JP3774893B2

JP3774893B2 - 検査装置

Info

Publication number: JP3774893B2
Application number: JP2004027330A
Authority: JP
Inventors: 恒廣吉田
Original assignee: 恒廣吉田
Priority date: 2004-02-03
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2024-02-03
Also published as: JP2005221270A

Description

本発明は、カメラで受光してネジ等の被試験体を検査する検査装置に関する。

本発明者は光を利用してネジを検出する装置を開発した（特許文献１参照）。このネジの検査装置は、３組の光センサーでもって、ネジ山と、長さと、メッキとを検査する。この検査装置は、ネジの検査項目に専用の光センサーを設けて検査するので、検査項目が多くなると光センサーを多く使用する必要がある。このため、ユーザーによって検査項目が異なると、専用の機構とする必要があり、検査項目の変更に手間がかかる欠点がある。また、ネジ山の一部が欠損するネジを不良ネジとして選別できない欠点もある。それは、ネジ山の特定の部位に光を照射し、その反射光でネジの有無を検出するので、光を照射する部分以外に部分のネジ山に欠損や損傷があると、これを検出できないからである。

ＣＣＤカメラを使用する検査装置によって、この欠点を解消できる。この検査装置は、ＣＣＤカメラから出力される映像信号を演算処理して、ネジを検査する。この構造のネジの検査装置は開発されている（特許文献２参照）。この公報に記載される検査装置は、ホッパー等の給材装置によりパーツフィーダー内に定量ずつ自動的に投入されたネジを、片吊り整列した後、リニアフィーダーで検査部に送り、ＣＣＤカメラと画像処理装置によりネジの外形形状等の検査を行い良品と異種ネジ及び、不良ネジとを区別して排出する。また、片吊りできないものに関しては、Ｖ溝シュートを使用する。

実公昭６２−４０７１１号公報特開平６−１６７３２３号公報

この検査装置は、ネジを片吊り整列してリニアフィーダーで検査部に送って、ＣＣＤカメラと画像処理装置でネジの検査をするので、種々の大きさや長さのネジを検査できる特徴がある。しかしながら、リニアフィーダーは、正確に一定のピッチでネジを移送できない。リニアフィーダーを移送されるネジは、重なって隙間なく移送されたり、ネジの間隔が非常に広くなることがある。このため、ＣＣＤカメラが常にネジを正確な位置で撮像できない欠点がある。このため、ＣＣＤカメラから出力される映像信号からネジの位置を演算して検出するので、演算処理に時間がかかる。このことは、ネジを一定のピッチに整列してリニアフィーダーに移送できないことと相乗して、単位時間に検査できるネジの個数を少なくする。すなわち、短時間に能率よく多量のネジを正確に検査するのが難しくなる。

本発明者が先に開発した光センサーを使用する検査装置は、円盤の外周に設けている切欠部でネジを一定のピッチで移送できる。しかしながら、この機構でネジを移送しながら、ネジをＣＣＤカメラで撮像する構造とする検査装置にあっては、光源とＣＣＤカメラを円盤の両側に配設するので、カメラと光源との距離、あるいは光源とネジとの距離、あるいはまたカメラとネジとの距離が長くなって、ネジを正確に検査するのが難しくなる欠点がある。光源とカメラの間にネジを配設し、カメラでもってネジの向こうにある光源の光のシルエットを撮像して検査する方式は、ネジと光源とカメラとの距離が最適でないと、ネジの輪郭をくっきりと撮像できなくなって、検査精度が低下する。

本発明の第１の目的は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、ネジを一定のピッチで正確に移送して、カメラがネジの移送に同期してネジを撮像することにより、多量のネジを正確に能率よく検査できるネジの検査装置を提供することにある。

さらにまた、円盤の外周に設けた切欠部でネジを移送し、ネジに光を照射しててネジのシルエットの映像信号を演算して検査する装置は、ネジの首部、すなわちネジ頭と軸部との境界部分を検査できない欠点がある。それは、円盤の陰になってこの部分がネジのシルエットとして検出できなくなるからである。ネジの首の部分にネジ山が設けられていないと、完全に締め付けできるなく状態、すなわち「首浮き」の状態となる欠点がある。この弊害を避けるには、ネジの首部にネジ山があるかどうかを検査をすること、すなわちネジの全体を検査する必要がある。しかしながら、ネジに光を照射してシルエットで検査する装置は、ネジを移送するために円盤等を使用する必要があるが、これが光を遮断してネジの首部をシルエットで検出できなくなる。円盤をガラス等の透明材とすることで、原理的にはこの弊害を解消できる。しかしながら、現実には円盤を透明材としても、全てのネジを正確に検査できない。それは、透明材の円盤に異物が付着して光の透過を阻害し、あるいは擦傷ができて光が乱反射して光を正確に透過できなくなるからである。

