JPH03285105A - 部品の形状検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、透明な材料でなる搬送ベルトによりねじ等の
部品を係止して一列に所定位置まで供給し、その形状を
ＣＣＤカメラにより認識してその良否判別を行う部品の
形状検査装置に関する。

（従来の技術］ 最近、ＣＣＤカメラを使用して各種部品の形状を認識し
、その良否を瞬時に判別するようにした検査装置が各種
開発されている。この−例として。

ねじ等大量に製造される頭付き棒材の頭部形状の良否を
判別するようにした形状検査装置がある。

この形状検査装置は、所定間隔をおいて配置された透明
な材料でなる２本の搬送ベルトを有し、この搬送ベルト
により頭付き棒材の一例のねじが係止されて一列に連続
して供給されるように構成されている。また、前記ねじ
の移動路を挾む位置には、ストロボとその光線を受ける
ＣＣＤカメラとが配置され、ねじがＣＣＤカメラの前方
に位置すると、ストロボが作動してねじの頭部のシルエ
ットがＣＣＤカメラの画像を構成する画素毎に二値化さ
れてこの二値化データが良否判定部に送られるように構
成されている。また、前記良否判定部は各画素に対応す
る二値化データを記憶し、これによりねじの頭部のシル
エットを認識して、基準となるねじの頭部の形状と比較
し、その良否を判別するように構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

この形状検査装置では、第３図に示すようにＣＣＤカメ
ラ（図示せず）に認識されるねじの頭部のシルエット２
ａが画像上の画素ごとに二値化データに変換されてこれ
がその画素に対応するフレームＲＡＭ　（図示せず）に
記憶される。その後、このシルエット２ａの中心ＣＯが
検出され、この中心ＣＯの座標データとあらかじめ決め
られたシルエット２ａの基準半径に相当する画素数とか
らＹ座標上の基準位置（ＸＯ，ＹＯ）＋６（算出サレ、
基準位置（ＸＯ，ＹＯ）カらのＹ方向の距離ａによりシ
ルエット２ａの形状が認識されている。そのため、この
装置ではシルエット２ａから求めるデータはＸＹ座標上
のＹ方向の座標データのみでよく、短時間でねじの頭部
の形状を認識して高速でその良否判別を行うことが可能
となっている。しかしながら、この装置ではねじの頭部
形状の良否判定をＣＣＤカメラの画素単位で行っている
関係で、ねじの頭部の実際の寸法を入力する必要がなく
なっている。そのため、画像上のシルエット２ａの寸法
の表示を行うことができず、画像上での実際の寸法を表
示するためには、検出ロット中のねじの種類が変更にな
る度に基準となるねじの頭部の実際の寸法を入力する必
要が生じ、この形状検査装置にキーボードを備えた入力
部が設けられているが、キーボードからねじの頭部の実
際の寸法を入力する作業が面倒で、しかもその際に人為
的な入力ミス等を招き易く、現場作業に不向きな装置と
なる等の欠点が生じている。

本発明は、上記欠点の除去を目的とするもので、人為的
なミスを招くような入力部をなくして簡単な操作により
寸法表示等に必要な部品の寸法を入力するように構成し
た部品の形状検査装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段ｊ 上記課題を解決するため、透明な材料でなる搬送ベルト
が配置されている、この搬送ベルトは部品を係止し一列
に連続して供給するように構成されている。前記部品の
移動路を挾むように位置して光源とその光線を受けるＣ
ＣＤカメラとが配置されており、部品がＣＣＤカメラの
前方に位置すると、光源が作動して部品のシルエットが
ＣＣＤカメラの画像を構成する画素毎に二値化されてこ
の二値化データが良否判定部に送られるように構成され
ている。また、前記良否判定部は各画素に対応する二値
化データによりシルエットの形状を認識し、これを基準
となる部品の形状と比較して部品の良否を判別するよう
に構成されている。

