JP6668900B2 - ワークの外観検査装置と外観検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、各種の機械部品或いは電子部品などのワークの外観を検査する装置と、外観検査方法に関するものである。

コンベアなどの搬送装置によって移動するワークにレーザ光を照射して、その反射光をカメラで撮影することにより、ワークの外観を検査する検査装置が従来から知られる。

従来の検査装置が移動するワークの外観を複数のカメラで撮影し、それらの映像を合成することによってワークの全体形状を把握し、あらかじめ記憶される。基準の形状と比較することによって、ワークが不良品か否かを判定している。

例えば特許文献１から３に記載の発明は、ベルトコンベア上に供給されたワークの全体形状を撮影して基準の形状と比較している。しかしながら、ベルトコンベアのようにワークの位置決めが不可能な搬送装置においては、撮影された映像が検査するワークごとに異なることから、カメラから得られたワーク全体の画像データを基準の形状の画像データと比較できるように座標変換を行う必要がある。また、複数のカメラの映像データを合成してワーク全体の形状を作成しないと、基準形状と比較することができないため、映像データの合成に要する時間も必要である。

さらに、ワークの全周囲の形状を検査する場合は、搬送の途中でワークを反転させる必要がある。しかし、ベルトコンベアのようにワークの位置決めが正確に行えない装置では、ワークの位置に合わせて反転装置を移動させる必要があり、反転装置の構成が複雑化したり、反転操作に時間がかかる。

特開２００５−１４８０１０号公報 特開平１０−１９７２３１号公報 特開平６−２６８４３号公報

このような問題点を解決するために、ワークを搬送装置の定位置に設けられたホルダによって支持しながら撮影して検査を行うことも考えられる。しかし、そのような従来技術においては、ホルダが撮影の邪魔になって正確な画像データが得られない。また、ホルダを避けてワークを反転させねばならず、反転装置の構成が複雑になったり、反転作業に時間がかかる。特に、ワークの一辺が他辺に比べて長い部材である場合には、ワークの長さが邪魔になって、装置内の狭いスペースで迅速にワークを反転することが難しい。

特に、従来技術は、１つの搬送装置によってワークを移動しながら表裏の画像データの撮影や、ワークの反転作業を行うため、１つのワークの検査が終わらないと次のワークの検査を行うことができない。その結果、従来技術においては、ワークの外観検査に長時間を有する問題があった。

本発明は上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。本発明の目的は、短時間に表裏両面の外観検査を実施できるワークの外観検査装置と外観検査方法を提供することにある。

本発明は、ワークを直線状に搬送し、前記ワークの外観をカメラによって撮像し、ワークの外観を検査するワークの外観検査装置において、次のような構成を有する。
（１）直線状に移動する前記ワークの移動方向に沿って配置された第１の検査用搬送部と、前記ワークの表側を撮像する表側撮影部と、前記ワークを表裏反転させる反転部と、前記ワークの裏側を撮像する裏側撮影部と、第２の検査用搬送部とを備える。
（２）前記第１の検査用搬送部は、表側搬送テーブルと、前記表側搬送デーブルを前記ワークの供給位置から前記表側撮影部を経由して前記反転部まで移動させる移動機構部と、前記ワークを前記表側搬送テーブル上の所定の位置に保持するホルダを備える。
（３）前記表側撮影部は、前記ホルダに固定された前記ワークの移動経路の上方に前記移動経路を挟んで左右に、それぞれ前記移動方向一方側と他方側に配置された複数組のレーザ照射装置とカメラを備える。
（４）前記反転部は、前記ホルダの下方から上方に向けて昇降する押上部材と、前記押上部材の昇降機構と、前記押上部材によって押し上げられたワークを支持する把持機構と、前記把持機構を１８０°反転させる回動機構とを備える。
（５）前記裏側撮影部は、前記ホルダに固定された前記ワークの移動経路の上方に前記移動経路を挟んで左右に、それぞれ前記移動方向一方側と他方側に配置された複数組のレーザ照射装置とカメラを備える。
（６）前記第２の検査用搬送部は、裏側搬送テーブルと、前記裏側搬送テーブルを前記反転部から前記裏側撮影部を経由して前記ワークの排出位置まで移動させる移動機構部と、前記ワークを裏側搬送テーブル上の所定の位置に保持するホルダを備える。
（７）前記表側撮影部と前記裏側撮像部は、各カメラで撮像された映像情報を用いて、前記ワークの形状の外観良否判定を行う良否判定処理部を備える。