本発明の第２の目的は、以上の弊害を解消することを目的に開発されたもので、ネジの首部をも光のシルエットで撮像して正確に検査できるネジの検査装置を提供することにある。

本発明の検査装置は、ネジ等の被試験体の軸部１Ｂを案内して頭部１Ａを上面に引っかけて移送するスリット３を所定の間隔で設けている回転体２と、回転体２で移送される被試験体１を検査する検査機構６とを備える。検査機構６は、被試験体１に向かって光を照射する光源７と、光源７から照射された光を受光して被試験体１の映像信号を出力するカメラ８と、このカメラ８から出力される映像信号を画像処理して検査する演算検査器９とを備える。

さらに、本発明の請求項１の検査装置は、回転体２のスリット３を、光源７の光を透過できるように配設している。検査装置は、光源７の光を、被試験体１を保持するスリット３を透過させてカメラ８で受光し、カメラ８が被試験体１を撮像して映像信号を出力し、カメラ８から出力される映像信号を演算検査器９で演算処理して被試験体１を検査する。

本発明の検査装置は、回転体２は回転リングとし、また、被試験体をネジとすることができる。

本発明の検査装置は、供給機構４でスリット３に供給されたネジ等の被試験体１をスリット３の定位置に保持して移送するように、スリット３の上方又は下方に、被試験体１の移送方向に伸びる移送ガイド５を備えることができる。この検査装置は、移送ガイド５を被試験体１の検査位置で切欠して、回転体２のスリット３を通過する光を透過させることができる。

さらに、本発明の検査装置は、回転体２のスリット３の位置を検出する位置センサー１８から出力されるタイミング信号に同期して、カメラ８が被試験体１の画像を受光することができる。

さらに、本発明の検査装置は、光源７が、ネジ等の被試験体１の頭の部分に光を照射する上部光源７Ａと、ネジ等の被試験体１の軸部１Ｂに光を照射する下部光源７Ｂとを備えて、上部光源７Ａが下部光源７Ｂよりもネジ等の被試験体１から離れて光を照射することができる。

さらに、本発明の検査装置は、光源７が連続点灯して被試験体１に光を照射することも、被試験体１の移送に同期して光を照射することもできる。

さらに、本発明の検査装置は、回転体２を回転させる駆動ローラー１１を回転体２に設けた貫通孔１０に配設することができる。さらにまた、本発明の検査装置は、回転体２を脱着できるように駆動ローラー１１の外側に配設することができる。

本発明の検査装置は、多量のネジを正確に能率よく検査できる特長がある。それは、本発明の検査装置が、回転体のスリットにネジ等の被試験体を入れて一定のピッチで正確に移送できるので、カメラがネジ等の被試験体の移送に同期して被試験体を撮像できるからである。また、回転体のスリットは、ネジ等の被試験体を一定の間隔に離して移送できるので、カメラが撮像するときにネジ等の被試験体が連続し、あるいは一部が重なることがなく、全ての被試験体を分離して、各々の被試験体をシルエットとして正確に検出できることも、正確に検査できることに効果がある。

さらにまた、本発明の請求項２の検査装置は、回転体を回転リングとして、光源を内側に配設することで、被試験体を一定のピッチで移送しながら、光源と被試験体とカメラの間隔を、カメラが被試験体のシルエットを綺麗に撮像できる理想的な距離にできる。この構造によると、カメラは正確に各々の被試験体のシルエットを鮮明に撮像して、被試験体を正確に検査できる。とくに、請求項６に記載する検査装置のように、光源を上部光源と下部光源とに分離して、各々の光源をより理想的な位置に配設することで、より正確にネジ等の被試験体を検査できる。

