JP4120722B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リング状のワークを定位置に保持するとともにカメラで撮影してその表面を検査するリング状ワークの検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パッキンの一種であるゴム状弾性材製のＯリング等よりなるリング状のワークの表面に傷、汚れまたは異物混入等の表面欠陥があるか否かを検査するとき、このワークをカメラで撮影して、得られる画像データから表面欠陥があるか否かを検査することが行なわれている。このカメラ撮影による表面検査は、従来の目視による表面検査と比較して検査精度が格段に高いため、信頼性が非常に高いものである。
【０００３】
しかしながら、従来は、このカメラ撮影による表面検査を行なうに当って、ワークをベルトコンベヤに載せて搬送し、コンベヤの上方に下向きに配置したカメラの視野内にワークが入ったときにコンベヤを一旦停止させて撮影を行なっているために、以下のような不都合がある。
【０００４】
すなわち先ず、コンベヤ上に水平に載せられたワークの上半面を一画像で処理するために、検査精度の向上に限界がある。また、次いでワークの下半面を撮影すべく、ワークを上下に反転させる反転機構が別途必要である。
【０００５】
また、従来、図５に示すように棒状の固定治具５１の外周にワークｗを嵌着してカメラ５２で撮影する方法や、図６に示すように皿状の固定治具５３の上にワークｗを載せてカメラ５２で撮影する方法があるが、これらの方法によると、ワークｗの表面のうち治具５１，５３と接触する部分を撮影することができないために、検査がワークｗの表面の一部に限られてしまう不都合がある。また図６の方法では、真空吸着によってワークｗを治具５３に固定するが、吸着力が弱いためにワークｗがずれ易く、その一方で、周囲のゴミ等が治具５３に吸引されるために、このゴミ等がワークｗに付着してしまう不都合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑み、リング状のワークの全表面を撮影することが可能であり、しかも装置の作動中、ワークがぶれることなく円滑に回転し、もってワークを正確に撮影することができる検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また併せて、装置の作動中、ワークが回転ローラに対してスリップすることなく円滑に回転し、もってワークを全周に亙って正確に撮影することができる検査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による検査装置は、リング状のワークをその中心軸線を水平方向に向けた状態で定位置に保持するとともにカメラで撮影してその表面を検査する検査装置であって、前記ワークの外周側であって前記ワークの円周に沿って配置される所要数の回転ローラを備え、前記回転ローラにより前記ワークを保持するとともに一部または全部の前記回転ローラを回転駆動させて前記ワークをその中心軸線を中心として所定角度ずつ回転させるワーク保持部を有し、前記ワーク保持部の回転ローラは、前記ワークの下側に配置される駆動ローラと、前記ワークの三時および九時位置に配置される一対の従動ローラとよりなり、前記一対の従動ローラが前記ワークに接触する間の上方側の１８０度の角度範囲内で死角なしの撮影を行なうことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２による検査装置は、上記した請求項１の検査装置において、ワーク保持部が、ワークの外周側に配置される回転ローラと、前記ワークの内周側に配置されて前記回転ローラとの間に前記ワークを挟み込む押さえローラとを備えていることにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記構成を備えた本発明の請求項１による検査装置は、ワーク保持部に備えられる所要数の回転ローラによってリング状のワークを定位置に保持し、一部または全部の回転ローラを回転駆動させてワークをその場で所定角度ずつ間欠回転させ、その停止中にワークを撮影する。カメラの撮影視野は、特定の一対のローラ間でワークの円周上の一部を撮影できるようにこれを固定しておき、上記した間欠回転によりこの撮影視野に順次入ってくるワークの円周上の一部を順次撮影する。
【００１１】