本発明の外観検査装置において、以下の構成とすると良い。
（１）前記回動機構は，前記把持機構をワークの移動方向を軸として１８０°反転させる。
（２）前記移動経路を挟んで左右に、それぞれ前記移動方向一方側と他方側に配置されたレーザ照射装置とカメラは、ワークの移動経路上に交点を有する四角形の対角線上に設けられる。
（３）ワークは、その移動方向に沿って伸びる長尺部材であって、固定されたレーザ照射装置及びカメラが、長尺部材の前面と上面と側面或いは上面と側面と背面の３つの面の少なくとも２面を同時に撮影する角度に配置される。
（４）前記表側搬送テーブルと裏側搬送テーブルに設けられたホルダは、ワークの一端側と他端側を保持し、前記押上部材は前記ワークの中央部を押し上げて前記ワークを前記ホルダ上から持ち上げ、前記把持機構は、前記押上部材が持ち上げたワークの一端側と他端側を保持して、ワークを反転させる。
（５）前記反転部は、互いの間隔が変化する第１の支持部と第２の支持部を備え、第１の支持部には駆動源によって１８０°回転する駆動側の把持部が設けられ、第２の支持部には自由回転する従動側の把持部が設けられ、駆動側の把持部と従動側の把持部によってワークが保持された状態において、駆動側の把持部の回転に伴ってと従動側の把持部が回転する。
（６）前記良否判定処理部が，前記表側撮像部と前記裏側撮像部とにそれぞれ設けられている。

本発明のワークの外観検査方法は、次のような構成を有する。
（１）記請求項１から請求項７のいずれかに記載の外観検査装置を用いたワークの外観検査方法である。
（２）前記表側搬送テーブルと裏側搬送テーブルは交互に反転部の位置に停止する。
（３）前記第１の検査用搬送部と第２の検査用搬送部は、それぞれが搬送するワークの撮影、移動、供給または排出、持ち上げまたは受け取りを、前記第１の検査用搬送部と第２の検査用搬送部によって搬送されるワークが干渉しない状態において、同時並行的に行う。

本発明によれば、短時間に表裏両面の外観検査を実施できるワークの外観検査装置と外観検査方法を提供することができる。

図１は、実施形態の外観検査装置を手前側から見た斜視図である。 図２は、実施形態の外観検査装置を奥側から見た斜視図である。 図３は、表側搬送テーブルを手前側から見た斜視図である。 図４は、表側搬送テーブルを奥側から見た斜視図である。 図５は、表側撮影部を手前側から見た斜視図である。 図６は、アームに固定されたレーザ照射装置とカメラを示す下方から見た斜視図である。 図７は、表側撮影部、反転部及び裏側撮影部の側面図である。 図８は、表側撮影部、反転部及び表側撮影部の平面図である。 図９は、反転部の把持機構を奥側から見た斜視図である。 図１０は、駆動側の把持部を手前側から見た斜視図である。 図１１は、反転部を手前側から見た斜視図であって、押上板が待機位置にある状態を示す。 図１２は、反転部を手前側から見た斜視図であって、押上板が上昇位置にある状態を示す。 図１３は、排出装置を奥側から見た斜視図である。 図１４は、排出装置の把持部の拡大斜視図である。 図１５は、排出装置の平面図である。 図１６は、排出装置の側面図である。 図１７は、カメラと画像データの処理部を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態においては各部を支持する基台や支柱のみを表示し、基台や支柱を支持するフレーム全体については図示しない。また、ワークの供給側を装置の手前側、ワークの排出側を装置の奥側という。右側または左側については、特に言及しない限り、装置の手前側から見て右側または左側をいう。

検査対象となるワークは、エンジンのピストンとクランクシャフトを連結するコンロッドである。コンロッドは、ピストンに接続する側のスモールエンド（本実施形態ではワークの一端側）と、クランクシャフトに接続する側のビッグエンド（本実施形態ではワークの他端側）と、両者を接続するロッド部を有する。本実施形態においては、ビッグエンドが検査装置の奥側に向くように、ロッド部をワークの移動方向と平行に配置した状態で、手前側から奥側に移動させることにより外観検査を行う。

［１．実施形態の構成］
（１）全体構成…図１、図２
本実施形態の外観検査装置は、直線状に移動するワークＷの移動方向に沿って配置された第１の検査用搬送部１、表側撮影部２、反転部３、裏側撮影部４、第２の検査用搬送部５及び排出装置６を備える。第１の検査用搬送部１はワークＷの表側を検査し、第２の検査用搬送部５はワークＷの裏側を検査する。そのため、第１の検査用搬送部１は表側搬送テーブル１０を備え、第２の検査用搬送部５は裏側搬送テーブル５０を備える。

（２）第１の検査用搬送部１…図３、図４
図示しないフレーム上には、ワークＷの搬送方向に沿って伸びる板状の基台１１が設けられる。この基台１１は、ワークＷの供給位置から排出位置にまで達している。基台１１の上面には、基台１１の両側の縁に沿って２本のレール１２が設けられる。表側搬送テーブル１０と裏側搬送テーブル５０はこの２本のレール１２によって支持されて移動する。

ドライブシャフト１３は、ワークＷの供給位置から反転部３を奥側に超えた位置にまで延長される。ドライブシャフト１３の手前側の端部にはドライブシャフト１３を回転させるためのモータ１４が接続される。ドライブシャフト１３の外周面には雄ねじが形成され、表側搬送テーブル１０の下面に設けられた雌ネジ部１５に挿通される。ドライブシャフト１３は、モータ１４によって正逆両方向に回転する。ドライブシャフト１３の正転或いは逆転に伴い、表側搬送テーブル１０は往復動する。

