は縮径側に移動しているため、円筒形ワーク1は中子21に案内されて台座14の上端に当接して搭載される。
この状態でオートカプラ19を介し空気供給部8から圧縮空気を三ッ爪チャック13内に導入する。
これにより、子爪17が開き、その回転軸受18が円筒形ワーク1の内面に当接する。子爪17は等間隔少なくとも3個あるため、円筒形ワーク1は搬送パレット3によりその下端側を求心支持される。
また、この状態では円筒形ワーク1は回転軸受18を介して三ッ爪チャック13側に支持され、且つ台座14も軸受16により枢支される。そのため、円筒形ワーク1は搬送パレット3に対し回転可能に支持される。
【0027】
円筒形ワーク1は搬送パレット3に下端側を保持された状態で図1及び図6に示すようにコンベア4の移送によって送られ検出ヘッド5のある所定位置に到達する。
この位置において、図6に示すように上部押え機構部6が位置合わせされ、上部押え機構部6を下降させることによりセンタポーチ33が円筒形ワーク1の上端1bに挿入される。以上により、円筒形ワーク1は図6に示すように上下端を保持される。この状態で上部押え機構部6のモータ28を回転することにより円筒形ワーク1が回転し検出ヘッド5により表面品質の検査が行われる。
【0028】
検出ヘッド5による検査が終了したら、上部押え機構部6を上方に移動する。これにより、円筒形ワーク1は搬送パレット3のみにより支持され、コンベア4に沿って移送される。排出位置9の近傍まで搬送パレット3が移送されると、三ッ爪チャック13のオートカプラ19に空気排出部10が係合し、三ッ爪チャック13内の圧縮空気が排出され、子爪は縮径方向に移動し円筒形ワーク1は自由状態にある。従って、排出位置から次工程側に排送することができる。
【0029】
図1は多数個の円筒形ワーク1を順次コンベア4上に搭載して検査する場合を示している。これ等も前述の検査方法に基づき順次検査される。また、円筒形ワーク1の寸法が変った場合には、原則として台座14や中子21を対応するものに変更すると共に、センタポンチ33を対応するものに交換することにより容易に行われる。
また、本発明の検査装置は従来技術のものと異なり、円筒形ワーク1の表面は回転ローラー等と接触するものでなく、そのままの状態で検査される。それにより、高精度の検査結果を得ることができる。なお、実験例の1つとして長さ400mm,外径40mm,肉厚1mm程度の円筒形ワーク1は上端における振れ精度が0.1mm以下であり、これを一定の速度30rpmで回転させることができることが実証されている。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、円筒形ワークは他のローラー等に全く接触することなく、また、これ等から何らの影響を与えることなく、垂直に正しく立設され、且つ回転可能に配置される。従って、特別な熟練を必要とすることなく、表面の傷,汚れ,粗度,数10μm以下の凹凸や欠陥等を正確に検査することができる。
また、円筒形ワークの形状が変って短時間で対応することができる。また、全体構造がコンパクトにまとめられ、省スペース化が可能である。また、空圧シリンダ等も単に円筒形ワークを回転させるだけでよく、円筒形ワークの下端が搬送パレット側に対し枢支されているため、小容量のもので十分である。これにより、設備コストの低減も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の円筒形ワークの表面品質自動検査装置の全体構成図。
【図2】本発明の円筒形ワークの表面品質自動検査装置の搬送パレットの詳細構造を示す軸断面図。
【図3】図2のA−A線拡大断面図。
【図4】本発明の円筒形ワークの表面品質自動検査装置の搬送パレットに円筒形ワークの支持状態を示す部分軸断面図。
【図5】本発明の円筒形ワークの表面品質自動検査装置における上部押え機構部の詳細構造を示す正面図。
【図6】本発明の円筒形ワークの表面品質自動検査方法を説明するための説明図。
【符号の説明】
1 円筒形ワーク
1a 下端
1b 上端
2 表面品質自動検査装置
3 搬送パレット
4 コンベア
5 検出ヘッド
6 上部押え機構部
7 投入位置
8 空気供給部
9 排出位置
10 空気排出部
11 パレット基台
12 台座支持筒
13 三ッ爪チャック
14 台座
15 着脱板
16 軸受
17 子爪
18 回転軸受
19 オートカプラ
20 中子支持棒
21 中子
22 レール
23 上部ベース台
24 移動台
25 直動ガイド
26 空圧シリンダ
27 バネ部材
28 モータ
29 軸受ホルダ
30 回転軸
31 ベルト
32 オートハンドチェンジャ
33 センタポンチ
34 テーパ部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for inspecting the roughness and irregularity of a surface of a cylindrical work over the entire surface by using mechanical means, optical means, electric means, and the like. The present invention relates to an apparatus and a method for automatically inspecting the surface quality of a cylindrical work, wherein the cylindrical work is inspected while the cylindrical work is rotated and correctly supported in a vertical state.