リング状のワークを時計の文字盤に例えると、例えば三時、六時および九時位置に回転ローラを一つずつ配置する。各ローラはこれをワークの外周側に配置し、各ローラの中心軸線とワークの中心軸線とを平行に配置する。各ローラの外周面にワークの線径に見合った環状のガイド溝を形成してワークの脱落を防止し、回転によりワークの中心軸線がぶれることがないように各ローラとワークとの接触圧を等分させる。何れかのローラが回転駆動すると、摩擦によって回転トルクがワークに伝わり、ワークがその中心軸線を中心として回転する。回転駆動しないローラに対しては反対にワークから回転トルクが伝わり、これによりこのローラが従動回転する。ワークの正面にカメラを設置し、文字盤の十二時位置をその撮影視野に入れる。撮影視野は、ローラがワークに接触している九時位置と三時位置の間の１８０度の角度範囲内であれば、ワークがローラに隠れないために死角なしの撮影が可能となる。次いでワークを表裏反転させ、ワークの後半面を前半面と同様に撮影する。したがって、以上の作動によりリング状のワークの全表面を撮影することができる。尚、検査装置にワークを装填するに当っては、各ローラが予め定位置に配置されているため、これらのローラ間にワークを挿入することになる。
【００１２】
また、上記構成を備えた本発明の請求項２による検査装置のように、ワーク保持部が、ワークの外周側に配置される回転ローラと、ワークの内周側に配置されて回転ローラとの間にワークを挟み込む押さえローラとを備えていると、これらのローラによる挟み込み作用により、ワークが回転ローラに対してスリップするのを有効に抑えることが可能となる。
【００１３】
【実施例】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１４】
図１は、当該実施例に係る検査装置（検査機とも称する）１の一部切欠した正面を示している。図２は、図１におけるＡ方向矢視図であり、図３は図２の要部拡大図、図４は図１の要部拡大図である。
【００１５】
当該実施例に係る検査装置１は、パッキンの一種であるゴム状弾性材製のＯリング（Ｏ／Ｒ）等よりなる環状のワークｗの表面に傷、汚れまたは異物混入等の表面欠陥があるか否かをカメラ撮影によって検査するものであり、以下のように構成されたワーク保持装置２とカメラ３とを備えている。ワーク保持装置２に保持されたワークｗは、その中心軸線を水平方向に向け、軸方向一方の半面をカメラ３に正対させることになる。
【００１６】
ワーク保持装置２は、以下のように構成されている。
【００１７】
すなわち先ず、定位置に保持されるワークｗの円周方向に沿って回転ローラ５を三つ並べて配置したワーク保持部４が設けられており、この三つの回転ローラ５が、ワークｗの下側（上記した六時位置）に配置される比較的大径の駆動ローラ５Ａと、ワークｗの左右（上記した三時および九時位置）に配置される比較的小径の一対の従動ローラ（カイドローラとも称する）５Ｂとによって構成されている。各ローラ５はその中心軸線を互いに平行に配置されており、かつこの中心軸線に対してワークｗの中心軸線が平行に配置される。また各ローラ５は互いに同一平面上に配置されており、かつこれらのローラ５に対してワークｗが同一平面上に配置される。また各ローラ５の外周面に、ワークｗの線径に見合った環状のガイド溝５ａが設けられており、このガイド溝５ａにワークｗが係合することにより、ワークｗがローラ５から軸方向に外れないようになっている。
【００１８】
駆動ローラ５Ａは、ローラ軸６の外周に固定されており、このローラ軸６がベアリング７を介してローラ部支持材８に回転自在に取り付けられている。ローラ部支持材８は保持装置２の躯体９に立設されており、この躯体９に回転モータ１０が設けられており、この回転モータ１０の回転軸（図示せず）に固定されたプーリ（図示せず）とローラ軸６に設けられたプーリ１１とが無端ベルト１２を介して連結されている。したがって、回転モータ１０が駆動して回転軸が回転すると、その回転トルクがモータ１０側のプーリ、無端ベルト１２、プーリ１１およびローラ軸６を介して駆動ローラ５Ａに伝達され、これにより駆動ローラ５Ａが回転する。一方、一対の従動ローラ５Ｂはそれぞれ、ローラ部支持材８に回転（空転）自在に取り付けられている。
【００１９】
ワーク保持装置２の躯体９に駆動シリンダ１３が設けられており、この駆動シリンダ１３の上方にカムフォロア１４を介して揺動部材（支持部材とも称する）１５が揺動自在に連結されており、この揺動部材１５の先端部に押さえローラ１６が回転自在に取り付けられている。したがって駆動シリンダ１３が駆動してその作動ロッド（図示せず）が作動すると、揺動部材１５が図１の鎖線位置から実線位置へと揺動して押さえローラ１６がワークｗの内周側に差し込まれ、この押さえローラ１６と駆動ローラ５Ａとの間にワークｗを挟み込む。また駆動シリンダ１３の作動ロッドが反対方向に作動すると、揺動部材１５が図１の実線位置から鎖線位置へと揺動して押さえローラ１６がワークｗの内周から外れることになる。
