JPH05240738A

JPH05240738A - ねじ検査方法およびその装置

Info

Publication number: JPH05240738A
Application number: JP4078886A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Hayashi; 孝彦林
Original assignee: ENUTETSUKU KK
Current assignee: ENUTETSUKU KK
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1993-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】ねじ山の表面状態に影響されることなく、し
かも螺旋ねじ部のみならずねじ軸と平行なローレット部
についても良否を判定できるねじ検査方法およびそれに
用いる装置を提供する。【構成】搬送路を一方向に送られてくるねじの表面に
前記搬送路の一方の側部の光源から光を照射してねじ表
面にねじ部に起因する明暗を形成し、該明暗状態を光源
と同一側の撮影装置で撮影し、該撮影画面上においてね
じ軸に直交する方向をＸ軸、ねじ軸と平行方向をＹ軸と
して前記明部、暗部までのＸ座標をＹ軸方向に沿って測
定し、該測定信号を演算処理装置に送り、あらかじめ設
定した基準値と比較してねじ部の良否を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、搬送路を順次送られて
くるねじの良否を判定するためのねじ検査方法およびそ
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来前記のようなねじ検査方法として、
次に示す方法がある。その一つは、搬送路を送られてく
るねじのねじ山表面に直角に光を照射して、その反射光
が入射光路を正しく戻ってくるか否かでねじ山が正確に
刻設されているか否かを判定する方法である（特開昭５
５ー７０７０２号公報）。

【０００３】また他の方法は、一次元イメージセンサを
内蔵した撮像装置と光源間にねじを通過させて、該イメ
ージセンサによりねじの形状、大きさ等を測定する方法
である（特開昭６２ー４９２０３号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし前者の方法は、
検査結果がねじ山の色や表面状態に影響され易く、ねじ
山の良否を正確に判定できないおそれがあった。また後
者の方法は、一次元イメージセンサを利用するため図６
に示すようなねじ軸と直交する螺旋ねじ部Ａについては
良否を判定できるものの、ねじ軸に平行なローレット部
Ｂについては良否を正確に判定できないおそれがあっ
た。

【０００５】そこで本発明は、前記の点に鑑みねじ山の
表面状態に影響されることなく、しかも螺旋ねじ部のみ
ならずねじ軸と平行なローレット部についても良否を判
定できるねじ検査方法およびそれに用いる装置を提供す
る。なお、本発明の説明においては螺旋ねじ部およびロ
ーレット部の両者をねじ部と称する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第一の発明の要旨は、搬
送路を一方向に送られてくるねじの表面に前記搬送路の
一方の側部の光源から光を照射してねじ表面にねじ部に
起因する明暗を形成し、該明暗状態を光源と同一側の撮
影装置で撮影し、該撮影画面上においてねじ軸に直交す
る方向をＸ軸、ねじ軸と平行方向をＹ軸として前記明
部、暗部までのＸ座標をＹ軸方向に沿って測定し、該測
定信号を演算処理装置に送り、あらかじめ設定した基準
値と比較してねじ部の良否を判定するねじ検査方法にあ
る。

【０００７】また第二の発明の要旨は、搬送路を一方向
に送られてくるねじの表面状態を測定部で測定して該測
定信号を演算処理装置に送り、あらかじめ設定した基準
値と比較してねじの良否を判定するねじ検査装置におい
て、前記測定部を、搬送路の一方の側部にあってねじ表
面を照射する光源と、該光源と同一側にあってねじ表面
の明暗を撮影する撮影装置とから構成して、撮影画面上
で前記ねじの明暗部をねじ軸および該ねじ軸と直交する
二次元方向に測定するようにしたことを特徴とするねじ
検査装置にある。

【０００８】

【実施例】以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説
明する。図１および図２は本発明のねじ検査方法を示す
フローチャート図、図３はブロック図である。また図４
はその検査方法に用いるねじ検査装置の一実施例の概略
平面図、図５は撮影装置に取り込まれた画像を示す図、
図６は螺旋ねじ部とローレット部を有するねじの正面図
である。