表側搬送テーブル１０はワークＷの搬送方向と平行な二つの辺を有する四角形の部材である。表側搬送テーブル１０の下面には、２本のレール１２の位置に合わせてスライダ１６が設けられる。スライダ１６は２本のレール１２によって支持され、このスライダ１６がレール１２上をスライドすることにより、表側搬送テーブル１０はワークＷの供給位置から反転位置まで移動する。

搬送テーブルの上面にはホルダ１７が設けられる。ホルダ１７は表側搬送テーブル１０の右側の表面に固定された台１７ａと、この台１７ａの上に固定された手前側の支持部１７ｂと奥側の支持部１７ｃを有する。手前側の支持部１７ｂには、手前側に向かって半円状に凹んだ位置決め凹部１７ｄが設けられる。この位置決め凹部１７ｄにワークＷの一端側がはめ込まれる。奥側の支持部１７ｃには、ワークＷであるコンロッドのビッグエンド（ワークの他端側）の内側に嵌り込むほぼ円形の位置決め突起１７ｅが設けられる。

裏側搬送テーブル５０は、表側搬送テーブル１０と同一の構成を有し、２本のレール１２に支持された状態でワークＷの反転位置から排出位置までの間を往復動する。そのため、裏側搬送テーブル５０のドライブシャフト１３は、反転部３よりもワークＷの供給位置側にまで延長される。裏側搬送テーブル５０のドライブシャフト１３はその奥側に設けられたモータ１４によって正逆両方向に回転する。ドライブシャフト１３の正転或いは逆転に伴い、裏側搬送テーブル５０は反転部３から排出装置６の間を往復動する。

（３）表側撮影部２…図５〜図８
表側撮影部２は、図示しないフレームに指示された支柱２１を備える。支柱２１は、ワークＷの移動経路を避けて、基台１１の右側に固定される。支柱２１の上端には、ワークＷの移動経路上に向かって水平に伸びるブラケット２２が設けられる。ブラケット２２の下面には、４本のアーム２３が設けられる。４本のアーム２３は、その平面からみて、移動するワークＷの中心軸とブラケット２２の左右方向の中心軸の交点を中心とする四角形の対角線上に設けられる。４本のアーム２３の上部はブラケット２２に固定され、対角線の交点から斜め下方に向かって伸びる。

各アームの下面、すなわちワークＷの搬送方向に向かって傾斜した状態で向き合っている面には、レーザ照射装置２４とカメラ２５が固定される。レーザ照射装置２４は、移動するワークＷに対して斜め上方から所定の長さの細い幅のレーザ光を照射するものである。照射するレーザ光の幅は、ホルダ１７に支持されるワークＷの左右の幅及びホルダ１７上に突出しているワークＷの高さを十分にカバーする寸法である。カメラ２５は、レーザ照射装置２４の下方に設けられ、ワークＷに照射された細い幅のレーザの反射光を撮影し、撮影された反射光の屈曲形状から、撮影したワークＷの外観形状を検出する。

各カメラ２５のそれぞれは、各カメラ２５で撮像された映像情報を用いて、前記ワークＷの形状の外観良否判定を行う良否判定処理部に接続されている。この良否判定処理部は、図１７に示すように、撮影データからワークＷの外観形状を検出する演算部２６と、あらかじめ記憶された各カメラ位置における正常なワークＷの外観形状を保存した記憶部２７と、演算部２６で検出した検査対象のワークＷの外観形状と記憶部２７によって記憶された正常なワークＷの外観形状を比較して、検査対象のワークＷの適否を判定する判定部２８を備える。

（４）反転部３…図９〜図１２
反転部３は、表側撮影部２の後段に設けられる。すなわち、表側撮影部２の後段におけるワークＷの移動経路の上方には、図示しないフレームによって支持された４本のブラケット３１が設けられ、このブラケット３１の下端に四角い支持枠３２が固定される。支持枠３２の下面には、ワークＷの移動方向に沿って伸びる２本のレール３３が固定される。２本のレール３３の手前側、すなわちワークＷの供給側には、ワークＷの一端側を支持する第１の支持部３４がレール３３に沿って移動可能に吊り下げられる。

２本のレール３３の奥側、すなわちワークＷの排出側には、ワークＷの他端側を支持する第２の支持部３５がレール３３に沿って移動可能に吊り下げられる。第１の支持部３４と第２の支持部３５の上面にはそれぞれスライダ３６が設けられ、これらのスライダ３６がレール３３に嵌り込むことで、第１の支持部３４と第２の支持部３５は両者の間隔が変化する方向で、レール３３に沿って移動する。

第１の支持部３４の下面には、従動側の軸受３４ａが設けられる。従動側の軸受３４ａは、移動するワークＷの長手方向の中心軸と平行な回転中心を有する。従動側の軸受３４ａには、反転機構がワークＷを捕まえた場合に、ワークＷの長手方向の中心軸と同軸となる把持部３４ｂが回転可能に支持される。従動側の把持部３４ｂは奥側が開口した箱状の部材であって、この開口部がワークＷの一端側が挿入される挿入部である。把持部３４ｂの回転軸の手前側の端部は、軸受３４ａの手前側に突出しており、その突出部分に把持部３４ｂの回転角度を検出する円盤３４ｃが固定される。