前記良否判定部には検査モード、ティーチングモードの
いずれかを選択するモード設定部を有するメイン操作部
が設けられている。また、前記良否判定部にはデータ転
送指令信号を発信する操作部、寸法測定部およびデータ
転送指令信号を受けて寸法測定部での測定値を転送する
データ転送部を持つディジタルノギスが付設されている
５さらに、前記良否判定部は、ティーチングモードが選
択される時に、データ転送部から転送されるデータを読
取ってこれを所望部品の基準寸法として記憶するように
構成されている。

［作用〕 この形状検査装置では、作業を開始する前にメイン操作
部のモード選択部でティーチングモードを選択しておく
と、良否判別部はディジタルノギスのデータ転送部から
測定値が転送されるを待つ。

作業者がディジタルノギスを使用して検出ロットの部品
の所望寸法を実測するとともに、その操作部からデータ
転送指令信号を発信し、寸法測定部での測定値がデータ
転送部に送られ、データ転送部から測定値が良否判定部
に転送される。

前記良否判定部はディジタルノギスのデータ転送部から
測定値が転送されると、これを読込んで記憶部に記憶す
る。この時、作業者がディジタルノギスの操作部からス
イッチを押圧する等してデータ転送指令信号を発信する
だけでよく、部品の所望部品の寸法表示等に必要な部品
の寸法を得ることができる。

部品の寸法が記憶されていれば、単位画素あたりの寸法
を算出しておき、検査時の部品のシルエットの直径から
部品の実際の寸法を算出して表示することができる。

［実施例］ 以下、実施例を図面に基づいて説明する。第１図におい
て、ｌは部品の一例のねじ２の頭部の形状検査装置であ
り、この形状検査装［１は、所定間隔をおいて配置され
た透明な材料でなる２本の搬送ベルト３を有している。

これら搬送ベルト３は回転自在に取付けられたプーリ（
図示せず）に巻回されており、回転駆動源（図示せず）
の回転を受けて同速度で同方向に移動し、ねじ２を一列
に連続して供給するように構成されている。また、前記
搬送ベルト３はねじ２を後記するＣＣＤカメラ４の下方
の検査位置まで正しい姿勢に保持して移動させるように
構成されている、 一方、前記検査位置でしがも前記ねじ２の移動路を挾む
位置には、光源の一例をなすストロボ５とその光線を受
けるＣＣＤカメラ４とが配置されており、ねじ２がＣＣ
Ｄカメラ４の下方に位置すると、ストロボ５が作動して
ねじ２の頭部のシルエット２ａがＣＣＤカメラ４の画像
を構成する画素毎に二値化されてこの二値化データが良
否判別部６に送られるように構成されている。この良否
判別部６はマイクロプロセッサでなる制御部６ａを有し
ている。この制御部６ａにはインタフェースバス７を介
してあらかじめ算出されたシルエット２ａの基準半径に
相当する画素数および基準となるねじ２に関しての後記
する基準位置から縁部までのＹ座標上の距離でなる基準
値１ｘを含む各種情報を記憶する記憶部６ｂ、所定位置
にねじ２があるか否かを検出して部品検出信号を出力す
る部品検出部６ｃ、ストロボ駆動指令信号を受けてスト
ロボ５から光を照射させるストロボ駆動部５ａ、ＣＣＤ
カメラインタフェース６ｄ並びに画像メモリをなすフレ
ームＲＡＭ６ｅが接続されている。

前記ＣＣＤカメラインタフェース６ｄは、前記画像上の
各画素のアナログ画像信号を、タイミングパルスが発生
されるごとに二値化データに変換してこれをフレームＲ
ＡＭ６ｅに送るように構成されている。前記フレームＲ
ＡＭ６ｅは各画素に対応したアドレスを有しており、各
画素の持つ二値化データがそれぞれ対応するアドレスに
記憶されるとともに、各アドレスに対応するＸＹ座標上
の座標データが、またＸＹ座標上の座標データに対応す
るアドレスが相互に得られるように構成されている。

さらに、前記制御部６ａにはインタフェースバス７を介
して検査モード、ティーチングモードのいずれかを選択
するモード選択部６ｇおよびメイン表示部６ｈを有する
メイン操作部６ｆが接続されている。