[0002]
[Prior art]
There are various known techniques for inspecting the appearance of a workpiece such as a cylindrical object, a defect of a surface layer, and the like, and examples thereof include Japanese Patent Publication No. 60-55762 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-140079.
Japanese Patent Publication No. Sho 60-55762 discloses a "cylindrical object visual inspection apparatus" in which a cylindrical object to be inspected is placed on two rotating rollers, and the cylindrical object is subjected to frictional force by utilizing its own weight. The cylindrical object is rotated and the quality of the appearance of the cylindrical object is checked by optical inspection means.
On the other hand, the "surface layer defect detection device" of Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-140079 discloses a method in which a cylindrical object is placed horizontally on four rotating rollers provided at both ends of two axes arranged in parallel, The surface of the cylindrical object is rotated by an inspection light irradiating device that irradiates the inspection light and a light-receiving sensor that detects the amount of scattered reflected light by rotating the cylindrical object by the frictional force using the own weight of the cylindrical object in the same manner as the known technology. This is to inspect the layer for defects.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-55762 also inspects the end face of a cylindrical object, and has an extremely complicated structure as a whole. Further, in the case of this inspection apparatus, there is a problem that the deflection of the cylindrical object is determined by the cylindricity of the outer shape of the cylindrical object.
In addition, dirt and irregularities on the surface of the cylindrical object may be transferred to the rotating roller, and if the inspection is continued in this state, the shape accuracy of the rotating roller deteriorates, and as a result, the rotating accuracy of the cylindrical object is reduced. There is a problem. In addition, since the rotating force from the motor is transmitted to the two rotating rollers via a friction wheel, the frictional wheel and the two rotating rollers need to maintain the cylindricity and the diameter of the rotating roller with high precision, such as slippage. This causes a problem that the cylindrical object itself is damaged.
[0004]
On the other hand, the detection device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-140079 has a problem that the deflection of the cylindrical object is determined by the cylindricity of the outer shape of the cylindrical object, as in the above-described known technology.
In addition, dirt and irregularities on the surface of the cylindrical object may be transferred to the rotating roller, and if the inspection is continued in this state, the shape accuracy of the rotating roller is deteriorated, and as a result, the rotating accuracy of the cylindrical object is reduced. There is a problem.
Further, the rotating roller uses a rubber material on the surface to protect the surface of the cylindrical object, but the cylindrical object rotates in an eccentric state due to the uneven thickness of the rubber material. However, there is a problem that it is difficult to detect defects with high accuracy. Further, it is possible to detect a defect of another cylindrical object having a different dimension in the radial direction, but it is difficult to detect a cylindrical object having a different dimension in the longitudinal direction.
