JP5175533B2 - 光沢のある棒状ワークの外観検査方法及び外観検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、外周表面に光沢のある棒状ワークの疵、打痕や汚れ等の検査を行い、良品と不良品に選別する光沢のある棒状ワークの外観検査方法及び外観検査装置に関する。

ＩＣチップやチップ型コンデンサ等の電子素子（チップ部品）のワークについては、その出荷前に、外周の疵、打痕や汚れやの検査や、その種類や大きさを選別するための測定が行われる。このワークの検査装置としては、例えば、特許文献１と２には、検査対象である矩形錠の半導体素子（チップコンデンサ）やカプセル状の錠剤を整列搬送するフィーダと、フィーダから整列搬送される微小物体を中継して搬送する搬送溝を有する無振動中継台と、無振動中継台から微小物体を受け取り回転搬送する第１の回転インデクサと、第１の回転インデクサの下方側に配され回転搬送する第２の回転インデクサと、第１の回転インデクサによる搬送過程において微小物体を撮影する撮像手段と、撮像手段による撮像の際に照明を照射するスポット型の照明手段を備えたものが開示されている。

一方、金属製の棒状ワークの疵、打痕や汚れ等を観察できる照明方法とその装置に関するものとして特許文献３がある。この特許文献３は、棒状ワークの外周に配された円弧型の照明手段により広角度で上記棒状ワークを照射して、一つの顕微鏡で上記棒状ワークの疵等を観察するものである。
特許第３７２４５８３号公報 特許第３８１４２７８号公報 特開２００４−３０２３９４号公報

ところで、検査対象がマイクロプロセッサ等の半導体素子の外部端子に使用されるような金属製のピン（金属製の棒状ワーク）では、その長さが数ｍｍで直径が１ｍｍ以下で、ときに５０μｍ以下の大きさのものもある。そして、その材質は鋼に金、銅やタングステン等のメッキ処理が施されており、外周表面に金属光沢がある。

しかしながら、特許文献３は、棒状ワークを手等で回転させる必要があるので、大量の棒状ワークを高速に検査処理することができないという問題を有していた。また、上記スポット型の照明装置を上記金属製の棒状ワークの外周に複数配置することは照明装置の数や撮像手段の数が多くなり現実的に不可能であった。

また、半導体素子の外部端子に使用されるような金属製のピンを含めて金属製の棒状ワーク一般に当てはまる問題であるが、外周溝からワークが露出する部分の端面（棒状ワークの上半分露出するとすると、棒状ワークと外周溝との境界線の０度と１８０度付近：図９（ａ）参照）は、照明手段から照射された光が撮像手段に反射されずに影が生じて、明瞭に撮影することができないという問題を有していた。

さらに、棒状ワークの疵としては、棒状ワークの軸方向（横方向）に発生する疵（横疵）と、棒状ワークの軸方向と直交する方向（縦方向）に発生する疵（縦疵）とに大別されるが、従来のスポット型の照明手段による照明では、光沢のある棒状ワークの上記横疵は映し出すことができても明瞭ではなく、しかも上記縦疵は、周囲に跨るために一つのスポット型の照明手段では明瞭に映し出すことが難しかった。さらに、従来のスポット型の照明だけでは発見できない疵、汚れ等があることが問題となっていた。

そこで本発明の目的は、外周表面に光沢のある棒状ワークの外観検査を高速で正確に検査する光沢のある棒状ワークの外観検査方法及び外観検査装置を提供することにある。

本発明の光沢のある棒状ワークの外観検査方法は、光沢のある棒状ワークを回転搬送する回転インデクサと、当該回転インデクサによる搬送過程において前記棒状ワークに照明を照射する照明手段と、当該回転インデクサによる搬送過程において前記棒状ワークを撮影する撮像手段とを備えた外観検査装置を用いて、前記照明手段を介して前記撮像手段により撮像して、前記棒状ワークの外観検査を行う光沢のある棒状ワークの外観検査方法において、
前記照明手段を前記棒状ワークの露出表面を囲むように複数の光源が配される円弧型の照明手段とするとともに、前記円弧型の照明手段の内側に、前記円弧型の照明手段の光源の光をその進行方向を所定の出射角度範囲に制御するルーバーフィルムを配して、前記円弧型の照明手段による照明を介して前記回転インデクサの外周溝に収納された前記棒状ワークの外周表面を前記撮像手段により撮像することを特徴とする。本発明は、前記外観検査装置が、前記回転インデクサとして、供給された前記棒状ワークを回転搬送する第１の回転インデクサと、当該第１の回転インデクサから引き継いで回転搬送する第２の回転インデクサとを備えたものであり、前記第１の回転インデクサの外周に形成された外周溝に前記棒状ワークの外周表面の少なくとも半分を露出させる状態で収納し、前記第２の回転インデクサの外周に形成された外周溝に前記棒状ワークの少なくとも残りの外周表面を露出させる状態で収納することを特徴とする。
本発明の光沢のある棒状ワークの外観検査装置は、光沢のある棒状ワークを回転搬送する回転インデクサと、当該回転インデクサによる搬送過程において前記棒状ワークに照明を照射する照明手段と、当該回転インデクサによる搬送過程において前記棒状ワークを撮影する撮像手段とを備え、
前記照明手段が前記棒状ワークの露出表面を囲むように複数の光源が配される円弧型の照明手段として配されているとともに、前記円弧型の照明手段の内側には、前記円弧型の照明手段の光源の光をその進行方向を所定の出射角度範囲に制御するルーバーフィルムが配されており、前記円弧型の照明手段による照明を介して前記回転インデクサの外周溝に収納された前記棒状ワークの外周表面が前記撮像手段により撮像されることを特徴とする。本発明は、前記回転インデクサとして、供給された前記棒状ワークを回転搬送する第１の回転インデクサと、当該第１の回転インデクサから引き継いで回転搬送する第２の回転インデクサとが備わっており、前記第１の回転インデクサの外周に形成された外周溝に前記棒状ワークの外周表面の少なくとも半分を露出させる状態で収納し、前記第２の回転インデクサの外周に形成された外周溝に前記棒状ワークの少なくとも残りの外周表面を露出させる状態で収納する構成であることを特徴とする。

