JP4325910B2

JP4325910B2 - 外観像展開ミラー装置及び外観像自動検査システム

Info

Publication number: JP4325910B2
Application number: JP2002373836A
Authority: JP
Inventors: 厚博金; 知小林
Original assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP2004205743A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状又は凹状のワークの内側面を視察するための外観像展開ミラー装置及び外観像自動検査システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２に示した従来の外観像展開ミラー装置９Ａは、ワーク１の検査部分を３方向から取り囲むように３つのミラー３を配してなり、これら３つのミラー３を共に上方から見ることで、ワーク１のうち相異なる方向を向いた両側面１Ａ，１Ａと、先端面１Ｂとを一度に視察検査することができる構成になっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、別の従来の外観像展開ミラー装置９Ｂは、図３に示すように、ワーク５の外側を覆う環形ミラー６を備えてなり、環形ミラー６に映ったワーク５の外周面５Ａをミラー６の上方に設けたカメラで捉える構成になっている（例えば、特許文献２参照）。これにより、ワーク５の外周面５Ａを一度に一方向から視察検査することができる。なお、同図において符合７は、ワーク５の外周面５Ａを照らす為のライトである。その他の従来の外観像展開ミラー装置として、特許文献３，４に掲載されたものが知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−４８７１６号公報（段落［００６０］、第５図）
【特許文献２】
特開平１１−４４６５０号公報（段落［０００７］、第１図）
【特許文献３】
特許２７２６８０８号公報（請求項１、段落［００２６］、第１図）
【特許文献４】
特許第３１５３４７６号公報（請求項１、段落［００１７］［００４３］、第１図、第４図、第１８図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の外観像展開ミラー装置９Ａ（９Ｂ）では、ワーク１（５）をミラー３（６）で囲む構成になっていたので、次のワークを外観像展開ミラー装置にセットするには、ワーク又はミラーの何れかを往復移動させなければならず、複数のワークを効率良く視察検査することができなかった。
【０００６】
また、近年の製品の小型化に伴い、ワーク上の微細な異常（例えば、微細な傷）も検出したいという要請が生じ、従来の外観像展開ミラー装置よりワーク外観を拡大して映し出すことが可能な装置の開発が求められていた。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複数のワークを効率良く視察検査することが可能でありかつ、従来のものよりワークの外観像を大きく映し出すことが可能な外観像展開ミラー装置及び外観像自動検査システムの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る外観像展開ミラー装置は、先端に向かって先細り状になった中心部材の外側面を鏡面仕上げしてなる第２中心ミラーと、第２中心ミラーを囲む第２環形部材の内側面を鏡面仕上げしてなる第２環形ミラーとを備えてなり、第２中心ミラーの先端部から先方に離れた位置に筒状のワークを配したときに、第２環形ミラーから見た第２中心ミラーには筒状のワークの内側面全体の外観像が映され、ワークと反対側から見た第２環形ミラーには第２中心ミラーに映ったワークの内側面全体の外観像が映されるように構成し、第２中心ミラー又は第２環形ミラーは、中心軸を含む面で切断した断面が、凹面構造をなしたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の外観像展開ミラー装置において、第２環形部材の外側面をワークから離れるに従って縮径させた先細り状にしかつ鏡面仕上げしてなる第１中心ミラーと、第２環形部材を囲む第１環形部材の内側面を鏡面仕上げしてなる第１環形ミラーとを備えてなり、第１中心ミラーから見た第１環形ミラーにはワークを斜め全側方から見た外観像が映され、ワークと反対側から見た第１中心ミラーには第１環形ミラーに映ったワークの斜め全側方の外観像が映されるように構成し、第１中心ミラー又は第１環形ミラーは、中心軸を含む面で