[0005]
The present invention solves the above problems, and can support a cylindrical work with high precision, can rotate a cylindrical work without using frictional force with a rotating roller or the like, and can measure radial dimensions and length directions. Inspection of cylindrical workpieces with different dimensions can be performed, the surface quality of cylindrical workpieces can be inspected with high accuracy, and the surface quality of cylindrical workpieces can be compacted to save space and reduce equipment costs. It is an object to provide an inspection device and method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an automatic surface quality inspection apparatus for a cylindrical work according to claim 1 automatically checks the surface quality of the cylindrical work such as roughness, irregularity, scratches, dirt, etc. An inspection apparatus for inspecting, comprising: a transport pallet on which the cylindrical workpiece is vertically rotatably mounted; a conveyor for moving the transport pallet; and a detection head disposed at a predetermined position to detect a surface quality of the cylindrical workpiece. And an upper holding mechanism that engages with an upper end of the cylindrical work on the transport pallet at a position where the detection head is provided and holds the cylindrical work in a rotatable manner. I do.
[0007]
Further, in order to achieve the above object, the automatic inspection apparatus for surface quality of a cylindrical work according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, the transport pallet includes a pallet base mounted directly on the conveyor. A pedestal support cylinder mounted on the pallet base, a three-jaw chuck housed in the pedestal support cylinder and mounted on the pallet base, and pivotally detachably mounted on the pedestal support cylinder. A base for engaging the lower end of the cylindrical work and rotatably supporting the cylindrical work. The three-jaw chuck includes an inner surface of the cylindrical work supported by the base. Are provided with a sub-claw that is brought into contact with a rotary bearing via a rotary bearing, and an auto-coupler for expanding or reducing the diameter of the sub-claw by air pressure is provided.
[0008]
In order to achieve the above object, the surface quality automatic inspection device for a cylindrical work according to the third aspect is characterized in that, in the second aspect, a portion of the three-jaw chuck that does not interfere with the child nail is provided with a medium. A core support rod is erected and fixed, and a core for guiding an inner diameter of the cylindrical work is provided at an upper end of the core support rod.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an automatic inspection apparatus for surface quality of a cylindrical work, wherein the upper holding mechanism is supported on the upper base table so as to be vertically movable. A moving table, an operating means for operating the moving table, a center punch detachably pivotally supported on the moving table side and supporting a center of an upper end of the cylindrical work, and a center punch disposed on the moving table side. And a motor that rotationally drives the center punch.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an automatic surface quality inspection apparatus for a cylindrical work, wherein the center punch is attached to and detached from the movable table via an automatic hand changer. It is characterized by being supported so as to be exchangeable and corresponding to the shape of a cylindrical work.
[0011]
In order to achieve the above object, an automatic surface quality inspection apparatus for a cylindrical work according to claim 6 is provided, wherein the moving table and the upper base table are arranged between the moving table and the upper base table. A spring member for compensating for weight is interposed.
[0012]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an automatic surface quality inspection apparatus for a cylindrical work, wherein the upper base is movably suspended on an immovable side of a building or the like. It is characterized by being performed.
[0013]
According to another aspect of the present invention, there is provided an automatic cylindrical surface quality inspection apparatus for a cylindrical work, wherein the detection head is configured to detect at least scratches, dirt, and physical damage on the surface of the cylindrical work. It is formed of a material capable of detecting surface quality such as periodic defects and surface roughness, and is formed so as to be capable of scanning over the entire length of the cylindrical work.
[0014]
In order to achieve the above object, a method for automatically inspecting the surface quality of a cylindrical workpiece according to the ninth aspect automatically checks the surface quality of the surface of the cylindrical workpiece such as roughness, irregularity, scratches and dirt. A first procedure of rotatably mounting and holding a lower end of the cylindrical work on a transport pallet at a loading position of the cylindrical work, and a predetermined position where the cylindrical work is mounted. A second procedure of moving the conveyor to a position of a detection head at a position, engaging an upper pressing mechanism at an upper end of the cylindrical work at the position, and supporting the cylindrical work rotatably upright; and A third procedure of scanning the detection head while rotating the supported cylindrical work to inspect the surface quality thereof, and opening the upper holding mechanism from the upper end of the inspected cylindrical work. And performing a fourth step of discharging the next step side a cylindrical workpiece at the discharge position of the conveying and cylindrical workpiece by the conveyor.