さらにまた、本発明の検査装置は、ネジ等の被試験体の首部をも光のシルエットとして撮像して、首部のネジ山をも正確に検査できる。それは、本発明の検査装置が回転体のスリットに被試験体であるネジを入れて移送し、光源の光をスリットに透過させてカメラで撮像するからである。すなわち、カメラと光源との間には、光を遮断するパーツとして被試験体のネジのみを配設するので、カメラはネジ全体をシルエットとして撮像できる。このため、従来の装置で検出できなかった、被試験体であるネジの首部のネジ山をも正確に検査できる特長がある。さらに、スリットに被試験体を案内して、このスリットに光を透過して被試験体を検査するので、ガラスのように汚れて検査精度が低下することがなく、多量の被試験体を長時間にわたって正確に検査できる特長がある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのネジの検査装置を例示するものであって、本発明は検査装置を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１と図１１は被試験体をネジとするもので、これ等の図に示す検査装置は、円弧状の外周縁部に、被試験体であるネジ１の軸部１Ｂを入れてネジ頭１Ａを上面に引っかける状態で移送するスリット３を一定の間隔で設けている回転体２と、この回転体２のスリット３にネジ１を供給する供給機構４と、この供給機構４でスリット３に供給されたネジ１をスリット３に保持して移送する移送ガイド５と、回転体２のスリット３で移送されるネジ１を検査する検査機構６とを備えている。

図１と図１１の平面図に示す回転体２は、内側に貫通孔１０を設けて、全体を円形のリング状としてなる回転リングとしている。回転体である回転リング２は、図２ないし図７、及び図１２ないし図１４に示すように、ネジ１の軸部１Ｂを案内してネジ頭１Ａを上面に引っかけて移送するスリット３を所定の間隔で設けている。スリット３は、図２、図３及び図１２に示すように、光源７の光を、貫通孔１０から外側に透過できるように、内側の貫通孔１０から外側に貫通するように設けている。

図２ないし図７に示す回転リング２は、連結リング２Ａの上に一定の間隔で凸条２Ｂを設けて、凸条２Ｂの間にスリット３を設けている。凸条２Ｂは、連結リング２Ａにネジ止して固定され、あるいは金属やプラスチックでもって、連結リング２Ａと一体構造に製作される。凸条２Ｂの間に設けているスリット３は、ここにネジ１を案内して、ネジ頭１Ａを上面で引っかけて移送する。したがって、スリット３の間隔は、検査するネジ１のネジ頭１Ａよりも小さく、軸部１Ｂの山径よりも大きくしている。

図１２ないし図１４に示す回転リング２は、連結リング２Ａの上に一定の間隔で凸条２Ｂを設けると共に、これらの凸条２Ｂの上面に分割プレート２Ｃを固定して、これらの分割プレート２Ｃの間にスリット３を設けている。凸条２Ｂは、連結リング２Ａにネジ止して固定され、あるいは金属やプラスチックでもって、連結リング２Ａと一体構造に製作される。分割プレート２Ｃは、凸条２Ｂにネジ止して固定される。分割プレート２Ｃと凸条２Ｂは、互いの連結面に位置決めのための凹部と凸部を設けて正確な位置に連結できる。分割プレート２Ｃの間に設けているスリット３は、ここにネジ１を案内して、ネジ頭１Ａを上面で引っかけて移送する。したがって、分割プレート２Ｃの間隔は、検査するネジ１のネジ頭１Ａよりも小さく、軸部１Ｂの山径よりも大きくしている。

図１と図１１の回転リング２は、スリット３の姿勢を半径方向としている。この回転リング２は、図２と図１２に示すように、光源７の光を半径方向にスリット３に透過させて、スリット３に案内しているネジ１のシルエットをカメラ８で撮像する。スリットの姿勢は、必ずしも半径方向とする必要はなく、たとえば、半径方向に対して傾斜する姿勢で設けることもできる。ただし、傾斜するスリットは、このスリットと平行に光源から光を照射し、スリットを透過する光をカメラで撮像して、スリットのネジをシルエットで撮像する。

回転リングは、スリットの間隔が異なるものに交換して、太さが異なる種々のネジを検査できる。たとえば、図１１ないし図１４に示す回転リング２は、凸条２Ｂに固定される分割プレート２Ｃを交換して、スリット３の間隔を種々に変更できる。また、回転リング２は、図８に示すように、凸条２Ｂの上面にスリット３の間隔を調整する調整プレート２８を固定して、スリット３の間隔を調整できる。図の調整プレート２８は、凸条２Ｂの上面に、円周方向に固定位置を変化できるように、ネジ止めしている。この調整プレート２８は、止ネジ２９を貫通させる止孔３０を円周方向に細長い形状としている。止ネジ２９を緩めて、調整プレート２８を円周方向に移動して、スリット３を所定の間隔とし、その後、止ネジ２９を締め付けて、調整プレート２８を凸条２Ｂの上面に固定して、スリット３の間隔を調整する。この回転リング２は、調整プレート２８でスリット３の間隔を調整できるので、交換することなく太さが異なるネジ１を検査できる。