【０００９】まず前記ねじ検査装置の一実施例について
説明する。１０はねじを一方向に送るための搬送手段で
ある。この搬送手段１０の基台１２中央部には二本のレ
ール１４，１４が平行に立設されている。そのレール１
４，１４は、ねじ搬送路１５を構成するもので、ねじ１
６の首部を支持できる間隔とされている。

【００１０】また前記レール１４，１４に沿って、ねじ
１６搬送用の駆動ベルト１８と切出し装置２０が設けら
れている。その切出し装置２０は、ねじ搬送時にねじ同
士が近接し過ぎてねじ１６個々の表面に明暗形成用の光
が正しく照射されなくなるのを防止する。

【００１１】前記搬送路１５の一方の側部前方には、ね
じ照明用の光源２２が設けられている。その光源２２
は、ねじ１６表面にねじ部に起因する明暗を形成するた
めのものである。光源２２の角度は、搬送路１５に対し
て約４５度に設定されている。光源としては、ハロゲン
ランプ等が用いられる。

【００１２】光源２２と同一側の搬送路１５後方には撮
影装置２４が設けられている。その撮影装置２４は、ね
じ表面の明暗を撮影するものでＣＣＤカメラからなる。
なお撮影装置２４と検査対象のねじと前記光源２２を結
ぶ角度は９０度とされる。また撮影装置２４は図示しな
い演算処理装置に電気的に配線されていて、撮影装置で
測定した測定信号を演算処理装置に送信するようになっ
ている。

【００１３】前記光源２２と撮影装置２４間には、トリ
ガセンサー２６が設けられている。そのトリガセンサー
２６は、搬送路１５のねじが撮影位置に至った時点およ
び撮影終了位置に至った時点を検出して、ねじの撮影開
始、撮影終了を正しく行なうものである。本実施例では
レーザーセンサーからなる。

【００１４】また搬送路１５の前端には、ねじ排除手段
２８が設けられている。ねじ排除手段２８は、不良と判
定されたねじを搬送路１５から排除するもので、リジェ
クトシリンダーで構成されている。

【００１５】次に図３のブロック図について説明する。
ブロック図において、１６ビットＣＰＵボード、メモリ
ーボード、デジタルインプット／アウトプットボード、
画像処理ボードおよびシステムバスが本発明の演算処理
装置を構成している。

【００１６】１６ビットＣＰＵボードは、画像処理以外
の制御を行うホスト側コンピューターである。入出力へ
のアクセスはシステムバスを通して行う。メモリーボー
ドは、メニュー表示データや、ねじの種類毎のパラメー
ター等を記憶するボードである。

【００１７】デジタルインプット／アウトプットボード
は、本システムに取り込むインプット、アウトプットを
入出力するボードである。画像処理ボードは、画像処理
を行うボードで、撮影装置（２次元ＣＣＤカメラ）とモ
ニターテレビとを接続している。パラメーターや、コマ
ンド処理および判定結果等、ホストコンピューターとの
情報の受渡しはシステムバスを通じて行われる。

【００１８】シフトセンサーは、ロータリーエンコーダ
ーから得られるシフトパルスに欠点フラグを書き込むた
めに使用される。従って、ロータリーエンコーダーは、
不良ねじが排除手段の位置に至るまでパルス処理するた
めのものである。

【００１９】シーケンサーは、機械側のインターフェー
スのために使用されるもので、切出し装置２０や搬送ベ
ルト１８の運転状況等を取り込む。また画像装置側のコ
ンピューターエラー時等の際に信号を出力する。コンソ
ールは、メニュー設定キーや欠点検出表示等が配置され
る。