[0015]
In order to achieve the above object, in the method for automatically inspecting the surface quality of a cylindrical workpiece according to claim 10, the conveyor according to claim 9, wherein the conveyor is continuous from a charging position to a discharging position of the cylindrical workpiece. And continuously inspecting the cylindrical workpieces which are formed and sequentially charged.
[0016]
The cylindrical work loaded on the conveyor side at the loading position is rotatably supported by the pedestal of the transport pallet on the conveyor and the triple-jaw chuck, and is stably supported by the child claw and the core. In this state, the cylindrical work transferred to the detection head is rotatably supported by an upper pressing mechanism engaged with the upper end thereof, and is rotated by the motor.
That is, the cylindrical work is rotated while the upper and lower ends are stably supported. By scanning the entire surface of the rotating cylindrical work with the detection head, the surface quality of the cylindrical work is inspected without touch.
As a result, highly accurate surface quality inspection can be performed. The inspected cylindrical work is transported by the conveyor with the upper holding mechanism released, and is discharged from the discharge position to the next process side.
A similar process is applied to a cylindrical work to be sequentially input. Also, even if the dimensions of the cylindrical work in the radial direction or the length direction change, the members engaged with the upper and lower ends of the cylindrical work can be easily replaced. Inspection is performed.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of an apparatus and method for automatically inspecting surface quality of a cylindrical workpiece according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, referring to FIG. 1, an overall configuration of an automatic inspection apparatus for surface quality of a cylindrical work according to the present invention will be described. An automatic surface quality inspection apparatus 2 for inspecting a cylindrical work 1 to be inspected includes a transport pallet 3, a conveyor 4, a detection head 5, an upper holding mechanism 6, and the like.
[0018]
As shown in FIG. 1, the cylindrical work 1 is mounted on a conveyor pallet 3 on a conveyor 4 from a loading position 7 by a loading means such as a robot from a preceding step (not shown).
The cylindrical work 1 is fixed to the transport pallet 3 by the air supply unit 8 arranged at the charging position. The detection head 5 is arranged at a predetermined position, and an upper holding mechanism 6 is arranged at that position. The upper holding mechanism 6 rotatably holds the upper end of the cylindrical workpiece on the transport pallet 3 transported to this position, and rotates the cylindrical workpiece.
The cylindrical work 1 inspected by the detection head 5 is released from the upper holding mechanism 6 and transported on the conveyor 4 to reach the discharge position 9. The discharge position 9 is provided with an air discharge unit 10 for discharging air from the transport pallet 3. The cylindrical work 1 is released from the transport pallet 3 and is discharged from the discharge position 9 to the next process side.
[0019]
Next, the structure of each component of the automatic surface quality inspection apparatus will be described.
First, the conveyor 4 is formed of an endless conveyor, and has a shape on which a large number of transport pallets 3 can be mounted. The conveyor 4 is driven by driving means (not shown). In FIG. 1, the transport pallet 3 on the conveyor 4 is driven in a counterclockwise direction indicated by an arrow.
[0020]
Next, the structure of the transport pallet 3 will be described with reference to FIGS. The transport pallet 3 includes a pallet base 11, a pedestal support cylinder 12 mounted thereon, a three-jaw chuck 13, a pedestal 14, and the like.
As shown in FIG. 2, the pallet base 11 is made of a flat member that can be mounted on the conveyor 4. The pedestal support cylinder 12 is formed of a hollow cylindrical body capable of accommodating the three-jaw chuck 13 therein, and a pedestal 14 is mounted on an upper end thereof via a detachable plate 15 and a bearing 16. As shown in FIG. 4, the pedestal 14 supports the lower end 1a of the cylindrical work 1 on the upper end side.
Therefore, when the dimension of the cylindrical workpiece 1 in the radial direction changes, a pedestal 14 corresponding to this is adopted, and the dimensions of the bearing 16 and the detachable plate 15 are changed in accordance with this, so that the common pedestal support cylinder 12 is formed. Supported.