回転リング２は、図５に示すように、連結リング２Ａの内周部を内側に突出させると共に、その内側縁を円形とする円形リング状にして、内周を駆動ローラー１１で駆動して回転させている。ただ、回転リングは、外周部を凸条から突出させて円形とし、外周を駆動ローラーで駆動して回転させることもできる。

図の検査装置は、供給機構４でスリット３に供給されたネジ１をスリット３の定位置に保持して移送するように、スリット３の上方または外側にネジ１の移送方向に伸びる移送ガイド５を設けている。スリット３の定位置に保持して移送されるネジ１、いいかえると、遠心力で外側に移動されないネジ１は、ネジ１と回転中心とを半径とする円軌跡を移動する。移送ガイド５は、この円軌跡にネジ１を移動させるように配設される。

図１ないし図３に示す検査装置は、スリット３の上方に移送ガイド５を設けている。スリット３の上方に配設される移送ガイド５は、その内面がネジ頭１Ａの側面に当接して、回転リング２で移送されるネジ１がスリット３から落下するのを防止している。この移送ガイド５は、ネジ１の外側に、あるいは外側と内側に配設される。移送ガイド５をネジ１が移動する移動軌跡の内側と外側に配設する構造は、ネジ１を正確に円軌跡に沿って移動できる。ただし、移送ガイド５は、ネジ１の外側にのみ設けることもできる。

また、図１１と図１２に示す検査装置は、スリット３の外側であって、回転リング２の外周に沿って移送ガイド５を設けている。この移送ガイド５は、回転リング２の分割プレート２Ｃの外周縁に沿って配設されており、回転リング２のスリット３の開口縁を閉塞して、回転リング２で移送されるネジ１がスリット３から落下するのを防止している。

以上の移送ガイド５は、回転リング２の外周部の一部の領域であって、供給機構４で供給されたネジ１を検査機構６で検査した後、排出するまでの領域にのみ配置されている。さらに、移送ガイド５は、回転リング２に接触してもよいが、好ましくは、回転リング２をよりスムーズに回転させるために、接近するが接触しない非接触状態とするのがよい。

以上のように、ネジ１の移動軌跡に移送ガイド５を設ける検査装置は、回転リング２の回転速度を速くして、ネジ１が遠心力で外側に移動しないように保持して移送できる。ただ、移送ガイド５でネジ１をガイドする状態で、カメラ８がネジ１を撮像すると、カメラ８はネジ１の全体を撮像できなくなる。移送ガイド５がネジ１の一部を陰にするからである。この弊害を避けるために、移送ガイド５は、図２と図１２に示すように、ネジ１を撮像して検査するネジ１の検査位置で切欠されている。ネジ１がスリット３で検査位置に移送されると、光源７の光は移送ガイド５の切欠部３１を通過する。したがって、この検査装置は、図４と図１４に示すように、ネジ１の全体をシルエットとしてカメラ８で撮像して検査できる。移送ガイド５の切欠部３１で、ネジ１は遠心力で多少は外側に移動するが、外側に移動したネジ１は、その後、再び移送ガイド５にガイドされて、スリット３で移送される。したがって、検査位置を通過したネジ１をガイドする移送ガイド５は、スリット３に沿って多少は外側に移動されたネジ１を定位置にガイドできるようにしている。

移送ガイド５のある検査装置は、ネジ１が遠心力で外側に移動するのを阻止できるので、回転リング２の回転速度を速くしてネジ１を検査できる。ただし、本発明の検査装置は、必ずしも移送ガイドを設ける必要はない。それは、回転リングの回転速度を、ネジがスリットの定位置から移動しない速度に設定して移送できるからである。

スリット３で移送されるネジ１は、回転リング２の回転による遠心力を受ける。移送ガイド５のない検査装置は、遠心力がネジ１をスリット３の外側に移動させる。ただ、ネジ１とスリット３との間に摩擦抵抗があって、ネジ１の移動を阻止するので、遠心力が摩擦抵抗よりも大きくなるときにかぎって、ネジ１は外側に移動する。ネジ１を外側に移動させる遠心力は、回転リング２の回転速度が速くなると大きくなるので、移送ガイド５のない装置は、回転リング２の回転速度を、ネジ１がスリット３に沿って外側に移動しない速度とする。