第２の支持部３５の下面には、第１の支持部３４の軸受と同軸に、駆動側の軸受３５ａが設けられる。駆動側の軸受３５ａには、従動側の軸受３４ａに設けられた把持部３４ｂと対向して、駆動側の把持部３５ｂが回転可能に支持される。駆動側の把持部３５ｂは、手前側が開口した箱状の部材であって、開口部分がワークＷの他端側が挿入される挿入部である。把持部３５ｂの回転軸の奥側の端部は、駆動側の軸受３５ａよりも奥側に突出し、その突出部分に歯車３５ｃが固定される。

駆動側の軸受３５ａの左側（図６では右側）には、把持機構を反転させる回転機構が設けられる。すなわち、第２の支持部３５の下面に、回転機構用の軸受３５ｄが設けられ、この軸受３５ｄにワークＷの搬送方向に伸びる回転軸が支持される。回転軸の手前側の端部は軸受よりも手前側に突出し、その突出部分に駆動用のモータ３５ｅの出力軸が連結される。駆動用のモータ３５ｅは第２の支持部３５の下面に固定される。回転軸の奥側の端部は軸受３５ｄよりも奥側に突出し、その突出部分に歯車３５ｆが固定される。このモータ側の歯車３５ｆと把持部の歯車３５ｃの間に、タイミングベルト３５ｇが掛け渡される。

支持枠３２の上面左側には、手前側と奥側の２つのシリンダ３７，３８が設けられる。手前側のシリンダ３７は第１の支持部３４をワークＷの搬送方向に沿って移動させるもので、シリンダロッドの先端が、第１の支持部３４における支持枠３２の上面に突出した部分に固定される。奥側のシリンダ３８は第２の支持部３５をワークＷの搬送方向に沿って移動させるもので、シリンダロッドの先端が、第２の支持部３５における支持枠３２の上方に突出した部分に固定される。

把持機構の方には、反転位置にまで搬送されたワークＷをホルダ上から持ち上げる押上機構が配置される。押上機構は、図示しないフレームに固定された支持部材７１と、この支持部材７１の水平部分に所定の間隔を保って設けられた一対の筒状ガイド７２と、筒状ガイド７２に沿って昇降する一対のガイド棒７３を備える。一対のガイド棒７３の下端は連結板７４によって互いに固定される。

一対のガイド棒７３の上端には押上板７５が固定され、この押上板７５の上面に、ワークＷの中央部分の左右を保持する４個の位置決め突起７６が設けられる。４個の位置決め突起７６のワークＷの移動方向の外寸は、搬送用ホルダ１７に設けられた手前側の支持部１７ｂと奥側の支持部１７ｃとのワークＷの移動方向の間隔よりも狭く、搬送用ホルダ１７の手前側の支持部１７ｂと奥側の支持部１７ｃの間を通って、押上板７５が搬送用ホルダ１７の下面と上面との間を昇降可能である。

支持部材７１の水平部分における一対の筒状ガイド７２の間には、昇降シリンダ７７が固定される。昇降シリンダ７７のシリンダロッドの先端は、押上板７５の下面中央に固定される。シリンダロットの先端の下降側の停止位置は、押上板７５の上面に設けた位置決め突起７６が表側搬送テーブル１０の移動を妨げない高さであり、上昇側の停止位置は、反転機構の把持部に設けた挿入部にワークＷの手前側と奥側の端部が挿入可能な高さである。

（５）裏側撮影部４
反転部３の後段には裏側撮影部４が設けられる。裏側撮影部４の構成は、表側撮影部２と同一の構成である。

（６）排出装置６…図１３〜図１６
裏側撮影部４の後段には、排出装置６が設けられる。排出装置６は、反転部３に設けられるのと同様な構成を有する押上機構と、その上方に設けられた吊り下げ移動機構を有する。押上機構の構成は、反転部３の押上機構と同様であるので説明は省略する。

吊り下げ移動機構は、図示しないフレームに対して、ワークＷの移動方向と直交する方向、すなわち検査装置の左右方向に設けられた１本の固定レール６１を備える。固定レール６１には、固定レール６１に対して直交する方向に２本の移動レール６２，６３が支持される。２本の移動レール６２，６３は固定レール６１に対して独立して移動可能に支持される。固定レール６１には、２本の移動レール６２，６３を固定レール６１に沿って移動させるための機構が設けられる。本実施形態において、この移動機構は図示しないシリンダであるが、リニア型の電動アクチュエータなども使用することができる。

第１の移動レール６２は、不合格品と判定されたワークＷを取り出すもので、第２の移動レール６３は合格品として判定されたワークＷを取り出す。各移動レール６２，６３には、下方に向かって垂直に伸びるアーム６４が、各移動レール６２，６３の長さ方向に沿って移動可能に設けられる。各アーム６４には、各アーム６４を移動させるための機構が設けられる。本実施形態において、この移動機構は図示しないシリンダであるが、リニア型の電動アクチュエータなどを使用することができる。