[0021]
The three-jaw chuck 13 has three claws, and each of the claws is provided with a sub-jaw 17. 2 and 3, a rotary bearing 18 is fitted to the child pawl 17. An auto-coupler 19 is connected to the tri-jaw chuck 13, and by introducing pressurized oil air into the tri-jaw chuck 13 via the auto-coupler 19, the child jaw 17 moves in a direction to expand the diameter, By removing the compressed air, the child pawl 17 moves in the direction of reducing the diameter.
Further, a core support rod 20 is erected and fixed at the center of the three-jaw chuck 13, and a core 21 is connected to an upper end thereof. The core 21 is inserted into the cylindrical work 1 and supports the cylindrical work. The outer diameter of the core support rod 20 is formed so as not to interfere even if the child pawl 17 moves in the diameter reducing direction.
[0022]
FIG. 4 shows a state in which the cylindrical work 1 is erected and supported by the transport pallet 3 having the above structure. The cylindrical work 1 is supported by engaging the lower end 1 a thereof with the upper end of the pedestal 14. The core 21 supports the inner surface of the cylindrical work 1. The introduction of compressed air from the auto-coupler 19 to the three-jaw chuck 13 causes the child pawl 17 to open in the diameter-expanding direction, so that the rotary bearing 18 comes into contact with the inner diameter of the cylindrical workpiece 1. As described above, the cylindrical work 1 is rotatably held on the transport pallet 3 and is accurately center-supported by the rotary bearing 18 and the core 21.
[0023]
Next, the upper holding mechanism 6 will be described with reference to FIG. First, an upper base stand 23 is supported by rails 22 disposed in a building or the like. The movable table 24 is supported by the upper base table 23 via a linear guide 25 so as to be vertically movable. A pneumatic cylinder 26, which is one of the operation means, is provided between the moving table 24 and the upper base table 23. Further, the movable base 24 is connected to the spring member 27 and functions to perform weight compensation on the movable base 24 side.
[0024]
A motor 28 and a bearing holder 29 are fixed to the moving table 24. The rotating shaft 30 pivotally supported by the bearing holder 29 is connected to the motor 28 via a belt 31 and the like. A center punch 33 is connected to the rotating shaft 30 via an automatic hand changer 32.
In addition, the tool of the center punch 33 of various shapes can be changed by the automatic hand changer 32.
As shown in FIG. 5, the center punch 33 has a tapered portion 34 formed on the lower end side. The lower end of the tapered portion 34 fits into the upper end 1b of the cylindrical work 1 as shown in FIG. And hold the cylindrical work 1. With the above structure, the center punch 33 is lowered toward the cylindrical work 1 by the operation of the pneumatic cylinder 26 and pressed against the upper end 1b thereof, and the center punch 33 is rotated by operating the motor 28. Accordingly, the cylindrical work 1 can be rotated.
[0025]
The detection head 5 is for inspecting the surface quality of the cylindrical workpiece 1, and is provided at a predetermined position as shown in FIGS. The structure is not particularly limited in this example, and mechanical, optical, and electrical means are employed. In addition, it is necessary to have at least a function of detecting scratches, irregularities, dirt, roughness, and the like on the surface of the cylindrical work 1. Further, as shown in FIG. 6, the cylindrical work 1 has a structure capable of scanning and inspecting the entire length of the cylindrical work 1.
[0026]
Next, an outline of an inspection method of the cylindrical workpiece 1 by the automatic surface quality inspection apparatus 2 of the present invention will be described. The cylindrical work 1 is mounted on the transport pallet 3 near the charging position 7 on the conveyor 4.
Specifically, since the child pawl 17 of the three-jaw chuck 13 in a state where compressed air is not supplied from the air supply unit 8 is moving to the diameter reducing side, the cylindrical workpiece 1 is guided by the core 21. It is mounted in contact with the upper end of the base 14.
In this state, compressed air is introduced from the air supply unit 8 into the three-jaw chuck 13 via the auto coupler 19.
As a result, the child pawl 17 opens, and the rotary bearing 18 comes into contact with the inner surface of the cylindrical work 1. Since there are at least three child claws 17 at equal intervals, the lower end of the cylindrical work 1 is centripetally supported by the transport pallet 3.