【００２０】
ワーク保持装置２の躯体９はその全体が、ロータリーアクチュエータ１８を備えたワーク反転部１７の上に搭載されており、ロータリーアクチュエータ１８が駆動してその作動ロッド（図示せず）が作動すると、躯体９全体が１８０度回転する。したがってこれに伴って、ワーク保持部４に保持されたワークｗがワーク保持部４とともに１８０度の角度範囲をもってカメラ３に対して表裏反転することになる。
【００２１】
また図４に拡大して示すように、上記駆動ローラ５Ａには、そのガイド溝５ａの底部に位置して、ワークｗの外周に形成されるバリｗ’を収めるための環状のバリ逃がし溝５ｂが設けられている。このバリ逃がし溝５ｂは、バリｗ’によるワークｗの位置ずれや回転むらを防止するものである。図示はしないが一対の従動ローラ５Ｂにもそれぞれ、同様にバリ逃がし溝が設けられている。尚、ワークｗの内周に形成されるバリｗ’については、押さえローラ１６を回転自在に支持する揺動部材１５の撓りや曲げによってその存在が吸収されるので、押さえローラ１６にバリ逃がし溝を設けなくても検査精度に影響はない。図４のバリｗ’は作図上これを誇張するために拡大して描いているが、実際のバリｗ’はもっと小さいものである。
【００２２】
上記構成を備えた検査装置１を使用してワークｗの表面検査を行なうに当っては、先ず検査対象とするワークｗを三つのローラ５の中央にその上方から差し込んで、このワークｗを検査装置１に装填する。装填したワークｗに対してはカメラ３が、符号３ａで示す円周上部分的な撮影視野をもつ。
【００２３】
次いで、検査装置１のスイッチ類（図示せず）を操作すると、先ず、駆動シリンダ１３が駆動し、揺動部材１５が揺動して押さえローラ１６がワークｗの内周に差し込まれる。ワークｗの内周に差し込まれた押さえローラ１６は駆動ローラ５Ａとの間にワークｗを挟み込み、後の回転時にワークｗが駆動ローラ５Ａに対してスリップするのを防止する。
【００２４】
次いで、カメラ３がその撮影視野３ａに入った部分を撮影する。撮影は常に一定の距離で行なわれるため、予め焦点を合わせておけば、所謂ピンボケ撮影となることがない。
【００２５】
次いで、回転モータ１０が駆動してワークｗを所定角度回転させ、ワークｗの撮影済み部分に隣接する次の撮影部分を撮影視野３ａに入れ、この部分をカメラ３が撮影する。そして、このようにワークｗの間欠回転および撮影が所要回数繰り返されてワークｗの前半面が全周に亙って撮影されると、引き続きロータリーアクチュエータ１８が駆動して躯体９を１８０度回転させる。したがって、それまでカメラ３の反対側を向いていたワークｗの後半面が前半面と入れ替わってカメラ３と正対するため、この後半面を前半面と同じように分割撮影する。全ての撮影が終了すると、揺動部材１５が鎖線位置に復帰動して押さえローラ１６がワークｗの内周から外れるため、手作業でワークｗを装置１から取り出し、必要に応じて次のワークｗと交換する。
【００２６】
上記構成を備えた検査装置１は、このようにして環状のワークｗの表面検査を行なうべくワークｗをカメラ撮影するものであって、上記構成および作動により以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。
【００２７】
すなわち先ず第一に、三つの回転ローラ５を備えたワーク保持部４による保持および回転によりワークｗを間欠回転させつつワークｗの前半面を全周に亙って分割撮影し、引き続きワーク反転部１７の作動によりワークｗをカメラ３に対して表裏反転させた上でワークｗの後半面を前半面と同様に全周に亙って分割撮影するようにしたために、一度の装填でワークｗの全表面を撮影することが可能である。したがって死角のない撮影を行なうことができ、検査漏れのない表面欠陥検査を行なうことができる。
【００２８】
また、一つのワークｗの前半面および後半面をそれぞれ円周上複数の区分に分割して区分毎に撮影するために、各撮影領域が拡大される。したがって表面欠陥の発見を容易化することができ、検査精度を向上させることができる。
【００２９】
また、ワークｗを三つの回転ローラ５によって保持して円周上三点支持としたために、回転によるワークｗのぶれが少ない。したがって画像がピンボケとなるのを防止することができ、撮影精度を向上させることができる。
【００３０】
また、三つの回転ローラ５のうちの一つをワーク装填箇所の下側の配置するとともに残る二つをワーク装填箇所の左右に配置したために、ワーク装填箇所の上方が広い角度に亙って開口している。したがってこの上方からワークｗを容易に装填することができ、また反対に引き抜くことができる。
【００３１】