これら本発明によれば、例えば、縦型配置の第１の回転インデクサに供給された前記棒状ワークは、第１の回転インデクサの外周溝に配された前記棒状ワークの露出した部分が撮像手段で撮像され、第１の回転インデクサから受け渡された第２の回転インデクサ上で残りの部分を露出させて撮像手段により撮像される。前記撮像手段は円弧型の照明手段により照明された前記棒状ワークを撮像することにより、前記棒状ワークの露出する外周全域に照明が照射されて、前記棒状ワークの外周の疵等の検査が良好に行えるようになり、従来発見できなかった疵等も発見できるようになる。そして、前記第１と第２の回転インデクサによる搬送の過程で前記棒状ワークをその外周を少なくとも半周ずつ露出させて、前記第１と第２の回転インデクサによる搬送過程で前記棒状ワークの外周全域を検査することができる。

本発明としては、前記円弧型の照明手段の他に、前記第１と第２の回転インデクサによる搬送過程において前記棒状ワークに照明を照射するスポット型の照明手段を備え、前記円弧型の照明手段と前記スポット型の照明手段とを切り替えながら前記棒状ワークを前記撮像手段により撮像することが好ましい。

本発明によれば、上記円弧型の照明手段とスポット型の照明手段とを切り替えながら外周表面に光沢のある棒状ワークを同じ撮像手段により撮像することにより、上記横疵は、スポット型の照明手段による照明を映し出すことができ、上記縦疵は、円弧型の照明手段により映し出すことができる。撮像手段は、同じものであるから、撮像条件は同じにできるとともに、撮像手段の数を増加する必要もない。

本発明としては、前記撮像手段で撮像した画像を表示する表示手段を備え、前記円弧型の照明手段で照射しながら前記撮像手段で撮像した画像と、前記スポット型の照明手段で照射しながら前記撮像手段で撮像した画像とを前記表示手段で同時に表示することが好ましい。これにより両画像の疵の程度を数値化してこれを制御手段に入力して、運転時には搬送される前記棒状ワークの良否判定に使用され、異なる種類の疵を瞬時に見つけ出すことができるようになる。また、前記表示手段に異なる種類の疵を表示させて比較することができる。

前記円弧型の照明手段の内側に沿うように、円弧型の照明手段の光源の光をその進行方向を所定の出射角度範囲に制御するルーバーフィルムが配されていることが好ましい。

本発明によれば、前記光線調節フィルムにより、複数の各光源が各々照射する光が外周表面に光沢のある棒状ワークに乱反射する光を制御することで（複数の各光源が照射する光が金属製のワークに対してその中心軸方向の光に限られるので）、外周表面に光沢のある棒状ワークの疵等を鮮明に映し出すことができる。

本発明としては、前記円弧型の照明手段は、固定板にＬＥＤ素子が搭載されたもので、そのＬＥＤ素子の発光表面側に前記ルーバーフィルムが貼着されており、これを円弧状に屈曲させて使用するものであることが好ましい。

本発明によれば、上記ルーバーフィルムを使用して円弧型の照明手段からの光を上記棒状ワークの中心軸に向けて照射することが容易に行われるようになる。

本発明によれば、前記撮像手段は円弧型の照明手段により照明された前記棒状ワークを撮像することにより、前記棒状ワークの外周に均等に照明が照射されて、前記棒状ワークの外周の疵等の検査が良好に行えるようになり従来発見することが難しかった疵等も発見できるようになる。従来の装置を利用するとスポット型の照明も撮像手段も多数必要になるが、これらの数を減らすことができるとともに、前記円弧型の照明手段による照明によって、外周表面に光沢のある前記棒状ワークの疵や打痕および汚れ等を鮮明にした状態で、大量の前記棒状ワークを高速で正確に外観検査することが可能になる。

また、本発明の光沢のある棒状ワークの外観検査方法によれば、例えば、前記円弧型の照明手段とスポット型の照明手段とを切り替えながら金属製の前記棒状ワークを撮像手段により撮像することにより、従来スポット型の照明手段による照明では明瞭に映し出すことができなかった上記縦疵等も明瞭に映し出すことができるようになる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面を引用しながら説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態である光沢のある棒状ワークの外観検査装置の斜視図であり、図２は、本外観検査装置を正面から見たときの断面図であり、図３は、本外観検査装置の断面図であり、図４は斜視図であり、図５はワークの搬送状態の拡大正面図である。本実施の形態の光沢のある棒状ワークの検査装置１は、半導体素子の外部端子に使用される金属製のピン等の棒状ワークＣを撮像手段Ｓ１〜Ｓ６により検査する外観検査装置であり、基台に、棒状ワークＣを回転搬送しながら検査する第１と第２の検査用回転ディスクＩＤ１，ＩＤ２や棒状ワークＣを供給するための円筒フィーダ（ボールフィーダ）Ｆ１や直進フィーダＦ２等が取り付けられている。検査対象である金属製の棒状ワークＣは、長さが約３ｍｍで、直径が約０．５ｍｍの金めっき鋼線を検査することとする。