In this state, the cylindrical work 1 is supported by the tri-jaw chuck 13 via the rotary bearing 18, and the pedestal 14 is also pivotally supported by the bearing 16. Therefore, the cylindrical work 1 is rotatably supported by the transport pallet 3.
[0027]
The cylindrical work 1 is transported by the conveyor 4 as shown in FIGS. 1 and 6 while being held at the lower end by the transport pallet 3 and reaches a certain position of the detection head 5.
At this position, the upper holding mechanism 6 is positioned as shown in FIG. 6, and the center porch 33 is inserted into the upper end 1 b of the cylindrical work 1 by lowering the upper holding mechanism 6. As described above, the cylindrical work 1 is held at the upper and lower ends as shown in FIG. By rotating the motor 28 of the upper holding mechanism 6 in this state, the cylindrical work 1 rotates and the inspection head 5 inspects the surface quality.
[0028]
When the inspection by the detection head 5 is completed, the upper holding mechanism 6 is moved upward. As a result, the cylindrical work 1 is supported only by the transport pallet 3 and is transported along the conveyor 4. When the transport pallet 3 is transferred to the vicinity of the discharge position 9, the air discharging unit 10 is engaged with the auto coupler 19 of the tri-jaw chuck 13, and the compressed air in the tri-jaw chuck 13 is discharged. The cylindrical work 1 moves in the diameter reducing direction and is in a free state. Therefore, the sheet can be discharged from the discharge position to the next process side.
[0029]
FIG. 1 shows a case where a large number of cylindrical workpieces 1 are sequentially mounted on a conveyor 4 for inspection. These are also sequentially inspected based on the aforementioned inspection method. When the dimensions of the cylindrical work 1 change, the work can be easily performed by changing the pedestal 14 and the core 21 to the corresponding ones in principle and replacing the center punch 33 with the corresponding ones.
Further, the inspection apparatus of the present invention differs from the conventional apparatus in that the surface of the cylindrical work 1 does not come into contact with a rotating roller or the like, but is inspected as it is. Thereby, a highly accurate inspection result can be obtained. As one of the experimental examples, a cylindrical work 1 having a length of about 400 mm, an outer diameter of about 40 mm, and a wall thickness of about 1 mm has a runout accuracy of 0.1 mm or less at the upper end and can be rotated at a constant speed of 30 rpm. Has been demonstrated.
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, the cylindrical workpiece is correctly erected vertically and rotatably disposed without any contact with other rollers or the like and without any influence from these rollers. Accordingly, it is possible to accurately inspect the surface for scratches, dirt, roughness, irregularities or defects having a size of several tens μm or less without requiring special skills.
In addition, the shape of the cylindrical work is changed, so that it is possible to respond in a short time. In addition, the entire structure is compact and space saving is possible. In addition, the pneumatic cylinder or the like only needs to rotate the cylindrical work, and a small capacity is sufficient because the lower end of the cylindrical work is pivotally supported with respect to the transport pallet side. Thereby, the equipment cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an apparatus for automatically inspecting surface quality of a cylindrical work of the present invention.
FIG. 2 is an axial sectional view showing a detailed structure of a transport pallet of the automatic inspection apparatus for surface quality of a cylindrical work of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line AA of FIG. 2;
FIG. 4 is a partial axial sectional view showing a state in which a cylindrical work is supported on a transport pallet of the apparatus for automatically inspecting surface quality of a cylindrical work of the present invention.