各アーム６４の下端には、排出位置に停止したワークＷを上方から掴んで持ち上げる把持部６５が設けられる。すなわち、各アーム６４の下端には水平に支持板６５ａが設けられ、この支持板６５ａの下面に左右に伸びるレール６５ｂが固定される。レール６５ｂには左右一対の移動ブロック６５ｃが吊り下げられ、各移動ブロック６５ｃの対向する面にはワークＷを左右から挟むための凹部６５ｄが形成される。支持板６５ａの下面には、各移動ブロック６５ｃをレール６５ｂに沿って移動させるためのシリンダ６５ｅが固定され、そのシリンダロッドの先端が各移動ブロック６５ｃに連結される。

不合格品の取出位置には、第１の移動レール６２の把持部６５によって搬送されたワークＷを回収するための、図示しないシュートが設けられる。合格品の取出位置には、第２の移動レール６３の把持部６５によって搬送されたワークＷを、一時的に溜めておくホルダ６６が複数設けられる。

［２．実施形態の作用］
上記のような構成を有する本実施形態の外観検査装置によってワークＷの外観を検査するには、次のように行う。

（１）ワークＷの供給
表側搬送テーブル１０のホルダ１７にワークＷをセットする場合には、表側搬送テーブル１０を外観検査装置の一番手前側にある供給位置にまで移動させる。表側搬送テーブル１０の移動は、モータ１４によってドライブシャフト１３を回転させ、ドライブシャフト１３の外周の雄ねじを雌ねじ部１５の内部で回転させることにより行う。表側搬送テーブル１０が供給位置に停止した状態において、そのホルダ１７の上部にワークＷをセットする。ワークＷのセットは、ワークＷのロッド部の長手方向がその移動方向と一致するように、コンロッドのスモールエンドを半円状の位置決め凹部１７ｄに嵌め込み、ビッグエンドの内側にほぼ円形の位置決め突起１７ｅを嵌め込む。

（２）表側の検査
搬送ホルダ１７上にワークＷがセットされた後は、モータ１４によりドライブシャフト１３を駆動して、表側搬送テーブル１０を検査装置の奥側に移動させる。表側搬送テーブル１０の移動に伴い、ホルダ１７上のワークＷは表側撮影部２の下方を通過する。表側撮影部２には、対角線上に４組のレーザ照射装置２４とカメラ２５が設けられるため、ワークＷはその前後左右の４つの斜め方向からレーザ照射を受ける。その結果、いずれかの組のレーザ照射装置２４とカメラ２５において死角があっても、他の組のレーザ照射装置２４とカメラ２５によってその死角部分も撮影されることになり、ワークＷの全周囲を検査することができる。

４個のカメラ２５によって撮影されたワークＷの斜め４方向の画像データは、それぞれのカメラ２５に接続された演算部２６に出力される。演算部２６においては、各カメラ２５の画像データを別々に処理し、判定部２８に出力する。判定部２８では、演算部２６から得られた検査対象の画像データを、あらかじめ記憶部２７に保存されていた合格品の画像データと比較し、あらかじめ定めた一定の基準に基づいて検査対象のワークＷの合否を判定する。

（３）ワークＷの反転
供給位置から移動を開始した表側搬送テーブル１０は、ワークＷが表側撮影部２を通過した後、反転位置に達すると停止する。ワークＷが反転位置に停止すると、押上機構の昇降シリンダ７７が作動し、そのシリンダロッドの先端に固定される押上板７５が基台１１下方の待機位置から上昇を開始する。押上板７５は搬送用ホルダ１７の手前側の支持部１７ｂと奥側の支持部１７ｃの間を通過する際に、押上板７５の表面に設けられる４個の位置決め突起７６がワークＷのロッド部を挟んで、搬送用ホルダ１７上からワークＷを持ち上げる。

押上板７５がさらに上昇し、反転機構の把持部３４ｂ，３５ｂの高さに達すると、２つのシリンダ３７，３８によって、第１の支持部３４と第２の支持部３５が、両者の間隔が狭まる方向に移動される。その結果、押上板７５に支持されるワークＷの手前側のスモールエンドに、第１の支持部３４に設けられた従動側の把持部３４ｂが被さるように嵌り込むと共に、ワークＷの奥側のビッグエンドに第２の支持部３５に設けられた駆動側の把持部３５ｂが被さるように嵌り込む。ワークＷが２つの把持部３４ｂ，３５ｄによって両側から保持された後は、昇降シリンダ７７を下降側に駆動することにより、押上板７５を基台１１下方の待機位置まで下降させる。

この場合、両方の把持部３４ｂ，３５ｄの角度が水平でないと、押上板７５上のワークＷの両端が把持部３４ｂ，３５ｄの挿入部内に入り込むことができない。そのため、本実施形態では、駆動側の把持部３５ｂについては、回転用のモータ３５ｅを制御することで水平を確保し、従動側の把持部３４ｂについては、その回転軸に固定した円盤３４ｃの角度を図示しないスイッチによって検出することで水平を確保する。