切断した断面が、凹面構造をなしたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項３の発明に係る外観像自動検査システムは、請求項１又は２に記載の外観像展開ミラー装置と、複数のワークを順次に外観像展開ミラー装置との対向位置に配置するワーク搬送手段と、外観像展開ミラー装置を通して各ワークの外観像を画像データとして取り込むカメラと、画像データに基づいてワークの外観における異常の有無を検出する画像処理装置とを備えたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３に記載の外観像自動検査システムにおいて、画像処理装置が出力した制御信号に基づいて制御され、異常の有無に応じて、ワークを不良品と正常品とに区分する区分手段を備えたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項３又は４に記載の外観像自動検査システムにおいて、ワークが外観像展開ミラー装置に対向配置されたか否かを検出するワーク検出手段を設け、ワーク検出手段がワークを検出したときに、ワーク搬送手段が待機状態となりかつそのときカメラが取り込んだ画像データに基づいて画像処理装置がワークの外観における異常の有無を検出するように構成したところに特徴を有する。
【００１３】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
請求項１の外観像展開ミラー装置では、第２環形ミラーを挟んでワークと反対側から第２環形ミラーに臨むと、ワークの内側面全体の外観像を第２中心ミラーから第２環形ミラーに映して視察することができる。これにより、ワークの内側面全体を一方向から一度に視察することができる。
【００１４】
ここで、第２中心ミラー又は第２環形ミラーが、中心軸を含む面で切断した断面が凹面構造をなしているので、その断面が平面構造をなしているものに比べて、ワークの外観像を中心軸に沿った方向で大きく映し出すことが可能になる。
【００１５】
また、本発明の構成によれば、ワークは、第２中心ミラー及び第２環形ミラーから軸方向で離して配置され、ミラーにてワークが囲まれることがなくなり、ワークの移動方向の自由度が高くなる。これにより、複数のワークをスムーズに移動することが可能になり、視察検査の効率を向上させることができる。
【００１６】
＜請求項２の発明＞
請求項２の外観像展開ミラー装置では、第１中心ミラーを挟んでワークと反対側から第１中心ミラーに臨むと、ワークを斜め全側方から見た外観像を第１環形ミラーから第１中心ミラーに映して視察することができる。
【００１７】
また、第１中心ミラー又は第１環形ミラーが、中心軸を含む面で切断した断面が凹面構造をなしているので、その断面が平面構造をなしているものに比べて、ワークの外観像を中心軸に沿った方向で大きく映し出すことが可能になる。
【００１８】
そして、本発明によれば、ワークの外側面の全体と内側面の全体とを一方向から一度に視察することができる。
【００１９】
＜請求項３の発明＞
請求項３の外観像自動検査システムでは、外観像展開ミラー装置をカメラとワークとの間に配置したので、一方向から一度に各ワークの外観像を画像データとして取り込むことができる。しかも、外観像展開ミラー装置は、ワークを従来のように取り囲まないので、複数のワークをワーク搬送手段にて迅速に移動することが可能になり、ワークの異常検査を効率よく行うことができる。
【００２０】
＜請求項４の発明＞
請求項４の外観像自動検査システムでは、異常の有無に応じて、ワークを不良品と正常品とに区分するので、正常なワークのみを効率良く集めることができる。
【００２１】
＜請求項５の発明＞
請求項５の外観像自動検査システムでは、ワークが外観像展開ミラー装置に対向配置されたときに、ワークが静止状態となってその外観像がカメラに取り込まれるので、移動状態のワークの画像を処理する場合に比べて、画像処理の精度が向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
本実施形態の外観像展開ミラー装置５１は、図１に示すように、環形部材１５（本発明に係る「第１環形部材」に相当する）の内側に第１円錐部材４０（本発明に係る「第２環形部材」に相当する）を備え、第１円錐部材４０の軸心部に形成された貫通孔４１の内側に、第２円錐部材６０（本発明に係る「中心部材」に相当する）を設けた構成になっている。
【００２３】
環形部材１５には、その内側面を鏡面仕上げして本発明に係る第１環形ミラー１６が形成されている。また、第１環形ミラー１６は、上方に向かって縮径した先窄み構造になっている。さらに、第１環形ミラー１６は、その中心軸を含む面で切断した断面（以下、「縦断面」という）が、所定の曲率半径の円弧の一部を構成する凹面構造になっている。
