JP4325910B2 - 外観像展開ミラー装置及び外観像自動検査システム - Google Patents
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Description
【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 (5)
- 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。
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