このメイン操作部６ｆは前記回転駆動源のスタート信号
、各種のデータを表示する表示指令信号等各種の指令信
号を出力するように構成されている。

また、前記制御部６ａにはインタフェースバス７を介し
てＩ１０ボート８が接続されており、このＩ１０ボート
８には後記するディジタルノギスインターフェース（図
示せず）を介して後記するディジタルノギスＩＯからデ
ータが転送されるように構成されている。この制御部６
ａは、第２図に示すように１）ティーチングモードか検
査モードかを判別し、検査モードの時、９）にジャンプ
する。

２）ディジタルノギス１０からのデータ転送信号を待つ
。

３）データ転送要求信号を出力する。

４）データを読込み、これを記憶部６ｂでＵ単位の基準
寸法として記憶する。

５）部品検出部６Ｃからの部品検出信号を待つ。

６）ストロボ駆動指令信号を出力するとともにＣＯＤカ
メラインタフェース６ｄに駆動指令信号を出力してＣＣ
Ｄカメラ４の画面を構成する各画素のアナログ信号を二
値化データに変換してこれをフレームＲＡＭ６ｅに送り
、各画素に対応するフレームＲＡＭ６ｅ内のアドレスに
記憶する。（シルエットを「１」、シルエット以外を「
０」として記憶）７）対象となるシルエット２ａの直交
する２方向の縁部を検出し、縁部となる画素に対応する
フレームＲＡＭ６ｅ内のアドレスからシルエット２ａの
中心ＣＯのＸＹ座標上の座標データを算出する。

８）シルエット２ａの直径を画素数として検出し、この
画素数とディジタルノギス１０から入力された測定値と
により単位画素当たりの寸法を算出し、これを記憶部６
ｂで記憶し、■）に戻る。

９）部品検出部６Ｃからの部品検出信号を待つ。

１０）ストロボ駆動指令信号を出力するとともにＣＯＤ
カメラインタフェース６ｄに駆動指令信号を出力してＣ
ＣＤカメラ４の画面を構成する各画素のアナログ信号を
二値化データに変換してこれをフレームＲＡＭ６ｅに送
り、各画素に対応するフレームＲＡＭ６ｅ内のアドレス
に記憶する。

１１）対象となるシルエット２ａの直交する２方向の縁
部を検出し、縁部となる画素に対応するフレームＲＡＭ
Ｂｅ内のアドレスがらシルエット２ａの中心ＣＯのＸＹ
座標上の座標データを算出し、シルエ゛ット２ａの直径
を画素数として検出し、さらに二の画素数に単位画素当
たりの寸法を乗算してその値を表示する。

１２）中心ＣＯのＹ座標データに記憶部６ｂで記憶され
たシルエットの基準半径に相当する画素数を加算し、基
準位置（ＸＯ，ＹＯ）の座標データを算出し、これを記
憶する。

１３）座標データを呼出す、（初期値＝基準位置（ＸＯ
，ＹＯ）　） １４）座標データに対応するフレームＲＡＭ６ｅ内のア
ドレスの二値化データがシルエット２ａの中心ＣＯのＹ
座標データに向かって順次判別され、これが「ｌ」かｒ
ｏＪかによって基準位置から縁部までのＹ方向の距離ａ
を算出する。

１４）基準となるねじ２の頭部に関して前記距離ａに対
応するＹ座標上の距離でなる基準値１ｘを呼出してこれ
と前記距離ａとを比較し、その差が所定誤差内である時
、Ｘ座標データに（＋１）加算して、１３）に戻り、距
離ａの算出を繰り返し、第１象限上のシルエット２ａの
形状の良否判定を行う。