本実施の形態は、第１と第２の回転インデクサＩＤ１,ＩＤ２による搬送過程において棒状ワークＣの外周を撮影する撮像手段Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６と、撮像手段Ｓ１〜Ｓ６による撮像の際に照明を照射する円弧型の照明手段Ｒｅと、撮像手段Ｓ１〜Ｓ６による撮像の際に照明を照射するスポット型の照明手段Ｓａと、撮像手段Ｓ１〜Ｓ６と撮像手段Ｓ１〜Ｓ６による撮像結果を表示する表示手段Ｈ（Ｈ１〜Ｈ４）と、検査結果に基づき選別する選別手段と、選別した棒状ワークＣを収納する選別ボックス等を備える。

円筒フィーダＦ１は、振動により大量に投入された棒状ワークＣを外周壁面に順序よく整列させて、一つずつその排出口から直進フィーダＦ２に移動させる。直進フィーダＦ２は、円筒フィーダＦ１の排出口から取り出された棒状ワークＣを振動させながら送り出すもので、円筒フィーダＦ１の排出口と連続された直線状の溝３が形成されており（図１）、この溝３から無振動中継台５の搬送溝５ｃへと棒状ワークＣを送り出す。

無振動中継台５は、直進フィーダＦ２と第１の回転インデクサＩＤ１との間に位置して直進フィーダＦ２から整列搬送される棒状ワークＣを第１の回転インデクサＩＤ１のローラ側吸引孔７ａに搬送する中継台である。無振動中継台５の上面に、棒状ワークＣを搬送するＶ溝が形成されている。この無振動中継台５の先端５ｄは、第１の回転インデクサＩＤ１のほぼ時計の１時を示す位置に向けられている。

第１の回転インデクサＩＤ１と第２の回転インデクサＩＤ２は、多数の棒状ワークＣをその外周で回転搬送させるもので、第２の回転インデクサＩＤ２は、第１の回転インデクサＩＤ１の下方側において約４０度位置をずらして配されている。このように第１の回転インデクサＩＤ１の真下ではなく、所定の角度（本実施の形態では約４０度）位置をずらすことにより、撮像手段Ｓ４，Ｓ５,Ｓ６を第１の回転インデクサＩＤ１の下方側に配置させることができることと、回転搬送距離を短くすることと（斜めのＳ字状の軌跡を描き、回転搬送距離が短くなる）、後述する所定長の吸引用スリットｒ１,ｒ２の長さをできるだけ短くして吸引するためである。

第１の回転インデクサＩＤ１と第２の回転インデクサＩＤ２は、縦型配置による連続回転方式により回転する。第１の回転インデクサＩＤ１は、その中心に配される回転軸Ｊ１により時計の針の回転方向とは逆向きに回転する。第２の回転インデクサＩＤ２は、その中心に配される回転軸Ｊ２により時計の針の回転方向と同じ向きに回転する。そして、第１と第２の回転インデクサＩＤ１,ＩＤ２は、ギヤ機構ＫＫを介して一つの駆動手段ＭＭからの駆動力を得て同期駆動する（図１）。ギヤ機構（歯車機構）Ｇ１ａ,Ｇ１ｂ,Ｇ２ａ,Ｇ２ｂは、図１と図３に示すように、第１と第２の回転インデクサＩＤ１，ＩＤ２の回転軸Ｊ１，Ｊ２が各々上方に配されるギヤＧ１ａと下方に配されるギヤＧ１ｂと連結され、下方のギヤＧ１ｂは、駆動手段ＭＭの駆動軸Ｍａと連結されている。下方のギヤＧ１ｂは、上方のギヤＧ１ａと各々の外周の歯車を歯合させて回転を伝達させて、又、この下方のギヤＧ１ｂの回転は、下方の第２の回転インデクサＩＤ２に伝達させるために中継するギヤＧ２ｂと連結され、伝達されている。中継するギヤＧ２ｂの上方には、これと対応する上方側の中継するギヤＧ２ａが配されている。したがって、上下に位置する第１の回転インデクサＩＤ１と第２の回転インデクサＩＤ２とは、互いに逆向きの回転による同期駆動する構造になっている。ここで、本実施の形態では、第１の回転インデクサＩＤ１と第２の回転インデクサＩＤ２は、同じ大きさの円盤状を呈し、周速が同じであるが、これに限られるものではない。ただし、同じ大きさの円盤状を呈し、同期駆動させると、第１の回転インデクサＩＤ１での棒状ワークＣの間隔は、第２の回転インデクサＩＤ２でもその間隔（ピッチ）を同じくして引き継がれる。なお、同期駆動の方式としては、本実施の形態のように、駆動手段を同じ一つの駆動手段ＭＭとする方式もあれば、別々の駆動手段としても良い。

第１の回転インデクサＩＤ１と第２の回転インデクサＩＤ２は、回転軸Ｊ１，Ｊ２の延長線上に取り付けられるサクションリングＳｒａ，Ｓｒｂと、サクションリングＳｒａ，Ｓｒｂの外周に取り付けられる外周溝ローラＶａ,Ｖｂとから構成されている。外周溝ローラＶａ,Ｖｂは、サクションリングＳｒａ,Ｓｒｂよりも全体形状が一回り大きく、サクションリングＳｒａ，Ｓｒｂと重ね合わせられる。外周溝ローラＶａ,Ｖｂには、その外周全域に亘って外周溝ｖ１,ｖ２が形成されている。この外周溝ｖ１,ｖ２は、無振動中継台５の搬送溝５ｃに対応させたＶ字状のもので、この外周溝ｖ１,ｖ２の底部とローラ側吸引孔７,８と連結され、このローラ側吸引孔７,８は、サクションリングＳｒａ，Ｓｒｂの吸引用スリットｒ１,ｒ２と連結されている。そして、外周溝ｖ１,ｖ２の左右の上方端側は、斜めにカットされた傾斜面Ｖｋが形成されている。金属製の棒状ワークＣが半分以上外周溝ｕ１,ｕ２に隠れるとすると、撮像できない部分（図中の０度と１８０度付近）が生じるために、そのような部分の撮像も可能にするために上記傾斜面Ｖｋが形成され、これにより少なくとも１８０度以上の外周表面の撮像が可能になっている。ローラ側吸引孔７,８は、等間隔、つまり所定角度間隔をおいて多数設けられ、所定長の吸引用スリットｒ１,ｒ２と連結され、図示しない吸引手段である真空ポンプを介して接続されている。吸引用スリットｒ１,ｒ２は、サクションリングＳｒａ，Ｓｒｂの外周溝ローラＶａ,Ｖｂとの重ね合わせ面において所定長の円弧状に形成されている。吸引用スリットｒ１,ｒ２は、ローラ側吸引孔７,８と連結されるとともに、連結部Ｑを介して吸引手段である真空ポンプ（図示せず）と連結されている。