ネジ１の遠心力（ｆ）は、回転中心とネジ１との間隔である半径（ｒ）と、ネジ１が移送される速度（ｖ）と、ネジ１の質量（ｍ）でもって、以下の式(1)で特定される。
ｆ＝ｍ×ｖ^２／ｒ

以上の式で特定されるネジ１の遠心力が、ネジ１の摩擦抵抗よりも小さいように、回転リング２の回転速度が特定される。ネジ１の遠心力は、回転リング２の半径に反比例するので、回転リング２の半径を大きくすると、ネジ１を速く移送して、ネジ１が外側に移動するのを防止できる。

回転リング２のスリット３には、供給ガイド１２からネジ１が供給される。図６と図７の供給ガイド１２は、ネジ１を並べて移送できるように、２条の側壁１３が、ネジ頭１Ａより狭く、軸部１Ｂよりは広く離されて直線状に配置されており、振動でネジ１を並べて移送する。供給ガイド１２は、その先端を、移送ガイド５の先端部と、回転リング２との間に連結している。直線状の供給ガイド１２は、送り出すネジ１をスムーズにスリット３に送り込みできるように、回転リング２の接線方向に対して、たとえば４５〜６０度に傾けて配設している。さらに、図に示すように、空気ノズル１４から吹き出される空気でもって、回転リング２のスリット３に移送される。

空気ノズル１４は、ネジ１をスリット３に押し込むもので、ネジ１をスリット３に向けて移送する方向に空気を噴射する。空気ノズル１４は、供給ガイド１２の最先端に位置するネジ１に空気を吹き付けてこれを加速し、先端のネジ１を次に送られて来るネジ１から離して、最先端のネジ１を空気流でもって回転リング２の凸条２Ｂの外周縁に押圧する。回転リング２が回転して供給ガイド１２の前方にスリット３が来ると、最先端のネジ１は、空気流で押圧されてスリット３に押し込まれる。

図６と図７の供給機構４は、空気ノズル１４を２本配設している。下の空気ノズル１４は空気を軸部１Ｂに吹き付け、上の空気ノズル１４はネジ頭１Ａに向けて空気を吹き付け、上下の空気ノズル１４でもって、ネジ１の頭部と軸部とを押圧する。空気ノズル１４は、空気の吹き出しを制御する開閉弁１５を介して空気源１６であるコンプレッサに連結している。空気ノズル１４で供給されるネジ１をスリット３の定位置に停止させるために、スリット３の上方にストッパ３２を配設している。移送ガイドをネジの内側にも設ける装置は、移送ガイドの先端をネジを定位置に停止させるストッパとする。空気ノズル１４で供給されるネジ１は、ストッパ３２に衝突して、ストッパ３２の定位置に送り込まれる。ただ、このストッパは、必ずしも必要とはしない。それは、図１３に示すようにスリット３の長さを十分に長くし、あるいは、空気ノズルの空気圧を調整して、供給機構からスリットに送り込まれるネジが、スリット内を移動して回転リングの貫通孔から落下しないようにできるからである。

検査機構６は、ネジ１に向かって光を照射する光源７と、光源７から照射された光を受光してネジ１の輪郭を示すシルエットの映像信号に変換するカメラ８と、このカメラ８から出力される映像信号を演算して、ネジ１を画像処理して検査する演算検査器９とを備えている。