また、上記従来技術のように別途、反転機構を用意する必要がなく、また吸引機構がないため、ワークｗにゴミ等が付着することがない。
【００３２】
また、ワーク保持部４に、ワークｗの外周側に配置される回転ローラ５と、ワークｗの内周側に配置されて回転ローラ５との間にワークｗを挟み込む押さえローラ１６とが設けられているために、これらのローラ５，１６による挟み込み作用により、ワークｗが回転ローラ５に対してスリップするのを防止することができる。したがって回転角度にずれが生じるのを防止することができ、ワークｗを全周に亙って正確に撮影することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００３４】
すなわち、上記構成を備えた本発明の請求項１による検査装置においては、リング状のワークをその中心軸線を水平方向に向けた状態で定位置に保持するとともにカメラで撮影してその表面を検査する検査装置であって、ワークの外周側であってワークの円周に沿って配置される所要数の回転ローラを備え、回転ローラによりワークを保持するとともに一部または全部の回転ローラを回転駆動させてワークをその中心軸線を中心として所定角度ずつ回転させるワーク保持部を有し、ワーク保持部の回転ローラは、ワークの下側に配置される駆動ローラと、ワークの三時および九時位置に配置される一対の従動ローラとよりなり、一対の従動ローラがワークに接触する間の上方側の１８０度の角度範囲内で死角なしの撮影を行なうようにしたために、回転ローラでワークを回転させることによりワークの全表面を撮影することが可能である。したがって死角のない撮影を行なうことができ、検査漏れのない表面欠陥検査を行なうことができる。
【００３５】
また、ワークを所要数の回転ローラによって保持するために、回転によるワークのぶれが少ない。したがって画像がピンボケとなるのを防止することができ、撮影精度を向上させることができる。
【００３６】
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項２による検査装置においては、ワーク保持部に、ワークの外周側に配置される回転ローラと、ワークの内周側に配置されて回転ローラとの間にワークを挟み込む押さえローラとが設けられているために、これらのローラによる挟み込み作用により、ワークが回転ローラに対してスリップするのを防止することができる。したがって回転角度にずれが生じるのを防止することができ、ワークを全周に亙って正確に撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係る検査装置の一部切欠した正面図
【図２】 図１におけるＡ方向矢視図
【図３】 図２の要部拡大図
【図４】 図１の要部拡大図
【図５】 従来の検査方法を示す説明図
【図６】 従来の他の検査方法を示す説明図
【符号の説明】
１ 検査装置
２ ワーク保持装置
３ カメラ
３ａ 撮影視野
４ ワーク保持部
５ 回転ローラ
５Ａ 駆動ローラ
５Ｂ 従動ローラ
５ａ ガイド溝
５ｂ バリ逃がし溝
６ ローラ軸
７ ベアリング
８ ローラ部支持材
９ 躯体
１０ 回転モータ
１１ プーリ
１２ 無端ベルト
１３ 駆動シリンダ
１４ カムフォロア
１５ 揺動部材
１６ 押さえローラ
１７ ワーク反転部
１８ ロータリーアクチュエータ
ｗ ワーク
ｗ’ バリ

Claims (2)

1. リング状のワーク（ｗ）をその中心軸線を水平方向に向けた状態で定位置に保持するとともにカメラ（３）で撮影してその表面を検査する検査装置（１）であって、
   前記ワーク（ｗ）の外周側であって前記ワーク（ｗ）の円周に沿って配置される所要数の回転ローラ（５）を備え、前記回転ローラ（５）により前記ワーク（Ｗ）を保持するとともに一部または全部の前記回転ローラ（５）を回転駆動させて前記ワーク（ｗ）をその中心軸線を中心として所定角度ずつ回転させるワーク保持部（４）を有し、
   前記ワーク保持部（４）の回転ローラ（５）は、前記ワーク（ｗ）の下側に配置される駆動ローラ（５Ａ）と、前記ワーク（ｗ）の三時および九時位置に配置される一対の従動ローラ（５Ｂ）とよりなり、
   前記一対の従動ローラ（５Ｂ）が前記ワーク（ｗ）に接触する間の上方側の１８０度の角度範囲内で死角なしの撮影を行なうことを特徴とする検査装置。
2. 請求項１の検査装置において、
   ワーク保持部（４）が、ワーク（ｗ）の外周側に配置される回転ローラ（５）と、前記ワーク（ｗ）の内周側に配置されて前記回転ローラ（５）との間に前記ワーク（ｗ）を挟み込む押さえローラ（１６）とを備えていることを特徴とする検査装置。

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