第１の回転インデクサＩＤ１のサクションリングＳｒａの吸引用スリットｒ１は、ほぼ半周上に設けられている。すなわち、ほぼ時計の１時の方向から左回転に７時の方向の半周上に設けられている。第２の回転インデクサＩＤ２のサクションリングＳｒｂの吸引用スリットｒ２は、半周上よりもやや長く、ほぼ時計の１時の位置から８時の位置までの範囲として設けられ、送風通路Ａ１〜Ａ４が配される位置にまで及んでいる。したがって、第１と第２の回転インデクサＩＤ１，ＩＤ２に多数のローラ側吸引孔７,８が形成されているが、上記所定長の円弧状の吸引用スリットｒ１,ｒ２の範囲にあるローラ側吸引孔７a,８ａでなければ、棒状ワークＣを吸引保持できない。そして、棒状ワークＣは、上記所定長の吸引用スリットｒ１,ｒ２の位置から外れる位置にある第１の回転インデクサＩＤ１から第２の回転インデクサＩＤの時計の１時の位置でその外周溝ｖ２とその位置のローラ側吸引孔８（８ａ）に受け渡され、時計の８時の位置まで搬送される。なお、図３と図５と図６中において、上記所定長の吸引用スリットｒ１,ｒ２の吸引力が働く位置のローラ側吸引孔７,８を符号７ａ,８ａで示し、上記所定長の吸引用スリットｒ１,ｒ２の位置から外れる位置のものを符号７ｂ,８ｂで示している。

撮像手段Ｓ１・・・Ｓ６は、第１の回転インデクサＩＤ１による搬送途中で撮影する撮像手段Ｓ１〜Ｓ３と、第２の回転インデクサＩＤ２の搬送途中で撮影する撮像手段Ｓ４〜Ｓ６とが配置されている。撮像手段Ｓ１・・・Ｓ６は、円弧型の照明手段Ｒｅによる照明を棒状ワークＣに照射しながら撮像する。撮像手段Ｓ１〜Ｓ６は、図６に示すように、固定ブラケットＢＫ２の先端側に、プリズム、ＬＥＤ等のスポット型の照明装置Ｓａが配され、固定ブラケットＢＫ２の後方側に高感度カメラ（ＣＣＤカメラ）Ｓｃが配された照明装置付きもので、図示しない光センサ（トリガーセンサ）が、棒状ワークＣが所定の位置を通過したことを検知して、その信号を制御手段Ｐａに送り、撮像動作が行われる。照明装置Ｓａは、光源Ｓｄと光ファイバーＳｂと連結され、光ファイバーＳｂが連結される固定ガイドＢＫ１と固定ブラケットＢＫ２の間には、鏡筒（拡大レンズ等）Ｓｇが配されている。

撮像手段Ｓ１〜Ｓ３は、第１の回転インデクサＩＤ１の搬送途中の棒状ワークＣが外周溝から露出した部分（表側の１８０度の面）Ｃａを撮像するもので、上記円弧型の照明手段Ｒｅとは位置をずらした位置で棒状ワークＣの外周円上に複数配設されている（図７、図９）。本実施の形態では、上記撮像手段Ｓ１〜Ｓ３は、円弧型の照明手段Ｒｅと位置をずらした斜め上方から撮像する配置であり、上記撮像手段Ｓ１〜Ｓ３は各々６０度の間隔で棒状ワークＣの外周円上に配されている。一方、撮像手段Ｓ４〜Ｓ６は、第２の回転インデクサＩＤ２の搬送途中の棒状ワークＣが外周溝ｖ１から露出した部分（裏側の１８０度の面）Ｃｂを撮像するもので、上記円弧型の照明手段Ｒｅとは位置をずらした位置で棒状ワークＣの外周円上に複数配設されている。本実施の形態では、上記撮像手段Ｓ４〜Ｓ６は、円弧型の照明手段Ｒｅと位置をずらした斜め上方から撮像する配置であり、上記撮像手段Ｓ４〜Ｓ６は各々６０度の間隔で棒状ワークＣの外周円上に配されている。すなわち、上記撮像手段Ｓ１〜Ｓ６は、棒状ワークＣの軸に向かうように配置されている。なお、棒状ワークＣの前後両端面は撮像されないが、棒状ワークＣの前後端面を撮像する場合は、上記スポット型の照明装置Ｓａとともに上記撮像手段Ｓ１〜Ｓ６をその方向に向けて配置すれば良い。