押上板７５が下降すると、表側搬送テーブル１０はワークＷの供給位置に向かって戻る。表側搬送テーブル１０がワークＷの反転位置を離れると、裏側搬送テーブル５０がワークＷの反転位置に進入し、そこで停止する。この間に、反転部３においては、従動側の把持部３４ｂと駆動側の把持部３５ｂがワークＷを挟んだままの状態で、両者の回転軸を中心として１８０°回転する。すなわち、第２の支持部３５に固定されたモータ３５ｅの回転力が歯車３５ｆ、タイミングベルト３５ｇ及び歯車３５ｃの順に伝達されることにより、歯車３５ｃに固定された駆動側の把持部３５ｂが回転する。従動側の把持部３４ｂは、軸受３４ａに対して自由に回転自在に支持されるため、駆動側の把持部３５ｂの回転に伴い、ワークＷと共に回転する。

ワークＷが反転した後は、裏側搬送テーブル５０の搬送用ホルダ１７の内側を通って再び押上板７５が反転部３の位置にまで上昇し、押上板７５に設けられた４個の位置決め突起７６によってワークＷのロッド部を挟む。その状態で、２つのシリンダによって第１の支持部３４と第２の支持部３５の間隔を広げることによって、ワークＷの両端から把持部３４ｂ，３５ｂを引き離す。ワークＷが把持部３４ｂ，３５ｂから自由になった後は、押上板７５を降下させて、押上板７５上のワークＷを裏側搬送テーブル５０のホルダ１７上に移し替える。

（４）裏側の検査
ホルダ１７上にワークＷを支持した裏側搬送テーブル５０は、ドライブシャフト１３に駆動された状態で外観検査装置の奥側に移動する。その移動の途中において、ワークＷは裏側撮影部４の下方を通過し、前記した表側撮影部２と同様に、レーザ光の照射と、その反射光のカメラによる撮影を受ける。その結果、ワークＷの裏側についても、斜め上方の４方向から見た画像データが取得され、その画像データを記憶部２７に格納される基準データと比較することにより、ワークＷの裏側についての合否判定が行われる。この裏側の検査は，裏側撮影部４と表側撮影部２がそれぞれ独立して設けられているため、裏側検査時に表側検査を独立して同時に行える。

（５）ワークの排出
裏側撮影部４を通過したワークＷは、裏側搬送テーブル５０によって排出位置に送られる。排出位置に裏側搬送テーブル５０が停止すると、排出位置の下方に設けられた押上機構が作動し、前記反転部の押上機構と同様にして、裏側搬送テーブル５０の搬送用ホルダ１７からワークＷを持ち上げる。

ワークＷが不合格品である場合には、第１の移動レール６２が固定レール６１に沿ってワークＷの上方に移動し、第１の移動レール６２の下端に設けられた把持部６５により、押上板７５上のワークＷを掴む。すなわち、押上板７５が把持部６５の移動ブロック６５ｃの間にまでワークＷの持ち上げると、シリンダ６７によって移動ブロック６５ｃの間隔が狭くなり、ワークＷのロッド部を左右から挟み込んで保持する。

ワークＷが第１の移動レール６２に保持された後は、押上板７５は基台１１の下方の待機位置にまで下降する。押上板７５が下降すると、押上板７５と搬送用ホルダ１７が干渉しなくなるので、裏側搬送テーブル５０は次のワークＷを受け取るために反転部の位置にまで戻る。

同時に第１の移動レール６２は基台１１の右側に設けられた図示しないシュートに向かって移動し、シュートに達した状態で把持部６５の移動ブロック６５ｃを開くことで、移動ブロック６５ｃで掴んでいるワークＷをシュート内に排出する。この場合、シュートの位置に合わせて移動レール６２は固定レール６１に沿って外観検査装置の左右の幅方向に移動すると共に、移動レール６２に設けられた垂直なアーム６４が移動レール６２に沿って装置の手前から奥に移動することにより、裏側搬送テーブル５０のホルダ１７に支持されたワークＷを前後左右いずれの方向にも移動させることができる。

ワークＷが合格品である場合には、第２の移動レール６３によって、裏側搬送テーブル５０のホルダ１７に支持されたワークＷを、不合格品のシュートとは基台１１の反対側に設けられたホルダ６６に移動させる。この第２の移動レール６３によるワークＷの移動は、第１の移動レール６２と同様な動作である。

［３．実施形態の効果］
本実施形態の外観検査装置は、次のような効果を有する。

（１）第１の検査用搬送部１と、ワークＷの表側を撮像する表側撮影部２と、ワークＷの裏側を撮像する裏側撮影部４と、第２の検査用搬送部５とを独立して備えているので、第２の検査用搬送部５によってワークＷの裏側の検査をしている間に、第１の検査用搬送部１によって次のワークＷの検査を行うことができる。その結果、ワークＷの検査待ちの時間をなくし、検査速度も向上させることができる。

（２）本実施形態の外観検査装置は、ワークＷが常に一定の経路を通って移動するため、４つのカメラ２５が常にワークＷの同じ部分の撮影することになる。そのため、ワークＷの全体形状のカメラ２５によって把握する必要がなく、カメラ２５ごとに用意された専用の基準データと検査データと比較して、ワークＷの合否を判定することができる。その結果、複数の画像データを合成する処理が不要となると共に、比較する画像データが個々のカメラ２５ごとの少ない量で済むので、ワークＷがコンロッドのように凹凸が多い複雑な形状であっても、その合否を迅速に判定することができる。また、表側撮影部と裏側撮影部とにそれぞれ良否判定処理部を備えることで、表側の判定と裏側の判定を分離して行っているため、判定作業時間を早めることが可能である。