図１ないし図３および図１１と図１２に示す光源７は面光源である。面光源は、表面から均一な光を正面に照射する。面光源である光源７は、複数本のネジ１に同時に光を照射する。さらに、図３の光源７は、ネジ１の頭の部分に光を照射する上部光源７Ａと、ネジ１の軸部１Ｂに光を照射する下部光源７Ｂとを備える。上部光源７Ａは、下部光源７Ｂよりもネジ１から離れてネジ１に光を照射する。このように、上部光源７Ａと下部光源７Ｂとに分割して、上部光源７Ａでネジ頭１Ａに光を照射し、下部光源７Ｂでネジ１の軸部１Ｂに光を照射する光源７は、ネジ１の検査精度を高くできる。それは、外径が異なるネジ頭１Ａと軸部１Ｂの両方を、シルエットの外周縁ににじみができないように、カメラ８が鮮明な輪郭の画像として撮像できるからである。図４に示すように、シルエットでネジ１の輪郭を撮像する場合、光源７からネジ１までの距離が近すぎると、シルエットの外周縁ににじみが発生する。この弊害を避けるために、光源７をネジ１から離すと、ネジ１のシルエットと光源７とのコントラストが低下する。上部光源７Ａが、下部光源７Ｂよりもネジ１から離れてネジ１に光を照射する構造は、ネジ頭１Ａと軸部１Ｂの両方のシルエットを鮮明な画像として撮像できる。外径の大きいネジ頭１Ａは、光源７を接近させるとにじみができる。外径の小さい軸部１Ｂは、光源７を離すとコントラストが低下する。にじみとコントラストは、ネジ１と光源７との間の距離で変化する。外径の大きいネジ頭１Ａは、光源７を接近させるとにじみが発生しやすくなる。ネジ頭１Ａに最適なように光源７をネジ１から離すと、軸部１Ｂのコントラストが低下する。上部光源７Ａと下部光源７Ｂとを分割している光源７は、上部光源７Ａをにじみができないようにネジ頭１Ａから離し、ネジ１の軸部１Ｂはコントラストを高くするために接近して、ネジ１の全体を鮮明なシルエットとしてカメラ８で撮像できる。ただ、光源は、必ずしも上部光源と下部光源とに分割する必要はなく、同一平面状の面光源として、ネジ頭と軸部の両方に光を照射することもできる。

面光源は、白色光をネジ１に照射し、あるいは赤、青、緑等の光をネジ１に照射する。光源７は、発光ダイオード、冷陰極管、電球が使用できるが、面光源は、これ等の表面に均一に分散してネジ１を照射する。面光源は、液晶のバックライト等に使用される構造とすることができる。面光源は、ネジ１の全体に均一に光を照射できるので、ネジ１の検査精度を高くできる。ただ、本発明の検査装置は、光源を必ずしも面光源とする必要はなく、点光源も使用できる。

回転リング２は、図１と図１１に示すように、内側に貫通孔１０を設けている。回転リング２に設けた貫通孔１０の内部に光源７を配設している。光源７は、回転リング２の内側から外周に向かって光を照射し、スリット３のネジ１に向かって光を照射するように配置している。カメラ８は、回転リング２の外側に配設されて、光源７からネジ１に向かって照射される光を受光して、ネジ１をシルエットの映像として撮像して、映像信号を出力する。

回転リング２は、貫通孔１０に配設している駆動ローラー１１で回転される。駆動ローラー１１は、図５の断面図に示すように、回転リング２を上下で弾性的に挟着して、回転リング２を回転させる。図１の装置は、貫通孔１０に３組の駆動ローラー１１を配設している。複数の駆動ローラー１１は、いずれかひとつを駆動して回転リング２を回転させる。駆動される駆動ローラー１１は、図５に示すように、モーター１７に連結されて、モーター１７で回転される。

回転リング２は、脱着できるように駆動ローラー１１の外側に配設される。回転リング２を脱着するために、駆動ローラー１１は、バネ等の弾性体（図示せず）で外側に弾性的に移動されるようにしている。この構造は、駆動ローラー１１を内側に移動させて、回転リング２を交換する。

図に示す装置は、回転リング２の貫通孔１０に光源７を、回転リング２の外側にカメラ８を配設しているが、本発明の検査装置は、回転リングの貫通孔の内部にカメラを配設して、回転リングの外側に光源を配設することもできる。この検査装置は、光源が回転リングの外側から内側に向けて光を照射して、スリットのネジに向かって光を照射するように配置する。光源からネジに向かって照射される光はカメラで受光され、カメラはネジをシルエットの映像として撮像して映像信号を出力する。カメラから出力される映像信号を演算検査器で演算処理してネジを検査する。

カメラ８は、図４と図１４の一点鎖線で示すように、ネジ１の輪郭をシルエットの映像として受光して、ネジ１のシルエットの映像信号を演算検査器９に出力する。カメラ８は、図２と図１２に示すように、移送ガイド５の切欠部３１を通過するネジ１を撮像して、その映像信号を演算検査器９に出力する。演算検査器９は、入力される映像信号を演算してネジ１の検査をする。図に示す検査機構６は、１本のネジ１を撮像する構造としている。ただ、検査装置は、複数のネジを一緒に撮像して、演算検査器で演算処理する構造とすることもできる。この装置は、たとえば、スリットの形状を、回転リングの貫通孔側に向かってスリット幅が次第に広くなる形状として、回転リングの半径方向から多少傾斜する方向に光源の光をスリットに透過させて、複数のネジのシルエットをカメラで同時に撮像する。この装置は、移送ガイドの切欠部の幅を、複数のネジを同時に撮像できる幅とする。このように、複数のネジを一緒に撮像して、演算検査器で演算処理する装置は、１本のネジを検査する時間を短縮して、短時間に多量のネジを検査できる特長がある。複数のネジを同時に撮像する装置は、たとえば、２〜４本のネジを一緒に撮像して演算検査器に映像信号を出力することができる。