円弧型の照明手段Ｒｅは、光源としてのＬＥＤ照明ａ２が等間隔で円弧状に配されたもので、その円弧の中心軸方向は、棒状ワークＣの軸中心と一致するように配置されている（図９〜図１２）。円弧型の照明手段Ｒｅでは、少なくとも１８０度の円弧形状を呈する必要があり、本実施の形態では２００度〜２４０度に設けられている。仮に１８０度までの範囲に止めると、図９（ａ）中の０度あたりからこれよりも前の部分θ１と、１８０を越えた部分θ２に対して光源ａ２からの光が十分に照射されないことを考慮したものである。図１０に示す例では、撮像手段Ｓ１１〜Ｓ１７が各々３０度の間隔で棒状ワークＣの外周円上に配され、第１の回転インデクサＩＤ１の搬送途中の棒状ワークＣが外周溝ｖ１から露出した部分（表側の１８０度の面）Ｃａを撮像し、一方、撮像手段Ｓ１８〜Ｓ２４が第２の回転インデクサＩＤ２の搬送途中の棒状ワークＣが外周溝ｖ２から露出した部分（裏側の１８０度の残りの面）Ｃｂを撮像する。図１０に示す例では、撮像手段Ｓ１１とＳＳ１７の位置と撮像手段Ｓ１８とＳ２４の位置が重複するが、棒状ワークＣの０度付近と１８０度付近は影を生じさせることなく撮像することが難しいために、上記の二重の撮像手段（Ｓ１１、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ２４）で二重に撮像することとしている。

円弧型の照明手段Ｒｅは、固定板ａ１の一方側の面（ＬＥＤ素子ａ２の発光表面側）に、拡散板（拡大板）ａ３を介してルーバーフィルムａｆが貼着されている。ルーバーフィルムａｆは、図１３に示すように、黒色不透明の複数のルーバーａｂが平行に配置され、このルーバーａｂ相互間を透明板ａｃがこれを区切るように配されている。本実施の形態の固定板ａ１は、図１２に示すように、円弧状に屈曲可能なものであり、上記ルーバーａｂは、円弧の中心軸方向、つまり搬送される棒状ワークＣの軸中心Ｃａに向かって配置される。なお、もともと円弧状の固定板ａ１にＬＥＤ照明ａ２が等間隔で配されたものを使用して、これにルーバーフィルムａｆを貼着させることも可能である。この場合は、ルーバーａｂを棒状ワークＣの軸中心に向かって配置させることが難しいが、上記方法によれば棒状ワークＣの軸中心Ｃａに対する角度も容易に得られるとともに、軸中心Ｃａに合わせることで種々の棒状ワークＣの大きさにも一つで対応可能である。固定板ａ１の左右端部には、連結板ａ７が取り付けられ、基台の所定箇所と連結されるようになっている（図７）。したがって、光源から照射した光は、固定板ａ１の一方側の面に拡散板ａ３を介して貼着させたルーバーフィルムａｆを通過して棒状ワークＣを照射することとなるので（撮像に必要な軸中心Ｃａに向かう光のみが通過する）、複数の光源ａ２からの光が棒状ワークＣに乱反射して撮像状態を悪くする事態（ハレーションを起こす。：白光する。：光暈）を防止する。

各表示手段Ｈ１〜Ｈ４は、撮像手段Ｓ１〜Ｓ６による撮像結果と、良品、不良品等の結果を表示するものであり、円弧型の照明手段Ｒｅを介して撮像される撮像手段Ｓ１〜Ｓ６が取り込んだ画像を表示する領域Ｈ１，Ｈ３と、スポット型の照明手段Ｓａを介して撮像される撮像手段Ｓ１〜Ｓ６が取り込んだ画像を表示する領域Ｈ２，Ｈ４とが設けられている（図９、図１４）。領域Ｈ１とＨ２が第１の回転インデクサＩＤ１によるものであり、領域Ｈ３とＨ４が第２の回転インデクサＩＤ２によるものである。撮像手段Ｓ１〜Ｓ６は、円弧型の照明手段Ｒｅを介した撮像とスポット型の照明手段Ｓａを介した撮像とをタイミングをずらして行うことで、表示手段Ｈにこれら両方の撮像結果を領域Ｈ１〜Ｈ４に同時に表示する。これにより、同一箇所に上記縦疵と横疵があったとしても、これを見逃すことがなくなる。これらの制御は、上記制御手段Ｐａで行われる。そして、上記表示手段Ｈ１〜Ｈ４で、上記円弧型の照明手段Ｒｅで照射しながら撮像手段Ｓ１〜Ｓ６で撮像した画像と、スポット型の照明手段Ｓａで照射しながら撮像手段Ｓ１〜Ｓ６で撮像した画像とを同時に表示し、これにより疵の程度を数値化してこれを制御手段Ｐａに入力して、運転時には搬送される棒状ワークＣの良否判定に使用されることが好ましい。すなわち、まず、最初の設定は、上記横疵と縦疵との疵の程度をともに表示手段Ｈ１〜Ｈ４に映し出す。この画像をオペレータが目視で判断して、これを数値化して制御手段Ｐａに入力する。詳しくは、画像を数ブロックに分割し、各ブロック毎に疵の程度を目視判断で数値化し、ある程度以下ならば良品であり、ある数値を超えると不良品とする値を決定する。このブロック毎の値を制御手段Ｐａに入力すると、制御手段Ｐａ内の良否判断プログラムに取り入れられる。そのため、運転時には、各ワークの横疵と縦疵が撮像されて数値化され、瞬時に制御手段Ｐａにより良否判断が行われる。そして、良品と不良品に選別される。また、表示手段Ｈの下方には、検査結果が良品であるか、不良品であるか、再検査品であるか、検査不可能品であるかの検査結果も表示されるようになっている。なお、図示しないが、良品サンプルを映し出す領域も設けられ、良品サンプルとの比較も可能になっている。