（３）ワークＷの移動経路の斜め上方に、ワークＷに対して対角線上になるように４組のレーザ照射装置２４とカメラ２５を配置したため、ワークＷがその移動方向に沿った長尺部材であっても、レーザ照射装置２４やカメラ２５の位置を固定したまま、長尺部材の前面と上面と側面或いは上面と側面と背面の３つの面を、１台のカメラ２５で切れ目なく撮影することができる。そのため、比較的大型な長尺部材であっても、簡単な構成でしかも小型化された装置により外観の検査が可能である。

（４）ワークＷの供給位置、表側撮影部２、反転部３、裏側表側撮影装置４及び排出装置６のすべてをワークＷの移動方向に沿って直線状に配置したため、装置の左右の幅が少なくて済み、装置全体を小型化することができる。

（５）反転部３がワークＷの長手方向の手前側と奥側とを掴んで、ワークＷの長手方向及び移動方向軸として１８０°回転させている。そのため、ワークＷの反転に要するスペースが幅の狭い小さな面積で済むので、装置を小型化することができる。

（６）搬送用のホルダ１７がワークＷの両端を保持するものであり、押上板７５がワークＷの中央部を持ち上げるものであるため、押上板７５がホルダ１７の上方にワークＷを持ち上げる場合に、押上板７５とホルダ１７が干渉することがない。また押上板７５がワークＷの中央部を持ち上げるため、反転部３によって手前側と奥側を掴んでワークＷを簡単に反転させることもできる。このように搬送用のホルダ１７、押上装置７５及び反転部３の構成を工夫することで、簡単な構成でしかもワークＷを確実に取り扱うことが可能になる。

（７）本実施形態は、ワークＷとして、両端にリングを有するコンロッド使用し、表側搬送テーブル１０や裏側搬送テーブル５のホルダ１７として、リングの内側に嵌り込む位置決め突起１７ｅを使用したため、ワークＷの位置決め突起１７ｅがカメラ２５による撮影の妨げとならず、ワークＷの外観を精度よく検査することができる。また、ワークＷのスモールエンドを嵌め込む位置決め凹部１７ｄもワークＷの高さの２分の１以下とすることで、位置決め凹部１７ｄに隠れた部分もワークＷを反転することで裏側撮影部４によって外観検査を行うことができる。

（８）反転部３と排出装置６とで、同一構成の押上機構を使用することにより、部品の共通化によるコストダウンを図ることができる。

［４．他の実施形態］
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではない。以上の実施形態は例として提示したもので、その他の様々な形態で実施されることが可能である。発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲、要旨、その均等の範囲に含まれる。以下、その一例を示す。

（１）表側搬送テーブル１０や裏側搬送テーブル５の駆動機構、その他図示の実施形態において使用される各部の駆動機構としては、ドライブシャフト１３に限定されるものではなく、油圧或いは空気シリンダ、電動モータを駆動源とするラックピニオンやリニア型の電動アクチュエータなどを使用することができる。

（２）複数のレーザ照射装置２４とカメラ２５は必ずしも四角形の対角線上に配置しなくても良い。例えば、ワークＷの移動経路の右側と左側の２組のレーザ照射装置２４とカメラ２５を、移動経路の長手方向に沿ってずらした位置に設置することもできる。また、各カメラ２５の斜め方向の角度は４５度に限るものではなく、ワークＷの高さや幅に合わせて、適宜変更することができる。好ましくは、ワークＷの移動方向と直交する断面形状の対角線の延長上に配置すると良い。レーザ照射装置２４とカメラ２５も少なくとも４組あればよく、判定精度を向上するために移動するワークの真上などにさらに多くの組数設けることも可能である。

（３）反転部３の把持部３４ｂ，３５ｂとして、開口部を有する箱型部材を使用したが、ワークＷを上下または左右から挟んで反転させるものも使用できる。また、一方の把持部３５ｂを駆動側とし、他方の把持部３４ｂを従動側としたが、両方の把持部をシリンダやモータによって同期して回転させても良い。