カメラ８は、回転リング２のスリット３の位置を検出する位置センサー１８から出力されるタイミング信号に同期してネジ１を撮像する。この構造は、回転リング２の回転位置に同期して、カメラ８がネジ１を撮像するので、カメラ８は常に一定の位置でネジ１を撮像できる。位置センサー１８は、スリット３の凹部と凸部を光で検出してタイミング信号を出力し、あるいはスリット３の間の凸部を光で検出してタイミング信号を出力し、あるいはまた、スリット３を光で検出してタイミング信号を出力する。また、位置センサーは、回転リングに設けている位置を示す磁気信号を検出して、タイミング信号を出力することもできる。

光源７は、位置センサー１８から出力されるタイミング信号に同期して点滅させ、あるいは連続して点灯される。位置センサー１８のタイミング信号に同期して点滅する光源７は、カメラ８がネジ１を撮像するタイミングに点灯し、カメラ８がネジ１を撮像しないときに消灯される。カメラ８がネジ１を撮像するタイミングに同期して、光源７を点灯する装置は、光源７の点灯時間を短くして、移動しているネジ１をくっきりと撮像できる。

演算検査器９は、カメラ８から入力される映像信号から、ネジ１の全長、首下の長さ、ネジ頭１Ａの高さ、ネジ頭１Ａの外径、軸部１Ｂの山径と谷径、ネジ１のリード角、軸部１Ｂの先端尖り形状等を演算する。演算された結果から、検査するネジ１が規格のネジであると正常ネジとし、規格外のネジであると規格外ネジと判別する。

規格外ネジは、除去手段１９で正常ネジから分離される。除去手段１９は、演算検査器９で検出された規格外ネジが除去位置にきたときにこれを除去するもので、除去センサー２０と、除去ノズル２１と、この除去ノズル２１から噴射される空気流を制御する除去ノズル２１の制御部材である開閉弁２２とを備える。

ネジ１を並べて移送する場合、規格外ネジを検出位置で直ちに除去するよりは、一旦これを所定の距離だけ移送して除去するのが便利である。これを実現するには、ネジ１の良否を検出する位置と規格外ネジを除去する位置とに何個のネジ１が存在するかを検出し、除去位置を何個目に通過するネジ１を除去するかを決定すればよい。

除去センサー２０は、規格外ネジが定位置にきたことを検出する。除去センサー２０は、除去が必要な規格外ネジが除去ノズル２１の前を通過すると、このことを演算検査器９に出力する。演算検査器９は、除去ノズル２１と空気源１６との間に接続された開閉弁２２を御制している。演算検査器９は、規格外ネジに向かって空気を噴射するように開閉弁２２を開いて、規格外ネジを空気流で除去する。

除去センサー２０は、図９に示すように、光源２３が発光した光ビームを受ける受光体２４を備え、光源２３の光がネジ頭１Ａで遮光されることによってネジ１が定位置に来たことを検出する。したがって、光源２３は、回転リング２の半径方向に向けて、しかもネジ頭１Ａに向けて光ビームを照射し、受光体２４は、光源２３から出る光ビームの前方で光源２３との間にネジ頭１Ａを挟む位置に配設される。この構造の除去センサー２０は、光源２３と受光体２４との間にネジ頭１Ａがきて、受光休２４の入射光が減少したことを受光体２４で検出して、ネジ１が定位置に来たことを検出する。

受光休２４の出力信号は演算検査器９に送られる。ネジ１が規格外ネジの場合、開閉弁２２が開かれて除去ノズル２１から空気が噴射され、良品のネジの場合、開閉弁２２は開かず、即ち除去ノズル２１が空気を吹き出さず、回転リング２のスリット３で次工程に送られる。

除去ノズル２１から空気が噴射されると、図９と図１０に示すように、規格外ネジは直ちに回転リング２のスリット３から吹き飛ばきれ、除去ガイド２５に送り込まれる。除去ノズル２１から空気が吹き出されない場合、正常ネジは、除去ノズル２１の前方を通り過ぎた後、進行方向に向かって傾斜してネジ１の通路に配設された取出アーム２６に当たり、これによって、良品ガイド２７に送り込まれる。