上記撮像手段Ｓ１〜Ｓ６や照明手段Ｒｅ，Ｓａは、制御手段Ｐａとしてのコンピュータと連結され、照明手段Ｒｅ，Ｓａは、制御手段Ｐａからの指令を受けて、照明手段Ｒｅ，Ｓａの照明をＯＮ、ＯＦＦする（図９）。そして、制御手段Ｐａにより、撮像手段Ｓ１〜Ｓ６が上記円弧型の照明手段Ｒｅとスポット型の照明手段Ｓａとを切り替えることにより、同じ撮像手段Ｓ１〜Ｓ６で異なる照明手段Ｒｅ，Ｓａを介して撮像する。これにより、撮像手段Ｓ１〜Ｓ６の数を減少させることができるとともに、同じ撮像条件での検査が可能になる。

第２の回転インデクサＩＤ２の下方側には、上記ローラ側吸引孔８ａから棒状ワークＣを取り出すための送風通路Ａ１〜Ａ４が設けられ、これら送風通路Ａ１〜Ａ４は、連結部Ｐを介して送風手段（図示せず）と連結されている（図１〜図３）。６時の位置から８時の位置にかけての第２の回転インデクサＩＤの外周位置には、排出側ブラケット２１が取り付けられている。排出側ブラケット２１には、外周溝ｖ２から取り出して選別ボックス（図示せず）に連結される複数の排出口２８が設けられるとともに、排出されたことを検知するとともに個数をカウントする光センサ２７が取り付けられている（図３）。本実施の形態では、良品と、再検査品と検査不可能品との選別と、これらいずれでもないものが最終的にすべて排出されるようになっている。このように選別排出された棒状ワークＣは、各々の選別ボックス（図示せず）に排出口２８を介して収納される。排出側では、吸引手段による吸引よりも送風通路Ａ１〜Ａ４によってエアーを強く送風し、外周溝ｖ２のローラ側吸引孔８（８ａ）から棒状ワークＣを離脱させる。

次に、本実施の形態の外観検査装置１を実際に使用して棒状ワークＣの外観検査する場合の動作について説明する。

円筒フィーダＦ１内の金属製の棒状ワークＣは、直進フィーダＦ２に向けて振動されながら送られ、直進フィーダＦ２はその棒状ワークＣを受け取り直進方向、つまり無振動中継台５の搬送溝５ｃに向けて搬送される（図１、図４）。このとき、棒状ワークＣは、直進フィーダＦ２の棒状ワークＣの群に押されて振動されながら搬送されてくるが、無振動中継台５の位置に至ると、無振動中継台５の搬送溝５ｃに沿って棒状ワークＣが搬送される。無振動中継台５では、棒状ワークＣは、間隔をおいて搬送されたり、繋がり合うように連結して搬送されたりする。しかし、本実施の形態では、無振動中継台５を搬送される速度よりも第１の回転インデクサＩＤ１の速度が速く設定されて、棒状ワークＣが連続して搬送されてきても、一つずつ切り離される。また、搬送溝５ｃの先端５ｄは、第１の回転インデクサＩＤ１のほぼ１時の位置（最上方位置よりもやや低い位置）の外周溝ｖ１に向けられているので、Ｖ字状の溝を有する搬送溝５ｃに対応する外周溝ｖ１に収納されるとき、一旦持ち上げられるようになって、順次外周溝ｖ１に収納される。ほぼ時計の１時の位置のローラ側吸引孔７（７ａ）は、吸引用スリットｒ１が形成される範囲にあり、外周溝ｖ１に収納されるとき、上記ローラ側吸引孔７（７ａ）により吸引される。

このようにほぼ時計の１時の位置でローラ側吸引孔７ａに吸引された棒状ワークＣは、第１の回転インデクサＩＤ１の外周溝ｖ１に沿って搬送されて、その搬送過程で撮像手段Ｓ１〜Ｓ３によりその外周面が撮像される。本実施の形態では、所定間隔（６０度間隔）の撮像手段Ｓ１〜Ｓ３により棒状ワークＣの外周表面の外周溝ｖ１から露出した部分Ｃａが撮像される（図９（ａ））。すなわち、まず円弧型の照明手段Ｒｅによる照明により棒状ワークＣの外周溝ｖ１から露出した外周表面Ｃａが撮像され、次にタイミングをずらして、スポット型の照明手段Ｓａにより棒状ワークＣの外周溝ｖ１から露出した同じ外周表面Ｃａが撮像される。これらの撮像が行われると、その結果が表示手段Ｈに二段の領域Ｈ１，Ｈ２に各々映し出され、制御手段Ｐａにより良否判定が行われる。

撮像手段Ｓ１〜Ｓ３により撮像された後は、第１の回転インデクサＩＤ１の時計の７時の位置で第２の回転インデクサＩＤ２のローラ側吸引孔８（８ａ）に受け渡される。第１の回転インデクサＩＤ１の時計の７時の位置、すなわち、第２の回転インデクサＩＤ１の時計のほぼ１時の位置では、第１の回転インデクサＩＤ１の所定長の吸引スリットｒ１の位置から外れ、他方、第２の回転インデクサＩＤ２の所定長の吸引用スリットｒ２の位置にあるローラ側吸引孔８（８ａ）に受け渡される（図５）。第１と第２の回転インデクサＩＤ１,ＩＤ２とは同期駆動しているので、棒状ワークＣの受け渡しも確実に行われる。