【００２４】
第１円錐部材４０は、図１における上方に向かって先細り状になっており、その外側面を鏡面仕上げすることで本発明に係る第１中心ミラー４２が形成されている。
【００２５】
第１円錐部材４０に形成された貫通孔４１は、後述するカメラ１９から離れるに従って縮径した先窄み構造をなし、その貫通孔４１の内側面に鏡面仕上げを施して第２環形ミラー４３が形成されている。
【００２６】
第２円錐部材６０は、先細りの先端側が貫通孔４１の小径側に配された円錐構造をなし、第２円錐部材６０の外周面を鏡面仕上げして第２中心ミラー６１が形成されている。そして、この第２中心ミラー６１の縦断面も前記した第１環形ミラー１６と同様に凹面構造になっている。
【００２７】
また、上記した外観像展開ミラー装置５１における第１中心ミラー４２の上方には、カメラ１９が配置され、外観像展開ミラー装置５１の下方には複数のライト３７が配置されている。
【００２８】
次に、上記構成からなる本実施形態の作用・効果を説明する。
本実施形態の外観像展開ミラー装置５１では、第２中心ミラー６１の先細り状の端部から離した位置にワーク９５が配置される。ワーク９５は、例えば、一端有底の円筒体構造をなして、ワーク９５の開放端を第２中心ミラー６１に臨ませた状態にしてセットされる。そして、ワーク９５と反対側から第１円錐部材４０を視察すると、第１円錐部材４０に備えた第１中心ミラー４２には、ワーク９５の外周面９５Ａの外観像が映される。一方、第１円錐部材４０の第２環形ミラー４３には、ワーク９５の内周面９５Ｂの全周の外観像が第２中心ミラー６１から第２環形ミラー４３に向けて反射されて映される。これにより、ワーク９５の外周面９５Ａの全体と内周面９５Ｂの全体とを一方向から一度に視察することができる。また、本実施形態では、第１環形ミラー１６及び第２中心ミラー６１の縦断面が共に凹面構造になっているので、ワーク９５の外周面９５Ａと内周面９５Ｂとが共に拡大され、ワーク９５の外周面９５Ａと内周面９５Ｂの検査を容易に行うことができる。また、ワーク９５は、外観像展開ミラー装置５１から離して配置されるので従来のようにミラーにてワークが囲まれることがなくなり、ワーク９５の移動方向の自由度が高くなる。これにより、複数のワーク９５をスムーズに移動することが可能になり、視察検査の効率を向上させることができる。
【００２９】
詳細には、第１環形ミラー１６は、ワーク９５の外周面９５Ａに対して斜め全側方から臨み、第１中心ミラー４２から見た第１環形ミラー１６の全周面には、ワーク９５の外周面９５Ａが映され、さらに、この外観像が第１中心ミラー４２に反射してカメラ１９側に向かう。
【００３０】
ここで、本実施形態では、第１環形ミラー１６の縦断面は凹面構造になっているので、縦断面が平坦な場合に比べて、第１環形ミラー１６の広い範囲にワーク９５の外周面９５Ａが映される。具体的には、以下のようである。ミラーの入射角と反射角とは同じであるから、ミラーが平坦面であれは、平行な光は平行な光のまま反射する。従って、第１環形ミラー１６及び第１中心ミラー４２の縦断面が共に平坦な場合には、例えば、カメラ１９から第１環形ミラー１６及び第１中心ミラー４２に反射してワーク９５に向かう光は集光されることはなく、レンズ効果を奏しない。つまり、ワーク９５画像がレンズ効果によってカメラ１９側に拡大して映されることはない。
【００３１】
これに対し、本実施形態では、第１環形ミラー１６の縦断面が凹面構造であるので、例えばカメラ１９から第１環形ミラー１６及び第１中心ミラー４２に向かう光が第１環形ミラー１６からワーク９５に向かう途中で集光され、レンズ効果を奏する。
【００３２】
ところで、第１環形ミラー１６は、軸方向と直交する方向の断面（以下、「横断面」という）も凹面構造になっている。そして、その第１環形ミラー１６には、ワーク９５の外周面９５Ａが周方向に拡大して映され、その拡大された外観像が第１中心ミラー４２に映される。また、第１中心ミラー４２は周方向においてワーク９５より大きくなっているので、第１中心ミラー４２にはワーク９５が周方向で拡大された像が映される。さらに、第１中心ミラー４２はテーパ状になっているので、第１中心ミラー４２に映されるワーク９５の外観像の拡大率は、ワーク９５の下端側ほど大きくなっている。
【００３３】