ところで、図９に示すように、一般的には、除去センサー２０と除去ノズル２１とは多少離されて配設される。よって、除去ノズル２１の空気噴射を制御する開閉弁２２は、ネジ１が除去センサー２０から除去ノズル２１の前方まで移動する時間だけ遅れて開かれ、かつ、１個のネジ１を吹き飛ばす時間だけパルス状に空気を吹き出した後、閉弁される。

本発明の一実施例にかかるネジの検査装置の平面図である。図１に示す検査装置の検査機構の拡大平面図である。図２に示す検査機構の垂直断面図である。図２に示す回転リングのスリット部分における端面図である。図１に示す検査装置の駆動ローラーを示す拡大断面図である。図１に示す検査装置の供給機構の拡大平面図である。図６に示す供給機構の正面図である。回転リングの他の一例を示す断面図である。図１に示す検査装置の除去手段を示す拡大平面図である。図９に示す除去ノズルが規格外のネジを吹き飛ばす状態を示す拡大断面図である。本発明の他の実施例にかかるネジの検査装置の平面図である。図１１に示す検査装置の検査機構の拡大平面図である。図１２に示す回転リングのスリットの拡大平面図である。図１３に示す回転リングのスリットの正面図である。

符号の説明

１…ネジ１Ａ…ネジ頭１Ｂ…軸部
２…回転リング２Ａ…連結リング２Ｂ…凸条
２Ｃ…分割プレート
３…スリット
４…供給機構
５…移送ガイド
６…検査機構
７…光源７Ａ…上部光源７Ｂ…下部光源
８…カメラ
９…演算検査器
１０…貫通孔
１１…駆動ローラー
１２…供給ガイド
１３…側壁
１４…空気ノズル
１５…開閉弁
１６…空気源
１７…モーター
１８…位置センサー
１９…除去手段
２０…除去センサー
２１…除去ノズル
２２…開閉弁
２３…光源
２４…受光体
２５…除去ガイド
２６…取出アーム
２７…良品ガイド
２８…調整プレート
２９…止ネジ
３０…止孔
３１…切欠部
３２…ストッパ

Claims

被試験体(1)の軸部(1B)を案内して頭部(1A)を上面に引っかけて移送するスリット(3)を所定の間隔で設けている回転体(2)と、この回転体(2)で移送される被試験体(1)を検査する検査機構(6)とを備えており、
検査機構(6)は、被試験体(1)に向かって光を照射する光源(7)と、光源(7)から照射された光を受光して被試験体(1)の映像信号を出力するカメラ(8)と、このカメラ(8)から出力される映像信号を画像処理して検査する演算検査器(9)とを備えており、
回転体(2)のスリット(3)は、光源(7)の光を透過できるように配設され、光源(7)の光が被試験体(1)を保持するスリット(3)を透過してカメラ(8)で受光され、カメラ(8)が被試験体(1)を撮像して映像信号を出力し、カメラ(8)から出力される映像信号を演算検査器(9)で演算処理して被試験体(1)を検査するようにしてなる検査装置。
回転体(2)が回転リングである請求項１に記載される検査装置。
被試験体がネジである請求項１に記載される検査装置。
回転体(2)のスリット(3)に被試験体(1)を供給する供給機構(4)を備え、供給機構(4)でスリット(3)に供給された被試験体(1)をスリット(3)の定位置に保持して移送するように、スリット(3)の上方又は下方に、被試験体(1)の移送方向に伸びる移送ガイド(5)を備えている請求項１に記載される検査装置。
回転体(2)のスリット(3)の位置を検出する位置センサー(18)から出力されるタイミング信号に同期して、カメラ(8)が被試験体(1)の画像を受光する請求項１に記載される検査装置。
光源(7)が、被試験体(1)の頭の部分に光を照射する上部光源(7A)と、被試験体(1)の軸部(1B)に光を照射する下部光源(7B)とを備え、上部光源(7A)が下部光源(7B)よりも被試験体(1)から離れて被試験体(1)に光を照射する請求項１に記載される検査装置。
回転体(2)が貫通孔(10)を有し、回転させる駆動ローラー(11)を回転体(2)の貫通孔(10)に配設している請求項１に記載される検査装置。
回転体(2)を脱着できるように駆動ローラー(11)の外側に配設している請求項７に記載される検査装置。