FIG. 5 is a front view showing a detailed structure of an upper holding mechanism in the automatic inspection apparatus for surface quality of a cylindrical work according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory view for explaining a method for automatically inspecting the surface quality of a cylindrical workpiece according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical workpiece 1a Lower end 1b Upper end 2 Automatic surface quality inspection device 3 Conveyor pallet 4 Conveyor 5 Detection head 6 Upper holding mechanism 7 Input position 8 Air supply unit 9 Discharge position 10 Air discharge unit 11 Pallet base 12 Base support cylinder 13 Three-jaw chuck 14 Pedestal 15 Removable plate 16 Bearing 17 Child jaw 18 Rotary bearing 19 Auto coupler 20 Core support rod 21 Core 22 Rail 23 Upper base stand 24 Moving stand 25 Linear guide 26 Pneumatic cylinder 27 Spring member 28 Motor 29 Bearing holder 30 Rotating shaft 31 Belt 32 Auto hand changer 33 Center punch 34 Taper portion

Claims (10)

円筒形ワークの表面の粗さ,不規則性,傷,汚れ等の表面品質を自動的に検査する検査装置であって、前記円筒形ワークを垂直に回転可能に搭載する搬送パレットと、該搬送パレットを移動させるコンベアと、所定位置に配置され前記円筒形ワークの表面品質を検出する検出ヘッドと、該検出ヘッドの配設される位置において前記搬送パレット上の前記円筒形ワークの上端に係合して、該円筒形ワークを回転可能に保持する上部押え機構部とを設けることを特徴とする円筒形ワークの表面品質自動検査装置。What is claimed is: 1. An inspection apparatus for automatically inspecting the surface quality of a cylindrical work such as surface roughness, irregularity, scratches, dirt, etc., comprising: a transfer pallet on which said cylindrical work is vertically rotatably mounted; A conveyor for moving the pallet, a detection head disposed at a predetermined position for detecting the surface quality of the cylindrical work, and engaging with an upper end of the cylindrical work on the transport pallet at a position where the detection head is disposed And an upper holding mechanism for rotatably holding the cylindrical work. An automatic surface quality inspection apparatus for a cylindrical work. 前記搬送パレットは、前記コンベア上に直接搭載されるパレット基台と、該パレット基台上に載置される台座支持筒と、該台座支持筒内に収納され前記パレット基台上に載置される三っ爪チャックと、前記台座支持筒に着脱可能に枢支され前記円筒形ワークの下端に係合して該円筒形ワークを回転可能に支持する台座とを有するものからなり、前記三ッ爪チャックには、前記台座に支持された前記円筒形ワークの内面に回転軸受を介して当接係合する子爪が設けられると共に該子爪を空気圧により拡径又は縮径するためのオートカプラが設けられることを特徴とする請求項1に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置。The transport pallet is a pallet base mounted directly on the conveyor, a pedestal support cylinder mounted on the pallet base, and stored in the pedestal support cylinder and mounted on the pallet base. And a pedestal that is detachably pivotally supported by the pedestal support cylinder and engages with a lower end of the cylindrical work to rotatably support the cylindrical work. The claw chuck is provided with a child claw that is in contact with the inner surface of the cylindrical work supported by the pedestal via a rotary bearing, and an auto coupler for expanding or reducing the diameter of the child claw by air pressure. The apparatus for automatically inspecting surface quality of a cylindrical workpiece according to claim 1, wherein: 前記三ッ爪チャックの前記子爪と干渉しない部位には、中子支持棒が立設して固持され、前記中子支持棒の上端には前記円筒形ワークの内径を案内する中子が設けられることを特徴とする請求項2に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置。A core support rod is erected and fixed on a portion of the three-jaw chuck that does not interfere with the child claw, and a core that guides the inner diameter of the cylindrical work is provided at the upper end of the core support rod. 3. An automatic surface quality inspection apparatus for a cylindrical workpiece according to claim 2, wherein the inspection is performed on the surface quality of the cylindrical workpiece. 前記上部押え機構部は、上部ベース台側に上下動自在に支持される移動台と、該移動台を作動する作動手段と、前記移動台側に着脱可能に枢支され前記円筒形ワークの上端をセンタ支持するセンタポンチと、前記移動台側に配設され前記センタポンチを回転駆動するモータとを有するものからなることを特徴とする請求項1に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置。