【００２０】次に前記検出装置を用いて行うねじ検査方
法について説明する。前記ねじ搬送路１５を所定間隔で
送られてくるねじ１６は、所定位置まで来ると光源２２
によって搬送路１５の一方の側部から照射され、ねじ表
面にねじ部、すなわち螺旋ねじ部Ａおよびローレット部
Ｂに起因する明暗が形成される。

【００２１】それと同時に、前記トリガセンサー２６に
より、測定対象となるねじ１６ａが測定位置に来たこと
が検知される。それに基づいて撮影装置２４が作動して
測定対象となるねじ１６ａ表面の明暗を撮影し、画像を
取り込む。取り込まれた画像は、図５に示すように暗い
（黒い）背景にねじが明るく（白く）浮き上がって、ね
じ表面のローレット部凹部が暗（黒）部３０、ローレッ
ト部凸部が明（白）部３２になっている。ここまでの段
階は図１のフローチャートの（１）〜（３）に相当す
る。

【００２２】撮影装置２４によって取り込まれた画像に
対して、演算処理装置のホストコンピューターからコマ
ンドとパラメーターを画像ボードに送り、画像処理を行
う。この段階は、図１の（４）から（５）に相当する。

【００２３】前記（５）の画像処理の詳細は、図２に示
すフローチャートの（１５）から（３５）に示す通りで
ある。まず、ねじの左側上方を基準点（Ｘ₀，Ｙ₀）と
して直交座標を設定し、ねじ軸に直交する方向をＸ軸、
ねじ軸方向をＹ軸とする。そして初めに前記螺旋ねじ部
Ａのウインドウ処理を開始する（１５）。

【００２４】ウインドウ処理は以下のようにして行う。
まず取り込んだ画像における螺旋ねじ部の所定位置を長
方形のウインドウ（枠）３４で囲み、そのウインドウ内
で螺旋ねじ部の左側から明部のＸ座標アドレスＸ₁を測
定し、順次Ｙ軸のプラス方向（ねじ軸下方）にｎ回測定
する（１６）。ｎはあらかじめ設定した数。このとき、
ねじ外側は暗部として画像に取り込まれているため、螺
旋ねじ部外形に応じてＸ_i値が測定される。Ｘ_i値はね
じ山部で最小、ねじ谷部で最大になる。なお、採用する
Ｘ_i値は、明度レベルの測定値があらかじめ設定したＳ
レベル及びパラメーターａを連続して満足する場合のＸ
座標アドレスである。パラメーターａは、ねじ部の表面
位置を確実に検出できるように、測定誤差を考慮して設
定した数値である。

【００２５】前記Ｘ₁〜Ｘ_nに対して評価関数を用いて
最大値Ｍａｘ−Ｘ、最小値Ｍｉｎ−Ｘを求め（１７）、
そのＭａｘ−ＸとＭｉｎ−Ｘのアドレス差をあらかじめ
設定したパラメーターｂと比較し（１８）、良否判定フ
ラグを立て、螺旋ねじ部の良否を判定する（１９）。す
なわち、前記アドレス差がパラメーターｂより小さい場
合は、ねじ山の高さが所定高さより低くなっていてねじ
が正しく刻設されていないことを示す。

【００２６】次に、ローレット部のウインドウ処理を開
始する（２０）。初めに、前記螺旋ねじ部の測定時と同
様に長方形のウインドウ３６でローレット部の所定位置
を囲む。そして、そのウインドウ内で測定開始点として
最適なスタートアドレスＹ₁を算出する（２１）。

【００２７】そのスタートアドレスＹ₁において、枠の
右方向から左方向に向けて一番目の明部ラインの検索を
開始する（２２）。その際、明度が設定Ｓレベルを満た
し、かつあらかじめ設定したパラメーターｃの分だけＸ
軸方向に連続して検出された明部ラインの幅をスタート
アドレスＸ_1SとエンドアドレスＸ_1Eとして登録し、これ
をＹプラス方向（下方）にｎ回測定する（２３）。そし
て、前記エンドアドレスを評価関数と比較して明部ライ
ンか否か判断し（２４）、否の場合は前記（２３）に戻
り、一方明部ラインと判断した場合は明部ライン幅があ
らかじめ設定した最適値パラメーターｄより大か否かを
判断し（２５）否の場合は前記（２３）に戻り、一方大
なる場合は１番目明部ラインの存在を確認する（２
６）。