Ｗ…ワーク、１…第１の検査用搬送部、２…表側撮影部、３…反転部、４…裏側撮影部、５…第２の検査用搬送部、６…排出装置、１０…表側搬送テーブル、１１…基台、１２…レール、１３…ドライブシャフト、１４…モータ、１５…雌ねじ部、１６…スライダ、１７…ホルダ、１７ａ…台、１７ｂ…手前側の支持部、１７ｃ…奥側の支持部、１７ｄ…位置決め凹部、１７ｅ…位置決め突起、２１…支柱、２２…ブラケット、２３…アーム、２４…レーザ照射装置、２５…カメラ、２６…演算部、２７…記憶部、２８…判定部、３１…ブラケット、３２…支持枠、３３…レール、３４…第１の支持部、３４ａ…軸受、３４ｂ…把持部、３４ｃ…円盤、３５…第２の支持部、３５ａ…軸受、３５ｂ…把持部、３５ｃ…歯車、３５ｄ…軸受、３５ｅ…モータ、３５ｆ…歯車、３５ｇ…タイミングベルト、３６…スライダ、３７，３８…シリンダ、５０…裏側搬送テーブル、６１…固定レール、６２，６３…移動レール、６４…アーム、６５…把持部、６５ａ…支持板、６５ｂ…レール、６５ｃ…移動ブロック、６５ｄ…凹部、６５ｅ…シリンダ、６６…ホルダ、７１…支持部材、７２…筒状ガイド、７３…ガイド棒、７４…連結板、７５…押上板、７６…位置決め突起、７７…昇降シリンダ。

Claims (8)

1. ワークを直線状に搬送し、前記ワークの外観をカメラによって撮像し、ワークの外観を検査するワークの外観検査装置において、
   直線状に移動する前記ワークの移動方向に沿って配置された第１の検査用搬送部と、前記ワークの表側を撮像する表側撮影部と、前記ワークを表裏反転させる反転部と、前記ワークの裏側を撮像する裏側撮影部と、第２の検査用搬送部とを備え、
   前記第１の検査用搬送部は、表側搬送テーブルと、前記表側搬送デーブルを前記ワークの供給位置から前記表側撮影部を経由して前記反転部まで移動させる移動機構部と、前記ワークを前記表側搬送テーブル上の所定の位置に保持するホルダを備え、
   前記表側撮影部は、前記ホルダに固定された前記ワークの移動経路の上方に前記移動経路を挟んで左右に、それぞれ前記移動方向一方側と他方側に配置された複数組のレーザ照射装置とカメラを備え、
   前記反転部は、前記ホルダの下方から上方に向けて昇降する押上部材と、前記押上部材の昇降機構と、前記押上部材によって押し上げられたワークを支持する把持機構と、前記把持機構を１８０°反転させる回動機構とを備え、
   前記裏側撮影部は、前記ホルダに固定された前記ワークの移動経路の上方に前記移動経路を挟んで左右に、それぞれ前記移動方向一方側と他方側に配置された複数組のレーザ照射装置とカメラを備え、
   前記第２の検査用搬送部は、裏側搬送テーブル、この裏側搬送テーブルを前記反転部から前記裏側撮影部を経由して前記ワークの排出位置まで移動させる移動機構部と、前記ワークを裏側搬送テーブル上の所定の位置に保持するホルダを備え、
   前記表側撮影部と前記裏側撮像部は、各カメラで撮像された映像情報を用いて、前記ワークの形状の外観良否判定を行う良否判定処理部を備えるワークの外観検査装置。
2. 前記回動機構は，前記把持機構をワークの移動方向を軸として１８０°反転させる請求項１に記載のワークの外観検査装置。
3. 前記移動経路を挟んで左右に、それぞれ前記移動方向一方側と他方側に配置されたレーザ照射装置とカメラは、ワークの移動経路上に交点を有する四角形の対角線上に設けられる請求項１に記載のワークの外観検査装置。
4. ワークは、その移動方向に沿って伸びる長尺部材であって、固定されたレーザ照射装置およびカメラが、長尺部材の前面と上面と側面或いは上面と側面と背面の３つの面の少なくとも２面を同時に撮影する角度に配置される請求項１から請求項３のいずれかに記載のワークの外観検査装置。
5. 前記表側搬送テーブルと裏側搬送テーブルに設けられたホルダは、ワークの一端側と他端側を保持し、
   前記押上部材は、前記ワークの中央部を押し上げて、前記ワークを前記ホルダ上から持ち上げ、
   前記把持機構は、前記押上部材が持ち上げたワークの一端側と他端側を保持して、ワークを反転させる請求項１から請求項４のいずれかに記載のワークの外観検査装置。
6. 前記反転部は、互いの間隔が変化する第１の支持部と第２の支持部を備え、
   第１の支持部には駆動源によって１８０°回転する駆動側の把持部が設けられ、
   第２の支持部には自由回転する従動側の把持部が設けられ、
   駆動側の把持部と従動側の把持部によってワークが保持された状態において、駆動側の把持部の回転に伴って従動側の把持部が回転する請求項１から請求項５のいずれかに記載のワークの外観検査装置。
7. 前記良否判定処理部が，前記表側撮像部と前記裏側撮像部とにそれぞれ設けられている請求項１から請求項６のいずれかに記載のワークの外観検査装置。
8. 前記請求項１から請求項７のいずれかに記載の外観検査装置を用いたワークの外観検査方法であって、
   前記表側搬送テーブルと裏側搬送テーブルは交互に反転部の位置に停止し、
   前記第１の検査用搬送部と第２の検査用搬送部は、それぞれが搬送するワークの撮影、移動、供給または排出、持ち上げまたは受け取りを、前記第１の検査用搬送部と第２の検査用搬送部によって搬送されるワークが干渉しない状態において、同時並行的に行うワークの外観検査方法。