The upper holding mechanism portion includes a movable table supported on the upper base table side so as to be vertically movable, operating means for operating the movable table, and an upper end of the cylindrical work detachably pivotally supported on the movable table side. 2. An automatic surface quality inspection apparatus for a cylindrical workpiece according to claim 1, further comprising a center punch for supporting the center of the cylindrical work, and a motor provided on the movable table side for rotating the center punch. . 前記センタポンチは、前記移動台側にオートハンドチェンジャを介して着脱可能に支持され、円筒形ワークの形状に対応して交換可能に支持されるものであることを特徴とする請求項4に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置。5. The center punch according to claim 4, wherein the center punch is detachably supported on the movable table side via an automatic hand changer and is exchangeably supported corresponding to a shape of a cylindrical work. 6. Automatic inspection system for surface quality of cylindrical workpieces. 前記移動台と前記上部ベース台との間には前記移動台の重量を補償するためのばね部材が介在されるものであることを特徴とする請求項4に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置。The surface quality of a cylindrical workpiece according to claim 4, wherein a spring member for compensating for the weight of the moving table is interposed between the moving table and the upper base table. Inspection equipment. 前記上部ベース台は、移動可能に建物等の不動側に垂下支持されるものであることを特徴とする請求項4に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置。5. The automatic inspection apparatus for surface quality of a cylindrical workpiece according to claim 4, wherein the upper base is movably supported by a stationary side of a building or the like. 前記検出ヘッドは、少なくとも円筒形ワークの表面の傷や汚れ,物理的な欠陥,表面の粗さ等の表面品質を検出し得るものからなり、前記円筒形ワークの全長に距って走査可能に形成されるものであることを特徴とする請求項1に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査装置。The detection head is capable of detecting at least surface quality such as scratches and dirt on the surface of the cylindrical work, physical defects, surface roughness, etc., and is capable of scanning over the entire length of the cylindrical work. The apparatus for automatically inspecting surface quality of a cylindrical workpiece according to claim 1, wherein the apparatus is formed. 円筒形ワークの表面の粗さ,不規則性,傷,汚れ等の表面品質を自動的に検査する検査方法であって、前記円筒形ワークの投入位置において前記円筒形ワークの下端を搬送パレット上に回転可能に搭載保持する第1の手順と、前記円筒形ワークを搭載した所定位置にある検出ヘッドの場所までコンベアにより移動し該場所において前記円筒形ワークの上端に上部押え機構部を係合せしめて前記円筒形ワークを回転可能に立設支持せしめる第2の手順と、前記立設支持された円筒形ワークを回転せしめながら前記検出ヘッドを走査させてその表面品質を検査する第3の手順と、検査済の前記円筒形ワークの上端から前記上部押え機構部を開放し該円筒形ワークを前記コンベアにより搬送し円筒形ワークの排出位置において次工程側に排出する第4の手順とを行うことを特徴とする円筒形ワークの表面品質自動検査方法。An inspection method for automatically inspecting the surface quality of a cylindrical work such as surface roughness, irregularity, scratches, dirt, etc., wherein a lower end of the cylindrical work is placed on a transfer pallet at a charging position of the cylindrical work. A first procedure of rotatably mounting and holding the cylindrical work, and moving the conveyor to a position of a detection head at a predetermined position where the cylindrical work is mounted, and engaging an upper holding mechanism with an upper end of the cylindrical work at the position. A second procedure for rotatably supporting the cylindrical work so as to be rotatably supported, and a third procedure for scanning the detection head while rotating the cylindrical work supported so as to inspect the surface quality thereof. Opening the upper holding mechanism from the upper end of the inspected cylindrical work, transporting the cylindrical work by the conveyor, and discharging the cylindrical work to a next process side at a discharge position of the cylindrical work. Surface quality automatic inspection method of a cylindrical workpiece to a procedure and performing. 前記コンベアは、前記円筒形ワークの投入位置から排出位置まで連続して形成され、順次投入される前記円筒形ワークを連続移送して検査するものであることを特徴とする請求項9に記載の円筒形ワークの表面品質自動検査方法。10. The conveyor according to claim 9, wherein the conveyor is formed continuously from an input position to a discharge position of the cylindrical workpiece, and continuously transports and inspects the cylindrical workpieces sequentially input. Automatic inspection method for surface quality of cylindrical workpieces.
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