第２の回転インデクサＩＤ２の回転により、棒状ワークＣが搬送されると、時計の３時の位置で棒状ワークＣの残りの他方側表面（第１の回転インデクサＩＤ１では外周溝ｖ１に隠れた部分）Ｃｂが撮像手段Ｓ４〜Ｓ６により撮像される（図９（ｂ））。本実施の形態では、６０度間隔の撮像手段Ｓ４〜Ｓ６により、まず円弧型の照明手段Ｒｅによる照明により棒状ワークＣの外周溝ｖ２から露出した外周表面（残りの部分）Ｃｂが撮像され、次にタイミングをずらして、スポット型の照明手段Ｓａにより棒状ワークＣの外周溝ｖ２から露出した外周表面Ｃｂが撮像される。この残りの外周Ｃｂの撮像が行われると、その結果が表示手段Ｈに二段の領域Ｈ３，Ｈ４に各々映し出される。その結果、棒状ワークＣのほぼ全周ＣａとＣｂが撮像されると、その撮像結果は、制御部Ｐａで蓄積データと照合されて、良品であるか、不良品であるか、更には再検査品であるか検査不可能品であるか等の選別が行われる。

撮像手段Ｓ１〜Ｓ６による撮像が終了して上記選別が行われ、時計の６時から８時の位置にある排出側に回転搬送されると、上記外観検査結果に基づき、この排出側では、吸引手段による吸引よりも送風通路Ａ１〜Ａ４によるエアーを強く送りローラ側吸引孔８ａから棒状ワークＣを離脱させ、排出口２８を介して選別ボックス（図示せず）に収納される。このように、棒状ワークＣは、無振動中継台５の先端側から斜めのＳ字曲線を描くように回転搬送されながら撮像されて、排出口２８を介して選別ボックス（図示せず）に収納される。

ここで、本実施の形態としては、図８に示すように、上記各実施の形態の第１と第２の回転インデクサＩＤ１,ＩＤ２の外周溝ｕ１,ｕ２は、棒状ワークＣの下面側の形状に対応させて断面Ｕ字状に形成したものとしても良い。そして、断面Ｕ字状の左右の上方端側は、斜めにカットされた傾斜面Ｕｋが形成されている。金属製の棒状ワークＣが半分以上外周溝ｕ１,ｕ２に隠れるとすると、撮像できない部分（図中の０度と１８０度付近）が生じるために、そのような部分の撮像も可能にするために上記傾斜面Ｕｋが形成されている。

また、本実施の形態としては、図１０と図１１に示すように、撮像手段Ｓ１１〜Ｓ２４が配置され、３０度の間隔で配置された光沢のある棒状ワークの外観検査装置１とすることができる。すなわち、本実施の形態の撮像手段Ｓ１１〜Ｓ２４のうちの二つの撮像手段Ｓ１１とＳ１８、Ｓ１７とＳ２４は、上記外周溝ｖ１,ｖ２の左右の上方端部を０度とすると、０度と１８０度の位置に重複して配されている。なお、外周溝ｖ１,ｖ２は、Ｖ字状のほか、Ｕ字状等であっても良く、上記円弧状の照明手段Ｒｅは、１８０度以上の円弧として形成して、上記棒状ワークＣの０度と１８０度の位置の撮像が良好に行えるようになっている。

（実施例１）
直径０．５ｍｍで長さが３ｍｍの金めっき鋼線である棒状ワークＣに縦疵（棒状ワークの軸方向と直交する方向の疵）を付けて、上記撮像手段Ｓ１〜Ｓ６が６０度間隔で配された第１の実施の形態の外観検査装置１により検査した。そして、上記０度と１８０度の位置にある上記縦疵を問題として、これが明瞭に外観検査できるか観察した。

（実施例２）
直径０．５ｍｍで長さが３ｍｍの金めっき鋼線である棒状ワークＣに縦疵を付けて、上記撮像手段Ｓ１１〜Ｓ２４が３０度間隔で配された外観検査装置１により検査した。そして、上記０度と１８０度の位置にある上記縦疵を問題として、これが明瞭に外観検査できるか観察した。

（比較例１）
直径０．５ｍｍで長さが３ｍｍの金めっき鋼線である棒状ワークＣに縦疵を付けて、上記撮像手段が６０度間隔で配され、複数の光源が配された円弧型の照明手段は１８０度の半径のもので外観検査を行った。そして、上記０度と１８０度の位置にある上記縦疵を問題として、これが明瞭に外観検査できるか観察した。

（比較例２）
直径０．５ｍｍで長さが３ｍｍの金めっき鋼線である棒状ワークＣに縦疵を付けて、上記撮像手段が３０度間隔で配され、複数の光源が配された円弧型の照明手段は１８０度の半径のもので外観検査を行った。表示手段による表示方法は実施例１と同じである。そして、上記０度と１８０度の位置にある上記縦疵を問題として、これが明瞭に外観検査できるか観察した。

（比較例３）
上記実施例１において、ルーバーフィルムＡｆを配さない点のみ異なるものを比較例３とした。

以上の結果、上記０度又は１８０度付近の位置の縦疵を観察できた数が最も多かったのは、実施例２であり、その次ぎに実施例１が続いた。ここで、実施例２では、第１の回転ディスクＩＤ１での０度と１８０度の位置の撮像手段Ｓ１１とＳ１７では発見出来なかった縦疵が第２の回転ディスクＩＤ２での０度と１８０度の位置の撮像手段Ｓ１８とＳ２４では発見できる場合があった。実施例１の次ぎに続いたものは、比較例３であった。比較例１と２では、上記０度又は１８０度の位置の縦疵を観察できた数はほとんどなかった。

以上、本実施の形態では、金属製の細線であるワイヤボンディングに使用される棒状ワークＣを例に説明したが、円筒形状の棒状ワークであれば、これよりも大きな例えばシリンダーシャフトやモータシャフト等の筒状の外観検査も可能である。