【００２８】次に暗部ラインの検索を開始する（２
７）。その検索は前記（２３）〜（２５）と同様にして
行う。そして１番目の暗部ラインの存在を確認したら
（２８）、前記と同様の操作を繰り返して２番目の明部
ラインと２番めの暗部ラインの確認を行い、各ライン幅
のＹ方向のラインアドレスを算出する（２９）〜（３
３）。

【００２９】そして明部および暗部の各ライン幅を、前
記螺旋ねじ部で測定したＭａｘ−ＸとＭｉｎ−Ｘの差と
相互評価し、各ライン幅のラインアドレスが前記差より
大なる場合はローレット部が良、一つでも小の場合は不
良と判定する。これにより画像ボードの処理が終了す
る。なお本実施例では、２本の明部ラインと２本の暗部
ラインの計４本のラインによってローレット部全体の良
否を判定しているが、ねじの材質、大きさ等によっては
測定するラインの本数を増減してもよい。また本実施例
では、螺旋ねじ部の画像処理時における明部の測定を左
方向から行ない、一方ローレット部の画像処理時におけ
る明部と暗部の測定を反対の右方向から行なったが、両
測定方向を一致させてもよい。

【００３０】前記画像ボードでの処理終了後、判定処理
データを演算処理装置のホストコンピューターに帰し
（６）、インプット／アウトプットボードにシフトセン
サーを入力する。

【００３１】その後ホストコンピューターによりワーク
シフト処理を行い（８）、インプット／アウトプットボ
ードからシフト結果を出力させ（９）、良品の場合は良
品収納ボックスへ、一方不良の場合は排除手段２８によ
り搬送路から排除して不良品収納ボックスに収納する
（１０）〜（１４）。これにより検査が終了する。

【００３２】

【発明の効果】以上図示し説明したように、本発明は光
の照射によってねじ部に生じる明暗を撮影装置により撮
影して二次元方向に測定するため、螺旋ねじ部のみなら
ず、ねじ軸方向のローレット部についてもねじの良否の
判断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のねじ検査方法のフローチャートであ
る。

【図２】同検査方法の画像処理を説明するフローチャー
トである。

【図３】同検査方法のブロック図である。

【図４】本発明のねじ検査装置の一実施例の概略平面図
である。

【図５】画像処理時における撮影画像である。

【図６】螺旋ねじ部とローレット部を有するねじの正面
図である。

【符号の説明】

１５搬送路１６ねじ２２光源２４撮影装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搬送路を一方向に送られてくるねじの表
面に前記搬送路の一方の側部の光源から光を照射してね
じ表面にねじ部に起因する明暗を形成し、該明暗状態を
光源と同一側の撮影装置で撮影し、該撮影画面上におい
てねじ軸に直交する方向をＸ軸、ねじ軸と平行方向をＹ
軸として前記明部、暗部のＸ座標をＹ軸方向に沿って測
定し、該測定信号を演算処理装置に送りあらかじめ設定
した基準値と比較してねじ部の良否を判定するねじ検査
方法。
【請求項２】搬送路を一方向に送られてくるねじの表
面状態を測定部で測定して該測定信号を演算処理装置に
送り、あらかじめ設定した基準値と比較してねじの良否
を判定するねじ検査装置において、前記検出部を、搬送路の一方の側部にあってねじ表面を
照射する光源と、該光源と同一側にあってねじ表面の明
暗を撮影する撮影装置とから構成して、撮影画像中で前
記ねじの明暗部をねじ軸および該ねじ軸と直交する二次
元方向に測定するようにしたことを特徴とするねじ検査
装置。