上記の如く第１中心ミラー４２に映されたワーク９５の外観像は、カメラ１９に取り込まれ、例えば、図示しないコンピュータで画像処理され、丸孔の開口及び傷の有無等がチェックされる。ここで、例えば、ワーク９５に丸孔（図示せず）を形成してある場合には、カメラ画像では、丸孔が歪んだ状態になる。しかしながら、第１環形ミラー１６の縦断面が平坦な場合の画像と比較すると、本実施形態の構成では、ワーク９５の外観像が縦横の両方に拡大されているので、丸孔の開口の有無を画像処理において容易に確認することができる。これら第１環形ミラー１６及び第１中心ミラー４２による上記した作用効果と同様の作用効果は、第２環形ミラー４３及び第２中心ミラー６１によっても得られる。
【００３４】
なお、前記各実施形態の外観像展開ミラー装置５１には、曲率半径Ｒの凹面鏡（より正確には、球面鏡）が備えられていたが、本発明に係る凹面構造を備えたミラーは、凹面鏡に限定されるものではない。従って、本発明に係る凹面構造として、例えば楕円面鏡や放物面鏡等を備えた構成にしてもよい。また、上記凹面構造以外の部位に関しても、本発明は、前記した第１実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３５】
＜前記実施形態に適用した本発明の効果＞
上記したように本発明を適用した外観像展開ミラー装置５１によれば、ワーク９５の複数の外面及び内面の外観像を一方向から一度に視察することができる。このとき、外観像展開ミラー装置５１を構成する所定のミラーを凹面構造にしたので、ワーク９５の外観像を拡大することができ、外観検査を容易に行うことができる。しかも、従来のようにミラーにてワークが囲まれることがないので、ワークの移動方向の自由度が高くなる。これにより、複数のワークをスムーズに移動することが可能になり、視察検査の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る外観像展開ミラー装置の側断面図
【図２】従来の外観像展開ミラー装置の斜視図
【図３】従来の外観像展開ミラー装置の側断面図
【符号の説明】
【００３７】
１５…環形部材
１６…第１環形ミラー
４０…第１円錐部材
４２…第１中心ミラー
４３…第２環形ミラー
５１…外観像展開ミラー装置
６０…第２円錐部材
６１…第２中心ミラー
９５…ワーク

Claims

先端に向かって先細り状になった中心部材の外側面を鏡面仕上げしてなる第２中心ミラーと、前記第２中心ミラーを囲む第２環形部材の内側面を鏡面仕上げしてなる第２環形ミラーとを備えてなり、
前記第２中心ミラーの先端部から先方に離れた位置に筒状のワークを配したときに、前記第２環形ミラーから見た前記第２中心ミラーには前記筒状のワークの内側面全体の外観像が映され、前記ワークと反対側から見た前記第２環形ミラーには前記第２中心ミラーに映った前記ワークの内側面全体の外観像が映されるように構成し、
前記第２中心ミラー又は前記第２環形ミラーは、中心軸を含む面で切断した断面が、凹面構造をなしたことを特徴とする外観像展開ミラー装置。
前記第２環形部材の外側面を前記ワークから離れるに従って縮径させた先細り状にしかつ鏡面仕上げしてなる第１中心ミラーと、前記第２環形部材を囲む第１環形部材の内側面を鏡面仕上げしてなる第１環形ミラーとを備えてなり、
前記第１中心ミラーから見た前記第１環形ミラーには前記ワークを斜め全側方から見た外観像が映され、前記ワークと反対側から見た前記第１中心ミラーには前記第１環形ミラーに映った前記ワークの斜め全側方の外観像が映されるように構成し、
前記第１中心ミラー又は前記第１環形ミラーは、中心軸を含む面で切断した断面が、凹面構造をなしたことを特徴とする請求項１に記載の外観像展開ミラー装置。
前記請求項１又は２に記載の外観像展開ミラー装置と、
複数のワークを順次に前記外観像展開ミラー装置との対向位置に配置するワーク搬送手段と、
前記外観像展開ミラー装置を通して前記各ワークの外観像を画像データとして取り込むカメラと、
前記画像データに基づいて前記ワークの外観における異常の有無を検出する画像処理装置とを備えたことを特徴とする外観像自動検査システム。
前記画像処理装置が出力した制御信号に基づいて制御され、前記異常の有無に応じて、前記ワークを不良品と正常品とに区分する区分手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の外観像自動検査システム。
前記ワークが前記外観像展開ミラー装置に対向配置されたか否かを検出するワーク検出手段を設け、前記ワーク検出手段が前記ワークを検出したときに、前記ワーク搬送手段が待機状態となりかつそのとき前記カメラが取り込んだ画像データに基づいて前記画像処理装置が前記ワークの外観における異常の有無を検出するように構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載の外観像自動検査システム。