１５）同様に画像上の第２象限上のシルエット２ａの形
状の良否を判定する。

１６）基準位置を（ＸＯ，−ＹＯ）として同様に第３象
限、第４象限上のシルエット２ａの形状の良否を判定し
、ｌ）に戻る。

ように構成されている。

前記良否判定部６にはディジタルノギスＩＯが付設され
ており、このディジタルノギス１０はスケールｌＯａに
沿って摺動するスライダｌＯｂを有し、このスライダｌ
Ｏｂの移動によりその測定面とスケールｌＯａの測定面
との間の距離が変わり、その距離が後記する寸法測定部
１０ｃで検出されるように構成されている。前記ディジ
タルノギスｌＯはデータ転送指令信号を発信するデータ
転送スイッチ（図示せず）およびリセットスイッチ（図
示せず）を有する操作部］Ｏｄ、寸法測定部１０ｃ、そ
の測定値をディジタル値で表示する表示部１０ｅおよび
データ転送指令信号を受けて寸法測定部１０ｃの測定値
を前記良否判定部６に転送するデータ転送部］Ｏｆを有
している。また、前記ディジタルノギス１０では電源が
オンになると、寸法測定部１０ｃの測定値をディジタル
値に変換してこれを表示部１０ｅで表示するように構成
されている。さらに、前記ディジタルノギスｌＯでは操
作部１０ｄからデータ転送指令信号が発信されると、寸
法測定部１０ｃの測定値がデータ転送部１０ｆに送られ
、同時にデータ転送部＋Ｏｆから良否判定部６にデータ
転送指令が送られ、良否判定部６からのデータ要求信号
を待って測定値がデータ転送部１０ｆからディジタルノ
ギスインタフェースを介して良否判定部６のＩ１０ポー
ト８に転送されるように構成されている。

上記形状検査装置において、作業開始前にメイン操作部
６ｆのモード選択部６ｇでティーチングモードを選択し
、ディジタルノギス１０からのデータ転送を待つ、この
状態で、作業者が検出ロット中のねじ２を１個取出し、
その頭部径をディジタルノギス１０で計測すると、その
測定値がディジタルノギス１０の寸法測定部１０ｃでデ
ィジタル値に変換され、表示部１０ｅで表示される。そ
の後１作業者が操作部１０ｄのデータ転送スイッチを作
動させてデータ転送指令信号を発信すると、寸法測定部
１０ｃの測定値がデータ転送部１０ｆに送られ、同時に
良否判定部６のＩ１０ボート８に転送される。

良否判定部６ではＩ１０ボート８に測定値が転送される
と、このＩ１０ボート８に送られた測定値は所望ねじ２
の頭部の基準寸法としてｕ単位の表示形式で記憶部６ｂ
に記憶される。

さらに、この状態で、ねじ２がＣＣＤカメラ４の下方に
達して、ストロボ駆動指令信号が発信されてストロボ５
が作動すると、ＣＣＤカメラ４の画像上にねじ２の頭部
のシルエット２ａが第３図に示すようにＣＣＤカメラ４
の画像を構成する画素上にアナログ信号として得られ、
このアナログ信号がＣＣＤカメラインタフェース６ｄを
介して画像上の画素ごとに二値化データに変換されてこ
れがその画素に対応するアドレスごとにフレームＲＡＭ
６ｅに記憶される。この時のシルエット２ａの中心ＣＯ
が算出され、シルエット２ａの直径が画素数として検出
され、この画素数とディジタルノギスｌＯにより実測し
て得られた所望ねじ２の頭部の寸法とから単位画素当た
りの寸法が算出され、記憶部６ｂで記憶される。

その後、メイン操作部６ｆのモード選択部６ｇで検査モ
ードを選択して後、ねじ２がＣＣＤカメラ４の下方に達
すると、ストロボ駆動指令信号が発信され、ストロボ５
が作動する。そのため、ねじ２の頭部のシルエット２ａ
が画像上の画素ごとに二値化データに変換されてこれが
その画素に対応するアドレスごとにフレームＲＡＭ６ｅ
に記憶される。ねじ２の頭部のシルエット２ａの二値化
データを記憶して後、シルエット２ａの中心ＣＯが検出
され、さらにシルエット２ａの直径が画素数として検出
される。この画素数と前記単位画素当たりの寸法とが乗
算され、この値がシルエットの実際の寸法として表示さ
れる。