本発明の第１の実施の形態の光沢のある棒状ワークの外観検査装置の主要機構を示す斜視図である。 上記第１の実施の形態の第１と第２の回転インデクサの正面側から見た断面図である。 上記第１の実施の形態の第１と第２の回転インデクサの側面側から見た断面図である。 上記第１の実施の形態の第１の回転インデクサを正面側から見た一部拡大断面図である。 上記第１の実施の形態の第１と第２の回転インデクサの正面側から見た側面図である。 上記第１の実施の形態の照明装置付きの撮像手段を説明する図である。 上記第１の実施の形態の撮像装置と円弧型の照明手段の例を示す斜視図である。 上記第１の実施の形態の撮像装置と円弧型の照明手段の例を示す斜視図である。 上記第１の実施の形態の撮像装置の配置例を示す正面図である。 上記実施の形態の撮像装置の配置例を示す正面図である。 上記第１の実施の形態の撮像装置と円弧型の照明手段の例を示す断面図である。 上記第１の実施の形態の円弧型の照明手段を示す断面図である。 上記第１の実施の形態のルーバーフィルムを説明する断面図である。 上記第１の実施の形態の表示装置の表示例を示す説明図である。

１ 光沢のある棒状ワークの外観検査装置、
Ｃ 棒状ワーク、
Ｃａ 棒状ワークの外周溝から露出した部分、
Ｃｂ 棒状ワークの外周溝から露出した部分、
ＩＤ１ 第１の回転インデクサ、
ＩＤ２ 第２の回転インデクサ、
Ｓ１〜Ｓ６，Ｓ１１〜Ｓ２４ 撮像手段、
Ｈ 表示手段、Ｈ１〜Ｈ４ 表示する領域、
ａ１ 固定板、ａ２ 光源（ＬＥＤ照明）、ａ３ 拡散板、
ａｆ ルーバーフィルム、ａｂ ルーバー、ａｃ 透明板、
Ｐａ 制御手段、
Ｒｅ 円弧型の照明手段、Ｓａ スポット型の照明手段、
Ｖｂ 外周溝ローラ、
ｖ１，ｖ２，ｕ１，ｕ２ 外周溝、Ｖｋ，Ｕｋ 傾斜面、
７，８ ローラ側吸引孔、Ｓｒａ，Ｓｒｂ サクションリング、
ｒ１，ｒ２ 吸引用スリット、
Ａ１〜Ａ４ 送風通路、

Claims (6)

1. 光沢のある棒状ワークを回転搬送する回転インデクサと、当該回転インデクサによる搬送過程において前記棒状ワークに照明を照射する照明手段と、当該回転インデクサによる搬送過程において前記棒状ワークを撮影する撮像手段とを備えた外観検査装置を用いて、前記照明手段を介して前記撮像手段により撮像して、前記棒状ワークの外観検査を行う光沢のある棒状ワークの外観検査方法において、
   前記照明手段を前記棒状ワークの露出表面を囲むように複数の光源が配される円弧型の照明手段とするとともに、前記円弧型の照明手段の内側に、前記円弧型の照明手段の光源の光をその進行方向を所定の出射角度範囲に制御するルーバーフィルムを配して、前記円弧型の照明手段による照明を介して前記回転インデクサの外周溝に収納された前記棒状ワークの外周表面を前記撮像手段により撮像することを特徴とする光沢のある棒状ワークの外観検査方法。
2. 前記円弧型の照明手段は、固定板にＬＥＤ素子が搭載されたものであり、当該ＬＥＤ素子の発光表面側に前記ルーバーフィルムが貼着されており、これを円弧状に屈曲させて使用することを特徴とする請求項１記載の光沢のある棒状ワークの外観検査方法。
3. 前記外観検査装置が、前記回転インデクサとして、供給された前記棒状ワークを回転搬送する第１の回転インデクサと、当該第１の回転インデクサから引き継いで回転搬送する第２の回転インデクサとを備えたものであり、前記第１の回転インデクサの外周に形成された外周溝に前記棒状ワークの外周表面の少なくとも半分を露出させる状態で収納し、前記第２の回転インデクサの外周に形成された外周溝に前記棒状ワークの少なくとも残りの外周表面を露出させる状態で収納することを特徴とする請求項１または２記載の光沢のある棒状ワークの外観検査方法。
4. 光沢のある棒状ワークを回転搬送する回転インデクサと、当該回転インデクサによる搬送過程において前記棒状ワークに照明を照射する照明手段と、当該回転インデクサによる搬送過程において前記棒状ワークを撮影する撮像手段とを備え、
   前記照明手段が前記棒状ワークの露出表面を囲むように複数の光源が配される円弧型の照明手段として配されているとともに、前記円弧型の照明手段の内側には、前記円弧型の照明手段の光源の光をその進行方向を所定の出射角度範囲に制御するルーバーフィルムが配されており、前記円弧型の照明手段による照明を介して前記回転インデクサの外周溝に収納された前記棒状ワークの外周表面が前記撮像手段により撮像されることを特徴とする光沢のある棒状ワークの外観検査装置。
5. 前記円弧型の照明手段は、固定板にＬＥＤ素子が搭載されたものであり、当該ＬＥＤ素子の発光表面側に前記ルーバーフィルムが貼着されており、これを円弧状に屈曲させて使用するものであることを特徴とする請求項４記載の光沢のある棒状ワークの外観検査装置。
6. 前記回転インデクサとして、供給された前記棒状ワークを回転搬送する第１の回転インデクサと、当該第１の回転インデクサから引き継いで回転搬送する第２の回転インデクサとが備わっており、前記第１の回転インデクサの外周に形成された外周溝に前記棒状ワークの外周表面の少なくとも半分を露出させる状態で収納し、前記第２の回転インデクサの外周に形成された外周溝に前記棒状ワークの少なくとも残りの外周表面を露出させる状態で収納する構成であることを特徴とする請求項４または５記載の光沢のある棒状ワークの外観検査装置。

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