前記シルエット２ａの中心ＣＯの座標データとあらかじ
め記憶されたシルエット２ａの基準半径に相当する画素
数とからねじ２の頭部の形状を決めるＹ座標上の基準位
置（ＸＯ，ＹＯ）が算出される。前記基準位置（ＸＯ，
ＹＯ）にある画素から順に各画素のデータが「１」か「
０」かが判定され、これによってシルエット２ａの縁部
が検出され、基準位置（ＸＯ，ＹＯ）からシルエット２
ａの縁部までの距離ａが検出される。この距ｌａが、記
憶部６ｂで記憶された基準となるねじ２に関して前記距
離ａに対応するＸ座標上の距離でなる基準値ｌｘと所定
誤差内にあるか否かが判定され、所定誤差内にない時は
直ちに、不良検出指令信号が発信され、排除手段（図示
せず）を作動させる。

一方、基準位置（ＸＯ，ＹＯ）からシルエット２ａの縁
部までの距離ａが所定誤差内にある時はシルエット２ａ
の縁部を第１象限から第４象限まで順次検出して同様に
判定を行い、シルエット２ａの全周の形状の良否判別を
終了して次のねじ２に備えることができる。

［発明の効果） 以上説明したように、本発明は所望部品の寸法表示等に
必要な部品の実測寸法をディジタルノギスにより実測し
てディジタルノギスからデータ転送指令信号を発信する
だけで形状検査装置に転送するように構成しているため
、部品の寸法の表示等に必要な部品の実測寸法を形状検
査装置に入力するためのキーボードが不要となり、キー
ボード操作など面倒な作業が不要となり、またキーボー
ドの操作不良によりデータの入力ミスを招くことがなく
、現場作業に適した装置を提供することができる等の利
点がある。

全体説明図、第２図は本発明の詳細な説明するフローチ
ャート、第３図は形状検査装置の画像部分の説明図であ
る。

１　形状検査装置、　　　　２　ねじ、シルエット、　
　　　　３　搬送ベルト、ＣＣＤカメラ、　　　　５　
ストロボ。

ストロボ駆動部、　　　６　良否判定部、制御部、　　
　　　　　６ｂ　　記憶部、部品検出部、 ＣＯＤカメラインタフェース、 フレームＲＡＭ、　　６ｆ　　メイン操作部、モード選
択部、　　　６ｈ　　メイン表示部、インタフェースバ
ス、　８　　Ｉ１０ボート、ディジタルノギス、　１０
ａスケール、スライダ５１００寸法測定部、 操作部、　　　　　　　ｌＯｅ表示部、データ転送部、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 透明な材料でなる搬送ベルトを配置し、この搬送ベルト
   により部品を係止して一列に連続して供給するように構
   成する一方、部品の移動路を挾むように位置して光源と
   その光線を受けるＣＣＤカメラとを配置し、部品がＣＣ
   Ｄカメラの前方に位置すると、光源を作動させて部品の
   シルエットをＣＣＤカメラの画像を構成する画素毎に二
   値化してこの二値化データを良否判定部に送るとともに
   この良否判定部で各画素に対応する二値化データを記憶
   してシルエットの形状を認識し、これを基準となる部品
   の形状と比較して部品の形状の良否を判別するように構
   成した部品の形状検査装置において、 良否判定部に検査モード、ティーチングモードのいずれ
   かを選択するモード設定部を有するメイン操作部を設け
   る一方、 この良否判定部にデータ転送指令信号を発信する操作部
   、寸法測定部およびデータ転送指令信号を受けて前記寸
   法測定部の測定値を転送するデータ転送部を持つディジ
   タルノギスを付設するとともに、 この良否判定部をティーチングモードが選択される時に
   、データ転送部から転送される測定値を読取ってこれを
   所望部品の基準寸法として記憶するように構成したこと
   を特徴とする部品の形状検査装置。